JP2003211190A - 汚泥からのリン回収方法 - Google Patents
汚泥からのリン回収方法Info
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- JP2003211190A JP2003211190A JP2002017269A JP2002017269A JP2003211190A JP 2003211190 A JP2003211190 A JP 2003211190A JP 2002017269 A JP2002017269 A JP 2002017269A JP 2002017269 A JP2002017269 A JP 2002017269A JP 2003211190 A JP2003211190 A JP 2003211190A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸加熱処理による沈殿物除去後の上澄水中の
リン濃度をさらに低くし、水処理系への負荷をさらに軽
減することができるリンの回収方法を提供すること。 【解決手段】 汚水を生物処理することによって発生す
る余剰汚泥Eに対して、酸Fを添加し30〜300℃に
加熱することによって、汚泥中に含まれるリンを水中に
放出せしめ、固液分離によって得られる上澄水にリン凝
集剤Iと、少量のアルカリ剤Kを添加することによっ
て、リン化合物を沈殿物として回収することを特徴とす
る。
リン濃度をさらに低くし、水処理系への負荷をさらに軽
減することができるリンの回収方法を提供すること。 【解決手段】 汚水を生物処理することによって発生す
る余剰汚泥Eに対して、酸Fを添加し30〜300℃に
加熱することによって、汚泥中に含まれるリンを水中に
放出せしめ、固液分離によって得られる上澄水にリン凝
集剤Iと、少量のアルカリ剤Kを添加することによっ
て、リン化合物を沈殿物として回収することを特徴とす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水等の汚水を活
性汚泥と混合させることにより、汚水中に含まれるリン
などの無機物や有機物を生物処理し、その後段で行われ
る固液分離により得られる上澄水からリンを回収する方
法に関し、特に、固液分離後の分離液を処理水として放
流し、分離汚泥を生物反応槽に返送するとともに、一部
の余剰汚泥を処理・処分する汚水と汚泥の処理システム
に利用することのできるリンを回収する方法に関する。
性汚泥と混合させることにより、汚水中に含まれるリン
などの無機物や有機物を生物処理し、その後段で行われ
る固液分離により得られる上澄水からリンを回収する方
法に関し、特に、固液分離後の分離液を処理水として放
流し、分離汚泥を生物反応槽に返送するとともに、一部
の余剰汚泥を処理・処分する汚水と汚泥の処理システム
に利用することのできるリンを回収する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、下水等の汚水中に含まれるリン
は、生物反応槽内に保持した活性汚泥と汚水を混合し、
微生物の代謝を利用すること等により、汚水中から生物
学的に回収除去してきた。また、この汚泥は、生物反応
槽から余剰汚泥として引き抜き、乾燥・焼却等の処理を
行った後、埋め立て処分するなどにより、系外へと排出
するものであるが、焼却時の汚泥にはリンが含まれてい
るために、焼却炉を痛める原因となっており、嫌気・好
気法などのように、汚泥中のリン濃度が高くなっている
ときには、この傾向が顕著に現れる。
は、生物反応槽内に保持した活性汚泥と汚水を混合し、
微生物の代謝を利用すること等により、汚水中から生物
学的に回収除去してきた。また、この汚泥は、生物反応
槽から余剰汚泥として引き抜き、乾燥・焼却等の処理を
行った後、埋め立て処分するなどにより、系外へと排出
するものであるが、焼却時の汚泥にはリンが含まれてい
るために、焼却炉を痛める原因となっており、嫌気・好
気法などのように、汚泥中のリン濃度が高くなっている
ときには、この傾向が顕著に現れる。
【0003】これらの問題を解決するためには、水処理
系において発生した余剰汚泥の処理に際し、汚泥に取り
こまれたリンをあらかじめ取り除くために、余剰汚泥に
酸を添加し、加熱することにより水中にリンを放出させ
る方法が試みられている。しかし、水中に放出されたリ
ンは水処理系への悪影響をなくすために改めて取り除く
必要があり、その方法として、凝集剤を添加する方法
や、水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を添加する方法
