有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统的利记博彩app

专利名称：有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统。更具体而言，本发明涉及一种可以解决氮的除去、剩余污泥的削减、及有机性排水的处理中所需的能量的 降低这样的问题的有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统。
背景技术：
作为家庭排水、工业排水等、下水道水等包含有机性的污浊物质的排水(以下，在本说明书中，称为“有机性排水”。)的处理方法之一，有活性污泥法。活性污泥法是使用活性污泥(分解有机物的细菌、菌类、原生动物等微生物的混合体系)处理有机性排水的方法。该活性污泥中存在多种微生物(需氧微生物、厌氧微生物等)。在标准的活性污泥法中，向设置有活性污泥的生物反应槽中供给有机性排水，边在该生物反应槽中扩散氧气，边搅拌，由此，使氧气溶解于有机性排水中，供给上述需氧微生物等的活动所必需的氧气。需要说明的是，本说明书中，将使氧气溶解于液体中的过程称为“曝气”。需氧微生物等使用溶解于有机性排水中的氧气(溶解氧)，将有机污浊物质(以下，在本说明书中，称为“有机物”。)氧化分解为CO2和H2O,同时，增殖而形成浮游性的絮凝物。将如上所述进行生物处理过的有机性排水和活性污泥的混合液导入后段的沉淀池中。然后，静置该混合液，使其沉降分离为上清液和活性污泥。对该上清液进行消毒等后，作为处理水流放到河流等中。另一方面，将沉降分离得到的活性污泥的一部分或全部返回至生物反应槽中，剩余的作为剩余污泥进行处理。上述活性污泥法在很长的时间内被广泛应用于以大都市圈为中心的有机性排水处理设施中。但是，在例如每天产生10万吨 100万吨有机性排水的大都市圈中，伴随近年的急剧的社会环境的变化，产生了现有的活性污泥法不能应付的问题。针对这些问题，虽然提出了各种各样的解决手段、方法，但是，特别是在大都市圈中，存在用地确保受限制的问题，新的处理设施的建设、处理设施的大幅改造、或处理装置的设置等在现实中是困难的。并且，有机性排水每日都从家庭及工厂排出，因此，为了大幅改造处理设施或设置新的处理装置而停止处理设施的运作也是不现实的。即，特别是在大都市圈中，“如何在有限的用地面积中有效地抑制上述问题”是近年来的有机性排水的处理设施中的大课题之一。另外，在目前用地上没有限制的场所，从削减为了获得用地等而产生的费用及环境负荷等的观点考虑，也希望开发出有效地抑制上述问题的方法。首先，第一个问题为来自家庭或工厂的排水中所含的氮的除去。现有的处理设施的氮除去率低，处理水中残存的氮成为排出处理水的河流等的水质恶化的主要原因。作为解决该问题的方法，可以举出所谓的生物学除氮法。但是，将上述方法与活性污泥法配合时，需要另外设置硝化反应槽和脱氮槽，在受到用地限制的大都市圈的处理设施中新设置这些装置、或改造处理设施是比较困难的。另外，在必须在短时间内大量处理大量有机性排水的大都市圈的处理设施中，难以采用像生物学除氮法那样重复多次需氧处理和厌氧处理的方法，或者即使采用，为了运转这样的处理设施，也需要很多的能量及费用。
第二个问题为抑制剩余污泥的产生。特别是在好氧条件下，需氧微生物在将有机性排水中所含的有机物氧化分解的同时，吸附、捕食有机物而增殖。一般而言，微生物引起的有机物分解时的增殖是不可避免的，因此，使用活性污泥法处理有机性排水时，活性污泥的量增加，产生剩余污泥。另外，如上所述，为了除去氮，需要多次重复厌氧处理、需氧处理，因此，剩余污泥的产生量可能会增加。因处理有机性排水而产生的剩余污泥经由脱水、干燥、焚烧等进行处理，但这需要花费很大的设备费及处理费。作为解决该问题的方法，公开了以下的方法在剩余污泥中添加碱剂，用管道混合器进行处理的方法(日本公开特许公报特开2002-113487号)；及通过设置长的池进行曝气而促进微生物的自氧化的方法；臭氧处理、膜分离等处理方法，这些方法终归都需要处理剂的费用及设备费、处理所需要的很多的能量及场所等。另外，例如也存在以下的方法在处理设施中设置污泥浓缩消化槽，使用膜分离装置对上述剩余污泥进行高浓度浓缩，将该浓缩得到的剩余污泥在所述污泥浓缩消化槽中曝气并进行搅拌，从而使剩余污泥的固体成分量减少的方法(日本公开特许公报特开2000-263093号)。但是，该方法必须设置有机性排水的处理设施以外的用于削减 剩余污泥的污泥浓缩消化槽，另外，为了减少剩余污泥的量，需要在污泥浓缩消化槽中长时间地将活性污泥曝气并进行搅拌、或者进行数次曝气及搅拌。因此，剩余污泥的削减成为环境保护上重大的课题之一。第三个问题为有机性排水及剩余污泥的处理所需要的能量。如上所述，处理水的水质提高、及剩余污泥的处理需要很多的能量。