JPS60168587A - 流動層式接触脱リン方法 - 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】 本発明は、下水、し原糸汚水１工場排水その他液体中に
比較的高濃度で存在するリン酸塩類を流動化状態にある
リン酸カルシウムを含有する接触脱リン材を用いて効率
良く除去する方法に関するものである。

一般に自然水系に排出される上記の各種液体中には、無
機性のリン酸塩としてオルトリン酸塩や各種の縮合リン
ｗ塩さらに有機性リン酸塩々どが様々な状態で存在して
おり、これらのリン酸塩類の存在が湖沼、内海、内湾な
どの閉鎖水域乃至は停滞水域の「あおこ」、「赤潮」発
生の誘起因子となシ、さらに各種の用水として使用する
場合に装置、配管内に生物学的なスライムが発生し、ま
た化学的なスケールが形成されて、事故発生の１大な原
因となっている。

したがって、これら液中に存在するリン酸塩を除去する
必要から、各種のリン除去方法が検討されているが、そ
の一つとしてさきに本発明布等は、従来にない新規な処
理方法として一定の粒径をもつリン酸カルシウムを含有
する接触脱リン材を筒状あるいは錐状の脱リン塔に充填
し、被処理液のｐＨを６〜１１の範囲に調整し、さらに
被処理液中に含まれている溶解性リン酸塩類の濃度に対
応して塩化カルシウムなどのカルシウム剤を加え、これ
を接触脱リン材が流動化する一定の流速条件で通過接触
せしめることにより、充填されている接触脱リン材の表
面にカルシウムハイドロキシアパタイトの結晶を晶出、
固着せしめて溶解性リン酸塩類を除去する方法を提案し
た。この方法における接触藤リン材表面での代表的な化
学反応は次の通りである。

５Ｃａ＋７０Ｈ＋３Ｈ２Ｐｏ４−＝ｃａ５（ｏＨ）（Ｐ
ｏ４）３千６Ｈ２ｏ・・・（１）このような脱リン方法
を適用すれば、カルシウムハイドロキシアパタイトが固
着した接触脱リン材の分離、脱水が極めて容易であり、
従来の化学的凝集沈殿法によるいわゆる凝沈汚泥と比較
すると、濃縮装置、脱水機、乾燥装置などの既成概念に
よる汚泥処理施設をまったく必要としないだけでなく、
資源としてのリンを回収することができる脱リン技術で
ある。

しかしながら今までに述べた従来の流動層式接触脱リン
法には以下のような欠点があった。

従来法は流入水にアルカリ剤を注入しＸ’ＰＨＭ整を行
なった後、流動化状態にある脱リン材と接触せしめたリ
ンを除去するものであるが、特にリン濃度が高い場合に
は、層流入点、即ち層入口附近の接触脱リン材層と被処
理液とが接触する部分で直ちにｐＨが急激に低下してし
まうため、それよ多上方の大部分の接触脱リン材層のｐ
Ｈは最適ｐＨ範囲から大きく逸脱した状態になってしま
い、その部分では反応が全く進行しないという状況に、
しはしは陥った。このため、層内で晶析反応に関与する
有効力接触脱リン材が極端に少なく々るために処理が著
しく悪化し、流動層式接触脱リン方法にとって致命的な
ものとなってしまった。

このような問題点を解決する方法として前段ｐＨ調整檜
でアルカリ剤注入量を増加させ、予め流入ｐＨを高く設
定して層内のｐＨを高める等の運転上の工夫がなされて
きたが、脱リン層前段でｐＨを高く設定すると、リンｂ
ｗ集反応や仮処理液中の有機物等のコロイド化のみを促
進し大量のＳＳを発生するばかりでなく、脱リン層本体
での晶析反応を阻害する等の悪影響を生み出す結果とな
ることが多く根本的な解決策となるものではなかった。

本発明は、このように従来、流動層式接触脱リン法にお
いて問題であったｐＨ低下によって脱リン能力が低下す
る欠点を解消し、効率良く安定したリン除去ができる方
法を提供することを目的とするものである。

即ち、本発明はリン酸カルシウムを含有する接触脱リン
材が流動化する条件で被処理液を通液することにより液
中に存在するリン酸塩をカルシウム　イオンの存在下に
おいて液中のリンを除去する方法において、流動層内０
）、陣を検知し、層内にアルカリ剤を適宜注入して層内
の２口を８．５からＩＬＯの範囲に望ましくは９．０か
ら９．５の範囲に保持しながら処理することを特徴とす
るものである。

