JP2004358345A - リン含有有機性汚水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】生し尿、リン含有有機性汚水に含まれるリンや窒素を再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収することができる。
【解決手段】リン含有有機性汚水の受入貯留手段としての混合手段5、混合手段5内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段6と、凝集混和手段6からの汚水を分離水17と汚泥18とに分離する固液分離手段8と、固液分離手段8において分離された汚泥18を脱水する脱水手段9と、固液分離手段8において分離された分離水17と脱水手段9からの脱水ろ液19とを混合して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段10と、リン酸塩生成手段10において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段11と、リン酸塩生成手段10からの脱離液21と固液分離手段8において分離された汚泥18の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段13とを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】リン含有有機性汚水の受入貯留手段としての混合手段5、混合手段5内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段6と、凝集混和手段6からの汚水を分離水17と汚泥18とに分離する固液分離手段8と、固液分離手段8において分離された汚泥18を脱水する脱水手段9と、固液分離手段8において分離された分離水17と脱水手段9からの脱水ろ液19とを混合して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段10と、リン酸塩生成手段10において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段11と、リン酸塩生成手段10からの脱離液21と固液分離手段8において分離された汚泥18の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段13とを備えている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リン含有有機性汚水、特に、生し尿、浄化槽汚泥、合併浄化槽汚泥、農集汚泥等のし尿系汚水、下水等、または、これらの混合物の廃液中に含まれるリンまたは窒素を、再資源化可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムとして回収でき、また、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善できるリン含有有機性汚水処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、リン含有有機性汚水の処理方法において、リンや窒素を除去するための手段としては、生物学的硝化脱窒素処理方法や、嫌気好気法、凝集沈殿法等を組み合わせた方法が多く、その一例として高負荷脱窒素処理プロセスが挙げられる。また、高負荷脱窒素処理プロセスからリンを回収する手段として、特公平1−24558号公報(特許文献1)には、生物処理手段の前段でマグネシウム化合物を添加し、生成したリン酸マグネシウム化合物を添加し、生成したリン酸マグネシウムアンモニウムを濃縮汚泥と共に固液分離して、コンポスト化するプロセスが開示されている。
【0003】
【特許文献1】特公平1−24558号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高負荷脱窒素処理プロセスは、生物処理手段に係る負荷変動が大きいために運転操作が煩雑であること、脱リンのために多量の薬剤を使用せざるを得ないこと等の問題があった。また、上記特許文献1に開示されたリン回収を伴うプロセスは、回収されたリンと汚泥とが混合された状態で分離されるために、回収されたリンの再資源化用途がコンポストに限られるので、リンを効率的に回収できないといった問題があった。
【0005】
従って、この発明の目的は、リン含有有機性汚水の処理に際し、リン含有有機性汚水中に含まれるリンまたは窒素を再資源化可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収すると共に、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善することにより、生物反応手段にかかる負荷を軽減して、脱リンのために必要な薬剤を大幅に軽減することができるリン含有有機性汚水処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、リン含有有機性汚水の受入貯留手段と、前記受入貯留手段内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段と、前記凝集混和手段からの汚水を分離水と汚泥とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段において分離された汚泥を脱水する脱水手段と、前記固液分離手段において分離された分離水を導入して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段と、前記リン酸塩生成手段において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段と、前記リン酸塩生成手段からの脱離液と前記固液分離手段において分離された汚泥の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段とを備えたことに特徴を有するものである。
