JP2002336875A - 水中のリンの回収方法及び装置 - Google Patents
水中のリンの回収方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リン含有水からリンをＭＡＰ等として回収す
る際に、ＭＡＰ等の生成速度を大きくし、微細なＭＡＰ
等粒子の流失を少なくし、ＭＡＰ等粒子の沈降速度を大
きくして高速でリンを回収できるようにする。 【解決手段】 リン含有水にＣａイオン源、又はＮＨ4
イオン共存下でＭｇイオン源を添加し、攪拌槽において
リン酸カルシウム化合物又はリン酸マグネシウムアンモ
ニウムのリン酸塩化合物微粒子を析出させ、その微粒子
懸濁水に微細固体粒子と高分子凝集剤を添加し、リン酸
塩化合物微粒子と微細固体粒子が一体化した凝集フロッ
クを形成し、該凝集フロックを沈降分離し、沈澱スラッ
ジから微細固体粒子を分級機で回収し、回収した微細固
体粒子を前記リン酸塩化合物粒子懸濁水に添加する水中
のリンの回収方法、及び装置。
る際に、ＭＡＰ等の生成速度を大きくし、微細なＭＡＰ
等粒子の流失を少なくし、ＭＡＰ等粒子の沈降速度を大
きくして高速でリンを回収できるようにする。 【解決手段】 リン含有水にＣａイオン源、又はＮＨ4
イオン共存下でＭｇイオン源を添加し、攪拌槽において
リン酸カルシウム化合物又はリン酸マグネシウムアンモ
ニウムのリン酸塩化合物微粒子を析出させ、その微粒子
懸濁水に微細固体粒子と高分子凝集剤を添加し、リン酸
塩化合物微粒子と微細固体粒子が一体化した凝集フロッ
クを形成し、該凝集フロックを沈降分離し、沈澱スラッ
ジから微細固体粒子を分級機で回収し、回収した微細固
体粒子を前記リン酸塩化合物粒子懸濁水に添加する水中
のリンの回収方法、及び装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リンを含有する水
（「リン含有水」、「原水」ともいう）中に、マグネシ
ウムを添加することによって、また、必要に応じてアン
モニア態窒素、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）粒子を析出させ、被処理水中からリンを除去しＭＡ
Ｐとして回収する方法、及びリンを含有する水中に、カ
ルシウムを添加することによってリン酸カルシウム化合
物を析出させてリン資源を回収する技術を大幅に改善し
た方法及び装置に関する。
（「リン含有水」、「原水」ともいう）中に、マグネシ
ウムを添加することによって、また、必要に応じてアン
モニア態窒素、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）粒子を析出させ、被処理水中からリンを除去しＭＡ
Ｐとして回収する方法、及びリンを含有する水中に、カ
ルシウムを添加することによってリン酸カルシウム化合
物を析出させてリン資源を回収する技術を大幅に改善し
た方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原水中のリンをＭＡＰとして晶析させる
ことによって脱リンする脱リン処理については、最近の
公開公報に、「脱リン装置」や「造粒脱リン装置」など
の名称をもったいくつもの脱リン装置が開示されてお
り、例えば、図２に示すような、下部に反応部２１、上
部にＭＡＰの沈降分離部２２を持ち、マグネシウムイオ
ン源２３を供給する手段を設けた脱リン処理装置２０
で、リン、アンモニア態窒素、マグネシウムの各モル濃
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、尚且つ、原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
ようにして処理し、粒径数ｍｍの球形ＭＡＰペレットを
装置２０内で成長させ、所定粒径に成長したＭＡＰペレ
ット２６を間欠的に装置底部から排出してリン資源を回
収する技術が知られていた。このような従来のＭＡＰ生
成技術は、ＭＡＰ粒子の自己結晶成長作用だけを利用し
てＭＡＰ晶析槽で球状ペレット状の粒径数ｍｍのＭＡＰ
粒子を時間をかけて形成させることを基本的技術思想と
する技術である。
ことによって脱リンする脱リン処理については、最近の
公開公報に、「脱リン装置」や「造粒脱リン装置」など
の名称をもったいくつもの脱リン装置が開示されてお
り、例えば、図２に示すような、下部に反応部２１、上
部にＭＡＰの沈降分離部２２を持ち、マグネシウムイオ
ン源２３を供給する手段を設けた脱リン処理装置２０
で、リン、アンモニア態窒素、マグネシウムの各モル濃
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、尚且つ、原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
