(57)【要約】【課題】リン含有廃水からリンを効率的に除去して回収でき、安定して処理を進行できるリン回収装置を提供する。【解決手段】リン回収装置１は、リン含有廃水２中のリンをアパタイト結晶として回収するものである。このリン回収装置１は、晶析処理を行う第１の晶析槽５と、この第１の晶析槽５の後段でろ過晶析処理を行う第２の晶析槽７とを備える。第１の晶析槽５は、晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて懸濁させる混合部25と、懸濁しているアパタイト結晶を沈殿分離させる分離部26とを有する。第２の晶析槽７には、ろ床41としてアパタイト結晶を充填する。そして、第１の晶析槽５にて処理した後の晶析処理水６を上向流で第２の晶析槽７に流入する。【選択図】図１
2014200781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン含有廃水にカルシウムを添加し前記リン含有廃水中のリン酸イオンと前記カルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて、リンを前記アパタイト結晶として回収するリン回収装置であって、
前記リン酸イオンと前記カルシウムとを晶析反応させてアパタイト結晶を晶析させる混合部と、混合部にて晶析した前記アパタイト結晶をリン含有廃水から沈殿分離させる分離部とを有する第１の反応槽と、
アパタイト結晶がろ床として充填された第２の反応槽とを備え、
この第２の反応槽は、前記第１の反応槽にて処理した後のリン含有廃水が上向流で流入される
ことを特徴とするリン回収装置。
【請求項２】
第１の反応槽は、底部および天井部が開口された筒状の仕切部材によって仕切られた混合部と分離部とを有し、
前記混合部には、ドラフトチューブと撹拌手段とが設けられ、前記撹拌手段にて前記ドラフトチューブ内に上向流を形成させて、混合部内に晶析材であるアパタイト結晶の含有量が１０ｇ／Ｌ以上の循環流を発生させる
ことを特徴とする請求項１記載のリン回収装置。
【請求項３】
第２の反応槽は、アパタイト結晶が充填されて０．５ｍ以上２ｍ未満のろ床が形成された
ことを特徴とする請求項１または２記載のリン回収装置。
【請求項４】
第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部が第１の反応槽へ返送され、
前記第１の反応槽および前記第２の反応槽の少なくとも一方からアパタイト結晶が回収される
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項５】
第１の反応槽内では、ｐＨが７．５以上８．５以下に調整され、
第２の反応槽内では、ｐＨが前記第１の反応槽内のｐＨより高くなるように調整される
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項６】
第１の反応槽および第２の反応槽の少なくとも一方には、カルシウムを添加するカルシウム添加手段が設けられ、
前記第１の反応槽の混合部、前記第２の反応槽において前記第１の反応槽にて処理した後のリン含有廃水が流入する部分、および、前記第２の反応槽の底部の少なくともいずれかにカルシウムが添加される
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項７】
第１の反応槽の前段に、リン含有廃水に酸を添加しｐＨを５．５以下にした状態で曝気または撹拌して炭酸イオンを除去する脱炭酸手段を備え、
第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部が前記脱炭酸手段へ返送される
ことを特徴とする請求項１、２、３、５および６いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項８】
第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部に酸を添加しｐＨを５．５以下とした状態で曝気または撹拌して炭酸イオンを除去する洗浄排水脱炭酸手段を備え、
この洗浄排水脱炭酸手段にて処理した後の洗浄排水が第１の反応槽および前記第２の反応槽の少なくとも一方へ返送される
ことを特徴とする請求項１、２、３、５、６および７いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項９】
第２の反応槽は、処理後の処理水が流出される処理水流出口と、ろ床を洗浄した洗浄排水が流出される洗浄排水流出口とを有し、
前記処理水流出口は、前記洗浄排水流出口と同じ高さ、または、前記洗浄排水流出口より上方に設置されている
ことを特徴とする請求項１ないし８いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項１０】
汚水を生物処理し、生物処理後の生物処理水をリン含有廃水と汚泥とに固液分離する前処理手段を備え、
この前処理手段では、前記汚泥を可溶化してリンを溶出させる
ことを特徴とする請求項１ないし９いずれか一記載のリン回収装置。
【請求項１１】
リン含有廃水にカルシウムを添加し前記リン含有廃水中のリン酸イオンと前記カルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて、リンを前記アパタイト結晶として回収するリン回収方法であって、
リン含有廃水とカルシウムとを第１の反応槽に供給し、
