JPS624198B2 - - Google Patents
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Description
本発明は、上水、下水、し尿系汚水、工業用
水、工場排水、ボイラー用水、その他あらゆる液
体中に存在するリン酸塩類を除去する方法に関す
るものである。 一般に自然水系に排出される上記の各種液体中
には、無機性のリン酸塩としてオルトリン酸塩や
各種の縮合リン酸塩さらに有機性リン酸塩などが
様々な状態で存在しており、これらのリン酸塩類
の存在が湖沼、内海、内湾などの閉鎖水域乃至停
滞水域の「あおこ」、「赤潮」発生の誘起因子とな
り、さらに各種の用水として使用する場合に装
置、配管内に生物学的なスライムが発生し、また
化学的なスケールが形成されて事故発生の重大な
原因となつている。 したがつて、これら液中に存在するリン酸塩を
除去する必要から、各種のリン除去方法が検討さ
れており、その代表的なものとして、生物学的処
理法、イオン交換樹脂法、化学的凝集沈澱法など
があげられるが、このうち、化学的凝集沈澱法は
現時点で一応完成された処理技術として評価さ
れ、すでにかなりのところで実際処理規模の処理
装置が稼動している。 この化学的凝集処理法によるリン酸塩類の除去
は、液中に存在するリン酸塩類を、特定の凝集剤
を添加することによつて不溶性リン酸塩として除
去する方法であり、凝集剤としては、通常、消石
灰〔Ca（OH）3〕、硫酸アルミニウム〔Al2
（SO4）3〕、塩化第２鉄〔FeCl3〕などが用いられ
る。ところが、化学的凝集沈澱法の最大の欠点
は、使用する凝集剤の種類にあまり関係なく、 一般に大量の凝集剤を必要とし、処理コスト
が高いこと。 大なる薬注量に比例的に大量の汚泥が発生
し、この汚泥の沈降性、凝縮性が極めて悪いこ
と（石灰汚泥は例外）。 さらにこの汚泥は脱水性が劣ること（石灰汚
泥は例外）。 であり、大なる汚泥処理施設と処理費用を必要と
するため、現用技術であるにもかかわらず、実用
上多くの問題をかかえている。 また、本発明者等によつて従来にない新規な処
理方法として一定の粒径をもつリン酸カルシウム
を含有するリン酸塩鉱物を筒状あるいは錐状の脱
リン塔に充填し、被処理液のPHを６〜11の範囲に
調整し、さらに被処理液中に含まれている溶解性
リン酸塩類の濃度に対応して塩化カルシウムなど
のカルシウム剤を加え、これを一定の流速条件で
通過接触せしめることにより、充填されているリ
ン酸塩鉱物の表面にカルシウムハイドロキシアパ
タイトの結晶を晶出、固着せしめて溶解性リン酸
塩類を除去する方法も提案されるに至つた。 この場合、リン酸塩鉱物表面での代表的な化学
反応は次の通りである。 5Ca2+＋70H-＋3H2PO4 - ＝Ca5（OH）（PO4）3＋6H2O …(1)式 このような新規な脱リン方法を適用すれば、カ
ルシウムハイドロキシアパタイトが固着したリン
酸塩鉱物の分離、脱水が極めて容易であり、従来
の化学的凝集沈澱法によるいわゆる凝集汚泥と比
較すると、濃縮装置、脱水機、乾燥装置などの既
成概念による汚泥処理施設をまつたく必要としな
いだけではなく、資源としてのリンを回収するこ
とができる優れた脱リン技術である。 しかしながら、この新しい接触脱リン法では、
液中に含まれている溶解性リン酸塩類をカルシウ
ムハイドロキシアパタイト〔Ca5（OH）
（PO4）3〕の結晶として固定するために、適当なPH
条件下でカルシウム剤としてCaCl2，Ca（OH）2
などが添加されるが、被処理液中にアルカリ度成
分が含まれていると次に示すような反応式にした
がつて炭酸カルシウムが生成される。 Ca2+＋HCO3 -＋OH-→CaCO3＋H2O …(2)式 この炭酸カルシウムは、液のPHがカルシウムハ
イドロキシアパタイトが生成されるに適したPH範
囲にあるか、あるいは調整されていれば、アパタ
イトの生成速度のほうが炭酸カルシウムの生成速
