JPS6132049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、河川水、湖水、下水、し尿処理水、
各種排水中に含まれるリンを除去する為に用いる
脱リン材の製造方法に関するものである。 〔従来技術〕 従来水中に含まれるリンを除去するために、脱
リン材として硫酸バン土やポリ塩化アルミ（パツ
ク）等の凝集剤を添加して、凝集沈殿し固液分離
していた。この方法はリン除去は完全であるが多
量の処理しにくい汚泥を発生し、処理、処分に窮
するという欠点があつた。近年、接触脱リン法と
呼だれる脱リン法が開発され実用化されている。
この方法は、脱リン能力に優れていることはもち
ろんのこと処理、処分のし難い汚泥を全く発生せ
ず、リンをリン酸カルシウムとして回収し、肥料
等に再利用できる利点を持つている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この方法では比較的高価なリン酸塩鉱
物を利用する欠点がありリン酸鉱物に代わりうる
廉価な接触脱リン材の開設が望まれているのが現
状である。 このような現状に対して、各種の汚泥、焼却灰
を用いてリン酸イオンの吸着能力を調べたところ
以下の様であつた。

【表】

〔問題点を解決するための手段〕

本発明か、し尿もしくはし尿処理汚泥の焼却灰
をカルシウム成分の存在下で、必要に応じて固化
促進剤を添加混合して成型し、水蒸オートクレー
ブ処理することを特徴とするものである。 本発明においては、カルシウム成分の存在が必
要不可欠の条件であるが、前記焼却灰中にカルシ
ウム成分が十分含有されている場合はカルシウム
成分を添加しなくてもよいが、不十分な場合には
カルシウム成分を予め添加して、混合物中のカル
シウム分１〜50重量％（生石灰換算、以下「％」
はすべて重量基準で表示してある）好ましくは30
〜50％とするとよい。また添加するカルシウム成
分の形態としては、炭酸カルシウム、生石灰、硫
酸カルシウム、塩化カルシウム、消石灰等を単独
または組み合わせて添加混合するが、このうち消
石灰が最適であり、場合によつてはカルシウム成
分を用いて脱水した各種汚泥を焼却して得られる
残渣を用いることもできる。 カルシウム成分を添加する位置は、水蒸気オー
トクレーブ処理前ならばどこでも良いが、脱水工
程で添加すれば、混合も容易であるうえ、カルシ
ウム成分が脱水助剤として働くため、有機高分子
凝集剤は不要となり汚泥処理コストの低減につな
がるので好ましい。 また、カルシウム成分が十分でも固化しにくい
場合には、必要に応じて固化促進剤としてけいそ
う土、けい華、けい酸白土、けい石、石英、けい
酸ガラス、水ガラス、砂等のけい酸質物質、カオ
リナイド、ベントナイト、パーライト、ゼオライ
ト、ハロサイト等の粘土類、水酸化アルミニウ
ム、酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、
または上記物質を含むフライアツシユ、赤泥焼却
灰等の廃棄物を単独あるいは、複数組み合わせて
適当量（例えば１〜50％、好ましくは10〜30％）
添加して処理するのが効果的である。 このように化学組成を調整された焼却灰は、灰
同土の接触点数を増加させるために成型される
が、この成型方法は、加圧、転動、押し出し等従
来の技術をそのまま利用できる。成型方法によつ
ては必ずしもバインダを必要としない場合もある
が、本発明においてはバインダとして水を用いる
と固化反応にも好都合となる。この場合、添加す
る水量は、各々の成型方法に最適な量とするが、
一般には転動造粒の場合、乾燥物の20〜30％であ
り、圧縮成型の場合は５〜15％程度が効果的であ
る。 かくして成型された焼却灰は、水蒸気を媒体と
して用いるオートクレーブ中に納められ、加圧水
蒸気の存在下で水熱処理されると固化する。 この水熱処理工程において生じる反応の機構に
関しては、反応生成物の同定や定量が難しいため
に必ずしも明らかではないが、リン酸カルシウ
ム、カルシウムシリケート水和物、あるいはカル
シウムアルミネート水和物の生成と、これによる
微粉体相互の結合に基づく強度の発現が進行する
ものと考えられる。 このようにして得られた固化物はそのまま脱リ
ン法の充填材として利用することができる。 〔発明の効果〕 以上述べた様に、本発明はし尿あるいはし尿処
理汚泥の焼却灰を、カルシウム成分の存在下で、
必要に応じて固化促進剤を添加混合して成型し、
水蒸気オートクレーブ処理することにより、焼却
灰の脱リン能力を低下させることなく、逆粒固化
させることができ、得られる固化物としては性能
の良い接触脱リン材としてそのまま用いられ、さ
らに、温度コントロールも容易であり、焼却炉か
ら生じる熱や水蒸気を直接あるいは間接的に利用
することができるから、製造上省エネルギー、省
資源的プロセスとしても満足しうるものであり、
公害防止上極めて有用な効果を有するのみなら
ず、従来の諸問題も適確に排除し、しかも処理コ
ストも安価で、廃棄物の再利用も可能とするなど
の利益がある。 〔実施例〕 次に本発明の実施施例を示す。 実施例 １ 某し尿処理場では、し尿処理汚泥を高分子凝集
剤を用いて脱水した後、焼却している。この焼却
灰の組成を表１に示す。

