JP2012056784A - 汚泥焼却灰からのリン回収方法および回収装置 - Google Patents
汚泥焼却灰からのリン回収方法および回収装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】少なくともリンおよびケイ素を含有する汚泥焼却灰と、アルカリ性反応液とを混合し、汚泥焼却灰に含まれているリンおよびケイ素をアルカリ性反応液中に抽出して、ケイ素含有リン抽出液を得るリン抽出工程と、ケイ素含有リン抽出液とカルシウム化合物とを30℃以上70℃以下の析出反応温度で混合して、ケイ素含有リン抽出液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させるリン酸カルシウム析出工程と、リン酸カルシウムを回収するリン酸カルシウム回収工程とを含むことを特徴とする汚泥焼却灰からのリン回収方法である。また、リン酸カルシウム析出槽と、リン酸カルシウム析出槽内の温度を30℃以上70℃以下に制御する温度制御手段と、リン酸カルシウム回収手段とを備えることを特徴とする汚泥焼却灰からのリン回収装置である。
【選択図】図1
Description
P2O5+6OH− → 2PO4 3−+3H2O ・・・(1)
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O ・・・(2)
まず、ケイ素およびリンを含有(SiO2濃度:32.9質量%、P2O5濃度:22.9質量%)する下水汚泥焼却灰25gと、濃度4質量%の水酸化ナトリウム水溶液250mLとを温度60℃で30分間混合した後、吸引ろ過により固液分離してケイ素含有リン抽出液(PO4 3−濃度:11000mg/L)を得た(リン抽出工程)。
次に、ケイ素含有リン抽出液に対して水酸化カルシウムを添加してリン酸カルシウムを析出させた(リン酸カルシウム析出工程)。なお、リン酸カルシウムの析出には図2に示すリン回収装置を用い、析出反応温度は30℃、水酸化カルシウムの添加量は3.35g(ケイ素含有リン抽出液中のリンとの反応当量の1.3倍)とした。また、リン酸カルシウム析出工程では、水酸化カルシウム添加後(析出反応開始後)、任意の反応時間における処理液中のリン濃度をJIS K0102に準拠してモリブデン青吸光光度法で測定し、リン酸カルシウム析出率(=リン酸カルシウムとして析出したリンの量/ケイ素含有リン抽出液中のリンの量)を測定した。
そして最後に、得られたリン酸カルシウム析出物を回収して乾燥した(リン酸カルシウム回収工程)。
リン酸カルシウム析出工程における反応時間とリン酸カルシウム析出率との関係を表1および図3に示す。また、析出反応温度とリン酸カルシウム析出率が70%に達するまでに要した時間との関係を図4に示す。
リン酸カルシウム析出工程における析出反応温度を表1に示すように変更した以外は実施例1と同様にして下水汚泥焼却灰からリンを回収した。そして、実施例1と同様にして、任意の反応時間における処理液中のリン濃度を測定し、リン酸カルシウム析出率を算出した。リン酸カルシウム析出工程における反応時間とリン酸カルシウム析出率との関係を表1および図3に示す。また、析出反応温度とリン酸カルシウム析出率が70%に達するまでに要した時間との関係を図4に示す。なお、比較例3(析出反応温度:80℃)ではリン酸カルシウム析出率が70%に達しなかったため、比較例3のデータは図4中にプロットしていない。
また、実施例2(析出反応温度:40℃)および比較例3(析出反応温度:80℃)で回収したリン酸カルシウム析出物については、リン酸カルシウム析出物1g中のSi量(SiO2換算)をJIS K0101に準拠してモリブデン青吸光光度法で測定した。結果を表2に示す。
また、表2より、析出反応温度を80℃とした場合には、析出反応温度が40℃の場合よりも約4.6倍のケイ素化合物が析出していることが分かる。
2 リン酸カルシウム析出槽
3 沈降部
4 吸引ポンプ
5 撹拌機
6 リン抽出液供給ポンプ
7 ホッパー
8 温度コントローラー
9 ヒーター
10 下部抜き出しバルブ
81 温度測定部
91 加熱部
Claims (4)
- 少なくともリンおよびケイ素を含有する汚泥焼却灰と、アルカリ性反応液とを混合し、前記汚泥焼却灰に含まれているリンおよびケイ素を前記アルカリ性反応液中に抽出して、ケイ素含有リン抽出液を得るリン抽出工程と、
前記ケイ素含有リン抽出液とカルシウム化合物とを30℃以上70℃以下の析出反応温度で混合して、ケイ素含有リン抽出液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させるリン酸カルシウム析出工程と、
前記リン酸カルシウムを回収するリン酸カルシウム回収工程と、
を含むことを特徴とする、汚泥焼却灰からのリン回収方法。 - 前記析出反応温度を60℃以下としたことを特徴とする、請求項1に記載の汚泥焼却灰からのリン回収方法。
- 前記リン酸カルシウム析出工程において、前記ケイ素含有リン抽出液中のリン1.0molに対して、前記カルシウム化合物をカルシウム換算で1.0〜1.5mol添加することを特徴とする、請求項1または2に記載の汚泥焼却灰からのリン回収方法。
- 少なくともリンおよびケイ素を含有する汚泥焼却灰からアルカリ性反応液中に前記リンおよびケイ素を抽出して得たケイ素含有リン抽出液と、カルシウム化合物とを所定の析出反応温度で混合して、ケイ素含有リン抽出液中のリンをリン酸カルシウムとして析出させるリン酸カルシウム析出槽と、
前記リン酸カルシウム析出槽内の前記析出反応温度を30℃以上70℃以下に制御する温度制御手段と、
前記リン酸カルシウムを回収するリン酸カルシウム回収手段と、
を備えることを特徴とする、汚泥焼却灰からのリン回収装置。
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