JPS591113B2 - How to remove phosphorus - Google Patents

How to remove phosphorus

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JPS591113B2
JPS591113B2 JP12812379A JP12812379A JPS591113B2 JP S591113 B2 JPS591113 B2 JP S591113B2 JP 12812379 A JP12812379 A JP 12812379A JP 12812379 A JP12812379 A JP 12812379A JP S591113 B2 JPS591113 B2 JP S591113B2
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phosphorus
alkali
water
granulated slag
treated
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正一郎 横山
啓作 向
俶将 猪狩
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  • Removal Of Specific Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水中に含まれるりんの除去方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for removing phosphorus contained in water.

さらに詳しくいうと、本発明は、りん除去剤として、ア
ルカリ処理水砕スラグと酸化マグネシウムとの混合物を
用いることを特徴とする水中に含まれるりんの除去方法
に関するものである。
More specifically, the present invention relates to a method for removing phosphorus contained in water, which is characterized by using a mixture of alkali-treated granulated slag and magnesium oxide as a phosphorus removing agent.

近年、環境水圏の利水上の障害をもたらす物質として、
りん酸塩が注目されている。
In recent years, substances that pose obstacles to water use in the environmental hydrosphere have been
Phosphates are attracting attention.

このりん酸塩は水質の富栄養化現象をもたらす原因物質
として、排水に際してはこれをあらかじめ除去しておく
ことが強(要望されている。
This phosphate is a causative agent of water eutrophication, and there is a strong demand for its removal before drainage.

従来、りん含有排水処理法としては、凝集沈殿法が最も
一般的な方法といわれている。
Conventionally, coagulation-sedimentation is said to be the most common method for treating phosphorus-containing wastewater.

しかしながら、この方法では、薬剤添加に伴い処理水中
に溶存する塩類の増加や、処理によって発生する汚泥が
濃縮性や脱水性の悪いものであるため汚泥処理が著しく
困難であるという問題がある。
However, this method has problems in that salts dissolved in the treated water increase due to the addition of chemicals, and sludge generated during treatment has poor thickening and dewatering properties, making sludge treatment extremely difficult.

また、従来の処理剤はいずれも高価であり、大量の処理
には不向きであるという問題も含む。
In addition, all conventional processing agents are expensive and unsuitable for large-scale processing.

本発明者らは、水中に含まれるりんの除去に関し種々研
究した結果、現在大量に産出されかつ極めて安価な水砕
スラグを原料とし、これをアルカリ処理して得られるア
ルカリ処理スラグに適量の酸化マグネシウム又は酸化マ
グネシウムを含む組成物を混合したものは、水中のりん
化合物に対して極めてすぐれた吸着能を示すことを見出
し、本発明を完成するに到った。
As a result of various studies on the removal of phosphorus contained in water, the present inventors have discovered that using granulated slag, which is currently produced in large quantities and is extremely inexpensive, as a raw material, the alkali-treated slag obtained by alkali treatment is treated with an appropriate amount of oxidation. It has been discovered that a mixture of a composition containing magnesium or magnesium oxide exhibits extremely excellent adsorption ability for phosphorus compounds in water, and the present invention has been completed.

本発明に使用する水砕スラグは製鉄炉から得られるスラ
グを急冷したものであり、通常第1表に示す如き組成(
木表に於ては高炉水砕スラグの組成の1例を示す)のも
のである。
The granulated slag used in the present invention is obtained by rapidly cooling slag obtained from a steelmaking furnace, and usually has a composition as shown in Table 1 (
The wood surface shows an example of the composition of granulated blast furnace slag).

この水砕スラグは土質改良やコンクリート骨材などとし
て利用されている極めて安価なものである。
This granulated slag is extremely inexpensive and is used for soil improvement and concrete aggregate.

処理し、アルカリ処理水砕スラグの形で使用する。treated and used in the form of alkali-treated granulated slag.

