JP2003230899A - 汚泥中のリン分回収方法およびその装置 - Google Patents
汚泥中のリン分回収方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下水汚泥の輸送管の詰まりを防ぐ。汚泥処理
効率を高める。 【解決手段】 下水処理場で発生する汚泥を、嫌気性雰
囲気下で処理して汚泥中のリン分を放出させる。この汚
泥を濃縮汚泥と濃縮分離液とに分離する。濃縮汚泥を脱
水して脱水汚泥と脱水分離液とに分離する。脱水分離液
と濃縮分離液とに含まれるリン分を脱リン材で回収す
る。余剰汚泥またはこれと生汚泥の混合汚泥を、嫌気性
消化槽で消化する前に汚泥中のリン分濃度を下げる。こ
の消化汚泥の輸送管内にリン酸アンモニウムマグネシウ
ムの結晶が生成することを防止できる。余剰汚泥または
混合汚泥を消化せずに活汚泥より短時間にリン分が放出
される。放出槽面積を小さくでき、既設備も容易に増設
できる。
効率を高める。 【解決手段】 下水処理場で発生する汚泥を、嫌気性雰
囲気下で処理して汚泥中のリン分を放出させる。この汚
泥を濃縮汚泥と濃縮分離液とに分離する。濃縮汚泥を脱
水して脱水汚泥と脱水分離液とに分離する。脱水分離液
と濃縮分離液とに含まれるリン分を脱リン材で回収す
る。余剰汚泥またはこれと生汚泥の混合汚泥を、嫌気性
消化槽で消化する前に汚泥中のリン分濃度を下げる。こ
の消化汚泥の輸送管内にリン酸アンモニウムマグネシウ
ムの結晶が生成することを防止できる。余剰汚泥または
混合汚泥を消化せずに活汚泥より短時間にリン分が放出
される。放出槽面積を小さくでき、既設備も容易に増設
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、下水を下水処理
場で活性汚泥等を用いて処理する際、この水処理系統よ
り発生する余剰汚泥または余剰汚泥と最初沈殿池汚泥と
の混合汚泥を嫌気性雰囲気下で処理して、余剰汚泥に含
まれているリン分を溶液中に放出させ、この溶液中のリ
ン分を回収する方法とその装置に関する。
場で活性汚泥等を用いて処理する際、この水処理系統よ
り発生する余剰汚泥または余剰汚泥と最初沈殿池汚泥と
の混合汚泥を嫌気性雰囲気下で処理して、余剰汚泥に含
まれているリン分を溶液中に放出させ、この溶液中のリ
ン分を回収する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】河川や、湖沼や閉鎖性沿岸海域の水質汚
濁防止のため、工場および都市下水を処理する下水処理
場が各地に建設されている。これらの下水処理場におい
て、従来より行われている下水等の処理方法の一例とし
て、図４に示すように、処理場に受け入れられた下水
は、最初に沈砂池において砂および粗いゴミなどを取り
除き、次に最初沈殿池にて浮遊物質などを沈降させ、最
初沈殿汚泥と沈殿下水とに分離する前処理工程と、この
前処理工程で分離された沈殿下水は、反応槽において、
活性汚泥を用い好気性雰囲気下で処理され、沈殿下水中
の有機物を主として取り除く。次に、最終沈殿池にて反
応槽で処理された活性汚泥と処理水とを分離し、活性汚
泥を次の工程へ送ると共に、分離した処理水を処理場外
に放出する処理工程と、処理工程で分離された活性汚泥
は、返送汚泥と余剰汚泥とに分けられ、返送汚泥は、上
記反応槽に戻されて、活性汚泥として再利用し、余剰汚
泥を系外に排出する汚泥分離工程とよりなる水処理系統
で処理されている。
濁防止のため、工場および都市下水を処理する下水処理
場が各地に建設されている。これらの下水処理場におい
て、従来より行われている下水等の処理方法の一例とし
て、図４に示すように、処理場に受け入れられた下水
は、最初に沈砂池において砂および粗いゴミなどを取り
除き、次に最初沈殿池にて浮遊物質などを沈降させ、最
初沈殿汚泥と沈殿下水とに分離する前処理工程と、この
前処理工程で分離された沈殿下水は、反応槽において、
活性汚泥を用い好気性雰囲気下で処理され、沈殿下水中
の有機物を主として取り除く。次に、最終沈殿池にて反
応槽で処理された活性汚泥と処理水とを分離し、活性汚
泥を次の工程へ送ると共に、分離した処理水を処理場外
に放出する処理工程と、処理工程で分離された活性汚泥
は、返送汚泥と余剰汚泥とに分けられ、返送汚泥は、上
記反応槽に戻されて、活性汚泥として再利用し、余剰汚
泥を系外に排出する汚泥分離工程とよりなる水処理系統
で処理されている。
【０００３】この水処理系統で発生した余剰汚泥と、上
記最初沈殿池で沈殿した最初沈殿池汚泥（生汚泥）と
は、汚泥処理系において、単独または両者の混合物を濃
