JP2002307078A - 晶析脱リン装置 - Google Patents
晶析脱リン装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 好適な流動床が得られる晶析脱リン装置を提
供する。 【解決手段】 リン含有排水を反応晶析槽内に供給する
装置と、カルシウム化合物及び／又はアルカリ剤を反応
晶析槽内に供給する装置と、リン酸カルシウムを含有す
る結晶種の流動床を形成しながら前記リン含有排水中の
リンと前記結晶種とを接触させて前記リン含有排水中の
リンをリン酸カルシウム化合物として分離する反応晶析
槽と、前記反応晶析槽内の処理水を取り出すための処理
水循環装置とを有する晶析脱リン装置において、前記反
応晶析槽は、リン含有排水の注入口と、カルシウム化合
物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管と、処
理水取出口とを備え、前記注入管は、前記反応晶析槽の
上端から流動床に貫入して配置されていることを特徴と
する晶析脱リン装置。
供する。 【解決手段】 リン含有排水を反応晶析槽内に供給する
装置と、カルシウム化合物及び／又はアルカリ剤を反応
晶析槽内に供給する装置と、リン酸カルシウムを含有す
る結晶種の流動床を形成しながら前記リン含有排水中の
リンと前記結晶種とを接触させて前記リン含有排水中の
リンをリン酸カルシウム化合物として分離する反応晶析
槽と、前記反応晶析槽内の処理水を取り出すための処理
水循環装置とを有する晶析脱リン装置において、前記反
応晶析槽は、リン含有排水の注入口と、カルシウム化合
物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管と、処
理水取出口とを備え、前記注入管は、前記反応晶析槽の
上端から流動床に貫入して配置されていることを特徴と
する晶析脱リン装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理水等のリ
ン含有排水からリンを分離することに用いられる晶析脱
リン装置に関する。更に詳しくは、リン酸カルシウムを
含有する結晶種を流動化させた流動床内に前記リン含有
排水を供給し、前記流動床内でカルシウム化合物及び／
又はアルカリ剤を添加しながら前記リン含有排水中のリ
ンと前記結晶種とを接触させることによりリン酸カルシ
ウム化合物を析出させるようにした晶析脱リン装置に関
する。
ン含有排水からリンを分離することに用いられる晶析脱
リン装置に関する。更に詳しくは、リン酸カルシウムを
含有する結晶種を流動化させた流動床内に前記リン含有
排水を供給し、前記流動床内でカルシウム化合物及び／
又はアルカリ剤を添加しながら前記リン含有排水中のリ
ンと前記結晶種とを接触させることによりリン酸カルシ
ウム化合物を析出させるようにした晶析脱リン装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】最近、一般市民の地球環境問題に対する
意識が向上したこともあり、下水処理水等のリン含有排
水の脱リン装置として最終生成物のリサイクル性が高い
ことに加えて、生物処理法や凝集沈殿法と比較したとき
に、系外に排出されるリン含有物の容積が最も小さく、
かつ、含液分（付着液分）が少ないという理由から晶析
脱リン方法が注目され、その一部は実用化されるに至っ
ている。
意識が向上したこともあり、下水処理水等のリン含有排
水の脱リン装置として最終生成物のリサイクル性が高い
ことに加えて、生物処理法や凝集沈殿法と比較したとき
に、系外に排出されるリン含有物の容積が最も小さく、
かつ、含液分（付着液分）が少ないという理由から晶析
脱リン方法が注目され、その一部は実用化されるに至っ
ている。
【０００３】実用化されている前記晶析脱リン装置とし
ては、結晶種を固定した状態で用いる固定床式の晶析脱
リン装置が多数を占めている。
ては、結晶種を固定した状態で用いる固定床式の晶析脱
リン装置が多数を占めている。
【０００４】ところが、この固定床式の晶析脱リン装置
は、メンテナンスが頗る厄介であり、また設備費が高
く、しかも広い設置スペースが必要となるといった問題
があった。
は、メンテナンスが頗る厄介であり、また設備費が高
く、しかも広い設置スペースが必要となるといった問題
があった。
【０００５】そこで、本出願人らは、流動床式の晶析脱
リン装置により前記問題を解決することを提案し、鋭意
研究の結果、流動床を用いる晶析脱リン装置に係る発明
を完成し本出願とは別に特許出願するに至った。
リン装置により前記問題を解決することを提案し、鋭意
研究の結果、流動床を用いる晶析脱リン装置に係る発明
を完成し本出願とは別に特許出願するに至った。
【０００６】ここで、本発明の理解を容易にする目的
で、流動床を用いる晶析脱リン方法におけるリン含有排
水中のリンとカルシウム化合物の反応について概説す
る。反応晶析槽内において、リン（Ｐ）含有排水にカル
シウム化合物（Ｃａ）、例えば、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）
2）を加えるとリン酸カルシウム化合物が析出する。そ
して、析出したリン酸カルシウム化合物と処理水を分離
することにより、リン含有排水中のリンが取り除かれる
のである。この一連の反応は、主として、次式に示すよ
