JPS5851980A - 廃水中のリン酸塩の除去方法 - Google Patents
廃水中のリン酸塩の除去方法Info
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- JPS5851980A JPS5851980A JP14993081A JP14993081A JPS5851980A JP S5851980 A JPS5851980 A JP S5851980A JP 14993081 A JP14993081 A JP 14993081A JP 14993081 A JP14993081 A JP 14993081A JP S5851980 A JPS5851980 A JP S5851980A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は廃水中のリン酸塩の除去方法に関し、特に高炉
水砕スラグを利用して廃水中のリン酸塩を効率良く除去
する方法に関するものである。
水砕スラグを利用して廃水中のリン酸塩を効率良く除去
する方法に関するものである。
製銑・製鋼工程では、高炉スラグや製鋼スラグが大量に
副生ずる。即ち高炉では、鉄鉱石中の不純物やコークス
中の灰分が石灰石と反応してスラグとなり、また転炉で
は、溶銑成分の酸化燃焼によって生じた酸化物が生石灰
等の副原料と結合してスラグを生成する。これらスラグ
の生成値は、鉄鋼生産量１トン当り高炉では約３００即
、転炉では約１３０即、合計約４３０時と厖大であり、
その有効利用を期して種々の研究か行なわれている。し
かしながら現時点では、路盤用骨材、セメント原料或い
は肥料等として約６０％程度が有効利用されているにす
ぎず、利用率は尚不十分と言わざるを得ない。
副生ずる。即ち高炉では、鉄鉱石中の不純物やコークス
中の灰分が石灰石と反応してスラグとなり、また転炉で
は、溶銑成分の酸化燃焼によって生じた酸化物が生石灰
等の副原料と結合してスラグを生成する。これらスラグ
の生成値は、鉄鋼生産量１トン当り高炉では約３００即
、転炉では約１３０即、合計約４３０時と厖大であり、
その有効利用を期して種々の研究か行なわれている。し
かしながら現時点では、路盤用骨材、セメント原料或い
は肥料等として約６０％程度が有効利用されているにす
ぎず、利用率は尚不十分と言わざるを得ない。
本発明者等はこれらの事情に看目し、スラグの新用途を
開発すべく種々研究を進めてきた。その結果、前記スラ
グのうぢ高炉スラグ、とりわけ高炉水砕スラグは、特定
の予備処理を施こすことによって廃水中のリン酸塩を効
率良（除去する作用を発揮することが確認された。本発
明はカニかる知見に基づいて完成されたものであって、
その構成は、高炉水砕スラグをリン酸塩含有アルカリ性
水溶液で前処理した後、カルシウムイオンの□存在下に
リン酸塩含有廃水に接触させるところに要旨が存在する
。
開発すべく種々研究を進めてきた。その結果、前記スラ
グのうぢ高炉スラグ、とりわけ高炉水砕スラグは、特定
の予備処理を施こすことによって廃水中のリン酸塩を効
率良（除去する作用を発揮することが確認された。本発
明はカニかる知見に基づいて完成されたものであって、
その構成は、高炉水砕スラグをリン酸塩含有アルカリ性
水溶液で前処理した後、カルシウムイオンの□存在下に
リン酸塩含有廃水に接触させるところに要旨が存在する
。
スラグの主成分は、下記第１表に示す如（ＣａＯと８１
０２テアリ、他ニｋ１２０Ｂ、Ｍｇ’０１Ｍｎ０等を含
んでいる。
０２テアリ、他ニｋ１２０Ｂ、Ｍｇ’０１Ｍｎ０等を含
んでいる。
第１表
（重量９６）
ところで高炉スラグは、溶融状態のスラグを徐冷して得
られる高炉徐冷スラグと、高圧水で急冷して得られる高
炉水砕スラグに分類され、前者は硬質で緻密な結晶質と
なるが、後者では徐冷スラグの様に結晶を形成する時間
的余裕がなく冷却後の組織はガラス状であり、徐冷スラ
グに比べて多孔質で表面積が大きい。しかもガラス質組
織であるため結晶化エネルギーを内部に保存しており、
