JP2002273456A - Dephosphorizing method and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リン含有水をカル
シウムイオンの存在下に結晶種と接触させて晶析により
リンを除去する脱リン方法および装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for removing phosphorus by crystallization by bringing phosphorus-containing water into contact with crystal seeds in the presence of calcium ions.
【0002】[0002]
【従来の技術】晶析による脱リン方法として、リン酸カ
ルシウム等の結晶種を充填した晶析槽の下部に被処理水
を供給し、上部から処理水を取り出し、処理水の一部を
晶析槽の下部に循環して上向流で通水することにより結
晶種の流動床を形成し、晶析を行う方法がある。この方
法は被処理水にアルカリおよび/またはカルシウム化合
物を添加することにより、被処理水中のリンをヒドロキ
シアパタイト等のリン酸カルシウムとして結晶種上に析
出させて脱リンする方法である。2. Description of the Related Art As a method of dephosphorization by crystallization, water to be treated is supplied to a lower part of a crystallization tank filled with crystal seeds such as calcium phosphate, and treated water is taken out from an upper part. Of the crystal seed by forming a fluidized bed of crystal seeds by circulating the water in the lower part of the tube and passing water upward. This method is a method of adding an alkali and / or a calcium compound to water to be treated, thereby precipitating phosphorus in the water to be treated as calcium phosphate such as hydroxyapatite on crystal seeds and removing phosphorus.
【0003】このような方法において、被処理水にアル
カリおよび/またはカルシウム化合物を添加して反応さ
せた反応液を結晶種と接触させると、結晶の析出により
反応液のpHが急激に低下し、流動床の上部では反応が
進行しなくなるのを防止するために、処理水が所定pH
を維持するように流動床内にアルカリを注入して晶析を
行う方法が提案されている(特開昭60−168587
号)。この方法ではpHのみに注目され、アルカリ剤は
流動床で添加されているが、カルシウム化合物は循環水
に添加されている。In such a method, when a reaction solution obtained by adding an alkali and / or calcium compound to the water to be treated and brought into contact with a crystal seed, the pH of the reaction solution rapidly drops due to precipitation of crystals, In order to prevent the reaction from stopping at the upper part of the fluidized bed,
A method has been proposed in which crystallization is carried out by injecting an alkali into a fluidized bed so as to maintain the temperature (see JP-A-60-168587).
issue). In this method, attention is paid only to pH, and an alkaline agent is added in a fluidized bed, while a calcium compound is added to circulating water.
【0004】ところがこのような従来の方法では処理水
のpHを8.5〜11に維持するようにアルカリを注入
して晶析を行うことができるとされているが、pH9.
5以上ではリン除去率は高くなるものの、SSが大量に
発生するという欠点があるため、好ましい範囲としてp
H9〜9.5の範囲に調整することにより、SSの発生
を少なくしてリン除去率を高くできるとされている。し
かしこのようなpH領域ではpH9.5〜12の場合に
比べて晶析速度は低く、高除去率で脱リンを行うために
は晶析時間を長くする必要があった。However, in such a conventional method, crystallization can be performed by injecting an alkali so as to maintain the pH of the treated water at 8.5 to 11.
If it is 5 or more, although the phosphorus removal rate is high, there is a disadvantage that a large amount of SS is generated.
It is said that by adjusting the range of H9 to 9.5, the generation of SS can be reduced and the phosphorus removal rate can be increased. However, in such a pH range, the crystallization rate is lower than that in the case of pH 9.5 to 12, and it is necessary to lengthen the crystallization time in order to remove phosphorus at a high removal rate.
【0005】一般に、リン含有水の結晶化では安定域、
準安定域、不安定域に区別されている。安定域は結晶が
析出しない領域、準安定域は系内に存在する結晶の表面
に析出する領域、不安定域は系内の結晶の存在しない部
分にも微細結晶が生成する領域である。リン含有水中の
リン濃度、カルシウム濃度および/またはpHが高いと
不安定域になり、逆にこれらが低いと安定域になり、中
間の場合に準安定域となる。不安定域ではSSとして微
細な結晶が多量に生成して処理水に流出するため好まし
くないので、晶析は準安定域で行われている。In general, the crystallization of phosphorus-containing water has a stable range,
It is classified into a metastable region and an unstable region. The stable region is a region where crystals do not precipitate, the metastable region is a region where crystals are precipitated on the surface of a crystal existing in the system, and the unstable region is a region where fine crystals are formed even in a portion where no crystal exists in the system. When the phosphorus concentration, calcium concentration and / or pH in the phosphorus-containing water are high, the region becomes unstable, and when these are low, the region becomes stable, and when it is intermediate, the region becomes metastable. In an unstable region, a large amount of fine crystals are generated as SS and flow out into treated water, which is not preferable. Therefore, crystallization is performed in a metastable region.