水砕スラグのアルカリ処理は、前記した水砕スラグをア
ルカリ水溶液中に投入し、常温〜200℃、通常、60
〜100℃の温度において、少な(とも30分間、通常
、1〜10時間アルカリ処理する。
In the alkali treatment of granulated slag, the above-mentioned granulated slag is placed in an alkaline aqueous solution at room temperature to 200°C, usually at 60°C.
At a temperature of ~100° C., the alkali treatment is carried out for a short period of time (30 minutes, usually 1 to 10 hours).

この場合、アルカリ水溶液の濃度は特に限定されないが
、少なくとも0.5N以上、好ましくは1〜6N程度の
アルカリ濃度を採用するのがよい。
In this case, the concentration of the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but it is preferable to employ an alkali concentration of at least 0.5N or more, preferably about 1 to 6N.

このアルカリ水溶液のPHは少なくとも14、通常、1
5〜20の範囲に調整する。
The pH of this alkaline aqueous solution is at least 14, usually 1.
Adjust to a range of 5 to 20.

アルカリ処理後、アルカリ処理水砕スラグを溶液中から
p別し、水洗し、この水洗アルカリ処理スラグを100
〜200℃で乾燥し、分体状のアルカリ処理水砕スラグ
を得る。
After the alkali treatment, the alkali-treated granulated slag is separated from the solution, washed with water, and the washed alkali-treated slag is
Dry at ~200°C to obtain alkali-treated granulated slag in the form of fragments.

また、このアルカリ処理水砕スラグは、必要に応じ、2
00〜800℃、好ましくは400〜600℃に焼成し
てりん除去剤原料として用いることができる。
In addition, this alkali-treated granulated slag may be added to
It can be fired at 00 to 800°C, preferably 400 to 600°C, and used as a raw material for a phosphorus remover.

このようなアルカリ処理においては、水砕スラグ沖のS
iO2の1部が溶出され、その溶出量はアルカリ濃度で
変化し、例えば、lN−100mg中に水砕スラグ10
gの添加で10■、同様に、3 N −N aOHの場
合、40〜501n9.6N−NaOHの場合、100
〜120ηである。
In such alkaline treatment, S
A portion of iO2 is eluted, and the amount eluted varies depending on the alkali concentration.
Similarly, in the case of 3N-NaOH, 40-501n9.6N-NaOH, 100
~120η.

本発明においては、このアルカリ処理条件は、生成物の
比表面積が少なくとも10TIf/g、好ましくは25
i/g以上になるように選定すればよい。
In the present invention, the alkaline treatment conditions are such that the specific surface area of the product is at least 10 TIf/g, preferably 25 TIf/g.
It may be selected so that it is equal to or greater than i/g.

このようにして得られるアルカリ処理水砕スラグは、5
in2の容量量は少量であるにもかかわらず、その表面
形状は未処理水砕スラグとは大きく異なり、その比表面
積は著しく増大し、その嵩比重は著しく低Tする。
The alkali-treated granulated slag obtained in this way is
Although the capacity of in2 is small, its surface shape is significantly different from that of untreated granulated slag, its specific surface area is significantly increased, and its bulk specific gravity is significantly lower T.

例えば、未処理水砕スラグの嵩比重は1.6679/a
d及び比表面積は1d/!l以下であるのに対し、3N
−NaOHにより1時間処理のアルカリ処理水砕スラグ
の嵩比重は0.634.!7/iであり、比表面積は5
5.3イ/yであった。
For example, the bulk specific gravity of untreated granulated slag is 1.6679/a
d and specific surface area is 1d/! l or less, whereas 3N
The bulk specific gravity of the alkali-treated granulated slag treated with -NaOH for 1 hour is 0.634. ! 7/i, and the specific surface area is 5
It was 5.3 i/y.

