(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸マグネシウムアンモニウムを造粒するためのリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔を備え、この造粒塔の内部にアンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水を注入するための注入管と、同じく造粒塔の内部にマグネシウム化合物を注入するための注入管と、同じく造粒塔の内部に苛性ソーダを注入するための注入管をそれぞれ設け、前記造粒塔の底部に攪拌用気体吹き込み管と、固体粒子と廃水とを造粒塔の外に引き抜くための固体粒子払い出し管とを設け、さらに、固体粒子払い出し管により引き抜かれた固体粒子と廃水とを造粒塔に返送するための第１の返送管と、この第１の返送管の途中に開閉自在な分岐弁を介して接続され所定の粒径以上の固体粒子を分離し回収するためのスクリーンと、このスクリーンを通過した固体粒子と廃水とを前記造粒塔に返送するための第２の返送管とを設けたことを特徴とする造粒脱リン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水に、マグネシウム化合物を添加するとともにｐＨを８以上に調整し、廃水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固体粒子として除去する際に、生成したリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を効率良く廃水中から分離する手段を有する造粒脱リン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、閉鎖性水域で特に問題となっている富栄養化の一因子であるリンの除去技術にはアルミニウム塩や鉄塩等の金属塩とリンを反応させる凝集分離法、リン鉱石や骨炭等の種晶にヒドロキシアパタイトの形でリンを析出させる晶析法（接触脱リン法）、微生物のリン過剰摂取作用を利用した生物学的脱リン法、例えば嫌気・好気法などがある。
【０００３】
しかし、これらの処理プロセスから発生するリン化合物を含有した２次生成物の処分及び安定化が問題となっている。
このような状況に鑑み、近年、アンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水に、マグネシウム化合物を添加するとともにｐＨを８以上に調整し、廃水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固体粒子として除去し、生成したリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を有効利用する技術が開発された。すなわち、特開平１−１１９３９２号公報には、アンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水に、マグネシウム化合物を添加するとともにｐＨを８以上に調整し、通気によって廃水を攪拌し、リン酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を生成させ、廃水中の浮遊物質と上記リン酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶とを分離して浮遊物質を系外に排出し、さらに上記リン酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶を含む廃水を通気によって攪拌しながら連続的に廃水を供給し、上記リン酸マグネシウムアンモニウムの微細結晶核としてリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を形成し、これを除去する装置及び方法が記載されている。
【０００４】
さらに、特開平５−１５４４８７号公報には、上記の方法によって生成された装置内のリン酸マグネシウムアンモニウム化合物及び廃水中の浮遊物質を空気攪拌し、空気を止め静置して、比重の差異によってリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を下部に、他の浮遊物質を上部に分離させた後、処理装置の下部からリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を取り出すリン酸マグネシウムアンモニウム化合物の分離方法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の方法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固体粒子を装置本体から排出するには、一般的に装置底部からの攪拌のための曝気を一時的に停止し、リン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を沈澱させてから、装置底部の払い出し管より一定量を引き抜く方法が採られてきたため、一時的にしろ、装置底部からの攪拌のための曝気を停止することによって、リン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が払い出し管に詰まったり、あるいは、沈殿した固体粒子を一度に引き抜くのであるから、得られるリン酸マグネシウムアンモニウムの粒径に不揃いが生じるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するもので、粒径の揃ったリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を効率良く回収することのできる造粒脱リン装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために、廃水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固体粒子として除去する装置において、廃水と固体粒子とをリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔に返送するための返送管の途中にスクリーンへの分岐弁を設け、この分岐弁の開口時に前記返送管を流れる廃水と固体粒子をスクリーンに供給して所定の粒径以上の固体粒子をスクリーンによって分離し、スクリーンを通過しない固体粒子のみを回収することにより、粒径の揃ったリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を効率良く回収することができるという事実を見出した。
【０００８】
すなわち本発明は、リン酸マグネシウムアンモニウムを造粒するためのリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔を備え、この造粒塔の内部にアンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水を注入するための注入管と、同じく造粒塔の内部にマグネシウム化合物を注入するための注入管と、同じく造粒塔の内部に苛性ソーダを注入するための注入管をそれぞれ設け、前記造粒塔の底部に攪拌用気体吹き込み管と、固体粒子と廃水とを造粒塔の外に引き抜くための固体粒子払い出し管とを設け、さらに、固体粒子払い出し管により引き抜かれた固体粒子と廃水とを造粒塔に返送するための第１の返送管と、この第１の返送管の途中に開閉自在な分岐弁を介して接続され所定の粒径以上の固体粒子を分離し回収するためのスクリーンと、このスクリーンを通過した固体粒子と廃水とを前記造粒塔に返送するための第２の返送管とを設けたことを特徴とする造粒脱リン装置を要旨とするものである。
【０００９】
ここでの返送として、リン酸マグネシウムアンモニウムの引き抜き時のみ、返送管の洗浄液及びスクリーン通過液を塔上部へ返送するものであり、従来のリン酸マグネシウムアンモニウム肥大化や反応塔内部のスケール付着防止のために処理水を塔下部に循環する循環手段とは異なるものである。
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
図１は、本発明の造粒脱リン装置の一例を示す概略図である。図１において、アンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水は、原水注入ポンプ１によって廃水注入管２からリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔３に注入される。また、マグネシウム槽４内のマグネシウム化合物は、廃水中のリン酸と等モルになるように、マグネシウム供給ポンプ５によってマグネシウム化合物注入管６から前記造粒塔３に注入され、アルカリ槽７内の苛性ソーダは、アルカリ供給ポンプ８によって苛性ソーダ注入管９から造粒塔３に注入される。このときのｐＨは、ｐＨセンサー10で８以上に調整される。11は攪拌ブロワー12に一端が連結された攪拌用気体吹き込み管で、この攪拌用気体吹き込み管11の他端は造粒塔３の底部に連通され、攪拌ブロワー12の動作により造粒塔３の内部に攪拌用気体を供給して曝気・攪拌に供せられるものである。このように、アンモニウムイオン及びリン酸イオンを含む廃水にマグネシウム化合物及び苛性ソーダを添加するとともに、ｐＨを８以上に調整して攪拌を行なうことにより、直径０．２〜０．３ｍｍのリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が生成し、造粒塔３の内部にリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が蓄積される１〜２週間の間隔で、リン酸マグネシウムアンモニウムの引き抜き運転を行なう。一方、処理水は、造粒塔３上部の分離部より越流堰13を経て、処理水タンク14に貯留される。リン酸マグネシウムアンモニウムの引き抜き運転においては、運転切換弁15、洗浄弁16、循環弁17を開き、リン酸マグネシウムアンモニウム引き抜きポンプ18を作動させ、造粒塔３の底部の固体粒子払い出し管19から廃水とリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を引き抜き、第１の返送管20を経てこれらを造粒塔３の上部に返送するとともに、この第１の返送管20の途中に設けられた分岐弁21を開き、廃水と固体粒子とをスクリーン22に供給する。
【００１１】
本発明で用いられるスクリーン22の材質としては、ステンレス等の耐蝕性のあるものが好ましい。
本発明で用いられるスクリーン22としては、例えば、ロータリースクリーン、ドラムスクリーン、ワイヤスクリーン、円弧スクリーン等があげられる。このスクリーン22上へ前記固体粒子払い出し管19より引き抜いた廃水と固体粒子とを供給し、スクリーン22を通過しない粒径を持つリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子23は回収される。
【００１２】
一方、スクリーン22を通過した廃水及び固体粒子は分岐水移送ポンプ24によって、第２の返送管25を経て造粒塔３の上部に返送される。このようにして、スクリーン22で分離可能なリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を造粒塔３の内部より分離し回収した後、運転切替弁15を閉じ、原水でスクリーン22への導入管及びスクリーン22を洗浄し、続いて分岐弁21を閉じ、造粒塔３の上部への第１の返送管20を洗浄する。これらの一連の工程は、シーケンサーにより自動制御で行なわれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施の形態によって具体的に説明する。
図１に示す造粒脱リン装置を用いて、廃水の処理を行なった。
【００１４】
廃水注入管から注入させる廃水としては、消化汚泥脱水ろ液を用い、実効容積１０ｍ3 のリン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔の底部に、６．２５ｍ3 ／ｈｒの流量で廃水を供給した。マグネシウム槽内の３０％の塩化マグネシウムを、廃水中のリン酸と等モルになるように造粒塔内部にマグネシウム化合物注入管から注入し、また、アルカリ槽内の４８％の苛性ソ−ダを造粒塔内部に苛性ソーダ注入管から注入して、ｐＨを９．０に調整して造粒塔内部の攪拌を行なった。これによって、直径０．２〜０．８ｍｍのリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が生成し、造粒塔の内部にリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子が蓄積される１〜２週間の間隔で、リン酸マグネシウムアンモニウムの引き抜き運転を行なった。一方、処理水は、造粒塔上部の分離部より越流堰を経て、処理水タンクに貯留した。リン酸マグネシウムアンモニウムの引き抜き運転においては、運転切換弁、洗浄弁、循環弁を開き、リン酸マグネシウムアンモニウム引き抜きポンプを作動させて、廃水とリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を造粒塔の底部の固体粒子払い出し管から引き抜き、第１の返送管を経てこれらを造粒塔の上部に返送するとともに、この第１の返送管の途中に設けられた分岐弁を開き、廃水と固体粒子とをスクリーンに分岐させた。スクリーンとしては、目開き０．５ｍｍのウェッジワイヤースクリーンを用い、このスクリーン上へ固体粒子払い出し管より引き抜いた廃水と固体粒子とを供給し、スクリーンを通過しない粒径を持つリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子は回収され、スクリーンを通過した廃水及び固体粒子は分岐水移送ポンプによって、第２の返送管を経て造粒塔上部に返送した。
【００１５】
表１に本発明の造粒脱リン装置による水質処理状況を示す。
【００１６】
【表１】
0003883222.tif 000002
【００１７】
表１より明らかなように、本発明の造粒脱リン装置を用いた場合では、リン酸態リンの除去率が９６％と高く、さらに、アンモニア態窒素も１８％除去することができた。
【００１８】
また、本発明の造粒脱リン装置において、上記の運転条件で回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の粒径分布と、装置底部より引き抜いたリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子をスクリ−ンを通さず、そのまま回収する従来の方法によるリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の粒径分布をそれぞれ図２に示す。
【００１９】
従来法に比べ、本発明の造粒脱リン装置を用いた場合では、０．５ｍｍ以下のリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の割合が低く、０．５ｍｍ以上のリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子に粒径が揃っていた。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の造粒脱リン装置は、原水中のリンを効率良く除去することができ、さらに、粒径の揃ったリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を効率良く回収することができる。また、スクリーンの目開きを変更するだけで、所望の粒径のリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の造粒脱リン装置の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の造粒脱リン装置により回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の粒径分布と従来の方法により回収されたリン酸マグネシウムアンモニウムの固体粒子の粒径分布を比較したグラフである。
【符号の説明】
２    廃水注入管
３    リン酸マグネシウムアンモニウム造粒塔
６    マグネシウム化合物注入管
９    苛性ソーダ注入管
１１    攪拌用気体吹き込み管
１９    固体粒子払い出し管
２０    第１の返送管
２１    分岐弁
２２    スクリーン
２３    リン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子
２５    第２の返送管
【図１】
0003883222.tif 000003
【図２】
0003883222.tif 000004