專利名稱：污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為將下水污泥等污泥進(jìn)行濃縮、脫水等處理的污泥處理技術(shù)，目前已經(jīng)提出了各種污泥處理方法和污泥處理系統(tǒng)等。這種濃縮污泥的技術(shù)例如為如下技術(shù)，即，有在真空的減壓容器內(nèi)投入污泥，使污泥中的溶解氣體減壓發(fā)泡，通過使污泥的固體成分隨著發(fā)泡氣體浮起而實(shí)施固液分離，從而使污泥濃縮。作為這種通過使污泥的固體成分隨著減壓發(fā)泡的溶解氣體浮起來實(shí)施固液分離而對污泥進(jìn)行濃縮的技術(shù)，已提出如下的污泥濃縮裝置和污泥處理方法，即，將在上部具有 供給污泥的供給口且在下部具有排出口的可密封的減壓容器配置在高于使大氣壓力與減壓容器內(nèi)的污泥壓力平衡的高度的位置，該大氣壓力作用于將污泥排出管的下端密封的液面，該污泥排出管用于從該減壓容器的排出口向污泥儲存槽排出污泥，在污泥裝滿減壓容器內(nèi)后，使減壓容器內(nèi)的污泥從排出口以自然落下的方式排出，由此在容器內(nèi)形成真空，將污泥供給到該真空容器內(nèi)的大致中間位置而使污泥中的溶解氣體減壓發(fā)泡，并使污泥的固體成分隨著發(fā)泡氣體浮起，從而實(shí)現(xiàn)固液分離(日本專利特許第3781755號公報(bào)等)。但是，對于上述污泥濃縮裝置和污泥處理方法而言，難以配置可在減壓狀態(tài)下將污泥聚集一起的機(jī)構(gòu)，只利用減壓容器內(nèi)的液壓排出在減壓容器內(nèi)浮起分離的具有高濃度和高粘度的污泥，無法濃縮具有高濃度和高粘度的污泥，因此無法取得充分的污泥濃縮效果，并且不能容易地排出濃縮污泥。此外，由于需要通過利用所謂虹吸原理的排液操作實(shí)施減壓容器內(nèi)的減壓操作，所以無法連續(xù)實(shí)施進(jìn)泥操作，從而難以連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。并且，由于利用虹吸原理實(shí)施減壓容器內(nèi)的減壓操作，所以必須將減壓容器配置在距大氣壓力液面約IOm左右的位置，難以使結(jié)構(gòu)精簡和緊湊。也就是說，目前尚未提供一種能夠充分發(fā)揮污泥濃縮效果且可容易地排出濃縮污泥，并且同時(shí)能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作，并使結(jié)構(gòu)變得精簡和緊湊的污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本專利特許第3781755號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明鑒于上述問題開發(fā)而成，其目的在于提供一種污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)，其能夠充分發(fā)揮污泥濃縮效果，可容易地排出濃縮污泥，同時(shí)能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作，并且使結(jié)構(gòu)變得精簡和緊湊。用于解決問題的手段
為解決上述課題，本發(fā)明提供一種污泥濃縮方法，包括固液分離工序，在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離；浮起濃縮工序，在所述固液分離工序的下游處，在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并實(shí)現(xiàn)濃縮，從而獲得浮起污泥。由于該污泥濃縮方法包括所述固液分離工序，隨著在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流而使原污泥中的溶解氣體發(fā)泡，將原污泥分離為含有發(fā)泡氣體的分離污泥和脫離液，因此能夠有效并且可靠地實(shí)現(xiàn)污泥的固液分離，同時(shí)通過這種灌流操作能夠在不停止的狀態(tài)下連續(xù)且高速地實(shí)施固液分離。此外，由于該污泥濃縮方法在上述固液分離工序的下游處具有所述浮起濃縮工序，可使固液分離工序中所分離的分離污泥的溶解氣體在減壓狀態(tài)下發(fā)泡，并且使該分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起，因此會形成較厚的浮起的分離污泥層，能夠進(jìn)一步提高通過壓實(shí)分離污泥所產(chǎn)生的濃縮效果。而且，由于能夠從垂直或大致垂直方向上的浮起移動(dòng)的最終地點(diǎn)的位置即上方容 易地排出這種具有高濃度和高粘度的浮起污泥，所以該污泥濃縮方法能夠更容易地排出濃縮污泥。并且，由于該污泥濃縮方法能夠在上述原污泥的灌流和分離污泥的浮起等一系列過程中實(shí)現(xiàn)原污泥的分離和分離污泥的濃縮，所以能夠連續(xù)實(shí)施進(jìn)泥操作，從而能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。也就是說，由于該污泥濃縮方法以組合的方式具有上述固液分離工序和浮起濃縮工序，所以能夠通過精簡且緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)充分的污泥濃縮效果，從而更容易地排出濃縮污泥并且能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。