(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
晶析法によってリン含有水からリンを除去する方法において、いずれか一方の槽に固液分離部を有する第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の各々にリン含有水を供給し、第一晶析反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、晶析したリン酸マグネシウムアンモニウムを含有する液を第一晶析反応槽の固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水とに固液分離し、該固液分離した微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を熟成部を有する第二晶析反応槽に導入するか、あるいは晶析したリン酸マグネシウムアンモニウムを含有する液を第二晶析反応槽に導入し、該槽の固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水とに固液分離し、該固液分離した微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を熟成部に導き、該熟成部で該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒子を成長させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送することを特徴とする脱リン方法。
【請求項２】
晶析反応槽として第一晶析反応槽と固液分離部及び熟成部を有する第二晶析反応槽とを用い、各晶析反応槽の底部にリン含有水を供給し、第一晶析反応反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を含有する流出液を第二晶析反応反応槽の固液分離部に導入し、固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水を分離して該粒子を熟成部に導入し、該熟成部において該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒径を増加させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送することを特徴とする脱リン方法。
【請求項３】
晶析反応槽として第一晶析反応槽と固液分離部及び熟成部を有する第二晶析反応槽とを用い、各晶析反応槽の底部にリン含有水を供給し、第一晶析反応反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を含有する流出液を第二晶析反応反応槽の熟成部に導入し、該熟成部において該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒径を増加させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送し、前記熟成槽からの処理水を固液分離部に導入して該固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水を分離して該粒子を熟成部に導入することを特徴とする脱リン方法。
【請求項４】
第二晶析反応槽の熟成部における液流速が、第一晶析反応槽における液流速よりも遅いことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の脱リン方法。
【請求項５】
晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、リン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる反応部と、結晶化したリン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子を含む処理水を抜き出す抜き出し管と、処理したリン含有水の全量或いは一部を第二晶析反応槽の固液分離部に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、第一晶析反応槽からの流出液から微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を分離する固液分離部と微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、熟成部は固液分離部底部に接続され、固液分離部は処理水を流出させる流出管を備え、熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
【請求項６】
晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、リン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる反応部と、結晶化したリン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子を含む処理水を抜き出す抜き出し管と、処理したリン含有水の全量或いは一部を第二晶析反応槽の熟成部に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、第一晶析反応槽からの流出液から微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を分離する固液分離部と微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、熟成部は固液分離部底部に接続され、固液分離部は処理水を流出させる流出管を備え、熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
【請求項７】
前記第一晶析反応槽の流出液に、高分子凝集剤を添加する手段を設けたことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の脱リン装置。
【請求項８】
前記第一晶析反応槽及び第二晶析反応槽の流出液の一部を、前記第一晶析反応槽に返送する移送管を設けたことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の脱リン装置。
【請求項９】
晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、反応部と、該反応部からの液より微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶と処理水とに分離する固液分離部とからなり、前記反応部はリン含有水からリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる手段を備えており、結晶化したリン酸マグネシウム固体粒子を抜き出す抜き出し管を備え、前記固液分離部は処理水の流出管と、分離した微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第二晶析反応槽に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、前記熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リンを含有する水中のリンを、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）の結晶を析出させることにより、除去する方法及び装置に係わり、特に、リン含有水中のリンを効率的に低濃度まで低下させ、更に均一な粒径のＭＡＰ粒子を得る脱リン方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水、し尿、排水などを嫌気、及び好気処理した後の脱水処理工程、消化工程から出る廃水は、リン及びアンモニアを含有している。それらの廃水のようなリン含有水にマグネシウムを添加し、ｐＨを調整することによってＭＡＰを生成させ、リンを除去する方法が提案されている。これをＭＡＰ法という。ＭＡＰ法の適用は、廃水中のリン濃度が５０〜５００ｍｇ／リットルの範囲にあることが多い。
ＭＡＰは、液中のマグネシウム、アンモニウム、リン、水酸基が以下のような形態で反応し、生成される。
Mg2++NH4+ +HPO42- +OH - +6H2O →  MgNH4PO4・6H2O(MAP)+H2O
【０００３】
ＭＡＰを生成させるための条件は、リン、アンモニア、マグネシウム、水酸基の各モル濃度を掛け合わせた濃度（イオン積という。［ＨＰＯ42-］［ＮＨ4+］［Ｍｇ2+］［ＯＨ-］；［  ］内の単位はｍｏｌ／リットル）が、ＭＡＰの溶解度積以上のときである。このとき、被処理水中のリン濃度に対し、アンモニア濃度、マグネシウム濃度を等モル、或いはそれ以上となるように存在させると、処理水のリン濃度をより低下させることが可能となる。
マグネシウムの添加量は、流入するリンに対しモル比で１．２位になるようにすると効率的で良い。添加するマグネシウムは、塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムが主な物質である。
【０００４】
処理方式は、流動層方式が多い。この方法は、反応槽内にＭＡＰ粒子を高濃度に保ち、被処理水を上向流で通水することにより、ＭＡＰ粒子を流動化させ、その粒子表面上でＭＡＰの生成を行うものである。流動化させるＭＡＰ粒子は、液上昇流速以上の沈降速度を持った粒子とする。粒子の流動が悪い場合には、機械的攪拌や空気攪拌などをする。
