Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 1 –2. 研究の目標

H25年度の目標 ニッケル回収実験、めっき廃液の酸化処理実験、有価物としての肥料化実験等を通して、実証機の設計を行う。又、実証機導入のためのレイアウト変更・スペース確保・建屋の改造工事を行い、各種インフラを含めた無電解ニッケルめっき廃液リサイクルシステム実証機の整備を行う。

H26年度の目標 ニッケル回収ライン、リン回収ラインの各プロセスに対して、最適な運転のための条件出しを行うと共に、得られたニッケル有価物及びリン有価物の売却先確保を行う。一連のリサイクルシステムが効率良く稼動する事を検証し、事業化への展開を検討する。

### 1 –3. 社会的背景

ニッケルは鉱山より生産されるレアメタルの一つだが、日本ではほとんど生産されず海外からの輸入に依存している。又、供給障害の懸念から、備蓄制度の対象鉱種となっている。

無電解ニッケルめっきは全国約1万8,000社のめっき工場で使用されており、年間に排出される廃液量は125,000トンに達すると言われている。廃液のほとんどは、委託を受けた専門業者により処理されているが、資源活用の観点からリサイクルが行われているケースは極限られており、廃液の多くは埋め立て処理されているのが現状である。その理由は、採算性の課題に加えて山元還元できる高品質のニッケルと肥料原料にできるリン酸の抽出技術が確立していないことが挙げられる。

本研究にてリサイクル技術を確立し、幅広く利用されることで、高品質のニッケルスラッジを国内のステンレス特殊鋼メーカーに供給できる量が増えれば、国内のニッケル供給の安定化が図られる。又、リン酸肥料については、世界最大の産出国である中国がリン鉱石の輸出制限を行うなど、自国の食料増産を優先する傾向にある。活用されていない資源から自前でリン成分を取り出す仕組みを構築することは、食糧不足を解消するための将来に渡る重要な課題と考える。

### 1 -4. 国内・国外における技術開発状況

無電解ニッケルめっき廃液からニッケルを回収する方法としては、硫化物法、イオン交換法、溶媒抽出法、沈殿法、吸着法等が知られており、一部では実用化されている。しかし、もう一つの資源であるリンについては再資源化の実用化はほとんどなされていないのが現状である。ニッケルを分離回収した後のリンを含んだ廃液は多くの場合、中和処理、生物処理後に埋立て廃棄されている。硫化物法によってニッケルを分離した後に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤によって酸化処理して肥料を製造する方法が提案されているが、この方法ではCOD成分はほとんど処理されず又次亜リン酸の酸化には大量の薬剤を使用しなければならず現状として実用化には至っていない。本研究では、イオン交換法によってニッケルを分離回収した後に残るリンを含んだ廃液に対して、電解酸化処理とオゾンマイクロバブル処理を同時に行うことにより、電解酸化処理のみでは困難であった高効率な、COD成分の分解及び正リン酸への酸化処理を行い、リン酸肥料原料として回収するシステムの確立を目指す。
### 1 –5. 対象とする廃棄物の種類

ニッケルーリン系の無電解ニッケルめっき廃液が対象であり、肥料原料としてリサイクルする性質上、鉛フリー浴を条件とする。

### 1 –6. 研究の実施体制

リサイクルシステムに関る実験・構想及び設計（指示含む）は KOA(株)が実施。

設備の製作及びレイアウト変更等の工事は協力会社へ委託した。

### 1 –7. 研究の実施内容

無電解ニッケルめっき廃液リサイクルシステムの構想処理フローを図2に示す。

特殊なキレート樹脂を充填したカラムに、無電解ニッケルめっき廃液を通過させてニッケルイオンを吸着分離する。吸着量が一定量に達したならば、充分な水洗後に塩酸水溶液を通過させて吸着されたニッケルを脱離する。ニッケルの脱離が完了した後、水洗を行いキレート樹脂の再生を完了する。脱離されたニッケル溶液は、水酸化ナトリウムによる中和処理にて水酸化物の沈殿物を得る。その後、固液分離処理にて、水酸化ニッケルを主成分としたパウダー状のニッケル有価物を回収する。

一方、ニッケルを取除いた後のリンを含んだ廃液は、酸化処理槽にて電解処理すると同時にマイクロバブル化したオゾンを注入して酸化処理を行なう。酸化処理が完了した後、硫酸によるpH調整にて脱炭酸処理を行い、その後水酸化カルシウムを添加してリン酸カルシウムを主成分とする沈殿物を得る。以下ニッケル回収ラインと同様の固液分離処理により、パウダー状のリン酸肥料原料を得る。

ニッケル回収ラインではキレート樹脂のニッケルの吸着能力、再生頻度、水洗、塩酸水溶液の流量、時間などの最適化及び固液分離処理の最適化を行い、高品質のニッケル有価物回収を目指す。

又、リン回収ラインでは、各種電解条件とオゾンマイクロバブル注入条件及び脱炭酸処理、カルシウム剤添加による凝集沈殿の最適化を行い、良質な肥料成分を得るための技術開発を行うと共に、肥料取締法に基づいた肥料登録を目指す。

得られたニッケル有価物の品質評価として、ニッケル含有量、水分量及び不純物濃度を分析する。又、得られた肥料の品質評価として、ク溶性リン酸、水溶性リン酸、窒素及び肥料取締法に基づいた有害物質として、ヒ素、カドミウム等の分析を行う。その後、栽培実験を通して植害の発生がない事を確認する。

ニッケル有価物及びリン有価物を回収した後の排水については、既存の排水処理装置にて処理をおこないCODその他有害成分の濃度を低下させ、最終的には水質汚濁防止法の規格以下である社内規格に準じた濃度以下の値として河川放流する。
図 2 無電解ニッケルめっき廃液リサイクルシステムの処理フロー
### 2. 開発した技術の詳細

##

H25年度は、ラボ実験やデモ実験から得られたデータを基として実証機の設計を行い、一連のリサイクルシステムを作製した。又、リサイクルシステム導入のためのスペース確保として、工場内既存生産エリアの大掛かりなレイアウト変更と建屋改造を実施した。各種インフラを含めたリサイクルシステムを整備すると共に、稼働確認により各動作や安全性に問題のない事を確認した。

##

H26年度は、ニッケル回収ライン、リン回収ラインの各プロセスに対して、最適な運転のための条件出しを行うと共に、得られたニッケル有価物及びリン有価物の売却先調査と売却先確保を行った。ニッケル有価物については、山元還元をするに当たり障害となる、塩素・リンといった不純物を極力削減して、高品質な有価物とした。リン有価物については、肥料取締法における公定規格を満足する品質を確保する中で、肥料登録を行った。

約半年間の実証試験により、一連のリサイクルシステムが、効率良く稼動することを検証すると共に、コスト面を中心とした課題の抽出を行った。

### 2 −1. 実証機の構想及び設計のための実験

### 2 −1−1. 分析インフラの整備

各種の実験や条件出しにおいて、数多くの確認が必要となる COD(化学的酸素要求量:水中汚濁物質量の指標)及びリン酸(次亜リン酸、亜リン酸、正リン酸)の分析手段についてインフラの整備を行なった。

## ① COD 分析

JIS K 0102「17 100℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量(COD_{Mn})による滴定法を採用し、事前に外部機関(ミヤマ(株)長野県第37号)による分析結果と大きな差異が無いことを検証した。準備した分析器具類の外観を写真1に示す。

