JP2000225395A - 脱リン装置 - Google Patents

脱リン装置

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JP2000225395A
JP2000225395A JP11026385A JP2638599A JP2000225395A JP 2000225395 A JP2000225395 A JP 2000225395A JP 11026385 A JP11026385 A JP 11026385A JP 2638599 A JP2638599 A JP 2638599A JP 2000225395 A JP2000225395 A JP 2000225395A
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map
reaction tower
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phosphorus
reaction
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English (en)
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Masao Tsunekawa
正雄 恒川
Kensuke Matsui
謙介 松井
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反応塔内に導入されたリン含有水中のリンを
MAPの結晶として除去する脱リン装置において、系外
から種晶を供給することなく、反応塔内のMAP粒子の
粒径を定常化して長期に亘り安定かつ効率的な処理を継
続する。 【解決手段】 反応塔10内のMAPの過飽和度を高め
る手段と反応塔内に間欠的に気体を供給する手段とを設
けた脱リン装置1。MAPの過飽和度を高めて脆いMA
P析出層を形成し、これを曝気による攪拌で破壊してM
APの小粒子を生成させる。反応塔内のMAP結晶を取
り出して破砕手段で破砕した後、反応塔内に戻す脱リン
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリン含有水中のリン
をMAP(リン酸マグネシウムアンモニウム)として除
去、回収する装置に係り、特に装置内のMAP粒子の粒
径を細かく定常化させて、長期連続運転を可能とした脱
リン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】下水、し尿、排水等の嫌気、好気処理工
程で発生する汚泥脱水濾液、消化脱離液等のリン含有水
からリンを除去する装置として、リン含有水中にマグネ
シウムイオンを添加して、該水中に含有されるアンモニ
ア及びリンとマグネシウムとからMAPを生成させ、生
成したMAP粒子を分離回収する装置がある。
【0003】このMAP生成反応を利用する従来の脱リ
ン装置の一つとして、反応部と反応部下方の分離部とで
構成される反応塔の反応部の下部に原水を導入し、処理
水を反応塔上部より取り出すと共に、循環手段により該
反応塔の上部から処理水の一部を該反応塔の反応部下部
へ循環させるものがある。この脱リン装置の運転の開始
に当っては、MAPを円滑に析出させるために、種晶と
してMAPの小粒子を予め反応塔内に投入しておく。
【0004】この脱リン装置において、MAP粒子は反
応部において上昇する水流により展開されている。この
上昇水流は、原水と循環水とが混ざったものであり、そ
の上昇流速は通常LVで40〜100m/hr程度とさ
れている。
【0005】脱リン装置の運転を継続することにより、
反応塔内のMAP粒子層が厚くなってくるため、成長し
たMAP粒子を反応塔下部の分離部より間欠的に引き抜
いて回収する。
【0006】このような脱リン装置におけるMAP粒子
の成長速度は、例えば、リン含有水中のリン酸イオン濃
度が100ppmの場合、50〜100μm/dayで
ある。従って、運転開始に当って、投入された粒径0.
5mm程度の種晶は、2週間〜1ヶ月程度運転を継続す
ることにより粒径2mm程度の大きさにまで成長するこ
とになる。
【0007】MAP粒子は、分離部より、大きく成長し
た粒子から優先的に引き抜く必要があるが、従来の脱リ
ン装置ではMAP粒子の分級を十分に行うことができな
いために、このような選択的な引き抜きは困難である。
このため、MAP粒子の引き抜きを行っていても粒子の
成長が促進される。そして、3mmを超える大粒径に成
長した重い粒子はLV40〜100m/hr程度の上昇
水流では流動化されず、不動化したMAP粒子間に更に
MAPが析出することで粒子同士が固着して石垣状のも
のを形成するに到る。このような石垣状のMAP層が形
成されると、MAP粒子の引き抜きが困難になる上に、
リン含有水とMAP粒子との接触効率が悪くなるため、
MAPの生成効率も悪化して、リンの除去率、MAPの
回収率が低下する。この場合には、装置の運転を停止し
て反応塔内のMAP粒子を大量に引き抜く必要がある。
