汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法
【課題】リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用した上で、リンを高効率で回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出し、さらにｐＨ調整剤や希釈水を使用しない汚泥処理装置の提供。
【解決手段】汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置。
【解決手段】汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、し尿や浄化槽汚泥からリンを回収する方法および回収装置等が提案されている。
例えば特許文献１には、リン含有有機性汚水の受入貯留手段と、前記受入貯留手段内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段と、前記凝集混和手段からの汚水を分離水と汚泥とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段において分離された汚泥を脱水する脱水手段と、前記固液分離手段において分離された分離水を導入して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段と、前記リン酸塩生成手段において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段と、前記リン酸塩生成手段からの脱離液と前記固液分離手段において分離された汚泥の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段とを備えたことを特徴とするリン含有有機性汚水処理装置が記載されている。そして、このような装置によると、生し尿、リン含有有機性汚水に含まれるリンを再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶として回収することができると記載されている。
なお、特許文献１の［００１６］段落には、上記の装置に用いる凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも１つを用いることができると記載されている。
【０００３】
特許文献２には、し尿、浄化槽汚泥を含む被処理液を処理する前脱水工程、リン回収工程、後処理工程を含むものであって、前脱水工程においてポリマーを添加し、主として被処理液中のＳＳ分を除去し、リン回収工程において前脱水工程の脱水ろ液にカルシウムおよびｐＨ調整剤を添加し、脱水ろ液中のリンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて沈殿・分離除去し、後処理工程においてリン回収工程を経たリン回収処理液を後処理することを特徴とする水処理方法が記載されている。そして、このような水処理方法に依ると、し尿、浄化槽汚泥を含む被処理液の処理に際して、リン回収工程の前段において行う前脱水工程をポリマーのみで行うことにより、リン回収工程へ流入する脱水ろ液のリン濃度を高く維持し、リン回収工程でのリン回収率を高めることができると記載されている。
【０００４】
特許文献３には、汚泥にカチオン性有機高分子凝集剤を添加する第１の凝集手段と、該第１の凝集手段で得られた凝集汚泥を濃縮する重力濃縮手段と、該重力濃縮手段の濃縮汚泥に無機凝集剤を添加する第２の凝集手段と、該第２の凝集手段で得られた凝集汚泥に両性有機高分子凝集剤を添加する第３の凝集手段と、該第３の凝集手段で得られた凝集汚泥を脱水処理する脱水手段と、該脱水手段の脱水濾液と前記重力濃縮手段からの分離水とを処理するＭＡＰ生成手段とを備えてなることを特徴とする汚泥処理装置が記載されている。そして、このような装置によると、嫌気性消化汚泥等のリン含有汚泥を効率的に脱水処理すると共に、リンを効率的に除去、回収することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５８３４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１００１号公報
【特許文献３】特許第３５５０９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
し尿や浄化槽汚泥からリンを回収する場合、リンを肥料等として再利用可能な態様で、効率良く回収することが重要であるが、同時に、助燃剤等として利用できる低含水率の汚泥（脱水汚泥）を排出することも必要である。また、リン回収工程における反応効率を高めるために、処理対象にｐＨ調整剤等を添加してｐＨを適正範囲に調整する必要があるが、このｐＨ調整剤の使用量は少ないほど好ましい。さらにリン回収液の水は、後段で生物処理を行うか、希釈後下水放流される場合が多く、いずれの場合もｐＨは中性付近にする必要があるため、リン回収のｐＨ調整剤も少なくできることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、従来のリン回収方法やリン回収装置では、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用して効率良くリンを回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出することができなかった。また、ｐＨ調整剤や希釈水の使用量が多くなる点が問題であった。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載されているリン含有有機性汚水処理装置において、凝集剤として無機系凝集剤を用いた場合、汚水中のリンが無機系凝集剤中の金属イオンと反応し固形化するため、晶析法によるリンの回収は困難であった。つまり、特許文献１には、凝集剤として無機系凝集剤を用いたとしても、リン含有有機性汚水処理装置によってリンを再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウム（以下ＭＡＰと記す。）の結晶として回収できると記載されているが、実際は、リンをＭＡＰの結晶として回収することは困難である。また、凝集剤として高分子凝集剤を用いた場合、仮にリンをＭＡＰの結晶として回収できたとしても、低含水率の脱水汚泥を排出することはできなかった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の水処理方法では、リン回収工程の前段において行う前脱水工程をポリマーのみで行うので、仮にリンは回収できたとしても、低含水率の脱水汚泥を排出することが困難であった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の汚泥処理装置では、ＭＡＰ生成手段において、脱水手段の脱水濾液と重力濃縮手段からの分離水とを合わせて処理するため、溶解性リンの薄い脱水ろ液と希釈され、ＭＡＰ被処理水全体のリン濃度が薄まる上に、脱水ろ液中に残留する無機凝集剤（金属イオン）が濃縮液中のリンと反応し固形化するため、ＭＡＰ等の晶析法によりリンを効率よく回収することが困難となる。また、一般的には良好な脱水性能（低含水率）を発揮させるため頑固なフロックを形成させるためには、脱水機に投入する汚泥のｐＨを５〜６付近にする必要があり、脱水ろ液も比較的低いｐＨとなる場合が多く、この脱水ろ液も合わせてＭＡＰ処理するためには、より多くのｐＨ調整剤が必要となる。また、ＭＡＰ生成手段へｐＨ調整剤を添加することでｐＨを上記の適した範囲内に調整できたとしても、ｐＨ調整剤が多くなる点で問題であった。さらに、特許文献３に記載の汚泥処理装置から最終的に排出される処理水はアルカリ性であり、そのまま放流することはできない場合があり、また、生物処理に供するにも適さない場合がある。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用した上で、リンを高効率で回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出し、さらに、ｐＨ調整剤や希釈水を使用しない、またはこれらの使用量を少なくできる汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は、汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置である。
このような汚泥処理装置を、以下では「本発明の装置」ともいう。
【００１３】
本発明の装置は、リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理する汚泥処理装置であって、汚泥Ａおよび汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮部Ａと、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮部Ｂと、前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置であることが好ましい。
【００１４】
本発明の装置は、さらに循環部を備え、前記アルカリ性脱リン液が前記循環部へ受け入れられた後、前記混合部に受け入れられるように構成されており、加えて、前記循環部内の液体の少なくとも一部を前記リン回収部へ返送するための返送手段を備え、前記酸性脱水液を前記循環部も受け入れることができるように、前記酸性脱水液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段γを備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１５】
本発明の装置は、さらに、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部も受け入れることができるように、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段δを備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１６】
本発明の装置は、さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理部を備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１７】
また、本発明は、汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備える、リンの製造方法である。
このようなリンの製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
【００１８】
本発明の製造方法は、リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理してリンを得る、リンの製造方法であって、汚泥Ａに高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮工程Ａと、汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮工程Ｂと、前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加した後、前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備えるリンの製造方法であることが好ましい。
【００１９】
本発明の製造方法は、前記アルカリ性脱リン液を受け入れ、必要に応じて前記酸性脱水液を受け入れ、受け入れた液体が混合してなる混合液の少なくとも一部を前記リン回収工程へ返送し、残部を前記混合工程へ送る循環工程をさらに備えるリンの製造方法であることが好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法は、前記混合工程が、必要に応じて、前記循環工程を経由しないで前記アルカリ性脱リン液も受け入れることができるリンの製造方法であることが好ましい。
【００２１】
本発明の製造方法は、さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理工程を備えるリンの製造方法であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の製造方法は、本発明の装置を用いて行うリンの製造方法であることより好ましい。
【００２３】
また、本発明は、汚泥処理方法であって、汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備える、汚泥処理方法である。
このような汚泥処理方法を、以下では「本発明の処理方法」ともいう。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用した上で、リンを高効率で回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出し、さらにｐＨ調整剤や希釈水を使用しない、またはこれらの使用量を少なくできる汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の装置（態様１）の概略図である。
【図２】本発明の装置の好ましい態様（態様２）の概略図である。
【図３】本発明の装置の別の好ましい態様（態様３）の概略図である。
【図４】本発明の装置の別の好ましい態様（態様４）の概略図である。
【図５】本発明の装置の別の好ましい態様（態様５）の概略図である。
【図６】本発明の実施例１で用いた汚泥処理装置の概略図である。
【図７】実施例２を説明するためにグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明について説明する。
本発明は汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法に関する。
以下において、単に「本発明」と記した場合、「本発明の装置」、「本発明の製造方法」および「本発明の処理方法」のいずれをも意味するものとする。
【００２７】
本発明について、図１を用いて詳細に説明する。なお、図１に示す本発明の装置を、以下では態様１ともいう。
【００２８】
図１に示す本発明の装置１０は、高分子凝集剤添加手段１２と、濃縮部１３と、リン回収部１４と、無機凝集剤添加手段１５と、脱水部１６と、混合部１７とを備えている。
また、本発明の装置１０は、汚泥２０を受け入れる受入部１１を備えている。ただし、本発明の装置において受入槽１１は必須の構成要素ではない。
【００２９】
本発明において処理する汚泥は、リン酸態リンを含む汚泥であれば特に限定されず、例えばし尿、浄化槽汚泥に好ましく適用することができる。すなわち、本発明において「汚泥」は「し尿」を含むものとする。また、汚泥は、し尿や浄化槽汚泥から、これに含まれるし渣を取り除いた後のものであってもよい。
汚泥の成分は、例えば、ｐＨ＝６〜９、ＳＳ＝３，０００〜１５，０００ｍｇ／Ｌ、リン含有率（全リン）＝５０〜５００ｍｇ／Ｌ、リン酸態リン濃度＝３０〜３００ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素濃度＝５００〜３，０００ｍｇ／Ｌである。
【００３０】
＜高分子凝集剤添加手段＞
本発明の装置１０において高分子凝集剤添加手段１２は、汚泥２０に高分子凝集剤を添加する機能を有する。
本発明の装置において高分子凝集剤添加手段１２は、高分子凝集剤を所望量、汚泥へ添加できるものであれば特に限定されない。例えば、粉状または液状の高分子凝集剤を水へ添加して、高分子凝集剤の濃度を０．１〜０．３質量％（好ましくは０．２質量％程度）とした水溶液を得た後、薬注ポンプ（例えばダイヤフラムポンプやモーノポンプ）を用いて添加する方法が挙げられる。
