JP5951533B2 - Method and apparatus for recovering phosphorus from waste water containing phosphorus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、リン含有廃水からのリン回収方法、及びその装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater and an apparatus therefor.
都市下水または有機性廃水にはリンが含まれている場合が多く、このようなリン含有の有機性廃水が東京湾などの内湾、琵琶湖などの湖沼の閉鎖性水域に流れ込むことにより、リンを原因物質とする富栄養化の問題が生じている。一方で、リンは特に農作物の肥料源として重要な資源であるが、我が国はリン鉱石を生産せず、輸入に頼っている状況である。 Urban sewage or organic wastewater often contains phosphorus, and such phosphorus-containing organic wastewater flows into closed waters of inner bays such as Tokyo Bay and lakes such as Lake Biwa, causing phosphorus. There is a problem of eutrophication as a substance. On the other hand, phosphorus is an important resource especially as a fertilizer source for agricultural crops, but Japan does not produce phosphorus ore and relies on imports.
したがって、上述のようなリン含有廃水中からリンを効率良く回収し、リサイクルすることができれば、上述した富栄養化の問題を解消することができるとともに、リン資源の国内での自活を図ることができる。 Therefore, if phosphorus can be efficiently recovered from the phosphorus-containing wastewater as described above and recycled, the above-mentioned eutrophication problem can be solved, and phosphorous resources can be self-supported in Japan. it can.
廃水中からリンを除去するためには、従来、各種金属塩を用いた凝集沈殿法や晶析脱リン法が用いられていた。しかしながら、凝集沈殿法はAl塩、Fe塩、Ca塩等の薬剤コストがきわめて高くなり、また生成した沈殿物の処理が大きな問題となっている。また晶析脱リン法はヒドロキシルアパタイトの種晶を用い、リンを効率よくヒドロキシルアパタイトに変換し、これを除去する方法(HAP方式)であり、生成沈澱物は少なくなるものの、液中の HCO3 − イオンが晶析を阻害するため、一度酸性にしてHCO3 − を除去した後、弱アルカリ側にpHをもどす必要がある。このため凝集沈殿法と同様に薬剤によるランニングコストが大きくなる。 In order to remove phosphorus from wastewater, a coagulation precipitation method and a crystallization dephosphorization method using various metal salts have been conventionally used. However, the coagulation sedimentation method has a very high chemical cost for Al salts, Fe salts, Ca salts and the like, and the treatment of the generated precipitates is a big problem. The crystallization dephosphorization method is a method of efficiently converting phosphorus to hydroxylapatite by using a seed crystal of hydroxylapatite and removing this (HAP method). Although the generated precipitate is reduced, HCO 3 in the solution is used. - the ion inhibits crystallization, HCO 3 and once acidic - after removal of the need to return the pH to a weakly alkaline side. For this reason, the running cost by a chemical | medical agent becomes large like a coagulation sedimentation method.
かかる問題に鑑み、特許文献1では、ポリリン酸蓄積能を有するミクロコッカス様細菌の、好気的条件下でリン含有廃水と接触させることによってリンを吸着し、当該菌を嫌気的条件下におくことにより吸着したリンを放出する性質を利用して、廃水中のリンを回収する試みがなされている。しかしながら、特許文献1に記載の方法では、高効率に廃水中のリンを回収することができないという問題があった。 In view of such problems, Patent Document 1 adsorbs phosphorus by contacting micrococcus-like bacteria having polyphosphate accumulation ability with phosphorus-containing wastewater under aerobic conditions, and puts the bacteria under anaerobic conditions. Attempts have been made to recover phosphorus in wastewater by utilizing the property of releasing adsorbed phosphorus. However, the method described in Patent Document 1 has a problem that phosphorus in wastewater cannot be recovered with high efficiency.
また、特許文献2には、嫌気工程及び好気工程を経てリンの脱着を行う微生物を用い、リンを含有する汚泥を得た後、この汚泥を濃縮し、濃縮汚泥からリンを放出させて得たリン含有分離水にマグネシウム塩を添加し、リンをリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)として析出させ、回収する方法が開示されている。 Further, Patent Document 2 is obtained by using a microorganism that desorbs phosphorus through an anaerobic process and an aerobic process, obtaining sludge containing phosphorus, concentrating the sludge, and releasing phosphorus from the concentrated sludge. In addition, a method is disclosed in which a magnesium salt is added to separated phosphorus-containing separated water to precipitate and recover phosphorus as magnesium ammonium phosphate (MAP).
しかしながら、この方法では、リン回収後の脱離液を水処理プロセスに返送する方式がとられるが、脱離液中に微粒子のMAPが回収しきれずに残存し、その微粒子がプロセスを循環している間に大きくなり、配管の閉塞原因になってしまうという問題がある。また、リン以外の不純物も比較的多量に回収してしまうことから、MAPの回収割合が相対的に減少し、リンの回収効率が低いという問題がある。さらには、マグネシウム塩が高価であるためにリン回収コストが増大してしまうという問題がある。 However, this method employs a method of returning the desorbed liquid after phosphorus recovery to the water treatment process, but the MAP of fine particles remains in the desorbed liquid without being recovered, and the fine particles circulate in the process. There is a problem that it becomes larger while the pipe is in use, causing the pipe to be blocked. In addition, since impurities other than phosphorus are also collected in a relatively large amount, there is a problem that the MAP recovery rate is relatively reduced and the phosphorus recovery efficiency is low. Furthermore, since the magnesium salt is expensive, there is a problem that the phosphorus recovery cost increases.
