JPS63264192A - 汚水の浄化方法及び汚水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、汚水中の燐分を有効に除去する方法及び装置
に係り、特に金属鉄を用いて燐分を沈着分離させるもの
に関する。

〔技術的背景及び従来技術の欠点〕

近年、生活雑排水や下水処理排水等が環境汚染の原因と
して注目され、殊に燐は湖沼、河川、海等の富栄養化問
題を招来するため、幾多の燐除去研究がな−されている
。

現在、汚水中の燐除去方法としては既築沈澱方法が最も
広く行なわれ、凝集剤として主としてカルシウム、アル
ミニウム、鉄の塩類を使用している。また、最近では晶
析法も開発実用化されるに至っている。しかし、前者は
多量の汚泥が発生しその処理費及び薬品代等ランニング
コストが嵩み、後者は特に運転管理が難しい等の欠点を
有している。

一方、自然の浄化力を利用した土壌浄化法が開発されて
注目を浴びているが、燐除去容量が必ずしも十分でなく
、また土壌が粘土質である場合殊に透水性が悪く、脱燐
効果は年次とともに急激に低下し透水性悪化と相俟って
土壌の塞がりを招来する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者は、上記問題を解決すべく種々研究した
結果、金属鉄を利用して燐分を有効に除去する技術を開
発した。

即ち、還元鉄等の金属鉄が空気を含んだ水と接触した場
合、中性域では空気中の酸素による酸化作用等により微
量の鉄分（鉄イオン）が溶出する。

この溶出鉄分が鱗含んだ汚水と接触すると、不溶性の燐
酸鉄の沈澱となる。

従って、この沈澱物を何らかの方法によって処理水と分
離すれば、脱燐効果が現れることになる。

この分離及び金属鉄の支持体として、土壌を用いたこと
が本発明の最大の特徴である。また本発明の濾材（土壌
と金属鉄の混合物）を、土壌式汚水処理装置その他の処
理装置に組み込んだりその一部に用いることにより総合
的な汚水除去装置とすることができる。

〔本発明の構成〕 第１図は、本発明の処理原理を説明するための模式図で
、第２図は本発明濾材を用いた土壌式汚水処理装置の一
例を示す。また第３図は脱燐率を測定するためのテスト
用毛管トレンチ装置の一例を示す。

第１図に例示する濾材（１）は、土壌（２）を基材とし
、これに粉状或いは粒状の金属鉄（３）（以下「鉄粒」
とする）を均一に混合したものである。

この濾材（１）に汚水（生活雑排水）（Ａ）を供すると
、鉄粒（３）が汚水中の酸素等により鉄イオンの形で熔
出し、汚水中に鱗酸イオンが存在すると速やかに結合し
て不溶性の燐酸鉄の沈澱（４）となる。

また、未反応の鉄イオンは酸化されて水酸化鉄の沈澱（
５）となる。これらの沈澱物は、土壌（２）や鉄粒（３
）の間隙に保持される結果、燐分が除去された処理水（
Ｂ）が装置外に流出していく。

しかして本方法において重要な点は、高い脱燐率と透水
性の良いことである。

まず、溶出する鉄イオン量は濾材中の鉄粒の量に略比例
するので、余り少ないと燐の除去が不十分となり、多過
ぎると鉄イオンの形で処理水中に流出し赤水の原因とな
る。ところで、本発明は汚水一般を特徴とする特に小規
模な生活雑排水処理施設に好適なものであり、この種施
設からの排水は通常中性で且つ燐分含有率が全燐（Ｔ−
Ｐ）で４〜５　ｐｐｍ程度で略一定である。これを念頭
におくと、鉄粒の添加量は基材に対して２〜２０重量％
程度必要である。より好ましくは３〜１０％である。

一方、透水性は装置の処理能力の観点から重要である。

しかも、生成する燐酸鉄や水酸化鉄が時間とともに濾材
中に蓄積して透水性を低下させるので、装置の寿命を長
くする点からも重要である。

従って、基材としての土壌は出来得れば透水性の高いも
のが好ましい。因に、表−１は数種の土壌の透水係数を
示すが、この中では粘土分やシルト分の少ない川砂が最
も好ましい。川砂は、また化学的にも安定している。粒
径としては、０．０２〜２ｍｍ、　より好ましくは０．
２５〜０　、５ｍｍである。

同様に、金属鉄も粒状のものが好ましい。大きさは、２
０〜８０メツシユ、より好ましくは４０〜６０メンシュ
程度である。尚、粉状のものは化学的に活性に冨むため
反応性が良いが、逆に危険であるし飛散して取り扱い難
い点からも粒イ六゛のものが好ましい。

