JP6216856B1 - Useful resource recovery apparatus and method for recovering useful resources from an eluate from which useful resources are eluted - Google Patents

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Abstract

【課題】 有用資源が溶出されている溶出液から有用資源を分離して回収するための装置及び方法を提示する。【解決手段】 PVDF浸漬膜(MBR用)モジュール3、PVDF中空糸(MF膜)モジュール4、PVDF中空糸(UF膜)モジュール5、ナノろ過膜(NF膜)モジュール6、逆浸透膜(RO膜)モジュール7において吸着・分離された有用資源が、逆洗浄装置である逆洗浄水タンク9、逆洗浄水ポンプ10、エアコンプレッサ11を使って強制的に逆洗浄され離脱されて、回収資源槽I(符号13)、及び回収資源槽II(符号14)から晶結装置18内へ送られる。晶結核を添加し、測温体29の測定温度に応じて温度調整水入口26から温度調整水を供給して晶結装置18の晶結タンク19内の温度を制御しつつ、回収資源撹拌機を使って晶結装置18の晶結タンク19内を撹拌することにより、有用資源を迅速に結晶化することができる。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for separating and recovering useful resources from an eluate from which useful resources are eluted. SOLUTION: PVDF immersion membrane (for MBR) module 3, PVDF hollow fiber (MF membrane) module 4, PVDF hollow fiber (UF membrane) module 5, nanofiltration membrane (NF membrane) module 6, reverse osmosis membrane (RO membrane) ) The useful resources adsorbed and separated in the module 7 are forcibly backwashed and separated using the backwashing water tank 9, the backwashing water pump 10, and the air compressor 11, which are backwashing devices, and the recovered resource tank I (Reference numeral 13) and the recovered resource tank II (reference numeral 14) are sent into the crystallizing device 18. While adding crystal nuclei and controlling the temperature in the crystallization tank 19 of the crystallization device 18 by supplying temperature adjustment water from the temperature adjustment water inlet 26 according to the measured temperature of the temperature measuring element 29, the recovered resource agitator By stirring the inside of the crystallizing tank 19 of the crystallizing device 18 by using, useful resources can be rapidly crystallized. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、炭化物に含まれる有用資源(肥料の三要素等)とそれ以外の無機物(重金属類等)を効率良く吸着ろ過して回収するための回収装置及びその方法、並びに有用資源の晶結装置に関する。   The present invention relates to a recovery apparatus and method for efficiently recovering useful resources (such as three elements of fertilizer) contained in carbides and other inorganic substances (such as heavy metals) by efficient adsorption filtration, and crystallization of useful resources. Relates to the device.

これまで、炭化物に含まれる水溶性の有用資源(肥料の三要素等)とそれ以外の無機物(ミネラル成分、重金属類、塩類)を回収する方法については、薬品を使ってpH調整し、凝集剤を使って凝集させた後、脱水固化するか、分離薬品等を使って分離し炭酸カルシウム等に吸着させて回収する方式、電極等を用いて分離・回収する方式があり、有用資源とそれ以外の無機物を分離・回収する従来の装置は、大規模で複雑な構造であり、専門知識のある技術者が必要であった。また、中規模、小規模の有用資源回収装置には不向きで、専門知識のある技術者が運転管理する必要があり、付加価値の高い製品を製造する場合は費用対効果が高いが、付加価値の効果が望めない製品の製造や、無害化事業を普及させることは、経済性、環境負荷の点から困難であった。   So far, regarding the method of recovering useful water-soluble resources (three elements of fertilizers) and other inorganic substances (mineral components, heavy metals, salts) contained in carbides, the pH is adjusted using chemicals, and the flocculant After agglomerating using a method, there are a method of dehydrating and solidifying, a method of separating by using a separation chemical and adsorbing it to calcium carbonate, etc., and a method of separating and recovering using an electrode, etc. The conventional apparatus for separating and recovering inorganic substances has a large-scale and complicated structure and requires an engineer with specialized knowledge. In addition, it is not suitable for medium-scale or small-scale useful resource recovery equipment, and it is necessary to operate and manage it by an engineer with specialized knowledge, and it is cost-effective when manufacturing high-value-added products. It has been difficult to manufacture products that cannot be expected to be effective and to disseminate the harmless business from the viewpoints of economy and environmental impact.

現在、HAP法、MAP法、灰アルカリ抽出法、電極分離法等で実施されているが、費用対効果が低く維持管理費が高いために普及していない。実施されているとしても、環境負荷を低減させるために費用対効果を犠牲にして稼働している装置が殆どである。   Currently, the HAP method, the MAP method, the ash alkali extraction method, the electrode separation method, and the like are used, but they are not widespread due to low cost effectiveness and high maintenance costs. Even if implemented, most devices are operating at the expense of cost effectiveness to reduce environmental impact.

