CN101941775A - 生活废水高度净化处理循环系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统及方法，不使用化学试剂(絮凝剂)就能安全且廉价地把生活废水高度净化到适合饮用的程度，反复再利用。所述生活废水高度净化处理循环系统包括：复合有效微生物群培养槽，存储并培养复合有效微生物群；处理水量调节槽，调节流入高度曝气槽的复合有效微生物群的量；高度曝气槽，对从处理水量调节槽流入的污水中的污浊物进行吸附分解处理；串联配置的第一分离沉淀槽和第二分离沉淀槽，把用高度曝气槽处理后的污水分离成固相和液相；污泥存储槽，回收并存储在第一分离沉淀槽和第二分离沉淀槽中沉淀的污泥；及杀菌器，对用作为最末尾的分离沉淀槽的第二分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行杀菌处理。

Description

生活废水高度净化处理循环系统及方法

技术领域

本发明涉及能够反复进行把生活废水高度净化处理成可以饮用程度的水，对该水再利用后，对再利用后产生的生活废水再进行高度净化处理后再利用的生活废水高度净化处理循环系统以及利用其的生活废水高度净化处理循环方法。

背景技术

以往，作为利用细菌等有效微生物对废水进行净化处理的装置以及方法提出了一种废水处理装置和水处理方法，以产业废水和工业废水为对象，设置有臭氧收集提供装置、臭氧反应沉淀槽、过滤装置和紫外线照射装置(专利文献1)。此外，作为对在洗手间使用后的废水、地面排水和来自马桶的生活废水进行净化的装置以及方法提出了一种废水处理再利用装置以及方法，利用有效微生物着床用网状结构体和远红外线放射陶瓷层，通过使有效微生物群充分活动来对水进行净化，可以对净化后的净水进行再利用(专利文献2)。此外，作为设有调节槽、反应槽、分离浓缩槽以及培养槽的净化有机废水系统，提出了一种对含有水分的垃圾进行处理的方法(专利文献3)。此外，作为对生活废水进行净化处理、反复再利用的设备，提出了一种循环型给排水设备(专利文献4)。

专利文献1：日本专利公开公报特开平9-174093号。

专利文献2：日本专利公开公报特开平9-10784号。

专利文献3：日本专利公开公报特开2004-154712号。

专利文献4：日本专利公开公报特开2003-211174号。

发明内容

可是，专利文献1提出的废水处理装置和水处理方法，由于在废水净化中主要使用臭氧，所以装置规模大而且昂贵，此外还存在装置维护频繁的问题。此外专利文献2提出的废水处理再利用装置以及方法虽然是净化生活废水，但存在的问题是只不过停留在净化成可以作为马桶用或洗涤用来进行再利用的程度，而不是把生活废水高度净化到适合饮用程度的装置和方法。此外，专利文献3提出的对含有水分的垃圾进行处理的方法，由于作为微生物使用土壤细菌，所以存在难以稳定地获得具有一定效果的细菌的问题，此外该专利文献3记载的在调节槽中的曝气只不过是以防止腐败、沉淀为目的的曝气，该曝气的程度弱，土壤细菌的增殖效果极低，利用曝气产生的污泥也是少量的，因此利用土壤细菌对废水的净化程度只不过停留在使废水无臭化的程度，存在不能高度净化到适合饮用程度的问题。此外，该专利文献3记载的在反应槽中的曝气由于是利用一般的曝气管进行的曝气，所以净化的程度弱，与上述相同，存在不能高度净化到适合饮用程度的问题。另一方面，专利文献4所提出的循环型给排水设备的净水装置主体由微生物处理槽和由二氧化硅催化剂、碳催化剂及材料催化剂(マテリアル触媒)等矿物催化剂层叠构成的矿物处理槽构成，在微生物处理槽中利用槽内的微生物对预先注入用于诱导发酵的酶液的被处理水进行生物处理，所述酶液由从水；由松树、竹子、无花果树、桃树及柿子树等的叶子提取的提取液；豆腐渣及糖蜜构成的原液提取的酶构成，进行完上述生物处理后，在所述矿物处理槽中，使由生物处理生成的固定氮、生理活性物质及蛋白质结晶消失，专利文献4所提出循环型给排水设备存在必须进行上述那样极其复杂的处理的问题，此外还存在为了进行这些处理造成净化装置复杂且高价的问题。

本发明要解决的问题是提供一种生活废水高度净化处理循环系统以及利用其的生活废水高度净化处理循环方法，不使用规模大的臭氧收集提供装置和复杂的净化装置，就可以反复进行把生活废水高度净化到适合饮用的程度，把净化后的水重新作为生活用水来再利用，并且把该再利用后产生的废水再利用本发明进行高度净化后进行再利用。

方案一所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：复合有效微生物群培养槽，存储并培养复合有效微生物群，该复合有效微生物群由以乳酸菌、酵母和光合细菌为主的有用微生物共生体与油分解微生物构成；处理水量调节槽，把生活废水、复合有效微生物群培养槽中的复合有效微生物群和污泥存储槽中的污泥混合并进行曝气，使复合有效微生物群增殖，并且调节流入高度曝气槽中的复合有效微生物群的量；高度曝气槽，通过在槽内中央部位把接触材料配置成悬浮(浮遊)状态，并且使曝气管和反洗管成90度的角度进行设置，从所述曝气管和所述反洗管同时排出空气进行曝气，使从所述处理水量调节槽流入的复合有效微生物群之间相互碰撞，对污水中的污浊物进行吸附分解处理；串联配置的多个分离沉淀槽，把用所述高度曝气槽处理后的污水分离成固相和液相；污泥存储槽，回收并存储沉淀在多个所述分离沉淀槽中的污泥；以及杀菌器，对用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行杀菌处理。