以下に本発明の一実施態様を第１図に基づき説明すれば
まず被処理液中の粗大固形物その他の夾雑物を適当な前
処理によって除去する。この様な前処理操作を経た原水
を酸又は苛性ソータ）消石灰などのアルカリのｐＨ調整
剤でｐＨを６．０〜ｌ　１．　Ｏ望ましくは６．０〜９
，０に調整し、塩化カルシウム、石膏ガどのカルシウム
剤を加えて脱リン塔４の下部へ導入する。この脱リン塔
４内にはリン酸カルシウムを含有するリン酸塩鉱物を破
砕し篩分けして一定の粒径とした接触脱リン材が充填し
てあシ、被処理液は下部から接触脱リン材が流動化する
一定の通液速贋でこれと接触しながら上昇し、処理水流
出管５がら塔外へ導出される。

この除、添加される前記カルシウム剤の注入点は、カル
シウム剤がイオン状のまま前記脱リン塔（流動層）内に
流入する如く注意する必要があシ、従って有効な具体的
手段として例えば、流動層に直接またはその直前におい
て注入するのがよい。さらに必要に応じ接触脱リン工程
では処理水流出液の一部を流動層に直接循環させるか、
あるいは原水導入管に返流させて流動層に通液するよう
にすることもできる。

かかる脱リン操作においてｐＨを調整した高濃度のリン
を含む原水が層流入点即ち層入口附近の脱リン材層Ａと
接触すると、直ちにｐＨが大きく低下することにより、
その上の脱リン材層Ｂの声は最適ｐＨ範囲から逸脱した
状態になってしまうので、まず、流動層の過当な位置り
でｐＨを検知し、適宜アルカリ剤を適当°な位置Ｃから
層本体に直接注入することで声を全層にわたって最適な
範囲に保持し、効率良く脱リン反応を行なうことができ
る。前記流動層内へのアルカリ剤の注入点およびｐＨの
検知位置は原水の性、状および通液条件に応じて単数も
しくは複数箇所、適宜選択できる。

以上述べた様に、本発明法によれば、流動層内にアルカ
リ剤を直接注入して流動層内のｐＨ低下を妨止し、流動
層全体にわたってｐＨを均一に保持することによりｈ触
脱リン処理をきわめて効果的にかつ安定して行な・うこ
とが可能となつた。さらに流動層内にアルカリを［ｋ注
入することによりｂ生したＳＳの脱リン材への晶析固着
を促進できＳＳ発生量即ち汚泥発生量を著しく低減でき
る。また脱リン材に直渉アルカリ剤を接触させることに
より脱リン材の晶析熟成が加速され、脱リン材表面状態
を著しく活性化する効果をも合わせもつことができる。

実施例　１ 内径１００　ｍｍψ、有効深さ２．５ｍの円筒状で底部
が逆円錐型をした脱リン塔にリン鉱石を破砕、篩分けし
たもの（有効径０．４０ｍｍ、均等係数′Ｌ４）をｌ　
ＯＯＯｍｍ厚充填した。粗大固形物を大別分離した工場
廃水を活性汚泥法で処理した２次処理水を被処理液とし
酸性ストリップ法で炭酸を除去した後、苛性ソーダを約
１２　ｍＦｖＬ添加し、被処理液のｐＨを９．０に調整
したものを原水とし、またカルシウム剤として塩化カル
シウムを使用し被処理液中の溶解性リン１．−増動の―
贋に対応してＣａ／ＰＯの亘曾比が１．０〜１５の範囲
になるようにｌｘ　Ｍ水へ醗加した。原水および原水と
問丸１の循環水を脱リン塔下部より上方にＬＶ＝３０〜
４０　ｍ／Ｂの流速で通水した。

接触脱リン塔の中間部にｐＨ計を浸没設隨し、この点に
おいてｐｉｆが９．５になるよう苛性ソーダを同じく塔
中間部へ約２　ｒｓ　ｍＦＶ／ｌ　直接注入し、約２ケ
月間の通水英馳を行なった。この結果を表−１に示す。

表−１ 表−１から明らかなように流動層内のｐＨを調整しなが
ら通水した結果、リン除去率７０％以上、リン濃に３　
ｍ１ｔａｓ　Ｐ以下の処理水が安定して得られ声。一方
、比較例として層内のｐｌ（調整は行なわず、他は全て
同条　件で２ケ月間通水した場合の結果は同じく表−１
の比較例１に示す通シであるが処理水ｐＨが８．５と低
下し、リン除去率は４０チ、処理水リン温度６．　Ｏｍ
ｇ／ｌ　ａｓ　Ｐ程度の水質しか得られなかった。壕だ
比較例の方法において苛性ソーダ注入率を増加させ原水
のｐＨを高めた場合の結果も同じく表−１の比較例２に
示したが、前記本発明方法と同＝ｉの苛性ソーダを注入
しているのにもかかわらず、リン除去率は７０％未満で
かつＳＳ発生抽°が増大する結果となった。