表−１ 次に、第２図は本発明の濾材（１１を組み込んだトレン
チ（土壌式浄化装置）の−例を示す。このトレンチ（６
）は、濾材（１）を充虜した処理層（７）の中央やや土
寄りに汚水散水管（８）・８Ｉ膏（９）・ネソ）（１０
）で構成される汚水供給部（１１）を設け、処理層（７
）の下側にネット（１２）を介して排水用の礫層（１３
）、上側に真砂土からなる被覆土壌層（１４）を夫々配
設し、且つこれら全体をコンクリ−１ｕｆｆ（＋ｓ）内
に収納したものである。そして、汚水（Ａ）は汚水供給
部（１１）から周囲の処理層（７）に毛管現象或いは重
力の作用で移動し、その間に前記した反応を受けて燐分
が除去された処理水（Ｂ）がｒ＋’ｔ！！（＋２）及び
排水管（１６）を通って系外に排出される。

〔実験例〕

（実験装置） 実験は、第３図に示す如きテスト用毛管トレンチ装置（
１７）を用いて行なった。この装置（１７）は内部が良
く見えるように全体を透明なプラスチック板で作り、濾
材収納部（１８）に川砂（２）と鉄粒（３）の混合比率
を変えたものを濾材（１１として充填し、且つ上部に試
験水供給管（１９）、下部にネッ１−（２０）及び砂利
層（２Ｉ）で覆った処理水排出管（２２）を夫々配置し
たものである。しかして、試験水（２３）を試験水供給
管（１９）から一定圧で連続通水し、処理水排出管（２
２）から出てくる濾過水（２４）をビーカー（２５）で
受けて試験に供する。

（濾材） 濾材の基材としては川砂（粒径０．２５〜０．５Ｏｎ＋
ｍ）を用い、これに粒径０．２５〜０．３５ｍｍ　（４
０〜６０メツシユ）の鉄粒を、表−２に示す割合（重量
比）で混合したものを使用した。

表　−２ （試験水） 試験水（２０）は、生活排水の二次処理水を対象と考え
、ＫＩＩ２ＰＯ４熔液（Ｔ−Ｐ５ｐｐｎ＋相当濃度）と
Ｃ６Ｈ１２０６（ＢＯＤ　２５ｐｐｍ相当濃度）の表−
３ 混合液を調整して使用した。

（結果） 実験結果を、表−３に示す、この結果から、金属鉄の添
加量は基材たる土壌に対し３〜１５重量％特に５〜１０
％程度が最も好ましいことが判る。

３％以下では脱燐率が低く、１５％以上では脱燐率も幾
分落ち溶出鉄濃度が高くなり好ましくない。

因に、鉄イオンの排水基準値は１０ｐｐｍである。

〔効果〕

以上詳述したように、未発゛明は金属鉄を混入した濾材
中に汚水を供給することにより鉄分を溶出させ、該鉄分
と汚水中に含まれている燐分を結合させて不溶性の燐酸
鉄となし、該燐酸鉄を濾材中に保持して水と分離させる
ものである。

従って、凝集沈澱法のように薬品代や汚泥処理費等のラ
ンニングコストがかからず、晶析法のように運転管理の
問題もなく、且つ土壌法よりも使用寿命が長く脱鱗容量
が大きいので、特に小規模の汚水浄化装置等にとって最
適の脱燐方法と言うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理原理を説明するための模式図、第
２図は本発明に係る土壌式汚水処理装置の一例を示す断
面図、第３図は脱燐率を測定するためのテスト用毛管ト
レンチ装置の一例で（ａｌは配管状態を示す平面図、（
ｂ）は装置全体の縦断面図である。 １・・・・・・濾材　　　　　　６・・・・・・トレン
チ２・・・・・・川砂　　　　　　１７・・・・・・テ
スト用毛管３・・・・・・鉄粒　　　　　　　　　トレ
ンチ装置４・・・・・・燐酸鉄の沈澱物　Ａ・・・・・
・汚水５・・・・・・水酸化物の沈澱　Ｂ・・・・・・
処理水第２目 ／′″ 叢３回　　　　　（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属鉄を混入した濾材中に汚水を供給することによ
   り鉄分を溶出させ、該鉄分と汚水中に含まれている燐分
   を結合させて不溶性の燐酸鉄となし、該燐酸鉄を濾材中
   に保持させ水と分離することを特徴とする汚水の浄化方
   法。 ２、濾材の基材として、透水性に優れた土壌を用いるも
   のである特許請求の範囲第１項記載の汚水の浄化方法。 ３、汚水供給源の周囲に、金属鉄を含む濾材を充填し、
   その上部を被覆土壌で覆ったことを特徴とする汚水浄化
   装置。