專利名稱：厭氧處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及厭氧污泥床處理裝置，該厭氧污泥床處理裝置用于對從各種工廠、污水、糞便、畜牧業(yè)設施等排出的有機性廢水或有機性廢棄物等進行無害化處理，更詳細地說，是涉及多級具有氣·液·固(汽液固)分離部(Gas-Solid Separator；以下也稱GSS部)的上流式厭氧污泥床處理裝置。
背景技術(shù)：
有機性廢水或有機性廢棄物等有通過厭氧處理進行分離處理的情況。作為這樣的分解處理方法，有例如上流式厭氧污泥床法(Up flowAnaerobic Sludge Blanket；以后也稱UASB法)。這是近年逐漸普及的方法，是通過在反應器內(nèi)，填充污泥(污泥粒子)，使有機性廢水在反應器內(nèi)，因上升流而流通，在厭氧條件下，生物分解廢水中的有機物，該污泥是將以甲烷菌等的厭氧菌為主體的微生物進行粒子化的污泥。該UASB法通過將厭氧菌造?；癁轭w粒狀，從而具有可以將反應器內(nèi)的甲烷菌的濃度保持在高濃度的特征，其結(jié)果為，即使是在廢水中的有機物的濃度相當高的情況下，也可以高效地處理。例如，在將該方法具體化的裝置中，具有將重鉻酸鉀作為氧化劑，即使所測定的CODCr(以下稱為COD)的容積負載是為10～15kg/m3/d的廢水·廢棄物也可以高效運轉(zhuǎn)的特征。
對以有機性廢水以及有機性廢棄物為對象的厭氧處理的厭氧菌，按照環(huán)境溫度，大致分為2種。例如，有以環(huán)境溫度30～35℃的中溫區(qū)域作為最適宜溫度的中溫厭氧菌，以50～55℃的高溫區(qū)域作為最適宜溫度的高溫厭氧菌等。另一方面，在利用這些厭氧菌的功能的UASB法中，若所分解的有機物的負載量增高(例如COD的容積負載大于或等于15kg/m3/d)，則產(chǎn)生的氣體量增多。此時，若不隨時切實地進行抽取反應器內(nèi)的氣體，則因為排出氣體時的噴出等，顆粒狀的污泥粒子的外溢十分明顯，難以使污泥粒子存留在反應器內(nèi)。
作為這種情況的處理對策，提出了使UASB裝置其本身成為多級，分散所產(chǎn)生的氣體，將其排出系統(tǒng)外的方法。圖1是將UASB做成多級的厭氧處理裝置的模式圖(G.Lettinga(1995)Anaerobic digestion andwastewater treatment system，Antonie van Leeuwenhoek 673-28)。圖1所示的裝置是在筒狀的反應器2的內(nèi)部，交替設置向下傾斜的多個擋板3，在各個位置多級地形成劃分了反應器內(nèi)而分割成的沉淀區(qū)域4a-4e，該筒狀的反應器2在下端連接有原水流入管1。每個劃分的沉淀區(qū)域4a-4e的上端的角部(即，由擋板而形成的阻塞部)形成GSS部5。在反應器內(nèi)部填充顆粒狀的污泥粒子。若從這樣的裝置的下端，投入有機性廢水(原水)，則通過存在于內(nèi)部的顆粒狀的污泥粒子內(nèi)的厭氧微生物的作用，分解原水中的有機物，產(chǎn)生氣體。在反應器的下部，由于是高負載的狀態(tài)，產(chǎn)生的氣體較多，所以產(chǎn)生的氣體附著在污泥粒子上，使其視比重降低，同時附著的氣體伴隨著污泥粒子，沿向上的水流，污泥粒子向上方流動。伴隨著氣體的污泥粒子被由擋板3所形成的GSS部5捕捉，在水面成為氣泡，形成氣泡部5b。氣泡不久破裂，氣體聚集在GSS部5，形成氣相部5a。在形成氣相部5a的位置，連接產(chǎn)生氣體的回收配管6，回收氣體。產(chǎn)生氣體的回收配管6連接在外部的水封槽7上，將氣體封閉在水封槽7內(nèi)。因氣泡的破裂，氣體和污泥粒子分離，污泥粒子恢復到原來的比重，因重力而沉淀。沉淀到擋板3上的污泥粒子一邊從擋板3的表面上滑落，一邊進一步沉淀。沉淀后的污泥粒子再次與原水流中的有機物接觸，由于污泥粒子中的厭氧微生物分解有機物，而使氣體產(chǎn)生，污泥粒子伴隨氣體上升。
在反應器的內(nèi)部，發(fā)生了上述那樣的污泥粒子的循環(huán)運動，但因為在反應器下方所產(chǎn)生的氣體被反應器下方的GSS回收，所以隨著向反應器上方的移動，因在反應器下方產(chǎn)生的氣體而對污泥粒子的流動所造成的影響減小，由于有機物的負載量慢慢減小，所以氣體的產(chǎn)生量降低，與此相伴，流動的污泥粒子的視比重增大，伴隨著氣體的污泥粒子的上升流的速度減小，即，污泥粒子的流動減緩。
這樣一來，對有機物進行厭氧處理后的處理水從反應器2的上端部溢出，通過處理水配管9被排出。象上述那樣，因為污泥粒子的流動隨著向反應器的上方的移動而減緩，即接近靜止狀態(tài)，所以在來自反應器的上端的溢流內(nèi)不含有污泥粒子，可得到清潔的處理水。
但是，多級化的UASB裝置，現(xiàn)在還有以下所示的課題。