方案二所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：方案一所述的复合有效微生物群培养槽、处理水量调节槽、高度曝气槽、串联配置的多个分离沉淀槽以及污泥存储槽；沉淀蓄水槽，通过对用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行曝气来分离有机物；以及杀菌器，对用所述沉淀蓄水槽处理后的净化水进行杀菌处理。

方案三所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：方案一所述的复合有效微生物群培养槽、处理水量调节槽、高度曝气槽、串联配置的多个分离沉淀槽以及污泥存储槽；第一蓄水槽，存储用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水；沉淀蓄水槽，通过对从所述第一蓄水槽流入的净化水进行曝气来分离有机物；第二蓄水槽，存储用所述沉淀蓄水槽分离处理后的净化水；以及杀菌器，对所述第二蓄水槽的净化水进行杀菌处理。

方案四所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环方法，其特征在于，把生活废水利用方案一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理，作为生活用水再利用，再把再利用后产生的生活废水利用相同的方案一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理净化，作为生活用水反复再利用。

本发明不使用臭氧收集提供装置那样的规模大的装置和复杂的净化装置，培养并使用通常可以稳定得到的具有稳定质量的复合有效微生物群，所以具有非常廉价的效果。此外由于在把污水分离成固相和液相时，完全不使用硫酸铝等化学试剂(絮凝剂)，所以具有可以把生活废水净化处理到适合安全饮用程度的效果。此外，净化后的水再作为生活用水使用后变成生活废水，但可以把该生活废水用本发明反复进行高度净化，作为生活用水使用。本发明尤其具有以下特征，即：在高度曝气槽进行曝气之前，通过在处理水量调节槽进行曝气使复合有效微生物群增殖，然后在高度曝气槽中通过从曝气管和反洗管同时排出空气，与以往仅用曝气管进行曝气相比能够使复合有效微生物群之间更加碰撞，由此具有能够把生活废水净化到能够适合安全饮用程度的效果。此外，在本发明的高度曝气槽中，由于在槽内中央部把接触材料设置成悬浮状态，并且使曝气管和反洗管成90度角度进行设置，所以由于从曝气管和反洗管同时排出空气，在高度曝气槽内产生不能预测的乱水流，由此复合有效微生物群之间激烈碰撞，作为结果，能够进行对污水中的污浊物进行吸附分解处理的高度曝气，具有能够把生活废水净化处理到能够适合饮用程度的效果。此外，本发明的污泥存储槽，通过与分离沉淀槽和处理水量调节槽相连，把回收的量较多的污泥中的复合有效微生物群送到处理水量调节槽，进一步使其增殖，使分离沉淀槽、污泥存储槽、处理水量调节槽、高度曝气槽以及复合有效微生物群培养槽相互关联，由此具有通过协同作用能够把生活废水高度净化处理到适合饮用程度的效果。

这样，按照本发明的生活废水高度净化处理循环系统以及利用它的生活废水高度净化处理循环方法，可以对有限的水反复进行净化，作为生活用水使用，特别是在因沙漠化等缺水的国家或地区中有很高的利用价值，此外如果把本发明的构成单元化，在现场组装，则在确保地震、火灾、战争等中的避难生活的生活用水方面，具有非常有效的效果。

此外其效果是：在多个分离沉淀槽中分离沉淀的作为固相的污泥可以作为有机肥料用于田地和树木的栽培，此外，在杀菌处理前的高度净化后的水可以提供给池塘用于养鱼，此外也可以作为水耕栽培用的水使用。

附图说明

图1是方案一所述发明的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统整体状态图，省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。

图2是表示设置在构成本发明的生活废水高度净化处理循环系统的高度曝气槽内的一组曝气管和反洗管状态的立体图。

图3是方案三所述发明的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统的整体状态图，省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。

图4是表示在构成本发明的生活废水高度净化处理循环系统的高度曝气槽内的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料、曝气管和反洗管的关系状态的立体图。

附图标记说明

1住房

2废水回收管

10复合有效微生物群培养槽

11复合有效微生物群注入管

12通气管

12a、12b曝气管

13送气泵

20处理水量调节槽

21通气管

21a、21b曝气管

22水平送气管

23送气泵

24污水输送管

25潜水泵

30高度曝气槽

31通气管

31a、31b曝气管

32反洗气管

32a、32b反洗管

33水平送气管

34送气泵

35曝气水输送管

36a、36b网状体

37接触材料

40第一分离沉淀槽

41第一纵向流入管

42溢流堰

43分离净化水输送管

44浮渣(scum)通气管

44a、44b浮渣曝气管

45送气泵

46空气升液器(air lift)

