CN118026395A - 有机废水的生物处理装置及生物处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种有机废水的生物处理装置及生物处理方法,其可削减好氧性生物处理的空气量,且大幅减少污泥的产生量,同时高负荷且效率良好地进行有机物去除,维持稳定的处理水的水质。该装置的特征在于,具备:第一生物处理槽3,其具有固定型生物附着载体和配置于该固定型生物附着载体的下侧的通风设备;第二生物处理槽4,其导入由该第一生物处理槽处理的处理液,通过不使用生物附着载体的浮游微生物来进行处理,且具有通风设备;沉淀槽5,其对由该第二生物处理槽处理的混合液进行固液分离,分离为沉淀污泥与处理水,设置有:流入管线,其将有机废水分配导入该第一生物处理槽3与该第二生物处理槽4;送回管线6,其将从该沉淀槽5排出的沉淀污泥的一部分送回该第二生物处理槽4,进一步,在该第二生物处理槽设置有用于搅拌处理液的搅拌设备,进行脱氮处理。
Description
本申请是国际申请日为2019年10月17日、发明名称为“有机废水的生物处理装置及生物处理方法”、申请号为201980068208.8的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及有机废水的生物处理装置及生物处理方法,特别涉及可通过微生物提高处理效率且谋求利用浮游微生物而导致处理水的水质改善的有机废水的生物处理装置及生物处理方法。
背景技术
在处理下水、生活废水、食品工厂废水等广泛的有机废水时,如果有机废水的BOD浓度变为300mg/L以下,则在高负荷的处理需要大水量,处理槽内的废水的滞留时间也变短。因此,在评价处理水时,不仅要求处理水的生物化学氧气需求量(BOD)低,还要求浮游物质(SS)低。
在有机废水的生物处理中,广泛进行利用了浮游微生物的活性污泥法。活性污泥法在处理水的水质方面优异,维护容易,因此在下水处理、工厂废水处理设备中广泛使用。但是,活性污泥法中的BOD容积负荷为0.2~0.8kg-BOD/m3/d左右(d意指1天(day)),在技术方面有改善的余地。
此外,在有机废水的生物处理中,为了将处理槽内的微生物浓度保持为高,存在使用了载体的流动床法。如果BOD容积负荷为2~3kg-BOD/m3/d,则此方法与活性污泥法相比可提高有机物负荷,处理效率优异,但是因处理水的SS浓度变高,所以通常在流动床法的后段设置过滤设备等SS去除设备。
作为废水处理,并非上述活性污泥法、流动床法这样的单独处理方式,也渐渐进行将利用非凝集性的污泥的第一生物处理与利用浮游式污泥的第二生物处理组合的混合这样的废水处理。具体地存在如以下技术,关于代表性的专利文献,列举了现有技术的问题点。
在专利文献1中,通过未填充载体的第一处理槽对有机废水进行细菌处理,将包含于废水中的有机物氧化分解,变换为包含分散的细菌的非凝集细菌。专利文献1公开了此后污泥从沉降槽送回第二处理槽,被固着性原生动物捕食去除,使剩余污泥的生成量变得极少。
未填充载体的第一处理槽的处理,非凝集性的细菌的増殖变得速率确定,不能适应滞留时间短的处理。专利文献1中也存在废水的滞留日数为3日~10日这样的长时间。
此外,在第二处理槽中需要生成可固液分离的块体,为了使増殖速度小的原生动物増殖,需要在不添加BOD源的情况下延长第二处理槽的污泥滞留时间,结果是需要增大第二处理槽与沉降槽的容量。
专利文献2中示出了:向第一生物处理槽导入有机废水,通过细菌进行生物处理,将来自第一生物处理槽1的包含分散状态的细菌的第一生物处理水对流动床式第二生物处理槽进行暂时性通水,得到第二生物处理水,将第二生物处理水向浮游式的第三生物处理槽进行通水而得到的第三生物处理水在沉淀槽固液分离为污泥与处理水,将分离污泥的一部分作为送回污泥送回第三生物处理槽。此外,还示出了第一生物处理槽为载体填充率10%以下的流动床式生物处理槽,前述第二生物处理槽为载体填充率10%以上的流动床式生物处理槽。
此外,专利文献2中还示出了:为了确保后段的生物处理槽处的适度的有机物负荷,对于原水,向第一生物处理槽与第三生物处理槽分注有机废水。此外,作为分注的目标,还例示了运转以使通过第三生物处理槽处的溶解性BOD导致的污泥负荷为0.025kg-BOD/kg-MLSS/d以上。
在专利文献2所公开的全部实施方式中,向第一生物处理槽与第二生物处理槽的一个槽或两个槽填充流动床式的载体。填充载体时需要设置筛网等载体分离设备以使载体分离,取出混合液。此外,为了使载体流动,需要比生物处理所要求以上的更大量的空气作为动力源。
在此处理方式中,第一处理槽、第二处理槽均为载体因原水的流入而流动,并在槽的下游侧的筛网附近聚集。因此还产生,在筛网旁边,因载体产生过滤阻力而使槽的混合液的排出变得困难这样的问题。如果不将此聚集的载体向槽的上游侧移送则无法发挥预定的性能,因此利用流动床载体进行的高效处理被妨碍。
而且,也明确了在处理槽中的原水的滞留时间为短至数小时左右的情况下,流动床载体偏于处理槽的下游部,不进行分散状态的细菌的増殖。
与专利文献2同样地,关于有机废水的高负荷处理,专利文献3中公开了添加载体的流动床法。使用此方法时,可在3kg/m3/d以上的BOD容积负荷运转。但是,此方法存在如下缺点:产生污泥量为分解的BOD的30%左右,比通常的活性污泥法高。
具体地,向第一生物处理槽导入有机性排水,通过细菌进行生物处理,将来自第一生物处理槽的包含分散状态的细菌的第一生物处理水向第二生物处理槽通水,得到第二生物处理水,对第二生物处理水进行固液分离。在第二生物处理槽设置流动床载体与揺动床载体作为微小动物保持载体。示出了在第一生物处理槽,将来自后段的生物处理槽的污泥的一部分送回,将此第一生物处理槽设为二槽以上的多段构成,添加载体,由此,BOD容积负荷5kg/m3/d以上的高负荷处理也变得可能。
在此处理方式中,第一处理槽、第二处理槽均为,载体通过被处理液与送回污泥的流入来向活性污泥法投入载体的高负荷处理方法。
在专利文献3的处理方式中也与专利文献2同样地,进一步产生了载体流动在槽的下游侧的筛网附近聚集的问题。因此,产生了在筛网旁边因载体而产生过滤阻力,使槽的混合液的排出变得困难这样的课题。此外,如果不将此聚集的载体移送至槽的上游侧,则存在不发挥预定的性能的课题。
与此不同,本发明者们提出了在专利文献4中,在生物处理槽内配置固定型生物附着载体(专利文献4中表述为“固定型接触载体”)。