【0006】前記特開昭60−168587号において
も、SS発生量が少ないpH9〜9.5の準安定域にお
いて晶析が行われており、pH9.5以上では多量のS
Sが発生するとされている。しかしこのような準安定域
で晶析を行うと、SSとしての微細結晶発生量は少ない
が、前述のように晶析速度は低く、高除去率で脱リンを
行うためには晶析時間を長くする必要がある。また炭酸
カルシウムの析出を防止するために、被処理水の脱炭酸
を行う必要があるなどの問題点がある。In JP-A-60-168587, crystallization is carried out in the metastable region of pH 9 to 9.5 where the amount of generated SS is small.
It is assumed that S occurs. However, when crystallization is performed in such a metastable region, the amount of fine crystals generated as SS is small, but the crystallization speed is low as described above, and the crystallization time is required to perform dephosphorization at a high removal rate. It needs to be longer. In addition, there is a problem that it is necessary to decarbonate the water to be treated in order to prevent the precipitation of calcium carbonate.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、不安
定域でも微細結晶の発生量が少なく、少ない結晶種量で
晶析速度を大きくして短時間に高除去率で晶析を行うこ
とができる脱リン方法および装置を提供することであ
る。An object of the present invention is to produce a small amount of fine crystals even in an unstable region, to increase the crystallization speed with a small amount of crystal seeds, and to carry out crystallization with a high removal rate in a short time. To provide a method and apparatus for dephosphorization.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は次の脱リン方法
および装置である。 (1) リン含有水をカルシウムイオンの存在下に、結
晶種の流動床と接触させて晶析によりリンを除去する方
法であって、被処理水を晶析槽内において上向流で通水
することにより結晶種の流動床を形成し、処理水がpH
9.5〜12、カルシウムイオン濃度20〜100mg
/l、全リン濃度1mg/l以下となるように、流動床
にアルカリおよび/またはカルシウム化合物を添加し反
応させて不安定域の反応液を生成させ、不安定域の反応
液を結晶種と接触させることにより、その表面にリン酸
カルシウム系の結晶を析出させる脱リン方法。 (2) 晶析槽へ供給するリン含有水の全リン濃度が1
0mg/l以下である上記(1)記載の方法。 (3) リン含有水をカルシウムイオンの存在下に結晶
種の流動床と接触させて晶析によりリンを除去する装置
であって、被処理水を上向流で通水することにより結晶
種の流動床を形成する晶析槽と、晶析槽の下部に被処理
水を供給する被処理水供給路と、晶析槽の上部から処理
水を取り出す処理水取出路と、流動床にアルカリおよび
/またはカルシウム化合物を添加し反応させて、不安定
域の反応液を生成させる薬注路と、処理水がpH9.5
〜12、カルシウムイオン濃度20〜100mg/l、
全リン濃度1mg/l以下となるようにアルカリおよび
/またはカルシウム化合物の注入量を制御するための制
御装置とを備えた脱リン装置。The present invention is the following dephosphorization method and apparatus. (1) A method for removing phosphorus by crystallization by bringing phosphorus-containing water into contact with a fluidized bed of crystal seeds in the presence of calcium ions, wherein the water to be treated is passed upward in a crystallization tank. To form a fluidized bed of crystal seeds,
9.5-12, calcium ion concentration 20-100mg
/ L, an alkali and / or calcium compound is added to the fluidized bed and reacted so that the total phosphorus concentration becomes 1 mg / l or less, to form a reaction solution in an unstable region, and the reaction solution in the unstable region is used as a crystal seed. A dephosphorization method in which calcium phosphate crystals are precipitated on the surface by contact. (2) The total phosphorus concentration of the phosphorus-containing water supplied to the crystallization tank is 1
The method according to the above (1), wherein the amount is 0 mg / l or less. (3) An apparatus for removing phosphorus by crystallization by bringing phosphorus-containing water into contact with a fluidized bed of crystal seeds in the presence of calcium ions. A crystallization tank forming a fluidized bed, a treated water supply path for supplying treated water to a lower part of the crystallization tank, a treated water extraction path for taking out treated water from an upper part of the crystallization tank, and an alkali and And / or adding a calcium compound to cause a reaction to generate a reaction solution in an unstable region;
~ 12, calcium ion concentration 20 ~ 100mg / l,
A dephosphorization device comprising: a control device for controlling an injection amount of an alkali and / or calcium compound so that a total phosphorus concentration is 1 mg / l or less.
