JP5115271B2 - リン酸含有水からリン酸を回収する方法および装置 - Google Patents
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(1) 硝酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する方法であって、
リン酸含有水からカチオンを除去し、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備えた逆浸透装置に、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で供給して膜分離処理を行い、
硝酸を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させて、リン酸を濃縮液室側に濃縮し、
硝酸を除去したリン酸濃縮液を回収することを特徴とするリン酸の回収方法。
(2) 硝酸および酢酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する方法であって、
リン酸含有水からカチオンを除去し、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備えた逆浸透装置に、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で供給して膜分離処理を行い、
硝酸および酢酸の一部を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させて、リン酸を濃縮液室側に濃縮し、
リン酸濃縮液を蒸発濃縮装置で蒸発濃縮して、酢酸を含む揮発性成分を水とともに除去して濃縮し、
硝酸および酢酸を除去したリン酸濃縮液を回収することを特徴とするリン酸の回収方法。
(3) 濃縮液室の濃縮液を取出して濃縮液室へ循環する過程を有し、循環する濃縮液に被処理リン酸含有水を加えて逆浸透処理を行う上記(1)または(2)記載の方法。
(4) 逆浸透装置の透過水から酸を含む不純物を除去して純水を回収する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の方法。
(5) 硝酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する装置であって、
リン酸含有水からカチオンを除去する装置と、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備え、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で膜分離処理して、硝酸を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させ、リン酸を濃縮液室側に濃縮する逆浸透装置と、
リン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で逆浸透装置の濃縮液室側に供給する原水供給部と、
逆浸透装置の透過液室側から透過液を取出す透過液取出部と、
逆浸透装置の濃縮液室側から硝酸を除去した濃縮リン酸液を取出す濃縮リン酸液取出部と
を有することを特徴とするリン酸回収装置。
(6) 硝酸および酢酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する装置であって、
リン酸含有水からカチオンを除去する装置と、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備え、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で膜分離処理して、硝酸および酢酸の一部を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させ、リン酸を濃縮液室側に濃縮する逆浸透装置と、
リン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で逆浸透装置の濃縮液室側に供給するリン酸含有水供給部と、
逆浸透装置の透過液室側から透過液を取出す透過液取出部と、
逆浸透装置の濃縮液室側から硝酸および酢酸の一部を除去した濃縮リン酸液を取出す濃縮リン酸液取出部と、
濃縮リン酸液取出部から取出した濃縮リン酸液を濃縮液室側に循環する循環経路と、
リン酸濃縮液を蒸発濃縮し、酢酸を含む揮発性成分を水とともに除去して濃縮する蒸発濃縮装置と
を有することを特徴とするリン酸回収装置。
(7) 循環経路を循環する濃縮液に希釈水を加える希釈水供給部を有する上記(5)または(6)記載の装置。
(8) 逆浸透装置の透過水から酸を含む不純物を除去する不純物除去装置を有する上記(5)ないし(7)のいずれかに記載の装置。
阻止率(%)=(1−C3/(C1・C2)1/2)×100・・・(1)
(式(1)中、C1は供給液入口の溶質濃度、C2は濃縮液出口の溶質濃度、C3はの透過液の溶質濃度である。)
なお、後述するステンレス鋼製平膜試験装置を用いた実施例では、濃縮液室内は攪拌されているためC1=C2として阻止率は計算される。
食塩脱塩率が異なる逆浸透膜(平膜)を直径32mmの円形に打ち抜き、図1および図2の逆浸透装置を模擬した平膜試験装置として、内径32mmφのステンレス鋼(SUS304)製小径平膜セルに、焼結多孔板により有効膜径29mmφで支持して装着し、リン酸含有水を濃縮液室へ供給し、濃縮液室内で濃縮液を攪拌、循環しながら膜分離を行った。食塩脱塩率45%の逆浸透膜としてDow Water Solution社製のNF−270−400、食塩脱塩率90%の逆浸透膜としてDow Water Solution社製のNF−90−400、食塩脱塩率99.5%の逆浸透膜として日東電工(株)製の逆浸透膜ES−20を用いた。他の食塩脱塩率の逆浸透膜として、日東電工(株)製の逆浸透膜ES−20(食塩脱塩率99.5%)を1〜4重量%の水酸化ナトリウム水溶液に、所定の食塩脱塩率となるように時間を調節して浸漬し、食塩脱塩率を調整したものを用いた。
