下水処理におけるリンの管理は多くの圧力をもたらしており、より効率的なリン除去が急務です。

1、化学的リン除去

現在、都市下水におけるリン除去方法には、生物的リン除去、化学的リン除去、および生物的・化学的処理方法の組み合わせがあります。生物的リン除去プロセスは比較的経済的な方法ですが、脱窒プロセスとリン除去プロセスが汚泥年齢や炭素源などで矛盾するため、流出水のTP濃度が不安定になり、甚至国の排出基準を満たせないことがあります。したがって、生物的リン除去が排出基準を満たせない場合、化学薬剤を使用してリン除去を強化することがよくあります。化学的リン除去は主に、廃水に無機金属塩薬剤を添加し、廃水内の可溶性塩（例えばリン酸塩）と反応させて粒状で不溶性の物質を生成します。一般的な化学的リン除去剤としては、主に金属塩剤と水酸化カルシウムが使用されます。経済的な考慮から、リン沈殿用の金属塩剤は主にFe塩、Fe塩、Al塩が使われます。本稿では、研究対象としてポリアルミニウムクロライド（PAC）を取り上げ、その廃水処理における利用について探求します。

2、ポリアルミニウムクロライドの廃水処理における使用

1. 背景

溫州西片汚水処理廠の総廃水処理能力は250,000 m3/日です。プロジェクト第1期のアップグレードにおける廃水処理プロセスは「CAST-MBBR+磁気沈殿槽+繊維回転ディスクフィルタ槽」です。第2期拡張プロジェクトの廃水処理プロセスには、多段A/0（改良型A2/O）生物槽、長方形周辺入出力二次沈殿槽、磁気沈殿槽、および繊維が含まれます。これは、広告媒質のような物質や微細な浮遊粒子を吸着するために使用されます。

A1Cl+KPO → AlPO ↓+3KCl (1)

Al+30H → Al (OH) ↓ (2)

3. ポリアルミニウムクロライドの投与量の計算

温州西片汚水処理廠を例に取ると、この処理場の総汚水処理規模は250,000 m3/日で、流入水のTP濃度は1.5 mg/Lです。都市汚水の排出基準である一級A標準では、流出水のTP濃度は0.5 mg/L以下である必要があります。PAC薬剤は実験室で試験され、そのA1含有量は5.32%です。PAC薬剤の密度は1.12kg/Lです。化学沈殿によるリン除去の場合、1モルのアルミニウムが1モルのリンを消費します。これは、1gのリンを除去するのに0.87gのアルミニウムが必要であることを意味します。現実には反応が100%進行することはありません。例えば、金属イオンとOHは水酸化物を形成するために競争します。したがって、流出濃度が基準を満たすことを確保するために、実際の投与量を超過させる必要があります。ドイツは計算中に追加係数βを提案しました。追加係数の概念は複数の要因によって影響を受け、最適条件の下ではβ= 1ですが、非最適条件の下ではβ= 2から3、またはそれ以上となり、これは実際の投与時の投与試験を通じて決定されます。

P負荷 = 25000m/d × (0.0015-0.0005) kg/m = 250kg/d 投与係数βとして2.5を例にすると、必要なAlの量は次の通りです: 2.5 × (27/31) × 250 kg/d = 543.75 kg/d。これをPAC投与量に換算すると: 543.75 kg/d ÷ 5.32% ≈ 10220 kg/d。PACの体積に換算すると: 10220 kg/d ÷ 1.12 kg/L = 9125 L/d。

4. 実用上のポリアルミニウムクロライドの最適な投与量

下水処理場の実際の状況に基づき、以下の小規模実験を行います。1mLのLPAC試薬を100mLの容量フラスコで希釈します。6つの500mLビーカーを取り、それぞれに500mLの水を入れ、水のTP（総リン）を測定します。各ビーカーに40mgの磁気粉末と0.15%濃度のPAMO 3mLを加えます。計算により、異なる投与係数におけるPAC希釈液の添加量を求めます。対応する希釈液を各ビーカーに加え、攪拌します。沈殿後、上澄み液を取り出し、水のTPを測定します。具体的な値は表1に示されています。表1から、添加係数βが5の場合、流出液中の総リンは基本的に一級A流出液基準に達し、流出液濃度は0.5mg/Lでした。施設の脱リンプロセスでは、生物的および化学的脱リンプロセスが組み合わされており、生物的脱リンプロセスでは、無酸素条件下でリン蓄積微生物がリンを放出し、有酸素条件下でリンを吸収し、その後汚泥として排出され、部分的な脱リン効果が得られます。したがって、PACの添加係数βが5の場合、流出液要件を安定して満たすことができ、対応するPACの使用量は約21t/日です。

3、 まとめ

PACは総リンの除去に著しい効果があります。汚水処理場の投与係数が5の場合、必要とされる排水基準を満たすことができ、使用されるPACの投与量は21t/日です。総リンの除去率には対応する流入の影響があるため、流入総リン濃度が古い場合には、この小規模実験に基づいて追加係数を適切に調整し、排水基準を満たすことができます。