JP2012086107A - 排水の脱リン脱色消毒剤と処理方法および処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】牛舎や豚舎などの畜舎から排出された有機汚水、あるいは食品工場などから排出される有機汚水の処理において、脱リン、脱色、および消毒効果に優れ、汚泥処理にも効果を発揮する処理剤と処理方法および処理装置を提供する。
【解決手段】消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体からなり、有機汚水を生物処理した後の排水に含まれるリンの除去、脱色、および消毒に用いられ、さらに該生物処理工程で発生する汚泥の沈降濃縮を促進する有機汚水の脱リン脱色消毒剤、および該脱リン脱色消毒剤を有機汚水を生物処理した後の排水に投入して排水に含まれるリンを取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該排水を脱色し、さらに消毒と発生汚泥の沈降濃縮促進効果を発揮させ、さらに発生汚泥中に残留する脱リン脱色消毒剤由来成分を肥料成分として利用することを特徴とする有機汚水の処理方法および処理装置。
【選択図】図２
【解決手段】消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体からなり、有機汚水を生物処理した後の排水に含まれるリンの除去、脱色、および消毒に用いられ、さらに該生物処理工程で発生する汚泥の沈降濃縮を促進する有機汚水の脱リン脱色消毒剤、および該脱リン脱色消毒剤を有機汚水を生物処理した後の排水に投入して排水に含まれるリンを取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該排水を脱色し、さらに消毒と発生汚泥の沈降濃縮促進効果を発揮させ、さらに発生汚泥中に残留する脱リン脱色消毒剤由来成分を肥料成分として利用することを特徴とする有機汚水の処理方法および処理装置。
【選択図】図２
Description
本発明は、畜産農業事業場から排出される有機汚水を活性汚泥法などの通常の処理施設で処理した後の排水、あるいは食品工場から排出される有機汚水を処理した後の排水などを対象とした、脱リン、脱色および消毒効果に優れた処理剤と処理方法および処理装置に関する。
畜舎からは糞尿を含む有機汚水（畜舎汚水と云う）が排出される。この畜舎汚水には多量の有機物が含まれており、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）やＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が高く、未処理のまま放流すると水質汚濁の原因になるので、活性汚泥法などを利用してＣＯＤやＢＯＤを低減する浄化方法が従来から知られている（特許文献１：特開平１０−１７４９９１号公報）。
しかし、活性汚泥法を利用した従来の処理方法は畜舎汚水に含まれるリンを十分に除去することができないと云う問題があった。このため、無機系凝集剤を使用する凝集沈殿法が利用されており、また畜舎汚水を曝気して汚水中の溶解性リンを不溶化して除去する処理方法も知られている（特許文献２：特開２００１−１７９２６７号公報）。
さらに、排水の脱リン手段として、珪酸カルシウムを主成分とする脱リン剤が従来から知られている。例えば、特開昭６１−２６３６３６号公報（特許文献３）にはＣａＯ/ＳｉＯ2モル比が１.５〜５の珪酸カルシウム水和物を主成分とする水処理剤が記載されている。また、特公平０２−２０３１５号公報（特許文献４）には空隙率５０〜９０％の独立気泡を有する珪酸カルシウム水和物からなる脱リン材が記載されている。さらに、特開平１０−２３５３４４号公報（特許文献５）には珪酸カルシウム水和物を主成分とした直径数ミリ程度の球状または中空状に成形した脱リン材が記載されている。特開２０００−１３５４９３号公報（特許文献６）には珪灰石を用いた脱リン方法が提案されている。