度よりも大きいために生成されないが、現実の実
際処理装置では完全なPHコントロールは難しく、
またアルカリ度成分が濃厚な場合には、カルシウ
ム剤を添加した瞬間に前記(2)式の反応が進行する
ことは避けられない。 このような条件下で生成される炭酸カルシウム
の結晶は極めて少量であるが、長期間中に徐々に
炭酸カルシウムの結晶がリン酸塩鉱物の表面に固
着成長する。その結果、リン酸塩鉱物の表面活性
が劣化し、脱リン機能は低減し、当初ほどの脱リ
ン効果は期待できなくなる。 また液中に存在する色度成分などの有機物も長
期間のうちに除去され、リン酸塩鉱物表面に付着
し、脱リン性能が低下する。 このように接触脱リン法は、液中にアルカリ度
成分などの阻害物質が多量に含まれ、かつ溶解性
リン酸塩類も含まれている液についてはその適用
に限界があるが、何らかの方法でアルカリ度成分
などの阻害物質を除去すれば、接触脱リン法の適
用範囲は拡大される。 そして従来液中のＭ―アルカリ度成分を除去す
る方法、すなわち軟化の方法には生物学的な方法
〔生物学的硝化法または生物学的硝化、脱窒素
法、（但し液中に窒素成分を含む場合のみ適用さ
れる）〕と化学的または物理化学的な方法とがあ
り、生物学的な方法は効果的な脱Ｍ―アルカリ度
成分が可能であるが、大なる処理施設を必要と
し、また運転管理が必ずしも容易ではない。一方
化学的または物理化学的な方法はＭ―アルカリ度
成分を除去するための薬剤が必要であり、また方
法によつては大量の汚泥が発生するが、簡単な処
理施設と簡単な方法で容易にＭ―アルカリ度成分
を除去することがきるので水処理技術として一般
的に採用されている。 生物学的な方法の最大の難点は、処理すべき排
水中に窒素化合物（好ましくはNH4―Ｎ）が含ま
れていない限り適用はできないが、これに反して
化学的または物理化学的な方法はいかなる排につ
いても適用が可能であり、Ｍ―アルカリ度成分の
除去効果が確実である利点がある。 この化学的または物理化学的方法の主たるもの
は、液酸性下におけるストリツピング法と、Ca
（OH）2添加による軟化法（一種の凝集沈殿処理）
とがある。前者の液酸性下におけるストリツピン
グ法は、処理すべき液に酸を加え、除去すべきＭ
―アルカリ度成分の程度に対応して液のPHを３〜
６の範囲に設定し、次に酸性となつた液をストリ
ツピング装置に導入してＭ―アルカリ度成分を大
気中に放散させる方法である。また後者のCa
（OH）2添加による軟化法は、液中のＭ―アルカリ
度成分に対応するCa（OH）2を液に添加し、Ｍ―
アルカリ度成分をCaCO3の沈殿物として除去す
る方法で、CaCO3の沈殿物はシツクナーで濃縮
したのち処理系外に取り出されるものである。 これらの２つのＭ―アルカリ度成分除去方法の
うち、酸性ストリツピング法はコスト的な制約が
なければ充分に実用性はあるが、Ca（OH）2添加
によるアルカリ軟化法は前記凝集沈殿法の欠点が
そのまま継承され、実用化は可能であるにして
も、汚泥の処理が極めて厄介である。 本発明は、接触脱リン法の利点をそのままいか
し、リン酸塩類を含みかつＭ―アルカリ度成分な
どの阻害物質を含む液からリン酸塩類を長期間に
わたり効率よく、しかも安定して除去する有効な
方法を提供することを目的とするものである。 また本発明の他の目的は、従来法の諸欠点を解
消し、極めて簡単な操作で質的に著しく良質な処
理水が経済的に得られ、さらに処理設備、処理費
用の節減をも大巾にはかることができる有用な方
法とすることにある。 本発明は、一定の粒径をもつ炭酸カルシウムを
含有する炭酸塩鉱物、例えば大理石、泥炭岩、苦
灰岩、サンゴ砂などを充填した充填塔に一定の通
水条件で被処理液を通水して液中のＭ―アルカリ
度成分を可及的に除去したのち、この脱炭酸工程
流出液をさらに一定の粒径をもつリン酸カルシウ
ムを主成分とするリン酸塩鉱物、例えばヨルダン
産、フロリダ産、メキシコ産、カナダ産、神奈川
県玄倉産、栃木県足尾銅山産、与論島産、福岡県
