高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法
2023-06-05 07:24:51 1
專利名稱：高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法
技術領域：
本發明涉及高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法。
背景技術：
近年來,通過利用中和反應的金屬氫氧化物析出反應等而生成的高密度汙泥(HDS(High Density Solids)汙泥)受到關注。高密度汙泥富有沉降性和脫水性，對汙泥的容積降低有用。高密度汙泥通常用如下的方法生成。即，用不溶解處理槽和凝聚沉澱槽依次處理含有鋁離子等無機類離子的原水，將在凝聚沉澱槽中得到的分離汙泥供給汙泥改性槽。然後，在汙泥改性槽中，使鹼吸附於分離汙泥而生成吸附汙泥之後，使該吸附汙泥與無機性排水中的無機類離子接觸，使不溶物形成於吸附汙泥表面。由此在處理原水期間生成高密度 汙泥。為了生成這樣的高密度汙泥，當然可以考慮新設置能夠生成高密度汙泥的水處理裝置(以下，稱為「高密度汙泥生成型水處理裝置」)，還可以考慮通過改造將包括凝聚沉澱槽在內的已有的水處理裝置改換為高密度汙泥生成型水處理裝置。此時，如果在高密度汙泥生成型水處理裝置中開始原水供給，則特別是在將已有的水處理裝置改換為高密度汙泥生成型水處理裝置的情況下，排出原水的工廠由於處於全面運作狀態，因而大多原水的流量和無機類離子濃度高。因此，短時間內啟動高密度汙泥生成型水處理裝置，即，在高密度汙泥生成型水處理裝置中短時間內提高高密度汙泥的濃度，變得極為重要。作為在高密度汙泥生成型水處理裝置中短時間內提高高密度汙泥的濃度的方法，已知有下述專利文獻I中記載的方法。在下述專利文獻I中提出了，在將原水供給反應槽(相當於不溶解處理槽)之前，將含有無機類離子源的化合物和不溶解劑添加到反應槽中，不實施汙泥的排泥而使汙泥積蓄於固液分離槽內，充分確保作為晶種的汙泥後將原水供給反應槽，由此短時間內進行水處理裝置的啟動。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2006-272121號公報
發明內容
發明所要解決的技術問題然而，對於上述專利文獻I記載的方法，從高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動時間縮短的觀點出發，還有改良的餘地。本發明鑑於上述情況而做出，目的在於提供一種能夠短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法。解決技術問題的手段本發明者們為了解決上述技術問題進行了潛心研究。首先，在專利文獻I的啟動方法中，由於對固液分離槽內的分離汙泥不進行排泥而使之積蓄，因而，槽內的汙泥量非常多。因此，本發明者們認為，在啟動的初期階段，因為固液分離槽內過量存在的凝聚群對高密度汙泥的改性被分散，所以在體系內循環的高密度汙泥的比例不怎麼高，從而就不可能在短時間內提高該高密度汙泥的濃度。因此，本發明者們進一步進行反覆潛心研究，其結果發現，在啟動的初期階段，通過將固液分離槽的槽內的分離汙泥的區域的體積比例控制至一定值以下，能夠解決上述技術問題，至此完成本發明。S卩，本發明為高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於，所述高密度汙泥生成型水處理裝置具備不溶解處理槽，使導入的含有無機類離子的排水中的無機類離子不溶；沉澱槽，將從所述不溶解處理槽導入的排出水沉降分離為處理水和分離汙泥；分離汙泥供給管線，連接所述沉澱槽和所述不溶解處理槽；汙泥改性槽，設置於所述分離汙泥供給管線上，使包含與所述無機類離子形成不溶物的反離子的含反離子物質吸附於從所述沉澱槽經過所述分離汙泥供給管線導入的分離汙泥的表面，將得到的吸附汙泥供給所述不溶解處理槽；以及含反離子物質供給裝置，將所述含反離子物質供給所述汙泥改性槽，所述高密度汙泥生成型水處理裝置通過重複一系列工序，從而生成高密度汙泥，進行主運轉，所述一系列工序包括不溶解工序，使導入所述不溶解處理槽的含有無機類離子的排水與由所述汙泥改性槽供給的所述吸附汙泥接觸，使所述含有無機類離子的排水中的無機類離 子與所述吸附汙泥的所述反離子進行反應；沉降分離工序，在所述沉澱槽中將從所述不溶解處理槽導入的排出水沉降分離為處理水和分離汙泥；分離汙泥供給工序，將從所述沉澱槽排出的至少一部分所述分離汙泥經過所述分離汙泥供給管線供給所述汙泥改性槽；以及吸附汙泥生成工序，使所述含反離子物質吸附於被導入所述汙泥改性槽的所述分離汙泥的表面，在所述高密度汙泥生成型水處理裝置的所述主運轉之前進行的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法中包括高密度汙泥生成工序，其中通過重複所述一系列的工序從而由所述裝置內的低密度汙泥生成高密度汙泥，並且包括控制工序，在該高密度汙泥生成工序中進行控制以使汙泥體積比例為30vol%以下，所述汙泥體積比例是分離汙泥區域的體積相對於槽內液區域的體積的比例，所述分離汙泥區域是所述沉澱槽內的汙泥界面下方的區域，所述槽內液區域是所述沉澱槽內的所述沉澱槽的槽內液的液面下方的區域。