JP2002361258A - 電場を用いた被処理水からのリンの除去方法 - Google Patents
電場を用いた被処理水からのリンの除去方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理操作がきわめて簡単で、化学薬品を添加
せず、かつ高効率でリンの除去及び／又は回収する方法
を提供する。 【解決手段】 被処理水を入れた槽内に電極を浸漬し、
該電極に直流電圧を印加して陽イオンを泳動、蓄積さ
せ、また、電気分解により水酸化物イオンを発生させ、
該被処理水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして沈
殿させる。更に、沈殿した水に難溶性のリン化合物を逆
洗等により回収する。
せず、かつ高効率でリンの除去及び／又は回収する方法
を提供する。 【解決手段】 被処理水を入れた槽内に電極を浸漬し、
該電極に直流電圧を印加して陽イオンを泳動、蓄積さ
せ、また、電気分解により水酸化物イオンを発生させ、
該被処理水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして沈
殿させる。更に、沈殿した水に難溶性のリン化合物を逆
洗等により回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理水からのリ
ンの除去方法に関する。より具体的には、本発明は、被
処理水に電場を形成させ水酸化物イオンを蓄積させる
か、電気分解することにより水酸化物イオンを発生さ
せ、被処理水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして
沈殿させることを特徴とするリンの除去方法に関する。
ンの除去方法に関する。より具体的には、本発明は、被
処理水に電場を形成させ水酸化物イオンを蓄積させる
か、電気分解することにより水酸化物イオンを発生さ
せ、被処理水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして
沈殿させることを特徴とするリンの除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の被処理水からのリンの除去方法と
しては、消石灰、鉄塩、アルミニウム塩等の凝集剤を添
加する方法、粘土鉱物やアルミナ等の吸着剤を添加する
方法、又は増殖中の微生物に吸収させる方法等があっ
た。しかしながら、これらの方法は操作が煩雑で、汚泥
発生量も多いため、実規模の水処理装置への適用例は少
ない。一方、汚泥発生が少ないリンの除去方法として
は、若干のカルシウム種晶を添加して、ヒドロキシアパ
タイトを析出させる方法があるが、実排水に対する処理
安定性の問題等により実用化には至っていない。
しては、消石灰、鉄塩、アルミニウム塩等の凝集剤を添
加する方法、粘土鉱物やアルミナ等の吸着剤を添加する
方法、又は増殖中の微生物に吸収させる方法等があっ
た。しかしながら、これらの方法は操作が煩雑で、汚泥
発生量も多いため、実規模の水処理装置への適用例は少
ない。一方、汚泥発生が少ないリンの除去方法として
は、若干のカルシウム種晶を添加して、ヒドロキシアパ
タイトを析出させる方法があるが、実排水に対する処理
安定性の問題等により実用化には至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するため、処理操作がきわめて簡単で、化学薬品
を添加せず、かつ高効率でリンの除去が可能な、新しい
被処理水からのリンの除去方法を提供することを目的と
する。
を解決するため、処理操作がきわめて簡単で、化学薬品
を添加せず、かつ高効率でリンの除去が可能な、新しい
被処理水からのリンの除去方法を提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明を完
成させるに至った。すなわち本発明のリンの除去方法
は、被処理水を入れた槽内に電極を浸漬し、該電極に直
流電圧を印加して該被処理水中の陽イオン泳動及び／又
は電気分解により水酸化物イオンを発生させ、該被処理
水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして沈殿させる
ことを特徴とする。本発明に係るリンの除去方法の好ま
しい態様には以下のものがある。 （１）前記槽内に粒状固体を充填する。 （２）前記電極が、多重電極である。 （３）前記槽に被処理水を流通させつつ、陽イオンの泳
動、蓄積及び／又は電気分解を行う。 （４）前記粒状固体が、砂、ガラスビーズ又は貝であ
る。 （５）前記多重電極が、多孔質状又はメッシュ状であ
る。 （６）前記被処理水がカルシウムイオン及び／又はマグ
ネシウムイオンを含有する。 （７）前記被処理水から除去されたリン化合物を、逆洗
により回収する。 なお、特に矛盾しない限り、上記（１）から（７）の任
意の組み合わせもまた本発明の好ましい態様である。
課題点を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明を完
成させるに至った。すなわち本発明のリンの除去方法
は、被処理水を入れた槽内に電極を浸漬し、該電極に直
流電圧を印加して該被処理水中の陽イオン泳動及び／又
は電気分解により水酸化物イオンを発生させ、該被処理
水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にして沈殿させる
ことを特徴とする。本発明に係るリンの除去方法の好ま