【0007】
請求項2記載の発明は、前記リン酸塩生成手段は、前記固液分離手段において分離された分離水と前記脱水手段からの脱水ろ液とを混合して、リン酸塩を生成させることに特徴を有するものである。
【0008】
請求項3記載の発明は、前記リン酸塩生成手段により生成されるリン酸塩は、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムであることに特徴を有するものである。
【0009】
請求項4記載の発明は、前記リン酸塩回収手段の後にリン酸塩分級手段を設けて、粒子径の小さいリン酸塩結晶を前記リン酸塩生成手段に供給することに特徴を有するものである。
【0010】
請求項5記載の発明は、前記生物処理手段からの汚泥を前記脱水手段に供給することに特徴を有するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のリン含有有機性汚水処理装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、この発明のリン含有有機性汚水処理装置の一例を示すブロック図である。この例は、生し尿1と浄化槽汚泥2との両方を受け入れる例である。この発明の処理対象となるリン含有有機性汚水は、特に、生し尿、浄化槽汚泥、合併浄化槽汚泥、農集汚泥等のし尿系汚水、下水等、または、これらの混合物を含む。
【0013】
図1において、3は、生し尿1を導入して夾雑物を除去する第一前処理手段であり、4は、浄化槽汚泥2を導入して夾雑物を除去する第二前処理手段である。
【0014】
第一および第二前処理手段3および4は、髪の毛、砂、石、紙、繊維、ゴム製品、その他、ゴミ等の夾雑物を除去する手段であり、その構成は限定されない。
【0015】
5は、第一および第二前処理手段3および4において処理された各々の汚水を、攪拌翼等の攪拌手段を用いて均一に混合する、リン含有有機性汚水の受入貯留手段としての混合手段である。
【0016】
6は、凝集混和手段であり、混合手段5からの均一に混和された汚水に、後述する固液分離手段8にて効率良く固液分離できるように、凝集剤添加手段7からのポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つを添加し、混和する。
【0017】
8は、凝集混和手段6において凝集剤が添加された汚水を分離水17と汚泥18とに固液分離する固液分離手段である。固液分離手段8により分離され引き抜かれた汚泥18の一部は、後述する脱水手段9に送られて脱水される。残りの汚泥18は、後述する生物処理手段13に送られ、生物処理手段13での生物反応の際に不足する有機物、無機物等の補給源となる。
【0018】
固液分離手段8は、重力沈降装置、遠心分離装置、浮上分離装置、膜ろ過装置、ろ布ろ過装置等、汎用されている何れの分離装置であっても良い。例えば、ろ布ろ過装置を用いた場合には、使用されるろ布は、懸濁成分等を除去することができるろ布であり、主に通気度1〜10,000mL/cm2/分のろ布が使用される。さらに、ろ布ろ過装置形式は、加圧打込み式、加圧圧搾式、走行式、ドラム式、多段ディスク式等が用いられる。また、ろ布ろ過への通水方式は、外圧型と内圧型があり、どちらの通水方式でも問題ない。得られる分離水17のSS濃度は、濁質分がろ布表面上に堆積したケーキを用いてろ過するため、1mg/L程度まで除去することが可能である。また過大な加圧ポンプを用いる必要はなく、安価なろ布を使用するため、経済的にも有利である。また、膜分離手段を用いた場合には、清澄な分離水17が得られる。
【0019】
9は、脱水手段であり、固液分離装置8により分離され引き抜かれた汚泥18、生物処理手段13により分離された余剰汚泥24、および後述する凝集処理手段14により分離された汚泥25を脱水して、脱水ろ液19と脱水汚泥20とに分離する。
【0020】
10は、リン酸塩生成手段であり、固液分離手段8により分離された分離水17および脱水手段9により分離された脱水ろ液19にマグネシウム塩またはカルシウム塩を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶を析出し、成長させる。
【0021】
11は、リン酸塩回収手段であり、リン酸塩生成手段10において生成したリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶を回収する。回収されたリン酸塩23は、肥料原料として利用可能である。リンまたは窒素が除去された脱離液21は、生物処理手段13に送られる。
【0022】
