CN105271512B - 厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法包含：将废水导引通过一废水处理槽，以便进行处理废水；在该废水处理槽内将废水利用一厌氧废水处理装置进行厌氧处理反应；在该废水处理槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集；将部分或全部沼气体回收循环输送至一沼气浮除装置；及在该废水处理槽内将废水利用该沼气浮除装置的沼气体进行浮除作业，以便回收悬浮细小厌氧污泥，并产生浮除厌氧污泥。本发明可简化系统整体构造，提高厌氧废水处理效率。

Description

厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法

技术领域

本发明关于一种厌氧污泥浮除循环废水处理与回收厌氧污泥系统及其方法；特别是关于一种厌氧污泥以沼气加压方式浮除循环废水处理与回收厌氧污泥系统及其方法；更特别是关于一种多阶厌氧污泥浮除循环废水处理与回收厌氧污泥系统及其方法。

背景技术

常用厌氧废水处理系统及其方法，例如：中国台湾专利公告第450946号″废水生物净化处理装置″的发明专利案，其揭示一种废水生物净化处理装置。该废水生物净化处理装置包含一圆柱体、一UASB反应室、一好氧反应室、一隔开装置、一气体收集装置、一缓冲空间及一浮除装置；于圆柱体的底部设置UASB反应室，而圆柱体的顶部设置好氧反应室，UASB反应室及好氧反应室由隔开装置进行分隔，且隔开装置具有数个通孔，以允许厌气体经通孔流入好氧反应室。在气体收集装置的上方一预定距离处设置隔开装置，以便形成缓冲空间，以供厌气污泥通过缓冲空间，浮除装置设置于好氧反应室上方，以便将生物块状物与净化水隔开。

然而，前述中国台湾专利公告第450946号的废水生物净化处理装置及其方法必须设置UASB反应室、好氧反应室及其它相关配置设备〔例如：隔开装置、缓冲空间或浮除装置〕，因此其具有废水处理设备构造复杂、设备占用较大空间、操作程序复杂、处理效率不佳及处理成本增加的缺点。

另一常用厌氧废水处理系统及其方法，例如：中国台湾专利公告第I300059号″废水厌氧生物处理系统及方法″的发明专利案，其揭示一种含有机污染物的废水厌氧生物处理系统。该废水厌氧生物处理系统包含一厌氧污泥床反应槽及一溶解空气浮除〔DAF〕槽；厌氧污泥床反应槽用以厌氧微生物于厌氧污泥床反应槽中去除废水中的有机污染物，而溶解空气浮除槽用于对来自厌氧污泥床反应槽的出流水中的固体物进行固液两相分离，以回收流出厌氧污泥床反应槽的厌氧微生物，并送回厌氧污泥床反应槽中，以提升厌氧污泥床反应槽的水力负荷。

然而，前述中国台湾专利公告第I300059号的废水厌氧生物处理系统及其方法必须额外分隔设置溶解空气浮除槽，因而其具有废水处理设备构造复杂、设备占用较大空间及处理成本增加的缺点。另外，溶解空气浮除槽采用压缩空气方式进行溶解空气浮除作业，因此在溶解空气浮除过程中必然发生厌氧微生物接触到含在空气中的氧气。一旦厌氧微生物接触到氧气时，必然不利于厌氧微生物发生分解反应、生长或繁殖，因此其具有回收处理操作程序复杂及回收处理效率不佳的缺点。

显然，常用厌氧废水处理系统及其方法必然存在进一步改良其厌氧废水处理作业的潜在需求，例如：如何简化厌氧废水处理整体机构、如何提升厌氧废水处理效率或如何避免厌氧微生物接触到氧气。前述专利仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已，其并非用以限制本发明的范围。

发明内容

本发明较佳实施例的主要目的是提供一种厌氧污泥浮除循环废水处理与回收厌氧污泥系统，其利用一沼气浮除装置组合于一厌氧废水处理装置，再利用该厌氧废水处理装置所产生的沼气体输送至该沼气浮除装置，以便利用该沼气体的循环供应进行废水浮除与回收厌氧污泥作业，以达成简化整体构造的目的。

