(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201280073445.1
(22)申请日 2012.05.25
C05F 7/00(2006.01)C02F 1/28(2006.01)C02F 1/58(2006.01)C05B 3/00(2006.01)C05B 13/06(2006.01)(71)申请人太平洋水泥株式会社
地址日本东京
(72)发明人今井敏夫 明户刚 三浦启一
岩川博章 岩田刚史 户田雅也
美浓和信孝
(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专
利商标事务所 11038
代理人
李英
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种磷肥的制造方法，从污水中
磷肥的制造方法，使污水处理厂的污水(S1)中
将磷回收物(AP)、污水处理厂中产生的污泥(S9)
和作为组成调整剂(A2)的钙源进行煅烧。磷回
收物(AP)等的煅烧还可在煅烧温度1150℃以上
1350℃以下进行。可将磷肥的氧化钙含有率设定
为30质量％以上55质量％以下，能够得到磷酸可
溶率为60％以上或/及硅酸可溶率为40％以上的
高质量的磷肥。作为组成调整剂，除钙源以外，还
可以加入镁源或/及硅源。还可将得到的煅烧物
(B1)粉碎，与造粒辅助剂(A3)一起用造粒成形机
(17)进行造粒。(85)PCT国际申请进入国家阶段日
2014.11.25
(86)PCT国际申请的申请数据
PCT/JP2012/063528 2012.05.25
(87)PCT国际申请的公布数据
WO2013/175632 JA 2013.11.28(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书10页 附图3页
(10)申请公布号CN 104487404 A (43)申请公布日2015.04.01
C N 104487404
A
1.一种磷肥的制造方法，其特征在于，使污水处理厂的污水中的磷与含有钙的回收材料接触而进行回收，对该磷回收物、在该污水处理厂中产生的脱水污泥和钙源进行煅烧。 2.权利要求1所述的磷肥的制造方法，其特征在于，将所述污水处理厂的污水浓缩，在浓缩的污水中添加所述回收材料，使该污水中的磷与所述回收材料接触后，进行脱水，得到所述磷回收物及脱水污泥，
并且，在通过脱水而得到的磷回收物及脱水污泥中混合所述钙源并进行煅烧。
3.权利要求1所述的磷肥的制造方法，其特征在于，将所述污水处理厂的污水进行浓缩脱水，分离为脱水滤液和脱水污泥，在得到的脱水滤液中添加所述回收材料，使该脱水滤液中的磷与所述回收材料接触后，进行固液分离，得到所述磷回收物，并且，将所述磷回收物、所述脱水污泥和所述钙源进行混合并煅烧。
4.权利要求1、2或3所述的磷肥的制造方法，其特征在于，使所述磷回收物、所述脱水污泥及所述钙源的煅烧在煅烧温度1150℃以上1350℃以下进行。
5.权利要求1～4中任一项所述的磷肥的制造方法，其特征在于，所述磷肥的氧化钙含有率为30质量％以上55质量％以下。
6.权利要求1～5中任一项所述的磷肥的制造方法，其特征在于，所述磷肥的磷酸可溶率为60％以上。
7.权利要求1～6中任一项所述的磷肥的制造方法，其特征在于，所述磷肥的硅酸可溶率为40％以上。
8.权利要求1～7中任一项所述的磷肥的制造方法，其特征在于，所述含有钙的回收材料为非晶质硅酸钙单体或非晶质硅酸钙与氢氧化钙的凝聚体。
9.权利要求1～8中任一项所述的磷肥的制造方法，其特征在于，除所述钙源以外，加入镁源或/及硅源进行混合并煅烧。
磷肥的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及磷肥的制造方法，特别是涉及对污水处理厂的污水中含有的磷进行回收并制造磷肥的方法。
背景技术
[0002] 作为肥料的三要素之一的磷，其原料依赖于磷矿石，在矿物资源缺乏的我国全部为进口。预想到磷矿石将来的枯竭等，今后获得可能变得极为困难，如何从大量含有磷的污水等中有效地回收磷，最近成为我国的技术开发的课题。
