JP2002273453A - 水中のリンの除去方法及び装置 - Google Patents
水中のリンの除去方法及び装置Info
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- JP2002273453A JP2002273453A JP2001076484A JP2001076484A JP2002273453A JP 2002273453 A JP2002273453 A JP 2002273453A JP 2001076484 A JP2001076484 A JP 2001076484A JP 2001076484 A JP2001076484 A JP 2001076484A JP 2002273453 A JP2002273453 A JP 2002273453A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 適度の粒径のリン酸マグネシウムアンモニウ
ム（ＭＡＰ）粒子を生成することによって、ＭＡＰが処
理水とともに流出することがなく、しかもリンの装置容
積当たりのリン除去速度も減少しない水中のリンの除去
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 リンを含有した被処理水を、アンモニウ
ムイオン共存下で、高分子凝集剤とマグネシウムを添加
し、ＭＡＰ晶析槽において、該高分子凝集剤が吸着した
ＭＡＰ粒子を晶析させつつ、又はさせた後、沈降分離す
ることを特徴とする水中のリンの除去方法。前記ＭＡＰ
晶析槽がＭＡＰ粒子流動層であり、前記高分子凝集剤が
アニオン基を持つ有機高分子であることが好ましい。Ｍ
ＡＰ粒子の沈降分離をＭＡＰ晶析槽とは別の沈殿槽で行
う装置とすることができる。
ム（ＭＡＰ）粒子を生成することによって、ＭＡＰが処
理水とともに流出することがなく、しかもリンの装置容
積当たりのリン除去速度も減少しない水中のリンの除去
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 リンを含有した被処理水を、アンモニウ
ムイオン共存下で、高分子凝集剤とマグネシウムを添加
し、ＭＡＰ晶析槽において、該高分子凝集剤が吸着した
ＭＡＰ粒子を晶析させつつ、又はさせた後、沈降分離す
ることを特徴とする水中のリンの除去方法。前記ＭＡＰ
晶析槽がＭＡＰ粒子流動層であり、前記高分子凝集剤が
アニオン基を持つ有機高分子であることが好ましい。Ｍ
ＡＰ粒子の沈降分離をＭＡＰ晶析槽とは別の沈殿槽で行
う装置とすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リンを含有する溶
液中に、マグネシウム及びアンモニア態窒素を添加する
ことによって、さらに、必要に応じてアルカリ成分を添
加することによって、リン酸マグネシウムアンモニウム
（以下、ＭＡＰという）を生成させ、被処理水中からリ
ンを除去し、ＭＡＰとして回収する公知方法及び装置の
改良技術に関する。
液中に、マグネシウム及びアンモニア態窒素を添加する
ことによって、さらに、必要に応じてアルカリ成分を添
加することによって、リン酸マグネシウムアンモニウム
（以下、ＭＡＰという）を生成させ、被処理水中からリ
ンを除去し、ＭＡＰとして回収する公知方法及び装置の
改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】被処理水中のリンを、ＭＡＰとして不溶
化させることによって脱リン処理する場合、ＭＡＰを生
成させる攪拌反応槽と、該槽にリンを含有する被処理水
を供給する手段と、反応槽或いは反応槽周辺の設備に必
要に応じて、アルカリ成分、マグネシウム、アンモニウ
ムを供給する手段を設けた脱リン処理装置で、リン、ア
ンモニウム態窒素、マグネシウム、水素基の各モル濃度
を掛け合わせた濃度が、ＭＡＰの溶解度積以上となるよ
うに操作し、なおかつ、被処理水中のリンに対して、ア
ンモニウム、マグネシウムが等モル、或いはそれ以上存
在するようにして処理がなされていた。
化させることによって脱リン処理する場合、ＭＡＰを生
成させる攪拌反応槽と、該槽にリンを含有する被処理水
を供給する手段と、反応槽或いは反応槽周辺の設備に必
要に応じて、アルカリ成分、マグネシウム、アンモニウ
ムを供給する手段を設けた脱リン処理装置で、リン、ア
ンモニウム態窒素、マグネシウム、水素基の各モル濃度
を掛け合わせた濃度が、ＭＡＰの溶解度積以上となるよ
うに操作し、なおかつ、被処理水中のリンに対して、ア
ンモニウム、マグネシウムが等モル、或いはそれ以上存
在するようにして処理がなされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】被処理水中のリンがＭ
ＡＰとして析出する場所は、すでに攪拌反応槽内に存在
しているＭＡＰ粒子の表面である。ＭＡＰを析出させる
とき、反応ｐＨが高いほどＭＡＰの析出量が多く、処理
水中のリン濃度は低下する傾向がみられるが、ｐＨ１０
以上で反応させると微細なＭＡＰが自己発核し、それら
