JP2000218281A - 脱リン機能を有する下水処理水の濾過装置 - Google Patents

脱リン機能を有する下水処理水の濾過装置

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JP2000218281A
JP2000218281A JP11021122A JP2112299A JP2000218281A JP 2000218281 A JP2000218281 A JP 2000218281A JP 11021122 A JP11021122 A JP 11021122A JP 2112299 A JP2112299 A JP 2112299A JP 2000218281 A JP2000218281 A JP 2000218281A
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Katsumi Moriyama
克美 森山
Yuichi Fukushima
祐一 福島
Tadashi Matsumoto
忠司 松本
Yuichiro Abe
雄一朗 阿部
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 活性汚泥法による下水処理水を濾過する濾
過装置において、濾過材として珪酸カルシウムからなる
脱リン機能を有する濾過材を使用し、該下水処理水のカ
ルシウムイオン濃度を所定の濃度に調整するカルシウム
イオン濃度調整手段と、該下水処理水のpH値を所定の
値に調整するpH調整手段とを有している濾過装置であ
る。 【効果】 上記濾過装置は、下水処理場より排出される
処理水の浮遊物質濃度の減少および可溶性のリン分(正
リン酸イオン態リン)の脱リンを単一の装置で行なえる
ので、処理水の清澄化をより一層効率的に進めることが
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工場等から排出さ
れる産業廃水や都市下水などを活性汚泥法で処理した処
理水を濾過する濾過装置に関し、この濾過装置で使用す
る濾過材に脱リン機能を持たせ、濾過と同時に処理水中
の脱リンも行う脱リン機能を有する濾過装置に関する。
【0002】
【従来技術】下水処理場において、産業排水や都市下水
を活性汚泥法で処理する場合、受け入れた産業排水や都
市下水の粗大ゴミなどを取り除き、次いで生物反応槽
で、該産業排水や都市下水中に含まれている有機物とリ
ン分を活性汚泥中に取り込み、最終沈殿池でこの活性汚
泥と処理水とに分離し、分離した活性汚泥を返送汚泥と
余剰汚泥とに分別し、上記処理水は、下水処理場外に放
出されている。
【0003】上記最終沈殿池にて活性汚泥と処理水とに
分離している分離方法が、重力沈降方式であるため、該
最終沈殿池の滞留時間内に沈降できない微細な活性汚泥
ブロックが処理水中の懸濁物として場外に排出されてい
る。湖沼等の狭い閉鎖区域に面している地域の下水処理
場では、これら処理水と共に排出される少量の活性汚泥
(以下懸濁物という)も水質汚濁の原因物質となるた
め、固定床式、或いは、移床式の濾過装置で処理水を濾
過した後、場外に排出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記濾過装
置で濾過した濾過水中には、活性汚泥処理で除去できな
かった溶解性のリン分(正リン酸イオン態リン)が残存
している。このため、リン分を含んだ下水処理水が排出
されている湖沼などの閉鎖性水域において、水質を悪化
させる一因となっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記水質悪化
の一因となっている下水処理水に含まれる溶解性のリン
分および下水処理水に同伴される活性汚泥を除去するこ
とを目的としてなされたものであって、次の通り構成さ
れている。 1.請求項1の発明は、活性汚泥法による下水処理水を
濾過する濾過装置において、濾過材として脱リン機能を
有する濾過材を使用する脱リン機能を有する下水処理水
の濾過装置である。 2.請求項2の発明は、上記請求項1の発明に記載の下
水処理水を濾過する濾過装置であって、該濾過装置が、
該下水処理水のカルシウムイオン濃度を所定の濃度に調
整するカルシウムイオン濃度調整手段と、該下水処理水