写真 1 COD 分析機器
## ②リン酸の分析

めっき廃液中の次亜リン酸、亜リン酸、正リン酸イオンの濃度測定法として、キャピラリー電気泳動装置（大塚電子株(CAPI3300)を準備した。キャピラリー電気泳動分析装置は、緩衝液を満たした微小細管に極微量の試料を注入して電気泳動させ、分離と紫外・可視吸収検出を行う。高い分離能力・前処理が不要・操作が簡便等の特徴を持つ。事前に、外部機関による分析結果と大きな差異が無いことを検証した。分析装置外観を写真2に示す。

写真 2 キャピラリー電気泳動分析装置
2−1−2. ニッケル有価物回収ライン

### 2 −1−2−1. イオン交換処理(ニッケル吸着・脱離)

キレート樹脂充填量 1.5L サイズの小型カラム実験装置を作製して、ニッケル吸着能力やニッケル回収能力のデータ採取を行った。

採用したキレート樹脂: アタカメンテナンス(株)製 H 型強酸性陽イオン交換樹脂 UR-40H

図3にニッケル吸着実験の結果を、図4にニッケル脱離実験の結果を示す。図3より、キレート樹脂1Lに対するニッケルの吸着能力はおよそ30gの結果となったが、樹脂劣化による性能低下を考慮して20gを最大値とした。ニッケルの吸着能力20gは、めっき廃液に換算しておよそ4Lとなる。図4より、キレート樹脂1L当たりに使用する再生剂量を270mLとした時、ニッケル回収率はおよそ95%であった。

以上の結果より、1日当たりに排出されるめっき廃液、約500Lを処理するために必要となるキレート樹脂は、およそ125Lであり、想定される実証機のサイズ及び能力面において、導入する上で問題のない事を確認した。

図 3 キレート樹脂のニッケル吸着能力

図 4 キレート樹脂のニッケル脱離能力
### 2 −1−2−2. ニッケルスラッジ生成沈降処理

キレート樹脂を充填した実験装置カラムに無電解ニッケルめっき廃液を通過させてニッケルイオンを吸着分離した。吸着量が樹脂1Lに対して20gに相当する廃液を通過させた後、充分な水洗後に2N塩酸を通過させて吸着されたニッケルを脱離した。脱離されたニッケル溶液に対して、水酸化ナトリウムを添加してpHを9とし、水酸化ニッケルの沈殿物を含むスラリーを得た。

得られたスラリーに対して、沈殿物の沈降処理に要する時間の調査を行なった。

結果を図 5 に示す。

ニッケルスラリーの圧密(沈降)がほぼ終了するのに要する時間として、凝集剤の添加がない場合およそ16h以上かかる。対して高分子系凝集剤0.1g/Lを添加した場合は、およそ5hで沈降が終了した。

図 5ニッケルスラッジ沈降時間

ニッケルスラッジ生成沈降処理のフロー詳細は図6の通りであり、処理の効率化及び高品質のニッケルスラッジを得るためには、より多くの上澄み液をより短時間に分離する必要がある。よって凝集剤の投入は必須であると考える。

図6 ニッケルスラッジ
しかし、上澄み排液を処理するための、図7に示す既存排水処理装置では、残存した高分子系凝集剤が、工程中のマイクロフロー（膜分離装置）の微細孔を閉塞させてしまう恐れがある。膜分離装置に影響のない、硫酸バンド・PAC等の無機系凝集剤を試したが、凝集効果はほとんど得られなかった。

図 7 既存排水処理装置 フロー

## <高分子凝集剂投入実験>

高分子系凝集剤を採用するにあたって、凝集効果が得られ且つ上澄み液中への残存が極力少ない条件の選定として、以下のテストを実施した。

## ①テスト方法

ニッケルフロックの沈降速度と高分子凝集剤の添加率の関係をジャーテストで調査し、さらに上澄み液中に残存した高分子凝集剤濃度をミヤマ(株)提案の試験方法にて判定。

・テスト実施者 ： ミヤマ株式会社

・テスト対象試料 ：ニッケル脱離後の液を中和処理したスラリー

・使用高分子凝集剂：ノニオン系 ミヤマ(株) ミヤマフロック MN-695

主成分: アクリルアミド(分子量: 1,600 万)

$$ \begin{array}{c} アニオン系 \quad\quad ミヤマ ( 株 )\quad ミヤマ フロック MA605B\\\end{array} $$

主成分: アクリルアミド、アクリル酸 (分子量: 1,600 万)

高分子凝集剤は微量でも凝集反応を起こす。従ってわずかでも高分子凝集剤が残存している場合、そこに新たなコロイド等の粒子が添加されると凝集して沈降速度が速くなる。一方、高分子凝集剤がほとんど残存していない場合には、コロイド等の粒子は凝集せず懸濁したままとなる。つまり、液中の残存高分子凝集剤濃度が高いほど、底部への沈殿量が多くなる。本試験方法では、この特性を利用して、既知濃度の高分子凝集剤標準液と検液の懸濁・沈降の様子を目視で比較し、およその残存高分子凝集剤濃度を判定した。
## ②テスト結果

高分子凝集剤の添加量と沈降速度の関係について、ノニオン系をグラフ図8に、アニオン系を図9に示す。又、沈降状態を写真3及び写真4に示す。双方共に高分子凝集剤の添加率が高い程、沈降速度も速くなる。アニオン系高分子凝集剤ではノニオン系高分子凝集剤と同程度の沈降速度を得るのに、約2倍の添加率が必要となる事が分かった。

図 8 ノニオン系高分子凝集剤濃度と沈降速度の関係

図 9 アニオン系高分子凝集剤濃度と沈降速度
写真 3 ノニオン系高分子凝集剤濃度と沈降状態

例）N−1.75:ノニオン系 1.75ppm A−3:アニオン系 3ppm

写真 4 アニオン系高分子凝集剤濃度と沈降状態

残存高分子凝集剂の判定試験結果を図10に示す。

上澄み液中の残存高分子凝集剤濃度は、添加率2ppmまでの確認において、ノニオン系高分子凝集剤では、5ppb以下であった。ノニオン系、アニオン系共に、添加率が高くなるにつれて、上澄み液中の残存高分子濃度も増える傾向にある事が分かった。

図 10 残存高分子凝集剤の濃度
以上の結果より、高分子凝集剤の添加条件は表1の通り暫定とし、実証機に採用する機器の設計を行った。

表 1 高分子凝集剂添加条件

項目	內容
使用高分子凝集剤	ミヤマ(株) ミヤマフロックMN-695(ノニオン系 アクリルアミド)
添加濃度	1.5～2.0ppm
沈降処理時間	120分以上

## <添加条件詳細>

①純水1Lに対して、高分子凝集剤のフレーク1gを溶解させる。(0.1%溶液)

※少量ずつ溶解させないと、ゼリー状のダマができるので注意する事。

②作製した0.1%溶液を、ニッケルスラッジ生成沈降槽のスラリー1.0～1.5m^{3}に対して、2L添加する。

※攪拌されているスラリーに対して、少量ずつ添加すること。
### 2 −1−2−3. ニッケルスラッジ固液分離処理

固液分離工程では、回収した固形物中の含水率を極力低くすることが有価物としての品質面から重要となる。固液分離装置は排水中の固形有価物を分離・乾燥するための装置であるが、物理的に機械分離を行う装置と、濃縮・脱水・乾燥を主な目的とする装置がある。