のＭＡＰは処理水とともに流出してしまい、処理水質を
悪くする。そのため、反応ｐＨは７．５〜１０、好まし
くは８．５〜９の範囲で処理がなされていた。しかしそ
れでも、微細なＭＡＰ粒子の流出は充分防止できなかっ
た。
ＡＰとして析出する場所は、すでに攪拌反応槽内に存在
しているＭＡＰ粒子の表面である。ＭＡＰを析出させる
とき、反応ｐＨが高いほどＭＡＰの析出量が多く、処理
水中のリン濃度は低下する傾向がみられるが、ｐＨ１０
以上で反応させると微細なＭＡＰが自己発核し、それら
のＭＡＰは処理水とともに流出してしまい、処理水質を
悪くする。そのため、反応ｐＨは７．５〜１０、好まし
くは８．５〜９の範囲で処理がなされていた。しかしそ
れでも、微細なＭＡＰ粒子の流出は充分防止できなかっ
た。
【０００４】また、ＭＡＰ粒子は結晶成長速度が比較的
大きいため、成長ＭＡＰの粒径が槽内で過度に大きくな
り易く、このため晶析反応に寄与する粒子表面積が大き
く減少し、原水中のリン酸のＭＡＰへの晶析速度（言い
換えると装置容積当たりのリン除去速度）が、減少して
しまうという大きな問題点があった。つまり従来の技術
は、処理水に流出し易い微細なＭＡＰ粒子と、過度に成
長したＭＡＰ粒子が混在する状態で運転せざるを得なか
った。さらに、微細ＭＡＰ粒子が装置内に多量に存在す
るようになると、装置容積当たりのＭＡＰ表面積が大き
くなりすぎて、充分な過飽和度が得られないために、Ｍ
ＡＰの成長速度が極端に減少してしまうという問題もあ
った。
大きいため、成長ＭＡＰの粒径が槽内で過度に大きくな
り易く、このため晶析反応に寄与する粒子表面積が大き
く減少し、原水中のリン酸のＭＡＰへの晶析速度（言い
換えると装置容積当たりのリン除去速度）が、減少して
しまうという大きな問題点があった。つまり従来の技術
は、処理水に流出し易い微細なＭＡＰ粒子と、過度に成
長したＭＡＰ粒子が混在する状態で運転せざるを得なか
った。さらに、微細ＭＡＰ粒子が装置内に多量に存在す
るようになると、装置容積当たりのＭＡＰ表面積が大き
くなりすぎて、充分な過飽和度が得られないために、Ｍ
ＡＰの成長速度が極端に減少してしまうという問題もあ
った。
【０００５】その上、ＭＡＰ生成槽に流入させる前に、
例えば被処理水貯留槽に、難溶解性の水酸化マグネシウ
ムを添加しようとすると、被処理水貯留槽内で、溶解し
たマグネシウム、水酸基が被処理水中のリン、アンモニ
ウムと反応を起こし、微細なＭＡＰが生成し、微細なＭ
ＡＰが処理水に流出し、処理水質を悪くするという問題
があった。
例えば被処理水貯留槽に、難溶解性の水酸化マグネシウ
ムを添加しようとすると、被処理水貯留槽内で、溶解し
たマグネシウム、水酸基が被処理水中のリン、アンモニ
ウムと反応を起こし、微細なＭＡＰが生成し、微細なＭ
ＡＰが処理水に流出し、処理水質を悪くするという問題
があった。
【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、適度の粒径のＭＡＰを生成するこ
とによって、ＭＡＰが処理水とともに流出することがな
く、しかもリンの装置容積当たりのリン除去速度も減少
しない、水中のリンの除去方法及び装置を提供すること
を課題とする。
なされたものであり、適度の粒径のＭＡＰを生成するこ
とによって、ＭＡＰが処理水とともに流出することがな
く、しかもリンの装置容積当たりのリン除去速度も減少
しない、水中のリンの除去方法及び装置を提供すること
を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討を行い、被処理水にマグネシウム
と高分子凝集剤を添加すると、高分子凝集剤が吸着した
ＭＡＰが、高分子凝集剤の架橋凝集作用によって粒径が
増加すると共に、ＭＡＰ粒径の過大成長が防止されるこ
とを見出した。本発明は、このように知見に基づいて完
成されたものであり、被処理水中のリンをマグネシウム
を添加してＭＡＰを生成させる場合、マグネシウム剤及
び高分子凝集剤を添加することによって、上記の課題を
すべて解決することができた。
を解決すべく鋭意検討を行い、被処理水にマグネシウム
と高分子凝集剤を添加すると、高分子凝集剤が吸着した
ＭＡＰが、高分子凝集剤の架橋凝集作用によって粒径が
増加すると共に、ＭＡＰ粒径の過大成長が防止されるこ
とを見出した。本発明は、このように知見に基づいて完
成されたものであり、被処理水中のリンをマグネシウム
を添加してＭＡＰを生成させる場合、マグネシウム剤及
び高分子凝集剤を添加することによって、上記の課題を
すべて解決することができた。
【０００８】すなわち、本発明は下記の構成からなるも
のである。 （１）リンを含有した被処理水を、アンモニウムイオン
共存下で、高分子凝集剤とマグネシウムを添加し、リン
酸マグネシウムアンモニウム晶析槽において、該高分子
凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニウム粒子
を晶析、沈降分離することを特徴とする水中のリンの除
去方法。 （２）前記リン酸マグネシウムアンモニウム晶析槽が、
リン酸マグネシウムアンモニウム粒子流動層であること
