JP2002145607A - Apparatus and method of recovering phosphorus - Google Patents
Apparatus and method of recovering phosphorusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸マグネシウ
ムアンモニウムの造粒塔において、造粒塔前段での被処
理水のリン酸イオン濃縮および/または造粒塔後段での
造粒処理水のリン酸イオン除去に逆浸透膜装置を設けた
ことを特徴とするリンの回収装置であり、造粒塔の前段
で被処理水中のリン酸イオンを逆浸透膜で濃縮させ、造
粒脱リン装置の造粒反応時間および滞留時間の短縮が可
能となるリン酸イオン濃縮方法と造粒脱リンを行った処
理水を逆浸透膜に通過させ、リン酸イオンをさらに下げ
ることにより処理水の自然水中への放流が可能なリンの
回収方法に関するものである。[0001] The present invention relates to a magnesium ammonium phosphate granulating tower, which is used for concentrating phosphate ions in water to be treated in a former stage of a granulating tower and / or phosphoric acid in granulated treated water in a latter stage of a granulating tower. This is a phosphorus recovery device characterized by providing a reverse osmosis membrane device for removing acid ions. Phosphate ion enrichment method that can shorten the granulation reaction time and residence time and pass the treated water that has been subjected to granulation dephosphorization through a reverse osmosis membrane to further reduce phosphate ions into natural water of treated water The present invention relates to a method for recovering phosphorus which can be discharged.
【0002】[0002]
【従来の技術】リンは近代農業に不可欠な資源であり、
日本はほとんどを輸入に頼っている。ところが、近年リ
ン鉱石の資源量の減少が懸念されるようになった。可採
埋蔵量と年間消費量から試算したリン鉱石の利用可能な
年数は研究者により異なるが、最短で50〜100年と
報告されており(文献:後藤逸男、下水道施設より回収
したリンの利用技術、環境技術、vol.27、No.
6、pp.24〜28(1998))、リンは石油と同
様、貴重な資源であるといわれている。また、リンは閉
鎖性水域で特に問題となっている富栄養化の一因子であ
り、廃水中のリン酸イオンを除去することが求められて
いる。BACKGROUND ART Phosphorus is an essential resource for modern agriculture,
Japan mostly relies on imports. However, in recent years, there has been a concern about a decrease in the amount of phosphate ore resources. The available years of phosphorus ore estimated from recoverable reserves and annual consumption vary depending on the researchers, but it is reported that the minimum is 50 to 100 years. Technology, environmental technology, vol.
6, pp. 24-28 (1998)). Phosphorus is said to be a valuable resource like oil. Phosphorus is a factor in eutrophication, which is a particular problem in closed waters, and it is required to remove phosphate ions from wastewater.
【0003】以上のように排水中のリン酸イオンを除去
・回収することは資源・環境保全の観点から今後必須で
ある。リン酸イオンの除去技術にはアルミニウム塩や鉄
塩等の金属塩とリン酸イオンを反応させ、リン化合物と
して沈澱・除去させる凝集沈澱法、リン鉱石や骨炭等の
種晶にヒドロキシアパタイトの形でリンを析出させる晶
析法(接触脱リン法)、微生物のリン過剰摂取作用を利
用した生物学的脱リン法などがある。しかし、これらの
処理プロセスにはそれぞれ以下の短所がある。すなわ
ち、凝集沈殿法は発生汚泥量が多いことや使用薬品量が
多いこと等からランニングコストが高いこと、また分離
した汚泥中のリンを単離、回収することが困難なこと、
晶析法は脱炭酸槽、砂ろ過等の前処理が必要で設備費が
高くなること、生物学的脱リン法は物理・化学処理に比
べ除去性能が低いため、装置の設置面積が大きくなるこ
とがそれぞれの短所である。[0003] As described above, removal and recovery of phosphate ions in wastewater will be indispensable in the future from the viewpoint of resource and environmental conservation. Phosphate ion removal technology includes coagulation sedimentation in which metal ions such as aluminum salts and iron salts are reacted with phosphate ions to precipitate and remove them as phosphorus compounds. There are a crystallization method for precipitating phosphorus (contact dephosphorization method) and a biological dephosphorization method utilizing the excessive phosphorus uptake action of microorganisms. However, each of these processing processes has the following disadvantages. That is, the coagulation sedimentation method has a high running cost due to a large amount of generated sludge and a large amount of chemicals used, and it is difficult to isolate and recover phosphorus in separated sludge,
The crystallization method requires a pretreatment such as a decarbonation tank and sand filtration, which increases equipment costs. The biological dephosphorization method has a lower removal performance than physical and chemical treatments, so the installation area of the equipment increases. That is their disadvantage.
