JP3537495B2 - 造粒脱リン装置 - Google Patents

造粒脱リン装置

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JP3537495B2 JP16666194A JP16666194A JP3537495B2 JP 3537495 B2 JP3537495 B2 JP 3537495B2 JP 16666194 A JP16666194 A JP 16666194A JP 16666194 A JP16666194 A JP 16666194A JP 3537495 B2 JP3537495 B2 JP 3537495B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、造粒脱リン装置に関す
るものであり、特に、処理水と共に流出したリン酸マグ
ネシウムアンモニウムの固体粒子を効率良く分離し、回
収する手段を有する造粒脱リン装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、閉鎖性水域で特に問題となってい
る富栄養化の一因子であるリンの除去技術には、アルミ
ニウム塩や鉄塩等の金属塩とリンを反応させる凝集分離
法、リン鉱石や骨炭等の種晶にヒドロキシアパタイトの
形でリンを析出させる晶析法(接触脱リン法)、微生物
のリン過剰摂取作用を利用した生物学的脱リン法、例え
ば、嫌気・好気法などがある。しかし、これらの処理プ
ロセスから発生するリン化合物を含有した2次生成物の
処分及び安定化が問題となっている。
【0003】このような状況に鑑み、近年、アンモニウ
ムイオン及びリン酸イオンを含む廃水に、マグネシウム
化合物を添加するとともにpHを8以上に調整し、廃水
中のリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの
固体粒子として除去し、生成されたリン酸マグネシウム
アンモニウムの固体粒子を有効利用する技術が開発され
た。すなわち、特開平1-119392号公報には、アンモニウ
ムイオン及びリン酸イオンを含む原水に、マグネシウム
化合物を添加するとともにpHを8以上に調整し、通気
によって廃水を撹拌し、リン酸マグネシウムアンモニウ
ムの微細結晶を生成させ、廃水中の浮遊物質と上記リン
酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶とを分離して浮
遊物質を系外に排出し、さらに上記リン酸マグネシウム
アンモニウムの微細結晶を含む廃水を通気によって撹拌
しながら連続的に廃水を供給し、上記リン酸マグネシウ
ムアンモニウムの微細結晶核としてリン酸マグネシウム
アンモニウムの固体粒子を形成し、これを除去する装置
及び方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の装置及び方法に
よって水中のリンをリン酸マグネシウムアンモニウムの
固体粒子として回収する際に、廃水中に多量の汚泥が含
有されている場合には、汚泥中にリン酸マグネシウムア
ンモニウムの固体粒子が混入し、処理水と共に流出して
リン酸マグネシウムアンモニウムの回収率が低下した
り、処理水槽中にリン酸マグネシウムアンモニウムの固
体粒子の混入した汚泥が蓄積されたりする等の問題があ
った。本発明は、処理水とともに流出したリン酸マグネ
シウムアンモニウムの固体粒子を効率良く分離し、回収
することのできる造粒脱リン装置を提供することを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、造粒脱リン装
置の処理水流出管を通じて流出した、リン酸マグネシウ
ムアンモニウムの固体粒子が混入した汚泥を含む処理水
に剪断力を付与して固体粒子と汚泥とを分離し、固体粒
子を回収する手段を造粒脱リン装置に併設することによ
り、処理水と共に流出したリン酸マグネシウムアンモニ
ウム固体粒子を効率良く分離して、回収することができ
るという事実を見出し、本発明に到達した。
【0006】すなわち、本発明は、リン酸マグネシウム
アンモニウムを造粒するためのリン酸マグネシウムアン
モニウム造粒塔を備え、この造粒塔の内部にアンモニウ
ムイオン及びリン酸イオンを含む廃水を注入するための
廃水注入管と、同じく造粒塔の内部にマグネシウム化合
物を注入するためのマグネシウム化合物注入管と、同じ
く造粒塔の内部にアルカリ剤を注入するためのアルカリ
剤注入管をそれぞれ設け、前記造粒塔の底部に攪拌用気
体吹き込み管と、固体粒子と廃水とを前記造粒塔の外に
引き抜くための固体粒子払い出し管とを設け、さらに前
記造粒塔の上部に処理水を流出させるための処理水流出
管を備えたリン酸マグネシウムアンモニウムの造粒脱リ
ン装置に、この造粒脱リン装置の処理水流出管を通じて
流出した、リン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子
が混入した汚泥を含む処理水に剪断力を付与して固体粒
子と汚泥とを分離して、固体粒子を回収する手段を併設
したことを特徴とする造粒脱リン装置を要旨とするもの
である。
【0007】以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的
に説明する。図1は、本発明の造粒脱リン装置の一例を
示す概略図である。図1において、アンモニウムイオン
及びリン酸イオンを含む廃水は、廃水注入管2によって
リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1に注入され
る。また、マグネシウム化合物は、廃水中のリン酸と等
モルになるようにマグネシウム化合物注入管5を通じ
