CN107250058B - 有机性废水的生物处理方法以及装置 - Google Patents

Abstract

一种有机性废水的生物处理方法以及装置，其将固定床载体用于第一生物处理槽(分散菌槽)从而能够在不生长微小动物的情况下形成固定床，并且无运行不良的顾虑，能够使分散菌槽进行高负荷处理。将有机性废水导入第一生物处理槽(10)，通过细菌进行生物处理生成分散菌，将含分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽(10)通入第二生物处理槽(20)进行生物处理。通过将两个以上的片状载体以面方向成为竖直方向的方式设置在生物处理槽(10)、(20)内而形成固定床(11)、(21)，并以0.1～5m³‑空气/m²‑底面积/min的散气量从第一固定床(11)的下方进行散气。

Description

有机性废水的生物处理方法以及装置

技术领域

本发明涉及一种有机性废水的生物处理方法以及装置，其能用于以生活废水、污水、食品工厂、纸浆工厂为首的宽浓度范围的有机性废水处理，特别涉及一种有机性废水的生物处理方法以及装置，其具有串联的两级以上的好氧性生物处理槽，向第一生物处理槽导入有机性废水并通过细菌进行生物处理而生成分散菌，将含有分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽通入第二生物处理槽以后的生物处理槽来进行生物处理。

背景技术

已知一种生物处理方式，在第一生物处理槽(分散菌槽)中，通过分散性细菌将大部分的有机物分解，生成分散性细菌；在第二生物处理槽以后的槽(微小动物槽)，通过微小动物捕食这些分散性细菌而减少产生的污泥量，在这种处理方式中，为了使处理稳定而在各个生物处理槽中添加、设置微生物保持载体。这时，采用流动床用于分散性细菌，采用流动床载体、固定床载体用于微小动物(日本专利文献1～5)。

将固定床载体用于微小动物槽时，为了保持微小动物以及剥离剩余污泥而需要调整曝气条件。

日本专利文献1：WO2012/124675；

日本专利文献2：日本特开2013-121558；

日本专利文献3：日本特开2013-141640；

日本专利文献4：日本特开2007-050366；

日本专利文献5：日本特开平05-068986。

由于分散菌槽在高负荷条件下运转，所以在采用固定床载体的情况下，污泥会过剩地附着，导致在分散菌槽产生絮凝性细菌、微小动物。因此，以往通过在分散菌槽中采用流动床作为微生物保持载体，从而在高负荷条件下进行处理。

在流动床的情况下，处理槽的废水部需要载体分离用的滤网(screen)，因为是高负荷处理，所以担心因丝状细菌的产生、油分的硬化(含油脂的废水流入时的pH降低的情况)而导致滤网堵塞。另外，如果采用流动床载体，由于气泡和载体的撞击，气泡会合并。因此，在采用微细气泡散气管的情况下，有时得不到原本的溶解效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机性废水的生物处理方法以及装置，即使在第一生物处理槽(分散菌槽)中采用固定床载体时，也能在不生长微小动物的情况下形成固定床，没有上述运转不良的顾虑，使分散菌槽能进行高负荷处理。

本发明的有机性废水的生物处理方法，其具有串联的两级以上的好氧性生物处理槽，在第一生物处理槽中导入有机性废水，通过细菌进行生物处理而生成分散菌，将含分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽通入第二生物处理槽以后的生物处理槽进行生物处理，所述生物处理方法的特征在于，将两个以上的片(sheet)状第一载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第一生物处理槽内而形成第一固定床，以0.1～5m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第一固定床的下方进行散气。

本发明的有机性废水的生物处理装置，其具有串联的两级以上的好氧性生物处理槽，在第一生物处理槽中导入有机性废水，通过细菌进行生物处理而生成分散菌，将含分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽通入第二生物处理槽以后的生物处理槽进行生物处理，所述生物处理装置的特征在于，其具有：将两个以上的片状第一载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第一生物处理槽内而形成的第一固定床，和以0.1～5m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第一固定床的下方进行散气的散气机构。

在本发明的一个方式中，将两个以上的片状第二载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第二生物处理槽内而形成第二固定床，以0.05～0.8m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第二固定床的下方进行散气，将来自第一固定床下方的散气量设为过剩曝气，使其是来自第二固定床下方的散气量的1.5～3倍。