なお、リン酸塩回収手段11の後にリン酸塩分級手段12を設けて、粒子径の小さいリン酸塩結晶をリン酸塩生成手段10に返送することにより、リン酸塩生成における種結晶として再利用が可能であり、これにより効率的且つ良質なリン酸塩の製造が可能となる。
【0023】
13は、生物処理手段であり、生物反応硝化および生物反応脱窒素等の処理がなされる。生物処理手段13には、通常、固液分離手段が含まれ、生物反応が完了した汚泥は、固液分離され、分離された余剰汚泥24は、脱水機9に導入され、脱水される。固液分離方法としては、重力沈降装置、遠心分離装置、浮上分離装置、膜ろ過装置、ろ布ろ過装置等を用いることができる。例えば、膜分離手段を用いた場合には、清澄な分離水が得られる。膜分離手段に用いる膜の種類は、限外ろ過膜、精密ろ過膜、逆浸透膜等の何れでも良く、その使用方法は、槽内設置型(液中膜式等)でも槽外設置型でも良い。また、膜の形式は、平膜、中空糸、管状等の何れでも良い。
【0024】
14は、凝集処理手段であり、凝集剤が攪拌混和された液を、COD成分および残留リン成分等が移行した汚泥25と分離水とに固液分離する。凝集剤には、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つを用いる。また、分離された汚泥25は、脱水手段9に導入され、脱水される。脱水手段9により脱水、減容化された脱水汚泥20は、焼却処理されるか生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として利用される。
【0025】
15は、砂ろ過手段であり、凝集処理手段14によって分離された分離水を砂ろ過処理し、僅かに存在するSS分を分離除去する。
【0026】
16は、活性炭処理手段であり、砂ろ過手段15からの砂ろ過処理水中の残留COD成分、色度成分および臭気成分等を吸着分離する。
【0027】
このようにして処理された清澄な処理水26は、次工程に送られる。
【0028】
この発明は、新設されるリン含有有機性汚水処理装置として適用可能であるばかりか、既存のリン含有有機性汚水装置の生物処理手段に付加することによって、リンまたは窒素の負荷を軽減でき、再資源化が可能なリンとして回収可能となる。
【0029】
以上のように構成されている、この発明のリン含有有機性汚水処理装置によれば、以下のようにして、生し尿と浄化槽汚泥とが処理される。
【0030】
生し尿1は、第一前処理手段3、浄化槽汚泥2は、第二前処理手段4においてそれぞれ処理されて種々の夾雑物が除去される。夾雑物が除去された汚水は、混合手段5に送られて均一に混合される。混合手段5からの均一に混和された汚水は、凝集混和手段6に送られ、ここで凝集剤添加手段7からのポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つが添加され、混和される。凝集混和手段6からの凝集剤が添加された汚水は、固液分離手段8により分離水17と汚泥18とに固液分離される。
【0031】
固液分離手段8により分離され引き抜かれた汚泥18の一部は、脱水手段9に送られ、脱水される。残りの汚泥18は、生物処理手段13での生物反応の際に不足する有機物、無機物等の補給源として生物処理手段13に送られる。固液分離手段8からの分離水17は、リン酸塩生成手段10に送られ、ここでマグネシウム塩またはカルシウム塩が添加されて、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶が析出し、成長する。リン酸塩生成手段10において生成したリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶は、リン酸塩回収手段11により回収される。回収されたリン酸塩23は、肥料原料として利用される。なお、リン酸塩分級手段12を設けた場合には、粒子径の小さいリン酸塩結晶がリン酸塩生成手段10に返送されて、リン酸塩生成における種結晶として再利用される。
【0032】
リンまたは窒素が除去された脱離液21は、固液分離手段を有する生物処理手段13に送られ、ここで、生物反応硝化および生物反応脱窒素等の処理がなされると共に生物反応が完了した汚泥が固液分離される。分離水は、凝集処理手段14に送られ、ここで凝集剤が攪拌混和された液は、COD成分および残留リン成分等が移行した汚泥25と分離水とに固液分離される。一方、余剰汚泥24は、脱水機9に導入され、脱水される。
【0033】
凝集処理手段14からの分離水は、砂ろ過手段15に送られ、ここで砂ろ過処理され、僅かに存在するSS分が分離除去される。一方、汚泥25は、脱水手段9に導入され、脱水される。脱水手段9により脱水、減容化された脱水汚泥20は、焼却処理されるか生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として利用される。脱水手段9からの脱水ろ液19は、リン酸塩生成手段10に返送される。砂ろ過手段15からの砂ろ過処理水は、活性炭処理手段16に送られ、ここで砂ろ過処理水中の残留COD成分、色度成分および臭気成分等が吸着分離される。
【0034】
このようにして、生し尿と浄化槽汚泥とは、清澄な処理水26に処理され、次工程に送られる。
【0035】
【実施例】
次に、この発明を実施例によりさらに説明する。
【0036】
