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JPH054158B2 - - Google Patents
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JPH054158B2 - - Google Patents

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JPH054158B2
JPH054158B2 JP60046170A JP4617085A JPH054158B2 JP H054158 B2 JPH054158 B2 JP H054158B2 JP 60046170 A JP60046170 A JP 60046170A JP 4617085 A JP4617085 A JP 4617085A JP H054158 B2 JPH054158 B2 JP H054158B2
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JP
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phosphate
calcium
ions
pumice
calcium phosphate
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JP60046170A
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Japanese (ja)
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JPS61204086A (en
Inventor
Hiroji Seki
Takao Mineo
Masaaki Ichinose
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Ataka Construction and Engineering Co Ltd
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Ataka Construction and Engineering Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、廃水中に溶解したリン酸イオンをリ
ン酸カルシウムとして晶析することによつて除去
する廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方法に関
する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides a method for producing a phosphate ion crystallization material in wastewater, which removes phosphate ions dissolved in wastewater by crystallizing them as calcium phosphate. Regarding.

(従来の技術) 近年、湖沼内湾などの閉鎖性水域において、富
栄養化が一段の深刻になつてきている。一般に、
人体排泄物あるいは洗剤などには、有機リン化合
物あるいは無機性リン酸塩が様々な形態で存在し
ているが、これらは、下・廃水中に排出される場
合が多く、しかも通常の下・廃水処理工程では十
分に除去されることはなく、大部分が無機リン酸
イオンとして水中に残存する。このリン酸イオン
は、閉鎖性水域における富栄養化の一因とされ、
従来各種のリン除去がこころみられてきた。
(Prior Art) In recent years, eutrophication has become even more serious in closed water bodies such as bays within lakes and marshes. in general,
Organic phosphorus compounds and inorganic phosphates exist in various forms in human excreta and detergents, but these are often discharged into sewage and wastewater, and moreover, they are often discharged into sewage and wastewater. It is not sufficiently removed in the treatment process, and most of it remains in the water as inorganic phosphate ions. This phosphate ion is considered to be a contributing factor to eutrophication in closed water bodies.
Conventionally, various methods of phosphorus removal have been considered.

よく知られたリン除去方法としては、金属塩あ
るいは消石灰を用いた凝集殿法がある。
A well-known method for removing phosphorus is a coagulation precipitation method using metal salts or slaked lime.

この凝集沈殿法は、水中のリン酸イオンを金属
イオンあるいは消石灰と反応させ、難溶性塩を生
成し、固液分離する方法であるが、添加する薬品
を多量に必要とし、発生する汚泥の量も多く処理
コストの増大を招いていた。
This coagulation-sedimentation method is a method in which phosphate ions in water are reacted with metal ions or slaked lime to generate poorly soluble salts and solid-liquid separation, but it requires a large amount of added chemicals and generates a large amount of sludge. This resulted in an increase in processing costs.

近年、このような欠点を解消し、簡単な操作で
効率よく水中のリン酸イオンを除去する方法とし
て、ヒドロキシアパタイトの晶析現象を利用した
晶析脱リン法なるものが開発された。
In recent years, a crystallization dephosphorization method that utilizes the crystallization phenomenon of hydroxyapatite has been developed as a method to eliminate these drawbacks and efficiently remove phosphate ions from water with simple operations.

この方法は、外部からカルシウムイオンを加え
ることによつて、水中に含まれているリン酸イオ
ンをヒドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウ
ムの結晶にして種晶表面に析出させることにより
除去するものである。
In this method, by adding calcium ions from the outside, phosphate ions contained in water are removed by forming calcium phosphate crystals such as hydroxyapatite and depositing them on the surface of the seed crystal.

この種晶、すなわち、リン酸イオン晶析除去材
としては、例えば、骨炭またはリン鉱石などのリ
ン酸カルシウムを含む物質が一般に使用されてい
る。
As this seed crystal, that is, a phosphate ion crystallization removal material, a substance containing calcium phosphate, such as bone char or phosphate rock, is generally used.

しかしながら、これらの種晶の製品コストや入
手コストは安価ではなく、また、リン鉱石などは
産地などによつて化学組成や物理特性が異なるた
め、安定した脱リン効果が期待できないなど、種
種の問題点もある。
However, the product cost and acquisition cost of these seed crystals are not cheap, and the chemical composition and physical properties of phosphate rock vary depending on the production area, so there are various problems such as a stable dephosphorization effect cannot be expected. There are also points.

そこで、例えば、特願昭59−195478号(特開昭
61−74695号公報)および特開昭58−199090号公
報に記載されているように、種晶に安価で入手が
容易な、例えば、軽石などを担体に用いて、PH
5.5以下に調整した0.01〜5%のリン酸またはリ
ン酸塩溶液中に2〜50時間浸漬し、安定化のため
に乾燥加熱して、この晶析母材を0.05〜10%のカ
ルシウム塩溶液に10〜100時間浸漬する。そして、
晶析母材の表面に多数のリン酸カルシウムおよび
この中間生成物の活性点を分布形成させる。
Therefore, for example, Japanese Patent Application No. 59-195478 (Japanese Patent Application No.
61-74695) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-199090, PH
The crystallization base material is immersed in a 0.01 to 5% phosphoric acid or phosphate solution adjusted to 5.5 or less for 2 to 50 hours, and then dried and heated for stabilization to form a 0.05 to 10% calcium salt solution. Soak for 10 to 100 hours. and,
A large number of active sites of calcium phosphate and its intermediate products are distributed on the surface of the crystallization base material.

