JP5931534B2 - 非晶質けい酸カルシウム水和物による排水処理システム - Google Patents
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Description
本発明は、非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）を利用した畜舎排水等の処理システムとその回収物の利用方法に関し、より詳しくは、ＣＳＨによる処理槽と中和脱窒槽とを組み合わせた排水処理システムとその回収物の利用方法に関する。
本発明の排水処理システムは、畜舎の排水処理において、りんの除去・回収、窒素の除去、脱色、および有害微生物の消毒に優れた効果を有する。
本発明の排水処理システムは、畜舎の排水処理において、りんの除去・回収、窒素の除去、脱色、および有害微生物の消毒に優れた効果を有する。
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りん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りん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）。無機系凝集剤の一種としては消石灰も利用されている。なお、消石灰は消毒効果も有することは公知である。
さらに、排水の脱りん手段として、けい酸カルシウムを主成分とする脱りん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のけい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けい酸カルシウム水和物からなる脱りん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）にはけい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りん材が記載されている。特開２０００−１３５４９３号公報（特許文献６）にはけい灰石を用いた脱りん方法が提案されている。
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、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。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粉末などの多孔体けい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７：特開平０８−１３１８２２号公報参照）。
特許文献１の処理方法はりんを除去する効果が低く、特許文献２の処理方法は脱色については殆ど効果がない。さらに、特許文献３〜特許文献５の処理方法に用いるけい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りん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。また、特許文献７の処理方法は、ＡＬＣなどのけい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、また脱りん効果も低い。
また、排水からのりんの除去・回収は水質汚濁を解消すると共に枯渇性資源であるりんの循環利用の一端を担う観点からも重要である。また、窒素については、現状では畜産農業排水の硝酸性窒素の排水基準は暫定で９００ｍｇ/Lであるが、数年後には規制が強化される可能性もあり、今後一層低減が重要となる。色の排水規制はないが脱色の要望は強い。
排水の消毒は、現状では排水の大腸菌群３０００個/ｍL以下という規制を順守すればよいことから塩素消毒が利用されている。また、通常の生物処理で排水の大腸菌が３０００個/ｍL以下になっていれば塩素消毒は不要であるが、万が一、口蹄疫ウイルスなどの有害微生物が混入した場合にはこのような従来の対応だけでは不十分な可能性があり、今後は口蹄疫までも視野に入れた有効な消毒技術が求められる。