(1)因為廢水的特性，在GSS部內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，導致GSS部內(nèi)部或產(chǎn)生氣體的捕集配管的阻塞，難以捕集產(chǎn)生的氣體。
(2)因為廢水的特性，在GSS部內(nèi)部形成浮渣，難以捕集產(chǎn)生的氣體。特別是在負載低、產(chǎn)生的氣體量少的情況下，因產(chǎn)生的氣體而使浮渣的破壞·清除效果減小，容易形成浮渣。
(3)上述(1)、(2)的結(jié)果，分散了作為多級化的UASB裝置的特長的所產(chǎn)生的氣體，失去了排出到系統(tǒng)外的效果，導致污泥的過多外溢，成為處理惡化的原因。
(4)在構(gòu)成GSS部的擋板的設置角度為平緩的情況下，污泥堆積在擋板上，產(chǎn)生污泥死角，存在不能有效地使用反應器內(nèi)的全部污泥粒子的情況。
(5)在將GSS部裝置一直形成到反應器的下部的情況下，阻礙了污泥粒子的良好的流動，存在污泥粒子與有機物的接觸不充分或不良的情況。
(6)在反應器內(nèi)的通水速度低的情況下，產(chǎn)生捷徑流，相反，在通水速度高的情況下，由于會引起污泥的外溢，所以有成為使處理結(jié)果惡化的原因的情況。
鑒于這樣的實情，本發(fā)明是以提供一種厭氧處理裝置為目的，該厭氧處理裝置是在污泥粒子良好的流動狀態(tài)，即，不會阻礙污泥粒子與有機物的良好接觸，相對于處理，有效地使用污泥粒子全體的多級化UASB裝置中，進行對在GSS部內(nèi)部產(chǎn)生的氣體的穩(wěn)定回收，即使是在高COD負載中，也可以進行穩(wěn)定的廢水處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明作為用于解決上述課題的方法，提供了有關(guān)以下各方式的厭氧處理裝置。
本發(fā)明的權(quán)利要求1的發(fā)明是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，各個擋板的占有面積大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
本發(fā)明的權(quán)利要求2的發(fā)明是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝為與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，且其占有面積大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一。
本發(fā)明的權(quán)利要求3的發(fā)明是有關(guān)如權(quán)利要求2所述的裝置，還具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
本發(fā)明的權(quán)利要求4的發(fā)明是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝為與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
本發(fā)明的權(quán)利要求5的發(fā)明是有關(guān)如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的裝置，其特征在于，在汽液固分離部的內(nèi)部或下方配置氣體供給管，該氣體供給管用于吹入不含有氧的氣體。
本發(fā)明的權(quán)利要求6的發(fā)明是有關(guān)如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的裝置，汽液固分離部安裝在處理槽的上部50％的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的權(quán)利要求7的發(fā)明是有關(guān)如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的裝置，將在處理槽內(nèi)的原水通過量控制在1～5m/h。


圖1是表示以往的多級UASB裝置的構(gòu)成例的圖。
圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的一個方式的多級UASB裝置的構(gòu)成例的圖。
圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的其他方式的多級UASB裝置的構(gòu)成例的圖。
圖4是表示有關(guān)在實施例2中所使用的本發(fā)明的一個方式的多級UASB裝置的構(gòu)成的圖。
圖5是表示在實施例2中所使用的比較用的多級UASB裝置的構(gòu)成的圖。
圖6是表示在實施例2中的、COD處理成績隨時間的變化的圖表。
圖7是表示在實施例3中所使用的各種多級UASB裝置的構(gòu)成的圖。