のpH値を所定の値に調整するpH調整手段とを有して
いる脱リン機能を有する下水処理水の濾過装置である。 3.請求項3の発明は、請求項1および請求項2の濾過
材が、珪酸カルシウムを主体とした物質より構成されて
いる脱リン機能を有する下水処理水の濾過装置である。
【0006】
【発明の実施の態様】本発明の濾過装置に用いる脱リン
機能を有する濾過材は、処理水中のリン分を取り込み不
溶化するものであって、且つ、濾過材が水に不溶な物質
である必要がある。この条件を備えていれば有機物であ
っても無機物であっても用いることが出来る。特に、珪
酸カルシウムやハイドロガーネットなどのカルシウムイ
オンを溶出するものは、リン分と反応することによって
水に不溶のハイドロキシアパタイトを生成するので好適
である。本発明の濾過装置に用いられる主として珪酸カ
ルシウムより構成される脱リン機能を有する濾過材とし
ては、この用途に適するように、珪酸質材料と石灰質材
料とを所定の割合で配合し、これに金属アルミニウムな
どの発泡剤を必要に応じて添加し、所定の形状に整形し
た後、高温高圧養生、例えば、180℃、10KPaの
条件下でオートクレーブ養生を行い製造されたものが好
適である。また、同様にして製造されている軽量気泡コ
ンクリート(ALC)とその廃材なども使用することが
できる。
【0007】使用する濾過材の形状としては、特に限定
されないが、球形または球形に近い形状のものが好まし
い。更に、これら造形物または上記ALC等を粉砕し、
所定の粒径に分級したものも使用することが出来る。
【0008】使用する濾過装置としては、既存の固定床
式、移床式の濾過装置を挙げることが出来る。固定床式
の濾過装置は、図3に示すように、密閉型の濾過槽7頂
部に設けた処理する懸濁物を含んだ下水処理水(以下原
水という)を濾過槽7内に供給する供給口21と、該濾
過槽7下部に設けた濾過した濾過水を排出する排出口2
4とを有している。この濾過槽7内に多孔板よりなる濾
床板3を設け、該濾床板3上に濾過層として下層より砂
利層4、砂層5および脱リン機能を有する濾過材層6の
順に積層し、該原水を供給口21より濾過槽7内に供給
し、脱リン機能を有する濾過材層6、砂層5、砂利層4
の順に通過させ、懸濁物と濾過水とに分離している。2
2は洗浄ノズルである。
【0009】また、移床式の濾過装置は、図4に示すよ
うに脱リン機能を有する濾過材層6よりなる濾過材を収
納した密閉型の濾過槽7を有し、この濾過槽7には、天
井部より底部にかけて延在するエアリフト管35が取り
付けられている。該エアリフト管35の上部には、濾過
した懸濁物を含んだ濾過材を洗浄により再生する洗浄部
32と、洗浄部32の下方に洗浄済みの濾過材を濾過層
に分散して供給するための分散板33とが設けられてい
る。また、分散板33の下方には円錐型をした仕切板3
4が取り付けられている。処理する原水は、該濾過槽7
の下部より、該仕切り板34の上部に形成されている濾
過層内に、供給管31を介してディストリビュータ36
により分散供給される。供給された原水は、該濾過層を
通過する際に、懸濁物と濾過水とに分離される。分離さ
れた濾過水は、濾過槽の上部より濾過装置1外に排出さ
れている。この濾過層の表層部には、該洗浄部32で再
生された濾過材が常時供給されており、これに伴い、分
離した懸濁物質を含んだ濾過材は、該仕切り板34の下
方に形成されている濾過材排出部37に移動している。
この濾過材排出部37では、エアリフト管35より供給
されたリフト用の空気により、濾過材は流動化状態とな
っている。このため、濾過材は、エアリフト管35内を
通り洗浄部32に移送され、ここで濾過材と懸濁物とが
分離され、該懸濁物は濾過装置外に排出される。
【0010】このような既存の濾過装置で、従来使用し
ていたアンスラサイト材に替えて、主として珪酸カルシ
ウムから構成される脱リン機能を有する濾過材を使用す
る場合、経験上、有効径を1.5〜2.0mm、嵩比重
を1,7以下とすることが望ましい。また、図3に示す
ような固定床式の濾過装置において、アンスラサイト材
層と砂層5とに替えて脱リン機能を有する濾過材を使用
する場合は、経験上、逆洗浄を行った際の濾過層の再形
成を考慮して上層と下層の嵩比重差を約1.0以上設
け、且つ、上層の有効径を下層の2.7倍以下とするこ