て、リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1内に注入
される。なお、アルカリ剤、例えば苛性ソーダをアルカ
リ剤注入管6を通じて、リン酸マグネシウムアンモニウ
ム造粒塔1内に注入し、造粒塔内をpH8以上に調整し
ている。
【0008】さらに、リン酸マグネシウムアンモニウム
造粒塔1底部に連結した攪拌用気体吹き込み管3より、
攪拌用気体を供給して、リン酸マグネシウムアンモニウ
ム造粒塔1内の曝気・攪拌を行うことにより、リン酸マ
グネシウムアンモニウムの固体粒子が生成する。すなわ
ち、アンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水に
マグネシウム化合物及びアルカリ剤を添加するととも
に、pHを8以上に調整して攪拌を行うことにより、直
径0.2 〜0.8 mmのリン酸マグネシウムアンモニウムの固
体粒子を生成させることができる。生成したリン酸マグ
ネシウムアンモニウムの固体粒子の大部分はリン酸マグ
ネシウムアンモニウム造粒塔1上部の造粒塔沈殿部7に
おいて沈降分離され、リン酸マグネシウムアンモニウム
造粒塔1底部に降下して蓄積される。蓄積されたリン酸
マグネシウムアンモニウムの固体粒子は1〜2週間の間
隔で、リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1底部の
固体粒子払い出し管4より払い出される。
【0009】一方、沈降しなかったリン酸マグネシウム
アンモニウムの固体粒子が混入した汚泥を含む処理水
は、処理水流出管8を通じて処理水槽9に貯留され、剪
断力が与えられる。リン酸マグネシウムアンモニウムの
固体粒子が混入した汚泥に剪断力を与えることにより、
固体粒子と汚泥とをばらばらに分離することができる。
【0010】剪断力を与える手段としては、例えば、攪
拌装置による攪拌があげられる。攪拌装置としては、機
械的攪拌装置、曝気攪拌装置のいずれでもよいが、特
に、処理水槽9から沈殿槽12への供給装置10に機械的攪
拌効果を持たせることが好ましい。すなわち、機械的攪
拌装置兼供給装置10として、例えば、カスケードポン
プ、タービンポンプ、渦巻ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポ
ンプ、スクリューポンプ等、機械的攪拌効果を持ったポ
ンプを用いることができる。
【0011】処理水槽9の上部から、固体粒子や汚泥を
含まない処理水11が流出し、残りのリン酸マグネシウム
アンモニウムの固体粒子と汚泥とを含んだ処理水は、固
体粒子を回収するために、次の沈殿槽12へ供給される。
ここで固体粒子は、比重差により沈殿し、沈殿槽12の底
部の排出管13から回収される。回収されたリン酸マグネ
シウムアンモニウムの固体粒子14は、肥料として有効利
用してもよいし、リン酸マグネシウムアンモニウム造粒
塔1に返送してもよい。一方、汚泥を含んだ処理水15
は、沈殿槽12の上部から流出する。
【0012】また、図2は本発明の造粒脱リン装置の別
の態様を示す概略図である。図2の装置では、リン酸マ
グネシウムアンモニウムの固体粒子が混入した汚泥を含
んだ処理水への剪断力の付与と、沈降分離によるリン酸
マグネシウムアンモニウムの固体粒子の回収を同一槽内
で行うものである。
【0013】図2において、処理水流出管8を通じて流
出した、リン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子が混
入した汚泥を含む処理水が、リン酸マグネシウムアンモ
ニウム・汚泥分離槽16に供給される。固体粒子が混入し
た汚泥に剪断力を付与するために、リン酸マグネシウム
アンモニウム・汚泥分離槽16の内部に設置した撹拌羽根
17が撹拌羽根駆動モーター18により回転され、固体粒子
と汚泥とがばらばらに分離される。このときの回転数と
しては、低速回転(100rpm以下)であることが好まし
い。分離されたリン酸マグネシウムアンモニウムの固体
粒子は、比重差により、リン酸マグネシウムアンモニウ
ム・汚泥分離槽16の底部に沈降し、底部の排出管13より
回収される。回収されたリン酸マグネシウムアンモニウ
ムの固体粒子14は、肥料として有効利用してもよいし、
リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1へ返送しても
よい。一方、汚泥を含んだ処理水15は、リン酸マグネシ
ウムアンモニウム・汚泥分離槽16の上部より流出する。
このような装置を用いることにより、リン酸マグネシウ
ムアンモニウム造粒塔1より流出したリン酸マグネシウ
ムアンモニウムの固体粒子と汚泥とを効率良く分離し、
分離された固体粒子を容易に回収することができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。図1に示す造粒脱リン装置を用いて、廃水の処理
を行った。廃水注入管8から注入させる廃水として消化
汚泥脱水ろ液を用い、実効容積10m3 のリン酸マグネシ
ウムアンモニウム造粒塔1の底部に、6.25 m3/hrの流量
で、廃水注入管2から廃水を供給した。また、マグネシ
ウム槽内の30%の塩化マグネシウムを、廃水中のリン酸
と等モルとなるようにリン酸マグネシウムアンモニウム
造粒塔1内部にマグネシウム化合物注入管5から注入
し、また、アルカリ槽内の48%の苛性ソーダを造粒塔内
部にアルカリ剤注入管6から注入して、pHを9.0 に調
整してリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔1内部の
攪拌を行った。
【0015】これによって、水中のリン酸態リンの96
%、アンモニア態窒素の18%が除去され、直径0.2 〜0.