圖8是表示在實施例3中的、在使用清涼飲料的廢水實驗(RUN1)中的COD處理成績隨時間的變化的圖表。
圖9是表示在實施例3中的、在使用食品的廢水實驗(RUN2)中的與COD處理成績隨時間的變化的圖表。
具體實施例方式
下面，說明本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不僅限于此。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的第1方式的多級UASB裝置的一個實施例的概要的圖。另外，在附圖中，對相同的構(gòu)成要素，賦予相同的參照編號。
在與圖2所示的本發(fā)明的一個方式相關(guān)的多級UASB裝置中，通過在筒狀的反應器2的內(nèi)部，設置多個擋板3，多級形成劃分了反應器2的內(nèi)部而分成的沉淀區(qū)域，該筒狀的反應器2在下端連接原水流入管1。擋板3其一方的端部固定在反應器2的內(nèi)壁，另一方的端部朝向反向側(cè)的內(nèi)壁方向，向下傾斜伸長。在圖2中，表示了配置2張向下傾斜的擋板3，多級形成2個沉淀區(qū)域4a、4b的構(gòu)成例。在每個區(qū)段沉淀區(qū)域4a、4b的上端的角部(因擋板3而形成的阻塞部)，形成GSS部5。在反應器內(nèi)部，填充顆粒狀的污泥粒子。有機性廢水(原水)穿過供給管25，首先在原水調(diào)整槽/酸發(fā)酵槽23調(diào)整后，穿過原水流入管1，從反應器2的下端投入。另外，不是必需要設置原水調(diào)整槽/酸發(fā)酵槽23，也可以直接將原水供給到反應器2。另外，特別是在不必要的情況下，也可以不在槽23內(nèi)進行原水的調(diào)整。
在反應器2內(nèi)，填充由厭氧菌構(gòu)成的顆粒狀污泥粒子。作為本發(fā)明的對象的厭氧處理是以30℃～35℃為適當溫度的中溫甲烷發(fā)酵處理，以50℃～55℃為適當溫度的高溫甲烷發(fā)酵處理等的所有溫度范圍的厭氧處理為對象的。含有有機性廢棄物等的原水通過送液管1被導入反應器2的下端，該反應器2填充有由厭氧菌構(gòu)成的顆粒狀污泥粒子。原水根據(jù)需要，通過處理水的循環(huán)液或從系統(tǒng)外供給的稀釋水等進行適當稀釋后，可以供給到反應器。希望將流入原水的量調(diào)節(jié)為在反應器2內(nèi)部的通水速度為1～5m/h。
在反應器2內(nèi)，通過含有厭氧菌的顆粒狀污泥粒子的介在，分解有機性廢棄物，產(chǎn)生分解氣體。產(chǎn)生的氣體分別匯集在各區(qū)段的沉淀區(qū)域4a、4b的上端的GSS部5，在各個上面形成氣泡部5b以及氣相部5a，從氣相部5a穿過產(chǎn)生氣體的回收配管6，被回收到水封槽7。對于所回收的產(chǎn)生的氣體通過氣體表8記錄其排出量。在區(qū)段沉淀區(qū)域4a、4b內(nèi)，在反應器內(nèi)所產(chǎn)生的氣體的一部分附著在顆粒狀污泥粒子上，使其視比重減輕，同時伴隨顆粒狀污泥粒子到達GSS部5的水面。這樣，產(chǎn)生的氣體形成氣泡，臨時滯留在水面氣泡部5b中。在水面氣泡部5b中匯集的氣泡不久破裂，產(chǎn)生的氣體與顆粒狀污泥粒子分離，顆粒狀污泥粒子恢復到原有的比重，沉淀到水中，另一方面，產(chǎn)生的氣體形成氣相部5a，從與這里連接而產(chǎn)生氣體的回收配管6經(jīng)過水封槽7，被排出到系統(tǒng)外。分解出有機物而變得清澈的處理水從反應器上端溢出，經(jīng)處理水配管9，被排出到系統(tǒng)外。
另外，如圖2所示，將處理水配管9分支，構(gòu)成處理水循環(huán)配管21，通過配管24，在原水調(diào)整槽/酸發(fā)酵槽23循環(huán)，根據(jù)需要，在進行再調(diào)整后，可以再次再循環(huán)到反應器2。另外，配置旁通管22，可以將處理水原狀再循環(huán)到反應器2。
由于各GSS部5的氣相部5a的氣體壓力不同，所以其壓差可以在水封槽7進行調(diào)整。需要按照接近原水送液側(cè)的順序(即越靠近下方的GSS部)，保持較高的水封壓力。這是可以通過使與下方的GSS部連接的產(chǎn)生氣體的回收配管6在水封槽7內(nèi)降低開口部位置而完成的(參照圖2)。氣體回收壓力的調(diào)整除使用水封槽7的方法以外，還有很多方法，例如也可以使用壓力閥等。在本發(fā)明的厭氧處理中，由于可以在各個區(qū)段沉淀區(qū)域，回收在該處產(chǎn)生的產(chǎn)生氣體，所以減少了每反應器單位的橫截面積的產(chǎn)生氣體量。特別是在最接近使處理水流出的處理水配管9的位置，每反應器單位的橫截面積的氣體量非常小。因此，可以使顆粒狀污泥粒子流出到系統(tǒng)外的量非常小。