在所述固液分離工序中，在常壓下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，所述浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓優(yōu)選在5kPa以上25kPa以下。如此，在所述固液分離工序中在常壓下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，通過將浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓設(shè)在所述范圍內(nèi)，能夠提高含有發(fā)泡氣體的分離污泥的浮起速度，因此能夠可靠提高壓實(shí)上述分離污泥所產(chǎn)生的濃縮效果，同時(shí)能夠更容易地排出經(jīng)過濃縮的浮起污泥。此處，“最高位”是指含有發(fā)泡氣體的浮起污泥向垂直或大致垂直方向浮起移動(dòng)的最終地點(diǎn)的位置。在所述固液分離工序中在減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，所述浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓優(yōu)選在65kPa以上95kPa以下。如此，在所述固液分離工序中在減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，通過將浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓設(shè)定在所述范圍內(nèi)，從而能夠提高含有發(fā)泡氣體的分離污泥的浮起速度，因此能夠可靠地提高壓實(shí)上述分離污泥所產(chǎn)生的濃縮效果，同時(shí)能夠更容易地排出經(jīng)過濃縮的浮起污泥。該污泥濃縮方法還可以包括使從所述浮起濃縮工序中獲得的浮起污泥滯留并脫氣，從而獲得脫氣污泥的固氣分離工序。該污泥濃縮方法由于在上述浮起濃縮工序的后段具有所述固氣分離工序，所以能夠使浮起濃縮工序中獲得的具有高濃度和高粘度的浮起污泥脫氣，從而能夠有效且可靠地固氣分離為脫氣污泥和氣體且同時(shí)提高污泥密度，從而使輸送和處理變得容易。另外，這種脫氣污泥在例如污泥的脫水處理工序中能夠提高脫水性或者在甲烷發(fā)酵處理工序中能夠提高發(fā)酵效果，因此能夠作為該脫水處理工序和甲烷發(fā)酵處理工序的前處理工序而得到有效利用。
該污泥濃縮方法還可具有實(shí)施所述減壓和脫氣的真空形成工序。這樣一來，由于該污泥濃縮方法具有真空形成工序，所以能夠容易地形成所述固液分離工序及/或浮起濃縮工序中的減壓狀態(tài)，并且能夠可靠地實(shí)現(xiàn)上述原污泥的固液分離和浮起濃縮。此外，由于該污泥濃縮方法具有真空形成工序，因此能夠形成上述固液分離工序及/或浮起濃縮工序中的減壓狀態(tài)，并且能夠從最高位容易地抽吸和排出浮起濃縮工序中的浮起污泥，將該浮起污泥順利地輸送到固氣分離工序中。特別是，由于在所述固氣分離工序的后段具有該真空形成工序，因此該污泥濃縮方法能夠防止或降低浮起污泥等固體侵入真空形成工序，因此能夠連續(xù)且有效地形成良好的真空狀態(tài)，從而能夠穩(wěn)定地維持充分的污泥濃縮效果。此外，為解決上述課題，本發(fā)明還提供一種污泥濃縮系統(tǒng)，其具有分離浮起濃縮裝置，其包括分離浮起濃縮裝置，其具備固液分離部，其在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離；浮起濃縮部，其在該固液分離部的下游處在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并實(shí)現(xiàn)濃縮，從而獲得浮起污泥； 固氣分離裝置，其使所述浮起污泥滯留并脫氣，從而獲得脫氣污泥；真空裝置，其實(shí)施所述減壓和脫氣。該污泥濃縮系統(tǒng)中由于(I)所述分離浮起濃縮裝置具有固液分離部，隨著在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流而使原污泥中的溶解氣體發(fā)泡，將原污泥分離為含有發(fā)泡氣體的分離污泥和脫離液，其結(jié)果是能夠有效并且可靠地實(shí)現(xiàn)污泥的固液分離，同時(shí)能夠在不停止的狀態(tài)下連續(xù)且高速地實(shí)施這種固液分離。此外，由于在所述固液分離部的下游處具有浮起濃縮部，可使固液分離部中分離的分離污泥的溶解氣體在減壓狀態(tài)下發(fā)泡，并且使該分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起，其結(jié)果是能夠形成較厚的浮起的分離污泥層，而且還能夠提高通過壓實(shí)分離污泥所產(chǎn)生的濃縮效果。并且，由于能夠從垂直或大致垂直方向的最終地點(diǎn)的位置即上方容易地排出該具有高濃度和高粘度的浮起污泥，所以能夠更容易地排出濃縮污泥。另外，由于浮起分離裝置能夠在上述原污泥的灌流和分離污泥的浮起等一系列過程中實(shí)現(xiàn)污泥的分離和濃縮，所以能夠連續(xù)實(shí)施進(jìn)泥操作，從而可連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。此外，由于具有(2)固氣分離裝置，所以能夠使通過浮起濃縮部獲得的具有高濃度和高粘度的浮起污泥脫氣，從而能夠有效且可靠地固氣分離為脫氣污泥和氣體，且同時(shí)還能夠提高污泥密度，使輸送和處理變得更容易。