申请日2003.04.17
公开(公告)日2007.02.28
IPC分类号C02F11/04; C02F1/58; C02F11/12
摘要
本发明的目的在于，在从人粪尿或净化槽污泥的消化脱离液、污泥的消化液、化工厂排水等含有高浓度的有机物、磷及氮的废水中，把磷等做成磷酸铵镁(以后略记为MAP)结晶来去除，同时回收该MAP结晶的技术中，提供高效回收纯度高、质量优良的MAP结晶的方法及装置。作为如此课题的解决手段，本发明涉及污泥处理方法，其特征在于，把有机性排水的生物处理系统中生成的污泥混合液通过在厌氧性消化槽中进行处理来进行污泥的消化，同时通过往该厌氧性消化槽中添加镁源，在该厌氧性消化槽内使磷酸铵镁的结晶粒子生成及成长，从该厌氧性消化槽中取出含有磷酸铵镁的结晶污泥混合液，从该被取出的污泥混合液中分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子的固形物，把磷酸铵镁结晶粒子分离回收后的污泥混合液的一部分返回到厌氧性消化槽中。
権利要求書
1.污泥处理方法，其特征在于，把有机性排水的生物处理系统中 生成的污泥混合液通过在厌氧性消化槽中进行处理来进行污泥的消 化，同时通过往该厌氧性消化槽中添加镁源，在该厌氧性消化槽内使 磷酸铵镁的结晶粒子生成及成长，从该厌氧性消化槽中取出含有磷酸 铵镁的结晶污泥混合液，从该被取出的污泥混合液中分离及回收含有 磷酸铵镁结晶粒子的固形物，把分离回收磷酸铵镁结晶粒子后的污泥 混合液的一部分返回到厌氧性消化槽中。
2.污泥处理方法，其特征在于，把在有机性排水的生物处理系统 中生成的污泥混合液在酸发酵槽进行发酵处理之后，在粒子成熟槽中 添加镁源并使磷酸铵镁的结晶粒子成长，接着在厌氧性消化槽中进行 处理来进行污泥的消化及磷酸铵镁的结晶粒子的成长，从该厌氧性消 化槽中取出含有磷酸铵镁的结晶的污泥混合液，从该取出的污泥混合 液中分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子的固形物，把磷酸铵镁结晶粒 子被分离回收后的污泥混合液的一部分供给酸发酵槽的同时，把分离 回收的磷酸铵镁的结晶粒子供给粒子成熟槽。
3.如权利要求1或2所述的污泥处理方法，其中，通过液体旋风 分离器进行从取出的污泥混合液中分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子 的固形物的工序。
4.如权利要求1或2所述的污泥处理方法，其中，往厌氧性消化 槽中添加的镁源是氢氧化镁或者氧化镁。
5.如权利要求3所述的污泥处理方法，其特征在于，把分离回收 磷酸铵镁结晶粒子之后的污泥混合液返回到厌氧性消化槽的返回量， 是投入厌氧性消化槽的污泥混合液的投入量的0.5～4倍。
6.如权利要求4所述的污泥处理方法，其中，作为镁源，把将氢 氧化镁或者氧化镁溶解在海水或井水中的溶液添加到厌氧性消化槽 内。
7.污泥处理装置，其特征在于，具备：收容在有机性排水的生物 处理系统中生成的污泥混合液并进行污泥的消化，同时进行磷酸铵镁 结晶粒子的生成、生长的厌氧性消化槽;向该厌氧性消化槽内供给镁 源的镁源供给装置;用于从厌氧性消化槽中取出污泥混合液的污泥取 出管;用于通过污泥取出管收容从厌氧性消化槽取出的污泥混合液并 分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子的固形物的固液分离装置;用于把 从固液分离装置回收的磷酸铵镁结晶粒子被分离回收后的污泥混合液 的一部分返回厌氧性消化槽内的配管。
