JP3122602B2 - リン及びアンモニア含有排水の処理方法 - Google Patents
リン及びアンモニア含有排水の処理方法Info
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸イオン及び
アンモニウムイオンを含有するし尿、下水汚泥、産業排
水等の排水からリン及び／又はアンモニアを効率よく除
去する方法に関するものである。
アンモニウムイオンを含有するし尿、下水汚泥、産業排
水等の排水からリン及び／又はアンモニアを効率よく除
去する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】排水中のリンを、アンモニアとマグネシ
ウムによりリン酸マグネシウムアンモニウム化合物（以
下「ＭＡＰ化合物」という。）として生成させ、凝集沈
殿処理する方法は種々検討されているが、リンの除去を
効率よく行うためには、排水中のアンモニア態窒素の初
期含有量は約１００ｍｇ／リットル以上の高濃度である
必要があり、またＭＡＰ化合物の生成量がＭＡＰ化合物
の溶解度積に依存するため、数〜数十ｍｇ／リットルの
リンと、数十〜数百ｍｇ／リットルのアンモニア態窒素
が処理水に残留することが多かった。
ウムによりリン酸マグネシウムアンモニウム化合物（以
下「ＭＡＰ化合物」という。）として生成させ、凝集沈
殿処理する方法は種々検討されているが、リンの除去を
効率よく行うためには、排水中のアンモニア態窒素の初
期含有量は約１００ｍｇ／リットル以上の高濃度である
必要があり、またＭＡＰ化合物の生成量がＭＡＰ化合物
の溶解度積に依存するため、数〜数十ｍｇ／リットルの
リンと、数十〜数百ｍｇ／リットルのアンモニア態窒素
が処理水に残留することが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来法の
実施ではリン及びアンモニアの処理を十分に効率よく行
えない。本発明は、このような従来技術の欠点に鑑み、
リン及びアンモニアを同時に効率よく処理し、処理水中
に残留するリンとアンモニアの濃度をともに従来のＭＡ
Ｐ化合物の溶解度積より低い状態にすることを可能にし
た処理方法を提供することを目的とするものである。
実施ではリン及びアンモニアの処理を十分に効率よく行
えない。本発明は、このような従来技術の欠点に鑑み、
リン及びアンモニアを同時に効率よく処理し、処理水中
に残留するリンとアンモニアの濃度をともに従来のＭＡ
Ｐ化合物の溶解度積より低い状態にすることを可能にし
た処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意検討の結果、ＭＡＰ化合物生成の
前段階でアルコール系化合物及び／又はケトン系化合物
を含有する溶液を添加することにより、ＭＡＰ化合物を
効率よく生成させることが出来ることを見出し、本発明
を完成するに至った。
を達成するために鋭意検討の結果、ＭＡＰ化合物生成の
前段階でアルコール系化合物及び／又はケトン系化合物
を含有する溶液を添加することにより、ＭＡＰ化合物を
効率よく生成させることが出来ることを見出し、本発明
を完成するに至った。
【０００５】すなわち、本発明は、リン酸イオン及びア
ンモニウムイオン含有排水にマグネシウム塩を添加した
後、アルコール系化合物及び／又はケトン系化合物を含
有する溶液を供給し、さらにこの混合液のｐＨを８．０
〜１０．０の範囲に調整して排水中のリン酸イオン及び
アンモニウムイオンをリン及びアンモニウム塩化合物と
して除去することを特徴とするものであり、特に排水中
のリンとアンモニアのモル比を０．３〜１０に調整した
溶液を対象原水とすることによりリン酸イオン及びアン
モニウムイオンを一層効率よく除去することが出来る。
原理的にはリンとアンモニアが１：１で反応するが、従
来法では過剰に投入してアンモニアを残留させていた。
本発明の方法は理想的な１：１付近での反応、処理を実
現したものである。前記により形成されるリン及びアン
モニウム塩化合物は難溶解性塩であるため、沈殿などに
より除去することができる。
ンモニウムイオン含有排水にマグネシウム塩を添加した
後、アルコール系化合物及び／又はケトン系化合物を含
有する溶液を供給し、さらにこの混合液のｐＨを８．０
〜１０．０の範囲に調整して排水中のリン酸イオン及び
アンモニウムイオンをリン及びアンモニウム塩化合物と
して除去することを特徴とするものであり、特に排水中
のリンとアンモニアのモル比を０．３〜１０に調整した
溶液を対象原水とすることによりリン酸イオン及びアン
モニウムイオンを一層効率よく除去することが出来る。
原理的にはリンとアンモニアが１：１で反応するが、従
来法では過剰に投入してアンモニアを残留させていた。
本発明の方法は理想的な１：１付近での反応、処理を実
現したものである。前記により形成されるリン及びアン
モニウム塩化合物は難溶解性塩であるため、沈殿などに
より除去することができる。
【０００６】上述した手段によって形成される難溶解性
塩のうち、ＭＡＰ化合物は以下の反応によって生成する
と推定される。 Ｍｇ2+＋ＮＨ4 + ＋ＨＰＯ4 2- ＋ＯＨ- ＋６Ｈ2 Ｏ →ＭｇＮＨ4 ＰＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ＋Ｈ2 Ｏ ──────── この反応が平衡状態に達したときの溶解度積（Ｋ）は、
