TWI526404B - 廢水處理裝置 - Google Patents

Description

廢水處理裝置

本發明係關於使用搭載有載體之活性污泥而處理有機廢水之廢水處理裝置，

作為污水處理裝置，自以往已知使用活性污泥者。具體而言，此種污水處理裝置係具備：對污水實施曝氣後進行活性污泥處理之曝氣槽；設置於該曝氣槽，藉由過濾而使槽內之活性污泥混合液進行固體液體分離之過濾膜裝置；被連接於該過濾膜裝置而用以吸引來自該過濾膜裝置之濾液而使該濾液流出至外部之吸引泵；設置於連結過濾膜裝置與吸引泵之吸引路徑，並用以測定過濾膜裝置上之吸引泵之吸引負壓之壓力計。

又，為了提高活性污泥之廢水處理之效率，將活性碳等載體添加至被蓄積於處理槽之廢水，將各種有機物或細菌搭載於此載體之技術已為人知(下述專利文獻1，專利文獻2專利文獻3)。

專利文獻1中，藉由於廢水中添加粉末狀碳系吸附劑，加上藉由生物處理之污水處理，亦能夠進行廢水之脫臭處理。

專利文獻2中，於處理槽之內部，添加粒狀活性碳至廢水，以使嗜氧性微生物吸附於該活性碳表面，藉此進行廢水之生物處理。

專利文獻3中，於使用活性污泥之生物處理時，藉由添加粉末狀活性碳於排中，而分解色度及COD。

(現有技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1 日本特許第3142792號

專利文獻2 日本公開特許2000-197895號

專利文獻3 日本公開特許2002-192184號

(發明概要)

然而，上述專利文獻所記載之發明中，採用聚烯等樹脂材料而成之樹脂製過濾膜作為過濾膜，且採用比重較大之硬質者作為載體時，有過濾膜由於載體接觸過濾膜而被破壞之虞。

又，以進行活性污泥處理之處理槽進行過濾處理時，若使用粉末狀之活性碳作為載體，該活性碳會堆積於過濾膜，因而成為過濾阻抗。再者，若活性碳過小，會連同污泥一起被拋棄，其後需要補充新的載體，故經濟效益差。

另一方面，亦可考慮使用由寬度係數mm左 右之活性碳而成之大型載體，但如此一來，會有如上所述，樹脂製過濾膜受載體之衝擊而被破壞之虞。再者，有載體夾在過濾膜之間，載體接觸處理槽之壁面而被破碎，此破碎部分之載體之處理變繁雜之虞。

本發明係有鑑於如此之問題點而成者，本發明之目的係提供藉由使用載體以提昇處理效率之廢水處理裝置。

本發明之廢水處理裝置，係具備：處理槽，其係蓄積含有活性污泥之廢水；硬質過濾膜，其係被浸漬於前述廢水；氣體產生手段，其係於該廢水內部且在該硬質過濾膜下方產生氣體；其中，使由比重大於水之硬質材料而成之硬質載體添加於被收納於該處理槽之該廢水，前述活性污泥係被該硬質載體搭載。

本發明係採用比重較水大之小型硬質材料作為載體之材料，該載體係搭載於活性污泥所含有之微生物。因而，無載體漂浮於廢水上面，可實現載體約略均勻地分散於廢水之狀態，提高廢水之處理效率。