【表】 この灰に、消石灰を40％toDS添加した後水分
を添加して混合し、押出し成型機にて直径２mm長
さ２〜４mmの円柱状に成型した。このグリーンペ
レツトに20気圧１時間の水蒸気オートクレーブを
施して固化物を得た。これを200〜300メツシユに
調整し、1000mg／ｌの添加率でPH7.3、オリトリ
ン酸12.5mg／ｌの団地下水500mlに加えた。ジヤ
テスターを用いて100rpmにて１時間撹拌したの
ちワツトマンCF／Ｂでろ過した。ろ液はPH7.6、
オルトリン酸酸0.05mg／ｌであり、この固化物に
脱リン能力があることを確認できた。 実施例 ２ 某市し尿処理場では、し尿汚泥に消石灰及び塩
化第２鉄を添加したのちフイルタプレスで脱水
し、多段炉にて焼却している。この焼却灰の組成
を表―２に示す。

【表】 この焼却灰に固化促進剤として硅石粉末を10％
toDS添加したのち、、実施例１と同様にして成型
し、水蒸気オートクレーブ処理して固化物を得
た。この固化物の強度は、15〜20Kgｆ／ペレツト
であり、接触脱リン材として用いるに充分な強度
であつた。これを20〜30メツシユにふるい分けし
たのち、直径50mm、高さ1000mmのアクリル製カラ
ムに1.5Kg充填した。このカラムにPH７〜7.5に調
整した団地下水の２次処理水をSV＝３で通水し
た結果は表―３に示す通りであつた。

【表】 表―３のようにカラム処理水からは、全リン酸
はほとんど検出されず、しかもリン酸除去効果は
持続し、その効力は90日を経過しても変わらなか
つた。 一方、比較例としてフイルタプレス脱水ケーキ
を1000℃で焼成したのち、20〜30メツシユにふる
い分けして製造した脱リン材を本発明の実施例２
と同様の条件にて通水試験を行い、処理全リン酸
濃度の経時変化を調べたところ第４表の通りであ
つた。

【表】

【表】 この脱リン材では通水後30日すぎから処理水リ
ン酸濃度が上昇し、リン除去能率が低下した。従
つて、本発明の脱リン材の方が効果的であつた。 本発明の脱リン材は、表面がザラザラしてお
り、多孔質であるが、比較例の脱リン材は表面が
滑らかであり、内部に水が侵入いにくい。両脱リ
ン材の比較面積は本発明では80m²／ｇ、比較例で
は５m²／ｇであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ し尿もしくはし尿処理汚泥の焼却灰を、カル
   シウム成分の存在下で、必要に応じて固化促進剤
   を添加混合して成型し、水蒸気オートクレーブ処
   理することを特徴とする脱リン材の製造方法。 ２ 前記焼却灰が、し尿もしくはし尿下汚泥に、
   消石灰を添加した後脱水し、焼却して得た灰であ
   つてこれを水蒸気オートクレーブ処理する特許請
   求の範囲第１項記載の脱リン材製造方法。 ３ 前記し尿もしくはし尿処理汚泥が脱水工程を
   経て処理されるものであつて、該脱水工程におい
   てカルシウム成分及び固化促進剤を添加して処理
   するものである特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の脱リン材の製造方法。