JPS5913913B2 - How to treat water containing phosphates - Google Patents
How to treat water containing phosphatesInfo
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- JPS5913913B2 JPS5913913B2 JP10280279A JP10280279A JPS5913913B2 JP S5913913 B2 JPS5913913 B2 JP S5913913B2 JP 10280279 A JP10280279 A JP 10280279A JP 10280279 A JP10280279 A JP 10280279A JP S5913913 B2 JPS5913913 B2 JP S5913913B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はリン酸塩を含む水を処理してリン酸塩を除去
する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for treating water containing phosphate to remove phosphate.
近年湖沼、内湾をはじめとする閉鎖水域において富栄養
化の進行が著しく、問題視されている。In recent years, the progress of eutrophication in closed water bodies such as lakes, marshes, and inner bays has been remarkable and has become a problem.
富栄養化の一因として、水中に存在するリン酸塩がクロ
ーズアップされ、その除去が緊急の課題として取りあげ
られている。Phosphate present in water has been highlighted as a cause of eutrophication, and its removal has been raised as an urgent issue.
富栄養化の原因となるリン酸塩は上水、下水、工業用水
、工場廃水、ボイラ水等に含まれており、オルソリン酸
塩、縮合リン酸塩などの無機性のリン酸塩や有機性のリ
ン酸塩の形で存在している。Phosphates, which cause eutrophication, are contained in tap water, sewage, industrial water, factory wastewater, boiler water, etc.; It exists in the form of phosphate.
このようなリン酸塩を除去する方法として、リン酸塩を
含む水をカルシウムイオンの存在下に、リン鉱石などの
リン酸カルシウムを含む結晶種と接触させる方法が提案
されている(DissertationAbstrac
ts International*Vol、3(L
No−12,PartI、5878−B頁など)。As a method for removing such phosphates, a method has been proposed in which water containing phosphates is brought into contact with crystal species containing calcium phosphate, such as phosphate rock, in the presence of calcium ions (DissertationAbstrac.
ts International*Vol, 3(L
No. 12, Part I, page 5878-B, etc.).
この方法は水中にきまれるリン酸イオンをヒドロキシア
パタイト等のリン酸カルシウムの形にして結晶種に晶析
させることにより除去するものであって、運転方法が従
来の凝集方法と比べて簡略化できるだけでなく、処理効
率も格段によくなる。This method removes phosphate ions that are separated in water by converting them into calcium phosphate such as hydroxyapatite and crystallizing them into crystal seeds. , processing efficiency will also be significantly improved.
ところがこの方法では、特に有機性廃水などに使用した
場合に、結晶種表面にスライムが付着して活性が低下し
除去率が下る。However, in this method, especially when used for organic wastewater, slime adheres to the surface of the crystal seeds, reducing the activity and reducing the removal rate.
また結晶種として、リン鉱石など天然の鉱石を使用する
場合には、リン鉱石自体の除去能が産地により大巾に変
動するだけでな(、同一産地でも性状により除去能が異
なる。Furthermore, when using a natural ore such as phosphate rock as a crystal seed, the removal ability of the phosphate rock itself not only varies widely depending on the place of production (also, even in the same place of origin, the removal ability differs depending on its properties.
また、鉱石中に含まれる有機物が活性低下の原因となる
。Additionally, organic matter contained in the ore causes a decrease in activity.
この発明はこのような結晶種の活性低下を防止すると共
に、特に低除去能の結晶種を用いた場合でも、効率よ(
リン酸塩を除去することのできるリン酸塩を含む水の処
理方法を提供することを目的とする。This invention prevents such a decrease in the activity of crystal seeds, and even when using crystal seeds with particularly low removal ability, it can efficiently (
An object of the present invention is to provide a method for treating phosphate-containing water that can remove phosphates.
この発明は塩素剤の存在下に、リン酸塩を含む水と、リ
ン酸カルシウムを含む結晶種とを接触させることを特徴
とするリン酸塩を含む水の処理方法である。This invention is a method for treating water containing phosphate, which is characterized by bringing water containing phosphate into contact with crystal seeds containing calcium phosphate in the presence of a chlorine agent.
リン酸塩を含む水をカルシウムイオンの存在下にリン酸
カルシウムを含む結晶種と接触させたときに起こる反応
は反応条件によって異なるが、通常は次式によって表わ
される。The reaction that occurs when water containing phosphate is brought into contact with crystal seeds containing calcium phosphate in the presence of calcium ions varies depending on the reaction conditions, but is usually expressed by the following formula.
