JP5344987B2 - 脱リン材、脱リン装置および脱リン副産物 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートスラッジを利用し、例えば下水等のリン含有廃水からリンを除去する脱リン材、この脱リン材を用いてリン含有廃水からリンを除去する脱リン装置およびこの脱リン装置にて回収される脱リン副産物に関する。

近年、富栄養化による水質汚染の問題やリン資源の枯渇化等の問題から、リンが比較的高濃度で溶存する工業廃水や下水からリンを除去し回収する技術が重要性を増している。

そこで、このような下水からリンを回収する技術としては、晶析法や凝集法が考えられる。晶析法は、前記下水中にマグネシウム塩やカルシウム塩を添加して、ＭＡＰ（Magnesium Ammonium Phosphate）やＨＡＰ（Hydroxyapatite）の結晶としてリン酸を析出させる方法である。この晶析法は凝集法に比べて、発生汚泥量が増えないこと、生成物の純度が高いことなどの利点がある。

このような晶析法に使用され、リン含有廃水を脱リンするための脱リン材としては、セメント材料と、水酸化カルシウムまたは硫化カルシウムと、水とからなる組成物を造粒し、得られた造粒物の表面にカルシウム化合物を被覆して炭酸化処理を施すことにより形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、脱リン材としては、体積平均粒径が５μｍ〜０．３ｍｍの軽量気泡コンクリートの粉体と、普通セメント等の石灰質原料と、水とを混和して造粒し、この造粒物をオートクレーブ養生して形成されたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。

さらに、晶析法による脱リン処理に使用される脱リン装置としては、脱リン材が充填された脱リン塔およびコンクリート廃材が充填されたコンクリート廃材収納塔を備えた脱リン装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。この脱リン装置では、下水等のリン含有廃水を前記脱リン塔と前記コンクリート廃材収納塔との間で循環させ、前記脱リン塔にて前記リン含有廃水が脱リンされてリン酸カルシウムが回収され、また、この脱リン除去後の処理液の一部が前記コンクリート廃材収納塔へ供給され、このコンクリート廃材収納塔にて前記処理液にカルシウムイオンが供給されかつｐＨが回復され、再び前記脱リン塔にて脱リンされる。

また、脱リン処理としては、本願の出願人による、コンクリート廃材を粉砕して粒径約１ｍｍの廃セメント微粉末とし、この廃セメント微粉末を脱リン材として用いてリン含有廃水からリンを除去するものが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。

特開２００３−３０５４７９号公報（第２−４頁） 特開２００８−１００１５９号公報（第２−５頁） 特開２００１−４７０６３号公報（第２−３頁、図１）

茂原伍郎、外５名、コンクリート廃棄物を利用した下水処理施設からのリン資源の回収、化学工学論文集、第３５巻、第１号、ｐ１２−１９、２００９年

しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２の脱リン材は、製造工程が煩雑であるので、結果としてコストが高騰してしまうという問題が考えられる。

また、上述の特許文献３の脱リン装置による脱リン処理では、汚水を脱リンする脱リン塔とカルシウムイオンを供給するコンクリート廃材収納塔とを別個に用意する必要があるので設備が複雑化してしまい、また、コンクリート廃材収納塔に充填されるコンクリート廃材として建築材料の製造工程で発生した端材の粒径約５ｍｍの粉砕物を使用しており、コンクリート廃材の粒径が５ｍｍであると、一般的に粒径が５ｍｍ以下である細骨材が多く含有されてしまう。これらの骨材はリン含有廃水に対する脱リン処理の反応に寄与せず、また、前記骨材がコンクリート廃材に含有されているとカルシウム含有量が低下するため、脱リン処理の反応速度が低下してリン含有廃水からリンが除去し難くなるおそれがある。

さらに、上述の非特許文献１では、脱リン材は、コンクリート廃材を例えば解体現場等から回収する必要があり、その回収したコンクリート廃材を粉砕するだけでなく、粉砕したものを１ｍｍ以下に分級する必要があるので、結果として処理費用が高騰してしまうという問題が考えられる。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、脱リン処理の反応速度が良好でリン含有廃水からリンを除去し易く、かつ、コストを廉価に抑えることができる脱リン材、脱リン装置および脱リン副産物を提供する。

