CN102762505B - 污泥浓缩方法和污泥浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种污泥浓缩方法和污泥浓缩系统，其能够充分发挥污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，同时能够连续高速地实施污泥浓缩操作，并且使结构变得精简和紧凑。本发明的污泥浓缩方法包括：固液分离工序，其在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，实现分离污泥与脱离液的固液分离；浮起浓缩工序，其在所述固液分离工序的下游处，在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥。

Description

污泥浓缩方法和污泥浓缩系统

技术领域

本发明涉及一种污泥浓缩方法和污泥浓缩系统。

背景技术

作为将下水污泥等污泥进行浓缩、脱水等处理的污泥处理技术，目前已经提出了各种污泥处理方法和污泥处理系统等。这种浓缩污泥的技术例如为如下技术，即，有在真空的减压容器内投入污泥，使污泥中的溶解气体减压发泡，通过使污泥的固体成分随着发泡气体浮起而实施固液分离，从而使污泥浓缩。

作为这种通过使污泥的固体成分随着减压发泡的溶解气体浮起来实施固液分离而对污泥进行浓缩的技术，已提出如下的污泥浓缩装置和污泥处理方法，即，将在上部具有供给污泥的供给口且在下部具有排出口的可密封的减压容器配置在高于使大气压力与减压容器内的污泥压力平衡的高度的位置，该大气压力作用于将污泥排出管的下端密封的液面，该污泥排出管用于从该减压容器的排出口向污泥储存槽排出污泥，在污泥装满减压容器内后，使减压容器内的污泥从排出口以自然落下的方式排出，由此在容器内形成真空，将污泥供给到该真空容器内的大致中间位置而使污泥中的溶解气体减压发泡，并使污泥的固体成分随着发泡气体浮起，从而实现固液分离(日本专利特许第3781755号公报等)。

但是，对于上述污泥浓缩装置和污泥处理方法而言，难以配置可在减压状态下将污泥聚集一起的机构，只利用减压容器内的液压排出在减压容器内浮起分离的具有高浓度和高粘度的污泥，无法浓缩具有高浓度和高粘度的污泥，因此无法取得充分的污泥浓缩效果，并且不能容易地排出浓缩污泥。此外，由于需要通过利用所谓虹吸原理的排液操作实施减压容器内的减压操作，所以无法连续实施进泥操作，从而难以连续高速地实施污泥浓缩操作。并且，由于利用虹吸原理实施减压容器内的减压操作，所以必须将减压容器配置在距大气压力液面约10m左右的位置，难以使结构精简和紧凑。

也就是说，目前尚未提供一种能够充分发挥污泥浓缩效果且可容易地排出浓缩污泥，并且同时能够连续高速地实施污泥浓缩操作，并使结构变得精简和紧凑的污泥浓缩方法和污泥浓缩系统。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特许第3781755号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明鉴于上述问题开发而成，其目的在于提供一种污泥浓缩方法和污泥浓缩系统，其能够充分发挥污泥浓缩效果，可容易地排出浓缩污泥，同时能够连续高速地实施污泥浓缩操作，并且使结构变得精简和紧凑。

用于解决问题的手段

为解决上述课题，本发明提供一种污泥浓缩方法，包括：

固液分离工序，在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离；

浮起浓缩工序，在所述固液分离工序的下游处，在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥；

固气分离工序，使从所述浮起浓缩工序中获得的浮起污泥滞留并脱气，从而获得脱气污泥；

真空形成工序，实施所述减压和脱气。

由于该污泥浓缩方法包括所述固液分离工序，随着在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流而使原污泥中的溶解气体发泡，将原污泥分离为含有发泡气体的分离污泥和脱离液，因此能够有效并且可靠地实现污泥的固液分离，同时通过这种灌流操作能够在不停止的状态下连续且高速地实施固液分离。此外，由于该污泥浓缩方法在上述固液分离工序的下游处具有所述浮起浓缩工序，可使固液分离工序中所分离的分离污泥的溶解气体在减压状态下发泡，并且使该分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起，因此会形成较厚的浮起的分离污泥层，能够进一步提高通过压实分离污泥所产生的浓缩效果。而且，由于能够从垂直或大致垂直方向上的浮起移动的最终地点的位置即上方容易地排出这种具有高浓度和高粘度的浮起污泥，所以该污泥浓缩方法能够更容易地排出浓缩污泥。并且，由于该污泥浓缩方法能够在上述原污泥的灌流和分离污泥的浮起等一系列过程中实现原污泥的分离和分离污泥的浓缩，所以能够连续实施进泥操作，从而能够连续高速地实施污泥浓缩操作。

