(57)【要約】【課題】下水、排水に含まれるリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収して、高純度で且つ病原性の低い肥料原料として再利用することができる。【解決手段】リンおよびアンモニア含有汚水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させると同時に前記結晶粒子を消毒する生成・消毒工程１８と、前記結晶粒子を回収する回収工程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】
リンおよびアンモニア含有汚水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させると同時に前記結晶粒子を消毒する生成・消毒工程と、前記結晶粒子を回収する回収工程とを備えたことを特徴とする、肥料原料の製造方法。
【請求項２】
リンおよびアンモニア含有返流水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させる生成工程と、生成した前記結晶粒子を回収する回収工程と、回収した前記結晶粒子を消毒する消毒工程とを備えたことを特徴とする、肥料原料の製造方法。
【請求項３】
リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成する生成設備と、生成した前記結晶粒子を回収する回収設備と、回収した前記結晶粒子を消毒する消毒手段とを備え、前記生成設備は、リンおよびアンモニア含有返流水の導入手段、マグネシウム化合物の添加手段、および、前記結晶粒子の排出手段を有することを特徴とする、肥料原料の製造装置。
【請求項４】
前記生成設備と、前記回収設備と、前記消毒手段とがこの順序で配されていることを特徴とする、請求項３記載の、肥料原料の製造装置。
【請求項５】
前記消毒手段は、ハロゲン系化合物添加、紫外線照射、オゾン添加および加熱の内の少なくとも一つを使用する手段であることを特徴とする、請求項３または４記載の、肥料原料の製造装置。
【請求項６】
前記回収設備の後段に、前記結晶粒子を分級する分級手段が設けられ、前記分級手段により分級された前記結晶粒子の内、小径のものを前記生成設備に循環する循環手段を備えたことを特徴とする、請求項３から５の内の何れか１つに記載の、肥料原料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、肥料原料の製造方法および製造装置、特に、下水、排水に含まれるリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収して、高純度で且つ病原性の低い肥料原料を得ることができる、肥料原料の製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の肥料原料の製造方法を示す工程図を図５に示す。
【０００３】
図５に示されるように、流入下水１は、最初沈殿池２、生物反応工程３および最終沈殿池４からなる標準活性汚泥処理工程によって処理される。標準活性汚泥処理工程によって発生する初沈汚泥５および余剰汚泥６は、混合され、混合汚泥７として濃縮工程８および脱水工程９を経て減容化される。脱水工程９からの脱水ケーキ１０は、焼却処理もしくは埋立処分される。濃縮工程８および脱水工程９において分離された返流水（汚水）１１は、固液分離工程１２に送られ、ここで重力沈降によって濁質分が除かれる。濁質分が除かれた返流水１１中には、下水由来のアンモニウムイオンの他に、濃縮工程８や脱水工程９での汚泥貯留時に汚泥から放出されたリン酸（オルトリン酸イオン）が多量に含まれている。
【０００４】
返流水１１は、この中のリン酸イオンを除去するために導入手段１６を介して生成工程（生成設備）１３に送られる。生成工程１３においては、マグネシウム化合物添加手段１７から返流水１１中にマグネシウム塩が添加され、これにより、返流水１１中のリン酸イオンを、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として析出させる。
【０００５】
生成工程１３によって生成されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を含む濁質液は、排出手段２２を介して回収工程（回収設備）１４に送られ、ここで、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が濁質分から分離される。
【０００６】
一方、生成工程１３において、リン酸イオンが除かれた後の返流水１１は、上記活性汚泥処理工程へ戻され、再処理される。
【０００７】
そして、回収工程１４において回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、肥料原料として利用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、例えば、緩効性肥料としてそのまま使用することが考えられ、さらにカリウム塩を混合して造粒等の加工を施すことにより、植物の三大栄養素を含む窒素、燐酸、カリ肥料として有効に利用することが可能である。
【０００９】
しかしながら、回収工程１４により回収されるリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子中には、有機物を主体とする濁質分が混在しているので、大腸菌等、病原性細菌の繁殖の原因となるといった問題があった。
【００１０】
従って、この発明の目的は、下水、排水に含まれるリン酸イオンをリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収して、高純度で且つ病原性の低い肥料原料を得ることができる、肥料原料の製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、リンおよびアンモニア含有返流水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させると同時に前記結晶粒子を消毒する生成・消毒工程と、前記結晶粒子を回収する回収工程とを備えたことに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、リンおよびアンモニア含有返流水にマグネシウム化合物を添加して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成させる生成工程と、生成した前記結晶粒子を回収する回収工程と、回収した前記結晶粒子を消毒する消毒工程とを備えたことに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を生成する生成設備と、生成した前記結晶粒子を回収する回収設備と、回収した前記結晶粒子を消毒する消毒手段とを備え、前記生成設備は、リンおよびアンモニア含有返流水の導入手段、マグネシウム化合物の添加手段、および、前記結晶粒子の排出手段を有することに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、生成設備と、回収設備と、消毒手段とがこの順序で配されていることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、消毒手段は、ハロゲン系化合物添加、紫外線照射、オゾン添加および加熱の内の少なくとも一つを使用する手段であることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項３から５の内の何れか１つに記載の発明において、回収設備の後段に、結晶粒子を分級する分級手段が設けられ、分級手段により分級された結晶粒子の内、小径のものを生成設備に循環する循環手段を備えたことに特徴を有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の、肥料原料の製造方法の一実施様態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、この発明の、肥料原料の製造方法を示す工程図である。
