JP2002320978A - リン含有水の超高速処理方法及び装置 - Google Patents

リン含有水の超高速処理方法及び装置

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JP2002320978A
JP2002320978A JP2001132293A JP2001132293A JP2002320978A JP 2002320978 A JP2002320978 A JP 2002320978A JP 2001132293 A JP2001132293 A JP 2001132293A JP 2001132293 A JP2001132293 A JP 2001132293A JP 2002320978 A JP2002320978 A JP 2002320978A
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phosphorus
sludge
liquid
solid
water
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JP2001132293A
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English (en)
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Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
Toshihiro Tanaka
俊博 田中
Takayuki Kata
孝幸 加太
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リン含有水の凝集分離法によるリンの除去処
理において、難脱水性で、利用価値の無い凝集分離汚泥
の発生を無くし、凝集分離汚泥から砂を分離するのに用
いる液体サイクロンを不要にすることができる新技術を
提供する。 【解決手段】 リン含有水に無機凝集剤及び/又は工程
Cの酸性液と、高分子凝集剤と高比重物質微粒子とを添
加して凝集沈殿し、該凝集沈殿汚泥にアルカリを添加し
て分離水と分離汚泥とに固液分離する工程A、該分離水
に任意のリンイオン析出剤を添加して析出する固形物を
固液分離する工程B、及び前記工程Aの分離汚泥に鉱酸
を添加して汚泥を溶解し金属イオンを生成させ、該金属
イオンと高比重物質微粒子含有酸性液を得る工程Cを有
することを特徴とするリン含有水の超高速処理方法、及
びその処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水、下水処理
水、し尿処理水、各種産業排水、湖沼水および河川水な
どの各種リン含有水の超高速処理方法および装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】リン含有水からリンの除去技術として、
従来から知られる最も代表的な方法は凝集沈殿法であ
る。この技術は、リン含有水(以下「原水」ともいう)
に硫酸アルミニウム、PAC、塩化第2鉄、硫酸第2
鉄、ポリ硫酸第2鉄、塩化チタン、硫酸チタニルなどの
無機凝集剤を添加して撹拌し、フロックを形成させた
後、フロックを沈殿させ、浄化処理水を得る技術であ
る。無機凝集剤を添加して凝集フロックを形成させた
後、フロックを分離する凝集沈殿法などの凝集分離法
は、簡単な装置、操作でリンとCODを一挙に除去する
ことができ、その除去効果も十分に高いことが特徴であ
る。しかし、この方法は、大量の難脱水性の凝集汚泥が
発生し、その処理・処分が大きな問題になるという重大
な欠点がある。
【0003】また、近年、凝集撹拌槽に無機凝集剤、砂
などの比重の大きい微粒子(粒径20〜200ミクロン
程度)、高分子凝集剤の3者を添加して砂を取り込んだ
沈降性が極めて大きなフロックを形成させ、超高速で沈
殿させる技術が開発されている。(例えば、微粒子砂を
利用した超高速凝集沈殿装置:第37回下水道研究発表
会、p243〜245:平成12年)。しかしながら、
この発表になる技術にあっては、難脱水性の凝集沈殿汚
泥が大量に発生するという欠点は、何ら解決されていな
かった。しかも、砂を含んだ凝集沈殿汚泥から砂を回収
して再利用するために、液体サイクロンが不可欠であ
り、液体サイクロンの閉塞トラブル、砂回収が100%
ではないために、砂の補給が必要であり、砂含有凝集沈
