JPS58199090A - 液中のリン酸を晶析する種晶材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液中に溶解して存在するリン酸塩を晶析して、
該液中から分離するための晶析処理用種晶材料の製造法
に係り、特に下水等の用廃水中に含まれるリン酸塩を効
率よく晶析させるために好適な種晶材料の製造法に関す
る。

自然水系に排出される各種廃水中には、無機性のオル）
　ＩＪン酸酸塩９慶々縮合リン酸塩、有機性り／酸塩な
どがいろいろな形態で含１れており。

これらのリン酸塩の存在が河川、湖沼、内湾などの閉鎖
性水域の富栄養化の大きな原因となっている。

これらの液中に溶解して存在するリン酸塩の除去方法の
一つとして晶析処理法がある。この方法リン酸カルシウ
ムとしてり／鉱石の表面に析出させることを基本として
いる。この際、リン鉱石は種晶物質として作用し、す／
鉱石の表面には、当初はリン酸カルシウムの中間生成物
が形成されるが時間の経過とともに安定したヒドロキシ
アパタイトに変化するといわれている。この晶析処理法
は汚泥の発生量が少ないこと、処理操作が簡便であるこ
となどの長所を有しており、リン酸の濃度が比較的低い
下水の３次処理用として最近採用されつつある。

ところで、この晶析処理法は２種晶材料である天然産の
リン鉱石が、比較的高価であること、不純物を含むため
液中のリン酸塩の処理能力が一定し々いこと、運転途中
で処理能力が低下する場合があることなどの欠点を有し
ていた。また、リン鉱石自体、産地によって組成、性状
が著しく相違しており、性能保証の面での不安定要素、
充填材としての物理的性質の適性についても問題があっ
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し。

上記リン鉱石に代る安価でかつ処理性能が安定した液中
リン酸塩類の晶析処理用種晶材料の製造法を提供するこ
とにある。

この目的を達成するため２本発明に係る種晶材料の製造
法は担体にリン酸を吸着させた後、カルシウム塩を固着
させたことを特徴とする。

ここに、担体とは種晶材料の母体となる粒状体を意味し
、リン酸塩と親和性のある物質が選ばれる。粒状体は球
状のものまたは破砕状のものの双方を含む。リン酸塩と
親和性のある物質としては。

例えばアルミニウム、マグネシウム、ジルコニウムなど
の金属酸化物を主成分とするものが好ましく用いられる
。これらの担体にリン酸を吸着させるには１例えばｐＨ
を５．５以下に調整した０、０１〜５％のリン酸塩溶液
に前記担体を浸漬することによって実現できる。浸漬時
間は通常２〜５０時間とされる。担体に吸着させるリン
酸の量は担体１１７’当り２〜２０ｍ９が好ましい。リ
ン酸塩溶液の浸漬後安定化のために乾燥加熱することが
好ましｌ／）。

上記に例示した要領でり／酸を吸着させた担体（以下、
吸着担体という。）に対して次に、カルシウム塩を固着
させる。このカルシウム塩固着処理の方法としては２次
の方法がある。

（１）　　吸着担体を、カルシウム塩溶液に浸漬する方
法 この方法は、吸着担体を湿潤のまま、もしくは乾燥加熱
後２例えば０．０５〜１０％のカルシウム塩溶液に、１
０〜１００時間浸漬する。この処理により、前記吸着し
たリン酸とカルシウムイオンが反応し、担体の表面に多
数の活性点が分布形成される。これらの活性点の化学的
組成は明らかではないが、リン酸カルシウム又はその中
間生成物と推定される。前記リン酸の吸着処理と同様に
、この処理は低い濃度のカルシウム塩溶液に、吸着担体
を長時間浸漬することが好ましい。ｐＨに対する依存性
は比較的少ない。担体に固着させるカルシウムの量は通
常担体１２当シ４〜５０１１ｖが好ましい。

（２）湿潤状態の吸着担体とカルシウム塩の微粉末とを
十分に混合したのち、乾燥する方法。

この方法は特に乾燥工程において、担体に吸着したリン
酸とカルシウムイオンが徐々に反応し、担体の表面に活
性点を形成する。乾燥後。

さらに１２０〜２００℃にて２時間程度加熱することが
好ましい。加熱によりカルシウムの固着がより強固とな
る。

以上の操作を経た９本発明に係る晶析処理用種晶材料は
、吸着させたリン酸、固着させたカルシウム塩は母材で
ある担体の重量に対して、その量がきわめて少なく、担
体の表面を覆うというよりは、むしろ、前記のように多
数の活性点として分布形成されるものであり２種晶材料
として好適な性質を示す。担体はその選択中が広く、天
然又は人工の性状が均一で安価な担体を利用でき、均一
な処理を実施できるので１本発明の結果物である機械的
強度などを任意に選択することによって。