在這里，希望配置在反應器2的內(nèi)部的擋板3，其占有面積為大于或等于處理槽的橫截面積的1/2的尺寸。若擋板3的占有面積在處理槽的橫截面積的1/2以下，則通過擋板，捕捉在反應器內(nèi)產(chǎn)生的氣體不充分，在汽液固的分離上產(chǎn)生問題。即，從反應器的中心部分向上方抽取氣體，不能充分地將氣體匯集在GSS部5。
另外，在需處理的原水為發(fā)泡性的情況下，GSS部5內(nèi)的氣相部5a以及產(chǎn)生氣體的回收配管6阻塞，難以回收產(chǎn)生的氣體。因此，在本發(fā)明的一個方式中，通過將滅泡劑供給到反應器2內(nèi)，可以抑制在GSS部5內(nèi)的發(fā)泡，可以無障礙地進行處理。作為向反應器2內(nèi)供給滅泡劑的方法，例如，如圖2所示，將滅泡劑注入配管10與原水送液管1連接，可以預先在原水中加入滅泡劑。另外，作為其他的形式，滅泡劑可以或是通過滴落或噴霧，供給到原水調(diào)整槽/酸發(fā)酵槽23(圖2的②)，或是供給到處理水循環(huán)配管(圖2的⑤、⑥或⑦)，或是通過直接滴落或噴霧，投入到反應器2(圖2的④)，或是通過滴落或噴霧，供給到反應器的GSS部5(圖2的③)。作為滅泡劑，希望使用具有與原水的特性對應的滅泡效果，適于發(fā)酵液的滅泡，在中溫(30℃～35℃)或高溫(50℃～55℃)中，不會失去滅泡效果的滅泡劑。作為在本發(fā)明中可以使用的滅泡劑，可以適用于硅類滅泡劑或酒精類滅泡劑的任意一種。
本發(fā)明的第1方式涉及具有上述特征的厭氧處理裝置。即，本發(fā)明的第1方式是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的汽液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的汽液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，各個擋板的占有面積大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
另外，本發(fā)明的第2方式，其特征在于，是將擋板安裝成與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度。即，本發(fā)明的第2方式是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的汽液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的汽液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝成與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，且其占有面積為大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一。
若參照圖2，說明本發(fā)明的第2方式，則在相關(guān)的方式中，通過使反應器2的內(nèi)壁與擋板3之間的角度θ小于或等于35度，安裝擋板3，使其朝向反向側(cè)的內(nèi)壁，向下傾斜，可以消除下述問題，即在形成沉淀區(qū)域4a、4b的擋板3上，從上方沉淀來的顆粒狀污泥粒子沉積，造成流動性不充分，產(chǎn)生污泥粒子的死角。若反應器2的內(nèi)壁與擋板3之間的角度在35度以上，則因為產(chǎn)生上述的污泥粒子的堆積，容易產(chǎn)生污泥粒子的死角，所以難以進行30kg/m3/d以上的高負載處理。若擋板3與反應器2的內(nèi)壁之間的角度θ小于或等于35度，則因為超越了污泥粒子的休止角的傾斜通過擋板而形成，還由于沉淀到擋板上的污泥粒子從擋板的表面上一邊滑落一邊流下，所以污泥不會堆積到擋板上。比較希望該擋板與反應器內(nèi)壁之間的角度在30度以下，更希望在27度以下。
另外，即使是在本發(fā)明的第2方式中，也希望配置在反應器2的內(nèi)部的擋板3，其占有面積是為處理槽的橫截面積的1/2以上的尺寸。若擋板3的占有面積在處理槽的橫截面積的1/2以下，則通過在反應器內(nèi)產(chǎn)生的氣體的擋板而進行的捕捉不充分，在汽液固的分離上產(chǎn)生問題。即，從反應器的中心部分向上方抽取氣體，不能充分地將氣體匯集在GSS部5中。
另外，在本發(fā)明的第2方式中，添加滅泡劑不是必須條件。但是，與第1方式相同，若能將滅泡劑供給到反應器內(nèi)，抑制在GSS部5內(nèi)的發(fā)泡，則更好。
再有，本發(fā)明的第3方式是有關(guān)一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的汽液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的汽液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝為與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
