專利名稱：有機(jī)廢物的處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)廢物的處理方法及裝置，涉及含大量磷、鎂等的有機(jī)廢物，在膜型甲烷發(fā)酵處理中抑制無機(jī)水垢等生成的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近幾年來，生物質(zhì)乙醇，從再生可能性或碳中性的觀點(diǎn)看，作為能源已引起關(guān)注。 生物質(zhì)乙醇是使甘蔗或玉米等生物質(zhì)發(fā)酵、蒸餾所生成的乙醇，為發(fā)酵乙醇或釀造乙醇。從 該乙醇制造工序生成的副產(chǎn)物中存在二氧化碳或發(fā)酵渣、蒸餾殘?jiān)龋瑢?duì)這些副產(chǎn)物的處 理成為問題。在生物質(zhì)乙醇的蒸餾殘?jiān)校捎谏镔|(zhì)乙醇的原料成分濃縮，故多數(shù)含有大 量磷、鎂等。作為含大量磷、鎂等的有機(jī)廢物的處理方法，例如，日本國(guó)專利公報(bào)特開 2003-275726號(hào)已有記載。該方法是往有機(jī)廢物中添加鐵類絮凝劑，在厭氣性條件下進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理，使 發(fā)酵處理液曝氣，把發(fā)酵處理液中的Fe2+氧化至Fe3+，然后，把發(fā)酵處理液分離為脫水分離 液與脫水污泥。采用該處理方法時(shí)，往有機(jī)廢物中添加鐵類絮凝劑，在厭氣性條件下進(jìn)行甲烷發(fā) 酵處理，抑制作為甲烷發(fā)酵處理重要阻礙原因的磷酸鎂銨或硫化氫的生成。另外，在厭氣性 條件下還原鐵類絮凝劑的鐵成分，其一部分被有機(jī)廢物中含有的磷或硫、以及伴隨著甲烷 發(fā)酵處理生成的堿性氮化合物固定時(shí)消耗，故發(fā)酵處理液的堿度降低。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題如上述生物質(zhì)乙醇的蒸餾殘?jiān)菢樱c一般的有機(jī)廢物相比，含大量磷、鎂、氮的 有機(jī)廢物，當(dāng)進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理時(shí)，磷酸鎂銨(MAP)作為無機(jī)水垢生成，堵塞配管等。特別是在膜型甲烷發(fā)酵處理中，含大量磷、鎂、氮的有機(jī)廢物進(jìn)行甲烷發(fā)酵處理 時(shí)，生成的無機(jī)水垢，除配管外還于膜面上固著，分離膜變得功能不全，通過消化液濃縮的 高濃度甲烷發(fā)酵處理，不能充分排出發(fā)酵阻礙物質(zhì)，無機(jī)水垢成為阻礙甲烷發(fā)酵處理的重 要原因。另外，在甲烷發(fā)酵處理中，pH作為發(fā)酵條件是重要的，最佳甲烷發(fā)酵條件為PH = 8 左右。因此，如專利文獻(xiàn)1那樣，為了抑制水垢，有時(shí)在甲烷發(fā)酵槽內(nèi)添加大量鐵類絮凝劑 等藥劑，由于含磷、鎂、氮愈多，鐵類絮凝劑等藥劑的添加量愈增加，故最佳甲烷發(fā)酵條件難 以維持。本發(fā)明的目的為了解決上述課題，提供在含大量磷、鎂、氮的有機(jī)廢物進(jìn)行膜型 甲烷發(fā)酵處理時(shí)，抑制無機(jī)水垢等的生成的有機(jī)廢物的處理方法及裝置。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，在流入含無機(jī)水垢生成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的甲烷發(fā)酵槽、與浸漬有膜分離裝置的膜分離槽之間循環(huán)消化 液，通過向膜分離槽內(nèi)的消化液或從甲烷發(fā)酵槽流入膜分離槽的消化液中添加PH調(diào)節(jié)劑， 一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一 邊把膜分離槽內(nèi)的PH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的目標(biāo)pH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。采用上述構(gòu)成，在甲烷發(fā)酵槽及膜分離槽以分體構(gòu)成的膜型甲烷發(fā)酵處理中，在甲烷發(fā)酵槽內(nèi)通過槽內(nèi)的甲烷菌的作用把原料中含有的氮成分在厭氣條件下分解，與生物 氣的發(fā)生一起生成氨性氮。