JPH1110166A - 脱リン装置 - Google Patents

脱リン装置

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JPH1110166A
JPH1110166A JP16256697A JP16256697A JPH1110166A JP H1110166 A JPH1110166 A JP H1110166A JP 16256697 A JP16256697 A JP 16256697A JP 16256697 A JP16256697 A JP 16256697A JP H1110166 A JPH1110166 A JP H1110166A
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Tetsuro Fukase
哲朗 深瀬
Masahide Shibata
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リン含有水からMAP粒子を生成させて脱リ
ン処理するに当り、得られるMAP粒子の粒径を制御し
て所望の均一粒径のMAP粒子を得る。 【解決手段】 塔下部にリン含有水の導入口2、塔上部
に処理水の取出口3を有する反応塔1と、反応塔外から
微細粒子を反応塔1内に添加する手段26とを備える脱
リン装置。 【効果】 所望の均一粒径のMAP粒子を安定に得るこ
とができる。MAP粒子の粒径が安定することから、M
AP微粒子の流出又はMAP粒子の粗大化による反応阻
害が防止され、効率的な脱リン処理を行うことができ、
長期に亘り、低リン濃度の処理水を安定に得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水、し尿、排水
の汚泥脱水濾液、汚泥消化脱離液等のリン含有水中のリ
ンを効率的に除去し、MAP(リン酸アンモニウムマグ
ネシウム)粒子として回収する脱リン装置に係り、特
に、均一なMAP粒子を安定に得ることができる脱リン
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】下水、し尿、排水の嫌気、好気処理工程
で得られる汚泥脱水濾液や汚泥消化脱離液等のリン含有
水のリンを除去する脱リン装置として、従来、反応塔内
にリン含有水を上向流で通水し、マグネシウムイオンを
添加して、リン含有水中のリン及びアンモニアとマグネ
シウムイオンからMAPを生成させ、塔上部から処理水
を取り出すと共に、塔下部からMAP粒子を回収する脱
リン装置がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の脱リン装置で
は、MAPを効率的に生成させることができるが、生成
するMAP粒子の粒径が0.5〜5mm程度とバラツキ
が大きく、均一な粒径のMAP粒子を得ることができな
いという欠点がある。また、このようにMAP粒子の粒
径のバラツキが大きいことにより、被処理水のリン濃度
が変動したり、MAP粒子の引き抜き量制御が不十分で
あったりすると、MAPの微細粒子が処理水中に流出し
たり、MAP粒子の粗大化でMAP粒子の流動が損わ
れ、リンの除去率が低下したりする場合があった。
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決し、MA
P粒子の粒径の制御が容易で、所望の均一粒径のMAP
粒子を安定に得ることができる脱リン装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の脱リン装置は、
塔下部にリン含有水の導入口、塔上部に処理水の取出口
を有する反応塔と、該反応塔外から微細粒子を該反応塔
内に添加する手段とを備えることを特徴とする。
【0006】本発明者らは、従来の脱リン装置で得られ
るMAP粒子の粒径に大きな幅がある理由について検討
した結果、次のような知見を得た。
【0007】即ち、MAPの生成反応は、リンとアンモ
ニアとマグネシウムイオンとの反応によるMAPの生
成、不溶化と、不溶化したMAP同士の会合等によるM
AP粒子の成長の繰り返しによるものであるが、単に被
処理水を反応塔に上向流通水し、生成したMAP粒子を
塔下部から引き抜くだけでは、MAP粒子の粒径の制御
はできない。
【0008】即ち、成長したMAP粒子を塔下部から引
き抜いても、これを完全に引き抜くことは困難であり、
塔内に残留したMAP粒子が徐々に大きくなり、遂には
粒径1cm以上の粗大粒子となる。このため、粒径にバ
ラツキが生じる。また、この粗大粒子によりMAP粒子
の流動が損なわれ、リン除去率が低下する。
【0009】本発明では、反応塔外から別途微細な粒子
を種晶として反応塔内に添加することにより、MAP粒
子の粒径を制御する。即ち、微細な粒子を多量に添加す
れば小粒径のMAP粒子を得ることができ、少量添加す
れば大粒径のMAP粒子を得ることができる。
【0010】なお、反応塔に添加する微細な粒子は、当
該反応塔で生成したMAP粒子をミル又はグラインダー
等で破砕したものでも良く、また、砂、ゼオライトの微
細粒子でも良いが、このような粒子の場合は、均一微細
粒径に制御したものを使用する。
【0011】また、別途、MAP微粒子生成槽を設け、
この槽で、リン含有水にマグネシウムイオンを添加して
所定のpH条件下、所定時間撹拌すると、著しく均一な
