JP6129533B2 - 廃水の処理方法及び廃水処理装置 - Google Patents
廃水の処理方法及び廃水処理装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6129533B2 JP6129533B2 JP2012268993A JP2012268993A JP6129533B2 JP 6129533 B2 JP6129533 B2 JP 6129533B2 JP 2012268993 A JP2012268993 A JP 2012268993A JP 2012268993 A JP2012268993 A JP 2012268993A JP 6129533 B2 JP6129533 B2 JP 6129533B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- treatment
- sludge
- wastewater
- calcium
- phosphorus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 title claims description 21
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 117
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 76
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 64
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 64
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 61
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 58
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 58
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 53
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 44
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 42
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 6
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 45
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 8
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 8
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 5
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000026731 phosphorylation Effects 0.000 description 2
- 238000006366 phosphorylation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Ca (OH) 2 ) Chemical compound 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
本発明は、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水の処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、該廃水からリン酸イオン及び重金属イオンを低減すると共に、リンを高純度含有するリン系スラッジを回収する廃水の処理方法及び廃水処理装置に関する。
金属製品の表面処理の一つに、リン酸塩化成処理がある。リン酸塩化成処理は、金属表面に、不溶性のリン酸塩皮膜を形成して、金属製品の耐食性を向上させるものである。
リン酸塩化成処理後の洗浄廃水には、重金属イオンやリン酸イオンが含まれているため、再利用や排水できるレベルまで重金属イオン濃度やリン酸イオン濃度を低減する必要がある。
例えば、特許文献１、２には、リン酸塩化成処理後の洗浄廃水に、カルシウムを含有する塩基性物質を添加してｐＨ６以上に中和した後、アルミニウム電極又は鉄電極を陽極として用いてｐＨが７以上になるように電気分解処理を行い、電気分解処理によって生じる凝集物を除去して処理することが開示されている。
特許文献１，２では、電気分解処理後の処理液から凝集物を分離除去しているが、該凝集物は、リンの他に重金属を大量に含んでいる。リンは、飼料や肥料等に利用できるが、重金属を含むものは、土壌や家畜などへの蓄積抑制の観点から使用が制限されている。
特許文献１，２に開示された処理方法によって排出される凝集物は、リンの他に重金属を大量に含んでいるため、飼料や肥料等には使用できず、また、利用価値も低いため、廃棄処理する必要があり、汚泥の処理コストが嵩む問題があった。