を特徴とする前記（１）記載の水中のリンの除去方法。 （３）前記高分子凝集剤を間欠的に添加することを特徴
とする前記（１）記載の水中のリンの除去方法。
のである。 （１）リンを含有した被処理水を、アンモニウムイオン
共存下で、高分子凝集剤とマグネシウムを添加し、リン
酸マグネシウムアンモニウム晶析槽において、該高分子
凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニウム粒子
を晶析、沈降分離することを特徴とする水中のリンの除
去方法。 （２）前記リン酸マグネシウムアンモニウム晶析槽が、
リン酸マグネシウムアンモニウム粒子流動層であること
を特徴とする前記（１）記載の水中のリンの除去方法。 （３）前記高分子凝集剤を間欠的に添加することを特徴
とする前記（１）記載の水中のリンの除去方法。
【０００９】（４）リンを含有した被処理水の供給管
と、被処理水又は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及
びマグネシウムの供給部を有し、内部に被処理水の上昇
流を形成して、アンモニウムイオン共存下で、リン酸マ
グネシウムアンモニウムを晶析させるリン酸マグネシウ
ムアンモニウム晶析槽を設け、同槽内で晶析し沈降分離
した、該高分子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムア
ンモニウム粒子の引抜き管を同槽の下部に設け、処理水
排出管を同槽の上部に設けたことを特徴とする水中のリ
ンの除去装置。 （５）リンを含有した被処理水の供給管と、被処理水又
は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及びマグネシウム
の供給部を有し、アンモニウムイオン共存下で、リン酸
マグネシウムアンモニウムを晶析させるリン酸マグネシ
ウムアンモニウム晶析槽と、同槽内で晶析したリン酸マ
グネシウムアンモニウム粒子を含む液を導入して該高分
子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニウム粒
子を沈降分離させ、前記粒子の引抜き管を下部に有し、
処理水排出管を上部に有する沈降分離槽とを設けたこと
を特徴とする水中のリンの除去装置。
と、被処理水又は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及
びマグネシウムの供給部を有し、内部に被処理水の上昇
流を形成して、アンモニウムイオン共存下で、リン酸マ
グネシウムアンモニウムを晶析させるリン酸マグネシウ
ムアンモニウム晶析槽を設け、同槽内で晶析し沈降分離
した、該高分子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムア
ンモニウム粒子の引抜き管を同槽の下部に設け、処理水
排出管を同槽の上部に設けたことを特徴とする水中のリ
ンの除去装置。 （５）リンを含有した被処理水の供給管と、被処理水又
は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及びマグネシウム
の供給部を有し、アンモニウムイオン共存下で、リン酸
マグネシウムアンモニウムを晶析させるリン酸マグネシ
ウムアンモニウム晶析槽と、同槽内で晶析したリン酸マ
グネシウムアンモニウム粒子を含む液を導入して該高分
子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニウム粒
子を沈降分離させ、前記粒子の引抜き管を下部に有し、
処理水排出管を上部に有する沈降分離槽とを設けたこと
を特徴とする水中のリンの除去装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照にして詳細に説明する。図１は、本発明を実施する処
理系の一形態の概略説明図を示し、ＭＡＰ生成のための
攪拌翼２とＭＡＰ粒子の晶析及び沈降分離を兼ね備えた
ＭＡＰ生成分離槽１、マグネシウムイオン３供給源（例
えば水酸化マグネシウム）貯槽、高分子凝集剤４（例え
ばアニオン性ポリアクリルアミド）貯槽（貯槽は図示せ
ず）からなる。なお、図１の場合、ＭＡＰ生成分離槽１
は、ＭＡＰ粒子の晶析及び沈降分離を兼ね備えているた
めに、単にＭＡＰ晶析槽とは呼ばずに、このように言う
ことにする。
照にして詳細に説明する。図１は、本発明を実施する処
理系の一形態の概略説明図を示し、ＭＡＰ生成のための
攪拌翼２とＭＡＰ粒子の晶析及び沈降分離を兼ね備えた
ＭＡＰ生成分離槽１、マグネシウムイオン３供給源（例
えば水酸化マグネシウム）貯槽、高分子凝集剤４（例え
ばアニオン性ポリアクリルアミド）貯槽（貯槽は図示せ
ず）からなる。なお、図１の場合、ＭＡＰ生成分離槽１
は、ＭＡＰ粒子の晶析及び沈降分離を兼ね備えているた
めに、単にＭＡＰ晶析槽とは呼ばずに、このように言う
ことにする。
【００１１】被処理水（原水）５の供給管６はＭＡＰ生
成分離槽１の底部に接続され、被処理水５は槽１内を上
向流で流れる間に、被処理水５中のリン、アンモニウム
が、マグネシウム３の供給管より供給されたマグネシウ
