JP5172882B2 - Water treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、被処理水中に含まれるリンを回収するための水処理装置に係り、特に有機性の汚濁成分を含む、下水や、食品加工工場等の産業排水処理に用いられ、活性汚泥法をはじめとする生物学的排水処理から排出される、有機性廃液や汚泥の処理工程から排出される水処理装置における被処理水中に含まれるリンを回収するための水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment apparatus for recovering phosphorus contained in water to be treated. In particular, the present invention is used for sewage containing organic pollutants, industrial wastewater treatment of food processing plants, etc. The present invention relates to a water treatment apparatus for recovering phosphorus contained in water to be treated in a water treatment apparatus discharged from a treatment process of organic waste liquid and sludge discharged from biological wastewater treatment.
現在、世界的な将来のリン資源枯渇化が予測され、リン資源の確保を輸入に依存する国内事情から、排水中のリン回収技術が注目されている。これまで、排水中にリン酸イオンの形態で存在するリンは、環境系への排出がその環境系を富栄養化する一因となることから、その除去と排出状況管理が必須とされてきた。このため、従来は排水中のリンの除去技術にもっとも注力されていた。代表的なリン除去技術として、微生物のリン蓄積能を利用する生物学的リン除去方法や、凝集沈殿法によるリン除去法がある。 Currently, it is predicted that there will be a future depletion of phosphorus resources in the world, and the technology for recovering phosphorus in wastewater is attracting attention due to domestic circumstances that depend on imports to secure phosphorus resources. Until now, phosphorus present in the form of phosphate ions in wastewater has been considered to be essential for removal and management of the state of discharge because it contributes to eutrophication of the environment. . For this reason, conventionally, the most emphasis has been on removing phosphorus from wastewater. As a typical phosphorus removal technique, there are a biological phosphorus removal method using the phosphorus accumulation ability of microorganisms, and a phosphorus removal method by an aggregation precipitation method.
これらのリン除去方法を直接リン回収利用手段とするためには、例えば、生物学的リン除去法から発生する余剰汚泥の焼却や化学処理等のプロセスが必要であり、多量の薬剤や、複数の処理工程を配する必要がある。例えば、リンを資源として再利用するために、使用する薬品や、由来する汚泥等に含有する不純物の影響を排除する必要もあるため、その調整や精製工程が必要となる。これらの実情を鑑み、生物学的リン除去から排出される余剰汚泥の処理工程の排出液や、リンを高濃度に含む食品排水などのからリンを選択的に回収する水処理技術が注目されている。その中で、リンのほかに、アンモニア性窒素を含有する排水においては、マグネシウム塩の添加などによって生成するリン酸塩結晶であるリン酸マグネシウムアンモニウム(MAP)としてリンを取り出す、MAP法の適用に関して多くの方法が提案されている。 In order to use these phosphorus removal methods as direct phosphorus recovery and utilization means, for example, a process such as incineration and chemical treatment of surplus sludge generated from biological phosphorus removal methods is required. It is necessary to arrange processing steps. For example, in order to reuse phosphorus as a resource, it is necessary to eliminate the influence of impurities contained in chemicals to be used, derived sludge, and the like, so that adjustment and purification steps are required. In view of these circumstances, attention has been drawn to water treatment technology for selectively recovering phosphorus from wastewater from the treatment process of surplus sludge discharged from biological phosphorus removal and food wastewater containing phosphorus in high concentration. Yes. Among them, in the wastewater containing ammonia nitrogen in addition to phosphorus, regarding the application of the MAP method, phosphorus is taken out as magnesium ammonium phosphate (MAP) which is a phosphate crystal generated by addition of a magnesium salt or the like. Many methods have been proposed.
このMAP法によるリン回収技術の多くは、アンモニア性窒素とリンを含む排水から、MAP粒子の気体導入による攪拌を利用する流動層に代表される完全混合槽中に、被処理水とMAP生成源であるマグネシウム塩に由来するマグネシウム含有水と、pH調整水を導入し、MAP生成を促すものであるが、MAP微粒子生成を抑制できず、MAP生成系から排出されるMAP微粒子の回収循環機構を設けるなどして、リン回収率を高める方策を講じていた。 Most of the phosphorus recovery technology by this MAP method is that water to be treated and MAP generation source are introduced into a complete mixing tank represented by a fluidized bed using agitation by gas introduction of MAP particles from wastewater containing ammonia nitrogen and phosphorus. Introducing magnesium-containing water derived from the magnesium salt and pH-adjusted water to promote MAP generation, but it is not possible to suppress MAP microparticle generation, and a recovery and circulation mechanism for MAP microparticles discharged from the MAP generation system Measures were taken to increase the phosphorus recovery rate by installing it.
この課題を解決するために提案された処理水の一部を循環利用するリン回収システムの一例として特許文献1〜3がある。
特許文献1には、2つの反応槽を用いて、1次反応槽から排出される液を2次反応槽に導入し、同時に薬液であるマグネシウム源およびアルカリ分と、場合によっては被処理水を導入し、MAP晶析反応させ、該2次反応槽で得られるMAP粒子含有スラリーと被処理水を上向流式の1次反応槽へ導入することが記載されている。
In
特許文献2には、曝気を伴わないMAP粒子が充填されたプラグフロー反応器において、反応器下部にリン含有水の導入口を設けマグネシウム塩、アルカリ剤およびアンモニアのうち少なくとも1つをMAP充填層の異なる高さ位置に複数配したリン回収システムが記載され、その実施例中には反応器から排出される処理水を反応器下部へ循環導入し、マグネシウム塩と混合した原水と予混合した後にMAP粒子充填層へ導入し、アルカリ剤と供給部分を通過させることが記載されている。
In
特許文献3には、MAP反応塔の処理水の一部を反応塔下部に導入する脱リン装置において、原水と循環水のリン濃度に応じて循環流量を制御するリン回収システムが記載され、その実施例中にはMAP反応塔へのマグネシウム塩、アンモニウム塩、アルカリ剤の供給部が記載されている。
しかしながら、特許文献1の水処理装置においては、1次反応槽の処理水中に残存するイオン状のリンとマグネシウム等の薬液注入とによって2次反応槽内で過飽和域を生成し、処理水中のリンをMAP結晶化させ、その結晶を2次反応槽から1次反応槽へ返送しているが、その際に2次反応槽内でのMAP核化域までのMAP結晶生成過飽和度調整によるMAP結晶核形成とその結晶核成長にイオン状のリンが消費されるため、1次反応槽に保持され、リン回収物として処理系から引き出されるMAP結晶の成長に、処理水中に残存するイオン状のリンを有効に利用できない。また、この従来装置では、2次反応槽においてアルカリ分を添加するため、2次反応槽から排出される処理水を浄化する次工程を配する場合、その次工程プロセスに応じて処理水のpH調整が再度必要になる。
However, in the water treatment apparatus of
また、特許文献2の水処理装置においては、例示された処理水の循環利用による脱リン装置での、処理水および原水中のイオン状のリンが、MAP充填層内で段階的に導入されるpH調整剤により、MAP結晶の成長域へ過飽和調整されることで、MAP結晶化へ消費される効果が期待される。しかし、原水中のイオン状のリン濃度は、処理水中のイオン状のリン濃度に比べて高濃度であり、処理水によるイオン状のリン濃度希釈の効果は、原水や処理水中のリン濃度が安定している場合は有効であるが、原水や処理水中のリン濃度が増加した場合は、希釈効果による過飽和調整効果を得ることが困難になる。
Moreover, in the water treatment apparatus of
また、特許文献3の水処理装置においては、例示された処理水の循環利用による脱リン装置での、原水と処理水の予混合ならびにその予混合水のリン濃度計測による処理水循環水量制御の下で、反応塔へ導入しているが、反応塔下部に導入される薬液と予混合水とが一度に合流するため、薬液との接触部で部分的に過飽和度が著しく上昇し、MAP核化が促進され、微細なMAP結晶の生成が促進される。
Moreover, in the water treatment apparatus of
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、被処理水中のリン酸イオンのMAP結晶成長を適切に促進して、被処理水からリンを効率よく回収することができる水処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can appropriately promote the MAP crystal growth of phosphate ions in the water to be treated and efficiently recover phosphorus from the water to be treated. The purpose is to provide.