機械分離方式としては、ドライセパレーター・フィルタープレス・スクリュープレス・ローラープレス・ベルトプレス等が一般的に使用される。又、濃縮・脱水・乾燥としては、減圧脱水機・ディスクドライヤー等の形式が挙げられる。

ニッケルスラリーの固液分離方法として、機械分離方式のドライセパレータ及び濃縮方式の減圧脱水機を検討した。

## ①ドライセパレータによる検討

ドライセパレータ装置(日本アメロイドサービス社)の模式図を図11に示す。

<動作動原理>

·固液分離部

液中の固形物は遠心力によって回転体の内壁に沈降堆積され固形化する。

液体は、回転体上部から吐き出される。

## ·乾燥部

堆積した固形物は設定された時間毎に排出され、蒸気で加熱されたドラム上に落とされて乾燥される。

図 11 (株)アメロイド日本サービス社製 ドライセパレータ 模式図

(株)アメロイド日本サービス社様 ドライセパレータ カタログより抜粋)

本方式は、ケーキ掻き落し作業がいらず無人による自動運転ができること、又スラッジの含水率を20%以下にできることの2点が一般的に使用されるフィルタープレスより優れている。一方で、1回の処理（1パス）では完全に分離することは出来ず複数回の繰り返し処理が必要になり、処理能力が掴みにくいという課題もある。(株)アメロイド日本サービス社のデモ装置を利用して処理能力の実験を行った。
くデモ装置による実験>

事前に以下の手順にてニッケルスラリーを準備した。

キレート樹脂を充填した実験装置カラムに無電解ニッケルめっき廃液を通過させてニッケルイオンを吸着分離した。吸着量が樹脂1Lに対して20gに相当する廃液を通過させた後、充分な水洗後に2N塩酸を通過させて吸着されたニッケルを脱離した。脱離されたニッケル溶液は、水酸化ナトリウムを添加してpHを9とし、水酸化ニッケルの沈殿物を含むスラリーを得た。

得られたスラリーを対象として、表 2 に示す条件にて処理実験を行った。

表 2 ドライセパレータ暫定処理条件 (ニッケル系スラリー)

条件	デモ①	デモ②	デモ③
回転数	2,700rpm
液量	18L
通液量	10L/分	5L/分	10L/分
※1高分子凝集剤の添加	有り	無し
パス回数	1,2,4,6回

※1 高分子凝集剤: 三洋化成製サンフロック 1%溶液

※2 パス回数: 処理液が装置内を 1 周した状態が1パス

代表として、デモ $ ^{①} $ による固液分離実験の結果を写真 5 及び写真 6 に示す。

パス回数を増やすほど固形分の残渣は少なくなる。パス6回において、直ちに沈降する固形分は見られなくなった。

写真 5 処理液の外観

写真 6 脱水処理後の固形分
脱水処理された固形物は同デモ装置の乾燥ドラムへ移送され、水酸化ニッケルを主成分とするニッケル含有粉末を得た。(写真 7 参照)

写真 7 乾燥処理後のニッケル含有粉末

<回収したニッケル含有粉末の品質>

デモ実験によって得られたニッケル含有粉末の分析値を表 3 に示す。

ニッケル含有量は 40％以上の良好な値を示した。

ドライセパレータ デモ実験の結果、装置の処理能力及び有価物としての品質に大きな問題のない事を確認した。

表 3 ニッケル有価物分析値

項目	分析値	備考
ニッケル	40.4%	原子吸光法
塩化物イオン	19.2%	イオンロマトグラフ法
ナトリウム	11.3%	原子吸光法
有機炭素	2.7%	肥料分析法
リン	0.3%	ICP発光分光法
水分	11.0%	重量法

※分析依頼先: ミヤマ(株) 長野県第 37 号
## ②減圧脱水機による検討

本装置の仕組みは、減圧容器内にスラリーが導入され、加温・減圧して蒸留固形化される。

処理後、容器内の固形物は攪拌羽にてスラッジとして押し出される。蒸留液はコンデンサーにて冷却され透明な液として回収される。前項①で使用したものと同じニッケルスラリー60Lを用いて、減圧脱水装置による固液分離処理のデモ実験を実施した。

結果、図12に示す通り処理時間の経過と共に蒸留水の回収が行われ、処理後の残留物として、湿潤状態の緑色固形物を得た。蒸留水の組成は放流の水質基準を満たす良好な結果であったものの、固形物（外観写真8）の分析結果からは80%を越える塩化物が検出された。又、含水率も高い結果であり、有価物としては品質が悪い事が分かった。

図 12 減圧脱水裝置 蒸留水量推移

写真 8 減圧脱水装置より得られた固形物の外観
### 2 −1−3. リン有価物回収ライン

### 2 −1−3−1. 酸化处理

キレート樹脂を充填した実験装置カラムに無電解ニッケルめっき廃液を通過させてニッケルイオンを吸着分離した。吸着量が樹脂1Lに対して20gに相当する廃液約5Lを通過させた後、樹脂1Lに対して約5Lの水を通過させ水洗を行い、ニッケル除去後の廃液+水洗水の廃液（以降リン廃液）を得た。以降、このリン廃液を対象として、各種検討を行った。

## ①陽極材質の検討

電解酸化処理の高効率化を目的として、電解処理に使用する電極の材質について検討を行った。候補として挙げた電極材料を表4に示す。

表 4 電極材料候補

陽極材質	陰極材質	陽極材の内容
BDD/Nb	SUS304(バルク)	Nb基材上、BDD(ボロンドープダイヤモンド)薄膜
PbO2/Ti	SUS304(バルク)	Tiメッシュ基材上、PbO2薄膜
Pt/Ti	SUS304(バルク)	Ti基材上、Pt薄膜
CIPカーボン(バルク)	SUS304(バルク)	等方性高密度材(バルク)

### ①-1. 分極曲線

各陽極材について、0.5M 硫酸水溶液における電流電位測定を行った。

結果を図 13 に示す。一般に水の電気分解では、陽極から酸素が、陰極からは水素が発生する。水の電気分解に必要な電位は 1.2V と決まっているが、ボロンドープダイヤモンド電極（以下 BDD 電極）は、酸素が発生する電位（酸素発生過電圧）が他の電極より高いため、酸素が発生し難く、その分、水の電気分解以外の電解反応（有機物の分解反応）が進行し易くなると推測できる。

図 13 各種陽極の分極曲線
### ①-2. 電解酸化処理実験

リン廃液を対象として、各種陽極材による電解酸化処理実験を実施した。

<実験条件>

・対象液: リン廃液

·極間距離：5mm

·電流密度：8A/dm²

·pH ：事前に25%NaOH水溶液にてpH9に調整

各陽極材により電解酸化処理を行った廃液の COD 濃度推移を図 14 に示す。

COD 分解は、Pt/Ti 電極の効率が悪く、カーボン電極と PbO_{2}/Ti 電極がほぼ同等であった。又、BDD 電極の効果が際立って大きい事が分かった。

先に示した分極曲線より、各種有機酸由来の COD 成分を効率良く分解し、且つ次亜リン酸を正リン酸まで酸化処理するには、高い酸素過電圧を有する BDD 電極が有効である事が分かった。