47污泥回收管

50第二分离沉淀槽

51第二纵向流入管

52溢流堰

54浮渣通气管

54a、54b浮渣曝气管

55送气泵

56空气升液器

57污泥回收管

58高度净化水输送管

59净化水注入管

60污泥存储槽

61污泥下流管

62污泥存储槽回收管

63通气管

63a、63b曝气管

64送气泵

70杀菌器

80第一蓄水槽

81第一存储水输送管

82第一蓄水槽纵向流入管

83空气升液器

84沉淀蓄水槽输水管

85第二蓄水槽

86第二存储水输送管

87第二蓄水槽纵向流入管

88空气升液器

90沉淀蓄水槽

91a、91b、91c、91d开式隔壁(開放隔壁)

92第一室

93第二室

94第三室

95第四室

96通气管

97反洗气管

98过滤材料

99水平送气管

100送气泵

具体实施方式

本发明的方案一所述的生活废水高度净化处理循环系统具有复合有效微生物群培养槽，该复合有效微生物群培养槽存储并培养由以乳酸菌、酵母及光合细菌为主的有用微生物的共生体与油分解微生物构成的复合有效微生物群，所述生活废水高度净化处理循环系统设置有处理水量调节槽，该处理水量调节槽连接在所述复合有效微生物群培养槽上，通过把含有污浊物的生活废水、在复合有效微生物群培养槽中培养的复合有效微生物群及存储在污泥存储槽中的污泥混合并曝气，复合有效微生物群边分解污水中的污浊物，边增殖。

在此所说的复合有效微生物群中，所谓的以乳酸菌、酵母及光合细菌为主的有用微生物的共生体，例如是指作为一般在市场上销售的可以得到的有效微生物EM·1(商品名，有限会社サン興産業制造)或EM·ア一ゼロン(商品名，日本ライフ株式会社制造)等，所谓油分解微生物例如是指含有油分解微生物细菌GT1000-HC(商品名，美国生物起源技术有限公司(Bio-Genesis Technology)制造)的スノムワイドN(商品名，有限会社アセンテイ制造)。

在处理水量调节槽中增殖的复合有效微生物群与污水一起通过潜水泵送入到相邻的高度曝气槽内，优选的是：例如如果处理水量调节槽和高度曝气槽的纵向长度和横向长度相同，则使处理水量调节槽的深度比高度曝气槽的深度深，使处理水量调节槽的容量比高度曝气槽的容量大，使更多的复合有效微生物群在处理水量调节槽内增殖，使得送入到高度曝气槽内的复合有效微生物群的量更多。

通过把更多的复合有效微生物群送到高度曝气槽中，能够增加吸附分解处理高度曝气槽内污水中的污浊物的能力。

处理水量调节槽还具有调节流入与其连接设置的高度曝气槽中的复合有效微生物群量的作用，例如利用设置在处理水量调节槽中的潜水泵恰当的工作，能够调节送入高度曝气槽中的污水量。

在高度曝气槽内，利用从设置在高度曝气槽内的多根曝气管排出的空气对污水进行曝气，并且通过从设置在曝气管上方附近与曝气管成90度角的多根反洗管也同时喷涌排出空气，污水在高度曝气槽内相互碰撞，其结果，污水中的有效微生物之间在高度曝气槽内强烈地碰撞。在该碰撞时，可以认为一部分有效微生物的细胞壁破坏，其中的细胞质渗出。可以断定由于渗出的细胞质成胶体状，具有粘性、弹性，所以可以把污水中的污浊物有效地吸附在该细胞质上。

可以认为在高度曝气槽中处理过的污水中的污浊物成为大体以有效微生物的细胞质为中心高度凝聚的状态，该污水在这种状态下，被送到设置成与高度曝气槽相连的分离沉淀槽中。在分离沉淀槽中，由于可以认为被有效吸附在有效微生物细胞质上的污浊物处于高度凝聚的状态，所以该凝聚物的单位重量大，因此由于自重，其沉淀速度也比较快，高效率地沉淀在分离沉淀槽内的底部。此外，与这些凝聚的污浊物分离的作为液相的净化水，停留在上方。

分离沉淀槽以至少串联配置2个的方式连接，在设置成与高度曝气槽相连的第一分离沉淀槽中，由于一部分吸附在有效微生物的细胞质上的污浊物处于分解过程中，所以因分解时产生的气体使一部分处于上述凝聚状态的污浊物被抬向上方，处于浮游状态。在上方浮游的凝聚物一般被称为浮渣(scum)，处理成使该浮渣不流入相连的第二分离沉淀槽中。

该处理首先通过把固相的污泥用空气升液器吸起送到污泥存储槽中，使第一分离沉淀槽内的水位降低。此后，从设置在第一分离沉淀槽内的曝气管排出空气进行曝气。利用该曝气，把吸附在浮渣上的气体清除掉，该浮渣沉淀到第一分离沉淀槽底部，与液相分离。通过这样处理使浮渣不流入第二分离沉淀槽。

另一方面，优选使作为第一分离沉淀槽和第二分离沉淀槽的多个分离沉淀槽内的内壁例如象聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂那样，表面为光滑的加工，在表面足够光滑的情况下，污水中处于凝聚状态的污浊物不会附着在内壁面上，可以更高速地进行固相和液相的分离。

