TWI385126B - 污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置 - Google Patents

Description

污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置

本發明係關於一種污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置，其特別是關於利用加熱方式加速污泥無害化及安定化處理程序，以提升效率之生物處理方法及其裝置。

目前常用於去除存在於固態廢棄物中重金屬的技術方法主要為化學處理技術，其包含氯化法、離子交換法、螯合劑錯合法、酸劑萃取法、固化/安定化法等。若在酸劑萃取法中使用酸劑〔例如：硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸等〕去除存在於固態廢棄物中重金屬時，需要將pH值調整至2以下，方能將存在於固態廢棄物中的重金屬去除。事實上，採用酸劑萃取法需要使用大量化學藥劑，其中包含調整處理後廢棄物pH值的大量鹼劑，因而具有處理成本高及處理效率不佳的缺點。

另外，雖然採用固化/安定化法可將有毒金屬固定或侷限於原廢棄物中，但其具有大量增加處理後的廢棄物體積及重量之缺點。至於氯化法、離子交換法及螯合劑錯合法，在處理技術上亦面臨類似的缺點。

目前去除重金屬的生物處理技術方法被認為可避免化學處理技術的缺點。雖然生物處理技術可避免前述各項缺點，但是其仍具有大規模使用性受到限制。例如，小型懸浮式生物處理系統除了需要特定動力能量之外，亦需添加過量營養物質，因此在去除重金屬處理後，具有無法將其有效分離或回收處理的缺點，且具有增加處理成本的缺點。

就專利技術而言，有關去除存在於固態廢棄物中重金屬的化學或生物技術方法亦揭示於許多其他國內專利內容。例如，中華民國專利公告第080633號之廢棄催化劑之處理法」之發明專利、第229196號之「用於受污染土壤去污之生物組合物,使用該組合物之方法及器具」之發明專利、第236580號之「整治含重金屬污染土壤、污泥及其處理後土壤製成磚材之方法」之發明專利、第238086號之「含重金屬固態廢棄物之生物處理裝置及方法」之發明專利、第261602號之「處理廢棄物的組成物和方法」之發明專利、第323242號之「有害廢棄物之無害化處理方法及使用於此方法之無害化處理劑」之發明專利、第346420號之「用以將含有重金屬之固體廢料貯存在掩埋場中之方法」之發明專利、第363905號之「含銅廢棄物之資源回收處理方法」之發明專利」之發明專利、第363906號之「一種從污染土壤萃取與回收重金屬之方法」之發明專利、第406036號之「由熔融玻璃或熔融爐渣中分離出金屬之方法及裝置」之發明專利、第407067號之「廢棄物處理方法」之發明專利、第436335號之「重金屬污染土壤之處理方法及所用清洗劑」之發明專利、第460585號之「含金屬污泥回收再利用處理方法」之發明專利及第503224號之「銅箔製程重金屬污泥資源化處理方法及其裝置」之發明專利。前述國內專利僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

另外，有關生物技術方法亦揭示於許多其他國外專利內容。例如，日本專利JP62193697、美國專利US6066256、歐盟專利EP1016633等。前述各國專利僅為本發明技術背景之參考及說明目 前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

就生物處理裝置而言，中華民國專利公告第238086號之含重金屬固態廢棄物之生物處理裝置包含一反應槽及一排放槽。該反應槽內具有一空氣加壓外管及一循環內管，以形成一雙柱管本體，且該空氣加壓外管及循環內管內提供數個含硫氧化菌，以便將下水污泥、河川底泥或受污染土壤進行生物處理，且在室溫下進行生物處理。然而，該生物處理方法及其裝置仍有必要進一步改良其技術方法及裝置，以期進一步提升其功能及處理效率。

有鑑於此，本發明為了解決上述需求，其有必要提供一種污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置，其利用加熱方式及配置適當熱傳導元件進行污泥生物處理，以加速污泥無害化及安定化處理程序，以達成污泥生物處理效率之目的。

本發明之主要目的係提供一種污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置，其利用加熱方式及配置適當熱傳導元件〔例如：熱傳導材質〕進行污泥生物處理，以加速污泥無害化及安定化處理程序，以達成污泥生物處理效率之目的。

為了達成上述目的，本發明之污泥無害化及安定化之生物處理方法包含：提供數個含硫氧化菌球於一反應槽內，並輸送一污泥至該反應槽；加熱該污泥至一預定溫度；將該污泥驅動循環流動於該反應槽內；其中該含硫氧化菌球與污泥產生反應而產生一生物處理完成 污泥產物。