【0004】このような状況に鑑み、近年、アンモニウ
ムイオンおよびリン酸イオンを含む廃液に、マグネシウ
ム化合物を添加するとともにpHを8以上に調整し、廃
水中のリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウム
の固体粒子として除去し、生成されたリン酸マグネシウ
ムアンモニウムの固体粒子を有効利用する技術(以下M
AP法)が注目されている。すなわち、特開平1−11
9392号公報には、アンモニウムイオンおよびリン酸
イオンを含む廃水に、マグネシウム化合物を添加すると
ともにpHを8以上に調整し、通気によって廃水を攪拌
し、リン酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を生成
させ、廃水中の浮遊物質と上記リン酸マグネシウムアン
モニウムの微細結晶とを分離して浮遊物質を系外に排出
し、さらに上記リン酸マグネシウムアンモニウムの微細
結晶を含む廃水を通気によって攪拌しながら連続的に廃
水を供給し、上記リン酸マグネシウムアンモニウムの微
細結晶核としてリン酸マグネシウムアンモニウムの固体
粒子を形成し、これを除去する装置および方法が記載さ
れている。In view of such circumstances, in recent years, a magnesium compound has been added to a waste liquid containing ammonium ions and phosphate ions, and the pH of the waste water has been adjusted to 8 or more. Technology that effectively removes the resulting solid particles of magnesium ammonium phosphate (hereinafter referred to as M
(AP method) is attracting attention. That is, Japanese Patent Laid-Open No. 1-11
No. 9392 discloses that a magnesium compound is added to waste water containing ammonium ions and phosphate ions, the pH is adjusted to 8 or more, the waste water is stirred by aeration, and fine crystals of magnesium ammonium phosphate are generated. The suspended solids contained therein and the fine crystals of magnesium ammonium phosphate are separated and the suspended solids are discharged out of the system, and the waste water containing the fine crystals of magnesium ammonium phosphate is continuously aerated while stirring by aeration. An apparatus and method for supplying and forming solid particles of magnesium ammonium phosphate as fine crystal nuclei of the magnesium ammonium phosphate are described.
【0005】MAP法で使用される薬剤は安価であり、
廃棄物の発生はなく、生成された粒子は有害物が含まれ
ていないので緩効性肥料として再利用することが可能で
あり、施肥後は植物に必要な量だけが溶出するため回収
したリンによる2次汚染の心配が少ない。よって、MA
P法はリン回収の観点において他のリン酸イオン除去プ
ロセスと比較して有効であると考えられる。[0005] Drugs used in the MAP method are inexpensive,
No waste is generated, and the generated particles do not contain harmful substances, so they can be reused as slow-release fertilizers. Is less likely to cause secondary contamination. Therefore, MA
The P method is considered to be more effective in terms of phosphorus recovery than other phosphate ion removal processes.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、造粒脱
リン装置では、リン酸マグネシウムアンモニウム(MA
P)生成の化学反応(下記(1)式)を利用しており、
その反応速度は、pHや温度のほか、反応槽内の攪拌速
度、圧力、浮遊結晶濃度等の影響を受けるものの、例え
ばこの反応が平衡状態に達したときの溶解度積K(下記
(2)式)はpH9.0、温度20℃、1気圧の条件下
で約1×10-14 (mol/l)であり、反応速度が極
めて遅い短所を有している。However, in a granulation dephosphorization apparatus, magnesium ammonium phosphate (MA) is used.