10‧‧‧廢水處理裝置

12‧‧‧處理槽

14‧‧‧泵

16‧‧‧過濾膜

16A‧‧‧過濾面

16B‧‧‧空隙部

16C‧‧‧過濾孔

16D、16E、16F‧‧‧過濾膜

17、17A、17B、17C、17D‧‧‧散氣孔

18‧‧‧泵

20‧‧‧壓力計

22‧‧‧污泥層

23‧‧‧載體

24‧‧‧廢水

26‧‧‧過濾水

28‧‧‧散氣部

30‧‧‧空氣

32‧‧‧活性污泥

第1圖(A)及(B)係表示本發明之廢水處理裝置之圖，第1圖(A)係表示廢水處理裝置整體之剖面圖，第1圖(B)係表示活性污泥被載體搭載之狀態之示意圖。

第2圖(A)及(B)係表示本發明之廢水處理裝置之圖，第2圖(A)係表示過濾膜之剖面圖，第2圖(B)係表示過濾膜之截面圖。

第3圖係具體表示本發明之廢水處理裝置之截面圖。

參照第1圖(A)及(B)，說明本形態之廢水處理裝置10之構成。

本發明之廢水處理裝置10主要具備：蓄積廢水24之處理槽12；浸漬於廢水24之過濾膜16；被配置於處理槽12下方而產生空氣30之散氣部28；經由過濾膜16及管線連通而賦予吸引壓之泵18。此外，此第1圖(A)及(B)中，以粗實線表示連接各要件之管線。

本形態之廢水處理裝置10之功能係具有：以含於處理槽12之活性污泥，使含於廢水24之有機物質減少，進而，將被過濾膜16過濾之過濾水26取出至外部。因而，若相較於被導入之廢水24，以本形態之廢水處理裝置10處理後之過濾水26係所含有之有機性物質較少，且幾乎不含有有機性固體物質之狀態。再者，本形態中，於被蓄積於處理槽12之廢水中添加載體，藉此，活性污泥32所含之微生物被維持於高濃度，而提高處理效率。

本形態所處理之廢水24係於水中含有高濃度之有機物質者，具體而言，係包含糞尿之一般污水，食品工廠等所排出之廢水等。

處理槽12係由不鏽鋼等而成之金屬或樹脂 製容器，具有收納被過濾之廢水24及過濾膜16等之任務。廢水24之污泥處理及過濾處理係以處理槽12進行。

過濾膜16於此係平膜之過濾膜，浸漬於被收納於處理槽12之廢水24中。於此，過濾膜16係成為實質上進行過濾之過濾面完全被浸漬於廢水24之狀態。過濾膜16之內部空間係經由管線而連通至泵18，泵18對過濾膜16之內部空間施加預定之吸引壓，廢水24藉由過濾膜16而被過濾。藉此，將被過濾之廢水24的過濾水從處理槽12被取出。

採用樹脂材料、陶瓷、燒結金屬、設有緻密之過濾孔之金屬板等作為過濾膜16之材料。第1圖(A)中，僅有1個過濾膜16被浸漬於廢水24，但實際上，以預定間隔隔離之複數個過濾膜16被浸漬於廢水24中。

散氣部28係配置於處理槽12內部且過濾膜16之下方，具有產生空氣30之作用。散氣部28之具體形狀如於上部設有孔部之管形狀。散氣部28之作用係使空氣30產生於廢水24內部，對廢水24供給氧氣，而使被添加於廢水24之載體流動。

於此，以使壓力計20量測之壓力保持成一定之方式，從泵18對過濾膜16施加負壓，藉此，經由管線取出過濾水26(其係以過濾膜16過濾廢水24而得者)。從泵18賦予至過濾膜16內部空間之吸引壓係例如10kPa左右。

參照第1圖(B)，本形態中，為了提高藉由 活性污泥生物性處理被蓄積於處理槽12之廢水24之效率，於廢水24中添加載體23。於此，所謂載體23係用以搭載含於活性污泥32之有用之微生物的粒子。如此圖所示，載體23之表面係搭載有構成活性污泥32之微生物，藉此，使較多之活性污泥32滯留於處理槽12內部，處理效率變高。

本形態中，採用比重較水大(即比重大於1)之材料作為載體23。藉此，能夠抑制由搭載有活性污泥32之載體23漂浮於廢水24液面所引起之淨化功能下降。即，可藉由採用比重較大之載體23，可形成使搭載有活性污泥32之載體23分散於廢水24之狀態。