此外，由于具有(3)真空裝置，所以能夠容易地形成所述固液分離部及/或浮起濃縮部中的減壓狀態(tài)，并且能夠可靠地實(shí)現(xiàn)上述原污泥的固液分離和浮起濃縮，同時(shí)能夠從最高位容易地抽吸和排出浮起濃縮部中的浮起污泥，將浮起污泥順利地輸送到固氣分離裝置。也就是說，該污泥濃縮系統(tǒng)能夠通過精簡的結(jié)構(gòu)容易地實(shí)現(xiàn)充分的污泥濃縮效果，更容易地排出濃縮污泥，并且能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。另外，該污泥濃縮系統(tǒng)能夠可靠地獲得高濃度的脫氣污泥，作為例如污泥的脫水處理裝置和甲烷發(fā)酵處理裝置的前處理裝置可有效利用該脫氣污泥。所述真空裝置是噴射器，可使用所述脫離液作為該噴射器的工作流體。如此，由于該污泥濃縮系統(tǒng)使用噴射器作為真空裝置，所以無需例如真空泵等利用電機(jī)來旋轉(zhuǎn)泵的機(jī)械結(jié)構(gòu)，可用精簡的結(jié)構(gòu)容易地形成固液分離部及/或浮起濃縮部的減壓狀態(tài)，因此能夠使污泥濃縮系統(tǒng)變得精簡和緊湊。此外，由于使用氣體溶解度較低的所述脫離液作為該噴射器的工作流體，所以能夠減少噴射器中抽吸氣體量的負(fù)擔(dān)，提高真空能力，此外還能夠重復(fù)利用從所述固液分離部分離的脫離液運(yùn)行噴射器，因此能夠節(jié)省資源并實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離，并在該固液分離的下游處在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并進(jìn)行濃縮，因此能夠解決以往課題，充分發(fā)揮污泥濃縮效果，更容易地排出濃縮污泥，從而能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作，并且使結(jié)構(gòu)變得精簡和緊湊。


圖I是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的污泥濃縮方法的流程圖。圖2是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。 圖3是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置的示意性立體圖。圖4是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置的示意性立體圖。圖5是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置的示意性立體圖。圖6是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置的示意性立體圖。圖7是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置的示意性立體圖。
具體實(shí)施例方式以下適當(dāng)參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先參照圖1，說明該污泥濃縮方法的STPl STP4的各工序。具體而言，該污泥濃縮方法主要包括用于將原污泥P分離為分離污泥Q和脫離液R的固液分離工序STPl ；用于將分離污泥Q浮起濃縮而獲得浮起污泥S的浮起濃縮工序STP2 ;用于對浮起污泥S進(jìn)行脫氣而分離為氣體T和脫氣污泥U的固氣分離工序STP3;用于在該固氣分離工序STP3的后段，實(shí)施所述STPl STP3中的減壓和脫氣的真空形成工序STP4。(固液分離工序)固液分離工序STPl是在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥Q與脫離液R的固液分離的工序。在該固液分離工序STPl中，隨著在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流，原污泥P中的溶解氣體會發(fā)泡，原污泥P逐漸分離為含有該發(fā)泡氣體的成分和液體成分。然后，在該原污泥P流動(dòng)的下游處，原污泥P固液分離為含有發(fā)泡氣體的分離污泥Q和脫離液R。也就是說，固液分離工序STPl通過在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流這種簡易機(jī)構(gòu)，能夠有效且可靠地實(shí)現(xiàn)原污泥P的固液分離。而且，由于固液分離工序STPl可連續(xù)實(shí)施上述原污泥P的灌流操作，所以能夠在不停止的狀態(tài)下連續(xù)且高速地實(shí)施原污泥P的固液分離。
