JP4572302B2 - Method and apparatus for removing phosphorus in human wastewater - Google Patents
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Description
本発明は、し尿排水中に溶解しているリンを効率的に除去するための装置および方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for efficiently removing phosphorus dissolved in human wastewater.
一般に、リンは、枯渇が懸念されている貴重な資源であると共に、環境水（湖沼池、河川、ため池、湾、海域等に存在する水）の富栄養化の原因物質でもある。そして、環境水を富栄養化する汚染源としては、例えば、畜産業から排出される家畜し尿（畜産排水）や、人間のし尿などが知られている。 In general, phosphorus is a valuable resource for which depletion is a concern, and is also a causative substance of eutrophication of environmental water (water existing in lakes, ponds, rivers, ponds, bays, sea areas, etc.). As pollution sources for eutrophication of environmental water, for example, livestock excreta discharged from the livestock industry (livestock drainage), human excreta and the like are known.
そこで、湖沼や内湾等の閉鎖性水域の富栄養化による水質汚染を防止するために、畜産排水や人間のし尿などの所謂し尿排水からリンを除去する技術の開発が求められている。 Therefore, in order to prevent water pollution due to eutrophication of closed water areas such as lakes and inner bays, development of a technique for removing phosphorus from so-called human wastewater such as livestock wastewater and human waste is required.
これに対し、排水中に溶解しているリンを除去する方法として、鉄塩またはアルミニウム塩を排水に添加することにより、水中のリンを水に不溶性のリン酸鉄またはリン酸アルミニウムとして析出させて除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, as a method of removing phosphorus dissolved in the waste water, iron salt or aluminum salt is added to the waste water to precipitate water phosphorus as water-insoluble iron phosphate or aluminum phosphate. A removal method is known (see, for example, Patent Document 1).
また、糞尿中のリンを除去する方法として、糞尿中に微鉄粉を添加することにより、リン化合物を水不溶性成分として除去する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。 Further, as a method for removing phosphorus in manure, a method is known in which a phosphorus compound is removed as a water-insoluble component by adding fine iron powder to manure (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記鉄塩またはアルミニウム塩を用いた除去方法では、鉄イオンやアルミニウムイオン以外のイオンや成分も水中に加えられてしまうという問題があった。即ち、処理対象水への鉄塩やアルミニウム塩の添加に伴い、鉄イオンまたはアルミニウムイオンと結合して鉄塩またはアルミニウム塩を形成している塩化物イオンや硫酸イオン等の対イオンも処理対象水中に添加されることとなり、処理対象水中の塩化物イオン濃度や硫酸イオン濃度が上昇し、生態系へ悪影響が生じるという問題があった。 However, the removal method using the iron salt or aluminum salt has a problem that ions and components other than iron ions and aluminum ions are also added to water. That is, with the addition of iron salt or aluminum salt to the water to be treated, counter ions such as chloride ions or sulfate ions that are combined with iron ions or aluminum ions to form iron salt or aluminum salt are also treated water. As a result, the concentration of chloride ions and sulfate ions in the water to be treated increased, which had a problem of adversely affecting the ecosystem.
また、上記微鉄粉を用いた除去方法では、微鉄粉とリン化合物とが水不溶性成分を形成する速度が遅い、即ちリン除去速度が低いという問題があった。 Further, the removal method using the fine iron powder has a problem that the fine iron powder and the phosphorus compound form a water-insoluble component at a low rate, that is, the phosphorus removal rate is low.
そのため、不要なイオンや成分を添加する必要がなく、且つ、迅速にし尿排中のリンを除去することができるリン除去装置が求められていた。また、し尿排水中のリンの効率的な除去方法も求められていた。 Therefore, there has been a demand for a phosphorus removal apparatus that does not require the addition of unnecessary ions and components and that can quickly remove phosphorus in urine. There has also been a demand for an efficient method for removing phosphorus from human wastewater.
