JP2006314863A - Phosphorus removal apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脱リン装置に関し、詳しくは、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水中に含まれる高濃度のリンを晶析法によって排水中から除去する脱リン装置に関する。 The present invention relates to a dephosphorization apparatus, and more particularly to a dephosphorization apparatus that removes high-concentration phosphorus contained in sludge wastewater generated by biological treatment of sewage from wastewater by crystallization.
下水の浄化を生物処理によって行う下水処理設備から発生する汚泥系の排水は、比較的高濃度のリン酸性のリンを含むとともにSS濃度も高くなっている。SS濃度の高い排水中のリンを除去する方法としては、排水にカルシウム化合物を投入するとともにpH調整を行うことにより、リンとカルシウム化合物とを反応させてアパタイトとして種結晶上に晶析させ、成長した粗大なアパタイトの結晶を重力的にSS成分と分離させる晶析法が広く行われている。(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、晶析法で使用する種結晶には、リン鉱石が主に用いられているが、日本での生産はほとんどなく、輸入に頼っているのが実情である。このため、将来的にリン鉱石の入手が困難になると、晶析法のプロセスが成立しなくなってしまうという問題がある。 However, although the ore is mainly used for the seed crystal used in the crystallization method, there is almost no production in Japan, and the reality is that it relies on imports. For this reason, if it becomes difficult to obtain the phosphate ore in the future, there is a problem that the process of the crystallization method cannot be established.
そこで本発明は、種結晶となるアパタイトの微粒子を排水中から生成させることにより、種結晶としてリン鉱石等を使用せずに晶析法を実施することができる脱リン装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has an object to provide a dephosphorization apparatus capable of performing a crystallization method without using phosphate ore as a seed crystal by generating apatite fine particles as seed crystals from waste water. It is said.
上記目的を達成するため、本発明の脱リン装置は、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水中に含まれるリンを不溶性乃至難溶性のリン化合物として晶析させて前記排水中から除去する脱リン装置において、前記排水の一部を抜き出して固液分離する固液分離手段と、該固液分離手段で分離した分離液にカルシウム化合物を投入して分離液中のリンと反応させることにより不溶性乃至難溶性のリン化合物の微粒子を析出させる種結晶生成槽と、該種結晶生成槽で生成した前記リン化合物の微粒子とカルシウム化合物とを前記排水の残部に投入して反応させることにより該排水中に含まれるリンをカルシウム化合物と反応させて前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the dephosphorization apparatus of the present invention crystallizes phosphorus contained in sludge wastewater generated by biological treatment of sewage as an insoluble or sparingly soluble phosphorus compound and removes it from the wastewater. In the dephosphorization apparatus, by extracting a part of the waste water and separating it into solid and liquid, and by introducing a calcium compound into the separated liquid separated by the solid and liquid separating means and reacting with phosphorus in the separated liquid A seed crystal production tank for precipitating fine particles of insoluble or hardly soluble phosphorus compound, and the phosphorus compound fine particles and calcium compound produced in the seed crystal production tank are introduced into the remaining portion of the waste water and reacted. It comprises a crystallization reaction tank for reacting phosphorus contained therein with a calcium compound to crystallize on the fine particles.
本発明の脱リン装置によれば、固液分離手段によってSS成分を分離した分離液にカルシウム化合物を投入し、必要に応じてpH調整を行うことにより、分離液中のリンとカルシウム化合物とを反応させて不溶性のリン化合物であるアパタイトの微粒子を生成させることができ、この微粒子をカルシウム化合物と共に排水中に投入することにより、前記微粒子を種結晶として排水中のリンを晶析させることができる。 According to the dephosphorization apparatus of the present invention, the calcium compound is added to the separation liquid from which the SS component has been separated by the solid-liquid separation means, and the pH and the calcium compound in the separation liquid are adjusted as necessary. Apatite fine particles, which are insoluble phosphorus compounds, can be produced by reaction, and by introducing these fine particles into the waste water together with the calcium compound, phosphorus in the waste water can be crystallized using the fine particles as seed crystals. .