另外，由于原水是高SS等的理由，在容易形成浮渣的情況下，存在著在GSS部5內(nèi)的氣泡部表面5b以及內(nèi)部形成浮渣，難以回收產(chǎn)生的氣體的情況。在這樣的情況下，通過將氣體供給管配置在GSS部5的內(nèi)部或下方，供給氣體，可以或是破壞浮渣，或是防止浮渣的形成。作為可以用于這樣的目的的氣體，可以使用不含氮氣等的氧，不會對甲烷發(fā)酵等的生物處理造成影響的氣體。另外，也可以將因厭氧處理而產(chǎn)生的氣體，作為破壞浮渣或防止形成用的氣體來使用。相關(guān)方式的厭氧處理裝置的構(gòu)成例，如圖3所示。
在圖3所示的裝置中，通過穿過產(chǎn)生氣體的回收配管6以及水封槽7，將所回收的產(chǎn)生的氣體存留在氣體保存器11中，從這里穿過產(chǎn)生氣體的供給配管13，供給到設置在各GSS部的下方的散氣管12，作為氣泡，或是從GSS部的下方供給，或是供給到產(chǎn)生氣體的回收配管6，直接供給到GSS部的內(nèi)部，從而達到或是破壞在GSS部內(nèi)的浮渣，或是防止浮渣的形成。
產(chǎn)生氣體的供給配管13與各個GSS部的產(chǎn)生氣體的回收配管6連接，在破壞·除去GSS部5-1內(nèi)的浮渣的情況下，關(guān)閉閥門14a，通過將產(chǎn)生的氣體吹入GSS部5-1內(nèi)，將GSS部5-1內(nèi)的全體作為氣相部5-1a，向下壓下氣泡部5-1b，可以將浮渣從GSS部5-1中排出。因為將該排出的浮渣封入其上面的GSS部5-2內(nèi)，所以接著關(guān)閉閥門14b，同樣通過將產(chǎn)生的氣體吹入GSS部5-2內(nèi)，將GSS部5-2內(nèi)的全體作為氣相部5-2a，向下壓下氣泡部5-2b，可以將浮渣從GSS部5-2中排出，可以使其與處理水一同流出。
另外，在將產(chǎn)生氣體的供給配管13連接到散氣管12的情況下，該散氣管12配置在各GSS部的下方，由于從散氣管12吹入的氣泡而破壞浮渣，被破壞的浮渣與反應器2內(nèi)的液流一同作為處理水排出。在該方法的情況下，不管閥門14的開閉。若開啟閥門14，進行上述的操作，則通過產(chǎn)生氣體的回收配管6，回收從散氣管12吹入的氣體。另一方面，若關(guān)閉閥門14，進行上述的操作，則加上從散氣管12吹入的氣泡所產(chǎn)生的浮渣的破壞效果，也可以期待通過穿過產(chǎn)生氣體的回收配管，直接將氣體供給到GSS部的內(nèi)部所產(chǎn)生的浮渣的排出效果。以破壞浮渣或防止形成浮渣為目的，向GSS部5內(nèi)或散氣管供給氣體的頻度，也根據(jù)處理廢水的性質(zhì)狀況，從1日1次到1周1次，都有破壞除去GSS部5內(nèi)部的浮渣的效果。
另外，在有關(guān)本發(fā)明的多級UASB裝置中，比較希望汽液固分離部僅在處理槽的上部形成。這是因為，若將汽液固分離部安裝在直到處理槽的下部，則妨礙在處理槽內(nèi)的污泥粒子的良好流動，造成污泥與有機物的接觸不良，存在處理不穩(wěn)定的情況。從此觀點出發(fā)，在有關(guān)本發(fā)明的多級UASB裝置中，希望將汽液固分離部安裝在處理槽的上部70％的范圍內(nèi)，比較希望的是在上部50％的范圍內(nèi)，更希望的是在上部30％的范圍內(nèi)。
另外，在本發(fā)明的多級UASB裝置中，希望將在處理槽內(nèi)的原水通過量控制在1～5m/h。若在槽內(nèi)的通過量過小，則存在著在污泥層產(chǎn)生捷徑流，不能有效使用污泥層全體的情況。另外，若在槽內(nèi)的通過量過大，則因為液體的上升流速度大于顆粒狀污泥粒子的沉淀速度，顆粒狀污泥粒子與處理水一體流出，所以不能穩(wěn)定地將污泥保持在槽內(nèi)，存在處理不穩(wěn)定的情況。從此觀點出發(fā)，希望將在處理槽內(nèi)的原水通過量控制在1～5m/h，更希望控制在2～3m/h。
下面，通過實施例，具體說明本發(fā)明的各種方式，本發(fā)明并非僅限定于這些實施例。
實施例1使用圖2所示的裝置，進行廢水的厭氧處理。在橫截面積0.16m2，高6.25m(槽容量1m3)的圓筒形反應器2內(nèi)，安裝2張擋板3，使其向下傾斜，該擋板3的各個占有橫截面積為0.112m2(反應器的橫截面積的70％)。擋板3的安裝角度(θ)為45度。將反應器2內(nèi)的水溫溫度控制在35℃。在反應器2內(nèi)填充顆粒狀的污泥粒子。
作為原水，使用發(fā)泡性的清涼飲料廢水的酸發(fā)酵處理水(COD＝10,000mg/L；SS＝500mg/L)。將從反應器2的上端溢出的處理水作為循環(huán)液，通過與原水一起流入反應器2，將通水速度設定為2m/h。根據(jù)COD負載，設定原水流量和處理水循環(huán)水量的比例。