すなわち、従来のHAP法、MAP法及び灰アルカリ抽出法は、酸類やアルカリ類を用いて分離回収する方法であり、電極分離法はエネルギーを多く消費してしまう。従来のHAP法、MAP法、灰アルカリ抽出法、電極分離法の方式では、一系列で有用資源を回収することは可能であっても、重金属類、塩類を分離して回収することは困難である。有用資源(肥料の三要素等)とそれ以外の無機物(ミネラル成分、重金属類、塩類)の回収を一系列で行うためには、施設規模が大きくなり維持管理が複雑になってしまうことが、各装置、方法の採用が普及しない原因となっている。   That is, the conventional HAP method, MAP method, and ash alkali extraction method are methods of separation and recovery using acids and alkalis, and the electrode separation method consumes a lot of energy. In the conventional HAP method, MAP method, ash alkali extraction method, and electrode separation method, it is difficult to separate and recover heavy metals and salts even though it is possible to recover useful resources in one line. is there. In order to collect useful resources (three elements of fertilizer, etc.) and other inorganic substances (mineral components, heavy metals, salts) in a single line, the facility scale becomes large and the maintenance management becomes complicated. The adoption of each device and method is a cause of not widespread use.

特願2016−197772Japanese Patent Application No. 2006-197772

従来の技術による有用資源とそれ以外の無機物を分離して回収し、結晶化する施設は、施設規模が大きくなり採算をとるには溶出液を大量に分離・回収する必要がある。これに加えて、専門知識のある技術者が必要であり、費用対効果の観点から各施設を設置、運転管理することは困難である。そこで、本発明は、施設設置費、施設維持管理費、施設運転管理費が安価で、維持管理、運転管理が簡単であり、環境負荷を抑えることのできる回収装置並びに回収方法を提供することを目的とする。   A facility that separates, recovers, and crystallizes useful resources and other inorganic materials according to the prior art requires a large amount of eluate to be separated and recovered in order to be profitable. In addition to this, engineers with specialized knowledge are required, and it is difficult to install and manage each facility from the viewpoint of cost effectiveness. Therefore, the present invention is to provide a recovery apparatus and a recovery method that are low in facility installation cost, facility maintenance management cost, and facility operation management cost, are simple in maintenance management and operation management, and can reduce environmental burden. Objective.

本発明は、薬品類、電極等を使用することなく、炭化物から溶出された有用資源(肥料の三要素等)を溶出液から効率良く分離して回収する装置を提供する。溶出液をつくる方法や濃縮する方法については、同時係属中の特許文献1を参照されたい。   The present invention provides an apparatus for efficiently separating and recovering useful resources (three elements of fertilizer, etc.) eluted from a carbide from an eluate without using chemicals, electrodes and the like. For the method for preparing the eluate and the method for concentrating, refer to the co-pending Patent Document 1.

本発明の一実施例においては、所定の圧力の下、有用資源とそれ以外の無機物を含有する所定量の溶出液を本発明の有用資源回収装置へ供給する。最初に、プレフィルターとしてMBR(Membrane Bioreactor)用PVDF(ポリフッ化ビニリデン)製浸漬膜モジュールを用いて、溶出液中の8μm以上の寸法のミネラル成分等の物質を吸着ろ過し、後続のPVDF中空糸M膜モジュール、PVDF中空糸U膜モジュールにおける吸着・ろ過負荷を軽減する。そして、PVDF中空糸M膜モジュール及びPVDF中空糸U膜モジュールを用いて0.1μm以上の寸法の有用資源を段階的に緩速で吸着ろ過した後、PVDF中空糸M膜モジュール4及びPVDF中空糸U膜モジュールの各々から、逆洗浄水とエアコンプレッサからのエアを使って強制的に有用資源を膜から離脱させ、水溶性の有用資源として回収する。一実施例においては、上記逆浸透膜(RO膜)モジュールを通流した後のろ液中に残る重金属濃度、塩類濃度を測定し、該測定の値に応じて、上記MBR用PVDF浸漬膜モジュール、上記PVDF中空糸M膜モジュール及び上記PVDF中空糸U膜モジュールへの溶出液の供給圧力と供給量を制御することができる制御装置を更に備える。また、回収された水溶性の有用資源を含む溶出液については、晶結装置へ送り、晶結核を添加した後、結晶化温度に適した温度を保持しつつ撹拌することにより、溶出液中の有用資源を効率良く結晶化して、回収する装置と方法を提供する。 In one embodiment of the present invention, a predetermined amount of eluate containing useful resources and other inorganic substances is supplied to the useful resource recovery apparatus of the present invention under a predetermined pressure. First, using the MBR (Membrane Bioreactor) for PVDF (poly (vinylidene fluoride)) manufactured by submerged membrane module as a prefilter, a material of mineral components such as the 8μm or more dimensions in the eluate was adsorbed filtration, subsequent PVDF hollow yarn M F Makumo joules, to reduce the suction-filtered load in PVDF hollow fiber U F Makumo joules. Then, after suction filtered through stepwise slow useful resources more dimensions 0.1μm using PVDF hollow fiber M F Makumo Joule and PVDF hollow fiber U F Makumo Joule, PVDF hollow fiber M from each of the F Makumo Joule 4 and PVDF hollow fiber U F Makumo Joule, forcibly disengaged useful resources from the membrane using air from backwash water and air compressor, is recovered as a useful resource of the water-soluble . In one embodiment, the heavy metal concentration remaining in the filtrate in after flowing through the reverse osmosis membrane (RO membrane) module measures the salt concentration, depending on the value of the measurement, PVDF manufactured submerged membrane for the MBR motor further comprising module, a control unit capable of controlling the supply pressure and supply amount of eluate into the PVDF hollow fiber M F Makumo Joule and the PVDF hollow fiber U F Makumo joules. In addition, the recovered eluate containing water-soluble useful resources is sent to the crystallizer, added with crystal nuclei, and then stirred while maintaining a temperature suitable for the crystallization temperature. An apparatus and a method for efficiently crystallizing and recovering useful resources are provided.