この第１の反応槽内のｐＨを７．５以上８．５以下に調整し、
前記第１の反応槽内のドラフトチューブの内側に上向流を形成しアパタイト結晶の濃度が１０ｇ／Ｌ以上である循環流を発生させて、前記リン含有廃水のリン酸イオンとカルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させ、
前記第１の反応槽にて処理したリン含有廃水を、アパタイト結晶がろ床として充填された第２の反応槽の底部から上向流で供給する
ことを特徴とするリン回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン含有廃水にカルシウムを添加してリンを回収するリン回収装置およびリン回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、数十ｍｇ／Ｌ以上のリンを含むリン含有廃水にカルシウムを添加してリンを回収するリン回収装置は、晶析反応を利用しているため、処理水のリンの濃度を極めて低濃度に維持することは困難であった。
【０００３】
したがって、リン回収装置の後段には、リン除去のために凝集沈殿などの設備が必要であった。
【０００４】
特許文献１のリン回収装置は、処理水のリン濃度を１ｍｇ／Ｌ以下まで低下できるように、２段の晶析槽を備えた構成である。
【０００５】
そして、第１の晶析槽はｐＨを６．５以上８．５以下に調整し、第２の晶析槽は、ｐＨを８．５以上に調整することにより、第１の晶析槽にて大きなアパタイト結晶を成長させ、第２の晶析槽にて微細なアパタイト結晶を生成させて回収率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２２３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ｐＨが高い条件にて生成する微細なアパタイト結晶は沈降性が悪いため、上述の特許文献１の構成において、アパタイト結晶を懸濁態として固液分離するには、沈降時間を非常に長時間に設定する必要があり、リン含有廃水からリンを効率的に除去回収できない。
【０００８】
また、第２の晶析槽で生成された微細なアパタイト結晶は、第１の晶析槽に返送しても容易にアパタイト結晶として成長しないため、第２の晶析槽での微細なアパタイト結晶の生成量が多すぎると、系内に微細なアパタイト結晶が増加蓄積し、最終的には、固液分離できなくなり微細なアパタイト結晶が流出してしまうおそれがあり、安定して処理を進行できない可能性が考えられる。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、リン含有廃水からリンを効率的に除去して回収でき、安定して処理を進行できるリン回収装置およびリン回収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】
【００１０】
請求項１に記載されたリン回収装置は、リン含有廃水にカルシウムを添加し前記リン含有廃水中のリン酸イオンと前記カルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて、リンを前記アパタイト結晶として回収するリン回収装置であって、前記リン酸イオンと前記カルシウムとを晶析反応させてアパタイト結晶を晶析させる混合部と、混合部にて晶析した前記アパタイト結晶をリン含有廃水から沈殿分離させる分離部とを有する第１の反応槽と、アパタイト結晶がろ床として充填された第２の反応槽とを備え、この第２の反応槽は、前記第１の反応槽にて処理した後のリン含有廃水が上向流で流入されるものである。
【００１１】
請求項２に記載されたリン回収装置は、請求項１記載のリン回収装置において、第１の反応槽は、底部および天井部が開口された筒状の仕切部材によって仕切られた混合部と分離部とを有し、前記混合部には、ドラフトチューブと撹拌手段とが設けられ、前記撹拌手段にて前記ドラフトチューブ内に上向流を形成させて、混合部内に晶析材であるアパタイト結晶の含有量が１０ｇ／Ｌ以上の循環流を発生させるものである。
【００１２】
請求項３に記載されたリン回収装置は、請求項１または２記載のリン回収装置において、第２の反応槽は、アパタイト結晶が充填されて０．５ｍ以上２ｍ未満のろ床が形成されたものである。
【００１３】
請求項４に記載されたリン回収装置は、請求項１ないし３いずれか一記載のリン回収装置において、第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部が第１の反応槽へ返送され、前記第１の反応槽および前記第２の反応槽の少なくとも一方からアパタイト結晶が回収されるものである。
【００１４】
請求項５に記載されたリン回収装置は、請求項１ないし４いずれか一記載のリン回収装置において、第１の反応槽内では、ｐＨが７．５以上８．５以下に調整され、第２の反応槽内では、ｐＨが前記第１の反応槽内のｐＨより高くなるように調整されるものである。
【００１５】
請求項６に記載されたリン回収装置は、請求項１ないし５いずれか一記載のリン回収装置において、第１の反応槽および第２の反応槽の少なくとも一方には、カルシウムを添加するカルシウム添加手段が設けられ、前記第１の反応槽の混合部、前記第２の反応槽において前記第１の反応槽にて処理した後のリン含有廃水が流入する部分、および、前記第２の反応槽の底部の少なくともいずれかにカルシウムが添加されるものである。
【００１６】