從與原液送液管1連接的滅泡劑注入配管10，將作為滅泡劑的硅類滅泡劑，按每反應器流入水量10mg/L的比例注入。作為對比數(shù)據(jù)，進行同樣的實驗，但不注入滅泡劑。表1表示在經(jīng)常狀態(tài)下的處理成績。
表1實施例1的結(jié)果

從上表的結(jié)果即可明白，按照本發(fā)明，在多級UASB處理裝置中，通過將滅泡劑供給到處理槽內(nèi)，可得到優(yōu)異的處理性能。在不供給滅泡劑的情況下，因負載的上升，在GSS部的內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，使處理性能降低。
實施例2在圖2所示的厭氧處理裝置中，作為反應器2，使用圖4以及圖5所示的構(gòu)造的反應器，進行實驗。在圖4所示的反應器2中，安裝2個傾斜的擋板3，使裝置側(cè)壁與擋板3的角度(θ)為30度。擋板3只配置在反應器2的上部50％的位置上。另一方面，在圖5所示的反應器2中，圍繞反應器2的全高，安裝5個傾斜的擋板3，使裝置側(cè)壁與擋板3的角度(θ)為45度。
都是以反應器的橫截面積為0.16m2，高度為6.25m(容量1m3)，形成GSS部的擋板的橫截面積為0.112m2(反應器的橫截面積的70％)來進行實驗的。
在反應器2內(nèi)填充顆粒狀的污泥粒子。原水從與反應器2的下端連接的原水送液管1流入，從反應器2上部的處理水管9得到處理水。
在反應器2內(nèi)，通過擋板形成GSS部5，在其上端，設置與外部連通的產(chǎn)生氣體的回收配管6的排出口，該GSS部5收集在分解、凈化有機物時產(chǎn)生的氣體。通過設置在水封槽7上的氣體表8，計量由各GSS部5所產(chǎn)生的氣體的量。將反應器2內(nèi)的水溫溫度控制在35℃。作為原水，使用在糖質(zhì)類廢水的酸發(fā)酵處理水(COD＝7000mg/L)中，添加了無機營養(yǎng)鹽類(氮、磷等)的原水。將處理水作為循環(huán)液，通過使其與原水一同流入反應器2，將通水速度設定為2m/h。根據(jù)COD的負載，設定原水流量和處理水循環(huán)水量的比例。將使用圖4的反應器2(擋板的安裝角度為30度)所得到的結(jié)果作為B系列，將使用圖5的反應器2(擋板的安裝角度為45度)所得到的結(jié)果作為A系列，報告如下。
圖6表示實驗經(jīng)過與COD的處理成績的變化。兩個系列都是一邊參照處理水COD濃度，一邊逐漸提高有機物負載量。
經(jīng)過實驗后，到約第120天，可以以大致相同的負載量進行處理。約120天以后，若COD的負載在30kg/m3/d以上，則在A系列中，處理水COD增高。
在安裝5個傾斜的擋板、反應器2的內(nèi)壁與擋板3的角度為45度的A系列中，如圖5所示，因在擋板3上堆積的污泥，產(chǎn)生死角，由于不能有效地使用污泥粒子全體，所以處理不穩(wěn)定。因此，COD負載下降到25kg/m3/d。
另一方面，在B系列中，在COD負載為35kg/m3/d時，可以進行穩(wěn)定的處理。表2表示在穩(wěn)定狀態(tài)中的處理成績的比較。
表2實施例2的結(jié)果

在擋板的安裝角度為30°的B系列中，COD負載為35kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。另一方面，在擋板的安裝角度為45°的A系列中，COD負載為25kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。象這樣，通過使擋板的安裝角度為35度以下，與擋板的安裝角度為45度的情況相比，可以得到高的COD除去率。
在B系列的方法中，并不拘泥于在高COD負載下的運轉(zhuǎn)，處理水COD的處理成績穩(wěn)定。另外，處理水VSS濃度與A系列的方法大致相同，即使是在與A系列的方法相比，GSS部的數(shù)量少的情況下，在上流式厭氧污泥床法(UASB)槽內(nèi)的顆粒狀污泥量也穩(wěn)定。這是因為，在與使處理水流出的處理水配管9最近的位置，每一反應器的單位橫截面積的氣體量減小，使顆粒狀污泥向系統(tǒng)外的流出量減少。
接著，使用B系列，在原水COD濃度為7000g/L，COD負載為30kg/m3/d，通水速度為0.5～7m/h時，在進行處理時的經(jīng)常狀態(tài)中的處理成績的比較，如表3所示。
表3

在擋板和反應器內(nèi)壁的角度在30度的B系列中，為了進行COD除去率在85％以上的穩(wěn)定處理，在通水速度為1～5m/h，希望COD除去率在90％以上的情況下，即可明白希望將通水速度設定在2～3m/h。這是因為，在通水速度比1m/h少的情況下，由于在污泥層產(chǎn)生捷徑流，從而不能有效使用污泥層全體。另外，在通水速度比5m/h高的情況下，處理水的VSS為1500mg/L以上，因為不能使反應器2內(nèi)的污泥量保持穩(wěn)定，所以處理性惡化。