根據該高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，含有無機類離子的排水被導入不溶解處理槽。另一方面，如果用含反離子物質供給裝置將含反離子物質供給汙泥改性槽，則含反離子物質吸附於分離汙泥的表面，生成吸附汙泥，該吸附汙泥由汙泥改性槽供給至不溶解處理槽。此時，通過在不溶解處理槽中使含有無機類離子的排水與吸附汙泥接觸，含有無機類離子的排水中的無機類離子與吸附汙泥的反離子反應，成為不溶狀態。而且，來自於不溶解處理槽的排出水導入沉澱槽，沉降分離為分離汙泥和處理水。而且，至少一部分分離汙泥由沉澱槽經過分離汙泥供給管線供給汙泥改性槽，如上所述在汙泥改性槽中生成吸附汙泥，該吸附汙泥由汙泥改性槽供給不溶解處理槽。由此，通過重複進行上述一系列的工序，生成高密度汙泥。而且，一邊重複進行該一系列的工序使高密度汙泥生成 生長，一邊以使分離汙泥區域的體積相對於槽內液區域的體積的比例、即汙泥體積比例為30vol%以下的方式進行控制。由此，在沉澱槽中，可以對分離汙泥中的高密度汙泥的比例降低這一情況進行抑制，能夠抑制由於過量的凝聚群而造成的高密度汙泥的生成的遲緩。因此，根據本發明的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，能夠在短時間內充分生成高密度汙泥，其結果，能夠在短時間內提高高密度汙泥的濃度。即，可以在短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。其結果，可以提早進行啟動後的主運轉。在上述啟動方法中，優選以使所述汙泥體積比例為r30vol%的方式進行控制。在該情況下，啟動高密度汙泥生成型水處理裝置時，能夠在更短時間內充分生成高密度汙泥，能夠在更短時間內提高高密度汙泥的濃度。即，可以在更短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。如果上述啟動方法進一步包括排水導入工序，將所述含有無機類離子的排水導入所述不溶解處理槽；處理水排出工序，排出所述沉澱槽中通過沉降分離而得到的處理水，並且所述含有無機類離子的排水為工廠排水，則特別有用。這是由於，高密度汙泥生成型水處理裝置中開始工廠排水供給時，在排出工廠排水的工廠處於全面運作的狀態，工廠排水的流量和無機類離子濃度變高的情況下，由於沉澱槽中通過沉降分離而得到的處理水的水質容易惡化，因此短時間內啟動高密度汙泥生成 型水處理裝置的重要性更高。採取沉澱槽的汙泥濃度Cl (g/L)的分離汙泥，放入量筒，靜置24小時，如果將沉降分離汙泥之後的汙泥的濃縮比例設為R，將靜置24小時後的沉澱汙泥區域中的汙泥濃度設為C2 (g/L)，則用C2=C1/R表示。在此，濃縮比例R是按照量筒中的汙泥區域的容量的t匕(靜置24小時後的汙泥區域的容量/靜置24小時前的汙泥區域的容量)算出的比例。本發明的高密度汙泥是指，在無機類離子為Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr2+、F_、P042_或S042_的情況下，C2為150g/L以上的汙泥；在無機類離子為Cu2+、Mn2+、Ni2+或Zn2+的情況下，C2為50g/L以上的汙泥。另外，汙泥濃度的單位也可以不是g/L而是wt%。在該情況下，本發明的高密度汙泥是指，在無機類離子為Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr2+、F—、P042—或S042—的情況下，C2為15wt%以上的汙泥；在無機類離子為Cu2+、Mn2+、Ni2+或Zn2+的情況下,C2為5wt%以上的汙泥。另外,將不滿足上述條件的汙泥作為低密度汙泥。發明的效果根據本發明的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，可以在短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。
圖I是表示作為本發明所涉及的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法的對象的高密度汙泥生成型水處理裝置的一個例子的框圖。圖2是表示沉澱槽中的分離汙泥區域和槽內液區域的示意圖。圖3是表示實施例4和比較例I涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖4是表示實施例9和比較例3涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖5是表示實施例10和比較例4涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖6是表示實施例11和比較例5涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖7是表示實施例12和比較例6涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖8是表示實施例13和比較例7涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖9是表示實施例14和比較例8涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖10是表示實施例15和比較例9涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖11是表示實施例16和比較例10涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。圖12是表示實施例17和比較例11涉及的啟動方法實施時得到的汙泥的濃度與經過日數的關係的圖表。
