JPS6164392A - 脱リン処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水中に含まれるリンの除去方法に係り、特
に、脱リン剤としてアルカリ処理スラグとセメントとを
併用する脱リン処理方法に関する。

゛〔従来の技術〕 近年、湖沼、内湾等の富栄養化現象をもたらす原因物質
として、窒素成分と共にリン成分が注目されるようにな
り、閉鎖水域となる湖沼や内湾等に流れ込む排水につい
てはこの排水中に含まれるリン成分を予め除去すること
が要請されている。

従来、このような排水中のリン成分を除去する方法とし
ては、脱リン剤として硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウ
ム（Ｐ、ＡＣ）等を使用する凝集沈澱法が最も一般的に
採用されており、また、消石灰を使用してその表面にカ
ルシウムヒドロキシアパタイトの結晶を析出させる晶析
税リン法や、ポルトランドセメントを脱リン剤として使
用する方法（特開昭第５３−７９７４号公報）や、脱リ
ン剤としてアルカリ処理スラグとマグネシア系吸着剤と
の混合脱リン剤を使用する方法（１ｈ公昭第５９−１１
１．３号公報）が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記凝集沈澱法においては、脱リン剤の
添加に伴い処理水中にｊｎ類が溶解して最終的にはこの
塩類が増加し、また、処理過稈で生成する沈澱汚泥の濃
縮性や脱水性が悪くて汚記処理か著しく困難であり、し
かす、Ｉ］ｊ２リン剤が高価で大川の排水処理には不向
きであり、緑地還元の観点から児ても好ましくない等の
問題があった。

そして、上記晶折脱リン法においては、この方法が一種
の固定層による脱リンであるため、逆洗による洗浄操作
が必要になるほか、脱リン剤表面が微生物膜等で汚染さ
れないように次亜塩素酸ソーダによる処理を必要とする
等、操業が複雑になり、しかも、脱リン剤が非常に高価
で大ωの排水処理には不向きであるという問題があった
。

また、上記ポルトランドセメントを使用する方法におい
ては、生成したスラッジが反応槽や沈降槽に堆積固化し
、扱き取りが困難になるという問題があった。

更に、脱リン剤としてアルカリ処理スラグとマグネシア
系吸着剤とを併用する方法（特公昭第５９−１１１３号
公報）は、適当な固液接触手段を適用して排水をこの脱
リン剤に接触させることにより優れたリン除去率を与え
るが、マグネシア系吸着剤が非常に高価であり、大川の
排水処理を行う場合にはその排水用に応じて大目の脱リ
ン剤を必要とし、結果として排水処理コス１〜か高くつ
くという問題があった。

Ｃ問題点を解決するための手段及び作用）本発明者等は
、かかる観点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、安価なセ
メントをアルカリ処理スラグと併用することによって優
れた脱リン性能を発揮すると共にこのａ　ｆｊｒ物が沈
澱槽や凝集槽で固定化することがないことを見出し、本
発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、排水中に含まれるリン化合物を除
去するに当たり、脱リン剤としてアルカリ処理スラブと
セメントの混合物を使用する脱リン処理方法である。

本発明の脱リン処理方法が適用される排水としては、そ
れがリン化合物を含有してこのリン化合物を除去する必
要がある排水であれば如何なる種類の排水であってもよ
く、例えば、工業排水、産業排水、下水、生活排水等が
あり、また、これらの排水中にはアンモニア、右別物そ
の池の汚染物質が含まれていてもよい。

また、この排水の水素イオン濃度（ｐ）−１）の調整に
ついては、通常特別に行う必要は無いが、脱リン時のｐ
Ｈが７より小さいと脱リン剤の使用量が増加するほか脱
リン効率が低下するので、ｐＨ調整剤を使用してＤＨ９
〜１２、好ましくはｐＨ１０〜１１の範囲に調整するの
がよい。ｐＨをこのように調整することによって、脱リ
ン性能を著しく向上させることができる。この目的で使
用するｐＨ調整剤としては、例えばか性ソーダ、炭酸ソ
ーダ、石灰、マグネシア、ドロマイト等を使用すること
ができる。

本発明の脱リン処理方法によって脱リンし１ｑるリン化
合物としては、オルトリン酸塩、メタリン酸塩、ポリリ
ン酸塩等の各リンｌ′１１２Ｊ島を挙げることができ、
また、排水中のリン成分濃度についても特に制限がなく
、３０〜１１０００Ｄｐあるいはそれ以上のリン成分を
含有する排水に対しても適用することができる。

