被处理水的处理方法以及包括该处理方法的废水处理方法与流程

1.本发明涉及一种针对含有高浓度氨态氮和cod成分以及含有固体物的被处理液的处理方法。具体地说，涉及一种在该被处理液的废水处理中，用于得到能够有效应用氨汽提的澄清液的处理方法，以及包括该处理方法的废水处理方法。

背景技术：

2.厌氧消化液是指在无氧状态下对人类排泄物、禽畜废弃物等有机物进行生物处理，回收甲烷等沼气作为能源，将其结果排出的废水。厌氧消化液中含有几千～几万mg/l以上的高浓度悬浮物(ss部分)，以及来自蛋白质等的几千mg/l的高浓度氨态氮，因此需要进行废水处理。具体地说，作为该废水处理的方法，通常进行生物处理方法。
3.在普通的生物处理方法中，bod：n＝100：5左右为佳。然而，在厌氧消化液中，氨态氮以高浓度存在，bod：n＝n：1左右的情况较多，与普通的适当比率相比，氮的比率较高，因此难以适用生物处理方法。
4.因此，作为对厌氧消化液的废水处理，考虑通过实施氨汽提，选择性地降低氮浓度来改善bod/n比。例如，在专利文献1中提出了具有以下工序的方法：氨气散工序，将含有固体物及有机物的含氨废水控制在ph7～12范围内，使氨气气散；氨溶解工序，使吸收水吸收气散的氨气；生物除氮工序，通过对吸收了氨气的氨水进行亚硝酸化及厌氧氨氧化处理来分解去除氨。
5.然而，在如专利文献1的方法中，以含有固体物的状态进行氨汽提，因此不能使用普通的氨汽提塔(消散塔)。因为如果存在固体物，则会在装置内发生阻塞等故障。因此，在专利文献1中，适宜采用气体搅拌、机械搅拌、注入水蒸气以及加温等促进气散的方法，优选地，示出了通过加温方法将被处理液加温至30℃～100℃的范围的方法，据此，在ph7～10的范围内能够有效地进行氨气从被处理液的气散，并且能够减少碱剂的使用量。然而，与使对象液与蒸汽逆流接触的消散塔相比，存在汽提效率降低的隐患。
6.另外，消散的氨气，一般不在溶液中溶解，而是以气体的形式直接使用催化剂燃烧，这样可以以低成本处理。然而，在专利文献1的技术中，使溶液吸收消散的气体(氨溶解工序)，对该溶液应用生物脱氮处理(生物除氮工序)。据推测，这是由于汽提的方式与以连续消散处理为前提的普通消散塔中的处理不同，因此难以应用氨气燃烧系统。
7.如上所述，为了有效进行氨处理，优选应用消散塔，并使消散的氨气燃烧。为此，需要在之前的阶段分离固体物，得到澄清的分离液。然而，厌氧消化液，其ss浓度较高且表面带负电，不仅凝聚性较差，脱水性也差，难以固液分离。
8.另外，在专利文献2中提出了对用水将人类排泄物的厌氧处理液(消化液)稀释了15倍的液体进行活性污泥处理，将其处理水进行凝聚沉淀处理的方法。在该方法中，虽然得到了预定的处理效果，但由于将厌氧消化液稀释15倍，对其实施活性污泥处理后进行凝聚沉淀，因此在凝聚沉淀的入口中ss浓度降低至40mg/l左右。将厌氧消化液稀释至ss浓度降低至该程度，不仅需要大量的稀释水，在后段的处理中还需要使用大型装置。因此，优选尽
可能不进行稀释而进行固液分离。
9.另外，在专利文献3中，作为ss中的有机态氮的比率较高且废水中的有机态氮浓度较高的废水的处理，提出了通过高分子凝聚剂单独的处理，使ss部分凝聚且固液分离的方法。对于含有消化液的有机废水，优选为通过高分子凝聚剂单独的处理能够凝聚且固液分离。
10.然而，根据专利文献3所记载的实施例，高分子凝聚剂相对于该废水的总蒸发残渣以大概2％左右的比率添加。在厌氧消化液的情况下，因事例而异，但由于总蒸发残渣的浓度通常为2质量％～3质量％，因此在假设总蒸发残渣的浓度为2质量％时，相对于总蒸发残渣以2％的比率的添加量添加高分子凝聚剂时，添加后的高分子凝聚剂浓度成为400mg/l。作为高分子凝聚剂的添加量，400mg/l的数值与普通的废水处理中的高分子凝聚剂的添加量相比要大得非常多。高分子凝聚剂与无机凝聚剂相比，其单价较高，因此添加高浓度的高分子凝聚剂会导致成本上升。另外，在上述实施例中，相对于原水中的ss浓度为几％，ss回收率为82～99％，因此在分离液中最少含有几百mg/l的ss。即，并没有得到澄清液。
11.这样，在专利文献3中提出的方法，与其说是用于得到澄清液的方法，不如说是有效回收固体物的方法。虽然通过单独使用高分子凝聚剂进行处理可以实现固液分离的技术优势很大，但考虑到成本及分离液的澄清度，很难说是有效的方法。
12.现有技术文献
13.专利文献
14.专利文献1：日本特开2010-000444号公报
15.专利文献2：日本特公昭53-041463号公报
16.专利文献3：国际公开第2018/199330号公报