高分子凝集剤添加手段は、例えば、受入部と濃縮部との間に攪拌装置を備えた凝集槽を設置し、ここへ高分子凝集剤を添加できる態様であることが好ましい。また、受入部内へ高分子凝集剤を添加できる態様であってもよい。さらに、凝集槽または受入部の内部を攪拌できる装置が設置されていれば、これを用いて凝集槽または受入部の内部を攪拌することで高分子凝集剤添加手段によって添加した高分子凝集剤の反応速度を速めることができるので好ましい。
【００３１】
高分子凝集剤は汚泥中のＳＳ（浮遊物質）を凝集し、固液分離しやすくする役割を果たすものである。これによって、汚泥中に含まれるほとんどのリン酸態リンが、濃縮部から排出される分離液へ含まれることになる。
高分子凝集剤はこのような役割を果たすものであればよい。例えばカチオン系高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等が挙げられ、汚泥の性状により最適な種類を選定する。
【００３２】
高分子凝集剤の添加量は、汚泥の性状などによって異なり、また、用いる高分子凝集剤の種類によっても異なるが、汚泥中の固形物乾燥量（ＤＳ）に対して１．０〜３．０質量％であることが好ましく、２．０〜２．５質量％であることがより好ましい。
【００３３】
＜濃縮部＞
本発明の装置１０において濃縮部１３は、前記高分子凝集剤を添加した後の汚泥２０の少なくとも一部を固液分離し、汚泥２０に含まれるＳＳが凝集した部分である凝集汚泥２１および主として液体部分である分離液２２を排出する。
濃縮部として、例えばウェッジワイヤースクリーン、ロータリースクリーンを用いることができる。ここで、これらの目開きは、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
＜リン回収部＞
本発明の装置１０においてリン回収部１４は、分離液２２に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出する。
晶析法は、液中のリンを種晶表面に晶析させる反応に基づく方法であり、主なものとしてＭＡＰ法およびＨＡＰ法が挙げられる。
ＭＡＰ法は、液中のＰＯ43-、ＮＨ4+、Ｍｇ2+の反応によって生成するＭＡＰの晶析現象を利用した方法であり、リンとアンモニウムイオンを含む汚泥にＭｇイオン源（塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム等）を添加し、過飽和状態で種晶と接触させることで、種晶表面にＭＡＰを晶析させ、これを回収する。
ＨＡＰ法は、液中のＰＯ43-、Ｃａ2+、ＯＨ-の反応によって生成するヒドロキシアパタイト（以下ＨＡＰと記す。）の晶析現象を利用した方法であり、リンを含む汚泥にＣａ2+およびＯＨ-を添加し、過飽和状態で種晶と接触させることで、種晶表面にＨＡＰを晶析させ、これを回収する。
【００３５】
リン回収部１４として、従来公知の晶析反応槽を用いることができるが、高速処理を可能とする流動式が好ましい。
また、晶析反応はｐＨが７．５〜１０．０程度で行われることが好ましく、８．０〜９．５程度で行われることがより好ましいので、このようなｐＨとなるように反応浴（晶析リアクター）へｐＨ調整剤を添加することが好ましい。ｐＨ調整剤としては、ＮａＯＨ等のアルカリや、硫酸等の酸が挙げられる。後述するように本発明の装置が、態様４や態様５の場合、硫酸等の酸のｐＨ調整剤の使用量を削減でき、さらに混合部から中和処理液を排出するラインにおけるスケーリングを防止できる点で好ましい。
また、反応浴中のＭｇイオン濃度がリン酸態リン濃度に対して、モル比で１．２〜１．５倍程度となるようにＭｇイオン源を添加することが好ましい。
また、必要に応じてアンモニウムイオン源を添加してもよい。
その他の条件については、晶析法を行うに際しての従来公知の条件範囲内で行うことができる。
【００３６】
＜無機凝集剤添加手段＞
本発明の装置１０において無機凝集剤添加手段１５は、凝集汚泥２１に無機凝集剤を添加する機能を有する。
本発明の装置において無機凝集剤添加手段は、無機凝集剤を所望量、凝集汚泥２１へ添加できるものであれば特に限定されない。
また、無機凝集剤添加手段は、例えば、濃縮部と脱水部との間に凝集槽を設置し、ここへ無機凝集剤を添加できる態様であることが好ましい。また、凝集槽の内部を攪拌できる装置がさらに設置されていれば、これを用いて凝集槽の内部を攪拌することで無機凝集剤添加手段によって添加した無機凝集剤の反応速度を速めることができるので好ましい。
【００３７】
無機凝集剤は、高分子凝集剤と同様に汚泥中のＳＳ分を凝集させるものであるが、高分子凝集剤によって凝集した後の凝集汚泥に添加することで、そのフロックをさらに強固にし、脱水しやすいものに変える役割を果たすものである。これによって、凝集汚泥中の水分とそれ以外の成分とを、次工程である脱水部１６において分離し易くする。
無機凝集剤はこのような役割を果たすものであればよい。例えば塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄が挙げられる。中でもポリ硫酸第二鉄が好ましい。
【００３８】
無機凝集剤の添加量は、凝集汚泥の性状などによって異なり、また、用いる無機凝集剤の種類によっても異なるが、汚泥中の固形物乾燥量（ＤＳ）に対して２．０〜７．０質量であることが好ましく、５質量％程度であることがより好ましい。
【００３９】
＜脱水部＞
本発明の装置１０において脱水部１６は、無機凝集剤を添加した後の凝集汚泥２１を脱水処理し、脱水汚泥２５および酸性脱水液２６を排出する。
本発明の装置において脱水部は、凝集汚泥を脱水処理することで酸性脱水液および低含水率の脱水汚泥を排出することができる装置等であればよく、例えば従来公知の脱水機を用いることができる。例えばベルトプレス脱水機、スクリュープレス脱水機、遠心脱水機を用いることができる。
【００４０】
＜混合部＞
本発明の装置１０において混合部１７は、アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する。
本発明の装置において混合部は、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液とを受け入れて、これらを混合できるものであればよく、例えば従来公知の反応槽を用いることができる。また、混合部は、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液とがより混合されるように、攪拌機を備えていることが好ましい。
【００４１】
＜受入部＞
本発明の装置１０において受入部１１は、汚泥２０を受け入れ、これを所望の供給量で濃縮部１３へ送る役割を果たす。
本発明の装置において受入部は、このような役割を果たすものであればよく、例えば従来公知の受入槽を用いることができる。
【００４２】
次に、上記のような本発明の装置１０によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れを説明する。
なお、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法に相当する。
【００４３】
初めに汚泥２０は受入部１１に受け入れられる。そして、汚泥２０は所望の供給量で濃縮部１３へ向かって送られる。ここで、受入部１１から排出された後、濃縮部１３に供給される前に、高分子凝集剤添加手段１２によって汚泥２０へ高分子凝集剤が添加される。高分子凝集剤が添加された汚泥２０は濃縮部１３において、その少なくとも一部が固液分離される。そして、濃縮部１３から、汚泥２０が凝集した部分である凝集汚泥２１と、主として液体部分である分離液２２とが排出される。
分離液２２は、リン回収部１４へ供給される。リン回収部１４では晶析法によって分離液２２中からリン２３が回収される。そして、残部であるアルカリ性脱リン液２４が排出される。
凝集汚泥２１は、濃縮部１３から排出された後、無機凝集剤添加手段１５によって、無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥２１は脱水部１６へ供給される。そして脱水部１６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥２５として排出され、主として水分は酸性脱水液２６として、混合部１７へ排出される。
アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６は混合部１７に受け入れられる。そして、ほぼ中性（例えばｐＨ＝６〜８程度）（好ましくはｐＨ＝６．５〜７．５程度））となった中和処理液２７が排出される。
【００４４】
上記のように本発明では、リン回収部において分離液に晶析法を適用してリンを回収する。よって、リンを肥料等として再利用できるリン酸マグネシウムアンモニウムやヒドロキシアパタイト等の結晶として回収することができる。また、ここで、処理対象である分離液は、汚泥へ高分子凝集剤を添加して得たものであり、溶解性リンを多く含有しているので、リンを高効率（８０〜９５％程度）で回収することができる。
また、凝集汚泥へ無機凝集剤を添加した後に脱水部において脱水するので、十分に低い含水率の脱水汚泥を得ることができる。無機凝集剤を添加すると脱水効率が高まるので、含水率が７０質量％程度の脱水汚泥を比較的容易に得ることができる。この程度の低含水率である脱水汚泥は、助燃剤等として好ましく再利用できる。
さらに、本発明では、ｐＨが５〜６程度の酸性脱水液と、ｐＨが８．０〜９．５程度のアルカリ性脱リン液とを混合部で受け入れ、ここで混合した後、ほぼ中性の中和処理液を排出することができる。この中和処理液は中性であるので、その後に生物処理を行う場合ではｐＨ調整を行うことなしに処理することができる。酸性脱水液およびアルカリ性脱リン液の各々を放流したり生物処理したりするためには、ｐＨ調整剤等を用いてｐＨを中性にする必要がある。これに対して本発明は、中性の液体を排出することができるので、ｐＨ調整剤等を用いなくて良い、またはその使用量を少なくできる点で好ましい。また中性ではない液体を放流する際に用いる希釈水の使用量も同様に少なくすることができる。
また、アルカリ性脱リン液はｐＨが高く、残留過飽和度も大きいため、配管等でスケールが生成し易い状態にあるが、本発明ではアルカリ性脱リン液と酸性脱水液とを混合することでｐＨが低下するので過飽和度が低下し、その結果、スケールの生成も抑制することができる。
【００４５】
本発明では、中和処理液を生物処理することが好ましい。つまり、本発明の装置は、さらに中和処理液を生物処理する生物処理部を備えることが好ましい。また、本発明の製造方法は、さらに、中和処理液を生物処理する生物処理工程を備えることが好ましい。
生物処理の中でも、生物学的硝化脱窒法が好ましい。
【００４６】
次に、本発明の装置の好ましい態様について説明する。
本発明の装置は、次に説明する態様２〜５であることが好ましい。
【００４７】
＜態様２＞
本発明の装置の好適態様である態様２について、図２を用いて説明する。
図２に示す態様２では、図１に示した態様１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様２の説明では、態様１と異なる点を中心に説明する。
【００４８】
態様２は、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）および相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する汚泥処理装置１０であって、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）および高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ａ（２０ａ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および分離液Ａ（２２ａ）を排出する濃縮部Ａ（１３ａ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ｂ（２０ｂ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）および分離液Ｂ（２２ｂ）を排出する濃縮部Ｂ（１３ｂ）と、分離液Ａ（２２ａ）に晶析法を適用してリン２３を回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出するリン回収部１４と、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）を混合してなる混合汚泥ＡＢに無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段１５と、無機凝集剤を添加した後の混合汚泥ＡＢを脱水処理し、脱水汚泥２５および酸性脱水液２６を排出する脱水部１６と、アルカリ性脱リン液２４、分離液Ｂ（２２ｂ）および酸性脱水液２６を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する混合部１７とを備える。
また、態様２は、汚泥Ａおよび汚泥Ｂを受け入れ、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）に供給する受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ）を備える。
【００４９】
態様２が、態様１と異なるところは、態様２の場合、２種類の汚泥（汚泥Ａ、汚泥Ｂ）を受け入れて処理できる点である。具体的には、態様２では、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）と、汚泥Ａと比較するとリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する。例えば、汚泥Ａとしてし尿、汚泥Ｂとして浄化槽汚泥を処理する。
また、態様２が、態様１と異なるところは、受入槽を２つ備え（受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ））、高分子凝集剤添加手段を２つ備え（高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）、高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ））、さらに、濃縮部を２つ備える点である（濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ））。
【００５０】
次に、このような態様２によって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理した場合の処理の流れを説明する。
なお、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００５１】
初めに、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）は受入部Ａ（１１ａ）に受け入れられ、相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）は受入部Ｂ（１１ｂ）に受け入れられる。そして、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）は、各々、所望の供給量で濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）へ送られる。ここで、受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ）から排出された後であって濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）に供給される前に、各々、高分子凝集剤添加手段１２ａおよび高分子凝集剤添加手段１２ｂによって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）へ高分子凝集剤が添加される。なお、図２に示す態様１では、高分子凝集剤添加手段を２つ備えているが、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）の各々へ高分子凝集剤を添加することができるのであれば、高分子凝集剤添加手段は例えば１つであってもよい。また、態様１と同様に凝集槽を備えることが好ましい。
