JPH01293185A - 脱リン，脱塩方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリン酸塩を溶存した産業廃水の脱リン、脱塩方
法とその装置に関し、特にアルミニウムの電解と、イオ
ン交換膜を利用した電気透析処理により、産業廃水の前
処理、中和に必要な薬剤投入量を低減し、処理設備を簡
素化できることを特徴とする。

〔従来の技術〕

従来、産業廃水の脱リン方法としては、産業廃水中に直
接ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド等の凝集剤を加え
、リン酸成分をリン酸アルミニウムとして沈澱させる凝
集沈澱法や、プラス極板にカーボン、マイナス極板にス
テンレス等を用いて水中にイオンが遊離しないようにし
、両極板の間に陰イオン交換膜、陽イオン交換膜を配設
することにより産業廃水中に溶存するリン酸成分をも含
む塩類を透析分離し、それぞれを濃縮除去する電気透析
法が用いられてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

金属の表面処理洗浄には、リン酸系の表面処理剤、洗浄
剤が多く使用されており、表面処理洗浄施設を持つ工場
では多情のリン酸成分を溶存する産業廃水を排出してい
るところが多い。

リン酸成分の排出は、下水を通じて湖沼や内湾等閉鎖水
域の富栄養化の一因となるもので、これを防止するため
に産業廃水中からリン酸成分を除去する必要が生ずる。

そこでこれらリン酸成分を除去するために前記した凝集
沈澱法、電気透析法などが用いられる。産業廃水中に含
まれるリン酸化合物をみると、リン酸水素塩の形で溶解
されている場合が多い。このリン酸水素塩の一穏である
リン酸水素アルミニウムは水によく溶解されることから
、リン酸水素塩を含む状態から硫酸バンド等の凝集剤を
使用して凝集沈澱しようとしても効果がない。そこであ
らかじめリン酸成分を含む産業廃水中に苛性ソーダ等を
加え、リン酸水素塩を構成する水素とアルカリイオンを
置換し、リン酸塩とした後硫酸バンド等の酸性アルミニ
ウム凝集剤を加えると、化学反応により水に溶解しない
リン酸アルミニウムが生成され、沈澱等により凝集除去
が可能となる。

ところが、リン酸成分を含む産業廃水から、リン酸成分
を効率よく凝集除去しようとする場合１前処理剤として
の苛性ソーダ−、凝集剤としての硫酸バンド等が多量に
必要となるが、これらの保存設備を必要量に応じて大き
くする必要があるなどの欠点が、ある。

また電気透析法では、産業廃水に溶存している塩類を陽
イオン、陰イオンに分けて濃縮分離除去されるものであ
るが、リン酸塩類は電気透析によって除去しにくい成分
である。

本発明はかかる技術的及び経済的な欠点を補った脱リン
、脱塩方法および装置を提供しようとするもので、特に
苛性ソーダなどの前処理剤が不要となるほか、処理水の
再利用を可能とするものである。

塩方法は、アルミニウム（２）にプラス、ステンレス等
の耐蝕性金属板（３）にマイナスの電極をそれぞれ接続
し、アルミニウム（２）と耐蝕性金属板（３）の間に、
アルミニウム（２）側より２・工の陰イオン交換膜（４
α）、矛２の陽イオン交換膜（５ｂ）、オ・２の陰イオ
ン交換膜（４ｂ）、′Ａ−１の陽イオン交換膜（５ａ）
の順に適宜な間隔に離して配設し、アルミニウム（２）
の電解と、イオン交換膜を利用した電気透析処理により
、リン酸成分を含む産業廃水（１）をアルカリ化すると
ともに酸性アルミニウム塩を生成し、さらに産業廃水中
の溶解塩を脱塩し、上述のアルカリ化された産業廃水（
１）と酸性アルミニウム塩を加えて−リン酸アルミニウ
ムを生成除去するものである。

