(57)【要約】【課題】下水汚泥焼却灰に含まれるリンを純度の高いリン酸として効率的に回収することができる下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置および回収方法を提供する。【解決手段】電解槽１１と、電解槽１１の中央部に配置される透析セル１２と、透析セル１２の両側面側にそれぞれ配置される電極１３，１４と、電極１３，１４に接続される直流電源１５とを備え、透析セル１２は、第一の陽イオン交換膜１６と第一の陰イオン交換膜１７とにより隔てられた中間槽１８と、中間槽１８と隣接し、第一の陽イオン交換膜１６と離隔して対向する第二の陰イオン交換膜１９により隔てられた陽イオン回収槽２０と、中間槽１８と隣接し、第一の陰イオン交換膜１７と離隔して対向する第二の陽イオン交換膜２１により隔てられた陰イオン回収槽２２とを有し、電解槽１１における電極１３，１４が配置される部分が電極槽２３，２４をなしている下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置１０。【選択図】図１
2014237091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽と、前記電解槽の中央部に配置される透析セルと、前記電解槽において、前記透析セルの両側面側にそれぞれ配置される一対の電極と、前記一対の電極に接続される直流電源と、を備え、
前記透析セルは、互いに離隔して対向する一対の第一の陽イオン交換膜と第一の陰イオン交換膜とによって隔てられた中間槽と、前記中間槽の一方の側面と隣接し、前記第一の陽イオン交換膜と離隔して対向する第二の陰イオン交換膜によって隔てられた陽イオン回収槽と、前記中間槽の他方の側面と隣接し、前記第一の陰イオン交換膜と離隔して対向する第二の陽イオン交換膜によって隔てられた陰イオン回収槽と、を有し、
前記電解槽における前記電極が配置される部分が電極槽をなしていることを特徴とする下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置。
【請求項２】
請求項１に記載の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置を用いた下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法であって、
前記下水汚泥焼却灰に塩酸または硫酸を接触させて、前記下水汚泥焼却灰に含まれるリンおよび重金属を溶出し、ｐＨ１の溶出液を調製する工程と、
前記溶出液をろ過して、前記リンおよび前記重金属を含むろ液を分離する工程と、
前記中間槽に前記ろ液を供給し、前記陽イオン回収槽と前記陰イオン回収槽にｐＨ０．５または１の塩酸または硫酸を供給し、前記電極槽に水を供給する工程と、
前記一対の電極間に通電して、前記ろ液から前記リンをリン酸として回収するとともに、前記ろ液から前記重金属を重金属塩として回収する工程と、を有することを特徴とする下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置および回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リン（Ｐ）は生物にとって必須の元素であり、肥料等に用いられている。日本では、国内で利用されるリンのほぼ全量を輸入に依存している。
下水汚泥の焼却灰（以下、「下水汚泥焼却灰」と言う。）には一割程度のリンが含まれている。そのリンを回収して再利用するために、下水汚泥焼却灰に酸またはアルカリを加えて、下水汚泥焼却灰からリンを溶出する方法が知られている。その方法では、リン以外に、アルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）などの重金属も溶出するため、その重金属類とリンを分離する必要がある。
【０００３】
下水等の排水中の溶解性リン酸イオンを晶析反応させて、粒状物として回収するリン回収装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このリン回収装置は、電解処理槽内に陰イオン交換膜を介して陽極および陰極を浸漬するとともに、陰イオン交換膜と陰極との間の隔室にリン成分含有被処理水を導入し、陽極と陰極の間に通電して電解処理する手段を備え、さらに、陽極側の濃縮液をアルカリ性側のｐＨ域でリン晶析反応させるリン晶析反応槽を備え、リン晶析反応により被処理水中のリン成分をリン酸マグネシウムアンモニウムの粒状物として回収するというものである。
【０００４】
また、電解処理により塩を含む溶液を、「酸と塩基および塩の混合物の２成分」、「塩基と塩の２成分」、および、「塩と塩基と酸の３成分」に分離する装置としては、電気透析装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この電気透析装置では、イオンの分離膜として、双極性膜（バイポーラ膜）と、陽イオン交換膜または陰イオン交換膜と、が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９０８１号公報
【特許文献２】特開平１０−３０５２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２に記載されているような電気透析装置では、陰極槽において水の還元反応により水素ガスと水酸化物イオンが生じる。その陰極槽に重金属イオンが移動して、水酸化物イオンと重金属イオンが反応すると、金属水酸化物が生成し、電極（陰極）の表面に、その金属水酸化物の沈殿物が析出して、電気の流れを妨げる原因となっていた。そのため、この電気透析装置を、下水汚泥焼却灰に含まれるリンの分離に適用したとしても、リンを、純度の高いリン酸として効率的に回収することは難しかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを、純度の高いリン酸として効率的に回収することができる下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置および回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置は、電解槽と、前記電解槽の中央部に配置される透析セルと、前記電解槽において、前記透析セルの両側面側にそれぞれ配置される一対の電極と、前記一対の電極に接続される直流電源と、を備え、前記透析セルは、互いに離隔して対向する一対の第一の陽イオン交換膜と第一の陰イオン交換膜とによって隔てられた中間槽と、前記中間槽の一方の側面と隣接し、前記第一の陽イオン交換膜と離隔して対向する第二の陰イオン交換膜によって隔てられた陽イオン回収槽と、前記中間槽の他方の側面と隣接し、前記第一の陰イオン交換膜と離隔して対向する第二の陽イオン交換膜によって隔てられた陰イオン回収槽と、を有し、前記電解槽における前記電極が配置される部分が電極槽をなしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法は、本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置を用いた下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法であって、前記下水汚泥焼却灰に塩酸または硫酸を接触させて、前記下水汚泥焼却灰に含まれるリンおよび重金属を溶出し、ｐＨ１の溶出液を調製する工程と、前記溶出液をメンブレンフィルター等によりろ過して、前記リンおよび前記重金属を含むろ液を分離する工程と、前記中間槽に前記ろ液を供給し、前記陽イオン回収槽と前記陰イオン回収槽にｐＨ０．５または１の塩酸または硫酸を供給し、前記電極槽に水を供給する工程と、前記一対の電極間に通電して、前記ろ液から前記リンをリン酸として分離するとともに、前記ろ液から前記重金属を重金属塩として分離する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極の表面に重金属塩を析出させることがなく、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを、純度の高いリン酸として効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】実験例２において、電気透析後の各槽におけるアルミニウムとリンの回収率を示すグラフである。
【図３】実験例２において、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液に通電した際の最大電流値と、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液のｐＨを示すグラフである。
【図４】実験例３において、電気透析後の各槽におけるアルミニウムとリンの回収率を示すグラフである。
【図５】実験例３において、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液に通電した際の最大電流値と、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液のｐＨを示すグラフである。
【図６】実験例４において、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合の元素分析の結果を示すグラフである。
【図７】実験例４において、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合の元素分析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置および回収方法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１３】
［下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置］
図１は、本発明の下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置（以下、「リンの回収装置」と略すことがある。）の一実施形態を示す模式図である。
本実施形態のリンの回収装置１０は、電解槽１１と、電解槽１１の中央部に配置される透析セル１２と、電解槽１１において、透析セル１２の両側面側にそれぞれ配置される一対の電極１３，１４と、一対の電極１３，１４に接続される直流電源１５とから概略構成されている。
なお、電極１３を陽極１３、電極１４を陰極１４と言うことがある。
【００１４】
透析セル１２は、互いに離隔して対向する一対の第一の陽イオン交換膜１６と第一の陰イオン交換膜１７とによって隔てられた中間槽１８と、中間槽１８の一方の側面と隣接し、第一の陽イオン交換膜１６と離隔して対向する第二の陰イオン交換膜１９によって隔てられた陽イオン回収槽２０と、中間槽１８の他方の側面と隣接し、第一の陰イオン交換膜１７と離隔して対向する第二の陽イオン交換膜２１によって隔てられた陰イオン回収槽２２とから概略構成されている。
【００１５】
また、電解槽１１における電極１３，１４が配置される部分が、電極槽２３，２４をなしている。なお、電極槽２３を陽極槽２３、電極槽２４を陰極槽２４と言うことがある。
電解槽１１における陽極１３が配置される部分、すなわち、電解槽１１における、透析セル１２を構成する第二の陽イオン交換膜２１よりも外側の部分が陽極槽２３をなしている。同様に、電解槽１１における陰極１４が配置される部分、すなわち、電解槽１１における、透析セル１２を構成する第二の陰イオン交換膜１９よりも外側の部分が陰極槽２４をなしている。
【００１６】
言い換えれば、透析セル１２は、中央に中間槽１８を有し、中間槽１８の一方の側面は、第一の陽イオン交換膜１６を介して、陽イオン回収槽２０と隣接している。また、中間槽１８の他方の側面は、第一の陰イオン交換膜１７を介して、陰イオン回収槽２２と隣接している。
また、陽イオン回収槽２０は、第二の陰イオン交換膜１９を介して、陰極槽２４と隣接している。また、陰イオン回収槽２２は、第二の陽イオン交換膜２１を介して、陽極槽２３と隣接している。
【００１７】
このように、電解槽１１は、２つの陽イオン交換膜（第一の陽イオン交換膜１６、第二の陽イオン交換膜２１）と、２つの陰イオン交換膜（第一の陰イオン交換膜１７、第二の陰イオン交換膜１９）を交互に配設することによって、（１）対象となる溶液（本実施形態では、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液）を供給するとともに、リン酸を回収する中間槽１８と、（２）金属塩（重金属イオンを含む）を回収する陽イオン回収槽２０と、（３）酸を回収する陰イオン回収槽２２と、（４）陽極槽２３と、（５）陰極槽２４とから構成される５槽構造をなしている。
【００１８】
電解槽１１としては、塩酸や硫酸、下水汚泥焼却灰に含まれる成分、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液の電気透析によって生じるイオン等によって劣化することがなく、安定な材質からなるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、アクリル樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等から構成されるものが挙げられる。
【００１９】
陽極１３、陰極１４としては、電気透析に一般的に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、チタンからなる基体の一面に、導電性の酸化チタン層と白金層が順に積層されてなるチタン・白金電極が挙げられる。
【００２０】
第一の陽イオン交換膜１６、第二の陽イオン交換膜２１としては、電気透析に一般的に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、デュポン社製の陽イオン交換膜である、Ｎａｆｉｏｎ  ＰＦＳＡ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ等から構成されるものが挙げられる。
【００２１】
第一の陰イオン交換膜１７、第二の陰イオン交換膜１９としては、電気透析に一般的に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、アストン社製の陰イオン交換膜である、ネオセプタ等から構成されるものが挙げられる。
【００２２】
直流電源１５としては、例えば、直流安定化電源等の３０Ｖ程度の定電圧の設定が可能なものであれば特に限定されるものではない。
【００２３】
本実施形態のリンの回収装置１０によれば、陰極１４の表面に重金属塩を析出させることがなく、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを、純度の高いリン酸として効率的に回収することができる。
【００２４】
［下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法］
次に、図１を参照して、下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置１０を用いた、下水汚泥焼却灰からのリン酸回収方法を説明する。
下水汚泥焼却灰は、水循環センター（下水処理場）等で発生する下水汚泥を所定の方法で焼却処理した際に発生する焼却灰である。
【００２５】
下水汚泥焼却灰に塩酸または硫酸を接触させて、下水汚泥焼却灰に含まれるリンおよび重金属を溶出し、ｐＨ１の溶出液を調製する（工程Ａ）。
工程Ａでは、まず、下水汚泥焼却灰と水を混合して、この混合物を恒温室内にて振盪する。
【００２６】
また、恒温室内にて、下水汚泥焼却灰と水の混合物を振盪する時間は、１〜２４時間であることが好ましい。
【００２７】
次いで、下水汚泥焼却灰と水の混合物を振盪している間、一定時間毎に、前記の混合物に塩酸または硫酸を添加し、下水汚泥焼却灰に塩酸または硫酸を接触させて、下水汚泥焼却灰に含まれるリンおよび重金属を溶出し、リンおよび重金属を含むｐＨ１の溶出液を調製する。
下水汚泥焼却灰と水の混合物に添加する塩酸の濃度は、０．５％程度であることが好ましい。
下水汚泥焼却灰と水の混合物に添加する硫酸の濃度は、０．５％程度であることが好ましい。
下水汚泥焼却灰と水の混合物に、塩酸または硫酸を添加する時間の間隔は、特に限定されるものではなく、例えば、３０分毎、１時間毎、数時間毎とする。
【００２８】
溶出液のｐＨが１よりも高い場合では、リン酸の溶出率の低下が起こる。
【００２９】
次に、溶出液をろ過して、リンおよび重金属を含むろ液を分離する（工程Ｂ）。
工程Ｂでは、まず、溶出液を遠心分離する。
次いで、遠心分離した溶出液の上澄み液を、メンブレンフィルター等のろ過膜を用いてろ過し、得られたろ液を、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液とする。
【００３０】
次に、中間槽１８にろ液を供給し、陽イオン回収槽２０と陰イオン回収槽２２にｐＨ０．５または１の塩酸または硫酸を供給し、陽極槽２３と陰極槽２４に水を供給する（工程Ｃ）。
【００３１】
工程Ｃにおいて、中間槽１８に供給するろ液の量と、陽イオン回収槽２０と陰イオン回収槽２２に供給する塩酸または硫酸の量と、陽極槽２３と陰極槽２４に供給する水の量とは、体積比で、１：２：２程度であることが好ましい。
【００３２】
次に、直流電源１５から、陽極１３と陰極１４の間に通電することにより、ろ液を電気透析する（工程Ｄ）。
陽極１３と陰極１４の間に印加する電圧は、直流１５Ｖ〜３０Ｖであることが好ましい。
陽極１３と陰極１４の間に通電する時間、すなわち、ろ液を電気透析する時間は、特に限定されるものではなく、例えば、３時間〜５時間であることが好ましい。
【００３３】
これにより、図１に示すように、電流を流す前に中間槽１８内に存在していたアルミニウムイオン（Ａｌ３＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、その他の重金属イオン（Ｍｅ２＋）は、第一の陽イオン交換膜１６を透過して、陽イオン回収槽２０へ移動する。一方、電流を流す前に中間槽１８内に存在していたリンは、その一部がリン酸イオン（Ｈ２ＰＯ４２−）として第一の陰イオン交換膜１７を透過するものの、大部分がリン酸（Ｈ３ＰＯ４）として中間槽１８内に留まる。
【００３４】
陰極１４における水の電気分解によって生じた水酸化物イオン（ＯＨ−）が、第二の陰イオン交換膜１９を透過して、陽イオン回収槽２０へ移動し、陽イオン回収槽２０内の溶液のｐＨが上昇する。そして、陽イオン回収槽２０内のｐＨの上昇の度合いが大きいと、この水酸化物イオンと重金属イオンイオンが反応して、重金属の水酸化物（重金属塩）が生成し、第二の陰イオン交換膜１９の表面に析出する。例えば、図１に示すように、水酸化物イオンとアルミニウムイオンが反応して、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）が生成する。このように、第二の陰イオン交換膜１９の表面に重金属の水酸化物が析出することを防止するために、陽イオン回収槽２０にｐＨ０．５または１の塩酸または硫酸を供給する。
なお、アルミニウムイオン（Ａｌ３＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、その他の重金属イオン（Ｍｅ２＋）は、第二の陰イオン交換膜１９を透過することができないので、陰極槽２４にて、水酸化物イオンと重金属イオンイオンが反応して、陰極１４の表面に重金属塩が析出することはない。
【００３５】
また、中間槽１８内に留まっているリン酸イオンは、ろ液に含まれる塩酸または硫酸に由来する水素イオン（Ｈ＋）と反応して、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）が生成し、ろ液から分離、回収することができるようになる。
【００３６】
本実施形態の下水汚泥焼却灰に含まれるリンの分離方法によれば、陰極１４の表面に重金属塩を析出させることがなく、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを、純度の高いリン酸として効率的に回収することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
【００３８】
「実験例１」
本実験例で用いた下水汚泥焼却灰について、元素の含有量を分析した。
下水汚泥焼却灰を、塩酸と硝酸による分解法により前処理し、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分析装置（型式：ＩＣＰＥ−９０００、島津製作所社製）を用いて、下水汚泥焼却灰の元素の含有量を分析した。結果を表１〜３に示す。