図1は本発明の一形態例を示す脱リン装置の系統図である。この脱リン装置は、排水の固液分離を行う固液分離手段である膜分離装置11と、該膜分離装置11で分離した分離液中のリンをカルシウム化合物と反応させて不溶性のリン化合物であるアパタイトの微粒子を生成させる種結晶生成槽12と、該種結晶生成槽12で生成した微粒子とカルシウム化合物とを前記排水の残部に投入して反応させることにより該排水中に含まれるリンを前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽13とを備えている。
FIG. 1 is a system diagram of a dephosphorization apparatus showing one embodiment of the present invention. This dephosphorization apparatus is an insoluble phosphorus compound obtained by reacting phosphorus in a separation liquid separated by the membrane separation apparatus 11 with a calcium compound, which is a solid-liquid separation means for performing solid-liquid separation of waste water. The seed
原水流入経路14から脱リン装置に流入する排水(原水)は、一部が分岐経路15に分岐して膜分離装置11に流入し、排水中のSS成分が膜分離され、SS成分が濃縮した状態の排水は、戻り経路16を通って前記原水流入経路14に戻され、SS成分が分離除去された分離液は経路17を通って種結晶生成槽12に導入される。
Drainage (raw water) flowing from the raw
種結晶生成槽12には、カルシウム化合物として水酸化カルシウム水溶液を投入するためのカルシウム化合物添加経路18が設けられており、このカルシウム化合物添加経路18から、排水のpHやリン濃度等の条件に応じた量の水酸化カルシウムを含む水溶液が添加投入される。種結晶生成槽12では、分離液中のリン酸性のリンと水酸化カルシウムとが反応し、主として不溶性のリン酸カルシウムが析出してリン酸カルシウムを主体とするアパタイト結晶からなる微粒子(以下、種結晶という)が分離液中に生成する。生成した種結晶は、重力沈降や濾過等の適宜な固液分離手段によって分離され、種結晶経路19を通って晶析反応槽13に投入される。また、種結晶を分離した液は、流出経路20から抜き出される。
The seed
晶析反応槽13には、前記原水流入経路14からの原水、前記種結晶経路19からの種結晶及びカルシウム化合物添加経路21からの水酸化カルシウム水溶液が流入しており、原水中に含まれるリン酸性のリンと水酸化カルシウムとが反応し、種結晶の表面に晶析してアパタイトの結晶が成長する。所定の大きさに成長したアパタイトの結晶は、槽底部の結晶回収経路22から引き抜かれ、リンが除去された排水(処理水)は、槽上部の処理水経路23から流出する。
Raw water from the raw
晶析反応槽13は、従来の晶析反応槽と同じ構造を採用することができ、種結晶や成長中の結晶と槽内の液とを効果的に接触させるための流動化手段や、所定の大きさに成長した結晶を重力分離するための結晶分離部等を設けておくことができる。また、結晶回収経路22から引き抜いた結晶を分級して小さな結晶を晶析反応槽13に循環させるようにしてもよい。
The crystallization reaction tank 13 can adopt the same structure as a conventional crystallization reaction tank, and fluidizing means for effectively bringing a seed crystal or a growing crystal in contact with the liquid in the tank, A crystal separation unit or the like can be provided for gravity separation of crystals grown in the size of. Further, the crystal extracted from the
前記膜分離装置11における固液分離及び種結晶生成槽12における種結晶の生成は、連続的に行うことも可能であり、バッチ方式で行うこともでき、晶析反応槽13からのアパタイト結晶の引抜量に応じて種結晶を晶析反応槽13に投入するようにすればよい。また、生成した種結晶を分離液から分離することなく、種結晶を含む分離液の全量を晶析反応槽13に流入させることも可能である。
The solid-liquid separation in the membrane separation device 11 and the generation of seed crystals in the seed
さらに、種結晶生成槽12には、水酸化カルシウム水溶液を投入することが好ましいが、他のカルシウム化合物、例えば塩化カルシウムと、pH調整剤、例えば水酸化ナトリウムとを適当な割合で投入するようにしてもよい。また、リンとの反応によって不溶性乃至難溶性の化合物を生成する他の物質、例えばマグネシウム化合物を加えることも可能である。
Further, it is preferable to add an aqueous calcium hydroxide solution to the seed
このように、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水のように、高濃度のリン酸性のリンと高濃度のSS成分とを含む排水を膜分離装置11のような固液分離手段で固液分離した後に、種結晶生成槽12で分離液中の高濃度のリンとカルシウム化合物とを所定のpH範囲で反応させることにより、晶析反応槽13での種結晶として使用可能な状態のアパタイトの微粒子を析出させることができる。これにより、リン鉱石等の種結晶を別途手配する必要がなくなり、安定した状態で脱リン装置を運転することができる。
In this way, wastewater containing high-concentration phosphoric acid phosphorus and high-concentration SS components is solidified by solid-liquid separation means such as the membrane separation device 11 like sludge wastewater generated by biological treatment of sewage. After the liquid separation, the apatite in a state that can be used as a seed crystal in the crystallization reaction tank 13 by reacting high concentration phosphorus and calcium compounds in the separation liquid in a predetermined pH range in the seed
11…膜分離装置、12…種結晶生成槽、13…晶析反応槽、14…原水流入経路、18…カルシウム化合物添加経路、19…種結晶経路、21…カルシウム化合物添加経路、22…結晶回収経路、23…処理水経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Membrane separator, 12 ... Seed crystal production tank, 13 ... Crystallization reaction tank, 14 ... Raw water inflow path, 18 ... Calcium compound addition path, 19 ... Seed crystal path, 21 ... Calcium compound addition path, 22 ... Crystal recovery Route, 23 ... treated water route
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