上記したアルミニウム（２）について隔膜（第２１で流
失を防がれた粉末成形品を用いると後記する理由により
効果的である。

また本発明の脱リン、脱塩装置は、アルミニウム（２）
にプラス、ステンレス等の耐蝕性金属板（３）にマイナ
スの電極をそれぞれ接続し、アルミニウム（２）と耐蝕
性金属板（３）の間をアルミニウム（２）に近い側より
第１の陰イオン交換膜（４ａ）、矛２の陽イオン交換膜
（５ｂ）、第２の陰イオン交換膜（４＆）　、第１の陽
イオン交換膜（５ａ）の順に適宜な間隔に離して配設さ
れ、分離された陰極室（７）、陽極室（８）、塩濃縮室
（９）、電気透析室（１０ａ）　（１０りを有する処理
槽（６）と、陰極室（７）でアルカリ化された産業廃水
（１）および陽極室（８）で生成される酸性アルミニウ
ム塩および硫酸アルミニウム液と貯蔵タンク０３）内に
貯蔵された硫酸アルミニウム溶液を混合し、リン酸アル
ミニウムを生成する混合槽旧）を設け、該リン酸アルミ
ニウムを凝集沈澱する沈澱槽（１２）と、沈澱槽（１２
内の水素イオン濃度を計測して硫酸アルミニウム液貯蔵
タンク（ｔ３）内の硫酸アルミニウム液の混合槽０１）
への混合量を調整する聞調整装置（１９１とから構成さ
れたものである。

さらに−調整装置（１９１は硫酸アルミニウム液貯蔵タ
ンク（１３１より硫酸アルミニウム溶液を汲み上げる汲
み上げポンプ圓と、沈澱槽（１２）における水素イオン
濃度を計測するｐＨ計測装置（１５）と、ｐＨ計測装置
（１５）による計測値に応じて汲み上げポンプ（１・１
）を駆動する駆動制御回路ｆｔ６１とにより構成された
ものである。

〔作　用〕

本発明においては、まずリン酸成分を含む産業廃水（１
）を苛性ソーダ等でアルカリ化し、リン酸成分中のリン
酸水素塩、リン酸二水素塩のうちの水素をアルカリ金属
と置換し、次に酸性アルミニウム塩凝集剤を加えてリン
酸アルミニウムを生成し、凝集沈澱させて、リン酸成分
を除去する。

次に脱リンされた産業廃水（１）はアルミニウム（２）
で構成されるプラス側極板とステンレス等の耐蝕性金属
板（３）で構成されるマイナス側極板との間で、プラス
側極板に近い側より第１の陰イオン交換膜（４α）、第
２の陽イオン交換膜（５ｂ）、第２の陰イオン交換膜（
４ｂ）、第１の陽イオン交換膜（５ａ）と交互に配設さ
れた処理槽（６）中、第１の陰イオン交換膜（４α）　
１．ｉ−２の陽イオン交換膜（５ｂ）および第２の陰イ
オン交換膜（４Ａ）　、第１の陰イオン交換膜（５α）
の間に注入され、電気透析により第２の陽イオン交換膜
（５ｈ）と第２の陰イオン交換膜（４ｈ）の間で濃縮脱
塩される。

〔実施例〕 以下図面にもとづき一実施例を説明する。

第１図において、（１）は産業廃水で、まず金属表面処
理装置等から排水され、まず生物学的処理法で処理され
た後、廃水ポンプ■にて濾過装置ａツ、紫外線殺菌袋＠
（１８！を介して浄化され処理槽（６）へと送られる。

処理槽（６）内にはプラスの電極を接続されたアルミニ
ウム（２）と、マイナスの電極を接続されたステンレス
等の耐蝕性金属板（３）が対向して配設されている。ま
たアルミニウム（２）と耐蝕性金属板（３）との間には
、牙］の陰イオン交換膜（４ａ）、第２の陽イオン交換
膜（５ｂ）　、第２の陰イオン交換膜（４ｂ）、第１の
陽イオン交換膜（５ａ）が配設され、それぞれのイオン
交換膜で仕切られた陰極室（７）、陽極室（８）、塩濃
縮室（９）、電気透析室（１０ａ）（１０ｂ）を形成し
ている。第１図においてアルミニウム（２）は産業廃水
（１）中への流失を防止するべく隔膜ので保護された粉
末成形品で構成され、中・央部にはカーボン等の化学的
に安定な物質で電極の中核が形成されている。