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、優れた脱りん効果と共に脱色および消毒効果、さらには脱窒効果を発揮する排水の処理システムおよび回収物の利用方法を提供する。
本発明によれば、以下の構成からなる非晶質けい酸カルシウム水和物による排水処理システムが提供される。
〔１〕非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）のスラリーと原水が導入される処理槽、該処理槽から抜き出した液が導入される中和脱窒槽、および該処理槽から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽とを有し、
上記処理槽においてアルカリ性の液性下で原水に含まれるりんまたはりんと着色成分を取り込んだ沈澱を生成させ、該沈澱を含むスラリーを処理槽から抜き出して固液分離槽に導き、該固液分離槽において上記沈澱を含む使用済ＣＳＨを回収し、
一方、上記中和脱窒槽には脱窒細菌を担持した多孔質無機性粒状物が充填されており、上記処理槽から抜き出した液が該中和脱窒槽に導入されると共に、該中和脱窒槽にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスが導入され、該中和脱窒槽において液中に含まれる硝酸性窒素が窒素ガスに還元され除去されると共に炭酸ガスによって液が中和されることを特徴とする排水処理システム。
〔２〕原水が畜舎から放流される排水、または有機性産業廃水である上記[１]に記載する排水処理システム。
〔３〕処理槽内をｐＨ８以上に調整してりんを取り込んだ沈澱を生成させ、あるいはｐＨ１１以上に調整してりんと共に着色成分を取り込んだ沈澱を生成させると共に消毒を行う上記[１]または上記[２]に記載する排水処理システム。
〔４〕ＣＳＨを処理槽に注入する管路にガス圧で作動するダイアフラム弁が介設されており、該ダイアフラム弁は中和脱窒槽に導入される炭酸ガスのボンベと管路で接続されており、該ボンベの圧力が低下するとバルブが開き、ＣＳＨ注入用ポンプの吸込み側管路が大気開放となってＣＳＨの処理槽への注入が停止される上記[１]〜上記[３]の何れかに記載する排水処理システム。
〔５〕固液分離して回収した使用済ＣＳＨを副産りん酸肥料として利用する上記[１]〜上記[４]の何れかに記載する排水処理システム。
〔６〕固液分離して回収した使用済ＣＳＨを遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムの吸着材として用いる上記[１]〜上記[５]の何れかに記載する排水処理システム。
〔１〕非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）のスラリーと原水が導入される処理槽、該処理槽から抜き出した液が導入される中和脱窒槽、および該処理槽から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽とを有し、
上記処理槽においてアルカリ性の液性下で原水に含まれるりんまたはりんと着色成分を取り込んだ沈澱を生成させ、該沈澱を含むスラリーを処理槽から抜き出して固液分離槽に導き、該固液分離槽において上記沈澱を含む使用済ＣＳＨを回収し、
一方、上記中和脱窒槽には脱窒細菌を担持した多孔質無機性粒状物が充填されており、上記処理槽から抜き出した液が該中和脱窒槽に導入されると共に、該中和脱窒槽にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスが導入され、該中和脱窒槽において液中に含まれる硝酸性窒素が窒素ガスに還元され除去されると共に炭酸ガスによって液が中和されることを特徴とする排水処理システム。
〔２〕原水が畜舎から放流される排水、または有機性産業廃水である上記[１]に記載する排水処理システム。
〔３〕処理槽内をｐＨ８以上に調整してりんを取り込んだ沈澱を生成させ、あるいはｐＨ１１以上に調整してりんと共に着色成分を取り込んだ沈澱を生成させると共に消毒を行う上記[１]または上記[２]に記載する排水処理システム。