在本发明的一个方式中，将第一载体或第二载体的各个载体间隔设为1～10cm，以散气气泡的平均气泡径为该间隔的0.01～0.2倍的方式进行散气。

在本发明的一个方式中，在第一生物处理槽内，在第一固定床的下方以外还进行用以调节溶解氧浓度的预备散气，并使预备散气的散气量小于来自第一固定床的下方散气的散气量。

在本发明的一个方式中，有机性废水含有油分、或者有机性废水的BOD为300～10000mg/L的高浓度。

发明效果

在本发明中，将两个以上的片状第一载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第一生物处理槽内而形成的第一固定床，并以0.1～5m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第一固定床的下方进行散气。如此地，通过从第一固定床的下方大量地散气，使载体表面的流速变高，使微小动物不会在载体上生长，并且防止细菌的过剩附着。

因此，在本发明中，即使有机性废水含有油份或者其BOD是300～10000mg/L的高浓度，也没有运转不良的顾虑，能够高效地对有机性废水进行生物处理。

在第二生物处理槽内形成第二固定床，以0.05～0.8m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第二固定床的下方进行散气，并将来自第一固定床下方的散气量设为来自第二固定床下方的散气量的1.5～3倍的过剩曝气，在此情况下，微小动物不会在第一载体上生长，同时会形成生物膜。进一步地，微小动物会在第二载体上生长。

通过将第一载体或第二载体的各个载体间隔设为1～10cm并以使散气气泡的平均气泡径为该间隔的0.01～0.2倍的方式进行散气，从而气泡均匀地进入各个载体之间，促进载体表面的洗涤。

在第一生物处理槽内，通过在第一固定床的下方以外也进行用以调节溶解氧浓度的预备散气，并使预备散气的散气量小于从第一固定床下方的散气的散气量，从而使第一固定床的内部形成上向流。

附图说明

图1是表示实施方式的有机性废水的生物处理方法以及装置的流程图。

图2是表示实施方式的有机性废水的生物处理方法以及装置的流程图。

图3是表示实施方式的有机性废水的生物处理方法以及装置的流程图。

图4是表示实施方式的有机性废水的生物处理方法以及装置的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明作更详细地说明。

图1是表示本发明的方法以及装置的优选方式的流程图。在该流程中，在第一生物处理槽10中对有机性废水进行好氧处理来培养细菌，通过将来自该第一生物处理槽10的第一处理水导入第二生物处理槽20并使微小动物(原生动物、后生动物)捕食第一处理水所含的分散菌，从而捕食微小动物。在图1中，将来自该第二生物处理槽20的第二处理水导入沉淀槽30，进行固液分离，并将处理水取出到体系外。将在该沉淀槽30中沉降的污泥中的至少一部分回流至第二生物处理槽20。

在第一生物处理槽10和第二生物处理槽20中，通过将两个以上的片状载体(第一载体、第二载体)以面方向成为竖直方向的方式进行设置，从而分别形成第一固定床11和第二固定床21。在各个固定床11,21的下侧设置有散气管12,22。

通过用片状载体构成第一固定床11，从而使分散菌高效地生成，而不受有机性废水的浓度变化的影响。

通过采用片状载体作为用于形成第二固定床21的第二载体，能够优先使过滤捕食型微小动物增殖，形成固液分离性优良的污泥。因此，在用膜分离装置对生物处理水进行固液分离的情况下，能防止分离膜的孔堵塞从而能长期稳定地进行膜分离。另外，在对生物处理水进行凝集处理并用沉淀槽等进行沉降分离的情况下，能够减少凝集剂的添加量，进而，在污泥回流方式的沉淀槽中也能进行稳定的污泥界面管理。

[片状载体]

对片状载体的优选方式进行说明。作为片状载体，优选是发泡塑料制的载体。该发泡塑料制载体由于在水中吸水而膨胀所以具有适度的弯曲性，进而，在因流入槽内的水的流动、曝气而产生的上向流的作用下适度地摆动，能够形成摆动性固定床。

片状载体优选由长方形的板状或条状片构成。通常情况下，在板状或条状载体的两个短边部分(宽度方向边缘部)分别安装固定件，以使其以片的面成为槽的深度方向的方式直立地设置在槽内。固定件不限于金属制、布制、塑料制等材质，只要在将片状载体固定于槽内时，能加强固定处以对抗拉伸应力即可。为了提高机械强度，优选的是，在将片的两个短边部分用一个或两个以上的固定件夹持的基础上，用紧固件等(接合剂、线、带、固定螺钉、条钢(flat bar)等)固定。

