JP2008049240A - Phosphorus recovery and phosphorus adsorbent disattacment measure in treatment for wastewater - Google Patents

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Shinya Tange
真也 丹下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detachable regeneration method which enables an enhancement in the detachable recovery efficiency of phosphorus in waste water treatment for removing phosphorous in waste water by an adsorbent. <P>SOLUTION: The detachment treatment of an adsorbed phosphorous component is carried out by bringing into contact with an alkaline aqueous solution prepared by dissolving an alkali metal salt except carbonate having temperatures of 40°C to 100°C. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、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を向上することのできる脱着方法に関するものである。   The present invention relates to wastewater treatment for human waste, sewage, food processing wastewater and factory wastewater, livestock manure, etc., and improves phosphorus desorption recovery efficiency in wastewater treatment that removes phosphorus in wastewater with an adsorbent. The present invention relates to a desorption 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, as a cause of eutrophication phenomenon, organic substances, nitrogen, phosphorus, etc. contained in large quantities in rivers, various industrial effluents or domestic effluents cause water pollution in lakes that promote the generation of algae and red tides in the near sea. Are listed. 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 phosphorus in waste water are roughly classified into two methods, biological treatment methods and physicochemical treatment methods. 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。   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.

化学組成式(1):M1−x 2+ 3+(OH2+x−y(An−y/n(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のリン酸イオン吸着剤に関するリン酸脱着剤再生方法としては、例えば特許文献2にも記載されているが更なる高効率化が課題となっていた。 Chemical composition formula (1): M 1-x 2+ M x 3+ (OH ) 2 + xy (A n− ) y / n (where M 2+ is Mg 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Fe 2+ , Ca At least one divalent metal ion selected from the group consisting of 2+ and Cu 2+ , M 3+ represents at least one trivalent metal ion selected from the group consisting of Al 3+ and Fe 3+ , and An - represents a n-valent anion is 0.1 ≦ x ≦ 0.5, a 0.1 ≦ y ≦ 0.5, the composite metal hydroxide where n is represented by 1 or 2). As a method for regenerating a phosphate desorbent relating to the phosphate ion adsorbent, for example, although described in Patent Document 2, further improvement in efficiency has been a problem.

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を向上することのできる脱着方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the desorption method which can improve the desorption recovery efficiency of phosphorus in the waste_water | drain process which removes the phosphorus in waste_water | drain with an adsorption agent.

本発明者は、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。
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リン成分の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、
リン成分を前記吸着剤に吸着させた後、吸着したリン成分の脱着処理を、吸着剤を温度40〜100℃の、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に接触させることによって行う、吸着剤の脱着方法によって達成することができる。
[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。)
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of further intensive studies in view of the above prior art.
That is, the object of the present invention is to
In the method for treating phosphorus-containing wastewater, the removal of the phosphorus component in the phosphorus-containing wastewater is performed using the composite metal hydroxide represented by the following chemical composition formula (1) as an adsorbent for the phosphorus component.
After the phosphorus component is adsorbed on the adsorbent, the adsorbed phosphorus component is desorbed by contacting the adsorbent with an alkaline aqueous solution in which an alkali metal salt excluding carbonate is dissolved at a temperature of 40 to 100 ° C. This can be achieved by the method of desorbing the adsorbent.
[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.)

本発明の脱着方法によれば、吸着したリン成分の脱着回収効率を向上することができる。   According to the desorption method of the present invention, the desorption recovery efficiency of the adsorbed phosphorus component can be improved.

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をする際に、リンの脱着回収効率を向上するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention improves the desorption recovery efficiency of phosphorus when desorbing the adsorbed phosphorus component in the wastewater treatment in which the phosphorus component which is a eutrophication product in the wastewater is removed by the phosphorus component adsorbent. It is.

