特開 2024-158515 リン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158515

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】リン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/58 20230101AFI20241031BHJP

   C02F 11/127 20190101ALI20241031BHJP

   C02F 11/143 20190101ALI20241031BHJP

   C02F 11/145 20190101ALI20241031BHJP

   B01D 9/02 20060101ALI20241031BHJP

   C01B 25/45 20060101ALI20241031BHJP

   C01B 25/32 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

C02F1/58 S

C02F11/127

C02F11/143

C02F11/145

B01D9/02 601C

B01D9/02 602E

B01D9/02 603B

B01D9/02 608A

B01D9/02 608B

B01D9/02 609A

B01D9/02 615A

C01B25/45 D

C01B25/32 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023073772

(22)【出願日】2023-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】金澤 推

(72)【発明者】

【氏名】山田 武彦

(72)【発明者】

【氏名】萩野 隆生

(72)【発明者】

【氏名】ギッチャーヌギット サンティサック

(72)【発明者】

【氏名】古賀 大輔

(72)【発明者】

【氏名】飯倉 智弘

【テーマコード（参考）】

4D038

4D059

【Ｆターム（参考）】

4D038AA10

4D038AB45

4D038AB48

4D038BA02

4D038BA06

4D059AA19

4D059BE37

4D059BH05

4D059BJ01

4D059CB19

4D059CC01

4D059DA05

4D059DA08

4D059EA03

4D059EB02

(57)【要約】

【課題】洗浄装置からのリン化合物粒子の移送を効率良く行うことが可能なリン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システムを提供する。
【解決手段】リンを含む汚泥をリン化合物の種結晶を用いた晶析反応液を収容する反応槽１中に投入して混合することにより晶析反応液中でリン化合物粒子を晶析させ、反応槽１からリン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜き、晶析反応液からリン化合物粒子を回収して洗浄装置５内に貯留して洗浄し、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を測定し、リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、洗浄後のリン化合物粒子を洗浄装置５外へ移送する際のリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御することを含むリン化合物の生産方法である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リンを含む汚泥をリン化合物の種結晶を用いた晶析反応液を収容する反応槽中に投入して混合することにより前記晶析反応液中でリン化合物粒子を晶析させ、
前記反応槽から前記リン化合物粒子を含む前記晶析反応液を引き抜き、
前記晶析反応液から前記リン化合物粒子を回収して洗浄装置内に貯留して洗浄し、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を測定し、
前記リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、洗浄後の前記リン化合物粒子を前記洗浄装置外へ移送する際の前記リン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御することを含むリン化合物の生産方法。

【請求項2】

前記リン化合物粒子の貯留量を、前記洗浄装置が備える窓部を介して前記洗浄装置の外部から識別されるリン化合物粒子層の界面の高さの画像データを取得し、前記画像データを画像判定することを含む請求項１に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項3】

前記洗浄装置の重量を測定することにより、前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を測定することを含む請求項１に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項4】

前記洗浄装置内に貯留されるリン化合物粒子層の界面の高さを超音波測定装置を用いて測定することにより、前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を測定することを含む請求項１に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項5】

前記洗浄装置が備える窓部を介して前記洗浄装置の外部から識別されるリン化合物粒子層の界面の高さの画像データから得られる特徴量と、前記画像データに関連づけられた前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を表す特徴量とを含む学習データを用いた機械学習アルゴリズムにより構築されたモデルに、測定対象となる前記リン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データを入力し、前記測定対象の前記リン化合物粒子の貯留量の予測値を出力することにより、前記リン化合物粒子の貯留量を測定することを含む請求項１に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項6】

前記学習データが、前記リン化合物粒子層の界面の高さの画像データに関連づけられた前記リン化合物粒子の移送に適した移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを示す特徴量を少なくとも含み、測定対象となる前記リン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データを前記モデルに入力することにより、前記測定対象に適した前記リン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを更に出力することを更に含む請求項５に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項7】

前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、前記種結晶を収容する前記反応槽内の前記晶析反応液中の種結晶濃度を算出し、
前記種結晶濃度の算出結果に基づいて、前記反応槽内からの前記晶析反応液の引抜量又は引抜頻度の少なくともいずれかを更に制御することを更に含む請求項１～６のいずれか１項に記載のリン化合物の生産方法。

【請求項8】

リン化合物の種結晶を用いた晶析反応を用いてリンを含む汚泥からリン化合物粒子を生成させる反応槽と、
前記反応槽から前記リン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜く引抜装置と、
前記引抜装置によって引き抜かれた前記晶析反応液から前記リン化合物粒子を分離する分離装置と、
前記分離装置で分離された前記リン化合物粒子を洗浄する洗浄装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子を前記洗浄装置外へ移送する移送装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を測定する測定装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子を、前記洗浄装置外へ移送する際の前記リン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御する移送制御部と
を備えるリン化合物の生産システム。

【請求項9】

リン化合物の種結晶を用いた晶析反応を用いてリンを含む汚泥からリン化合物粒子を生成させる反応槽と、
前記反応槽から前記リン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜く引抜装置と、
前記引抜装置によって引き抜かれた前記晶析反応液から前記リン化合物粒子を分離する分離装置と、
前記分離装置で分離された前記リン化合物粒子を洗浄する洗浄装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子を前記洗浄装置外へ移送する移送装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量を測定する測定装置と、
前記洗浄装置内の前記リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、前記種結晶を収容する前記反応槽内の晶析反応液中の種結晶濃度を算出し、
前記種結晶濃度の算出結果に基づいて前記反応槽内からの前記晶析反応液の引抜量又は引抜頻度の少なくともいずれかを制御する引抜制御部と
を備えるリン化合物の生産システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システムに関する。

【背景技術】

【0002】

有機性廃水又は汚泥から窒素成分及びリン成分を分離する方法として有機性廃水又は汚泥にマグネシウムイオンやカルシウムイオン等を添加して、廃水中に含まれるリンをリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）又はヒドロキシアパタイト（ＨＡＰ）等のリン化合物として晶析させ、晶析物を分離回収する技術が知られている。このような晶析技術は、薬剤使用量、機械動力、熱エネルギー等も比較的少なく安価でありリン成分の回収を安定的に行うことができる上、回収されるリン化合物は優れた肥料としての付加価値がある。よって、資源の有効利用の点からも優れたリン化合物の回収技術又は生産技術として有用である。

