[发明专利]磷回收材料、磷回收材料的制造方法和磷回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够高效地从包含碳酸的含磷水中回收磷的磷回收材料、其制造方法和磷回收方法。

背景技术

以往，已知以硅酸钙为主要成分的脱磷材料(磷回收材料)。该脱磷材料为如下物质：脱磷材料中的硅酸钙与水中的磷反应而生成磷酸钙，从而起到将水中的磷固定并除去的效果。作为脱磷材料，例如，在专利文献1中记载了一种水处理剂，其是将以CaO/SiO₂摩尔比为1.5～5的无定形硅酸钙水合物为主要成分的物质加热至50℃～700℃而得到的。另外，在专利文献2中记载了一种由无定形硅酸钙水合物构成的污水的脱磷材料，该无定形硅酸钙水合物是使原料在高压高温下进行水热反应而得到的，该原料是在以硅酸质原料和石灰质原料为主要成分的水浆料中添加气泡剂而得到的。此外，在专利文献3中记载了一种脱磷材料，其以无定形硅酸钙水合物为主要成分并成型为直径几毫米左右的球状或中空状。另外，在专利文献4中记载了一种使用了硅灰石的脱磷方法。

但是，现有的以硅酸钙为主要成分的脱磷材料虽然能够以某种程度避免回收物的脱水性及有机物混入的问题，但是与磷反应的反应速度慢，因此为了提高回收物的磷浓度而需要延长反应时间。另外，由于回收物中的磷的含量少，因此无法有效地作为磷酸肥料进行利用。此外，还存在下述问题：含磷水中的碳酸与硅酸钙中的钙发生反应，原本应当用于与磷反应的钙被用于碳酸钙的生成而被消耗；等等。

作为解决这些问题的磷回收物资(磷回收材料)，提出了下述磷回收物资：由作为平均粒径(中值粒径)为150μm以下的微粉的、细孔容积为0.3cm³/g以上的多孔质无定形硅酸钙水合物构成的磷回收物资(专利文献5)；由平均粒径(中值粒径)为10μm以上～150μm以下、BET比表面积为80m²/g以上、细孔容积为0.5cm³/g以上的多孔质无定形硅酸钙水合物构成的磷回收物资(专利文献6)。

专利文献5和专利文献6中记载的磷回收物资具有下述优点：与磷的反应性高，可以生成羟基磷灰石，可以急剧地降低排水中的磷浓度，与消石灰等其它石灰质材料相比，磷的回收率也高。但是，对于包含碳酸的含磷水，上述磷回收物资的磷的固定性能还不能说是充分的。

因此，提出了包含碳酸的含磷水的磷处理方法及脱磷方法。

例如，在专利文献7中提出了一种含磷酸排水的处理方法，该方法在含有碳酸的含磷酸排水中在钙离子的存在下添加碱，使磷酸作为不溶物析出，固液分离成包含该磷酸不溶物的污泥和处理水，在该处理方法中，向含有碳酸的含磷酸排水中添加酸，使pH为5以下，并进行曝气处理，进行脱碳酸。

另外，在专利文献8中提出了一种含磷水的脱磷方法，该方法使包含磷的原水流通至反应槽，从而利用晶析反应由该原水进行脱磷，该反应槽填充或流动有以作为籽晶的硅酸钙水合物为主体的脱磷材料，在该脱磷方法中，向原水中滴加硫酸而将pH调整为4～5，进行脱碳酸。

但是，在上述脱碳酸的方法中，向包含碳酸的含磷水中添加酸而调整pH，因此不仅试剂成本高，而且需要用于进行脱碳酸的处理工序和设备，处理的时间及设备成本也增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-263636号公报

专利文献2：日本特公平02-020315号公报

专利文献3：日本特开平10-235344号公报

专利文献4：日本特开2000-135493号公报

专利文献5：日本特开2009-285635号公报

专利文献6：日本特开2009-285636号公报

专利文献7：日本特开2004-174386号公报

专利文献8：日本专利第3569086号公报

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明提供一种磷回收材料，其具有上述磷回收物资的优点，并且不对包含碳酸的含磷水进行脱碳酸处理而使磷的固定性能及固定磷后的沉降性优异；提供该磷回收材料的制造方法和磷回收方法。

用于解决课题的方案

本发明涉及具有下述构成的磷回收材料等。

[1]一种磷回收材料，其由无定形硅酸钙水合物单一物质构成或由无定形硅酸钙水合物与Ca(OH)₂的复合物构成，该无定形硅酸钙水合物是在非加热条件下将硅酸钠水溶液和石灰混合而生成的，该水合物单一物质或该复合物的Ca/Si摩尔比为0.8～1.5。