申请日2005.04.28
公开(公告)日2012.02.08
IPC分类号C02F11/04
摘要
本发明的目的是提供一种处理污泥方法和设备，通过从含有高浓度有机物、磷、氮的有机排水和污泥中分离和除去重金属衍生颗粒并高效回收有用颗粒如MAP的手段能够简单和低成本地形成比较低重金属含量的污泥并回收有用物质。本发明的一个实施方案涉及包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，进一步包括一个利用颗粒的比重、粒径、表面电荷、磁性和润湿性中至少两种特性的微粒分级手段从厌氧消化处理步骤污泥内存在的两或两类以上微粒中将液中颗粒状态的重金属衍生物颗粒分离出来的步骤。
権利要求書
1.包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，进 一步包括
一个采用分离手段1从厌氧消化处理步骤的污泥内存在的多类微粒 中将液中颗粒状态的至少两类具体微粒分离出来，由此从污泥中得到微 粒浓缩污泥，所述微粒浓缩污泥含有磷酸镁铵结晶物和含重金属颗粒;和
进一步通过分离手段2将通过分离手段1分离出的所述至少两类微 粒分开成每一类微粒，由此从微粒浓缩污泥中分离和回收磷酸镁铵结晶 物和含重金属颗粒，
其中所述分离手段1和2各自包括了一个利用颗粒的比重、粒径、 表面电荷和润湿性中至少一种特性的微粒分级手段，且其中向进行厌氧 消化处理步骤的污泥中加入镁源。
2.包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，进 一步包括
用筛子处理污泥 来脱除异物的步骤和用液体旋流分离器法浓缩微 粒的步骤，由此从污泥中得到微粒浓缩污泥，所述微粒浓缩污泥含有磷 酸镁铵结晶物和含重金属颗粒的微粒浓缩污泥;和
之后采用下述类型分离步骤的至少两类对污泥进行处理：采用流膜 分离法的微粒分离步骤或相当于流膜分离法的步骤、利用微粒沉淀速度 差的微粒分离步骤、使用跳汰机的微粒分离步骤、利用一或多个筛子的 微粒分离步骤，由此从微粒浓缩污泥中分离和回收磷酸镁铵结晶物和含 重金属颗粒，且
其中向进行厌氧消化处理步骤的污泥中加入镁源。
3.按权利要求1或2的处理有机排水和污泥的方法，其中在从污 泥中分离和回收磷酸镁铵结晶物和含重金属颗粒的步骤之前或在微粒 回收过程之中，要对厌氧消化处理步骤的污泥进行曝气或减压处理。
4.包括一个厌氧消化处理室的处理有机排水和污泥的设备，进一 步包括：
向消化室中加入镁源的手段，
一个用来从厌氧消化处理步骤的污泥内存在的多类微粒中分离出 液中颗粒状态的具体的两或多类微粒的分离装置1，
和一个用来将分离装置1分离出的两或多类微粒分离成每一类微粒 的分离装置2，其中分离装置1和2各自使用了一种利用颗粒的比重、 粒径、表面电荷和润湿性中至少一种特性的微粒分级装置。
5.包括一个厌氧消化处理室的处理有机排水和污泥的设备，其包 括向消化室中加入镁源的手段，且进一步包括
将污泥进行用筛子来脱除异物步骤处理和将微粒用液体旋流分离 器法进行浓缩的装置，以及将上述处理后的污泥经下述分离步骤的至少 两类进行处理的装置：采用流膜分离法的微粒分离步骤或相当于流膜分 离法的步骤、利用微粒沉淀速度差的微粒分离步骤、使用跳汰机的微粒 分离步骤和利用一或多类筛子的微粒分离步骤，以此作为一种将厌氧消 化处理步骤的污泥内存在的至少两类微粒从污泥中分离出来成为每一 类颗粒的设备。
说明书
处理有机排水和污泥的方法及装置
技术领域
本发明涉及在污水处理设施和各种废水处理设施中处理有机排水
的系统，更具体地说，涉及从含有高浓度有机物、磷和氮以及少量重
金属成分的排水中分离和脱除微粒如重金属化合物的技术，本发明还
涉及用来从有机污泥和类似物中有效分离并回收有用资源如磷酸镁铵
(下文称为MAP)晶体的污泥处理方法和装置。
背景技术
对有机污泥(下文中被简单称为污泥)中的重金属进行处理的传
统方法例如一种方法是向污泥、污泥干燥物或经焚烧污泥所得的灰中
加入酸来洗脱出重金属离子，接着(1)向得到的洗出液中加入碱，然
后再加入三氯化铁和聚合物絮凝剂进行絮凝和沉淀处理，(2)将洗出
液进行固液分离，然后通过离子交换法移出重金属离子，或者(3)通
过使用Cu电级和Cd电极的电解处理法对洗出液进行电解沉积处理的
方法。所有这些方法都存在问题，例如在预处理过程中需要向污泥或
类似物中加入大量酸且在随后的处理过程中因为要加入化学品如pH
调节剂和氧化剂、使用昂贵的离子交换树脂或电解过程需要电能等原
因而导致运行成本很高，更使得整个处理系统十分复杂。此外，污泥
中除重金属外通常还混有其它各种物质，这就导致了重金属脱除能力
的下降。以污水处理设施中的污泥为例，除重金属外，还包括了大量
各类物质，例如一些源于微生物、淤泥、毛发、植物或水果种子的有
机物质和一些诸如碳酸、氨和磷酸的可溶性成分都混合在污泥中。因
此一直存在着为了要脱除污泥中存在的极微量有害重金属物质而使系
统对污泥中所含其他物质的整体处理效率非常低的问题。
因此，为了解决上述问题，本发明人已能够通过一个微粒分离系
统来选择性分离和移出本来就以颗粒状存在于污泥中或是用较简单改
性方法得到的具有具体性能的颗粒状重金属衍生物。并且，本发明人
已能够通过按各类颗粒的性质采取不同分离手段将其它各类欲回收为
有用物质的颗粒同时分离出来并回收。并且，本发明利用了日本专利
申请2000-231633(JP-A1-2002-45889)、2002-186179、2002-116257
等(下文中仅用数字指代)所公开的“处理有机废水的方法及装置”
中有效从废水中回收MAP形式磷的技术。
发明内容
发明要解决的问题
本发明解决了上述问题且目标是进一步改进日本专利申请
2000-231633、2002-186179、2002-116257等中所公开的系统。即，
本发明的目标是提供一种处理污泥方法和设备，通过从含有高浓度有
机物、磷、氮的有机排水和污泥中分离和移出重金属衍生颗粒并高效
回收有用颗粒如MAP的手段，能够简单和低成本地形成比较低重金属
含量的污泥并回收有用物质。并且，在本发明中有机排水的意思除包
括有机废水外还包括被排放入有机成分的排水
本发明通过以下手段来解决上述问题，
(1)包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，
进一步包括一个利用分离手段从厌氧消化处理步骤污泥内存在的两或
两类以上微粒中将液中颗粒状态的重金属衍生化合物颗粒分离出来的
步骤，所述分离手段包括利用颗粒的比重、粒径、表面电荷、磁性和
润湿性中至少两种特性的微粒分级手段。
(2)包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，
进一步包括一个采用分离手段1从厌氧消化处理步骤的污泥内存在的
多类微粒中将液中颗粒状态的至少两类具体微粒分离出来的步骤;和
进一步将分离手段1分离出的至少两类指定微粒分开成每一类微粒的
步骤，所述分离手段1和2各自包括了一个利用颗粒的比重、粒径、
表面电荷、磁性和润湿性中至少一种特性的微粒分级手段。
(3)包括一个厌氧消化处理步骤的处理有机排水和污泥的方法，
进一步包括用筛子处理污泥来脱除异物的步骤和用液体旋流分离器法
浓缩微粒的步骤，之后采用下述类型分离步骤的至少两类对污泥进行
处理：采用流膜分离法的微粒分离步骤或相当于流膜分离法的步骤、
利用微粒沉淀速度差的微粒分离步骤、使用跳汰机(jig)的微粒分离
步骤、利用一或多个筛子的微粒分离步骤和使用磁力分选机的微粒分
离步骤，以此作为一种将厌氧消化处理步骤的污泥内存在的至少两类
微粒从污泥中分离出来成为每一类颗粒的工艺过程。
(4)根据上述(1)至(3)任一项的处理有机排水和污泥的方法，
其中从污泥中分离并回收磷酸镁铵结晶物和含重金属颗粒。
(5)根据上述(1)至(3)任一项的处理有机排水和污泥的方法，
其中从厌氧消化处理步骤的污泥内存在的若干类颗粒中分离并回收磷
酸镁铵结晶物和比重为1.3或更高的非磷酸镁铵结晶物的微粒。
(6)根据上述(1)至(5)任一项的处理有机排水和污泥的方法，
其中在从污泥中分离和回收磷酸镁铵结晶物和含重金属颗粒的步骤之
前或在微粒回收过程之中，要对厌氧消化处理步骤的污泥进行曝气或
减压处理。
(7)包括一个厌氧消化处理室的处理有机排水和污泥的设备，进
一步包括一个用来从厌氧消化处理步骤的污泥内存在的多类颗粒中分
离出具体的两或多类液中颗粒状态的微粒的分离装置1，和一个用来
将分离装置1分离出的两或多类微粒分离成每一类微粒的分离装置2，
其中分离装置1和2各自使用了一种利用颗粒的比重、粒径、表面电
荷、磁性和润湿性中至少一种特性的微粒分级装置。
(8)包括一个厌氧消化处理室的处理有机排水和污泥的设备，进
一步包括将污泥进行用筛子来脱除异物步骤处理和将微粒用液体旋流
分离器法进行浓缩的装置，以及将上述处理后的污泥经下述分离步骤
的至少两类进行处理的装置：采用流膜分离法的微粒分离步骤或相当
于流膜分离法的步骤、利用微粒沉淀速度差的微粒分离步骤、使用跳
汰机的微粒分离步骤、利用一或多类筛子的微粒分离步骤和使用磁力
分选机的微粒分离步骤，以此作为一种将厌氧消化处理步骤的污泥内
存在的至少两类微粒从污泥中分离出来成为每一类颗粒的设备。
发明效果
本发明涉及在污水处理设施、各种废水处理设施或类似设施中处
理有机排水和污泥的系统。具体地说，本发明涉及能够较简单地分离
和脱除污泥内存在的重金属化合物并能同时有效分离和回收污泥内存
在的有用资源如磷酸镁铵(下文称为MAP)晶体的方法。按照本发明，
可以同时实现从当成废物的污泥中回收有价值的物质、脱除有害物质
和提高排放污泥的有效利用率的目标