採用具有一定硬度以上之無機材料作為載體23之材料。例如若採用柔軟之樹脂材料作為載體23之材料，會發生下述問題：微生物從產生於該樹脂材料之裂縫侵入至內部，藉由該微生物產生之氣體而膨脹之載體浮起至液面。本形態之載體23係由硬度較高之硬質材料而成，因此於載體23不容易產生裂縫。又，即使於載體23產生裂縫，且微生物進入該裂縫，載體23不因所產生之氣體而膨脹，故可防止因此膨脹所引起之載體23之浮起。作為具體之載體23之材料，可採用活性碳、發泡玻璃、沸石、二氧化矽(silica)等。

再者，本形態係採用由硬質材料而成之載體23，藉此能夠得到抑制過濾膜16阻塞之效果。具體而言，由於本形態所採用之過濾膜16係具有極微小之過濾孔，故 恐於廢水24所含之微粒子或活性污泥阻塞於此過濾孔，所獲得之流通量減少。相較於此，本形態中，於廢水24內部之過濾膜16的下方，從散氣部28使空氣30擴散，以使空氣30在廢水24之內部上升。藉此，於廢水24之內部產生由下往上之水流，載體23亦沿此而由下往上移動。隨著此移動，硬度較高之載體23接觸於過濾膜16之過濾面，附著於過濾面之粒子會離開而抑制過濾孔之阻塞。

載體23之大小係在即使比重大於水，亦能在廢水24內部漂浮之範圍內。具體而言，載體23之寬度係以0.1μm以上0.5μm以下為佳。使載體23之寬度在此範圍，可使載體23如膠體(colloid)般動作，而使載體23電化學性分散於廢水24之內部。另一方面，若載體23之寬度小於此範圍，則載體23比起構成活性污泥之微生物過小，而無法發揮搭載微生物之功能。又，若載體23之寬度大於此範圍，則恐附著有活性污泥32之載體23沈澱於處理槽12之底面附近，活性污泥之處理效率降低。

不特別限制載體23之形狀，但可採用球形、六面體或近似於此等形狀之形狀。載體23內部之空隙可有可無。

參照第2圖(A)，採用平膜狀之陶瓷過濾膜作為過濾膜16時，紙面上與左右方向相對之主面成為過濾面16A。此過濾面16A整體形成過濾孔。又，於過濾膜16之內部形成多數個空隙部16B(內部空間)，其係以細長之長方體形狀朝縱方向延伸。此等空隙部16B係與連接於過 濾膜16之上端部附近之管線連通。又，形成於過濾面16A之過濾孔係與空隙部16B連通。因而，過濾時係透過過濾面16A之屬於被處理水的過濾水經由空隙部16B而被供給至管線。

如上所述，過濾膜16係由陶瓷等硬質材料而成。因此，即使藉由上述散氣處理而被攪拌之載體與過濾面16A接觸，也不會有過濾面16A因載體23之接觸而破損之情事。

參照第2圖(B)，其係將第2圖(A)中以虛線圓形所圍成之部分放大而表示之截面圖。如此圖所示，亦可於過濾面16A之表面形成污泥層22，其係由搭載有活性污泥之載體23而成者。此時，為了防止過濾面16A之阻塞，必須逆洗，即注入過濾水至過濾膜16而使污泥層22脫離過濾面16A。於此，設於過濾面16A之過濾孔16C之大小係小於載體23。因此，過濾孔16C因載體23而阻塞之可能性較小。

參照第3圖，更進一步說明廢水處理裝置10。於此，在被蓄積於處理槽12之廢水24中，複數個過濾膜16D、16E、16F以各自之過濾面互相相對之方式配置。藉由具備複數個過濾膜，以充分確保裝置整體流通量之大小。