請求項１に記載された脱リン材は、反応式：１０Ｃａ ^２＋ ＋６ＰＯ _４ ^３− ＋２ＯＨ ⁻ →Ｃａ _１０ （ＰＯ _４ ） _６ （ＯＨ） _２ に基づいてリン含有廃水からリンを除去する脱リン処理に用いられる脱リン材であって、コンクリート製品の遠心成形、コンクリートの製造、コンクリート製造設備の清掃およびコンクリート輸送車両の清掃のいずれかにて発生するコンクリートスラッジからカルシウムを溶出した後のスラッジ残渣にて形成されるものである。

請求項２に記載された脱リン装置は、請求項１に記載の脱リン材を用いてリン含有廃水の脱リン処理を行う脱リン装置であって、反応槽と、この反応槽内へ前記リン含有廃水を供給する廃水供給手段と、前記反応槽内へ前記脱リン材を供給する脱リン材供給手段と、前記反応槽にてリン含有廃水および脱リン材を攪拌する攪拌手段と、前記反応槽内の晶析物を回収する回収手段とを具備し、前記反応槽内にて前記リン含有廃水および前記脱リン材を攪拌してリン酸カルシウムを晶析させることにより前記リン含有廃水からリンを除去し、晶析した脱リン副産物を回収するものである。

請求項３に記載された脱リン副産物は、請求項２に記載の脱リン装置にて回収される脱リン副産物であって、リン酸カルシウム類の重量割合が１５ｗｔ％以上であるものである。

請求項１に記載された発明によれば、脱リン材がコンクリートスラッジにて形成されることにより、粒径が小さいので、脱リン処理の反応速度が良好でありリン含有廃水からリンを除去し易い。

また、コンクリートスラッジは、コンクリート製品の遠心成形、コンクリートの製造、コンクリート製造設備の清掃およびコンクリート輸送車両の清掃のいずれかにて発生するもので、これらの工程からそのまま回収でき、含水率を調整するだけで容易に製造できるので、製造コストを廉価に抑えることができる。

さらに、コンクリートスラッジからカルシウムを溶出した後のスラッジ残渣にて脱リン材が形成されることにより、コンクリートスラッジの再利用の幅を広げることができる。また、コンクリートスラッジからカルシウムを溶出させた後に濾過するだけであるので、容易に製造できる。

請求項２に記載された発明によれば、請求項１記載の脱リン材を用いることにより、脱リン処理の反応速度が良好であるので、容易に脱リン副産物を回収できるとともに、この脱リン材にて、カルシウムイオンおよび水酸化物イオンの供給ができることにより、１つの反応槽にてリン含有廃水から脱リン処理できるので、簡単な構成で脱リン装置を形成でき、結果として処理コストを廉価に抑えることができる。

請求項３に記載された発明によれば、脱リン副産物のリン酸カルシウム類の重量割合が１５ｗｔ％以上であるので、肥料として有用な状態で脱リン副産物を回収できる。

本発明の脱リン装置における一実施の形態を示す構成図である。 （ａ）および（ｂ）は比較例１の脱リン材試料の表面状態を示すＳＥＭ写真であり、（ｃ）および（ｄ）は実施例１の脱リン材試料の表面状態を示すＳＥＭ写真であり、（ｅ）および（ｆ）は実施例２の脱リン材試料の表面状態を示すＳＥＭ写真である。 実施例１、実施例２および比較例１の積算粒度分布を示すグラフである。 実施例１、実施例２および比較例１の反応時間とオルトリン酸濃度との関係を示すグラフである。 実施例１、実施例２および比較例１の反応時間とｐＨとの関係を示すグラフである。 参考例１、参考例２および参考例４の反応時間とオルトリン酸濃度との関係を示すグラフである。 参考例１、参考例２および参考例４の反応時間とｐＨとの関係を示すグラフである。 参考例３および参考例５の反応時間とオルトリン酸濃度との関係を示すグラフである。 参考例３および参考例５の反応時間とｐＨとの関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施の形態の構成について図１を参照しながら詳細に説明する。