そして、高分子凝集剤が添加された汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）は各々、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）において、その少なくとも一部が固液分離される。そして、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）から、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）中の固形分等が凝集された部分である凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）と、主として液体部分である分離液Ａ（２２ａ）および分離液Ｂ（２２ｂ）とが排出される。
【００５２】
そして、分離液Ａ（２２ａ）はリン回収部１４へ供給される。リン回収部１４では晶析法によって分離液Ａ（２２ａ）中からリン２３が回収される。そして、残部であるアルカリ性脱リン液２４が排出される。
分離液Ｂ（２２ｂ）は、リン酸態リン濃度が低いのでリン回収は行わず、混合部１７へ供給される。
【００５３】
凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）から排出され、混合されて混合汚泥ＡＢとなった後、無機凝集剤添加手段１５によって無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は脱水部１６へ供給される。そして脱水部１６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥２５として排出され、主として水分は酸性脱水液２６として、混合部１７へ排出される。
なお、図２に示す態様２では、無機凝集剤添加手段を１つ備えているが、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々へ無機凝集剤を添加するように、無機凝集剤添加手段を２つ備えていてもよい。
【００５４】
アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６ならびに分離液Ｂ（２２ｂ）は混合部１７に受け入れられる。そして、ほぼ中性となった中和処理液２７が排出される。
【００５５】
このような態様２では、リン含有率が高い汚泥（汚泥Ａ）のみからリンを回収するので、リン回収率が高まる点で好ましい。複数種類の汚泥を受け入れて処理する場合、汚泥に含まれるリン酸態リンの濃度は大きく変化する場合があるが、この濃度が低いとリン回収部からはリンが回収し難い場合がある。そこで、複数種類の汚泥を処理する場合は態様２によって予めリン濃度が高いもののみからリンを回収することで、リンを効率良く回収することができる。また、この場合、複数種類の汚泥を混合した後の汚泥を処理する場合と比較して、リン回収部の設備等をコンパクト化できる点でも好ましい。
【００５６】
＜態様３＞
本発明の装置の好適態様である態様３について、図３を用いて説明する。
図３に示す態様３は、前述の態様２と類似する態様である。
図３に示す態様３では、態様１および態様２と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様３の説明では、態様２と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
態様３は、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）および相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する汚泥処理装置１０であって、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）および高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ａ（２０ａ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および分離液Ａ（２２ａ）を排出する濃縮部Ａ（１３ａ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ｂ（２０ｂ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）および分離液Ｂ（２２ｂ）を排出する濃縮部Ｂ（１３ｂ）と、分離液Ａ（２２ａ）に晶析法を適用してリン２３を回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出するリン回収部１４と、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）および無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）と、無機凝集剤を添加した後の凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々を脱水処理し、脱水汚泥２５ａおよび酸性脱水液２６ａならびに脱水汚泥２５ｂおよび酸性脱水液２６ｂを排出する脱水部Ａ（１６ａ）および脱水部Ｂ（１６ｂ）と、アルカリ性脱リン液２４、分離液Ｂ（２２ｂ）および酸性脱水液（２６ａ、２６ｂ）を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する混合部１７とを備える。
【００５８】
態様３が、態様２と異なるところは、態様３の場合、無機凝集剤添加手段を２つ備え（無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）および無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ））、脱水部を２つ備える点である（脱水部Ａ（１６ａ）および脱水部Ｂ（１６ｂ））。
【００５９】
次に、このような態様３によって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理した場合の流れについて、態様２と異なる点を中心に説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００６０】
態様３では、濃縮部Ａ（１３ａ）から排出された凝集汚泥Ａ（２１ａ）へ無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）から無機凝集剤を添加する。そして、無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）によって無機凝集剤を添加された凝集汚泥Ａ（２１ａ）は脱水部Ａで脱水され、脱水汚泥２５ａおよび酸性脱水液２６ａが排出される。酸性脱水液２６ａは混合部で受け入れられる。
また、同様に、濃縮部Ｂ（１３ｂ）から排出された凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）へ無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）から無機凝集剤を添加する。そして、無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）によって無機凝集剤を添加された凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は脱水部Ｂで脱水され、脱水汚泥２５ｂおよび酸性脱水液２６ｂが排出される。酸性脱水液２６ｂは混合部で受け入れられる。
このような構成を備えるので、態様３の場合、態様２と異なり、汚泥Ａ（２０ａ）に由来する脱水汚泥２５ａと、汚泥Ｂ（２０ｂ）に由来する脱水汚泥２５ｂとが得られる。
【００６１】
このような態様３では、態様２と同様の効果を奏する。すなわち、リン含有率が高い汚泥（汚泥Ａ）のみからリンを回収するので、リン回収率が高まる点で好ましい。また、この場合、複数種類の汚泥を混合した後の汚泥を処理する場合と比較して、リン回収部の設備等をコンパクト化できる点でも好ましい。
【００６２】
＜態様４＞
本発明の装置の好適態様である態様４について、図４を用いて説明する。
図４に示す態様４では、図１に示した態様１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様４の説明では、態様１と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
態様４は、さらに循環部１９を備え、アルカリ性脱リン液２４が循環部１９へ受け入れられた後、混合部１７に受け入れられるように構成されており、加えて、循環部１９内の液体の少なくとも一部をリン回収部１４へ返送するための返送手段３３を備え、酸性脱水液２６を循環部１９も受け入れることができるように、酸性脱水液２６を循環部１９または混合部１７に分配することができる分配手段γ（３１）を備える。
【００６４】
循環部１９はｐＨ計を備えていて、その内部の液体のｐＨを測定できることが好ましい。また、図４において循環部１９は混合部１７と、仕切壁によって仕切られることで区別されており、仕切壁の上部の開口から、循環部１９中の液体が混合部１７へ流入するように構成されている。循環部１９と混合部１７とは、連通管等で繋がっていてもよい。また、仕切壁によって仕切られて区別されるものではなく、独立したものであって、配管等で繋がっていてもよい。
また、返送手段３３は、例えばパイプであって、循環部１９からリン回収部１４への液体の流量を調整できるように、さらに循環ポンプ等を有していることが好ましい。また、パイプ中の液体の流量を把握して調整できる構成を備えることが好ましく、例えば従来公知の流量制御弁がパイプに設置されていることが好ましい。
また、分配手段γ（３１）は特に限定されず、例えば従来公知の流量制御弁を適用することができる。
【００６５】
態様４が態様１と異なるところは、態様４の場合、さらに循環部１９を備え、循環部１９へも酸性脱水液２６を供給することができるように構成されている点、および循環部１９内の液体をリン回収部１４へ返送できるように構成されている点である。
【００６６】
次に、このような態様４によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れを説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００６７】
態様４における循環部１９では、アルカリ性脱リン液２４が受け入れられ、必要に応じて酸性脱水液２６が受け入れられる。ここで、受け入れられた液体が混合してなるものを混合液とする。そして、必要に応じて混合液の一部がリン回収部１４へ返送される。リン回収部１４へ返送されなかった残部は、混合部１７へ送られる。
また、混合部１７では、循環部１９から前記混合液が受け入れられ、必要に応じて酸性脱水液２６が受け入れられる。そして、中和処理液２７が排出される。
【００６８】
本発明では晶析法によってリンを回収するが、前述のように晶析反応を進行させるためには、適したｐＨ範囲が存する。したがって、前述の態様１、態様２または態様３の場合、このｐＨ範囲となるように酸やアルカリのｐＨ調整剤を適宜利用する。
これに対して態様４の場合、循環部１９からリン回収部１４への返送手段３３を備えているので、主に酸性のｐＨ調整剤の使用量の削減が可能である。また、過飽和度比を低下させることができるので、返送手段３３を構成する配管等の内部でのスケール発生を防止することができる。具体的には、リン回収部１４における反応浴内のｐＨが適正範囲よりも高くなった場合、分配手段γ（３１）を調整して酸性脱水液２６を循環部１９に供給し、循環部１９内の液体のｐＨを適正値にまで低くした後、この液体を返送手段３３を用いてリン回収部１４へ供給することで、リン回収部１４における反応浴内のｐＨを下げることができる。したがって、態様４の場合、主に酸性のｐＨ調整剤を削減するとともに過飽和度比の低下によるスケール発生を防止できる。
なお、リン回収部１４における反応浴内のｐＨが適正範囲よりも高くなっているか否かは、例えば循環部１９に設置されたｐＨ計で把握することができる。
【００６９】
＜態様５＞
本発明の装置の好適態様である態様５について、図５を用いて説明する。
図５に示す態様５は、前述の態様４と類似する態様である。
図５に示す態様５では、態様１および態様４と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様５の説明では、態様４と異なる点を中心に説明する。
【００７０】
態様５は、さらに、混合部１７が、循環部１９を経由しないでアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができるように、アルカリ性脱リン液２４を循環部１９および混合部１７のいずれに受け入れるかを切り替えることができる分配手段δ（３５）を備える。
ここで分配手段δは、分配手段γと同様のものであってよい。
【００７１】
次に、このような態様５によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れについて説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００７２】
態様５における混合部１７は、態様４と同様に循環部１９を経由してアルカリ性脱リン液２４を受け入れるが、さらに、循環部１９を経由しないでアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができる。そして、アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６が混合されてなる中和処理液２７を排出する。
【００７３】
態様４は、リン回収部１４における反応浴のｐＨが適正範囲よりも高い場合、循環部１９へ酸性脱水液２６を供給し、循環部１９内の液体のｐＨを下げた上で、これをリン回収部１４へ供給することで、ｐＨ調整剤の使用量を抑制する（または使用しないものとする）ことができる。
しかしながら、循環部１９へ供給されるアルカリ性脱リン液２４と酸性脱水液２６との量バランスによっては、循環部１９内の液体のｐＨが所望の値にまで下がらない場合が有り得る。
そこで、態様５のように、循環部１９だけではなく、混合槽１７もアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができるようにすることで、循環部１９内の液体のｐＨの調整が容易になるのである。すなわち、循環部１９内の液体のｐＨが所望の値にまで下がらない場合、循環部１９へ供給されるアルカリ性脱リン液２４の量を減らし、その分を混合槽１７へ供給する。このようにすることで、循環部１９内の液体のｐＨを容易に下げることができる。
【実施例】
【００７４】
＜実施例１＞
図６に示す汚泥処理装置４０を用いて汚泥処理し、リンを回収した。
汚泥処理装置４０について詳しく説明する。
図６において汚泥処理装置４０は、本発明の装置における高分子凝集剤添加手段に相当する高分子凝集剤添加装置４２と、濃縮部に相当する濃縮機４３と、リン回収部に相当するリン回収装置４４と、無機凝集剤添加手段に相当する無機凝集剤添加装置４５と、脱水部に相当する脱水機４６と、混合部に相当する混合槽４７とを備えている。ここで、リン回収装置４４は、リン回収原水槽７１および晶析反応槽７３から構成されている。
