廢水生物學處理裝置的製作方法
2023-05-21 04:55:16 1
專利名稱：廢水生物學處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及微生物處理有機性廢水的廢水生物學處理裝置。
活性汙泥處理是在具有主要由活性汙泥構成的生物相的反應槽中投入廢水，一邊使反應槽暴露於空氣，一邊通過活性汙泥氧化分解廢水中的有機物的處理。該活性汙泥處理一般用活塞流式的裝置進行。
加壓浮上處理是不利用微生物的物理化學的處理方法，適用於從旅館、飯店的廚房排出的廢水等油脂含量多的廢水處理。該加壓浮上處理是在廢水中加入含有空氣的加壓水，分離、除去浮上來的油脂成分的處理。
活性汙泥處理和加壓浮上處理組合的處理是通過加壓浮上處理除去油脂成分後再進行活性汙泥處理。
另外，近年來高濃度的有機性廢水使用含有主要由能夠分解有機物的酵母菌構成的微生物群的反應槽通過高負荷運轉進行處理。該處理在含有主要由能夠分解有機物的酵母菌構成的微生物群的反應槽中放入廢水，一邊使反應槽由能夠分解，一邊通過微生物群氧化分解廢水中的有機物，用活塞流式的裝置進行。
現有的有機性廢水處理因為是如上述那樣進行，存在以下所述的問題。
活塞流式活性汙泥處理裝置的情況下，在BOD(Biological OxygenDemand；生物化學氧供給量)-SS(Suspended Solid，固體懸浮物)負荷為0.4kg/kg·日以上的高負荷運轉下，不能穩定地進行處理。因此，為了處理高濃度的有機性廢水，必須用大的反應槽，存在必須需要廣的佔地面積和高的建設成本的問題。另外，存在廢水中的己烷萃取物質在100mg/L以上的高濃度時不能穩定處理的問題。
此外，加壓浮上處理裝置的情況下，因為產生泡沫，存在引起作業環境惡化的問題。另外，該裝置的情況下，雖然佔地面積變小，但存在建設成本高的問題。
此外，在加壓浮上處理和活性汙泥處理配合裝置的情況下，因為必須添加凝聚劑、酸或鹼等試劑，存在運轉成本上升、運轉管理也繁雜的問題。另外，因為處理產生的汙泥量增加，存在必須重新處理汙泥的問題。
此外，活塞流式酵母處理裝置的情況下，雖然能在BOD-SS負荷為1.0kg/kg·日以上的高負荷下運轉，但是存在流入反應槽的廢水的負荷變低時處理不穩定的問題。
發明內容
為解決上述那樣的問題，本發明目的在於，提供即使在高負荷運轉時或負荷變動大時也能穩定處理的節省空間的廢水生物學處理裝置。
本發明的廢水生物學處理裝置具有，含有活性汙泥和酵母菌的混合系微生物群的反應槽、調整廢水投入的調整槽、使反應槽暴露於空氣的散氣裝置和固液分離從反應槽流出的水的固液分離槽。
本發明的廢水生物學處理裝置配備藥品注入設備。
本發明的廢水生物學處理裝置在反應槽內配備有負載微生物的接觸部件。
圖1為根據本發明實施方式1的廢水生物學處理裝置的簡略的構成圖。
圖2為多段式散氣裝置的簡略的構成圖。
圖3為重力式沉澱池的簡略的構成圖。
圖4為用根據本發明的實施方式1的廢水生物學處理裝置對水產加工廢水處理3個月時得到的處理水的BOD濃度的變化曲線。
圖5為使用微生物群主要以酵母菌組成的活塞流式廢水處理裝置處理水產加工廢水時的BOD-SS負荷與處理水的BOD濃度的關係的曲線。
符號說明1廢水生物學處理裝置2調整槽3廢水投入手段4反應槽5散氣手段5a空氣噴射管5b散氣板6鼓風機7藥品注入設備8pH測定手段9固液分離槽10汙泥刮去手段11固液分離促進手段12電機13汙泥返送手段具體實施方式
以下，說明本發明的一種實施方式。
圖1為根據本發明的實施方式1的廢水生物學處理裝置1的簡略構成圖。圖中，1為廢水生物學處理裝置。2為調整廢水投入的調整槽。另外，調整槽只要能調整槽、管路等的廢水的投入，可以是任意的形狀。3為向後述反應槽4中投入調整槽2中的廢水的廢水投入手段。它可以是泵、閥、自然流下或可以投入廢水的任何手段。
4為含有活性汙泥和能夠分解有機物的酵母菌的混合系的微生物群的反應槽。能夠分解有機物的酵母菌只要能分解有機物，任意屬的均可以。例如，毛孢子菌、假絲酵母菌(Candida)、漢遜酵母菌(Hansenula)、酵母屬(Saccharomyces)、Kluyveromyces屬等的酵母菌均可利用。
5是在反應槽4內設置的使反應槽4暴露於空氣的散氣手段。6為向散氣手段5中送入空氣的鼓風機。
散氣手段5隻要能在暴露於空氣的工藝中保持反應槽4內的DO(Dissolved Oxygen；溶解氧)為適當量，可以是任意的。例如多段式散氣裝置、圓盤型散氣裝置、筒狀散氣裝置、通流管型散氣裝置等均能利用。
圖2為多段式散氣裝置的簡略構成圖，圖2(a)為散氣板的平面圖，圖2(b)為空氣噴射管的平面圖，圖2(c)為多段式散氣裝置的側面圖。圖中，5a為以柵格狀組合管構成的空氣噴射管。5b為衝孔金屬構成的散氣板。空氣噴射管5a配置在反應槽4的底部附近，在下側具有許多空氣的流出孔(圖中未表示)。散氣板5b在空氣噴射管5a的上側隔著間隔設置2片，使從空氣噴射管5a的流出孔流出的空氣分散於反應槽4內的全部。另外，為了使反應槽4暴露於空氣，也可以用純氧氣代替空氣。
9為固液分離從反應槽4流出的水的固液分離槽。10為設置在固液分離槽9內的刮去沉澱汙泥的汙泥刮去設備。12為使汙泥刮去設備10旋轉的電機。13為將固液分離槽9內沉澱的汙泥根據需要送回反應槽4中的汙泥返送設備。
固液分離槽9隻要能從液相中分離從反應槽流出水中的汙泥，任意裝置均可以。例如，重力式沉澱池、浸漬膜、篩分離裝置、離心分離裝置、濾布分離裝置、皮帶行走式分離裝置等均可利用。
圖3為重力式沉澱池的簡略構成圖，圖3(a)為側面圖，圖3(b)為平面圖。圖中，10為彎曲板狀的汙泥刮去設備。11為在汙泥刮去設備10上設置的、多個上下方向的棒和增強它們的水平方向的棒構成的固液分離促進設備(尖樁圍柵)。固液分離促進設備11促進塊狀不均勻沉積的汙泥沉澱。上下方向的棒在以電機12的軸為中心的一側和另一側設置的根數不同，使固液分離促進設備11在旋轉時，一側的棒和另一側的棒通過不同的部位。汙泥刮去手段10一邊旋轉一邊將沉澱的汙泥刮到固液分離槽9的底部中央。
廢水生物學處理裝置1根據需要設置藥品注入設備。7為調整、保持反應槽4內的pH的藥品投入設備。8為監視、測定反應槽4內的pH值的pH測定手段。pH的測定、監視、調整可以自動進行，也可以手動進行。
活性汙泥中生存的細菌類或原生動物的最適pH一般為7.0～8.5，可以增殖的pH在更廣的範圍。例如，就可以增殖的pH來說，從屬營養細菌的假單胞菌屬為6.0～10.0，動膠菌屬為4.5～10.0，硝化細菌為5.0～9.0，放線菌中的諾卡氏菌屬為6.0～10.0，原生動物為3.5～9.5。另一方面，酵母菌的最適pH為4.5～6.5，可增殖的pH為2.0～7.5。
為了使廢水生物學處理裝置1在活性汙泥和能夠分解有機物的酵母菌的混合系的微生物群中處理，保持反應槽4內的pH在活性汙泥和酵母菌二者能生存的範圍。具體來說，因為活性汙泥的增殖速度比酵母菌的增殖速度快，所以保持廢水處理中反應槽4內的pH在對酵母菌的生存稍微有利的5.0～7.0的範圍，優選5.5～6.0的範圍內。另外，為了在活性汙泥和能夠分解有機物的酵母系的混合系的微生物群中處理，在啟動廢水生物學處理裝置1的時間允許的情況下，將從已經運轉的廢水處理設施放出的汙泥或其脫水汙泥加入反應槽4內，在保持pH5.5～6.0的範圍的狀態下培養酵母菌。在短時間啟動的情況下，將從已經運轉的廢水處理設施放出的汙泥或其脫水汙泥加入反應槽4內，進一步將溼潤狀態的酵母菌或乾燥狀態的酵母菌加入反應槽4內。
