JP2004298739A - 汚水中のリン除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰にリンを摂取した汚泥に対して、短時間に、かつ効率的にリンを放出せしめて回収し、汚泥処理系から水処理系へ返流するリンの負荷量を軽減することができる汚水中のリン除去方法を提供すること。
【解決手段】リンを含む下水等の汚水を活性汚泥で処理し、発生した汚泥中のリンを除去するようにした汚水中のリン除去方法において、好気槽２から汚泥Ｂ'を直接、濃縮又は脱水工程に送るとともに、ここで得られた濃縮汚泥又は脱水ケーキＪに対して、酸又は酸と熱を加えて汚泥からリンを放出させるようにする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水中のリン除去方法に関し、特に、生活排水等、リンを含有する下水等の有機性汚水を嫌気状態と好気状態で処理する生物学的脱リン法において、より効果的に下水等の汚水及び汚泥からリンを除去するようにした汚水中のリン除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リンを含有する生活排水等、下水等の有機性汚水（本明細書において、汚泥を含む下水等の有機性汚水を「下水等の汚水」という。）の処理方法として、例えば、図２に示すように、活性汚泥を嫌気状態と好気状態に繰返して処理する生物学的脱リン法が提案されている。
この生物学的脱リン法においては、嫌気槽１に流入した下水等の汚水Ａは、ここで汚水中の有機性成分が一定の処理時間を経て活性汚泥に吸着、除去され、かつ活性汚泥からはリンが放出される生物処理がなされた後、次いでこの汚水と汚泥は好気槽２に流入する。この好気槽２では、活性汚泥に吸着された有機成分を酸化分解するとともに、嫌気槽１で放出した以上のリンが活性汚泥の体内に過剰に取込まれる。
この一連の生物的代謝活動により、汚水から有機物やリンが分解、除去されるが、一方で活性汚泥微生物が増殖して余剰汚泥が発生することになる。次に、好気槽２から流出した混合液Ｂは最終沈澱池３へ導き、ここで固液分離を行って、清澄液は処理水Ｃとして消毒後に系外に放流し、固形物の一部は返送汚泥Ｄとして生物処理に再び供され、残りの固形物は余剰汚泥Ｅとして重力濃縮槽４へ導かれて、その濃縮汚泥Ｆを脱水処理機５へ送るとともに、その脱離水を重力濃縮槽からの上澄水と共に返流水Ｇとして嫌気槽１に戻し、さらに脱水処理機５からの脱水汚泥Ｈを汚泥貯留槽６へ送り、ここから処理汚泥Ｉとして排出するようにしている。
このようにして、活性汚泥を一旦、嫌気状態にした後、好気状態にすると通常の処理に比べて、汚泥中（微生物体内）にリンが過剰に摂取される性質を利用して処理し、汚泥は、リンの過剰摂取後、濃縮、脱水、場合によっては消化、焼却などの処理が行われるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の汚水中のリン除去方法では、汚泥がリンを過剰に摂取した後、リンが再放出されるという問題があるとともに、汚泥を効率よく処理するために、通常、重力濃縮して脱水処理を行うが、この過程で汚泥が嫌気状態となり、リンが液中側へ再放出され、返流水として水処理系へ戻るため、リンの除去効率を低下させ、さらには、消化や焼却の過程で、配管内にストラバイトを形成して配管を詰らせたり、焼却炉にリンが付着して焼却炉の寿命を短くするという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の汚水中のリン除去方法の有する問題点に鑑み、過剰にリンを摂取した汚泥に対して、短時間に、かつ効率的にリンを放出せしめて回収し、汚泥処理系から水処理系へ返流するリンの負荷量を軽減することができる汚水中のリン除去方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚水中のリン除去方法は、リンを含む下水等の汚水を活性汚泥で処理し、発生した汚泥中のリンを除去するようにした汚水中のリン除去方法において、好気槽から汚泥を直接、濃縮又は脱水工程に送るとともに、ここで得られた濃縮汚泥又は脱水ケーキに対して、酸又は酸と熱を加えて汚泥からリンを放出させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の汚水中のリン除去方法は、生物学的脱リン法において、過剰にリンを摂取した汚泥を有する好気槽からの汚泥を、直接、濃縮又は脱水することにより、汚泥を短時間に、かつ効率的にリンを放出せしめて濃縮又は脱水することができ、リンの再放出を防止できると同時に、後工程において使用する凝固剤やアルカリ剤などの薬剤量や使用電力量を少なくすることができる。
