(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン含有汚泥中の固形物を沈殿分離する固液分離槽と、該固液分離槽で固形物を分離した分離液に脱リン剤及びカルシウムイオンを添加して分離液中のリンと添加したカルシウムとを反応させて析出させることにより分離液中からリンを除去する脱リン槽と、前記固液分離槽で分離した固形物と前記脱リン槽でリンを除去した脱リン液とを混合して汚泥濃縮設備に送る経路とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水処理装置に関し、詳しくは、生物脱リン法によるリンを高濃度に含有した汚泥や、嫌気性消化汚泥中に含まれるオルトリン酸イオン態リンを除去して汚泥返流水中のリンの濃度を低下させ、生物脱リン法による排水処理を安定した状態で行うための排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水の処理によって発生する汚泥は、有機物を多く含有しており、放置すれば腐敗して悪臭を発するなどの問題を起こすため、分解、無機化して、その質の安定を図る必要がある。
【０００３】
汚泥の嫌気性消化は、嫌気性微生物の働きにより、汚泥中の有機物を分解し、メタンガスを発生させるものであって、メタンを回収することでエネルギー回収の面からも意義あるものである。しかしながら、処理後の汚泥、即ち消化汚泥中には、アンモニア性窒素、オルトリンが高濃度に含まれており、これらは、返送先で十分に除去できないため、二次処理水中への放出が懸念されている。
【０００４】
一方、消化汚泥は、汚泥中のマグネシウムイオンと反応し、消化汚泥管壁面でリン酸マグネシウムアンモニウム六水和物のスケールを生成し、消化汚泥管の閉塞の原因となっている。これは脱水装置内でも進行し、例えばベルトプレスのろ布の目詰まりの進行を早めたり、遠心脱水機のボール内壁面でスケールを生成させたりするため、維持管理上大きな問題となっている。
【０００５】
また、好気性消化は、散気式又は機械撹拌式エアレーションによって汚泥を好気性状態に保ち、有機物を酸化分解して汚泥を安定化するものである。この方法は、酸素供給が必要なため、運転費が高いなどの短所があり、これまで我が国においては実施例が少ないものの、運転操作が容易であり、悪臭が少ないなどの長所から、今後は、小規模下水処理向けに普及する可能性が残されている。ところが、この方法においても、消化汚泥脱水ろ液中に高濃度のオルトリンが含まれており、これが水処理系に再び戻されることにより、負荷が増大し、二次処理水質の悪化の一因となる。
【０００６】
また、生物学的リン除去法で原水中から除去されたリンは、汚泥中に高濃度で蓄積し、嫌気条件下で水側に再放出されるため、水処理に悪影響を及ぼすことが懸念される。したがって再放出されたリンを効率的に除去する方法が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリンの除去は、第二鉄塩や硫酸アルミニウム（ばん土）のような金属塩及び石灰からなる凝集剤を用いて下水中のリンを凝集させ、これを沈殿除去する凝集沈殿法が最も一般に行われている。しかしながら、この方法では汚泥発生量が多くなり、しかもそれらは難脱水性であるなどの問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、下水の処理によって発生する汚泥中のリンを効率よく除去することができ、排水処理設備の負荷の軽減や二次処理水中へのリンの流出防止を図ることができる排水処理装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、リン含有汚泥中の固形物を沈殿分離する固液分離槽と、該固液分離槽で固形物を分離した分離液に脱リン剤及びカルシウムイオンを添加して分離液中のリンと添加したカルシウムとを反応させて析出させることにより分離液中からリンを除去する脱リン槽と、前記固液分離槽で分離した固形物と前記脱リン槽でリンを除去した脱リン液とを混合して汚泥濃縮設備に送る経路とを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は排水処理装置の参考例を示す説明図である。この排水処理装置は、リン含有汚泥中の固形物を沈殿分離する固液分離槽１０と、リンとカルシウムとを反応させて除去する脱リン槽２０と、カルシウム化合物貯留槽３０及びｐＨ調整剤貯留槽３１を有するものであって、固液分離槽１０には、排水処理設備の消化槽等から引抜いたリン含有汚泥の流入管１１と、固液分離した上層の分離液を脱リン槽２０に供給する分離液供給管１２と、槽底部に沈降した固形物を引抜く固形物引抜管１３とが設けられている。
【００１１】
前記脱リン槽２０は、上部が大径で底面を漏斗状に形成した有底円筒状のものであって、その内部には、大径小径２個の円筒体２１，２２が設けられている。大径円筒体２１の内周部上方には、前記分離液供給管１２の流出部が位置しており、さらに、カルシウム化合物供給管２３、ｐＨ調整剤供給管２４及び脱リン剤供給管２５がそれぞれ設けられている。また、小径円筒体２２の内部には、該円筒体２２内に下向流を発生させる撹拌機２６が設けられている。
【００１２】