一般的にいって、本発明で用いるアルカリ処理水砕スラ
グは、表面鱗片状の多孔質物質であり、その比重面積は
10i/、!9以上及び嵩比重は1.13〜0.3g/
fflの範囲である。
Generally speaking, the alkali-treated granulated slag used in the present invention is a porous material with a scale-like surface, and its specific gravity area is 10i/! 9 or more and bulk specific gravity is 1.13-0.3g/
ffl range.

本発明において原料として用いる未アルカリ処理水砕ス
ラグは、粗粒ないし微粉末であることができ、その粒度
は大幅、例えば80〜325メツシユの範囲に変化させ
ることができる。
The non-alkali treated granulated slag used as a raw material in the present invention can be in the form of coarse particles or fine powder, and its particle size can vary widely, for example in the range of 80 to 325 mesh.

また、得られるアルカリ処理水砕スラグの粒度も原料水
砕スラグの粒度に応じて、微粉〜粗粒の範囲で変化する
Furthermore, the particle size of the alkali-treated granulated slag obtained varies depending on the particle size of the raw material granulated slag, ranging from fine to coarse.

本発明のりん除去剤においては、このアルカリ処理水砕
スラグの粒度は、通常、その主成分(50%以上)が8
0〜325メツシユ、好ましくは250〜350メツシ
ユの範囲であるが、微細であればある程良好な結果を与
える。
In the phosphorus remover of the present invention, the particle size of the alkali-treated granulated slag is usually such that the main component (50% or more) is 8.
The range is from 0 to 325 meshes, preferably from 250 to 350 meshes, and the finer the mesh, the better the results.

このような微細粒のアルカリ処理水砕スラグを得るには
、原料水砕スラグをこの粒度範囲になるように微粉末化
するか、あるいはアルカリ処理水砕スラグをこの範囲の
粒度になるように微粉末化する。
In order to obtain such fine-grained alkali-treated granulated slag, either the raw granulated slag is pulverized to a particle size within this range, or the alkali-treated granulated slag is pulverized to a particle size within this range. Powder.

次にアルカリ濃度及び処理時間が水砕スラグの嵩比重及
び比表面積に耐える効果を第2表に具体的に示す。
Next, Table 2 specifically shows the effects of alkali concentration and treatment time on the bulk specific gravity and specific surface area of granulated slag.

この場合、NaOH溶液500ゴに水砕スラグ5([’
を加え、90℃にて攪拌しつつ処理した。
In this case, 500 g of NaOH solution and 55 g of granulated slag (['
was added and treated at 90°C with stirring.

なお水砕スラグの粒度(メツシュ)分布は、80〜11
5:0.4%、115〜170:1.8%170〜25
0:6.6%、250〜325:8.4%、325以上
:82.8%である。
The particle size (mesh) distribution of granulated slag is 80 to 11.
5: 0.4%, 115-170: 1.8% 170-25
0: 6.6%, 250-325: 8.4%, and 325 or more: 82.8%.

本発明で用いるこのアルカリ処理水砕スラグは、それ自
体りん除去剤として使用可能であるが、その性能は未だ
充分とはいえない。
Although this alkali-treated granulated slag used in the present invention can itself be used as a phosphorus removing agent, its performance is still not sufficient.

本発明では、この吸着能を高めるために酸化マグネシウ
ムあるいはこれを含む組成物を併用する。
In the present invention, magnesium oxide or a composition containing magnesium oxide is used in combination to increase this adsorption capacity.

本発明で用いるこの酸化マグネシウムは、水酸化マグネ
シウムを温度400〜600℃で焼成して形成した公知
のマグネシア系吸着剤を用いることができるが。
As the magnesium oxide used in the present invention, a known magnesia-based adsorbent formed by firing magnesium hydroxide at a temperature of 400 to 600°C can be used.

水酸化マグネシウムスラッジを200〜800℃好まし
くは400〜600℃で焼成して得られたものを用いる
のがよい。
It is preferable to use one obtained by firing magnesium hydroxide sludge at 200 to 800°C, preferably 400 to 600°C.