接着，在第一分离沉淀槽中分离的液相越过溢流堰，送入到第二分离沉淀槽，作为在第一分离沉淀槽中分离沉淀的固相的污泥由空气升液器吸起进行回收，送入到污泥存储槽中。

在第二分离沉淀槽中由于流来的作为液相的水被高度净化，所以不会象上述第一分离沉淀槽那样产生浮渣，因此在第二分离沉淀槽内原则上没有必要设置排出空气进行曝气的曝气管。可是为了进行更高的净化，也可以设置曝气管，还可以串联设置更多的分离沉淀槽。

在第二分离沉淀槽中分离的水被高度净化，该净化水通过设置成连接在最末尾的第二分离沉淀槽上的杀菌器，利用氯或紫外线等对细菌等进行杀菌处理，可以作为生活用水再利用。

此外一部分在第二分离沉淀槽中分离后的水，不通过杀菌器被提供到所述复合有效微生物群培养槽内，用于培养复合有效微生物群。

本发明的方案二所述的生活废水高度净化处理循环系统是在上述方案一所述的生活废水高度净化处理循环系统中，设置有沉淀蓄水槽，该沉淀蓄水槽连接在串联配置的多个分离沉淀槽中最末尾的分离沉淀槽上，在该沉淀蓄水槽中把在最末尾的分离沉淀槽中分离的作为液相的净化水，利用从设置在沉淀蓄水槽内的曝气管和反洗管排出的空气同时进行曝气，把万一还含有的微量有机物分离。

把有机物分离后的净化水被送到杀菌器进行杀菌处理，作为生活用水再利用。此外，一部分在沉淀蓄水槽中分离后的净化水不通过杀菌器提供到所述复合有效微生物群培养槽内，用于培养复合有效微生物群。

本发明的方案三所述的生活废水高度净化处理循环系统是在上述方案一所述的生活废水高度净化处理循环系统中设置第一蓄水槽，该第一蓄水槽连接在串联配置的多个分离沉淀槽中最末尾的分离沉淀槽上，临时存储在最末尾的分离沉淀槽中分离后的净化水。沉淀蓄水槽设置成连接在第一蓄水槽上，由第一蓄水槽流入的净化水通过从设置在沉淀蓄水槽内的曝气管和反洗管排出的空气同时进行曝气，把万一还含有的微量有机物分离。

第二蓄水槽设置成连接在沉淀蓄水槽上，从沉淀蓄水槽排出的高度净化后的水临时存储在该第二蓄水槽中。从第二蓄水槽排出的净化水通过杀菌器，作为生活用水再利用。此外，一部分从第二蓄水槽排出的净化水不通过杀菌器提供到复合有效微生物群培养槽内，用于培养复合有效微生物群。这样，通过设置第一蓄水槽和第二蓄水槽，能够存储大量的净化水，即使对于急剧使用净化水的情况也能够应付。

本发明的方案四所述的生活废水高度净化处理循环方法是通过利用方案一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统对生活废水进行处理，把生活废水净化后作为生活用水再利用，把再利用后产生的含有污浊物的生活废水再利用相同的方案一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理净化，作为生活用水反复再利用。

下面参照图1至图4进行详细说明。

实施例一

图1是作为方案一的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统的整体状态图，省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。图4表示在槽内中央部位把接触材料配置成悬浮状态的高度曝气槽的一个实施例。住房1是人们生活的住房，把来自厨房、浴室、盥洗室、厕所等的废水全部回收，废水回收管2设置成连接在住房1和处理水量调节槽20上，使回收的该生活废水流入到图1中处理水量调节槽20的左端上部。

在处理水量调节槽20的左端上部除了废水回收管2以外，连接设置有复合有效微生物群注入管11，该复合有效微生物群注入管11注入用于分解生活废水中的污浊物的复合有效微生物群，并且连接设置有污泥下流管61，污泥的一部分从该污泥下流管61向下流，用于对污泥存储槽60中的污泥再次进行分解处理，污泥存储槽60存储对污水进行处理后产生的污泥。

复合有效微生物群注入管11的另一端设置成连接在存储并培养所述复合有效微生物群的复合有效微生物群培养槽10的底部上，在复合有效微生物群培养槽10的上部连接设置有净化水注入管59。从净化水注入管59流入用后面叙述的第二分离沉淀槽50分离后的净化水。

此外，在复合有效微生物群培养槽10内配置有通气管12，从适当的送气泵13送出的空气从以T形方式固定在通气管12前端上的曝气管12a、12b出来变成空气泡排出进行曝气，使得在从净化水注入管59流下的净化水中有效地培养复合有效微生物群。

复合有效微生物群是EM·1(商品名，有限会社サン興産業制造)和スノムワイドN(商品名，有限会社アセンテイ制造)的混合物，在复合有效微生物群培养槽10中，相对于100升的水投入500cc的EM·1和500g的スノムワイドN，再分别投入破碎后的蔬菜碎末和天麸罗油等植物性废油各500g，进行大约三天的曝气培养，存储培养后的复合有效微生物群。通过根据要处理的生活废水的量每月一次左右重新培养该复合有效微生物群，可以确保足够的量。

另一方面，在所述处理水量调节槽20内从上方向下方配置有多根通气管21，通气管21的上部与水平送气管22连接，水平送气管22与送入空气的送气泵23连接。曝气管21a、21b成T形固定在通气管21的前端，从送气泵23送来的空气通过水平送气管22和通气管21，从曝气管21a、21b出来变成空气泡排出，对处理水量调节槽20中的污水进行曝气。

处理水量调节槽20中的污水从图1中的左向右缓慢向下游移动，在该处理水量调节槽20的右端，连接设置有把处理水量调节槽20中的污水送入高度曝气槽30内的污水输送管24，污水输送管24的入口端部配置成埋设在处理水量调节槽20内的污水中，并且把潜水泵25固定在其前端部。此外，污水输送管24的另一端设置成连接在高度曝气槽30的左端上，通过驱动所述潜水泵25，被输送的污水流入到高度曝气槽30内。

由于在处理水量调节槽20内，复合有效微生物群与污水边混合边进行曝气，所以由复合有效微生物群对污水中的污浊物进行分解，并且复合有效微生物群相反成为增殖的状态。含有复合有效微生物群的污水利用污水输送管24被送到高度曝气槽30中，优选的是送到高度曝气槽30中的复合有效微生物群的量越多越好，为此做成处理水量调节槽20的深度比高度曝气槽30的深度深，使图1中的处理水量调节槽20的容量比高度曝气槽30的容量大。

此外，在潜水泵25上连接设置浮动开关(图中没有表示)，在处理水量调节槽20中的水量在规定量以上时，浮动开关自动工作，驱动潜水泵25，使处理水量调节槽20内的污水通过污水输送管24流向高度曝气槽30内。

如图2所示，在高度曝气槽30内，在前端部成T形固定着曝气管31a、31b的通气管31与同样在前端部固定着反洗管32a、32b的反洗气管32设置成：曝气管31a、31b和反洗管32a、32b成90度角交叉，使图2所示的两根通气管31和两根反洗气管32(合计四根)为一组，在图1的实施例中，在高度曝气槽30内配置了两组。此外，通气管31和反洗气管32的配置根数可以根据曝气处理的污水量增加或减少。

设置成通气管31和反洗气管32的上部端部与水平送气管33连接，水平送气管33设置成与送入空气的送气泵34连接。从送气泵34送入的空气通过水平送气管33、通气管31和反洗气管32，从曝气管31a、31b、反洗管32a、32b出来成为空气泡同时排出，对高度曝气槽30内的污水进行曝气。在此，由于通气管31的曝气管31a、31b相对于反洗气管32的反洗管32a、32b成90度角配置，被曝气的污水在高度曝气槽30内成为相互剧烈碰撞的状态。因此可以认为含在污水中的有效微生物如前所述相互强烈碰撞，一部分碰撞后的有效微生物的细胞壁破裂，其中的细胞质渗出。由于渗出的细胞质为胶体状，具有粘性、弹性，所以可以判断废水中的污浊物被有效地吸附在该细胞质上。

曝气水输送管35设置成连接在高度曝气槽30上，如果通过驱动所述潜水泵25把处理水量调节槽20内的污水送入到高度曝气槽30内，该高度曝气槽30内的水量变成在规定的量以上，则自然流入到第一纵向流入管41内的大体上部，该第一纵向流入管41设置在与高度曝气槽30相邻的第一分离沉淀槽40内，为下部敞开的圆筒形。

可以认为流入到第一纵向流入管41内的污水在高度曝气槽30内高度曝气处理的结果，污浊物成为大体以有效微生物的细胞质为中心高度凝聚的状态，所以该凝聚的污浊物通过在第一纵向流入管41内缓慢向下流动，沉淀在第一分离沉淀槽40的底部。

第一纵向流入管41的下端部配置在比第一沉淀分离槽40的底面更靠上方的部位，使得在高度曝气槽30中进行了高度曝气处理后的污水流入到第一纵向流入管41内的上部时，不会把已经沉淀到第一分离沉淀槽40底部的作为固相的沉淀物扬起。

这样，凝聚污浊物的沉淀物停留在在第一分离沉淀槽40的底面上，另一方面，与污浊物分离的净化水停留在第一分离沉淀槽40的上部。

停留的净化水逐渐越过溢流堰42，通过分离净化水输送管43，流入到第二纵向流入管51内的大体上部，该第二纵向流入管51设置在相对于第一分离沉淀槽40串联配置的第二分离沉淀槽50内，为下部敞开的圆筒形。由于流入第二纵向流入管51内的净化水已经得到净化，所以几乎不含凝聚的污浊物，通过在第二纵向流入管51内缓慢向下流动，也许含有的微量的凝聚污浊物沉淀在第二分离沉淀槽50底部，高度净化后的净化水停留在第二分离沉淀槽50的上部。

设置在第二分离沉淀槽50内的第二纵向流入管51的下端部与所述第一纵向流入管41相同，配置在比第二沉淀分离槽50底面更靠上方的部位，使得在第一分离沉淀槽40中与污浊物分离的净化水流入第二纵向流入管51内的上部时，即使在万一的情况下，沉淀在第二分离沉淀槽50底部的作为固相的沉淀物也不会扬起。

浮渣通气管44沿上下方向配置在第一分离沉淀槽40内，曝气管44a、44b以T形固定在浮渣通气管44的下部前端。浮渣通气管44的上部设置成与送气泵45连接，所述浮渣在第一分离沉淀槽40上部浮游的情况下，通过从送气泵45送入空气，从曝气管44a、44b排出空气泡进行曝气，清除掉附着在浮游着的浮渣上的气体。