うに進行するものと推測されている。 ５Ｃａ2+＋７ＯＨ-＋３Ｈ2ＰＯ4―＝Ｃａ5（ＯＨ）（Ｐ
Ｏ4）3＋６Ｈ2Ｏ
で、流動床を用いる晶析脱リン方法におけるリン含有排
水中のリンとカルシウム化合物の反応について概説す
る。反応晶析槽内において、リン（Ｐ）含有排水にカル
シウム化合物（Ｃａ）、例えば、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）
2）を加えるとリン酸カルシウム化合物が析出する。そ
して、析出したリン酸カルシウム化合物と処理水を分離
することにより、リン含有排水中のリンが取り除かれる
のである。この一連の反応は、主として、次式に示すよ
うに進行するものと推測されている。 ５Ｃａ2+＋７ＯＨ-＋３Ｈ2ＰＯ4―＝Ｃａ5（ＯＨ）（Ｐ
Ｏ4）3＋６Ｈ2Ｏ
【０００７】ところが、析出するリン酸カルシウム化合
物は、微結晶であるので反応晶析槽内に沈降することな
く処理水側に流出するおそれがある。そこで、結晶種、
例えば、リン鉱石を反応晶析槽に加え、この結晶種表面
上にリン酸カルシウムを析出させて粗大粒子として反応
晶析槽内で流動保溜させることにより、析出物としての
リンが処理水と共に反応晶析槽から処理水側に流出する
ことを防止している。
物は、微結晶であるので反応晶析槽内に沈降することな
く処理水側に流出するおそれがある。そこで、結晶種、
例えば、リン鉱石を反応晶析槽に加え、この結晶種表面
上にリン酸カルシウムを析出させて粗大粒子として反応
晶析槽内で流動保溜させることにより、析出物としての
リンが処理水と共に反応晶析槽から処理水側に流出する
ことを防止している。
【０００８】本発明者らは、驚くべきことに、反応晶析
槽内のｐＨを１０〜１２に調整すると共にＣａ濃度を高
くすると（例えば、Ｃａ（ＯＨ）2量を多くするほ
ど）、前記反応晶析槽内でリン酸カルシウム化合物が効
率よく生成することを知見した。さらに、本発明者は、
効率よく結晶種の表面にリン酸カルシウム化合物を析出
させるためには、結晶種の周りのｐＨを１０〜１２に調
整すると都合がよいことを知見した。
槽内のｐＨを１０〜１２に調整すると共にＣａ濃度を高
くすると（例えば、Ｃａ（ＯＨ）2量を多くするほ
ど）、前記反応晶析槽内でリン酸カルシウム化合物が効
率よく生成することを知見した。さらに、本発明者は、
効率よく結晶種の表面にリン酸カルシウム化合物を析出
させるためには、結晶種の周りのｐＨを１０〜１２に調
整すると都合がよいことを知見した。
【０００９】本出願人らは、前記知見に基づいて前記反
応晶析槽にカルシウム化合物等の注入管を直接注入する
ことに着目した。
応晶析槽にカルシウム化合物等の注入管を直接注入する
ことに着目した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）2を注入管を介して反応晶析槽に注入する場合、注
入管の配置位置によっては流動床内のリン含有排水の流
れが乱れることに起因して流動床内のｐＨやＣａ2+濃度
が不均一になり、効率よくリン酸カルシウム化合物を結
晶種表面に析出させることが困難になるといった問題が
あった。
Ｈ）2を注入管を介して反応晶析槽に注入する場合、注
入管の配置位置によっては流動床内のリン含有排水の流
れが乱れることに起因して流動床内のｐＨやＣａ2+濃度
が不均一になり、効率よくリン酸カルシウム化合物を結
晶種表面に析出させることが困難になるといった問題が
あった。
【００１１】また、反応晶析槽内でリン含有排水中の炭
酸イオンとカルシウムイオンとが反応して、炭酸カルシ
ウム化合物が生成することに起因して以下に挙げる問題
が生じていた。
酸イオンとカルシウムイオンとが反応して、炭酸カルシ
ウム化合物が生成することに起因して以下に挙げる問題
が生じていた。
【００１２】第１に、生成した炭酸カルシウム化合物
が、前記カルシウム化合物の注入管内に堆積して前記注
入管を塞いでしまうといった問題があった。第２に、炭
酸カルシウムはリン酸カルシウムよりも難溶解性である
ためリン酸カルシウム化合物の表面を覆い、リン酸カル
シウム化合物の生成を阻害するという問題があった。特
に、反応晶析槽の上部に注入管の開口を設けると、反応
晶析槽内で溶存炭酸イオン（例えば、ＨＣＯ3―、ＣＯ3
―）とカルシウム化合物が反応して、炭酸カルシウム化
合物（ＣａＣＯ3）が多く析出するためにリン酸カルシ
ウム化合物の生成反応の進行が阻害されていた。
が、前記カルシウム化合物の注入管内に堆積して前記注
入管を塞いでしまうといった問題があった。第２に、炭
酸カルシウムはリン酸カルシウムよりも難溶解性である
ためリン酸カルシウム化合物の表面を覆い、リン酸カル
シウム化合物の生成を阻害するという問題があった。特
に、反応晶析槽の上部に注入管の開口を設けると、反応
晶析槽内で溶存炭酸イオン（例えば、ＨＣＯ3―、ＣＯ3
―）とカルシウム化合物が反応して、炭酸カルシウム化
合物（ＣａＣＯ3）が多く析出するためにリン酸カルシ
ウム化合物の生成反応の進行が阻害されていた。
【００１３】そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、
カルシウム化合物の注入管を所定の位置に設置すること
により本発明を完成し、前記問題を解決するに至ったの
である。
カルシウム化合物の注入管を所定の位置に設置すること
により本発明を完成し、前記問題を解決するに至ったの
である。
