(57)【要約】  本発明は、廃水処理プロセスからリン酸塩含有沈殿物を提供する工程；沈殿物から水を分離して、脱水スラリーケーキを提供する工程；ならびに任意に、窒素、カリウムおよび追加的リン含有化合物から選択される化合物を混合する工程を含む、リン酸塩含有肥料生成物の製造方法に関する。本発明はさらに、肥料および使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸塩含有肥料生成物の製造方法であって、
−  廃水処理プロセスからリン酸塩含有沈殿物を提供する工程、
−  前記沈殿物から水を分離して、脱水スラリーケーキを提供する工程、および
−  任意に、窒素、カリウムおよび追加的リン含有化合物から選択される少なくとも１種の化合物を添加または混合する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記リン酸塩含有沈殿物が、前記廃水処理プロセスの三次処理における水相から沈殿される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リン酸塩含有沈殿物のリン酸塩が、リン酸鉄、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸マグネシウムアンモニウムの群から選択され、好ましくはリン酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸水酸化鉄、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸水酸化カルシウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸マグネシウムアンモニウムの群から選択され、好ましくはリン酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸水酸化鉄、およびリン酸アルミニウムの群から選択される塩である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記窒素含有化合物が、尿素、硫酸アンモニウム、メチレン尿素、アンモニア、塩化アンモニウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸、およびＵＡＮ（尿素および硝酸アンモニウムおよび任意に水）の窒素溶液、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択されてもよい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記カリウム含有化合物が、硫酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、リン酸カリウム、およびギ酸カリウム、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択されてもよい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記脱水スラリーケーキが、４〜８０重量％の、好ましくは５〜７０重量％、６〜６０重量％、７〜５０重量％、７〜４０重量％、７〜３０重量％、および８〜２０重量％の範囲のいずれか１つから選択される乾燥固体含量を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記脱水スラリーケーキが、約４〜３０重量％の、好ましくは４〜２５重量％、４〜１７重量％、４〜１３重量％、６〜１３重量％、７〜１３重量％、８〜１３重量％または８〜１２重量％の範囲のいずれか１つから選択される、乾燥固体含量に対して計算されたリン含量を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、好ましくは熱的衛生化、化学的衛生化、オゾン化、またはＵＶ線から選択される、衛生化工程をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記熱的衛生化が、約５０〜１８０℃、好ましくは５０〜１２０℃、好ましくは５０〜１００℃、好ましくは７０〜９５℃、および好ましくは７０〜８０℃の温度で行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記化学的衛生化が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、石灰、過ギ酸、過酢酸、過酸化水素、およびアンモニア、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択される化合物の添加によって行われる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が、
−  任意に、前記スラリーを混合する工程、
−  任意に、水を添加する工程、および
−  前記スラリーをペレット化または造粒して、それぞれ、ペレットおよび顆粒を得る工程
をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法が、前記脱水スラリーケーキおよび／または前記形成ペレットもしくは顆粒を乾燥させる工程をさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記乾燥脱水ケーキおよび／または任意に、前記乾燥形成ペレットもしくは顆粒が、７０〜１００重量％、８０〜９９．８重量％、９０〜９９．８重量％、９５〜９９．８重量％、および９８〜９９．５重量％の範囲の群から選択される乾燥固体含量を有する、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法が、任意の順序で、前記ペレットもしくは顆粒を冷却する工程、および／または前記ペレットもしくは顆粒を選別する工程をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法が、前記ペレットまたは顆粒を、好ましくは植物油、鉱油、パーム油、タルク、およびマイカ、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択される化合物を含むコーティングによってコーティングする工程をさらに含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
廃水処理プロセスから得られたリン酸塩を含む、肥料。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法から得られた肥料。
【請求項１８】
肥料の製造における廃水処理から得られたリン酸塩の使用。
【請求項１９】
栽培培地、好ましくは土壌上での、請求項１６もしくは１７に記載の肥料、または請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法で得られた肥料の使用。
【請求項２０】
前記リン酸塩が、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム、およびそれらの任意の組み合わせの群から選択され、好ましくはカルシウム、鉄、およびアルミニウム、ならびにそれらの任意の組み合わせから選択され、好ましくは鉄および／またはアルミニウムから選択される金属を含む任意の塩である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法、または請求項１６もしくは１７に記載の肥料。