それぞれ50%ずつの浄化槽汚泥およびし尿を図1に示す処理装置を用いて、目開き1mmの細目スクリーンを用いて前処理し、混合手段5において混合攪拌した。凝集混和手段6に導入した混合液の性状は、表1の通りであり、凝集剤として高分子凝集剤を使用し、その添加量は、1.2%対SSとした。なお、分析法は、JISK−0102に準拠した。
【0037】
【表1】
【0038】
また、固液分離手段8において、ろ布走行式のろ布ろ過装置を用いて処理した。この結果、表2に示すような性状のろ液および濃縮液を得た。
【0039】
【表2】
【0040】
表2のろ液に、マグネシウムとリンとのモル比が1.0になるように、マグネシウムイオンとして塩化マグネシウムを添加し、pHを8.5に調整して、リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段(リン酸塩生成手段)10に供給した。リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段10からの脱離液中のPO4−Pは、2.5mg/Lとなり、88%の除去率が得られた。さらに、リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段10により粒径0.2〜0.6mmの白色針状物または白色粒状物を得た。この白色針状物または白色粒状物は、ESCA(X線光電子分光分析)により分析を行った結果、大部分がリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶であることが分かった。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、生し尿、リン含有有機性汚水に含まれるリンや窒素を再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収することができ、しかも、脱窒素および硝化等の生物処理の前段においてリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収することにより、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善することができるので、生物反応手段にかかる負荷を軽減することができるといった有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のリン含有有機性汚泥処理装置の一実施態様を示すブロック図である。
【符号の説明】
1:生し尿
2:浄化槽汚泥
3:第一前処理手段
4:第二前処理手段
5:混合手段
6:凝集混和手段
7:凝集剤添加手段
8:固液分離手段
9:脱水手段
10:リン酸塩生成手段
11:リン酸塩回収手段
12:リン酸塩分級手段
13:生物処理手段
14:凝集処理手段
15:砂ろ過手段
16:活性炭処理手段
17:分離水
18:汚水
19:脱水ろ液
20:脱水汚泥
21:脱離液
22:リン酸塩結晶
23:リン酸塩
24:余剰汚泥
25:汚泥
26:処理水
【発明の属する技術分野】
この発明は、リン含有有機性汚水、特に、生し尿、浄化槽汚泥、合併浄化槽汚泥、農集汚泥等のし尿系汚水、下水等、または、これらの混合物の廃液中に含まれるリンまたは窒素を、再資源化可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムとして回収でき、また、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善できるリン含有有機性汚水処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、リン含有有機性汚水の処理方法において、リンや窒素を除去するための手段としては、生物学的硝化脱窒素処理方法や、嫌気好気法、凝集沈殿法等を組み合わせた方法が多く、その一例として高負荷脱窒素処理プロセスが挙げられる。また、高負荷脱窒素処理プロセスからリンを回収する手段として、特公平1−24558号公報(特許文献1)には、生物処理手段の前段でマグネシウム化合物を添加し、生成したリン酸マグネシウム化合物を添加し、生成したリン酸マグネシウムアンモニウムを濃縮汚泥と共に固液分離して、コンポスト化するプロセスが開示されている。
【0003】
【特許文献1】特公平1−24558号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高負荷脱窒素処理プロセスは、生物処理手段に係る負荷変動が大きいために運転操作が煩雑であること、脱リンのために多量の薬剤を使用せざるを得ないこと等の問題があった。また、上記特許文献1に開示されたリン回収を伴うプロセスは、回収されたリンと汚泥とが混合された状態で分離されるために、回収されたリンの再資源化用途がコンポストに限られるので、リンを効率的に回収できないといった問題があった。
【0005】
