被处理水中的磷的回收系统、被处理水中的磷的回收方法、肥料及肥料原料以及黄磷原料技术方案

一种被处理水中的磷的回收系统，其具备：钙溶出反应装置(1)、对所述钙溶出反应装置(1)供给钢铁炉渣的钢铁炉渣供给装置(3)、对所述钙溶出反应装置(1)供给酸的酸供给装置(4)、通过来自所述钙溶出反应装置(1)的钢铁炉渣浆料从包含磷的被处理水中回收磷的磷回收反应装置(2)、对所述磷回收反应装置(1)供给包含磷的被处理水的被处理水供给装置(5)、用于对通过被处理水供给后的搅拌混合后的静置而凝聚沉降在所述磷回收反应装置(1)内的固态物质进行脱水的脱水装置(6)、将在所述磷回收反应装置(1)内反应的上清液送出到外部的处理水取出装置(7)、和将脱水后的脱水物进行干燥的干燥装置(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被处理水中的磷的回收系统、被处理水中的磷的回收方法、肥料及肥料原料以及黄磷原料
本专利技术涉及被处理水中的磷的回收系统、被处理水中的磷的回收方法、肥料及肥料原料以及黄磷原料。本申请基于2015年6月11日在日本申请的特愿2015-118263号主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
磷是对一切生物而言不可缺少的元素。另外，是植物的三大营养素之一，是农作物肥料的重要原料。最近，磷资源的枯竭令人担忧，要求磷资源的回收。另外，磷是导致在海洋、湖泊等中富营养化的原因物质之一，例如大量包含于从一般家庭等排出的生活排水中。另外，有时从企业所排出的产业排水中也包含磷。因此，要求从这些排水中将磷有效地回收。作为从包含磷的被处理水中回收磷的技术，有以结晶性硅酸钙水合物作为晶种而使磷晶析的HAP(羟磷灰石)晶析法、从包含磷和氨的排水中使磷酸镁铵晶析的MAP法、使用了氢氧化钙、氯化钙的凝聚沉淀法。但是，这些方法具有以下各种课题：反应速度、晶析速度、凝聚沉降速度低；需要使用了各种药品的复杂的反应控制；在MAP法这样的晶析法中经常发生在配管等中的MAP的析出闭塞等故障等。因此，低成本且简洁的磷回收方法的技术确立成为了课题。最近，如专利文献1、2、非专利文献1中所示的那样，提出了使用非晶质硅酸钙作为磷吸附剂的磷回收技术。但是，专利文献1、2中记载的磷吸附剂是例如将硅酸原料和石灰原料制成水性浆料并添加氢氧化碱进行水热反应而得到的物质、在硅酸钠水溶液中加入Ca(OH)2而生成的由非晶质硅酸钙水合物与未反应的Ca(OH)2的凝聚体形成的物质、将向将易溶解性二氧化硅原料中的碱溶性二氧化硅用NaOH进行溶解而成的二氧化硅溶解液中加入消石灰并进行水热合成而得到的非晶质硅酸钙水合物与Ca(OH)2的凝聚体回收而成的物质，磷吸附剂的制备繁杂，处于处理成本的降低没有进展的状况。另外，对于非专利文献1中记载的非晶质硅酸钙，其制备也繁杂，处于处理成本的降低没有进展的状况。另外，这些技术不是使用了钢铁炉渣的磷回收技术，也不是将钢铁炉渣再利用于肥料的技术。另一方面，如专利文献3、4中所示的那样，作为用于回收水中的金属离子、磷的材料，利用了钢铁系的炉渣。但是，专利文献3中记载的磷的回收方法是如下方法：将炉渣表面利用碱剂活化而制成吸附剂后，将这些吸附剂混入被处理水中来吸附金属离子、磷，然后，使吸附的磷溶出来进行回收，该方法工序极为繁杂，而且，存在金属离子、磷的回收效率低的问题。另外，在专利文献4中记载了一种吸附剂，其是在从炼铁厂排出的炉渣中混合煤灰等，进一步配合别的炉渣，进一步加入无机酸而使其凝胶化，然后，添加碱而使其凝聚沉淀，进一步混合煤灰等而成的。但是，专利文献4中记载的吸附剂只不过是记载了作为沸石的替代品来使用。再有，专利文献5中记载的专利技术是关于从钢铁炉渣中回收磷的方法的专利技术，而不是回收排水中的磷的方法。另外，关于从钢铁炉渣中的磷回收，虽然有非专利文献2、3、4、5中记载的技术，但其是大量使用能量、药剂的技术，没有达到实用化。