另外，该污泥浓缩方法由于在上述浮起浓缩工序的后段具有使从所述浮起浓缩工序中获得的浮起污泥滞留并脱气，从而获得脱气污泥的固气分离工序，所以能够使浮起浓缩工序中获得的具有高浓度和高粘度的浮起污泥脱气，从而能够有效且可靠地固气分离为脱气污泥和气体且同时提高污泥密度，从而使输送和处理变得容易。另外，这种脱气污泥在例如污泥的脱水处理工序中能够提高脱水性或者在甲烷发酵处理工序中能够提高发酵效果，因此能够作为该脱水处理工序和甲烷发酵处理工序的前处理工序而得到有效利用。

另外，该污泥浓缩方法由于具有实施所述减压和脱气的真空形成工序，所以能够容易地形成所述固液分离工序及/或浮起浓缩工序中的减压状态，并且能够可靠地实现上述原污泥的固液分离和浮起浓缩，此外，能够从最高位容易地抽吸和排出浮起浓缩工序中的浮起污泥，将该浮起污泥顺利地输送到固气分离工序中。特别是，由于在所述固气分离工序的后段具有该真空形成工序，因此该污泥浓缩方法能够防止或降低浮起污泥等固体侵入真空形成工序，因此能够连续且有效地形成良好的真空状态，从而能够稳定地维持充分的污泥浓缩效果。

也就是说，由于该污泥浓缩方法以组合的方式具有上述固液分离工序、浮起浓缩工序、固气分离工序和真空形成工序，所以能够通过精简且紧凑的结构实现充分的污泥浓缩效果，从而更容易地排出浓缩污泥并且能够连续高速地实施污泥浓缩操作。

在所述固液分离工序中，在常压下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，所述浮起浓缩工序中的最高位的负压优选在5kPa以上25kPa以下。如此，在所述固液分离工序中在常压下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，通过将浮起浓缩工序中的最高位的负压设在所述范围内，能够提高含有发泡气体的分离污泥的浮起速度，因此能够可靠提高压实上述分离污泥所产生的浓缩效果，同时能够更容易地排出经过浓缩的浮起污泥。此处，“最高位”是指含有发泡气体的浮起污泥向垂直或大致垂直方向浮起移动的最终地点的位置。

在所述固液分离工序中在减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，所述浮起浓缩工序中的最高位的负压优选在65kPa以上95kPa以下。如此，在所述固液分离工序中在减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，通过将浮起浓缩工序中的最高位的负压设定在所述范围内，从而能够提高含有发泡气体的分离污泥的浮起速度，因此能够可靠地提高压实上述分离污泥所产生的浓缩效果，同时能够更容易地排出经过浓缩的浮起污泥。

此外，为解决上述课题，本发明还提供一种污泥浓缩系统，其具有：

分离浮起浓缩装置，其包括：分离浮起浓缩装置，其具备：固液分离部，其在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离；浮起浓缩部，其在该固液分离部的下游处在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥：

固气分离装置，其使所述浮起污泥滞留并脱气，从而获得脱气污泥；

真空装置，其实施所述减压和脱气。

该污泥浓缩系统中由于(1)所述分离浮起浓缩装置具有固液分离部，随着在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流而使原污泥中的溶解气体发泡，将原污泥分离为含有发泡气体的分离污泥和脱离液，其结果是能够有效并且可靠地实现污泥的固液分离，同时能够在不停止的状态下连续且高速地实施这种固液分离。此外，由于在所述固液分离部的下游处具有浮起浓缩部，可使固液分离部中分离的分离污泥的溶解气体在减压状态下发泡，并且使该分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起，其结果是能够形成较厚的浮起的分离污泥层，而且还能够提高通过压实分离污泥所产生的浓缩效果。并且，由于能够从垂直或大致垂直方向的最终地点的位置即上方容易地排出该具有高浓度和高粘度的浮起污泥，所以能够更容易地排出浓缩污泥。另外，由于浮起分离装置能够在上述原污泥的灌流和分离污泥的浮起等一系列过程中实现污泥的分离和浓缩，所以能够连续实施进泥操作，从而可连续高速地实施污泥浓缩操作。此外，由于具有(2)固气分离装置，所以能够使通过浮起浓缩部获得的具有高浓度和高粘度的浮起污泥脱气，从而能够有效且可靠地固气分离为脱气污泥和气体，且同时还能够提高污泥密度，使输送和处理变得更容易。此外，由于具有(3)真空装置，所以能够容易地形成所述固液分离部及/或浮起浓缩部中的减压状态，并且能够可靠地实现上述原污泥的固液分离和浮起浓缩，同时能够从最高位容易地抽吸和排出浮起浓缩部中的浮起污泥，将浮起污泥顺利地输送到固气分离装置。也就是说，该污泥浓缩系统能够通过精简的结构容易地实现充分的污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，并且能够连续高速地实施污泥浓缩操作。另外，该污泥浓缩系统能够可靠地获得高浓度的脱气污泥，作为例如污泥的脱水处理装置和甲烷发酵处理装置的前处理装置可有效利用该脱气污泥。