【0003】

特開２００４－１６０３０４号公報（特許文献１）には、有機性廃水を嫌気性処理する嫌気性消化工程において、汚泥中に発生するＭＡＰ粒子を液体サイクロンなどによって分離し、ＭＡＰ粒子を含むＭＡＰ分離濃縮液を得た後、ＭＡＰ分離濃縮液にマグネシウムイオンを新たに添加し、溶解しているリン成分との反応によって、ＭＡＰ分離濃縮液に存在するＭＡＰ粒子の表面に新たなＭＡＰを積層させてＭＡＰ粒子として回収する工程が記載されている。

【0004】

特開２００２－３７００９４号公報（特許文献２）には、被処理水中のリンを晶析反応槽内で流動しているリン酸マグネシウムアンモニウム粒子の表面で晶析させて除去する装置の例が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－１６０３０４号公報

【特許文献2】特開２００２－３７００９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

晶析反応槽で生成されたリン化合物粒子は、液体サイクロン等の分離装置で晶析反応液から分離され、表面に付着した汚泥等を除去するために洗浄装置内へ投入される。洗浄装置内で洗浄処理された後のリン化合物の粒子は、洗浄装置外へ引き抜かれた後、水切装置等の乾燥処理設備へ送られる。

【0007】

しかしながら、反応槽へ供給される有機性廃水又は汚泥は、季節又は地域特性等によってその成分濃度の変動が生じることがある。有機性廃水又は汚泥の成分濃度の変動が生じると、反応槽内の晶析反応の処理条件が変化し、反応槽内で生成するリン化合物粒子の粒径や生成量も変化する。これにより、洗浄装置内へのリン化合物粒子の回収量も変化する。リン化合物粒子を洗浄する洗浄装置内は、常時一定量のリン化合物粒子が保持されている。しかしながら、その保持量が適切な範囲を超えると、洗浄装置からリン化合物粒子を移送させる際に配管の閉塞が生じることや、洗浄装置内に保持されるリン化合物粒子の貯留量が少なすぎてリン化合物粒子の移送が適切に行われないこと等の種々の不具合が発生する。

【0008】

上記課題に鑑み、本発明は、洗浄装置からのリン化合物粒子の移送を効率良く行うことが可能なリン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システムを提供する。

【0009】

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、洗浄装置内に貯留されるリン化合物粒子の貯留量を、測定手段を用いて測定することが有用であるとの知見を得た。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明は一側面において、リンを含む汚泥をリン化合物の種結晶を用いた晶析反応液を収容する反応槽中に投入して混合することにより晶析反応液中でリン化合物粒子を晶析させ、反応槽からリン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜き、晶析反応液からリン化合物粒子を回収して洗浄装置内に貯留して洗浄し、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を測定し、リン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、洗浄後のリン化合物粒子を洗浄装置外へ移送する際のリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御することを含むリン化合物の生産方法である。

【0011】

本発明に係るリン化合物の生産方法は一実施態様において、リン化合物粒子の貯留量を、洗浄装置が備える窓部を介して洗浄装置の外部から識別されるリン化合物粒子層の界面の高さの画像データを取得し、画像データを画像判定することを含む。

【0012】

本発明に係るリン化合物の生産方法は一実施態様において、洗浄装置の重量を測定することにより、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を測定することを含む。

【0013】

本発明に係るリン化合物の生産方法は別の一実施態様において、洗浄装置内に貯留されるリン化合物粒子層の界面の高さを超音波測定装置を用いて測定することにより、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を測定することを含む。

【0014】

本発明に係るリン化合物の生産方法は更に別の一実施態様において、洗浄装置が備える窓部を介して洗浄装置の外部から識別されるリン化合物粒子層の界面の高さの画像データから得られる特徴量と、画像データに関連づけられた洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を表す特徴量とを含む学習データを用いた機械学習アルゴリズムにより構築されたモデルに、測定対象となるリン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データを入力し、測定対象のリン化合物粒子の貯留量の予測値を出力することにより、リン化合物粒子の貯留量を測定することを含む。

【0015】

本発明に係るリン化合物の生産方法は更に別の一実施態様において、学習データが、リン化合物粒子層の界面の高さの画像データに関連づけられたリン化合物粒子の移送に適した移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを示す特徴量を少なくとも含み、測定対象となるリン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データをモデルに入力することにより、測定対象に適したリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを更に出力することを更に含む。

【0016】

本発明に係るリン化合物の生産方法は更に別の一実施態様において、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、種結晶を収容する反応槽内の晶析反応液中の種結晶濃度を算出し、種結晶濃度の算出結果に基づいて、反応槽内からの晶析反応液の引抜量又は引抜頻度の少なくともいずれかを更に制御することを更に含む。

【0017】

本発明は別の一側面において、リン化合物の種結晶を用いた晶析反応を用いてリンを含む汚泥からリン化合物粒子を生成させる反応槽と、反応槽からリン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜く引抜装置と、引抜装置によって引き抜かれた晶析反応液からリン化合物粒子を分離する分離装置と、分離装置で分離されたリン化合物粒子を洗浄する洗浄装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子を洗浄装置外へ移送する移送装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を測定する測定装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、洗浄装置内のリン化合物粒子を、洗浄装置外へ移送する際のリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御する移送制御部とを備えるリン化合物の生産システムである。

【0018】

本発明は更に別の一側面において、リン化合物の種結晶を用いた晶析反応を用いてリンを含む汚泥からリン化合物粒子を生成させる反応槽と、反応槽からリン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜く引抜装置と、引抜装置によって引き抜かれた晶析反応液からリン化合物粒子を分離する分離装置と、分離装置で分離されたリン化合物粒子を洗浄する洗浄装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子を洗浄装置外へ移送する移送装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量を測定する測定装置と、洗浄装置内のリン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、種結晶を収容する反応槽内の晶析反応液中の種結晶濃度を算出し、種結晶濃度の算出結果に基づいて反応槽内からの晶析反応液の引抜量又は引抜頻度の少なくともいずれかを制御する引抜制御部とを備えるリン化合物の生産システムである。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、洗浄装置からのリン化合物粒子の移送を効率良く行うことが可能なリン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る有機性廃水の処理装置の一例を示す概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る画像判定装置の一例を示すブロック図である。

