JPS62262789A - リンの除去方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アンモニア性窒素（ＮＨ，−Ｎ）　を多量に
含有するし尿、産業排水等の排水からリンを効率よく除
去する排水の処理方法に関するものである。

（従来の技術） 最近、湖沼、内海などの閉鎖水域の汚濁が進み。

リンが窒素とともに富栄養化の原因として大きく問題化
されており、すでに滋賀県、茨城県では県条例にてリン
の規制が実施されている。従来、水中のリンの除去方法
については、活性汚泥処理。

藻類の微生物による処理、あるいは石灰及びアルミニウ
ム塩による凝集沈澱処理やイオン交換による化学的処理
さらに凝集沈澱処理と活性汚泥処理とを組み合わせた処
理等種々検討されている。そして、現在はぼ確立した技
術として、凝集沈澱処理方法が上げられる。

（発明が解決しようとする問題点） この凝集沈澱処理方法によるリンの除去は、水中に存在
するリン酸塩類に、硫酸アルミニウムやポリ塩化アルミ
ニウムなどのアルミニウム塩、硫酸第２鉄や塩化第２鉄
などの第２鉄塩及び消石灰などの凝集剤を添加すること
により、難溶性塩を形成させて沈澱除去する方法である
。ところが凝集沈澱処理方法の欠点は。

（１）アルミニウム塩や鉄塩により生じるフロックはコ
ロイド状であり、沈降性および濃縮性が極めて悪く、脱
水性が劣ること。

（２）石灰によるリンの除去反応機構は、下記の反応式
から明らかなように、ｐ１）値が高い程、除去率が上昇
するので、高ｐＨ値（１０−１））の範囲で操作する必
要があること。

３１）ＰＯｎ”−＋５Ｃａ”＋４０１）−−＊　Ｃａ５
（Ｏｌｌ）（ＰＯｎ）３＋３ＨｚＯ等があり、確立した
技術であるにもかかわらず。

実用上問題をかかえているのが現状である。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消しようとす
るものであって、その目的は、極めて簡単な操作で、排
水中のリンを効率よく除去できる方法を提供することに
ある。

、（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、このような問題点を解決するために鋭意
研究の結果、特定濃度以上のアンモニア性窒素を含むリ
ン化合物排水の凝集沈澱処理において、リン除去に関し
、マグネシウム化合物の添加が効果の大きいことを見い
だし３本発明に到達したものである。

すなわち１本発明は、アンモニア性窒素（以下ＮＨ４−
Ｎと略称する。）を含有するリン化合物排水の凝集沈澱
処理において、被処理液のリン濃度に対応してマグネシ
ウムとリンのモル比（Ｍ　ｇ／Ｐ）が０．８以上になる
ように、マグネシウム化合物を添加し、さらにｐＨ調整
剤によりｐＨ値を８−１０に調整し、排水中のリンを沈
澱除去することを特徴とするリンの除去方法を要旨とす
るものである。

以下２本発明方法を詳細に説明する。

先ず１本発明における排水中でのリンの除去には、凝集
沈澱方法が採用され、溶液中の各イオン濃度に基づき、
化学反応により行なわれるので。

条件を選択することで安定した効果が期待できるもので
ある。すなわち７本発明方法においては。

マグネシウム化合物を用いてリン酸イオンとの反応によ
り難溶性塩を形成沈澱させるものである。

本発明で用いるマグネシウム化合物としては塩化マグネ
シウム、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等水溶
液中でイオン化するものであれば。

いずれも使用できる。

つぎに９本発明で形成される難溶性塩は、リン酸マグネ
シウムアンモニウムＭｇ　　（ＮＨ４，）ＰＯ。

及びリン酸マグネシウムＭｇｓ　　（ＰＯ４）Ｚからな
るものである。本発明において形成されたＭｇ（ＮＨ４
）Ｐｏｄはマグネシウム、リン酸、及びＮＨａ　　Ｎの
各イオン濃度での定性沈澱反応としてよく知られている
ものであるが、ｐ１）値及び（Ｍｇ／Ｐ）モル比等の種
々の条件でＭｇ（ＮＨ４）ＰＯ４とＭ　ｇ　３（Ｐ　０
ａ）ｚとの生成割合が異なってくる。また、Ｍｇ　　（
ＮＨ４）ＰＯ４とＭ　ｇ　：ｌ（Ｐ　Ｏ４）　２との性
質を調べると、コスト面でＭ　ｇ　（Ｎ　Ｈｔ）　Ｐ　
Ｏ４の方が優れている。このことから、排水中のリンを
効率的に除去するには、いかに　Ｍｇ（ＮＨ４）ＰＯ，
を多く生成させるかにかかっており、上記反応条件を詳
細に検討し、　　ｐＨ値と（Ｍｇ／Ｐ）のモル比及びＮ
Ｈａ　　Ｎとの関係を調べたところ。

これらの関係を特定の範囲にすればよいことが分かった
。

本発明は、高濃度のＮＨ４−Ｎを含む排水からリンを効
率よく除去するものであって、ＮＨａ　−Ｎの濃度とし
て１００ｍｇ／ｌ以上の排水に好ましく摘要することが
でき、特に３００ｒｒｗ／Ｉ！以上が望ましい。濃度が
１００■／Ｉｌより低い場合、リンの除去率が悪くなる
。これは、ＮＨ，−Ｎが多く存在するとＭｇ　（ＮＨ４
）ＰＯ４の生成量が多くなり、さらにアンモニア性窒素
の酸解離定数から解るように、塩基としての強さがカセ
イソーダや酸化カルシウムに比べて低いため、　　ｐＨ
値の低いアルカリ領域で十分に反応が進行する。このた
め低アルカリ領域において排水処理を行なう場合に有利
で、ある。

