CN1492840A - 液体处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种技术，其可将在下水处理厂及各种排水处理设备中需要浓缩处理的悬浊液、特别是含有因腐败而产生的大量有害臭气成分等难于进行浓缩处理的污泥等，高效地进行浓缩处理。而且，可以防止在浓缩工序产生臭气物质，可以大幅减少在浓缩污泥及下部分离液中所含有的臭气成分及二氧化碳等。即，在将液体中的蒸发残留物质浓缩或脱水过程中，将该污泥置于压力为5～70kPa的减压环境下不到15分钟，由此在将该液体中溶解的气体成分的一部分转化为气相的同时，限制该液体中微生物的活化。在该减压条件下进行减压处理后，将该液体导入重力浓缩槽中进行重力浓缩，并将该减压处理液体或该重力浓缩污泥导入凝聚反应槽进行凝聚，然后用脱水机进行脱水。

Description

液体处理方法及装置
技术领域
本发明涉及一种可配合使用目的，把在液体中所含有的多种成分的一部分进行分离的技术，特别涉及一种液体的处理方法及装置，该液体是在下水处理厂或各种排水处理设备等中的液体，其需要对该液体中的浮游性悬浊物或油份等进行浓缩处理。
特别涉及一种技术，即，将该液体导入密闭型容器并将其置于减压状态下，利用从悬浊液中释放出气相气体成分的现象，来提高减压处理后污泥的重力浓缩性、凝聚性以及脱水性，并可望减少臭气的产生量。并且涉及污泥处理技术，该技术可以通过在凝聚反应装置中添加能将分离水排出到系统外的机构，来浓缩凝聚污泥，并通过将该凝聚浓缩污泥直接脱水，而省略重力浓缩及离心浓缩的等的浓缩工序。此外还涉及一种技术，即，通过添加可将液体从减压处理装置的上部及底部抽取的机构等，来使该装置内所产生的气泡附着于液体中的浮游性固态物等上，并使其连同气泡一起上浮，最终将该上浮浓缩液作为浮游性悬浊物等的浓缩污泥排出到系统之外，从而使后阶段的浓缩、凝聚及脱水等处理效率大幅提高。
背景技术
在制造工序及排水处理工序中，液体的部分分离工序具有多样性，而在水处理过程中，特别是从悬浊液中浓缩悬浊物的工序中，所采用的浓缩技术也是多种多样的。悬浊液的浓缩工序通常被当作是左右以后的过程中的处理速度的重要工序。一般的浓缩方法通常采用：重力浓缩法，就是通过倒圆锥形的浓缩器(机)(シクナ一)等，利用比重差来使浮游性悬浊物重力沉降浓缩；凝聚沉淀浓缩法，是在悬浊液中添加凝聚剂进行混合后，使其重力沉降浓缩加压上浮法，即，将悬浊液在气液混合状态下加压，然后恢复为大气压，由此使该悬浊液中产生气泡，并将附着于气泡而上浮的浮游性固态物作为浓缩污泥而被分离出来；以及离心浓缩法，即向高速旋转的滚筒内提供悬浊液，利用离心力来进行固液分离，等等。但是，作为这些浓缩法能够适用的对象浓缩液，必须具备沉降性好、密度差大、且附着于固态物上的气泡易于清除等前提条件。而且，当有大量的臭气成分溶于该悬浊液时，在这些浓缩工序中就会有臭气成分产生，从而使浓缩工序的作业环境恶化。
下面举例具体说明。在大城市，将多个下水处理厂所产生的污泥集中处理的污泥集中处理厂等中，一般从各处理厂通过管道线路输送而来的污泥(称为“到达污泥”)等，在封闭空间中滞留的时间特别长，因此经常导致污泥严重腐败。而污泥一旦腐败，由于其中含有大量硫化氢及碳酸(炭酸)等细小的气体成分，因此向大气开放时不仅由污泥所产生的臭气成分增多，同时污泥的凝聚性及脱水性也显著恶化。这种污泥不仅在重力沉降浓缩及机械浓缩方面浓缩性差，而且不但不能抑制在浓缩工序中臭气的产生，并且在后阶段的污泥凝聚工序以及脱水工序中，也呈现出处理性能低下等问题。这些问题最终导致的结果是，引起诸如脱臭设备大型化、凝聚剂的添加量增加、以及脱水饼(脱水ケ一キ)的含水率上升等问题，而且通常会成为导致处理厂的设备以及运输费用的上升的一个因素。
发明内容
本发明以解决现有技术的上述问题为目的。也就是说本发明的目的在于提供一种高效的浓缩处理技术，其主要针对在下水处理厂或各种排水处理设备中，必须进行浓缩处理的悬浊液、特别针对进行腐败且含有大量有害臭气成分等因而难于进行浓缩处理的污泥等。而且本发明目的还在于提供一种悬浊液浓缩方法，其可以防止浓缩工序中臭气物质的产生，而且该浓缩操作后的浓缩污泥或下部分离液中所含有的臭气成分及二氧化碳等也大幅减少，臭气产生量显著下降，且在后面阶段的凝聚处理、脱水处理等中，从释放到作业环境中的污泥出来的臭气成分也大幅降低，并且可以除去对后面阶段的凝聚性及脱水性产生不良影响的细小气泡，因而有望提高污泥的凝聚性及脱水性。
本发明者为解决上述问题，进行了深入细致的研究，发现在一定条件下对污泥进行减压处理，可以减少由污泥产生的臭气成分，并且可以提高污泥的重力浓缩性、凝聚性以及脱水性等，因而以该想法为基础完成了本发明。
也就是说，本发明可通过下述手段来解决上述问题。
(1)在将液体中的蒸发残留物浓缩或脱水的过程中，在不到15分钟的时间内将该污泥置于压力为5～70kPa的减压环境中，由此使该液体中溶解的气体成分的一部分转变成气相，同时可限制该液体中微生物的活化。而且，在该减压条件下进行减压处理以后，将该液体导入重力浓缩槽进行重力浓缩，然后将该减压处理液体或该重力浓缩污泥导入凝聚反应槽进行凝聚，最后通过脱水机进行脱水。
(2)在进行上述减压处理以后，不导入重力浓缩槽而将其直接在凝聚反应槽中进行凝聚，然后由脱水机脱水。并且，采用浓缩型凝聚反应槽作为在脱水的前一阶段所使用的凝聚反应槽，其具有下述功能，即，在该凝聚反应槽内所生成的分离水的一部分被排除到系统外，由此可提高投入脱水机的凝聚污泥的浓度。