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のし尿排水中のリンの除去装置は、し尿排水中のリンを除去する装置であって、少なくとも鉄を含有し、スラグを含有する鉄、ドロスまたはスケールからなる金属溶出部材と、一部が前記金属溶出部材の一部に接触した、電気伝導性を有する炭素繊維と、前記金属溶出部材および前記炭素繊維の表面に析出した析出物を除去する析出物除去手段とを備え、前記金属溶出部材と前記炭素繊維とは容器内で絡まって混在していることを特徴とする。このように、鉄を含有する金属溶出部材と炭素繊維とを接触させれば、金属溶出部材と炭素繊維とで局部電池が形成されるので、金属溶出部材から鉄イオンが迅速に溶出し、し尿排水中に溶解していたリンと反応して不溶性のリン化合物を形成する。従って、不要なイオンや成分を水中に添加することなく、低い環境負荷で、し尿排水中のリンを迅速かつ効率的に除去することができる。また、本発明のリンの除去装置は、析出物除去手段を備えているので、析出物が金属溶出部材等の表面を覆って鉄イオンの溶出を阻害することを防止し得る。なお、局部電池を形成するという観点から、本発明のリンの除去装置では、金属溶出部材と炭素繊維とは互いに一部が接触している必要がある。また、本発明において、電気伝導性を有するとは、電気伝導率が１０−３Ｓ／ｍ以上であることを指す。 An object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and the phosphorus removal device for human wastewater according to the present invention is a device for removing phosphorus from human wastewater and contains at least iron. A metal eluting member made of iron, dross, or scale containing slag, a carbon fiber having electrical conductivity partially in contact with a part of the metal eluting member, the metal eluting member, and the carbon fiber . and a deposit removal means for removing the precipitate deposited on the surface, said metal elution member and the carbon fiber is characterized that you have mixed entangled in the vessel. Thus, if a metal elution member containing iron and carbon fiber are brought into contact with each other, a local battery is formed by the metal elution member and carbon fiber , so that iron ions are rapidly eluted from the metal elution member and human waste. Reacts with phosphorus dissolved in waste water to form insoluble phosphorus compounds. Therefore, phosphorus in human wastewater can be quickly and efficiently removed with low environmental load without adding unnecessary ions and components into water. In addition, since the phosphorus removing apparatus of the present invention includes the deposit removing means, it can prevent the deposit from covering the surface of the metal eluting member or the like and inhibiting the elution of iron ions. In addition, from the viewpoint of forming a local battery, in the phosphorus removal apparatus of the present invention, the metal eluting member and the carbon fiber must be partially in contact with each other. Further, in the present invention, having electric conductivity means that electric conductivity is 10 −3 S / m or more.
ここで、スラグを含有する鉄、ドロス、スケールは、製鉄工業や製鋼工業などから排出される副産物である。 Here, the iron containing slag, dross, scale, a by-product discharged from such iron industry and steel industry.
なお、炭素繊維は比表面積および変形性が非常に大きい素材であるので、炭素繊維を用いれば、金属溶出部材との接触面積を大きく保って鉄イオンの溶出速度を高めることができる。また、炭素繊維は機械的強度が高い。 Since carbon fiber is a material having a very large specific surface area and deformability , the use of carbon fiber can increase the elution rate of iron ions while maintaining a large contact area with the metal eluting member . Further, the carbon fiber has a high mechanical strength.
そして、本発明のリンの除去装置は、前記析出物除去手段が振動装置であることが好ましい。 In the phosphorus removing apparatus of the present invention, the precipitate removing means is preferably a vibration device .