ようにして処理し、粒径数ｍｍの球形ＭＡＰペレットを
装置２０内で成長させ、所定粒径に成長したＭＡＰペレ
ット２６を間欠的に装置底部から排出してリン資源を回
収する技術が知られていた。このような従来のＭＡＰ生
成技術は、ＭＡＰ粒子の自己結晶成長作用だけを利用し
てＭＡＰ晶析槽で球状ペレット状の粒径数ｍｍのＭＡＰ
粒子を時間をかけて形成させることを基本的技術思想と
する技術である。
【０００３】この方法において、原水中のリンがＭＡＰ
として析出する箇所は、すでに攪拌反応槽（部）内に存
在している球形ペレット状のＭＡＰ粒子（種結晶）の表
面である。ＭＡＰを析出させる際、反応ｐＨが高いほど
ＭＡＰ粒子の析出量が多く、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。又、ＭＡＰ粒子は結
晶成長速度が比較的大きいため、生成ＭＡＰペレットの
粒径が槽内で過度に大きくなり易く、このため晶析反応
に寄与する全体の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。
として析出する箇所は、すでに攪拌反応槽（部）内に存
在している球形ペレット状のＭＡＰ粒子（種結晶）の表
面である。ＭＡＰを析出させる際、反応ｐＨが高いほど
ＭＡＰ粒子の析出量が多く、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。又、ＭＡＰ粒子は結
晶成長速度が比較的大きいため、生成ＭＡＰペレットの
粒径が槽内で過度に大きくなり易く、このため晶析反応
に寄与する全体の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。
【０００４】又、粒径数ｍｍに成長させた球状のＭＡＰ
ペレットを装置から排出する場合に、ＭＡＰペレットが
排出管を閉塞させて、引き抜きができないというトラブ
ルが起き易かった。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、十分な過飽和度が得られな
いために、ペレット状ＭＡＰ結晶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。更に、従来の球状Ｍ
ＡＰペレット生成装置は、ＭＡＰ晶析部装置の滞留時間
が２０分以上必要で、しかもＭＡＰ沈降分離部の分離速
度がせいぜい４０ｍ／ｄ程度にしか設定できなかったの
で、原水水量が多い場合は、所要装置規模が非常に大掛
かりになり、設備費も非常に高額になっていたのが実状
である。
ペレットを装置から排出する場合に、ＭＡＰペレットが
排出管を閉塞させて、引き抜きができないというトラブ
ルが起き易かった。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、十分な過飽和度が得られな
いために、ペレット状ＭＡＰ結晶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。更に、従来の球状Ｍ
ＡＰペレット生成装置は、ＭＡＰ晶析部装置の滞留時間
が２０分以上必要で、しかもＭＡＰ沈降分離部の分離速
度がせいぜい４０ｍ／ｄ程度にしか設定できなかったの
で、原水水量が多い場合は、所要装置規模が非常に大掛
かりになり、設備費も非常に高額になっていたのが実状
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来技術の欠点を解消し、粒径数ｍｍのような大きな球状
のＭＡＰ粒子まで成長させることなく、ＭＡＰ等を析出
させるようにして、ＭＡＰ等の生成反応を早め、しかも
それでいて微細ＭＡＰ粒子等が装置外に流出することが
ないようにして、その回収率を高いものとすることを目
的としている。さらに、本発明は、リンをＭＡＰ等の形
態で回収する場合に、微細ＭＡＰ等を微粒子の状態で生
成させたときには、その沈降速度が小さくなるのを、そ
れを大きくして、回収速度を高速化した技術を提供する
ことを目的としている。
来技術の欠点を解消し、粒径数ｍｍのような大きな球状
のＭＡＰ粒子まで成長させることなく、ＭＡＰ等を析出
させるようにして、ＭＡＰ等の生成反応を早め、しかも
それでいて微細ＭＡＰ粒子等が装置外に流出することが
ないようにして、その回収率を高いものとすることを目
的としている。さらに、本発明は、リンをＭＡＰ等の形
態で回収する場合に、微細ＭＡＰ等を微粒子の状態で生
成させたときには、その沈降速度が小さくなるのを、そ
れを大きくして、回収速度を高速化した技術を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、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、ある