特别是现有的活性污泥法中，生物反应槽中的曝气需要非常多的能量。即，由于氧气一般难以溶解于水中，为了向液体中供给(溶解)上述需氧微生物等的活动所需要的溶解氧，需要扩散大量的氧气、或扩散细的气泡。另外，活性污泥法中，在活性污泥处理有机性排水的过程中，需要曝气，并且必须长时间持续曝气。如上所述利用活性污泥法处理有机性排水时所消耗的能量大部分在曝气时被使用，为此需要很大的能量。而且，由于这些能量几乎100%为电能，因此，处理设施的运转需要很大一笔费用。综上所述，维持处理水的水质、抑制剩余污泥的产生、且削减这些处理所需费用是非常困难的。另外，要想解决上述三个问题中的任一个时，就会产生别的问题。特别是在要求节能、省电、降低对环境的负荷的今天，亟待开发出一种可以以少的能量维持处理水的水质、且抑制剩余污泥的产生或削减剩余污泥、并且也可以适用于大都市圈这样的存在用地上的限制的场所的方法。先行技术文献专利文献专利文献I :日本公开特许公报特开2002-113487号专利文献2 :日本公开特许公报特开2000-263093号

发明内容
发明要解决的问题本发明是鉴于上述问题而进行的发明，其目的在于，提供可以谋求除去氮、削减剩余污泥、及降低有机性排水处理所需要的能量以及环境负荷的有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统。
用于解决问题的方案本发明提供一种有机性排水的处理方法，其特征在于，包含以下工序将有机性排水和活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌工序；将该混合搅拌所得的有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气工序；将该曝气过的混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离工序；使该固液分离所得的活性污泥的一部分或全部不与所述有机性排水接触地进行曝气的空曝气工序，其中，将通过该空曝气工序进行曝气的活性污泥送回所述混合搅拌工序中进行混合搅拌。本发明的其它特征在于，在所述空曝气工序中，使活性污泥的一部分或全部自消化，使通过该自消化而产生的氮成分经由氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮。所述被送回混合搅拌工序中的活性污泥中所含的氨态氮优选小于20mg/L。 另外，本发明的其它特征在于，在所述混合搅拌工序中，活性污泥使用在所述空曝气工序中产生的、亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态中所含的键合氧或硝酸态氮中所含的键合氧来处理有机性排水。而且，优选在所述混合搅拌工序中被混合搅拌的混合液所含的亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态中所含的键合氧或硝酸态氮中所含的键合氧被所述活性污泥消耗后，保持一定时间的厌氧状态。另外，更优选保持该厌氧状态4小时以上。进而，本发明的其它特征在于，上述有机性排水的处理方法，其进一步包含将通过所述固液分离工序进行固液分离所得的活性污泥的一部分或全部中所含的水分除去的浓缩工序，并且，将该除去了水分的活性污泥在所述空曝气工序中进行曝气。此外，本发明的其它特征在于，上述有机性排水的处理方法，其进一步包含对通过所述固液分离工序进行固液分离所得的活性污泥的一部分或全部进行消化处理的消化处理工序，并且，将使该消化处理过的活性污泥固液分离所得的上清液在所述空曝气工序中进行曝气。另外，本发明的有机性排水的处理方法的特征在于，包含以下工序将有机性排水和活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌工序；将该混合搅拌所得的有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气工序；将该曝气过的混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离工序；对该固液分离所得的活性污泥的一部分或全部进行消化处理的消化处理工序；将使该消化处理过的活性污泥固液分离所得的上清液中所含的氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮的硝化工序，并且，将该硝化过的上清液送回所述混合搅拌工序进行混合搅拌。进而，本发明的有机性排水处理系统的特征在于，具备以下装置将有机性排水取水并将该有机性排水中所含的固体物质除去的预处理装置；将从该预处理装置送出来的所述有机性排水和活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌装置；将从该混合搅拌装置送出来的所述有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气装置；将从该曝气装置送出来的所述混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离装置；将从该固液分离装置送出来的所述活性污泥的一部分或全部中所含的水分除去的浓缩装置；使从该浓缩装置送出来的所述除去了水分的活性污泥不与所述有机性排水接触地进行曝气，并送回所述混合搅拌装置的空曝气