ここで、本発明におけるリン吸着剤とは、
化学組成式(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。)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 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、0.01〜500μmのものを上記無機材料のまま、または、高分子に担持して用いる。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が用いられるが、特に高分子の種類を限定するものではない。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。   As the adsorbent, one having a thickness of 0.01 to 500 μm is used as it is, or supported on a polymer. As the polymer, an aramid resin, an acrylic resin, a vinyl alcohol resin, a cellulose resin, or the like that can be porously formed by wet coagulation is used, but the type of the polymer is not particularly limited. 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、リン含有排水中のリン成分を吸着剤に吸着させた後、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。   In the present invention, after the phosphorus component in the phosphorus-containing wastewater is adsorbed to the adsorbent, the phosphorus component is subsequently desorbed from the adsorbent. As the phosphorus component desorbing liquid from the adsorbent, carbonate is used. An aqueous alkali metal salt solution 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.

この脱着操作時の温度を40℃以上100℃未満とすることが本発明において特徴的なものである。
ここで、「五訂 公害防止の技術と法規(水質編)」、第9版、社団法人産業環境管理協会、平成15年4月18日発行(初版平成7年5月20日)、第168頁の2.2.8.活性炭吸着の項にも「気相の吸着では温度の影響が大きいが、通常の水処理においては温度の影響は無視できる程度に小さい」旨の記載がある通り、活性炭を始め通常の排水処理における吸着・イオン交換では温度の影響は無視できる程度まで小さい。しかしながら、本願発明で用いる複合金属水酸化物を吸着剤として用いた場合には、特異的にリン成分脱着液温度を上げることによって、リン成分の脱着回収率を飛躍的に高くすることが可能となる。好ましい脱着液温度は40℃以上、100℃未満である。40℃未満では温度スイングによるリン成分脱着回収率向上の効果があまり見られず、100℃以上では設備費が無駄にかかるだけでなく、動力費増大分に見合う脱着率向上が期待できない。
It is characteristic in the present invention that the temperature during this desorption operation is 40 ° C. or more and less than 100 ° C.
Here, “Fifth Amendment Pollution Prevention Technology and Regulations (Water Quality)”, 9th edition, Japan Industrial Environment Management Association, published on April 18, 2003 (first edition, May 20, 1995), 168th Page 2.2.8. In the section of activated carbon adsorption, as it is stated that “the influence of temperature is large in gas-phase adsorption, but the influence of temperature is small enough to be ignored in ordinary water treatment”, in activated water and other normal wastewater treatment. In adsorption and ion exchange, the effect of temperature is negligible. However, when the composite metal hydroxide used in the present invention is used as an adsorbent, it is possible to dramatically increase the phosphorus component desorption recovery rate by specifically raising the phosphorus component desorption liquid temperature. Become. A preferable desorption liquid temperature is 40 ° C. or more and less than 100 ° C. If the temperature is lower than 40 ° C., the effect of improving the phosphorus component desorption / recovery rate due to the temperature swing is not seen so much. If the temperature is 100 ° C. or higher, not only the equipment cost is wasted, but also the improvement in the desorption rate corresponding to the increase in power cost cannot be expected.

この脱着操作は、接触時の温度については上記の通りであるが、圧力については上記温度範囲の中で、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、0.1〜0.5MPa程度に設定すればよい。   This desorption operation is as described above with respect to the temperature at the time of contact, but the pressure can be employed under any conditions as long as the aqueous solution maintains a liquid phase within the above temperature range. From the viewpoint of stability, cost, etc., it may be set to about 0.1 to 0.5 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、接触を回分式で行う場合には、0.5〜24時間程度、連続式で行う場合には、0.5〜6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。
なお、アルカリ金属塩の純度については、例えば純度規格95%の工業塩を使用することができるが、純度の高いアルカリ金属塩を使用する方が、リン成分脱着回収率が高くなることから好ましい。
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 batchwise, the contact time is about 0.5 to 24 hours. About 0.5 to 6 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.
As for the purity of the alkali metal salt, for example, an industrial salt with a purity standard of 95% can be used, but it is preferable to use a highly pure alkali metal salt because the phosphorus component desorption recovery rate is high.