【請求項２１】
前記肥料が、５〜８、好ましくは５．５〜７．５、好ましくは６〜７のｐＨを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法、または請求項１６もしくは１７に記載の肥料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸塩含有肥料およびそれらの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球の資源は、多くの仕方で制限されている。多くの努力が、土地の持続可能な耕作方法を提供することに置かれている。増加する人口とともに、大量の作物に対する農業的要求は高い。
【０００３】
地球規模の高品質リン酸塩の蓄えは、世界で減少しつつある。リン酸塩の蓄えは、有限な資源であり、常に少なくなっており、それらは、専らリン鉱石として存在する。リン酸塩に対する多くの産業の増加する依存によって、持続可能なリン酸塩管理に対する必要性が急速に増大している。
【０００４】
最新技術によれば、リン含有肥料は通常、採掘された未処理リン豊富岩石を酸、硝酸または硫酸で溶解させて、肥料製造のためのリン酸またはスラリーを生成させることによって調製される。このプロセスは、多くの異なるプロセス工程を含む。プロセスは、非常にエネルギーを必要とし、大量の廃棄物を生成させる。例えば、石膏廃棄物および望ましくないガス状排出物、例えば、ＨＦが上記プロセスを使用して形成される。プロセス中の酸の使用は、それが低ｐＨのために、不純物、例えば、岩石からの重金属を浸出させるので、プロセスに影響を与える。重金属のような、不純物は、完成肥料製品にとって望ましくなく、かつ土地の上に置かれるのに適さず、したがって、さらなる処理工程によって除去される必要がある。さらに、プロセスは非常に低いｐＨで操作されるので、それにより、プロセス設備で腐食が生じ得、したがって、肥料の製造で使用されるプロセス材料に対して高い要求が設定される。次いで、得られたリン酸および／またはリン含有スラリーは、例えば、ＮＰＫ、ＮＰもしくはＰＫ肥料の肥料製造において、または単一リン酸塩肥料の製造においてリン源として使用される。
【０００５】
米国特許出願公開第２００９／０３１４０４６号明細書には、廃棄生成物からの高リン肥料生成物の製造のための方法が開示されている。肥料生成物は、廃水処理スラッジの焼却によって得られる。
【０００６】
しかしながら、今や、リンを含有する廃棄生成物を高温（６５０℃を超える、例えば、少なくとも８００℃）にかけることは、リンを植物にあまり利用できなくさせる望ましくない副作用を与えることが示されている。リンは、植物に施される上記肥料にとって必須部分であるので、植物が肥料を十分に用いることが重要であり、そうでなければ、過剰の投与が必要とされる。不良な利用性を補償するための過剰な投与はまた、使用者にとって費用もかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在の技術を改良するために新規な肥料および製造方法を得ることが望ましい。したがって、生存植物にとって容易に利用可能にされる、リン酸塩豊富肥料を提供するために、新規で、容易な、および／またはより安い仕方を見出すことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、肥料生成物、および廃棄生成物、特に廃水処理、例えば、産業および／または都市廃水処理から上記肥料生成物を製造する方法に関する。
【０００９】
本発明は、廃棄生成物から得られた、多量のリンを含有する肥料生成物の製造方法を提供する。特に、この方法では、廃水処理残渣から生成された液体および乾燥肥料生成物の製造が記載される。
【００１０】
本発明によれば、リン酸塩は、リン酸塩含有岩石から得られる必要がなくもよく、代わりに再生リン酸塩が、入ってくる材料として使用されてもよい。
【００１１】
廃水処理物から生成された残渣またはスラリーは、廃水処理プロセスから除去される高濃度のリンを含有しても、含有するようにされてもよい。次いで、上記残渣またはスラリーは、肥料製造のための入ってくる成分として使用されてもよい。
【００１２】
本方法は、公知の製造方法とは異なる。本方法は、リンを溶解させるためにまったく酸を必要としない。代わりに、回収された無機リン酸塩は、肥料製造のリン源としてすぐ使用される。本発明による肥料中に存在するリン酸塩は、生物学的に利用可能であり、かつクエン酸塩可溶性であり、したがって、上記方法に酸はまったく必要とされない。
【００１３】
肥料のリン酸塩は、スラリー、脱水スラリーケーキ沈殿物、または乾燥粒子として廃水処理プラントから回収されてもよい。
【００１４】
本肥料は、産業および／または都市下水処理プラントからのリン豊富スラリー、脱水スラリーケーキ、沈殿物、または乾燥粒子から生成されてもよい。
【００１５】
従来の方法と比較して新規な方法の利点は、より安価で、より簡単な操作、既にリンが中性クエン酸アンモニウム溶液に可溶性であるのでリンを溶解させるために酸が必要とされないこと、毒性ガス放出物がないこと、および石膏廃棄物生成がないことである。さらなる利点は、それが、植物のための微量栄養素として役立つ鉄を含有し得ることである。過リン酸石灰または重過リン酸石灰を上回る利点は、最終生成物のｐＨが、３未満またはさらには２未満である代わりに、中性に近く、生成物が土壌を酸性化しないことである。
【００１６】
本発明の目的は、リン酸塩含有肥料生成物の製造方法であって、
−  廃水処理プロセスからリン酸塩含有沈殿物を提供する工程、
−  沈殿物から水を分離して、脱水スラリーケーキを提供する工程、および
−  任意に、窒素、カリウムおよび追加的リン含有化合物から選択される少なくとも１種の化合物を添加または混合する工程
を含む、方法を提供することである。
【００１７】
一実施形態において、リン酸塩含有沈殿物は、廃水処理プロセスの第三次処理における水相から沈殿されてもよい。
【００１８】
一実施形態において、リン酸塩含有沈殿物のリン酸塩は、リン酸鉄、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸マグネシウムアンモニウムの群から選択され、例えば、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸水酸化鉄、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸水酸化カルシウム、リン酸アルミニウム、およびリン酸マグネシウムアンモニウムの群から選択され、例えば、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸水酸化鉄、およびリン酸アルミニウムの群から選択される塩である。
【００１９】
一実施形態において、窒素含有化合物は、尿素、硫酸アンモニウム、メチレン尿素、アンモニア、塩化アンモニウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸、およびＵＡＮ（尿素および硝酸アンモニウムおよび任意に水）の窒素溶液、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択されてもよい。
【００２０】
一実施形態において、カリウム含有化合物は、硫酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、リン酸カリウム、およびギ酸カリウム、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択されてもよい。
【００２１】
一実施形態において、脱水スラリーケーキは、４〜８０重量％の、好ましくは５〜７０重量％、６〜６０重量％、７〜５０重量％、７〜４０重量％、７〜３０重量％、および８〜２０重量％の範囲のいずれか１つから選択される乾燥固体含量を有する。
【００２２】
一実施形態において、脱水スラリーケーキは、約４〜３０重量％、例えば、４〜２５重量％、４〜１７重量％、４〜１３重量％、６〜１３重量％、７〜１３重量％、８〜１３重量％、または８〜１２重量％の、乾燥固体含量に対して計算されたリン含量を有する。
【００２３】
一実施形態において、本方法は、好ましくは熱的衛生化、化学的衛生化、オゾン化、およびＵＶ線の群から選択される、衛生化工程をさらに含む。
【００２４】
一実施形態において、熱的衛生化は、約５０〜１８０℃、例えば、５０〜１２０℃、５０〜１００℃、７０〜９５℃、または７０〜８０℃の温度で行われる。
【００２５】
一実施形態において、化学的衛生化は、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、石灰、過ギ酸、過酢酸、過酸化水素、およびアンモニア、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択される化合物の添加によって行われる。
【００２６】
一実施形態において、本方法は、
−  任意に、上記スラリーを混合する工程、
−  任意に、水を添加する工程、および
−  スラリーをペレット化または造粒して、ペレットまたは顆粒を得る工程
をさらに含む。
【００２７】
本明細書でのペレット化および造粒は、スラリー材料を扱いやすい単位に形成するプロセスとして解釈されることが意図される。扱いやすい単位は、ペレットおよび／または顆粒として示されてもよい。
【００２８】
一実施形態において、本方法は、脱水スラリーケーキおよび／または形成ペレットもしくは顆粒を乾燥させる工程をさらに含む。
【００２９】
一実施形態において、乾燥脱水スラリーケーキおよび／または任意に、乾燥形成ペレットもしくは顆粒は、７０〜１００重量％、８０〜９９．８重量％、９０〜９９．８重量％、９５〜９９．８重量％、および９８〜９９．５重量％の範囲の群から選択される乾燥固体含有量を有する。
【００３０】
一実施形態において、本方法は、任意の順序で、ペレットもしくは顆粒を冷却する工程および／またはペレットもしくは顆粒を選別する工程をさらに含む。一実施形態において、本方法は、乾燥脱水スラリーケーキを冷却する工程をさらに含む。一実施形態において、本方法は、例えば、熱的衛生化後の、衛生化脱水スラリーケーキを冷却する工程をさらに含む。
【００３１】
一実施形態において、本方法は、好ましくは植物油、鉱油、パーム油、タルク、およびマイカ、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択される化合物を含むコーティングによって、ペレットまたは顆粒をコーティングする工程をさらに含む。
【００３２】
本発明の目的は、廃水処理プロセスから得られたリン酸塩を含む肥料を提供することである。
【００３３】
本発明の目的は、本方法から得られる肥料を提供することである。
【００３４】
本発明の目的は、肥料の製造における廃水処理から得られたリン酸塩の使用を提供することである。
【００３５】
本発明の目的は、栽培培地、例えば、土壌での、肥料、または本方法で得られる肥料の使用を提供することである。
【００３６】
一実施形態において、本方法または肥料は、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム、およびそれらの任意の組み合わせの群から選択され、例えば、カルシウム、鉄、およびアルミニウム、ならびにそれらの任意の組み合わせから選択され、好ましくは鉄および／またはアルミニウムから選択される金属を含む任意の塩であるリン酸塩を有している。
【００３７】
一実施形態において、本方法または肥料は、５〜８、例えば、５．５〜７．５、または６〜７の上記肥料を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、肥料製造のための本方法の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明は、肥料およびそれらの製造方法を提供する。
【００４０】
肥料を得るために使用されるリン含有材料は、好ましくは廃水処理プロセスから得られる。処理される廃水は、産業および／または都市廃水であってもよい。リン含有材料は、廃水処理プロセスからの残渣またはスラリーであってもよい。肥料は、廃水処理プロセスからのリン酸塩含有スラリーから得られてもよい。
【００４１】
都市廃水処理プラントは、下水を処理して、受容者に放出することができ、設定要件を満たす精製廃水流出物を得る。下水は、居住、機関、商業、および産業施設により生じ、下水道に流出するトイレ、浴室、シャワー、台所、および流しからの家庭廃液を含む。多くの分野において、下水には、産業および商業からの液体廃棄物も含まれる。例えば、下水道からの、廃水の処理は一般に、一次、二次および三次処理と呼ばれる、３つの段階を伴う。
【００４２】
廃水は、水中で望ましくないたくさんの異なる物質を含有する。
【００４３】
前処理により、生下水または廃水から容易に収集され得るすべての材料を、それらが一次処理装置のいずれかのポンプおよび下水ラインを損傷する前に除去する。前処理中に通常除去される物体には、ごみ、大枝、葉、小枝、および他の大きな物体が含まれる。
【００４４】
一次処理は、生下水から大きな、懸濁した、および浮遊する固体を除去するように設計される。それには、固体物体を捕捉するための選別、および懸濁固体を除去するための重力による沈降を含む。このレベルは、時に「機械的処理」と称されるけれども、化学薬品が沈降プロセスを促進するためにしばしば使用される。一次処理は、通常は廃水処理の第１の段階である。一次処理で得られる一次スラッジであるスラッジは、さらなる処理および再使用に供されてもよい。スラッジは、堆肥にされ、埋立地に置かれ、脱水または乾燥されて、含水量を減少させ、および／またはメタン生産のために分解されてもよい。
【００４５】
一次処理後、廃水は二次処理に向けられ、これは生物学的処理を含み、一次処理を免れる、溶解有機物質、リンおよび窒素を除去する。これは、有機物質を消費し、それを二酸化炭素、水、ならびにそれら自身の成長および繁殖のエネルギーに変換する微生物によって達成される。
【００４６】
あるいは、廃水は、一次処理後に生物学的リン除去法（ＥＢＰＲ）にかけられてもよい。
【００４７】
二次処理は、排出または三次処理前に処理水から微生物、およびより多くの懸濁固体を除去するために分離プロセス（「二次沈殿」）を必要としてもよい。
【００４８】
三次処理は、時に、高度に感受性または脆弱な生態系（河口、低流量河川、サンゴ礁など）中への排除を可能にするために、一次および二次処理以上のものと定義される。処理水は、時に受容者または再使用への排出前に化学的または物理的に（例えば、ラグーンおよび精密ろ過によって）殺菌される。典型的な三次処理プロセスの一例は、さらなるリンおよび／または窒素を除去するための従来の二次処理の改良である。
【００４９】
ある実施形態において、リンは、一次処理直後に沈殿されてもよい。
【００５０】
上述の処理で得られる残渣、すなわち、スラリー（単数）またはスラリー（複数）は、好ましくは活かして使用される。スラリーは、主としてリン酸塩の形態でリンを含み、例えば、すべてまたはほとんどすべてのリンは、リン酸塩として存在する。一部の場合では、スラリーは、リン酸塩としてリンを含有し、微量の他のリン含有化合物を含むのみである。第２および第３の処理工程で得られるスラリーは、好ましくは上記肥料を得るために使用されるリン含有材料である。廃水の二次および三次処理から得られるスラリーは、混合され、リン含有材料を一緒に形成して、上記肥料を得るために使用される。
【００５１】
本発明による一実施形態において、リンは、好ましくは主として一次および二次処理中に水相に保持され、主として三次処理で沈殿される。そのようにすることによって、リンの濃度は、三次スラリー中で増加する。そのリン豊富スラリーは、肥料の製造に使用される好ましい入ってくる材料である。リン豊富スラリーは、好ましくは三次処理またはその後の後処理工程の脱水工程で得られる。
【００５２】
溶解したリンは、溶解したリンのほとんどすべてがリン酸塩として存在するので、化学的手段によって分離されてもよい。例えば、第二もしくは第一鉄、アルミニウム、カルシウム、またはマグネシウムの塩が、溶解したリンを分離するために使用されてもよい。適当な塩には、例えば、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アルカリと一緒の塩化カルシウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウム、ポリ硝酸アルミニウム、クロルヒドロキシアルミニウム、アルミン酸ナトリウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、クロロ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、クロロ硫酸第一鉄、水酸化第二鉄、または水酸化第一鉄が含まれる。水酸化ナトリウムが、塩化カルシウムと一緒のアルカリとして使用されてもよい。次いで、これらの沈殿物は、物理的手段、例えば、沈降分離、浮選、ろ過、もしくは遠心分離、またはそれらの任意の組み合わせによって処理廃水から分離される。分離方法は、デカンタ遠心分離、ハイドロサイクロン、スクリュープレス、ディスクフィルタ、フィルタプレス、チャンバフィルタプレス、およびベルトフィルタプレス、ならびにそれらの任意の組み合わせを使用して行われてもよい。また、他のリン除去技術も、化学物理的分離方法のような処理で使用されてもよく、例えば、処理廃水から分離リンを分離するためのイオン交換または吸着が使用されてもよい。沈殿分離は、複数の分離工程を使用して行われてもよいことが留意されるべきである。これらの分離工程には、任意の組み合わせで、例えば、上述されたとおりの、１つ以上の分離装置が含まれてもよい。
【００５３】
より高いリン回収率が、嫌気性消化による廃水処理プロセスで得られるスラッジをさらに処理することによって得られてもよい。
【００５４】
リン回収率はまた、一次および／または生物学的（二次）スラッジを、生物学的、化学的もしくは物理的に、またはこれらの任意の組み合わせで処理して、より多くのリンを水中に放出させることによって増加されてもよい。適当な手段の例は、嫌気性、無酸素性、微−好気性または嫌気性処理における生物学的処理、オゾン、過酸化水素、過ギ酸、過酢酸、または他の強力な化学酸化剤もしくは反応剤による化学的処理、ならびに、例えば、超音波、精密ろ過、および他の物理的プロセスによる物理的手段によるものである。
【００５５】
廃水処理の最後、好ましくは三次処理の最後で、スラッジまたはスラリーの形態で、リン豊富材料を得ることによって、有意に改善された純度が上記スラリーで見出される。リン豊富材料は、好ましくはリン酸塩含有スラリーである。リン酸塩含有スラリーは、低含量の不純物、例えば、金属、例えば、重金属を有し、これらは肥料中で望ましくない。さらに、スラッジまたはスラリーの形態の、リン豊富材料の焼却は、材料が処理プロセスのまさに最後、すなわち、三次処理から得られる場合、まったく必要とされない。また、廃水処理の最後に得られるリン酸塩スラリー中の多量のリンは、酸が使用される岩石封入リン酸塩の場合がそうであるような酸抽出を何ら必要としない。同様にまた、酸は上記スラリーの取得に使用されないので、リン酸塩スラリーのｐＨを増加させるためにアンモニアを使用する必要はない。ＮＰＫまたはＮＰ肥料がリン含有材料から生成される場合、いずれの窒素含有材料が添加されてもよい。
【００５６】
アンモニアは、公知プロセスにおけるｐＨに対するその影響のために都合よく使用される。しかしながら、本方法では、いずれの窒素含有材料も可能である。したがって、この方法は、肥料中の窒素源として使用される多種多様の窒素含有化合物を提供する。肥料のための適当な窒素含有化合物の例は、尿素、硫酸アンモニウム、メチレン尿素、アンモニア、塩化アンモニウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸、およびＵＡＮ（すなわち、尿素および硝酸アンモニウムおよび水）の窒素溶液である。
【００５７】
ＮＰＫまたはＰＫ肥料がリン含有材料から生成される場合、いずれのカリウム含有材料が添加されてもよく、カリウム含有化合物は、硫酸カリウム、塩化カリウム、硝酸カリウム、ギ酸カリウム、リン酸カリウム（例えば、リン酸一カリウム、リン酸二カリウムおよびリン酸三カリウム）である。
【００５８】
上記に見られるとおりに、硝酸カリウムは、カリウム添加剤と窒素添加剤との両方として使用されてもよい。
【００５９】
また、さらなるリン化合物が肥料に添加されてもよい。
【００６０】
リン含有材料には、本方法によって得られるリン酸塩が含まれ、これは、カルシウム、マグネシウム、鉄、アルミニウム、および他の金属から、ならびに任意の組み合わせで選択される金属を含む任意の塩であってもよい。一実施形態において、塩は、カルシウム、鉄、およびアルミニウムの、好ましくは鉄およびアルミニウムの群から選択される、少なくとも１種を含んでもよい。リン含有材料は、リン酸鉄であってもよい。
【００６１】
リン酸塩は、スラリー、沈殿物または乾燥粒子として、好ましくはスラリーまたは沈殿物として廃水から回収される。衛生化は、必要とされる場合、スラリーまたは粒子に適用されてもよい。化学的および／または熱的衛生化が使用されてもよい。熱的衛生化は、焼却と混同されるべきでないことが留意されるべきである。焼却は、それが植物のためのリンの生物学的利用性を妨げるので本発明で好ましいものではない。最新技術によれば、リンは、揮発性化合物、例えば、炭素、窒素および水銀を除去する焼却によって濃縮されてもよい。焼却はまた、使用される高温のために病原体のない生成物を生成させる特徴を有する。しかしながら、焼却された廃棄物材料は、比較的低い生物学的利用率を有するリンを与えることを示した。したがって、本発明の一実施形態によれば、廃水処理からのスラッジまたはスラリーの処理は、焼却されず、および／または少なくとも６５０℃の温度で熱処理されない。
【００６２】
熱的衛生化は、約５０〜１８０℃、例えば、５０〜１２０℃、５０〜１００℃、７０℃〜９５℃、または７０〜８０℃の温度で行われてもよい。化学的衛生化は、例えば、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、石灰、過ギ酸、過酢酸、過酸化水素、アンモニアの添加によって行われてもよい。衛生化はまた、オゾン化、またはＵＶ線を使用して行われてもよい。リン酸塩は、そのままで、リン酸塩肥料を製造するための肥料製造における単なる原料として、またはＮＰ、ＰＫ、もしくはＮＰＫ肥料を製造するための窒素および／もしくはカリウム化合物と混合されて使用され得る。他の栄養素または微量栄養素も添加され得る。この新規な方法は、非常に単純であり、必要とされるならば、所望の原材料の混合、可能な水添加、化学的および／または物理的粒状化造粒、乾燥、冷却、篩い分けならびにコーティングから選択されるプロセス工程を含んでもよい。代替として、最も単純な仕方は、いかなる造粒および／または乾燥もなしで栄養素混合物をそのまま用いることである。次いで、それは、プラントのためにスラリー肥料の形態で導入され得る。任意に、本明細書で述べられる添加物の添加および／またはそれらの混合によって、廃水処理からの得られたリン酸塩スラリーまたは沈殿物は、材料の唯一のさらなる処理として乾燥され、その後、肥料として使用されてもよく、すなわち、造粒またはペレット化は材料に対してまったく行われない。
【００６３】
ペレットまたは顆粒が生成される場合、これらは、コーティングによって、好ましくは植物油、鉱油、パーム油、タルク、およびマイカ、ならびにそれらの任意の組み合わせの群から選択されるいずれか１種を含むコーティングによってコーティングされてもよい。
【００６４】
肥料のリン酸塩は、沈殿物、スラリー、または乾燥粒子として廃水処理プラントから回収されてもよい。乾燥固体含量に対して計算されたリン含量は、約４〜３０重量％、例えば、４〜２５重量％、４〜１７重量％、４〜１３重量％、６〜１３重量％、７〜１３重量％、８〜１３重量％、または８〜１２重量％であってもよい。これらの量は、廃水プラントからの沈殿物中に得られる。
【００６５】
廃水処理から得られるスラリーは、リン沈殿物に加えて、約７〜２０％、または８〜１５％の有機化合物を含んでもよい。これらの有機化合物は、いくつかのリン原子を含んでもよい。有機化合物内のいずれのリンの含量も微量であり、沈殿物中で与えられるリン酸塩と比較して痕跡量のリンとして上で述べられた。
【００６６】
廃水処理から得られるリン酸塩は、必要とされる分解期間のために完全に水溶性のリン酸塩よりも遅い仕方でそれらのリンを放出すると考えられてもよい。本明細書に記載される廃水処理方法によって得られるリン酸塩は、しばしばリン酸鉄（例えば、リン酸第二鉄、リン酸第一鉄、リン酸水酸化鉄）、リン酸カルシウム（例えば、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸水酸化カルシウム）、リン酸アルミニウム、およびリン酸マグネシウムアンモニウムの群から選択されてもよい。植物の成長期の間の、リンの迅速な放出と、比較的遅いまたは持続した放出との両方を含む肥料を与えるために、廃水処理方法によって得られるリン酸塩および他のより迅速に得られるリン化合物を組み合わせることができる。一実施形態において、さらなるリン含有化合物が、肥料生成物に添加されてもよい。そのような添加物は、植物がその成長の始めに必要とするリンである開始リンと呼ばれてもよく、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウムの群から選択される化合物であってもよい。廃水処理からのリン酸塩と述べられるとおりのいわゆるスタータリン酸塩とを組み合わせることによって、作物のための施肥を成長期に与える肥料が提供されてもよい。
【００６７】
本方法は、最終肥料が、そのままの脱水スラリーケーキであるか、または他の塩、例えば、上で述べられたものと混合される場合、約４〜８０重量％、例えば、５〜７０重量％、６〜６０重量％、７〜５０重量％、７〜４０重量％、７〜３０重量％、および８〜２０重量％の乾燥固体含量を有する肥料を提供してもよい。
【００６８】
肥料が、任意に乾燥とともに、造粒またはペレット化を使用して提供される場合、生成物はより乾燥され、約７０〜１００重量％、８０〜９９．８重量％、９０〜９９．８重量％、９５〜９９．８重量％または９８〜９９．５重量％の乾燥固体含量をもたらす。任意に、肥料は、造粒またはペレット化なしで乾燥を使用して提供され、生成物は、造粒またはペレット化を使用する場合とほぼ同じ乾燥固体含量に乾燥される。
【００６９】
本肥料は、約５〜８、例えば、５．５〜７．５、または６〜７のｐＨを有してもよい。
【００７０】
本肥料は、本方法で沈殿されたリン酸塩がリン酸第二鉄である場合、約２．２〜３．４ｇ／ｃｍ３、例えば、約２．３〜３．１ｇ／ｃｍ３、約２．４〜２．９ｇ／ｃｍ３、約２．５〜２．８ｇ／ｃｍ３、または約２．６〜２．８ｇ／ｃｍ３の平均粒子密度を有してもよい。本肥料は、本方法で沈殿されたリン酸塩がリン酸第一鉄である場合、約２．１〜３．２ｇ／ｃｍ３、例えば、約２．２〜２．９ｇ／ｃｍ３、約２．３〜２．８ｇ／ｃｍ３、約２．４〜２．７ｇ／ｃｍ３、または約２．５〜２．７ｇ／ｃｍ３の平均粒子密度を有してもよい。本肥料は、本方法で沈殿されたリン酸塩がリン酸アルミニウムである場合、約１．８〜３．０ｇ／ｃｍ３、例えば、約１．９〜２．７ｇ／ｃｍ３、約２．０〜２．５ｇ／ｃｍ３、約２．１〜２．４ｇ／ｃｍ３、または約２．２〜２．４ｇ／ｃｍ３の平均粒子密度を有してもよい。
【００７１】
本肥料は、本方法で沈殿されたリン酸塩が、リン酸第二鉄（ＦｅＰＯ４）であり、かつ粒子サイズがＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒを使用して測定される場合、約ｄ（０．５）１０〜５０μｍ、例えば、約１０〜４０μｍ、または約１０〜３０μｍの平均粒子サイズを有する。ｄ（０．５）値は、それぞれの５０体積％ベースのパーセンタイルである。すなわち、例えば、粒子の５０％は、値ｄ（０．５）より小さい。ｄ（０．５）は、粒子サイズ分布の中央値であり、それは、全粒子の５０％で見出すことができる粒子サイズを示す。
【００７２】
肥料がペレット化または造粒により生成された場合、ペレット化／造粒後のペレットまたは顆粒サイズは、例えば、約０．３〜８ｍｍ、例えば、０．５〜６ｍｍ、１〜５ｍｍ、または２〜４ｍｍである。
【００７３】
本肥料は、本方法で沈殿されたリン酸塩が、リン酸第二鉄（ＦｅＰＯ４）であり、かつ粒子サイズがＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒを使用して測定される場合、６０μｍ未満のもの約７０％、６０μｍ未満のもの約８０％、または６０μｍ未満のもの約９０％の粒子サイズ分布を有してもよい。
【００７４】