長垂産、北海道大玖鉱山産などのリン鉱石を特殊
加工した脱リン材を充填した充填塔に通液させる
ことで接触させることを特徴とし、液中のＭ―ア
ルカリ度成分などの阻害物質による接触脱リン効
果の減退を防止するものである。 本発明の一実施態様を図面を参照しつつ説明す
れば、例えば、BOD15mg／、SS10mg／、
COD（Mn）15mg／、COD（Cr）25mg／、
PO4 3-8mg／、PH7.10、Ｍ―アルカリ度120mg／
の都市下水の２次処理水の砂過水を対象原水
とし、消石灰注入装置１から消石灰を注入し、対
象原水のPHを8.0〜11.0の範囲に調整する。しか
るのち、PH調整した砂過水を導水管２を経由し
て脱炭酸工程が行なわれる脱炭酸塔３に導入す
る。この脱炭酸工程は炭酸カルシウムを主成分と
する炭酸塩鉱物を破砕し、篩分して一定の粒径
0.1〜100mm好ましくは0.3〜30mm粒径必要に応じ
ては100mm以上の粒径としたものを充填した充填
塔が中核であり、この充填塔に一定の通水条件
（固定層方式ではSVとして0.1〜１m3／m3hr、流
動層方式では１〜10m3／m3hr）で通水して、ある
一定レベルまで脱炭酸処理する。この脱炭酸用の
充填塔を通し脱炭酸材と接触させることにより、
液中に溶存しているＭ―アルカリ度成分は炭酸カ
ルシウムを主成分とする炭酸塩鉱物の表面に自触
媒反応的に炭酸カルシウムとして晶出、成長して
くるために脱炭酸材（炭酸カルシウムを主成分と
する炭酸塩鉱物）は半永久的に脱炭酸機能が維持
される。またこの過程で液中に含まれる色度成分
等の有機物も除去され、後段の脱リン塔における
材の汚染を防止できる。またこの脱炭酸方式で
は従来の凝集沈殿法のように所謂処理しにくい凝
集汚泥が全く発生せず、かつ、液中の溶存Ｍ―ア
ルカリ度成分を効率よく除去し、操作も簡単で安
定した処理が可能である。 そして脱炭酸工程における脱炭酸塔３を経由
し、Ｍ―アルカリ度成分を部分的に除去された対
象原水はさらに導水管５で脱リン塔６に導入され
る過程で塩化カルシウム注入装置４から塩化カル
シウム剤が注入される。前記脱炭酸工程でＭ―ア
ルカリ度成分の全量あるいは一部を除去され、か
つCa2+を注入された脱炭酸工程流出液（２次処
理水）は脱リン工程をする脱リン塔６に導入さ
れ、質的に良質な処理水として流出管７より導出
し得られる。この脱リン工程には、リン酸カルシ
ウムを含有するリン酸塩鉱物を特殊加工して製造
した脱リン材を破砕、篩分して一定の粒径例えば
0.1〜100mm好ましくは0.4〜4.0mm必要に応じて100
mm以上の粒径としたものが充填されている脱リン
塔６があり、２次処理水（脱炭酸された２次処理
水）がこの脱リン塔６を一定の通水条件、PH条件
で通水することにより、液中に溶存する各種のリ
ン酸塩は、前記(1)式に示すような反応式にしたが
つて脱リン材の表面にカルシウムハイドロキシア
パタイトの結晶として晶出し、半永久的に除去さ
れる。該脱リン塔６での通水方法は流動層方式、
固定層方式のいずれでもよく、また固定層方式で
は上向流、下向流のいずれでもよいが、この通水
条件は流動層方式では一般にSVとして10〜100
m3／m3hr、固定層方式ではSVとして１〜10m3／
m3hrの範囲が適当である。さらに通水液のPHは普
通8.0〜10.0の範囲に設定され、カルシウムイオ
ンの注入率は液中に溶存する各種リン酸塩類の濃
度によつて異なるが通常Ca／PO4として0.5〜20
好ましくは1.0〜5.0の範囲で添加される。 図中２′は導水管、４′はカルシウム注入装置、
５′は導水管、７′は流出管で前記実施態様の固定
層方式に代わり流動層方式として通液する場合に
用いられ、独立的な配管系としたり、切換弁を含
めて切替方式のバイパス配管系に構成することも
選んでできる。 以上述べたように本発明は、炭酸カルシウムを
主成分とする脱炭酸材によつて液中に溶存してい
るＭ―アルカリ度成分を効率的、かつ経済的に除
去すると共に液中に溶存する色度成分等の有機物