なお、水溶液中のリン酸イオンが石灰と反応し
てリン酸カルシウムが多量に生成するため、処理
プロセスが複雑となるとともに、担体表面に使用
中に脱落してしまう結合力の弱い微細なリン酸カ
ルシウム結晶種が付着するなどの問題があるた
め、担体とリン含有水溶液とを一旦分離してから
カルシウムイオンにて反応させる工程をとる必要
がある。
In addition, the phosphate ions in the aqueous solution react with lime to produce a large amount of calcium phosphate, which complicates the treatment process and also causes the formation of fine calcium phosphate crystal seeds with weak binding strength that fall off the surface of the carrier during use. Because of problems such as adhesion, it is necessary to first separate the carrier and the phosphorus-containing aqueous solution and then perform a reaction with calcium ions.

そして、上記操作にて得た脱リン剤を処理槽に
充填し、この処理槽内にリン酸塩を含む被処理水
を流入し、適宜カルシウム剤およびアルカリ剤を
添加しながら、被処理水中のリン酸塩を脱リン剤
に担持されたリン酸カルシウムによつてリン酸カ
ルシウムとして晶析させて脱リンする構成が採ら
れている。
Then, the dephosphorization agent obtained in the above operation is filled into a treatment tank, and the water to be treated containing phosphate is flowed into the treatment tank, and while adding a calcium agent and an alkaline agent as appropriate, A configuration is adopted in which phosphate is crystallized as calcium phosphate by calcium phosphate supported on a dephosphorizing agent to dephosphorize.

また、軽石を用いて脱リンするものとして、例
えば、特開昭57−91788号公報に記載されている
構成が採られている。
In addition, for dephosphorization using pumice, the configuration described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-91788 has been adopted.

この特開昭57−91788号公報に記載されている
脱リン方法は、安価で入手容易であり、かつ、容
水量大の多孔質である軽石風化鉱物系の酸化アル
ミニウムまたは水酸化アルミニウムを主成分とし
た土粒状天然鉱物に、水溶性のリン化合物を含む
水液を接触させ、酸化アルミニウムまたは水酸化
アルミニウムに水溶性のリン化合物を反応させて
リン酸アルミニウムを生成させ、水液中のリン分
をアルミニウムに捕捉安定させて除去させる脱リ
ン方法である。
The dephosphorization method described in JP-A No. 57-91788 is inexpensive and easily available, and the main component is aluminum oxide or aluminum hydroxide, which is a weathered pumice mineral that is porous and has a large water capacity. A water solution containing a water-soluble phosphorus compound is brought into contact with the soil granular natural mineral, and the water-soluble phosphorus compound is reacted with aluminum oxide or aluminum hydroxide to produce aluminum phosphate, which reduces the phosphorus content in the water solution. This is a dephosphorization method that captures and stabilizes aluminum in aluminum and removes it.

(発明が解決しようとする課題) しかし、上記特願昭59−195478号(特開昭61−
74695号公報)および特開昭58−199090号公報に
記載されているものは、リン酸イオンを担持した
後、カルシウムイオンにてリン酸カルシウムを担
持させなければならず、リン酸イオン晶析材の製
造が煩雑となり、効率よくリン酸カルシウムの結
晶を担持することができず、製造コストの低減も
制約される問題を有している。
(Problem to be solved by the invention) However, the above-mentioned Japanese Patent Application No. 59-195478
74695) and JP-A-58-199090, it is necessary to support calcium phosphate with calcium ions after supporting phosphate ions, and it is difficult to produce a phosphate ion crystallization material. However, there are problems in that the process is complicated, that calcium phosphate crystals cannot be supported efficiently, and that the reduction in manufacturing costs is also restricted.

また、特開昭57−91788号公報に記載されてい
る脱リン方法は、軽石重量あたりの脱リン能力が
低い問題がある。
Furthermore, the dephosphorization method described in JP-A-57-91788 has a problem in that the dephosphorization ability per pumice weight is low.

本発明は、上述の問題点に鑑みなされたもの
で、安価で入手が容易な軽石に、化学組成の安定
したリン酸カルシウムを、効率よく経済的に担持
させ、効率よく安定して脱リンできる廃水中のリ
ン酸イオン晶析材を製造方法を提供することを目
的とする。
The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and it allows calcium phosphate with a stable chemical composition to be efficiently and economically supported on pumice stone, which is inexpensive and easily available. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a phosphate ion crystallization material.

(課題を解決するための手段) 本発明の廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方
法は、廃水中のリン酸イオンをリン酸カルシウム
として晶析して除去するリン酸イオン晶析材にお
いて、軽石を、PH値が6以下に調整されたリン酸
イオンとカルシウムイオンとを含有する水溶液中
に浸漬し、前記水溶液のPH値を10時間以上で8.5
以上に徐々に上昇させ、前記軽石の細孔中にリン
酸カルシウムの結晶を設けたものである。
(Means for Solving the Problems) The method for producing a phosphate ion crystallization material in wastewater of the present invention is a phosphate ion crystallization material for removing phosphate ions in wastewater by crystallizing them as calcium phosphate. is immersed in an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions whose PH value is adjusted to 6 or less, and the PH value of the aqueous solution is adjusted to 8.5 for 10 hours or more.
By gradually increasing the temperature above, calcium phosphate crystals are provided in the pores of the pumice.