本発明に係る水処理装置は、アンモニア性窒素とリン酸イオンを含む原水からリンを回収するために、前記原水にマグネシウムを反応させ、リン酸マグネシウムアンモニウム塩を生成するリン回収反応器と、前記リン回収反応器内の添加剤注入部に添加剤を注入する添加剤注入ラインと、前記リン回収反応器内において前記添加剤注入部よりも上方に位置する原水導入部に原水を上向流となるように導入する原水導入ラインと、前記添加剤注入ラインに設けられ、前記添加剤としてpH調整剤を供給するpH調整源供給器および前記添加剤としてマグネシウム源を供給するマグネシウム源供給器のうちの少なくとも一方と、前記添加材注入ラインに設けられ、前記添加剤と前記処理水とを撹拌混合する撹拌装置と、前記リン回収反応器から出てくる処理水が通流する処理水ラインと、前記処理水ラインから分岐して前記添加剤注入ラインに接続され、前記処理水の一部を前記添加剤とともに前記添加剤注入ラインを介して前記リン回収反応器内に上向流となるように還流させる第1の処理水還流ラインと、を具備することを特徴とする。 The water treatment apparatus according to the present invention includes a phosphorus recovery reactor that reacts magnesium with the raw water to generate magnesium ammonium phosphate to recover phosphorus from the raw water containing ammoniacal nitrogen and phosphate ions, An additive injection line for injecting an additive into an additive injection part in the phosphorus recovery reactor, and an upward flow of raw water into the raw water introduction part located above the additive injection part in the phosphorus recovery reactor A raw water introduction line to be introduced, and a pH adjustment source supplier that supplies a pH adjuster as the additive and a magnesium source supplier that supplies a magnesium source as the additive. And a stirrer provided in the additive injection line for stirring and mixing the additive and the treated water, and from the phosphorus recovery reactor. A treated water line through which the treated water flows, and branched from the treated water line and connected to the additive injection line, and a part of the treated water together with the additive is added to the phosphorus via the additive injected line. And a first treated water reflux line for refluxing the recovery reactor so as to have an upward flow.
本発明では、第1の処理水還流ラインから処理水を添加剤注入ラインの添加剤溶液に混合することにより、添加剤溶液が希釈されて添加剤濃度が低下し、添加剤の添加によって変化するMAP過飽和度の急激な増加が抑制され、新規なMAP微粒子形成の抑制、すなわち核化を抑制するため、新規MAP微粒子の形成に伴うMAP反応器でのMAP保持能の低下により、リン回収率の低下が抑制される。 In the present invention, by mixing the treated water from the first treated water reflux line with the additive solution of the additive injection line, the additive solution is diluted to lower the additive concentration, and changes depending on the addition of the additive. In order to suppress the rapid increase in MAP supersaturation and to suppress the formation of new MAP fine particles, that is, to suppress nucleation, the decrease in MAP retention capacity in the MAP reactor accompanying the formation of new MAP fine particles leads to an increase in phosphorus recovery rate. Reduction is suppressed.
さらに、本発明において、前記処理水ラインから分岐して前記原水導入ラインに接続され、前記処理水の一部を原水とともに前記原水導入ラインを介して前記添加剤注入部よりも上方に位置する前記原水導入部に上向流となるように還流させる第2の処理水還流ラインをさらに有することができる。 Furthermore, in the present invention, a branch from the treated water line is connected to the raw water introduction line, and a part of the treated water is located above the additive injection part through the raw water introduction line together with the raw water. The raw water introduction part can further have a second treated water reflux line for refluxing to be an upward flow.
本発明では、第2の処理水還流ラインから処理水を原水導入ラインの原水に混合することにより、原水が希釈されてリン濃度が低下し、リン濃度の低下した原水が反応器内に導入されると、過剰なMAP過飽和上昇を抑制した状態で、反応器内で保持されるMAP粒子と接触し、リンがMAP粒子の成長に消費されるため、新規なMAP微粒子の形成が抑制され、リン回収率の低下が抑制される。 In the present invention, by mixing the treated water from the second treated water reflux line with the raw water in the raw water introduction line, the raw water is diluted to lower the phosphorus concentration, and the raw water having a lowered phosphorus concentration is introduced into the reactor. Then, in the state where excessive increase in MAP supersaturation is suppressed, the MAP particles are brought into contact with the MAP particles held in the reactor, and phosphorus is consumed for the growth of the MAP particles. Reduction in recovery rate is suppressed.
本発明の水処理装置によれば、第1の処理水還流ラインから処理水を添加剤注入ラインの添加剤溶液に混合することにより、添加剤溶液が希釈されて添加剤濃度が低下し、MAP過飽和度の急激な増加が抑制される。これにより新規なMAP微粒子形成の抑制、すなわち核化が抑制され、新規MAP微粒子の形成に伴うMAP反応器でのMAP保持能が低下し、原水中のリン酸イオンのMAP結晶成長が適切に促進され、その結果、原水からリンを効率よく回収することができる。 According to the water treatment device of the present invention, by mixing treated water from the first treated water reflux line with the additive solution of the additive injection line, the additive solution is diluted to lower the additive concentration, and MAP A rapid increase in the degree of supersaturation is suppressed. This suppresses the formation of new MAP microparticles, that is, nucleation, reduces the MAP retention capacity in the MAP reactor accompanying the formation of new MAP microparticles, and appropriately promotes MAP crystal growth of phosphate ions in raw water As a result, phosphorus can be efficiently recovered from raw water.
(1)本発明の水処理装置は、アンモニア性窒素とリン酸イオンを含む原水からリンを回収するために、前記原水にマグネシウムを反応させ、リン酸マグネシウムアンモニウム塩を生成するリン回収反応器と、前記リン回収反応器内の添加剤注入部に添加剤を注入する添加剤注入ラインと、前記リン回収反応器内において前記添加剤注入部よりも上方に位置する原水導入部に原水を上向流となるように導入する原水導入ラインと、前記添加剤注入ラインに設けられ、前記添加剤としてpH調整剤を供給するpH調整源供給器および前記添加剤としてマグネシウム源を供給するマグネシウム源供給器のうちの少なくとも一方と、前記添加材注入ラインに設けられ、前記添加剤と前記処理水とを撹拌混合する撹拌装置と、前記リン回収反応器から出てくる処理水が通流する処理水ラインと、前記処理水ラインから分岐して前記添加剤注入ラインに接続され、前記処理水の一部を前記添加剤とともに前記添加剤注入ラインを介して前記リン回収反応器内に上向流となるように還流させる第1の処理水還流ラインと、を有する。 (1) The water treatment apparatus of the present invention comprises a phosphorus recovery reactor for reacting magnesium with the raw water to produce magnesium ammonium phosphate to recover phosphorus from the raw water containing ammoniacal nitrogen and phosphate ions. The raw water is directed upward into the additive injection line for injecting the additive into the additive injection part in the phosphorus recovery reactor and the raw water introduction part located above the additive injection part in the phosphorus recovery reactor. A raw water introduction line that introduces the liquid into a stream, a pH adjustment source supplier that supplies a pH adjuster as the additive, and a magnesium source supplier that supplies a magnesium source as the additive From the phosphorus recovery reactor, and a stirrer provided in the additive injection line for stirring and mixing the additive and the treated water. A treated water line through which the treated water comes, branched from the treated water line and connected to the additive injection line, and a part of the treated water together with the additive through the additive injected line And a first treated water reflux line for refluxing the phosphorus recovery reactor so as to have an upward flow.
本発明では、添加剤注入ラインに第1の処理水還流ラインを合流させることにより、局所的な添加剤高濃度領域(添加剤注入部)にリン濃度の低い処理水が導入され、高濃度添加剤の注入によって変化するMAP過飽和度の急激な増加が抑制される。すなわち、本発明によれば、第1の処理水還流ラインから処理水を添加剤注入ラインの添加剤溶液に混合することにより添加剤溶液が希釈されて添加剤濃度が低下し、MAP過飽和度の急激な増加が抑制される。これにより新規なMAP微粒子形成の抑制、すなわち核化が抑制され、新規MAP微粒子の形成に伴うMAP反応器でのMAP保持能が低下し、その結果としてリン回収率の低下が抑制される。 In the present invention, the first treated water recirculation line is joined to the additive injection line, so that treated water having a low phosphorus concentration is introduced into the local high additive concentration region (additive injection portion), and the high concentration addition is performed. A rapid increase in the degree of MAP supersaturation that changes due to the injection of the agent is suppressed. That is, according to the present invention, by mixing treated water from the first treated water reflux line with the additive solution of the additive injection line, the additive solution is diluted to lower the additive concentration, and the MAP supersaturation degree is reduced. Rapid increase is suppressed. This suppresses the formation of new MAP fine particles, that is, nucleation, and reduces the MAP retention capacity in the MAP reactor accompanying the formation of new MAP fine particles, and as a result, the decrease in phosphorus recovery rate is suppressed.
(2)上記(1)において、処理水ラインから分岐して原水導入ラインに接続され、処理水の一部を原水とともに原水導入ラインを介して添加剤注入部よりも上方に位置する原水導入部に上向流となるように還流させる第2の処理水還流ラインを、さらに有することが好ましい。 (2) In the above (1), the raw water introduction part branched from the treated water line and connected to the raw water introduction line, and a part of the treated water is located above the additive injection part with the raw water through the raw water introduction line It is preferable to further have a second treated water reflux line for refluxing so as to have an upward flow.
本発明によれば、第2の処理水還流ラインから処理水を原水導入ラインの原水に混合することにより、原水が希釈されてリン濃度が低下し、リン濃度の低下した原水が反応器内に導入されると、過剰なMAP過飽和上昇を抑制した状態で、反応器内で保持されるMAP粒子と接触し、リンがMAP粒子の成長に消費されるため、新規なMAP微粒子の形成が抑制され、リン回収率の低下が抑制される。 According to the present invention, by mixing the treated water from the second treated water reflux line with the raw water in the raw water introduction line, the raw water is diluted to lower the phosphorus concentration, and the raw water having the lowered phosphorus concentration is put into the reactor. When introduced, it is in contact with the MAP particles held in the reactor while suppressing an excessive increase in MAP supersaturation, and phosphorus is consumed for the growth of the MAP particles, thereby suppressing the formation of new MAP fine particles. , The decrease in phosphorus recovery rate is suppressed.
(3)上記(1)または(2)において、複数の原水導入ラインを有することが好ましい(図2、図3)。複数の原水導入ラインを介して原水導入部の複数箇所に原水を導入するようにすると、リン回収反応器内において原水が均一に分散し、MAP反応器内の局所的なMAP過飽和が抑制され、新規なMAP微粒子の形成が抑制され、リン回収率の低下が有効に抑制されるようになる。 (3) In the above (1) or (2), it is preferable to have a plurality of raw water introduction lines (FIGS. 2 and 3). When raw water is introduced into a plurality of locations of the raw water introduction section via a plurality of raw water introduction lines, the raw water is uniformly dispersed in the phosphorus recovery reactor, and local MAP supersaturation in the MAP reactor is suppressed, Formation of new MAP fine particles is suppressed, and a decrease in phosphorus recovery rate is effectively suppressed.
(4)上記(1)〜(3)において、処理水ライン上に設けられ、処理水を貯留する貯槽と、この貯槽から原水導入ラインまでの間に設けられ、該貯槽に貯留された処理水を原水導入ラインを介してリン回収反応器に戻す貯槽水返送ラインと、をさらに有することが好ましい(図4)。 (4) In the above (1) to (3), the treated water that is provided on the treated water line and that stores the treated water, and the treated water that is provided between the reservoir and the raw water introduction line and is stored in the reservoir. It is preferable to further have a storage tank water return line that returns the water to the phosphorus recovery reactor via the raw water introduction line (FIG. 4).
本発明では、貯槽水(処理水)を原水導入ラインに返送することにより、原水に対する処理水の混合量がさらに増加して原水が希釈され、原水導入ラインを通って反応器内の原水導入部に導入される処理水のリン濃度が低下する。処理水のMAP反応器循環反応系において、リン濃度が低下した原水によって、原水中のリン濃度が高濃度時においては、MAP反応器に導入される被処理水中のリン濃度が高いために引き起こされるMAP反応器内の局所的なMAP過飽和が抑制され、MAP核化によるMAP微粒子形成と流出に伴うリン回収能低下が抑制される。 In the present invention, by returning the storage tank water (treated water) to the raw water introduction line, the amount of treated water mixed with the raw water is further increased to dilute the raw water, and the raw water introduction section in the reactor passes through the raw water introduction line. The phosphorus concentration of the treated water introduced into the water decreases. In the MAP reactor circulation reaction system of the treated water, the raw water having a lowered phosphorus concentration causes the high concentration of phosphorus in the treated water introduced into the MAP reactor when the phosphorus concentration in the raw water is high. Local MAP supersaturation in the MAP reactor is suppressed, and formation of MAP fine particles due to MAP nucleation and a decrease in phosphorus recovery ability due to outflow are suppressed.
(5)上記(1)〜(4)において、撹拌装置よりも下流側の前記添加剤注入ラインに設けられ、前記添加剤注入ラインを流れる流体のpHを測定するpH測定装置と、前記pH測定装置からのpH測定結果に基づいて前記マグネシウム源供給器を制御する制御装置と、を有することが好ましい。本発明では、利用するマグネシウム源によって系内のpH変化が引き起こされる場合、系内に導入されるマグネシウム濃度を監視制御することにより、過不足なくマグネシウム源を供給でき、原水に由来するリンのMAP粒子成長によるリン回収を適切に運用できる。 (5) In the above (1) to (4), a pH measurement device that is provided in the additive injection line downstream of the stirring device and measures the pH of the fluid flowing through the additive injection line, and the pH measurement And a control device for controlling the magnesium source supplier based on the pH measurement result from the device. In the present invention, when a pH change in the system is caused by the magnesium source to be used, the magnesium source can be supplied without excess or deficiency by monitoring and controlling the magnesium concentration introduced into the system, and MAP of phosphorus derived from raw water Appropriate operation of phosphorus recovery by particle growth.
(6)上記(1)〜(4)において、撹拌装置よりも下流側の添加剤注入ラインに設けられ、添加剤注入ラインを流れる流体のpHを測定するpH測定装置と、pH測定装置からのpH測定結果に基づいてpH調整剤供給器を制御する制御装置と、を有することが好ましい。本発明では、過不足なくpH調整剤を供給でき、原水に由来するリンのMAP粒子成長によるリン回収を適切に運用できる。 (6) In the above (1) to (4), a pH measurement device that is provided in the additive injection line downstream of the stirring device and measures the pH of the fluid flowing through the additive injection line; and a control device for controlling the pH adjuster feeder based on the pH measurement result. In the present invention, the pH adjusting agent can be supplied without excess and deficiency, and phosphorus recovery by growth of MAP particles of phosphorus derived from raw water can be appropriately operated.
(7)上記(1)〜(6)において、
前記処理水ラインを介して前記リン回収反応器に接続され、生物学的水処理を行う生物処理槽をさらに有することが好ましい。本発明では、アンモニア性窒素を含む排水からMAP成長によるリン回収後に処理水残余するアンモニア性窒素や、BOD成分などの浄化を適切に行うことができる。
(7) In the above (1) to (6),
It is preferable to further have a biological treatment tank that is connected to the phosphorus recovery reactor via the treated water line and performs biological water treatment. In the present invention, it is possible to appropriately purify ammonia nitrogen remaining in the treated water after recovery of phosphorus by MAP growth from wastewater containing ammonia nitrogen, BOD components, and the like.
(8)上記(1)〜(7)において、生物処理槽は、膜分離活性汚泥処理を行う膜を有することが好ましい。本発明では、MAPリン回収の処理水後段に配される生物学的水処理工程に膜活性汚泥工程を用いることにより、生物学的水処理工程のコンパクト化が図られると共に、前段であるMAP反応器でのリン回収によって、排水中のMAP形成能が低下するため、膜分離部分での無機塩生成による閉塞を抑制した水質浄化を行うことができる。 (8) In said (1)-(7), it is preferable that a biological treatment tank has a film | membrane which performs a membrane separation activated sludge process. In the present invention, by using a membrane activated sludge process in the biological water treatment process disposed downstream of the treated water for MAP phosphorus recovery, the biological water treatment process can be made compact, and the MAP reaction as the previous stage can be achieved. Since the ability to form MAP in the wastewater is reduced by the phosphorus recovery in the vessel, water purification that suppresses blockage due to inorganic salt generation at the membrane separation portion can be performed.
(9)上記(1)〜(8)において、リン回収反応器よりも上流側に固液分離装置および嫌気性消化槽をさらに有することが好ましい。固液分離装置を上流側に設置するメリットとして、リン回収反応器内において回収するリン結晶であるMAPへの固形不純物の混入が抑制されるようになる。また、嫌気性消化槽を上流側に設置するメリットとして、処理系に流入するBOD成分からバイオガス生成にともなう水質浄化を行うことができるため、排水中に含まれるBOD成分の再資源化と、MAPによるリン回収再資源化とができ、さらに、排水中の窒素分の一部をMAP形成に消費除去することで、水質浄化と排水中の有価物再資源化双方を達成することができる。 (9) In the above (1) to (8), it is preferable to further have a solid-liquid separator and an anaerobic digester upstream of the phosphorus recovery reactor. As an advantage of installing the solid-liquid separation device on the upstream side, mixing of solid impurities into MAP, which is phosphorus crystals recovered in the phosphorus recovery reactor, is suppressed. In addition, as an advantage of installing an anaerobic digester on the upstream side, water purification can be performed along with biogas generation from the BOD component flowing into the treatment system, so that the BOD component contained in the wastewater can be recycled, Phosphorus recovery and recycling can be achieved by MAP, and further, both water purification and recycling of valuable resources in drainage can be achieved by consuming and removing part of the nitrogen content in the drainage for MAP formation.
(10)上記(9)において、嫌気性消化槽は、上向流式嫌気性汚泥床(UASB)型のメタン発酵槽であることが好ましい。本発明では、嫌気性消化槽としてUASB型メタン発酵槽をリン回収反応器の前段(上流側)に設置し、これにより原水を高速に水質浄化すると共に、原水の長時間の滞留によるメタン発酵槽内でのMAP粒子生成蓄積を抑制することによって、MAP反応槽にてリンを効率よく適切に回収することができる。ちなみに、UASB型メタン発酵槽をもたない水処理装置では1バッチの処理に例えば20〜30日間程度の長い時間を要していたが、本発明のUASB型メタン発酵槽をもつ嫌気性消化槽ではこの処理時間を数時間ないし数日間と大幅に短縮することができる。 (10) In the above (9), the anaerobic digester is preferably an upward flow type anaerobic sludge bed (UASB) type methane fermentation tank. In the present invention, a UASB type methane fermenter is installed as an anaerobic digester in the upstream (upstream side) of the phosphorus recovery reactor, thereby purifying the raw water at a high speed and at the same time purifying the raw water for a long time. By suppressing the production and accumulation of MAP particles in the inside, phosphorus can be efficiently and appropriately recovered in the MAP reaction tank. Incidentally, in a water treatment apparatus having no UASB type methane fermenter, it took a long time, for example, about 20 to 30 days to process one batch, but the anaerobic digester having the UASB type methane fermenter of the present invention. Then, this processing time can be greatly shortened to several hours to several days.
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための種々の形態を説明する。 Hereinafter, various embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態の水処理装置1は、上流側から順に原水槽2、固液分離装置3、嫌気性消化槽としてのUASB型メタン発酵槽4、リン回収反応器としてのMAP反応器5、生物処理槽6および膜分離槽7を有し、これらの機器がポンプ及び/又はバルブ及び/又は各種計測器などの付属部品を含む配管ラインL1〜L6によってほぼ直列に接続されている。本実施形態の水処理装置1の全体システムは、図示しない制御器により統括的にコントロールされるようになっている。処理対象である原水は上流側の原水槽2から送り出され、下流側の膜分離槽7までの間で種々の浄化処理を施され、所定の水質基準を満たす清浄な処理水となって河川や海洋等に放流されるようになっている。さらに、水処理装置1は、MAP反応器5の下部に添加物を注入するためのラインL50に添加物としてpH調整剤溶液を供給するpH調整剤溶液供給器8と、同ラインL50に添加物としてマグネシウム塩またはマグネシウムイオンを含む溶液を供給するマグネシウム源供給器9と、を備えている。
The
原水槽2は、例えば食品、製油、製鉄、機械、金属、繊維のような工場から排出されるアンモニア性窒素とリン酸イオンを含む排水を貯留している。このような工場排水からなる原水は固形分を少なからず含んでいる。原水槽2はポンプP1を有する配管ラインL1により固液分離装置3の上部入口に接続され、固液分離装置3により原水中の固形分が除去されるようになっている。
The
固液分離装置3は、後段の排水処理工程において必要とされる固形分濃度まで原水から固形分を除去できる機能を有するものであればよく、特定の方式の装置のみに限定されるものではない。例えば、固液分離装置3として、凝集剤の存在下で固形分を沈降させる沈殿槽(シックナー)を用いてもよいし、あるいは被処理水の旋回流を形成して固形分を液分から遠心分離する固液分離機(サイクロン)を用いるようにしてもよい。
The solid-
固液分離装置3の排水口はポンプP2を有するラインL2を介してメタン発酵槽4に接続され、ポンプP2の駆動によって固液分離装置3から固形分の少ない原水がラインL2を介してメタン発酵槽4に供給されるようになっている。
The drain of the solid-
メタン発酵槽4は、固液分離装置3から排出される固液分離水をメタン発酵反応させるために、メタン発酵菌を内部に保持している。メタン発酵槽4は、内部の発酵反応を促進させるために、内容物を配管内に循環させる循環ラインL31を有する。この循環ラインL31は、ポンプP3の下流側に配置された三方弁V1のところで主流路である発酵処理水排出ラインL3から分岐し、さらにメタン発酵槽4の底部に連通している。一方、メタン発酵槽4の上部にはバイオガス排出ラインL32が設けられ、発酵反応により発生したバイオガス(メタンガス等)がメタン発酵槽4からラインL32を通って図示しないバイオガス回収容器に排出されるようになっている。
The
ここで、メタン発酵槽4には、嫌気性消化槽、とくにUASB型のメタンリアクターなどを用いることによって、被処理水を高速に水質浄化することができる。さらに、被処理水の長時間の滞留によるMAP反応器5の前段槽4内でのMAP粒子生成蓄積を抑制することによって、MAP反応器5にてリンを適切に回収することに寄与できる。なお、メタン発酵槽4には、必要に応じて加温機器やpH調整装置などを取り付けるようにしてもよい。
Here, the water to be treated can be purified at high speed by using an anaerobic digester, particularly a UASB type methane reactor, for the
発酵処理水排出ラインL3は、上述したように三方弁V1の一方の分岐流路がメタン発酵槽4側の循環ラインL31に連通し、三方弁V1の他方の分岐流路がMAP反応器5側の循環ラインL52,L4に連通している。すなわち、発酵処理水排出ラインL3が第2の処理水還流ラインL52と出合い、これら出合った2本のラインL3とラインL52とが原水導入ラインL4に1本化され、この1本化されたラインL4がMAP反応器5の側壁を貫通し、その先端の分散導入管51が内部の原水導入部55のところに導かれている。
As described above, in the fermented water discharge line L3, one branch channel of the three-way valve V1 communicates with the circulation line L31 on the
次に、図2と図3を参照して反応器内の原水導入部55に被処理水を導入するための各種形態の分散導入管51,51Aをそれぞれ説明する。
Next, the
図2に示す形態の分散導入管51は、原水導入ラインL4にそれぞれ連通する2本のストレート状の原水導入管51が互いに直交するように交叉配置されている。各原水導入管51の端部は盲板により閉じられている。各原水導入管51の上部には複数の孔部52が開口している。これら複数の孔部52からは被処理水が上向きに噴出され、排出ラインL5に連通する上部排出口に向かう上向流が形成されるようになっている。
The
図3に示す形態の分散導入管51Aは、反応器内の原水導入部55において、原水導入ラインL4にそれぞれ連通する2本のT字状の原水導入管51Aが互いに向き合うように対向配置されている。各原水導入管51Aの上部には複数の孔部52Aが開口している。これら複数の孔部52Aからは被処理水が上向きに噴出され、排出ラインL5に連通する上部排出口に向かう上向流が形成されるようになっている。
In the raw
MAP反応器5は、原水やメタン発酵処理水に由来し、アンモニア性窒素とリン酸イオンを含む液から反応によりMAP粒子を成長させ、MAP粒子の形態でリンを回収するための反応器である。MAP反応器5には上述の原水導入ラインL4を通って(メタン発酵処理水+リン回収処理水)混合希釈水が原水導入部55に導入されるとともに、添加剤注入ラインL50を通って添加剤が反応器下部56に注入されるようになっている。また、MAP反応器5の底部には開閉弁V5を有するMAP排出ラインL53が接続されている。さらに、MAP反応器5からは処理水排出ラインL5を通ってMAP反応によりリンを回収した後のリン回収処理水が排出されるようになっている。ここで、原水導入ラインL4は、添加剤注入ラインL50よりも上方においてMAP反応器5の内部に連通している。この添加剤注入ラインL50は、MAP反応器5の下部に連通し、添加剤供給源8,9からラインL50を通って所定の添加剤溶液がMAP反応器5内に注入されるようになっている。添加剤注入ラインL50から注入された添加剤はMAP反応器5内を上昇し、原水導入ラインL4の分散導入管55から導入される上向き流の被処理水と出合い、両者の反応によりMAPが生成されるようになっている。
The
添加剤注入ラインL50には2つの撹拌器81,91が設けられている。一方の撹拌器81にはpH調整剤供給源8につながるラインL8が接続され、他方の撹拌器91にはマグネシウム源供給源9につながるラインL9が接続されている。各供給ラインL8,L9はポンプP8,P9をそれぞれ有し、ポンプP8の駆動によりpH調整剤供給源8から所望のpH調整剤溶液が添加剤注入ラインL50の撹拌器81に供給され、ポンプP9の駆動によりマグネシウム源供給源9から所望のマグネシウム含有溶液が添加剤注入ラインL50の撹拌器91に供給されるようになっている。
Two
処理水排出ラインL5は、主流路からそれぞれ分岐する2つの処理水還流ラインL51,L52を含むものである。第1の処理水還流ラインL51は、三方弁V3により主流路から分岐し、添加剤注入ラインL50に連続してつながり、添加剤注入ラインL50を経由してMAP反応器の下部56に接続されている。これにより反応器5→ラインL5→L51→L50→反応器5からなる第1の処理水循環回路(以下、単に第1の循環回路という)が形成される。また、第2の処理水還流ラインL52は、三方弁V2により主流路から分岐し、原水導入ラインL4に連続してつながり、原水導入ラインL4を経由してMAP反応器の原水導入部55に接続されている。これにより反応器5→ラインL5→L52→L4→反応器5からなる第2の処理水循環回路(以下、単に第2の循環回路という)が形成される。これら第1及び第2の循環回路は、MAP反応器5から出てくるリン回収後の処理水の一部をそれぞれMAP反応器5に戻し、前者は下部56に注入される添加剤溶液を希釈して添加剤濃度を低下させ、後者は原水導入部55に導入される被処理水を希釈してリン濃度を低下させる。
The treated water discharge line L5 includes two treated water reflux lines L51 and L52 that respectively branch from the main flow path. The first treated water reflux line L51 is branched from the main flow path by the three-way valve V3, is continuously connected to the additive injection line L50, and is connected to the
