JP2008006403A - Method for recovering phosphorus and regenerating adsorbent for phoshorus in waste water treatment - Google Patents

Method for recovering phosphorus and regenerating adsorbent for phoshorus in waste water treatment Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adsorbing and regenerating method capable of improving an adsorption and recovery efficiency of phosphorus and a regeneration efficiency of an adsorbent in waste water treatment for removing phosphorous in waste water using the adsorbent. <P>SOLUTION: In a method for treating phosphorus-containing waste water by using the adsorbent consisting of specific compound metal hydroxide to remove a phosphorus component in phosphorus-containing waste water, the phosphorus component is adsorbed on the compound metal hydroxide and the desorption of the adsorbed phosphoric acid and the regeneration of the used adsorbent are performed by bringing the compound metal hydroxide into contact with a specific alkaline aqueous solution, washing the resulting compound metal hydroxide with water and further bringing the washed compound metal hydroxide into contact with an aqueous solution of specific alkaline-earth metal salt. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

し尿、下水、食品加工廃液および工場廃液、畜産糞尿等を対象とする排水処理に関して、排水中のリンを、吸着剤によって除去する排水処理において、リンの脱着回収効率および吸着剤の再生効率を向上することのできる脱着再生方法に関するものである。   With regard to wastewater treatment for human waste, sewage, food processing wastewater and factory wastewater, livestock manure, etc., the phosphorus desorption recovery efficiency and the adsorbent regeneration efficiency are improved in wastewater treatment that removes phosphorus in the wastewater with an adsorbent. The present invention relates to a desorption regeneration method that can be performed.

近年河川、各種産業排水もしくは生活排水中に多量に含まれる有機物質、窒素、リン等の成分が、藻類の発生を促す湖沼の水質汚染や近海における赤潮発生につながる富栄養化現象の要因として挙げられている。富栄養化を生じる窒素及びリンの限界濃度として窒素が0.15ppm、リンが0.02ppmであるといわれており、窒素及びリンを高濃度から低濃度域において除去可能な高度水処理技術の確立が強く望まれている。   In recent years, organic substances, nitrogen, phosphorus, etc. contained in large quantities in rivers, various industrial wastewater or domestic wastewater, are cited as factors of eutrophication that leads to water pollution of lakes and marshes that promote the generation of algae and red tide in the nearby sea. It has been. Establishing advanced water treatment technology capable of removing nitrogen and phosphorus from high to low concentrations, which are said to be 0.15ppm and 0.02ppm of phosphorus as the limiting concentrations of nitrogen and phosphorus that cause eutrophication. Is strongly desired.

排水中のリン成分を除去する方法としては、生物学的処理法と物理化学的処理法の二つに大別される。物理化学的処理法の中では、経済性、処理効率等の観点から凝集剤を用いて難溶性のリン酸塩としてリン成分を除去する凝集沈殿法が一般的である。しかしながら、凝集剤添加に伴う凝集剤に由来する塩類の排水への流出、汚泥処理及びリン回収・再利用の問題、低濃度域でのリン除去が不十分といった問題など、今後検討すべき課題が挙げられる。   Methods for removing the phosphorus component in the wastewater are roughly divided into a biological treatment method and a physicochemical treatment method. Among the physicochemical treatment methods, a coagulation precipitation method is generally used in which a phosphorus component is removed as a poorly soluble phosphate using a flocculant from the viewpoint of economy, treatment efficiency, and the like. However, there are issues that should be studied in the future, such as spillage of salts derived from the flocculant due to the addition of flocculant, problems of sludge treatment and phosphorus recovery / reuse, and insufficient phosphorus removal in low concentrations. Can be mentioned.

凝集沈殿法以外の方法として、リン吸着剤を用いるリン成分の吸着処理方法(例えば、特許文献1参照。)が試みられている。吸着法では、水酸化アルミニウムゲル、酸化マグネシウム、酸化チタン−活性炭複合剤、酸化ジルコニウム−活性炭複合剤といったものや、火山灰土壌等やそれら土壌を改質したものをリン吸着剤として用いているが、吸着剤使用回数を向上するための再生方法、吸着したリンを高効率に脱着回収する脱着方法が実用化上の課題となっていた。
この課題を解決するため、複合金属水酸化物のリン成分吸着剤に関するリン酸脱着剤再生方法も提案されているが(例えば、特許文献2参照。)、更なる高効率化が求められていた。
As a method other than the coagulation precipitation method, an adsorption treatment method of a phosphorus component using a phosphorus adsorbent (see, for example, Patent Document 1) has been attempted. In the adsorption method, aluminum hydroxide gel, magnesium oxide, titanium oxide-activated carbon composite agent, zirconium oxide-activated carbon composite agent, volcanic ash soil, etc. and those modified soil are used as the phosphorus adsorbent, A regeneration method for improving the number of times the adsorbent is used and a desorption method for desorbing and collecting adsorbed phosphorus with high efficiency have been problems in practical use.
In order to solve this problem, a method for regenerating a phosphoric acid desorbent relating to a phosphorus component adsorbent of a composite metal hydroxide has also been proposed (see, for example, Patent Document 2), but higher efficiency has been demanded. .