しい態様には以下のものがある。 （１）前記槽内に粒状固体を充填する。 （２）前記電極が、多重電極である。 （３）前記槽に被処理水を流通させつつ、陽イオンの泳
動、蓄積及び／又は電気分解を行う。 （４）前記粒状固体が、砂、ガラスビーズ又は貝であ
る。 （５）前記多重電極が、多孔質状又はメッシュ状であ
る。 （６）前記被処理水がカルシウムイオン及び／又はマグ
ネシウムイオンを含有する。 （７）前記被処理水から除去されたリン化合物を、逆洗
により回収する。 なお、特に矛盾しない限り、上記（１）から（７）の任
意の組み合わせもまた本発明の好ましい態様である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の方法について詳
細に説明する。本発明ではイオンの泳動及び／又は電気
化学反応を利用するため、電極を使用する。電極の材料
としては、陰極にはチタン、鉄等が、陽極には白金、鉄
等が使用できる。電極の形状としては、特に限定される
わけではないが、平板状、棒状、多孔質状、メッシュ状
等が挙げられる。これらの形状のうち、多孔質状又はメ
ッシュ状は、電極と被処理水の接触面積を大きくするこ
とができるので、反応効率を上げる観点から好ましい。
本発明では、陽極と陰極の間に水透過性の隔膜を設ける
ことができる。水透過性の隔膜としては、スポンジ等が
例示できる。水透過性の隔膜を設けることによって、陰
極周辺のアルカリ性水と陽極周辺の酸性水の混合を阻害
でき好ましい。電圧を印加した場合に陰極から水素及び
陽極から酸素が発生する場合は、少なくとも気相部分に
は隔壁を設けることが好ましい。気相部分に設ける隔壁
としては、プラスチックシート、プラスチック板等が挙
げられる。
細に説明する。本発明ではイオンの泳動及び／又は電気
化学反応を利用するため、電極を使用する。電極の材料
としては、陰極にはチタン、鉄等が、陽極には白金、鉄
等が使用できる。電極の形状としては、特に限定される
わけではないが、平板状、棒状、多孔質状、メッシュ状
等が挙げられる。これらの形状のうち、多孔質状又はメ
ッシュ状は、電極と被処理水の接触面積を大きくするこ
とができるので、反応効率を上げる観点から好ましい。
本発明では、陽極と陰極の間に水透過性の隔膜を設ける
ことができる。水透過性の隔膜としては、スポンジ等が
例示できる。水透過性の隔膜を設けることによって、陰
極周辺のアルカリ性水と陽極周辺の酸性水の混合を阻害
でき好ましい。電圧を印加した場合に陰極から水素及び
陽極から酸素が発生する場合は、少なくとも気相部分に
は隔壁を設けることが好ましい。気相部分に設ける隔壁
としては、プラスチックシート、プラスチック板等が挙
げられる。
【０００６】本発明で使用する電極は多重電極であるこ
とが好ましい。本発明において多重電極とは、陽極と陰
極をペアーで用いる従来の電極系とは異なり、例えば陽
極１枚に対して陰極を複数枚設置して操作するものをい
う。この場合に、それぞれの電極を独立して操作できる
ようにしたものもある。また、この逆に陰極１枚に対し
て陽極を複数枚設置したものもある。陽極に隣接する陰
極は陽極の影響を受け易いが、多重電極の場合は陽極に
隣接する陰極以外の陰極は陽極の影響を受け難く、陰極
周辺にアルカリ性領域を好適に形成することができる。
従って、電極の配置は、できるだけ同じ極性の電極が隣
接するような配置が好ましく、例えば、陰極３枚と陽極
１枚を槽内に配置する場合は、陰極−陰極−陰極−陽極
の順の配置が好ましい。本発明では、陽極に対する陰極
の数は特に限定されず、例えば、本発明の方法は、陽極
１枚に対し陰極３乃至５枚の範囲で好適に実施できる。
とが好ましい。本発明において多重電極とは、陽極と陰
極をペアーで用いる従来の電極系とは異なり、例えば陽
極１枚に対して陰極を複数枚設置して操作するものをい
う。この場合に、それぞれの電極を独立して操作できる
ようにしたものもある。また、この逆に陰極１枚に対し
て陽極を複数枚設置したものもある。陽極に隣接する陰
極は陽極の影響を受け易いが、多重電極の場合は陽極に
隣接する陰極以外の陰極は陽極の影響を受け難く、陰極
周辺にアルカリ性領域を好適に形成することができる。
従って、電極の配置は、できるだけ同じ極性の電極が隣
接するような配置が好ましく、例えば、陰極３枚と陽極
１枚を槽内に配置する場合は、陰極−陰極−陰極−陽極
の順の配置が好ましい。本発明では、陽極に対する陰極
の数は特に限定されず、例えば、本発明の方法は、陽極
１枚に対し陰極３乃至５枚の範囲で好適に実施できる。
【０００７】本発明で使用する多重電極は、イオン及び
被処理水が通過できる穴が開いていることが好ましい。
従って、本発明の多重電極は、多孔質状又はメッシュ状
であることが好ましい。より具体的な電極の形状として
は、金網やエクスパンドメッシュ等が挙げられる。陽極
に対して陰極を複数化すると陰極周辺はアルカリ性領域
となり、リン酸イオンがアパタイトやＣａ塩、Ｍｇ塩と
して晶析及び沈殿しやすくなる。
被処理水が通過できる穴が開いていることが好ましい。
従って、本発明の多重電極は、多孔質状又はメッシュ状
であることが好ましい。より具体的な電極の形状として
は、金網やエクスパンドメッシュ等が挙げられる。陽極
に対して陰極を複数化すると陰極周辺はアルカリ性領域
となり、リン酸イオンがアパタイトやＣａ塩、Ｍｇ塩と
して晶析及び沈殿しやすくなる。
【０００８】本発明では、陰極周辺は以下の三つの現象
によりアルカリ性となる。第一には、陰極を多重化して
いるため、自然界の地表水あるいは地下水の主要構成イ
オンであるＣａ２＋、Ｍｇ２＋等が泳動により引き寄せ
られ、電気的中和を保つため、これらのアルカリ土類金