为了达成上述目的，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统包含：

一废水处理槽，其用以处理一废水，且该废水处理槽包含一第一位置及一第二位置；

一厌氧废水处理装置，其设置于该废水处理槽的第一位置；及

一沼气浮除装置，其设置于该废水处理槽的第二位置；

其中该厌氧废水处理装置所产生的沼气体输送至该沼气浮除装置，以便利用该沼气体的循环供应进行废水浮除与回收厌氧污泥作业，并产生一浮除厌氧污泥。

本发明较佳实施例的该废水处理槽的第一位置位于该废水处理槽的上半部，而该废水处理槽的第二位置位于该废水处理槽的下半部。

本发明较佳实施例的该浮除厌氧污泥输送至一厌氧污泥反应槽，再将该浮除厌氧污泥混合废水，并将该浮除厌氧污泥与废水输送回至该废水处理槽的厌氧废水处理装置。

本发明较佳实施例的该厌氧污泥反应槽还包含一滴滤生物处理装置。

本发明较佳实施例的该滴滤生物处理装置包含一废轮胎填充滴滤生物处理装置，并利用一废轮胎阵列形成一厌氧污泥生物膜。

本发明较佳实施例在该厌氧污泥反应槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置设置于一三相分离器之内。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置设置于一三相分离器之外。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置还包含一加压装置，以便利用该加压装置加压该沼气体。

本发明较佳实施例的另一目的是提供一种厌氧污泥浮除循环废水与回收厌氧污泥处理方法，其利用一沼气浮除装置组合于一厌氧废水处理装置，再利用该厌氧废水处理装置所产生的沼气体输送至该沼气浮除装置，以便利用该沼气体的循环供应进行废水浮除与回收厌氧污泥作业，以达成提升厌氧废水处理效率的目的。

为了达成上述目的，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含：

将一废水导引通过一废水处理槽，以便进行处理该废水；

在该废水处理槽内将该废水利用一厌氧废水处理装置进行厌氧处理反应；

在该废水处理槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集；

将部分或全部该沼气体循环输送至一沼气浮除装置；及

在该废水处理槽内将该废水利用该沼气浮除装置的沼气体进行浮除作业，并产生浮除厌氧污泥。

本发明较佳实施例的该废水处理槽的第一位置位于该废水处理槽的上半部，而该废水处理槽的第二位置位于该废水处理槽的下半部，如此该废水处理槽采用上流式废水处理。

本发明较佳实施例的该浮除厌氧污泥输送至一厌氧污泥反应槽，再将该浮除厌氧污泥混合废水，并将该浮除厌氧污泥与废水输送回至该废水处理槽的厌氧废水处理装置。

本发明较佳实施例的该厌氧污泥反应槽还包含一滴滤生物处理装置。

本发明较佳实施例的该滴滤生物处理装置包含一废轮胎填充滴滤生物处理装置，并利用一废轮胎阵列形成一厌氧污泥生物膜。

本发明较佳实施例在该厌氧污泥反应槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置设置于一三相分离器之内，以便在该三相分离器内进行沼气浮除及固液分离。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置设置于一三相分离器之外，以便在该三相分离器外进行沼气浮除及固液分离。

本发明较佳实施例的该沼气浮除装置还包含一加压装置，以便利用该加压装置加压该沼气体。

本发明的优点在于：

本发明的厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法，简化了系统整体构造，并提升了厌氧废水处理效率。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法的流程示意图。

图2是本发明第一较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统的示意图。

图3是本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统的示意图。

图4是本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统采用三相分离器的示意图。

图5是本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统采用滴滤生物处理装置的示意图。

具体实施方式

为了充分了解本发明，于下文将举例较佳实施例并配合附图作详细说明，且其并非用以限定本发明。

本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理与回收厌氧污泥系统及其方法适用于各种厌氧废水处理装置及各种厌氧微生物，例如：绝对厌氧微生物或非绝对厌氧微生物，但其并非用以限制本发明的范围。另外，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法适用于各种浮除装置，例如：一般浮除装置、加压浮除装置或沼气加压浮除装置，但其并非用以限定本发明的应用范围。

承上，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法采用废轮胎填充滴滤生物处理槽可制成单槽式、两槽式、三槽式或多槽式滴滤生物处理槽及各种废轮胎阵列，例如：水平并排阵列、垂直堆迭阵列或其混合阵列，但其并非用以限定本发明的范围。

承上，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法选择为采用多阶厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其方法，即其包含至少一前段厌氧废水处理步骤及至少一后段厌氧废水处理步骤，以提升厌氧废水处理效率及增加厌氧废水处理负荷量。

图1揭示本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法的流程示意图。请参照图1所示，本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含步骤S1：首先，将废水导引通过一废水处理槽，以便进行处理废水。举例而言，废水处理槽可选自一密闭圆柱简体或其它各种形状的密闭简体。废水可选自待处理高浓度有机废水，利用上流〔up-flow〕式导引通过废水处理槽，可去除废水的有机污染物。