特許第3113183号公報Japanese Patent No. 3131183 特開2005−305343号公報JP-A-2005-305343

本発明の目的は、排水中のリン成分を吸着剤によって除去する排水処理において、リン成分の脱着回収効率および吸着剤の再生効率を向上することのできる脱着再生方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a desorption / regeneration method capable of improving the desorption / recovery efficiency of the phosphorus component and the regeneration efficiency of the adsorbent in the wastewater treatment in which the phosphorus component in the wastewater is removed by the adsorbent.

本発明者らは、上記従来技術に鑑みさらに鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。   The inventors of the present invention have reached the present invention as a result of further intensive studies in view of the above prior art.

即ち、本発明の目的は、
リン含有排水中のリン成分の除去を、下記化学組成式(1)で示される複合金属水酸化物を吸着剤として用いて行うリン含有排水の処理方法において、
リン成分を前記複合金属水酸化物に吸着した後、続いて行う吸着したリン成分の脱着および吸着剤の再生処理を、次の工程(A)及び(B)を逐次的に通過させることによって行うことを特徴とする、吸着剤の脱着再生方法によって達成することができる。
工程(A):リン成分を吸着した前記複合金属水酸化物を、炭酸塩を除く、純度99%以上のアルカリ金属塩を溶解させたアルカリ性水溶液に接触させる工程。
工程(B):工程(A)通過後の前記複合金属水酸化物を水洗後、さらに炭酸塩を除くアルカリ土類金属塩水溶液に接触させる工程。
[化1]
1−x 2+ 3+(OH2+x−y(An−y/n (1)
(式中、M2+はMg2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+及びCu2+からなる群から選ばれる少なくとも1種の二価の金属イオンを示し、M3+はAl3+及びFe3+からなる群から選ばれる少なくとも1種の三価の金属イオンを示し、An−はn価のアニオンを示し、0.1≦x≦0.5であり、0.1≦y≦0.5であり、nは1または2である。)
That is, the object of the present invention is to
In the processing method of the phosphorus containing wastewater which removes the phosphorus component in the phosphorus containing wastewater using the composite metal hydroxide represented by the following chemical composition formula (1) as an adsorbent,
After the phosphorus component is adsorbed on the composite metal hydroxide, the subsequent desorption of the adsorbed phosphorus component and the regeneration treatment of the adsorbent are performed by sequentially passing the following steps (A) and (B). This can be achieved by a method for desorbing and regenerating the adsorbent.
Step (A): A step of bringing the composite metal hydroxide having adsorbed the phosphorus component into contact with an alkaline aqueous solution in which an alkali metal salt having a purity of 99% or more is dissolved, excluding carbonate.
Step (B): A step of washing the composite metal hydroxide after passing through the step (A) with an aqueous alkaline earth metal salt solution excluding carbonate after washing with water.
[Chemical 1]
M 1-x 2+ M x 3+ (OH ) 2 + xy (A n− ) y / n (1)
( Wherein M 2+ represents at least one divalent metal ion selected from the group consisting of Mg 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ and Cu 2+ , and M 3+ represents Al 3+ and Fe 3+. At least one trivalent metal ion selected from the group consisting of: An n− represents an n-valent anion, 0.1 ≦ x ≦ 0.5, and 0.1 ≦ y ≦ 0.5 And n is 1 or 2.)

本発明によれば、排水中のリン成分を吸着剤によって除去する排水処理において、リン成分の脱着回収効率および吸着剤の再生効率を向上することのできる脱着再生方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the desorption reproduction | regeneration method which can improve the desorption collection | recovery efficiency of a phosphorus component, and the regeneration efficiency of an adsorption agent can be provided in the waste_water | drain process which removes the phosphorus component in waste_water | drain with an adsorption agent.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、排水中の富栄養化物であるリン成分の除去をリン成分吸着剤により行う排水処理において、続いて行う吸着したリン成分の脱着および吸着剤の再生処理をする際に、リンの脱着回収効率および吸着剤の再生効率を向上するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the wastewater treatment in which the phosphorus component, which is a eutrophication product in the wastewater, is removed by the phosphorus component adsorbent, the desorption of phosphorus is performed during the subsequent desorption of the adsorbed phosphorus component and the regeneration treatment of the adsorbent. This improves the recovery efficiency and the adsorbent regeneration efficiency.