ム３と水酸基との反応により、ＭＡＰ微細粒子を生成す
る。更に高分子凝集剤４が添加され、生成ＭＡＰ微細粒
子が高分子凝集剤４の架橋凝集作用によって凝集し、粒
径が増加して沈降性が向上し原水５の上昇流速とバラン
スしたものは、槽１内で流動層を形成される。なお、マ
グネシウム３又は高分子凝集剤４は、ＭＡＰ生成分離槽
１に添加するようにしないで、点線で図示したように、
供給管６に供給するようにしてもよい。それらの添加位
置は適宜選択できる。その接触中に粒径がより大きくな
ったＭＡＰ粒子は沈降性が著しく向上し沈降して、ブラ
ンケット型沈殿装置と同様の態様でＭＡＰ粒子が沈降分
離される。処理水７の流出管からは、生成ＭＡＰ粒子が
ほぼ完全に沈降分離され、リンが高度に除去された清澄
な処理水が流出する。
成分離槽１の底部に接続され、被処理水５は槽１内を上
向流で流れる間に、被処理水５中のリン、アンモニウム
が、マグネシウム３の供給管より供給されたマグネシウ
ム３と水酸基との反応により、ＭＡＰ微細粒子を生成す
る。更に高分子凝集剤４が添加され、生成ＭＡＰ微細粒
子が高分子凝集剤４の架橋凝集作用によって凝集し、粒
径が増加して沈降性が向上し原水５の上昇流速とバラン
スしたものは、槽１内で流動層を形成される。なお、マ
グネシウム３又は高分子凝集剤４は、ＭＡＰ生成分離槽
１に添加するようにしないで、点線で図示したように、
供給管６に供給するようにしてもよい。それらの添加位
置は適宜選択できる。その接触中に粒径がより大きくな
ったＭＡＰ粒子は沈降性が著しく向上し沈降して、ブラ
ンケット型沈殿装置と同様の態様でＭＡＰ粒子が沈降分
離される。処理水７の流出管からは、生成ＭＡＰ粒子が
ほぼ完全に沈降分離され、リンが高度に除去された清澄
な処理水が流出する。
【００１２】以上のような態様で運転を継続すると、微
細なＭＡＰ粒子が、高分子凝集剤とＭＡＰ自身の結晶成
長作用によって、次第に槽内において粒径が数ｍｍのＭ
ＡＰ粒子に形成され、蓄積してくるので、過剰なＭＡＰ
粒子を、槽下部又は槽中間部からＭＡＰ粒子引抜き管８
により適宜系外に引きぬく。なお、図１において、９は
攪拌翼の回転用モータであり、１０はＭＡＰの流動層界
面である。本発明者等が本発明の完成時点で勘案する
と、従来のＭＡＰ生成技術のすべては、高分子凝集剤の
利用を考慮しておらず、単にＭＡＰ粒子の自己結晶成長
現象だけを利用していたために、微細ＭＡＰ粒子の処理
水への流出、及びＭＡＰ粒子の過大成長を防止できなか
ったと考える。なお、図２は、晶析槽と沈殿部を分離し
た場合である。晶析槽１ａ内は完全混合状態であり、同
槽の上部１１からＭＡＰ粒子含有水１２が流出し、沈殿
槽１３に流入する。沈殿槽１３で高分子凝集剤が吸着し
たＭＡＰ粒子のほぼすべてが沈殿し、高度にリンが除去
された処理水７が流出していく。沈殿したＭＡＰ粒子１
４の一部（主として粒径の小さなもの）はポンプ１５で
晶析槽１ａへ返送してＭＡＰ粒子の種晶として用いる。
細なＭＡＰ粒子が、高分子凝集剤とＭＡＰ自身の結晶成
長作用によって、次第に槽内において粒径が数ｍｍのＭ
ＡＰ粒子に形成され、蓄積してくるので、過剰なＭＡＰ
粒子を、槽下部又は槽中間部からＭＡＰ粒子引抜き管８
により適宜系外に引きぬく。なお、図１において、９は
攪拌翼の回転用モータであり、１０はＭＡＰの流動層界
面である。本発明者等が本発明の完成時点で勘案する
と、従来のＭＡＰ生成技術のすべては、高分子凝集剤の
利用を考慮しておらず、単にＭＡＰ粒子の自己結晶成長
現象だけを利用していたために、微細ＭＡＰ粒子の処理
水への流出、及びＭＡＰ粒子の過大成長を防止できなか
ったと考える。なお、図２は、晶析槽と沈殿部を分離し
た場合である。晶析槽１ａ内は完全混合状態であり、同
槽の上部１１からＭＡＰ粒子含有水１２が流出し、沈殿
槽１３に流入する。沈殿槽１３で高分子凝集剤が吸着し
たＭＡＰ粒子のほぼすべてが沈殿し、高度にリンが除去
された処理水７が流出していく。沈殿したＭＡＰ粒子１
４の一部（主として粒径の小さなもの）はポンプ１５で
晶析槽１ａへ返送してＭＡＰ粒子の種晶として用いる。
【００１３】しかして、本発明において使用する高分子
凝集剤の種類は、重要因子であり、微細なＭＡＰ粒子
を、効果的に凝集させることができる高分子凝集剤を選
定する必要がある。従来、ＭＡＰ粒子を高分子凝集剤で
凝集させる研究は皆無であったので、高分子凝集剤の選
定試験を行った。その結果、アニオン基を持つ高分子凝
集剤（例えばアニオン性ポリアクリルアミド、ポリアク
リル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、α化澱粉等）が、微
細ＭＡＰ粒子を効果的に凝集させることができ、カチオ
ン高分子凝集剤は、凝集力がアニオン高分子凝集剤より
も弱いことが認められた。従って、本発明には、アニオ
ン基を有する有機高分子凝集剤を使用することが好まし
い。
凝集剤の種類は、重要因子であり、微細なＭＡＰ粒子
を、効果的に凝集させることができる高分子凝集剤を選
定する必要がある。従来、ＭＡＰ粒子を高分子凝集剤で
凝集させる研究は皆無であったので、高分子凝集剤の選