P) utilizing the chemical reaction of formation (formula (1) below)
The reaction rate is affected by the stirring speed, pressure, suspended crystal concentration, etc. in the reaction tank in addition to the pH and temperature. For example, the solubility product K when the reaction reaches an equilibrium state (Equation (2) below) ) Is about 1 × 10 -14 (mol / l) under conditions of pH 9.0, temperature 20 ° C. and 1 atm, and has a disadvantage that the reaction rate is extremely slow.
【0007】 Mg2++NH4 ++HPO4 2-+OH-+6H2O→ MgNH4PO4・6H2O+H2O (1) K=〔Mg2+〕〔NH4 +〕〔HPO4 2-〕〔OH-〕 (2) このため、従来のMAP法では、リン酸マグネシウムア
ンモニウム結晶の造粒に1〜2週間という極めて長時間
を要しており、効率が非常に悪かった。さらに、MAP
法による処理水中のリン酸イオン濃度は、水質汚濁防止
法に基づいて定められた排水基準を越える数mg〜数十
mg/l程度であることが多く、別の処理でリン酸イオ
ン濃度を0.5mg/l程度以下にまで下げる必要があ
り、処理水を自然水中にそのまま放流することは困難で
あった。[0007] Mg 2+ + NH 4 + + HPO 4 2+ OH - + 6H 2 O → MgNH 4 PO 4 · 6H 2 O + H 2 O (1) K = [Mg 2+] [NH 4 +] [HPO 4 2-] [OH -] (2) for this reason, in the conventional MAP method, the granulation of magnesium ammonium phosphate crystals and takes a very long time of 1-2 weeks, efficiency is very poor. In addition, MAP
The concentration of phosphate ions in the treated water by the method is often several mg to several tens mg / l, which exceeds the wastewater standard determined based on the Water Pollution Control Law, and the phosphate ion concentration is reduced to 0 by another treatment. It was necessary to lower it to about 0.5 mg / l or less, and it was difficult to discharge the treated water into natural water as it was.
【0008】本発明の目的は上記従来の問題点を解決せ
んとするものであり、MAP生成の効率を高め、リン酸
マグネシウムアンモニウム造粒塔の造粒反応時間および
造粒反応槽内の滞留時間の短縮と処理水のリン濃度を放
流可能な濃度に下げることが可能なリンの回収装置およ
び回収方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, to enhance the efficiency of MAP formation, to increase the granulation reaction time of the magnesium ammonium phosphate granulation tower and the residence time in the granulation reaction tank. Provided are a phosphorus recovery apparatus and a phosphorus recovery method capable of shortening the concentration and reducing the phosphorus concentration of treated water to a concentration capable of being discharged.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、本発明
は、「被処理水中のリン酸イオンをリン酸マグネシウム
アンモニウムの結晶として回収する造粒塔の前段および
/または後段に逆浸透膜装置を具備するリンの回収装
置。」および、「被処理水中のリン酸イオンをリン酸マ
グネシウムアンモニウムの結晶として回収するリンの回
収方法において、(1)リン酸マグネシウムアンモニウ
ム結晶の造粒の前段で被処理水中のリン酸イオンを逆浸
透膜で濃縮する、(2)リン酸マグネシウムアンモニウ
ム結晶の造粒により、リン酸イオン濃度が低減した処理
水を逆浸透膜でろ過し、リン酸イオン濃度をさらに低減
する、のどちらか一方または双方を同時に行うリンの回
収方法。」である。In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. That is, the present invention provides a "phosphorus recovery device provided with a reverse osmosis membrane device at the front and / or the rear of a granulation tower for recovering phosphate ions in the water to be treated as magnesium ammonium phosphate crystals." In the phosphorus recovery method for recovering phosphate ions in the water to be treated as crystals of magnesium ammonium phosphate, (1) phosphate ions in the water to be treated are concentrated by a reverse osmosis membrane before the granulation of the magnesium ammonium phosphate crystals. And (2) filtering the treated water having a reduced phosphate ion concentration through a reverse osmosis membrane by granulation of magnesium ammonium phosphate crystals, and further reducing the phosphate ion concentration. Method for recovering phosphorus. "