本發明較佳實施例之該生物處理方法將該污泥之溫度維持在該預定溫度。

本發明之污泥無害化及安定化之生物處理裝置具有一反應槽，該反應槽包含一生物反應管本體、一空氣加壓外管、一循環內管、數個含硫氧化菌球及一加熱部。該空氣加壓外管及循環內管配置於該生物反應管本體內，該含硫氧化菌球則配置於該空氣加壓外管及循環內管內，並與污泥混合。該加熱部位於該生物反應管本體上，以便進行加熱該生物反應管本體。

本發明較佳實施例之該加熱部位於該生物反應管本體之空氣加壓外管上。

本發明較佳實施例之該加熱部具有一進水管及一出水管。

本發明較佳實施例之該加熱部設置於該生物反應管本體之一側。

本發明較佳實施例之該加熱部環繞設置於該生物反應管本體之周圍。

本發明較佳實施例之該加熱部具有一恆溫裝置。

本發明較佳實施例之該生物反應管本體係由一導熱材質製成，其為熱傳導元件。

本發明較佳實施例之該生物反應管本體之空氣加壓外管具有一加壓空氣輸送部。

為了充分瞭解本發明，於下文將例舉較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理方法及其裝置可應用於生物處理工業廢水產生的污泥，以便將含有金屬成分之污泥進行無害化及安定化生物處理，但其並非用以限制本發明之範圍。本發明較佳實施例之生物處理方法及其裝置亦可應用於其他類似污泥生物處理技術〔例如：家庭廢水產生的污泥〕，於此不予詳細贅述。

本發明較佳實施例之含硫氧化菌球定義為具有硫氧化菌之載體，其可與污泥產生適當生物反應；其中含硫氧化菌〝球〞為類似顆粒狀的含硫氧化菌載體，含硫氧化菌球的形狀並非用以限制本發明之範圍。

本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理方法包含：首先，提供數個含硫氧化菌球於一反應槽內，並輸送一污泥至該反應槽，以便進行生物處理；接著，加熱該污泥至一預定溫度〔例如：高於室溫〕，如此可進行高溫生物處理，以便提升生物處理效率；另外，將該污泥驅動循環流動於該反應槽內，以便循環該污泥通過該含硫氧化菌球，例如：利用加壓空氣驅動該污泥；其中該含硫氧化菌球與污泥產生反應而產生一生物處理完成污泥產物。

本發明另一較佳實施例將該污泥之溫度維持在該預定溫度，即高於室溫。

本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理方法需選擇適當生物處理裝置，藉該生物處理裝置執行污泥無害化及安 定化處理。在不脫離本發明之範圍下，該生物處理方法可依需求適當調整其處理方式。以下舉例說明為本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其用以執行本發明之生物處理方法。

第1圖揭示本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理裝置之側視示意圖。請參照第1圖所示，本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理裝置具有一反應槽1，將污泥輸送至該反應槽1，其用以容置污泥，以便進行生物處理。因此，該反應槽1需連結一污泥供應設備〔未繪示〕，該污泥供應設備可選自一般污泥供應設備，關於污泥供應設備之技術不予詳細贅述。該反應槽1另連結一排放槽〔未繪示〕及一固液分離設備〔未繪示〕，其可選自一般設備，關於固液分離設備之技術不予詳細贅述。

請再參照第1圖所示，該反應槽1包含一生物反應管本體10、一空氣加壓外管11、一循環內管12、一加壓空氣輸送部13、數個含硫氧化菌球14及一加熱部20。在整體構造配置上，該加熱部20固設於該生物反應管本體10，以便在操作時該加熱部20加熱該生物反應管本體10。本發明較佳實施例之該加熱部20位於該生物反應管本體10之空氣加壓外管11上，且該生物反應管本體10或空氣加壓外管11係由一導熱材質製成，例如：不鏽鋼，並視為一熱傳導元件。

本發明另一較佳實施例之該生物反應管本體10可省略該空氣加壓外管11及循環內管12之雙柱管配置，因此該生物反應管本體10可省略該空氣加壓外管11及循環內管12，即該空氣加壓 外管11及循環內管12並非用以限制本發明之範圍。

請再參照第1圖所示，該空氣加壓外管11及循環內管12配置於該生物反應管本體10內，且該循環內管12位於該空氣加壓外管11內，以便形成雙層柱管構造或雙柱管本體構造。本發明較佳實施例之該生物反應管本體10之空氣加壓外管11上設置該加壓空氣輸送部13，如此該加壓空氣輸送部13可供應加壓空氣〔實線箭頭所示〕至該空氣加壓外管11，以便利用加壓空氣驅動污泥循環流動〔虛線箭頭所示之路徑〕於該空氣加壓外管11及循環內管12。