另外，这些技术不是回收排水中的磷的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-6733号公报专利文献2：日本特开2013-27865号公报专利文献3：日本特开2002-86139号公报专利文献4：日本特公平4-17088号公报专利文献5：日本特开2010-270378号公报非专利文献非专利文献1：冈野宪司等、使用了非晶质硅酸钙水合物(Rintoru)的革新性磷回收技术、精细化工、Vol.42、No.12、2013年12月号非专利文献2：长坂徹也等、铁与钢、Vol.95、No.3、P114-134(2009)非专利文献3：竹内秀次等、铁与钢、Vol.66、No.14、P2050-2057(1980)非专利文献4：森田一树、金属、Vol.76(2006)、No.8非专利文献5：河西宏树等、日本陶瓷协会基础科学讨论会、1P38、2012年1月、东京
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术鉴于上述情况而进行，课题在于提供能够从包含磷的被处理水中高效地回收磷的被处理水中的磷的回收系统及被处理水中的磷的回收方法。另外，本专利技术的课题在于提供包含磷的肥料及肥料原料以及黄磷原料。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术者们经过深入研究，结果着眼于副产自炼铁厂的炉渣(以下称为“钢铁炉渣”)而想出了图1中所示的磷回收系统。发现了：使钢铁炉渣中的钙溶出，使钙与被处理水中的磷反应而形成包含磷和钙的化合物，使该化合物与钙溶出后的钢铁炉渣的残渣一起凝聚沉降，由此能够将以高浓度包含磷的固态物质高效地回收。通过使用含有磷的钢铁炉渣作为炉渣，使得钢铁炉渣中的磷也以固态物质的形式被回收。凝聚沉降而得到的固态物质的凝聚性、沉降性非常良好，能够通过静置分离而使固液分离。此外，本专利技术中在使固态物质沉降时，没有必要添加凝聚剂。另外，也能够通过离心分离、膜过滤等现有技术容易地进行固液分离。另外，由于回收的固态物质大量地包含磷，因此能够直接成为肥料或者作为肥料原料来利用。本专利技术如下所示。[1]一种被处理水中的磷的回收系统，其具备：钙溶出反应装置，其将酸与钢铁炉渣进行混合，制备所述钢铁炉渣中的钙溶出后的炉渣浆料；钢铁炉渣供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述钢铁炉渣；酸供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述酸；磷回收反应装置，其将所述炉渣浆料与包含磷的被处理水进行混合，使所述炉渣浆料中的钙与所述被处理水中的磷反应，得到包含磷及钙的固态物质；被处理水供给装置，其对所述磷回收反应装置供给所述被处理水；脱水装置，其将在所述被处理水供给后在所述磷回收反应装置内生成的所述固态物质进行脱水；和处理水取出装置，其将所述被处理水供给后的所述磷回收反应装置内的上清水送出至系统外。[2]根据[1]所述的被处理水中的磷的回收系统，其具备使在所述脱水装置中被脱水后的所述固态物质干燥的干燥装置。[3]根据[1]或[2]所述的被处理水中的磷的回收系统，其中，使用熔渣代替所述钢铁炉渣。[4]一种被处理水中的磷的回收方法，其具备下述阶段：在钢铁炉渣中搅拌混合酸，使所述钢铁炉渣中的钙溶出的同时得到炉渣浆料的阶段；通过在所述炉渣浆料中搅拌混合包含磷的被处理水后静置，从而形成包含磷和钙的化合物，使所述化合物与所述钢铁炉渣的残渣一起作为固态物质进行凝聚沉降的阶段；和将沉降后的所述固态物质回收的阶段。[5]根据[4]所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，使沉降后的所述固态物质干燥。[6]根据[4]或[5]所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，所述钢铁炉渣的碱度为1～7的范围。[7]根据[4]至[6]中任一项所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，盐酸添加前的所述钢铁炉渣的钙含有率为15～55质量％的范围。