8.污泥处理装置，其特征在于，具备：收容在有机性排水的生物 处理系统中生成的污泥混合液并由酸发酵进行污泥的处理的酸发酵 槽;在从该酸发酵槽中排出的污泥混合液中添加镁源并使磷酸铵镁的 结晶粒子成长的粒子成熟槽;向该粒子成熟槽供给镁源的镁源供给装 置;收容从该粒子成熟槽中排出的污泥混合液并进行污泥的消化及成 长磷酸铵镁的结晶粒子的厌氧性消化槽;用于从该厌氧性消化槽中取 出污泥混合液的污泥取出管;与该污泥取出管相通并收容从厌氧性消 化槽中取出的污泥混合液且用于分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子的 固形物的固液分离装置;用于把从固液分离装置中回收的磷酸铵镁结 晶粒子被分离回收后的污泥混合液的一部分供给酸发酵槽的配管;用 于把从固液分离装置中回收磷酸铵镁的结晶粒子供给粒子成熟槽的配 管。
9.如权利要求7或8所述的污泥处理装置，其特征在于，固液分 离装置是液体旋风分离器。
10.液体中离子的去除方法，是由结晶法去除被处理液中的被去 除离子的方法，其特征在于，把含有被去除离子的被处理水导入结晶 反应槽，向结晶反应槽中供给与被处理水中的被去除离子反应并形成 难溶性的盐的离子并使被去除离子的难溶性盐的结晶粒子成长，接着 固液分离反应液并分离回收成长了的结晶粒子，把成长了的结晶粒子 被分离回收后的反应液的一部分返回结晶反应槽。
11.结晶反应装置，其特征在于，具备：收容含有被去除离子的 被处理水并形成被去除离子的难溶性盐的结晶反应槽;向结晶反应槽 供给与被处理水中的被去除离子反应并形成难溶性盐的离子的盐形成 离子供给装置;用于从结晶反应槽取出反应后的反应液的反应液排出 管;与反应液排出管相通并在固液分离从结晶反应槽取出的反应液后 用于分离回收成长了的结晶粒子的固液分离装置;用于把从固液分离 装置回收的成长结晶粒子被分离回收后的反应液的一部分返回结晶反 应槽的配管。
说明书
有机性排水及污泥处理方法及处理装置
技术领域
本发明涉及处理下水处理厂或各种废水处理设施等的有机性排水 或污泥的系统，更详细地讲，涉及从人粪尿或净化槽污泥的消化脱离 液、污泥的消化液、化工厂排水等含有高浓度的有机物、磷及氮的废 水中把磷等做成磷酸铵镁(以后略记为MAP)结晶来去除，同时在回 收该MAP结晶的技术中，高效回收纯度高、优质的MAP结晶的方法及 装置。
背景技术
作为现有一般的脱氮、脱磷的同时处理方法，有厌氧无氧好气法 等生物学的处理方法，和组合厌氧好气法、凝聚沉淀法、氧化铝吸附 法等方法等。另外，近年来，也试验了把在人粪尿处理或下水处理的 工序中产生的返流水或厌氧性消化脱离液等作为对象的MAP处理等。 所谓MAP处理，是通过在含有氨的被处理水中加入镁源及pH调节剂使 其反应，把被处理水中的磷做成MAP粒子并使其结晶来去除的处理。
在这些处理方法中，厌氧无氧好气法，存在因水质的变化或伴随 季节变动的外部环境的变化使处理性能不稳定等问题，还有，组合厌 氧好气法和凝聚沉淀法等的方法，除了处理工序繁杂之外，以试剂费 用为首的运行成本也是大问题。与此相对，MAP处理方法，与原先二 法相比，运行操作的繁杂度减少了，特别是除了能稳定地进行磷的回 收之外，被回收的MAP还有做成优质肥料的附加价值，从资源的有效 利用的观点来看，也可以说是优良的磷及氮的去除方法。
但是，MAP法也存在下述问题：(1)作为pH调节剂的氢氧化钠和 作为镁源的氯化镁等试剂成本高;(2)当在不满一小时的短时间内急 速地进行MAP结晶(略称为“急速MAP反应”)时，生成细微的MAP 粒子，它们从MAP反应槽中漏掉，所以MAP回收率有时降低到60～70% 左右;(3)急速MAP反应使大约400mg/L以上的SS混在液体中，SS 与MAP结晶物聚合，不能回收到纯度高的MAP结晶;(4)在MAP处理 工序前级采用厌氧消化工序等的情况下，在厌氧性消化工序中，污泥中 的溶解性镁成为由速率决定的MAP反应在反应槽内已经进行了，生成的 MAP粒子，由于在原封不动的状态下与SS的分离是困难的，所以以混 合在消化污泥中的状态下不能回收，存在与污泥一起被处理等问题。