従って、この発明の目的は、リン含有有機性汚水の処理に際し、リン含有有機性汚水中に含まれるリンまたは窒素を再資源化可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収すると共に、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善することにより、生物反応手段にかかる負荷を軽減して、脱リンのために必要な薬剤を大幅に軽減することができるリン含有有機性汚水処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、リン含有有機性汚水の受入貯留手段と、前記受入貯留手段内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段と、前記凝集混和手段からの汚水を分離水と汚泥とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段において分離された汚泥を脱水する脱水手段と、前記固液分離手段において分離された分離水を導入して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段と、前記リン酸塩生成手段において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段と、前記リン酸塩生成手段からの脱離液と前記固液分離手段において分離された汚泥の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段とを備えたことに特徴を有するものである。
【0007】
請求項2記載の発明は、前記リン酸塩生成手段は、前記固液分離手段において分離された分離水と前記脱水手段からの脱水ろ液とを混合して、リン酸塩を生成させることに特徴を有するものである。
【0008】
請求項3記載の発明は、前記リン酸塩生成手段により生成されるリン酸塩は、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムであることに特徴を有するものである。
【0009】
請求項4記載の発明は、前記リン酸塩回収手段の後にリン酸塩分級手段を設けて、粒子径の小さいリン酸塩結晶を前記リン酸塩生成手段に供給することに特徴を有するものである。
【0010】
請求項5記載の発明は、前記生物処理手段からの汚泥を前記脱水手段に供給することに特徴を有するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のリン含有有機性汚水処理装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【0012】
図1は、この発明のリン含有有機性汚水処理装置の一例を示すブロック図である。この例は、生し尿1と浄化槽汚泥2との両方を受け入れる例である。この発明の処理対象となるリン含有有機性汚水は、特に、生し尿、浄化槽汚泥、合併浄化槽汚泥、農集汚泥等のし尿系汚水、下水等、または、これらの混合物を含む。
【0013】
図1において、3は、生し尿1を導入して夾雑物を除去する第一前処理手段であり、4は、浄化槽汚泥2を導入して夾雑物を除去する第二前処理手段である。
【0014】
第一および第二前処理手段3および4は、髪の毛、砂、石、紙、繊維、ゴム製品、その他、ゴミ等の夾雑物を除去する手段であり、その構成は限定されない。
【0015】
5は、第一および第二前処理手段3および4において処理された各々の汚水を、攪拌翼等の攪拌手段を用いて均一に混合する、リン含有有機性汚水の受入貯留手段としての混合手段である。
【0016】
6は、凝集混和手段であり、混合手段5からの均一に混和された汚水に、後述する固液分離手段8にて効率良く固液分離できるように、凝集剤添加手段7からのポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つを添加し、混和する。
【0017】
8は、凝集混和手段6において凝集剤が添加された汚水を分離水17と汚泥18とに固液分離する固液分離手段である。固液分離手段8により分離され引き抜かれた汚泥18の一部は、後述する脱水手段9に送られて脱水される。残りの汚泥18は、後述する生物処理手段13に送られ、生物処理手段13での生物反応の際に不足する有機物、無機物等の補給源となる。
【0018】
固液分離手段8は、重力沈降装置、遠心分離装置、浮上分離装置、膜ろ過装置、ろ布ろ過装置等、汎用されている何れの分離装置であっても良い。例えば、ろ布ろ過装置を用いた場合には、使用されるろ布は、懸濁成分等を除去することができるろ布であり、主に通気度1〜10,000mL/cm2/分のろ布が使用される。さらに、ろ布ろ過装置形式は、加圧打込み式、加圧圧搾式、走行式、ドラム式、多段ディスク式等が用いられる。また、ろ布ろ過への通水方式は、外圧型と内圧型があり、どちらの通水方式でも問題ない。得られる分離水17のSS濃度は、濁質分がろ布表面上に堆積したケーキを用いてろ過するため、1mg/L程度まで除去することが可能である。また過大な加圧ポンプを用いる必要はなく、安価なろ布を使用するため、経済的にも有利である。また、膜分離手段を用いた場合には、清澄な分離水17が得られる。
【0019】
9は、脱水手段であり、固液分離装置8により分離され引き抜かれた汚泥18、生物処理手段13により分離された余剰汚泥24、および後述する凝集処理手段14により分離された汚泥25を脱水して、脱水ろ液19と脱水汚泥20とに分離する。
【0020】
10は、リン酸塩生成手段であり、固液分離手段8により分離された分離水17および脱水手段9により分離された脱水ろ液19にマグネシウム塩またはカルシウム塩を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶を析出し、成長させる。