本発明はリンを含有する有機性廃水中のリンを、濃度に依らず低コストかつ高効率に回収することを目的とする。 An object of the present invention is to recover phosphorus in organic wastewater containing phosphorus at low cost and high efficiency regardless of the concentration.
実施形態のリン含有廃水からのリン回収方法は、リン含有廃水を沈殿槽内に導入し、固液分離により前記リン含有廃水中の汚泥成分を沈降分離して、前記リン含有廃水からリンを含む1次処理水を得る第1のステップと、前記1次処理水を反応槽内に導入するとともに、有機物を利用して体内にポリヒドロキシアルカノエートを合成し、嫌気性条件下で体内のポリリン酸を吐き出し、好気性条件下で体内にリンを蓄積する機能を有するリン蓄積菌を担持した担体を前記反応槽に分散配置する第2のステップとを具える。また、前記反応槽内を好気的条件に設定し、前記リン蓄積菌によって前記リン含有廃水中のリンを吸収して蓄積する第3のステップと、前記反応槽の下流側に配設された回収槽中に、前記反応槽内で使用された前記リン蓄積菌を移送して回収するとともに、前記リン含有廃水からリンが除去された2次処理水を得る第4のステップと、を具える。 The method for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater according to the embodiment introduces phosphorus from the phosphorus-containing wastewater by introducing the phosphorus-containing wastewater into a precipitation tank, and separating and separating sludge components in the phosphorus-containing wastewater by solid-liquid separation. A first step of obtaining primary treated water; introducing the primary treated water into a reaction tank; and synthesizing polyhydroxyalkanoate in the body using organic matter; and polyphosphoric acid in the body under anaerobic conditions And a second step of dispersing and disposing a carrier carrying phosphorus accumulating bacteria having a function of accumulating phosphorus in the body under aerobic conditions. Also, a third step of setting the inside of the reaction vessel to an aerobic condition, and absorbing and accumulating phosphorus in the phosphorus-containing wastewater by the phosphorus accumulating bacteria, and disposed downstream of the reaction vessel. And a fourth step of obtaining secondary treated water from which phosphorus has been removed from the phosphorus-containing wastewater, while transferring and collecting the phosphorus-accumulating bacteria used in the reaction tank into the recovery tank. .
本発明を実施するための好ましい形態を以下に説明する。 Preferred modes for carrying out the present invention will be described below.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態におけるリン含有廃水からのリン回収装置の概略構成図である。
図1に示すリン含有廃水からのリン回収装置10は、リン含有廃水W0中の汚泥を沈降分離し、リン含有廃水W0から汚泥が除去された沈殿槽11と、沈殿槽11の下流側に配設され、リン含有廃水及びリン蓄積菌を担持した担体(以下、「リン蓄積菌固定化担体」という場合がある)Sを接触させ、リン含有廃水中のリンをリン蓄積菌の体内に蓄積させる反応を行うための反応槽12と、反応槽12の下流側に配設された使用済みの担体を回収する回収槽13とを有している。また、反応槽12の上方にはリン蓄積菌固定化担体Sを貯留する貯留槽14が配設されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a phosphorus recovery apparatus from phosphorus-containing wastewater in the present embodiment.
The
反応槽12の底部は中心部に向けて傾斜しており、当該中心部において最も深さが大きくなるように構成されている。
The bottom of the
なお、貯留槽14は本実施形態においては必須の構成要素ではなく、反応槽13内にリン蓄積菌固定化担体Sを供給することができれば、任意の態様とすることができる。例えば、貯留槽14を配設することなく、処理水が保持された反応槽12内にリン蓄積菌固定化担体Sを直接的に分散させることもできる。
In addition, the
また、リン含有廃水W0中の汚泥濃度が低い場合(例えば50mg/L以下)の場合は、沈殿槽11を省略することもできる。但し、沈殿槽11を配設することにより、リン含有廃水W0中の汚泥濃度に依らず、リン含有廃水W0中のリンを回収することができるので、本実施形態では必須の構成要素としている。
Moreover, when the sludge density | concentration in phosphorus containing wastewater W0 is low (for example, 50 mg / L or less), the
さらに、反応槽12内には適宜攪拌機を配設し、処理水中にリン蓄積菌固定化担体Sを均一に分散させ、処理水中のリンとリン蓄積菌固定化担体Sとの接触度合いを高めることもできる。
Furthermore, a stirrer is appropriately disposed in the
リン蓄積菌固定化担体Sの形状は、主として以下に説明する担体の形状に応じて、球状に限らず角状のものであってもよいし、棒または紐状のものであってもよい。 The shape of the phosphorus accumulating bacterium-immobilized carrier S is not limited to a spherical shape, and may be a square shape or a rod or string shape, depending mainly on the shape of the carrier described below.