廢水生物學處理裝置1的反應槽4內，必要時設置載有活性汙泥或酵母菌的接觸部件。接觸部件只要在散氣手段5的上側，可以設在任何位置。另外，接觸部件只要能容易地纏上活性汙泥、酵母菌，任何形狀均可以。例如，繩狀、筒狀、墊狀、片狀、海綿狀、膜狀的都可以利用。
在設置接觸部件的情況下，與活性汙泥、酵母菌纏繞，能增大反應槽4內的活性汙泥、酵母菌的濃度。另外，通過根據運轉條件減少反應槽4內的浮遊性的汙泥，可以降低固液分離槽9的負荷。另外，在設置接觸部件的情況下，將廢水生物學處理裝置1用作工廠側的廢水處理設備的除害設施時，也可以不使用固液分離槽。
接下來，對操作進行說明。
將貯存在調整槽2內的廢水通過廢水投入手段3投入反應槽4內。投入反應槽4內的廢水的流量通過廢水投入手段3來調整。廢水生物學處理裝置1的運轉中，反應槽4內的pH通過pH測定手段8進行測定，通過藥品注入設備7進行調整、保持。通過將空氣從鼓風機6輸送到散氣手段5中，使反應槽4暴露於空氣。投入反應槽4中的廢水中的有機物通過微生物氧化分解，有機物濃度等降低，流出水從反應槽4中流出。
從反應槽4中流出的流出水流入固液分離槽9中，固液分離處理水和汙泥。通過驅動電機12使汙泥刮去手段10旋轉，沉澱汙泥從液相中分離出來。上清液從固液分離槽9中溢流出來，作為處理水流到固液分離槽9的外面。沉澱的汙泥必要時通過汙泥返送手段13送回反應槽4中。
實施例以下，對本發明的實施例的一例進行說明。
本實施例中使用的成為處理對象的水產加工廢水的水質的平均SS濃度為1400(mg/L)、平均BOD濃度為4000(mg/L)、平均己烷萃取物質濃度為400(mg/L)。另外，本實施例中的實施條件為反應槽容積為1000m3，反應槽內pH為5.5～6.5。
圖4為在pH為5.5～6.5的條件下通過廢水生物學處理裝置1處理水產加工廢水3個月時得到的處理水的BOD濃度變化的圖。3個月的期間中，BOD-SS負荷在0.4～1.5kg/kg·日的範圍變動，BOD-SS負荷的平均為1.0kg/kg·日。
圖5為使用微生物群主要由酵母菌組成的活塞流式廢水處理裝置、在pH4.0～5.0範圍運轉處理水產加工廢水時的BOD-SS負荷與處理水的BOD濃度的關係的圖。
使用廢水生物學處理裝置1對水產加工廢水處理3個月的結果如圖4所示，處理水的BOD濃度在50(mg/L)前後，平均BOD濃度為60(mg/L)。另外，處理水的平均SS濃度為100(mg/L)，平均己烷萃取物質濃度為10(mg/L)。另外，酵母活菌數為106～107個/mL左右。
另一方面，如圖5所示，在使用微生物群主要由酵母菌組成的活塞流式廢水處理裝置的情況下，處理水的BOD濃度約為200(mg/L)。處理水的BOD濃度只降低到200(mg/L)左右，這認為是由於酵母產生的酶的作用受限。
