JPH105771A - 脱リン剤とその製造方法および排水の脱リン方法 - Google Patents

脱リン剤とその製造方法および排水の脱リン方法

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JPH105771A
JPH105771A JP19823396A JP19823396A JPH105771A JP H105771 A JPH105771 A JP H105771A JP 19823396 A JP19823396 A JP 19823396A JP 19823396 A JP19823396 A JP 19823396A JP H105771 A JPH105771 A JP H105771A
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太起夫 安達
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規な脱リン剤とその製造方法および脱リン
方法を提供するものである。 【構成】 塩化マグネシウムのゲル化物を有効成分とす
る脱リン剤。また、軽焼マグネシウムと塩酸からなる溶
液をゲル化させる脱リン剤の製造方法。および、リン含
有排水に塩化マグネシウムのゲル化物を添加し、液性を
アルカリ領域として反応させることを特徴とする排水の
脱リン方法である。 【効果】 この脱リン剤は、比較的廉価な原料を用いて
製造されるため、経済性に優れているうえに、毒性がな
く寒天状もしくは液状であるので、取扱いも容易であ
る。この脱リン方法は、従来の凝集沈殿法と同様の方法
で利用できるために、特別な装置を用いずとも適用可能
である。生成する沈殿物は、凝集性が高く沈降性が良い
ため、分離装置によって簡単に分別可能であり、含水率
も低くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種産業や日常生活を
通じて発生するリン化合物(以下リンと略称)を含有し
ている廃水,排水,汚水,下水,下水処理水等の浄化の
ために用いられる脱リン剤とその製造方法、および前記
の脱リン剤を用いて被処理水中のリン分を除去し浄化す
るための脱リン方法に係るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、河川、湖沼あるいは閉鎖性海域に
おける富栄養化が問題となり、これらの水域環境の保全
のために窒素・リンの排水規制が実施され、各種の産業
で発生する窒素・リン含有化合物を含む廃液・廃水は適
宜処理された後、法律に規定されている濃度以下の排水
として放出することが義務づけられている。前述した水
域へのリンの流入を防止するために、各種の対策が検討
され、一部では既に実用化されている。
【0003】これまでに排水中のリンを低減するために
は、以下のような方法が知られている。 被処理水にアルミニウム,鉄,カルシウム,マグネシ
ウム等の金属塩からなる凝集剤を添加し、リンと共に凝
集沈殿させる化学的凝集沈殿法。 好気性条件と嫌気性条件を組合せ、活性汚泥によりリ
ンを除去する生物学的処理法。 活性アルミナと接触させてリンを吸着除去する選択的
イオン交換法。 燐鉱石生成の原理を応用し、リンをカルシウムヒドロ
キシアパタイトとして晶析させる接触脱リン法。 これらの方法は、単独で利用されることもあるが、実際
にはこれらを組み合わせて実施されることが多い。
【0004】前述の公知の脱リン方法のうちでは、化学
的凝集沈殿法は古くから実用化されている方法の一つで
ある。しかしながら、化学的凝集沈殿法には使用する凝
集剤によらずに、以下のような問題が指摘されている。 一般に大量の凝集剤を必要とし、処理コストが高いこ
と。 使用する薬剤に比例して大量の汚泥が発生し、その汚
泥の沈降性、濃縮性が極めて悪いこと。 生成する汚泥の脱水性が低いこと。 このため、処理施設の建設には広い用地と高額の建設費
用と共に、処理のための経費を要する等多くの問題を抱
えていた。
【0005】
【発明の目的】本発明は、これまでと異なる新規な脱リ