【0009】本発明において処理対象となるリン含有水
は、晶析により除去可能なリンを含有する水であり、一
般的にはリンをオルトリン酸の形で含む水が対象として
適しているが、処理の経過においてアルカリおよび/ま
たはカルシウムと反応してリン酸カルシウム系の結晶を
析出するものであれば、ポリリン酸その他の形でリンを
含む水でもよい。リン含有量は特に制限はないが、処理
水と混合して通水する際、混合液の溶存リン濃度が10
mg/l以下、好ましくは5mg/l以下、さらに好ま
しくは3mg/l以下となるようなリン濃度とする程度
のリン含有量であることが好ましい。このようなリン含
有水としては下水、し尿、工場排水、その他の排水の2
次処理水があげられる。The phosphorus-containing water to be treated in the present invention is water containing phosphorus which can be removed by crystallization, and water containing phosphorus in the form of orthophosphoric acid is generally suitable. Polyphosphoric acid or other water containing phosphorus may be used as long as it reacts with alkali and / or calcium to precipitate calcium phosphate-based crystals during the course of the treatment. The phosphorus content is not particularly limited, but when mixed with treated water and passed through, the dissolved phosphorus concentration of the mixed solution is 10%.
It is preferable that the phosphorus content is such that the phosphorus concentration is not more than mg / l, preferably not more than 5 mg / l, and more preferably not more than 3 mg / l. Such phosphorus-containing water includes sewage, night soil, industrial wastewater, and other wastewater.
The next treated water is mentioned.
【0010】本発明ではこのようなリン含有水を結晶種
の流動床と接触させて晶析を行う。この場合被処理水の
みを晶析槽に供給し、晶析槽内に攪拌機や散気管等を設
けて流動床を形成させることも可能であるが、晶析槽に
供給されるリン含有水のリン濃度を調整することができ
るため、晶析槽に被処理水と処理水の混合液を上向流通
水することにより形成させることが好ましい。晶析槽は
従来のものと同様のものが使用でき、一般的には円筒形
等の筒形のものを縦型にして用いることができる。晶析
槽には下部に被処理水供給路、上部に処理水取出路を連
絡し、処理水を上向流通水して流動床を形成することが
できるが、上部から下部に循環路を連絡して処理水の一
部を循環し、被処理水と混合して混合液を上向流通水
し、流動床を形成するように構成するのが好ましい。In the present invention, crystallization is performed by bringing such phosphorus-containing water into contact with a fluidized bed of crystal seeds. In this case, it is possible to supply only the water to be treated to the crystallization tank and to form a fluidized bed by providing a stirrer or a diffuser tube in the crystallization tank, but the phosphorus-containing water supplied to the crystallization tank can be formed. Since the phosphorus concentration can be adjusted, it is preferable to form the mixture by flowing a mixed liquid of the water to be treated and the treated water upward in the crystallization tank. The crystallization tank may be the same as the conventional one, and generally a cylindrical one such as a cylindrical one may be used as a vertical one. The crystallization tank can be connected to the treated water supply path at the bottom and the treated water take-out path at the top, and the treated water can be circulated upward to form a fluidized bed. Then, it is preferable that a part of the treated water is circulated, mixed with the water to be treated, and the mixed liquid flows upward to form a fluidized bed.
【0011】結晶種は晶析に際して析出する結晶が析出
できるものであればよいが、析出しやすいように同種の
結晶からなる結晶種を用いるのが好ましい。晶析の際に
析出する結晶は被処理水の組成およびリンの形態、添加
するアルカリおよび/またはカルシウム化合物の種類、
量等によって変わるが、リン酸カルシウム系の結晶であ
り、ヒドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、リン
酸三石灰などが含まれる。このため流動床を形成する結
晶種もこれらの結晶を含むものが用いられる。一般的に
はリン鉱石、骨炭等を用いるのが好ましいが、他の処理
場で増量した結晶種を用いてもよい。結晶の粒径は平均
粒径として0.1〜1mm、好ましくは0.15〜0.
5mmのものが用いられる。結晶種の充填量は処理に必
要な量であればよく、目標値に応じて任意に決めること
ができるが、一般的には静止時の充填高さとして0.5
〜5m、好ましくは1〜2mとすることができる。The crystal seeds may be any as long as they can precipitate the crystals that precipitate during crystallization, but it is preferable to use crystal seeds composed of the same type of crystals so that the crystals can be easily precipitated. The crystals that precipitate during crystallization are the composition of the water to be treated and the form of phosphorus, the type of alkali and / or calcium compound to be added,
Although it varies depending on the amount and the like, it is a calcium phosphate crystal and includes hydroxyapatite, fluorapatite, tricalcium phosphate and the like. For this reason, the crystal seeds forming these fluidized beds also include those containing these crystals. Generally, it is preferable to use phosphorus ore, bone charcoal and the like, but crystal seeds increased in other treatment plants may be used. The average grain size of the crystals is 0.1 to 1 mm, preferably 0.15 to 0.5 mm.