図 14 陽極材による COD 濃度推移

##

カーボン電極は電解処理による消耗が激しく、60Ah/L の使用にて約 2% の重量減少が見られた。又、処理後の廃液は剥離脱落したカーボンにより黒く濁った。使用前後のカーボン電極及び処理後の廃液状態を写真 9 に示す。

使用前

使用後

処理後の廃液の状態

写真 9 CIP カーボン電極
PbO_{2}/Ti 電極により処理された廃液からは、極僅かではあるが白い粉末状の沈殿物が見られた。沈殿物を濾過乾燥後に EDS 分析を行なった結果を図 15 に示す。

結果、PbO_{2} 電極由来と思われる Pb が検出された。

電極自身より発生するオゾンにより PbO_{2} が徐々に溶解し、酸化され沈殿したものと推測される。

図 15 PbO_{2} 処理後の沈殿物 EDS 分析結果

浴中への Pb 混入対策として、アノードバックの設置、及び処理液の濾過を試みた結果を図 16 及び図 17 に示す。アノードバックの設置又は処理液のろ過実施により、Pb 濃度は 1/14～1/19（4.1～5.6mg/L）に低減可能であったものの、検出限界以下まで下げることは困難であった。

図 16 PbO₂ 電極にアノードバックを設置
図 17 PbO_{2} 電極処理液に対して、ろ過を実施

以上の結果より、実証機の電解酸化処理に採用する陽極材は、BDD 電極に決定とした。

<まとめ>

・BDD 電極は酸素過電圧が高く、COD 分解能力に対して効果が大きい。

・Pt/Ti 電極は COD 分解能力に対して、高効率化が期待出来ない。

・CIP カーボン電極は消耗が激しく採用は困難。

·PbO_{2}/Ti電極は微量のPb溶出が確認され、採用は困難。
ダイヤモンドは、高熱伝導性・高硬度・物理的化学的に安定である事等が知られている材料である。一般に、天然ダイヤモンドは約 $ 10^{13}\Omega\cdotcm $ 以上の抵抗率を示す電気絶縁体であるが、ドーパント（不純物）を添加すると原子間構造に欠陥ができて伝導電子が発生する。第Ⅲ族原子であるボロンをドーパントとして添加するとp型の半導体材料となり、ボロンの添加量で半導体性から導電性まで電気伝導度を調整することが可能となる。

今回採用する A 社製のボロンドープダイヤモンド電極は、Nb 基材上にホットフィラメント法により成膜したもので、ボロンのドープ量は約 1%となる。高強度及び高い化学的安定性を特徴とする。実証機に採用する電極の基本仕様を表 5 に記す。

表 5 A 社製 BDD 電極の基本仕様

基材	材質	ニオブR04210(ATSM B393 type2)
寸法	100×350×t2mm
BDD膜	膜厚	2～5μm
ビープ量	10,000ppm
寸法	BDD成膜範囲:100×290mm(両面)

ボロンドープダイヤモンド(BDD)は、他の電極材料に比べて電位窓が広い、バックグラウンド電流が極めて小さい、物理的化学的に安定であるなど、優れた電気化学特性を持ち、微量環境汚染物の高感度電気化学センサーや水処理の分野等にて、盛んに研究が行なわれている最先端の材料である。BDD電極を無電解ニッケルめっき廃液の電解酸化処理に使用した時の反応イメージを、図18に示す。

図 18 BDD 電極界面の反応イメージ
## <ラマン分光測定>

A 社製 BDD/Nb の陽極材料について、ラマン分光測定を行った結果を図 19 に示す。

1200cm^{-1} にホウ素と炭素の結合ピークを、及び 1330cm^{-1} にダイヤモンド sp^{3} の結合ピークを確認した。又、1st 面からは、1580cm^{-1} にグラファイト sp^{2} 結合のピークも確認された。これは、CVD による 2st 面への成膜時に、先に成膜された 1st 面へ原料ガスが回り込み、反応不十分な状態でグラファイトとして微量堆積したものと思われる。2st 面からの sp^{2} 結合ピークは確認されなかった。

図 19 ラマン分光測定結果(1st面)
## ②電解＋オゾン併用処理の検討

COD 成分の分解及び次亜リン酸を正リン酸へ酸化処理する方法として、電解酸化に「オゾンガスの吹き込み」を併用する処理実験を実施した。

## <実験装置構成>

・電解酸化処理装置 ： 日本テクノ(株) BC ナイン卓上型(容量 13.5L)

·整流器(DC24V-100A)

・オゾナイザー : アクエア(株) OS-1000

・オゾン供給源 : 岡谷酸素 酸素ボンベ

・オゾン濃度計 : セキアオイテクノ(株) ラックマウントタイプ SOZ-6304

## <実験条件>

· 廃液量: 13.5L (P 廃液 pH9.0)

·極間距離：約20mm

·電流密度：8.6A/dm $ ^{2} $ (96A)

・オゾン濃度:7,150mg/L

・オゾン流量:3L/分

·陽極： $ PbO_{2} $ （A 社製）

·陰極：SUS304

## 実験装置外観を写真 10 に示す。

電解酸化処理装置

電解酸化処理処理槽(拡大)

写真 10 電解・オゾン処理併用実験装置
＜電解＋オゾン併用処理実験の結果＞

オゾン処理のみ、電解処理のみ、及び電解+オゾン併用処理とした時の COD、次亜リン酸、正リン酸濃度の推移を図 20 に示す。

オゾン処理のみでは処理能力は低い。しかし、電解＋オゾン併用処理時の COD 及び次亜リン酸濃度の推移からは、電解処理のみと比較してより短時間での処理が可能である事が分かった。

図 20 電解+オゾン併用処理時の COD、次亜リン酸、正リン酸濃度の推移
## ③オゾンマイクロバブル処理の検討

液中に吹き込むオゾンを有効に作用させる試みとして、マイクロバブル発生装置によりオゾンを極微小気泡化させる処理実験を実施した。

マイクロバブル発生装置の選定と実験では、マイクロバブル研究の第一人者である(独)産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 研究主幹 高橋正好様のご指導の下で実施した。

## <実験装置構成>

・マイクロバブル発生装置：スキルキット社製 実験装置（処理槽容量：約30L）

・オゾナイザー：産総研様所有高濃度発生タイプのオゾナイザー

## <実験条件>

·廃液量:30L(リン廃液 pH9.0)

・オゾン濃度: 約 $ 150 \, g/Nm^{3} $

・オゾン流量:1L/分

マイクロバブル発生実験装置の外観を写真 11 に示す。

写真 11 スキルキット社製 マイクロバブル発生装置

（水中にマイクロバブルを吹き込んでいる状態）
＜オゾンマイクロバブル処理実験の結果＞

オゾンマイクロバブル処理の実験結果を図 21 に示す。

3 時間の処理にて COD はおよそ半分まで低下しており、先に実施したマイクロバブル化されていないオゾンガス吹き込みの実験結果と比較して、より高い効果が得られる事を確認した。

図 21 オゾンマイクロバブル処理 COD 濃度推移
マイクロバブルとは、直径 $ 50 \mu m $ 以下のマイクロサイズの極微小気泡の総称であり、気泡を微細な状態にすることで、水の浄化作用や電子部品などの洗浄効果等、通常の気泡とは異なった様々な性質が現れることが明らかになってきている。現在、医療・薬品分野、食品・飲料分野、農業分野、インフラ分野等、非常に広範な応用可能性を有する裾野の広い技術として、様々な研究が行われている。