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について具体的に説明する。図1に本発明
のリン回収装置フローの一例を示す。リン酸マグネシウ
ムアンモニウム造粒塔1の被処理水は、逆浸透膜モジュ
ール(逆浸透膜装置)2に加圧供給される。逆浸透膜モ
ジュール2に加圧供給される被処理水は、その水質に応
じて砂濾過、活性炭濾過、保安フィルター、精密ろ過、
限外ろ過などの前処理が行なわれても構わない。例え
ば、濁質成分が多い被処理水の場合、前処理をしてリン
酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1に流入する不純物
を低減することはMAPの反応効率を高めるという点か
らも有効である。逆浸透膜モジュール(逆浸透膜装置)
2の膜透過水はそのまま自然水に放流される。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the flow of the phosphorus recovery apparatus of the present invention. The water to be treated in the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 is supplied under pressure to a reverse osmosis membrane module (reverse osmosis membrane device) 2. The water to be treated, which is supplied under pressure to the reverse osmosis membrane module 2, is subjected to sand filtration, activated carbon filtration, security filter, precision filtration,
Pretreatment such as ultrafiltration may be performed. For example, in the case of the water to be treated which has a large amount of turbid components, it is effective to perform the pretreatment to reduce impurities flowing into the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 from the viewpoint of increasing the reaction efficiency of MAP. Reverse osmosis membrane module (reverse osmosis membrane device)
The membrane permeated water of No. 2 is discharged to natural water as it is.
【0011】ここで逆浸透膜とは、イオンレベルの不純
物を分離できる膜で、本発明においてはリン酸イオンの
阻止率が高ければよい。その素材には酢酸セルロースや
ポリアミドがあるが、本発明においてはリン酸イオンの
除去率が90%以上であるものが好ましく、より好まし
くは95%以上であるものあり、これらの膜素材がいず
れも適用できる。Here, the reverse osmosis membrane is a membrane capable of separating impurities at an ion level, and in the present invention, it is sufficient that the rejection of phosphate ions is high. Such materials include cellulose acetate and polyamide. In the present invention, those having a phosphate ion removal rate of 90% or more are preferable, and those having a removal rate of 95% or more are more preferable. Applicable.
【0012】膜モジュール形態には中空糸とスパイラル
型があるが、本発明においては、いずれの膜モジュール
形態でも良い。逆浸透膜モジュール2によって濃縮され
た被処理水はリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1
に流入する。リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1
には濃縮された被処理水の他にリン酸イオンと反応させ
るマグネシウム化合物と被処理水のpHをアルカリ性に
調整するためのアルカリ剤がそれぞれタンク3、4から
流入する。マグネシウム化合物は〔Mg2+〕/〔PO4 3-〕
のモル比が好ましくは1以上2以下、反応を効率的に行
うためにはマグネシウム化合物をより好ましくは〔M
g2+〕/〔PO4 3-〕のモル比が1:1になるように添加
し、アルカリ剤をpHが8.0以上9.0以下となるよ
うに添加するのが望ましい。Although there are a hollow fiber and a spiral type in the membrane module form, any of the membrane module forms may be used in the present invention. The water to be treated concentrated by the reverse osmosis membrane module 2 is supplied to the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1
Flows into. Magnesium ammonium phosphate granulation tower 1
In addition to the concentrated water to be treated, a magnesium compound to be reacted with phosphate ions and an alkaline agent for adjusting the pH of the water to be treated to alkaline flow from the tanks 3 and 4, respectively. Magnesium compounds [Mg 2+] / [PO 4 3-]
Is preferably 1 or more and 2 or less, and a magnesium compound is more preferably [M
It is desirable to add such that the molar ratio of g 2+ ] / [PO 4 3- ] becomes 1: 1 and to add the alkaline agent so that the pH becomes 8.0 or more and 9.0 or less.
【0013】ここで本発明者らはリン酸イオン濃度とM
AP生成速度の関係について鋭意検討した結果、リン酸
イオン濃度とMAP生成速度の間に相関があり、リン酸
イオンが高まるとMAP生成速度が早くなることを見い
だした。すなわち、リン酸マグネシウムアンモニウム造
粒塔1は塔中央に位置する反応部と塔上部に位置する分
離部から構成される上向流式の塔型装置が主流である。
まず、攪拌ブロワー6から供給される気体をリン酸マグ
ネシウムアンモニウム造粒塔1の最下部から吹き込ませ
ることでリン酸イオンを含む被処理水とマグネシウム化
合物とアルカリ剤が反応部で攪拌され前記(1)式の反
応が起こる。他の攪拌方法として、パドルがある。Here, the present inventors have determined that phosphate ion concentration and M
As a result of intensive studies on the relationship between the AP generation rate, it was found that there was a correlation between the phosphate ion concentration and the MAP generation rate, and that the higher the phosphate ion, the faster the MAP generation rate. In other words, the mainstream of the ammonium ammonium phosphate granulation tower 1 is an upward-flow type column apparatus composed of a reaction section located at the center of the tower and a separation section located at the top of the tower.
First, the gas supplied from the stirring blower 6 is blown from the lowermost part of the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 to thereby mix the water to be treated containing phosphate ions, the magnesium compound, and the alkali agent in the reaction section. The reaction of equation (1) occurs. Another stirring method is a paddle.
【0014】マグネシウム化合物は、塩化マグネシウ
ム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等が用いられ
る。アルカリ剤は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等
が用いられる。前記(1)式の反応が起こるとリン酸マ
グネシウムアンモニウムの微細結晶が生成し、さらに連
続して被処理水を供給すると前述の微細結晶が成長し、
粒径が大きくなり固体粒子が形成される。(1)式の反
応は溶解度積に依存するため、pHが8.0以上9.0
以下ではリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1の処
理水のリン酸イオン濃度は理論上30mg/l程度であ
り、(1)式の反応を進行させるには50mg/l以上
とすることが好ましい。形成された固体粒子は重力によ
って下降し、断続的または連続的にドラム型スクリーン
7に払い出される。ドラム型スクリーン7は粒径の違い
でリン酸マグネシウムアンモニウムを選別し、大きい粒
径のリン酸マグネシウムアンモニウムは乾燥用ホッパー
8で乾燥され、小さい粒径のリン酸マグネシウムアンモ
ニウムはリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1に返
送される。As the magnesium compound, magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium sulfate and the like are used. As the alkali agent, sodium hydroxide, potassium hydroxide or the like is used. When the reaction of the formula (1) occurs, fine crystals of magnesium ammonium phosphate are generated, and when the water to be treated is continuously supplied, the fine crystals grow,
The particle size increases and solid particles are formed. Since the reaction of the formula (1) depends on the solubility product, the pH is not less than 8.0 and not more than 9.0.
In the following, the phosphate ion concentration of the treated water in the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 is theoretically about 30 mg / l, and is preferably 50 mg / l or more in order for the reaction of the formula (1) to proceed. The formed solid particles descend by gravity and are discharged intermittently or continuously to the drum type screen 7. Drum type screen 7 sorts magnesium ammonium phosphate according to the difference in particle size, magnesium ammonium phosphate having a large particle size is dried by drying hopper 8, and magnesium ammonium phosphate having a small particle size is granulated with magnesium ammonium phosphate. Returned to Tower 1.
【0015】リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1
の上部に位置する分離部では処理水とリン酸マグネシウ
ムアンモニウムの固体粒子が分離しており、処理水のみ
がその界面の上部から排出される。Magnesium ammonium phosphate granulation tower 1
The treated water and the solid particles of magnesium ammonium phosphate are separated from each other in the separation section located at the top, and only the treated water is discharged from the upper portion of the interface.