ここで、本発明におけるリン成分吸着剤とは、
化学組成式(1):M1−x 2+ 3+(OH2+x−y(An−y/n (1)
(式中、M2+はMg2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+及びCu2+からなる群から選ばれる少なくとも1種の二価の金属イオンを示し、M3+はAl3+及びFe3+からなる群から選ばれる少なくとも1種の三価の金属イオンを示し、An−はn価のアニオンを示し、0.1≦x≦0.5であり、0.1≦y≦0.5であり、nは1または2である。)で示される複合金属水酸化物であり、具体的には、例えば、下記のような組成をとることができる。
[化2]
Mg2+ 0.665Fe3+ 0.335OH 2.099Cl 0.124(CO 2−0.056
[化3]
Mg2+ 0.683Al3+ 0.317OH 2.033Cl 0.238(CO 2−0.023
Here, the phosphorus component adsorbent in the present invention is
Chemical composition formula (1): M 1-x 2+ M x 3+ (OH ) 2 + xy (A n− ) y / n (1)
( Wherein M 2+ represents at least one divalent metal ion selected from the group consisting of Mg 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ and Cu 2+ , and M 3+ represents Al 3+ and Fe 3+. At least one trivalent metal ion selected from the group consisting of: An n− represents an n-valent anion, 0.1 ≦ x ≦ 0.5, and 0.1 ≦ y ≦ 0.5 And n is 1 or 2.), and specifically, for example, can have the following composition.
[Chemical 2]
Mg 2+ 0.665 Fe 3+ 0.335 OH 2.099 Cl 0.124 (CO 3 2− ) 0.056
[Chemical formula 3]
Mg 2+ 0.683 Al 3+ 0.317 OH - 2.033 Cl - 0.238 (CO 3 2-) 0.023

吸着剤は、平均粒子径が0.01〜500μmのものを上記の複合金属水酸化物のままで、あるいは、高分子に担持し、吸着剤担持高分子成形体として用いることができる。
上記担持するための高分子としては、湿式凝固により多孔形成が可能なアラミド系樹脂、アクリル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂などを用いることができるが、本発明の目的を奏する範囲内であれば、どのような高分子を用いてもよい。また、吸着剤および吸着剤担持高分子成形体の形状も例えば円形などに限定するものではなく、各種形状をとることができる。
The adsorbent having an average particle diameter of 0.01 to 500 μm can be used as the adsorbent-supported polymer molded article with the above composite metal hydroxide as it is or supported on a polymer.
As the polymer for supporting, an aramid resin, an acrylic resin, a vinyl alcohol resin, a cellulose resin, etc. that can be porously formed by wet coagulation can be used, but within the scope of the object of the present invention. Any polymer may be used as long as it is. Further, the shape of the adsorbent and the adsorbent-supported polymer molded body is not limited to a circular shape, for example, and can take various shapes.

本発明においては、リン排水中のリン成分を、吸着剤に吸着した後、続いて吸着剤からのリン成分の脱着を行うが、この吸着剤からのリン成分脱着液としては、炭酸塩を除く、アルカリ金属塩を溶解させたアルカリ性水溶液が用いられる。ここで、好ましいアルカリ金属塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等が挙げられ、より好ましくは塩化ナトリウムが挙げられる。
リン成分脱着回収率を高くするために、アルカリ金属塩の純度は99%以上にする必要がある。
In the present invention, the phosphorus component in the phosphorus waste water is adsorbed to the adsorbent, and then the phosphorus component is desorbed from the adsorbent. The phosphorus component desorbed liquid from the adsorbent is excluded from carbonate. An alkaline aqueous solution in which an alkali metal salt is dissolved is used. Here, preferable alkali metal salts include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium chloride, potassium chloride, sodium fluoride, potassium fluoride, sodium bromide, potassium bromide, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium sulfite, and sulfurous acid. Potassium etc. are mentioned, More preferably, sodium chloride is mentioned.
In order to increase the phosphorus component desorption recovery rate, the purity of the alkali metal salt needs to be 99% or more.

脱着操作は、上記の吸着剤とアルカリ性水溶液とを接触させることによって容易に行うことができる。接触時の温度、圧力については水溶液が液相を保持する限りどのような条件でも採用することができるが、工程の安定性、コスト等の観点からは、10〜40℃、0.1〜0.5MPa程度に設定すればよい。   The desorption operation can be easily performed by bringing the adsorbent into contact with an alkaline aqueous solution. Any temperature and pressure at the time of contact can be adopted as long as the aqueous solution maintains a liquid phase, but from the viewpoint of process stability, cost, etc., 10 to 40 ° C., 0.1 to 0 What is necessary is just to set to about 5 MPa.