ナノろ過膜(NF膜)モジュールを用いて0.001μm以上の寸法の重金属類を吸着ろ過して、環境負荷を低減し安全性を高める。本発明の一実施例においては、ろ液を有効利用するために、逆浸透膜(RO膜)モジュール7を用いて0.003μm以上の寸法の塩類を吸着ろ過した後の純水に近いろ液を、高温炭化物から有用資源を溶出させるための溶離用水として再利用することができるように溶離用水貯留槽と流体的に連通可能な導管を備える。   Using a nanofiltration membrane (NF membrane) module, heavy metals with a size of 0.001 μm or more are adsorbed and filtered to reduce environmental impact and increase safety. In one embodiment of the present invention, in order to effectively use the filtrate, the filtrate is close to pure water after a salt having a size of 0.003 μm or more is adsorbed and filtered using a reverse osmosis membrane (RO membrane) module 7. Is provided with a conduit in fluid communication with the elution water reservoir so that it can be reused as elution water for eluting useful resources from the high-temperature carbide.

本発明の他の実施例においては、溶離用水中に溶出された有用資源(肥料の三要素)を含む溶出液から有用資源を分離して回収するための回収方法であって、所定の圧力下で、有用資源を含む溶出液を貯えている溶出液貯留タンクから、MBR用PVDF浸漬膜モジュールでろ過処理可能な量の溶出液をMBR用PVDF浸漬膜モジュールへ供給し、該MBR用PVDF浸漬膜モジュールを用いてろ過して所定の寸法以上のミネラル及びその他の無機物を回収するステップと、MBR用PVDF浸漬膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたPVDF中空糸M膜モジュールを用いて、上記MBR用PVDF浸漬膜モジュールを通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するステップと、PVDF中空糸M膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたPVDF中空糸U膜モジュールを用いて、PVDF中空糸M膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するステップと、PVDF中空糸U膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたナノろ過膜(NF膜)モジュールを用いて、PVDF中空糸U膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陽イオンないし重金属類を回収するステップと、ナノろ過膜(NF膜)の下流に流体的に連通可能に配置された逆浸透膜(RO膜)モジュールを用いて、ナノろ過膜(NF膜)を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陰イオンないし類を回収するステップと、逆浸透膜(RO膜)モジュールを通流した後のろ液を上記溶離用水として再利用するステップと、を含む回収方法を提示する。 In another embodiment of the present invention, there is provided a recovery method for separating and recovering useful resources from an eluate containing useful resources (three elements of fertilizer) eluted in elution water, wherein the recovery method is performed under a predetermined pressure. in, supplied from the eluate reservoir tank that stored the eluate containing useful resources, the eluate filtered process amounts in PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR to PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR, the MBR recovering the predetermined or more minerals dimensions and other inorganic material was filtered using a use PVDF manufactured immersion Makumo joules fluidly communicatively disposed downstream of the PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR using PVDF hollow fiber M F Makumo joules, the steps of the filtrate after flowing through the PVDF manufactured dipping Makumo joules for the MBR further filtered to recover more useful resource predetermined size, P Using fluidly communicatively-arranged PVDF hollow fiber U F Makumo Joule downstream of the hollow fiber M F membrane module manufactured by DF, further filtrate after flowing through the PVDF hollow fiber M F film recovering the more useful resources predetermined dimensions by filtration, fluidly communicatively-arranged nanofiltration membrane (NF membrane) downstream of PVDF hollow fiber U F Makumo joules using a module, PVDF a step to no further cations of the above predetermined size is filtered filtrate after flowing through the manufacturing hollow fiber U F film recovering heavy metals, fluidly communicating the downstream of the nanofiltration membrane (NF membrane) using the placed reverse osmosis membrane (RO membrane) module, to recover the nanofiltration membrane (NF membrane) to no further anions or a predetermined size is filtered filtrate after flowing through the salt such steps Through the reverse osmosis membrane (RO membrane) module And a step of reusing the filtrate after flowing as the elution water.