図１において、本方法の可能なセットアップが提示される。廃水処理プロセスからの回収リン酸塩１は、任意に、例えば、微量栄養素および二次栄養素２、例えば、鉄、ホウ素、銅、マンガン、モリブデン、ニッケル、亜鉛のような微量栄養素およびカルシウム、マグネシウムおよび硫黄のような二次栄養素；窒素含有化合物３；カリウム含有化合物４；ならびに追加的なリン含有化合物５（例えば、水溶性開始リン酸塩）から選択される、添加物の選択とともに、混合槽６に添加される。結合剤および充填剤（例えば、セルロースまたはその誘導体、硫酸カルシウム二水和物、無水硫酸カルシウム、マイカ、パーライト、または珪藻土）も添加することができるが、ここで示されない。追加的な添加剤が回収リン酸塩に添加されない場合、混合槽６は、必要とされない。また、たとえ異なる添加剤が回収リン酸塩１に添加されるにしても、混合槽および混合は、任意の要点であり、化合物は、造粒機７に直接添加されてもよい。造粒機７は、加熱されてもよい。造粒の間に水が廃棄され、例えば、蒸発されてもよい。造粒の間に水が、造粒機７に添加されて、造粒を支持してもよい（示されず）。造粒機７の後、肥料ペレットは、完成生成物として提示されてもよい。任意に、肥料ペレットまたは顆粒は、乾燥機８に送られてもよく、ここで、より多くの水が蒸発されてもよく、より乾燥した肥料ペレットまたは顆粒が得られる。肥料ペレットまたは顆粒はまた、篩９に送られて、得られるサイズを区分けし、肥料としてのさらなる使用のための所望のサイズ画分を送る。乾燥機８および篩９は両方とも任意であることが留意されるべきである。それらはまた、図１の開示と比較して逆の順序で位置付けられてもよいか、またはそれらの１つのみが本方法に存在してもよい。篩９から除去された、望ましくないサイズを有する材料は、さらなる処理のために造粒機７に戻されてもよい。大き過ぎるペレットまたは顆粒は、造粒機に戻される前に粉砕されてもよい（示されず）。得られた最後の最終製品はまた、コーティング工程（示されず）に送られて、最後の生成物をさらに増強してもよい。また、添加物の有無にかかわらず、回収リン酸塩は、造粒機７なしで乾燥機８に直接添加されてもよく、次いで、粒子状生成物がペレットまたは顆粒の代わりに得られる。
【００７５】
造粒機７は、ペレット化ユニットであってもよい。
【００７６】
廃水処理プロセスから得られたリン酸塩を含む本肥料およびその製造方法は、以下の実施例でさらに開示される。
【実施例】
【００７７】
実施例１
三次処理におけるリン回収を、生物学的処理プロセスを有する廃水処理プラントからの廃水を使用して実験室規模でシミュレートした。今日の廃水処理粒子はリンの除去を必要とするので、廃水中の総リンをプラントでこれらの要件を満たすために、０．３ｍｇＰ／ｌ未満に減少させた。したがって、リンレベルは最初に、Ｎａ３ＰＯ４を使用して所望のレベルに上昇させた。
【００７８】
５２．９３グラムのＮａ３ＰＯ４を１リットルの水に溶解させた。１０００リットルの水をプロセスから取り、モータ撹拌機を備えている１ｍ３ＩＢＣ容器に入れた。撹拌のスイッチを入れ、調製されたＮａ３ＰＯ４−溶液を混合廃水中に添加して、リンレベルを１０ｍｇＰ／ｌに上昇させた。２４１．７ｇのＰＩＸ−１１１（Ｆｅ１３．８％、密度１．４２ｇ／ｍｌ）を、十分に混合された容器中に瓶から注いで速く添加した。ＰＩＸ−１１１の添加後、混合を１０秒間続け、その後、それを止めた。沈殿物を１時間にわたって沈降させた。それが沈降すると直ぐに、容器の表面から約６００リットルの透明な水を、ポンプを使用して注意深く除去した。沈降沈殿物を別個に収集し、コニカル反応器中に入れ、ここでそれを再び沈降させた。沈殿物がコニカル反応器の底に沈降すると直ぐに、底部バルブを通してそれを注意深く収集し、実験室規模でブフナー漏斗中、真空ろ過によってさらに脱水した。湿潤ケーキは、実験室でのろ過後に８５％の水を含有した。脱水ケーキをオーブン中５０℃で一晩にわたって乾燥させ、乾燥ケーキを分析した。ＦｅＰＯ４豊富沈殿物が得られた。
【００７９】
以下の表１では、得られた沈殿物のリン、鉄、炭素および金属不純物についての測定値、沈殿物として同じプラントからの通常スラッジ中の測定リンおよび炭素、容認されたフィンランド国肥料中の金属不純物の限界値、標準スラッジの測定値、ならびにスラッジが農業土地で使用される場合の指令に従う下水スラッジのための金属不純物の限界値が示される。
【００８０】
表１では、ＦｅＰＯ４沈殿物がリンに富み、同じプラントからの通常スラッジよりも多量のリンを含有することがわかる。
【００８１】
表１は、非常に純粋なＦｅＰＯ４含有沈殿物が得られたことを明らかに示す。非常に低い量の金属不純物が測定され、これらの不純物はすべて、フィンランド国での容認肥料の限界値未満であった。沈殿物はまた、標準スラッジよりも低い量の不純物を含有した。
【００８２】
したがって、ＦｅＰＯ４沈殿物が、標準スラッジよりも低い量の金属不純物を含有し、農業用土地で、または肥料製造プロセスにおいてそのまま使用される標準スラッジと比較する場合、より純水な肥料材料であることがわかる。
【００８３】
ＦｅＰＯ４沈殿物の有機炭素含量は、同じプラントからの通常スラッジにおけるよりもはるかに低いことがわかる。したがって、有機不純物も、通常スラッジと比較してＦｅＰＯ４沈殿物で減少している。
【００８４】
【表１】
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【００８５】
表１は、廃水処理の最後でのリンの回収が、リンの増加したリン含量を有するのみならず、廃水プロセスのより早い段階でリンの生産量を有し得るスラッジと比較して相当により低い量の不要な金属も含有する肥料としての使用のためのリン含有沈殿物／スラリー／材料を与えることを示す。
【００８６】
リン豊富スラリーについて、その他の約３倍多いリンが得られた。また、リン豊富スラリーは、標準プロセススラッジに見られるカドミイウムの量の多くても１１分の１、クロムの量の多くても７分の１、鉛の量の９分の１、亜鉛の３分の１、および水銀の量の半分未満を含有した。これから、好ましい実施形態において、肥料は、廃水処理プロセスのまさにその最後までリンが沈殿されないスラリーから作製されることが明らかに示される。
【００８７】
本明細書で述べられるプラント１からのＦｅＰＯ４沈殿物は、施肥を必要としている土壌の上に、なんらのさらなる処理なしに、肥料として直接散布され得る沈殿物の種類である。当然に、この種の沈殿物は、さらに処理されて、窒素、カリウムおよび／または追加的リン含有化合物を含むこともできる。また、材料は、存在する任意の水の蒸発によってさらに乾燥され、造粒させ、および任意にコーティングされ得る。また、材料は、いずれの造粒もなしに単に乾燥させることができ、次いで、粒子状生成物が得られる。
【００８８】
実施例２
ＦｅＰＯ４である、得られた脱水リン酸塩沈殿物を、尿素（窒素源）および塩化カリウム（カリウム源）と混合して、ＮＰＫ−肥料を生成させる。以下の成分および量を混合する：３００．０ｇの尿素（４６．０重量％Ｎ）、３００．０ｇのＫＣｌ（６０重量％Ｋ２Ｏ＝４９．８重量％Ｋ）、および３０００．０ｇのＦｅＰＯ４脱水ケーキ（９．０重量％ＰのＤＳ＝２０．６重量％Ｐ２Ｏ５のＤＳ、および９０重量％Ｈ２Ｏ）。乾燥固体基準での最終肥料中のＮ、Ｐ２Ｏ５およびＫ２Ｏの量は、１５．３３重量％Ｎ、６．８８重量％Ｐ２Ｏ５および２０．００重量％Ｋ２Ｏである。このスラリー混合物は、７５％の水を含有し、スラリー肥料としてそのままで使用され得る。このスラリー肥料中のＮ、Ｐ２Ｏ５およびＫ２Ｏの量は、３．８３重量％Ｎ、１．７２重量％Ｐ２Ｏ５および５．００重量％Ｋ２Ｏである。
【００８９】
任意に、スラリーを、造粒機に供給して、造粒肥料生成物を生成させ得、なおさらに乾燥器に導入して、より多くの水を蒸発させ、顆粒状の乾燥肥料生成物を生成させ得る。乾燥は、造粒することなしに単独でも適用され得る。任意に、顆粒は、所望の顆粒サイズに篩い分けされ得る。最終生成物顆粒は、任意にコーティングされ得る。造粒機および乾燥機において、最終生成物の水含量は、所望のレベルに調整され得る。
【００９０】
０重量％のＨ２Ｏ含量への肥料の造粒および乾燥は、１５．３３重量％Ｎ、６．８８重量％Ｐ２Ｏ５、および２０．００重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒を与える。０．５重量％のＨ２Ｏ含量に造粒し、および乾燥させると、１５．２６重量％Ｎ、６．８４重量％Ｐ２Ｏ５および１９．９０重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。０．５重量％のＨ２Ｏ含量に、造粒なしで乾燥させると、１５．２６重量％Ｎ、６．８４重量％Ｐ２Ｏ５および１９．９０重量％Ｋ２Ｏを有する肥料粒子が得られる。１．０重量％のＨ２Ｏ含量に造粒し、および乾燥させると、１５．１８重量％Ｎ、６．８１重量％Ｐ２Ｏ５、および１９．８０重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。１重量％Ｈ２Ｏを有する肥料顆粒が、３．０ｇの植物油および１．６ｇのタルクを含む０．５重量％のコーティングでコーティングされる場合、１５．１０重量％Ｎ、６．７７重量％Ｐ２Ｏ５、および１９．７０重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。
【００９１】
【表２】
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【００９２】
実施例３
ＦｅＰＯ４である、得られた脱水リン酸塩沈殿物を、尿素（窒素源）、リン酸二アンモニウム（窒素および開始リン源）、および塩化カリウム（カリウム源）と混合して、ＮＰＫ−肥料を生成させる。以下の成分および量を混合する：２９１．５ｇの尿素（４６．０重量％Ｎ）、３０１．０ｇのＫＣｌ（６０重量％Ｋ２Ｏ＝４９．８重量％Ｋ）、２０００．０ｇのＦｅＰＯ４脱水ケーキ（９．０重量％ＰのＤＳ＝２０．６重量％Ｐ２Ｏ５のＤＳ、および８５重量％Ｈ２Ｏ）、および２５８．０ｇの（ＮＨ４）２ＨＰＯ４（４６重量％Ｐ２Ｏ５＝２０．１重量％Ｐ、１８．０重量％Ｎ）。乾燥固体基準での最終肥料中のＮ、Ｐ２Ｏ５およびＫ２Ｏ量は、１５．６９重量％Ｎ、１５．６９重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．７０重量％Ｋ２Ｏである。このスラリー混合物は、５９．６４％のＨ２Ｏを含有し、スラリー肥料としてそのまま使用され得る。このスラリー肥料中のＮ、Ｐ２Ｏ５、およびＫ２Ｏの量は、６．３３重量％Ｎ、６．３３重量％Ｐ２Ｏ５、および６．３４重量％Ｋ２Ｏである。
【００９３】
任意に、スラリーを造粒機に供給して、造粒肥料生成物を生成させ、なおさらに乾燥機に供給して、より多くの水を蒸発させ、顆粒状の乾燥肥料生成物を生成させ得る。乾燥は、造粒なしで単独でも適用され得る。任意に、顆粒は、所望の顆粒サイズに篩い分けされ得る。最終生成物顆粒は、任意にコーティングされ得る。造粒機および乾燥機において、最終生成物の水含量は、所望のレベルに調整され得る。
【００９４】
０重量％のＨ２Ｏ含量へのスラリー肥料の造粒および乾燥は、１５．６９重量％Ｎ、１５．６９重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．７０重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒を与える。０．５重量％のＨ２Ｏ含量に造粒し、および乾燥させると、１５．６１重量％Ｎ、１５．６２重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．６２重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。０．５重量％のＨ２Ｏ含量に、造粒なしで乾燥させると、１５．６１重量％Ｎ、１５．６２重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．６２重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。１．０重量％のＨ２Ｏ含量に造粒し、および乾燥させると、１５．５４重量％Ｎ、１５．５４重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．５４重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。１重量％Ｈ２Ｏを有する肥料顆粒が、３．０ｇの植物油および２．８ｇのタルクを含む０．５重量％のコーティングでコーティングされる場合、１５．４６重量％Ｎ、１５．４６重量％Ｐ２Ｏ５、および１５．４６重量％Ｋ２Ｏを有する肥料顆粒が得られる。
【００９５】
【表３】
2019522610.tif 000004
【００９６】
実施例４
硫酸第二鉄、Ｋｅｍｉｒａ  ＰＩＸ−１０５（Ｆｅ１１．２重量％、密度１．５０ｇ／ｃｍ３）を廃水処理プラント（プラント２）で使用して、別に精製廃水から沈殿工程後にリンを沈殿させ、その後、水を受容者に放出した。試料採取期間の間、廃水流量は、２０７００〜２１９００ｍ３／日であり、ＰＩＸ投与量は１８２０〜２２１０ｋｇ／日であり、水中ＰＯ４−Ｐは、１．１〜２．３ｍｇ／ｌであった。リン沈殿物が形成された。沈殿物を沈降槽中で沈降させ、デカンタ遠心分離を使用して沈降スラリーをさらに脱水した。
凝集剤、Ｋｅｍｉｒａ  Ｓｕｐｅｒｆｌｏｃ  Ａ１２０ＨＭＷを沈降および脱水に添加して、固体液体分離を改善した。凝集剤は、０．０２〜０．０５％溶液として使用した。
【００９７】
脱水リン酸塩ケーキの５ｋｇの試料を４日間毎日取った。取った５ｋｇの試料を合わせ、コンクリートミキサで混合することによって均一化した。２つの収集均一化試料を同様に調製した（試料１および試料２）。同じプラントからの通常脱水下水スラッジを、プラントのデカンタ遠心分離から同様に収集した（試料３）。試料の特性を表４に提示する。
【００９８】
【表４】
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【００９９】
沈殿後の脱水リン酸塩ケーキ中のリン含量は、同じプラントからの通常下水スラッジよりも約３倍高い。炭素含量は、通常下水スラッジ中よりも脱水リン酸塩ケーキ中で３〜４．９倍低い。
【０１００】
試料１中の測定大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）は、５８０ＭＰＮ／ｇであり、試料２中でそれは、５５０ＭＰＮ／ｇであり、試料３中でそれは、＞２４０００ＭＰＮ／ｇであった。これは、リン沈殿物が、同じプラントからの通常下水スラッジよりも極めて低い量の望ましくない細菌を含むことを示す。試料１および試料２の粒子サイズは、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  ２０００アナライザを使用して分析した。結果を表５に提示する。少量の試料を１５００ｒｐｍの撹拌機によって脱イオン水中で測定した。報告したｄ（０．１）、ｄ（０．５）およびｄ（０．９）値は、それぞれの１０体積％、５０体積％および９０体積％ベースのパーセンタイルである。すなわち、例えば、粒子の１０％は、μｍで所与の値ｄ（０．１）よりも小さい。ｄ（０．５）は、粒子サイズ分布の中央値であり、それは、すべての粒子の５０％で見出すことができる粒子サイズを示す。
【０１０１】
【表５】
