專利名稱：糞尿或糞尿廢水中的磷、cod、氮、顏色及臭氣的快速去除方法以及使用該方法的去除裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種用以有效率地且快速地去除糞尿或糞尿廢水(以下，記作糞尿)中的磷、化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)、氮、顏色及臭氣的去除方法以及使用該方法的磷的去除裝置。
背景技術：
環(huán)境水的污染污濁正在全球范圍內蔓延，而需要緊急的對策。該環(huán)境水的污染源之一有來自畜牧業(yè)的廢水。畜牧廢水在產生源的畜舍或農場中被凈化至基準值為止后排出，但因各種理由，實際情況是污染并未減少。另外，由家畜糞尿所產生的污染源之一為磷。磷由于無法通過微生物來分解，因此目前仍難以降低環(huán)境水中的磷濃度。 進而，基于水質污濁防止法的與畜牧廢水相關的磷的排放基準目前正應用暫定基準(總磷為24mg/L)，但預計今后將進行暫定基準的重新研究，并強化至一般基準水平(總磷為8mg/L)為止。對于畜產農家而言，糞尿的COD的降低也是大課題。迄今為止，利用活性污泥法或氧化塘(lagoon)方式等各種方法進行處理，但就經(jīng)濟方面而言效果有限，若在不充分的處理狀態(tài)下排放至環(huán)境水中，則會導致河川的污染、水環(huán)境污染。另外，滲入至地下的污水會提高地下水的亞硝酸濃度或硝酸濃度。日本環(huán)境省將亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮的地下水的基準值設為lOmg/し一般而言，若這些氮化合物的濃度變高，則有可能會引起乳幼兒的高鐵血紅蛋白血癥癥等。由于此種社會背景，因此對于環(huán)境水的氮污染正成為嚴重的問題。另外，一般而言，對于畜牧業(yè)的最多的抱怨是惡臭。若也可以解決該問題，則對于畜牧業(yè)者而目是福首。針對這些問題，作為去除溶解在廢水中的磷的方法，在專利文獻I中，將氯化鐵、聚合硫酸鐵等凝聚處理劑用于畜牧糞尿的處理來去除廢水中的磷。另外，在專利文獻2及專利文獻3中，掲示有使鐵鹽或鋁鹽與磷酸離子進行反應來去除溶解在廢水中的磷的技術。進而，在專利文獻4中，掲示有如下的技術為了去除臟水或エ廠廢水中的磷，而添加聚合硫酸鐵或聚合氯化鋁等凝聚劑來使廢水中的磷化學變化成磷酸鐵，然后進行廢水浄化。另外，也存在使用鋼鐵渣的技術。在專利文獻5中所記載的技術中，為了去除含有磷的廢水中的磷，通過使廢水穿過鋼鐵渣來去除磷。鋼鐵渣使用高爐渣及除冷渣。對于去除磷而言，優(yōu)選鋼鐵渣為多孔質。另外，也提出有使用純鐵而非鐵鹽或礦渣的方法。例如，在專利文獻6中記載有如下的要點通過向糞尿中加入微粉鐵，而可降低磷酸濃度。
專利文獻6使用鐵基材，其鐵基材粉末的粒徑為3000 u m以下，比表面積達到0. 005m2/g。另外，鐵含量為70%以上，鐵以外的成分為氧、鎂、銀、磷、硫。掲示有要點如下的技術通過相對于動物的糞尿，以數(shù)％的比率散布、或鋪滿、或混入該鐵基材等，水溶性的磷酸離子與鐵進行反應而成為不溶性的磷化合物。[現(xiàn)有技術文獻][專利文獻][專利文獻I]日本專利特開2001-205273號公報[專利文獻2]日本專利特開2006-281177號公報[專利文獻3]日本專利特開2008-68248號公報
[專利文獻4]日本專利特開2003-340464號公報[專利文獻5]日本專利特開2008-142613號公報[專利文獻6]日本專利特開2000-140862號公報但是，在所述專利文獻I 專利文獻4中所記載的使用鐵鹽或鋁鹽來去除磷的方法中，存在鐵離子或鋁離子以外的離子或成分也被添加至水中的問題。即，存在如下的問題伴隨向處理對象水中添加鐵鹽或鋁鹽，與鐵離子或鋁離子鍵結來形成鐵鹽或鋁鹽的氯化物離子或硫酸離子等抗衡離子也被添加至處理對象水中，處理對象水中的氯化物離子濃度或硫酸離子濃度上升，而對生態(tài)系統(tǒng)產生不良影響。另外，在所述專利文獻5中所記載的使用鋼鐵渣來去除磷的方法、及專利文獻6中所記載的使用鐵基材來去除磷的方法中，無法提升鐵成分與磷化合物形成水不溶性成分的速度。即，存在磷的去除速度低的問題。另外，在專利文獻6的實例中所看到的處理后的磷濃度為0. I質量％、1000mg/L左右。S卩，在所述方法中，磷的去除速度極慢，通常需要I日。若處理時間如所述般變長，則需要許多積存糞尿的處理槽。由于此種現(xiàn)狀，因此期望一種可在短時間內處理糞尿中的磷等的方法。另外，糞尿帶有獨特的顔色(參照圖I)。目前的畜牧廢水處理中的最大的問題是脫色。迄今為止，通過凝聚劑的大量添加來進行脫色，但經(jīng)費上存在問題而并不實用。另外，也可以通過臭氧處理來進行脫色，但該處理方法也存在臭氧產生器的導入、裝置的維護、操作者的確保等許多實用方面的課題。因此，實際情況是對于磷的去除以外的問題，即氮化合物的濃度或COD值、糞尿的顔色或臭氣(以下，將稱為磷等的情況設為包括它們的情況)的降低化并無有效的手段。

發(fā)明內容