MBR用PVDF浸漬膜モジュールを用いて吸着されたミネラル成分と、ナノろ過膜(NF膜)モジュールを用いて吸着された陽イオンないし重金属類と、逆浸透膜(RO膜)モジュールを用いて吸着された陰イオン(塩化物イオン、硫酸イオン等)ないし類とについては、逆洗浄水ポンプを使って定期的に逆洗浄水を圧送するとともに、エアコンプレッサからのエアを供給して強制的に離脱させ、各モジュール膜の洗浄を行うことにより、各モジュール膜の吸着ろ過能力を維持させる。更に、各モジュールで回収された無機物(ミネラル成分、重金属類、塩類等)については、反応槽へ送った後、凝集剤等を加え、フィルタープレス等(図示せず)で脱水して減量化し、環境負荷を抑えるように適正に処理する。 Using a mineral component adsorbed with the PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR, and nanofiltration membrane (NF membrane) through cation adsorbed with modules heavy metals, a reverse osmosis membrane (RO membrane) module adsorbed anions (chloride ions, sulfate ions, etc.) for a to no salt such, as well as pumping periodically backwash water using backwash water pump, forced by supplying air from the air compressor The module membrane is washed and the adsorption filtration capacity of each module membrane is maintained. Furthermore, for inorganic substances (mineral components, heavy metals, salts, etc.) recovered by each module, after sending them to the reaction tank, add a flocculant, etc., dehydrate with a filter press etc. (not shown) and reduce the amount, Appropriate treatment is performed to reduce environmental impact.

本発明によれば、これまで充分に再利用されていなかった有機質汚泥に含まれる有用資源を回収して再資源化するために、その高温炭化物から有用資源を回収して再資源化することができる。本発明はまた、従来の装置と比較して装置の設備費を低減することができる。   According to the present invention, in order to recover and recycle useful resources contained in organic sludge that has not been sufficiently reused, it is possible to recover and recycle useful resources from the high-temperature carbide. it can. The present invention can also reduce the equipment cost of the apparatus as compared to the conventional apparatus.

本発明の有用資源回収装置の全体を示す図。The figure which shows the whole useful resource collection | recovery apparatus of this invention. 本発明の有用資源晶結装置の一実施例を示す側面図。The side view which shows one Example of the useful resource crystallization apparatus of this invention. 本発明の有用資源晶結装置の一実施例を示す平面図。The top view which shows one Example of the useful resource crystallization apparatus of this invention. 本発明の有用資源晶結装置の回転部の一実施例を詳細に示す図。The figure which shows one Example of the rotation part of the useful resource crystallization apparatus of this invention in detail.

図1は、本発明の有用資源回収装置の全体を示す。一実施例においては、所定の圧力の下、有用資源溶出・濃縮装置(特許文献1を参照)を使って濃縮された溶出液を含む溶出液タンク1から、MBR用PVDF浸漬膜モジュール3でろ過処理可能な量の溶出液をMBR用PVDF浸漬膜モジュール3の溶出液供給口を介して供給し、MBR用PVDF浸漬膜モジュールで所定の寸法以上のミネラル成分及びその他の無機物をろ過処理により回収する。次に、MBR用PVDF浸漬膜モジュール3でろ過された後のろ液を、PVDF中空糸M膜モジュール4のろ液供給口を介して、PVDF中空糸M膜モジュール4へ供給する。続いて、PVDF中空糸M膜モジュール4でろ過された後のろ液を、PVDF中空糸U膜モジュール5のろ液供給口を介してPVDF中空糸U膜モジュール5へ供給し、PVDF中空糸U膜モジュール5でろ過することにより、有用資源を効率良く吸着回収することができる。 FIG. 1 shows the entire useful resource recovery apparatus of the present invention. In one embodiment, under a predetermined pressure, useful resources eluting and concentrating device from the eluate tank 1 containing the eluted and concentrated with (see Patent Document 1) solution, manufactured by MBR for PVDF immersed Makumo Joule 3 in minerals delivered over the eluent supply port, equal to or greater than the predetermined dimension PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR filtration process amounts of the eluate dipping steel MBR for PVDF Makumo Joule 3 and other inorganic The product is recovered by filtration. Then, the filtrate after being filtered through MBR for PVDF manufactured immersed Makumo joules 3, through a PVDF hollow fiber M F Makumo Joule 4 filtrate supply port, PVDF hollow fiber M F Makumo Joules 4 is supplied. Subsequently, the filtrate after being filtered through a PVDF hollow fiber M F Makumo Joules 4, PVDF hollow fiber U F Makumo Joule 5 filtrate PVDF hollow fiber U F Makumo Joule through the supply port supplying to 5, by filtration through a PVDF hollow fiber U F Makumo joules 5, it is possible to efficiently adsorb recover useful resources.

一実施例においては、PVDF中空糸M膜モジュール4とPVDF中空糸U膜モジュール5においてろ過処理されて有用資源が吸着分離された後の溶出水は、ナノろ過膜(NF膜)モジュール6へ送られ、ろ液中の放流規制のある重金属類や再利用上障害となる重金属類(種々の金属イオンを含む)が吸着される。続いて、逆浸透膜(RO膜)モジュール7へ送られ、ろ液中の種々の陰イオンないし塩類が吸着される。逆浸透膜(RO膜)モジュールを通過した後のろ液は純水に近い水質となり、炭化物から有用資源を溶出させるための溶離用水として再利用することができる。
In one embodiment, the elution water after being filtered processed in PVDF hollow fiber M F Makumo Joules 4 and PVDF hollow fiber U F Makumo Joule 5 useful resources are adsorptive separation, nanofiltration membrane (NF Membrane) is sent to the module 6 and adsorbs heavy metals with restricted release in the filtrate and heavy metals (including various metal ions) that impede reuse. Subsequently, it is sent to a reverse osmosis membrane (RO membrane) module 7 to adsorb various anions or salts in the filtrate. The filtrate after passing through the reverse osmosis membrane (RO membrane) module has a water quality close to that of pure water, and can be reused as elution water for eluting useful resources from the carbide.