図１に示す脱リン装置１は、リン含有廃水と脱リン材とを反応させることにより、リン酸カルシウムを晶析させる晶析法にて、リン含有廃水からリンを除去し、リン含有廃水の脱リン処理を行うものである。すなわち、１０Ｃａ^２＋＋６ＰＯ_４ ^３−＋２ＯＨ⁻→Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２という反応式に基づいてリン酸カルシウムを晶析させる。また、このような反応にともない、肥料として有用なＨＡＰ（Hydroxyapatite）の結晶であるリン酸カルシウムを脱リン副産物として回収可能である。

脱リン装置１は、開放型の反応槽２を備えている。この反応槽２には、反応槽２内へリン含有廃水を供給する廃水供給手段３、および、反応槽２内へ脱リン材を供給する脱リン材供給手段４が設けられている。また、反応槽２には、反応槽２内の内容物を攪拌する攪拌手段５、および、反応槽２内の脱リン副産物である晶析物を回収する回収手段６が設けられている。さらに、反応槽２には、反応槽２から脱リン処理後の処理水を排出する処理水排出手段７が設けられている。

廃水供給手段３、脱リン材供給手段４および処理水排出手段７には、バルブ等の開閉手段８，９，10が設けられ、開閉手段８にてリン含有廃水の供給が操作され、開閉手段９にて脱リン材の供給が操作され、開閉手段10にて処理水の排出が操作される。

攪拌手段５としては、例えば攪拌羽根が設けられた攪拌機等のような通常の攪拌作業に使用されるものが用いられる。

回収手段６としては、例えば、固液分離装置や遠心分離装置等のような固体と液体とを分離できるものが用いられる。また、回収手段６には排水経路11が接続され、脱リン副産物を回収した後の処理水は排水経路11を通って排出される。

リン含有廃水としては、例えば下水等が用いられ、特に下水を活性汚泥法で処理して汚泥とする際に発生する余剰水、いわゆる汚泥返送水が好ましい。この汚泥返送水はリンがリン酸として溶け込んでおり、リン濃度が約１０〜２００ｍｇ・Ｐ／Ｌと高く、リンを回収する際の反応効率が良好である。

脱リン材としては、コンクリート製品の遠心成形、コンクリートの製造、コンクリート製造設備の清掃およびコンクリート輸送車両の清掃のいずれかにて発生するコンクリートスラッジにて形成される。

コンクリートスラッジに含まれるセメント水和物部分は、水酸化カルシウム等の塩基性のカルシウム化合物を多く含有しており、水溶液中にて、反応式：Ｃａ（ＯＨ）_２→Ｃａ^２＋＋２ＯＨ⁻に示す水酸化カルシウムの溶解反応を起こし、カルシウムイオンおよび水酸化物イオンとして作用する。そして、リン含有廃水中のリンは主にＨＡＰとして析出してリン含有廃水が脱リンされる。

脱リン材としては、コンクリートスラッジからカルシウムを溶出させた後の二酸化ケイ素を主体とするスラッジ残渣を利用する。

なお、これらのようなコンクリートスラッジにて形成される脱リン材は、粒径が０．１ｍｍ以下であり、例えば、非特許文献１のコンクリート廃材を粉砕した粒径１ｍｍの廃セメント微粉末と比較しても、非常に微細である。

また、コンクリートスラッジには、リン酸カルシウムの生成に必要なカルシウム含有量が多く、例えば、非特許文献１に記載された廃セメント微粉末等の通常のコンクリート廃材と比較しても、カルシウム含有量が多い。

脱リン副産物は、ＨＡＰを晶析させる際におけるリン酸イオン、カルシウムイオンおよび水酸化物イオンのバランスが重要である。すなわち、カルシウム添加量やｐＨを調整して、溶液中のイオン積［Ｃａ^２＋］_１０［ＰＯ_４ ^３−］_６［ＯＨ⁻］_２をＨＡＰの溶解度積（１０^−１１４ｍｏｌ^１８Ｌ^−１８）から過溶解度積（約１０^−８０ｍｏｌ^１８Ｌ^−１８）の間で操作することにより結晶質のＨＡＰが種結晶上に成長する。一般的にはｐＨが７から９の間で析出操作が行われる。また、このような脱リン副産物としては、リン酸カルシウム類の重量割合が１５ｗｔ％以上であると、肥料法にて分類されている副産リン酸肥料に該当するので好ましい。