また、本発明のリンの除去方法は、し尿排水中のリンを除去する方法であって、少なくとも鉄を含有し、スラグを含有する鉄、ドロスまたはスケールからなる金属溶出部材の一部と、電気伝導性を有する炭素繊維の一部とを前記し尿排水中で接触させて前記金属溶出部材から鉄イオンを溶出させる工程と、溶出した前記鉄イオンと、前記し尿排水中のリンとが反応してリン化合物が析出する工程と、析出した前記リン化合物のうち、前記金属溶出部材および前記炭素繊維の表面に析出した析出物を析出物除去手段で除去する工程とを含み、前記金属溶出部材と前記炭素繊維とは容器内で絡まって混在していることを特徴とする。このように、鉄を含有する金属溶出部材と炭素繊維とを接触させて局部電池を形成した際に溶出する鉄イオンを用いてし尿排水中のリンを除去すれば、不要なイオンや成分を水中に添加することなく、低い環境負荷で、し尿排水中のリンを迅速かつ効率的に除去することができる。また、金属溶出部材および炭素繊維の表面に析出した析出物を析出物除去手段で除去すれば、析出物が金属溶出部材等の表面を覆って鉄イオンの溶出を阻害することを防止し得る。なお、本発明において、電気伝導性を有するとは、電気伝導率が１０−３Ｓ／ｍ以上であることを指す。 Further, the phosphorus removal method of the present invention is a method for removing phosphorus in human wastewater, including at least iron and a part of a metal elution member comprising iron, dross or scale containing slag , A step of contacting a part of carbon fiber having conductivity in the wastewater drainage to elute iron ions from the metal eluting member, and the eluted iron ions react with phosphorus in the wastewater drainage. a step of phosphorus compound is precipitated out of the precipitated the phosphorus compounds, see containing and removing the eluted metal member and the precipitate deposited on the surface of the carbon fibers in the deposit removal means, and the eluted metal member The carbon fiber is entangled and mixed in the container . In this way, if phosphorus in the urine drainage is removed by using iron ions that are eluted when a metal eluting member containing iron and carbon fiber are brought into contact with each other to form a local battery, unnecessary ions and components are removed from the water. Therefore, phosphorus in human wastewater can be removed quickly and efficiently with a low environmental load. Moreover, if the deposit deposited on the surface of the metal eluting member and the carbon fiber is removed by the deposit removing means, it is possible to prevent the deposit from covering the surface of the metal eluting member or the like and inhibiting the elution of iron ions. In the present invention, having electrical conductivity means that the electrical conductivity is 10 −3 S / m or more.
ここで、本発明のリンの除去方法は、前記析出物除去手段が振動装置であり、前記容器を振動させることにより前記析出物を除去することが好ましい。 Here, in the phosphorus removal method of the present invention, it is preferable that the precipitate removing means is a vibration device , and the precipitate is removed by vibrating the container .
本発明のし尿排水中のリンの除去装置およびリンの除去方法によれば、不要なイオンや成分を水中に添加することなく、水中のリンを迅速かつ効率的に除去することができる。 According to the apparatus and method for removing phosphorus in human wastewater of the present invention, phosphorus in water can be quickly and efficiently removed without adding unnecessary ions and components to the water.
以下に、本発明のリンの除去装置を詳細に説明する。本発明のリンの除去装置は、畜産排水や人間のし尿などの所謂し尿排水に含まれているリンの除去に用いることができるものである。 The phosphorus removal apparatus of the present invention will be described in detail below. The phosphorus removal apparatus of the present invention can be used to remove phosphorus contained in so-called human wastewater such as livestock wastewater and human waste.
具体的には、本発明のリンの除去装置は、少なくとも鉄を含有する金属溶出部材と、電気伝導性を有する炭素材と、金属溶出部材および炭素材の表面に析出した析出物を除去する析出物除去手段とを備えており、金属溶出部材の一部と炭素材の一部とが互いに接触しているものである。 Specifically, the phosphorus removal apparatus of the present invention includes a metal eluting member containing at least iron, a carbon material having electrical conductivity, and a deposit that removes deposits deposited on the surface of the metal eluting member and the carbon material. An object removing means, wherein a part of the metal eluting member and a part of the carbon material are in contact with each other.
（金属溶出部材）
ここで、金属溶出部材は、鉄を含有し、し尿排水中で炭素材と局部電池を形成するものである。そして、本発明のリンの除去装置では、金属溶出部材と炭素材との局部電池の形成により、金属溶出部材中の鉄が陽イオン（鉄イオン）となってし尿排水中へと溶出し、溶出した鉄イオンとし尿排水中のリンとが反応して水に不溶性のリン化合物を形成する。
(Metal elution member)
Here, the metal elution member contains iron and forms a local battery with a carbon material in human wastewater. In the phosphorus removal apparatus of the present invention, the iron in the metal eluting member becomes a cation (iron ion) and elutes into the urine drainage due to the formation of a local battery of the metal eluting member and the carbon material. The iron ions react with phosphorus in the urine waste water to form water-insoluble phosphorus compounds.
なお、金属溶出部材が鉄以外の金属も含有している場合、局部電池の形成により該金属も金属イオンとなってし尿排水中へと溶出し、リン化合物を形成することとなる。 When the metal eluting member also contains a metal other than iron, the metal is also converted into metal ions by the formation of the local battery and is eluted into the urine drainage to form a phosphorus compound.