在图1中，浮渣曝气管54也沿上下方向配置在第二分离沉淀槽50内，在万一浮渣在第二分离沉淀槽50内浮游时，利用以T形固定在浮渣通气管54下部前端的浮渣曝气管54a、54b，从送气泵55送入的空气排出，变成空气泡进行曝气。

空气升液器46、56设置在第一纵向流入管41和第二纵向流入管51的中央部位，分别吸起沉淀在第一分离沉淀槽40底部的污泥或沉淀在第二分离沉淀槽50底部的污泥，通过污泥回收管47、57并经过污泥存储槽回收管62，回收到污泥存储槽60内。

停留在第二分离沉淀槽50的上部被高度净化后的净化水，逐渐越过溢流堰52，沿高度净化水输送管58向下游流动，在杀菌器70中用氯进行杀菌，作为生活用水在住房1内再利用。杀菌器70除了用氯杀菌以外，也可以用紫外线照射杀菌或二者同时使用。此外，在高度净化水输送管58的杀菌器70之前的位置(在图1中为杀菌器70的右侧)，设置装拆自如的、内部装有过滤网的过滤网盒(图中没有表示)，沿高度净化水输送管58内向下游流动的净化水中的悬浮杂粒由该过滤网清除。因此悬浮杂粒不会流入杀菌器70中。

用杀菌器70杀菌后的水的水质检查结果作为实施例表示在表1至表3中。在本发明的高度曝气槽30中设置的曝气管31a、31b和反洗管32a、32b中，使从反洗管32a、32b排出空气进行的曝气停止，仅用曝气管31a、31b进行曝气处理后的水的水质检查结果作为比较例表示在表1至表3中。该水质检查在株式会社ミズラボ(计量认证事业登记(計量証明事業登録)东京都第1290号)进行。

表1表示采用平成15年度厚生劳动省令101号有关水质标准的省令规定的检查方法，进行15项检查的结果，表2表示全氮、全磷和氨态氮的检查结果，表3表示5项的检查结果，按照本发明的生活废水高度净化处理循环系统，例如将生活废水高度净化成BOD为1的适合饮用的程度。特别是由表1可以明确：对于平成15年度厚生劳动省令101号水质标准涉及的15个项目，在有机物(总有机碳(TOC)的量)这一项目出现了明显的差异。比较例(仅用高度曝气槽30中的曝气管31a、31b进行曝气)的值超过了标准值，其结果，臭味、色度及浑浊度也同样超过了标准值(或者不符合标准)，判定为比较例不符合自来水法水质标准。与此相对，实施例(用在高度曝气槽30中成90度角设置的曝气管31a、31b和反洗管32a、32b同时曝气)在15个项目中的所有项目都在标准值以下(或者符合标准)，判定为符合自来水法水质标准。此外，对于全氮、全磷、BOD、COD及SS，比较例(仅用高度曝气槽30的曝气管31a、31b进行曝气)的值都比实施例(用在高度曝气槽30中成90度角设置的曝气管31a、31b和反洗管32a、32b同时曝气)的计量值高，比较例的水质显著降低。如表1至表3所示的实施例与比较例的水质试验结果的差异是由于以下原因造成的，即：在本发明的实施例中，通过在高度曝气槽30中使曝气管31a、31b和反洗管32a、32b成90度角设置，从曝气管31a、31b和反洗管32a、32b同时排出空气进行曝气，在高度曝气槽30内产生不能预测的乱水流，其结果复合有效微生物群之间相互碰撞，作为其效果，实施例吸收分解处理污水中的污浊物的能力与比较例相比有显著提高。如比较例所示的如以往那样仅利用曝气管31a、31b进行曝气，在高度曝气槽30内仅仅产生一定方向的水流，而不会产生如本发明发生的、利用曝气管31a、31b曝气产生的水流与利用反洗管32a、32b曝气产生的水流激烈碰撞所产生的乱水流。可以判断是由于高度曝气槽30内产生的水流的不同导致出现了实施例与比较例的水质检查结果的差异。考虑到根据处理水量调节槽20与高度曝气槽30每个技术特征的相互关联；以及第一分离沉淀槽40和第二分离沉淀槽50、污泥存储槽60、处理水量调节槽20、高度曝气槽30及复合有效微生物群培养槽10相互关联的效果，进一步参考本发明申请时把生活废水处理成利用前的水质水平或者同等的水质水平是非常困难的技术常识，利用本发明所产生的效果与以往技术相比是极其显著的。

表1

检查项目	单位	实施例	比较例	标准值
					硝酸态氮和亚硝酸态氮	mg/l	6.21	4.61	10mg/l以下
氯化物离子	mg/l	18.7	20.1	200mg/l以下
					有机物[总有机碳(TOC)的量]	mg/l	2.9	5.4	5mg/l以下
一般细菌	-	0	0	100个/ml以下
					大肠杆菌	-	没有检测到	没有检测到	检测不到
pH值	-	7.8(18℃)	8.0(13℃)	5.8～8.6
					臭味	-	无异常	有异常	无异常
味	-	无异常	---	无异常
					色度	度	1	18	5度以下
浑浊度	度	小于1	3	2度以下
					锌及其化合物	mg/l	0.01	0.02	1.0mg/l以下
铁及其化合物	mg/l	0.01	0.12	0.3mg/l以下
					铜及其化合物	mg/l	小于0.01	小于0.01	1.0mg/l以下
铅及其化合物	mg/l	0.004	小于0.001	0.01mg/l以下
					蒸发残留物	mg/l	267	283	500mg/l以下
判定	自来水法水质标准	符合	不符合	平成15年度厚生劳动省令101号