いはカルシウムイオンを添加してリン酸カルシウムを生
成させ、リンを回収する場合、従来のように球状のＭＡ
Ｐペレットやリン酸カルシウムペレットのようなリン酸
塩化合物ペレットを生成させるという技術思想を廃し、
マグネシウム剤又はカルシウム剤、砂などの微細固体粒
子及び高分子凝集剤を添加して沈降性が極めて大きいＭ
ＡＰフロックを形成させ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。
リンをマグネシウムを添加してＭＡＰを生成させ、ある
いはカルシウムイオンを添加してリン酸カルシウムを生
成させ、リンを回収する場合、従来のように球状のＭＡ
Ｐペレットやリン酸カルシウムペレットのようなリン酸
塩化合物ペレットを生成させるという技術思想を廃し、
マグネシウム剤又はカルシウム剤、砂などの微細固体粒
子及び高分子凝集剤を添加して沈降性が極めて大きいＭ
ＡＰフロックを形成させ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。
【０００７】すなわち、本発明は、下記の手段により前
記の課題を解決した。 （１）リン含有水にカルシウムイオン源を添加し、又は
アンモニウムイオン共存下でマグネシウムイオン源を添
加し、攪拌槽においてリン酸カルシウム化合物又はリン
酸マグネシウムアンモニウムのリン酸塩化合物微粒子を
析出させ、その微粒子懸濁水に微細固体粒子と高分子凝
集剤を添加し、リン酸塩化合物微粒子と微細固体粒子が
一体化した凝集フロックを形成し、該凝集フロックを沈
降分離し、沈澱スラッジから微細固体粒子を分級機で回
収し、回収した微細固体粒子を前記リン酸塩化合物粒子
懸濁水に添加することを特徴とする水中のリンの回収方
法。 （２）微細固体粒子をリン酸塩化合物微粒子を析出させ
る攪拌槽に共存させ、該微細固体粒子の存在下でリン酸
塩化合物粒子を析出させることを特徴とする前記（１）
記載の水中のリンの回収方法。 （３）前記微細固体粒子含有沈澱スラッジの一部をリン
酸塩化合物を析出させる攪拌槽に返送することを特徴と
する前記（１）記載の水中のリンの回収方法。 （４）前記高分子凝集剤がアニオン基を持つ有機高分子
であることを特徴とする前記（１）記載の水中のリンの
回収方法。
記の課題を解決した。 （１）リン含有水にカルシウムイオン源を添加し、又は
アンモニウムイオン共存下でマグネシウムイオン源を添
加し、攪拌槽においてリン酸カルシウム化合物又はリン
酸マグネシウムアンモニウムのリン酸塩化合物微粒子を
析出させ、その微粒子懸濁水に微細固体粒子と高分子凝
集剤を添加し、リン酸塩化合物微粒子と微細固体粒子が
一体化した凝集フロックを形成し、該凝集フロックを沈
降分離し、沈澱スラッジから微細固体粒子を分級機で回
収し、回収した微細固体粒子を前記リン酸塩化合物粒子
懸濁水に添加することを特徴とする水中のリンの回収方
法。 （２）微細固体粒子をリン酸塩化合物微粒子を析出させ
る攪拌槽に共存させ、該微細固体粒子の存在下でリン酸
塩化合物粒子を析出させることを特徴とする前記（１）
記載の水中のリンの回収方法。 （３）前記微細固体粒子含有沈澱スラッジの一部をリン
酸塩化合物を析出させる攪拌槽に返送することを特徴と
する前記（１）記載の水中のリンの回収方法。 （４）前記高分子凝集剤がアニオン基を持つ有機高分子
であることを特徴とする前記（１）記載の水中のリンの
回収方法。
【０００８】（５）リン含有水にカルシウムイオン源を
添加し、又はアンモニウムイオン共存下でマグネシウム
イオン源を添加し、リン酸カルシウム化合物又はリン酸
マグネシウムアンモニウムのリン酸化合物微粒子を析出
させる攪拌槽、該難溶性リン酸塩化合物微粒子懸濁水に
微細固体粒子と高分子凝集剤とを添加し、リン酸化合物
微粒子と微細固体粒子が一体化した凝集フロックを形成
する攪拌槽、該攪拌槽からの凝集フロックを沈降分離す
る沈殿槽、沈殿槽の沈澱スラッジから微細固体粒子を分
離回収する分級機、及び分級機で回収した微細固体粒子
を前記リン酸塩化合物粒子懸濁水に添加するよう循環供
給する配管を有することを特徴とする水中のリンの回収
装置。
添加し、又はアンモニウムイオン共存下でマグネシウム
イオン源を添加し、リン酸カルシウム化合物又はリン酸
マグネシウムアンモニウムのリン酸化合物微粒子を析出
させる攪拌槽、該難溶性リン酸塩化合物微粒子懸濁水に
微細固体粒子と高分子凝集剤とを添加し、リン酸化合物
微粒子と微細固体粒子が一体化した凝集フロックを形成
する攪拌槽、該攪拌槽からの凝集フロックを沈降分離す
る沈殿槽、沈殿槽の沈澱スラッジから微細固体粒子を分
離回収する分級機、及び分級機で回収した微細固体粒子