図1に示される有用資源回収装置においては、有用資源は主に回収資源水槽Iと回収資源水槽IIに回収される。回収資源水槽I、回収資源水槽IIに回収されたものをそれぞれ点検・確認口30を介して晶結装置18へ送った後、少量の結晶核を添加して回収資源撹拌機21を使って撹拌する。回収資源の晶結反応を効率良く行うためには、晶結タンク19のジャケット部に温度調整水入口26から温度調整水を供給し、温度調整水出口28から排水し、側温体29を使って晶結タンク19内の温度を測りながら温度制御するとよい。   In the useful resource recovery apparatus shown in FIG. 1, useful resources are mainly recovered in the recovered resource tank I and the recovered resource tank II. After the items recovered in the recovered resource tank I and the recovered resource tank II are sent to the crystallizer 18 through the inspection / confirmation port 30, a small amount of crystal nuclei are added and stirred using the recovered resource agitator 21. To do. In order to efficiently perform the crystallization reaction of the recovered resources, the temperature adjustment water is supplied from the temperature adjustment water inlet 26 to the jacket portion of the crystallization tank 19, drained from the temperature adjustment water outlet 28, and the side temperature body 29 is used. The temperature may be controlled while measuring the temperature in the crystallization tank 19.

図2〜図4は、本発明における晶結装置18の一実施例を示す。図2は、晶結装置18の側面図であり、図3は、晶結装置18の平面図であり、図4は、晶結装置18の回転部を詳細に示す図である。晶結装置18の資源晶結架台以外は、恒常的に湿潤状態で運転管理されることから、SUS304又はSUS310から形成されていることが望ましい。また、回収資源撹拌機21の撹拌シャフトと撹拌羽根の材質は、SUS304又はSUS310であることが望ましい。晶結装置18の資源晶結タンク回転軸23は、耐食処理されたSS400あるいはFC200〜FC300から形成されていることが望ましい。   2 to 4 show an embodiment of the crystallizing device 18 according to the present invention. 2 is a side view of the crystallizing device 18, FIG. 3 is a plan view of the crystallizing device 18, and FIG. 4 is a diagram showing in detail the rotating part of the crystallizing device 18. Since the operation of the crystallizing device 18 other than the resource crystallizing stand is constantly controlled in a wet state, it is desirable that the crystallizing device 18 is made of SUS304 or SUS310. The material of the stirring shaft and the stirring blade of the recovered resource stirrer 21 is desirably SUS304 or SUS310. It is desirable that the resource crystallization tank rotating shaft 23 of the crystallization apparatus 18 is formed of SS400 or FC200 to FC300 that has been subjected to corrosion resistance.

また、金属類濃度測定器16と塩類濃度測定器17を使って溶出液中の重金属類の濃度と塩類の濃度を計測することにより、PVDF浸漬膜(MBR用)モジュール3、ナノろ過膜(NF膜)モジュール6及び逆浸透膜(RO膜)モジュール7の吸着・ろ過能力が低減していないかを判定をするとよい。   Further, by measuring the concentration of heavy metals and the concentration of salts in the eluate using the metal concentration measuring device 16 and the salt concentration measuring device 17, the PVDF immersion membrane (for MBR) module 3, the nanofiltration membrane (NF It may be determined whether the adsorption / filtration capability of the membrane) module 6 and the reverse osmosis membrane (RO membrane) module 7 is reduced.

PVDF浸漬膜(MBR用)モジュール3、ナノろ過膜(NF膜)モジュール6及び逆浸透膜(RO膜)モジュール7の吸着ろ過能力を維持するためには、逆洗浄水ポンプを使って定期的に逆洗浄水を圧送するとともにエアコンプレッサからのエアを供給して各モジュール膜の洗浄を行うことにより、残留する無機物を離脱させるとよい。   In order to maintain the adsorption filtration capacity of the PVDF immersion membrane (for MBR) module 3, the nanofiltration membrane (NF membrane) module 6 and the reverse osmosis membrane (RO membrane) module 7, periodically use a reverse washing water pump. It is preferable to remove the remaining inorganic substances by pumping back washing water and supplying air from an air compressor to wash each module membrane.

浸漬水タンク12及び重金属類・塩類用タンク15に回収される種々の無機物(ミネラル成分、重金属類、塩類)については、無機物固化装置に送られた後、凝集剤等を添加することにより固化させ、フィルタープレス等(図示せず)で脱水することにより減量化して適正に処理する。   Various inorganic substances (mineral components, heavy metals, salts) collected in the immersion water tank 12 and the heavy metal / salt tank 15 are solidified by adding a flocculant after being sent to the inorganic solidification device. Reduce the amount by dehydrating with a filter press or the like (not shown) and properly process.