よって、本発明の目的は、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水から、リン酸イオン及び重金属イオンを低減すると共に、リンを高純度含有するリン系スラッジを効率よく回収できる廃水の処理方法及び廃水処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の廃水の処理方法は、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極と、該陽極と対になる陰極とを備えた電解槽に導入し、両電極間に電圧を印加して電気分解処理を行う電気分解処理工程と、前記電気分解処理工程後の処理液から、重金属イオンを含む金属スラッジを凝集させて前記金属スラッジを回収する金属スラッジ回収工程と、前記金属スラッジ回収工程後の処理液に対し、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するカルシウム添加工程と、前記カルシウム添加工程後の処理液から、リン酸カルシウム塩を含むリン系スラッジを生成させて、前記リン系スラッジを回収するリン系スラッジ回収工程とを含むことを特徴とする。
本発明の廃水の処理方法は、電気分解処理後の処理液の重金属イオン濃度が設定値未満となる、前記廃水の単位体積当たりの電気量を求め、該電気量となるまで電圧を印加して前記電気分解処理工程を行うことが好ましい。
本発明の廃水の処理方法は、電気分解処理後の処理液の重金属イオン濃度が設定値まで低下するときのｐＨを求め、該ｐＨとなるまで前記電気分解処理工程を行うことが好ましい。
本発明の廃水の処理方法は、前記電気分解処理工程において、前記廃水のｐＨが３．０〜４．５の状態から電気分解処理を開始して、該廃水のｐＨが６．３〜７．０となるまで電気分解処理を行うことが好ましい。
本発明の廃水の処理方法は、前記カルシウム添加工程において、前記処理液のｐＨが１０．０〜１２．０となるようにカルシウムを含有する塩基性物質を添加することが好ましい。
また、本発明の廃水処理装置は、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極と、該陽極と対になる陰極とを備えた電解槽に導入して、両電極間に電圧を印加して前記廃水を電気分解処理する電気分解処理装置と、前記電気分解処理後の処理液から、前記重金属イオンを含む金属スラッジを凝集させて前記金属スラッジを回収する金属スラッジ回収装置と、前記金属スラッジ回収装置から排出される処理液に、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するカルシウム添加装置と、カルシウムを含有する塩基性物質が添加された処理液から、リン酸カルシウム塩を含むリン系スラッジを生成させて前記リン系スラッジを回収するリン系スラッジ回収装置とを備えることを特徴とする。
本発明の廃水処理装置の前記電気分解処理装置は、電気分解処理後の処理液の重金属イオン濃度が設定値未満となる、前記廃水の単位体積当たりの電気量を設定値とし、該電気量の設定値に到達するまで電圧を印加されることが好ましい。
本発明の廃水処理装置の前記電気分解処理装置は、電気分解処理後の処理液の重金属イオン濃度が設定値未満となるときの前記処理液のｐＨを設定値とし、該ｐＨの設定値に到達するまで前記電気分解処理を行うように制御されることが好ましい。
本発明の廃水処理装置の前記電気分解処理装置は、ｐＨが３．０〜４．５の前記廃水を導入され、該廃水のｐＨが６．３〜７．０となるまで電気分解処理を行うように制御されることが好ましい。
本発明の廃水処理装置の前記カルシウム添加装置は、前記処理液のｐＨが１０．０〜１２．０となるまで、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するように制御されることが好ましい。
本発明によれば、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極と、該陽極と対になる陰極とを備えた電解槽に導入し、両電極間に電圧を印加して電気分解処理を行うことにより、陽極から溶出したＡｌイオンやＦｅイオンが、廃水中の重金属イオンと反応して、重金属を含む不溶性の金属スラッジが生成するので、該金属スラッジを除去することで廃水中の重金属イオンを除去できる。
また、電気分解処理後の処理液には、重金属イオンが除去されているものの、リン酸イオンは除去されずに多量に存在しているので、金属スラッジを除去した後に、カルシウムを含有する塩基性物質を添加することで、カルシウムイオンと廃水中のリン酸イオンとが反応して、リン酸カルシウム塩を含む不溶性のリン系スラッジが生成する。該リン系スラッジは、重金属の含有量が極めて低く、リンを高純度で含有するので、飼料や肥料等に利用できる。また、廃棄処理等に供される汚泥は、金属スラッジだけで済むので、汚泥の処理コストを低減できる。
本明細書において、リン酸イオンとあるものは、ＰＯ４ ３−、ＨＰＯ４ ２−、Ｈ２ＰＯ４ −を含むものとする。また、本発明において、重金属イオンとは、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｈｇ、Ｃｄ等、比重が４以上の金属のイオンを意味する。
図１を用いて、本発明の廃水処理装置の一実施形態について説明する。
図１の符号１は、電気分解処理装置であって、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水が導入される電解槽１０と、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極１１と、該陽極１１と対になる陰極１２とを備えている。陽極１１及び陰極１２は、電源１３と電気的に接続しており、両電極間に電圧を印加することで、電解槽１０に導入された廃水が電気分解処理される。