も除去し、さらにリン酸カルシウムを主成分とす
る脱リン材によつて長期間に渡り安定かつ効率的
に液中のリン酸塩類を除去することができるとと
もに、脱炭酸材、脱リン材の表面における自触媒
反応によつて、従来の化学的凝集沈殿法の欠点を
全て解消し、液中のリン酸塩類を効率よく除去
し、操作も簡単で安定した処理が可能であり、大
量処理に適し、敷地や装置据付面積も減少し、さ
らに処理設備、処理費用の節減を適確にはかるこ
とができるものである。 次に本発明方法の一実施例を示す。 団地下水の活性汚泥法による２次処理水をさら
に砂過により処理したものに適量の消石灰を添
加してPHを９〜10の範囲となるように調整し、し
かるのち一定粒度の炭酸カルシウムを主成分とす
る脱炭酸材を充填した脱炭酸塔にSV0.5m3／m3hr
の通水条件で通水して液中に溶存しているＭ―ア
ルカリ度成分を部分的に除去する。処理の１例を
第１表に示したが、対象原水（２次処理水を砂
過したもの）のＭ―アルカリ度126mg／のもの
を前記の条件で通水し、さらに脱リン処理した最
終流水のＭ―アルカリ度は20〜24mg／の範囲と
なり、ほぼ80％のＭ―アルカリ度が除去された。
またこの過程で対象原水中とCOD（Cr）も37.5
％除去された。次いで、脱炭酸処理水にCa／PO4
＝５となるように塩化カルシウムを加え、リン酸
カルシウムを主成分とするリン鉱石を特殊加工し
た脱リン材を破砕、篩分して粒径0.42〜0.54mmの
ものを充填した脱リン塔（固定層、下向流式）に
SV5m3／m3hrの条件で通水した。前記の条件で実
験を６ケ月間継続し、長期間通水した場合の脱リ
ン材の性能劣化をチエツクするために、運転開始
後１ケ月後と４ケ月後に最終処理水のPO３− ４を側
定比較したところ、第１表に示してあるようにそ
れぞれのPO３− ４は0.37mg／、0.31mg／であり、
液中に溶存しているＭ―アルカリ度成分及び色度
成分等の有機物による脱リン材の性能劣化は全く
認められなかつた。
水、工場排水、ボイラー用水、その他あらゆる液
体中に存在するリン酸塩類を除去する方法に関す
るものである。 一般に自然水系に排出される上記の各種液体中
には、無機性のリン酸塩としてオルトリン酸塩や
各種の縮合リン酸塩さらに有機性リン酸塩などが
様々な状態で存在しており、これらのリン酸塩類
の存在が湖沼、内海、内湾などの閉鎖水域乃至停
滞水域の「あおこ」、「赤潮」発生の誘起因子とな
り、さらに各種の用水として使用する場合に装
置、配管内に生物学的なスライムが発生し、また
化学的なスケールが形成されて事故発生の重大な
原因となつている。 したがつて、これら液中に存在するリン酸塩を
除去する必要から、各種のリン除去方法が検討さ
れており、その代表的なものとして、生物学的処
理法、イオン交換樹脂法、化学的凝集沈澱法など
があげられるが、このうち、化学的凝集沈澱法は
現時点で一応完成された処理技術として評価さ
れ、すでにかなりのところで実際処理規模の処理
装置が稼動している。 この化学的凝集処理法によるリン酸塩類の除去
は、液中に存在するリン酸塩類を、特定の凝集剤
を添加することによつて不溶性リン酸塩として除
去する方法であり、凝集剤としては、通常、消石
灰〔Ca（OH）3〕、硫酸アルミニウム〔Al2
（SO4）3〕、塩化第２鉄〔FeCl3〕などが用いられ
る。ところが、化学的凝集沈澱法の最大の欠点
は、使用する凝集剤の種類にあまり関係なく、 一般に大量の凝集剤を必要とし、処理コスト
が高いこと。 大なる薬注量に比例的に大量の汚泥が発生
し、この汚泥の沈降性、凝縮性が極めて悪いこ
と（石灰汚泥は例外）。 さらにこの汚泥は脱水性が劣ること（石灰汚
泥は例外）。 であり、大なる汚泥処理施設と処理費用を必要と
するため、現用技術であるにもかかわらず、実用
上多くの問題をかかえている。 また、本発明者等によつて従来にない新規な処
理方法として一定の粒径をもつリン酸カルシウム
を含有するリン酸塩鉱物を筒状あるいは錐状の脱