本發(fā)明是有利地解決所述問題的發(fā)明，其目的在于提供一種無需添加不需要的離子或成分、且可快速地去除糞尿中的磷等的方法及使用該方法的去除回收裝置。以下，對使本發(fā)明達到成功的實驗進行說明。首先，若將鐵粉加入至糞尿中，則略微可看到鐵的溶解，因此對是否僅利用鐵便可去除磷進行研究。所使用的鐵粉為還原鐵粉(N-TECH公司制造80 y m 150 y m)及氧化鐵粉(石井商事(股份)八潮エ廠制造，75 y m 150 y m)這兩種。還原鐵粉是利用焦炭等將鐵鱗(通過在板坯、方坯(鐵的角材)的壓延時撒水而在鐵的表面產生的氧化鐵)還原，繼而在氫環(huán)境下進行熱處理所制造的鉄粉，且粒子內具有空孔。還原鐵粉是Fe純度為90質量％以上的鉄粉，剰余部分為不可避免的雜質。另ー方面，氧化鐵粉是利用回轉窯煅燒含礦渣的鐵來使其氧化而成的鉄粉，且Fe為85質量% 90質量％。雜質為礦渣組成的Ca。、SiO2, A1203> MgO等。將糞尿150mL裝入至2升的聚こ烯制廣ロ瓶中，然后向其中加入鐵粉3g。鐵粉相對于糞尿的添加率變成2質量％。未添加碳材。不將鐵粉裝入至袋子中，而直接以分散狀態(tài)裝入至聚こ烯制容器中。將使用還原鐵粉的情況作為實驗1，將使用氧化鐵粉的情況作為實驗2。將裝入有糞尿與鉄粉的聚こ烯制容器載置在球磨機的旋轉臺上并以IOrpm的條件使其旋轉。處理前的磷酸離子濃度為75mg/L。將此時的磷酸離子濃度的時間變化示于表I。經(jīng)過120分鐘后，磷酸離子濃度略微降低，在還原鐵粉的情況下變成20mg/L，在氧化鉄粉的情況下變成43mg/L。即便僅利用鉄粉，由于鐵溶解，因此磷酸離子濃度也變低，但其 降低程度微小。[表 I]表I由鐵粉的種類所引起的磷酸離子濃度(mg/L)的變化“()內為總磷濃度”
權利要求
1.一種糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在于向糞尿或糞尿廢水中供給粉狀的活性碳與鐵粉末，并進行攪拌而使其流動。
2.根據(jù)權利要求I所述的糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在于所述粉狀的活性碳為粉末狀、粒狀或線狀中的任ー種形狀，比表面積為300m2/g以上，直徑或長邊中的ー個為2mm以下。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在于所述鐵粉末為還原鉄粉，其圓當量直徑為Imm以下。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在于所述鐵粉末相對于所述粉狀的活性碳的質量的比為1/2 1/15。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在干所述糞尿或糞尿廢水中的所述粉狀的活性碳與所述鐵粉末的比例為I質量％ 20質量％。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的糞尿或糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣的快速去除方法，其特征在干將所述粉狀的活性碳與所述鐵粉末收納在具有透水性的容器內來供給。
7.—種去除裝置，其是將糞尿及糞尿廢水中的磷、COD、氮、顔色及臭氣去除的裝置，其特征在于，包括反應槽、粉狀的活性碳的供給單元、鐵粉末的供給單元、該糞尿及糞尿廢水的攪拌單元。
8.根據(jù)權利要求7所述的去除裝置，其特征在于，包括下沉至所述裝置的底部的磷酸鐵的回收ロ。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的去除裝置，其特征在于所述粉狀的活性碳與所述鐵粉末的供給單元將所述粉狀的活性碳與所述鐵粉末收納在具有透水性的容器內來供給。
10.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的去除裝置，其特征在于所述攪拌単元為攪拌葉片，且將所述攪拌葉片的轉速設為0. 5rpm以上。
11.根據(jù)權利要求7至9中任一項所述的去除裝置，其特征在于所述攪拌単元為所述反應槽的旋轉，且將所述反應槽的圓周速度設為0. 5rpm以上。
12.根據(jù)權利要求10所述的去除裝置，其特征在于將所述具有通水性的容器從所述反應槽上部吊下至糞尿或糞尿廢水中。
13.根據(jù)權利要求10或11所述的去除裝置，其特征在于將所述具有通水性的容器固定在所述反應槽中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無需添加不需要的離子或成分、且可快速地去除糞尿廢水中的磷等的方法及使用該方法的去除回收裝置。向糞尿或糞尿廢水中供給粉狀的活性碳與鐵粉末，并進行攪拌而使其流動。另外，本發(fā)明提供一種使所述攪拌、流動進行的裝置。
文檔編號C02F1/28GK102791635SQ200980163089
公開日2012年11月21日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者石井敏明 申請人:石井商事株式會社