縮し、濃縮汚泥と濃縮分離液とに分けられ、濃縮分離液
は水処理系統に戻される。分離された濃縮汚泥は、脱水
処理されて脱水分離液と脱水汚泥とに分離され、脱水分
離液は水処理系統に戻される。また、分離された脱水汚
泥は、埋め立ておよび焼却などの処理方法で処理されて
いる。
記最初沈殿池で沈殿した最初沈殿池汚泥（生汚泥）と
は、汚泥処理系において、単独または両者の混合物を濃
縮し、濃縮汚泥と濃縮分離液とに分けられ、濃縮分離液
は水処理系統に戻される。分離された濃縮汚泥は、脱水
処理されて脱水分離液と脱水汚泥とに分離され、脱水分
離液は水処理系統に戻される。また、分離された脱水汚
泥は、埋め立ておよび焼却などの処理方法で処理されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記処理水には、リン
および窒素などの富栄養化の原因物質が含まれているた
め、湖沼および閉鎖性沿岸海域などの閉鎖性水域におい
て、水質の富栄養化による赤潮等の発生の一因となって
いる。この対策として、上記水処理系では、生物反応槽
の前段を嫌気性とすることにより、リン分（正リン酸イ
オン）を活性汚泥がポリリン酸として蓄積することによ
り、上記処理水のリン濃度を低減する処理法が普及しつ
つある。しかしながら、このポリリン酸を蓄積した活性
汚泥を余剰汚泥として汚泥処理系に引き抜いた後、汚泥
処理系で濃縮する方法によっては、あるいは嫌気性消化
を行うことにより、余剰汚泥からリン分が溶出するた
め、濃縮分離液や脱水分離液のリン分濃度が増加する。
このリン分濃度が増加した濃縮分離液と脱水分離液とは
返流水として、水処理系に戻されるため、結果として、
処理水のリン濃度の低減効果が弱まるといった欠点が、
リン分を回収する下水処理で問題になっている。また、
嫌気性消化槽を設けた場合、この嫌気性消化槽で消化し
た消化汚泥を脱水分離装置に輸送する際、嫌気性消化に
より溶液側に放出されたリン分、マグネシウム分および
アンモニア分等が反応し、輸送管内にリン酸アンモニウ
ムマグネシウムの結晶を析出し、これが成長して輸送管
の閉塞事故などを起こしていた。
および窒素などの富栄養化の原因物質が含まれているた
め、湖沼および閉鎖性沿岸海域などの閉鎖性水域におい
て、水質の富栄養化による赤潮等の発生の一因となって
いる。この対策として、上記水処理系では、生物反応槽
の前段を嫌気性とすることにより、リン分（正リン酸イ
オン）を活性汚泥がポリリン酸として蓄積することによ
り、上記処理水のリン濃度を低減する処理法が普及しつ
つある。しかしながら、このポリリン酸を蓄積した活性
汚泥を余剰汚泥として汚泥処理系に引き抜いた後、汚泥
処理系で濃縮する方法によっては、あるいは嫌気性消化
を行うことにより、余剰汚泥からリン分が溶出するた
め、濃縮分離液や脱水分離液のリン分濃度が増加する。
このリン分濃度が増加した濃縮分離液と脱水分離液とは
返流水として、水処理系に戻されるため、結果として、
処理水のリン濃度の低減効果が弱まるといった欠点が、
リン分を回収する下水処理で問題になっている。また、
嫌気性消化槽を設けた場合、この嫌気性消化槽で消化し
た消化汚泥を脱水分離装置に輸送する際、嫌気性消化に
より溶液側に放出されたリン分、マグネシウム分および
アンモニア分等が反応し、輸送管内にリン酸アンモニウ
ムマグネシウムの結晶を析出し、これが成長して輸送管
の閉塞事故などを起こしていた。
【０００５】上記の問題点や閉塞事故を解決するため
に、現在、汚泥処理工程中で石灰、硫酸アルミニウム、
硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を使用
している。これら凝集剤を用いた場合には、添加した凝
集剤の量に見合った汚泥の増加が生じるので、下水処理
に伴う汚泥の最終処分費用を増大させるという問題点が
ある。また、上記凝集剤とリン分とが反応しして生成し
た生成物は、化学的に安定なため、肥料などへの再利用
価値がない形態となっている。またこれらの生成物は、
最終的に脱水汚泥に含まれるため、都市下水処理に伴い
発生する下水処理の最終技術として注目されている脱水
汚泥のセメント原料化において、リン分によるセメント
の品質低下を招く結果、この処理技術が生かされにくい
状況を作り出している。
に、現在、汚泥処理工程中で石灰、硫酸アルミニウム、
硫酸第二鉄、ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を使用
している。これら凝集剤を用いた場合には、添加した凝
集剤の量に見合った汚泥の増加が生じるので、下水処理
に伴う汚泥の最終処分費用を増大させるという問題点が