因此，通常運(yùn)行下的甲烷發(fā)酵槽內(nèi)，槽內(nèi)的消化液的pH上升，甲烷發(fā)酵進(jìn)行中的槽內(nèi)消化液達(dá)到PH = 8左右，把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持在近似最佳pH條件=8的規(guī) 定范圍內(nèi)，謀求甲烷發(fā)酵的最佳化。另一方面，在膜分離槽內(nèi)pH不發(fā)生變化，膜分離槽內(nèi)的消化液的PH達(dá)到與甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH同等的pH = 8的程度。這是由于向膜分離槽內(nèi)，流入經(jīng)過甲烷發(fā)酵槽充分發(fā) 酵的消化液，即發(fā)酵、分解末期的消化液所致。然而，當(dāng)原料中含大量氮、磷、鎂、氮等時(shí)，從與pH的溶解度積的關(guān)系可知，膜分離 槽內(nèi)的PH條件(消化液的pH)愈高，磷酸鎂銨(MAP)等無機(jī)結(jié)晶析出愈顯著，該MAP等無 機(jī)水垢成為堵塞膜分離裝置的膜面的重要原因。因此，采用pH調(diào)節(jié)劑把膜分離槽內(nèi)的消化液的pH調(diào)低，MAP等的溶解度積升高， 艮口，通過控制結(jié)晶難于析出的目標(biāo)PH條件，例如，控制比pH < 7. 8低的pH條件，抑制無機(jī) 水垢的生成，可使膜分離裝置的膜面健全地維持。作為pH調(diào)節(jié)劑，使用鹽酸、硫酸等無機(jī)酸，檸檬酸、醋酸等有機(jī)酸，或聚硫酸鐵、氯 化鐵等酸，同時(shí)使用具有脫磷、脫硫效果的鐵類絮凝劑，或使用于溶液中呈酸性的氯化鎂寸。或者，通過從甲烷發(fā)酵槽發(fā)生的生物氣，把用CO2濃縮機(jī)提高了 CO2濃度的富含CO2 氣取出，再把該富含CO2氣吹至膜分離槽內(nèi)，使碳酸氣溶解在消化液中，將膜分離槽內(nèi)的pH 條件控制比目標(biāo)PH條件低，可防患于未然地避免膜分離槽內(nèi)的故障。通過上述操作，調(diào)節(jié)至pH< 7. 8的膜分離槽內(nèi)的消化液，再度被回送至甲烷發(fā)酵 槽。該消化液的循環(huán)液量與甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的液量相比，流量非常少。作為一例，對(duì)甲烷發(fā)酵 槽的槽內(nèi)流量為5. OQm3來說，則在甲烷發(fā)酵槽與膜分離槽之間循環(huán)的循環(huán)液量為5. OQm3/ d，這是由于甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的消化液以1次/每天的程度更換。因此，從膜分離槽回送至甲烷發(fā)酵槽的消化液的循環(huán)液量，相對(duì)通常運(yùn)行時(shí)的甲 烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH變動(dòng)幾乎沒有影響，甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的消化液維持在pH = 8左右。作為其結(jié)果，通過把膜分離槽內(nèi)的pH條件控制在目標(biāo)pH條件，甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH 條件維持在最佳PH條件，甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的甲烷發(fā)酵最佳化與膜分離槽內(nèi)的MAP等的生成被 抑制能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)。另外，當(dāng)原料中含大量氮、磷、鎂、氮等時(shí)，則膜分離槽內(nèi)維持在目標(biāo)PH條件，并且 甲烷發(fā)酵槽內(nèi)維持在最佳PH條件變得困難時(shí)，從甲烷發(fā)酵槽向膜分離槽移送消化液的中 途，采用濃縮分離設(shè)備濃縮消化液，把無機(jī)水垢生成物質(zhì)作為含無機(jī)類污泥的濃縮污泥與 分離液分離，濃縮污泥作為剩余消化污泥排至體系外，使向膜分離槽供給的消化液中的無 機(jī)水垢生成物質(zhì)降低。另外，還可以采用內(nèi)壓型或外壓型的加壓型膜分離裝置代替浸漬了膜分離裝置的膜分離槽。發(fā)明效果如上所述，按照本發(fā)明，在含大量磷、鎂、氨的有機(jī)廢物進(jìn)行膜型甲烷發(fā)酵處理時(shí)，通過把膜分離槽內(nèi)的PH條件控制在目標(biāo)pH條件，使甲烷發(fā)酵槽的pH條件維持在最佳pH 條件，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的甲烷發(fā)酵最佳化與抑制膜分離槽內(nèi)的無機(jī)水垢等的生 成。因此，膜分離裝置的操作性優(yōu)良的同時(shí)，以少量藥劑能夠抑制無機(jī)水垢對(duì)膜面的 附著，不使發(fā)酵效率降低，且能夠使甲烷發(fā)酵最佳化。


圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施方案中有機(jī)廢物的處理裝置模擬2為表示本發(fā)明另一實(shí)施方案中有機(jī)廢物的處理裝置模擬3為表示本發(fā)明又一實(shí)施方案中有機(jī)廢物的處理裝置模擬4為表示本發(fā)明再一實(shí)施方案中有機(jī)廢物的處理裝置模擬5為表示膜透過液pH的經(jīng)時(shí)變化6為表示膜滲透通量(membrane permeation flux)的經(jīng)時(shí)變化圖
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案加以說明。在圖1中，本實(shí)施方案涉及的有機(jī) 廢物的處理裝置是進(jìn)行膜型發(fā)酵處理的，甲烷發(fā)酵槽1與膜分離槽2為分體。甲烷發(fā)酵槽 1與原料供給系統(tǒng)3連接，通過泵4的驅(qū)動(dòng)流入原料有機(jī)廢物。膜分離槽2于槽內(nèi)浸漬了膜分離裝置5，作為膜分離裝置5，可以采用空心絲膜、環(huán) 狀膜、平板狀膜等各種形態(tài)。在這里，膜分離裝置5具有多塊平板狀膜卡盤6，與從其下方 噴出作為膜面洗滌氣的生物氣的散氣裝置5a，膜卡盤6是在過濾板的兩表面上配置有過濾 膜。膜分離裝置5與膜透過液導(dǎo)出系統(tǒng)7連通，采用抽吸泵8施加抽吸壓作為驅(qū)動(dòng)壓進(jìn)行工作。甲烷發(fā)酵槽1為密閉型的槽，槽的頂部與生物氣排出系統(tǒng)9連接，生物氣排出系統(tǒng) 9由支管10介由鼓風(fēng)機(jī)11與膜分離裝置5的散氣裝置5a連接。在本實(shí)施方案中，甲烷發(fā)酵槽1與膜分離槽2通過上越流路12、下潛流路13連通， 在甲烷發(fā)酵槽1與膜分離槽2之間循環(huán)消化液。但是，也可配置在甲烷發(fā)酵槽1與膜分離 槽2分開的位置上，通過由管路等構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)連接。在膜分離槽2與甲烷發(fā)酵槽1中， 于槽內(nèi)分別設(shè)置測(cè)定消化液PH的pH計(jì)14、15，但膜分離槽2中設(shè)置的pH計(jì)14是本發(fā)明的 必要條件。膜分離槽2及甲烷發(fā)酵槽1，分別與作為PH調(diào)節(jié)劑添加設(shè)備的pH調(diào)節(jié)劑供給系 統(tǒng)16、17連接，但與膜分離槽2連接的pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16是本發(fā)明的必要條件。pH調(diào) 節(jié)劑供給系統(tǒng)16、17具有泵、閥門等流量調(diào)節(jié)設(shè)備16a、17a，以向槽內(nèi)的消化物添加適量的 PH調(diào)節(jié)劑。作為pH調(diào)節(jié)劑，使用鹽酸、硫酸等無機(jī)酸，檸檬酸、醋酸等有機(jī)酸，或聚硫酸鐵、氯 化鐵等酸，同時(shí)使用具有脫磷、脫疏效果的鐵類絮凝劑，或使用在溶液中呈酸性的氯化鎂寸。還有，pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)17，當(dāng)僅用pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16不能使膜分離槽內(nèi)的 PH條件達(dá)到目標(biāo)pH條件時(shí)，或僅當(dāng)甲烷發(fā)酵槽1的pH條件處于規(guī)定范圍以外時(shí)是必要的， 不僅供給酸也可供給NaOH等堿物質(zhì)。甲烷發(fā)酵槽1與膜分離槽2通過由管路等構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行連接時(shí)，設(shè)置在膜 分離槽2上的pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16，也可設(shè)置成用于從甲烷發(fā)酵槽1往流入膜分離槽2的 消化液中添加PH調(diào)節(jié)劑。
pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16、17也可通過手動(dòng)操作調(diào)節(jié)添加量，但在本實(shí)施方案中通過 控制裝置50調(diào)節(jié)添加量?？刂蒲b置50，控制上述泵、鼓風(fēng)機(jī)等各種機(jī)器，以pH計(jì)14、15的測(cè)定值作為指標(biāo)， 通過PH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16、17控制pH調(diào)節(jié)劑的添加量。甲烷發(fā)酵槽1的下部與剩余消化 污泥排出系統(tǒng)18連通，通過排出泵19的驅(qū)動(dòng)取出的槽內(nèi)消化液，作為剩余消化污泥移送至 體系外。下面對(duì)上述構(gòu)成的作用加以說明。向甲烷發(fā)酵槽1，從原料供給系統(tǒng)3通過泵4的 驅(qū)動(dòng)定量供給原料有機(jī)廢物。在甲烷發(fā)酵槽1中通過槽內(nèi)的甲烷菌的作用分解原料，使消 化液在與膜分離槽2之間循環(huán)。在膜分離槽2中，通過抽吸泵8的驅(qū)動(dòng)，膜分離裝置5把消化液加以固液分離，通 過膜透過液導(dǎo)出系統(tǒng)7把膜透過液排出體系外，濃縮液循環(huán)至甲烷發(fā)酵槽1。甲烷發(fā)酵槽1 中產(chǎn)生的生物氣，通過生物氣排出系統(tǒng)9排出體系外，一部分通過鼓風(fēng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)，通過支 管10供給膜分離裝置5的散氣裝置5a。在膜分離槽2中，通過散氣的生物氣產(chǎn)生的上升 流，沿平板狀膜卡盤6的膜面，以固氣液混相流進(jìn)行流動(dòng)，洗滌膜面。在甲烷發(fā)酵槽1中，與生物氣的產(chǎn)生一起生成氨性氮。因此，通常運(yùn)行下的甲烷發(fā) 酵槽1中，槽內(nèi)的消化液的PH上升，甲烷發(fā)酵進(jìn)行中的槽內(nèi)的消化液的pH達(dá)到8左右。為 了使甲烷發(fā)酵達(dá)到最佳化，要求在近似最佳化PH條件=8的規(guī)定范圍內(nèi)，維持甲烷發(fā)酵槽 內(nèi)的PH條件。另一方面，在膜分離槽2中，pH不發(fā)生變動(dòng)，膜分離槽內(nèi)的消化液的pH達(dá)到與甲 烷發(fā)酵槽內(nèi)的消化液的PH同等的pH = 8左右。這是由于向膜分離槽2內(nèi)，流入經(jīng)過甲烷 發(fā)酵槽1充分發(fā)酵的消化液，即發(fā)酵、分解的進(jìn)行幾乎終止的消化液所致。然而，當(dāng)原料有機(jī)廢物中含大量氮、磷、鎂、氮等時(shí)，從pH與溶解度積的關(guān)系可知， 膜分離槽內(nèi)PH條件(消化液的pH)愈高，磷酸鎂銨(MAP)等無機(jī)結(jié)晶析出愈顯著，該MAP 等無機(jī)水垢成為堵塞膜分離裝置5的平板狀膜卡盤6膜面的重要原因。因此，控制裝置50以膜分離槽2中設(shè)置的pH計(jì)14的測(cè)定值作為指標(biāo)，把適量的 PH調(diào)節(jié)劑添加至膜分離槽2的消化液中，通過pH調(diào)節(jié)劑的添加量的調(diào)節(jié)，膜分離槽內(nèi)的pH 條件以達(dá)到不生成無機(jī)水垢的目標(biāo)PH條件，在這里，調(diào)節(jié)至pH< 7. 8以下的規(guī)定范圍(6.8 < pH < 7. 8)。目標(biāo)pH條件也可能設(shè)定pH < 8以下的規(guī)定范圍(6. 6 < pH < 8)。在該調(diào) 節(jié)中，甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件(pH = 8)的規(guī)定范 圍內(nèi)(該范圍是維持甲烷發(fā)酵良好的條件)。即，采用pH調(diào)節(jié)劑把膜分離槽內(nèi)的消化液pH調(diào)低，MAP等的溶解度積升高，即，通 過控制結(jié)晶難于析出的目標(biāo)PH條件(pH < 7. 8)，抑制無機(jī)水垢的生成，可以維持膜分離裝置2的膜面健全。通過上述操作，調(diào)節(jié)至pH< 7. 