确认了固定型生物附着载体可消除专利文献2及3所指出的流动床式载体(流动载体)的不佳状况,可高效地处理有机废水。但是,随着生物处理槽内的处理量增加,产生如下新问题:产生大量的浮游物质(SS),且溶解性BOD也高,排出的处理水变为浑浊状态,水质显著劣化。
为了去除微小的浮游物质(SS)、溶解性BOD,需要在后段附加利用浮游微生物进行的处理工序、沉淀工序。但是,为了设置具有与使用了固定型生物附着载体的生物处理槽的处理能力相符的处理能力的浮游微生物的处理槽、沉淀槽,至少,生物处理槽的容量的数倍以上的容量是不可或缺的。
此外,还知道,在由使用了固定型生物附着载体的生物处理槽所处理的处理水中,后段的处理槽内的浮游微生物并不充分繁殖,不能充分期待利用浮游微生物进行的处理效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭55-20649号公报
专利文献2:特开2009-202115号公报
专利文献3:特开2013-141640号公报
专利文献4:特开2017-159243号公报
非专利文献
非专利文献1:宗宫功著,「やさしい水処理」(温和水処理),(发行人)宗宫功,(印刷所)株式会社田中印刷,2008年12月25日发行
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题为,鉴于上述各个问题,提供了一种有机废水的生物处理装置及生物处理方法,其可削减好氧性生物处理的空气量,同时大幅减少污泥的产生量,并且高负荷且效率良好地去除有机物,且维持稳定的处理水的水质。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的有机废水的生物处理装置及生物处理方法,具有以下的特征:
(1)一种有机废水的生物处理装置,其特征在于,具备:第一生物处理槽,其具有固定型生物附着载体和配置于该固定型生物附着载体的下侧的通风设备;第二生物处理槽,其导入由该第一生物处理槽处理的处理液,通过不使用生物附着载体的浮游微生物进行处理,且具有通风设备;沉淀槽,其对由该第二生物处理槽处理的混合液进行固液分离,将其分离为沉淀污泥与处理水,设置有:流入管线,其将有机废水分配并导入该第一生物处理槽与该第二生物处理槽;送回管线,其将从该沉淀槽排出的沉淀污泥的一部分送回该第二生物处理槽,进一步,在该第二生物处理槽设置有用于搅拌处理液的搅拌设备,进行脱氮处理。
(2)其特征在于,在上述(1)所述的有机废水的生物处理装置中,在该第二生物处理槽,在该搅拌设备的上游侧或下游侧的至少一方,配置该通风设备。
(3)其特征在于,在上述(1)或(2)所述的有机废水的生物处理装置中,设置测定有机废水的BOD值的第一BOD测定设备与测定该第二生物处理槽内的处理液的溶解性BOD值的第二BOD测定设备,
具有调整设备,所述调整设备基于该第一及第二BOD测定设备的测定值,调整分配于该第一生物处理槽与该第二生物处理槽的有机废水的分配量,以使第二生物处理槽的溶解性BOD值相对于有机废水的BOD值的比率成为6.7~30%的范围。
(4)其特征在于,在上述(1)至(3)的任一项所述的有机废水的生物处理装置中,该第一生物处理槽相对于有机废水的流动方向,配置有用于抑制该流动的阻流壁。
(5)一种有机废水的生物处理方法,其特征在于,具备:第一生物处理工序,其通过固定型生物附着载体处理有机物废水;第二生物处理工序,其导入由该第一生物处理工序处理的处理液,通过不使用生物附着载体的浮游微生物进行处理;沉淀工序,其对由该第二生物处理工序处理的混合液进行固液分离,将其分离为沉淀污泥与处理水,有机废水被分配并导入该第一生物处理工序与该第二生物处理工序,从该沉淀工序排出的沉淀污泥的一部分被送回该第二生物处理工序,进一步,在该第二生物处理工序,通过搅拌设备搅拌处理液,进行脱氮处理。
(6)其特征在于,在上述(5)所述的有机废水的生物处理方法中,在该第二生物处理工序,在该搅拌设备的上游侧或下游侧的至少一方,通过通风设备进行通风。
(7)其特征在于,在上述(5)或(6)所述的有机废水的生物处理方法中,调整分配于该第一生物处理工序与该第二生物处理工序的有机废水的分配量,以使该第二生物处理工序的处理液的溶解性BOD值相对于有机废水的BOD值的比率成为6.7~30%的范围。
发明效果
本发明的有机性排水的生物处理装置及生物处理方法中,高负荷的有机物的处理是可能的,在沉淀工序后获得BOD、SS极低的处理水。具体地,通过由填充有固定型生物附着载体的反应槽构成的第一生物处理工序来处理有机废水的大部分,同时向由浮游微生物处理槽构成的第二生物处理工序导入有机废水的一部分,通过导入来自沉淀工序的送回污泥,在将第一生物处理工序残留的溶解性BOD生物学地分解,同时可通过浮游污泥来附着捕捉来自第一生物处理工序无法块体化的细菌。
附图说明
图1为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置的概要(第一实施方式)的图。
图2为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置的概要(第二实施方式)的图。
图3为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置的概要(第三实施方式)的图。
图4为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置的概要(第四实施方式)的图。
图5为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置的概要(第五实施方式)的图。
图6为示出实施例1的实验结果的曲线图。
图7为示出本发明所述的有机废水的生物处理装置所使用的第二生物处理槽的应用例的图。
具体实施方式
以下,对本发明所述的有机废水的生物处理装置及生物处理方法,进行具体说明。
本发明的有机废水的生物处理装置,如图1或2所示,其特征在于,具备:第一生物处理槽3,其具有固定型生物附着载体30和配置于该固定型生物附着载体的下侧的通风设备31;第二生物处理槽4,其导入由该第一生物处理槽处理的处理液,通过浮游微生物进行处理,且具有通风设备41;沉淀槽5,其对由该第二生物处理槽处理的混合液进行固液分离,将其分离为沉淀污泥与处理水,进一步设置有:流入管线(11,12),其将有机废水分配并导入该第一生物处理槽3与该第二生物处理槽4;污泥送回管线6,其将从该沉淀槽5排出的沉淀污泥的一部分送回该第二生物处理槽4。