また、平均粒子径(メジアン径)１５０μm以下の微粉末であって細孔容積０.３cm3/ｇ以上の多孔質珪酸カルシウム水和物からなるリン回収資材（特許文献７）、あるいはＢＥＴ比表面積８０m2/ｇ以上、細孔容積０.５cm3/ｇ以上の多孔質の珪酸カルシウム水和物からなるリン回収資材が提案されている（特許文献８）。
畜舎汚水の処理において、処理後の排水の色について規制はないが、着色の濃い排水は未処理と誤解され、苦情の原因になるので、脱色は汚水処理の重要課題の一つである。しかし、現実は脱色だけにコストをかける余力は農家には乏しいので脱色効果以外の効果を併せて有する処理方法が求められている。ちなみに、一般的な排水の脱色方法として、活性炭吸着法、オゾン酸化法、およびＡＬＣ粉末などの多孔体珪酸カルシウム水和物からなる粉粒体を脱色剤として利用する方法が知られている（特許文献９：特開平０８−１３１８２２号公報参照）。
特許文献１の処理方法によれば、畜舎汚水を活性汚泥法によって処理した後にアルカリを加えて中和し、沈殿分離した上澄液に酸化剤を加えて脱色しているが、リンを除去する効果は低い。一方、特許文献２の処理方法によれば、処理前のリン酸イオン濃度６１０ppmの汚水を３時間曝気することによってリン酸イオン濃度１００ppmに低減することができるが、脱色については殆ど効果がない。
特許文献３〜特許文献５の処理方法に用いる珪酸カルシウム水和物は、大部分がＡＬＣなどの結晶質であって多孔質の空隙にリンを吸着して除去するものであり、特許文献６の処理方法と同様に処理時間が長くかかる問題がある。また、脱色効果はない。一方、特許文献７および特許文献８のリン回収資材は非晶質の珪酸カルシウム水和物であり、リンとの反応性が高く、下水などのリン濃度を急激に低減することができ、消石灰など他の石灰質資材よりもリンの回収率が高い利点を有しているが、畜舎汚水由来の排水についての脱リン効果および脱色効果は確認されていない。
また、特許文献９の処理方法は、ＡＬＣなどの珪酸カルシウム水和物を用いて着色液体を脱色することが記載されているが、ＡＬＣはトバモライトを主体とした結晶質であるため畜舎汚水由来の排水にＡＬＣ粉末を投入しても十分な脱色効果を得ることができず、また脱リン効果も低い。
本発明は、従来の処理方法における上記問題を解決したものであって、畜舎汚水などの有機性汚水を処理した排水について、優れた脱リン効果と共に脱色および消毒効果を有する処理剤および処理方法を提供する。
本発明は、有機汚水由来の排水の処理について、以下の構成からなる脱リン脱色消毒剤とその処理方法および処理装置に関する。
〔１〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体からなり、有機汚水由来の排水に投入され、該排水に含まれるリンの除去、脱色、消毒、汚泥濃縮の促進に用いられることを特徴とする排水の脱リン脱色消毒剤。
〔２〕 シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体からなる上記[１]に記載する排水の脱リン脱色消毒剤。
〔３〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、有機汚水を生物処理した後の排水に投入して該排水に含まれるリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該汚水を脱色、消毒することを特徴とする排水の処理方法。
〔４〕 シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体を用いる上記[３]に記載する排水の処理方法。
〔５〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、脱リンのみのときには該排水のｐＨが８以上になるように添加し、脱リンと脱色と消毒の同時処理のときにはｐＨ１１以上になるように添加する上記[３]または上記[４]に記載する排水の処理方法。