【図3】図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る重量測定装置の一例を示すブロック図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る超音波測定装置の一例を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態に引抜装置を介して反応槽の底部から引き抜かれて装置へ供給され、洗浄装置へと送られるリン化合物粒子を含む晶析反応液の構成比率を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図面を参照しながら本発明の実施の形態を以下に説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。

【0022】

本発明の実施の形態に係るリン化合物の生産システムは、図１に示すように、反応槽１と、反応槽１からリン化合物粒子を含む晶析反応液を引き抜く引抜装置３と、引抜装置３によって引き抜かれた晶析反応液からリン化合物粒子を分離する分離装置４と、分離装置４で分離されたリン化合物粒子を洗浄する洗浄装置５と、洗浄装置５内のリン化合物粒子を洗浄装置５外へ移送する移送装置８と、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を測定する測定装置６と、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、洗浄装置５内のリン化合物粒子を、洗浄装置５外へ移送する際のリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを制御する移送制御部７４とを備える。

【0023】

反応槽１は、リン化合物の種結晶を用いた晶析反応を用いてリンを含む汚泥からリン化合物を生成させる晶析反応槽である。反応槽１内には、投入汚泥中のリンイオンと反応し、リン化合物粒子を形成させるための薬剤が薬剤供給装置２を介して供給される。リン化合物は、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ）又はヒドロキシアパタイト（ＨＡＰ）を含む。

【0024】

リン化合物の種結晶は、投入汚泥中のリンを所定の粒径のリン化合物粒子に成長させるために晶析反応液中に混合される。以下に限定されないが、リン化合物粒子としてＭＡＰを得る場合、一実施態様では粒径が３０μｍ以上の結晶をいう。リン化合物粒子の粒径は、例えばレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製、ＬＡ－９１０）及び超音波ふるい（昭和電工株式会社製マイクロシーブＳｈｏｄｅｘ ＰＳ）により測定した粒度分布の５０％径（Ｄ₅₀）を示す。リン化合物粒子の種結晶の粒径は、反応槽１の形状、体積、運転条件等に応じて当業者が適宜設定可能であり、この例には限定されないことは勿論である。

【0025】

反応槽１内の晶析反応液のｐＨは反応槽１に設けられたｐＨ計１１によって測定される。反応槽１内において回収に適した大きさ、即ち種結晶と同等以上の粒径に成長した粗リン化合物粒子は、反応槽１が備える攪拌機による乱流により反応槽１内の全体を常に流動しており、ＭＡＰ粒子に付着する基質成分との接触機会を最大限に高めている。

【0026】

反応槽１全体に分散した粗リン化合物粒子を含む晶析反応液の懸濁液は、配管及びポンプ３１を備える引抜装置３によって反応槽１の外部へ引き抜かれて分離装置４へと供給される。引抜装置３により反応槽１外へ引き抜かれた一部の晶析反応液は、液体サイクロン等の遠心分離を利用した分離装置４ｂによってリン化合物粒子と分離汚泥とに分離される。分離装置４ｂで分離されたリン化合物粒子は反応槽１へ返送される。引抜装置３により反応槽１外へ引き抜かれたその他の晶析反応液は、分離装置４ａによってリン化合物粒子と分離汚泥とに分離される。分離装置４ａで分離されたリン化合物粒子を多く含む濃縮汚泥は洗浄装置５へ送られる。分離装置４ａ、４ｂで分離された分離汚泥は汚泥処理工程へ送られる。

【0027】

洗浄装置５は、分離装置４ａで分離されたリン化合物粒子を貯留して洗浄する洗浄槽５０と、洗浄槽５０の外壁面に配置され、洗浄槽５０内のリン化合物粒子を洗浄槽５０の外部から識別可能な窓部５１とを備える。窓部５１には、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の界面Ｉの高さを測定するための目盛り５２が設けられていてもよい。窓部５１は、汚れ防止のための洗浄機構（不図示）を備えていても良い。洗浄槽５０の下部には、洗浄槽５０内に洗浄水を供給するための配管５３が接続されている。配管５３を介して洗浄槽５０の下部から洗浄水が供給されることにより、洗浄槽５０内に上向流が発生し、リン化合物粒子に付着する汚泥やし渣等の不純物が上方へ向けて押し出される。

【0028】

洗浄槽５０の上方へ向けて押し出された不純物は、洗浄廃水とともに、洗浄槽５０の上部に接続された配管５４を介して洗浄装置５の外部へ排出される。洗浄装置５へ供給されたリン化合物粒子は所定の洗浄処理が行われた後、洗浄装置５で貯留され、洗浄装置５に接続された移送装置８を介して洗浄装置５の外部へ移送され、水切装置、乾燥機（不図示）等によって乾燥処理が行われた後、回収される。移送装置８としてはエアリフトポンプを用いることが装置簡略化及び小型化の観点から好ましい。

【0029】

反応槽１は、反応槽１内に薬剤を供給するためのポンプ及び配管を備える薬剤供給装置２と、反応槽１内に投入汚泥を供給するための汚泥供給装置１０とが接続されている。汚泥供給装置１０は、例えば、反応槽１内に供給される投入汚泥を貯留し、反応槽１内へ供給するための貯留槽、ポンプ及び配管等を備えることができるがこの例には限定されない。汚泥供給装置１０から反応槽１へ投入汚泥を供給する配管には、投入汚泥のリン酸濃度を測定するためのリン酸濃度測定装置１ａと、投入汚泥のｐＨを測定するためのｐＨ計１２を備えていてもよい。薬剤供給装置２は水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のマグネシウムを含む薬剤を収容するタンクとタンクから薬剤を供給するポンプ、配管、及び薬剤を必要に応じて希釈する希釈槽等を備えることができるがこの例には限定されない。

【0030】

汚泥供給装置１０及び薬剤供給装置２は制御装置７に接続されている。制御装置７は汎用の計算機（コンピュータ）等で構成されている。制御装置７は、反応槽１が設置される現場に設置されてもよいし、クラウド上にあるサーバ等に設置されていてもよい。制御装置７は、演算部７０、薬剤供給制御部７１、及び引抜制御部７２、洗浄制御部７３、移送制御部７４及び学習部７５を備える。

【0031】

演算部７０は、反応槽１、引抜装置３、分離装置４、洗浄装置５、測定装置６、移送装置８の運転制御に必要なパラメータを演算し、演算結果に基づいて、反応槽１、引抜装置３、分離装置４、洗浄装置５、測定装置６、移送装置８へ所定の制御信号を出力する。薬剤供給制御部７１は、反応槽１内のマグネシウムとリンとの比（Ｍｇ／Ｐ比）の設定条件の入力に基づいて、薬剤供給装置２が反応槽１内へ供給する薬剤の供給流量及び供給時間を制御するための制御信号を出力する。引抜制御部７２は、反応槽１内の種結晶濃度が一定範囲に維持されるように、引抜装置３が反応槽１から晶析反応液を引き抜くための処理、具体的には晶析反応液の引抜量及び引抜頻度を制御するための制御信号を出力する。洗浄制御部７３は、洗浄装置５の洗浄処理を制御するための制御信号を出力する。移送制御部７４は洗浄装置５内のリン化合物粒子を洗浄装置５外へ移送するための制御信号を出力する。学習部７５は機械学習アルゴリズムを用いて所定の目的変数の入力に応じて所定の説明変数を出力する学習済モデルを作製する。

【0032】

晶析反応においては、溶液中の種結晶の存在によって発生する核化（結晶化）のプロセスを「二次核化」という。二次核化において晶析反応を安定的に進行させるためには、反応槽１内の種結晶の表面積（種結晶濃度）を十分に確保することが重要となる。反応槽１内の種結晶濃度が低いと、晶析反応を進行させる種結晶の表面積が不足し、投入汚泥中に含まれる溶存態イオンであるリンの除去性能が悪化する。種結晶濃度が高すぎると、反応槽１内にリン化合物粒子が生成されすぎて、引抜装置３が備える配管やポンプ等を閉塞させる恐れがある。ここで「種結晶濃度」とは、種結晶の濃度、即ち、晶析反応の種結晶として機能する大きさの粒径を有するリン化合物粒子の濃度（ｇ－ＭＡＰ／Ｌ）を指す。以下に限定されないが、本実施形態では例えば晶析反応液中に存在する粒径３０μｍ以上のリン化合物粒子の濃度をいう。

【0033】

晶析反応においては、一般的には、種結晶濃度よりも、種結晶の表面積を主な操作因子の一つとして考える場合が多い。本システムでは、引抜装置３及び分離装置４ｂによって、反応槽１からの種結晶の引き抜きと返送とを所定の頻度で行うことで、反応槽１内の種結晶の粒径を一定に保つことができる。また、本システムでは、反応槽１内の種結晶の適切な濃度管理により、種結晶の表面積のコントロールが可能となる。ひいては種結晶の結晶化速度も任意に制御することができる。種結晶の粒径は、装置特性、地域特性、投入汚泥の性状変化等によって変動する場合もある。そのような場合は、種結晶の粒径の変動をも更に考慮して種結晶の表面積及び種結晶濃度を算出する。

【0034】

反応槽１内の種結晶濃度の分析は、現在、定期的に手分析を行うのみである。また、反応槽１内のリン化合物粒子を含む晶析反応液の引抜回数及び頻度も、洗浄装置５内のリン化合物粒子の移送装置８による移送量及び移送頻度も、予め定められた時刻で管理する一定制御のみである。しかしながら、投入される投入汚泥のリン酸（ＰＯ₄－Ｐ）濃度は、投入汚泥の種類や性状変動によって変化する。

【0035】

反応槽１内に投入される薬剤のマグネシウム濃度又はカルシウム濃度も投入汚泥の性状変動、地域特性、気温等によって過不足となる場合もある。このような種々の事情により、反応槽１内の晶析反応を均一の運転条件で最適な状態に維持し続けることは、現状では困難である。洗浄装置５内に回収されるリン化合物粒子の量も、反応槽１内の晶析反応の状況に応じて変化するため、洗浄装置５から一定量且つ一定頻度で洗浄後のリン化合物粒子を移送する方法では、移送時に配管が閉塞したり圧力が高まったりするなどの不具合が生じることがある。

【0036】

本実施形態によれば、洗浄装置５内のリン化合物の貯留量を測定する測定装置６を備える。移送制御部７４は、この測定装置６の測定結果に応じて、洗浄装置５内に導入されるリン化合物粒子及びリン化合物粒子に付随する不純物の貯留量が洗浄装置５内で適正範囲に保持されるように、洗浄装置５から洗浄装置５外へのリン化合物粒子の移送処理を制御する。その結果、移送装置８の移送条件を、洗浄装置５の内部状況に追従させることが可能となり、回収されるリン化合物粒子の純度を高めるとともに生産効率を安定的に向上させることが可能となる。

【0037】

洗浄装置５内のリン化合物粒子又は不純物の少なくともいずれかの貯留量を測定可能な測定装置６としては、種々の測定装置を利用することができる。以下にいくつかの例を説明する。

【0038】

（画像判定装置）
洗浄装置５内のリン化合物の貯留量を測定する測定装置６としては、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子を主として含むリン化合物粒子層の界面の高さを画像判定することにより洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を測定する画像判定装置６ｂが好適に用いられる。画像判定装置６ｂは、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子を洗浄装置５の外部から識別可能な、洗浄装置５が備える窓部５１を介して、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子層の界面の高さの画像データを取得し、画像データを画像判定する装置が好適に用いられる。

【0039】

反応槽１から引き抜いた晶析反応液は、分離装置４ａにて遠心分離を基にリン化合物粒子と分離汚泥とに分離される。リン化合物粒子は、表面の汚泥やし渣等の不純物を洗い流すために、洗浄装置５に投入されて洗浄が行われる。ここで反応槽１から引き抜かれる晶析反応液の引抜量及び引抜頻度が一定である場合、反応槽１へ投入される投入汚泥のリン投入負荷量の変動が発生すると、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量が変化する。画像判定装置６ｂを用いて洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量の推移を画像判定により測定することで、移送装置８によるリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかの条件の最適化が可能となる。

【0040】

画像判定装置６ｂは、図２に示すように、静止画像又は連続画像（動画）を撮影する撮影部６１ｂと、撮影部６１ｂの画像データを用いて所定の演算処理を行う処理部６０ｂとを備える。処理部６０ｂは汎用の計算機等で構成される。処理部６０ｂはグラフィックプロセッサ（ＧＰＵ）を備えていてもよい。処理部６０ｂの演算結果及び処理部６０ｂの演算処理に必要な各種情報を記憶するための記憶装置（不図示）は、処理部６０ｂの内部にあっても外部にあってもよい。

【0041】

処理部６０ｂによる処理は、図１の制御装置７の演算部７０又は図示しないクラウド上のサーバ内で行ってもよい。図示しないが、処理部６０ｂは入出力制御装置を備え、入出力制御装置を介して処理部６０ｂの外部から洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さが撮影された画像データ又は機械学習を利用した画像判定のための学習済モデル等の各種情報の入出力を受け付けてもよい、処理部６０ｂは、入出力制御装置を介して処理部６０ｂの処理結果を本システムの外部へ出力してもよい。処理部６０ｂは更に操作者に処理部６０ｂの演算処理結果を表示するための表示装置を備えても良い。

【0042】

撮影部６１ｂは、洗浄装置５が備える窓部５１及び目盛り５２の静止画像又は連続画像を撮影することが可能な機器であれば特に限定されない。例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等の映像素子を備えるカメラが撮影部６１ｂとして好適である。撮影部６１ｂの設置位置は洗浄装置５の外部から窓部５１のリン化合物粒子層及び不純物層の界面が撮影できればどこでもよいし、撮影部６１ｂの数は単数でも複数でもよい。典型的には図１に示すように撮影部６１ｂが、窓部５１に対向するように配置される。

【0043】

撮影部６１ｂは、撮影領域となる窓部５１周辺に光を照射するための照明を更に備えても良い。撮影部６１ｂは、撮影環境が一定となるような覆蓋（不図示）を備えていても良い。撮影部６１ｂのシャッタースピードも適宜調整が可能である。撮影部６１ｂの画像データは、カラーでもモノクロでもよい。画像データに二値化処理を行う場合はモノクロが好適であるがカラーでもよい。撮影部６１ｂが備えるレンズは任意に選択できる。レンズの汚れ防止のために、カメラとレンズとの間は、透明板又はフィルタが配置されてもよい。

【0044】

処理部６０ｂは、撮影部６１ｂが撮影した洗浄装置５の窓部５１を含む画像データを取得し、画像データから識別される洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子層の界面の高さを画像判定により判定する画像判定部６２ｂと、画像判定部６２ｂの画像判定結果に基づいて、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を算出する貯留量算出部６３ｂとを備える。画像判定部６２ｂは、洗浄装置５の窓部５１から識別される不純物層の界面を含む画像データを取得し、画像データから識別される洗浄装置５内に貯留された不純物層の高さを画像判定により判定してもよい。貯留量算出部６３ｂは、画像判定部６２ｂの画像判定結果に基づいて、洗浄装置５内の不純物の貯留量を算出してもよい。処理部６０ｂは更に機械学習アルゴリズムを用いて所定の目的変数の入力に応じて所定の説明変数を出力する学習済モデルを作製する学習部６４ｂを更に備えていても良い。学習モデルの作製は図１の制御装置７が備える学習部７５で行われても良い。

【0045】

図２の画像判定部６２ｂは、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さを検出することができれば、その具体的な操作手順は限定されない。例えば、画像判定部６２ｂは、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの識別性を向上させるために、取得した画像データのトリミング、白黒化、二値化、多値化、標準化、圧縮処理等を含む各種加工処理を行ってもよい。画像判定部６２ｂは、複数の撮影部６１ｂによって撮影した複数の画像データを結合したり、撮影部６１ｂで異なる時刻に撮影した複数の画像データを結合処理したりすることによって、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの変化を判定してもよい。画像判定部６２ｂは、取得した画像データをいくつかのオブジェクトに分割し、分割したオブジェクトを領域別に分類してもよい。例えば、画像判定部６２ｂは、窓部５１から識別される画像データに対し、主としてリン化合物粒子を含むＭＡＰ層、し渣等の不純物で構成される不純物層、洗浄液層を領域別にそれぞれ分類し、この分類結果に基づいて、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さを画像判定することも好ましい。

【0046】

画像判定部６２ｂは、機械学習アルゴリズムを利用した画像判定処理を行うことが好ましい。例えば、画像判定部６２ｂは、リン化合物粒子層の界面の高さの情報を特徴量として少なくとも含む画像データと、リン化合物粒子層の界面の高さの測定結果の情報とを特徴量として少なくとも関連付けた学習データを用いて作製されたモデルを用いて、機械学習アルゴリズムを利用した演算処理を行い、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さを演算するように構成されていてもよい。機械学習アルゴリズムとしては、サポートベクター回帰法（ＳＶＲ法）、部分最小二乗法（ＰＬＳ法）、ランダムフォレスト法、決定木法等の任意のアルゴリズムが利用できる。学習データには、反応槽１内の種結晶濃度、反応槽１へ供給される薬剤のＭｇ／Ｐ比、投入汚泥のリン投入負荷量、引抜装置３による引抜量及び引抜頻度等を更に含んでいてもよい。

【0047】

貯留量算出部６３ｂは、画像判定部６２ｂによる洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの画像判定結果に基づいて、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を算出する。貯留量算出部６３ｂは、例えば洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの測定結果と洗浄装置５の容量とから、洗浄装置５内のリン化合物粒子の体積を算出することができる。貯留量算出部６３ｂは、リン化合物粒子の体積の算出結果から、予め作製された既知の検量線（リン化合物粒子の体積－リン化合物粒子の重量）を使用して、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量（重量）を算出する。