實施例3作為反應器2，使用圖7所示的各種形式的反應器。A系列是安裝2個傾斜的擋板，使反應器2的內(nèi)壁與擋板3的角度為30度。B系列是將滅泡劑注入配管10與A系列的反應器2的原水送液管1連接，以每反應器流入水量為10mg/L的比例，將作為滅泡劑的硅類滅泡劑添加到原水中。C系列是進一步在B系列的反應器2上安裝散氣管12，通過穿過產(chǎn)生氣體的供給配管13，供給產(chǎn)生的氣體，來進行破壞·除去在GSS部內(nèi)的浮渣。都是將GSS部配置在反應器2的上部50％的范圍內(nèi)。
在實驗中，使用圖3所示的裝置。在反應器2內(nèi)，填充顆粒狀的污泥粒子。通過與反應器2的下端連接的原水送液管1，供給原水，通過反應器2上部的處理水管9，得到處理水。在反應器2內(nèi)，通過擋板3，形成GSS部5，在其上端連接產(chǎn)生氣體的回收配管6，該GSS部5收集在分解、凈化有機物時產(chǎn)生的氣體(參照圖3)。
在各系列中，反應器的橫截面積為0.16m2，高為6.25m(容量1m3)，形成GSS部的擋板的橫截面積為0.112m2(反應器橫截面積的70％)。通過設置在水封槽7上的氣體表8，計量由各GSS部5所產(chǎn)生的氣體量。將反應器2內(nèi)的水溫溫度控制在35℃。作為原水，使用在發(fā)泡性的清涼飲料廢水的酸發(fā)酵處理水(RUN1；COD＝10,000mg/L，SS＝500mg/L)以及容易形成浮渣的食品制造廢水的酸發(fā)酵處理水(RUN2；COD＝10,000mg/L，SS＝300mg/L)中，添加了無機營養(yǎng)鹽類(氮、磷等)的原水。將處理水作為循環(huán)液，通過使其與原水一同流入反應器2，將通水速度設定為2m/h。根據(jù)COD的負載，設定原水流量和處理水循環(huán)水量的比例。
圖8以及圖9表示實驗經(jīng)過和COD處理成績的變化。兩個系列都是一邊參照處理水COD濃度，一邊逐漸提高有機物負載量。
在使用清涼飲料廢水的RUN1(圖8)中，直到經(jīng)過實驗后的約第80天，可以以大致相同的負載量進行處理。約80天以后，若COD的負載為20kg/m3/d，則在A系列中，處理水COD增高。在沒有添加滅泡劑的A系列中，由于負載的上升，產(chǎn)生的氣體量增大，在GSS部5內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，阻塞了GSS部5以及產(chǎn)生氣體的回收配管6。因此，因為在GSS部不能回收產(chǎn)生的氣體，所以從反應器2的上部排出到大氣。其結(jié)果為，反應器2內(nèi)的顆粒狀污泥量大量流出，由于不能穩(wěn)定地保持反應器2內(nèi)的污泥，所以處理性能降低。因此，雖然將COD負載降至15kg/m3/d，不會產(chǎn)生氣泡，但因為在GSS部5內(nèi)部形成浮渣，在GSS部5不能回收產(chǎn)生的氣體，所以如上所述，處理性能依然低下。另一方面，在添加了滅泡劑的B、C系列中，在COD的負載為35kg/m3/d時，可以進行穩(wěn)定地處理。在比較難以形成浮渣的廢水的情況下，通過添加滅泡劑，可以進行高負載處理，由于產(chǎn)生的氣體量增加，所以具有因該產(chǎn)生的氣體而帶來的防止在GSS部5內(nèi)部形成浮渣的效果。因此，B系列與C系列的處理性能相同。表4是表示在經(jīng)常狀態(tài)中的處理成績的比較。
表4清涼飲料廢水的處理實驗(RUN1)

在添加有滅泡劑的B系列中，COD的負載為35kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。另一方面，在沒有添加滅泡劑的A系列中，COD的負載為15kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。象這樣，通過添加滅泡劑，與沒有使用滅泡劑的情況相比，可以得到高COD除去率。在添加有滅泡劑的B系列的方法中，不論是否以高COD負載進行運轉(zhuǎn)，處理水COD的處理成績依然穩(wěn)定。另外，處理水VSS濃度與沒有添加滅泡劑的情況大致相同。
接著，在使用食品制造廢水的RUN2(圖9)中，在經(jīng)過實驗后的約第80天以后，若COD的負載為15kg/m3/d以上，則在沒有添加滅泡劑的A系列中，處理水COD增高?？梢钥紤]到這是因為，通過在GSS部5內(nèi)的氣泡以及浮渣的形成，由于產(chǎn)生氣體的回收象上述那樣不充分，因此不能穩(wěn)定地保持反應器2內(nèi)的污泥量，從而造成處理性能降低。因此，雖然將COD負載降至10kg/m3/d，不會產(chǎn)生氣泡，但因為在GSS部5內(nèi)部形成浮渣，從而使處理性能依然降低。
在添加有滅泡劑的B系列中，在經(jīng)過實驗后的約第110天，將COD負載設定為20kg/m3/d。從第110天～第120天，在GSS內(nèi)部開始形成浮渣，接著處理惡化，在第120天以后，處理水COD增高?？梢钥紤]這是因為，雖然可以抑制在GSS部5內(nèi)部的氣泡，但由于接著形成浮渣，產(chǎn)生氣體的回收象上述那樣并不充分，從而不能穩(wěn)定地保持反應器2內(nèi)的污泥量，造成處理性能降低。
