(57)【要約】【課題】有機性排水の生物処理に伴って発生する余剰汚泥の発生量を顕著に減少させながら、有機性排水の処理水への影響を低減することが可能な新規な有機性排水の処理方法を提供すること。【解決手段】生物処理槽において有機性排水を生物処理した後、該生物処理で生成した混合物を処理水と汚泥とに固液分離し、固液分離された汚泥の一部または全部に対して該汚泥中の有機物を可溶化する可溶化処理を施した後、生成した可溶化液を前記生物処理槽に返送する有機性排水の処理方法において、１）前記生物処理混合物を固液分離した処理水中のリン酸を、吸着剤に吸着させ、２）前記吸着剤に吸着しているリン酸をアルカリ水溶液により吸着剤から脱着させ、３）前記リン酸を含有するアルカリ水溶液にアルカリ土類金属の添加を行うことでリン酸塩としてリン酸を分離し、４）リン酸分離後のアルカリ水溶液を用いて前記可溶化処理を行う、ことを特徴とする有機性排水の処理方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理槽において有機性排水を生物処理した後、該生物処理で生成した混合物を処理水と汚泥とに固液分離し、固液分離された汚泥の一部または全部に対して該汚泥中の有機物を可溶化する可溶化処理を施した後、生成した可溶化液を前記生物処理槽に返送する有機性排水の処理方法において、
１）前記生物処理混合物を固液分離した処理水中のリン酸を、吸着剤に吸着させ、
２）前記吸着剤に吸着しているリン酸をアルカリ水溶液により吸着剤から脱着させ、
３）前記リン酸を含有するアルカリ水溶液にアルカリ土類金属の添加を行うことでリン酸塩としてリン酸を分離し、
４）リン酸分離後のアルカリ水溶液を用いて前記可溶化処理を行う、
ことを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項２】
前記１）吸着工程及び２）脱着工程を２基以上の吸着槽にて、吸着工程と脱着工程をスイングして行うものである請求項１記載の有機性排水の処理方法。
【請求項３】
吸着工程と脱着工程を交互にスイングさせ、前記１）吸着工程及び２）脱着工程を連続処理するものである請求項２記載の有機性排水の処理方法。
【請求項４】
前記２）脱着工程時のアルカリ水溶液が、１〜２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液である請求項１〜３のいずれか１項記載の有機性排水の処理方法。
【請求項５】
可溶化処理としてアルカリ剤添加と物理破砕手段を併用するものである請求項１〜４のいずれか１項記載の有機性排水の処理方法。
【請求項６】
前記物理破砕手段が、ホモジナイザー、ミキサー、ミルによる処理又は高圧と瞬間的な減圧膨張による処理を用いるものである請求項５記載の有機性排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水を生物処理する活性汚泥法等の、排水処理方法に関し、さらに詳しくは、該有機性排水の生物処理にリン回収および汚泥の可溶化処理を組込んだ有機性排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水処理に利用される活性汚泥法は、余剰汚泥の発生が多く、その削減法として、余剰汚泥に可溶化処理を施して、活性汚泥槽に返送して処理することで余剰汚泥を削減する方法が以前から提案されている。しかしながら、余剰汚泥を削減することで、従来、汚泥と共に系外に抜出されていたリンが、活性汚泥処理水に含まれてそのまま系外に出て行くことになり、処理水全リンの値上昇が見られるケースがある。
このように排水処理において富栄養化の原因であるリンの排出抑制が求められる一方で、リンは枯渇資源であるため、排水から回収することも求められている。
このため、処理水全リンの対策として、可溶化処理とリン回収技術の組み合わせが提案されている。
【０００３】
特許文献１では、可溶化処理後の液にＣａ又はＭｇイオンを添加し、リン酸を晶析法によって回収する方法が開示されている。しかしながら、上記の方法では、リン回収時の沈殿生成物質の濃度、ｐＨの制御を精度良く実施する必要があった。
【０００４】