そして、さらに汚泥処理装置４０は、汚泥５０を受け入れる受入槽４１、および汚泥５０を貯留して高分子凝集剤を添加しつつ攪拌して凝集を促進させることができる凝集槽４２１を備えている。
また、汚泥処理装置４０は、晶析反応槽７３から排出されたアルカリ性脱リン液５４を受け入れ、混合槽４７へ排出する循環槽４９を備えている。さらに、循環槽４９から、その内部の液体（アルカリ性脱リン液５４）を晶析反応槽７３へ返送するためのパイプ状の返送手段６３を備えており、そのパイプには、必要に応じて晶析反応槽７３におけるｐＨおよびマグネシウム濃度を調整できるｐＨ調整剤添加装置７５およびマグネシウム源添加装置７７が設置されている。
【００７５】
このような本発明の装置４０では、初めに汚泥５０は受入槽４１に受け入れられ、その後、凝集槽４２１へ移動される。そして、凝集槽４２１において高分子凝集剤添加装置４２から、この内部に貯留されている汚泥５０へ高分子凝集剤が添加される。凝集槽４２１は攪拌機を備えており、これによって高分子凝集剤の作用を高めることができる。その後、高分子凝集剤が添加された汚泥５０は所定の供給量で濃縮機４３へ向かって送られる。高分子凝集剤が添加された汚泥５０は濃縮機４３において、その少なくとも一部が固液分離する。そして、濃縮機４３から、汚泥５０中の固形成分等が凝集された部分である凝集汚泥５１と、主として液体部分である分離液５２とが排出される。
分離液５２は、リン回収原水槽７１へ供給され、さらに所定の供給量で晶析反応槽７３へ供給される。また、晶析反応槽７３の内部の反応槽における各成分濃度等は監視されていて、各々が適正濃度となるように、適宜、ｐＨ調整剤添加装置７５やマグネシウム源添加装置７７からｐＨ調整剤やマグネシム源を適量添加したり、パイプ状の返送手段６３を通じて循環槽４９内のアルカリ性脱リン液５４を所望量添加したりする。そして、晶析反応槽７３では晶析法によって分離液５２中からリン５３が回収され、残部であるアルカリ性脱リン液５４が排出される。
凝集汚泥５１は、濃縮機４３から排出された後、無機凝集剤添加装置４５によって、無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥５１は脱水機４６へ供給される。そして脱水機４６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥５５として排出され、主として水分は酸性脱水液５６として、混合槽４７へ排出される。
アルカリ性脱リン液５４は循環槽４９を経由して混合槽４７に受け入れられる。また、酸性脱水液５６は混合槽４７に受け入れられる。そして、アルカリ性脱リン液５４と酸性脱水液５６とが混合槽４７内で混合され、ほぼ中性となった中和処理液５７が混合槽４７から排出される。
排出された中和処理液５７は生物処理に供される。
【００７６】
このような汚泥処理装置４０における各部は、具体的には次のようなものである。
・受入槽４１：攪拌機付きタンク
・凝集槽４２１：液滞留時間３〜５分、撹拌機付きのタンクで完全混合できるもの。
・高分子凝集剤添加装置４２：撹拌機付き２００Ｌタンクおよび定量ポンプ
・濃縮機４３：スリット型濃縮機（目開き０．５〜１．０ｍｍ）
・リン回収装置４４
・リン回収原水槽７１：撹拌機付きタンク
・晶析反応槽７３：２塔式晶析反応槽（特許第４０５３２７３号に記載のもの）、水ｉｎｇ株式会社製
・脱水機４６：スクリュープレス機：軸摺動型スクリュ−プレス、水ｉｎｇ株式会社製
・混合槽４７：タンク
・循環槽４９：タンク
・返送手段６３：渦巻きポンプ
・ｐＨ調整剤添加装置７５：２０Ｌタンクおよびポンプ
・マグネシウム源添加装置７７：５０Ｌタンクおよびポンプ
【００７７】
また、汚泥処理装置４０では、次のような条件の下で汚泥５０を処理した。
・汚泥５０：し尿および浄化槽汚泥の混合物
・汚泥の処理量：１０．８ｍ3／日
・流入ＰＯ4−Ｐ負荷：約１．０ｋｇ−ＰＯ4−Ｐ／日
・高分子凝集剤：両性ポリマー（ＣＳ−３０２）、水ｉｎｇ株式会社社製
・ｐＨ調整剤：水酸化ナトリウム（循環槽に設置されたｐＨ計が８．７〜９．５付近となるように添加した。）
・マグネシウム源：塩化マグネシウム（１０質量％−ＭｇＣｌとなるように溶解して使用）
・無機凝集剤：ポリ塩化第二鉄、濃度１１質量％−Ｆｅ（比重１．４５）
【００７８】
このような汚泥処理装置４０を用いて汚泥５０を処理したところ、リンをリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）として、６．３ｋｇ−ＭＡＰ／日で回収することができた。また、脱水汚泥を７０質量％の低含水率とすることができた。
【００７９】
さらに、汚泥５０、分離液５２、アルカリ性脱リン液５４、酸性脱水液５６および中和処理液５７におけるｐＨ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度（全リン濃度）、ＰＯ4−Ｐ（リン酸態リン濃度）、ＮＨ4−Ｎ（アンモニア性窒素濃度）を測定した。
測定結果を第１表に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
第１表に示すように、汚泥５０のＴ−Ｐ濃度が３０３ｍｇ／Ｌ、ＰＯ4−Ｐ濃度が１０３ｍｇ／Ｌであったのに対して、分離液５２のＴ−Ｐ濃度が８７ｍｇ／Ｌ、ＰＯ4−Ｐ濃度が８４であった。これより、汚泥５０に高分子凝集剤を添加することで、リン酸イオンではない態様のリンは凝集し、分離液５２ではなく、凝集汚泥５１に含まれることになったといえる。また、リン酸イオンのほとんど（約８０％）は分離液５２に含まれたといえる。そして、さらにアルカリ性脱リン液５４に含まれるＰＯ4−Ｐ濃度が９ｍｇ／Ｌと非常に低くなっていることから、本発明では、汚泥に含まれるリン酸態リンを高効率で晶析法によって回収することができているといえる。
なお、酸性脱水液５６中のリン濃度は非常に低くなっていることから、無機凝集剤を添加すると、リン酸態リンもそれ以外の態様のリンも凝集し、固形化されるといえる。
【００８２】
＜実施例２＞
同一処理場内に搬入されるし尿および浄化槽汚泥の性状を調査した。
その結果、性状は大きく異なり、例えばリン酸態リン濃度（ＰＯ4−Ｐ）は、浄化汚泥が２．６ｍｇ／Ｌであるのに対して、し尿は１２４ｍｇ／Ｌであった。
調査結果を第２表に示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
次に、第２表に示したし尿（汚泥Ａ）と浄化槽汚泥（汚泥Ｂ）とを混合してなる汚泥を、実施例１で用いた汚泥処理装置４０によって数日にわたり継続的に処理した。ここで、し尿と浄化槽汚泥との混合比は日によって変化している。そして、毎日、分離液およびアルカリ性脱リン液のリン酸態リン濃度（ＰＯ4−Ｐ）を測定した。測定結果を図７に示す。
また、図７において、ＰＯ4−Ｐ濃度が高くなっている日（運転日数が１日、２日、３日、４日、８日）のデータと、それ以外の日のデータとを分けて、第３表にまとめた。第３表において、ＰＯ4−Ｐ濃度が高くなっている日のデータを「高濃度」、それ以外の日のデータを「低濃度」と示している。
【００８５】
【表３】
【００８６】
第３表に示すように、ＰＯ4−Ｐ濃度が１１０．５ｍｇ／Ｌとなった高濃度のデータにおいても、ＰＯ4−Ｐ濃度が５２．８ｍｇ／Ｌとなった低濃度のデータにおいても、アルカリ性脱リン液のＰＯ4−Ｐ濃度はほぼ同じ（７．３ｍｇ／Ｌと６．９ｍｇ／Ｌ）となることがわかった。
これより、晶析法によるリン回収量は、汚泥におけるＰＯ4−Ｐ濃度によらず、排水（アルカリ性脱リン液）の濃度が一定値（７ｍｇ／Ｌ程度）になるまで、リンを回収できると考えられる。
したがって、含有されるリン濃度が高い汚泥のみを対象としてリンを回収したほうが、より効率的であるといえる。
【００８７】
以上より、第４表に示すケース１とケース２とを比較した場合、ケース２の汚泥Ａのみを処理対象としたほうがよいといえる。なお、第４表は、第２表に示した汚泥Ａと汚泥Ｂとを混合したケース１と、汚泥Ｂのみの場合のケース２とを対比した表である。ここでケース１において汚泥Ａと汚泥Ｂとの混合比率を１：２としているのは、し尿処理場へのし尿搬入量と浄化槽汚泥搬入量との一般的な比から定めたものである。
【００８８】
【表４】
【００８９】
次に、第４表に示したケース１とケース２の場合の各々について、リン回収部における晶析反応槽の設計仕様と処理能力を求めた。なお、し尿処理場へのし尿搬入量を２４ｍ3／日、浄化槽汚泥搬入量を４８ｍ3／日、合計７２ｍ3／日とした。また、アルカリ性脱リン液のＰＯ4−Ｐ濃度は、第３表を用いて説明したように、７ｍｇ／Ｌとなるとした。
結果を第５表に示す。
【００９０】
【表５】
【００９１】
第５表に示すように、ケース１の汚泥（汚泥Ａ＋汚泥Ｂ）を処理した場合、分離液の処理量は３ｍ3／時となり、それに伴って晶析反応槽の直径も大きくする必要がある。これに対してケース２の汚泥Ａを処理した場合、分離液の処理量は１ｍ3／時となり、晶析反応槽の直径も小さくすることができる。よって、ケース２の方が、設備の設置スペースやコストを低減することができる。
また、アルカリ性脱リン液中のＰＯ4−Ｐ濃度が７ｍｇ／Ｌで一定とすると、除去できるＰＯ4−Ｐ量は、ケース２の汚泥Ａのみを対象とした場合の方が大きくなり、リン回収がより効率的であるといえる。
【００９２】
＜実施例３＞
前述の態様４および態様５において、循環部から返送手段によってリン回収部へ返送される液体のｐＨ（循環水ｐＨ）を求めた。
ここでリン回収部から排出された直後（晶析反応槽出口）におけるアルカリ性脱リン液のｐＨを８．５、酸性脱水液のｐＨを５．０とした。また、態様４の場合のアルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を１：０．３とした。また、態様５の場合は、アルカリ性脱リン液の半分を混合部へバイパスするとして、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を０．５：０．３とした。
循環水ｐＨの算出結果を第６表に示す。なお、第６表には、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を１：０としたものをケース１として示した。態様４の場合をケース２、態様５の場合をケース３として示した。
【００９３】
【表６】
【００９４】
第６表から分かるように、ケース２の様態４、ケース３の様態５のように、アルカリ性脱リン液に対する酸性脱水ろ液の混合比を大きくするほど循環水ｐＨは低くなっている。このことから、酸性脱水ろ液を循環水へ混合することにより、酸性脱水ろ液を酸側のｐＨ調整剤として利用することができ、酸側のｐＨ調整剤の使用量を低減し、さらには調整剤混合までの循環ラインのスケール防止も可能となることが分かる。ただし、本発明の前提にあるように、酸性脱水ろ液中には未反応の無機凝集剤（金属イオン）が残留している可能性もあるため、酸性脱水ろ液とアルカリ性脱リン液とは混合する必要がある。この点に関しても、本発明（ケース２またはケース３）の方法であれば、残留無機凝集剤の影響を最小限にとどめ、かつ、配管のスケール防止及び酸側ｐＨ調整剤の低減のための最適な脱水ろ液混合比を任意に設定することが可能となると考えられる。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 本発明の装置
１１、１１ａ、１１ｂ 受入部（受入部Ａ、受入部Ｂ）
１２、１２ａ、１２ｂ 高分子凝集剤添加手段（高分子凝集剤添加手段Ａ、高分子凝集剤添加手段Ｂ）
１３、１３ａ、１３ｂ 濃縮部（濃縮部Ａ、濃縮部Ｂ）
１４ リン回収部
１５、１５ａ、１５ｂ 無機凝集剤添加手段（無機凝集剤添加手段Ａ、無機凝集剤添加手段Ｂ）
１６、１６ａ、１６ｂ 脱水部（脱水部Ａ、脱水部Ｂ）
１７ 混合部
１９ 循環部
２０、２０ａ、２０ｂ 汚泥（汚泥Ａ、汚泥Ｂ）
２１、２１ａ、２１ｂ 凝集汚泥（凝集汚泥Ａ、凝集汚泥Ｂ）
２２、２２ａ、２２ｂ 分離液（分離液Ａ、分離液Ｂ）
２３ リン
２４ アルカリ性脱リン液
２５、２５ａ、２５ｂ 脱水汚泥（脱水汚泥Ａ、脱水汚泥Ｂ）
２６、２６ａ、２６ｂ 酸性脱水液（酸性脱水液Ａ、酸性脱水液Ｂ）
２７ 中和処理液
３１ 分配手段γ
３３ 返送手段
３５ 分配手段δ
４０ 汚泥処理装置
４１ 受入槽
４２ 高分子凝集剤添加装置
４２１ 凝集槽
４３ 濃縮機
４４ リン回収装置
４５ 無機凝集剤添加装置
４６ 脱水機
４７ 混合槽
４９ 循環槽
５０ 汚泥
５１ 凝集汚泥
５２ 分離液
５３ リン（ＭＡＰ）
５４ アルカリ性脱リン液
５５ 脱水汚泥
５６ 酸性脱水液
５７ 中和処理液
６３ 返送手段
７１ リン回収原水槽
７３ 晶析反応槽
７５ ｐＨ調整剤添加装置
７７ マグネシウム源添加装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、し尿や浄化槽汚泥からリンを回収する方法および回収装置等が提案されている。
例えば特許文献１には、リン含有有機性汚水の受入貯留手段と、前記受入貯留手段内の汚水に凝集剤を添加し、混和する凝集混和手段と、前記凝集混和手段からの汚水を分離水と汚泥とに分離する固液分離手段と、前記固液分離手段において分離された汚泥を脱水する脱水手段と、前記固液分離手段において分離された分離水を導入して、リン酸塩を生成させるリン酸塩生成手段と、前記リン酸塩生成手段において得られたリン酸塩を回収するリン酸塩回収手段と、前記リン酸塩生成手段からの脱離液と前記固液分離手段において分離された汚泥の一部とを硝化脱窒処理する生物処理手段とを備えたことを特徴とするリン含有有機性汚水処理装置が記載されている。そして、このような装置によると、生し尿、リン含有有機性汚水に含まれるリンを再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウムの結晶として回収することができると記載されている。
なお、特許文献１の［００１６］段落には、上記の装置に用いる凝集剤として、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機系凝集剤および高分子凝集剤のうちの少なくとも１つを用いることができると記載されている。
【０００３】
特許文献２には、し尿、浄化槽汚泥を含む被処理液を処理する前脱水工程、リン回収工程、後処理工程を含むものであって、前脱水工程においてポリマーを添加し、主として被処理液中のＳＳ分を除去し、リン回収工程において前脱水工程の脱水ろ液にカルシウムおよびｐＨ調整剤を添加し、脱水ろ液中のリンをヒドロキシアパタイトとして晶析させて沈殿・分離除去し、後処理工程においてリン回収工程を経たリン回収処理液を後処理することを特徴とする水処理方法が記載されている。そして、このような水処理方法に依ると、し尿、浄化槽汚泥を含む被処理液の処理に際して、リン回収工程の前段において行う前脱水工程をポリマーのみで行うことにより、リン回収工程へ流入する脱水ろ液のリン濃度を高く維持し、リン回収工程でのリン回収率を高めることができると記載されている。
【０００４】
特許文献３には、汚泥にカチオン性有機高分子凝集剤を添加する第１の凝集手段と、該第１の凝集手段で得られた凝集汚泥を濃縮する重力濃縮手段と、該重力濃縮手段の濃縮汚泥に無機凝集剤を添加する第２の凝集手段と、該第２の凝集手段で得られた凝集汚泥に両性有機高分子凝集剤を添加する第３の凝集手段と、該第３の凝集手段で得られた凝集汚泥を脱水処理する脱水手段と、該脱水手段の脱水濾液と前記重力濃縮手段からの分離水とを処理するＭＡＰ生成手段とを備えてなることを特徴とする汚泥処理装置が記載されている。そして、このような装置によると、嫌気性消化汚泥等のリン含有汚泥を効率的に脱水処理すると共に、リンを効率的に除去、回収することができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５８３４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１００１号公報
【特許文献３】特許第３５５０９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
し尿や浄化槽汚泥からリンを回収する場合、リンを肥料等として再利用可能な態様で、効率良く回収することが重要であるが、同時に、助燃剤等として利用できる低含水率の汚泥（脱水汚泥）を排出することも必要である。また、リン回収工程における反応効率を高めるために、処理対象にｐＨ調整剤等を添加してｐＨを適正範囲に調整する必要があるが、このｐＨ調整剤の使用量は少ないほど好ましい。さらにリン回収液の水は、後段で生物処理を行うか、希釈後下水放流される場合が多く、いずれの場合もｐＨは中性付近にする必要があるため、リン回収のｐＨ調整剤も少なくできることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、従来のリン回収方法やリン回収装置では、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用して効率良くリンを回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出することができなかった。また、ｐＨ調整剤や希釈水の使用量が多くなる点が問題であった。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載されているリン含有有機性汚水処理装置において、凝集剤として無機系凝集剤を用いた場合、汚水中のリンが無機系凝集剤中の金属イオンと反応し固形化するため、晶析法によるリンの回収は困難であった。つまり、特許文献１には、凝集剤として無機系凝集剤を用いたとしても、リン含有有機性汚水処理装置によってリンを再資源化が可能なリン酸マグネシウムアンモニウム（以下ＭＡＰと記す。）の結晶として回収できると記載されているが、実際は、リンをＭＡＰの結晶として回収することは困難である。また、凝集剤として高分子凝集剤を用いた場合、仮にリンをＭＡＰの結晶として回収できたとしても、低含水率の脱水汚泥を排出することはできなかった。
【０００９】
また、特許文献２に記載の水処理方法では、リン回収工程の前段において行う前脱水工程をポリマーのみで行うので、仮にリンは回収できたとしても、低含水率の脱水汚泥を排出することが困難であった。
【００１０】
また、特許文献３に記載の汚泥処理装置では、ＭＡＰ生成手段において、脱水手段の脱水濾液と重力濃縮手段からの分離水とを合わせて処理するため、溶解性リンの薄い脱水ろ液と希釈され、ＭＡＰ被処理水全体のリン濃度が薄まる上に、脱水ろ液中に残留する無機凝集剤（金属イオン）が濃縮液中のリンと反応し固形化するため、ＭＡＰ等の晶析法によりリンを効率よく回収することが困難となる。また、一般的には良好な脱水性能（低含水率）を発揮させるため頑固なフロックを形成させるためには、脱水機に投入する汚泥のｐＨを５〜６付近にする必要があり、脱水ろ液も比較的低いｐＨとなる場合が多く、この脱水ろ液も合わせてＭＡＰ処理するためには、より多くのｐＨ調整剤が必要となる。また、ＭＡＰ生成手段へｐＨ調整剤を添加することでｐＨを上記の適した範囲内に調整できたとしても、ｐＨ調整剤が多くなる点で問題であった。さらに、特許文献３に記載の汚泥処理装置から最終的に排出される処理水はアルカリ性であり、そのまま放流することはできない場合があり、また、生物処理に供するにも適さない場合がある。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用した上で、リンを高効率で回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出し、さらに、ｐＨ調整剤や希釈水を使用しない、またはこれらの使用量を少なくできる汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は、汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置である。
このような汚泥処理装置を、以下では「本発明の装置」ともいう。
【００１３】
本発明の装置は、リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理する汚泥処理装置であって、汚泥Ａおよび汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮部Ａと、前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮部Ｂと、前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部とを備える汚泥処理装置であることが好ましい。
【００１４】
本発明の装置は、さらに循環部を備え、前記アルカリ性脱リン液が前記循環部へ受け入れられた後、前記混合部に受け入れられるように構成されており、加えて、前記循環部内の液体の少なくとも一部を前記リン回収部へ返送するための返送手段を備え、前記酸性脱水液を前記循環部も受け入れることができるように、前記酸性脱水液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段γを備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１５】
本発明の装置は、さらに、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部も受け入れることができるように、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段δを備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１６】
本発明の装置は、さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理部を備える汚泥処理装置であることがより好ましい。
【００１７】
また、本発明は、汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備える、リンの製造方法である。
このようなリンの製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
【００１８】
本発明の製造方法は、リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理してリンを得る、リンの製造方法であって、汚泥Ａに高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮工程Ａと、汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮工程Ｂと、前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加した後、前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備えるリンの製造方法であることが好ましい。
【００１９】
本発明の製造方法は、前記アルカリ性脱リン液を受け入れ、必要に応じて前記酸性脱水液を受け入れ、受け入れた液体が混合してなる混合液の少なくとも一部を前記リン回収工程へ返送し、残部を前記混合工程へ送る循環工程をさらに備えるリンの製造方法であることが好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法は、前記混合工程が、必要に応じて、前記循環工程を経由しないで前記アルカリ性脱リン液も受け入れることができるリンの製造方法であることが好ましい。
【００２１】
本発明の製造方法は、さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理工程を備えるリンの製造方法であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の製造方法は、本発明の装置を用いて行うリンの製造方法であることより好ましい。
【００２３】
また、本発明は、汚泥処理方法であって、汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程とを備える、汚泥処理方法である。
このような汚泥処理方法を、以下では「本発明の処理方法」ともいう。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、リンを肥料等として再利用できる態様で回収できる晶析法を適用した上で、リンを高効率で回収し、同時に、低含水率の脱水汚泥を排出し、さらにｐＨ調整剤や希釈水を使用しない、またはこれらの使用量を少なくできる汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の装置（態様１）の概略図である。
【図２】本発明の装置の好ましい態様（態様２）の概略図である。
【図３】本発明の装置の別の好ましい態様（態様３）の概略図である。
【図４】本発明の装置の別の好ましい態様（態様４）の概略図である。
【図５】本発明の装置の別の好ましい態様（態様５）の概略図である。
【図６】本発明の実施例１で用いた汚泥処理装置の概略図である。
【図７】実施例２を説明するためにグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明について説明する。
本発明は汚泥処理装置、リンの製造方法および汚泥処理方法に関する。
以下において、単に「本発明」と記した場合、「本発明の装置」、「本発明の製造方法」および「本発明の処理方法」のいずれをも意味するものとする。
【００２７】
本発明について、図１を用いて詳細に説明する。なお、図１に示す本発明の装置を、以下では態様１ともいう。
【００２８】
図１に示す本発明の装置１０は、高分子凝集剤添加手段１２と、濃縮部１３と、リン回収部１４と、無機凝集剤添加手段１５と、脱水部１６と、混合部１７とを備えている。
また、本発明の装置１０は、汚泥２０を受け入れる受入部１１を備えている。ただし、本発明の装置において受入槽１１は必須の構成要素ではない。
【００２９】
本発明において処理する汚泥は、リン酸態リンを含む汚泥であれば特に限定されず、例えばし尿、浄化槽汚泥に好ましく適用することができる。すなわち、本発明において「汚泥」は「し尿」を含むものとする。また、汚泥は、し尿や浄化槽汚泥から、これに含まれるし渣を取り除いた後のものであってもよい。
汚泥の成分は、例えば、ｐＨ＝６〜９、ＳＳ＝３，０００〜１５，０００ｍｇ／Ｌ、リン含有率（全リン）＝５０〜５００ｍｇ／Ｌ、リン酸態リン濃度＝３０〜３００ｍｇ／Ｌ、アンモニア性窒素濃度＝５００〜３，０００ｍｇ／Ｌである。
【００３０】
＜高分子凝集剤添加手段＞
本発明の装置１０において高分子凝集剤添加手段１２は、汚泥２０に高分子凝集剤を添加する機能を有する。
本発明の装置において高分子凝集剤添加手段１２は、高分子凝集剤を所望量、汚泥へ添加できるものであれば特に限定されない。例えば、粉状または液状の高分子凝集剤を水へ添加して、高分子凝集剤の濃度を０．１〜０．３質量％（好ましくは０．２質量％程度）とした水溶液を得た後、薬注ポンプ（例えばダイヤフラムポンプやモーノポンプ）を用いて添加する方法が挙げられる。
高分子凝集剤添加手段は、例えば、受入部と濃縮部との間に攪拌装置を備えた凝集槽を設置し、ここへ高分子凝集剤を添加できる態様であることが好ましい。また、受入部内へ高分子凝集剤を添加できる態様であってもよい。さらに、凝集槽または受入部の内部を攪拌できる装置が設置されていれば、これを用いて凝集槽または受入部の内部を攪拌することで高分子凝集剤添加手段によって添加した高分子凝集剤の反応速度を速めることができるので好ましい。
【００３１】
高分子凝集剤は汚泥中のＳＳ（浮遊物質）を凝集し、固液分離しやすくする役割を果たすものである。これによって、汚泥中に含まれるほとんどのリン酸態リンが、濃縮部から排出される分離液へ含まれることになる。
高分子凝集剤はこのような役割を果たすものであればよい。例えばカチオン系高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等が挙げられ、汚泥の性状により最適な種類を選定する。
【００３２】
高分子凝集剤の添加量は、汚泥の性状などによって異なり、また、用いる高分子凝集剤の種類によっても異なるが、汚泥中の固形物乾燥量（ＤＳ）に対して１．０〜３．０質量％であることが好ましく、２．０〜２．５質量％であることがより好ましい。
【００３３】
＜濃縮部＞
本発明の装置１０において濃縮部１３は、前記高分子凝集剤を添加した後の汚泥２０の少なくとも一部を固液分離し、汚泥２０に含まれるＳＳが凝集した部分である凝集汚泥２１および主として液体部分である分離液２２を排出する。
濃縮部として、例えばウェッジワイヤースクリーン、ロータリースクリーンを用いることができる。ここで、これらの目開きは、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
＜リン回収部＞
本発明の装置１０においてリン回収部１４は、分離液２２に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出する。
晶析法は、液中のリンを種晶表面に晶析させる反応に基づく方法であり、主なものとしてＭＡＰ法およびＨＡＰ法が挙げられる。
ＭＡＰ法は、液中のＰＯ43-、ＮＨ4+、Ｍｇ2+の反応によって生成するＭＡＰの晶析現象を利用した方法であり、リンとアンモニウムイオンを含む汚泥にＭｇイオン源（塩化マグネシウム、水酸化マグネシウム等）を添加し、過飽和状態で種晶と接触させることで、種晶表面にＭＡＰを晶析させ、これを回収する。
ＨＡＰ法は、液中のＰＯ43-、Ｃａ2+、ＯＨ-の反応によって生成するヒドロキシアパタイト（以下ＨＡＰと記す。）の晶析現象を利用した方法であり、リンを含む汚泥にＣａ2+およびＯＨ-を添加し、過飽和状態で種晶と接触させることで、種晶表面にＨＡＰを晶析させ、これを回収する。
【００３５】
リン回収部１４として、従来公知の晶析反応槽を用いることができるが、高速処理を可能とする流動式が好ましい。
また、晶析反応はｐＨが７．５〜１０．０程度で行われることが好ましく、８．０〜９．５程度で行われることがより好ましいので、このようなｐＨとなるように反応浴（晶析リアクター）へｐＨ調整剤を添加することが好ましい。ｐＨ調整剤としては、ＮａＯＨ等のアルカリや、硫酸等の酸が挙げられる。後述するように本発明の装置が、態様４や態様５の場合、硫酸等の酸のｐＨ調整剤の使用量を削減でき、さらに混合部から中和処理液を排出するラインにおけるスケーリングを防止できる点で好ましい。
また、反応浴中のＭｇイオン濃度がリン酸態リン濃度に対して、モル比で１．２〜１．５倍程度となるようにＭｇイオン源を添加することが好ましい。
また、必要に応じてアンモニウムイオン源を添加してもよい。
その他の条件については、晶析法を行うに際しての従来公知の条件範囲内で行うことができる。
【００３６】
＜無機凝集剤添加手段＞
本発明の装置１０において無機凝集剤添加手段１５は、凝集汚泥２１に無機凝集剤を添加する機能を有する。
本発明の装置において無機凝集剤添加手段は、無機凝集剤を所望量、凝集汚泥２１へ添加できるものであれば特に限定されない。
また、無機凝集剤添加手段は、例えば、濃縮部と脱水部との間に凝集槽を設置し、ここへ無機凝集剤を添加できる態様であることが好ましい。また、凝集槽の内部を攪拌できる装置がさらに設置されていれば、これを用いて凝集槽の内部を攪拌することで無機凝集剤添加手段によって添加した無機凝集剤の反応速度を速めることができるので好ましい。
【００３７】
無機凝集剤は、高分子凝集剤と同様に汚泥中のＳＳ分を凝集させるものであるが、高分子凝集剤によって凝集した後の凝集汚泥に添加することで、そのフロックをさらに強固にし、脱水しやすいものに変える役割を果たすものである。これによって、凝集汚泥中の水分とそれ以外の成分とを、次工程である脱水部１６において分離し易くする。
無機凝集剤はこのような役割を果たすものであればよい。例えば塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第二鉄、ポリ硫酸鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄が挙げられる。中でもポリ硫酸第二鉄が好ましい。
【００３８】
無機凝集剤の添加量は、凝集汚泥の性状などによって異なり、また、用いる無機凝集剤の種類によっても異なるが、汚泥中の固形物乾燥量（ＤＳ）に対して２．０〜７．０質量であることが好ましく、５質量％程度であることがより好ましい。
【００３９】
＜脱水部＞
本発明の装置１０において脱水部１６は、無機凝集剤を添加した後の凝集汚泥２１を脱水処理し、脱水汚泥２５および酸性脱水液２６を排出する。
本発明の装置において脱水部は、凝集汚泥を脱水処理することで酸性脱水液および低含水率の脱水汚泥を排出することができる装置等であればよく、例えば従来公知の脱水機を用いることができる。例えばベルトプレス脱水機、スクリュープレス脱水機、遠心脱水機を用いることができる。
【００４０】
＜混合部＞
本発明の装置１０において混合部１７は、アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する。
本発明の装置において混合部は、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液とを受け入れて、これらを混合できるものであればよく、例えば従来公知の反応槽を用いることができる。また、混合部は、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液とがより混合されるように、攪拌機を備えていることが好ましい。
【００４１】
＜受入部＞
本発明の装置１０において受入部１１は、汚泥２０を受け入れ、これを所望の供給量で濃縮部１３へ送る役割を果たす。
本発明の装置において受入部は、このような役割を果たすものであればよく、例えば従来公知の受入槽を用いることができる。
【００４２】
次に、上記のような本発明の装置１０によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れを説明する。
なお、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法に相当する。
【００４３】
初めに汚泥２０は受入部１１に受け入れられる。そして、汚泥２０は所望の供給量で濃縮部１３へ向かって送られる。ここで、受入部１１から排出された後、濃縮部１３に供給される前に、高分子凝集剤添加手段１２によって汚泥２０へ高分子凝集剤が添加される。高分子凝集剤が添加された汚泥２０は濃縮部１３において、その少なくとも一部が固液分離される。そして、濃縮部１３から、汚泥２０が凝集した部分である凝集汚泥２１と、主として液体部分である分離液２２とが排出される。
分離液２２は、リン回収部１４へ供給される。リン回収部１４では晶析法によって分離液２２中からリン２３が回収される。そして、残部であるアルカリ性脱リン液２４が排出される。
凝集汚泥２１は、濃縮部１３から排出された後、無機凝集剤添加手段１５によって、無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥２１は脱水部１６へ供給される。そして脱水部１６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥２５として排出され、主として水分は酸性脱水液２６として、混合部１７へ排出される。
アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６は混合部１７に受け入れられる。そして、ほぼ中性（例えばｐＨ＝６〜８程度）（好ましくはｐＨ＝６．５〜７．５程度））となった中和処理液２７が排出される。
【００４４】
上記のように本発明では、リン回収部において分離液に晶析法を適用してリンを回収する。よって、リンを肥料等として再利用できるリン酸マグネシウムアンモニウムやヒドロキシアパタイト等の結晶として回収することができる。また、ここで、処理対象である分離液は、汚泥へ高分子凝集剤を添加して得たものであり、溶解性リンを多く含有しているので、リンを高効率（８０〜９５％程度）で回収することができる。
また、凝集汚泥へ無機凝集剤を添加した後に脱水部において脱水するので、十分に低い含水率の脱水汚泥を得ることができる。無機凝集剤を添加すると脱水効率が高まるので、含水率が７０質量％程度の脱水汚泥を比較的容易に得ることができる。この程度の低含水率である脱水汚泥は、助燃剤等として好ましく再利用できる。
さらに、本発明では、ｐＨが５〜６程度の酸性脱水液と、ｐＨが８．０〜９．５程度のアルカリ性脱リン液とを混合部で受け入れ、ここで混合した後、ほぼ中性の中和処理液を排出することができる。この中和処理液は中性であるので、その後に生物処理を行う場合ではｐＨ調整を行うことなしに処理することができる。酸性脱水液およびアルカリ性脱リン液の各々を放流したり生物処理したりするためには、ｐＨ調整剤等を用いてｐＨを中性にする必要がある。これに対して本発明は、中性の液体を排出することができるので、ｐＨ調整剤等を用いなくて良い、またはその使用量を少なくできる点で好ましい。また中性ではない液体を放流する際に用いる希釈水の使用量も同様に少なくすることができる。
また、アルカリ性脱リン液はｐＨが高く、残留過飽和度も大きいため、配管等でスケールが生成し易い状態にあるが、本発明ではアルカリ性脱リン液と酸性脱水液とを混合することでｐＨが低下するので過飽和度が低下し、その結果、スケールの生成も抑制することができる。
【００４５】
本発明では、中和処理液を生物処理することが好ましい。つまり、本発明の装置は、さらに中和処理液を生物処理する生物処理部を備えることが好ましい。また、本発明の製造方法は、さらに、中和処理液を生物処理する生物処理工程を備えることが好ましい。
生物処理の中でも、生物学的硝化脱窒法が好ましい。
【００４６】
次に、本発明の装置の好ましい態様について説明する。
本発明の装置は、次に説明する態様２〜５であることが好ましい。
【００４７】
＜態様２＞
本発明の装置の好適態様である態様２について、図２を用いて説明する。
図２に示す態様２では、図１に示した態様１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様２の説明では、態様１と異なる点を中心に説明する。
【００４８】
態様２は、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）および相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する汚泥処理装置１０であって、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）および高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ａ（２０ａ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および分離液Ａ（２２ａ）を排出する濃縮部Ａ（１３ａ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ｂ（２０ｂ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）および分離液Ｂ（２２ｂ）を排出する濃縮部Ｂ（１３ｂ）と、分離液Ａ（２２ａ）に晶析法を適用してリン２３を回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出するリン回収部１４と、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）を混合してなる混合汚泥ＡＢに無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段１５と、無機凝集剤を添加した後の混合汚泥ＡＢを脱水処理し、脱水汚泥２５および酸性脱水液２６を排出する脱水部１６と、アルカリ性脱リン液２４、分離液Ｂ（２２ｂ）および酸性脱水液２６を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する混合部１７とを備える。
また、態様２は、汚泥Ａおよび汚泥Ｂを受け入れ、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）に供給する受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ）を備える。
【００４９】
態様２が、態様１と異なるところは、態様２の場合、２種類の汚泥（汚泥Ａ、汚泥Ｂ）を受け入れて処理できる点である。具体的には、態様２では、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）と、汚泥Ａと比較するとリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する。例えば、汚泥Ａとしてし尿、汚泥Ｂとして浄化槽汚泥を処理する。
また、態様２が、態様１と異なるところは、受入槽を２つ備え（受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ））、高分子凝集剤添加手段を２つ備え（高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）、高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ））、さらに、濃縮部を２つ備える点である（濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ））。
【００５０】
次に、このような態様２によって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理した場合の処理の流れを説明する。
なお、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００５１】
初めに、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）は受入部Ａ（１１ａ）に受け入れられ、相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）は受入部Ｂ（１１ｂ）に受け入れられる。そして、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）は、各々、所望の供給量で濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）へ送られる。ここで、受入部Ａ（１１ａ）および受入部Ｂ（１１ｂ）から排出された後であって濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）に供給される前に、各々、高分子凝集剤添加手段１２ａおよび高分子凝集剤添加手段１２ｂによって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）へ高分子凝集剤が添加される。なお、図２に示す態様１では、高分子凝集剤添加手段を２つ備えているが、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）の各々へ高分子凝集剤を添加することができるのであれば、高分子凝集剤添加手段は例えば１つであってもよい。また、態様１と同様に凝集槽を備えることが好ましい。
そして、高分子凝集剤が添加された汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）は各々、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）において、その少なくとも一部が固液分離される。そして、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）から、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）中の固形分等が凝集された部分である凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）と、主として液体部分である分離液Ａ（２２ａ）および分離液Ｂ（２２ｂ）とが排出される。
【００５２】
そして、分離液Ａ（２２ａ）はリン回収部１４へ供給される。リン回収部１４では晶析法によって分離液Ａ（２２ａ）中からリン２３が回収される。そして、残部であるアルカリ性脱リン液２４が排出される。
分離液Ｂ（２２ｂ）は、リン酸態リン濃度が低いのでリン回収は行わず、混合部１７へ供給される。
【００５３】
凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は、濃縮部Ａ（１３ａ）および濃縮部Ｂ（１３ｂ）から排出され、混合されて混合汚泥ＡＢとなった後、無機凝集剤添加手段１５によって無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は脱水部１６へ供給される。そして脱水部１６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥２５として排出され、主として水分は酸性脱水液２６として、混合部１７へ排出される。
なお、図２に示す態様２では、無機凝集剤添加手段を１つ備えているが、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々へ無機凝集剤を添加するように、無機凝集剤添加手段を２つ備えていてもよい。
【００５４】
アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６ならびに分離液Ｂ（２２ｂ）は混合部１７に受け入れられる。そして、ほぼ中性となった中和処理液２７が排出される。
【００５５】
このような態様２では、リン含有率が高い汚泥（汚泥Ａ）のみからリンを回収するので、リン回収率が高まる点で好ましい。複数種類の汚泥を受け入れて処理する場合、汚泥に含まれるリン酸態リンの濃度は大きく変化する場合があるが、この濃度が低いとリン回収部からはリンが回収し難い場合がある。そこで、複数種類の汚泥を処理する場合は態様２によって予めリン濃度が高いもののみからリンを回収することで、リンを効率良く回収することができる。また、この場合、複数種類の汚泥を混合した後の汚泥を処理する場合と比較して、リン回収部の設備等をコンパクト化できる点でも好ましい。
【００５６】
＜態様３＞
本発明の装置の好適態様である態様３について、図３を用いて説明する。
図３に示す態様３は、前述の態様２と類似する態様である。
図３に示す態様３では、態様１および態様２と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様３の説明では、態様２と異なる点を中心に説明する。
【００５７】
態様３は、リン含有率が高い汚泥Ａ（２０ａ）および相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理する汚泥処理装置１０であって、汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段Ａ（１２ａ）および高分子凝集剤添加手段Ｂ（１２ｂ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ａ（２０ａ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および分離液Ａ（２２ａ）を排出する濃縮部Ａ（１３ａ）と、高分子凝集剤を添加した後の汚泥Ｂ（２０ｂ）の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）および分離液Ｂ（２２ｂ）を排出する濃縮部Ｂ（１３ｂ）と、分離液Ａ（２２ａ）に晶析法を適用してリン２３を回収し、残部であるアルカリ性脱リン液２４を排出するリン回収部１４と、凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）および無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）と、無機凝集剤を添加した後の凝集汚泥Ａ（２１ａ）および凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）の各々を脱水処理し、脱水汚泥２５ａおよび酸性脱水液２６ａならびに脱水汚泥２５ｂおよび酸性脱水液２６ｂを排出する脱水部Ａ（１６ａ）および脱水部Ｂ（１６ｂ）と、アルカリ性脱リン液２４、分離液Ｂ（２２ｂ）および酸性脱水液（２６ａ、２６ｂ）を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液２７を排出する混合部１７とを備える。
【００５８】
態様３が、態様２と異なるところは、態様３の場合、無機凝集剤添加手段を２つ備え（無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）および無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ））、脱水部を２つ備える点である（脱水部Ａ（１６ａ）および脱水部Ｂ（１６ｂ））。
【００５９】
次に、このような態様３によって汚泥Ａ（２０ａ）および汚泥Ｂ（２０ｂ）を処理した場合の流れについて、態様２と異なる点を中心に説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００６０】
態様３では、濃縮部Ａ（１３ａ）から排出された凝集汚泥Ａ（２１ａ）へ無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）から無機凝集剤を添加する。そして、無機凝集剤添加手段Ａ（１５ａ）によって無機凝集剤を添加された凝集汚泥Ａ（２１ａ）は脱水部Ａで脱水され、脱水汚泥２５ａおよび酸性脱水液２６ａが排出される。酸性脱水液２６ａは混合部で受け入れられる。
また、同様に、濃縮部Ｂ（１３ｂ）から排出された凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）へ無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）から無機凝集剤を添加する。そして、無機凝集剤添加手段Ｂ（１５ｂ）によって無機凝集剤を添加された凝集汚泥Ｂ（２１ｂ）は脱水部Ｂで脱水され、脱水汚泥２５ｂおよび酸性脱水液２６ｂが排出される。酸性脱水液２６ｂは混合部で受け入れられる。
このような構成を備えるので、態様３の場合、態様２と異なり、汚泥Ａ（２０ａ）に由来する脱水汚泥２５ａと、汚泥Ｂ（２０ｂ）に由来する脱水汚泥２５ｂとが得られる。
【００６１】
このような態様３では、態様２と同様の効果を奏する。すなわち、リン含有率が高い汚泥（汚泥Ａ）のみからリンを回収するので、リン回収率が高まる点で好ましい。また、この場合、複数種類の汚泥を混合した後の汚泥を処理する場合と比較して、リン回収部の設備等をコンパクト化できる点でも好ましい。
【００６２】
＜態様４＞
本発明の装置の好適態様である態様４について、図４を用いて説明する。
図４に示す態様４では、図１に示した態様１と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様４の説明では、態様１と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
態様４は、さらに循環部１９を備え、アルカリ性脱リン液２４が循環部１９へ受け入れられた後、混合部１７に受け入れられるように構成されており、加えて、循環部１９内の液体の少なくとも一部をリン回収部１４へ返送するための返送手段３３を備え、酸性脱水液２６を循環部１９も受け入れることができるように、酸性脱水液２６を循環部１９または混合部１７に分配することができる分配手段γ（３１）を備える。
【００６４】
循環部１９はｐＨ計を備えていて、その内部の液体のｐＨを測定できることが好ましい。また、図４において循環部１９は混合部１７と、仕切壁によって仕切られることで区別されており、仕切壁の上部の開口から、循環部１９中の液体が混合部１７へ流入するように構成されている。循環部１９と混合部１７とは、連通管等で繋がっていてもよい。また、仕切壁によって仕切られて区別されるものではなく、独立したものであって、配管等で繋がっていてもよい。
また、返送手段３３は、例えばパイプであって、循環部１９からリン回収部１４への液体の流量を調整できるように、さらに循環ポンプ等を有していることが好ましい。また、パイプ中の液体の流量を把握して調整できる構成を備えることが好ましく、例えば従来公知の流量制御弁がパイプに設置されていることが好ましい。
また、分配手段γ（３１）は特に限定されず、例えば従来公知の流量制御弁を適用することができる。
【００６５】
態様４が態様１と異なるところは、態様４の場合、さらに循環部１９を備え、循環部１９へも酸性脱水液２６を供給することができるように構成されている点、および循環部１９内の液体をリン回収部１４へ返送できるように構成されている点である。
【００６６】
次に、このような態様４によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れを説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００６７】
態様４における循環部１９では、アルカリ性脱リン液２４が受け入れられ、必要に応じて酸性脱水液２６が受け入れられる。ここで、受け入れられた液体が混合してなるものを混合液とする。そして、必要に応じて混合液の一部がリン回収部１４へ返送される。リン回収部１４へ返送されなかった残部は、混合部１７へ送られる。
また、混合部１７では、循環部１９から前記混合液が受け入れられ、必要に応じて酸性脱水液２６が受け入れられる。そして、中和処理液２７が排出される。
【００６８】
本発明では晶析法によってリンを回収するが、前述のように晶析反応を進行させるためには、適したｐＨ範囲が存する。したがって、前述の態様１、態様２または態様３の場合、このｐＨ範囲となるように酸やアルカリのｐＨ調整剤を適宜利用する。
これに対して態様４の場合、循環部１９からリン回収部１４への返送手段３３を備えているので、主に酸性のｐＨ調整剤の使用量の削減が可能である。また、過飽和度比を低下させることができるので、返送手段３３を構成する配管等の内部でのスケール発生を防止することができる。具体的には、リン回収部１４における反応浴内のｐＨが適正範囲よりも高くなった場合、分配手段γ（３１）を調整して酸性脱水液２６を循環部１９に供給し、循環部１９内の液体のｐＨを適正値にまで低くした後、この液体を返送手段３３を用いてリン回収部１４へ供給することで、リン回収部１４における反応浴内のｐＨを下げることができる。したがって、態様４の場合、主に酸性のｐＨ調整剤を削減するとともに過飽和度比の低下によるスケール発生を防止できる。
なお、リン回収部１４における反応浴内のｐＨが適正範囲よりも高くなっているか否かは、例えば循環部１９に設置されたｐＨ計で把握することができる。
【００６９】
＜態様５＞
本発明の装置の好適態様である態様５について、図５を用いて説明する。
図５に示す態様５は、前述の態様４と類似する態様である。
図５に示す態様５では、態様１および態様４と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
以下の態様５の説明では、態様４と異なる点を中心に説明する。
【００７０】
態様５は、さらに、混合部１７が、循環部１９を経由しないでアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができるように、アルカリ性脱リン液２４を循環部１９および混合部１７のいずれに受け入れるかを切り替えることができる分配手段δ（３５）を備える。
ここで分配手段δは、分配手段γと同様のものであってよい。
【００７１】
次に、このような態様５によって汚泥２０を処理した場合の処理の流れについて説明する。
また、以下の説明は、本発明の製造方法および本発明の処理方法の好ましい態様に相当する。
【００７２】
態様５における混合部１７は、態様４と同様に循環部１９を経由してアルカリ性脱リン液２４を受け入れるが、さらに、循環部１９を経由しないでアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができる。そして、アルカリ性脱リン液２４および酸性脱水液２６が混合されてなる中和処理液２７を排出する。
【００７３】
態様４は、リン回収部１４における反応浴のｐＨが適正範囲よりも高い場合、循環部１９へ酸性脱水液２６を供給し、循環部１９内の液体のｐＨを下げた上で、これをリン回収部１４へ供給することで、ｐＨ調整剤の使用量を抑制する（または使用しないものとする）ことができる。
しかしながら、循環部１９へ供給されるアルカリ性脱リン液２４と酸性脱水液２６との量バランスによっては、循環部１９内の液体のｐＨが所望の値にまで下がらない場合が有り得る。
そこで、態様５のように、循環部１９だけではなく、混合槽１７もアルカリ性脱リン液２４を受け入れることができるようにすることで、循環部１９内の液体のｐＨの調整が容易になるのである。すなわち、循環部１９内の液体のｐＨが所望の値にまで下がらない場合、循環部１９へ供給されるアルカリ性脱リン液２４の量を減らし、その分を混合槽１７へ供給する。このようにすることで、循環部１９内の液体のｐＨを容易に下げることができる。
【実施例】
【００７４】
＜実施例１＞
図６に示す汚泥処理装置４０を用いて汚泥処理し、リンを回収した。
汚泥処理装置４０について詳しく説明する。
図６において汚泥処理装置４０は、本発明の装置における高分子凝集剤添加手段に相当する高分子凝集剤添加装置４２と、濃縮部に相当する濃縮機４３と、リン回収部に相当するリン回収装置４４と、無機凝集剤添加手段に相当する無機凝集剤添加装置４５と、脱水部に相当する脱水機４６と、混合部に相当する混合槽４７とを備えている。ここで、リン回収装置４４は、リン回収原水槽７１および晶析反応槽７３から構成されている。
そして、さらに汚泥処理装置４０は、汚泥５０を受け入れる受入槽４１、および汚泥５０を貯留して高分子凝集剤を添加しつつ攪拌して凝集を促進させることができる凝集槽４２１を備えている。
また、汚泥処理装置４０は、晶析反応槽７３から排出されたアルカリ性脱リン液５４を受け入れ、混合槽４７へ排出する循環槽４９を備えている。さらに、循環槽４９から、その内部の液体（アルカリ性脱リン液５４）を晶析反応槽７３へ返送するためのパイプ状の返送手段６３を備えており、そのパイプには、必要に応じて晶析反応槽７３におけるｐＨおよびマグネシウム濃度を調整できるｐＨ調整剤添加装置７５およびマグネシウム源添加装置７７が設置されている。
【００７５】
このような本発明の装置４０では、初めに汚泥５０は受入槽４１に受け入れられ、その後、凝集槽４２１へ移動される。そして、凝集槽４２１において高分子凝集剤添加装置４２から、この内部に貯留されている汚泥５０へ高分子凝集剤が添加される。凝集槽４２１は攪拌機を備えており、これによって高分子凝集剤の作用を高めることができる。その後、高分子凝集剤が添加された汚泥５０は所定の供給量で濃縮機４３へ向かって送られる。高分子凝集剤が添加された汚泥５０は濃縮機４３において、その少なくとも一部が固液分離する。そして、濃縮機４３から、汚泥５０中の固形成分等が凝集された部分である凝集汚泥５１と、主として液体部分である分離液５２とが排出される。
分離液５２は、リン回収原水槽７１へ供給され、さらに所定の供給量で晶析反応槽７３へ供給される。また、晶析反応槽７３の内部の反応槽における各成分濃度等は監視されていて、各々が適正濃度となるように、適宜、ｐＨ調整剤添加装置７５やマグネシウム源添加装置７７からｐＨ調整剤やマグネシム源を適量添加したり、パイプ状の返送手段６３を通じて循環槽４９内のアルカリ性脱リン液５４を所望量添加したりする。そして、晶析反応槽７３では晶析法によって分離液５２中からリン５３が回収され、残部であるアルカリ性脱リン液５４が排出される。
凝集汚泥５１は、濃縮機４３から排出された後、無機凝集剤添加装置４５によって、無機凝集剤が添加される。そして、無機凝集添加剤が添加された凝集汚泥５１は脱水機４６へ供給される。そして脱水機４６で脱水され、主として固形分は脱水汚泥５５として排出され、主として水分は酸性脱水液５６として、混合槽４７へ排出される。
アルカリ性脱リン液５４は循環槽４９を経由して混合槽４７に受け入れられる。また、酸性脱水液５６は混合槽４７に受け入れられる。そして、アルカリ性脱リン液５４と酸性脱水液５６とが混合槽４７内で混合され、ほぼ中性となった中和処理液５７が混合槽４７から排出される。
排出された中和処理液５７は生物処理に供される。
【００７６】
このような汚泥処理装置４０における各部は、具体的には次のようなものである。
・受入槽４１：攪拌機付きタンク
・凝集槽４２１：液滞留時間３〜５分、撹拌機付きのタンクで完全混合できるもの。
・高分子凝集剤添加装置４２：撹拌機付き２００Ｌタンクおよび定量ポンプ
・濃縮機４３：スリット型濃縮機（目開き０．５〜１．０ｍｍ）
・リン回収装置４４
・リン回収原水槽７１：撹拌機付きタンク
・晶析反応槽７３：２塔式晶析反応槽（特許第４０５３２７３号に記載のもの）、水ｉｎｇ株式会社製
・脱水機４６：スクリュープレス機：軸摺動型スクリュ−プレス、水ｉｎｇ株式会社製
・混合槽４７：タンク
・循環槽４９：タンク
・返送手段６３：渦巻きポンプ
・ｐＨ調整剤添加装置７５：２０Ｌタンクおよびポンプ
・マグネシウム源添加装置７７：５０Ｌタンクおよびポンプ
【００７７】
また、汚泥処理装置４０では、次のような条件の下で汚泥５０を処理した。
・汚泥５０：し尿および浄化槽汚泥の混合物
・汚泥の処理量：１０．８ｍ3／日
・流入ＰＯ4−Ｐ負荷：約１．０ｋｇ−ＰＯ4−Ｐ／日
・高分子凝集剤：両性ポリマー（ＣＳ−３０２）、水ｉｎｇ株式会社社製
・ｐＨ調整剤：水酸化ナトリウム（循環槽に設置されたｐＨ計が８．７〜９．５付近となるように添加した。）
・マグネシウム源：塩化マグネシウム（１０質量％−ＭｇＣｌとなるように溶解して使用）
・無機凝集剤：ポリ塩化第二鉄、濃度１１質量％−Ｆｅ（比重１．４５）
【００７８】
このような汚泥処理装置４０を用いて汚泥５０を処理したところ、リンをリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）として、６．３ｋｇ−ＭＡＰ／日で回収することができた。また、脱水汚泥を７０質量％の低含水率とすることができた。
【００７９】
さらに、汚泥５０、分離液５２、アルカリ性脱リン液５４、酸性脱水液５６および中和処理液５７におけるｐＨ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度（全リン濃度）、ＰＯ4−Ｐ（リン酸態リン濃度）、ＮＨ4−Ｎ（アンモニア性窒素濃度）を測定した。
測定結果を第１表に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
第１表に示すように、汚泥５０のＴ−Ｐ濃度が３０３ｍｇ／Ｌ、ＰＯ4−Ｐ濃度が１０３ｍｇ／Ｌであったのに対して、分離液５２のＴ−Ｐ濃度が８７ｍｇ／Ｌ、ＰＯ4−Ｐ濃度が８４であった。これより、汚泥５０に高分子凝集剤を添加することで、リン酸イオンではない態様のリンは凝集し、分離液５２ではなく、凝集汚泥５１に含まれることになったといえる。また、リン酸イオンのほとんど（約８０％）は分離液５２に含まれたといえる。そして、さらにアルカリ性脱リン液５４に含まれるＰＯ4−Ｐ濃度が９ｍｇ／Ｌと非常に低くなっていることから、本発明では、汚泥に含まれるリン酸態リンを高効率で晶析法によって回収することができているといえる。