リン塔に充填し、被処理液のPHを６〜11の範囲に
調整し、さらに被処理液中に含まれている溶解性
リン酸塩類の濃度に対応して塩化カルシウムなど
のカルシウム剤を加え、これを一定の流速条件で
通過接触せしめることにより、充填されているリ
ン酸塩鉱物の表面にカルシウムハイドロキシアパ
タイトの結晶を晶出、固着せしめて溶解性リン酸
塩類を除去する方法も提案されるに至つた。 この場合、リン酸塩鉱物表面での代表的な化学
反応は次の通りである。 5Ca2+＋70H-＋3H2PO4 - ＝Ca5（OH）（PO4）3＋6H2O …(1)式 このような新規な脱リン方法を適用すれば、カ
ルシウムハイドロキシアパタイトが固着したリン
酸塩鉱物の分離、脱水が極めて容易であり、従来
の化学的凝集沈澱法によるいわゆる凝集汚泥と比
較すると、濃縮装置、脱水機、乾燥装置などの既
成概念による汚泥処理施設をまつたく必要としな
いだけではなく、資源としてのリンを回収するこ
とができる優れた脱リン技術である。 しかしながら、この新しい接触脱リン法では、
液中に含まれている溶解性リン酸塩類をカルシウ
ムハイドロキシアパタイト〔Ca5（OH）
（PO4）3〕の結晶として固定するために、適当なPH
条件下でカルシウム剤としてCaCl2，Ca（OH）2
などが添加されるが、被処理液中にアルカリ度成
分が含まれていると次に示すような反応式にした
がつて炭酸カルシウムが生成される。 Ca2+＋HCO3 -＋OH-→CaCO3＋H2O …(2)式 この炭酸カルシウムは、液のPHがカルシウムハ
イドロキシアパタイトが生成されるに適したPH範
囲にあるか、あるいは調整されていれば、アパタ
イトの生成速度のほうが炭酸カルシウムの生成速
度よりも大きいために生成されないが、現実の実
際処理装置では完全なPHコントロールは難しく、
またアルカリ度成分が濃厚な場合には、カルシウ
ム剤を添加した瞬間に前記(2)式の反応が進行する
ことは避けられない。 このような条件下で生成される炭酸カルシウム
の結晶は極めて少量であるが、長期間中に徐々に
炭酸カルシウムの結晶がリン酸塩鉱物の表面に固
着成長する。その結果、リン酸塩鉱物の表面活性
が劣化し、脱リン機能は低減し、当初ほどの脱リ
ン効果は期待できなくなる。 また液中に存在する色度成分などの有機物も長
期間のうちに除去され、リン酸塩鉱物表面に付着
し、脱リン性能が低下する。 このように接触脱リン法は、液中にアルカリ度
成分などの阻害物質が多量に含まれ、かつ溶解性
リン酸塩類も含まれている液についてはその適用
に限界があるが、何らかの方法でアルカリ度成分
などの阻害物質を除去すれば、接触脱リン法の適
用範囲は拡大される。 そして従来液中のＭ―アルカリ度成分を除去す
る方法、すなわち軟化の方法には生物学的な方法
〔生物学的硝化法または生物学的硝化、脱窒素
法、（但し液中に窒素成分を含む場合のみ適用さ
れる）〕と化学的または物理化学的な方法とがあ
り、生物学的な方法は効果的な脱Ｍ―アルカリ度
成分が可能であるが、大なる処理施設を必要と
し、また運転管理が必ずしも容易ではない。一方
化学的または物理化学的な方法はＭ―アルカリ度
成分を除去するための薬剤が必要であり、また方
法によつては大量の汚泥が発生するが、簡単な処
理施設と簡単な方法で容易にＭ―アルカリ度成分
を除去することがきるので水処理技術として一般
的に採用されている。 生物学的な方法の最大の難点は、処理すべき排
水中に窒素化合物（好ましくはNH4―Ｎ）が含ま
れていない限り適用はできないが、これに反して
化学的または物理化学的な方法はいかなる排につ
いても適用が可能であり、Ｍ―アルカリ度成分の
除去効果が確実である利点がある。 この化学的または物理化学的方法の主たるもの
は、液酸性下におけるストリツピング法と、Ca
（OH）2添加による軟化法（一種の凝集沈殿処理）
とがある。前者の液酸性下におけるストリツピン
グ法は、処理すべき液に酸を加え、除去すべきＭ