が提示されている。
系において発生した余剰汚泥の処理に際し、汚泥に取り
こまれたリンをあらかじめ取り除くために、余剰汚泥に
酸を添加し、加熱することにより水中にリンを放出させ
る方法が試みられている。しかし、水中に放出されたリ
ンは水処理系への悪影響をなくすために改めて取り除く
必要があり、その方法として、凝集剤を添加する方法
や、水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を添加する方法
が提示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように凝集剤や
アルカリ剤を添加することによって、余剰汚泥から水中
に放出されたリンの約90%が沈殿物として回収されて
いるものの、沈殿物を取り除いた後の上澄水中のリン濃
度はなお高く、十分であるとは言えない。当該上澄水に
は、酸加熱処理により余剰汚泥から有機成分が溶出して
おり、再度水処理系に返流し生物処理をする必要がある
ため、上澄水中のリン濃度が高いと水処理系に悪影響を
与えることが懸念される。また、余剰汚泥を酸加熱処理
すると、汚泥からリンが水中に溶出されることがわかっ
ているが、この時リン以外の金属類も水中に放出され
る。その後、当該溶液を固液分離することによって得ら
れる上澄水にアルカリ剤を添加しpHを中性域に近づけ
ると、これら金属類とリンが結合し、リン酸塩が主成分
と考えられる無機主体の沈殿物を生成する。しかし、リ
ン酸塩を構成するとの考えに基づくと、水中に放出され
る金属類の量は水中のリンの量に比べると十分とは言え
ず、このことが水中のリンが十分に減少しないという従
来技術の問題点の原因となっていると考えられる。
アルカリ剤を添加することによって、余剰汚泥から水中
に放出されたリンの約90%が沈殿物として回収されて
いるものの、沈殿物を取り除いた後の上澄水中のリン濃
度はなお高く、十分であるとは言えない。当該上澄水に
は、酸加熱処理により余剰汚泥から有機成分が溶出して
おり、再度水処理系に返流し生物処理をする必要がある
ため、上澄水中のリン濃度が高いと水処理系に悪影響を
与えることが懸念される。また、余剰汚泥を酸加熱処理
すると、汚泥からリンが水中に溶出されることがわかっ
ているが、この時リン以外の金属類も水中に放出され
る。その後、当該溶液を固液分離することによって得ら
れる上澄水にアルカリ剤を添加しpHを中性域に近づけ
ると、これら金属類とリンが結合し、リン酸塩が主成分
と考えられる無機主体の沈殿物を生成する。しかし、リ
ン酸塩を構成するとの考えに基づくと、水中に放出され
る金属類の量は水中のリンの量に比べると十分とは言え
ず、このことが水中のリンが十分に減少しないという従
来技術の問題点の原因となっていると考えられる。
【0005】そこで、本発明では、酸加熱処理による沈
殿物除去後の上澄水中のリン濃度をさらに低くし、水処
理系への負荷をさらに軽減することができるリンの回収
方法を提供することを目的とする。
殿物除去後の上澄水中のリン濃度をさらに低くし、水処
理系への負荷をさらに軽減することができるリンの回収
方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の汚泥からのリン回収方法は、汚水を生物処
理することによって発生する余剰汚泥に対して、酸を添
加し30〜300℃に加熱することによって、汚泥中に
含まれるリンを水中に放出せしめ、固液分離によって得
られる上澄水にリン凝集剤と、少量のアルカリ剤を添加
することによって、リン化合物を沈殿物として回収する
ことを特徴とする。
め、本発明の汚泥からのリン回収方法は、汚水を生物処
理することによって発生する余剰汚泥に対して、酸を添
加し30〜300℃に加熱することによって、汚泥中に
含まれるリンを水中に放出せしめ、固液分離によって得
られる上澄水にリン凝集剤と、少量のアルカリ剤を添加
することによって、リン化合物を沈殿物として回収する
ことを特徴とする。
【0007】これにより、沈殿物除去後の上澄水中のリ
ン濃度は、アルカリ剤のみを添加したときと比較してさ
らに低減させることができる。
ン濃度は、アルカリ剤のみを添加したときと比較してさ
らに低減させることができる。
【0008】この場合、リン凝集剤には、カルシウム
塩、鉄塩又はアルミニウム塩を用いるすることができ
る。
塩、鉄塩又はアルミニウム塩を用いるすることができ
る。
【0009】これにより、リンと結合して沈殿物を生成
するような金属類を補うことができる。
するような金属類を補うことができる。
【0010】また、この場合、カルシウム塩として炭酸