5Ca2++70H−+、3H2pQ4−→Ca5(O
H)(PO4)3+6HzO−”(す(1)式かられか
るように、リン酸塩の除去率を上げるためには、反応を
右に進行させる必要があり、同時に結晶種の表面を清浄
に保って活性度を高(維持する必要がある。5Ca2++70H−+, 3H2pQ4−→Ca5(O
H)(PO4)3+6HzO-" (S) As can be seen from equation (1), in order to increase the removal rate of phosphate, it is necessary to advance the reaction to the right, and at the same time to clean the surface of the crystal seeds. Keep the activity high (need to be maintained).
本発明ではこのためにリン酸塩を含む水に塩素剤を存在
させた状態で結晶種と接触させる。For this purpose, in the present invention, water containing phosphate is brought into contact with the crystal seeds in the presence of a chlorine agent.
塩素剤とは水中において遊離塩素を生成する薬剤であり
、例えば塩素ガス、塩素水、次亜塩素酸ナトリウム、サ
ラン粉、高度サラン粉などが使用できる。The chlorine agent is an agent that generates free chlorine in water, and examples of examples of agents that can be used include chlorine gas, chlorine water, sodium hypochlorite, saran powder, and high-grade saran powder.
塩素剤の添加量は特に制限はないが、一応の目安として
残留塩素として0.5〜5ppm検出されるように、連
続的または間欠的に注入する。There is no particular limit to the amount of chlorine added, but as a rough guide, it is added continuously or intermittently so that 0.5 to 5 ppm of residual chlorine is detected.
ただしアンモニアが存在する場合はクロラミンの生成に
塩素が消費されるので、その点を考慮する必要がある。However, if ammonia is present, chlorine is consumed in the production of chloramines, so this must be taken into consideration.
このように塩素剤を添加したリン酸塩を含む水は、カル
シウムイオンの存在下にリン酸カルシウムを含む結晶種
と接触させると、前記(1)式により生成するリン酸カ
ルシウムが結晶種表面に析出して結晶が成長し、水中の
リン酸が除去される。When water containing phosphates to which a chlorine agent has been added is brought into contact with crystal seeds containing calcium phosphate in the presence of calcium ions, the calcium phosphate produced by the above formula (1) precipitates on the surface of the crystal seeds and crystallizes. grows and phosphoric acid in the water is removed.
この場合塩素剤の存在により、結晶表面に付着した有機
物を分解し、またスライムの生成を防止して結晶種表面
を清浄に保ちながらリン酸カルシウムの析出を行うこと
ができる。In this case, the presence of the chlorine agent decomposes organic matter adhering to the crystal surface, prevents the formation of slime, and allows precipitation of calcium phosphate while keeping the crystal seed surface clean.
水中に存在させるカルシウムイオンや水酸イオンは、原
水中に初めから存在する場合には外部から添加する必要
はないが、原水中に存在しない場合または不足する場合
には外部から添加する。Calcium ions and hydroxide ions to be present in water do not need to be added from the outside if they are present in the raw water from the beginning, but if they are not present in the raw water or are insufficient, they are added from the outside.
添加量は反応当量よりも過剰量とするが、あまり多量に
添加すると結晶種以外の場所で微細な沈殿が析出したり
、また炭酸カルシウム等の不純物が生成する場合がある
から、これらが生成しない範囲とすべきである。The amount added should be in excess of the reaction equivalent, but if too much is added, fine precipitates may precipitate in places other than the crystal seeds, and impurities such as calcium carbonate may be generated, so these should not be generated. should be within the range.
即ち、カルシウムイオンおよび水酸イオンの量は、(0
式において生成するヒドロキシアパタイトの溶解度より
高く、過溶解度よりは低い濃度すなわち準安定域の濃度
のヒドロキシアパタイトが生成する条件とする。That is, the amounts of calcium ions and hydroxide ions are (0
The conditions are such that hydroxyapatite is produced at a concentration higher than the solubility of hydroxyapatite produced in the formula and lower than supersolubility, that is, a concentration in the metastable range.
ここで過溶解度とは反応系に結晶種が存在しない場合に
結晶が析出し始める濃度である。Here, supersolubility is the concentration at which crystals begin to precipitate when no crystal seeds are present in the reaction system.