結晶核をつくる方法について説明する。有用資源を含む溶出液をソックスレー抽出円筒ろ紙に添加し、精製水で24時間ソックスレー抽出する。ヘキサン等の有機溶媒を使って抽出液を洗浄し有機物等夾雑物を除去した後、減圧下で濃縮すると、有用資源を含む固形物が、カルシウム、カリウム、塩素及び窒素等の成分との混合物として得られる。この固形物を結晶核として使用すると、晶結装置18を使用して有用資源を98%以上の高い収率で回収することができる。添加する結晶核は微量でよいので、小スケールのバッチ式ソックスレー抽出法により製造する。濃縮された資源含有溶出液をソックスレー抽出用の円筒ろ紙に添加し、精製水を用いてソックスレー抽出する。ヘキサンで抽出液を洗浄し微量の夾雑物を除去した後、減圧操作により濃縮された固形物を結晶核として使用する。   A method for producing crystal nuclei will be described. The eluate containing useful resources is added to a Soxhlet extraction cylindrical filter paper and subjected to Soxhlet extraction with purified water for 24 hours. After washing the extract with an organic solvent such as hexane to remove impurities such as organic matter, and concentrating under reduced pressure, the solids containing useful resources become a mixture with components such as calcium, potassium, chlorine and nitrogen. can get. When this solid is used as a crystal nucleus, a useful resource can be recovered at a high yield of 98% or more using the crystallization device 18. Since a small amount of crystal nuclei may be added, it is produced by a small scale batch type Soxhlet extraction method. The concentrated resource-containing eluate is added to a cylindrical filter paper for Soxhlet extraction, and Soxhlet extraction is performed using purified water. The extract is washed with hexane to remove a small amount of impurities, and then a solid substance concentrated by decompression is used as a crystal nucleus.

晶結装置18において、回収資源が結晶化した後の水分を結晶分から分離するためには、排水仕切弁24を介して排水ろ過フィルター25に通すとよい。脱水された結晶は、晶結装置18の晶結タンク回転軸23を使って晶結装置18の晶結タンク19を傾斜させて、晶結装置18の管理用蓋22を開けて結晶を取り出し、効率良く回収して資源化する。他の実施例においては、晶結装置18の管理用蓋22の代わりに、結晶物専用の取出口が設けられている場合もある。   In the crystallization device 18, in order to separate the water after the recovered resources are crystallized from the crystal content, the water is preferably passed through the drainage filter 25 via the drainage gate valve 24. The dehydrated crystals are tilted by using the crystallization tank rotating shaft 23 of the crystallization device 18, the crystallization tank 19 of the crystallization device 18 is tilted, the management cover 22 of the crystallization device 18 is opened, and the crystals are taken out. Efficiently collect and recycle. In another embodiment, instead of the management lid 22 of the crystallizing device 18, there is a case where an outlet exclusively for the crystal is provided.

各図に示されている有用資源回収装置、及び晶結装置18を用いて、有用資源が溶出された溶出液から有用資源を吸着ろ過した後のろ液、晶結装置18で結晶化した後における分析を行った。[表1]において、上段が本発明の装置を用いた場合の分析値であり、下段が従来方式(焼却灰からアルカリ抽出法で抽出)を用いた場合の分析値である。   Using the useful resource recovery device and the crystallization device 18 shown in each figure, the filtrate after the useful resources are adsorbed and filtered from the eluate from which the useful resources are eluted, and after crystallization by the crystallization device 18 Analysis was conducted. In [Table 1], the upper row is the analysis value when the apparatus of the present invention is used, and the lower row is the analysis value when the conventional method (extracted from the incinerated ash by the alkali extraction method) is used.

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[表2]は、有用資源溶出・濃縮装置(特許文献1を参照)を用いて濃縮された所定量の溶出液と、本発明の有用資源回収装置を用いてろ過された後のろ液(有用資源を含む)の回収分析の結果を示す。従来の灰アルカリ抽出法においては約71%の回収率しかないのに対して、本実施例においては、高温炭化物溶出液からの有用資源の回収率は98%以上であり、回収物の採算性の観点から有効性がある。従って、本発明の有用資源回収装置は、有用資源以外の無機物(ミネラル成分、重金属類、塩類等)の除去率も98%以上と高いので、環境負荷の低い装置・機器類であるといえる。   [Table 2] shows a predetermined amount of eluate concentrated using a useful resource elution / concentration device (see Patent Document 1), and a filtrate after filtration using the useful resource recovery device of the present invention ( Results of recovery analysis (including useful resources) are shown. In the present example, the recovery rate of useful resources from the high-temperature carbide eluate is 98% or more, whereas the conventional ash-alkali extraction method has only a recovery rate of about 71%. It is effective from the viewpoint of Therefore, the useful resource recovery device of the present invention has a high removal rate of 98% or more of inorganic substances (mineral components, heavy metals, salts, etc.) other than useful resources, and can be said to be a device / equipment with a low environmental load.