属イオンと等価のＯＨ−が生成しアルカリ性となる。第
二には、被処理水中の溶存酸素が陰極で還元されＯＨ−
が生成し、陰極近傍がアルカリ性となる。 １／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→２ＯＨ− 第三には、水の電気分解反応により陰極でＯＨ−が生成
し、陰極近傍がアルカリ性となる。 ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２+２ＯＨ− 一方、陽極周辺は、水の電気分解によりＨ＋が生成して
酸性となり、処理槽からはＨ＋の中和作用により中性の
処理水が排出される。 Ｈ２Ｏ→Ｏ２＋Ｈ＋＋２ｅ−
によりアルカリ性となる。第一には、陰極を多重化して
いるため、自然界の地表水あるいは地下水の主要構成イ
オンであるＣａ２＋、Ｍｇ２＋等が泳動により引き寄せ
られ、電気的中和を保つため、これらのアルカリ土類金
属イオンと等価のＯＨ−が生成しアルカリ性となる。第
二には、被処理水中の溶存酸素が陰極で還元されＯＨ−
が生成し、陰極近傍がアルカリ性となる。 １／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→２ＯＨ− 第三には、水の電気分解反応により陰極でＯＨ−が生成
し、陰極近傍がアルカリ性となる。 ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２+２ＯＨ− 一方、陽極周辺は、水の電気分解によりＨ＋が生成して
酸性となり、処理槽からはＨ＋の中和作用により中性の
処理水が排出される。 Ｈ２Ｏ→Ｏ２＋Ｈ＋＋２ｅ−
【０００９】本発明では、リン酸イオンは陰極の周辺領
域において、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等の陽イオン及びＯＨ
−と反応し、例えばＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）を生成
し、該生成物が水に難溶性であるため沈殿し除去され
る。また、本発明では、リン酸イオンは陰極の周辺領域
において、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等の陽イオンと反応し、
例えばＣａ３（ＰＯ４）２、Ｍｇ３（ＰＯ４）２を生成
し、該生成物がアルカリ性の水に難溶性であるため沈殿
し除去される。更に、本発明では、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋
等の陽イオンとＯＨ−とが反応してＣａ（ＯＨ）２、Ｍ
ｇ（ＯＨ）２が生成し、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）
２がリン化合物を吸着する性質を有することから、種々
の難溶性リン化合物を吸着し除去することも考えられ
る。
域において、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等の陽イオン及びＯＨ
−と反応し、例えばＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）を生成
し、該生成物が水に難溶性であるため沈殿し除去され
る。また、本発明では、リン酸イオンは陰極の周辺領域
において、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等の陽イオンと反応し、
例えばＣａ３（ＰＯ４）２、Ｍｇ３（ＰＯ４）２を生成
し、該生成物がアルカリ性の水に難溶性であるため沈殿
し除去される。更に、本発明では、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋
等の陽イオンとＯＨ−とが反応してＣａ（ＯＨ）２、Ｍ
ｇ（ＯＨ）２が生成し、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）
２がリン化合物を吸着する性質を有することから、種々
の難溶性リン化合物を吸着し除去することも考えられ
る。
【００１０】本発明で使用する槽の大きさは、特に限定
されず、被処理水の処理量に応じて適宜選定される。本
発明は用水路、河川、湖沼、貯水池、内湾等に直接電極
を浸漬して電圧を印加しても達成され、その場合は、用
水路、河川、湖沼、貯水池、内湾等自体が槽に相当す
る。
されず、被処理水の処理量に応じて適宜選定される。本
発明は用水路、河川、湖沼、貯水池、内湾等に直接電極
を浸漬して電圧を印加しても達成され、その場合は、用
水路、河川、湖沼、貯水池、内湾等自体が槽に相当す
る。
【００１１】本発明では、電極を備えた槽に粒状固体を
充填することができる。本発明で使用する粒状固体とし
ては、リンの凝集沈殿及び／又は析出反応を促進する性
質を有するものを使用することが好ましい。粒状固体を
充填しない場合は、水に難溶性のリン化合物が電極表面
にスケールとして析出し、電流が流れ難くなる。一方、
粒状固体を充填した場合は、リン化合物の粒状固体上で
の凝集沈殿及び／又は析出反応が促進されるため電極表
面上でのスケール析出量が減少し、電流を安定的に流す
ことが可能になる。本発明で使用する粒状固体として
は、砂、礫、リン鉱石、ガラスビーズ、貝、活性炭、金
属粒子等が例示できるが、これらに限定されるものでは
ない。粒状固体の大きさは、特に限定されるものではな
いが、直径数ｍｍから数ｃｍが好ましい。
充填することができる。本発明で使用する粒状固体とし
ては、リンの凝集沈殿及び／又は析出反応を促進する性
質を有するものを使用することが好ましい。粒状固体を