請求項７に記載されたリン回収装置は、請求項１、２、３、５および６いずれか一記載のリン回収装置において、第１の反応槽の前段に、リン含有廃水に酸を添加しｐＨを５．５以下にした状態で曝気または撹拌して炭酸イオンを除去する脱炭酸手段を備え、第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部が前記脱炭酸手段へ返送されるものである。
【００１７】
請求項８に記載されたリン回収装置は、請求項１、２、３、５、６および７いずれか一記載のリン回収装置において、第２の反応槽のろ床を洗浄した洗浄排水の少なくとも一部に酸を添加しｐＨを５．５以下とした状態で曝気または撹拌して炭酸イオンを除去する洗浄排水脱炭酸手段を備え、この洗浄排水脱炭酸手段にて処理した後の洗浄排水が第１の反応槽および前記第２の反応槽の少なくとも一方へ返送されるものである。
【００１８】
請求項９に記載されたリン回収装置は、請求項１ないし８いずれか一記載のリン回収装置において、第２の反応槽は、処理後の処理水が流出される処理水流出口と、ろ床を洗浄した洗浄排水が流出される洗浄排水流出口とを有し、前記処理水流出口は、前記洗浄排水流出口と同じ高さ、または、前記洗浄排水流出口より上方に設置されているものである。
【００１９】
請求項１０に記載されたリン回収装置は、請求項１ないし９いずれか一記載のリン回収装置において、汚水を生物処理し、生物処理後の生物処理水をリン含有廃水と汚泥とに固液分離する前処理手段を備え、この前処理手段では、前記汚泥を可溶化してリンを溶出させるものである。
【００２０】
請求項１１に記載されたリン回収方法は、リン含有廃水にカルシウムを添加し前記リン含有廃水中のリン酸イオンと前記カルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて、リンを前記アパタイト結晶として回収するリン回収方法であって、リン含有廃水とカルシウムとを第１の反応槽に供給し、この第１の反応槽内のｐＨを７．５以上８．５以下に調整し、前記第１の反応槽内のドラフトチューブの内側に上向流を形成しアパタイト結晶の濃度が１０ｇ／Ｌ以上である循環流を発生させて、前記リン含有廃水のリン酸イオンとカルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させ、前記第１の反応槽にて処理したリン含有廃水を、アパタイト結晶がろ床として充填された第２の反応槽の底部から上向流で供給するものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載された発明によれば、第２の反応槽のろ床としてアパタイト結晶が充填され、ろ床でアパタイト結晶を晶析させながらリン含有廃水に含まれる微細結晶を捕捉できるため、リン含有廃水からリンを効率的に除去して回収でき、安定して処理を進行できる。
【００２２】
請求項２に記載された発明によれば、ドラフトチューブ内に上向流を形成させることにより、混合部内にアパタイト結晶の濃度が１０ｇ／Ｌ以上の循環流を発生できるため、第１の反応槽にて晶析反応が進行しやすい。
【００２３】
請求項３に記載された発明によれば、アパタイト結晶のろ床が０．５ｍ以上２ｍ未満で充填されているため、リン含有廃水からリンを効率的に除去でき、安定して処理を進行できる。
【００２４】
請求項４に記載された発明によれば、洗浄排水が第１の反応槽へ返送されるため、洗浄排水に含まれるの微細なアパタイト結晶を有効利用でき、リンの回収率を向上できる。
【００２５】
請求項５に記載された発明によれば、第２の反応槽内のｐＨが、第１の反応槽内のｐＨより高いため、ろ床での晶析反応が進行しやすい。
【００２６】
請求項６に記載された発明によれば、第１の反応槽や第２の反応槽へのカルシウムの添加量を最適化しやすい。
【００２７】
請求項７に記載された発明によれば、第１の反応槽の前段の脱炭酸手段にてリン含有廃水から炭酸イオンを除去するため、第１の反応槽内での炭酸カルシウムの生成による晶析反応の反応性の低下を防止できる。
【００２８】
請求項８に記載された発明によれば、洗浄排水脱炭酸手段にて洗浄排水から炭酸イオンを除去するため、洗浄排水における炭酸カルシウムの生成による晶析反応の反応性の低下を防止できるとともに、第１の反応槽を使用できない場合やリン含有廃水のリン濃度が低い場合に、第２の反応槽だけでリン含有廃水を処理可能である。
【００２９】
請求項９に記載された発明によれば、処理水流出口が洗浄排水流出口と同じ高さ、または、洗浄排水流出口より上方に設置されているため、洗浄排水に含まれる微細なアパタイト結晶が処理水流出口に詰まって処理水流出口が閉塞されることを防止できる。
【００３０】
請求項１０に記載された発明によれば、前処理手段にて生物処理水をリン含有廃水と汚泥とに固液分離するため、リン含有廃水への汚泥の混入によるアパタイト結晶の品質の低下を防止できる。また、前処理手段では、汚泥に含まれるリンを溶出させるため、リンの回収率を向上できる。
【００３１】