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【０１０２】
実施例５
１００ｋｇの脱水リン酸塩ケーキを、実施例４に記載された廃水処理プロセス（プラント２）からデカンタ遠心分離から取った。２５ｋｇのこの脱水ケーキを５つの大きなプレート上に広げて、２つの異なる条件：４２℃で６夜の間、および１００℃で１夜の間で空気循環を備えたオーブン中で乾燥させた。得られた結晶の特性を分析した（表６）。
【０１０３】
【表６】
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【０１０４】
実施例６
プラント２からの２５ｋｇの得られた脱水リン酸塩ケーキを５つの大きなプレート上に広げ、空気循環を備えたオーブン中１００℃で２４時間乾燥させた。乾燥材料の組成を表７に提示する。
【０１０５】
【表７】
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【０１０６】
この乾燥リン酸塩沈殿物を粉砕し、１．０ｍｍ粒子サイズ未満に篩い分けし、Ｎ−Ｐ−Ｋ肥料の造粒のために使用した。
【０１０７】
ａ）処方１。
４４８．７６ｇのそのように調製乾燥させたリン酸塩沈殿物を取り、Ｍｅｒｃｋからの、分析用の１２７７．８９ｇの硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ４、１．０１２１７．５０００およびＶＷＲ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの２３３．３５ｇの硫酸カリウムＫ２ＳＯ４  ＧＰＲ  Ｒｅｃｔａｐｕｒ、２６９９４．３６２と混合した。得られた混合物をＲｅｔｓｃｈミルＴｙｐｅ  ＳＲ２を使用して２回摩砕した。１００ｇのそのように調製摩砕した塩混合物を、Ｍａｒｓ  Ｍｉｎｅｒａｌからの実験室規模プレート造粒機、３６ｃｍの直径を有するＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＤＰ−１４上に置いた。プレートにスイッチを入れ、４０ｒｐｍの速度で回転させた。造粒が開始し、塩床が、小シャベルの助けによってプレート上で穏やかに移動させた。造粒中に、小部分の水を移動塩床上に噴霧して、顆粒の形成を支援した。最初の初期顆粒が形成されると直ぐに、小部分の塩混合物をプレートに添加した。必要な場合は常に、塩混合物に水を小部分で一様に噴霧して、造粒を支援した。顆粒を成長させ、緩く摩砕された塩が顆粒形成に消費されてしまったときに常に次ぎの塩添加を行った。摩砕した塩のすべてを消費した。造粒中に、合計で２３０ｇのＨ２Ｏを造粒に使用した。造粒時間は１時間であった。得られた顆粒をオーブン中８０℃で３時間乾燥させ、６０℃で一夜にわたって続けた。
【０１０８】
ｂ）処方２。
７０２．４４ｇのそのように調製乾燥させたリン酸塩沈殿物を取り、Ｍｅｒｃｋからの、分析用の１１４７．９８ｇの硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ４、１．０１２１７．５０００およびＶＷＲ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの１０９．５８ｇの塩化カリウムＫＣｌ  ＧＰＲ  Ｒｅｃｔａｐｕｒ、２６７５９．４６２と混合した。得られた混合物をＲｅｔｓｃｈミルＴｙｐｅ  ＳＲ２を使用して２回摩砕した。１００ｇのそのように調製摩砕した塩混合物を、Ｍａｒｓ  Ｍｉｎｅｒａｌからの実験室規模プレート造粒機、３６ｃｍの直径を有するＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＤＰ−１４上に置いた。プレートにスイッチを入れ、４０ｒｐｍの速度で回転させた。造粒が開始し、塩床を、小シャベルの助けによってプレート上で穏やかに移動させた。造粒中に、小部分の水を移動塩床上に噴霧して、顆粒の形成を支援した。最初の初期顆粒が形成されると直ぐに、小部分の塩混合物をプレートに添加した。必要な場合は常に、塩混合物に水を小部分で一様に噴霧して、造粒を支援した。顆粒を成長させ、緩く摩砕された塩が顆粒形成に消費されてしまったときに常に次ぎの塩添加を行った。摩砕した塩のすべてを消費した。造粒中に、合計で２４０ｇのＨ２Ｏを形成顆粒上に一様に、かつゆっくりと噴霧して、顆粒形成を支援した。造粒時間は１時間であった。得られた顆粒をオーブン中８０℃で２時間乾燥させ、６０℃で一夜にわたって続けた。
【０１０９】
ｃ）参照処方。
伝統的な市販の肥料塩のみを使用して、乾燥リン酸塩沈殿物なしの造粒を調製した。Ｍｅｒｃｋからの、分析用の１１２８．４３ｇの硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳＯ４、１．０１２１７．５０００を取り、ＶＷＲ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの２３３．３５ｇの硫酸カリウムＫ２ＳＯ４  ＧＰＲ  Ｒｅｃｔａｐｕｒ、２６９９４．３６２、ＶＷＲ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの１７４．３７ｇのリン酸水素二アンモニウム、技術グレード、２１３０６．３６２、およびＳｈｉｉｌｉｎｊａｅｒｖｉからの４２３．８５ｇの硫酸カルシウム二水和物ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ廃棄物（結合剤）と混合した。得られた混合物を、ＲｅｔｓｃｈミルＴｙｐｅ  ＳＲ２を使用して２回摩砕した。１００ｇのそのように調製摩砕した塩混合物を、Ｍａｒｓ  Ｍｉｎｅｒａｌからの実験室規模プレート造粒機、３６ｃｍの直径を有するＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＤＰ−１４上に置いた。プレートにスイッチを入れ、４０ｒｐｍの速度で回転させた。造粒が開始し、塩床を、小シャベルの助けによってプレート上で穏やかに移動させた。造粒中に、小部分の水を移動塩床上に噴霧して、顆粒の形成を支援した。最初の初期顆粒が形成されると直ぐに、小部分の塩混合物をプレートに添加した。必要な場合は常に、塩混合物に水を小部分で一様に噴霧して、造粒を支援した。顆粒を成長させ、緩く摩砕された塩が顆粒形成に消費されてしまったときに常に次ぎの塩添加を行った。摩砕された塩のすべてを消費した。造粒中に、２００ｇのＨ２Ｏを形成顆粒上に一様に、かつゆっくりと噴霧して、顆粒形成を支援した。造粒時間は１時間であった。得られた顆粒をオーブン中８０℃で６時間乾燥させ、６０℃で一夜にわたって続けた。
【０１１０】
処方１、処方２、および参照処方に従って調製された肥料の得られた特性を、表８に提示する。
【０１１１】
【表８】
2019522610.tif 000009
【０１１２】
すべての肥料は、十分に造粒した。顆粒強度は良好であった。
【０１１３】
以下のＮ−Ｐ−Ｋ肥料を得た（Ｎ％として表されたＮ、Ｐ２Ｏ５％として表されたＰ、およびＫ２Ｏ％で表されたＫ）：
処方１：Ｎ−Ｐ−Ｋ  １１−４．１−６．６
処方２：Ｎ−Ｐ−Ｋ  １１−５．７−３．９
参照処方：Ｎ−Ｐ−Ｋ  １４−４．８−６．７。
【図１】
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【国際調査報告】
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