JPH0131439B2

JPH0131439B2 -

Info

Publication number: JPH0131439B2
Application number: JP56052269A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hirooka; Yoshiharu Sakata; Koichi Takekura
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1989-06-26
Also published as: JPS57167796A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下水その他より排出されるリン酸塩
類を含有する有機排水を活性汚泥処理によつて処
理するとともに、含有するリンを回収する方法に
関するものである。し尿、下水などの生活排水、或いは、各種工場
排水には有機物とともに窒素及びリン酸塩類が含
まれていることが多い。これら排水が自然水域、
特に閉鎖水域に流入すると富栄養化の原因となつ
て重大な汚染を招くことは周知である。特にリン
は、上記富栄養化の第１誘因物と考えられてい
る。このため、排水からリンを除去する種々の方法
が開発されている。例えば生物学的脱リン法、イ
オン交換樹脂法、化学的凝集沈澱法などがある。
これ等のうち、生物学的脱リン法は、従来の活性
汚泥処理プロセスの中でBOD、SS等とともにリ
ン酸塩類を同時に除去されるので、優れた処理方
法として評価されており多くの研究が行なわれて
いる。生物学的脱リン法は、リン酸塩類が、好気性汚
泥処理によつて汚泥中に過剰に取込まれ、この汚
泥を嫌気条件とすればリンが放出される性質を利
用したものである。例えば、特開昭52−55258号
公報には、次の様な方法が記載されている。すな
わち、第１図に示すように曝気槽１においてリン
酸塩類が取込み、最終沈澱槽２において分離され
た返送汚泥３を嫌気リン放出槽４に送り、嫌気状
態に維持することによつて、汚泥中に取込まれた
リンを溶液中に放出せしめるとともに、リンの含
有量の少ない処理水（例えば後述する沈澱槽６の
上澄水等）を上記嫌気リン放出槽４の下部に導入
して、沈降する汚泥を向流洗浄し、リンを溶液中
に効率的に移行させる。リンの含有量が高くなつ
た上澄水は、反応槽５に導入され、消石灰５ａと
混合される。消石灰は、下式の如くリンと反応し
てカルシウムヒドロキンアパタイトとなり、沈降
槽６に導入され、沈降分離されて系外に排出さ
れ、上澄水の一部は嫌気リン放出槽４の下部に導
入される。 5Ca⁺⁺＋7OH^-＋3H₃PO₄＝Ca₅（OH）（PO₄）₃ ＋6H₂O 一方嫌気リン放出槽４でリンを放出した低リン
含有汚泥は、返送汚泥として曝気槽１に戻され、
排水中のBOD、COD等を除去するとともにリン
を過剰に取込み最終沈澱槽２に導入される。この
ようにして生物学的脱リン法として優れたプロセ
スが構成されている。しかし、上記方法においては、生成したカルシ
ウムヒドロキシアパタイトを主成分とする凝集ス
ラツジ中に含有するリンの含有率は低く、リン資
源としてこれを利用するには十分でない。リン資源として使用されるリン鉱石は、通常
P₂O₅として30％以上（Ｐとして13％以上）であ
る。従つて多少品質は劣るが10％以上あればリン
資源として使用出来るが、好ましくは13％以上で
ある。その他リン資源として必要な条件としては
次の事が挙げられる。(1)アルミニウム塩、鉄塩の
含有量が少ないこと。これは最終製品まで残るか
らである。(2)有機物が少ないこと。有機物が入つ
ていると製品品質が低下する。(3)重金属、有害物
質がないこと。これが入つていると肥料等の原料
としては使用出来ない。本発明者らは、リン酸塩を含有する有機排水を
生物学的に除去するとともに、リン資源として利
用出来る程度にリンを含有する凝集スラツジを生
成すべく鋭意研究した結果、(1)汚泥の濃度が1.5
％以上になると嫌気リン放出速度が急速に早くな
ること。(2)嫌気状態にしてリンを放出せしめる場
合、静置状態でリンを放出せしめるのに比して撹
拌すると以後静置又は撹拌するにかかわらず汚泥
のリン放出速度が早くなること。を知見した。本発明は、以上の知見に基づいて完成されたも
ので、リン成分を含有する有機排水を生物学的処
理により浄化し、汚泥に取込んだリン成分を嫌気
状態に維持することにより溶液中に放出せしめ、
従来のリンの除去方法を改良して、排水の浄化と
ともに、排出する凝集スラツジを、リン資源とし
て、利用出来る程度までリン含有濃度を高めたス
ラツジを得る方法を提供することを目的とするも
のである。即ち、本願の要旨は、リン酸塩類を含む有機排
水を活性汚泥処理する脱リン法であつて、上記排
水を曝気処理して有機物を除去するとともに含有
するリン酸塩類を汚泥に摂取せしめ、このリン酸
塩を摂取した汚泥の混合液を沈降分離して、上澄
水は系外に放流し、沈降した汚泥を返送汚泥及び
余剰汚泥に分割し、該返送汚泥の一部もしくは全
量を嫌気リン放出槽でリンを濃縮処理するに際
し、上記嫌気リン放出槽に、汚泥濃度が1.5％以
上で、かつ撹拌処理した汚泥を導入して、汚泥中
のリンを溶液中に放出せしめ、リン酸分を放出し
た濃縮汚泥と、汚泥より放出されたリン酸分を含