所述真空装置是喷射器，可使用所述脱离液作为该喷射器的工作流体。如此，由于该污泥浓缩系统使用喷射器作为真空装置，所以无需例如真空泵等利用电机来旋转泵的机械结构，可用精简的结构容易地形成固液分离部及/或浮起浓缩部的减压状态，因此能够使污泥浓缩系统变得精简和紧凑。此外，由于使用气体溶解度较低的所述脱离液作为该喷射器的工作流体，所以能够减少喷射器中抽吸气体量的负担，提高真空能力，此外还能够重复利用从所述固液分离部分离的脱离液运行喷射器，因此能够节省资源并实现循环利用。

发明效果

如上所述，本发明的污泥浓缩方法和污泥浓缩系统在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离，并在该固液分离的下游处在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并进行浓缩，使该浮起浓缩的污泥滞留并脱气，从而固气分离为脱气污泥和气体且提高污泥密度，并形成实施所述减压和脱气的真空，因此能够解决以往课题，充分发挥污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，从而能够连续高速地实施污泥浓缩操作，并且使结构变得精简和紧凑。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式的污泥浓缩方法的流程图。

图2是表示本发明的一种实施方式的污泥浓缩系统的简要结构图。

图3是表示本发明的一种实施方式的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置的示意性立体图。

图4是表示本发明的其他实施方式的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置的示意性立体图。

图5是表示本发明的其他实施方式的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置的示意性立体图。

图6是表示本发明的其他实施方式的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置的示意性立体图。

图7是表示本发明的其他实施方式的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置的示意性立体图。

具体实施方式

以下适当参照附图详细说明本发明的实施方式。

首先参照图1，说明该污泥浓缩方法的STP1～STP4的各工序。具体而言，该污泥浓缩方法主要包括：用于将原污泥P分离为分离污泥Q和脱离液R的固液分离工序STP1；用于将分离污泥Q浮起浓缩而获得浮起污泥S的浮起浓缩工序STP2；用于对浮起污泥S进行脱气而分离为气体T和脱气污泥U的固气分离工序STP3；用于在该固气分离工序STP3的后段，实施所述STP1～STP3中的减压和脱气的真空形成工序STP4。

(固液分离工序)

固液分离工序STP1是在常压或减压状态下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥Q与脱离液R的固液分离的工序。在该固液分离工序STP1中，随着在常压或减压状态下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流，原污泥P中的溶解气体会发泡，原污泥P逐渐分离为含有该发泡气体的成分和液体成分。然后，在该原污泥P流动的下游处，原污泥P固液分离为含有发泡气体的分离污泥Q和脱离液R。也就是说，固液分离工序STP1通过在常压或减压状态下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流这种简易机构，能够有效且可靠地实现原污泥P的固液分离。而且，由于固液分离工序STP1可连续实施上述原污泥P的灌流操作，所以能够在不停止的状态下连续且高速地实施原污泥P的固液分离。

在减压状态下实施所述原污泥P的灌流时，作为该减压状态下的负压，并无特别限定，例如为85kPa时，能够充分有效地实施上述原污泥P的固液分离。此外，此时的原污泥P的灌流速度也并无特别限定，例如为0.01m/s时，原污泥P的灌流便不会停滞，能够可靠地实施固液分离。

在常压下实施所述原污泥P的灌流时，具体而言，可在大气释放状态的大气压力下实施该原污泥P的灌流。如此一来，由于在常压下实施原污泥P的灌流，所以能够实现上述原污泥P的固液分离，并且能够调低下述浮起浓缩工序STP2中的减压状态下的负压。另外，此时的原污泥P的灌流速度也并无特别限定，例如为0.01m/s时，原污泥P的灌流便不会停滞，能够可靠地实施固液分离。

