(57)【要約】【課題】  種結晶となるアパタイトの微粒子を排水中から生成させることにより、種結晶としてリン鉱石等を使用せずに晶析法を実施することができる脱リン装置を提供する。【解決手段】  排水中に高濃度で含まれるリンを晶析させて除去する脱リン装置において、排水の一部を抜き出して固液分離する固液分離手段（膜分離装置１１）と、該固液分離手段で分離した分離液にカルシウム化合物を投入して分離液中のリンと反応させることにより不溶性乃至難溶性のリン化合物の微粒子を析出させる種結晶生成槽１２と、該種結晶生成槽で生成したリン化合物の微粒子とカルシウム化合物とを排水の残部に投入して反応させることにより、該排水中に含まれるリンをカルシウム化合物と反応させて前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽１３とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水中に含まれるリンを不溶性乃至難溶性のリン化合物として晶析させて前記排水中から除去する脱リン装置において、前記排水の一部を抜き出して固液分離する固液分離手段と、該固液分離手段で分離した分離液にカルシウム化合物を投入して分離液中のリンと反応させることにより不溶性乃至難溶性のリン化合物の微粒子を析出させる種結晶生成槽と、該種結晶生成槽で生成した前記リン化合物の微粒子とカルシウム化合物とを前記排水の残部に投入して反応させることにより該排水中に含まれるリンをカルシウム化合物と反応させて前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽とを備えていることを特徴とする脱リン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱リン装置に関し、詳しくは、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水中に含まれる高濃度のリンを晶析法によって排水中から除去する脱リン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水の浄化を生物処理によって行う下水処理設備から発生する汚泥系の排水は、比較的高濃度のリン酸性のリンを含むとともにＳＳ濃度も高くなっている。ＳＳ濃度の高い排水中のリンを除去する方法としては、排水にカルシウム化合物を投入するとともにｐＨ調整を行うことにより、リンとカルシウム化合物とを反応させてアパタイトとして種結晶上に晶析させ、成長した粗大なアパタイトの結晶を重力的にＳＳ成分と分離させる晶析法が広く行われている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３０７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、晶析法で使用する種結晶には、リン鉱石が主に用いられているが、日本での生産はほとんどなく、輸入に頼っているのが実情である。このため、将来的にリン鉱石の入手が困難になると、晶析法のプロセスが成立しなくなってしまうという問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、種結晶となるアパタイトの微粒子を排水中から生成させることにより、種結晶としてリン鉱石等を使用せずに晶析法を実施することができる脱リン装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の脱リン装置は、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水中に含まれるリンを不溶性乃至難溶性のリン化合物として晶析させて前記排水中から除去する脱リン装置において、前記排水の一部を抜き出して固液分離する固液分離手段と、該固液分離手段で分離した分離液にカルシウム化合物を投入して分離液中のリンと反応させることにより不溶性乃至難溶性のリン化合物の微粒子を析出させる種結晶生成槽と、該種結晶生成槽で生成した前記リン化合物の微粒子とカルシウム化合物とを前記排水の残部に投入して反応させることにより該排水中に含まれるリンをカルシウム化合物と反応させて前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の脱リン装置によれば、固液分離手段によってＳＳ成分を分離した分離液にカルシウム化合物を投入し、必要に応じてｐＨ調整を行うことにより、分離液中のリンとカルシウム化合物とを反応させて不溶性のリン化合物であるアパタイトの微粒子を生成させることができ、この微粒子をカルシウム化合物と共に排水中に投入することにより、前記微粒子を種結晶として排水中のリンを晶析させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の一形態例を示す脱リン装置の系統図である。この脱リン装置は、排水の固液分離を行う固液分離手段である膜分離装置１１と、該膜分離装置１１で分離した分離液中のリンをカルシウム化合物と反応させて不溶性のリン化合物であるアパタイトの微粒子を生成させる種結晶生成槽１２と、該種結晶生成槽１２で生成した微粒子とカルシウム化合物とを前記排水の残部に投入して反応させることにより該排水中に含まれるリンを前記微粒子上に晶析させる晶析反応槽１３とを備えている。