定試験を行った。その結果、アニオン基を持つ高分子凝
集剤（例えばアニオン性ポリアクリルアミド、ポリアク
リル酸ソーダ、アルギン酸ソーダ、α化澱粉等）が、微
細ＭＡＰ粒子を効果的に凝集させることができ、カチオ
ン高分子凝集剤は、凝集力がアニオン高分子凝集剤より
も弱いことが認められた。従って、本発明には、アニオ
ン基を有する有機高分子凝集剤を使用することが好まし
い。
【００１４】また、高分子凝集剤の注入率には適正範囲
が存在し、例えば、アニオン性ポリアクリルアミドを添
加する場合には、ＭＡＰ粒子１ｇ当たりに０．１〜１ｍ
ｇの高分子凝集剤を添加すると、微細ＭＡＰ粒子を、沈
降性が大きい適正粒径（粒径１ｍｍ程度）に凝集させる
ことができ、処理水への流出を防止でき、かつＭＡＰ粒
子の過大成長（粒径約３〜４ｍｍ以上）を防止できるこ
とが認められた。ＭＡＰ粒子の過大成長を抑止できるメ
カニズムの詳細は、現時点で明らかではないが、次の様
に推定できる。すなわち、ＭＡＰ粒子の結晶成長が起き
るのは、ＭＡＰ結晶核（種晶）にマグネシウムイオン、
リン酸イオン、アンモニウムイオンが結合するためであ
るが、高分子凝集剤が共存すると、高分子がＭＡＰ結晶
の界面の一部に吸着するため、マグネシウムイオン、リ
ン酸イオン、アンモニウムイオンのＭＡＰ種晶界面への
結合を、既に結合している高分子鎖が適度に抑止すると
思われる。
が存在し、例えば、アニオン性ポリアクリルアミドを添
加する場合には、ＭＡＰ粒子１ｇ当たりに０．１〜１ｍ
ｇの高分子凝集剤を添加すると、微細ＭＡＰ粒子を、沈
降性が大きい適正粒径（粒径１ｍｍ程度）に凝集させる
ことができ、処理水への流出を防止でき、かつＭＡＰ粒
子の過大成長（粒径約３〜４ｍｍ以上）を防止できるこ
とが認められた。ＭＡＰ粒子の過大成長を抑止できるメ
カニズムの詳細は、現時点で明らかではないが、次の様
に推定できる。すなわち、ＭＡＰ粒子の結晶成長が起き
るのは、ＭＡＰ結晶核（種晶）にマグネシウムイオン、
リン酸イオン、アンモニウムイオンが結合するためであ
るが、高分子凝集剤が共存すると、高分子がＭＡＰ結晶
の界面の一部に吸着するため、マグネシウムイオン、リ
ン酸イオン、アンモニウムイオンのＭＡＰ種晶界面への
結合を、既に結合している高分子鎖が適度に抑止すると
思われる。
【００１５】高分子凝集剤の添加は、連続的に行っても
良いが、間欠的に添加すると、ＭＡＰ粒子の過大成長を
防止でき、適切な粒径（粒径１〜２ｍｍ）の球状ＭＡＰ
粒子を製造できるという、興味深い現象が生起すること
が判った。このような現象が生起するメカニズムは、高
分子凝集剤を連続的に添加すると、高分子凝集剤の注入
率が過剰な場合、ＭＡＰ種晶界面への高分子の吸着量が
多くなりすぎ、ＭＡＰ結晶の自己成長を阻害する可能性
が起こりうるが、高分子凝集剤を間欠的に添加すること
によって、高分子凝集剤を添加しない期間には、ＭＡＰ
粒子の自己成長が効果的に進行し、高分子凝集剤の添加
を行う期間には、高分子凝集剤分子のＭＡＰ粒子への吸
着によって、ＭＡＰ粒子の過大成長を抑止できるためと
推定される。
良いが、間欠的に添加すると、ＭＡＰ粒子の過大成長を
防止でき、適切な粒径（粒径１〜２ｍｍ）の球状ＭＡＰ
粒子を製造できるという、興味深い現象が生起すること
が判った。このような現象が生起するメカニズムは、高
分子凝集剤を連続的に添加すると、高分子凝集剤の注入
率が過剰な場合、ＭＡＰ種晶界面への高分子の吸着量が
多くなりすぎ、ＭＡＰ結晶の自己成長を阻害する可能性
が起こりうるが、高分子凝集剤を間欠的に添加すること
によって、高分子凝集剤を添加しない期間には、ＭＡＰ
粒子の自己成長が効果的に進行し、高分子凝集剤の添加
を行う期間には、高分子凝集剤分子のＭＡＰ粒子への吸
着によって、ＭＡＰ粒子の過大成長を抑止できるためと
推定される。
【００１６】
【実施例】以下において、本発明を実施例により更に具
体的に説明するが、本発明は、この実施例により限定さ
れるものではない。
体的に説明するが、本発明は、この実施例により限定さ
れるものではない。
【００１７】実施例１ 下水汚泥のメタン発酵の処理水を用いて、図１に示す処
理フローで脱リン処理を行った。メタン発酵処理水に対
し、第２表に示す所定の濃度になるようにリン、アンモ
ニウムを添加した液を被処理水とし、内径１５０ｍｍφ
×高さ４０００ｍｍのカラム（内部にカラム高さ２００
０ｍｍの高さまで１００ｍｍピッチで櫂型攪拌翼を設
置、カラムは高さ０〜２５００ｍｍまで内径１５０ｍｍ
φで、高さ２５００ｍｍの位置から内径が拡大してお
り、最上部の最大径は３００ｍｍφ）を反応塔として、
カラム底部より上向流で通水させた。その他の実験条件
を下記の第１表に示す。
理フローで脱リン処理を行った。メタン発酵処理水に対
し、第２表に示す所定の濃度になるようにリン、アンモ
ニウムを添加した液を被処理水とし、内径１５０ｍｍφ
×高さ４０００ｍｍのカラム（内部にカラム高さ２００
０ｍｍの高さまで１００ｍｍピッチで櫂型攪拌翼を設
置、カラムは高さ０〜２５００ｍｍまで内径１５０ｍｍ
φで、高さ２５００ｍｍの位置から内径が拡大してお
