JPWO2019189549A1 - Sludge treatment method, sludge treatment system and adsorbent manufacturing method - Google Patents

Sludge treatment method, sludge treatment system and adsorbent manufacturing method Download PDF

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Abstract

本発明の汚泥の処理方法は、汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着工程と、前記吸着工程で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼工程とを有することを特徴とする。本発明によれば、燃焼時に蒸発するリン成分の量を減らし、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる汚泥の処理方法および処理システムを提供することができる。The sludge treatment method of the present invention includes an adsorption step of bringing the digestive juice of sludge into contact with an adsorbent and adsorbing at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice to the adsorbent to remove it, It is characterized by having a combustion step of burning the digested sludge obtained by removing at least a part of the phosphorus component from the digestive juice. According to the present invention, it is possible to provide a sludge treatment method and treatment system capable of reducing the amount of phosphorus components that evaporate during combustion and suppressing adverse effects on the combustion furnace.

Description

本発明は、汚泥の処理方法、汚泥の処理システムおよび吸着剤の製造方法に関する。 The present invention relates to a sludge treatment method, a sludge treatment system, and a method for producing an adsorbent.

下水処理場から排出される下水汚泥等の含水汚泥の処理法として、環境汚染防止上の制約や埋め立て処分場の枯渇の問題等から、燃焼炉での燃焼処理が多く採用されている。 As a method for treating sewage sludge discharged from a sewage treatment plant, combustion treatment in a combustion furnace is often adopted due to restrictions on prevention of environmental pollution and problems of depletion of landfill disposal sites.

下水汚泥を消化処理した脱水汚泥(以下、単に「汚泥」とも言う)には、高濃度(例えば、灰換算約30%)でリンが含まれている。このため、汚泥を燃焼処理する際に、汚泥に含まれるリン成分が蒸発し、リン酸化合物として燃焼炉の壁等に付着し、燃焼炉の炉壁を傷めたり、排気管を詰まらせたり、熱交換管を腐食させたりする等の問題が生じている。 Dewatered sludge obtained by digesting sewage sludge (hereinafter, also simply referred to as "sludge") contains phosphorus at a high concentration (for example, about 30% in terms of ash). Therefore, when the sludge is burned, the phosphorus component contained in the sludge evaporates and adheres to the wall of the combustion furnace as a phosphoric acid compound, damaging the furnace wall of the combustion furnace or clogging the exhaust pipe. Problems such as corroding the heat exchange tube have occurred.

そこで、汚泥の処理において、汚泥中に含まれるリンの量を低減させるための研究がなされている。 Therefore, in the treatment of sludge, research is being conducted to reduce the amount of phosphorus contained in the sludge.

リンの除去技術としては、リン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)を用いた方法が知られているが、このような方法では、アンモニア成分が必要であること、反応時間の長さの問題もあり、上記の問題を十分に解決できなかった。 As a phosphorus removal technique, a method using magnesium ammonium phosphate (MAP) is known, but such a method also has a problem of an ammonia component and a long reaction time, and is described above. Could not solve the problem sufficiently.

また、汚泥中の微粒子、浮遊物を凝集させる凝集剤あるいはリン回収剤として、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、ポリ硫酸第二鉄が知られている(例えば非特許文献1)。 Further, polyaluminum chloride (PAC) and ferric sulfate are known as a flocculant or a phosphorus recovering agent that agglomerates fine particles and suspended matter in sludge (for example, Non-Patent Document 1).

しかしながら、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄を用いた場合、上記のような燃焼炉等に対する悪影響の問題を十分に解決することができなかった。特に、消化処理を施した汚泥がリンを比較的高い含有率(例えば、焼却灰中の含有率が10質量%以上となるような含有率)で含まれる場合に、上記のような問題がより顕著に発生していた。また、これらは、高価であり、コスト上の問題や灰発生量の増加の問題もあった。 However, when polyaluminum chloride and ferric sulfate are used, the above-mentioned problem of adverse effects on the combustion furnace and the like cannot be sufficiently solved. In particular, when the digested sludge contains phosphorus at a relatively high content (for example, a content such that the content in the incinerated ash is 10% by mass or more), the above-mentioned problems become more serious. It occurred prominently. In addition, these are expensive, and there are problems in terms of cost and an increase in the amount of ash generated.

一方、工場や鉱山で用いた水には、多くの重金属等の汚染物質が含まれることがある。このような汚染された水を排水する場合には、汚染物質を十分に除去する必要がある。 On the other hand, water used in factories and mines may contain many pollutants such as heavy metals. When draining such contaminated water, it is necessary to sufficiently remove the pollutants.

また、汚染土壌の井戸水等にも重金属等の汚染物質が含まれることがあり、飲用水等の生活用水等として用いる場合に、汚染物質を十分に除去する必要がある。 In addition, well water and the like in contaminated soil may also contain pollutants such as heavy metals, and when used as domestic water such as drinking water, it is necessary to sufficiently remove the pollutants.

従来においては、汚染物質の除去には、大量の吸着剤が使われている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、アルカリ性の液中(例えば、水素イオン指数(pH)が10以上の液中)で吸着剤による処理を行うと、重金属を十分に吸着させることができなかったり、吸着した重金属が再溶解してしまったりして、汚染物質を十分に除去することが困難であった。 Conventionally, a large amount of adsorbent has been used for removing pollutants (see, for example, Patent Document 1). However, when the treatment with an adsorbent is performed in an alkaline liquid (for example, in a liquid having a hydrogen ion index (pH) of 10 or more), the heavy metal cannot be sufficiently adsorbed or the adsorbed heavy metal is redissolved. It was difficult to remove the pollutants sufficiently.

下水道における効率的なリン回収と凝集剤の循環利用、高橋康弘、堀康弘、Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 12, 200-206 (2005)Efficient phosphorus recovery and recycling of flocculants in sewers, Yasuhiro Takahashi, Yasuhiro Hori, Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan 12, 200-206 (2005)

特開2013−696号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-696

本発明の目的は、燃焼時に蒸発するリン成分の量を減らし、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる汚泥の処理方法および汚泥の処理システムを提供すること、また、汚泥を原料として、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を製造することができる吸着剤の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sludge treatment method and a sludge treatment system capable of reducing the amount of phosphorus components that evaporate during combustion and suppressing adverse effects on a combustion furnace, and hydrogen using sludge as a raw material. It is an object of the present invention to provide a method for producing an adsorbent capable of producing an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals even when the ion index (pH) is large.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の汚泥の処理方法は、汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着工程と、
前記吸着工程で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼工程とを有することを特徴とする。
Such an object is achieved by the following invention.
The sludge treatment method of the present invention includes an adsorption step in which the digestive juice of sludge is brought into contact with an adsorbent, and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice is adsorbed on the adsorbent to be removed.
It is characterized by having a combustion step of burning digestive sludge obtained by removing at least a part of a phosphorus component from the digestive juice in the adsorption step.

本発明の汚泥の処理方法では、前記吸着工程において、前記吸着剤としてドロマイト類を用いることが好ましい。 In the sludge treatment method of the present invention, it is preferable to use dolomites as the adsorbent in the adsorption step.

本発明の汚泥の処理方法では、前記ドロマイト類は、水酸化ドロマイトであることが好ましい。 In the sludge treatment method of the present invention, the dolomites are preferably hydroxylated dolomite.

本発明の汚泥の処理方法では、前記ドロマイト類は、ドロマイトであることが好ましい。 In the sludge treatment method of the present invention, the dolomites are preferably dolomite.

本発明の汚泥の処理方法では、前記吸着工程をpHが3以上13以下の条件で行うことが好ましい。 In the sludge treatment method of the present invention, it is preferable to carry out the adsorption step under the conditions of pH 3 or more and 13 or less.

本発明の汚泥の処理方法では、前記燃焼工程における燃焼温度は、500℃以上1500℃以下であることが好ましい。 In the sludge treatment method of the present invention, the combustion temperature in the combustion step is preferably 500 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower.

本発明の汚泥の処理システムは、汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着処理部と、
前記吸着処理部で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼炉とを備えることを特徴とする。
The sludge treatment system of the present invention includes an adsorption treatment unit that brings the digestive juice of sludge into contact with an adsorbent and adsorbs at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice to the adsorbent to remove it.
It is characterized by including a combustion furnace for burning digestive sludge obtained by removing at least a part of a phosphorus component from the digestive juice in the adsorption treatment unit.

本発明の吸着剤の製造方法は、汚泥の消化液とドロマイト類とを接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、
前記消化液と接触させた前記ドロマイト類を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする。
The method for producing an adsorbent of the present invention includes an adsorption step of bringing sludge digestive juice into contact with dolomites and adsorbing at least a part of phosphorus components contained in the digestive juice to the dolomites.
It is characterized by having a calcining step of calcining the dolomites in contact with the digestive juice.

本発明によれば、燃焼時に蒸発するリン成分の量を減らし、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる汚泥の処理方法および汚泥の処理システムを提供すること、また、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を、汚泥を原料として製造することができる吸着剤の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sludge treatment method and a sludge treatment system capable of reducing the amount of phosphorus components that evaporate during combustion and suppressing adverse effects on a combustion furnace, and also to provide a sludge treatment system, and a hydrogen ion index (pH). It is possible to provide a method for producing an adsorbent capable of producing an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals even in a large state using sludge as a raw material.

図1は、本発明の汚泥の処理システムの第1実施形態を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the sludge treatment system of the present invention. 図2は、図1に示す処理システムが備える吸着処理部の一例を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of an adsorption processing unit included in the processing system shown in FIG. 図3は、本発明の汚泥の処理方法の第1実施形態を示す工程図である。FIG. 3 is a process diagram showing a first embodiment of the sludge treatment method of the present invention. 図4は、本発明の汚泥の処理システムの第2実施形態を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a second embodiment of the sludge treatment system of the present invention. 図5は、図4に示す処理システムが備える吸着処理部と嫌気槽との関係を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the adsorption processing unit and the anaerobic tank included in the processing system shown in FIG. 図6は、吸着剤としてドロマイトを用いた場合の吸着剤の添加量とリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of the adsorbent added and the phosphorus removal rate when dolomite is used as the adsorbent. 図7は、吸着剤として水酸化ドロマイトを用いた場合の吸着剤の添加量とリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of the adsorbent added and the phosphorus removal rate when hydrodromite is used as the adsorbent. 図8は、吸着剤として平均粒径が1mmの軽焼ドロマイトを用いた場合の吸着剤の添加量とリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the amount of the adsorbent added and the phosphorus removal rate when light-baked dolomite having an average particle size of 1 mm is used as the adsorbent. 図9は、吸着剤として平均粒径が3mmの軽焼ドロマイトを用いた場合の吸着剤の添加量とリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the amount of the adsorbent added and the phosphorus removal rate when light-baked dolomite having an average particle size of 3 mm is used as the adsorbent. 図10は、吸着剤としてドロマイトを用いた場合のpHとリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between pH and phosphorus removal rate when dolomite is used as an adsorbent. 図11は、吸着剤として水酸化ドロマイトを用いた場合のpHとリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between pH and the removal rate of phosphorus when hydrolymite is used as an adsorbent. 図12は、吸着剤として平均粒径が1mmの軽焼ドロマイトを用いた場合のpHとリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between pH and phosphorus removal rate when light-baked dolomite having an average particle size of 1 mm is used as an adsorbent. 図13は、吸着剤として平均粒径が3mmの軽焼ドロマイトを用いた場合のpHとリンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between pH and phosphorus removal rate when light-baked dolomite having an average particle size of 3 mm is used as an adsorbent. 図14は、被処理物の吸着剤との接触時間と、リンの除去率との関係を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the contact time of the object to be treated with the adsorbent and the phosphorus removal rate. 図15は、吸着剤として焼成ドロマイト、活性炭を用いた場合の、当該吸着剤によるリンの吸着量の関係を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the relationship between the amount of phosphorus adsorbed by the adsorbent when calcined dolomite and activated carbon are used as the adsorbent. 図16は、消化汚泥の燃焼温度と、燃焼により得られる汚泥灰中のリン含有率との関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the combustion temperature of digested sludge and the phosphorus content in sludge ash obtained by combustion. 図17は、実施例3で、原料として用いた焼成ドロマイト、当該焼成ドロマイトにリン成分を吸着させた後に焼成して得られた吸着剤、および、当該吸着剤にPbを吸着させた状態についての、X線回折(XRD)の解析結果を示す図である。FIG. 17 shows the calcined dolomite used as a raw material, the adsorbent obtained by adsorbing the phosphorus component on the calcined dolomite and then calcining, and the state in which Pb is adsorbed on the adsorbent. , X-ray diffraction (XRD) analysis results. 図18は、実施例1の吸着剤を用いて、クロム、ニッケル、ヒ素、カドミウムおよび鉛を、それぞれ、2ppmの含有率で含む標準液を処理した場合の吸着剤の単位質量あたりの各重金属の吸着量を示すグラフである。FIG. 18 shows each heavy metal per unit mass of the adsorbent when a standard solution containing chromium, nickel, arsenic, cadmium and lead at a content of 2 ppm was treated with the adsorbent of Example 1. It is a graph which shows the adsorption amount. 図19は、実施例2の吸着剤を用いて、クロム、ニッケル、ヒ素、カドミウムおよび鉛を、それぞれ、2ppmの含有率で含む標準液を処理した場合の吸着剤の単位質量あたりの各重金属の吸着量を示すグラフである。FIG. 19 shows each heavy metal per unit mass of the adsorbent when a standard solution containing chromium, nickel, arsenic, cadmium and lead at a content of 2 ppm was treated with the adsorbent of Example 2. It is a graph which shows the adsorption amount.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
〔汚泥の処理方法、汚泥の処理システム〕
≪第1実施形態≫
以下、汚泥の処理方法、汚泥の処理システムの第1実施形態について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
[Sludge treatment method, sludge treatment system]
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a sludge treatment method and a first embodiment of a sludge treatment system will be described.

図1は、本発明の汚泥の処理システムの第1実施形態を模式的に示す図である。図2は、図1に示す処理システムが備える吸着処理部の一例を模式的に示す図である。図3は、本発明の汚泥の処理方法の第1実施形態を示す工程図である。以下の説明では、図1、図2中の下側を「下側」または「下部」とし、図1、図2中の上側を「上側」または「上部」とする。後に説明する図4についても同様である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the sludge treatment system of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of an adsorption processing unit included in the processing system shown in FIG. FIG. 3 is a process diagram showing a first embodiment of the sludge treatment method of the present invention. In the following description, the lower side in FIGS. 1 and 2 is referred to as "lower side" or "lower side", and the upper side in FIGS. 1 and 2 is referred to as "upper side" or "upper side". The same applies to FIG. 4, which will be described later.

本発明の汚泥の処理方法は、汚泥の消化液Sを吸着剤36と接触させ、消化液Sに含まれるリン成分の少なくとも一部を、吸着剤(リン成分吸着剤)36に吸着させて除去する吸着工程と、吸着工程で消化液Sからリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥SSを燃焼する燃焼工程とを有する。 In the sludge treatment method of the present invention, the digestive juice S of the sludge is brought into contact with the adsorbent 36, and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice S is adsorbed on the adsorbent (phosphorus component adsorbent) 36 to remove it. It has an adsorption step of performing the adsorption step and a combustion step of burning the digested sludge SS obtained by removing at least a part of the phosphorus component from the digestive juice S in the adsorption step.

また、本発明の汚泥の処理システム1は、汚泥の消化液Sを吸着剤36と接触させ、消化液Sに含まれるリン成分の少なくとも一部を、吸着剤36に吸着させて除去する吸着処理部(吸着槽)30と、吸着処理部30で消化液Sからリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥SSを燃焼する燃焼炉60とを備える。 Further, in the sludge treatment system 1 of the present invention, the sludge digestive liquid S is brought into contact with the adsorbent 36, and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive liquid S is adsorbed on the adsorbent 36 to be removed. A unit (adsorption tank) 30 and a combustion furnace 60 for burning the digested sludge SS obtained by removing at least a part of the phosphorus component from the digestive liquid S in the adsorption treatment unit 30 are provided.

このような本発明によれば、燃焼時に蒸発するリン成分の量を減らし、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる汚泥の処理方法、汚泥の処理システムを提供することができる。 According to the present invention as described above, it is possible to provide a sludge treatment method and a sludge treatment system capable of reducing the amount of phosphorus components that evaporate during combustion and suppressing adverse effects on the combustion furnace.

特に、本発明では、汚泥(消化汚泥SS)の燃焼工程(燃焼炉60での燃焼処理)に先立って、汚泥の消化液S中に含まれているリン成分を、吸着工程(吸着処理部30)で処理し、汚泥(消化汚泥SS)および消化液に含まれるリン成分の濃度を低くする。 In particular, in the present invention, prior to the sludge (digestion sludge SS) combustion step (combustion treatment in the combustion furnace 60), the phosphorus component contained in the sludge digestion liquid S is adsorbed in the sludge adsorption step (adsorption treatment unit 30). ) To reduce the concentration of phosphorus components contained in sludge (digested sludge SS) and digestive juices.

消化汚泥SSに含まれるリン濃度が高いと、燃焼により、リン成分が蒸発し、燃焼炉60の炉壁、排気管、熱交換管等に悪影響を及ぼしやすいが、本発明では、リン成分を除去することにより、上記のような悪影響を抑えることができる。また、最終的な消化液中に含まれるリン濃度も十分に低くすることができる。 If the phosphorus concentration contained in the digested sludge SS is high, the phosphorus component evaporates due to combustion and tends to adversely affect the furnace wall, exhaust pipe, heat exchange pipe, etc. of the combustion furnace 60. However, in the present invention, the phosphorus component is removed. By doing so, the above-mentioned adverse effects can be suppressed. In addition, the phosphorus concentration contained in the final digestive juice can be sufficiently lowered.