具體實施例方式以下，詳細地說明本發明的第I和第2實施方式。首先，詳細地說明本發明涉及的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法的第I實施方式。首先，在說明啟動方法之前，用圖I說明用於實施本發明涉及的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法的高密度汙泥生成型水處理裝置。圖I是表示用於實施本發明所涉及的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法的高密度汙泥生成型水處理裝置的一個例子的框圖。如圖I所示，高密度汙泥生成型水處理裝置具備第I不溶解處理槽I、第2不溶解處理槽2、凝聚處理槽3、沉澱槽4、汙泥改性槽5。導入含有無機類離子的含有無機類離子的排水的導入管線LI與第I不溶解處理槽I連接，通過中間管線L2連接第I不溶解處理槽I和第2不溶解處理槽2，通過中間管線L3連接第2不溶解處理槽2和凝聚處理槽3，通過中間管線L4連接凝聚處理槽3和沉澱槽4。通過將沉澱槽4中得到的分離汙泥11供給至汙泥改性槽5的分離汙泥供給管線L5，連接沉澱槽4和汙泥改性槽5，通過將汙泥改性槽5中得到的吸附汙泥供給至第I不溶解處理槽I的吸附汙泥供給管線LI I，連接汙泥改性槽5和第I不溶解處理槽I。在沉澱槽4上連接有排出處理水的處理水排出管線L7，從分離汙泥供給管線L5中分支出排出沉澱槽4中得到的分離汙泥11的汙泥排出管線L6。在分離汙泥供給管線L5中設置有汙泥供給泵P2、流量計6和汙泥濃度計7，在汙泥排出管線L6上設置有排泥泵P1。在此，電連接汙泥供給泵P2和汙泥濃度計7，基於用汙泥濃度計7測定的汙泥濃度，能夠利用汙泥供給泵P2控制分離汙泥11向汙泥改性槽5的供給量。在第I不溶解處理槽I上通過管線L8連接有pH調節劑供給槽8，在第2不溶解處理槽2上通過管線L9連接有pH調節劑供給槽9，在凝聚處理槽3上通過管線LlO連接有凝聚劑供給槽10。經過設置有閥門Vl的管線L12，能夠將含有與無機類離子形成不溶物的反離子的含反離子物質導入汙泥改性槽5中。另外，在本實施方式中，由閥門Vl和管線L12構成含反離子物質供給裝置。接著，說明高密度汙泥生成型水處理裝置的運轉方法。運轉方法包括主運轉工序和在此之如進行的啟動工序。首先，說明高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動工序。在本實施方式中，以高密度汙泥生成型水處理裝置是隨著排出含有無機類離子的排水的工廠的新設置而新設的裝置的情況作為例子進行說明。在高密度汙泥生成型水處理裝置是隨著排出含有無機類離子的排水的工廠的新設置而新設的裝置的情況下，啟動工序開始時，沉澱槽4中的汙泥濃度為Og/L。因此，啟動工序包括啟動開始後進行的汙泥積蓄工序和在其後進行的生成高密度汙泥的高密度汙泥生成工序。首先，說明汙泥積蓄工序。在汙泥積蓄工序中，將含有無機類離子的排水(例如， 工廠排水)經過導入管線LI導入第I不溶解處理槽I (排水導入工序)。在此，含有無機類離子的排水中的無機類離子，例如可以為金屬離子、氟離子、磷酸離子、硫酸離子、亞硫酸離子、碳酸離子中的任意一種。作為金屬離子，例如可以列舉Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Cr2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等重金屬離子，Mg3+、Al3+等輕金屬離子等。此時，為了在凝聚處理槽3中使汙泥凝聚，由PH調節劑供給槽8經過管線L8向第I不溶解處理槽I中供給pH調節劑。第I不溶解處理槽I的槽內液的PH通常適當調整為pH4 12的範圍。此時的pH根據生成的不溶物而不同。作為PH調節劑，例如可以使用苛性鈉、硫酸或鹽酸等。來自於第I不溶解處理槽I的排出水經過中間管線L2導入第2不溶解處理槽2。為了在凝聚處理槽3中使汙泥凝聚，由pH調節劑供給槽9經過管線L9向第2不溶解處理槽2中供給pH調節劑。此時，第2不溶解處理槽2的槽內液的pH通常與第I不溶解處理槽I同樣，適當調整為pH4 12的規定範圍內。此時的pH根據生成的不溶物而不同。例如，在 Al3+、Fe3+、F' SO42-的情況下調整為 pH6. 0 8. 0 的範圍，在 Cr2+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+ 的情況下調整為PH9. 