【0048】

貯留量算出部６３ｂは、説明変数として、リン化合物粒子層の界面の高さの画像判定結果の情報の入力を少なくとも受けて、目的変数として洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量の予測結果を少なくとも出力するための所定のモデルを用いた機械学習により、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を推算してもよい。即ち、貯留量算出部６３ｂは、洗浄装置５が備える窓部５１を介して洗浄装置５の外部から識別されるリン化合物粒子層の界面の高さの画像データから得られる特徴量と、画像データに関連づけられた洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量を表す特徴量とを含む学習データを用いた機械学習アルゴリズムにより構築されたモデルに、測定対象となるリン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データを入力し、測定対象のリン化合物粒子の貯留量の予測値を出力することにより、リン化合物粒子の貯留量を算出することが好ましい。この場合の機械学習アルゴリズムとしては、上述と同様に、サポートベクター回帰法（ＳＶＲ法）、部分最小二乗法（ＰＬＳ法）、ランダムフォレスト法、決定木法等の任意のアルゴリズムが利用できる。中でもディープラーニングを好適に用いることができるがこれに限定されない。機械学習は、教師あり学習でも教師なし学習でもよい。機械学習により構築された学習済モデルは定期的に更新されてもよいし、任意のタイミングで更新されてもよい。学習済モデルは１つでも複数でもよい。学習データには画像データに加えて本システムの運転データを含めてもよい。学習データには、リン化合物粒子層の界面の高さの画像データに関連づけられたリン化合物粒子の移送に適した移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを示す特徴量を少なくとも含み、貯留量算出部６３ｂが、測定対象となるリン化合物粒子層の界面の高さを撮影した画像データをモデルに入力することにより、測定対象に適したリン化合物粒子の移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを更に出力する処理を行ってもよい。

【0049】

或いは、画像判定装置６ｂは、洗浄装置５のリン化合物粒子層の界面の高さを画像判定し、リン化合物粒子層の界面の高さの画像判定結果と、界面の高さの設定値からの差異を求めることで洗浄装置５のリン化合物粒子層の界面の高さの測定を行ってもよい。この測定結果に基づいて、図１の移送制御部７４が、洗浄装置５からのリン化合物粒子の引抜量又は引抜頻度を調整することで、洗浄装置５内に貯留されるリン化合物粒子の貯留量の管理を自動で行うことが可能となる。更に、このリン化合物粒子層の界面の設定値からの差異の測定結果に基づき、反応槽１内の種結晶濃度を推測することもまた可能である。この種結晶濃度の推測結果を基に、洗浄装置５内に回収されるリン化合物粒子の貯留量をシミュレーション等により求め、洗浄装置５内に回収されるリン化合物粒子の貯留量が次の引抜処理時に設定値を超えることが予想される場合は、洗浄装置５内に貯留されるリン化合物粒子の貯留量（リン化合物粒子層の界面の高さ）が適正範囲となるように、移送制御部７４が洗浄装置５からの引抜量を増大させるように制御することが好ましい。

【0050】

更に、画像判定装置６ｂは、機械学習アルゴリズムを用いた画像判別を利用して洗浄装置５内の色を識別することで、通常白色透明であるリン化合物粒子が多く存在するリン化合物粒子層で構成される領域及び通常黒色のゴマ等の植物由来の夾雑物を含む不純物層との差を見分けることが容易にできる。これにより、リン化合物粒子層及び不純物層の貯留量をより正確に判定することが可能になる。リン化合物粒子層の貯留量が適正範囲を超える場合は、移送制御部７４が、移送装置８によるリン化合物粒子の移送量又は移送頻度が適正となるように移送量又は移送頻度の増減を行う。不純物層の貯留量が適正範囲を超える場合は、洗浄制御部７３が、洗浄装置５内から不純物を選択的に配管５４を介して排出できるように、洗浄装置５の洗浄処理を最適化する。

【0051】

（重量測定装置）
洗浄装置５内のリン化合物の貯留量を測定する別の測定装置６としては、洗浄装置５の重量を測定することにより、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を測定する重量測定装置６ｃが好適である。

【0052】

重量測定装置６ｃは、図３（ａ）に示すように、洗浄装置５の重量を測定する重量測定部６１ｃと、重量測定部６１ｃの重量測定結果から洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を算出する貯留量算出部６３ｃとを備える。貯留量算出部６３ｃは、必ずしも重量測定装置６ｃ内に配置される必要はない。貯留量算出部６３ｃの演算処理は、制御装置７が備える演算部７０で行われても良いし、クラウド上のサーバで行われてもよい。

【0053】

重量測定部６１ｃとしては、洗浄装置５内の総重量を測定可能な装置であれば限定されないが、荷重の時系列での変化をより簡単に検出することが可能なロードセルを用いることが好適である。貯留量算出部６３ｃは、ロードセルから出力される電気信号の変化を検出することで、反応槽１からの晶析反応液の引抜処理前後の洗浄装置５の重量変化が測定できる。

【0054】

水の比重は１．０ｇ／ｃｍ³であり、ＭＡＰの重量は１．７ｇ／ｃｍ³である。そのため、洗浄装置５を水道水で満水にしたときの重量と、洗浄装置５内にリン化合物粒子が存在する状態で洗浄装置５を満水にしたときの重量とでは、洗浄装置５内のリン化合物粒子の重量に応じてその差が変化する。よって、貯留量算出部６３ｃは、洗浄装置５を水道水で満水にしたときの重量と洗浄装置５内にリン化合物粒子が存在する状態で洗浄装置５を満水にしたときの重量との差と、リン化合物の比重との関係から、洗浄装置５内に貯留されるリン化合物粒子の重量を算出することができる。貯留量算出部６３ｃは、貯留量算出部６３ｂのように機械学習を利用することにより洗浄装置５内のリン化合物粒子の重量を自動演算するように構成されていてもよい。

【0055】

なお、重量測定装置６ｃは洗浄装置５の重量を直接的に測定しているため、比重が小さい植物由来の夾雑物等の不純物に起因する測定誤差は比較的小さいと考えられる。このように、重量測定装置６ｃによれば、反応槽１からのリン化合物粒子を含む晶析反応液の引抜前後における全体重量の変化を自動測定することによって、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の増加分の重量を把握できる。このリン化合物粒子の増加分の重量を考慮して、図１の移送制御部７４が、洗浄装置５内からのリン化合物粒子の引抜量又は引抜頻度のいずれかを制御することにより反応槽１内の種結晶濃度を適正範囲に制御することができる。

【0056】

（超音波測定装置）
洗浄装置５内のリン化合物の貯留量を測定する別の測定装置６としては、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子層の界面の高さを超音波を用いて測定することにより、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を測定する超音波測定装置６ｄが好適である。