(作用) 本発明の廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方
法は、入手が容易で安価であり、細孔半径および
細孔容積が大きいな軽石を用いて、この軽石に品
質が一定した結晶リン酸カルシウムを担持して、
安定した晶析によるリン酸イオンの除去を効率よ
く行うことができる。また、リン酸イオンとカル
シウムイオンとを含有する水溶液中に軽石を浸漬
し、PHを調整して細孔半径および細孔容積が大き
い軽石の表面および内部細孔に、強固で剥離しに
くく品質の一定したリン酸カルシウムの結晶を生
成させるため、晶析効果が高く長期間安定して被
処理水中のリン酸イオンを晶析除去することがで
きる。さらに、PHを調整してリン酸イオンとカル
シウムイオンとが共存する水溶液中に軽石を浸漬
し、PHを調整してリン酸カルシウムを担持するの
で、リン酸イオンを担持した後、カルシウムイオ
ンにてリン酸カルシウムを担持させることなく、
一工程で効率よく強固で剥離しにくく品質の一定
したリン酸カルシウムの結晶を担持することがで
きるとともに、製造工程の簡略化でき経済的にリ
ン酸カルシウム晶析材を製造することができる。
(Function) The method for producing a material for crystallizing phosphate ions in wastewater according to the present invention is easy to obtain and inexpensive, and uses pumice with a large pore radius and pore volume. Carrying crystalline calcium phosphate,
Phosphate ions can be efficiently removed through stable crystallization. In addition, pumice stone is immersed in an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions, and the pH is adjusted to create a strong, hard-to-peel-off quality product on the surface and internal pores of pumice stone, which has a large pore radius and pore volume. Since constant calcium phosphate crystals are generated, the crystallization effect is high and phosphate ions in the water to be treated can be crystallized and removed stably for a long period of time. Furthermore, pumice stone is immersed in an aqueous solution in which phosphate ions and calcium ions coexist by adjusting the pH, and the pH is adjusted to support calcium phosphate. without having to carry
Calcium phosphate crystals that are strong, hard to peel off, and of constant quality can be efficiently supported in one step, and the manufacturing process can be simplified, so that the calcium phosphate crystallization material can be manufactured economically.

(実施例) 本発明の廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方
法の一実施例の構成を説明する。
(Example) The configuration of an example of the method for producing a phosphate ion crystallization material in wastewater of the present invention will be described.

リン酸イオン晶析材の担体としては、晶析材と
して一般的に使用される骨炭やリン鉱石などより
も安価で入手の容易な物質でが望ましい。また、
担持されたリン酸カルシウムが剥離しにくい内部
構造を有した物質が望ましい。
As the carrier for the phosphate ion crystallization material, it is desirable to use a substance that is cheaper and easier to obtain than bone char, phosphate rock, etc., which are generally used as crystallization materials. Also,
A material having an internal structure that prevents the supported calcium phosphate from peeling off is desirable.

すなわち、砂のような多孔質でない担体にリン
酸カルシウムを担持させてリン酸イオン晶析材と
して用いると、脱リン工程中、あるいは、逆流洗
浄中などに担体からリン酸カルシウムが剥離し
て、脱リン効果が低減したり、脱リン後の処理水
中に流出するなど、好ましくない。
In other words, if calcium phosphate is supported on a non-porous carrier such as sand and used as a phosphate ion crystallization material, the calcium phosphate will be peeled off from the carrier during the dephosphorization process or during backwashing, and the dephosphorization effect will be reduced. It is undesirable that it may be reduced or leaked into the treated water after dephosphorization.

また、多孔質で、比表面積が大きく細孔容積が
大きくても、細孔半径が小さくては、リン酸カル
シウムが内部細孔に十分に担持されず、細孔入口
や外部表面に担持させるのみで、担持量の増大は
さほど多くならず、脱リン能力の増大も期待でき
ないとともに、堅固で剥離しにくいリン酸カルシ
ウムを担持しにくく、砂のような多孔質でない担
体を用いた場合と同様に、脱リン工程中、あるい
は、逆流洗浄中などに担体からリン酸カルシウム
が剥離して、脱リン効果が低減したり、脱リン後
の処理水中に流出するなど、好ましくない。
In addition, even if it is porous and has a large specific surface area and a large pore volume, if the pore radius is small, calcium phosphate will not be sufficiently supported in the internal pores, but will only be supported at the pore entrance or external surface. The amount supported is not so large, and an increase in dephosphorization ability cannot be expected. At the same time, it is difficult to support calcium phosphate, which is solid and difficult to peel off, and the dephosphorization process is difficult, as in the case of using a non-porous carrier such as sand. Calcium phosphate peels off from the carrier during washing or backwashing, reducing the dephosphorization effect or flowing out into the treated water after dephosphorization, which is undesirable.

以上の観点から、各種の担体を模索した結果、
担体として火山放出物に属する軽石が最も相応し
い物質であることを見出した。
From the above viewpoint, as a result of exploring various carriers,
It was found that pumice, which belongs to volcanic ejecta, is the most suitable material as a carrier.