作为使所述原污泥P向水平或大致水平方向灌流的机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空形成工序STP4的真空状态来减压抽吸原污泥P的机构、以及利用加压推出而使原污泥P灌流的机构等。此外，作为固液分离工序STP1中的减压机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空形成工序STP4的真空状态的机构。

作为原污泥P的种类，并无特别限定，可列举例如初沉污泥、剩余污泥、消化污泥、净化槽污泥、凝集沉淀污泥、加压浮起污泥、以及有机性污泥等。

(浮起工序)

浮起浓缩工序STP2是在所述固液分离工序STP1的下游处，在减压状态下使所述分离污泥Q随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并进行浓缩，从而获得浮起污泥S的工序。在该浮起浓缩工序STP2中，在固液分离工序STP1的下游获得的分离污泥Q是含有发泡气体的成分，在减压状态下会促进分离污泥Q中的溶解气体发泡，因此分离污泥Q会随着该发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起。也就是说，浮起浓缩工序STP2通过在减压状态下使固液分离工序STP1中获得的分离污泥Q随着气体向垂直或大致垂直方向浮起这种简易机构，能够形成较厚的浮起的分离污泥Q层，并且通过压实该分离污泥Q所产生的浓缩效果，能够获得高浓度的浮起污泥S，因此，能够进一步提高污泥浓缩效果。此外，由于该浮起污泥S蓄积在向垂直或大致垂直方向浮起移动的最终地点的位置即最高位，所以能够容易地从上方排出或回收具有高浓度和高粘度的浮起污泥S，从而可容易地排出浓缩污泥。并且，由于在上述固液分离工序STP1的后段具有浮起浓缩工序STP2，该污泥浓缩方法在原污泥P的灌流和分离污泥Q的浮起这一系列过程中能够实现原污泥P的固液分离和分离污泥Q的浮起浓缩，因此能够连续地实施原污泥P的进泥操作，因此，能够连续高速地实施污泥浓缩操作。也就是说，由于该污泥浓缩方法具有所述固液分离工序STP1和浮起浓缩工序STP2的组合，所以能够通过精简且紧凑的结构实现充分的污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，并且能够连续高速地实施污泥浓缩操作。

作为浮起工序STP2中的减压机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空形成工序STP4的真空状态的机构。

在固液分离工序STP1中在常压下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流时，作为浮起浓缩工序STP2中的最高位的负压，优选5kPa以上25kPa以下，更优选10kPa以上20kPa以下。如此，通过将浮起浓缩工序STP2中的最高位的负压设定在所述范围，能够提高含有发泡气体的分离污泥Q的浮起速度，因此，能够可靠提高压实上述分离污泥Q所产生的浓缩效果，同时能够更容易地排出和回收经过浓缩的浮起污泥Q。如果该负压超出所述上限，则会过度促进污泥中的气体发泡，降低分离污泥Q随着发泡气体浮起的效率，并且可能会降低上述污泥浓缩效果。此外，如果该负压不足所述下限，则污泥中的溶解气体的发泡会变得不充分，导致分离污泥Q的浮起效果降低，并且上述污泥浓缩效果可能降低。

另外，在固液分离工序STP1中在减压状态下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流时，作为浮起浓缩工序STP2中的最高位的负压，优选65kPa以上95kPa以下，更优选75kPa以上85kPa以下。如此，通过将浮起浓缩工序STP2中的最高位的负压设定在所述范围，能够提高含有发泡气体的分离污泥Q的浮起速度，因此，能够可靠提高压实上述分离污泥Q所产生的浓缩效果，同时能够更容易地排出和回收经过浓缩的浮起污泥Q。如果该负压超出所述上限，则会过度促进污泥中的气体发泡，降低分离污泥Q随着发泡气体浮起的效率，并且可能会降低上述污泥浓缩效果。此外，如果该负压不足所述下限，则污泥中的溶解气体的发泡会变得不充分，会降低分离污泥Q的浮起效果，可能会降低上述浓缩效果。

(固气分离工序)

固气分离工序STP3是使从所述浮起浓缩工序STP2获得的浮起污泥S滞留并脱气，从而获得脱气污泥U的工序。具体而言，该固气分离工序STP3能够使通过浮起浓缩工序STP2获得的具有高浓度和高粘度的浮起污泥S滞留并脱气，有效且可靠地固气分离为气体T和脱气污泥U，同时能够提高污泥密度，使搬送和处理变得更容易。此外，这种高浓度的脱气污泥S例如在作为其他工序的污泥的脱水处理工序中能够提高脱水性，或者在甲烷发酵处理工序中能够提高发酵效果，因此固气分离工序STP3能够作为该脱水处理工序和甲烷发酵处理工序的前处理工序而得到有效利用。

作为固气分离工序STP3中的浮起污泥S的脱气机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空形成工序STP4的真空状态的机构。另外，可以通过继续使用利用该真空状态的机构等连续排出气体T，从而能够连续且高速地实施浮起污泥S的固气分离和浓缩。

(真空形成工序)

真空形成工序STP4是实施所述固液分离工序STP1及/或浮起浓缩工序STP2中的减压和所述固气分离工序STP3中的脱气的工序。具体而言，真空形成工序STP4能够容易地形成所述固液分离工序STP1及/或浮起浓缩工序STP2中的减压状态，可靠地实现上述原污泥P的固液分离和分离污泥Q的浮起浓缩。而且，真空形成工序STP4能够形成上述固液分离工序STP1及/或浮起浓缩工序STP2中的减压状态，可以从最高位容易地抽吸和排出浮起浓缩工序STP2中的浮起污泥S，将具有高浓度和高粘度的浮起污泥S顺利地输送到固气分离工序STP3。特别是，由于该真空形成工序STP4配设在该污泥浓缩方法的最后段即固气分离工序STP3的后段，因此在真空形成工序STP4中能够防止或减少浮起污泥S等固体的侵入，因此，在真空形成工序STP4中能够有效地仅对固气分离工序STP3中排出的气体T进行真空脱气。也就是说，通过将真空形成工序STP4配设在该污泥浓缩方法的最后段，能够连续且有效地形成良好的真空状态，从而稳定地维持充分的污泥浓缩效果。

作为真空形成工序STP4中的真空形成机构，并无特别限定，可列举例如真空泵或下述喷射器等。

以下参照图2和图3说明污泥浓缩系统1。污泥浓缩系统1主要具有分离浮起浓缩装置2、固气分离装置3、真空装置4。

(分离浮起浓缩装置)

图2和图3的分离浮起浓缩装置2是构成污泥浓缩系统1的一部分的装置，是用于将原污泥P固液分离为分离污泥Q和脱离液R并将该分离污泥Q浮起浓缩而获得浮起污泥S的装置。具体而言，分离浮起浓缩装置2主要具有固液分离部5、浮起浓缩部6、原污泥供给管7、脱离液排出管8、浮起污泥排出管9。另外，作为该原污泥P的种类，并无特别限定，与上述污泥浓缩方法中相同。

固液分离部5是在减压状态下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流而固液分离为分离污泥Q和脱离液R的构件。具体而言，固液分离部5具有下述原污泥供给管7，并且具有在被供给和灌流的原污泥P流动的下游处与下述浮起浓缩部6连通的构造。

作为将原污泥P供给到固液分离部5并使其向水平或大致水平方向灌流的机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空装置4形成的真空状态从浮起浓缩部6的浮起污泥排出管9侧减压抽吸原污泥P的机构、或者利用真空泵等通过加压从原污泥供给管7侧供给和灌流原污泥P的机构等。此外，作为队固液分离部5的内部进行减压的机构，并无特别限定，可列举例如利用下述真空装置4形成的真空状态从浮起浓缩部6的浮起污泥排出管9侧进行减压抽吸的机构、或者利用真空泵等从脱离液排出管8进行减压抽吸的机构等。此外，作为固液分离部5的形状，只要能够形成为使原污泥P向水平方向或大致水平方向流动即可，并无特别限定，可列举例如圆筒形和长方体等。此外，作为固液分离部5的材料，只要能够维持内部的减压状态即可，并无特别限定，可使用众所周知的材料。

浮起浓缩部6是在固液分离部5的下游处在减压状态下使所述分离污泥Q随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并进行浓缩而获得浮起污泥S的构件。具体而言，浮起浓缩部6具有下述脱离液排出管8和浮起污泥排出管9，同时具有与固液分离部5的下游部分连通的构造。

作为在浮起浓缩部6在减压状态下使分离污泥Q随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起的机构，可列举例如利用下述真空装置4形成的真空状态从浮起浓缩部6的浮起污泥排出管9侧进行减压抽吸的机构等。此外，作为浮起浓缩部6的形状，只要能够使分离污泥Q、浮起污泥S向垂直方向或大致垂直方向浮起移动即可，并无特别限定，可列举例如圆筒形和长方体等。此外，作为浮起浓缩部6的材料，只要能够维持内部的减压状态即可，并无特别限定，可以使用众所周知的材料。

原污泥供给管7是与固液分离部5连通而将原污泥P供给到固液分离部5的构件。作为该原污泥供给管7的形状和材料，只要能够连续供给原污泥P即可，并无特别限定，可以使用众所周知的形状和材料。此外，该原污泥供给管7还可具有用于调节原污泥P的供给量、固液分离部5及/或浮起浓缩部6的减压状态的调节阀(未图示)等。

脱离液排出管8是用于与浮起浓缩部6的下方连通并垂下，将脱离液R排出到外部的构件。作为该脱离液排出管8的形状和材料，只要能够连续排出脱离液R即可，并无特别限定，可以使用众所周知的形状和材料。此外，该脱离液排出管8还可具有调节脱离液R的排出量和固液分离部5及/或浮起浓缩部6的减压状态的调节阀(未图示)和排液泵(未图示)等。

浮起污泥排出管9是用于与浮起浓缩部6的上方连通而将浮起污泥S排出到外部的构件。作为该浮起污泥排出管9的形状和材料，只要能够连续排出浮起污泥S即可，并无特别限定，可以使用众所周知的形状和材料。此外，该浮起污泥排出管9还可具有调节浮起污泥S的排出量和固液分离部5及/或浮起浓缩部6的减压状态的调节阀(未图示)等。

(固气分离装置)

固气分离装置3是使所述浮起污泥S滞留并进行脱气，从而获得脱气污泥U的装置。具体而言，固气分离装置3是使从分离浮起浓缩装置2的浮起污泥排出管9排出的具有高浓度和高粘度的浮起污泥S滞留并进行脱气，从而分离为气体T和脱气污泥U的装置。该固气分离装置3主要具有用于将气体T排出到外部的气体排出部10和用于将脱气污泥U排出到外部的脱气污泥排出部11。

作为固气分离装置3中将浮起污泥S进行脱气的机构，可列举例如利用下述真空装置4形成的真空状态从气体排出部10侧减压抽吸气体T的机构。另外，作为固气分离装置3的形状，并无特别限定，可列举例如大致圆锥形状，即，将气体排出部10配置在上部，将脱气污泥排出部11配置在下部，并且该下部缩成锥状。如此，通过将固气分离装置3的下部形成为大致圆锥形状，能够使脱气污泥U自然流下因此便于排出。另外，固气分离装置3还可具备：与气体排出部10连通而用于将气体T排出到外部的气体排出管(未图示)；与脱气污泥排出部11连通而用于排出脱气污泥U的脱气污泥排出管或排泥泵(未图示)；为了调节固气分离装置3内部的减压状态，配置在气体排出管以及脱气污泥排出管上的调节阀(未图示)等。

真空装置4是实施污泥浓缩系统1中的一系列污泥的减压和脱气的装置。具体而言，真空装置4配置在污泥浓缩系统1的最后段即固气分离装置3的后段，其用于一体地实现分离浮起浓缩装置2中的减压和浮起污泥S的抽吸以及固气分离装置3中的浮起污泥S的脱气的装置。

所述真空装置4的种类并无特别限定，可列举例如喷射器和真空泵等，但其中优选喷射器(ejector)。该喷射器无需利用电机等使泵旋转的机械运动，是通过压缩空气产生真空的装置，主要由喷嘴和扩散管(未图示)构成。该喷嘴以及扩散管间隔适当距离地对置，通过使例如水等工作流体整体高速地通过该喷嘴和扩散管，能够在喷嘴和扩散管之间产生真空。也就是说，通过使用喷射器作为真空装置4，能够利用精简的结构一体地实现分离浮起浓缩装置2中的减压和浮起污泥S的抽吸、固气分离装置3中的浮起污泥S的脱气，使污泥浓缩系统1变得精简和紧凑。该喷嘴和扩散管的尺寸、形状和配置等可根据需要的真空压和吸入流量等自由调整。

作为所述喷射器的工作流体，可使用所述脱离液R。由于该脱离液R的气体溶解度较低，所以通过使用脱离液R作为喷射器的工作流体，不仅能够降低喷射器中抽吸气体量的负担而提高真空能力，还能够再利用该脱离液R运行喷射器，因此能够节省资源并实现循环利用。另外，作为将所述脱离液R从分离浮起浓缩装置2导入喷射器的结构，并无特别限定，可列举例如通过分离浮起浓缩装置2的脱离液排出管8将脱离液R供给到喷射器的结构。

(污泥浓缩系统的操作步骤)