また、特許文献２では、汚泥削減方法と吸着によるリン回収を組合わせる方法が開示されている。具体的には、活性汚泥法の処理水から、吸着剤にリン化合物であるリン酸を選択的に吸着除去した後、吸着剤からリン酸を脱着した後、リンを回収する方法が記載されている。リン酸を吸着剤から脱着する際、一般にアルカリ剤、特に水酸化ナトリウムが利用されている。上記の方法では、吸着剤からリン酸の脱着に多量のアルカリを必要とし、プロセスの中でリン分離後の大部分のアルカリを脱着のために繰り返し再利用するが、使用状況に合わせてアルカリの定期的な交換、部分入替が必要であり、また、廃アルカリの処理についても必要であった。さらに、アルカリ中のリン酸濃度に対してアルカリ土類金属イオン添加量の厳密な制御が必要であった。
【０００５】
さらに、特許文献３では、アルカリで処理した可溶化液を固液分離した上澄み中のリン酸を化学的リン酸析出工程に導いてリンを析出分離し、その上澄みを再度可溶化処理に使用することが開示されている。上記方法では、アルカリ可溶化液の固液分離が必要であり、さらに、可溶化液でリン酸析出をするため回収されるリン酸塩に不純物が多く、またリン分離後のアルカリ液に可溶化成分が多く残っているため循環使用する際に対策が必要であった。
【０００６】
【特許文献１】特開2003-71487号公報
【特許文献２】特開2006-346555号公報
【特許文献３】特開2002-361277号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消し、有機性排水の生物処理に伴って発生する余剰汚泥の発生量を顕著に減少させながら、有機性排水の処理水への影響を低減することが可能な新規な有機性排水の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、斯かる実情に鑑み鋭意研究を行なった結果、放流される処理水中のリン酸を吸着剤にて減少させ、この吸着剤に含まれるリン酸をアルカリ水溶液で脱着させ、このリン酸を含んだアルカリ水溶液から析出分離にてリン酸を回収すると共にリン酸を除去したアルカリ水溶液を用いて汚泥の可溶化処理を行うことによって、有機性排水の生物処理に伴って発生する余剰汚泥の発生量を著しく減少させることができ、しかも系外に放流される処理水中のリン酸濃度を著しく減少させると共にリンを簡便に効率よく回収することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、次の処理方法を提供する。
（１）生物処理槽において有機性排水を生物処理した後、該生物処理で生成した混合物を処理水と汚泥とに固液分離し、固液分離された汚泥の一部または全部に対して該汚泥中の有機物を可溶化する可溶化処理を施した後、生成した可溶化液を前記生物処理槽に返送する有機性排水の処理方法において、
１）前記生物処理混合物を固液分離した処理水中のリン酸を、吸着剤に吸着させ、
２）前記吸着剤に吸着しているリン酸をアルカリ水溶液により吸着剤から脱着させ、
３）前記リン酸を含有するアルカリ水溶液にアルカリ土類金属の添加を行うことでリン酸塩としてリン酸を分離し、
４）リン酸分離後のアルカリ水溶液を用いて前記可溶化処理を行う、
ことを特徴とする有機性排水の処理方法。
（２）前記１）吸着工程及び２）脱着工程を２基以上の吸着槽にて、吸着工程と脱着工程をスイングして行うものである上記（１）記載の有機性排水の処理方法。
（３）吸着工程と脱着工程を交互にスイングさせ、前記１）吸着工程及び２）脱着工程を連続処理するものである上記（２）記載の有機性排水の処理方法。
（４）前記２）脱着工程時のアルカリ水溶液が、１〜２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液である上記（１）〜（３）のいずれか記載の有機性排水の処理方法。
（５）可溶化処理としてアルカリ剤添加と物理破砕手段を併用するものである上記（１）〜（４）のいずれか記載の有機性排水の処理方法。
（６）前記物理破砕手段が、ホモジナイザー、ミキサー、ミルによる処理又は高圧と瞬間的な減圧膨張による処理を用いるものである上記（５）記載の有機性排水の処理方法