を前記リン酸塩化合物粒子懸濁水に添加するよう循環供
給する配管を有することを特徴とする水中のリンの回収
装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、リンをＭ
ＡＰとして回収する場合について、図１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
態を示し、主要マグネシウムイオン供給のためのＭｇ源
（例えば水酸化マグネシウム）２、微細ＭＡＰ粒子析出
のためのＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３、微細砂４を添加す
るための微細砂粒子添加装置（図示せず）、高分子凝集
剤（例えば、アニオン性ポリアクリルアミド）６の供給
管、凝集攪拌槽５と砂が取り込まれたＭＡＰ粒子フロッ
クの沈降分離槽８、沈澱スラッジ１０から砂を回収する
サイクロン１２からなる。使用する微細固体粒子の種類
は、なるべく比重の大きなものが好ましく、例えば比重
が２以上の砂、ガーネット、マグネタイト、鉄粉などか
ら選んで使用できる。
ＡＰとして回収する場合について、図１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
態を示し、主要マグネシウムイオン供給のためのＭｇ源
（例えば水酸化マグネシウム）２、微細ＭＡＰ粒子析出
のためのＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３、微細砂４を添加す
るための微細砂粒子添加装置（図示せず）、高分子凝集
剤（例えば、アニオン性ポリアクリルアミド）６の供給
管、凝集攪拌槽５と砂が取り込まれたＭＡＰ粒子フロッ
クの沈降分離槽８、沈澱スラッジ１０から砂を回収する
サイクロン１２からなる。使用する微細固体粒子の種類
は、なるべく比重の大きなものが好ましく、例えば比重
が２以上の砂、ガーネット、マグネタイト、鉄粉などか
ら選んで使用できる。
【００１０】リン含有水（原水）１の供給管は，ＭＡＰ
微粒子析出攪拌槽３に接続され、該槽の流出水は凝集槽
５に流入する。ＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３においては、
原水１中のリン、アンモニウムがマグネシウムの供給管
より供給されたＭｇ源２のマグネシウムイオンとの反応
によりＭＡＰ微細粒子がほぼ瞬間的に生成する。次に生
成微細ＭＡＰ粒子懸濁水は凝集フロック形成攪拌槽５に
流入する。凝集フロック形成攪拌槽５には微細砂４と高
分子凝集剤６が添加され、生成ＭＡＰ微細粒子と微細砂
粒子が高分子凝集剤の架橋凝集作用によって凝集し一体
化されたフロックが形成される。砂粒子が付着して沈降
性が著しく向上した凝集フロックを含む凝集フロック含
有水７は、後続する沈降分離槽（例えば沈澱槽）８に送
られ、凝集フロックは同槽内で極めて速やかに沈澱して
沈澱スラッジ１０を形成する。
微粒子析出攪拌槽３に接続され、該槽の流出水は凝集槽
５に流入する。ＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３においては、
原水１中のリン、アンモニウムがマグネシウムの供給管
より供給されたＭｇ源２のマグネシウムイオンとの反応
によりＭＡＰ微細粒子がほぼ瞬間的に生成する。次に生
成微細ＭＡＰ粒子懸濁水は凝集フロック形成攪拌槽５に
流入する。凝集フロック形成攪拌槽５には微細砂４と高
分子凝集剤６が添加され、生成ＭＡＰ微細粒子と微細砂
粒子が高分子凝集剤の架橋凝集作用によって凝集し一体
化されたフロックが形成される。砂粒子が付着して沈降
性が著しく向上した凝集フロックを含む凝集フロック含
有水７は、後続する沈降分離槽（例えば沈澱槽）８に送
られ、凝集フロックは同槽内で極めて速やかに沈澱して
沈澱スラッジ１０を形成する。
【００１１】処理水流出管からは生成ＭＡＰ粒子と砂粒
子がほぼ完全に除去され、原水リンが高度に除去された
清澄な処理水９が流出する。沈澱した砂含有ＭＡＰスラ
ッジである沈澱スラッジ１０はサイクロン１２に供給さ
れ、砂１４が分級され回収される。回収砂１４は前記凝
集攪拌槽５に返送されて再利用される。砂が除去された
ＭＡＰスラッジ１３は遠心脱水機などの脱水機（図示し
ない）によって低水分（水分約６０％）の脱水機ケーキ
になる。このケーキを苦土系肥料として利用するかカリ
ウム源を添加した苦土系肥料の製造用原料とする。
子がほぼ完全に除去され、原水リンが高度に除去された
清澄な処理水９が流出する。沈澱した砂含有ＭＡＰスラ
ッジである沈澱スラッジ１０はサイクロン１２に供給さ
れ、砂１４が分級され回収される。回収砂１４は前記凝