すなわち過溶解度より高い濃度では、結晶種の存在しな
いところに新たな結晶が析出して微細な沈殿を生成しP
床の目詰りが生ずるが、過溶解度より低い準安定域では
結晶種の上に新たな結晶が析出して結晶が成長するだけ
で沈殿は生成しない。In other words, at a concentration higher than the supersolubility, new crystals precipitate in places where crystal seeds do not exist, forming fine precipitates, and P
Although bed clogging occurs, in the metastable region lower than supersolubility, new crystals are precipitated on top of the crystal seeds and the crystals grow, but no precipitate is formed.
また溶解度より低い系では結晶は析出しない。In addition, crystals do not precipitate in systems lower than the solubility.
ヒドロキシアパタイトの生成する量は反応系のリン酸イ
オン濃度、カルシウムイオン濃度およびpHによって支
配される。The amount of hydroxyapatite produced is controlled by the phosphate ion concentration, calcium ion concentration, and pH of the reaction system.
生成したヒドロキシアパタイトの量を準安定域内にする
カルシウムイオンの量およびpH値は、反応系ごとにこ
れらの値を変えて実験的に求めることができる。The amount of calcium ions and pH value that bring the amount of produced hydroxyapatite within the metastable range can be determined experimentally by changing these values for each reaction system.
おおよその範囲は、リン酸イオン50ppm以下の場合
において、カルシウムイオンが10〜100p100p
pが6〜12程度であるが、それぞれの条件によって変
動する。The approximate range is when phosphate ion is 50 ppm or less, calcium ion is 10 to 100 p100p.
p is about 6 to 12, but varies depending on each condition.
塩素剤は原水に添加してもよく、また、結晶種床に直接
添加してもよい。The chlorine agent may be added to the raw water or directly to the crystal seed bed.
前者の場合には、さらにカルシウムイオン等の添加の前
でもよい。In the former case, it may be added before addition of calcium ions or the like.
リン酸カルシウムを含む結晶種としては、ヒドロキシア
パタイト(Ca5(OH)(PO,i) 31、フルオ
ロアパタイト[Ca5(F)(PO4)3)またはリン
酸三石灰CCa3(PO4)2,1などのリン酸カルシ
ウムを含む結晶粒子が使用でき、天然のリン鉱石はこれ
らのリン酸カルシウムを主成分としており、結晶種とし
て適している。As crystal seeds containing calcium phosphate, calcium phosphate such as hydroxyapatite (Ca5(OH)(PO,i) 31, fluoroapatite [Ca5(F)(PO4)3) or tricalcium phosphate CCa3(PO4)2,1 is used. Natural phosphate rock contains these calcium phosphates as a main component and is suitable as a crystal seed.
また、砂などのp材面にリン酸カルシウムを析出させた
ような結晶種も用いることができる。Further, crystal seeds such as calcium phosphate precipitated on the surface of a p-material such as sand can also be used.
結晶種としては反応によって生成するリン酸カルシウム
と同種のリン酸カルシウムを主成分とするものが望まし
い。The crystal seed is preferably one whose main component is calcium phosphate of the same type as the calcium phosphate produced by the reaction.
例エバヒドロキシアパタイトを生成する系ではヒドロキ
シアパタイトを主成分とする結晶種を使用すると、元の
結晶の上に新しい結晶が成長することになり、リン酸塩
の除去が効率的に行われ、除去率が上る。For example, in a system that produces evaporative hydroxyapatite, if a crystal seed containing hydroxyapatite as the main component is used, new crystals will grow on top of the original crystals, and phosphates will be removed efficiently. rate goes up.
リン酸塩を含む水とリン酸カルシウムを含む結晶種との
接触方法は固定床式でも流動床式でもよい。The method of contacting the water containing phosphate with the crystal seeds containing calcium phosphate may be a fixed bed method or a fluidized bed method.
濁質除去も同時に行うときは固定床式がよ(、濁質除去
を必要としないときは流動床式でもよい。When removing turbidity at the same time, a fixed bed type is recommended (if turbidity removal is not required, a fluidized bed type may be used).
結晶種の大きさは小さいものほど表面積が大きいため新
しい結晶が析出しやすいが、あまり小さいと結晶種と水
の接触または分離に困難を伴う。The smaller the size of the crystal seeds, the larger the surface area, which makes it easier for new crystals to precipitate, but if the size of the seeds is too small, it will be difficult to contact or separate the crystal seeds from water.
また粒径があまり大きいと単位充填量描りの比表面積が
小さいから、通常は9〜300メツシュ程度のものを使
用する。Further, if the particle size is too large, the specific surface area based on the unit filling amount will be small, so particles of about 9 to 300 mesh are usually used.