―アルカリ度成分の程度に対応して液のPHを３〜
６の範囲に設定し、次に酸性となつた液をストリ
ツピング装置に導入してＭ―アルカリ度成分を大
気中に放散させる方法である。また後者のCa
（OH）2添加による軟化法は、液中のＭ―アルカリ
度成分に対応するCa（OH）2を液に添加し、Ｍ―
アルカリ度成分をCaCO3の沈殿物として除去す
る方法で、CaCO3の沈殿物はシツクナーで濃縮
したのち処理系外に取り出されるものである。 これらの２つのＭ―アルカリ度成分除去方法の
うち、酸性ストリツピング法はコスト的な制約が
なければ充分に実用性はあるが、Ca（OH）2添加
によるアルカリ軟化法は前記凝集沈殿法の欠点が
そのまま継承され、実用化は可能であるにして
も、汚泥の処理が極めて厄介である。 本発明は、接触脱リン法の利点をそのままいか
し、リン酸塩類を含みかつＭ―アルカリ度成分な
どの阻害物質を含む液からリン酸塩類を長期間に
わたり効率よく、しかも安定して除去する有効な
方法を提供することを目的とするものである。 また本発明の他の目的は、従来法の諸欠点を解
消し、極めて簡単な操作で質的に著しく良質な処
理水が経済的に得られ、さらに処理設備、処理費
用の節減をも大巾にはかることができる有用な方
法とすることにある。 本発明は、一定の粒径をもつ炭酸カルシウムを
含有する炭酸塩鉱物、例えば大理石、泥炭岩、苦
灰岩、サンゴ砂などを充填した充填塔に一定の通
水条件で被処理液を通水して液中のＭ―アルカリ
度成分を可及的に除去したのち、この脱炭酸工程
流出液をさらに一定の粒径をもつリン酸カルシウ
ムを主成分とするリン酸塩鉱物、例えばヨルダン
産、フロリダ産、メキシコ産、カナダ産、神奈川
県玄倉産、栃木県足尾銅山産、与論島産、福岡県
長垂産、北海道大玖鉱山産などのリン鉱石を特殊
加工した脱リン材を充填した充填塔に通液させる
ことで接触させることを特徴とし、液中のＭ―ア
ルカリ度成分などの阻害物質による接触脱リン効
果の減退を防止するものである。 本発明の一実施態様を図面を参照しつつ説明す
れば、例えば、BOD15mg／、SS10mg／、
COD（Mn）15mg／、COD（Cr）25mg／、
PO4 3-8mg／、PH7.10、Ｍ―アルカリ度120mg／
の都市下水の２次処理水の砂過水を対象原水
とし、消石灰注入装置１から消石灰を注入し、対
象原水のPHを8.0〜11.0の範囲に調整する。しか
るのち、PH調整した砂過水を導水管２を経由し
て脱炭酸工程が行なわれる脱炭酸塔３に導入す
る。この脱炭酸工程は炭酸カルシウムを主成分と
する炭酸塩鉱物を破砕し、篩分して一定の粒径
0.1〜100mm好ましくは0.3〜30mm粒径必要に応じ
ては100mm以上の粒径としたものを充填した充填
塔が中核であり、この充填塔に一定の通水条件
（固定層方式ではSVとして0.1〜１m3／m3hr、流
動層方式では１〜10m3／m3hr）で通水して、ある
一定レベルまで脱炭酸処理する。この脱炭酸用の
充填塔を通し脱炭酸材と接触させることにより、
液中に溶存しているＭ―アルカリ度成分は炭酸カ
ルシウムを主成分とする炭酸塩鉱物の表面に自触
媒反応的に炭酸カルシウムとして晶出、成長して
くるために脱炭酸材（炭酸カルシウムを主成分と
する炭酸塩鉱物）は半永久的に脱炭酸機能が維持
される。またこの過程で液中に含まれる色度成分
等の有機物も除去され、後段の脱リン塔における
材の汚染を防止できる。またこの脱炭酸方式で
は従来の凝集沈殿法のように所謂処理しにくい凝
集汚泥が全く発生せず、かつ、液中の溶存Ｍ―ア
ルカリ度成分を効率よく除去し、操作も簡単で安
定した処理が可能である。 そして脱炭酸工程における脱炭酸塔３を経由
し、Ｍ―アルカリ度成分を部分的に除去された対
象原水はさらに導水管５で脱リン塔６に導入され
る過程で塩化カルシウム注入装置４から塩化カル
シウム剤が注入される。前記脱炭酸工程でＭ―ア
ルカリ度成分の全量あるいは一部を除去され、か
つCa2+を注入された脱炭酸工程流出液（２次処