請求項１１に記載された発明によれば、第２の反応槽のろ床としてアパタイト結晶が充填され、ろ床でアパタイト結晶を晶析させながらリン含有廃水に含まれる微細結晶を補足できるため、リン含有廃水からリンを効率的に除去して回収でき、安定して処理を進行できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリン回収装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るリン回収装置を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るリン回収装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成について図１を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１において、１はリン回収装置を示し、このリン回収装置１は、リン酸イオンを含有するリン含有廃水２にカルシウムを添加し、リン含有廃水２中のリン酸イオンとカルシウムとの晶析反応によりアパタイト結晶を晶析させて、リンをアパタイト結晶として回収するものである。
【００３５】
リン回収装置１は、例えばリン酸イオンを高濃度に含有した有機性廃水などの汚水を、微生物にて生物学的に処理してリン含有廃水２とする図示しない前処理手段を備えている。
【００３６】
この前処理手段の後段である下流側には、前処理手段にて生物学的に処理されたリン含有廃水２を脱炭酸処理して炭酸イオンを除去する脱炭酸手段としての脱炭酸塔３が設けられている。
【００３７】
また、この脱炭酸塔３の後段である下流側には、脱炭酸塔３にて炭酸イオンが除去されたリン含有廃水としての脱炭酸処理水４を晶析処理する第１の反応槽としての第１の晶析槽５が設けられている。なお、晶析処理とは、脱炭酸処理水４中のリンを晶析反応によりアパタイト結晶として晶析させて分離する処理である。
【００３８】
さらに、第１の晶析槽５の後段である下流側には、第１の晶析槽５にて晶析処理されたリン含有廃水としての晶析処理水６が上向流で流入される第２の反応槽としての第２の晶析槽７が設けられている。
【００３９】
前処理手段は、汚水を微生物にて生物学的に処理してリン酸イオンを高濃度に含有する生物処理水とする。また、この生物処理水を、リン含有廃水２と汚泥とに固液分離する。なお、前処理手段は、固液分離された汚泥が引き抜かれ、この引き抜かれた汚泥を可溶化させて、汚泥に含まれるリンを溶出させる構成が好ましい。
【００４０】
脱炭酸塔３は、配管11およびポンプ12を介して前処理手段に接続され、前処理手段からリン含有廃水２が供給される。
【００４１】
脱炭酸塔３には、酸を添加してリン含有廃水２のｐＨを所定値、例えば５．５以下に調整する図示しないｐＨ調整手段、および、曝気手段13が設けられている。
【００４２】
ｐＨ調整手段は、例えば、槽内のｐＨを計測する計測手段と、酸を添加する添加手段とを有し、計測手段の計測結果に基づいて酸を添加して槽内のｐＨを所定値に調整する。
【００４３】
曝気手段13は、ブロア14と、このブロア14に接続された散気管15とを有し、ブロア14からの空気が散気管15を介して槽内へ供給され槽の下部から曝気される。
【００４４】
そして、脱炭酸塔３では、ｐＨ調整手段にてリン含有廃水２のｐＨが調整された状態にて、曝気手段13により曝気または撹拌されて、リン含有廃水２に溶存している炭酸ガスが脱気される。すなわち、このような脱炭酸処理により、リン含有廃水２中に含まれる炭酸イオンが除去されて脱炭酸処理水４となる。なお、脱炭酸処理水４におけるリンの含有量は、例えば５０ｍｇ／Ｌ以上１００ｍｇ／Ｌ以下である。
【００４５】
第１の晶析槽５は、配管16を介して脱炭酸塔３に接続され、この脱炭酸塔３から配管16を通って脱炭酸処理水４が供給される。
【００４６】
第１の晶析槽５の内部には底部および天井部が開口した円筒状の仕切部材としての内筒仕切17および撹拌手段18が設置されている。また、内筒仕切17内には、ドラフトチューブ20が設けられている。
【００４７】
また、第１の晶析槽５は、内筒仕切17内へカルシウム源であるカルシウム含有液を供給してカルシウムを添加するカルシウム添加手段19が設けられている。
【００４８】
さらに、第１の晶析槽５は、第１の晶析槽５内の脱炭酸処理水４のｐＨを所定値、例えば７．５以上８．５以下に調整する図示しないｐＨ調整手段が設けられている。
【００４９】
撹拌手段18は、モータ21にシャフト22が接続され、シャフト22はモータ21からドラフトチューブ20内へ向かってのびるよう設置されている。また、シャフト22にはフィン23，24が固定されており、フィン23はドラフトチューブ20内に位置し、フィン24はドラフトチューブ20より下方に位置する。そして、モータ21の駆動力でシャフト22およびフィン23，24が回転する。
【００５０】
内筒仕切17の内側には、脱炭酸処理水４中のリン酸イオンと、カルシウム添加手段19にて添加されたカルシウムとを晶析反応させて、アパタイト結晶を晶析させる混合部25が形成されている。すなわち、混合部25では、撹拌手段18によって脱炭酸処理水４とカルシウムとを撹拌して混合することにより、晶析材としてのアパタイト結晶を脱炭酸処理水４中に懸濁させ流動させて、アパタイト結晶の晶析反応を進行させる。
【００５１】
ここで、アパタイト結晶は、比重が３．１７であり晶析処理水６に比べて大きいため、通常では、流動しにくく晶析反応が進行しにくい。
【００５２】
そこで、内筒仕切17の内側にドラフトチューブ20が設置されている。すなわち、第１の晶析槽５の内側面とドラフトチューブ20の外側面との間に内筒仕切17が設置される。つまり、混合部25には、ドラフトチューブ20と撹拌手段18とが設けられている。
【００５３】