【0021】
11は、リン酸塩回収手段であり、リン酸塩生成手段10において生成したリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶を回収する。回収されたリン酸塩23は、肥料原料として利用可能である。リンまたは窒素が除去された脱離液21は、生物処理手段13に送られる。
【0022】
なお、リン酸塩回収手段11の後にリン酸塩分級手段12を設けて、粒子径の小さいリン酸塩結晶をリン酸塩生成手段10に返送することにより、リン酸塩生成における種結晶として再利用が可能であり、これにより効率的且つ良質なリン酸塩の製造が可能となる。
【0023】
13は、生物処理手段であり、生物反応硝化および生物反応脱窒素等の処理がなされる。生物処理手段13には、通常、固液分離手段が含まれ、生物反応が完了した汚泥は、固液分離され、分離された余剰汚泥24は、脱水機9に導入され、脱水される。固液分離方法としては、重力沈降装置、遠心分離装置、浮上分離装置、膜ろ過装置、ろ布ろ過装置等を用いることができる。例えば、膜分離手段を用いた場合には、清澄な分離水が得られる。膜分離手段に用いる膜の種類は、限外ろ過膜、精密ろ過膜、逆浸透膜等の何れでも良く、その使用方法は、槽内設置型(液中膜式等)でも槽外設置型でも良い。また、膜の形式は、平膜、中空糸、管状等の何れでも良い。
【0024】
14は、凝集処理手段であり、凝集剤が攪拌混和された液を、COD成分および残留リン成分等が移行した汚泥25と分離水とに固液分離する。凝集剤には、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つを用いる。また、分離された汚泥25は、脱水手段9に導入され、脱水される。脱水手段9により脱水、減容化された脱水汚泥20は、焼却処理されるか生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として利用される。
【0025】
15は、砂ろ過手段であり、凝集処理手段14によって分離された分離水を砂ろ過処理し、僅かに存在するSS分を分離除去する。
【0026】
16は、活性炭処理手段であり、砂ろ過手段15からの砂ろ過処理水中の残留COD成分、色度成分および臭気成分等を吸着分離する。
【0027】
このようにして処理された清澄な処理水26は、次工程に送られる。
【0028】
この発明は、新設されるリン含有有機性汚水処理装置として適用可能であるばかりか、既存のリン含有有機性汚水装置の生物処理手段に付加することによって、リンまたは窒素の負荷を軽減でき、再資源化が可能なリンとして回収可能となる。
【0029】
以上のように構成されている、この発明のリン含有有機性汚水処理装置によれば、以下のようにして、生し尿と浄化槽汚泥とが処理される。
【0030】
生し尿1は、第一前処理手段3、浄化槽汚泥2は、第二前処理手段4においてそれぞれ処理されて種々の夾雑物が除去される。夾雑物が除去された汚水は、混合手段5に送られて均一に混合される。混合手段5からの均一に混和された汚水は、凝集混和手段6に送られ、ここで凝集剤添加手段7からのポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも1つが添加され、混和される。凝集混和手段6からの凝集剤が添加された汚水は、固液分離手段8により分離水17と汚泥18とに固液分離される。
【0031】
固液分離手段8により分離され引き抜かれた汚泥18の一部は、脱水手段9に送られ、脱水される。残りの汚泥18は、生物処理手段13での生物反応の際に不足する有機物、無機物等の補給源として生物処理手段13に送られる。固液分離手段8からの分離水17は、リン酸塩生成手段10に送られ、ここでマグネシウム塩またはカルシウム塩が添加されて、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶が析出し、成長する。リン酸塩生成手段10において生成したリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶は、リン酸塩回収手段11により回収される。回収されたリン酸塩23は、肥料原料として利用される。なお、リン酸塩分級手段12を設けた場合には、粒子径の小さいリン酸塩結晶がリン酸塩生成手段10に返送されて、リン酸塩生成における種結晶として再利用される。
【0032】
リンまたは窒素が除去された脱離液21は、固液分離手段を有する生物処理手段13に送られ、ここで、生物反応硝化および生物反応脱窒素等の処理がなされると共に生物反応が完了した汚泥が固液分離される。分離水は、凝集処理手段14に送られ、ここで凝集剤が攪拌混和された液は、COD成分および残留リン成分等が移行した汚泥25と分離水とに固液分離される。一方、余剰汚泥24は、脱水機9に導入され、脱水される。
【0033】
凝集処理手段14からの分離水は、砂ろ過手段15に送られ、ここで砂ろ過処理され、僅かに存在するSS分が分離除去される。一方、汚泥25は、脱水手段9に導入され、脱水される。脱水手段9により脱水、減容化された脱水汚泥20は、焼却処理されるか生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として利用される。脱水手段9からの脱水ろ液19は、リン酸塩生成手段10に返送される。砂ろ過手段15からの砂ろ過処理水は、活性炭処理手段16に送られ、ここで砂ろ過処理水中の残留COD成分、色度成分および臭気成分等が吸着分離される。