〔６〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を排水に添加し、生成した沈殿物を他の汚水処理工程から発生する汚泥と混合することによって汚泥の沈降濃縮を促進する上記[３]〜上記[５]の何れかに記載する有機汚水の処理方法。
〔７〕 第一沈殿槽、曝気槽、第二沈殿槽、添加槽、処理槽、中和槽、および濃縮槽を備えており、第一沈殿槽には有機汚水が導入されて固形分が沈殿分離され、第一沈殿槽の液分は曝気槽に導入されて活性汚泥処理が行われ、曝気槽を経た活性汚泥混合液は第二沈殿槽に導入されて沈殿した汚泥が系外に除去されると共に汚泥の一部は曝気槽に返送され、残りの汚泥は濃縮槽に送られ、第二沈殿槽を経た液分は添加槽に送られて脱リン脱色消毒剤が添加された後に処理槽に送られ、処理槽においてリンおよび着色成分を取り込んだＣＳＨ凝集体沈殿物は系外に抜き出されて濃縮槽に送られ、ＣＳＨ凝集体沈殿物によって濃縮槽で汚泥の沈降濃縮が促進され、濃縮された汚泥が回収され、処理槽を経た液分は中和槽において中和された後に系外に排出されることを特徴とする有機汚水処理装置。
〔８〕 濃縮槽から抜き出された濃縮汚泥を肥料成分として利用する上記[７]に記載する有機汚水の処理装置。
〔１〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体からなり、有機汚水由来の排水に投入され、該排水に含まれるリンの除去、脱色、消毒、汚泥濃縮の促進に用いられることを特徴とする排水の脱リン脱色消毒剤。
〔２〕 シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体からなる上記[１]に記載する排水の脱リン脱色消毒剤。
〔３〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、有機汚水を生物処理した後の排水に投入して該排水に含まれるリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該汚水を脱色、消毒することを特徴とする排水の処理方法。
〔４〕 シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体を用いる上記[３]に記載する排水の処理方法。
〔５〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、脱リンのみのときには該排水のｐＨが８以上になるように添加し、脱リンと脱色と消毒の同時処理のときにはｐＨ１１以上になるように添加する上記[３]または上記[４]に記載する排水の処理方法。
〔６〕 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を排水に添加し、生成した沈殿物を他の汚水処理工程から発生する汚泥と混合することによって汚泥の沈降濃縮を促進する上記[３]〜上記[５]の何れかに記載する有機汚水の処理方法。
〔７〕 第一沈殿槽、曝気槽、第二沈殿槽、添加槽、処理槽、中和槽、および濃縮槽を備えており、第一沈殿槽には有機汚水が導入されて固形分が沈殿分離され、第一沈殿槽の液分は曝気槽に導入されて活性汚泥処理が行われ、曝気槽を経た活性汚泥混合液は第二沈殿槽に導入されて沈殿した汚泥が系外に除去されると共に汚泥の一部は曝気槽に返送され、残りの汚泥は濃縮槽に送られ、第二沈殿槽を経た液分は添加槽に送られて脱リン脱色消毒剤が添加された後に処理槽に送られ、処理槽においてリンおよび着色成分を取り込んだＣＳＨ凝集体沈殿物は系外に抜き出されて濃縮槽に送られ、ＣＳＨ凝集体沈殿物によって濃縮槽で汚泥の沈降濃縮が促進され、濃縮された汚泥が回収され、処理槽を経た液分は中和槽において中和された後に系外に排出されることを特徴とする有機汚水処理装置。
〔８〕 濃縮槽から抜き出された濃縮汚泥を肥料成分として利用する上記[７]に記載する有機汚水の処理装置。