また、脱着は好ましくはpH8以上のアルカリ雰囲気下、さらに好ましくはpH11以上のアルカリ雰囲気下で行うことが好ましく、アルカリ剤としては水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが用いられるが、好ましくは水酸化ナトリウムが用いられる。
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8〜11の範囲となるように調整した後、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)として除去した後のアルカリ性水溶液を脱着液として、あるいは、後述の再生工程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。
Desorption is preferably carried out in an alkaline atmosphere of pH 8 or higher, more preferably in an alkaline atmosphere of pH 11 or higher. As the alkaline agent, sodium hydroxide or potassium hydroxide is used, preferably sodium hydroxide is used. Used.
After recovering the alkaline aqueous solution after contact with the adsorbent and adjusting the pH to be in the range of 8 to 11, ammonium ions and magnesium ions are further added to remove phosphorus components as precipitates (phosphorus). It is also possible to reuse the alkaline aqueous solution after removal as the magnesium acid ammonium salt as a desorption liquid or as an alkaline earth metal salt aqueous solution in the regeneration step described later.

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。
ここで、上記のpH調整に用いる剤としては、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。
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).
Here, the agent used for the pH adjustment is not particularly defined, but hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. can be used as the acid, but hydrochloric acid is preferred. Sodium hydroxide or potassium hydroxide can be used as the alkali.

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とが好ましい。
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. It is preferable to perform a regeneration process.
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炭酸塩を除く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 excluding the carbonate for performing the regeneration treatment is preferably an aqueous solution of magnesium chloride, calcium chloride, magnesium sulfate, magnesium bromide, calcium bromide, etc., more preferably magnesium chloride. And magnesium sulfate aqueous solution, more preferably magnesium chloride.
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31.8gの成形体を、リン濃度933mg/Lの溶液1Lに浸漬し、プロペラ翼を用いて200rpmで攪拌し、3時間リンを吸着させた。吸着されたリン量は、ハイドロタルサイト1g当たり、27.1mgであった。
ここで、Mg−Al−Cl型ハイドロタルサイト吸着剤は、リン酸イオンの吸着剤であり、図1中のリン濃度は、リン酸イオン濃度をモリブデン青法を用いて定量しその値をリン濃度に換算したものである。
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5.3gを、水100gに純度99%以上の塩化ナトリウム34g、水酸化ナトリウム1gを溶かした49℃脱着液100mL中に投入し60分攪拌した。
所定時間ごとに、水溶液中のリン濃度を測定し、リン脱着率を評価した。その結果を図1に示す。
[Example 1]
Mg-Al-Cl type hydrotalcite adsorbent with an average particle size of 10 μm (Tonda Pharmaceutical Co., Ltd., TPEX standard product) supported on a meta-aramid polymer (manufactured by Teijin Techno Products Limited, 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 molded body having a hydrotalcite weight of 31.8 g with a phosphorus concentration of 933 mg / L It was immersed in 1 L of the solution and stirred at 200 rpm using a propeller blade to adsorb phosphorus for 3 hours. The amount of phosphorus adsorbed was 27.1 mg per 1 g of hydrotalcite.
Here, the Mg-Al-Cl type hydrotalcite adsorbent is a phosphate ion adsorbent, and the phosphorus concentration in FIG. 1 is determined by quantifying the phosphate ion concentration using the molybdenum blue method, It is converted into concentration.
Next, 5.3 g by weight of hydrotalcite was adsorbed with phosphorus adsorbed into 100 mL of 49 ° C. desorption solution in which 34 g of sodium chloride having a purity of 99% or more and 1 g of sodium hydroxide were dissolved in 100 g of water, and 60 minutes. Stir.
Every predetermined time, the phosphorus concentration in the aqueous solution was measured, and the phosphorus desorption rate was evaluated. The result is shown in FIG.

[実施例2]
脱着液に使う塩化ナトリウムを、純度98.6%の工業用塩化ナトリウムとする以外は実施例1と同様の方法で吸着・脱着させ、リン脱着率を評価した。その結果を図1に示す。
[Example 2]
Adsorption and desorption were carried out in the same manner as in Example 1 except that the sodium chloride used in the desorption solution was industrial sodium chloride having a purity of 98.6%, and the phosphorus desorption rate was evaluated. The result is shown in FIG.

[実施例3]
脱着液の温度を76℃にする以外は実施例2と同様の方法で吸着・脱着させ、リン脱着率を評価した。その結果を図1に示す。
[Example 3]
Adsorption / desorption was carried out in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the desorption solution was set at 76 ° C., and the phosphorus desorption rate was evaluated. The result is shown in FIG.

