溶存氣體除去裝置以及有機性被處理物的生物處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溶存氣體除去裝置以及有機性被處理物的生物處理裝置和生物 處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，已知將糞尿、凈化槽污泥或廢水等有機性廢棄物進(jìn)行生物處理（通過微生 物等生物使物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化等反應(yīng)的處理）的生物處理方法。該生物處理方法中，分解 這些有機性廢棄物及使這些有機性廢棄物的體積縮減，并同時回收該處理中產(chǎn)生的有用的 消化氣體。以往，作為這樣的生物處理方法，例如已知以下所示的方法。
[0003] 該生物處理方法中，首先，從有機性廢棄物中除去殘渣（固體物質(zhì)）后，在用于除 去有機物或氮的生物處理裝置中進(jìn)行生物處理。通過濃縮所述生物處理裝置中回收的剩余 污泥并與已破碎的廚房垃圾等易分解的有機性廢棄物在混合槽中混合，得到用于氣體回收 的有機性被處理物。接著，從所述混合槽中將已調(diào)整水分量的有機性被處理物導(dǎo)入到甲烷 發(fā)酵槽，進(jìn)行甲烷發(fā)酵。將通過甲烷發(fā)酵產(chǎn)生的消化污泥脫水，將得到的脫水濾液返回所述 生物處理裝置中，進(jìn)一步進(jìn)行生物處理（例如，專利文獻(xiàn)1、2)。
[0004] 根據(jù)該技術(shù)，通過將由甲烷發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體輸送到發(fā)電設(shè)備等，可以作為處 理場內(nèi)的供給電力的燃料有效地利用。此外，消化污泥的脫水產(chǎn)生的脫水濾餅可以通過堆 肥化作為肥料等有效地利用。
[0005] 該生物處理方法中進(jìn)行的甲烷發(fā)酵中，在厭氧條件下，通過兼性厭氧菌或絕對厭 氧菌的作用，有機物被水解為碳水化物、脂質(zhì)或蛋白質(zhì)等，接著這些物質(zhì)被酸發(fā)酵為醋酸、 丙酸或丁酸等有機酸或者二氧化碳。進(jìn)一步地，這些有機酸、二氧化碳及氫最終轉(zhuǎn)換為甲烷 氣體。
[0006] 這一系列的過程中，由于有機物分解氣化，因此可縮減有機性被處理物的體積。此 外，甲烷發(fā)酵不僅能夠回收可用作燃料的消化氣體，還不需要消耗很大電力的通風(fēng)，且剩余 污泥的產(chǎn)生量少，因此作為有機性被處理物的生物處理方法，從節(jié)能的觀點考慮優(yōu)異。
[0007] 在這樣的產(chǎn)生消化氣體的有機性被處理物的生物處理中，包含所述多個生物反應(yīng) 過程。但是，相比于將有機物分解為有機酸的酸發(fā)酵過程，有機酸的氣化過程對處理中的 負(fù)荷敏感。具體地，酸發(fā)酵過程有關(guān)的微生物群即使處理中的COD量（Chemical Oxigen Demand，化學(xué)需氧量）、溫度、pH或溶存氣體組成等的條件發(fā)生變化，其活性的變化也小。另 一方面，有機酸的氣化過程有關(guān)的微生物群（以下稱為"氣化菌"）對這些條件的變動敏感 且增值速度也慢，因此通過負(fù)荷變動易降低氣化有機酸的活性。若氣化菌的活性下降，則未 分解的有機酸積累而使生物反應(yīng)槽內(nèi)變?yōu)樗嵝?，因此產(chǎn)生氣化菌的繁殖或活性被進(jìn)一步阻 礙而陷入氣體產(chǎn)生量急劇下降的所謂的酸敗狀態(tài)的問題。
[0008] 作為抑制變?yōu)樗釘顟B(tài)的方法，已知有增大發(fā)酵槽以延長有機性被處理物停滯時 間（30天左右）的方法。但所述方法因設(shè)備的大規(guī)?；疤幚淼托驶?，因此在成本方面 不利。