以下のように表される。 Ｋ＝［Ｍｇ2+］［ＮＨ4 + ］［ＨＰＯ4 2- ］［ＯＨ- ］────── （注：［ ］の単位はｍｏｌ／リットル） この溶解度積は温度によって一定となり、その反応速度
はｐＨや温度のほか、反応槽内の攪拌速度、圧力、ＭＡ
Ｐ浮遊結晶濃度等の影響を受け、Ｋの値はｐＨ９．０、
温度２０℃、１気圧の条件下で約１×１０-14 （ｍｏｌ
／リットル）4である。
塩のうち、ＭＡＰ化合物は以下の反応によって生成する
と推定される。 Ｍｇ2+＋ＮＨ4 + ＋ＨＰＯ4 2- ＋ＯＨ- ＋６Ｈ2 Ｏ →ＭｇＮＨ4 ＰＯ4 ・６Ｈ2 Ｏ＋Ｈ2 Ｏ ──────── この反応が平衡状態に達したときの溶解度積（Ｋ）は、
以下のように表される。 Ｋ＝［Ｍｇ2+］［ＮＨ4 + ］［ＨＰＯ4 2- ］［ＯＨ- ］────── （注：［ ］の単位はｍｏｌ／リットル） この溶解度積は温度によって一定となり、その反応速度
はｐＨや温度のほか、反応槽内の攪拌速度、圧力、ＭＡ
Ｐ浮遊結晶濃度等の影響を受け、Ｋの値はｐＨ９．０、
温度２０℃、１気圧の条件下で約１×１０-14 （ｍｏｌ
／リットル）4である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、アルコール系化
合物及び／又はケトン系化合物をこの反応系に添加する
ことによって式の溶解度積が急激に減少し、溶液中の
リンとアンモニアを水系から除去し、たとえばｐＨ９．
０、Ｍｇ／Ｐモル比１．２〜２．０の条件下で、式の
溶解度積で１×１０-19 〜１０-20 （ｍｏｌ／リット
ル）4 までの処理が可能になる。添加したアルコール系
化合物及び／又はケトン系化合物の０．１％未満は結晶
中に取り込まれ、脱水性の高い結晶が生成される。添加
するアルコール系化合物としては、メタノール、エタノ
ール又はイソブチルアルコール少なくとも１種のほか、
前記のアルコールを含有する醸造工場等の廃アルコール
が利用でき、ケトン系化合物としてはアセトンが好まし
い。また、アルコール系化合物及び／又はケトン系化合
物は排水に対して０．０５〜３０容量％の範囲で存在さ
せることが好ましい。例えば排水水質、目標値により、
ある排水ではＮＨ4 −Ｎ、ＰＯ4 −Ｐを１ｍｇ／リット
ル以下とするには１０％、１０ｍｇ／リットルにするに
は１％を添加するというふうにその量を調整すればよ
い。排水中に残存したアルコール系化合物及び／又はケ
トン系化合物は後段の嫌気性微生物及び／又は好気性微
生物による脱窒素処理の有機炭素源等として有効利用で
き、必要に応じて排水プロセス中に残留するアルコール
系化合物及び／又はケトン系化合物を蒸留や膜分離によ
り回収、再利用してもよい。
合物及び／又はケトン系化合物をこの反応系に添加する
ことによって式の溶解度積が急激に減少し、溶液中の
リンとアンモニアを水系から除去し、たとえばｐＨ９．
０、Ｍｇ／Ｐモル比１．２〜２．０の条件下で、式の
溶解度積で１×１０-19 〜１０-20 （ｍｏｌ／リット
ル）4 までの処理が可能になる。添加したアルコール系
化合物及び／又はケトン系化合物の０．１％未満は結晶
中に取り込まれ、脱水性の高い結晶が生成される。添加
するアルコール系化合物としては、メタノール、エタノ
ール又はイソブチルアルコール少なくとも１種のほか、
前記のアルコールを含有する醸造工場等の廃アルコール
が利用でき、ケトン系化合物としてはアセトンが好まし
い。また、アルコール系化合物及び／又はケトン系化合
物は排水に対して０．０５〜３０容量％の範囲で存在さ
せることが好ましい。例えば排水水質、目標値により、
ある排水ではＮＨ4 −Ｎ、ＰＯ4 −Ｐを１ｍｇ／リット
ル以下とするには１０％、１０ｍｇ／リットルにするに
は１％を添加するというふうにその量を調整すればよ
い。排水中に残存したアルコール系化合物及び／又はケ
トン系化合物は後段の嫌気性微生物及び／又は好気性微
生物による脱窒素処理の有機炭素源等として有効利用で
き、必要に応じて排水プロセス中に残留するアルコール
系化合物及び／又はケトン系化合物を蒸留や膜分離によ
り回収、再利用してもよい。
【０００８】
【実施例】直径０．５ｍ、有効水深１．８ｍの円筒形の
処理装置に、ｐＨ７．８、ＮＨ4−Ｎ濃度５６．５ｍｇ
／リットル、ＰＯ4 −Ｐ濃度１２０．２ｍｇ／リットル
であるリン及びアンモニア含有排水（原水）に、メタノ
ール１％、アセトン１％、メタノール０．５％＋アセト
ン０．５％の３種を原水量に対して１容量％添加し、マ
グネシウムイオンとリン酸イオンのモル比が１．５でｐ
Ｈ９．０となるように塩化マグネシウムと水酸化ナトリ
ウムをそれぞれ添加した。槽内にはあらかじめ生成させ
ておいたＭＡＰ化合物を２０００ｍｇ／リットルの濃度
で滞留させ、パドルによる攪拌を回転数８６ｒｐｍで行
いながら通水速度０．３ｍ3 ／ｈで行った結果、処理水
の水質は下記の表１のとおりであった。表１から明らか
なように、メタノールを添加しない従来法と比較して、
本発明では処理水中のＮＨ4 −Ｎ濃度とＰＯ4 −Ｐ濃度
がともに大きく減少した。
処理装置に、ｐＨ７．８、ＮＨ4−Ｎ濃度５６．５ｍｇ
／リットル、ＰＯ4 −Ｐ濃度１２０．２ｍｇ／リットル
であるリン及びアンモニア含有排水（原水）に、メタノ
ール１％、アセトン１％、メタノール０．５％＋アセト
ン０．５％の３種を原水量に対して１容量％添加し、マ
グネシウムイオンとリン酸イオンのモル比が１．５でｐ
Ｈ９．０となるように塩化マグネシウムと水酸化ナトリ
ウムをそれぞれ添加した。槽内にはあらかじめ生成させ