この方法のメリットは、ＭＡＰの生成反応と固液分離を一緒に行うことができることにある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の処理方式で脱リンを行った場合、次のような問題点があった。
反応槽内で、被処理水中のリン、アンモニウムとマグネシウム、アルカリ成分との混合状態が悪いと、微細なＭＡＰが析出し、それらの沈降速度は被処理水の上昇流速よりも遅いために反応槽から流出し、良好にリンの除去がなされないという問題が生じた。
また、反応槽内のＭＡＰ粒子は肥大化する傾向にあり、ＭＡＰ粒子が過度に肥大化すると槽内にあるＭＡＰ粒子の総表面積が減少して、装置容積当たりのリン回収量が低下するという問題点もあった。
【０００６】
本発明者らが得た知見によると、ＭＡＰ平均粒子径１ｍｍの場合、ＭＡＰ充填容積当たりに回収可能なリンは最大で約７０ｋｇ−Ｐ／ｍ3／ｄ、ＭＡＰ平均粒子径２ｍｍの場合、最大で約５０ｋｇ−Ｐ／ｍ3／ｄ、ＭＡＰ平均粒子径３ｍｍの場合、最大で約２０ｋｇ−Ｐ／ｍ3／ｄと、粒径の増加と共に充填容積当たりのリンの回収量は著しく低下した。
そこで、反応槽内のＭＡＰ粒子径を所望の粒径に保つことが必要となるが、従来、砂或いは別途作成した小さなＭＡＰ粒子を添加し反応槽内の粒径を制御していた。この場合、得られるＭＡＰの純度等を考慮すると、種晶を選定、調達する煩わしさがあり、また、添加設備を別途設けなければならなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するために考案されたものであり、晶析反応槽において流動層形式で行うＭＡＰ粒子の生成に際し、該反応装置外から別途種晶を添加する必要がなく、該反応槽内で生成した微細ＭＡＰ粒子を効率的に成長させ、成長させたＭＡＰ粒子を種晶として脱リンを行う方法及び装置を
提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の手段を用いることによって、上記の課題を解決することができた。
（１）晶析法によってリン含有水からリンを除去する方法において、いずれか一方の槽に固液分離部を有する第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の各々にリン含有水を供給し、第一晶析反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、晶析したリン酸マグネシウムアンモニウムを含有する液を第一晶析反応槽の固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水とに固液分離し、該固液分離した微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を熟成部を有する第二晶析反応槽に導入するか、あるいは晶析したリン酸マグネシウムアンモニウムを含有する液を第二晶析反応槽に導入し、該槽の固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水とに固液分離し、該固液分離した微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を熟成部に導き、該熟成部で該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒子を成長させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送することを特徴とする脱リン方法。
（２）晶析反応槽として第一晶析反応槽と固液分離部及び熟成部を有する第二晶析反応槽とを用い、各晶析反応槽の底部にリン含有水を供給し、第一晶析反応反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を含有する流出液を第二晶析反応反応槽の固液分離部に導入し、固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水を分離して該粒子を熟成部に導入し、該熟成部において該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒径を増加させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送することを特徴とする脱リン方法。
（３）晶析反応槽として第一晶析反応槽と固液分離部及び熟成部を有する第二晶析反応槽とを用い、各晶析反応槽の底部にリン含有水を供給し、第一晶析反応反応槽においてリン酸マグネシウムアンモニウムを晶析後、微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子を含有する流出液を第二晶析反応反応槽の熟成部に導入し、該熟成部において該微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子表面にリン含有水中のリンを晶析させて粒径を増加させ、該成長粒子を第一晶析反応槽に返送し、前記熟成槽からの処理水を固液分離部に導入して該固液分離部で微細リン酸マグネシウムアンモニウム粒子と処理水を分離して該粒子を熟成部に導入することを特徴とする脱リン方法。