(3)减压处理装置，是与液体供给泵、真空泵、以及液体排出泵这三个泵相连接的密闭容器，其具有可在该容器内，将减压状态下所供给的液体形成为薄膜状，并能对液体施加剪切力的机构，而且可以进行连续供给及连续排出。
(4)浓缩型反应槽，可以通过槽下部来进行液体和凝聚剂的供给，通过槽内的旋转搅拌机将液体和凝聚剂混合，通过在槽上部所设置的圆筒型分离过滤网(スクリ一ン)，可以只将分离水排出至系统外，并且通过减速机将刮板与搅拌机相连接并使其旋转，该刮板可以将分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离。
(5)对于导入减压处理装置的液体，可将该装置内位于水面附近的液体、以及底面附近的液体分别并连续地排出至该容器外。
(6)将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，使减压状态下液体中所产生的气泡附着在浮游性悬浊物上，然后将与该气泡一起上浮的浓缩浮游性悬浊物的部分或全部、和浮游性悬浊物浓度降低的残留液体分别排出。
(7)作为分离液体的装置，其具有：具备可任意调节容器内水位的机构的密闭容器、向该容器内提供作为对象的液体的机构、对该容器内上部的气相进行减压的机构、将减压状态下该液体的一部分从该容器下部连续排出的机构、以及将存在于该液体水面附近的该液体的一部分在减压状态下连续排出的机构。
(8)将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，作为将该浮游性悬浊物进行浓缩的过程，是将该液体通过上述(7)所述的液体分离装置进行分离，将从该装置内底面附近排出的液体导入至重力沉降浓缩槽中，由此而得到沉降浓缩污泥。而且，将该沉降浓缩污泥和抽出了位于该液体分离装置水面附近液体的上浮浓缩污泥混合，而生成混合污泥，以得到最终的浓缩污泥。
一种液体处理方法，其特征在于：在将液体中的浮游性悬浊物浓缩或凝聚之后再进行脱水的过程中，
进行减压处理，即，将上述液体置于压力为5～70kPa的减压环境中不到15分钟的时间，使该液体中所包含的气体以及该液体中所溶解的气体成分的一部分转变成气相，并且限制该液体中微生物的活化地进行该减压处理之后，使上述液体中的污泥浓缩或凝聚后再进行脱水。
所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入重力浓缩槽中进行重力浓缩，再将经过该重力浓缩的污泥由脱水机脱水。
所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入凝聚反应槽中进行凝聚，然后将经过该凝聚处理的污泥由脱水机脱水。
所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入重力浓缩槽中进行重力浓缩，然后将经过该重力浓缩的污泥导入凝聚反应槽中进行凝聚，再将该被凝聚的污泥由脱水机脱水。
所述的液体处理方法，其特征在于：作为在上述脱水机的前一阶段所使用的凝聚反应槽，可将在该凝聚反应槽内所生成的分离水的一部分排出到系统外，由此来提高投入到脱水机的凝聚污泥的浓度。
所述的液体处理方法，其特征在于：上述减压处理所用的装置，是与液体供给泵、真空泵、以及液体抽出泵相连接的密闭容器，在该容器内，在减压状态下将所供给的液体形成为薄膜状，并且在对液体施加剪切力的同时进行脱气。
所述的液体处理方法，其特征在于：用于上述减压处理的装置，可以进行液体的连续供给及连续排出。
所述的液体处理方法，其特征在于：浓缩型凝聚反应槽，由槽下部供给液体和凝聚剂，通过在槽内旋转的搅拌机，将液体和凝聚剂混合，通过在槽上部所设置的圆筒型分离过滤网，可以只将分离水排出到系统外，并将分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离。
所述的液体处理方法，其特征在于：可以使将上述分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离用的刮板介由减速机与上述搅拌机相连接并旋转。
所述的液体处理方法，其特征在于：对于被导入上述减压处理所使用的密闭容器中的液体，可以将该容器内水面附近位置的液体、和底面附近的液体分别并连续地排出至该容器外。
所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，使减压状态下液体中所产生的气泡附着在浮游性悬浊物上，然后将与该气泡一起上浮的浓缩浮游性悬浊物的部分或全部、和浮游性悬浊物浓度降低的残留液体分别排出。
所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，将上述液体在减压状态下的容器内分离成水面附近的液体和底面附近的液体，将从该装置内的底面附近抽出的液体导入至重力沉降浓缩槽中，由此而形成沉降浓缩污泥，进而将该沉降浓缩污泥和从上述水面附近的液体抽出的上浮浓缩污泥混合，由此而形成最终的浓缩污泥。
所述的液体处理方法，其特征在于：将液体分离的方法是，向密闭容器内提供作为对象的液体，并使该容器内上部的气相减压，再将该容器内水面附近的液体和底面附近的液体分别并且连续地排出至该容器外。