通常の気泡とは異なった性質の一つとして、極微小気泡化することによる圧壊現象がある。圧壊された気泡からはOHラジカルなどの活性種が発生することが知られている。OHラジカルは極めて強力な酸化剤であり、COD（化学的酸素要求量、水中汚濁物質量の指標）成分を炭酸ガスと水にまで分解して浄化することが可能となる。又、吹き込みガスにオゾンを使用することにより、更にその効果を高める事が期待出来る。電解処理との併用により、OHラジカルの生成が更に効率良く促進される、事も予想され、本研究開発における検討の結果、CODの酸化分解処理実験においてシナジー効果を確認する事が出来た。高価なBDD電極の消耗が押さえられることで、処理コスト低減の効果も期待出来る。

回1 通常の気泡とマイクロバブル、ナノバブルの相通

図22 ※出典:産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 高橋正好様 資料

以上の結果より、想定するリン廃液約 500L/日の COD 約 10,000mg/L を 1,000mg/L 以下まで低下させ、且つ次亜リン酸、亜リン酸を正リン酸まで酸化させる処理装置の条件を表 6 の通り仮設定し、設計のための資料とした。
表 6 酸化处理装置假设定条件

項目	条件
処理槽容量	500～1,000L
陽極材	材質	BDD/Nb
面積	2～4m²
陰極材	材質	SUS304
面積	2～4m²
電流密度	4～10A/dm²
整流器容量	5,000A-10V
オブナイザー	ガス濃度	6～10wt%以上
流量	2L/分
マイクロバブル発生装置	気液二相流旋回方式(スキルキット社2台)

電解処理とオゾン処理を組み合わせた酸化処理装置実証機の構想を図23に示す。

オゾナイザーから発生するオゾンガス（6～10wt%、2L/分）を効率良く廃液中へ導入するためのマイクロバブル化装置として、スキルキット社製の機器を2台設置する設計とした。

図 23 酸化処理装置構想図
### 2 −1−3−2. 脱炭酸处理

酸化処理を行った廃液中には、めっき液成分である各種有機酸由来の炭酸が多く含まれている。次工程の水酸化カルシウム添加において、目的外の反応物である炭酸カルシウムの生成を防止することを目的として、脱炭酸処理を行う。

液中のpHが高いと、図24に示す平衡はイオン種の方へ移行し、pHを低くすると炭酸ガス側へ移行して大気中へ脱気される。

図 24 脱炭酸処理の模式図

酸化処理以降の工程フローを図 25 に示す。酸化処理終了後のpHはアルカリ性のため、酸を添加してpHを下げ、炭酸ガスとして脱気する必要がある。pH調整剤としては、残留物による植害の影響が少ない硫酸を使用する事とした。酸化処理終了後のpHを9.0に仮設定する中で、各脱炭酸処理pH設定値に対するリン酸濃度の確認を行った。

図 25 酸化処理以降の工程フロー
脱炭酸処理の、各pH設定値に対する上澄み液中のリン酸濃度推移を図26に示す。

脱炭酸処理のpH 設定値が高い程、上澄み液中のリン酸濃度が高くなる傾向を示し、リンの回収率が悪くなる事が予想される。反面pH 設定値が低い場合、(硫酸の添加が過剰の場合)水酸化カルシウムの投入量が増えて硫酸カルシウムの生成量が増大し、得られる回収固形物中のク溶性リン酸濃度の低下が懸念される。

以上の結果より、脱炭酸処理のpH 設定値は、2.0～2.5 に仮設定とした。

図 26 上澄み液中のリン酸濃度推移
### 2 −1−3−3. リン酸カルシウム生成処理

本技術によるリン回収法は、リンを種結晶上にヒドロキシアパタイトとして晶析させる反応に基づいている。基本的な化学反応式を次式に示す。

$$ 10Ca^{2+}+6PO_{4}^{3-}+2OH^{-}\rightarrow Ca_{10}(OH)_{2}(PO_{4})_{6} $$

手順としては、脱炭酸処理後の廃液に対して水酸化カルシウム水溶液の添加を行い、リン酸カルシウムの一種であるヒドロキシアパタイトとして沈殿させ、晶析脱リン処理を行う。水酸化カルシウムの添加が多いほど、リンの回收量を最大化できる事は容易に推測できるものの、水酸化カルシウムの添加量は運転コストに大きな影響を与える。又、未反応の水酸化カルシウムが残存することによって、回収固形物中のク溶性リン酸濃度を低下させる事が懸念されるため、適切な添加量を把握する必要がある。

水酸化カルシウムの添加量を、pH値でモニターする中で晶析脱リン処理を行い、得られた上澄み液中のリン酸濃度（未反応リン酸濃度）を確認した。尚、処理工程フローは前項図25と同様とし、脱炭酸処理におけるpH設定値は2.0～2.5とした。

水酸化カルシウムの添加量(pH 設定値)に対する、上澄み液中のリン酸濃度推移を図27に示す。pH 設定値が高い程(水酸化カルシウムの投入量が多い程)、上澄み中のリン酸濃度が低くなる傾向を示し、リンの回収率が高くなる。しかし、水酸化カルシウムの添加が過剰の場合、得られる回収固形物中のク溶性リン酸濃度の低下が懸念される。以上の結果より、リン酸カルシウム生成処理のpH 設定値は、7.0～8.5に仮設定とした。

図 27 水酸化カルシウム添加量に対する上澄み液中のリン酸濃度推移
### 2 −1−3−4. リンスラッジ沈降処理

酸化処理後の廃液に対して、脱炭酸処理(pH:2.0～2.5)及び水酸化カルシウム水溶液添加処理(pH:7.0～8.5)を行い、4Hr攪拌後にリン酸カルシウムの沈殿物を含むスラリーを得た。

得られたスラリーに対して、沈殿物の沈降処理に要する時間の調査を行なった。

結果を図 28 に示す。

リンスラリーの圧密(沈降)がほぼ終了するのに要する時間として、およそ3h程掛かる事が分かった。

ニッケルスラリーと比較して沈降速度は比較的早く、凝集剤の添加は必要ないと思われる。

沈降処理に要する時間を3時間と見積もり、実証機に採用する機器の設計を行った。

図 28 リンスラリー圧密（沈降）速度
### 2 −1−3−5. リン酸カルシウム固液分離処理

## ①デモ装置による実験

無電解ニッケルめっき廃液に対して、ニッケル除去・酸化処理・脱炭酸処理・リン酸カルシウム生成処理を行ったスラリー状サンプル液を対象として、(株)アメロイド日本サービス社製ドライセパレータ、デモ装置による固液分離処理実験を行った。表7にデモ条件を示す。

表 7 ドライセパレータによるデモ条件(リン系スラリー)

条件	デモ①	デモ②	デモ③	デモ④
回転数	2,700rpm
液量	13L
通液量	10L/分	5L/分	5L/分	10L/分
※1高分子凝集剤の添加	無し	有り
※2パス回数	1,2回	1,2回	1,2回	1,2,4,7,10,20回