【００３９】
【表１】
2014237091.tif 000003
【００４０】
【表２】
2014237091.tif 000004
【００４１】
【表３】
2014237091.tif 000005
【００４２】
「実験例２」
図１に示すリンの回収装置１０と同様の装置を用いて、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを分離した。
下水汚泥焼却灰１５０ｇ（湿潤重量、含水率６７％）と水８５０ｍＬを混合して、この混合物を、２５℃の恒温室内にて、４８時間振盪した。
下水汚泥焼却灰と水の混合物を振盪している間、一定時間毎（振盪開始から０時間、０．５時間、１時間、６時間、１２時間、２４時間、４８時間）に、前記の混合物に塩酸または硫酸を添加し、下水汚泥焼却灰に塩酸または硫酸を接触させて、下水汚泥焼却灰に含まれるリンおよび重金属を溶出し、ｐＨ１の溶出液を調製した。
次いで、溶出液を、遠心分離機により、１０分間遠心分離し、その上澄み液を、孔径が０．４５μｍのメンブレンフィルターを用いてろ過し、このろ液を、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液とした。
次いで、中間槽１８に、前記のろ液を７５ｍＬ供給し、陽イオン回収槽２０と陰イオン回収槽２２にｐＨ０．５の塩酸または硫酸を１２５ｍＬ供給し、陽極槽２３と陰極槽２４に水を１２００ｍＬ供給した。
次いで、直流電源１５から、陽極１３と陰極１４の間に３１．６Ｖの電圧を印加し、電気透析を行った。電解時間は、塩酸を用いた場合に６０分間、硫酸を用いた場合に１２０分間とした。
また、陽イオン回収槽２０の取り出しを１回行った。
電気透析終了後、中間槽１８、陽イオン回収槽２０、陰イオン回収槽２２、陽極槽２３および陰極槽２４（電極槽）の溶液を採取し、ｐＨを測定した。また、各槽から採取した溶液を１００倍に希釈したものを、ＩＣＰ発光分析装置（型式：ＩＣＰＥ−９０００、島津製作所社製）を用いて、元素分析した。
【００４３】
電気透析後の各槽におけるアルミニウムとリンの回収率を図２に示す。なお、回収率（％）は、それぞれの槽の溶液に含まれる元素の通電前の質量に対する、それぞれの槽の溶液に含まれる元素の通電後の質量（＝元素の通電後の質量／元素の通電前の質量）を百分率で示した値である。この回収率により、どの槽に、どの程度の割合で元素が移動したかが分かる。
図２の結果から、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合、約６割のアルミニウム（Ａｌ）が陽イオン回収槽２０に移動し、約６割のリン（Ｐ）が中間槽１８に留まったことが分かる。また、全体の回収率（全ての槽の回収率を合わせた回収率）は８０％程度であった。
また、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液に通電した際の最大電流値と、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液のｐＨを図３に示す。図３の結果から、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合、それぞれの槽の溶液のｐＨが１．５程度まで上昇しており、第一の陽イオン交換膜１６の表面に、アルミニウム等の重金属の塩が析出して、回収率が低下したものと考えられる。
一方、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合、図２の結果から、約７割のアルミニウム（Ａｌ）が陽イオン回収槽２０に移動し、約８割のリン（Ｐ）が中間槽１８に留まったことが分かる。また、全体の回収率（全ての槽の回収率を合わせた回収率）はほぼ１００％であった。また、図３の結果から、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合、それぞれの槽の溶液のｐＨが１．０程度であった。
【００４４】
「実験例３」
図１に示すリンの回収装置１０と同様の装置を用いて、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを分離した。
直流電源１５から、陽極１３と陰極１４の間に通電する際、電解時間を、塩酸を用いた場合にも、硫酸を用いた場合にも２４０分間とし、陽イオン回収槽２０の取り出しを６０分毎に４回行った以外は実験例２と同様にして、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液の電気透析を行った。
電気透析終了後、中間槽１８、陽イオン回収槽２０、陰イオン回収槽２２、陽極槽２３および陰極槽２４（電極槽）の溶液を採取し、ｐＨを測定した。また、各槽から採取した溶液を１００倍に希釈したものを、ＩＣＰ発光分析装置（型式：ＩＣＰＥ−９０００、島津製作所社製）を用いて、元素分析した。
【００４５】
