JP3341631B2 - 脱リン方法 - Google Patents
脱リン方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリン含有水中のリン
をＭＡＰ（リン酸マグネシウムアンモニウム）として除
去、回収する方法に係り、特に低濃度リン含有水にも適
用可能で、しかもＭＡＰ反応塔の滞留時間の短縮が可能
な脱リン方法に関する。
をＭＡＰ（リン酸マグネシウムアンモニウム）として除
去、回収する方法に係り、特に低濃度リン含有水にも適
用可能で、しかもＭＡＰ反応塔の滞留時間の短縮が可能
な脱リン方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水、し尿、排水等の嫌気、好気処理工
程で発生する汚泥脱水濾液、消化脱離液等のリン含有水
からリンを除去する方法として、従来、リン含有水中に
マグネシウムイオンを添加して、該水中に含有されるア
ンモニア及びリンとマグネシウムとからＭＡＰを生成さ
せ、生成したＭＡＰ粒子を分離回収する方法が提案され
ている。
程で発生する汚泥脱水濾液、消化脱離液等のリン含有水
からリンを除去する方法として、従来、リン含有水中に
マグネシウムイオンを添加して、該水中に含有されるア
ンモニア及びリンとマグネシウムとからＭＡＰを生成さ
せ、生成したＭＡＰ粒子を分離回収する方法が提案され
ている。
【０００３】このＭＡＰ生成反応を利用する従来の脱リ
ン方法は、ＭＡＰ粒子を充填した反応塔に、リン含有水
を上向流通液し、Ｍｇ塩を添加すると共に必要に応じて
アルカリを添加してｐＨ８以上に調整し、空気曝気でＭ
ＡＰ充填層を流動させ、ＭＡＰ粒子を撹拌混合して造粒
する流動床型式で行われている。
ン方法は、ＭＡＰ粒子を充填した反応塔に、リン含有水
を上向流通液し、Ｍｇ塩を添加すると共に必要に応じて
アルカリを添加してｐＨ８以上に調整し、空気曝気でＭ
ＡＰ充填層を流動させ、ＭＡＰ粒子を撹拌混合して造粒
する流動床型式で行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＭＡＰ粒子の充填層を
曝気により流動床化する従来の脱リン方法では、ＭＡＰ
の生成、造粒のためには処理するリン含有水のリン濃度
が高い方が好ましく、低濃度リン含有水の処理には不適
当である。この理由の詳細は明らかではないが、曝気に
よりＭＡＰ反応塔内の液の流れがほぼ完全混合状態とな
り、十分な濃度勾配が保たれていないためと推定され
る。
曝気により流動床化する従来の脱リン方法では、ＭＡＰ
の生成、造粒のためには処理するリン含有水のリン濃度
が高い方が好ましく、低濃度リン含有水の処理には不適
当である。この理由の詳細は明らかではないが、曝気に
よりＭＡＰ反応塔内の液の流れがほぼ完全混合状態とな
り、十分な濃度勾配が保たれていないためと推定され
る。
【０００５】また、従来の脱リン方法では、ＭＡＰ反応
塔の滞留時間を長くとる必要があり、処理するリン含有
水のリン濃度にもよるが、少なくとも流入水に対して２
０分以上の滞留時間が必要とされる。これは、ＭＡＰ生
成反応が次の〜のステップを経て進行し、これらの
ステップは各々最適条件が異なるため、これらのステッ
プを一つの反応塔内で行おうとすると比較的長い時間を
要するためではないかと推定される。
塔の滞留時間を長くとる必要があり、処理するリン含有
水のリン濃度にもよるが、少なくとも流入水に対して２
０分以上の滞留時間が必要とされる。これは、ＭＡＰ生
成反応が次の〜のステップを経て進行し、これらの
ステップは各々最適条件が異なるため、これらのステッ
プを一つの反応塔内で行おうとすると比較的長い時間を
要するためではないかと推定される。
【０００６】 ＭＡＰ反応塔内でリン、アンモニア及
びマグネシウムが反応してＭＡＰとして不溶化する。 不溶化したＭＡＰ同士が会合して粒子となる。 生成したＭＡＰ粒子が会合、成長を繰り返す。 本発明は上記従来の問題点を解決し、低濃度リン含有水
にも有効に適用可能で、しかもＭＡＰ反応塔の滞留時間
の短縮が可能な脱リン方法を提供することを目的とす
る。
びマグネシウムが反応してＭＡＰとして不溶化する。 不溶化したＭＡＰ同士が会合して粒子となる。 生成したＭＡＰ粒子が会合、成長を繰り返す。 本発明は上記従来の問題点を解決し、低濃度リン含有水
にも有効に適用可能で、しかもＭＡＰ反応塔の滞留時間
の短縮が可能な脱リン方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の脱リン方法は、
リン含有水をＭＡＰ粒子充填層が内部に形成されたＭＡ