>J-U装直。发明的效果本发明发挥了可以实现除去氮、削减剩余污泥、及降低有机性排水处理所需要的能量及环境负荷这样的效果。具体而言，根据本发明，使通过固液分离工序进行固液分离所得的活性污泥或通过浓缩工序除去水分进行浓缩而得到的活性污泥、或者这两种活性污泥的一部分或全部不与有机性排水接触地进行曝气(以下，在本说明书中，将这样的曝气称为“空曝气”。)。由此，处于没有新的有机物的状态下的活性污泥中所含的需氧微生物等开始自氧化分解，活性污泥的一部分被氧化分解。此时溶出的氮成分通过空曝气经由氨态氮转变为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮。并且，空曝气过的活性污泥被送回混合搅拌工序时，活性污泥中所含的兼性厌氧微生物利用这些亚硝酸态氮、硝酸态氮中所含的键合氧来氧化分解有机物。此时，在氧化分解的同时，由亚硝酸态氮、硝酸态氮生成氮气等，引起脱氮。这 样，活性污泥利用所述键合氧将有机物分解的情况与利用溶解氧将有机物分解的情况相t匕，可以大幅抑制活性污泥的增殖。进而，由于活性污泥使用所述键合氧将有机物分解，因此，无需进行用于供给溶解氧的曝气，可以降低有机性排水的处理所需要的能量。另外，可以与有机物的氧化分解一同进行氮的除去，可以有效地处理有机性排水。另外，虽然在曝气工序中对活性污泥及有机性排水的混合液进行曝气，但是，基于以下两个理由，可以抑制活性污泥的增殖。首先，第一个理由是，在转移至曝气工序的时刻，有机性排水中所含的大部分有机物通过前段的混合搅拌工序被活性污泥分解、吸附、或捕食。由此，可以抑制曝气工序中的活性污泥的活动，抑制活性污泥的增殖。第二个理由是，曝气工序中，主要是增殖率低的硝化细菌(群)分解有机物。本发明的曝气工序主要是为了在好氧条件下处理混合搅拌工序中不能处理的污浊物质(例如表面活性剂、有机性排水中所含的氨态氮等)而设置的，处理这些污浊物质及除去氮成分时，主要是上述硝化细菌(群)发挥作用，在这一点上，也可以抑制曝气工序中的活性污泥的增殖。如上所述，根据本发明，不需要处理剂及多余的处理能量即可通过空曝气中活性污泥的自氧化分解来削减一定量的活性污泥，同时，可以抑制其后的有机性排水的处理工序(混合搅拌工序、曝气工序)中的活性污泥的增殖，可以抑制整个处理工序中活性污泥的产生量。需要说明的是，通常，进行了空曝气的活性污泥由于絮凝物解体，而引起其后的固液分离工序中难以固液分离为处理水和活性污泥这样的问题，但本发明的有机性排水的处理方法的情况下，通过后段的混合搅拌工序或曝气工序，微生物再次形成絮凝物，因此，可以抑制这样的问题。进而，根据本发明的有机性排水的处理方法，不另外设置硝化反应槽或脱氮槽即可进行脱氮。需要说明的是，上述生物学除氮法始终都是使用有机性排水中所含的氨态氮，(以除去该氨态氮为目的)在硝化槽中产生亚硝酸态氮、硝酸态氮，在脱氮槽中进行脱氮。本发明并不是使有机性排水而是特意使活性污泥进行自氧化分解而产生氨态氮、并使该氨态氮硝化为亚硝酸态氮、硝酸态氮，并用于通过活性污泥进行的有机性排水的处理中，本发明在这一点上与单纯的生物学除氮法有很大区别。另外，通常，剩余污泥为微生物的块体，因此，将其在不与空气(氧气)接触的状态下进行掩埋等处理时，剩余污泥中所含的需氧微生物死亡而产生异臭。但是，本发明中，与活性污泥中所含的需氧微生物相比，兼性厌氧微生物增殖更多，因此，将该活性污泥作为剩余污泥进行处理时，也可以抑制因需氧微生物死亡而引起的异臭的产生。进而，特别是在大都市圈中，本发明无需大幅改造现有处理设施即可解决上述课题。


图I是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的一实施方式的图。图2是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(I)的图。图3是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(2)的图。图4是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(3)的图。图5是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(4)的图。图6是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(5)的图。
