JP2002326085A - 水溶液中からのリン成分の回収方法 - Google Patents
水溶液中からのリン成分の回収方法Info
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- JP2002326085A JP2002326085A JP2001133848A JP2001133848A JP2002326085A JP 2002326085 A JP2002326085 A JP 2002326085A JP 2001133848 A JP2001133848 A JP 2001133848A JP 2001133848 A JP2001133848 A JP 2001133848A JP 2002326085 A JP2002326085 A JP 2002326085A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水溶液中のリン成分を回収する方法を、安価
な吸着剤で多量の水溶液に適用でき、かつ装置を小型化
できるようにする。 【解決手段】 円筒状縦型カラム２中には高炉スラグ粉
末４が充填されている。高炉スラグ粉末４は１.０〜２.
４ｍｍの粒子径に揃えられており、カラム２の下端から
１０ｃｍの高さまで充填されている。リン酸イオンを含
む試料水６はポンプ８によってカラム２の上端から供給
され、カラム２内のスラグ粉末層を通過した処理水がカ
ラム２の下端の出口１０から流出する。その後、試料水
６に替えて脱着液をポンプ８によりカラム２の上端から
供給され、高炉スラグ粉末４に吸着されていたリン酸イ
オンが脱着液中に脱着し、脱着液とともに下端の出口か
ら回収される。
な吸着剤で多量の水溶液に適用でき、かつ装置を小型化
できるようにする。 【解決手段】 円筒状縦型カラム２中には高炉スラグ粉
末４が充填されている。高炉スラグ粉末４は１.０〜２.
４ｍｍの粒子径に揃えられており、カラム２の下端から
１０ｃｍの高さまで充填されている。リン酸イオンを含
む試料水６はポンプ８によってカラム２の上端から供給
され、カラム２内のスラグ粉末層を通過した処理水がカ
ラム２の下端の出口１０から流出する。その後、試料水
６に替えて脱着液をポンプ８によりカラム２の上端から
供給され、高炉スラグ粉末４に吸着されていたリン酸イ
オンが脱着液中に脱着し、脱着液とともに下端の出口か
ら回収される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水溶液中のリン成分
を回収する方法に関するものであり、例えば下水処理場
からの処理水、工場排水又は環境水などに含まれるリン
酸イオンを回収するのに利用することができる。
を回収する方法に関するものであり、例えば下水処理場
からの処理水、工場排水又は環境水などに含まれるリン
酸イオンを回収するのに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】水溶液中のリン酸イオンの回収方法とし
ては、イオン交換樹脂を用いる方法がある。鉄塩、カル
シウム塩、アルミニウム塩などの金属塩を排水に添加し
て、リン酸の難溶性塩を生成させ、析出させて分離する
ことにより回収する方法もある。水溶液中に溶解したリ
ン酸イオンを吸着して除去するために、高炉スラグ（製
鉄スラグ）を利用する方法が提案されている（特開昭５
４−１３７４９０号公報参照）。
ては、イオン交換樹脂を用いる方法がある。鉄塩、カル
シウム塩、アルミニウム塩などの金属塩を排水に添加し
て、リン酸の難溶性塩を生成させ、析出させて分離する
ことにより回収する方法もある。水溶液中に溶解したリ
ン酸イオンを吸着して除去するために、高炉スラグ（製
鉄スラグ）を利用する方法が提案されている（特開昭５
４−１３７４９０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】イオン交換樹脂を用い
る方法は、樹脂が高価であるとともに、多量の試料水に
適用すると樹脂が劣化し易く長期の操作安定性にも問題
がある。鉄塩などの金属塩を排水に添加する方法は、金
属塩を連続して添加しなければならないため、金属塩溶
液の大型貯留槽や難溶性塩を生成するための沈殿槽、ま
た沈殿物を分離する装置などが必要となり、装置の大型
化を要する。
る方法は、樹脂が高価であるとともに、多量の試料水に
適用すると樹脂が劣化し易く長期の操作安定性にも問題
がある。鉄塩などの金属塩を排水に添加する方法は、金
属塩を連続して添加しなければならないため、金属塩溶
液の大型貯留槽や難溶性塩を生成するための沈殿槽、ま
た沈殿物を分離する装置などが必要となり、装置の大型
化を要する。
【０００４】高炉スラグを用いると水溶液中のリン酸イ
オンを吸着できることは上に示した引用文献から知るこ
とができる。しかし、その方法は水溶液中のリン酸イオ
ンを除去するのが目的であるため、高炉スラグに吸着し
たリン酸イオンの回収までは考慮されていない。また、
リン酸イオンを回収しようとすれば、高炉スラグに吸着
したリン酸イオンを脱離させなければならないが、その
脱離方法については知られていない。本発明の目的は、
水溶液中のリン成分を回収する方法を、安価な吸着剤で
多量の水溶液に適用でき、かつ装置を小型化できるよう
にすることである。
オンを吸着できることは上に示した引用文献から知るこ
とができる。しかし、その方法は水溶液中のリン酸イオ
ンを除去するのが目的であるため、高炉スラグに吸着し
たリン酸イオンの回収までは考慮されていない。また、
リン酸イオンを回収しようとすれば、高炉スラグに吸着
したリン酸イオンを脱離させなければならないが、その
脱離方法については知られていない。本発明の目的は、
水溶液中のリン成分を回収する方法を、安価な吸着剤で
多量の水溶液に適用でき、かつ装置を小型化できるよう
にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による水溶液中の
リン成分の回収方法は、次の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含
んでいる。 （Ａ）リン酸イオンを含む試料水溶液を高炉スラグに接
触させてリン酸イオンをその高炉スラグに吸着させる工
程、及び（Ｂ）リン酸イオンを吸着した前記高炉スラグ
に他の陰イオンを含む脱離液を接触させて吸着されてい
たリン酸イオンを脱離液中に脱離させる工程。リン酸イ
オンを含む水溶液を高炉スラグに接触させると、高炉ス
ラグに多量に含有されているカルシウムにリン酸イオン
が吸着する。次に、このスラグに脱離液を接触させる
と、脱離液中のイオンがカルシウムに吸着し、それによ
ってリン酸イオンが脱離液中に溶出し、リン成分をリン
酸イオンの形で回収することができる。
リン成分の回収方法は、次の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含
んでいる。 （Ａ）リン酸イオンを含む試料水溶液を高炉スラグに接
触させてリン酸イオンをその高炉スラグに吸着させる工
程、及び（Ｂ）リン酸イオンを吸着した前記高炉スラグ
に他の陰イオンを含む脱離液を接触させて吸着されてい
たリン酸イオンを脱離液中に脱離させる工程。リン酸イ
オンを含む水溶液を高炉スラグに接触させると、高炉ス
ラグに多量に含有されているカルシウムにリン酸イオン
が吸着する。次に、このスラグに脱離液を接触させる
と、脱離液中のイオンがカルシウムに吸着し、それによ
ってリン酸イオンが脱離液中に溶出し、リン成分をリン
酸イオンの形で回収することができる。
【０００６】高炉スラグは鉄鉱石の製鉄過捏で残渣とし
て多量に生成し、その再使用が模索されている物質であ
る。本発明で回収しようとする目的化合物のリン成分
は、オルトリン酸、メタリン酸、二リン酸及び三リン酸
などの縮合リン酸、およびＤＮＡ（デオキシリボ核酸）
やＲＮＡ（リボ核酸）などの有機態リン酸である。
て多量に生成し、その再使用が模索されている物質であ
る。本発明で回収しようとする目的化合物のリン成分
は、オルトリン酸、メタリン酸、二リン酸及び三リン酸
などの縮合リン酸、およびＤＮＡ（デオキシリボ核酸）
やＲＮＡ（リボ核酸）などの有機態リン酸である。
【０００７】脱離液に含まれる陰イオンはリン酸イオン
よりも高濃度で溶存するイオンである。そのような陰イ