【００１４】以上より、本発明は前記課題を解決するた
めになされたものであって、効率よくリン酸カルシウム
化合物が析出する流動床が得られる晶析脱リン装置を提
供することを目的とする。
めになされたものであって、効率よくリン酸カルシウム
化合物が析出する流動床が得られる晶析脱リン装置を提
供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
リン含有排水を反応晶析槽内に供給する装置と、カルシ
ウム化合物及び／又はアルカリ剤を反応晶析槽内に供給
する装置と、リン酸カルシウムを含有する結晶種の流動
床を形成しながら前記リン含有排水中のリンと前記結晶
種とを接触させて前記リン含有排水中のリンをリン酸カ
ルシウム化合物として分離する反応晶析槽と、前記反応
晶析槽内の処理水を取り出すための処理水循環装置とを
有する晶析脱リン装置において、前記反応晶析槽は、リ
ン含有排水の注入口と、カルシウム化合物及び／又はア
ルカリ剤を添加するための注入管と、処理水取出口とを
備え、前記注入管は、前記反応晶析槽の上端から流動床
に貫入して配置されていることを特徴とする晶析脱リン
装置が提供される（請求項１）。
リン含有排水を反応晶析槽内に供給する装置と、カルシ
ウム化合物及び／又はアルカリ剤を反応晶析槽内に供給
する装置と、リン酸カルシウムを含有する結晶種の流動
床を形成しながら前記リン含有排水中のリンと前記結晶
種とを接触させて前記リン含有排水中のリンをリン酸カ
ルシウム化合物として分離する反応晶析槽と、前記反応
晶析槽内の処理水を取り出すための処理水循環装置とを
有する晶析脱リン装置において、前記反応晶析槽は、リ
ン含有排水の注入口と、カルシウム化合物及び／又はア
ルカリ剤を添加するための注入管と、処理水取出口とを
備え、前記注入管は、前記反応晶析槽の上端から流動床
に貫入して配置されていることを特徴とする晶析脱リン
装置が提供される（請求項１）。
【００１６】この場合、好ましくは、前記カルシウム化
合物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管は、
前記反応晶析槽の上端の略中心から流動床に貫入して配
置されている（請求項２）。また、前記カルシウム化合
物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管は、そ
の開口部が流動床底部の略近傍に位置するように前記流
動床に貫入して配置されていると都合がよい（請求項
３）。さらに、前記カルシウム化合物及び／又はアルカ
リ剤を添加するための注入管は、反応晶析槽の平面視投
影断面積基準で２本／ｍ2として流動床に貫入して配置
されていると都合がよい（請求項４）。
合物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管は、
前記反応晶析槽の上端の略中心から流動床に貫入して配
置されている（請求項２）。また、前記カルシウム化合
物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管は、そ
の開口部が流動床底部の略近傍に位置するように前記流
動床に貫入して配置されていると都合がよい（請求項
３）。さらに、前記カルシウム化合物及び／又はアルカ
リ剤を添加するための注入管は、反応晶析槽の平面視投
影断面積基準で２本／ｍ2として流動床に貫入して配置
されていると都合がよい（請求項４）。
【００１７】このように構成することにより、リン含有
処理水の流動性がよくなって、リン含有排水と結晶種と
の接触性が向上すると共に、反応槽内のｐＨとＣａ2+濃
度が均一になる。そのため、所定の粒径を有するリン酸
カルシウム化合物の析出が良好に行われることとなっ
た。特に、前記注入管の開口部を流動床底部の略近傍に
配置することにより、炭酸カルシウム化合物の生成が抑
制されてリン酸カルシウム化合物の析出が良好に行われ
ることとなった。
処理水の流動性がよくなって、リン含有排水と結晶種と
の接触性が向上すると共に、反応槽内のｐＨとＣａ2+濃
度が均一になる。そのため、所定の粒径を有するリン酸
カルシウム化合物の析出が良好に行われることとなっ
た。特に、前記注入管の開口部を流動床底部の略近傍に
配置することにより、炭酸カルシウム化合物の生成が抑
制されてリン酸カルシウム化合物の析出が良好に行われ
ることとなった。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。最初に、本実施の形態で使用され
る薬剤について説明する。 （１）本実施形態で用いられるカルシウム化合物及び／
又はアルカリ剤とは排水中のリンと反応して難溶解性の
カルシウム塩を生成するものであり、代表的には消石灰
Ｃａ（ＯＨ）2の消石灰乳が挙げられる。しかし、本発
明で用いるカルシウム化合物は、同様な機能を奏すれば
Ｃａ（ＯＨ）2に限定されるものではなく、例えば塩化
カルシウム等他のカルシウム化合物を用いることもでき
る。本発明の実施形態においては代表的な化合物として
Ｃａ（ＯＨ）2を例示して説明する。Ｃａ（ＯＨ）2は、
カルシウムイオン供給源としてだけでなくアルカリ剤と
しての機能を兼用できることから、カルシウム化合物と
してはＣａ（ＯＨ）2を用いるのが望ましい。 （２）リン酸カルシウムを含有する結晶種としては、例
えば骨炭、リン酸カルシウム、リン鉱石を用いることが
