(57)【要約】【課題】浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との混合廃液に含まれるリンや窒素を再資源可能なリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）として回収することができる。【解決手段】浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との廃液を均一に混合する混合工程５と、混合工程５において混合された廃液に凝集剤を添加し混和する凝集混和工程６と、凝集混和工程６において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程８と、固液分離工程８において分離された汚泥を脱水する脱水工程９と、固液分離工程８において分離された上澄み液と脱水工程９からの脱水ろ液とを混合してＭＡＰを生成させるＭＡＰ生成工程１１と、ＭＡＰ生成工程１１において得られたＭＡＰを回収するＭＡＰ回収工程１２と、ＭＡＰ生成工程１１からの脱離液を硝化脱窒処理する生物反応工程１４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】
浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との廃液を均一に混合する混合工程と、前記混合工程において混合された廃液に凝集剤を添加し混和する凝集混和工程と、前記凝集混和工程において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された汚泥を脱水する脱水工程と、前記固液分離工程において分離された上澄み液と前記脱水工程からの脱水ろ液とを混合してリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させるＭＡＰ生成工程と、前記ＭＡＰ生成工程において得られたリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するＭＡＰ回収工程と、前記ＭＡＰ生成工程からの脱離液を硝化脱窒処理する生物反応工程とを備えたことを特徴とするし尿廃液処理装置。
【請求項２】
浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との廃液を均一に混合する混合工程と、前記混合工程において混合された廃液に凝集剤を添加し混和する凝集混和工程と、前記凝集混和工程において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された汚泥を脱水する脱水工程と、前記固液分離工程において分離された上澄み液を導入してリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させるＭＡＰ生成工程と、前記ＭＡＰ生成工程において得られたリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するＭＡＰ回収工程と、前記ＭＡＰ生成工程からの脱離液と前記脱水工程からの脱水ろ液とを混合して硝化脱窒処理する生物反応工程とを備えたことを特徴とするし尿廃液処理装置。
【請求項３】
前記固液分離工程がろ布を用いたろ過装置からなることを特徴とする、請求項１または２に記載のし尿廃液処理装置。
【請求項４】
前記凝集混和工程において無機系凝集剤および高分子凝集剤の少なくとも１つを添加する凝集剤添加設備を有することを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のし尿廃液処理装置。
【請求項５】
リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後に分級手段を設けることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載のし尿廃液処理装置。
【請求項６】
前記分級手段において分級したリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の一部を、リン酸マグネシウムアンモニウムの生成工程で再利用することを特徴とする、請求項５に記載のし尿廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、し尿廃液処理装置、特に、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との混合廃液中に含まれるリンや窒素をリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）として回収するし尿廃液処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、し尿廃液の処理方法においては、リンや窒素を除去するための手段として、生物学的硝化脱窒処理方法や、嫌気好気法、凝集沈殿法等を組み合わせた方法が多く採用されている。その一例として、膜分離高負荷脱窒処理プロセスが挙げられる。
【０００３】
また、近年、浄化槽汚泥の混入する比率が高い場合に適用されるプロセスとして、前記膜分離高負荷脱窒処理プロセスを改良し、簡略化した浄化槽汚泥対応型プロセスが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのプロセスは、生物反応工程に係る負荷変動が大きく運転操作が煩雑であること、脱リンのために多量の薬剤を使用すること、しかも、再資源可能なリン等の有用物質を回収する方法を組み合わせたプロセスではないこと等の種々の問題点があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は、し尿廃液の処理に際し、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との混合廃液中に含まれるリンや窒素を再資源可能なＭＡＰとして回収すると共に、リンや窒素の除去効率を大幅に改善することにより生物反応工程に係る負荷を軽減することが可能なし尿廃液処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との廃液を