（４）第二晶析反応槽の熟成部における液流速が、第一晶析反応槽における液流速よりも遅いことを特徴とする前記（２）又は（３）記載の脱リン方法。
【０００９】
（５）晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、リン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる反応部と、結晶化したリン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子を含む処理水を抜き出す抜き出し管と、処理したリン含有水の全量或いは一部を第二晶析反応槽の固液分離部に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、第一晶析反応槽からの流出液から微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を分離する固液分離部と微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、熟成部は固液分離部底部に接続され、固液分離部は処理水を流出させる流出管を備え、熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
（６）晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、リン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる反応部と、結晶化したリン酸マグネシウムアンモニウム固体粒子を含む処理水を抜き出す抜き出し管と、処理したリン含有水の全量或いは一部を第二晶析反応槽の熟成部に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、第一晶析反応槽からの流出液から微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を分離する固液分離部と微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、熟成部は固液分離部底部に接続され、固液分離部は処理水を流出させる流出管を備え、熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
（７）前記第一晶析反応槽の流出液に、高分子凝集剤を添加する手段を設けたことを特徴とする前記（５）又は（６）記載の脱リン装置。
（８）前記第一晶析反応槽及び第二晶析反応槽の流出液の一部を、前記第一晶析反応槽に返送する移送管を設けたことを特徴とする前記（５）又は（６）記載の脱リン装置。
【００１０】
（９）晶析法によってリン含有水中のリンを除去する装置において、前記リン含有水の導入管が第一晶析反応槽と第二晶析反応槽の底部に接続され、第一晶析反応槽は、反応部と、該反応部からの液より微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶と処理水とに分離する固液分離部とからなり、前記反応部はリン含有水からリン酸マグネシウムアンモニウムを生成させる手段を備えており、結晶化したリン酸マグネシウム固体粒子を抜き出す抜き出し管を備え、前記固液分離部は処理水の流出管と、分離した微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第二晶析反応槽に移送させる移送管を備え、第二晶析反応槽は、微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を成長させる熟成部からなり、前記熟成部はリン酸マグネシウムアンモニウムを成長させる手段と成長させた微細なリン酸マグネシウムアンモニウム結晶を第一晶析反応槽に返送する返送管を具備することを特徴とする脱リン装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。なお、以下では簡便のために被処理水である「リン含有水」を「原水」という。
図１は、本発明の前提である参考例を実施する処理系の１形態を示し、反応槽は第一晶析反応槽１、第二晶析反応槽３からなり、両槽の間に固液分離装置２が設けられている。第二晶析反応槽３は熟成部５を有する。
原水６の供給管は第一晶析反応槽１の底部と第二晶析反応槽３の底部にそれぞれ接続しており、マグネシウムイオン或いはマグネシウム化合物８の供給管、場合によりアルカリ成分９の供給管は、第一晶析反応槽１の下部と第二晶析反応槽３の底部に接続している。