生物処理槽6は、入口がラインL5を介してMAP反応器5に接続され、MAP反応器5から排出されるリン回収後の処理水を生物学的に処理する好気性微生物を担持する担体を保有している。生物処理槽6の底部にはブロア10に連通するエアレーションラインL10が接続され、ブロア10から圧縮空気を送るとエアレーションラインL10の複数の開口から気泡が噴出し、被処理水がエアバブリングされるようになっている。この生物処理槽6では、アンモニア性窒素を含む排水からMAP成長によるリン回収後に処理水残余するアンモニア性窒素や、BOD成分などの浄化を行うことができる。なお、ここでいう生物処理槽とは、標準活性汚泥法や生物学的脱窒法、膜分離活性汚泥法などの公知の技術を適用できるが、生物処理による窒素除去能を有する処理槽を適用することが望ましい。
The
膜分離槽7は、入口がラインL6を介して生物処理槽6に接続され、生物処理槽6から生物処理された後の処理水を受け、該処理水中に含まれる汚泥を固液分離するための膜を有している。膜分離槽7の出口はポンプP6を有する排出ラインL71に接続され、分離された液分が処理水として図示しない貯槽または放流口に排出されるようになっている。膜分離槽7の底部には、上述のエアレーションラインL10および還流ラインL72がそれぞれ接続されている。還流ラインL72には開閉弁V4とポンプP7が設けられ、開閉弁V4を開閉させ、ポンプP7を駆動させることにより、膜分離槽7からラインL72を介して生物処理槽6に処理水を戻し、膜分離槽7と生物処理槽6との間で水を循環させることができるようになっている。
The
このような膜分離槽7を生物処理槽6の後段に設けることにより、生物処理槽6のコンパクト化が図られると共に、前段のMAP反応器5でのリン回収によって、排水中のMAP形成能が低下するため、膜分離槽7での無機塩生成による膜閉塞を抑制した水質浄化を行うことができる。なお、ここでいう膜分離槽7は、公知の技術を用いればよく、特定の型式のみに限定されるものではない。
By providing such a
次に本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
原水に含まれる固形分は、固液分離装置3にて除去される。固液分離装置3から排出される固液分離水は、次のメタン発酵槽4にて発酵反応が進行すると、バイオガスの発生を伴って固液分離水に含まれるBOD成分が除去される。次いで、メタン発酵槽4の処理水であるメタン発酵処理水は、MAP反応器5に導入される。ここで、MAP反応器5とは、内部に種晶として、MAP結晶が充填され、上向流にてMAP結晶と、原水導入部55に導入されるMAP被処理水(原水+処理水)が接触するものであり、充填されるMAP結晶が運転中に流出しない構造をなし、その底部は逆円錐状(コーン形状)に形成され、さらにMAP反応器5の底部には結晶成長によってリン分を回収したMAPを取り出すためのMAP含有水排出ラインL53に接続されている。
The solid content contained in the raw water is removed by the solid-
MAP反応器5に充填されるMAP結晶は、導入されるリン負荷量や、処理速度、上向流速に応じて、充填量および結晶径を決定すればよいが、少なくとも原水導入部55の水位以上にMAP結晶を充填している必要がある。MAP反応器5から排出される処理水は、ラインL5の三方弁V3から第1の処理水還流ラインL51を通り、さらに添加物注入ラインL50を通ってMAP反応器5の底部に循環供給される。すなわち、添加剤溶液は、添加剤注入ラインL50からMAP反応器の下部56に注入され、反応器5内を上昇し、原水導入部55に到達すると、原水導入ラインL4の分散導入管51から導入される(メタン発酵処理水+リン回収処理水)混合希釈水と出合い、反応器5内のMAP結晶と反応してMAP結晶が成長する。
The MAP crystal filled in the
第1の処理水還流ラインL51を含む第1の循環回路において、上向流の最上流部であり、MAP反応器5に供給される液のうち添加剤濃度が最も高い液が、MAP結晶が充填される箇所56に導入される。これに対して第2の処理水還流ラインL52を含む第2の循環回路では、MAP結晶充填箇所56よりも上向流の下流側の箇所55(上方の位置)に、MAP被処理水(原水+処理水)が導入される。この導入位置関係は、処理水と添加剤の混合後に、反応器5内で保持されるMAP粒子上でMAP結晶成長させ、添加剤とリンを系内で消費した液が、反応器内の原水導入部55に導入されるリン含有水と混合することから、添加剤濃度が低減されていることによる過剰な過飽和上昇を抑制した状態で、反応器5内で保持されるMAP粒子と接触し、リンがMAP粒子成長に消費されるため、新規なMAP微粒子形成が抑制され、リン回収率の低下が抑制される。
In the first circulation circuit including the first treated water reflux line L51, the liquid having the highest additive concentration among the liquids supplied to the
本実施形態の効果を説明する。 The effect of this embodiment will be described.
本実施形態によれば、反応器5→ラインL5→L51→L50→反応器5からなる第1の循環回路において、原水導入ラインL4からのMAP被処理水に比べて被処理水を高流量で供給することにより、MAP被処理水11のMAP形成に係る成分の濃度変動に伴う、MAP結晶化の過飽和度の変動幅を小さくできる。
According to the present embodiment, in the first circulation circuit consisting of the
また、本実施形態によれば、第1の循環回路にpH調整液供給源8およびマグネシウム源供給源9からpH調整液およびマグネシウム源を供給することにより、第1の循環回路を流れる還流処理水により添加剤溶液が希釈されるので、反応系のなかで添加剤の濃度がもっとも上昇する反応器下部56において、マグネシウム源の添加によって変化するMAP過飽和度の急激な増加が抑制される。このため、新規なMAP微粒子の形成、すなわち核化を抑制でき、新規MAP微粒子の形成に伴うMAP反応器でのMAP保持能低下による、リン回収率低下を抑制できる。
In addition, according to the present embodiment, by supplying the pH adjusting liquid and the magnesium source from the pH adjusting
なお、本実施形態では、MAP被処理水(原水)が導入されるMAP反応器内の原水導入部を複数配することにより、MAP反応器内のMAP被処理水に由来する高濃度なMAP生成能成分の偏在を抑制できるため、局所的なMAP形成成分の高濃度域生成にともなう、MAP過飽和度の上昇による核化域形成を抑制でき、新規なMAP微粒子形成、すなわち核化を抑制できるため、新規MAP微粒子の形成に伴うMAP反応器でのMAP保持能低下による、リン回収率低下を抑制できる。 In the present embodiment, by providing a plurality of raw water introduction portions in the MAP reactor into which the MAP treated water (raw water) is introduced, high-concentration MAP generation derived from the MAP treated water in the MAP reactor is generated. Because it is possible to suppress the uneven distribution of the active component, it is possible to suppress the formation of a nucleation region due to an increase in the MAP supersaturation level accompanying the generation of a high concentration region of a local MAP-forming component, and to suppress the formation of new MAP fine particles, that is, nucleation Further, it is possible to suppress a decrease in phosphorus recovery rate due to a decrease in MAP retention ability in the MAP reactor accompanying the formation of new MAP fine particles.