ある。また、上記凝集剤とリン分とが反応しして生成し
た生成物は、化学的に安定なため、肥料などへの再利用
価値がない形態となっている。またこれらの生成物は、
最終的に脱水汚泥に含まれるため、都市下水処理に伴い
発生する下水処理の最終技術として注目されている脱水
汚泥のセメント原料化において、リン分によるセメント
の品質低下を招く結果、この処理技術が生かされにくい
状況を作り出している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者等は、上記問題点
を解決し、効率よく混合汚泥中のリン分を回収するとと
もに、肥料として有効利用が可能な形態でリン分を回収
する方法を研究した結果、次に示す方法を発明するに至
った。請求項１に記載の発明は、下水処理場において、
水処理系統より排出される汚泥を、嫌気性雰囲気下で処
理して汚泥中のリン分を溶液中に放出させ、この汚泥を
濃縮汚泥と濃縮分離液とに分離し、この濃縮汚泥を脱水
して脱水汚泥と脱水分離液とに分離し、この脱水分離液
と上記濃縮分離液とに含まれているリン分を回収する汚
泥中のリン分回収方法である。請求項２に記載の発明
は、下水処理場において、水処理系統より排出される汚
泥を、嫌気性雰囲気下で処理して汚泥中のリン分を溶液
中に放出させ、この汚泥を濃縮して濃縮汚泥と濃縮分離
液とに分離し、この濃縮汚泥を嫌気性消化槽で消化した
後、この消化汚泥を脱水して脱水汚泥と脱水分離液とに
分離し、この脱水分離液と上記濃縮分離液とに含まれて
いるリン分を回収する汚泥中のリン分回収方法である。
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または請求項２
の発明の脱水分離液中と濃縮分離液中のリン分回収方法
が、水溶性カルシウム化合物を上記脱水分離液と上記濃
縮分離液とに添加して、この液中のカルシウムイオン濃
度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、この調整液のｐＨ
値を８〜９に調整し、脱リン材で処理する汚泥中のリン
分回収方法である。請求項４に記載の発明は、下水処理
場において、水処理系統より排出される汚泥を嫌気性の
雰囲気下で処理してリン分を溶液中に放出させるリン放
出手段と、このリン放出手段によりリン分を放出した汚
泥を濃縮し、濃縮分離液と濃縮汚泥とに分離する濃縮手
段と、この濃縮手段で分離した濃縮汚泥を嫌気性雰囲気
下で消化する嫌気性消化手段と、この濃縮汚泥を脱水分
離液と脱水汚泥とに分離する脱水分離手段と、上記濃縮
分離液および脱水分離液に水溶性カルシウム化合物を添
加し、これらの液中のカルシウム分濃度を調整する手段
と、このカルシウム分濃度を調整した溶液にアルカリ性
物質を添加しｐＨ値を調整するｐＨ値調整手段と、脱リ
ン材を用いてこのｐＨ値を調整した溶液からリン化合物
を生成させる反応槽とを備えた汚泥中のリン分回収装置
である。
を解決し、効率よく混合汚泥中のリン分を回収するとと
もに、肥料として有効利用が可能な形態でリン分を回収
する方法を研究した結果、次に示す方法を発明するに至
った。請求項１に記載の発明は、下水処理場において、
水処理系統より排出される汚泥を、嫌気性雰囲気下で処
理して汚泥中のリン分を溶液中に放出させ、この汚泥を
濃縮汚泥と濃縮分離液とに分離し、この濃縮汚泥を脱水
して脱水汚泥と脱水分離液とに分離し、この脱水分離液
と上記濃縮分離液とに含まれているリン分を回収する汚
泥中のリン分回収方法である。請求項２に記載の発明
は、下水処理場において、水処理系統より排出される汚
泥を、嫌気性雰囲気下で処理して汚泥中のリン分を溶液
中に放出させ、この汚泥を濃縮して濃縮汚泥と濃縮分離
液とに分離し、この濃縮汚泥を嫌気性消化槽で消化した
後、この消化汚泥を脱水して脱水汚泥と脱水分離液とに
分離し、この脱水分離液と上記濃縮分離液とに含まれて
いるリン分を回収する汚泥中のリン分回収方法である。
請求項３に記載の発明は、上記請求項１または請求項２
の発明の脱水分離液中と濃縮分離液中のリン分回収方法
が、水溶性カルシウム化合物を上記脱水分離液と上記濃
縮分離液とに添加して、この液中のカルシウムイオン濃
度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、この調整液のｐＨ
値を８〜９に調整し、脱リン材で処理する汚泥中のリン
分回収方法である。請求項４に記載の発明は、下水処理
場において、水処理系統より排出される汚泥を嫌気性の
雰囲気下で処理してリン分を溶液中に放出させるリン放
出手段と、このリン放出手段によりリン分を放出した汚
