JP2004002071A - Manufacturing method and manufacturing apparatus of fertilizer raw material - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、肥料原料の製造方法および製造装置、特に、下水、排水に含まれるリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収して、高純度で且つ病原性の低い肥料原料を得ることができる、肥料原料の製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の下水処理方法を図３に示す。
【０００３】
図示されるように、流入下水１は、最初沈殿池２、生物反応工程３および最終沈殿池４からなる標準活性汚泥処理工程によって処理される。標準活性汚泥処理工程によって発生する初沈汚泥５および余剰汚泥６は、混合され、混合汚泥７として濃縮工程８および脱水工程９を経て減容化される。脱水工程９からの脱水ケーキ１０は、焼却処理もしくは埋立処分される。濃縮工程８および脱水工程９において分離された返流水（汚水）１１は、固液分離工程１２に送られ、ここで重力沈降によって濁質分が除かれる。濁質分が除かれた返流水１１中には、下水由来のアンモニウムイオンの他に、濃縮工程８や脱水工程９での汚泥貯留時に汚泥から放出されたリン酸（オルトリン酸イオン）が多量に含まれている。
【０００４】
返流水１１は、この中のリン酸イオンを除去するために導入手段１６を介して生成工程（生成設備）１３に送られる。生成工程１３においては、マグネシウム化合物添加手段１７から返流水１１中にマグネシウム塩が添加され、これにより、返流水１１中のリン酸イオンを、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として析出させる。
【０００５】
生成工程１３によって生成されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を含む濁質液は、排出手段２１を介して回収工程（回収設備）１４に送られ、ここで、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が濁質分から分離される。
【０００６】
一方、生成工程１３において、リン酸イオンが除かれた後の返流水１１は、上記活性汚泥処理工程へ戻され、再処理される。
【０００７】
そして、回収工程１４において回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、肥料原料として利用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、例えば、緩効性肥料としてそのまま使用することが考えられ、さらにカリウム塩を混合して造粒等の加工を施すことにより、植物の三大栄養素を含む窒素、燐酸、カリ肥料として有効に利用することが可能である。
【０００９】
しかしながら、回収工程１４により回収されるリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子中には、有機物を主体とする濁質分が混在しているので、大腸菌等、病原性細菌の繁殖の原因となるといった問題があった。
【００１０】
従って、この発明の目的は、下水、排水に含まれるリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収して、高純度で且つ病原性の低い肥料原料を得ることができる、肥料原料の製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、リンおよびアンモニア含有汚水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させる生成工程と、前記結晶粒子を回収する回収工程とを備えた、肥料原料の製造方法において、前記生成工程または前記回収工程からの前記結晶粒子を水洗する水洗工程を設けたことに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、結晶粒子を分級する分級工程を設けたことに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、結晶粒子を消毒する消毒工程を設けたことに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成する生成設備と、前記結晶粒子を回収する回収設備とを備え、前記生成設備は、リンおよびアンモニア含有返流水の導入手段、マグネシウム化合物の添加手段、および、前記結晶粒子の排出手段を有している、肥料原料の製造装置において、前記生成設備または前記回収設備からの前記結晶粒子を水洗する水洗設備を設けたことに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、結晶粒子を分級する分級手段を設けたことに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の発明において、結晶粒子を消毒する消毒設備を設けたことに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、消毒設備は、ハロゲン系化合物添加、紫外線照射、オゾン添加および加熱の内の少なくとも一つの手段を使用する設備であることに特徴を有するものである。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項５から７の内の何れか１つに記載の発明において、分級手段により分級された結晶粒子の内、小径のものを生成設備へ循環する循環手段を設けたことに特徴を有するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の肥料原料の製造方法の一実施様態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、この発明の肥料原料の製造方法を示す工程図である。
【００２１】
図１に示すように、流入下水１は、最初沈殿池２、生物反応工程３および最終沈殿池４からなる標準活性汚泥工程によって処理される。標準活性汚泥工程によって発生する初沈汚泥５および余剰汚泥６は、混合され、混合汚泥７として濃縮工程８および脱水工程９を経て減容化される。脱水工程９からの脱水ケーキ１０は、焼却処理もしくは埋立処分される。濃縮工程８および脱水工程９において分離された返流水１１（汚水）は、固液分離工程１２において重力沈降により濁質分が除かれる。
【００２２】
このようにして、濁質分が除かれた返流水１１は、導入手段１６を介して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子の生成工程（生成設備）１３に送られ、ここで、マグネシウム化合物添加手段１７からマグネシウム塩が添加される。これによって、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶が析出し、成長して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が生成される。
【００２３】
リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を含む汚濁液は、排出手段２１を介して水洗工程（水洗設備）１８に供給され、ここで濁質分が除去される。水洗されて、濁質分が除去されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子は、回収工程（回収設備）１４に送られ、ここで、水切りされ、液分が除去される。