图7是本发明的有机性排水的处理方法的其它实施方式(5)中使用的生物培养槽的概略图。图8是表示本发明的一实施例的概略图。图9是概念性表示同一实施方式的处理流程的图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图I是概念性表示本发明的有机性排水的处理方法的一实施方式的图，表示包含混合搅拌工序110、曝气工序120、固液分离工序130、及空曝气工序140的有机性排水的处
理方法。本实施方式及后述的其它实施方式中，在将有机性排水移送至混合搅拌工序110之前，可以通过预处理工序进行预处理。在该预处理工序中，将从家庭或工厂等排出的有机性排水取水，分离其中所含的固体物质。具体而言，例如，使用滤网或沉砂池等除去有机性排水中所含的大的固体物质，分离为固体物质和移送至混合搅拌工序中的有机性排水。另夕卜，根据需要，进一步将该有机性排水装入沉淀池或离心分离机中，沉降分离残留的固体物质。需要说明的是，预处理工序中，可以适当使用其它固体分离方法。混合搅拌工序110中，使用例如具备搅拌装置的混合搅拌槽进行混合搅拌。具体而言，使用搅拌装置，在不接触空气(氧气)的状态下机械地混合搅拌有机性排水和该混合搅拌槽中预先具备的活性污泥。由此，使上述有机性排水和活性污泥的混合液中不包含溶解氧，获得后述的积极地存在亚硝酸态氮、硝酸态氮的条件。这里，现有的活性污泥法中，通常，在将有机性排水和活性污泥曝气的同时进行混合搅拌，在本实施方式及后述的其它实施方式中的混合搅拌工序110中不进行曝气，因此，可以使混合搅拌所需要的能量降低至上述曝气混合搅拌的五分之一左右。曝气工序120中，使用例如具备空气扩散装置的曝气槽进行曝气。具体而言，向曝气槽中移送混合搅拌工序110中混合搅拌所得的活性污泥和有机性排水的混合液，使用空气扩散装置将该混合液曝气。曝气工序120如上所述，是为了处理不存在溶解氧的混合搅拌工序110中活性污泥不能处理的污浊物质而设置的。固液分离工序130中，将曝气工序120中曝气过的混合液固液分离为固体物质(活性污泥)和处理水。作为固液分离的方法，有以下方法将混合液装入沉淀池中，使混合液沉降分离为上清液(处理水)和固体物质的方法；使用沉淀层、过滤膜、生物膜、离心分离机等分离为处理水和活性污泥的方法等。需要说明的是，固液分离工序130中，可以适当使用其它固体分离方法。固液分离工序130中固液分离所得的处理水可经消毒而排放到公共水域中、或者作为工业用水等杂用水再利用。另外，固液分离所得的活性污泥的一部分被移送到空曝气工序140中，对于剩余部分，进行适当处理。需要说明的是，移送至空曝气工序140的活性污泥也可以含有水分。另外，也可以将固液分离所得的活性污泥全部移送至空曝气工序140。空曝气工序140中，使用例如具备空气扩散装置的空曝气槽进行曝气。具体而言，对固液分离工序130中固液分离所得的活性污泥的一部分或全部，在空曝气槽中不与有机性排水接触地进行曝气，或者，根据需要进行曝气和搅拌。然后，将空曝气工序140中进行了空曝气的活性污泥送回混合搅拌工序110。需要说明的是，也可以预先在上述空曝气槽中加入水分(不是有机性排水)，与上述活性污泥一同进行空曝气。也可以将该活性污泥和水分的混合液送回混合搅拌工序110。
通过空曝气工序140进行了空曝气的活性污泥的一部分被自氧化分解，此时溶出的氮成分经由氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮。空曝气工序140中的活性污泥的滞留时间、及曝气强度根据有机性排水的性质及活性污泥的性质而不同，优选以被送回混合搅拌工序110的活性污泥中所含的氨态氮小于0. 5mg/L的方式进行调整。活性污泥中所含的氨态氮小于0. 5mg/L时，可以判断，产生了在混合搅拌工序110中活性污泥(中所含的兼性厌氧微生物)分解有机性排水中所含的有机物等所需的充分的量的亚硝酸态氮或硝酸态氮。在送回有在空曝气工序140中进行了空曝气的活性污泥的混合搅拌工序110中，在混合搅拌槽中积极地存在亚硝酸态氮、硝酸态氮。存在于混合搅拌槽中的活性污泥使用上述亚硝酸态氮、硝酸态氮中所含的键合氧来分解有机性排水中所含的有机物。如上所述，活性污泥分解有机物时，活性污泥通过附着、捕食有机物而增殖。但是，兼性厌氧微生物利用键合氧分解有机物的情况与需氧微生物等使用溶解氧分解有机物的情况相比，可以抑制增殖的活性污泥的量。图2表示在图I的混合搅拌工序110中，活性污泥通过有机物的分解或捕食等消耗上述键合氧后，保持一定时间的厌氧状态的有机性排水的处理方法。