泥を濃縮し、濃縮分離液と濃縮汚泥とに分離する濃縮手
段と、この濃縮手段で分離した濃縮汚泥を嫌気性雰囲気
下で消化する嫌気性消化手段と、この濃縮汚泥を脱水分
離液と脱水汚泥とに分離する脱水分離手段と、上記濃縮
分離液および脱水分離液に水溶性カルシウム化合物を添
加し、これらの液中のカルシウム分濃度を調整する手段
と、このカルシウム分濃度を調整した溶液にアルカリ性
物質を添加しｐＨ値を調整するｐＨ値調整手段と、脱リ
ン材を用いてこのｐＨ値を調整した溶液からリン化合物
を生成させる反応槽とを備えた汚泥中のリン分回収装置
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】下水を活性汚泥法のリン分除去の
ための変法である嫌気−好気性法で処理する場合、余剰
汚泥は、高濃度のリン分を含んでいる。本発明は、この
余剰汚泥を濃縮する前に、嫌気性雰囲気下で処理し、汚
泥中のリン分を溶液中に放出させた後、この溶液中のリ
ン分（正リン酸イオン）をヒドロキシアパタイトとして
晶析させ、これを回収する方法とその装置に関するもの
である。また、この発明の方法と装置は、通常の活性汚
泥法においても適用可能である。この発明においては、
上記水処理系統で発生した余剰汚泥または余剰汚泥と上
記生汚泥との混合汚泥を、嫌気性雰囲気下で処理して上
記余剰汚泥中のリン分（ポリリン酸）を加水分解させて
正リン酸として溶液中に放出させ、汚泥中のリン分濃度
を下げる。この汚泥を重力濃縮、浮上濃縮、遠心濃縮な
どの濃縮装置で処理して、汚泥中の含水率を下げること
により、濃縮汚泥中のリン分含有量を下げることとが出
来る。
ための変法である嫌気−好気性法で処理する場合、余剰
汚泥は、高濃度のリン分を含んでいる。本発明は、この
余剰汚泥を濃縮する前に、嫌気性雰囲気下で処理し、汚
泥中のリン分を溶液中に放出させた後、この溶液中のリ
ン分（正リン酸イオン）をヒドロキシアパタイトとして
晶析させ、これを回収する方法とその装置に関するもの
である。また、この発明の方法と装置は、通常の活性汚
泥法においても適用可能である。この発明においては、
上記水処理系統で発生した余剰汚泥または余剰汚泥と上
記生汚泥との混合汚泥を、嫌気性雰囲気下で処理して上
記余剰汚泥中のリン分（ポリリン酸）を加水分解させて
正リン酸として溶液中に放出させ、汚泥中のリン分濃度
を下げる。この汚泥を重力濃縮、浮上濃縮、遠心濃縮な
どの濃縮装置で処理して、汚泥中の含水率を下げること
により、濃縮汚泥中のリン分含有量を下げることとが出
来る。
【０００８】また、このリン分含有量を下げた濃縮汚泥
を、更に、嫌気性消化槽で処理した後、脱水し、脱水汚
泥と脱水分離液とに分離する。この際、嫌気性消化槽で
処理した消化汚泥中には、前以てリン分の含有率を下げ
ているので、仮にリン分が放出されたとしても、輸送管
中にリン酸アンモニウムマグネシウムの結晶が析出する
可能性が少なくなる。この発明のリン分の回収装置は、
下水処理場で発生する余剰汚泥、または余剰汚泥と生汚
泥との混合汚泥を上記濃縮装置により処理する前に嫌気
性リン放出槽で処理して、余剰汚泥中のリン分を溶液中
に放出させ、この溶液中のリン分を回収する装置に関す
るものである。その工程は図１に示すとおり、上記余剰
汚泥または混合汚泥をリン放出槽において嫌気性雰囲気
下で処理し、余剰汚泥中のリン分を溶液側に放出させ
る。次に、この汚泥を重力濃縮装置、遠心濃縮装置また
は浮上濃縮装置等の濃縮手段で、濃縮汚泥と濃縮分離液
とに分離し、濃縮汚泥中のリン分濃度を下げる。この濃
縮汚泥を脱水装置で脱水汚泥と脱水分離液とに分離す
る。
を、更に、嫌気性消化槽で処理した後、脱水し、脱水汚
泥と脱水分離液とに分離する。この際、嫌気性消化槽で
処理した消化汚泥中には、前以てリン分の含有率を下げ
ているので、仮にリン分が放出されたとしても、輸送管
中にリン酸アンモニウムマグネシウムの結晶が析出する
可能性が少なくなる。この発明のリン分の回収装置は、
下水処理場で発生する余剰汚泥、または余剰汚泥と生汚
泥との混合汚泥を上記濃縮装置により処理する前に嫌気
性リン放出槽で処理して、余剰汚泥中のリン分を溶液中
に放出させ、この溶液中のリン分を回収する装置に関す
るものである。その工程は図１に示すとおり、上記余剰
汚泥または混合汚泥をリン放出槽において嫌気性雰囲気
下で処理し、余剰汚泥中のリン分を溶液側に放出させ
る。次に、この汚泥を重力濃縮装置、遠心濃縮装置また
は浮上濃縮装置等の濃縮手段で、濃縮汚泥と濃縮分離液
とに分離し、濃縮汚泥中のリン分濃度を下げる。この濃
縮汚泥を脱水装置で脱水汚泥と脱水分離液とに分離す
る。
【０００９】また、上記濃縮汚泥を嫌気性消化槽で消化
した後、脱水装置で脱水汚泥と脱水分離液とに分離す
る。上記濃縮分離液と脱水分離液は、何れも汚泥より放
出されたリン分（正リン酸イオン）を溶解しており、こ
の溶液（以下原水という）中のリン分（正リン酸イオ
ン）を脱リン材、例えば、本出願人が先に開示した特開
平１０−３４１６７号公報記載の脱リン材を用いて回収
するものである。その他の回収方法としては、リン鉱石
や骨炭を種結晶を用いる晶析法およびリン酸アンモニウ
ムマグネシウム結晶物として回収する方法なども用いる
ことが出来る。上記脱リン材を用いる方法は、石灰質原
料と珪酸質原料とを主原料とし、これに水と起泡剤を加
えて高温高圧養生して製造したＡＬＣ、または珪酸カル
シウム水和物を脱リン材として用いる方法である。
した後、脱水装置で脱水汚泥と脱水分離液とに分離す
る。上記濃縮分離液と脱水分離液は、何れも汚泥より放
出されたリン分（正リン酸イオン）を溶解しており、こ
の溶液（以下原水という）中のリン分（正リン酸イオ
ン）を脱リン材、例えば、本出願人が先に開示した特開
平１０−３４１６７号公報記載の脱リン材を用いて回収
するものである。その他の回収方法としては、リン鉱石
や骨炭を種結晶を用いる晶析法およびリン酸アンモニウ
ムマグネシウム結晶物として回収する方法なども用いる
ことが出来る。上記脱リン材を用いる方法は、石灰質原
料と珪酸質原料とを主原料とし、これに水と起泡剤を加
えて高温高圧養生して製造したＡＬＣ、または珪酸カル
シウム水和物を脱リン材として用いる方法である。
【００１０】この発明のリン分回収方法は、図１に示す
とおり、原水に消石灰または塩化カルシウムをカルシウ
ムイオン源として添加し、この原水中のカルシウムイオ
ン濃度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、更に、この調
整液および／または上記反応槽のｐＨ値が８〜９となる
ように水酸化カルシウム、苛性ソーダ等のアルカリ剤で
調整し、ＡＬＣおよび／または珪酸カルシウム水和物よ
りなる脱リン材を収納した反応槽中で、この脱リン材と
接触させ、該脱リン材の表面にヒドロキシアパタイトの
結晶を生成させる。このヒドロキシアパタイトの結晶を
生成させた脱リン材を所定時間使用した後、脱リン材を
交換し、リン分を回収する方法である。脱リン材を交換
する時期としては、下水処理場外に排出する処理水中の
リン分濃度が排出目標値を越えたとき、脱リン材を交換
する。その一方法として、使用中の脱リン材の脱リン効
率が通常の値より、７０〜９０％低下した時期を目安と
する方法などを挙げることが出来る。
とおり、原水に消石灰または塩化カルシウムをカルシウ
ムイオン源として添加し、この原水中のカルシウムイオ
ン濃度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、更に、この調
整液および／または上記反応槽のｐＨ値が８〜９となる
ように水酸化カルシウム、苛性ソーダ等のアルカリ剤で
調整し、ＡＬＣおよび／または珪酸カルシウム水和物よ
りなる脱リン材を収納した反応槽中で、この脱リン材と
接触させ、該脱リン材の表面にヒドロキシアパタイトの
結晶を生成させる。このヒドロキシアパタイトの結晶を
生成させた脱リン材を所定時間使用した後、脱リン材を
交換し、リン分を回収する方法である。脱リン材を交換
する時期としては、下水処理場外に排出する処理水中の
リン分濃度が排出目標値を越えたとき、脱リン材を交換
する。その一方法として、使用中の脱リン材の脱リン効
率が通常の値より、７０〜９０％低下した時期を目安と
する方法などを挙げることが出来る。
【００１１】上記混合汚泥を嫌気性雰囲気下で処理すれ
ば、嫌気性消化と異なり、余剰汚泥からリン酸イオンを
短時間で放出させることが出来る。その放出処理時間と
しては、汚泥の性状にもよるが、例えば、混合汚泥の場
合、１〜２時間程度を目処する。１時間以下であると処
理時間が短すぎ、リン分の放出が充分でなく、処理時間
を２時間以上としても特に問題ないが、リンの放出量の
増加が緩やかとなるので、全体の処理効率が悪くなり、
この処理槽の容量が大きくなりすぎる。また、余剰汚泥
を単独で嫌気性雰囲気下処理する場合、上記混合汚泥に
比べリン分の放出が遅くなり、上記時間より長時間処理
する必要がある。従って、上記の通り余剰汚泥と生汚泥
の混合汚泥を処理すれば、リン分放出の立ち上がりが早
くなり、処理効率を向上させるので有効である。
ば、嫌気性消化と異なり、余剰汚泥からリン酸イオンを
短時間で放出させることが出来る。その放出処理時間と
しては、汚泥の性状にもよるが、例えば、混合汚泥の場