【００１９】
図１に示すように、流入下水１は、最初沈殿池２、生物反応工程３および最終沈殿池４からなる標準活性汚泥工程によって処理される。標準活性汚泥工程によって発生する初沈汚泥５および余剰汚泥６は、混合され、混合汚泥７として濃縮工程８および脱水工程９を経て減容化される。脱水工程９からの脱水ケーキ１０は、焼却処理もしくは埋立処分される。一方、濃縮工程８および脱水工程９において分離された返流水１１は、固液分離工程１２において重力沈降により濁質分が除かれる。
【００２０】
このようにして、濁質分が除かれた返流水１１は、導入手段１６を介して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子の生成・消毒工程（生成・消毒設備）１８に送られ、ここで、マグネシウム化合物添加手段１７からマグネシウム塩が添加される。これによって、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶が析出し、成長して、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が生成され、これと同時に消毒手段１９によってリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子が消毒される。結晶粒子の生成と消毒を同時に行うことによって、消毒効率の向上および設備の小型化が図れる。次いで、このようにして消毒されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子は、排出手段２２を介して回収工程（回収設備）１４に送られ、ここで、水切りされ、液分が除去される。
【００２１】
このようにして回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子１５は、消毒されているために、大腸菌などの病原性細菌が繁殖する恐れがなく、高純度なリン酸マグネシウムアンモニウムとして肥料原料に再利用される。
【００２２】
消毒手段としては、塩素、臭素などのハロゲン系化合物を利用する手段、紫外線照射を利用する手段、オゾンを利用する手段、加熱処理を施す手段等が有効である。消毒手段としては、通常、これらの内の１つの手段を用いるが、これらの手段を組み合わせても良い。
【００２３】
以上の例は、結晶粒子の生成と消毒とを同時に行う方法であるが、図２に示すように、消毒工程（消毒手段）２０を個別に設け、生成工程（生成設備）１３により返流水１１にマグネシウム化合物添加手段１７から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の結晶粒子を生成し、次いで、この結晶粒子を、排出手段２２を介して回収工程（設備）１４に送って回収し、そして、消毒工程（消毒手段）２０によって消毒しても良い。
【００２４】
図２に示す方法において、生成工程（生成設備）１３によって結晶粒子を生成した後、排出手段２２を介して消毒工程（消毒手段）２０に送って消毒し、そして、回収工程（回収設備）１４によって回収しても良い。
【００２５】
図３に示すように、図１に示す方法において、回収工程（設備）１４によって回収した結晶粒子の粒度をそろえるために分級工程（分級手段）２１を回収工程（回収設備）１４の後段に設け、分級した結晶粒子の内、小径のものを生成・消毒工程（生成・消毒設備）１８に循環手段２３によって循環して、リン酸マグネシウムアンモニウム析出の種結晶として再利用しても良い。分級手段は、特に限定されないが、篩や振動を利用する分級手段が特に有効である。
【００２６】
図４に示すように、生成工程（生成設備）１３、回収工程（設備）１４、分級工程（分級手段）２１、消毒工程（消毒手段）２０をこの順序で配し、分級工程（分級手段）２１によって分級した結晶粒子の内、小径のものを生成工程（生成設備）１３に循環手段２３によって循環しても良い。このように分級工程（分級手段）２１の後段に消毒工程２０を配することによって、粒径の大きいもののみを消毒することができるので、結晶粒子全体を消毒する場合に比べて消毒時間および費用を削減することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、下水、排水に含まれるリン酸イオンを、リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子として回収する回収工程の前段または後段に消毒工程を設けることによって、高純度で且つ病原性の低いリン酸マグネシウムアンモニウムを製造することが可能である。従って、窒素、リンを含む緩効性肥料の原料として有効に再利用が可能である。また、分級工程を設けることによって、粒度のそろったリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子を製造することが可能である等、種々の有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の肥料原料の製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【図２】この発明の肥料原料の製造方法の他の実施態様を示す工程図である。
【図３】この発明の肥料原料の製造方法のさらに別の実施態様を示す工程図である。
【図４】この発明の肥料原料の製造方法のさらに別の実施態様を示す工程図である。
【図５】従来の肥料原料の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１：流入下水
２：最初沈殿池
３：生物反応工程
４：最終沈殿池
５：初沈汚泥
６：余剰汚泥
７：混合汚泥
８：濃縮工程
９：脱水工程
１０：脱水ケーキ
１１：返流水
１２：固液分離工程
１３：生成工程
１４：回収工程
１５：リン酸マグネシウムアンモニウムの結晶粒子
１６：返流水の導入手段
１７：マグネシウム化合物の添加手段
１８：生成・消毒工程
１９：消毒手段
２０：消毒工程
２１：分級工程
２２：排出手段
２３：循環手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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