[比較例1]
脱着液の温度を19℃にする以外は実施例1と同様の方法で吸着・脱着させ、リン脱着率を評価した。その結果を図1に示す。
[Comparative Example 1]
Adsorption and desorption were carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the desorption solution was 19 ° C., and the phosphorus desorption rate was evaluated. The result is shown in FIG.

[比較例2]
脱着液の温度を19℃にする以外は実施例2と同様の方法で吸着・脱着させ、リン脱着率を評価した。その結果を図1に示す。
[Comparative Example 2]
Adsorption / desorption was carried out in the same manner as in Example 2 except that the temperature of the desorption solution was 19 ° C., and the phosphorus desorption rate was evaluated. The result is shown in FIG.

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 (7)

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リン成分の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、
リン成分を前記吸着剤に吸着させた後、吸着したリン成分の脱着処理を、吸着剤を温度40〜100℃の、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に接触させることによって行う、吸着剤の脱着方法。
[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 method for treating phosphorus-containing wastewater, the removal of the phosphorus component in the phosphorus-containing wastewater is performed using the composite metal hydroxide represented by the following chemical composition formula (1) as an adsorbent for the phosphorus component.
After the phosphorus component is adsorbed on the adsorbent, the adsorbed phosphorus component is desorbed by contacting the adsorbent with an alkaline aqueous solution in which an alkali metal salt excluding carbonate is dissolved at a temperature of 40 to 100 ° C. , Adsorbent desorption method.
[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8〜14である、請求項1に記載の脱着方法。   The desorption method according to claim 1, wherein the pH of the alkaline aqueous solution is 8 to 14. 吸着剤をアルカリ性水溶液に接触させた後、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、アルカリ性水溶液として再利用する、請求項1に記載の脱着方法。   After bringing the adsorbent into contact with the alkaline aqueous solution, the alkaline aqueous solution is recovered and adjusted so that the pH is in the range of 8 to 13. Further, ammonium ions and magnesium ions are added to remove phosphorus components as precipitates. The desorption method according to claim 1, wherein the desorption method is reused as an alkaline aqueous solution. 吸着剤をアルカリ水溶液に接触させた後、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、アルカリ性水溶液として再利用する、請求項1に記載の脱着方法。   After contacting the adsorbent with the alkaline aqueous solution, the alkaline aqueous solution is recovered, adjusted to have a pH in the range of 4.5 to 13.5, and further added with calcium ions as a phosphorus component as a precipitate. The desorption method according to claim 1, wherein the method is removed and reused as an alkaline aqueous solution. 請求項1記載のアルカリ性水溶液に接触させた後の吸着剤を更に水洗し、炭酸塩を除くアルカリ土類金属塩水溶液に接触させる、吸着剤の再生方法。   A method for regenerating an adsorbent, wherein the adsorbent after contacting with the alkaline aqueous solution according to claim 1 is further washed with water and contacted with an alkaline earth metal salt aqueous solution excluding carbonate. 吸着剤をアルカリ性水溶液に接触させた後、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、炭酸塩を除くアルカリ金属塩水溶液として再利用する、請求項5に記載の再生方法。   After bringing the adsorbent into contact with the alkaline aqueous solution, the alkaline aqueous solution is recovered and adjusted so that the pH is in the range of 8 to 13. Further, ammonium ions and magnesium ions are added to remove phosphorus components as precipitates. The recycling method according to claim 5, wherein the regeneration method is reused as an aqueous alkali metal salt solution excluding carbonate. 吸着剤をアルカリ水溶液に接触させた後、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、炭酸塩を除くアルカリ金属塩水溶液として再利用する、請求項5に記載の再生方法。   After contacting the adsorbent with the alkaline aqueous solution, the alkaline aqueous solution is recovered, adjusted to have a pH in the range of 4.5 to 13.5, and further added with calcium ions as a phosphorus component as a precipitate. The regeneration method according to claim 5, wherein the regeneration method is removed and reused as an aqueous alkali metal salt solution excluding carbonate.
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JP2012055861A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Bromate ion removing agent
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