专利名称：污泥减量方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过化学的、物理学的方法完全上消除或大量减少排水处理产生的污泥的方法和装置。
背景技术：
从下水道处理设施和家庭的净化槽等通过生物学的处理净化排水的设施中产生的剩余污泥，脱水处理后，一般作为工业废弃物埋入土壤或燃烧处理。但是，近年来为了避免埋入处理的土地不足的问题或燃烧时降低燃烧炉的温度而导致的二噁英的产生的可能性，有必要导入大规模的干燥装置，高额成本负担等成为问题。
作为剩余污泥的生物学减量法，目前已知使用需氧性、厌氧性微生物的需氧性消化法或厌氧性消化法。但是，例如，在厌氧性消化法的情况下，存在消化时间长，消化效率低的缺点，现在不太使用。
在专利文献1中，公开了通过添加碱和加热处理溶解污泥后，通过需氧性生物学的处理法减少污泥量的方法。另外，在专利文献2中，公开了加热加压处理污泥后，通过需氧性生物学的处理法减少通过破碎处理可溶化后的污泥量的方法。进一步在专利文献3中，公开了在亚临界条件下可溶化污泥后，通过需氧性生物学的处理减少污泥量的方法。但是，在任何方法中，为了在将污泥可溶化后，利用需氧性生物学的处理来代谢分解可溶化后的污泥，都有必要完全可溶化和低分子化作为构成污泥的微生物难分解性物质的细胞壁，对此，在专利文献1和专利文献2公开的方法中，由于污泥的可溶化进行的不充分，污泥的减少非常微量。另外，在专利文献3公开的方法中，由于通过高温下的气相反应生成微生物难分解性物质，被可溶化的污泥的代谢分解性差，代谢分解需要的时间变得很长，成本变得很高。
特公昭49-11813号公报[专利文献2]特开2000-354896号公报[专利文献3]特开2000-218285号公报发明的公开1.发明要解决的问题因此，本发明是在短时间内完全可溶化和低分子化构成污泥的微生物难分解性物质的细胞壁的污泥可溶化技术，提供100％减少有机污泥的方法和装置。
2.为解决问题的方法本发明的污泥减量法，其特征在于，从利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
本发明的污泥减量方法，也可以通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH至5～9。
本发明的污泥减量方法，也可以调节提取污泥的pH到8～14，将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，将该提取出的再转换污泥返送到上述调节pH到8～14的工序。
本发明的污泥减量方法，也可以通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽中投入的同时，调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第一生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，将该提取出的再转换污泥向利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽中投入，从该第二生物氧化槽中提取出至少一部分再再转换污泥，调节该再再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的该再再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再再转换污泥向上述第二生物氧化槽中返送的同时，调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
本发明的污泥减量方法，也可以通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将该调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥向上述生物氧化槽返送的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
本发明的污泥减量方法，也可以通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽中投入的同时，调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第一生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥向利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽中投入的同时，调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第二生物氧化槽中提取出至少一部分再再转换污泥，将该提取出的再再转换污泥返送到上述调节再转换污泥的pH到8～14的工序。
本发明的污泥减量方法，也可以从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，向上述排水处理装置中返送该提取出的再转换污泥。
本发明的污泥减量方法，也可以从利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向上述排水处理装置中返送的同时，调节该排水处理装置内的污泥的pH到5～9。
本发明的污泥减量方法，也可以从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置1中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2中返送的同时，调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9，从该排水处理装置2中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，将该提取出的提取污泥返送到上述调节提取污泥的pH到8～14的工序。
本发明的污泥减量方法，也可以从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置1中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，将该提取出的提取污泥向利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2中投入，从该排水处理装置2中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向上述排水处理装置2中返送的同时，调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9。
在上述任何方法中，都可以代替上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2的至少一个，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥返送或投入到利用厌氧性处理来分解可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥的厌氧处理装置或交替进行需氧性处理和厌氧性处理的间歇曝气槽。
在上述任何方法中，都可以代替将调节pH到8～14后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热，将调节pH到8～14后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥在110℃～350℃在饱和水蒸气压下进行加热。
另外在上述任何方法中，都可以从可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥和上述再再转换污泥中除去磷和/或氮。
另外在上述任何方法中，都可以通过添加碱来进行将上述提取污泥、上述再转换污泥和上述再再转换污泥的pH调节到8～14。
另外在上述任何方法中，碱都可以为氢氧化钠。
另外在上述任何方法中，都可以将上述可溶化后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥中包含的固体组分在返送或投入到上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2前进行分离，只返送或投入液体组分。
另外在上述任何方法中，都可以将上述分离后的固体组分返送到上述通过将pH调节到8～14后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态的工序。
另外在上述任何方法中，都可以将提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥的MLSS(活性污泥浮游物质浓度，下同)通过污泥浓缩装置或污泥脱水装置调节到10000mg/L～120000mg/L。
另外在上述任何方法中，都可以放流至少一部分可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥。
另外在上述任何方法中，都可以将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥用氧化剂或光催化剂进行氧化处理，或用凝集剂进行凝集沉降处理，或进行这两者。上述氧化处理或凝集沉降处理过的可溶化污泥的至少一部分可以直接放流。