合、１〜２時間程度を目処する。１時間以下であると処
理時間が短すぎ、リン分の放出が充分でなく、処理時間
を２時間以上としても特に問題ないが、リンの放出量の
増加が緩やかとなるので、全体の処理効率が悪くなり、
この処理槽の容量が大きくなりすぎる。また、余剰汚泥
を単独で嫌気性雰囲気下処理する場合、上記混合汚泥に
比べリン分の放出が遅くなり、上記時間より長時間処理
する必要がある。従って、上記の通り余剰汚泥と生汚泥
の混合汚泥を処理すれば、リン分放出の立ち上がりが早
くなり、処理効率を向上させるので有効である。
【００１２】処理する上記原水中のカルシウム分を調整
するカルシウム分濃度としては、９０〜１６０ｍｇ／ｌ
である。９０ｍｇ／ｌ以下ではカルシウム分濃度が不足
し、脱リン効率が低下する。１６０ｍｇ／ｌ以上の濃度
に調整すると、カルシウム分の凝集反応生成物を生じ、
この凝集生成物が脱リン材表面に付着し、この脱リン材
の効率が低下し、リン分回収の効率も低下する可能性が
ある。
するカルシウム分濃度としては、９０〜１６０ｍｇ／ｌ
である。９０ｍｇ／ｌ以下ではカルシウム分濃度が不足
し、脱リン効率が低下する。１６０ｍｇ／ｌ以上の濃度
に調整すると、カルシウム分の凝集反応生成物を生じ、
この凝集生成物が脱リン材表面に付着し、この脱リン材
の効率が低下し、リン分回収の効率も低下する可能性が
ある。
【００１３】
【実施例】［実施例１］下水処理場で発生した生汚泥と
余剰汚泥（リン含有率：４．０％）を採取し、この両汚
泥を乾燥重量ベースで、生汚泥と余剰汚泥とを１：１の
割合で混合した混合汚泥（リン含有率：２．５％）と余
剰汚泥を試料とし、これを５００ｍｌの三角フラスコに
充填し、ふたを上記三角フラスコの口に詰め、ラボスタ
ラーを用いて汚泥が分離しない程度に３０、６０、９
０、１５０および２４０分間攪拌した後、濾過し、濾液
の正リン酸イオン濃度を測定し、リン放出率を算出し
た。その結果は、表１に示すとおりである。以上の結果
より混合汚泥を嫌気性雰囲気下で処理する時間は、表１
に示す結果より、処理時間が３０分では、正リン酸イオ
ンの放出割合が不足し、６０分以上処理すれば、汚泥中
の正リン酸イオンを５０〜８０％程度放出可能である。
また、余剰汚泥を単独で処理する場合、混合汚泥に比
べ、約１０倍程度の処理時間が必要と推測される。
余剰汚泥（リン含有率：４．０％）を採取し、この両汚
泥を乾燥重量ベースで、生汚泥と余剰汚泥とを１：１の
割合で混合した混合汚泥（リン含有率：２．５％）と余
剰汚泥を試料とし、これを５００ｍｌの三角フラスコに
充填し、ふたを上記三角フラスコの口に詰め、ラボスタ
ラーを用いて汚泥が分離しない程度に３０、６０、９
０、１５０および２４０分間攪拌した後、濾過し、濾液
の正リン酸イオン濃度を測定し、リン放出率を算出し
た。その結果は、表１に示すとおりである。以上の結果
より混合汚泥を嫌気性雰囲気下で処理する時間は、表１
に示す結果より、処理時間が３０分では、正リン酸イオ
ンの放出割合が不足し、６０分以上処理すれば、汚泥中
の正リン酸イオンを５０〜８０％程度放出可能である。
また、余剰汚泥を単独で処理する場合、混合汚泥に比
べ、約１０倍程度の処理時間が必要と推測される。
【００１４】
【表１】
【００１５】［実施例２］余剰汚泥と生汚泥の混合汚泥
の重力濃縮分離液を原水とした。この原水を図２に示す
試験装置で処理した。この際の原水中の正リン酸イオン
（ＰＯ4−Ｐ）濃度は、４０ｍｇ／ｌ前後であり、これ
に塩化カルシウムと苛性ソーダ水溶液を添加して、この
溶液中のカルシウムイオン濃度とｐＨとを図３に示すよ
うにＢ〜Ｈのレベルに調整しながら、珪酸カルシウム水
和物（平均粒径１．２ｍｍ）１００ｍｌを詰めた反応槽
中を空塔速度１００ｍｌ／ｈｒの速度で通し、所定日数
毎に処理水のリン濃度を測定した。その結果は図３に示
す通りである。この結果より、原水中のカルシウムイオ
ン濃度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、さらにｐＨ値
を８〜９に調整することにより、正リン酸イオンを７５
〜９５％程度回収できることが判明した。なお、試験レ
ベルＧ、Ｈにおいては、カルシウム調整槽に凝集反応生
成物が確認された。従って、このＧ、Ｈレベルのカルシ
ウムイオン濃度は、過剰添加であることが明らかであ
る。
の重力濃縮分離液を原水とした。この原水を図２に示す
試験装置で処理した。この際の原水中の正リン酸イオン
（ＰＯ4−Ｐ）濃度は、４０ｍｇ／ｌ前後であり、これ
に塩化カルシウムと苛性ソーダ水溶液を添加して、この
溶液中のカルシウムイオン濃度とｐＨとを図３に示すよ