集攪拌槽５に返送されて再利用される。砂が除去された
ＭＡＰスラッジ１３は遠心脱水機などの脱水機（図示し
ない）によって低水分（水分約６０％）の脱水機ケーキ
になる。このケーキを苦土系肥料として利用するかカリ
ウム源を添加した苦土系肥料の製造用原料とする。
【００１２】回収砂の返送場所として、原水１又はＭＡ
Ｐ微粒子析出攪拌槽３内を採用すると、ＭＡＰ微粒子析
出攪拌槽内の固形物濃度が増加するので、ＭＡＰ析出速
度が増加する効果が認められ好適である。また、原水又
はＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３内に沈澱スラッジ（砂含有
ＭＡＰスラッジ）１０の一部１１を返送すると、ＭＡＰ
微粒子析出攪拌槽３内に既にＭＡＰ粒子が存在した状態
で原水からＭＡＰ微粒子が析出するので、析出速度が増
加し、析出したＭＡＰ微粒子も緻密な粒子になり、後続
する凝集沈澱工程の沈降性及びＭＡＰスラッジの脱水性
が更に向上するので重要な実施態様である。
Ｐ微粒子析出攪拌槽３内を採用すると、ＭＡＰ微粒子析
出攪拌槽内の固形物濃度が増加するので、ＭＡＰ析出速
度が増加する効果が認められ好適である。また、原水又
はＭＡＰ微粒子析出攪拌槽３内に沈澱スラッジ（砂含有
ＭＡＰスラッジ）１０の一部１１を返送すると、ＭＡＰ
微粒子析出攪拌槽３内に既にＭＡＰ粒子が存在した状態
で原水からＭＡＰ微粒子が析出するので、析出速度が増
加し、析出したＭＡＰ微粒子も緻密な粒子になり、後続
する凝集沈澱工程の沈降性及びＭＡＰスラッジの脱水性
が更に向上するので重要な実施態様である。
【００１３】本発明において適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
無かったので、適正高分子凝集剤種類の選定試験を行っ
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アニ
オン性もしくは両性有機高分子凝集剤を適用することが
好ましい。
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
無かったので、適正高分子凝集剤種類の選定試験を行っ
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アニ
オン性もしくは両性有機高分子凝集剤を適用することが
好ましい。
【００１４】本発明において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〜
２ｍｇ程度の高分子凝集剤を添加すると、微細ＭＡＰ粒
子と微細砂粒子を一体化させたフロックを効果的に生成
できる。微細固体粒子の粒径は重要であり、細かすぎた
り大きすぎたりすると、本発明の効果が得られない。細
かすぎると、ＭＡＰフロックの沈降性をさほど大きくで
きず、大きすぎると微細固体粒子がＭＡＰフロックに取
り込まれ難くなる。適正粒径範囲は１０〜７００μｍで
あり、更に好適な範囲は２０〜３００μｍである。微細
固体粒子の添加量は原水に対し、１０００〜５０００ｍ
ｇ／リットルで十分な効果が得られる。
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〜
２ｍｇ程度の高分子凝集剤を添加すると、微細ＭＡＰ粒
子と微細砂粒子を一体化させたフロックを効果的に生成
できる。微細固体粒子の粒径は重要であり、細かすぎた
り大きすぎたりすると、本発明の効果が得られない。細
かすぎると、ＭＡＰフロックの沈降性をさほど大きくで
きず、大きすぎると微細固体粒子がＭＡＰフロックに取
り込まれ難くなる。適正粒径範囲は１０〜７００μｍで
あり、更に好適な範囲は２０〜３００μｍである。微細
固体粒子の添加量は原水に対し、１０００〜５０００ｍ
ｇ／リットルで十分な効果が得られる。
【００１５】本発明者が本発明の完成時点で考察する
と、従来のＭＡＰ生成技術は、ＭＡＰ粒子の自己結晶成
長作用だけを利用してＭＡＰ晶析槽で球状ペレット状の
粒径数ｍｍのＭＡＰ粒子を時間をかけて形成させること
を基本的技術思想とする技術であり、そのため必然的
に、この基本思想から脱却できなかったため、装置が大
型化し、微細ＭＡＰ粒子の処理水への流出トラブル、及
びＭＡＰ粒子の過大成長トラブルを防止できなかったも
のと考えられる。
と、従来のＭＡＰ生成技術は、ＭＡＰ粒子の自己結晶成
長作用だけを利用してＭＡＰ晶析槽で球状ペレット状の
粒径数ｍｍのＭＡＰ粒子を時間をかけて形成させること
を基本的技術思想とする技術であり、そのため必然的
に、この基本思想から脱却できなかったため、装置が大
型化し、微細ＭＡＰ粒子の処理水への流出トラブル、及
びＭＡＰ粒子の過大成長トラブルを防止できなかったも
のと考えられる。