〔４〕ＣＳＨを処理槽に注入する管路にガス圧で作動するダイアフラム弁が介設されており、該ダイアフラム弁は中和脱窒槽に導入される炭酸ガスのボンベと管路で接続されており、該ボンベの圧力が低下するとバルブが開き、ＣＳＨ注入用ポンプの吸込み側管路が大気開放となってＣＳＨの処理槽への注入が停止される上記[１]〜上記[３]の何れかに記載する排水処理システム。
〔５〕固液分離して回収した使用済ＣＳＨを副産りん酸肥料として利用する上記[１]〜上記[４]の何れかに記載する排水処理システム。
〔６〕固液分離して回収した使用済ＣＳＨを遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムの吸着材として用いる上記[１]〜上記[５]の何れかに記載する排水処理システム。
本発明の排水処理システムは、原水が畜舎から放流される排水、または有機性産業廃水などについて脱りん効果および脱窒効果に優れており、さらに処理槽内をｐＨ１１以上で処理することによって脱色効果および消毒効果を高めることができる。
本発明の排水処理システムの処理槽において生成する沈澱は脱水性が良く、容易に固液分離することができ、嵩密度の高い固形物（使用済ＣＳＨ）を回収することができる。また、く溶性りん酸を約２０％程度含む固形分を回収することができるので、この固形分を副産りん酸肥料として利用することができる。副産りん酸肥料として利用することによって資源循環的な農業の構築に寄与することができる。
さらに上記使用済ＣＳＨは遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムを吸着する性質を有しているので、遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムの吸着材として利用することができる。
さらに上記使用済ＣＳＨは遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムを吸着する性質を有しているので、遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムの吸着材として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。
本発明の排水処理システムは、非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）のスラリーと原水が導入される処理槽、該処理槽から抜き出した液が導入される中和脱窒槽、および該処理槽から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽とを有し、上記処理槽においてアルカリ性の液性下で原水に含まれるりんまたはりんと着色成分を取り込んだ沈澱を生成させ、該沈澱を含むスラリーを処理槽から抜き出して固液分離槽に導き、該固液分離槽において上記沈澱を含む使用済ＣＳＨを回収し、一方、上記中和脱窒槽には脱窒細菌を担持した多孔質無機粒状物が充填されており、上記処理槽から抜き出した液が該中和脱窒槽に導入されると共に、該中和脱窒槽にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスが導入され、該中和脱窒槽において液中に含まれる硝酸性窒素が還元されて窒素ガスとして除去されると共に炭酸ガスによって液が中和されることを特徴とする排水処理システムである。
本発明の排水処理システムは、非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）のスラリーと原水が導入される処理槽、該処理槽から抜き出した液が導入される中和脱窒槽、および該処理槽から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽とを有し、上記処理槽においてアルカリ性の液性下で原水に含まれるりんまたはりんと着色成分を取り込んだ沈澱を生成させ、該沈澱を含むスラリーを処理槽から抜き出して固液分離槽に導き、該固液分離槽において上記沈澱を含む使用済ＣＳＨを回収し、一方、上記中和脱窒槽には脱窒細菌を担持した多孔質無機粒状物が充填されており、上記処理槽から抜き出した液が該中和脱窒槽に導入されると共に、該中和脱窒槽にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスが導入され、該中和脱窒槽において液中に含まれる硝酸性窒素が還元されて窒素ガスとして除去されると共に炭酸ガスによって液が中和されることを特徴とする排水処理システムである。