り、最上部の最大径は３００ｍｍφ）を反応塔として、
カラム底部より上向流で通水させた。その他の実験条件
を下記の第１表に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】ＭＡＰ生成槽に流入する前記被処理水の組
成は、ＳＳが２７９ｍｇ／リットル、溶解性のリンが８
３ｍｇ／リットル（全リン＝１１３ｍｇ／リットル）、
ＮＨ 4 −Ｎが１８４ｍｇ／リットルであり、ＭＡＰ生成
槽の反応ｐＨを８．７で操作したところ、処理水の組成
は、ＳＳ２００ｍｇ／リットル、溶解性のリンが２．２
ｍｇ／リットル（全リン＝１９ｍｇ／リットル）、ＮＨ
4 −Ｎが１４８ｍｇ／リットル、Ｍｇが３０ｍｇ／リッ
トルであった。リンの回収率は８３％であった。処理水
のＳＳを顕微鏡で観察したところ、微細ＭＡＰ粒子は確
認されず、処理水Ｔ−Ｐはほとんど原水ＳＳ由来のリン
と判断された。
成は、ＳＳが２７９ｍｇ／リットル、溶解性のリンが８
３ｍｇ／リットル（全リン＝１１３ｍｇ／リットル）、
ＮＨ 4 −Ｎが１８４ｍｇ／リットルであり、ＭＡＰ生成
槽の反応ｐＨを８．７で操作したところ、処理水の組成
は、ＳＳ２００ｍｇ／リットル、溶解性のリンが２．２
ｍｇ／リットル（全リン＝１９ｍｇ／リットル）、ＮＨ
4 −Ｎが１４８ｍｇ／リットル、Ｍｇが３０ｍｇ／リッ
トルであった。リンの回収率は８３％であった。処理水
のＳＳを顕微鏡で観察したところ、微細ＭＡＰ粒子は確
認されず、処理水Ｔ−Ｐはほとんど原水ＳＳ由来のリン
と判断された。
【００２１】実験期間中のマグネシウムの使用量は、
１．９ｋｇ−Ｍｇ／ｄ、３５ｗｔ％のＭｇ（ＯＨ）2 ス
ラリーで８．２ｋｇ／ｄであった。実験開始１週間後、
反応槽内のＭＡＰ粒子径を測定したところ、平均１．０
ｍｍであった。更に１０日後に、再びＭＡＰ粒子径を測
定したところ１．１ｍｍであり、３０日運転後もＭＡＰ
粒子径の過大成長はみられなかった。
１．９ｋｇ−Ｍｇ／ｄ、３５ｗｔ％のＭｇ（ＯＨ）2 ス
ラリーで８．２ｋｇ／ｄであった。実験開始１週間後、
反応槽内のＭＡＰ粒子径を測定したところ、平均１．０
ｍｍであった。更に１０日後に、再びＭＡＰ粒子径を測
定したところ１．１ｍｍであり、３０日運転後もＭＡＰ
粒子径の過大成長はみられなかった。
【００２２】比較例１ 実施例１と同様に、メタン発酵処理水を用いて、図１に
示す処理系で脱リン処理を行った。実験条件は、高分子
凝集剤を添加しない以外は、実施例１と同一である。水
質分析結果を第３表に示す。
示す処理系で脱リン処理を行った。実験条件は、高分子
凝集剤を添加しない以外は、実施例１と同一である。水
質分析結果を第３表に示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】ＭＡＰ生成槽に流入する前記被処理水の組
成は、ＳＳが２６０ｍｇ／リットル、溶解性のリンが８
１ｍｇ／リットル（全リン＝１０４ｍｇ／リットル）、
ＮＨ 4 −Ｎが１７３ｍｇ／リットルであり、ＭＡＰ生成
槽の反応ｐＨを８．７で操作したところ、処理水の組成
は、ＳＳが３８０ｍｇ／リットル、溶解性のリンが３．
０ｍｇ／リットル（全リン＝３６．０ｍｇ／リット
ル）、ＮＨ4 −Ｎが１４２ｍｇ／リットル、Ｍｇが４０
ｍｇ／リットルであった。原水に比べ、処理水のＳＳが
１２０ｍｇ／リットル増加しており、処理水ＳＳを顕微
鏡で観察したところ、５０〜１５０μｍの針状晶のＭＡ
Ｐが確認された。リンの回収率は６５％であり、この微
細ＭＡＰの流出により、リンの回収率が低かった。
成は、ＳＳが２６０ｍｇ／リットル、溶解性のリンが８
１ｍｇ／リットル（全リン＝１０４ｍｇ／リットル）、
ＮＨ 4 −Ｎが１７３ｍｇ／リットルであり、ＭＡＰ生成
槽の反応ｐＨを８．７で操作したところ、処理水の組成
は、ＳＳが３８０ｍｇ／リットル、溶解性のリンが３．
０ｍｇ／リットル（全リン＝３６．０ｍｇ／リット
ル）、ＮＨ4 −Ｎが１４２ｍｇ／リットル、Ｍｇが４０
ｍｇ／リットルであった。原水に比べ、処理水のＳＳが
１２０ｍｇ／リットル増加しており、処理水ＳＳを顕微
鏡で観察したところ、５０〜１５０μｍの針状晶のＭＡ
Ｐが確認された。リンの回収率は６５％であり、この微
細ＭＡＰの流出により、リンの回収率が低かった。
【００２５】また、実験開始１週間後のＭＡＰ粒子径を
測定したところ、平均０．８ｍｍであった。更に、１２
日後に、再びＭＡＰ粒子最大成長径を測定したところ
１．６ｍｍであり、３０日運転後は最大成長径が３．２
ｍｍに増加しており、粒子径の過大成長が起き易いこと
が認められた。
測定したところ、平均０．８ｍｍであった。更に、１２
日後に、再びＭＡＰ粒子最大成長径を測定したところ
１．６ｍｍであり、３０日運転後は最大成長径が３．２
ｍｍに増加しており、粒子径の過大成長が起き易いこと
が認められた。
【００２６】
【発明の効果】本発明の水中のリンの除去方法によれ
ば、以下に示す顕著な効果が得られる。 （１）充分成長しないで処理水に流出する微細ＭＡＰ粒
子の発生を完全に防止でき、処理水のＳＳとリン濃度を
従来より低減できる。 （２）ＭＡＰ粒子の過大成長を防止でき、ＭＡＰ粒子の