技术实现要素：

17.发明要解决的问题
18.本发明鉴于这种实际情况而提出，其目的在于提供一种在对例如厌氧消化液那样的含有高浓度的氨态氮、cod成分以及ss等固体物的被处理液进行废水处理时，能够有效且稳定地得到可应用氨汽提的澄清液的方法。
19.解决问题的技术手段
20.本发明的发明人为了解决上述课题深入地进行了反复研究。其结果，发现通过在被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至规定ph以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解而固液分离，之后对分离液实施中和处理，从而可以有效且稳定地得到可应用氨汽提的澄清液，由此完成了本发明。
21.(1)本发明的第一发明是一种针对被处理液的处理方法，所述被处理液含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物，所述处理方法具有：在所述被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；以及对分离去除固体物后的分离液进行中和，并将生成的沉淀物分离的工序。
22.(2)本发明的第二发明是一种在第一发明中将铝盐用作所述无机凝聚剂的处理方法。
23.(3)本发明的第三发明是一种在第一或第二发明中所述被处理液为厌氧消化液的处理方法。
24.(4)本发明的第四发明是一种在第一至第三发明的任意发明中，在所述被处理液中含有硫化物的情况下，在所述被处理液中添加所述酸之前，在将ph设为中性区域的条件下，去除该被处理液所含的硫化物沉淀的处理方法。
25.(5)本发明的第五发明是一种含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物的被处理液的废水处理方法，该方法具有：在所述被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；对分离去除固体物后的分离液进行中和，将生成的沉淀物分离的工序；以及对分离去除所述沉淀物后的分离液实施氨汽提处理的工序。
26.发明的效果
27.根据本发明，能够有效且稳定地得到一种可应用氨汽提的澄清液。另外，由于能够有效分离固体物并得到澄清液，因此能够有效降低cod浓度。
具体实施方式
28.以下，对本发明的具体实施方式(以下称为“本实施方式”)进行详细说明。此外，本发明并不限定于以下实施方式，在不改变本发明的宗旨的范围内，可以适当地进行变更。另外，在本说明书中，除非另有说明，“x～y”(x和y是任意数值)的符号表示“x以上且y以下”。
29.《1.被处理水的处理方法(氨汽提的预处理方法)》
30.本实施方式的处理方法是针对含有氨态氮的被处理液的处理方法，是作为包括氨汽提处理工序的废水处理方法中的预处理工序的处理优选的处理方法。
31.具体地说，作为该被处理液，是含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物的被处理液。作为这种被处理液，例如，可以例举出厌氧消化液。此外，如上所述，厌氧消化液是指在无氧状态下对人类排泄物、禽畜废弃物等有机物进行生物处理，经由将甲烷等沼气作为能源进行回收的处理而排出的废水。
32.在针对厌氧消化液等被处理液的废水处理中，通常采用生物处理的方法。然而，在该被处理液中，特别是含有高浓度的氨态氮。因此，在生物处理之前，需要通过对被处理液实施氨汽提处理，选择性地降低氮浓度。
33.氨汽提处理通常使用消散塔来消散氨气，但如果含有ss等固体物，从装置内发生阻塞等故障的角度考虑，可能无法进行有效处理。
34.本实施方式的被处理液的处理方法，是在后工序中进行氨汽提处理的废水处理之前的预处理方法，是有效分离去除被处理液中的固体物，有效得到可应用氨汽提的澄清液的方法。具体地说，该处理方法具有：在被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；对分离去除固体物后的分离液进行中和，将生成的沉淀物分离的工序。
35.另外，在该处理方法中，在被处理液中含有硫化物的情况下，也可以在被处理液中添加酸之前，在将ph设为中性区域的条件下，去除被处理液所含的硫化物沉淀。
36.根据这种方法能够有效且稳定地得到一种可应用氨汽提的澄清液。另外，由于能够有效分离固体物而得到澄清液，因此也能够有效降低cod浓度。以下，举出将厌氧消化液
用作被处理液的情况为例，对各工序进行详细说明。
37.[第一工序]
[0038]
作为第一工序，去除被处理液即厌氧消化液所含的硫化物沉淀。在本实施方式的处理方法中，虽然不是必须的工序，但是在厌氧消化液中含有硫化物的情况下，在后面描述的第二工序中，优选地，在向厌氧消化液中添加酸之前，在将ph设为中性区域的条件下进行去除硫化物沉淀的处理。
[0039]