本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含步骤S2：接着，在废水处理槽内将废水利用一厌氧废水处理装置进行厌氧处理反应。举例而言，厌氧废水处理装置较佳选自一高浓度、高活性的厌氧颗粒污泥床，如此废水中的大部分有机污染物在经过厌氧废水处理装置时发生厌氧发酵作用，并将有机污染物可降解为甲烷及二氧化碳。

本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含步骤S3：接着，在废水处理槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体〔例如：甲烷、二氧化碳及其混合气体〕进行适当收集，并将部分或全部回收。举例而言，选择利用一第一输送管将部分或全部沼气体输送至一加压装置〔例如：泵〕，以便进行后续加压浮除作业，如此其有效利用厌氧处理反应所产生的沼气体。或，选择将沼气体直接以管路适当输送至废水处理槽，以便进行后续加压浮除作业。

本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含步骤S4：接着，将沼气体循环输送至一沼气浮除装置。举例而言，利用一第二输送管将沼气体经由加压装置与已处理废水进行混合加压，以形成沼气加压过饱和液体，再将沼气加压过饱和液体经由一第三输送管输送至废水处理槽的沼气浮除装置或其它暂时储存装置。

本发明较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理方法包含步骤S5：接着，在废水处理槽内将废水利用沼气浮除装置的沼气体或沼气加压过饱和液体进行浮除与回收厌氧污泥作业，并产生浮除厌氧污泥。举例而言，高浓度、高活性的厌氧颗粒污泥床受废水的水流冲击造成厌氧颗粒破碎或分离出较细小的厌氧颗粒时，随着沼气体或沼气加压过饱和液体进行浮除而上升，并在废水表面形成浮除厌氧污泥。将浮除厌氧污泥适当回收再利用，以便充分利用厌氧污泥的厌氧处理能力，并降低厌氧污泥的使用成本。

图2揭示本发明第一较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统的示意图，其仅以适当缩小比例尺寸及形状表示厌氧污泥浮除循环废水处理系统及其废水处理流向的技术特征。请参照图2所示，本发明第一较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统包含一废水处理槽1、一厌氧废水处理装置2及一沼气浮除装置3，且厌氧废水处理装置2及沼气浮除装置3适当配置于废水处理槽1内。

请再参照图2所示，举例而言，废水处理槽1用以处理废水，而将废水以管路〔图2左下方的右向箭头所示〕适当输送至废水处理槽1内，且经由适当厌氧处理〔图2下方的向上箭头所示〕后，将已处理废水以管路〔图2右上方的右向箭头所示〕适当输出至废水处理槽1之外。废水处理槽1选自一圆柱简体，其包含一第一位置〔废水处理槽1的下半部〕及一第二位置〔废水处理槽1的上半部〕。

请再参照图2所示，举例而言，厌氧废水处理装置2选自一厌氧污泥床〔UASB，up-flow anaerobic sludge bed〕。厌氧废水处理装置2配置于废水处理槽1下半部，且厌氧废水处理装置2对应于一入流散水器或一水平入环流输入管组〔图2左下方的右向箭头所示〕，因此其可省略设置一搅拌器或其类似装置。另外，被废水带动的厌氧污泥床的厌氧污泥落回废水处理槽1下半部，且在废水处理槽1内将厌氧处理反应所产生的沼气体〔例如：甲烷、二氧化碳及其混合气体〕进行适当收集。

请再参照图2所示，举例而言，沼气浮除装置3配置于废水处理槽1上半部，且沼气浮除装置3包含一加压装置31及一沼气储存筒32。举例而言，利用一第一输送管A将沼气体输送至加压装置31，再利用一第二输送管B将沼气体经由加压装置与已处理废水进行混合加压，并经沼气储存筒32输送回废水处理槽1，以便进行后续加压浮除作业。另外，将沼气加压过饱和液体经由一第三输送管C输送至废水处理槽1的沼气浮除装置3，以便进行循环浮除与回收厌氧污泥作业。

请再参照图2所示，举例而言，在废水处理槽1内将废水利用沼气浮除装置3的沼气体进行浮除作业〔图2上方的向上箭头所示〕，并产生一浮除厌氧污泥，且将浮除厌氧污泥经一第一溢流环堰11〔图2上方的左向及右向箭头所示〕或一溢流堰输送至废水处理槽1之外。厌氧废水处理装置2的高浓度、高活性的厌氧颗粒污泥床受废水的水流冲击造成厌氧颗粒破碎或分离出较细小的厌氧颗粒时，随着沼气体或沼气加压过饱和液体进行浮除而上升，并在废水表面形成浮除厌氧污泥。将该浮除厌氧污泥与废水适当混合输送回废水处理槽1〔图2左下方的右向箭头所示〕，以便充分利用厌氧污泥的厌氧处理能力，并降低厌氧污泥的使用成本。