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機性排水の処理方法によれば、有機性排水の生物処理に伴って発生する余剰汚泥の発生量を著しく減少させることができ、しかも系外に放流される処理水中のリン酸濃度を著しく減少させると共にリンを簡便に効率よく回収することができる。また、リンの回収や可溶化に使用されるアルカリの必要量や廃棄量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の有機性排水の処理方法は、余剰汚泥を発生する各種の有機性排水の生物処理に適用し得て、この生物処理は、生物処理槽を用いた、好気性生物処理でも良いし、また嫌気性生物処理でも良い。好気性生物処理としては、活性汚泥法、生物膜法などが挙げられる。活性汚泥法は、有機性排水を活性汚泥の存在下に好気性生物処理する処理法であり、有機性排水を曝気槽で活性汚泥と混合して曝気し、混合液を濃縮装置で濃縮し、濃縮汚泥の一部を曝気槽に返送する標準活性汚泥法が一般的であるが、これを変形した処理法であっても良い。また、生物膜法は、担体に生物膜を形成して好気性下に有機性排水と接触させる処理法である。また、嫌気性生物処理としては、例えば、嫌気性消化法、高負荷嫌気性処理法などが挙げられる。上記各種の有機性排水の生物処理の中でも、有機性排水の処理に多用されている活性汚泥法を好適に適用することができる。
【００１２】
従来の標準活性汚泥法の処理系の一般的なフローは、図１に示すとおりである。図１の処理系のフローにおいては、ライン１から有機性排水（原水）が曝気槽２に供給され、曝気槽２において曝気されて活性汚泥により好気性生物処理を受け、次いでライン３を経て汚泥沈降槽４に送られる。そして、汚泥沈降槽４の上澄み液が処理水としてライン５から排出、放流され、一方、汚泥沈降槽４の沈殿汚泥が返送汚泥としてライン６を経て曝気槽２に戻され、この返送汚泥の一部が分取されて余剰汚泥としてライン７を経て、必要に応じて汚泥濃縮工程８に供給されて固形物濃度が一層高められた後、ライン９を経て汚泥脱水工程１０に導かれて脱水され、得られた脱水余剰汚泥１１が系外に排出される。
【００１３】
本発明の実施態様の一例を適用した場合の処理系のフローを図示すれば、図２のとおりである。この図２に関連して本発明を説明する。
【００１４】
図２に示す本発明の実施態様例の処理系のフローでは、ライン１から有機性排水が曝気槽２に供給され、曝気槽２（生物処理槽）において曝気されて活性汚泥により好気性生物処理を受け混合物が生成される。次いで当該混合物はライン３を経て汚泥沈降槽４（汚泥沈殿工程）に送られる。
そして、汚泥沈殿槽４で前記混合物が処理水（上澄み液）と沈殿汚泥とに固液分離され、当該上澄み液が処理水としてライン５から排出・放流され、一方、当該沈殿汚泥が返送汚泥としてライン６を経て曝気槽２に戻される。
また、前記返送汚泥の一部が分取されて余剰汚泥としてライン７を経て、必要に応じて汚泥濃縮工程８に供給されて濃縮、特に固形物濃度を０．５〜５重量％程度に濃縮された後、この余剰汚泥の一部がライン９を経て汚泥脱水工程１０に導かれて脱水され、得られた脱水余剰汚泥１１が系外に排出される。
ここまでのフローは、上記従来の標準活性汚泥法の処理系のフローと同様である。
【００１５】
しかして、固液分離された汚泥の一部又は全部は、ライン６、ライン７次いでライン１３経て可溶化工程１７に導かれて汚泥中の有機物を可溶化する可溶化処理を施され、当該可溶化処理物（可溶化液ともいう。）がライン１６を経て曝気槽２に戻され、活性汚泥によって生物処理される。
前記可溶化処理工程において、可溶化処理しない条件で生ずる余剰汚泥発生量の約２〜４倍の汚泥を可溶化処理することによって、系外に排出される余剰汚泥を削減若しくはなくすこともできる。
【００１６】
斯様にして、余剰汚泥を削減若しくはなくした場合、ライン１の有機性排水（原水）に含まれているリンは余剰汚泥に含有して系外に出て行く量が少なくなるため、沈殿槽４の出口からライン５に流される処理水（上澄み液）に多く含まれることとなる。また、このライン５の処理水に含まれるリン化合物は、生物処理されているため、大部分がリン酸の形態となっている。
【００１７】
そして、吸着脱着工程１８の吸着工程において、汚泥沈降槽４から流される処理水（上澄み液）は吸着槽１９の内部（吸着剤）を通過し、ライン１２を経て放流水として系外に排出・放流される。この際、処理水に含まれるリン酸は吸着剤に吸着し処理水（上澄み液）から除去されるので、処理水中のリン酸濃度を低減することができる。
