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_4

文档序号:9134203阅读:来源:国知局
广泛包括如下情形:溶存气体除去装置20接受来自监视装置22的直接 信号开始运转的情形、从接受来自监视装置22的信号的其他处理装置等(未图示)根据该 信号溶存气体除去装置20开始运转的情形、基于通过其他处理装置等分析信号得到的值 运转溶存气体除去装置的情形、或装置的操作者确认监视装置22的测定值手动运转气体 除去装置20的情形等。
[0118] 通过监视装置22的处理情况的监视(值的测定)根据设备或监视对象,可以在处 理中连续地进行,也可以每隔一定时间(任意间隔)定期地进行。一定时间可以根据通过 监视装置22测定的情况种类适当确定,评价每单位时间(例如1天或1小时)的值的变化 时,一定时间为其单位时间。此外,特别地,通过监视装置22的监视可以在生物处理中连续 地进行。
[0119] 作为根据监视装置22的监视结果运转气体储存装置34的方法,从监视装置22测 定的值(测定值)求出评价值,根据该评价值,预先设定使气体储存装置34运转所需要的 值,即阈值(设定值)。可以将监视的测定值(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、或其中所含的物质的成分中1种以上的含量等)作为评价 值。也可以将通过比较多个测定值等求出的值,例如,由比较经时记录的测定值的变化即测 定值单位时间的增加量、减少量、增加率或减少率等求出的值作为评价值。评价值可以与通 常由测定值求出的阈值进行比较(可以定期性地监视),也可以与每隔一定时间(例如单位 时间)求出的阈值进行比较。评价值达到阈值时(评价值变为阈值以上或阈值以下时),使 气体储存装置34运转。阈值可根据设备或监视对象任意设定,以通过使气体储存装置34 运转来维持适宜生物处理有机性被处理物1的条件。
[0120] 例如,在甲烷发酵中,有机性被处理物1所含的溶存氢气或溶存二氧化碳气体的 量过多时,不利于甲烷气体的产生。这些溶存气体2增加至可妨碍生物处理的量可通过如 下方式判断:处理中的有机性被处理物或处理后的处理水的pH下降、产生的消化气体的产 生量下降、产生的消化气体中的氢气浓度增加、处理中的有机性被处理物或处理后的处理 水的有机酸浓度增加等。
[0121] 因此,监视处理情况的方法可以选自由以下方法构成的组群中的至少1种:测定 处理中的有机性被处理物或从生物反应槽排出的处理水的pH值的方法、测定处理中的有 机性被处理水或从生物反应槽排出的处理水所含的有机酸浓度的值的方法、测定生物反应 槽中产生的气体的产生量的值的方法以及测定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(换言之,监视消化气体组成)的方法。
[0122] 如该例子所示,通过pH监视装置26监视处理中的有机性被处理物1的pH时,例 如当pH下降至预先设定的pH的阈值以下时,可以通过启动减压装置32,启动气体除去装置 24以除去有机性被处理物1所含的溶存气体2。
[0123] 具体地,若是甲烷发酵,有机性被处理物1的pH显示酸性时,即显示不足阈值7 时,可以运转气体除去装置24。有机性被处理物1变为酸性时,认为是由于氢气或甲烷气 体的浓度上升。此外,可以将pH的阈值设为显示酸性的大约4~7的值,例如将pH的阈值 设为6. 5或6,以有机性被处理物1的pH变为该值以下时为基准使气体除去装置24运转。 特别地,也可以将pH的阈值设为5的值,有机性被处理物1的pH变为该值以下时使气体除 去装置24运转。
[0124] 有机性被处理物1的所述pH变为所述阈值以下时,通过运转气体除去装置24,除 去有机性被处理物1所含的溶存二氧化碳气体,能够将有机性被处理物1的pH控制在适于 所述生物处理的范围内,能够更稳定地进行生物处理。监视所述生物处理后的处理水3的 pH的情形也相同。
[0125] 此外,通过气体监视装置28监视消化气体4的气体组成时,可以在消化气体4中 的氢气浓度超出预先设定的范围时(变为氢气浓度的阈值以上或阈值以下时),运转气体 除去装置24除去有机性被处理物1所含的溶存气体2。
[0126] 例如,若是甲烷发酵,可以在消化气体4中的氢分压超出10 4atm~10 6atm的范围 时运转气体除去装置24。通过该操作,能除去有机性被处理物1所含的溶存氢气,从而改善 生物处理中的生物反应的热力学平衡,能够更加促进有机酸的分解。
[0127] 此外,通过气体监视装置28监视消化气体4的产生量时,可以在目标气体的产生 量下降至预先设定的气体产生量的阈值以下时,运转气体除去装置24,除去有机性被处理 物1所含的溶存气体2。
[0128] 例如,不存在妨碍甲烷发酵的溶存气体2时的含有甲烷气体的消化气体的产生量 理论值可根据有机性被处理物的含碳量或处理环境进行适当预测。但是,若伴随生物处理 妨碍甲烷发酵的溶存气体2增加,则通过其存在,甲烷气体的产生量不断减少。此处,通过 气体监视装置28测定甲烷气体的产生量,将其单位时间的产生量作为评价值。可以在该评 价值下降至所述预测产生量(理论值)的75%以下时运转气体除去装置24,也可以在甲烷 气体的产生量下降至85%以下时运转气体除去装置24。通过该操作,能除去有机性被处理 物1所含的溶存氢气,从而能够改善生物处理中的生物反应的热力学平衡,能够更加促进 有机酸的分解,提高甲烷气体的产生效率。
[0129] 此外,将监视装置作为监视处理中的有机性被处理物1或处理后的处理水3的有 机酸浓度的有机酸浓度监视装置时,将所述有机酸浓度的增加量作为评价值,可以在该评 价值增加至预先设定的阈值以上时,运转气体除去装置24,除去有机性被处理物1所含的 溶存气体2。例如,用有机酸浓度监视装置测定处理中的有机性被处理物1或处理后的处理 水3的有机酸浓度,将有机酸浓度每天的增加量作为评价值。按照当该评价值超出一定的 阈值时运转气体除去装置24的方式设定。
[0130] 作为甲烷发酵中监视的有机酸,可列举乳酸、醋酸、蚁酸、丙酸、异丁酸或丁酸等, 特别地,可以监视丙酸浓度。
[0131] 例如,若是甲烷发酵,将阈值设为50mg-C0D/L/天,即每天每IL的COD增加量为 50mg。此时,处理中的有机酸被处理物1或处理后的处理水3的丙酸浓度增加至50mg-C0D/ L/天以上时运转气体除去装置24。此外,可以将阈值设为75mg-C0D/L/天,也可以在所述 丙酸浓度增加至75mg-C0D/L/天以上时运转气体除去装置24。通过该操作,能除去有机性 被处理物1所含的溶存氢气,从而能够改善生物处理中生物反应的热力学平衡,能够更加 促进有机酸的分解,提高生物反应槽10内产生的消化气体4中的主成分甲烷气体的产生效 率。
[0132] 关于监视装置22,可以设定所述气体监视装置28等的甲烷气体浓度的阈值以使 消化气体4的主成分为甲烷气体。本实施方式的生物处理方法中,甲烷发酵时,生物反应槽 10内产生的消化气体4中的主成分可以是甲烷气体。甲烷气体为主成分是指消化气体4中 的成分中以相对于消化气体4的总体积的体积比例计为最大。具体地,例如甲烷气体浓度 可以在40体积%以上,更优选在55体积%以上。为使消化气体4的主成分为甲烷气体,设 定COD负荷等以使消化气体4中的甲烷气体浓度为所述下限值以上,通过监视装置22的监 视结果(测定结果)运转气体除去装置24进行生物处理。甲烷气体浓度以相对于消化气 体4的总体积的体积比例计可以是100体积%,即消化气体4基本仅由甲烷气体构成(在 重量和体积比较等通常进行的测定精度范围内,大约由100体积%甲烷气体构成)。因此, 相对于消化气体4的总体积的甲烷气体浓度可以是40~100体积%,更优选55~100体 积%。
[0133] 若是保持消化气体4的甲烷气体浓度的优选范围的条件,用气体除去装置24除去 的溶存气体2可以与消化气体4混合作为有价气体。
[0134] 具体地,通过气体除去装置24从处理中的有机性被处理物1除去的溶存气体2含 有氢气或甲烷气体的任一种时,可以将除去的溶存气体2与经由气体排出口 16从生物反应 槽10的气相部回收的消化气体4混合进行使用。此时,若溶存气体中的氢气或甲烷气体的 含有比例在20体积%以上时,作为有价气体变得更有利。
[0135] 评价生物处理的效果时,例如COD除去率可以在本实施方式中如以下方式进行测 量。按照污泥试验方法测定供给于生物反应槽前的有机性被处理物的COD和从生物反应槽 排出的处理水的C0D,通过下述式(I)算出COD除去率。
[0136] X = (Y_Z)/YX100 ? ? ? ( I )
[0137] 其中,式(I)中,X是COD除去率(%),Y是供给于生物反应槽前的有机性被处理 物的 COD (g-COD/L/ 天),Z 是处理水的 COD (g-COD/L/ 天)。
[0138] 作为生物反应槽内的有机性被处理物所含的气体浓度的测定,例如,可以通过顶 空法测定溶存氢气浓度和溶存二氧化碳气体浓度。
[0139] 作为生物反应槽内的有机性被处理物所含的有机酸浓度的测定,可以使用各种色 谱仪例如液相色谱法等,测定在生物反应槽内处理中的人工废水的有机酸浓度(mg-COD/ U。该测定中使用的装置可以使用上述有机酸浓度监视装置等。作为测定对象,可测定选 自乳酸、醋酸、蚁酸、丙酸、异丁酸、丁酸、醋酸浓度及丙酸浓度的1种以上或这些中的多个 总计浓度等。
[0140] 本实施方式的生物处理装置100可以具有用于控制生物处理或溶存气体的除去 的控制装置。控制装置可以暗藏于如图所示的任一个构件中,例如可以是暗藏于PH监视装 置26或气体监视装置28的电路。此外,也可以是未图示的外部设置的电脑装置或电脑系统 等。控制装置可以按照与监视装置22 (pH监视装置26或气体监视装置28等)或未图示的 用于测定生物反应槽10内的温度的装置等连接并输入这些装置测定的值的方式构成。控 制装置也可以按照与处理水流出口 14、减压装置32、气体储存装置34或未图示的用于调整 生物反应槽10内的温度的装置等连接并分别根据上述测定的值控制处理水流出口 14、减 压装置32、气体储存装置34或用于调整温度的装置等以控制生物反应槽10内
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