カルシウムを用いることができる。
カルシウムを用いることができる。
【0011】これにより、pH調整に必要となるアルカ
リ剤のの量を減少させることができる。
リ剤のの量を減少させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の汚泥からのリン回
収方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
収方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】図1は、本発明の処理方法を適用した場合
の炭酸カルシウムの添加によるリン除去結果を示す実験
結果の一例である。
の炭酸カルシウムの添加によるリン除去結果を示す実験
結果の一例である。
【0014】まず、余剰汚泥に対し硫酸をpHが1.5
程度となるように添加し、80℃(30〜300℃、好
ましくは30〜100℃)で1時間加熱処理したものを
固液分離することによってリン溶出液を得た。実験で
は、上記溶出液に水酸化ナトリウムを添加してpHを7
程度に調節した場合と、リン凝集剤として炭酸カルシウ
ムを添加した後にさらに水酸化ナトリウムを添加し、同
様にpHを7程度に調節した場合を比較している。
程度となるように添加し、80℃(30〜300℃、好
ましくは30〜100℃)で1時間加熱処理したものを
固液分離することによってリン溶出液を得た。実験で
は、上記溶出液に水酸化ナトリウムを添加してpHを7
程度に調節した場合と、リン凝集剤として炭酸カルシウ
ムを添加した後にさらに水酸化ナトリウムを添加し、同
様にpHを7程度に調節した場合を比較している。
【0015】図1において、縦軸はpH調整後の上澄水
中のリン残存率を表し、水酸化ナトリウムのみを添加し
た場合を100%としている。また、横軸では炭酸カル
シウムの添加量(カルシウムとリン溶出液中のリンのモ
ル比で表す)を示している。図1より、モル比が1.
5:1となるように添加した場合、リンの残存量は75
%程度に減少し、さらに添加量をふやし3:1程度にす
れば35%にまで低減することができた。なお、この時
のリン濃度は全リンの濃度であり、リン酸態リンに関し
ては1.5:1程度の添加で30%以下に低減すること
ができた。
中のリン残存率を表し、水酸化ナトリウムのみを添加し
た場合を100%としている。また、横軸では炭酸カル
シウムの添加量(カルシウムとリン溶出液中のリンのモ
ル比で表す)を示している。図1より、モル比が1.
5:1となるように添加した場合、リンの残存量は75
%程度に減少し、さらに添加量をふやし3:1程度にす
れば35%にまで低減することができた。なお、この時
のリン濃度は全リンの濃度であり、リン酸態リンに関し
ては1.5:1程度の添加で30%以下に低減すること
ができた。
【0016】図2は、本発明を水処理システムのひとつ
である活性汚泥法に適用したシステムのフロー図であ
る。
である活性汚泥法に適用したシステムのフロー図であ
る。
【0017】下水処理場に流入した汚水Aは生物反応槽
1において活性汚泥と混合され、汚水中の有機成分は活
性汚泥によって生物分解され、リンは活性汚泥微生物の
代謝に利用されるなどにより微生物中に取りこまれる。
汚水と活性汚泥の混合液Bは、最終沈殿槽2において固
液分離され、上澄水は処理水Cとして系外に放流され
る。
1において活性汚泥と混合され、汚水中の有機成分は活
性汚泥によって生物分解され、リンは活性汚泥微生物の
代謝に利用されるなどにより微生物中に取りこまれる。
汚水と活性汚泥の混合液Bは、最終沈殿槽2において固
液分離され、上澄水は処理水Cとして系外に放流され
る。
【0018】一方、固液分離された汚泥の一部は、返送
汚泥Dとして生物反応槽1へ返流され、残りは余剰汚泥
Eとしてリン放出槽3へ送られる。リン放出槽3は80
℃に保持されており、ここで余剰汚泥Eに酸Fが添加さ
れ、混合・攪拌される。リン放出槽3において、一定時
間混合・攪拌を受けることにより、汚泥中のリンの大部
分は水中へと放出されており、酸加熱処理液Gとして第
1分離槽4へ移送され、固液分離が行われる。
汚泥Dとして生物反応槽1へ返流され、残りは余剰汚泥
Eとしてリン放出槽3へ送られる。リン放出槽3は80
℃に保持されており、ここで余剰汚泥Eに酸Fが添加さ
れ、混合・攪拌される。リン放出槽3において、一定時
間混合・攪拌を受けることにより、汚泥中のリンの大部
分は水中へと放出されており、酸加熱処理液Gとして第
1分離槽4へ移送され、固液分離が行われる。
【0019】固液分離によって得られた固形分は分離汚
泥Hとして系外に引き抜かれ、脱水・焼却など適切な処
理を受ける。なお、分離汚泥Hに関しては、汚泥微生物
のほとんどが死滅しているため、生物反応槽1に返流す
ることによって活性汚泥の基質として利用することがで
き、系外への排出量を削減することもできる。
泥Hとして系外に引き抜かれ、脱水・焼却など適切な処
理を受ける。なお、分離汚泥Hに関しては、汚泥微生物
のほとんどが死滅しているため、生物反応槽1に返流す
ることによって活性汚泥の基質として利用することがで
き、系外への排出量を削減することもできる。
【0020】一方、汚泥から放出されたリンを豊富に含
むリン溶出液Iは、第2分離槽5に送られるとともに、
リンを除去するためのリン凝集剤Jと、pHを7程度に
調整するためのアルカリ剤Kが添加される。リン凝集剤
Jとアルカリ剤Kの添加により、リン溶出液I中のリン
のほとんどが凝集沈殿し、第2分離槽5において固液分
離が行われる。
むリン溶出液Iは、第2分離槽5に送られるとともに、
リンを除去するためのリン凝集剤Jと、pHを7程度に
調整するためのアルカリ剤Kが添加される。リン凝集剤
Jとアルカリ剤Kの添加により、リン溶出液I中のリン
のほとんどが凝集沈殿し、第2分離槽5において固液分
離が行われる。
【0021】リン凝集剤Iには、カルシウム塩、鉄塩又
はアルミニウム塩などを使うことが好ましく、これによ
りリン溶出液中のリンと結合して沈殿物を生成するよう
な金属類を補い、後にアルカリ剤KによってpHを中性
域に調節することによって、溶液中から十分にリンを除
去することができる。
はアルミニウム塩などを使うことが好ましく、これによ
りリン溶出液中のリンと結合して沈殿物を生成するよう
な金属類を補い、後にアルカリ剤KによってpHを中性
域に調節することによって、溶液中から十分にリンを除
去することができる。
【0022】また、リン凝集剤Iとして炭酸カルシウム
など、その溶液がアルカリ性を示すものを添加すると、
後段に添加するアルカリ剤の量を減少させることがで
き、処理コストを低減することも可能である。
など、その溶液がアルカリ性を示すものを添加すると、
後段に添加するアルカリ剤の量を減少させることがで
き、処理コストを低減することも可能である。
【0023】固液分離によって得られる上澄水は凝集分
離液Lとして生物反応槽1に返流され、再び生物処理を
受けるがリンはほとんどが除去されているので水処理に
悪影響を与えることはない。また、ごくわずかに残る固
形分は、リンが主成分の凝集沈殿汚泥Mとして引き抜か
れ、処理・処分される。
離液Lとして生物反応槽1に返流され、再び生物処理を
受けるがリンはほとんどが除去されているので水処理に
悪影響を与えることはない。また、ごくわずかに残る固
形分は、リンが主成分の凝集沈殿汚泥Mとして引き抜か
れ、処理・処分される。
【0024】
【発明の効果】本発明では、余剰汚泥を酸加熱処理する
ことによって得られる上澄水に対して、カルシウム塩、
鉄塩およびアルミニウム塩といったリン凝集剤を添加し
た後に、アルカリ剤を添加し、pHを中性程度にするこ
とにより、アルカリ剤のみを添加した場合よりも多くの
リンを除去・回収することができるとともに、沈殿後上
澄水中のリン濃度が減少するので、水処理系への悪影響
を除くことができ、良好な処理水を得ることができる。
なお、リン凝集剤として炭酸カルシウムを用いた際に
は、炭酸カルシウムを添加することによりpHが上昇す
ることから、中性にするためにさらに添加するアルカリ
剤の量を減らすことができ、処理コストを軽減すること
も可能となる等の効果を有する。
ことによって得られる上澄水に対して、カルシウム塩、
鉄塩およびアルミニウム塩といったリン凝集剤を添加し
た後に、アルカリ剤を添加し、pHを中性程度にするこ
とにより、アルカリ剤のみを添加した場合よりも多くの
リンを除去・回収することができるとともに、沈殿後上
澄水中のリン濃度が減少するので、水処理系への悪影響
を除くことができ、良好な処理水を得ることができる。
なお、リン凝集剤として炭酸カルシウムを用いた際に
は、炭酸カルシウムを添加することによりpHが上昇す
ることから、中性にするためにさらに添加するアルカリ
剤の量を減らすことができ、処理コストを軽減すること
も可能となる等の効果を有する。
【図1】図1は、本発明による処理を行った実験結果の
一例である。
一例である。
【図2】図2は、本発明を標準活性汚泥法に組み込んだ
例のフローである。
例のフローである。
1 生物反応槽
2 最終沈殿槽
3 リン放出槽
4 第1分離槽
5 第2分離槽
A 汚水
B 混合液
C 処理水
D 返送汚泥
E 余剰汚泥
F 酸
G 酸加熱処理液
H 分離汚泥
I リン溶出液
J リン凝集剤
K アルカリ剤
L 凝集分離液
M 凝集分離汚泥
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C02F 1/52 C02F 1/52 E
1/58 1/58 R
Fターム(参考) 4D015 BA19 BB05 CA18 DA02 DA12
DA25 EA14 EA17 EA32 FA26
4D038 AA08 AB45 AB46 AB47 BA04
BB13 BB18 BB19
4D059 AA05 BE31 BF02 BF12 CA24
DA01 DA03 DA15 DA22 DA31
EB06
Claims (3)
- 【請求項1】 汚水を生物処理することによって発生す
る余剰汚泥に対して、酸を添加し30〜300℃に加熱
することによって、汚泥中に含まれるリンを水中に放出
せしめ、固液分離によって得られる上澄水にリン凝集剤
と、少量のアルカリ剤を添加することによって、リン化
合物を沈殿物として回収することを特徴とする汚泥から
のリン回収方法。 - 【請求項2】 リン凝集剤には、カルシウム塩、鉄塩又
はアルミニウム塩を用いることを特徴とする請求項1記
載の汚泥からのリン回収方法。 - 【請求項3】 カルシウム塩として炭酸カルシウムを用
いることを特徴とする請求項2記載の汚泥からのリン回
収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002017269A JP2003211190A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 汚泥からのリン回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002017269A JP2003211190A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 汚泥からのリン回収方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003211190A true JP2003211190A (ja) | 2003-07-29 |
Family
ID=27653022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002017269A Pending JP2003211190A (ja) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | 汚泥からのリン回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003211190A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012096972A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Univ Of Miyazaki | 畜糞の焼却灰から無機リン化合物を取得する方法 |
CN105948234A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 郑州大学 | 一种含磷好氧颗粒污泥的资源化方法 |
CN113772905A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-10 | 同济大学 | 一种碱热处理定向清洁回收污泥中磷的方法 |
-
2002
- 2002-01-25 JP JP2002017269A patent/JP2003211190A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012096972A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Univ Of Miyazaki | 畜糞の焼却灰から無機リン化合物を取得する方法 |
CN105948234A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-09-21 | 郑州大学 | 一种含磷好氧颗粒污泥的资源化方法 |
CN113772905A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-10 | 同济大学 | 一种碱热处理定向清洁回收污泥中磷的方法 |
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