リン蓄積菌固定化担体Sに担持及び固定されているリン蓄積菌は、例えば以下に示すように、嫌気条件下で、必要に応じて有機酸、アミノ酸などの有機物を利用して体内にPHA(ポリヒドロキシアルカノエート)を合成し、その際に体内に蓄積していたポリリン酸を分解し、リン酸として吐き出す性質を持ち、好気条件下で、吐き出したリン酸以上のポリリン酸を体内に蓄積することができる菌であれば特に限定されないが、代表株として(独)製品評価技術基盤機構(NBRC)から入手可能なミクロルナタス・ホスホボラス(NBRC 101784)が挙げられる。これらの菌は、純粋培養菌体のものを用いることができ、当該菌を含む活性汚泥等も用いることができる。 For example, as shown below, the phosphorus accumulating bacterium supported and immobilized on the phosphorus accumulating bacterium immobilization carrier S can be used in the body by using an organic substance such as an organic acid or an amino acid under anaerobic conditions. Polyhydroxyalkanoate) is synthesized, and polyphosphoric acid accumulated in the body at that time is decomposed and discharged as phosphoric acid. Under aerobic conditions, polyphosphoric acid more than the discharged phosphoric acid is accumulated in the body. Although it will not specifically limit if it is a microbe which can do, As a representative strain | stump | stock, the German microevaluation phosphoboras (NBRC 101784) which can be obtained from National Institute for Product Evaluation (NBRC) is mentioned. As these bacteria, those of pure cultured cells can be used, and activated sludge containing the bacteria can also be used.
また、リン蓄積菌固定化担体Sの担体は、当該リン蓄積菌が担持及び固定し易いものであれば特に限定されず、セラミックや金属等でもよい。しかしながら、このようなセラミックや金属等を担体として用いた場合、リン蓄積菌はそれらの表面に付着するため、以下に示すリン回収工程において、担体から離脱してしまって処理過程にある廃水中に混合し、その後処理水に交じって排泄されてしまい、リン蓄積菌の使用効率が低くなってしまう場合がある。 Further, the carrier of the phosphorus accumulating bacterium immobilization carrier S is not particularly limited as long as the phosphorus accumulating bacterium is easily supported and fixed by the phosphorus accumulating bacterium, and may be ceramic or metal. However, when such ceramics and metals are used as the carrier, the phosphorus accumulating bacteria adhere to the surface thereof, and therefore, in the phosphorus recovery process shown below, it is detached from the carrier and is discharged into the wastewater in the treatment process. After mixing, it is excreted in the treated water and the use efficiency of the phosphorus accumulating bacteria may be lowered.
したがって、好ましくは、上記担体としてゲルを用い、上記リン蓄積菌をゲルによって包括固定する。この場合、上述のように、リン蓄積菌の離脱を抑制することができるので、リン蓄積菌の使用効率が増大する。また、このようなゲルは、網目構造を有し、廃水中のリン酸イオンなどの低分子イオンが担体内で自由に移動することができるので、リン回収能が向上する。 Therefore, preferably, a gel is used as the carrier, and the phosphorus accumulating bacteria are entrapped and immobilized with the gel. In this case, as described above, since the detachment of the phosphorus accumulating bacteria can be suppressed, the use efficiency of the phosphorus accumulating bacteria increases. Further, such a gel has a network structure, and low molecular ions such as phosphate ions in wastewater can freely move within the carrier, so that the phosphorus recovery ability is improved.
リン蓄積菌をゲルに包括固定するには、例えば菌体の懸濁液を準備するとともに、アクリルアミドモノマー、メチレンビスアクリルアミド、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミンを含む水溶液を準備し、上記懸濁液と上記水溶液とをpH8程度で混合し、その後、氷点で過硫酸カリウムを重合開始剤として用いて重合を行う。 To entrap and fix phosphorus accumulating bacteria on a gel, for example, prepare a suspension of cells and an aqueous solution containing acrylamide monomer, methylenebisacrylamide, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine. The suspension and the aqueous solution are mixed at about pH 8, and then polymerization is performed using potassium persulfate as a polymerization initiator at the freezing point.
また、アルギン酸ナトリウムゲル、アルギン酸カルシウムゲルや寒天などのゲルを用いることもできる。特に、アルギン酸カルシウムゲルは、水溶性のアルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムとを重合させて生成するが、その際に、リン酸カルシウム等のリン酸塩等を含む溶液を適当量混合させることにより、アルギン酸カルシウムにはリン蓄積菌とともにリン酸塩も担持されることになるので、担体におけるリンの濃度を高めることができる。 Further, gels such as sodium alginate gel, calcium alginate gel and agar can also be used. In particular, calcium alginate gel is formed by polymerizing water-soluble sodium alginate and calcium chloride. At that time, by mixing an appropriate amount of a solution containing a phosphate such as calcium phosphate, Since the phosphate is also carried along with the phosphorus accumulating bacteria, the concentration of phosphorus in the carrier can be increased.
したがって、当該担体を使用後に例えば肥料等に用いる場合において、廃水中のリンの回収量が少なく、肥料等に使用できないと予想される場合でも、予め上述のような操作を行うことにより、担体中のリン含有量を増大させることができるので、肥料等への応用を簡易に行うことが可能となる。 Therefore, when the carrier is used, for example, as a fertilizer after use, even if it is expected that the amount of phosphorus recovered from the wastewater is small and cannot be used as a fertilizer, Since the phosphorus content of can be increased, application to fertilizers and the like can be easily performed.