でき、特にランニングコストの面からリン鉱石が好適で
ある。また、その粒径は、晶析反応速度と粉砕コストと
の兼ね合いから０．１５〜０．３ｍｍ程度であることが
好ましい。すなわち、粒径が０．１５ｍｍ未満では粉砕
コストが高くなり、逆に０．３ｍｍ以上では晶析反応速
度が遅くなる。
を参照して説明する。最初に、本実施の形態で使用され
る薬剤について説明する。 （１）本実施形態で用いられるカルシウム化合物及び／
又はアルカリ剤とは排水中のリンと反応して難溶解性の
カルシウム塩を生成するものであり、代表的には消石灰
Ｃａ（ＯＨ）2の消石灰乳が挙げられる。しかし、本発
明で用いるカルシウム化合物は、同様な機能を奏すれば
Ｃａ（ＯＨ）2に限定されるものではなく、例えば塩化
カルシウム等他のカルシウム化合物を用いることもでき
る。本発明の実施形態においては代表的な化合物として
Ｃａ（ＯＨ）2を例示して説明する。Ｃａ（ＯＨ）2は、
カルシウムイオン供給源としてだけでなくアルカリ剤と
しての機能を兼用できることから、カルシウム化合物と
してはＣａ（ＯＨ）2を用いるのが望ましい。 （２）リン酸カルシウムを含有する結晶種としては、例
えば骨炭、リン酸カルシウム、リン鉱石を用いることが
でき、特にランニングコストの面からリン鉱石が好適で
ある。また、その粒径は、晶析反応速度と粉砕コストと
の兼ね合いから０．１５〜０．３ｍｍ程度であることが
好ましい。すなわち、粒径が０．１５ｍｍ未満では粉砕
コストが高くなり、逆に０．３ｍｍ以上では晶析反応速
度が遅くなる。
【００１９】次に、本発明に係る晶析脱リン装置につい
て図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る晶析
脱リン装置の１実施形態を示す系統図である。本発明に
係る晶析脱リン装置は、原水供給装置と、消石灰乳供給
装置と、反応晶析槽と、処理水循環装置とを主要部とし
ている。
て図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る晶析
脱リン装置の１実施形態を示す系統図である。本発明に
係る晶析脱リン装置は、原水供給装置と、消石灰乳供給
装置と、反応晶析槽と、処理水循環装置とを主要部とし
ている。
【００２０】原水供給装置では、下水処理水等のリン含
有排水（リン濃度（ＰＯ4−Ｐとして）は１〜１０ｍｇ
／ｌ）が原水ピット２に供給され、そして原水ピット２
に貯溜される。原水ピット２には液面計２ｃが設けられ
ており、液面高さが予め設定した値より高すぎたり又は
低すぎたりすると警報を発するようになっている。尚、
液面高さの設定は、リン含有排水の流入量と原水ピット
２でのリン含有排水の滞留時間により決定される。原水
ピット２に貯溜されたリン含有排水は、原水ポンプ２ａ
により一定量抜き出されて配管２ｂを介して流動床式の
反応晶析槽１に供給される。このとき、流動床式の反応
晶析槽１には、原水ポンプ２ａにより供給されるリン含
有排水と、前記反応晶析槽１でリンを分離されて循環水
ポンプ４ａ１により配管４ｂ１を介して供給される処理
水とが合流した常に一定の流量の液が、注入口１１から
供給される。このように反応晶析槽１へ供給するリン含
有排水の量が変動しても、循環水ポンプ４ａ１を使って
処理水の循環量を調整することにより供給する液量を一
定にすることができるので、従来必要であった流量調整
槽が不要となる。
有排水（リン濃度（ＰＯ4−Ｐとして）は１〜１０ｍｇ
／ｌ）が原水ピット２に供給され、そして原水ピット２
に貯溜される。原水ピット２には液面計２ｃが設けられ
ており、液面高さが予め設定した値より高すぎたり又は
低すぎたりすると警報を発するようになっている。尚、
液面高さの設定は、リン含有排水の流入量と原水ピット
２でのリン含有排水の滞留時間により決定される。原水
ピット２に貯溜されたリン含有排水は、原水ポンプ２ａ
により一定量抜き出されて配管２ｂを介して流動床式の
反応晶析槽１に供給される。このとき、流動床式の反応
晶析槽１には、原水ポンプ２ａにより供給されるリン含
有排水と、前記反応晶析槽１でリンを分離されて循環水
ポンプ４ａ１により配管４ｂ１を介して供給される処理
水とが合流した常に一定の流量の液が、注入口１１から
供給される。このように反応晶析槽１へ供給するリン含
有排水の量が変動しても、循環水ポンプ４ａ１を使って
処理水の循環量を調整することにより供給する液量を一
定にすることができるので、従来必要であった流量調整
槽が不要となる。
【００２１】一方、消石灰乳供給装置では、タンクロー
リー車からカルシウム化合物及び／又はアルカリ剤であ
る消石灰乳（例えばＣａ（ＯＨ）2として２５％濃度）
が消石灰乳受入タンク３に受け入れられ、貯蔵される。
貯蔵された消石灰乳は、バルブＶ１を開として循環ライ
ンを形成し、循環ポンプ３ａを運転しながら配管３ｂを
介して循環（攪拌）するようにすることで消石灰乳受入
タンク３内の消石灰濃度を均一にすることができる。ま
た、バルブＶ２を開とすることにより、循環ポンプ３ａ
を運転しながら配管３ｂ及び配管３ｃを介して流動床式
の反応晶析槽１に消石灰乳を供給できる。このとき、消
石灰乳（例えばＣａ（ＯＨ）2として２５％濃度）は、
消石灰乳受入タンク３から循環ポンプ３ａの始動により
配管３ｂ及び配管３ｃを介して流動床式の反応晶析槽１
に供給される前に、処理水槽４から希釈水ポンプ４ａ２
