JP2004195453A - 畜舎汚水からの燐の回収方法及び回収装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 汚水導入管(22)から処理水槽(10)へと汚水(26)を導き、この水槽内に曝気筒(30)を配し、その下部に散気手段(34)を設け、曝気処理により汚水を塩基性にして、汚水中の溶解性燐を析出させる。析出した燐含有物を水槽沈澱部(12)の下方に沈降させて沈澱物(18)として回収する。曝気処理汚水と接する部材である曝気筒表面(32)及び水槽沈澱部表面(16)を結晶化物が付着し難いゴム系素材、表面平滑なステンレス鋼板等で被覆すると燐回収率が向上する。更に曝気筒内に析出した結晶化物を捕捉する収集具(40)を吊るして回収すると燐等の回収効率が一層高まる。
【選択図】 【図2】
Description
更に、請求項7に係る装置において着脱自在に設けてなる結晶化物収集手段には、所定の水深、通常の畜舎汚水の燐含有率及び汚水温度の条件で24時間浸漬した際の単位面積当りの結晶付着量が15mg/cm2(曝気筒内の水深0.2〜0.8mに少なくとも1昼夜浸漬したとき)以上、好ましくは20mg/cm2以上である材料を選択して構成する。代表的な材料として、表面にキズを加えられたステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属部材、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルアミド等のプラスチック材料である。
畜舎汚水からの燐回収装置は、処理水槽の内部に曝気を実施するために設けられた曝気筒と、畜舎汚水の導入(供給)口と、処理済水の排出(導出)口と、曝気筒下部(下方)に設けられた空気噴出手段と、不溶化によって生成(析出)した燐含有粒子の取出口とを備えたものである。勿論簡便な手法として、燐化合物の取出しには、燐化合物を含有する汚水(混合汚水)を水槽上部よりホース等(混合汚水輸送管)を水槽内下部まで挿入し、ポンプ等(混合汚水輸送動力手段)により汲揚げてもよい。
独立行政法人農業・生物系特定産業技術研究機構畜産草地研究所(茨城県つくば市)内の豚舎から発生する汚水であって、これをスクリーンに通し「畜舎汚水」として用いた。畜舎汚水中の溶解性リンを結晶化させ沈澱回収する装置としては、当該研究所内で稼動中である処理推量が4m3/日のもの(前掲;テクノイノベーション、45号20−25頁、2002年)を使用した。この装置における曝気筒は1.4m水没している。
表1
処理日数 単位面積当りの結晶付着重量(g/cm2)
ステンレス鋼 ゴム
0 0.000 0.000
14 0.658 0.015
28 1.148 0.026
42 1.661 0.036
表1に示すとおり、ゴムはステンレス鋼に較べ結晶の付着が極めて少なく、しかも長期間に亘り付着量が抑制されていることが判明した。この発見に基づき、曝気筒全体をゴムのような結晶が付着し難い性質を持つ材料で成形するとよい。本発明ではこの結晶が付着し難い性質を持つ材料を「結晶付着忌避材料」と称することとする。曝気筒全体を成形する代わりに、畜舎汚水と接する曝気筒表面部分(内壁)をこの材料により被覆するか、又は結晶付着忌避材料を適切な溶媒に溶いて適当な厚さとなるように塗布して被膜を形成することによって、結晶化物の付着を相当量回避できることも明らかとなった。曝気筒における結晶化物の付着が少ないと、有効曝気容積が維持されるため結晶化物の沈澱回収の効率を維持できることが予測される。
<実施例2>
実施例1と同様の豚舎汚水を用い、また畜舎汚水中の溶解性リンを結晶化させ沈澱回収する装置を用いた。この実験では、曝気筒内にステンレス鋼(SUS304)製金属片及びラワン材木片を水深0.2〜0.8mの部分に沈め、それぞれの試験片の表面上に結晶が付着する状態ついて検討した。結晶付着の経時変化を表2に示した。
表2
処理日数 単位面積当りの結晶付着重量(g/cm2)
ステンレス鋼 木材
0 0.000 0.000
14 0.658 0.061
28 1.148 0.149
42 1.661 0.300
表2に示したとおり、程度の差こそあれ、ステンレス鋼、木材共にその表面に結晶が付着することが確認できた。これらの結晶は軽く擦るだけで容易に剥ぎ落とすことができた。また、得られた結晶を化学分析した結果、その固形分の大部分(約94%)がMAPであることが判明した。
<実施例3>
実施例1と同じ豚舎汚水を用い、また同じ畜舎汚水中の溶解性リンを結晶化させ沈澱回収する装置を用いた。
<実施例4>
実施例1と同様の豚舎汚水を用い、また畜舎汚水中の溶解性リンを結晶化させ沈澱回収する装置を用いた。この実験では、表面が平滑なステンレス鋼(SUS304)製金属板、アルミニウム製金属板、銅製金属板、ポリ塩化ビニル板、ポリアクリルアミド板、及びゴム板をそれぞれ複数枚用意し、2群に分けた。そのうちの一群はそのまま(平滑表面のまま)、他の群は砥石(粗め#36、商品名「セフチィタッチスーパー、No.1」、藤原産業株式会社(兵庫県三木市)販売元)により表面全体に粗く傷(キズ)を加え、粗面板として用い、曝気筒内の水深0.2〜0.8mの部分に34日間沈め、それぞれの試験片の表面上に結晶が付着する状況について調べた。結晶付着の状況を表3に示す。