ここで、金属溶出部材としては、純鉄を含む任意の鉄含有材料を用いることができるが、コストおよび環境負荷の低減という観点からは、スラグを含有する鉄、ドロスまたはスケールを用いることが好ましい。なお、スラグを含有する鉄としては、鉄を精錬した際に生じるスラグ含有鉄や、鉄以外の金属を精錬した際に生じるスラグ含有鉄・金属（例えば、スラグ含有鉄・亜鉛等）が挙げられる。また、ドロスとしては、鉄の溶湯の表面に浮上している金属酸化物の厚膜や塊が挙げられ、スケールとしては、鋼の圧延工程で生成した圧延スケールや、溶断スケールなどが挙げられる。 Here, as the metal elution member, any iron-containing material including pure iron can be used, but from the viewpoint of reducing cost and environmental load, it is preferable to use iron, dross or scale containing slag. . In addition, as iron containing slag, slag containing iron produced when refining iron, slag containing iron and metal produced when refining metals other than iron (for example, slag containing iron, zinc, etc.) are mentioned. . In addition, the dross includes a thick film or lump of metal oxide floating on the surface of the molten iron, and the scale includes a rolling scale generated in a steel rolling process, a fusing scale, and the like.
そして、上述したスラグ含有鉄としては、鉄の含有率が５０質量％以上のものが好ましく、５０〜９９質量％のものが更に好ましく、５０〜９０質量％のものが特に好ましい。鉄の含有率が５０質量％未満の場合、鉄イオンの溶出速度が低下し、充分にリンを除去できなくなる恐れがあるからである。また、鉄の含有率が高い（例えば、９０質量％超の）スラグ含有鉄は再利用することができる貴重な鉄資源だからである。なお、鉄の含有率は蛍光Ｘ線分析装置により測定することができる。 And as slag containing iron mentioned above, the iron content rate is preferably 50% by mass or more, more preferably 50 to 99% by mass, and particularly preferably 50 to 90% by mass. This is because when the iron content is less than 50% by mass, the elution rate of iron ions decreases, and phosphorus may not be sufficiently removed. Moreover, it is because slag containing iron with a high iron content rate (for example, more than 90 mass%) is a valuable iron resource which can be reused. The iron content can be measured by a fluorescent X-ray analyzer.
また、スラグ含有鉄の粒径は２ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。スラグ含有鉄の粒径が小さすぎると取り扱い難いからである。また、粒径の大きいスラグ含有鉄は再利用できる貴重な資源だからである。ここで、一般にスラグ含有鉄の形状には粒状、板状、棒状、針状などの種々の形状があるが、本発明においてスラグ含有鉄の粒径とは、デジタルＣＣＤマイクロスコープ（モリテックス(株)製、ＭＳ−８０４）を用いて測定した値をいう。なお、所望の粒径を有するスラグ含有鉄は、破砕や篩い分けなどの既知の方法を用いて得ることができる。 Moreover, it is preferable that the particle diameter of slag containing iron is 2 mm-20 mm. This is because it is difficult to handle if the particle size of the slag-containing iron is too small. Also, slag-containing iron with a large particle size is a valuable resource that can be reused. Here, the shape of slag-containing iron generally has various shapes such as granular, plate-like, rod-like, and needle-like. In the present invention, the particle size of slag-containing iron is a digital CCD microscope (Mortex Co., Ltd.). This is a value measured using MS-804). In addition, slag containing iron which has a desired particle size can be obtained using known methods, such as crushing and sieving.
（炭素材）
炭素材としては、例えば炭素繊維、木炭、竹炭、黒鉛、カーボンブラック、電極用炭素材、或いはこれらの混合物などを好適に用いることができる。ここで、炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維など既知の炭素繊維を用いることができ、例えば、直径７μｍのフィラメントが１２０００本集合してなる炭素繊維を用いることができる。
(Carbon material)
As the carbon material, for example, carbon fiber, charcoal, bamboo charcoal, graphite, carbon black, a carbon material for electrodes, or a mixture thereof can be suitably used. Here, as the carbon fiber, a known carbon fiber such as a PAN-based carbon fiber or a pitch-based carbon fiber can be used. For example, a carbon fiber formed by collecting 12,000 filaments having a diameter of 7 μm can be used.