充填しない場合は、水に難溶性のリン化合物が電極表面
にスケールとして析出し、電流が流れ難くなる。一方、
粒状固体を充填した場合は、リン化合物の粒状固体上で
の凝集沈殿及び／又は析出反応が促進されるため電極表
面上でのスケール析出量が減少し、電流を安定的に流す
ことが可能になる。本発明で使用する粒状固体として
は、砂、礫、リン鉱石、ガラスビーズ、貝、活性炭、金
属粒子等が例示できるが、これらに限定されるものでは
ない。粒状固体の大きさは、特に限定されるものではな
いが、直径数ｍｍから数ｃｍが好ましい。
【００１２】本発明において被処理水とは、リンを除去
される水であり、用排水、河川水、地下水、海洋水等が
例示できる。通常の用排水、河川水、地下水、海洋水等
の被処理水は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋を数１０ｍｇ／Ｌ含
有しており、これらの陽イオンとリン酸イオンが水酸化
物イオンの存在下で水に難溶性の化合物を生成して沈殿
し、リンが除去される。従って、本発明の被処理水はＣ
ａ２＋、Ｍｇ２＋を含有していることが好ましい。ま
た、本発明の被処理水は、汚泥などを有していてもよ
く、特に濾過等の前処理を必要とはしない。
される水であり、用排水、河川水、地下水、海洋水等が
例示できる。通常の用排水、河川水、地下水、海洋水等
の被処理水は、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋を数１０ｍｇ／Ｌ含
有しており、これらの陽イオンとリン酸イオンが水酸化
物イオンの存在下で水に難溶性の化合物を生成して沈殿
し、リンが除去される。従って、本発明の被処理水はＣ
ａ２＋、Ｍｇ２＋を含有していることが好ましい。ま
た、本発明の被処理水は、汚泥などを有していてもよ
く、特に濾過等の前処理を必要とはしない。
【００１３】本発明では、被処理水の入った槽に電極を
浸漬し、該電極に直流電圧を印加して、直流電流を流
す。電極に流す直流電流の電流値は、数ｍＡから数１０
０ｋＡの範囲である。一方、電極に印加する直流電圧の
電圧値は、前記電流値に従い適宜選択される。
浸漬し、該電極に直流電圧を印加して、直流電流を流
す。電極に流す直流電流の電流値は、数ｍＡから数１０
０ｋＡの範囲である。一方、電極に印加する直流電圧の
電圧値は、前記電流値に従い適宜選択される。
【００１４】本発明では、被処理水の処理時間は数分か
ら数時間の範囲である。処理時間は目標とするリンの除
去量に応じて適宜選択され、除去量が多い場合は処理時
間を長く、除去量が少ない場合は処理時間を短くするこ
とが好ましい。リンの除去量が少ないにも関わらず、処
理時間が長い場合は、単位時間あたりの被処理水の処理
量が減り、経済的に好ましくない。
ら数時間の範囲である。処理時間は目標とするリンの除
去量に応じて適宜選択され、除去量が多い場合は処理時
間を長く、除去量が少ない場合は処理時間を短くするこ
とが好ましい。リンの除去量が少ないにも関わらず、処
理時間が長い場合は、単位時間あたりの被処理水の処理
量が減り、経済的に好ましくない。
【００１５】本発明では、被処理水の処理温度は特に限
定されず、通常の用排水、河川水、地下水、海洋水等の
温度であり、１０から３０℃の範囲である。特に処理温
度を制御する必要はなく、実際の用排水、河川水、地下
水、海洋水等の温度で処理することにより、温度調節に
要するエネルギーコストを省くことができる。
定されず、通常の用排水、河川水、地下水、海洋水等の
温度であり、１０から３０℃の範囲である。特に処理温
度を制御する必要はなく、実際の用排水、河川水、地下
水、海洋水等の温度で処理することにより、温度調節に
要するエネルギーコストを省くことができる。
【００１６】本発明では、粒状固体上に析出したリン化
合物を逆洗により回収することができる。逆洗により回
収できるリン化合物としては、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｏ
Ｈ）、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｍｇ３（ＰＯ４）２等が挙
げられる。回収されたリン化合物は、肥料やその中間原
料と使用でき、環境保全、資源循環に大きく寄与する。
リン化合物以外に回収できる化合物としては、ＣａＣＯ
３、ＭｇＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２等が
挙げられる。逆洗に使用する液体としては、被処理水若
しくは処理後の被処理水、陽極部周辺の酸性水又はこれ
らの混合液が挙げられる。被処理水又は処理後の被処理
水を用いた場合は、前記粒状固体を流動化させ、粒状固
体上に析出したリン化合物を該粒状固体から物理的に分
離させるのが好ましい。一方、陽極周辺の酸性水を用い
た場合は、析出したリン化合物が酸性水に溶解して回収
される。
合物を逆洗により回収することができる。逆洗により回
収できるリン化合物としては、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｏ
Ｈ）、Ｃａ３（ＰＯ４）２、Ｍｇ３（ＰＯ４）２等が挙
げられる。回収されたリン化合物は、肥料やその中間原
料と使用でき、環境保全、資源循環に大きく寄与する。
リン化合物以外に回収できる化合物としては、ＣａＣＯ
３、ＭｇＣＯ３、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２等が
挙げられる。逆洗に使用する液体としては、被処理水若
しくは処理後の被処理水、陽極部周辺の酸性水又はこれ
