TW500698B - Apparatus and method for waste water treatment - Google Patents

Description

500698 A7 B7_ 五、發明說明（/ ) 【發明名稱】 廢水處理裝置及污水處理方法 【發明詳細說明】 【發明所屬技術領域】 本發明係關於一種不產生剩餘污泥之廢水處理裝置及廢 水處理方法。 【先前技藝】 從來，廢水處理主要係使用活性污泥法。活性污泥法乃 是在沉澱槽所沉降污泥之一部份，係返送到曝氣槽；而一 部份之剩餘污泥則廢棄；其係可以在B0D容積負荷爲 0.3〜0·8公斤/立方公尺•日之條件下恆常地運轉。另一方 面，進行硏發能夠保高濃度微生物之擔體，假定可以使用 2〜5公斤/立方公尺·日之高B0D容積負荷的話，則曝氣槽 將會變得小型化。 【本發明所要解決的課題】 從來，活性污泥法係必須在BOD容積負荷爲〇 . 3〜0 . 8公 斤/立方公尺•日之條件下運轉，則非得使用大的曝氣槽 不可。再者，習用的活性污泥法係必需排除剩餘污泥，因 而衍生不得不處分的問題。在活性污泥法中，以高的BOD 容積負荷來處理廢水，係爲一種不完全處理，污泥沉澱性 差而使得連續運轉變成不可能。此外，如不排除污泥的話 ，污泥增殖速度與污泥自我氧化速度平衡的完全氧化狀態 之活性污泥槽，與曝氣槽之MLSS將會變得非常的高。因此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝--------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500698 A7 __B7_ 五、發明說明（2 ) ，產生了不得不設置非常大的活性污泥槽。另外，亦產生 了因污泥細微化，而使得污泥變得不能自然沉降分離的問 題。 相對於此，使用擔體之方法（以下，記爲「擔體法」）， 則由於可使用高負荷，因而曝氣槽能變成小型化，反過來 說，不會發生因微細污泥而不能沉降分離，而不得不與凝 集沉澱倂用的事。在此情況下，凝集劑之操作成本乃向上 增加，且產生了不得不處理凝集沉澱之沉澱物的問題。 有鑑於如以上所述之課題，本發明乃提供了一種可使槽 小型化變爲可能，而且不會產生剩餘污泥之廢水處理裝置 ，以及廢水處理方法。 【解決課題之手段】 本發明用以解決如以上所述課題之廢水處理裝置，其特 徵在於：配備有供廢水與擔體粒子在喜氣條件下接觸之曝 氣槽和完全氧化槽；完全氧化槽內之液體通過分離膜而被 過濾，並排出過濾液。 在完全氧化槽方面，由於是在低污泥負荷下曝氣，污泥 增殖速度與污泥自我氧化速度乃是平衡的，因而可防止污 泥的增加。因此，完全氧化槽之B0D污泥負荷較宜爲0 . 1 公斤公斤B0D/公斤- MLSS ·日以下，更宜是〇.〇5公斤公斤 BOD/公斤-MLSS ·日以下。通常，在如此低的污泥負荷下 運轉之場合，污泥會自然分散而沉降，而不會發生污泥分 離困難的問題。據此，本發明之廢水處理裝置，係藉由與 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

500698 A7 B7 五、發明說明（3 ) 分離膜一起倂用’來進行固體物（污泥）與處理水（過濾水） 之分離。如此之故，本發明之廢水處理裝置，不會產生剩 餘污泥而可以連續的運轉。通常，利用活性污泥所作成之 完全氧化狀態’基於前述理由，並不需要設置非常大的活 性污泥槽。然而，本發明之廢水處理裝置，由於係使用擔 體法之故，曝氣槽會變得較緊密。因此，廢水中大部分的 B0D會在曝氣槽中被除去，而完全不需要完全氧化槽；因 係在低污泥負荷下，污泥增殖速度與污泥自我氧化速度乃 是平衡的，則可以不要排除剩餘污泥。 【發明實施例】 第1圖所示爲本發明廢水處理裝置之流程之一例。在此 系統中，由於曝氣槽已限於可能的小型化，曝氣槽之溶解 性BOD容積負荷，較宜是1公斤/立方公尺·日以上。