本発明の排水処理システムの一例を図１に示す。
本発明の排水処理システムには、ＣＳＨスラリーと原水が導入される処理槽１０、該処理槽１０から抜き出した液が導入される中和脱窒素槽１１、および該処理槽１０から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽１２が設けられている。処理槽１０は上下に長い筒型の槽である。中和脱窒槽１１も上下に長い筒型の密閉槽であり、最上部に放流用の管路４０が接続している。この中和脱窒槽１１の槽内には脱窒細菌を担持した粒状活性炭４１が充填されている。なお、脱窒細菌の担持には、活性炭の他にも各種の多孔質無機粒状物を利用することができる。
本発明の排水処理システムには、ＣＳＨスラリーと原水が導入される処理槽１０、該処理槽１０から抜き出した液が導入される中和脱窒素槽１１、および該処理槽１０から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽１２が設けられている。処理槽１０は上下に長い筒型の槽である。中和脱窒槽１１も上下に長い筒型の密閉槽であり、最上部に放流用の管路４０が接続している。この中和脱窒槽１１の槽内には脱窒細菌を担持した粒状活性炭４１が充填されている。なお、脱窒細菌の担持には、活性炭の他にも各種の多孔質無機粒状物を利用することができる。
処理槽１０にはＣＳＨスラリーの貯留槽１３および原水の貯留槽１４が管路１５によって接続している。管路１５は処理槽１０の内部に導入され、底部に向かって伸びている。ＣＳＨスラリーの貯留槽１３は管路１６によって管路１５に接続しており、管路１６にはＣＳＨスラリーを送液するポンプ１７が設けられている。ポンプ１７の吸込側管路には管路４２が分枝し、該管路４２にはガス圧式のダイアフラム弁１８が設けられている。このダイアフラム弁１８は炭酸ガスボンベ１９に接続している。
原水貯留槽１４は管路２０によって管路１５に接続しており、管路２０には原水を送液するポンプ２１が設けられている。貯留槽１４は既設の活性汚泥処理水槽などを用いることができる。
ＣＳＨスラリーは管路１６を通じて管路１５に導入され、原水は管路２０を通じて管路１５に導入される。管路中で混合されたＣＳＨスラリーと原水は管路１５を通じて処理槽１０の底部から槽内に導入される。注入されたＣＳＨは処理槽内で層２５を形成し、原水はこの層２５を上向流で通過し、処理槽１０の最上部から流出し、一定レベル以上に蓄積したＣＳＨは層２５の最上部から引き抜いて固液分離槽１２に送られる。ＣＳＨ層２５の水道形成を防ぐため、１日に１〜４回程度、ＣＳＨ層２５の底部より圧縮空気を０.１〜３分程度送気してＣＳＨ層２５を攪乱した後、再度、層２５を形成させる操作を行うことも効果がある。
処理槽１０は管路２６を通じて中和脱窒槽１１に接続している。処理槽１０の最上部から流出した液は管路２６を通じて中和脱窒槽１１の底部から槽内に導かれる。管路２６には脱窒用のチオ硫酸ナトリウムの貯留槽２７が注入用ポンプ２８を介して接続している。さらに、管路２６には炭酸ガスのボンベ１９が管路２９によって接続しており、管路２９には炭酸ガス流量を測定する流量計３０が設けられている。中和脱窒槽１１の底部近傍の管路２６にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスを管路２６から供給される液に混合するスタティックミキサー３１が設けられており、炭酸ガスとチオ硫酸ナトリウムが槽内に流入する直前に混合される。さらに、炭酸ガスボンベ１９は管路３２を通じてＣＳＨスラリーの貯留槽１３の管路１６に介設されたダイアフラム弁１８に接続している。