なお、酸性脱水液５６中のリン濃度は非常に低くなっていることから、無機凝集剤を添加すると、リン酸態リンもそれ以外の態様のリンも凝集し、固形化されるといえる。
【００８２】
＜実施例２＞
同一処理場内に搬入されるし尿および浄化槽汚泥の性状を調査した。
その結果、性状は大きく異なり、例えばリン酸態リン濃度（ＰＯ4−Ｐ）は、浄化汚泥が２．６ｍｇ／Ｌであるのに対して、し尿は１２４ｍｇ／Ｌであった。
調査結果を第２表に示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
次に、第２表に示したし尿（汚泥Ａ）と浄化槽汚泥（汚泥Ｂ）とを混合してなる汚泥を、実施例１で用いた汚泥処理装置４０によって数日にわたり継続的に処理した。ここで、し尿と浄化槽汚泥との混合比は日によって変化している。そして、毎日、分離液およびアルカリ性脱リン液のリン酸態リン濃度（ＰＯ4−Ｐ）を測定した。測定結果を図７に示す。
また、図７において、ＰＯ4−Ｐ濃度が高くなっている日（運転日数が１日、２日、３日、４日、８日）のデータと、それ以外の日のデータとを分けて、第３表にまとめた。第３表において、ＰＯ4−Ｐ濃度が高くなっている日のデータを「高濃度」、それ以外の日のデータを「低濃度」と示している。
【００８５】
【表３】
【００８６】
第３表に示すように、ＰＯ4−Ｐ濃度が１１０．５ｍｇ／Ｌとなった高濃度のデータにおいても、ＰＯ4−Ｐ濃度が５２．８ｍｇ／Ｌとなった低濃度のデータにおいても、アルカリ性脱リン液のＰＯ4−Ｐ濃度はほぼ同じ（７．３ｍｇ／Ｌと６．９ｍｇ／Ｌ）となることがわかった。
これより、晶析法によるリン回収量は、汚泥におけるＰＯ4−Ｐ濃度によらず、排水（アルカリ性脱リン液）の濃度が一定値（７ｍｇ／Ｌ程度）になるまで、リンを回収できると考えられる。
したがって、含有されるリン濃度が高い汚泥のみを対象としてリンを回収したほうが、より効率的であるといえる。
【００８７】
以上より、第４表に示すケース１とケース２とを比較した場合、ケース２の汚泥Ａのみを処理対象としたほうがよいといえる。なお、第４表は、第２表に示した汚泥Ａと汚泥Ｂとを混合したケース１と、汚泥Ｂのみの場合のケース２とを対比した表である。ここでケース１において汚泥Ａと汚泥Ｂとの混合比率を１：２としているのは、し尿処理場へのし尿搬入量と浄化槽汚泥搬入量との一般的な比から定めたものである。
【００８８】
【表４】
【００８９】
次に、第４表に示したケース１とケース２の場合の各々について、リン回収部における晶析反応槽の設計仕様と処理能力を求めた。なお、し尿処理場へのし尿搬入量を２４ｍ3／日、浄化槽汚泥搬入量を４８ｍ3／日、合計７２ｍ3／日とした。また、アルカリ性脱リン液のＰＯ4−Ｐ濃度は、第３表を用いて説明したように、７ｍｇ／Ｌとなるとした。
結果を第５表に示す。
【００９０】
【表５】
【００９１】
第５表に示すように、ケース１の汚泥（汚泥Ａ＋汚泥Ｂ）を処理した場合、分離液の処理量は３ｍ3／時となり、それに伴って晶析反応槽の直径も大きくする必要がある。これに対してケース２の汚泥Ａを処理した場合、分離液の処理量は１ｍ3／時となり、晶析反応槽の直径も小さくすることができる。よって、ケース２の方が、設備の設置スペースやコストを低減することができる。
また、アルカリ性脱リン液中のＰＯ4−Ｐ濃度が７ｍｇ／Ｌで一定とすると、除去できるＰＯ4−Ｐ量は、ケース２の汚泥Ａのみを対象とした場合の方が大きくなり、リン回収がより効率的であるといえる。
【００９２】
＜実施例３＞
前述の態様４および態様５において、循環部から返送手段によってリン回収部へ返送される液体のｐＨ（循環水ｐＨ）を求めた。
ここでリン回収部から排出された直後（晶析反応槽出口）におけるアルカリ性脱リン液のｐＨを８．５、酸性脱水液のｐＨを５．０とした。また、態様４の場合のアルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を１：０．３とした。また、態様５の場合は、アルカリ性脱リン液の半分を混合部へバイパスするとして、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を０．５：０．３とした。
循環水ｐＨの算出結果を第６表に示す。なお、第６表には、アルカリ性脱リン液と酸性脱水液との混合比を１：０としたものをケース１として示した。態様４の場合をケース２、態様５の場合をケース３として示した。
【００９３】
【表６】
【００９４】
第６表から分かるように、ケース２の様態４、ケース３の様態５のように、アルカリ性脱リン液に対する酸性脱水ろ液の混合比を大きくするほど循環水ｐＨは低くなっている。このことから、酸性脱水ろ液を循環水へ混合することにより、酸性脱水ろ液を酸側のｐＨ調整剤として利用することができ、酸側のｐＨ調整剤の使用量を低減し、さらには調整剤混合までの循環ラインのスケール防止も可能となることが分かる。ただし、本発明の前提にあるように、酸性脱水ろ液中には未反応の無機凝集剤（金属イオン）が残留している可能性もあるため、酸性脱水ろ液とアルカリ性脱リン液とは混合する必要がある。この点に関しても、本発明（ケース２またはケース３）の方法であれば、残留無機凝集剤の影響を最小限にとどめ、かつ、配管のスケール防止及び酸側ｐＨ調整剤の低減のための最適な脱水ろ液混合比を任意に設定することが可能となると考えられる。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 本発明の装置
１１、１１ａ、１１ｂ 受入部（受入部Ａ、受入部Ｂ）
１２、１２ａ、１２ｂ 高分子凝集剤添加手段（高分子凝集剤添加手段Ａ、高分子凝集剤添加手段Ｂ）
１３、１３ａ、１３ｂ 濃縮部（濃縮部Ａ、濃縮部Ｂ）
１４ リン回収部
１５、１５ａ、１５ｂ 無機凝集剤添加手段（無機凝集剤添加手段Ａ、無機凝集剤添加手段Ｂ）
１６、１６ａ、１６ｂ 脱水部（脱水部Ａ、脱水部Ｂ）
１７ 混合部
１９ 循環部
２０、２０ａ、２０ｂ 汚泥（汚泥Ａ、汚泥Ｂ）
２１、２１ａ、２１ｂ 凝集汚泥（凝集汚泥Ａ、凝集汚泥Ｂ）
２２、２２ａ、２２ｂ 分離液（分離液Ａ、分離液Ｂ）
２３ リン
２４ アルカリ性脱リン液
２５、２５ａ、２５ｂ 脱水汚泥（脱水汚泥Ａ、脱水汚泥Ｂ）
２６、２６ａ、２６ｂ 酸性脱水液（酸性脱水液Ａ、酸性脱水液Ｂ）
２７ 中和処理液
３１ 分配手段γ
３３ 返送手段
３５ 分配手段δ
４０ 汚泥処理装置
４１ 受入槽
４２ 高分子凝集剤添加装置
４２１ 凝集槽
４３ 濃縮機
４４ リン回収装置
４５ 無機凝集剤添加装置
４６ 脱水機
４７ 混合槽
４９ 循環槽
５０ 汚泥
５１ 凝集汚泥
５２ 分離液
５３ リン（ＭＡＰ）
５４ アルカリ性脱リン液
５５ 脱水汚泥
５６ 酸性脱水液
５７ 中和処理液
６３ 返送手段
７１ リン回収原水槽
７３ 晶析反応槽
７５ ｐＨ調整剤添加装置
７７ マグネシウム源添加装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、
前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、
前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、
前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、
前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部と
を備える汚泥処理装置。
【請求項２】
リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理する汚泥処理装置であって、
汚泥Ａおよび汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮部Ａと、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮部Ｂと、
前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、
前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、
前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、
前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部と
を備える、請求項１に記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
さらに循環部を備え、前記アルカリ性脱リン液が前記循環部へ受け入れられた後、前記混合部に受け入れられるように構成されており、
加えて、前記循環部内の液体の少なくとも一部を前記リン回収部へ返送するための返送手段を備え、
前記酸性脱水液を前記循環部も受け入れることができるように、前記酸性脱水液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段γを備える、請求項１または２に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
さらに、前記混合部が、前記循環部を経由しないで前記アルカリ性脱リン液を受け入れることができるように、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段δを備える、請求項３に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理部を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の汚泥処理装置。
【請求項６】
汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、
前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、
前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、
前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程と
を備える、リンの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の汚泥処理装置を用いて行う、請求項６に記載のリンの製造方法。
【請求項１】
汚泥に高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥の少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥および分離液を排出する濃縮部と、
前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、
前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、
前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥を脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、
前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部と
を備える汚泥処理装置。
【請求項２】
リン含有率が高い汚泥Ａおよび相対的にリン含有率が低い汚泥Ｂを処理する汚泥処理装置であって、
汚泥Ａおよび汚泥Ｂに高分子凝集剤を添加する高分子凝集剤添加手段と、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ａの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ａおよび分離液Ａを排出する濃縮部Ａと、
前記高分子凝集剤を添加した後の前記汚泥Ｂの少なくとも一部を固液分離し、凝集汚泥Ｂおよび分離液Ｂを排出する濃縮部Ｂと、
前記分離液Ａに晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収部と、
前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂを混合してなる混合汚泥ＡＢに、または、前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々に、無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加手段と、
前記無機凝集剤を添加した後の前記混合汚泥ＡＢを、または、前記無機凝集剤を添加した後の前記凝集汚泥Ａおよび前記凝集汚泥Ｂの各々を、脱水処理し、脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水部と、
前記アルカリ性脱リン液、前記分離液Ｂおよび前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合部と
を備える、請求項１に記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
さらに循環部を備え、前記アルカリ性脱リン液が前記循環部へ受け入れられた後、前記混合部に受け入れられるように構成されており、
加えて、前記循環部内の液体の少なくとも一部を前記リン回収部へ返送するための返送手段を備え、
前記酸性脱水液を前記循環部も受け入れることができるように、前記酸性脱水液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段γを備える、請求項１または２に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
さらに、前記混合部が、前記循環部を経由しないで前記アルカリ性脱リン液を受け入れることができるように、前記アルカリ性脱リン液を前記循環部または前記混合部に分配することができる分配手段δを備える、請求項３に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
さらに、前記中和処理液を生物処理する生物処理部を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の汚泥処理装置。
【請求項６】
汚泥に高分子凝集剤を添加し、その後、前記汚泥の少なくとも一部を固液分離して凝集汚泥および分離液を排出する濃縮工程と、
前記分離液に晶析法を適用してリンを回収し、残部であるアルカリ性脱リン液を排出するリン回収工程と、
前記凝集汚泥に無機凝集剤を添加し、その後、前記凝集汚泥を脱水処理して脱水汚泥および酸性脱水液を排出する脱水工程と、
前記アルカリ性脱リン液および前記酸性脱水液を受け入れて、これらが混合されてなる中和処理液を排出する混合工程と
を備える、リンの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の汚泥処理装置を用いて行う、請求項６に記載のリンの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１３８５１（Ｐ２０１３−１３８５１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７９５３（Ｐ２０１１−１４７９５３）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５９１０３０６５１）水ｉｎｇ株式会社 (94)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]