なお、被処理物の元である汚泥は、リン成分を含んでいれば、いかなるものであってもよく、家庭等からの下水、し尿の処理あるいは工場廃水の浄化に伴って多量に排出される、有機質の最終生成物が凝集してできた固形物を含み、固形と液状の中間性状を示す泥状の廃棄物を含む概念である。 The sludge, which is the source of the object to be treated, may be any sludge as long as it contains a phosphorus component, and a large amount of sludge is discharged along with the treatment of sewage and urine from households or the purification of factory wastewater. , The concept includes solids formed by agglomeration of organic final products and mud-like wastes showing intermediate properties between solids and liquids.

また、被処理物である消化液S中において、リンは、通常、主形態であるリン酸イオンやリン酸塩、酸化物等の形態で含まれている。本明細書では、これらの形態を含めてリンを含む化合物(イオン性物質を含む)や当該化合物中に含まれるリン原子のことを、単にリンということがある。 Further, in the digestive juice S which is the object to be treated, phosphorus is usually contained in the main forms such as phosphate ion, phosphate and oxide. In the present specification, a compound containing phosphorus (including an ionic substance) including these forms and a phosphorus atom contained in the compound may be simply referred to as phosphorus.

また、本実施形態の汚泥の処理方法では、汚泥S1の消化を行う消化工程で、メタン発酵処理、硝化脱窒素処理、および、好気菌消化処理の各処理を行う。 Further, in the sludge treatment method of the present embodiment, in the digestion step of digesting the sludge S1, each treatment of methane fermentation treatment, nitrification denitrification treatment, and aerobic bacterium digestion treatment is performed.

そして、本実施形態の汚泥の処理システムは、汚泥S1の消化を行う消化処理部20が、メタン発酵処理を行う嫌気槽(メタン発酵処理部)21と、硝化脱窒素処理を行う無酸素槽(硝化脱窒素処理部)22と、好気菌消化処理を行う好気槽(好気菌消化処理部)23とを備えている。 In the sludge treatment system of the present embodiment, the digestion treatment unit 20 that digests the sludge S1 has an anaerobic tank (methane fermentation treatment unit) 21 that performs methane fermentation treatment and an anoxic tank (oxygenation treatment unit) that performs nitrification denitrification treatment. It is provided with a nitrification denitrification treatment unit) 22 and an aerobic tank (aerobic bacterium digestion treatment unit) 23 for performing an aerobic bacterium digestion treatment.

メタン発酵処理(嫌気槽21)では、主に、嫌気性微生物によって汚泥S1を分解するメタン発酵を行う。 In the methane fermentation treatment (anaerobic tank 21), methane fermentation is mainly performed to decompose sludge S1 by anaerobic microorganisms.

硝化脱窒素処理(無酸素槽22)では、メタン発酵処理(嫌気槽21)で発生したアンモニア性窒素を、硝化により硝酸性窒素、亜硝酸性窒素とした後に、還元反応により窒素ガスに変化させる。 In the nitrification denitrification treatment (anoxic tank 22), the ammoniacal nitrogen generated in the methane fermentation treatment (anaerobic tank 21) is converted into nitrate nitrogen and nitrite nitrogen by nitrification, and then converted into nitrogen gas by a reduction reaction. ..

好気菌消化処理(好気槽23)では、好気菌により、被処理物(汚泥S1についての消化処理が一部進行した消化液S)中に含まれている有機物を消化させたり、溶解状態で含まれているリン成分を好気菌である脱リン菌に取り込ませたりする。 In the aerobic bacterium digestion treatment (aerobic tank 23), the aerobic bacterium digests or dissolves the organic matter contained in the object to be treated (digestive juice S in which the digestion treatment for sludge S1 has partially progressed). The phosphorus component contained in the state is taken up by the aerobic bacterium Dephosphorus.

また、本実施形態の汚泥の処理方法は、消化工程および吸着工程の後であって、燃焼工程の前のタイミングで、消化汚泥SSを脱水する脱水工程、および、乾燥する乾燥工程を有している。 Further, the sludge treatment method of the present embodiment includes a dehydration step of dehydrating the digested sludge SS and a drying step of drying after the digestion step and the adsorption step and before the combustion step. There is.

そして、本実施形態の汚泥の処理システムは、消化処理部20および吸着処理部30よりも下流側であり、燃焼炉60よりも上流側に、消化汚泥SSを脱水する脱水装置50、および、脱水装置50により脱水された消化汚泥SSを乾燥する乾燥装置70を備えている。 The sludge treatment system of the present embodiment is on the downstream side of the digestion treatment unit 20 and the adsorption treatment unit 30, and is on the upstream side of the combustion furnace 60, a dehydration device 50 for dehydrating the digestion sludge SS, and dehydration. A drying device 70 for drying the digested sludge SS dehydrated by the device 50 is provided.

このような構成により、汚泥の処理をより効率よく行うことができるとともに、本発明による効果をより顕著に発揮することができる。 With such a configuration, sludge can be treated more efficiently, and the effect of the present invention can be exhibited more remarkably.

また、本発明の汚泥の処理システムは、被処理物である汚泥(固形分としての汚泥、および、消化液のような液体分)を各装置間で移送する図示しない移送手段を備えていてもよい。 Further, even if the sludge treatment system of the present invention includes a transfer means (not shown) for transferring sludge (sludge as solid content and liquid content such as digestive juice) as an object to be treated between each device. Good.

本発明の汚泥の処理方法は、本発明の汚泥の処理システムを用いて好適に実施することができる。 The sludge treatment method of the present invention can be suitably carried out using the sludge treatment system of the present invention.

<消化工程(消化処理部)>
[メタン発酵処理(嫌気槽)]
まず、嫌気消化処理であるメタン発酵処理では、嫌気槽21において、有機性廃棄物である汚泥S1を嫌気性微生物によって分解し、メタンガスを生産しながら、減容化する。
<Digestion process (digestion processing department)>
[Methane fermentation treatment (anaerobic tank)]
First, in the methane fermentation treatment, which is an anaerobic digestion treatment, sludge S1, which is an organic waste, is decomposed by anaerobic microorganisms in the anaerobic tank 21, and the volume is reduced while producing methane gas.

嫌気槽21には、嫌気性微生物群を高濃度に保持する微生物の固定床が設けられているのが好ましい。例えば、発酵槽内に微生物担体(例えば、ガラス繊維製、炭素繊維製の微生物担体等)を充填して図示しない固定床とすることができる。 The anaerobic tank 21 is preferably provided with a fixed bed of microorganisms that retains a high concentration of anaerobic microorganisms. For example, a microbial carrier (for example, a microbial carrier made of glass fiber, carbon fiber, etc.) can be filled in the fermenter to form a fixed bed (not shown).

嫌気槽21内に導入された汚泥S1を嫌気性微生物群により消化させ、メタンガスにまで分解する。 The sludge S1 introduced into the anaerobic tank 21 is digested by a group of anaerobic microorganisms and decomposed into methane gas.

また、嫌気槽21には、汚泥S1を嫌気性微生物群の活性温度に保持する図示しない装置が設けられているのが好ましい。 Further, it is preferable that the anaerobic tank 21 is provided with a device (not shown) that keeps the sludge S1 at the active temperature of the anaerobic microorganism group.

これにより、嫌気槽21内の汚泥S1をメタン生成微生物に適する発酵温度、例えば、中温域から高温域(例えば、37℃以上55℃以下程度)に維持することができ、メタン生成をさらに効率よく行うことができる。
なお、嫌気槽21は、例えば、固定床に代えて浮遊床方式とすることもできる。
As a result, the sludge S1 in the anaerobic tank 21 can be maintained at a fermentation temperature suitable for methanogenic microorganisms, for example, from a medium temperature range to a high temperature range (for example, about 37 ° C. or higher and 55 ° C. or lower), and methane production can be more efficiently performed. It can be carried out.
The anaerobic tank 21 may have a floating floor system instead of the fixed floor, for example.

メタン生成嫌気性微生物により、汚泥S1中に含まれる有機酸等の有機物質は分解され、メタンガスおよび炭酸ガスが生成される。なお、メタン発酵処理により発生したメタンは、回収してエネルギー資源として再利用することができる。 Methane-producing anaerobic microorganisms decompose organic substances such as organic acids contained in sludge S1 to generate methane gas and carbon dioxide gas. The methane generated by the methane fermentation treatment can be recovered and reused as an energy resource.

そして、嫌気消化処理であるメタン発酵処理が施された汚泥S1(消化液Sにも)は、有機残渣を含んでいる。嫌気消化処理であるメタン発酵処理を経て得られた消化液Sにはアンモニア性窒素およびリンが多く含まれているので、消化液をこのまま放流することは、環境に影響を与えることから規制されている。そこで、本実施形態では、吸着処理部30を設けることで消化液Sからリンを除去し、その後のリンによる負荷を減らすことにより、最終的に消化汚泥SSに含まれるリン成分の含有量を減らし、焼却の際に、過剰なリン成分の蒸発による焼却炉内の腐食等の問題の発生を効果的に防止することができる。 The sludge S1 (also in the digestive juice S) subjected to the methane fermentation treatment, which is an anaerobic digestion treatment, contains an organic residue. Since the digestive juice S obtained through the methane fermentation treatment, which is an anaerobic digestive treatment, contains a large amount of ammoniacal nitrogen and phosphorus, it is regulated to release the digestive juice as it is because it affects the environment. There is. Therefore, in the present embodiment, phosphorus is removed from the digestive juice S by providing the adsorption treatment unit 30, and the load due to phosphorus thereafter is reduced to finally reduce the content of the phosphorus component contained in the digestive sludge SS. During incineration, it is possible to effectively prevent the occurrence of problems such as corrosion in the incinerator due to the evaporation of excess phosphorus components.

嫌気槽21でメタン発酵処理された汚泥S1と消化液Sは、硝化脱窒素処理部である無酸素槽22に供給される。言い換えると、メタン発酵処理に供された汚泥(消化液S)は、その後、硝化脱窒素処理に供される。 The sludge S1 and the digestive juice S that have been methane-fermented in the anaerobic tank 21 are supplied to the oxygen-free tank 22 that is the nitrification and denitrification treatment section. In other words, the sludge (digestive liquid S) subjected to the methane fermentation treatment is then subjected to the nitrification denitrification treatment.

[硝化脱窒素処理(無酸素槽)]
硝化脱窒素処理では、無酸素槽22において、メタン発酵処理で発生したアンモニア性窒素を窒素ガスに変化させる。
[Nitrification denitrification treatment (oxygen-free tank)]
In the nitrification denitrification treatment, the ammoniacal nitrogen generated in the methane fermentation treatment is changed to nitrogen gas in the oxygen-free tank 22.

図示の構成では、無酸素槽(硝化脱窒素処理部)22は、被処理物である消化液S(すなわち、嫌気槽21で処理された液相)に含まれている硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を微生物(脱窒菌)処理で窒素に還元する無酸素部221と、好気性条件下でアンモニア性窒素を微生物(硝酸菌、亜硝酸菌のうちの少なくとも一方)で処理することで硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を生成する好気部222を備えている。 In the illustrated configuration, the anoxic tank (nitrification denitrification treatment unit) 22 contains nitrate nitrogen and nitrite contained in the digestive juice S (that is, the liquid phase treated in the anaerobic tank 21) which is the object to be treated. Anoxic part 221 that reduces sex nitrogen to nitrogen by microbial (denitrification) treatment, and nitrate by treating ammoniacal nitrogen with microorganisms (at least one of nitrifying bacteria and nitrite bacteria) under aerobic conditions. It is provided with an aerobic portion 222 that produces nitrogen and nitrite nitrogen.

まず、無酸素部221において、無酸素の状態を好む硝化細菌(脱窒菌)によって、消化液S中に含まれる硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を窒素ガスに変化させる(脱窒素処理)。次に、消化液Sは好気部222に送られる。好気部222においては、消化液S中に含まれるアンモニア性窒素を微生物(硝酸菌、亜硝酸菌の少なくとも一方)によって、硝酸性窒素、亜硝酸性窒素へ変化させる。次いで、消化液Sは無酸素部221に送られる。このようにして、消化液Sは無酸素部221と好気部222の間を内部循環する。 First, in the anoxic section 221, nitrifying bacteria (denitrifying bacteria) that prefer an anoxic state change nitrate nitrogen and nitrite nitrogen contained in the digestive juice S into nitrogen gas (denitrification treatment). Next, the digestive juice S is sent to the aerobic unit 222. In the aerobic portion 222, the ammoniacal nitrogen contained in the digestive juice S is changed to nitrate nitrogen and nitrite nitrogen by a microorganism (at least one of nitrifying bacteria and nitrite bacteria). The digestive juice S is then sent to the anoxic section 221. In this way, the digestive juice S circulates internally between the anoxic portion 221 and the aerobic portion 222.

これにより、消化液に含まれるアンモニア性窒素、硝酸性窒素、亜硝酸性窒素の量を少なくすることができる。 As a result, the amount of ammoniacal nitrogen, nitrate nitrogen, and nitrite nitrogen contained in the digestive juice can be reduced.

なお、図示の構成では、無酸素槽22および好気槽23を1つずつ備えているが、無酸素槽22および好気槽23の組み合わせを複数段備えていてもよい。また、消化液Sを、同一の無酸素槽22および好気槽23を、繰り返し循環させるように構成してもよい。 In the illustrated configuration, the oxygen-free tank 22 and the aerobic tank 23 are provided one by one, but a combination of the oxygen-free tank 22 and the aerobic tank 23 may be provided in a plurality of stages. Further, the digestive juice S may be configured to repeatedly circulate the same oxygen-free tank 22 and the aerobic tank 23.

嫌気槽21および無酸素槽22では、脱リン菌からリンが吐き出されるので消化液S中にリン濃度は高くなる。 In the anaerobic tank 21 and the anoxic tank 22, phosphorus is exhaled from the dephosphorizing bacteria, so that the phosphorus concentration in the digestive juice S becomes high.

[好気菌消化処理(好気槽)]
好気菌消化処理では、好気槽23において、好気菌により、被処理物(すなわち、汚泥S1についての消化処理が一部進行した消化液S)中に含まれている有機物を消化させたり、好気菌である脱リン菌により、溶解状態で含まれているリン成分を取り込むようにする。
[Aerobic bacteria digestion treatment (aerobic tank)]
In the aerobic bacterium digestion treatment, in the aerobic tank 23, the aerobic bacterium digests the organic matter contained in the object to be treated (that is, the digestive juice S in which the digestion treatment for the sludge S1 has partially progressed). , Dephosphorizing bacteria, which are aerobic bacteria, take in the phosphorus component contained in the dissolved state.

これにより、例えば、消化液S中に溶解状態で含まれるリン成分の含有率を十分に低くすることができるため、本処理後の消化液Sを排水として処理することができる。 As a result, for example, the content of the phosphorus component contained in the digestive juice S in a dissolved state can be sufficiently lowered, so that the digestive juice S after this treatment can be treated as wastewater.

<吸着工程(吸着処理部)>
吸着工程では、吸着処理部30において、消化液Sを吸着剤36と接触させ、消化液Sに含まれるリン成分の少なくとも一部を、吸着剤36に吸着させて除去する。
<Adsorption process (adsorption processing unit)>
In the adsorption step, in the adsorption treatment unit 30, the digestive juice S is brought into contact with the adsorbent 36, and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice S is adsorbed on the adsorbent 36 to be removed.

特に、本実施形態では、吸着処理部30が、無酸素槽22よりも下流側で好気槽23よりも上流側に設けられており、吸着工程を硝化脱窒素処理と好気菌消化処理との間のタイミングで行う。すなわち、本実施形態では、消化工程中において吸着工程を行う。 In particular, in the present embodiment, the adsorption treatment unit 30 is provided on the downstream side of the oxygen-free tank 22 and on the upstream side of the aerobic tank 23, and the adsorption steps include nitrification denitrification treatment and aerobic bacteria digestion treatment. Do it at the timing between. That is, in the present embodiment, the adsorption step is performed during the digestion step.

これにより、好気槽23(好気菌消化処理)に供される消化液S中におけるリンの含有率を十分に低くすることができ、最終的に燃焼炉60に供給される消化汚泥SS中に含まれるリンの含有率を十分に低くすることができる。その結果、焼却の際に、過剰なリン成分の蒸発による焼却炉60内の腐食等の問題の発生をより効果的に防止することができる。 As a result, the phosphorus content in the digestive juice S provided in the aerobic tank 23 (aerobic bacterium digestion treatment) can be sufficiently lowered, and in the digestive sludge SS finally supplied to the combustion furnace 60. The content of phosphorus contained in the above can be sufficiently lowered. As a result, it is possible to more effectively prevent the occurrence of problems such as corrosion in the incinerator 60 due to the evaporation of the excess phosphorus component at the time of incineration.

吸着剤36は、消化液S中のリン成分を吸着することができればよいが、例えば、ドロマイト類、水酸化カルシウム(Ca(OH))、炭酸カルシウム(CaCO)、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、炭酸マグネシウム(MgCO)等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
中でも、吸着工程では、吸着剤36としてドロマイト類を用いるのが好ましい。
The adsorbent 36 may be capable of adsorbing the phosphorus component in the digestive juice S, and for example, dolomites, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium hydroxide (Mg (Mg). OH) 2 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ) and the like can be mentioned, and one or a combination of two or more selected from these can be used.
Above all, in the adsorption step, it is preferable to use dolomites as the adsorbent 36.