次に、上記一実施の形態の作用を説明する。

コンクリートスラッジにて形成される脱リン材を用いた脱リン装置１によるリン含有廃水の脱リン処理に際しては、まず、廃水供給手段３により反応槽２内へリン含有廃水を供給する。

次いで、攪拌手段５にて攪拌しながら脱リン材供給手段４により脱リン材を供給する。この脱リン材の供給により、反応槽２中のリン含有廃水にカルシウムイオンおよび水酸化物イオンが供給され、反応槽２内でリン含有廃水と脱リン材とが、１０Ｃａ^２＋＋６ＰＯ_４ ^３−＋２ＯＨ⁻→Ｃａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２という反応式に基づいて反応する。また、反応槽２内でリン含有廃水と脱リン材とが攪拌手段５にて攪拌されることにより、リン含有廃水と脱リン材との反応が促進される。この反応に際しては、脱リン材のケイ酸カルシウム水和物等の不溶分が種結晶として作用し、脱リン材由来のカルシウムイオンおよび水酸化物イオンと、リン含有廃水由来のリン酸イオンとが、脱リン材の表面にて直接反応してリン酸カルシウムであるＨＡＰの結晶が晶析する。

次いで、晶析したＨＡＰの結晶を回収手段６により固液分離して脱リン副産物として回収する。

また、脱リン処理された処理水を処理水排出手段７により排水し、回収手段６による固液分離で分離された処理水は排水経路11を通って排水する。

そして、コンクリートスラッジにて形成された脱リン材は、リン含有廃水と反応する固形分の粒径が０．１ｍｍ以下と非常に微細であるので、例えば、非特許文献１のコンクリート廃材を粉砕した脱リン材等と比較しても反応速度が良好であり、リン含有排水からリンを除去し易い。さらに、コンクリートスラッジには、セメントに由来するカルシウム分が多く含有されているので、リン含有廃水と反応し易く、脱リン性能が良好である。

また、コンクリートスラッジは、コンクリート製品の遠心成形、コンクリートの製造、コンクリート製造設備の清掃およびコンクリート輸送車両の清掃にて発生するものであるので、回収に際して特別な設備が不要であり、容易に回収できるとともに、コンクリートやコンクリート製品の製造工程、および、コンクリート製造設備やコンクリート輸送車両の清掃工程と一連して脱リン材を製造できる。さらに、脱リン材の製造の際には、コンクリートスラッジからカルシウムを溶出させて固液分離するだけで脱リン材を容易に製造できるので、脱リン材の製造コストを廉価に抑えることができる。

コンクリートスラッジは、カルシウム分を多く含み、高アルカリ性を示すため、従来、希硫酸を加えて中和処理等をして廃棄しており、コンクリートスラッジ廃棄用の中和処理設備および希硫酸が必要であった。このようなコンクリートスラッジにて脱リン材を形成することにより、本来廃棄の対象であったコンクリートスラッジを有用な資源としてリサイクルできるとともに、コンクリート製品やコンクリートの製造後に発生するコンクリートスラッジの処理費用を低減できる。また、従来、廃棄処理の対象物であったコンクリートスラッジを用いるので、脱リン材を形成するための材料コストはほとんど発生せず経済的である。

コンクリートスラッジからカルシウムを溶出した後のスラッジ残渣にて脱リン材を形成することにより、コンクリートスラッジを無駄なく利用でき、コンクリートスラッジの再利用の幅を広げることができる。