本発明の脱リン脱色消毒剤およびその処理方法によれば、有機汚水を生物処理した後の排水に含まれるリンを略全量除去することができ、リンの除去効果に優れており、かつ排水を脱色して色度の指標となる３９０nm吸光度（以下、単に吸光度と云う）を大幅に低下させることができ、脱色効果に優れる。さらに添加量によっては大腸菌群も格段に低減でき、消毒効果も有している。また、添加によって発生するＣＳＨ凝集体沈殿物は生物処理施設から発生する汚泥の沈降濃縮促進効果も有している。
本発明の脱リン脱色消毒剤およびその処理方法によれば、短時間で排水を脱リン、脱色することができる。具体的には、例えば、本発明の脱リン脱色消毒剤を排水に２０g/L添加し、３０分静置することによって、リン濃度（PO4-P）を検出限界以下にし、さらに吸光度を大幅に低下させて脱色率は７０％以上となる。
また、本発明の脱リン脱色消毒剤およびその処理方法によれば、排水の消毒効果が得られる。具体的には、ｐＨを１０.４以上に高めると、排水に含まれる大腸菌群の検出数を１mLあたり４cfu以下にまで大幅に低減することができる。乳牛ふん尿中の大腸菌は２０℃ではｐＨ１０以上、４℃ではｐＨ１１以上で低減するという報告があり（北海道立畜産試験場畜産環境科、平成１５年度北海道農業試験会議（成績会議）畜産部会提出課題）、また、家畜排泄物スラリー（高濃度液状物）中の口蹄疫ウイルスの消毒法の１つとしてｐＨを１１以上に上昇させることが公知の事実として知られていることから（農林水産省消費・安全局動物衛生課長通知、２２消安第３２３２号、平成22年7月1日)、ｐＨを１１以上に高めることは消毒に有効と考えられる。
本発明の処理装置によれば、曝気槽の活性汚泥処理によってＣＯＤおよびＢＯＤを低下させた後に、本発明の脱リン脱色消毒剤を用いた処理によって効果的にリンを除去して脱色すると共に消毒することもできる。また、脱リン脱色消毒剤によって処理した汚泥にはリン、カルシウム、シリカが多量に含まれているので汚泥を肥料成分として有効に利用することができる。
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
本発明の脱リン脱色消毒剤は、牛舎や豚舎などの畜舎から排出される畜舎汚水を活性汚泥法などの通常の処理施設で処理した後の排水、あるいは食品工場から排出される汚水を処理した後の排水などを対象とし、これらの排水に含まれるリンを除去し同時に脱色し消毒する処理剤である。なお、畜舎汚水および食品工場などから排出される有機性の汚水を含めて有機汚水と云う。この有機汚水を活性汚泥法などの通常の汚水処理した後を排水と云う。本発明の処理方法は上記脱リン脱色消毒剤を用いる有機汚水の処理方法ないし有機汚水由来の排水の処理方法である。
本発明の脱リン脱色消毒剤は、牛舎や豚舎などの畜舎から排出される畜舎汚水を活性汚泥法などの通常の処理施設で処理した後の排水、あるいは食品工場から排出される汚水を処理した後の排水などを対象とし、これらの排水に含まれるリンを除去し同時に脱色し消毒する処理剤である。なお、畜舎汚水および食品工場などから排出される有機性の汚水を含めて有機汚水と云う。この有機汚水を活性汚泥法などの通常の汚水処理した後を排水と云う。本発明の処理方法は上記脱リン脱色消毒剤を用いる有機汚水の処理方法ないし有機汚水由来の排水の処理方法である。
〔脱リン脱色消毒剤〕
本発明の脱リン脱色消毒剤は、消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体（ＣＳＨ凝集体と云う）からなる。シリカの溶解液に消石灰を加えて、加熱下で反応させると非晶質珪酸カルシウム水和物が生成し、消石灰の添加量に応じて、未反応のＣａ(ＯＨ)2〔遊離石灰〕が非晶質珪酸カルシウム水和物の組織中に取り込まれたＣＳＨ凝集体が生成する。
本発明の脱リン脱色消毒剤は、消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体（ＣＳＨ凝集体と云う）からなる。シリカの溶解液に消石灰を加えて、加熱下で反応させると非晶質珪酸カルシウム水和物が生成し、消石灰の添加量に応じて、未反応のＣａ(ＯＨ)2〔遊離石灰〕が非晶質珪酸カルシウム水和物の組織中に取り込まれたＣＳＨ凝集体が生成する。
