JPS59142894A - 液中のリン酸塩の除去方法 - 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】 本発明は水中のリン酸塩類を除去する方法に関する。

従来液中のリン酸塩類を除去する方法として凝集沈殿法
があった。これは液中のリン酸塩とカルシウムイオンを
ｐＨ１０〜１２で反応させることＫより不溶性のリン酸
カルシウムを生成させて沈降分離したり、硫酸ばん土又
はポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を添加して凝集沈
殿させ除去する方法である。これらの方法はリン酸カル
シウムだけでなく金属水酸化物が同時に多量発生し、し
かも極めて脱水が困難な汚泥が発生するという欠点があ
った。

これを克服するためリン酸カルシウムを主成分とするリ
ン鉱石と被処理水をカルシウムイオン存在下で接触せし
めて液中のリン酸塩類を除去する方法が提案されている
（　ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＡｂｓｔｒａｃｔｓ工ｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　　ＶｏＩ、　３０．　Ｎｕ　
１２゜Ｐａｒｔｌ）。この方法は上記凝集沈殿法よりも
リン除去性能がすぐれており、さらに汚泥の発生量が極
めて少ないという長所に対し、次のような問題点がある
。

（１１リン鉱石は硬度が低く、外力を与えると容易に砕
けて微細な粒子になりやすい。微細な粒子となって水圧
懸濁すると被処理水との分離が難しく、処理水中に混入
して見掛は上リン除去性能を低下せしめる。

（２）　　実際の液（たとえば下水二次処理水など）と
リン鉱石をカルシウムイオン存在下で接触するとそのう
ちリンの除去性能が悪化する。

この原因は被処理水中に含まれるλう一アルカリ度成分
（ＨＯＯｌつが添加したＯａ’＋イオンと反応し、リン
酸カルシウムと同時に炭酸力ルシラムを形成してリン鉱
石表面上に析出し、リン酸力ルシワムの結晶析出を妨害
するからである。これを防ぐため被処理水のＭ−アルカ
リ１蜆成分（ＨＣＯ，；”）をあらかじめ酸性域で脱炭
酸するか又は消石炭をＨＯＯ−、相当量添加して炭酸カ
ルシウムとして沈殿除去（コールドライム法）した被処
理水のｐＨを８〜９に（１調整してカルシウムイオン存
在下でリン鉱石と接触させる方法が提案されているが、
この方法の欠点は次のとおりである。

通常し尿、下水などの二次処理水は中性又は弱塩基性で
あり、多量のａａＯ；を含有しているため脱炭酸に要す
る酸の量又は消石灰の量は非常に多い。特に消石灰を用
いる場合炭酸カルシウムが多量に発生するため晶析法に
よるリン除去法の特徴である汚泥発生量が少ないという
長所を失なわせる。さらに脱炭酸後リン除去に適したｐ
Ｈ８〜９迄に再調整しなければならず、酸オよびアルカ
リ剤の消費量が極めて多く、実用的とは言い娯い。

（３）リン鉱石は比較的高価であるだけでなく、リン資
源の涸渇が懸念される現在、排水中のリン除去のために
貴重な鉱物資源を使わなければならない。

他方、オイルショック以来エネルギー源の多様化をめざ
す我国では石炭火力発電所の建設が相ついで進められて
いる。公害防止のため排煙脱硫装置もこれに併設されて
いる。該排煙脱硫装置の排水処理設備から発生する余剰
汚泥は廃棄物として最終処分するしかないとされてきた
。

本発明者らはこの汚泥の再利用を検討した結果、一方の
公害源である水中のリン酸塩類を除去するための脱リン
材としてこの汚泥が極めてすぐれていることを確認した
。

すなわち、たとえば石炭火力発電所排煙脱硫装置の排水
処理設備の凝集沈殿汚泥はカルシウムおよびフッ素化合
物などに富んで８つ、その−例の組成を第１表に示す。

汚泥のｐＨはほぼ中性であった。この汚泥の乾燥粉末を
合成下水二次処理水に５ｆｆ／ｌ添加し、ｐＨを７〜８
に調整して攪拌して、そのＦ液中のリン濃度を経時的に
測定した。比較のためリン鉱石（ヨルダン産）１５０〜
２００メツシュ粒度のものを５９−／ｌ添加しｐＨ７〜
８で攪拌してｐ液中のリン濃度を測定した。その結果を
第２表に示す。実験結果から上記汚泥はリン鉱石と同様
、極めて脱リン性能処すぐれていることが判る。

第　　１　　表 第　　２　　表 本発明はこのような知見に基き、前記従来のリン酸塩類
の除去法に一５ｌｄる問題点を解決すると共に、省資源
化と廃棄物の再利用を計ることを目的として完成された
ものである。

すなわち、本発明は排煙脱硫排水処理工程からのカルシ
ウム？よびフッ素化合物に富む固体廃棄物を被処理水と
接触させることからなる排水中のリン酸塩除去法に関す
るものである。