また、接触時間についても、リン成分が脱着できる限りどのように設定してもよいが、例えば、接触を回文式で行う場合には、0.5〜15時間程度、連続式で行う場合には、0.5〜4時間程度とすればよい。接触の方式については、アルカリ性水溶液中に吸着剤を浸漬させる方法、吸着剤を充填した塔中に、アルカリ性水溶液を投入する方法等を例示することができるが、特に限定されるものではない。
また、アルカリ性水溶液のpHとしては11以上であることが好ましい。
Further, the contact time may be set in any way as long as the phosphorus component can be desorbed. For example, when the contact is performed in a palindromic manner, the contact time is about 0.5 to 15 hours when the contact is performed continuously. Is about 0.5 to 4 hours. Examples of the contact method include, but are not particularly limited to, a method of immersing the adsorbent in the alkaline aqueous solution, a method of introducing the alkaline aqueous solution into the tower filled with the adsorbent, and the like.
The pH of the alkaline aqueous solution is preferably 11 or higher.

なお、吸着剤に接触させた後のアルカリ性水溶液を回収し、pHが8〜13の範囲となるように調整することが好ましい。pH調整剤は、特に規定はしないが酸としては塩酸や硫酸などが使用できるが塩酸が好ましい。アルカリとしては水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが使用できる。調整後に、さらに、アンモニウムイオンおよびマグネシウムイオンを添加して、リン成分を析出物(リン酸マグネシウムアンモニウム)として除去し、アルカリ性水溶液を、前記の工程(A)のアルカリ性水溶液として、あるいは、後述の工程(B)のアルカリ土類金属塩水溶液として再利用することもできる。また、同じく回収したアルカリ性水溶液を、pHが4.5〜13.5の範囲となるように調整した後に、さらに、カルシウムイオンを添加してリン成分を析出物(ヒドロキシアパタイト)として除去し、前記工程(A)のアルカリ性水溶液として、あるいはマグネシウムイオンを含むことから、後述の工程(B)のアルカリ土類金属塩水溶液として再利用することもできる。   In addition, it is preferable to collect | recover the alkaline aqueous solution after making it contact with adsorption agent, and to adjust so that pH may be in the range of 8-13. Although the pH adjuster is not particularly defined, hydrochloric acid or sulfuric acid can be used as the acid, but hydrochloric acid is preferred. Sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used as the alkali. After the adjustment, ammonium ions and magnesium ions are further added to remove the phosphorus component as a precipitate (magnesium ammonium phosphate), and the alkaline aqueous solution is used as the alkaline aqueous solution in the above step (A) or the steps described later. It can also be reused as the alkaline earth metal salt aqueous solution of (B). Further, after adjusting the recovered alkaline aqueous solution so that the pH is in the range of 4.5 to 13.5, further adding calcium ions to remove the phosphorus component as a precipitate (hydroxyapatite), Since it contains magnesium ion as the alkaline aqueous solution in the step (A), it can be reused as the alkaline earth metal salt aqueous solution in the later-described step (B).

本発明においては、リン成分吸着剤とアルカリ性水溶液とを接触させて、脱着処理を行った後、吸着剤を水洗し、吸着剤再生率を向上するためにアルカリ土類金属塩水溶液と接触させて再生処理を行う。
ここで水洗は、吸着剤内部あるいは表面に存在するアルカリ性水溶液を除去できる限り、どのような条件で行ってもよく、例えば、水蒸気による洗浄などでもアルカリ性水溶液を除去できればかまわない。
In the present invention, after the phosphorus component adsorbent is brought into contact with an alkaline aqueous solution and subjected to desorption treatment, the adsorbent is washed with water and brought into contact with an alkaline earth metal salt aqueous solution in order to improve the adsorbent regeneration rate. Perform playback processing.
Here, the washing with water may be performed under any conditions as long as the alkaline aqueous solution existing inside or on the surface of the adsorbent can be removed. For example, the alkaline aqueous solution may be removed by washing with water vapor.

ついで、再生処理を行うためのアルカリ土類金属塩水溶液として、好ましくは塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム等の水溶液が挙げられ、より好ましくは塩化マグネシウム及び硫酸マグネシウム水溶液、さらに好ましくは塩化マグネシウムが挙げられる。
アルカリ土類金属塩については純度に対する制限はなく、例えば工業塩として売られている純度規格95%のものを使用することができる。
Next, the alkaline earth metal salt aqueous solution for performing the regeneration treatment is preferably an aqueous solution of magnesium chloride, calcium chloride, magnesium sulfate, magnesium bromide, calcium bromide or the like, more preferably magnesium chloride and magnesium sulfate aqueous solution. More preferably, magnesium chloride is used.
There is no restriction | limiting with respect to purity about an alkaline-earth metal salt, For example, the thing of the purity specification 95% currently sold as an industrial salt can be used.