ここで、炭素材の形状は、特に限定されることなく、フィラメント状、板状、塊状、フィルム状、棒状、筒状、粉状、粒状、メッシュ状、または織物状にすることができる。なお、粒状とは径の長さが０．１ｍｍ超の粒子状であることを指し、粉状とは径の長さが０．１ｍｍ以下の粒子状であることを指す。ここで、径の長さとは、球状粒子の場合には直径を、矩形粒子の場合には対角線の長さを指し、デジタルＣＣＤマイクロスコープ（モリテックス(株)、ＭＳ−８０４）を使用して測定することができる。 Here, the shape of the carbon material is not particularly limited, and can be a filament shape, a plate shape, a lump shape, a film shape, a rod shape, a cylindrical shape, a powder shape, a granular shape, a mesh shape, or a woven shape. Note that granular means that the particle has a diameter of more than 0.1 mm, and powder means that the particle has a diameter of 0.1 mm or less. Here, the length of the diameter refers to the diameter in the case of spherical particles, and the length of the diagonal line in the case of rectangular particles, and is measured using a digital CCD microscope (Mortex Corp., MS-804). can do.
（金属溶出部材と炭素材との接触）
上述した金属溶出部材と炭素材とは、例えば以下のようにして互いに接触させることができる。なお、金属溶出部材と炭素材との接触形式は下記に限定されることはなく、金属溶出部材と炭素材とがし尿排水中で局部電池を形成することができる任意の接触形式を用いることができる。
（１）し尿排水が流通可能な容器内に、金属溶出部材と炭素材とを混在させる。なお、容器の形状は、筒型、箱型など任意の形状とすることができる。
（２）金属溶出部材と炭素材とを積層する。
（３）メッシュ状の金属溶出部材と、板状の炭素材とを積層する。
（４）金属溶出部材に繊維状の炭素材を絡ませる。
(Contact between metal elution member and carbon material)
The metal elution member and the carbon material described above can be brought into contact with each other as follows, for example. Note that the contact mode between the metal elution member and the carbon material is not limited to the following, and any contact mode that can form a local battery in the waste water discharged from the metal elution member and the carbon material is used. it can.
(1) A metal elution member and a carbon material are mixed in a container in which human wastewater can be circulated. In addition, the shape of a container can be made into arbitrary shapes, such as a cylinder shape and a box shape.
(2) Laminate a metal eluting member and a carbon material.
(3) Laminate a mesh-like metal elution member and a plate-like carbon material.
(4) A fibrous carbon material is entangled with the metal elution member.
（析出物除去手段）
析出物除去手段としては、金属溶出部材および炭素材の表面に析出した析出物を除去することができるものであれば、既知の手段を用いることができる。具体的には、し尿排水中に水流を起こして析出物を除去する析出物除去手段として、曝気装置、撹拌装置、旋回流発生装置、超音波照射装置などが挙げられ、機械的な力で析出物を除去する析出物除去手段として、金属溶出部材および炭素材を振動させる振動装置、金属溶出部材および炭素材を回転させる回転装置などが挙げられる。なお、析出物の除去は、し尿排水から取り出した金属溶出部材および炭素材に対し、ボールミルやローラーミルを用いて行っても良い。
(Precipitate removal means)
Any known means can be used as the deposit removing means as long as it can remove the precipitate deposited on the surface of the metal eluting member and the carbon material. Specifically, examples of the precipitate removing means for removing the precipitate by causing a water flow in human wastewater include an aeration device, a stirring device, a swirl flow generator, an ultrasonic irradiation device, and the like. Examples of the deposit removing means for removing the substance include a vibration device that vibrates the metal elution member and the carbon material, a rotation device that rotates the metal elution member and the carbon material, and the like. In addition, you may perform the removal of a deposit using a ball mill or a roller mill with respect to the metal elution member and carbon material taken out from the human waste water.
ここで、析出物を簡単に除去するという観点からは、曝気装置を用いることが好ましく、その際の曝気風量としては、線速度０．１〜８０ｍ/ｍｉｎとすることが好ましい。なお、曝気する気体は、任意の気体とすることができるが、空気を用いることが好ましい。空気は、低コストで利用することができる気体だからである。また、空気を曝気することで水中の溶存酸素量を高めて好気性微生物による水質浄化も促進することができるからである。 Here, from the viewpoint of easily removing precipitates, it is preferable to use an aeration apparatus, and the amount of aeration air at that time is preferably a linear velocity of 0.1 to 80 m / min. The gas to be aerated can be any gas, but it is preferable to use air. This is because air is a gas that can be used at low cost. Moreover, it is because aeration of air can increase the amount of dissolved oxygen in water and promote water purification by aerobic microorganisms.