图3揭示本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统的示意图，其对应于图2。请参照图3所示，相对于第一实施例，本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统还包含一三相分离器4及一滴滤生物处理装置5。三相分离器4适当配置于废水处理槽1上半部〔图3的右半部所示〕，而滴滤生物处理装置5适当配置于废水处理槽1的一侧〔图3的左半部所示〕。

图4揭示本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统采用三相分离器的示意图，其对应于图3的三相分离器。请参照图3及图4所示，三相分离器4用以将厌氧废水处理装置2的高浓度、高活性的厌氧颗粒污泥床将废水进行厌氧消化，并将产生的分离消化气及消化液与污泥颗粒进行分离，并回收浮除厌氧污泥，以提升厌氧废水处理效率。

请再参照图3所示，举例而言，沼气浮除装置3设置于三相分离器4之外，以便在三相分离器4外进行沼气浮除及固液分离，并沿着三相分离器4的外环墙上升后产生浮除厌氧污泥，且将该浮除厌氧污泥经第一溢流环堰11〔图3上方的左向及右向箭头所示〕输送至废水处理槽1之外。

请再参照图3及图4所示，举例而言，三相分离器4包含一沉降区〔三相分离器4下半部〕及一浮除区〔三相分离器4上半部〕。相对的，三相分离器4包含一板层沉降装置〔如图3所示〕或一板层沉降模组〔如图4所示〕，且将板层沉降装置或板层沉降模组设置于三相分离器4包含一沉降区内，以便沉降污泥经由一下开口流出三相分离器4之外。

请再参照图3及图4所示，举例而言，相对的，沼气浮除装置3包含一辅助沼气浮除装置30，且该辅助沼气浮除装置30设置于三相分离器4之内。三相分离器4的浮除区包含一第一弯流点〔图4右侧斜板开口位置所示〕及一第二弯流点〔图4左侧斜板角落位置所示〕，且将辅助沼气浮除装置30分别设置于第一弯流点及第二弯流点，以便在三相分离器4内进行高效率沼气浮除及三相分离器4内外的双重沼气浮除。

请再参照图3及图4所示，举例而言，在三相分离器4内将废水利用辅助沼气浮除装置30的沼气体或沼气加压过饱和液体进行浮除作业〔图4上方的向上箭头所示〕及固液分离，并产生浮除厌氧污泥，且将浮除厌氧污泥经一第二溢流环堰41〔图4上方的左向及右向箭头所示〕或一溢流堰输送至废水处理槽1之外。另外，在三相分离器4内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集。

图5揭示本发明第二较佳实施例的厌氧污泥浮除循环废水处理系统采用滴滤生物处理装置的示意图，其对应于图3的滴滤生物处理装置。请参照图3及图5所示，滴滤生物处理装置5包含一废轮胎填充滴滤生物处理装置50、一循环酸化固定反应槽51、一循环输送器52、一搅拌器53及一第三溢流环堰54〔或溢流堰〕。

请再参照图3及图5所示，举例而言，废轮胎填充滴滤生物处理装置50配置于滴滤生物处理装置5上半部，而循环酸化固定反应槽51配置于滴滤生物处理装置5下半部，且循环输送器52配置于滴滤生物处理装置5的一侧或其它适当位置。将搅拌器53延伸至循环酸化固定反应槽51内，以便在循环酸化固定反应槽51内进行适当搅拌，例如：间歇性自动搅拌。

请再参照图3及图5所示，举例而言，利用一第四输送管D将废水处理槽1及三相分离器4的浮除厌氧污泥输送至滴滤生物处理装置5。相对的，将废水输送至滴滤生物处理装置5，并利用一散水管501将废水散水通过废轮胎填充滴滤生物处理装置50的废轮胎阵列，且利用循环输送器〔例如：泵〕52将废水循环散水通过废轮胎阵列，如此在废轮胎阵列上形成一厌氧污泥生物膜，以增加处理废水能力，其处理废水能力包含生物化学需氧量〔biochemical oxygen demand，简称BOD〕、化学需氧量〔chemical oxygen demand，简称COD〕、氨氮等及其它生物可分解物质。

请再参照图3及图5所示，举例而言，另外，在循环酸化固定反应槽51内废水与浮除厌氧污泥持续进行酸化水解反应，且利用搅拌器53适当搅拌废水与浮除厌氧污泥，以便可进行初步前处理废水及活化浮除厌氧污泥。同时，废水处理槽1可进行废水的后处理部分。

