JPS6193892A - 流動層式脱リン方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水、し銀系汚水、工場排水その地腹体中に
比較的高濃度で存在するリン酸塩類を流動化状態にある
、固体粒子層を用いて効率良く除去する方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

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

したがって、これら液中に存在するリン酸塩を除去する
必要から、各種のリン除去方法が検討されているが、そ
の一つとして本発明者等は、従来にない新規な処理方法
として一定の粒径をもつ固体粒子を筒状あるいは錐状の
脱リン塔に充填し、被処理液のｐＨを６〜１１の範囲に
調整し、さらに被処理液中に含まれている溶解性すン酸
塩類の濃度に対応して塩化カルシウムなどのカルシウム
剤を加え、これを一定の流速で通過接触せしめることに
よシ、充填されてｂる固体粒子の表面にリン酸カルシウ
ムの結晶を晶出、固着せしめて溶解性リン酸塩類を除去
する方法を提案した。

この方法例おける固体粒子表面での代表的な化学反応は
次の通シである。

５０ａ”−１−７０Ｈ−＋５馬ＰＯ，−士Ｏａ、（ＯＨ
）　（ＰＯｓ）ａ＋６１１１ａｏ・・・（１）このよう
な脱リン方法を適用すれば、リン酸カルシウムが固着し
た固体粒子の分離、脱水が極めて容易であり、従来の化
学的凝集沈殿法と比較すると、沈殿汚泥の濃縮装置、脱
水機、乾燥装置などの既成概念における汚泥処理施設を
まったく必要としないだけでなく、資源としてのリンを
回収することができる優れた脱リン技術である。

、　　　（ＲＢＩＥ［ｌ！５．！−ｆ、Ｂ１％’ｌｉ！
ｉ！、ａ）ところで、従来の流動層式脱リン法には以下
のような欠点があった。従来法は、最適な層内流動状態
をつ〈シ効率良くリン除去を行なうために、処理水の一
部を循環する方法を採用しているが、循環水ＫＢｓが多
く含まれる場合には、層内での晶析反応に悪影響を及ぼ
すことが度々あった。即ち、層内に循環水によって持ち
込まれる日日量が増加すると、層を形成している固体粒
子表面上に液中から晶析するリン量に比べ、層内〈浮遊
している８Ｂを核として晶析するリン量の割合が増加し
、８Ｂを核として形成された晶析片はきわめて微細な粒
子のため、層内に留まることなく系外に選び出され゛処
理水水質が著しく悪化する現象が起きた。この現象は原
水リン濃度が高い場合や循環水中のＳ８がリン酸カルシ
ウムや炭酸カルシウム等の特に晶析反応に関与する成分
を多く含む場合には、ますます顕著となシ、処理が悪化
して流動層式脱リン法にとって致命的なものとなってし
まうことがあった。

〔発明の構成〕

本発明は、固体粒子を流動化せしめた層に、リン含有排
水を通液してカルシウム存在下で処理水の一部を循環し
ながら液中のリンを除去する方法において、その処理水
の一部を固液分離した後、流入水または流動層内に循環
返送することを特徴とするものであって、前述のように
従来、流動層式税リン法において問題であった循環水中
の８８によって脱リン能力が低下する欠点を解消し、効
率良く安定したリン酸除去方法を提供することを目的と
するものである。

以下、本発明の実施態様を第１図に基すて説明する。

第１図９符号１はｐＨ調整槽、２は原水流入管、２′は
原水ポンプ、３は循環水導入管、３′は循環水ポンプ、
４は脱リン塔、５は処理水流出管、６はアルカリ剤貯槽
、７はアルカリ剤注入管、７′はアルカリ剤注入ポンプ
、８はカルシウム剤注入管、８′はカルシウム剤注入ポ
ンプ、９はカルシウム剤貯槽、１０は固液分離装置、１
１は攪拌機、Ａは流動層を形成する固体粒子、Ｂは槽内
に滞留している５Ｓ１Ｃは流動層を示す。

ｐＨ調整槽１に゛導入された被処理水（原水）は、攪拌
機１１で攪拌しながら、アルカリ剤貯槽６からアルカリ
剤注入ポンプ７′によりアルカリ剤注入管７を経て供給
されるアルカリにより所定の値１ｃｐＨを調節した後、
原水ポンプ２′によシ原水流入管２を経て脱リン塔にそ
の下部から供給される。脱リン塔４の上部から処理水流
出管５を経て流出する処理水の一部は循環水導入管３を
経て脱リン塔に循環せしめられるが、ＢＥ？を多量に含
む循環水が、脱リン塔４中に返送されると、液中から層
内の流動層を形成する固体粒子Ａ上にリン酸カルシウム
が析出する反応とともに、循環水より層内に持ち込まれ
たＳＳ粒子Ｂを核としてリン酸カルシウムが析出する反
応が同時に起とシ、浮遊ＦＩＢを核とした晶析物は、微
細なため層内に保持されずにそのまま処理水流水管５中
へ流出してしまい処理水質が悪化するので、まず循環水
として使用′する処理水の一部を、循環ライン途中に設
置した固液分離工程１ｏに導き、ＳＳを除去した後、循
環液として循環水導入管６を経て脱リン塔に返送するこ
とによって、かかるＳＳ０層本体の晶析反応を妨害する
作用を抑制し、効率良く脱リン反応を行なうことができ
る。なお、この例においては原水中のリンの濃度に応じ
て、必要な量のカルシウムをカルシウム剤貯槽よりポン
プ８′によシカルシウム剤注入管よシ循項水中に供給す
る。