A 5 mm one is used. The filling amount of the crystal seed may be any amount necessary for the treatment, and can be arbitrarily determined according to the target value.
To 5 m, preferably 1 to 2 m.
【0012】本発明では晶析槽で流動床を形成するため
に、被処理水を処理水の一部と混合して混合液を上向流
通水することが好ましいが、被処理水と処理水の混合割
合は容量比で5:1〜1:20、好ましくは2:1〜
1:4とすることができる。被処理水と処理水は混合し
たのち晶析槽に導入するのが好ましいが、晶析槽に導入
して混合してもよい。被処理水と処理水とを混合したの
ち、晶析槽に導入する場合には、混合液は安定域または
準安定域となるように混合されることが好ましく、混合
液はpH8〜9.5、好ましくは8.5〜9.2、カル
シウム濃度20〜80mg/l、好ましくは30〜40
mg/lであるのが好ましい。In the present invention, in order to form a fluidized bed in the crystallization tank, it is preferable that the water to be treated is mixed with a part of the treated water and the mixed liquid is passed upward. Is 5: 1 to 1:20 by volume ratio, preferably 2: 1 to 1
1: 4. The water to be treated and the treated water are preferably mixed and then introduced into the crystallization tank, but may be introduced into the crystallization tank and mixed. When the water to be treated and the treated water are mixed and then introduced into a crystallization tank, the mixed liquid is preferably mixed so as to be in a stable region or a metastable region, and the mixed solution has a pH of 8 to 9.5. , Preferably 8.5-9.2, calcium concentration 20-80 mg / l, preferably 30-40.
It is preferably mg / l.
【0013】混合液の上向流速は、LV5〜20m/h
r、好ましくは10〜15m/hr、静止時の充填量に
対するSVとして1〜30hr-1、好ましくは6〜20
hr -1とすることができる。流動床の展開率は20〜2
00%、好ましくは30〜100%とすることができ
る。アルカリおよび/またはカルシウム化合物添加後の
反応液と結晶種の接触時間は2〜60分間、好ましくは
3〜10分間程度とすることができる。The upward flow velocity of the mixture is LV 5 to 20 m / h
r, preferably 10 to 15 m / hr, for filling amount at rest
1 to 30 hours as SV-1, Preferably 6 to 20
hr -1It can be. Fluidized bed deployment rate is 20-2
00%, preferably 30-100%
You. After addition of alkali and / or calcium compounds
The contact time between the reaction solution and the crystal seed is 2 to 60 minutes, preferably
It can be about 3 to 10 minutes.
【0014】本発明ではこのような条件で被処理水を上
向流通水している状態で、薬注部から流動床にアルカリ
および/またはカルシウム化合物を添加し反応させて、
不安定域の反応液を生成させ、結晶種表面にリン酸カル
シウム系の結晶を析出させる。アルカリとしては水酸化
ナトリウム、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリがあ
げられ、カルシウム化合物としては塩化カルシウム等の
カルシウム塩があげられるが、水酸化カルシウムを用い
ると、アルカリとカルシウム化合物を兼用することがで
き好ましい。アルカリおよび/またはカルシウム化合物
は反応液を不安定域にできる量でさらに、流動床を上昇
する全過程で晶析が完了する量を添加する。In the present invention, an alkali and / or a calcium compound is added to the fluidized bed from the chemical injection section and allowed to react while the water to be treated is flowing upward under such conditions.
A reaction solution in an unstable region is generated, and calcium phosphate crystals are precipitated on the surface of the crystal seed. Examples of the alkali include an alkali hydroxide such as sodium hydroxide and calcium hydroxide, and examples of the calcium compound include a calcium salt such as calcium chloride.If calcium hydroxide is used, the alkali and the calcium compound may be used together. It is preferable. The alkali and / or calcium compound is added in such an amount that the reaction solution can be brought into an unstable range, and further added in such an amount that crystallization is completed in the whole process of raising the fluidized bed.