本形態中，從設置於散氣部28之散氣孔17A等於廢水24產生空氣30，但散氣孔17A之位置係可設置於適合攪拌載體23之處。

具體而言，紙面上，以於配置在最左側之過 濾膜16D與處理槽12之側壁之間隙使空氣30進入的方式，設置散氣孔17A。即，散氣部28之散氣孔17A係設置於使此間隙之下方。藉此，空氣30於過濾膜16D及處理槽12之側壁之間上升，藉此，與朝上方向之廢水24之水流一起，載體23亦往上方移動。因而，可得到載體23在廢水24內部被攪拌之效果。

同樣地，設置散氣孔17B、17C於過濾膜16D、16E及16F之間隙之下方。又，於配置在右端之過濾膜16F與處理槽12之側壁之間隙之下方設置散氣孔17D。

參照上述各圖，說明使用上述廢水處理裝置10來淨化廢水之方法。

首先，參照第1圖(A)，從外部導入廢水24至處理槽12內部。本形態中被淨化處理之廢水係於水中含有污水等之有機性被去除物者。亦可直接將污水導入於處理槽12，亦可將藉由沈澱處理等去除處理大型固體物質之污水導入於處理槽12。處理槽12中具備用以過濾處理污水之過濾膜16，此過濾膜16係成為整體被浸漬於廢水24中之狀態。

接著，於廢水24中導入載體23，從散氣部28產生空氣30。空氣30之產生量係可與一般之膜分離活性污泥法相同程度。藉此，空氣30上升，因而於處理槽12之內部攪拌廢水24、含於廢水24之活性污泥及載體23。又，藉由空氣30被散氣至廢水24，供給氧氣至廢水24，而使活性污泥32之活動變活潑。藉此，於載體23之表面 搭載活性污泥32，活性污泥被濃縮而提高處理效率。

如上所述，由於本形態之載體23係由比重大於1之微粒子而成，因此無載體23漂浮於廢水24液面之情事，隨著廢水24之流動，載體23亦被良好地攪拌。

本形態如上所述，雖採用活性碳等硬質材料作為載體23之材料，但亦採用硬質之陶瓷作為過濾膜16，所以能夠防止過濾膜16由於載體23接觸而破損。

如上所述，若於載體23充分搭載活性污泥32，以泵18對過濾膜16之內部空間施加負壓，藉此取出被過濾膜16過濾之過濾水26至此系統外部。以泵18所得到之負壓係以壓力計20控制在預定之範圍內。所取出之過濾水，其後，經過沈澱處理、消毒處理等而釋放至外部。

10‧‧‧廢水處理裝置

12‧‧‧處理槽

14‧‧‧泵

16‧‧‧過濾膜

18‧‧‧泵

20‧‧‧壓力計

23‧‧‧載體

24‧‧‧廢水

26‧‧‧過濾水

28‧‧‧散氣部

30‧‧‧空氣

32‧‧‧活性污泥

Claims (5)

1. 一種廢水處理裝置，係具備：處理槽，其係蓄積含有活性污泥之廢水；硬質過濾膜，其係浸漬於蓄積在前述處理槽之前述廢水；氣體產生手段，其係於蓄積在前述處理槽之前述廢水內部且前述硬質過濾膜下方產生氣體；其中，將由比重大於水之硬質材料所成之硬質載體添加於被收納在前述處理槽之前述廢水，前述活性污泥係被前述硬質載體搭載；於蓄積在前述處理槽之前述廢水內部，藉由前述氣體上昇，攪拌前述載體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廢水處理裝置，其中，該硬質過濾膜係包含陶瓷。
3. 如申請專利範圍第1項所述之廢水處理裝置，其中，該硬質載體係包含無機材料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廢水處理裝置，其中，該硬質載體係包含活性碳、沸石、二氧化矽或發泡玻璃。
5. 如申請專利範圍第1項所述之廢水處理裝置，其中，該硬質載體之寬度係0.1μm以上0.5μm以下。