5 11. 0的範圍，在PO4-的情況下調整為pH9. (TlO. 0的範圍。作為pH調節齊U，與第I不溶解處理槽I同樣，可以使用苛性鈉、硫酸等。來自於第2不溶解處理槽2的排出水經過中間管線L3導入凝聚處理槽3。凝聚劑由凝聚劑供給槽10經過管線LlO被供給至凝聚處理槽3中。凝聚劑只要是具有凝聚功能的物質就沒有特別地限制，通常使用高分子凝聚劑。高分子凝聚劑可以適用非離子類高分子凝聚劑、陰離子類高分子凝聚劑、陽離子類高分子凝聚劑中的任意一種，例如含有無機類離子的排水為含有鋁離子的排水的情況下，非離子類高分子凝聚劑、陰離子類高分子凝聚劑作為上述高分子凝聚劑是有效的。來自於凝聚處理槽3的排出水經過中間管線L4導入沉澱槽4中，在沉澱槽4中沉降分離為處理水和分離汙泥11 (沉降分離工序)。處理水經過處理水排出管線L7由沉澱槽4排出(處理水排出工序)。在本實施方式中，高密度汙泥生成型水處理裝置是隨著排出含有無機類離子的排水的工廠的新設置而新設的裝置。因此，開始高密度汙泥生成後不久，是工廠剛被新設置的階段，從工廠排出的含有無機類離子的排水的流量和無機類離子的濃度也較小。因此，沉澱槽4中，處於幾乎沒有分離汙泥11的狀態。因此，暫時不使排泥泵Pl工作，而使分離汙泥11積蓄。不久，如果工廠為全面運作的狀態，從工廠排出的含有無機類離子的排水的流量和無機類離子的濃度變大，則沉澱槽4中分離汙泥11的量慢慢增加。在上述汙泥積蓄工序中，測定沉澱槽4內的汙泥界面S下方的區域(分離汙泥區域)R2的體積相對於沉澱槽4的槽內液的液面下方的區域(槽內液區域)Rl的體積的比例(以下，稱為「汙泥體積比例」)(參照圖2)。另外，汙泥界面S是指分離汙泥區域R2的最上面，分離汙泥區域R2中包括分離汙泥11。在此，可以如下判定上述汙泥體積比例。即，首先，預先確認沉澱槽4的槽內液區域Rl的體積與沉澱槽4的內壁面的槽內液的水面的位置的關係。只要確認該關係，則通過 確認槽內液中的分離汙泥區域R2的汙泥界面S的位置以及槽內液的液面L的位置，從而可以判定上述汙泥體積比例。分離汙泥區域R2的汙泥界面S的位置可以通過例如設置於沉澱槽4中的汙泥界面計(沒有圖示)來確認。而且，如果上述汙泥體積比例達到5 15vol%的規定值，就開始汙泥循環工序、即高密度汙泥生成工序。具體來說，至少一部分分離汙泥11由汙泥供給泵P2從沉澱槽4中經過分離汙泥供給管線L5供給至汙泥改性槽5中(分離汙泥供給工序)。關於分離汙泥11，將其至少一部分供給至汙泥改性槽5中即可，可以根據需要僅供給一部分，也可以全部供給。在汙泥改性槽5中，從含反離子物質供給槽(沒有圖示)中經過管線L12導入含反離子物質。由此，在導入汙泥改性槽5的分離汙泥11的表面上吸附含反離子物質中的反離子，生成吸附汙泥(吸附汙泥生成工序)。含反離子物質只要是含有能夠與無機類離子形成不溶物的反離子的物質即可。在無機類離子為例如金屬離子的情況下，作為反離子可以使用氫氧化物離子。在該情況下，作為含反離子物質，可以使用含有氫氧化物離子的物質，例如Ca(OH)2或NaOH等。另外，作為含反離子物質，也可以使用含有氯化物離子的物質，例如CaCl20在無機類離子為氟離子的情況下，作為反離子，除了氫氧化物離子以外，也可以使用Ca2+等。在無機類離子為磷酸離子、硫酸離子、亞硫酸離子的情況下，可以使用Fe2+、Fe3+或Ca2+等。由此生成的吸附汙泥由汙泥改性槽5經過吸附汙泥供給管線Lll供給至第I不溶解處理槽I。而且，在第I不溶解處理槽I中，使含有無機類離子的排水與吸附汙泥接觸。由此，使含有無機類離子的排水中的無機類離子與吸附汙泥的反離子進行反應，使其不溶解(不溶解工序)。此時，為了使無機類離子與反離子反應從而使之不溶，第I不溶解處理槽I的槽內液的PH根據生成的不溶物而不同，通常適當調整為pH4 12的規定的範圍內。此時，如上所述，通過由PH調節劑供給槽8經過管線L8供給pH調節劑，可以調整pH。作為PH調節劑，可以使用上述苛性鈉、硫酸或鹽酸等。來自於第I不溶解處理槽I的排出水通過中間管線L2導入第2不溶解處理槽2中。在第2不溶解處理槽2中，從pH調節劑供給槽9經過管線L9供給pH調節劑。此時，第2不溶解處理槽2的槽內液的pH通常與第I不溶解處理槽I同樣，根據生成的不溶處理物適當調整為pH4 12的規定的範圍內。作為pH調節劑，可以使用上述的苛性鈉、硫酸等。來自於第2不溶解處理槽2的排出水經過中間管線L3導入凝聚處理槽3。在凝聚處理槽3中，從凝聚劑供給槽10經過管線LlO供給凝聚劑。作為凝聚劑，可以使用上述的凝聚劑。