【0015】アルカリおよび/またはカルシウム化合物
は流動床の上向流の途中で一度に注入してもよく、また
分割注入してもよいが、いずれの場合でも反応液が不安
定域になるように添加する。この場合晶析槽の上部で処
理水のpHおよび/またはカルシウム濃度ならびにリン
濃度を測定し、処理水がpH9.5〜12、好ましくは
9.7〜11、カルシウムイオン濃度が20〜100m
g/l、好ましくは20〜80mg/l、全リン濃度が
1mg/l以下、好ましくは0.6mg/l以下となる
ようにアルカリおよび/またはカルシウム化合物を添加
する。The alkali and / or calcium compound may be injected all at once during the upward flow of the fluidized bed, or may be injected in portions, but in any case, the reaction liquid is in an unstable region. Added. In this case, the pH and / or calcium concentration and the phosphorus concentration of the treated water are measured at the upper part of the crystallization tank, and the treated water has a pH of 9.5 to 12, preferably 9.7 to 11, and a calcium ion concentration of 20 to 100 m.
g / l, preferably 20-80 mg / l, and alkali and / or calcium compounds are added so that the total phosphorus concentration is 1 mg / l or less, preferably 0.6 mg / l or less.
【0016】一般的には不安定域では結晶種の存在しな
い部分で微細結晶が沈殿として析出し、多量のSSが生
じ、処理水中に流出する。このため従来は不安定域での
晶析を避けてきた。これに対して本発明では被処理液を
上向流で流動床中を通過させる過程で、処理水がpH
9.5〜12、カルシウムイオン濃度20〜100mg
/l、全リン濃度1mg/l以下となるように、流動床
中にアルカリおよび/またはカルシウム化合物を添加し
て反応させ、反応液を不安定域にすることにより高い晶
析速度で晶析を行う。この場合流動床中では結晶種と反
応液が高頻度で接触を繰り返すので、過飽和となった部
分は常に結晶種と接触することとなり、このため結晶は
結晶種表面に析出することとなり、結晶種のない部分へ
析出して生成する微細結晶は少なくなる。Generally, in the unstable region, fine crystals precipitate as a precipitate in a portion where no crystal seed is present, and a large amount of SS is generated and flows out into treated water. For this reason, crystallization in the unstable region has been conventionally avoided. On the other hand, in the present invention, in the process of passing the liquid to be treated upward in the fluidized bed,
9.5-12, calcium ion concentration 20-100mg
/ L, the alkali and / or calcium compound is added to the fluidized bed so that the total phosphorus concentration becomes 1 mg / l or less, and the reaction is performed. Do. In this case, in the fluidized bed, the crystal seed and the reaction solution repeatedly contact with each other at a high frequency, so that the supersaturated portion always comes into contact with the crystal seed, so that the crystal is deposited on the crystal seed surface, and the crystal seed is deposited. The number of fine crystals generated by precipitation in a portion having no particle is reduced.
【0017】本発明では不安定域となる直前の被処理液
は、安定域または準安定域の状態で流動床中で結晶種と
接触を繰り返していることが好ましく、この状態でアル
カリおよび/またはカルシウム化合物を添加して一気に
不安定域にして結晶を析出させることにより、結晶種の
ない部分の微細結晶の析出を防止することができる。安
定域または準安定域の被処理液のリン濃度は可能な限り
低濃度、特に前記の濃度範囲であることが好ましく、こ
れにより高リン濃度でアルカリおよび/またはカルシウ
ム化合物と反応する場合に比べて、微細結晶の生成を少
なくすることができる。このため本発明では被処理水は
アルカリおよび/またはカルシウム化合物と接触する前
に処理水と混合して低リン濃度にする。混合前の被処理
水および処理水はアルカリおよび/またはカルシウム化
合物を添加しないのが好ましいが、混合の前後を通して
安定域または準安定域を維持できる限度においてアルカ
リおよび/またはカルシウム化合物と添加してもよい。In the present invention, it is preferable that the liquid to be treated immediately before the unstable region is repeatedly brought into contact with the crystal seed in the fluidized bed in a stable region or a metastable region. By adding a calcium compound to the unstable region at once to precipitate crystals, it is possible to prevent the precipitation of fine crystals in a portion having no crystal seed. The concentration of phosphorus in the liquid to be treated in the stable region or the metastable region is preferably as low as possible, particularly preferably in the above-mentioned concentration range. In addition, the generation of fine crystals can be reduced. For this reason, in the present invention, the water to be treated is mixed with the treated water so as to have a low phosphorus concentration before coming into contact with the alkali and / or calcium compound. The water to be treated and the treated water before mixing preferably do not contain an alkali and / or calcium compound, but may be added with an alkali and / or calcium compound as long as a stable or metastable region can be maintained before and after mixing. Good.