らの混合液が挙げられる。被処理水又は処理後の被処理
水を用いた場合は、前記粒状固体を流動化させ、粒状固
体上に析出したリン化合物を該粒状固体から物理的に分
離させるのが好ましい。一方、陽極周辺の酸性水を用い
た場合は、析出したリン化合物が酸性水に溶解して回収
される。
【００１７】本発明では、回分方式で被処理水からリン
を除去することも流通方式で被処理水からリンを除去す
ることも可能である。回分方式では、リンの除去後に被
処理水を入れ替える操作を必要とするが、流通方式では
連続処理が可能なため、用排水、河川水、地下水、海洋
水等の大量の被処理水からリンを除去するに好適であ
る。また、流通方式を採用した場合、被処理水により粒
状固体が流動化し、電極上に析出するスケールが物理的
に剥がれ好ましい。流通方式における被処理水の流通方
向としては、電極に直流電圧を印加することにより形成
される電場の向きと平行に流すflow-through方式、該電
場の向きに垂直に流すflow-by方式等があるが、特に限
定されない。
を除去することも流通方式で被処理水からリンを除去す
ることも可能である。回分方式では、リンの除去後に被
処理水を入れ替える操作を必要とするが、流通方式では
連続処理が可能なため、用排水、河川水、地下水、海洋
水等の大量の被処理水からリンを除去するに好適であ
る。また、流通方式を採用した場合、被処理水により粒
状固体が流動化し、電極上に析出するスケールが物理的
に剥がれ好ましい。流通方式における被処理水の流通方
向としては、電極に直流電圧を印加することにより形成
される電場の向きと平行に流すflow-through方式、該電
場の向きに垂直に流すflow-by方式等があるが、特に限
定されない。
【００１８】本発明でのリンの濃度分析としては、例え
ば、モリブデン青吸光光度法等が挙げられる。リン酸イ
オンは、モリブデン酸アンモニウム溶液を加えるとモリ
ブドリン酸イオンが生成し、このモリブドリン酸イオン
を酸性溶液中で塩化スズ（II）により還元するとモリブ
デンブルーが生成する。このモリブデンブルーを吸光光
度計で比色定量することにより、水溶液中のリン濃度を
定めることができる。
ば、モリブデン青吸光光度法等が挙げられる。リン酸イ
オンは、モリブデン酸アンモニウム溶液を加えるとモリ
ブドリン酸イオンが生成し、このモリブドリン酸イオン
を酸性溶液中で塩化スズ（II）により還元するとモリブ
デンブルーが生成する。このモリブデンブルーを吸光光
度計で比色定量することにより、水溶液中のリン濃度を
定めることができる。
【００１９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を
限定されるものではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を
限定されるものではない。
【００２０】実施例１ Ｎａ＋２２１ｍｇ／Ｌ、Ｋ＋８．０ｍｇ／Ｌ、Ｃａ２＋
２８ｍｇ／Ｌ、Ｍｇ２ ＋２４ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ−３７２ｍ
ｇ／Ｌ、ＮＯ３−４．０ｍｇ−Ｎ／Ｌ、ＳＯ４ ２−３２
ｍｇ−Ｓ／Ｌ、ＰＯ４ ３−３．０ｍｇ−Ｐ／Ｌ、ＨＣＯ
３ −１２ｍｇ／Ｌを含有する被処理水を、粒状固体とし
てガラスビーズが充填され、陽極１枚と陰極３枚からな
る多重電極を備えた、図１に示す内容積０．５Ｌの水槽
に、陰極側から陽極側に流通させる。ここで使用した多
重電極は、陰極−陰極−陰極−陽極の順番で配置され、
間隔は２ｃｍである。電極の形状は、陽極、陰極ともに
金網状であり、電極の材質は、陰極はチタン、陽極は白
金であった。また、陰極と陽極の間にはスポンジを水透
過性の隔膜として使用した。被処理水の処理時間は１時
間とし、１時間で水槽内の被処理水が置換されるように
した。被処理水を流通させてから６０時間後に、９ｍＡ
の電流を前記多重電極に流した。９ｍＡの電流を流して
から１６０時間後に、水槽から排出された被処理水のリ
ン濃度を分析したところ、リン濃度は１．７ｍｇ−Ｐ／
Ｌであった。なお、リンの濃度分析はモリブデン青吸光
光度法で行った。次に、９ｍＡの電流を流し始めてから
２００時間後に、電流値を１８ｍＡに上昇させた。１８
ｍＡの電流を流してから２４０時間後に、水槽から排出
された被処理水のリン濃度を分析したところ、リン濃度
は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌであった。次に、１８ｍＡの電流
を流し始めてから２８０時間後に、電流値を３６ｍＡに
上昇させた。３６ｍＡの電流を流してから１６０時間後
に、水槽から排出された被処理水のリン濃度を分析した
ところ、リン濃度は１．１ｍｇ−Ｐ／Ｌであった。上記
の結果を、図２に示す。なお、図２には上記以外の測定
時点におけるリン濃度も記載してある。
２８ｍｇ／Ｌ、Ｍｇ２ ＋２４ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ−３７２ｍ
ｇ／Ｌ、ＮＯ３−４．０ｍｇ−Ｎ／Ｌ、ＳＯ４ ２−３２
ｍｇ−Ｓ／Ｌ、ＰＯ４ ３−３．０ｍｇ−Ｐ／Ｌ、ＨＣＯ
３ −１２ｍｇ／Ｌを含有する被処理水を、粒状固体とし
てガラスビーズが充填され、陽極１枚と陰極３枚からな
る多重電極を備えた、図１に示す内容積０．５Ｌの水槽
に、陰極側から陽極側に流通させる。ここで使用した多
重電極は、陰極−陰極−陰極−陽極の順番で配置され、
間隔は２ｃｍである。電極の形状は、陽極、陰極ともに
金網状であり、電極の材質は、陰極はチタン、陽極は白