【００１６】以上の記述はＭＡＰ回収について説明した
が、原水リンをリン酸カルシウム化合物（ＨＡＰと略
す）として回収する場合にも同様に適用できる。ただし
この場合は、Ｍｇイオン源の代わりにＣａイオン源（消
石灰、塩化カルシウム等）をＨＡＰ析出槽に添加する。
それ以外はＭＡＰ回収の場合と同様である。
が、原水リンをリン酸カルシウム化合物（ＨＡＰと略
す）として回収する場合にも同様に適用できる。ただし
この場合は、Ｍｇイオン源の代わりにＣａイオン源（消
石灰、塩化カルシウム等）をＨＡＰ析出槽に添加する。
それ以外はＭＡＰ回収の場合と同様である。
【００１７】
【実施例】本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明は本実施例により限定されるものではない。
が、本発明は本実施例により限定されるものではない。
【００１８】実施例１ 下水汚泥の嫌気性消化脱離液にリン濃度が１００ｍｇ／
リットル、アンモニウム濃度が２００ｍｇ／リットルと
なるように調整した人工廃水を原水とし、図１に示す本
発明の処理フローでＭＡＰの超高速回収試験を行った。
実験条件を以下に示す。原水の性状及び流量を第１表に
示し、ＭＡＰ微粒子析出攪拌槽の条件を第２表に示し、
凝集フロック形成攪拌槽の条件を第３表に示し、また沈
殿槽の条件を第４表に示す。
リットル、アンモニウム濃度が２００ｍｇ／リットルと
なるように調整した人工廃水を原水とし、図１に示す本
発明の処理フローでＭＡＰの超高速回収試験を行った。
実験条件を以下に示す。原水の性状及び流量を第１表に
示し、ＭＡＰ微粒子析出攪拌槽の条件を第２表に示し、
凝集フロック形成攪拌槽の条件を第３表に示し、また沈
殿槽の条件を第４表に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】本発明の処理フローで処理が安定した時
の、平均の処理水の水質を第５表に示す。
の、平均の処理水の水質を第５表に示す。
【００２４】
【表５】
【００２５】原水Ｔ−Ｐ１０６ｍｇ／リットル、原水Ｐ
Ｏ4 −Ｐ１０３ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐは
８．７ｍｇ／リットル、処理水ＰＯ4 −Ｐは５．５ｍｇ
／リットルであった。リンの回収率は９１．８％であ
り、リンの回収が良好に行われた。
Ｏ4 −Ｐ１０３ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐは
８．７ｍｇ／リットル、処理水ＰＯ4 −Ｐは５．５ｍｇ
／リットルであった。リンの回収率は９１．８％であ
り、リンの回収が良好に行われた。
【００２６】比較例１ 実施例１と同様に、下水汚泥の嫌気性消化脱離液にリン
濃度が１００ｍｇ／リットル、アンモニウム濃度が２０
０ｍｇ／リットルとなるように調整した人工廃水を原水
とし、図２に示す処理フローでＭＡＰの回収を行った。
実験条件を以下に示す。原水の性状及び流量を第６表に
示し、反応部の反応条件を第７表に示し、沈降分離部の
条件を第８表に示す。
濃度が１００ｍｇ／リットル、アンモニウム濃度が２０
０ｍｇ／リットルとなるように調整した人工廃水を原水
とし、図２に示す処理フローでＭＡＰの回収を行った。
実験条件を以下に示す。原水の性状及び流量を第６表に
示し、反応部の反応条件を第７表に示し、沈降分離部の
条件を第８表に示す。
【００２７】
【表６】
【００２８】
【表７】
【００２９】
【表８】
【００３０】この比較例１における処理フローで処理が
安定した時の、平均の処理水質を以下に示す。
安定した時の、平均の処理水質を以下に示す。
【００３１】
【表９】
【００３２】原水Ｔ−Ｐ１００ｍｇ／リットル、原水Ｐ
Ｏ4 −Ｐ９５．５ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐ
は２７．２ｍｇ／リットル、処理水ＰＯ4 −Ｐは５．４
ｍｇ／リットルであり、リンの回収率は７３％であっ
た。しかも本発明に比べ、ＭＡＰ晶析槽の滞留時間が非
常に大きく、沈降分離速度が非常に小さいため、装置規
模が大掛かりになり、建設費と設置面積が大幅にかさん
でしまう。
Ｏ4 −Ｐ９５．５ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐ
は２７．２ｍｇ／リットル、処理水ＰＯ4 −Ｐは５．４
ｍｇ／リットルであり、リンの回収率は７３％であっ
た。しかも本発明に比べ、ＭＡＰ晶析槽の滞留時間が非
常に大きく、沈降分離速度が非常に小さいため、装置規
模が大掛かりになり、建設費と設置面積が大幅にかさん
でしまう。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、前記したその構成によ