コンクリートスラッジにて形成された脱リン材を脱リン処理に用いることにより、アルカリ供給によるｐＨ上昇効果、カルシウムイオンと水酸化物イオンとの同時供給効果、ケイ酸カルシウム水和物等の不溶分の種結晶効果および脱リン材表面における脱リン材由来のカルシウム分とリン含有廃水由来のリン酸との直接反応効果が得られ、これらの効果により、リン含有廃水からリン酸カルシウムを晶析させ易い。そして、脱リン材をリン含有廃水に供給し、反応槽２内でリン含有廃水および脱リン材を攪拌するだけで、脱リン材の不溶分が種結晶として作用して脱リン材表面のカルシウム分とリン酸とが直接反応し、リン酸カルシウムが晶析してリンを除去できる。したがって、一つの反応槽２にて脱リン処理を行うことができる。このように一つの反応槽２にて脱リン処理を行うことにより、簡単な構成で脱リン装置１を形成できるので、脱リン装置１を容易に製造でき、結果としてリン含有廃水の処理コストを廉価に抑えることができる。また、脱リン材の反応速度が良好であるので、処理設備のサイズの縮小化や処理時間の短時間化が可能であり、経済的である。

コンクリートスラッジは、通常のコンクリート廃材に比べてカルシウム含有量が多いので、脱リン副産物であるＨＡＰの結晶中のリン酸カルシウム類の重量割合を向上させ易い。

また、脱リン副産物のリン酸カルシウム類の重量割合を１５ｗｔ％以上にすることにより、肥料法にて分類される副産リン酸肥料に該当する肥料として有用なリン酸カルシウムを回収できる。さらに、回収後、特殊な処理を施すことなく肥料としてそのまま使用できる。

次に、本発明の実施例について説明する。

ベルトプレス汚泥濾過水をリン含有廃水である下水のモデル水溶液として用い、各脱リン材試料の脱リン性能を確認する脱リン試験を行った。なお、この汚泥濾過水のオルトリン酸濃度は、７．８９ｍｇ・Ｐ／Ｌであり、ｐＨは７．２であった。

脱リン材試料としては、スクリーンピットで採取した遠心スラッジを２０倍に希釈し、カルシウム抽出を繰り返した後のスラッジ残渣を用いた。具体的には、カルシウム抽出を２回繰り返した後（カルシウム抽出率１３％に相当）のスラッジ残渣の乾燥物を実施例１の脱リン材試料とし、カルシウム抽出を８回繰り返した後（カルシウム抽出率３６％に相当）のスラッジ残渣の乾燥物を実施例２の脱リン材試料とした。また、脱リン材試料の脱リン性能を比較するための比較例１として、廃セメント微粉末にて形成した脱リン材試料においても同様に脱リン試験を行った。この比較例１の脱リン材試料は、機械的処理による再生粗骨材再生プラントからの廃棄物を用いた。これら実施例１、実施例２および比較例１の各脱リン材試料の化学組成を表１に示す。

この表１において参考として示した未処理スラッジは、カルシウム抽出処理をしていないコンクリートスラッジの乾燥固形物である。比較例１の脱リン材試料のカルシウム含有率は２７．３％であるのに対し、未処理スラッジのカルシウム含有率は３５％であることから、コンクリートスラッジは廃セメント微粉末よりカルシウム含有量が多いことが分かる。

図２（ａ）ないし（ｆ）にて実施例１、実施例２および比較例１の各脱リン材試料の表面状態を示すように、比較例１の脱リン材試料と比較して、実施例１の脱リン材試料および実施例２の脱リン材試料の方が表面に凹凸が多いことが分かる。

図３には、実施例１および実施例２それぞれのスラッジ残渣の積算粒度分布、比較例１の廃セメント微粉末の積算粒度分布を示す。この図３に示すように、実施例１、実施例２および比較例１の粒径の中央値は、実施例１が約５０μｍであり、実施例２が約４４μｍであり、比較例１が約６０μｍである。したがって、実施例１および実施例２の方が、比較例１より小粒径分が多いことが分かる。

なお、実施例２のスラッジ残渣の表面積は２９ｍ^２／ｇであり、比較例１の廃セメント微粉末の表面積は６．１５ｍ^２／ｇであった。また、参考として、未処理スラッジの乾燥固形物の表面積は２．６１ｍ^２／ｇであった。このような未処理スラッジの脱リン性能は後述の参考例１ないし参考例５にて確認している。