リン酸550mg/L、硝酸50mg/L、酢酸50mg/Lを含む伝導率122mS/m、pH2.4の原水を、日東電工(株)製の逆浸透膜ES−20に0.7MPaで通液して膜分離処理し、濃縮液の循環回数を上げていったときの濃縮液中のリン酸濃度の変化と、硝酸の阻止率との関係を図3に示す。
1a 原水
2 カチオン交換塔
2a カチオン交換樹脂層
3 濃縮液槽
3a 濃縮液
4 逆浸透装置
4a 逆浸透膜
4b 透過液室
4c 濃縮液室
5 アニオン交換塔
5a アニオン交換樹脂層
6 電気再生式イオン交換装置
6a 脱塩室
6b 濃縮室
6c アニオン交換膜
6d、6f カチオン交換膜
6e 陰極室
6g 陽極室
6h、6i 混床式イオン交換層
7 回収水槽
7a 回収水
8 蒸発濃縮装置
9 回収リン酸槽
9a 回収リン酸液
10 生物脱窒装置
Claims (8)
- 硝酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する方法であって、
リン酸含有水からカチオンを除去し、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備えた逆浸透装置に、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で供給して膜分離処理を行い、
硝酸を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させて、リン酸を濃縮液室側に濃縮し、
硝酸を除去したリン酸濃縮液を回収することを特徴とするリン酸の回収方法。 - 硝酸および酢酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する方法であって、
リン酸含有水からカチオンを除去し、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備えた逆浸透装置に、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で供給して膜分離処理を行い、
硝酸および酢酸の一部を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させて、リン酸を濃縮液室側に濃縮し、
リン酸濃縮液を蒸発濃縮装置で蒸発濃縮して、酢酸を含む揮発性成分を水とともに除去して濃縮し、
硝酸および酢酸を除去したリン酸濃縮液を回収することを特徴とするリン酸の回収方法。 - 濃縮液室の濃縮液を取出して濃縮液室へ循環する過程を有し、循環する濃縮液に被処理リン酸含有水を加えて逆浸透処理を行う請求項1または2記載の方法。
- 逆浸透装置の透過水から酸を含む不純物を除去して純水を回収する請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
- 硝酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する装置であって、
リン酸含有水からカチオンを除去する装置と、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備え、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で膜分離処理して、硝酸を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させ、リン酸を濃縮液室側に濃縮する逆浸透装置と、
リン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で逆浸透装置の濃縮液室側に供給する原水供給部と、
逆浸透装置の透過液室側から透過液を取出す透過液取出部と、
逆浸透装置の濃縮液室側から硝酸を除去した濃縮リン酸液を取出す濃縮リン酸液取出部と
を有することを特徴とするリン酸回収装置。 - 硝酸および酢酸を含むリン酸含有水からリン酸を回収する装置であって、
リン酸含有水からカチオンを除去する装置と、
食塩脱塩率が50〜90%の逆浸透膜を備え、カチオンを除去したリン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で膜分離処理して、硝酸および酢酸の一部を含むリン酸以外の酸を水とともに透過液室側に透過させ、リン酸を濃縮液室側に濃縮する逆浸透装置と、
リン酸含有水をpH3以下、かつリン酸濃度1〜15重量%の条件下で逆浸透装置の濃縮液室側に供給するリン酸含有水供給部と、
逆浸透装置の透過液室側から透過液を取出す透過液取出部と、
逆浸透装置の濃縮液室側から硝酸および酢酸の一部を除去した濃縮リン酸液を取出す濃縮リン酸液取出部と、
濃縮リン酸液取出部から取出した濃縮リン酸液を濃縮液室側に循環する循環経路と、
リン酸濃縮液を蒸発濃縮し、酢酸を含む揮発性成分を水とともに除去して濃縮する蒸発濃縮装置と
を有することを特徴とするリン酸回収装置。 - 循環経路を循環する濃縮液に希釈水を加える希釈水供給部を有する請求項5または6記載の装置。
- 逆浸透装置の透過水から酸を含む不純物を除去する不純物除去装置を有する請求項5ないし7のいずれかに記載の装置。
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