本发明者们，作为解决上述现有问题的手段，提出了把废水中的 磷做成MAP再进行高效回收的技术(日本特开2002-45889号)。在 此，把提出的方法的概要表示在图4中。有机性排水1，在最初沉淀 池2被固液分离且污泥混合液3(初沉污泥)被分离去除之后，在生 物反应槽4中进行生物处理。从生物反应槽4中排出的活性污泥混合 液5，在最终沉淀槽6中被固液分离，与处理水7被取出的同时，污 泥混合液8(剩余污泥)被回收。把从这样的有机性排水处理系统中 产生的污泥混合液3及8导入厌氧性消化槽51内。向厌氧性消化槽 51中供给镁源55，在消化槽51内通过厌氧菌消化污泥中的有机物， 同时进行MAP生成反应并生成MAP结晶粒子。把得到的含有MAP结晶 粒子的污泥混合液，用液体旋风分离器等MAP回收装置52进行处理并 分离回收生成的MAP结晶粒子56。MAP结晶粒子被分离后的污泥混合 液57，导入脱水装置53并把SS部分做成脱水饼58后进行回收。通 过脱水装置得到的分离水59，接着导入第二结晶槽54，通过添加、混 合镁源60及pH调节剂61，再生成·回收MAP粒子62。MAP粒子被回收 后的脱离液63，可以返回到最初沉淀槽2内。根据该方法，在厌氧性 消化槽内的第一级的MAP生成·回收工序中通过把混入分离水中的MAP 细微粒子和未反应的磷在第二结晶槽的第二级的MAP生成工序中进行 结晶·结晶成长并回收，可以大幅度地提高排水中的磷回收效率。
本发明者们，从更加详细地研究这样的方法的结果得知，从其经 济的或者操作的容易性等方面来说，有关MAP回收率的提高和稳定化、 生成MAP高纯度化、试剂使用量的降低及处理系统的简化，有必要进 一步改进。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有的技术问题，进一步改进日本特 开2002-45889号公报中提出的方法。即，本发明在有机性排水或者 污泥处理系统中，特别是含有有机物、氮、磷的废水，例如，人粪尿 或净化槽污泥的消化脱离液、污泥的消化液、化工厂排水等含有高浓 度的有机物、磷及氮的废水或者污泥进行厌氧性处理的同时，把被处 理水中的磷做成磷酸铵镁结晶后进行去除的MAP处理方法中，提供大 幅度地降低试剂的使用量，同时大幅度地提高氮及磷的去除效率且稳 定化，使生成MAP的高纯度化成为可能且使处理系统的简略化成为可 能的方法及装置。
本发明由下面所列的手段解决上述课题。
1.一种污泥处理方法，其特征在于，把有机性排水的生物处理 系统中生成的污泥混合液通过在厌氧性消化槽中进行处理来进行污泥 的消化，同时通过往该厌氧性消化槽中添加镁源，在该厌氧性消化槽 内使磷酸铵镁的结晶粒子生成及成长，从该厌氧性消化槽中取出含有 磷酸铵镁的结晶污泥混合液，从该被取出的污泥混合液中分离及回收 含有磷酸铵镁结晶粒子的固形物，把分离回收磷酸铵镁结晶粒子后的 污泥混合液的一部分返回到厌氧性消化槽中。
2.如上述第1项所述的污泥处理方法，其中，通过液体旋风分 离器进行从取出的污泥混合液中分离及回收含有磷酸铵镁结晶粒子的 固形物的工序。
3.如上述第1项或第2项所述的污泥处理方法，其中，往厌氧 性消化槽中添加的镁源是氢氧化镁或者氧化镁。
4.如上述第3项所述的污泥处理方法，其中，作为镁源，把将 氢氧化镁或者氧化镁溶解在海水或者井水中的溶液添加到厌氧性消化 槽内。
5.如上述第1项～第4项的任一项所述的污泥处理方法，其特 征在于，把分离回收磷酸铵镁结晶粒子后的污泥混合液返回到厌氧性 消化槽的返回量，是投入厌氧性消化槽的污泥混合液的投入量的0.5～ 4倍。