JP2007268338A - 水中に含まれるリン除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水中におけるリンを高効率で凝集、沈殿させて除去し得るリン除去方法を提供する。
【解決手段】硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄などの鉄化合物を処理槽３内の水に溶解した後、水中に溶解した二価の鉄イオンを、水中にオゾン発生装置４からオゾンを曝気させる方法、紫外線を照射させる方法、光触媒と接触させた状態にて紫外線または太陽光を照射させる方法、次亜塩素酸などの酸化剤を加える方法、好気性バクテリアを加える方法などにより三価の鉄イオンに変え、これにより、水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、その後でリン酸鉄を除去する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、生活排水処理を目的とした合併浄化槽、下水処理施設や工場や事業所排水処理を目的とした浄化施設、畜産し尿処理を目的とした浄化施設、河川、湖沼、ダム湖、内湾、調整池、ため池、修景池などの環境水浄化を目的としたリンまたはリン酸を含有する被処理水（以下、単に水という。）からリン分を選択して吸着固定して除去し、これらの水質浄化に寄与できるリン除去方法に関する。

従来、一般家庭の雑排水や工場から排出される排水が、河川や湖沼等の水質汚染の原因になっており、その大きな理由としては、リンや窒素成分が汚濁や悪臭の原因となっていることである。このような状況下において、従来よりリン吸着剤が開発されてきた。例えば、特開平２−９５４９０号公報や特公平４−３７７５６号公報で提案されたリン吸着剤では、吸着した後処理にて鉄やアルミが容易に溶出してしまい、長期的に優先的に吸着除去できる特性は難しい。また、原料でも火山灰土壌や活性汚泥に特化した処方であった。
また、特開平９−１０３７７５号公報で提案の方法では、土壌質の種類は大幅に改善されたものの、これらを生産するにあたり、硫酸鉄や硫酸カルシウムをあらかじめ土壌に配合し、最終的には焼成しなければならないために製法が煩雑になり、また、これら酸成分を焼成するので、焼成時にＳＯｘや塩素ガスが発生し、その作業や工程は人為的な環境問題にもつながるものであった。

また、使用する原料や配合により、それらを成型固化させるのに焼成工程が必要となるが、選択する原料の種類により、温度が４００〜５００℃程度と低温なために、主要粘土や添加剤である硫酸化合物やナトリウムやカルシウムなどの水酸化物や酸化物が水中で溶解して水質への影響、更には構造が脆いため、水中浸漬時間や水流により長期的な耐久性が期待できない問題があった。また、あらかじめ焼成あるいは焼結された粘土は、活性度が少なく、鉄イオンなどとのイオン交換反応が起こりにくく、従来の技術では、あらかじめ焼成された粘土は性能が十分発現できないのが現状であった。
特開平２−９５４９０号公報 特公平４−３７７５６号公報 特開平９−１０３７７５号公報

このように前記した先行技術は、可溶性リン組成物に対して、吸着除去率が向上すると言われていても、その反応性が悪く、処理速度が遅くて到底実用に供し得ない。更には、提案されている製造方法では、リンの吸着向上の内容は不明であり、このような特性を利用したいと期待しているユーザーに対して実際に使える具体的なリン吸着除去方法や、吸着回収したりできるリン吸着剤や、その具体的な除去システムは確立されていない。

現在、富栄養化を防止するために、排水からの栄養塩除去に加えて、環境水中に存在する低濃度の栄養塩を植生などによって直接除去する試みがなされているが、目立った成果は上げられていない。また、この様なリン除去施設を設計するにあたっても、耐用期間などの大まかな見積もりは経験値から判断されていたり、維持管理の面でも明らかになっていない項目が多いなど、問題が残っている。

本発明は、上記に鑑み提案されたものであり、その目的は、水中におけるリンを高効率で凝集、沈殿させて除去し得る実用的なリン除去方法を提供するものである。

請求項１に記載のものは、鉄化合物を水に溶解し、その後、水中に溶解した二価の鉄を三価の鉄に変えることにより、水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、除去することを特徴とするリン除去方法である。