此外,关于本发明的有机废水的生物处理方法,分别地,上述第一生物处理槽中进行的处理符合“第一生物处理工序”,上述第二生物处理槽中进行的处理符合“第二生物处理工序”,此外,上述沉淀槽中进行的处理符合“沉淀工序”。
尽管仅在本发明所使用的第一生物处理槽(处理工序)中,BOD容积负荷在0.5kg/m3/d~3kg/m3/d时BOD去除率为80%以上,BOD容积负荷在0.75kg/m3/d~1.5kg/m3/d时BOD去除率为90%以上,但是即使在后段设置沉淀工序,在沉淀工序中也会有微小粒子及细菌流出至处理水,从实用性来说需要进一步改善处理水。此外,本发明中的第一生物处理槽、第二生物处理槽,及沉淀槽并不限于以一个容器构成各槽,还包括将多个容器串联或并联地配管接续而成的。
此外,本发明中使用的第二生物处理槽(处理工序),为通常的浮游污泥,即所谓利用活性污泥法进行的生物处理法,用于生成沉淀工序时的沉降性好的污泥的BOD容积负荷为0.1kg/m3/d~0.5kg/m3/d,优选BOD容积负荷为0.1kg/m3/d~0.3kg/m3/d。进一步,为了形成沉淀工序时的浮游污泥的良好块体,使沉降性良好,第二生物处理槽处的MLSS可以维持为1000mg/L~2000mg/L,优选维持为1000mg/L~1500mg/L。
关于本发明,在由第一生物处理槽(处理工序)与第二生物处理槽(处理工序)及沉淀槽(沉淀工序)构成的系统整体来分配处理有机废水时,通过将第一生物处理工序与第二生物处理工序的全生物反应槽整体的BOD容积负荷设定为0.5kg/m3/d~1.5kg/m3/d,BOD去除率80%以上的处理是可能的;如果将BOD容积负荷设为0.6kg/m3/d~0.9kg/m3/d,则可发挥BOD去除率95%以上的处理性能。
此情况下,向第一生物处理工序与第二生物处理工序的有机废水的分配量的调整变得极其重要。
本发明的有机废水的分配量的调整由以图1或2的符号2所示的流量调整机构来进行。有机废水(原水)的供给管线1介由流量调整机构2产生分支,构成分配管线(11,12)。
设置有测定原水的BOD浓度的传感器S1、测定第二生物处理槽内的BOD浓度的传感器S2。
在图2中,为了抑制送回污泥对于传感器S2的影响,设置将来自第一生物处理槽的处理水与有机废水(原水)的合流部分包围的空间(在构成空间的区隔的一部分,形成连通第二生物处理槽内的开口),形成水质测定部9。
关于来自传感器S1及S2的测定结果,操作者也可见其数值而调整流量调整机构2,但如图4及5所示,作为调整设备,也可构成为向控制装置8输入测定结果,自动地控制流量调整机构。
填充于第一生物处理槽的固定型生物附着载体30为各个载体的集合体。作为载体的形状,如专利文献4或非专利文献1所示,优选为呈通常可使用的波板、蜂窝管、瓶状、筒状、网状、球状、海胆状等形状的载体。微生物附着于载体上,微生物根据各槽的负荷而繁殖,可效率良好地处理槽内的有机物。
关于被填充的载体,在原水中含有浮游物质(SS)的情况下,如果SS过多附着、抑留于载体,则槽内的固定型生物附着载体填充部发生堵塞。因此,优选选择载体上SS的堵塞少、存在充分开眼的载体。可优选选择上述单体中具有眼宽(目幅)的筒状、网状、球状、海胆状的载体。
第一生物处理工序中需要想方设法使得配置于槽内的载体不因通气、废水流入、流出固定型生物附着载体而流出。具体地,在第一生物处理工序的反应槽设置具有眼宽的网状的支持部,在此网的上部填充固定型生物附着载体,进一步设置抑制具有眼宽的网眼或者存在洞的抑制部,以使得不因在填充部的上表面通气等而流出。在将技术地高负荷处理作为目的时,第一生物处理工序的固定型生物附着载体的填充比例为最低50%以上,优选设为60%~70%是重要的。此外,所谓本发明的固定型生物附着载体,不仅仅固定配置于生物处理槽内之物,还包括以载体相互密集,载体不容易流动的方式构成之物。
第一生物处理槽中,在配置固定型生物附着载体30的下侧配置供给包含氧气的空气的通风设备31。从通风设备释放的空气通过固定型生物附着载体而被抑制了向上方扩散而容易地释放到外部,停留于被处理液内的空气量变多。因此,氧气的溶解效率比专利文献2或3的使用流动床式的载体的情况更高。而且,在利用固定型生物附着载体的情况下,专利文献2或3的作为用于使流动床式的载体移动的动力源的空气也变得不需要,因此可大幅降低有机废水的处理所需的空气量。
接着,本发明的有机废水的生物处理装置的起始,可采用发挥第一生物处理工序的特征的方法。
关于第一方法,在第一生物处理工序充满原水,在处理变得良好期间将处理液停留于槽内。此最初的期间,以分注管线在第二生物处理工序将原水的全部量进行处理。
随着第一生物处理工序的处理的进展,可缓缓增加向第一生物处理工序侧的原水。
关于第二方法,将从沉淀槽向第二生物处理槽的送回污泥作为种污泥,进一步送回第一生物处理槽,一面减少向第一生物处理槽供给原水的状态下通过第一生物处理槽处理原水的一部分,一面通过第二生物处理槽处理原水的大部分。
在稳定状态的情况下,关于分注的原水量,可使第一生物处理工序比第二生物处理工序更多。优选向第一生物处理工序的原水的分配率为相对于原水全部量70~95%的范围。所谓原水的分配率,定义为向第一生物处理工序的原水的分配量相对于原水量的比率,或者向第二生物处理工序的原水的分配量相对于原水量的比率。
图3为在第一生物处理槽中设置阻流壁10的示例。
在第一生物处理槽存在填充有固定型生物附着载体的部分与无载体的部分,两者的空间中流体阻力不同。原水主要通过作为流体阻力小的部分的无载体的部分,其结果是,原水与载体的接触不充分。
为了避免原水保持处理不充分不变地向第二生物处理槽流出,即效率良好地进行第一生物处理槽处的原水与载体的接触,充分进行处理,在第一生物处理槽内设置阻流壁10是重要的。特别是,在原水容易沿横方向流过固定型生物附着载体30的下侧的情况下,阻流壁的设置是重要的。
阻流壁可为对原水等的流动赋予阻力之物,可利用附加开口的区隔板、配置于处理槽的底面的突起物等。
关于图1至5所述的第二生物处理槽,在处理槽内配置有通风设备41。
在第二生物处理槽处的BOD负荷量小的情况下,在通风量多、溶解存在的氧气浓度超过2mg/L的情况下,存在有机废水所含有的氨氮被氧化,生成NO2-N(亚硝酸性氮)、NO3-N(硝酸性氮),在沉淀槽污泥上浮,处理水的SS变高,BOD浓度上升不能满足放流标准值的情况。