軽石は、安価で入手しやすいとともに、細孔半
径が大きく、細孔容積も大きいため、容易に細孔
内部までリン酸カルシウムを担持させることがで
きる。また、一度担持すると担持力は強固とな
り、剥離しにくく、効率よく安定したリン除去効
果があるリン酸イオン晶析材を安価に形成できる
ことが期待できる。
Pumice stone is inexpensive and easily available, has a large pore radius, and has a large pore volume, so that calcium phosphate can be easily supported inside the pores. Furthermore, once supported, the supporting force becomes strong, and it is expected that a phosphate ion crystallization material that is difficult to peel off and has an efficient and stable phosphorus removal effect can be formed at a low cost.

そして、このようにして選定された軽石を担体
として形成したリン酸イオン晶析材を脱リン材と
して使用する場合には、担持したリン酸カルシウ
ムが担体から剥離しないように担持することが肝
要である。すなわち、軽石を担体に用いても、担
持させる工程によつては、上述したように、単に
リン酸カルシウムが軽石表面にのみ付着した状態
に担持され、脱リン工程中、あるいは、逆流洗浄
中などに軽石からリン酸カルシウムが剥離して、
脱リン効果が低減したり、脱リン後の処理水中に
流出するなどの好ましくない状態となる。
When using the phosphate ion crystallization material formed using the pumice selected as a carrier as a dephosphorizing material, it is important to support the supported calcium phosphate so that it does not peel off from the support. In other words, even if pumice is used as a carrier, depending on the supporting process, as mentioned above, calcium phosphate is simply supported on the pumice surface, and pumice is removed during the dephosphorization process or during backwashing. Calcium phosphate peels off from the
This results in undesirable conditions such as a reduction in the dephosphorization effect or leakage into the treated water after dephosphorization.

この対応として、軽石表面のみならず内部細孔
までリン酸カルシウムを担持させれば剥離しにく
くなり、種晶としての安定したリン除去効果が期
待できる。このためには、いかに内部細孔ヘリン
酸カルシウムを担持させるかが重要となる。
As a countermeasure to this problem, if calcium phosphate is supported not only on the surface of pumice but also in its internal pores, it will be difficult to peel off, and a stable phosphorus removal effect can be expected as a seed crystal. For this purpose, it is important how calcium hephosphate is supported in the internal pores.

本発明の廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方
法に際しては、上述のような条件を備えた軽石で
ある担体を、先ずリン酸イオンおよびカルシウム
イオンを含む水溶液とPH6以下の条件下で接触さ
せる。
In the method for producing a material for crystallizing phosphate ions in wastewater according to the present invention, a pumice carrier having the above-mentioned conditions is first brought into contact with an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions at a pH of 6 or below. let

前記水溶液のリン酸イオン濃度は、100mg/
から数重量%の範囲とし、カルシウムイオン濃度
はリン酸イオン濃度の2倍以上、好ましくは2.3
倍前後が望ましい。また、水溶液は、溶解度積よ
りリン酸カルシウムの凝集物を生成させないよう
に、PH値を6以下にコントロールすることが肝要
である。
The phosphate ion concentration of the aqueous solution is 100mg/
The calcium ion concentration is at least twice the phosphate ion concentration, preferably 2.3% by weight.
Desirably around double that. Furthermore, it is important to control the pH value of the aqueous solution to 6 or less to prevent the formation of calcium phosphate aggregates due to the solubility product.

これは、前記水溶液中でリン酸カルシウムの凝
集物が生成されると、凝集物が担体表面に単に付
着するのみで、担持力の弱いリン酸イオン晶析材
となり、このリン酸イオン晶析材を用いて脱リン
を行うと、脱リン工程中、あるいは、逆流洗浄中
などに担体からリン酸カルシウムが剥離して、脱
リン効果が低減したり、脱リン後の処理水中に流
出するなどの問題を生じるためである。これを防
止するためにもPHのコントロールは重要である。
This is because when aggregates of calcium phosphate are generated in the aqueous solution, the aggregates simply adhere to the surface of the carrier, resulting in a phosphate ion crystallization material with weak supporting power. If dephosphorization is performed, calcium phosphate will peel off from the carrier during the dephosphorization process or during backwashing, resulting in problems such as a reduction in the dephosphorization effect and leakage into the treated water after dephosphorization. It is. Control of PH is also important to prevent this.

また、担体とリン酸イオンおよびカルシウムイ
オンを含む水溶液との接触時間は、この水溶液の
リン酸イオン濃度、PHなどにより異なるが、10時
間以上、好ましくは10〜30時間でよい。この操作
においては、PH6以下で前記水溶液を担体の内部
細孔へ充分に含浸せることが重要であり、接触時
間は長いほど良い。
Further, the contact time between the carrier and the aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions varies depending on the phosphate ion concentration, pH, etc. of the aqueous solution, but may be 10 hours or more, preferably 10 to 30 hours. In this operation, it is important to sufficiently impregnate the internal pores of the carrier with the aqueous solution at a pH of 6 or less, and the longer the contact time, the better.

なお、担体とリン酸イオンおよびカルシウムイ
オンが含む水溶液との接触は、水溶液のPHコント
ロールが極めて重要な操作因子であるため、PHコ
ントロールの容易な接触方法にする必要がある。
具体的には、担体とリン酸イオンおよびカルシウ
ムイオンを含む水溶液との接触は、流動床方式、
固定床循環型、懸濁方式などの完全混合型に準じ
た装置(以下装置と呼ぶ)を用いることが望まし
い。
Note that in contacting the carrier with an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions, controlling the pH of the aqueous solution is an extremely important operating factor, so a contact method that facilitates pH control is required.
Specifically, the contact between the carrier and the aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions is carried out using a fluidized bed method,
It is desirable to use a device (hereinafter referred to as the device) similar to a complete mixing type, such as a fixed bed circulation type or a suspension type.