[0009] 專利文獻(xiàn)2中，作為即使高負(fù)荷也不陷入酸敗狀態(tài)而穩(wěn)定地回收氣體的生物處理 方法，提出了使用甲烷發(fā)酵裝置的方法。所述甲烷發(fā)酵裝置具備甲烷發(fā)酵有機性被處理物 的甲烷發(fā)酵槽、測定在所述甲烷發(fā)酵槽中產(chǎn)生的消化氣體的氫分壓的氫分壓測定裝置、根 據(jù)所述氫分壓測定裝置的測定結(jié)果從所述消化氣體中除去氫氣的氫氣除去裝置和使從消 化氣體中除去氫氣得到的殘留氣體向所述甲烷發(fā)酵槽回流的氣體回流裝置。
[0010] 所述方法中，在甲烷發(fā)酵槽內(nèi)，通過降低使氣化菌的活性下降的氫氣的分壓，有機 性被處理物中所含的溶存氫氣濃度變低。其結(jié)果，抑制氣化菌的活性下降，能穩(wěn)定地回收甲 烷氣體。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開平9-201599號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2001-998號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 但是，專利文獻(xiàn)2所示的方法中，有必要從消化氣體中分離氫氣，因此需要具有高 度分離功能的分離膜。此外，大容量設(shè)備的情形或消化氣體的氫氣分壓低的情形等，使有機 性被處理物中的溶存氫氣濃度降低的效率差。因此，特別是COD負(fù)荷等的負(fù)荷高時，難以抑 制陷入酸敗狀態(tài)而穩(wěn)定地得到氣體。
[0017] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種溶存氣體除去裝置以及有機性被處理物的生物處 理裝置和生物處理方法，所述溶存氣體除去裝置即使不使用具有高度分離功能的分離膜， 其在生物處理有機性被處理物產(chǎn)生消化氣體的生物反應(yīng)槽中的抑制陷入酸敗狀態(tài)的效果 也高，可能穩(wěn)定地得到目標(biāo)氣體。
[0018] 解決課題的手段
[0019] (1)本發(fā)明的一個方式的溶存氣體除去裝置是在生物處理含有水分的有機性被處 理物產(chǎn)生消化氣體的生物反應(yīng)槽（10)上附設(shè)的溶存氣體除去裝置（20)，其具有：監(jiān)視裝置 (22)，對所述生物反應(yīng)槽（10)內(nèi)的所述有機性被處理物或從所述生物反應(yīng)槽（10)排出的 處理水，所述監(jiān)視裝置（22)用于測定所述有機性被處理物或所述處理水的pH值或者所述 有機性被處理物或所述處理水所含的物質(zhì)中的1種以上的量的值；和氣體除去裝置（24)， 所述氣體除去裝置（24)用于從所述生物反應(yīng)槽（10)內(nèi)的所述有機性被處理物中的溶存氣 體，
[0020] 所述監(jiān)視裝置（22)，與所述生物反應(yīng)槽（10)連接，
[0021 ] 所述氣體除去裝置（24)，具有氣體分離裝置（30)和減壓裝置（32)，所述氣體分離 裝置（30)浸漬在所述生物反應(yīng)槽（10)內(nèi)的所述有機性被處理物中，且所述減壓裝置（32) 與所述氣體分離裝置（30)連接。
[0022] (2)所述（1)的溶存氣體除去裝置中，所述氣體除去裝置可以是按照將所述監(jiān)視 裝置每隔一定時間測定的值作為各評價值，當(dāng)所述評價值的經(jīng)時變化超過一定的閾值時進(jìn) 行運作的方式構(gòu)成。
[0023] (3)所述⑴或⑵的溶存氣體除去裝置中，所述監(jiān)視裝置可以是選自由以下監(jiān)視 裝置構(gòu)成的組群中的至少1種：pH監(jiān)視裝置，所述pH監(jiān)視裝置用于測定所述生物處理中的 所述有機性被處理物或從所述生物反應(yīng)槽排出的處理水的PH值；有機酸濃度監(jiān)視裝置，所 述有機酸濃度監(jiān)視裝置用于測定所述生物處理中的所述有機性被處理物或從所述生物反 應(yīng)槽排出的處理水所含的有機酸濃度的值；和氣體監(jiān)視裝置，所述氣體監(jiān)視裝置用于測定 通過所述生物處理在所述生物反應(yīng)槽中產(chǎn)生的消化氣體的產(chǎn)生量的值以及所述消化氣體 所含的氣體中的1種以上相對于所述消化氣體的濃度的值。
