CN105307984B - 有机性废水的生物处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种可适当捕食分散菌、进行稳定的生物处理的有机性废水的生物处理方法。有机性废水的生物处理方法，其是将有机性废水通入好氧性的第一生物处理槽而通过细菌生成分散菌，将来自该第一生物处理槽的包含分散菌的第一生物处理水，导入添加了流化床载体的好氧性的第二生物处理槽来被微小动物捕食的有机性废水的生物处理方法，其特征为整体的BOD容积负荷定为5kg/m3/d以下，将第一生物处理水中来自分散菌的SS的相对于第二生物处理槽内的载体的负荷定为8kg‑SS/m3‑载体/d以下。
Description
技术领域
本发明涉及对生活排水、污水、来自食品工厂或纸浆工厂等的有机性废水进行生物处理的方法，尤其是涉及将有机性废水通入好氧性的第一生物处理槽再通过细菌生成分散菌，将来自该第一生物处理槽的包含分散菌的第一生物处理水，导入已添加流化床载体的好氧性的第二生物处理槽，来被微小动物捕食的有机性废水的生物处理方法。
背景技术
对有机性废水进行生物处理时所使用的活性污泥法，因处理水质良好、保养容易等优点，而被广泛使用在污水处理或产业废水处理等。但是，因为运转所使用的BOD容积负荷为0.5-0.8kg/m3/d左右，所以需要大的占地面积。此外，因为经分解的BOD的20％被变换成菌体亦即污泥，所以大量的剩余污泥处理亦成为问题。
关于有机性废水的高负荷处理，已知添加有载体的流化床法。使用此方法时，使以3kg/m3/d以上的BOD容积负荷进行运转变为可能。但是，污泥产生量为经分解的BOD的30％左右，比一般活性污泥法更高而变成缺点。
在日本特公昭55-20649中，首先将有机性废水在第一处理槽中进行细菌处理，使排水所包含的有机物氧化分解，变换为非凝集性细菌的菌体后，在第二处理槽中通过被固着性原生动物捕食去除而使剩余污泥的减量化变为可能。进而，通过使用上述方法，高负荷运转变为可能，亦提高了活性污泥法的处理效率。多数人已研究了这种利用位于比细菌高位的原生动物或后生动物的捕食的废水处理方法。
在日本特开2000-210692中，已提出了针对由在日本特公昭55-20649的处理方法中成为问题的原水的水质变动引起的处理性能恶化的对策。作为具体的方法，可列举“将被处理水的BOD变动从平均浓度的中值调整至50％以内”、“经时地测定第一处理槽内及第一处理水的水质”、“于第一处理水的水质恶化时，将微生物制剂或种污泥添加于第一处理槽”等方法。
在日本特公昭60-23832中，已提案使细菌、酵母、放线菌、藻类、霉菌类或废水处理的初始沉淀污泥或剩余污泥被原生动物或后生动物捕食之际通过超声波处理或机械搅拌，使上述饵的絮状物尺寸小于动物口器的方法。
作为通过流化床与活性污泥法的多段处理的有机性废水的生物处理方法，在日本特许3410699中，已记载通过将后段的活性污泥法以BOD污泥负荷0.1kg-BOD/kg-MLSS/d以下的低负荷进行运转，使污泥自氧化，可大幅降低污泥抽出量的方法。
利用上述微小动物的捕食作用的多段活性污泥法实际上用在有机性废水处理，通过成为对象的排水使处理效率的提高、50％左右的污泥产生量的减量化成为可能。但是，此污泥减量效果目前仍不稳定。这是因为无法确立微小动物稳定的维持方法且无法确定成为饵的细菌与微小动物的比率。
在WO2007/088860中，记载了通过减低对于保持微小动物的第二生物处理槽的溶解性BOD污泥负荷，可使有助于污泥减量的微小生物保持槽的微小生物的量稳定。
然而，对第二生物处理槽投入的第一生物槽处理水中的分散菌过多时，第二处理槽的微小动物无法捕食完全，无法导致污泥产生量低减。此外，分散菌因为固液分离困难，因此无论使用何种固液分离手段，均有必要对固液分离条件保持余量。另外，因为第一生物处理水中的分散菌为对数增殖期的细菌，无法被微小动物捕食而进行自消化时，溶解性的有机物成分增加，使水的再利用(回收废水)变为困难。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特公昭55-20649