固液分離槽１２は管路３３を通じて処理槽１０に接続している。管路３３にはＣＳＨスラリーを含む汚泥を抜き出すポンプ３４が設けられている。固液分離槽１２は、例えば、下端部を結束バンドによって閉じた状態で垂直に懸架したポリエステル筒状織布によって形成し、その開放上端部から回収スラリーを投入し、重力により液分を分離し、残留した固形分は所要時間そのまま風乾した後に、下端部の結束バンドを切断して固形分を落下させて回収するなどの構造にすればよい。
本発明の排水処理システムにおいて用いるＣＳＨは、非晶質けい酸と石灰を反応させて製造した非晶質けい酸カルシウム水和物と遊離石灰[Ca(OH)2]とからなる多孔質の凝集体である。ＣＳＨ中の遊離石灰量は２.５〜９０wt％が好ましい。このＣＳＨは非晶質であるので、結晶質のけい酸カルシウム水和物よりも脱りん効果に優れる。また、遊離石灰を含有することによって脱色効果も良い。
混合されたＣＳＨスラリーと原水は管路１５を通じて処理槽１０の底部から槽内に導入される。ＣＳＨによって槽内はアルカリ性になる。注入されたＣＳＨは処理槽内で層２５を形成し、原水はこの層２５を上向流で通過し、処理槽１０の最上部から流出される。ｐＨ８以上のアルカリ性の液性下で原水がＣＳＨ層２５を通過する間に原水に含まれているりんはＣＳＨに取り込まれ、沈澱化する。ＣＳＨの導入量を多くして槽内のｐＨを１１以上にすることができ、この高ｐＨ化によってＣＳＨによる着色成分の除去を促進することができ、また、大腸菌や口蹄疫ウイルスなどを消毒することができる。
処理槽１０から抜き出した液は中和脱窒槽１１に導入され、炭酸ガスを通気して中和される。炭酸ガスを通気することによって簡易かつ安定した中和処理を行うことができる。なお、炭酸ガスボンベが意図せずに空になった場合にアルカリ性の処理水が放流されることを防ぐため、ＣＳＨ注入ポンプ１７の吸込側管路には管路４２が分枝し、該管路４２にはガス圧式のダイアフラム弁１８が設けられており、ボンベ１９の圧力が低下したときには弁１８が開いて管路４２が大気開放となるので、処理槽１０へのＣＳＨスラリーの注入は停止され、中和脱窒槽１１のアルカリ化が防止される。
中和脱窒槽１１の槽内には脱窒細菌を担持した粒状活性炭４１が充填されているので、管路４３を通じてチオ硫酸ナトリウムが適当量導入されると槽内に脱窒細菌が増殖して硝酸の脱窒が進行する。増殖した脱窒細菌は高アルカリ条件では死滅するが、意図せずに炭酸ガスの注入が停止して中和機能が消失したときには、処理槽１０へのＣＳＨの注入も停止するので、中和脱窒槽１１がアルカリ化せず、脱窒細菌の死滅が防止される。
使用したＣＳＨは処理槽１０から抜き出され、固液分離槽１２に導入される。ここで、例えばポリエステル製筒状織布に流入し、重力による液分の分離が進み、筒内に残留した固形物（使用済ＣＳＨ）はそのまま風乾して回収される。
ポリエステル製筒状織布によるＣＳＨスラリーの固液分離性能は、表１に示したように浮遊物質の回収率が９９.５％であり、高い値を示しており、良好な固液分離が可能である。また、回収した使用済ＣＳＨには表２に示したように、く溶性りん酸が約２０wt％含まれており、これは普通肥料の一種である副産りん酸肥料（く溶性りん酸濃度の規格は１５wt%以上）として登録の可能性がある。また、この回収物は、石灰も含有するため酸性化土壌の中和肥料として適し、さらに可溶性けい酸も含まれるので、稲作に適用するとけい酸質肥料の施肥量を減ずることもできる。
さらに、回収した使用済ＣＳＨはセシウムイオンとストロンチウムイオンを吸着する性質を有しており、放射性セシウムおよび放射性ストロンチウムに汚染された農地に施用することによって、りん酸、石灰、けい酸の肥効に加えて、遊離セシウムと遊離ストロンチウムを吸着保持する効果がある。
〔実施例１〕
図１に示す排水処理システムにおいて、ＣＳＨを固形分５〜１０乾重/液容積（ＤＷ/Ｖ）％のスラリー状態で畜舎汚水に添加し、処理槽内に２〜５時間滞留させた後に、液分を処理槽から抜き出して中和脱窒槽に導入し、この液量５.９〜６.３L/分に対して、チオ硫酸ナトリウム液（濃度０.６〜１.０％）を０.５〜１.１mL/分、および炭酸ガスを３.６〜８.９mL/分の割合で中和脱窒槽に導入し１８〜２０時間滞留させた後に、液を抜き出した。これらの条件で、処理によるりん、色度、大腸菌群、大腸菌の除去率を調べた、この結果を図２〜図５に示した。なお、添加量（ＤＷ／Ｖ％）は原水１００容積部に対するＣＳＨの添加質量部である。