また、汚泥の濃縮又は脱水により得られた汚泥に対して、酸又は熱の少なくともどちらか一方を加えることにより、リン過剰摂取汚泥から液中ヘリンを効率よく、短時間で放出させて回収することができ、リン放出後の汚泥は、そのまま若しくは中和後、焼却等の処理や水処理系で生物処理を行うことができ、さらに系外に排出して処分する汚泥量を削減することができる。
【０００７】
この場合、汚泥の濃縮又は脱水工程において、その汚泥分離水に凝集剤を添加するようにすることができる。
【０００８】
これにより、リンが放出された汚泥分離水に、凝集剤を添加することにより、当該離脱水に溶解するリンを再度、凝集、沈澱、除去し、リン濃度の高い汚泥を得ることができ、これをリン資源として利用したり、個別に処理することを可能とすることができる。
【０００９】
また、この場合、リン放出処理後の汚泥分離水にアルカリ剤を添加するようにすることができる。
【００１０】
これにより、リン放出処理後の汚泥分離水にアルカリ剤を添加することにより、酸によって溶解したリンを再度、凝集、沈澱、除去できるとともに、汚泥分離水を簡易に中和することができ、河川などへの放流も安全に、容易に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水中のリン除去方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の汚水中のリン除去方法の説明図で、リンを含有する生活汚水などの下水等の汚水Ａは、特に限定されるものではないが、例えば、図１に示すように、下水処理場の嫌気槽１に流入し、この嫌気槽１内にて活性汚泥の作用により一定の処理時間を経て生物処理がなされる。この嫌気槽１では主に、汚水中の有機性成分が活性汚泥に吸着、除去されるとともに、活性汚泥からはリンが放出される。
【００１３】
次に、この嫌気槽１内で活性汚泥処理された汚水と汚泥は、好気槽２に流入する。この好気槽２内では嫌気槽１内にて活性汚泥に吸着された有機成分を酸化分解するとともに、嫌気槽１で放出した以上のリンが活性汚泥の体内に過剰に取込まれる。
この一連の生物的代謝活動により、汚水から有機物やリンが分解、除去されることになるが、一方で活性汚泥微生物が増殖して余剰汚泥が発生することになる。
なお、図示の実施例では、嫌気槽１と、好気槽２とを個別とし、これを隣接配置して構成しているが、１つの槽を内部で仕切り、左半を嫌気槽１、右半を好気槽２とすることもできるし、さらに１つの槽を時間的に仕切り、嫌気槽１と好気槽２として使用することもできる。
【００１４】
次に、好気槽２から流出した混合液Ｂを最終沈澱池３へ導き、ここで固液分離を行って、清澄液は処理水Ｃとして消毒後に系外に放流し、固形物は返送汚泥Ｄとして嫌気槽１に返送し、生物処理に再び供される。
ところで、本発明では水処理を行った結果、好気槽２から発生する汚泥は、余剰汚泥Ｂ’として好気槽２から直接、濃縮又は脱水工程へ送る。この濃縮又は脱水工程は、図１に示すように、機械濃縮機又は汚泥脱水機７よりなる。
【００１５】
この機械濃縮機又は汚泥脱水機７に余剰汚泥Ｂ’を供することにより、ここで余剰汚泥Ｂ’は、濃縮、脱水されて、濃縮汚泥又は脱水ケーキＪとすることができ、発生汚泥の容量を少なくすることができる。
また、汚泥が嫌気状態となる時間を短くして処理できるため、過剰にリンを摂取した汚泥からリンのを再放出を防止できる。
【００１６】
さらに、この場合、特に限定されるものではないが、例えば、この機械濃縮又は汚泥脱水の工程で、余剰汚泥Ｂ’に、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ等の金属塩を含有する無機系の凝集剤Ｏを添加すれば、汚泥の効率的な濃縮、脱水が行えるとともに、後段で行うリンの回収工程で溶解性のリンを凝集、固形化しやすくでき、リンの回収率を向上させることができる。
【００１７】
次に、機械濃縮機又は汚泥脱水機７にて形成された濃縮汚泥又は脱水ケーキＪを、リン放出槽８に供給する。このリン放出槽８において、酸又は酸と熱を加えるようにする。このように、酸又は酸と熱を加えることにより、前記濃縮汚泥又は脱水ケーキＪからのリンを放出を短時間内に行える。
この場合、添加する酸の量は、酸の種類により異なるが、濃縮汚泥１Ｌを対象とした場合、濃硫酸の添加量は数ｍＬ程度である。また、この酸の添加時に水を加えることもできる。これにより、汚泥とリン溶解液（分離液Ｌ）とを分離することができる。
【００１８】
また、濃縮汚泥又は脱水ケーキＪからリンをより速やかに放出させるために、熱を加える場合、汚泥からリンが放出されるに適した温度とする。濃縮汚泥又は脱水ケーキＪを加温する際、６０℃以上になった時に、該汚泥から急激にリンが放出される傾向があるので、特に限定されるものではないが、例えば、加熱温度を６０℃以上とすることができる。
このように、酸と熱の双方を合せて加えることで、より効果的にリンを放出せしめることができる。
【００１９】
