溶存气体除去装置以及有机性被处理物的生物处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种溶存气体除去装置以及有机性被处理物的生物处理装置和生物 处理方法。
【背景技术】
[0002] 以往，已知将粪尿、净化槽污泥或废水等有机性废弃物进行生物处理（通过微生 物等生物使物质产生化学变化等反应的处理）的生物处理方法。该生物处理方法中，分解 这些有机性废弃物及使这些有机性废弃物的体积缩减，并同时回收该处理中产生的有用的 消化气体。以往，作为这样的生物处理方法，例如已知以下所示的方法。
[0003] 该生物处理方法中，首先，从有机性废弃物中除去残渣（固体物质）后，在用于除 去有机物或氮的生物处理装置中进行生物处理。通过浓缩所述生物处理装置中回收的剩余 污泥并与已破碎的厨房垃圾等易分解的有机性废弃物在混合槽中混合，得到用于气体回收 的有机性被处理物。接着，从所述混合槽中将已调整水分量的有机性被处理物导入到甲烷 发酵槽，进行甲烷发酵。将通过甲烷发酵产生的消化污泥脱水，将得到的脱水滤液返回所述 生物处理装置中，进一步进行生物处理（例如，专利文献1、2)。
[0004] 根据该技术，通过将由甲烷发酵产生的甲烷气体输送到发电设备等，可以作为处 理场内的供给电力的燃料有效地利用。此外，消化污泥的脱水产生的脱水滤饼可以通过堆 肥化作为肥料等有效地利用。
[0005] 该生物处理方法中进行的甲烷发酵中，在厌氧条件下，通过兼性厌氧菌或绝对厌 氧菌的作用，有机物被水解为碳水化物、脂质或蛋白质等，接着这些物质被酸发酵为醋酸、 丙酸或丁酸等有机酸或者二氧化碳。进一步地，这些有机酸、二氧化碳及氢最终转换为甲烷 气体。
[0006] 这一系列的过程中，由于有机物分解气化，因此可缩减有机性被处理物的体积。此 外，甲烷发酵不仅能够回收可用作燃料的消化气体，还不需要消耗很大电力的通风，且剩余 污泥的产生量少，因此作为有机性被处理物的生物处理方法，从节能的观点考虑优异。
[0007] 在这样的产生消化气体的有机性被处理物的生物处理中，包含所述多个生物反应 过程。但是，相比于将有机物分解为有机酸的酸发酵过程，有机酸的气化过程对处理中的 负荷敏感。具体地，酸发酵过程有关的微生物群即使处理中的COD量（Chemical Oxigen Demand，化学需氧量）、温度、pH或溶存气体组成等的条件发生变化，其活性的变化也小。另 一方面，有机酸的气化过程有关的微生物群（以下称为"气化菌"）对这些条件的变动敏感 且增值速度也慢，因此通过负荷变动易降低气化有机酸的活性。若气化菌的活性下降，则未 分解的有机酸积累而使生物反应槽内变为酸性，因此产生气化菌的繁殖或活性被进一步阻 碍而陷入气体产生量急剧下降的所谓的酸败状态的问题。
[0008] 作为抑制变为酸败状态的方法，已知有增大发酵槽以延长有机性被处理物停滞时 间（30天左右）的方法。但所述方法因设备的大规模化及处理低效率化，因此在成本方面 不利。
[0009] 专利文献2中，作为即使高负荷也不陷入酸败状态而稳定地回收气体的生物处理 方法，提出了使用甲烷发酵装置的方法。所述甲烷发酵装置具备甲烷发酵有机性被处理物 的甲烷发酵槽、测定在所述甲烷发酵槽中产生的消化气体的氢分压的氢分压测定装置、根 据所述氢分压测定装置的测定结果从所述消化气体中除去氢气的氢气除去装置和使从消 化气体中除去氢气得到的残留气体向所述甲烷发酵槽回流的气体回流装置。
[0010] 所述方法中，在甲烷发酵槽内，通过降低使气化菌的活性下降的氢气的分压，有机 性被处理物中所含的溶存氢气浓度变低。其结果，抑制气化菌的活性下降，能稳定地回收甲 烷气体。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本专利特开平9-201599号公报
[0014] 专利文献2 :日本专利特开2001-998号公报
【发明内容】
[0015] 发明要解决的课题
[0016] 但是，专利文献2所示的方法中，有必要从消化气体中分离氢气，因此需要具有高 度分离功能的分离膜。此外，大容量设备的情形或消化气体的氢气分压低的情形等，使有机 性被处理物中的溶存氢气浓度降低的效率差。因此，特别是COD负荷等的负荷高时，难以抑 制陷入酸败状态而稳定地得到气体。
[0017] 因此，本发明的目的是提供一种溶存气体除去装置以及有机性被处理物的生物处 理装置和生物处理方法，所述溶存气体除去装置即使不使用具有高度分离功能的分离膜， 其在生物处理有机性被处理物产生消化气体的生物反应槽中的抑制陷入酸败状态的效果 也高，可能稳定地得到目标气体。
[0018] 解决课题的手段
[0019] (1)本发明的一个方式的溶存气体除去装置是在生物处理含有水分的有机性被处 理物产生消化气体的生物反应槽（10)上附设的溶存气体除去装置（20)，其具有：监视装置 (22)，对所述生物反应槽（10)内的所述有机性被处理物或从所述生物反应槽（10)排出的 处理水，所述监视装置（22)用于测定所述有机性被处理物或所述处理水的pH值或者所述 有机性被处理物或所述处理水所含的物质中的1种以上的量的值；和气体除去装置（24)， 所述气体除去装置（24)用于从所述生物反应槽（10)内的所述有机性被处理物中的溶存气 体，
[0020] 所述监视装置（22)，与所述生物反应槽（10)连接，
[0021 ] 所述气体除去装置（24)，具有气体分离装置（30)和减压装置（32)，所述气体分离 装置（30)浸渍在所述生物反应槽（10)内的所述有机性被处理物中，且所述减压装置（32) 与所述气体分离装置（30)连接。
[0022] (2)所述（1)的溶存气体除去装置中，所述气体除去装置可以是按照将所述监视 装置每隔一定时间测定的值作为各评价值，当所述评价值的经时变化超过一定的阈值时进 行运作的方式构成。
[0023] (3)所述⑴或⑵的溶存气体除去装置中，所述监视装置可以是选自由以下监视 装置构成的组群中的至少1种：pH监视装置，所述pH监视装置用于测定所述生物处理中的 所述有机性被处理物或从所述生物反应槽排出的处理水的PH值；有机酸浓度监视装置，所 述有机酸浓度监视装置用于测定所述生物处理中的所述有机性被处理物或从所述生物反 应槽排出的处理水所含的有机酸浓度的值；和气体监视装置，所述气体监视装置用于测定 通过所述生物处理在所述生物反应槽中产生的消化气体的产生量的值以及所述消化气体 所含的气体中的1种以上相对于所述消化气体的浓度的值。
[0024] (4)所述⑴到⑶的任一种的溶存气体除去装置中，可以具有：气体分离装置， 所述气体分离装置浸渍在所述生物反应槽内的所述有机性被处理物中并具有透过所述溶 存气体的分离膜；和减压装置，所述减压装置是按照对所述气体分离装置的所述分离膜的 二次侧进行减压的方式构成。
[0025] (5)所述⑴到⑶的任一种的溶存气体除去装置中，可以具有：循环装置，所述 循环装置是按照从所述生物反应槽取出所述有机性被处理物并将其返送至所述生物反应 槽而使其循环的方式构成；气体分离装置，所述气体分离装置浸渍在通过所述循环装置进 行循环的所述有机性被处理物中并具有透过所述溶存气体的分离膜；和减压装置，所述减 压装置按照对所述气体分离装置的所述分离膜的二次侧进行减压的方式构成。
[0026] (6)所述⑴到（5)的任一种的溶存气体除去装置中，所述消化气体的主成分可以 是甲烷气体。
[0027] (7)所述（1)到（6)的任一种的溶存气体除去装置中，所述溶存气体可以是氢气或 二氧化碳气体。
[0028] (8)所述⑴到（7)的任一种的溶存气体除去装置中，可以具有气体储存装置，所 述气体储存装置用于储存通过所述气体除去装置除去的所述溶存气体。
[0029] (9)本发明的一个方式的有机性被处理物的生物处理装置（有机性被处理物的处 理方法），其具有：生物反应槽，所述生物反应槽用于生物处理含有水分的有机性被处理物 产生消化气体；和在该生物反应槽上附设的所述（1)到（7)的任一种的溶存气体除去装置。
[0030] (10)所述（9)的有机性被处理物的生物处理装置中，所述生物反应槽可以具备担 载有厌氧细菌的保持载体。
[0031] (11)所述（9)或（10)的有机性被处理物的生物处理装置中，可以按照供给于膜分 离活性污泥处理装置槽的方式构成，所述膜分离活性污泥处理槽具备：活性污泥处理槽，所 述活性污泥处理槽在槽内具有含有微生物的活性污泥并按照生物处理所述溶存气体除去 装置处理的被处理液中的溶存物质的方式构成；和固液分离型膜过滤装置，所述固液分离 型膜过滤装置用于通过膜分离从所述被处理水分离所述活性污泥。
[0032] (12)本发明的一个方式的有机性被处理物的生物处理方法，其具有：生物处理含 有水分的有机性被处理物产生消化气体的工序；对生物反应槽内的所述有机性被处理物或 从所述生物反应槽排出的处理水，测定所述有机性被处理物或所述处理水的PH值或者所 述有机性被处理物或所述处理水所含的物质中的1种以上的工序；和将所述测定的值作为 评价值或者将所述测定的值的经时变化作为评价值，当所述评价值达到一定的阈值时从所 述生物处理中的所述有机性被处理物中除去溶存气体的工序。
[0033] (13)所述（12)的有机性被处理物的生物处理方法中，所述测定可以是测定选自 由以下值构成的群组中的至少1种：所述生物处理中的所述有机性被处理物或从所述生物 反应槽排出的处理水的pH ;所述生物处理中的所述有机性被处理物或从所述生物反应槽 排出的处理水所含的有机酸浓度；通过所述生物处理在所述生物反应槽中产生的消化气体 的产生量；和所述消化气体所含的气体中的1种以上相对于所述消化气体的浓度的值。
[0034] (14)所述（13)的有机性被处理物的生物处理方法中，所述评价值可以是测定所 述有机性被处理物或从所述生物反应槽排出的处理水的pH而得的值，所述阈值是表示酸 性的pH值中的任一个数值。