为了抑制第二生物处理槽处的NO2-N(亚硝酸性氮)、NO3-N(硝酸性氮)的生成,将第二生物处理槽设为无氧状态(基本上氧气不溶解存在的状态),使氨氮的氧化停止是重要的。
因此,如图7所示,在处理槽内配置搅拌设备42,通过分注的有机废水的BOD使微生物成为浮游状态,可进行生物学脱氮处理。在脱氮处理中,因为缩短了生成NO2-N(亚硝酸性氮)、NO3-N(硝酸性氮)的硝化细菌的増殖所需的ASRT(Aerobic Sludge Retention Time;好氧性污泥滞留天数),所以因硝化细菌的増殖抑制而可防止NO2-N、NO3-N的产生。
此外,图7的符号(3)示出从第一生物处理槽3导入的处理液,符号(5)示出朝向沉淀槽5的处理液,符号6示出流入第二生物处理槽的污泥送回管线。
在图7(a)中,在处理槽内设置伴随开口的区隔壁43,在上游侧的槽中通过搅拌设备42进行无氧混合之后的下游侧的槽中,通过使用了通风设备41的通气来进行BOD的处理。并不限于此,如图7(b)所示,也可在上游侧槽的通风设备44的上方配置搅拌设备42。为了调整来自通风设备44的空气量,优选以溶解存在氧气浓度计(传感器S3)的值来控制向通风设备44输送空气的送风机的旋转数等。此情况下溶解存在氧气的浓度为0.5mg/L以下,优选0.3mg/L以下。此外,图7(b)朝向符号(8)的虚线箭头意味着将作为溶解存在氧气浓度计的传感器S3的信号传输给控制装置8。
如图7(c)所示,也可在第二生物处理槽内不设置区隔壁,而设置通风设备41与搅拌设备42,在低溶解存在氧气状态下进行处理。如果使被分注的有机废水及第一生物处理槽流出液的合计水量的处理时间为2小时以上,则处理水水质变得良好。
实施例1
改变有机废水(原水)向第二生物处理槽的流入量的比率,即改变向第二生物处理槽的原水的分配率来进行实验。在本实施例中,关于系统整体的BOD容积负荷与各原水的分配率,图1示出了实施方式。在以下实施例中将向第二生物处理槽的原水分配率简称为“原水分配率”。
成为本处理系统的原水的有机废水,为72m3/d,此BOD浓度为150mg/L。
通过填充固定型生物附着载体的第一生物处理工序(以下,简称为第一工序)与进行从沉淀工序送回的污泥的浮游微生物处理的第二生物处理工序(以下,简称为第二工序)进行处理,通过沉淀工序进行固液分离,由此进行原水的处理。
在沉淀工序中,平均水面积的分离速度20m3/m2/d,在重力式沉淀池进行固液分离,以处理水的水质进行评价。
RUN1~RUN7中的BOD浓度及S-BOD(溶解性BOD)值的测定以公定法JIS-K0102:2016版为根据。
结果的评价方法以目标值的实现来进行评价。具体地如下述:
将从BOD转换而见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因BOD为150mg/L,所以将此情况下的SS产生浓度设为100mg/L。
将1)BOD去除率95%以上且SS10mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS10mg/L以下的情况下推定去除率成为90%以上。
2)BOD去除率80%以上~不足95%且SS20mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS20mg/L以下的情况下,推定去除率成为80%以上。
3)无关于SS浓度,BOD去除率为不足80%的情况下评价为“不满足”,以记号×来表示。
[表1]
表1实施例1[RUN1~RUN7]原水处理量72m3/d,原水的BOD浓度150mg/L
注1)第一(m3):第一生物处理工序(m3),注)第二(m3):第二生物处理工序(m3)
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS10mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS浓度20mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%,“不能满足”
关于实验,首先,如表1所示,沉淀工序不变,分别改变第一工序与第二工序各槽的容量,以0.5kg/m3/d~1.5kg/m3/d这7套RUN(RUN1~RUN7)来进行相对于第一工序与第二工序的合计容量处理系统整体的BOD容积负荷(以下称之为系统整体的BOD负荷)。在各RUN中,每次5点逐渐改变向第一工序、第二工序的原水分配率进行处理水的评价。
第一工序、第二工序的槽的容量根据负荷而调整,关于其容量,各RUN如表1所示。在第一工序的固定型生物附着载体内部存在空隙,上下支撑材料将具有眼宽的笼状物固定。固定型生物附着载体的填充容量为第一工序(反应槽)容量的60%。进行调整以使第二工序的MLSS浓度(处理槽中的细菌浓度)成为1000mg/L。实验结果也一同示出于表1。
在RUN1中第一工序的槽容量为11m3,第二工序11m3,系统整体的BOD负荷设为0.5kg/m3/d。
如果首先将原水分配率设定为5%,则向第二工序的原水量成为3.6m3,第二工序中的BOD负荷为0.05kg/m3/d。此原水分配率为5%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为16.5mg/L,去除率89%,SS浓度为17mg/L,评价为“满足(△)”。
接着,如果将原水分配率提升至10%、15%、20%、25%、30%,则向第二工序的原水量以3.6m3间隔从7.2m3增加至21.6m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.1~0.29kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%、15%、20%、25%、30%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为6~7mg/L,BOD去除率95~96%,SS浓度为7~10mg/L,评价为“非常满足(○)”。
通过将原水分配率提升至35%、40%、45%、50%,则向第二工序的原水量从25.2m3增加至36m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.35~0.50kg/m3/d。