本発明方法で使用するアルカリ処理スラグは、製鉄所の
高炉からの溶融状スラグを水で急冷破砕した高炉水砕ス
ラグを０．５Ｎ以上、好ましくは１〜６Ｎのアルカリ濃
度のアルカリ水溶；１り中で常温から２００℃、好まし
くは６０〜１００℃の温度で少なくとも３０分以上、通
常１〜１０時間処理し、濾別水洗後乾燥して得られるも
のであり、必要に応じて２００〜８００℃、好ましくは
４００〜６００℃で焼成したものであってもよい。

このようにして得られるアルカリ処理スラグは、そのア
ルカリ処理の際にスラグ中のＳｉＯ２の一部が溶出し、
その比表面積が著しく増大して高比重は著しく低下し、
表面鱗片状の多孔質物！１である。本発明方法で使用す
るアルカリ９８埋スラグの比表面積（ベット法）は通常
５０〜８０ｒｄ／！７以上であり、また、嵩比重は通常
０．３〜１．２７／ｃｍ３の範囲である。

また、このアルカリ処理スラグの粒度については、それ
が微細であればある程リン除去率に良好な結果を与える
もので、通常その主成分（５０％以上の成分）が８０〜
３２５メツシユの範囲のものがよい。このように微細粒
子のアルカリ処理スラグを得るには、その原料のスラグ
をこの粒度範囲になるように予め微粉砕した後アルカリ
処理するか、あるいは、アルカリ処理スラグをこの粒度
範囲になるように微粉砕する。

また、本発明で上記アルカリ処理スラグと混合して使用
するセメントとは、普通ポルトランドセメント、早強ポ
ルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、ジ
ェットセメント等のポルトランドセメント類やアルミナ
セメント等、あるいはこれらのセメントを含む混合セメ
ント、例えば、高炉セメント、フライアッシュセメント
、シリカセメント等を挙げることができるほか、これら
各種セメントの原料であるセラコラ無添加のクリンカー
粉末をも含むものである。このセメントの粉末度につい
ても、それが微細であればある程リン除去率に良好な結
果を与えるが、通常ブレーン比表面積で２．５００〜４
．５００ｃｉ／ｇ、好ましくは３．０００〜３，５００
ｃｉ／ｌの範囲がよい。

上記アルカリ処理スラグとセメントとからなる脱リン剤
は、上記の如くして（ｑられたアルカリ処理スラグとセ
メントとを所定の割合で配合し均一に混合して調製され
る。また、この混合物は必要に応じて２００〜８００℃
、好ましくは４００〜６００℃で焼成したものであって
もよい。この場合、調製された脱リン剤中にｐＨ調整剤
、増出剤あるいは凝集助剤としてカオリン、アルミナ、
マグネシウム化合物（ＭＱＯ）、カルシウム化合物（Ｃ
ａｂ、ｃａｃｏ３）等の第三成分を添加することもでき
る。また、上記アルカリ処理スラグとセメントの配合割
合は、通常アルカリ処理スラグ９０〜５重量部とセメン
ト１０〜９５重量部の範囲、好ましくはアルカリ処理ス
ラグ５０〜１０徂量部とセメント５０〜９０重位部の範
囲内である。

なお、上記アルカリ処理スラグとセメントとからなる脱
リン剤の使用に際しては、上記の如く両成分を所定の割
合で配合して得られた脱リン剤を粉末状のまま排水中に
投入したり、適当なバインダーを使用して粒子状、タブ
レット状、ペレ゛ット状等に成型加工して使用すること
ができるほか、排水中に両成分を所定の割合で別個に投
入して混合してもよい。

本発明方法において、脱リン剤の使用口は、処理水の量
やこの処理水中のリン濃度等によって異なるが、通常０
．０１〜０．５重囲％、好ましくは０．０３〜０．１重
量％の範囲である。

更に、本発明方法において、一旦脱リン処理に使用され
て回収された脱リン剤を新しい脱リン剤と共に併用して
使用す・ることもでき、これによって脱リン剤の使用口
を節減することができる。

本発明方法によりリン化合物を含有する排水を処理する
には従来公知の方法でよく、例えば、脱リン剤が粉末状
である場合には撹拌混合様（ミキサー）と分離槽（セト
ラー）とを組合せたミキサー・セトラ一方式やこれらミ
キサー及びセトラーを多段に組合せた多段ミキサー・セ
トラ一方式があり、また、脱リン剤が粒状やペレット状
等である場合には流動層方式やカラム方式等が採用され
る。リン化合物を含有する排水を連続的に処理するには
、上記ミキサー・セトラ一方式や多段ミキサー・セトラ
一方式が好ましい。

