JPS6130639B2 - - Google Patents

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化合物
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
中に含まれるリン化合物を効率よく晶析させるた
めに好適な晶析材料の製造法に関する。

自然水係に排出される各種廃水中には、無機性
のオルトリン酸塩、種々の縮合リン酸塩、有機性
リン酸塩などのリン化合物がいろいろの形態で含
まれており、これらのリン化合物の存在が河川、
湖沼、内湾などの閉鎖性水域の富栄養化の大きな
原因となつている。

これらの液中に溶解して存在するリン化合物の
除去方法の一つとして晶析処理法がある。この方
法はカルシウムイオンの存在下でPHを７以上に調
整した被処理水を、リン酸カルシウム塩を主成分
とするリン鉱石の充填層に通し、液中のリン酸塩
をリン酸カルシウムとしてリン鉱石の表面に析出
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、リン鉱石の表面には当
初はリン酸カルシウム化合物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、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
しないこと、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、産地によつて組成、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つ
た。

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定でかつ処理性能が安
定した液中のリン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、本発明に係る種晶材
料の製造法は、担体に塩化カルシウム、水酸化カ
ルシウム及び酸化カルシウムから選択されたカル
シウム化合物の少なくとも１種を付着させた後、
120〜200℃で加熱し、前記担体にカルシウム化合
物を固着させることを特徴とする。

ここに、担体とは種晶材料の母体となる粒状体
（球状及び破砕状のもの）を意味し、特に、マグ
ネシウム系化合物、アルミニウム系化合物、ジル
コニウム系化合物のうち、水に不溶性のものが選
択される。これらに該当するものとしては、例え
ば海水マグネシア・クリンカ、電融マグネシウ・
クリンカ、活性アルミナ、鹿沼土、ジルコニア、
水酸化マグネシウムなどが挙げられる。すなわ
ち、これらの化合物はリン酸塩との親和性が強
く、これらを担体とした種晶材料を、液中のリン
酸塩の晶析用として用いるときは、液中のリン酸
塩との親和性がよいため、後述の固着させたカル
シウム化合物及び液中に共存するカルシウムイオ
ンと相乗して、担体表面にリン酸カルシウムを効
率よく晶析する。第１図に各種担体のリン酸に関
する吸着等温線を示す。第１図から、本発明に系
る酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、水酸化
ジルコニウムのリン吸着量が大きく、これらの担
体がリン酸塩と親和性が強いことが判る。

担体にカルシウム化合物を付着させる方法とし
ては、カルシウム化合物の水溶液に担体を浸漬す
る方法が好ましく用いられる。例えば、0.01〜10
％のカルシウム化合物溶液に10〜100時間浸漬す
る。この処理はなるべく低い濃度のカルシウム化
合物溶液に、なるべく長時間浸漬することによつ
て、担体に対するカルシウム化合物の付着がより
十分となる。付着させるカルシウム化合物の量
は、担体１ｇ当たり２〜50mgが好ましい。すなわ
ち、付着量が少なすぎると種晶材料としての活性
が低下し、多すぎると付着したカルシウム化合物
が担体の表面を覆うことになり、担体のリン化合
物に対する親和性を十分に活かすことができず種
晶材料としての活性が同様に低下する。前記の担
体へのカルシウム化合物の付着処理だけでは、こ
れを液中のリンの晶析処理用として用いたとき、
カルシウム化合物が液中に容易に溶解、離脱し、
種晶材料として不適である。このため、次にカル
シウム化合物の固着処理を行う。すなわち前記浸
漬によつてカルシウム化合物を付着させた担体を
乾燥後加熱する。乾燥は天日乾燥でもよいが、温
度80〜110℃下での強制乾燥より好ましい。加熱
は120〜200℃で２時間程度行う。加熱温度が120
℃未満ではカルシウム化合物の固着が不十分とな
る。200℃を越えて加熱しても、前記120〜200℃
で加熱した場合と同程度の晶析処理性能しか示さ
ない。したがつて、200℃を越える加熱処理は省
エネルギー上不利である。

カルシウム化合物を固着させる他の方法とし
て、カルシウム化合物の微粉末を担体と十分に混
合し加熱するようにしてもよい。

上記のようにカルシウム化合物を固着させた担
体は液中のリンの晶析処理用の種晶材料として好
適な性質を示す。

すなわち、担体はその選択巾が広く、天然又は
人工の性状が均一で、安価な担体を利用でき、均
一なカルシウム化合物の固着処理を実施できるの
で、本発明の結果物である種晶材料は物理的、化
学的に均一で、安定した処理性能を発揮する。ま
た、但体の粒径、粒度、比重、機械的強度などを
任意に選択することによつて、種晶材料を充填
し、固定層としても流動層として採用できる。

実施例 １ 粒径が0.3〜0.6mmの海水マグネシア・クリンカ
を0.1％の塩化カルシウム水溶液に30時間浸漬し
た。次に、この浸漬した担体を、水切り、乾燥
後、恒温槽中で120℃で２時間加熱して種晶材料
とした。この種晶材料を充填したカラムに、リン
濃度約3.0mg／、カルシウム濃度35〜45mg／
、PH8.0〜8.5に調整した下水二次処理水の模擬
水をSV＝4h^-1で通水し、リンの除去性能を調査
した。この結果、処理水のリン濃度は0.3mg／
前後であり、長時間の運転によつてもリンの除去
性能は安定していた。

実施例 ２ 酸化アルミニウムの水和物を担体として供試し
た以外は、実施例１と同一の条件で種晶材料を製
造し、同一の条件で通水実験した。この結果、処
理水のリン濃度は、継続的搭に0.4mg／前後の
値を示した。

実施例 ３ 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１と同一の条件で種晶材料を製
造し、同一の条件で通水実験した。この結果、処
理水のリン濃度は、継続的に0.3mg／前後の値
を示した。

実施例 ４ 海水マグネシア・クリンカの粒状物（粒径0.3
〜0.6mm）を担体として、この担体に生石灰の微
粉末（粒径30〜80μｍ）を、担体の乾重量に対し
て５％の割合で混合し、180℃で２時間加熱して
種晶材料とした。この種晶材料について、実施例
１と同一の条件で通水実験した結果、運転当初は
処理水のリン濃度が1.2mg／前後と高い値を示
したが、72時間運転後には、処理水のリン濃度は
0.5mg／前後となり、以降安定したリンの除去
性能を示した。

比較例 川砂及び活性炭を担体として供試した以外は、
実施例１と同様の条件で種晶材料を製造し、同一
の条件で通水実験した。この結果、処理水のリン
濃度は1.6mg／前後であり、1500時間の運転に
よつても、この値は変化しなかつた。

【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で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水に不溶なマグネシウム化合物、アルミニウ
   ム化合物及びジルコニウム化合物から選ばれた粒
   状の担体に塩化カルシウム、水酸化カルシウム及
   び酸化カルシウムから選択されたカルシウム化合
   物の少なくとも１種を付着させた後、120〜200℃
   で加熱し、前記担体にカルシウム化合物を固着さ
   せることを特徴とする液中のリンの晶析処理用種
   晶材料の製造法。 ２ 前記担体を塩化カルシウム溶液中に浸漬し、
   加熱して担体に塩化カルシウムを固着させる特許
   請求の範囲第１項記載の種晶材料の製造法。