再生操作は、上記の水洗後の吸着剤とアルカリ土類金属塩水溶液とを接触させることによって容易に行うことができる。接触時の温度、圧力については水溶液が液相を保持する限りどのような条件でも採用することができるが、工程の安定性、コスト等の観点から、10〜40℃、0.1〜0.5MPa程度に設定すればよい。   The regeneration operation can be easily performed by bringing the adsorbent after washing with water into contact with the alkaline earth metal salt aqueous solution. Any temperature and pressure at the time of contact can be adopted as long as the aqueous solution maintains a liquid phase, but from the viewpoint of process stability, cost, etc., 10 to 40 ° C., 0.1 to 0. What is necessary is just to set to about 5 MPa.

また、接触時間についても、吸着剤の再生ができる限りどのように設定してもよいが、例えば、接触を回文式で行う場合には、0.5〜20時間程度、連続式で行う場合には、0.5〜5時間程度とすればよい。接触の方式については、アルカリ土類金属塩水溶液中に吸着剤を浸漬させる方法、吸着剤を充填した塔中に、アルカリ土類金属塩水溶液を投入する方法等を例示することができるが、特に限定されるものではない。   The contact time may be set as long as the adsorbent can be regenerated. For example, when the contact is performed in a palindromic manner, the contact time is about 0.5 to 20 hours. Is about 0.5 to 5 hours. Examples of the contact method include a method of immersing the adsorbent in the alkaline earth metal salt aqueous solution, a method of charging the alkaline earth metal salt aqueous solution into the tower filled with the adsorbent, and the like. It is not limited.

また、アルカリ土類金属塩水溶液による吸着剤からのリン成分脱着、吸着剤の再生処理により、リン吸着剤中のリン成分は、水溶性のリン成分として回収される。
したがって、アルカリ性水溶液を交換等することなく使用する限り、吸着脱着操作がリン成分の濃縮操作となり、すなわちアルカリ性水溶液中のリン成分濃度を排水液よりはるかに高くすることが可能であり、高濃度にリン成分を含む水溶液からの除去ができるので、効率的に回収することが可能である。
Further, the phosphorus component in the phosphorus adsorbent is recovered as a water-soluble phosphorus component by desorption of the phosphorus component from the adsorbent with an alkaline earth metal salt aqueous solution and regeneration treatment of the adsorbent.
Therefore, as long as the alkaline aqueous solution is used without being exchanged, the adsorption / desorption operation is a concentration operation of the phosphorus component, that is, the concentration of the phosphorus component in the alkaline aqueous solution can be made much higher than the drainage liquid, and the concentration can be increased. Since it can be removed from the aqueous solution containing the phosphorus component, it can be efficiently recovered.

また、アルカリ土類金属塩水溶液についてもそのまま繰返して使用して、リン成分濃度が一定以上になったところで、アルカリ土類金属塩水溶液中からのリン成分除去と同様の操作を行い、再度アルカリ土類金属塩水溶液として再利用することが可能である。   In addition, the alkaline earth metal salt aqueous solution is repeatedly used as it is, and when the phosphorus component concentration becomes a certain level or more, the same operation as the removal of the phosphorus component from the alkaline earth metal salt aqueous solution is performed, and the alkaline earth metal again. It can be reused as a metal salt aqueous solution.

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
平均粒径10μmのMg−Al−Cl型ハイドロタルサイト吸着剤(富田製薬株式会社、TPEX標準品)をメタ系アラミド高分子(帝人テクノプロダクツ株式会社製、CONEXパウダー)に担持して、平均粒径0.5〜1.0mmの球状成形体とし(ハイドロタルサイト:メタ系アラミド高分子=90wt%:10wt%)、ハイドロタルサイト重量で15gの成形体を、リン濃度175mg/Lの溶液1Lに浸漬し、プロペラ翼を用いて300rpmで4時間攪拌し、リン成分を吸着させた。吸着されたリン成分量は、ハイドロタルサイト1g当たり、9.4mgであった。
なお、ハイドロタルサイト吸着剤に吸着されたリン成分の量は、吸着後の溶液中に含まれるリン濃度をモリブデン青法を用いて定量し、その値を用いて算出したものである。
[Example 1]
Mg-Al-Cl type hydrotalcite adsorbent with an average particle size of 10 μm (Tonda Pharmaceutical Co., Ltd., TPEX standard product) is supported on a meta-aramid polymer (manufactured by Teijin Techno Products Co., Ltd., CONEX powder). A spherical molded body having a diameter of 0.5 to 1.0 mm (hydrotalcite: meta-aramid polymer = 90 wt%: 10 wt%), and a hydrotalcite weight of 15 g, a 1 L solution having a phosphorus concentration of 175 mg / L And was stirred for 4 hours at 300 rpm using a propeller blade to adsorb the phosphorus component. The amount of the adsorbed phosphorus component was 9.4 mg per 1 g of hydrotalcite.
The amount of the phosphorus component adsorbed on the hydrotalcite adsorbent is calculated using the value obtained by quantifying the phosphorus concentration contained in the solution after adsorption using the molybdenum blue method.