反応性が高い。このためアルカリ性水溶液で刺激するど
、ガラス網目構造中に不規則に分布している０、ａ＋２
イオンか連続的に溶出し、水和して硬化する性質（潜在
水硬性）を有している。これに対して高炉徐冷スラグは
結晶質であるから水硬性の程度は非常に低い。しかも篩
炉徐冷スラグ中のＳは水と反応して多硫化カルシウム（
Ｃａ Ｓｘ ）や１（２ｓ等の有害物を生じるか、水砕
スラグ中のＳは非常に安定である。
られる高炉徐冷スラグと、高圧水で急冷して得られる高
炉水砕スラグに分類され、前者は硬質で緻密な結晶質と
なるが、後者では徐冷スラグの様に結晶を形成する時間
的余裕がなく冷却後の組織はガラス状であり、徐冷スラ
グに比べて多孔質で表面積が大きい。しかもガラス質組
織であるため結晶化エネルギーを内部に保存しており、
反応性が高い。このためアルカリ性水溶液で刺激するど
、ガラス網目構造中に不規則に分布している０、ａ＋２
イオンか連続的に溶出し、水和して硬化する性質（潜在
水硬性）を有している。これに対して高炉徐冷スラグは
結晶質であるから水硬性の程度は非常に低い。しかも篩
炉徐冷スラグ中のＳは水と反応して多硫化カルシウム（
Ｃａ Ｓｘ ）や１（２ｓ等の有害物を生じるか、水砕
スラグ中のＳは非常に安定である。
一方転炉スラブや電気炉スラグ等の製鋼スラグは急冷し
てもガラス化し難く、組織が結晶質である為高炉徐冷ス
ラグと同様反応性が低く、水硬性の程度も低い。また遊
離のＣａＯを含んでいる為容易に膨張して崩壊する（Ｃ
ａＯか水と反応して消石灰に変わるときに体積が膨張す
る）性質があり、高炉スラグ殊に高炉水砕スラグに比べ
て安定性に欠ける。
てもガラス化し難く、組織が結晶質である為高炉徐冷ス
ラグと同様反応性が低く、水硬性の程度も低い。また遊
離のＣａＯを含んでいる為容易に膨張して崩壊する（Ｃ
ａＯか水と反応して消石灰に変わるときに体積が膨張す
る）性質があり、高炉スラグ殊に高炉水砕スラグに比べ
て安定性に欠ける。
この様にスラグの中でも高炉水砕スラグは特異な性質を
有しており、特に水中において安定で肚つ多量のＣａ
イオンを溶出する性質、及び多孔質で表面積が大きい
という物理的特性は注目に値する。
有しており、特に水中において安定で肚つ多量のＣａ
イオンを溶出する性質、及び多孔質で表面積が大きい
という物理的特性は注目に値する。
本発明者等は上記の様な高炉水砕スラグ特有の性質を利
用して新しい用途を開発すべく研究を進めできた。その
結果、■高炉水砕スラグをアルカリ性のリン酸含有水溶
液と接触させると、スラグから溶出したＣａ２＋がＰＯ
Ｘ−と反応し、スラグ表面にヒドロキシアパタイトＣＣ
ａｓ （ＰＯ４）＋１−ＯＨ）の結晶が析出し、■上記
のようにヒドロキシアパタイトが析出したスラグで、Ｃ
ａ２＋とＰＯ４３−を含有する水溶液を処理すると、ス
ラグ表面でヒドロキシアパタイト結晶の成長が起こり、
水溶液中のＰＯ３−が除去されるという事実を見出した
。即ち前述の如く前処理を施こした高炉水砕スラグを使
用し、リン酸塩含有廃水をＣａ の存在下で処理する
と、廃水中のリン酸塩を効率良（除去することができる
。
用して新しい用途を開発すべく研究を進めできた。その
結果、■高炉水砕スラグをアルカリ性のリン酸含有水溶
液と接触させると、スラグから溶出したＣａ２＋がＰＯ
Ｘ−と反応し、スラグ表面にヒドロキシアパタイトＣＣ
ａｓ （ＰＯ４）＋１−ＯＨ）の結晶が析出し、■上記
のようにヒドロキシアパタイトが析出したスラグで、Ｃ
ａ２＋とＰＯ４３−を含有する水溶液を処理すると、ス
ラグ表面でヒドロキシアパタイト結晶の成長が起こり、
水溶液中のＰＯ３−が除去されるという事実を見出した
。即ち前述の如く前処理を施こした高炉水砕スラグを使
用し、リン酸塩含有廃水をＣａ の存在下で処理する
と、廃水中のリン酸塩を効率良（除去することができる
。
本発明における高炉水砕スラグの前処理とは、前述の如
く表面１こヒドロキシアパタイトの結晶を析出させる工