Ｐ反応塔の底部から導入してリン除去処理する方法にお
いて、該ＭＡＰ反応塔の底部から導入されたリン含有水
が、該反応塔の底部に設けられた液流均一化手段で液流
が均一化され、濃度勾配が生じるように該ＭＡＰ反応塔
にプラグフローで上向流通液することを特徴とする。
リン含有水をＭＡＰ粒子充填層が内部に形成されたＭＡ
Ｐ反応塔の底部から導入してリン除去処理する方法にお
いて、該ＭＡＰ反応塔の底部から導入されたリン含有水
が、該反応塔の底部に設けられた液流均一化手段で液流
が均一化され、濃度勾配が生じるように該ＭＡＰ反応塔
にプラグフローで上向流通液することを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、担体が充填されたＭＡＰ
反応塔にリン含有水をプラグフロー（層流）で上向流通
液することにより、次のようなＭＡＰ生成、造粒機構で
ＭＡＰ粒子が効率的に生成する。
反応塔にリン含有水をプラグフロー（層流）で上向流通
液することにより、次のようなＭＡＰ生成、造粒機構で
ＭＡＰ粒子が効率的に生成する。
【０００９】即ち、充填担体の表面に良好な濃度勾配が
生じることから、この担体表面でＭＡＰ生成反応が進行
し、ＭＡＰ結晶の成長が起こる。ＭＡＰ結晶が成長した
担体粒子は重くなって充填層下部に降下し、その大部分
がＭＡＰ反応塔下部から引き抜かれる。引き抜かれずに
充填層下部に残留した担体は層下部の激しい液流で互い
に衝突し、表面が擦れて新たなＭＡＰ微細粒子が生成す
る。このＭＡＰ微細粒子は層上部に移動して新たな種晶
となる。
生じることから、この担体表面でＭＡＰ生成反応が進行
し、ＭＡＰ結晶の成長が起こる。ＭＡＰ結晶が成長した
担体粒子は重くなって充填層下部に降下し、その大部分
がＭＡＰ反応塔下部から引き抜かれる。引き抜かれずに
充填層下部に残留した担体は層下部の激しい液流で互い
に衝突し、表面が擦れて新たなＭＡＰ微細粒子が生成す
る。このＭＡＰ微細粒子は層上部に移動して新たな種晶
となる。
【００１０】このように、プラグフローで上向流通液す
ることにより、担体表面で良好な濃度勾配が生じるた
め、低濃度リン含有水であっても効率的にリンの除去を
行うことができる。
ることにより、担体表面で良好な濃度勾配が生じるた
め、低濃度リン含有水であっても効率的にリンの除去を
行うことができる。
【００１１】また、ＭＡＰ粒子の生成に、いくつかのス
テップを経ることなく、ＭＡＰは、担体の表面で生成
し、そのまま造粒してゆくことから、ＭＡＰ反応塔内の
反応の最適条件は一様であるため、ＭＡＰ生成反応に長
い時間を要さず、滞留時間を短くすることができる。
テップを経ることなく、ＭＡＰは、担体の表面で生成
し、そのまま造粒してゆくことから、ＭＡＰ反応塔内の
反応の最適条件は一様であるため、ＭＡＰ生成反応に長
い時間を要さず、滞留時間を短くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の脱リン方法の実施の形態を
示すＭＡＰ反応塔の系統図である。
示すＭＡＰ反応塔の系統図である。
【００１４】このＭＡＰ反応塔１は、底部に原水（リン
含有水）の導入配管２を、上部に処理水の取出配管３を
設けた上向流式反応塔であり、内部にはガラスビーズ充
填層４等の液流の均一化のための充填層が設けられ、こ
の充填層４上にＭＡＰ粒子の充填層５が形成されてい
る。
含有水）の導入配管２を、上部に処理水の取出配管３を
設けた上向流式反応塔であり、内部にはガラスビーズ充
填層４等の液流の均一化のための充填層が設けられ、こ
の充填層４上にＭＡＰ粒子の充填層５が形成されてい
る。
【００１５】また、ＭＡＰ粒子充填層５の下部にＭＡＰ
粒子取出配管６、ＮａＯＨ等のアルカリ供給配管７及び
Ｍｇ塩供給配管８が設けられている。
粒子取出配管６、ＮａＯＨ等のアルカリ供給配管７及び
Ｍｇ塩供給配管８が設けられている。
【００１６】処理水の取出配管３から取り出された処理
水は、処理水槽９に貯留され、一部は配管１０より系外
へ排出され、残部は循環配管１１よりＭＡＰ反応塔１の
底部に循環される。
水は、処理水槽９に貯留され、一部は配管１０より系外
へ排出され、残部は循環配管１１よりＭＡＰ反応塔１の
底部に循環される。
【００１７】Ｖはバルブ、Ｐ1 ，Ｐ2 はポンプ、１２は
ｐＨ計である。
ｐＨ計である。
【００１８】原水は処理水の循環水と共に、ＭＡＰ反応
塔１の底部から導入され、ガラスビーズ充填層４で液流
が均一化され、ＭＡＰ粒子充填層５をプラグフローで上
昇する。この上昇液流によりＭＡＰ粒子充填層５は膨張
展開される。
塔１の底部から導入され、ガラスビーズ充填層４で液流
