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リン及び窒素含有排水の浄化装置、その浄化方法及びその浄化方法の土壌接触処理槽に充填して使用する土壌

国内特許コード P140010313
整理番号 840
掲載日 2014年2月24日
出願番号 特願2005-183267
公開番号 特開2007-000763
登録番号 特許第3864181号
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
登録日 平成18年10月13日(2006.10.13)
発明者
  • 菅原 正孝
  • 藤川 陽子
  • 濱崎 竜英
  • 梶山 陽介
  • 岩島 一美
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • エヌエス環境株式会社
発明の名称 リン及び窒素含有排水の浄化装置、その浄化方法及びその浄化方法の土壌接触処理槽に充填して使用する土壌
発明の概要 【課題】 本発明の目的は、現在その処理が問題になっているリン及び窒素含有排水中等に存在するリン及び窒素を、従来の処理方法では達成し得なかった低濃度にまで除去し得るとともに、長期使用に耐える実用的な浄化装置及びその浄化方法を提供することにある。
【解決手段】 リン及び窒素含有排水を火山灰土壌1に接触させて浄化するリン及び窒素含有排水の浄化装置であって、処理排水を貯留する貯留槽11にリン及び窒素含有排水を流し、該貯留槽11の下流側に配設した土壌接触処理槽12に火山灰土壌1を造粒して形成した土壌を充填して、排水中のリンを除去し、土壌接触処理槽の下流側に配設した腐植木処理槽に細菌の資化物として腐植木を充填して、窒素を除去する。更に下流側に配設した多孔質処理槽に多孔質吸着材を充填して、色度成分等の難分解性有機物を除去する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



一般的に、BOD、COD等の有機物、色度並びにSSを除去する方法として、生物濾過法が知られている。この方法は一般に原水水質が良好で濁度も低く安定している場合に採用され、比較的細かな砂層や濾材を充填した濾過槽に4~5m/日のゆっくりとした速さで水を通し砂層の表面と砂層に増殖した微生物群によって、水中の浮遊物質や溶解物質を捕捉し酸化分解させるものである。





また、リン、窒素及び難分解性有機物を含有する排水の一般的な処理方法として次のものが知られている。リン除去法には、薬品凝集、吸着・イオン交換、晶析などの物理化学的な機構を用いる方法と、嫌気好気法、水生植物の利用などの生物的な機構を用いる方法がある。工業排水には凝集法が、下水排水には嫌気好気法が通常用いられていることが多い。リンの処理方法としては、従来から赤玉土、黒ボク土、鹿沼土など火山灰土壌を処理排水に接触させることにより処理排水中のリン成分を主として土壌の吸着により処理する方法が知られている。例えば、リン酸吸着能力のある鹿沼土などにバインダーとしてガラス粉末を加えて造粒し、得られた粒状体を乾燥後、800℃~900℃の高温度で加熱した吸着濾材が知られている(特許文献1)。





さらに、窒素除去法については、ほとんどの場合に生物的窒素除去法が採用されており、脱窒を目的とした嫌気ゾーンと硝化を目的とした好気ゾーンの区分方法によって種々の処理方式が開発されている。その他、アンモニアストリッピング法、イオン交換法、不連続点塩素処理法、触媒酸化法などが知られている。また、脱窒方法としては、アンモニア性窒素を酸化させ、硝酸性窒素に変えて、硝酸性窒素を脱窒菌により窒素ガス(N2 )として除去する方法がある。例えば、細菌の資化物を充填した資化物層を設け、アンモニア態窒素を吸着可能な吸着剤を充填した吸着剤層を連続して設け、硝酸性窒素を除去する方法が知られている(特許文献2)。





また、処理排水からチッソ、リンを除去するものとしては、例えば、チッソ、リンを含有する排水・廃液の処理方法として、粘土と気孔形成材料と水とを混合し、成形後乾燥させて、600~800℃で3~7時間保持し、更に1200~1500℃で4~8時間焼成後、クラッシャー処理したものが知られている(特許文献3)。

【特許文献1】

開平11-197500号公報(段落0007欄)

【特許文献2】

許3295147号公報(段落0008欄、図1)

【特許文献3】

許3408702号公報(段落0017欄)

産業上の利用分野



本発明は、主として団粒構造を有した土壌を用いた水質浄化に係り、特に、畜産排水及び下水の二次処理排水等の各種産業排水中に存在するリン及び窒素の除去を目的とした水質浄化装置、その浄化方法及びその浄化方法に使用する土壌に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
リン及び窒素を含有する排水を火山灰土壌に接触させて浄化するリン及び窒素含有排水の浄化装置であって、処理原水を貯留する貯留槽と、該貯留槽の下流側に接続され、火山灰土壌造粒焼成体を充填した土壌接触処理槽と、該土壌接触処理槽の下流側に接続され、細菌の資化物として腐植木を充填した腐植木処理槽とを有し、上記土壌接触処理槽に充填される火山灰土壌造粒焼成体は、赤玉土または鹿沼土を、直径が5~50mmの範囲に造粒した後40~150%の含水比に調整して、その後、300~750°に昇温して10分以上保持し、焼成して得られたものであって、比表面積が50~150m/gの範囲であって、乾燥密度が0.7~1.2g/cmの範囲であることを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項2】
請求項1に記載のリン及び窒素含有排水の浄化装置において、上記腐植木処理槽の下流側に、内部に上記火山灰土壌造粒焼成体が充填された多孔質処理槽を備えことを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項3】
請求項1又は2に記載のリン及び窒素含有排水の浄化装置において、上記腐植木処理槽の下流側に、内部に多孔質吸着材が充填され、処理水の濾過速度が、0.05m/日~2.0m/日に制御された多孔質処理槽を備えることを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項4】
請求項2又は3のいずれか1に記載のリン及び窒素含有排水の浄化装置において、上記貯留槽の滞留時間が1日~20日に制御され、上記土壌接触処理槽における処理水の濾過速度が0.5m/日~10m/日に制御され、上記腐植木処理槽の滞留時間が5~20時間に制御され、多孔質処理槽における処理水の濾過速度が0.05m/日~2.0m/日に制御される制御手段を有することを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項5】
リン及び窒素を含有する排水を火山灰土壌に接触させて浄化するリン及び窒素含有排水の浄化装置であって、処理原水を貯留する貯留槽と、該貯留槽の下流側に、火山灰土壌造粒焼成体を充填した土壌接触処理槽と、該土壌接触処理槽の下流側に、細菌の資化物として腐植木を充填した腐植木処理槽とを有し、上記貯留槽には、太陽光を遮蔽可能な遮光板が配設され、該遮光板は排水中の汚水状態等に応じて開放可能にする開閉機構を有することを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項6】
リン及び窒素を含有する排水を火山灰土壌に接触させて浄化するリン及び窒素含有排水の浄化装置であって、処理原水を貯留する貯留槽と、該貯留槽の下流側に、火山灰土壌造粒焼成体を充填した土壌接触処理槽と、該土壌接触処理槽の下流側に、細菌の資化物として腐植木を充填した腐植木処理槽とを有し、上記土壌接触処理槽の上部位置に処理水流入口が設けられ、その下部位置に処理水流出口が設けられ、上記腐植木処理槽の下部位置に処理水流入口が設けられ、その上部位置に処理水流出口が設けられ、上記土壌接触処理槽の処理水流出口と上記腐植木処理槽の処理水流入口とを連通する連通路が、その水位を上記土壌接触処理槽内の土壌の略上面位置まで一旦持ち上げる持ち上げ部を備えることを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化装置。

【請求項7】
リン及び窒素を含有する排水を火山灰土壌に接触させて浄化するリン及び窒素含有排水の浄化方法において、上記リン及び窒素含有の処理原水を貯留槽に流し込んで所定時間滞留させ、その後、火山灰土壌造粒焼成体を充填した土壌接触処理槽に流し込んでリンを除去し、さらに、細菌の資化物として腐植木を充填した腐植木処理槽に流し込んで所定時間滞留させて、窒素を除去するものであって、上記土壌接触処理槽には、直径が5~50mmの範囲に造粒した土壌を40~150%の含水比に調整し、その後、300~750℃で10分以上保持して焼成して得られた火山灰土壌造粒焼成体を充填して、リン及び窒素含有排水を上記火山灰土壌に接触させて浄化することを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化方法。

【請求項8】
請求項7に記載のリン及び窒素含有排水の浄化方法において、該腐植木処理槽に流した後、内部に上記火山灰土壌造粒焼成体が充填された多孔質処理槽に流してさらに浄化するものであって、上記貯留槽の滞留時間が1日~20日であって、上記土壌接触処理槽における処理水の濾過速度が0.5m/日~10m/日であって、上記腐植木処理槽の滞留時間が3~20時間であって、多孔質処理槽における処理水の濾過速度が0.05m/日~2.0m/日であることを特徴とするリン及び窒素含有排水の浄化方法。

【請求項9】
リン及び窒素含有排水の処理原水を貯留する貯留槽の下流側に配置した土壌接触処理槽に充填する火山灰土壌造粒焼成体であって、該火山灰土壌造粒焼成体は、赤玉土又は鹿沼土を、直径を5~50mmの範囲に造粒した後40~150%の含水比に調整して、その後、300~750℃に昇温して10分以上保持し、焼成して得られたものであって、比表面積が50~150m/gの範囲であって、乾燥密度が0.7~1.2g/cmの範囲であることを特徴とするリン及び窒素含有排水を浄化する土壌接触処理槽に充填して使用する火山灰土壌造粒焼成体
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 登録
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