この水マグスラッジは、海水から水酸化マグネシウムを
回収した後のスラッジであり、その組成(絶乾状態)の
1例を示すと、第3表に示す通りである。
This water mag sludge is a sludge obtained after recovering magnesium hydroxide from seawater, and an example of its composition (absolutely dry state) is as shown in Table 3.

水マグスラッジ(通常約60%の含水率)の脱水乾燥は
、常法により、例えば、80〜200℃の温度で、5〜
15時間の条件で行うことができ、そしてこのような乾
燥水マグスラッジの燥成は、200〜800℃好ましく
は400〜600℃で行う。
Water mug sludge (usually about 60% water content) is dehydrated and dried using a conventional method, for example, at a temperature of 80 to 200°C for 5 to 50 minutes.
It can be carried out under conditions of 15 hours, and the drying of such dry water mag sludge is carried out at 200-800°C, preferably 400-600°C.

この水マグスラッジ焼成物はそれ自体で良好なりん吸着
能を示すが、それ単味では、水中からの沈降分離性及び
その沈殿物の脱水性が悪(、実用性ある吸着剤としての
使用は困難である。
This calcined water mag sludge exhibits good phosphorus adsorption ability by itself, but it alone has poor sedimentation separation properties from water and poor dewatering properties of the precipitate (and cannot be used as a practical adsorbent). Have difficulty.

本発明によりアルカリ処理水砕スラグと併用することに
よってこのような問題は改善されかつ安価かつりん吸着
能にすぐれたりん除去剤を与える。
According to the present invention, such problems can be solved by using the granulated slag treated with alkali together, and a phosphorus removing agent which is inexpensive and has excellent phosphorus adsorption ability can be provided.

本発明で酸化マグネシウム原料として用いる水酸化マグ
ネシウムは、前記水マグスラッジの例からもわかるよう
に、単味である必要はなく、他の金属の水酸化物、酸化
物又は炭酸化物、例えばCa (OH) 2、Fe2O
3、Al2O3、S iO2、CaCO3などを含有し
ていてもよい。
As can be seen from the example of the water mag sludge, the magnesium hydroxide used as a raw material for magnesium oxide in the present invention does not need to be a single substance, and may be a hydroxide, oxide or carbonate of other metals, such as Ca ( OH) 2, Fe2O
3. May contain Al2O3, SiO2, CaCO3, etc.

一般的に、水酸化マグネシウムを少なくとも30重量%
含むような組成物であれば適用可能である。
Generally at least 30% by weight of magnesium hydroxide
It is applicable to any composition that contains.

また、本発明で用いる酸化マグネシウムは、前記のよう
に水酸化物を焼成して得られたものである必要はなく、
炭酸塩(M、!11C03’)を焼成したものであって
もよい。
Furthermore, the magnesium oxide used in the present invention does not need to be obtained by calcining hydroxide as described above.
It may also be a carbonate (M, !11C03') calcined.

本発明で用いる酸化マグネシウムの粒度は、115〜3
50メツシユ、好ましくは250〜325メツシユであ
る。
The particle size of magnesium oxide used in the present invention is 115-3
50 meshes, preferably 250 to 325 meshes.

本発明のりん除去剤を調製するには、前記のようにして
得たアルカリ処理水砕スラグと酸化マグネシウムとを均
一に混合するか、あるいはアルカリ処理スラグと、前記
水酸化マグネシウムや炭酸マグネシウム、あるいは水マ
グスラッジ乾燥物などのマグネシウム化合物とを混合し
、この混合物を200〜800℃、好ましくは400〜
600℃に加熱焼成する。
To prepare the phosphorus remover of the present invention, the alkali-treated granulated slag obtained as described above and magnesium oxide are uniformly mixed, or the alkali-treated slag and the magnesium hydroxide, magnesium carbonate, or Mix with a magnesium compound such as dried water mag sludge, and heat this mixture to 200-800℃, preferably 400-800℃.
Heat and bake at 600°C.

このようにして目的のりん除去剤を得ることができる。In this way, the desired phosphorus removing agent can be obtained.