【００１２】
第一晶析反応槽１の上部は流出管で固液分離装置２の上部に接続しており、第一晶析反応槽１の上部から出る流出水１０は固液分離装置２（具体的には沈殿槽であるので以下「沈殿槽２」という）の内部に設置された内筒１２の上部に供給され、内筒１２の内部を流下するようにされ、沈殿槽２の底部で反転し、内筒１２の周囲を上昇するようにされ、沈殿槽２の上方へ流れるが、その際微細ＭＡＰ粒子はそのまま降下して底に溜まるので、そこで前記液流出水１０と微細ＭＡＰ粒子１４との固液分離が行われる。沈殿槽２で固液分離された液は、沈殿槽２上部に設置された処理水流出管より処理水１３として流出される。一方、沈殿槽２の底部に溜まった微細ＭＡＰ粒子１４は、スラリーとして移送管１５で第二晶析反応槽３の上部に送られる。
【００１３】
第二晶析反応槽３の下部には、原水供給管７からの原水６が供給され、それにさらにマグネシウムイオン８とアルカリ成分９が供給され、熟成部５の内部で緩やかな上昇流れを形成して流れ、そこでは沈殿槽２から供給された微細ＭＡＰ粒子を核としてＭＡＰ粒子が成長し、ある程度径の大きなＭＡＰ粒子が得られる。熟成部５の下部には、微細ＭＡＰ粒子の流動をよくすることを目的に、曝気装置（エアレーション）１９（図４及び図６参照）を備えてある。この場合、機械的攪拌などでもよい。熟成部５の底部を第一晶析反応槽１の底部に成長微細ＭＡＰ粒子供給管１７で接続させて、熟成部５で成長したある程度径の大きなＭＡＰ粒子を第一晶析反応槽１におけるＭＡＰ粒子形成用の核として供給するようにしている。
【００１４】
このように、原水６は、第一晶析反応槽１の底部及び第二晶析反応槽３の底部に上向流で連続通水させられる。原水６のみの供給量だけでは各槽内における必要な液の上昇速度を確保するには不足するようなときには、場合によっては、必要量の処理水１３を第一晶析反応槽１の下部、或いは第二晶析反応槽３の下部に供給しても良い。
第一晶析反応槽１内は、平均径１〜２ｍｍのＭＡＰ粒子が、原水６、処理水１３の上昇流速により流動化しており、原水中のリン、アンモニウムは、マグネシウム、アルカリ分との反応により、ＭＡＰ粒子の表面で晶析する。第一晶析反応槽内のＭＡＰ粒子の流動が悪い場合には、曝気攪拌、機械攪拌しても良い。晶析反応槽内の液流速は２０〜７０ｍ／ｈｒとすると、１〜２ｍｍのＭＡＰ粒子が良好に流動する。
第一晶析反応槽１の頂部からは、５０〜２００μｍの微細ＭＡＰ粒子を含んだ流出水が流出する。
【００１５】
沈殿槽２は、第一晶析反応槽１よりも断面積を大きくしており、液の上昇流速を抑えることにより、微細ＭＡＰ粒子を分離回収している。この場合、図３に示すように、沈殿槽２の直前で、高分子凝集剤１８を添加すると沈殿槽池容積を小さくできて良い。
【００１６】
第二晶析反応槽３の熟成部５では、およそ５０〜５００μｍ微細なＭＡＰ粒子が流動しており、第一晶析反応槽１と同様、被処理水５中のリン、アンモニウムは、マグネシウム分、アルカリ分との反応により、前記の微細なＭＡＰ粒子の表面で晶析する。熟成部５内の液流速は２〜２０ｍ／ｈｒと、第一晶析反応槽１よりも遅くする。微細ＭＡＰ粒子の滞留時間を５〜１０日とすると、第一晶析反応槽１より流出した５０〜２００μｍの微細ＭＡＰ粒子は、およそ３００〜５００μｍに成長する。
【００１７】
熟成部４で成長した微細ＭＡＰ粒子１６は、連続的、あるいは間欠的に第一晶析反応槽１に供給する。その供給位置は第一晶析反応槽１の上部、中部、底部どこでもよい。供給手段は、図１又は図２に示すように供給管１７を用いても、また図４に示すように、ポンプ２０等で供給してもよい。
本発明者らは、０．３〜０．５ｍｍに成長させた微細ＭＡＰ粒子を、連続的或いは間欠的に第一晶析反応槽１内に供給するにあたり、微細ＭＡＰ粒子の供給量を変えることで、第一晶析反応槽１内に存在するＭＡＰ粒子平均粒径を制御できることを見いだした。
【００１８】
図２は、本発明を実施する処理系の代表的な一形態を示し、反応槽は第一晶析反応槽１、第二晶析反応槽３からなり、沈殿槽２は存在せず、第二晶析反応槽３の中に組み込まれており、同槽は、固液分離部である沈殿部４及び熟成部５からなる。熟成部５は沈殿部４の底部に接続して設けられている。
原水６の供給管７は第一晶析反応槽１の底部と第二晶析反応槽３の熟成部５の底部にそれぞれ接続しており、マグネシウムイオン８或いはマグネシウム化合物の供給管、場合によりアルカリ成分９の供給管は、第一晶析反応槽１の下部と熟成部５の下部に接続している。
【００１９】
第一晶析反応槽１の上部は流出管で第二晶析反応槽３の上部に接続しており、第一晶析反応槽１の上部から出る流出液１０は第二晶析反応槽３の沈殿部４の内部に設置された内筒１２の上部に供給され、内筒１２の内部を流下するようにされ、沈殿部４の底部で反転し、下方の熟成部５から上昇してくる流れと合わさって内筒１２の周囲を上昇するようにされ、第二晶析反応槽３の上方へ流れるが、その際微細ＭＡＰ粒子はそのまま降下して熟成部５に入るので、そこで前記流出水１０と微細ＭＡＰ粒子１４との固液分離が行われる。第二晶析反応槽３の沈殿部４で固液分離された液は、第二晶析反応槽３の上部に設置された処理水流出管より処理水１３として流出される。