【０００８】
原水流入経路１４から脱リン装置に流入する排水（原水）は、一部が分岐経路１５に分岐して膜分離装置１１に流入し、排水中のＳＳ成分が膜分離され、ＳＳ成分が濃縮した状態の排水は、戻り経路１６を通って前記原水流入経路１４に戻され、ＳＳ成分が分離除去された分離液は経路１７を通って種結晶生成槽１２に導入される。
【０００９】
種結晶生成槽１２には、カルシウム化合物として水酸化カルシウム水溶液を投入するためのカルシウム化合物添加経路１８が設けられており、このカルシウム化合物添加経路１８から、排水のｐＨやリン濃度等の条件に応じた量の水酸化カルシウムを含む水溶液が添加投入される。種結晶生成槽１２では、分離液中のリン酸性のリンと水酸化カルシウムとが反応し、主として不溶性のリン酸カルシウムが析出してリン酸カルシウムを主体とするアパタイト結晶からなる微粒子（以下、種結晶という）が分離液中に生成する。生成した種結晶は、重力沈降や濾過等の適宜な固液分離手段によって分離され、種結晶経路１９を通って晶析反応槽１３に投入される。また、種結晶を分離した液は、流出経路２０から抜き出される。
【００１０】
晶析反応槽１３には、前記原水流入経路１４からの原水、前記種結晶経路１９からの種結晶及びカルシウム化合物添加経路２１からの水酸化カルシウム水溶液が流入しており、原水中に含まれるリン酸性のリンと水酸化カルシウムとが反応し、種結晶の表面に晶析してアパタイトの結晶が成長する。所定の大きさに成長したアパタイトの結晶は、槽底部の結晶回収経路２２から引き抜かれ、リンが除去された排水（処理水）は、槽上部の処理水経路２３から流出する。
【００１１】
晶析反応槽１３は、従来の晶析反応槽と同じ構造を採用することができ、種結晶や成長中の結晶と槽内の液とを効果的に接触させるための流動化手段や、所定の大きさに成長した結晶を重力分離するための結晶分離部等を設けておくことができる。また、結晶回収経路２２から引き抜いた結晶を分級して小さな結晶を晶析反応槽１３に循環させるようにしてもよい。
【００１２】
前記膜分離装置１１における固液分離及び種結晶生成槽１２における種結晶の生成は、連続的に行うことも可能であり、バッチ方式で行うこともでき、晶析反応槽１３からのアパタイト結晶の引抜量に応じて種結晶を晶析反応槽１３に投入するようにすればよい。また、生成した種結晶を分離液から分離することなく、種結晶を含む分離液の全量を晶析反応槽１３に流入させることも可能である。
【００１３】
さらに、種結晶生成槽１２には、水酸化カルシウム水溶液を投入することが好ましいが、他のカルシウム化合物、例えば塩化カルシウムと、ｐＨ調整剤、例えば水酸化ナトリウムとを適当な割合で投入するようにしてもよい。また、リンとの反応によって不溶性乃至難溶性の化合物を生成する他の物質、例えばマグネシウム化合物を加えることも可能である。
【００１４】
このように、下水の生物処理によって発生する汚泥系の排水のように、高濃度のリン酸性のリンと高濃度のＳＳ成分とを含む排水を膜分離装置１１のような固液分離手段で固液分離した後に、種結晶生成槽１２で分離液中の高濃度のリンとカルシウム化合物とを所定のｐＨ範囲で反応させることにより、晶析反応槽１３での種結晶として使用可能な状態のアパタイトの微粒子を析出させることができる。これにより、リン鉱石等の種結晶を別途手配する必要がなくなり、安定した状態で脱リン装置を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一形態例を示す脱リン装置の系統図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１…膜分離装置、１２…種結晶生成槽、１３…晶析反応槽、１４…原水流入経路、１８…カルシウム化合物添加経路、１９…種結晶経路、２１…カルシウム化合物添加経路、２２…結晶回収経路、２３…処理水経路
【図１】
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