上記ＣＳＨ凝集体のＸＲＤチャートの一例を図１に示す。図示するように、ＣＳＨ凝集体には非晶質の珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2が含まれている。本発明の脱リン脱色消毒剤は、好ましくは、このような非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体からなるものである。
本発明の脱リン脱色消毒剤に含まれる珪酸カルシウム水和物は非晶質であるので、脱リン効果に優れる。ＡＬＣのような結晶質珪酸カルシウム水和物は非晶質の珪酸カルシウム水和物よりもリンに対する吸着性が低いので、本発明の脱リン脱色消毒剤に比べて脱リン効果が大幅に低く、脱色効果も低い。
本発明の脱リン脱色消毒剤は非晶質珪酸カルシウム水和物と共にＣａ(ＯＨ)2を含む。Ｃａ(ＯＨ)2を含まない非晶質珪酸カルシウム水和物は本発明の脱リン脱色消毒剤とほぼ同様の脱リン効果を示すが、脱色効果は大幅に劣る。Ｃａ(ＯＨ)2の含有量は２.５〜８０wt％が好ましい。
〔処理方法〕
本発明の処理方法は、上記ＣＳＨ凝集体からなる脱リン脱色消毒剤を、有機汚水を生物処理（活性汚泥処理など）した後の排水に投入して、該排水に含まれるリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該汚水を脱色、消毒する排水の処理方法である。
本発明の処理方法は、上記ＣＳＨ凝集体からなる脱リン脱色消毒剤を、有機汚水を生物処理（活性汚泥処理など）した後の排水に投入して、該排水に含まれるリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該汚水を脱色、消毒する排水の処理方法である。
また、本発明の処理方法は、上記ＣＳＨ凝集体からなる脱リン脱色消毒剤を、有機汚水由来の排水に添加し、生成した沈殿物を他の汚水処理工程から発生する汚泥と混合することによって汚泥の沈降濃縮を促進する有機汚水の処理方法にも適用される。
上記ＣＳＨ凝集体からなる本発明の脱リン脱色消毒剤について、リン除去のみを目的とする場合は該排水のｐＨが８以上になる量を添加して沈殿を生成させることによって、該排水に含まれるリンを沈殿に取り込ませて排水からリンを除去する。また、ｐＨが１１以上になる量を添加すれば脱リンと脱色と消毒を同時に行うことができる。生成した沈殿物は静置して固液分離し、系外に除去すればよい。
〔処理装置〕
本発明の処理方法に基づく有機汚水の処理装置を図２に示す。図示する処理装置は、第一沈殿槽１０、曝気槽１１、第二沈殿槽１２、脱リン脱色消毒剤の添加槽１３、処理槽１４、中和槽１５を有しており、第二沈殿槽１２には濃縮槽１６が接続している。
本発明の処理方法に基づく有機汚水の処理装置を図２に示す。図示する処理装置は、第一沈殿槽１０、曝気槽１１、第二沈殿槽１２、脱リン脱色消毒剤の添加槽１３、処理槽１４、中和槽１５を有しており、第二沈殿槽１２には濃縮槽１６が接続している。
第一沈殿槽１０には有機汚水が導入され、固形分が沈殿分離される。第一沈殿槽１０の液分は曝気槽１１に導入される。曝気槽１１は活性汚泥処理を行う処理槽であり、槽底から吹き込まれる空気によって槽内を曝気し、好気条件下で活性汚泥処理を行い、有機汚水のＣＯＤ（化学的酸素要求量）およびＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）を低下させる。曝気槽１１を経た活性汚泥混合液は第二沈殿槽１２に導入され、生成した沈殿（汚泥）を系外に除去し、一部は曝気槽１１に返送して活性汚泥処理に利用する。第二沈殿槽１２から抜き出された汚泥は濃縮槽１６に送られる。
第二沈殿槽１２から流出した排水は添加槽１３に送られ、ここで本発明の脱リン脱色消毒剤が添加される。脱リン脱色消毒剤を添加して攪拌された液は処理槽１４に送られる。処理槽１４は沈殿槽を兼ねており、脱リン脱色消毒剤によってリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿物が生成し、また大腸菌群の低減が起きる。沈殿物は固液分離して系外に抜き出され、濃縮槽１６に送られる。