次に、リン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gを、塩化ナトリウム(純度99%以上)34g、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し150分間攪拌した。
一定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、下記式に基づき、リン脱着率を算出した。結果を図1に示す。
[数1]
リン脱着率=アルカリ土類金属塩水溶液中リン濃度/リン吸着量(=9.4mg)
Next, 2.65 g of the adsorbent that has adsorbed phosphorus is hydrotalcite by weight into an alkaline earth metal salt aqueous solution of 34 g of sodium chloride (purity 99% or more), 1 g of sodium hydroxide, and 100 g of water for 150 minutes. Stir.
The phosphorus concentration in the aqueous solution was measured at regular intervals, and the phosphorus desorption rate was calculated based on the following formula. The results are shown in FIG.
[Equation 1]
Phosphorus desorption rate = phosphorus concentration in alkaline earth metal salt aqueous solution / phosphorus adsorption amount (= 9.4 mg)

[実施例2]
実施例1と同様の方法で成形した球状成形体を、ハイドロタルサイト重量で2.65gとなる量、リン濃度958mg/Lの溶液100mLに浸漬し、プロペラ翼を用いて300rpmで4時間攪拌し、リン成分を吸着させた。吸着されたリン量は、ハイドロタルサイト1g当たり、34.7mgであった。
[Example 2]
A spherical molded body molded in the same manner as in Example 1 was immersed in 100 mL of a solution having a hydrotalcite weight of 2.65 g and a phosphorus concentration of 958 mg / L, and stirred at 300 rpm for 4 hours using a propeller blade. The phosphorus component was adsorbed. The amount of phosphorus adsorbed was 34.7 mg per 1 g of hydrotalcite.

次に、リン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gを、塩化ナトリウム(純度99%以上)34g、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し120分間攪拌した。
120分経過後の吸着剤を取り出し、水洗した後に、塩化マグネシウム6水和物74.9g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し120分間攪拌した。
Next, 2.65 g of the adsorbent that has adsorbed phosphorus in terms of hydrotalcite weight is charged into an alkaline earth metal salt aqueous solution of 34 g of sodium chloride (purity 99% or more), 1 g of sodium hydroxide, and 100 g of water for 120 minutes. Stir.
The adsorbent after 120 minutes was taken out and washed with water, and then poured into an alkaline earth metal salt aqueous solution of 74.9 g of magnesium chloride hexahydrate and 100 g of water and stirred for 120 minutes.

次に、120分間経過後の吸着剤を取り出し、水洗した後に、リン濃度958mg/Lの溶液100mLに浸漬し、プロペラ翼を用いて300rpmで4時間攪拌し、リン成分を吸着させた。吸着されたリン量は、ハイドロタルサイト1g当たり、33.2mgであった。   Next, the adsorbent after 120 minutes was taken out, washed with water, immersed in 100 mL of a solution having a phosphorus concentration of 958 mg / L, and stirred at 300 rpm for 4 hours using a propeller blade to adsorb the phosphorus component. The amount of phosphorus adsorbed was 33.2 mg per 1 g of hydrotalcite.

[比較例1]
実施例1と同様の方法でリンを吸着したリン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gとなる量を、工業用塩化ナトリウム(純度98.6%)34g、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し150分間攪拌した。
一定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、下記式に基づき、リン脱着率を算出した。結果を図1に示す。
[数2]
リン脱着率=アルカリ土類金属塩水溶液中リン濃度/リン吸着量(=9.4mg)
[Comparative Example 1]
Phosphorus-adsorbed adsorbent that adsorbs phosphorus in the same manner as in Example 1 was added in an amount of 2.65 g in terms of hydrotalcite weight, 34 g of industrial sodium chloride (purity 98.6%), 1 g of sodium hydroxide, The mixture was put into 100 g of an alkaline earth metal salt aqueous solution and stirred for 150 minutes.
The phosphorus concentration in the aqueous solution was measured at regular intervals, and the phosphorus desorption rate was calculated based on the following formula. The results are shown in FIG.
[Equation 2]
Phosphorus desorption rate = phosphorus concentration in alkaline earth metal salt aqueous solution / phosphorus adsorption amount (= 9.4 mg)