り下記の優れた効果を奏する。 （１）本発明では、粒径数ｍｍの球状ＭＡＰペレットを
形成させこれを取り出すと言う従来技術の基本思想を覆
し、ＭＡＰ粒子として粒径が小さい微粒子状態で生成さ
せるようにして、粒径数ｍｍの球状ＭＡＰペレットまで
成長させたり、あるいは球状ＭＡＰペレット上に析出さ
せたりしないように操作するので、ＭＡＰ析出攪拌槽内
のＭＡＰ粒子の表面積を大きく維持でき、原水からのＭ
ＡＰ析出速度が向上する。 （２）ＭＡＰ微細粒子と微細砂のような微細固体粒子が
一体化した凝集フロックを沈降分離するので、分離速度
が１〜２ｍ／ｍｉｎと極めて大きく取れる。 （３）リン含有原水から超高速度でＭＡＰ又はＨＡＰを
回収できる。 （４）ＭＡＰ微細粒子を微細砂のような微細固体粒子と
一体化して凝集フロックを形成させているので、充分成
長しないで処理水に流出する微細ＭＡＰ粒子を無視でき
る程度に少くできるので、処理水リン濃度を従来より大
幅に低減できる。 （５）ＭＡＰの析出に際し、球状ＭＡＰペレット上に析
出させる手段を採用していないので、運転初期に外部か
らＭＡＰ種晶を投入する必要が無いのでスタートアップ
が非常に簡単である。
り下記の優れた効果を奏する。 （１）本発明では、粒径数ｍｍの球状ＭＡＰペレットを
形成させこれを取り出すと言う従来技術の基本思想を覆
し、ＭＡＰ粒子として粒径が小さい微粒子状態で生成さ
せるようにして、粒径数ｍｍの球状ＭＡＰペレットまで
成長させたり、あるいは球状ＭＡＰペレット上に析出さ
せたりしないように操作するので、ＭＡＰ析出攪拌槽内
のＭＡＰ粒子の表面積を大きく維持でき、原水からのＭ
ＡＰ析出速度が向上する。 （２）ＭＡＰ微細粒子と微細砂のような微細固体粒子が
一体化した凝集フロックを沈降分離するので、分離速度
が１〜２ｍ／ｍｉｎと極めて大きく取れる。 （３）リン含有原水から超高速度でＭＡＰ又はＨＡＰを
回収できる。 （４）ＭＡＰ微細粒子を微細砂のような微細固体粒子と
一体化して凝集フロックを形成させているので、充分成
長しないで処理水に流出する微細ＭＡＰ粒子を無視でき
る程度に少くできるので、処理水リン濃度を従来より大
幅に低減できる。 （５）ＭＡＰの析出に際し、球状ＭＡＰペレット上に析
出させる手段を採用していないので、運転初期に外部か
らＭＡＰ種晶を投入する必要が無いのでスタートアップ
が非常に簡単である。
【図１】本発明の水中のリンの回収方法を実施する処理
系の概略説明図を示す
系の概略説明図を示す
【図２】従来のＭＡＰを生成させる処理フローを表す説
明図を示す。
明図を示す。
１ リン含有水（原水） ２ Ｍｇ源（Ｃａ源） ３ ＭＡＰ微粒子析出攪拌槽 ４ 微細砂 ５ 凝集フロック形成攪拌槽 ６ 高分子凝集剤 ７ 凝集フロック含有水 ８ 沈降分離槽 ９ 処理水 １０ 沈殿スラッジ １１ 沈殿スラッジ（一部） １２ サイクロン １３ 回収ＭＡＰ １４ 回収砂 ２０ 脱リン処理装置 ２１ 反応部 ２２ 沈降分離部 ２３ マグネシウムイオン源 ２４ アルカリ ２５ 空気 ２６ ＭＡＰペレット ２７ 処理水 ２８ 排出空気 ２９ ｐＨ計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 BA15 BB09 BB12 CA18 DA31 DB03 DB12 DB33 DC08 EA06 EA32 FA03 FA19 4D038 AA08 AB45 AB48 AB49 BA04 BB18 BB20 4D059 AA06 AA19 BK30 CA28 CC01 DA22 DA51 DB16 DB20 DB24 DB28
Claims (5)
- 【請求項１】 リン含有水にカルシウムイオン源を添加
し、又はアンモニウムイオン共存下でマグネシウムイオ
ン源を添加し、攪拌槽においてリン酸カルシウム化合物
又はリン酸マグネシウムアンモニウムのリン酸塩化合物
微粒子を析出させ、その微粒子懸濁水に微細固体粒子と
高分子凝集剤を添加し、リン酸塩化合物微粒子と微細固
体粒子が一体化した凝集フロックを形成し、該凝集フロ
ックを沈降分離し、沈澱スラッジから微細固体粒子を分
級機で回収し、回収した微細固体粒子を前記リン酸塩化
合物粒子懸濁水に添加することを特徴とする水中のリン
の回収方法。 - 【請求項２】 微細固体粒子をリン酸塩化合物微粒子を
析出させる攪拌槽に共存させ、該微細固体粒子の存在下
でリン酸塩化合物粒子を析出させることを特徴とする請
求項１記載の水中のリンの回収方法。 - 【請求項３】 前記微細固体粒子含有沈澱スラッジの一
部をリン酸塩化合物を析出させる攪拌槽に返送すること
を特徴とする請求項１記載の水中のリンの回収方法。 - 【請求項４】 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を特徴とする請求項１記載の水中の