これにより、消化液S中に含まれるリン成分をドロマイト類により効率よく吸着させることができる。また、リン成分とともに、消化液S中に含まれる重金属も効率よく除去することができる。 As a result, the phosphorus component contained in the digestive juice S can be efficiently adsorbed by the dolomites. In addition, heavy metals contained in the digestive juice S can be efficiently removed together with the phosphorus component.

本工程で用いるドロマイト類としては、ドロマイト、水酸化ドロマイト(消化ドロマイト。ドロマイトプラスターを含む)、軽焼ドロマイト、ドロマイトクリンカー等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the dolomites used in this step include dolomite, hydroxylated dolomite (digested dolomite, including dolomite plaster), light-baked dolomite, dolomite clinker, and the like, and one or more selected from these are used in combination. be able to.

中でも、水酸化ドロマイトを用いることにより、消化液S中に含まれるリン成分をドロマイト類にさらに効率よく吸着させることができる。また、消化液S中に含まれる重金属もより効率よく除去することができる。 Above all, by using the hydroxylated dolomite, the phosphorus component contained in the digestive juice S can be more efficiently adsorbed on the dolomites. In addition, heavy metals contained in the digestive juice S can be removed more efficiently.

また、ドロマイトを用いることにより、吸着剤36としてのドロマイト類の選択の幅が広がり、ドロマイト類の粒径や細孔径等の条件を最適な条件に調整することができる。また、吸着剤36がより安価であるため、汚泥の処理コストのさらなる低減の観点からも有利である。
なお、本明細書において、軽焼ドロマイトとは、焼成ドロマイトのうち、600℃以下の焼成温度で焼成されたもののことをいう。
Further, by using dolomite, the range of selection of dolomites as the adsorbent 36 is widened, and the conditions such as the particle size and the pore diameter of the dolomites can be adjusted to the optimum conditions. Further, since the adsorbent 36 is cheaper, it is advantageous from the viewpoint of further reducing the sludge treatment cost.
In the present specification, the light-baked dolomite refers to calcined dolomite that has been calcined at a calcining temperature of 600 ° C. or lower.

本工程で用いる吸着剤36は、通常、多孔質である。
これにより、吸着剤36の単位質量および単位体積当たりの表面積を大きくすることができ、リン成分の除去効率をさらに向上させることができる。
The adsorbent 36 used in this step is usually porous.
As a result, the unit mass of the adsorbent 36 and the surface area per unit volume can be increased, and the efficiency of removing the phosphorus component can be further improved.

吸着剤36(特に、ドロマイト類)の平均細孔径は、特に限定されないが、1nm以上100μm以下であるのが好ましく、2nm以上100μm以下であるのがより好ましく、50nm以上30μm以下であるのがさらに好ましい。 The average pore diameter of the adsorbent 36 (particularly dolomites) is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 100 μm or less, more preferably 2 nm or more and 100 μm or less, and further preferably 50 nm or more and 30 μm or less. preferable.

これにより、吸着剤36の耐久性を確保しつつ、吸着剤36によるリン成分の吸着効率をさらに向上させることができる。また、消化液S中に含まれる重金属もより効率よく除去することができる。 This makes it possible to further improve the adsorption efficiency of the phosphorus component by the adsorbent 36 while ensuring the durability of the adsorbent 36. In addition, heavy metals contained in the digestive juice S can be removed more efficiently.

吸着剤36(特に、ドロマイト類)のBET比表面積は、特に限定されないが、10m/g以上であるのが好ましく、40m/g以上1000m/g以下であるのがより好ましい。The BET specific surface area of the adsorbent 36 (particularly dolomites) is not particularly limited , but is preferably 10 m 2 / g or more, and more preferably 40 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or less.

これにより、吸着剤36によるリン成分の吸着効率をさらに向上させることができる。また、消化液S中に含まれる重金属もより効率よく除去することができる。 As a result, the adsorption efficiency of the phosphorus component by the adsorbent 36 can be further improved. In addition, heavy metals contained in the digestive juice S can be removed more efficiently.

吸着剤36(特に、ドロマイト類)の形状、大きさは特に限定されないが、吸着剤36が粒子状をなしている場合、その平均粒径は、3μm以上300mm以下であるのが好ましく、100μm以上250mm以下であるのがより好ましく、1mm以上200mm以下であるのがさらに好ましく、10mm以上150mm以下であるのがもっとも好ましい。 The shape and size of the adsorbent 36 (particularly dolomites) are not particularly limited, but when the adsorbent 36 is in the form of particles, the average particle size thereof is preferably 3 μm or more and 300 mm or less, preferably 100 μm or more. It is more preferably 250 mm or less, further preferably 1 mm or more and 200 mm or less, and most preferably 10 mm or more and 150 mm or less.

これにより、吸着剤36の単位質量および単位体積当たりの粒子表面積を大きくすることや吸着剤36にリン成分を均一に吸着させることができるとともに、粒子状の吸着剤36が不本意に凝集してしまうこと等が効果的に防止され、吸着剤36の流動性、取り扱いのしやすさが向上する。また、容器(例えば、カラム35)への充填性(充填のしやすさ、容器の形状に対する追従性)を向上させることができる。 As a result, the unit mass of the adsorbent 36 and the surface area of the particles per unit volume can be increased, the phosphorus component can be uniformly adsorbed on the adsorbent 36, and the particulate adsorbent 36 is unintentionally aggregated. It is effectively prevented from being stowed, and the fluidity and ease of handling of the adsorbent 36 are improved. Further, the filling property (easiness of filling, followability to the shape of the container) into the container (for example, the column 35) can be improved.

吸着工程で吸着剤36に吸着させるリン成分は、少なくともその一部が消化液Sに溶解状態で含まれていればよい。 At least a part of the phosphorus component to be adsorbed on the adsorbent 36 in the adsorption step may be contained in the digestive juice S in a dissolved state.

本工程で吸着剤36に吸着されるリン成分としては、例えば、リン酸イオンやその塩(例えば、リン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素カルシウム等)、亜リン酸やその塩、ペルオキソ一リン酸やその塩、ホスホン酸やその塩、ホスフィン酸やその塩、五酸化二リン等のリンの酸化物、五塩化リン等のリンのハロゲン化物、塩化ホスホリル等のハロゲン化ホスホリル、一リン化カルシウム、二リン化酸カルシウム等のリン化カルシウム等が挙げられる。 Examples of the phosphorus component adsorbed by the adsorbent 36 in this step include phosphate ions and salts thereof (for example, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, trisodium phosphate, hydrogen phosphate). Disodium, sodium dihydrogen phosphate, tripotassium phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, etc.), phosphite and its salts, peroxomonophosphoric acid and its salts, phosphones Acids and their salts, phosphinic acid and its salts, phosphorus oxides such as diphosphorus pentoxide, phosphorus halides such as phosphorus pentoxide, phosphoryl halides such as phosphoryl chloride, calcium monophosphate, calcium diphosphate Phosphate calcium and the like can be mentioned.

本工程での消化液Sと吸着剤36とを含む混合物のpH(特に、本工程終了時におけるpH)は、3以上13以下であるのが好ましく、5以上10以下であるのがより好ましい。 The pH of the mixture containing the digestive juice S and the adsorbent 36 in this step (particularly, the pH at the end of this step) is preferably 3 or more and 13 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less.

これにより、リン成分を吸着剤36により効率よく吸着させることができ、本工程をより効率よく行うことができる。 As a result, the phosphorus component can be efficiently adsorbed by the adsorbent 36, and this step can be performed more efficiently.

以下、吸着処理部30について詳細に説明する。
図2に示すように、吸着処理部30は、消化液Sが入れられた処理槽31と、吸着剤36が充填されたカラム(容器)35と、処理槽31とカラム35の下部とを接続して配され、処理槽31からカラム35に消化液Sを供給する第1の配管32と、カラム35の上部と処理槽31とを接続して配され、カラム35を通過した消化液Sを処理槽31に戻す第2の配管33とを有している。
Hereinafter, the adsorption processing unit 30 will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the adsorption treatment unit 30 connects the treatment tank 31 containing the digestive juice S, the column (container) 35 filled with the adsorbent 36, and the treatment tank 31 and the lower portion of the column 35. The first pipe 32 that supplies the digestive juice S from the treatment tank 31 to the column 35, and the digestive liquid S that is arranged by connecting the upper part of the column 35 and the treatment tank 31 and has passed through the column 35. It has a second pipe 33 that returns to the processing tank 31.

図示の構成では、消化液Sは、処理槽31の下部から、第1の配管32を通じてカラム35に供給される。なお、消化液Sは、処理槽31の上部からカラム35に供給される構成であってもよい。 In the illustrated configuration, the digestive juice S is supplied from the lower part of the treatment tank 31 to the column 35 through the first pipe 32. The digestive juice S may be supplied to the column 35 from the upper part of the treatment tank 31.

カラム35に消化液Sを通す場合に、図示のように、カラム35の下側から上側に向けて消化液Sを通すのが好ましい。 When the digestive juice S is passed through the column 35, it is preferable to pass the digestive juice S from the lower side to the upper side of the column 35 as shown in the figure.

これにより、カラム35の内部に消化液Sを行き渡らせることができ、カラム35に充填された吸着剤36と消化液Sとをより効率よく接触させて、消化液S中に含まれるリン成分を、吸着剤36により効率よく吸着させることができる。特に、吸着剤36としてドロマイト類を用いる場合、ドロマイト類の空孔内においてもリン成分をドロマイト類により効率よく吸着させることができる。 As a result, the digestive juice S can be distributed inside the column 35, and the adsorbent 36 filled in the column 35 and the digestive juice S can be brought into contact with each other more efficiently to remove the phosphorus component contained in the digestive juice S. , The adsorbent 36 can be efficiently adsorbed. In particular, when dolomites are used as the adsorbent 36, the phosphorus component can be efficiently adsorbed by the dolomites even in the pores of the dolomites.

カラム35を通過した消化液Sは、カラム35の上部から、第2の配管33を通じて処理槽31に戻される。 The digestive juice S that has passed through the column 35 is returned from the upper part of the column 35 to the processing tank 31 through the second pipe 33.

吸着剤36による吸着作用により、カラム35を通過した後の消化液Sは、カラム35を通過する前の消化液Sに比べて、リンの濃度が低下している。 Due to the adsorption action of the adsorbent 36, the concentration of phosphorus in the digestive juice S after passing through the column 35 is lower than that in the digestive juice S before passing through the column 35.

また、処理槽31とカラム35との間で消化液Sを循環させることで、繰り返し吸着処理を行い、より効率よく吸着剤36にリン成分を吸着させることができる。 Further, by circulating the digestive juice S between the treatment tank 31 and the column 35, the adsorption treatment can be repeated and the phosphorus component can be more efficiently adsorbed on the adsorbent 36.

吸着剤36が充填されたカラム35に消化液Sを通すことにより、吸着剤36と接触させた後の吸着剤36からの消化液Sの分離が容易になる。 By passing the digestive juice S through the column 35 filled with the adsorbent 36, the digestive liquid S can be easily separated from the adsorbent 36 after being brought into contact with the adsorbent 36.

また、カラム35を着脱可能なカートリッジとすることにより、吸着剤36の交換を容易に行うことができる。また、リン成分を吸着した吸着剤36の回収も容易に行うことができる。 Further, by making the column 35 a removable cartridge, the adsorbent 36 can be easily replaced. In addition, the adsorbent 36 that has adsorbed the phosphorus component can be easily recovered.

なお、消化液Sは多くの固形分(夾雑物)を含む場合があり、消化液Sをそのままカラム35に通すと、固形分によりカラム35が目詰まりを起こしてしまう可能性がある。 The digestive juice S may contain a large amount of solids (contaminants), and if the digestive juice S is passed through the column 35 as it is, the column 35 may be clogged due to the solids.

そこで、カラム35に供給される消化液Sから、カラム35が目詰まりしない程度に、比較的大きな固形分(夾雑物)を除去しておくのが好ましい。例えば、図2に示すように、フィルター、スクリーン、トロンメル、渦流式分水槽(スワール分水槽)等の夾雑物除去手段34を、第1の配管32の入り口または中途部に配しておくのが好ましい。 Therefore, it is preferable to remove a relatively large solid content (contaminants) from the digestive juice S supplied to the column 35 so that the column 35 is not clogged. For example, as shown in FIG. 2, the contaminant removing means 34 such as a filter, a screen, a trommel, and a vortex diversion tank (swirl diversion tank) is arranged at the entrance or the middle of the first pipe 32. preferable.

これにより、カラム35の目詰まりを効果的に防止しつつ、長期間にわたってより安定的に、消化液Sと吸着剤36とを接触させることができる。また、処理システム1のメンテナンス(吸着剤36の交換を含む)の頻度を減らすことができ、消化液Sの処理の効率をより向上させることができる。 As a result, the digestive juice S and the adsorbent 36 can be brought into contact with each other more stably for a long period of time while effectively preventing clogging of the column 35. In addition, the frequency of maintenance of the processing system 1 (including replacement of the adsorbent 36) can be reduced, and the efficiency of processing the digestive juice S can be further improved.

本工程の処理時間(消化液Sがカラム35に入り、吸着剤36との接触時間、すなわち、滞留時間)は、特に限定されないが、1分以上1日以下であるのが好ましく、10分以上3時間以下であるのがより好ましい。 The treatment time of this step (the contact time of the digestive juice S entering the column 35 and the contact time with the adsorbent 36, that is, the residence time) is not particularly limited, but is preferably 1 minute or more and 1 day or less, and is preferably 10 minutes or more. More preferably, it is 3 hours or less.

これにより、消化液Sの処理効率の低下を効果的に防止しつつ、吸着剤36によるリン成分の吸着効率をさらに向上させることができる。 As a result, it is possible to further improve the adsorption efficiency of the phosphorus component by the adsorbent 36 while effectively preventing the treatment efficiency of the digestive juice S from decreasing.

本工程の処理温度は、特に限定されないが、0℃以上90℃以下であるのが好ましく、10℃以上80℃以下であるのがより好ましく、15℃以上60℃以下であるのがさらに好ましい。 The treatment temperature in this step is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and further preferably 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

これにより、リン成分を吸着剤36により効率よく吸着させることができ、短時間で効率よく本工程を行うことができる。 As a result, the phosphorus component can be efficiently adsorbed by the adsorbent 36, and this step can be efficiently performed in a short time.

本工程(吸着工程)終了時における、消化液S中に含まれる溶解成分としてのリンの除去率(何ら処理が施されていない被処理物である消化液Sからのリンの除去率で、元素Pに換算した値)は、特に限定されなく、燃焼炉60での状況によってかわるが、10質量%以上98質量%以下であるのが好ましく、50質量%以上90質量%以下であるのがより好ましい。 At the end of this step (adsorption step), the removal rate of phosphorus as a dissolving component contained in the digestive juice S (the removal rate of phosphorus from the digestive juice S, which is the object to be treated without any treatment, is an element. The value converted to P) is not particularly limited and varies depending on the situation in the combustion furnace 60, but is preferably 10% by mass or more and 98% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less. preferable.

これにより、本発明による効果がより顕著に発揮され、燃焼炉60等に与える悪影響をより効果的に抑制することができる。 As a result, the effect of the present invention is more prominently exhibited, and the adverse effect on the combustion furnace 60 and the like can be suppressed more effectively.

これに対し、溶解成分としてのリンの除去率が低すぎると、前述したような本発明による効果が十分に発揮されない可能性がある。 On the other hand, if the removal rate of phosphorus as a dissolving component is too low, the effects of the present invention as described above may not be sufficiently exhibited.

一方、溶解成分としてのリンの除去率を必要以上に高くしても、焼却炉等に対する悪影響の程度はほとんど変化せず、吸着剤36の使用量が増大し、吸着工程に要する時間が必要以上に長くなる等の問題を生じ、消化液Sの処理効率、コスト等の観点から好ましくない。 On the other hand, even if the removal rate of phosphorus as a dissolving component is increased more than necessary, the degree of adverse effect on the incinerator or the like hardly changes, the amount of the adsorbent 36 used increases, and the time required for the adsorption process is longer than necessary. It causes a problem that the digestive juice S becomes long, which is not preferable from the viewpoint of processing efficiency and cost of the digestive juice S.

吸着工程に供された消化液Sは、消化処理部20の好気槽(好気菌消化処理部)23に供給され、前述したような好気菌による好気菌消化処理と、脱リン菌による脱リン処理が施される。 The digestive juice S used in the adsorption step is supplied to the aerobic tank (aerobic bacterium digestion treatment section) 23 of the digestion treatment section 20, and is subjected to the aerobic bacterium digestion treatment by the aerobic bacterium as described above and the dephosphorization bacterium. Is dephosphorized by.

<脱水工程(脱水装置)>
消化処理、吸着処理後、処理済みの消化液Sを含む消化汚泥SSは、脱水装置50に供給される。
<Dehydration process (dehydration device)>
After the digestion treatment and the adsorption treatment, the digestive sludge SS containing the treated digestive juice S is supplied to the dehydrator 50.

脱水工程では、脱水装置50を用いて、消化汚泥SSに脱水処理を施し、消化汚泥SSの含水率を低くする。 In the dehydration step, the digestion sludge SS is dehydrated using the dehydration apparatus 50 to reduce the water content of the digestion sludge SS.

これにより、燃焼炉60における燃焼温度を低下させず、燃焼工程をより効率よく行うことができる。 As a result, the combustion step can be performed more efficiently without lowering the combustion temperature in the combustion furnace 60.

