申请日2003.09.01
公开(公告)日2004.04.21
IPC分类号C02F11/00; C02F11/06
摘要
在排水处理装置的污泥减容装置3中，作为被处理液W′供给到的污泥处理部，由轴35相连结并且具有多个孔的多孔板组33在筒状的容器31内被设计成同轴状，从气体供给源11供给空气等气体Go。从固液分离槽2抽出的活性污泥S在污泥减容装置3内通过多孔板33的上下运动而被搅拌混合。因此，氧气等的溶解速度提高，菌体的氧化分解反应得到促进。其结果是活性污泥的溶液化得到促进，能够防止剩余污泥的产生。
権利要求書
1.一种污泥减容装置，包含：
污泥处理部，用于供给包含活性污泥且液体成分中BOD不足 50mg/L的被处理液，使该被处理液中产生乱流从而对该被处理液进行 搅拌，致使对于被处理液的氧气移动效率达到20%以上;
供给部，其与该污泥处理部相连接，并用于供给氧气(O2)、臭氧 (O3)或过氧化氢(H2O2)。
2.根据权利要求1记载的污泥减容装置，其特征在于：所述污泥 处理部包含搅拌部，其通过隔断所述被处理液中气泡流或液流，或者使 该气泡流或液流改变方向而对该被处理液进行搅拌。
3.根据权利要求2记载的污泥减容装置，其特征在于：所述搅拌 部包含多个多孔板，该多个多孔板被设置于构成所述污泥处理部的容器 内，且具有沿厚度方向贯通的多个孔。
4.根据权利要求3记载的污泥减容装置，其特征在于：在所述多 个多孔板中，至少一个多孔板上形成的所述多个孔中至少一个第1孔和 与该多孔板相邻的其他多孔板上形成且位于离该第1孔最短距离的第2 孔被设置为非同轴状。
5.根据权利要求4记载的污泥减容装置，其特征在于：所述多个 多孔板被设置成，致使该多个多孔板中彼此相邻的两个多孔板上形成的 所述多个孔被配置成交错格子状。
6.根据权利要求3～5中任何一项记载的污泥减容装置，其特征在 于：所述搅拌部包含使所述多个多孔板及所述容器的至少之一被驱动的 驱动部。
7.根据权利要求3～5中任何一项记载的污泥减容装置，其特征在 于：所述搅拌部包含与所述容器相连接，使所述被处理液在该容器内循 环流通，并且将该被处理液的流通方向切换成彼此不同的多个方向的液 体循环部。
8.一种排水处理装置，其特征在于包含：
权利要求1～7中任何一项记载的污泥减容装置;
供给有机性排水，并用活性污泥对该有机性排水进行生物处理的生 物处理部;
与该生物处理部相连接，将在该生物处理部得到的处理后的水与所 述活性污泥进行分离的固液分理部;
并且将在所述固液分离部分离的所述活性污泥的至少一部分供给 到所述污泥处理部。
9.一种污泥减容方法包括：
将氧气(O2)、臭氧(O3)或过氧化氢(H2O2)供给到含有活性污 泥且液体成分中BOD不足50mg/L的被处理混合液中的供给工序;
使该被处理液中产生乱流从而进行搅拌致使对于所述被处理液的 氧气移动效率达到20%以上的污泥处理工序。
10.根据权利要求9记载的污泥减容方法，其特征在于：在所述污 泥处理工序中，将所述被处理液中气泡流或液流隔断，或者使该气泡流 或液流的方向变化。
11.使用权利要求8～10中任何一项记载的污泥减容方法的排水处 理方法，其特征在于：还包含用活性污泥对有机性排水进行生物处理的 生物处理工序;
将该有机性排水生物处理得到的处理后的水和该活性污泥分离的 固液分离工序;
并且所述供给工序是将在所述固液分离工序中分离的活性污泥的 至少一部分供给的工序。
12.根据权利要求11记载的排水处理方法，其特征在于：在所述 污泥处理工序中，至少以该污泥处理工序中所述活性污泥的溶液化量、 供给到所述生物处理工序的所述有机性排水中有机物量及该有机性排 水中所含有的有机物向活性污泥的转化率为基础，调整供给到该污泥处 理工序的所述活性污泥的供给量及/或所述氧气(O2)、臭氧(O3)或过 氧化氢(H2O2)的供给量使供给到该污泥处理工序中的活性污泥量与该 污泥处理工序中溶液化的活性污泥量实质上相等。
13.根据权利要求11记载的排水处理方法，其特征在于：对所述 活性污泥进行溶液化处理使在所述污泥处理工序中，满足下式(1)所 表示的关系：
E=Sinb1+E(1-α)ab2-βX (1)
E：该污泥处理工序中活性污泥的溶液化量;
Sin：供给到该生物处理工序中的所述有机排水中的有机物量;
α：供给到该污泥处理工序中的活性污泥中被完全氧化的活性污泥的比 例;
a：当将所述活性污泥的一部分返送到所述生物处理工序时，该返送的 活性污泥对于有机物的换算系数;
b1：所述有机性排水中所含有的有机物对于活性污泥的转换率;
b2：该污泥处理工序中溶液化，在溶液化处理液中溶解出的有机物对于 活性污泥的转换率;
β：污泥自身的分解系数;
X：该生物处理工序中的污泥量。
说明书
污泥减容装置、方法及使用它们的排水处理装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对有机性排水等进行生物处理的污泥减容装 置、污泥减容方法和使用它们的排水处理装置、排水处理方法。
背景技术
以往，下水、工业废水等有机性排水(废水、污水)的处理方法中， 作为代表性方法经常使用活性污泥法。通过这种方法的生物处理中，随 着废水中有机物的处理，生成大量的剩余污泥。该剩余污泥通常被脱水 处理后便原封不动地被填埋或废弃，或被焚烧处理。但是，近年来废弃 物的处理场所不足、燃烧生成的二噁英等有害的有机氯化物等已成为严 重问题，减少剩余污泥的排放量或确立剩余污泥的减容技术已成为了当 务之急。
为了应对该要求，已经采用或提出了将下述剩余污泥减容方法进行 组合的排水处理方法：(1)利用厌氧性微生物使污泥溶液化的所谓厌氧 性消化的方法;(2)污泥中添加酸或碱等使其溶液化的方法;(3)通过 臭氧氧化而使污泥溶液化的方法;(4)利用好氧性微生物所具有的溶菌 作用而使污泥分解、溶液化的方法。
发明内容
但是，这些以往的污泥减容方法，存在以下所示的问题。即，使用 所述(1)的厌氧性消化作为污泥减容方法的排水处理方法，在抑制能 量消耗及生成沼气等有用副产物方面是有利的，但由于消化反应的反应 速度慢，因此剩余污泥的处理效率变得极差。又，在这种情况下，需要 使用大型的反应槽延长污泥在反应槽中的滞留时间，装置设备的大型 化，有可能带来经济效益性的恶化。使用所述(2)的添加酸或碱等的 方法，需要大量药剂及它们的供给系统，经济性也并不理想。
另一方面，使用所述(3)的臭氧氧化的方法虽然不需要大量药剂 和热源等，但是，一般的臭氧氧化槽只是将臭氧吹入水槽的简单装置， 很难说其臭氧的利用效率高。为了改善臭氧的利用率，考虑使用散气板 等供臭氧微细气泡的方法，但是在这种情况下，散气板容易发生网眼堵 塞，因此需要频繁地对其进行维修。
另一方面，使用所述(4)的好氧微生物的方法，虽然不需要大量 的药剂和臭氧气体，但是需要大型的处理槽，其结果是排水处理装置或 设备整体的规模增大。又，如果使用好热性菌体作为微生物，在加热状 态(例如50～70℃)下进行处理，由于其溶菌作用，污泥的溶液化效率 得以提高，并且由于加热可以期望获得污泥的热变性效果。
但是，随着温度的升高，氧气的溶解效率进一步降低，有可能与所 述有用的效果相抵消。另外，为了防止该溶解效率的降低而通入大量的 气体(空气)，则不利之处在于向外部的放热量增大，用于加热及保温 的热能被损失掉。
本发明针对所述情况，其目的是提供一种污泥减容装置、污泥减容 方法及使用它们的排水处理装置、排水处理方法，使得在进行有机性排 水处理等时，不仅消除了能源消耗量增大的以往的不利因素，而且减少 了剩余污泥的生成或对生成的剩余污泥进行有效的减容化成为可能。