【0018】不安定域は過飽和度が高いことを意味する
から、準安定域に比べて結晶の析出速度は高く、このた
め晶析速度は高くなり、被処理液を高速で通水しても、
リン酸除去率を高くすることができる。この場合循環す
る処理液に対する被処理液の割合を大きくすることによ
り処理効率を高くすることができる。また短時間の接触
で脱リンが可能となるから、使用する結晶種の充填高さ
を低くすることも可能である。The unstable region means that the degree of supersaturation is high, so that the rate of crystal precipitation is higher than that of the metastable region, so that the crystallization speed is high. ,
Phosphoric acid removal rate can be increased. In this case, the processing efficiency can be increased by increasing the ratio of the liquid to be processed to the circulating processing liquid. Further, since dephosphorization can be performed by short-time contact, the filling height of the crystal seed to be used can be reduced.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、被処理液を
上向流で通水しながら、処理水pH、カルシウムイオン
濃度および全リン濃度が所定値となるようにアルカリお
よび/またはカルシウム化合物を添加して晶析を行うよ
うにしたので、不安定域でも微細結晶の発生量が少な
く、少ない結晶種量で晶析速度を大きくして短時間に高
除去率で晶析を行うことができる。As described above, according to the present invention, alkali and / or calcium are adjusted so that the pH of the treated water, the calcium ion concentration and the total phosphorus concentration become predetermined values while passing the liquid to be treated upward. Since crystallization is performed by adding a compound, the amount of fine crystals generated is small even in the unstable region, the crystallization speed is increased with a small amount of crystal seeds, and the crystallization is performed with high removal rate in a short time Can be.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は実施形態の脱リン装置のフロー
図である。図1において、1は晶析槽で、内部にリン鉱
石からなる結晶種を充填して流動床2が形成されてい
る。晶析槽1の下部に被処理水供給路3、上部に処理水
取出路4が連絡し、上部から被処理水供給路3に循環路
5が連絡している。流動床2の下部から若干上がった部
分に薬注路6が連絡し、途中に処理水取出路4から希釈
水路7が連絡している。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart of the dephosphorization apparatus of the embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a crystallization tank, in which a fluidized bed 2 is formed by filling a crystal seed made of phosphate ore. A treated water supply path 3 communicates with the lower part of the crystallization tank 1, a treated water extraction path 4 communicates with the upper part, and a circulation path 5 communicates with the treated water supply path 3 from the upper part. A chemical injection passage 6 communicates with a portion slightly raised from the lower part of the fluidized bed 2, and a treated water extraction passage 4 and a dilution water passage 7 communicate with the passage.
【0021】上記装置による脱リン方法は、晶析槽1に
被処理水供給路3からポンプP1により被処理水を供給
し、循環路5から処理水の一部を供給して途中で混合
し、混合液を安定域または準安定域の状態で上向流で通
水して結晶種を展開させて流動床2を形成する。そして
薬注路6からポンプP3によりアルカリおよび/または
カルシウム化合物を供給し、途中で希釈水路7からポン
プP4により処理水の一部を混合して希釈し、流動床2
内に注入し、混合液中のリンと反応させ、反応液を不安
定域にして晶析を行う。不安定域となることにより過飽
和度が高くなり、リン酸カルシウム系の結晶が析出する
が、流動床2内では結晶種と反応液の接触が多頻度で繰
り返されるから、結晶は結晶種上に析出し、高効率で晶
析が行われる。晶析によりリンを除去した処理水は処理
水取出路4から取り出される。この場合pH計pHによ
り処理液のpHを検出し、そのpH値を所定値に保つよ
うに制御装置8によりポンプP3の注入量を制御し、安
定した処理を行う。なお、カルシウム化合物として水酸
化カルシウムを用いた場合には、所定のpH範囲となる
ように水酸化カルシウムの薬注量を制御することによ
り、同時に処理水中のカルシウムイオン濃度も制御する
ことができる。In the dephosphorization method using the above apparatus, the water to be treated is supplied to the crystallization tank 1 from the water supply passage 3 by the pump P1, and a part of the treated water is supplied from the circulation passage 5 to be mixed on the way. Then, the mixed solution is allowed to flow in an upward flow in a stable region or a metastable region to develop crystal seeds, thereby forming a fluidized bed 2. Then, an alkali and / or calcium compound is supplied from the chemical injection path 6 by the pump P3, and a part of the treated water is mixed and diluted by the pump P4 from the dilution water path 7 on the way.
