JPS583973B2 - リンオフクムアルミニウムケイスラツジノシヨリホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリンを含むアルミニウム系スラツジの沈降性、
炉過性を改良すると共にリン酸アルミニウムの固形物と
リン混入の少ない硫酸アルミニウム水溶液を得ることを
目的としたスラツジの処理法に関する。

リンは湖水の富栄養化、あるいは近海の赤潮に大きな影
響を及ぼすもので重大な公害物質として注目されている
。

排出源としては下水あるいは工場廃水が主で、近年これ
らリンの処理が重要視されるようになってきた。

現在その除去法としては凝集沈澱が最も実際的でほぼ確
立された技術となっている。

リンの凝集沈澱では硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミ
ニウム、塩化第二鉄、水酸化カルシウムが凝集沈澱剤と
して通常知られているが中でも硫酸アルミニウムとポリ
塩化アルミニウムのいわゆるアルミニウム系凝集剤が主
流となっている。

一般に凝集沈澱においてリンはリン酸アルミニウムの形
で沈澱すると考えられているが、実際は凝集剤の種類、
共存濁質の種類、量あるいは水温等により添加する凝集
剤の量は異なり、通常ＡｌＰＯ４の理論量の２倍〜３倍
のアルミニウムが使用されている。

そして余剰のアルミニウムは水酸化アルミニウムとして
析出しているものと言われている。

アルミニウム系凝集沈澱剤を使用した場合大きな欠点が
１つある。

それは生成するスラツジが含水のベトベトした沈降性、
瀘過性の悪い性質であることである。

そのため分離が非効率的であり、スラツジの処理にも困
難をきわめている。

故にその性質を改良するための多くの試みがなされてい
る。

スラツジの分離性の悪い性質は主に析出したアルミニウ
ム化合物に由来するものであるため、１つの方法として
一般のスラツジについては硫酸により析出した水酸化ア
ルミニウムを溶解することがなされている。

この場合、溶解したアルミニウムは硫酸アルミニウムと
して再使用される。

リン除去を行なった時、生ずるスラツジにしても同様の
方法が適用できるわけであるが、スラツジに硫酸を加え
た場合、水酸化アルミニウムと共にリン酸アルミニウム
の析出物も同時に溶解するためスラツジの分離性につい
ては解決できるが、発生する溶解液つまり硫酸アルミニ
ウムとリン酸の混合液の利用が問題となる。

リン酸が混入しないならば硫酸アルミニウム水溶液は再
び凝集剤として使用できる。

またリンは原料を外国に依存している有用な資源であり
、有効に利用する必要がある。

故にこの溶解液からリン酸を分離することが、この方法
の有用性を高め価値ある技術とするための重要なポイン
トであると言える。

本発明者らはこの問題について鋭意研究を行なった結果
、簡便なる方法によりリン化合物を分離し同時にリンの
混入量の少ない硫酸アルミニウム水溶液が得られること
を見い出した。

つまり、本発明はリンを含むアルミニウム系スラツジに
硫酸を加えてアルミニウムを溶解した後に中和剤を加え
てｐＨを３〜４に調節することによりリンの沈澱を析出
させ、分離あるいは回収すると共にリンの混入の少ない
硫酸アルミニウムを回収することを特徴とするリンを含
むアルミニウム系スラツジの処理法である。

アルミニウムを含むスラツジを硫酸で溶解する場合通常
ｐＨを約２あるいはそれ以下にしないと効果的なアルミ
ニウムの回収は行なえないし、残存スラツジの性質改善
も効果が少ない。

溶解に長時間をかけるならば必すしもｐＨは２近辺にす
る必要はないが、それは現実的でない。

浄水場のスラツジ溶解も普通ｐＨを２近辺に設定して実
施されている。

本発明の方法はそのようにスラツジを硫酸で溶解し、ｐ
Ｈが２近辺あるいは２以下になった液に中和剤を加えて
ｐＨを３〜４に調節し、析出してくるリンを沈澱あるい
は沖過により分離するものである。

スラツジを硫酸で溶解した時、不溶解の残存スラツジが
存在する場合、硫酸溶解が終った時、不溶解スラツジを
分離してもよいし、リンの沈澱物を分離、回収しない場
合は不溶解スラツジをリンの江澱を析出させた後に一括
して分離してもよい中和のみによってリンを分離した場
合、リンはリン酸アルミニウムとして析出し、水溶液と
して得られる硫酸アルミニウムは凝集沈澱に使用したア
ルミニウム系凝集剤のリン酸アルミニウムとしての理論
量以上の余剰分のアルミニウムに相当するものである。

その場合ｐＨを３未満にするとリン酸アルミニウムの析
出量が少なくリンの回収および分離が満足に行なえない
。

またｐＨを４を越える値にすると水酸化アルミニウムの
析出が多くなるので効果的でない。

使用する中和剤は苛性ソーダ、炭酸ソーダ、汗石灰のよ
うな通常のアルカリ剤でもよいが、水酸化マグネシウム
、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、重炭酸マグネ
シウム、重炭酸ソーダ、炭酸カルシウムのような飽和水
溶液のｐＨが約７〜約１１を示す弱塩基性の化合物を使
用すると析出物の沈降性、沖過性が著しく良好で硫酸不
溶解スラツジを含めた全スラツジの分離に良い影響を与
える。