請再參照第1圖所示，該含硫氧化菌球14則適當配置於該空氣加壓外管11及循環內管12之管內，如此該含硫氧化菌球14與污泥可產生適當生物反應，再將污泥排放至排放槽或固液分離設備。

請再參照第1圖所示，該加熱部20位於該生物反應管本體10之一側，如第1圖左側所示，以便進行加熱該生物反應管本體10，如此該加熱部20加熱該污泥至高於室溫，以進行高溫生物處理，以便提升生物處理效率。本發明較佳實施例之該加熱部20具有一進水管21及一出水管22，如此可利用供應熱水方式加熱該生物反應管本體10，如第1圖之左側箭頭所示。

本發明另一較佳實施例之該加熱部20選擇環繞設置於該生物反應管本體10之周圍，以便提升該加熱部20之加熱效率。在第1圖中，該加熱部20位於該生物反應管本體10之周圍係將第1圖左側之該加熱部20可延伸至第1圖右側，於此不予贅述。因此，本發明並非將該加熱部20僅設置於該生物反應管本體10之一 側。

本發明另一較佳實施例之該加熱部20具有一恆溫裝置〔未繪示〕，將該污泥之溫度維持在一預定溫度，以維持生物反應處理作業之反應溫度。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。

1‧‧‧反應槽

10‧‧‧生物反應管本體

11‧‧‧空氣加壓外管

12‧‧‧循環內管

13‧‧‧加壓空氣輸送部

14‧‧‧含硫氧化菌球

20‧‧‧加熱部

21‧‧‧進水管

22‧‧‧出水管

第1圖：本發明較佳實施例之污泥無害化及安定化之生物處理裝置之側視示意圖。

1‧‧‧反應槽

10‧‧‧生物反應管本體

11‧‧‧空氣加壓外管

12‧‧‧循環內管

13‧‧‧加壓空氣輸送部

14‧‧‧含硫氧化菌球

20‧‧‧加熱部

21‧‧‧進水管

Claims (11)

1. 一種污泥無害化及安定化之生物處理方法，其包含：提供數個含硫氧化菌球於一反應槽內，並輸送一污泥至該反應槽；加熱該污泥至一溫度，以便進行無害化及安定化生物處理；及將該污泥驅動循環流動於該反應槽內；其中該含硫氧化菌球與污泥產生反應而產生一生物處理完成無害化及安定化污泥產物。
2. 依申請專利範圍第1項所述之污泥無害化及安定化之生物處理方法，其中該生物處理方法利用一加熱部將該含硫氧化菌球與污泥維持在該溫度，以便進行無害化及安定化生物處理。
3. 一種污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其具有一反應槽，該反應槽包含：一生物反應管本體，其用以容置污泥；數個含硫氧化菌球，其配置於該生物反應管本體內；及一加熱部，其位於該生物反應管本體，以便進行加熱該生物反應管本體，如此該加熱部加熱該污泥至一溫度，以便進行無害化及安定化生物處理。
4. 一種污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其具有一反應槽，該反應槽包含：一生物反應管本體，其用以容置污泥；一空氣加壓外管，其位於該生物反應管本體內；一循環內管，其位於該生物反應管本體內；數個含硫氧化菌球，其配置於該空氣加壓外管及循環內管內， 並與該污泥混合；及一加熱部，其位於該生物反應管本體之一側，以便進行加熱該生物反應管本體，如此該加熱部加熱該污泥至一溫度，以便進行無害化及安定化生物處理。
5. 依申請專利範圍第4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該加熱部位於該生物反應管本體之空氣加壓外管上。
6. 依申請專利範圍第4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該生物反應管本體之空氣加壓外管具有一加壓空氣輸送部。
7. 依申請專利範圍第3或4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中加熱部具有一進水管及一出水管。
8. 依申請專利範圍第3或4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該加熱部設置於該生物反應管本體之一側。
9. 依申請專利範圍第3或4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該加熱部環繞設置於該生物反應管本體之周圍。
10. 依申請專利範圍第3或4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該加熱部具有一恆溫裝置。
11. 依申請專利範圍第3或4項所述之污泥無害化及安定化之生物處理裝置，其中該生物反應管本體係由一導熱材質製成。