优选片状载体具有适合细菌的生育、微小动物的产卵及生育的宽广的表观表面积。

表观表面积是指片的露出的外表面积的合计，不含发泡塑料片的发泡孔内表面积。在边长为L₁,L₂、厚度为d的长方形状的片状载体的情况下，通过(L₁×L₂×2)+(L₁×d×2)+(L₂×d×2)计算表观表面积。

当片状载体为长方形状的情况下，优选设置成长边方向为生物处理槽的深度方向。该情况下，优选片状载体的长边的长度L₁为100～400cm，与该长边正交的宽度方向的短边的长度L₂为5～200cm，厚度d为0.5～5cm。从操作性、在生物处理槽中的适用性的方面出发，优选L₂：L₁的长度比为L₂：L₁＝1：1～80左右。也可以将L₁设为50～100cm并在高度方向重叠2～4级。

片状载体的边的长度L₁,L₂对载体的表观表面积有影响，该表观表面积越大，保持的细菌(或微小动物)的生长数目越多，因此优选。但是，对于配置该载体的生物处理槽的深度方向的长度L₁而言，则没有特别的限定，原因在于，由于存在因曝气产生的流动，所述长度L₁对水的流动性没有影响。因为宽度方向的长(宽度)L₂对水的流动性有影响，所以如上所述地优选将L₂设为5～200cm，特别优选设为5～100cm。对于片状载体的宽度L₂，在生物处理槽的宽度较大的情况下，优选增加在生物处理槽内配置的片状载体的个数从而防止短流。

如果载体的厚度d过厚，在发泡塑料制载体的情况下，由于内部的通水性降低，内部容易产生菌体腐败的问题。因此，在确保必要的强度的基础上，优选使片的厚度d更薄，优选如上述地设为0.5～5cm。

为了保持微生物，优选至少有两个表观表面积为500cm²以上的面。即优选L₁×L₂为500cm²以上，更优选为1000cm²以上。对于该表观表面积的上限不作特别限制，为了满足上述优选的L₁,L₂的长度，通常设为80000cm²以下。

作为发泡塑料制片的发泡孔的条件，优选发泡孔的分布均匀。优选将发泡孔数以及发泡孔的孔径控制为污泥容易附着并容易剥离的程度的值，特别地，由于当发泡孔过多或孔径过大时片的机械强度变小，因此，优选孔数/25mm(25mm的长度范围内存在的孔数)为125个/25mm以下，特别优选为100个/25mm以下。相反地，由于当发泡孔过少或孔径过小时，不能充分获得作为多孔质载体的功能，所以为了使多孔质载体的功能充分发挥，优选该孔数/25mm为5个/25mm以上，特别优选为25个/25mm以上。为了实现这样的发泡孔数并且使污泥的附着性和剥离性良好，发泡孔的平均孔径优选为0.05～10mm的范围，特别优选为0.25～1mm的范围。

利用由扫描型电子显微镜拍摄的片的照片，在两个以上的位置测量与25mm的长度方向的直线相交的发泡孔数，并算出测量结果的平均值，从而能够求得该孔数/25mm。发泡孔的孔径也能够同样地测量。

作为构成这样的片状载体的发泡塑料，没有特别地限制，但是，由于其吸水而膨胀，并在因水流、曝气产生的上向流的作用下适度地弯曲并摆动，因此，优选为软质聚氨酯泡沫。不过，通过制成硬的板状的片，还能够获得机械强度。

在以适于生物处理槽的负荷的载体填充率来进行有效的生物处理时，优选的是，将片状载体的设置为，相对于设置该片状载体的生物处理槽的容积，表观表面积与生物处理槽(在回流线具有生物处理槽的情况下，也包括该生物处理槽)容积的比(即表观表面积/生物处理槽容积)为0.5～50m^-1。