程を１゛い、具体的には、リン酸塩を含むアルカリ水溶
液で高炉水滓スラグを処理する方法が採用される。即ち
スラグ中には後記第１表に示す通り、Ｐはほとんど含ま
れていない。このため、晶析脱リンの脱リン材として、
スラグそのものを使用することはできない。スラグを脱
リン材として供するためには、あらかじめスラグ表面に
ヒドロキシアパタイトの結晶を形成させ、晶析反応にお
ける種、晶としての効果をもたせる必要かある。このよ
うに前処理を施したスラグと廃水をカルシウムイオン存
在下で接触させれば、廃水中のＰはヒドロキシアパタイ
トの結晶として、前処理を施したスラグ表面に析出し、
連続的に除去される。またアルカリ水溶液を使用する意
味は、高炉水砕スラグを刺激してＣａ２＋を溶出させる
為に極めて重要であり、共存する１）０４ と共にヒ
ドロキシアパタイトの結晶を生成させる為には処理液を
ｐＨＩＱ以上にしなければならない。アルカリの種類は
特に限定されないが、高炉水砕スラグに対する刺激の強
さからすればＮａＯＨ及びＩＬＯＩ−１が最も有効であ
る。
く表面１こヒドロキシアパタイトの結晶を析出させる工
程を１゛い、具体的には、リン酸塩を含むアルカリ水溶
液で高炉水滓スラグを処理する方法が採用される。即ち
スラグ中には後記第１表に示す通り、Ｐはほとんど含ま
れていない。このため、晶析脱リンの脱リン材として、
スラグそのものを使用することはできない。スラグを脱
リン材として供するためには、あらかじめスラグ表面に
ヒドロキシアパタイトの結晶を形成させ、晶析反応にお
ける種、晶としての効果をもたせる必要かある。このよ
うに前処理を施したスラグと廃水をカルシウムイオン存
在下で接触させれば、廃水中のＰはヒドロキシアパタイ
トの結晶として、前処理を施したスラグ表面に析出し、
連続的に除去される。またアルカリ水溶液を使用する意
味は、高炉水砕スラグを刺激してＣａ２＋を溶出させる
為に極めて重要であり、共存する１）０４ と共にヒ
ドロキシアパタイトの結晶を生成させる為には処理液を
ｐＨＩＱ以上にしなければならない。アルカリの種類は
特に限定されないが、高炉水砕スラグに対する刺激の強
さからすればＮａＯＨ及びＩＬＯＩ−１が最も有効であ
る。
前処理の具体的な方法としては、上記の様な前処理液に
高炉水砕スラグを一定時間浸漬する方法。
高炉水砕スラグを一定時間浸漬する方法。
或いは高炉水砕スラグの充填層に前処理液を通過させる
方法等があり、後者の方法としては、前処理液を全量循
環させる方式、一部を循環させる方式、−過方式の何れ
を採用してもよい。尚循環方式を採用する場合は、循環
工程で高炉水砕スラグ中からＣａ２′が徐々に溶出し処
理液のｐＨは１０以上になるから、アルカリの添加を省
略することも可能である。また前処理原水としては工業
用水等を使用してもよいが、リン酸塩除去の対岨となる
廃水を利用すれば、リン酸塩の除去とヒドロキシアパタ
イトの生成を平行して行なうことができるので好都合で
ある。
方法等があり、後者の方法としては、前処理液を全量循
環させる方式、一部を循環させる方式、−過方式の何れ
を採用してもよい。尚循環方式を採用する場合は、循環
工程で高炉水砕スラグ中からＣａ２′が徐々に溶出し処
理液のｐＨは１０以上になるから、アルカリの添加を省
略することも可能である。また前処理原水としては工業
用水等を使用してもよいが、リン酸塩除去の対岨となる
廃水を利用すれば、リン酸塩の除去とヒドロキシアパタ
イトの生成を平行して行なうことができるので好都合で
ある。
この様にして高炉水砕スラグの表面にヒドロキシアパタ
イトの結晶を析出させた後、この前処理物を用いてリン
酸塩含有廃水の脱リン酸塩処理を行なう。この処理は、
例えは第１図に略示する如く処理塔１に前処理スラグ２
を充填し、これに上向流（又は下向流）でリン酸塩含有
廃水とＣａ を通すことによって行なわれる。その結
果Ｃａ と廃水中のＩ）０４”−が反応し、前処理表
面に形成されたヒドロキシアパタイトの表面に付着し、
廃水中からＰｏ、８−が除去される。尚ヒドロキシアパ
