[发明专利]磷的回收和肥料化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从污水处理厂等磷发生源的排水中回收磷的方法及将回收的磷进行肥料化的方法。

背景技术

作为肥料三要素之一的磷，其原料依赖于磷矿石，由于日本不出产磷矿石，因此，全部由国外进口。预测磷矿石将来会枯竭等，今后有可能极难以获得，因此，正在积极开发回收国内未被利用而废弃的磷并有效用作肥料的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-285635号公报

专利文献2：日本特开2009-285636号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于磷的回收成本高、且在回收的磷的利用方法方面存在问题等，因此，现状是磷的回收事业尚未得到进展。因此，虽然在国内的污水处理厂中积蓄有足以与磷矿石的进口量匹敌的大量的磷，但有效用作磷资源的比例停留在其5%左右。

另外，以往已知有以硅酸钙为主要成分的脱磷材料，提出了各种与磷的反应性高、且吸附磷而形成的凝聚物的沉降性优异的磷回收材料。例如有由平均粒径（中值粒径）为150μm以下的微粉末且细孔容积为0.3cm³/g以上的多孔硅酸钙水合物构成的磷回收材料（专利文献1）、或者由BET比表面积为80m²/g以上、细孔容积为0.5cm³/g以上的多孔硅酸钙水合物构成的磷回收材料（专利文献2）。

专利文献1及专利文献2中记载的磷回收材料具有如下优点：与磷的反应性，生成羟基磷灰石，可以迅速降低排水中的磷浓度，磷的回收率比消石灰等其它石灰质资材高。

因此，本发明的目的在于，提供一种使用与磷的反应性好、吸附后的凝聚物的沉降性优异的磷回收材料，以低成本、且容易利用回收后的磷的方式，回收污水处理厂等中所积蓄的磷的方法、以及将回收的磷有效用作高品质的肥料的方法。

解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明为一种磷回收方法，其特征在于，使磷发生源的排水中的磷吸附（反应）于包含非晶质硅酸钙系材料的磷回收材料上进行回收。

非晶质硅酸钙系材料与磷的亲和性高、多孔且比表面积大，因此，磷的吸附能力高，可以选择性地吸附磷，能够以低成本且容易利用的方式回收磷发生源中所积蓄的磷。

在上述磷回收方法中，可以将在向上述磷发生源的排水中添加上述磷回收材料后的该排水的pH设定为7.0以上。由此，可以防止产生的磷酸钙向液体侧溶解，并且防止排水中的钙成为碳酸钙而难以生成磷酸钙等，能够通过磷回收材料更高效地吸附磷。

在上述磷回收方法中，可以在将上述磷发生源的排水的pH调整为6.0以下进行脱碳酸处理之后添加上述磷回收材料。由此，可以防止由排水中所含的碳酸生成碳酸钙，进而高效地吸附磷。

在上述磷回收方法中，可以将含有上述吸附了排水中的磷的磷回收材料的浆料固液分离而得到脱水的饼状磷回收物，并在该磷发生源中使用得到的滤液。由此，可以得到容易处理的磷回收物。

在上述磷回收方法中，可以将上述磷发生源设为污水处理厂，能够以低成本且容易利用所回收的磷的方式，回收污水处理厂中积蓄的大量的磷。

可以将上述排水设为由污水处理厂中产生的污泥中分离出的排水，通过使污泥中不含磷回收物，可以得到有效用作肥料时优选的磷回收物。

在上述磷回收方法中，上述磷回收材料为非晶质硅酸钙水合物单质或非晶质硅酸钙水合物和Ca(OH)₂的凝聚物，且可以使Ca/Si摩尔比设为0.8～20。

上述磷回收材料包含非晶质硅酸钙水合物单质或非晶质硅酸钙水合物和Ca(OH)₂的凝聚物，因此，磷吸附性优异，而且吸附磷而形成的凝聚物的沉降性良好，因此，磷的除去效果高，且可以缩短处理时间。

在上述磷回收方法中，也可以将硅酸钠水溶液和石灰混合后，在非加热下生成上述非晶质硅酸钙水合物单质或非晶质硅酸钙水合物和Ca(OH)₂的凝聚物。

上述磷回收材料是将硅酸钠水溶液用作原料，因此，生成的非晶质硅酸钙水合物和Ca(OH)₂以外的不溶物少，且不需要在高温下进行水热合成，而且包含在常温下生成的非晶质硅酸钙水合物单质或非晶质硅酸钙水合物和Ca(OH)₂的凝聚物，因此，容易制造且可以经济地回收磷。