表面積を大きく維持できるので、リン除去速度が向上す
る。 （３）ＭＡＰ微細粒子が高分子凝集剤によって凝集した
粒子が、ＭＡＰ結晶成長の核になるので、運転初期に外
部からＭＡＰ種晶を投入する必要が無いため、スタート
アップが簡単である。 （４）高分子凝集剤の作用により、微細粒径のＭＡＰが
減少するので、ＭＡＰ結晶成長のための過飽和度が適正
に維持され、既存ＭＡＰ粒子界面での晶析反応が起きや
すい。
ば、以下に示す顕著な効果が得られる。 （１）充分成長しないで処理水に流出する微細ＭＡＰ粒
子の発生を完全に防止でき、処理水のＳＳとリン濃度を
従来より低減できる。 （２）ＭＡＰ粒子の過大成長を防止でき、ＭＡＰ粒子の
表面積を大きく維持できるので、リン除去速度が向上す
る。 （３）ＭＡＰ微細粒子が高分子凝集剤によって凝集した
粒子が、ＭＡＰ結晶成長の核になるので、運転初期に外
部からＭＡＰ種晶を投入する必要が無いため、スタート
アップが簡単である。 （４）高分子凝集剤の作用により、微細粒径のＭＡＰが
減少するので、ＭＡＰ結晶成長のための過飽和度が適正
に維持され、既存ＭＡＰ粒子界面での晶析反応が起きや
すい。
【図１】本発明の水中のリンの除去方法の一実施態様の
概略説明図を示す。
概略説明図を示す。
【図２】本発明の水中のリンの除去方法においてＭＡＰ
晶析槽と沈殿槽とに分離した場合の概略説明図を示す。
晶析槽と沈殿槽とに分離した場合の概略説明図を示す。
１ ＭＡＰ生成分離槽 １ａ ＭＡＰ晶析槽 ２ 攪拌翼 ３ マグネシウムイオン ４ 高分子凝集剤 ５ 被処理水 ６ 被処理水供給管 ７ 処理水 ８ ＭＡＰ粒子引抜き管 ９ モータ １０ 流動層界面 １１ ＭＡＰ晶析槽の上部 １２ ＭＡＰ粒子含有水 １３ 沈殿槽 １４ 沈殿ＭＡＰ粒子 １５ ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０６ Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０６ ６１９ ６１９Ａ Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｚ (72)発明者 田中 俊博 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 4D015 BA19 BA21 BA24 BB05 CA18 DB03 DB12 DB33 DC08 EA32 4D038 AA08 AB48 BA02 BA04 BB18
Claims (5)
- 【請求項１】 リンを含有した被処理水を、アンモニウ
ムイオン共存下で、高分子凝集剤とマグネシウムを添加
し、リン酸マグネシウムアンモニウム晶析槽において、
該高分子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニ
ウム粒子を晶析させつつ、又は晶析させた後、沈降分離
することを特徴とする水中のリンの除去方法。 - 【請求項２】 前記リン酸マグネシウムアンモニウム晶
析槽が、リン酸マグネシウムアンモニウム粒子流動層で
あることを特徴とする請求項１記載の水中のリンの除去
方法。 - 【請求項３】 前記高分子凝集剤を間欠的に添加するこ
とを特徴とする請求項１記載の水中のリンの除去方法。 - 【請求項４】 リンを含有した被処理水の供給管と、被
処理水又は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及びマグ
ネシウムの供給部を有し、内部に被処理水の上昇流を形
成して、アンモニウムイオン共存下で、リン酸マグネシ
ウムアンモニウムを晶析させるリン酸マグネシウムアン
モニウム晶析槽を設け、同槽内で晶析し沈降分離した、
該高分子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアンモニ
ウム粒子の引抜き管を同槽の下部に設け、処理水排出管
を同槽の上部に設けたことを特徴とする水中のリンの除
去装置。 - 【請求項５】 リンを含有した被処理水の供給管と、被
処理水又は晶析槽内への高分子凝集剤の供給部及びマグ
ネシウムの供給部を有し、アンモニウムイオン共存下
で、リン酸マグネシウムアンモニウムを晶析させるリン
酸マグネシウムアンモニウム晶析槽と、同槽内で晶析し
たリン酸マグネシウムアンモニウム粒子を含む液を導入
して該高分子凝集剤が吸着したリン酸マグネシウムアン
モニウム粒子を沈降分離させ、前記粒子の引抜き管を下
部に有し、処理水排出管を上部に有する沈降分離槽とを
