JP2009148719A - 排水からの有用物質の回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、リン、窒素、カルシウム、カリウム及びマグネシウムを含む栄養塩類並びに/若しくは金属イオンを含有する排水からの栄養塩類及び金属の回収方法であって、表面に細かい凹凸処理を施した板状の陰極板と板状又は網状の陽極板のそれぞれ2枚以上を一定の配列で配置した電極ユニットを備えた電解反応槽に、前記栄養塩類及び金属イオンを含む排水を満たし、又は通水し、電極ユニットの両電極間に直流電流を通電して排水の電解処理を行なうことを特徴とする、排水からの栄養塩類及び金属の回収方法である。
【選択図】図1
Description
(1)本発明は、リン、窒素、カルシウム、カリウム及びマグネシウムを含む栄養塩類並びに/若しくは金属イオンを含有する排水からの栄養塩類及び金属の回収方法であって、表面に細かい凹凸処理を施した板状の陰極板と板状又は網状の陽極板のそれぞれ2枚以上を一定の配列で配置した電極ユニットを備えた電解反応槽に、前記栄養塩類及び金属イオンを含む排水を満たし、又は通水し、電極ユニットの両電極間に直流電流を通電して排水の電解処理を行なうことを特徴とする、排水からの栄養塩類及び金属の回収方法である。
本発明の方法を実施するための装置の全体構成を示す概略図の一例を図1に示す。
固液分離貯留部3に貯留された結晶性物質は、適宜結晶性物質取出し口12から回収する。
ここでサンドブラスト処理とは、金剛砂やアルミナなどの研磨剤の微粒子を圧縮空気とともに材料表面に吹き付けて、その表面に微細な凹凸を形成させるものである。また、ヘアライン処理とは、紙やすりや砥粒研磨ベルトなどで金属表面に一方向の傷をつけたものである。
陽極板8は板状の電極板又は網状の電極板を用いる。陽極板8の材質は、白金、白金めっきチタン等が使用できる。網状電極は、これらの材料を用いて、網目サイズが数mmから十数mmの大きさの網状に加工したものである。
このような整流板9を取り付けることによって、電極板の間に排水を一定の流速の上向流または下降流として流入させることができ、電極板の表面近傍での被処理液の流れが整えられ、電極表面での結晶性物質の形成が促進される。電極表面近傍での被処理液の流れが大きな乱流であったり、渦を発生する状態では結晶性物質の形成が阻害されるため、このような整流板9によって液の流れを整えることが好ましい。また、効率よく結晶性物質を形成させるためには電極表面近傍での液の流速が0.01〜5cm/秒程度であることが好ましく、この点も考慮して整流板9を設置する。
縦0.7m、横0.5m、深さ1m(有効内容量:約350L)の図1に示す電解反応槽を用いて、表2に示す種々の電極板の組み合わせからなる電極ユニットを電解反応槽に設置して、被処理液(原水)として表1に示す組成の実畜産排水二次処理水を用いて、栄養塩類の回収実験を行った。なお、ここで用いた電極ユニットは、図2に示すようにそれぞれ4枚の陽極板と陰極板を交互に設置したものであり、整流板を設けたものはこの両電極板の間にFRP製の整流板を設置したものである。また、表面凹凸板状ステンレスの陰極板はヘアライン処理によってステンレス板を研磨処理して、その表面の粗さが1〜100μm程度の凹凸状としたものである。
被処理水として、次の表3に示す高リン負荷条件試料と低リン負荷条件試料を用いて、実施例1と同様にして、実施例1の実験1の条件で電解処理を行った。この電解処理によって得られた結晶性物質中に存在するリンと各種金属の組成(質量%)を表4に示す。
同様に、図1に示す電解反応槽を用いて、ここに表5に示す種々の電極板配列の電極ユニットを設置して、被処理液として表1に示す組成の実畜産排水二次処理水を用いて、栄養塩類の回収を行った。
2.電極ユニット
3.固液分離貯留部
4.消泡部
5.逆洗曝気システム
6.直流電源
7.陰極板
8.陽極板
9.整流板
11.被処理水流入口
12.結晶性物質取出し口
13.被処理水流出口
14.循環ライン
15.空気導入管
16.残渣取出し口
17.ガス出口
Claims (6)
- リン、窒素、カルシウム、カリウム及びマグネシウムを含む栄養塩類並びに/若しくは金属イオンを含有する排水からの栄養塩類及び金属の回収方法であって、表面に細かい凹凸処理を施した板状の陰極板と板状又は網状の陽極板のそれぞれ2枚以上を一定の配列で配置した電極ユニットを備えた電解反応槽に、前記栄養塩類及び/又は金属イオンを含む排水を満たし、又は通水し、電極ユニットの両電極間に直流電流を通電して排水の電解処理を行なうことを特徴とする、排水からの栄養塩類及び金属の回収方法。
- 電極ユニットの両端部と各電極板の間、及び/又は陰極板と陽極板の間の一部または全部に整流板を設けることを特徴とする、請求項1に記載の排水からの栄養塩類及び金属の回収方法。
- 陰極板の細かい凹凸処理が、サンドブラスト処理又はヘアライン処理を施すことにより、その表面に1〜100μmの凹凸を設けたものであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の排水からの栄養塩類及び金属の回収方法。
- 電極ユニットの電極板の配列が、それぞれ1枚又は2枚一組の陰極板と1枚又は2枚一組の陽極板を交互に配列することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の排水からの栄養塩類及び金属の回収方法。
- 一定期間の排水の電解処理を行った後、直流電源の陰極と陽極を、逆にそれぞれ電解反応槽の陽極板と陰極板に接続して直流電流を通電し、陰極板に形成した結晶性物質を剥離させることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の栄養塩類及び金属の回収方法。
- 請求項1ないし4のいずれかに規定する電極ユニットを備えた電解結晶化槽の後に、さらに請求項1ないし4のいずれかに規定する電極ユニットを備えた電解金属回収槽を設け、電解結晶化槽で排水の電解処理を行うことにより栄養塩類を結晶性物質として分離し、次いで電解金属回収槽において電解結晶化槽で処理した排水の電解処理を行うことにより金属を分離・回収することを特徴とする、排水からの栄養塩類及び金属の回収方法。
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