【００２４】
一方、リン酸イオンが除かれた返流水１１は、生成工程１３から上記活性汚泥処理工程へ戻され、再処理される。
【００２５】
回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、水洗によって濁質分が除かれているために、大腸菌などの病原性細菌が繁殖する恐れがなく、高純度なリン酸マグネシウムアンモニウムとして肥料原料に再利用される。
【００２６】
図２に、この発明の別の実施態様を示す。
【００２７】
これは、水洗工程１８によりリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を水洗した後、消毒工程（消毒設備）１９によって結晶粒子を消毒するものであり、その他の構成は、図１の実施態様の場合と同様である。結晶粒子を消毒することによって、大腸菌などの病原性細菌が繁殖する恐れがさらに減少する。
【００２８】
消毒手段としては、塩素、臭素などのハロゲン系化合物を利用する手段、紫外線照射を利用する手段、オゾンを利用する手段、加熱処理を施す手段等が有効である。消毒手段としては、通常、これらの内の１つの手段を用いるが、これらの手段を組み合わせても良い。
【００２９】
消毒工程１９の後に回収工程１４と分級工程（分級手段）２０とがこの順序で配されている。分級手段は、特に限定されないが、篩や振動を利用する分級手段が特に有効である。分級工程１９において分離された粒子径の小さいリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子は、循環手段２２によって生成工程１３に返送されて、リン酸マグネシウムアンモニウム析出の種結晶として再利用される。
【００３０】
この発明における生成工程１３、水洗工程１８、消毒工程１９、回収工程１４および分級工程２０の組み合わせは、図１および図２の組み合わせを含めて、下記の組み合わせであっても良い。
【００３１】
（１）生成工程１３→水洗工程１８→回収工程１４（図１）
（２）生成工程１３→回収工程１４→水洗工程１８
（３）生成工程１３→水洗工程１８→回収工程１４→分級工程２０
（４）生成工程１３→回収工程１４→水洗工程１８→分級工程２０
（５）生成工程１３→水洗工程１８→消毒工程１９→回収工程１４
（６）生成工程１３→水洗工程１８→回収工程１４→消毒工程１９
（７）生成工程１３→水洗工程１８→消毒工程１９→回収工程１４→分級工程２０（図２）
（８）生成工程１３→水洗工程１８→回収工程１４→消毒工程１９→分級工程２０
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、下水、排水に含まれるリン酸イオンを、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収する工程に水洗工程を設けているので、高純度で且つ病原性の低いリン酸マグネシウムアンモニウムの製造が可能である。従って、窒素、リンを含む緩効性肥料の原料として有効に再利用が可能である。また、消毒工程を設けることによって、大腸菌等の病原性細菌が繁殖する恐れがさらに減少するので、前記効果はさらに高められる。さらに、分級工程を設けることによって、粒度のそろったリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子の製造が可能となる等、種々の有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の肥料原料の製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【図２】この発明の肥料原料の製造方法の他の実施態様を示す工程図である。
【図３】従来の肥料原料の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１：流入下水
２：最初沈殿池
３：生物反応工程
４：最終沈殿池
５：初沈汚泥
６：余剰汚泥
７：混合汚泥
８：濃縮工程
９：脱水工程
１０：脱水ケーキ
１１：返流水
１２：固液分離工程
１３：生成工程
１４：回収工程
１５：リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子
１６：導入手段
１７：マグネシウム化合物の添加手段
１８：水洗工程
１９：消毒工程
２０：分級工程
２１：排出手段
２２：循環手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method and an apparatus for producing a fertilizer raw material, in particular, recovering phosphate ions contained in sewage and wastewater as crystal particles of magnesium ammonium phosphate to obtain a high-purity and low-pathogenic fertilizer raw material. And a method and apparatus for producing a fertilizer raw material.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a conventional sewage treatment method.
[0003]
As shown, the incoming sewage 1 is treated by a standard activated sludge treatment process consisting of a first settling basin 2, a biological reaction step 3 and a final settling basin 4. Initial sludge 5 and excess sludge 6 generated in the standard activated sludge treatment step are mixed and reduced in volume as mixed sludge 7 through concentration step 8 and dehydration step 9. The dewatered cake 10 from the dewatering step 9 is incinerated or landfilled. The return water (sewage) 11 separated in the concentration step 8 and the dehydration step 9 is sent to a solid-liquid separation step 12, where turbid components are removed by gravity sedimentation. In the return water 11 from which the turbid matter has been removed, in addition to ammonium ions derived from sewage, a large amount of phosphoric acid (orthophosphate ion) released from sludge during sludge storage in the concentration step 8 and the dehydration step 9 is contained. include.