図１に示す排水処理システムにおいて、ＣＳＨを固形分５〜１０乾重/液容積（ＤＷ/Ｖ）％のスラリー状態で畜舎汚水に添加し、処理槽内に２〜５時間滞留させた後に、液分を処理槽から抜き出して中和脱窒槽に導入し、この液量５.９〜６.３L/分に対して、チオ硫酸ナトリウム液（濃度０.６〜１.０％）を０.５〜１.１mL/分、および炭酸ガスを３.６〜８.９mL/分の割合で中和脱窒槽に導入し１８〜２０時間滞留させた後に、液を抜き出した。これらの条件で、処理によるりん、色度、大腸菌群、大腸菌の除去率を調べた、この結果を図２〜図５に示した。なお、添加量（ＤＷ／Ｖ％）は原水１００容積部に対するＣＳＨの添加質量部である。
原水りん酸態りん濃度約２５mg/Lの畜舎汚水について、ＣＳＨ添加量に対する原水のりんの除去率を図２に示す。消石灰を用いた場合を対比して示す。本発明のＣＳＨ処理ではＣＳＨ添加量約０．１５ＤＷ/Ｖ％でりんは１００％除去される。一方、消石灰は添加量約０．１５ＤＷ/Ｖ％でりんの除去率は９０％程度である。
りん酸態りん濃度約１００〜１２０mg/Lの原水（畜舎汚水の浄化処理水にリン酸ナトリウムを添加した液）に対するＣＳＨ処理の効果を図３に示す。図示するように、ＣＳＨ添加量０.０５５ＤＷ/Ｖ％ではりん除去率は約５０％であるが、添加量０.０７ＤＷ/Ｖ％以上ではりんはほぼ１００％除去できた。
上記畜舎汚水の色度低減効果を図４に示す。色度はフィルターによって懸濁物を除去した後に、390nmの吸光度を測定し、色度標準液を使用して作成した検量線により色度を求めた。本発明のＣＳＨ処理ではＣＳＨ添加量０.３ＤＷ/Ｖ％で色度の除去率は約９０％に近いが、消石灰を用いた場合には同様の添加量で色度の除去率は約７０％程度である。
上記畜舎汚水の大腸菌群の除去効果を図５に示す。さらに、大腸菌の除去効果を図６に示す。本発明のＣＳＨ処理ではＣＳＨ添加量０.１５ＤＷ/Ｖ％で大腸菌群および大腸菌の除去率は何れも約１００％であるが、消石灰を用いた場合には同様の添加量で大腸菌群の除去率は約９０％程度であり、大腸菌の除去率は約７０％程度である。
上記処理システムにおける炭酸ガス注入による中和処理効果を図７に示す。図示するように、本発明の処理システムでは炭酸ガスの注入によって液のｐＨは概ね６付近に安定して維持されている。
上記ＣＳＨ処理によって回収したＣＳＨ含有スラリーと、該スラリーをポリエステル製筒状織布で濾過した濾液について、浮遊物質濃度を測定し固形分の回収率を調べた。この結果を表１に示した。固形分（使用済ＣＳＨ）はほぼ完全に回収されることが確認された。また回収した固形分の含有成分を調べた。この結果を表２に示す。く溶性りん酸は約２０wt％と高濃度である一方、有害金属は普通肥料の基準値以下であった。
中和脱窒槽の脱窒効果を図８に示す。なお、この効果検討は、流入NOx-N濃度約４５０mg/L、水理学的滞留時間（槽空塔容積あたり）２.６〜４.８日、水温１６.９〜２５.３℃、流入NOx-N濃度に対するチオ硫酸態硫黄濃度の比(硫黄/窒素)９.２の条件で実施した。中和脱窒槽の槽内にチオ硫酸ナトリウムが導入されることによって、槽内に脱窒細菌が増殖して脱窒が進行し、硝酸態および亜硝酸態窒素（NOx-N）の除去率は３０〜７５％であった。
〔実施例２〕
ＣＳＨを固形分５〜１０ＤＷ/Ｖ％のスラリー状態で畜舎汚水に０.１〜０.１５ DW/V％で添加し、一定時間、槽内に滞留させた後に、処理槽から抜き出した。抜き出したスラリーを固液分離槽のポリエステル製ろ布に投入し、液分を分離させた後に風乾した。さらに１０５℃で１日乾燥した後、乳鉢で微粉末とした。同様に未使用資材についても風乾後１０５℃で乾燥させた後微粉末化した。これらの粉末をそれぞれ、１、２、４、８、１６、３２DW/V％の添加量で、ビーカー中の２５ｍLの試料液（非放射性塩化セシウムと塩化ストロンチウムを蒸留水に溶解して調製）に添加した。添加後にビーカーを超音波洗浄器（Branson社製、5510型）に水浴状態で静置し、３０分超音波処理し、溶液中の粉末の分散を促進した。超音波処理後、分散液をフィルター（Millipore Millex-LH：疎水性PTFE製)で濾過し、濾液中のセシウム、ストロンチウム濃度を定量した。定量法として、未使用ＣＳＨの場合、イオンクロマトグラフィー装置（ダイオネクスDX-120型、CS-12Aカラム、溶離液20mmol/Lメタンスルホン酸）により、また使用済ＣＳＨの場合ＩＣＰ−ＭＳ分析装置を用いた。この結果を図９、図１０に示す。
