专利名称：下水道污泥的除臭方法
技术领域：
本发明涉及下水道污泥、特别是脱水滤饼的除臭方法。
背景技术：
下水道污泥中含有各种恶臭物质，这些恶臭物质不仅会导致情绪上的 不快，还可能会引发健康上的不良影响。作为含有这样的恶臭物质的下水
道污泥的除臭方法，开发了添加除臭剂(日本专利特开2000-288592号公报 (专利文献l)、日本专利特开平10-295791号公报(专利文献2)等)和设置除 臭设备(《下水道设施计划 设计指针与解说-后篇-》2001年版/社团法人 日本下水道协会编(非专利文献l)等)等各种技术。但是，对于下水道污泥 的恶臭使用这些技术时，如果是除臭剂，则存在消耗量多而成本高的问题。 此外，如果设置除臭设备，则存在以下的问题除了设置成本之外，还需 要作为耗材的活性炭，特别是难以将以恶臭而为人所知的甲硫醇等硫化成 分在常温、不加热的条件下低成本且节能地充分除去。
专利文献l:日本专利特开2000-288592号公报
专利文献2:日本专利特开平10-295791号公报
非专利文献l:《下水道设施计划，设计指针与解说-后篇-》2001年版/ 社团法人日本下水道协会编
发明的揭示
本发明的目的在于提供可以从下水道污泥、特别是脱水滤饼等中除去 作为恶臭物质的硫化成分、特别是甲硫醇的技术。
本发明人基于上述目的而反复研究后发现，常温常压的条件下呈气体 的物质的容易气化而由液体(液化物)转变为气体的现象对于下水道污泥的 除臭是有效的。还关注到所述物质的气体-液体间的转变在温和的条件下也可以实施，所以不需要用于除臭处理的大规模的设备，且由于所述物质可 以通过反复进行气体-液体间的转变而实现再利用，因而在节能和资源保护 方面也良好。本发明是基于所述发现的发明。 本发明提供以下的发明。
〔1〕下水道污泥的除臭方法，其特征在于，使常温常压的条件下呈气 体的物质的液化物与下水道污泥接触后，将所述液化物气化。
(2〕如〔1)所述的除臭方法，其特征在于，所述下水道污泥为脱水滤饼。
〔3〕如〔1)或〔2〕所述的除臭方法，其特征在于，所述常温常压的 条件下呈气体的物质是在25'C和1大气压的条件下呈气体的物质。
〔4〕如〔1〕 〔3)中的任一项所述的除臭方法，其特征在于，所述 常温常压的条件下呈气体的物质是选自甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙 醛、丁烷和丙垸的1种或2种以上的混合物。
〔5)除臭装置，该装置是进行下水道污泥的除臭的除臭装置，其特征 在于，包括
使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触的接触槽； 使在所述接触槽中从下水道污泥提取了恶臭物质的所述物质的液体和 下水道污泥固液分离的固液分离槽；
从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的 至少一部分的浓縮器。
如果采用本发明，则可以利用常温常压的条件下呈气体的物质对下水 道污泥在温和的条件下高效地进行除臭。特别是对于作为恶臭物质的硫化 成分、尤其是甲硫醇非常有效。此外，本发明中使用的常温常压的条件下 呈气体的物质可以在温和的条件下进行气体-液体间的转变，所以不需要用 于除臭处理的大规模的设备，且可以通过反复进行所述转变而实现再利用， 在资源保护方面也是有用的。
附图的简单说明
图l是表示作为本发明的除臭装置的一例的除臭装置l的概念图。图2是表示作为本发明的除臭装置的一例的除臭装置2的概念图。 符号的说明
ll:液化甲醚(DME)供给部，12:液化DME， 13:下水道污泥供给部，14: 下水道污泥，15:接触槽，16:处理物(液化画E+下水道污泥)，17:固液分离 槽，18:微臭处理物，19:液体，20:浓縮器，21 :气体(气化DME+臭气成分)， 22:排出水，23:DME分离液化装置，24:液化DME(再生)。
实施发明的最佳方式
(除臭方法)
本发明的除臭方法的特征在于，使常温常压的条件下呈气体的物质的 液化物与下水道污泥接触后，将所述液化物气化。
