污水处理设备 |
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| 申请号 | CN201480042439.9 | 申请日 | 2014-02-06 | 公开(公告)号 | CN105431384A | 公开(公告)日 | 2016-03-23 |
| 申请人 | 三菱重工环境·化学工程株式会社; | 发明人 | 水谷洋; 尾田诚人; 松田友纪; | ||||
| 摘要 | 本污 水 处理 设备(1)具有： 生物 处理设备(4)，所述生物处理设备(4)对处理液(W)进行生物处理； 污泥 分离设备(3，5)，所述污泥分离设备(3，5)在生物处理设备(4)上游及下游的至少一侧分离处理液(W)污泥；污泥储存槽(11)，所述污泥储存槽(11)储存通过污泥分离设备(3，5)分离的污泥；以及，污泥减容设备(13)，所述污泥减容设备(13)配置在污泥储存槽(11)下游，对污泥进行减容处理，其中，在污泥分离设备(3，5)与污泥储存槽(11)之间及污泥储存槽(11)与污泥减容设备(13)之间的至少一侧设置除砂装置(16)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种污水处理设备，具有：生物处理设备，所述生物处理设备对处理液进行生物处理； |
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| 说明书全文 | 污水处理设备技术领域背景技术[0004] 通常在沉淀池中分离的污泥的固态物浓度为2％～5％左右，通过污泥脱水机脱水使固态物浓度达到15％～30％左右，然后通过污泥干燥机减少容积使固态物浓度达到60％～80％左右。将固态物浓度升高的干燥污泥搬出系统外或者进行焚烧处理。 [0005] 在先技术文献 [0006] 专利文献 [0007] 专利文献1：日本专利特开2002-361300号公报 发明内容[0008] 发明要解决的课题 [0009] 在通过脱水、干燥减少污泥容积的污泥脱水机及污泥干燥机中，与污泥接触的部位可能因污泥所含砂砾等无机质而磨损。例如，采用离心分离机作为污泥脱水机时，构成离心分离机的螺杆及球体等与污泥接触的部位会磨损。此外，采用桨叶式干燥机作为污泥干燥机时，桨叶、轴等部位会磨损。如此，可能对稳定处理造成影响，并增加维护成本。 [0010] 此外，为去除这些无机质，已知一种对引入污水处理设备的污水进行除砂处理的方法，然而在类似下水处理那样处理大量污水的情况下，可能处理来不及，而导致除砂不充分。 [0011] 本发明的目的在于提供一种可通过抑制污泥减容设备的设备磨损实现稳定运行的污水处理设备。 [0012] 用于解决课题的方法 [0013] 根据本发明的第一方式，污水处理设备具有：生物处理设备，所述生物处理设备对处理液进行生物处理；污泥分离设备，所述污泥分离设备在所述生物处理设备上游及下游的至少一侧分离处理液污泥；污泥储存槽，所述污泥储存槽储存通过所述污泥分离设备分离的污泥；以及，污泥减容设备，所述污泥减容设备配置在污泥储存槽下游，对污泥进行减容处理，其中，在所述污泥分离设备与所述污泥储存槽之间及所述污泥储存槽与所述污泥减容设备之间的至少一侧设置除砂装置。 [0014] 根据上述结构，通过设置除砂装置，可抑制因砂砾引起的污泥减容设备的设备磨损。如此，可稳定运行污水处理设备，并降低维护成本。 [0016] 在上述污水处理设备中可以采用如下结构，即所述除砂装置设置在引入第一污泥的第一污泥管线上，所述第一污泥通过设置在所述生物处理设备上游的第一污泥分离设备分离。 [0017] 根据上述结构，对由位于生物处理设备上游侧且收集污泥最多的第一污泥分离装置分离的第一污泥通过除砂装置进行除砂，因而可高效率地除去砂砾。 [0018] 在上述污水处理设备中可以采用如下结构，即具有：第一污泥管线，所述第一污泥管线引入由设置在所述生物处理设备上游的第一污泥分离设备分离的污泥；第二污泥管线，所述第二污泥管线引入由设置在所述生物处理设备下游的第二污泥分离设备分离的污泥；以及，混合污泥管线，所述混合污泥管线将所述第一污泥管线和所述第二污泥管线合流后与所述污泥储存槽连接，所述除砂装置设置在所述混合污泥管线上。 [0019] 根据上述结构，可除去在第一污泥分离设备下游侧流动的砂砾。 [0020] 在上述污水处理设备中可以采用如下结构，即所述污泥储存槽具有使所述污泥储存槽内污泥循环的循环管线，所述除砂装置设置在所述循环管线上。 [0021] 根据上述结构，对储存在污泥储存槽中的污泥进行除砂，因而可在不受通过污泥分离设备分离的污泥量影响的前提下进行除砂。 [0023] 根据上述结构，可使用便于操作的液体旋风分离器，稳定分离污泥中所含的砂砾。 [0024] 可以采用如下结构，即具有与所述液体旋风分离器下部连接的浓缩管，所述浓缩管呈以同等直径沿垂直方向延伸的圆筒形。 [0025] 根据上述结构，由液体旋风分离器排出的浓厚处理液临时积存在浓缩管中，因而可防止浓厚处理液中所含的固态物对液体旋风分离器的运行造成影响。此外，通过更换浓缩管，可轻松地进行维护，可防止因水垢成分导致液体旋风分离器内堵塞。 [0026] 在上述污水处理设备中，可以在所述除砂装置前段设置氢离子提高装置，所述氢离子提高装置提高引入所述除砂装置的污泥的氢离子指数。 [0027] 根据上述结构，可析出污泥中所含的重金属及水垢成分，并将析出的重金属及水垢成分与砂砾一起除去。 [0029] 根据上述结构，即使在污水中含有钙、镁等硬度成分的情况下，也可以产生钙、镁的碳酸盐使其析出，并与砂砾一起除去。 [0030] 发明效果 [0031] 根据本发明，通过设置除砂装置，可抑制因砂砾引起的污泥减容设备的设备磨损。如此，可稳定运行污水处理设备，并降低维护成本。 [0033] 图1是本发明第一实施方式的污水处理设备的概要结构图。 [0034] 图2是本发明第一实施方式的污水处理设备除砂装置的概要结构图。 [0035] 图3是本发明第二实施方式的污水处理设备的概要结构图。 [0036] 图4是本发明第三实施方式的污水处理设备的概要结构图。 [0037] 图5是本发明第四实施方式的污水处理设备的概要结构图。 具体实施方式[0038] 下面，参照附图详细说明本发明的第一实施方式。 [0039] 图1是说明本实施方式的污水处理设备1的结构的概要结构图。本实施方式的污水处理设备1是下水污泥及工厂污水等含有氮、磷或有机性物质的有机性污水W的处理设备。 [0040] 首先，说明污水处理设备1的水处理系统。 [0041] 污水处理设备1的水处理系统具有：预处理设备2，所述预处理设备2引入有机性污水W；最初沉淀池3(第一污泥分离设备)，所述最初沉淀池3从通过预处理设备2处理的污水中分离污泥；生物处理设备4，所述生物处理设备4对通过最初沉淀池3分离出污泥的污水实施生物处理；最终沉淀池5(第二污泥分离设备)，所述最终沉淀池5从实施过生物处理的污水中进一步分离污泥；以及，高度处理设备6，所述高度处理设备6对通过最终沉淀池5分离出污泥的污水进行高度处理。 [0042] 即，在水处理系统中，通过生物处理设备4前段的最初沉淀池3及生物处理设备4后段的最终沉淀池5的固体分离产生污泥。有机性污水W经过上述各设备排放到河川中。 [0043] 预处理设备2是去除所引入有机性污水W中所含夹杂物的设备。预处理设备2可列举出粉碎大径污泥的粉碎单元、以及可除去夹杂物的过滤网等分离单元。 [0044] 最初沉淀池3是通过将有机性污水W中所含的细小污泥沉淀到池底使其分离的污泥分离设备。最初沉淀池3的底部连接有第一污泥管线8。