ン剤とその製造方法、および前記の脱リン剤を用いる脱
リン方法を提供するものである。前述の脱リン剤は比較
的廉価に製造可能で、取扱いも容易なものであることを
意図した。
【0006】また、本発明によって生成する沈殿物は、
凝集性、沈降性が良好で、濾過機等の分離装置によって
簡単に分別可能なものとする。
【0007】さらには、本発明の脱リン方法は、本質的
に従来の化学的凝集沈殿法と同様の方法で利用すること
が可能で、既設の設備が利用でき、特別な装置を用いず
とも適用できるようなものとすることも目的の一つであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、前記
の課題を解決するために、種々検討を行ない、塩化マグ
ネシウムのゲル化物を脱リン剤として用いるようにした
ものである。
【0009】前記のゲル化物は、軽焼マグネシウムの懸
濁液に塩酸を添加し、そのままあるいは加温した状態で
攪拌した後、放置しておくことで溶液は徐々に流動性を
消失しゲル化した状態となるので、これを使用する。こ
のように軽焼マグネシウムと塩酸を混合し放置しておく
ことでゲル化物が形成されるが、軽焼マグネシウムの成
分の酸化マグネシウム(MgO)と塩化水素(HCl)
とが反応し、大部分が塩化マグネシウムとなり、これが
高分子化してゲル化するものと考えられものの、ゲル化
の機構の詳細については不明である。
【0010】
【発明の構成】本発明は、塩化マグネシウムのゲル化物
を有効成分とする脱リン剤、および、前記のゲル化物を
水中に分散してなる脱リン剤である。
【0011】また、軽焼マグネシウムと塩酸からなる溶
液を、ゲル化させることを特徴とする脱リン剤の製造方
法、および、前述のごとく軽焼マグネシウムと塩酸から
なる溶液をゲル化させた後、該ゲル化物を水に分散させ
ることを特徴とする脱リン剤の製造方法である。
【0012】さらには、リン含有排水に、塩化マグネシ
ウムのゲル化物を添加し、液性をアルカリ領域として反
応させる排水の脱リン方法、及び、前記の脱リン方法に
おいて、塩化マグネシウムのゲル化物を予め水中に分散
した状態に調整して添加する方法である。
【0013】本発明の脱リン剤は、塩化マグネシウムの
ゲル化物が使用され、被処理水中に存在するリンを吸着
するかリンと反応して、液中のリン量を低減させること
ができる。尚、溶液が部分的にゲル化したもの、全体が
ゲル化した状態のもののいずれの場合にも、脱リン剤と
して有効に作用し、ゲル化が進行したものを直接分散利
用する場合には排水量を増加させることがないので、こ
れらはその得失と利用状況に応じて適宜選択すればよ
い。しかしながら、脱リンの効果としては、一部がゲル
化したものよりも、全体がゲル化したものの方が良好な
ため、できるだけゲル化が進行したものを使用すること
が望ましい。
【0014】本発明で用いる塩化マグネシウムのゲル化
物を製造するために必要な原材料は、軽焼マグネシウム
と塩酸である。原料として用いる軽焼マグネシウムは、
中国に多く産する基本的な成分がMgCOの菱苦土鉱
(Magnesite,マグネサイト)をキルン等で焼
成して得られ、粉末として市販されているものである。
成分的には、若干の不純物を含むものの、ほとんどが酸
化マグネシウム(MgO)であり、通常の工業用材料や
試薬等の酸化マグネシウムに比べ、軽焼マグネシウムは
安価である。軽焼マグネシウムは粉末のまま用いること
ができ、反応を早めるためにできるだけ細かいものを使
用することがよく、平均粒径で約50μm以下のものの
使用が望ましい。
【0015】また、塩酸については、できるだけ不純物
が少ないものが好ましいことは当然であるが、特に制限
されるものではなく、通常の工業用レベルのものを用い
ることができる。
【0016】次に、塩化マグネシウムのゲル化物の製造
方法について説明する。軽焼マグネシウムを構成してい
るMgOの溶解度が低いため、水中に軽焼マグネシウム
の粉末を投入すると懸濁状態となるので、この軽焼マグ
ネシウムの懸濁液に塩酸を添加して、塩化マグネシウム