陽極１１は、Ａｌ又はＡｌ合金が好ましい。Ａｌイオンは、溶液中で負に帯電した重金属コロイドを中和し凝集する効果が高いので、効率よく重金属イオンを除去できる。
電気分解処理装置１からは配管Ｌ１が伸びて、金属スラッジ凝集槽２に接続している。金属スラッジ凝集槽２は、内部に攪拌機２１が設けられており、槽内に導入された処理液を攪拌して、電気分解処理によって陽極から溶出したＡｌイオン及び／又はＦｅイオンと、廃水中の重金属イオンとを反応、凝集させて、不溶性の金属スラッジを凝集及び生成させる。
金属スラッジ凝集槽２からは、配管Ｌ２が伸びて、金属スラッジ分離槽３に接続している。金属スラッジ分離槽３では、槽内に導入された処理液を金属スラッジと分離液とに固液分離する。
金属スラッジ分離槽３は、槽内に導入された処理液を金属スラッジと分離液とに固液分離できるものであればよく、特に限定はない。例えば、沈降分離槽、加圧浮上分離槽、膜ろ過装置等が挙げられる。この実施形態では、金属スラッジ分離槽３は沈降分離槽であり、底部に金属スラッジ排出用の配管Ｌ３が設けられており、底部に堆積した金属スラッジを配管Ｌ３から系外に排出できるように構成されている。また、金属スラッジ分離槽３の上部には、分離液の引抜き用の配管Ｌ４が設けられている。
この実施形態では、金属スラッジ凝集槽２及び金属スラッジ分離槽３が、本発明における金属スラッジ回収装置に該当する。なお、電気分解処理装置１内で金属スラッジを凝集及び除去する場合は、金属スラッジ凝集槽２及び金属スラッジ分離槽３は省略してもよい。
金属スラッジ分離槽３の上部から伸びた配管Ｌ４は、カルシウム混合槽４に接続している。カルシウム混合槽４には、カルシウム添加装置５から伸びた配管５が接続しており、配管５を通って、カルシウム添加装置５から、カルシウム混合槽４内の処理液に、水酸化カルシウム（消石灰、Ｃａ（ＯＨ）２）、生石灰（ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）等のカルシウムを含有する塩基性物質（以下、「塩基性カルシウム化合物」という）が添加される。
カルシウム混合槽４からは、配管Ｌ６が伸びて、リン系スラッジ生成槽６に接続している。リン系スラッジ生成槽６では、内部に攪拌機６１が設けられており、槽内に導入された処理液を攪拌して、カルシウムイオンとリン酸イオンとを反応させ、リン酸カルシウム塩を含む不溶性のリン系スラッジを生成させる。
リン系スラッジ生成槽６からは、配管Ｌ７が伸びて、リン系スラッジ分離槽７に接続している。リン系スラッジ分離槽７では、槽内に導入された処理液をリン系スラッジと分離液とに固液分離する。リン系スラッジ分離槽７は、槽内に導入された処理液をリン系スラッジと分離液とに固液分離できるものであればよく、特に限定はない。例えば、沈降分離槽、加圧浮上分離槽、膜ろ過装置等が挙げられる。この実施形態では、リン系スラッジ分離槽７は沈降分離槽であり、底部にリン系スラッジ排出用の配管Ｌ８が設けられており、底部に堆積したリン系スラッジを配管Ｌ８から系外に排出できるように構成されている。また、リン系スラッジ分離槽７の上部には、分離液の引抜き用の配管Ｌ９が設けられている。
この実施形態では、リン系スラッジ生成槽６及びリン系スラッジ分離槽７が、本発明におけるリン系スラッジ回収装置に該当する。なお、カルシウム混合槽４内でリン系スラッジを生成及び除去する場合は、リン系スラッジ生成槽６及びリン系スラッジ分離槽７は省略してもよい。
次に、上記廃水処理装置を用いた場合を例に挙げて、本発明の廃水の処理方法を説明する。
リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、電気分解処理装置１に導入して電気分解処理する（電気分解処理工程）。
電気分解処理により、陽極１１からＡｌイオンやＦｅイオンが溶出し、陽極１１から溶出したこれらのイオンが廃水中の重金属イオンと反応して、重金属を含む不溶性の金属スラッジが凝集生成する。ＡｌイオンやＦｅイオンは、重金属イオンとの反応、凝集効果が高いものの、リン酸イオンに対しては不溶性の凝集物を形成し難いので、電気分解処理によって生成した金属スラッジを除去することで、廃水中の金属イオンを選択的に除去できる。
リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水としては、リン酸化成処理後の洗浄廃水、畜産排水、農業廃水等がある。これらの廃水は、リン酸化成処理等に供される金属製品の種類や処理条件毎に異なることがあるものの、同一の金属製品等に対して同一の処理条件を行っている際に排出される廃水は性状がほぼ一定で、変動が少ない。
このため、電気分解処理装置１での廃水の電気分解処理は、電気分解処理後の処理液中の重金属イオン濃度が設定値未満となる、廃水の単位体積当たりの電気量を求め、該電気量となるように電圧を印加して行うことが好ましい。このように電気分解処理することで、廃水中の重金属イオン濃度を十分に低減することができる。なお、重金属イオン濃度は、ＪＩＳ Ｋ ０１０２に準拠した方法や、商品名「パックテスト」（共立理化学研究所製）等の簡易測定器等を用いて測定することができる。
また、電気分解処理における電荷量と、電気分解処理後の処理水のｐＨは相関があり、電荷量を高めることで、電気分解処理後の処理水ｐＨが上昇する。このため、電気分解処理後の処理液中の重金属イオン濃度が設定値未満となるときの処理液のｐＨを予め求めておき、該ｐＨとなるまで電気分解処理を行ってもよい。