即，通过最初沉淀池3分离的污泥(以下称为第一污泥P1)被引入第一污泥管线8。最初沉淀池3中，有机性污水W缓慢流动，在此期间第一污泥P1积存在最初沉淀池3的底部，被引入第一污泥管线8。 [0046] 在最终沉淀池5中，包含生物处理设备4中用于处理的生物在内的污泥积存在池底。最终沉淀池5的底部连接有第二污泥管线9。通过最终沉淀池5分离的污泥(以下称为第二污泥P2)被引入第二污泥管线9。第一污泥P1及第二污泥P2的固态物浓度为2％～5％。 [0047] 另外，由最初沉淀池3及最终沉淀池5构成的污泥分离设备通过重力沉淀分离污泥，但是并不限定于此。例如，分离污泥的单元可采用动态过滤、凝集分离、膜分离、砂砾过滤等分离单元，以及具有带式压滤、螺旋压榨等脱水功能的单元。 [0049] 接着，说明污水处理设备1的污泥处理系统。 [0050] 污泥处理系统具有：第一污泥管线8，所述第一污泥管线8回收最初沉淀池3的污泥；第二污泥管线9，所述第二污泥管线9回收最终沉淀池5的污泥；混合污泥管线10，所述混合污泥管线10是第一污泥管线8和第二污泥管线9合流而成的管线；污泥储存槽11，所述污泥储存槽11设置在混合污泥管线10的下游侧；浓缩污泥管线12，所述浓缩污泥管线12引入来自污泥储存槽11的污泥；以及，污泥减容设备13，所述污泥减容设备13设置在污泥储存槽11的下游侧。 [0051] 污泥减容设备13是对污泥进行减容处理的设备，具有污泥脱水机14、以及设置在污泥脱水机14的下游侧的污泥干燥机15。 [0052] 此外，第一污泥管线8上设有除去第一污泥P1中所含砂砾的除砂装置16。 [0053] 此外，第一污泥管线8上除砂装置16的上游侧设有氢离子提高装置19，所述氢离子提高装置19提高引入除砂装置16的第一污泥P1的氢离子指数(pH)。氢离子提高装置19是向第一污泥管线8中的第一污泥P1注入氢氧化钠等碱性剂的装置。可采用螯合剂代替氢氧化钠。 [0054] 进而，氢离子提高装置19的下游侧且除砂装置16的上游侧设有二氧化碳供应装置20，所述二氧化碳供应装置20向引入除砂装置16的第一污泥P1中吹入二氧化碳(CO2)。 [0055] 污泥脱水机14是对通过压送泵17从污泥储存槽11输送来的污泥进行脱水的装置。污泥脱水机14可采用离心分离机及螺旋压榨式污泥脱水机。此外，通过污泥脱水机14分离的分离液被输送到生物处理设备4中进行生物处理。 [0056] 例如，离心分离机是通过高速旋转的螺杆将分离液和污泥分离，进而通过与旋转略慢的球体间的相对运动差送出污泥的装置。此外，螺旋压榨式污泥脱水机是将两根螺杆重叠配置，通过采用螺旋叶片相互咬合的结构，从而对污泥施加剪切力进行脱水的装置。 [0057] 污泥干燥机15是对通过污泥脱水机14实施过脱水的脱水污泥进行干燥的装置。污泥干燥机15可采用桨叶式干燥机。桨叶式干燥机是将两根具有桨叶式叶片的轴重叠配置，通过采用桨叶式叶片相互咬合的结构，从而对脱水污泥进行干燥的装置。 [0058] 接着，说明设置在第一污泥管线8的除砂装置16。 [0059] 除砂装置16是采用液体旋风分离器22机构的分级装置，是对经由第一污泥管线8引入的第一污泥P1进行离心分级后除去第一污泥P1中所含砂砾的装置。 [0060] 如图2所示，除砂装置16具有：液体旋风分离器22；浓缩管23，所述浓缩管23与液体旋风分离器22的下部连接；旋转阀24，所述旋转阀24与浓缩管23的下部连接；除水罐25，所述除水罐25接收从旋转阀24排出的含水砂砾S；以及，管式输送机26，所述管式输送机26将沉淀在除水罐25下部的砂砾S捞起。 [0061] 液体旋风分离器22具有：圆筒形壳体27，所述圆筒形壳体27朝着下方逐渐缩径；引入管道28，所述引入管道28设置在壳体27的上端附近，以在壳体27内旋转第一污泥P1的方式将其引入；上部出口29，所述上部出口29设置成在壳体27上表面朝着上方突出；以及，下部出口30，所述下部出口30设置在壳体27的下端。引入管道28与第一污泥管线8的上游侧连接，引入管道28与第一污泥管线8的连接部设有在旋风分离器主体内部产生高速旋流的泵(未图示)。 [0062] 除砂装置16的上部出口29与第一污泥管线8的下游侧连接。即，除去砂砾S的第一污泥P1经由第一污泥管线8被引入混合污泥管线10。 [0063] 浓缩管23呈以同等直径沿垂直方向延伸的圆筒形。具体而言，浓缩管23的直径为45mm以上55mm以下。 [0064] 旋转阀24是定量排出从旋风分离器下部排出的含水砂砾S的机构。旋转阀24具有：机壳31；以及，转子32，所述转子32通过机壳31内未图示的驱动源旋转。转子32将壳体27内分割成多个输送室33。本实施方式的旋转阀24具备6个输送室33。即，旋转阀24的转子32设有6个叶片，该叶片之间形成有输送室33。 [0065] 除水罐25是积存由旋转阀24送来的含水砂砾S的沉淀槽，是进行沉淀分级的沉淀分级机构。除水罐25内部设有溢流液承接斗35，除水罐25下部设有开口36。 [0066] 溢流液承接斗35的排出部连接有将溢流液承接斗35内的液体送至预处理设备2的溢流管线37。 [0067] 管式输送机26具有：圆筒形管子38，所述圆筒形管子38与除水罐25的开口36连接；多个滑片39，所述多个滑片39可在管子38内移动；以及，排出口40，所述排出口40形成在管子38上。 [0068] 管子38以拥有高低差的方式配置，排出口40配置在至少高于除水罐25液面41的位置。除水罐25与管式输送机26的管子38连接，因而液体的液面41存在于除水罐内部，并且还存在于管式输送机26的管子38内部。 [0069] 管式输送机26还具有：牵引索42，所述牵引索42将多个滑片39连结成环状；以及，驱动装置43，所述驱动装置43驱动牵引索42。牵引索42以滑片39在管子38内部呈环状移动的方式被驱动。具体而言，牵引索42以如下方式被驱动，即在管子38中的上升部分滑片39不断上升，在下降部分滑片39不断下降。 [0070] 接着，说明本实施方式的污水处理设备1的作用。 [0071] 首先，说明水处理系统中的作用。 [0072] 有机性污水W被引入预处理设备2，除去夹杂物等。然后，有机性污水W通过最初沉淀池3分离污泥，并被引入生物处理设备4。然后，通过生物处理设备4对有机性污水W实施生物处理后，通过最终沉淀池5分离包含生物在内的污泥。接着，对有机性污水W实施高度处理后，将其排放。 [0073] 在污泥处理系统中，向通过最初沉淀池3分离的第一污泥P1中，通过氢离子提高装置19注入氢氧化钠等碱性剂。 [0074] 然后，通过二氧化碳供应装置20向第一污泥P1中吹入二氧化碳。 [0075] 然后，第一污泥P1被引入除砂装置16。 [0076] 液体旋风分离器22利用旋流使离心力作用于第一污泥P1，从第一污泥P1中分离砂砾S。除去砂砾S的第一污泥P1从液体旋风分离器22的上部出口29溢流排出，包含砂砾S的浓厚处理液边旋转边向液体旋风分离器22的壳体27下方移动，从下部出口30排出。 [0077] 通过液体旋风分离器22分离的包含砂砾S的浓厚处理液临时积存在浓缩管23中。浓缩管23具有防止浓厚处理液中所含的固体物对液体旋风分离器22的运行造成影响的功能。在浓缩管23的下部，浓厚处理液中所含的固体物沉淀。浓缩管23具有沉淀在其下部的沉淀物不会被液体旋风分离器22内部产生的旋流卷入的长度。 [0078] 旋转阀24将积存在浓缩管23的浓厚处理液依次送出到除水罐25的沉淀槽中。具体而言，浓厚处理液在旋转阀24的上部入口填充到输送室33。旋转阀24的转子32旋转且填充浓厚处理液的输送室33到达下部出口的位置后，浓厚处理液从输送室33流出被送至除水罐25的沉淀槽。根据这种运行，浓厚处理液被间断地送出到除水罐25。 [0079] 除水罐25积存由旋转阀24送出的浓厚处理液，进行沉淀分级。通过沉淀分级沉淀的砂砾S从除水罐25的开口36被引入管式输送机26。 [0080] 另一方面，浓厚处理液的液面41超过溢流液承接斗35的上端后，液体成分流入溢流液承接斗35，经由溢流管线37被送至预处理设备2。流入溢流液承接斗35的液体成分中不含作为沉淀物的砂砾S。 [0081] 经由开口36被引入管式输送机26的砂砾S通过滑片39被捕捉，沿管子38的上升部分不断上升。砂砾S沿上升部分升到顶部后被引入排出口40，从排出口40排出。砂砾S超过存在于管式输送机26的管子38内部的液面41后搬运，因而可从砂砾S中除去液体成分。 [0082] 通过除砂装置16除去砂砾S的第一污泥P1储存在污泥储存槽11后，通过污泥脱水机14脱水。此外，通过污泥脱水机14生成的分离液被输送到生物处理设备4中。经过脱水的脱水污泥被输送到污泥干燥机15后作为干燥污泥。 [0083] 根据上述实施方式，通过设置除砂装置16，可抑制因砂砾S引起的污泥脱水机14、污泥干燥机15等的设备磨损。如此，可稳定运行污水处理设备1，并降低维护成本。 [0084] 此外，与设有对引入生物处理设备4的处理液除去砂砾S的单元的结构相比，可降低作为对象的液量。即，可更加高效地除去处理液中所含的砂砾。 [0085] 此外，由位于生物处理设备4上游侧且收集污泥最多的最初沉淀池3分离的第一污泥P1通过除砂装置16进行除砂，因而可高效率地除去砂砾。 [0086] 此外，通过采用液体旋风分离器22作为除砂装置16，可使用便于操作的液体旋风分离器22，稳定分离污泥中所含的砂砾S。 [0087] 此外，通过在液体旋风分离器22的下部设置浓缩管23，由液体旋风分离器22排出的浓厚处理液临时积存在浓缩管23中，因而可防止浓厚处理液中所含的固态物对液体旋风分离器22的运行造成影响。此外，通过更换浓缩管23，可轻松地进行维护，可防止因水垢成分导致液体旋风分离器22内堵塞。 [0088] 此外，通过用旋转阀24定量排出由液体旋风分离器22分离的浓厚处理液，可减少除水罐25的容量。 [0089] 此外，在输送管式输送机26的管子38内的砂砾S的过程中，将砂砾S从除水罐25的液面41捞起时，砂砾S上随带的液体成分被分离。如此，即使在由除水罐25中排出的砂砾S中残留液体成分的情况下，也可以除去液体成分。 [0090] 此外，通过在除砂装置16前段向第一污泥P1注入氢氧化钠提高第一污泥P1的pH值，可析出第一污泥P1中所含的铅(Pb)、镉(Cd)等重金属及水垢成分。然后，可将析出的重金属及水垢成分与砂砾S一起除去。如此，可提高对脱水或干燥后污泥进行填埋及再利用时的安全性。 [0091] 进而，通过向第一污泥P1吹入二氧化碳，即使在有机性污水W中含有钙(Ca)、镁(Mg)等硬度成分的情况下，也可以产生钙、镁的碳酸盐使其析出，并与砂砾S一起除去。如此，钙、镁等水垢成分的至少一部分被除去，可防止因污泥减容设备13周边的水垢导致故障。 [0092] (第二实施方式) [0093] 下面，根据附图说明本发明第二实施方式的污水处理设备1B。另外，本实施方式中重点说明与上述第一实施方式不同的部分，且省略对相同部分的说明。 [0094] 如图3所示，本实施方式的污水处理设备1B的特征在于，将除砂装置16设置在混合污泥管线10上。即，向除砂装置16引入第一污泥P1及第二污泥P2。除砂装置16除去第一污泥P1及第二污泥P2中所含的砂砾。 [0095] 根据上述实施方式，可除去在最初沉淀池3下游侧流动的砂砾。即，可除去未在最初沉淀池3沉淀而流动到生物处理设备4的污泥中所含的砂砾。 [0096] (第三实施方式) [0097] 下面，根据附图说明本发明第三实施方式的污水处理设备1C。另外，本实施方式中重点说明与上述第一实施方式不同的部分，且省略对相同部分的说明。 [0098] 如图4所示，本实施方式的污水处理设备1C的特征在于，将除砂装置16设置在浓缩污泥管线12上。即，向除砂装置16引入由污泥储存槽11排出的污泥。 [0099] 根据上述实施方式，通过调节污泥储存槽11的储存时间等，可调节除砂装置16的负荷。 [0100] (第四实施方式) [0101] 下面，根据附图说明本发明第四实施方式的污水处理设备1D。另外，本实施方式中重点说明与上述第一实施方式不同的部分，且省略对相同部分的说明。 [0102] 如图5所示，本实施方式的污水处理设备1D的污泥储存槽11具有使污泥储存槽11内污泥循环的循环管线44。然后，除砂装置16设置在循环管线44上。循环管线44上设有用于使污泥循环的循环泵45。循环泵45的容量为在循环管线44上足够使污泥循环的容量，例如可以采用比浓缩污泥管线12上压送泵17小的容量。 [0103] 根据上述实施方式，对储存在污泥储存槽11中的污泥进行除砂，因而可在不受通过最初沉淀池3及最终沉淀池5分离的污泥量影响的前提下进行除砂。 [0104] 另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，可在不超出本发明的要旨的范围内适当地进行各种变更。此外，可以采用将上述多个实施方式中说明的特征任意组合的结构。 [0105] 例如，在上述各实施方式中，虽然水处理系统中的污泥采用通过最初沉淀池3及最终沉淀池5分离的结构，但是也可以采用将沉淀在生物处理设备4底部的污泥分离后引入污泥处理系统的结构。 [0106] 工业实用性 [0107] 根据上述污水处理设备，通过设置除砂装置，可抑制因砂砾引起的污泥减容设备的设备磨损。如此，可稳定运行污水处理设备，并降低维护成本。 [0108] 此外，与设有对引入生物处理设备的处理液除去砂砾的单元的结构相比，可降低作为对象的液量。即，可更加高效地除去处理液中所含的砂砾。 附图说明[0109] [0110] 1，1B，1C，1D 污水处理设备 [0111] 2 预处理设备 [0112] 3 最初沉淀池(第一污泥分离设备) [0113] 4 生物处理设备 [0114] 5 最终沉淀池(第二污泥分离设备) [0115] 6 高度处理设备 [0116] 8 第一污泥管线 [0117] 9 第二污泥管线 [0118] 10 混合污泥管线 [0119] 11 污泥储存槽 [0120] 12 浓缩污泥管线 [0121] 13 污泥减容设备 [0122] 14 污泥脱水机 [0123] 15 污泥干燥机 [0124] 16 除砂装置 [0125] 17 压送泵 [0126] 19 氢离子提高装置 [0127] 20 二氧化碳供应装置 [0128] 22 液体旋风分离器 [0129] 23 浓缩管 [0130] 24 旋转阀 [0131] 25 除水罐 [0132] 26 管式输送机 [0133] 27 壳体 [0134] 28 引入管道 [0135] 29 上部出口 [0136] 30 下部出口 [0137] 31 机壳 [0138] 32 转子 [0139] 33 输送室 [0140] 35 溢流液承接斗 [0141] 36 开口 [0142] 37 溢流管线 [0143] 38 管子 [0144] 39 滑片 [0145] 40 排出口 [0146] 41 液面 [0147] 42 牵引索 [0148] 43 驱动装置 [0149] 44 循环管线 [0150] 45 循环泵 [0151] P1 第一污泥 [0152] P2 第二污泥 [0153] S 砂砾 [0154] W 有机性污水(处理液) |
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