を生成させるようにする。
【0017】この際に両者の割合としてはMg:Clの
モル比で1:1〜1:2、より好ましくは1:1.5〜
1:1.7の範囲としておくと、ゲル化が起り易くな
る。また、生成する塩化マグネシウムの濃度が低い場合
には、ゲル化が進行しないため、塩化マグネシウム濃度
として10〜30重量%とすることが望ましい。
【0018】ゲル化物の製造の際のMg:Clのモル比
が、MgClの場合の1:2よりも低いので、未反応
の軽焼マグネシウムが残っている可能性があるが、実際
に脱リン反応を実施する際には、アルカリ性化合物を添
加して液性がアルカリの領域で反応させることから、前
述の未反応の軽焼マグネシウムが残存していても支障は
ない。
【0019】軽焼マグネシウムと塩酸を混合し、室温付
近で10数時間放置しておくことでゲル化する。この際
に軽焼マグネシウムの割合が少ないとゲル化が一部に留
まったり、全体がゲル化するまでに時間がかかることに
なるので、両者の混合割合を前述のようにすることが望
ましい。また、軽焼マグネシウムと塩酸の混合時に加温
し、溶液を保温しておくようにすることにより、ゲル化
の反応が促進され2時間程度の短時間でゲル化するよう
になる。この際の温度は、80℃程度以下で充分であ
る。
【0020】前述のようにして得られる塩化マグネシウ
ムのゲル化物は、用いた軽焼マグネシウムの量が多く濃
度の高い場合には、ゲル化が進行して寒天状になるた
め、脱リンを行なう場所へそのままの状態で移送し、そ
の場で細かくしてからリン含有排水へ分散させて添加し
てもよい。一旦液中へ移しその中で強攪拌を行ない水中
に分散させた状態で使用してもよい。いずれの形態であ
っても脱リン剤として有効に作用し、脱リン反応が進行
する。
【0021】また、本発明の脱リン方法では、リンを含
む排水へ塩化マグネシウムのゲル化物を添加して、アル
カリ性化合物を添加しアルカリ性領域で反応させると、
得られる沈殿が沈降性の良好なものとなり、静置してお
くだけで容器底に沈降するほどとなる。前記のアルカリ
性領域としてはpH8〜10の範囲とすることが望まし
い。その結果、沈殿の分離性も良好で、濾過機等の分離
装置によって簡単に分別可能となり、含水率も低くする
ことができる。尚、添加するアルカリ性化合物によって
は、添加直後のpHが溶解性等の関係から、前記の範囲
より低いことがあっても、反応の終了時に前記のpH領
域となっていれば脱リンの効果は認められる。
【0022】脱リン反応の際に液性をアルカリ領域とす
るために使用するアルカリ性化合物としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、軽焼マグネシウム等が例示で
き、基本的には液性をアルカリ領域とすることができれ
ばよいので、公知のアルカリ性化合物の使用が可能であ
る。これらの中では、原料としている都合から、軽焼マ
グネシウムあるいはマグネシウム化合物の利用が望まし
い。
【0023】排水中に含有されているリン量について
は、原則的に制限されるものではなく、リンとして数千
ppmの高濃度のものから数十ppm程度の比較的濃度
の低いものに対しても適応可能である。被処理水中のリ
ン量に対し、Mg/Pのモル比で1.5以上になるよう
に脱リン剤を添加し、1時間以上好ましくは2時間以上
反応させればよい。この際に、溶液を加温したり、脱リ
ン剤の添加量を多くするようにすれば反応時間を短縮す
ることができる。
【0024】
【実施例】
実施例1 軽焼マグネシウムの粉末(MgO 91wt%,平均粒
径40μm)と36wt%塩酸を用いて、以下のA,B
の条件で塩化マグネシウムのゲル化物を製造した。 A;容器に水と軽焼マグネシウムと塩酸を、Mg:Cl
のモル比で1:2の割合で、生成する塩化マグネシウム
濃度が20wt%になるように添加し、50℃にて2時
間攪拌したところ液の一部がゲル化した。 B;容器に水と軽焼マグネシウムと塩酸を、Mg:Cl
のモル比で1:1.6の割合で、生成する塩化マグネシ
ウム濃度が17wt%になるように添加し、室温で30