[0003] 于是，例如，在专利文献1中记载了一种方法，即，将铁系凝聚剂添加在污水中，使污水中含有的磷成分沉淀，将该沉淀物与污泥一起收集，将它们脱水、焚烧，得到磷成分的浓度高的污泥焚烧灰，之后，向该污泥焚烧灰中加入焦炭、氧化镁等并在熔化炉内加热，使熔渣向水淬槽中选择性地出滓，进行急冷形成粒状，由此，制造磷成分的浓度高、安全的肥料。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：特开2003-112988号公报
发明内容
[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 但是，上述专利文献中记载的磷肥制造方法，由于要得到污泥焚烧灰就要使用热能，在高温的熔化工序还需要大量的热能，因此会消耗大量的能量，并且不能连续生产，所以存在制造成本高涨的问题。
[0009] 因此，本发明是鉴于上述解决课题而开发的，目的在于，能够从污水中以低成本回收磷，并且得到高质量的磷肥。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 为了达成上述目的，本发明为一种磷肥的制造方法，其特征在于，使污水处理厂的污水中的磷高温熔化炉
与含有钙的回收材料接触，通过吸附(反应)进行回收，将该磷回收物、在该污水处理厂中产生的脱水污泥以及钙源进行煅烧。
[0012] 根据本发明，回收污水处理厂的污水中的磷，与在污水处理厂中产生的污泥一起进行处理，因此能够不遗漏地回收污水处理厂所积蓄的磷，能够作为高磷浓度的磷肥进行再利用。
[0013] 另外，以往，磷回收物和脱水污泥在最终工序中熔化并制成肥料，但在本发明中，由于采用了与熔化相比处理温度低的煅烧工序，因此能够减少能耗，关系到制造成本的降低。另外，通过连续地进行作为煅烧的前工序的焚烧工序和煅烧工序，能够更进一步地提高能效及生产效率。
[0014] 另外，本发明中，通过使用含有钙的回收材料，与使用含有铁或铝的回收材料的情
况相比，能够抑制沉淀的回收物的体积，因此能够减少下游工序中的被处理量，能够降低制造成本。另外，含有铁或铝的回收材料的铁或铝不是对磷肥的性能带来变化的成分，但在使用含有钙的回收材料的情况下，回收材料具有的钙提高了磷肥的性能。在使用含有钙的回收材料的情况下，由于不需要在所谓的MAP法中必要的氨的处理工序等，因此能够简化制造工序。
[0015] 在所述磷肥的制造方法中，可将所述污水处理厂的污水浓缩，向浓缩的污水中添加所述回收材料使该污水中的磷与所述回收材料接触，之后，进行脱水，得到所述磷回收物及脱水污泥，并且，在
通过脱水而得到的磷回收物及脱水污泥中混合所述钙源并进行煅烧。[0016] 另外，在所述磷肥的制造方法中，也可将所述污水处理厂的污水进行浓缩脱水，分离成脱水滤液和脱水污泥，在所得到的脱水滤液中添加所述回收材料使该脱水滤液中的磷与所述回收材料接触，之后，进行固液分离，得到所述磷回收物，并且，将所述磷回收物、所述脱水污泥和所述钙源进行混合并煅烧。
[0017] 在所述磷肥的制造方法中，可对所述磷回收物、所述脱水污泥及所述钙源在煅烧温度1150℃以上且1350℃以下进行煅烧。由此，能够得到性能优异的磷肥。
[0018] 在所述磷肥的制造方法中，可以将所述磷肥的氧化钙含有率设定为30质量％以上55质量％以下，更优选38质量％以上52质量％以下，进一步优选40质量％以上50质量％以下。另外，也可以将所述磷肥的磷酸可溶率设定为60％以上、将硅酸可溶率设定为40％以上。由此，磷肥的磷酸可溶率和硅酸可溶率进一步提高，可制造作物的磷酸吸收率及硅酸吸收率高的优质的肥料。
[0019] 在此，所谓磷酸可溶率是指磷肥中的可溶性磷酸相对于磷含量的质量比，所谓硅酸可溶率是指磷肥中的可溶性硅酸相对于硅含量的质量比。由于磷酸可溶率及硅酸可溶率越高，磷酸及硅酸越容易被作物吸收，因此意味着它们的数值越高，一般越是优质的肥料。[0020] 在所述磷肥的制造方法中，可以使含有所述钙的回收材料为非晶质硅酸钙单体或非晶质硅酸钙与氢氧化钙的凝聚体。这些物质也成为以后添加的钙源，并且沉淀性高，通过添加这些物质使固液分离变得容易。
[0021] 在所述磷肥的制造方法中，除了钙源以外，也可加入镁源或/及硅源进行混合并煅烧。由此，提高了成分调整的自由度，所以能够制造适应于用途的多样的肥料。[0022] 发明效果