[0004]
The return water 11 is sent to a production step (production facility) 13 via an introduction means 16 to remove phosphate ions therein. In the generation step 13, a magnesium salt is added to the return water 11 from the magnesium
[0005]
The turbid liquid containing crystal particles of magnesium ammonium phosphate generated in the generation step 13 is sent to the recovery step (recovery equipment) 14 via the discharge means 21, where the crystal particles of magnesium ammonium phosphate are turbid. Separated from the mass.
[0006]
On the other hand, the return water 11 from which the phosphate ions have been removed in the generation step 13 is returned to the activated sludge treatment step and re-treated.
[0007]
The magnesium ammonium phosphate crystal particles 15 recovered in the recovery step 14 are used as a fertilizer raw material.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The magnesium ammonium phosphate crystal particles 15 may be used, for example, as a slow-release fertilizer as they are, and may be further mixed with a potassium salt and subjected to processing such as granulation to produce nitrogen containing three major nutrients of a plant. , Phosphoric acid and potassium fertilizer can be effectively used.
[0009]
However, the crystal particles of magnesium ammonium phosphate recovered in the recovery step 14 contain a turbid component mainly composed of organic matter, which causes a problem of causing propagation of pathogenic bacteria such as Escherichia coli. there were.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to produce a fertilizer raw material capable of recovering phosphate ions contained in sewage and wastewater as crystal particles of magnesium ammonium phosphate to obtain a high-purity and low-pathogenic fertilizer raw material. It is to provide a method and a manufacturing device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1, comprising a production step of adding a magnesium compound to phosphorus and ammonia-containing wastewater to generate crystal particles of magnesium ammonium phosphate, and a recovery step of recovering the crystal particles, the fertilizer raw material. The production method of the above, characterized in that a washing step of washing the crystal particles from the production step or the recovery step with water is provided.
[0012]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, a classification step for classifying crystal particles is provided.
[0013]
The invention according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, a disinfection step for disinfecting crystal particles is provided.
[0014]
The invention according to claim 4 includes a production facility for producing crystal particles of magnesium ammonium phosphate, and a recovery facility for recovering the crystal particles, the production facility comprising: a means for introducing phosphorus and ammonia-containing return water; A fertilizer raw material manufacturing apparatus having a compound adding means, and a means for discharging the crystal particles, wherein a washing facility for washing the crystal particles from the production facility or the recovery facility with water is provided. Have
[0015]
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to claim 4, a classification means for classifying crystal grains is provided.
[0016]
The invention according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 4 or 5, a disinfection facility for disinfecting crystal particles is provided.
[0017]
The invention according to claim 7 is characterized in that, in the invention according to claim 6, the disinfection equipment is equipment using at least one of halogen-based compound addition, ultraviolet irradiation, ozone addition and heating. Things.
[0018]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the fifth to seventh aspects of the present invention, a circulating means for circulating a crystal particle having a small diameter among the crystal particles classified by the classifying means to a production facility is provided. It is characterized by the fact that
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the method for producing a fertilizer raw material according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a process chart showing a method for producing a fertilizer raw material according to the present invention.
[0021]
As shown in FIG. 1, incoming sewage 1 is treated in a standard activated sludge process consisting of a first settling basin 2, a biological reaction step 3 and a final settling basin 4. Initial sludge 5 and surplus sludge 6 generated in the standard activated sludge process are mixed and reduced in volume as mixed sludge 7 through a concentration process 8 and a dehydration process 9. The dewatered cake 10 from the dewatering step 9 is incinerated or landfilled. The return water 11 (sewage) separated in the concentration step 8 and the dehydration step 9 is subjected to gravity sedimentation in the solid-liquid separation step 12 to remove turbid components.
[0022]
The return water 11 from which the turbid matter has been removed is sent to the magnesium ammonium phosphate crystal particle generation step (generation equipment) 13 through the introduction means 16, where the magnesium compound addition means is used. From 17 the magnesium salt is added. As a result, magnesium ammonium phosphate crystals precipitate and grow, and crystal particles of magnesium ammonium phosphate are generated.
[0023]
The contaminated liquid containing crystal particles of magnesium ammonium phosphate is supplied to the water washing step (water washing equipment) 18 via the discharging
[0024]
On the other hand, the return water 11 from which the phosphate ions have been removed is returned from the production step 13 to the activated sludge treatment step, and is re-treated.