こうして、軽石からなる担体をリン酸イオンお
よびカルシウムイオンを含む水溶液とPH6以下の
条件で接触させた後、NaOHなどにより前記水
溶液のPH値を8.5以上に10時間以上かけて徐々に
あげる。PH値を徐々にあげることにより、担体の
表面および内部細孔にリン酸カルシウムの結晶を
穏やかに析出させることができる。
In this manner, the carrier made of pumice is brought into contact with an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions at a pH of 6 or less, and then the PH value of the aqueous solution is gradually increased to 8.5 or higher using NaOH or the like over a period of 10 hours or more. By gradually increasing the pH value, calcium phosphate crystals can be gently deposited on the surface and internal pores of the carrier.

この工程は、長時間を要した方が良いが、好ま
しくは10〜30時間かけて前記水溶液のPH値を8.5
以上、好ましくは、PH値を8.5〜9.0まで徐々にあ
げる。
It is better to carry out this process for a long time, but preferably it takes 10 to 30 hours to bring the pH value of the aqueous solution to 8.5.
As mentioned above, preferably, the PH value is gradually increased to 8.5 to 9.0.

PHを急激にあげると水溶液中でリン酸カルシウ
ムの凝集物が生成し、担体表面に単に付着するの
みで、担持力の弱いリン酸イオン晶析材となり、
上述したように、脱リン工程中、あるいは、逆流
洗浄中などに担体からリン酸カルシウムが剥離し
て、脱リン効果が低減したり、脱リン後の処理水
中に流出するなどの問題を生じるためである。
If the pH is raised rapidly, aggregates of calcium phosphate will form in the aqueous solution and simply adhere to the surface of the carrier, becoming a phosphate ion crystallization material with weak supporting power.
As mentioned above, this is because calcium phosphate peels off from the carrier during the dephosphorization process or during backwashing, resulting in problems such as a reduction in the dephosphorization effect and leakage into the treated water after dephosphorization. .

このため、特に、内部細孔で生成したリン酸カ
ルシウムの結晶は、担体から剥離しにくく担体へ
の担持をより強固にする作用があるので、PHを
徐々にあげ、担体の表面および内部細孔に穏やか
にリン酸カルシウムの結晶をつくる必要がある。
For this reason, especially the calcium phosphate crystals generated in the internal pores are difficult to peel off from the carrier and have the effect of making the support on the carrier stronger. It is necessary to create crystals of calcium phosphate.

こうして、担持されたリン酸カルシウムは、担
体から剥離することなく担体表面および内部細孔
にとどまる。また、担体へのリン酸カルシウムの
担持量は、担体重量あたり0.5%以上であればよ
い。これは、担持量が多いほどリン酸イオン晶析
材としての脱リン能力は向上し安定するが、リン
酸イオン晶析材の製造コストも上昇するため好ま
しくない。通常は担体重量あたり0.5〜1.0%であ
れば、リン酸イオン晶析材としての脱リン能力は
充分に保たれる。
In this way, the supported calcium phosphate remains on the carrier surface and internal pores without peeling off from the carrier. Further, the amount of calcium phosphate supported on the carrier may be 0.5% or more based on the weight of the carrier. This is not preferable because the larger the supported amount, the better and more stable the dephosphorization ability as a phosphate ion crystallizer, but the manufacturing cost of the phosphate ion crystallizer also increases. Usually, if it is 0.5 to 1.0% based on the weight of the carrier, the dephosphorization ability as a phosphate ion crystallization material can be sufficiently maintained.

また、軽石の担体をリン酸イオンおよびカルシ
ウムイオンを含む水溶液とPH6以下の条件で接触
させた後、前記水溶液のPH値を10時間以上かけて
徐々に8.5以上にあげながら担体の表面および内
部細孔にリン酸カルシウムの結晶を担持させる工
程において、1回の工程で担体重量あたり0.5〜
1.0%のリン酸カルシウムを担体に担持できない
場合には、前記PH値をあげる工程の終了後、引き
続き前記リン酸イオンおよびカルシウムイオンを
含む水溶液と同一組成の水溶液を前記装置へ通水
しても良い。この場合、通水速度は遅いほどよ
く、通常SVとして0.3/・担体・h以下が望
ましい。また、装置内の水溶液のPH値を8.5以上
に保つようにする。以上の工程を加えることによ
り、担体重量あたり0.5〜1.0%のリン酸カルシウ
ムを担体に担持させることができる。
In addition, after contacting a pumice support with an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions under conditions of pH 6 or lower, the surface and internal fine particles of the carrier were gradually raised to 8.5 or higher over a period of 10 hours or more. In the process of supporting calcium phosphate crystals in the pores, 0.5~
If 1.0% calcium phosphate cannot be supported on the carrier, after the step of increasing the PH value is completed, an aqueous solution having the same composition as the aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions may be passed through the device. In this case, the slower the water flow rate, the better, and usually the SV is preferably 0.3/·carrier·h or less. Also, keep the PH value of the aqueous solution in the device at 8.5 or higher. By adding the above steps, 0.5 to 1.0% of calcium phosphate can be supported on the carrier based on the weight of the carrier.