此原水分配率提升至35%,40%,45%,50%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为12~29mg/L,BOD去除率为81~92%,SS浓度为7~18mg/L,评价为“满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为55%,则向第二工序的原水量成为39.6m3,第二工序处的BOD负荷为处理边界以上的0.55kg/m3/d。原水分配率55%时的沉淀工序后的处理水的BOD浓度在38mg/L时去除率75%,SS浓度为24mg/L,评价为“不能满足”。
在RUN2中,第一工序的槽容量为9m3,第二工序9m3,将系统整体的BOD负荷设为0.6kg/m3/d。
首先,如果原水分配率设定为5%,则向第二工序的原水量为3.6m3,第二工序处的BOD负荷为0.06kg/m3/d。RUN2的原水分配率5%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为16.5mg/L,去除率89%,SS浓度为15mg/L,评价为“满足”。
接着,如果将原水分配率提升至10%,15%,20%,25%,则向第二工序的原水量以3.6m3间隔从7.2m3增加至18m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.12~0.30kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%、15%、20%、25%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为6~7mg/L,BOD去除率96%,SS浓度为7~10mg/L,评价为“非常满足”。
如果将原水分配率提升至30%、35%、40%,则向第二工序的原水量从21.6m3增加至28.8m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.36~0.48kg/m3/d。
此原水分配率提升至30%、35%、40%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为12~26mg/L,BOD去除率83~92%,SS浓度为7~16mg/L,评价为“满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为45%,则向第二工序的原水量成为32.4m3,第二工序的BOD负荷为处理边界以上的0.54kg/m3/d。原水分配率45%时的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为39mg/L,去除率74%,SS浓度为25mg/L,评价为“不能满足”。
在RUN3中,第一工序的槽容量为8m3,第二工序为8m3,将系统整体的BOD负荷设为0.7kg/m3/d。
首先,如果将原水分配率设为5%,则向第二工序的原水量成为3.6m3,第二工序的BOD负荷为0.07kg/m3/d。RUN3的原水分配率5%时的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为16.5mg/L,去除率89%,SS浓度为14mg/L,为“满足”的评价。
接着,如果将原水分配率提升至10%、15%、20%,则向第二工序的原水量从7.2m3,以3.6m3间隔增加至14.4m3。第二工序时的BOD负荷根据分配率成为0.14~0.27kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%、15%、20%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为5~6mg/L,BOD去除率96%,SS浓度6~8mg/L,评价为“非常满足”。
进一步,如果原水分配率设定为25%、30%、35%,则向第二工序的原水量成为18~25.2m3,第二工序的BOD负荷为0.36~0.48kg/m3/d。RUN3的原水分配率25%、30%、35%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为12~24mg/L,去除率84~92%,SS浓度为7~15mg/L,评价为“满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为40%,则向第二工序的原水量成为28.8m3,第二工序的BOD负荷为处理边界以上的0.55kg/m3/d。原水分配率40%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为39mg/L,去除率74%,SS浓度为25mg/L,评价为“不能满足”。
在RUN4中,第一工序的槽容量为6.8m3,第二工序为6.8m3,将系统整体的BOD负荷设为0.8kg/m3/d。
首先,如果将原水分配率设定为5%,则向第二工序的原水量成为3.6m3,第二工序时的BOD负荷为0.09kg/m3/d。RUN3的原水分配率5%时的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为16.5mg/L,去除率89%,SS浓度为14mg/L,评价为“满足”。
接着,如果将原水分配率提升至10%、15%,则向第二工序的原水量从7.2m3以3.6m3间隔增加至10.8m3。第二工序时的BOD负荷根据分配率成为0.17~0.26kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%、15%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为5~6mg/L,BOD去除率96%,SS浓度为10mg/L,评价为“非常满足”。