除混合搅拌工序以夕卜，其余与图I所示的有机性排水的处理方法同样，因此，赋予同一符号且具有同样的功能的工序省略说明。图2的混合搅拌工序210中，与图I的混合搅拌工序110同样，使用具备搅拌装置的混合搅拌槽进行混合搅拌。而且，为了在利用混合搅拌槽中的活性污泥消耗有机性排水和活性污泥的混合液所含的上述键合氧后保持一定时间的厌氧状态，在混合搅拌槽中设置间壁211。由此，可以获得上述存在键合氧的状态和厌氧状态。这样保持一定时间的厌氧状态的理由如下所述即，如上所述，在混合搅拌槽中不存在溶解氧。此时，特别是需氧微生物不能进行呼吸、有机物的分解、及捕食，陷入饥饿状态。因此，在随后迅速将活性污泥移送至曝气工序120的情况下，需氧微生物使用曝气工序120的曝气槽中所含的溶解氧进行爆发性繁殖，反而使剩余污泥的产生量增加。另外，混合搅拌槽优选设为混合搅拌槽中所含的上述键合氧被消耗后保持一定时间的厌氧状态的混合搅拌槽的容量(活性污泥和有机性排水的混合液的滞留时间)。进而，更优选上述厌氧状态保持4小时以上。需要说明的是，上述厌氧状态下，事实上未检测到亚硝酸态氮及硝酸态氮，即使检测到也是痕量程度。本实施方式中，为了在混合搅拌槽中获得上述存在键合氧的状态和厌氧状态，在混合搅拌槽中设置间壁211。但是，除设置间壁211以外，还可以通过例如调整活性污泥在混合搅拌槽中的滞留时间来获得如上所述的状态。图3表示将图I及图2的在固液分离工序130中进行固液分离得到的活性污泥的一部分移送至浓缩工序350，除去活性污泥中所含的水分后，移送至空曝气工序140的有机性排水的处理方法。除浓缩工序350以外，与图I或图2所示的有机性排水的处理方法同样，因此，赋予同一符号而省略说明。
作为浓缩工序350中进行的脱水方法，例如有使用真空脱水机、离心脱水机、压滤机等机械的离心分离法、过滤法等。需要说明的是，浓缩工序350中，可以适当使用其它脱水方法。而且，浓缩工序350中除去水分进行浓缩而得到的活性污泥的一部分被移送至空曝气工序140，对于剩余部分，进行适当处理。浓缩工序350中浓缩得到的活性污泥与浓缩前相比体积减少，固体成分(微生物)的比重变大。因此，与包含水分的情况相比较，可以使空曝气工序140中微生物在空曝气槽中的滞留时间变长。由此，可以提高空曝气工序140中的微生物的自氧化分解、以及氨态氮硝化为亚硝酸态氮、硝酸态氮的硝化率。需要说明的是，可以将浓缩得到的活性污泥全部移送至空曝气工序140。图4表示将上述图I至图3的在固液分离工序130中进行固液分离得到的活性污泥的一部分通过消化处理工序460进行消化处理，将使消化处理过的活性污泥通过第二固液分离工序470进行固液分离所得的上清液移送至空曝气工序140的有机性排水的处理方法。除消化处理工序460及第二固液分离工序470以外，其余与图I至图3所示的有机性排水的处理方法同样，赋予同一符号而省略说明。作为在消化处理工序460中进行的消化处理方法，例如可以举出下述方法设置既没有溶解氧也没有键合氧的保持了一定温度的消化处理槽，在其中加入活性污泥，搅拌数日至数十日的同时，使其滞留，由此，使该活性污泥分解为硝化气体、上清液、消化污泥的方法。通过该消化处理，可以削减活性污泥的量。需要说明的是，消化处理工序460中，可以适当使用其它消化处理方法。而且，消化处理过的上述活性污泥在第二固液分离工序470中，使用离心分离、过滤、沉淀等固液分离方法被固液分离为固体物质和上清液。由于该上清液中包含大量氨态氮，通过将其移送至空曝气工序140，可以在空曝气工序140中有效地将该氨态氮硝化为亚硝酸态氮、硝酸态氮。图5表示包含混合搅拌工序110、曝气工序120、固液分离工序(第一固液分离工序)130、消化处理工序460、第二固液分离工序470、和硝化工序580的有机性排水的处理方法。本实施方式中，不像图I至图4的处理方法那样设置空曝气工序140，而是将通过消化处理工序460及第二固液分离工序470而得到的上清液移送至硝化工序580。然后，在硝化工序580中使该上清液中所含的氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮，并将它们移送至混合搅拌工序110。混合搅拌工序110中，混合搅拌槽中具有的活性污泥使用上述亚硝酸态氮或硝酸态氮中所含的键合氧来处理有机性排水中所含的有机物。因此，与设置空曝气工序140而将活性污泥空曝气的情况同样，可以抑制混合搅拌工序110中活性污泥的增殖。需要说明的是，图中，对于具有与图I至图4相同的功能的工序，赋予同一符号而省略说明。图6表示包含混合搅拌工序110、曝气工序120、固液分离工序130、空曝气工序140、和生物培养工序690的有机性排水的处理方法。