8的膜分離槽內(nèi)的消化液，再度被回送至甲烷發(fā)酵 槽1。該消化液的循環(huán)液量與甲烷發(fā)酵槽的槽內(nèi)液量相比，流量非常小。在本實(shí)施方案中， 相對(duì)甲烷發(fā)酵槽1的槽內(nèi)流量5. OQm3來說，設(shè)定甲烷發(fā)酵槽1與膜分離槽2之間循環(huán)的循 環(huán)液量為5. 0Qm3/d，這是由于甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的消化液以1次/每天的程度更換。因此，從膜分離槽2回送至甲烷發(fā)酵槽1的消化液的循環(huán)液量，對(duì)通常運(yùn)行時(shí)的甲 烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH變動(dòng)幾乎沒有影響，甲烷發(fā)酵槽1內(nèi)的消化液維持在近似最佳PH條件(pH =8)的規(guī)定范圍內(nèi)。如此，在本實(shí)施方案中，通過把膜分離槽內(nèi)的pH條件控制在目標(biāo)pH條件，能夠同 時(shí)實(shí)現(xiàn)使甲烷發(fā)酵槽1的甲烷發(fā)酵最佳化與抑制膜分離槽2內(nèi)的MAP等無機(jī)水垢等的生 成。另外，控制裝置50通過膜分離槽1中設(shè)置的pH計(jì)15監(jiān)視甲烷發(fā)酵槽1的消化液的PH，當(dāng)甲烷發(fā)酵槽1的消化液的pH偏離近似最佳化的pH條件(pH = 8)的規(guī)定范圍時(shí)， 以PH計(jì)15的測(cè)定值作為指標(biāo)，從pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)17把適量的pH調(diào)節(jié)劑添加至膜分離 槽2的消化液中，維持甲烷發(fā)酵最佳化。因此，也可使用雙方的pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)17分別 控制膜分離槽2與甲烷發(fā)酵槽1的pH條件。圖5及圖6分別示出，生物質(zhì)乙醇蒸餾殘?jiān)蒙鲜瞿ば图淄榘l(fā)酵處理時(shí)的膜分離 槽內(nèi)PH(未調(diào)節(jié)或添加鐵鹽調(diào)節(jié))以及通過MAP結(jié)晶生成的膜分離裝置的膜滲透通量降低 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如圖5所示，添加氯化鐵0.6%的工序1及添加氯化鐵0.3%的工序2，膜透 過液的PH維持在7.8以下，不生成MAP，但不進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的工序3，pH達(dá)到8以上。另外， 如圖6所示，添加氯化鐵0. 6%的工序1及添加氯化鐵0. 3%的工序2，膜滲透通量略超過 0. 4m/d而維持，不生成MAP，但不進(jìn)行pH調(diào)節(jié)的工序3，膜滲透通量降低至0. 3m/d以下，用 藥品洗滌可暫時(shí)回復(fù)，膜滲透通量立刻降低至0. 3m/d以下。還有，在工序1、工序2、工序3的期間，甲烷發(fā)酵槽的pH值，未向甲烷發(fā)酵槽添加 PH調(diào)節(jié)劑而維持在pH = 8附近。圖2示出本發(fā)明另一實(shí)施方案。在與先前的實(shí)施方案同樣的構(gòu)成構(gòu)件中，采用相 同符號(hào)就省略說明。在圖2所示的構(gòu)成中，作為0)2濃縮設(shè)備而設(shè)置CO2濃縮機(jī)21。0)2濃 縮機(jī)21 —側(cè)與生物氣排出系統(tǒng)9連通，另一側(cè)與支管10連通，從甲烷發(fā)酵槽1產(chǎn)生的生物 氣，與CO2濃度提高的富含CO2氣分離。富含CO2氣供給膜分離裝置5的散氣裝置5a，通過 把富含CO2氣吹入消化液，使碳酸氣溶解在消化液中。在本實(shí)施方案中，向膜分離槽內(nèi)的消 化液擴(kuò)散氣體，但也可以從甲烷發(fā)酵槽1向流入膜分離槽2的消化液中吹入?？刂蒲b置50，以膜分離槽2中的pH計(jì)14的測(cè)定值作為指標(biāo)控制鼓風(fēng)機(jī)11，通過 CO2濃縮機(jī)21調(diào)節(jié)富含CO2氣的吹入量。