[比較例2]
実施例1と同様の方法でリンを吸着したリン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gとなる量を、工業用塩化ナトリウム(純度98.6%)40g、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し150分攪拌した。
一定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、下記式に基づき、リン脱着率を算出した。結果を図1に示す。
[数3]
リン脱着率=アルカリ土類金属塩水溶液中リン濃度/リン吸着量(=9.4mg)
[Comparative Example 2]
Phosphorus-adsorbed adsorbent adsorbing phosphorus in the same manner as in Example 1 was added in an amount of 2.65 g in terms of hydrotalcite weight, industrial sodium chloride (purity 98.6%) 40 g, sodium hydroxide 1 g, The mixture was poured into an alkaline earth metal salt aqueous solution of 100 g of water and stirred for 150 minutes.
The phosphorus concentration in the aqueous solution was measured at regular intervals, and the phosphorus desorption rate was calculated based on the following formula. The results are shown in FIG.
[Equation 3]
Phosphorus desorption rate = phosphorus concentration in alkaline earth metal salt aqueous solution / phosphorus adsorption amount (= 9.4 mg)

[比較例3]
実施例1と同様の方法でリンを吸着したリン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gとなる量を、工業用塩化ナトリウム(純度97.8%)34g、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し150分間攪拌した。
一定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、下記式に基づき、リン脱着率を算出した。結果を図1に示す。
[数4]
リン脱着率=アルカリ土類金属塩水溶液中リン濃度/リン吸着量(=9.4mg)
[Comparative Example 3]
Phosphorus-adsorbed adsorbent adsorbing phosphorus in the same manner as in Example 1 was added in an amount of 2.65 g in terms of hydrotalcite weight, 34 g of industrial sodium chloride (purity 97.8%), 1 g of sodium hydroxide, The mixture was put into 100 g of an alkaline earth metal salt aqueous solution and stirred for 150 minutes.
The phosphorus concentration in the aqueous solution was measured at regular intervals, and the phosphorus desorption rate was calculated based on the following formula. The results are shown in FIG.
[Equation 4]
Phosphorus desorption rate = phosphorus concentration in alkaline earth metal salt aqueous solution / phosphorus adsorption amount (= 9.4 mg)

[比較例4]
実施例1と同様の方法でリンを吸着したリン吸着済みの吸着剤をハイドロタルサイト重量で2.65gとなる量を、工業用塩化ナトリウム40g(純度97.8%)、水酸化ナトリウム1g、水100gのアルカリ土類金属塩水溶液中に投入し150分間攪拌した。
一定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、下記式に基づき、リン脱着率を算出した。結果を図1に示す。
[数5]
リン脱着率=アルカリ土類金属塩水溶液中リン濃度/リン吸着量(=9.4mg)
[Comparative Example 4]
Phosphorus-adsorbed adsorbent adsorbing phosphorus in the same manner as in Example 1 was added to an amount of 2.65 g in terms of hydrotalcite weight, 40 g of industrial sodium chloride (purity 97.8%), 1 g of sodium hydroxide, The mixture was put into 100 g of an alkaline earth metal salt aqueous solution and stirred for 150 minutes.
The phosphorus concentration in the aqueous solution was measured at regular intervals, and the phosphorus desorption rate was calculated based on the following formula. The results are shown in FIG.
[Equation 5]
Phosphorus desorption rate = phosphorus concentration in alkaline earth metal salt aqueous solution / phosphorus adsorption amount (= 9.4 mg)

[比較例5]
実施例2と同様の方法で、アルカリ土類金属塩水溶液中への投入のみを省略し、リン濃度958mg/Lの溶液100mLに浸漬し、プロペラ翼を用いて300rpmで4時間攪拌した。吸着されたリン量は、ハイドロタルサイト1g当たり、24.2mgであった。
[Comparative Example 5]
In the same manner as in Example 2, the addition into the alkaline earth metal salt aqueous solution was omitted, the sample was immersed in 100 mL of a phosphorus concentration of 958 mg / L, and stirred at 300 rpm for 4 hours using a propeller blade. The amount of phosphorus adsorbed was 24.2 mg / g hydrotalcite.

本発明は、排水中のリンを吸着剤によって除去する排水処理において、リンの脱着回収効率および吸着剤の再生効率を向上することのできる脱着再生方法であり、リン回収効率向上からリン資源の有効活用が可能になり、吸着剤の再生効率向上により吸着剤を繰返し使用できることから高価な吸着剤の新規使用量削減、つまりコスト削減を図ることができる。   The present invention is a desorption / regeneration method capable of improving phosphorus desorption / recovery efficiency and adsorbent regeneration efficiency in wastewater treatment for removing phosphorus in wastewater by using an adsorbent. Since the adsorbent can be used repeatedly by improving the regeneration efficiency of the adsorbent, it is possible to reduce the amount of new use of the expensive adsorbent, that is, to reduce the cost.