この場合、増量剤としてカオリン、アルミナ、カルシウ
ム化合物(CaO1CaCO3)酸化鉄(Fe203)
などを添加することができる。
In this case, kaolin, alumina, calcium compounds (CaO1CaCO3) iron oxide (Fe203) are used as fillers.
etc. can be added.

本発明で用いるりん除去剤において、アルカリ処理水砕
スラグと酸化マグネシウム又は水マグスラッジ焼成物と
の混合比は、重量比で80/20〜20/80の範囲に
変化させることができる。
In the phosphorus remover used in the present invention, the mixing ratio of the alkali-treated granulated slag and the magnesium oxide or water mag sludge burnt product can be varied in the range of 80/20 to 20/80 in terms of weight ratio.

本発明においてりん除去剤を調製する場合、その原料ア
ルカリ水砕スラグと酸化マグネシウム又は酸化マグネシ
ウム組成物の粒度は、はぼ同一の粒度であるのが好まし
い。
When preparing the phosphorus remover in the present invention, it is preferable that the raw material granulated alkaline slag and the magnesium oxide or magnesium oxide composition have approximately the same particle size.

本発明で用いるりん除去剤は、粒度115〜350メツ
シユ、好ましくは250〜325メツシユの粉末状で用
いられる他、適当なバインダーを介して成形し、粒状、
タブレット状、ペレット状などの成形物の形で用いられ
る。
The phosphorus remover used in the present invention can be used in the form of a powder with a particle size of 115 to 350 mesh, preferably 250 to 325 mesh, or can be formed into granular or
It is used in the form of molded products such as tablets and pellets.

本発明のりん除去剤は、水中に存在するりん成分に対し
てすぐれた吸着除去作用を示す。
The phosphorus remover of the present invention exhibits an excellent adsorption/removal effect on phosphorus components present in water.

すなわち、本発明のりん除去剤は、水中に溶解する各種
りん酸塩、例えば、オルトりん酸塩、メタりん酸塩及び
ポリりん酸塩に対してすぐれた吸着作用を示すが、殊に
オルトりん酸塩に対して極めて高い吸着能を示す。
That is, the phosphorus remover of the present invention exhibits an excellent adsorption effect on various phosphates dissolved in water, such as orthophosphates, metaphosphates, and polyphosphates, but especially on orthophosphates. Shows extremely high adsorption capacity for acid salts.

水中に含まれるこのようなりん成分を除去するには、慣
用の方法により、りん吸着剤とりん含有水とを接触させ
ればよい。
In order to remove such phosphorus components contained in water, a phosphorus adsorbent and phosphorus-containing water may be brought into contact with each other by a conventional method.

接触方式としては、吸着槽方式、カラム方式などの種々
の固液接触手段が適用される。
As the contact method, various solid-liquid contact means such as an adsorption tank method and a column method are applied.

また、その接触方式は、連続法及びバッチ法のいずれの
方式をも採用することができる。
Further, as the contact method, either a continuous method or a batch method can be adopted.

本発明法は、各種水中に含まれるりん成分の除去、殊に
、りん化合物を含む工業排水、産業排水、殊に下水生活
排水などに適用される。
The method of the present invention is applicable to the removal of phosphorus components contained in various types of water, especially industrial wastewater containing phosphorus compounds, industrial wastewater, especially sewage and domestic wastewater.

この場合、水中にはアンモニア、有機物などの他の汚染
物質が含まれていてもよい。
In this case, the water may contain other contaminants such as ammonia and organic matter.

本発明の場合、水中のりん酸濃度(poi−とじて)は
特に制約されず、30〜1000pI)IIl、あるい
はそれ以上の濃度のりん含有水に対して適用することが
でき、このようなりん含有水からりん除去率90%以上
で水中からりんを除去することができる。
In the case of the present invention, the phosphoric acid concentration in water (POI) is not particularly limited, and it can be applied to water containing phosphorus with a concentration of 30 to 1000 pI) or higher. Phosphorus can be removed from water with a phosphorus removal rate of 90% or more.