代表として、デモ④による固液分離実験の結果を写真 12 に示す。

パス回数を増やすほど固形分の残渣は少なくなる。パス7回において、直ちに沈降する固形分は見られなくなった。

処理液の外観

脱水処理後の固形分

写真 12 リン系スラリー固液分離デモ実験
脱水処理された固形物は同デモ装置の乾燥ドラムへ移送・乾燥され、リン酸カルシウムを主成分とする粉末を得た。(写真 13 参照)

写真 13 乾燥処理後のリン含有粉末

## ②回收したリン含有粉末の品質

これまでの実験によって得られたリン含有粉末の分析値を表8に示す。試作した肥料は、ク溶性リン酸の含有率21.02%（規格15％以上）であり、肥料取締法による「副産リン酸肥料」としての公定規格を満足することを確認した。又、窒素の他、有害重金属であるヒ素、カドミウム等の濃度も規格内であることを確認した。

表 8 リン含有粉末の分析値※

項目	副産リン酸肥料公定規格	分析値	判定
C-P2O5(ク溶性リン酸)	15%以上	21.02%	OK
As	ク溶性リン酸1%につき40ppm以下	0.047ppm	OK
Cd	ク溶性リン酸1%につき1.5ppm以下	0.047ppm	OK
N	窒素含有量1%未満	0.09%	OK
汚泥	製造工程上、汚泥を分離してあること	-	OK
Ni	規格無し	7.54ppm	OK※
W	規格無し	1.04ppm	OK※
Bi	規格無し	0.024ppm	OK※

分析:公益財団法人 日本肥糧検定協会

※ 独立行政法人農林水産消費安全技術センター 確認済

以上の結果より、リン有価物の固液分離処理に採用する方式は、(株)アメロイド日本サービス社製ドライセパレータとした。1日当たりに生成されるリン酸カルシウムスラリー約300Lを処理するための条件として、機器シリーズの最小機種であるGR40-S30のタイプを仮設定とした。
### 2 —1—3—6. 植害試験

前項により得られたリン有価物を肥料として用い、小松菜の栽培実験を行った。

植害実験は「昭和59年4月18日付け59農蚕第1943号農林水産省農蚕園芸局長通知」に準じて行った。実験フローを図29に示す。

図 29 植害実験フロー

栽培場所: LED 照明恒溫槽

期間:平成25年5月13日～平成25年6月4日

栽培品種：小松菜（市販品）

実験区：

No.1: 対照 (添加なし)

No.2: 高分子凝集剤無しリン試料 0.5g

No.3: 高分子凝集剤無しリン試料 2g

No.4: 高分子凝集剤有リリン試料 0.5g

No.5: 高分子凝集剂有リリン試料 2g

恒溫槽設定：

温度: $ 25^{\circ} $ C 湿度: 80% CO $ _{2} $ 濃度: 500ppm LED 光量子密度: $ 180 \mu $ mol/m $ ^{2} $ /S 照明時間: 14h

栽培日数: 播種後 21 日間
## 土壤: 使用した土壌の診断結果を表 9 に示す。

## 表 9 土壤診断結果

### 「Dr.大地」土壤診断処方箋

分析番号 080224 作物名 野菜B群

JA全農長野・絵JAアグリエール長野

印刷日 2011年6月8日

所在地 策略时

土の性質を表す目 分析値	姫地
CEC	37.8	改良目標値設定
パル酸吸收係数	2180	適正範囲の中央
高植	12.0
項 目 分析値	適正範囲	判定
pH(H2O)	6.4	6.0～6.5	適正
pH(KCl)	-
EC	0.08	0～0.20	適正
77モ=7酸塞素	1.5
硝酸酸塞素	1.5
- 交换性石灰	551	445～593	適正
塩基交换性苦土	47	114～152	低すぎ
- 交换性カリ	63	53～71	適正
塩基饱和度	61.8	60.0～80.0	適正
- 岩石灰煙和度	52.1	42.0～56.0	適正
- 苦土皿和度	6.1	15.0～20.0	低すぎ
- カリ皿和度	3.6	3.0～4.0	適正
石灰/苦土比	8.5	4.0～8.0	高い
苦土/カリ比	1.7	2.0～4.0	低い
可総態リル酸	6.3	20.0～40.0	低すぎ
可総態(れ酸★	-	-～.
易遺元性Mn★	-	-～.
道酸酸化鉄★	-	-～.
可総態マンガン	0.8	4.0～8.0	低すぎ
可総態绿素	0.14	0.80～2.00	低すぎ
可総態鉄	46.6	8.0～10.0	高い
可溶性鋼	0	10.0～30.0	低すぎ
可溶性重铅	1.4	8.0～40.0	低すぎ

单位：kg

要素	資材名	10aあたり*1	(ほ塚10aあたり)*2
りん酸	重焼りん2号	846	1268
カリ
石灰
苦土	苦土の源さん	157	236
(れい酸)
(微量元素)
マンガン	硫酸マンガン	1.7	2.5
ほう素	ほう砂	1.2	1.8
鉄
亜紹
銅

*2: 当ほ場面積・改良深での施用量

$ ^{*} $ 1:10aあたり・改良深10cmでの施用量
## <発芽率>

各実験区の発芽率を図30に示す。播種後2日目で各区とも90%以上となり、3日目では、No.1で96%、その他の区で100%となった。No.1においては、7日目で96%であったものの、他の区と大きな差異は無かった。

図 30 発芽率

## <草丈>

播種後 21 日目の平均草丈を図 31 に、外観を写真 14 に示す。全ての区で枯れるものは無く、最も長かったのは、No.4 の高分子凝集剤有り 0.5g で 20.2cm となり、次いで No.5 の高分子凝集剤有り 2g で 19.7cm、No.3 の高分子凝集剤無し 2g で 19.6cm、No.2 の高分子凝集剤無し 0.5g で 19.3cm となった。最も短かったのは No.1 の対照で 17.1cm であり、各リン試料を混合した区全てで対照よりも長くなった。高分子凝集剤の有り無しでは、有りのほうが僅かに長かったが、大きな違いではなかった。混合量の違いにおいても大きな違いは見られなかった。

图 31 平均草丈
播種後7日目

播種後 14 日目

播種後 21 日目

写真 14 播種後の外観

## <乾物重量>

播種 21 日後の乾物重量を図 32 に示す。草丈と同様に各リン試料を混合した区全てで対照よりも重くなった。高分子有り無しでは、有りのほうが若干重くなる傾向であったが、大きな違いではなく、混合量の違いにおいても大きな違いは見られなかった。

図 32 乾物重量

## ＜植害試験まとめ＞

発芽率、草丈、乾物重量ともに肥料添加なしの対照区と比較して同等又はそれ以上の結果であった。リサイクルによって得られたリン有価物に植害性は無く、肥料としての効能が確認できた。
### 2 –2. 実証機の設計

これまでの実験で得られた情報を基にして、リサイクルシステムの処理フローを図 33 に示す通りとし、各装置について詳細な設計を行った。

図 33 リサイクルシステム処理フロー
### 2 −2−1. ニッケル有価物回収ライン

### 2 −2−1−1. イオン交換処理装置及びニッケル脱離液タンク

実験により得られた情報を基に、イオン交換処理装置及びニッケル脱離液タンクの選定を行った。イオン交換処理装置は、ニッケル回収の分野では既に実績のある塚田理研工業(株)のTRシリーズ最小機を選定した。スペック詳細を表10に示す。