有する上澄水とに分離し、該上澄水を凝沈処理し
て沈降スラツジをリン資源として利用することを
特徴とする排水中のリンの除去回収法である。以下本発明を濃縮撹拌を併用した場合を例にあ
げ図面を参照して説明する。第２図は、本発明を実施する方法のフローシー
トの一例を示すもので、第１図と同一部分には同
一符号が付してある。リン含有流入水（排水）
は、ライン７から曝気槽１に導入され、一方嫌気
リン放出槽４において沈降分離された低リン含有
汚泥は、返送汚泥として曝気槽１に導入され、ま
た最終沈澱槽２に沈澱した汚泥も一部返送汚泥と
してライン８を通つて曝気槽１に戻される。曝気
槽１において、排水中のリンは、汚泥中に過剰摂
取される。曝気槽１より出る混合液は、最終沈澱
槽２に送られリンの含有率の小さい上澄水とリン
を摂取した汚泥を含有する引抜汚泥とに分離さ
れ、上澄水は放流される。沈降した引抜汚泥の一
部は前述した如くライン８を通つて曝気槽１に戻
され、一部は余剰汚泥として系外に排出され、そ
の他はライン９を通つてリン回収系に送られる。リン回収系に送られる汚泥（通常汚泥濃度1.0
％以下である）は、先ず汚泥を1.5％以上の汚泥
濃度になるように濃縮する。濃縮する方法として
は特に限定しないが、例えば遠心濃縮装置を好ま
しい例としてあげることができる。しかし、上記
最終沈澱槽２から排出される汚泥濃度が1.5％以
上であれば、上記濃縮は行なわなくてもよい。こ
の濃度1.5％以上の汚泥を撹拌槽１１に導き撹拌
する。静置状態でリンを放出させるに比して、撹
拌を加えると以後静置又は撹拌するにかかわらず
汚泥のリン放出速度が早くなり、嫌気リン放出槽
４に入れる前に少なくとも１時間程度撹拌すれ
ば、嫌気リン放出槽におけるリン放出速度を早め
ることができる。撹拌の方法及び装置は特に限定
しないが撹拌エネルギーとして槽m³当り少なくと
も0.15軸kWとするのが好ましい。以上の操作は
当然のことながら空気遮断の状態で行なわれる。
撹拌槽１１より出た混合液は、次いで嫌気リン放
出槽４に導かれる。嫌気リン放出槽４における滞
留時間は１〜10時間である。この場合汚泥濃度
は、1.5％以上でありかつリン放出速度は、撹拌
によつて早められているので、嫌気リン放出槽４
の上澄水中のリン濃度を高くすることができる。
すなわち嫌気リン放出槽４においてリンを放出し
ながら沈降する汚泥は、ライン１２によつて導入
される低リン溶液又は実質的にリンを含まない液
によつて向流洗浄され、リンは効率的に溶液中に
移行される。上記洗浄液としては、最終沈澱槽２
の放出上澄水（ライン１３）、沈降槽６の上澄水
（ライン１４）又は流入水（ライン１５）を用い
て行なわれる。嫌気リン放出槽４でリンを放出し
た汚泥は曝気槽１に戻る。又嫌気リン放出槽４の
上澄水である高濃度リン溶出液に対しては、公知
のリン除去方法を適用することができる。その一
例として石灰凝沈法について説明する。高濃度リ
ン溶出液は反応槽５に入りPH8.4〜9.2となるよう
に消石灰５ａが添加されカルシウムヒドロキシア
パタイトが生成される。次いでこの反応液は、沈
降槽６に導入されカルシウムヒドロキシアパタイ
トを主成分とする凝集スラツジ１６は系外に取出
されリン資源として利用され、上澄水は曝気槽１
に戻される。消石灰とリンの反応は、化学量論的
に消石灰が消費されず、リン濃度に無関係に溶液
中のPHに依存する。反応条件としてPH8.4〜9.2に
コントロールすれば、リンはほぼ完全にカルシウ
ムヒドロキシアパタイトとして固定される。PHが
9.2より高いと未反応のCa⁺⁺分やCaCO₃等の含有
量が増加し、実質的にカルシウムヒドロキシアパ
タイトを主成分とする凝集スラツジ中のリン含有
率が低下する。従つて、PH条件が同じならば溶液
中のリン濃度が高い程未反応のカルシウム分等が
少なくなりカルシウムヒドロキシアパタイトの純
度が高くなる。例えば10％以上の含有リン濃度の
カルシウムヒドロキシアパタイトを得るには、消
石灰と反応させる溶液中のリン濃度は25mg／以
上あるのが好ましい。次に実施例及び比較例をあげて本発明を詳細に
説明する。実施例１及び比較例１使用した各主要装置の諸元は曝気槽６m³、最終
沈澱槽6.9m³、撹拌槽0.6m³、嫌気リン放出槽1.8
m³、反応槽0.9m³、沈降槽1.5m³である。流入原水は下水処理場最初沈澱池溢流下水であ
る。処理量は36m³／日となるように流量調整し
た。曝気槽での活性汚泥濃度は平均MLSS＝2000
mg／、MLVSS＝1400mg／、曝気槽での滞留
時間は６時間、撹拌槽の滞留時間は3.5時間、嫌
気リン放出槽の汚泥滞留時間（引抜汚泥ベース）
は５時間である。一方比較例として特開昭52−
55258号公報の態様で実施した。すなわち濃縮手
段、撹拌槽はなく、又嫌気リン放出槽の滞留時間
を10時間とした。本発明例及び比較例とも直接返
送は行なわず、返送汚泥全量（3.6m³／日）を嫌
気リン放出槽へ導いた。又直送汚泥濃度は約
16000mg／、処理水洗浄液量は3.6m³／日に流量
調整した。又反応槽の反応条件はPH8.9にコント
ロールした。それぞれの方法に使用した下水排水の組成およ
び最終沈澱槽より放出される処理水（上澄水）の
組成を第１表に示し、最終沈澱槽の引抜汚泥を処
理した結果を第１表および第２表に示した。