また、上述のようなゲル状の担体を製造する際に、磁性物質、例えば酸化鉄の粉末を溶液中に混合させておくことにより、当該磁性物質を上記担体中に取り込むことができるようになる。したがって、以下に説明するリン含有廃水の処理方法において、回収槽からの使用済み担体の回収を磁石等を用いることにより簡易に行うことができる。 Further, when the gel-like carrier as described above is produced, the magnetic substance, for example, iron oxide powder, is mixed in the solution, so that the magnetic substance can be taken into the carrier. . Therefore, in the method for treating phosphorus-containing wastewater described below, the used carrier can be easily recovered from the recovery tank by using a magnet or the like.
次に、図1に示す装置を用いたリン含有廃水の処理方法について説明する。
最初に、例えば図示しないバッファタンク内に貯留しているリン含有廃水W0を、ポンプ41を駆動させることにより、配管21を介して沈殿槽11内に導入する。すると、リン含有廃水W0中に含まれる汚泥(ss)は沈殿槽11内で沈降し、沈殿槽11の底部から配管22を介して外部に排出される。外部に排出された汚泥は廃棄処分等、適宜汎用の処理に供される。
Next, a method for treating phosphorus-containing wastewater using the apparatus shown in FIG. 1 will be described.
First, for example, phosphorus-containing wastewater W0 stored in a buffer tank (not shown) is introduced into the
一方、汚泥が除去された後のリン含有廃水は1次処理水W1として配管23を介して反応槽12内に導入し、さらに、貯留槽14に貯留されたリン蓄積菌固定化担体Sを、配管24を介して反応槽12内に導入する。このとき、上述したように、適宜図示しない撹拌機を用いてリン蓄積菌固定化担体Sを反応槽12内に導入及び貯留した1次処理水W1中に均一に分散させる。
On the other hand, the phosphorus-containing wastewater from which the sludge has been removed is introduced into the
次いで、反応槽12を酸素ガスあるいは酸素含有ガスによってバブリングする、あるいは配管24に対して図示しない酸素ボンベ等から酸素ガスを供給し、当該酸素ガスを1次処理水W1中に溶存させておくことにより好気性条件とする。なお、本実施形態において、“好気性条件”とは、反応槽12内に酸素が溶解し、存在している状態を意味する。
Next, the
反応槽12内のリン蓄積菌固定化担体Sに担持及び固定されたリン蓄積菌は、反応槽12内に貯留された1次処理水W1中のリンをポリリン酸として体内に蓄積するので、1次処理水W1中のリンはリン蓄積菌固定化担体Sによって回収されるようになる。
The phosphorus accumulating bacteria supported and immobilized on the phosphorus accumulating bacterium immobilization carrier S in the
なお、1次処理水W1中において、リンは一般に、リン酸イオン(PO4 3−又はP2O7 4−)あるいはリン酸塩の形態で存在する。したがって、本実施形態においては、リン酸イオン及びリン酸塩を総称してリンと呼ぶことにする。 In the primary treated water W1, phosphorus generally exists in the form of phosphate ions (PO 4 3− or P 2 O 7 4− ) or phosphates. Therefore, in the present embodiment, phosphate ions and phosphates are collectively referred to as phosphorus.
1次処理水W1中のリンを回収した後のリン蓄積菌固定化担体Sは、使用済みの担体として反応槽12の下部より配管25を介して回収槽13内に導入される。なお、図1から明らかなように、反応槽12の底部は中心部に向けて傾斜しており、当該中心部において最も深さが大きくなるように構成されている。したがって、反応槽12内において使用済みの担体は、それらの重力によって反応槽12の底部の中心部に自ずから集まってくるので、回収槽13における配管25を介した使用済み担体の回収効率が向上する。
The phosphorus accumulating bacterium-immobilized support S after recovering the phosphorus in the primary treated water W1 is introduced into the
回収されて使用済み担体は、特に説明しないが所定の再生工程を経ることにより、再度リン蓄積菌固定化担体Sとして使用することもできるし、リン肥料として再利用に供することもできる。 Although not specifically described, the recovered and used carrier can be used again as a phosphorus-accumulating bacteria-immobilized carrier S through a predetermined regeneration step, or can be reused as a phosphorus fertilizer.
一方、1次処理水W1からリン蓄積菌固定化担体Sによってリンが回収された後の処理水は、2次処理水として環境中に排出することもできるし、工業用水等として再利用に供することもできる。 On the other hand, the treated water after the phosphorus is recovered from the primary treated water W1 by the phosphorus accumulating bacteria-immobilized carrier S can be discharged into the environment as the secondary treated water or reused as industrial water or the like. You can also.