And reacted with phosphorus in the mixed solution to make the reaction solution an unstable region and perform crystallization. The degree of supersaturation increases due to the unstable region, and calcium phosphate-based crystals precipitate. However, in the fluidized bed 2, the contact between the crystal seed and the reaction solution is frequently repeated, so that the crystal precipitates on the crystal seed. Crystallization is performed with high efficiency. The treated water from which phosphorus has been removed by crystallization is taken out from the treated water take-out passage 4. In this case, the pH of the processing solution is detected by the pH meter pH, and the control device 8 controls the injection amount of the pump P3 so as to keep the pH value at a predetermined value, thereby performing stable processing. When calcium hydroxide is used as the calcium compound, the concentration of calcium ion in the treated water can be controlled at the same time by controlling the injection amount of calcium hydroxide so as to be in a predetermined pH range.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 被処理水(原水)として全リン濃度2〜3.3mg/l
の下水二次処理水を図1の装置により晶析を行いリンを
除去した。結晶種として平均粒径0.15〜0.3mm
のリン鉱石を用い、被処理水:循環水の混合比(容量
比)を2:1、上向流速LV10m/hr、展開率50
%、SV15hr-1で流動床を形成し、アルカリおよび
/またはカルシウム化合物として水酸化カルシウムを処
理水がpH10になるように注入した。このとき、処理
水のカルシウムイオン濃度50mg/l前後で混合液の
pHは9程度であった。Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 As the water to be treated (raw water), the total phosphorus concentration was 2 to 3.3 mg / l.
The sewage secondary treatment water was crystallized by the apparatus shown in FIG. 1 to remove phosphorus. Average grain size 0.15 to 0.3 mm as crystal seed
, The mixing ratio (volume ratio) of the water to be treated and the circulating water is 2: 1, the upward flow velocity LV is 10 m / hr, and the expansion rate is 50.
%, SV 15 hr -1 to form a fluidized bed, and calcium hydroxide as an alkali and / or calcium compound was injected so that the treated water had a pH of 10. At this time, the pH of the mixed solution was about 9 when the calcium ion concentration of the treated water was around 50 mg / l.
【0023】比較例1 実施例1で用いた被処理水(原水)に水酸化カルシウム
および塩化カルシウムを添加してpH9.0とした反応
液を、平均粒径0.5〜1.0mmのリン鉱石を充填し
た固定床にSV1hr-1で通水して晶析を行った。Comparative Example 1 Calcium hydroxide and calcium chloride were added to the water to be treated (raw water) used in Example 1 to adjust the pH to 9.0, and the reaction solution was adjusted to a phosphorus having an average particle size of 0.5 to 1.0 mm. Crystallization was performed by passing water through the fixed bed filled with ore at SV1 hr -1 .
【0024】実施例1および比較例1の処理水および原
水の全リン濃度(T−P[mg/l])を図2に示す。
図2より、比較例の固定床による処理では処理水リン濃
度は上昇しているのに対し、実施例1の流動床を用いる
処理では、脱炭酸などの前処理を実施しなくとも処理水
の全リン濃度は0.1mg/l以下の安定した処理が長
期間に亘って行われていることがわかる。FIG. 2 shows the total phosphorus concentration (TP [mg / l]) of the treated water and the raw water of Example 1 and Comparative Example 1.
From FIG. 2, in the treatment using the fixed bed of the comparative example, the phosphorus concentration of the treated water is increased, whereas in the treatment using the fluidized bed of the first embodiment, the treated water is treated without performing pretreatment such as decarboxylation. It can be seen that stable treatment with a total phosphorus concentration of 0.1 mg / l or less has been performed over a long period of time.
【0025】実施例2 リン濃度3mg/lの被処理水を用い図1の装置により
SV10hr-1で晶析を行った。アルカリおよび/また
はカルシウム化合物として消石灰を処理水カルシウム濃
度が15、25、40、60mg/lとなるように添加
し、塩酸または水酸化ナトリウムでpHを調整した。処
理水の溶解性リン濃度(PO4−P)を図3に示す。図
3よりpH9.5〜12、特にpH9.7〜11で良好
な結果が得られることがわかる。Example 2 Using water to be treated having a phosphorus concentration of 3 mg / l, crystallization was performed at an SV of 10 hr -1 using the apparatus shown in FIG. Slaked lime was added as an alkali and / or calcium compound so that the calcium concentration in the treated water became 15, 25, 40, or 60 mg / l, and the pH was adjusted with hydrochloric acid or sodium hydroxide. Soluble phosphorus concentration of treated water (PO 4 -P) shown in FIG. FIG. 3 shows that good results can be obtained at pH 9.5 to 12, particularly pH 9.7 to 11.
【0026】実施例3 溶解性リン濃度15mg/lの被処理液を用い、図1の
装置において循環水との混合割合を変することにより、
混合液の溶解性リン濃度(PO4−Pin)を変え、L
V10m/hr、SV10hr-1で通水し、pH10と
なるように消石灰を添加して晶析を行った。処理水中の
微細結晶リン濃度(Particulate P)、溶
解性リン濃度(PO4−Pout)およびを全リン濃度
(T−P)を図4(a)、(b)、(c)に示す。図4
より、混合液リン濃度10mg/l以下で処理水リン濃
度1mg/l以下に処理可能であり、特に混合液リン濃
度3mg/l以下で優れた除リン効果が得られることが
わかる。Example 3 Using a liquid to be treated having a soluble phosphorus concentration of 15 mg / l, and changing the mixing ratio with circulating water in the apparatus shown in FIG.