【００１８】
更に、前記吸着槽１９の運転を吸着工程から脱着工程に切り替えた後、吸着脱着工程１８の脱着工程において、必要に応じて逆洗水で吸着剤表面に付着した固形物を流し、さらにアルカリ水溶液（主に水酸化ナトリウム水溶液が好ましい）をライン２０を経て吸着槽１９に流すことで吸着しているリン酸を吸着剤から脱着させて当該リン酸をアルカリ水溶液に含ませ、このリン酸を含有したアルカリ水溶液はライン１４を通ってリン酸塩析出分離工程２１に移される。
【００１９】
ここで、吸着工程から脱着工程への切り替えは、放流水中のリン酸濃度（全リン（T-P）値）を測定し、規制値または管理値に合わせた運転を行えるように、吸着槽(塔)を切り替え、脱着工程に移すのが好ましい。また、脱着工程は、規定量のアルカリ水溶液を流通させることで実施するのが好ましい。この際、脱着工程を経たアルカリ水溶液中のリン酸イオン濃度を測定し、リン酸イオンの脱着完了を見極めても良い。
なお、脱着工程においてリン酸が脱着した吸着剤を酸で中和し、必要に応じて水洗浄してリン酸の吸着力を再生させた後、再び吸着工程で使用することができる。このときの使用した液は系外に排出することが望ましい。
【００２０】
ライン１４を経てリン酸塩析出分離工程２１（リン酸塩析出分離槽）に移されたアルカリ水溶液はリン酸が溶けた状態であるので、前記リン酸を含むアルカリ水溶液に多価金属（好ましくはアルカリ土類金属、より好ましくはアルカリ土類金属の化合物、更に好ましくはアルカリ土類金属水酸化物、主に水酸化カルシウムが好ましい）をライン２２を経てそのまま、懸濁液又は水溶液等の状態で添加する。斯様に多価金属を添加することで、当該アルカリ水溶液中にリン酸塩（例えば、リン酸アルカリ土類金属塩（リン酸Ｃａ等））を析出させて、アルカリ水溶液とリン酸塩（リン化合物）とに分離し、アルカリ水溶液中のリンを削減する。この析出されたリン酸アルカリ土類金属塩は、ライン２３を経て系外に取り出され、回収される。
そして、リン酸分離後のアルカリ水溶液は、ライン１５を経て可溶化工程１７に導かれ、汚泥の可溶化処理に用いられる。以降は、上述の可溶化処理工程と同じである。
【００２１】
本発明において、生物処理槽（曝気槽２）、固液分離手段（汚泥沈降槽４）としては従来から用いられているものを適宜用いることができる。また、汚泥濃縮工程８の濃縮手段としても、従来から用いられている濃縮手段、例えば重力沈降分離機、浮上分離機、遠心分離機、膜分離機、スクリュー脱水機等を適宜用いることができる。また、汚泥脱水工程１０の脱水手段としても、従来から用いられる脱水手段、例えば遠心分離機、ベルトフィルター脱水機、スクリュープレス脱水機等を適宜用いることができる。
【００２２】
本発明の可溶化処理工程１７において、汚泥可溶化槽における可溶化処理方法は、特に限定されないが、アルカリ剤を用いた可溶化処理方法や物理的な破砕による可溶化処理方法が好適であるが、特にアルカリ剤と物理的な破砕による可溶化処理方法が好適である。
当該可溶化処理に用いるアルカリ剤としては、吸着剤からリン化合物を脱着させたアルカリ水溶液、好ましくはリン酸分離後のアルカリ水溶液を少なくとも用いるが、これに未使用のアルカリ剤を追添加してもよい。このように、吸着脱着工程で用いたアルカリ水溶液を可溶化処理に用いるので、系全体として使用されるアルカリの必要量や廃棄量を低減することができる。
【００２３】
アルカリ剤の主成分としては、例えば、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の化合物等が挙げられるが、このうち水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等アルカリ金属水酸化物、特に水酸化ナトリウムが好ましい。
前記アルカリ剤の添加量は、特に限定されないが、可溶化処理する余剰汚泥に対して０．００５〜０．１５Ｎとなるようにアルカリ剤を添加すればよく、０．０１〜０．１０Ｎが好ましく、特に好ましくは０．０２〜０．０７Ｎである。
また、当該物理破砕手段としては、ホモジナイザー、ミキサー、ミルによる処理や高圧と瞬間的な減圧膨張による処理等が挙げられ、好ましくはパイプラインミキサー、パイプラインミルである。