以上説明したように、本実施形態によれば、リン蓄積菌の働きにより、廃水中のリンが除去され、河川や海のリンを原因物質とする富栄養化の問題が解決される。また、除去された使用済み担体中にリンが固定され、担体を回収することで、高濃度のリンが簡単に回収することが可能になる。さらに、物理化学的リン除去方法と違い、リン除去のための前処理及び薬品の使用が不要なので、低コストかつ環境負荷の極めて低い状態でリン回収を行うことができる。また、低濃度から高濃度までのリン含有有機廃水中のリンを除去を簡易に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, phosphorus in wastewater is removed by the action of phosphorus accumulating bacteria, and the problem of eutrophication caused by phosphorus in rivers and seas is solved. Further, phosphorus is fixed in the removed used carrier, and the carrier is recovered, so that a high concentration of phosphorus can be easily recovered. Furthermore, unlike the physicochemical phosphorus removal method, pretreatment for removing phosphorus and the use of chemicals are not required, so that phosphorus can be recovered at a low cost and with a very low environmental load. Moreover, the phosphorus in the organic wastewater containing phosphorus from a low concentration to a high concentration can be easily removed.
したがって、リンを含有する有機性廃水中のリンを、その濃度に依らず低コストかつ高効率に回収することができる。 Therefore, phosphorus in organic wastewater containing phosphorus can be recovered with low cost and high efficiency regardless of its concentration.
(第2の実施形態)
図2は、本実施形態におけるリン含有廃水からのリン回収装置の概略構成図である。
図2に示すリン回収装置20は、第1の実施形態におけるリン回収装置10に対して、反応槽12の外部に配設されたブロワ15A及び反応槽12の底部に配設され、ブロワ15Aと配管27によって接続された散気管15Bを具えている点で相違し、その他の構成については同様である。なお、ブロワ15A及び散気管15Bは、好気性及び嫌気性条件の制御装置15を構成する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a phosphorus recovery apparatus from phosphorus-containing wastewater in the present embodiment.
The
また、図1に示すリン回収装置10と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
Moreover, the same code | symbol is used about the component similar or the same as the phosphorus collection |
本実施形態では、上記のように、ブロワ15A及び散気管15Bを含む好気性及び嫌気性条件の制御装置15を有しているので、反応槽12内を適宜嫌気性条件あるいは好気性条件とすることができる。
In the present embodiment, as described above, since the
例えば、ブロワ15Aを停止させている場合は、反応槽12内に酸素を送り込むことができないので、このときは反応槽12内を嫌気性条件とすることができる。したがって、リン蓄積菌固定化担体Sの体内に蓄積されたポリリン酸がリン酸イオン(リン)になって体外に排出される。次いで、ブロワ15Aを駆動させている場合は、散気管15Bを介して反応槽12内に酸素を送り込むことができ、反応槽12内を好気性条件とすることができる。このとき、リン蓄積菌固定化担体Sは、嫌気性条件で排出した以上のポリリン酸に相当するリン酸イオン(リン)を体内に取り込むようになるので、反応槽12内に導入及び貯留している1次処理水W1中のリンがリン蓄積菌固定化担体Sによって回収されるようになる。
For example, when the
本実施形態では、例えば、1次処理水W1を反応槽12内に導入した後、1.5時間から3時間放置(嫌気性条件)し、その後、ブロワ15Aを駆動させて2時間から5時間酸素を供給(好気性条件)とする。また、嫌気性条件及び好気性条件を交互に設定し、ポリリン酸の放出とリン吸収とを交互に複数回行うこともできる。
In the present embodiment, for example, after the primary treated water W1 is introduced into the
なお、本実施形態において、“好気性条件”とは、反応槽12内に酸素が溶解し、存在している状態を意味し、“嫌気性条件”とは、反応槽12内に酸素ならびに硝酸、亜硝酸等の結合酸素も存在しない状態を意味する。
In the present embodiment, “aerobic condition” means a state in which oxygen is dissolved and present in the
また、第1の実施形態と同様に、回収されて使用済み担体は、特に説明しないが所定の再生工程を経ることにより、再度リン蓄積菌固定化担体Sとして使用することもできるし、リン肥料として再利用に供することもできる。 Similarly to the first embodiment, the recovered and used carrier is not particularly described, but can be used again as the phosphorus-accumulating bacteria-immobilized carrier S through a predetermined regeneration step. It can also be used for reuse.
一方、1次処理水W1からリン蓄積菌固定化担体Sによってリンが回収された後の処理水は、2次処理水として環境中に排出することもできるし、工業用水等として再利用に供することもできる。 On the other hand, the treated water after the phosphorus is recovered from the primary treated water W1 by the phosphorus accumulating bacteria-immobilized carrier S can be discharged into the environment as the secondary treated water or reused as industrial water or the like. You can also.
その他の特徴及び利点については第1の実施形態の場合と同様であるので、記載を省略する。 Other features and advantages are the same as in the case of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
また、本実施形態では、第1の実施形態に作用効果に加えて、嫌気性条件及び好気性条件の時間をコントロールすることが可能であり、廃水中の有機物濃度や温度などの外部因子に左右されることなく、安定的にリンの回収及び除去を行うことができる。 In this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to control the time of anaerobic conditions and aerobic conditions, which depends on external factors such as organic matter concentration and temperature in wastewater. Therefore, phosphorus can be stably recovered and removed.
(第3の実施形態)
図3は、本実施形態におけるリン含有廃水からのリン回収装置の概略構成図である。
図3に示すリン回収装置30は、第2の実施形態におけるリン回収装置20に対して、反応槽12の上流側に追加の反応槽16を配設するとともに、この追加の反応槽16には酸素を供給することなく、常に嫌気性条件としておき、さらに、リン蓄積菌固定化担体Sを貯留しておく貯留槽14が追加の反応槽16の上方に配設されている点で相違する。なお、追加の反応槽16は反応槽12と配管28によって接続する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a phosphorus recovery device from phosphorus-containing wastewater in the present embodiment.