が均一化され、ＭＡＰ粒子充填層５をプラグフローで上
昇する。この上昇液流によりＭＡＰ粒子充填層５は膨張
展開される。
【００１９】ＭＡＰ反応塔１には、ＭｇＣｌ2 等のＭｇ
塩（Ｍｇ塩を含むものであれば良く、海水であっても良
い。）が添加され、また、ＮａＯＨ等のアルカリの添加
により、ＭＡＰが生成するｐＨ条件、即ちｐＨ８以上、
好ましくは８．５〜１０に調整されているため、原水中
のリン及びアンモニアとマグネシウムとの反応で、膨張
展開したＭＡＰ粒子充填層５のＭＡＰ粒子の表面でＭＡ
Ｐ生成反応が起こり、粒子が成長する。なお、ＭＡＰの
生成にアンモニアが不足する場合には、更にアンモニア
を添加する必要がある。
塩（Ｍｇ塩を含むものであれば良く、海水であっても良
い。）が添加され、また、ＮａＯＨ等のアルカリの添加
により、ＭＡＰが生成するｐＨ条件、即ちｐＨ８以上、
好ましくは８．５〜１０に調整されているため、原水中
のリン及びアンモニアとマグネシウムとの反応で、膨張
展開したＭＡＰ粒子充填層５のＭＡＰ粒子の表面でＭＡ
Ｐ生成反応が起こり、粒子が成長する。なお、ＭＡＰの
生成にアンモニアが不足する場合には、更にアンモニア
を添加する必要がある。
【００２０】本発明において、このＭＡＰ粒子充填層５
の展開率は３０％以上であることが好ましい。この展開
率が３０％未満ではＭＡＰがスケールとなって析出し、
充填層５が固化して、原水の通液が不可能となる場合が
ある。展開率は特に５０％以上であることが好ましく、
その上限は特にないが、一般的にはＭＡＰ反応塔１の高
さの面で２００％以下とされる。
の展開率は３０％以上であることが好ましい。この展開
率が３０％未満ではＭＡＰがスケールとなって析出し、
充填層５が固化して、原水の通液が不可能となる場合が
ある。展開率は特に５０％以上であることが好ましく、
その上限は特にないが、一般的にはＭＡＰ反応塔１の高
さの面で２００％以下とされる。
【００２１】従って、このような展開率でＭＡＰ粒子充
填層５を膨張展開できるように、原水流量及び循環水量
を適宜調整する。
填層５を膨張展開できるように、原水流量及び循環水量
を適宜調整する。
【００２２】ＭＡＰ粒子の表面でＭＡＰ生成反応が起こ
り、粒子が成長すると、この成長した粒子は重いため、
充填層５下部に降下する。成長したＭＡＰ粒子は取出配
管６から適宜取り出される。充填層５の下部に残留した
ＭＡＰ粒子は、液流により互いに衝突し、表面が擦れて
ＭＡＰの微細粒子が生成する。この微細粒子は上向液流
により充填層５の上部に上昇し、この微細粒子を種晶と
して、その表面に新たにＭＡＰの生成、ＭＡＰ粒子の成
長が起こる。また、ＭＡＰ反応塔１内に種晶として粒径
０．０５〜０．５ｍｍ程度の砂、ゼオライト等の担体を
添加しても良い。
り、粒子が成長すると、この成長した粒子は重いため、
充填層５下部に降下する。成長したＭＡＰ粒子は取出配
管６から適宜取り出される。充填層５の下部に残留した
ＭＡＰ粒子は、液流により互いに衝突し、表面が擦れて
ＭＡＰの微細粒子が生成する。この微細粒子は上向液流
により充填層５の上部に上昇し、この微細粒子を種晶と
して、その表面に新たにＭＡＰの生成、ＭＡＰ粒子の成
長が起こる。また、ＭＡＰ反応塔１内に種晶として粒径
０．０５〜０．５ｍｍ程度の砂、ゼオライト等の担体を
添加しても良い。
【００２３】なお、ＭＡＰ反応塔１からのＭＡＰ粒子の
取り出しは、ＭＡＰ生成量に見合う量とすることによ
り、処理を継続することができる。
取り出しは、ＭＡＰ生成量に見合う量とすることによ
り、処理を継続することができる。
【００２４】本実施例のＭＡＰ反応塔１では、原水をプ
ラグフローで上向流通液するために、液流の均一化のた
めのガラスビーズ充填層４を設けているが、この液流均
一化手段は塔底部に砂利を敷設したものでも良く、ま
た、ディストリビュータを配置しても良い。
ラグフローで上向流通液するために、液流の均一化のた
めのガラスビーズ充填層４を設けているが、この液流均
一化手段は塔底部に砂利を敷設したものでも良く、ま
た、ディストリビュータを配置しても良い。
【００２５】ガラスビーズ又は砂利を用いる場合、その
粒径は５〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
粒径は５〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２６】本発明において、好適な反応条件は、ＭＡ
Ｐ反応塔の仕様や原水水質、目標水質等によっても異な
るが、粒径０．２〜５ｍｍのＭＡＰ粒子を充填し、 初期充填高さ：０．５〜４ｍ 展開率 ：３０〜２００％ 循環水量：５０〜２００％（原水量に対して） ＬＶ ：２０〜１００ｍ／ｈｒ 滞留時間：０．５〜１０分 程度で行うのが好ましい。
Ｐ反応塔の仕様や原水水質、目標水質等によっても異な
るが、粒径０．２〜５ｍｍのＭＡＰ粒子を充填し、 初期充填高さ：０．５〜４ｍ 展開率 ：３０〜２００％ 循環水量：５０〜２００％（原水量に対して） ＬＶ ：２０〜１００ｍ／ｈｒ 滞留時間：０．５〜１０分 程度で行うのが好ましい。
【００２７】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００２８】実施例１〜４ 図１に示すＭＡＰ反応塔により、ＰＯ4 −Ｐ３０ｍｇ／
Ｌ，ＮＨ4 −Ｎ５４ｍｇ／Ｌの合成排水を原水として脱
リン処理を行った。
Ｌ，ＮＨ4 −Ｎ５４ｍｇ／Ｌの合成排水を原水として脱
リン処理を行った。
【００２９】ＭＡＰ反応塔の各部の仕様及び運転条件は
次の通りとした。
次の通りとした。
【００３０】ＭＡＰ反応塔カラム寸法：３ｃｍ直径×２
ｍ高さ（容量１．４Ｌ） ガラスビーズ充填層： ガラスビーズ直径５ｍｍ 初期充填高さ５ｃｍ ＭＡＰ粒子充填層： ＭＡＰ粒子平均直径：０．７５ｍｍ 充填量：６００ｍＬ（見掛け体積）（充填高さ８５ｃ
ｍ） 原水流量：３５０ｍＬ／分 ｐＨ ：８．６（ＮａＯＨで自動制御） ＭｇＣｌ2 添加量：４７ｍｇ／Ｌ（原水量に対するＭｇ
換算量） 循環水量：表１に示す ＭＡＰ粒子充填層展開率：表１に示す カラムＬＶ：表１に示す 滞留時間：表１に示す ＭＡＰ粒子の引き抜き：１日に１回、増加分を引き抜く その結果、得られた処理水のリン濃度及び運転状況は表
１に示す通りであった。
ｍ高さ（容量１．４Ｌ） ガラスビーズ充填層： ガラスビーズ直径５ｍｍ 初期充填高さ５ｃｍ ＭＡＰ粒子充填層： ＭＡＰ粒子平均直径：０．７５ｍｍ 充填量：６００ｍＬ（見掛け体積）（充填高さ８５ｃ
ｍ） 原水流量：３５０ｍＬ／分 ｐＨ ：８．６（ＮａＯＨで自動制御） ＭｇＣｌ2 添加量：４７ｍｇ／Ｌ（原水量に対するＭｇ
換算量） 循環水量：表１に示す ＭＡＰ粒子充填層展開率：表１に示す カラムＬＶ：表１に示す 滞留時間：表１に示す ＭＡＰ粒子の引き抜き：１日に１回、増加分を引き抜く その結果、得られた処理水のリン濃度及び運転状況は表
１に示す通りであった。
【００３１】なお、いずれの場合もカラム内の上向流は
プラグフローであった。
プラグフローであった。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１より次のことが明らかである。
【００３４】即ち、実施例１〜４のいずれにおいても処
理水リン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下にまで低減され、リン
を効率的に除去できた。
理水リン濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下にまで低減され、リン
を効率的に除去できた。
【００３５】しかし、展開率の小さい実施例１では、Ｍ
ＡＰ粒子充填層の下部にスケールが付着することにより
閉塞が起こり、途中で通液不能となった。
ＡＰ粒子充填層の下部にスケールが付着することにより
閉塞が起こり、途中で通液不能となった。
【００３６】展開率３０％以上とした実施例２〜４では
３０日以上安定に運転を継続することができた。
３０日以上安定に運転を継続することができた。
【００３７】比較例１ 実施例４において、ガラスビーズ充填層を設けず、ま
た、ＭＡＰ粒子充填層の下部から曝気を行い、流動床型
式で通液を行ったこと以外は同様にして処理を行ったと
ころ、得られた処理水のリン濃度は２２ｍｇ／Ｌで、十
分な処理効果は得られなかった。
た、ＭＡＰ粒子充填層の下部から曝気を行い、流動床型
式で通液を行ったこと以外は同様にして処理を行ったと
ころ、得られた処理水のリン濃度は２２ｍｇ／Ｌで、十
分な処理効果は得られなかった。
【００３８】また、この場合において、カラムＬＶが小
さくなるように原水流量及び循環水量を低減し、実施例
４の滞留時間が１．７分であるのに対し、滞留時間を５
分にしたところ、処理水のリン濃度は１８ｍｇ／Ｌと若
干改良されたが、この場合においてもリン除去効果は実
施例４に比べて劣るものであった。
さくなるように原水流量及び循環水量を低減し、実施例
４の滞留時間が１．７分であるのに対し、滞留時間を５
分にしたところ、処理水のリン濃度は１８ｍｇ／Ｌと若
干改良されたが、この場合においてもリン除去効果は実
施例４に比べて劣るものであった。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱リン方法
によれば、高濃度リン含有水のみならず、低濃度リン含
有水であっても短時間で効率的にリン除去処理を行うこ
とができ、リン濃度の低い高水質処理水を得ることがで
きる。
によれば、高濃度リン含有水のみならず、低濃度リン含
有水であっても短時間で効率的にリン除去処理を行うこ
とができ、リン濃度の低い高水質処理水を得ることがで
きる。
【図１】本発明の脱リン方法の実施の形態を示すＭＡＰ
反応塔の系統図である。
反応塔の系統図である。
１ ＭＡＰ反応塔 ４ ガラスビーズ充填層 ５ ＭＡＰ粒子充填層 ９ 処理水槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−75992（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−4466（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−252584（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−20832（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭28−2213（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/58
Claims (2)
- 【請求項１】 リン含有水をＭＡＰ粒子充填層が内部に
形成されたＭＡＰ反応塔の底部から導入してリン除去処
理する方法において、該ＭＡＰ反応塔の底部から導入さ
れたリン含有水が、該反応塔の底部に設けられた液流均
一化手段で液流が均一化され、濃度勾配が生じるように
該ＭＡＰ反応塔にプラグフローで上向流通液することを
特徴とする脱リン方法。 - 【請求項２】 リン含有水の該ＭＡＰ反応塔内の滞留時
間が０．５〜１０分であることを特徴とする請求項１の
脱リン方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16256797A JP3341631B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 脱リン方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16256797A JP3341631B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 脱リン方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1110167A JPH1110167A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3341631B2 true JP3341631B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=15757050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16256797A Expired - Fee Related JP3341631B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 脱リン方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3341631B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562366B2 (ja) * | 2003-09-22 | 2010-10-13 | 三菱マテリアル株式会社 | 反応晶析処理方法およびその装置 |
| CN108715477B (zh) * | 2018-08-22 | 2023-06-02 | 山东太平洋环保股份有限公司 | 一种去除污水中氮磷元素的反应装置及方法 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16256797A patent/JP3341631B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1110167A (ja) | 1999-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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