【0057】

超音波測定装置６ｄは、図３（ｂ）に示すように、洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さを測定する超音波診断部６１ｄと、超音波診断部６１ｄの超音波診断結果から洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を算出する貯留量算出部６３ｄを備える。貯留量算出部６３ｄは、必ずしも超音波測定装置６ｄ内に配置される必要はない。貯留量算出部６３ｄの演算処理は、制御装置７が備える演算部７０で行われても良いし、クラウド上のサーバで行われてもよい。

【0058】

超音波診断部６１ｄの具体的構成は限定されない。例えば、超音波診断部６１ｄとしては、超音波信号の液体中の伝播を利用して洗浄装置５内のリン化合物粒子を含むリン化合物粒子層の界面を計測する超音波発信型界面計測機、超音波式汚泥界面計等が利用可能である。図１の例では、超音波診断部６１ｄの先端が洗浄装置５の上部に洗浄装置５の水面と対向するように設けられているがこの例には限定されない。

【0059】

貯留量算出部６３ｄは、超音波診断部６１ｄによる洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの超音波診断結果に基づいて、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子の貯留量を算出する。貯留量算出部６３ｂは、例えば洗浄装置５内の界面の高さの超音波診断と洗浄装置５の容量とから洗浄装置５内のリン化合物粒子の体積を算出する。貯留量算出部６３ｄは、リン化合物粒子の体積の算出結果から、予め作製された既知の検量線（リン化合物粒子の体積－リン化合物粒子の重量）を使用して洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量（重量）を算出する。貯留量算出部６３ｄは、貯留量算出部６３ｂのように機械学習を利用することにより洗浄装置５内のリン化合物粒子の重量を自動演算するように構成されていてもよい。

【0060】

超音波測定装置６ｄによれば、例えば、洗浄装置５のリン化合物粒子層の界面の高さの超音波測定結果を、界面の高さの設定値からの差異を求めることで、反応槽１内の種結晶濃度の推定を行うこともできる。この推定結果に基づいて、図１の引抜制御部７２が、反応槽１からリン化合物粒子を含む晶析反応液の引抜量又は引抜頻度を調整することで、反応槽１内の種結晶濃度の管理を自動制御することも可能となる。更に、このリン化合物粒子の界面の設定値からの差異の測定結果に基づき、反応槽１の任意の時間における種結晶濃度を推測し、この種結晶濃度を基に、反応槽１内へ投入する投入汚泥のリン投入負荷量の想定を行う。これにより、投入汚泥中のリン酸イオン濃度の設定値の補正を行ってもよい。

【0061】

測定装置６として、上述の画像判定装置６ｂ、重量測定装置６ｃ、超音波測定装置６ｄを２以上組み合わせることにより、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量をより精度よく測定することができる。

【0062】

例えば、測定装置６が、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子を洗浄装置５の外部から識別可能な洗浄装置５が備える窓部５１を介して、洗浄装置５内に貯留されたリン化合物粒子層の界面の高さを画像判定する画像判定装置６ｂと、洗浄装置５の重量を測定する重量測定装置６ｃとを備え、画像判定装置６ｂと重量測定装置６ｃとにより、リン化合物粒子の貯留量を測定してもよい。測定装置６が、画像判定装置６ｂ及び超音波測定装置６ｄの少なくともいずれかと重量測定装置６ｃとを備えていてもよい。

【0063】

洗浄装置５内のリン化合物粒子層の界面の高さの測定が可能な画像判定装置６ｂ及び超音波測定装置６ｄでは、固形物であるリン化合物粒子を含むリン化合物粒子層と上澄水との界面の高さを視覚的または超音波により測定する。そしてリン化合物粒子層の界面の高さよりも下に位置する洗浄装置５の容量分のリン化合物粒子の重量を、リン化合物粒子の比重である１．７及び洗浄静置後のリン化合物粒子を含む層の間隙率、不純物混在割合、洗浄装置５内水分量、洗浄装置５の本体空重量等から算出する。

【0064】

画像判定装置６ｂは、画像解析により通常白色透明のＭＡＰ層の色と通常黒色のゴマ等の植物由来の夾雑物との差を見分けることも可能であるため、リン化合物粒子層に含まれるリン化合物粒子の純度を画像解析により把握することも可能である。重量測定装置６ｃは、直接的に重量を測定しているために不純物である植物由来の夾雑物による誤差の影響は小さいものの、汚泥中に微細なＳＩＯ₂等の砂成分（比重２．０～２．２）が多く含まれる場合等は、砂成分をリン化合物粒子と誤認識してしまう可能性がある。よって、測定装置６として、上述の画像判定装置６ｂ、重量測定装置６ｃ、超音波測定装置６ｄを２以上組み合わせることにより、例えば画像判定装置６ｂにより洗浄装置５内で沈降堆積するリン化合物粒子を含む層と不純物を含む層のボリュームをそれぞれある程度正確に把握できるとともに、重量測定装置６ｃにより洗浄装置５内の固形物総重量を正確に把握できることから、不純物とリン化合物粒子の各容積と固形物総重量による計算によってＭＡＰ重量のより正確な把握が可能となる。

【0065】

更には、測定装置６として、上述の画像判定装置６ｂ、重量測定装置６ｃ、超音波測定装置６ｄを２以上組み合わせ、リン化合物粒子の物質収支を考慮に入れた以下の関係式（１）～（７）に基づく推算を行うことにより、洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量及び反応槽１内の種結晶濃度を自動で算出することができる。

【0066】

例えば、図１の演算部７０が洗浄装置５内のリン化合物粒子の貯留量の測定結果に基づいて、種結晶を収容する反応槽１内の晶析反応液中の種結晶濃度を算出し、引抜制御部７２が、種結晶濃度の算出結果に基づいて反応槽１内からの晶析反応液の引抜量又は引抜頻度の少なくともいずれかを更に制御することも好ましい。この際、反応槽１内の種結晶濃度が基準範囲を超える場合には、反応槽内の晶析反応液中又は投入汚泥を希釈水で希釈するような処理を行うことも好ましい。