次に、上記リン酸イオン晶析材の製造方法の一
実施例を実施する装置の構成について第1図に基
づいて説明する。
Next, the configuration of an apparatus for carrying out an embodiment of the method for producing the phosphate ion crystallizing material will be described based on FIG. 1.

流動床となる槽1には、リン酸イオンとカルシ
ウムイオンとを含む水溶液が貯留され、この水溶
液中に軽石が充填された充填層2が形成されてい
るとともに、PH測定器3が挿入されている。さら
に、充填層2の上方より導出され、途中に液循環
ポンプ4を備えた循環器5が、槽1の下底に導入
され、この導入口の手前でNaOH供給管6が連
通されている。
An aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions is stored in a tank 1 serving as a fluidized bed, and a packed bed 2 filled with pumice is formed in this aqueous solution, and a PH measuring device 3 is inserted. There is. Further, a circulator 5 led out from above the packed bed 2 and equipped with a liquid circulation pump 4 in the middle is introduced into the bottom of the tank 1, and a NaOH supply pipe 6 is connected in front of this inlet.

そして、循環ポンプ4で水溶液を循環させつつ
PH測定器3でPHを確かめながらNaOHを中加し
てPHをコントロールすることにより、充填層2の
軽石の表面および内部細孔中にリン酸カルシウム
の結晶が生成される。
Then, while circulating the aqueous solution with the circulation pump 4,
By controlling the pH by neutralizing NaOH while checking the pH with the pH measuring device 3, calcium phosphate crystals are generated on the surface of the pumice of the packed bed 2 and in the internal pores.

次に、上記リン酸イオン晶析材の製造方法の一
実施例により得られたリン酸イオン晶析材を用い
て、廃水中のリン酸イオンを除去する方法を実施
する装置の構成を第2図に基づいて説明する。
Next, a second configuration of an apparatus for carrying out a method for removing phosphate ions from wastewater using a phosphate ion crystallization material obtained by one embodiment of the method for producing a phosphate ion crystallization material described above will be described. This will be explained based on the diagram.

固定床となる晶析槽7中には、軽石にリン酸カ
ルシウムの結晶が担持されたリン酸イオン晶析材
を充填した晶析材層8が形成され、この晶析槽7
の上部に被処理水導入路9が連通され、晶析槽7
の下底より処理水導出管10が導出されている。
さらに、被処理水導入路9の途中には、PH調整槽
11が挿入され、PH調整槽11には、PH測定器1
2と撹拌器14が挿入されるとともに、消石灰供
給管13が連通されている。
A crystallization material layer 8 filled with a phosphate ion crystallization material in which calcium phosphate crystals are supported on pumice is formed in the crystallization tank 7 serving as a fixed bed.
A to-be-treated water introduction channel 9 is connected to the upper part of the crystallization tank 7.
A treated water outlet pipe 10 is led out from the bottom of the tank.
Furthermore, a PH adjustment tank 11 is inserted in the middle of the water introduction path 9, and a PH measuring device 1 is inserted into the PH adjustment tank 11.
2 and the stirrer 14 are inserted thereinto, and the slaked lime supply pipe 13 is connected thereto.

そして、消石灰が加えられPHが調整されたリン
酸イオンを含む被処理水が晶析槽7に導入され、
晶析材層8で被処理水中のリン酸イオンがリン酸
カルシウムとして晶析され、リン酸イオンを除去
された処理水として導出される。
Then, the water to be treated containing phosphate ions to which slaked lime has been added and whose pH has been adjusted is introduced into the crystallization tank 7.
Phosphate ions in the water to be treated are crystallized as calcium phosphate in the crystallization material layer 8, and the water is derived as treated water from which phosphate ions have been removed.

次に、上記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained.

第1図に示す流動床となる槽1に、直径8cm、
長さ200cmのアクリル製カラムを用いて、カラム
に0.5〜1.0mmの軽石を500ml充填する。そして、
このカラムにリン濃度200mg/、カルシウム濃
度500mg/、PH5.0に調整した合成水を満たし、
充填物を流動化させる。この状態で1昼夜放置し
た後、カラム内のPH値をNaOHの注加により12
時間かけて9.0に徐々に上昇させた。このように
して軽石に、0.7%のリン酸カルシウムを担持さ
せ、リン酸イオン晶析材を形成した。
In the tank 1 which becomes the fluidized bed shown in Fig. 1, a diameter of 8 cm,
Using an acrylic column with a length of 200 cm, fill the column with 500 ml of 0.5-1.0 mm pumice. and,
This column was filled with synthetic water adjusted to a phosphorus concentration of 200 mg/, a calcium concentration of 500 mg/, and a pH of 5.0.
Fluidize the filling. After leaving it in this state for a day and night, the pH value inside the column was adjusted to 12 by adding NaOH.
I gradually raised it to 9.0 over time. In this way, 0.7% of calcium phosphate was supported on pumice to form a phosphate ion crystallization material.