可溶化処理時間は、１分〜３００分、好ましくは１０分〜２５０分、さらに好ましくは、２０分〜２００分であり、物理破砕手段を併用した場合には、アルカリ剤との接触効率向上、破砕効果の付加の点から、１０分〜１８０分が好ましい。
【００２４】
更に、可溶化処理工程１７において、可溶化処理後の可溶化液は、必要に応じて中和処理又は酸化剤による脱色処理を行ってもよい。脱色処理を行うことによって、余剰汚泥の減容化を行う際に発生する可溶化処理物の着色、それに起因する処理水の色相への悪影響を削減することができる。この脱色処理と中和処理とは併用できるが、その場合、中和処理を行う前に脱色処理を行うことが好ましい。中和処理には、塩酸、硫酸等の鉱酸、使用済みの廃酸などを使用できる。酸化剤としては、酸化力が強く、そのものが分解後、活性汚泥にとって無害なものに変化する過酸化水素、過酸化ナトリウム、過炭酸ナトリウム等が好ましく、過酸化水素が特に好ましい。
【００２５】
本発明の吸着脱着工程１８において、吸着槽（塔）１９の基数は、１基でもよいが、一部の吸着槽を吸着工程、その他の吸着槽を脱着工程として使用し、両者の工程を交互に定期的にスイングして使用することができるような連続的な処理を考慮して通常２基以上が好ましい。
実施態様の一例として、吸着槽１９には、吸着槽１９ａ及び吸着槽１９ｂが備えられ、吸着槽１９ａ及び吸着槽１９ｂには、ライン５、ライン１２、ライン１４、ライン２０がそれぞれ接続されている（図示せず）。
【００２６】
具体的には、図３に示すように、処理水（上澄み液）は吸着槽１９ａを通って、リン酸が低減された放流水として系外に排出・放流される一方で、アルカリ水溶液がリン酸を吸着した吸着槽１９ｂを通って、リン酸を含んだアルカリ水溶液としてリン酸塩析出分離工程２１に移される。次いで、吸着工程の吸着槽１９ａを脱着工程に、かつ脱着工程の吸着槽１９ｂを吸着工程にスイングして処理を行う。図４に示すように、再生された吸着槽１９ｂからリン酸を吸着した吸着槽１９ａに切り替えた後、当該吸着槽１９ａにアルカリ水溶液をスイングして通すことにより、吸着槽１９ａに吸着されていたリン酸は脱着されてアルカリ水溶液に含まれて、ライン１４を通ってリン酸塩析出分離工程２１に導かれる一方で、リン酸を吸着した吸着槽１９ａから再生された吸着槽１９ｂに切り替えた後、当該吸着槽１９ｂに処理水（上澄み液）をスイングして通すことにより、当該処理水に含まれるリン酸を吸着槽１９ｂに吸着させつつ処理水（上澄み液）中から除去し、当該処理水はライン１２を通って放流水として排出・放流される。更に、吸着槽１９ａを吸着工程に、かつ吸着槽１９ｂを脱着工程にスイングして上述のような処理を連続して行う。
【００２７】
吸着槽１９に充填される吸着剤としては、リン酸を選択的に吸着し、アルカリで脱着可能なものであれば、特に制限はなく、市販の吸着剤を使用することが可能である。例えば、鉄、チタン、ジルコニウム、カルシウム、マグネシウム等の金属元素やゼオライト、シリカゲル等の酸化物を含有する吸着剤等が挙げられるが、特に、ジルコニウムを含有する吸着剤がリン酸に対する吸着選択性が高く好ましい。また、吸着剤は吸着能の高い多孔質状のものが好ましい。
このような吸着剤を用いれば、処理水中のリンを簡便に効率よく回収することができ、また、リンの回収や可溶化に使用されるアルカリの必要量や廃棄量を低減することができる。
【００２８】
また、脱着工程に用いるアルカリ水溶液は、上記可溶化工程で用いるアルカリ剤を水溶液にしたものであればよいが、処理水中のリンを簡便に効率よく回収するため、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属の水溶液が好ましい。当該アルカリ剤のうち、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物や、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩等のアルカリ金属の化合物が好ましく、取り扱いを考慮して、アルカリ金属水酸化物が好ましく、特に水酸化ナトリウムが好ましい。
また、当該アルカリ水溶液は、リン酸塩析出分離工程２１のリン酸分離後のアルカリ水溶液でもよく、これに未使用のアルカリを追添加してもよい。
【００２９】