そして、撹拌手段18の駆動により、ドラフトチューブ20内に上向流を形成させて、混合部25内に上昇循環流を発生させる。すなわち、ドラフトチューブ20内に上向流を発生させ、ドラフトチューブ20と内筒仕切17との間に下降流を発生させる。
【００５４】
このように、混合部25内に循環流を発生させることにより、アパタイト結晶を流動させて、混合部25内にて晶析材であるアパタイト結晶の濃度を１０ｇ／Ｌ以上の高濃度にできるため、反応性を向上できる。
【００５５】
晶析反応後の第１の晶析槽５の混合部25内の液体は、例えばｐＨが８．０以上８．２以下で、数百μｍアパタイト結晶の含有量が１００００ｍｇ／Ｌ以上１０００００ｍｇ／Ｌ以下で、微細なアパタイト結晶の含有量が１００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下である。また、溶解性のリンの含有量が数十ｍｇ／Ｌである。
【００５６】
一方、第１の晶析槽５の内側面と内筒仕切17の外側面との間には、分離部26が形成されている。この分離部26では、混合部25での晶析反応にて懸濁しているアパタイト結晶が沈殿分離され、晶析処理水６とアパタイト結晶とが固液分離される。
【００５７】
また、第１の晶析槽５の底部には、分離部26にて分離されて堆積したアパタイト結晶の晶析物を引き抜いて回収する回収手段27が設けられている。この回収手段27は、図示しないポンプやバルブや配管などにて適宜構成されている。
【００５８】
第１の晶析槽５は、配管28を介して晶析処理水貯留槽29に接続されている。そして、第１の晶析槽５にて晶析処理した後の晶析処理水６が配管28を介して流出され、晶析処理水貯留槽29に貯留される。
【００５９】
晶析処理水貯留槽29は、配管31、配管32およびポンプ33を介して第２の晶析槽７に接続されている。そして、晶析処理水貯留槽29から配管31、配管32およびポンプ33を介して第２の晶析槽７へ晶析処理水６が供給される。
【００６０】
また、晶析処理水貯留槽29には、晶析処理水６を第１の晶析槽５へ返送する晶析処理水返送手段34が設けられている。
【００６１】
この晶析処理水返送手段34は、一端が晶析処理水貯留槽29に接続された配管35と、一端が脱炭酸塔３に接続された配管36と、これら配管35の他端および配管36の他端が接続されたポンプ37とで構成され、流量調整手段が適宜設けられている。
【００６２】
第２の晶析槽７は、晶析材としてのアパタイト結晶がろ床41として充填されている。
【００６３】
具体的には、ろ床41は、高さが０．５ｍ以上２ｍ未満となるように、粒径数百μｍのアパタイト結晶が充填された構成が好適である。
【００６４】
そして、第２の晶析槽７では、底部から上向流で流入された晶析処理水６がろ過晶析処理される。すなわち、晶析処理水６が、ろ床41でろ過されて微細粒子が補足されるとともに、晶析処理水６に含まれるリン酸イオンがろ床41を形成するアパタイト結晶を晶析材として晶析反応する。
【００６５】
なお、第２の晶析槽７でもアパタイト結晶の晶析反応が行われるため、第２の晶析槽７にもカルシウムが添加される構成にしてもよいが、第１の晶析槽５にのみカルシウムが添加され、リン回収装置１全体で必要なカルシウム量が第１の晶析槽５にて添加される構成にした方が、カルシウム添加手段19の数を最小限に抑えて装置を簡略化できるため好ましい。
【００６６】
ろ床41によるろ過晶析処理の結果、ろ床41の上部には、微細粒子がろ過されリンが除去された処理水としてのろ過晶析処理水42が流出する。
【００６７】
第２の晶析槽７には、第２の晶析槽７内の晶析処理水６のｐＨを所定値に調整する図示しないｐＨ調整手段が設けられている。
【００６８】
ここで、第２の晶析槽７のｐＨが第１の晶析槽５のｐＨより低いと、第２の晶析槽７においてアパタイト結晶が溶解する反応が進行して、ろ過晶析処理水42のリン濃度が高くなってしまう。
【００６９】
したがって、第２の晶析槽７内では、ｐＨ調整手段によって、第２の晶析槽７内のｐＨを第１の晶析槽５内のｐＨより高くなるように調整する構成が好適である。
【００７０】
具体的には、第２の晶析槽７のｐＨは、例えば第１の晶析槽５のｐＨより０．４程度高く、８．５前後に調整することが好ましい。
【００７１】
なお、各ｐＨ調整手段は、薬品や溶液を添加することによりｐＨを調整するものであるため、できるだけ添加量を抑えることにより、コストを抑えることができるので好ましい。
【００７２】
そして、このようにろ過晶析処理後のろ過晶析処理水42には、微細なアパタイト結晶がほとんど含まれていない。
【００７３】
また、ろ過晶析処理した後のろ床41には、微細なアパタイト結晶が捕捉されているため、このろ床41を洗浄した洗浄排水43には、微細なアパタイト結晶が多量に含まれている。
【００７４】
第２の晶析槽７には、ろ過晶析処理水42が流出される処理水流出口44と、洗浄排水43が流出される洗浄排水流出口45とが設けられている。
【００７５】
これら処理水流出口44および洗浄排水流出口45は、処理水流出口44が洗浄排水流出口45と同じ高さに配置された構成、または、図１に示すように処理水流出口44が洗浄排水流出口45より上方に配置された構成が好ましい。
【００７６】
処理水流出口44は、配管46を介して処理水貯留槽47に接続されている。そして、ろ過晶析処理後のろ過晶析処理水42は、処理水流出口44から配管46を通って処理水貯留槽47へ供給される。
【００７７】