对于两个以上的片状载体，以其长边方向为上下方向(生物处理槽深度方向也就是竖直方向)，并且，将片的面对齐成同一个平面的状态，相互之间隔开一些间隙，使其排列，借助固定件，用紧固件等(接合剂、线、带、固定螺钉、管、金属棒等)将两个以上的片状载体相互固定，从而制成阵列体，优选将两个以上的该阵列体并列排布，并在各个阵列体彼此之间隔开一些间隙，借助各个阵列体的固定件，用紧固件将该阵列体固定并单元化。

如此地，通过在生物处理槽内设置将两个以上的片状载体并列配置从而单元化而成的载体，能够将片状载体以容易达到最适合的填充率的方式配置在生物处理槽内。

在没有将载体单元化的情况下，例如，通过在槽内的设置载体的位置设置两个以上的棒状部件，并将各个阵列体的固定件用紧固件(捆扎带、金属制钩、钢琴线等)固定在两个以上的棒状部件上，能够将片设置于生物处理槽。

[有机性废水的生物处理的优选条件]

在图1的方式中，原水(有机性废水)被导入第一生物处理槽10，其有机成分(溶解性BOD)的70％以上、优选为80％以上、更优选为85％以上被分散性细菌(非凝集性细菌)氧化分解。将该第一生物处理槽10的pH设为6以上，优选设为8以下。但是，在原水中包含很多油分的情况下、在处理电子产业废水、液晶废水、溶剂废水的情况下，pH也可以设为8以上。

对第一生物处理槽10的通水，通常设为一次通过式(一過式)。通过将第一生物处理槽的BOD容积负荷设为1kg/m³/天以上、例如设为1～20kg/m³/天，并将HRT(原水停留时间)设为24h以下，优选设为8h以下、例如设为0.5～8h，能够得到分散性细菌占优势的处理水。通过缩短HRT，能够在高负荷条件下处理BOD浓度低的废水。

第一生物处理槽也可以是单级，但是，通过设为两个槽以上的多级式构成，能进行BOD容积负荷为5kg/m³/天以上的高负荷处理。

通过将添加于第一生物处理槽10的片状载体的填充率设为0.1％～5％、优选设为0.2％～2％，能不受浓度变动的影响而生成易于捕食的分散菌。

在没有因原水性状、负荷而使分离滤网堵塞的顾虑的情况下，也可以在第一生物处理槽10设置分离滤网的基础上，加入片状载体并进一步添加流动床载体。这种情况下，流动床载体的形状是球状、颗粒状、中空筒状、线状、板状等任意形状，尺寸也是直径为0.1～10mm左右的任意尺寸。另外，载体的材料也是天然材料、无机材料、高分子材料等任意的材料，也可以采用凝胶状物质。但是，在使用流动床载体的情况下，由于散气气泡与载体接触，有可能导致气泡合并，造成溶解效率降低。在添加于第一生物处理槽的载体的填充率高的情况下，不生成分散菌，细菌附着于载体、或者丝状细菌增殖。由此，通过将添加于第一生物处理槽的流动床载体的填充率设为20％以下，优选为10％以下，能不受浓度变动的影响而生成容易捕食的分散菌。

对于该第一生物处理槽10，可以将溶解氧(DO)浓度设为1mg/L以下、优选设为0.5mg/L以下，从而抑制线性细菌的增殖。

当在第一生物处理槽10中将溶解性有机物完全分解了时，第二生物处理槽不形成絮凝物(flock)，进而，用于微小动物增殖的营养也不足，变成仅压实性低的污泥占优势的生物处理槽。因此，优选的是，第一生物处理槽中的有机成分的分解率不是100％，而使其成为95％以下，优选成为85～90％。

第一生物处理槽10的处理水(第一生物处理水)通水至后级的第二生物处理槽20，在此基于残存的有机成分的氧化分解、分散性细菌的自分解以及微小动物的捕食，进行剩余污泥的減量化。

通过在第二生物处理槽20内配置微小动物保持载体，从而提高固着性过滤捕食型微小动物在槽内的保持量，该过滤捕食型微小动物有效地捕食分散菌从而有助于污泥的固液分离性和处理水质的提高。

也就是说，在第二生物处理槽20中，不仅捕食分散菌的过滤捕食型微小动物生长，而且能够捕食絮凝化污泥的凝集体捕食型微小动物也生长，由于后者一边游泳一边捕食絮凝物，所以当后者占优势时，污泥被捕食得乱七八糟，形成固液分离性差的微细化的絮凝片分散于其中的污泥，因此需要防止后者占优势。微小动物固着于污泥絮凝物而被保持在体系内。