粒径のMAP微粒子を得ることができ、本発明に好適で
ある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の脱リン装置の実施の形態を
示す系統図である。
【0014】図中、1は頂部が開放した反応塔であり、
下部にリン含有水(原水)の導入配管2が、上部に処理
水の取出配管3が設けられている。この反応塔1は小径
部1A、拡径部1B及び大径部1Cで構成され、小径部
1AはMAPの造粒反応部、大径部1Cは沈殿部、拡径
部1Bは移行部とされている。小径部1Aの下部にはM
gCl2 等のマグネシウム塩溶液(マグネシウム塩を含
有するものであれば良く、海水であっても良い。)の供
給管4及びNaOH等のアルカリ剤の供給管5が設けら
れている。
【0015】取出配管3で取り出された処理水は処理水
槽6に貯留され、一部は配管7より反応塔1下部に循環
され、残部は配管8より系外へ排出される。
【0016】拡径部1Bには、MAP粒子を抜き出して
反応塔1下部に循環する配管10が設けられている。1
1は溢流堰、12はMAP粒子の排出管、13はpH計
である。
【0017】20はMAP微粒子生成槽であり、原水の
導入配管21、MgCl2 等のマグネシウム塩供給管2
2、NaOH等のアルカリ剤供給管23、撹拌機24、
pH計25を備える。このMAP微粒子生成槽20で生
成したMAP微粒子は、配管26より、反応塔1の上部
から反応塔1に供給される。
【0018】なお、P1 ,P2 ,P3 ,P4 はポンプ、
Vはバルブであり、MはMAP粒子の流動層の界面を示
す。
【0019】反応塔1では、MAPが析出するpH条
件、即ちpH7.7〜9.0、好ましくはpH8.1と
なるように、供給管5よりNaOH等のアルカリ剤が注
入される。また、MAPの析出にマグネシウムが不足す
る場合には、供給管4よりMgCl2 等のマグネシウム
塩溶液を注入する。
【0020】小径部1A、即ちMAP造粒反応部では、
既に析出しているMAP粒子を種晶としてMAPが造粒
される。即ち、被処理水の流入とMAP粒子の循環によ
りMAP粒子が流動状態となり、このMAP粒子の表面
に新たなMAPが析出して、大粒のMAP粒子が造粒さ
れる。
【0021】このMAPの析出において、原水のリン濃
度が高いと、種晶の不存在下でMAPの微小結晶が自己
析出し、大粒のMAP粒子が得られないという不具合が
あるが、この脱リン装置では、反応塔1の処理水を処理
水槽6より配管7及びポンプP2 により抜き出して循環
することにより、反応塔1内のMAP造粒反応部のリン
濃度を低下させることができる。これにより反応塔1内
のMAPの過飽和度が低下し、MAPは微小結晶として
自己析出することなく、種晶のMAP粒子の表面でのみ
析出してMAP粒子の大粒子化を促進する。この処理水
の循環は、反応塔1内のMAP造粒反応部のリン濃度を
リン酸塩濃度100mg/L以下、特に40〜80mg
/Lとなるように行うのが好ましい。
【0022】MAPの析出により、リン濃度が低下した
液は反応塔1内を上昇して取出配管3より排出される。
この際、MAP粒子は大粒子化しているため、多量の汚
泥固形物を含む原水を処理する場合においても、MAP
粒子が固形物と共に排出されることなく、良好に沈殿分
離される。即ち、MAP粒子は、汚泥固形物よりも十分
に大きい比重、粒度であるため、良好な分離性にて沈殿
分離し、汚泥固形物のみが処理水中に含有されて溢流堰
11を越流して排出される。
【0023】以上の処理は連続処理にて行われる。
【0024】小径部1Aの反応造粒部で粒大化したMA
P粒子は、反応塔1下部の排出管12より間欠的に取り
出される。
【0025】本発明では、このような脱リン処理に当
り、MAP微粒子生成槽20で生成させたMAP微粒子
を添加するため、このMAP微粒子の添加量を制御する
ことにより、容易に所望の均一粒子のMAP粒子を回収
することができる。特に、図1の脱リン装置では、MA
P粒子の循環を行うことで、より一層粒径の均一化を図
ることができる。
【0026】このMAP微粒子の添加は間欠的に行って
も、連続的に行っても良く、また、反応塔1からのMA
P粒子の抜き出し毎に行っても良い。
【0027】また、MAP粒子の循環量は、原水流量に
対して1/10〜1倍程度で行うのが好ましい。
【0028】なお、本発明において、反応塔に添加する
MAP微粒子は、粒径50μm〜1mmであることが好
ましく、このようなMAP微粒子は、MAP微粒子生成
槽20に原水であるリン含有水、MgCl2 等のマグネ
シウム塩及びNaOH等のアルカリ剤の必要量を添加し
て、pH8〜10の条件下、5〜60分程度ゆっくり撹
拌することにより製造することができる。
【0029】また、MAP微粒子の添加量は前述の如
く、所望とするMAP粒子の粒径により異なるが、一般
的には、粒径5mm程度のMAP粒子を得る場合には引
き抜いたMAP量の0.01〜1重量%程度とし、粒径
1mm程度のMAP粒子を得る場合には引き抜いたMA
P量の0.05〜5重量%程度とするのが好ましい。
【0030】なお、本発明においてMAP微粒子の添加
箇所には特に制限はなく、図1に示す如く、反応塔1の
上部から添加しても良く、また、MgCl又はNaOH
の供給管を利用して添加しても良い。更に、別途MAP
微粒子の供給管を増設しても良いが、既存の設備をその
まま利用できる点から、反応塔上部から添加するか、N