來自於凝聚處理槽3的排出水經過中間管線L4導入沉澱槽4，在沉澱槽4中沉降分離為處理水和分離汙泥11 (沉降分離工序)。處理水經過處理水排出管線L7從沉澱槽4中排出(處理水排出工序)。然後，如上所述，至少一部分分離汙泥11由汙泥供給泵P2從沉澱槽4經過分離汙泥供給管線L5供給至汙泥改性槽5 (分離汙泥供給工序)。通過重複進行上述一系列的工序，生成高密度汙泥。接著，一邊繼續生成 增長高密度汙泥，一邊設定控制目標值以使上述汙泥體積比例為30vol%以下而開始控制(參照圖2)。此時,預先在5 15vol%的範圍內確定規定值,根據與上述規定值相比上述汙泥體積比例的控制目標值更小、相同或更大的不同情況，其後的工序不同。 ( I)上述汙泥體積比例的控制目標值小於上述規定值的情況高密度汙泥生成工序開始後，使排泥泵Pl工作，經過汙泥排出管線L6開始排泥，使沉澱槽4中的汙泥量減少。而且，如果上述汙泥體積比例到達控制目標值，就通過調整排泥泵Pl的輸出功率來限制排泥量，以使汙泥體積比例成為控制目標值的方式進行控制。(2)上述汙泥體積比例的控制目標值與上述規定值相等的情況高密度汙泥生成工序開始後，使排泥泵Pl工作，經過汙泥排出管線L6開始排泥，通過調整排泥泵Pl的輸出功率來限制排泥量，以使汙泥體積比例成為控制目標值的方式進行控制。(3)上述汙泥體積比例的控制目標值比上述規定值大的情況高密度汙泥生成工序開始後，不使排泥泵Pl工作，仍舊不經過汙泥排出管線L6開始排泥。於是，汙泥量增加，上述汙泥體積比例到達控制目標值。在該階段中，使排泥泵Pl工作，經過汙泥排出管線L6開始排泥，沉澱槽4中進行每次少量排泥。而且，通過調整排泥泵Pl的輸出功率來限制排泥量，以使汙泥體積比例成為控制目標值的方式進行控制。此時，操作者一邊監測汙泥界面計(沒有圖示)和汙泥濃度計7等，一邊通過使泵Pl輸出從而調整排泥量。另外，關於排泥量，也可以根據經驗預先確認啟動工序中每單位時間的排泥量(排泥速度)，從而基於該排泥速度與排泥時間確定排泥量。為了控制上述汙泥體積比例成為30vol%以下，具體來說，只要通過設置於沉澱槽4中的汙泥界面計來監測汙泥界面S的位置，如果汙泥界面S的位置到達規定的位置，就由排泥泵Pl經過分離汙泥供給管線L5和汙泥排出管線L6使分離汙泥11排出即可。通過如上所述控制汙泥體積比例，在沉澱槽4中，可以抑制分離汙泥11中的高密度汙泥的比例變低這一情況，能夠抑制由於過量的凝聚群而造成的高密度汙泥的生成的遲緩。因此，根據高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，能夠在短時間內充分生成高密度汙泥，其結果，能夠在短時間內提高高密度汙泥的濃度。即，可以在短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。其結果，可以提早進行啟動後的主運轉。另外，如果以使沉澱槽4內的汙泥體積比例超過體積的30vol%的方式進行控制，則不能在短時間內充分生成高密度汙泥，為了提高高密度汙泥的濃度需要明顯花費時間。另外，在本實施方式中，在啟動工序中初期進行的汙泥積蓄工序中，一旦增加汙泥至相當多的汙泥量(例如，5 15vol%)之後就進行高密度汙泥生成工序。由此，在高密度汙泥生成工序中的汙泥循環過程中，即使在汙泥改性槽5、第I不溶解處理槽I、第2不溶解處理槽2和凝聚處理槽3中提取汙泥而最終回到沉澱槽4的汙泥量減少，也可以確保生成高密度汙泥所需要的汙泥量。優選以使汙泥體積比例成為r30vol%的方式進行控制，更優選以成為1(T20vO1%的方式進行控制。在該情況下，啟動高密度汙泥生成型水處理裝置時，可以在更短時間內充分提高高密度汙泥濃度。即，可以在更短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。其結果，可以進一步提早進行啟動後的主運轉。如上所述啟動工序結束。在此，啟動工序是否結束取決於高密度汙泥的生成是否充分。而且，判斷高密度汙泥的生成是否充分的基準根據作為處理對象的排水中的無機類離子的種類而不同。即，在無機類離子為Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr2+、F_、P042_或S042_的情況下，它們容易使汙泥濃度上升。因此，汙泥濃度到達在15(T350g/L (優選為20(T300g/L)的範圍內任意設定的數值的時刻，判定為啟動工序結束。另一方面，在無機類離子為Cu2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+的情況下，它們難以使汙泥濃度上升。因此，汙泥濃度到達在5(Tl50g/L (優選為8(Tl20g/L)的範圍內任意設定的數值的時刻，判定為啟動工序結束。另外，判定高密度汙泥 是否充分生成的基準根據無機類離子的種類而不同，是由於高密度化的容易程度、即改性的容易程度根據無機類離子的不同而不同所造成的。另外，基於汙泥濃度進行是否生成高密度汙泥的判定的理由如下所述。即，是由於，因為在現場難以確認汙泥的結晶結構和汙泥的乾燥等，所以不直接測定汙泥密度，而是測定汙泥濃度，並基於汙泥濃度來推定汙泥的充分高密度化，這使得判定啟動工序的結束變得容易。如上所述啟動工序結束後，就進行主運轉工序。在主運轉工序中，在沉澱槽4的分離汙泥11中充分生成高密度汙泥。因此，不需要進行控制以使沉澱槽4內的上述汙泥體積比例為30vol%以下，因此，可以以超過30vol%的汙泥體積比例來進行控制。在該情況下，啟動工序結束後，需要增加沉澱槽4中的汙泥量。但是，在主運轉工序中，沉澱槽4的汙泥體積比例通常為50vol%以下。另外，啟動後也可以以30vol%以下的汙泥體積比例進行控制，該情況下的汙泥體積比例與啟動工序時的汙泥體積比例相同。〈第2實施方式>接著，詳細地說明本發明涉及的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法的第2實施方式。