污泥以一定的停留时间被取出到第二生物处理槽20外。如果设定载体为粒状、方型的流动床，由于用于流动的剪切力的存在，不仅不能在高浓度条件下保持稳定，而且有机物完全被流动床处理，使污泥絮凝物微细化，由此引发膜的堵塞。因此，使用片状载体作为配置于第二生物处理槽的载体，从而稳定地保持微小动物。

第二生物处理槽20的载体填充率优选为利用微小动物进行捕食的第二级以后的生物处理槽群的总容积的0.5％以上，特别优选为1～10％。通过设为该填充率，从而与生物处理槽的负荷相适，能够进行高效的生物处理。此处，载体填充率表示片的表观体积的合计相对于生物处理槽的总容积的比例。表观体积是不考虑发泡孔的孔内容积的体积，通过(L₁×L₂×d)计算。

在第二级以后的生物处理槽中，需要用于保持微小动物的大量立足点，但是，如果载体的填充率过大，会引起槽内的混合不足、导致污泥的腐败等，因此，添加的载体的填充率优选设为上述范围。

在第二生物处理槽20中如图1所示地回流污泥时，优选定期更换槽污泥。即，为了间歇取出微小动物、粪便，优选将SRT(固体成分停留时间)恒定地控制在60天以下的范围，更优选控制在45天以下的范围，进一步优选控制在10天以上且45天以下的范围。但是，当第二生物处理槽20内的污泥浓度(MLSS)为2000mg/L以下时，可以设定SRT＞60天。此处，SRT＝[槽内污泥浓度]×[曝气槽容积]/[取出的污泥浓度]×[每天的取出量]，槽内污泥浓度(MLSS)是指浮游污泥的浓度，不含附着于载体的污泥部分。

[散气量]

在片状载体完全不受剪切力的情况下，会发生污泥长期过剩地附着于载体、固着性过滤捕食型微小动物以外的微小动物的增殖。污泥长期过剩地附着于载体，会导致污泥的腐败，引起处理水质、固液分离性的恶化。另外，在第二生物处理槽，如果过滤捕食型微小动物以外的微小动物增殖，如前所述，会产生各种不良状况。为了使片状载体作为使分散菌、钟形虫、蛭态轮虫等的过滤捕食型微小动物占优势的场所发挥功能，需要对片状载体施加适度的剪切力，剥离附着于载体表面的污泥、微小动物，并使其释放至浮游污泥中。通过更换附着污泥，并在前面的SRT中取出污泥，从而良好地保持槽内的微小动物相。为此，优选的是，在配置了片状载体的生物处理槽内的片状载体下方，配置散气装置，在通入处理水的过程中，通过该散气装置对片状载体进行适度的散气。

第一生物处理槽10的散气量优选为0.1～5m³-空气/m²-载体设置床面积/min，特别优选0.1～2m³-空气/m²-载体设置床面积/min。对于第二生物处理槽20的散气量而言，散气的程度优选为散气量0.05～0.8m³-空气/m²-载体设置床面积/min，特别优选为0.05～0.5m³-空气/m²-载体设置床面积/min。

载体设置床面积相当于从生物处理槽上方观察的固定床的投影面的表观面积，相当于被将两个以上的片状载体单元化而成的单元的整体外周所包围的单元的底面积。

对于载体单元，在片状载体的间隔比散气气泡径小的情况下，气泡不能穿过，洗涤效果消失。如果间隔过宽，会产生下向流，不再能均匀地洗涤载体表面。因此，优选的是，在第一和第二生物处理槽中，将载体彼此之间的间隔均设为1～10cm，以散气气泡的平均气泡径成为该间隔的0.01～0.2倍(优选为0.02～0.1倍)的方式进行散气。由此，能进行稳定的洗涤。如果散气气泡径过小，则剥离效果会丧失，如果过大，则不再能保持固着性过滤捕食型微小动物，因此气泡径优选是上述的范围。

[其他优选的流程]