以下基于作用效果，详细说明污泥浓缩系统1的操作步骤。

例如，在关闭分离浮起浓缩装置2的原污泥供给管7和脱离液排出管8的调节阀的同时释放浮起污泥排出管9的调节阀，并且在关闭固气分离装置3的上述脱气污泥排出管的调节阀的同时释放气体排出管的调节阀后，通过运行真空装置4形成真空状态，由此能够分离浮起浓缩装置2的内部和固气分离装置3的内部形成减压状态。然后，继续维持该真空状态并且释放原污泥供给管7的调节阀，通过将原污泥P供给到分离浮起浓缩装置2的内部，在固液分离部5的内部使原污泥P向水平方向或大致水平方向灌流。

在该固液分离部5中，随着原污泥P在减压状态下向水平或大致水平方向灌流，原污泥P中的溶解气体会发泡，原污泥P逐渐分离为含有该发泡气体的分离污泥Q和脱离液R，并且在该流动下游处，固液分离为分离污泥Q和脱离液R。也就是说，通过使原污泥P向水平或大致水平方向灌流的简易机构，分离浮起浓缩装置2能够有效且可靠地实现原污泥P的固液分离。此外，分离浮起浓缩装置2通过连续实施上述原污泥P的灌流操作，能够不停止而连续且高速地实施原污泥P的固液分离。

在固液分离部5的下游处固液分离出的脱离液R会通过浮起浓缩部6的脱离液排出管8排出到外部。此外，在固液分离部5的下游处固液分离出的分离污泥Q会移动到浮起浓缩部6，通过在浮起浓缩部6的减压状态下促进分离污泥Q中的溶解气体发泡，分离污泥Q会随着该发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起。其结果是，在浮起浓缩部6中会形成较厚的浮起的分离污泥Q层，通过压实该分离污泥Q所产生的浓缩效果，能够获得高浓度的浮起污泥S，因此能够进一步提高污泥浓缩效果。另外，由于该浮起污泥S会蓄积在浮起浓缩部6的最高位，所以能够容易地从上方排出和回收具有高浓度和高粘度的浮起污泥S，因此能够更容易地排出浓缩污泥。并且，分离浮起浓缩装置2在原污泥P的灌流和分离污泥Q的浮起等一系列过程中能够实现原污泥P的固液分离和分离污泥Q的浮起浓缩，因此能够连续实施原污泥P的进泥操作，其结果是，能够连续高速地实施污泥浓缩操作。也就是说，由于分离浮起浓缩装置2具有固液分离部5和浮起浓缩部6的组合，所以能够通过精简且紧凑的结构实现充分的污泥浓缩效果，并容易地排出浓缩污泥，并且能够连续高速地实施污泥浓缩操作。

在分离浮起浓缩装置2的浮起浓缩部6经过浮起浓缩的浮起污泥S通过真空装置4的真空作用而被减压抽吸，从而通过浮起污泥排出管9被送入固气分离装置3而滞留在内部。在该固气分离装置3中，利用真空装置4的真空作用将滞留的浮起污泥S进行减压脱气，固气分离为气体T和脱气污泥U。该气体T利用真空装置4的减压抽吸作用而从气体排出部10排出到外部，脱气污泥U通过脱气污泥排出部11排出到外部。也就是说，固气分离装置3能够可靠地将含有发泡气体的浮起污泥S固气分离为脱气污泥U和气体T，从而能够提高污泥密度，使输送和处理变得更容易。此外，只要继续维持真空装置4形成的真空状态，那么在原污泥P的灌流、分离污泥Q的浮起、浮起污泥S的回收和脱气等一系列过程中，就能够使原污泥P的固液分离、分离污泥Q的浮起浓缩、浮起污泥S的脱气的搬送和处理变得更容易，能够连续地实施原污泥P的进泥操作、浮起污泥S的回收、浮起污泥S的浓缩，因此，能够通过精简且紧凑的结构连续高速地实施污泥浓缩操作。

特别是，通过在污泥浓缩系统1的最后段即固气分离装置3的后段配置该真空装置4，能够防止或降低浮起污泥S等固体侵入真空装置4的内部，其结果是，能够利用真空装置4有效地对将在固气分离装置3中排出的气体T进行真空脱气。也就是说，通过将真空装置4配置在污泥浓缩系统1的最后段，能够连续且有效地形成良好的真空状态，能够稳定地维持充分的污泥浓缩效果。另外，如上所述，该真空装置4是喷射器，作为该喷射器的工作流体，优选使用从浮起浓缩部6排出的脱离液R。