通常のアルカリ剤を使用した場合、析出物の分離性はよ
くないのでリンの除去は出来るものの全スラツジの分離
に悪い影響を与えるので上述の弱塩基性の中和剤を用い
る方が非常に有利である。

これらの添加は溶液状、固形状あるいはスラリー状で行
なう。

分離したリン酸アルミニウムは肥料等有用に利用され、
一方リンを分離した後、硫酸アルミニウム水溶液はその
ままあるいは濃縮して、あるいは更に精製して使用され
る。

以下実施例により本発明を詳しく述べる。

実施例−１ 含水率９８．７％でＡｌ２０３２０．１％、Ｐ２０３６
． ５％（いづれも乾燥スラツジ中のｗｔ％を示す。

）を含む濃縮スラリー各３．５ユを２個の５ｌビーカー
に採り、一方には純水１０５ｇを、又他方には５０％硫
酸水溶液１０５ｇを添加しそれぞれ約１時間攪拌した。

引続き両懸濁液を内径６Ｑｍｍの１０００ｍｌメスシリ
ンダーに入れ３０分静定後の沈降したスラツジの体積を
測定したところ純水を添加した場合９３０ｍ１となり、
一方硫酸を添加した場合は５６０ｍｌとなった。

次に残りの両懸濁液を宮本製作所製のリーフテスターで
戸布としてパイレン２６８にケイソウ土をプレコートし
たものを使用しＰ過速度を測定したところ、純水を添加
した場合４．２ｋｇ−Ｓｏｌｉｄ／ｍ２，ｈｒであった
が、硫酸を添加した場合１９．３ｋ９−Ｓｏｌｉｄ／ｍ
２，ｈｒになり硫酸処理スラツジの沢過性は著しく改良
された。

ここで得られた硫酸処理スラツジからの分離液は２３６
０ｍｌでｐＨならびにアルミニウムおよびリンの濃度は
表−１に示す通りであった。

この分離液１６００ｍｌを各々２００ｍ７のビーカーに
１００ｍｌづつ採り、攪拌しなから１規定の各中和剤の
水溶液又はスラリーを徐々に添加して表一２および表−
３に示すｐＨでそれぞれ１時間保持した後、定量Ｐ紙Ｎ
ｏ．−５Ａで生成したリン酸アルミニウムの沈澱を分離
回収し、同時にＰ液としてリン混入の少ない硫酸アルミ
ニウム水溶液を得た。

各ｐＨにおけるリンの回収率は表−２に、又分離Ｐ液中
のリンおよびアルミニウムの残存濃度は表−３に示す通
りであった。

実施例−２ 実施例−１で得た表−１に示す組成の分離液４００ｍｌ
を各々２００ｍｌのビーカーに１００ｍＡづつ採り攪拌
しなから１規定の各中和剤の水溶液又はスラリーを徐々
に添加して２０分間で水溶液のｐＨを約３５としリン酸
アルミニウムの懸濁液を得た。

次にこの懸濁液を内径２０ｍｍの１００ｍｌメスシリン
ダーに入れ１０分間、３０分問および６０分間静定後の
沈降したリン酸アルミニウムの体積を測定した。

結果は表−４の通りであった。本実施例は各中和剤で析
出したスラツジの沈降体積を比較したもので一般のアル
カリ剤に比べマグネシウム化合物あるいは炭酸カルシウ
ムを中和剤として使用した方がスラツジの沈降性が著し
く改良されることを示す。

参考例 地下水にカオリンを添加して濁度６２の濁水をつくりこ
れを５００ｍｌづつとって実施例１の水酸化マグネシウ
ムによりｐＨを３．８に保持して得たリン混入の少ない
硫酸アルミニウム水溶液（Ｐ濃度２２ｐｐｍ，Ａｌ濃度
５２８ｐｐｍ）をＡｌとして１ｐｐｍおよび３ｐｐｍに
なるように添加して通當のジャーテストにより凝集能力
の判定を行なった。

併せて市販（浅田化学）硫酸アルミニウムをＡｌとして
同量づつ添加したテストを比較の目的で行なった。

結果は凝集沈殿後の上澄液の濁度が表−５に示す値とな
り、得られた硫酸アルミニウム水溶液が市販品と同様に
凝集剤として使用できることがわかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リンを含むアルミニウム系スラツジに硫酸を加えて
   アルミニウムを溶解した後に中和剤を加えてｐＨを３〜
   ４に調節することにより、リンの沈澱を析出させ、分離
   すると共にリンの混入の少ない硫酸アルミニウム水溶液
   を得ることを特徴とするリンを含むアルミニウム系スラ
   ツジの処理法。