表 10 イオン交換処理装置及びニッケル脱離液タンクの仕様

No.	装置名	数量	仕様·備考
A1	Ni-P-系廃液タンク	1 槽	既存廃液タンク使用
レベル計	1 式	フロート式 4 点検出
A2	Ni 回収イオン交換装置
イオン交換装置	1 式	塚田理研工業(株)製/TR-N6
樹脂塔	2 塔	樹脂量 180L × アタメテナンス UR-40H
原水移送ポンプ	1 式	10L/min 自給式
ろ過器	1 式	1L × 5 本タイプ
流量計	1 式	800L/h
再生削槽	1 式	PE 製 200L
再生削槽液面計	1 式	フロート式 5 点検出
再生削注入ポンプ	1 式	定量ポンプ
洗浄水槽	1 槽	PVC 製 300L、給水ポールタップ制御
洗浄水槽液面計	1 式	フロート式 6 点検出
洗浄水ポンプ	1 台	75L/min × 13m
再生削希釈ポンプ	1 台	9L/min × 13m
ブロワ-	1 式	0.28m³/min × 50kPa
塩酸移送ポンプ	1 台	既設設備使用
塩酸供給バルブ	1 台	PVC エアー駆動式(スプリングリターン)16A
A3	Ni 脱離液タンク
タンク	1 式	PE 製 1.5m³、排気付
レベル計	1 式	フロート式 4 点検出
移送ポンプ	1 式	80L/min
### 2 −2−1−2. ニッケルスラッジ生成沈降処理装置

実験により得られた情報を基に、ニッケルスラッジ生成沈降処理装置の設計を表11及び図34の通り行なった。

表 11 ニッケルスラッジ生成沈降処理槽仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
A4	Ni スラッジ生成沈降槽
タンク	1 式	FRP 製傾斜タンク 1.5m²、排気・蓋・ドレン付
レベル計	1 式	フロート式 3 点検出
循環ポンプ	1 式	100L/min
pH 計	1 式	パネルマウント型(制御盤へ取り付け)
pH 検出器	1 式	流液型(配管インラインタイプ)
上澄み液排出バルブ	3 式	PVC エアー駆動(複動式)25A

図 34 ニッケルスラッジ生成沈降処理槽寸法
### 2 −2−1−3. ニッケルスラッジ固液分離処理装置

実験により得られた情報を基に、ニッケルスラッジ固液分離処理装置の選定及び付随機器の設計を表 12 の通り行なった。

表 12 ニッケルスラッジ固液分離処理装置仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
A6	ドライセパレーター(ニッケル用)
ドライセパレーター	1 式	(株)アメロイドル本サ-ビス社製/GR40-S30(シリーズ最小機種、SUS仕様)蒸気消費量 約9.25Kg/hスラッジ:SUSコンテナ受け
供給ポンプ	1 式	10L/min
A7	ドライセパレーター循環槽
タンク	1 式	PE製200L
レベル計	1 式	電極式3点検出
循環ポンプ	1 式	20L/min
### 2 –2–2. リン有価物回収ライン

2−2−2−1. リン廃液タンク、酸化処理装置及び酸化処理リン廃液タンク

実験により得られた情報を基に、酸化処理装置及び付随機器の設計を表 13 の通り行った。酸化処理 P 廃液タンクの構造及び寸法を図 35 に示す。

表 13 酸化处理装置仕様

No.	装置名	数量	仕様·備考
C1	リン廃液タンク
タンク	1 式	PE 製 2m³
レベル計	1 式	フロート式 4 点検出
移送ポンプ	1 式	80L/min
C2	酸化処理装置
タンク	1 式	HT-PVC 製 1m³、排気、排気センサ、カバー付
レベル計	1 式	ファイバーセンサ × 3 式
pH 計	1 式	パネルマウント型(制御盤へ取り付け)
pH 検出器	1 式	浸漬型ホルダー:PFA
温度計	1 式	Pt100Ω、SUS 製
オブナイザー	1 式	日本 MKS(株)製/EO3 PSA 付 冷却:市水
マイクロバブル発生装置	2 式	スキルキット社/B1-1.5KW ガス吸込み量 1L/min
整流器	1 式	インバータ式 12V-5000A
陽極	36 枚	A 社製 BDD 電極 100 × 350mm/枚 合計面積:2.088m²
陰極	36 枚	SUS304 100 × 350mm 合計面積:2.088m²
移送ポンプ	1 式	60L/min
C3	酸化処理 P 廃液タンク
タンク	1 式	SUS 製 2m³
レベル計	1 式	フロート式3点検出
移送ポンプ	1 式	80L/min
図 35 酸化処理リン廃液タンク 仕様・寸法
### 2 −2−2−2. 脱炭酸処理・リン酸カルシウム生成処理装置

実験により得られた情報を基に、脱炭酸処理及・リン酸カルシウム生成処理装置の設計を表 14 及び図 36 の通り行なった。

表 14 脱炭酸処理・リン酸カルシウム生成処理装置仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
C4	脱炭酸処理・リン酸カルシウム生成装置
タンク	1 式	FRP 製傾斜タンク 2m³、排気、蓋、ドレン付
レベル計	1 式	フロート式、3 点検出
循環/移送ポンプ	1 式	100L/min
攪拌/移送切り替えバルブ	2 式	PVC エアー駆動式(複動)25A
pH 計	1 式	パネルマウント型(制御盤へ取り付け)
pH 検出器	1 式	流液型(配管インラインタイプ)
上澄み液排水バルブ	3 式	PVC エアー駆動式(複動)25A

図 36 脱炭酸処理・リン酸カルシウム生成処理装置 仕様・寸法
### 2 −2−2−3. リン酸カルシウム沈降槽

実験により得られた情報を基に、リン酸カルシウム沈降槽の設計を表 15 及び図 37 の通り行った。

表 15 リン酸カルシウム沈降槽仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
C5	リン酸カルシウム沈降槽
タンク	1 式	SUS 製傾斜タンク 2m³、蓋、ドレン付
レベル計	1 式	フロート式、3 点検出
上澄み液排水バルブ	3 式	PVC エアー駆動式(複動)25A

図 37 リン酸カルシウム沈降装置仕様・寸法
実験により得られた情報を基に、リン酸カルシウム固液分離処理装置の選定及び付随機器の設計を表 16 の通り行なった。

表 16 リン酸カルシウム固液分離処理装置仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
C6	ドライセパレータ(リン用)
ドライセパレータ	1 式	(株)アメロイ"日本サ-ビス社製/GR40-S30(シリーズ最小機種、SUS仕様)蒸気消費量 約9.25kg/hスラッジ:SUSコンテナ受け
供給ポンプ	1 式	10L/min
C7	ドライセパレータ循環槽
タンク	1 式	PE製200L
レベル計	1 式	電極式3点検出
循環ポンプ	1 式	20L/min