オンとしては、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオ
ン、有機陰イオンなどを挙げることができる。脱離液と
してはこれらのイオンのアルカリ金属塩のような水溶性
塩の水溶液を用いることができる。脱離液で用いるのに
適する水溶性塩としては、硫酸ナトリウムや硫酸カリウ
ムを挙げることができる。
よりも高濃度で溶存するイオンである。そのような陰イ
オンとしては、硫酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオ
ン、有機陰イオンなどを挙げることができる。脱離液と
してはこれらのイオンのアルカリ金属塩のような水溶性
塩の水溶液を用いることができる。脱離液で用いるのに
適する水溶性塩としては、硫酸ナトリウムや硫酸カリウ
ムを挙げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の方法を回収実験系
に適用した実施例を概略的に表したものである。２は内
径が２ｃｍ、高さが５０ｃｍの円筒状縦型カラムであ
り、その中には高炉スラグ粉末４が充填されている。高
炉スラグ粉末４は１.０〜２.４ｍｍの粒子径に揃えられ
ており、カラム２の下端から１０ｃｍの高さまで充填さ
れている。
に適用した実施例を概略的に表したものである。２は内
径が２ｃｍ、高さが５０ｃｍの円筒状縦型カラムであ
り、その中には高炉スラグ粉末４が充填されている。高
炉スラグ粉末４は１.０〜２.４ｍｍの粒子径に揃えられ
ており、カラム２の下端から１０ｃｍの高さまで充填さ
れている。
【０００９】リン酸イオンを含む試料水６はポンプ８に
よってカラム２の上端から供給され、カラム２内のスラ
グ粉末層を通過した処理水が下端の出口１０から流出す
るようになっている。
よってカラム２の上端から供給され、カラム２内のスラ
グ粉末層を通過した処理水が下端の出口１０から流出す
るようになっている。
【００１０】カラム２に試料水を供給し、その中のリン
酸イオンを高炉スラグ粉末４に吸着させた後は、試料水
６に替えて脱着液をポンプ８によりカラム２の上端から
供給され、カラム２内のスラグ粉末層を通過した脱着液
により、高炉スラグ粉末４に吸着されていたリン酸イオ
ンが脱着液中に脱着し、脱着液とともに下端の出口１０
から流出する。カラム２の周囲は恒温槽１２で囲まれ、
恒温槽１２内は２５℃に維持されている。
酸イオンを高炉スラグ粉末４に吸着させた後は、試料水
６に替えて脱着液をポンプ８によりカラム２の上端から
供給され、カラム２内のスラグ粉末層を通過した脱着液
により、高炉スラグ粉末４に吸着されていたリン酸イオ
ンが脱着液中に脱着し、脱着液とともに下端の出口１０
から流出する。カラム２の周囲は恒温槽１２で囲まれ、
恒温槽１２内は２５℃に維持されている。
【００１１】このカラム２に、３種類の試料水を流し
た。第１の試料水は、０.０６ｍＭのリン酸ナトリウム
溶液の原液であり、ｐＨは５.８９である。第２の試料
水はその原液の希硫酸溶液でｐＨが３.２１のもの、第
３の試料水はその原液の水酸化ナトリウム溶液でｐＨが
１２.３のものである。これら３種類の試料水をそれぞ
れ、６.９ｍｌ／分の流量で４００ｍｌ送液したときの
吸着率を表１に示す。
た。第１の試料水は、０.０６ｍＭのリン酸ナトリウム
溶液の原液であり、ｐＨは５.８９である。第２の試料
水はその原液の希硫酸溶液でｐＨが３.２１のもの、第
３の試料水はその原液の水酸化ナトリウム溶液でｐＨが
１２.３のものである。これら３種類の試料水をそれぞ
れ、６.９ｍｌ／分の流量で４００ｍｌ送液したときの
吸着率を表１に示す。
【００１２】また、その後、脱離液として０.１Ｍ硫酸
ナトリウムを８００ｍｌ流し、脱離液中に溶出したリン
酸イオンの量を吸着していたリン酸イオン量で割った脱
着率も表１に示す。
ナトリウムを８００ｍｌ流し、脱離液中に溶出したリン
酸イオンの量を吸着していたリン酸イオン量で割った脱
着率も表１に示す。
【表１】
【００１３】この結果から、リン酸ナトリウム溶液のｐ
Ｈが増大するにつれて吸着率が増大することがわかる。
脱着率は非常に高く、リン酸イオンはほぼ定量的に回収
された。また、カラム２に高炉スラグ４を２０ｃｍの高
さまで充填した場合、吸着率はほぼ１００％になった。
Ｈが増大するにつれて吸着率が増大することがわかる。
脱着率は非常に高く、リン酸イオンはほぼ定量的に回収
された。また、カラム２に高炉スラグ４を２０ｃｍの高
さまで充填した場合、吸着率はほぼ１００％になった。
【００１４】図２は第２の実施例を概略的に示したもの
であり、大量の排水を処理するプラントに適用するのに
適した装置である。２基の吸着塔２ａ，２bが設置され
ており、処理しようとする排水が切換弁２０ａを介して
何れかの吸着塔２ａ，２bに供給されるようになってい
る。吸着塔２ａ，２bは、それぞれ内径が６０ｃｍ、高
さが２００ｃｍの円筒状である。吸着塔からの処理水
（吸着塔を通った排水）は切換弁２０ｂを経て処理液と
して排水される。また給水塔２ａ，２ｂには脱着液３０
が切換弁２２ａによって切り換えられて何れかの吸着塔
２ａ，２ｂに供給され、吸着塔を経た回収液は切換弁２
２ｂを経て回収液３２として回収される。
であり、大量の排水を処理するプラントに適用するのに
適した装置である。２基の吸着塔２ａ，２bが設置され
ており、処理しようとする排水が切換弁２０ａを介して
何れかの吸着塔２ａ，２bに供給されるようになってい
る。吸着塔２ａ，２bは、それぞれ内径が６０ｃｍ、高
さが２００ｃｍの円筒状である。吸着塔からの処理水
（吸着塔を通った排水）は切換弁２０ｂを経て処理液と
して排水される。また給水塔２ａ，２ｂには脱着液３０
が切換弁２２ａによって切り換えられて何れかの吸着塔
２ａ，２ｂに供給され、吸着塔を経た回収液は切換弁２
２ｂを経て回収液３２として回収される。
【００１５】切換弁２０ａ，２０b，２２a，２２bは、
吸着塔２０ａ，２０ｂの一方が吸着、他方が脱着を行な
うように設定される。排水からのリン酸イオンの吸着処
理は、時間の経過とともに吸着量が増えて能力が低下し
ていく。そのため、適当な周期で吸着塔２０ａ，２０ｂ
の吸着と脱着を交互に繰り返すことにより、連続して排
水を処理することができる。
吸着塔２０ａ，２０ｂの一方が吸着、他方が脱着を行な
うように設定される。排水からのリン酸イオンの吸着処
理は、時間の経過とともに吸着量が増えて能力が低下し
ていく。そのため、適当な周期で吸着塔２０ａ，２０ｂ
の吸着と脱着を交互に繰り返すことにより、連続して排
水を処理することができる。
【００１６】この実施例では各吸着塔２０ａ，２０ｂに
は実施例１で使用したのと同じ高炉スラグ粉末を１ｔず
つ充填した。リン酸イオンを含む排水を一方の吸着塔２
ａに流量２.２Ｌ／分の流量で流し、３２時間後、他方
の吸着塔２ｂに送液を切り替える。そして、先にリン酸
イオンを吸着した吸着塔２ａに０.１Ｍ硫酸ナトリウム
脱離液を流量２.２Ｌ／分で流し、リン酸を回収する。
この過程を交互に行なうことによって連続して排水中の
リン酸イオンを回収することができた。
は実施例１で使用したのと同じ高炉スラグ粉末を１ｔず
つ充填した。リン酸イオンを含む排水を一方の吸着塔２
ａに流量２.２Ｌ／分の流量で流し、３２時間後、他方
の吸着塔２ｂに送液を切り替える。そして、先にリン酸
イオンを吸着した吸着塔２ａに０.１Ｍ硫酸ナトリウム
脱離液を流量２.２Ｌ／分で流し、リン酸を回収する。
この過程を交互に行なうことによって連続して排水中の
リン酸イオンを回収することができた。
【００１７】
【発明の効果】本発明では溶液中のリン酸イオンを高炉
スラグに吸着させ、その後、脱離液として他の陰イオン
を含む溶液を流すことにより、高炉スラグに吸着したリ
ン酸イオンをほぼ１００％回収することができる。そし
て、この方法で使用する吸着剤は高炉スラグであるため
安価である。また多量の水溶液に適用しても劣化するこ
とが少なく、長期間にわたった安定して使用することが
できる。リン酸イオンの回収は吸着剤への吸着と脱着だ
けであるので、沈殿槽などの特殊な装置を必要とせず、
装置を小型化できる。
スラグに吸着させ、その後、脱離液として他の陰イオン
を含む溶液を流すことにより、高炉スラグに吸着したリ
ン酸イオンをほぼ１００％回収することができる。そし
て、この方法で使用する吸着剤は高炉スラグであるため
安価である。また多量の水溶液に適用しても劣化するこ