通常，在得到厌氧消化液的厌氧处理中，硫酸等被还原而生成硫化氢，但如果其作为气体排出，则沼气(甲烷气)的品位会降低。因此，在厌氧处理中，以抑制硫化氢气体的产生为目的而添加铁盐。据此，在通过厌氧处理得到的厌氧消化液中，来自添加的铁盐的铁有时会沉淀为硫化铁。
[0040]
在这种针对厌氧消化液进行处理的方法中，在后面描述的第二工序中，通过添加硫酸等酸使厌氧处理液的ph降低至酸性，因此如果不预先分离硫化物沉淀，则在酸性时会产生硫化氢气体。因此，在第一工序中，为了防止硫化氢气体的产生，在硫化铁溶解度较小的中性区域条件下进行固液分离，去除硫化物。
[0041]
在分离去除硫化物时，可以添加例如阳离子系高分子凝聚剂等凝聚剂。另外，为了设为中性区域的条件下，可以适当地添加ph调节剂。此外，固液分离的方法并不受特殊限制，可以通过离心分离等来进行。
[0042]
此外，如上所述，第一工序并不是必须的，在厌氧消化液中硫化物沉淀不多的情况下可以省略。
[0043]
[第二工序]
[0044]
在第二工序中，在被处理液即厌氧消化液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，添加后使无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离。该第二工序处理的主要目的在于，去除在酸性条件下溶解度低、或凝聚性较好的cod成分。
[0045]
在厌氧消化液所含的cod成分中，大部分作为固体物存在。该固体物表面带负电且较难凝聚，并且固液分离较困难。因此，通过添加酸来降低厌氧消化液的ph，使固体物的表面电位正移，此外，通过一起添加的无机凝聚剂来中和表面电位。
[0046]
作为添加的酸，并不受特殊限制，可以使用盐酸、硫酸等。
[0047]
在第二工序中，像这样添加酸来降低ph，在此过程中产生二氧化碳来进行脱羧。因此，通过去除碳酸盐的ph缓冲作用，据此，能够减少在之后进行的氨汽提处理中消费的碱药剂量。
[0048]
另外，作为无机凝聚剂，只要在使用条件下具有正表面电荷即可，特别优选铝盐。此外，也可以同时使用阳离子系高分子凝聚剂。
[0049]
其中，在第二工序中，添加的无机凝聚剂的全部或其一部分成为溶解的状态。这样，添加的无机凝聚剂溶解，并作为正多价离子存在于溶液中，因此产生中和固体物的负表面电荷的作用。此外，通过在该阶段进行固液分离，能够有效分离在酸性条件下溶解度低、或凝聚性较好的cod成分。
[0050]
作为无机凝聚剂的添加量，并不受特殊限制，作为添加的浓度，可以设为1000mg/l～3500mg/l左右(以金属成分浓度换算)。这样，在本实施方式中，通过添加酸将ph调整至3以下，并添加无机凝聚剂，使全部或一部分溶解，由此中和固体物的表面电荷，从而能够将
无机凝聚剂的添加量控制在较少的范围进行处理。
[0051]
此外，固液分离的方法并不受特殊限制，可以通过离心分离等进行。
[0052]
[第三工序]
[0053]
在第三工序中，中和在第二工序中分离去除固体物后的分离液，并将生成的沉淀物分离。
[0054]
如上所述，通过第二工序中的固液分离，已经去除在酸性条件下溶解度低、或凝聚性较好的cod成分，因此在该固液分离后的分离液中，主要残留在酸性条件下也可溶解或不凝聚的cod成分。另外，无机凝聚剂大部分以溶解的状态存在。因此，在第三工序中，通过中和该分离液，沉淀无机凝聚剂，随之使残留于液体中的cod成分凝聚。据此，能够进一步进行cod成分的去除，能够使分离液澄清。另外，通过这样分离有机性的固体物，cod浓度也降低。
[0055]
在中和时，例如，通过添加氢氧化钠水溶液等ph调节剂，将分离液的ph调整至5～6.5左右的范围。
[0056]
如上得到的分离液(处理后液)是有效分离除去了固体物的澄清溶液。因此，作为对厌氧消化液的废水处理，可以对该处理后液适当地进行氨汽提处理。这样，本实施方式的被处理液的处理方法，作为用于进行氨汽提工序的预处理方法有效，不仅可以抑制含有无机凝聚剂的凝聚剂的添加量，还可以稳定地得到澄清液。另外，通过将生成的固体物分离，还可以有效降低cod浓度。
[0057]
《2.被处理液的废水处理方法》
[0058]
本实施方式的被处理液的废水处理方法，是含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物的被处理液的废水处理方法。作为这种被处理液，可以列举出厌氧消化液。
[0059]
该废水处理方法包括：作为氨汽提处理的预处理工序且对被处理液进行澄清化的工序(预处理工序)；以及对进行澄清化处理得到的处理后液进行氨汽提的工序(氨汽提工序)。
[0060]
[预处理工序]
[0061]
预处理工序是从含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物的被处理液中分离去除固体物来进行澄清化，并且降低cod成分的浓度的处理工序。
[0062]
具体地说，该预处理工序具有：在被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并且使无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；对分离去除固体物后的分离液进行中和，将生成的沉淀物进行分离的工序。
[0063]
关于各工序，与上述的被处理水的处理方法的工序相同，因此在这里省略说明。经过这种预处理工序中的处理，不仅能够抑制包含无机凝聚剂的凝聚剂的添加量，还可以稳定地得到澄清液，另外，通过将生成的固体物分离，还可以有效降低处理液中的cod浓度。
[0064]
[氨汽提工序]
[0065]
然后，氨汽提工序是使用经过上述的预处理工序得到的处理后液进行氨汽提的处理工序。
[0066]
通常，氨汽提使用氨汽提塔(消散塔)，使被处理液所含的高浓度氨态氮作为氨气进行消散。据此，能够有效降低来自氨态氮的氮浓度。此时，在本实施方式的废水处理方法
中，由于在氨汽提之前进行上述的预处理工序，有效去除被处理液所含的固体物而进行澄清化。因此，即使装入氨汽提塔，也能够抑制塔内发生阻塞塔的故障，能够有效地进行废水处理。
[0067]
此外，关于氨汽提处理，并不受特殊限制，可以进行众所周知的方法。
[0068]
实施例
[0069]
以下，对本发明的具体实施例进行详细说明。此外，本发明的范围并不限定于下述任何实施例。
[0070]
[实施例1]
[0071]
在如下表1所示的水质的厌氧消化液100ml中，以添加后的浓度添加20mg/l的阳离子系分子凝聚剂使其凝聚，并进行离心分离(第一工序)。
[0072]
表1
[0073][0074]
然后，在得到的分离液中，添加2ml(以铝浓度换算大约为1300mg/l)的聚合氯化铝(pac：以氧化铝换算为10％的溶液)，并加入盐酸将ph调整至3。由于在此过程中产生了二氧化碳，因此暂时静置，待气体产生结束后进行离心分离(第二工序)。
[0075]
然后，在得到的分离液中添加液碱将ph调整至6进行中和，生成沉淀物，进行离心分离。通过离心分离使固体物分离，得到澄清的分离液(第三工序)。
[0076]
对通过这样的操作得到的澄清的分离液进行氨汽提，得到处理后液。得到的处理后液的测定结果如下表2所示。
[0077]
此外，由于难以确保处理水的液体量，因此通过透视度进行固液分离的评估。在这里，透视度是根据基于jis k 0102的方法，使用透视度计进行测定的，所述透视度计是每10mm标有刻度的带下口的玻璃制汽缸且在底部具备标记有双重十字的标识板。具体地说，在透视度计中充满测定试样，从上部透视底部，读取使试样快速从下口流出直至标识板的双重十字能够明确识别时的水面的刻度，测定多次重复进行此操作时的平均值。
[0078]
[实施例2]
[0079]
在第二工序中，除了将分离液的ph调整至2之外，与实施例1同样地实施了试验。将得到的分离液的测定结果示于下述表2中。
[0080]
[比较例1]
[0081]
在比较例1中，在100ml的厌氧消化液中，以添加后的浓度添加20mg/l的阳离子系高分子凝聚剂使其凝聚，并进行离心分离。
[0082]
然后，在得到的分离液中，添加2ml(以铝浓度换算大约为1300mg/l)的聚合氯化铝(以氧化铝换算为10％的溶液)，在不调整ph(保持中性)的情况下进行了离心分离。
[0083]
这种处理的结果，没有得到澄清的分离液。因此，未实施氨汽提。分离液的测定结果如下表2所示。
[0084]
[比较例2]
[0085]
在比较例2中，除了在分离液中添加6ml(以铝浓度换算大约为3800mg/l)的聚合氯
化铝(以氧化铝换算为10％的溶液)之外，与比较例1同样地进行了试验。
[0086]
其结果，虽然得到了相比于比较例1更澄清的分离液，但没有得到像实施例1及实施例2那样澄清的分离液。因此，未实施氨汽提。分离液的测定结果如下表2所示。
[0087]
[比较例3]
[0088]
在比较例3中，在与实施例1相同的条件下实施第一工序，在得到的分离液中，添加2ml(以铝浓度换算大约为1300mg/l)的聚合氯化铝(pac：以氧化铝换算为10％的溶液)，并加入盐酸将ph调整至3。由于在此过程中产生了二氧化碳，因此暂时静置，待气体产生结束后，不进行离心分离，而是添加液碱，将ph调整至6进行中和，生成沉淀物，进行离心分离。即，在比较例3中，与实施例1不同，在第二工序中没有通过离心分离进行固液分离处理，而是直接进行中和生成沉淀物。
[0089]
其结果，没有得到像实施例1那样澄清的分离液。因此，未实施氨汽提。分离液的测定结果如下表2所示。
[0090]
表2
[0091][0092]
综上所述，确认了通过实施例中进行的方法，以少量的无机凝聚剂的添加量就可以得到澄清的分离液。此外，确认了通过这样的澄清化处理，在该处理后进行氨汽提的处理，可以有效地降低氮浓度。