アルミニウム（２＋は陽極室（８）において硫酸イオン
等と反応して酸性アルミニウム塩を生成するもので、粉
末成形品を用いると表面積を極めて大きくとれることか
ら、イオン化しやすくなり小さな体積でも酸性アルミニ
ウム塩を速やかに生成できるものである。

陰極室（７）には２）の陽イオン交換膜（５ａ）　、１
−２の陰イオン交換膜（４ｚ）の間に形成される電気透
析室（１０ａ）に注入される産業廃水（１）より第１の
陽イオン交換膜（５ａ）を介してナトリウム等の陽イオ
ンを透過し、アルカリ化される。該アルカリ化された陰
極室（７）内の水にｒ過装置ση、紫外線殺菌装置０印
等で浄化されてなおリン酸塩等を含む産業廃水（１１が
加えられ、産業廃水（１）をアルカリ化する。０１１は
混合槽で、アルカリ化されたリン酸塩等を多く含む産業
廃水（１１と、陽極室（８）において生成された酸性ア
ルミニウム塩およびｐ）ｉ調整装置を構成する硫酸アル
ミニウム液貯蔵タンク０３）内の硫酸アルミニウム溶液
を混合し中和する。この時水に溶解しないリン酸アルミ
ニウムが生成され、沈澱槽（１２＋において、凝集沈澱
する。硫酸アルミニウム液貯蔵タンク０３１内の硫酸ア
ルミニウム溶液は閃調整装曾を構成する汲み上げポンプ
α４）によって陽極室（８）に汲み上げら名−緒に混合
槽（ｌ］）に投入することは、陽極室（８）に新たに水
を混入しなくてすむものであるが、汲み上げポンプ０４
）から直接混合槽（１１１へ投入されてもよいものであ
る。

以上のようにして沈澱槽Ｑ２＋において脱リンされた産
業廃水ではあるがまだリン酸成分以外の塩が残るため再
び処理槽（６１内の第１の陽イオン交換膜（５ｉｚ）　
、ｉ−２の陰イオン交換膜（４ｂ）および之・２の陽イ
オン交換膜（５！ｌ）　、第１の陰イオン交換膜（４α
）で形成された電気透析室（１０α）　（ＩＯｈ）へと
送られ、矛２の陰イオン交換膜（４ｂ）と第２の陽イオ
ン交換膜（５ｂ）で形成された塩濃縮室（９）へ陽イオ
ン、陰イオンが集められリン酸成分のない塩として濃縮
される。１〜たがって処理槽（６）、混合槽旧１、沈澱
槽（１２）を循環する産業廃水（１，＋内の塩濃度は一
定に保たれる。また電気透析室（ＩＯａ）（１０ｈ）で
脱塩された産業廃水（１）は不純物が含ま；Ｆ］ないも
ので、再利用される。

なお、Ｑ５１は声調整装置を構成するｐＨ計側装畳で沈
澱槽Ｏ２内が中和されているかを確認し、アルカリ性で
あることを確認してｐＨ調整装置を構成する駆動制御回
路（１，６１を制御し汲み上げポンプ０イ）を介して硫
酸アルミニウム液貯蔵タンク（１３）内の硫酸アルミニ
、ラム溶液を混合槽０１）−＼調整投入するものである
。