の始動により配管４ｂ２を介して供給される処理水によ
り配管３ｃ内で２００倍に希釈され、流動床式の反応晶
析槽１の流動床１ａがｐＨ＝９．５〜１２、好ましくは
９．７〜１１、Ｃａ濃度＝２０〜１００ｍｇ／ｌ、好ま
しくは２０〜８０ｍｇ／ｌに設定できるように自動制御
されて供給される。このようにリンと反応する成分であ
るＣａ2+イオン濃度及び／又はｐＨを高く設定すること
で、流動床におけるリン酸カルシウムの溶解状態を不安
定域とし、結晶種表面へのリン酸カルシウムの析出を促
進することができる。その結果、炭酸カルシウムが結晶
種表面に析出しても、リン酸カルシウムの結晶種表面へ
の析出は妨害されることなく、長期間に亘って安定して
処理することが可能であり、更にリン含有水の処理速度
を速くすることができるため、従来よりも反応晶析槽１
の容積を小さくすることが可能となる。
リー車からカルシウム化合物及び／又はアルカリ剤であ
る消石灰乳（例えばＣａ（ＯＨ）2として２５％濃度）
が消石灰乳受入タンク３に受け入れられ、貯蔵される。
貯蔵された消石灰乳は、バルブＶ１を開として循環ライ
ンを形成し、循環ポンプ３ａを運転しながら配管３ｂを
介して循環（攪拌）するようにすることで消石灰乳受入
タンク３内の消石灰濃度を均一にすることができる。ま
た、バルブＶ２を開とすることにより、循環ポンプ３ａ
を運転しながら配管３ｂ及び配管３ｃを介して流動床式
の反応晶析槽１に消石灰乳を供給できる。このとき、消
石灰乳（例えばＣａ（ＯＨ）2として２５％濃度）は、
消石灰乳受入タンク３から循環ポンプ３ａの始動により
配管３ｂ及び配管３ｃを介して流動床式の反応晶析槽１
に供給される前に、処理水槽４から希釈水ポンプ４ａ２
の始動により配管４ｂ２を介して供給される処理水によ
り配管３ｃ内で２００倍に希釈され、流動床式の反応晶
析槽１の流動床１ａがｐＨ＝９．５〜１２、好ましくは
９．７〜１１、Ｃａ濃度＝２０〜１００ｍｇ／ｌ、好ま
しくは２０〜８０ｍｇ／ｌに設定できるように自動制御
されて供給される。このようにリンと反応する成分であ
るＣａ2+イオン濃度及び／又はｐＨを高く設定すること
で、流動床におけるリン酸カルシウムの溶解状態を不安
定域とし、結晶種表面へのリン酸カルシウムの析出を促
進することができる。その結果、炭酸カルシウムが結晶
種表面に析出しても、リン酸カルシウムの結晶種表面へ
の析出は妨害されることなく、長期間に亘って安定して
処理することが可能であり、更にリン含有水の処理速度
を速くすることができるため、従来よりも反応晶析槽１
の容積を小さくすることが可能となる。
【００２２】反応晶析槽１では、流動床式の反応晶析槽
１の下部から所定流量の液、すなわちリン含有排水をデ
ィストリビュータ１ｃに通過させて９〜１５ｍ／ｈｒ、
好ましくは９〜１１ｍ／ｈｒの範囲の線速度ＬＶで上向
流を形成し、結晶種を流動化させて流動床１ａを形成す
る。このときリン含有排水の流量の変動を考慮して原水
ポンプと循環ポンプの吐出量を制御して適性な流動床１
ａの流動状態（流動床の界面が乱れずに一定状態）を保
つようにしている。消石灰乳を流動床１ａに注入してｐ
Ｈ＝９．７〜１１、Ｃａ濃度＝２０〜８０ｍｇ／ｌ、反
応晶槽内の処理水基準の空塔速度ＳＶ＝１０ｈｒ-1と
し、結晶種とリンを反応させることでリン含有排水から
好適にリンを分離することができる。結晶種と反応した
リンは、カルシウムヒドロキシルアパタイトとして有意
に回収される。最終回収物として得られるカルシウムヒ
ドロキシルアパタイトは、過リン酸石灰等の原料として
使用できるので有価物として回収でき、リサイクルがで
きるので地球環境を汚さない。また、汚泥等の有機系の
たんぱく質を含んだ含液分の高い（８０〜９５％）廃棄
物と比較して、含液率が低いので搬送等の作業性が容易
になる。
１の下部から所定流量の液、すなわちリン含有排水をデ
ィストリビュータ１ｃに通過させて９〜１５ｍ／ｈｒ、
好ましくは９〜１１ｍ／ｈｒの範囲の線速度ＬＶで上向
流を形成し、結晶種を流動化させて流動床１ａを形成す
る。このときリン含有排水の流量の変動を考慮して原水
ポンプと循環ポンプの吐出量を制御して適性な流動床１
ａの流動状態（流動床の界面が乱れずに一定状態）を保
つようにしている。消石灰乳を流動床１ａに注入してｐ
Ｈ＝９．７〜１１、Ｃａ濃度＝２０〜８０ｍｇ／ｌ、反
応晶槽内の処理水基準の空塔速度ＳＶ＝１０ｈｒ-1と
し、結晶種とリンを反応させることでリン含有排水から
好適にリンを分離することができる。結晶種と反応した
リンは、カルシウムヒドロキシルアパタイトとして有意
に回収される。最終回収物として得られるカルシウムヒ
ドロキシルアパタイトは、過リン酸石灰等の原料として
使用できるので有価物として回収でき、リサイクルがで
きるので地球環境を汚さない。また、汚泥等の有機系の
たんぱく質を含んだ含液分の高い（８０〜９５％）廃棄
物と比較して、含液率が低いので搬送等の作業性が容易
になる。
【００２３】処理水循環装置では、流動床式の反応晶析
槽１内でリンを分離されたリン含有排水が取出口１２か
ら配管１ｂを介して処理水として処理水槽４に貯溜さ
れ、処理水の１部は、後段のｐＨ調整槽（不図示）でｐ
Ｈ値を中和処理された後、河川に放流される。処理水の
残りは、1部は循環水ポンプ４ａ１により配管４ｂ１を
介して反応晶析層１の下部へ戻され、また1部は希釈水
ポンプ４ａ２により配管４ｂ２を介して配管３ｃへと消
石灰乳を希釈するための希釈水として供給される。