在減壓狀態(tài)下實(shí)施所述原污泥P的灌流時(shí)，作為該減壓狀態(tài)下的負(fù)壓，并無特別限定，例如為85kPa時(shí)，能夠充分有效地實(shí)施上述原污泥P的固液分離。此外，此時(shí)的原污泥P的灌流速度也并無特別限定，例如為0. 01m/s時(shí)，原污泥P的灌流便不會停滯，能夠可靠地實(shí)施固液分離。在常壓下實(shí)施所述原污泥P的灌流時(shí)，具體而言，可在大氣釋放狀態(tài)的大氣壓力下實(shí)施該原污泥P的灌流。如此一來，由于在常壓下實(shí)施原污泥P的灌流，所以能夠?qū)崿F(xiàn)上述原污泥P的固液分離，并且能夠調(diào)低下述浮起濃縮工序STP2中的減壓狀態(tài)下的負(fù)壓。另夕卜，此時(shí)的原污泥P的灌流速度也并無特別限定，例如為0. 01m/s時(shí)，原污泥P的灌流便不會停滯，能夠可靠地實(shí)施固液分離。作為使所述原污泥P向水平或大致水平方向灌流的機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空形成工序STP4的真空狀態(tài)來減壓抽吸原污泥P的機(jī)構(gòu)、以及利用加壓推出而使原污泥P灌流的機(jī)構(gòu)等。此外，作為固液分離工序STPl中的減壓機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空形成工序STP4的真空狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。 作為原污泥P的種類，并無特別限定，可列舉例如初沉污泥、剩余污泥、消化污泥、凈化槽污泥、凝集沉淀污泥、加壓浮起污泥、以及有機(jī)性污泥等。(浮起工序)浮起濃縮工序STP2是在所述固液分離工序STPl的下游處，在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥Q隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并進(jìn)行濃縮，從而獲得浮起污泥S的工序。在該浮起濃縮工序STP2中，在固液分離工序STPl的下游獲得的分離污泥Q是含有發(fā)泡氣體的成分，在減壓狀態(tài)下會促進(jìn)分離污泥Q中的溶解氣體發(fā)泡，因此分離污泥Q會隨著該發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起。也就是說，浮起濃縮工序STP2通過在減壓狀態(tài)下使固液分離工序STPl中獲得的分離污泥Q隨著氣體向垂直或大致垂直方向浮起這種簡易機(jī)構(gòu)，能夠形成較厚的浮起的分離污泥Q層，并且通過壓實(shí)該分離污泥Q所產(chǎn)生的濃縮效果，能夠獲得高濃度的浮起污泥S，因此，能夠進(jìn)一步提高污泥濃縮效果。此外，由于該浮起污泥S蓄積在向垂直或大致垂直方向浮起移動(dòng)的最終地點(diǎn)的位置即最高位，所以能夠容易地從上方排出或回收具有高濃度和高粘度的浮起污泥S，從而可容易地排出濃縮污泥。并且，由于在上述固液分離工序STP I的后段具有浮起濃縮工序STP2，該污泥濃縮方法在原污泥P的灌流和分離污泥Q的浮起這一系列過程中能夠?qū)崿F(xiàn)原污泥P的固液分離和分離污泥Q的浮起濃縮，因此能夠連續(xù)地實(shí)施原污泥P的進(jìn)泥操作，因此，能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。也就是說，由于該污泥濃縮方法具有所述固液分離工序STPl和浮起濃縮工序STP2的組合，所以能夠通過精簡且緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)充分的污泥濃縮效果，更容易地排出濃縮污泥，并且能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。作為浮起工序STP2中的減壓機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空形成工序STP4的真空狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。在固液分離工序STPl中在常壓下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流時(shí)，作為浮起濃縮工序STP2中的最高位的負(fù)壓，優(yōu)選5kPa以上25kPa以下，更優(yōu)選IOkPa以上20kPa以下。如此，通過將浮起濃縮工序STP2中的最高位的負(fù)壓設(shè)定在所述范圍，能夠提高含有發(fā)泡氣體的分離污泥Q的浮起速度，因此，能夠可靠提高壓實(shí)上述分離污泥Q所產(chǎn)生的濃縮效果，同時(shí)能夠更容易地排出和回收經(jīng)過濃縮的浮起污泥Q。如果該負(fù)壓超出所述上限，則會過度促進(jìn)污泥中的氣體發(fā)泡，降低分離污泥Q隨著發(fā)泡氣體浮起的效率，并且可能會降低上述污泥濃縮效果。此外，如果該負(fù)壓不足所述下限，則污泥中的溶解氣體的發(fā)泡會變得不充分，導(dǎo)致分離污泥Q的浮起效果降低，并且上述污泥濃縮效果可能降低。另外，在固液分離工序STPl中在減壓狀態(tài)下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流時(shí)，作為浮起濃縮工序STP2中的最高位的負(fù)壓，優(yōu)選65kPa以上95kPa以下，更優(yōu)選75kPa以上85kPa以下。如此，通過將浮起濃縮工序STP2中的最高位的負(fù)壓設(shè)定在所述范圍，能夠提高含有發(fā)泡氣體的分離污泥Q的浮起速度，因此，能夠可靠提高壓實(shí)上述分離污泥Q所產(chǎn)生的濃縮效果，同時(shí)能夠更容易地排出和回收經(jīng)過濃縮的浮起污泥Q。如果該負(fù)壓超出所述上限，則會過度促進(jìn)污泥中的氣體發(fā)泡，降低分離污泥Q隨著發(fā)泡氣體浮起的效率，并且可能會降低上述污泥濃縮效果。