[0024] (4)所述⑴到⑶的任一種的溶存氣體除去裝置中，可以具有：氣體分離裝置， 所述氣體分離裝置浸漬在所述生物反應(yīng)槽內(nèi)的所述有機性被處理物中并具有透過所述溶 存氣體的分離膜；和減壓裝置，所述減壓裝置是按照對所述氣體分離裝置的所述分離膜的 二次側(cè)進(jìn)行減壓的方式構(gòu)成。
[0025] (5)所述⑴到⑶的任一種的溶存氣體除去裝置中，可以具有：循環(huán)裝置，所述 循環(huán)裝置是按照從所述生物反應(yīng)槽取出所述有機性被處理物并將其返送至所述生物反應(yīng) 槽而使其循環(huán)的方式構(gòu)成；氣體分離裝置，所述氣體分離裝置浸漬在通過所述循環(huán)裝置進(jìn) 行循環(huán)的所述有機性被處理物中并具有透過所述溶存氣體的分離膜；和減壓裝置，所述減 壓裝置按照對所述氣體分離裝置的所述分離膜的二次側(cè)進(jìn)行減壓的方式構(gòu)成。
[0026] (6)所述⑴到（5)的任一種的溶存氣體除去裝置中，所述消化氣體的主成分可以 是甲烷氣體。
[0027] (7)所述（1)到（6)的任一種的溶存氣體除去裝置中，所述溶存氣體可以是氫氣或 二氧化碳?xì)怏w。
[0028] (8)所述⑴到（7)的任一種的溶存氣體除去裝置中，可以具有氣體儲存裝置，所 述氣體儲存裝置用于儲存通過所述氣體除去裝置除去的所述溶存氣體。
[0029] (9)本發(fā)明的一個方式的有機性被處理物的生物處理裝置（有機性被處理物的處 理方法），其具有：生物反應(yīng)槽，所述生物反應(yīng)槽用于生物處理含有水分的有機性被處理物 產(chǎn)生消化氣體；和在該生物反應(yīng)槽上附設(shè)的所述（1)到（7)的任一種的溶存氣體除去裝置。
[0030] (10)所述（9)的有機性被處理物的生物處理裝置中，所述生物反應(yīng)槽可以具備擔(dān) 載有厭氧細(xì)菌的保持載體。
[0031] (11)所述（9)或（10)的有機性被處理物的生物處理裝置中，可以按照供給于膜分 離活性污泥處理裝置槽的方式構(gòu)成，所述膜分離活性污泥處理槽具備：活性污泥處理槽，所 述活性污泥處理槽在槽內(nèi)具有含有微生物的活性污泥并按照生物處理所述溶存氣體除去 裝置處理的被處理液中的溶存物質(zhì)的方式構(gòu)成；和固液分離型膜過濾裝置，所述固液分離 型膜過濾裝置用于通過膜分離從所述被處理水分離所述活性污泥。
[0032] (12)本發(fā)明的一個方式的有機性被處理物的生物處理方法，其具有：生物處理含 有水分的有機性被處理物產(chǎn)生消化氣體的工序；對生物反應(yīng)槽內(nèi)的所述有機性被處理物或 從所述生物反應(yīng)槽排出的處理水，測定所述有機性被處理物或所述處理水的PH值或者所 述有機性被處理物或所述處理水所含的物質(zhì)中的1種以上的工序；和將所述測定的值作為 評價值或者將所述測定的值的經(jīng)時變化作為評價值，當(dāng)所述評價值達(dá)到一定的閾值時從所 述生物處理中的所述有機性被處理物中除去溶存氣體的工序。
[0033] (13)所述（12)的有機性被處理物的生物處理方法中，所述測定可以是測定選自 由以下值構(gòu)成的群組中的至少1種：所述生物處理中的所述有機性被處理物或從所述生物 反應(yīng)槽排出的處理水的pH ;所述生物處理中的所述有機性被處理物或從所述生物反應(yīng)槽 排出的處理水所含的有機酸濃度；通過所述生物處理在所述生物反應(yīng)槽中產(chǎn)生的消化氣體 的產(chǎn)生量；和所述消化氣體所含的氣體中的1種以上相對于所述消化氣體的濃度的值。
[0034] (14)所述（13)的有機性被處理物的生物處理方法中，所述評價值可以是測定所 述有機性被處理物或從所述生物反應(yīng)槽排出的處理水的pH而得的值，所述閾值是表示酸 性的pH值中的任一個數(shù)值。