また、リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水のｐＨは３．０〜４．５であることが多いので、廃水のｐＨが３．０〜４．５の状態から電気分解処理を開始して、該廃水のｐＨが６．３〜７．０となるまで電気分解処理を行うことでも、廃水中の金属イオンをほぼ選択的に効率よく除去できる。ｐＨが６．３未満であると重金属イオンを十分に除去できないことがあり、７．０を超えると、陽極から過剰に溶出したＡｌイオンやＦｅイオンにより処理液が濁る恐れがある。
次に、電気分解処理装置１での電気分解処理後の処理水を、金属スラッジ凝集槽２に導入して攪拌して、不溶性の金属スラッジを凝集させた後、金属スラッジ分離槽３に導入して金属スラッジと分離液とに固液分離し、配管Ｌ３から金属スラッジを回収する（金属スラッジ回収工程）。処理液の固液分離方法としては、特に限定は無く、重力沈降法、加圧浮上分離槽、膜ろ過装置等が挙げられる。
次に、金属スラッジを除去した分離液を、カルシウム混合槽４に導入し、カルシウム添加装置５から供給される塩基性カルシウム化合物と混合する（カルシウム添加工程）。
電気分解処理後の処理液は、重金属イオンが除去されているものの、リン酸イオンはそれほど除去されずに多量に存在している。このため、金属スラッジを除去した後に、カルシウムを含有する塩基性物質を添加することで、カルシウムイオンと廃水中のリン酸イオンとが反応して、リン酸カルシウム塩を高純度で含む不溶性のリン系スラッジが生成される。
塩基性カルシウム化合物は、塩基性カルシウム化合物を添加した後の処理液のｐＨが、好ましくは１０．０〜１２．０となるように添加する。塩基性カルシウム化合物を添加することで、塩基性カルシウム化合物からＯＨ−イオンが供給されて処理液のｐＨが上昇する。そして、塩基性カルシウム化合物を添加した後の処理液のｐＨが１０．０〜１２．０であれば、リン酸イオンをほぼ完全に消費できる。ｐＨが１２．０を超えると塩基性カルシウムを過剰に供給していることになるので、処理コストが嵩む。ｐＨが１０．０未満であるとリン酸イオン濃度が十分に低減されていないことがある。なお、リン酸イオンは、ＪＩＳ Ｋ ０１０２ ４６．１に準拠した方法や、商品名「パックテスト」（共立理化学研究所製）等の簡易測定器等を用いて測定することができる。
次に、塩基性カルシウム化合物が供給された処理液を、リン系スラッジ生成槽６に導入し、攪拌してリン系スラッジを生成させた後、リン系スラッジ分離槽７に導入してリン系スラッジと分離液とに固液分離し、配管Ｌ８からリン系スラッジを回収する（リン系スラッジ回収工程）。処理液の固液分離方法としては、特に限定は無く、重力沈降法、加圧浮上分離槽、膜ろ過装置等が挙げられる。
配管Ｌ８から排出されるリン系スラッジは、重金属の含有量が極めて低く、リンを高純度で含有するので、脱水機等により水分を除去した後に、飼料や肥料等に利用できる。また、再度、リン酸化成処理等に利用することもできる。
また、配管Ｌ９から排出される分離液は、重金属イオン濃度及びリン酸イオン濃度が極めて低いので、ｐＨを中性程度に中和し、ＲＯ膜などでろ過処理した後、工業用水として再利用したり、河川等に放流することができる。
また、本発明の処理方法によれば、廃棄処理等に供される汚泥は、金属スラッジ分離槽３から排出される金属スラッジだけで済むので、汚泥の処理コストを低減できる。
以下の各試験例において、各試料液のリン酸イオン濃度、重金属イオン濃度（Ｍｎイオン濃度、Ｚｎイオン濃度、Ｎｉイオン濃度）、ＣＯＤは、商品名「パックテスト」（共立理化学研究所製）を用いて測定した。また、ｐＨはガラス電極法で測定した。また、濁度は透過光方式で測定した。
（試験例１）
表１に示す試料液の３００ｍｌを、電気分解処理装置（陽極：Ａｌ電極、陰極：Ａｌ電極、電極面積：３０ｃｍ２）を用い、表１に示す条件１〜４で電気分解処理を行った。電気分解処理後の処理液を、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降してスラッジと分離液とに固液分離し、分離液を回収した。分離液のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表１にまとめて記す。
表１に示す試料液の３００ｍｌを、電気分解処理装置（陽極：Ａｌ電極、陰極：Ａｌ電極、電極面積：３０ｃｍ２）を用い、表１に示す条件１〜４で電気分解処理を行った。電気分解処理後の処理液を、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降してスラッジと分離液とに固液分離し、分離液を回収した。分離液のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表１にまとめて記す。
表１に示すように、電気分解処理時における電気量を高めることで、重金属イオンの除去効率を高めることができた。
一方、リン酸イオン濃度については、電気量を高めても除去効率が低く、電気分解処理後の処理液にはリン酸イオンが大量に残留していた。
（試験例２）
表２，３に示す試料液の３００ｍｌに、カルシウムスラリー（純水に消石灰を５質量％分散させたもの）又はＮａＯＨを添加して、表２，３に示すｐＨに調整し、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降してスラッジと分離液とに固液分離し、分離液を回収した。カルシウムスラリー添加後のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表２に示し、ＮａＯＨ添加後のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表３に示す。