首先，本发明的除臭方法中，使常温常压的条件下呈气体的物质的液 化物接触。
常温常压的条件下呈气体的物质是指至少在包含于常温且常压的范围内 的任意的温度和压力的条件下以气体状态存在的物质。即，只要是在包含于常 温且常压的范围内的温度A和压力B的条件下呈气体状态的物质即可，在常温常 压的条件下所包含的温度A以外的温度和压力B以外的压力下可以不呈气体状 态。
在这里，常温是指接近于外部气温的温度， 一般指-10 5(TC、特别是0 4(TC的范围。常压是指接近于外部气压的压力， 一般指l大气压左右的范围。
作为常温常压的条件下呈气体的物质，具体较好是在25"C和1大气压的条 件下呈气体的物质、在(TC和1大气压的条件下呈气体的物质，最好是在25'C和 1大气压的条件下呈气体状态且在(TC和1大气压的条件下也呈气体的物质。
从能以较少的能耗实现除臭的角度来看，常温常压的条件下呈气体的物 质较好是沸点在常温附近或其以下的物质。特别好是沸点在25"C以下，较好是 在1(TC以下，更好是在-5"C以下。如果是沸点超过常温的物质，则为了使该物 质气化而需要高温的能量源，预计除臭所需的能量会增加，所以是不理想的。
作为常温常压的条件下呈气体的物质，具体可以例举甲醚、甲基乙基醚、 甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷、丙烷等。它们可以使用l种，或者也可以2种以上
5混合使用。其中，较好是单独的甲醚以及甲醚与作为具体例子的上述其它物质 的混合物。
甲醚在1大气压下的沸点为-24.8'C，在-1(TC 5(TC的大气压下呈气体。 高效的甲醚的制造方法及制造装置揭示于例如日本专利特开平11-130714号公 报、日本专利特开平10-195009号公报、日本专利特开平10-195008号公报、日 本专利特开平10-182527号 日本专利特开平10-182535号的各公报、日本专利 特开平09-309850号 日本专利特开平09-309852号的各公报、日本专利特开平 09-286754号公报、日本专利特开平09-173863号公报、日本专利特开平09-173 848号公报、日本专利特开平09-173845号公报等中，按照这些文献中所揭示的 技术可以容易地获得。
本发明的处理对象是下水道污泥。下水道污泥是指从处理家庭污水和 工业污水等污水的下水道污水处理场排出的污泥。通过本发明的方法对下 水道污泥进行处理时，下水道污泥较好是预先进行脱水处理而得的所谓脱 水滤饼的形态。脱水滤饼是指将下水道污泥脱水而得的固体状的物质，通 常含水量为75 85重量％ (—般含水量为78重量％左右)。用于由下水道污 泥获得脱水滤饼的方法例如有采用具备过滤器、螺杆、离心机、辊等的装 置的过滤浓縮、固液分离、压搾等，本发明中所用的脱水滤饼可以对这些 方法适当选择而得，较好是组合过滤浓縮和压榨而得的脱水滤饼。作为用 于获得脱水滤饼的装置，可以例举带式压力机、离心脱水机、螺旋压力机 等。
使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触时的接触 方法没有特别限定，可以将常温常压的条件下呈气体的物质的液化物和下水道 污泥收纳于容器中来实施。下水道污泥和所述液化物的量的比例可以适当确 定，较好是至少在使下水道污泥中的水分(通常含水量78重量％左右)溶解而获
得高含水的液化物所需的量以上。即，较好是使常温常压的条件下呈气体的物 质的液化物与下水道污泥以233:1 233:50的重量比接触。此外，例如使用甲 醚作为常温常压的条件下呈气体的物质时，2(TC时水对于液化DME的饱和溶解 度为7.2重量％，所以若以上述的下水道污泥中的水分量换算，则可以以下水 道污泥相对于甲醚的浓度(污泥浓度)达到9重量％以上的量适当确定。此外，对于上限没有特别规定，下水道污泥的量过少时甲醚的接触也会变得困难，所 以下水道污泥的浓度可以设为例如20重量％以下。
在这里，使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触 时，必须将该物质作为液化物维持在液体状态。用于维持在液体状态的方法没 有特别限定，理想的是以饱和蒸汽压维持液化物。特别是温度条件理想的是在