この処理水貯留槽47内のろ過晶析処理水42には、微細なアパタイト結晶が殆ど含まれておらず、ろ過晶析処理水42におけるリンの含有量は、１ｍｇ／Ｌ以下である。
【００７８】
処理水貯留槽47には、ろ過晶析処理水42を第２の晶析槽７へ返送する処理水返送手段48が設けられている。
【００７９】
この処理水返送手段48は、一端が処理水貯留槽47に接続された配管51と、一端が配管32に接続された配管52と、これら配管51の他端および配管52の他端に接続されたポンプ53とで構成されている。
【００８０】
そして、処理水貯留槽47のろ過晶析処理水42は、一部が第２の晶析槽７へ返送され、残部が例えば河川などのリン回収装置１外へ排出される。
【００８１】
洗浄排水流出口45は、配管54を介して洗浄排水貯留槽55に接続されている。そして、ろ床41を洗浄した後の洗浄排水43は、洗浄排水流出口45から配管54を通って洗浄排水貯留槽55へ供給される。
【００８２】
この洗浄排水貯留槽55内の洗浄排水43には、上述のように微細なアパタイト結晶が多量に含まれている。なお、洗浄排水43における溶解性のリンの含有量は、１ｍｇ／Ｌ未満であり、洗浄排水貯留槽55内のｐＨは８前後である。
【００８３】
洗浄排水貯留槽55には、洗浄排水43を第１の晶析槽５へ返送する洗浄排水返送手段56が設けられている。
【００８４】
この洗浄排水返送手段56は、一端が洗浄排水貯留槽55に接続された配管57と、一端が第１の晶析槽５に接続された配管58と、これら配管57の他端および配管58の他端が接続されたポンプ59とから構成されている。
【００８５】
そして、微細なアパタイト結晶を多量に含む洗浄排水43は、有効活用すべく洗浄排水貯留槽55から晶析処理水貯留槽29へ返送され、晶析処理水貯留槽29から第１の晶析槽５へ返送される。すなわち、洗浄排水43は、晶析処理水貯留槽29にて晶析処理水６と混合され、一部が晶析処理水返送手段34にて第１の晶析槽５へ返送され、一部が第２の晶析槽７へ供給される。
【００８６】
なお、晶析処理水貯留槽29では、晶析処理水６と洗浄排水43とが混合されることにより、例えばｐＨが７．８以上８．２以下で、微細なアパタイト結晶の含有量が数十ｍｇ／Ｌで、溶解性のリンの含有量が１０ｍｇ／Ｌ前後となる。
【００８７】
次に、上記第１の実施の形態の作用および効果を説明する。
【００８８】
リン回収装置１にて、前処理手段などからのリン含有廃水２を処理する際には、まず、脱炭酸塔３にて脱炭酸処理する。
【００８９】
脱炭酸処理では、リン含有廃水２に酸を添加してｐＨを５．５以下にした状態にて曝気または撹拌して、リン含有廃水２から炭酸イオンを除去する。
【００９０】
脱炭酸塔３にて処理した脱炭酸処理水４は、第１の晶析槽５へ供給され、晶析処理される。
【００９１】
晶析処理では、混合部25に供給された脱炭酸処理水４とカルシウムとが、撹拌手段18により混合される。
【００９２】
ここで、混合部25内では、撹拌手段18によってドラフトチューブ20内に上向流が形成され、晶析材であるアパタイト結晶の含有量が１０ｇ／Ｌ以上の循環流が発生し、アパタイト結晶の晶析反応が促進する。
【００９３】
また、脱炭酸処理水４のリン酸イオンとカルシウムとが晶析反応してアパタイト結晶が脱炭酸処理水４に懸濁した状態となる。
【００９４】
さらに、アパタイト結晶が懸濁した状態で混合部25から分離部26へ流入して、分離部26での沈殿分離により晶析処理水６とアパタイト結晶とが固液分離される。
【００９５】
固液分離した固体であるアパタイト結晶は、沈殿して第１の晶析槽５の底部に堆積する。
【００９６】
そして、アパタイト結晶は、底部に設けられた回収手段27にて第１の晶析槽５外へ流出されて、水切りをした後、回収される。
【００９７】
一方、固液分離した液体である晶析処理水６は、晶析処理水貯留槽29へ流出される。
【００９８】
晶析処理水貯留槽29に貯留された晶析処理水６は、ポンプ33の駆動力により第２の晶析槽７の底部から上向流で供給される。
【００９９】
第２の晶析槽７へ上向流で供給された晶析処理水６は、下側から上昇するようにろ床41を通過し、分離部26で分離されなかった微細なアパタイト結晶やその他の不純物などの微細粒子が捕捉されてろ過される。
【０１００】
また、第２の晶析槽７は、ろ床41としてアパタイト結晶が充填されているため、晶析処理水６がろ床41を通過する際に、アパタイト結晶が晶析材として作用する。すなわち、晶析処理水６に含まれるリンが、アパタイト結晶として晶析して溶解性のリンの含有量が低下する。
【０１０１】
ろ床41でろ過晶析処理されたろ過晶析処理水42は、ろ床41の上部に流出し、処理水流出口44から処理水貯留槽47へ流出されて、処理水貯留槽47からリン回収装置１外へ排出される。
【０１０２】
一方、ろ過晶析処理により、第２の晶析槽７内の底部およびろ床41には、微細なアパタイト結晶が付着しているため、ろ過晶析処理水42を流出させた後に、第２の晶析槽７およびろ床41を洗浄する。
【０１０３】
この洗浄排水43は、微細なアパタイト結晶が多量に含まれており、洗浄排水流出口45から洗浄排水貯留槽55へ流出され、晶析処理水貯留槽29へ返送される。
【０１０４】
また、晶析処理水貯留槽29の晶析処理水６および返送された洗浄排水43の一部が晶析処理水返送手段34により第１の晶析槽５へ返送されて、再度第１の晶析槽５で晶析処理される。
【０１０５】