【0034】
このようにして、生し尿と浄化槽汚泥とは、清澄な処理水26に処理され、次工程に送られる。
【0035】
【実施例】
次に、この発明を実施例によりさらに説明する。
【0036】
それぞれ50%ずつの浄化槽汚泥およびし尿を図1に示す処理装置を用いて、目開き1mmの細目スクリーンを用いて前処理し、混合手段5において混合攪拌した。凝集混和手段6に導入した混合液の性状は、表1の通りであり、凝集剤として高分子凝集剤を使用し、その添加量は、1.2%対SSとした。なお、分析法は、JISK−0102に準拠した。
【0037】
【表1】
【0038】
また、固液分離手段8において、ろ布走行式のろ布ろ過装置を用いて処理した。この結果、表2に示すような性状のろ液および濃縮液を得た。
【0039】
【表2】
【0040】
表2のろ液に、マグネシウムとリンとのモル比が1.0になるように、マグネシウムイオンとして塩化マグネシウムを添加し、pHを8.5に調整して、リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段(リン酸塩生成手段)10に供給した。リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段10からの脱離液中のPO4−Pは、2.5mg/Lとなり、88%の除去率が得られた。さらに、リン酸マグネシウムアンモニウム生成手段10により粒径0.2〜0.6mmの白色針状物または白色粒状物を得た。この白色針状物または白色粒状物は、ESCA(X線光電子分光分析)により分析を行った結果、大部分がリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶であることが分かった。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、生し尿、リン含有有機性汚水に含まれるリンや窒素を再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収することができ、しかも、脱窒素および硝化等の生物処理の前段においてリン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムの結晶として回収することにより、リンまたは窒素の除去効率を大幅に改善することができるので、生物反応手段にかかる負荷を軽減することができるといった有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のリン含有有機性汚泥処理装置の一実施態様を示すブロック図である。
【符号の説明】
1:生し尿
2:浄化槽汚泥
3:第一前処理手段
4:第二前処理手段
5:混合手段
6:凝集混和手段
7:凝集剤添加手段
8:固液分離手段
9:脱水手段
10:リン酸塩生成手段
11:リン酸塩回収手段
12:リン酸塩分級手段
13:生物処理手段
14:凝集処理手段
15:砂ろ過手段
16:活性炭処理手段
17:分離水
18:汚水
19:脱水ろ液
20:脱水汚泥
21:脱離液
22:リン酸塩結晶
23:リン酸塩
24:余剰汚泥
25:汚泥
26:処理水
Claims (5)
- リン含有有機性汚水の受入貯留手段と、前記受入貯留手段内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段と、前記凝集混和手段からの汚水を分離水と汚泥とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段において分離された汚泥を脱水する脱水手段と、前記固液分離手段において分離された分離水を導入して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段と、前記リン酸塩生成手段において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段と、前記リン酸塩生成手段からの脱離液と前記固液分離手段において分離された汚泥の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段とを備えたことを特徴とするリン含有有機性汚水処理装置。
- 前記リン酸塩生成手段は、前記固液分離手段において分離された分離水と前記脱水手段からの脱水ろ液とを混合して、リン酸塩を生成させることを特徴する、請求項1記載のリン含有有機性汚水処理装置。
- 前記リン酸塩生成手段により生成されるリン酸塩は、リン酸マグネシウムアンモニウムまたはリン酸カルシウムであることを特徴とする、請求項1または2記載のリン含有有機性汚水処理装置。
- 前記リン酸塩回収手段の後にリン酸塩分級手段を設けて、粒子径の小さいリン酸塩結晶を前記リン酸塩生成手段に供給することを特徴とする、請求項1から3の何れか1つに記載のリン含有有機性汚水処理装置。
- 前記生物処理手段からの汚泥を前記脱水手段に供給することを特徴とする、請求項1から4の何れか1つに記載のリン含有有機性汚水処理装置。
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