【００２０】
熟成部５の下部には、原水供給管７からの原水６が供給され、それにさらにマグネシウムイオン８とアルカリ成分９が供給され、熟成部５の内部で緩やかな上昇流れを形成しており、そこでは沈殿部４から降下してきた微細ＭＡＰ粒子を核としてＭＡＰ粒子が成長し、ある程度径の大きなＭＡＰ粒子が得られ、これを第一晶析反応槽１の底部に熟成ＭＡＰ移送管１５で接続して、成長したある程度径の大きなＭＡＰ粒子を第一晶析反応槽１におけるＭＡＰ粒子形成用の核として供給することは、図１の場合と同様である。
【００２１】
図１の場合と同様に、原水６は、第一晶析反応槽１の底部及び第二晶析反応槽３の熟成部５の底部に上向流で連続通水させられるが、この場合には第二晶析反応槽３に沈殿部４が組み込まれて一体化しているので、構成が単純化される。沈殿槽２底部の微細ＭＡＰ粒子スラリーを第二晶析反応槽３の上部に送る手段を設ける必要がない。
第二晶析反応槽３の沈殿部４は、微細ＭＡＰ粒子を分離回収するために第一晶析反応槽１よりも断面積を大きくしており、液の上昇流速を抑えるようにしているが、熟成部５では成長した微細ＭＡＰ粒子が下に降下する程度の流速とすることが好ましい。この場合、図３に示すように、沈殿部４の直前で、高分子凝集剤１８を添加すると沈殿部容積を小さくできて良い。
【００２２】
第二晶析反応槽３の熟成部５では、およそ５０〜５００μｍ微細なＭＡＰ粒子が流動しており、第一晶析反応槽１と同様、原水６中のリン、アンモニウムは、マグネシウム分、アルカリ分との反応により、前記の微細なＭＡＰ粒子の表面で晶析する。熟成部５内の液流速は２〜２０ｍ／ｈｒと、第一晶析反応槽１よりも遅くする。微細ＭＡＰ粒子の滞留時間を５〜１０日とすると、第一晶析反応槽１より流出した５０〜２００μｍの微細ＭＡＰ粒子は、およそ３００〜５００μｍに成長する。熟成部５で成長した微細ＭＡＰ粒子は、連続的、あるいは間欠的に第一晶析反応槽１に供給する。その供給手段は図１の場合と同様である。
【００２３】
原水６の供給量によっても異なるが、第一晶析反応槽１内でのＭＡＰ粒子の滞留時間を１０〜４０日くらいにすると、０．３〜０．５ｍｍの微細ＭＡＰ粒子は、１．５〜２ｍｍほどの粒子となる。微細ＭＡＰ粒子の第一晶析反応槽１への供給量は、ＭＡＰ粒子の抜出量に対し、１／１０〜１／４０にすると良い。
なお、図１〜６において、１１は抜き出すＭＡＰ粒子を示す。
【００２４】
本発明の脱リン方法としては、図５に示す方法も考えられる。
図５において、第一晶析反応槽１を流出した微細ＭＡＰ粒子含有水である流出水１０は、第二晶析反応槽３の熟成部５に全量或いは一部導入され、微細ＭＡＰ粒子を成長させた後、成長した微細ＭＡＰ粒子を第一晶析反応槽１に返送する。図５は、流出水１０の全量を熟成部５に導入する場合を示したものである。この場合には、熟成部５に流出液１０の全量が入り、かつそこでの液の上昇流れの速度が第一晶析反応槽１内での液の上昇流れの速度より小さくして、成長した微細ＭＡＰ粒子が落下できるようにするために、熟成部５の内径は第一晶析反応槽１の内径よりも大きくする必要がある。第二晶析反応槽３の上部には、まだ成長しない微細ＭＡＰ粒子が沈殿部が流出しない程度の液の上昇流れの速度となるように、径が拡大した固液分離部を設ける必要がある。この場合も、熟成部５に導入する直前で高分子凝集剤１８（図示省略）を添加すると、第二晶析反応槽３の小型化が図れる。
【００２５】
また、図７は、図１の固液分離装置を第一晶析反応槽の上部に一体として設けた形式を取った本発明の脱リン方法の工程系統図を示すものである。この場合装置は、反応槽が２基だけであるので簡単となる。固液分離装置を図１と同様に沈殿部とした場合、第一晶析反応槽１は、図７に示すように反応部の上部が沈殿部４の下部に連通しており、微細ＭＡＰ粒子を含む液は反応部の上部から沈殿部４の内筒１２の周囲部に入り、そこで断面積が増大することにより液の上昇速度が著しく低下して、微細ＭＡＰ粒子が沈殿部４の中程で滞留するようになる。微細ＭＡＰ粒子を分離した液は沈殿部４の上端で処理水１３として流出する。沈殿部４の中程で滞留している微細ＭＡＰ粒子は、移送管１５を経て第二晶析反応槽３の熟成部５に送られる。この場合、沈殿部４における内筒１２の内部は曝気装置１９からのガスによる気泡の上昇路となるので、内筒１２の下端は気泡を集めやすいようにラッパ状とすることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