脱リン試験では、まず、実施例１、実施例２および比較例１用の各プラスチック製ビーカにモデル水溶液を３００ｍＬ供給し、それぞれスターラにて３００ｒｐｍで攪拌を行った。

次いで、モデル水溶液を攪拌しながら、実施例１、実施例２および比較例１の各脱リン材試料をそれぞれ別個に投入した。なお、各脱リン材試料は、脱リン材試料中のカルシウムとモデル水溶液中のリンとの重量比が５となる分量を投入した。そして、各脱リン材試料投入後のモデル水溶液中のオルトリン酸濃度およびｐＨの変化をモニタした。なお、オルトリン酸濃度の測定はモリブデン青法にて行い、ｐＨの測定はｐＨメータにて行った。

図４に示すように、実施例１、実施例２および比較例１の脱リン材試料の投入後、いずれも添加後のモデル水溶液中のオルトリン酸濃度が減少した。

これは、各脱リン材試料のカルシウムイオンおよび水酸化物イオンによって、モデル水溶液中のリンがＨＡＰとして析出したためと考えられる。

特に、実施例１および実施例２の脱リン材試料投入後は、モデル水溶液中のオルトリン酸濃度が著しく減少し、１０分後には８０％以上のリンが排水中から除去された。すなわち、カルシウムとリンとの重量費が同じ条件であっても、実施例１および実施例２の脱リン材試料の方が比較例１の脱リン材試料より多くのリンを除去した。この結果から、実施例１および実施例２の脱リン材試料は、比較例１の脱リン材試料に比べて、含有カルシウムのより多くがリンと反応し、脱リン性能が極めて良好であるといえる。

これは、各脱リン材試料の粒径や表面積に起因するものと考えられ、実施例１のスラッジ残渣および実施例２の脱リン材試料であるスラッジ残渣は、比較例１の脱リン材試料である廃セメント微粉末に比べて、粒径が小さくかつ表面積が大きいため、反応速度が良好であり、また、リン濃度が著しく低下したと考えられる。

さらに、図５に示すように、ベルトプレス濾過水中のｐＨは、実施例１、実施例２および比較例１の脱リン材試料の投入後いずれも上昇した。特に、実施例１のスラッジ残渣および実施例２の脱リン材試料の投入後の方が、比較例１の脱リン材試料の投入後よりｐＨが上昇した。この結果から、実施例１のスラッジ残渣および実施例２の脱リン材試料であるスラッジ残渣は、比較例１の脱リン材試料である廃セメント微粉末に比べて、アルカリ供給効果が高いといえる。すなわち、リン酸カルシウムの生成反応を促進できる。

次に、コンクリートスラッジの状態の違いによる脱リン性能を確認した。

コンクリート製のポールを成形するための遠心成形の際に発生するいわゆる型枠スラッジを一時貯留した。

また、この型枠スラッジを洗い水等とともにスラッジ処理施設にパイプラインにて送液し、スクリーンで骨材を除去された後のいわゆるスクリーンピットスラッジを一時貯留した。

さらに、このスクリーンピットスラッジをフィルタプレスによって脱水して、固形分と濾液であるフィルタプレス水とに分離し、フィルタプレス水を一時貯留した。なお、通常は、固液分離後、固形分が産業廃棄物として業者に引き渡され、フィルタプレス水が硫酸で中和処理されて放流される。

型枠スラッジおよびスクリーンピットスラッジは、採取後、イオン交換水を用いて重量比で１０倍に希釈した。その後、適宜振盪を行いつつ室温にて保管して脱リン材試料として用いた。また、フィルタプレス水は、採取後、希釈等の処理は行わずそのまま室温にて保管して脱リン材試料として用いた。

なお、フィルタプレス水の採取後２１時間保管したものを参考例１の脱リン材試料とした。また、スクリーンピットスラッジの採取後２１時間保管したものを参考例２の脱リン材試料とした。さらに、スクリーンピットスラッジの採取後２７時間保管したものを参考例３の脱リン材試料とした。また、型枠スラッジの採取後２１時間保管したものを参考例４の脱リン材試料とした。さらに、型枠スラッジの採取後２７時間保管したものを参考例５の脱リン材試料とした。

リン含有廃水のモデル水溶液としては、リン酸二水素カリウムを５０ｍｇ・Ｐ／Ｌの濃度で水に溶かしたものを用いた。そして、上記実施例１、実施例２および比較例１と同様に、モデル水溶液をスターラにて３００ｒｐｍで攪拌しながら参考例１ないし参考例５の各脱リン材試料をそれぞれ別個に投入した。これら参考例１ないし参考例５の各実験条件を表２に示す。なお、脱リン材試料の添加量が１０ｇの実験では、容器を振盪した後、秤量瓶に１０ｇ量り取り、反応容器に入れて洗い流すように投入した。脱リン材試料の添加量が１ｍＬの実験では、容器を振盪した後、エッペンドルフ（登録商標）で１ｍＬを投入した。

参考例１ないし参考例５の脱リン材試料を投入した各モデル水溶液を一定時間攪拌した後、それぞれサンプリングして、各モデル水溶液について、モリブデン青法にてオルトリン酸濃度を測定し、ｐＨメータにてｐＨを測定した。

図６に示すように、モデル水溶液のオルトリン酸濃度の変化については、参考例１では、オルトリン酸濃度がゆっくりと減少し、最終的に３７ｍｇ・Ｐ／Ｌになった。また、参考例２および参考例４では、オルトリン酸濃度が急激に減少し１０分後に略０（ゼロ）になった。

図７に示すように、モデル水溶液のｐＨの変化については、参考例１では、反応開始後約１０分で、ｐＨ８まで上昇し、その後ｐＨが７から８の範囲となった。参考例２および参考例４では、反応開始後約１０分でｐＨ１２付近まで上昇した。これら参考例２および参考例４の各コンクリートスラッジ試料は含有しているアルカリ量の多いことが分かる。

図８に示すように、モデル水溶液のオルトリン酸濃度の変化については、参考例３および参考例５のいずれも反応開始後１０８０分で３５ｍｇ・Ｐ／Ｌ付近まで減少した。なお、参考例５は参考例３よりオルトリン酸濃度がやや多く減少しているが、これはもともと含まれているカルシウムの量の違いと考えられる。

図９に示すように、モデル水溶液のｐＨの変化については、参考例３および参考例５のいずれも、反応開始後約１０分でｐＨが８から９の範囲まで急激に上昇した。各脱リン材試料の液相に多量のアルカリを含まれていたことが分かる。

１ 脱リン装置
２ 反応槽
３ 廃水供給手段
４ 脱リン材供給手段
５ 攪拌手段
６ 回収手段

Claims (3)

1. 反応式：１０Ｃａ ^２＋ ＋６ＰＯ _４ ^３− ＋２ＯＨ ⁻ →Ｃａ _１０ （ＰＯ _４ ） _６ （ＯＨ） _２
   に基づいてリン含有廃水からリンを除去する脱リン処理に用いられる脱リン材であって、
   コンクリート製品の遠心成形、コンクリートの製造、コンクリート製造設備の清掃およびコンクリート輸送車両の清掃のいずれかにて発生するコンクリートスラッジからカルシウムを溶出した後のスラッジ残渣にて形成される
   ことを特徴とする脱リン材。
2. 請求項１に記載の脱リン材を用いてリン含有廃水の脱リン処理を行う脱リン装置であって、
   反応槽と、
   この反応槽内へ前記リン含有廃水を供給する廃水供給手段と、
   前記反応槽内へ前記脱リン材を供給する脱リン材供給手段と、
   前記反応槽にてリン含有廃水および脱リン材を攪拌する攪拌手段と、
   前記反応槽内の晶析物を回収する回収手段とを具備し、
   前記反応槽内にて前記リン含有廃水および前記脱リン材を攪拌してリン酸カルシウムを晶析させることにより前記リン含有廃水からリンを除去し、晶析した脱リン副産物を回収する
   ことを特徴とする脱リン装置。
3. 請求項２に記載の脱リン装置にて回収される脱リン副産物であって、
   リン酸カルシウム類の重量割合が１５ｗｔ％以上である
   ことを特徴とする脱リン副産物。