[0023] 如以上所述，根据本发明，能够从污水中以低成本回收磷，并且，可以得到高质量的磷肥。因此，可以有效利用来自废弃物的磷资源，还能够实现天然资源的节约及环境保护。
附图说明
[0024] 图1是表示实施本发明的磷肥制造方法的系统的一个例子的整体构成图；[0025] 图2是表示实施本发明的磷肥制造方法的系统的另一例的整体构成图；[0026] 图3是将非晶质硅酸钙与氢氧化钙的凝聚体干燥所得到的粉末的XRD图。
具体实施方式
[0027] 下面，对于用于实施本发明的方式，一边参照附图一边详细地进行说明。
[0028] 图1表示实施本发明的磷肥制造方法的系统的一个例子，该磷肥制造系统1大致包括：水处理设备2，其将带入污水处理厂的下水S1进行浓缩，分离成脱水污泥S9和脱水滤液W3；磷回收设备3，其向利用水处理设备2分离的脱水滤液W3中添加含有钙的回收材料A1，作为磷回收物AP使其沉淀；混合煅烧设备4，其将利用水处理设备2分离的脱水污泥S9、利用磷回收设备3得到的磷回收物AP和组成调
整剂A2进行混合并煅烧。
[0029] 水处理设备2的构成包括：最初沉淀池5，其将下水S1中的容易沉淀的浮游物和泥MA浓缩并送至重力浓缩槽18；生物处理槽6，其将完成了沉淀处理的来自最初沉淀池5的含有有机物、氮、磷等的污水S2用微生物等进行处理；最终沉淀池7，其使在生物处理槽6中处理过的活性污泥S3花时间进行沉淀，将上澄清水D放流；离心浓缩机8，其将来自最终沉淀池7的剩余污泥S4进一步通过离心力进行浓缩；甲烷发酵槽9，其将来自离心浓缩机8的浓缩污泥S5及来自重力浓缩槽18的浓缩污泥S6进行分解；贮存槽10，其贮存从甲烷发酵槽9排出的污泥S7；脱水机11，其将从贮存槽10排出的污泥S8固液分离成脱水污泥S9和脱水滤液W3。
[0030] 磷回收设备3实施的工序包括：磷回收工序12，其将含有钙的回收材料A1添加到脱水滤液W3中，使滤液W3中的磷与回收材料A1接触，通过吸附(反应)进行沉淀回收；回收物分离工序13，从包含含有磷的回收材料A1等的浆液S12中得到磷回收物AP。[0031] 回收材料A1可适当地使用含有钙的回收材料，例如，非晶质硅酸钙单体(以下，称为“CSH”)、或CSH与氢氧化钙(以下称为“CSH凝聚物”)，还可适当地使用Ca/Si摩尔比为0.8～20的CSH或CSH凝聚体。该CSH或CSH凝聚物由于与磷的亲和性高、多孔质且比表面积大，因此磷的回收能力高，能够选择性地高效地回收磷，是沉淀性也优异的物质，能够容易地进行固液分离。除此之外，也可以使用氢氧化钙、氯化钙、煅烧白云石、消化白云石等。
[0032] 混合煅烧设备4的构成包括：混合机14，其向利用水处理设备2分离出的脱水污泥S9和利用磷回收设备3回收的磷回收物AP中添加作为钙源的组成调整剂A2并进行混合；回转炉15，其对从混合机14供给的混合物M进行煅烧；粉碎机16，其将煅烧物B1粉碎成所要求的大小；盘式制粒机17，其向被粉碎的煅烧物B2中添加造粒辅助剂A3进行造粒。[0033] 组成调整剂A2是为了将磷肥的氧化钙含有率调整为上述规定范围内而使用的，作为钙源可使用碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、磷酸钙、氯化钙、硫酸钙、石灰石、鸡粪等畜产粪等。磷肥的氧化钙含有率可设定为30质量％以上55质量％以下，更优选38质量％以上52质量％以下，进一步优选40质量％以上50质量％以下。只要该含有率为30～55％的范围，即可提高该肥料中的磷酸可溶率及硅酸可溶率。
[0034] 另外，作为镁源，可以使用镁含有率高且不适合水泥制造原料的高镁的石灰石、白云石、磷酸镁铵、氧化镁、氢氧化镁、蛇纹石、橄榄石、镍铁矿渣等。另外，一般地，由于污水含有大量二氧化硅，因此通常不需要添加硅源，但在二氧化硅的含有率低的情况下，根据用途也可以适当添加硅石、硅砂、铸造砂、酸性火山岩、硅酸钙、生混凝土渣、废混凝土等硅源。[0035] 回转炉15可以作为煅烧炉在1150℃以上1350℃以下、优选1200℃以上1300℃以下对磷回收物AP等连续地进行煅烧，优选煅烧前的脱水污泥S9的焚烧也可一并在一个装置中进行，但也可另设焚烧炉，也可使用流化床炉、炉排炉(ストーカー炉)、干馏气化炉等作为煅烧炉。
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