在這樣的廢水生物學處理裝置1的情況下，BOD-SS負荷在0.4～1.5kg/kg·日的範圍，處理水的BOD濃度穩定變低的原因是因為有機物在高濃度時，酵母菌的增殖速度比活性汙泥的增殖速度快，所以有機物通過酵母菌氧化分解；另一方面，有機物濃度低時，活性汙泥的增殖速度比酵母菌的增殖速度快，所以有機物通過活性汙泥氧化分解。也就是說，BOD-SS負荷高(0.4kg/kg·日以上)時，有機物濃度高的反應槽4的入口側利用酵母菌氧化分解，BOD濃度降低到200(mg/L)左右，在BOD濃度低的反應槽4的出口側利用活性汙泥進一步氧化分解，BOD濃度降低到50(mg/L)前後。另一方面，BOD-SS負荷低(0.4kg/kg·日以下)時，因為即使在反應槽4的入口側，有機物濃度也低，最初利用活性汙泥氧化分解，BOD濃度降低到50(mg/L)前後。
因此，廢水生物學處理裝置1中，即使在高負荷運轉時或負荷變動大時，也能穩定地進行處理。
本實施例中使用的成為處理對象的水產加工廢水的水質的平均SS濃度為1200(mg/L)、平均BOD濃度為1500(mg/L)、平均己烷萃取物質濃度為80(mg/L)。另外，本實施例中的實施條件與實施例1相同。
使用配有接觸部件的廢水生物學處理裝置1對水產加工廢水處理3個月的結果為處理水的平均BOD濃度為52(mg/L)，平均SS濃度為113(mg/L)，平均己烷萃取物質濃度為7(mg/L)。
這樣處理的處理水的平均己烷萃取物質濃度比實施例1的情況低的原因是，因為活性汙泥、酵母菌纏在接觸部件上，反應槽4內的活性汙泥或酵母菌的濃度增大，由於微生物濃度增大，使分解酶變多，促進作為廢水中的油脂成分的己烷萃取物質的分解。因此，通過設置接觸部件，可以更加減少處理水中的油脂成分。
如上述，按照本發明，因為構成具有含有活性汙泥和酵母菌的混合系微生物群的反應槽、調整投入廢水的調整槽、使反應槽暴露於空氣的散氣手段和固液分離從反應槽流出的水的固液分離槽的廢水生物學處理裝置，所以，即使在高負荷運轉時或負荷變動大時，也能穩定地進行處理。
另外，即使作為廢水中的油脂成分的己烷萃取物質為200mg/L以上的高濃度時，也能穩定地進行處理。因此，沒有必要另外設置用於分離廢水中的油脂成分的設施，可使裝置小型化和降低建設成本。
另外，不產生泡沫，無惡臭等，不會使作業環境惡化。
另外，沒有必要添加用於處理作為廢水中的油脂成分的己烷萃取物質的試劑，可以降低產生的汙泥量，降低運行成本。
另外，根據本發明，因為構成了配備藥品注入設備那樣的廢水生物學處理裝置，所以可以調整和保持反應槽內的pH。
進一步，根據本發明，因為構成了反應槽內配備載有微生物的接觸部件那樣的廢水生物學處理裝置，可以促進作為廢水中的油脂成分的己烷萃取物質的分解，降低固液分離槽的負荷。另外，在設接觸部件的情況下，將廢水生物學處理裝置用於除害設施上時，也不一定需要使用固液分離槽。
權利要求
1.一種廢水生物學處理裝置，其特徵在於，具有含有活性汙泥和酵母菌的混合系微生物群的反應槽、調整投入廢水的調整槽、使上述反應槽暴露於空氣的散氣手段和固液分離來自上述反應槽的流出水的固液分離槽。
2.根據權利要求1所述的廢水生物學處理裝置，其特徵在於，配有藥品注入設備。
3.根據權利要求1或2所述的廢水生物學處理裝置，其特徵在於，在上述反應槽內配有負載微生物的接觸部件。
全文摘要
本發明的廢水生物學處理裝置具有，含有活性汙泥和酵母菌的混合系微生物群的反應槽4、調整投入廢水的調整槽2、使反應槽4暴露於空氣的散氣手段5、固液分離從反應槽4流出的水的固液分離槽9。該廢水生物學處理裝置即使在高負荷或負荷變動大的情況下也能穩定地進行處理，而且節省空間。
文檔編號C02F3/34GK1429777SQ0216082
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月27日 優先權日2001年12月28日
發明者月橋伸夫, 嘉茂一久, 鷹取信, 有田強, 間瀬博子 申請人:株式會社西原環境衛生研究所