槽１内でリンを分離されたリン含有排水が取出口１２か
ら配管１ｂを介して処理水として処理水槽４に貯溜さ
れ、処理水の１部は、後段のｐＨ調整槽（不図示）でｐ
Ｈ値を中和処理された後、河川に放流される。処理水の
残りは、1部は循環水ポンプ４ａ１により配管４ｂ１を
介して反応晶析層１の下部へ戻され、また1部は希釈水
ポンプ４ａ２により配管４ｂ２を介して配管３ｃへと消
石灰乳を希釈するための希釈水として供給される。
【００２４】次に、図２及び図３を用いて、カルシウム
化合物注入管７の設置位置について説明する。図２は、
反応晶析槽１の拡大図を示している。また、図３は、反
応晶析槽１の断面図を示している。図２及び図３に示さ
れるように、前記注入管７は、反応晶析槽１の上部略中
心から前記反応晶析槽１の下方に向かって貫入されてい
る。また、前記注入管７の開口部は、前記反応晶析槽１
の流動床１ａの底部を示すディストリビュータ１ｃの上
端の略近傍に配置されている。ここでは、図２中ｘで示
される流動床式の晶析脱リン装置１の直径が１ｍである
場合に、ｙで示されるディストリビュータ１ｃの上端か
ら前記注入管７の開口部までの距離は５０ｍｍであっ
た。
化合物注入管７の設置位置について説明する。図２は、
反応晶析槽１の拡大図を示している。また、図３は、反
応晶析槽１の断面図を示している。図２及び図３に示さ
れるように、前記注入管７は、反応晶析槽１の上部略中
心から前記反応晶析槽１の下方に向かって貫入されてい
る。また、前記注入管７の開口部は、前記反応晶析槽１
の流動床１ａの底部を示すディストリビュータ１ｃの上
端の略近傍に配置されている。ここでは、図２中ｘで示
される流動床式の晶析脱リン装置１の直径が１ｍである
場合に、ｙで示されるディストリビュータ１ｃの上端か
ら前記注入管７の開口部までの距離は５０ｍｍであっ
た。
【００２５】このように、前記注入管７を反応晶析槽１
内の流動床１ａに浸かるように配置することで、カルシ
ウム化合物と空気中のＣＯ2が反応して注入管７内で炭
酸カルシウム化合物が析出することを防止することがで
きる。特に、注入管７の開口部を反応晶析槽１の上部よ
りも反応晶析槽１の下部に配置するほど、カルシウム化
合物と液中に溶存するＣＯ2との反応を抑制して炭酸カ
ルシウム化合物が析出しづらくなる。
内の流動床１ａに浸かるように配置することで、カルシ
ウム化合物と空気中のＣＯ2が反応して注入管７内で炭
酸カルシウム化合物が析出することを防止することがで
きる。特に、注入管７の開口部を反応晶析槽１の上部よ
りも反応晶析槽１の下部に配置するほど、カルシウム化
合物と液中に溶存するＣＯ2との反応を抑制して炭酸カ
ルシウム化合物が析出しづらくなる。
【００２６】以上、本発明について、実施の形態を示し
て説明してきたが、本発明は前記の実施の形態に限定さ
れるものではない。そのため、前記実施の形態におい
て、流動床式の反応晶析槽内の流動床に注入される排水
及び／又は処理水の流速は、それぞれの流量を制御する
構成とした。この場合、流動床式の反応晶析槽内の流動
床に注入される排水及び／又は処理水の流速は、配管に
設けられたポンプの回転数を制御して水圧を高めること
で制御してもよい。また、前記流動床にリン含有排水及
び／又は処理水を注入する際、処理水の注入口と排水の
注入口を一体とし、予め合流した流量を供給する構成と
したが、それぞれ、独立に構成させてもよい。
て説明してきたが、本発明は前記の実施の形態に限定さ
れるものではない。そのため、前記実施の形態におい
て、流動床式の反応晶析槽内の流動床に注入される排水
及び／又は処理水の流速は、それぞれの流量を制御する
構成とした。この場合、流動床式の反応晶析槽内の流動
床に注入される排水及び／又は処理水の流速は、配管に
設けられたポンプの回転数を制御して水圧を高めること
で制御してもよい。また、前記流動床にリン含有排水及
び／又は処理水を注入する際、処理水の注入口と排水の
注入口を一体とし、予め合流した流量を供給する構成と
したが、それぞれ、独立に構成させてもよい。
【００２７】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示して本発明につ
いて具体的に説明するが、本発明が以下の実施例に限定
されるものでないことは言うまでもない。
いて具体的に説明するが、本発明が以下の実施例に限定
されるものでないことは言うまでもない。
【００２８】実施例 本発明に係る晶析脱リン方法の作用効果をみる目的で、
前記実施の形態で説明した手順に従って、原水中のリン
を除去する実験を行った。以下に、その実験条件を列記
すると共に、処理水の水質を記載する。
前記実施の形態で説明した手順に従って、原水中のリン
を除去する実験を行った。以下に、その実験条件を列記
すると共に、処理水の水質を記載する。
【００２９】実験条件 （１）原水処理量 リン含有排水（リン濃度（ＰＯ4−Ｐ）＝２〜４ｍｇ／
ｌ）を平均１００ｍ3／日（最大２００ｍ3／日）の水量
で処理した。 （２）カルシウム化合物及び／又はアルカリ剤 消石灰のうちＪＩＳ規格の特号より微粒子のもので、目
開きが１５０メッシュの篩上残分が０．０５％以下のも
のを水に分散し懸濁液（消石灰乳）として使用した。 （３）流動床式の反応晶析槽内での反応条件 ａ．処理水で希釈した１０％のＣａ（ＯＨ）2水溶液を
用い、Ｃａ（ＯＨ）2の添加量が反応晶析槽内のｐＨ＝