在 此所謂的溶解性B0D，係利用0 . 45微米之濾紙過濾後所測 定之B0D，即是微生物所除去之BOD (以下，簡記爲「s - B0D 」）之意。當s-BOD容積負荷高時，則曝氣槽會因而小型 化。適當地選取擔體種類或充塡率，則可以在2公斤/立 方公尺•日以上或5公斤/立方公尺·日以上運轉。 本發明所使用之分離膜之形狀，並沒有特別地限定，可 〃自中空絲膜、管狀膜、平面膜等等中選取適當者來使用； 在使用中空絲膜之場合，由於膜之單位容積會得到較多的 膜面積，全體過濾裝置會因之而小型化，所以特別地適合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500698 A7 -------- B7 —_______ 五、發明說明（+ ) 構成分離膜之材料’並沒有特別地限定，例如，可因應 使用條件、所想要的過濾性能而適當地自如聚烯烴系、聚 碾系、聚醚碾系、伸乙基乙烯醇共聚物系、聚丙烯腈系、 醋酸纖維系、聚氟化亞乙烯系、聚全氟乙烯系聚丙烯酸酯 系、聚知系、聚醯|女係之類的有機高分子材料所構成之膜 ;陶瓷系等無機性材料所構成之膜中來選取。雖然經聚乙 烯醇系樹脂親水化處理的聚楓系樹脂、添加有親水性高分 子之聚碾系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚丙烯酸樹脂、醋酸 纖維系樹脂、經親水化處理的聚乙烯系樹脂之類的親水性 材料所成之物，係具有高親水性，但由於其SS成分難以 附著性，雖可以使用其所具有SS成分剝離性優異之特點 ’但也可以使用其他材料所構成之中空絲膜。在使用有機 材料之場合，其可以是複數種成分共聚合所成之物，或者 也可以是複數種成分所摻合之物。 本發明所使用之分離膜的孔徑，考慮污泥與水之分離性 能，係以1微米以下較宜。具有孔徑爲0 . 5微米以下之高 透水性，則因阻塞而抑制了過濾效率使之變差會是小的， 因此較宜具是0 . 1微米以下。另外，在此所謂的孔徑，係 指在經分離膜過濾膠體二氧化矽、乳化液、膠乳等已知粒 徑的各種標準物質時，對此標準物質具有90%移除率時之 孔徑。以_ 一孔徑較爲適宜。限外過濾膜，利用如以上所 述標準物質之粒徑作爲基準時，雖然不可能求得孔徑’但 利用已觸隸#量之蛋白質長進行同樣的測定，則以具有分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^^4 --------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500698 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（< ) 劃分子量爲3000以上者較爲合宜。 _ 第2圖及第3圖所示者，係爲分離膜之設置例和膜過濾 裝置之構成例。所使用的過濾方式係可區別爲：使含有污 泥之原液循環設置在完全氧化槽外部之含有第2圖所示之 分離膜之膜模組等的一部份而過濾的方式；以及使浸漬於 設置在完全氧化槽內部之含有第3圖所示之分離膜之膜模 組等而吸引過濾之方式。可使用之過濾方式係因應所使用 的分離膜之形狀、特性或膜模組之設置空間等條件而選定 的。如第2圖所示之方式，雖然具有可以運轉一般的高透 過性束流，最少膜面積等經濟優點，但是具有循環含有污 泥原液之能量高的缺點。另一方面，如第3圖所示之方式 ，雖然具有設置空間和能量均小的經濟優點，但是卻具有 必需要大的膜面積之缺點。此外，如第3圖所示方式之場 合，其係採浸漬於完全氧化槽之內部用之分離膜，含有膜 模組之分離膜係設置在散氣裝置之上端，則可利用散氣來 洗淨膜表面，而具有抑制膜阻塞之效果等優點。實施本發 明所使用之廢水處理設備，以新者較爲合宜，也可以將現 有之廢水處理設備經改造來使用。 