表2

项目	单位	实施例	比较例	废水标准值	计量方法
						全氮	mg/l	1.7	8.4	20以下	JISK0102-45.2
全磷	mg/l	0.84	1.03	2以下	JISK0102-46.3.1
						氨态氮	mg/l	小于0.5	小于0.5	100以下	JISK0102-42.2

表3

项目	单位	实施例	比较例	废水标准值	计量方法
						氢离子浓度(pH)	-	8.1(15℃)	8.1(13℃)	5.8～8.6	JISK01 02-12.1
生化需氧量(BOD)	mg/l	1	3.2	20以下	JISK01 02-21
						化学需氧量(COD)	mg/l	3.4	11	20以下	JISK01 02-17
浮游物质量(SS)	mg/l	小于1	16	40以下	环境厅告示第59号附表8
						大肠杆菌群数	个/ml	小于30	小于30	3000以下	JISK01 02-72.3

一部分超过溢流堰52的高度净化后的净化水不通过杀菌器70，通过净化水注入管59送到复合有效微生物群培养槽10中再利用。此外，为了把通过杀菌器70的净化水稳定地提供到住房1内，可以与杀菌器70连接设置临时存储该净化水的存储水槽，也可以使超过存储水槽容量的净化水直接流向废水回收管2。

通气管63在污泥存储槽60内沿上下方向配置，在其前端以T形固定有曝气管63a、63b，通气管63的上部设置成连接在送气泵64上。

由于存储在污泥存储槽60内的污泥逐渐固化，通过用适当的送气泵64送入空气，从通气管63的曝气管63a、63b排出空气泡进行曝气，使污泥软化，该污泥能够从污泥下流管61向下流动到处理水量调节槽20中。

此外，利用上述实施例一的生活废水高度净化处理循环系统对生活废水反复再利用的结果，在用于净化处理的水量不足的情况下，可以把河流、池塘等的水或者雨水与生活废水一起通过废水回收管2进行补充。

实施例二

下面对实施例二进行说明。图3是方案三所述发明的一个实施例，是生活废水高度净化处理循环系统的整体状态图，省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。由于住房1、复合有效微生物群培养槽10、处理水量调节槽20、高度曝气槽30、第一分离沉淀槽40、第二分离沉淀槽50、污泥存储槽60、杀菌器70的结构与所述实施例一相同，所以省略说明，在此对设置成连接在第二沉淀分离槽50上的第一蓄水槽80、设置成与第一蓄水槽80连接的沉淀蓄水槽90和设置成与沉淀蓄水槽90连接的第二蓄水槽85的结构进行说明。

高度净化后的净化水越过第二沉淀分离槽50内的溢流堰52向下游流动，通过第一存储水输送管81，流入第一蓄水槽纵向流入管82内的大体上部，该第一蓄水槽纵向流入管82设置在第一蓄水槽80内的中央部位，为下部敞开的圆筒形。

利用空气升液器83吸入存储在第一蓄水槽80内的净化水，通过沉淀蓄水槽输水管84，注入到设置成与该沉淀蓄水槽输水管84连接的沉淀蓄水槽90中。此外在本实施例中，利用空气升液器83输送水，但也可以用潜水泵代替空气升液器输送水。

沉淀蓄水槽90内用4块开式隔壁91a、91b、91c和91d隔开，使净化水可以在图3中从左向右顺序向下游流动。从沉淀蓄水槽输水管84向下游流动的净化水首先进入到第一室92。在第一室92、第二室93和第三室94中配置有图2所示那样的通气管96和反洗气管97，在通气管96的前端成T形固定着曝气管，在反洗气管97的前端成T形固定着反洗管，另一端设置成连接在水平送气管99上。送气泵100设置成连接在水平送气管99上，根据净化水的状态，从送气泵100送入空气，可以从曝气管和反洗管同时排出空气泡进行曝气处理。

利用该曝气处理可以使万一在第一室92、第二室93和第三室94内的净化水中含有的有机物分离。

从第三室94向下游流动的净化水移动到第四室95的上部，在第四室95中配置有用活性碳或与此相当的过滤介质制作的过滤材料98。第四室95上部的净化水透过该过滤材料98移动到第四室95下部。此时，净化水利用过滤材料98进一步净化。通过了过滤材料98的净化水经过开式隔壁91d的下部，通过第二存储水输送管86，向下游流到第二蓄水槽85内。

在第二蓄水槽85内中央部位以纵向方式设置有第二蓄水槽纵向流入管87，该第二蓄水槽纵向流入管87是下部敞开的圆筒形，在其中心位置配置有空气升液器88。通过第二存储水输水管86存储到第二蓄水槽85内的净化水，由该空气升液器88吸起，在高度净化水输送管58内向下游流动，通过杀菌器70进行杀菌，作为生活用水在住房1内再利用。杀菌器70除了用氯进行杀菌以外，也可以用紫外线照射进行杀菌，或两者同时使用。此外在本实施例中，利用空气升液器88输送水，但也可以用潜水泵代替空气升液器输送水。