[专利文献2]日本特开2000-210692
[专利文献3]日本特公昭60-23832
[专利文献4]日本特许3410699
[专利文献5]WO2007/088860
发明内容
[发明要解决的课题]
本发明的目的是提供一种有机性废水的生物处理方法，其是将有机性废水通入好氧性的第一生物处理槽而通过细菌生成分散菌，将来自该第一生物处理槽的包含分散菌的第一生物处理水，导入添加了流化床载体的好氧性的第二生物处理槽来被微小动物捕食的有机性废水的生物处理方法，其中可在第二生物处理槽中适当捕食分散菌，进行稳定的生物处理。
[解决课题的手段]
本发明的有机性废水的生物处理方法，其是将有机性废水通入好氧性的第一生物处理槽而通过细菌生成分散菌，将来自该第一生物处理槽的包含分散菌的第一生物处理水，导入添加了流化床载体的好氧性的第二生物处理槽来被微小动物捕食的有机性废水的生物处理方法，其特征为整体的BOD容积负荷定为5kg/m3/d以下，将第一生物处理水中来自分散菌的SS相对于第二生物处理槽内的载体的负荷(以下称为分散菌载体负荷)定为8kg-SS/m3-载体/d以下。
[发明效果]
在本发明方法中，因为取得在第一生物处理槽中所生成的分散菌与在第二生物处理槽中通过微小动物而捕食分散菌的平衡，从而可防止在第二生物处理槽中分散菌的残留(无法捕食尽)。
附图说明
图1为实施方式相关的有机性废水的生物处理方法的流程图。
图2为实施方式相关的有机性废水的生物处理方法的流程图。
图3为实施方式相关的有机性废水的生物处理方法的流程图。
具体实施方式
以下对于本发明进一步详细说明。
图1表示本发明的实施方式相关的有机性废水的生物处理方法，通过第一生物处理槽1与第二生物处理槽2处理有机性废水。在该实施方式中，于第一生物处理槽1的底部设置曝气装置1b，将第一生物处理槽1作为未添加载体的曝气槽。第二生物处理槽2于底部具备曝气装置2b，作为具有载体2a的曝气槽。
将有机性废水导入第一生物处理槽1，通过细菌，氧化分解有机成分(溶解性BOD)的70％以上，优选为80％以上，更优选为85～90％。第一生物处理槽1的pH为6以上，优选为8以下。但是，在原水中大量包含油分或有机溶剂、表面活性剂时pH可为8.0以上。对第一生物处理槽1的BOD容积负荷为1kg/m3/d以上、HRT为24h以下、DO为1mg/L以下，优选成为0.05～0.5mg/L，由此可得到分散菌占优势化的处理水。此外，通过缩短HRT，可将BOD浓度低的排水以高负荷处理。
此外，将来自后段的生物处理槽的包含污泥的处理水的一部分返回第一生物处理槽1，或是可将第一生物处理槽1分成多段。其中，如果滞留时间(HRT)与最适值相比变长，则关系到丝状性细菌的占优势化或絮状物的形成，而生成在第二生物处理槽2中难以被捕食的细菌。因此，优选为将第一生物处理槽1的HRT控制为定值。由于最适当的HRT根据废水而有所不同，因此需要从预备试验或模拟等，求得可去除有机成分的70～90％的HRT。作为将HRT维持在最适当值的方法，有在排水量减少时，送回处理水的一部分，并将流入第一生物处理槽1的水量维持为一定，来稳定第一生物处理槽1的HRT的方法；或配合排水量变动使第一生物处理槽1的水位变动的方法。稳定的幅度，优选落入预备试验或模拟等所求得最适当HRT的0.75～1.5倍以内。
将第一生物处理槽1的处理水导入于底部具备曝气装置2b的第二生物处理槽2，由此，通过残存的有机成分的氧化分解、分散菌的自动分解及微小动物的捕食进行剩余污泥的减量化。在第二生物处理槽2中，为了利用与细菌相比增殖速度缓慢的微小动物的作用与细菌的自动分解，优选采用使微小动物与细菌滞留在系统内的运转条件及处理装置。可通过设置载体分离筛2c于第二生物处理槽2的排水部，添加流化床载体2a而形成流化床，来提高微小动物的槽内保持量。