種晶材料を充填し、固定層としても流動層としても採用
できる。

なお２本発明には属さない方法であるリン酸塩とカルシ
ウム塩が共存する溶液中に、担体を浸漬する方法によっ
て、製造した種晶材料は十分な処理性能を発揮しない。

この理由は明らかではないが２本発明においては先づ第
一段階として担体に対して親和性のあるリン酸を吸着さ
せたことが好結果を生むと推定される。

実施例１ 各種担体のリン酸に対する親和性を確認するために、吸
着実験を行った。吸着等温線を第１図に示す。第１図か
ら水酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムのリン吸着量
が大きい２次いで酸化アルミニウム、活性炭、砂の順に
リン吸着量が低下することが判る。

実施例２ １ 吃　料Ａ 粒径が０３〜０６ＩＩＩＩＩ＋の海水マグネシア・クリ
ンカを（ｉ）ＰＨ５に調整した０５％のリン酸ナトリウ
ム溶液に２０時間浸漬したのち、　（ｉｌ）乾燥し、１
２０℃にて３時間加熱した。（ｉｉｉ）この吸着担体を
１％の塩化カルシウム溶液に２０時間浸漬したのち、　
（ｉｖ）乾燥し、１２０℃にて３時間加熱した。

試　料Ｂ 前記試料Ａにおける（４）の乾燥、加熱処理を省略した
以外は試料Ａと同一の方法で調整した。

試　科Ｃ 前記試料Ａにおける（２）の乾燥、加熱処理を省略した
以外は試料Ａと同一の方法で調整した。

試　科り 前記試料Ａにおける（２）および（４）の乾燥加熱処理
を省略した以外は試料Ａと同一の方法で調整した。

これらの４種類の種晶材料をそれぞれ充填したカラムに
、リン濃度約３．５■／１．　カルシウム濃度３５〜４
５〜／ｌ、　ＰＨ８，０〜８５に調整した種晶材料も処
理水のリン濃度は０７〜／を以下の値を示し、長時間の
運転に対しても安定したリンの除去性能を示した。試料
Ａの除去性能が良く。

次いで試料Ｂ、試料Ｃ２試料りの順に除去性能が若干低
下した。

実施例３ 酸化アルミニウムの水和物または、酸化ジルコニウムの
水和物を担体として供試した以外は、実施例２の試料Ａ
と同一の方法によって１種晶材料を調製した。この種晶
材料について実施例２と１司−の内容で通水実験をした
結果、処理水のＩＪン濃度は、第２図に示した試料Ａの
場合と同等の値を示した。

実施例４ 酸化アルミニウムの水和物を担体として、実施例２の試
料Ａにおける（１）と同一の処理を行ったのち、生石灰
の微粉末（粒径３０〜８０μｍ）を。

担体の乾重量に対して２％の割合で湿潤状態の吸Ｖ担体
と十分に混合したのち、乾燥した。

この種晶材料について、実施例２と同一の内容で通水実
験をした結果、処理水のリン濃度は第２図に示した試料
りと同等の値を示した。

比較例 海水マグネシア−クリンカ（粒径０３〜０６ｍ）を担体
として、リン酸ナトリウ・ム０５％、塩イしカルシウム
１．０％、７）Ｈ８に調整した混合液に担体を４０時間
浸漬して種晶材料とした。この種晶材料について実施例
２と同一の内容で通水実験をした結果、処理水のリン濃
度は運転当初は１，６■／を前後であり、運転時間の経
過とともに漸減傾向を示したが、１５００時間経過後に
おいてもｌ、２■／を前後と高い値を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種担体のリン吸着等温線を示す図。 第２図は本発明に係る種晶材料を充填したカラムに、模
擬下水を通水したときの運転結果を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　担体にリン酸を吸着させた後、カルシウム塩
   を固着させることを特徴とする液中リン酸塩の晶析処理
   用種晶材料の製造法。 （２）前記担体はアルミナ系、マグネシア系、ジルコニ
   ア系の材料から選ばれたいずれかの粒状材であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の液中リン酸塩
   の晶析処理用種晶材料の製造法。