JPH0131440B2

JPH0131440B2 -

Info

Publication number: JPH0131440B2
Application number: JP56052270A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hirooka; Yoshiharu Sakata; Koichi Takekura
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1989-06-26
Also published as: JPS57167797A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下水その他より排出される有機排水
を生物学的処理によつて浄化するとともに含有す
るリンを濃縮回収する方法に関する。し尿、下水などの生活排水、或いは、各種工場
排水には有機物とともに窒素及びリン酸塩類が含
まれている。これ等排水が自然水域、特に閉鎖水
域に流入すると富栄養化の原因となつて重大な汚
染を招くことは周知である。特にリンは、上記富
栄養化の第１誘因物と考えられている。このため、排水からリンを除去する事が要請さ
れている。又、リンは有用な資源であり、濃縮出
来ればリン資源として使用出来るため高い濃度で
リンを固定する方法は種々研究されている。資源として利用するには、リン資源として使用
されるリン鉱石が通常P₂O₅として30％以上（Ｐ
として13％以上）であることから、少くなくとも
Ｐとして10％以上好ましくは13％以上が必要であ
る。その他リン資源として必要な条件としては次
の事が挙げられる。(1)アルミニウム、鉄等の塩の
含有量が少ないこと。これは最終製品まで残るか
らである。(2)有機物が少ないこと。有機物が入つ
ていると製品品質が低下する。(3)重金属、有害物
質がないこと。これが入つていると肥料等の原料
としては使用出来ない。このような観点からリン
の除去回収法について多くの提案がなされてい
る。例えば生物学的脱リン法、イオン交換樹脂
法、化学的凝集沈澱法などがある。これ等のう
ち、生物学的脱リン法は、従来の活性汚泥処理プ
ロセスの中でBOD、SS等とともにリン酸塩類も
同時に除去されるので、優れた処理方法として評
価されている。生物学的脱リン法は、リン酸塩類
が好気性汚泥処理によつて汚泥中に過剰に取込ま
れ、この汚泥を嫌気状態とすればリンが放出され
る性質を利用したもので、リンの固定濃度を高く
するため例えば特開昭54−24774号等の方法が提
案されている。この方法は、好気性汚泥処理によ
つて汚泥中にリンを高濃度に取込むことを目的と
するもので、汚泥に対するリンの濃度を通常５〜
15％とすることが出来る。しかし、この汚泥は脱
水工程を経て処理されるが、脱水工程に入る前に
濃縮、貯留工程が入り、ここで帯留時間が半日か
ら１日かかるため嫌気状態となりリンの放出が始
まり、放出されたリンを含有した溶液は結局排水
中に戻されるので、排水のリン負荷量が増大し、
リンが処理水に出て来ることとなる。本発明者らは、リン酸塩類が含有された有機排
水を浄化するとともにリン資源として十分使用出
来る程度にまで含有濃度を高めた汚泥を得べく鋭
意研究した結果、(1)汚泥の濃度が1.5％以上にな
ると、嫌気リン放出槽８内における単位汚泥当り
のリン放出速度が急速に早くなること。(2)嫌気状
態にしてリンを放出せしめる場合、静置状態でリ
ンを放出せしめるのに比して、撹拌すると以後静
置又は撹拌するにかかわらず汚泥のリン放出速度
が早くなること。を知見した。本発明は、以上の知見に基づいて完成されたも
ので、リン成分を含有する有機排水を生物学的処
理により浄化し、汚泥に取込んだリン成分を嫌気
状態に維持することにより溶液中に放出せしめ従
来のリン除去法を改良して、排水の浄化とともに
排出する凝集スラツジをリン資源として利用出来
る程度までリン含有濃度を高め得る方法を提供す
ることを目的とするものである。即ち、本発明の
要旨はリン酸塩類を含有する有機排水を生物学的
処理する処理法において、上記排水に対し嫌気処
理、曝気処理を順次行なつて、有機物を除去する
とともに含有するリン酸塩を汚泥に摂取せしめ、
このリン酸塩を摂取した汚泥の混合液を沈降分離
して、上澄水は系外に放流し、沈降した汚泥の一
部は、返送汚泥とし、残部の汚泥を嫌気リン放出
槽に導入するに際し、上記嫌気リン放出槽に、汚
泥濃度が1.5％以上で、かつ撹拌処理した汚泥を
導入して、汚泥中のリンを溶液中に放出せしめ、
リン酸分を放出した濃縮汚泥と、汚泥より放出さ
れたリン酸分を含有した上澄水に分離し、該上澄
水を凝沈処理し、沈降したスラツジを系外に取出
し、リン資源として利用することを特徴とした排
水中のリンの除去回収法である。以下本発明を図面を参照して説明する。第１図は、本発明の実施する方法の代表的フロ
ーシートを示すもので、図中符号１は、リン酸塩
を含む有機排水の導入ラインである。リン酸を含
む有機排水は、返送汚泥ライン２により返送され
る返送汚泥とともに嫌気槽３に導入される。嫌気