所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，在减压状态下使液体中所产生的气泡附着在上述浮游性悬浊物上，然后将与上述气泡一起上浮的浓缩后的浮游性悬浊物的一部分或全部、和浮游性悬浊物浓度降低的残留液体分别排出。
所述的液体处理方法，其特征在于：将有机性污泥进行脱水的方法是，将该污泥置于减压条件下进行脱气处理以后，不进行浓缩处理就直接将其导入凝聚反应槽，在该凝聚反应槽中凝聚后，再通过脱水机进行脱水。
所述的液体处理方法，其特征在于：上述凝聚反应槽使用的是浓缩型凝聚反应槽，其具有可将在该凝聚反应槽内生成的分离水的一部分排出至系统外，由此来提高投入脱水机的凝聚污泥的浓度的功能。
一种液体处理装置，其特征在于：具备密闭容器、向上述容器内提供作为处理对象的液体的机构、将上述容器内上部的气相进行减压的机构、将减压状态下的上述液体的一部分从上述容器下部连续地排出的机构、将上述液体的存在于水面附近的部分在减压状态下连续排出的机构，并可限制上述液体中微生物活化地进行减压脱气。
所述的液体处理装置，其特征在于：具备重力沉降浓缩槽和/或凝聚反应槽。
所述的液体处理装置，其特征在于：上述减压处理装置，具备一种机构，其可在上述容器内，使减压环境下所提供的作为处理对象的液体成为薄膜状，并且对其施加剪切力。
所述的液体处理装置，其特征在于：上述减压处理装置具备可以将上述作为处理对象的液体连续供给及连续排出的机构。
所述的液体处理装置，其特征在于：使用浓缩型凝聚反应槽作为上述凝聚反应槽，该浓缩型凝聚反应槽可以由槽下部来进行污泥和凝聚剂的供给，通过在槽内旋转的搅拌机将污泥和凝聚剂混合，通过在槽上部所设置的圆筒型分离过滤网，可以只将分离水排出至系统外，并且介由减速机使刮板与搅拌机相连接并旋转，该刮板用于将分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离。
附图的简要说明
图1为表示本发明例1液体处理方法的方框图。
图2为表示本发明例2液体处理方法的方框图。
图3为表示本发明例3液体处理方法的方框图。
图4为表示与上述例1、例2、例3相对应的现有液体处理方法的方框图。
图5A为表示与减压处理时间相对应的微生物活化率的方框图，图5B为表示与减压处理时间相对应的减压处理后的沉降浓缩倍率的方框图，图5C为表示与减压处理时间相对应的减压处理后的污泥中溶解性磷浓度比率的方框图。
图6为表示适用于本发明处理过程的减压处理装置剖面图。
图7为表示适用于本发明处理过程的浓缩型凝聚反应装置的剖面图。
图8为表示图7变形例的浓缩型凝聚反应装置的剖面图。
图9为上述浓缩型凝聚反应装置中过滤网部分的立体图。
具体的实施方式
以下，以附图为基础详细说明本发明的实施方式。以3种处理方式为例进行说明。图1、图2、图3为表示本发明3种污泥处理方法的方框图。
图1表示，将污泥在预定条件下通过减压装置2进行减压脱气处理，再将减压脱气处理的污泥3重力浓缩后，通过后阶段的凝聚反应装置11、和脱水装置7进行处理的过程。图2表示，同样地通过减压装置2进行减压脱气处理，然后不经过重力浓缩就将其通过浓缩型凝聚反应槽4、及脱水装置7进行处理的过程。图3表示，将污泥中的悬浊物等在同样条件下通过减压装置2进行减压脱气处理。而且，是将上浮浓缩的污泥送到混合槽，在该减压装置2中将没有上浮的污泥进行重力浓缩，再将该重力浓缩的污泥送至混合槽，与先前上浮浓缩的污泥混合，然后将该混合污泥在凝聚反应槽4中凝聚，并通过脱水装置7进行脱水处理的过程。下面，分别将图1、图2、图3的处理方式以实例1、实例2、实例3进行说明。
图4是用于比较的、表示现有处理过程的方框图。通过管道运输线路被输送的流入污泥1，通过重力浓缩槽9被重力浓缩，而形成浓缩污泥10。再将该浓缩污泥10在凝聚反应槽11中凝聚，而产生凝聚絮状物6。然后，通过脱水装置7进行脱水，产生脱水饼8。
在上述本发明实例1至实例3所涉及的处理过程中，首先，在减压装置2中对流入污泥进行减压脱气处理。减压脱气处理就是进行下述处理，即，将液体置于减压状态下，使液体中包含的液体或者所溶解的液体成分转变为气相，同时限制液体中微生物的活化。这种处理是通过将液体保持在压力为5～70kPa的减压环境下不到15分钟的时间内而进行的。对于该减压脱气处理，最好使用后述的图5所示形式的装置。
接着，说明关于使用减压装置2的污泥减压脱气处理过程。污泥是通过污泥供给泵连续地被提供到脱气装置中的。在该减压装置2内，通过从装置上部以配管连接的真空泵，来保持总是上述5～70kPa的减压状态。被供给到该装置中的污泥，在该装置内在高速旋转的有底的筛体(ふゐい体)上受到离心力而被加速，在该筛体上被形成为薄膜状。薄膜状的污泥粒子，在减压环境下被有效地脱气，并且由于该离心力而撞击到该真空容器内的壁面上，由此可以促进脱气效果。此外，通过将污泥在上述减压环境下保持一定时间，可以抑制微生物的活化。通过这些物理性处理，可以将作为影响凝聚性及脱水性主要因素的污泥中非常细小的气泡几乎完全除去。