aOH,MgCl2 の供給管を利用するのが好ましい。
【0031】また、反応塔の型式には、制限はなく、プ
ラグフローでも流動床でも良い。
【0032】なお、図示の例では、Mg塩及びアルカリ
剤のみを添加しているが、MAPの生成にアンモニアが
不足する場合には、反応塔、MAP微粒子生成槽に更に
アンモニアを添加する必要がある。
【0033】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0034】実施例1 図1に示す脱リン装置により、PO4 −P:30mg/
L,NH4 −N:54mg/Lの合成排水を後述の運転
条件で処理した。
【0035】なお、MAP微粒子生成槽では、この合成
排水流量10mL/分(=0.6L/時),滞留時間
(HRT)50分,槽内pH8.8,MgCl2 添加量
0.4mg−Mg/分で撹拌下MAP微粒子の生成を行
い、粒径0.1〜0.5mmのMAP微粒子を生成さ
せ、このMAP微粒子0.5mLを1日に1回反応塔に
添加した。
【0036】また、反応塔の大きさは次の通りである。
【0037】反応塔寸法 小径部1Aの直径:3cm 小径部1Aの高さ:1.7cm 大径部1Cの直径:4cm 大径部1Cと拡径部1Bの合計の高さ:0.3m 塔容量:1.58L運転条件 初期投入MAP粒子容量:600mL(見掛け体積),充填高さ:85cm 初期投入MAP粒子粒径:0.5〜1.0mm(平均0.7mm) 合成排水流量 :350mL/分 処理水循環水量 :350mL/分 MAP粒子循環量: 35mL/分 (上記合計:735mL/分) 反応塔LV 反応部(小径部1A):62.4m/時 沈殿部(大径部1C):33.4m/時 処理水pH:8.6 反応部HRT(排水量基準):3.4分 MgCl2 添加量:47mg−Mg/L(排水量基準Mg換算量) MAP取り出し:1日1回、MAP粒子の増加分を塔下部より取り出した。
【0038】その結果、図2(a)に示す如く、得られ
たMAP粒子の平均粒径は、0.7〜0.9mmの範囲
に安定していた。また、処理水のPO4 −P濃度も図2
(b)に示す如く8〜10mg/Lで安定していた。
【0039】比較例1 実施例1において、反応塔のMAPの循環を行わず、ま
た、MAP微粒子生成槽のMAP微粒子の添加を行わな
かったこと以外は同様にして処理を行ったところ、図3
(a),(b)に示す如く、初期のリン除去は良好に行
われるが、MAP粒子の粒径が徐々に大きくなり、平均
粒径が2mm程度にまで大粒子化した時点で処理水のP
4 −P濃度は9mg/Lから16mg/Lにまで悪化
した。これは、MAP粒子の粗大化によりMAP生成反
応が起こる粒子の比表面積が小さくなると共に、MAP
粒子の流動が阻害されたために、MAP生成反応速度が
低下したことによると推定される。
【0040】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱リン装置
によれば、リン含有水からMAP粒子を生成させて脱リ
ン処理するに当り、所望の均一粒径のMAP粒子を安定
に得ることができる。このように、MAP粒子の粒径が
安定することから、MAP微粒子の流出又はMAP粒子
の粗大化による反応阻害が防止され、効率的な脱リン処
理を行うことができ、長期に亘り、低リン濃度の処理水
を安定に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱リン装置の実施の形態を示す系統図
である。
【図2】実施例1の結果を示すグラフであり、図2
(a)は得られたMAP粒子の平均粒径の経時変化を示
し、図2(b)は処理水のPO4 −P濃度の経時変化を
示す。
【図3】比較例1の結果を示すグラフであり、図3
(a)は得られたMAP粒子の平均粒径の経時変化を示
し、図3(b)は処理水のPO4 −P濃度の経時変化を
示す。
【符号の説明】
1 反応塔 7 処理水槽 20 MAP微粒子生成槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塔下部にリン含有水の導入口、塔上部に
    処理水の取出口を有する反応塔と、該反応塔外から微細
    粒子を該反応塔内に添加する手段とを備えることを特徴
    とする脱リン装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001047065A (ja) * 1999-08-10 2001-02-20 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 晶析脱燐装置及びその晶析脱燐方法
JP2001047062A (ja) * 1999-08-09 2001-02-20 Kurita Water Ind Ltd ごみ埋立地からの浸出水の処理方法
JP2003275774A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Mitsubishi Materials Corp リン回収材の再生方法及びリン回収方法
JPWO2004067139A1 (ja) * 2003-01-31 2006-05-18 株式会社荏原製作所 晶析法による液中イオンの除去方法及び装置

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