【0008】従来、このようなMAPの大粒子化による
問題を回避するために、随時新しい種晶を添加すると共
に、粒径の大きいMAP粒子を引き抜くことが行われて
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、新しい種晶を
系外から添加する方法では、種晶を供給するための設
備、即ち、MAP粒子を破砕して篩分けし、種晶として
適切な粒径(0.3〜0.8mm)のものを分取して反
応塔に投入するための数多くの機械設備が必要となるた
め、設備コスト、運転操作の面で工業的に不利である。
【0010】従って、系外から新たな種晶の添加を行う
ことなく、MAP粒子の粗大化を防止して反応塔内のM
AP粒子の粒径を定常化することができる技術の開発が
望まれている。
【0011】本発明は従来の問題点を解決し、種晶を系
外から供給することなく、従って種晶の供給のための機
械設備を必要とすることなく、運転中に反応塔内に種晶
として有効な小粒径のMAP粒子を生成させることによ
り、反応塔内のMAP粒子の粒径を細かく定常化する脱
リン装置を提供することを目的とする。
【0012】本発明はまた、種晶を系外から供給するこ
となく、系内に簡易な機器を付設するのみで種晶として
有効な小粒径のMAP粒子を確実に反応塔内に供給する
ことにより、反応塔内のMAP粒子の粒径を定常化する
脱リン装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1の脱リン装置
は、反応塔内に導入されたリン含有水中のリンをMAP
の結晶として除去する脱リン装置において、該反応塔内
のMAPの過飽和度を高める手段と、該反応塔内に間欠
的に気体を供給する手段とを備えてなることを特徴とす
る。
【0014】この脱リン装置は、反応塔内のMAPの過
飽和度を制御することにより反応塔内に小粒径のMAP
結晶を生成させるものである。即ち、MAPの生成状況
は系内の過飽和度により異なり、過飽和度が低い場合に
は、従来の脱リン装置におけるMAP析出状況のよう
に、MAPは既に析出しているMAP粒子の表面のみで
析出し、比較的緻密で硬い光沢のあるMAP結晶が成長
する。過飽和度が高くなると、MAPはMAP粒子の表
面で析出するものの、そのMAPの析出層は脆く、空隙
の多い層となる。そして、過飽和度が更に高くなるとM
AP粒子の表面での析出は少なくなり、液中から一次核
としてMAPの微結晶が生成するようになる。
【0015】請求項1の脱リン装置では、このMAPの
過飽和度を従来の条件よりも高め、MAP粒子の表面に
脆い析出層が形成されるような条件とすると共に、反応
塔内に間欠的に空気を供給してこの脆いMAP析出層を
破壊することで微細なMAP結晶を生成させる。
【0016】請求項1の脱リン装置において、MAPの
過飽和度を高める手段としては、該反応塔内へのマグネ
シウム塩の添加量調整手段、原水供給量調整手段又はp
H調整手段が挙げられる。
【0017】請求項3の脱リン装置は、反応塔内に導入
されたリン含有水中のリンをMAPの結晶として除去す
る脱リン装置において、該反応塔内に生成したMAPの
結晶を取り出して再び反応塔に戻す結晶循環手段と、該
結晶循環手段に設けられた結晶の破砕手段とを備えてな
ることを特徴とする。
【0018】この脱リン装置では、反応塔内のMAP結
晶を抜き出して機械的に破砕し、破砕した微粒子を再び
反応塔内に戻す。この脱リン装置では、MAP結晶の破
砕手段が必要となるが、系外から新しい種晶を供給する
場合に比べれば、設備コストが著しく少なくて足り、ま
た、煩雑な運転操作も不要である。しかも、破砕手段で
破砕したMAPの微粒子を戻すことで、反応条件の変動
等の影響を受けることなく、反応塔内のMAP粒子の粒
径を確実に定常化することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の脱
リン装置を詳細に説明する。
【0020】図1は請求項1の脱リン装置の実施の形態
を示す模式的な断面図、図2は請求項3の脱リン装置の
実施の形態を示す模式的断面図である。図1,2におい
て同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【0021】図1の脱リン装置1において、反応塔10
は、最下部が貯留部11、この貯留部11の上部が小径
円筒状の分級部12となっており、この分級部12の上
側が大径円筒状の反応部13及び分離部14となってい
る。分級部12の断面積は、通常反応部13の1/4〜
1/8程度である。この反応塔10の頂部は開放してい
る。貯留部11と分級部12との間にはバルブ11Vが
設けられている。
【0022】反応部13の下部には、原水(下水、し尿
の嫌気消化脱離液、生し尿等のリン含有水)の導入配管
21、MgCl2等のマグネシウム塩溶液(マグネシウ
ム塩を含有するものであれば良く、海水であっても良
い。)の供給管22及びNaOH等のアルカリ剤の供給
管23が接続され、またMAP粒子を破砕する手段とし
て、反応塔10内を間欠的に空気攪拌するためのコンプ