### 2 −2−2−5. 薬品タンク

薬品タンクの設計を表 17 及び図 38 の通り行った。

表 17 薬品タンク・付随機器仕様

No.	装置名	数量	仕様・備考
D	硫酸槽
タンク	1 槽	既存排水処理設備を使用
薬注ポンプ	1 式	定量ポンプ
D	水酸化ナトリウム槽
タンク	1 槽	既存排水処理設備を使用
薬注ポンプ	2 式	定量ポンプ
D	消石灰槽
タンク	1 槽	PVC300L
薬注ポンプ	1 式	定量ポンプ
排気	1 式	側方式フード、ダンパー付
攪拌機	1 式	インペラーSUS製、パドルΦ350
レベル計	1 式	電極式4点検出
給水	1 式	電磁弁
その他付随機器
-	コンプレッサー	1 式	日立ベビコン
-	各部排気配管	1 式	既存スクラバーへの繋ぎこみ
図 38 消石灰槽仕様・寸法
### 2 −2−2−6. 全体の構成フロー及びレイアウト

リサイクルシステム全体の構成フローを図 39 に示す。

図39 リサイクルシステム全体の構成
リサイクルシステムのレイアウトを図 40 に示す。

図 40 リサイクルシステムのレイアウト
### 2 –2–2–7. 制御動作の仕様

ニッケル回収ライン、リン回収ライン及び薬注タンクの液面制御詳細を表 18、19、20 に示す。

表 18 ニッケル回収ライン液面制御

A1	Ni-P系廃液タンク
HH	満水(異常警報)
H
M	液有り	Ni回収イオン交換装置(A2)運転可 次工程の水量確認
L	液無し	Ni回収イオン交換装置(A2)運転停止
A3	Ni脱離液タンク
HH	満水(異常警報)	Ni回収イオン交換装置(A2)運転停止
H
M	送液可	Ni脱離液移送ポンプ運転可 次工程の水量確認
L	液無し	Ni脱離液移送ポンプ停止
A4	Niスラッジ生成沈降槽
HH	満水(異常警報)	Ni脱離液移送ポンプ停止
ドライセパレータ循環ポンプ停止(Ni系)
M	受入停止	Ni脱離液移送ポンプ停止
L	液無し	Niスラッジ生成沈降槽循環ポンプ停止
ドライセパレータ運転停止(Ni系)
A7	ドライセパレータ循環タンク(Ni系)
HH	満水(異常警報)	ドライセパレータ運転停止(Ni系)
M	液有り	ドライセパレータ循環ポンプ運転
L	液無し	ドライセパレータ循環ポンプ停止

表 19 リン回収ライン液面制御

C1	リン酸廃液タンク
HH	満水(異常警報)	Ni回収イオン交換装置(A2)運転停止
H
M	送液可	リン酸廃液移送ポンプ運転可 次工程の水量確認
L	液無し	リン酸廃液移送ポンプ運転停止
C2	酸化処理槽
HH	満水(異常警報)	リン酸廃液移送ポンプ運転停止
H
M	受入停止	リン酸廃液移送ポンプ運転 処理レベル設定
L	液無し	酸化処理槽移送ポンプ停止
C3	酸化処理P廃液タンク
HH	満水(異常警報)	酸化処理槽移送ポンプ停止
H
M	送液可	酸化処理P廃液移送ポンプ運転可 次工程の水量確認
L	液無し	酸化処理P廃液移送ポンプ運転停止
C4	リン酸カルシウム生成槽
HH	満水(異常警報)	酸化処理P廃液移送ポンプ運転停止
M	受入停止	酸化処理P廃液移送ポンプ運転停止
L	液無し	リン酸カルシウム生成槽循環/移送ポンプ停止
C5	リン酸カルシウム沈降槽
HH	満水(異常警報)	リン酸カルシウム生成槽循環/移送ポンプ停止
M	受入停止	リン酸カルシウム生成槽循環/移送ポンプ停止 処理レベル設定
L	液無し	ドライセパレータ運転停止(P系)
C7	ドライセパレータ一循環タンク(P系)
HH	満水(異常警報)	ドライセパレータ運転停止(P系)
M	液有り	ドライセパレータ循環ポンプ運転
L	液無し	ドライセパレータ循環ポンプ停止
表 20 薬注タンク液面制御

D4	Ca(OH)₂スラリータンク
HH	満水(異常警報)	給水バルブ閉
H	給水停止	給水バルブ閉
M	補給要求	補給要求アラーム
L	液無し	攪拌機停止 薬注ポンプ停止

### 2 –2–2–8. 機器動作条件

ニッケル回収ライン、リン回収ライン及び薬注タンクの機器動作条件詳細を表 21、22、23 に示す。

表 21 ニッケル回収ライン動作条件

Ni回収イオン交換装置(A2)
運転条件	Ni-P系廃液タンク レベルM以上
Ni脱離液タンク レベルHH以下
リン酸廃液タンクレベルHH以下
運転信号	手動:手動操作による各モード運転
自動:各タンクの液位により自動運転
Ni脱離液移送ポンプ
運転条件	Ni脱離液タンク レベルL以上
Niスラッジ生成沈降槽レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:Niスラッジ生成沈降工程からの受入信号
Niスラッジ生成沈降槽循環ポンプ
運転条件	Niスラッジ生成沈降槽レベルL以上
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:Niスラッジ生成沈降の循環工程
ドライセパレータ(Ni,A6)
運転条件	Niスラッジ生成沈降槽レベルL以上
ドライセパレータ循環タンクレベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:Niスラッジ生成沈降の固液分離工程
ドライセパレータの運転条件詳細はドライセパレータの制御盤にて行う。
ドライセパレータ循環ポンプ(Ni)
運転条件	ドライセパレータ循環タンクレベルL以下
Niスラッジ生成沈降槽レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:ドライセパレータ循環タンクレベルM以上ON、L以下OFF
表 22 リン回収ライン動作条件

リン酸廃液移送ポンプ
運転条件	リン酸廃液タンク レベルL以上
酸化処理槽 レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:酸化処理工程からの受入信号
酸化処理装置(C2)
運転条件	酸化処理槽 レベルL以上

運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:酸化処理工程による運転
オゾナイザー
運転条件	マイクロバブル運転
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:酸化処理工程による運転
整流器
運転条件	酸化処理槽 レベルM以上
ドライセパレータ循環タンクレベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:酸化処理工程による運転
整流器の単独運転は手動条件による
酸化処理槽移送ポンプ
運転条件	酸化処理槽 レベルL以上
酸化処理P廃液タンク レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:酸化処理工程終了時、液送
酸化処理P廃液移送ポンプ
運転条件	酸化処理P廃液タンク レベルL以上
リン酸カルシウム生成槽 レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:リン酸カルシウム生成工程からの受入信号
リン酸カルシウム生成循環槽/移送切り替えバルブ
運転条件	どちらか一方が必ず開いている
運転信号	手動:手動操作による開閉
自動:リン酸カルシウム生成の循環・移送工程
リン酸カルシウム沈降槽、排水バルブ
運転条件	なし

運転信号	手動:手動操作による開閉
自動:リン酸カルシウム生成の排水工程(バルブ選択)
ドライセパレータ(P、C6)
運転条件	リン酸カルシウム沈降槽レベルL以上
ドライセパレータ一循環タンクレベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:リン酸カルシウム沈降の固液分離工程
※ドライセパレータの運転条件詳細はドライセパレータの制御盤にて行う。
ドライセパレータ循環ポンプ(P)
運転条件	ドライセパレータ循環タンクレベルL以下
リン酸カルシウム沈降槽レベルHH以下
運転信号	手動:手動操作によるON/OFF
自動:ドライセパレータ循環タンクレベルM以上ON、L以下OFF
自動:ドライセパレータ循環タンクレベルM以上ON、L以下OFF