[发明专利]粪尿或粪尿废水中的磷、COD、氮、颜色及臭气的快速去除方法以及使用该方法的去除装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以有效率地且快速地去除粪尿或粪尿废水（以下，记作粪尿）中的磷、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、氮、颜色及臭气的去除方法以及使用该方法的磷的去除装置。

背景技术

环境水的污染污浊正在全球范围内蔓延，而需要紧急的对策。该环境水的污染源之一有来自畜牧业的废水。畜牧废水在产生源的畜舍或农场中被净化至基准值为止后排出，但因各种理由，实际情况是污染并未减少。

另外，由家畜粪尿所产生的污染源之一为磷。磷由于无法通过微生物来分解，因此目前仍难以降低环境水中的磷浓度。

进而，基于水质污浊防止法的与畜牧废水相关的磷的排放基准目前正应用暂定基准（总磷为24mg/L），但预计今后将进行暂定基准的重新研究，并强化至一般基准水平（总磷为8mg/L）为止。

对于畜产农家而言，粪尿的COD的降低也是大课题。迄今为止，利用活性污泥法或氧化塘（lagoon）方式等各种方法进行处理，但就经济方面而言效果有限，若在不充分的处理状态下排放至环境水中，则会导致河川的污染、水环境污染。

另外，渗入至地下的污水会提高地下水的亚硝酸浓度或硝酸浓度。日本环境省将亚硝态氮、硝态氮的地下水的基准值设为10mg/L。一般而言，若这些氮化合物的浓度变高，则有可能会引起乳幼儿的高铁血红蛋白血症症等。由于此种社会背景，因此对于环境水的氮污染正成为严重的问题。

另外，一般而言，对于畜牧业的最多的抱怨是恶臭。若也可以解决该问题，则对于畜牧业者而言是福音。

针对这些问题，作为去除溶解在废水中的磷的方法，在专利文献1中，将氯化铁、聚合硫酸铁等凝聚处理剂用于畜牧粪尿的处理来去除废水中的磷。

另外，在专利文献2及专利文献3中，揭示有使铁盐或铝盐与磷酸离子进行反应来去除溶解在废水中的磷的技术。

进而，在专利文献4中，揭示有如下的技术：为了去除脏水或工厂废水中的磷，而添加聚合硫酸铁或聚合氯化铝等凝聚剂来使废水中的磷化学变化成磷酸铁，然后进行废水净化。

另外，也存在使用钢铁渣的技术。

在专利文献5中所记载的技术中，为了去除含有磷的废水中的磷，通过使废水穿过钢铁渣来去除磷。钢铁渣使用高炉渣及除冷渣。对于去除磷而言，优选钢铁渣为多孔质。

另外，也提出有使用纯铁而非铁盐或矿渣的方法。例如，在专利文献6中记载有如下的要点：通过向粪尿中加入微粉铁，而可降低磷酸浓度。

专利文献6使用铁基材，其铁基材粉末的粒径为3000μm以下，比表面积达到0.005m²/g。另外，铁含量为70%以上，铁以外的成分为氧、镁、锶、磷、硫。

揭示有要点如下的技术：通过相对于动物的粪尿，以数%的比率散布、或铺满、或混入该铁基材等，水溶性的磷酸离子与铁进行反应而成为不溶性的磷化合物。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2001-205273号公报

[专利文献2]日本专利特开2006-281177号公报

[专利文献3]日本专利特开2008-68248号公报

[专利文献4]日本专利特开2003-340464号公报

[专利文献5]日本专利特开2008-142613号公报

[专利文献6]日本专利特开2000-140862号公报

但是，在所述专利文献1～专利文献4中所记载的使用铁盐或铝盐来去除磷的方法中，存在铁离子或铝离子以外的离子或成分也被添加至水中的问题。

即，存在如下的问题：伴随向处理对象水中添加铁盐或铝盐，与铁离子或铝离子键结来形成铁盐或铝盐的氯化物离子或硫酸离子等抗衡离子也被添加至处理对象水中，处理对象水中的氯化物离子浓度或硫酸离子浓度上升，而对生态系统产生不良影响。

另外，在所述专利文献5中所记载的使用钢铁渣来去除磷的方法、及专利文献6中所记载的使用铁基材来去除磷的方法中，无法提升铁成分与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问题。另外，在专利文献6的实例中所看到的处理后的磷浓度为0.1质量%、1000mg/L左右。

即，在所述方法中，磷的去除速度极慢，通常需要1日。若处理时间如所述般变长，则需要许多积存粪尿的处理槽。由于此种现状，因此期望一种可在短时间内处理粪尿中的磷等的方法。

另外，粪尿带有独特的颜色（参照图1）。