在本實施方式中，對於高密度汙泥生成型水處理裝置為在沒有汙泥改性槽5的水處理裝置(以下，稱為「已有水處理裝置」)中設置汙泥改性槽5而成的裝置的情況、即改造已有水處理裝置得到的裝置的情況，進行說明。另外，在本實施方式中，對於與第I實施方式相同或同等的構成要素賦予相同的符號，省略重複的說明。在將已有水處理裝置改造成高密度汙泥生成型水處理裝置的情況下，一邊繼續已有水處理裝置中的水處理運轉，一邊進行在分離汙泥供給管線L5上設置汙泥改性槽5，一旦設置結束，來自於沉澱槽4的分離汙泥11供給至汙泥改性槽5，開始汙泥的高密度化。即，開始啟動工序。此時，將排水供給至已有水處理裝置的工廠通常處於全面運作的狀態。因此，在開始生成高密度汙泥的同時，從工廠排出的含有無機類離子的排水的流量和無機類離子的濃度變大，沉澱槽4中大多也存在充分量的分離汙泥11。具體來說，分離汙泥11大多以2(T50vol%的汙泥體積比例存在。因此，本實施方式在啟動工序不包括汙泥積蓄工序這一點上與第I實施方式不同。即，在本實施方式中，不使汙泥積蓄於沉澱槽4中，而以使沉澱槽4中的上述汙泥體積比例為30vol%以下的方式開始控制。在此，在啟動工序開始時，在沉澱槽4中的上述汙泥體積比例比30vol%大的情況下，使排泥泵Pl工作從而使汙泥量減少。而且，上述汙泥體積比例到達30vol%以下的控制目標值之後，以上述汙泥體積比例成為控制目標值的方式進行控制。另一方面，在啟動工序開始時，在沉澱槽4中的上述汙泥體積比例為30vol%以下的情況下，根據需要使排泥泵Pl工作，使汙泥量增加或減少。而且，上述汙泥體積比例達到30vol%以下的控制目標值之後，以使上述汙泥體積比例成為控制目標值的方式進行控制。本發明並沒有被限定於上述實施方式。例如，在上述實施方式中設置有凝聚處理槽3，但也可以省略凝聚處理槽3。實施例以下，列舉實施例更具體地說明本發明的內容，但是本發明並沒有被限定於下述 實施例。〈Al 排水 >(實施例I)如下所述，進行圖I所示的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。另外，作為高密度汙泥生成型水處理裝置，使用沉澱槽4中不存在分離汙泥11的裝置、即沉澱槽4中的汙泥體積比例為0%的裝置。首先，作為處理對象即含有無機類離子的排水，將鋁離子濃度為1000mg/L的鋁排水(以下，稱為「Al排水」)經過導入管線LI導入第I不溶解處理槽I。此時，以使第I不溶解處理槽I的槽內液中的pH值為6. 5左右的方式適當供給硫酸調整PH值。但是，在第I不溶解處理槽I中，pH變動較大。然後，來自於第I不溶解處理槽I的排出水經過中間管線L2導入第2不溶解處理槽2。在第2不溶解處理槽2中，從pH調節劑供給槽9經過管線L9,適當供給pH調節劑苛性鈉、硫酸，以使第2不溶解處理槽2的槽內液中的pH值成為7. 0的方式進行調整。來自於第2不溶解處理槽2的排出水經過中間管線L3導入凝聚處理槽3。在凝聚處理槽3中，從凝聚劑供給槽10經過管線L10，供給高分子凝聚劑。來自於凝聚處理槽3的排出水經過中間管線L4導入沉澱槽4，在沉澱槽4中沉降分離為處理水和分離汙泥。處理水經過處理水排出管線L7從沉澱槽4中排出。這樣，使汙泥積蓄於沉澱槽4中。而且，在積蓄汙泥期間，測定沉澱槽4中的汙泥體積比例。在此，用如下的方法判定汙泥體積比例。即，首先，預先確認沉澱槽4的槽內液區域Rl的體積與沉澱槽4的內壁面上的槽內液的水面的位置的關係，通過確認槽內液中的分離汙泥區域R2的汙泥界面S的位置以及槽內液的液面L的位置，從而判定上述汙泥體積比例。通過設置於沉澱槽4中的汙泥界面計(沒有圖示)確認分離汙泥區域R2的汙泥界面S的位置。然後，在本實施例中，首先將汙泥積蓄至10vol%，如果上述汙泥體積比例達到10vol%，就開始汙泥循環工序、即高密度汙泥生成工序。具體來說，首先，將一部分分離汙泥由汙泥供給泵P2，從沉澱槽4經過分離汙泥供給管線L5供給至汙泥改性槽5。另一方面，在汙泥改性槽5中，經過管線L12導入作為含反離子物質的氫氧化鈣。而且，使導入的氫氧化鈣吸附於分離汙泥11的表面，生成吸附汙泥。
然後，將吸附汙泥由汙泥改性槽5經過吸附汙泥供給管線Lll供給至第I不溶解處理槽1，在第I不溶解處理槽I中，使Al排水與吸附汙泥接觸。由此，使Al排水中的鋁離子與吸附汙泥的反離子即氫氧化物離子進行反應，使之不溶。此時，由PH調節劑供給槽8經過管線L8供給作為pH調節劑的硫酸，由此調整pH。來自於第I不溶解處理槽I的排出水經過中間管線L2導入第2不溶解處理槽2。在第2不溶解處理槽2中，由pH調節劑供給槽9經過管線L9供給作為pH調節劑的苛性鈉和硫Ife。來自於第2不溶解處理槽2的排出水經過中間管線L3導入凝聚處理槽3。在凝聚處理槽3中，從凝聚劑供給槽10供給高分子凝聚劑。 來自於凝聚處理槽3的排出水經過中間管線L4導入沉澱槽4，在沉澱槽4中使之沉降分離為處理水和分離汙泥11。處理水經過處理水排出管線L7從沉澱槽4中排出。通過重複進行上述一系列工序，生成高密度汙泥。另一方面，在汙泥體積比例達到10vol%之後，在沉澱槽4中進行排泥，使沉澱槽4中的汙泥體積比例減少至3vol%。其後，在沉澱槽4中進行排泥，一邊以使上述汙泥體積比例為3vol%的方式進行控制，一邊使汙泥高密度化。