そして、上記リン回収装置１によれば、第２の晶析槽７のろ床41としてアパタイト結晶が充填されたことにより、ろ床41でアパタイト結晶を晶析させながら、ろ床41を通過する晶析処理水６に含まれる微細なアパタイト結晶を捕捉できる。すなわち、ろ床41における晶析作用と捕捉作用との相乗効果により、第１の晶析槽５で分離できなかった微細なアパタイト結晶を第２の晶析槽７にて分離できる。
【０１０６】
したがって、リン回収装置１は、リン含有廃水２からリンを効率的に除去して回収できるとともに、安定して処理を進行できる。
【０１０７】
また、リン回収装置１は、前処理手段を設置することにより、前処理手段にて生物処理水をリン含有廃水２と汚泥とに固液分離できる。そのため、リン含有廃水２への汚泥の混入によるアパタイト結晶の品質の低下を防止でき、回収したアパタイト結晶を例えば肥料などとして再利用しやすい。
【０１０８】
また、前処理手段にて汚泥に含まれるリンを溶出させることにより、リンの回収率を向上できる。
【０１０９】
第１の晶析槽５の前段に脱炭酸塔３を設けることにより、第１の晶析槽５の前段にてリン含有廃水２から炭酸イオンを除去できるため、第１の晶析槽５内での炭酸カルシウムの生成による晶析反応の反応性の低下を防止できる。
【０１１０】
第１の晶析槽５は、混合部25にドラフトチューブ20と撹拌手段18とが設けられているため、撹拌手段18の駆動によってドラフトチューブ20内に上向流を形成できる。そのため、混合部25内にアパタイト結晶の濃度が１０ｇ／Ｌ以上の循環流を発生でき、第１の晶析槽５にて晶析反応が進行しやすい。
【０１１１】
第１の晶析槽５にカルシウム添加手段19が設けられ、混合部25にカルシウムが添加されるため、第１の晶析槽５におけるカルシウムの添加量を最適化しやすい。
【０１１２】
第２の晶析槽７は、アパタイト結晶のろ床41が、０．５ｍ以上２ｍ未満で充填されているため、ろ床41を通過する際に、ろ過晶析処理をより確実に進行できる。そのため、晶析処理水６からリンを効率的に除去でき、安定して処理を進行できる。
【０１１３】
また、第２の晶析槽７では、第２の晶析槽７内のｐＨが、第１の晶析槽５内のｐＨより高くなるように調整されることにより、第２の晶析槽７におけるアパタイト結晶の溶解を防止できるため、ろ床41での晶析反応が進行しやすい。
【０１１４】
第２の晶析槽７は、処理水流出口44が、洗浄排水流出口45と同じ高さ、または洗浄排水流出口45より上方に設置されているため、ろ床41を洗浄する際に洗浄排水43が処理水流出口44に浸水することにより、処理水流出口44が洗浄排水43の微細なアパタイト結晶にて閉塞されることを防止できる。
【０１１５】
洗浄排水43が第１の晶析槽５へ返送されることにより、洗浄排水43に含まれる微細なアパタイト結晶を再度成長させるように有効利用でき、リンの回収率を向上できる。
【０１１６】
また、洗浄排水43が晶析処理水貯留槽29を介して第１の晶析槽５へ返送される構成とすることにより、第１の晶析槽５へ晶析処理水６を返送する晶析処理水返送手段34と、第１の晶析槽５へ洗浄排水43を返送する返送手段とを共通にできるため、装置の構成を簡単にでき、コストを抑えることができる。
【０１１７】
なお、上記第１の実施の形態では、リン回収装置１が前処理手段を備える構成としたが、このような構成には限定されず、例えば、別個の設備などで前処理されたリン含有廃水２が供給される構成や、リン含有廃水２がそのまま供給される構成などにしてもよい。
【０１１８】
また、第１の晶析槽５の前段に脱炭酸塔３が設置された構成としたが、このような構成には限定されず、リン含有廃水２を脱炭酸処理しない構成にしてもよい。
【０１１９】
第１の晶析槽５は、混合部25にドラフトチューブ20が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、混合部25にてリン酸イオンとカルシウムとの晶析反応を進行でき、晶析したアパタイト結晶を分離部26にて固液分離できる構成であればよい。
【０１２０】
第２の晶析槽７は、処理水流出口44が洗浄排水流出口45より上方に設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、処理水流出口44および洗浄排水流出口45の設置位置は、適宜設計できる。
【０１２１】
第１の晶析槽５にのみカルシウム添加手段19が設けられ混合部25にのみカルシウムが添加される構成としたが、このような構成には限定されず、第１の晶析槽５および第２の晶析槽７の両方にカルシウム添加手段19が設けられた構成や、第２の晶析槽７にのみカルシウム添加手段19が設けられた構成にしてもよい。
【０１２２】
また、第２の晶析槽７にカルシウム添加手段19が設けられた構成にする場合は、第２の晶析槽７において、第１の晶析槽５にて処理した後の晶析処理水６が流入する部分や、第２の晶析槽７の底部にカルシウムが添加される構成が好ましい。
【０１２３】
このように第２の晶析槽７にカルシウム添加手段19が設けられることにより、第２の晶析槽７におけるカルシウムの添加量を最適化しやすい。特に、第１の晶析槽５および第２の晶析槽７の両方にカルシウム添加手段19が設けられることにより、第１の晶析槽５および第２の晶析槽７のカルシウム添加量を最適化しやすく、リン回収装置１全体として、効率的にカルシウムを添加できる。
【０１２４】
第１の晶析槽５からアパタイト結晶が回収される構成としたが、このような構成には限定されず、第２の晶析槽７からアパタイト結晶が回収される構成にしてもよい。
【０１２５】
