JPH0747155B2

JPH0747155B2 - 含リン排水の処理方法

Info

Publication number: JPH0747155B2
Application number: JP63290479A
Authority: JP
Inventors: 憲生村重
Original assignee: 三井石油化学工業株式会社
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH02135189A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、し尿、水産加工排水、家庭用排水、下水ある
いは工場排水などにおけるリン化合物を有する排水の高
度浄化工程方法に関し、特に、化学的酸素要求量（以下
CODということがある）、生物学的酸素要求量（以下BOD
ということがある）、懸濁固体（以下SSということがあ
る）、リン酸等の除去率が高く、しかも膜処理時の膜透
過流速（以下フラックスということがある）の低下がす
くない処理方法に関する。

＜従来技術とその問題点＞従来、有機物等で汚染度の高い排水の処理方法として
は、水で希釈後、活性汚泥法によって処理することが行
われてきた。さらに、下水、工場排水の再利用の必要か
ら排水の高度処理技術が発達してきた。

下水、排水の高度処理技術には大別して二つあり、一は
従来の活性汚泥処理した処理液をさらに高度処理する方
法であり、他は、物理化学的処理方法と呼ばれるもので
硫酸バン土、消石灰、塩化第一鉄などの無機凝集剤によ
る沈澱生成と沈澱除去を組み合わせる方法である。物理
化学的処理方法は、各種の被処理物質に応じた処理が可
能で高度処理ができるが、複雑な処理工程が必要であり
装置が大型化してしまう問題があり、また必ずしも低濃
度まで除去する必要のない被処理物もあり経済的でない
場合もある。

このため処理する排水に応じた各種の処理方法を組み合
わせて行う方法が考えられている。

し尿の処理は、希釈後、生物学的処理方法である硝化脱
窒素活性汚泥法をおこなってBOD、窒素を除去した後、
処理水に硫酸バン土などを添加し、残留する燐、COD、
色度、SSを除去する方法がおこなわれている。しかし硫
酸バン土による凝集処理は凝集剤を大量に消費するう
え、発生する凝集汚泥の処分も大きな問題となる。

また、近年、燐酸の存在は富栄養化の主因となり、湖
水、河川水の富栄養化によってって水質が悪化して異臭
を発し、閉鎖系海域への燐酸含有排水の放流は赤潮発生
の原因となる。このような燐酸は逆浸透膜を利用した高
度な処理をすれば除去できるが、設備費、経費がかか
る。このため、し尿、下水、工場排水処理法での脱燐法
の主流は、曝気段階で第一鉄塩を添加して、燐酸を鉄塩
として沈澱させる方法や、最終沈澱処理の段階で、第二
鉄塩を添加して沈澱処理する方法、また、鉄塩に代わっ
てアルミニウム塩を使用する方法が知られている。

本発明者等は、FeCl₃により燐酸を凝集沈澱させた後、
膜濾過して固液分離して排水処理をおこなったところpH
4〜５で凝集反応を行った後そのまま膜処理するだけで
燐酸を効率よく除去でき、さらにCODや色度も減少で
き、最終工程の活性吸着塔の運転コストも低減できるこ
とがわかった。

ところが、この様な膜処理を用いる排水の処理方法で
は、膜処理時の経時によりフラックスが低下してしま
い、所定の排水処理量が安定して得られないという問題
があった。

＜発明が解決しようとする課題＞本発明の目的は、従来技術の問題点を解決し、リン化合
物を効率よく除去できるだけでなく、膜濾過時のフラッ
クスの低下のない含リン排水の処理方法を提供しようと
する。

＜課題を解決するための手段＞すなわち本発明は、リン化合物を含有する排水の処理方
法において、ポリフッ化ビニリデン系樹脂膜を用いた膜
濾過処理を行うことを特徴とする含リン排水の処理方法
を提供する。

本願発明は、（１）リン化合物を含有する排水の処理方
法において、（ａ）酸性条件下で、リン化合物固定化剤を加え、リン
化合物を不溶性物として生成せしめる工程、及び（ｂ）
前記不溶性物が生成せしめられた液を、分画分子量10,0
00〜100,000を有するポリフッ化ビニリデン系樹脂製の
平膜を用いて膜濾過して濃縮液と処理水とに分離する工
程、とを有することを特徴とする含リン排水の処理方法
である。

以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明方法を適用される排水は、リン化合物を含む排水
であれば特に限定されないが、し尿、水産加工排水、食
品排水、下水、工場排水などの有機性物質を含む排水で
ある。排水は、必要により生物学的処理を行ってから以
下の膜濾過処理工程を行う。生物学的処理は、嫌気性
菌、好気性菌、通性嫌気性菌、等の微生物を活性汚泥と
共に排水中に入れ、ばっ気、撹拌等の適切な処理を行
う。