在此，用如下的方法判定沉澱槽4內的上述汙泥體積比例。即，預先確定導入沉澱槽4的槽內液的體積與沉澱槽4的內壁面上的槽內液的水面的位置的關係，基於該關係，確認槽內液中的分離汙泥區域R2的汙泥界面S的位置以及槽內液區域Rl的液面L的位置，由此判定作為槽內液區域Rl中的分離汙泥區域R2的體積的比例的汙泥體積比例。具體來說，用如下的方法進行沉澱槽4內的上述汙泥體積比例的控制。S卩，通過調整排泥泵Pl的輸出功率，限制排泥量，以使汙泥體積比例為控制目標值的方式進行。另外，使用設置於沉澱槽4中的汙泥界面計，監測汙泥界面S的位置，在確認汙泥界面S的位置較大地偏離上述汙泥體積比例為3vol%的位置的情況下，適當地手工調整汙泥的排出量。如上所述進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例2)除了以使汙泥體積比例為4vol%的方式控制以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例3)除了以使汙泥體積比例為6vol%的方式控制以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例4)除了在汙泥體積比例達到10vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為10vol%的方式進行控制以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例5)在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，沉澱槽4中的汙泥體積比例達到15vol%之後，以使汙泥體積比例成為15vol%的方式進行控制，除此以外與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例6)
在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，在汙泥體積比例達到20vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為20vol%的方式進行控制，除此以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例7)在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，在汙泥體積比例達到25vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為25vol%的方式進行控制，除此以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(實施例8)在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，在汙泥體積比例達到30vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為30vol%的方式進行控制，除此以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。 (比較例I)在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，在汙泥體積比例達到32vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為32vol%的方式進行控制，除此以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。(比較例2)在汙泥體積比例達到10vol%之後也繼續增加沉澱槽4中的汙泥的量，在汙泥體積比例達到50vol%之後，以使沉澱槽4中的汙泥體積比例成為50vol%的方式進行控制，除此以外，與實施例I同樣地進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動。對於實施例廣8以及比較例1、2的各個啟動方法，每隔I天取出沉澱槽4中的分離汙泥11 (汙泥濃度Cl)放入量筒，將靜置24小時後的汙泥的濃縮比例R作為量筒中汙泥區域的容量比(靜置24小時後的汙泥區域的容量/靜置24小時前的汙泥區域的容量)進行測量，算出靜置24小時後的汙泥濃度C2(=C1/R)。此時，汙泥濃度Cl用汙泥濃度計7進行測定。而且，分別在實施例廣8以及比較例1、2中測定直至汙泥濃度C2達到300g/L為止的時間。將結果表不於表I中。表I:
權利要求