処理槽１４から抜き出された液分は、例えば、リン濃度（PO4-P）が検出限界以下、色度が１００以下に低減され、また大腸菌群が低減する。液分は、脱リン脱色消毒剤の添加によってｐＨ８以上のアルカリ性になっているので、ｐＨの排水基準の上限値（海域に排出されるもので9.0、海域以外で8.6）を超える場合には、中和槽１５に送り、塩酸等の添加または炭酸ガスの導入によって排水基準に適するようにｐＨ調整した後に系外に排出される。
処理槽１４から抜き出されたＣＳＨ凝集体沈殿物は濃縮槽１６に送られる。濃縮槽１６において、沈殿物に含まれる本発明の脱リン脱色消毒剤は汚泥の濃縮を促進する効果を発揮する。この汚泥にはリン、カルシウム、シリカが多く含まれているので、これを堆肥化施設に送って肥料成分として有効に利用することができる。例えば、濃縮された汚泥は脱水処理され、堆肥化施設において必要に応じて他の固形有機物が添加されて肥料になる。
以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。なお、各例において、ｐＨ測定は市販のｐＨ測定器（HORIBA, TWINpH）を用いた。また、吸光度は試料液を０.４５μmメンブレンフィルター（MILLIPORE, IC Millex-LH）で濾過した後、紫外可視分光光度計（SHIMADZU, UV mini 1240）を用いて測定波長３９０nmで測定した。リン濃度（PO4-P）はイオンクロマトグラフィー（TOSOH, IC-2010, TSKgel Super IC-Anion HS）を用いて測定した。
〔実施例１〕
本発明の脱リン脱色消毒剤について、合成して得たＣＳＨ凝集体のＸＲＤチャートの一例を図１に示す。図中、試料No.１はシリカ溶解液に添加した消石灰の量がCa/Si配合モル比１.０の場合、試料No.２はCa/Si配合モル比１.２の場合である。図示するように、ＣＳＨ凝集体には非晶質の珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2が含まれている。
本発明の脱リン脱色消毒剤について、合成して得たＣＳＨ凝集体のＸＲＤチャートの一例を図１に示す。図中、試料No.１はシリカ溶解液に添加した消石灰の量がCa/Si配合モル比１.０の場合、試料No.２はCa/Si配合モル比１.２の場合である。図示するように、ＣＳＨ凝集体には非晶質の珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2が含まれている。
〔実施例２〕
本発明の脱リン脱色消毒剤として、合成して得たＣＳＨ凝集体〔Ca(OH)2含有量29.8wt％、Ca/Siモル比3.44〕を用い、比較試料として結晶質珪酸カルシウム水和物粉末（市販のＡＬＣ粉末）を用いた。畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mLを入れたビーカに表１の濃度になるように脱リン脱色消毒剤を添加し、１５０rpmで５分間攪拌した後に４０rpmで１０分間攪拌した。攪拌後、２０分間静置し、上澄み液を採取して吸光度およびリン濃度（PO4-P）を測定した。測定結果を表１に示した。また添加量による吸光度の変化を図３に示し、リン濃度の変化を図４に示した。
本発明の脱リン脱色消毒剤として、合成して得たＣＳＨ凝集体〔Ca(OH)2含有量29.8wt％、Ca/Siモル比3.44〕を用い、比較試料として結晶質珪酸カルシウム水和物粉末（市販のＡＬＣ粉末）を用いた。畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mLを入れたビーカに表１の濃度になるように脱リン脱色消毒剤を添加し、１５０rpmで５分間攪拌した後に４０rpmで１０分間攪拌した。攪拌後、２０分間静置し、上澄み液を採取して吸光度およびリン濃度（PO4-P）を測定した。測定結果を表１に示した。また添加量による吸光度の変化を図３に示し、リン濃度の変化を図４に示した。
