JP2000334473A - 有機性汚泥の処理方法 - Google Patents
有機性汚泥の処理方法Info
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Abstract
濃縮分離液や脱水濾液中のリンをMAP(リン酸マグネ
シウムアンモニウム)として除去、回収する。 【解決手段】 有機性汚泥を濃縮した後又は濃縮するこ
となく脱水して脱水ケーキを得、脱水ケーキの溶融又は
焼却処理工程の排ガスをアルカリ吸収液として水酸化マ
グネシウムスラリーを用いて湿式処理する。この吸収排
液を濃縮、脱水分離液と混合して分離液中のリンからM
APの不溶化物を生成させ、これを分離して脱リンす
る。
Description
法に係り、特に、有機性汚泥の濃縮、脱水工程から排出
される濃縮分離液や脱水濾液中のリンを、MAP(リン
酸マグネシウムアンモニウム)として除去、回収する有
機性汚泥の処理方法に関する。
応じて濃縮した後脱水処理し、得られた脱水ケーキを、
含有金属類の安定化のために溶融するか、或いは減溶化
のために焼却処理した後、再利用又は投棄処分されてい
る。この溶融又は焼却工程で発生する排ガスは硫黄酸化
物等の酸性ガスを含むため、この排ガスは、アルカリ剤
で処理した後、大気中に放出される。この排ガス処理法
としては、排ガスをアルカリ溶液と接触させてガス中の
酸性物質を吸収させる湿式処理法がある。
処理で得られた濃縮分離液や脱水濾液(以下、これらを
まとめて「汚泥分離液」と称す。)については、前段の
生物処理工程へ返送するなどして処理されている。
方法として、従来、リン含有水中にマグネシウムイオン
を添加して、該水中に含有されるアンモニア及びリンと
マグネシウムとからMAPを生成させ、生成したMAP
粒子を分離回収する方法が提案されている。このMAP
法の処理対象水は、嫌気消化槽脱離液(特公平7−77
640号公報)、活性アルミナ脱離液(特開平9−85
263号公報)等であり、また生し尿にマグネシウム塩
を添加する(特公昭58−45320号公報)の場合の
ように、PO4−P濃度が100mg/L以上の高濃度
リン含有水とされている。なお、従来、嫌気消化槽脱離
液をMAP法で脱リン処理する場合、その処理pHは通
常8.0〜8.3程度とされている。また、被処理水中
のMg/P比は1.0〜1.2程度となるようにマグネ
シウム塩の添加制御が行なわれている。
水工程で得られる汚泥分離液は、リンを含有するもので
あるが、従来、この汚泥分離液についてはMAP法によ
るリンの除去、回収は行なわれていない。これは、従来
一般にMAP法の処理対象水とされているリン含有水に
比べて、有機性汚泥の濃縮、脱水工程で得られる汚泥分
離液はPO4−P濃度が低く、また、共存物質としてM
AP法に必要なNH4−N濃度も低いためである。例え
ば、MAP法が適用されるリン含有水として代表的な嫌
気消化槽脱離液のPO4−P濃度は100〜150mg
/L程度であるのに対し、汚泥分離液のPO4−P濃度
は25〜50mg/L程度と格段に低く、NH4−N濃
度も嫌気消化槽脱離液の500mg/L以上に対し、汚
泥分離液では50〜80mg/Lである。
は、汚泥分離液についても含有されるリンをMAPとし
て除去、回収することが望まれる。
たものであって、有機性汚泥の濃縮、脱水工程から排出
される濃縮分離液や脱水濾液中のリンを、MAPとして
効率的に除去、回収する有機性汚泥の処理方法を提供す
ることを目的とするものである。
理方法は、有機性汚泥を濃縮した後又は濃縮することな
く脱水して分離液と脱水ケーキとを得る脱水工程と、該
分離液の脱リン工程と、該脱水ケーキの溶融又は焼却工
程と、該溶融又は焼却工程の排ガスをアルカリ吸収液で
湿式処理する排ガス処理工程とを備えてなる有機性汚泥
の処理方法において、前記排ガス処理工程のアルカリ吸
収液として水酸化マグネシウムスラリーを用い、その吸
収排液を前記脱リン工程において分離液と混合して該分
離液中のリンからリン酸マグネシウムアンモニウムの不
溶化物を生成させ、これを分離することを特徴とする。
処理pHを8.7〜8.9と、従来の嫌気消化槽脱離液
等をMAP処理する場合の処理pHよりも若干高pH域
とし、添加するマグネシウム塩量を被処理水中のMg/
P比が1.8〜3.0程度と従来の嫌気消化槽脱離液等
をMAP処理する場合のMg/P比よりも若干高くする
ことにより、MAP法による低PO4−P濃度で低NH4
−N濃度の汚泥分離液からのリンの除去、回収を可能と
する。
とが必要な理由は、MAPの析出は溶解度積に依存する
ためである。即ち、MAPの析出における溶解度積は [Mg2+][NH4 +][HPO4 2-][OH-]=7.8
×10-15(モル/リットル)4 で表わされ(京大・宗宮ら)、上式の左辺からもわかる
ように、被処理水である汚泥分離液中のNH4 +,HPO
4 2-が低濃度である分をMg2+,OH-で補う必要がある
ためである。
程での排ガス処理を安価な水酸化マグネシウムを使用し
た湿式法で行うと共に、その排ガス処理で生じた吸収排
液中のマグネシウムイオンをMAP法による脱リン工程
において、高Mg/P比とするためのマグネシウム源と
して利用することにより、有機性汚泥の濃縮、脱水、脱
水ケーキの溶融又は焼却、排ガス処理及び汚泥分離液の
脱リンの一連の処理を低コストにて工業的に有利に行う
ことができる。
施の形態を詳細に説明する。
リン工程で用いられる脱リン装置の実施の形態を示す系
統図である。
下部にポンプP1を有した原水(汚泥分離液と吸収排液
との混合水)の導入配管2が接続され、反応塔1の上部
に処理水の取出配管3が接続されている。また、処理水
の一部を塔底部に循環させるためのポンプP2を有する
循環配管4が設けられている。反応塔1の頂部は開放し
ており、塔下部には被処理水の流通孔を有するMAP粒
子Mの支持板10が設けられている。5はpH計、6は
原水貯槽である。7はpH調整用のNaOH(水酸化ナ
トリウム)貯槽であり、NaOH水溶液は配管8より反
応塔1の下部に注入される。9はNaOH水溶液の希釈
水として、必要に応じて砂濾過水等が導入される配管で
ある。この脱リン装置へは、後述の汚泥分離液及び吸収
排液がそれぞれ配管11,12より導入される。
る有機性汚泥を必要に応じて濃縮した後、脱水処理し、
得られた脱水ケーキを溶融又は焼却工程へ送給する。ま
た、汚泥分離液、即ち、濃縮分離液及び/又は脱水濾液
は図1に示す脱リン装置へ送給する。
縮槽、凝集分離槽等を用いることができ、脱水手段とし
ては、遠心分離機、ベルトプレス脱水機、スクリュープ
レス脱水機、凝集スクリーン等を用いることができる。
程で発生した排ガスの処理に水酸化マグネシウムスラリ
ーを用いるが、この水酸化マグネシウムスラリーとして
は、処理効率、取り扱い性、後段の脱リン工程へのMg
の供給効率等の面から40〜48重量%濃度のものを用
いるのが好ましい。この排ガス処理は、通常の湿式吸収
塔を用いて行うことができ、その処理条件は、排ガスの
浄化の程度に応じて適宜決定される。
分離液と共に図1に示す脱リン装置へ送給する。
11,12より、原水貯槽6に導入されて混合される。
この汚泥分離液と吸収排液との混合液よりなる原水は、
配管2よりMAP反応塔1の下部に導入される。塔内で
は、前述の如く、低PO4−P濃度、低NH4−N濃度の
原水からMAPを効率的に生成させるために、pH8.
7〜8.9となるようにNaOH水溶液が注入される。
なお、pH調整はアルカリ剤であれば良く、何らNaO
H水溶液に限定されるものではない。
粒子Mを種晶としてMAPが造粒される。即ち、原水の
流入と処理水の循環によりMAP粒子が流動状態とな
り、このMAP粒子の表面に新たなMAPが析出し、M
AP粒子が粒成長する。MAPの析出によりリンの濃度
が低下した処理水は取出配管3より排出される。また処
理水の一部は循環配管4により塔下部へ循環される。
は、MAP反応塔1に導入される原水のMg/P比が、
前述の如く、1.8〜5の範囲、特に2.5〜3.5の
範囲となるように混合するのが好ましい。Mg/P比が
1.8未満では、低PO4−P濃度、低NH4−N濃度の
汚泥分離液からMAPを効率的に生成させることができ
ず、また、汚泥分離液に対する吸収排液の水量を大きく
とり、Mg/P比を大きくとることもできるが、Mg/
P比が4.0を超えると、超えた分はMAP生成反応に
対して無駄な分となり、好ましくない。このようなMg
/P比となる汚泥分離液と吸収排液との混合割合は、有
機性汚泥の性状や、濃縮、脱水工程及び排ガス処理工程
の処理条件等によっても異なるが、一般的には汚泥分離
液:吸収排液=1:0.02〜0.05(容量比)とす
るのが好ましい。
ることによりMAP法による脱リン処理を効率的に行う
ことが可能となる。この脱リン処理で得られる処理水
は、前段の活性汚泥槽等へ返送されて処理される。
る場合には、別途Mg塩を添加する必要があるが、通常
の場合、高価なMg塩を系外から添加することなく、或
いは添加する場合であっても極少量の添加でMAP生成
による脱リン処理を行うことができる。また、MAP生
成にアンモニウムイオンが不足する場合には、反応塔に
更にアンモニア又はアンモニウム塩を添加する必要があ
る。
好適な脱リン装置の一例であって、本発明は何ら図示の
ものに限定されるものではない。例えば、MAP反応塔
は、空気曝気により塔内の粒子を流動させる型式のもの
であってもよく、また、吸収排液は原水貯槽に導入せ
ず、直接MAP反応塔の下部に導入しても良い。また、
この吸収排液に予めNaOH水溶液を混合してMAP反
応塔に導入しても良い。
説明する。
汚泥を遠心濃縮することにより濃縮した後、さらに遠心
脱水機で脱水する濃縮、脱水工程から排出された濃縮分
離液と脱水濾液とからなる、下記平均水質の汚泥分離液
の脱リン処理を行った。
発生した排ガスの処理工程からは、40重量%のMg
(OH)2スラリーを用いて湿式処理したことにより、
下記平均水質の吸収排液が排出された。
収排液をそれぞれ144m3/日,3m3/日で原水貯槽
6に導入し、原水貯槽6の原水(汚泥分離液と吸収排液
との混合液)を5.9m3/hrでMAP反応塔1に導
入した。循環水量は11.0m3/hrとした。また、
反応塔には、塔内のpHが8.7〜8.9の範囲となる
ように24重量%NaOH水溶液を注入した。
原水のPO4−P濃度及びMg濃度並びにMg/P比
と、処理水のPO4−P濃度及びpHの経日変化は表1
に示す通りであった。
処理の吸収排液を用いて、汚泥分離液からリンをMAP
として効率的に除去、回収することができることがわか
る。
機性汚泥の脱水ケーキの溶融又は焼却工程の排ガス工程
の排ガス処理を、安価な水酸化マグネシウムを用いて低
コストにて行うと共に、この排ガス処理の吸収排液を利
用して、有機性汚泥の濃縮、脱水濾液中のリンをMAP
として効率的にしかも安価に除去、回収することができ
る工業的に極めて有利な有機性汚泥の処理方法が提供さ
れる。
用いられる脱リン装置の実施の形態を示す系統図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 有機性汚泥を濃縮した後又は濃縮するこ
となく脱水して分離液と脱水ケーキとを得る脱水工程
と、 該分離液の脱リン工程と、 該脱水ケーキの溶融又は焼却工程と、 該溶融又は焼却工程の排ガスをアルカリ吸収液で湿式処
理する排ガス処理工程とを備えてなる有機性汚泥の処理
方法において、 前記排ガス処理工程のアルカリ吸収液として水酸化マグ
ネシウムスラリーを用い、その吸収排液を前記脱リン工
程において分離液と混合して該分離液中のリンからリン
酸マグネシウムアンモニウムの不溶化物を生成させ、こ
れを分離することを特徴とする有機性汚泥の処理方法。
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