(57)【要約】【課題】好気処理した体内にリン成分を蓄積した汚泥を加熱処理することで、リン成分を液相中に放出させて、これを金属塩等の凝集剤を加えて凝集させて回収する従来のリン回収方法では、回収率に関しては未だ充分といえるものではなかった。【解決手段】有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥を取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程とを含む有機性廃水からリンを回収する方法。【選択図】        図１
2004188380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥を取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程とを含むことを特徴とする有機性廃水からリンを回収する方法。
【請求項２】
有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥として取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程と、液相に凝集剤を加えてリン成分を難溶性のリン酸塩として回収する工程からなることを特徴とする有機性廃水からリンを回収する方法。
【請求項３】
有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥として取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程と、液相を濃縮して回収する工程からなることを特徴とする有機性廃水からリンを回収する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水や産業廃水等の有機性廃水からリンを回収する方法に係わり、特に活性汚泥法を利用して廃水中のリン成分を汚泥中取り込ませて、この汚泥を適宜に処理することによりリン成分を回収するリンの回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性廃水中からリンを回収して有効利用しようとする試みには、例えば次の方法がある。すなわち、嫌気状態におかれることでエネルギー獲得のためにリン成分を放出した微生物は、次いで好気状態におかれることでリン成分を過剰摂取して体内に蓄積する。この微生物の性質を利用して、生物学的処理により発生した汚泥からリン成分を回収し、これを有効利用しようとする方法である（特許文献１参照）。具体的には好気処理した体内にリン成分を蓄積した汚泥を５０〜９０℃で加熱処理することで、リン成分を液相中に放出させて、これを金属塩等の凝集剤を加えて凝集させて回収するものである。しかもこの方法によって放出されるリン成分は主としてポリリン酸の形態であるから、凝集沈殿させるために必要な金属塩などの凝集剤の必要量が格段に少なくなるとされているものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０１１８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
回収したリン成分を肥料等として有効利用しようとするときには、汚泥中のリン成分を出来るだけ高い割合で回収することが必要である。特許文献１に開示された汚泥を加熱処理する方法では、汚泥中のリン成分を簡易にしかも低いランニングコストで放出させることができるものの、リン成分の回収率に関しては未だ充分といえるものではない。
【０００５】
本発明は汚泥中のリン成分、ひいては有機性廃水中のリン成分をより高い割合で回収することができる回収方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の第一の発明は、有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥を取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程とを含む有機性廃水からリンを回収する方法である。
【０００７】
第二の発明は、有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥として取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程と、液相に凝集剤を加えてリン成分を難溶性のリン酸塩として回収する工程からなることを特徴とする有機性廃水からリンを回収する方法である。
【０００８】
第三の発明は、有機性廃水からリンを回収する方法であって、有機性廃水を活性汚泥法で処理して汚泥として取り出す工程と、この汚泥中に酸化剤を添加する工程と、酸化剤が添加された汚泥を６０〜９０℃で１０〜１２０分間加熱処理して汚泥中のリン成分を液相中に溶出させる工程と、液相を濃縮して回収する工程からなることを特徴とする有機性廃水からリンを回収する方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の有機性廃水からリンを回収する方法を実施するための処理設備の概略フローである。図中１１は嫌気槽で１は曝気槽である。これに続いて固液分離槽２が設けられ、更に酸化剤添加槽３、熱交換器６、加熱槽４、固液分離槽５が連設される。固液分離槽５の他方は熱交換器６へ連設され更に凝集剤添加槽７、固液分離槽８、濃縮脱水槽９が連設される。有機性廃水Ａを嫌気槽１１中に導入して嫌気的消化を行なうと共に微生物体内に貯留されたリン成分を液相中に放出させる。この廃水Ａを曝気槽１へ導入して、ここで廃水Ａは好気処理されて廃水中に放出されたリン成分は微生物の体内に過剰摂取（体内過剰蓄積）される。曝気処理されて微生物体内にリン成分が濃縮された廃水Ａ１を固液分離槽２へ送り、ここで微生物の塊である汚泥粒子は沈殿濃縮されて、濃度が２．５％程度の汚泥Ａ１となる。固液分離槽２より引き抜かれた汚泥Ａ１は酸化剤添加槽３へ送られて、ここで酸化剤であるペルオキソ二硫酸アンモニウムが添加されて攪拌される。