図３に示すように、本発明の脱リン脱色消毒剤は添加量が１０g/Lを上回ると排水の吸光度が急激に低下し、吸光度０.１以下（脱色率７１％以上）になる。また、図４に示すように、本発明の脱リン脱色消毒剤は少量で汚水のリン濃度が急激に低下し、添加量５g/Lでほぼ全量のリンが除去され、添加量１０g/L以上ではリン濃度（PO4-P）は検出限界以下に低下する。
一方、比較試料のＡＬＣ粉末は、添加量２０g/Lでも排水の吸光度は０.２７（脱色率２２％）であり、本発明に比べて脱色効果は大幅に低い。また、排水のリン濃度（PO4-P）は添加量２０g/Lで約５７mg/Lであり、本発明に比べて脱リン効果も大幅に低い。
なお、本発明の脱リン脱色消毒剤は遊離石灰を含むので、表１に示すように、添加量に応じて排水のｐＨが急激に高くなり、表１の試験に用いた排水では、添加量１０g/L以上で約ｐＨ１２以上の強アルカリ性になる。一方、比較試料のＡＬＣは添加量が増えても排水のｐＨは殆ど変化しない。このように、本発明の脱リン脱色消毒剤によって排水は強アルカリ性になるので高い消毒効果を得ることができる。
〔実施例３〕
本発明の脱リン脱色消毒剤として、合成して得たＣＳＨ凝集体〔Ca(OH)2含有量29.8wt％、Ca/Siモル比3.44〕を用い、比較試料として消石灰を含まない非晶質珪酸カルシウム水和物粉末〔ＣＳＨゲル〕を用いた。畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mLを入れたビーカに１０ｇ/Ｌ、２０ｇ/Ｌになるように脱リン脱色消毒剤および比較試料をそれぞれ添加し、１５０rpmで５分間攪拌した後に４０rpmで１０分間攪拌した。攪拌後、２０分間静置し、上澄み液を採取して吸光度を測定した。また添加量による吸光度の変化を図５に示した。
本発明の脱リン脱色消毒剤として、合成して得たＣＳＨ凝集体〔Ca(OH)2含有量29.8wt％、Ca/Siモル比3.44〕を用い、比較試料として消石灰を含まない非晶質珪酸カルシウム水和物粉末〔ＣＳＨゲル〕を用いた。畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mLを入れたビーカに１０ｇ/Ｌ、２０ｇ/Ｌになるように脱リン脱色消毒剤および比較試料をそれぞれ添加し、１５０rpmで５分間攪拌した後に４０rpmで１０分間攪拌した。攪拌後、２０分間静置し、上澄み液を採取して吸光度を測定した。また添加量による吸光度の変化を図５に示した。
図５に示すように、本発明の脱リン脱色消毒剤を添加すると、添加量１０ｇ/Ｌで排水の吸光度は０.１に低下し、添加量２０ｇ/Ｌで吸光度は０.０７に低下する（脱色率８０％）。一方、比較試料のＣＳＨゲルは、図５に示すように、ＣＳＨゲルの添加量２０g/Lでも吸光度は０.２７と高く（脱色率２２％）、本発明に比べて脱色効果は大幅に低い。
〔実施例４〕
畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mＬに本発明の脱リン脱色消毒剤を添加して約１時間反応させた後に上澄み液を採取して中和処理した処理水について、規格（JIS K 0120）に準じて大腸菌群を計数した。大腸菌群数の異なる２種の排水について、この処理結果を表２に示した。表２に示すように、本発明の脱リン脱色消毒剤の添加量に応じて大腸菌群が減少し、特にｐＨ１0.4以上では減少が顕著であり、本発明の脱リン脱色消毒剤による消毒効果が確認された。
畜舎汚水を活性汚泥処理した後の排水２００mＬに本発明の脱リン脱色消毒剤を添加して約１時間反応させた後に上澄み液を採取して中和処理した処理水について、規格（JIS K 0120）に準じて大腸菌群を計数した。大腸菌群数の異なる２種の排水について、この処理結果を表２に示した。表２に示すように、本発明の脱リン脱色消毒剤の添加量に応じて大腸菌群が減少し、特にｐＨ１0.4以上では減少が顕著であり、本発明の脱リン脱色消毒剤による消毒効果が確認された。
〔実施例５〕