理水）は脱リン工程をする脱リン塔６に導入さ
れ、質的に良質な処理水として流出管７より導出
し得られる。この脱リン工程には、リン酸カルシ
ウムを含有するリン酸塩鉱物を特殊加工して製造
した脱リン材を破砕、篩分して一定の粒径例えば
0.1〜100mm好ましくは0.4〜4.0mm必要に応じて100
mm以上の粒径としたものが充填されている脱リン
塔６があり、２次処理水（脱炭酸された２次処理
水）がこの脱リン塔６を一定の通水条件、PH条件
で通水することにより、液中に溶存する各種のリ
ン酸塩は、前記(1)式に示すような反応式にしたが
つて脱リン材の表面にカルシウムハイドロキシア
パタイトの結晶として晶出し、半永久的に除去さ
れる。該脱リン塔６での通水方法は流動層方式、
固定層方式のいずれでもよく、また固定層方式で
は上向流、下向流のいずれでもよいが、この通水
条件は流動層方式では一般にSVとして10〜100
m3／m3hr、固定層方式ではSVとして１〜10m3／
m3hrの範囲が適当である。さらに通水液のPHは普
通8.0〜10.0の範囲に設定され、カルシウムイオ
ンの注入率は液中に溶存する各種リン酸塩類の濃
度によつて異なるが通常Ca／PO4として0.5〜20
好ましくは1.0〜5.0の範囲で添加される。 図中２′は導水管、４′はカルシウム注入装置、
５′は導水管、７′は流出管で前記実施態様の固定
層方式に代わり流動層方式として通液する場合に
用いられ、独立的な配管系としたり、切換弁を含
めて切替方式のバイパス配管系に構成することも
選んでできる。 以上述べたように本発明は、炭酸カルシウムを
主成分とする脱炭酸材によつて液中に溶存してい
るＭ―アルカリ度成分を効率的、かつ経済的に除
去すると共に液中に溶存する色度成分等の有機物
も除去し、さらにリン酸カルシウムを主成分とす
る脱リン材によつて長期間に渡り安定かつ効率的
に液中のリン酸塩類を除去することができるとと
もに、脱炭酸材、脱リン材の表面における自触媒
反応によつて、従来の化学的凝集沈殿法の欠点を
全て解消し、液中のリン酸塩類を効率よく除去
し、操作も簡単で安定した処理が可能であり、大
量処理に適し、敷地や装置据付面積も減少し、さ
らに処理設備、処理費用の節減を適確にはかるこ
とができるものである。 次に本発明方法の一実施例を示す。 団地下水の活性汚泥法による２次処理水をさら
に砂過により処理したものに適量の消石灰を添
加してPHを９〜10の範囲となるように調整し、し
かるのち一定粒度の炭酸カルシウムを主成分とす
る脱炭酸材を充填した脱炭酸塔にSV0.5m3／m3hr
の通水条件で通水して液中に溶存しているＭ―ア
ルカリ度成分を部分的に除去する。処理の１例を
第１表に示したが、対象原水（２次処理水を砂
過したもの）のＭ―アルカリ度126mg／のもの
を前記の条件で通水し、さらに脱リン処理した最
終流水のＭ―アルカリ度は20〜24mg／の範囲と
なり、ほぼ80％のＭ―アルカリ度が除去された。
またこの過程で対象原水中とCOD（Cr）も37.5
％除去された。次いで、脱炭酸処理水にCa／PO4
＝５となるように塩化カルシウムを加え、リン酸
カルシウムを主成分とするリン鉱石を特殊加工し
た脱リン材を破砕、篩分して粒径0.42〜0.54mmの
ものを充填した脱リン塔（固定層、下向流式）に
SV5m3／m3hrの条件で通水した。前記の条件で実
験を６ケ月間継続し、長期間通水した場合の脱リ
ン材の性能劣化をチエツクするために、運転開始
後１ケ月後と４ケ月後に最終処理水のPO３− ４を側
定比較したところ、第１表に示してあるようにそ
れぞれのPO３− ４は0.37mg／、0.31mg／であり、
液中に溶存しているＭ―アルカリ度成分及び色度
成分等の有機物による脱リン材の性能劣化は全く
認められなかつた。
【表】
図面は本発明方法の実施態様の系統説明図であ
る。 １…消石灰注入装置、２，５…導水管、３…脱
炭酸塔、４…塩化カルシウム注入装置、６…脱リ
ン塔。
る。 １…消石灰注入装置、２，５…導水管、３…脱
