JP4368159B2 - Method for treating wastewater containing phosphate - Google Patents

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本発明は、リン酸塩を含む排水(リン酸塩含有排水)中のリンを除去する方法に関し、更に詳細には、リン酸塩を含んでいるがアンモニウムイオン濃度の低い排水からリンをリン酸マグネシウム結晶として析出させ回収する晶析脱リン方法に関するものである。   The present invention relates to a method for removing phosphorus in wastewater containing phosphate (phosphate-containing wastewater), and more specifically, phosphoric acid is removed from wastewater containing phosphate but having a low ammonium ion concentration. The present invention relates to a crystallization dephosphorization method for precipitation and recovery as magnesium crystals.

従来、リン酸塩含有排水の処理方法として、リン酸塩含有排水に鉄化合物、アルミニウム化合物またはカルシウム化合物を添加してリン酸塩含有排水中のリンを難溶性の鉄塩、アルミニウム塩またはカルシウム塩として凝集沈殿させ、固液分離する方法がある(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, as a method for treating phosphate-containing wastewater, iron compounds, aluminum compounds or calcium compounds are added to phosphate-containing wastewater, and phosphorus in phosphate-containing wastewater is hardly soluble iron salt, aluminum salt or calcium salt. There is a method of coagulating and precipitating and solid-liquid separation (see Non-Patent Document 1, for example).

しかしながら、これらの凝集汚泥はしばしば非常に脱水性が悪く、発生した汚泥の脱水処理に人手がかかる問題があった。さらに、脱水汚泥やスラッジをそのまま埋め立て処分するか、焼却処理したのち埋め立て処分しているが、脱水や焼却などその処分に多額な費用や過大な設備が必要となると共に、近年はダイオキシン発生問題などから焼却処分が困難となってきており、できるだけスラッジ量などを少なくする処理方法が望まれてきた。   However, these agglomerated sludges are often very poor in dewaterability, and there is a problem that the dewatering treatment of the generated sludge requires manual labor. In addition, dewatered sludge and sludge are disposed of in landfills or incinerated, and then disposed of in landfills.However, dewatering and incineration require a large amount of money and excessive equipment, and in recent years problems such as dioxin generation have occurred. Therefore, incineration disposal has become difficult, and a treatment method that reduces the amount of sludge as much as possible has been desired.

一方、わが国においてはリン鉱石が肥料原料として多く利用されているが、国産のリン資源はほとんどなく、輸入に依存している。リン酸塩は鉱物資源であるリン鉱石が原料であるが、現在使用されているような良質のリン鉱石は今後枯渇する事が予想されている。このような状況で、下水などのリン含有排水もリン資源としてとらえる必要があり、リン酸塩含有排水の処理においてもリン資源の回収、有効活用が図れる処理方法が望まれてきた。   On the other hand, in Japan, phosphorus ore is often used as a raw material for fertilizer, but there is almost no domestic phosphorus resource and it depends on imports. Phosphate is made from phosphate ore, which is a mineral resource, but high-quality phosphate ore like the one currently used is expected to be depleted in the future. Under such circumstances, it is necessary to treat phosphorus-containing wastewater such as sewage as a phosphorus resource, and there has been a demand for a treatment method that can recover and effectively utilize phosphorus resources in the treatment of phosphate-containing wastewater.

そこで近年は、晶析法を応用した手法として、リン酸塩含有排水にマグネシウム塩を添加し、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)粒子を析出させる方法が開発されている(例えば、非特許文献2、特許文献1,2参照)。この方法は、リン酸塩含有排水中のリン酸塩と、アンモニウムイオン、マグネシウムイオンが当モル反応してリン酸マグネシウムアンモニウム粒子が析出、成長することによって脱水性が良く、極めて取扱が容易な様態でリンをリン酸塩含有排水から除去、リン資源として回収するものである。   Therefore, in recent years, as a technique applying the crystallization method, a method of adding magnesium salt to phosphate-containing waste water to precipitate magnesium ammonium phosphate (MAP) particles has been developed (for example, Non-Patent Document 2, (See Patent Documents 1 and 2). In this method, phosphate in wastewater containing phosphate, ammonium ions and magnesium ions react equimolarly to precipitate and grow magnesium ammonium phosphate particles, resulting in good dehydration and extremely easy handling. In this, phosphorus is removed from phosphate-containing wastewater and recovered as phosphorus resources.