表２，３に示す試料液の３００ｍｌに、カルシウムスラリー（純水に消石灰を５質量％分散させたもの）又はＮａＯＨを添加して、表２，３に示すｐＨに調整し、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降してスラッジと分離液とに固液分離し、分離液を回収した。カルシウムスラリー添加後のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表２に示し、ＮａＯＨ添加後のｐＨ、濁度、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表３に示す。
表２，３に示すように、試料液にＮａＯＨを添加しても、リン酸イオンを殆ど除去できなかった。
これに対し、カルシウムスラリーを添加することで、試料液中のリン酸イオン濃度を低減できた。
（試験例３）
表４に示す試料液の３００ｍｌを、電気分解処理装置（陽極：Ａｌ電極、陰極：Ａｌ電極、電極面積：３０ｃｍ２）を用い、０．３Ａ、１７分、電荷量３０６Ｃの条件で電気分解処理を行った。電気分解処理後の処理液を、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降して金属スラッジと分離液とに固液分離し、金属スラッジが除去された分離液を回収した。分離液のｐＨ、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表４にまとめて記す。
表４に示す試料液の３００ｍｌを、電気分解処理装置（陽極：Ａｌ電極、陰極：Ａｌ電極、電極面積：３０ｃｍ２）を用い、０．３Ａ、１７分、電荷量３０６Ｃの条件で電気分解処理を行った。電気分解処理後の処理液を、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降して金属スラッジと分離液とに固液分離し、金属スラッジが除去された分離液を回収した。分離液のｐＨ、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表４にまとめて記す。
次に、上記分離液に、カルシウムスラリー（純水に消石灰を５質量％分散させたもの）を添加して、ｐＨを１０．９に調整した。そして、撹拌速度１００ｒｐｍで２０分間撹拌した後、６０分間自然沈降してリン系スラッジと分離液とに固液分離し、リン系スラッジと、リン系スラッジが除去された分離液とを回収した。分離液のｐＨ、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表４にまとめて記す。
また、分離液をＲＯ膜でろ過処理し、酸を添加して中和した。ｐＨ調整後の分離液及び一律排水基準のｐＨ、ＣＯＤ、リン酸イオン濃度、重金属イオン濃度を表４にまとめて記す。
表４に示されるように、電気分解処理後の処理液は、リン酸イオン濃度が高いものの、重金属イオン濃度が低減されているので、該処理液にカルシウムスラリーを添加し、凝集させて得られるリン系スラッジは、リンを高純度で含有していることが分かる。このリン系スラッジは、重金属の含有量が極めて少ないので、脱水機により水分を除去した後に、飼料や肥料等に好適に用いることができる。
また、カルシウムスラリー添加後の処理液は、リン酸イオン濃度や重金属イオン濃度が極めて低く、ＲＯ膜でろ過処理して不純物を除去し、中和してｐＨを中性に調整した後、再利用したり、下水等に放流することができる。
また、廃棄処理等に供される汚泥は、電気分解処理後に排出された金属スラッジのみでよかったので、汚泥の処理コストを低減できる。
１：電気分解処理装置
２：金属スラッジ凝集槽
３：金属スラッジ分離槽
４：カルシウム混合槽
５：カルシウム添加装置
６：リン系スラッジ生成槽
７：リン系スラッジ分離槽
１０：電解槽
１１：陽極
１２：陰極
１３：電源
２１、６１：攪拌機
Ｌ１〜Ｌ９：配管
２：金属スラッジ凝集槽
３：金属スラッジ分離槽
４：カルシウム混合槽
５：カルシウム添加装置
６：リン系スラッジ生成槽
７：リン系スラッジ分離槽
１０：電解槽
１１：陽極
１２：陰極
１３：電源
２１、６１：攪拌機
Ｌ１〜Ｌ９：配管
Claims (6)
- リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極と、該陽極と対になる陰極とを備えた電解槽に導入し、両電極間に電圧を印加して電気分解処理を行う電気分解処理工程と、
前記電気分解処理工程後の処理液から、重金属イオンを含む金属スラッジを凝集させて前記金属スラッジを回収する金属スラッジ回収工程と、
前記金属スラッジ回収工程後の処理液に対し、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するカルシウム添加工程と、
前記カルシウム添加工程後の処理液から、リン酸カルシウム塩を含むリン系スラッジを生成させて、前記リン系スラッジを回収するリン系スラッジ回収工程とを含み、
前記電気分解処理工程において、前記廃水のｐＨが３．０〜４．５の状態から電気分解処理を開始して、前記廃水のｐＨが６．３〜７．０となるまで電気分解処理を行うことを特徴とする廃水の処理方法。 - 前記電気分解処理工程において、前記廃水のｐＨが６．３〜７．０となる、前記廃水の単位体積当たりの電気量を求めておき、該電気量となるまで電圧を印加して前記電気分解処理を行う請求項１に記載の廃水の処理方法。