分間攪拌した後16時間放置したところ容器内の液全体
がゲル化した。
【0025】液中燃焼法によりリン含有有機化合物を含
む廃液を噴霧焙焼し、その際に発生した排ガスを通過さ
せた排水のP濃度は990mg/リットルで、液の温度
は80〜90℃であった。前記の排水を対象に表に記載
した条件で脱リンの試験を行ない、その結果も併せて表
に示した。脱リン試験の際に、一部で液温80℃と室温
20℃で行なった。尚、脱リン剤の添加量は、脱リン剤
のMgおよびCaと排水中のPとのモル比で表した。
【0026】
【表】
【0027】試験後の沈殿は、沈降性が良くしばらく静
置しておくだけで、容器の底部に沈殿し、普通の濾紙で
簡単に濾過され、沈殿物は濾紙から容易に剥離した。
尚、リンの分析は、モリブデン青(アスコルビン酸還
元)吸光光度法によって行なった。
【0028】実施例2 実施例1で用いたと同じ軽焼マグネシウムの粉末と塩酸
により、以下のCの条件で塩化マグネシウムのゲル化物
を製造した。 C;容器に水と軽焼マグネシウムと塩酸を、Mg:Cl
のモル比で1:1.6の割合で、生成する塩化マグネシ
ウム濃度が17wt%となるように添加し、60℃にて
2時間攪拌したところ液全体がゲル化した。リン酸イオ
ン(PO 3−)をP濃度として20mg/リットルと
なるように含有させたリン含有排水を調整した。このリ
ン含有排水について、表に記載した条件で脱リン試験を
行ない、その結果を表に示した。
【0029】比較例1および2 実施例1で用いたと同じP濃度990mg/リットルの
排水を対象に、脱リン剤として軽焼マグネシウムの粉
末、塩化カルシウム(CaCl)を各々別々に添加し
て脱リン試験を行なった。条件と結果は表に示した。
【0030】その後に液中に残ったフロックは、軽焼マ
グネシウムのみでは、沈降性が悪く静置しておくだけで
はなかなか分離しなかった。また、沈殿の濾過性も不良
であり、吸引濾過が必要であった。塩化カルシウムの場
合には、沈殿が細かく、濾過も困難であった。
【0031】
【発明の効果】本発明の脱リン剤は、比較的廉価な原料
を用いて製造されるため、経済性に優れているうえに、
毒性がなく寒天状もしくは液状であるので、取扱いも容
易である。本発明の脱リン方法によって生成する沈殿物
は、凝集性が高く沈降性が良いため、濾過機等の分離装
置によって簡単に分別可能であり、従来のアルミニウ
ム,鉄系の凝集剤を用いた場合よりも含水率を低くする
ことができる。
【0032】さらには、従来の化学的凝集沈殿法と同様
の方法で本発明の脱リン方法が利用できるために、特別
な装置を用いずとも簡単に適用可能である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化マグネシウムのゲル化物を有効成分
    とする脱リン剤。
  2. 【請求項2】 塩化マグネシウムのゲル化物を水中に分
    散してなる脱リン剤。
  3. 【請求項3】 軽焼マグネシウムと塩酸からなる溶液
    を、ゲル化させることを特徴とする脱リン剤の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 軽焼マグネシウムと塩酸からなる溶液
    を、ゲル化させた後、該ゲル化物を水に分散させること
    を特徴とする脱リン剤の製造方法。
  5. 【請求項5】 リン含有排水に、塩化マグネシウムのゲ
    ル化物を添加し、液性をアルカリ領域として反応させる
    ことを特徴とする排水の脱リン方法。
  6. 【請求項6】 リン含有排水に、水中に塩化マグネシウ
    ムのゲル化物を分散した液を添加し、液性をアルカリ領
    域として反応させることを特徴とする排水の脱リン方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116425331A (zh) * 2021-12-31 2023-07-14 中国石油天然气股份有限公司 一种酸性含磷废水的除磷方法

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