とが少なく、長期間にわたった安定して使用することが
できる。リン酸イオンの回収は吸着剤への吸着と脱着だ
けであるので、沈殿槽などの特殊な装置を必要とせず、
装置を小型化できる。
【図１】一実施例を示す概略断面図である。
【図２】他の実施例を示す概略構成図である。
２ カラム ４ 高炉スラグ粉末 ６ 試料水 ８ ポンプ １２ 恒温槽 ２ａ，２b 吸着塔 ２０ａ，２０b，２２a，２２b 切換弁 ３０ 脱着液 ３２ 回収液
Claims (3)
- 【請求項１】 次の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含んで水溶
液中のリン成分を回収することを特徴とする回収方法。 （Ａ）リン酸イオンを含む試料水溶液を高炉スラグに接
触させてリン酸イオンをその高炉スラグに吸着させる工
程、及び（Ｂ）リン酸イオンを吸着した前記高炉スラグ
に他の陰イオンを含む脱離液を接触させて吸着されてい
たリン酸イオンを脱離液中に脱離させる工程。 - 【請求項２】 脱離液に含まれる前記他の陰イオンはリ
ン酸イオンよりも高濃度で溶存するイオンである請求項
１に記載の回収方法。 - 【請求項３】 脱離液に含まれる前記他の陰イオンは硫
酸イオン、塩化物イオン、硝酸イオン及び有機陰イオン
のうちのいずれかである請求項２に記載の回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001133848A JP2002326085A (ja) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | 水溶液中からのリン成分の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001133848A JP2002326085A (ja) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | 水溶液中からのリン成分の回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002326085A true JP2002326085A (ja) | 2002-11-12 |
Family
ID=18981640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001133848A Pending JP2002326085A (ja) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | 水溶液中からのリン成分の回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002326085A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101184933B1 (ko) | 2009-10-29 | 2012-09-28 | 현대제철 주식회사 | 제철 슬래그를 이용한 비소제거방법 및 그 시스템 |
| CN109250849A (zh) * | 2018-09-22 | 2019-01-22 | 福建凤竹纺织科技股份有限公司 | 一种纺织废水的处理方法 |
-
2001
- 2001-05-01 JP JP2001133848A patent/JP2002326085A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101184933B1 (ko) | 2009-10-29 | 2012-09-28 | 현대제철 주식회사 | 제철 슬래그를 이용한 비소제거방법 및 그 시스템 |
| CN109250849A (zh) * | 2018-09-22 | 2019-01-22 | 福建凤竹纺织科技股份有限公司 | 一种纺织废水的处理方法 |
| CN109250849B (zh) * | 2018-09-22 | 2021-08-27 | 福建凤竹纺织科技股份有限公司 | 一种纺织废水的处理方法 |
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