【0016】排出された処理水は逆浸透膜モジュール
(逆浸透膜装置)5に加圧供給される。リン酸マグネシ
ウムアンモニウム造粒塔1の処理水は、被処理水と比較
すると清澄であるため前処理を行わないが、水質によっ
ては砂濾過、活性炭濾過、保安フィルター、精密ろ過、
限外ろ過などの前処理が行なわれても構わない。逆浸透
膜モジュール5の膜透過水はそのまま自然水に放流さ
れ、透過せずに濃縮した水はリン酸マグネシウムアンモ
ニウム造粒塔1に流入する。The discharged treated water is supplied under pressure to a reverse osmosis membrane module (reverse osmosis membrane device) 5. The treated water of the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 is not pretreated because it is clearer than the water to be treated, but depending on the water quality, sand filtration, activated carbon filtration, security filter, microfiltration,
Pretreatment such as ultrafiltration may be performed. The permeated water of the reverse osmosis membrane module 5 is discharged to natural water as it is, and the water that has not been permeated and concentrated flows into the magnesium ammonium phosphate granulation column 1.
【0017】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【0018】[0018]
【実施例】実施例1 運転を実施したリン回収装置を図2に示す。被処理水は
逆浸透膜モジュール2に加圧供給され、逆浸透膜モジュ
ール2によって濃縮された被処理水はリン酸マグネシウ
ムアンモニウム造粒塔1に流入した。リン酸マグネシウ
ムアンモニウム造粒塔1には被処理水の他にリン酸イオ
ンと反応させるマグネシウム化合物と被処理水のpHを
アルカリ性に調整するためのアルカリ剤をそれぞれタン
ク3、4から流入させた。マグネシウム化合物は〔M
g2+〕/〔PO4 3-〕のモル比が1:1になるように添加さ
れ、アルカリ剤はpHが8.0以上9.0以下となるよ
うに添加された。今回、マグネシウム化合物として塩化
マグネシウムを、アルカリ剤として水酸化ナトリウムを
使用した。EXAMPLE 1 FIG. 2 shows a phosphorus recovery apparatus operated. The water to be treated was supplied under pressure to the reverse osmosis membrane module 2, and the water to be treated concentrated by the reverse osmosis membrane module 2 flowed into the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1. In addition to the water to be treated, a magnesium compound to be reacted with phosphate ions and an alkaline agent for adjusting the pH of the water to be treated to alkaline were flowed into the magnesium ammonium phosphate granulating tower 1 from the tanks 3 and 4, respectively. Magnesium compounds (M
The molar ratio of g 2+] / [PO 4 3-] is 1: is added to a 1, the alkaline agent is added to a pH of 8.0 to 9.0. This time, magnesium chloride was used as a magnesium compound, and sodium hydroxide was used as an alkali agent.
【0019】被処理水は工業廃水(平均リン酸イオン濃
度:35mg/l、平均窒素濃度:103mg/l)と
した。リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1のリン
酸イオンの負荷量は20kg/dとした。逆浸透膜モジ
ュール2の運転は、圧力15kgf/cm2 、回収率6
0%の定圧クロスフローで行い、膜モジュールは架橋芳
香族エレメントはポリアミド製逆浸透膜モジュールを用
いた。濃縮水中のリン酸イオン濃度は約87mg/lと
なり、リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1のリン
酸マグネシウムアンモニウム平均粒径は、120時間で
2.0mmになった。また本回収装置によるリン酸イオ
ンの回収率は約90%であった。The water to be treated was industrial wastewater (average phosphate ion concentration: 35 mg / l, average nitrogen concentration: 103 mg / l). The loading amount of phosphate ions in the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 was 20 kg / d. The operation of the reverse osmosis membrane module 2 is performed at a pressure of 15 kgf / cm 2 and a recovery rate of 6
The cross-linking aromatic element was used as a cross-linked aromatic element, and a polyamide reverse osmosis membrane module was used as the membrane module. The phosphate ion concentration in the concentrated water was about 87 mg / l, and the average particle size of magnesium ammonium phosphate in the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 was 2.0 mm in 120 hours. The recovery rate of phosphate ions by this recovery device was about 90%.