リン放出処理後の汚泥を、処理汚泥Ｋとして固液分離槽９に供給する。この固液分離槽９では、リンを多量に含む分離液Ｌと、リン放出汚泥Ｍとに分離することができる。
分離液Ｌは、次のリン回収槽１０に供給し、このリン回収槽１０においてアルカリ剤Ｐが添加され、リンの凝集、沈澱、分離が行われ、リン濃縮汚泥Ｎが回収される。このリン濃縮汚泥Ｎは、系外に搬出することができる。
【００２０】
また、アルカリ剤添加後に、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ等の金属塩を添加することができ、これによりリン酸化合物を形成することができるため、より効果的にリンを回収することができる。
【００２１】
なお、固液分離槽９内で分離されたリン放出汚泥Ｍは、酸と熱の添加により汚泥微生物が死滅しているため、水処理系に返送して生物処理が行える他に、系外に排出して処分することもできる。
【００２２】
このようにして、本発明の汚泥中のリン除去方法は、生物学的脱リン法の好気槽から汚泥を直接的に機械濃縮又は汚泥脱水機に供すると共に、処理後の汚泥に酸と熱を加えることにより、汚泥中に過剰摂取したリンの再放出を防ぐことができ、汚泥からリンを効率的に回収することができ、また、リン放出処理後の汚泥を水処理系に返送して、生物処理を行う場合には、系外に排出して処分する汚泥量を削減できる効果を有する。
【００２３】
以上、本発明の汚泥中のリン除去方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の汚水中のリン除去方法によれば、リンを含む生活排水等の有機性汚水を活性汚泥で処理し、発生した汚泥に酸又は酸と熱を加えて汚泥からリンを放出せしめる過程において、生物学的脱リン法の好気槽から汚泥を直接、濃縮又は脱水するとともに、ここで得られた汚泥に対して、上記のリンの放出操作を行うようにしているから、過剰にリンを摂取した汚泥を有する好気槽からの汚泥を、直接、濃縮又は脱水することにより、汚泥を短時間に、かつ効率的にリンを放出せしめて濃縮又は脱水することができ、リンの再放出を防止できると同時に、後工程において使用する薬剤量や使用電力量を少なくすることができる。
また、汚泥の濃縮又は脱水により得られた汚泥に対して、酸又は熱の少なくともどちらか一方を加えることにより、リン過剰摂取汚泥から液中ヘリンを効率よく、短時間で放出させて回収することができ、リン放出後の汚泥は、そのまま若しくは中和後、焼却等の処理や水処理系で生物処理を行うことができ、さらに系外に排出して処分する汚泥量を削減することができる。
【００２５】
また、汚泥の濃縮又は脱水工程において、その汚泥分離水に凝集剤を添加するようにしているから、リンが放出された汚泥分離水に、凝集剤を添加することにより、当該離脱水に溶解するリンを再度、凝集、沈澱、除去し、リン濃度の高い汚泥を得ることができ、これをリン資源として利用したり、個別に処理することを可能とすることができる。
【００２６】
また、リン放出処理後の汚泥分離水にアルカリ剤を添加することにより、酸によって溶解したリンを再度、凝集、沈澱、除去できるとともに、汚泥分離水を簡易に中和することができ、河川などへの放流も安全に、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥中のリン除去方法の実施の形態を示す説明図である。
【図２】従来のリン除去システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 嫌気槽
２ 好気槽
３ 最終沈澱池
４ 重力濃縮槽
５ 脱水処理機
６ 汚泥貯留槽
７ 機械濃縮機又は汚泥脱水機
８ リン放出槽
９ 固液分離槽
１０ リン回収槽
Ａ 下水等の汚水
Ｂ 混合液
Ｃ 処理水
Ｄ 返送汚泥
Ｅ 余剰汚泥
Ｆ 濃縮汚泥
Ｇ 返流水
Ｈ 脱水汚泥
Ｉ 処理汚泥
Ｊ 濃縮汚泥又は脱水ケーキ
Ｋ 処理汚泥
Ｌ 分離液
Ｍ リン放出汚泥
Ｏ 凝集剤
Ｐ アルカリ剤

Claims (3)

1. リンを含む下水等の汚水を活性汚泥で処理し、発生した汚泥中のリンを除去するようにした汚水中のリン除去方法において、好気槽から汚泥を直接、濃縮又は脱水工程に送るとともに、ここで得られた濃縮汚泥又は脱水ケーキに対して、酸又は酸と熱を加えて汚泥からリンを放出させるようにしたことを特徴とする汚泥中のリン除去方法。
2. 汚泥の濃縮又は脱水工程において、その汚泥分離水に凝集剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項１記載の汚水中のリン除去方法。
3. リン放出処理後の汚泥分離水に、アルカリ剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の汚水中のリン除去方法。

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