本發明之擔體，係可使用各種公知的擔體，較宜是使用 自凝膠狀擔體、塑膠擔體或纖維狀擔體所組成之群類中選 出之1種以上之擔體；或者是組合此類擔體之2種以上來 使用。其中，依處理性能或流動性等觀點來看，以縮醛化 聚乙二醇系擔體較爲適宜。依處理效率或流動性等觀點來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ——Ϊ------------------訂 i!_ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 500698 A7 B7 五、發明說明（6 ) 看，擔體之塡充率較宜是在5%以上而在50%以下，而更宜 是在10%以上而在30%以下。 【實施例】 以下，茲以實施例來詳細說明本發明。 (實施例） 使用具有容量爲20立方公尺之原水調整槽、容量爲2〇 立方公尺之擔體流動曝氣槽，以及容量爲40立方公 完全氧化槽之廢水試驗裝置，來實施本發明。將約2立方 公尺之上述縮醛化聚乙二醇系擔體（直徑約爲4毫米），投 入到流動曝氣槽中。再者，裝有2支由聚碾系樹脂所成之 膜面積爲2 0平方公尺之中空絲膜模組之過濾裝置，係設 置於完全氧化槽之外部，以內壓循環過濾方式，在過濾速 度爲20立方公尺/曰之條件下進行膜過濾，進行從完全氧 化槽之外部所排出的膜過濾水而來之污泥之濃縮運轉。此 等實施例之流程係示於第1圖。依據本發明，在擔體流動 曝氣槽中，係以2公斤/立方公尺•日之BOD容積負荷來 運轉，則完全氧化槽之MLSS會緩慢的增加；s - BOD污泥負 荷係爲0.05公斤公斤BOD/公斤-MLSS ·日時，而完全氧化 槽之MLSS係爲約7000毫克/公升之定値，從而實現完全 氧化。此時處理水之B0D係在10毫克/公升以下、而SS 會成爲零，則可不用排除污泥而持續地運轉。 【發明效果】 根據本發明，使得槽之小型化變爲可能，而可以在不產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- 訂· I — il — 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500698 A7 B7 五、發明說明（7 ) 生污泥下來處理廢水。 【圖式之簡單說明】 第1圖所示者，係爲實施例流程之模式化表現之圖。 第2圖所示者，係爲分離膜之設置方法之一例。 第2圖所示者，係爲分離膜之設置方法之另一例。 II-------------------訂-----1---線#_ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 500698 公告 A8 B8 C8 D8 了平翁專利範圍 1 . 一種廢水處理裝置，其特徵在於··配備有供廢水與擔體 粒子在喜氣條件下接觸之曝氣槽和完全氧化 化槽內之液體通過分離膜而被過濾，並排出 2 .如申請專利範圍第1項之廢水處理裝置，其 爲自凝膠狀擔體、塑膠擔體或纖維狀擔體所 中選出之1種以上之擔體。 3 .如申請專利範圍第2項之廢水處理裝置 爲縮醛化之聚乙烯醇系凝膠。 4 ·如申請專利範圍第1項之廢水處理裝置 孔徑係在1微米以下。 5 ·如申請專利範圍第4項之廢水處理裝置 爲中空膜。 6 · —種使用如申請專利範圍第1項之廢水處理 處理方法，其中完全氧化槽中係在0 . 1公斤 MLSS以下之溶解性B0D污泥負荷下運轉。 槽；完全氧 過濾液。 中之擔體係 組成之群類 其中之擔體係 請· 先. 閱. 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 頁 其中分離膜之 其中分離膜係 裝置之廢水 -bod/公斤- 訂 線 經濟部智慧財是局工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）