Changing the solubility of phosphorus concentration of the mixed liquid (PO 4 -P in), L
Water was passed at V10 m / hr and SV10 hr -1 , and hydrated lime was added to adjust the pH to 10 to carry out crystallization. Microcrystalline phosphorus concentration of treated water (Particulate P), the solubility of phosphorus concentration (PO 4 -P out) and the total phosphorus concentration (T-P) FIG 4 (a), (b) , shown in (c). FIG.
It can be seen from the graph that the treated water can be treated to a phosphorus concentration of 1 mg / l or less at a phosphorus concentration of 10 mg / l or less, and that an excellent phosphorus removal effect can be obtained particularly at a phosphorus concentration of 3 mg / l or less.
【図1】実施形態の脱リン装置のフロー図である。FIG. 1 is a flowchart of a dephosphorization apparatus of an embodiment.
【図2】実施例1および比較例1の結果を示すグラフで
ある。FIG. 2 is a graph showing the results of Example 1 and Comparative Example 1.
【図3】実施例2の結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the results of Example 2.
【図4】(a)、(b)、(c)は実施例3の結果を示
すグラフである。FIGS. 4A, 4B and 4C are graphs showing the results of Example 3. FIGS.
1 晶析槽 2 流動床 3 被処理水供給路 4 処理水取出路 5 循環路 6 薬注路 7 希釈水路 8 制御装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 crystallization tank 2 fluidized bed 3 treated water supply path 4 treated water extraction path 5 circulation path 6 chemical injection path 7 dilution water path 8 controller
Claims (3)
に、結晶種の流動床と接触させて晶析によりリンを除去
する方法であって、 被処理水を晶析槽内において上向流で通水することによ
り結晶種の流動床を形成し、 処理水がpH9.5〜12、カルシウムイオン濃度20
〜100mg/l、全リン濃度1mg/l以下となるよ
うに、流動床にアルカリおよび/またはカルシウム化合
物を添加し反応させて不安定域の反応液を生成させ、 不安定域の反応液を結晶種と接触させることにより、そ
の表面にリン酸カルシウム系の結晶を析出させる脱リン
方法。1. A method for removing phosphorus by crystallization by bringing phosphorus-containing water into contact with a fluidized bed of crystal seeds in the presence of calcium ions, wherein the water to be treated is upwardly flowing in a crystallization tank. A fluidized bed of crystal seeds is formed by passing water, and the treated water has a pH of 9.5 to 12, and a calcium ion concentration of 20.
An alkali and / or calcium compound is added to the fluidized bed so that the total phosphorus concentration is not more than 100 mg / l and the total phosphorus concentration is 1 mg / l or less, and a reaction solution in an unstable region is generated. A dephosphorization method in which calcium phosphate crystals are precipitated on the surface by contact with a seed.
度が10mg/l以下である請求項1記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the total phosphorus concentration of the phosphorus-containing water supplied to the crystallization tank is 10 mg / l or less.
に結晶種の流動床と接触させて晶析によりリンを除去す
る装置であって、 被処理水を上向流で通水することにより結晶種の流動床
を形成する晶析槽と、晶析槽の下部に被処理水を供給す
る被処理水供給路と、 晶析槽の上部から処理水を取り出す処理水取出路と、 流動床にアルカリおよび/またはカルシウム化合物を添
加し反応させて、不安定域の反応液を生成させる薬注路
と、 処理水がpH9.5〜12、カルシウムイオン濃度20
〜100mg/l、全リン濃度1mg/l以下となるよ
うにアルカリおよび/またはカルシウム化合物の注入量
を制御するための制御装置とを備えた脱リン装置。3. An apparatus for removing phosphorus by crystallization by bringing phosphorous-containing water into contact with a fluidized bed of crystal seeds in the presence of calcium ions, wherein the water to be treated is passed in an upward flow to crystallize. A crystallization tank that forms a fluidized bed of seeds, a treated water supply path that supplies treated water to the lower part of the crystallization tank, a treated water extraction path that extracts treated water from the upper part of the crystallization tank, and a fluidized bed A chemical injection route for adding and reacting an alkali and / or calcium compound to form a reaction solution in an unstable region;
A dephosphorization device comprising a control device for controlling the injection amount of an alkali and / or calcium compound so that the total phosphorus concentration is 100100 mg / l and the total phosphorus concentration is 1 mg / l or less.
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