本发明者在特愿平11-82331《污泥中微生物不活化方法和微生物不活化装置以及污泥》中所公开的污泥处理中，也叙述了通过减压处理，可以使污泥不活化以及减轻污泥中的气体成分。该专利申请中，虽然是以使微生物不活化为目的而采用减压条件的，但在本发明中把将微生物的活化抑制在某种程度而进行的减压处理作为一个特征。也就是说，本发明者发现，通过将作为对象的污泥置于减压装置2内的压力为5～70kPa的减压状态下不到15分钟的时间，就可以抑制微生物的活化，由此得到了本发明。本发明的目的在污泥的浓缩性、凝聚性和脱水性上虽然与上述专利申请是共同的，但是即使不加载到可使微生物达到不活化程度的能量，也可以达成这些目的，并且在后阶段的处理中，微生物的完全不活化可能会引起一些其他问题，因此采用了这些条件。
由本发明者所申请的特愿平11-82331中的污泥中的微生物的不活化方法中，记载了“本发明的……(中间省略)……微生物不活化方法并不能杀灭污泥中的微生物，而是可以使污泥中的微生物在大约24小时～48小时左右的时间内不活化”这样的内容。这里，所谓“微生物不活化”的表现，意思就是，“降低微生物的活性，就是使微生物在具有活性时因生物代谢原本可能产生的硫化氢及二氧化碳等气体成分的产生量，在至少大于24小时～48小时的时间内为零、或者大幅度地减少”。这里，微生物几乎不释放由于自身代谢而产生的气态物质的状态被推断是由于减压及冲撞等的剪切力而使微生物受到物理损伤，由此招致微生物的灭亡，或者是成为尽管没有灭亡却不进行通常的生物代谢的状态。
本发明者在申请特愿平11-82331之后的研究中，较详细的研究了微生物的不活化处理和污泥的重力浓缩性及污泥水质的变化，结果发现，若进行微生物的不活化处理达到某个级别以上，污泥的性状就会产生变化，因此从整个水处理过程来判断具有不妥的一面，而且，查明对于污泥的沉降性而言，即使微生物的不活化处于某个级别以下时，也可以达到足以令人满意的沉降性能。
图5是该数据的一部分。图中分别表示了通过减压装置对污泥进行减压处理时的微生物活化率(图5A)、减压处理后的沉降浓缩倍率(图5B)、以及减压处理后的污泥中溶解性磷浓度的比率(相对于减压处理前)(图5C)。这里“微生物活化率”的定义是，不进行减压处理时，污泥中的微生物在48小时内所产生的气态物质(气体)的量为100，其与各减压条件下减压处理后48小时内所产生的气态物质(气体)的量的相对比率(％)。
减压处理时间越长，微生物活化率越低，沉降浓缩倍率以及溶解性磷相对比率越高。若使微生物完全不活化，参照微生物活化率的图5A，减压时间必须大于30分钟，在不到15分钟的减压处理时间中，可以说微生物的不活化是不完全的。然而，本发明的目的之一是提高减压处理后的污泥的沉降浓缩性，因此只要是在改善了沉降浓缩性的范围内，即使微生物的不活化不完全也可以。这就意味着，可以缩短减压处理时间，且可以使装置结构紧凑，有利于节省装置的制造成本。而且，若对微生物长时间进行减压处理，细胞壁破裂的微生物数量增加，在微生物的菌体内所存在的溶解性磷等成分很容易溶解到菌体外。若污泥中的溶解性磷浓度增加，则污泥的脱水滤液中的磷浓度增加，最后这些磷还要作为回流水返回到水处理系统而被处理。
近年来，下水处理厂中的去除磷和氮的对策成为非常重要的课题，其中必须要将回流水中的磷浓度限制在最小范围内。由于上述原因，将通过减压处理而使微生物活性限制在所需的最小限度的水平的本发明的处理过程，与单纯的使微生物不活化的方式相比较，会呈现出很多优点。
图6表示的是适用于本发明减压处理过程的连续脱气装置(减压装置)。该连续脱气装置在真空容器21内部上方设有旋转筛27，在其中心开设有供给管24的供给口，以将需要脱气的污泥供给至旋转筛27。真空容器21的形状是，在上方具有圆筒状内壁，其下方具有连续的圆筒状容器的驻留部29。盖22上、在向真空容器21内突出的间隔体23中央，设有主轴26，在主轴26的下端，固定设有旋转筛27，该旋转筛27是由冲孔板制成的筒状筛体27a和圆板27b构成的筛体。
污泥从供给管24下落至由马达M进行转动的旋转筛27上，在由于离心力而在半径方向上被加速的状态下，在通过筛的细孔时以及通过以后成为具有速度的粒子，并撞击到真空容器的内壁，从而进行第一次脱气。通过旋转筛27的污泥，驻留在下部的驻留部29，并接受在减压环境下的减压处理，并通过图未示的泵，被上部的抽出管30a或者下部的抽出管30b进行连续的牵引。真空容器21内的气相部，通过图未示的真空泵从排气管31排气，在本发明的减压处理中，压力被保持在5～70kPa的减压环境中。而且，在该装置中，为了抑制(限制)微生物的活化，必须接受预定时间的减压处理，因此，要具备控制容器中的驻留时间的流量控制机构、和液面位置控制机构。
此外，上述浓缩型凝聚反应槽4，可以使用例如图7～图9所示的装置。该浓缩型凝聚反应槽4，如图7的纵剖面图所示，在槽的上壁由过滤网33构成的槽本体32的内部上方，配设有通风管35，在下方配设有被轴44支撑的搅拌叶片45。污泥与来自聚合物供给管37的聚合物一起从凝聚反应槽下部的污泥供给管36被供给，在槽本体32内通过搅拌叶片45进行搅拌从而进行凝聚反应，该凝聚物被过滤网33过滤，通过过滤网33的分离水进入分离水驻留部34，经过立起管38、伸缩阀48，从分离水流出管49流出。由于被过滤网33阻止其通过的污泥会淤积在过滤网33的筛孔上，因此可以使设于内侧的一级刷40和设于外侧的二级刷41旋转，来清扫过滤网33。
由于污泥通过过滤网33的过滤而被浓缩，因此可以从槽本体32的液面附近开口的浓缩污泥流出管39将浓缩污泥排出。
过滤网33具有如图9所示的结构，由楔形金属丝52和支撑杆53构成，虽然图中只表示出相当于上述一级刷40的刷54，通过将该刷54沿着过滤网33的内面进行圆周旋转、移动，而使刷54的毛55进入过滤网33的筛眼进行刮擦，从而将淤积在过滤网33筛眼上的凝聚污泥刮除。通过这样的作用就可以连续的进行凝聚污泥的浓缩。
图8是表示其他形式浓缩型凝聚反应装置的纵剖面说明图，浓缩污泥流出管39被直接安装在过滤网33上，其穿过滤网33，并在凝聚反应槽内开口。通过沿着过滤网33内面旋转的刮板51可以刮掉过滤网33内面的浓缩污泥，然后将聚集的浓缩污泥从其开口，通过浓缩污泥流出管39排出到外部。
下面，说明包括污泥的减压脱气处理的处理过程。
有机污泥1通过图未示的污泥供给泵被连续的供给到脱气装置2中。该脱气装置2内，通过从脱气装置2上部被管线连接的图未示的真空泵，通常保持在压力5～70kPa的减压状态。
被供给至该装置2的污泥1在该装置2内被供给到筛27上，该筛27与主轴相结合并高速旋转，在圆板上的周围具有成为筛体的周壁，并且受到离心力而被加速，在该圆板上呈薄膜状。成为该薄膜状的污泥粒子，在真空下被有效地脱气，而且，由于该离心力而与该真空容器内的壁面撞击，由此而促进了脱气效果。通过这些物理处理，几乎可以完全去除那些作为影响凝聚性及脱水性主要因素的、污泥中非常细小的气泡。此外，也可以根据所供给污泥中的污物量及污泥性状的条件省略该筛体。
通过筛27的污泥，滞留在驻留部29之后，从抽出管30a或30b被抽出来。这时，在减压装置2内，为了限制污泥中微生物的活性，要进行不到15分钟的减压处理。因此，受到该减压处理后的污泥，在后阶段的处理过程中可得到足够的沉降性，同时，也可以防止由于污泥中的微生物存在着某种程度的活性，由此而导致分离水等中溶解性磷浓度的增加等不良影响。
被脱气后的污泥被连续地从该脱气装置2的下部抽出到系统外。这时，最好是在含有浮游性悬浊物的液体中，在减压状态下，使从液体中产生的气泡附着在浮游性悬浊物上，和该气泡一起上浮浓缩后的污泥从上部的抽出管30a被抽出。而且，同时将浮游性悬浊物浓度降低的残留液体从设在驻留部29下部的抽出管30b抽出。这样，该装置2中，位于水面附近的液体和底面附近的液体可以分别被连续地从容器内排出。
下面，说明后阶段处理过程。实例1中，对于流入污泥1，将在上述减压装置2中进行了脱气处理的脱气处理污泥3在重力浓缩槽9中进行重力浓缩。而且，将经过重力浓缩的污泥10导入凝聚反应槽11中而生成凝聚絮状物(凝集フ口ツク)6。在凝聚反应槽11中，将经过分离的分离水5作为上部澄清水分别送入水处理系统。凝聚絮状物6经过脱水装置7被脱水，从而得到脱水饼8。
在实例2中，将流入污泥1通过减压装置2进行减压脱气处理后的污泥被导入浓缩型凝聚反应槽4。浓缩型凝聚反应槽4最好使用图7至图9所示的浓缩型凝聚反应装置。该浓缩型凝聚反应槽4是，可使被处理液体的凝聚、分离及浓缩在单一的装置中进行的、配置有浓缩用过滤网的浓缩型凝聚反应装置。从该浓缩型凝聚反应槽4下部导入的脱气处理污泥，与同样从该浓缩型凝聚反应槽4下部导入的高分子凝聚剂，在该浓缩型凝聚反应槽内部被混合搅拌，而形成凝聚絮状物6。这时，由于污泥已经被脱气，就不存在阻碍污泥粒子与凝聚剂接触的细小气泡，因此可以使凝聚剂与污泥粒子高效结合，从而减少凝聚剂的注入率。凝聚絮状物6被该浓缩型凝聚反应槽内壁的浓缩过滤网过滤，并从该浓缩型凝聚反应槽4排出分离水5。在此过程中，凝聚絮状物被浓缩至污泥浓度的2～5倍左右。被浓缩后的凝聚絮状物6从浓缩污泥流出管被排出到系统外。然后，将凝聚絮状物导入脱水装置7。这时，由于生成了经过脱气处理的污泥和凝聚剂很好地结合的凝聚絮状物6，因此脱水饼8的含水率比通过以往方式所得到的要低。
本处理过程中，可以不使用以往处理方式中所使用的重力浓缩槽及离心浓缩机，因此，无需这些装置所需的空间及动力费用等。而且，由于减少了在污泥处理厂内的驻留时间，因此大幅减轻了在处理厂内所产生的来自污泥的臭气成分。此外，由于在污泥的减压脱气处理阶段，是在限制微生物活性的状态下进行处理的，因此可以防止分离水磷浓度增加等的，使微生物完全不活化时的危害。
实例3特别适用于将油分等成分含量较多的污泥作为对象污泥的情况。由于在减压装置2内所产生的上浮气泡，附着在浮游性固体物质或者极性较小的油性成份等上，而使得假比重(第三比重)减小，因此，这些物质与气泡一起上浮至悬浊液水面附近，在水面附近形成上浮浓缩污泥层。该上浮浓缩污泥层被浓缩污泥排出泵连续地排出到系统外。被除去该悬浊液中的浮游性固态物质一部分后的下部分离液，从该容器下部被下部分离液排出泵连续地排出到系统外。
通过在该容器内接收来自供给泵、上浮浓缩污泥排出泵、下部分离液排出泵等的流量计或安装在装置内的水平计的信号，由调节计可以调节各泵的流量，由此来进行控制而使其总是保持一定水位。该容器内，实施减压处理后的上浮浓缩污泥和下部分离液，都在减压环境下，将溶解于该悬浊液中的硫化氢及甲硫醇等大部分气体成分除掉。因此，可大幅减少臭气，并可大幅减少后阶段凝聚反应槽4中的凝聚处理、及在脱水装置7中的脱水处理中所产生的臭气成分。
在减压装置2中被分离的浓缩污泥，虽然也有被直接导入凝聚反应槽4中与高分子凝聚剂进行混合搅拌的情况，也可以在送往凝聚反应槽4之前将其先送入混合槽12。在减压浓缩装置2中，虽然被分离的下部分离液的性状与原悬浊液的性状有所不同，但在该下部分离液中的悬浊物浓度较低的情况下，可以将其作为浓缩分离液送至水处理工序进行处理，在悬浊物浓度较高的情况下，可将其作为下部分离污泥在传统型的重力浓缩槽中进行重力沉降浓缩。由于该下部分离污泥由减压浓缩装置2进行了减压处理，因此妨害沉降性的细小气泡等显著减少从而该下部分离污泥中的悬浊物具有非常好的沉降性。由重力浓缩槽浓缩的沉降浓缩污泥，与被减压浓缩装置2分离的上浮浓缩污泥在混合槽12中混合，由此而得到的最后的浓缩污泥13，被送到后阶段的凝聚反应槽11中进行凝聚。这时，该浓缩污泥被进行了减压处理，因此阻碍污泥粒子与凝聚剂相接触的细小气泡极少，所以由于可以高效的使凝聚剂与污泥粒子相结合因而有望减少凝聚剂的注入率。
接着，将凝聚絮状物6导入脱水装置7中，而生成脱水饼8。这时，由于生成了通过减压处理而使污泥与凝聚剂牢固结合的凝聚絮状物6，因此脱水饼8的含水率比以往方式的低，且处理性能提高。由于采用本处理过程，根据污泥性状，可以不使用在以往处理方法中所使用的重力浓缩槽及离心浓缩机来进行污泥的浓缩，因此也无需这些装置所需的空间及动力费用等，而且，由于污泥在处理厂驻留的时间减少，因此在处理厂内所产生的来自污泥的臭气成分也大幅降低。此外，在污泥的减压脱气处理阶段，由于是在限制微生物活性的状态下进行处理的，因此可以防止分离水的磷浓度增加等的、使微生物完全不活化时的危害。
此外，当与作为处理对象的液体中所含有的悬浊物浓度无关，且油份含量较多的情况下，可以通过使用本系统的减压浓缩装置2来进行油份的浓缩。一般在多数情况下，油分的比重与水相比要小，但在乳浊液的状态下水和油很难被分离。这种情况下，将液体置于减压状态时，从液体中产生的气泡没有极性，因此这些细小的气泡很容易附着在极性很小的油分等上并上浮，最终与水分分离。通过应用该原理可以使油分从液体中进行上浮浓缩分离。
实施例
下面说明关于本发明实例1、实例2、实例3的处理设施运转结果的一个例。但是，本发明并不只限于该实施例。
传统方法与本发明实例1、实例2、实例3的处理设施，都是将多个下水处理厂中所产生的污泥通过管道输送到一个污泥处理厂，由此来进行集中的污泥处理。
以往的污泥处理设施，具备：重力浓缩槽9，其接收从多个下水处理厂的管道送来的污泥，并进行重力浓缩，而得到浓缩污泥10；凝聚反应槽11，将高分子凝聚剂与来自重力浓缩槽9的浓缩污泥10混合，而得到凝聚絮状物6并将其排出；带式压力型脱水装置7，将来自凝聚反应槽11的凝聚絮状物6进行脱水，并将其作为脱水饼8排出。
本发明实例1中的处理设施，具备：减压装置2，将从管道中接收的污泥1进行减压脱气处理；重力浓缩槽9，将进行过减压脱气处理的污泥进行重力浓缩而得到浓缩污泥10；凝聚反应槽11，将高分子凝聚剂与来自脱气装置2的污泥混合而得出凝聚絮状物6，并将其排出；带式压力型脱水装置7，将来自凝聚反应槽11的凝聚絮状物进行脱水，再将其作为脱水饼8排出。这里，在减压装置2中，是在压力为5～70kPa的减压环境下进行不到15分钟的减压脱气处理。
本发明实例2中的处理设施，具备：减压装置2，将从管道中接收的污泥1进行减压脱气处理；浓缩型凝聚反应槽4，将高分子凝聚剂与来自脱气装置2的污泥混合而制出凝聚絮状物6的同时，进而将分离水排出；带式压力型(ベルトプレス型)脱水装置7，将来自浓缩型凝聚反应槽4的凝聚絮状物6进行脱水，再将其作为脱水饼8排出。同样，在减压装置2中，是在压力为5～70kPa的减压环境下进行不到15分钟的减压脱气处理的。
本发明实例3中的处理设施，具备：减压装置2，将从管道中接收的污泥1进行减压脱气处理；重力浓缩槽9，将进行过减压脱气处理的污泥中的从该减压装置2的底部抽出的脱气处理污泥3a进行重力浓缩而得到浓缩污泥15；浓缩污泥混合槽12，将进行过减压处理的污泥中的从减压装置2的上部抽出的上浮浓缩污泥14和在重力浓缩槽9中被浓缩的浓缩污泥15相混合；凝聚反应槽11，将高分子凝聚剂与浓缩混合污泥13混合而制出凝聚絮状物6，并将其排出；带式压力型脱水装置7，将来自凝聚反应槽11的凝聚絮状物6进行脱水，再将其作为脱水饼8排出。同样，在减压装置2中，是在压力为5～70kPa的减压环境下进行不到15分钟的减压脱气处理。
通过管道，被送到污泥处理设施的污泥1，是有机性的下水污泥，在经过长距离的输送期间，主要是由于厌氧微生物的代谢而进行发酵，从而生成了容易产生各种气体的环境。而且，由于是在压送泵进行一定加压的状态下运来的，因此所产生的气体的一部分也包含在污泥中。将该污泥通过以往的方法处理直到进行脱水的情况下，首先，在重力浓缩槽内产生大量的泡沫，对处理水产生影响。而且，在不能充分进行重力浓缩的状态下将浓缩污泥排出。此外，由于所得到的浓缩污泥还含有一些气体成分，因此在浓缩型凝聚反应槽内，不能与高分子凝聚剂有效的混合，因此为了得到充分的凝聚絮状物必须要求较高的注药率。而且，在脱水工序中，由于是原来含有大量的气体成分的污泥的凝聚絮状物，因而导致脱水性恶化、脱水饼的含水率上升。
本发明的方法中，对于通过管道送来的污泥1，直接进行减压脱气处理，将污泥中的气体成分分离至系统之外。
之后，在实例1中，将脱气处理污泥在重力浓缩槽9内进行重力浓缩而得到浓缩污泥，在后阶段的凝聚反应槽11中凝聚，再利用脱水机7进行脱水。
