(57)【要約】【課題】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。【解決手段】実施形態のリン回収方法は、リン含有廃水を沈殿槽内に導入し、固液分離によりリン含有廃水中の汚泥成分を沈降分離して、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、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反応槽に分散配置する第２のステップとを具える。また、反応槽内を好気的条件に設定し、リン蓄積菌によって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、反応槽の下流側に配設された回収槽中に、反応槽内で使用されたリン蓄積菌を移送して回収するとともに、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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
を具えることを特徴とする、リン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項２】
前記第２のステップの後であって、前記第３のステップの前において、前記反応槽内を好気的条件に設定する以前に嫌気的条件に設定し、前記リン蓄積菌内部に蓄積したポリリン酸を放出させる第５のステップを具えることを特徴とする、請求項１に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項３】
前記第５のステップ及び前記第３のステップを複数回繰り返すことを特徴とする、請求項２に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項４】
前記反応槽の上流側に追加の反応槽を配設し、前記第２のステップ及び前記第５のステップを前記追加の反応槽内で行い、前記第３のステップを前記反応槽内で行うことを特徴とする、請求項２に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項５】
前記反応槽の下流側に生物処理槽を配設するとともに、当該生物処理槽の下流側に追加の沈殿槽を配設し、前記第４のステップで得た前記２次処理水中の有機物を活性汚泥に分解するとともに、当該活性汚泥を前記追加の沈殿槽において沈降分離し、前記有機物が除去された３次処理水を得る第６のステップを具えることを特徴とする、請求項１に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項６】
前記回収槽内を好気的条件に保持することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項７】
前記担体は磁性物質を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載のリン含有廃水からのリン回収方法。
【請求項８】
リン含有廃水を導入し、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次処理水を得る沈殿槽と、
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。
【請求項９】
前記反応槽の上流側に嫌気性条件に設定された追加の反応槽を具え、
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。
【請求項１０】
前記反応槽の下流側において、前記２次処理水中の有機物を活性汚泥に分解する生物処理槽と、
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。
【請求項１１】
前記担体は磁性物質を含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一に記載のリン含有廃水からのリン回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−８８４９８号
【特許文献２】特開平９−２６２５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の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】第２の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】第３の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】第４の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】第５の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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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（ＰＯ４３−又はＰ２Ｏ７４−）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。  
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
（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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
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
【図１】
2014172032.tif 000003
【図２】
2014172032.tif 000004
【図３】
2014172032.tif 000005
【図４】
2014172032.tif 000006
【図５】
2014172032.tif 000007