【0020】比較例1 リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1への被処理水
は逆浸透膜モジュール2に加圧供給されることなく、リ
ン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1に流入した。被
処理水は実施例1と同じ工業廃水(平均リン酸イオン濃
度:35mg/l、平均窒素濃度:103mg/l)と
した。その結果、リン酸マグネシウムアンモニウム造粒
塔1のリン酸マグネシウムアンモニウム平均粒径が2.
0mmになるのに350時間を要した。またリン酸イオ
ンの回収率は約73%であった。Comparative Example 1 Water to be treated into the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 flowed into the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 without being supplied to the reverse osmosis membrane module 2 under pressure. The water to be treated was the same industrial wastewater as in Example 1 (average phosphate ion concentration: 35 mg / l, average nitrogen concentration: 103 mg / l). As a result, the average particle size of magnesium ammonium phosphate in the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 was 2.
It took 350 hours to reach 0 mm. The recovery of phosphate ions was about 73%.
【0021】実施例2 運転を実施したリン回収装置を図3に示す。リン酸マグ
ネシウムアンモニウム造粒塔1の処理水は逆浸透膜モジ
ュール5に加圧供給され、濃縮水はリン酸マグネシウム
アンモニウム造粒塔1に返送された。リン酸マグネシウ
ムアンモニウム造粒塔1には被処理水の他にリン酸イオ
ンと反応させるマグネシウム化合物と被処理水のpHを
アルカリ性に調整するためのアルカリ剤をそれぞれタン
ク3、4から流入させた。マグネシウム化合物は〔M
g2+〕/〔PO4 3-〕のモル比が1:1になるように添加さ
れ、アルカリ剤はpHが8.0以上9.0以下となるよ
うに添加された。今回、マグネシウム化合物として塩化
マグネシウムを、アルカリ剤として水酸化ナトリウムを
使用した。Example 2 FIG. 3 shows a phosphorus recovery apparatus in which the operation was performed. The treated water of the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 was supplied under pressure to the reverse osmosis membrane module 5, and the concentrated water was returned to the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1. In addition to the water to be treated, a magnesium compound to be reacted with phosphate ions and an alkaline agent for adjusting the pH of the water to be treated to alkaline were flowed into the magnesium ammonium phosphate granulating tower 1 from the tanks 3 and 4, respectively. Magnesium compounds (M
The molar ratio of g 2+] / [PO 4 3-] is 1: is added to a 1, the alkaline agent is added to a pH of 8.0 to 9.0. This time, magnesium chloride was used as a magnesium compound, and sodium hydroxide was used as an alkali agent.
【0022】処理水は実施例1の処理水を用いた(日間
平均リン酸イオン濃度:11mg/l)。処理水の逆浸
透膜モジュール5の運転はろ過線速度1.2m/d、回
収率80%の定流量クロスフローで行い、膜モジュール
はポリアミド製逆浸透膜モジュールを用いた。その結
果、膜透過水のリン酸イオン濃度は約0.01mg/l
となり、自然水に放流することが可能であった。The treated water used was the treated water of Example 1 (average daily phosphate ion concentration: 11 mg / l). The reverse osmosis membrane module 5 of the treated water was operated at a constant linear flow rate of 1.2 m / d and a recovery rate of 80%, and a polyamide reverse osmosis membrane module was used as the membrane module. As a result, the phosphate ion concentration of the permeated water was about 0.01 mg / l.
It was possible to discharge into natural water.
【0023】比較例2 リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1の処理水は逆
浸透膜モジュール5に加圧供給しなかったため、処理水
の日間平均T−Pは11mg/lのままであり、自然水
に放流することは不可能であった。Comparative Example 2 Since the treated water of the magnesium ammonium phosphate granulation tower 1 was not supplied under pressure to the reverse osmosis membrane module 5, the average daily TP of the treated water remained at 11 mg / l, It was not possible to release it.