均一に混合する混合工程と、前記混合工程において混合された廃液に凝集剤を添加し混和する凝集混和工程と、前記凝集混和工程において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された汚泥を脱水する脱水工程と、前記固液分離工程において分離された上澄み液と前記脱水工程からの脱水ろ液とを混合してリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させるＭＡＰ生成工程と、前記ＭＡＰ生成工程において得られたリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するＭＡＰ回収工程と、前記ＭＡＰ生成工程からの脱離液を硝化脱窒処理する生物反応工程とを備えたことに特徴を有するものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との廃液を均一に混合する混合工程と、前記混合工程において混合された廃液に凝集剤を添加し混和する凝集混和工程と、前記凝集混和工程において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された汚泥を脱水する脱水工程と、前記固液分離工程において分離された上澄み液を導入してリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させるＭＡＰ生成工程と、前記ＭＡＰ生成工程において得られたリン酸マグネシウムアンモニウムを回収するＭＡＰ回収工程と、前記ＭＡＰ生成工程からの脱離液と前記脱水工程からの脱水ろ液とを混合して硝化脱窒処理する生物反応工程とを備えたことに特徴を有するものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、固液分離工程がろ布を用いたろ過装置からなることに特徴を有するものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、凝集混和工程において無機系凝集剤および高分子凝集剤の少なくとも１つを添加する凝集剤添加設備を有することに特徴を有するものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、リン酸マグネシウムアンモニウムを回収した後に分級手段を設けることに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の発明において、分級手段において分級したリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の一部を、リン酸マグネシウムアンモニウムの生成工程で再利用することに特徴を有するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のし尿廃液処理装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
この発明の処理対象となるし尿廃液は、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との混合廃液であるが、浄化槽汚泥には、合併浄化槽汚泥や農集汚泥を含んでも良い。また、この発明において、浄化槽汚泥または生し尿からなる廃液には、雑廃水等を含んでも良い。
【００１４】
図１は、この発明のし尿廃液処理装置を示すブロック図であり、生し尿１と浄化槽汚泥２の両方を受け入れる例である。
【００１５】
図１において、３は、生し尿１を導入して夾雑物を除去する第１前処理工程であり、４は、浄化槽汚泥２を導入して夾雑物を除去する第２前処理工程である。第１および第２前処理工程３および４は、髪の毛、砂、石、紙、繊維、ゴム製品、その他ゴミ等の夾雑物を除去する工程であり、その構成は限定されない。
【００１６】
５は、第１、第２前処理工程３、４において前処理された各々の廃液を均一に混合する混合工程であり、攪拌翼等の攪拌手段により廃液を攪拌混合する。６は、混合工程５からの均一に混合された廃液に、凝集剤添加設備７から無機系凝集剤および高分子凝集剤の少なくとも１つを添加し、混和する凝集混和工程である。８は、凝集混和工程６において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程である。９は、固液分離工程８において分離された汚泥を脱水して、脱水汚泥１０と脱水ろ液とに分離する脱水工程である。
【００１７】
１１は、固液分離工程８で分離された上澄み液および脱水工程９からの脱水ろ液にマグネシウム塩を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）を生成させるＭＡＰ生成工程である。１２は、ＭＡＰ生成工程１１により生成されたＭＡＰの結晶を回収するＭＡＰ回収工程である。１４は、ＭＡＰ生成工程１１からのリンおよび窒素が除去された脱離液を硝化脱窒処理する生物反応工程である。生物反応工程１４からの余剰汚泥１５は、脱水工程９へ供給される。
【００１８】
このように構成されている、この発明のし尿廃液処理装置によれば、以下のようにして、し尿廃液が処理される。
【００１９】
第１および第２前処理工程３および４において処理された各々の廃液（生し尿１と浄化槽汚泥２）は、混合工程５に導入され、ここで、攪拌翼等の攪拌手段によって均一に混合され、次いで、凝集混和工程６に供給される。凝集混和工程６において、凝集剤添加設備７からポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、ポリ鉄等の無機系凝集剤や高分子凝集剤が添加され攪拌混和される。凝集混和された廃液は、凝集汚泥を分離するために固液分離工程８に導入される。固液分離工程８において分離された汚泥は、脱水工程９に導入され、脱水工程９において減容化される。脱水汚泥１０は、焼却処理されるか、生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として使用される。
【００２０】