技术特征：

1.一种针对被处理液的处理方法，所述被处理液含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物，所述处理方法的特征在于，具有：在所述被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；以及对分离去除固体物后的分离液进行中和，并将生成的沉淀物分离的工序。2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，将铝盐用作所述无机凝聚剂。3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其中，所述被处理液为厌氧消化液。4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理方法，其中，在所述被处理液含有硫化物的情况下，在所述被处理液中添加所述酸之前，在将ph设为中性区域的条件下，去除所述被处理液所含的硫化物沉淀。5.一种被处理液的废水处理方法，所述被处理液含有浓度为1000mg/l以上的氨态氮、浓度为2000mg/l以上的cod以及固体物，所述废水处理方法的特征在于，具有：在所述被处理液中添加无机凝聚剂与酸将ph调整至3以下，并使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；对分离去除固体物后的分离液进行中和，将生成的沉淀物分离的工序；以及对分离去除所述沉淀物后的分离液进行氨汽提处理的工序。

技术总结

本发明提供一种在针对如厌氧消化液那样的含有高浓度的氨态氮、COD成分以及SS等固体物的被处理液进行废水处理时，有效且稳定地得到可应用氨汽提的澄清液的方法。本发明是一种针对含有浓度为1000mg/L以上的氨态氮、浓度为2000mg/L以上的COD以及固体物的被处理液的处理方法，该方法具有：在被处理液中添加无机凝聚剂与酸将pH调整至3以下，并且使该无机凝聚剂的全部或一部分溶解，进行固液分离的工序；对分离去除固体物后的分离液进行中和，将生成的沉淀物分离的工序。的沉淀物分离的工序。