图中，对于具有和图I至图5相同的功能的工序，赋予同一符号而省略说明。生物培养工序690中，使用例如具备生物培养材料的生物培养槽进行生物培养处理。具体而言，将在空曝气工序140中进行了空曝气的活性污泥的一部分或全部移送至生物培养槽，使其与生物培养材料接触，使活性污泥中所含的微生物的有机物分解功能活化。更具体而言，例如，使用图7所示的生物培养槽700，进行生物培养处理。该生物培养槽700 设置有流入口部702、流出口部704、位于其大致中央部的用于产生上行流U和下行流D的旋转圆筒706、使上述上行流U和下行流D的势力增强的强制板714。而且，在空曝气工序140中进行了空曝气的活性污泥的一部分或全部和不是有机性排水的水从流入口部702被导入生物培养槽700内。在这里，采用如下结构，即，旋转圆筒706使用发动机M708的动力旋转，在旋转圆筒706内侧产生从生物培养槽700内的下部朝向上部的上行流U和在旋转圆筒706外侧产生从生物培养槽700内的上部朝向下部的下行流D。而且，利用这样的结构，在将导入生物培养槽700内的上述活性污泥和水混合的同时、即使该混合液所含的活性污泥的固体成分多的情况下也可以容易地产生上行流U和下行流D。由此，生物培养槽700内的混合液滞留，生物培养槽700内一直保持均匀且好氧的状态，因此，上述混合液中含有的微生物被活化。进而，在该下行流D中设有生物培养材料710。生物培养材料710被填充在例如具有网目结构的生物培养材料保持装置712中，通过使上述活性污泥中所含的微生物与生物培养材料710适当接触，可以提高该微生物的活性，同时可以进行混合液的无臭化改性。作为生物培养工序690中使用的生物培养材料710，优选腐殖土、暗色土(kuroboku soil)、火山灰土(Andosol)、氯化铁、娃酸盐、浮石等,更优选做成例如15mm 50_左右的粒径的粒状物使用。通过使用这样的生物培养材料710，可以分解或吸附硫醇、硫醚、酮类等恶臭物质，改善混合液所含的活性污泥的臭气及脱水性。进而，在生物培养槽700中进行了处理的混合液通过流出口部704被排出，返回至空曝气工序140。[实施例]以下，参照图8及图9对本发明的一实施例进行详细说明。图8概略性地表示有机性排水处理系统整体，使用预处理槽800、混合搅拌槽810、曝气槽820、固液分离槽830、浓缩槽840、空曝气槽850处理有机性排水。首先，将从各家庭或工厂排出的有机性排水取水到预处理槽800中。在预处理槽800中设有滤网801和沉淀槽802。所取水的有机性排水中所含的固体成分使用滤网801进行过滤并除去。然后，将过滤后的有机性排水注入沉淀槽802中，静置数小时，由此,使有机性排水中残留的固体物质沉降分离(图9的S900)。沉淀槽802中进行了固液分离的有机性排水被移送至混合搅拌槽810。在混合搅拌槽810中，预先具备活性污泥，设有对从预处理槽800移送的有机性排水和该活性污泥进行搅拌的搅拌装置811、和将混合搅拌槽810分成3个小室(第I槽812、第2槽813、及第3槽814)的第一第二间壁815及第二第三间壁816。从预处理槽800移送的有机性排水从第I槽812的与第一第二间壁815相对的混合搅拌槽810的边缘侧注水。混合搅拌槽810中，使用搅拌装置811，不与空气接触地对注入混合搅拌槽810的有机性排水和活性污泥进行机械地混合搅拌。由此，使上述有机性排水和活性污泥的混合液中不包含溶解氧(图9的S902)。通过混合搅拌槽810进行混合搅拌所得的有机性排水和活性污泥的混合液被移送至曝气槽820。在曝气槽820中设有对被移送至曝气槽820的有机性排水和活性污泥的混合液进行氧气曝气的第一空气扩散装置821、和向该第一空气扩散装置821输送氧气的第一鼓风机822。从混合搅拌槽810移送的上述混合液所含的活性污泥使用通过第一空气扩散装置821的曝气而溶解在混合液中的溶解氧，处理有机性排水中所含的有机物、即不存在溶解氧的混合搅拌槽810中活性污泥不能处理的表面活性剂的一部分、有机性排水中所含的氨态氮等污浊物质。需要说明的是，上述混合液在曝气槽820中的滞留时间、及由第一空气扩散装置821曝气的氧气的量等由有机性排水的性质及活性污泥的性质适当决定(图9的S904)。通过曝气槽820进行曝气的上述混合液被移送至固液分离槽830。