炭酸塔、４…塩化カルシウム注入装置、６…脱リ
ン塔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被処理液をカルシウムを含有するアルカリ剤
を添加して液中のPHを8.0〜11.0の範囲に設定し
た後炭酸カルシウムを主成分とする炭酸塩鉱物を
充填した固定層方式或いは流動層方式の脱炭酸塔
に通液して液中のＭ―アルカリ度成分を可及的に
除去する脱炭酸工程を経たのち、脱炭酸工程流出
液をカルシウムイオンの存在下で、リン酸カルシ
ウムを主成分とするリン酸塩鉱物と接触せしめて
処理することを特徴とする液中のリン酸塩類の除
去方法。 ２ 前記脱炭酸工程が、炭酸カルシウムを主成分
とする炭酸塩鉱物の粒径を0.1〜100mmに設定した
脱炭酸塔へ固定層方式あるいは流動層方式として
通液するものである特許請求の範囲第１項記載の
リン酸塩類の除去方法。 ３ 前記脱リン工程が、脱リン塔に供給する脱炭
酸工程流出液にCa／PO4として0.5〜20の範囲の
カルシウムイオンを注入して処理するものである
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のリン酸塩
類の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218879A JPS567678A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Removing method for phosphates in liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8218879A JPS567678A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Removing method for phosphates in liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567678A JPS567678A (en) | 1981-01-26 |
| JPS624198B2 true JPS624198B2 (ja) | 1987-01-29 |
Family
ID=13767455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8218879A Granted JPS567678A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Removing method for phosphates in liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS567678A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57204287A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Ebara Infilco Co Ltd | Fractional separation of thin ion contained in solution |
| JP2004237170A (ja) * | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 硝酸性窒素及びリン含有水の処理方法及び処理装置 |
-
1979
- 1979-06-29 JP JP8218879A patent/JPS567678A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567678A (en) | 1981-01-26 |
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