另外，这种高浓度的脱气污泥S例如在其他工序的污泥脱水处理装置中能够提高脱水性，或者在甲烷发酵处理装置中能够提高发酵效果，因此污泥浓缩系统1能够作为该脱水处理装置和甲烷发酵处理装置的前处理装置而得到有效利用。

另外，本发明的污泥浓缩方法和污泥浓缩系统并不仅限于所述实施方式。例如，本发明的污泥浓缩系统中的分离浮起浓缩装置可以如图4所示那样具有以下结构：在固液分离部5的长度方向的两端具备原污泥供给管7，在通过该两根原污泥供给管7从两个方向灌流的原污泥P的合流地点即固液分离部5的长度方向的中央处连通浮起浓缩部6。通过具有这种结构，本发明的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置能够浓缩处理更大量的原污泥，而不会妨碍上述污泥的固液分离效果和浮起浓缩效果。

此外，例如图5的分离浮起浓缩装置还可以具有以下结构：在固液分离部5的侧面具有4根原污泥供给管7，在通过该4根原污泥供给管7从4个方向灌流的原污泥P的合流地点即固液分离部5的中央处连通浮起浓缩部6。通过具有这种结构，本发明的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置能够浓缩处理更大量的原污泥，而不会妨碍上述污泥的固液分离效果和浮起浓缩效果。

另外，例如图6的分离浮起浓缩装置还可以具有以下结构：在固液分离部5的侧面等间隔的具有6根原污泥供给管7，在通过该6根原污泥供给管7从6个方向灌流的原污泥P的合流地点即固液分离部5的中央处连通浮起浓缩部6。通过具有这种结构，本发明的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置能够浓缩处理更大量的原污泥，而不会妨碍上述污泥的固液分离效果和浮起浓缩效果。

此外，例如图7的分离浮起浓缩装置还可在固液分离部5的上方具有开口部12。具体而言，该分离浮起浓缩装置可在图3的分离浮起浓缩装置的固液分离部5的上方进行开口。通过具有该开口部12，本发明的污泥浓缩系统的分离浮起浓缩装置能够在常压下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离，其结果是，能够在大气释放状态的大气压力下灌流该原污泥，实现原污泥的固液分离，并且能够调低浮起浓缩部的减压状态下的负压。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的污泥浓缩方法和污泥浓缩系统可用于初沉污泥、剩余污泥、消化污泥、净化槽污泥、凝集沉淀污泥、以及有机性污泥等的浓缩处理。

符号说明

1  污泥浓缩系统

2  分离浮起浓缩装置

3  固气分离装置

4  真空装置

5  固液分离部

6  浮起浓缩部

7  原污泥供给管

8  脱离液排出管

9  浮起污泥排出管

10  气体排出部

11  脱气污泥排出部

12  开口部

P  原污泥

Q  分离污泥

R  脱离液

S  浮起污泥

T  气体

U  脱气污泥

Claims (5)

1.一种污泥浓缩方法，包括：

固液分离工序，在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离；

浮起浓缩工序，在所述固液分离工序的下游处，在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥；

固气分离工序，使从所述浮起浓缩工序中获得的浮起污泥滞留并脱气，从而获得脱气污泥；

真空形成工序，实施所述减压和脱气。

2.如权利要求1所述的污泥浓缩方法，其特征在于，

在所述固液分离工序中，在常压下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，所述浮起浓缩工序中的最高位的负压在5kPa以上25kPa以下，在此，“最高位”是指含有所述发泡气体的浮起污泥向垂直或大致垂直方向浮起移动的最终地点的位置。

3.如权利要求1所述的污泥浓缩方法，其特征在于，

在所述固液分离工序中，在减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流时，所述浮起浓缩工序中的最高位的负压在65kPa以上95kPa以下，在此，“最高位”是指含有所述发泡气体的浮起污泥向垂直或大致垂直方向浮起移动的最终地点的位置。

4.一种污泥浓缩系统，包括：

分离浮起浓缩装置，具备：固液分离部，其在常压或减压状态下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，从而实现分离污泥与脱离液的固液分离；浮起浓缩部，其在该固液分离部的下游处在减压状态下使所述分离污泥随着发泡气体向垂直或大致垂直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥；

固气分离装置，其使所述浮起污泥滞留并脱气，从而获得脱气污泥；

真空装置，其实施所述减压和脱气。

5.如权利要求4所述的污泥浓缩系统，其特征在于，

所述真空装置是喷射器，并使用所述脱离液作为该喷射器的工作流体。

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