【0024】[0024]
【発明の効果】リン酸マグネシウムアンモニウムの造粒
塔において、造粒塔の前段での被処理水中のリンを濃縮
するための逆浸透膜装置あるいは造粒塔後段での造粒処
理水中のリン濃度を下げるための逆浸透膜装置を設置す
ることによって従来よりも造粒反応時間および造粒反応
槽内の滞留時間を短縮し、処理水のリン濃度を放流可能
な濃度に下げることができる。According to the present invention, in a magnesium ammonium phosphate granulation tower, a reverse osmosis membrane device for concentrating phosphorus in the water to be treated at a stage preceding the granulation tower or a phosphorus concentration in a granulation treatment water at a stage subsequent to the granulation tower. By installing a reverse osmosis membrane device for lowering the concentration, the granulation reaction time and the residence time in the granulation reaction tank can be shortened as compared with the conventional case, and the phosphorus concentration of the treated water can be reduced to a concentration that can be discharged.
【図1】本発明のリン酸マグネシウムアンモニウムの造
粒塔の一例を示すフロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing an example of a granulation tower of magnesium ammonium phosphate of the present invention.
【図2】実施例1のリン酸マグネシウムアンモニウムの
造粒塔例を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a granulation tower of magnesium ammonium phosphate of Example 1.
【図3】実施例2のリン酸マグネシウムアンモニウムの
造粒塔例を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart showing an example of a granulation tower of magnesium ammonium phosphate in Example 2.
1:リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔 2、5:逆浸透膜モジュール 3:マグネシウムタンク 4:アルカリタンク 6:攪拌ブロワー 7:ドラム管スクリーン 8:乾燥用ホッパー 1: Magnesium ammonium phosphate granulation tower 2, 5: Reverse osmosis membrane module 3: Magnesium tank 4: Alkaline tank 6: Stirring blower 7: Drum tube screen 8: Drying hopper
Claims (4)
シウムアンモニウムの結晶として回収する造粒塔の前段
および/または後段に逆浸透膜装置を具備することを特
徴とするリンの回収装置。An apparatus for recovering phosphorus, comprising a reverse osmosis membrane device upstream and / or downstream of a granulation tower for recovering phosphate ions in treated water as crystals of magnesium ammonium phosphate.
シウムアンモニウムの結晶として回収するリンの回収方
法において、下記(1)、(2)のどちらか一方または
双方を同時に行うことを特徴とするリンの回収方法。 (1)リン酸マグネシウムアンモニウム結晶の造粒の前
段で被処理水中のリン酸イオンを逆浸透膜で濃縮する。 (2)リン酸マグネシウムアンモニウム結晶の造粒によ
り、リン酸イオン濃度が低減した処理水を逆浸透膜でろ
過し、リン酸イオン濃度をさらに低減する。2. A phosphorus recovery method for recovering phosphate ions in water to be treated as magnesium ammonium phosphate crystals, wherein one or both of the following (1) and (2) are simultaneously performed. How to recover phosphorus. (1) Prior to granulation of magnesium ammonium phosphate crystals, phosphate ions in the water to be treated are concentrated by a reverse osmosis membrane. (2) The treated water having a reduced phosphate ion concentration due to granulation of magnesium ammonium phosphate crystals is filtered through a reverse osmosis membrane to further reduce the phosphate ion concentration.
/l以上に濃縮することを特徴とする請求項2に記載の
リンの回収方法。3. The phosphate ion concentration in the water to be treated is 50 mg.
3. The method for recovering phosphorus according to claim 2, wherein the concentration is increased to not less than / l.
水をリン酸マグネシウムアンモニウム結晶の造粒塔に返
送することを特徴とする請求項2または3に記載のリン
の回収方法。4. The phosphorus recovery according to claim 2 or 3, wherein the concentrated water of the reverse osmosis membrane according to claim 2 (2) is returned to a granulation tower of magnesium ammonium phosphate crystals. Method.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010274227A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Toshiba Corp | Water treatment apparatus |
JP2015020158A (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-02 | 株式会社東芝 | Phosphorus recovery apparatus |
KR101624257B1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-05-26 | 주식회사이피에스솔루션 | Phosphorus removal, recovery apparatus and method thereof |
-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000334477A patent/JP2002145607A/en active Pending
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