前記固液分離工程は、単なる重力沈降分離でも°凝集沈
殿でも、あるいは固体粒子を充填した層を通液させるろ
適法でも良い。

以上述べたように本発明によれば流動層から排出される
処理水中のａＳを固液分離して流動層に循環返送するこ
とで脱リン処理をきわめて効果的Ｋかつ安定して行なう
ことが可能となった。

さらに、前記固液分離工程で８８のみではなく、液中の
溶解性リンの一部が除去され得るので流動層の流入リン
負荷を低減することができ、処理効率を一層高める効果
を合わせ持つことができる。

実施例１ 内径ｆｏｏｍφ、有効深さ２５ｍの円筒状、で底部が逆
円錐型をしだ説すン塔に、破砕、篩分けしたリン鉱石（
有効径α４ｆｉ、均等係数１．りを１０００１１１ＩＩ
の厚さ誌填した。粗大固形物を大別分離した工場廃水を
活性汚泥法で処理した２次処理水を被処理液とし、酸性
ストリップ法で炭酸を除去した後、苛性ソーダを添加し
て被処理液のｐＨをａ５〜１　［１０に調整したものを
原水とし、またカルシウム剤として塩化カルシウムを使
用し、被処理液中の溶解〜性リン酸塩類の濃度に対応し
てａａ／ｐｏ、の重量比が１．０〜１５の範囲になるよ
うに循環水へ添加した。循環水は処理水を、砂ろ過層で
いったんろ過した後、流動層に返送した。砂ろ過層は内
径２００■φ、有効深さ１５　ｍの円筒状のカラムに砂
（有効径０．６調、均等係数１．４）を１０００＋ｇ＋
ａの厚さに充填し、′ＬＶ　＝　２００　ｍ１日で通水
した。原水および原水と同量の循環水を脱リン塔下部よ
り上方にＬＶ＝５０〜４０惰／日の流速で通水しながら
約２ケ月間実験を行なった。結果を表−１に示す。

表−１ 表−１から明らかなように流動層処理水のろ過液を循環
して処理した結果、リン除去率８０％以上、リン濃度３
〜／ｌ（ｐとして）以下の処理水が安定して得られた。

一方、比較例として流動層処理水をろ過せずに循環し、
他は全て同一条件で２ケ月間通水した場合の結果は同じ
く、表−１の比較例に示す通りであるが、処理水ＳＳ濃
度が３４■／ｌと高くなシ、リン除去率は６０％、処理
水リン濃度＆　Ｏｍ９／　ｔ　（Ｐとして）程度の水質
のものしか得られなかった。

実施例２ 実施例１において、循環ライン途中に設置した砂ろ過層
の他に、固液分離工程を検討するため、沈降分離槽、凝
集沈殿槽、固定式脱リン槽をそれぞれ使用し、性能を比
較した。実験は、実施例１と同一の装置、被処理液を用
い、被処理液を実施例１記載の方法と同様な方法で前処
理したものを原水とした。層内ｐｌＨＬ５〜１１１０に
なるように苛性ソーダを注入し、また塩化カルシウムは
固液分離した後の循環ラインに実施例１と同一の濃度範
囲に々るように添加し、原水と循環水の比が１になるよ
うにして流動層脱リン塔下部から上方へＬ７３０〜４０
ＭＬ／時の流速で通水した。

以上の条件で各固液分離装置によシ、それぞれ約１ケ月
間連続実験した。結果を表２に示す。

表−２から明らかなように、前記４種のいずれの固液分
離装置を循環ライン途中に設けても、流動層処理水のリ
ン濃度は４．０■／ｌ以下となり、原水中の７０％以上
のリンが除去されることがわかり、本方式に適用できる
ことを確認した。

実施例５ 実施例１において流動層の固体粒子としてリン鉱石の代
わりに砂（［Ｌ２〜［Ｌ　４　ｓｗ　）を用いた場合の
処理結果を表−５に示す。　　　　゛表−３処理結果　
゛ 表−３に示すように、砂を用いた場合は初期にはあまり
良い結果が得られなかったが、通水時間の経過とともに
水質が向上し、１週間後には、リン鉱石の場合と同等な
性能が得られた。

従って流動層の固体粒子どして砂を適用できることがわ
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施の態様を説明するための概略フ
ロー図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体粒子を流動化せしめた層に、リン含有排水を通
   液してカルシウムの存在下で処理水の一部を循環しなが
   ら排水中のリンを除去する方法において、その処理水の
   一部を固液分離した後、流入水または流動層内に循環返
   送することを特徴とする排水中のリン酸塩の除去方法。 ２、固体粒子を充填した層に通液させて固液分離する特
   許請求の範囲第１項記載のリン酸塩の除去方法。 ３、固体粒子がリン鉱石である特許請求第１項又は第２
   項記載のリン酸塩の除去方法。