電気透析後の各槽におけるアルミニウムとリンの回収率を図４に示す。なお、図４において、陽イオン回収槽１は電解時間が６０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽２は電解時間が１２０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽３は電解時間が１８０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽４は電解時間が２４０分の時に取り出した陽イオン回収槽をそれぞれ示す。
図４の結果から、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合、約半分のアルミニウム（Ａｌ）と約８割のリン（Ｐ）が中間槽１８に留まったことが分かる。また、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合、ほぼ全部のアルミニウム（Ａｌ）が陽イオン回収槽２０に移動したものの、約８割のリン（Ｐ）が陽イオン回収槽２０に移動してしまったことが分かる。
また、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液に通電した際の最大電流値と、下水汚泥焼却灰の塩酸または硫酸による溶出液のろ液のｐＨを図５に示す。なお、図５において、陽イオン回収槽６０分は電解時間が６０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽１２０分は電解時間が１２０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽１８０分は電解時間が１８０分の時に取り出した陽イオン回収槽、陽イオン回収槽２４０分は電解時間が２４０分の時に取り出した陽イオン回収槽をそれぞれ示す。
図３に示す最大電流値の結果と、図５に示す最大電流値の結果とから、最大電流値が高くなると、アルミニウム（Ａｌ）およびリン（Ｐ）を分離しやすくなることが分かる。
【００４６】
「実験例４」
図１に示すリンの回収装置１０と同様の装置を用いて、実験例１と同様にして、下水汚泥焼却灰に含まれるリンを分離した。
電気透析前と電気透析終了後に、中間槽１８の溶液を採取し、その溶液を１００倍に希釈したものを、ＩＣＰ発光分析装置（型式：ＩＣＰＥ−９０００、島津製作所社製）を用いて、元素分析した。
【００４７】
下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合の元素分析の結果を図６に示す。また、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合の元素分析の結果を図７に示す。図６および図７において、折れ線グラフが電気透析前の元素濃度、棒グラフが電気透析終了後の元素濃度を示す。
図６の結果から、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合、ほぼ全部のリン（Ｐ）が中間槽１８に留まり、約半分のアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）が中間槽１８から他の槽に移動し、ほぼ全部のカリウム（Ｋ）、亜鉛（Ｚｎ）が中間槽１８から他の槽に移動したことが分る。
また、図７の結果から、下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液を用いた場合、リン（Ｐ）の濃度が約１ｇ／Ｌ減少したものの、アルミニウム（Ａｌ）やその他の元素は、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液を用いた場合と比べて、他の槽への移動量が多かった。
【００４８】
以上の結果から、電気透析により、下水汚泥焼却灰の塩酸による溶出液のろ液と下水汚泥焼却灰の硫酸による溶出液のろ液のどちらを用いた場合でも、溶出液中のアルミニウム（Ａｌ）の一部とリン（Ｐ）を分離できることが確認された。また、硫酸による溶出液を用いると、最大電流値が高くなる傾向にあり、溶出液中の重金属を良好に分離することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、下水汚泥焼却灰に含まれるリンの分離への利用が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０・・・下水汚泥焼却灰からのリン酸回収装置（リンの回収装置）、１１・・・電解槽、１２・・・透析セル、１３・・・陽極（電極）、１４・・・陰極（電極）、１５・・・直流電源、１６・・・第一の陽イオン交換膜、１７・・・第一の陰イオン交換膜、１８・・・中間槽、１９・・・第二の陰イオン交換膜、２０・・・陽イオン回収槽、２１・・・第二の陽イオン交換膜、２２・・・陰イオン回収槽、２３・・・陽極槽（電極槽）、２４・・・陰極槽（電極槽）。
【図１】
2014237091.tif 000006
【図２】
2014237091.tif 000007
【図３】
2014237091.tif 000008
【図４】
2014237091.tif 000009
【図５】
2014237091.tif 000010
【図６】
2014237091.tif 000011
【図７】
2014237091.tif 000012