通過該控制裝置調(diào)節(jié)富含CO2氣的吹入量，以把膜 分離裝置內(nèi)的PH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的目標(biāo)pH條件(pH<7.8)以下的規(guī)定范圍內(nèi)，將 甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件(pH = 8)的規(guī)定范圍內(nèi)。因此，在本實(shí)施方案中，通過富含CO2氣吹入膜分離槽2使碳酸氣溶解在消化液 中，膜分離槽內(nèi)的PH條件控制低于目標(biāo)pH條件，可防患于未然避免膜分離槽2中的故障。 另外，根據(jù)需要，與先前的實(shí)施方案同樣，也可基于PH計(jì)14、15的測(cè)定值，從pH調(diào)節(jié)劑供給 系統(tǒng)16、17輔助添加適量的pH調(diào)節(jié)劑。
圖3表示本發(fā)明的又一實(shí)施方案。在與先前的實(shí)施方案同樣的構(gòu)成構(gòu)件中，采用 相同符號(hào)就省略說明。在圖3所示的構(gòu)成中，基本上與先前的實(shí)施方案同樣進(jìn)行甲烷發(fā)酵 涉及的處理，可以想像，當(dāng)原料中含大量磷、鎂、氮等時(shí)，則膜分離槽內(nèi)的PH條件維持在目 標(biāo)PH條件，并且甲烷發(fā)酵槽內(nèi)維持最佳pH條件是困難的。為此，設(shè)置作為濃縮分離設(shè)備的濃縮分離槽22。在本實(shí)施方案中，濃縮分離槽22 由絮凝沉淀槽構(gòu)成，但作為濃縮分離設(shè)備，也可以采用機(jī)械式離心濃縮機(jī)、多重圓盤式濃縮 機(jī)等。濃縮分離槽22，流入側(cè)通過送液泵20與甲烷發(fā)酵槽1連接，流出側(cè)通過回送系統(tǒng) 23與膜分離槽2連通。通過該構(gòu)成，濃縮分離槽22，通過送液泵20供給甲烷發(fā)酵槽1的消化液中添加具 有脫磷、脫硫效果的鐵類絮凝劑，分離為濃縮污泥與分離液。濃縮污泥，作為無機(jī)類污泥含 有磷、鎂、氨等無機(jī)水垢生成物質(zhì)，該濃縮污泥作為剩余消化污泥排出體系外，由此使供給 濃縮分離槽22的消化液中的無機(jī)水垢生成物質(zhì)減少。分離液，在無機(jī)水垢生成物質(zhì)減少的 狀態(tài)下，通過采用泵24的回送系統(tǒng)23移送至膜分離槽2。圖4表示本發(fā)明的再一實(shí)施方案。在與先前的實(shí)施方案同樣的構(gòu)成構(gòu)件中，采用 相同符號(hào)就省略說明。在圖4的構(gòu)成中，基本上與先前的實(shí)施方案同樣進(jìn)行甲烷發(fā)酵涉及 的處理，但作為膜分離裝置采用加壓型膜分離裝置25。加壓型膜分離裝置25，一側(cè)介由送液泵20與甲烷發(fā)酵槽1連通，另一側(cè)通過污泥 回送系統(tǒng)26與甲烷發(fā)酵槽1連通。pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16，從甲烷發(fā)酵槽1往加壓型膜分 離裝置25供給的消化液中添加pH調(diào)節(jié)劑，pH計(jì)14測(cè)定從甲烷發(fā)酵槽1供給加壓型膜分 離裝置25的消化液的pH。通過該構(gòu)成，從甲烷發(fā)酵槽1導(dǎo)入的消化液，由加壓型膜分離裝置25進(jìn)行濃縮，分 離為分離液及濃縮污泥，分離液排出體系外，濃縮污泥通過污泥回送系統(tǒng)26回送至甲烷發(fā) 酵槽1。控制裝置50，以pH計(jì)14的測(cè)定值作為指標(biāo)，控制pH調(diào)節(jié)劑供給系統(tǒng)16的pH調(diào) 節(jié)劑供給量，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件的規(guī) 定范圍內(nèi)，一邊把加壓型膜分離裝置內(nèi)的PH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的目標(biāo)pH條件以下的 規(guī)定范圍內(nèi)。另外，由于原料中含有大量氮、磷、鎂、氮等，則難以把膜分離槽內(nèi)的pH條件維持 在目標(biāo)PH條件，并且甲烷發(fā)酵槽內(nèi)難以維持最佳pH條件，作為先前實(shí)施方案中的濃縮分離 裝置的濃縮分離槽22也可同時(shí)設(shè)置。
權(quán)利要求