为了实现所述目的，本发明的污泥减容装置包括污泥处理部和气体 供给部，其中，污泥处理部含有活性污泥并且液体成分中BOD不足 50mg/L的被处理液;使被处理液中产生乱流而对被处理液进行搅拌， 致使对于该被处理液的氧气移动效率达到20%以上。供给部与该污泥处 理部相连接，且将氧气(O2)、臭氧(O3)、或过氧化氢(H2O2)气体供 给到污泥处理部。
另一方面，本发明的污泥减容方法包含气体供给工序和污泥处理工 序，其中，气体的供给工序是将氧气(O2)、臭氧(O3)或过氧化氢(H2O2) 供给到含有活性污泥且液体成分中BOD不足50mg/L的被处理液中的 工序，污泥处理工序是气体供给到被处理液中产生乱流而进行搅拌的工 序，其中对被处理液的氧气移动效率达到20%以上，优选为25%以上， 特别优选为30%以上。本发明中所说的“氧气移动效率”是指将20℃ 的空气供给到氧气浓度为0mg/L的清水中时被溶解的氧气量与供给氧 气总量间的比率。
在该污泥减容装置、方法中，氧气、臭氧或过氧化氢被供给到被处 理液中，与被处理液中的用于有机性排水等的生物处理的活性污泥混 合。通常，在有机性排水等的生物处理中，例如在活性污泥槽、生物处 理槽、反应槽等主工序中的排水处理中使用的污泥，其营养成分丰富， 能够使菌体增殖，液体成分中BOD(生化需氧量)显示出较高的值。 对此，本发明以作为剩余污泥排放的被处理液为处理对象，即比用于生 物处理的污泥活性低，且液体成分中BOD不足50mg/L。
另外，利用供给氧气等气体后的被处理液中产生的乱流，对被处理 液进行搅拌混合，使对被处理液的氧气移动效率达到20%以上。因此， 转移到被处理液的具有氧化能的化学种将菌体氧化分解，促进了污泥的 溶液化。此时，如果氧气移动效率不足20%，即使对于富营养价低的被 处理液，难于以理想的处理效率实现污泥的溶液化，也难于达到所期望 的减容化率。
又，如果被处理液中存在嗜热性好氧菌是较好的。如果将添加了嗜 热性好氧菌的被处理液在加热或加温状态(例如50～70℃)下进行处理， 由于其溶菌作用，污泥的溶液化效率提高，并且即使在加温状态下，可 以得到有机物分解能，不仅实现体积减少，而且提高COD(化学需氧 量)的减低效果。又，如果升高处理温度，氧气等氧化因子的溶解效率 容易降低，以往为了防止该溶解效率的降低，采取了通入大量气体(空 气)的方法等，但这会导致热能的浪费。与此相对，本发明由于乱流引 起的搅拌，使氧气移动效率维持在高位，因此抑制了曝气量(通气量、 充气量)的增大。
具体来讲，优选是通过隔断被处理液中的气泡流或液流，或者，使 气泡流或液流改变方向的方法。这样通过隔断气泡流或液流或使其变 向，被处理液的液流中至少一部分被搅乱，即被处理液的液流的一致性 被搅乱，因此产生乱流。
为了将该被处理液中的气泡流或液流隔断，可以在构成污泥处理部 的容器内设置搅拌部，且搅拌部由在厚度方向上有多个通孔的多个多孔 板构成。特别地，更优选地，在多个多孔板的至少一个多孔板形成的多 个孔中至少一个的第1孔和在与其多孔板相邻的其它多孔板上形成且位 于距离第1孔最短距离的第2孔设计为非同轴状。具体地说，在多个多 孔板中，在相邻的两个多孔板上形成的多个孔可以配置成交错格子状 (交错模样状、交错步履状)。
又，本发明的排水处理装置为使用以上本发明的污泥减容装置的排 水处理装置，其构成包含有机性排水的供给部;用活性污泥对该有机性 排水进行生物处理的生物处理部;与该生物处理部相连接的，对从生物 处理部排放的处理后的水和活性污泥进行分离的固液分离部;其构成可 以将在固液分离部中被分离的所述活性污泥的至少一部分返送到所述 污泥处理部中。
另一方面，本发明的排水处理方法为使用所述本发明的污泥减容方 法的排水处理方法，其包含用活性污泥对有机性排水进行生物处理的生 物处理工序和将在该有机性排水的生物处理工序中得到的处理后的水 与该活性污泥进行分离的固液分离工序;并且所述供给工序可以是将在 该固液分离工序中分离的活性污泥的至少一部分返送到所述污泥处理 部中的供给工序。
如上所述的方法，可以抑制在有机性排水的处理中剩余污泥的生 成。