ＣＳＨを固形分５〜１０ＤＷ/Ｖ％のスラリー状態で畜舎汚水に０.１〜０.１５ DW/V％で添加し、一定時間、槽内に滞留させた後に、処理槽から抜き出した。抜き出したスラリーを固液分離槽のポリエステル製ろ布に投入し、液分を分離させた後に風乾した。さらに１０５℃で１日乾燥した後、乳鉢で微粉末とした。同様に未使用資材についても風乾後１０５℃で乾燥させた後微粉末化した。これらの粉末をそれぞれ、１、２、４、８、１６、３２DW/V％の添加量で、ビーカー中の２５ｍLの試料液（非放射性塩化セシウムと塩化ストロンチウムを蒸留水に溶解して調製）に添加した。添加後にビーカーを超音波洗浄器（Branson社製、5510型）に水浴状態で静置し、３０分超音波処理し、溶液中の粉末の分散を促進した。超音波処理後、分散液をフィルター（Millipore Millex-LH：疎水性PTFE製)で濾過し、濾液中のセシウム、ストロンチウム濃度を定量した。定量法として、未使用ＣＳＨの場合、イオンクロマトグラフィー装置（ダイオネクスDX-120型、CS-12Aカラム、溶離液20mmol/Lメタンスルホン酸）により、また使用済ＣＳＨの場合ＩＣＰ−ＭＳ分析装置を用いた。この結果を図９、図１０に示す。
この結果、未使用ＣＳＨでは全く吸着能が見られなかったのに対し（図９）、使用済ＣＳＨでは両成分とも吸着能が確認された（図１０）。特に、ストロンチウムについては、１DW/V ％の低い使用済ＣＳＨ添加量でも８２％に達する高い吸着率が得られた。
１０−処理槽、１１−中和脱窒槽、１２−固液分離槽、１３−貯留槽、１４−貯留槽、１５−管路。１６−管路、１７−ポンプ、１８−ダイアフラム弁、１９−炭酸ガスボンベ、２０−管路、２１−ポンプ、２５−ＣＳＨ層、２６−管路、２７−貯留槽、２８−ポンプ、２９−管路、３０−流量計、３１−スタティックミキサー、３２−管路、３３−管路、３４−ポンプ、４０−管路、４１−活性炭、４２−管路、４３−管路
Claims (6)
- 非晶質けい酸カルシウム水和物（ＣＳＨと云う）のスラリーと原水が導入される処理槽、該処理槽から抜き出した液が導入される中和脱窒槽、および該処理槽から抜き出したスラリーが導入される固液分離槽とを有し、
上記処理槽においてアルカリ性の液性下で原水に含まれるりんまたはりんと着色成分を取り込んだ沈澱を生成させ、該沈澱を含むスラリーを処理槽から抜き出して固液分離槽に導き、該固液分離槽において上記沈澱を含む使用済ＣＳＨを回収し、
一方、上記中和脱窒槽には脱窒細菌を担持した多孔質無機性粒状物が充填されており、上記処理槽から抜き出した液が該中和脱窒槽に導入されると共に、該中和脱窒槽にはチオ硫酸ナトリウムと炭酸ガスが導入され、該中和脱窒槽において液中に含まれる硝酸性窒素が窒素ガスに還元除去されると共に炭酸ガスによって液が中和されることを特徴とする排水処理システム。 - 原水が畜舎から放流される排水、または有機性産業廃水である請求項１に記載する排水処理システム。
- 処理槽内をｐＨ８以上に調整してりんを取り込んだ沈澱を生成させ、あるいはｐＨ１１以上に調整してりんと共に着色成分を取り込んだ沈澱を生成させると共に消毒を行う請求項１または請求項２に記載する排水処理システム。
- ＣＳＨを処理槽に注入する管路にガス圧で作動するダイアフラム弁が介設されており、該ダイアフラム弁には中和脱窒槽に導入される炭酸ガスのボンベから炭酸ガスが導入されており、該ボンベの圧力低下によってＣＳＨの処理槽への注入が停止される請求項１〜請求項３の何れかに記載する排水処理システム。
- 固液分離して回収した固形分を副産りん酸肥料として利用する請求項１〜請求項４の何れかに記載する排水処理システム。
- 固液分離して回収した固形分を遊離セシウムおよび遊離ストロンチウムの吸着材として用いる請求項１〜請求項５の何れかに記載する排水処理システム。
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