１０〜１０．５、Ｃａ濃度＝４０〜７０ｍｇ／ｌを維持
するように添加した。 ｂ．反応晶析槽内の上向流の線速度をＬＶ＝１０ｍ／ｈ
ｒ程度とした。尚、流動床の水温は、１５〜１８℃であ
った。 （４）注入管の設置位置 直径が１ｍである晶析反応槽の上端から下方に向かっ
て、直径８ｍｍの注入管２本を、その開口部がディスト
リビュータの上端から５０ｍｍの位置に来るように貫入
した。即ち、注入管を２本配置することを除いて、図２
に示されるように、ｙ＝５０ｍｍ、Ｘ＝１ｍとなるよう
に注入管２本を配置した。その際の、反応晶析槽１のＡ
−Ａ´断面図を図４に示す。
ｌ）を平均１００ｍ3／日（最大２００ｍ3／日）の水量
で処理した。 （２）カルシウム化合物及び／又はアルカリ剤 消石灰のうちＪＩＳ規格の特号より微粒子のもので、目
開きが１５０メッシュの篩上残分が０．０５％以下のも
のを水に分散し懸濁液（消石灰乳）として使用した。 （３）流動床式の反応晶析槽内での反応条件 ａ．処理水で希釈した１０％のＣａ（ＯＨ）2水溶液を
用い、Ｃａ（ＯＨ）2の添加量が反応晶析槽内のｐＨ＝
１０〜１０．５、Ｃａ濃度＝４０〜７０ｍｇ／ｌを維持
するように添加した。 ｂ．反応晶析槽内の上向流の線速度をＬＶ＝１０ｍ／ｈ
ｒ程度とした。尚、流動床の水温は、１５〜１８℃であ
った。 （４）注入管の設置位置 直径が１ｍである晶析反応槽の上端から下方に向かっ
て、直径８ｍｍの注入管２本を、その開口部がディスト
リビュータの上端から５０ｍｍの位置に来るように貫入
した。即ち、注入管を２本配置することを除いて、図２
に示されるように、ｙ＝５０ｍｍ、Ｘ＝１ｍとなるよう
に注入管２本を配置した。その際の、反応晶析槽１のＡ
−Ａ´断面図を図４に示す。
【００３０】実験結果 （１）処理水中のリン濃度（ＰＯ4-Ｐ）は＜０．４ｍｇ
／lが得られた（一般排水基準は８ｍｇ／ｌ）。 （２）処理水ＳＳ成分のうち消石灰に由来するものは＜
２ｍｇ／ｌと少なかった。 （３）反応晶析槽の処理水基準の空塔速度ＳＶ＝１０ｈ
ｒ-1と大きな処理速度が得られた。 （４）装置を１年以上連続して稼動させることができ
た。 （５）流動床内の炭酸カルシウム化合物濃度は、従来の
流動床内の炭酸カルシウム化合物濃度の１／２〜１／３
であった。
／lが得られた（一般排水基準は８ｍｇ／ｌ）。 （２）処理水ＳＳ成分のうち消石灰に由来するものは＜
２ｍｇ／ｌと少なかった。 （３）反応晶析槽の処理水基準の空塔速度ＳＶ＝１０ｈ
ｒ-1と大きな処理速度が得られた。 （４）装置を１年以上連続して稼動させることができ
た。 （５）流動床内の炭酸カルシウム化合物濃度は、従来の
流動床内の炭酸カルシウム化合物濃度の１／２〜１／３
であった。
【００３１】以上の結果より、本発明による流動床式晶
析脱リン方法によれば、連続して排水を処理することが
できると共に、良好な水質の処理水が得られることが確
認された。これは、流動床内に、リン酸カルシウム化合
物を析出するに都合がよい水流が形成されていたものと
推測される。また、流動床内における炭酸カルシウム化
合物の析出を良好に防止することができた。
析脱リン方法によれば、連続して排水を処理することが
できると共に、良好な水質の処理水が得られることが確
認された。これは、流動床内に、リン酸カルシウム化合
物を析出するに都合がよい水流が形成されていたものと
推測される。また、流動床内における炭酸カルシウム化
合物の析出を良好に防止することができた。
【００３２】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成を有するこ
とより、以下のような作用効果を奏する。晶析脱リン装
置内において、好適な水流を形成することができ、しか
も、炭酸カルシウム化合物の析出を効果的に防止するこ
とができる。そのため、リン酸カルシウム化合物の析出
が効率よく行われるようになる（請求項１〜請求項
４）。
とより、以下のような作用効果を奏する。晶析脱リン装
置内において、好適な水流を形成することができ、しか
も、炭酸カルシウム化合物の析出を効果的に防止するこ
とができる。そのため、リン酸カルシウム化合物の析出
が効率よく行われるようになる（請求項１〜請求項
４）。
【図１】図１は、本発明に係る晶析脱リン装置の１実施
形態を示す系統図である。
形態を示す系統図である。
【図２】図２は、同晶析脱リン装置を構成する反応晶析
装置の拡大図である。
装置の拡大図である。
【図３】図３は、同反応晶析装置の断面図である。
【図４】図４は、同反応晶析装置の断面図である。
１ 反応晶析槽 １ａ 流動床 ２ 原水ピット ２ａ 原水ポンプ ３ 消石灰乳受入タンク ３ａ 循環ポンプ ４ 処理水槽 ４ａ１ 循環水ポンプ ４ａ２ 希釈水ポンプ Ｖ１，Ｖ２ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 依子 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D038 AA08 AB45 BA04
Claims (4)
- 【請求項１】 リン含有排水を反応晶析槽内に供給する
装置と、カルシウム化合物及び／又はアルカリ剤を反応
晶析槽内に供給する装置と、リン酸カルシウムを含有す
る結晶種の流動床を形成しながら前記リン含有排水中の
リンと前記結晶種とを接触させて前記リン含有排水中の
リンをリン酸カルシウム化合物として分離する反応晶析