畜舎汚水処理施設（活性汚泥法）の曝気槽から採取した活性汚泥混合液１Ｌに本発明の脱リン脱色消毒剤（CSH凝集体）を徐々に添加して攪拌した後に、さらに３００rpmで５分間攪拌した。この活性汚泥混合液を容量１Ｌのメスシリンダーに移して静置し沈降濃縮を行い、０.５時間経過後、４時間経過後、５時間経過後、２４時間経過後の濃縮汚泥層容量を測定した。この結果を表３に示した。
畜舎汚水処理施設（活性汚泥法）の曝気槽から採取した活性汚泥混合液１Ｌに本発明の脱リン脱色消毒剤（CSH凝集体）を徐々に添加して攪拌した後に、さらに３００rpmで５分間攪拌した。この活性汚泥混合液を容量１Ｌのメスシリンダーに移して静置し沈降濃縮を行い、０.５時間経過後、４時間経過後、５時間経過後、２４時間経過後の濃縮汚泥層容量を測定した。この結果を表３に示した。
表３に示すように、無添加の試料では０.５時間経過〜５時間経過したときの濃縮汚泥層容量は９９０〜８８０mLであるが、本発明の脱リン脱色消毒剤を１０g/L添加した試料では０.５時間経過〜５時間経過したときは９５０〜５４０mLであった。また、本発明の脱リン脱色消毒剤を２０g/L添加した試料では０.５時間経過〜５時間経過したときの濃縮汚泥層容量は６３０〜３２０mLであり、何れも短時間に汚泥が沈殿しており沈降性に優れている。この結果より、汚水処理施設から発生する汚泥の沈降濃縮時間を短縮でき、濃縮槽容量を低減することができる。
１０−第一沈殿槽、１１−曝気槽、１２−第二沈殿槽、１３−添加槽、１４−処理槽、１５−中和槽、１６−濃縮槽。
Claims (8)
- 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体からなり、有機汚水由来の排水に投入され、該排水に含まれるリンの除去、脱色、消毒、汚泥濃縮の促進に用いられることを特徴とする排水の脱リン脱色消毒剤。
- シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体からなる請求項１に記載する排水の脱リン脱色消毒剤。
- 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、有機汚水を生物処理した後の排水に投入して該排水に含まれるリンおよび着色原因成分を取り込んだ沈殿を生成させ、該沈殿を固液分離することによってリンを除去すると同時に該汚水を脱色、消毒することを特徴とする排水の処理方法。
- シリカ溶解液に消石灰を加えて合成した非晶質珪酸カルシウム水和物とＣａ(ＯＨ)2の凝集体を用いる請求項３に記載する排水の処理方法。
- 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を、脱リンのみのときには該排水のｐＨ８以上になるように添加し、脱リン、脱色、消毒の同時処理のときにはｐＨ１１以上になるように添加する請求項３または請求項４に記載する排水の処理方法。
- 消石灰を含む非晶質珪酸カルシウム水和物の凝集体を排水に添加し、生成した沈殿物を他の汚水処理工程から発生する汚泥と混合することによって汚泥の沈降濃縮を促進する請求項３〜請求項５の何れかに記載する有機汚水の処理方法。
- 第一沈殿槽、曝気槽、第二沈殿槽、添加槽、処理槽、中和槽、および濃縮槽を備えており、第一沈殿槽には有機汚水が導入されて固形分が沈殿分離され、第一沈殿槽の液分は曝気槽に導入されて活性汚泥処理が行われ、曝気槽を経た活性汚泥混合液は第二沈殿槽に導入されて沈殿した汚泥が系外に除去されると共に汚泥の一部は曝気槽に返送され、残りの汚泥は濃縮槽に送られ、第二沈殿槽を経た液分は添加槽に送られて脱リン脱色消毒剤が添加された後に処理槽に送られ、処理槽においてリンおよび着色成分を取り込んだＣＳＨ凝集体沈殿物は系外に抜き出されて濃縮槽に送られ、ＣＳＨ凝集体沈殿物によって濃縮槽で汚泥の沈降濃縮が促進され、濃縮された汚泥が回収され、処理槽を経た液分は中和槽において中和された後に系外に排出されることを特徴とする有機汚水処理装置。
- 濃縮槽から抜き出された濃縮汚泥を肥料成分として利用する請求項７に記載する有機汚水の処理装置。
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