このうち太きいものは固定床に適し、小さいものは流動
床に適する。Among these, the larger ones are suitable for fixed beds, and the smaller ones are suitable for fluidized beds.
固定床の場合9〜35メツシユの粒径の結晶種を充填し
、流速SVI〜5(1/hr)で上向流または下向流で
通水してリン酸カルシウムの結晶を析出させる。In the case of a fixed bed, crystal seeds having a particle size of 9 to 35 meshes are packed, and water is passed upwardly or downwardly at a flow rate of SVI to 5 (1/hr) to precipitate calcium phosphate crystals.
下向流で通水処理する場合には結晶種表面への不純物の
付着を避けるため、また塩素剤の無駄な消費を避けるた
め、原水はあらかじめ前処理により夾雑物を除去してお
くのが望ましい。When water is processed in a downward flow, it is desirable to pre-treat the raw water to remove impurities in order to avoid adhesion of impurities to the surface of the crystal seeds and to avoid wasteful consumption of chlorine agent. .
通水中に結晶種表面が汚染されたり、目詰りを起こすこ
とがあれば、定期的に上向流による逆洗を行って結晶種
床を展開して洗浄し、表面に付着した不純物を剥離する
ことが望ましい。If the crystal seed surface becomes contaminated or clogged during water flow, periodically perform backwashing using upward flow to expand and clean the crystal seed bed and peel off impurities attached to the surface. This is desirable.
実施例 1
リン酸イオン10ppm1Mアルカリ1100ppを含
む人工廃水に、塩化カルシウム水溶液をカルシウムとし
て40ppmとなるように添加し、さらに水酸化ナトリ
ウム水溶液でpH9に調整し、リン酸カルシウムを含む
結晶種として16〜32メツシユの粒度のフロリダ産リ
ン鉱石45〇−を、内径30叫の円筒状のシリンダーに
充填して、流速5V2hr ’の上向流で連続通水処
理した。Example 1 To artificial wastewater containing 10 ppm of phosphate ions and 1100 ppm of 1M alkali, an aqueous calcium chloride solution was added to give a concentration of 40 ppm as calcium, and the pH was further adjusted to 9 with an aqueous sodium hydroxide solution, and 16 to 32 meshes were added as crystal seeds containing calcium phosphate. A cylindrical cylinder with an inner diameter of 30 mm was filled with 450 ounces of phosphate rock from Florida having a particle size of 30 mm, and water was continuously passed through the cylinder in an upward flow at a flow rate of 5 V2 hr'.
通水開始後6日目より処理水のリン酸イオン濃度が次第
に上昇し、144日目処理水のリン酸イオン濃度は3.
0ppmであった。The phosphate ion concentration of the treated water gradually increased from the 6th day after the start of water flow, and on the 144th day, the phosphate ion concentration of the treated water reached 3.
It was 0 ppm.
そこで155日目りリン鉱石充填シリンダー人口で原水
に次組塩素酸ナトリウムをC62としてlppm添加し
て同様に通水処理したところ、処理水のリン酸イオン濃
度は急激に低下し、以後lppm以下に安定処理するこ
とができた。Therefore, on the 155th day, when lppm of the following sodium chlorate was added as C62 to the raw water using a cylinder filled with phosphate rock, and the water was passed through the same process, the phosphate ion concentration of the treated water decreased rapidly, and after that the concentration of phosphate ions decreased below lppm. I was able to process it stably.
実施例 2
リン酸イオンを約10〜18 p pm、C0DIO〜
20 p pm、 SS 10〜30 p pm含む下
水二次処理水に塩化カルシウム水溶液をカルシウムイオ
ンとして約40 p pmとなるように添加し、さらに
水酸化ナトリウム水溶液でpH9に調整し、16〜32
メツシユの粒度のフロリダ産リン鉱石450r/11を
充填した内径30rrrInのシリンダーに5V2hr
’ (LVI、3m/hr)で上向流で通水処理し
た。Example 2 Phosphate ions at about 10-18 ppm, C0DIO~
Calcium chloride aqueous solution was added to the secondary treated sewage water containing 20 ppm, SS 10-30 ppm so that the calcium ion concentration was approximately 40 ppm, and the pH was further adjusted to 9 with sodium hydroxide aqueous solution, and the pH was adjusted to 16-32 ppm.
5V2hr in a cylinder with an inner diameter of 30rrrIn filled with 450r/11 phosphate rock from Florida with a mesh size.
' (LVI, 3 m/hr). Water was passed in an upward flow.