在实例2中，使脱气处理的污泥不经过重力浓缩，而是通过浓缩型凝聚反应装置4进行造粒浓缩，然后用脱水机7进行脱水。在实例3中，将脱气处理污泥中的、在该减压装置2内的上浮浓缩的污泥送至混合槽12，将在该减压装置2内没有上浮浓缩的污泥送至重力浓缩槽9，在该重力浓缩槽9被重力浓缩的沉降浓缩污泥，在浓缩污泥混合槽12中与上浮浓缩污泥混合，而形成混合浓缩污泥。该混合浓缩污泥13在凝聚反应槽11内被凝聚，接着由脱水机7进行脱水。由于任何经过减压处理的污泥，都被除去了污泥中的气体成分，因此，有望提高凝聚性、减少臭气、降低注药率、降低饼的含水率。而且，可以避免由于微生物的不活化而导致的危害。
表1，处理成果例
运转条件                              本发明方法      以往方法
     实例1      实例2      实例3
流入污泥的浓度   0.4～0.7％   0.4～0.7％   0.4～0.7％     0.4～0.7％
重力浓缩槽排出污泥的浓度 1.5～2.3％ - 1.8～2.5％ 0.9～1.6％
浓缩型凝聚反应槽排出污泥浓度 - 2.2～3.2％ - -
凝聚反应槽凝聚剂的添加率 0.51～0.62％ 0.45～0.55％ 0.48～0.61％ 0.59～0.78％
脱水饼的含水率   76.2～79.8％   75.5～78.8％   75.1～78.3％     79.2～82.5％
   SS回收率*)   74～89％   96～99％   76～91％     51～75％
从污泥散发的H2S的浓度 0.7～3.1ppm 0.3～2.4ppm 0.5～2.8ppm 15～120ppm
从饼散发的H2S的浓度 0.1～0.7ppm 0.1～0.2ppm 0.1～0.9ppm 3.5～46ppm
*)该SS回收率为各个处理过程整体的回收率。
下面，说明表1的处理成果例。
在用以往方法处理时，由于在重力浓缩槽中，流入污泥含有大量的气体成分，因此会产生泡沫，并导致重力浓缩槽机能下降，在重力浓缩槽排出的污泥浓度为0.9～1.6％。在后阶段的凝聚反应槽中的凝聚剂添加率为0.59～0.78％(toSS)，重力浓缩槽的SS回收率为51～75％，脱水饼的含水率为79.2～82.5％。
本发明的三个实例中任何一个都可以使处理性能在凝聚剂添加率上降低大约0.1～0.2个百分点，在饼的含水率上降低大约4个百分点，在SS回收率上提高大约20个百分点。
而且，在所有这些处理过程中，为了对所产生的臭气成分的量进行相对的比较，将作为测定对象的污泥如下述那样设定以测定H2S的浓度。分别采用本发明的处理过程中从减压装置2排出的脱气污泥、和使用以往方法的处理过程中投入到重力浓缩槽9之前的污泥各1L(升)，直接装入臭气袋，并加入1L(升)空气，使液相：气相＝1：1(体积比)，然后将其密封。
另外，测量25℃下、在各处理过程中所滞留的时间段(本发明的处理过程＝1小时，以往方法＝9小时(重力浓缩槽8小时+浓缩污泥驻留槽1小时))内，静置以后所产生的气相的H2S的浓度。对于脱水饼，将各处理过程中所得到的脱水饼提取干燥物重量30g，直接装入臭气袋，并加入空气1L(升)进行密封。然后，只测量在25℃下静置1小时以后所产生的气相H2S的浓度。
结果是，采用以往方法从污泥散发的H2S浓度为15～120ppm，而本发明三个实例中的任何一个都在约3ppm以下。采用以往方法从饼散发的H2S浓度为3.5～46ppm，而本发明的实例中大约为1ppm，可见，由此可大幅度抑制污泥和饼所产生的臭气。
如以上详细说明，若为本发明，针对在下水处理厂及各种排水处理设备中所产生的有机污泥，将包含因极其强烈的腐败而产生的大量气体成分的污泥进行减压脱气，然后在重力浓缩槽或浓缩型凝聚反应槽中进行浓缩，通过采用这种方法，可以大幅度减少处理厂内所产生的来自污泥的臭气成分，也可以大幅减少需要添加在污泥中的凝聚剂的添加量，而且，有望在脱水处理中，降低脱水饼的含税率。此外，由于在减压脱气处理中为限制微生物的活性，因此可以避免因微生物的不活化(不活性化)而产生的危害。
而且，由于可以省略作为以往污泥处理的第一阶段的浓缩工序，因此可以有望削减设备费用以及运输成本。
产业上的可利用性
本发明适用于下水处理厂及各种排水处理设备等中的液体处理领域，该液体需要对液体中的浮游性悬浊物或油分等进行浓缩处理。若采用本发明，可以提高污泥的重力浓缩性、凝聚性及脱水性，并可减少臭气产生量。

Claims (22)

1.液体处理方法，其特征在于：在将液体中的浮游性悬浊物浓缩或凝聚之后再进行脱水的过程中，
进行减压处理，即，在将上述液体置于减压的状态下，使该液体中所包含的气体以及该液体中所溶解的气体成分的一部分转变成气相，并且限制该液体中微生物的活化，在进行该减压处理之后，使上述液体中的污泥浓缩或凝聚后再进行脱水。
2.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：限制上述液体中微生物活化的减压处理是，将上述液体置于压力为5～70kPa的减压环境中不到15分钟的时间。
3.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入重力浓缩槽中进行重力浓缩，再将经过该重力浓缩的污泥由脱水机脱水。
4.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入凝聚反应槽中进行凝聚，然后将经过该凝聚处理的污泥由脱水机脱水。
5.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：在进行上述减压处理之后，将上述液体导入重力浓缩槽中进行重力浓缩，然后将经过该重力浓缩的污泥导入凝聚反应槽中进行凝聚，再将该被凝聚的污泥由脱水机脱水。
6.如权利要求4所述的液体处理方法，其特征在于：作为在上述脱水机的前一阶段所使用的凝聚反应槽，可将在该凝聚反应槽内所生成的分离水的一部分排出到系统外，由此来提高投入到脱水机的凝聚污泥的浓度。
7.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：上述减压处理所用的装置，是与液体供给泵、真空泵、以及液体抽出泵相连接的密闭容器，在该容器内，在减压状态下将所供给的液体形成为薄膜状，并且在对液体施加剪切力的同时进行脱气。
8.如权利要求7所述的液体处理方法，其特征在于：用于上述减压处理的装置，可以进行液体的连续供给及连续排出。
9.如权利要求4所述的液体处理方法，其特征在于：浓缩型凝聚反应槽，由槽下部供给液体和凝聚剂，通过在槽内旋转的搅拌机，将液体和凝聚剂混合，通过在槽上部所设置的圆筒型分离过滤网，可以只将分离水排出到系统外，并将分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离。
10.如权利要求9所述的液体处理方法，其特征在于：可以使将上述分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离用的刮板介由减速机与上述搅拌机相连接并旋转。
11.如权利要求7所述的液体处理方法，其特征在于：对于被导入上述减压处理所使用的密闭容器中的液体，可以将该容器内水面附近位置的液体、和底面附近的液体分别并连续地排出至该容器外。
12.如权利要求11所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，使减压状态下液体中所产生的气泡附着在浮游性悬浊物上，然后将与该气泡一起上浮的浓缩浮游性悬浊物的部分或全部、和浮游性悬浊物浓度降低的残留液体分别排出。
13.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，将上述液体在减压状态下的容器内分离成水面附近的液体和底面附近的液体，将从该装置内的底面附近抽出的液体导入至重力沉降浓缩槽中，由此而形成沉降浓缩污泥，进而将该沉降浓缩污泥和从上述水面附近的液体抽出的上浮浓缩污泥混合，由此而形成最终的浓缩污泥。
14.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：将液体分离的方法是，向密闭容器内提供作为对象的液体，并使该容器内上部的气相减压，再将该容器内水面附近的液体和底面附近的液体分别并且连续地排出至该容器外。
15.如权利要求14所述的液体处理方法，其特征在于：将含有浮游性悬浊物的液体作为处理对象，在减压状态下使液体中所产生的气泡附着在上述浮游性悬浊物上，然后将与上述气泡一起上浮的浓缩后的浮游性悬浊物的一部分或全部、和浮游性悬浊物浓度降低的残留液体分别排出。
16.如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于：将有机性污泥进行脱水的方法是，将该污泥置于减压条件下进行脱气处理以后，不进行浓缩处理就直接将其导入凝聚反应槽，在该凝聚反应槽中凝聚后，再通过脱水机进行脱水。
17.如权利要求16所述的液体处理方法，其特征在于：上述凝聚反应槽使用的是浓缩型凝聚反应槽，其具有可将在该凝聚反应槽内生成的分离水的一部分排出至系统外，由此来提高投入脱水机的凝聚污泥的浓度的功能。
18.液体处理装置，其特征在于：具备密闭容器、向上述容器内提供作为处理对象的液体的机构、将上述容器内上部的气相进行减压的机构、将减压状态下的上述液体的一部分从上述容器下部连续地排出的机构、将上述液体的存在于水面附近的部分在减压状态下连续排出的机构，并可限制上述液体中微生物活化地进行减压脱气。
19.液体处理装置，其特征在于：具备减压处理装置、重力沉降浓缩槽和/或凝聚反应槽，其中减压处理装置具有，密闭容器、向上述容器内部提供作为处理对象的液体的泵、将上述容器内部保持为减压环境的真空泵、将被限制微生物活化地进行了减压处理的上述作为处理对象的液体抽出的泵。
20.如权利要求19所述的液体处理装置，其特征在于：上述减压处理装置具备一种机构，其可在上述容器内，将减压环境下所提供的作为处理对象的液体形成为薄膜状，并且对其施加剪切力。
21.如权利要求19所述的液体处理装置，其特征在于：上述减压处理装置具备可以将上述作为处理对象的液体连续供给及连续排出的机构。
22.如权利要求19所述的液体处理装置，其特征在于：使用浓缩型凝聚反应槽作为上述凝聚反应槽，该浓缩型凝聚反应槽可以由槽下部来进行污泥和凝聚剂的供给，通过在槽内旋转的搅拌机将污泥和凝聚剂混合，通过在槽上部所设置的圆筒型分离过滤网，可以只将分离水排出至系统外，并且介由减速机使刮板与搅拌机相连接并旋转，该刮板用于将分离过滤网上所附着的凝聚絮状物剥离。
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