請求項１に記載のリン除去方法によれば、鉄化合物を水に溶解した後、水中に溶解した二価の鉄イオンを三価の鉄イオンに変えることにより、水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし除去するので、簡単な設備で効率良くリンを除去することができ、実施が容易である。

本発明による処理方法は、液相中で、あらかじめ鉄イオンを溶解性の高い二価の鉄（Ｆｅ^２＋）を作り、これを強制的に酸化させて溶解性の低い三価の鉄（Ｆｅ^３＋）にすることで、水中の高濃度から低濃度のリンまでを瞬時にリン酸鉄として安定した不溶塩にすることができ、水溶液中のリンを選択して高効率で迅速に吸着することが可能になったリン除去方法であり、これによりリン除去性能を高効率で画期的に向上できた。
この高効率で迅速なリン除去方法の強制酸化手段としては、水中にオゾンを曝気させる方法、紫外線を照射させる方法、光触媒と接触させた状態にて紫外線または太陽光を照射させる方法、次亜塩素酸などの酸化剤を加える方法、好気性バクテリアを加える方法から一つまたは二つ以上を組み合わせて酸化処理することが挙げられる（請求項２）。

本発明で使用する三価の鉄Ｆｅ^３＋は、リン酸（ＰＯ_４ ^３−）が反応しやすいとすれば、価数の多い鉄であるほど除去力は高いということになるが、既往の実験からみると硫酸第二鉄Ｆｅ_２（ＳＯ_４)_３を使用した系では、除去率は高くなかった。

更に価数の大きい四三酸化鉄あるいは、小さな酸化第一鉄の鉄はそれぞれＦｅ^８／６＋、Ｆｅ^＋であるが、リン酸（ＰＯ_４ ^３−）と反応させた場合、価数の更に大きな鉄でも小さな鉄でも最初から溶液中で存在した場合にその化学反応は微量または緩慢であり、その除去効率は既往の実験からみると期待できなかった。

本発明で液相中でのリン酸鉄形成について、二価の鉄イオンが液相中に溶存態として存在できる形で溶解した後、オゾン曝気や紫外線照射、次亜塩素酸、光触媒などの作用により強制的に酸化すると、二価から三価の鉄に変化する過程で容易且つ迅速にリン酸鉄を形成するというメカニズムが明らかとなった。三価の鉄はほとんどイオン化しないので、あらかじめ二価の鉄に変えてイオン化させたものを、再度、三価の鉄にする過程でリン酸鉄を形成することはできる。

本発明のリン除去法で除去したリン酸鉄は回収・再資源化が可能である。凝集、沈殿除去したリン酸鉄１ｇに対し、０．１Ｎのアルカリ（ＮａＯＨ）を１０ｍｌに浸漬させると、アルカリ溶液によるリンの脱着は、約９５％の脱離に成功した。

請求項３に記載のものは、前記鉄化合物が、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄より選ばれた１種類以上のものであることを特徴とする請求項１記載のリン除去方法である。
上記鉄化合物を使用すると、二価の鉄イオンが大量に得られるので、オゾン曝気や紫外線照射、次亜塩素酸、光触媒などの作用により強制的に酸化すると、二価から三価の鉄に変化する過程で一層容易にリン酸鉄を形成する。