〔発明の効果〕

本発明の脱リン、脱塩方法および装置によれば、産業廃
水（Ｉｆよりリン酸成分を効率よく凝集除去するために
必要な苛性ソーダ等のアルカリ物質が不要となるほか、
苛性ソーダ投入設備も不要と′なる。またリン酸アルミ
ニウムを生成スるために必要な硫酸アルミニウム溶液の
約半量を卒業廃水（Ｉｆでまかなうことができ、薬剤の
費用を少くでき、さらにこれら薬剤を投入する容器の大
きさを小さくできるなどの効果がある。

さらに電気透析処理によって脱塩された産業廃水はもち
ろん、塩、リン酸等も再利用が可能であり、脱リン、脱
塩処理にかかる薬剤等の消耗８費、設備費、水の再利用
、塩、リン酸の再利用により大幅に処理費用を低減でき
る効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる脱リン、脱塩装置の説甲図を示
す。 （１１・・・産業廃水、（２）・・・アルミニウム粉末
、（３）・・・耐蝕性金属板、（４）・・・陰イオン交
換膜、（５１・・・陽イオン交換膜、（６）・・・処理
槽、（７）・・・陰極室、（８）・・・陽極室、（９）
・・・塩濃縮室、（１０ａ）（１０ｂ）・・・電気透析
室、０１）・・・混合槽、（１？・・・沈′澱槽、（＋
３１・・・硫酸アルミニウム液貯蔵タンク、（１４）・
・・汲み上げポンプ、（旧・・・−針側装置、（１６）
・・・駆動回路、の・・・隔膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムにプラス、ステンレス等の耐蝕性金
   属板にマイナスの電極をそれぞれ接続し、該アルミニウ
   ムと耐蝕性金属板の間に、アルミニウム側より第１の陰
   イオン交換膜、第２の陽イオン交換膜、第２の陰イオン
   交換膜、第１の陽イオン交換膜の順に適宜な間隔に離し
   て配設し、アルミニウムの電解と、イオン交換膜を利用
   した電気透析処理により、リン酸成分を含む産業廃水を
   アルカリ化するとともに、酸性アルミニウム塩を生成し
   、さらに産業廃水中の溶解塩を脱塩し、上述のアルカリ
   化された産業廃水と酸性アルミニウム塩を加えて、リン
   酸アルミニウムを生成除去することを特徴とする脱リン
   、脱塩方法。
2. （２）アルミニウムが隔膜で流失を防がれた粉末成形品
   である請求項１記載の脱リン、脱塩方法。
3. （３）アルミニウムにプラス、ステンレス等の耐蝕性金
   属板にマイナスの電極をそれぞれ接続し、該アルミニウ
   ムと耐蝕性金属板の間をアルミニウムに近い側より第１
   の陰イオン交換膜、第２の陽イオン交換膜、第２の陰イ
   オン交換膜、第１の陽イオン交換膜の順に適宜な間隔に
   離して配設され、分離された陰極室、陽極室、塩濃縮室
   、電気透析室を有する処理槽と、陰極室でアルカリ化さ
   れた産業廃水および陽極室で生成される酸性アルミニウ
   ム塩および、硫酸アルミニウム液と貯蔵タンク内に貯蔵
   された硫酸アルミニウム溶液を混合し、リン酸アルミニ
   ウムを生成する混合槽を設け、該リン酸アルミニウムを
   凝集沈澱する沈澱槽と、該沈澱槽内の水素イオン濃度を
   計測して前記した硫酸アルミニウム液貯蔵タンク内の硫
   酸アルミニウム溶液の混合槽への混合量を調整するｐＨ
   調整装置とより構成されたことを特徴とする脱リン、脱
   塩装置。
4. （４）ｐＨ調整装置が、硫酸アルミニウム液貯蔵タンク
   より硫酸アルミニウム溶液を汲み上げる汲み上げポンプ
   と、沈澱槽における水素イオン濃度を計測するｐＨ計測
   装置と、該ｐＨ計測装置による計測値に応じて前記した
   汲み上げポンプを駆動する駆動制御回路とにより構成さ
   れた請求項３記載の脱リン、脱塩装置。