1…溶出液タンク
2…溶出液圧送ポンプ
3…PVDF浸漬膜(MBR用)モジュール
4…PVDF中空糸(MF膜)モジュール
5…PVDF中空糸(UF膜)モジュール
6…ナノろ過膜(NF膜)モジュール
7…逆浸透膜(RO膜)モジュール
8…吸着・ろ液(逆洗浄水、溶離用水)
9…逆洗浄水タンク
10…逆洗浄水ポンプ
11…逆洗用エアコンプレッサ
12…浸漬水タンク
13…回収資源槽I
14…回収資源槽II
15…重金属類・塩類用タンク
16…重金属類濃度測定器
17…塩類濃度測定器
18…晶結装置
19…晶結タンク
20…溶出液・晶結投入口
21… 撹拌機
22…晶結装置管理用蓋
23…晶結タンク回転軸
24…結晶水排出口仕切弁
25…結晶水ろ過フィルター
26…温度調整水入口
27…晶結装置架台
28…温度調整水出口
29…測温体
30…点検・確認口
1 ... Eluent tank
2 ... Eluate pump 3 ... PVDF immersion membrane (for MBR) module
4 ... PVDF hollow fiber (MF membrane) module 5 ... PVDF hollow fiber (UF membrane) module
6 ... Nanofiltration membrane (NF membrane) module
7 ... Reverse osmosis membrane (RO membrane) module 8 ... Adsorption / filtrate (backwash water, elution water)
9 ... Backwash water tank 10 ... Backwash water pump
11 ... Backwash air compressor
12 ... Immersion water tank 13 ... Recovery resource tank I
14 ... Recovery tank II
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Tank for heavy metals and salts 16 ... Heavy metal concentration measuring device 17 ... Salt concentration measuring device 18 ... Crystallizing device 19 ... Crystallizing tank 20 ... Eluate / crystallization inlet 21 ... Stirrer 22 ... Crystallizing device management Lid 23 ... Crystallization tank rotary shaft 24 ... Crystal water discharge port gate valve 25 ... Crystal water filtration filter 26 ... Temperature control water inlet 27 ... Crystallizer mount 28 ... Temperature control water outlet 29 ... Temperature measuring element 30 ... Inspection / Confirmation port

Claims (6)