表3
浸漬した材料 34日間浸漬したときの単位面積 1日当りの結晶付着量
当りの結晶付着量(g/cm2) (mg/cm2)
ステンレス鋼粗面板 0.970 28.5
アルミニウム粗面板 0.966 28.4
銅粗面板 0.838 24.6
ポリ塩化ビニル粗面板 0.653 19.2
ポリアクリルアミド粗面板 0.629 18.5
ゴム粗面板 0.331 9.73
ステンレス鋼滑面板 0.101 2.97
アルミニウム滑面板 0.148 4.35
銅滑面板 0.461 13.6
ポリ塩化ビニル滑面板 0.090 2.65
ポリアクリルアミド滑面板 0.092 2.71
ゴム滑面板 0.068 2.00
表3に示したとおり、程度の差こそあれ、いずれの材料でも板表面全体に粗くキズをつけた試験片には、その表面にMAP等の結晶が付着することが確認できた。また、板表面が平滑な試験片の場合は、銅を除き、結晶の付着は少量であった。表面が軟らかい金属銅は表面キズがつきやすく、平滑な試験片を用いた場合でも曝気筒内に沈めているうちにキズが生じ、多くの結晶が付着したものと推測される。ゴムは滑面板群、粗面板群いずれでも結晶の付着量は最少であった。
12 処理水槽下部の沈澱部
14 沈殿物採取口
16 沈澱部内張(結晶付着忌避材)
18 沈澱堆積した析出物
20 畜舎汚水供給口
22 畜舎汚水導入管
24 畜舎汚水導出管
26 畜舎汚水供給源
28 処理水排水
30 曝気筒
32 曝気筒被覆層(結晶付着忌避材)
34 散気孔
36 通気管
38 空気供給源
40 析出物収集具
42 ステンレス鋼製金網の析出物収集具
44 付着結晶化物を削ぎ落とす付属具
46 付着した結晶化物
Claims (7)
- 畜舎汚水を処理水槽に導入し、該処理水槽の内部に配置された曝気筒において該畜舎汚水を空気又は無毒性の気体により曝気して、該畜舎汚水のpHを8以上に高めると共に、該畜舎汚水中の溶解性燐を析出・結晶化せしめて該処理水槽の底部に燐含有物として沈澱させ、
該沈殿物を該処理水槽下部(沈殿部)から回収物として回収すること、及び/又は
該曝気筒の内部処理汚水中若しくは/及び該曝気筒下方の処理汚水中に析出した結晶化物を付着させて捕捉せしめる透水性の結晶化物収集手段(収集具)を、該曝気処理汚水中に吊り下げるように配して、該結晶化物収集手段により該曝気処理汚水中から析出した結晶化物を取出して回収すること、並びに
処理を経た畜舎汚水を該処理水槽から導出すること、を含む畜舎汚水からの燐含有物の回収方法。 - 畜舎汚水を導入する供給口を備えた汚水導入管と、
該畜舎汚水を貯水すると共に該畜舎汚水から燐含有物を沈降せしめる処理水槽(該槽の下方部位を「沈澱部と称することがある)と、
該処理水槽内に設けられた該畜舎汚水を曝気するための散気手段(ディフュ−ザ)と、
該散気手段に空気又は無毒性の気体を供給する配気手段と
該処理水槽内に設けられ、該散気手段によって形成される気泡を含有する曝気処理中の汚水を囲む隔壁からなる曝気筒と、
処理水槽下部に設けられた沈殿物回収手段と、
曝気処理済み汚水を排出する汚水導出管とからなり、
該汚水導入管は該処理水槽の上方に設けられるか、又は該処理水槽内部に挿入されており(要すれば、該汚水導入管は該散気手段の近傍位置にまで延在し得る)、該曝気筒の下端部にほぼ接するように該散気手段が配置され、該曝気筒内部において該気泡含有汚水から燐含有物が析出され、析出された該燐含有物が該処理水槽の下方に沈降し、沈降した該燐含有物が沈殿物として堆積するようになした畜舎汚水からの燐含有物の回収装置。 - 曝気処理を経た畜舎汚水と接する部材である曝気筒、及び処理水槽下部を構成する装置部材の表面を、結晶化物(析出物/沈殿物)が付着し難い結晶付着忌避材料により構成することを特徴とする畜舎汚水からの燐含有物の回収装置。
- 曝気筒の内部又は/及び該曝気筒の下方の曝気処理汚水中に、析出した結晶化物を付着/捕捉せしめる、透水性又は非透水性の、結晶化物収集手段を設けてなる請求項2又は請求項3に記載の燐含有物の回収装置。
- 回収装置を構成する材質が曝気処理を経た畜舎汚水中の燐含有成分と付着し易い素材であり、また外形は網、籠又は無孔の板の如き透水性又は非透水性の構造物よりなるとともに、付着した結晶化物を削取る手段を備えたことを特徴とする請求項4に記載の結晶化物収集手段を有する畜舎汚水からの燐含有物の回収装置。
- 請求項3に記載された結晶付着忌避材料として、24時間浸漬した際の単位面積当りの結晶付着量が8mg/cm2以下である材料を選択してなる畜舎汚水からの燐含有物の回収装置。
- 24時間浸漬した際の単位面積当りの結晶付着量が15g/cm2以上である材料から構成された結晶化物収集手段を用いてなる畜舎汚水からの燐含有物の回収装置。
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