JPS6174695A - リン晶析材の製造方法 - 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】 ■上回りｍ−５１ 本発明は、水中のリン酸塩をリン酸カルシウムとし７晶
析さ廿る際の晶析様となる晶析材の製゛造方法に関する
。

一従一来−９肢−術 白？１；水系に（■−出される各種排水中には、無機性
のオル１〜リン酸塩、縮合リン酸塩、有機性のリン酸塩
等が種々の形態で含まれており、これらのりン酸塩の存
在が河川、湖沼、内湾等の閉鎖水域の冨′栄養化の大き
な原因となっている。

これらの液中に熔解して存在するリン酸塩の除去法の一
つとして晶析処理法がある。この方法はリン酸塩含有排
水をカルシウム塩の存在Ｔで、ｐｌ＋を７以上に調整し
た後、リン酸カルシウムを主成分とするリン鉱石と接触
させることを基本としている。この際、リン鉱石は結晶
種として作用し、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析出するが、時間の経
過と共に、安定したヒドロキシアパタイトになると言わ
れでいる。この晶析処理法は、汚泥の発生量が少な□い
こと、設備の設置面積が小さく、かつランニングコスト
が安い等の利点を有している。

発、、！！！ｌ力場１ル１づ傭ユニ澗訓尭しかし、従来
の晶析処理法では、結晶種として天然産のリン鉱石を用
いているが、これは輸入に依存し、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、強度が低く、耐摩耗性が乏しいこと、排
水中に炭醸成じ）カイ舒在する場合には、結晶種の表面
１．こ炭酸カルシウムが析出し易く、リン酸カルシウム
の晶析が１（１１害されるという欠点を有している。こ
のために、１．：２醸成分を含む排水に対して番」、晶
析上片の））１１に脱炭酸下片が必要となり、設（ＡＩ
の設置面猜が小さく、ランニング：１ソ、トが安価であ
るという晶析処理法の利点を減殺する原因となっていた
。

従って、本発明は、前記の従来技術の欠点を解消し、安
１ｉＩＩｉで、炭酸成分を含む排水に対しても、脱炭酸
上片を必要とせずに、安定して高い処理能力をイ１する
晶析祠を提Ｉｔすることを目的とする。

Ｊｊｊｌ、１円）ｌ−１ｉ　イ：、　Ｐｉｉ：　θ（丁
１ニゴく１−不びり一ρλ−千■支４本発明によるリン
晶析）４の製造方法は、酸化アルミニウムを１０％以上
合イＪする人造又は天然の鉱物を品再１ｔＪ材とし、該
ｍＨにリン酸又（１そのアルカリ金属塩を吸着さ・Ｕた
（（、カルシウム塩を反応さ−ｌ！ることを特徴とする
。

本発明り一法に使用する晶析１’１Ｊ−４４としては、
粒状アルミナ、粒状天然軽石、電融スピネル、こ・う質
＋（八ｈ　Ｏ：＋　３　！１％、５ｉＯｚ３８％、その
他２３％）等が挙げられる。特に、１０％以−にの酸化
アルミニウムの他に２０％以」−の酸化マグネシウムを
含む晶析母材が好ましい。また、晶析母材中の酸化アル
ミニウムが１０％未満であると、処理能力が不十分にな
る。

本発明においては、前記のような晶析母材を粒状体とし
て使用する。これらの晶析母材にリン酸又はそのアルカ
リ金属塩を吸着させるには、例えばｐ１１５．５以下に
調整した０、０１〜５％のリン酸又はリン酸塩溶液中に
前記晶析Ｎ材を浸漬する。浸漬時間は、通常２〜５０時
間である。晶析母材に吸着させるリン酸の量は、晶析母
材１ｇ当たり２〜２０■であるのが好ましい。浸漬後、
安定化のために乾燥加熱するのが好ましい。

上記の方法でリン酸を吸着させた晶析母材に、次イでカ
ルシウム塩を反応させる。カルシウム塩を反応させるに
は、例えば０．０５〜１０％のカルシウム塩溶液に晶析
母材を１０〜１００時間浸漬する。この処理によりリン
酸とカルシウムイオンとが反応し、晶析母材の表面に多
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、リン酸カルシウム及び／又は
その中間生成物と推定される。

また、リン酸イオンを吸着さゼた晶析母材を湿潤時にカ
ルシウム塩の微粉末とを十分に混合し、乾燥す２）こと
によってリン酸とカルシウムを反応さ−ｌるごともでき
る。

７廿請又番才わ〕末ｌト合によって晶析母材に吸着され
るカルシウムの量は、通常、晶析利１ｇ当たり４〜５０
■であるのが好ましい。

一作用 酸化アルミニ１５ムは、リンを吸着する特性を有してい
るために、酸化アルミニウムを含む鉱物の表面にはリン
酸カルシウム塩を形成し易い。この特４１１を利用して
酸化アルミニウム含有鉱物の表面に予めリン酸カルシウ
ム及び／又はその中間生成物を形成さ−Ｕておくと、こ
れらが活性点として作用し、リン酸カルシウムが一層析
出しやすくなり、リン除ノよ性能が向−ヒする。