タイトの生成反応は前述の如くアルカリ性で効率よく進
行するから、廃水及びＣａ２＋と共に少量のアルカリを
添加するのがよい。Ｃａ２＋源としてはＣａＣｌ２やＣ
ａ（ＯＨ）２等か使用されるか、Ｃａ（ＯＨ）２はアル
カリ剤でもある為別途アルカリを添加する必要かないと
いう利点がある。またＣａ２＋の添加閂は、廃水中に含
まれるＰＯ４８ｊｔに応じて適宜定めるべきであり、理
論的にはＣａ２＋／廃水中ＰＯ４３−のモル比が１．６
７以上となる置のＣａ を添加すべきである。
イトの結晶を析出させた後、この前処理物を用いてリン
酸塩含有廃水の脱リン酸塩処理を行なう。この処理は、
例えは第１図に略示する如く処理塔１に前処理スラグ２
を充填し、これに上向流（又は下向流）でリン酸塩含有
廃水とＣａ を通すことによって行なわれる。その結
果Ｃａ と廃水中のＩ）０４”−が反応し、前処理表
面に形成されたヒドロキシアパタイトの表面に付着し、
廃水中からＰｏ、８−が除去される。尚ヒドロキシアパ
タイトの生成反応は前述の如くアルカリ性で効率よく進
行するから、廃水及びＣａ２＋と共に少量のアルカリを
添加するのがよい。Ｃａ２＋源としてはＣａＣｌ２やＣ
ａ（ＯＨ）２等か使用されるか、Ｃａ（ＯＨ）２はアル
カリ剤でもある為別途アルカリを添加する必要かないと
いう利点がある。またＣａ２＋の添加閂は、廃水中に含
まれるＰＯ４８ｊｔに応じて適宜定めるべきであり、理
論的にはＣａ２＋／廃水中ＰＯ４３−のモル比が１．６
７以上となる置のＣａ を添加すべきである。
充填層は固定層及び流動層の何れであってもよいが、固
定層方式であれは、脱リン酸塩処理と共にＳＳ成分等の
不溶夾雑物も除去できるので好都合である。
定層方式であれは、脱リン酸塩処理と共にＳＳ成分等の
不溶夾雑物も除去できるので好都合である。
本発明は概略以上の様に構成されており、高炉水砕スラ
グの表面に前処理でヒドロキシアパタイトを形成した後
、Ｃａ”＋と共にリン酸塩含有廃水を接触させることに
よって、廃水中のリン酸塩を効率良く除去し得ることに
なった。
グの表面に前処理でヒドロキシアパタイトを形成した後
、Ｃａ”＋と共にリン酸塩含有廃水を接触させることに
よって、廃水中のリン酸塩を効率良く除去し得ることに
なった。
次に実施例を示す。
実施例１
高炉水砕スラグ、砂及びアンスラサイトを粒径０．４２
〜１．０ｍＯに粒調し、各２５０ ｍｅを、ＮａＯＨで
ｐＨ１２に調整したリン酸ソーダ水溶液（２０ｙ／１）
ｌｌ中に３日間浸漬した。得られた３種類の前処理物を
、第２図に示す如き内径３．０ ｍ ｌのパイプに全量
充填し、下記の条件で通水試験を行なった。
〜１．０ｍＯに粒調し、各２５０ ｍｅを、ＮａＯＨで
ｐＨ１２に調整したリン酸ソーダ水溶液（２０ｙ／１）
ｌｌ中に３日間浸漬した。得られた３種類の前処理物を
、第２図に示す如き内径３．０ ｍ ｌのパイプに全量
充填し、下記の条件で通水試験を行なった。
原 水 ニリン酸ソーダ水溶液（ｐｏニー −Ｐ含有量
３．５ｐｐｍ） 原水ｐＨ：９ 原水流量： ５０ Ｑ ｃｃ／ｈ （５Ｖ−２１／１１
）Ｃａ２＋添加量： ４０ ｐｐｍ （ＣａＣｌ２とし
て添加）結果を第２表に示す。
３．５ｐｐｍ） 原水ｐＨ：９ 原水流量： ５０ Ｑ ｃｃ／ｈ （５Ｖ−２１／１１
）Ｃａ２＋添加量： ４０ ｐｐｍ （ＣａＣｌ２とし
て添加）結果を第２表に示す。
第２表
第２表からも明らかな様に、砂及びアンスラサイトに所
定の前処理を行なってもリンは殆んど除去されないが、
高炉水砕スラグに前処理を施したものは極めて高い脱リ
ン能を発揮する。
定の前処理を行なってもリンは殆んど除去されないが、
高炉水砕スラグに前処理を施したものは極めて高い脱リ
ン能を発揮する。
実施例２
粒径０，４２〜１．０ｍｍｇの＾炉水砕スラク２５０ｄ
を内径３（１ｕ＋＊のパイプに充填し、Ｎａ０Ｉｌ
でｐＨＩ Ｑに調整したリン酸ソーダ水溶液（５ｙ／ｌ
）を循環通水（通過液を全量循環）させて、２日間前処
理を行なった。これにリン酸塩を含む下水２次処理水を