本発明による脱着再生方法の脱着性能評価、および比較評価のグラフである。It is a graph of the desorption performance evaluation of the desorption reproduction | regeneration method by this invention, and comparative evaluation.

Claims (4)

リン含有排水中のリン成分の除去を、下記化学組成式(1)で示される複合金属水酸化物を吸着剤として用いて行うリン含有排水の処理方法において、
リン成分を前記複合金属水酸化物に吸着した後、続いて行う吸着したリン成分の脱着および吸着剤の再生処理を、次の工程(A)及び(B)を逐次的に通過させることによって行うことを特徴とする、吸着剤の脱着再生方法。
工程(A):リン成分を吸着した前記複合金属水酸化物を、炭酸塩を除く、純度99%以上のアルカリ金属塩を溶解させたアルカリ性水溶液に接触させる工程。
工程(B):工程(A)通過後の前記複合金属水酸化物を水洗後、さらに炭酸塩を除くアルカリ土類金属塩水溶液に接触させる工程。
[化1]
1−x 2+ 3+(OH2+x−y(An−y/n (1)
(式中、M2+はMg2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+及びCu2+からなる群から選ばれる少なくとも1種の二価の金属イオンを示し、M3+はAl3+及びFe3+からなる群から選ばれる少なくとも1種の三価の金属イオンを示し、An−はn価のアニオンを示し、0.1≦x≦0.5であり、0.1≦y≦0.5であり、nは1または2である。)
In the processing method of the phosphorus containing wastewater which removes the phosphorus component in the phosphorus containing wastewater using the composite metal hydroxide represented by the following chemical composition formula (1) as an adsorbent,
After the phosphorus component is adsorbed on the composite metal hydroxide, the subsequent desorption of the adsorbed phosphorus component and the regeneration treatment of the adsorbent are performed by sequentially passing the following steps (A) and (B). A method for desorbing and regenerating an adsorbent.
Step (A): A step of bringing the composite metal hydroxide having adsorbed the phosphorus component into contact with an alkaline aqueous solution in which an alkali metal salt having a purity of 99% or more is dissolved, excluding carbonate.
Step (B): A step of washing the composite metal hydroxide after passing through the step (A) with an aqueous alkaline earth metal salt solution excluding carbonate after washing with water.
[Chemical 1]
M 1-x 2+ M x 3+ (OH ) 2 + xy (A n− ) y / n (1)
( Wherein M 2+ represents at least one divalent metal ion selected from the group consisting of Mg 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca 2+ and Cu 2+ , and M 3+ represents Al 3+ and Fe 3+. At least one trivalent metal ion selected from the group consisting of: An n− represents an n-valent anion, 0.1 ≦ x ≦ 0.5, and 0.1 ≦ y ≦ 0.5 And n is 1 or 2.)
アルカリ性水溶液のpHが11以上である、請求項1に記載の脱着再生方法。   The desorption regeneration method according to claim 1, wherein the pH of the alkaline aqueous solution is 11 or more. 工程(A)において、複合金属水酸化物に接触させた後のアルカリ性水溶液を回収し、pHが8〜11の範囲となるように調整した後に、さらに、アンモニウムイオンおよびマグネシウムイオンを添加してリン成分を析出物として除去し、工程(A)のアルカリ性水溶液あるいは、工程(B)のアルカリ土類金属塩水溶液として再利用する、請求項1に記載の脱着再生方法。   In step (A), after recovering the alkaline aqueous solution after contact with the composite metal hydroxide and adjusting the pH to be in the range of 8 to 11, ammonium ions and magnesium ions are further added to add phosphorus. The desorption regeneration method of Claim 1 which removes a component as a deposit and recycles as the alkaline aqueous solution of a process (A) or the alkaline-earth metal salt aqueous solution of a process (B). 工程(A)において、複合金属水酸化物に接触させた後のアルカリ性水溶液を回収し、pHが4.5〜13.5の範囲となるように調整した後に、さらに、カルシウムイオンを添加してリン成分を析出物として除去し、工程(A)のアルカリ性水溶液あるいは、工程(B)のアルカリ土類金属塩水溶液として再利用する、請求項1に記載の脱着再生方法。   In step (A), after recovering the alkaline aqueous solution after contact with the composite metal hydroxide and adjusting the pH to be in the range of 4.5 to 13.5, calcium ions are further added. The desorption regeneration method according to claim 1, wherein the phosphorus component is removed as a precipitate and reused as the alkaline aqueous solution in step (A) or the alkaline earth metal salt aqueous solution in step (B).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103663754A (en) * 2012-09-26 2014-03-26 上海宝钢化工有限公司 Regeneration method of cyclodextrin absorbent for water treatment
CN113600124A (en) * 2021-08-16 2021-11-05 河北大学 Chloride ion intercalation LDHs and preparation method and application thereof

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