尚1日1回、15分間、LV30m/hrで逆洗を行な
った。Backwashing was performed once a day for 15 minutes at a LV of 30 m/hr.
処理水のリン酸イオン濃度は平均2ppmであった。The average phosphate ion concentration of the treated water was 2 ppm.
次にリン鉱石充填シリンダー人口で原水に次亜塩素酸ナ
トリウムをCt2としてlppm添加して同様に通水処
理したところ、処理水のリン酸イオン濃度は次第に低下
し、lppm以下に安定処理することができた。Next, when sodium hypochlorite (Ct2) was added to the raw water in a cylinder filled with phosphate rock at an amount of 1 ppm and the water was passed through the same process, the phosphate ion concentration of the treated water gradually decreased, making it possible to stably treat the water below 1 ppm. did it.
処理結果の比較を表−1に示す。以上の通り本発明によ
れば塩素剤を添加しない場合に比べてリン酸塩の除去率
が高く処理水のリン酸イオン濃度が低くなる。A comparison of the treatment results is shown in Table 1. As described above, according to the present invention, the phosphate removal rate is higher and the phosphate ion concentration of the treated water is lower than when no chlorine agent is added.
特に有機質を含む原水の場合における結晶種表面でのス
ライムの発生を防止でき、有機物汚染による結晶種の活
性低下を防止するとともに、リン鉱石等の天然鉱石を結
晶種として使用する場合には鉱石中に含まれている有機
物を酸化分解し、結晶面の活性を高めるためリン酸塩の
除去効果が上がる。In particular, in the case of raw water containing organic matter, it is possible to prevent the formation of slime on the surface of crystal seeds, prevent the activity of crystal seeds from decreasing due to organic contamination, and when using natural ores such as phosphate rock as crystal seeds, it is possible to prevent slime from forming on the surface of crystal seeds. It oxidizes and decomposes the organic matter contained in the organic matter and increases the activity of crystal planes, increasing the phosphate removal effect.
また結晶種粒子を充填して固定床として使用する場合、
スライム等による結晶種のブロック化を防止することが
でき、安定した処理効果が継続できる。In addition, when filling crystal seed particles and using it as a fixed bed,
Blocking of crystal seeds due to slime etc. can be prevented, and stable treatment effects can be maintained.
Claims (1)
ルシウムを含む結晶種とを接触させることを特徴とする
リン酸塩を含む水の処理方法。 2 塩素剤は塩素ガス、塩素水、次亜塩素酸ナトリウム
、サラン粉または高度サラン粉である特許請求の範囲第
1項記載のリン酸塩を含む水の処理方法。 3 リン酸カルシウムを含む結晶種はヒドロキシアパタ
イト、フルオロアパタイトまたはリン酸三石灰を含むも
のである特許請求の範囲1項または第2項記載のリン酸
塩を含む水の処理方法。 4 リン酸カルシウムを含む結晶種はリン鉱石である特
許請求の範囲第1項または第2項記載のリン酸塩を含む
水の処理方法。[Scope of Claims] 1. A method for treating water containing phosphate, which comprises bringing water containing phosphate into contact with crystal seeds containing calcium phosphate in the presence of a chlorine agent. 2. The method for treating water containing phosphates according to claim 1, wherein the chlorine agent is chlorine gas, chlorine water, sodium hypochlorite, saran powder, or high-grade saran powder. 3. The method for treating water containing phosphate according to claim 1 or 2, wherein the crystal seeds containing calcium phosphate contain hydroxyapatite, fluoroapatite, or tricalcium phosphate. 4. The method for treating water containing phosphate according to claim 1 or 2, wherein the crystal seed containing calcium phosphate is phosphate rock.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10280279A JPS5913913B2 (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | How to treat water containing phosphates |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10280279A JPS5913913B2 (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | How to treat water containing phosphates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS5626583A JPS5626583A (en) | 1981-03-14 |
JPS5913913B2 true JPS5913913B2 (en) | 1984-04-02 |
Family
ID=14337193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10280279A Expired JPS5913913B2 (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | How to treat water containing phosphates |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5913913B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5876177A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-09 | Kurita Water Ind Ltd | Purification of phosphate-contg. water |
JPS58116460U (en) * | 1982-02-04 | 1983-08-09 | 三菱電機株式会社 | Two-shaft drive device for railway vehicles |
-
1979
- 1979-08-14 JP JP10280279A patent/JPS5913913B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS5626583A (en) | 1981-03-14 |
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