膜濾過処理は、分画分子量10,000〜100,000の透過膜を
1.0〜5.0Kg/cm²の加圧条件で用いて透過する。膜濾過処
理の温度は、10〜70℃が好ましい。

使用する透過膜の素材は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂
を用いる。

ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、下記式で示されるポリ
フッ化ビニリデンを主成分とするふっ素系の樹脂であ
り、機械的強度、耐熱性が高く、耐薬品性、耐候性に優
れている。

本発明に用いるポリフッ化ビニリデン系樹脂は、上述の
ポリフッ化ビニリデン以外に、他の樹脂を混合したり共
重合してもちいてもよく、他の樹脂は、テトラフロロエ
チレン、メチルメタクリレート、を例示することが出来
る。

本発明において使用するポリフッ化ビニリデン系樹脂膜
としては、例えばローヌプーラン社製IRIS−3065などが
例示できる。

膜濾過装置の形式は、形式は、ロッド型膜モジュール、
管型膜モジュール、中空管型膜モジュール、のり巻き構
造型膜モジュール、中空系型膜モジュール、平膜型モジ
ュール等を利用することができるが、第一図に例示する
平膜型モジュールがよい。

好ましくは、下記の工程（ａ）および（ｂ）を用いる。

工程（ａ）；酸性条件下で、リン化合物固定化剤を加
え、リン化合物を不溶性物として生成せしめる工程。

リン化合物を不溶性物とする工程は、排水中のリン化合
物を、接触粒体あるいは粉体、沈澱物を添加して、吸着
あるいは化学的に反応させて固定化し、一度固定化した
リン化合物が系外に流出しないようにする場合もある
し、化合物を添加してリン化合物と反応させて不溶性の
沈澱とする等の場合もある。

用いるリン化合物固定化剤は、リン化合物を不溶性リン
含有物とするものであれば特に限定されないが、燐鉱
石、燐灰石、骨炭、アルミナ等の粉体、粒体や、CaCl₂,
アルミン酸塩,Fe塩等の化学物質が例示され、Fe塩が好
ましく、特に第二鉄塩、なかでもFeSO₄、FeCl₃が好まし
い。リン化合物固定化剤の濃度は、全リン濃度に対して
Fe,Al,Ca等の金属濃度が、金属（Fe,Al,Ca等）／全リン
＝1.5〜３モル比がよい。

酸性条件は、好ましくは、pH3〜５、より好ましくは、p
H4〜4.5がよい。酸性条件は、燐化合物固定化剤にFeCl₃
を用いる場合は、カセイソーダ、カセイカリ、等のアル
カリを添加して調整するが、場合によっては、硝酸、塩
酸、硫酸等の酸を必要により添加して調整してもよい。

工程（ａ）を行う装置は、バッチ式でも連続式でもよい
が第一図に例示する撹拌機７を備えた混合槽６が好まし
い。

工程（ａ）を行う時間および温度は、処理される排水の
種類や汚染度によって種々であり限定されない。好まし
くは、10〜120分、15〜50℃がよい。

工程（ｂ）；前記不溶性物が生成せしめられた液を、分
画分子量10,000〜100,000を有するポリフッ化ビニリデ
ン系樹脂製の平膜を用いて膜濾過して濃縮液と処理水と
の分離する工程。

以上の処理を行った処理水は、必要によりさらに吸着処
理を行ってもよい。吸着処理は、有機性吸着樹脂や、活
性炭、ゼオライト、珪藻土、酸性白土等のの無機性吸着
剤を用いて処理を行うことができる。

本発明の好適実施例の一つを第一図を用いて説明する。

第一図に示すフローチャートは、撹拌機７を備えた混和
槽６、濃縮槽13、膜分離装置15、をこの順序で配置し
て、搬送ライン14で連続的につないだ含リン化合物の処
理ラインをあらわす。別に、原水槽２、塩化第二鉄槽
３、カセイソーダ槽４を設け、これらは、それぞれポン
プ25を介して搬入ライン26をもち、搬入ライン26は混和
槽６に連通し、それぞれ混和槽６に原水１、塩化第二
鉄、カセイソーダを供給できるように配置されている。

原水１は、原水槽２に導入され、原水槽２ではフロート
21により原水の水位が一定に保たれている。

原水槽２中の原水１は、ポンプ25により搬入ライン26中
を運ばれ、ガイド27により混和槽６の底部にはいる。別
に混和槽６中には、塩化第二鉄槽３およびカセイソーダ
槽４よりそれぞれ塩化第二鉄、カセイソーダが、適宜供
給される。原水と、塩化第二鉄と、カセイソーダは、混
和槽６中で撹拌機７により撹拌混合され所定のpH値を保
つよう調節されつつ供給される。混和槽６中で、原水中
に含まれるリン化合物は、塩化第二鉄と反応して不溶性
物とな。不溶性物中には、不溶性リン化合物以外に、SS
凝集物等も含まれる。