[8]根据[4]至[7]中任一项所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，盐酸添加前的钢铁炉渣的平均粒径为0.3mm以下。[9]根据[4]至[8]中任一项所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，在将所述被处理水与所述炉渣浆料进行混合时，将混合液的pH调整至7.7～9.0。[10]根据[4]至[9]中任一项所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，在将所述被处理水与所述炉渣浆料进行混合时，按照所述钢铁炉渣中的钙量与所述被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被处理水中的磷的回收系统，其具备：钙溶出反应装置，其将酸与钢铁炉渣进行混合，制备所述钢铁炉渣中的钙溶出后的炉渣浆料；钢铁炉渣供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述钢铁炉渣；酸供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述酸；磷回收反应装置，其将所述炉渣浆料与包含磷的被处理水进行混合，使所述炉渣浆料中的钙与所述被处理水中的磷反应，得到包含磷及钙的固态物质；被处理水供给装置，其对所述磷回收反应装置供给所述被处理水；脱水装置，其将在所述被处理水供给后在所述磷回收反应装置内生成的所述固态物质进行脱水；和处理水取出装置，其将所述被处理水供给后的所述磷回收反应装置内的上清水送出至系统外。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.11 JP 2015-1182631.一种被处理水中的磷的回收系统，其具备：钙溶出反应装置，其将酸与钢铁炉渣进行混合，制备所述钢铁炉渣中的钙溶出后的炉渣浆料；钢铁炉渣供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述钢铁炉渣；酸供给装置，其对所述钙溶出反应装置供给所述酸；磷回收反应装置，其将所述炉渣浆料与包含磷的被处理水进行混合，使所述炉渣浆料中的钙与所述被处理水中的磷反应，得到包含磷及钙的固态物质；被处理水供给装置，其对所述磷回收反应装置供给所述被处理水；脱水装置，其将在所述被处理水供给后在所述磷回收反应装置内生成的所述固态物质进行脱水；和处理水取出装置，其将所述被处理水供给后的所述磷回收反应装置内的上清水送出至系统外。2.根据权利要求1所述的被处理水中的磷的回收系统，其具备使在所述脱水装置中被脱水后的所述固态物质干燥的干燥装置。3.根据权利要求1或权利要求2所述的被处理水中的磷的回收系统，其中，使用熔渣代替所述钢铁炉渣。4.一种被处理水中的磷的回收方法，其具备下述阶段：在钢铁炉渣中搅拌混合酸，使所述钢铁炉渣中的钙溶出的同时得到炉渣浆料的阶段；通过在所述炉渣浆料中搅拌混合包含磷的被处理水后静置，从而形成包含磷和钙的化合物，使所述化合物与所述钢铁炉渣的残渣一起作为固态物质进行凝聚沉降的阶段；和将沉降后的所述固态物质回收的阶段。5.根据权利要求4所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，使沉降后的所述固态物质干燥。6.根据权利要求4或权利要求5所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，所述钢铁炉渣的碱度为1～7的范围。7.根据权利要求4至权利要求6中任一项所述的被处理水中的磷的回收方法，其中，盐酸添加前的所述钢铁炉渣的钙含有率为15～55质量％的范围。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：大竹久夫，内藤朗，金田文香，
申请(专利权)人：大竹久夫，新日铁住金工程技术株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP