(57)【要約】【課題】  所望の粒径のリン酸化合物を安定して抜出する。【解決手段】  リン酸イオンを含み装置下部から供給される被処理水Ｘに対してマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンの存在下で空気を吹き込むことによって、上記被処理水Ｘからリン酸化合物を析出させて脱リン処理し、この上澄み液Ｚを処理水として装置上部から排出する脱リン装置であって、装置底部に配されると共に内部において上記リン酸化合物の造粒を行う造粒容器２と、上記造粒容器２の上に上記造粒容器２と連通状態で配されると共に内部において上記被処理水Ｘに上記空気Ｙを吹き込むことによって上記リン酸化合物の析出を行う反応容器３と、を備え、上記造粒容器２において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速で上記被処理水Ｘを上記造粒容器２に供給する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸イオンを含み装置下部から供給される被処理水に対してマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンの存在下で空気を吹き込むことによって、前記被処理水からリン酸化合物を析出させて脱リン処理し、この上澄み液を処理水として装置上部から排出する脱リン装置であって、
装置底部に配されると共に内部において前記リン酸化合物の造粒を行う造粒容器と、前記造粒容器の上に前記造粒容器と連通状態で配されると共に内部において前記被処理水に前記空気を吹き込むことによって前記リン酸化合物の析出を行う反応容器と、を備え、前記造粒容器において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速で前記被処理水を前記造粒容器に供給することを特徴とする脱リン装置。
【請求項２】
前記造粒容器の容器径を規定することによって、前記造粒容器において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速を達成することを特徴とする請求項１記載の脱リン装置。
【請求項３】
前記造粒容器の水平方向の断面が円形であり、前記被処理水を前記造粒容器の接線方向から前記造粒容器内に供給することを特徴とする請求項１または２記載の脱リン装置。
【請求項４】
前記造粒容器における前記被処理水の流速を調整する流速調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の脱リン装置。
【請求項５】
前記流速調整手段は、前記反応容器内の前記被処理水の一部を循環して前記造粒容器に供給するポンプであることを特徴とする請求項４記載の脱リン装置。
【請求項６】
前記反応容器の上に前記反応容器と連通状態で配されると共に内部において前記空気を前記被処理水から回収する回収容器を備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の脱リン装置。
【請求項７】
前記回収容器が、前記空気を前記被処理水から回収する回収部と、該回収部上に配されると共に前記回収部によって前記空気が回収された前記被処理水を貯留する貯留部とを備えて構成され、前記回収容器のうち少なくとも前記回収部の断面積が前記反応容器の断面積よりも広く設定されていることを特徴とする請求項６記載の脱リン装置。
【請求項８】
前記空気と共に回収された被処理水と前記空気とを分離し、分離後の前記被処理水を前記造粒容器及び前記反応容器に供給する分離・循環手段を備えることを特徴とする請求項６または７記載の脱リン装置。
【請求項９】
前記分離・循環手段が、前記回収容器において回収された前記空気を前記被処理水の一部とともに上昇させて回収するライザー管と、前記空気と共に回収された被処理水と前記空気とを分離する気液分離器と、分離後の前記被処理水を前記造粒容器及び前記反応容器に供給するダウナー管とを備えて構成され、前記ライザー管の被処理水面上の高さが前記回収容器から前記空気が漏れ出さないように設定されていることを特徴とする請求項８記載の脱リン装置。    
【請求項１０】
前記回収容器の断面が矩形状に形状設定されていることを特徴とする請求項６〜９いずれかに記載の脱リン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱リン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理水に含まれるリン酸イオンを除去する脱リン装置の１つに、装置下部から供給される被処理水に対してマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンの存在下で空気を吹き込むことによって、被処理水からリン酸化合物を析出させて脱リン処理し、この上澄み液を処理水として排出する装置がある（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００３】
このような脱リン装置では、反応容器の下部から被処理水を反応容器内に供給し、反応容器内で空気によって被処理水を攪拌することによってリン酸化合物の析出を促進させている。そして、析出されたリン酸化合物を自重によって反応容器の下部に沈降させて反応容器の下部からリン酸化合物を抜出し、リン酸イオンが除去された反応容器内の上澄み液を反応容器の上部から処理水として排出している。
【特許文献１】特開平８−２５２５８４号公報
【特許文献２】特開平９−２０６７６０号公報
【特許文献３】特開平１１−３０９４６４号公報
【特許文献４】特開平８−２４８７５号公報
【特許文献５】特開平１０−２６３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の脱リン装置においては、反応容器内において析出したリン酸化合物の造粒時間が特に定められておらず、抜出したリン酸化合物の粒径にばらつきが生じていた。脱リン装置において析出、造粒されたリン酸化合物は、例えば植物の肥料等としてリサイクルが可能であるが、抜出されたリン酸化合物の粒径にばらつきがある場合には、商品としての価値が低下してしまう。このため、脱リン装置から抜出されるリン酸化合物の粒径を一定にする技術が望まれている。また、リン酸化合物を商品として利用する場合には、リン酸化合物の粒径がある程度の大きさ（例えば、１〜２ｍｍ）を確保していることが好ましいが、従来の脱リン装置においては、析出されたリン酸化合物の造粒時間が十分でないため、所望の粒径のリン酸化合物を安定して抜出することができなかった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、所望の粒径のリン酸化合物を安定して抜出することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、リン酸イオンを含み装置下部から供給される被処理水に対してマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンの存在下で空気を吹き込むことによって、上記被処理水からリン酸化合物を析出させて脱リン処理し、この上澄み液を処理水として装置上部から排出する脱リン装置であって、装置底部に配されると共に内部において上記リン酸化合物の造粒を行う造粒容器と、上記造粒容器の上に上記造粒容器と連通状態で配されると共に内部において上記被処理水に上記空気を吹き込むことによって上記リン酸化合物の析出を行う反応容器と、を備え、上記造粒容器において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速で上記被処理水を上記造粒容器に供給するという構成を採用する。
【０００７】
第２の手段として、上記第１の手段において、上記造粒容器の容器径を規定することによって、上記造粒容器において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速を達成するという構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、上記造粒容器の水平方向の断面が円形であり、上記被処理水を上記造粒容器の接線方向から上記造粒容器内に供給するという構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、上記造粒容器における上記被処理水の流速を調整する流速調整手段をさらに備えるという構成を採用する。
【００１０】
第５の手段として、上記第４の手段において、上記流速調整手段は、上記反応容器内の上記被処理水の一部を循環して上記造粒容器に供給するポンプであるという構成を採用する。
【００１１】
第６の手段として、上記第１〜第５いずれかの手段において、上記反応容器の上に上記反応容器と連通状態で配されると共に内部において上記空気を上記被処理水から回収する回収容器を備えるという構成を採用する。
【００１２】
第７の手段として、上記第６の手段において、上記回収容器が、上記空気を上記被処理水から回収する回収部と、該回収部上に配されると共に上記回収部によって上記空気が回収された上記被処理水を貯留する貯留部とを備えて構成され、上記回収容器のうち少なくとも上記回収部の断面積が上記反応容器の断面積よりも広く設定されているという構成を採用する。
【００１３】
第８の手段として、上記第６または第７の手段において、上記空気と共に回収された被処理水と上記空気とを分離し、分離後の上記被処理水を上記造粒容器及び上記反応容器に供給する分離・循環手段を備えるという構成を採用する。
【００１４】
第９の手段として、上記第８の手段において、上記分離・循環手段が、上記回収容器において回収された上記空気を上記被処理水の一部とともに上昇させて回収するライザー管と、上記空気と共に回収された被処理水と上記空気とを分離する気液分離器と、分離後の上記被処理水を上記造粒容器及び上記反応容器に供給するダウナー管とを備えて構成され、上記ライザー管の被処理水面上の高さが上記回収容器から上記空気が漏れ出さないように設定されているという構成を採用する。
【００１５】
第１０の手段として、上記６〜９いずれかの手段において、上記回収容器の断面が矩形状に形状設定されているという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、造粒容器において所望の粒径のリン酸化合物が所望の高さに浮遊する流速で被処理水が造粒容器に供給されるため、所望の高さからリン酸化合物を抜出することによって、常に安定して所望の粒径のリン酸化合物を抜出することができる。また、所望の粒径より小さな粒径のリン酸化合物は、所望の粒径となるまで、造粒容器内に存在することになるため、反応容器において析出したリン酸化合物が十分な大きさとなるまで、十分に造粒することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る脱リン装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材の認識を容易とするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る脱リン装置１の概略構成を示した断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る脱リン装置１は、造粒容器２と、反応容器３と、回収容器４とを備えて構成されている。
【００１９】
造粒容器２は、円筒形に形状設定された容器であり、脱リン装置１の底部として配置されている。そして、この造粒容器２の内部において、リン酸イオン（ＨＰＯ４２−）を含む被処理水Ｘから析出されたリン酸化合物（ＭｇＮＨ４ＰＯ４）の造粒が行われる。また、この造粒容器２の下部には、造粒容器２内において造粒されたリン酸化合物を抜出するための抜出ライン２７及び造粒容器２内に被処理水Ｘを供給するための被処理水供給ライン２２が接続されている。そして、本実施形態の脱リン装置１においては、造粒容器２の容器径が、造粒容器２内に供給される被処理水Ｘの造粒容器２内における流速が所望の粒径のリン酸化合物が浮遊する高さが抜出ライン２７の高さ（所望の高さ）となるように規定されている。すなわち、所望の粒径（例えば、１〜２ｍｍ）のリン酸化合物が抜出ライン２７の高さにおいて浮遊する流速を得るために、造粒容器２の容器径が規定されている。なお、造粒容器２に供給する被処理水Ｘの流量を制御することによって、所望の粒径のリン酸化合物が抜出ライン２７の高さに浮遊する流速を得ることも可能であるが、被処理水Ｘは外部から連続的におおよそ一定流量で供給されるものであり、脱リン装置１はこの一定流量の被処理水Ｘを連続的に処理する必要がある。このため、被処理水Ｘの流量を規定することによって上述の流速を得るよりも、造粒容器２の容器径を規定することによって上述の流速を得る方が、安定して被処理水Ｘの処理を行うことが可能となる。
【００２０】
反応容器３は、造粒容器２上に造粒容器２と連通状態で配されている。また、反応容器３も造粒容器２同様、円筒形に形状設定された容器であり、反応容器３の容器径は造粒容器２の容器径よりも大径とされており、反応容器３と造粒容器２とは同軸上に配置されている。そして、この反応容器３の内部において、被処理水Ｘに対して空気Ｙを吹き込むことによって、被処理水Ｘからリン酸化合物を析出させて被処理水Ｘの脱リン処理が行われる。
反応容器３の内部には、反応容器３内において被処理水Ｘと空気Ｙとを攪拌する攪拌助勢管５が配置されている。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、この図に示すように、攪拌助勢管５は、反応容器３と同軸上に配置されかつ反応容器３の容器径の半分程度の管径を有する円筒管とされている。また、攪拌助勢管５は、その下端５ａが造粒容器２と８０〜１００ｃｍ離間され、その上端５ｂが後述する回収容器４と８０〜１００ｃｍ離間されている。すなわち、反応容器３は、反応容器本体と攪拌助勢管５との二重管構造とされている。なお、攪拌助勢管５は、不図示の支持部によって、反応容器本体と接続されることによって支持されている。
また、反応容器３の内部には、図１及び図２に示すように、攪拌助勢管５の鉛直下方に配置され、攪拌助勢管５の内部に向けて空気Ｙを吹き込む複数の散気装置６が配置されており、この散気装置６に空気注入ライン２１を介して空気Ｙが供給されることによって、反応容器３内に空気Ｙが吹き込まれる。なお、散気装置６の空気Ｙの噴出角度は、散気装置６から噴出される空気Ｙのほぼ全てが攪拌助勢管５の内部に吹き込まれるように設定されることが好ましい。
【００２１】
また、反応容器３の下部にも、被処理水供給ライン２２が接続されており、被処理水供給ライン２２を介して反応容器３の内部にも被処理水Ｘが供給される。そして、造粒容器２に接続される被処理水供給ライン２２及び反応容器３に接続される被処理水供給ライン２２は、造粒容器２及び反応容器３に対して、平面視において接線方向から接続されている。また、反応容器３には、反応容器３内に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を供給するための水酸化ナトリウム供給ライン２３が接続されている。この水酸化ナトリウム供給ライン２３を介して水酸化ナトリウムが反応容器３内に供給されることによって、反応容器３内の被処理水Ｘがリン酸化合物を析出するのに適したｐＨ（７．７〜９．５、好ましくは８．１）に調整される。
【００２２】
回収容器４は、反応容器３上に反応容器３と連接状態で配置されており、断面が略正方形状（矩形状）に形状設定されると共に反応容器３の断面（断面積）よりも広くされた容器である。この回収容器４は、反応容器３内において被処理水Ｘに対して供給された空気Ｙを回収する回収部４１と、該回収部４１上に配されると共に回収部４１によって空気Ｙが回収された被処理水Ｘを貯留する貯留部４２とを備えて構成されている。
【００２３】
図３は、回収部４１の斜視図である。この図に示すように、回収部４１は、空気集気部４３と、ガスフード４４と備えて構成されている。ガスフード４４は、空気集気部４３から回収容器４の内壁面に亘って配置されており、本実施形態においては、水平方向に複数かつ４段に亘って配置されている。空気集気部４３は、内部が中空状の箱体であり、各ガスフード４４に対応する開口部４５が形成されている。そして、このように構成された回収部４１のガスフード４４によって、被処理水Ｘに対して供給された空気Ｙが捕集され、捕集された空気Ｙは、被処理水Ｘの一部と共に開口部４５を介して空気集気部４３内に集気される。ここで、本実施形態に係る脱リン装置１においては、回収容器４の断面形状が略正方形とされている。このため、空気Ｙの捕集面積を十分に確保することができると共に、全てのガスフード４４の長さを同一とすることができ回収容器４の平面視全体で均一に空気Ｙを捕集することができる。このため、回収部４１から空気Ｙが漏れることを抑止することができ、貯留部４２に空気Ｙが漏れることを抑止することが可能となる。
【００２４】
図１に戻り、空気集気部４３の上部には、ライザー管７が接続されており、このライザー管７は、回収容器４の上方に配置された気液分離器８と接続されている。また、後に詳説するが、ライザー管７の回収容器４より上部７１の高さ、すなわち被処理水Ｘの水面より上部７１の高さが、ガスフード４４から空気Ｙが漏れ出さない高さに設定されている。ライザー管７の気液分離器８は、ライザー管７を介して供給される空気Ｙと被処理水Ｘとを分離し、空気Ｙを換気ライン２４を介して排気し、被処理水Ｘを気液分離器８と接続されたダウナー管９に供給する。ダウナー管９は、途中部位において２つの管９１，９２に分岐されており、管９１が反応容器３に接続されており、管９２が造粒容器２に接続されている。管９１は、上方から下方に向けて被処理水Ｘを反応容器３内に供給するように反応容器３に対して斜めに接続されており、攪拌助勢管５の下端５ａより上方に接続されている。また、図２に示すように、管９１は、反応容器３に対して、平面視で接線方向から接続されている。また、管９２に流れ込む被処理水Ｘの流量を調整するためのポンプ１０（流速調整手段）と、管９２の流量を計測するための流量計１１が設置されている。このポンプ１０は、ライザー管７を介して供給される被処理水Ｘの一部、すなわち反応容器３内の被処理水Ｘの一部を循環して造粒容器２に供給する。よって、ポンプ１０から供給する被処理水Ｘの流量によって、造粒容器２内の被処理水Ｘの流速を調整することができる。
【００２５】
また、分岐前のダウナー管９の途中部位には、被処理水ＸのｐＨを測定するためのｐＨ計１２と被処理水Ｘに対してマグネシウム（Ｍｇ）とアンモニウム（ＮＨ４）を供給するためのマグネシウム・アンモニウム供給ライン２５とが接続されている。そして、このｐＨ計１２の計測結果に基づいて上述の水酸化ナトリウム供給ライン２３から適宜水酸化ナトリウムが反応容器３内に供給される。
また、貯留部４２の上部には、貯留部４２溜まった上澄み液Ｚを処理水として脱リン装置１の外部に排出するための処理水排出ライン２６が接続されている。また、貯留部４２の上部には、貯留部４２に溜まった上澄み液Ｚに向けて水等を噴出するスプレーノズル４６が複数設置されている。
【００２６】
なお、本発明における分離・循環手段は、本実施形態においては、ライザー管７、気液分離器８、ダウナー管９、管９１，９２及びポンプ１０を備えて構成されている。
【００２７】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る脱リン装置１の動作について説明する。
【００２８】
まず、被処理水供給ライン２２を介して造粒容器２及び反応容器３の下部に供給された被処理水Ｘは、反応容器３内において空気注入ライン２１及び散気装置６を介して反応容器３内に吹き込まれる空気Ｙと混合されて脱リン装置１内を上昇する。反応容器３内を上昇する被処理水Ｘのうち、攪拌助勢管５の内部に流入した被処理水Ｘは、攪拌助勢管５の上端５ｂから排出される際に、上昇する流れＮ１と攪拌助勢管５の外側に回りこみ攪拌助勢管５と反応容器３の本体との間を下方に向かって流れる流れＮ２とに分流される。このため、反応容器３内に図１に示すような縦方向の旋回流Ｓが形成され、被処理水Ｘと空気Ｙとが攪拌される。反応容器３内には、後述するが、管９１を介してマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンが供給された被処理水Ｘが供給されるため、反応容器３内において被処理水Ｘ中にリン酸化合物が析出される。
そして、本実施形態に係る脱リン装置１においては、攪拌助勢管５によって、反応容器３内の被処理水Ｘ及び空気Ｙが攪拌されるため、リン酸化合物の析出を促進させ、被処理水Ｘに含まれるリン酸イオンの除去効率を向上させることができる。なお、反応容器３内では、６０μｍ程度の粒径のリン酸化合物が析出される。
【００２９】
ここで、本実施形態に係る脱リン装置１においては、散気装置６が攪拌助勢管５の鉛直下方に配置され、攪拌助勢管５の内部に向けて空気を吹き込むように配置さている。このため、散気装置６から供給された空気Ｙが攪拌助勢管５の内部に入り込み、攪拌助勢管５の内部の被処理水Ｘの上昇を促進させる。また、散気装置６から噴出される空気Ｙのほぼ全てが攪拌助勢管５の内部に吹き込まれるように設定されているので、散気装置６から噴出された空気Ｙがほぼ全て攪拌助勢管５の内部に入り込み、空気Ｙが攪拌助勢管５と反応容器５の本体との間を下方に向かって流れる流れＮ２を妨げることがない。したがって、流れの強い旋回流Ｓを形成することができ、よりリン酸化合物の析出を促進させることが可能となる。
また、本実施形態に係る脱リン装置１においては、反応容器３の容器径は造粒容器２の容器径よりも大径とされており、反応容器３と造粒容器２とが同軸上に配置されている。このため、造粒容器２から反応容器３に向かって上昇する被処理水Ｘが、主に反応容器３の中央部を上昇する。したがって、攪拌助勢管５と反応容器３の本体との間を下方に向かって流れる流れＮ２を妨げることを防止することができる。
【００３０】
続いて、攪拌助勢管５の上端５ｂから排出された被処理水Ｘは、空気Ｙと混合された状態で回収容器４の回収部４１まで上昇する。そして、回収部４１まで上昇した被処理水Ｘは、回収部４１によって空気Ｙが回収される。なお、被処理水Ｘに含まれるリン酸化合物は、回収部４１のガスフード４４に当たり自重によって沈降する。そして、空気Ｙが回収されると共にリン酸イオンが除去された被処理水Ｘは、上澄み液Ｚとして貯留部４２の上部から越流し、処理水排出ライン２６を介して処理水として脱リン装置１の外部に排出される。なお、貯留部４２の上部には、上澄み液Ｚに向けて水等を噴出するスプレーノズル４６が複数配置されている。このため、上澄み液Ｚの表層に発生する泡を消泡することができ、上澄み液Ｚの貯留部４２からの越流をスムーズに行うことができる。なお、スプレーノズル４６の噴出角度は、１２０°程度が好ましい。これによって、例えば、噴出角度が９０°のスプレーノズルを設置する場合と比較してスプレーノズル４６の設置個数を減少させることができる。
【００３１】
ここで、本実施形態に係る脱リン装置１においては、上述のように回収容器４の断面積が反応容器３の断面積よりも広くされている。このため、反応容器３内における被処理水Ｘの上昇流速よりも上澄み液Ｚの上昇流速が遅くなる。したがって、仮に回収部４１をリン酸化合物が通り抜けた場合であっても、貯留部４２の上部までリン酸化合物が到達することを抑止することが可能となる。
また、回収容器４の断面積が反応容器３の断面積よりも広くし、さらに回収容器４の断面が矩形状に形状設定されているため、上述のように、回収部４１から空気Ｙが漏れることを抑止することができる。このため、回収部４１から漏れた空気Ｙによる上澄み液Ｚの上昇流速の増加を抑止することができ、さらに貯留部４２の上部までリン酸化合物が到達することを抑止することが可能となる。
したがって、本実施形態に係る脱リン装置１によれば、貯留部４２の上部までリン酸化合物が到達することを抑止することができるため、処理水中にリン酸化合物が混入することを抑止することが可能となる。
【００３２】
また、自重によって沈降するリン酸化合物は、最終的には造粒容器２内まで沈降する。そして、本実施形態の脱リン装置１は、造粒容器２内の被処理水Ｘの流速が所望の粒径（例えば、１〜２ｍｍ）のリン酸化合物が抜出ライン２７の高さに浮遊する流速とされている。このため、抜出ライン２７から抜出されるリン酸化合物は、所望の粒径のもののみとなり、商品価値の高いものとなる。また、所望の粒径以下のリン酸化合物は、所望の粒径のリン酸化合物よりも軽量であるため、所望の粒径に造粒されるまでの間において、抜出ライン２７よりも上方に位置することとなる。このため、所望の粒径以下のリン酸化合物を造粒容器内に十分存在させることができ、所望の粒径となるまで造粒することができる。
また、本実施形態の脱リン装置１においては、造粒容器２と接続されている被処理水供給ライン２２が造粒容器２に対して平面視で接線方向から接続されている。このため、造粒容器２内において垂直方向を中心軸とする旋回流が形成される。このため、反応容器３内における被処理水Ｘが攪拌されるとともに、リン酸イオンを多く含む被処理水Ｘの造粒容器２における滞留時間が長くなり、より効率的に造粒容器２内におけるリン酸化合物の造粒を行うことが可能となる。
【００３３】
よって、本実施形態の脱リン装置１によれば、造粒容器２において所望の粒径のリン酸化合物が抜出ライン２７の位置に浮遊する流速で被処理水Ｘが造粒容器２に供給されるため、常に安定して所望の粒径のリン酸化合物を抜出することができる。また、所望の粒径より小さな粒径のリン酸化合物は、所望の粒径となるまで、造粒容器２内に存在することになるため、反応容器３において析出したリン酸化合物が十分な大きさとなるまで、十分に造粒することが可能となる。
【００３４】
続いて、被処理水Ｘと混合された状態で回収部４１に到達した空気Ｙは、被処理水Ｘの一部と共に回収部４１によって回収された後、ライザー管７を介して気液分離器８に供給される。ここで、空気Ｙは、ポンプ等の駆動力を必要とせずライザー管７を被処理水Ｘと共に上昇する。これは、回収部４１のガスフード４４に空気Ｙが溜まることによってガスフード４４内の圧力が上昇し、これによって空気Ｙが被処理水Ｘと共にライザー管７内を上昇するためである。したがって、ライザー管７の長さが長くなればなるほど、ライザー管７内の圧力損失が高くなり、空気Ｙがライザー管７内を上昇するのにより高い圧力が必要となる。例えば、ライザー管７内の圧力損失が特に高い場合には、ガスフード４４内一杯に空気Ｙが溜まっている場合であっても空気Ｙが上昇できる圧力が充分に得られず、ガスフード４４から空気Ｙが漏れ出すこととなる。このようにガスフード４４から空気Ｙが漏れ出した場合には、上述のように空気Ｙによる上澄み液Ｚの上昇流速が増加し、貯留部４２の上部までリン酸化合物が到達する可能性があるため、好ましくない。
このため、ライザー管７内の圧力損失に起因するガスフード４４からの空気Ｙの漏れを抑制するためには、ライザー管７の長さを短くすることが好ましい。そして、ライザー管７内の圧力損失は、ライザー管７の回収容器４より上部７１、すなわち被処理水Ｘの水面より上部７１において特に高くなる。したがって、ライザー管７内の圧力損失に起因するガスフード４４からの空気Ｙの漏れを抑制するには、ライザー管７の上部７１の長さを短くすることが最も効率が良い。
すなわち、本実施形態に係る脱リン装置１のように、ライザー管７の回収容器４より上部７１の高さ、すなわち被処理水Ｘの水面より上部７１の高さを、ガスフード４４から空気Ｙが漏れ出さない高さに設定することによって、ガスフード４４から空気Ｙが漏れ出すことを抑止することが可能となる。
そして、ライザー管７を被処理水Ｘの一部と共に上昇した空気Ｙが、気液分離器８によって、被処理水Ｘと分離され、換気ライン２４を介して脱リン装置１の外部に排気される。また、気液分離器８によって空気Ｙから分離された被処理水は、ダウナー管９に供給される。
【００３５】
ダウナー管９に供給された被処理水Ｘは、ダウナー管９の途中部位に設置されたマグネシウム・アンモニウム供給ライン２５を介してマグネシウム及びアンモニウムが供給される。その後、被処理水Ｘは、管９１と管９２とに分流され、反応容器３及び造粒容器２に供給される。具体的には、管９２に設置されたポンプ１０によってライザー管７を介して供給される被処理水Ｘの一部が管９２に流れ込むようにされ、残りの被処理水Ｘが管９１に流れ込む。そして、ポンプ１０によって管９２を介して造粒容器２に循環供給される被処理水Ｘは、造粒容器２における被処理水Ｘの流速を補足するために供給される。すなわち、ポンプ１０で供給される被処理水Ｘによって造粒容器２での被処理水Ｘの流速が調整される。このようなポンプ１０を設置することによって、被処理水供給ライン２２を介して外部から供給される被処理水Ｘの流量が変動した場合であっても、管９２を介して造粒容器２に供給される被処理水Ｘの流量を調整することができ、これによって、造粒容器２全体における被処理水Ｘの流速を、所望の粒径のリン酸化合物が浮遊する高さが抜出ライン２７の高さとなるように調整することができる。例えば、被処理水供給ライン２２を介して造粒容器２に供給される被処理水Ｘが上述の流速を得るために十分でなかった場合には、管９２を介して供給される被処理水Ｘをポンプ１０によって基準流量に対して増加させることによって上述の流速を得ることができる。また、被処理水Ｘが上述の流速を得るのに多すぎる場合には、管９２を介して供給される被処理水Ｘをポンプ１０によって基準流量に対して減少させることによって上述の流速を得ることが可能となる。
【００３６】
また、管９１，９２を介して反応容器３及び造粒容器２に供給される被処理水Ｘは、回収部４１によって回収され、気液分離器８によって分離されたものであるため、その中には、まだ多少のリン酸化合物を含んでいる。このため、このようなリン酸化合物を含む被処理水Ｘを造粒容器２に供給することによって、造粒容器２内におけるリン酸化合物の造粒を促進することができ、また、このようなリン酸化合物を含む被処理水Ｘを反応容器３に供給することによって、反応容器３内のリン酸化合物の析出を促進させることができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る脱リン装置１においては、マグネシウム・アンモニウム供給ライン２５が分岐前のダウナー管９の途中部位に設置されているため、反応容器３だけでなく造粒容器２にもマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンを含む被処理水Ｘを容易に供給することができる。このように造粒容器２にマグネシウムイオン及びアンモニウムイオンを含む被処理水Ｘを供給することによって、さらにリン酸化合物の造粒を促進させることが可能となる。
このように、本実施形態に係る脱リン装置１は、分離・循環手段（ライザー管７、気液分離器８、ダウナー管９、管９１，９２及びポンプ１０）を備えているため、反応容器３内のリン酸化合物の析出を促進させ、造粒容器２内のリン酸化合物の造粒を促進させることが可能となる。
また、管９１は、上述のように、上方から下方に向けて被処理水Ｘを反応容器３内に供給するように反応容器３に対して斜めに接続されており、攪拌助勢管５の下端５ａより上方に接続されている。このため、管９１を介して反応容器３内に供給される被処理水Ｘが旋回流Ｓを妨げることを抑止することができる。また、管９１を介して反応容器３内に供給された被処理水Ｘは、反応容器３内で攪拌されるため、マグネシウムイオン及びアンモニウムイオンを反応容器３の全体に容易に行きわたらせることができる。また、管９１は、図２に示すように、反応容器３に対して平面視で接線方向から接続されている。このため、反応容器３内において垂直方向を中心軸とする旋回流が形成される。したがって、反応容器３内における被処理水Ｘをさらに攪拌させるため、リン酸化合物の析出をより促進させることが可能となる。なお、外部から反応容器３に被処理水Ｘを供給するための被処理水供給ライン２２も反応容器３に対して平面視で接線方向から接続されているため、垂直方向を中心軸とする旋回流をより強めることができ、反応容器３内における被処理水Ｘをさらに攪拌させることが可能となる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る脱リン装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３９】
例えば、上記実施形態においては、ライザー管７を介して供給される被処理水Ｘの一部を造粒容器２における被処理水Ｘの流速を調整するために用いた。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、外部から水等の液体を造粒容器２に供給することによって造粒容器における被処理水Ｘの流速を調整しても良い。
【００４０】
例えば、上記実施形態においては、攪拌助勢管５を反応容器３内に配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロペラ等の攪拌装置を反応容器３内に配置しても良い。しかしながら、リン酸化合物は、金属と非常に結合し易いため、摺動部や駆動源を有する装置を反応容器３内に配置した場合には、頻繁に点検作業を行う必要が生じ好ましくない。したがって、上記実施形態において示した攪拌助勢管５のように摺動部及び駆動源を有さない攪拌手段を反応容器３内に配置することが好ましい。
【００４１】
また、上記実施形態においては、空気捕集面積を確保するために、回収容器４自体の断面積を反応容器３の断面積よりも広くした。しかしながら、上澄み液Ｚまでリン酸化合物を到達させないようにするのみであれば、回収容器４の回収部４１の断面積は反応容器３の断面積と略同一であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱リン装置１の概略構成を示した断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る脱リン装置１が備える回収部４１の斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１……脱リン装置
２……造粒容器
３……反応容器
４……回収容器
４１……回収部
４２……貯留部
５……攪拌助勢管
６……散気装置
１０……ポンプ（流速調整手段）
Ｘ……被処理水
Ｙ……空気
Ｚ……上澄み液
【図１】
2006239648.tif 000003
【図２】
2006239648.tif 000004
【図３】
2006239648.tif 000005