有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，在流入含無機(jī)水垢生成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的甲烷發(fā)酵槽、與浸漬有膜分離裝置的膜分離槽之間循環(huán)消化液，通過向膜分離槽內(nèi)的消化液或從甲烷發(fā)酵槽流入膜分離槽的消化液中添加pH調(diào)節(jié)劑，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把膜分離槽內(nèi)的pH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的目標(biāo)pH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
2.有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，在流入含無機(jī)水垢生成物的原料有機(jī)廢物的甲 烷發(fā)酵槽、與浸漬有膜分離裝置的膜分離槽之間循環(huán)消化液，從甲烷發(fā)酵槽發(fā)生的生物氣 分離提高了 CO2濃度的富含CO2氣，通過把富含CO2氣吹入膜分離槽內(nèi)的消化液或從甲烷發(fā) 酵槽流入膜分離槽的消化液中使CO2溶解，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持在適于甲烷 發(fā)酵的近似最佳PH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把膜分離槽內(nèi)的pH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的 目標(biāo)PH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求1或2中所述的有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，從甲烷發(fā)酵槽取出 的消化液以濃縮分離設(shè)備進(jìn)行濃縮，分離為包含無機(jī)水垢生成物質(zhì)作為無機(jī)類污泥的濃縮 污泥與分離液，濃縮污泥作為剩余消化污泥排出體系外，分離液移送至膜分離槽。
4.有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，從流入含無機(jī)水垢生成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的 甲烷發(fā)酵槽取出消化液，將該消化液以加壓型膜分離裝置進(jìn)行濃縮，分離為分離液與濃縮 污泥，將加壓型膜分離裝置的分離液排至體系外，將加壓型膜分離裝置的濃縮污泥回送至 甲烷發(fā)酵槽，通過向從甲烷發(fā)酵槽供給加壓型膜分離裝置的消化液中添加PH調(diào)節(jié)劑，一邊 把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的PH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把 加壓型膜分離裝置內(nèi)的PH條件調(diào)節(jié)至不生成水垢的目標(biāo)pH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求1 4的任何一項(xiàng)所述的有機(jī)廢物的處理方法，其特征在于，有機(jī)廢 物含有作為無機(jī)水垢生成物質(zhì)的磷、鎂、氮，將目標(biāo)PH條件調(diào)節(jié)至6. 6 < pH < 8，優(yōu)選6. 8 < pH < 7. 8。
6.有機(jī)廢物的處理裝置，其特征在于，該裝置具有流入含無機(jī)水垢生成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的甲烷發(fā)酵槽、在與甲烷發(fā)酵槽之間循環(huán)消 化液的膜分離槽、浸漬在膜分離槽中的膜分離裝置、向膜分離槽內(nèi)的消化液或從甲烷發(fā)酵 槽流入膜分離槽的消化液中添加PH調(diào)節(jié)劑的pH調(diào)節(jié)劑添加設(shè)備、測(cè)定膜分離槽中消化液 的PH的pH計(jì)、與將通過pH調(diào)節(jié)劑添加設(shè)備的pH調(diào)節(jié)劑的添加量以pH計(jì)測(cè)定值作為指標(biāo) 進(jìn)行控制的控制裝置；通過利用控制裝置的PH調(diào)節(jié)劑添加量的調(diào)節(jié)，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持在 適于甲烷發(fā)酵的近似最佳PH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把膜分離槽內(nèi)的pH條件調(diào)節(jié)至不生 成水垢的目標(biāo)PH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
