污泥浓缩方法及装置制造方法

污泥浓缩方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供能够简易地将污泥浓缩为高浓度的方法及装置。所述污泥浓缩方法包括：筛渣分离工序，其将污泥分离为筛渣和除渣污泥；药液混合/絮凝工序，其在除渣污泥中混合药液；以及浓缩分离工序，其将在药液混合/絮凝工序中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。所述污泥浓缩装置包含：筛渣分离部，其将污泥分离为筛渣和除渣污泥；药液混合/絮凝部，其在除渣污泥中混合药液；以及浓缩分离部，其将在药液混合/絮凝部中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。
【专利说明】污泥浓缩方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及污泥浓缩方法及装置，尤其涉及适合作为厌氧消化处理的前处理的方法及装置。
【背景技术】
[0002]污泥的厌氧消化处理与好氧处理相比，污泥产生量少，病原微生物、寄生虫卵也能迅速杀死并稳定化，由于不需要氧气的供给，因此动力消耗量也少，还可得到以甲烷气体为主成分的生物气，因此作为节能的处理方法，是被使用了很长一段时间的技术。另一方面，厌氧消化槽设备需要设为大容量，也是消化污泥的处理中药品费用的负担大的技术。
[0003]因此，作为现有的污泥处理方法，将污泥未经厌氧消化就脱水并填埋的实例、脱水并焚烧处理的实例还有很多。例如，作为现有的污泥的厌氧处理，可列举出图2所示的流程框图中示出的厌氧处理。对该流程进行说明。
[0004]将污泥11输送到储存装置12，接着将污泥11输送到固液分离装置13，固液分离为浓缩污泥14和分离液15，将浓缩污泥14输送到厌氧消化装置16，将被厌氧消化了的污泥输送到消化污泥絮凝物制备装置17，将分离液18分离并且制备消化污泥絮凝物19，将消化污泥絮凝物19输送到脱水装置20，将分离液21分离并且制备脱水滤饼22。将分离液15、分离液18、和分离液21输送到废水处理设备23等。在消化污泥絮凝物制备装置17中，往往添加絮凝剂。
[0005]另一方面，专利文献I中提出了一种人类排泄物、厨余垃圾、污泥的处理方法，该处理方法具有:(a)前处理工序，其将掺杂污泥的人类排泄物固液分离；(b)厌氧消化工序，其将在处理工序中分离出的固态物质不脱水就直接厌氧消化；(C)厌氧消化工序，其将含有动植物残渣和固态物质的厨余垃圾厌氧消化；(d)脱水工序，其将厌氧消化工序流出液脱水分离为固态物质和分离水；(e)生物处理工序，其将前处理工序的分离水、来自脱水工序的分离水生物氧化、脱氮，通过该处理方法，节能地处理有机废水处理设施的污泥、净化槽污泥等污泥、人类排泄物、含有动植物残渣的厨余垃圾，并且将人类排泄物、净化槽污泥中的不卫生的筛渣卫生地堆肥并固体燃料化。
[0006]专利文献2中提出了一种污泥处理方法及其系统，其将从废水处理设备中的初次沉淀池产生的初沉污泥和从最终沉淀池产生的剩余污泥混合并储存，在该混合污泥中添加絮凝剂来进行一次絮凝处理，接着将完成了一次絮凝处理的混合污泥以其污泥浓度为6~8%的方式进行浓缩处理，接着在浓缩处理后的混合污泥中添加絮凝剂来进行二次絮凝处理，进而对进行了二次絮凝处理的混合污泥实施脱水处理，通过这样的处理方法，将由废水处理产生的初沉污泥和剩余污泥这两种污泥在一个系统中浓缩处理，并且浓缩至对于后续的脱水工序而言最佳的污泥浓度并维持，从而最大限度地发挥这些废水污泥的浓缩及脱水过程中的总效率。
[0007]另外， 专利文献3中提出了提高固液分离装置的输送能力并且增大按压压榨效果的狭缝型浓缩机。[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平10-216785号公报
[0011]专利文献2:日本特开2009-90240号公报
[0012]专利文献3:日本特开2003-211293号公报

【发明内容】

[0013]发明要解决的问题
[0014]现有的污泥浓缩工序中，在前期将粒径3~4mm以上的筛渣在浓缩前通过别的途径去除，将粒径在其以下的筛渣直接供给到浓缩工序，与污泥一起浓缩。
[0015]作为浓缩方法，可列举出通过利用重力使污泥沉降的重力浓缩法、利用使污泥中的水分通过而不使固态物质通过的带状筛网的带浓缩法、利用基于离心力的固液分离的离心浓缩法等机械浓缩法。重力浓缩法通常不投药地将污泥浓缩。但是，为了确保浓缩率为2~3倍左右地提高浓缩倍率，需要充分地确保停留时间，因此设有极大容量的浓缩槽。或者，需要添加药液，因此，作为得到高浓度污泥的方法是不现实的。另外，现有的机械浓缩法中，为了提高固态物质回收率，需要大量的药液，带浓缩法需要用于带的清洗的大量的高压清洗用水。另外，离心浓缩法存在为了使放入了污泥的容器高速旋转而需要极大的动力的问题。
[0016]另外，期待有助于进一步缩短如上所述的现有的厌氧消化处理的HRT并使消化槽小型化的、厌氧消化的污泥的浓缩技术的改善。
[0017]进而，现有技术存在厌氧消化处理后的污泥的脱水性恶化等问题，期待用于应对该问题的有效的手段。
[0018]本发明的课题在于，提供能够简易地将污泥浓缩至高浓度的方法及装置。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]本发明如下。
[0021]I) 一种污泥浓缩方法，其包括:筛渣分离工序，将污泥分离为筛渣和除渣污泥；药液混合/絮凝工序，在除渣污泥中混合药液；以及浓缩分离工序，将在药液混合/絮凝工序中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。
[0022] 2) 一种污泥浓缩装置，其包含:筛渣分离部，将污泥分离为筛渣和除渣污泥；药液混合/絮凝部，在除渣污泥中混合药液；以及浓缩分离部，将在药液混合/絮凝部中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。
[0023]本发明的最大的特征在于，在筛渣分离工序中，在分离为筛渣和除渣污泥时，包含现有技术无法去除的粒径小的筛渣和毛发等直径小的长纤维状的夹杂物在内一并去除。与筛渣一起得到的除渣污泥与现有技术相比被充分地去除，因此，在浓缩工序中不会产生对旋转部分的缠绕等机械故障，能够以低动力得到高浓度的浓缩污泥，通过将分离出的筛渣与后段的厌氧消化污泥混合，能够改善脱水性。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够利用节省空间、低动力的装置将污泥浓缩，能够将分离出的筛渣作为脱水助剂用于其它工序、或者保存并在期望时用于期望的污泥处理。【专利附图】

【附图说明】
[0026]图1是包含用于实施本发明的方法的一个实施方式的浓缩装置的一个例子的说明图。
[0027]图2是表示现有的处理装置的构成的说明图。
[0028]图3是示出在污泥分离部的后段具有厌氧消化槽、将消化污泥与浓缩污泥混合并返回到厌氧消化槽的实施方式的说明图。
【具体实施方式】
[0029]本发明中，污泥是指在处理污水、人类排泄物、厨余垃圾等有机物质的工序中排出的污泥。作为这种污泥，可列举出初沉污泥、剩余污泥等。
[0030]本发明中，筛渣是指从上述污泥分离出的物质，其包含以污水试验方法为基准的用公称尺寸74 μ m筛子分离出的粗悬浮物，优选为粒径0.5mm以上或粒径2.0mm以上、或者利用孔径0.5mm以上或孔径2.0mm以上的多孔板或具有60~100目的金属网的筛网分离出的粗悬浮物。
[0031]此处，粒径是指用筛子分级的值，孔径是指孔的直径。
[0032]首先，对将污泥分离为筛渣和除渣污泥的筛渣分离工序进行说明。
[0033]对在筛渣分离工序中将污泥中所含的筛渣分离、回收的工序、及该工序中使用的装置进行说明。
[0034]筛渣要被分离的污泥为泥浆，通常SS为5g/L(升)以上。
[0035]筛渣的分离基本上可以通过根据筛渣的粒径或者根据期望使用具有小于想要分离的粒径的孔径的筛部件过滤污泥来进行。例如，通常，筛渣的含量多的初沉污泥的比率高时，使用上述当中网眼较粗的筛网，筛渣含量少的剩余污泥的比率高时，使用网眼细的筛网，但不限定于此。
[0036]作为该筛部件，可列举出上述多孔板、或使用金属网的筛网等。
[0037]对于用于分离为筛渣和除渣污泥的筛渣分离部的形态，没有特别限定，例如，优选具有分离出的筛渣的粗筛(raking)装置、用于防止上述筛部件的堵塞的振动机构等。
[0038]接着，对上述药液混合/絮凝工序进行说明。
[0039]本申请中，药液是指至少包含絮凝剂的试剂，也可以包含絮凝剂以外的其它试剂，例如PH调节剂等。另外，药液并不限定于液体。药液可以通过仅使用絮凝剂、混合使用絮凝剂与其它试剂、或者设有时间差的组合使用等来使用。
[0040]该药液混合/絮凝工序中，除渣污泥通过至少注入絮凝剂并进行混和，从而制备絮凝污泥。用于在该除渣污泥中混合絮凝剂的药液混合/絮凝部通常为具有絮凝剂注入单元的絮凝混和槽，只要可制备絮凝污泥，就可以使用具有絮凝剂注入单元的单纯的管或管状体。另外，药液混合/絮凝部可以具有用于容纳定量溶解有絮凝剂的物质的絮凝剂储存罐，可以通过从该罐将絮凝剂溶液向絮凝混和槽注入到除渣污泥中来进行。该方法能够高效而无浪费地注入絮凝剂，是优选的。
[0041]药液混合/絮凝工序中的絮凝剂的添加量相对于污泥中的SS(悬浮固体；Suspended Solid)质量优选为0.2~1.0%、进一步优选为0.3~0.6%。[0042]作为絮凝剂，没有特别限定，可列举出无机系絮凝剂(例如，聚合硫酸铁或PACjt酸铝等)和有机高分子絮凝剂(以下也称为高分子絮凝剂)等，分别可以单独使用或组合使用，但优选至少包含高分子絮凝剂。作为高分子絮凝剂，可列举出阳离子系、阴离子系、两性系等，例如可列举出脒系絮凝剂、丙烯酰胺系絮凝剂、丙烯酸系絮凝剂等。
[0043]接着，对将在药液混合/絮凝工序中制备的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液的浓缩分离工序进行说明。
[0044]本发明中，如上所述，在该浓缩分离工序中，通过将絮凝污泥固液分离，能够制备高浓度的浓缩污泥。[0045]此处，作为用于将絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液的浓缩分离部，没有特别限定，可列举出应用重力浓缩法的单纯的槽、应用离心浓缩法的离心分离机、应用悬浮浓缩法的分离机、使用筛网的分离机等。其中，优选狭缝型浓缩机，例如，可列举出前述专利文献3中记载的如下的机械构造:将处理物用狭缝板承接，将圆周表面凸出在形成有多个狭缝的狭缝板上的多个圆板在处理物排出方向上绕旋转轴偏心旋转，从而处理物在狭缝板上被输送到排出侧，该过程中，液体成分从狭缝内的与圆板之间的间隙落下而被过滤，处理物中的固体成分被分离收集，进而在该手段的基础上，在上述狭缝板上设有与狭缝板的上表面接近并沿处理物的排出方向旋转并压榨狭缝板上的收集物进行脱液的输送带。应用狭缝型浓缩机时，可稳定可靠地高浓缩，例如，4~12质量％的高浓度化可通过廉价的运行成本来实现。
[0046]上述在浓缩分离工序中分离出的浓缩污泥可以供给至期望的处理工序，实施任意的处理。
[0047]作为用于回收浓缩污泥并向处理装置定量供给的浓缩污泥供给部，优选具有定量化单元与输送单元一体化而成的泵，例如可列举出送料机一体型的单轴螺旋泵等。但是，在本发明的污泥浓缩装置当中，通过至少将污泥浓缩部设置于厌氧消化槽的上部，也能够将从浓缩部排出的浓缩污泥直接或介由螺旋输送机落下并投入到消化槽。此时，由于不需要投入泵等，因此这一部分的低动力化成为可能。
[0048]另外，后阶段的处理工序为消化工序时，如图3所示，使消化污泥的提取配管分支，设置返回到厌氧消化槽的配管，在其途中将浓缩污泥和消化污泥混合并投入，从而能够降低向厌氧消化槽的投入污泥的浓度和粘性，也能够降低投入所需的泵动力。
[0049]另外，通过在该浓缩分离工序中将絮凝污泥固液分离而得到的分离液的一部分或全部可以混合到任意的处理工序中。此时，分离液也可以与上述筛渣混合也可以不混合。
[0050]接着，以下列举将本发明的污泥浓缩技术用作厌氧消化处理的前处理的一个例子。
[0051]本实施方式中，将由筛渣分离工序得到的筛渣用于改善厌氧消化处理后的污泥的脱水性。在回收了筛渣的除渣污泥中添加药液并混合而制备后，浓缩为高浓度(例如，4~12质量％)。将在浓缩过程中分离出的分离液全部量或一部分与在前段中分离出的筛渣一起混合到厌氧消化处理后的厌氧消化污泥中，供给到脱水处理工序。
[0052]在浓缩分离工序中分离出的浓缩污泥被导入厌氧消化工序。现有技术通过重力浓缩或各种机械浓缩来将污泥浓缩，但向厌氧消化工序中供给的污泥的浓度实际上为3~4%、最高不过5%左右。另外，污泥中的筛渣在浓缩工序中没有被分离，因此，与污泥一起被导入到厌氧消化工序，通过厌氧消化处理，其大部分被分解。
[0053]如上所述，将回收了筛渣的污泥(除渣污泥)输送至药液混合/絮凝工序，将分离并回收的筛渣的全部量或一部分与厌氧消化处理后的厌氧消化污泥混合。此时，对厌氧消化污泥进一步实施利用絮凝剂的处理时，向该消化污泥中添加筛渣的时机根据筛渣的粒径与用于分离通过絮凝剂生成的絮凝污泥的单元的孔径等条件而不同，可以从在絮凝剂的添加前后添加、或与絮凝剂同时添加这两个时机中适当选择，也可以组合使用这两个时机。该筛渣的添加在添加絮凝剂之后时，优选的是，至少在该生成的絮凝污泥通过脱水工序进行处理的期间内或在其之前将筛渣添加到该絮凝污泥中。
[0054]该回收的筛渣也可以根据期望实施干燥处理等，进行保存。
[0055]如上所述将上述浓缩分离工序中分离出的浓缩污泥向厌氧消化工序供给。可以将污泥浓缩部设置于厌氧消化槽的上部时，被排出的浓缩污泥由于重力而直接投入到消化槽，不能将污泥浓缩部设置于厌氧消化槽的上部的情况下，优选的是，包括可以回收浓缩污泥并向厌氧消化工序定量供给的浓缩污泥供给工序，能够进行更高效的运行管理的厌氧消化处理。
[0056] 作为可以回收浓缩污泥并例如向厌氧消化装置定量供给的浓缩污泥供给部，可列举出定量化单元和输送单元一体化而成的上述泵等。
[0057]另外，通过在该浓缩分离工序中将絮凝污泥固液分离而得到的分离液的一部分或全部可以混合到由厌氧消化工序得到的厌氧消化污泥中。此时，分离液可以与上述筛渣混合也可以不混合。
[0058]在厌氧消化工序中处理过的浓缩污泥的消化污泥如上所述可以进一步通过絮凝剂、根据期望与筛渣一起处理，但是，在该状态下M碱度高，利用絮凝剂的处理变得困难，因此优选进行稀释，该稀释可以使用分离液。此时，添加的筛渣可以与上述分离液混合也可以不混合。
[0059]另外，该分离液由于包含磷、钙、硅氧烷等，因此也可以返送到用于回收它们的工序来进行回收。
[0060]接着，参照附图对本发明的一个例子进行进一步说明。
[0061]图1是示出本发明的实施方式的流程框图。本发明的污泥浓缩装置至少具有筛渣分离部1、包含絮凝混和槽2和药液储存罐3的药液混合/絮凝部、和污泥浓缩部4。首先，将污泥输送至筛渣分离部1，分离为筛渣和除渣污泥。接着，将除渣污泥介由配管输送到絮凝混和槽2，在该配管途中或絮凝混和槽2中添加药液储存罐3的药液，进行絮凝/制备。将絮凝了的污泥导入到污泥浓缩部4，分离为高浓度的浓缩污泥和分离液。将浓缩污泥介由装配于浓缩污泥输送泵5的供给机供给到泵，定量地输送到后阶段的厌氧消化工序。另外，将在筛渣分离部分离出的筛渣与在污泥浓缩部分离出的分离液在筛渣/分离液接收槽6中混合，与厌氧消化处理后的消化污泥混合并供给到脱水工序。
[0062]图3是示出在浓缩分离部4的后段设有厌氧消化槽7的实施方式的流程框图。在浓缩分离部4中分离出的浓缩污泥在厌氧消化槽7中被厌氧消化而形成厌氧消化污泥，介由消化污泥提取配管IOa被提取。在消化污泥提取配管IOa上分支有消化污泥返回用配管10b，将至少一部分的厌氧消化污泥返回到厌氧消化槽7。在消化污泥返回用配管IOb上设有用于将浓缩污泥与厌氧消化污泥混合的混合槽9，将混合了的污泥供给到厌氧消化槽7。图示的实施方式中，使用了用于将浓缩污泥或浓缩污泥与厌氧消化污泥的混合物供给到厌氧消化槽7的投入泵8、和用于从厌氧消化槽7提取厌氧消化污泥的污泥提取泵10，但如果可以利用自重来供给或提取污泥，则不需要泵。
[0063]实施例
[0064]以下说明本发明的实施例。对由A污水处理场产生的污水污泥根据图1的实施方式进行本发明的污泥浓缩试验。用于试验的污水污泥是将由初沉污泥和剩余污泥以约1:1混合而成的污泥重力浓缩而得到的污泥。
[0065]需要说明的是，本发明不受该实施例的任何限制。
[0066]表1中示出用于试验的污泥浓缩装置的规格。试验中，在除渣污泥中添加混合有0.5%(相对于SS的比率)的阳离子性高分子絮凝剂(平均分子量300万)。
[0067]表2中示出浓缩处理前后的污泥和由浓缩分离工序得到的分离液的性状。原污泥为投入污泥。
[0068]需要说明的是，分析方法利用下述方法进行。
[0069].TS(Total solids，总蒸发残留物);105°C蒸发残留物重量(JIS K0102)
[0070].VTS(Volatile total solids，烧失量);600°C烧失量(JIS K0102)
[0071].SS (Suspended solids,悬浮颗粒)；利用离心分离法在转速3000rpm、10分钟的条件下得到的沉淀物重量(JIS K0102)
[0072].VSS (Volatile suspended solids,挥发性悬浮颗粒)；悬浮颗粒的600°C烧失量(JIS K0102)
[0073].M碱度；将利用离心分离机在转速3000rpm、3分钟的条件下得到的上清液用
0.lmol/L的盐酸溶液滴定至pH4.8 (污水试验方法)
[0074].粗悬浮物；利用公称尺寸74 μ m筛子的粗悬浮物分析(污水试验方法)
[0075][表 I]
[0076]表1污泥浓缩装置规格
[0077]
【权利要求】
1.一种污泥浓缩方法，其包括: 筛渣分离工序，其将污泥分离为筛渣和除渣污泥； 药液混合/絮凝工序，其在除渣污泥中混合药液；和 浓缩分离工序，其将在药液混合/絮凝工序中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。
2.根据权利要求1所述的污泥浓缩方法，其中，该污泥浓缩方法包括能够回收所述浓缩污泥并向厌氧消化工序定量供给的浓缩污泥供给工序。
3.根据权利要求1或2所述的污泥浓缩方法，其中，该污泥浓缩方法包括将在所述厌氧消化工序中消化了的厌氧消化污泥与所述浓缩污泥混合、再次返回到厌氧消化工序的工序。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的污泥浓缩方法，其中，该污泥浓缩方法具有将所述分离出的筛渣、和分离液的全部量或一部分分别单独地或混合后混合到厌氧消化工序后的厌氧消化污泥中的混合工序。
5.根据权利要求4所述的污泥浓缩方法，其中，所述混合工序为将污泥脱水的工序或在将污泥脱水的工序之前的工序。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的污泥浓缩方法，其中，所述筛渣分离工序分离粒径0.5mm以上或粒径2.0mm以上的筛洛。
7.一种污泥浓缩装置，其 包含: 筛渣分离部，其将污泥分离为筛渣和除渣污泥； 药液混合/絮凝部，其在除渣污泥中混合药液；和 浓缩分离部，其将在药液混合/絮凝部中生成的絮凝污泥固液分离为浓缩污泥和分离液。
8.根据权利要求7所述的污泥浓缩装置，其中，该污泥浓缩装置包含能够回收所述浓缩污泥并向厌氧消化装置定量供给的浓缩污泥供给部。
9.根据权利要求8所述的污泥浓缩装置，其中，所述浓缩污泥供给部具有计量泵。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的污泥浓缩装置，其中，所述浓缩污泥供给部设置在比所述厌氧消化装置高的位置。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的污泥浓缩装置，其中，该污泥浓缩装置具有:用于排出来自所述厌氧消化装置的厌氧消化污泥的配管、从该配管分支出的消化污泥返回用配管、和将来自该消化污泥返回用配管的厌氧消化污泥与所述浓缩污泥混合的混合部， 所述污泥浓缩装置将在该混合部中与浓缩污泥混合了的厌氧消化污泥再次返回到所述厌氧消化装置。
12.根据权利要求7~11中任一项所述的污泥浓缩装置，其中，该污泥浓缩装置具有将所述分离出的筛渣和分离液的全部量或一部分分别单独地或混合后混合到厌氧消化工序后的厌氧消化污泥中的机构。
13.根据权利要求12所述的污泥浓缩装置，其中，所述机构与将污泥脱水的工序或在将污泥脱水的工序之如的工序相关联。
14.根据权利要求7~13中任一项所述的污泥浓缩装置，其中，所述筛渣分离部具备:孔径0.5mm以上或孔径2.0mm以上的多孔板、或具有60~100目的金属网的筛网。
【文档编号】B03B5/00GK103492325SQ201280020481
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】西井启典, 黑泽建树, 片冈直明, 西本将明 申请人:水翼株式会社