The
追加の反応槽16の底部は中心部に向けて傾斜しており、当該中心部において最も深さが大きくなるように構成されている。
The bottom of the
また、反応槽12は、第2の実施形態のリン回収装置20と同様に、その外部にブロワ15Aが配設されるとともに、反応槽12の底部に配設され、ブロワ15Aと配管27によって接続された散気管15Bが配設されている。但し、反応槽12には、ブロワ15A及び散気管15Bを介して常に酸素を供給し、常に好気性条件としておく点で相違する。
Similarly to the
なお、図1及び図2に示すリン回収装置10及び20と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
In addition, the same code | symbol is used about the component similar or the same as the phosphorus collection |
また、本実施形態においても、“好気性条件”とは、反応槽12内に酸素が溶解し、存在している状態を意味し、“嫌気性条件”とは、追加の反応槽16内に酸素ならびに硝酸、亜硝酸等の結合酸素も存在しない状態を意味する。
Also in this embodiment, “aerobic condition” means a state in which oxygen is dissolved and present in the
本実施形態では、最初に、例えば図示しないバッファタンク内に貯留しているリン含有廃水W0を、ポンプ41を駆動させることにより、配管21を介して沈殿槽11内に導入し、リン含有廃水W0中に含まれる汚泥(ss)を沈降分離によりリン含有廃水W0より除去し、1次処理水W1を得る。汚泥は沈殿槽11内で沈降し、沈殿槽11の底部から配管22を介して外部に排出される。外部に排出された汚泥は廃棄処分等、適宜汎用の処理に供される。
In this embodiment, first, for example, phosphorus-containing wastewater W0 stored in a buffer tank (not shown) is introduced into the
次いで、配管23を介して1次処理水W1を追加の反応槽16内に導入し、さらに、配管24を介して、貯留槽14に貯留されたリン蓄積菌固定化担体Sを追加の反応槽16内に導入する。このとき、上述したように、追加の反応槽16には酸素を供給せずに常に嫌気性条件とする。したがって、追加の反応槽16では、リン蓄積菌固定化担体Sの体内に蓄積されたポリリン酸がリン酸イオン(リン)になって体外に排出される。
Next, the primary treated water W1 is introduced into the
次いで、配管29及び28を介して1次処理水W1を反応槽12内に導入するとともに、配管28を介してリン蓄積菌固定化担体Sを反応槽12内に導入する。追加の反応槽16の底部も中心部に向けて傾斜しており、当該中心部において最も深さが大きくなるように構成されている。したがって、追加の反応槽16内に導入されたリン蓄積菌固定化担体Sも、それらの重力によって追加の反応槽16の底部の中心部に自ずから集まってくるので、配管28を介した追加の反応槽16から反応槽12へのリン蓄積菌固定化担体Sの導入を簡易に行うことができる。
Next, the primary treated water W <b> 1 is introduced into the
反応槽12は、上述のように、ブロワ15A及び散気管15Bを介して反応槽12内に酸素を送り込み、反応槽12内を常に好気性条件としている。したがって、リン蓄積菌固定化担体Sは、嫌気性条件で排出した以上のポリリン酸に相当するリン酸イオン(リン)を体内に取り込むようになるので、反応槽12内に導入及び貯留している1次処理水W1中のリンがリン蓄積菌固定化担体Sによって回収されるようになる。
As described above, the
使用済みの担体は、第1の実施形態と同様に、配管25を介して回収槽13に回収され、所定の再生工程を経ることにより、再度リン蓄積菌固定化担体Sとして使用することもできるし、リン肥料として再利用に供することもできる。
Similar to the first embodiment, the used carrier is recovered in the
リン蓄積菌固定化担体Sとして再度使用する場合には、図3に示すように、配管31及び23を介して追加の反応槽16内に返還させる。この場合、追加の反応槽16ではポリリン酸を放出するが、次いで導入される反応槽12では、放出したポリリン酸に相当する以上のリン酸イオン(リン)を体内に取り込むようになるので、リン蓄積菌固定化担体Sの再利用が実現されることになる。
When it is used again as the phosphorus-accumulating bacteria immobilization carrier S, it is returned to the
一方、1次処理水W1からリン蓄積菌固定化担体Sによってリンが回収された後の処理水は、2次処理水として環境中に排出することもできるし、工業用水等として再利用に供することもできる。 On the other hand, the treated water after the phosphorus is recovered from the primary treated water W1 by the phosphorus accumulating bacteria-immobilized carrier S can be discharged into the environment as the secondary treated water or reused as industrial water or the like. You can also.