1.一種高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 所述高密度汙泥生成型水處理裝置具備 不溶解處理槽，使導入的含有無機類離子的排水中的無機類離子不溶； 沉澱槽，將從所述不溶解處理槽導入的排出水沉降分離為處理水和分離汙泥； 分離汙泥供給管線，連接所述沉澱槽和所述不溶解處理槽； 汙泥改性槽，設置於所述分離汙泥供給管線上，使包含與所述無機類離子形成不溶物的反離子的含反離子物質吸附於從所述沉澱槽經過所述分離汙泥供給管線導入的分離汙泥的表面，將得到的吸附汙泥供給所述不溶解處理槽；以及 含反離子物質供給裝置，將所述含反離子物質供給所述汙泥改性槽， 所述高密度汙泥生成型水處理裝置通過重複一系列工序，從而生成高密度汙泥，進行主運轉，所述一系列工序包括 不溶解工序，使導入至所述不溶解處理槽的含有無機類離子的排水與由所述汙泥改性槽供給的所述吸附汙泥接觸，使所述含有無機類離子的排水中的無機類離子與所述吸附汙泥的所述反離子進行反應，從而使其不溶解； 沉降分離工序，在所述沉澱槽中將從所述不溶解處理槽導入的排出水沉降分離為處理水和分離汙泥； 分離汙泥供給工序，將從所述沉澱槽排出的至少一部分所述分離汙泥經過所述分離汙泥供給管線供給所述汙泥改性槽；以及 吸附汙泥生成工序，使所述含反離子物質吸附於被導入所述汙泥改性槽的所述分離汙泥的表面， 在所述高密度汙泥生成型水處理裝置的所述主運轉之前進行的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法中 包括高密度汙泥生成工序，其中通過重複所述一系列的工序從而由所述裝置內的低密度汙泥生成高密度汙泥， 並且包括控制工序，在該高密度汙泥生成工序中進行控制以使汙泥體積比例為30vol%以下，所述汙泥體積比例是分離汙泥區域的體積相對於槽內液區域的體積的比例，所述分離汙泥區域是所述沉澱槽內的汙泥界面下方的區域，所述槽內液區域是所述沉澱槽的槽內液的液面下方的區域。
2.如權利要求I所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 以使所述汙泥體積比例為r30vol%的方式進行控制。
3.如權利要求I或2所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 進一步包括 排水導入工序，將所述含有無機類離子的排水導入所述不溶解處理槽中；以及 處理水排出工序，排出所述沉澱槽中通過沉降分離而得到的處理水， 所述含有無機類離子的排水是工廠排水。
4.如權利要求I或2所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 在所述高密度汙泥生成工序之前，進一步包括汙泥積蓄工序，將所述含有無機類離子的排水導入所述不溶解處理槽中，在所述沉澱槽中將從所述不溶解處理槽導入的排出水沉降分離為處理水和分離汙泥，使汙泥積蓄於所述沉澱槽中，在所述汙泥積蓄工序開始時，所述汙泥體積比例為Ovol%。
5.如權利要求4所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 預先在5 15%的範圍內確定規定值， 在所述汙泥體積比例的控制目標值小於所述規定值的情況下，在所述汙泥積蓄工序中使所述汙泥體積比例到達規定值，在所述高密度汙泥生成工序中，通過在所述沉澱槽中進行排泥，從而使所述沉澱槽中的所述汙泥體積比例減少，使所述汙泥體積比例到達所述控制目標值之後，一邊在所述沉澱槽中進行排泥，一邊進行控制以使所述汙泥體積比例達到所述控制目標值； 在所述汙泥體積比例的控制目標值與所述規定值相等的情況下，在所述高密度汙泥生成工序中，一邊在所述沉澱槽中進行排泥，一邊進行控制以使所述汙泥體積比例達到所述控制目標值； 在所述汙泥體積比例的控制目標值比所述規定值大的情況下，在所述汙泥積蓄工序中使所述汙泥體積比例達到所述規定值，進一步，在所述高密度汙泥生成工序中，在所述沉澱槽中不進行排泥而使所述沉澱槽中的所述汙泥體積比例增加，在使所述汙泥體積比例到達所述控制目標值之後，一邊在所述沉澱槽中進行排泥，一邊進行控制以使所述汙泥體積比例達到所述控制目標值。
6.如權利要求1飛中任一項所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 無機類離子為Al3+、Fe2+、Fe3+、Cr2+、F—、P042—或S042—，汙泥濃度到達設定在150 350g/L的範圍內的規定值的時刻判定為啟動工序結束。
7.如權利要求1飛中任一項所述的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法，其特徵在於， 無機類離子為Cu2+、Mn2+、Ni2+或Zn2+，汙泥濃度到達設定在5(Tl50g/L的範圍內的規定值的時刻判定為啟動工序結束。
全文摘要
本發明提供一種短時間內進行高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法。在重複一系列的工序生成高密度汙泥並進行主運轉的高密度汙泥生成型水處理裝置的啟動方法中，包括通過重複所述一系列的工序從而由所述裝置內的低密度汙泥生成高密度汙泥的高密度汙泥生成工序，並且包括該高密度汙泥生成工序中以使所述沉澱槽內的汙泥界面下方的區域(分離汙泥區域)的體積相對於沉澱槽的槽內液的液面下方的區域(槽內液區域)的體積的比例、即汙泥體積比例為30vol%以下的方式進行控制的控制工序。
文檔編號C02F1/58GK102803155SQ20118001431
公開日2012年11月28日 申請日期2011年3月17日 優先權日2010年3月18日
發明者林一樹, 長井悟 申請人:慄田工業株式會社