本発明について第１図を用いて更に詳しく説明する。

被処理水１は晶析反応槽２に８いて上記汚泥粉末３と循
環種晶７（汚泥粉末が被処理水中のリンと後述のように
反応して得られるもの）と混合接触される。その際被処
理水１に含まれるリン酸塩は汚泥粉末３Ｓよび循環種晶
７０表面上にリン酸カルシウム化合物の結晶として析出
する。運転当初は、汚泥粉末３を５〜１０ｔ／１の混合
液濃度となるよう忙投入するが、定常運転では被処理水
１に含まれるリン濃度と当該粉末３に含まれるＣａ濃度
の重量比が１＝３〜５となるように注入量を設定する。

晶析反応槽２の反応時間は被処理水１のリン濃度によっ
て決められるが、通常３０〜６０分であり、被処理水１
の１）ＨＫよっては適宜ｐＨ調整剤が注入されｐＨ６〜
８Ｖｃｉ１１整される（通常の下水二次処理水、し尿汚
水などではほとんど調整の必要がない）。

ｐＨ調整剤には被処理水１が酸性側であれば消石灰、炭
酸カルシウムが、アルカリ性側であれば硫酸が適してい
る。

これらのアニオンＳよびカチオンはリンの晶析反応に寄
与するからである。晶析反応槽２の混合液は沈殿槽５に
流入し処理水６と循環種晶７に固液分離される。循環量
は晶析反応槽２の混合液種晶濃度が５〜１０　ｆ／ｌ　
　となるようにコントロールされる。余剰１種晶７ａは
系内の種晶量がはぼ一定とな′るように間歇的Ａは連続
的に引き抜かれる。

本発明の反応機構は複雑で明らかではないが、主な反応
は？Ｒよそ次のと８つと考えられる。

Ａ　ヒドロキシアパタイト（以下ＨＡＰと略する〕の生
成 ５Ｃ！ａ”　＋７０Ｈ−＋５Ｈ！ＰＯ，−＋　Ｏａ、　
（ＰＯ，）、　（ＯＨ）−１−６Ｈ，Ｏ（１１ ヒト上キラクー９イト Ｂ　フルオロアパタイト（以下ＦＡＰと略する）の生成 ５０ａＦｔ　＋６０Ｈ−＋３Ｈ，ＦＯ−、−＋　Ｃａ、
　（ＦＯ，）、　Ｆ＋６馬０＋９Ｆ’　ｆ２１ フル材ファパタ・イト Ｏａ、（ｐｏ４　）ｓ　（ＯＨ）十Ｆ−→　Ｏａ、（Ｉ
’ｏ、）ｓ　Ｆ＋ＯＲ−（３１７Ａり１０）５−タイト 上記（１）〜（３）の反応は併行に進行するものと考え
られる。それに対し０ａＯＯ，は被処理水１に多量の８
００．−が含まれていてもほとんど発生しないことが確
認された。ＲＡＰ　ＮよびＦＡＰは、上記汚泥表面上で
微量に溶解するＯａ’イオンとリン酸イオン（Ｌ　ＰＯ
４−）が反応して汚泥粒子表面上に晶析するものと考え
られ、通常の凝集沈殿とは異なる。汚泥中のＡｌｘ　Ｏ
ｓが反応機構でどのような作用を？よぼしているかは不
明である。

本発明方法により次のような効果が奏せられる。

（１）　高濃度のＭ−アルカリ度成分が共存したリン酸
塩含有水に？いても脱Ｍ−アルカリ処理をする必要がな
くプロセスが簡単。

（２）　　処理水のリン濃度が極めて低く安定して得ら
れる。

（３）　　発生する汚泥はＨＡＰ　ｇよびＦ′ＡＰのち
密な結晶体からなり汚泥の発生量も少な（、脱水性が極
めて良い。

（４１ＲＡＰ、　ＦＡＰ　ＨよびｃａＦ、などの相互作
用により、リン鉱石の晶析反応に（らべて反応速度が太
き（、装置規模が小さくて済む。

（５）　　リン資源（リン鉱石）の涸渇が懸念される現
在、貴重な鉱物資源を消費しな（て済む。

（６）　　高価なリン鉱石を用いず、本来最終処分する
しかないとされてきた廃棄物を有用物として再利用する
ことが可能となり経済的効果が極めて高い。

（７）　　ｐＨは中性域で反応が生じるため、処理水の
ｐＨを放流基準値に再調整する必要がない。

（８）活性汚泥法の曝気混液中に当該汚泥粉末を注入し
て生物学的反応と併行して脱リン作用を発揮せしめられ
るという効果もある。

（９）共存するＭ−アルカリ度成分を除く必要がないた
め装置を著しく簡素化できる。

実施例 ｐＨ７，５、ＨＯＯ；　２５０　ｐｐｍ　、　　ＰＯｉ
ｐｌｌ　１　ｐＩ）ｍの小規模汚水処理水圧１石炭　火
力発電所の排煙脱硫排水工程から発生した汚泥粉末を５
？／ｌ初期投入し、それ以降水量に対して５０９／／注
大して処理した。その結果処理水はｐＨ７，８、ＰＯ：
二ｐ　α０５■／ｌ　であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を示すフローシートである。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排煙脱硫排水処理工程からのカルシウム８よびフッ素化
   合物に富む固体廃棄物を被処理水と接触させることから
   なる排水中のリン酸塩除去法。