脱着工程において、吸着剤からリン酸の脱着に使用するアルカリ水溶液の濃度は、脱着時間、通液量および可溶化処理への利用を考慮して、好ましくは１〜２０重量％の範囲であり、より好ましくは２〜１５重量％、特に好ましくは、３〜１０重量％の範囲である。
【００３０】
また、前記吸着剤を再生する際に用いられる酸としては、特に限定されないが、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸や使用済みの廃酸が好ましく、特に硫酸が好ましい。
【００３１】
本発明のリン酸塩析出工程２１において用いる多価金属としては、例えば、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム等が挙げられる。そして、リン酸塩析出工程において、水酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム等のアルカリ土類金属又はその化合物をそのまま、懸濁液又は水溶液としてリン酸塩析出槽中のリン酸を含有するアルカリ水溶液に添加するのが好ましい。これらアルカリ土類金属又はその化合物は、リン酸と結合して析出し易く、分離後に利用し易い形態のリン化合物であるアルカリ土類金属リン酸塩となる。更に、肥料として再利用ができ、製造コストが安価なことを考慮すると、水酸化カルシウム、塩化カルシウム等のカルシウム化合物、特に、水酸化カルシウム、塩化カルシウムを添加するのが好ましい。
【００３２】
アルカリ土類金属を、リン酸を含むアルカリ水溶液に添加する際、アルカリ土類金属濃度がリン酸濃度よりも高くなるようにすればよいが、具体的には、リン酸を含むアルカリ水溶液のリン酸濃度に応じて、リン酸イオンに対して、モル数として、１．５〜１０倍のアルカリ土類金属イオン、好ましくは１．５〜５倍のアルカリ土類金属イオンを添加するのが好ましい。脱着工程で用いたアルカリ水溶液全量を可溶化処理に用いる際は、アルカリ土類金属イオン濃度を過剰にしても良いが、再度、アルカリ水溶液の一部を脱着に使用する場合は、アルカリ土類金属イオンの添加量を１．５〜２倍として等量に近くで制御するのが好ましい。当該アルカリ土類金属イオンのうち、特にＣａイオンが望ましい。
【００３３】
また、リン酸塩析出分離の際の温度は、リン酸とアルカリ水溶液とが析出分離できる温度であれば特に限定されないが、５〜６０℃の範囲が好ましく、経済効率と作業効率を考慮して、１０〜４０℃の範囲が更に好ましい。
【００３４】
本発明の排水処理方法の適用は、生物処理槽のＢＯＤ容積負荷０．０５〜１．０ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲の排水処理負荷において好ましく、０．１〜１．０ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲の排水処理負荷においてさらに好ましく、０．２〜０．８ｋｇ／（ｍ3・ｄａｙ）の範囲の排水処理負荷において特に好ましい。
【００３５】
本発明におけるＣＯＤは、全てＣＯＤ（Ｍｎ）を表している。ＣＯＤ（Ｍｎ）の測定は、ＪＩＳに定められた測定方法またはＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定された値とする。
また、ＢＯＤは、全てＢＯＤ５を表している。ＢＯＤ５の測定はＪＩＳに定められた測定方法で測定された値とする。
また、全リン（T-P）値は、水中に含まれる無機リン酸、有機リン酸、および有機リン化合物中に含まれるリンの総和を表している。全リン（T-P）値の測定は、ＪＩＳに定められた測定方法またはＪＩＳの測定方法に準拠した方法のいずれかで測定された値とする。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例および比較例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
＜実施例１＞