金であった。また、陰極と陽極の間にはスポンジを水透
過性の隔膜として使用した。被処理水の処理時間は１時
間とし、１時間で水槽内の被処理水が置換されるように
した。被処理水を流通させてから６０時間後に、９ｍＡ
の電流を前記多重電極に流した。９ｍＡの電流を流して
から１６０時間後に、水槽から排出された被処理水のリ
ン濃度を分析したところ、リン濃度は１．７ｍｇ−Ｐ／
Ｌであった。なお、リンの濃度分析はモリブデン青吸光
光度法で行った。次に、９ｍＡの電流を流し始めてから
２００時間後に、電流値を１８ｍＡに上昇させた。１８
ｍＡの電流を流してから２４０時間後に、水槽から排出
された被処理水のリン濃度を分析したところ、リン濃度
は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌであった。次に、１８ｍＡの電流
を流し始めてから２８０時間後に、電流値を３６ｍＡに
上昇させた。３６ｍＡの電流を流してから１６０時間後
に、水槽から排出された被処理水のリン濃度を分析した
ところ、リン濃度は１．１ｍｇ−Ｐ／Ｌであった。上記
の結果を、図２に示す。なお、図２には上記以外の測定
時点におけるリン濃度も記載してある。
【００２１】実施例２ 粒状固体として貝を用いた以外は実施例１と同様に行っ
た。９ｍＡの電流を流してから１６０時間後の水槽から
排出された被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌ、
１８ｍＡの電流を流してから２４０時間後の水槽から排
出された被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌ、３
６ｍＡの電流を流してか１６０時間後の水槽から排出さ
れた被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌであっ
た。上記の結果を、図２に示す。なお、図２には上記以
外の測定時点におけるリン濃度も記載してある。
た。９ｍＡの電流を流してから１６０時間後の水槽から
排出された被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌ、
１８ｍＡの電流を流してから２４０時間後の水槽から排
出された被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌ、３
６ｍＡの電流を流してか１６０時間後の水槽から排出さ
れた被処理水のリン濃度は１．３ｍｇ−Ｐ／Ｌであっ
た。上記の結果を、図２に示す。なお、図２には上記以
外の測定時点におけるリン濃度も記載してある。
【００２２】実施例３ 実施例１で使用した被処理水を、粒状固体として砂が充
填され、実施例１と同じ多重電極を備えた内容積０．５
Ｌの水槽に、陰極側から陽極側に流通させる。なお、被
処理水が水槽を流通する時間は１時間とした。被処理水
を流通させてから６０時間後に、９ｍＡの電流を前記多
重電極に流した。９ｍＡの電流を流してから１６０時間
後に、水槽から排出された被処理水のリン濃度を分析し
たところ、リン濃度は０．２ｍｇ−Ｐ／Ｌであり、リン
の除去率は９４％であった。上記の結果を図３に示す。
なお、図３には、ガラスビーズ及び貝を用いた場合も、
併せて記載してある。
填され、実施例１と同じ多重電極を備えた内容積０．５
Ｌの水槽に、陰極側から陽極側に流通させる。なお、被
処理水が水槽を流通する時間は１時間とした。被処理水
を流通させてから６０時間後に、９ｍＡの電流を前記多
重電極に流した。９ｍＡの電流を流してから１６０時間
後に、水槽から排出された被処理水のリン濃度を分析し
たところ、リン濃度は０．２ｍｇ−Ｐ／Ｌであり、リン
の除去率は９４％であった。上記の結果を図３に示す。
なお、図３には、ガラスビーズ及び貝を用いた場合も、
併せて記載してある。
【００２３】
【発明の効果】本発明により、処理操作が極めて簡単
で、化学薬品を添加せず、高効率でリンを除去又は／及
び回収する方法が提供される。また、回収されたリン化
合物は、肥料やその中間原料と使用できるため、本発明
は、環境保全、資源循環に大きく寄与する。また、風
車、太陽光パネル等を用いることにより、電源として自
然エネルギーを利用できる。
で、化学薬品を添加せず、高効率でリンを除去又は／及
び回収する方法が提供される。また、回収されたリン化
合物は、肥料やその中間原料と使用できるため、本発明
は、環境保全、資源循環に大きく寄与する。また、風
車、太陽光パネル等を用いることにより、電源として自
然エネルギーを利用できる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 被処理水からのリンの除去装置図である。
【図２】 被処理水からのリン除去実験におけるリン濃
度の経時変化を示す。
度の経時変化を示す。
【図３】 被処理水からのリン除去実験におけるリンの
除去率を示す。
除去率を示す。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB12 BA11 BA12 BB01 DB09 DB18 4D038 AA08 AB45 AB48 AB50 AB52 AB53 AB56 BB06 BB10 4D061 DA08 DB09 DC13 EA02 EA10 EB01 EB04 EB14 EB18 EB20 EB22 EB24 EB28 EB30 EB33 EB35 FA06 FA14 FA20
Claims (8)
- 【請求項１】 被処理水を入れた槽内に電極を浸漬し、
該電極に直流電圧を印加して該被処理水中の陽イオンの
泳動及び／又は電気分解により水酸化物イオンを発生さ