在第二生物处理槽20，为了利用增殖速度比细菌慢的微小动物的作用和细菌的自分解，需要采用以使微小动物和细菌留在体系内的运转条件以及处理装置。因此，在图1中，在第二生物处理槽20中采用进行污泥回流的活性污泥法，在如图2那样采用不进行污泥回流的一次通过式的情况下，优选增加载体填充率。还可以如图3那样地在该第二生物处理槽20采用具有膜分离装置24的膜式活性污泥法。这种情况下，膜分离装置可以是槽内型(生物处理槽内浸渍型、生物处理槽/膜浸渍槽另置型)或槽外型。通过设为生物处理槽/膜浸漬槽另置型、槽外型，能够防止高负荷时因延迟被捕食的分散菌而导致的膜的孔堵塞。作为膜分离装置24的膜，能够使用UF膜、MF膜等。

优选在膜分离装置24的下方配置散气管23。

在因设置空间的限制而未能在第二生物处理槽配置必要的片状载体单元的情况下，也可以如图4那样地设为一次通过式处理，即仅在第二生物处理槽20中添加流动床载体25，并设置分离滤网26。这种情况下，流动床载体25的形状是球状、颗粒状、中空筒状、线状、板状等任意的形状，尺寸也是直径为0.1～10mm左右的任意尺寸。流动床载体的材料是天然材料、无机材料、高分子材料等任意的材料，还可以使用凝胶状物质。另外，通过将添加于第二生物处理槽的流动床载体的填充率设为10％以上，优选设为20～40％，能稳定地保持微小动物。

在能够设置沉淀池、膜分离设备的情况下，通过将流动床载体填充至5％以上，优选设为5～10％左右，能够稳定地保持微小动物，但是，污泥的沉降性、膜通量比片状载体设置时更低。

虽然在附图中未示出，但是，还可以使一部分的原水、例如5～50％左右不经过第一生物处理槽而直接导入第二生物处理槽以后的槽。如此地，通过将一部分原水直接导入第二生物处理槽以后的槽，从而发挥出能够避免原水变动时(负荷低下时)的第二生物处理槽的负荷不足的效果，能够在第二级以后的生物处理中也保持优选的污泥负荷。

虽然在附图中未示出，但是还可以通过将保持微小动物的第二生物处理槽内的一部分污泥取出并使用无氧槽处理后再回流，从而在微小动物保持生物处理槽内进一步抑制凝集体捕食型微小动物的增殖，以使过滤捕食型微小动物优先增殖。

也就是说，如此地，通过配置无氧槽并使从第二生物处理槽取出的污泥在该无氧槽停留指定的时间，从而阻碍游泳性微小动物的增殖，由此实现生物相的稳定化。这种情况下，由于在第二生物处理槽配置了保持微小动物的载体，过滤捕食型微小动物在载体侧保持为固定的量，因此过滤捕食型微小动物的增殖不受阻碍。从第二生物处理槽取出并由无氧槽处理的污泥被回流至第二生物处理槽。

从第二生物处理槽取出至无氧槽的污泥量以及在无氧槽的污泥停留时间，根据处理状況适当确定，通常污泥的取出量是相对于槽容量的1/30倍量/天以上，另外，在无氧槽的污泥的停留时间优选为0.5小时以上。

对于无氧槽，为了阻碍微小动物的增殖，需要将ORP设为0mV以下。因此，优选不对无氧槽进行曝气而仅进行机械搅拌。另外，为了促进ORP的降低，也可以通入一部分的第一生物处理水或原水，基于氧生成反应、脱氮反应来降低ORP。

为了稳定地进行无氧槽中的ORP的降低(脱氮反应、氧生成反应)，也可以向无氧槽添加载体。如果无氧槽中的ORP低，会促使游泳性微小动物的活性减低，因此能够缩短第二生物处理槽污泥在无氧槽的停留时间，能够将无氧槽小型化。在流动床的情况下，添加的载体的形状是任意的形状，如球状、颗粒状、中空筒状、线状，尺寸也是直径为0.1～10mm左右的任意的尺寸。也可以使用固定床，这种情况下的载体的形状是线状、板状等任意的形状。进一步地，材料也可以是天然材料、无机材料、高分子材料等任意的材料，还可以使用凝胶状物质。

当在无氧槽中添加载体时，其填充率根据流动床、固定床的形式的差异、材质而不同，但优选设为0.5～40％。

上述的说明表示本发明的实施方式的一个示例，本发明不受任何图示的限定。例如，第一生物处理槽、第二生物处理槽可以分别设为两级以上的多级构成，由此，本发明中，可以将生物处理槽设置成三级以上。另外，生物处理水的固液分离不限于膜分离装置，还可以是采用沉淀池的污泥回流方式、一次通过式处理后用沉淀槽进行凝集、沉降分离的方式，而且，该固液分离还可以是浮上分离。