8 mmのリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が生
成し、造粒塔1の底部にリン酸マグネシウムアンモニウ
ムの固体粒子が蓄積される1〜2週間の間隔で、リン酸
マグネシウムアンモニウムの引き抜きを行った。
【0016】また、沈降しなかったリン酸マグネシウム
アンモニウムの固体粒子が混入した汚泥を含む処理水
を、造粒脱リン装置の処理水流出管8を通じて、実効容
積2m3の処理水槽9に供給した。ここで、カスケードポ
ンプ10〔(株)荏原製作所社製〕により、1730rpm の回
転数で機械的攪拌を行い、固体粒子が混入した汚泥に剪
断力を付与して、固体粒子と汚泥とをばらばらに分離す
るとともに、断面積0.113m2 、実効容積55リットルの沈
殿槽12に24リットル/分の流量で固体粒子と汚泥を含ん
だ処理水を供給した。この流量で沈殿槽12に供給するこ
とにより、沈殿槽12の水面積負荷は306m3/m2/dayとな
り、沈殿槽12での滞留時間は2.3 分間であった。沈殿槽
12の底部には1分間あたり2.5 リットルの割合でリン酸
マグネシウムアンモニウムの固体粒子が沈殿し、これを
排出管13より回収した。
【0017】ここで、処理水流出管8を通じて処理水槽
9に供給された、リン酸マグネシウムアンモニウムの固
体粒子が混入した汚泥を含む処理水を、処理槽9の底部
より引き抜き、この混合物の一部を採取して20Wで5分
間の超音波処理を施し、固体粒子が混入した汚泥を破砕
した。これを3000rpm で1分間遠心分離することによ
り、固体粒子の層と汚泥層とに分離し、それぞれの容積
百分率を測定した。その結果、リン酸マグネシウムアン
モニウムの固体粒子は全容積の13%を占めていた。した
がって、沈殿槽12には1分間あたり3.1 リットルのリン
酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が供給されてい
ることになり、回収量/供給量=2.5 (リットル/分)
/3.1 (リットル/分)=0.81、すなわち、リン酸マグ
ネシウムアンモニウム造粒塔1から処理水とともに流出
したリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の81%
を回収することができた。
【0018】
【発明の効果】本発明の造粒脱リン装置は、リン酸マグ
ネシウムアンモニウム造粒塔からの処理水とともに流出
したリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を効率
良く分離し、回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の造粒脱リン装置の一例を示す概略図で
ある。
【図2】本発明の造粒脱リン装置の別の態様を示す概略
図である。
【符号の説明】
1 リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔 2 廃水注入管 3 攪拌用気体吹き込み管 4 固体粒子払い出し管 5 マグネシウム化合物注入管 6 アルカリ剤注入管 7 造粒塔沈殿部 8 処理水流出管 9 処理水槽 10 機械的攪拌装置兼供給装置 12 沈殿槽 13 排出管 16 リン酸マグネシウムアンモニウム・汚泥分離槽 17 攪拌羽根 18 攪拌羽根駆動モーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−84689(JP,A) 特開 昭63−84696(JP,A) 特開 昭54−121560(JP,A) 特開 昭61−157393(JP,A) 特開 昭54−103252(JP,A) 特開 平4−141293(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/52 - 1/58 C02F 3/28 - 3/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リン酸マグネシウムアンモニウムを造粒
    するためのリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔を備
    え、この造粒塔の内部にアンモニウムイオン及びリン酸
    イオンを含む廃水を注入するための廃水注入管と、同じ
    く造粒塔の内部にマグネシウム化合物を注入するための
    マグネシウム化合物注入管と、同じく造粒塔の内部にア
    ルカリ剤を注入するためのアルカリ剤注入管をそれぞれ
    設け、前記造粒塔の底部に攪拌用気体吹き込み管と、固
    体粒子と廃水とを前記造粒塔の外に引き抜くための固体
    粒子払い出し管とを設け、さらに前記造粒塔の上部に処
    理水を流出させるための処理水流出管を備えたリン酸マ
    グネシウムアンモニウムの造粒脱リン装置に、この造粒
    脱リン装置の処理水流出管を通じて流出した、リン酸マ
    グネシウムアンモニウムの固体粒子が混入した汚泥を含
    む処理水に剪断力を付与して固体粒子と汚泥とを分離し
    て、固体粒子を回収する手段を併設したことを特徴とす
    る造粒脱リン装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014036945A (ja) * 2012-08-20 2014-02-27 Daiki Ataka Engineering Co Ltd リン除去回収装置およびリン除去回収方法

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JP2014036945A (ja) * 2012-08-20 2014-02-27 Daiki Ataka Engineering Co Ltd リン除去回収装置およびリン除去回収方法

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