請求項４に記載のものは、二価の鉄イオンを三価の鉄イオンに変える手段として、あらかじめ溶液中に溶解した二価の鉄イオンを強制酸化させて、三価の鉄イオンに変えることを特徴とする請求項１記載のリン除去方法であり、水中のリンがリン酸鉄となって、迅速な凝集、沈殿が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
まず、鉄化合物として硫酸鉄（II）を使用した場合を説明する。
（１）硫酸鉄（II）を被処理水（以下、単に水という。）に溶解すると、二価の鉄イオンが液相中に放出される。
ＦｅＳＯ_４→Ｆｅ^２＋＋ＳＯ_４ ^２−
（２）放出された二価の鉄イオンは、水中に溶存する酸素（ＤＯ）の影響により酸化され、徐々に三価の鉄イオンへと変化する。
Ｆｅ^２＋＋（Ｏ_２）→Ｆｅ^３＋＋（Ｏ_２）
（３）三価の鉄イオンは中性域では溶存態として存在できないため、安定するために近くの三価のリン酸イオンと結びつく（吸着する）。
Ｆｅ^３＋＋ＰＯ_４ ^３−→ＦｅＰＯ_４
これにより三価のリン酸鉄が形成され、白濁・沈殿することによって液相中からリンが除去される。よって、液相中に存在している二価の鉄を酸化させ三価の鉄に変えることで、除去率は著しく向上する。

次に、溶存態の二価の鉄イオンを三価に変化させる、すなわち、二価の鉄イオンを酸化させる酸化処理のためには、液相中で鉄イオンを酸化させれば良い。
そのためオゾン（Ｏ_３）による曝気を行い、液相中で強制的に鉄イオンを酸化させた。溶液の経時変化を見るため曝気時間を１時間とし、一定時間ごとに溶液を観察した。また、同条件で従来のダブルシェーカーによる攪拌実験も行い、２つの条件系の違いをみた。

対象実験条件として、３系統用意した。
○Ａ系統：濃度５００ｍｇ／Ｌに調製したリン酸溶液１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。オゾン曝気装置にて、溶液をオゾン曝気する。曝気時間は１時間とし、一定時間ごとに経時変化をみた。

○Ｂ系統：従来の実験系として、濃度５００ｍｇ／Ｌに調製したリン酸溶液１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。ダブルシェーカーにて溶液を攪拌した。攪拌時間は同様に１時間とした。

○Ｃ系統：純水１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。オゾン曝気装置にて、溶液をオゾン曝気する。曝気時間は１時間とした。

これら３系統の条件とし、攪拌終了後、試料の沈殿を待って溶液の上澄み液を採取し、０.４５μｍのセルロース製フィルターにてろ過したものを検水とした。この検水について、リン濃度、鉄イオン濃度、ｐＨについてそれぞれ測定を行った。
測定方法は、リン酸はモリブデン青法による吸光光度法（日本水道協会（１９８５年版）上水試験法）、鉄イオンは原子吸光光度計（島津製作所製ＡＡ−６２００）、ｐＨはｐＨメーター（東亜電波工業株式会社製）を用いてそれぞれ測定した。
なお曝気実験ではオゾン発生装置ＴＯＫＹＵ Ｓ０−０３ＵＮ、真空ポンプを用いた。このときのオゾン発生装置の発生量はｍａｘ、オゾンの溶け込み速度は約４００〜５００ｍｇ／ｍｉｎ、ポンプ流量は２４Ｌ／ｍｉｎ．であった。

次に、実験結果を図１〜図３に、実験終了後の溶液中の除去リン量と鉄低下量の分析値を図４に示す。
オゾン曝気をしたＡ系統では、みるみる溶液が白濁し乳白色となり、リン酸鉄が形成されていることが観察された。ダブルシェーカー撹拌の方は、緩やかに白濁していく傾向ではあったが、オゾン曝気のものに比べて白濁は薄かった。
リン酸濃度の経時変化を図１に示す。オゾン曝気開始直後からリン酸濃度が低下しはじめ、開始後１０分間でもっとも急峻に低下した。最終的にリン酸濃度は５００ｍｇ／Ｌから６０ｍｇ／Ｌにまで低下し、初期濃度の１２％にまで低下した。よってリン除去率は、９０％近くに達していたことになった。したがって、このオゾン曝気方法は、迅速に高い効率で強制酸化していることが判る。
液相中鉄イオン濃度の経時変化を図２に示す。オゾン曝気・ダブルシェーカー撹拌両条件とも、リン酸濃度の結果と同様な傾向で減少していることがわかる。オゾン曝気の方は鉄分の低下も著しかった。また、純水中でリン酸鉄のみ溶解させオゾン曝気したものの溶存態鉄イオン量は、初期含有量の７０％であった。よって差の３０％は、三価の鉄イオンとなり溶存できなくなったための影響であると考えられる。

除去されたリン量と低下した鉄イオン量から、原子量換算し比を計算した。結果を図４に示す。
ＦｅＰＯ_４⇒Ｐ：Ｆｅ＝１：１＝３０.９７：５５.８５ Ｆｅ／Ｐ=１.８０３
除去されたリン量に対し、低下した鉄量が１.８倍であれば、液相中で低下したリン酸および鉄はリン酸鉄（III）の形成に使われたと考えることができる。これがリン酸鉄（II）だとすれば、鉄とリンの比は
Ｆｅ_３（ＰＯ_４）_２⇒Ｐ：Ｆｅ＝２：３＝６１.９４：１６７.５５ Ｆｅ／Ｐ＝２.７０５
となる。

図４をみると、どの時間帯でも比はおよそ１.５〜２の間で変化している。よって、液相中で形成された白濁はリン酸鉄（III）であるということが証明できた。

また、ｐＨの経時変化をみると、オゾン曝気直後から酸性側に傾いていることがわかる。開始後１時間でｐＨは２.７７の強酸域へと移行した。これは、Ａ系統におけるオゾン曝気によって硫酸鉄から分離された硫酸イオンが硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）を生成したためと考えられた。

また、同条件で純水中に硫酸鉄を溶かし、オゾン曝気したＣ系統の溶存態鉄イオン濃度を測定したところ、７０％の溶存率であった。このとき液相中のｐＨは２.５の強酸域であったため、ｐＨによる溶解度の関係から、溶存態・非溶存態両方の鉄イオンＦｅ^３+が同居している状態であると考えられた。

ここで、液相中における鉄粉の役割について考えてみる。液相中に鉄粉があると、酸化された三価の鉄イオンは還元される。
２Ｆｅ^３＋＋Ｆｅ→３Ｆｅ^２＋
よって相中の鉄粉は、液相中の鉄イオンの状態を変化させる役割を持つ。三価の鉄イオンはｐＨ３.８以下の強酸中でしか溶存態として存在することが出来ず、ｐＨがそれ以上になると析出し黄褐色の濁り・沈殿となる。リン酸イオンが存在する液相中では反応しリン酸鉄を形成するが、リン酸イオンが存在しない、あるいは存在量の低い環境では、過剰に溶出した鉄イオンは行き場を失う。二価の鉄イオンは酸素によって容易に酸化され、三価となり安定しようとする。この鉄イオンは、やがて酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）となり、槽内に赤錆を蓄積させることになる。

ここで液相中に鉄粉があることによって、鉄イオンを還元させるばかりでなく、鉄イオン自体も吸着するため、還元剤として赤錆の抑制に繋がるものと考えられた。また、還元作用により二価となって液相中に溶解した鉄イオンが、再び酸化されることによって三価となり、リン酸鉄の形成に繋がることも確認した。曝気することによってこの作用が繰り返し起こり続け、鉄粉が無くなるまでリンを除去し続けられることが確認できた。
液相中で起きている反応を図５〜図７に示す。

二価の鉄イオンを酸化させて三価の鉄イオンに変える酸化処理は、水中に溶存する酸素による酸化に限定されるものではなく、水中にオゾンを曝気させる方法、紫外線を照射させる方法、光触媒と接触させた状態にて紫外線または太陽光を照射させる方法、次亜塩素酸などの酸化剤を加える方法、好気性バクテリアを加える方法を適宜選択して採ることができ、また、これらから二つ以上を適宜組み合わせて酸化処理することもできる。

光触媒と紫外線または太陽光を照射させて、溶存態の二価の鉄イオンを三価に変化させる酸化方法を説明する。液相中で強制的に鉄イオンを酸化させる手段として光触媒による酸化作用を利用した。酸化させるプロセスは、二価の鉄イオンが溶解している水溶液を光触媒と接触させることで、三価の鉄に変える方法であり、これら二価の鉄イオンが溶解している水溶液を光触媒の石英ビーズ（直径１０ｍｍ）の充填された石英管に浸漬させ、徐々に二価の鉄イオンが水溶液中で三価の鉄に変わり、その過程で溶液中に存在するリンをリン酸鉄として徐々に凝集、沈殿させる方法である。この経時変化を見るため、光触媒ビーズの充填された石英管に入れたリン酸溶液を１時間ごとに採取し、２４時間まで残存しているリン濃度を測定した。また、同条件で紫外線、太陽光または蛍光灯による反応速度も比較し、３つの条件系の違いをみた。

対象実験条件として、３系統用意した。
○Ａ系統：濃度５００ｍｇ／Ｌに調製したリン酸溶液１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。光触媒ビーズを充填した石英管に、紫外線を照射する。使用した紫外線ランプは、波長３５０ｎｍ、照射エネルギー１ｍＷ/ｃｍ^２のものを使用した。

○Ｂ系統：濃度５００ｍｇ／Ｌに調製したリン酸溶液１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。光触媒ビーズを充填した石英管に、太陽光を照射する。使用した太陽光ランプの波長は図８に示す通りであり、照射エネルギー１ｋＷ/ｃｍ^２のものを使用した。

○Ｃ系統：濃度５００ｍｇ／Ｌに調製したリン酸溶液１００ｍＬ中に、硫酸鉄（II）を５００ｍｇ投入。光触媒ビーズを充填した石英管に、蛍光灯を照射する。使用した蛍光灯ランプの波長は図８に示す通りであり、照度１μＷ/ｃｍ^２のものを使用した。

これら３系統の条件とし、１時間ごとに採取し、試料の沈殿物が入らないように溶液の上澄み液を採取し、０.４５μｍのセルロース製フィルターにてろ過したものを検水とした。この検水について、残存リン濃度、鉄イオン濃度についてそれぞれ測定を行った。測定方法は、リン酸はモリブデン青法による吸光光度法（日本水道協会（１９８５年版）上水試験法）、鉄イオンは原子吸光光度計（島津製作所製ＡＡ−６２００）を使用し、また、それぞれの光源については、人工太陽照明灯ＳＯＬＡＸ（ソーラックス製）（人工太陽照明灯は晴天時、正午±２時間に地表に到達する太陽光と同じスペクトルの光を出す照明灯）、蛍光灯（ＦＬ３０Ｓ・Ｄ ３０形 昼光色 スタータ形直管蛍光灯（ナショナル製）を使用した。

実験結果は図９に示す通りであり、紫外線ランプを使用した系では、みるみる溶液が白濁し乳白色となり、リン酸鉄が形成され沈殿していく現象が観察された。したがって、この紫外線照射方法は、迅速に高い効率で強制酸化していることが判る。太陽光の方は、緩やかに白濁していく傾向ではあったが、紫外線のものに比べて白濁は薄かった。また、蛍光灯の方は、今回の測定時間内においては、肉眼での白濁現象が確認できなかった。リン酸濃度の経時変化を図９に示す。紫外線照射開始直後からリン酸濃度が低下しはじめ、開始後２〜５時間でもっとも低下した。２４時間後にリン酸濃度は５００ｍｇ／Ｌから２５ｍｇ／Ｌにまで低下し、初期濃度の５％にまで低下した。よってリン除去率は、９５％に達していたことになった。また、太陽光では、２４時間後にリン酸濃度は５００ｍｇ／Ｌから１９３ｍｇ／Ｌにまで低下し、初期濃度の３９％にまで低下した。よってリン除去率は、６１％に達していたことが判明した。

なお、蛍光灯の場合には、２４時間後にリン酸濃度は５００ｍｇ／Ｌから４６７ｍｇ／Ｌにまで低下し、初期濃度の９３％にまで低下した。よってリン除去率は、７％程度の除去効果しか得られず、光触媒を利用した用途には光源として適していない結果であった。

次に、本発明に係るリン除去方法を実施するリン除去装置について、図１０〜図１３に基づいて説明する。これらのリン除去装置で得られたリン酸鉄の沈殿物の回収方法についても、図１４に示す。

図１０に示すリン除去装置１ａは、攪拌器２を備えた処理槽３と、該処理槽３内に曝気させるオゾンを発生するオゾン発生装置４と、処理槽３内に硫酸第一鉄を溶解する硫酸第一鉄供給装置５とからなり、処理する水を処理槽３内に入れ、この水の中に硫酸第一鉄供給装置５から硫酸第一鉄を供給して溶解し、これにより水中に溶解した二価の鉄イオンを、オゾン発生装置４で発生したオゾンを処理槽３内の水中に曝気させて三価の鉄イオンに酸化することにより、この三価の鉄イオンで水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、爾後除去するものである。

図１１に示すリン除去装置１ｂは、攪拌器２を備えた処理槽３と、該処理槽３内に設けた紫外線ランプ装置７と、処理槽３内に硫酸第一鉄を溶解する硫酸第一鉄供給装置５とからなり、処理する水を処理槽３内に入れ、この水の中に硫酸第一鉄供給装置５から硫酸第一鉄を供給して溶解し、これにより水中に溶解した二価の鉄イオンを、紫外線ランプ装置７による紫外線照射によって三価の鉄イオンに変化させることにより、この三価の鉄イオンで水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、除去するものである。

図１２に示すリン除去装置１ｃは、攪拌器２を備えた処理槽３と、該処理槽３内に塩化第一鉄を供給する塩化第一鉄供給装置８と、処理槽３内に次亜塩素酸を供給するする次亜塩素酸供給装置９とからなり、処理する水を処理槽３内に入れ、この水の中に塩化第一鉄供給装置８から塩化第一鉄を供給して溶解し、これにより水中に溶解した二価の鉄イオンを、次亜塩素酸供給装置９から供給した次亜塩素酸で三価の鉄イオンに酸化することにより、この三価の鉄イオンで水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、爾後除去するものである。そして、次亜塩素酸は二価の鉄を強制的に三価の鉄に酸化することが知られており、しかも反応速度が速いので迅速処理し得る。

図１３に示すリン除去装置１ｄは、攪拌器２を備えた第１処理槽３ａと、該第１処理槽３ａ内に硫酸第一鉄を供給する硫酸第一鉄供給装置５と、第１処理槽３ａ内にリン溶解水溶液を供給する処理液供給装置１０と、第１処理槽３ａの底部から処理液を導入する第２処理槽３ｂと、該第２処理槽３ｂ内に充填された光触媒ビーズ１１と、第２処理槽３ｂ内に光触媒ビーズ１１に囲まれる状態で設けられた紫外線ランプ１２とからなり、凝集・反応槽として機能する第２処理槽３ｂの底部から導入した液を濾過するフィルタープレス１３をリン取り出し装置として接続してある。この装置１ｄにおいては、処理液供給装置１０により第１処理槽３ａ内にリン溶解水溶液を供給すると共に、硫酸第一鉄供給装置５から硫酸第一鉄を供給して攪拌器２により攪拌し、これによりリン溶解水溶液中に二価の鉄イオンを溶解し、この液を第２処理槽３ｂ内に導入して、光触媒と紫外線ランプ１２による紫外線照射により二価の鉄イオンを三価の鉄イオンに変化させ、この三価の鉄イオンでリン溶解液中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とする。このリン酸鉄は小さな粒状となって第２処理槽３ｂの底部に沈殿する。そして、第２処理槽３ｂ内の液をフィルタープレス１３に導入すると、粒状のリン酸鉄も一緒に流れ込んでフィルタープレス１３内部の濾過材（濾布）に捕捉され、この濾過でリン酸鉄が除去された処理済み液（濾液）がフィルタープレス１３から流出する。この様にして、所定量の被処理液を処理したならば濾過を停止し、フィルタープレス１３を開くと、濾過布に捕捉されたリン酸鉄をリン酸鉄スラッジとして取り出すことができる。
なお、フィルタープレス１３は、他のリン除去装置１ａ，１ｂ，１ｃに接続して、爾後のリン酸鉄の取り出しに使用することができる。