そして、上述したようなリンの除去装置によれば、金属溶出部材および炭素材がし尿排水中に浸漬されて局部電池を形成し、金属溶出部材から鉄イオンが溶出するので、該鉄イオンとし尿排水中のリンとが反応して、例えばリン酸第二鉄などの水に不溶性のリン化合物が析出する。即ち、し尿排水中からリンが除去される。また、リン酸第二鉄と共に析出する鉄化合物（例えば水酸化鉄など）は、一種の凝集剤としても作用するので、し尿排水のＣＯＤおよび臭気も低減する。なお、上記除去装置では、析出物除去手段により、金属溶出部材および炭素材の表面に析出した析出物は除去されることとなるので、析出物の堆積によりリンの除去速度が低下することがない。 According to the phosphorus removing apparatus as described above, the metal eluting member and the carbon material are immersed in the waste water from the urine to form a local battery, and iron ions are eluted from the metal eluting member. The phosphorus in the waste water reacts to precipitate a water-insoluble phosphorus compound such as ferric phosphate. That is, phosphorus is removed from human wastewater. In addition, iron compounds (for example, iron hydroxide) precipitated together with ferric phosphate also act as a kind of aggregating agent, so that COD and odor of human wastewater are also reduced. In the above removal apparatus, the deposit removing means removes deposits deposited on the surface of the metal eluting member and the carbon material, so that the deposit removal does not reduce the phosphorus removal rate. .
ここで、析出したリン化合物は、例えば、金属溶出部材および炭素材の下方に受け器の配置する、或いは、処理したし尿排水を濾過、遠心分離またはフィルタープレスするなどの手段を用いて回収し、酸に溶解することでリン資源として再利用することができる。 Here, the deposited phosphorus compound is recovered by using a means such as placing a receptacle below the metal elution member and the carbon material, or filtering, centrifuging or filter pressing the treated human wastewater, It can be reused as a phosphorus resource by dissolving in acid.
なお、し尿排水のｐＨは、７．０〜９．０であることが好ましい。ｐＨが低すぎると金属溶出部材に含まれる鉄の溶解が生じることがあると共に、リン化合物の溶解度が増加して効率的にリンを除去できなくなるからである。また、ｐＨが高すぎると溶解した鉄イオンが水酸化物イオンと反応して水酸化物を形成してしまうため、リン酸化合物の形成が抑制されてしまうからである。 In addition, it is preferable that the pH of human wastewater is 7.0-9.0. If the pH is too low, dissolution of iron contained in the metal eluting member may occur, and the solubility of the phosphorus compound increases, so that phosphorus cannot be removed efficiently. Further, if the pH is too high, the dissolved iron ions react with the hydroxide ions to form hydroxides, so that the formation of the phosphate compound is suppressed.
また、し尿排水のリン濃度は、特に制限されることはないが、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。なお、し尿排水のリン濃度が高すぎる場合、任意に、希釈してから処理することができる。 Moreover, the phosphorus concentration of human wastewater is not particularly limited, but is preferably 500 mg / L or less. In addition, when the phosphorus density | concentration of human waste water is too high, it can process after diluting arbitrarily.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、し尿排水のｐＨ、リン濃度、ＣＯＤおよび鉄濃度、並びに金属溶出部材の性状は、下記の方法で測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, the pH, phosphorus concentration, COD and iron concentration of human wastewater, and the properties of the metal eluting member were measured by the following methods.
（ｐＨ）
パックテスト（ＫＲ−ｐＨ、（株）共立理化学研究所製、商標）を用いて測定した。
（リン濃度）
パックテスト（ＷＡＫ−ＰＯ４、（株）共立理化学研究所製、商標）を用いて測定した。
（ＣＯＤ）
パックテスト（ＷＡＫ−ＣＯＤ、（株）共立理化学研究所製、商標）を用いて測定した。
（鉄濃度）
パックテスト（ＷＡＫ−Ｆｅ、（株）共立理化学研究所製、商標）を用いて測定した。
(PH)
It was measured using a pack test (KR-pH, manufactured by Kyoritsu Riken Laboratories, Inc.).
(Phosphorus concentration)
The measurement was performed using a pack test (WAK-PO 4 , trade name, manufactured by Kyoritsu Riken).