请再参照图3及图5所示，举例而言，在循环酸化固定反应槽51内利用废轮胎填充滴滤生物处理装置50的滴滤及搅拌器53的进行搅拌作业方式处理废水，并产生浮除厌氧污泥，且将浮除厌氧污泥经第三溢流环堰54〔图5下半部所示〕或一溢流堰输送至滴滤生物处理装置5之外。另外，在滴滤生物处理装置5内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集，并选择输送回至废水处理槽1。

前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征，该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施；因此，本发明的权利范围须视后附权利要求范围所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种厌氧污泥浮除循环废水处理系统，其特征在于，包含：

一废水处理槽，其用以处理废水，且该废水处理槽包含一第一位置及一第二位置；

一厌氧废水处理装置，其设置于该废水处理槽的第一位置；

一第一沼气浮除装置，其设置于该废水处理槽的第二位置；

一辅助沼气浮除装置，其设置于该废水处理槽；及

一三相分离器，其设置于该废水处理槽，且该三相分离器具有一外环墙，以形成三相分离器之内及三相分离器之外；

其中，该第一沼气浮除装置设置于该三相分离器之外，该厌氧废水处理装置所产生的沼气体输送至该第一沼气浮除装置，以便利用沼气体的循环供应在该三相分离器之外所述第一沼气浮除装置进行一第一废水浮除及固液分离作业，并沿着三相分离器的外环墙上升后产生浮除厌氧污泥，

该辅助沼气浮除装置设置于该三相分离器之内，在该三相分离器之内该辅助沼气浮除装置对沼气体进行一第二废水浮除及固液分离作业，并产生浮除厌氧污泥，以便在该三相分离器之内、外进行双重沼气浮除作业。

2.依权利要求1所述的厌氧污泥浮除循环废水处理系统，其特征在于，所述浮除厌氧污泥输送至一厌氧污泥反应槽，再将所述浮除厌氧污泥混合废水，并将所述浮除厌氧污泥与废水输送回至所述废水处理槽的厌氧废水处理装置。

3.依权利要求2所述的厌氧污泥浮除循环废水处理系统，其特征在于，所述厌氧污泥反应槽还包含一滴滤生物处理装置。

4.依权利要求3所述的厌氧污泥浮除循环废水处理系统，其特征在于，所述滴滤生物处理装置包含一废轮胎填充滴滤生物处理装置，并利用一废轮胎阵列形成一厌氧污泥生物膜。

5.依权利要求1所述的厌氧污泥浮除循环废水处理系统，其特征在于，所述三相分离器包含一沉降区及一浮除区，而所述浮除区包含一弯流点，且将所述辅助沼气浮除装置设置于所述弯流点。

6.一种厌氧污泥浮除循环废水处理方法，其特征在于，包含：

将废水导引通过一废水处理槽，以便进行处理该废水；

在该废水处理槽内将废水利用一厌氧废水处理装置进行厌氧处理反应；

在该废水处理槽内将厌氧处理反应所产生的沼气体进行收集；

将沼气体循环输送至一第一沼气浮除装置，该第一沼气浮除装置设置于一三相分离器之外，一辅助沼气浮除装置设置于该三相分离器之内，该三相分离器具有一外环墙，以形成三相分离器之内及三相分离器之外；及

在该废水处理槽内在该三相分离器之外利用该第一沼气浮除装置对沼气体进行一第一废水浮除及固液分离作业，并沿着三相分离器的外环墙上升后产生浮除厌氧污泥，

在该三相分离器之内利用该辅助沼气浮除装置对沼气体进行一第二废水浮除及固液分离作业，并产生浮除厌氧污泥，以便在该三相分离器之内、外进行双重沼气浮除作业。

7.依权利要求6所述的厌氧污泥浮除循环废水处理方法，其特征在于，所述浮除厌氧污泥输送至一厌氧污泥反应槽，再将所述浮除厌氧污泥混合废水，并将所述浮除厌氧污泥与废水输送回至所述废水处理槽的厌氧废水处理装置。

8.依权利要求7所述的厌氧污泥浮除循环废水处理方法，其特征在于，所述厌氧污泥反应槽还包含一滴滤生物处理装置。

9.依权利要求8所述的厌氧污泥浮除循环废水处理方法，其特征在于，所述滴滤生物处理装置包含一废轮胎填充滴滤生物处理装置，并利用一废轮胎阵列形成一厌氧污泥生物膜。

10.依权利要求6所述的厌氧污泥浮除循环废水处理方法，其特征在于，所述三相分离器包含一沉降区及一浮除区，而所述浮除区包含一弯流点，且将所述辅助沼气浮除装置设置于所述弯流点。