- 前記カルシウム添加工程において、前記処理液のｐＨが１０．０〜１２．０となるようにカルシウムを含有する塩基性物質を添加する請求項１又は２に記載の廃水の処理方法。
- リン酸イオン及び重金属イオンを含む廃水を、Ａｌ、Ｆｅ、又はこれらの合金で形成された陽極と、該陽極と対になる陰極とを備えた電解槽に導入して、両電極間に電圧を印加して前記廃水を電気分解処理する電気分解処理装置と、
前記電気分解処理後の処理液から、前記重金属イオンを含む金属スラッジを凝集させて前記金属スラッジを回収する金属スラッジ回収装置と、
前記金属スラッジ回収装置から排出される処理液に、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するカルシウム添加装置と、
カルシウムを含有する塩基性物質が添加された処理液から、リン酸カルシウム塩を含むリン系スラッジを生成させて前記リン系スラッジを回収するリン系スラッジ回収装置とを備え、
前記電気分解処理装置は、ｐＨが３．０〜４．５の前記廃水を導入され、前記廃水のｐＨが６．３〜７．０となるまで電気分解処理を行うように制御されることを特徴とする廃水処理装置。 - 前記電気分解処理装置は、前記廃水のｐＨが６．３〜７．０となる、前記廃水の単位体積当たりの電気量を設定値とし、該電気量の設定値に到達するまで電圧を印加される請求項４に記載の廃水処理装置。
- 前記カルシウム添加装置は、前記処理液のｐＨが１０．０〜１２．０となるまで、カルシウムを含有する塩基性物質を添加するように制御される請求項４又は５に記載の廃水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012268993A JP6129533B2 (ja) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 廃水の処理方法及び廃水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012268993A JP6129533B2 (ja) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 廃水の処理方法及び廃水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014113540A JP2014113540A (ja) | 2014-06-26 |
| JP6129533B2 true JP6129533B2 (ja) | 2017-05-17 |
Family
ID=51170132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012268993A Active JP6129533B2 (ja) | 2012-12-10 | 2012-12-10 | 廃水の処理方法及び廃水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6129533B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101745115B1 (ko) * | 2014-07-30 | 2017-06-09 | 한양대학교 산학협력단 | 연료전지를 이용하여 폐수로부터 전력 생산 및 중금속을 제거하는 방법 및 연료전지를 이용한 폐수처리시스템 |
| CN104445469B (zh) * | 2014-12-18 | 2016-10-19 | 石泰山 | 一种利用电镀污泥处理含磷/膦电镀废水的方法 |
| KR101917446B1 (ko) * | 2016-12-20 | 2018-11-09 | 주식회사 포스코 | 전기 분해를 이용한 폐 수중유(oil in water) 에멀젼 내 불용성 오일의 분리 방법 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428668B2 (ja) * | 1973-07-06 | 1979-09-18 | ||
| JPS5033179A (ja) * | 1973-07-26 | 1975-03-31 | ||
| JPS516351A (en) * | 1974-07-08 | 1976-01-19 | Tore Eng Co Ltd | Datsuennoshukusuino shorihoho |
| JPS554475B2 (ja) * | 1974-08-15 | 1980-01-30 | ||
| US4880510A (en) * | 1988-02-16 | 1989-11-14 | Andco Environmental Processes, Inc. | Method for removing dye stuffs from wastewater |
| JP3229829B2 (ja) * | 1997-03-06 | 2001-11-19 | 正和 黒田 | リン酸イオン含有液よりのリン分離方法 |
| JP2002273447A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-09-24 | Nippon Paint Co Ltd | 洗浄廃水の処理方法 |
| JP2003088880A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-03-25 | Mie Prefecture | 硫酸カルシウムを用いた水溶性リンの除去方法 |