次に、第2図に示す固定床となる晶析槽7に、
直径2cm、長さ100cmのアクリル製カラムを用い、
このカラムに前記工程で形成されたリン酸イオン
晶析材を100ml充填し、リン濃度2mg/、カル
シウム濃度30mg/、アルカリ度100mg/の模
擬下水2次処理水を消石灰によりPH9.0に調整し
た後、上記固定床となるカラムにSV2(1/時)
で通水して実験1を行つた。
Next, in the crystallization tank 7 which becomes the fixed bed shown in FIG.
Using an acrylic column with a diameter of 2 cm and a length of 100 cm,
This column was filled with 100 ml of the phosphate ion crystallization material formed in the above step, and the simulated secondary treated sewage water with a phosphorus concentration of 2 mg/, a calcium concentration of 30 mg/, and an alkalinity of 100 mg/was adjusted to pH 9.0 with slaked lime. After that, apply SV2 (1/hour) to the column that will become the fixed bed.
Experiment 1 was conducted by passing water through the tube.

この結果、処理水のリン濃度は、通水B.
V.1200/晶析材の時点で、0.20mg/、通水
B.V.3600/晶析材の時点で、0.23mg/であ
つた。
As a result, the phosphorus concentration of the treated water is lower than that of the water flowing through B.
V.1200/At the time of crystallization material, 0.20mg/, water flow
At the time of BV3600/crystallization material, it was 0.23 mg/.

次に、実験1と同様に、0.5〜1.0mmの濾過砂に
リン酸カルシウムの結晶を担持させ、担持量が
0.8%のリン酸イオン晶析材を用いて、実験1と
同様に模擬下水2次処理水を通水して、実験2を
行つた。ただし、PHを上昇させる際に、24時間か
けてPH値を9.0に上昇させた。
Next, as in Experiment 1, calcium phosphate crystals were supported on 0.5 to 1.0 mm of filter sand, and the supported amount was
Experiment 2 was conducted using a 0.8% phosphate ion crystallizer and passing simulated secondary treated sewage water in the same manner as in Experiment 1. However, when increasing the PH value, the PH value was increased to 9.0 over 24 hours.

この結果、処理水のリン濃度は、通水B.
V.1200/晶析材の時点で、0.49mg/、通水
B.V.3600/晶析材の時点で、1.02mg/であ
つた。
As a result, the phosphorus concentration of the treated water is lower than that of the water flowing through B.
V.1200/At the time of crystallization material, 0.49mg/, water flow
At the time of BV3600/crystallization material, it was 1.02 mg/.

さらに、実験1と同様に、1.0mmの活性アルミ
ナにリン酸カルシウムの結晶を担持させ、担持量
が0.7%のリン酸イオン晶析材を用いて、実験1
と同様に模擬下水2次処理水を通水して、実験3
を行つた。ただし、PHを上昇させる際に、24時間
かけてPH値を9.0に上昇させた。
Furthermore, as in Experiment 1, calcium phosphate crystals were supported on 1.0 mm of activated alumina, and using a phosphate ion crystallization material with a supported amount of 0.7%, Experiment 1
Experiment 3 was conducted by passing simulated secondary treated sewage water in the same manner as in
I went there. However, when increasing the PH value, the PH value was increased to 9.0 over 24 hours.

この結果、処理水のリン濃度は、通水B.
V.1200/晶析材の時点で、1.12mg/、通水
B.V.3600/晶析材の時点で、1.30mg/であ
つた。
As a result, the phosphorus concentration of the treated water is lower than that of the water flowing through B.
V.1200/At the time of crystallization material, 1.12mg/, water flow
At the time of BV3600/crystallization material, it was 1.30 mg/.

また、0.5〜1.0mmの軽石を、リン酸カルシウム
を担持させずに、直径2cm、長さ100cmのアクリ
ル製カラムに100ml充填し、実験1と同様に模擬
下水2次処理水を通水して、実験4を行つた。
In addition, 100 ml of pumice of 0.5 to 1.0 mm without supporting calcium phosphate was packed into an acrylic column with a diameter of 2 cm and a length of 100 cm, and simulated secondary treated sewage water was passed through it in the same manner as in Experiment 1. I did 4.

この結果、処理水のリン濃度は、通水B.
V.1000/軽石の時点で、1.80mg/、通水B.
V.3600/軽石の時点で、1.76mg/であつ
た。
As a result, the phosphorus concentration of the treated water is lower than that of the water flowing through B.
V.1000/at the time of pumice, 1.80mg/, water flow B.
At the time of V.3600/pumice, it was 1.76 mg/.

以上の各種実験より、軽石を担体に用いてリン
酸カルシウムの結晶を、PHをコントロールして
徐々に生成させて担持させたリン酸イオン晶析材
には、優れた脱リン能力があることが認められ
た。また、単にリン吸着能力の高い物質を担体と
して用いても、リン除去材としては充分な脱リン
能力が得られないことが明確となつた。
From the various experiments described above, it has been confirmed that the phosphate ion crystallization material, in which calcium phosphate crystals are gradually formed and supported using pumice as a carrier, has excellent dephosphorization ability. Ta. Furthermore, it has become clear that even if a substance with a high phosphorus adsorption ability is simply used as a carrier, sufficient dephosphorization ability cannot be obtained as a phosphorus removal material.