[0025]
The recovered magnesium ammonium phosphate crystal particles 15 are free from the possibility of propagation of pathogenic bacteria such as Escherichia coli because the suspended matter is removed by washing with water. Reused.
[0026]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
[0027]
This is to wash the crystal particles of magnesium ammonium phosphate in a water washing step 18 and then disinfect the crystal particles in a disinfection step (disinfection equipment) 19, and the other configuration is the same as that of the embodiment of FIG. It is. Disinfection of the crystal particles further reduces the risk of propagation of pathogenic bacteria such as E. coli.
[0028]
As the disinfecting means, means using a halogen-based compound such as chlorine or bromine, means using ultraviolet irradiation, means using ozone, means for performing a heat treatment, and the like are effective. Usually, one of these means is used as the disinfecting means, but these means may be combined.
[0029]
After the disinfection step 19, the recovery step 14 and the classification step (classification means) 20 are arranged in this order. The classification means is not particularly limited, but a classification means using a sieve or vibration is particularly effective. The crystal particles of magnesium ammonium phosphate having a small particle diameter separated in the classification step 19 are returned to the generation step 13 by the circulation means 22 and reused as seed crystals for precipitation of magnesium ammonium phosphate.
[0030]
The combination of the generation step 13, the washing step 18, the disinfection step 19, the recovery step 14 and the classification step 20 in the present invention may be the following combination including the combination of FIG. 1 and FIG.
[0031]
(1) Generation step 13 → Washing step 18 → Recovery step 14 (FIG. 1)
(2) Generation step 13 → Recovery step 14 → Washing step 18
(3) Generation step 13 → Washing step 18 → Recovery step 14 → Classification step 20
(4) Generation step 13 → Recovery step 14 → Washing step 18 → Classification step 20
(5) Generation step 13 → Washing step 18 → Disinfection step 19 → Recovery step 14
(6) Generation step 13 → Washing step 18 → Recovery step 14 → Disinfection step 19
(7) Generation step 13 → Washing step 18 → Disinfection step 19 → Recovery step 14 → Classification step 20 (FIG. 2)
(8) Generation step 13 → Washing step 18 → Recovery step 14 → Disinfection step 19 → Classification step 20
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the washing step is provided in the step of recovering phosphate ions contained in sewage and wastewater as crystal particles of magnesium ammonium phosphate, high purity and pathogenicity are obtained. It is possible to produce magnesium ammonium phosphate having a low concentration. Therefore, it can be effectively reused as a raw material of a slow-release fertilizer containing nitrogen and phosphorus. In addition, by providing a disinfection step, the risk of propagation of pathogenic bacteria such as Escherichia coli is further reduced, so that the above effect is further enhanced. Further, by providing the classification step, various useful effects such as the production of crystal particles of magnesium ammonium phosphate having a uniform particle size can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a method for producing a fertilizer raw material of the present invention.
FIG. 2 is a process chart showing another embodiment of the method for producing a fertilizer raw material of the present invention.
FIG. 3 is a process chart showing a conventional method for producing a fertilizer raw material.
[Explanation of symbols]
1: Inflow sewage 2: First settling tank 3: Biological reaction step 4: Final settling tank 5: Initial settled sludge 6: Excess sludge 7: Mixed sludge 8: Concentration step 9: Dewatering step 10: Dewatered cake 11: Return water 12: Solid-liquid separation step 13: production step 14: recovery step 15: crystal particles of magnesium ammonium phosphate 16: introduction means 17: addition means of magnesium compound 18: washing step 19: disinfection step 20: classification step 21: discharge means 22: Circulation means
Claims (8)
前記生成工程または前記回収工程からの前記結晶粒子を水洗する水洗工程を設けたことを特徴とする、肥料原料の製造方法。A production step of adding magnesium compounds to phosphorus and ammonia-containing sewage to produce crystal particles of magnesium ammonium phosphate, and a collection step of collecting the crystal particles, in the method for producing a fertilizer raw material,
A method for producing a fertilizer raw material, comprising a washing step of washing the crystal particles from the generation step or the recovery step with water.
前記生成設備または前記回収設備からの前記結晶粒子を水洗する水洗設備を設けたことを特徴とする、肥料原料の製造装置。A production facility for producing crystal particles of magnesium ammonium phosphate, and a recovery facility for recovering the crystal particles, wherein the production facility is a means for introducing phosphorus and ammonia-containing return water, a means for adding a magnesium compound, and In a fertilizer raw material manufacturing apparatus having a means for discharging crystal particles,
An apparatus for producing a fertilizer raw material, comprising a washing facility for washing the crystal particles from the production facility or the recovery facility with water.
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