とが望ましい。
【0011】原水中のリン分の除去は、まず原水に水酸
化カルシウム、塩化カルシウムなどのカルシウムイオン
源を添加し、原水のカルシウムイオン濃度を90〜16
0mg/lに調整する。次に、この原水に苛性ソーダ、
水酸化カルシウムなどのアルカリ剤を添加してpH値を
8〜9に調整する。更に、上記珪酸カルシウム水和物よ
り成る濾過材の表面に難溶性のヒドロキシアパタイトの
結晶を生成させることにより脱リンを行うものである。
従って、この結晶の生成に必要な時間だけ、該濾過材と
処理水とを接触させておく必要がある。
【0012】上記固定床式濾過装置における濾過層厚
は、濾過装置の形式、リン分の除去量、除去する浮遊物
質の量、浮遊物質の性状、処理速度および濾過効率等に
より決まるが、おおむね既存の濾過装置と同様の層厚、
例えば、層厚600〜1800mm程度で良いと推測さ
れる。また、脱リン機能を有する濾過材としては、粒径
(有効径)0.6〜2.0mm、均等係数1.4以下、
嵩比重0.2〜2.3程度のものを使用することが出来
る。
【0013】図1は、本発明の脱リン機能を有する濾過
装置の一実施態様を示す模式図である。図によれば、上
記最終沈殿池で分離された処理水を原水とし、この原水
を原水槽兼カルシウムイオン濃度調整槽12に受け入
れ、カルシウムイオン濃度調整手段において、塩化カル
シウムを添加して原水中のカルシウムイオン濃度を所定
の値に調整する。カルシウムイオン濃度が調整された原
水は、pH調整槽8に供給される。次いで、pHセンサ
ー9とpH制御装置10を備えたpH調整槽8よりなる
pH値調整手段で、pHセンサー9の検出値に基づき、
苛性ソーダの添加量調整弁11を制御して原水のpH値
を所定の値に調整する。pH値の調整が終了した原水
は、濾過装置1に供給される。濾過装置1では、濾過槽
7の内部に濾床板3を水平に設置し、濾床板3の上に砂
利4、その上層に珪砂5、最上層に脱リン機能を有する
濾過材6を積層して濾過層を形成している。濾過槽7の
頂部より供給された調整済みの原水は、脱リン機能を有
する濾過材層6、珪砂層5を通過する際に、原水中の浮
遊物質を濾過すると同時に、リン分を除去し、濾過槽の
下部より濾過水として、濾過装置1外に排出されてい
る。また濾過装置には、上記濾過層前後の圧力差を検出
する差圧検出器2を備えており、この濾過層前後の差圧
が所定の値以上となった時点で、図示していない逆洗装
置により、逆洗して濾過層内に蓄積した懸濁物を濾過装
置外に排出している。
【0014】
【実施例】[実施例1]珪酸カルシウム水和物であるト
バモライトより構成されている三菱マテリアル株式会社
製の濾過材を、有効径1.5〜2.0mm、均等係数
1.4以下となるように粒度調整をおこなった表1に示
す製濾過材AおよびBを使用する。図1に示す下向流式
(固定床式)の濾過装置にカルシウムイオン濃度調整手
段と、pH値調整手段を設けた濾過装置を使用する。浮
遊物質濃度:6〜10mg/l、PO−P濃度:2m
g/l前後の生物処理水(二次処理水)を原水として、
苛性ソーダでpH値を8.5に調整するとともに、塩化
カルシウム水で原水中のカルシウムイオン濃度を130
mg/lに調整する。上記濾過材を濾過層厚0.6mに
敷き、その下層に有効径0.7mm、均等係数1,4の
珪砂(比重2.6)を濾過層厚0.3mに敷いて濾過層
を形成する。これに濾過速度30、35、40、50m
/日で通水し、所定日数毎に濾過液中の浮遊物質濃度
と、リン分濃度とを測定した。その結果、浮遊物質濃度
は、上記何れの濾過速度においても1mg/l以下であ
る。リン分濃度は、図2に示すとおりである。
【0015】
【表1】
【0016】[実施例2]実施例1の原水で、同様にp
H値とカルシウムイオン濃度とを調整し、実施例1の濾
過システムを用いて、上記表1に示す三菱マテリアル社
製の脱リン機能を有する濾過材Cを下層として0.3
m、上層に上記濾過材Bを0.6mの層厚で積層した濾
過層を形成させ、これに濾過速度55m/日で通水し、
実施例1と同様に濾過液中の浮遊物質濃度とリン分濃度
とを測定した。その結果、浮遊物質濃度は、1mg/l
以下である。リン分濃度は、同じく図2に示す通りであ
る。
【0017】[従来例]実施例1の濾過材に代えて、嵩
比重1.5、有効径:2.0mm、均等係数1.4のア