【0067】

図４は、図１の引抜装置３を介して反応槽１の底部から引き抜かれ、分離装置４ａへ供給されるリン化合物粒子を含む晶析反応液の構成を示す概略図である。分離装置４ａでは晶析反応液から分離汚泥が分離される。分離汚泥は汚泥処理へ供給される。リン化合物粒子を含む残りの晶析反応液は洗浄装置５内へ投入される。洗浄装置５では上述の洗浄過程で洗浄装置５外へ流出（リーク）するリン化合物粒子（以下「ＭＡＰリーク」という）と、洗浄装置５内に貯留される不純物ｗ２と、洗浄装置５内の洗浄処理により汚泥が分離されて後段の乾燥設備へ移送されるリン化合物粒子（以下「純ＭＡＰｗ１」という）とに分類できる。洗浄装置５内に貯留される固形物の全重量ｗｏは、純ＭＡＰｗ１と不純物ｗ２の和である。

【0068】

図１の反応槽１、分離装置４ａ、洗浄装置５内での物質収支を考慮にいれると、反応槽１から引き抜いた純ＭＡＰの重さＷ［ｋｇ－純ＭＡＰ］は、以下の関係式（１）で求められる。
Ｗ＝Ｑ×Ｔ×Ｃ×Ｒ／１００ ・・・（１）
ここで、Ｗ：反応槽１から引き抜いた純ＭＡＰの重さ［ｋｇ－純ＭＡＰ］
Ｑ：反応槽１から引き抜いたＭＡＰを含む晶析反応液の引抜流量［ｍ³－晶析反応液／分］
Ｔ：反応槽１から引き抜いたＭＡＰを含む晶析反応液の引抜時間［分］
Ｃ：反応槽１内の純ＭＡＰ濃度［ｋｇ－純ＭＡＰ／ｍ³－晶析反応液］
Ｒ：分離装置４ａと洗浄装置５のＭＡＰ回収率［％］

【0069】

ここで、洗浄装置５へ投入される純ＭＡＰｗ１の容量をｖ１、不純物ｗ２の容量をｖ２、洗浄装置内に貯留される純ＭＡＰｗｔの容量ｖ１と不純物ｗ２の容量ｖ２の和で表される固形物の全容量をｖ０とし、純ＭＡＰの密度をρ１、不純物の密度をρ２とすると固形物の全容量ｖ０が１００％純ＭＡＰであったときの重量ｗＭは、
ｗＭ＝ｖ０×ρ１ ・・・（２）
となる。

【0070】

実際の固形物の全容量ｖ０の重量をｗ０とすると、洗浄装置５内に不純物が入るために生じる重量の差ｗ３は、
ｗ３＝ｗＭ－ｗ０ ・・・（３）
となる。
純ＭＡＰと不純物密度の差ρ３はρ１－ρ２であるから、不純物ｗ２の容量ｖ２は、
ｖ２＝ｗ３／ρ３ ・・・（４）
となる。

【0071】

したがって、洗浄装置５へ投入される純ＭＡＰの重量ｗ１は、
ｗ１＝（ｖ０－ｖ２）×ρ１
＝｛ｖ０－（ｗ３／ρ３）｝×ρ１
＝［ｖ０－｛（ｗＭ－ｗ０）／（ρ１－ρ２）｝］×ρ１
＝［ｖ０－｛（ｖ０×ρ１－ｗ０）／（ρ１－ρ２）｝］×ρ１・・・（５）
となる。

【0072】

また、不純物ｗ２の重量は、
ｗ２＝ｗ０－ｗ１ ・・・（６）
となる。

【0073】

更に、反応槽１で生成される純ＭＡＰの濃度Ｃは、関係式（１）及び（５）より
Ｃ＝[Ｖ０－｛（ｖ０×ρ１－ｗ０）／（ρ１－ρ２）｝]×ρ１÷（Ｑ×Ｔ×Ｒ／１００） ・・・（７）
となる。

【0074】

洗浄装置５内の固形物の全容量ｖ０は、画像判定装置６ｂ又は超音波測定装置６ｄによって不純物層又はリン化合物粒子層の界面の高さを測定することにより自動計測が可能である。洗浄装置５内の全重量ｗｏは、重量測定装置６ｃによって自動計測が可能である。純ＭＡＰの密度ρ１及び不純物の密度ρ２、回収率Ｒは実測値を利用することにより、洗浄装置５へ投入される純ＭＡＰの重量ｗ１及び反応槽１内で生成される純ＭＡＰの濃度Ｃを計算により求めることができる。

【0075】

本実施形態によれば、このような物質収支の関係式（１）～（７）に基づいて、洗浄装置５内に貯留される純ＭＡＰの重量ｗ１又は容量ｖ１の算出し、この算出結果に基づいて、移送制御部７４が、洗浄装置５からの純ＭＡＰの移送量又は移送頻度の少なくともいずれかを調整する。例えば、純ＭＡＰの重量ｗ１の算出結果が設定値よりも多い場合、移送制御部７４は、例えばその増加分の割合に応じて、移送装置８による洗浄装置５からの純ＭＡＰの１回あたりの移送量を多くするか又は移送頻度（回数）を増やすような制御を行う。純ＭＡＰの重量ｗ１の算出結果が設定値以下である場合には、移送装置８による洗浄装置５からの純ＭＡＰの１回あたりの移送量を少なくするか又は移送頻度を少なくするような制御を行う。これにより、洗浄装置５からリン化合物の移送を効率良く移送することが可能なリン化合物の生産方法及びリン化合物の生産システムが提供できる。

【0076】

（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態及び運用技術が実施できる。

【符号の説明】

【0077】

１…反応槽
２…薬剤供給装置
３…引抜装置
４、４ａ、４ｂ…分離装置
５…洗浄装置
６…測定装置
６ｂ…画像判定装置
６ｃ…重量測定装置
６ｄ…超音波測定装置
７…制御装置
８…移送装置
１０…汚泥供給装置
１１、１２…ｐＨ計
３１…ポンプ
５０…洗浄槽
５１…窓部
５３、５４…配管
６０ｂ…処理部
６１ｂ…撮影部
６１ｃ…重量測定部
６１ｄ…超音波診断部
６２ｂ…画像判定部
６３ｂ…貯留量算出部
６３ｃ…貯留量算出部
６３ｄ…貯留量算出部
６４ｂ…学習部
７０…演算部
７１…薬剤供給制御部
７２…引抜制御部
７３…洗浄制御部
７４…移送制御部
７５…学習部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】