脱水装置50としては、例えば、ベルトプレス型脱水装置、遠心分離型脱水装置、フィルタプレス等の脱水装置を採用することができる。 As the dehydrating device 50, for example, a dehydrating device such as a belt press type dehydrating device, a centrifuge type dehydrating device, or a filter press can be adopted.

ここで、もともとの消化液S中に含まれていたリンは、その多くが、吸着工程での吸着剤36による吸着により、系外に除去されており、好気槽(好気菌消化処理)での脱リン菌(好気菌の一種類)に取り込まれるリンの量が少なくなり、好気槽23で発生する消化汚泥SS(余剰汚泥)の中に含まれているリンの含有量は、大きく低下している。 Here, most of the phosphorus originally contained in the digestive juice S is removed from the system by adsorption by the adsorbent 36 in the adsorption step, and the aerobic tank (aerobic bacterium digestion treatment). The amount of phosphorus taken up by the dephosphorized bacteria (a type of aerobic bacteria) in the aerobic tank 23 is reduced, and the content of phosphorus contained in the digestive sludge SS (surplus sludge) generated in the aerobic tank 23 is It has dropped significantly.

脱水処理された消化汚泥SSは、さらに、加熱乾燥機等を用いて乾燥処理を施してもよい。 The dehydrated digested sludge SS may be further dried using a heat dryer or the like.

加熱乾燥機としては、例えば、熱風乾燥機、ベルト乾燥機、キルン乾燥機等の乾燥機を採用することができる。 As the heat dryer, for example, a dryer such as a hot air dryer, a belt dryer, or a kiln dryer can be adopted.

これにより、消化汚泥SSの含水率をより低くすることができ、燃焼工程をさらに効率よく行うことができる。 As a result, the water content of the digested sludge SS can be made lower, and the combustion step can be performed more efficiently.

脱水装置50で脱水処理された消化汚泥SSは燃焼炉60に供給される。言い換えると、脱水工程に供された消化汚泥SSは、その後、燃焼工程に供される。 The digested sludge SS dehydrated by the dehydrating device 50 is supplied to the combustion furnace 60. In other words, the digested sludge SS subjected to the dehydration step is then subjected to the combustion step.

<燃焼工程(燃焼炉)>
燃焼工程では、燃焼炉60において、上述した処理が施された消化汚泥SSを燃焼する。
<Combustion process (combustion furnace)>
In the combustion step, the digested sludge SS subjected to the above-mentioned treatment is burned in the combustion furnace 60.

このとき、消化汚泥SSが、脱水処理により含水率が低くなされていると、燃焼温度の不本意な低下をより効果的に防止しつつ、より効率よく本工程を行うことができる。また、燃焼温度の制御も容易となる。 At this time, if the water content of the digested sludge SS is lowered by the dehydration treatment, the present step can be performed more efficiently while more effectively preventing an unintentional decrease in the combustion temperature. In addition, the combustion temperature can be easily controlled.

燃焼炉60としては、例えば、流動層燃焼炉、回転型燃焼炉、固定層燃焼炉、ストーカー式燃焼炉、ガス化溶融炉等を採用することができる。 As the combustion furnace 60, for example, a fluidized layer combustion furnace, a rotary combustion furnace, a fixed layer combustion furnace, a stalker type combustion furnace, a gasification melting furnace, or the like can be adopted.

燃焼炉60は、高温の流動媒体(砂)61からなる流動媒体層を有する流動層燃焼炉であるのが好ましい。高温の流動媒体(砂)61に消化汚泥SSを投入することで、流動する砂の熱量を利用して消化汚泥SSをムラなく、より短時間で燃焼することができる。 The combustion furnace 60 is preferably a fluidized bed combustion furnace having a fluidized bed layer made of a high-temperature fluidized medium (sand) 61. By putting the digested sludge SS into the high-temperature fluid medium (sand) 61, the digested sludge SS can be burned evenly in a shorter time by utilizing the heat amount of the flowing sand.

図1に示す例において、流動層燃焼炉としての燃焼炉60は、鉛直方向に延びる筒状の形状をしており、その内部が、ガスの上側への移動を許容する分散板62によって仕切られて、分散板62より下側がガス供給部63とされている。分散板62の上側には、流動媒体61である砂からなる流動媒体層を有する。ガス供給部63は、外部から供給された高温のガスを、分散板62を介して、上側の流動媒体層へ向かって送ることができるようになっている。流動媒体層は、ガス供給部63から供給されるガスにより流動するようになっている。 In the example shown in FIG. 1, the combustion furnace 60 as a fluidized bed combustion furnace has a tubular shape extending in the vertical direction, and the inside thereof is partitioned by a dispersion plate 62 that allows the gas to move upward. The lower side of the dispersion plate 62 is the gas supply unit 63. On the upper side of the dispersion plate 62, a flow medium layer made of sand, which is a flow medium 61, is provided. The gas supply unit 63 can send the high-temperature gas supplied from the outside toward the upper flow medium layer via the dispersion plate 62. The flow medium layer is made to flow by the gas supplied from the gas supply unit 63.

そして、高温の流動媒体61に消化汚泥SSを投入することで、流動砂の熱量を利用して消化汚泥SSをムラなく、より短時間で燃焼することができる。 Then, by charging the digested sludge SS into the high-temperature fluid medium 61, the digested sludge SS can be burned evenly in a shorter time by utilizing the heat amount of the fluidized sand.

燃焼工程において、燃焼温度(特に、最高燃焼温度)は、500℃以上1500℃以下であるのが好ましく、550℃以上900℃以下であるのがより好ましい。 In the combustion step, the combustion temperature (particularly, the maximum combustion temperature) is preferably 500 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, and more preferably 550 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.

これにより、燃焼処理に要するエネルギー量を削減しつつ、短時間で効率よく本工程を行うことができる。また、燃焼炉60等への悪影響をより効果的に防止することができる。 As a result, this process can be efficiently performed in a short time while reducing the amount of energy required for the combustion process. In addition, it is possible to more effectively prevent adverse effects on the combustion furnace 60 and the like.

本工程の処理時間(特に、500℃以上での燃焼時間)は、1秒以上120分以下であるのが好ましく、5秒以上10分以下であるのがより好ましい。 The processing time of this step (particularly, the burning time at 500 ° C. or higher) is preferably 1 second or more and 120 minutes or less, and more preferably 5 seconds or more and 10 minutes or less.

これにより、燃焼処理に要するエネルギー量を削減しつつ、効率よく本工程を行うことができる。 As a result, this process can be efficiently performed while reducing the amount of energy required for the combustion process.

本工程で燃焼された消化汚泥SSは、処理生成物である燃焼灰となる。
また、吸着工程において、リン成分を吸着した吸着剤36(特に、ドロマイト類)は、例えば、焼成すること(特に、300℃以上1000℃以下の焼成温度で焼成すること)で、リンを含む吸着剤として再利用することができる。この吸着剤は、例えば、重金属を優れた効率で吸着する吸着剤として用いることができる。
The digested sludge SS burned in this process becomes combustion ash which is a treatment product.
Further, in the adsorption step, the adsorbent 36 (particularly dolomites) adsorbing the phosphorus component is adsorbed containing phosphorus by, for example, firing (particularly firing at a firing temperature of 300 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower). It can be reused as an agent. This adsorbent can be used, for example, as an adsorbent that adsorbs heavy metals with excellent efficiency.

このように、処理後の吸着剤36を再利用することで、最終的な産業廃棄物量を減量することができる。 By reusing the adsorbent 36 after the treatment in this way, the final amount of industrial waste can be reduced.

≪第2実施形態≫
図4は、本発明の汚泥の処理システムの第2実施形態を模式的に示す図である。図5は、図4に示す処理システムが備える吸着処理部と嫌気槽との関係を模式的に示す図である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 4 is a diagram schematically showing a second embodiment of the sludge treatment system of the present invention. FIG. 5 is a diagram schematically showing the relationship between the adsorption processing unit and the anaerobic tank included in the processing system shown in FIG.

以下、これらの図を参照して本発明の汚泥の処理方法、汚泥の処理システムの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。 Hereinafter, the sludge treatment method and the second embodiment of the sludge treatment system of the present invention will be described with reference to these figures, but the differences from the above-described embodiments will be mainly described, and the same matters will be described. The explanation is omitted.

本実施形態は、消化工程(消化処理部20)と吸着工程(吸着処理部30)との関係が異なる以外は前記第1実施形態と同様である。 This embodiment is the same as the first embodiment except that the relationship between the digestion step (digestion treatment unit 20) and the adsorption step (adsorption treatment unit 30) is different.

より具体的には、前述した実施形態では、吸着処理部30が消化処理部20を構成する嫌気槽21および無酸素槽22よりも下流側に設けられており、嫌気消化処理および硝化脱窒素処理の後に、吸着処理を行うように構成されていたが、本実施形態では、吸着処理部30’が、嫌気槽21および無酸素槽22にそれぞれ付設されており、嫌気処理であるメタン発酵処理中および無酸素処理である硝化脱窒素処理中に吸着処理を施すように構成されている。 More specifically, in the above-described embodiment, the adsorption treatment unit 30 is provided on the downstream side of the anaerobic tank 21 and the anoxic tank 22 constituting the digestion treatment unit 20, and the anaerobic digestion treatment and the nitrification denitrification treatment. However, in the present embodiment, the adsorption treatment unit 30'is attached to the anaerobic tank 21 and the anoxic tank 22, respectively, and is undergoing the methane fermentation treatment, which is the anaerobic treatment. And it is configured to perform an adsorption treatment during the nitrification denitrification treatment, which is an oxygen-free treatment.

吸着処理部30’は、前記第1実施形態で説明したのと同様のカラム(容器)35、吸着剤36、第1の配管32、第2の配管33および夾雑物除去手段34を備えている。 The adsorption processing unit 30'includes a column (container) 35, an adsorbent 36, a first pipe 32, a second pipe 33, and a contaminant removing means 34, which are the same as those described in the first embodiment. ..

このような構成にすることにより、消化処理および吸着処理をより効率よく行うことができ、汚泥の処理方法全体としての効率のさらなる向上を図ることができる。 With such a configuration, the digestion treatment and the adsorption treatment can be performed more efficiently, and the efficiency of the sludge treatment method as a whole can be further improved.

なお、吸着処理部30’は、図示の構成では嫌気槽21および無酸素槽22の両方に付設されているが、これらのうちの一方のみに付設されていてもよい。 Although the adsorption treatment unit 30'is attached to both the anaerobic tank 21 and the oxygen-free tank 22 in the illustrated configuration, it may be attached to only one of them.

〔吸着剤の製造方法〕
次に、本発明の吸着剤の製造方法について説明する。
[Manufacturing method of adsorbent]
Next, the method for producing the adsorbent of the present invention will be described.

本発明の吸着剤の製造方法は、汚泥の消化液とドロマイト類とを接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、前記消化液と接触させた前記ドロマイト類を焼成する焼成工程とを有する。 The method for producing an adsorbent of the present invention includes an adsorption step of bringing sludge digestive juice into contact with dolomites and adsorbing at least a part of phosphorus components contained in the digestive juice to the dolomites, and the digestive juice. It has a firing step of firing the dolomites that have been brought into contact with each other.

これにより、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤(すなわち、重金属吸着剤)を、汚泥を原料として製造することができる吸着剤の製造方法を提供することができる。特に、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を、安価で、生産性良く製造することができる。また、汚泥の処理により発生する結果物(リン成分を吸着した吸着剤(すなわち、リン成分吸着剤))を有効利用することができ、汚泥処理のプロセスで、新たな廃棄物が生じてしまうことを効果的に防止することができる。 As a result, even when the hydrogen ion index (pH) is large, an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals (that is, a heavy metal adsorbent) can be produced using sludge as a raw material. A method can be provided. In particular, an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals can be produced inexpensively and with high productivity. In addition, the result product (adsorbent that adsorbs phosphorus component (that is, phosphorus component adsorbent)) generated by sludge treatment can be effectively used, and new waste is generated in the sludge treatment process. Can be effectively prevented.

また、前述した本発明に係る汚泥の処理方法での吸着工程を、本発明の吸着剤の製造方法における吸着工程と共通化することにより、汚泥の処理方法および吸着剤の製造方法を含む汚泥の処理プロセス全体として、設備への悪影響や廃棄物の新たな発生を抑えつつ、環境に悪影響を与えうる重金属を除去することができる吸着剤(すなわち、重金属吸着剤)を製造することができる。したがって、汚泥処理のプロセス全体を、環境や設備に優しいものとすることができる。 Further, by sharing the adsorption step in the sludge treatment method according to the present invention described above with the adsorption step in the adsorbent production method of the present invention, the sludge including the sludge treatment method and the adsorbent production method can be used. As a whole treatment process, it is possible to produce an adsorbent (that is, a heavy metal adsorbent) capable of removing heavy metals that may adversely affect the environment while suppressing adverse effects on equipment and new generation of waste. Therefore, the entire sludge treatment process can be made environmentally and equipment friendly.

また、本発明の製造方法では、従来高い除去率で除去することが特に困難であったヒ素についても、高い除去率で除去することが可能な吸着剤を製造することができる。 Further, in the production method of the present invention, it is possible to produce an adsorbent capable of removing arsenic, which has been particularly difficult to remove at a high removal rate in the past, at a high removal rate.

<吸着工程>
吸着工程では、ドロマイト類と、汚泥の消化液とを接触させる。これにより、前記消化液中に含まれるリン成分をドロマイト類に吸着させる。
<Adsorption process>
In the adsorption step, the dolomites are brought into contact with the digestive juice of sludge. As a result, the phosphorus component contained in the digestive juice is adsorbed on the dolomites.

本工程で用いるドロマイト類としては、前述した本発明に係る汚泥の処理方法、処理システムで用いる吸着剤36を好適に用いることができる。 As the dolomites used in this step, the adsorbent 36 used in the sludge treatment method and treatment system according to the present invention described above can be preferably used.

特に、水酸化ドロマイトを用いることにより、後の焼成工程において、リン酸イオンとドロマイト類を構成するCaとの間での化学結合の形成をより好適に進行させることができる。 In particular, by using dolomite hydroxide, the formation of a chemical bond between the phosphate ion and Ca constituting the dolomites can be more preferably promoted in the subsequent firing step.

また、ドロマイトを用いることにより、原料としてのドロマイト類の選択の幅が広がり、ドロマイト類の粒径や細孔径等の条件を好適に調整することができる。また、原料がより安価であるため、吸着剤(重金属吸着剤)の生産コストのさらなる低減の観点からも有利である。 Further, by using dolomite, the range of selection of dolomites as a raw material is widened, and conditions such as particle size and pore diameter of dolomite can be suitably adjusted. In addition, since the raw material is cheaper, it is advantageous from the viewpoint of further reducing the production cost of the adsorbent (heavy metal adsorbent).

本工程で用いるドロマイト類(すなわち、原料としてのドロマイト類)は、通常、多孔質である。
これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の単位質量および単位体積当たりの表面積を大きくすることができ、重金属の除去効率をさらに向上させることができる。さらに、焼成工程により、比表面積を増加させることができる。
The dolomites used in this step (that is, dolomites as a raw material) are usually porous.
As a result, the unit mass of the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the surface area per unit volume can be increased, and the efficiency of removing heavy metals can be further improved. Furthermore, the specific surface area can be increased by the firing step.

原料としてのドロマイト類の平均細孔径は、特に限定されないが、1nm以上100μm以下であるのが好ましく、2nm以上100μm以下であるのがより好ましく、50nm以上30μm以下であるのがさらに好ましい。 The average pore diameter of the dolomites as a raw material is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 100 μm or less, more preferably 2 nm or more and 100 μm or less, and further preferably 50 nm or more and 30 μm or less.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の耐久性を確保しつつ、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。なお、平均細孔径は、例えば、焼成工程での焼成条件等により調整することができる。 This makes it possible to further improve the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) while ensuring the durability of the adsorbent (heavy metal adsorbent). The average pore diameter can be adjusted, for example, according to the firing conditions in the firing step.

本工程でドロマイト類と接触させるリン化合物(すなわち、汚泥の消化液に含まれるリン化合物)としては、例えば、リン酸やその塩(例えば、リン酸アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素カルシウム等)、亜リン酸やその塩、ペルオキソ一リン酸やその塩、ホスホン酸やその塩、ホスフィン酸やその塩、五酸化二リン等のリンの酸化物、五塩化リン等のリンのハロゲン化物、塩化ホスホリル等のハロゲン化ホスホリル、一リン化カルシウム、二リン化酸カルシウム等のリン化カルシウム等が挙げられる。 Examples of the phosphorus compound to be brought into contact with dolomites in this step (that is, the phosphorus compound contained in the digestive juice of sludge) include phosphoric acid and salts thereof (for example, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate). Ammonium, trisodium phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, tripotassium phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, etc.), phosphite and its salts , Peroxomonophosphate and its salts, Phosphonic acid and its salts, Phosphonic acid and its salts, Phosphorus oxides such as diphosphorus pentoxide, Phosphorus halides such as phosphorus pentachloride, Phosphoryl halides such as phosphoryl chloride, Examples thereof include calcium phosphate such as calcium monophosphate and calcium diphosphate.

ドロマイト類とリン化合物(すなわち、汚泥の消化液に含まれるリン化合物)との比率は特に限定されないが、ドロマイト類に対するリン化合物の吸着量は、リン酸イオン量の換算で、ドロマイト類100質量部(%)に対して、0.1質量部以上20質量部以下であるのが好ましく、1質量部以上2質量部以下であるのがより好ましい。 The ratio of dolomites to phosphorus compounds (that is, phosphorus compounds contained in the digestive juice of sludge) is not particularly limited, but the amount of phosphorus compounds adsorbed on dolomites is 100 parts by mass of dolomites in terms of the amount of phosphate ions. With respect to (%), it is preferably 0.1 part by mass or more and 20 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 2 parts by mass or less.