在固液分离槽830中设有用于抽出沉降分离所得的活性污泥的泵831。被移送至固液分离槽830的上述混合液通过在固液分离槽830内静置数小时至数十小时，被分离为沈降物(活性污泥)和上清液(处理水)(图9的S906)。沈降物通过泵831抽出并被移送至浓缩槽840。上清液经氯等进行消毒后流放到公共水域、或作为工业用水等杂用水进行再利用(图9的S908)。在浓缩槽840中设有作为抽出浓缩的活性污泥的泵的浓缩污泥抽出泵841。被移送至浓缩槽840的上述活性污泥通过在浓缩槽840内静置数小时至数十小时，进一步被分离为浓缩的活性污泥和上清液(图9的S910)。浓缩的活性污泥使用浓缩污泥抽出泵841抽出，被移送至空曝气槽850。在空曝气槽850中设有对从浓缩槽840移送至空曝气槽850的活性污泥进行氧气曝气的第二空气扩散装置851、和向该第二空气扩散装置851输送氧气的第二鼓风机852。通过浓缩槽840浓缩的活性污泥从空曝气槽850的距混合搅拌槽810最远的边缘被加入到空曝气槽850中。被移送至该空曝气槽850的活性污泥在不与有机性排水接触地进行曝气后(图9的S912)被送回混合搅拌槽810。在空曝气槽850内，空曝气过的活性污泥的一部分自氧化分解，此时溶出的氮成分经由氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮。空曝气槽850内的活性污泥的滞留时间、及曝气强度根据有机性排水的性质及活性污泥的性质而不同，以被送回混合搅拌槽810的活性污泥中所含的氨态氮小于
0.5mg/L的方式进行调整。需要说明的是，被移送至空曝气槽850的活性污泥中所含的微生物主要包含多糖类和蛋白质,例如组成用C5H7NO2表示。该微生物以重量比计约12%为氮，因此，由从空曝气槽850送回混合搅拌槽810的活性污泥中所含的氨态氮、亚硝酸态氮、及硝酸态氮的量，可以计算在空曝气槽850中自氧化分解(削减)的活性污泥的大致的量。上述进行了空曝气的活性污泥从第I槽812的和第一第二间壁815相对的混合搅拌槽810的边缘侧被送回混合搅拌槽810。由此，送回有该活性污泥的第I槽812内成为积极地存在亚硝酸态氮或硝酸态氮的状态。需要说明的是，有机性排水及上述被送回的活性污泥以不与空气接触的方式被装入混合搅拌槽810中。如上所述，在混合搅拌槽810中不进行曝气，进而以有机性排水及活性污泥也不与空气接触的方式进行搅拌。因此，成为在混合搅拌槽810内的有机性排水和活性污泥的混合液中不存在溶解氧的状态。另一方面，如上所述，在第I槽812内存在亚硝酸态氮或硝酸态氮，因此，第I槽812内中所含的活性污泥在使用上述亚硝酸态氮或硝酸态氮中所含的键合氧分解有机性排水中所含的有机物的同时，进行脱氮。这里，该活性污泥使用上述键合氧来分解有机物。因此，与使用溶解氧来分解有机物的情况相比较，可以将有机物被摄取到活性污泥(微生物)中时的细胞转换率(污泥转换率)抑制在低水平，可以抑制活性污泥的增殖量。需要说明的是，混合搅拌槽810的容量、及有机性排水、活性污泥的滞留时间由有机性排水的性质及活性污泥的性质适当决定。在第I槽812内，由于有机物的分解，活性污泥消耗上述键合氧。由此，成为在移送至第2槽813的活性污泥和有机性排水的混合液中检测不出上述键合氧的状态。因此， 第2槽813及第3槽814内成为厌氧状态。这里，该厌氧状态优选设为4小时以上。然后，该混合液被移送至曝气槽820。在曝气槽820中，对如上所述不存在溶解氧的混合搅拌槽810中活性污泥不能处理的表面活性剂、有机性排水中所含的氨态氮等污浊物质进行处理。在曝气槽820内，主要是活性污泥中所含的硝化细菌(群)分解上述污浊物质。该硝化细菌(群)的增殖率低，可以抑制曝气槽820内活性污泥的增殖。需要说明的是，在上述实施方式及实施例中，设置了空曝气槽、混合搅拌槽和曝气槽，但是，也可以通过例如用间壁等分隔一个槽，从而设置空曝气槽(部)、混合搅拌槽(部)和曝气槽(部)。产业上的可利用件综上所述，利用本发明的有机性排水的处理方法及有机性排水处理系统，与利用曝气进行的有机性排水的处理方法相比较，可以大幅抑制该处理所需要的能量，同时，可以除去氮、且抑制活性污泥的产生量。此外，还可以谋求降低对环境的负荷。
权利要求
1.一种有机性排水的处理方法，其特征在于，包含以下工序 将有机性排水与活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌工序； 将该混合搅拌得到的有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气工序； 将该曝气过的混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离工序； 将该固液分离得到的活性污泥的一部分或全部不与上述有机性排水接触地进行曝气的空曝气工序， 其中，将通过该空曝气工序进行曝气的活性污泥送回上述混合搅拌工序中进行混合搅拌。
2.根据权利要求I所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，在所述空曝气工序中，使活性污泥的一部分或全部自消化，使通过该自消化而产生的氮成分经由氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮。