せ、該被処理水中のリン酸イオンを水に難溶性の塩にし
て沈殿させることを特徴とするリンの除去方法。 - 【請求項２】 前記槽内に粒状固体を充填することを特
徴とする請求項１記載のリンの除去方法。 - 【請求項３】 前記電極が、多重電極であることを特徴
とする請求項１又は２記載のリンの除去方法。 - 【請求項４】 前記槽に被処理水を流通させつつ、陽イ
オンの泳動、蓄積及び／又は電気分解を行うことを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリンの除去方
法。 - 【請求項５】 前記粒状固体が、砂、ガラスビーズ又は
貝であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載のリンの除去方法。 - 【請求項６】 前記多重電極が、多孔質状又はメッシュ
状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載のリンの除去方法。 - 【請求項７】 前記被処理水がカルシウムイオン及び／
又はマグネシウムイオンを含有することを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載のリンの除去方法。 - 【請求項８】 前記被処理水から除去されたリン化合物
を、逆洗により回収することを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかに記載のリンの除去方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175192A JP3536092B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電場を用いた被処理水からのリンの除去方法 |
| US10/052,445 US6719893B2 (en) | 2001-06-11 | 2002-01-23 | Method for removing phosphorus from water to be treated using an electric field |
| EP20020001796 EP1266865A3 (en) | 2001-06-11 | 2002-01-25 | Method for removing phosphorus from water to be treated using an electric field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175192A JP3536092B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電場を用いた被処理水からのリンの除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002361258A true JP2002361258A (ja) | 2002-12-17 |
| JP3536092B2 JP3536092B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=19016374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001175192A Expired - Lifetime JP3536092B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 電場を用いた被処理水からのリンの除去方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6719893B2 (ja) |
| EP (1) | EP1266865A3 (ja) |
| JP (1) | JP3536092B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256155A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Uerushii:Kk | 高効率電極配列よりなる電解水素供給装置とそれを用いた水処理方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100909477B1 (ko) | 2009-04-17 | 2009-07-28 | 한국농어촌공사 | 철 이온화 모듈을 포함하는 농업용수 재활용 시스템 및 이를 이용한 농업용수 재활용 방법 |
| AT509782B1 (de) * | 2010-04-28 | 2017-02-15 | Wesner Wolfgang | Vorrichtung zur phosphationenbindung durch anodische metallauflösung |
| JP5881727B2 (ja) * | 2010-12-06 | 2016-03-09 | カウンシル・オヴ・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ | 廃液処理用の炭素床電解槽及びそのプロセス |
| CA2820927C (en) | 2012-06-28 | 2019-12-31 | Rowanwood Ip Inc. | Removal of phosphorus from sewage by electrode metal addition |