これにより、ドロマイト類に吸着しないで残存するリン化合物の量を抑制しつつ、ドロマイト類へのリン化合物の吸着量を多くすることができ、ドロマイトより高価なリンを節約することもできる。さらに、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。 As a result, the amount of phosphorus compounds adsorbed on dolomites can be increased while suppressing the amount of phosphorus compounds remaining without being adsorbed on dolomites, and phosphorus, which is more expensive than dolomite, can be saved. Further, the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) can be further improved.

本工程は、ドロマイト類と汚泥の消化液とを含む混合物のpHが、3以上13以下であるのが好ましく、5以上10以下であるのがより好ましい。 In this step, the pH of the mixture containing dolomites and the digestive juice of sludge is preferably 3 or more and 13 or less, and more preferably 5 or more and 10 or less.

これにより、汚泥の消化液に含まれるリン化合物をドロマイト類により効率よく吸着させることができ、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。 As a result, the phosphorus compound contained in the digestive juice of sludge can be efficiently adsorbed by dolomites, and the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) can be further improved.

本工程の処理時間(すなわち、ドロマイト類と汚泥の消化液との接触時間)は、1分以上1日以下であるのが好ましく、10分以上3時間以下であるのがより好ましい。 The treatment time of this step (that is, the contact time between the dolomites and the digestive juice of sludge) is preferably 1 minute or more and 1 day or less, and more preferably 10 minutes or more and 3 hours or less.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の生産性の低下を効果的に防止しつつ、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。 This makes it possible to effectively prevent a decrease in the productivity of the adsorbent (heavy metal adsorbent) and further improve the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent).

本工程の処理温度は、特に限定されないが、0℃以上90℃以下であるのが好ましく、10℃以上80℃以下であるのがより好ましく、15℃以上60℃以下であるのがさらに好ましい。 The treatment temperature in this step is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and further preferably 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の製造に要するエネルギー量を削減しつつ、リン化合物をドロマイト類により効率よく吸着させることができ、短時間で効率よく本工程を行うことができる。 As a result, the phosphorus compound can be efficiently adsorbed by dolomites while reducing the amount of energy required for producing the adsorbent (heavy metal adsorbent), and this step can be efficiently performed in a short time.

吸着工程で、消化液に含まれるリン成分をドロマイト類に吸着させた後に、固液分離を行う(固液分離工程)。 In the adsorption step, the phosphorus component contained in the digestive juice is adsorbed on the dolomites, and then solid-liquid separation is performed (solid-liquid separation step).

また、固液分離工程で得られた固体であるリン吸着ドロマイト類に対し、乾燥処理を行う(乾燥工程)。 In addition, the phosphorus-adsorbed dolomites, which are solids obtained in the solid-liquid separation step, are subjected to a drying treatment (drying step).

乾燥工程での処理温度は、特に限定されないが、300℃以下であるのが好ましく、70℃以上300℃以下であるのがより好ましい。 The treatment temperature in the drying step is not particularly limited, but is preferably 300 ° C. or lower, and more preferably 70 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

その後、乾燥処理したリン吸着ドロマイト類を用いて、以下に詳述する焼成工程を行う。 Then, using the dried phosphorus-adsorbed dolomites, the firing step described in detail below is performed.

<焼成工程>
焼成工程では、汚泥の消化液と接触させたドロマイト類(すなわち、リン成分を吸着したドロマイト類)を焼成する。
<Baking process>
In the firing step, dolomites (that is, dolomites adsorbed with a phosphorus component) that have been brought into contact with the digestive juice of sludge are calcined.

これにより、リン酸成分が吸着剤(ドロマイト類)に固定化され、原料としてのドロマイト類に比べて、重金属の吸着能力が向上する。特に、アルカリ性の条件下での重金属の吸着能力が顕著に向上する。 As a result, the phosphoric acid component is immobilized on the adsorbent (dolomites), and the adsorption capacity of heavy metals is improved as compared with the dolomites as a raw material. In particular, the adsorption capacity of heavy metals under alkaline conditions is significantly improved.

また、焼成により、ドロマイト類を構成していたCaがPaと化学結合(イオン結合)しリン酸カルシウム系化合物が形成されることにより、幅広いpH領域(特に、pHが5以上の領域)において、吸着剤(重金属吸着剤)が被処理物と接触した場合のリン成分の脱離が効果的に防止され、安定的に優れた吸着能力が発揮される。
また、重金属だけでなく、F(フッ素)も好適に除去することができる。
Further, by firing, Ca constituting the dolomites is chemically bonded (ionic bonded) with Pa to form a calcium phosphate compound, so that the adsorbent can be used in a wide pH range (particularly, the pH is 5 or more). Desorption of the phosphorus component when the (heavy metal adsorbent) comes into contact with the object to be treated is effectively prevented, and a stable and excellent adsorption capacity is exhibited.
Moreover, not only heavy metals but also F (fluorine) can be suitably removed.

また、低いpH領域(例えば、pHが3以下の領域)では、リン成分を好適に溶解させることができ、吸着剤(重金属吸着剤)に吸着した重金属を好適に溶出させることができる。これにより、吸着剤(重金属吸着剤)と重金属とを好適に分離することができ、例えば、重金属を好適に再利用することができる。特に、貴金属(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)、希少金属(例えば、Cr、Mn、Co、Ni、Mo、W、Bi等)を吸着させた場合に、特に有利である。 Further, in a low pH region (for example, a region where the pH is 3 or less), the phosphorus component can be suitably dissolved, and the heavy metal adsorbed on the adsorbent (heavy metal adsorbent) can be suitably eluted. Thereby, the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the heavy metal can be suitably separated, and for example, the heavy metal can be preferably reused. In particular, it is particularly advantageous when noble metals (Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os) and rare metals (for example, Cr, Mn, Co, Ni, Mo, W, Bi, etc.) are adsorbed. Is.

上記のような優れた効果は、焼成工程でリン成分を吸着剤(特に、ドロマイト類)に吸着させ、それを固定化することにより得られるのであって、単に、ドロマイト類とリン化合物を混合し固体と固体が接触することでは得られない。より具体的には、例えば、リン含有水溶液中等において、単に、ドロマイト類とリン化合物とを接触させたとしても、反応性が悪く、焼成処理を行わなかった場合では、高濃度のアルカリ条件で被処理物を処理する際等に、リン酸成分が容易に溶出してしまい、重金属の除去効率の向上の効果が安定的には得られない。 The above-mentioned excellent effect is obtained by adsorbing the phosphorus component to an adsorbent (particularly dolomites) in the firing step and immobilizing it, and simply mixing the dolomites and the phosphorus compound. It cannot be obtained by contacting solids. More specifically, for example, in a phosphorus-containing aqueous solution or the like, even if the dolomites and the phosphorus compound are simply brought into contact with each other, the reactivity is poor, and if the firing treatment is not performed, the solution is subjected to a high concentration of alkaline conditions. When the treated product is treated, the phosphoric acid component is easily eluted, and the effect of improving the removal efficiency of heavy metals cannot be stably obtained.

リン酸カルシウム系化合物としては、例えば、リン酸カルシウム(Ca(HPOやその水和物)、無水リン酸水素カルシウム(CaHPO)、ヒドロキシアパタイト(HAP)(Ca10(PO(OH))等のようなリン酸イオンとカルシウムイオンとを含む化合物が挙げられる。Examples of calcium phosphate-based compounds include calcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 and its hydrate), anhydrous calcium hydrogen phosphate (CaHPO 4 ), and hydroxyapatite (HAP) (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH). ) Examples of compounds containing phosphate ions and calcium ions such as 2) and the like.

焼成工程の処理温度(特に、最高焼成温度)は、300℃以上1000℃以下であるのが好ましく、400℃以上900℃以下であるのがより好ましい。 The processing temperature in the firing step (particularly, the maximum firing temperature) is preferably 300 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, and more preferably 400 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の製造に要するエネルギー量を削減しつつ、リン酸イオンとドロマイト類を構成するCaとの間で、より効率よく化学結合を形成させることができ、短時間で効率よく本工程を行うことができる。 As a result, while reducing the amount of energy required for producing the adsorbent (heavy metal adsorbent), it is possible to more efficiently form a chemical bond between the phosphate ion and Ca constituting the dolomites, and it is possible to form a chemical bond in a short time. This process can be performed efficiently.

焼成工程での処理時間(特に、300℃以上の温度での加熱時間)は、特に限定されないが、0.3時間以上10時間以下であるのが好ましく、1時間以上5時間以下であるのがより好ましく、2時間以上3時間以下であるのがさらに好ましい。 The treatment time in the firing step (particularly, the heating time at a temperature of 300 ° C. or higher) is not particularly limited, but is preferably 0.3 hours or more and 10 hours or less, and is preferably 1 hour or more and 5 hours or less. More preferably, it is 2 hours or more and 3 hours or less.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の生産性の低下を効果的に防止しつつ、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。 This makes it possible to effectively prevent a decrease in the productivity of the adsorbent (heavy metal adsorbent) and further improve the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent).

また、焼成工程での加熱は、ほぼ一定の温度で保持するようにして行ってもよいし、異なる複数の保持温度で保持するようにして行ってもよい。また、焼成工程での加熱は、ほぼ一定の昇温速度、ほぼ一定の降温速度となるようにして行ってもよいし、昇温時の昇温速度、降温時の降温速度の少なくとも一方が、経時的に変化するようにして行ってもよい。 Further, the heating in the firing step may be carried out so as to be held at a substantially constant temperature, or may be carried out so as to be held at a plurality of different holding temperatures. Further, the heating in the firing step may be performed so that the temperature rise rate is substantially constant and the temperature decrease rate is substantially constant, and at least one of the temperature rise rate at the time of temperature rise and the temperature decrease rate at the time of temperature reduction may be set to a substantially constant rate. It may be carried out so as to change with time.

より具体的には、例えば、焼成工程では、所定の昇温速度(第1の昇温速度)で温度を上昇させ、所定の温度(第1の温度)に到達した時点で所定時間(第1の保持時間)だけ第1の温度で保持し(昇温速度をゼロとし)、その後、第1の昇温速度とは異なる所定の昇温速度(第2の昇温速度)で温度を上昇させ、所定の温度(第2の温度)に到達した時点で所定時間(第2の保持時間)だけ第2の温度で保持し(昇温速度をゼロとし)、その後、所定の降温速度(第1の降温速度)で温度を低下させ、所定の温度(第3の温度)に到達した時点で所定時間(第3の保持時間)だけ第3の温度で保持し(すなわち、降温速度をゼロとし)、その後、第1の降温速度とは異なる所定の降温速度(第2の降温速度)で温度を低下させてもよい。 More specifically, for example, in the firing step, the temperature is raised at a predetermined heating rate (first heating rate), and when the temperature reaches a predetermined temperature (first temperature), a predetermined time (first) is reached. (Holding time) is held at the first temperature (the temperature rise rate is set to zero), and then the temperature is raised at a predetermined temperature rise rate (second temperature rise rate) different from the first temperature rise rate. When the predetermined temperature (second temperature) is reached, the temperature is held at the second temperature for a predetermined time (second holding time) (the heating rate is set to zero), and then the predetermined temperature lowering rate (first). The temperature is lowered at the temperature lowering rate), and when the predetermined temperature (third temperature) is reached, the temperature is held at the third temperature for a predetermined time (third holding time) (that is, the temperature lowering rate is set to zero). After that, the temperature may be lowered at a predetermined temperature lowering rate (second temperature lowering rate) different from the first temperature lowering rate.

前記第1の温度は、例えば、100℃以上300℃以下の温度とすることができる。
前記第2の温度は、前述した最高焼成温度とすることができる。
前記第3の温度は、例えば、100℃以上300℃以下の温度とすることができる。
The first temperature can be, for example, a temperature of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
The second temperature can be the above-mentioned maximum firing temperature.
The third temperature can be, for example, a temperature of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

前記第1の保持時間は、例えば、10分以上4時間以下とすることができる。
前記第2の保持時間は、例えば、30分以上5時間以下とすることができる。
前記第3の保持時間は、例えば、10分以上4時間以下とすることができる。
The first holding time can be, for example, 10 minutes or more and 4 hours or less.
The second holding time can be, for example, 30 minutes or more and 5 hours or less.
The third holding time can be, for example, 10 minutes or more and 4 hours or less.

前記第1の昇温速度は、5℃以上20℃以下とすることができる。
前記第2の昇温速度は、10℃以上40℃以下とすることができる。
前記第1の降温速度は、2℃以上15℃以下とすることができる。
前記第2の降温速度は、5℃以上20℃以下とすることができる。
The first heating rate can be 5 ° C. or higher and 20 ° C. or lower.
The second heating rate can be 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
The first temperature lowering rate can be 2 ° C. or higher and 15 ° C. or lower.
The second temperature lowering rate can be 5 ° C. or higher and 20 ° C. or lower.

また、焼成工程は、いかなる雰囲気中で行ってもよいが、空気中で行うのが好ましい。
これにより、焼成工程に比較的単純な構成の装置を用いることができ、雰囲気の組成等の調整を行う必要がなく、吸着剤(重金属吸着剤)の生産性を向上させることができる。また、汚泥の消化液中にリン酸(リン酸の塩を含む)以外のリン化合物を含む場合であっても、本工程でリンの酸化数を調整して効率よくリン酸カルシウム系化合物を形成させることができる。
The firing step may be performed in any atmosphere, but is preferably performed in air.
As a result, an apparatus having a relatively simple structure can be used in the firing step, and it is not necessary to adjust the composition of the atmosphere or the like, and the productivity of the adsorbent (heavy metal adsorbent) can be improved. Further, even when the digestive juice of sludge contains a phosphorus compound other than phosphoric acid (including a salt of phosphoric acid), the oxidation number of phosphorus is adjusted in this step to efficiently form a calcium phosphate-based compound. Can be done.

<水化工程>
上記のような焼成工程で得られた焼成物をそのまま吸着剤(重金属吸着剤)として用いてもよいが、焼成工程の後に、水化させる水化工程をさらに有していてもよい。
<Watering process>
The calcined product obtained in the calcining step as described above may be used as it is as an adsorbent (heavy metal adsorbent), but a liquefaction step of hydration may be further provided after the calcining step.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の化学的安定性が向上する。また、吸着剤(重金属吸着剤)の親水性が向上し、例えば、吸着剤(重金属吸着剤)により処理すべき被処理物が水を含む場合に、吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物との親和性(吸着剤(重金属吸着剤)に対する被処理物の濡れ性)をより向上させることができる。その結果、例えば、吸着剤(重金属吸着剤)の空孔内にも好適に被処理物を侵入させることができ、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率がさらに向上する。 This improves the chemical stability of the adsorbent (heavy metal adsorbent). Further, the hydrophilicity of the adsorbent (heavy metal adsorbent) is improved. For example, when the object to be treated by the adsorbent (heavy metal adsorbent) contains water, the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the object to be treated Affinity with (wetting property of the object to be treated with the adsorbent (heavy metal adsorbent)) can be further improved. As a result, for example, the object to be treated can be suitably penetrated into the pores of the adsorbent (heavy metal adsorbent), and the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) is further improved.

水化工程は、前記焼成物と水とを接触させることにより行うことができ、例えば、水を含む液中に前記焼成物を浸漬したり、前記焼成物に水を含む液体を噴霧したりすること等により行うことができる。 The liquefaction step can be performed by bringing the fired product into contact with water, for example, immersing the fired product in a liquid containing water or spraying the fired product with a liquid containing water. It can be done by things such as.

上述したような本発明の吸着剤(重金属吸着剤)の製造方法によれば、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を簡易な方法で効率よく製造することができる。 According to the method for producing an adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention as described above, a simple method for producing an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals even when the hydrogen ion index (pH) is large. Can be manufactured efficiently.

また、本発明の吸着剤(重金属吸着剤)の製造方法では、製造条件、より具体的に、例えば、リン化合物のドロマイト類に対する比率や、焼成工程での熱処理条件等を調整することにより、各重金属の吸着のしやすさを調整することができる。これにより、例えば、特定の種類の重金属の選択性を高めることができ、当該特定の重金属の回収、精製等に好適に適用することができる。 Further, in the method for producing an adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention, by adjusting the production conditions, more specifically, for example, the ratio of the phosphorus compound to the dolomites, the heat treatment conditions in the firing step, and the like. The ease of adsorption of heavy metals can be adjusted. Thereby, for example, the selectivity of a specific type of heavy metal can be enhanced, and it can be suitably applied to the recovery, purification, etc. of the specific heavy metal.

〔吸着剤(重金属吸着剤)〕
次に、上記のような吸着剤の製造方法で製造される吸着剤(重金属吸着剤)について説明する。
[Adsorbent (heavy metal adsorbent)]
Next, the adsorbent (heavy metal adsorbent) produced by the above-mentioned method for producing an adsorbent will be described.

本発明に係る吸着剤(重金属吸着剤)は、ドロマイト類とリン酸イオンとを含み、リン酸イオンの少なくとも一部が、ドロマイト類を構成するCaと化学結合(イオン結合)し、リン酸カルシウム系化合物を形成していることを特徴とする。 The adsorbent (heavy metal adsorbent) according to the present invention contains dolomites and phosphate ions, and at least a part of the phosphate ions chemically bonds (ionic bonds) with Ca constituting the dolomites, and is a calcium phosphate-based compound. Is characterized by forming.