模擬工場排水（BOD＝120mg/L、T-P＝1.0mg/L）を曝気時間8hr、活性汚泥MLSS=3000mg/Lの40L曝気槽（BOD容積負荷0.36（kg-BOD/ｍ3/day））に供給した後、20L沈降槽において活性汚泥を沈降分離し、固形物濃度0.5〜1.0重量％の沈殿汚泥を得た。上記模擬工場排水の処理において、排水処理量を0.12ｍ3/dayとし、沈殿汚泥の1.5〜3.5L/day（dry-base＝17.4g/day）を抜き出して、残りの沈殿汚泥は曝気槽に返送した。次に、この抜き出した沈殿汚泥を、回分式タイプの汚泥可溶化槽に導き、インラインミキサー（IKA製ラボパイロット）にて、回転刃の周速を15m/secに設定して、後述するリン酸分離後水酸化ナトリウムを0.05Nになるように添加、1時間処理を行うことで、汚泥を可溶化した。その可溶化液を前記曝気槽に一定速度で添加して、好気的な生物処理を行った。30日間、上記条件に従って運転を続けた結果、沈降槽流出水の水質は、COD＝8mg/L（平均）、SS＝2mg/L（平均）であった。試験中の30日間では、活性汚泥槽のMLSSはほぼ一定であり、汚泥量の増減はなかった。
【００３８】
本試験期間中の沈殿槽流出水のT-P値は、0.9mg/L（平均）であり、リン酸回収装置（ジルコニウム系吸着剤使用）を通液後のT-P値は、0.1mg/L以下であった。リン酸回収装置は、２塔の吸着塔からなり、通液後のT-P値が0.1mg/L以上になると吸着塔を切り替える運転とした。脱着工程では、4重量％-NaOHを140ml通液することでリン酸を脱着した。その後、リン酸含有水酸化ナトリウムに水酸化カルシウムを0.46ｇ添加、攪拌し、リン酸カルシウムの結晶を20〜30℃で析出させて、固液分離することで回収した。また、リン酸分離後水酸化ナトリウムは、前述の可溶化に用いた。
【００３９】
水酸化ナトリウムで処理した吸着剤は、その後、硫酸で処理し、再度吸着に用いた。
以上の操作を、30日間実施した結果、リン酸カルシウムとして29gを得た。これは、原水に含まれていたリン量の81%にあたる量であった。
また、脱着時に使用したNaOH重量は180gであった。このNaOH全量を可溶化に使用し、可溶化においてNaOH追加は行わなかった。このため、30日間の合計のNaOH使用量は180gであった。
【００４０】
＜実施例２＞
模擬工場排水（BOD＝120mg/L、T-P＝1.0mg/L）を曝気時間8hr、活性汚泥MLSS=3000mg/Lの40L曝気槽（BOD容積負荷0.36（kg-BOD/ｍ3/day））に供給した後、20L沈降槽において活性汚泥を沈降分離し、固形物濃度0.5〜1.0重量％の沈殿汚泥を得た。上記模擬工場排水の処理において、排水処理量を0.12ｍ3/dayとし、沈殿汚泥の1.5〜3.5L/day（dry-base＝17.4g/day）を抜き出して、残りの沈殿汚泥は曝気槽に返送した。次に、この抜き出した沈殿汚泥を、回分式タイプの汚泥可溶化槽に導き、インラインミキサー（IKA製ラボパイロット）にて、回転刃の周速を15m/secに設定して、後述するリン酸分離後水酸化ナトリウムを0.05Nになるように添加、1時間処理を行うことで、汚泥を可溶化した。その可溶化液を前記曝気槽に一定速度で添加して、好気的な生物処理を行った。30日間、上記条件に従って運転を続けた結果、沈降槽流出水の水質は、COD＝8mg/L（平均）、SS＝2mg/L（平均）であった。試験中の30日間では、活性汚泥槽のMLSSはほぼ一定であり、汚泥量の増減はなかった。
【００４１】
本試験期間中の沈殿槽流出水のT-P値は、0.9mg/L（平均）であり、リン酸回収装置（ジルコニウム系吸着剤使用）を通液後のT-P値は、0.1mg/L以下であった。リン酸回収装置は、２塔の吸着塔からなり、通液後のT-P値が0.1mg/L以上になると吸着塔を切り替える運転とした。脱着工程では、8重量％-NaOHを140ml通液することでリン酸を脱着した。その後、リン酸含有水酸化ナトリウムに水酸化カルシウムを0.46ｇ添加、攪拌し、リン酸カルシウムの結晶を20〜30℃で析出させて、固液分離することで回収した。また、リン酸分離後水酸化ナトリウムの約半分を、前述の可溶化に用いた。
水酸化ナトリウムで処理した吸着剤は、その後、硫酸で処理し、再度吸着に用いた。
以上の操作を、30日間実施した結果、リン酸カルシウムとして30gを得た。これは、原水に含まれていたリン量の83%にあたる量であった。
また、30日間のNaOHの使用量は210gであった。これは、リン酸イオン脱着時に使用したNaOHのうち180gは可溶化に使用した量であり、残り30gはリン酸イオン脱着に再利用する際のNaOH追加分であった。
【００４２】
＜比較例１＞