7.有機(jī)廢物的處理裝置，其特征在于，該裝置具有流入含無機(jī)水垢當(dāng)成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的甲烷發(fā)酵槽、在與甲烷發(fā)酵槽之間循環(huán)消 化液的膜分離槽、浸漬在膜分離槽中的膜分離裝置、從甲烷發(fā)酵槽發(fā)生的生物氣分離提高 了 CO2濃度的富含CO2氣，把富含CO2氣吹入膜分離槽內(nèi)的消化液或從甲烷發(fā)酵槽流入膜分 離槽的消化液中的CO2濃縮設(shè)備、測(cè)定膜分離槽中消化液的PH的PH計(jì)、與將通過CO2濃縮 設(shè)備的富含CO2氣吹入量以pH計(jì)測(cè)定值作為指標(biāo)進(jìn)行控制的控制裝置；通過利用控制裝置的富含CO2氣吹入量的調(diào)節(jié)，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳PH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把膜分離槽內(nèi)的pH條件調(diào)節(jié)至不生 成水垢的目標(biāo)PH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
8.按照權(quán)利要求6或7中所述的有機(jī)廢物的處理裝置，其特征在于，該裝置具有濃縮分 離設(shè)備，該濃縮分離設(shè)備是把從甲烷發(fā)酵槽導(dǎo)出的消化液濃縮，分離為含有無機(jī)結(jié)垢生成 物質(zhì)作為無機(jī)類污泥的濃縮污泥與分離液，將濃縮污泥作為剩余消化污泥排出體系外，將 分離液移送至膜分離槽。
9.有機(jī)廢物的處理裝置，其特征在于，該裝置具有流入含無機(jī)水垢生成物質(zhì)的原料有機(jī)廢物的甲烷發(fā)酵槽、把從甲烷發(fā)酵槽導(dǎo)出的消化 液濃縮，分離為分離液與濃縮污泥，將分離液排至體系外，把濃縮污泥回送至甲烷發(fā)酵槽的 加壓型膜分離裝置、從甲烷發(fā)酵槽向加壓型膜分離裝置供給的消化液中添加PH調(diào)節(jié)劑的 PH調(diào)節(jié)劑添加設(shè)備、測(cè)定從甲烷發(fā)酵槽向加壓型膜分離裝置供給消化液的pH的pH計(jì)、與 將利用PH調(diào)節(jié)劑添加設(shè)備的pH調(diào)節(jié)劑添加量以pH計(jì)測(cè)定值作為指標(biāo)進(jìn)行控制的控制裝 置；通過利用控制裝置的PH調(diào)節(jié)劑的添加量的調(diào)節(jié)，一邊把甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件維持 在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳PH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊把膜分離槽內(nèi)的pH條件調(diào)節(jié)至不 生成水垢的目標(biāo)PH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明對(duì)甲烷發(fā)酵槽內(nèi)的pH條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，一邊維持在適于甲烷發(fā)酵的近似最佳pH條件的規(guī)定范圍內(nèi)，一邊處于不生成水垢的目標(biāo)pH條件以下的規(guī)定范圍內(nèi)，從而抑制無機(jī)水垢等的生成。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101801860SQ200880107569
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者小松敏宏, 松崎智子, 若原慎一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社久保田