固液分離工程８からの上澄み液と脱水工程９からの脱水ろ液とは、ＭＡＰ生成工程１１にそれぞれ送られ、ここでマグネシウム塩が添加されて、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）の結晶を析出、成長させる。ＭＡＰの結晶は、ＭＡＰ回収工程１２において回収される。ＭＡＰ生成工程１１においてリンおよび窒素が除去された脱離液は、生物反応工程１４へ導入され、硝化脱窒処理が施される。さらに、生物反応工程１４からの余剰汚泥１５は、脱水工程９へ供給され、脱水処理される。ＭＡＰ回収工程１２において回収されたＭＡＰ１３は、肥料原料として利用が可能である。
【００２１】
次に、この発明のし尿廃液処理装置の他の実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図２は、この発明の他のし尿廃液処理装置を示すブロック図であり、上記例と同様に、生し尿１と浄化槽汚泥２の両方を受け入れる例である。
【００２３】
図２において、３は、生し尿１を導入して夾雑物を除去する第１前処理工程であり、４は、浄化槽汚泥２を導入して夾雑物を除去する第２前処理工程である。第１および第２前処理工程３および４は、髪の毛、砂、石、紙、繊維、ゴム製品、その他ゴミ等の夾雑物を除去する工程であり、その構成は限定されない。
【００２４】
５は、第１、第２前処理工程３、４において前処理された各々の廃液を均一に混合する混合工程であり、攪拌翼等の攪拌手段により廃液を攪拌混合する。６は、混合工程５からの均一に混合された廃液に、凝集剤添加設備７から無機系凝集剤および高分子凝集剤の少なくとも１つを添加し、混和する凝集混和工程である。８は、凝集混和工程６において凝集剤が添加された廃液を上澄み液と汚泥とに固液分離する固液分離工程である。９は、固液分離工程８において分離された汚泥を脱水して、脱水汚泥１０と脱水ろ液とに分離する脱水工程である。
【００２５】
１１は、固液分離工程８で分離された上澄み液にマグネシウム塩を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）を生成させるＭＡＰ生成工程である。１２は、ＭＡＰ生成工程１１により生成されたＭＡＰの結晶を回収するＭＡＰ回収工程である。１４は、ＭＡＰ生成工程１１からのリンおよび窒素が除去された脱離液および脱水工程９からの脱水ろ液を硝化脱窒処理する生物反応工程である。生物反応工程１４からの余剰汚泥１５は、脱水工程９へ供給される。
【００２６】
このように構成されている、この発明の他のし尿廃液処理装置によれば、以下のようにして、し尿廃液が処理される。
【００２７】
第１および第２前処理工程３および４において処理された各々の廃液（生し尿１と浄化槽汚泥２）は、混合工程５に導入され、ここで、攪拌翼等の攪拌手段によって均一に混合され、次いで、凝集混和工程６に供給される。凝集混和工程６において、凝集剤添加設備７からポリ塩化アルミニウム、塩化第２鉄、ポリ鉄等の無機系凝集剤や高分子凝集剤が添加され攪拌混和される。凝集混和された廃液は、凝集汚泥を分離するために固液分離工程８に導入される。固液分離工程８において分離された汚泥は、脱水工程９に導入され、脱水工程９において減容化される。脱水汚泥１０は、焼却処理されるか、生ゴミと混合してメタン発酵用原料もしくはコンポスト用原料として使用される。
【００２８】
固液分離工程８からの上澄み液は、ＭＡＰ生成工程１１に送られ、ここでマグネシウム塩が添加されて、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）の結晶を析出、成長させる。ＭＡＰの結晶は、ＭＡＰ回収工程１２において回収される。ＭＡＰ生成工程１１においてリンおよび窒素が除去された脱離液は、脱水汚泥１０からの脱水ろ液と共に、生物反応工程１４へ導入され、硝化脱窒処理が施される。さらに、生物反応工程１４からの余剰汚泥１５は、脱水工程９へ供給され、脱水処理される。ＭＡＰ回収工程１２において回収されたＭＡＰ１３は、肥料原料として利用が可能である。
【００２９】
なお、図１および図２に示すように、ＭＡＰ回収工程１２の後にＭＡＰ分級工程１６を設けて、粒子径の小さいＭＡＰ結晶をＭＡＰ生成工程１１に返送すれば、ＭＡＰ生成における種結晶として粒子径の小さいＭＡＰ結晶を再利用することができ、これにより、より効率的且つ良質なＭＡＰの製造が可能となる。
【００３０】
さらに、固液分離工程８は、重力沈降装置、遠心分離装置、浮上分離装置、ろ布ろ過装置等を用いることができるが、ろ布ろ過装置が好ましい。この場合、使用されるろ布は、濁質成分等を除去することのできるろ布であり、主に通気度１〜２，０００ｍＬ／ｃｍ２／分のろ布が用いられる。さらに、ろ布ろ過装置形式は、加圧打込み式、加圧圧搾式、ろ布走行式、ろ布ろ過ドラム式等が用いられる。また、ろ布ろ過への通水方式は、外圧型と内圧型があるが何れであっても良い。得られるろ過液のＳＳ濃度は、濁質分がろ布表面上に堆積したケーキを用いてろ過するため、０．１ｍｇ／Ｌ以下とすることが可能である。また過大な加圧ポンプを用いる必要はなく、安価なろ布を使用するため、経済的にも有利である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、浄化槽汚泥または浄化槽汚泥と生し尿との混合廃液に含まれるリンや窒素を再資源可能なリン酸マグネシウムアンモニウムとして回収することができ、しかも、硝化脱窒処理の前段においてリン酸マグネシウムアンモニウムとして回収することにより、リンや窒素の除去効率を大幅に改善することができるので、生物反応工程にかかる負荷を軽減することができるといった有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のし尿廃液処理装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の他のし尿廃液処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：生し尿
２：浄化槽汚泥
３：第１前処理工程
４：第２前処理工程
５：混合工程
６：凝集混和工程
７：凝集剤添加設備
８：固液分離工程
９：脱水工程
１０：脱水汚泥
１１：ＭＡＰ生成工程
１２：ＭＡＰ回収工程
１３：ＭＡＰ
１４：生物反応工程
１５：余剰汚泥
１６：ＭＡＰ分級工程
【図１】
2004141747.tif 000003
【図２】
2004141747.tif 000004