これにより、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を提供することができる。 This makes it possible to provide an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals even when the hydrogen ion index (pH) is large.

特に、本発明に係る吸着剤(重金属吸着剤)は、従来高い除去率で除去することが特に困難であったヒ素についても、高い除去率で除去することができる。 In particular, the adsorbent (heavy metal adsorbent) according to the present invention can remove arsenic, which has been particularly difficult to remove with a high removal rate in the past, with a high removal rate.

本発明に係る吸着剤(重金属吸着剤)では、リン酸イオンの大部分が、ドロマイト類を構成するCaと化学結合しているのが好ましい。 In the adsorbent (heavy metal adsorbent) according to the present invention, it is preferable that most of the phosphate ions are chemically bonded to Ca constituting dolomites.

より具体的には、25℃で1gの吸着剤を10mLの水と混合した場合のリン酸イオンの溶出量が、100ppm以下であるのが好ましく、50ppm以下であるのがより好ましく、30ppm以下であるのがさらに好ましい。 More specifically, when 1 g of the adsorbent is mixed with 10 mL of water at 25 ° C., the elution amount of phosphate ions is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and more preferably 30 ppm or less. It is even more preferable to have it.

このような条件を満足する場合、吸着剤(重金属吸着剤)中にリンがより安定的に固定されており、長期間にわたって吸着剤(重金属吸着剤)を使用する場合や、大量の被処理物を処理する場合(大量の被処理物を吸着剤(重金属吸着剤)と接触させる場合)であっても、安定的に重金属を優れた効率で除去することができる。 When such conditions are satisfied, phosphorus is more stably fixed in the adsorbent (heavy metal adsorbent), and the adsorbent (heavy metal adsorbent) is used for a long period of time, or a large amount of object to be treated. (When a large amount of the object to be treated is brought into contact with the adsorbent (heavy metal adsorbent)), the heavy metal can be stably removed with excellent efficiency.

なお、吸着剤(重金属吸着剤)を水と混合した場合のリン酸イオンの溶出量は、例えば、吸着剤(重金属吸着剤)と水とを混合して1時間撹拌した後に測定を行うことにより求めることができる。 The elution amount of phosphate ions when the adsorbent (heavy metal adsorbent) is mixed with water is measured, for example, by mixing the adsorbent (heavy metal adsorbent) and water and stirring for 1 hour. Can be sought.

リン酸イオンがドロマイト類を構成するCaと化学結合していることは、例えば、吸着剤(重金属吸着剤)を、上記のようにして水と接触させた後に、低pHの液体と接触させた場合に、リン酸イオンの溶出量が大幅に増加することにより確認することができる。 The fact that the phosphate ion is chemically bonded to Ca constituting dolomites means that, for example, the adsorbent (heavy metal adsorbent) was brought into contact with water as described above and then brought into contact with a low pH liquid. In some cases, it can be confirmed by the fact that the elution amount of phosphate ions increases significantly.

より具体的には、25℃で1gの吸着剤(重金属吸着剤)を10mLの1Nの塩酸と混合した場合にリン酸イオンの溶出量が大幅に増加することにより確認することができる。 More specifically, it can be confirmed by significantly increasing the elution amount of phosphate ions when 1 g of the adsorbent (heavy metal adsorbent) is mixed with 10 mL of 1N hydrochloric acid at 25 ° C.

25℃で1gの吸着剤(重金属吸着剤)を10mLの1Nの塩酸と混合した場合のリン酸イオンの溶出量は、吸着剤(重金属吸着剤)に含まれている全リン(吸着量)の30%以上であるのが好ましく、60%以上であるのがより好ましく、80%以上であるのがさらに好ましい。 The elution amount of phosphate ions when 1 g of the adsorbent (heavy metal adsorbent) is mixed with 10 mL of 1N hydrochloric acid at 25 ° C is the total phosphorus (adsorption amount) contained in the adsorbent (heavy metal adsorbent). It is preferably 30% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 80% or more.

このような条件を満足する場合、吸着剤(重金属吸着剤)中により多くのリンが固定されており、特に優れた重金属の除去能力が得られる。したがって、長期間にわたって吸着剤(重金属吸着剤)を使用する場合や、大量の被処理物を処理する場合(すなわち、大量の被処理物を吸着剤(重金属吸着剤)と接触させる場合)であっても、安定的に重金属を優れた効率で除去することができる。 When such a condition is satisfied, more phosphorus is fixed in the adsorbent (heavy metal adsorbent), and a particularly excellent ability to remove heavy metals can be obtained. Therefore, when the adsorbent (heavy metal adsorbent) is used for a long period of time, or when a large amount of the object to be treated is treated (that is, when a large amount of the object to be treated is brought into contact with the adsorbent (heavy metal adsorbent)). However, heavy metals can be stably removed with excellent efficiency.

なお、吸着剤(重金属吸着剤)を1Nの塩酸と混合した場合のリン酸イオンの溶出量は、例えば、吸着剤(重金属吸着剤)と1Nの塩酸とを混合して1時間撹拌した後に測定を行うことにより求めることができる。 The elution amount of phosphate ions when the adsorbent (heavy metal adsorbent) is mixed with 1N hydrochloric acid is measured after, for example, the adsorbent (heavy metal adsorbent) and 1N hydrochloric acid are mixed and stirred for 1 hour. Can be obtained by performing.

吸着剤(重金属吸着剤)は、通常、多孔質体である。
これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の単位質量および単位体積当たりの表面積を大きくすることができ、重金属の除去効率をさらに向上させることができる。
The adsorbent (heavy metal adsorbent) is usually a porous body.
As a result, the unit mass of the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the surface area per unit volume can be increased, and the efficiency of removing heavy metals can be further improved.

吸着剤(重金属吸着剤)における平均細孔径は、特に限定されないが、1nm以上100μm以下であるのが好ましく、2nm以上100μm以下であるのがより好ましく、50nm以上30μm以下であるのがさらに好ましい。 The average pore diameter of the adsorbent (heavy metal adsorbent) is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 100 μm or less, more preferably 2 nm or more and 100 μm or less, and further preferably 50 nm or more and 30 μm or less.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)の耐久性を確保しつつ、吸着剤による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。 This makes it possible to further improve the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent while ensuring the durability of the adsorbent (heavy metal adsorbent).

吸着剤(重金属吸着剤)のBET比表面積は、特に限定されないが、10m/g以上であるのが好ましく、40m/g以上1000m/g以下であるのがより好ましい。
これにより、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率はさらに向上する。
The BET specific surface area of the adsorbent (heavy metal adsorbent) is not particularly limited , but is preferably 10 m 2 / g or more, and more preferably 40 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or less.
As a result, the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) is further improved.

吸着剤(重金属吸着剤)の形状、大きさは特に限定されないが、吸着剤(重金属吸着剤)が粒子状をなしている場合、その平均粒径は、3μm以上300mm以下であるのが好ましく、100μm以上250mm以下であるのがより好ましく、1mm以上200mm以下であるのがさらに好ましく、10mm以上150mm以下であるのがもっとも好ましい。 The shape and size of the adsorbent (heavy metal adsorbent) are not particularly limited, but when the adsorbent (heavy metal adsorbent) is in the form of particles, the average particle size is preferably 3 μm or more and 300 mm or less. It is more preferably 100 μm or more and 250 mm or less, further preferably 1 mm or more and 200 mm or less, and most preferably 10 mm or more and 150 mm or less.

〔重金属の除去方法〕
次に、本発明の吸着剤(重金属吸着剤)を用いた重金属の除去方法について説明する。
[How to remove heavy metals]
Next, a method for removing heavy metals using the adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention will be described.

重金属の除去は、本発明に係る吸着剤(重金属吸着剤)と、重金属を含む被処理物とを接触させることにより行うことができる。
これにより、被処理物から重金属を効率よく除去することができる。
The heavy metal can be removed by bringing the adsorbent (heavy metal adsorbent) according to the present invention into contact with the object to be treated containing the heavy metal.
As a result, heavy metals can be efficiently removed from the object to be treated.

重金属の除去を行う際の被処理物の形態は、特に限定されないが、通常、流動性を有しており、例えば、液状(ペースト状、スラリー状を含む)や、気体状等が挙げられる。 The form of the object to be treated when removing heavy metals is not particularly limited, but usually has fluidity, and examples thereof include liquid (including paste and slurry) and gaseous.

特に、被処理物の形態は、液状であるのが好ましい。これにより、被処理物は、吸着剤(重金属吸着剤)と好適に接触(例えば、吸着剤(重金属吸着剤)が有する空孔内に好適に侵入)し、より効率よく重金属を除去することができる。 In particular, the form of the object to be treated is preferably liquid. As a result, the object to be treated can be suitably contacted with the adsorbent (heavy metal adsorbent) (for example, preferably penetrates into the pores of the adsorbent (heavy metal adsorbent)) to remove heavy metals more efficiently. it can.

吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物とを接触させる際の、吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物との混合物のpH(水素イオン指数)は、5以上であるのが好ましく、10以上であるのがより好ましく、11以上14以下であるのがさらに好ましい。 When the adsorbent (heavy metal adsorbent) is brought into contact with the object to be treated, the pH (hydrogen ion index) of the mixture of the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the object to be treated is preferably 5 or more. The above is more preferable, and 11 or more and 14 or less is further preferable.

これにより、吸着剤(重金属吸着剤)による重金属の除去効率をさらに向上させることができる。特に、従来の吸着剤では、上記のような高pHの領域では、重金属の除去効率が低下する傾向が顕著に発生する場合があったが、本発明に係る吸着剤(重金属吸着剤)では、上記のような高pH領域で特に優れた重金属の除去効率が得られる。すなわち、上記のような高pHで吸着剤を用いる場合に、上記のような効果がより顕著に発揮される。 As a result, the efficiency of removing heavy metals by the adsorbent (heavy metal adsorbent) can be further improved. In particular, with the conventional adsorbent, in the high pH region as described above, the removal efficiency of heavy metals may be remarkably lowered, but with the adsorbent (heavy metal adsorbent) according to the present invention, there is a tendency that the removal efficiency of heavy metals is remarkably lowered. Particularly excellent heavy metal removal efficiency can be obtained in the high pH region as described above. That is, when the adsorbent is used at a high pH as described above, the above effect is more prominently exhibited.

特に、除去すべき重金属がPb(鉛)である場合、吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物との接触時におけるpHは、5以上であるのが好ましく、除去すべき重金属がCd(カドミウム)である場合、吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物との接触時におけるpHは、8以上であるのが好ましく、除去すべき重金属がPb、Cd以外の重金属である場合、吸着剤(重金属吸着剤)と被処理物との接触時におけるpHは、10以上であるのが好ましい。 In particular, when the heavy metal to be removed is Pb (lead), the pH at the time of contact between the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the object to be treated is preferably 5 or more, and the heavy metal to be removed is Cd (cadmium). ), The pH at the time of contact between the adsorbent (heavy metal adsorbent) and the object to be treated is preferably 8 or more, and when the heavy metal to be removed is a heavy metal other than Pb and Cd, the adsorbent (heavy metal adsorbent). The pH at the time of contact between the heavy metal adsorbent) and the object to be treated is preferably 10 or more.

被処理物は、除去すべき重金属を含む可能性があるものであれば、いかなるものであってもよいが、例えば、工場や実験室、発電所、建築物の解体現場、鉱山からの廃水、下水汚泥燃焼灰やこれを含む液体、井戸水等が挙げられる。 The object to be treated may be anything that may contain heavy metals to be removed, such as factories, laboratories, power plants, building demolition sites, wastewater from mines, etc. Examples include sewage sludge combustion ash, liquids containing the ash, and well water.

被処理物は、除去すべき重金属を含む可能性があるものであればよく、実際に重金属を含んでいるか否かを問わない。 The object to be treated may contain a heavy metal to be removed, regardless of whether or not it actually contains a heavy metal.

ただし、被処理物中における重金属の含有率(複数種の重金属を含む場合には、これらの含有率の総和)は、特に限定されないが、0.001ppm以上100,000ppm以下であるのが好ましく、0.01ppm以上10,000ppm以下であるのがより好ましい。 However, the content of heavy metals in the object to be treated (when a plurality of types of heavy metals are contained, the total content of these heavy metals) is not particularly limited, but is preferably 0.001 ppm or more and 100,000 ppm or less. It is more preferably 0.01 ppm or more and 10,000 ppm or less.

これにより、重金属の除去率(吸着率)を特に高くしつつ、処理後の被処理物中の重金属の含有率を特に低くすることができる。 As a result, the removal rate (adsorption rate) of heavy metals can be made particularly high, and the content of heavy metals in the object to be treated after treatment can be made particularly low.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されない。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto.

例えば、本発明の汚泥の処理方法、吸着剤(すなわち、重金属吸着剤)の製造方法は、前述した工程以外の工程(例えば、前処理工程、中間処理工程、後処理工程等)を有していてもよい。例えば、本発明の吸着剤(重金属吸着剤)の製造方法は、焼成工程よりも後に、焼成物を粉砕または解砕する工程や、分級する工程を有していてもよい。また、本発明の吸着剤(重金属吸着剤)の製造方法は、所定の形状に成形された吸着剤(重金属吸着剤)を得るための成形工程を有していてもよい。 For example, the sludge treatment method and the adsorbent (that is, heavy metal adsorbent) manufacturing method of the present invention have steps other than the above-mentioned steps (for example, pretreatment step, intermediate treatment step, posttreatment step, etc.). You may. For example, the method for producing an adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention may include a step of crushing or crushing the fired product or a step of classifying the fired product after the firing step. Further, the method for producing an adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention may include a molding step for obtaining an adsorbent (heavy metal adsorbent) molded into a predetermined shape.

また、例えば、本発明の汚泥の処理システムは、前述した構成以外の構成(例えば、前処理装置、中間処理装置、後処理装置等)を有していてもよい。 Further, for example, the sludge treatment system of the present invention may have a configuration other than the above-described configuration (for example, a pretreatment apparatus, an intermediate treatment apparatus, a posttreatment apparatus, etc.).

前述した実施形態では、吸着処理の後に好気菌による処理を行う場合について代表的に説明したが、好気菌による処理は省略してもよい。より具体的には、例えば、吸着処理により、十分にリンを除去できている場合には、好気菌による処理を省略してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the treatment with aerobic bacteria is performed after the adsorption treatment has been typically described, but the treatment with aerobic bacteria may be omitted. More specifically, for example, if phosphorus can be sufficiently removed by the adsorption treatment, the treatment with aerobic bacteria may be omitted.

また、前述した実施形態では、本発明の吸着剤(重金属吸着剤)の製造方法について、焼成工程の後に水化工程を有する場合について代表的に説明したが、本発明の吸着剤の製造方法は、水化工程を有していなくてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the method for producing the adsorbent (heavy metal adsorbent) of the present invention has been typically described with respect to the case where the liquefaction step is provided after the firing step, but the method for producing the adsorbent of the present invention is described. , It does not have to have a liquefaction step.

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on specific examples, but the present invention is not limited thereto.

《1》吸着剤の量とリン除去率との関係
(実験例1)
まず、0.5Nの塩酸を調製した。
<< 1 >> Relationship between the amount of adsorbent and the phosphorus removal rate (Experimental Example 1)
First, 0.5N hydrochloric acid was prepared.

次に、この塩酸200mLを分取し、ここに汚泥灰10gを添加し、リン成分を完全に溶解させた。 Next, 200 mL of this hydrochloric acid was separated, and 10 g of sludge ash was added thereto to completely dissolve the phosphorus component.

次に、リン成分を溶解させた塩酸から、3つの容器にそれぞれ、100mL分取し、これらに、平均粒径が1mmの粒子状のドロマイト原石:0.3g、0.5g、1.0gを加え、30分間撹拌した。 Next, 100 mL of the hydrochloric acid in which the phosphorus component was dissolved was dispensed into each of the three containers, and particulate dolomite ore having an average particle size of 1 mm: 0.3 g, 0.5 g, and 1.0 g was added thereto. In addition, it was stirred for 30 minutes.

撹拌終了後に、吸着剤(ドロマイト原石)を濾別した。
得られた濾液(液体)について、モリブデンブルー法により、液体中に含まれるリン成分の濃度を求め、その結果から、吸着剤(ドロマイト原石)によるリン成分の吸着率を求めた。
After the stirring was completed, the adsorbent (raw dolomite) was filtered off.
With respect to the obtained filtrate (liquid), the concentration of the phosphorus component contained in the liquid was determined by the molybdenum blue method, and the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (raw dolomite) was determined from the result.

また、吸着剤(ドロマイト原石)の使用量を種々変更した以外は、前記と同様にして、測定を行い吸着剤(ドロマイト原石)によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図6に示す。
Further, except that the amount of the adsorbent (raw dolomite) used was variously changed, the measurement was carried out in the same manner as described above to determine the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (raw dolomite).
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例2)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:1mmの水酸化ドロマイトを用いた以外は、前記実験例1と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図7に示す。
(Experimental Example 2)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 1 except that dilomite hydroxide having an average particle size of 1 mm was used instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm as the adsorbent. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例3)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:1mmの軽焼ドロマイトを用いた以外は、前記実験例1と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図8に示す。
(Experimental Example 3)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 1 except that lightly baked dolomite having an average particle size of 1 mm was used as the adsorbent instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例4)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:3mmの軽焼ドロマイトを用いた以外は、前記実験例1と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図9に示す。
(Experimental Example 4)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 1 except that lightly baked dolomite having an average particle size of 3 mm was used as the adsorbent instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

図6〜図9から明らかなように、汚泥と吸着剤(特にドロマイト類)とを接触させることにより、汚泥中のリン成分を吸着により効率よく除去できることがわかる。 As is clear from FIGS. 6 to 9, it can be seen that the phosphorus component in the sludge can be efficiently removed by adsorption by bringing the sludge into contact with an adsorbent (particularly dolomites).