本実施形態では、第2の循環回路を用いて処理水の一部をMAP被処理水(原水)に混合させることにより、被処理水中のリン濃度が高濃度時においては、MAP反応器に導入される被処理水中のリン濃度が高いために引き起こされるMAP反応器内の局所的なMAP過飽和を抑制することができ、新規なMAP微粒子形成を抑制できるため、リン回収率低下を抑制できる。MAP反応器5の後段に生物処理槽6を配置することにより、アンモニア性窒素を含む排水からMAP成長によるリン回収後に処理水残余するアンモニア性窒素や、BOD成分などの浄化を適切に行うことができる。なお、ここでいう生物処理槽とは、標準活性汚泥法や生物学的脱窒法、膜分離活性汚泥法などの公知の技術を適用できるが、生物処理による窒素除去能を有するものを適用することが望ましい。また、生物処理槽6の後段に膜分離槽7を設けることにより、生物処理槽6のコンパクト化が図られる。
In this embodiment, a part of the treated water is mixed with the MAP treated water (raw water) using the second circulation circuit, so that it is introduced into the MAP reactor when the phosphorus concentration in the treated water is high. Since the local MAP supersaturation in the MAP reactor caused by the high phosphorus concentration in the water to be treated can be suppressed and the formation of new MAP fine particles can be suppressed, a decrease in phosphorus recovery rate can be suppressed. By disposing the
本実施の形態によれば、本水処理装置における被処理水に含有するBOD成分はバイオガスとして浄化され水質浄化と資源回収が図れると共に、アンモニア性窒素とリン酸イオン分は、MAP微細結晶の生成を抑制してMAP結晶として回収できるため、水質浄化と資源回収が図られ、BODや窒素、リン分を低減した液を膜活性汚泥法にて浄化するため、窒素、リン、BOD負荷や無機塩生成能を低減して水質浄化ができ、水処理装置への負荷軽減と水質浄化、資源回収を適切に運用できる。 According to the present embodiment, the BOD component contained in the water to be treated in the water treatment apparatus is purified as biogas, water purification and resource recovery can be achieved, and ammonia nitrogen and phosphate ions are contained in MAP fine crystals. Since it can be recovered as MAP crystals by suppressing the formation, water quality purification and resource recovery are achieved, and liquid with reduced BOD, nitrogen, and phosphorus content is purified by the membrane activated sludge method. Water quality purification can be achieved by reducing the salt production capacity, and it is possible to appropriately reduce the load on water treatment equipment, water quality purification, and resource recovery.
本実施形態においては、処理水と添加剤の混合後に、反応器内で保持されるMAP粒子上でMAP結晶成長させ、添加剤とリンを系内で消費した液(処理水)が、反応器内の被処理水導入部から流入するリン含有の被処理水と混合される。この処理水と被処理水との混合により被処理水が希釈され、添加剤の濃度が低減され、過剰なMAP過飽和上昇を抑制した状態で、反応器内で保持されるMAP粒子と接触し、リンがMAP粒子の成長に消費されるため、新規なMAP微粒子の形成が抑制され、リン回収率の低下が抑制される。 In the present embodiment, after mixing the treated water and the additive, a liquid (treated water) in which the MAP crystal is grown on the MAP particles held in the reactor and the additive and phosphorus are consumed in the system is treated in the reactor. It is mixed with phosphorus-containing treated water flowing from the treated water introduction part inside. By mixing the treated water and the treated water, the treated water is diluted, the concentration of the additive is reduced, and the excessive MAP supersaturation is suppressed, and the MAP particles held in the reactor are brought into contact with each other. Since phosphorus is consumed for the growth of MAP particles, the formation of new MAP fine particles is suppressed, and the decrease in phosphorus recovery rate is suppressed.
(第2の実施形態)
次に、図4を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description of the part which this embodiment overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の水処理装置1Aでは、処理水ラインL5上において第1の処理水還流ラインL51が分岐する三方弁V3よりも下流側に貯槽11を設け、さらに貯槽11から原水導入ラインL4までの間にポンプP11を有する貯槽水返送ラインL11を設けている。貯槽11は、生物処理槽6のすぐ前段に位置し、MAP反応器5から排出される処理水を一時的に貯留するものである。
In the
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described.
貯槽11に所定量の処理水が貯まると、ポンプP11を起動し、貯槽11からラインL11を介して貯槽水を第2の循環回路のラインL4に返送する。すなわち、第2の循環回路を流れる[原水+処理水]混合水にさらに貯槽水(処理水の一部)を合流させ、希釈率を上げて、リン濃度を低下させた状態で被処理水をMAP反応器5内に導入する。このように本実施形態では、処理水のMAP反応器5の循環反応系で、リン濃度が低減した液によって、被処理水中のリン濃度が高濃度時においては、MAP反応器5に導入される被処理水中のリン濃度が高いために引き起こされるMAP反応器5内の局所的なMAP過飽和を抑制し、MAP核化によるMAP微粒子形成と流出に伴うリン回収能低下が抑制される。
When a predetermined amount of treated water is stored in the
本実施形態の効果を説明する。 The effect of this embodiment will be described.
本実施の形態によれば、被処理水中のリン濃度変動に対応して、MAP微細結晶の生成を抑制してMAP結晶として回収できるため、窒素、リン、BOD負荷や無機塩生成能を低減して水質浄化ができ、水処理装置への負荷軽減と水質浄化、資源回収を適切に運用できる。 According to the present embodiment, in response to fluctuations in the phosphorus concentration in the water to be treated, the production of MAP fine crystals can be suppressed and recovered as MAP crystals, so that nitrogen, phosphorus, BOD load and inorganic salt production ability are reduced. Water quality purification, reducing the load on the water treatment equipment, water quality purification, and resource recovery can be operated properly.
(第3の実施形態)
次に、図5を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description of the part which this embodiment overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の水処理装置1Bは、pH測定装置21および制御装置20を備えている。pH測定装置21は、添加剤注入ラインL50の最下流のところ、すなわち2つの撹拌器81,91よりも下流に取り付けられている。制御装置20は、入力部にpH測定装置21からの信号線が接続され、出力部がマグネシウム源供給用ポンプP9の駆動回路に接続されている。
The
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described.
マグネシウム源として水酸化マグネシウム塩などのマグネシウムイオン成分を用いる場合、その供給により系内のpH値が変動するため、MAP反応器5でのMAP過飽和の変動が大きくなる。本実施形態では、マグネシウム源の供給状況をpH測定装置21により測定し、pH測定信号S1を制御装置20の入力部に送り、入力信号S1に基づいて制御装置20からポンプP9の駆動回路に制御信号S2を出力する。これにより、ポンプP9が停止または減速し、マグネシウム源供給源9から添加剤注入ラインL50へのマグネシウム源の供給が停止または低減され、これにより反応器下部56に注入されるマグネシウム源の量が少なくなり、マグネシウム源に由来する過剰なMAP過飽和度増が抑制される。
When a magnesium ion component such as a magnesium hydroxide salt is used as the magnesium source, the pH value in the system fluctuates due to the supply thereof, so that the fluctuation of the MAP supersaturation in the
本実施形態の効果を説明する。 The effect of this embodiment will be described.
本実施の形態によれば、マグネシウム源の供給量を制御することにより、MAP過飽和度の過剰な系を形成することを抑制できるため、MAP微細結晶の生成を抑制してMAP結晶として回収できるため、窒素、リン、BOD負荷や無機塩生成能を低減して水質浄化ができ、水処理装置への負荷軽減と水質浄化、資源回収を適切に運用できる。 According to the present embodiment, by controlling the supply amount of the magnesium source, it is possible to suppress the formation of a system having an excessive degree of MAP supersaturation, and therefore, the generation of MAP fine crystals can be suppressed and recovered as MAP crystals. Nitrogen, phosphorus, BOD load and inorganic salt generation ability can be reduced to purify water, reducing the load on water treatment equipment, purifying water, and recovering resources appropriately.
(第4の実施形態)
次に、図6を参照して本発明の第4の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description of the part which this embodiment overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の水処理装置1Cは、pH測定装置21および制御装置20を備えている。pH測定装置21は、添加剤注入ラインL50の最下流のところ、すなわち2つの撹拌器81,91よりも下流に取り付けられている。制御装置20は、入力部にpH測定装置21からの信号線が接続され、出力部がpH調整剤溶液供給用ポンプP8の駆動回路に接続されている。
The
本実施形態の作用を説明する。 The operation of this embodiment will be described.
pH調整剤の添加により処理水のpHを調整し、MAP反応器5でのpH調整をする際に、そのpH値が所望の設定値より低い場合にはMAP溶解飽和未満の領域となり、MAP結晶が成長せずに、系外へリンが流出する。一方、pH値が所望の設定値より高い場合には、過剰な過飽和領域となり、反応系内にてMAP微細粒子の生成によるMAP成長の抑制とリン回収率低下を引き起こす可能性がある。本実施形態においては、MAP反応器5へ供給する処理水に由来する液は、pH値を制御することにより、前記pH異常が抑制される。
When adjusting the pH of the treated water by adding a pH adjuster and adjusting the pH in the
本実施形態の効果を説明する。 The effect of this embodiment will be described.
本実施形態によれば、pH調整薬液の供給量を制御することにより、MAP過飽和度を適切に維持できるため、窒素、リン、BOD負荷や無機塩生成能を低減して水質浄化ができ、水処理装置への負荷軽減と水質浄化、資源回収を適切に運用できる。 According to the present embodiment, the MAP supersaturation degree can be appropriately maintained by controlling the supply amount of the pH adjusting chemical solution, so that water purification can be achieved by reducing nitrogen, phosphorus, BOD load and inorganic salt generating ability, Reduces the load on the treatment equipment, cleans water, and recovers resources appropriately.
なお、本実施形態では、制御装置20がpH調整剤溶液供給用ポンプP8のみを制御するようにしているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、本実施形態を上記第3の実施形態と組み合わせて用いることも可能である。すなわち、制御装置20が2つのポンプP8,P9の動作を同時並行的に制御して、pH調整剤溶液の供給量およびマグネシウム源の供給量をともに制御することにより、反応器内における過剰なMAP過飽和度増を抑制することができる。
In the present embodiment, the
1,1A,1B,1C…水処理装置、
2…原水槽、3…固液分離装置、4…メタン発酵槽、
5…リン回収反応器(MAP反応器)、
6…生物処理槽、7…膜分離槽、
8…pH調整液供給源、81…攪拌装置、P8…pH調整液供給器(ポンプ)、
9…マグネシウム源供給源、91…攪拌装置、P9…マグネシウム源供給器(ポンプ)、
10…ブロア、11…貯槽、
20…制御器、21…pH測定装置、
51,51A…分散導入管、52,52A…注入孔、
55…原水導入部、56…添加剤注入部、
L11…貯槽水返送ライン、
L32…バイオガス排出ライン、
L4…原水導入ライン、
L5…処理水ライン、
L50…添加剤注入ライン、
L51…第1の処理水還流ライン、
L52…第2の処理水還流ライン、
L53…MAP回収ライン、
P1〜P9…ポンプ、V1〜V5…バルブ。
1, 1A, 1B, 1C ... water treatment device,
2 ... Raw water tank, 3 ... Solid-liquid separator, 4 ... Methane fermentation tank,
5 ... Phosphorus recovery reactor (MAP reactor),
6 ... biological treatment tank, 7 ... membrane separation tank,
8 ... pH adjustment liquid supply source, 81 ... Stirrer, P8 ... pH adjustment liquid supply (pump),
9 ... Magnesium source supply source, 91 ... Stirrer, P9 ... Magnesium source supply device (pump),
10 ... Blower, 11 ... Storage tank,
20 ... Controller, 21 ... pH measuring device,
51, 51A ... dispersion introduction pipe, 52, 52A ... injection hole,
55 ... Raw water introduction part, 56 ... Additive injection part,
L11 ... Storage tank water return line,
L32 ... Biogas discharge line,
L4 ... Raw water introduction line,
L5 ... treated water line,
L50 ... Additive injection line,
L51 ... first treated water reflux line,
L52 ... Second treated water reflux line,
L53 ... MAP collection line,
P1-P9 ... pump, V1-V5 ... valve.
Claims (10)
前記リン回収反応器内の添加剤注入部に添加剤を注入する添加剤注入ラインと、
前記リン回収反応器内において前記添加剤注入部よりも上方に位置する原水導入部に原水を上向流となるように導入する原水導入ラインと、
前記添加剤注入ラインに設けられ、前記添加剤としてpH調整剤を供給するpH調整源供給器および前記添加剤としてマグネシウム源を供給するマグネシウム源供給器のうちの少なくとも一方と、
前記添加材注入ラインに設けられ、前記添加剤と前記処理水とを撹拌混合する撹拌装置と、
前記リン回収反応器から出てくる処理水が通流する処理水ラインと、
前記処理水ラインから分岐して前記添加剤注入ラインに接続され、前記処理水の一部を前記添加剤とともに前記添加剤注入ラインを介して前記リン回収反応器内に上向流となるように還流させる第1の処理水還流ラインと、
を具備することを特徴とする水処理装置。 In order to recover phosphorus from raw water containing ammoniacal nitrogen and phosphate ions, a phosphorus recovery reactor that reacts magnesium with the raw water to generate a magnesium ammonium phosphate salt;
An additive injection line for injecting the additive into the additive injection section in the phosphorus recovery reactor;
A raw water introduction line for introducing the raw water into the raw water introduction section located above the additive injection section in the phosphorus recovery reactor so as to flow upward;
At least one of a pH adjustment source supplier that is provided in the additive injection line and supplies a pH adjuster as the additive and a magnesium source supplier that supplies a magnesium source as the additive;
A stirring device that is provided in the additive injection line and stirs and mixes the additive and the treated water;
A treated water line through which treated water coming out of the phosphorus recovery reactor flows,
A branch from the treated water line is connected to the additive injection line so that a part of the treated water flows upward together with the additive into the phosphorus recovery reactor via the additive injected line. A first treated water reflux line for reflux;
A water treatment apparatus comprising:
前記貯槽から前記原水導入ラインまでの間に設けられ、前記貯槽に貯留された処理水を前記原水導入ラインを介して前記リン回収反応器に戻す貯槽水返送ラインと、をさらに有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の水処理装置。 A storage tank provided on the treated water line and storing treated water;
A storage tank water return line that is provided between the storage tank and the raw water introduction line and returns treated water stored in the storage tank to the phosphorus recovery reactor through the raw water introduction line, The water treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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