另外在上述任何方法中，其特征在于，提取出至少一部分可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥，调节该提取出的污泥的pH到8～14，将调节pH后的上述污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的同时，通过超声波处理来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥、再再转换污泥向上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置、上述厌氧处理槽或上述间歇曝气槽中的任何一个中返送的同时，调节该槽或装置内的污泥的pH到5～9。
另外，本发明的污泥处理方法，也可以通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，将该提取出的转换污泥向利用厌氧的处理来进行分解的厌氧性处理槽中投入，从该厌氧性处理槽中提取出至少一部分再再转换污泥，将该提取出的再再转换污泥返送至生物氧化槽中。
本发明的污泥减量装置，其特征在于具备，利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的该再转换污泥向上述可溶化装置中投入的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化的再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将规定量的从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥返送到上述调节pH到8～14的装置中的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述第一生物氧化槽中投入的同时调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽，和将从上述第一生物氧化槽中提取出的再转换污泥投入上述第二生物氧化槽的装置，和将从该第二生物氧化槽提取出的再再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再再转换污泥向上述第二生物氧化槽中返送的同时调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化的提取污泥向上述第一生物氧化槽中投入的同时调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该第一生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再转换污泥向上述第二生物氧化槽中投入的同时调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该第二生物氧化槽中提取出的再再转换污泥返送到上述调节再转换污泥的pH到8～14的装置中的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置，和将从该排水处理装置中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从上述生物氧化槽中提取出的再转换污泥向上述排水处理装置中返送的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备通过生物学的处理分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置，和将从该排水处理装置中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述排水处理装置中返送的同时调节该排水处理装置内的污泥的pH到5～9的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置1，和将从排水处理装置1中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置1中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述排水处理装置2中投入的同时调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9的装置，和将从上述排水处理装置2中提取出的提取污泥返送到上述调节提取污泥的pH到8～14的装置。
本发明的污泥减量装置，也可以具备通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置1，和利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2，和将从上述排水处理装置1中提取出的提取污泥投入到上述排水处理装置2中的装置，和将从上述排水处理装置2中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置2中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述排水处理装置2中返送的同时调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9的装置。
在上述任何装置中，代替将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥投入或返送的上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2的至少一个，都可以具备利用厌氧性处理来分解可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥的厌氧性处理装置或交替进行需氧性处理和厌氧性处理的间歇曝气槽。
在上述任何装置中，代替将上述提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，都可以具备将该提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥pH调节到8～14的装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在饱和水蒸气压下进行加热的装置。
另外在上述任何装置中，都可以具备从可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥中除去磷的脱磷装置、除去氮的脱氮装置、用氧化剂或光催化剂进行处理的氧化处理装置或用凝集剂进行处理的凝集沉降装置中的至少一个。
另外在上述任何装置中，上述脱磷装置、脱氮装置、氧化处理装置或凝集沉降装置中的至少一个可以作为附属有上述可溶化装置、第一可溶化装置或第二可溶化装置的装置。
在上述任何装置中，上述可溶化装置、上述第一可溶化装置或上述第二可溶化装置可以作为附属于上述生物氧化槽、第一生物氧化槽和上述第二生物氧化槽的至少一个的装置。
在上述任何装置中，都可以将上述调节pH到8～14的装置设置为添加碱的装置。
在上述装置中，上述碱可以为氢氧化钠。
在上述任何装置中，都可以将在可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥中包含的固体组分在返送或投入到上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2中之前进行分离，只返送或投入液体组分。
另外在上述任何装置中，都可以具备将上述分离后的固体组分返送到将上述可溶化装置、上述第一可溶化装置或上述第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置中的装置。
另外，在上述任何装置中，都可以具备将污泥的MLSS(活性污泥浮游物质浓度，下同)调节到10000mg/L～120000mg/L的污泥浓缩装置或污泥脱水装置。
本发明的污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥利用需氧性处理进行分解的生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、废水处理装置、厌氧处理装置或间歇曝气槽、和将从该槽或装置中提取出的上述污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述槽或装置中提取出的上述污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的该污泥投入到上述可溶化装置中的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和使超声波作用于该可溶化装置内的污泥的超声波处理装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的上述污泥向上述槽或装置中返送的同时调节该槽或装置内的污泥的pH到5～9的装置。