| JP2005103498A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Permelec Electrode Ltd | 化学めっき廃液の電解処理装置及び方法 |
| JP2005211768A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Nippon Paint Co Ltd | 廃液処理装置及び廃液の処理方法 |
| JP2007283276A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Nippon Paint Co Ltd | 電気分解処理方法およびそのための装置 |
| US20090008267A1 (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-08 | Giovanni Del Signore | Process and method for the removal of arsenic from water |
| JP5289082B2 (ja) * | 2009-02-04 | 2013-09-11 | エコ・アース・エンジニアリング株式会社 | 廃液処理方法 |
-
2012
- 2012-12-10 JP JP2012268993A patent/JP6129533B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014113540A (ja) | 2014-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5073017B2 (ja) | リン含有廃水の処理装置及び処理方法 | |
| EP3041795A1 (en) | Electrodialytic separation of heavy metals from particulate material | |
| Ya et al. | Cryolite (Na3AlF6) crystallization for fluoride recovery using an electrolytic process equipped with a sacrificial aluminum anode | |
| JP6129533B2 (ja) | 廃水の処理方法及び廃水処理装置 | |
| JP6376951B2 (ja) | リン回収設備及びリン回収方法 | |
| JP5118572B2 (ja) | 下水処理方法 | |
| JP2008237947A (ja) | イオン含有排水処理装置及びイオン含有排水の処理方法 | |
| JP2006255499A (ja) | フッ素含有排水の処理方法及び処理装置 | |
| CN114014423A (zh) | 被处理水中的磷的回收系统、被处理水中的磷的回收方法、肥料及肥料原料以及黄磷原料 | |
| JP2013119081A (ja) | リン含有廃水の処理方法及び処理装置 | |
| JP5997145B2 (ja) | 有機性廃水及び有機性汚泥の処理方法及び処理装置 | |
| CN109485189A (zh) | 高浓度干扰物废水中Ca2+和SO42-的沉淀方法 | |
| CN109081486B (zh) | 处理钨冶炼废水的方法 | |
| CN116462347A (zh) | 磷酸铁生产废水的处理方法 | |
| CN107445347A (zh) | 一种含磷废水的处理系统和处理方法 | |
| JP2009119382A (ja) | 晶析反応装置及び晶析反応方法 | |
| JP5283831B2 (ja) | 下水処理施設及び下水処理方法 | |
| WO2005121028A1 (ja) | リンの除去装置 | |
| JP4368159B2 (ja) | リン酸塩を含む排水の処理方法 | |
| JP6162375B2 (ja) | 廃棄物からのリン酸の回収方法 | |
| JP5875259B2 (ja) | 有機性廃水及び汚泥の処理方法及び処理装置 | |
| JP2008149222A (ja) | 温泉水中のフッ素イオン除去方法 | |
| JP6393373B2 (ja) | 廃棄物からのリン酸の回収方法 | |
| JP5312127B2 (ja) | 水酸化アルミニウム含有溶液の処理方法 | |
| JP2016077937A (ja) | 脱リン液および脱リン装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151008 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20151204 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160621 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170105 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170321 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170412 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6129533 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |