JP5360764B2 - Method and system for simultaneous recovery of ammonia and phosphorus components in water to be treated - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously recover ammonia and phosphorus components as MAP from water to be treated which water contains the ammonia and phosphorus components. <P>SOLUTION: The method includes the steps of: (1) adsorbing the ammonia component by bringing the water to be treated into contact with a zeolite-based cation adsorbent; (2) adsorbing the phosphorus component by bringing the water to be treated into contact with a hydrotalcite-based anion adsorbent; (3) desorbing the adsorbed components from the zeolite-based cation adsorbent and the hydrotalcite-based anion adsorbent using a common desorption liquid so that cations and anions in the desorption/regeneration liquid can be used without waste, and recovering a solution where the ammonia and phosphorus components coexist; (4) adding an alkali and magnesium ions to the recovered solution to precipitate and separate the ammonia and phosphorus components as MAP, and simultaneously recovering the ammonia and phosphorus components; and (5) reusing the solution after recovering MAP in the step (4) as at least part of the desorption liquid of the step (3). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、下水や工業排水などの人為的排水、河川水やダム湖水、更には畜産排水などからのアンモニア成分とリン成分とを同時に回収する方法に関する。より詳しくは、アンモニウムイオンとリン酸イオンの選択的イオン交換吸着とこれらの成分の同時脱着後のリン酸マグネシウムアンモニウム(MgNH4PO4・xH2O、以下「MAP」ということがある。)としての回収方法および回収システムに関するものである。 The present invention relates to a method for simultaneously recovering ammonia components and phosphorus components from artificial wastewater such as sewage and industrial wastewater, river water and dam lake water, and also livestock wastewater. More specifically, magnesium ion phosphate (MgNH 4 PO 4 .xH 2 O, hereinafter sometimes referred to as “MAP”) after selective ion exchange adsorption of ammonium ions and phosphate ions and simultaneous desorption of these components. This invention relates to a recovery method and a recovery system.

近年、下水道の普及が進んだことにより河川や湖沼などの公共水域の水質汚濁は改善しつつある。しかし、一部の閉鎖性水域では栄養塩が蓄積し、富栄養化が進行した結果、藻類の異常増殖の発生に伴う水質障害が発生しているため、排水処理において窒素、リンの除去は極めて重要である。   In recent years, water pollution in public water areas such as rivers and lakes has been improving due to the spread of sewerage. However, in some closed waters, nutrients accumulate and eutrophication has progressed, resulting in water quality problems associated with the abnormal growth of algae. is important.

従来の栄養塩除去技術に選択的イオン交換法やMAP法がある。前者は、イオン交換吸着材を被処理水に接触させ、リン酸イオンを吸着させたのち、吸着材から吸着物質を脱着させ処理するという技術である。生物学的処理法と比較して、吸着速度が速い、汚泥が発生しないことなどの利点があり、これまでに様々な吸着材の適用が試みられている。またリンの回収に関しては、吸着処理後に吸着材からリン酸イオンを脱着させて、最終的に後述のMAP法などでリン酸イオンを液中から回収する方法が考案されている。
後者のMAP法とは、高pH条件下でリン酸イオン溶液にアンモニアおよびマグネシウムを加えてMAPとして結晶化させて、リン酸イオンだけでなくアンモニウムイオンも同時に回収する技術である。そのため肥料としての効果が高く、回収物をそのまま肥料に使用できるという利点がある。
Conventional nutrient removal techniques include selective ion exchange and MAP. The former is a technique in which an ion exchange adsorbent is brought into contact with water to be treated to adsorb phosphate ions, and then the adsorbed substance is desorbed from the adsorbent and processed. Compared with biological treatment methods, there are advantages such as a high adsorption rate and no generation of sludge, and so far, various adsorbents have been applied. As for the recovery of phosphorus, a method has been devised in which phosphate ions are desorbed from the adsorbent after the adsorption treatment, and finally phosphate ions are recovered from the liquid by the MAP method described later.
The latter MAP method is a technique for recovering not only phosphate ions but also ammonium ions simultaneously by adding ammonia and magnesium to a phosphate ion solution under high pH conditions to crystallize as MAP. Therefore, the effect as a fertilizer is high and there exists an advantage that a recovered material can be used for a fertilizer as it is.

このようなMAP法によるリンやアンモニアの回収方法として、例えば、特許文献1には、ハイドロタルサイトを含む複合金属水酸化物からなるリン吸着材を使用し、排水中のリン成分を吸着後、アルカリ金属塩炭酸塩又はアルカリ土類金属炭酸塩を含む脱着剤でリン成分を脱着して、その脱着液にアンモニア又はアンモニウム塩の水溶液を混合し、リン成分をリン酸マグネシウム及び/又はリン酸マグネシウムアンモニウムとして分離する方法が記載されている。
しかし、この方法は、排水中のアンモニア成分の分離と有効利用について記載するものではない。
As a method for recovering phosphorus and ammonia by such a MAP method, for example, Patent Document 1 uses a phosphorus adsorbent made of a composite metal hydroxide containing hydrotalcite, and after adsorbing phosphorus components in waste water, Phosphorus component is desorbed with a desorbent containing alkali metal carbonate or alkaline earth metal carbonate, an aqueous solution of ammonia or ammonium salt is mixed in the desorbed solution, and the phosphor component is magnesium phosphate and / or magnesium phosphate. A method for separation as ammonium is described.
However, this method does not describe the separation and effective utilization of the ammonia component in the waste water.

一方、アンモニウムイオン含有排水からアンモニア成分を除去する方法も公知である。例えば、特許文献2には、アンモニウムイオン含有水をゼオライトと接触させてアンモニウムイオンをゼオライトに捕捉した後、当該ゼオライトを亜硝酸またはその塩の存在下で再生するアンモニウムイオン含有水の処理方法が記載されている。
しかし、この方法は、排水中のリン成分の同時除去について記載するものではない。
On the other hand, a method for removing an ammonia component from ammonium ion-containing wastewater is also known. For example, Patent Document 2 describes a method for treating ammonium ion-containing water in which ammonium ion-containing water is brought into contact with zeolite to capture ammonium ions in the zeolite, and then the zeolite is regenerated in the presence of nitrous acid or a salt thereof. Has been.
However, this method does not describe simultaneous removal of phosphorus components in waste water.

上記方法を改良するものとして、排水中に含有されるリンおよびアンモニアの同時除去およびそれらの成分のMAPとしての回収についても既に報告がなされている。たとえば、特許文献3には、粒状ゼオライトと粒状活性アルミナの混合充填層に原水を通水してリン、アンモニアを吸着除去した後、充填層にアルカリ水溶液を供給し、吸着したリン、アンモニアを脱離して充填層を再生し、生じた再生廃液にマグネシウムイオンを添加して燐酸マグネシウムアンモニウムとしてリンを回収することが記載されている。
しかし、この方法では粒状ゼオライトと粒状活性アルミナの混合充填層を使用するため、再生時にNa+の不足によってゼオライトの再生が不十分になる恐れがあり、また脱着液の再使用について示唆するものではない。
As an improvement on the above-described method, reports have already been made on the simultaneous removal of phosphorus and ammonia contained in waste water and the recovery of these components as MAP. For example, in Patent Document 3, raw water is passed through a mixed packed bed of granular zeolite and granular activated alumina to remove phosphorus and ammonia by adsorption, and then an alkaline aqueous solution is supplied to the packed bed to remove the adsorbed phosphorus and ammonia. It is described that the packed bed is separated to regenerate, and magnesium ions are added to the resulting regenerated waste liquid to recover phosphorus as magnesium ammonium phosphate.
However, since this method uses a mixed packed bed of granular zeolite and granular activated alumina, there is a risk that the regeneration of the zeolite will be insufficient due to the lack of Na + during the regeneration, and there is no suggestion about the reuse of the desorption liquid. Absent.

特開2005−305343号公報JP-A-2005-305343 特開平9−122638号公報JP-A-9-122638 特開平9−75921号公報JP-A-9-75921

かかる現状下、本発明者等は、アンモニア成分およびリン成分を含有する被処理水を陽イオン吸着材および陰イオン吸着材と接触させてアンモニアとリン成分とをそれぞれ吸着させ、脱着液を用いて吸着したアンモニア成分およびリン成分を脱着することによりこれらの成分を回収する方法において、陽イオン吸着材と陰イオン吸着材に特定の吸着材を使用し、また、脱着液として共通の脱着液を使用してアンモニア成分とリン成分をリン酸マグネシウムアンモニウムとして同時に回収しできること、また、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、脱着液として再使用することができることを見出し本発明に到った。   Under such circumstances, the present inventors contacted water to be treated containing an ammonia component and a phosphorus component with a cation adsorbent and an anion adsorbent to adsorb ammonia and a phosphorus component, respectively, and use a desorption liquid. In the method of recovering these components by desorbing the adsorbed ammonia and phosphorus components, a specific adsorbent is used for the cation adsorbent and anion adsorbent, and a common desorbent is used as the desorbent. Thus, the present inventors have found that the ammonia component and the phosphorus component can be recovered simultaneously as magnesium ammonium phosphate, and that the solution after recovering the magnesium ammonium phosphate can be reused as a desorption liquid.

本発明は、陽イオン吸着材としてゼオライト系陽イオン吸着材(以下「Ze」ということがある。)を使用し、陰イオン吸着材としてハイドロタルサイト系陰イオン吸着材(以下「HT」ということがある。)を使用し、脱着液を共用することができるようにすると共に、脱着液中のアンモニア成分とリン成分にマグネシウムイオンを添加し、MAPとしてアンモニア成分とリン成分を分離除去する方法に係るものである。
また、本発明は、これらの方法を具現化する回収システムに係るものでる。
In the present invention, a zeolite cation adsorbent (hereinafter sometimes referred to as “Ze”) is used as a cation adsorbent, and a hydrotalcite anion adsorbent (hereinafter referred to as “HT”) as an anion adsorbent. In which the desorption solution can be shared and magnesium ions are added to the ammonia component and the phosphorus component in the desorption solution to separate and remove the ammonia component and the phosphorus component as MAP. It is concerned.
The present invention also relates to a collection system that embodies these methods.

即ち本発明は、次の[1]から[3]の発明を包含する。
[1] 次の工程(1)〜(5)を含むアンモニア成分およびリン成分を含有する被処理水中のアンモニア成分及びリン成分の同時回収方法。
(1)被処理水をゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着する工程
(2)ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着する工程
(3)前記ゼオライト系陽イオン吸着材および前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材から、共通の脱着液を用いて吸着成分を脱着させアンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収する工程であって、前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からのリン成分の脱着を、前記ゼオライト系陽イオン吸着材からのアンモニア成分の脱着より先に行う工程
(4)前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムを添加し、アンモニア成分とリン成分とをリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収する工程
(5)前記工程(4)で、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記工程(3)の脱着液の少なくとも一部として再使用する工程
[2] 脱着液が、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物塩を単独、あるいは複数溶解させた水溶液である前記[1]に記載のアンモニア成分及びリン成分の同時回収方法。
[3] 被処理水をゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着する陽イオン吸着槽と、
被処理水をハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着する陰イオン吸着槽と、
前記陽イオン吸着および前記陰イオン吸着から共通の脱着液を用いて吸着成分を脱着させ、アンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収するアンモニア及びリン回収槽と、
前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムイオンを添加し、アンモニア成分とリン成分とをリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収するリン酸マグネシウムアンモニウム生成槽とを有し、
前記分離手段によりリン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記脱着手段の脱着液の少なくとも一部として再使用することを特徴とするアンモニア成分およびリン成分の同時回収システム。
That is, the present invention includes the following inventions [1] to [3] .
[1] A method for simultaneously recovering an ammonia component and a phosphorus component in water to be treated containing the ammonia component and the phosphorus component, including the following steps (1) to (5).
(1) A step of bringing the water to be treated into contact with a zeolite cation adsorbent to adsorb an ammonia component (2) A step of bringing the water to be treated into contact with a hydrotalcite anion adsorbent to adsorb a phosphorus component (3) The zeolite type A step of recovering a solution in which an ammonia component and a phosphorus component coexist by desorbing an adsorbing component from a cation adsorbing material and the hydrotalcite-based anion adsorbing material using a common desorbing solution, A step of desorbing the phosphorus component from the anion adsorbent prior to the desorption of the ammonia component from the zeolitic cation adsorbent (4) adding alkali and magnesium to the recovered solution, and adding the ammonia component and phosphorus And (5) the process of recovering the ammonia component and the phosphorus component simultaneously by precipitating and separating the components as magnesium ammonium phosphate (4) a step of reusing the solution after the recovery of magnesium ammonium phosphate, as at least a portion of the desorption liquid of the step (3)
[2] The method for simultaneously recovering an ammonia component and a phosphorus component as described in [1] above, wherein the desorption liquid is an aqueous solution in which carbonates, nitrates, sulfates, and chloride salts are dissolved alone or in a plurality.
[3] A cation adsorption tank that adsorbs an ammonia component by bringing the water to be treated into contact with a zeolitic cation adsorbent;
An anion adsorption tank for adsorbing phosphorus components by bringing the water to be treated into contact with a hydrotalcite-based anion adsorbent;
An ammonia and phosphorus recovery tank for desorbing the adsorbed components from the cation adsorption tank and the anion adsorption tank using a common desorption liquid, and recovering a solution in which the ammonia component and the phosphorus component coexist;
To the recovered solution, alkali and magnesium ions are added, the ammonia component and the phosphorus component are precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate, and a magnesium ammonium phosphate production tank for simultaneously recovering the ammonia component and the phosphorus component,
A simultaneous recovery system of an ammonia component and a phosphorus component, wherein the solution after recovering magnesium ammonium phosphate by the separation means is reused as at least part of the desorption liquid of the desorption means.

本発明においては、被処理水中のアンモニア成分及びリン成分の同時回収が可能であり、従来の方法よりも脱着工程が効率的で、かつ脱着液の再使用も行うことからコストの低減が可能である。また、MAP生成時において、マグネシウム成分は供給しなければならないが、アンモニア供給に関しては陽イオン吸着材から脱着したアンモニア成分を用いることで、新たにアンモニアを投入する必要が無いか、少なくとも投入追加するアンモニアを削減することができる
そのため、アンモニアやリン酸イオンに富む下排水への技術の適用のみならず、汚濁が問題となっている河川水やダム湖水などの自然水の直接浄化への適用や畜産排水への適用が可能である。特にダム湖では富栄養化に起因する藻類の増殖が課題となっていることから、これら富栄養化に関与するリンへの対策として本発明は有望である。
In the present invention, it is possible to simultaneously recover the ammonia component and the phosphorus component in the water to be treated, the desorption process is more efficient than the conventional method, and the desorption liquid can be reused, thereby reducing the cost. is there. Further, at the time of MAP generation, the magnesium component must be supplied. Regarding the ammonia supply, it is not necessary to add ammonia at least by using the ammonia component desorbed from the cation adsorbent, or at least the addition of the ammonia component. As a result, the technology can be applied not only to sewage drainage rich in ammonia and phosphate ions, but also to the direct purification of natural water such as river water and dam lake water where pollution is a problem. It can be applied to livestock wastewater. Especially in dam lakes, the growth of algae caused by eutrophication has become an issue, so the present invention is promising as a countermeasure against phosphorus involved in eutrophication.

本発明のアンモニア成分およびリン成分の同時回収システムの概略フロー図である。It is a schematic flowchart of the simultaneous collection | recovery system of the ammonia component of this invention, and a phosphorus component. 本発明の実施の形態におけるアンモニア成分およびリン成分の同時回収システムのブロック図である。It is a block diagram of the simultaneous collection | recovery system of the ammonia component and phosphorus component in embodiment of this invention. HTおよびZeの吸着等温線とラングミュアプロット図である。It is an adsorption isotherm and Langmuir plot figure of HT and Ze. HTおよびZeの脱着率と脱着成分/脱着液組成の関係図である。It is a relationship figure of the desorption rate of HT and Ze, and a desorption component / desorption liquid composition.

以下、本発明について、図1を参照して具体的に説明する。
ここで、本発明において、アンモニア成分とは、アンモニアとアンモニウムイオンとを含み、リン成分とは、リン酸、ホスホン酸などのイオン形態のリン(リン酸態リン)全般を指す。なお、これらのリン酸態イオンを単に「リン酸イオン」という場合がある。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to FIG.
Here, in the present invention, the ammonia component includes ammonia and ammonium ions, and the phosphorus component refers to all ionic forms of phosphorus (phosphate phosphorus) such as phosphoric acid and phosphonic acid. These phosphate ions are sometimes simply referred to as “phosphate ions”.

先ず、本発明は、図1に示す次の工程(1)〜(5)を含むアンモニア成分およびリン成分を含有する被処理水中のアンモニア成分及びリン成分の同時回収方法に係るものである。
(1)被処理水をゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着する工程
(2)被処理水をハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着する工程
(3)前記ゼオライト系陽イオン吸着材および前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材から、共通の脱着液を用いて吸着成分(「吸着質」ともいう。)を脱着させアンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収する工程
(4)前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムイオンを添加し、アンモニア成分およびリン成分とをリン酸マグネシウムアンモニウム(MgNH4PO4・xH2O)として沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収する工程
(5)前記工程(4)で、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記工程(3)の脱着液の少なくとも一部として再使用する工程
First, the present invention relates to a method for simultaneously recovering an ammonia component and a phosphorus component in water to be treated containing the ammonia component and the phosphorus component, including the following steps (1) to (5) shown in FIG.
(1) A step of bringing the water to be treated into contact with the zeolite cation adsorbent to adsorb the ammonia component (2) A step of bringing the water to be treated into contact with the hydrotalcite anion adsorbent to adsorb the phosphorus component (3 ) A solution in which an ammonia component and a phosphorus component coexist by desorbing an adsorbent component (also referred to as “adsorbate”) from the zeolite cation adsorbent and the hydrotalcite anion adsorbent using a common desorption liquid. (4) The alkali and magnesium ions are added to the recovered solution, and the ammonia component and the phosphorus component are precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate (MgNH 4 PO 4 .xH 2 O), and the ammonia component and Step (5) of simultaneously collecting phosphorus components In step (4), the solution after recovering magnesium ammonium phosphate is treated with the above process. (3) a step of re-use as at least part of the desorption solution

本発明において、アンモニア成分およびリン成分を含有する被処理水とは、アンモニア成分およびリン成分を同時に含有するものであり、人間社会から排出される生活排水や産業排水、及びアンモニアやリンに富む河川水や湖沼水等が挙げられる。   In the present invention, to-be-treated water containing an ammonia component and a phosphorus component is one that simultaneously contains an ammonia component and a phosphorus component, and is a domestic and industrial wastewater discharged from human society, and a river rich in ammonia and phosphorus. Water and lake water are examples.

工程(1)は、被処理水中をゼオライト系陽イオン吸着材に接触させてアンモニア成分を吸着する工程である。
本発明の工程(1)で使用するゼオライト系陽イオン吸着材とは、ゼオライトを主成分とする陽イオン吸着材であり、次の化学組成式1)で表される天然、人工、合成のいずれかのゼオライト、またはゼオライトと同等の機能を有するゼオライト様化合物を主成分とする吸着材が使用できる。
2/nO・Al23・xSiO2・yH2O 1)
(式中、nは陽イオンMの原子価、xは2以上の数字、yは0以上の数字を表す。)
なお、ゼオライト様化合物としては、クリノブチライト、モルデナイトや合成ゼオライト等が例示される。 なお、ゼオライトは粉末状で得られる為、一般には粒状化もしくは担体に担持して用いられる。 本発明のゼオライト系陽イオン吸着材としては、例えば、中部電力株式会社製の商品名シーキュラスや日本建設技術株式会社のゼオライト化ミラクルソル(Ze−FWG)が好適に使用できる。
Step (1) is a step of adsorbing the ammonia component by bringing the water to be treated into contact with the zeolite cation adsorbent.
The zeolitic cation adsorbent used in the step (1) of the present invention is a cation adsorbent mainly composed of zeolite, and is any one of natural, artificial and synthetic represented by the following chemical composition formula 1). An adsorbent composed mainly of such zeolite or a zeolite-like compound having a function equivalent to that of zeolite can be used.
M 2 / n O · Al 2 O 3 · xSiO 2 · yH 2 O 1)
(In the formula, n represents the valence of the cation M, x represents a number of 2 or more, and y represents a number of 0 or more.)
Examples of the zeolite-like compound include clinobutyrite, mordenite, and synthetic zeolite. Since zeolite is obtained in powder form, it is generally used in the form of granulation or support on a carrier. As the zeolitic cation adsorbent of the present invention, for example, the trade name “Cyculus” manufactured by Chubu Electric Power Co., Inc. or the zeolitic miracle sol (Ze-FWG) manufactured by Nippon Construction Technology Co., Ltd. can be suitably used.

工程(2)は、被処理水中をハイドロタルサイト系陰イオン吸着材に接触させてリン成分を吸着する工程である。
本発明の工程(2)で使用するハイドロタルサイト系陰イオン吸着材とは、ハイドロタルサイトを主成分とする陰イオン吸着材であり、次の化学組成式 2)で表される天然ハイドロタルサイト、または合成したハイドロタルサイト様化合物を主成分とする吸着材が使用できる。
[M2+ 1-X3+ x(OH)2][An- x/n・mH2O] 2)
(式中、M2+とM3+は2価及び3価の金属イオン、An- x/nは層間陰イオンを表す。)
なお、ハイドロタルサイト様化合物としては、マナサイト(manasseite)、パイロライト(pyroaurite)やグリーンラスト(green rust)等があげられる。
なお、ハイドロタルサイトは微細粉末であるため、一般にはセラミックス担体にバインダーによりハイドロタルサイトを付着担持して用いられる。本発明のハイドロタルサイト系陰イオン吸着材としては、株式会社トーケミ製のアクリトンが好適に使用できる。
Step (2) is a step of adsorbing the phosphorus component by bringing the water to be treated into contact with the hydrotalcite-based anion adsorbent.
The hydrotalcite-based anion adsorbent used in step (2) of the present invention is an anion adsorbent mainly composed of hydrotalcite, and is a natural hydrotalc represented by the following chemical composition formula 2) Sites or adsorbents composed mainly of synthesized hydrotalcite-like compounds can be used.
[M 2+ 1-X M 3+ x (OH) 2 ] [A n- x / n · mH 2 O] 2)
(Wherein, M 2+ and M 3+ are divalent and trivalent metal ions, A n- x / n denotes the interlayer anions.)
Examples of hydrotalcite-like compounds include manasseite, pyroaurite, and green rust.
Since hydrotalcite is a fine powder, it is generally used by attaching hydrotalcite to a ceramic carrier with a binder. As the hydrotalcite-based anion adsorbent of the present invention, Acriton manufactured by Tokemi Co., Ltd. can be suitably used.

本発明において、工程(1)と工程(2)はどちらを先に行っても良い。なお、図1では、ゼオライト系陽イオン吸着材を最初沈殿池と曝気槽の間に設置しているが、浮遊物質によるゼオライト系陽イオン吸着材の閉塞を避けるには最終沈澱池の後に設置することも可能である。その場合、ゼオライト系陽イオン吸着材とハイドロタルサイト系陰イオン吸着材が連続して設置されることになる。   In the present invention, either step (1) or step (2) may be performed first. In FIG. 1, the zeolitic cation adsorbent is installed between the first sedimentation basin and the aeration tank. However, in order to avoid clogging of the zeolitic cation adsorbent due to suspended solids, it is installed after the final sedimentation basin. It is also possible. In that case, a zeolite cation adsorbent and a hydrotalcite anion adsorbent are continuously installed.

次に、本発明では、工程(3)において、前記ゼオライト系陽イオン吸着材および前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材から、脱着液を用いて吸着質を脱着させアンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収する。
脱着液としては、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物塩を単独、あるいは複数溶解させた水溶液を使用することができる。中でも塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、塩化マグネシウム等の塩化物塩の水溶液が好適に使用され、これらの中でも塩化ナトリウム又は塩化カリウムの水溶液がより好適に使用される。また、経済的な面からは、いわゆる海水を使用することも可能である。
Next, in the present invention, in step (3), the adsorbate is desorbed from the zeolite-based cation adsorbent and the hydrotalcite-based anion adsorbent using a desorption liquid so that the ammonia component and the phosphorus component coexist. Collect the solution.
As the desorption liquid, an aqueous solution in which carbonates, nitrates, sulfates and chlorides are dissolved singly or plurally can be used. Of these, aqueous solutions of chloride salts such as sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, sodium fluoride, potassium fluoride, lithium fluoride, sodium bromide, potassium bromide, and magnesium chloride are preferably used. Alternatively, an aqueous solution of potassium chloride is more preferably used. From the economical aspect, so-called seawater can be used.

これらの、脱着剤の水溶液中の濃度は、0.1mol/kg〜20mol/kg程度であり、リン脱着液1のpHは10〜14程度、好ましくは12以上である。
脱着液によるリン吸着材の再生(リン酸イオンの脱着)に必要な時間は、1〜24時間程度である。また、アンモニア吸着材の再生(アンモニウムイオンの脱着)に必要な時間は、1〜4時間程度である。
The concentration of the desorbing agent in the aqueous solution is about 0.1 mol / kg to 20 mol / kg, and the pH of the phosphorus desorbing solution 1 is about 10 to 14, preferably 12 or more.
The time required for regenerating the phosphorus adsorbent with the desorption liquid (desorption of phosphate ions) is about 1 to 24 hours. The time required for regeneration of the ammonia adsorbent (desorption of ammonium ions) is about 1 to 4 hours.

本発明においては、アンモニウムイオンとリン酸イオン両吸着材の脱着工程で1つの脱着液を共用し、脱着液の効率的利用や使用量の低減といった脱着工程の効率化を行うことができることが特徴の一つである。   In the present invention, it is possible to share one desorption liquid in the desorption process of both the ammonium ion and phosphate ion adsorbents, and to improve the efficiency of the desorption process, such as efficient use of the desorption liquid and reduction of the amount used. one of.

脱着液循環の順序としては、ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からのリン成分脱着工程での高pH値を利用し、引き続きゼオライト系陽イオン吸着材からのアンモニア成分を脱着することが好ましい。即ち、ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材への吸着成分を先ず脱着させた後、ゼオライト系陽イオン吸着材への吸着成分を脱着するように、脱着液を用いることが好ましい。こうすることにより、ゼオライト系陽イオン吸着材からのアンモニア成分の脱着に、ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からのリン成分脱着工程で加えた余剰のNa+を利用することができる。また、逆にするとゼオライト系陽イオン吸着材からへ脱着したアンモニア成分が高pH下に遊離性アンモニアとして存在することから、次のハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からリン成分を脱着する工程前に系内から飛散してしまうおそれがある。 As the order of circulation of the desorption liquid, it is preferable to use the high pH value in the phosphorus component desorption process from the hydrotalcite-based anion adsorbent and subsequently desorb the ammonia component from the zeolite-based cation adsorbent. That is, it is preferable to use a desorption liquid so that the adsorption component to the hydrotalcite-based anion adsorbent is first desorbed and then the adsorption component to the zeolite-based cation adsorbent is desorbed. By doing so, it is possible to use surplus Na + added in the phosphorus component desorption process from the hydrotalcite-based anion adsorbent for desorption of the ammonia component from the zeolite-based cation adsorbent. On the other hand, since the ammonia component desorbed from the zeolite cation adsorbent exists as free ammonia at high pH, before the next step of desorbing the phosphorus component from the hydrotalcite anion adsorbent There is a risk of splashing from within the system.

次に、本発明では、工程(4)において、前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムイオンを添加し、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)として沈殿分離し、アンモニアとリンを同時に回収する。
アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられ、中でも水酸化ナトリウムが好適に使用される。
Next, in the present invention, in step (4), alkali and magnesium ions are added to the recovered solution, and precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate (MAP), and ammonia and phosphorus are simultaneously recovered.
Examples of the alkali include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. Among them, sodium hydroxide is preferably used.

また、マグネシウムイオンとしては、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム等の水溶液を使用することができる。マグネシウムイオンは、回収溶液中のリン酸イオンより過剰に加えることが好ましく、5倍モル以上添加することがより好ましい。マグネシウムイオンの供給源としては、海水を使用することが、経済的な観点から推奨される。
なお、脱着液中のアンモニア成分とリン成分の化学量論が一致せず、リン成分が過剰な場合には、アンモニア成分を添加することが好ましい。逆に、アンモニア成分が過剰な場合は、ストリッピング等により過剰のアンモニアを系外に除去することが好ましい。
Moreover, as magnesium ion, aqueous solutions, such as magnesium chloride and magnesium hydroxide, can be used. Magnesium ions are preferably added in excess of phosphate ions in the recovered solution, and more preferably 5 times mol or more. The use of seawater as the magnesium ion source is recommended from an economic point of view.
In addition, when the stoichiometry of the ammonia component and the phosphorus component in the desorption liquid does not match and the phosphorus component is excessive, it is preferable to add the ammonia component. Conversely, when the ammonia component is excessive, it is preferable to remove excess ammonia out of the system by stripping or the like.

最後に、本発明では、工程(5)において、前記工程(4)で、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記工程(3)の脱着液の少なくとも一部として再使用する。
再使用に当っては、塩化ナトリウムを必要に応じ添加し、pHを12以上に調整した後、工程(3)の脱着液としてリサイクルする。このことにより、脱着液を廃棄することなく有効に活用することができる。
Finally, in the present invention, in the step (5), the solution after recovering the magnesium ammonium phosphate in the step (4) is reused as at least a part of the desorption liquid in the step (3).
In re-use, sodium chloride is added as necessary, pH is adjusted to 12 or more, and then recycled as a desorption liquid in the step (3). As a result, the desorption liquid can be effectively used without being discarded.

次に、図2を参照して、本発明の上記(1)から(5)の工程を織り込んだ被処理水中のアンモニア成分およびリン成分の同時回収システムの実施形態について説明する。図2は本発明のアンモニア成分およびリン成分の同時回収システムのブロック図である。   Next, with reference to FIG. 2, an embodiment of a system for simultaneously recovering an ammonia component and a phosphorus component in water to be treated incorporating the steps (1) to (5) of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram of the simultaneous recovery system of the ammonia component and the phosphorus component of the present invention.

通常、アンモニア成分およびリン成分を含有する、下排水、河川水やダム湖水などの被処理水としての有機性排水10は、先ず沈殿池(最初沈殿池1)に蓄えられる。この最初沈殿池1では、自然沈降で除去可能な浮遊物質が除去される。次に、被処理水は、ゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着するゼオライト系陽イオン吸着槽としてのZe吸着槽4で処理されアンモニア成分が除去される(工程(1))。その後、被処理水は、曝気槽2で、曝気処理され有機物が除かれた後、沈殿池(最終沈殿池3)に導入される。なお、この沈殿池は排水の種類や容量により更に中間的な沈殿池を設けることができる。次に、被処理水は、ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着するハイドロタルサイト系陰イオン吸着槽としてのHT吸着槽5で処理されリン成分が除去された後(工程(2))、その処理水11は活性汚泥処理等の一般的な処理に付される。   Usually, the organic waste water 10 as the treated water such as sewage, river water, dam lake water, etc. containing ammonia component and phosphorus component is first stored in the sedimentation basin (first sedimentation basin 1). In the first sedimentation basin 1, suspended solids that can be removed by natural sedimentation are removed. Next, the water to be treated is treated in a Ze adsorption tank 4 as a zeolite cation adsorption tank that is brought into contact with a zeolite cation adsorbent and adsorbs an ammonia component to remove the ammonia component (step (1)). . Thereafter, the water to be treated is introduced into the sedimentation basin (final sedimentation basin 3) after aeration treatment is performed in the aeration tank 2 to remove organic substances. In addition, this sedimentation basin can provide an intermediate sedimentation basin according to the kind and capacity | capacitance of drainage. Next, after the water to be treated is treated in the HT adsorption tank 5 as a hydrotalcite-based anion adsorption tank that is brought into contact with the hydrotalcite-based anion adsorbent and adsorbs the phosphorus component, the phosphorus component is removed ( Step (2)), the treated water 11 is subjected to a general treatment such as activated sludge treatment.

一方、被処理水から吸着除去されたアンモニア成分、リン成分を回収するため、Ze吸着槽4のゼオライト系陽イオン吸着材およびHT吸着槽5のハイドロタルサイト系陰イオン吸着材から、共通の脱着液を用いて吸着成分を脱着させアンモニア成分とリン成分が共存する溶液をアンモニア及びリン回収槽6へ回収する(工程(3))。この場合、脱着を効率的に行うためには先ずハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からのリン成分の脱着を行い、その後、ゼオライト系陽イオン吸着材からのアンモニア成分の脱着を行うことが好ましい。   On the other hand, in order to recover the ammonia component and the phosphorus component adsorbed and removed from the water to be treated, a common desorption is performed from the zeolite cation adsorbent in the Ze adsorption tank 4 and the hydrotalcite anion adsorbent in the HT adsorption tank 5. The adsorbed component is desorbed using the liquid, and the solution in which the ammonia component and the phosphorus component coexist is recovered in the ammonia and phosphorus recovery tank 6 (step (3)). In this case, in order to efficiently perform desorption, it is preferable to first desorb the phosphorus component from the hydrotalcite-based anion adsorbent, and then desorb the ammonia component from the zeolite-based cation adsorbent.

次に、上記アンモニア及びリン回収槽6の脱着回収溶液からアンモニア成分とリン成分を同時に回収するため、回収溶液にアルカリを添加してpH調整を行い、MAP生成槽7においてさらnマグネシウムイオンを添加し、リン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収する(工程(4))。   Next, in order to simultaneously recover the ammonia component and the phosphorus component from the desorption recovery solution of the ammonia and phosphorus recovery tank 6, pH is adjusted by adding alkali to the recovery solution, and further n magnesium ions are added in the MAP generation tank 7 Then, it is precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate, and the ammonia component and the phosphorus component are recovered simultaneously (step (4)).

ところで、MAP法はアンモニウムイオンとリン酸イオンのモル比が等しくなる必要があるが、下水へのMAP法を直接適用した場合はアンモニウムイオンが過多に成り易い。本発明の回収システムでは、アンモニウムイオン過多の対策として、ZeとHTの使用比率で制御することが可能である。また、別の方法としては、ストリッピング法によりアンモニアを除去することも可能である。なお、アンモニアのストリッピング除去は、回収槽6への空気の導入により容易に行うことができる。本発明の回収システムは、被処理水MAP生成工程を別系統で行うため、緩衝物質が少なく、スケールの生成が抑制される。また、システムはアルカリ側で操作するため、ストリッピング操作も容易に行うことができる。   By the way, in the MAP method, the molar ratio of ammonium ions and phosphate ions needs to be equal, but when the MAP method is applied directly to sewage, ammonium ions tend to be excessive. In the recovery system of the present invention, it is possible to control with the use ratio of Ze and HT as a countermeasure against excessive ammonium ions. As another method, ammonia can be removed by a stripping method. Note that the stripping removal of ammonia can be easily performed by introducing air into the recovery tank 6. Since the collection | recovery system of this invention performs a to-be-processed water MAP production | generation process by another system | strain, there are few buffer substances and the production | generation of a scale is suppressed. In addition, since the system is operated on the alkali side, a stripping operation can be easily performed.

なお、上記アンモニア成分とリン成分を回収後の溶液は、NaCl等の塩化物塩が追加添加され、pHを調整後、工程(3)の共通脱着液として再使用される(工程(5))。   The solution after recovering the ammonia component and phosphorus component is added with a chloride salt such as NaCl and adjusted to pH, and then reused as a common desorption solution in step (3) (step (5)). .

上述のように、本発明のリン回収方法の特徴は、陽イオン、陰イオン交換両吸着材の併用とNaCl等による1液・共役的脱着・再生にある。従来は、リン回収時にアンモニアを別途投入していたが、本技術では排水中から回収したアンモニアを利用するため、リンとアンモニアの同時回収が可能である。また、陽イオン、陰イオン吸着材をそれぞれ単独で使用する場合よりも、脱着液の使用量を低減でき、かつ、不溶となるイオンの廃棄・処理を回避できる。その結果、1液中にアンモニウムイオン、リン酸イオン両成分を高濃度で維持することができ、リンの回収効率の向上が可能となる。また、従来は脱着したアンモニアは別途処理が必要であったが、本発明ではリンと同時に回収することができるという利点がある。   As described above, the phosphorus recovery method of the present invention is characterized by the combined use of both cation and anion exchange adsorbents and one-solution / conjugate desorption / regeneration with NaCl or the like. Conventionally, ammonia was separately added at the time of phosphorus recovery, but this technology uses ammonia recovered from wastewater, so that phosphorus and ammonia can be recovered simultaneously. In addition, the amount of the desorption liquid used can be reduced and the disposal / treatment of insoluble ions can be avoided as compared with the case where each of the cation and anion adsorbents is used alone. As a result, both ammonium ion and phosphate ion components can be maintained at a high concentration in one solution, and the recovery efficiency of phosphorus can be improved. Conventionally, desorbed ammonia has to be treated separately, but the present invention has an advantage that it can be recovered simultaneously with phosphorus.

以下、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

次に示す吸着材を使用し、吸着試験および脱着試験を行った。
1.使用した吸着材
(1)ゼオライト系陽イオン吸着材(「Ze(1)」と称す。)
製品名:シーキュラスNaタイプ粒状品(中部電力株式会社製)
化学組成式:Na2O・Al23・2SiO2・4.5H2
粒径:0.8〜2.0mm
(2)ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材(「HT(1)」と称す。)
製品名:アクリトン(株式会社トーケミ製) 化学組成式:
Mg0.683Al0.317(OH)1.995(CO30.028Cl0.226・0.54H2
粒径:2.0〜5.0mm
The following adsorbents were used to perform adsorption tests and desorption tests.
1. Adsorbent used (1) Zeolite-based cation adsorbent (referred to as “Ze (1)”)
Product name: Cyculous Na type granular product (Chubu Electric Power Co., Ltd.)
Chemical formula: Na 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4.5H 2 O
Particle size: 0.8-2.0mm
(2) Hydrotalcite-based anion adsorbent (referred to as “HT (1)”)
Product name: Acriton (Tokemi Co., Ltd.) Chemical composition formula:
Mg 0.683 Al 0.317 (OH) 1.995 (CO 3) 0.028 Cl 0.226 · 0.54H 2 O
Particle size: 2.0-5.0mm

2.吸着試験
上記粒状HT(1)およびZe(1)を使用して、各吸着材の吸着量を求めた。吸着等温線の作成は、初期濃度が異なるNa2HPO4水溶液(1〜80mgP/L)とNH4Cl水溶液(1〜30mg/L)をそれぞれHT(1)、Ze(1)に添加し、20℃恒温下で平衡に達するまで撹拌して行った。pHはHCl、NaOHで7.0に調整した。撹拌後、平衡濃度を測定し初期濃度との差から吸着量を算出した。
2. Adsorption test Using the granular HT (1) and Ze (1), the adsorption amount of each adsorbent was determined. The adsorption isotherm was prepared by adding Na 2 HPO 4 aqueous solution (1 to 80 mg P / L) and NH 4 Cl aqueous solution (1 to 30 mg / L) having different initial concentrations to HT (1) and Ze (1), respectively. Stirring was performed at 20 ° C. until the equilibrium was reached. The pH was adjusted to 7.0 with HCl and NaOH. After stirring, the equilibrium concentration was measured, and the adsorption amount was calculated from the difference from the initial concentration.

3.脱着試験
脱着実験は、吸着実験で求めた飽和吸着量まで吸着質を吸着させたHT(1)とZe(1)をそれぞれ同じ組成の脱着液に浸し、脱着量を測定した。HT(1)の脱着液は0.25、0.75mol−NaOH/kgのアルカリ水溶液200mLを使用し、それぞれに、吸着性分1molに対してCl-が1、10、100、1000molになるようにNaClで調製した。
Ze(1)の脱着液は、HT(1)脱着液と組成が同一のものを用いたが、NH4 +の脱着に必要なNa+はNaOHでも添加されているので、Na添加量は([NaCl]+[NaOH])/[NH4 +]として計算した。
3. Desorption test In the desorption experiment, HT (1) and Ze (1) on which the adsorbate was adsorbed up to the saturated adsorption amount obtained in the adsorption experiment were immersed in a desorption solution having the same composition, and the desorption amount was measured. As the desorption solution of HT (1), 200 mL of 0.25, 0.75 mol-NaOH / kg alkaline aqueous solution was used, and Cl was 1, 10, 100, 1000 mol with respect to 1 mol of the adsorptive component, respectively. Prepared with NaCl.
Desorption solution ze (1) is a composition and HT (1) desorption solution using the same thing, since Na + is required for desorption of NH 4 + is added even NaOH, Na amount added ( Calculated as [NaCl] + [NaOH]) / [NH 4 + ].

4.試験結果
(1)吸着試験結果
図3(a)にHT(1)の吸着等温線を、図3(b)にZe(1)の吸着等温線を示した。また、併せてその逆数プロットであるLangmuir plotsをそれぞれ図3(a)、図3(b)に示した。Ze(1)はプロットに1つの直線関係が成立している。しかし、HT(1)は1/Ce=8.42(初期濃度=10mg/L)を境に低濃度と高濃度側の2つの領域で直線関係が成立している。下記のLangmuir式を適用すると切片から飽和吸着量が求まるが、本リン回収法は低リン濃度排水の処理を想定しているので、HT(1)は低濃度側の切片から求めた値を飽和吸着量とした。
(式中、qe は平衡吸着量(m mol/g)、qs は飽和吸着量(m mol/g)、Ceは平衡濃度(m mol/l)を表し、aは、定数を表す。)
4). Test Result (1) Adsorption Test Result FIG. 3 (a) shows the adsorption isotherm of HT (1), and FIG. 3 (b) shows the adsorption isotherm of Ze (1). In addition, Langmuir plots, which are the reciprocal plots, are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), respectively. Ze (1) has one linear relationship in the plot. However, for HT (1), a linear relationship is established between two regions of low concentration and high concentration, with 1 / Ce = 8.42 (initial concentration = 10 mg / L) as a boundary. When the following Langmuir equation is applied, the saturated adsorption amount can be obtained from the intercept, but since this phosphorus recovery method assumes the treatment of wastewater with low phosphorus concentration, HT (1) is saturated with the value obtained from the intercept on the low concentration side. Adsorption amount.
(Where q e is the equilibrium adsorption amount (m mol / g), q s is the saturated adsorption amount (m mol / g), C e is the equilibrium concentration (m mol / l), and a is a constant. .)

(2)脱着試験
図4(a)にリンを飽和吸着させたHT(1)をアルカリ飽和NaCl水溶液で吸着質のリン成分を脱着させる試験結果を示した。図から分かるように、HT(1)を0.75mol−NaOH/Lと吸着態リンに対して1、000倍量である5.0mol/Lで与えた脱着液200mlに浸すことで、脱着液中に1.00mmolの吸着態リンのうち脱着率97.7%で0.977mmolのリンを脱着させることができた。
一方、Ze(1)の脱着実験は、HT(1)のリン脱着に用いた脱着液を使用しNH4 +飽和吸着させたZe(1)を浸して行った。その結果を図4(b)に示したが、飽和吸着量の1.35mmol−NH4 +を脱着率96%で1.26mmol回収することができた。
回収した脱着液にはMAP生成のために十分な濃度のリン酸イオンとアンモニウムイオンを集積することができ、使用済み脱着液のpHは13.2であった。
(2) Desorption test FIG. 4A shows the test results of desorbing the phosphorus component of the adsorbate with HT (1) on which phosphorus was saturated and adsorbed with an alkaline saturated NaCl aqueous solution. As can be seen from the figure, the HT (1) was immersed in 200 ml of a desorption solution of 0.75 mol-NaOH / L and 5.0 mol / L, which is 1,000 times the amount of adsorbed phosphorus. Among the 1.00 mmol of adsorbed phosphorus, 0.977 mmol of phosphorus could be desorbed at a desorption rate of 97.7%.
On the other hand, the desorption experiment of Ze (1) was performed by immersing Ze (1) that was saturated with NH 4 + using the desorption liquid used for phosphorus desorption of HT (1). The result is shown in FIG. 4B, and 1.26 mmol of a saturated adsorption amount of 1.26 mmol-NH 4 + was recovered with a desorption rate of 96%.
The recovered desorption solution was able to accumulate phosphate ions and ammonium ions at concentrations sufficient for MAP production, and the pH of the used desorption solution was 13.2.

5.MAPの生成
回収した脱着液のpHは10に調整し、MgイオンをMgCl2 水溶液の形態でリン酸イオンに対し5倍モル量添加することにより、脱着液中のリン成分およびアンモニア成分をリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離した。この結果、脱着液中のリン成分の96%をMAPとして不溶化回収した。
5. Formation of MAP The pH of the recovered desorption solution is adjusted to 10, and 5 times molar amount of Mg ions are added to phosphate ions in the form of MgCl 2 aqueous solution, so that the phosphorus component and ammonia component in the desorption solution are phosphoric acid. The precipitate was separated as magnesium ammonium. As a result, 96% of the phosphorus component in the desorption solution was insolubilized and recovered as MAP.

6.回収液の再使用
脱着液からMAPを不溶化回収した残液は、Na+、Cl-を飽和濃度に近い状態を維持しているものの、MAP生成のためpHを13から10に調整したため、脱着液として再使用するにはアルカリが不足している。そのため、不足分のアルカリ(NaOH)を添加しpHを13以上に上昇させて、脱着液として再使用できることを確認した。
6). Reuse of recovered liquid The remaining liquid obtained by insolubilizing and recovering MAP from the desorbed liquid maintained the state of Na + and Cl close to the saturated concentration, but the pH was adjusted from 13 to 10 to generate MAP. As a shortage of alkali to reuse. Therefore, it was confirmed that a short amount of alkali (NaOH) was added and the pH was raised to 13 or more, so that it could be reused as a desorption liquid.

7.吸着材の再使用
リン又はアンモニアの脱着後の吸着材の再使用を検討するため、脱着後のHT(1)を3.68mol/LのMgCl2水溶液に24時間浸し、リンを再吸着させて吸着量を測定した。その結果、初期吸着量に対して90%の再吸着量を示した。これはHT(1)をMgCl2に接触させることでHT(1)の構造が再構築されたことによるものである。
なお、Ze(1)の再吸着量は、初期吸着量の98%であった。
7). Reuse of adsorbent To examine the reuse of adsorbent after desorption of phosphorus or ammonia, HT (1) after desorption was immersed in an aqueous 3.68 mol / L MgCl 2 solution for 24 hours to resorb the phosphorus. The amount of adsorption was measured. As a result, the re-adsorption amount was 90% with respect to the initial adsorption amount. This is because the structure of HT (1) was reconstructed by bringing HT (1) into contact with MgCl 2 .
The re-adsorption amount of Ze (1) was 98% of the initial adsorption amount.

本発明は、アンモニアやリン酸イオンに富む下排水への技術の適用のみならず、汚濁が問題となっている河川水やダム湖水などの自然水の直接浄化への適用や畜産排水への適用が可能である。特にダム湖では富栄養化に起因する藻類の増殖が課題となっていることから、リンへの対策として本発明は有望である。   The present invention is not only applied to sewage drainage rich in ammonia and phosphate ions, but also applied to direct purification of natural water such as river water and dam lake water where pollution is a problem, and to livestock drainage Is possible. Particularly in the dam lake, the growth of algae caused by eutrophication has become a problem, and therefore the present invention is promising as a countermeasure against phosphorus.

1 最初沈殿池
2 曝気槽
3 最終沈殿池
4 Ze吸着槽
5 HT吸着槽
6 アンモニア及びリン回収槽
7 MAP生成槽
10 有機性排水
11 処理水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 First sedimentation tank 2 Aeration tank 3 Final sedimentation tank 4 Ze adsorption tank 5 HT adsorption tank 6 Ammonia and phosphorus collection tank 7 MAP production tank 10 Organic waste water 11 Treated water

Claims (3)

次の工程(1)〜(5)を含むことを特徴とするアンモニア成分およびリン成分を含有する被処理水中のアンモニア成分及びリン成分の同時回収方法。
(1)被処理水をゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着する工程
(2)被処理水をハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着する工程
(3)前記ゼオライト系陽イオン吸着材および前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材から、共通の脱着液を用いて吸着成分を脱着させアンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収する工程であって、前記ハイドロタルサイト系陰イオン吸着材からのリン成分の脱着を、前記ゼオライト系陽イオン吸着材からのアンモニア成分の脱着より先に行う工程
(4)前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムイオンを添加し、アンモニア成分とリン成分とをリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収する工程
(5)前記工程(4)で、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記
工程(3)の脱着液の少なくとも一部として再使用する工程
A method for simultaneously recovering an ammonia component and a phosphorus component in water to be treated containing an ammonia component and a phosphorus component, comprising the following steps (1) to (5):
(1) A step of bringing the water to be treated into contact with the zeolite cation adsorbent to adsorb the ammonia component (2) A step of bringing the water to be treated into contact with the hydrotalcite anion adsorbent to adsorb the phosphorus component (3 ) Recovering a solution in which the ammonia component and the phosphorus component coexist by desorbing the adsorbent component from the zeolite cation adsorbent and the hydrotalcite anion adsorbent using a common desorption liquid , Step of desorbing phosphorus component from hydrotalcite-based anion adsorbent prior to desorption of ammonia component from zeolite-based cation adsorbent (4) Adding alkali and magnesium ions to the recovered solution , Ammonia component and phosphorus component are precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate, and ammonia component and phosphorus component are recovered simultaneously Extent (5) in the step (4), a step of reusing the solution after the recovery of magnesium ammonium phosphate, as at least a portion of the desorption liquid of the step (3)
脱着液が、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物塩を単独、あるいは複数溶解させた水溶液であることを特徴とする請求項1に記載のアンモニア及びリンの同時回収方法。 The method for simultaneous recovery of ammonia and phosphorus according to claim 1, wherein the desorption liquid is an aqueous solution in which carbonates, nitrates, sulfates, and chloride salts are singly or plurally dissolved. 被処理水をゼオライト系陽イオン吸着材と接触させてアンモニア成分を吸着する陽イオン吸着槽と、
被処理水をハイドロタルサイト系陰イオン吸着材と接触させてリン成分を吸着する陰イオン吸着槽と、
前記陽イオン吸着および前記陰イオン吸着から共通の脱着液を用いて吸着成分を脱着させ、アンモニア成分とリン成分が共存する溶液を回収するアンモニア及びリン回収槽と、
前記回収した溶液に、アルカリとマグネシウムイオンを添加し、アンモニア成分とリン成分とをリン酸マグネシウムアンモニウムとして沈殿分離し、アンモニア成分とリン成分を同時に回収するリン酸マグネシウムアンモニウム生成槽とを有し、
前記分離手段によりリン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後の溶液を、前記脱着手段の脱着液の少なくとも一部として再使用することを特徴とするアンモニア成分およびリン成分の同時回収システム。
A cation adsorption tank for adsorbing ammonia components by bringing the water to be treated into contact with the zeolite cation adsorbent;
An anion adsorption tank for adsorbing phosphorus components by bringing the water to be treated into contact with a hydrotalcite-based anion adsorbent;
An ammonia and phosphorus recovery tank for desorbing the adsorbed components from the cation adsorption tank and the anion adsorption tank using a common desorption liquid, and recovering a solution in which the ammonia component and the phosphorus component coexist;
To the recovered solution, alkali and magnesium ions are added, the ammonia component and the phosphorus component are precipitated and separated as magnesium ammonium phosphate, and a magnesium ammonium phosphate production tank for simultaneously recovering the ammonia component and the phosphorus component,
A simultaneous recovery system of an ammonia component and a phosphorus component, wherein the solution after recovering magnesium ammonium phosphate by the separation means is reused as at least part of the desorption liquid of the desorption means.
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