| CN103449573B (zh) * | 2013-08-23 | 2015-12-02 | 云南大学 | 倍压电极脉冲电场发生器及处理磷污染湖水的应用 |
| US10844494B2 (en) * | 2015-09-18 | 2020-11-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Membraneless electrochemical flow-through reactor |
| CN109455798B (zh) * | 2018-12-21 | 2022-01-04 | 清华大学 | 一种防生物污堵滤芯及保安过滤器 |
| NL2022919B1 (en) * | 2019-04-10 | 2020-10-20 | Stichting Wetsus European Centre Of Excellence For Sustainable Water Tech | Method, device and wastewater treatment system for phosphorus, such as phosphate, removal from a feed solution |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3766034A (en) * | 1972-08-01 | 1973-10-16 | Grace W R & Co | Removal of ions from liquids |
| JPS553812A (en) | 1978-06-22 | 1980-01-11 | Chukei Kakumoto | Electrochemical treatment of waste water |
| WO1994000388A1 (de) * | 1992-06-30 | 1994-01-06 | Johann Schwabegger | Verfahren zum senken des phosphorgehaltes im abwasser |
| DE9408658U1 (de) * | 1993-06-01 | 1994-10-13 | Phostrip Abwasser Technik Gmbh | Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Calcium- und/oder Magnesium-haltigem Wasser oder Abwasser |
| JPH10225691A (ja) | 1996-12-10 | 1998-08-25 | Sanyo Electric Co Ltd | リン酸イオン含有排水の処理方法および処理装置 |
| JP3440778B2 (ja) * | 1997-10-14 | 2003-08-25 | 松下電工株式会社 | 電解式脱リン装置 |
| JP2000176456A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-27 | Sanyo Electric Co Ltd | リン酸イオン含有水の処理装置および処理方法 |
| JP2000233189A (ja) | 1999-02-12 | 2000-08-29 | Kit:Kk | 脱燐方法及びそれを用いた水浄化処理装置 |
| US6471873B1 (en) * | 2000-01-26 | 2002-10-29 | Bernard Greenberg | Electrolytic process and apparatus for purifying contaminated aqueous solutions and method for using same to remediate soil |
| US6645366B2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-11-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Waste water treatment device |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001175192A patent/JP3536092B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-23 US US10/052,445 patent/US6719893B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-01-25 EP EP20020001796 patent/EP1266865A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256155A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Uerushii:Kk | 高効率電極配列よりなる電解水素供給装置とそれを用いた水処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3536092B2 (ja) | 2004-06-07 |
| US6719893B2 (en) | 2004-04-13 |
| EP1266865A3 (en) | 2004-05-12 |
| EP1266865A2 (en) | 2002-12-18 |
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