次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例 1 (1)りん除去剤の調製 第1表に示した組成の高炉水砕スラグ(粒度250〜3
25メツシユ)50gを500−の3N−NaOH水溶
液中に添加し、90℃で3時間攪拌処理後、アルカリ処
理水砕スラグを炉別し、水洗し、更に110℃で12時
間乾燥してアルカリ処理水砕スラグ粉状体を得た。
Example 1 (1) Preparation of phosphorus remover Granulated blast furnace slag (particle size 250-3
25 mesh) was added to 500-3N-NaOH aqueous solution, and after stirring at 90°C for 3 hours, the alkali-treated granulated slag was separated from the furnace, washed with water, and further dried at 110°C for 12 hours to be treated with alkali. A granulated slag powder was obtained.

このスラグの嵩比重は、未処理のそれが1.665g/
dに対し、0.530g/iであり、その比表面積は未
処理のそれが1r!/g以下であるのに対し、69.0
m”/’yであった。
The bulk specific gravity of this slag is 1.665g/
d, it is 0.530g/i, and its specific surface area is 1r! /g or less, while 69.0
It was m”/'y.

次に、第3表に示した組成の水マグスラッジを110℃
で12時間乾燥して乾燥水マグスラッジを得た(粒度2
50〜325メツシユ)。
Next, water mug sludge with the composition shown in Table 3 was heated to 110°C.
dry for 12 hours to obtain dry water mug sludge (particle size 2
50-325 meters).

このようにして得たアルカリ処理水砕スラグと乾燥水マ
グスラッジとを第4表に示すような割合で混合し、粉末
状の各種試料を得た。
The alkali-treated granulated slag and dried water mag sludge thus obtained were mixed in the proportions shown in Table 4 to obtain various powdered samples.

次に、このようにして得た試料を400℃で1時間焼成
し、これらの焼成物についてそのりん吸着能を試験した
Next, the samples thus obtained were fired at 400° C. for 1 hour, and these fired products were tested for their phosphorus adsorption ability.

この場合、りん吸着能試験は、各種りん化合物をPOニ
ーとして50即、#の濃度で含む水溶液300m11に
対して、吸着剤(焼成試料)を添加し、360ppII
l、室温で60分間攪拌処理し、その上澄液のりん濃度
を測定することによって行った。
In this case, the phosphorus adsorption capacity test was carried out by adding the adsorbent (calcined sample) to 300 ml of an aqueous solution containing various phosphorus compounds at a concentration of 50 ppII as PO powder, and
The test was carried out by stirring at room temperature for 60 minutes and measuring the phosphorus concentration of the supernatant.

この吸着試験によって得られたりん除去率%を第5表に
示す。
Table 5 shows the percentage of phosphorus removal obtained by this adsorption test.

なお、未アルカリ処理水砕スラグの場合、そのりん除去
率は1%以下であり、実質上りん除去能を示さなかった
In addition, in the case of unalkali-treated granulated slag, its phosphorus removal rate was 1% or less, indicating no substantial phosphorus removal ability.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水中に含まれるりんを除去するにあたり、りん除去
剤として、アルカリ処理水砕スラグと酸化マグネシウム
との混合物を用いることを特徴とするりんの除去方法。 2 該酸化マグネシウムとして水酸化マグネシウムスラ
ッジを200〜800℃で焼成したものを用いる特許請
求の範囲第1項の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for removing phosphorus, which comprises using a mixture of alkali-treated granulated slag and magnesium oxide as a phosphorus removing agent in removing phosphorus contained in water. 2. The method according to claim 1, wherein magnesium hydroxide sludge calcined at 200 to 800°C is used as the magnesium oxide.
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GR1010426B (en) * 2022-01-24 2023-03-09 Πολυζωης Νικος Α.Ε., Dephosphorization filter

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