一定時間混和槽６中で混合されリン化合物を不溶性物と
して含む原水は、搬送ライン14により濃縮槽13に搬送さ
れ、濃縮槽13中で、所定時間保持され、さらに沈澱凝集
反応がすすめられる。

充分沈澱反応が行われた原水は、搬送ライン14によりポ
ンプ25を介して膜分離装置15に送られる。原水は膜分離
装置15中の分離膜を通過することにより分画分子量以上
の物をこしとられて処理水22となり処理水ライン19によ
り系外に搬送される。処理水ライン19には流量計20が設
けられ膜分離装置からの透過液量を常時読みとれる。ま
た、搬送ライン14から濃縮槽13に流れ込む液量以上の膜
分離装置からの透過液は、濃縮槽13に設けたフロート21
を介して返送することにより、濃縮槽13の液レベルは一
定に保持される。

膜分離装置15により処理水22と分離された膜分離装置濃
縮液は、返送ライン16を通って一部濃縮槽返送ライン17
にはいって濃縮槽13中に返送される。

＜実施例＞（実施例および比較例）第一図に示す装置を用いて、下記の条件で排水の処理を
行い、第２図に示すCODおよび全リン濃度の処理水を得
た。この処理により全リン除去率99％以上、COD除去率6
0％以上、色度除去率80％が得られた。

膜分離装置で使用するUF膜に、ポリアクリロニトリル系
樹脂膜（ローヌプーラン社製IRIS−3038,分画分子量200
00）を用いて比較例とし、ポリフッ化ビニリデン系樹脂
膜（ローヌプーラン社製IRIS−3065,分画分子量40000）
を用いて本発明例とした。

用いたUF膜の種類によるフラックス量の変化を測定し、
第３図に示した。

実験条件は、下記のとおりとした。

1.膜分離装置およびUF膜 UFモジュール;UFP−10 2S2P 0.22m² UF運転条件；圧力入口 2.4Kg/cm² 出口 1.6Kg/cm² 線速度 2.5m/s 2.初期テスト条件原水水質；全リン濃度 80mg/ COD 100mg/ UFフラックス;200/m².h以上原水処理量;44/h 塩化第二鉄フィード量； Fe/全リンモル比 1.5 FeCl₃フィード速度171mmol/h カセイソーダフィード量 257mmol/h NaOH/Feモル比 1.5 沈澱分離槽pH;4.5 3.分析方法全リン濃度モリブデン酸アンモニウム法（下水試験法基準） COD濃度 100℃過マンガン酸カリウム法（JIS K−0102基準）全鉄濃度ｏ−フェナントロリン法（JIS K−0102基準）懸濁固体（SS）濃度サンプルの20mlを3000rpm、20minの条件で遠心分離し、
上澄み液を廃棄の後30mlの蒸留水に再溶解、再度遠心分
離し沈澱分を05℃で一昼夜乾燥後秤量してSSとした。

色度吸光高度計を使用し測定波長410nm、セル10mmにて測定
した。

フラックス変化テスト開始時Fe/全リンモル比２の条件でポリアクリロ
ニトリル樹脂膜によりテストを行ったが、200/m²・ｈ
のフラックスを持した時間は約２日であった。

原水フィード量を低下しFe/全リンモル比を２以上とし
た条件でポリフッ化ビニリデン樹脂膜でテストした。そ
の結果フラックス200/m²・ｈが５日間持続できた。

＜発明の効果＞本発明の排水の処理方法は、ポリフッ化ビニリデン系樹
脂膜を用いて膜濾過処理を行うので、排水中のリン化合
物を効率よく除去できるだけでなく、膜濾過時のフラッ
クスの低下が少なく安定した処理量が長期に渡って得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第一図は、本発明の一実施例を示すフローチャートであ
る。第二図は、本発明で得られる処理水の水質を示すグラフ
である。第三図は、膜濾過装置の膜材質の変化によるフラックス
の変化を示すグラフである。符号の説明１……原水（排水）２……原水槽３……塩化第二鉄槽４……カセイソーダ槽６……混和槽７……撹拌機８……沈澱分離槽９……かきとり羽根 10……バルブ 11……排出ライン 12……不溶性物（濃縮液） 13……濃縮槽 14……搬送ライン 15……膜分離装置 16……返送ライン 17……混和槽返送ライン 19……処理水ライン 20……流量計 21……フロート 22……処理水 25……ポンプ 26……搬入ライン 27……ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン化合物を含有する排水の処理方法にお
いて、（ａ）酸性条件下で、リン化合物固定化剤を加え、リン
化合物を不溶性物として生成せしめる工程、及び（ｂ）前記不溶性物が生成せしめられた液を、分画分子
量10,000〜100,000を有するポリフッ化ビニリデン系樹
脂製の平膜を用いて膜濾過して濃縮液と処理水とに分離
する工程、とを有することを特徴とする含リン排水の処理方法。