レッサ24と散気管25が設けられている。
【0023】反応塔1の上部で、溢流口15の30〜5
0cm下方には、循環配管26の流入口26Aが接続さ
れており、この循環配管26の流出口26Bは分級部1
2の下部に接続されている。この循環配管26の流入口
26Aより上部が分離部14であり、これより下部が反
応部13である。
【0024】原水の供給管22から導入された原水は、
反応部13において、既に存在するMAP粒子の表面に
MAPを析出させながら反応塔10内を上昇し、MAP
の析出によりリン濃度が低下した処理水は、最上部の溢
流口15より流出し、配管28により系外へ排出され
る。
【0025】反応部13において、MAP粒子表面に析
出してMAPが蓄積するにつれて、粒径の増大及びMA
P粒子層の界面上昇が生じ、この界面が循環水の流入口
26Aの下方30〜50cmのところに達した時点で、
分級部12と貯留部11との間に設けられたバルブ11
Vを開く。これにより、反応部13下部の比較的大粒径
のMAP粒子が貯留部11へ沈降し、貯留部11に貯留
される。上記界面が所定の位置まで低下したところでバ
ルブ11Vを閉じる。貯留部11に貯留されたMAP粒
子は下部のバルブ27Vを開くことにより系外へ取り出
すことができる。
【0026】この脱リン装置1では、MAP粒子の貯留
部11と分級部12とが切り離されているため、MAP
引き抜き操作時に原水の通水を止める必要はなく、通水
を継続しながらMAPの引き抜きを行うことができる。
【0027】図1の脱リン装置1では、このような処理
に当り、原水の供給量、反応塔10内のpH、マグネシ
ウム塩の添加量を例えば下記のように調整して反応塔1
0内のMAPの過飽和度が、MAP粒子の表面に脆いM
AP析出層が形成されるような過飽和度となるように高
めると共に、間欠的に散気管25より曝気による攪拌を
行って、MAP粒子の表面に形成された脆いMAP析出
層を破壊する。
【0028】原水の供給量:反応部断面積当りのLVで
10〜20m/hr 反応塔内のpH:8.0〜8.5 マグネシウム塩の添加量:原水リン濃度に対してモル比
で1〜1.5 なお、MAP粒子の表面に脆いMAP析出層が形成され
るような過飽和度とは、反応塔の仕様や反応条件によっ
ても異なるが、通常MAPの溶解濃度がMAPの飽和濃
度の10〜20倍程度となるような溶解状態である。
【0029】また、MAPの表面層を破壊するための曝
気による空気攪拌は、2〜3日に1回、0.2〜0.6
L/min・L−容積の空気量を2〜3分程度供給する
ことにより行えば十分である。
【0030】この破壊により発生したMAPの破砕片は
その大きさに応じて反応塔10内で流動するが、細かい
ものはMAP層の最上部に移動する。この破壊操作を行
うことにより粒径の小さい粒子が発生すると空隙率が大
きくなるため、MAP層の界面は空気攪拌前よりも上昇
することになる。
【0031】図2の脱リン装置2は、反応部13の下部
からMAP粒子を取り出し、その取り出し口より50〜
160cm上方の反応部13に戻すMAP粒子の循環配
管29とこの循環配管29の途中に設けられたMAP粒
子を機械的に破砕するためのカッターポンプ等の破砕機
30が設けられている点が図1に示す脱リン装置1と異
なり、その他は同様の構成とされている。なお、図2の
脱リン装置2において、コンプレッサ24及び散気管2
5は反応塔10内のMAP粒子の流動を補助するための
曝気を行うためのものである。
【0032】この脱リン装置2においても図1の脱リン
装置1と同様に原水の脱リン処理が行われる。
【0033】この脱リン装置2では、貯留部11から引
き抜かれたMAP粒子の粒径が3mm程度にまで大きく
なったときには、MAP粒子の循環配管29より反応部
13の下部から反応塔10内のMAP粒子を引き抜き、
MAP破砕機30で破砕し、反応部13へ戻す。MAP
破砕機30で破砕されたMAPの小粒子は新しい種晶と
して、反応部13で流動しながら成長する。このように
適宜反応部13のMAP粒子を引き抜き、破砕して反応
部13に戻すことにより、反応部13内のMAP粒子の
粒径を1.5〜2.5mm程度のMAP反応に適当な粒
径に定常的に維持することができる。
【0034】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0035】実施例1、比較例1 図1に示す脱リン装置によりリン酸イオン濃度100〜
120ppmのし尿消化脱離液を原水として処理を行っ
た。
【0036】脱リン装置の装置仕様及び運転条件は次の
通りである。
【0037】[装置仕様] 反応部及び分離部:150mmφ×2200mmH 分級部:65mmφ×200mmH 貯留部容積:35L [運転条件] 原水供給量:3L/min 循環水量:12L/min MgCl2添加量:Mg濃度で100ppm NaOH添加量:溢流水pHが8.3〜8.5となるよ
うに添加 空気攪拌:2〜3日に1回の割合で2〜3分間10L/
minの空気を通気 (ただし、比較例1では空気攪拌なし) この運転を約1000時間継続し、引き抜いたMAP粒