さらに、脱リン槽２０の底部には、リンとカルシウムとが反応して脱リン剤表面に析出したリン・カルシウム化合物（リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、ヒドロキシアパタイト等）の結晶を排出するための生成物排出部２７が設けられ、上部には脱リン液排出部２８が設けられている。また、脱リン槽２０の適宜な位置には、ｐＨ計２９が設けられており、このｐＨ計２９の測定値に応じてｐＨ調整剤供給管２４からｐＨ調整剤が投入される。
【００１３】
上記大径円筒体２１は、脱リン槽上部の大径部内に設けられており、上端は水面より上方に位置するように設置されている。この大径円筒体２１の内部に設置される小径円筒体２２は、大径円筒体２１の内周部及び脱リン槽２０の下部内周部との間をドラフトチューブ型撹拌部とするものであって、撹拌機２６により小径円筒体２２の内周に下向流が、外周に上昇流がそれぞれ形成されて循環流となる。
【００１４】
また、大径円筒体２１の外周部と、脱リン槽２０上部の大径部の内周部との間は、分離液流入管１２から流入する分離液量に略相当する液が上昇し、反応により生成した結晶を、その上昇過程で沈降分離させる結晶分離部として作用する。この部分は、小結晶も確実に沈降させるために十分な水面積で形成されている。
【００１５】
脱リン槽２０では、分離液流入管１２から流入する分離液と、カルシウム化合物供給管２３から供給されるカルシウム化合物とが小径円筒体２２の周囲を循環する過程で混合され、分離液中のリンと添加されたカルシウムとが反応してリン・カルシウム化合物が生成し、最初は、種結晶としてあらかじめ投入されたリン酸カルシウムの結晶やりん鉱石等の脱リン剤の表面に析出する。さらに、この表面で反応が進んで結晶が次第に成長し、ある程度の大きさの結晶になると比重差により循環流から分かれて槽底部に沈降する。
【００１６】
このとき、前段の固液分離槽１０で流入汚泥中の固形物をあらかじめ十分に沈殿分離しておくことにより、脱リン槽２０底部の生成物排出部２７から、純度が高く、肥料として有効に利用できるリン・カルシウム化合物を取出すことができる。
【００１７】
また、リン除去した脱リン液は、槽上部の脱リン液排出部２８から抜出され、排水処理設備の適宜な位置に戻されて再処理される。さらに、固液分離槽１０の固形物引抜管１３から引抜かれた固形物は、汚泥濃縮設備等に送られて所定の処理が行われる。
【００１８】
このようにしてリンを除去することにより、汚泥中にリンが大量に蓄積されることを防止でき、二次処理水中にリンが流出することを防止できるとともに、配管中へのスケールの付着を防止でき、汚泥量が増加することもなく、排水処理設備の負荷も軽減できる。
【００１９】
図２は本発明の一形態例を示す説明図である。本形態例の装置構成は、前記参考例と略同様であるから、前記参考例の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２０】
この形態例では、固液分離槽１０における固液分離を、砂等の比重の大きなものの分離だけにとどめ、大部分の汚泥は、そのまま脱リン槽２０に供給して脱リン処理を行うようにし、固液分離槽１０の固形物引抜管１３から引抜いた固形物と、脱リン槽２０の脱リン液排出部２８から抜出された汚泥含有脱リン液は、合流経路４１に合流させて汚泥濃縮設備４２に送るようにしている。
【００２１】
このとき、脱リン槽２０では、固液分離槽１０から供給された汚泥が結晶と共に槽底部に沈殿することを防止しながら、脱リン水と共に脱リン液排出部２８から流出させ、かつ、結晶を流出させずに沈降させるため、結晶の沈降速度Ｖ１と、大径円筒体２１外周部の結晶分離部における上昇流の断面流速Ｖ２と、固液分離槽１０における上昇流の断面流速Ｖ３との関係を、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３となるように設定しておくことが好ましい。
【００２２】
このように、汚泥濃縮設備４２が設けられている排水処理設備の場合は、固液分離槽１０において、脱リン槽２０で生成した結晶と共に沈殿してしまうような比重の大きなものだけを分離するように設定することにより、固液分離槽１０の容量を前記参考例に比べて大幅に小さくすることができるので、装置の小型化が図れ、既存の排水処理設備における消化槽と汚泥濃縮設備４２との間の限られた空間内にも容易に設置することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の排水処理装置によれば、消化汚泥等に含まれるリンを効率よく除去することができるので、二次処理水中にリンが流出することを確実に防止できるとともに、水処理設備の負荷も軽減させることができ、安定した水処理運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  排水処理装置の参考例を示す説明図である。
【図２】  本発明の排水処理装置の一形態例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…固液分離槽、１１…流入管、１２…分離液供給管、１３…固形物引抜管、２０…脱リン槽、２１…大径円筒体、２２…小径円筒体、２３…カルシウム化合物供給管、２４…ｐＨ調整剤供給管、２５…脱リン剤供給管、２６…撹拌機、２７…生成物排出部、２８…脱リン液排出部、２９…ｐＨ計、３０…カルシウム化合物貯留槽、３１…ｐＨ調整剤貯留槽、４１…合流経路、４２…汚泥濃縮設備
【図１】
0004439040.tif 000002
【図２】
0004439040.tif 000003