(COD)
The measurement was performed using a pack test (WAK-COD, manufactured by Kyoritsu Riken Co., Ltd., trademark).
(Iron concentration)
The measurement was performed using a pack test (WAK-Fe, manufactured by Kyoritsu Riken Co., Ltd., trademark).
（金属溶出部材の組成）
Ｘ線分析装置（セイコーインスツルメンツ（株）製、SEA2120E）を用いて測定した。
（金属溶出部材の密度）
嵩密度は、化学天秤で測定した質量を、メスシリンダーで量った容積で割ることで求めた。真密度は、ピクノメーターを用いて測定した。
(Composition of metal elution member)
Measurement was performed using an X-ray analyzer (SEA2120E, manufactured by Seiko Instruments Inc.).
(Metal elution member density)
The bulk density was determined by dividing the mass measured with an analytical balance by the volume measured with a graduated cylinder. The true density was measured using a pycnometer.
（参考例１、実施例２および比較例１〜３）
プラスチック製容器（５００ｍｌ広口ポリビン）内に、群馬県畜産試験場内の豚舎から生じたし尿と牛舎から生じた搾乳排水とを混合したし尿排水と、金属溶出部材としてのスラグ含有鉄と、炭素材としての木炭および炭素繊維とを表１に示す配合で封入し、振とう器（ＴＡＩＴＥＣ製、ＮＲ−１０）を用いて、該プラスチック製容器を振幅４ｃｍ、振とう数１２０回／分で２４時間左右に振とうしてリン除去実験を行った。し尿排水のｐＨ、ＣＯＤ、リン濃度、鉄濃度の変化を表２に示す。
( Reference Example 1, Example 2 and Comparative Examples 1 to 3)
In a plastic container (500ml wide-mouthed polybin), human wastewater mixed with human waste produced from the piggery in the Gunma Prefectural Livestock Experiment Station and milking wastewater produced from the cowshed, iron containing slag as a metal elution member, and carbon material Charcoal and carbon fiber were encapsulated in the formulation shown in Table 1, and the plastic container was left and right for 24 hours at an amplitude of 4 cm and a shaking rate of 120 times / min using a shaker (manufactured by TAITEC, NR-10). The phosphorus removal experiment was conducted by shaking. Table 2 shows changes in pH, COD, phosphorus concentration, and iron concentration of human wastewater.
*1 高炉、転炉および電気炉から排出したスラグ含有鉄を５ｍｍ篩で篩い分けした際の篩下、嵩密度３．５ｇ／ｃｍ３、真密度６．９ｇ／ｃｍ３、組成は下記の通り
Ｆｅ：７９．５質量％、Ｃａ：７．５質量％、Ｓｉ：３．１質量％、Ａｌ：２．１質量％、Ｚｎ：２．０質量％、Ｍｎ：３．１質量％、Ｃｒ：０．７質量％、Ｐ：０．７質量％、Ｃｕ：０．１質量％、Ｐｂ：０．５質量％、Ｓ：０．３質量％、Ｍｇ：０．２質量％、Ｋ：０．２質量％、
*2 粗砕した岩手県産切り炭（黒炭）を４ｍｍ篩で篩い分けした際の篩下
*3 ストランド状炭素繊維（東邦テナックス（株）製、ＰＡＮ系、１２Ｋ品）
* 1 Under sieving when slag-containing iron discharged from blast furnace, converter and electric furnace is sieved with 5mm sieve, bulk density 3.5g / cm 3 , true density 6.9g / cm 3 , composition is as follows Fe: 79.5 mass%, Ca: 7.5 mass%, Si: 3.1 mass%, Al: 2.1 mass%, Zn: 2.0 mass%, Mn: 3.1 mass%, Cr: 0.7 mass%, P: 0.7 mass%, Cu: 0.1 mass%, Pb: 0.5 mass%, S: 0.3 mass%, Mg: 0.2 mass%, K: 0.0. 2% by mass,
* 2 Sieve under coarsely crushed chopped charcoal (black charcoal) from Iwate
* 3 Stranded carbon fiber (manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., PAN, 12K product)
（参考例２、実施例４および比較例４〜６）
配合量を変化させた点を除き、他の点では参考例１、実施例２および比較例１〜３と同様にしてリン除去実験を行った。し尿排水、金属溶出部材および炭素材の配合を表３に、し尿排水のｐＨ、ＣＯＤ、リン濃度、鉄濃度の変化を表４に示す。
( Reference Example 2, Example 4 and Comparative Examples 4 to 6)
Except for changing the blending amount, the phosphorus removal experiment was conducted in the same manner as in Reference Example 1, Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 in other points. Table 3 shows the composition of human wastewater, metal elution member, and carbon material, and Table 4 shows changes in pH, COD, phosphorus concentration, and iron concentration of human wastewater.