一部分在第二蓄水槽85内的净化水不通过杀菌器70，通过净化水注入管59送到复合有效微生物群培养槽10中再利用。此外，为了把通过杀菌器70的净化水稳定地提供到住房1内，也可以设置连接在杀菌器70上的临时存储该净化水的存储水槽，超过该存储水槽容量的净化水可以直接向下游流到废水回收管2中，这与实施例一相同。

此外，利用上述实施例二的生活废水高度净化处理循环系统使生活废水反复再利用的结果，在用于净化处理的水量不足的情况下，可以把河流、池塘等的水或者雨水与生活废水一起通过废水回收管2进行补充，这也与上述实施例一相同。

下面对图4进行说明。图4是表示在上述实施例一和实施例二中的高度曝气槽30的槽内。

以把图4中的高度曝气槽30的中央部夹在中间的方式，分别沿左右张开架设网状体36a、36b，在中央部，大量塑料制的接触材料37配置成悬浮状态。接触材料37可以做成各种各样的形状，但该接触材料37做成比网状体36a、36b的一个网格大，因此不能穿过网状体36a到达网状体36a的上方，此外也不能穿过网状体36b到达网状体36b的下方。

与图2相同，在通气管31、反洗气管32的前端部分别以T形固定着曝气管31a、31b、反洗管32a、32b，从送气泵34送来的空气经过水平送气管33到达通气管31、反洗气管32，分别从曝气管31a、31b和反洗管32a、32b出来成为空气泡同时排出，高度曝气槽30内的污水被强烈搅拌并曝气。

可以认为：如果高度曝气槽30内的污水被搅拌，则利用接触材料37之间相互碰撞，在污水中存在的有效微生物也与接触材料37碰撞，增加了死灭的机会。可以认为：如果死灭的有效微生物的量增加，则如上述所述，污水中的污浊物能够被从有效微生物的破坏的细胞壁渗出的细胞质更大量地吸附、更高度地凝聚。附着在接触材料37表面的一部分复合有效微生物群(生物膜)，由于曝气管31a、31b与反洗管32a、32b同时曝气产生的碰撞水流以及由此产生的接触材料37之间的碰撞而死灭，死灭的复合有效微生物群从接触材料37剥离。该剥离的死灭的复合有效微生物群具有在高度曝气槽30内吸附污水中的污浊物并使其高度凝聚的效果，该效果是利用曝气管31a、31b与反洗管32a、32b同时曝气所得到的效果之一。

此外在实施例二中，也可以具有以下的构成：在沉淀蓄水槽90的底部通过回收阀(图中没有表示)连接设置有沉淀回收管(图中没有表示)，准备在污浊物沉淀在沉淀蓄水槽90内底部的情况下，回收该沉淀物，把该沉淀回收管的另一端连接设置在所述污泥存储槽回收管62上，通过打开回收阀把沉淀蓄水槽90内的沉淀物回收到污泥存储槽60中。

Claims (4)

1.一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：

复合有效微生物群培养槽，存储并培养复合有效微生物群，该复合有效微生物群由以乳酸菌、酵母和光合细菌为主的有用微生物共生体与油分解微生物构成；

处理水量调节槽，把生活废水、复合有效微生物群培养槽中的复合有效微生物群和污泥存储槽中的污泥混合并进行曝气，使复合有效微生物群增殖，并且调节流入高度曝气槽中的复合有效微生物群的量；

高度曝气槽，通过在槽内中央部位把接触材料配置成悬浮状态，并且使曝气管和反洗管成90度的角度进行设置，从所述曝气管和所述反洗管同时排出空气进行曝气，使从所述处理水量调节槽流入的复合有效微生物群之间相互碰撞，对污水中的污浊物进行吸附分解处理；

串联配置的多个分离沉淀槽，其把用所述高度曝气槽处理后的污水分离成固相和液相；

污泥存储槽，回收并存储沉淀在多个所述分离沉淀槽中的污泥；以及

杀菌器，对用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行杀菌处理。

2.一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：

权利要求1所述的复合有效微生物群培养槽、处理水量调节槽、高度曝气槽、串联配置的多个分离沉淀槽以及污泥存储槽；

沉淀蓄水槽，通过对用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行曝气来分离有机物；以及

杀菌器，对用所述沉淀蓄水槽处理后的净化水进行杀菌处理。

3.一种生活废水高度净化处理循环系统，其特征在于包括：

权利要求1所述的复合有效微生物群培养槽、处理水量调节槽、高度曝气槽、串联配置的多个分离沉淀槽以及污泥存储槽；

第一蓄水槽，存储用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水；

沉淀蓄水槽，通过对从所述第一蓄水槽流入的净化水进行曝气来分离有机物；

第二蓄水槽，存储用所述沉淀蓄水槽分离处理后的净化水；以及

杀菌器，对所述第二蓄水槽的净化水进行杀菌处理。

4.一种生活废水高度净化处理循环方法，其特征在于，把生活废水利用权利要求1至权利要求3中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理，作为生活用水再利用，再把再利用后产生的生活废水利用相同的权利要求1至权利要求3中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理净化，作为生活用水反复再利用。

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