また、いずれの吸着剤においても、吸着剤の量が多くなるほど、リンの除去率は増加し、特に、吸着剤として水酸化ドロマイト、軽焼ドロマイトを用いた実験例2〜4では、吸着剤1gでリンをほぼ100%の割合で除去できている。 Further, in any of the adsorbents, the removal rate of phosphorus increases as the amount of the adsorbent increases. In particular, in Experimental Examples 2 to 4 using dolomite hydroxide and dolomite lightly as the adsorbent, 1 g of the adsorbent Phosphorus can be removed at a rate of almost 100%.

《2》pHとリン除去率との関係
(実験例5)
まず、汚泥を用意した。この汚泥は、リンを含んでいた。
<< 2 >> Relationship between pH and phosphorus removal rate (Experimental Example 5)
First, sludge was prepared. This sludge contained phosphorus.

次に、この汚泥に、嫌気性微生物を用いた嫌気処理であるメタン発酵処理および無酸素処理である硝化脱窒素処理を施し、消化液を得た。
この消化液に塩酸を滴下し所定のpHに調整した。
Next, this sludge was subjected to methane fermentation treatment, which is an anaerobic treatment using anaerobic microorganisms, and nitrification denitrification treatment, which is an oxygen-free treatment, to obtain a digestive juice.
Hydrochloric acid was added dropwise to this digestive juice to adjust the pH to a predetermined value.

このようにしてpHが調整された消化液を100mLだけ分取し、これに、所定量の粒子状の平均粒径が1mmであるドロマイト原石を加え、30分間撹拌した。 Only 100 mL of the digestive juice whose pH was adjusted in this manner was separated, and a predetermined amount of rough dolomite having an average particle size of 1 mm was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes.

撹拌終了後に、吸着剤であるドロマイト原石を濾別した。
得られた濾液(液体)について、モリブデンブルー法により、液体中に含まれるリン成分の濃度を求め、その結果から、吸着剤(ドロマイト原石)によるリン成分の吸着率を求めた。なお、液体中におけるリン成分のうち80質量%以上は、リン酸またはその塩であった。
After the stirring was completed, the rough dolomite, which was an adsorbent, was filtered off.
With respect to the obtained filtrate (liquid), the concentration of the phosphorus component contained in the liquid was determined by the molybdenum blue method, and the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (raw dolomite) was determined from the result. In addition, 80% by mass or more of the phosphorus component in the liquid was phosphoric acid or a salt thereof.

また、測定に用いる消化液のpHを種々変更した以外は、前記と同様にして、測定を行い吸着剤(ドロマイト原石)によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図10に示す。
Further, the measurement was carried out in the same manner as described above except that the pH of the digestive juice used for the measurement was variously changed, and the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (raw dolomite) was determined.
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例6)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:1mmの水酸化ドロマイトを用いた以外は、前記実験例5と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図11に示す。
(Experimental Example 6)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 5 except that dilomite hydroxide having an average particle size of 1 mm was used as the adsorbent instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例7)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:1mmの軽焼ドロマイトを用いた以外は、前記実験例5と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図12に示す。
(Experimental Example 7)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 5 except that lightly baked dolomite having an average particle size of 1 mm was used as the adsorbent instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

(実験例8)
吸着剤として、平均粒径:1mmのドロマイト原石の代わりに、平均粒径:3mmの軽焼ドロマイトを用いた以外は、前記実験例5と同様にして吸着剤によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図13に示す。
(Experimental Example 8)
The adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent was determined in the same manner as in Experimental Example 5 except that lightly baked dolomite having an average particle size of 3 mm was used as the adsorbent instead of the rough dolomite having an average particle size of 1 mm. ..
The results of this experiment are shown in FIG.

図10〜図13から明らかなように、吸着剤の添加により、消化液中に含まれるリン成分を効率よく吸着除去することができ、吸着処理後の消化液(液体)中に含まれるリン成分の含有量を十分に低くできることが確認された。また、リン成分の吸着率は、吸着剤の条件、pH条件に依存することも確認された。 As is clear from FIGS. 10 to 13, the phosphorus component contained in the digestive juice can be efficiently adsorbed and removed by adding the adsorbent, and the phosphorus component contained in the digestive liquid (liquid) after the adsorption treatment can be efficiently adsorbed and removed. It was confirmed that the content of It was also confirmed that the adsorption rate of the phosphorus component depends on the adsorbent conditions and the pH conditions.

《3》処理時間(接触時間)とリン除去率との関係
(実験例9)
まず、汚泥を用意した。この汚泥は、リンを含んでいた。
<< 3 >> Relationship between treatment time (contact time) and phosphorus removal rate (Experimental Example 9)
First, sludge was prepared. This sludge contained phosphorus.

次に、この汚泥に、嫌気性微生物を用いた嫌気処理であるメタン発酵処理および無酸素処理である硝化脱窒素処理を施し、消化液を得た。 Next, this sludge was subjected to methane fermentation treatment, which is an anaerobic treatment using anaerobic microorganisms, and nitrification denitrification treatment, which is an oxygen-free treatment, to obtain a digestive juice.

この消化液を100mLだけ分取し、これに、平均粒径が1mmの粒子状の水酸化ドロマイト:0.8gを加え、30分間撹拌した。 Only 100 mL of this digested liquid was separated, and 0.8 g of particulate dolomite hydroxide having an average particle size of 1 mm was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes.

撹拌終了後に、吸着剤(水酸化ドロマイト)を濾別した。
得られた濾液(液体)について、モリブデンブルー法により、液体中に含まれるリン成分の濃度を求め、その結果から、吸着剤(水酸化ドロマイト)によるリン成分の吸着率を求めた。
After the stirring was completed, the adsorbent (dolomite hydroxide) was filtered off.
With respect to the obtained filtrate (liquid), the concentration of the phosphorus component contained in the liquid was determined by the molybdenum blue method, and the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (dolomite hydroxide) was determined from the result.

また、消化液と吸着剤(水酸化ドロマイト)との接触時間を種々変更した以外は、前記と同様にして、測定を行い吸着剤(水酸化ドロマイト)によるリン成分の吸着率を求めた。
この実験結果を図14に示す。
Further, the measurement was carried out in the same manner as described above except that the contact time between the digestive juice and the adsorbent (dolomite hydroxide) was variously changed, and the adsorption rate of the phosphorus component by the adsorbent (dolomite hydroxide) was determined.
The results of this experiment are shown in FIG.

図14から明らかなように、吸着剤との接触により、消化液中に含まれるリン成分を効率よく吸着除去することができ、吸着処理後の消化液(液体)中に含まれるリン成分の含有量を十分に低くできることが確認された。特に、5分程度の接触時間で、リンをほぼ100%の割合で除去できている。 As is clear from FIG. 14, the phosphorus component contained in the digestive juice can be efficiently adsorbed and removed by contact with the adsorbent, and the phosphorus component contained in the digestive liquid (liquid) after the adsorption treatment is contained. It was confirmed that the amount could be lowered sufficiently. In particular, phosphorus can be removed at a rate of almost 100% in a contact time of about 5 minutes.

《4》ドロマイト類および活性炭についてのリンの初期濃度とリン吸着量との関係
まず、所定のリン濃度(P換算の濃度)の複数種のリン酸水溶液を調製した。
<< 4 >> Relationship between initial phosphorus concentration and phosphorus adsorption amount for dolomites and activated carbon First, a plurality of types of phosphoric acid aqueous solutions having a predetermined phosphorus concentration (P-equivalent concentration) were prepared.

これらのリン酸水溶液について、それぞれ、100mLのリン酸水溶液中に、0.1gの吸着剤としての焼成ドロマイトを添加し、30分間撹拌した。 For each of these phosphoric acid aqueous solutions, 0.1 g of calcined dolomite as an adsorbent was added to 100 mL of the phosphoric acid aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes.

その後、焼成ドロマイトを濾別し、焼成ドロマイトによるリンの吸着量(P換算の値)を求めた。 Then, the calcined dolomite was filtered off, and the amount of phosphorus adsorbed by the calcined dolomite (value in terms of P) was determined.

また、吸着剤として、焼成ドロマイトの代わりに活性炭を用いた以外は、前記と同様の処理を行い、活性炭によるリンの吸着量(P換算の値)を求めた。
その結果を、図15に示す。
Further, the same treatment as described above was carried out except that activated carbon was used as the adsorbent instead of calcined dolomite, and the amount of phosphorus adsorbed by the activated carbon (value in terms of P) was determined.
The result is shown in FIG.

図15から明らかなように、ドロマイト類である焼成ドロマイトは、活性炭に比べて単位重量当たりのリンの吸着量が大きいことが分かる。このことから、各種の吸着剤の中でもドロマイト類を用いることにより、汚泥の消化液中のリン成分を特に効率よく吸着することができることが分かる。また、例えば、活性炭を吸着させた場合、リンを吸着させた後の当該活性炭は、通常、有効な利用方法がなく、廃棄することになるが、ドロマイト類をリン成分の吸着剤として用いることにより、リンを吸着させた後の当該ドロマイト類を、重金属を効率よく除去することができる吸着剤として有効利用することができる。 As is clear from FIG. 15, it can be seen that calcined dolomite, which is a dolomite, has a larger amount of phosphorus adsorbed per unit weight than activated carbon. From this, it can be seen that by using dolomites among various adsorbents, the phosphorus component in the digestive juice of sludge can be adsorbed particularly efficiently. Further, for example, when activated carbon is adsorbed, the activated carbon after adsorbing phosphorus is usually discarded because there is no effective utilization method, but by using dolomites as an adsorbent for phosphorus components. , The dromite after adsorbing phosphorus can be effectively used as an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals.

《5》燃焼温度とリン除去率との関係
まず、汚泥を用意した。この汚泥は、リンを含んでいた。
<< 5 >> Relationship between combustion temperature and phosphorus removal rate First, sludge was prepared. This sludge contained phosphorus.

次に、この汚泥に、嫌気性微生物を用いた嫌気処理であるメタン発酵処理および無酸素処理である硝化脱窒素処理、好気処理を施し、消化汚泥を得た。 Next, this sludge was subjected to methane fermentation treatment, which is an anaerobic treatment using anaerobic microorganisms, nitrification denitrification treatment, which is an oxygen-free treatment, and aerobic treatment to obtain digestive sludge.

その後、消化汚泥を脱水、乾燥した後、その一部について、前記と同様にしてリン成分の濃度を求めた。また、脱水、乾燥した消化汚泥の残部のうちの一部について、600℃で5分間燃焼した。燃焼により得られた燃焼灰について、前記と同様にしてリン成分の濃度を求めた。これらの結果から、汚泥灰に含まれるリン成分量を求めた。また、燃焼によるリン成分の減少量を求めた。 Then, after the digestive sludge was dehydrated and dried, the concentration of the phosphorus component was determined for a part thereof in the same manner as described above. In addition, a part of the remainder of the dehydrated and dried digested sludge was burned at 600 ° C. for 5 minutes. With respect to the combustion ash obtained by combustion, the concentration of the phosphorus component was determined in the same manner as described above. From these results, the amount of phosphorus contained in the sludge ash was determined. In addition, the amount of decrease in phosphorus component due to combustion was determined.

また、燃焼温度を種々変更した以外は、前記と同様にして、消化汚泥を燃焼し、燃焼によるリン成分の減少量を求めた。
この実験結果を図16に示す。
Further, the digested sludge was burned in the same manner as described above except that the combustion temperature was variously changed, and the amount of decrease in the phosphorus component due to the combustion was determined.
The results of this experiment are shown in FIG.

図16から明らかなように、消化汚泥の燃焼温度が高くなることにより、燃焼灰に移行するリンの含有率が低下しており、燃焼工程においてリン成分が蒸発していることが分かる。特に、燃焼温度を高くするほど、燃焼灰のリン含有率が低下するので、リン成分の蒸発量が高くなることが分かる。 As is clear from FIG. 16, as the combustion temperature of the digested sludge rises, the content of phosphorus transferred to the combustion ash decreases, and it can be seen that the phosphorus component evaporates in the combustion step. In particular, it can be seen that the higher the combustion temperature, the lower the phosphorus content of the combustion ash, and the higher the evaporation amount of the phosphorus component.

以上の結果から、汚泥の消化液に含まれているリン成分を、吸着剤(ドロマイト類)に吸着させて効率よく除去できることがわかった。これにより、消化液中に含まれているリンの量を減らすことができ、消化汚泥に含まれるリン濃度も減らせることが出来る。その結果、燃焼時に蒸発しやすい状態のリン成分が低下し、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる。 From the above results, it was found that the phosphorus component contained in the digestive juice of sludge can be efficiently removed by adsorbing it on an adsorbent (dolomites). As a result, the amount of phosphorus contained in the digestive juice can be reduced, and the concentration of phosphorus contained in the digestive sludge can also be reduced. As a result, the phosphorus component, which is easily evaporated during combustion, is reduced, and the adverse effect on the combustion furnace can be suppressed.

なお、前記各実験例で用いた吸着剤は、いずれも、多孔質で、平均細孔径が5nm以上30nm以下の範囲内の値であり、BET比表面積が40m/g以上1000m/g以下の範囲内の値であった。The adsorbents used in each of the above experimental examples are all porous, have an average pore diameter in the range of 5 nm or more and 30 nm or less, and have a BET specific surface area of 40 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or less. It was a value within the range of.

また、吸着工程での処理温度を15℃以上60℃以下の範囲内で変更した以外は、前記各実験例と同様にして処理を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。 Further, when the treatment was carried out in the same manner as in each of the above experimental examples except that the treatment temperature in the adsorption step was changed within the range of 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, the same results as described above were obtained.

また、前記の実験例では、消化液に吸着剤を添加して混合することにより、消化液と吸着剤とを接触させたが、吸着剤を充填したカラムに消化液を通すことによっても、上記のような結果が得られると推察される。 Further, in the above experimental example, the digestive juice was brought into contact with the adsorbent by adding an adsorbent to the digestive juice and mixing, but the digestive juice can also be passed through a column filled with the adsorbent. It is presumed that the following results can be obtained.

以上の結果から、燃焼時に、燃焼炉等に与える悪影響を少なくすることができると推測される。 From the above results, it is presumed that the adverse effect on the combustion furnace and the like during combustion can be reduced.

《6》吸着剤の製造
(実施例1)
まず、前記実験例5で説明したのと同様の処理より、平均粒径が1mmであり、平均細孔径が10〜20nmである多孔質ドロマイトで構成されたドロマイト原石と汚泥の消化液とを30分間混合撹拌した(吸着工程)。
<< 6 >> Production of Adsorbent (Example 1)
First, by the same treatment as described in Experimental Example 5, 30 rough dolomite composed of porous dolomite having an average particle size of 1 mm and an average pore size of 10 to 20 nm and sludge digested liquid were prepared. Mixing and stirring for 1 minute (adsorption step).

撹拌終了後に、固液分離を行い、リン化合物が吸着されたドロマイト原石に焼成処理を施した(焼成工程)。焼成処理は、まず、室温から200℃までは昇温速度:10℃/分で昇温し、200℃で2時間保持し、次いで、最高焼成温度である800℃まで昇温速度:20℃/分で昇温し、最高焼成温度である800℃で2時間保持し、次いで、200℃まで、降温速度:5℃/分で降温し、200℃で2時間保持し、その後、室温まで、降温速度:10℃/分で降温することにより行った。 After the stirring was completed, solid-liquid separation was performed, and the rough dolomite on which the phosphorus compound was adsorbed was calcined (calcining step). In the firing treatment, first, the temperature is raised from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, held at 200 ° C. for 2 hours, and then the temperature is raised to the maximum firing temperature of 800 ° C./min. The temperature is raised in minutes and held at the maximum firing temperature of 800 ° C. for 2 hours, then lowered to 200 ° C. at a temperature lowering rate of 5 ° C./min, held at 200 ° C. for 2 hours, and then lowered to room temperature. Velocity: The temperature was lowered at 10 ° C./min.

次に、上記のようにして得られた焼成物を、水中に浸漬することにより水化処理を施し、その後、固液分離して自然乾燥した。その後、乳鉢ですりつぶすことにより粉末状の吸着剤(重金属吸着剤)を得た。得られた吸着剤は、ドロマイト類100質量部に対し、汚泥由来のリンを1質量部含有していた。 Next, the fired product obtained as described above was hydrated by immersing it in water, and then solid-liquid separated and air-dried. Then, it was ground in a mortar to obtain a powdery adsorbent (heavy metal adsorbent). The obtained adsorbent contained 1 part by mass of phosphorus derived from sludge with respect to 100 parts by mass of dolomites.

(実施例2)
汚泥の消化液の使用量を変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。このようにして得られた吸着剤は、ドロマイト類100質量部に対し、汚泥由来のリンを3質量部含有していた。
(Example 2)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of sludge digested liquid used was changed. The adsorbent thus obtained contained 3 parts by mass of phosphorus derived from sludge with respect to 100 parts by mass of dolomites.

(実施例3)
焼成処理の条件を、最高焼成温度を900℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。
(Example 3)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing treatment conditions were changed to 900 ° C. for the maximum firing temperature.

(実施例4)
焼成処理の条件を、最高焼成温度を700℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。
(Example 4)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing treatment conditions were changed to 700 ° C. for the maximum firing temperature.

(実施例5)
焼成処理の条件を、最高焼成温度を600℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。
(Example 5)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing treatment conditions were changed to 600 ° C. for the maximum firing temperature.