なお、追加の反応槽16内における1次処理水W1の滞留時間は、例えば1.5時間から3時間とすることができ、反応槽12内における1次処理水W1の滞留時間は、例えば2時間から5時間とすることができる。
In addition, the residence time of the primary treated water W1 in the
その他の特徴及び利点については第1の実施形態の場合と同様であるので、記載を省略する。 Other features and advantages are the same as in the case of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
また、本実施形態では、第1の実施形態の作用効果に加えて、好気性条件下の反応槽12の上流側に嫌気性条件下の追加の反応槽16を配設しているので、廃水が連続流入するような場合においても、嫌気、好気時間のコントロールを容易に行うことができ、リン蓄積菌固定化担体Sからのリン放出、リン蓄積のコントロールを容易に行うことができる。また、水処理装置が連続流入式であるため、第2の実施形態の水処理装置に比べ、例えば下水処理施設など多量の水処理に適用するのに適している。
Moreover, in this embodiment, in addition to the effect of 1st Embodiment, since the
(第4の実施形態)
図4は、本実施形態におけるリン含有廃水からのリン回収装置の概略構成図である。
図4に示すリン回収装置40は、第1の実施形態におけるリン回収装置10に対して、回収槽13の外部に配設されたブロワ17A及び回収槽13の底部に配設され、ブロワ17Aと配管32によって接続された散気管17Bを具えている点で相違し、その他の構成については同様である。なお、ブロワ17A及び散気管17Bは、好気性及び嫌気性条件の制御装置17を構成する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater in the present embodiment.
The
また、図1に示すリン回収装置10と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
Moreover, the same code | symbol is used about the component similar or the same as the phosphorus collection |
本実施形態では、回収槽13内にブロワ17A及び散気管17Bを介して常に酸素を供給し、回収槽13内を好気性条件としている。したがって、第1の実施形態で説明したようにして、リンを体内に蓄積した使用すみの担体を回収槽13内に回収した際に、当該担体内に蓄積されたリンが体外に排出されるのを防止することができる。
In the present embodiment, oxygen is always supplied into the
一方、1次処理水W1からリン蓄積菌固定化担体Sによってリンが回収された後の処理水は、2次処理水として環境中に排出することもできるし、工業用水等として再利用に供することもできる。 On the other hand, the treated water after the phosphorus is recovered from the primary treated water W1 by the phosphorus accumulating bacteria-immobilized carrier S can be discharged into the environment as the secondary treated water or reused as industrial water or the like. You can also.
その他の特徴及び利点については第1の実施形態の場合と同様であるので、記載を省略する。 Other features and advantages are the same as in the case of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
(第5の実施形態)
図5は、本実施形態におけるリン含有廃水からのリン回収装置の概略構成図である。
図5に示すリン回収装置50は、第1の実施形態におけるリン回収装置10に対して、反応槽12の下流側に生物処理槽18を配設するとともに、生物処理槽18の下流側に配管33を介して追加の沈殿槽19が配設されている点で相違し、その他の構成については同様である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a phosphorus recovery apparatus from phosphorus-containing wastewater in the present embodiment.
A
また、図1に示すリン回収装置10と類似あるいは同一の構成要素については同一の符号を用いている。
Moreover, the same code | symbol is used about the component similar or the same as the phosphorus collection |
上述したように、リン蓄積菌固定化担体Sの担持及び固定されているリン蓄積菌は、有機酸、アミノ酸などの有機物を利用して体内にPHA(ポリヒドロキシアルカノエート)を合成し、その際に体内に蓄積していたポリリン酸を放出する性質を持ち、好気条件下で、吐き出したリン酸以上のポリリン酸を体内に蓄積するという特徴を有するが、当初に導入されるリン含有廃水W0中の有機物の濃度が高すぎると、当該有機物はリン蓄積菌で消費されずに1次処理水W1及び2次処理水W2中に残留してしまうことになる。 As described above, the phosphorus-accumulating bacterium carrying and immobilizing the phosphorus-accumulating bacteria-immobilized carrier S synthesizes PHA (polyhydroxyalkanoate) in the body using organic substances such as organic acids and amino acids. It has the property of releasing polyphosphoric acid accumulated in the body in the body, and has the characteristic of accumulating polyphosphoric acid in the body more than the discharged phosphoric acid under aerobic conditions. If the concentration of the organic substance in the inside is too high, the organic substance is not consumed by the phosphorus accumulating bacteria but remains in the primary treated water W1 and the secondary treated water W2.