なお、上記実施例において、リン酸イオン晶析
材を、リン酸イオンとカルシウムイオンとが共存
する水溶液中に軽石を浸漬し、PHを調整してリン
酸カルシウムを担持して、軽石の表面および細孔
中にリン酸カルシウムを設ける製造方法について
説明したが、軽石をリン酸カルシウムの結晶物を
含むリン酸イオンとカルシウムイオンとが共存す
る水溶液中に浸漬させることによつて、軽石の表
面および内部細孔にリン酸カルシウムを担持させ
て、軽石の表面および細孔中にリン酸カルシウム
を設けてもできる。
In the above example, pumice was immersed in a phosphate ion crystallization material in an aqueous solution in which phosphate ions and calcium ions coexist, the pH was adjusted and calcium phosphate was supported, and the surface and pores of the pumice were immersed. The manufacturing method in which calcium phosphate is provided inside the pumice stone has been explained. By immersing pumice stone in an aqueous solution containing calcium phosphate crystals and coexisting with calcium ions, calcium phosphate can be deposited on the surface and internal pores of the pumice stone. Calcium phosphate can also be supported on the surface and in the pores of pumice.

(発明の効果) 本発明の廃水中のリン酸イオン晶析材の製造方
法によれば、入手が容易で安価であり、細孔半径
および細孔容積が大きいな軽石を用いて、この軽
石に品質が一定した結晶リン酸カルシウムを担持
して、安定した晶析によるリン酸イオンの除去を
効率よく行うことができる。また、リン酸イオン
とカルシウムイオンとを含有する水溶液中に軽石
を浸漬し、PHを調整して細孔半径および細孔容積
が大きい軽石の表面および内部細孔に、強固で剥
離しにくく品質の一定したリン酸カルシウムの結
晶を生成させるため、晶析効果が高く長期間安定
して被処理水中のリン酸イオンを晶析除去するこ
とができる。さらに、PHを調整してリン酸イオン
とカルシウムイオンとが共存する水溶液中に軽石
を浸漬し、PHを調整してリン酸カルシウムを担持
するので、リン酸イオンを担持した後、カルシウ
ムイオンにてリン酸カルシウムを担持させること
なく、一工程で効率よく強固で剥離しにくく品質
の一定したリン酸カルシウムの結晶を担持するこ
とができるとともに、製造工程の簡略化でき経済
的にリン酸カルシウム晶析材を製造することがで
きる。
(Effects of the Invention) According to the method for producing a material for crystallizing phosphate ions in wastewater of the present invention, pumice that is easily available, inexpensive, and has a large pore radius and pore volume is used. By supporting crystalline calcium phosphate of constant quality, phosphate ions can be efficiently removed through stable crystallization. In addition, pumice stone is immersed in an aqueous solution containing phosphate ions and calcium ions, and the pH is adjusted to create a strong, hard-to-peel-off quality product on the surface and internal pores of pumice stone, which has a large pore radius and pore volume. Since constant calcium phosphate crystals are generated, the crystallization effect is high and phosphate ions in the water to be treated can be crystallized and removed stably for a long period of time. Furthermore, pumice stone is immersed in an aqueous solution in which phosphate ions and calcium ions coexist by adjusting the pH, and the pH is adjusted to support calcium phosphate. Calcium phosphate crystals that are strong, hard to peel off, and of constant quality can be efficiently supported in one step without being supported, and the manufacturing process can be simplified and the calcium phosphate crystallization material can be economically produced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の廃水中のリン酸イオン晶析
材の製造方法に施す装置の一実施例の構成を示す
側面図である。リン酸イオン晶析材の製造方法の
一実施例を実施する装置の構成を示すフローシー
ト、第2図は、本発明のリン酸イオン晶析材の製
造方法の一実施例により得られたリン酸イオン晶
析材を用いて、廃水中のリン酸イオンを除去する
方法を実施する装置の構成を示すフローシートで
ある。
FIG. 1 is a side view showing the configuration of an embodiment of an apparatus used in the method for producing a phosphate ion crystallization material in wastewater according to the present invention. FIG. 2 is a flow sheet showing the configuration of an apparatus for carrying out an embodiment of the method for producing a phosphate ion crystallization material, and FIG. 1 is a flow sheet showing the configuration of an apparatus that implements a method for removing phosphate ions from wastewater using an acid ion crystallization material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 廃水中のリン酸イオンをリン酸カルシウムと
して晶析して除去するリン酸イオン晶析材におい
て、 軽石を、PH値が6以下に調整されたリン酸イオ
ンとカルシウムイオンとを含有する水溶液中に浸
漬し、前記水溶液のPH値を10時間以上で8.5以上
に徐々に上昇させ、前記軽石の細孔中にリン酸カ
ルシウムの結晶を設けた ことを特徴とする廃水中のリン酸イオン晶析材の
製造方法。
[Scope of Claims] 1. A phosphate ion crystallizing material for removing phosphate ions in wastewater by crystallizing them as calcium phosphate, which includes pumice, phosphate ions whose pH value is adjusted to 6 or less, and calcium ions. Phosphate ions in wastewater, characterized in that the wastewater is immersed in an aqueous solution containing the pumice, and the pH value of the aqueous solution is gradually raised to 8.5 or more over 10 hours or more, and calcium phosphate crystals are provided in the pores of the pumice. Method for producing crystallization material.
JP4617085A 1985-03-08 1985-03-08 Crystallizing agent for phosphate ion in waste water and its preparation Granted JPS61204086A (en)

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JPS58199090A (en) * 1982-05-14 1983-11-19 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Method for producing seed crystal material for crystallizing phosphoric acid in liquid
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