作为添加的流化床载体2a，可为球状、颗粒状、中空筒状、丝状等各种形状。优选载体2a的直径为0.1～10mm左右。载体2a的材料可为天然材料、无机材料、高分子材料等任意材料，亦可使用胶状物质。其中，作为载体2a，优选泡沫塑料制的方型载体。并且，除了流化床载体，亦可添加丝状载体或片状载体而使一部分固定于槽内来形成摇动床，若能如此进行则可综合性地降低载体的填充率。
在本发明中，通过将整体的BOD容积负荷定为5kg/m3/d以下(即使变动原水，负荷仍为所规定的以下)，且分散菌载体负荷定为8kg-SS/m3-载体/d以下来设定第一生物处理槽1的DO或第二生物处理槽2的载体填充率等，可使分散菌没有遗漏地确实地被微小动物捕食。并且，在第二生物处理中进一步使用摇动床载体时，成为对于流化床载体与摇动床载体的组合载体而言的分散菌负荷。
作为该来自分散菌的SS，优选成为第一生物处理水SS之内、通过8μm聚碳酸酯过滤器的微细SS。
第一生物处理水SS，是由来自原水所包含的分散菌的SS、菌体以外的SS、与来自第1生物处理槽1所生成的分散菌的SS所构成。来自分散菌的SS的菌体粒径小于8μm，例如为1～5μm左右，于菌体以外使滤过捕食型微小动物捕食困难的主要SS的粒径超过8μm，例如为10～50μm左右。据此，优选将通过筛目8μm的过滤器的SS作为来自分散菌的SS。并且，由于如滤纸等的纤维亦捕捉微细SS，因此作为过滤器优选使用有孔板即聚碳酸酯过滤器。基于此SS测定结果，调整第二生物处理槽2的载体添加量等运转条件，使第二生物处理槽2的分散菌的负荷不超过极限。
如前所述，优选在第一生物处理槽1中分解有机物的大部分，即排水BOD的70％以上，优选为80％以上，以稳定变换为菌体。因此，如图2所示，在第一生物处理槽1中也优选设置载体分离筛1c于排水部，并添加载体1a而形成流化床。其中，在第一生物处理槽1的载体的填充率过高时，分散菌无法生成，细菌附着于载体、或是丝状性细菌增殖。因此，优选通过添加于第一生物处理槽1的载体的填充率成为20％以下，尤其是成为10％以下，从而可不受浓度变动的影响而生成容易捕食的分散菌。作为第一生物处理槽1的载体1a，可使用与第二生物处理槽2的载体2a相同的载体。
在第二生物处理槽2中，为了维持微小动物，需要大量的立足点，因此在流化床的情况中，优选添加的载体的填充率成为10％以上、尤其是20％以上，例如20～40％。
为了促进通过微小动物进行的捕食，优选第二生物处理槽的pH为7.0以下，例如成为6.0～7.0。
运转初期或原水变动造成负荷低时等、在第一生物处理槽1中几乎将溶解性有机物完全分解的情况中，在第二生物处理槽中难以在载体上形成生物膜，并且，用以增殖微小动物的营养亦不足。因此，在这种情况时，使原水的一部分分流而导入第二生物处理槽2，优选以第二生物处理槽2的溶解性BOD污泥负荷成为0.001kg-BOD/kg-MLSS/d以上，优选成为0.025～0.1kg-BOD/kg-MLSS/d的方式运转。
亦可通过固液分离来自第二生物处理槽2的处理水而得到水质良好的处理水。作为固液分离手段，可使用沉淀池、凝集沉淀、凝集加压浮选、膜分离中任1种或2种以上。图3表示其一例，在反应槽3中对于来自第二生物处理槽2的处理水添加无机絮凝剂，其次在凝集槽4中添加高分子絮凝剂之后，在沉淀槽5进行沉降分离处理，分离成处理水与沉降污泥。
[实施例]
[实施例1]
依据图2的流程，处理BOD 800mg/L、CODcr 1300mg/L的原水(食品工厂排水的模拟排水)。第一生物处理槽1的容量为2.5L、第二生物处理槽2的容量为4.4L。第一生物处理槽1的DO定为0.5mg/L，第二生物处理槽2以DO 2～3mg/L运转。在第一生物处理槽1中以填充率5％添加载体，在第二生物处理槽2中以填充率40％添加载体。作为载体全部使用粒径3mm的聚氨酯制的方型海棉载体。