3.根据权利要求I或2所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，所述被送回混合搅拌工序中的活性污泥中所含的氨态氮小于20mg/L。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，在所述混合搅拌工序中，活性污泥使用在所述空曝气工序中产生的、亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态中所含的键合氧或硝酸态氮中所含的键合氧来处理有机性排水。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，在所述混合搅拌工序中被混合搅拌的混合液所含的亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态中所含的键合氧或硝酸态氮中所含的键合氧被所述活性污泥消耗后，保持一定时间的厌氧状态。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，在所述混合搅拌工序中被混合搅拌的混合液所含的亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态中所含的键合氧或硝酸态氮中所含的键合氧被所述活性污泥消耗后，保持4小时以上厌氧状态。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，所述有机性排水的处理方法进一步包含将通过所述固液分离工序进行固液分离所得的活性污泥的一部分或全部中所含的水分除去的浓缩工序，并且，将该除去了水分的活性污泥在所述空曝气工序中曝气。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的有机性排水的处理方法，其特征在于，所述有机性排水的处理方法进一步包含对通过所述固液分离工序进行固液分离所得的活性污泥的一部分或全部进行消化处理的消化处理工序，并且，将使该消化处理过的活性污泥固液分离所得的上清液在所述空曝气工序中进行曝气。
9.一种有机性排水的处理方法，其特征在于，包含以下工序 将有机性排水和活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌工序； 将该混合搅拌所得的有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气工序； 将该曝气过的混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离工序； 对该固液分离所得的活性污泥的一部分或全部进行消化处理的消化处理工序； 将使该消化处理过的活性污泥固液分离所得的上清液中所含的氨态氮硝化为亚硝酸态氮及硝酸态氮共存的状态、或硝酸态氮的硝化工序， 并且，将该硝化过的上清液送回所述混合搅拌工序进行混合搅拌。
10.一种有机性排水处理系统，其特征在于，具备以下装置将有机性排水取水并将该有机性排水中所含的固体物质除去的预处理装置； 将从该预处理装置送出来的所述有机性排水和活性污泥混合并进行搅拌的混合搅拌装置； 将从该混合搅拌装置送出来的所述有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气装置； 将从该曝气装置送出来的所述混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离装置； 将从该固液分离装置送出来的所述活性污泥的一部分或全部中所含的水分除去的浓缩装置； 使从该浓缩装置送出来的所述除去了水分的活性污泥不与所述有机性排水接触地进行曝气，并送回所述混合搅拌装置的空曝气装置。
全文摘要
本发明提供有机性排水的处理方法及有机性排水系统，其以少的能量维持处理水的水质、且抑制剩余污泥的产生或可以削减剩余污泥，也可以适用于大都市圈这样的存在用地上的限制的场所。所述有机性排水的处理方法包含将有机性排水与活性污泥混合并搅拌的混合搅拌工序；将该混合搅拌得到的有机性排水和活性污泥的混合液曝气的曝气工序；将该曝气过的混合液固液分离为处理水和活性污泥的固液分离工序；将该固液分离得到的活性污泥的一部分或全部不与上述有机性排水接触地进行曝气的空曝气工序，其中，将通过该空曝气工序进行曝气的活性污泥送回上述混合搅拌工序中进行混合搅拌。
文档编号C02F3/12GK102963976SQ20111026419
公开日2013年3月13日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者西田志真子, 武田尚志 申请人:株式会社水环境研究所