ンスラサイト材を使用した他は、実施例1で使用した固
定床式の濾過装置を用い、濾過速度40m/日で、実施
例1の原水を通水した。その結果、浮遊物質濃度は、1
mg/l以下である。そのリン分濃度は、同じく図2に
示す通りである。
【0018】
【発明の効果】本発明の脱リン機能を有する濾過材を使
用した濾過装置の濾過性能は、アンスラサイト材と珪砂
を濾過材として使用していた従来の濾過装置に比べ、何
ら遜色がないことが確認された。また、この濾過装置
は、脱リン機能を有しているので、下水処理場より排出
される処理水の浮遊物質濃度の減少および可溶性のリン
分(正リン酸イオン態リン)の脱リンを単一の装置で行
なえるので、処理水の清澄化をより一層効率的に進める
ことが出来る。この濾過装置で使用する濾過材は、製造
過程において、嵩比重を0.2〜2.3の範囲で調整で
きるので、濾過材の上層部と下層部との嵩比重差を大き
くすることができる。従って、逆洗浄時の洗浄水量の削
減および洗浄時間を短縮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱リン機能を有する濾過装置の一実施
態様を示す模式図である。
【図2】本発明の実施例1および2の結果を示すグラフ
である。
【図3】本発明に係わる脱リン機能を有する濾過材を固
定床式濾過装置で使用した場合の、一実施態様の縦断面
図である。
【図4】本発明に係わる脱リン機能を有する濾過材を移
動床式の濾過装置使用した場合の、一実施態様の縦断面
図である。
【符号の説明】
1:濾過装置 2:差圧検出器 3:濾床板 5:砂層 6:脱リン機能を有する濾過材 7:濾過槽 9:pHセンサー 10:pH制御装置 11:調整弁 12:カルシウムイオン濃度調整槽 21:供給口 24:排出口 31:供給管 32:洗浄部 33:分散板 34:仕切り板 35:エアリフト管 36:ディストリビュータ 37:濾過材排出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 忠司 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社セメント研究所内 (72)発明者 阿部 雄一朗 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社セメント研究所内 Fターム(参考) 4D038 AA08 AB45 AB49 BB13 BB17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性汚泥法による下水処理水を濾過する
    濾過装置において、 濾過材として脱リン機能を有する濾過材を使用すること
    を特徴とする脱リン機能を有する下水処理水の濾過装
    置。
  2. 【請求項2】 上記下水処理水を濾過する濾過装置であ
    って、 該濾過装置が、該下水処理水のカルシウムイオン濃度を
    所定の濃度に調整するカルシウムイオン濃度調整手段
    と、 該下水処理水のpH値を所定の値に調整するpH調整手
    段とを有していることを特徴とする請求項1記載の脱リ
    ン機能を有する下水処理水の濾過装置。
  3. 【請求項3】 上記濾過材が、珪酸カルシウムを主体と
    した物質より構成されていることを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の脱リン機能を有する下水処理水の
    濾過装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015008398A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 太平洋セメント株式会社 水質浄化材、その製造方法、および魚介類の養殖場の水質の浄化方法
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KR101710638B1 (ko) * 2016-08-25 2017-02-27 에덴녹화산업 주식회사 침투도랑형 비점오염저감시설

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Effective date: 20011207