槽と、前記反応晶析槽内の処理水を取り出すための処理
水循環装置とを有する晶析脱リン装置において、 前記反応晶析槽は、リン含有排水の注入口と、カルシウ
ム化合物及び／又はアルカリ剤を添加するための注入管
と、処理水取出口とを備え、前記注入管は、前記反応晶
析槽の上端から流動床に貫入して配置されていることを
特徴とする晶析脱リン装置。 - 【請求項２】 前記カルシウム化合物及び／又はアルカ
リ剤を添加するための注入管は、前記反応晶析槽の上端
の略中心から前記流動床に貫入して配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の晶析脱リン装置。 - 【請求項３】 前記カルシウム化合物及び／又はアルカ
リ剤を添加するための注入管は、その開口部が流動床底
部の略近傍に位置するように前記流動床に貫入して配置
されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の晶析脱リン装置。 - 【請求項４】 前記カルシウム化合物及び／又はアルカ
リ剤を添加するための注入管は、反応晶析槽の平面視投
影断面積基準で２本／ｍ2として流動床に貫入して配置
されていることを特徴とする請求項１から請求項３のい
ずれか１項に記載の晶析脱リン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117655A JP2002307078A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 晶析脱リン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117655A JP2002307078A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 晶析脱リン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307078A true JP2002307078A (ja) | 2002-10-22 |
Family
ID=18968166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117655A Pending JP2002307078A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | 晶析脱リン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002307078A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106630084A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225692A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 接触晶析脱リン法の制御方法及び制御装置 |
| JPS61157391A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Ebara Infilco Co Ltd | 汚水中のｓｓ及びリンを除去する方法 |
| JP2000061473A (ja) * | 1998-06-09 | 2000-02-29 | Kyowa Exeo Corp | 汚水中のリン除去方法 |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117655A patent/JP2002307078A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225692A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 接触晶析脱リン法の制御方法及び制御装置 |
| JPS61157391A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Ebara Infilco Co Ltd | 汚水中のｓｓ及びリンを除去する方法 |
| JP2000061473A (ja) * | 1998-06-09 | 2000-02-29 | Kyowa Exeo Corp | 汚水中のリン除去方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106630084A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水方法及系统 |
| CN106630084B (zh) * | 2016-11-29 | 2023-06-23 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 两级两相流化床自结晶处理高氟、高硬度废水方法及系统 |
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|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
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