実施例 次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１ 八１２０３８５％、５ｉＯ２８％、その他７％なる組成
の粒状アルミナを０．５％のリン酸−ナトリウム水溶液
に２０時間浸漬した後、１２０℃で３時間加熱した。次
に、１％塩化カルシウム水溶液に２０時間浸漬した後、
乾燥し、１２０℃で３時間加熱してアルミナの表面にリ
ン酸カルシウムを析出しやすくするための活性点を形成
した。

こうして表面処理した粒径０．５〜１．０■のアルミナ
を内径３０１の透明塩ビ製カラムに充填してｒ床を形成
した。このｔ床に下水二次処理水の模擬液（リン濃度３
．５　ｍｇ／　１、カルシウム濃度５０ｍｇ／　７！、
ｐＨ８，５）を空塔速度３．　Ｏｈ−’の条件で通水し
た。

また、比較のために、表面処理しないアルミナ及びリン
鉱石を用いた以外は、上記と同一の条件で通水実験した
。

実験結果を第１図に示す。本発明方法によれば処理水の
リン濃度を０．２　ｍｇ／　Ｉｌ以下に、長時間にわた
って安定して低下することができた。これに対して、未
処理のアルミナ及びリン鉱石を使用した場合４．Ｌ、リ
ン濃度は最良の時でも０．４■／ｌであり、時間の経過
と共にリン濃度が徐々に上昇した。

実施例２ Ａｈ０１１８シロ、５ｉ０２７３％、その他９％なる組
成の粒状天然軽石を母材として使用した以外は、実施例
１に記載したのと同し方法で、天然軽石を表面処理し、
実施例Ｉと同じ条件で通水実験を行った。結果を第２図
に示す。

比較のため、未処理の天然軽石を用いてｊｍｍ大実験行
い、その結果を第２図に示す。

オ；発明り−よれば、処理水のリン濃度を長期間にわた
って０．３■／ｌ以下に低下することができ、安定して
Ｊ￥、ｂＴな晶析性能を示した。

実施例３ Ａ１２０３７３％、目８０２６％、その他１％の組成の
粒状電融スピネルを用いた以外は、実施例１に記載した
のと同じ方法で表面処理及び通水実験を行った。結果を
第２図に示す。

比較のため、未処理の電融スピネルを用いて通水実験を
行い、その結果を第２図に示す。

本発明によれば、処理水のリン濃度を長期間にわたって
０．２　ｍｇ／　（ｌ以下に低下することができ、安定
して良好な晶析性能を示した。

実施例４ 実施例３で用いた、表面処理した電融スピネルを晶析利
として用い、実施例１の下水二次処理水の模擬液に炭酸
水素ナトリウム（Ｍ−アルカリ度調整用）を加えて、２
４時間振盪した後、残留リン濃度を測定した。

比較のために、結晶種としてリン鉱石を用いた以外は前
記と同じ条件で据置した後、残留リン濃度を測定した。

結果を第３図に示す。

第３図から判るように、本発明方法によればＭ−アルカ
リ度が５００ｍｇ／β共存していても残留リン濃度を著
しく低下することができ、従来のリン鉱石を結晶種とし
て用いた場合より良好な晶析性（Ｈｂを示した。即ち、
従来のリン鉱石を用いる場合には、予め脱炭酸する必要
があったが、本発明の晶析）、（を用いると、脱炭酸工
程を必要とせず、良好なリン除去性能を示す。

前記の実施例には、アルミナ、天然軽石及び電融スピネ
ルを晶析母材として用いたが、Ａｌ２０ｉを１０％以上
含有する他の鉱物、例えばこう質土を使用しても同様に
良好な結果が得られる。

発側−！１７２翌１来 本発明により、酸化アルミニウムをＩＴ％以上含む鉱物
を晶析ＰＪ月とし、これをリン酸塩とカルシウム塩とで
表面処理して、多数の活性点を形成させた晶析材を用い
て、リン酸塩含有排水を処理すると、リン酸塩類の晶析
による除去性能を長期間にわたって安定して維持するこ
とができる。また、本発明による晶析材は、炭酸成分の
影響を受げに（り、従って、脱炭酸等の前処理工程を必
要としないため、処理コストが安価であるという利点を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の実験結果を示す、処理水のリン濃度
の経時変化図、第２図は実施例２及び３の実験結果を示
す、処理水のリン濃度の経時変化図、第３図は実施例４
の実験結果を示す、Ｍ−アルカリ度と処理水の残留リン
濃度との関係図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化アルミニウムを１０％以上含有する人造又は
   天然の鉱物を晶析母材とし、該母材にリン酸又はそのア
   ルカリ金属塩を吸着させた後、カルシウム塩を反応させ
   ることを特徴とするリン晶析材の製造方法。
2. （２）晶析母材が酸化マグネシウムを２０％以上含有す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。