子の粒径の経時変化を調べ結果を図3に示した。
【0038】この結果、空気攪拌を行わなかった比較例
1では、約900時間経過後に引き抜きMAP粒子の粒
径が3mmに大粒子化し、反応部でのMAP粒子の流動
も殆どなく、不動状態となったため、通水を停止し、M
AP粒子の全量を反応塔から取り出すことが必要となっ
た。
【0039】これに対して、空気攪拌を行った実施例1
では、引き抜きMAP粒子の粒径は約2mmにまで成長
したが、その後は、粒子の粗大化はなく、約2mmの粒
径を維持したまま、1000時間を超えても通水可能で
あり、反応部のMAP粒子は定常性を保っているものと
推定された。
【0040】なお、この実施例1の条件における反応部
のMAPの溶解濃度は約400ppm程度で、飽和濃度
の約15倍であり、反応塔内のMAP粒子には、その表
面に脆いMAP析出層が形成されていた。
【0041】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱リン装置
によれば、系外から種晶の供給設備を必要とすることな
く、反応塔内のMAP粒子の粒径を定常化させて、長期
に亘り安定かつ効率的な処理を継続して行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施の形態に係る脱リン装置
の断面図である。
【図2】請求項2の発明の実施の形態に係る脱リン装置
の断面図である。
【図3】実施例1及び比較例1における引き抜きMAP
粒子の粒径の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
1,2 脱リン装置 10 反応塔 11 貯留部 12 分級部 13 反応部 14 分離部 15 溢流口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応塔内に導入されたリン含有水中のリ
    ンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶として除去
    する脱リン装置において、 該反応塔内のリン酸マグネシウムアンモニウムの過飽和
    度を高める手段と、 該反応塔内に間欠的に気体を供給する手段とを備えてな
    る脱リン装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該リン酸マグネシウ
    ムアンモニウムの過飽和度を高める手段が、該反応塔内
    へのマグネシウム塩の添加量調整手段、原水供給量調整
    手段及びpH調整手段のうちの少なくとも1つである脱
    リン装置。
  3. 【請求項3】 反応塔内に導入されたリン含有水中のリ
    ンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶として除去
    する脱リン装置において、 該反応塔内に生成したリン酸マグネシウムアンモニウム
    の結晶を取り出して再び反応塔に戻す結晶循環手段と、 該結晶循環手段に設けられた結晶の破砕手段とを備えて
    なる脱リン装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003275774A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Mitsubishi Materials Corp リン回収材の再生方法及びリン回収方法
JP2005040739A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Unitika Ltd リン酸塩を含む排水の処理方法
US9650267B2 (en) 2009-06-29 2017-05-16 Nalco Company Fluid treatment reactor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003275774A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Mitsubishi Materials Corp リン回収材の再生方法及びリン回収方法
JP2005040739A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Unitika Ltd リン酸塩を含む排水の処理方法
US9650267B2 (en) 2009-06-29 2017-05-16 Nalco Company Fluid treatment reactor
US10384150B2 (en) 2009-06-29 2019-08-20 Ecolab Usa Inc. Fluid treatment reactor
KR101803645B1 (ko) * 2016-05-23 2017-12-28 강원대학교산학협력단 가축 분뇨 내의 인을 결정화를 통해 회수하는 장치 및 방법

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