此外，如果該負(fù)壓不足所述下限，則污泥中的溶解氣體的發(fā)泡會變得不充分，會降低分離污泥Q的浮起效果，可能會降低上述濃縮效果。(固氣分離工序)固氣分離工序STP3是使從所述浮起濃縮工序STP2獲得的浮起污泥S滯留并脫 氣，從而獲得脫氣污泥U的工序。具體而言，該固氣分離工序STP3能夠使通過浮起濃縮工序STP2獲得的具有高濃度和高粘度的浮起污泥S滯留并脫氣，有效且可靠地固氣分離為氣體T和脫氣污泥U，同時(shí)能夠提高污泥密度，使搬送和處理變得更容易。此外，這種高濃度的脫氣污泥S例如在作為其他工序的污泥的脫水處理工序中能夠提高脫水性，或者在甲烷發(fā)酵處理工序中能夠提高發(fā)酵效果，因此固氣分離工序STP3能夠作為該脫水處理工序和甲烷發(fā)酵處理工序的前處理工序而得到有效利用。作為固氣分離工序STP3中的浮起污泥S的脫氣機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空形成工序STP4的真空狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。另外，可以通過繼續(xù)使用利用該真空狀態(tài)的機(jī)構(gòu)等連續(xù)排出氣體T，從而能夠連續(xù)且高速地實(shí)施浮起污泥S的固氣分離和濃縮。(真空形成工序)真空形成工序STP4是實(shí)施所述固液分離工序STPl及/或浮起濃縮工序STP2中的減壓和所述固氣分離工序STP3中的脫氣的工序。具體而言，真空形成工序STP4能夠容易地形成所述固液分離工序STPl及/或浮起濃縮工序STP2中的減壓狀態(tài)，可靠地實(shí)現(xiàn)上述原污泥P的固液分離和分離污泥Q的浮起濃縮。而且，真空形成工序STP4能夠形成上述固液分離工序STPl及/或浮起濃縮工序STP2中的減壓狀態(tài)，可以從最高位容易地抽吸和排出浮起濃縮工序STP2中的浮起污泥S，將具有高濃度和高粘度的浮起污泥S順利地輸送到固氣分離工序STP3。特別是，由于該真空形成工序STP4配設(shè)在該污泥濃縮方法的最后段即固氣分離工序STP3的后段，因此在真空形成工序STP4中能夠防止或減少浮起污泥S等固體的侵入，因此，在真空形成工序STP4中能夠有效地僅對固氣分離工序STP3中排出的氣體T進(jìn)行真空脫氣。也就是說，通過將真空形成工序STP4配設(shè)在該污泥濃縮方法的最后段，能夠連續(xù)且有效地形成良好的真空狀態(tài)，從而穩(wěn)定地維持充分的污泥濃縮效果。作為真空形成工序STP4中的真空形成機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如真空泵或下述噴射器等。以下參照圖2和圖3說明污泥濃縮系統(tǒng)I。污泥濃縮系統(tǒng)I主要具有分離浮起濃縮裝置2、固氣分離裝置3、真空裝置4。(分離浮起濃縮裝置)
圖2和圖3的分離浮起濃縮裝置2是構(gòu)成污泥濃縮系統(tǒng)I的一部分的裝置，是用于將原污泥P固液分離為分離污泥Q和脫離液R并將該分離污泥Q浮起濃縮而獲得浮起污泥S的裝置。具體而言，分離浮起濃縮裝置2主要具有固液分離部5、浮起濃縮部6、原污泥供給管7、脫離液排出管8、浮起污泥排出管9。另外，作為該原污泥P的種類，并無特別限定，與上述污泥濃縮方法中相同。固液分離部5是在減壓狀態(tài)下使原污泥P向水平或大致水平方向灌流而固液分離為分離污泥Q和脫離液R的構(gòu)件。具體而言，固 液分離部5具有下述原污泥供給管7，并且具有在被供給和灌流的原污泥P流動(dòng)的下游處與下述浮起濃縮部6連通的構(gòu)造。作為將原污泥P供給到固液分離部5并使其向水平或大致水平方向灌流的機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空裝置4形成的真空狀態(tài)從浮起濃縮部6的浮起污泥排出管9側(cè)減壓抽吸原污泥P的機(jī)構(gòu)、或者利用真空泵等通過加壓從原污泥供給管7側(cè)供給和灌流原污泥P的機(jī)構(gòu)等。此外，作為隊(duì)固液分離部5的內(nèi)部進(jìn)行減壓的機(jī)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如利用下述真空裝置4形成的真空狀態(tài)從浮起濃縮部6的浮起污泥排出管9側(cè)進(jìn)行減壓抽吸的機(jī)構(gòu)、或者利用真空泵等從脫離液排出管8進(jìn)行減壓抽吸的機(jī)構(gòu)等。此外，作為固液分離部5的形狀，只要能夠形成為使原污泥P向水平方向或大致水平方向流動(dòng)即可，并無特別限定，可列舉例如圓筒形和長方體等。此外，作為固液分離部5的材料，只要能夠維持內(nèi)部的減壓狀態(tài)即可，并無特別限定，可使用眾所周知的材料。浮起濃縮部6是在固液分離部5的下游處在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥Q隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并進(jìn)行濃縮而獲得浮起污泥S的構(gòu)件。具體而言，浮起濃縮部6具有下述脫離液排出管8和浮起污泥排出管9，同時(shí)具有與固液分離部5的下游部分連通的構(gòu)造。作為在浮起濃縮部6在減壓狀態(tài)下使分離污泥Q隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起的機(jī)構(gòu)，可列舉例如利用下述真空裝置4形成的真空狀態(tài)從浮起濃縮部6的浮起污泥排出管9側(cè)進(jìn)行減壓抽吸的機(jī)構(gòu)等。此外，作為浮起濃縮部6的形狀，只要能夠使分離污泥Q、浮起污泥S向垂直方向或大致垂直方向浮起移動(dòng)即可，并無特別限定，可列舉例如圓筒形和長方體等。此外，作為浮起濃縮部6的材料，只要能夠維持內(nèi)部的減壓狀態(tài)即可，并無特別限定，可以使用眾所周知的材料。 原污泥供給管7是與固液分離部5連通而將原污泥P供給到固液分離部5的構(gòu)件。作為該原污泥供給管7的形狀和材料，只要能夠連續(xù)供給原污泥P即可，并無特別限定，可以使用眾所周知的形狀和材料。此外，該原污泥供給管7還可具有用于調(diào)節(jié)原污泥P的供給量、固液分離部5及/或浮起濃縮部6的減壓狀態(tài)的調(diào)節(jié)閥(未圖示)等。脫離液排出管8是用于與浮起濃縮部6的下方連通并垂下，將脫離液R排出到外部的構(gòu)件。作為該脫離液排出管8的形狀和材料，只要能夠連續(xù)排出脫離液R即可，并無特別限定，可以使用眾所周知的形狀和材料。此外，該脫離液排出管8還可具有調(diào)節(jié)脫離液R的排出量和固液分離部5及/或浮起濃縮部6的減壓狀態(tài)的調(diào)節(jié)閥(未圖示)和排液泵(未圖示)等。浮起污泥排出管9是用于與浮起濃縮部6的上方連通而將浮起污泥S排出到外部的構(gòu)件。作為該浮起污泥排出管9的形狀和材料，只要能夠連續(xù)排出浮起污泥S即可，并無特別限定，可以使用眾所周知的形狀和材料。此外，該浮起污泥排出管9還可具有調(diào)節(jié)浮起污泥S的排出量和固液分離部5及/或浮起濃縮部6的減壓狀態(tài)的調(diào)節(jié)閥(未圖示)等。(固氣分離裝置)固氣分離裝置3是使所述浮起污泥S滯留并進(jìn)行脫氣，從而獲得脫氣污泥U的裝置。具體而言，固氣分離裝置3是使從分離浮起濃縮裝置2的浮起污泥排出管9排出的具有高濃度和高粘度的浮起污泥S滯留并進(jìn)行脫氣，從而分離為氣體T和脫氣污泥U的裝置。該固氣分離裝置3主要具有用于將氣體T排出到外部的氣體排出部10和用于將脫氣污泥U排出到外部的脫氣污泥排出部11。作為固氣分離裝置3中將浮起污泥S進(jìn)行脫氣的機(jī)構(gòu)，可列舉例如利用下述真空裝置4形成的真空狀態(tài)從氣體排出部10側(cè)減壓抽吸氣體T的機(jī)構(gòu)。另外，作為固氣分離裝置3的形狀，并無特別限定，可列舉例如大致圓錐形狀，S卩，將氣體排出部10配置在上部，將脫氣污泥排出部11配置在下部，并且該下部縮成錐狀。如此，通過將固氣分離裝置3的下部形成為大致圓錐形狀，能夠使脫氣污泥U自然流下因此便于排出。另外，固氣分離裝置3還可具備與氣體排出部10連通而用于將氣體T排出到外部的氣體排出管(未圖示)；與 脫氣污泥排出部11連通而用于排出脫氣污泥U的脫氣污泥排出管或排泥泵(未圖示)；為了調(diào)節(jié)固氣分離裝置3內(nèi)部的減壓狀態(tài)，配置在氣體排出管以及脫氣污泥排出管上的調(diào)節(jié)閥(未圖示)等。真空裝置4是實(shí)施污泥濃縮系統(tǒng)I中的一系列污泥的減壓和脫氣的裝置。具體而言，真空裝置4配置在污泥濃縮系統(tǒng)I的最后段即固氣分離裝置3的后段，其用于一體地實(shí)現(xiàn)分離浮起濃縮裝置2中的減壓和浮起污泥S的抽吸以及固氣分離裝置3中的浮起污泥S的脫氣的裝置。所述真空裝置4的種類并無特別限定，可列舉例如噴射器和真空泵等，但其中優(yōu)選噴射器(ejector)。該噴射器無需利用電機(jī)等使泵旋轉(zhuǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是通過壓縮空氣產(chǎn)生真空的裝置，主要由噴嘴和擴(kuò)散管(未圖示)構(gòu)成。該噴嘴以及擴(kuò)散管間隔適當(dāng)距離地對置，通過使例如水等工作流體整體高速地通過該噴嘴和擴(kuò)散管，能夠在噴嘴和擴(kuò)散管之間產(chǎn)生真空。也就是說，通過使用噴射器作為真空裝置4，能夠利用精簡的結(jié)構(gòu)一體地實(shí)現(xiàn)分離浮起濃縮裝置2中的減壓和浮起污泥S的抽吸、固氣分離裝置3中的浮起污泥S的脫氣，使污泥濃縮系統(tǒng)I變得精簡和緊湊。該噴嘴和擴(kuò)散管的尺寸、形狀和配置等可根據(jù)需要的真空壓和吸入流量等自由調(diào)整。作為所述噴射器的工作流體，可使用所述脫離液R。由于該脫離液R的氣體溶解度較低，所以通過使用脫離液R作為噴射器的工作流體，不僅能夠降低噴射器中抽吸氣體量的負(fù)擔(dān)而提高真空能力，還能夠再利用該脫離液R運(yùn)行噴射器，因此能夠節(jié)省資源并實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。另外，作為將所述脫離液R從分離浮起濃縮裝置2導(dǎo)入噴射器的結(jié)構(gòu)，并無特別限定，可列舉例如通過分離浮起濃縮裝置2的脫離液排出管8將脫離液R供給到噴射器的結(jié)構(gòu)。(污泥濃縮系統(tǒng)的操作步驟)以下基于作用效果，詳細(xì)說明污泥濃縮系統(tǒng)I的操作步驟。例如，在關(guān)閉分離浮起濃縮裝置2的原污泥供給管7和脫離液排出管8的調(diào)節(jié)閥的同時(shí)釋放浮起污泥排出管9的調(diào)節(jié)閥，并且在關(guān)閉固氣分離裝置3的上述脫氣污泥排出管的調(diào)節(jié)閥的同時(shí)釋放氣體排出管的調(diào)節(jié)閥后，通過運(yùn)行真空裝置4形成真空狀態(tài)，由此能夠分離浮起濃縮裝置2的內(nèi)部和固氣分離裝置3的內(nèi)部形成減壓狀態(tài)。然后，繼續(xù)維持該真空狀態(tài)并且釋放原污泥供給管7的調(diào)節(jié)閥，通過將原污泥P供給到分離浮起濃縮裝置2的內(nèi)部，在固液分離部5的內(nèi)部使原污泥P向水平方向或大致水平方向灌流。在該固液分離部5中，隨著原污泥P在減壓狀態(tài)下向水平或大致水平方向灌流，原污泥P中的溶解氣體會發(fā)泡，原污泥P逐漸分離為含有該發(fā)泡氣體的分離污泥Q和脫離液R，并且在該流動(dòng)下游處，固液分離為分離污泥Q和脫離液R。也就是說，通過使原污泥P向水平或大致水平方向灌流的簡易機(jī)構(gòu)，分離浮起濃縮裝置2能夠有效且可靠地實(shí)現(xiàn)原污泥P的固液分離。此外，分離浮起濃縮裝置2通過連續(xù)實(shí)施上述原污泥P的灌流操作，能夠不停止而連續(xù)且高速地實(shí)施原污泥P的固液分離。在固液分離部5的下游處固液分離出的脫離液R會通過浮起濃縮部6的脫離液排出管8排出到外部。此外，在固液分離部5的下游處固液分離出的分離污泥Q會移動(dòng)到浮起濃縮部6，通過在浮起濃縮部6的減壓狀態(tài)下促進(jìn)分離污泥Q中的溶解氣體發(fā)泡，分離污泥Q會隨著該發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起。其結(jié)果是，在浮起濃縮部6中會形成 較厚的浮起的分離污泥Q層，通過壓實(shí)該分離污泥Q所產(chǎn)生的濃縮效果，能夠獲得高濃度的浮起污泥S，因此能夠進(jìn)一步提高污泥濃縮效果。另外，由于該浮起污泥S會蓄積在浮起濃縮部6的最高位，所以能夠容易地從上方排出和回收具有高濃度和高粘度的浮起污泥S，因此能夠更容易地排出濃縮污泥。并且，分離浮起濃縮裝置2在原污泥P的灌流和分離污泥Q的浮起等一系列過程中能夠?qū)崿F(xiàn)原污泥P的固液分離和分離污泥Q的浮起濃縮，因此能夠連續(xù)實(shí)施原污泥P的進(jìn)泥操作，其結(jié)果是，能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。也就是說，由于分離浮起濃縮裝置2具有固液分離部5和浮起濃縮部6的組合，所以能夠通過精簡且緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)充分的污泥濃縮效果，并容易地排出濃縮污泥，并且能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。在分離浮起濃縮裝置2的浮起濃縮部6經(jīng)過浮起濃縮的浮起污泥S通過真空裝置4的真空作用而被減壓抽吸，從而通過浮起污泥排出管9被送入固氣分離裝置3而滯留在內(nèi)部。在該固氣分離裝置3中，利用真空裝置4的真空作用將滯留的浮起污泥S進(jìn)行減壓脫氣，固氣分離為氣體T和脫氣污泥U。該氣體T利用真空裝置4的減壓抽吸作用而從氣體排出部10排出到外部，脫氣污泥U通過脫氣污泥排出部11排出到外部。也就是說，固氣分離裝置3能夠可靠地將含有發(fā)泡氣體的浮起污泥S固氣分離為脫氣污泥U和氣體T，從而能夠提高污泥密度，使輸送和處理變得更容易。此外，只要繼續(xù)維持真空裝置4形成的真空狀態(tài)，那么在原污泥P的灌流、分離污泥Q的浮起、浮起污泥S的回收和脫氣等一系列過程中，就能夠使原污泥P的固液分離、分離污泥Q的浮起濃縮、浮起污泥S的脫氣的搬送和處理變得更容易，能夠連續(xù)地實(shí)施原污泥P的進(jìn)泥操作、浮起污泥S的回收、浮起污泥S的濃縮，因此，能夠通過精簡且緊湊的結(jié)構(gòu)連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作。特別是，通過在污泥濃縮系統(tǒng)I的最后段即固氣分離裝置3的后段配置該真空裝置4，能夠防止或降低浮起污泥S等固體侵入真空裝置4的內(nèi)部，其結(jié)果是，能夠利用真空裝置4有效地對將在固氣分離裝置3中排出的氣體T進(jìn)行真空脫氣。也就是說，通過將真空裝置4配置在污泥濃縮系統(tǒng)I的最后段，能夠連續(xù)且有效地形成良好的真空狀態(tài)，能夠穩(wěn)定地維持充分的污泥濃縮效果。另外，如上所述，該真空裝置4是噴射器，作為該噴射器的工作流體，優(yōu)選使用從浮起濃縮部6排出的脫離液R。
另外，這種高濃度的脫氣污泥S例如在其他工序的污泥脫水處理裝置中能夠提高脫水性，或者在甲烷發(fā)酵處理裝置中能夠提高發(fā)酵效果，因此污泥濃縮系統(tǒng)I能夠作為該脫水處理裝置和甲烷發(fā)酵處理裝置的前處理裝置而得到有效利用。另外，本發(fā)明的污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)并不僅限于所述實(shí)施方式。例如，本發(fā)明的污泥濃縮系統(tǒng)中的分離浮起濃縮裝置可以如圖4所示那樣具有以下結(jié)構(gòu)在固液分離部5的長度方向的兩端具備原污泥供給管7，在通過該兩根原污泥供給管7從兩個(gè)方向灌流的原污泥P的合流地點(diǎn)即固液分離部5的長度方向的中央處連通浮起濃縮部6。通過具有這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置能夠濃縮處理更大量的原污泥，而不會妨礙上述污泥的固液分離效果和浮起濃縮效果。此外，例如圖5的分離浮起濃縮裝置還可以具有以下結(jié)構(gòu)在固液分離部5的側(cè)面具有4根原污泥供給管7，在通過該4根原污泥供給管7從4個(gè)方向灌流的原污泥P的合流地點(diǎn)即固液分離部5的中央處連通浮起濃縮部6。通過具有這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置能夠濃縮處理更大量的原污泥，而不會妨礙上述污泥的固液分離效果和浮起濃縮效果。另外，例如圖6的分離浮起濃縮裝置還可以具有以下結(jié)構(gòu)在固液分離部5的側(cè)面等間隔的具有6根原污泥供給管7，在通過該6根原污泥供給管7從6個(gè)方向灌流的原污泥P的合流地點(diǎn)即固液分離部5的中央處連通浮起濃縮部6。通過具有這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置能夠濃縮處理更大量的原污泥，而不會妨礙上述污泥的固液分離效果和浮起濃縮效果。此外，例如圖7的分離浮起濃縮裝置還可在固液分離部5的上方具有開口部12。具體而言，該分離浮起濃縮裝置可在圖3的分離浮起濃縮裝置的固液分離部5的上方進(jìn)行開口。通過具有該開口部12，本發(fā)明的污泥濃縮系統(tǒng)的分離浮起濃縮裝置能夠在常壓下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離，其結(jié)果是，能夠在大氣釋放狀態(tài)的大氣壓力下灌流該原污泥，實(shí)現(xiàn)原污泥的固液分離，并且能夠調(diào)低浮起濃縮部的減壓狀態(tài)下的負(fù)壓。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)可用于初沉污泥、剩余污泥、消化污泥、凈化槽污泥、凝集沉淀污泥、以及有機(jī)性污泥等的濃縮處理。符號說明I污泥濃縮系統(tǒng)2分離浮起濃縮裝置3固氣分離裝置4真空裝置5固液分離部6浮起濃縮部7原污泥供給管8脫離液排出管9浮起污泥排出管10氣體排出部、
11脫氣污泥排出部12 開口部P原污泥Q分離污泥R脫離液S浮起污泥T 氣體
U脫氣污泥
權(quán)利要求
1.一種污泥濃縮方法,包括 固液分離工序，在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離； 浮起濃縮工序，在所述固液分離工序的下游處，在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并實(shí)現(xiàn)濃縮，從而獲得浮起污泥。
2.如權(quán)利要求I所述的污泥濃縮方法，其特征在于， 在所述固液分離工序中，在常壓下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，所述浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓在5kPa以上25kPa以下。
3.如權(quán)利要求I所述的污泥濃縮方法，其特征在于， 在所述固液分離工序中，在減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流時(shí)，所述浮起濃縮工序中的最高位的負(fù)壓在65kPa以上95kPa以下。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的污泥濃縮方法，其特征在于， 還包括固氣分離工序，使從所述浮起濃縮工序中獲得的浮起污泥滯留并脫氣，從而獲得脫氣污泥。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的污泥濃縮方法，其特征在于， 還具有實(shí)施所述減壓和脫氣的真空形成工序。
6.—種污泥濃縮系統(tǒng),包括 分離浮起濃縮裝置，具備固液分離部，其在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，從而實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離；浮起濃縮部，其在該固液分離部的下游處在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并實(shí)現(xiàn)濃縮，從而獲得浮起污泥； 固氣分離裝置，其使所述浮起污泥滯留并脫氣，從而獲得脫氣污泥； 真空裝置，其實(shí)施所述減壓和脫氣。
7.如權(quán)利要求6所述的污泥濃縮系統(tǒng)，其特征在于， 所述真空裝置是噴射器，并使用所述脫離液作為該噴射器的工作流體。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種污泥濃縮方法和污泥濃縮系統(tǒng)，其能夠充分發(fā)揮污泥濃縮效果，更容易地排出濃縮污泥，同時(shí)能夠連續(xù)高速地實(shí)施污泥濃縮操作，并且使結(jié)構(gòu)變得精簡和緊湊。本發(fā)明的污泥濃縮方法包括固液分離工序，其在常壓或減壓狀態(tài)下使原污泥向水平或大致水平方向灌流，實(shí)現(xiàn)分離污泥與脫離液的固液分離；浮起濃縮工序，其在所述固液分離工序的下游處，在減壓狀態(tài)下使所述分離污泥隨著發(fā)泡氣體向垂直或大致垂直方向浮起并實(shí)現(xiàn)濃縮，從而獲得浮起污泥。
文檔編號B03D1/02GK102762505SQ201180009378
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者澤井正和 申請人:株式會社泰科企劃