-10°C 50°C、较好是0 4(TC的范围内适当设定。接触时间(脱水时间)由下水 道污泥和恶臭成分的种类和量(下水道污泥时为含水量等)、液化物的种类和 量、接触方式等条件决定，难以一概而论，但可以适当设定为下水道污泥中的 水分充分溶解于液化物的时间。
常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥的接触方式、液化 物的接触量、接触时间等温度和压力以外的条件可以适当设定为下水道污泥中 的水分溶解于该液化物的条件。接触方式可以是将下水道污泥浸渍于液化物、 使液化物通过下水道污泥等通常的接触方式中所采用的任意方法。此外，也可 以将逆流接触与其它接触方式组合来实施，例如逆流接触后，将下水道污泥浸 渍于液化物，再进行逆流接触等。特别是从提高接触的效率的角度来看，理想 的是组合搅拌和下水道污泥的小片化来进行。接触后，通常进行与下水道污泥 接触了的液化物的固液分离，获得液体层。固液分离按照常规方法，通过采用 静置的分层、采用膜处理的分离等处理等通常的方法来进行。
本发明的除臭方法中，然后从所述处理物中气化常温常压的条件下呈 气体的物质。气化可以通过使温度条件和/或压力条件上升至超过上述接触时 的各条件来进行。
提高温度条件的情况下，较好是上升至超过常温常压的条件下呈气体的物 质的沸点的温度，本发明中利用常温常压的条件下呈气体的物质，所以通常可 以在常温附近、即接近于外部气温的温度条件下气化。即，仅通过从接触时的 冷却状态恢复至常温状态就可以实现气化。作为气化的温度条件，也根据所用 的液化物和压力条件而不同，较好是常温状态、-10°C 50°C，特别好是0 40 'C。使压力条件下降的情况下，其条件为小于液化物的饱和蒸汽压，可以根据 温度条件适当确定。
气化时，只要常温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分被气化即可，理想的是进行至残存一定程度的量的程度。例如，较好是使常温常压的条件下
呈气体的物质在气化处理后的液体层中残存76 89重量％、更好是80 85重量 %、特别好是82重量％左右。
本发明中，通过使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污 泥接触后，将所述液化物气化，从而可以将下水道污泥中的作为恶臭物质 的臭气成分与常温常压的条件下呈气体的物质的液化物一起分离。
作为可以通过本发明的除臭方法除去的主要的臭气成分，有被认为是 下水道污泥中的恶臭物质的臭气成分的硫化氢、甲硫醇、二甲硫、二甲二 硫等硫化成分。其中，由后述的实施例可知，特别是对甲硫醇起到非常良 好的除臭效果。还有，对于甲硫醇的量，可以通过气相色谱法测定。
这些臭气成分、特别是甲硫醇被认为主要因含硫成分的蛋白质被分解 为氨基酸而产生恶臭。该甲硫醇常温下呈气体，易溶于醚等，因此通过使 用本技术可以容易地进行分离。
此外，如果常温常压的条件下呈气体的物质在气化后回收并再次使其 液化，则可以在与下水道污泥的接触中进行再利用，所以在资源保护方面 是优选的。
液化是指将常温常压的条件下呈气体的物质的气体转变为液体。常温常压 的条件下呈气体的物质的液化可以通过加压和/或冷却，即加压、冷却或者加 压和冷却的并用来进行，具体的实施条件可以考虑到所用的物质的标准沸点等 适当选择有利的条件。特别是采用冷却的情况下，冷却温度较好是以标准沸点 为限，而从简便地进行除臭的角度来看，较好是在常温、即外部气温的范围内 进行设定，例如-10 50。C，特别好是0 40。C。
此外，使用1大气压下的沸点超过(TC的物质的情况下，较好是通过沸点以 上的冷却来进行液化。这是因为标准沸点以下时物质的饱和蒸汽压不足l大气 压，因而装置的内部压力不足l大气压，因此装置的制造成本增加，操作变得 困难。
对于加压的条件，难以一般化，但较好是在加压下的沸点在常温、即外部 气温的范围内进行设定，例如在-10 5(TC、特别好是0 4CTC的范围内。与冷 却并用时，可以根据冷却温度来确定。(除臭装置)