設けたことを特徴とする水中のリンの除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076484A JP2002273453A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 水中のリンの除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076484A JP2002273453A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 水中のリンの除去方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273453A true JP2002273453A (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=18933406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001076484A Pending JP2002273453A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 水中のリンの除去方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002273453A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005040739A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Unitika Ltd | リン酸塩を含む排水の処理方法 |
| DE102004033310A1 (de) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau | Verfahren und Vorrichtung zum Separieren von Magnesium-Ammonium-Phosphat MAP aus Abwasser |
| JP2007196095A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
| JP2008279385A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Kurita Water Ind Ltd | 嫌気性処理方法および嫌気性処理装置 |
| CN102815824A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-12 | 北京世纪国瑞环境工程技术有限公司 | 一种从城市粪便中提取磷的方法 |
| JP2015058413A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 水ｉｎｇ株式会社 | 有機性廃水処理方法及び装置並びに化成肥料の製造方法及び装置 |
| CN105906007A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-31 | 重庆文理学院 | 一种磷回收反应器 |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001076484A patent/JP2002273453A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005040739A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Unitika Ltd | リン酸塩を含む排水の処理方法 |
| DE102004033310A1 (de) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau | Verfahren und Vorrichtung zum Separieren von Magnesium-Ammonium-Phosphat MAP aus Abwasser |
| JP2007196095A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
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| CN102815824A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-12-12 | 北京世纪国瑞环境工程技术有限公司 | 一种从城市粪便中提取磷的方法 |
| CN102815824B (zh) * | 2012-08-30 | 2013-11-06 | 北京世纪国瑞环境工程技术有限公司 | 一种从城市粪便中提取磷的方法 |
| JP2015058413A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 水ｉｎｇ株式会社 | 有機性廃水処理方法及び装置並びに化成肥料の製造方法及び装置 |
| CN105906007A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-31 | 重庆文理学院 | 一种磷回收反应器 |
| CN105906007B (zh) * | 2016-05-06 | 2021-06-18 | 重庆文理学院 | 一种磷回收反应器 |
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