以对于第一生物处理槽1的BOD容积负荷为5.5kg-BOD/m3/d、HRT 3.5h，整体的BOD容积负荷2.0kg-BOD/m3/d、HRT 9.6h的条件运转。第一生物处理水中的SS浓度成为600mg/L，分散菌载体负荷成为5.9kg-SS/m3-载体/d。其结果，第二生物处理水中的SS浓度成为250mg/L，污泥转换率成为0.19kg-SS/kg-CODcr。
[实施例2]
在实施例1中，除了成为在第二生物处理槽2的后段设置反应槽3、凝集槽4及沉淀槽5的图3流程之外，其他以相同的条件处理原水。并且，添加PAC 300mg/L作为无机絮凝剂，添加1mg/L栗田工业公司制KURIFLOCK PA331作为阴离子系高分子絮凝剂。其结果，以污泥转换率为0.19kg-SS/kg-CODcr(PAC污泥除外)，维持处理水CODcr、SS浓度为20mg/L以下的良好处理水质。
[比较例1]
在实施例1中，除了将第二生物处理槽2的载体填充率定为25％、对第二生物处理槽2的载体2a的分散菌载体负荷定为9.4kg-SS/m3-载体/d之外，其他以相同的条件实施运转。其结果，通过未捕食尽的分散菌流出，使污泥转换率变成0.29kg-SS/kg-CODcr。
[比较例2]
在实施例2中，除了将第二生物处理槽2的载体填充率定为25％、对第二生物处理槽2的载体2a的分散菌载体负荷定为9kg-SS/m3-载体/d之外，其中以相同的条件实施运转。其结果，通过未捕食尽的分散菌流出，使污泥转换率变成0.29kg-SS/kg-CODcr(PAC污泥除外)。此外，使处理水SS成为20mg/L以下所需的凝集条件为PAC 800mg/L，将阴离子聚合物增加至2mg/L。并且，即使在该条件下，与处理水CODcr 30mg/L的实施例2相比较，处理水质仍恶化。
使用特定的方案对本发明详细地说明，但是可以不脱离本发明的精神和范围的前提下进行各种变更，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
本发明基于2012年3月30日申请的日本专利申请(日本特愿2012-080521)，并以引用的方式援用其全部内容。
Claims (7)
1.一种有机性废水的生物处理方法，其是将有机性废水通入好氧性的第一生物处理槽而通过细菌生成分散菌，将来自该第一生物处理槽的包含分散菌的第一生物处理水，导入添加了流化床载体的好氧性的第二生物处理槽来被微小动物捕食的有机性废水的生物处理方法，其特征为
整体的BOD容积负荷定为5kg/m3/d以下，
将第一生物处理水中来自分散菌的SS相对于第二生物处理槽内的载体的负荷称之为分散菌载体负荷，将第一生物处理水的SS内的微细SS作为所述来自分散菌的SS进行测定，所述微细SS是通过作为有孔板的筛孔尺寸为8μm的聚碳酸酯过滤器的SS，根据此SS测定结果来调整运转条件，使所述分散菌载体负荷不超过8kg-SS/m3-载体/d。
2.如权利要求1所述的有机性废水的生物处理方法，将第一生物处理槽定为载体填充率20％以下的流化床，第二生物处理槽定为载体填充率10％以上的流化床。
3.如权利要求1所述的有机性废水的生物处理方法，将第二生物处理槽处理水通过凝集沉淀、凝集加压浮选分离、及膜分离中的至少1种的固液分离方法进行固液分离成污泥与处理水。
4.如权利要求2所述的有机性废水的生物处理方法，将第二生物处理槽处理水通过凝集沉淀、凝集加压浮选分离、及膜分离中的至少1种的固液分离方法进行固液分离成污泥与处理水。
5.如权利要求1～4中任一项所述的有机性废水的生物处理方法，将第二生物处理槽的pH定为6～7。
6.如权利要求1～4中任一项所述的有机性废水的生物处理方法，将原水的一部分添加于第二生物处理槽。
7.如权利要求5所述的有机性废水的生物处理方法，将原水的一部分添加于第二生物处理槽。
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