如果将原水分配率设定为20%、25%、30%,则向第二工序的原水量成为14.4~21.6m3,第二工序的BOD负荷为0.34~0.5kg/m3/d。RUN4的原水分配率20%、25%、30%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为10.5~29.5mg/L,去除率80~93%,SS浓度为10~20mg/L,评价为“满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为35%,则向第二工序的原水量成为25.2m3,第二工序的BOD负荷为处理边界以上的0.56kg/m3/d。原水分配率35%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为42mg/L,去除率72%,SS浓度为27mg/L,评价为“不能满足”。
在RUN5中,第一工序的槽容量为6m3,第二工序为6m3,将系统整体的BOD负荷设为0.9kg/m3/d。
首先,如果将原水分配率设定为5%,则向第二工序的原水量成为3.6m3,第二工序的BOD负荷为0.09kg/m3/d。RUN3的原水分配率5%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为16.5mg/L,去除率89%,SS浓度12mg/L,评价为“满足”。
接着,如果将原水分配率提升至10%、15%,则向第二工序的原水量从7.2m3增加至10.8m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.18~0.27kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%、15%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为6mg/L,BOD去除率96%,SS浓度为9~10mg/L,评价为“非常满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为20%,25%,则向第二工序的原水量成为14.4~18m3,第二工序的BOD负荷为0.36~0.45kg/m3/d。RUN5的原水分配率20%、25%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为23~28mg/L,去除率81~85%,SS浓度为10mg/L,评价为“满足”。
在将原水分配率设定为30%的情况下,向第二工序的原水量成为21.6m3,第二工序的BOD负荷为0.54kg/m3/d。沉淀工序后的处理水的BOD浓度为31mg/L,去除率79%,SS浓度为15mg/L,评价为“不能满足”。
如前述,本发明中使用的第二生物处理槽(处理工序)为通常的浮游污泥,即利用所谓活性污泥法进行的生物处理法,用于生成沉淀工序的沉降性好的污泥的BOD容积负荷成为0.1kg/m3/d~0.5kg/m3/d,优选BOD容积负荷为0.1kg/m3/d~0.3kg/m3/d。
在第二工序的BOD负荷超过0.5kg/m3/d的情况下超出此处的处理能力。因此,第二工序的BOD负荷设定为0.5kg/m3/d以下也是重要的。
在RUN6中,第一工序的槽容量为5.4m3,第二工序为5.4m3,将系统整体的BOD负荷设为1.0kg/m3/d。
首先,如果将原水分配率设定为5%,则向第二工序的原水量成为3.6m3,第二工序的BOD负荷为0.1kg/m3/d。RUN6的原水分配率5%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为22mg/L,去除率85%,SS浓度为14mg/L,评价为“满足”。
接着,如果将原水分配率提升至10%,15%,20%,25%,则向第二工序的原水量从7.2m3增加至18m3。第二工序的BOD负荷根据分配率成为0.2~0.5kg/m3/d。
此原水分配率提升至10%,15%,20%,25%,沉淀工序后的处理水的BOD浓度为21~28mg/L,BOD去除率81~86%,SS浓度为14~18mg/L,评价为“满足”。
进一步,如果将原水分配率设定为30%,则向第二工序的原水量成为21.6m3,第二工序的BOD负荷为处理边界以上的0.6kg/m3/d。RUN6的原水分配率30%的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为32mg/L,去除率79%,SS浓度为25mg/L,评价为“不能满足”。
将与相对于表1的BOD容积负荷的原水分配率的关系示于图6的曲线图。此外,曲线图内的“○”、“△”、“×”这样的记号反映表1的评价。
如见图6,可理解,进行调整以使向第二生物处理槽供给的有机废水的供给量相对于有机废水的总供给量的比率Y(%)为,在X为0.5以上,不足0.814的范围时,满足以下式1;在X为0.814以上,1.5以下的范围时满足以下式2,可将处理水的水质设定为“△(满足)”以上:
(式1)5≤Y<-63X+82.5
(式2)5≤Y<-20X+47.5。
图6的上侧的2条直线(虚线),用于将向第二生物处理槽供给的有机废水的供给量相对于有机废水的总供给量的比率Y(%)的上限值特定,评价为以直线将「△」与「×」的边界部分近似。
2条直线的交点,也如图6所示,成为(X,Y)=(0.814,31.2)。
此外,由实施例1的结果可理解,为了将处理水的水质保持为从BOD浓度、SS浓度的观点来说应评价为“满足”的水平以上,优选将向利用了浮游微生物的第二生物处理槽的BOD容积负荷设定为从0.05kg/m3/d(向RUN1的第二工序的分配率5%)至0.5kg/m3/d(RUN1的同分配率50%、RUN6的分配率25%)的范围。此数值与专利文献2所公开的那样的污泥负荷的目标「0.025kg-BOD/kg-MLSS/d」比较的话,相当于其2倍~20倍的范围。
可理解,如本发明那样的使用固定型生物附着载体的生物处理装置中,为了改善处理水的水质,在使用浮游微生物的第二生物处理槽中需要高污泥负荷。
实施例2
在本发明中,第一工序取高容积负荷,则其可处理的最大的容积负荷为如实施例1的RUN7中那样为3kg/m3/d。一方面,第二工序中0.5kg/m3/d为最大的处理负荷。作为系统整体,向第一工序施加负荷,处理水质在可容许的范围在第二工序施加最小限度的负荷是技术上合理的。
在实施例2中,作为RUN8,进行原水的BOD浓度变高的情况的原水分配率的验证。此外,作为RUN9,验证相对于第一工序增大第二工序的容量的情况下的最终处理水的变化。第二工序的MLSS浓度设为1000mg/L。