リンの回収方法。 - 【請求項５】 リン含有水にカルシウムイオン源を添加
し、又はアンモニウムイオン共存下でマグネシウムイオ
ン源を添加し、リン酸カルシウム化合物又はリン酸マグ
ネシウムアンモニウムのリン酸塩化合物微粒子を析出さ
せる攪拌槽、該リン酸塩化合物微粒子懸濁水に微細固体
粒子と高分子凝集剤とを添加し、リン酸塩化合物微粒子
と微細固体粒子が一体化した凝集フロックを形成する攪
拌槽、該攪拌槽からの凝集フロックを沈降分離する沈殿
槽、沈殿槽の沈澱スラッジから微細固体粒子を分離回収
する分級機、及び分級機で回収した微細固体粒子を前記
リン酸塩化合物粒子懸濁水に添加するよう循環供給する
配管を有することを特徴とする水中のリンの回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147852A JP2002336875A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 水中のリンの回収方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001147852A JP2002336875A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 水中のリンの回収方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002336875A true JP2002336875A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=18993270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001147852A Pending JP2002336875A (ja) | 2001-05-17 | 2001-05-17 | 水中のリンの回収方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002336875A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004067139A1 (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-12 | Ebara Corporation | 晶析法による液中イオンの除去方法及び装置 |
| JP2005246213A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Kurita Water Ind Ltd | リン含有排水の処理方法 |
| EP1849751A1 (en) * | 2005-01-21 | 2007-10-31 | Ebara Corporation | Apparatus for treating wastewater and sludge |
| KR101019200B1 (ko) | 2008-02-11 | 2011-03-03 | (주)엔텍스 | 질소 과다함유 폐수처리 및 스트루바이트의 제조방법 |
| JP2011083657A (ja) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Ebara Engineering Service Co Ltd | リン含有廃水の処理装置 |
| JP5020397B1 (ja) * | 2011-06-28 | 2012-09-05 | 株式会社アサカ理研 | 水処理システム及び水処理方法 |
| JP2013525096A (ja) * | 2010-04-20 | 2013-06-20 | ヴェオリア・ウォーター・ソリューションズ・アンド・テクノロジーズ・サポート | 天然凝集剤を使用するバラスト凝集による水処理法 |
| CN105417782A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-23 | 华东理工大学 | 一种以钢渣微粉作为晶核强化污水除磷的方法 |
| CN111137909A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-12 | 中南大学 | 一种盐湖卤水中锂镁分步回收的方法 |
-
2001
- 2001-05-17 JP JP2001147852A patent/JP2002336875A/ja active Pending
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