実施例１において、吸着剤によるリンの回収に使用するNaOHを、可溶化処理に使用しない条件で運転を実施した。
模擬工場排水（BOD＝120mg/L、T-P＝1.0mg/L）を曝気時間8hr、活性汚泥MLSS=3000mg/Lの40L曝気槽（BOD容積負荷0.36（kg-BOD/ｍ3/day））に供給した後、20L沈降槽において活性汚泥を沈降分離し、固形物濃度0.5〜1.0重量％の沈殿汚泥を得た。上記模擬工場排水の処理において、排水処理量を0.12ｍ3/dayとし、沈殿汚泥の1.5〜3.5L/day（dry-base＝17.4g/day）を抜き出して、残りの沈殿汚泥は曝気槽に返送した。次に、この抜き出した沈殿汚泥を、回分式タイプの汚泥可溶化槽に導き、インラインミキサー（IKA製ラボパイロット）にて、回転刃の周速を15m/secに設定して、フレッシュ水酸化ナトリウムを0.05Nになるように添加、1時間処理を行うことで、汚泥を可溶化した。その可溶化液を前記曝気槽に一定速度で添加して、好気的な生物処理を行った。30日間、上記条件に従って運転を続けた結果、沈降槽流出水の水質は、COD＝8mg/L（平均）、SS＝2mg/L（平均）であった。試験中の30日間では、活性汚泥槽のMLSSはほぼ一定であり、汚泥量の増減はなかった。
本試験期間中の沈殿槽流出水のT-P値は、0.9mg/L（平均）であり、リン酸回収装置（ジルコニウム系吸着剤使用）を通液後のT-P値は、0.1mg/L以下であった。リン酸回収装置は、２塔の吸着塔からなり、通液後のT-P値が0.1mg/L以上になると吸着塔を切り替える運転とした。脱着工程では、4重量％-NaOHを140ml通液することでリン酸を脱着した。その後、リン酸含有水酸化ナトリウムに水酸化カルシウムを0.35ｇ添加、攪拌し、リン酸カルシウムの結晶を20〜30℃で析出させて、固液分離することで回収した。また、リン酸分離後水酸化ナトリウムは、再度、吸着剤からのリン酸脱着に用いた。
【００４３】
水酸化ナトリウムで処理した吸着剤は、その後、硫酸で処理し、再度吸着に用いた。
以上の操作を、30日間実施した結果、リン酸カルシウムとして24gを得た。これは、原水に含まれていたリン量の67%にあたる量であった。
また、可溶化処理に使用した水酸化ナトリウム重量は180gであり、リン酸イオン脱着時に使用した水酸化ナトリウム重量は36gであった。これは、脱着時に使用したのうち脱着に再利用する際の追加分である。このため、30日間の合計の水酸化ナトリウム使用量は216gであった。
【００４４】
上記実施例１及び２、比較例１の結果を下記の表１に示した。
【００４５】
【表１】
2010069413.tif 000003
【００４６】
以上のことより、実施例１及び２共に、可溶化処理にリン回収時の脱着に使用したアルカリを用いたことで、比較例１よりも水酸化ナトリウム必要量及び廃棄物量を低減することができた。また、リン回収の脱着にフレッシュな（未使用の）水酸化ナトリウムを使用したため、比較例１よりも、吸着剤からのリン回収量が高くなった。さらに、実施例１及び２ともに、水酸化ナトリウムからリン酸を分離する際のアルカリ土類金属添加に対する厳密な制御が必要なかったので、作業が簡便であった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の標準活性汚泥法の処理系の一般的なフローシートである。
【図２】本発明の実施態様の一例の処理系のフローシートである。
【図３】本発明の複数の吸着槽における吸着脱着工程の実施態様の一例の処理系のフローシートである。
【図４】本発明の複数の吸着槽における吸着脱着工程の実施態様の一例の処理系のフローシートである。
【符号の説明】
【００４８】
２  曝気槽
４  汚泥沈降槽
８  汚泥濃縮工程
１０  汚泥脱水工程
１１  脱水余剰汚泥
１７  可溶化工程
１８  吸着脱着工程
１９  吸着槽
１９ａ吸着槽
１９ｂ吸着槽
２１  リン酸塩析出分離工程
【図１】
2010069413.tif 000004
【図２】
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【図３】
2010069413.tif 000006
【図４】
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