在表2示出RUN8的结果。成为RUN8的原水的有机废水为24m3/d,此BOD浓度为450mg/L。即使在BOD浓度变高的情况下也对向第二工序的分配率是否存在再现性进行了研讨。系统整体负荷为0.9kg/m3/d,与实施例1的RUN5的负荷是同等的。
第一工序的容量为6m3,将第二工序的容量设为6m3进行原水的分配率的研讨。在沉淀工序中平均水面积的分离速度20m3/m2/d,在重力式沉淀池进行固液分离,以处理水的水质进行评价。
结果的评价方法以目标值的实现来进行评价。具体地如下述那样:
将从BOD转换而见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因为BOD为450mg/L,所以此情况下的SS产生浓度设为300mg/L。
1)BOD去除率95%以上且SS30mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS30mg/L以下的情况下推定去除率成为90%以上;
2)BOD去除率为80%以上~不足95%且SS为60mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS60mg/L以下的情况下推定去除率成为80%以上;
3)无关SS浓度,BOD去除率为不足80%的情况下评价为“不满足”,以记号×来表示。
[表2]
表2实施例2
注1)第一工序:第一生物处理工序(m3);注)第二工序:第二生物处理工序(m3)
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS30mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS60mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%,“不能满足”
RUN8的BOD浓度与实施例1相比高3倍。此状态下将RUN8的处理水的结果与实施例1的RUN5进行比较。分配率5~25%时处理的评价为“满足(△)”与“非常满足(○)”,RUN8与实施例1的RUN5成为同一评价。即使在此RUN8中,如果第二工序的容积负荷成为超过0.5kg/m3/d的分配率30%,则水质也评价为“不能满足”。
可理解,如RUN8那样,即使原水的BOD浓度增加(变动)的情况下,通过将向第二生物处理槽供给的有机废水的供给量相对于有机废水的总供给量的比率调整为上述式1或式2所规定的数值范围,也能将处理水的水质设定为“满足(△)”以上。
在RUN9中,将第一工序的容量设为6m3,将第二工序的容量设为12m3,进行原水的分配率的研讨。原水水量、原水BOD沉淀浓度设为与RUN8相同。沉淀工序中平均水面积的分离速度20m3/m2/d,在重力式沉淀池进行固液分离,以处理水的水质来进行评价。
第二工序的容量增大为12m3,由此系统整体负荷成为0.6kg/m3/d,第二工序的容积负荷成为不足边界值0.5kg/m3/d。关于处理水,在BOD去除率为95%以上,SS为30mg/L以下时为“非常满足”的评价范围。
由上述结果可知,无关于原水的BOD,设定系统整体的BOD负荷,可调整原水的分配率以使第二工序的第二工序的容积负荷成为边界值0.5kg/m3/d。关于实施例1所示的适用范围,原水的BOD浓度、系统整体容积负荷、第二工序的容积负荷由边界值判断为具有再现性。
此外,可容易理解,如RUN9那样,在可相对于第一工序的容量增大第二工序的容量的情况下,向第二生物处理槽供给的有机废水的供给量相对于有机废水的总供给量的比率即使设定为超过式1或式2所规定的上限值的广泛数值范围,也可改善处理水的水质。但是,单纯增加第二工序的容量的话,不论是空间方面还是成本方面都问题多,因此,优选将第二工序的容量如RUN9那样以第一工序的2倍设为上限。
反之,对第二工序的容量相对于第一工序的容量减小的情况进行研讨。例如,在实施例1的RUN2中,研讨将第一工序的容量设为9m3,将第二工序的容量设为4.5m3的情况。此情况下的系统整体的BOD容积负荷为0.8kg/m3/d。假设将向第二工序的有机性排水的供给量(原水分配率)的比率设定为5%与10%的情况,则第二工序的BOD容积负荷分别成为0.12kg/m3/d与0.24kg/m3/d。实施例1的第二工序的BOD容积负荷为0.1~0.3kg/m3/d的范围获得“非常满足”的水质,因此,此情况下也同样地可期待处理水的水质改善。
在将第二工序的容量相对于第一工序的容量变小时,通常,为了使第二工序的BOD容积负荷为最佳,需要进一步压缩向第二工序的原水分配量。但是,如果将向第二工序的原水分配率设为低于5%,则在原水的处理量、原水的BOD浓度发生变化的情况下,调整原水的分配率的幅度窄,难以将第二工序的BOD容积负荷维持为最佳状态。
因此,第二工序的容量相对于第一工序的容量的比率优选设定为0.5倍以上。
由以上,第二工序的容量优选设定为第一工序的容量的0.5~2倍的范围。此外,在本发明中,在第一工序,BOD的处理能力高,但另一方面SS浓度也容易升高。而且,期待第二工序起到降低此SS浓度的作用。因此,第二工序需要维持为比第一工序更慢的处理速度,可以说第二工序的容量更优选设定为第一工序的容量的1~2倍的范围。
实施例3
RUN11的作为原水的有机废水为72m3/d。以有机废水的浓度、系统整体负荷0.6kg/m3/d为基础,将第一工序的容量设为9m3,第二工序的容量设为9m3来进行处理。使送回污泥量在每个RUN发生变化,以使第二工序的MLSS成为1000mg/L。沉淀工序中平均水面积的分离速度20m3/m2/d,在重力式沉淀池进行固液分离,以处理水的水质进行评价。实施的方法以图5所示的方法来进行。
结果的评价方法以目标值的实现来进行评价。具体地如下述:
将从BOD转换而见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因为BOD为150mg/L,所以将此情况下的SS产生浓度设为100mg/L。
1)BOD去除率95%以上且SS10mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS10mg/L以下的情况下推定去除率成为90%以上;
2)BOD去除率为80%以上~不足95%且SS20mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS20mg/L以下的情况下推定去除率成为80%以上;