本发明的除臭装置是进行下水道污泥的除臭的除臭装置，其特征在于， 包括使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触的接触 槽；使在所述接触槽中从下水道污泥提取了恶臭物质的所述物质的液体和 下水道污泥固液分离的固液分离槽；从分离后的液体层作为气体提取所述常 温常压的条件下呈气体的物质的至少一部分的浓縮器。如果采用本发明的除臭 装置，则可以高效地进行采用上述本发明的除臭方法的下水道污泥的除臭。
参照
图1和图2对本发明的装置进行说明。图1和图2分别是表示作为本发 明的除臭装置的一例的除臭装置1和2的概念图。图1和图2中，构成处理装置 的各单元标记共通的符号表示。以下，对图l的除臭装置l进行说明后，对于图 2的除臭装置2仅说明与除臭装置1不同的地方。
图l的除臭装置l包括使作为常温常压的条件下呈气体的物质的一例的 液化DME与下水道污泥接触的接触槽15;对于从接触槽15得到处理物16，使含 有下水道污泥的恶臭物质的液化画E和下水道污泥固液分离的固液分离槽 17;从固液分离槽17中的分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件 下呈气体的液化DME的至少一部分的浓縮器20;用于向接触槽15供给下水道污 泥的下水道污泥供给部13;以及向接触槽15供给液化DME的液化DME供给部11。
图l所示的除臭装置l中，液化DME12自液化DME供给部11供给至接触槽15， 下水道污泥14自下水道污泥供给部13供给至接触槽15。关于供给量，如本发明
的除臭方法中所说明，例如可以使常温常压的条件下呈气体的物质的液体与下 水道污泥以233:1 233:50的重量比接触。关于接触槽15中的液化薩E和下水 道污泥的接触条件，也如本发明的除臭方法中所说明，只要是液化DME维持在 液体状态的条件即可，没有特别限定。特别是温度条件理想的是在-l(TC 50 °C、较好是0 40'C的范围内适当设定。因此，接触槽15只要是可调节温度的 槽、容器、材质即可。
接触槽15中的处理物16是液化DME和下水道污泥的混合物，该处理物接 着被供给至固液分离槽17。在固液分离槽17中被分离为液体层和固体层， 液体层作为主要由提取了下水道污泥的恶臭物质的液化DME形成的液体19 被送至浓縮器20。固体层作为含有恶臭物质被提取了的下水道污泥的无臭或微臭的处理物18被排出。通过浓縮器20进行液体19的气化提取，液化DME 的一部分被气化而形成气体21。另一方面，主要由提取了下水道污泥的恶 臭物质的液化DME形成的液体通过使DME气化而作为含有下水道污泥的恶臭 物质的排出水22被排出。通过浓縮器进行液化DME的气化处理，气化时的温 度条件和/或压力条件可以设定为比上述接触槽中的各条件高的温度、压力。 关于温度条件和/或压力条件，如本发明的除臭方法中所说明。浓縮器可以通 过适当具备温度和压力的调整装置、例如热交换器的容器来实现。如上所述， 若采用图l的除臭装置l，则恶臭被充分地减少或除去，可以获得无臭或微臭的 处理物18。
还有，接触槽15、固液分离槽17、浓縮器20可以通过分别不同的容器或槽 来实施，也可以采用可以调整内部的温度和压力的共用的容器或槽。
图2的脱水装置2与图1的脱水装置1相比，不同点在于还包括DME分离液化 装置23。从浓縮器20得到的气体21含气化DME，通过将该气体21供给至DME分离 液化装置23，可以将气化丽E液化而获得液化DME24。 DME分离液化装置可以通
过例如蒸发器和压縮机的组合等来实施。
再生的液化服E24被再次供给至接触槽15。还有，除臭装置2中，对于接触 槽15，采用来自液化DME供给部11的液化DME12供给和再生的液化DME24供给这 两者，但也可以仅供给再生的液化DME24。
实施例
实施例l
将下水道污泥如下用甲醚(DME)进行处理而获得了脱水污泥。还有，以下 的试验中使用的"容器l"和"容器2"上分别连接有减压用的带阀门的管。
首先，在内容积96ral的"容器l"中加入2. 15g发出恶臭的下水道污泥(脱 水滤饼(含水量78重量％))和23. 3g液化DME，搅拌5分钟(转速600 700rpm)。 还有，该下水道污泥和液化DME的比例为下水道污泥(含水量假定为78重量X) 中的水分全部以饱和浓度(2(TC时7. 2重量X)溶解于液化DME时的比例。
搅拌5分钟后，静置10秒以上而使污泥沉淀后，在维持加压条件的状态下 吸出"容器l"的液化DME的上清液，将15. 8g移至与"容器l"连结的"容器2"。
然后，打开"容器2"的阀门减压而使液化DME蒸发。其结果是，在"容器2"底部残留发出恶臭的处理物。使水分从该处理物蒸发后，确认水分为0.87g， 油状的恶臭成分为O. 12g。
此外，吸出"容器l"的液化DME的上清液，移至与"容器l"连结的"容 器2"后，打开"容器l"的阀门，使残存于"容器l"内的液化DME减压而蒸发。 其结果是，作为残留物获得1.19g脱水污泥。确认脱水污泥的恶臭明显减少。 确认物质的去向后确认，水分、油状的恶臭成分和脱水污泥的总重量为2. 18g， 与作为试样的下水道污泥的重量2. 15g的误差为l^左右。
还有，上述的数值为进行18次同样的试验而得的结果的平均值。
对于该脱水污泥中的臭气成分量，通过气相色谱法进行了测定，其结果示 于表l。此外，臭气浓度和臭气指数基于《臭气指数和臭气排出强度的计算方 法》环境厅告示第63号(1995年9月13日公布)算得。
将试样标本在约25'C的室温下放置22小时后，将内部气体移至另外的泰德 拉(Tedlar)气体采样袋作为分析用标本。
表1臭气分析结果(硫化成分和感官试验结果)
单位脱水污泥甲醚处理后
硫化氢voI ppm<0. 003<0. 003
甲硫醇vol ppm300. 21
二甲硫vol ppm0. 790.065
二甲二硫vol ppm0.430. 35
由表1可知，对于甲硫醇和二甲硫等硫化成分、特别是甲硫醇，确认了显 著的臭气减少。
1权利要求
1.下水道污泥的除臭方法，其特征在于，使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触后，将所述液化物气化。
2. 如权利要求l所述的除臭方法，其特征在于，所述下水道污泥为脱 水滤饼。
3. 如权利要求l所述的除臭方法，其特征在于，所述常温常压的条件下 呈气体的物质是在25。C和1大气压的条件下呈气体的物质。
4. 如权利要求l所述的除臭方法，其特征在于，所述常温常压的条件下 呈气体的物质是选自甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷和丙垸的 l种或2种以上的混合物。
5. 除臭装置，该装置是进行下水道污泥的除臭的除臭装置，其特征在 于，包括使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触的接触槽；使在所述接触槽中接触了的所述物质的液体和下水道污泥固液分离的固液分离槽；从分离后的液体层作为气体提取所述常温常压的条件下呈气体的物质的 至少一部分的浓縮器。
全文摘要
本发明的目的在于提供可以对下水道污泥充分进行除臭的技术。即，本发明提供下水道污泥的除臭方法，其特征在于，使常温常压的条件下呈气体的物质的液化物与下水道污泥接触后，将所述液化物气化；所述除臭方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是在25℃和1大气压的条件下呈气体的物质；所述除臭方法，其特征在于，所述常温常压的条件下呈气体的物质是选自甲醚、甲基乙基醚、甲醛、乙烯酮、乙醛、丁烷和丙烷的1种或2种以上的混合物；用于实施所述除臭方法的除臭装置。
文档编号C02F11/00GK101600661SQ20088000318
公开日2009年12月9日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年1月31日
发明者吉越昭雄, 森田真由美, 牧野尚夫, 神田英辉, 竹上敬三, 高桥正纯 申请人:财团法人电力中央研究所;月岛机械株式会社