（実施例５〜７および比較例７）
プラスチック製容器（５００ｍｌ広口ポリビン）内に、炭素繊維製織物（フクオカ機業製、平織り、４ｃｍ角）を敷き、その上に表５に示す量のスラグ含有鉄を設置した。次に、容器内に、群馬県畜産試験場内の豚舎から生じたし尿と牛舎から生じた搾乳排水とを混合したし尿排水１５０ｍｌを封入し、振とう器（ＴＡＩＴＥＣ製、ＮＲ−１０）を用いて、該プラスチック製容器を振幅４ｃｍ、振とう数１２０回／分で１７２時間左右に振とうしてリン除去実験を行った。し尿排水のＣＯＤ、リン濃度の変化を表６に示す。
(Examples 5 to 7 and Comparative Example 7)
In a plastic container (500 ml wide-mouthed polybin), a carbon fiber fabric (Fukuoka Kikai, plain weave, 4 cm square) was laid, and slag-containing iron in the amount shown in Table 5 was placed thereon. Next, in the container, the human waste produced from the pig house in the Gunma Prefectural Livestock Experiment Station was mixed with the milking waste water produced from the cow house, and 150 ml of urine waste water was sealed, and a shaker (manufactured by TAITEC, NR-10) was used. The plastic container was shaken from side to side for 172 hours at an amplitude of 4 cm and a shaking speed of 120 times / minute, and a phosphorus removal experiment was conducted. Table 6 shows changes in COD and phosphorus concentration of human wastewater.
Claims (4)
少なくとも鉄を含有し、スラグを含有する鉄、ドロスまたはスケールからなる金属溶出部材と、
一部が前記金属溶出部材の一部に接触した、電気伝導性を有する炭素繊維と、
前記金属溶出部材および前記炭素繊維の表面に析出した析出物を除去する析出物除去手段とを備え、
前記金属溶出部材と前記炭素繊維とは容器内で絡まって混在していることを特徴とする、リンの除去装置。 An apparatus for removing phosphorus in human wastewater,
A metal eluting member comprising at least iron and iron, dross or scale containing slag ;
Carbon fiber having electrical conductivity, part of which is in contact with part of the metal eluting member;
A deposit removing means for removing deposits deposited on the surface of the metal eluting member and the carbon fiber ;
The metal elution member and the carbon fiber is characterized that you have mixed entangled in the vessel, phosphorus removal device.
少なくとも鉄を含有し、スラグを含有する鉄、ドロスまたはスケールからなる金属溶出部材の一部と、電気伝導性を有する炭素繊維の一部とを前記し尿排水中で接触させて前記金属溶出部材から鉄イオンを溶出させる工程と、
溶出した前記鉄イオンと、前記し尿排水中のリンとが反応してリン化合物が析出する工程と、
析出した前記リン化合物のうち、前記金属溶出部材および前記炭素繊維の表面に析出した析出物を析出物除去手段で除去する工程とを含み、
前記金属溶出部材と前記炭素繊維とは容器内で絡まって混在していることを特徴とする、リンの除去方法。 A method for removing phosphorus in human wastewater,
From the metal eluting member, a part of the metal eluting member comprising iron, dross or scale containing at least iron and slag and a part of the carbon fiber having electric conductivity are brought into contact with each other in the waste water. Elution of iron ions;
A step in which the eluted iron ions react with phosphorus in the human wastewater to precipitate a phosphorus compound;
Of precipitated the phosphorus compounds, see containing and removing the eluted metal member and the precipitate deposited on the surface of the carbon fibers in the deposit removing means,
The method for removing phosphorus, wherein the metal eluting member and the carbon fiber are entangled and mixed in a container .
前記容器を振動させることにより前記析出物を除去することを特徴とする、請求項３に記載のリンの除去方法。 The precipitate removing means is a vibration device ;
The method for removing phosphorus according to claim 3 , wherein the deposit is removed by vibrating the container .
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