(実施例6)
焼成処理の条件を、最高焼成温度を400℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。
(Example 6)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing treatment conditions were changed to 400 ° C. for the maximum firing temperature.

(実施例7)
ドロマイト原石の代わりに水酸化ドロマイトを用いた以外は、前記実施例1と同様にして吸着剤(重金属吸着剤)を製造した。
(Example 7)
An adsorbent (heavy metal adsorbent) was produced in the same manner as in Example 1 except that hydroxylated dolomite was used instead of the dolomite rough stone.

(比較例1)
本比較例では、前記実施例1で原料として用いたドロマイト原石をそのまま吸着剤として用いた。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, the rough dolomite used as a raw material in Example 1 was used as it was as an adsorbent.

(比較例2)
本比較例では、前記実施例7で原料として用いた水酸化ドロマイトをそのまま吸着剤として用いた。
(Comparative Example 2)
In this comparative example, the hydroxylated dolomite used as a raw material in Example 7 was used as it was as an adsorbent.

(比較例3)
前記実施例7と同様にして、水酸化ドロマイトにリン化合物を吸着させた後に固液分離した。その後、分離された固相について焼成処理を施すことなく室温で自然乾燥させることにより吸着剤を得た。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 7, after adsorbing the phosphorus compound on the hydroxylated dolomite, solid-liquid separation was performed. Then, the separated solid phase was naturally dried at room temperature without being calcined to obtain an adsorbent.

前記各実施例および前記各比較例の吸着剤の製造条件、吸着剤の構成等を表1にまとめて示す。なお、BET比表面積は、表面積測定装置(Mircometrics社製、TriStarII3020)を用いた測定により求められた数値である。また、前記各実施例では、吸着剤の平均粒径は、いずれも、1mm以上3mm以下の範囲内の値であった。また、前記各実施例では、吸着工程におけるドロマイト類と汚泥の消化液とを含む混合物のpHは、いずれも5以上6以下であった。また、前記各実施例では、25℃で1gの吸着剤を10mLの水と混合し、1時間撹拌した後に測定を行うことにより求めたリン酸イオンの溶出量の値は、いずれも、10ppm以下であり、その後にさらに、固液分離し、25℃で1gの吸着剤を10mLの1Nの塩酸と混合し、1時間撹拌した場合のリン酸イオンの溶出量の値は、いずれも、吸着剤に含まれる全リン(吸着量)の80%以上であった。この結果から、各実施例では、吸着剤中において、リン酸イオンの大部分が、ドロマイト類を構成するCaと化学結合し、リン酸カルシウム系化合物を形成していることが分かる。 Table 1 summarizes the production conditions of the adsorbents of each of the Examples and the Comparative Examples, the composition of the adsorbents, and the like. The BET specific surface area is a numerical value obtained by measurement using a surface area measuring device (TriStarII3020 manufactured by Mircometrics). Moreover, in each of the said Examples, the average particle diameter of the adsorbent was a value within the range of 1 mm or more and 3 mm or less. Further, in each of the above-mentioned examples, the pH of the mixture containing the dolomites and the digestive juice of sludge in the adsorption step was 5 or more and 6 or less. Further, in each of the above-mentioned examples, the value of the elution amount of phosphate ions obtained by mixing 1 g of the adsorbent at 25 ° C. with 10 mL of water, stirring for 1 hour, and then performing the measurement is 10 ppm or less. After that, the solid-liquid separation was performed, 1 g of the adsorbent was mixed with 10 mL of 1N hydrochloric acid at 25 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. It was 80% or more of the total phosphorus (adsorption amount) contained in. From this result, it can be seen that in each example, most of the phosphate ions chemically bond with Ca constituting dolomites to form a calcium phosphate-based compound in the adsorbent.

また、前記各実施例の吸着剤について、X線回折(XRD)にて成分の分析を行ったところ、いずれも、リン酸カルシウム系化合物(リン酸カルシウム、無水リン酸水素カルシウム、ヒドロキシアパタイト)が含まれていることが確認された。図17には、実施例3で、原料として用いたドロマイトを900℃で焼結した焼成ドロマイト、当該焼結ドロマイトにリン成分を吸着させた後に焼成して(定着させて)得られた吸着剤、および、当該吸着剤にPbを吸着させた状態についての、X線回折(XRD)の解析結果を示す。 Further, when the components of the adsorbents of the above Examples were analyzed by X-ray diffraction (XRD), all of them contained calcium phosphate compounds (calcium phosphate, anhydrous calcium hydrogen phosphate, hydroxyapatite). It was confirmed that. FIG. 17 shows a calcined dolomite obtained by sintering dolomite used as a raw material at 900 ° C., and an adsorbent obtained by adsorbing a phosphorus component on the sintered dolomite and then calcining (fixing) the dolomite. , And the analysis result of X-ray diffraction (XRD) in the state where Pb is adsorbed on the adsorbent is shown.

Figure 2019189549
Figure 2019189549

《7》評価
まず、ヒ素(As)を2000ppbの含有率で含み、他の重金属を実質的に含有しないpHが12の標準液A、および、ヒ素(As)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、クロム(Cr)を、それぞれ、2000ppbの含有率で含み、pHが12の標準液Bを調製した。
<< 7 >> Evaluation First, a standard solution A having a pH of 12 containing arsenic (As) at a content of 2000 ppb and substantially no other heavy metals, and arsenic (As), nickel (Ni), and cadmium (Cd). ), Lead (Pb), and chromium (Cr) were each contained at a content of 2000 ppb, and a standard solution B having a pH of 12 was prepared.

次に、前記各実施例および各比較例の吸着剤について、それぞれ別個に、標準液A:50mLと標準液B:50mLに対し、実施例1と実施例2では吸着剤:0.01gを、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、実施例7では吸着剤:0.1gを加え、1時間撹拌した後、固液分離し、液相について、ICP質量分析法によりヒ素(As)およびクロム(Cr)の含有率を求め、当該含有率の値から吸着剤による除去率を求めた。
これらの結果を表2にまとめて示す。
Next, for the adsorbents of each of the Examples and Comparative Examples, separately, the adsorbent: 0.01 g was added to the standard solution A: 50 mL and the standard solution B: 50 mL in Examples 1 and 2. In Examples 3, 4, 5, 5, 6 and 7, an adsorbent: 0.1 g was added, stirred for 1 hour, solid-liquid separated, and the liquid phase was arsenic by ICP mass spectrometry. The content of (As) and chromium (Cr) was determined, and the removal rate by the adsorbent was determined from the value of the content.
These results are summarized in Table 2.

Figure 2019189549
Figure 2019189549

表2から明らかなように、本発明では、高い除去率(吸着率)で重金属であるヒ素を除去(吸着)することができた。特に、従来では、重金属の除去率を高くすることが困難であったpHが高い状態で、重金属を効率よく除去することができた。
これに対し、各比較例では満足のいく結果が得られなかった。また、各比較例では、重金属の除去率が低く、測定値が安定しなかった。特に、このような傾向は、クロムの除去率の測定において顕著であった。
As is clear from Table 2, in the present invention, arsenic, which is a heavy metal, could be removed (adsorbed) with a high removal rate (adsorption rate). In particular, in the past, it was possible to efficiently remove heavy metals in a high pH state, where it was difficult to increase the removal rate of heavy metals.
On the other hand, satisfactory results were not obtained in each comparative example. Moreover, in each comparative example, the removal rate of heavy metals was low, and the measured values were not stable. In particular, such a tendency was remarkable in the measurement of the removal rate of chromium.

また、上記のようにして標準液Bに対して吸着剤による処理を施した後の液相について、ヒ素以外の重金属(ニッケル、カドミウム、鉛、クロム)について、前記と同様に吸着剤による除去率を求めたところ、前記と同様に、本発明では、いずれも、各重金属を高い除去率(吸着率)で除去(吸着)することができたのに対し、各比較例では、各重金属の除去率はいずれも低かった。 Further, regarding the liquid phase after the standard liquid B is treated with the adsorbent as described above, the removal rate of heavy metals (nickel, cadmium, lead, chromium) other than arsenic by the adsorbent is the same as described above. As described above, in each of the present inventions, each heavy metal could be removed (adsorbed) with a high removal rate (adsorption rate), whereas in each comparative example, each heavy metal was removed. The rates were all low.

また、前記実施例1、2の吸着剤について、それぞれ別個に、標準液B:50mLに対し、吸着剤:0.01gを加え、1時間撹拌した。その後、固液分離し、液相について、ICP質量分析法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)によりヒ素(As)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、クロム(Cr)の含有率を求め、当該含有率の値から吸着剤による吸着量(除去率)を求め、吸着剤1g当たりの各重金属の吸着量(除去量)を求めた。その結果を、それぞれ、図18、図19に示す。これらの図から明らかなように、いずれも、高い割合で重金属を吸着(除去)できることが分かる。 Further, for the adsorbents of Examples 1 and 2, 0.01 g of the adsorbent was separately added to 50 mL of the standard solution B, and the mixture was stirred for 1 hour. After that, solid-liquid separation is performed, and the content of arsenic (As), nickel (Ni), cadmium (Cd), lead (Pb), and chromium (Cr) in the liquid phase by ICP mass spectrometry (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). Was determined, the amount adsorbed by the adsorbent (removal rate) was determined from the value of the content rate, and the amount of adsorption (removal amount) of each heavy metal per 1 g of the adsorbent was determined. The results are shown in FIGS. 18 and 19, respectively. As is clear from these figures, it can be seen that heavy metals can be adsorbed (removed) at a high rate in each case.

また、前記各実施例および各比較例の吸着剤について、pHを10から14の間で変動させた以外は、前記標準液Aと同様にして調製した各液体を標準液として用いた以外は、前記と同様の評価を行ったところ、前記と同様に、各実施例では、高い除去率(吸着率)で重金属であるヒ素を除去(吸着)することができたのに対し、各比較例では各重金属の除去率はいずれも低かった。 Further, with respect to the adsorbents of each of the Examples and Comparative Examples, except that each liquid prepared in the same manner as the standard solution A was used as the standard solution except that the pH was varied between 10 and 14. As a result of the same evaluation as described above, in each of the examples, arsenic, which is a heavy metal, could be removed (adsorbed) with a high removal rate (adsorption rate), whereas in each comparative example, it was possible to remove (adsorb) arsenic. The removal rate of each heavy metal was low.

また、前記各実施例および各比較例の吸着剤について、pHを10から14の間で変動させた以外は、前記標準液Bと同様にして調製した各液体を標準液として用いた以外は、前記と同様の評価を行ったところ、前記と同様に、各実施例では、高い除去率(吸着率)で重金属であるヒ素を除去(吸着)することができたのに対し、各比較例では各重金属の除去率はいずれも低かった。また、前記各実施例の吸着剤では、ヒ素と同様に、ヒ素以外の重金属についても高い除去率で除去することができた。 Further, with respect to the adsorbents of each of the Examples and Comparative Examples, except that each liquid prepared in the same manner as the standard solution B was used as the standard solution except that the pH was varied between 10 and 14. As a result of the same evaluation as described above, in each of the examples, arsenic, which is a heavy metal, could be removed (adsorbed) with a high removal rate (adsorption rate), whereas in each comparative example, it was possible to remove (adsorb) arsenic. The removal rate of each heavy metal was low. Further, with the adsorbents of each of the above-mentioned examples, heavy metals other than arsenic could be removed with a high removal rate as well as arsenic.

本発明の汚泥の処理方法は、汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着工程と、前記吸着工程で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼工程とを有する。また、本発明の汚泥の処理システムは、汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、吸着剤に吸着させて除去する吸着処理部と、前記吸着処理部で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼炉とを備える。そのため、燃焼時に蒸発するリン成分の量を減らし、燃焼炉に与える悪影響を抑制することができる汚泥の処理方法、汚泥の処理システムを提供することができる。したがって、本発明の汚泥の処理方法、汚泥の処理システムは、産業上の利用可能性を有する。 The sludge treatment method of the present invention includes an adsorption step of bringing the digestive juice of sludge into contact with an adsorbent and adsorbing at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice to the adsorbent to remove it, and the adsorption step. It has a combustion step of burning the digested sludge obtained by removing at least a part of the phosphorus component from the digestive juice. Further, the sludge treatment system of the present invention includes an adsorption treatment unit that brings the digestive juice of sludge into contact with an adsorbent and adsorbs at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice to the adsorbent to remove it. The adsorption treatment unit includes a combustion furnace for burning the digested sludge obtained by removing at least a part of the phosphorus component from the digested liquid. Therefore, it is possible to provide a sludge treatment method and a sludge treatment system capable of reducing the amount of phosphorus components that evaporate during combustion and suppressing adverse effects on the combustion furnace. Therefore, the sludge treatment method and sludge treatment system of the present invention have industrial applicability.

また、本発明の吸着剤の製造方法は、汚泥の消化液とドロマイト類とを接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、前記消化液と接触させた前記ドロマイト類を焼成する焼成工程とを有する。そのため、汚泥を原料として、水素イオン指数(pH)が大きい状態であっても、重金属を効率よく除去することができる吸着剤を製造することができる吸着剤の製造方法を提供することができる。したがって、本発明の吸着剤の製造方法は、産業上の利用可能性を有する。 Further, the method for producing an adsorbent of the present invention includes an adsorption step of bringing sludge digestive juice into contact with dolomites and adsorbing at least a part of phosphorus components contained in the digestive juice to the dolomites, and the digestion. It has a firing step of firing the dolomites in contact with the liquid. Therefore, it is possible to provide a method for producing an adsorbent, which can produce an adsorbent capable of efficiently removing heavy metals even when the hydrogen ion index (pH) is large, using sludge as a raw material. Therefore, the method for producing an adsorbent of the present invention has industrial applicability.

1…処理システム
20…消化処理部
21…嫌気槽(メタン発酵処理部)
22…無酸素槽(硝化脱窒素処理部)
221…無酸素部
222…好気部
23…好気槽(好気菌消化処理部)
30…吸着処理部(吸着槽)
30’…吸着処理部
31…処理槽
32…第1の配管
33…第2の配管
34…夾雑物除去手段
35…カラム(容器)
36…吸着剤
50…脱水装置
60…燃焼炉
61…流動媒体(砂)
62…分散板
63…ガス供給部
70…乾燥装置
S1…汚泥
S…消化液
SS…消化汚泥
1 ... Processing system 20 ... Digestion processing unit 21 ... Anaerobic tank (Methane fermentation processing unit)
22 ... Anoxic tank (nitrification and denitrification treatment section)
221 ... Anoxic part 222 ... Aerobic part 23 ... Aerobic tank (Aerobic bacteria digestion processing part)
30 ... Adsorption processing unit (adsorption tank)
30'... Adsorption processing unit 31 ... Processing tank 32 ... First pipe 33 ... Second pipe 34 ... Contaminant removing means 35 ... Column (container)
36 ... Adsorbent 50 ... Dehydrator 60 ... Combustion furnace 61 ... Flow medium (sand)
62 ... Dispersion plate 63 ... Gas supply unit 70 ... Drying device S1 ... Sludge S ... Digestive juice SS ... Digestive sludge

Claims (8)

汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着工程と、
前記吸着工程で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼工程とを有することを特徴とする汚泥の処理方法。
An adsorption step in which the digestive juice of sludge is brought into contact with an adsorbent, and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice is adsorbed on the adsorbent to be removed.
A method for treating sludge, which comprises a combustion step of burning digested sludge obtained by removing at least a part of a phosphorus component from the digestive juice in the adsorption step.
前記吸着工程において、前記吸着剤としてドロマイト類を用いる請求項1に記載の汚泥の処理方法。 The sludge treatment method according to claim 1, wherein dolomites are used as the adsorbent in the adsorption step. 前記ドロマイト類は、水酸化ドロマイトである請求項2に記載の汚泥の処理方法。 The sludge treatment method according to claim 2, wherein the dolomites are hydroxylated dolomite. 前記ドロマイト類は、ドロマイトである請求項2に記載の汚泥の処理方法。 The sludge treatment method according to claim 2, wherein the dolomites are dolomite. 前記吸着工程をpHが3以上13以下の条件で行う請求項1ないし4のいずれか1項に記載の汚泥の処理方法。 The sludge treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the adsorption step is performed under the condition that the pH is 3 or more and 13 or less. 前記燃焼工程における燃焼温度は、500℃以上1500℃以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の汚泥の処理方法。 The sludge treatment method according to any one of claims 1 to 5, wherein the combustion temperature in the combustion step is 500 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower. 汚泥の消化液を吸着剤と接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記吸着剤に吸着させて除去する吸着処理部と、
前記吸着処理部で前記消化液からリン成分の少なくとも一部が除去されて得られる消化汚泥を燃焼する燃焼炉とを備えることを特徴とする汚泥の処理システム。
An adsorption treatment unit that brings the digestive juice of sludge into contact with an adsorbent and adsorbs at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice to the adsorbent to remove it.
A sludge treatment system comprising a combustion furnace for burning digestive sludge obtained by removing at least a part of a phosphorus component from the digestive juice in the adsorption treatment unit.
汚泥の消化液とドロマイト類とを接触させ、前記消化液に含まれるリン成分の少なくとも一部を、前記ドロマイト類に吸着させる吸着工程と、
前記消化液と接触させた前記ドロマイト類を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする吸着剤の製造方法。
An adsorption step in which the digestive juice of sludge is brought into contact with dolomites and at least a part of the phosphorus component contained in the digestive juice is adsorbed on the dolomites.
A method for producing an adsorbent, which comprises a firing step of calcining the dolomites in contact with the digestive juice.
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