ておいたＭＡＰ化合物を２０００ｍｇ／リットルの濃度
で滞留させ、パドルによる攪拌を回転数８６ｒｐｍで行
いながら通水速度０．３ｍ3 ／ｈで行った結果、処理水
の水質は下記の表１のとおりであった。表１から明らか
なように、メタノールを添加しない従来法と比較して、
本発明では処理水中のＮＨ4 −Ｎ濃度とＰＯ4 −Ｐ濃度
がともに大きく減少した。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のＭＡＰ法に改良を加えることにより、リン及びア
ンモニア含有排水中のリン及びアンモニアを高効率で除
去することができる。そして、それに使用するアルコー
ル系化合物やケトン系化合物の量が少なくても有効に除
去することができ、しかも使用するアルコール系化合物
やケトン系化合物を回収するようにすることができるの
で、その場合にはコストを低くすることができる。
従来のＭＡＰ法に改良を加えることにより、リン及びア
ンモニア含有排水中のリン及びアンモニアを高効率で除
去することができる。そして、それに使用するアルコー
ル系化合物やケトン系化合物の量が少なくても有効に除
去することができ、しかも使用するアルコール系化合物
やケトン系化合物を回収するようにすることができるの
で、その場合にはコストを低くすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/28 Ｃ０２Ｆ 3/28 Ｚ 3/30 3/30 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/58,3/00
Claims (6)
- 【請求項１】 リン酸イオン及びアンモニウムイオン含
有排水にマグネシウム塩を添加した後、アルコール系化
合物及び／又はケトン系化合物を含有する溶液を供給
し、さらにこの混合液のｐＨを８．０〜１０．０の範囲
に調整して排水中のリン酸イオン及びアンモニウムイオ
ンをリン及びアンモニウム塩化合物として除去すること
を特徴とするリン及びアンモニア含有排水の処理方法。 - 【請求項２】 アルコール系化合物としてメタノール、
エタノール又はイソブチルアルコールの少なくとも１種
を、ケトン系化合物としてアセトンを用いる請求項１記
載のリン及びアンモニア含有排水の処理方法。 - 【請求項３】 アルコール系化合物及び／又はケトン系
化合物を、排水に対して０．０５〜３０容量％の範囲で
存在させる請求項１又は２記載のリン及びアンモニア含
有排水の処理方法。 - 【請求項４】 排水中のリンとアンモニアのモル比を
０．３〜１０に調整した排水を処理対象原水とする請求
項１〜３のいずれか１項記載のリン及びアンモニア含有
排水の処理方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の処理
方法により処理された排水中に残留するアルコール系化
合物及び／又はケトン系化合物を嫌気性微生物及び／又
は好気性微生物で処理することを特徴とするリン及びア
ンモニア含有排水の処理方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載の処理
方法により処理された排水中に残留するアルコール系化
合物及び／又はケトン系化合物を蒸留及び／又は膜分離
により回収、再利用することを特徴とするリン及びアン
モニア含有排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19351895A JP3122602B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | リン及びアンモニア含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19351895A JP3122602B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | リン及びアンモニア含有排水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0938663A JPH0938663A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3122602B2 true JP3122602B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=16309407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19351895A Expired - Fee Related JP3122602B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | リン及びアンモニア含有排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122602B2 (ja) |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP19351895A patent/JP3122602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0938663A (ja) | 1997-02-10 |
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