実施例　２ 実施例１と同一の笑験装置、被処理液ン用い、前処理段
階での苛性ソーダ注入による被処理液の１）Ｈｈ　整は
行なわず、脱リン塔内においてのみ苛性ソーダを注入し
てｐＦｌを９．０〜９．５に一整し、他の前処理方法）
　カルシウム剤深加方法２通水方法等は全く実施例１と
同一にして、約２ケ月■」通水実験を行なった。結果を
表−２に示す。

表−２ 表−２から明らかなように、原水のｐｔｌ知、−１整を
行なわず、流動Ｊ曽円においてのみＰｔｌ　Ｖｓ　ｍし
ながら運転しても、リン除去率６５％以上、リン濃度４
、０　ｍｇ／ｌａｓ　Ｐ以下の水質が安定して得られた
。

一方、比較例として原水のｐＭＶ。１整のみを行ない、
層内でのｐｔｉＴｈ整は行なわず他は全て同条件で２ケ
月ｍ」通水した場合の結果は同じく表−２に示す通りで
あるが、リン除去￥３８％、リン濃度６、　ｏ　ｍｇ、
／ｌ　を超える処理水しか得られなか？た。

以上の結果から層内で直ｉｐＨ調整する方が効果的であ
ることが確認できた。

実施例　３ 実施例１において層内のｐＨがリン除去性能にどのよう
に影響するかを調べた。使用した装置９被処理液および
被処理液の前処理方法、通水朱件等は全〈実施例１と−
９１−で行なった。表−３に結果を示す。

表−３ 表−３から明らかな様に、層内ｐＨが高くなるほと、リ
ン除去性能が艮くなる傾向があり、ｐＨ６，５以上にす
るとリン除去率が５０％以上となった。

しかし、層内ｐＨの上昇は一方ではＳＳＮＳＮ全量める
傾向があり、［）ＨＩ３になるとＳＳが６７ｍｇ、／ｌ
　と極端に増加した。

実施例　４ 実施例１の実駿において、カルシウム剤の検討をするた
め、塩化カルシウムの他に石膏および消石灰をそれぞれ
使用し、性能を比較した、実施例１と同一の装置、被処
理液を用い、被処理液を同様な方法で前処理したものを
原水とした。カルシウム剤は原水中の溶解性リン酸塩類
の濃度に対応してＣａ／ＰＯの亘を比が２〜３の範囲に
なるように循環水に添加し、原水と循環水の流量比が１
になるようにして脱リン塔下部から上方へＬＶ−３０〜
４０　ｍ／Ｈの流速で通水した。島内の−を９．５にな
るように苛性ソーダを注入して調節しながら前記３糎の
カルシウム剤を代えて各々約１ケ月間通水した。結果を
表−４に　示す。

表−４ 表４から明らかなように削孔３独のどのカルシウム剤を
使用しても原水中の７０係以上のリンが除去されること
がわかり、本方式のカルシウム剤として使用できること
を確認した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す系統説明図である。 １・・・ｐｍ論整榴、２・・・原水流入管、２／・・・
原水ボンプ、３・・・循環水導入管　３／・・・循環水
ポンプ　、４・・・脱リン塔、５・・・処理水流出管、
６・・・アルカリ剤貯檜、７，８・・・アルカリ剤注入
管　＋７７、Ｂ／・・・アルカリ剤注入ポンプ、９・・
・カルシウム剤注入管、９′・・・カルシウム剤注入ポ
ンプ、１０−°。 カルシウム剤貯槽、１１・・・攪拌器、１２・・・ｐＨ
計。 代理人 弁理士塩崎正広 第　／ｆＢ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　リン酸カルシウムを含有する脱リン材を流動化せし
   めた層にリン含有排水を通液して、カルシウムイオンの
   存仕下で液中のリンを除去する方法において、流動層内
   または処理水または循環水のｐｔｌを検知し、層内にア
   ルカリ剤を注入して層内のｐＨをａ５から１１．０の範
   囲に保持するよう調整しながら処理することを特徴とす
   る液中のリン酸塩の除去方法。 ２　層内のｐＨを９．００から９．５０の範囲に保持す
   るよう、調整しながら処理する特許請求の範囲第１項記
   載の液中のリン酸塩の除去方法。