このため、2次処理水W2中の有機物濃度が高すぎて、そのままでは外部に排出することが困難になる場合がある。したがって、本実施形態では、反応槽12の下流側に生物処理槽18及び追加の沈殿槽19が配設し、生物処理槽18で過剰な有機物を活性汚泥に分解し、さらにこのような活性汚泥を含む2次処理水W2を追加の沈殿槽19に導入して、活性汚泥を固液分離して2次処理水W2より除去し、3次処理水W3を得るようにしている。
For this reason, the organic substance density | concentration in the secondary treated water W2 may be too high, and it will become difficult to discharge | emit outside as it is. Therefore, in this embodiment, the
このようにして3次処理水W3は、リンのみでなく過剰な有機物も除去されているので、配管34を介してそのまま排出することができる。
In this way, the tertiary treated water W3 can be discharged as it is through the
なお、追加の沈殿槽19で得た活性汚泥は配管35を介して、沈殿槽11で得た汚泥と混合し、併せて廃棄処分等、適宜汎用の処理に供される。
The activated sludge obtained in the
生物処理槽18で用いる微生物としては、例えばミクロルナタス・ホスホボラス(NM-1株、NM-2株)を挙げることができる。これらの菌は、(独)製品評価技術基盤機構(NBRC)から入手可能であり、純粋培養菌体のものを用いることができるし、当該菌を含む活性汚泥等も用いることができる。
Examples of the microorganism used in the
本実施形態では、有機物濃度の変動が激しいリン含有廃水W0が水処理装置50内に導入されても、安定な処理が可能で、放流基準に適合する3次処理水W3を得ることができる。
In the present embodiment, even if the phosphorus-containing wastewater W0 having a large variation in organic substance concentration is introduced into the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was posted as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10,20,30,40,50 リン含有廃水からのリン回収装置
11 沈殿槽
12 反応槽
13 回収槽
14 貯留槽
15 好気性及び嫌気性条件の制御装置
15A ブロワ
15B 散気管
16 追加の反応槽
17 好気性及び嫌気性条件の制御装置
17A ブロワ
17B 散気管
18 生物処理槽
19 追加の沈殿槽
21〜29,31〜33 配管
41 ポンプ
S リン蓄積菌固定化担体
10, 20, 30, 40, 50 Phosphorus recovery device from phosphorus-containing
Claims (11)
前記1次処理水を反応槽内に導入するとともに、有機物を利用して体内にポリヒドロキシアルカノエートを合成し、嫌気性条件下で体内のポリリン酸を吐き出し、好気性条件下で体内にリンを蓄積する機能を有するリン蓄積菌を担持した担体を前記反応槽に投入し、前記反応槽で前記担体を分散させる第2のステップと、
前記反応槽内を好気的条件に設定し、前記リン蓄積菌によって前記リン含有廃水中のリンを吸収して蓄積する第3のステップと、
前記反応槽の下流側に配設された回収槽中に、前記反応槽内で使用された前記リン蓄積菌を担持した担体を移送して回収するとともに、前記リン含有廃水からリンが除去された2次処理水を得る第4のステップと、
を具えることを特徴とする、リン含有廃水からのリン回収方法。 A first step of introducing phosphorus-containing wastewater into a settling tank, and separating and separating sludge components in the phosphorus-containing wastewater by solid-liquid separation to obtain primary treated water containing phosphorus from the phosphorus-containing wastewater;
The primary treated water is introduced into the reaction tank, polyhydroxyalkanoate is synthesized in the body using organic substances, polyphosphoric acid in the body is discharged under anaerobic conditions, and phosphorus is injected into the body under aerobic conditions. A second step of charging a carrier carrying phosphorus accumulating bacteria having a function of accumulating into the reaction vessel, and dispersing the carrier in the reaction vessel ;
A third step of setting the inside of the reaction vessel to an aerobic condition, and absorbing and accumulating phosphorus in the phosphorus-containing wastewater by the phosphorus accumulating bacteria;
The carrier carrying the phosphorus accumulating bacteria used in the reaction tank was transferred to and collected in a recovery tank disposed on the downstream side of the reaction tank, and phosphorus was removed from the phosphorus-containing wastewater. A fourth step of obtaining secondary treated water;
A method for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater, comprising:
前記1次処理水を導入するとともに、有機物を利用して体内にポリヒドロキシアルカノエートを合成し、嫌気性条件下で体内のポリリン酸を吐き出し、好気性条件下で体内にリンを蓄積する機能を有するリン蓄積菌を担持した担体を分散配置し、好気的条件下で前記リン蓄積菌によって前記リン含有廃水中のリンを吸収して蓄積する反応槽と、
前記反応槽の下流側に配設され、前記反応槽内で使用された前記リン蓄積菌を担持した担体を移送して回収する回収槽と、
を具えることを特徴とする、リン含有廃水からのリン回収装置。 Introducing a phosphorus-containing wastewater, settling and separating sludge components in the phosphorus-containing wastewater by solid-liquid separation, and obtaining a primary treated water containing phosphorus from the phosphorus-containing wastewater;
Introducing the primary treated water, synthesizing polyhydroxyalkanoates in the body using organic matter, discharging polyphosphoric acid in the body under anaerobic conditions, and accumulating phosphorus in the body under aerobic conditions A reaction vessel that disperses and arranges a carrier carrying phosphorus-accumulating bacteria, and absorbs and accumulates phosphorus in the phosphorus-containing wastewater by the phosphorus-accumulating bacteria under aerobic conditions;
A recovery tank that is disposed downstream of the reaction tank and transfers and recovers the carrier carrying the phosphorus accumulating bacteria used in the reaction tank;
An apparatus for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater, comprising:
前記反応槽は好気性条件に設定されることを特徴とする、請求項8に記載のリン含有廃水からのリン回収装置。 Comprising an additional reaction vessel set at anaerobic conditions upstream of the reaction vessel;
The apparatus for recovering phosphorus from phosphorus-containing wastewater according to claim 8, wherein the reaction tank is set to an aerobic condition.
前記生物処理槽の下流側に前記活性汚泥を沈降分離するための追加の沈殿槽と、
を具えることを特徴とする、請求項8に記載のリン含有廃水からのリン回収装置。 A biological treatment tank for decomposing organic matter in the secondary treated water into activated sludge downstream of the reaction tank;
An additional settling tank for settling and separating the activated sludge downstream of the biological treatment tank;
The phosphorus collection | recovery apparatus from the phosphorus containing wastewater of Claim 8 characterized by the above-mentioned.
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