溶離用水中に溶出された肥料の三要素及びその他の有用資源を含む溶出液から有用資源を分離して回収するための有用資源回収装置において、
上記溶出液をろ過して所定の寸法以上のミネラル及びその他の無機物を回収するためのMBR用PVDF浸漬膜モジュールと、
上記MBR用PVDF浸漬膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置され、上記MBR用PVDF浸漬膜モジュールを通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するためのPVDF中空糸M膜モジュールと、
上記PVDF中空糸M膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置され、上記PVDF中空糸M膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するためのPVDF中空糸U膜モジュールと、
上記PVDF中空糸U膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置され、上記PVDF中空糸U膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陽イオンないし重金属類を回収するためのナノろ過膜モジュールと、
上記ナノろ過膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置され、上記ナノろ過膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陰イオンないし類を回収するための逆浸透膜モジュールと、
を備える有用資源回収装置。
In a useful resource recovery system for separating and recovering useful resources from eluate containing three elements and other useful resources fertilizer eluted in elution water,
And PVDF manufactured dipping Makumo Joules for MBR for collecting a predetermined size or more minerals and other inorganic matter was filtered the eluate,
Fluidly is communicatively disposed downstream of the PVDF manufactured dipping Makumo joules for the MBR, the MBR for PVDF manufactured immersed Makumo Joule was further filtered and the filtrate after flowed useful than a predetermined dimension resources a PVDF hollow fiber M F Makumo joules for collecting,
Fluidly it is communicatively disposed downstream of the PVDF hollow fiber M F Makumo joules, the PVDF hollow fiber M F film was further filtered and the filtrate after flowed useful than a predetermined dimension resources a PVDF hollow fiber U F Makumo joules for collecting,
Fluidly is communicatively disposed downstream of the PVDF hollow fiber U F Makumo joules, the PVDF hollow fiber U F film was further filtered filtrate after flowing through the predetermined size or more cations to a nanofiltration Makumo joules for recovering heavy metals,
Fluidly communicatively disposed downstream of the nanofiltration membrane module, reverse for to no further anions or a predetermined size is filtered filtrate after flowing through the nano-filtration membrane to recover the salt compound and penetration Makumo Jules,
A useful resource recovery device.
上記逆浸透膜モジュールを通流した後のろ液中に残る重金属濃度、塩類濃度の測定の値に応じて、上記MBR用PVDF浸漬膜モジュール、上記PVDF中空糸M膜モジュール及び上記PVDF中空糸U膜モジュールへの溶出液の供給圧力と供給量を制御することができる制御装置を更に備える請求項1に記載の有用資源回収装置。 Heavy metal concentration remaining in the filtrate in after flowing through the reverse osmosis Makumo joules, depending on the value of measurement of salinity, the MBR for PVDF manufactured immersion Makumo joules, the PVDF hollow fiber M F Makumo Joules and useful resource recovery apparatus of claim 1 further comprising a control device capable of controlling the supply pressure and supply amount of eluate into the PVDF hollow fiber U F Makumo joules. 上記逆浸透膜モジュールを通流した後のろ液を上記溶離用水として再利用することができるように溶離用水貯留槽と流体的に連通可能な導管を備えることを特徴とする請求項に記載の有用資源回収装置。 To claim 1, characterized in that it comprises an elution water reservoir fluidly communicatively conduit to the filtrate after flowing through the reverse osmosis Makumo Joule can be reused as the eluting water The useful resource recovery device described. 溶離用水中に溶出された肥料の三要素及びその他の有用資源を含む溶出液から有用資源を分離して回収するための回収方法であって、
所定の圧力下で、有用資源を含む溶出液を貯えている溶出液貯留タンクから、MBR用PVDF浸漬膜モジュールでろ過処理可能な量の溶出液をMBR用PVDF浸漬膜モジュールへ供給し、該MBR用PVDF浸漬膜モジュールを用いてろ過して所定の寸法以上のミネラル及びその他の無機物を回収するステップと、
上記MBR用PVDF浸漬膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたPVDF中空糸M膜モジュールを用いて、上記MBR用PVDF浸漬膜モジュールを通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するステップと、
上記PVDF中空糸M膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたPVDF中空糸U膜モジュールを用いて、上記PVDF中空糸M膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の有用資源を回収するステップと、
上記PVDF中空糸U膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置されたナノろ過膜モジュールを用いて、上記PVDF中空糸U膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陽イオンないし重金属類を回収するステップと、
上記ナノろ過膜モジュールの下流に流体的に連通可能に配置された逆浸透膜モジュールを用いて、上記ナノろ過膜を通流した後のろ液を更にろ過して所定の寸法以上の陰イオンないし類を回収するステップと、
上記逆浸透膜モジュールを通流した後のろ液を上記溶離用水として再利用するステップと、
を含む回収方法。
A recovery method for separating and recovering useful resources from eluate containing three elements and other useful resources fertilizer eluted in elution water,
Under a predetermined pressure, supplied from the eluate reservoir tank that stored the eluate containing useful resources, the eluate filtered process amounts in PVDF manufactured dipping Makumo joules for MBR to PVDF manufactured dipping Makumo Joules for MBR and a step of then filtered to recover the predetermined or more minerals dimensions and other inorganic material using a PVDF manufactured dipping Makumo joules for the MBR,
Using fluidly communicatively-arranged PVDF hollow fiber M F Makumo Joule downstream of PVDF manufactured dipping Makumo joules for the MBR, filtration of after flowing through the PVDF manufactured dipping Makumo joules for the MBR Further filtering the liquid to recover useful resources over a predetermined size;
Using fluidly communicatively-arranged PVDF hollow fiber U F Makumo Joule downstream of the PVDF hollow fiber M F Makumo joules, filtered after flowed the PVDF hollow fiber M F film Further filtering the liquid to recover useful resources over a predetermined size;
Using fluidly communicatively-arranged nanofiltration Makumo Joules downstream of the PVDF hollow fiber U F Makumo Joule, further filtering the filtrate after flowing through the PVDF hollow fiber U F film recovering the heavy metals to free cations above a predetermined size and,
Using fluidly communicatively disposed inverse osmosis Makumo Joule downstream of the nanofiltration membrane module, a filtrate after flowing through the nanofiltration membrane was further filtered over a predetermined dimension anion to recovering the salt compound,
A step of reusing the filtrate after flowing through the reverse osmosis Makumo Joule as the eluting water,
A recovery method including:
逆洗浄水ポンプを使って、上記PVDF中空糸M膜モジュール及び上記PVDF中空糸U膜モジュールに逆洗浄水を圧送するとともに、エアコンプレッサからのエアを供給して強制的に有用資源を膜から離脱させ、離脱した有用資源を含む逆洗浄水を各々の回収資源槽へ送るステップを更に含む、請求項4に記載の回収方法。 With the backwash water pump, as well as pumping the backwashing water to the PVDF hollow fiber M F Makumo Joule and the PVDF hollow fiber U F Makumo Joule, forcibly supplying air from the air compressor The recovery method according to claim 4, further comprising a step of causing the useful resources to leave the membrane and sending back wash water containing the detached useful resources to each of the recovery resource tanks. 上記各々の回収資源槽に貯えられた溶出液ごとに晶結装置の晶結タンク内へ供給した後、微量の結晶核を添加してから上記晶結装置の撹拌機で撹拌するステップと、
側温体を使って上記晶結タンク内の温度を測りつつ晶結装置内へ温度調整水を供給することによって晶結に適した温度を維持するステップと、
上記晶結装置で結晶化された結晶から水分を除くために、排水ろ過フィルターに通して脱水するステップと、
を更に含む請求項5に記載の回収方法。
After supplying each effluent stored in each recovery resource tank into the crystallization tank of the crystallization apparatus, adding a small amount of crystal nuclei and then stirring with the agitator of the crystallization apparatus;
Maintaining a temperature suitable for crystallization by supplying temperature adjustment water into the crystallization device while measuring the temperature in the crystallization tank using a side temperature body;
In order to remove moisture from the crystals crystallized by the crystallizer, dewatering through a drainage filter;
The recovery method according to claim 5, further comprising:
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