リン酸塩含有排水にマグネシウム塩を添加し、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)粒子を析出させるためには、リン酸塩含有排水がアンモニウムイオンを含んでいるほうが好ましい。それゆえ、晶析法を応用した手法としてリン酸塩含有排水にマグネシウム塩を添加し、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)粒子を析出させて回収する方法は、その用途が元々リン酸塩とアンモニウムイオンの両方を高濃度に含有する排水に限定され、アンモニウムイオンの添加が必要となる排水には適用されていなかった。その理由としては、アンモニウムイオンはリン酸塩と同様に海域、湖沼などに富栄養化をもたらす原因物質であるので、本来こうした富栄養化を促進する物質の処理を目的としている排水処理のために、アンモニウムイオンのような富栄養化物質を晶析反応装置に添加することが望ましくないこと、排水処理のために晶析反応装置にアンモニウムイオンを添加することになれば、薬品代としてランニングコストが増加することなどが挙げられる。   In order to precipitate magnesium ammonium phosphate (MAP) particles by adding a magnesium salt to a phosphate-containing wastewater, the phosphate-containing wastewater preferably contains ammonium ions. Therefore, as a method that applies crystallization, magnesium salt is added to phosphate-containing wastewater, and magnesium ammonium phosphate (MAP) particles are precipitated and recovered. It was limited to wastewater containing both of these in high concentrations, and was not applied to wastewater that required the addition of ammonium ions. The reason for this is that ammonium ion is a causative substance that brings eutrophication to sea areas and lakes as well as phosphate, so it is intended for wastewater treatment that is intended primarily for the treatment of substances that promote eutrophication. If it is not desirable to add eutrophication substances such as ammonium ions to the crystallization reactor, and if ammonium ions are added to the crystallization reactor for wastewater treatment, running costs will increase as a chemical cost. Increase.

限定された用途の例としては、リン質酸肥料の製造ラインからの排水、下水処理場における嫌気性消化汚泥処理排水などが挙げられる。これらはいずれも、リン酸塩とアンモニウムイオンの両方を高濃度に含有する排水であった。具体的には、従来はリン濃度として100mg/L以上かつアンモニア性窒素濃度として200mg/L以上を含むような排水の処理方法として、リン酸マグネシウムアンモニウム晶析法が利用されてきた。   Examples of limited applications include wastewater from the production line of phosphoric acid fertilizer, anaerobic digested sludge treatment wastewater at a sewage treatment plant, and the like. These were all wastewaters containing both phosphate and ammonium ions at high concentrations. Specifically, conventionally, a magnesium ammonium phosphate crystallization method has been used as a wastewater treatment method including a phosphorus concentration of 100 mg / L or more and an ammoniacal nitrogen concentration of 200 mg / L or more.

一方、リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を析出させる晶析法とは異なり、低濃度のリン含有排水を晶析法で処理し、リンを回収する方法も開発されている(例えば、特許文献3,4参照)。ここで回収利用する結晶はヒドロキシアパタイトと呼ばれる結晶であり、リン酸塩とカルシウムイオンが極めて低濃度領域で瞬時に晶析反応することを応用した排水の処理方法である。   On the other hand, unlike the crystallization method in which magnesium ammonium phosphate particles are precipitated, a method of recovering phosphorus by treating low-concentration phosphorus-containing wastewater by the crystallization method has also been developed (see, for example, Patent Documents 3 and 4). ). The crystals recovered and used here are crystals called hydroxyapatite, which is a wastewater treatment method that applies the fact that phosphate and calcium ions instantaneously crystallize in an extremely low concentration region.

ヒドロキシアパタイトの溶解度積はリン酸マグネシウムアンモニウムの溶解度積に比べて非常に小さい。そのため、この反応は低濃度のリン含有排水を晶析法で処理してリンを回収するのに適している。具体的には、リン濃度として10mg/L以下のリンを含む排水の処理方法に適している。リン濃度が数十mg/L以上の下水などでこの方法を実施した場合、ヒドロキシアパタイトの生成反応は瞬時に起こりその制御は非常に困難であった。   The solubility product of hydroxyapatite is very small compared to the solubility product of magnesium ammonium phosphate. Therefore, this reaction is suitable for recovering phosphorus by treating low-concentration phosphorus-containing wastewater by a crystallization method. Specifically, it is suitable for a wastewater treatment method containing phosphorus with a phosphorus concentration of 10 mg / L or less. When this method was carried out with sewage having a phosphorus concentration of several tens of mg / L or more, the formation reaction of hydroxyapatite occurred instantaneously and its control was very difficult.

その他の水中のリン除去方法として、リンを含む水中に凝集剤として塩基性マグネシウム塩を添加してリンを除去する方法が提案されている(例えば特許文献5参照)。この方法では水に難溶性のリン化合物が生成し、水中のリン濃度は低下するが、取り扱いの困難なスラリーが発生するという問題点があった。   As another method for removing phosphorus in water, a method for removing phosphorus by adding a basic magnesium salt as a flocculant to water containing phosphorus has been proposed (see, for example, Patent Document 5). In this method, a phosphorus compound that is hardly soluble in water is produced and the phosphorus concentration in the water is lowered, but there is a problem that a slurry that is difficult to handle is generated.

リン濃度として数十mg/Lのリンを含む排水中のリンを、取り扱いの容易なリン酸マグネシウム化合物結晶として析出させ分離する晶析脱燐方法も提案されている(例えば、特許文献6,7参照)。しかしながら、リン酸マグネシウム化合物晶析反応の制御が難しいので、流動床反応槽から流出する微細フロックをろ過処理する固定床ろ過装置が必須構成要素であった。
(社)日本下水道協会発行「リン除去設計マニュアル」、昭和63年10月、p.7-9 杉森、伊藤、中村「汚泥処理返流水からのリンの回収」第32回下水道研究発表会講演集、p.400-402 特開昭62−262789号公報 特開昭63−200888号公報 特開昭54−25516号公報 特開昭54−25749号公報 特開昭57−130587号公報 特開2001−47065号公報 特開2001−149951号公報
There has also been proposed a crystallization dephosphorization method in which phosphorus in waste water containing phosphorus of several tens mg / L as a phosphorus concentration is precipitated and separated as magnesium phosphate compound crystals that are easy to handle (for example, Patent Documents 6 and 7). reference). However, since it is difficult to control the crystallization reaction of the magnesium phosphate compound, a fixed bed filtration apparatus for filtering the fine floc flowing out from the fluidized bed reaction tank has been an essential component.
"Phosphorus Removal Design Manual" published by Japan Sewerage Association, October 1988, p.7-9 Sugimori, Ito, Nakamura “Recovery of phosphorus from sludge treated return water” 32nd Sewerage Research Presentation, p.400-402 JP 62-262789 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-200908 JP 54-25516 A JP 54-25749 A Japanese Laid-Open Patent Publication No. 57-130587 JP 2001-47065 A JP 2001-149951 A

以上の様に、リン酸塩を含む排水から晶析法によってリンを除去・回収する方法は、リン酸塩とアンモニウムイオンの両方を高濃度に含有する排水においてリン濃度として100mg/L以上かつアンモニア性窒素濃度として200mg/L以上を含むような排水について、またはリン濃度として10mg/L以下のリンを含む排水について処理方法が実用化されてきた。しかし、リン濃度として数十mg/Lのリンを含む排水に対しては適当な晶析方法が模索されている状況であった。   As described above, the method for removing and recovering phosphorus from waste water containing phosphate by crystallization method is that the concentration of phosphorus is 100 mg / L or more in waste water containing both phosphate and ammonium ions at a high concentration. A treatment method has been put into practical use for wastewater containing 200 mg / L or more as the nitrogen concentration or for wastewater containing 10 mg / L or less of phosphorus as the phosphorus concentration. However, an appropriate crystallization method was being sought for wastewater containing phosphorus with a phosphorus concentration of several tens mg / L.

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、りん酸塩を含む排水から効率よくリン成分を分離回収でき、リン資源の循環利用に利する処理方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such the present condition, The objective is to isolate | separate and collect | recover phosphorus components efficiently from the waste_water | drain containing a phosphate, and provides the processing method useful for circulation utilization of phosphorus resources. There is.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、リン酸塩を含む排水中のリンをマグネシウムイオンの存在下にリン酸マグネシウム(Mg3(PO42・XH20)として除去する方法において、種結晶としてリン酸マグネシウムアンモニウム(MgNH4PO4・6H20)結晶を使用し、リン酸マグネシウムに対して準安定域となるように、マグネシウム剤、アルカリ剤を添加することにより、リン酸マグネシウム結晶を効率よく析出させて回収することができることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have converted phosphorus in waste water containing phosphate as magnesium phosphate (Mg 3 (PO 4 ) 2 .XH 2 0) in the presence of magnesium ions. In the removal method, magnesium ammonium phosphate (MgNH 4 PO 4 .6H 2 0) crystal is used as a seed crystal, and a magnesium agent and an alkali agent are added so as to be metastable with respect to magnesium phosphate. As a result, it was found that magnesium phosphate crystals can be efficiently precipitated and recovered, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は、リン酸塩を含む排水から、マグネシウムイオンの存在下にリン酸マグネシウム(Mg3(PO42・xH20)としてリン酸塩を除去する方法において、リン酸マグネシウム結晶を析出させる晶析反応槽に種結晶としてリン酸マグネシウムアンモニウム(MgNH4PO4・6H20)を充填し、マグネシウム剤、アルカリ剤を添加して流動させることによりリン酸マグネシウム結晶を析出させ、回収することを特徴とするリン酸塩を含む排水の処理方法を要旨とするものであり、好ましくは、リン酸マグネシウムアンモニウムが、粒径0.1〜1mmのリン酸マグネシウムアンモニウム結晶であり、さらにリン酸マグネシウムアンモニウムの充填量が、晶析反応槽容量に対して10〜50w/v%であるものである。 That is, the present invention relates to a method for removing phosphate from a wastewater containing phosphate as magnesium phosphate (Mg 3 (PO 4 ) 2 .xH 2 0) in the presence of magnesium ions. Into the crystallization reaction tank for precipitating, magnesium ammonium phosphate (MgNH 4 PO 4 .6H 2 0) is charged as a seed crystal, and a magnesium agent and an alkali agent are added and fluidized to precipitate the magnesium phosphate crystal. A method for treating wastewater containing phosphate, characterized in that it is collected, preferably, magnesium ammonium phosphate is a magnesium ammonium phosphate crystal having a particle diameter of 0.1 to 1 mm, The filling amount of magnesium ammonium phosphate is 10 to 50 w / v% with respect to the crystallization reaction tank capacity.

本発明のリン酸塩を含む排水の処理方法によれば、リン酸塩を含んでいるが、アンモニウムイオン濃度の低い排水からリン酸塩をリン酸マグネシウム結晶という高純度な状態で安定して回収することができ、分離回収した結晶も肥料や土壌改良材として有効利用することができる。   According to the method for treating wastewater containing phosphate of the present invention, phosphate is contained, but phosphate is stably recovered from wastewater having a low ammonium ion concentration in a high-purity state called magnesium phosphate crystals. The separated and recovered crystals can also be effectively used as fertilizers and soil improvers.

本発明の処理方法が適用できるリン酸塩を含む排水としては、浄化槽汚泥の濃縮分離水、下水余剰汚泥の濃縮分離水など、リン酸塩を含んでいるがアンモニウムイオン濃度の低い排水が挙げられ、排水中のリン酸塩濃度が、10〜50mg/Lが特に好ましい。   Examples of the wastewater containing phosphate to which the treatment method of the present invention can be applied include wastewater containing phosphate but having a low ammonium ion concentration, such as concentrated separation water of septic tank sludge and concentrated separation water of sewage surplus sludge. The phosphate concentration in the waste water is particularly preferably 10 to 50 mg / L.

本発明においては種結晶として、リン酸マグネシウムアンモニウムを用いることが必須である。リン酸マグネシウムアンモニウムは、その粒径が小さいほど比表面積が大きくなり、種結晶としての効果は大きくなるが、実際に晶析反応槽に充填して使用する場合、あまりに小さい粒径では処理水とともに流出してしまう。従って、粒径は0.1mm以上であるのが好ましい。逆に粒径が1mmを超えるようなリン酸マグネシウムアンモニウム粒子は、晶析反応槽内で流動させるために過大なエネルギーが必要となるので好ましくない。本発明において、晶析槽内の流動を維持するための方法はエアレーションが適当であるが、粒径の大きな種結晶を流動させるためには、ブロワー運転に要する電気代がランニングコストに占める割合が高くなり、経済的ではない。また、リン酸マグネシウムアンモニウムは結晶であるのが好ましい。種結晶としてリン酸マグネシウムアンモニウム結晶が適当である理由は、リン酸マグネシウムアンモニウム結晶がアルカリ性領域で水に難溶性であり、リン酸マグネシウム結晶よりも晶析反応槽内で安定するからである。また、粉末活性炭やゼオライトなどよりもリン酸マグネシウム結晶に類似した結晶組成であり、リン酸マグネシウムアンモニウム結晶表面にリン酸マグネシウム結晶が覆い被さるように成長することができるからである。   In the present invention, it is essential to use magnesium ammonium phosphate as a seed crystal. Magnesium ammonium phosphate has a larger specific surface area as the particle size is smaller, and the effect as a seed crystal is larger. However, when it is actually filled in a crystallization reaction tank and used, the particle size is too small with treated water. It will leak. Accordingly, the particle size is preferably 0.1 mm or more. Conversely, magnesium ammonium phosphate particles having a particle diameter exceeding 1 mm are not preferable because excessive energy is required to flow in the crystallization reaction tank. In the present invention, aeration is appropriate as a method for maintaining the flow in the crystallization tank. However, in order to flow a seed crystal having a large particle size, the electricity cost required for the blower operation accounts for a proportion of the running cost. It is expensive and not economical. The magnesium ammonium phosphate is preferably a crystal. The reason why the magnesium ammonium phosphate crystal is suitable as the seed crystal is that the magnesium ammonium phosphate crystal is less soluble in water in the alkaline region and is more stable in the crystallization reaction tank than the magnesium phosphate crystal. In addition, it has a crystal composition more similar to magnesium phosphate crystals than powdered activated carbon and zeolite, and can grow such that the magnesium phosphate crystals cover the surface of the magnesium ammonium phosphate crystals.

このようなリン酸マグネシウムアンモニウムは、国内数カ所の下水道終末処理施設で実際に稼働しているリン酸マグネシウムアンモニウム回収装置で生産したものを購入する、或いは肥料製造会社などから購入する、少量であれば試薬として購入するなどの方法で入手できる。   Such magnesium ammonium phosphate can be purchased in small quantities, purchased from magnesium ammonium phosphate recovery equipment that is actually operating in several domestic sewerage treatment facilities or purchased from fertilizer manufacturers. It can be obtained by purchasing as a reagent.

本発明においては、リン酸マグネシウムアンモニウムの充填量は、晶析反応槽の容量に対し、10〜50w/v%であることが好ましい。種結晶の初期充填条件が晶析反応槽に与える影響は、2点挙げられる。一つはリン酸マグネシウムが析出する場の大きさであり、もう一つはリン酸塩含有排水の晶析反応槽内における反応時間である。この2点は相反する指標であり、一方を大きくすれば他方は小さくなる性質のものである。従って、この重要な2点をバランスするポイントが対象とする排水ごとに設定されるものであるが、本発明者らはリン酸マグネシウムアンモニウム結晶の初期充填量が、晶析反応槽容量に対して10〜50w/v%が適当であることを見いだした。さらに好ましくは30〜50w/v%、最も好ましくは30〜40w/v%である。リン酸マグネシウムアンモニウムの充填は、晶析反応を開始するときに行われておればよく一旦晶析反応が開始すれば、追加で添加する必要はない。   In this invention, it is preferable that the filling amount of magnesium ammonium phosphate is 10-50 w / v% with respect to the capacity | capacitance of a crystallization reaction tank. There are two effects of the initial filling condition of the seed crystal on the crystallization reaction tank. One is the size of the place where magnesium phosphate is deposited, and the other is the reaction time in the crystallization reaction tank of phosphate-containing wastewater. These two points are contradictory indicators, and when one is increased, the other is decreased. Therefore, although the point that balances these two important points is set for each target wastewater, the present inventors have determined that the initial filling amount of the magnesium ammonium phosphate crystal is relative to the crystallization reaction tank capacity. It has been found that 10-50 w / v% is suitable. More preferably, it is 30-50 w / v%, Most preferably, it is 30-40 w / v%. Filling with magnesium ammonium phosphate may be performed when the crystallization reaction is started, and once the crystallization reaction is started, no additional addition is required.

マグネシウム剤としては、溶解度の大きなマグネシウム塩を使う必要があり、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウムなどが適当である。水酸化マグネシウムのような溶解度の小さなものは、処理時間が長く必要となり、適当ではない。マグネシウム剤は、マグネシウム塩を適当な濃度に溶解したものを晶析反応槽上部から添加する。マグネシウム塩の添加濃度が高いほど添加に係るコストは低減できるが、配管内で析出するような高濃度では操作性で劣るので、一般的には常温の溶解度に対して80%程度の濃度に溶解して用いる。マグネシウム剤の添加量は、マグネシウムとリン酸の反応モル比が3:2であるので、リン酸塩に対して1.5倍以上の添加が望ましい。   As the magnesium agent, it is necessary to use a magnesium salt having high solubility, and magnesium chloride, magnesium sulfate, magnesium nitrate and the like are suitable. Those having low solubility such as magnesium hydroxide are not suitable because they require a long treatment time. As the magnesium agent, a magnesium salt dissolved in an appropriate concentration is added from the upper part of the crystallization reaction tank. The higher the concentration of magnesium salt added, the lower the cost associated with the addition, but the higher the concentration that precipitates in the piping, the lower the operability, so generally it dissolves at a concentration of about 80% of the solubility at room temperature. And use. Since the reaction molar ratio of magnesium and phosphoric acid is 3: 2, the addition amount of the magnesium agent is preferably 1.5 times or more with respect to the phosphate.

反応pHは対象水のリン酸塩濃度によるが、リン酸塩濃度が10〜20mg/Lの場合、pH=10〜10.5とするのが望ましい。アルカリ薬剤として水酸化ナトリウム溶液の使用が好ましいが、アルカリ薬剤の過剰添加は水酸化マグネシウムの生成を助長するので好ましくない。   The reaction pH depends on the phosphate concentration of the target water, but when the phosphate concentration is 10 to 20 mg / L, it is desirable that pH = 10 to 10.5. The use of sodium hydroxide solution is preferred as the alkaline agent, but excessive addition of alkaline agent is not preferred because it promotes the formation of magnesium hydroxide.

本発明において晶析反応が進行中は、晶析反応槽内が攪拌され流動状態であることが好ましい。リン酸マグネシウムの析出が局部的に起きることを防止でき、投入した種結晶上に安定して析出させることが可能になる。そのためには、例えば晶析反応槽底部から空気を供給すればよい。空気量としては、30〜100m3/m2時が適当である。 In the present invention, while the crystallization reaction is in progress, the inside of the crystallization reaction tank is preferably stirred and in a fluid state. Precipitation of magnesium phosphate can be prevented from occurring locally, and it can be stably deposited on the charged seed crystal. For this purpose, for example, air may be supplied from the bottom of the crystallization reaction tank. An appropriate amount of air is 30 to 100 m 3 / m 2 .

晶析反応槽内で生成したリン酸マグネシウムは、反応槽内から水とともにスラリー状で引き抜き、スクリーンで分離回収する。ここで使用するスクリーンは、汎用品の平板型ウェッジワイヤースクリーン、ドラム型ウェッジワイヤースクリーンが適当である。   Magnesium phosphate produced in the crystallization reaction tank is withdrawn in a slurry form together with water from the reaction tank and separated and recovered by a screen. As the screen used here, a general-purpose flat plate-type wedge wire screen or drum-type wedge wire screen is suitable.

以下、本発明を図面に基づいてさらに説明する。図1は本発明の処理方法を好適に行うことができる装置の一例の概略図である。1は晶析反応槽、2は晶析反応槽に被処理水を供給する原水供給管、3はマグネシウム溶液を供給するマグネシウム供給管、4は晶析反応槽内のpHを測定するpHセンサーである。5は4のpHセンサーによって測定された晶析反応槽内のpH値が所定のpH値よりも低い場合にアルカリ溶液を供給するアルカリ供給管である。6は晶析反応槽内を撹拌するための空気吹き込み管、7は晶析反応後の処理水の流出管である。8は晶析反応槽内に種結晶を投入する投入口である。   Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an example of an apparatus that can suitably perform the processing method of the present invention. 1 is a crystallization reaction tank, 2 is a raw water supply pipe for supplying water to be treated to the crystallization reaction tank, 3 is a magnesium supply pipe for supplying a magnesium solution, and 4 is a pH sensor for measuring the pH in the crystallization reaction tank. is there. Reference numeral 5 denotes an alkali supply pipe for supplying an alkaline solution when the pH value in the crystallization reaction tank measured by the pH sensor 4 is lower than a predetermined pH value. 6 is an air blowing pipe for stirring the inside of the crystallization reaction tank, and 7 is an outflow pipe for treated water after the crystallization reaction. 8 is an inlet for introducing seed crystals into the crystallization reaction tank.

図1の装置においてリン酸塩を含む排水を処理する場合、まず晶析反応槽1に被処理水を供給する。6の空気吹き込み管から空気を吹き込んで槽内を撹拌混合しながら、種結晶を所定量投入する。しかる後に槽内のpHを調整しながらマグネシウム塩を供給し、晶析反応を開始する。所定の反応時間をおいた後に、被処理水を連続供給する。一旦このように晶析反応が開始すれば、リン酸マグネシウム結晶が順次成長していくので新たにリン酸マグネシウムアンモニウムを追加投入する必要はないが、晶析反応装置のメンテナンスなどのために晶析反応槽を空にした場合などは、上記の手順を再度行うこともある。   When wastewater containing phosphate is treated in the apparatus of FIG. 1, first, water to be treated is supplied to the crystallization reaction tank 1. While blowing air from the air blowing pipe 6 and stirring and mixing the inside of the tank, a predetermined amount of seed crystal is introduced. Thereafter, the magnesium salt is supplied while adjusting the pH in the tank, and the crystallization reaction is started. After a predetermined reaction time, the water to be treated is continuously supplied. Once the crystallization reaction is started in this way, the magnesium phosphate crystals will grow sequentially, so there is no need to add additional magnesium ammonium phosphate, but crystallization is required for maintenance of the crystallization reactor. When the reaction vessel is emptied, the above procedure may be performed again.

晶析反応槽の構造としては、晶析反応部と沈殿部を備えた従来使用されている構造のものが好ましく使用できる(例えば、特開平8−24875号公報、特開平8−192168号公報など)。   As the structure of the crystallization reaction tank, a conventionally used structure having a crystallization reaction part and a precipitation part can be preferably used (for example, JP-A-8-24875 and JP-A-8-192168). ).

図2の装置を用いてリン酸塩含有排水の処理を行った。晶析反応槽1の反応部容量は7Lである。また、排水流量は、340L/日とした。使用したリン酸塩含有排水の性状は次のとおりである。   The wastewater containing phosphate was treated using the apparatus shown in FIG. The reaction part volume of the crystallization reaction tank 1 is 7L. The drainage flow rate was 340 L / day. The properties of the phosphate-containing wastewater used are as follows.

水温……18℃, pH……5.2
T-P……53〜61mg/L
PO4-P……53〜60mg/L
Mg……100mg/L
種結晶の粒径は0.5〜0.83mmのものを用い、充填率は晶析反応槽容量に対して15%であった。晶析反応槽内のpH値は0.1mol/Lの苛性ソーダで10に設定した。マグネシウム剤は、塩化マグネシウムで100mg/Lとなるように添加した。
図3に、一週間処理したときの処理水中のリン濃度を示した。
Water temperature …… 18 ℃, pH …… 5.2
TP …… 53 ~ 61mg / L
PO 4 -P …… 53-60mg / L
Mg …… 100mg / L
A seed crystal having a particle size of 0.5 to 0.83 mm was used, and the filling rate was 15% with respect to the volume of the crystallization reaction tank. The pH value in the crystallization reaction tank was set to 10 with 0.1 mol / L sodium hydroxide. The magnesium agent was added at 100 mg / L with magnesium chloride.
FIG. 3 shows the phosphorus concentration in the treated water when treated for one week.

図4は比較例として種結晶を添加しない場合、種結晶として粉末活性炭を添加した場合の処理成績である。粉末活性炭の粒径は0.3〜0.5mm、充填率は晶析反応槽容量に対して10%である。晶析反応槽内のpH値は実施例と同様に9に設定した。リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を種結晶として用いた場合に比べて処理水質は不安定で、1週間後においても良好な処理水は得られなかった。   FIG. 4 shows the treatment results when no seed crystal is added as a comparative example and when powdered activated carbon is added as a seed crystal. The particle diameter of the powdered activated carbon is 0.3 to 0.5 mm, and the filling rate is 10% with respect to the crystallization reaction tank capacity. The pH value in the crystallization reaction tank was set to 9 as in the example. Compared with the case where magnesium ammonium phosphate particles were used as seed crystals, the quality of the treated water was unstable, and good treated water could not be obtained even after one week.

本発明の処理方法が好適に用いられる装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the apparatus with which the processing method of this invention is used suitably. 実施例1において用いた装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an apparatus used in Example 1. FIG. 本発明の処理方法により処理したときの処理水のリン濃度を示す図である。It is a figure which shows the phosphorus density | concentration of the treated water when it processes with the processing method of this invention. 従来法により処理したときの処理水のリン濃度を示す図である。It is a figure which shows the phosphorus density | concentration of the treated water when processed by the conventional method.

符号の説明Explanation of symbols

1 晶析反応槽
2 原水供給管
3 マグネシウム供給管
4 pHセンサー
5 アルカリ供給管
6 空気吹き込み管
7 処理水流出管
8 種結晶投入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystallization reaction tank 2 Raw water supply pipe 3 Magnesium supply pipe 4 pH sensor 5 Alkali supply pipe 6 Air blowing pipe 7 Treated water outflow pipe 8 Seed crystal inlet

Claims (3)

リン酸塩を含む排水から、マグネシウムイオンの存在下にリン酸マグネシウム(Mg3(PO42・xH20)としてリン酸塩を除去する方法において、リン酸マグネシウム結晶を析出させる晶析反応槽に種結晶としてリン酸マグネシウムアンモニウム(MgNH4PO4・6H20)を充填し、マグネシウム剤、アルカリ剤を添加して流動させることによりリン酸マグネシウム結晶を析出させ、回収することを特徴とするリン酸塩を含む排水の処理方法。 Crystallization reaction for precipitating magnesium phosphate crystals in a method of removing phosphate from waste water containing phosphate as magnesium phosphate (Mg 3 (PO 4 ) 2 .xH 2 0) in the presence of magnesium ions The tank is filled with magnesium ammonium phosphate (MgNH 4 PO 4 .6H 2 0) as a seed crystal, and magnesium phosphate crystals are precipitated and recovered by adding a magnesium agent and an alkali agent, and collecting them. A method for treating wastewater containing phosphate. リン酸マグネシウムアンモニウムが、粒径0.1〜1mmのリン酸マグネシウムアンモニウム結晶である請求項1記載のリン酸塩を含む排水の処理方法。 The method for treating waste water containing phosphate according to claim 1, wherein the magnesium ammonium phosphate is a magnesium ammonium phosphate crystal having a particle diameter of 0.1 to 1 mm. リン酸マグネシウムアンモニウムの充填量が、晶析反応槽容量に対して10〜50w/v%である請求項1または2記載のリン酸塩を含む排水の処理方法。
The method for treating wastewater containing phosphate according to claim 1 or 2, wherein a filling amount of magnesium ammonium phosphate is 10 to 50 w / v% with respect to a crystallization reaction tank capacity.
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