また、一旦脱リン処理に使用されて回収された脱リン剤
を新しい脱リン剤と共に併用して使用する場合において
も、析しい説リン剤及び使用済脱リン剤とリン化合物を
含有する排水とを接触させることができるものであれば
よく、上記各方法を採用することができるが、リン化合
物を含有する排水を連続的に処理するには、セトラーで
分離された使用済脱リン剤をスラリー状態で回収してそ
・のままミキサーに戻すことができるミキサー・セトラ
一方式や多段ミキサー・セトラ一方式が好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明方法を慕験例及び実施例に基づいて具体的
に説明する。

実施例１〜５の脱リン剤の調製 第１表に示す組成の高炉水砕スラグ（２５０〜３２５メ
ツシユ）１０重量部を１００重最部の３Ｎ　−Ｎ　ａ　
ＯＩ−１水溶液中に添加し、９０℃で３時間撹拌処ｌ！
Ｉ！後、アルカリ処理スラグを濾別し、水洗後１１０℃
で１２時間乾燥してアルカリ処理スラグ粉末を得た。こ
のアルカリ処理スラグの嵩比重は未処理のものが１．６
６ｇ／ｃＩＲ３に対して０゜５３ｇ／ｃ１１３であり、
その比表面積（ベット法）は未処理のものが１ｍ／ｇ以
下であるのに対して６９Ｔｄ／びであった。

また、ポルトランドセメントとして、第２表に示す組成
を有すると共にブレーン比表面積３，１００　ｔ：ｉ　
／　ｇの粉末度を有するものを使用した。

これらアルカリ処理スラグとポルトランドセメントとを
それぞれ重量部で２５／７５　（実施例１〉、５０１５
０　（実施例２）及び７５／２５（実施例３）の割合に
配合し、均一に混合して各実施例１〜３の脱リン剤を調
製した。

また、上記アルカリ処理スラブを電気炉中５００℃で１
時間焼成して得られた焼成アルカリ処理スラグと第３表
に示す組成のボルトランドセメントタリンカー粉末（ブ
レーン比表面積３．６８０ｃｉ　／　ｇ）とを重量部で
２５／７５の割合に配合し、均一に混合して実施例４の
脱リン剤を調製し、さらに、上記アルカリ処理スラグと
上記ボルトランドセメントタリンカー粉末とを重量部で
５０１５０の割合に配合し、均一に混合した後、電気炉
中５００℃で１時間焼成し実施例５の脱リン剤を調製し
た。

■脱リン剤の同化性試験 ６００Ｉｄの水に２２ｇの正リン酸を溶解して被処理水
を調製し、この被処理水に上記実施例１．２又は３の脱
リン剤３００ｇを投入して６０分間撹拌し、次いで６０
分間自然濾過した情、５ｃｍ（ＤＸｌｏ、５ａＩＩの型
枠に汚泥１００ｇと共に注入し、２０℃の恒温室内で１
〜３日間養生し、ベーンテスターを使用してベーン剪断
強度試験により各説リン剤の固化性を調べた。結果を第
４表に示す。

この第４表の結果から明らかなように、ポルトランドセ
メ、ントの反応で固化した様子は認められず、各実施例
の脱リン剤の同化性は問題にならないことが判明した。

■脱リン性能試験 正リン酸を水に溶解してリン濃度５　ｍｑ　、／　、１
の被処理水を調製し、これに上記実施例１〜５の脱リン
剤をそれぞれ第４表に示す割合で添加し、６０分間撹拌
して接触させ勾後、濾過してＤＨを測定すると共に工場
排水試験方法（ＪＩＳ　Ｋ　０１０２）に従ってアスコ
ルビン酸法でリン酸イオンを定吊し、脱リン率を求めた
。結果を第５表に示づ。

第５表 ■被処理水のｐｌ−１と脱リン性能との関係上記リン濃
度５ｓｙ／Ｉの被処理水のｐＨをか性ソーダで調整し、
実施例１の脱リン剤５００Ｊ１３Ｆ／１を使用して上記
脱リン性能試験と同様の試験を行い、ｐＨが脱リン性能
に及ぼす影響を調べた。

結果を第６表に示す。

第６表 （発明の効果〕 本発明の脱リン処理方法によれば、アルカリ処理スラグ
とセメントとを併用した脱リン剤を使用することにより
、リン化合物を含有する排水の脱リン処理を効率良くか
つ極めて経済的に行うことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）排水中に含まれるリン化合物を除去するに当たり
   、脱リン剤としてアルカリ処理スラグとセメントの混合
   物を使用することを特徴とする脱リン処理方法。
2. （２）脱リン剤はアルカリ処理スラグ９０〜５重量部と
   セメント１０〜９５重量部の混合物である特許請求の範
   囲第１項記載の脱リン処理方法。
3. （３）排水のｐＨを９〜１２に調整する特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の脱リン処理方法。