リン酸鉄を除去する手段は、前記したフィルタープレス１３に限定されるものではなく、他の濾過装置を使用することができ、また、濾過に限らず沈殿槽などの沈殿により除去し、上澄み液を処理済み液としてもよい。

また、処理液に添加する鉄化合物は、二価の鉄イオンを溶解できればよく、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄より選ばれた１種類以上のものを適宜使用することができる。

さらに、二価の鉄イオンを酸化させる酸化処理は、水中にオゾンを曝気させる方法、紫外線を照射させる方法、光触媒と接触させた状態にて紫外線または太陽光を照射させる方法、次亜塩素酸などの酸化剤を加える方法の他に、好気性バクテリアを加える方法でもよく、また、これらから一つまたは二つ以上を組み合わせて酸化処理してもよい。

オゾン曝気とダブルシェーカー攪拌の比較実験結果を示すグラフである。 オゾン曝気とダブルシェーカー攪拌とリン酸無し鉄のみの比較実験結果を示すグラフである。 オゾン曝気とダブルシェーカー攪拌とリン酸無し鉄のみのｐＨと時間の関係の実験結果を示すグラフである。 除去リン量と鉄低下量の比を示す表である。 水中における硫酸鉄とリン酸イオンと鉄イオンの様子を示す説明図である。 オゾンを吹き込んだ水中における硫酸鉄とリン酸イオンと三価の鉄イオンの様子を示す説明図である。 水中でリン酸鉄が不溶化した様子を示す説明図である。 ランプ波長仕様を示すグラフである。 液相中のリン酸濃度の経時変化を示すグラフである。 オゾン曝気処理式リン除去装置の概略構成図である。 紫外線照射式リン除去装置の概略構成図である。 次亜塩素酸による酸化処理式リン除去装置の概略構成図である。 光触媒と紫外線照射を組み合わせたリン除去装置と濾過してリン酸鉄を捕捉するフィルタープレスの概略構成図である。

符号の説明

１ リン除去装置
２ 攪拌器
３ 処理槽
４ オゾン発生装置
５ 硫酸第一鉄供給装置
７ 紫外線ランプ１２装置
８ 塩化第一鉄供給装置
９ 次亜塩素酸供給装置
１０ 処理液供給装置
１１ 光触媒ビーズ
１２ 紫外線ランプ
１３ フィルタープレス

Claims (4)

1. 鉄化合物を水に溶解し、その後、水中に溶解した二価の鉄を強制酸化して三価の鉄に変えることにより、水中に存在するリンを吸着して水に溶けないリン酸鉄とし、除去することを特徴とする水中に含まれるリン除去方法。
2. 二価の鉄を強制酸化させる酸化手段は、水中にオゾンを曝気させる方法、紫外線を照射させる方法、光触媒と接触させた状態にて紫外線または太陽光を照射させる方法、次亜塩素酸などの酸化剤を加える方法、好気性バクテリアを加える方法から一つまたは二つ以上を組み合わせて酸化処理することを特徴とする請求項１に記載のリン除去方法。
3. 前記鉄化合物が、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、酸化第一鉄、酸化第二鉄、四三酸化鉄より選ばれた１種類以上のものであることを特徴とする請求項１記載のリン除去方法。
4. 二価の鉄を三価の鉄に変える手段として、あらかじめ溶液中に二価の鉄イオンを溶解しておき、これを強制酸化させて三価の鉄に変えることを特徴とする請求項１記載のリン除去方法。
   

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