【００１０】
酸化剤添加槽３で処理された汚泥Ａ２は熱交換器６へ送られて、ここで後述する上澄水Ａ４と熱交換して加熱されて加熱槽４へ送られる。加熱槽４では例えば熱源である蒸気式加熱装置（図示省略）により汚泥Ａ２は約７０℃に加熱され６０分間滞留する。この加熱槽４で汚泥Ａ２の汚泥粒子（微生物）はリン成分を液相に放出する。加熱槽４でリン成分を液相中に放出した汚泥Ａ３は固液分離槽５へ送られて、ここでリン成分を多量に含んだ上澄水と濃縮汚泥（汚泥粒子）とに固液分離される。固液分離された後の液Ａ４は熱交換器６へ送られて、ここで前記したように汚泥Ａ２と熱交換してこれを加熱し、また液Ａ４自体は冷却されて凝集剤添加槽７へ送られる。凝集剤添加槽７では凝集剤として塩化カルシウムを加えて、リン成分を難溶性のリン酸カルシウムとして析出させ固液分離槽８にて沈殿させる。この沈殿物を更に濃縮脱水槽９へ送って、ここでリン酸カルシウムを沈殿させてこれを分離する。固液分離槽８の上澄液および濃縮脱水槽９の脱水液は系外へ排出するか嫌気槽１１へ戻す。
【００１１】
図２は本発明の方法により、汚泥濃度２．５％の汚泥において、汚泥粒子から液相へのリン成分の放出試験を行なった結果を示したものである。図中棒グラフＡは汚泥粒子中に含まれた全リン成分を１００として、その中でリン酸、ポリリン酸、その他リンの各々の含有割合を示したものである。棒グラフＢ〜Ｇは各処理により汚泥粒子から液相へリン成分を放出させたときの、液相中のリン成分と汚泥粒子に残存したリン成分との割合及び液相へ放出されたリン酸、ポリリン酸、その他リンの各々の含有割合を示したものである。
【００１２】
Ｂは濃縮汚泥を加熱処理のみを実施した場合を示し、Ｃ〜Ｇは本発明の回収方法に係わるもので、酸化剤を添加して攪拌した後Ｂと同等の加熱処理を行なった場合を示す。Ｃ〜Ｇの試験においては酸化剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウムを使用した。またＣからＧに向かって酸化剤の添加量を１．６％〜８．９％へと順次多くしていったものである。
【００１３】
本試験によれば、加熱処理のみの場合は汚泥粒子中に含まれるリン成分のうち約３３％のリンが液相へ放出されるに留まるが、酸化剤を添加して攪拌しその後加熱処理を行なったものは、最大で約５５％のリンが放出されることがわかる。酸化剤の添加量を多くするにつれて、液相へ放出されるリン成分は増加するが、それは７％程度でほぼ飽和するものと考えられる。また汚泥粒子中に存在するリン成分のうち、リン酸およびポリリン酸の形態のものは高い割合で液相へ放出されるが、その他の形態のリンはほとんど放出されないことがわかる。
【００１４】
図３は図２に示したリン成分が放出された液相に凝集剤である塩化カルシウムを添加して、リン成分を難溶性のリン酸カルシウムとして析出沈殿させたうえで、液相中に残存するリン成分の割合を示したものである。その結果では塩化カルシウムを添加する前の液相中の全リン成分のうち約８％のリンが液相に残存するものの、約９２％のリン成分がリン酸カルシウムとして沈殿回収されたことになる。図２に示す試験結果と図３に示す試験結果とを総合すれば、本発明によるリン成分の収率は、固液分離槽２より引き抜かれる汚泥Ａ１に含まれる全リン成分をベースとして５５％×９２％＝約５０％となる。
【００１５】
本実施の形態では酸化剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウムを使用したが、これに限られるものではなく、廃水処理で酸化剤としてしばしば使用されるオゾン、過酸化水素、次亜塩素酸ソーダを使用してもよい。
【００１６】
図４は他の実施の形態を示す処理設備の概略フローである。図１に示す実施の形態と同じものには同一の符号を付す。図中１は曝気槽で、これに続いて固液分離槽２が設けられ、更に酸化剤添加槽３、熱交換器６、加熱槽４、固液分離槽５、濃縮器１０が連設される。濃縮器１０では固液分離槽５で得られたリン成分を多量に含む上澄水を液肥に適する濃度まで蒸発濃縮し濃縮リン成分として排出する。この濃縮リン成分は液肥として利用することができる。濃縮槽１０の排熱は熱交換器６へ供給して汚泥Ａ２を加熱することができる。または加熱槽４へ供給してその熱源として利用することもできる。
【００１７】
図１及び図４に示した実施の形態においては、嫌気槽１１を曝気槽１の前工程に配置して、有機性廃水を嫌気処理の後に好気処理する廃水処理フローにおける本発明の適用例を示した。本発明の適用はこれらの廃水処理フローに限られるものではなく、例えば好気処理の前に嫌気無酸素処理等を行なうフロー（Ａ２Ｏ法）にも適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は上記の構成としたから、有機性廃水中のリン成分をより高い割合で回収することができるリンの回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリンの回収方法を実施するための処理設備の概略フローを示す。
【図２】本発明のリンの回収方法の試験を行なった結果を示す棒グラフである。
【図３】本発明のリンの回収方法の試験を行なった結果を示す棒グラフである。
【図４】本発明のリンの回収方法を実施するための他の処理設備の概略フローを示す。
【符号の説明】
１  曝気槽
２  固液分離槽
３  酸化剤添加槽
４  加熱槽
５  固液分離槽
６  熱交換器
７  凝集剤添加槽
８  固液分離槽
９  濃縮脱水槽、
１０  濃縮槽
１１  嫌気槽
【図１】
2004188380.tif 000003
【図２】
2004188380.tif 000004
【図３】
2004188380.tif 000005
【図４】
2004188380.tif 000006