次に５本発明において添加されるマグネシウム化合物は
、除リン効果を上げるために少なくとも０．８以上好ま
しくは１．０以上が望ましい。なお。

過剰にマグネシウム化合物を注入すると、コスト面で不
利になり、効果の点でも平衡に近くなるため（Ｍｇ／Ｐ
）モル比で２．５以下に抑えることが好ましく、特に０
．８−２の範囲が望ましい。

被処理液のｐＨ値値は、酸性側及び中性ではリンの除去
率が著しく減少するので、ｐＨ値を８．０以上にする必
要がある。一方、あまり高アルカリ側で処理を行うと処
理後の放流や再利用するに当たって中和処理が必要にな
る。これらのことがらｐＨ値として８−９．５が好適で
ある。

以上、説明したように、消石灰を用いた従来の方法では
、　　ｐＨＨＩＯ２超えた高アルカリ側で脱リン処理を
行うため排水処理後の中和処理が必要となる。また、鉄
塩やアルミニウム塩の場合難溶性塩がすぐに沈降せずコ
ロイド状に白濁するだけで固液の分離が難しい。本発明
において形成されたＭｇ　（ＮＨ，）ＰＯ４は直ちに沈
降するので固液による分離が容易である。さらに、活性
汚泥処理と凝集沈澱処理との組み合わせた処理を考える
と９本発明の場合、同時処理も可能となる。

（実施例） 以下に本発明の詳細な説明を実施例により行う。

実施例１ し尿を嫌気性消化で１次処理された。し尿消化脱離液〔
ｐ１）値８．３．　ＮＨ，−Ｎ＝　７４６■／Ｉｔ総リ
ン（ＴＰ）−１）３■／ｌ〕にマグネシウム化合物とし
て塩化マグネシウムを用い、被処理液中のリン濃度に応
じて（Ｍｇ／Ｐ）モル比が０．５−１．５の範囲になる
ように注入し、３０分間攬はんした後、１０分間静置し
て、上澄み液の分析を行った。その結果は、第１表に示
すように（Ｍｇ／Ｐ）モル比が０．８以上において、リ
ン除去率８０％以上（ＴＰ２０＋＋ｖ／ｊ！以下）、（
Ｍｇ／Ｐ）モル比が１．０以上において、リン除去率９
０％以上（ＴＰＩＯｍｇ／ｌ以下）の脱リン率を示した
。

第１表　処理条件とリンの除去率との関係＊ｐＨ値　　
　　　　　　　１（，３ なお１反応において生成した物質は、極めて沈降しやす
く上澄み液中にアルミニウム塩、鉄塩を使用した場合に
見られるピンポイントフロックの浮遊もなかった。また
、処理液中の沈澱物を水洗すると無色ないし白色の結晶
物質が得られた。

ｐｏ、であり、残りの一部分がＭ　ｇ　ｚ　（Ｐ　０４
）ｚであった。

実施例２ 第１リン酸カリウム水溶液（リン濃度５０■／りに塩化
アンモニウムをＮＨ，−Ｎとして５０゜７５．１００，
１５０，３００＋ｎ＋ｒ／１になるように添加した試料
液に塩化マグネシウムを（Ｍｇ／Ｐ）モル比が１．０に
なるように加え、水酸化ナトリウムでｐＨ値を８．５に
調整した後、３０分間撹はんしながら反応させた。反応
液を定量濾紙Ｎ１５Ｃ（東洋濾紙に、に製品）により濾
過し、濾液の分析を行った。結果を第２表に示す。

第２表　処理条件とリン除去率との関係＊　　ｐＨ値　
　　　　　８．３ 第２表から明らかなように、ＮＨ４−Ｎの濃度が１００
ｍｇ／ｌ未満では除去率が低かったがＮ　ＩＩａ−Ｎの
濃度がＩＯθ■／Ｉ！以上では、リン除去率が８５％以
上（ＴＰＩ°０暉／１以下）と良好な処理結果が得られ
た。

実施例３ 第１リン酸カリウム水溶液（リン濃度５０■／７りに塩
化アンモニウムをＮＨ，−Ｎとして３００ｎｖ／ｌ、塩
化マグネシウムを（Ｍｇ／Ｐ）モル比が１．２になるよ
うに加えたものを試験液とし、水酸化ナトリウムでｐＨ
値を６．０．７．０．７．５．８．０，８゜５、　９．
０に調整し、３０分間攪はんしながら反応させた。反応
液を定量濾紙Ｎ１５Ｃ（東洋濾紙に、Ｋ。

製品）により濾過し、濾液の分析を行った。結果は第３
表に示されるように、　ｐＨ値８．０以上において９０
％以上のリン除去率であった。

第３表　処理条件とリン除去との関係 （発明の効果） 以上、説明したように１本発明は、高濃度にアンモニア
性窒素を含有するリン化合物排水に、マグネシウム化合
物を（Ｍ　ｇ　／　Ｐ　）モル比が０．８以上になるよ
うに添加し、　　ｐＨ値を８以上に調整するだけで容易
にリンの除去ができるものであり。

また生成する汚泥も沈降性の良好な結晶性固形物とし分
離できるなどの優れた効果を存するものであり、利用価
値の高い技術である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１００ｍｇ／ｌ以上のアンモニア性窒素を含有す
   るリン化合物排水において、被処理液のリンの濃度に対
   応してマグネシウムとリンのモル比（Ｍｇ／Ｐ）が０．
   ８以上になるようにマグネシウム化合物を添加し、さら
   にｐＨ調整剤により被処理液のｐＨ値を８−１０の範囲
   に調整し、排水中のリンを沈殿除去することを特徴とす
   るリンの除去方法。