槽３において返送汚泥中に含有されているリンは
溶液中に放出され、汚泥はリンを摂取し易い状態
となる。嫌気処理された汚泥混合液は、曝気槽４
に導入され、BOD等が除去されるとともに、含
有するリンは汚泥中に摂取される。曝気処理され
た混合液は、最終沈澱槽５に導かれ沈降分離さ
れ、上澄水は放流される。沈降分離されたリンを
含有した汚泥は、一部返送汚泥としてライン２よ
り嫌気槽３に送られ、残部余剰汚泥はリン回収系
に送られる。リン回収系に送られる汚泥（通常汚
泥濃度1.0％以下である）は、先ず汚泥を1.5％以
上の汚泥濃度になるように濃縮する。濃縮する方
法としては特に限定しないが、例えば遠心濃縮装
置を好ましい例としてあげることができる。しか
し、上記最終沈澱槽から排出される汚泥濃度が
1.5％以上であれば、上記濃縮は行なわなくても
よい。この濃度1.5％以上の汚泥を撹拌槽７に導
き撹拌する。静置状態でリンを放出させるのに比
して、撹拌を加えると以後静置又は撹拌するに
かゝわらず汚泥のリン放出速度が早くなり、嫌気
リン放出槽８に入れる前に、少なくとも１時間程
度度撹拌すれば、嫌気リン放出槽８におけるリン
放出速度を早めることができる。撹拌の方法及び
装置は特に限定しないが撹拌エネルギーとして槽
m³当り少なくとも0.15軸KWとするのが好まし
い。以上の操作は当然のことながら空気遮断の状
態で行なわれる。撹拌槽７より出た混合液は、次
いで嫌気リン放出槽８に導かれる。嫌気リン放出
槽８における帯留時間は１〜10時間である。この
場合汚泥濃度は、1.5％以上でありかつリン放出
速度は、撹拌によつて早められているので、嫌気
リン放出槽８の上澄液中のリン濃度を高くするこ
とができる。すなわち嫌気リン放出槽８において
リンを放出しながら沈降する汚泥は、ライン９′
によつて導入される低リン溶液又は実質的にリン
を含まない液によつて向流洗浄され、リンは効率
的に溶液中に移行される。上記洗浄液としては、
最終沈澱槽５の放出上澄水（ライン９）、沈降槽
１３の上澄水（ライン１０′）、又は流入水（ライ
ン１０）を用いて行なわれる。嫌気リン放出槽８
においてリンを放出した汚泥１１は引抜かれ系外
に除去されるが、一部嫌気槽３に返送されること
もある。又嫌気リン放出槽８の上澄水である高濃
度リン溶出液に対しては、公知のリン除去方法を
適用することができる。その一例として石灰凝沈
法について説明する。高濃度リン溶出液は反応槽
１２に入りPH8.4〜9.2となるように、消石灰１２
ａが添加されカルシウムヒドロキシアパタイトが
生成される。次いでこの反応液は、沈降槽１３に
導入されカルシウムヒドロキシアパタイトを主成
分とする凝集スラツジ１４は系外に取出されリン
資源として利用され、上澄水は曝気槽４に戻され
る。消石灰とリンの反応は、化学量論的に消石灰
が消費されず、リン濃度に無関係に溶液中のPHに
依存する。反応条件としてPH8.4〜9.2にコントロ
ールすれば、リンはほぼ完全にカルシウムヒドロ
キシアパタイトとして固定される。PHが9.2より
高いと未反応のCa⁺⁺分やCaCO₃等の含有量が増
加し、実質的にカルシウムヒドロキシアパタイト
を主成分とする汚泥中のリン含有率が低下する。
従つてPH条件が同じならば溶液中のリン濃度が高
い程未反応のカルシウム分等が少なくなりカルシ
ウムヒドロキシアパタイトの純度が高くなる。例
えば10％以上の含有リン濃度のカルシウムヒドロ
キシアパタイトを得るには、消石灰と反応させる
溶液中のリン濃度は25mg／以上あるのが好まし
い。凝集スラツジ１４が分離された上澄水は、排
水とともに嫌気槽３に送られる。第２図は、脱窒槽１５を加えて、硝化液循環ラ
イン１６を加え、リン以外に窒素の除去も行なう
プロセスである。その他は同一であり、同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。次に実施例を示し本発明をさらに詳しく説明す
る。実施例１下水処理場の最初沈澱池溢流下水を用い、第１
図の方法によつて処理した。溢流下水の組成を第
１表に示す。 (a) 使用した装置の大きさは、嫌気槽：1.5m³、
曝気槽：4.5m³、最終沈澱槽：９m³、撹拌槽：
20、嫌気リン放出槽：50、反応槽：２、
沈降槽：20である。なお、最終沈澱槽の引抜汚泥の汚泥濃度は、
1.5％より高かつたため濃縮手段を省略した。 (b) 操作条件は次の如し。下水排水流量は、36
m³／日となるように調整した。曝気槽での活性
汚泥濃度は、平均MLSS：3500mg／、
MLVSS：2440mg／であつた。また各槽にお
ける帯留時間はほぼ、嫌気槽：１時間、曝気
槽：３時間、撹拌槽：3.3時間、嫌気リン放出
槽：8.2時間、反応槽：20分、沈降槽：3.3時間
とした。また、返送汚泥量は0.26Q、返送汚泥
濃度は約17000mg／である。一方嫌気リン放
出槽の下部より引抜かれる汚泥量は0.15m³／
日、嫌気リン放出槽下部に導入される洗浄水と
しては、最終沈澱槽の上澄水を用い、その量は
0.15m³／日とした。また、反応槽はPH8.6〜9.2
にコントロールした。処理した結果を第１表、
第２表に示す。