第２の晶析槽７からアパタイト結晶を回収する構成では、第２の晶析槽７の底部にバルブやスラリポンプで構成される回収手段が設けられる。
【０１２６】
そして、晶析処理水６を第２の晶析槽７へ上向流で流入させながら、第２の晶析槽７の底部のバルブを開放して、自然流下またはスラリポンプの駆動により、アパタイト結晶を引き抜いて回収する。
【０１２７】
リン回収装置１は、晶析処理水返送手段34、処理水返送手段48および洗浄排水返送手段56が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、各返送手段を適宜設計可能であり、各返送手段を設けない構成にしてもよい。
【０１２８】
また、洗浄排水返送手段56を設ける場合には、洗浄排水43が晶析処理水貯留槽29を介して第１の晶析槽５へ返送される構成に限定されず、洗浄排水貯留槽55から直接第１の晶析槽５へ返送される構成にしてもよい。
【０１２９】
さらに、洗浄排水返送手段56は、洗浄排水43が第１の晶析槽５へ返送される構成には限定されず、例えば、洗浄排水43が第２の晶析槽７へ返送される構成にしてもよい。
【０１３０】
また、第１の晶析槽５や第２の晶析槽７へ返送される前に、例えば洗浄排水脱炭酸手段を設置し、この洗浄排水脱炭酸手段にて、洗浄排水43に酸を添加しｐＨを５．５以下とした状態で曝気または撹拌して炭酸イオンを除去するとともに微細なアパタイト結晶を溶解させる構成にしてもよい。
【０１３１】
なお、洗浄排水43が洗浄排水脱炭酸手段にて脱炭酸処理されてから第２の晶析槽７へ返送される構成の場合には、アパタイト結晶を回収する回収手段を第２の晶析槽７に設けることにより、例えばメンテナンスなどで第１の晶析槽５が使用できない場合や、リン含有廃水２のリン酸イオン濃度が低い場合などに、第２の晶析槽７のみで処理を進行することが可能となる。
【０１３２】
次に、第２の実施の形態を図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成及び作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１３３】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と比べて、晶析処理水貯留槽29に設けられた晶析処理水返送手段34が脱炭酸塔３に接続されたものである。すなわち、洗浄排水43および晶析処理水６が晶析処理水返送手段34にて脱炭酸塔３へ返送される。
【０１３４】
このように、洗浄排水43を脱炭酸塔３へ返送し、脱炭酸塔３にてｐＨを５．５以下にした状態で曝気して脱炭酸処理することにより、洗浄排水43に含まれる微細なアパタイト結晶を一旦溶解させて、晶析処理する際に流動する種結晶を核として再析出できるため、リンの回収率を向上できる。
【０１３５】
次に、第３の実施の形態を図３を参照して説明する。なお、上記実施の形態と同一の構成及び作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１３６】
この第３の実施の形態は、前処理手段などからのリン含有廃水２を貯留する原水槽61を備える。
【０１３７】
この原水槽61は、一端が原水槽61に接続された配管62と、一端が脱炭酸塔３に接続された配管63と、配管62の他端および配管63の他端が接続されたポンプ64とを介して脱炭酸塔３に接続されている。
【０１３８】
また、原水槽61には、第２の晶析槽７の洗浄排水流出口45に接続された配管65が接続されている。そして、この配管65を通って第２の晶析槽７から洗浄排水43が返送される。
【０１３９】
すなわち、原水槽61内では、生物処理水と洗浄排水43とが混合されて、生物処理水に含まれるリン酸イオンと、洗浄排水43に含まれる微細なアパタイト結晶とを多量に含むリン含有廃水66となる。
【０１４０】
そして、このリン含有廃水66が原水槽61から脱炭酸塔３へ供給されて、脱炭酸処理される。すなわち、脱炭酸塔３にて、酸を添加してｐＨを５．５以下にした状態で曝気し炭酸イオンが除去されるとともに、洗浄排水43に由来する微細なアパタイト結晶が溶解される。
【０１４１】
その後、上記実施の形態と同様に、晶析処理およびろ過晶析処理が行われる。
【０１４２】
このように原水槽61を設け、洗浄排水43を原水槽61へ返送することにより、洗浄排水43に由来する微細なアパタイト結晶が脱炭酸処理にて溶解されて、再度第１の晶析槽５にて
晶析処理されるため、リンの回収率を向上できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１    リン回収装置
２    リン含有廃水
３    脱炭酸手段としての脱炭酸塔
４    リン含有廃水としての脱炭酸処理水
５    第１の反応槽としての第１の晶析槽
６    リン含有廃水としての晶析処理水
７    第２の反応槽としての第２の晶析槽
17    仕切部材としての内筒仕切
18    撹拌手段
19    カルシウム添加手段
20    ドラフトチューブ
25    混合部
26    分離部
41    ろ床
42    処理水としてのろ過晶析処理水
43    洗浄排水
44    処理水流出口
45    洗浄排水流出口
66    リン含有廃水
【図１】
2014200781.tif 000003
【図２】
2014200781.tif 000004
【図３】
2014200781.tif 000005