无论采用哪一种方式，基于本发明，通过将过滤捕食型微小动物稳定地保持在第二生物处理槽中，从而能够同时实现污泥减量和处理水水质的提高。通过用膜分离装置对该第二生物处理槽以后的生物处理水进行固液分离，从而防止膜分离装置的膜的堵塞，能进行稳定的高负荷处理。另外，在对第二生物处理槽以后的生物处理水进行凝集沉降分离的情况下，能够减少凝集剂的添加量，而且，在污泥回流型的沉淀槽中，能进行稳定的污泥界面管理。

实施例

[实施例1]

使用图3所示的具有第一生物处理槽10和第二生物处理槽20(具备UF膜分离装置24。)的装置，进行了有机性废水的处理。将包含COD_Cr：1000mg/L，BOD：640mg/L的人工基质的水溶液调制成易分解性糖质废水的模拟废水，作为有机性废水(原水)。

各生物处理槽的处理条件的设定如下。装置整体的BOD容积负荷是0.73kg-BOD/m³/天，装置整体的HRT是21h。

＜第一生物处理槽＞

容量105L

DO：0.5mg/L

BOD容积负荷：3.85kg-BOD/m³/天

HRT：4h

pH：7.0

＜第二生物处理槽＞

容量450L

DO：4mg/L

溶解性TOC污泥负荷：0.01kg-溶解性TOC/kg-MLSS/天

HRT：17h

pH：7.0

SRT：30天

在第一、第二生物处理槽，通过在每个生物处理槽中使用3个由以下的软质聚氨酯泡沫构成的摆动性载体作为片状载体，并将其纵长地配置在槽内(以载体的长边方向为槽的深度方向)，从而形成了第一固定床11和第二固定床21。

第一载体：长度100cm×宽度7.1cm×厚度1cm；发泡孔的平均孔径0.1mm；孔数50个/25mm

第二载体：长度100cm×宽度30cm×厚度1cm；发泡孔的平均孔径0.1mm；孔数50个/25mm

对于各个片状载体，将其上下两端固定于框架，将该框架紧固安装固定在第一、第二生物处理槽的内壁面。此时载体的表观表面积(m²)/生物处理槽容积(m³)＝12.3(m^-1)，载体的填充率是6％。

从各个生物处理槽的各个固定床的下方进行散气，在第一生物处理槽中，向载体的散气量是2m³-空气/m²-载体设置床面积/min。在第二生物处理槽中，散气量设为0.67m³-空气/m²-载体设置床面积/min。

其结果是，在第二生物处理槽内的污泥絮凝物、载体50上的固着性过滤捕食型微小动物(钟形虫、蛭态轮虫)占优势，污泥转换率是0.07kg-MLSS/kg-COD_Cr。

在溶解性COD_Cr浓度低于20mg/L时，处理水(膜分离的透过水)水质在试验期间一直保持良好的状态。

膜分离的膜间压差基本上没有上升，即使一个月以上不进行药品洗涤，也能够维持稳定的通量。这些结果示于表1。

[实施例2]

使用聚乙烯制的板状载体(尺寸与实施例1相同)作为载体，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表1。

[比较例1]

相对于长度100cm的聚酯制的经线，以1cm的间隔将5cm的纬线以每2根为单位进行固定，作为载体。

使用6根该绳状物，除此以外，与实施例1同样地处理原水。结果示于表1。

根据表1，确认了载体适宜为片状(含板状)。

[表1]

◆载体形状的影响

(气泡径＝1mm)

[比较例2]

将散气管12、22配置在偏离固定床11、21下方的位置，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表2。

如表2所示，确认了通过从载体下方进行曝气能进行高效的处理。

[表2]

◆曝气位置的影响

在比较例2中，散气管配置在偏离载体下方的位置

(气泡径＝1mm)

[比较例3,4]

如表3所示地减少第一生物处理槽10和第二生物处理槽20的曝气量，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表3。

根据表3，确认了如果第二生物处理槽20的曝气量小于0.05m³/m²/min，处理就很困难。

[表3]

