リンを含んだ排水の処理法（１）－凝集沈殿法

「リンを含んだ排水の処理方法－凝集沈殿法」についてお話いたします。リンは窒素と共に湖沼などの富栄養化の原因になります。健康への直接的影響はありませんが、生物の異常増殖や飲料水の異臭味発生などを引き起こします。このリンを除去する方法として一般的な凝集沈殿法について解説いたします。

解説者

栗田工業株式会社

小川晋平

解説

リンは窒素とともに湖沼や閉鎖性海域の富栄養化の原因物質です。その発生源は、食品・飲料水製造排水、化学工場排水、メッキ排水、半導体部品製造排水のほか生活排水など多岐にわたります。健康への直接的影響はありませんが、生物の異常増殖による農業・漁業への影響、景観の劣化、そして飲料水の異臭味発生などの障害を引き起こします。通常、リンは水中でリン酸の形で存在しています。リンを除去する方法としては凝集沈殿法が最も一般的です。生物処理法を使うこともありますが、ここでは凝集沈殿処理についてみてみましょう。リンの凝集処理法には、硫酸バンドやPAC(ポリ塩化アルミニウム)などのアルミ塩、あるいは塩化第二鉄などの鉄塩と反応させ金属塩として沈殿させる方法と、消石灰や塩化カルシウムと反応させアルカリ側でカルシウム塩として沈殿させる方法があります。水中のリン酸は、それぞれAlPO₄(アルミニウム塩)、FePO₄(鉄塩)、Ca₅(PO₄)₃OH(カルシウム塩)の形で凝集して沈殿します。

汚泥を約50%減らす二段中和法

高濃度のリン酸を含んだ排水を塩化カルシウムと苛性ソーダで中和反応させてリン酸カルシウムの沈殿物を作って沈殿分離する場合、直接中和すると汚泥の体積があまりに多くなり、沈殿槽で分離できずに懸濁物質として処理水に残ってしまいます。そこで採用されるのが二段中和法です。1段目をpH5～6に調整してリン酸カルシウムの結晶(アパタイト)を生成し、ここで約80%～90%のリン酸が汚泥になり、次に2段目でpH8～10に調整すると残りのリン酸が汚泥になります。この二段中和法を利用すると最終的に汚泥の体積は約50%減少します。「汚泥を高密度にして体積を減らすHDS法(水処理教室№19)」で取り上げたHDS法を適用しても汚泥減容効果が得られます。

出典：よくわかる水処理技術（株式会社日本実業出版社発行）