以下において、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は、この実施例により限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
メタン発酵の処理水を用いて、図６に示す処理系で脱リン処理を行った。
メタン発酵処理水に、第２表に示す所定の濃度になるようにリン、アンモニウムを添加した液を被処理水（原水）とし、内径１５０ｍｍφ×高さ３６００ｍｍのカラムを第一晶析反応槽１として、第一晶析反応槽１下部より上向流で通水させた。第一晶析反応槽１を流出した被処理水は、内径３００ｍｍφ×高さ３．０ｍの第二晶析反応槽３の熟成部５付き沈殿部４の内筒（内径１５０ｍｍφ×高さ１．２ｍ）１２に供給した。実験条件を第１表に示す。
【００２８】
【表１】
0004025037.tif 000002
【００２９】
３０日間連続通水した処理結果を以下の第２表に示す。原水のＴ−Ｐ濃度１１８ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐは１６．４ｍｇ／リットル、リンの除去率は８６％であった。第一晶析反応槽１内のＭＡＰ粒子平均径は１．２〜１．５ｍｍの間で安定しており、極端に小さくなったり、大きくなったりすることはなかった。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
比較例１
メタン発酵の処理水を用いて、図８に示す処理系で比較実験を行った。
メタン発酵処理水に第４表に示す所定の濃度になるようにリン、アンモニウムを添加した液を被処理水（原水）とし、内径１５０ｍｍφ×高さ３６００ｍｍのカラムを晶析反応槽２１として、晶析反応槽下部より上向流で通水させた。晶析反応槽を流出した液を処理水とした。実験条件を第３表に示す。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
３０日間連続通水した後の処理結果を以下の第４表に示す。原水のＴ−Ｐ濃度１０６ｍｇ／リットルに対し、処理水Ｔ−Ｐは４０．５ｍｇ／リットルであり、リンの除去率は６２％であった。３０日後晶析反応槽内のＭＡＰ粒子平均径は３．１ｍｍに成長しており、流動の悪化、除去率の低下が見られた。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、晶析反応装置外から種晶を添加することなく、晶析反応槽内のＭＡＰ平均粒径が制御可能となり、長期にわたり安定したＭＡＰ粒子径と処理水質を得ることが可能となる。
さらに、本発明によれば、原水を第一晶析反応槽の底部と第二晶析反応槽の熟成部の底部に上向流で連続通水させることにより、好ましくは熟成部内の液流速を第一晶析反応槽の液流速よりも遅くすることにより、熟成部で成長した微細ＭＡＰ粒子を第一晶析反応槽の上部、中部、底部の任意の位置に供給し、一方第一晶析反応槽を流出した微細ＭＡＰ粒子含有水を第二晶析反応槽の熟成部に供給しても、十分満足できる効率的な脱リン方法が得られるという、装置設計の面で極めて自由度の高い脱リン装置が得られるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  別の固液分離部で分離した微細ＭＡＰ粒子を第二晶析反応槽へ導入する態様を採用した本発明の前提となる参考例の脱リン方法の工程系統図である。
【図２】固液分離部及び熟成部を有する第二晶析反応槽を用いる態様を採用した本発明の脱リン方法の工程系統図である。
【図３】図２の態様において、第一晶析反応槽の流出液に高分子凝集剤を添加するようにした本発明の脱リン方法の工程系統図である。
【図４】第二晶析反応槽に曝気装置を設け、成長微細ＭＡＰ粒子をポンプで第一晶析反応槽に送るようにした本発明の脱リン方法の工程系統図である。
【図５】第一晶析反応槽の流出液の全量を第二晶析反応槽の熟成部に送るようにした本発明の脱リン方法の工程系統図である。
【図６】本発明の脱リン方法の実施例で採用した態様を説明する工程系統図である。
【図７】図１の固液分離装置を第一晶析反応槽の上部に一体として設けた本発明の脱リン方法の工程系統図である。
【図８】比較例の脱リン方法の原理を説明する工程系統図である。
【符号の説明】
１  第一晶析反応槽
２  固液分離装置
３  第二晶析反応槽
４  沈殿部
５  熟成部
６  原水（被処理水）
７  原水供給管
８  Ｍｇイオン
９  アルカリ成分（ＯＨ）
１０  流出水
１１  ＭＡＰ粒子
１２  内筒
１３  処理水
１４  微細ＭＡＰ粒子
１５  微細ＭＡＰ粒子移送管
１６  成長微細ＭＡＰ粒子
１７  成長微細ＭＡＰ粒子供給管
１８  高分子凝集剤
１９  曝気装置
２０  ポンプ
２１  晶析反応槽
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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