殿汚泥の脱水処理時の遠心脱水機の砂による摩耗が生じ
るという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の凝集
分離法によるリンの除去処理において付随する上記未解
決の諸問題点を解決し、難脱水性で、かつ、利用価値の
無い凝集分離汚泥の発生を無くすることができ、これに
よって、凝集分離汚泥から砂を分離するのに用いる液体
サイクロンを不要にすることができ、容易に砂回収率を
100%にすることができる新技術を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1)リン含有水に無機
凝集剤及び/又は工程Cの酸性液と、高分子凝集剤と高
比重物質微粒子とを添加して凝集沈殿し、該凝集沈殿汚
泥にアルカリを添加して分離水と分離汚泥とに固液分離
する工程A、該分離水に任意のリンイオン析出剤を添加
して析出する固形物を固液分離する工程B、及び前記工
程Aの分離汚泥に鉱酸を添加して汚泥を溶解し金属イオ
ンを生成させ、該金属イオンと高比重物質微粒子含有酸
性液を得る工程Cを有することを特徴とするリン含有水
の超高速処理方法。 (2)流れの方向に順次、新鮮無機凝集剤の供給管、高
比重物質微粒子の供給管、高分子凝集剤の供給管を設け
たリン含有水の供給管を有する第1撹拌槽、第1撹拌槽
の液を導入する導入管と処理水の流出管を設けた凝集沈
殿装置、凝集沈殿装置からの凝集沈殿に苛性アルカリを
添加した後攪拌する第2攪拌槽、第2攪拌槽の攪拌物を
固液分離する第1固液分離装置、前記分離液にカルシウ
ム分を添加してリン酸カルシウムを分離する第2固液分
離装置、第1固液分離装置からの汚泥に鉱酸を添加して
高比重物質微粒子共存酸溶解液を生成させる溶解槽、及
び溶解槽から高比重物質微粒子共存酸溶解液をリン含有
水の供給管に導く導管を有することを特徴とするリン含
有水の超高速処理装置。
【0006】本発明は、リン含有水に無機凝集剤を添加
して混合し、凝集物を形成させそれにリンを吸着させ、
それを沈殿させてリンを吸着した凝集沈殿汚泥を形成さ
せることにより、リン含有水からリンを除去するに際し
て、高分子凝集剤を添加して高分子凝集剤を吸着した凝
集沈殿汚泥を形成させることにより、凝集沈殿汚泥の分
離を容易にすることができるのであるが、その凝集沈殿
に当たり比重の大きな物質(「高比重物質」という)の
微粒子を添加して共存させることにより、高比重物質の
微粒子が沈降速度が大きくて早く沈降する現象を利用し
て、凝集沈殿を早めようとするものである。前記の目的
からすれば、高比重物質の微粒子としては、その凝集反
応の条件で安定な物質であれば何でも使用することがで
きるが、無機物質が適しており、具体的には砂(珪
砂)、鉱物類、金属類が使用できる。その粒径が大きい
と沈降速度が大きくなりすきて、先に沈殿してしまう
し、また小さすぎると沈降速度が小さくて沈降を促進す
る作用が出ない。砂の場合には、無機凝集剤として鉄系
凝集剤が使用するときには、平均粒径が10〜700μ
mのものがよく、20〜500μmのものが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。図1に示すように、下水の活性汚
泥処理水、湖沼水などのリン含有水1を供給管1aによ
り第1撹拌槽5に供給する過程において、塩化第2鉄、
硫酸第2鉄、PAC、硫酸アルミニウム等の新鮮無機凝
集剤2を添加し、更に砂、マグネタイト、ガーネット、
鉄粉等の比重が2以上の高比重無機物質微粒子3(以
下、微粒子として砂を用いた場合を示し、「微粒砂3」
と記載する)と高分子凝集剤4を添加し、第1撹拌槽5
に供給して撹拌し、前記微粒砂3を取り込んだ沈降性が
極めて大きい凝集フロック(図示しない)を形成させた
後、凝集沈殿装置6に移送して沈降分離処理し、凝集沈
殿装置6の上部に設けた流出管7aから浄化された処理
水7が流出する。
【0008】一方、凝集沈殿装置6の底部に沈降したリ
ン、砂を取り込んだ凝集沈殿汚泥8は、凝集沈殿装置6
の下部配管により抜き出され、NaOHまたはKOHの
苛性アルカリ9を添加し、pHを11以上、好ましくは
12〜12.5に高めて、第2撹拌槽10内でおよそ3
0分間程撹拌処理する。このように処理、操作を施すこ
とによって、凝集沈殿フロックに取り込まれていたリン
が液側に溶出する現象を、本発明者にして初めて見出さ
れた。しかる後、砂含有アルカリ処理汚泥11を第1固
液分離装置12に移行して固液分離処理し、砂含有分離
汚泥14に鉱酸18(硫酸、塩酸、硝酸のいずれか)を
添加し、pHを強酸性域(1.5〜3.5)にして汚泥
を溶解する。この場合必要により貯槽を兼ねた溶解槽1
9を用いるが、リン含有水1の供給管1aまで送る導管
20a内で反応が完了する場合には溶解槽19を用いな
くてもよい。この場合、砂は全く溶解しない。
【0009】新鮮な無機凝集剤2として、鉄系、チタン
凝集剤を使用した場合は、pHを1.5以下にし、アル
ミニウム系凝集剤を使用するときはpHを3.5以下に
して撹拌すると、汚泥が溶解(この時、加温すると溶解
速度が向上する)し、鉄イオン、アルミニウムイオン、
チタンイオンの何れかと砂粒子を含有する砂含有酸溶解
液20が得られ、これを導管20aでリン含有水1の供
給管1aに導き、循環させて、リン含有水1の凝集分離
用の新鮮無機凝集剤2および微粒砂3の代替品として再
利用する。従って、新鮮な無機凝集剤2と微粒砂3は運
転当初のみ添加すればよく、鉄などの金属イオン・砂含
有酸性液が得られた後は、この金属イオン・砂含有酸性
液を原水に添加することによって、新鮮な無機凝集剤と
砂を不要にすることができることになる。ただし、処理
水に少量の微細な凝集フロックが流出する場合は、少量
の新鮮な無機凝集剤を補給するようにする。
【0010】従って、本発明にあっては、砂を凝集汚泥
から分級する液体サイクロンを不要にすることができ、
その上、砂回収率を確実に100%にすることができ
る。尚、アルカリ処理砂含有汚泥11に水を加えてから
固液分離して、さらに砂含有分離汚泥14のアルカリ分
を洗浄した後、酸を添加すると、酸の所要量を減少させ
ることができるので好ましい。このように処理して、ア
ルカリ処理汚泥の分離液13に任意のリンイオン析出剤
15として、例えば、Caイオンを与える化合物(Ca
剤)(塩化カルシウムが好適)、または、Mgイオンを
与える化合物(Mg剤)(塩化マグネシウム、水酸化マ
グネシウム、海水が好適)を添加して撹拌するとリン酸
カルシウムまたはリン酸マグネシウム系化合物(ヒドロ
キシアパタイト、リン酸マグネシウム、リン酸マグネシ
ウムアンモニウム等)の沈殿が生成する。これを第2固
液分離装置16で分離して図1の場合Ca化合物17を
得る。
【0011】リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム系
化合物は、リン酸肥料として有効利用できる物質である
ので、リン含有水からリンを有価物として回収する。な
お、このリン回収工程にリン鉱石あるいはリン酸マグネ
シウムアンモニウム等の種晶を利用する晶析脱リン法を
適用しても良いことは云うまでもない。なお、リン回収
工程(第2固液分離装置16)からの分離液21はアル
カリ性であるので、リン脱着のためのアルカリ処理を行
う第2撹拌槽10に返送すると、新鮮なNaOHの添加
量を削減できる効果がある。
【0012】
【実施例】本発明を実施例に基づいて詳細に説明する
が、本発明はこの実施例により制限されるものではな
い。
【0013】実施例1 下水の標準活性汚泥処理水(リン1.2mg/リット
ル)を対象に本発明方法の試験を行った。試験条件を第
1表に示す。運転開始後10日間は、新鮮な無機凝集剤
(塩化第2鉄)を添加し、その後は図1の工程で製造さ
れた第2鉄イオン及び砂含有酸性液を凝集剤として使用
した。
【0014】
【表1】
【0015】以上の条件で1ヶ月運転し、処理水のリン
を分析した。運転開始後10日間、新鮮な塩化第2鉄を
添加した場合には、処理水のリン濃度は0.08mg/
リットルであった。これに対し、新鮮な塩化第2鉄の添
加を止め、本発明の第2鉄イオン含有酸性液を凝集剤と
して再利用した場合には、処理水リン濃度は0.083
mg/リットルを顕し、砂回収率は100%であった。
また、難脱水性の凝集分離汚泥の発生がなくなり、か
つ、リン資源が回収できた。
【0016】比較例1 砂を用いない以外は実施例1と同様な条件で実験を行っ
た。その場合、凝集沈殿装置における凝集沈殿汚泥の沈
降速度は100mm/minであって、凝集沈殿装置の
負荷(処理能力)は0.67リットル/hとなり、実施
例1の1/15に低下した。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。 (1)リン含有水からリンを超高速で効果的に凝集沈殿
できる。 (2)砂回収用の液体サイクロンを不要にでき、かつ、
砂のような高比重物質が100%回収できる。 (3)難脱水性で利用価値の無い凝集沈殿汚泥が発生し
ない。 (4)リン含有水中の貴重なリン(リンは世界的あ枯渇
資源である)を有価資源として回収できる。 (5)比重が大きい物質の微粒子を併用することによ
り、無機凝集剤による凝集沈殿の生成率が高まって分離
効率が高くなり、結果として無機凝集剤の回収率が高く
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様を説明する図である。
【符号の説明】
1 リン含有水 1a 供給管 2 無機凝集剤 3 微粒砂 4 高分子凝集剤 5 第1撹拌槽 6 凝集沈殿装置 7 処理水 7a 流出管 8 凝集沈殿汚泥 9 苛性アルカリ 10 第2撹拌槽 11 アルカリ処理砂含有汚泥 12 第1固液分離槽 13 分離液 14 砂含有分離汚泥 15 Ca剤、Mg剤 16 第2固液分離装置 17 Ca化合物、Mg化合物 18 鉱酸 19 溶解槽 20 砂共存酸溶解液(酸性液) 20a 導管 21 分離液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加太 孝幸 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 4D015 BA15 BB09 BB12 CA18 DA04 DA05 DA13 DA16 DA31 DB03 DC08 EA06 EA32 FA03 FA28 4D038 AA08 AB45 AB48 AB49 AB51 BA04 BB13 BB18 4D059 AA06 AA19 AA30 BE31 BE49 BF12 BF14 BH04 BH05 BH07 BH08 BJ01 CA21 CA28 DA01 DA31 DA32 DA33 EB05 4H061 AA02 BB30 CC35 CC51 GG43 GG46 GG54 GG69

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リン含有水に無機凝集剤及び/又は工程
    Cの酸性液と、高分子凝集剤と高比重物質微粒子とを添
    加して凝集沈殿し、該凝集沈殿汚泥にアルカリを添加し
    て分離水と分離汚泥とに固液分離する工程A、該分離水
    に任意のリンイオン析出剤を添加して析出する固形物を
    固液分離する工程B、及び前記工程Aの分離汚泥に鉱酸
    を添加して汚泥を溶解し金属イオンを生成させ、該金属
    イオンと高比重物質微粒子含有酸性液を得る工程Cを有
    することを特徴とするリン含有水の超高速処理方法。
  2. 【請求項2】 流れの方向に順次、新鮮無機凝集剤の供
    給管、高比重物質微粒子の供給管、高分子凝集剤の供給
    管を設けたリン含有水の供給管を有する第1撹拌槽、第
    1撹拌槽の液を導入する導入管と処理水の流出管を設け
    た凝集沈殿装置、凝集沈殿装置からの凝集沈殿に苛性ア
    ルカリを添加した後攪拌する第2攪拌槽、第2攪拌槽の
    攪拌物を固液分離する第1固液分離装置、前記分離液に
    カルシウム分を添加してリン酸カルシウムを分離する第
    2固液分離装置、第1固液分離装置からの汚泥に鉱酸を
    添加して高比重物質微粒子共存酸溶解液を生成させる溶
    解槽、及び溶解槽から高比重物質微粒子共存酸溶解液を
    リン含有水の供給管に導く導管を有することを特徴とす
    るリン含有水の超高速処理装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005040739A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Unitika Ltd リン酸塩を含む排水の処理方法
JP2009247957A (ja) * 2008-04-03 2009-10-29 Ebara Environmental Plant Co Ltd 水処理方法
KR100986220B1 (ko) 2010-06-07 2010-10-07 조덕행 하/폐수의 인을 제거하기 위한 고도 처리 방법
JP2012228673A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Swing Corp 高速凝集沈澱池の立ち上げ方法

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