うにＢ〜Ｈのレベルに調整しながら、珪酸カルシウム水
和物（平均粒径１．２ｍｍ）１００ｍｌを詰めた反応槽
中を空塔速度１００ｍｌ／ｈｒの速度で通し、所定日数
毎に処理水のリン濃度を測定した。その結果は図３に示
す通りである。この結果より、原水中のカルシウムイオ
ン濃度を９０〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、さらにｐＨ値
を８〜９に調整することにより、正リン酸イオンを７５
〜９５％程度回収できることが判明した。なお、試験レ
ベルＧ、Ｈにおいては、カルシウム調整槽に凝集反応生
成物が確認された。従って、このＧ、Ｈレベルのカルシ
ウムイオン濃度は、過剰添加であることが明らかであ
る。
【００１６】
【発明の効果】この発明のリン分回収方法およびその装
置は、下水を処理した際に発生する余剰汚泥または生汚
泥と余剰汚泥の混合汚泥を、嫌気性消化槽で消化する
際、前もって汚泥中のリン分濃度を下げているので、上
記消化槽で発生する消化汚泥を、次の脱水装置に輸送す
る管内にリン酸アンモニウムマグネシウムの結晶が生成
し、この輸送管を詰まらせる可能性が少なくなった為、
安定した操業が確保でき、汚泥処理全体の処理効率を向
上させることが出来るようになる。更に、この発明にお
いては、余剰汚泥または混合汚泥を消化することなく、
活汚泥よりリン分を放出させるため、短時間の内にリン
分の放出が行われるので、放出槽の設置面積を小さくす
ることとが出来る。従って、既設の設備にも容易に増設
することが出来る。また濃縮分離液と脱水分離液中のリ
ンを回収する際に、この液中添加するカルシウムイオン
量とｐＨ値を所定の値内に制御することにより、長期間
高効率に脱リン材を使用することが出来る。使用後の脱
リン材は、産業廃棄物として破棄することなく、珪酸質
肥料、リン酸質肥料として、再利用することが出来る。
また、この発明の方法およびその装置を用いて処理した
脱水汚泥は、リン分の含有量が少ないので、セメント原
燃料として有効利用する場合、有害なリン分によるセメ
ントの品質低下を防ぐことが出来る。
置は、下水を処理した際に発生する余剰汚泥または生汚
泥と余剰汚泥の混合汚泥を、嫌気性消化槽で消化する
際、前もって汚泥中のリン分濃度を下げているので、上
記消化槽で発生する消化汚泥を、次の脱水装置に輸送す
る管内にリン酸アンモニウムマグネシウムの結晶が生成
し、この輸送管を詰まらせる可能性が少なくなった為、
安定した操業が確保でき、汚泥処理全体の処理効率を向
上させることが出来るようになる。更に、この発明にお
いては、余剰汚泥または混合汚泥を消化することなく、
活汚泥よりリン分を放出させるため、短時間の内にリン
分の放出が行われるので、放出槽の設置面積を小さくす
ることとが出来る。従って、既設の設備にも容易に増設
することが出来る。また濃縮分離液と脱水分離液中のリ
ンを回収する際に、この液中添加するカルシウムイオン
量とｐＨ値を所定の値内に制御することにより、長期間
高効率に脱リン材を使用することが出来る。使用後の脱
リン材は、産業廃棄物として破棄することなく、珪酸質
肥料、リン酸質肥料として、再利用することが出来る。
また、この発明の方法およびその装置を用いて処理した
脱水汚泥は、リン分の含有量が少ないので、セメント原
燃料として有効利用する場合、有害なリン分によるセメ
ントの品質低下を防ぐことが出来る。
【図１】この発明に係る脱リン方法を示す工程図であ
る。
る。
【図２】この発明の実施例２の試験工程図である。
【図３】実施例２におけるカルシウムイオン添加量とｐ
Ｈ値と脱リン効率との関係図である。
Ｈ値と脱リン効率との関係図である。
【図４】従来より行われている汚泥処理に係る１例を示
す工程図である。
す工程図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 福島 祐一
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 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 AB52 BB13 BB19
4D059 AA04 AA05 AA19 AA23 BA11
BA34 BE31 BE37 BE41 BE49
BH05 BH08 CA25 CA28
4H061 AA02 AA03 BB30 CC51 DD20
EE12 GG22 GG29 GG50 GG56
LL22
Claims (4)
- 【請求項１】 下水処理場において、水処理系統より排
出される汚泥を、嫌気性雰囲気下で処理して汚泥中のリ
ン分を放出させ、この汚泥を濃縮汚泥と濃縮分離液とに
分離し、この濃縮汚泥を脱水して脱水汚泥と脱水分離液
とに分離し、この脱水分離液と上記濃縮分離液とに含ま
れているリン分を回収する汚泥中のリン分回収方法。 - 【請求項２】 上記濃縮汚泥を嫌気性消化槽で消化した
後、この消化汚泥を脱水して脱水汚泥と脱水分離液とに
分離し、この脱水分離液と上記濃縮分離液とに含まれて
いるリン分を回収する請求項１に記載の汚泥中のリン分
回収方法。 - 【請求項３】 上記脱水分離液中と上記濃縮分離液中の
リン分回収方法が、この液中のカルシウム分濃度を９０
〜１６０ｍｇ／ｌに調整し、この調整液のｐＨ値を８〜
９に調整し、脱リン材で処理する請求項１または請求項
２に記載の下水汚泥中のリン分回収方法。 - 【請求項４】 下水処理場において、水処理系統より排
出される汚泥を嫌気性の雰囲気下で処理してリン分を溶
液中に放出させるリン放出手段と、このリン放出手段に
よりリン分を放出した汚泥を濃縮し、濃縮分離液と濃縮
汚泥とに分離する濃縮手段と、 この濃縮手段で分離した濃縮汚泥を嫌気性雰囲気下で消
化する嫌気性消化手段と、 この濃縮汚泥を脱水分離液と脱水汚泥とに分離する脱水
分離手段と、 上記濃縮分離液および脱水分離液に水溶性カルシウム化
合物を添加し、これらの液中のカルシウム分濃度を調整
する手段と、 このカルシウム分濃度を調整した溶液にアルカリ性物質
を添加しｐＨ値を調整するｐＨ値調整手段と、 脱リン材を用いてこのｐＨ値を調整した溶液からリン化
合物を生成させる反応槽とを備えた汚泥中のリン分回収
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367052A JP2003230899A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 汚泥中のリン分回収方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002367052A JP2003230899A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 汚泥中のリン分回収方法およびその装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32105198A Division JP3480904B2 (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 汚泥中のリン分回収方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003230899A true JP2003230899A (ja) | 2003-08-19 |
| JP2003230899A5 JP2003230899A5 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=27785651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002367052A Pending JP2003230899A (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 汚泥中のリン分回収方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003230899A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010042365A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Yukio Yanagisawa | 脱リン材、脱リン装置および脱リン副産物 |
-
2002
- 2002-12-18 JP JP2002367052A patent/JP2003230899A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010042365A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Yukio Yanagisawa | 脱リン材、脱リン装置および脱リン副産物 |
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|---|---|---|---|
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081021 |