下記の条件で上向流により通水した。
を内径３（１ｕ＋＊のパイプに充填し、Ｎａ０Ｉｌ
でｐＨＩ Ｑに調整したリン酸ソーダ水溶液（５ｙ／ｌ
）を循環通水（通過液を全量循環）させて、２日間前処
理を行なった。これにリン酸塩を含む下水２次処理水を
下記の条件で上向流により通水した。
原水：下水２次処理水（ｐＨ９に調整）流量： ５００
ｃｃ／ｈ （５Ｖ＝２ ／ｈ ）Ｃａ２＋添加ｉ
： ４ Ｑ ｐｐｍ （ＣａＣ／２ 溶液ト１．テ添加
）通水開始後１か月間の水質測定結果を第３表に示す。
ｃｃ／ｈ （５Ｖ＝２ ／ｈ ）Ｃａ２＋添加ｉ
： ４ Ｑ ｐｐｍ （ＣａＣ／２ 溶液ト１．テ添加
）通水開始後１か月間の水質測定結果を第３表に示す。
第３表
第３表からも明らかな様に、本発明法を適用すれば、廃
水中のリンのみならずＳＳ成分も効率良く除去すること
ができ、優れた浄化効果を得ることができる。
水中のリンのみならずＳＳ成分も効率良く除去すること
ができ、優れた浄化効果を得ることができる。
第１図は本発明の除去法を例示する略図、第２図は実施
例で採用した廃水処理法を示す略図である。 １・・処理塔、２・・・前処理スラグ充填層第１図 処理水 廃水 第２図 原水
例で採用した廃水処理法を示す略図である。 １・・処理塔、２・・・前処理スラグ充填層第１図 処理水 廃水 第２図 原水
Claims (1)
- （１）高炉水砕スラグをリン酸塩含有アルカリ性水溶液
で前処理しスラグ表面にヒドロキシアパタイト結晶を形
成せしめた後、カルシウムイオンの存在下にリン酸塩含
有廃水に接触させることを特徴とする廃水中のリン酸塩
の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14993081A JPS5851980A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 廃水中のリン酸塩の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14993081A JPS5851980A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 廃水中のリン酸塩の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851980A true JPS5851980A (ja) | 1983-03-26 |
| JPS6230837B2 JPS6230837B2 (ja) | 1987-07-04 |
Family
ID=15485671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14993081A Granted JPS5851980A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 廃水中のリン酸塩の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371870B1 (ko) * | 2000-06-26 | 2003-02-11 | 김응호 | 하,폐수중의 인 회수 및 제거방법과 장치 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP14993081A patent/JPS5851980A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371870B1 (ko) * | 2000-06-26 | 2003-02-11 | 김응호 | 하,폐수중의 인 회수 및 제거방법과 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230837B2 (ja) | 1987-07-04 |
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