【表】

【表】嫌気リン放出槽の上澄水のＴ−Ｐ濃度は、120
〜190mg／範囲で安定しており、したがつて、
これを消石灰と反応せしめて分離乾燥したカルシ
ウムヒドロキシアパタイトを主成とした汚泥中の
Ｔ−Ｐ濃度は、15〜17％となり、リンの資源とし
て十分使用することが出来る。実施例２、比較例１種々な濃度の汚泥を用い、いずれも20℃の温度
下、撹拌槽で滞留時間3.3時間で撹拌し、嫌気リ
ン放出槽に導入し、滞留時間8.2時間で固液分離
し、上澄水中のTotal−Ｐ濃度、およびリン放出
速度を測定した。結果を第３表に示す。

【表】第３表より、汚泥濃度が1.5％以上となると、
上澄水中のTotal−Ｐ、リン放出速度が大幅に高
くなることがわかる。実施例３、比較例２同じ汚泥濃度の汚泥を用い、一方は滞留時間
3.3時間で撹拌し、他方は撹拌しないでそれぞれ
嫌気リン放出槽に導入し、8.0時間滞留させて上
澄水中のTotal−Ｐおよびリン放出速度を測定し
た。結果を第４表に示す。

【表】第４表から、撹拌により嫌気リン放出槽におけ
る上澄水中のTotal−Ｐ濃度、およびリン放出速
度が大幅に高くなることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を
示すフローシート、第２図は、第１図のフローシ
ートに脱窒槽を付加した図である。１……排水導入ライン、２……返送汚泥ライ
ン、３……嫌気槽、４……曝気槽、５……最終沈
澱槽、６……濃縮手段、７……撹拌槽、８……嫌
気リン放出槽、９，９′，１０，１０′……洗浄水
導入ライン、１１……嫌気リン放出槽の沈降汚
泥、１２……反応槽、１２ａ……消石灰、１３…
…沈降槽、１４……凝集スラツジ、１５……脱窒
槽、１６…硝化液循環ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

１リン酸塩類を含有する有機排水を生物学的処
理する処理法において、上記排水に対し嫌気処
理、曝気処理を順次行なつて、有機物を除去する
とともに含有するリン酸塩を汚泥に摂取せしめ、
このリン酸塩を摂取した汚泥の混合液を沈降分離
して上澄水は系外に放流し、沈降した汚泥の一部
は、返送汚泥とし、残部の汚泥を嫌気リン放出槽
に導入するに際し、上記嫌気リン放出槽に、汚泥
濃度が1.5％以上で、かつ撹拌処理した汚泥を導
入して、汚泥中のリンを溶液中に放出せしめ、リ
ン酸分を放出した濃縮汚泥と、汚泥より放出され
たリン酸分を含有した上澄水に分離し、該上澄水
を凝沈処理し、沈降したスラツジを系外に取出
し、リン資源として利用することを特徴とした排
水中のリンの除去回収法。