【表】

【表】その結果いずれの方法においても処理水のリン
濃度は低く、良好な処理が行なわれていることを
示している。しかしながら本発明における嫌気リ
ン放出槽上澄水のリン濃度は高く、その結果消石
灰との反応によつて生成するカルシウムヒドロキ
シアパタイトを主成分とする凝集スラツジのリン
濃度は13％と高くなり、リン資源として十分使用
出来る。実施例２及び比較例２種々な濃度の汚泥を用い、いずれも20℃の温度
下、撹拌槽で滞留時間3.5時間で撹拌し、これを
嫌気リン放出槽に導入し、滞留時間５時間で固液
分離し、上澄水中のTotal−Ｐ濃度、およびリン
放出速度を測定した。結果を第３表に示す。

【表】第３表より、汚泥濃度が1.5％以上となると、
上澄水中のTotal−Ｐ、リン放出速度が大幅に高
くなることがわかる。実施例３及比較例３同じ汚泥濃度の汚泥を用い、一方は滞留時間
3.5時間で撹拌し、他方は撹拌しないでそれぞれ
嫌気リン放出槽に導入し、５時間滞留させて、上
澄水中のTotal−Ｐ、およびリン放出速度を測定
した。結果を第４表に示す。

【表】第４表から、撹拌により、嫌気リン放出槽にお
ける上澄水中のTotal−Ｐ濃度およびリン放出速
度が格段に高くなることがわかる。以上述べた如く、本発明の方法は、リンを含有
する有機性排水を生物学的処理によつて浄化する
とともに、含有するリンを高濃度のリンを安定し
て含有する凝集スラツジとして排出せしめ得るの
で、リン資源として利用することも出来る利点を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の生物学的脱リン法を行なう装
置のフローシートを示す図、第２図は、本発明の
方法を実施する装置の一例を示すフローシートで
ある。１……曝気槽、２……最終沈澱槽、３……返送
汚泥、４……嫌気リン放出槽、５……反応槽、５
ａ……消石灰、６……沈降槽、７……流入水ライ
ン、８……返送汚泥ライン、９……ライン、１０
……濃縮手段、１１……撹拌槽、１２……洗浄液
導入ライン、１３，１４，１５……洗浄液送液ラ
イン、１６……凝集スラツジ。

Claims

【特許請求の範囲】

１リン酸塩類を含む有機排水を活性汚泥処理す
る脱リン法であつて、上記排水を曝気処理して有
機物を除去するとともに含有するリン酸塩類を汚
泥に摂取せしめ、このリン酸塩を摂取した汚泥の
混合液を沈降分離して、上澄水は系外に放流し、
沈降した汚泥を返送汚泥及び余剰汚泥に分割し、
該返送汚泥の一部もしくは全量を嫌気リン放出槽
でリンを濃縮処理するに際し、上記嫌気リン放出
槽に、汚泥濃度が1.5％以上で、かつ撹拌処理し
た汚泥を導入して、汚泥中のリンを溶液中に放出
せしめ、リン酸分を放出した濃縮汚泥と、汚泥よ
り放出されたリン酸分を含有した上澄水とに分離
し、該上澄水を凝沈処理して沈降スラツジを系外
に取出しリン資源として利用することを特徴とす
る排水中のリンの除去回収法。