另外，本发明的污泥减量装置，也可以具备将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将规定量的可溶化后的上述提取污泥通过需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将该生物氧化槽内的污泥的pH调节到5～9的装置，和从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥的装置，将该提取出的再转换污泥通过厌氧处理进行分解的厌氧性处理槽，和从该厌氧性处理槽提取出至少一部分再再转换污泥，并将提取出的再再转换污泥返送到生物氧化槽中的装置。
所谓“剩余污泥”，为在通过生物学的处理来代谢分解有机物的排水处理中新生成的剩余的微生物，如果这种微生物过剩增加，则污泥混合液的固液分离就变得困难，所以有必要除去。所谓“提取污泥”，为从排水处理装置向系统外提取出的污泥，也可以包含剩余污泥。所谓“再转换污泥”，为在生物学处理可溶化后的提取污泥的过程中生成的污泥，也可以包含提取污泥。所谓“再再转换污泥”，为在生物学处理可溶化后的再转换污泥的过程中生成的污泥，也可以包含再转换污泥。所谓“微生物”，意味在通过生物学的处理分解有机物时发挥作用的所有微生物。在一般的有机排水的生物学处理中使用需氧性的微生物，除产碱菌属、杆菌属、埃希氏菌属、黄质菌属、假单胞菌属、动胶菌属等的细菌外，还包含一些丝状真菌、纤毛虫类、轮虫类等的原生动物。在本发明的方法中使用的微生物中，除上述一般的微生物外，还包含其它的需氧菌、兼性厌氧菌、和厌氧菌。例如，可以列举出以需氧菌为主体的酵母菌、子囊菌和纤维素分解菌、以兼性厌氧菌为主体的蛋白质分解菌、乳酸菌和枯草菌、以及以厌氧菌为主体的光合成菌、氮固定菌、醋酸菌和丁酸菌等。
所谓“生物氧化槽”，是为将通过需氧的生物学处理可溶化后的污泥进行代谢分解的槽。另外在生物氧化槽中不包含第一生物氧化槽和第二生物氧化槽。
所谓“厌氧处理装置”，是用于进行通过厌氧的生物学处理将可溶化的污泥代谢分解的装置。
所谓“需氧性处理”，意味主要使用需氧菌代谢分解有机物，主要使用需氧菌即可，不规定具体的方法。所谓“厌氧性处理”，意味主要使用厌氧菌分解处理有机物，主要使用厌氧菌即可，不规定具体的方法。“排水处理装置”意味生物学地代谢分解有机排水的装置，包含原水槽、曝气槽、固液分离装置。另外在排水处理装置中不包含排水处理装置1和排水处理装置2。
所谓“可溶化污泥至微生物易分解的状态”，最重要的意味着将构成污泥的物质、特别是构成细胞壁的物质可溶化和低分子化至容易通过微生物的细胞膜的程度，但也可以不必完全可溶化和低分子化。
所谓“可溶化装置”，意味着通过在可溶化装置内设置的加热装置对调节pH后的污泥进行加热来将污泥可溶化至微生物易分解的状态的装置，也可以具备将对可溶化装置内的污泥的压力维持在饱和水蒸气压或其以上的加压装置。另外所谓可溶化装置不包含第一可溶化装置和第二可溶化装置。
所谓“加热”，是维持温度在110℃～350℃的范围，包括温度上下的变化。
所谓“固体组分”，意味着在通过可溶化处理可溶化后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥中含有的浮游物质和/或固体。所谓“液体组分”，意味着从通过可溶化处理可溶化后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥中，除去固体组分的残留物。
所谓“氧化剂”，是为分解难生物分解性物质，除臭等使用的化学氧化剂，例如，过氧化氢、氯、次氯酸、过硫酸离子、过碳酸、臭氧等。另外，所谓“光催化剂”，是通过太阳光或荧光灯等照射的光而被活性化产生过氧化物阴离子或羟基自由基的催化剂，可以列举出例如氧化钛(TiO2)等。这种光催化剂，可以使用例如，在由金属、陶瓷或它们的混合体构成的载体的表面担载有氧化钛或含有氧化钛的复合材料的催化剂，优选使用形成了附着有氧化钛作为被覆层的被膜的催化剂。虽然载体的形状怎样都可以，但为增大催化剂层的表面积，优选在球状的粒子表面形成了氧化钛被膜的催化剂，制做在石英玻璃等的透明材料中填充这些物质的柱，在柱中流动液化污泥的同时使用紫外灯照射紫外线。上述氧化钛被膜粒子可以用各种方法制作，例如，在本领域技术人员公知的溶胶·凝胶法、粘结法、鼓风法等。
所谓“凝集剂”，可以为无机凝集剂或高分子凝集剂的任一个，可以用于难分解性物质的除去等。在无机凝集剂中有铝盐类和铁盐类，作为铝盐类，可以列举出例如，硫酸铝、铝酸钠、铝酸镁、聚氯化铝等。作为铁盐类，有硫酸亚铁、硫酸铁、聚硫酸铁、氯化铁等。另外，有明矾、氢氧化钙、飘尘等。作为“高分子凝集剂”，可以列举出藻酸钠、CMC钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酰胺部分水解物、马来酸共聚物等。这些可以单独使用，或也可以将两种或其以上组合使用。
所谓可溶化装置、第一可溶化装置或第二可溶化装置附属在生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、脱磷装置或脱氮装置上，意味着可溶化装置本身不带有泵等的机器，依存于在这些槽或装置中存在的泵等机器而动作。
所谓在将可溶化后的污泥返送或投入到生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、排水处理装置、排水处理装置2或厌氧性处理装置中的同时调节该生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、排水处理装置、排水处理装置2或厌氧性处理装置内的污泥的pH到5～9，意味着可以在将可溶化后的污泥投入或返送之前或之后，或在返送或投入的同时通过向生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、排水处理装置、排水处理装置2或厌氧性处理装置中加入酸等，调节该生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、排水处理装置、排水处理装置2或厌氧性处理装置内的污泥的pH。
为将调节pH到8～14后的污泥通过加热和加压可溶化至微生物易分解的状态的必要的温度，优选为110℃～350℃、更优选为110℃～300℃、进一步优选为110℃～250℃、更进一步优选为110℃～190℃、最优选为110℃～149℃，压力优选高于饱和水蒸气压。
3.发明的效果本发明的污泥减量方法和装置因为将提取污泥的pH调节到8～14，通过在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来将污泥可溶化至微生物易分解的状态，将可溶化后的污泥的pH调节到5～9，在生物氧化槽中进行需氧性处理分解，所以不产生未分解的残渣，可以经济地减少污泥。
进一步具体的，构成生物氧化槽内的污泥的微生物，为代谢分解可溶化处理后的提取污泥，有必要充分地可溶化和低分子化至通过微生物的细胞膜的程度的大小。但是，用现有提案的物理化学方法进行可溶化处理，由于提取污泥被充分可溶化和低分子化的比例少，所以可溶化处理过的提取污泥能容易通过微生物的细胞壁的比例少。由于没有充分地可溶化和低分子化，不能通过微生物的细胞膜而没有被代谢分解的污泥，由于微生物分泌的酶，虽然可溶化和低分子化被逐渐促进，但是其速度非常慢，所以需要相当多天、例如数月的时间，在经济方面不合适。另外，如果在没有被充分地可溶化和低分子化的提取污泥残存的状态，每天继续提取污泥的可溶化处理，则没有被充分地可溶化和低分子化的污泥就残留在生物氧化槽中并逐渐增加。其结果，生物氧化槽内的微生物的比例减少，逐渐失去活性，最终通过微生物进行的可溶化处理后的提取污泥的代谢分解变得不可能。但是，在本发明的污泥减量方法和减量装置中，通过对提取污泥添加碱和在高于饱和水蒸气压的压力下的加热将其充分可溶化和低分子化至容易通过微生物细胞膜的程度，可溶化至微生物易分解的状态后返送至生物氧化槽中，在这里由于通过构成污泥的微生物有效地代谢分解，可以非常有效地减少污泥，经济性、安全性、和装置的紧凑性优良。另外污泥减量效果稳定，不论提取污泥的种类，原水中的有机物以未分解的状态存在于提取污泥中也没关系。另外，根据本发明的污泥减量装置的维护也非常容易，设备运转费与其它物理化学的方法相比显著低。
另外，在本污泥减量方法中由于在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热，可以抑制水的离子积的降低，所以通过液相反应高效地进行水解，可以100％可溶化有机物。在饱和水蒸气下加热时，由于液相反应和气相反应同时进行，在液相反应中通过水解反应可溶化和低分子化后的污泥在气相反应中进行结合和高分子化，生成微生物难分解性物质，所以可溶化率低，另外，由于含有很多微生物难分解性物质，所以通过构成污泥的微生物进行的代谢分解所需时间变长。
在本发明的污泥减量法和装置中在调节pH到8～14并在高于饱和水蒸气的压力下加压时，为了可溶化至微生物易分解的状态的必要温度，从成本方面优选为110℃～300℃、更优选为110℃～250℃、进一步优选为110℃～190℃、最优选为110℃～149℃。
进一步在本发明的污泥减量法和装置中，通过设置污泥浓缩装置或污泥脱水装置，预先调节要向生物氧化槽和可溶化装置中投入的污泥的浓度时，可以减小生物氧化槽和可溶化装置的容积，可以减低初期成本。另外，也可以降低为调节pH的初期成本和设备运转费。
在本发明的污泥减量法和装置中，通过装备脱磷装置或脱氮装置除去污泥中的磷或氮时，可以防止处理后的排水的水质污浊，可以消减成本。更具体地，磷和氮的排出引起河川和湖沼等的水环境的富营养化，破坏环境，所以磷、氮的排出基准年年变得严格，人们一直在寻求对策。目前，氮主要采用生物学脱氮作为氮气放散到大气中的方法，但是由于为依存生物代谢的方法，所以有必要进行温度和溶存氧的浓度等的条件的设定，有必要设置大的脱氮槽。另外，作为在脱氮反应中必要的氢供给体，有必要大量添加甲醇，所以花费很大费用。但是，在本发明的污泥减量方法中，在污泥减量工序中脱氮处理在可溶化污泥中含有的氮时，作为氢供给体可以使用可溶化污泥。另外，由于可溶化污泥被显著浓缩，没有必要设置用于脱氮反应的大的脱氮槽，所以可以显著经济地进行脱氮。另一方面，磷利用在污泥中被吸附的性质与剩余污泥一起作为废弃物排出系统外，或在厌氧条件下从污泥中溶出后，用化学的方法除去。与此相对，在本发明的污泥减量方法中，在污泥减量工序中可溶化后的污泥中使用凝集剂，例如石灰、铁类凝集剂或铝类凝集剂等可以将磷凝集除去，可显著经济地进行脱磷处理。
附图的简单说明
图1，为根据本发明的第一实施方式的污泥减量装置的概略图。
图2，为显示根据本发明的第一实施方式的污泥减量装置的概略构成的图。
图3，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图4，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图5，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图6，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图7，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图8，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图9，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图10，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图11，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图12，为显示污泥的85％可溶化需要的加热温度和时间的关系的图表。
图13，为显示污泥可溶化的可溶化率与处理时间的关系的图。
图14，为显示将可溶化污泥作为BOD源添加到活性污泥中时的氧消耗量的曲线图。
图15，为显示减量污泥的累积与处理天数的关系的曲线图。
图16，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
图17，为显示本发明的一实施方式的概略构成的图。
1 污泥减量装置2 生物氧化槽3 可溶化装置4 碱供给装置5 酸供给装置6 污泥供给线7 碱供给线8 液化污泥投入线9 酸供给线10，11 泵12 排水投入线实施发明的最佳方式以下，对本发明的污泥减量方法，参照图1到图4进行说明。
图1为根据本发明的一实施方式的污泥减量装置的概略图。污泥减量装置1，为具备通过需氧性处理来分解可溶化后的污泥的生物氧化槽2、将污泥可溶化至微生物易分解的状态的密闭的可溶化装置3、将投入到生物氧化槽2中的剩余污泥提取出至可溶化装置3的污泥供给线6、在污泥供给线6中设置的泵10、碱供给装置4、向从生物氧化槽2中提取出的污泥中从碱供给装置4添加碱的碱供给线7、在碱供给线7中设置的泵11、将可溶化装置3内的已可溶化至微生物易分解状态的污泥返送至生物氧化槽2的液化污泥投入线8、酸供给装置5、从酸供给装置5向生物氧化槽2中添加酸的酸供给线9的装置。向生物氧化槽2中投入的剩余污泥，通过污泥供给线6从生物氧化槽2向可溶化装置3中提取出。从可溶化装置3提取出的污泥，通过使泵11动作通过碱供给线7被添加碱，在液化装置3中在高于饱和水蒸气压的压力下被加热，被可溶化，被BOD化。通过在碱供给线7中设置的泵11，优选从可溶化装置3提取出的污泥的pH被调节到8～14。另外在可溶化装置3中的加热，优选在110℃～350℃进行。通过添加的碱的催化作用，可溶化装置中的污泥被可溶化，BOD化。即，本发明的污泥减量，是通过碱的催化作用将可溶化后的污泥作为BOD源返回到生物氧化槽中来谋求污泥的减量的。
图1中所示的污泥减量装置1，也可以具备浓缩剩余污泥并调节污泥的MLSS的污泥减量装置或污泥脱水装置(无图示)，这时投入到生物氧化槽中的污泥的MLSS可以优选调节至10000mg/L～120000mg/L，所以可以有效地通过需氧性处理分解剩余污泥，另外由于可以提高投入到生物氧化槽中的污泥的浓度，所以可以减小生物氧化槽。另外由于可以减小可溶化装置，降低了用于加热的成本。进一步，由于在可溶化装置和生物氧化槽中添加的碱和酸的量少即可，对环境温和，在经济上也有利。
在图1中，在可溶化后的污泥的pH接近中性时或生物氧化槽内为酸性时，也可以不设置向可溶化后的污泥中添加酸调节污泥的pH的酸供给装置5，这时能够更简易、迅速且经济地处理污泥。
另外，在可溶化装置3中，由于在110℃～350℃下，在高于饱和水蒸气压的压力下进行加压，可以抑制气相反应促进液相反应，可以通过热分解等抑制生物难分解性物质的生成和油化。因此，由于温度上升导致获得热能而提高化学反应速度，所以在短时间内的处理变得可能。另外通过在高于饱和水蒸气压下加压可以抑制水的离子积的降低，所以可以有效地进行加水分解反应。
另外，在图1中污泥减量装置1，也可以具备脱氮装置和脱磷装置(无图示)的至少一个，这时通过将污泥液状化与目前的方法相比可有效除去污泥中的氮·磷，进而可以对环境温和地处理污泥。氮的除去方法随氮的形态而改变，例如除去氨态的氮时，目前广泛使用氨气气提法，该方法是利用在排水处理过程中氨以高浓度存在时，主要提高排水或污泥混合液的pH后进行曝气，作为氨气放散到气相中而除去。与此相对，在本发明的污泥减量装置中设置有脱氮装置时，在污泥中添加碱，在调节pH后进行加热分解，所以如果在中和液化处理后的液化污泥前进行曝气，可以除去氨态的氮，另外也可以除去在已有的处理装置中原本存在的氨态氮。另外在除去硝酸态·亚硝酸态的氮时，在排水处理过程中存在的多数氮在需氧的生物处理过程中经由亚硝酸态氮变换为硝酸态氮。除去这些的主要的现有方法为生物学的脱氮法，在厌氧条件下通过脱氮菌的还原作用可以用所谓硝酸→亚硝酸→氮气(向大气中放散)的过程中除去。但是，在这个生物反应的进行中，需要充分的氢供给体，通常使用甲醇作为氢供给体。与此相对，在本发明的污泥减量装置中具备脱氮装置时，可以将液化污泥作为氢供给体利用，因此可以消减脱氮中需要的甲醇的成本。因此，可以消减除去在利用液化处理的污泥减量过程中生成的硝酸态·亚硝酸态氮或在已有的处理装置中原本存在的硝酸态·亚硝酸态的氮的方面的成本。另外在除去磷时，已知作为排水中的磷的基本的举动，是在需氧条件下吸附于污泥块上，在厌氧条件下从污泥块中溶出，所以作为目前的主要的除磷方法，是在厌氧条件下将溶出的磷使用石灰、铝系凝集剂、或铁系凝集剂形成难溶性的沉淀物而除去。特别的作为前处理，在厌氧条件下调节污泥到磷缺乏的状态则磷的吸附力显著提高。与此相对，在本发明的污泥减量装置中具备脱磷装置时，由于污泥被液化，所以污泥中的磷也溶出，结果，由于不仅不需要所谓厌氧·需氧的繁杂的处理，而且即使在厌氧·需氧处理中也不溶出的污泥中的磷也溶出，所以能够非常有效地除去在利用液化处理的污泥减量过程中生成的磷和在已有的排水处理设施中存在的磷。在图1中，可溶化装置3，可与上述的脱磷·脱氮装置共有泵，而附属于脱磷·脱氮装置。
图2，显示在图1中显示的污泥减量装置的概略构成，从图3到图11和图16、图17，为显示本发明的污泥减量装置的其他的实施的方式的概略构成的图。在这些的实施的方式中，污泥减量装置，也可以具备浓缩提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥来调节污泥的MLSS的污泥浓缩装置或污泥脱水装置(无图示)，这时由于也可以容易地调节向可溶化装置、生物氧化槽、厌氧处理装置或处理装置中投入的污泥的MLSS，所以可以更有效地分解污泥，另外，可以提高污泥的浓度，所以可以减小生物氧化槽和液化装置。因此，也可降低用于加热的成本，由于用少量的必要的药品即可，所以对环境温和，经济上也变得有利。
另外，在生物氧化槽、厌氧处理装置或处理装置中设置有固液分离污泥的固液分离装置(无图示)，内部的污泥混合液被分离成透明的上清液和污泥，上清液在消毒等的处理后被放流。进而，也可以进一步具有将在上述厌氧性处理装置中生成的甲烷等变换成热能或电能的变换装置。由此，可以从有机性排水、或上述提取污泥中回收能源。该方法为通过厌氧性微生物的作用将有机物变换成甲烷或二氧化碳的方法，称作甲烷发酵。一般认为在甲烷发酵中涉及两个不同的生态系的微生物，最初通过厌氧性或兼性厌氧性的细菌(杆状菌，梭菌，葡萄球菌等)分解糖、蛋白质、核酸、脂质，生成低级脂肪酸、二氧化碳等。接着，在绝对厌氧性甲烷生成细菌的作用下生成甲烷。作为在甲烷发酵中使用的甲烷生成细菌，可以列举甲烷杆菌属，甲烷球菌属，甲烷八叠球菌属等。
在从图2到图11和图16，图17中，向生物氧化槽、厌氧处理装置或排水处理装置中添加酸，可以在将可溶化后的污泥向各自的槽或装置中投入或返送的前后或返送同时进行，另外也可以对可溶化后的污泥直接进行。在投入或返送可溶化污泥后的生物氧化槽、厌氧处理装置或处理装置内的污泥的pH为5～9的范围内时，也可以不添加酸，这时可以更简易、迅速且经济地处理污泥。
另外，从生物氧化槽、厌氧处理装置或排水处理装置中提取出的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥，代替图示的线，可以向污泥减量装置的任何线或装置或槽中投入或返送。进而，从可溶化装置中提取出的液化后的污泥，代替图示的线，也可以向污泥减量装置的任何线或装置或槽中投入或返送。
另外，在从图2到图11和图16，图17中，污泥减量装置可以具备脱氮装置和脱磷装置的至少一个，这些装置也可以附属有可溶化装置。
进而，对本发明的其他的实施方式参照图16和17进行说明，在图16中显示的污泥减量装置，是在图2中显示的装置基础上，在可溶化装置的内部中具备为进一步促进污泥的可溶化和改质的超声波处理装置的装置。该超声波处理装置，例如，包含为进行超声波处理的振动子和用于对振动子外加电压的电源等。该振动子，只要是产生频率10～3000kHz，优选10～200kHz左右的超声波的振动子即可，声波强度为0.05～5W/cm2、优选0.1～1.5W/cm2左右。振动子的形状，可以使用喇叭状、振动板状等的各种形状。作为具体的处理方法，可以在循环改质槽内的污泥的同时连续地或间歇地使超声波作用。除了可溶化装置内的高温、高压下的碱的催化作用，通过进行超声波处理可进一步促进污泥的可溶化。即，污泥中的微生物的细胞膜等被破坏，通过低分子化仅仅用碱处理分解不充分的有机物，进一步提高生物分解性。
另一方面，图17中显示的污泥减量装置，是在图3中显示的装置基础上，还具备厌氧性处理槽的装置。图17的生物氧化槽与厌氧性处理槽之间具备为相互循环在彼此的槽内的污泥的线。在生物氧化槽中通过供给空气可以进行需氧的处理，这时优选在厌氧性处理槽中阻断空气的供给进行厌氧的处理。或者，这些需氧的处理或厌氧的处理也可以相互地在相反的槽内进行。可以认为通过在两个槽之间循环可溶化后污泥，由不同的代谢酶进行的生物氧化反应交互进行，可溶化的污泥的分解被促进(促进BOD的降低速度)。
或者，也可以使用图3中所示的装置，在单一的生物氧化槽内每隔一定时间交互进行需氧的处理和厌氧的处理(间歇曝气槽)。通过调节间歇曝气的空气的供给量，可以最适化在生物氧化槽内的菌群中的需氧菌、兼性厌氧菌、和厌氧菌的比例。作为用于有效率的分解可溶化污泥的菌群，例如，包含需氧菌60～80％左右、兼性厌氧菌20～10％左右、厌氧菌20～10％左右的菌群是有效的。
进一步的，使用图4中所示的装置，可以将在生物氧化槽或曝气槽中生物氧化处理后的再转换污泥再次返送到可溶化装置中，这时，使用由生物氧化产生的废热也可提高在可溶化装置中加热处理的热效率。
将上述的各实施方式组合的，或以本领域技术人员公知的方法加上各种变更的其他的实施方式也包含在本发明的范围内。例如，可以通过排水处理设施将提取污泥移送至进行需氧性处理的生物氧化槽、进行厌氧性生物处理的厌氧性处理槽、或每隔一定时间交互反复进行需氧性处理和厌氧性处理的间歇曝气槽的至少一个中后，将上述各槽内的再转换污泥、或再再转换污泥的至少一部分调节至pH8～14，并将进行过可溶化处理的液化污泥投入包含排水处理设施的上述至少一个槽中，调节pH到5～9，提取出至少一部分该槽的再转换污泥或再再转换污泥，调节pH到8～14，将通过可溶化处理液化后的液化污泥直接或间接地移送到包含排水处理设施的上述各槽的至少一个中，调节pH到5～9，或者，调节上述提取污泥的pH到8～14，将进行过可溶化处理的液化污泥直接或间接地投入到包含排水处理设施的上述至少一个槽中，调节该槽的pH到5～9，提取出至少一部分该槽的再转换污泥或再再转换污泥，调节pH到8～14，将可溶化处理后的液化污泥直接或间接地投入到上述各槽的至少一个中，调节该槽的pH到5～9减少污泥。进一步地如果上述槽内的再转换污泥和再再转换污泥在包含排水处理设施的上述各槽之间被适宜移送，就可以从包含排水处理设施的上述各槽的至少一个中排出处理水。
(实施例1)以下示出显示涉及污泥可溶化速度的温度·压力·pH的影响的实施例。图12中显示通过加热粉碎处理(方式1)、加热碱处理(方式2)、加热碱加压处理(方式3)进行污泥的可溶化处理时将有机污泥浓度10,000mg/L的污泥85％可溶化所要的时间和处理温度的关系。方式1的可溶化处理，为将不调节pH的污泥，即pH7的污泥在可溶化装置中加热后，通过在加热温度的饱和水蒸汽压下向可溶化装置外部喷出时的减压膨胀进行粉碎处理的方法。方式2的可溶化处理，是利用碱将污泥的pH调节后，通过在可溶化装置中用饱和水蒸气压进行加热而可溶化后，将可溶化装置内的压力下降至大气压后放出的方法。方式3的可溶化处理，为通过碱将污泥的pH调节后，在可溶化装置中在加压到饱和水蒸汽压以上的状态下加热后，降低可溶化装置内的压力到大气压后放出的方法。在方式2和3中，进行碱处理使pH变到14。另外，在方式3中的压力处理，虽然施加比饱和水蒸汽压的压力还大的压力使在110℃～250℃不发生气相反应即可，但是由于一到250℃以上就随着温度上升水的离子积开始显著降低，因此在250℃～350℃时施加压力以便最大地维持水的离子积。具体地，饱和水蒸汽压，在110℃、150℃、200℃、250℃、300℃和350℃时分别为0.145MPa、0.49MPa、1.65MPa、4.3MPa、9.4MPa、和18MPa，与此相对，在方式3中对于各个温度分别施加0.2MPa、0.6MPa、2MPa、5MPa、35MPa和69MPa的压力。另外，在本实施例中，即使通过在特开2000-218285号公报中公开的那样的用在亚临界条件下的加热处理可溶化处理污泥的方法，同样地加热处理后，进一步加上粉碎处理的方式1的可溶化处理方法，也不能获得污泥可溶化的效果，所以省略了。
如图12中所表明的那样，在方式1中通过加热粉碎处理进行污泥的处理时，将10000ng/L的污泥85％可溶化，在110℃需要150分钟，与此相对，在方式2中，通过加热处理外还进行碱处理，缩短成80分钟。另一方面，在方式3中，通过进一步进行加压处理，将污泥85％可溶化需要27分钟，处理时间与方式1比较约为1/5、与方式2比较约为1/3，确认显著缩短。另外，虽然各方式均随着温度的上升处理时间变短，但即使在350℃将污泥85％可溶化时，用方式1需要15分钟，用方式2需要3.5分钟，与此相对，在方式3中用9秒钟就可以将污泥85％进行可溶化，所以通过组合加热处理、加压处理、碱处理处理，处理时间被大幅缩短，其效果显著。
(实施例2)以下示出显示涉及污泥可溶化的处理时间和可溶化率的关系的实施例。将通过加热粉碎处理(方式1)、加热碱处理(方式2)和加热碱加压处理(方式3)进行污泥的处理时有机污泥的浓度10,000mg/L的处理时间和可溶化率的关系在图13中显示。但是，忽视污泥中包含的无机成分。设加热温度为250℃，在方式2和方式3中的碱处理为调节污泥的pH到14。另外，与在方式1和方式2中在饱和水蒸汽压下处理相对，在方式3中的压力处理，在大于250℃的饱和水蒸汽压4.3MPa的5MPa的压力下进行。
如图13中所表明的那样，与用方式1通过约40分钟的处理可将85％可溶化，用方式2通过约15分钟的处理可将90％可溶化相对，用方式3通过约2分钟的处理可以将100％可溶化。另外，在所谓100％可溶化时，可以含有一点点有机物。另外，在方式1和2中，即使用更长的时间，可溶化率也几乎不上升，将污泥100％可溶化是困难的。这可以认为是通过在饱和水蒸气压下的可溶化处理，由于气相反应的影响作为副产物氧化物大量生成的缘故。因此，为了用短时间高效地，进而完全可溶化污泥，将加热处理与碱处理、进而与加压处理组合，抑制气相反应，在液相反应中进行加水分解是重要的。
(实施例3)以下示出从将可溶化污泥作为BOD源向活性污泥中添加时的活性污泥的氧消耗量的变化，对可溶化污泥的生物分解性进行了研究的实施例。Run1通过加热碱处理来固液分离可溶化的污泥，仅将不含固体成分的液体部分作为BOD源。另外，Run2通过加热碱加压处理而几乎100％可溶化的污泥的液体成分作为BOD源添加。另外在Run1和2中，都将BOD源的添加量按照使可溶化前的污泥干燥重量，相对于活性污泥的干燥重量成为0.1的比例进行添加。具体地，设加热温度为200℃，通过添加碱调节pH为14，加热时间为15分钟，将Run1在饱和水蒸气压1.65MPa下处理得到的可溶化污泥，与此相对，Run2在高于饱和水蒸气压的2MPa下处理的可溶化污泥，分别相对于干燥重量为500mg的活性污泥，添加可溶化污泥使可溶化前的干燥重量成为50mg。另外，以不添加BOD源的作为空白。图14表示其结果。另外氧消耗量与溶存氧浓度成反比。
如图14中所表明的那样，如果将可溶化污泥作为BOD源添加，那么溶存氧浓度减少，活性污泥的氧消耗量显著增加。这是由于活性污泥将可溶化污泥作为基质吸收，在代谢分解过程中消耗氧的缘故，可知可溶化污泥被活性污泥代谢分解。进一步地，与添加通过加热碱处理的可溶化污泥相比，添加通过加热碱加压处理的可溶化污泥的氧消耗量增加。如果用每单位的氧消耗速度进行比较，空白、Run1和2的氧消耗速度分别为约0.1mgO2/Lmin、约0.6mgO2/Lmin和约1.1mgO2/Lmin，Run2的氧消耗速度成为空白的约11倍，Run1的约2倍。这表明，根据本发明的加热碱加压处理比加热碱处理，显示可以将污泥可溶化到更低分子的状态，可溶化污泥的分解速度越快，污泥的减量效果越大，根据本发明的加热碱加压处理进行的可溶化处理在实施污泥减量上具有很大的优越性。
(实施例4)以下的污泥减量的实施例，比较加热粉碎处理(方式1)、加热碱处理(方式2)和作为本发明的加热碱加压处理(方式3)，显示在污泥减量效果方面的本发明的优越性。首先，为寻求通过各方式的可溶化处理污泥相对于活性污泥的最大负荷率，进行了以下的预备试验。这里所谓的最大负荷率，意味着在活性污泥上负荷可溶化处理后的污泥后进行24小时需氧性处理后时，处理水质比实验开始前不恶化的最大负荷比例，以相对于活性污泥的干燥重量的可溶化处理前的污泥干燥重量的比例表示。将在预备试验中作为干燥重量放入约10kg的活性污泥的容器曝气的同时，将规定量的污泥提取并可溶化处理后，返回到该容器中进行需氧性处理。使可溶化污泥的负荷率成为0.01/天～0.5/天那样以多个系列进行试验，求出在各方式下的最大负荷率。另外作为可溶化的条件，加热温度200℃，在方式2和3中的碱处理是调解污泥的pH达到14，进一步与在方式1和2中在作为200℃的饱和蒸汽压的约1.65MPa下处理相对，在方式3中在高于饱和水蒸气压的2MPa的压力下进行了处理。污泥的加热时间，为了各方式都达到最大可溶化率，在方式1、2和3中分别为约1小时、20分钟和6分钟，这时的可溶化率在方式1、2和3中分别为85％、90％和100％。另外，在所谓100％可溶化时，也可以包含一点点有机物。其结果在各方式中的最大负荷率，在方式1中约为0.05/天(0.48kg/天)，在方式2中约为0.07/天(0.65kg/天)和在方式3中约为0.4/天(2.9kg/天)。进一步可知，在各方式中的最大负荷率的时候，每天，在方式1中约减少0.127g，在方式2中约减少0.189g和在方式3中约减少0.86g。
根据此结果，进一步进行了扩大规模的实证试验。向生物氧化槽中加入污泥使有机性污泥的干燥重量达到100kg而进行曝气，从生物氧化槽中每天提取规定量的污泥，以各方式的方法可溶化处理后，将该可溶化污泥向生物氧化槽中返送进行生物学的处理。所谓从生物氧化槽中提取进行可溶化处理的规定量，根据预备试验的结果，在方式1、2和3中分别为约4.8kg、约6.5kg、约29kg。进一步根据预备试验的减量结果，将从其他槽中产生的污泥作为剩余污泥在方式1、2和3中分别每天供给约1.2kg、约1.9kg和约8.6kg。另外，处理水使用在生物氧化槽内设置的膜式滤过装置进行固液分离并放流。在各方式中的可溶化处理的条件，温度、压力和处理时间都与预备实验相同。图15中显示在这样的条件下进行实证实验，在试验期间中，从其他的槽中作为剩余污泥供给到生物氧化槽内的污泥，即在生物氧化槽中减少的污泥的累积量。
此结果，可以实现在各方式的最大负荷率中生物氧化槽内的污泥量不增加，且从生物氧化槽中的处理水质不恶化的运转。另外，如15中所表明的那样，可知方式3的污泥减量效果比其他两个方式显著增大。具体地，方式3的污泥减量效果是方式1的7倍，方式2的4.5倍。这是因为，通过加热碱加压处理，污泥几乎完全可溶化，利用生物氧化槽内的污泥被迅速地代谢分解的缘故。
(实施例5)以下示出显示本发明的经济的效果的实施例。比较在通过加热粉碎处理(方式1)、加热碱处理(方式2)和加热碱加压处理(方式3)进行污泥再转换率为0.7时为减少干燥重量100kg/天的剩余污泥花费的设备运转费。另外，进行在方式1和3中最初成本的比较。在方式1和2中，由于气相反应的影响含水率越高可溶化率降低，因此使可溶化对象剩余污泥的浓度为10,000mg/L。于此相对，在方式3中通过不仅充分添加作为水解反应的催化剂的碱，而且在大于饱和蒸气压的压力下进行处理，反应场成为液相中心，水解能力强，也可以抑制氧化物的发生，所以使可溶化对象剩余污泥的浓度为50,000mg/L。另外，相对于在方式3中可以将污泥100％可溶化，在方式1和2中不可能，所以在方式1可以85％可溶化，方式2可以90％可溶化的条件下进行了比较。另外，在所谓100％可溶化的情况下，可以含有一点点有机物。在方式1、2和3中的加热处理在250℃进行，在方式2和3中pH调节到14，使在方式3中的加压处理为5MPa。
将从各自的方式的可溶化率和到达其可溶化率的可溶化时间求出的在可溶化装置中的必要的容量在表1中表示。但是可溶化装置的运转时间为24小时/天。
这里，相对于方式1和2，在方式3中，可溶化对象污泥浓度可以为5倍，所以如上述那样可以减少在可溶化装置中供给的污泥溶液的量到约五分之一。进一步地如从表1所表明的那样，与为使可溶化率成为85％的方式1的处理时间约为40分钟，为使可溶化率成为90％的方式2的处理时间约为15分钟相对，为使可溶化率成为100％的方式3的处理时间约为2分钟。这是方式1的20分之1，方式2的7.5分之1，为非常短的时间。由于可溶化对象剩余污泥浓度的差和可溶化时间的差，方式3的可溶化装置的容量可以缩小到方式1的约106分之1，方式2的约39分之1。
下面，将从在生物氧化槽内的污泥量不增加，且使处理水的BOD不恶化的状态下的可溶化污泥—活性污泥最大负荷率求出的生物氧化槽的有效容积在表2中表示。这是根据活性污泥可以将即使通过可溶化处理也没有可溶化的污泥，即微生物难分解性的未分解污泥分解的负荷率为所谓约0.007/天的预备试验的数据计算求出的。所谓负荷率0.007/日，意味着相对于生物氧化槽内的污泥，上述那样的未分解的污泥高于0.007/日负荷的情况下，生物氧化槽内的污泥不能将未分解污泥分解完全，由于未分解污泥的蓄积使生物氧化槽内的污泥量增加。
如表2表明的那样，方式1和2的负荷率分别为0.047和0.07，与此相对，在方式3中可以成为0.4，所以方式3的生物氧化槽的容积相对于方式1和2分别可以缩小到方式1的和2的约8.6分之1和约5.7分之1。
表1和表2的结果表明，作为本发明的方式3与方式1和2的污泥处理比较，由于可溶化装置和生物氧化槽可大幅度被缩小，所以可以显著减少污泥处理所必要的最初成本。具体地，例如如果概算从污泥减量设备到生物氧化槽的包含全部污泥减量所必要的装置的最初成本，在方式1中约为200,000,000日元，与此相对，在方式3中约为50,000,000日元，与现有的污泥减量装置相比，本发明的污泥减量装置是非常低额的。
下面，在表3中示出从各方式求出的污泥减量所必要的设备运转费。这里，从可溶化装置出来的高温的可溶化污泥的废热，在与接着被送到可溶化装置中的可溶化对象污泥之间进行废热交换，预热可溶化对象污泥。
如表3表明的那样，在方式1中由于不调节pH所以不需要药品费，由于设备规模大处理时间长所以泵等的电力费和燃料费高。另外在方式2中不能浓缩可溶化污泥浓度所以药品费高，作为结果比方式1设备运转费成本还高。与此相对，在方式3中，由于可以将可溶化对象污泥浓度浓缩5倍所以药品费比方式2便宜，另外泵电费锅炉电费燃料费也比方式1和2显著便宜。进一步由于生物氧化槽的容积小，所以曝气电费也便宜，作为合计，方式3的设备运转费成本相对于方式1和2，分别为3分之1和3.6分之1。另外，如果与目前使污泥成脱水成饼状作为工业废弃物处理每1kg约花费200日元相比较，那么在方式3中为117日元，所以通过本发明的污泥减量装置和方法进行污泥减量，可以非常低的成本实施。
工业上的可利用性根据本发明的污泥减量方法，可以充分液化有机性污泥，进而活性污泥可以代谢分解该液化污泥，所以通过导入到有机性排水设施中可形成不产生有机性污泥废弃物的排水处理系统，有望对工业废弃物消减有大的贡献。
权利要求
1.一种污泥减量方法，其特征在于，从利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，向上述生物氧化槽中返送规定量的可溶化后的上述再转换污泥的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
2.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
3.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，将该提取出的再转换污泥返送到上述调节pH到8～14的工序。
4.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽中投入的同时，调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第一生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，将该提取出的再转换污泥投入到利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽中，从该第二生物氧化槽中提取出至少一部分再再转换污泥，调节该提取出的再再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再再污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再再转换污泥向上述第二生物氧化槽中返送的同时，调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
5.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9。
6.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽中投入的同时，调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第一生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，调节该提取出的再转换污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥向利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽中投入的同时，调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该第二生物氧化槽中提取出至少一部分再再转换污泥，将该提取出的再再转换污泥返送到上述调节再转换污泥的pH到8～14的工序中。
7.一种污泥减量方法，其特征在于，从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，向上述排水处理装置中返送该提取出的再转换污泥。
8.一种污泥减量方法，其特征在于，从利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向上述排水处理装置中返送的同时，调节该排水处理装置内的污泥的pH到5～9。
9.一种污泥减量方法，其特征在于，从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置1中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2中投入的同时，调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9，从上述排水处理装置2中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，将该提取出的提取污泥返送到上述调节提取污泥的pH到8～14的工序中。
10.一种污泥减量方法，其特征在于，从利用生物学的处理来分解有机性排水的排水处理装置1中提取至少一部分污泥作为提取污泥，将该提取出的提取污泥投入利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2中，从该排水处理装置2中提取出至少一部分污泥作为提取污泥，调节该提取出的提取污泥的pH到8～14，通过将调节pH后的上述提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向上述排水处理装置2中返送的同时，调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9。
11.权利要求1～10任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，代替将上述可溶化后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥向上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2的至少一个返送或投入，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥向利用厌氧性处理进行分解的厌氧处理装置或交互进行需氧性处理和厌氧性处理的间歇曝气槽中返送或投入。
12.权利要求1～11任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，代替将调节pH到8～14后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热，将调节pH到8～14后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥在110℃～350℃在饱和水蒸气压下进行加热。
13.权利要求1～12任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，从可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥和上述再再转换污泥中除去磷和/或氮。
14.权利要求1～13任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，上述调节pH到8～14是通过添加碱来进行的。
15.权利要求14所述的污泥减量方法，其特征在于，上述碱为氢氧化钠。
16.权利要求1～15任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥中包含的固体组分在返送或投入到上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2之前进行分离，只返送或投入液体组分。
17.权利要求16所述的污泥减量方法，其特征在于，将上述分离后的固体组分返送到上述通过将调节pH到8～14后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态的工序中。
18.权利要求1～17任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥的至少一部分进行放流。
19.权利要求1～18任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥用氧化剂或光催化剂进行氧化分解处理。
20.权利要求1～19任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥用凝集剂进行凝集沉降处理。
21.权利要求19或20所述的污泥减量方法，其特征在于，将上述氧化处理后或凝集沉降处理后的可溶化污泥的至少一部分进行放流。
22.权利要求1～21任一项所述的污泥减量方法，其特征在于，提取出至少一部分上述可溶化后的提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥，调节该提取出的污泥的pH到8～14，将调节pH后的上述污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的同时，通过超声波处理可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述再转换污泥或再再转换污泥向上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置、上述厌氧处理槽或上述间歇曝气槽中的任何一个中返送的同时，调节该槽或装置内的污泥的pH到5～9。
23.一种污泥减量方法，其特征在于，通过将调节pH到8～14后的提取污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将规定量的可溶化后的上述提取污泥向利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽中投入的同时，调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9，从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥，向通过厌氧的处理进行分解的厌氧性处理槽中投入该提取出的再转换污泥，从该厌氧性处理槽中提取出至少一部分再再转换污泥，向生物氧化槽中返送该提取出的再再转换污泥。
24.一种污泥减量装置，其特征在于具备，利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的该再转换污泥投入上述可溶化装置中的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
25.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述可溶化装置中提取出的规定量的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
26.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥返送到上述调节pH到8～14的装置中的装置。
27.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述第一生物氧化槽中投入的同时调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽，和将从上述第一生物氧化槽中提取出的再转换污泥投入上述第二生物氧化槽的装置，和将从上述第二生物氧化槽中提取出的再再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再再转换污泥向上述第二生物氧化槽中返送的同时调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
28.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中投入的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再转换污泥向上述生物氧化槽中返送的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置。
29.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的第一可溶化装置，和将该第一可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的第一生物氧化槽，和将从上述第一可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述第一生物氧化槽中投入的同时调节该第一生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该第一生物氧化槽中提取出的再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述再转换污泥可溶化至微生物易分解的状态的第二可溶化装置，和将该第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解再转换污泥的第二生物氧化槽，和将从上述第二可溶化装置中提取出的可溶化后的再转换污泥向上述第二生物氧化槽中投入的同时调节该第二生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该第二生物氧化槽中提取出的再再转换污泥返送到上述调节再转换污泥的pH到8～14的装置中的装置。
30.一种污泥减量装置，其特征在于具备，通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置，和将从该排水处理装置中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和利用需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述生物氧化槽中返送的同时调节该生物氧化槽内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该生物氧化槽中提取出的再转换污泥向上述排水处理装置中返送的装置。
31.一种污泥减量装置，其特征在于具备，通过生物学的处理分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置，和将从该排水处理装置中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述排水处理装置中返送的同时调节该排水处理装置内的污泥的pH到5～9的装置。
32.一种污泥减量装置，其特征在于具备，通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置1，和将从该排水处理装置中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和通过生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的提取污泥向上述排水处理装置2中返送的同时调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9的装置，和将从该排水处理装置2中提取出的提取污泥返送到上述调节提取污泥的pH到8～14的装置中的装置。
33.一种污泥减量装置，其特征在于具备，通过生物学的处理分解有机性排水的排水处理装置1，和利用生物学的处理来分解有机性排水和可溶化后的提取污泥的排水处理装置2，和将从上述排水处理装置1中提取出的提取污泥向上述排水处理装置2中投入的装置，和将从上述排水处理装置2中提取出的提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述排水处理装置2中提取出的提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化的提取污泥向上述排水处理装置2中返送的同时调节该排水处理装置2内的污泥的pH到5～9的装置。
34.权利要求24～33的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于，代替将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥返送或投入的上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2的至少一个，具备将可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥通过厌氧性处理进行分解的厌氧处理装置或交互进行需氧性处理和厌氧性处理的间歇曝气槽。
35.权利要求24～34的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于，代替将上述提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，具备将该提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥的pH调节到8～14的装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在饱和水蒸气压下进行加热的装置。
36.权利要求24～35的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于，具备从可溶化后的上述提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥中除去磷的脱磷装置、除去氮的脱氮装置、用氧化剂或光催化剂进行处理的氧化处理装置或凝集沉降装置中的至少一个。
37.权利要求36所述的污泥减量装置，其特征在于，上述脱磷装置、脱氮装置、氧化处理装置或凝集沉降装置中的至少一个可以附属有上述可溶化装置、第一可溶化装置或第二可溶化装置。
38.权利要求24～37的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于，上述可溶化装置、上述第一可溶化装置或上述第二可溶化装置附属于上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述厌氧处理装置、或间歇曝气槽的至少一个。
39.权利要求24～38的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于，上述调节pH到8～14的装置为添加碱的装置。
40.权利要求39所述的污泥减量装置，其特征在于，上述碱为氢氧化钠。
41.权利要求24～40的任一项所述的污泥减量装置，其特征在于具备，将上述可溶化后的提取污泥、上述再转换污泥或上述再再转换污泥中包含的固体组分在返送或投入到上述生物氧化槽、上述第一生物氧化槽、上述第二生物氧化槽、上述排水处理装置或上述排水处理装置2之前进行分离，只返送或投入液体组分的装置。
42.权利要求41所述的污泥减量装置，其特征在于，将上述分离的固体组分返送到，将上述可溶化装置、上述第一可溶化装置或上述第二可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置中。
43.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将利用需氧性处理来分解提取污泥、再转换污泥或再再转换污泥的生物氧化槽、第一生物氧化槽、第二生物氧化槽、排水处理装置、厌氧处理装置或间歇曝气槽的任一个，和将从该槽或装置中提取出的上述污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将从上述槽或装置中提取出的上述污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的该污泥投入到上述可溶化装置中的装置，和将上述可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和使超声波作用于该可溶化装置内的污泥的超声波处理装置，和将从上述可溶化装置中提取出的可溶化后的上述污泥向上述槽或装置中返送的同时调节该槽或装置内的污泥的pH到5～9的装置。
44.一种污泥减量装置，其特征在于具备，将提取污泥的pH调节到8～14的装置，和将调节pH后的上述提取污泥可溶化至微生物易分解的状态的可溶化装置，和将该可溶化装置内的污泥在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热的装置，和将规定量的可溶化后的上述提取污泥通过需氧性处理来分解提取污泥的生物氧化槽，和将该生物氧化槽内的污泥的pH调节到5～9的装置，和从该生物氧化槽中提取出至少一部分再转换污泥的装置，和利用厌氧性处理来分解该提取出的再转换污泥的厌氧性处理槽，和从该厌氧性处理槽中提取出至少一部分再再转换污泥，并将该提取出的再再转换污泥返送到生物氧化槽的装置。
全文摘要
将从生物氧化槽2中提取出的剩余污泥的pH调节到8～14，投入到可溶化装置3中。将从液化装置3中提取出的污泥，在110℃～350℃在高于饱和水蒸气压的压力下进行加热来可溶化至微生物易分解的状态，将可溶化后的污泥返送到生物氧化槽2中，调节生物氧化槽2内的pH到5～9。通过使用这样的剩余污泥的处理方法和装置，可以简易且经济地大幅地减少剩余污泥量。
文档编号C02F3/12GK1678537SQ0382080
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月26日 优先权日2002年9月2日
发明者松本成树 申请人:古贺健