◆第二曝气量

(气泡径＝1mm)

[实施例3、比较例5,6]

如表4所示地改变(增加)曝气量，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表4。

如表4所示，确认了曝气量比(第一生物处理槽的曝气量/第二生物处理槽的曝气量)适宜为1.5～3倍。需要说明的是，比较例6的曝气量比虽然为3倍，但是，第一生物处理槽的曝气量过多，因此，污泥未附着于第一固定床，很难处理。

[表4]

◆曝气量比的影响

(气泡径＝1mm)

[实施例4,5、比较例7,8]

如表5所示地设定载体彼此间的间隔，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表5。

如表5所示，确认了载体间隔适宜为1～10cm。

[表5]

◆载体间隔的影响

(气泡径＝1mm)

[比较例9]

将气泡径增大至5mm，除此以外，与实施例1同样地处理了原水。结果示于表6。

如表6所示，确认了气泡径和载体间隔之比适宜为0.2以下。

[表6]

◆气泡径的影响

(实施例1的气泡径＝1mm，比较例9的气泡径＝5mm)

根据以上的实施例、比较例，证实了以下事项。

(i)载体形状适宜为片状。

(ii)需要从载体下方进行曝气。

(iii)第二生物处理槽的曝气量适宜为第一生物处理槽的曝气量的1.5～3倍。

(iv)对于载体间隔，适宜将载体间隔设为1～10cm。

(v)气泡径适宜为载体间隔的1/5倍以下。

利用特定的方式详细地说明了本发明，但是本领域技术人员很清楚在不脱离本发明的意图和范围内能进行各种变更。

本申请基于2015年2月19日提出的日本专利申请2015-030769，通过引用并入其全部的内容。

符号的说明

10 第一生物处理槽；

11 第一固定床；

12 散气管；

20 第二生物处理槽；

21 第二固定床；

22,23 散气管；

25 流动床载体；

26 滤网；

30 沉淀槽。

Claims (8)

1.一种有机性废水的生物处理方法，该有机性废水的生物处理方法具有串联的两级以上的好氧性生物处理槽，在第一生物处理槽中导入有机性废水，通过细菌进行生物处理而生成分散菌，将含分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽通入第二生物处理槽以后的生物处理槽进行生物处理，所述有机性废水的生物处理方法的特征在于，

将两个以上的片状第一载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第一生物处理槽内而形成第一固定床，

将所述第一载体的各个载体间隔设为1～10cm，

以0.1～5m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第一固定床的下方进行散气。

2.如权利要求1所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，

将两个以上的片状第二载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第二生物处理槽内而形成第二固定床，

以0.05～0.8m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第二固定床的下方进行散气，

来自第一固定床下方的散气量是来自第二固定床下方的散气量的1.5～3倍。

3.如权利要求1所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，以散气气泡的平均气泡径为所述间隔的0.01～0.2倍的方式进行散气。

4.如权利要求2所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，将所述第二载体的各个载体间隔设为1～10cm，以散气气泡的平均气泡径为所述间隔的0.01～0.2倍的方式进行散气。

5.如权利要求1至4中任一项所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，在第一生物处理槽内，在第一固定床的下方以外还进行用以调节溶解氧浓度的预备散气，并使预备散气的散气量小于来自第一固定床下方的散气量。

6.如权利要求1至4中任一项所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，有机性废水含有油分、或者有机性废水的BOD为500～10000mg/L。

7.如权利要求5所述的有机性废水的生物处理方法，其特征在于，有机性废水含有油分、或者有机性废水的BOD为500～10000mg/L。

8.一种有机性废水的生物处理装置，该有机性废水的生物处理装置具有串联的两级以上的好氧性生物处理槽，在第一生物处理槽中导入有机性废水，通过细菌进行生物处理而生成分散菌，将含分散菌的第一生物处理水从第一生物处理槽通入第二生物处理槽以后的生物处理槽进行生物处理，所述有机性废水的生物处理装置的特征在于，

具有：通过将两个以上的片状第一载体以面方向成为竖直方向的方式设置在第一生物处理槽内而形成的第一固定床，和

以0.1～5m³-空气/m²-底面积/min的散气量从第一固定床的下方进行散气的散气机构，

将所述第一载体的各个载体间隔设为1～10cm。

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