在從GSS部的下部供給氣體的C系列中，在COD的負載為35kg/m3/d時，可以進行穩(wěn)定地處理。在容易形成浮渣的廢水的情況下，加上添加了滅泡劑，通過因吹入產(chǎn)生氣體而進行的破壞·除去GSS部5內(nèi)的浮渣，從而可以進行高負載處理。表5是表示在經(jīng)常狀態(tài)中的處理成績的比較。
表5食品制造廢水的處理實驗(RUN2)

在添加有滅泡劑的B系列中，COD負載為35kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。另一方面，在沒有添加滅泡劑的A系列中，COD負載為10kg/m3/d，COD除去率為90％，處理水VSS＝300～400mg/L。再有，在進行防止浮渣形成的C系列的方法中，不論是否以高COD負載進行運轉(zhuǎn)，處理水COD的處理成績依然穩(wěn)定。另外，處理水VSS濃度與以往的方法幾乎相同。
根據(jù)本發(fā)明的第1方式，是一種具有多級汽液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該汽液固分離部是通過擋板在處理槽上形成，通過將滅泡劑供給到處理槽內(nèi)，即使在高COD負載中，也可以進行穩(wěn)定地厭氧處理。另外，根據(jù)本發(fā)明的第2方式，通過使形成汽液固分離部的擋板與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，可以防止污泥粒子在擋板上堆積，產(chǎn)生污泥粒子的死角，從而保持污泥粒子的良好的流動狀態(tài)，相對于處理，可有效利用污泥粒子全體。再有，通過使擋板與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，同時向處理槽內(nèi)供給滅泡劑，可以尋求更進一步穩(wěn)定地處理。再有，通過進一步配置防止浮渣形成的裝置，即使在高COD負載中，也可以進行更穩(wěn)定地處理。
權(quán)利要求
1.一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，各個擋板的占有面積大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
2.一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝為與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，且其占有面積為大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
4.一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，將各個擋板安裝為與處理槽內(nèi)壁之間的角度小于或等于35度，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的裝置，其特征在于，在汽液固分離部的內(nèi)部或下方配置氣體供給管，該氣體供給管用于吹入不含有氧的氣體。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的裝置，其特征在于，汽液固分離部安裝在處理槽的上部50％的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，其特征在于，將在處理槽內(nèi)的原水通過量控制在1～5m/h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種厭氧處理裝置，該厭氧處理裝置是在污泥粒子良好的流動狀態(tài)下，即，不會阻礙污泥粒子與有機物良好的接觸，相對于處理，可有效使用污泥粒子全體的多級化UASB裝置中，通過對在GSS部內(nèi)部產(chǎn)生的氣體進行穩(wěn)定地回收，即使在高COD負載中，也可以進行穩(wěn)定地廢水處理。作為解決相關(guān)課題的裝置，本發(fā)明的一個方式是一種用于對有機性廢水或廢棄物進行厭氧處理的裝置，是具有厭氧處理槽和多級的氣液固分離部的上流式厭氧污泥床處理裝置，該多級的氣液固分離部由安裝在該處理槽內(nèi)的多個擋板形成，其特征在于，各個擋板的占有面積為大于或等于處理槽的橫截面積的二分之一，具有向處理槽內(nèi)供給滅泡劑的機構(gòu)。
文檔編號C02F3/28GK1547558SQ02816738
公開日2004年11月17日 申請日期2002年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月15日
發(fā)明者本間康弘, 田中俊博, 博 申請人:株式會社荏原制作所