3)无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况下评价为“不满足”,以记号×来表示。
具体地,设置能测定有机物浓度的探测器于原水管线,和设置第二工序内的第一工序的流出部与第二工序的原水合流的水质测定部,将这2个信号(溶解性BOD值)导入演算机构,调整流量调整机构,调整向第二工序的原水流量,以使第二工序的水质测定部的溶解性BOD值相对于原水的溶解性BOD值成为预定的比例。因此,结果是第一工序的流量也发生变化。此外,所谓溶解性BOD值,是除SS外的BOD浓度,在第二工序因为MLSS为1000mg/L,所以BOD测定误差大,因此将通过过滤而排除MLSS的溶解性BOD的值作为控制的指标。
RUN11被设计为,原水的BOD浓度为150mg/L,系统整体的BOD负荷为0.6kg/m3/d。第一工序的容量为9m3,第二工序的容量为9m3。在表3示出RUN11的结果。在RUN11中,BOD浓度及S-BOD值的测定使用潜水水质测量仪SpectratorBOD计(型号Sp1-005-pO-sNO-075,荏原实业株式会社制)。
[表3]
表3实施例3:RUN11
原水处理量72m3/d,原水的BOD浓度150mg/L,系统整体的BOD负荷:0.6kg/m3/d
注1)S-BOD:溶解性BOD
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS10mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS20mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况,“不满足”
在表3中将第二工序的水质测定部的溶解性BOD值标记为S-BOD值。
在测验11中,向第二工序的原水分配量为5m3,S-BOD值为10mg/L,相对于原水BOD浓度成为6.7%。此测验11的沉淀工序后的处理水的BOD浓度为15mg/L,去除率90%,SS浓度为10mg/L,评价为“满足(△)”。
在测验12中,调整流量调整机构,使向第二工序的原水分配量上升至7m3/d时,S-BOD值成为15mg/L,相对于原水BOD浓度成为10%。此测验12中沉淀工序后的处理水BOD浓度为3mg/L,去除率大幅上升至98%,且SS浓度为8mg/L。从BOD去除率与SS浓度来说,测验12的处理结果评价为“非常满足(○)”。
在测验13中,将原水分配量上升至11m3/d,在测验14中将原水分配量上升至14m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例,在测验13中为23mg/L,15.3%;在测验14中为30mg/L,20%。即使在这些状态下,也可使沉淀工序后的处理水BOD浓度为3mg/L,维持去除率98%。SS浓度为5mg/L。从BOD去除率与SS浓度来说测验13及14的处理结果评价为“非常满足”。
在测验15中调整原水分配量,使之上升至18m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为38mg/L,25.3%。此状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率94%,与测验14相比较低。SS浓度为15mg/L。从BOD去除率与SS浓度来说,测验15的处理结果评价为“满足”。
由测验12~测验14的结果可判断,处理结果成为“非常满足”的范围为S-BOD值相对于原水BOD浓度为10%~20%是妥当的。
调整原水分配量,使之为在测验16提升至19m3/d,在测验17提升至22m3/d。在测验16中,S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为40mg/L,26.7%;在测验17中,S-BOD值及相对于原水BOD的比例为45mg/L,30%,较相对于原水BOD的比例的设定值10%~20%更高。
沉淀工序后的处理水,在测验16中BOD浓度为15mg/L,去除率90%,SS浓度为18mg/L;在测验17中为21mg/L,去除率86%,SS浓度为20mg/L。
从BOD去除率与SS浓度来说,测验16与测验17的处理结果评价为“满足”。
测验18中调整原水分配量,将其设为24m3/d。此情况下,S-BOD值为50mg/L;相对于原水BOD的比例为33.3%。此测验18的情况下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为33mg/L,去除率为78%,SS浓度为25mg/L。从BOD去除率与SS浓度来说,测验18的处理结果评价为“不满足(×)”。
测验18结束后,为了使第二工序的水质测定部的S-BOD值为23mg/L,相对于原水BOD浓度的比例为15.3%,使演算机构开动,调整流量调整机构,下调原水分配量时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为3mg/L,去除率可大幅上升至98%。此时的原水分配量成为11m3/d。
由以上的结果可知,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为6.7%~30%的范围,则评价为“满足(△)”以上的状态。
进一步,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为10%~20%的范围,则评价为“非常满足(○)”的状态。
由这些可明确,通过设定第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例可控制本系统的水质。
由以上的测验可知,将S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例的设定值设为6.7~30%,优选10%~20%,以此值使演算机构开动,调整流量调整机构,调整向第二工序的原水流量,可容易地维持本系统的最佳运转状态。
实施例4
RUN12被设计为原水的BOD浓度为300mg/L,系统整体的BOD负荷0.6kg/m3/d。第一工序的容量为18m3,第二工序的容量为18m3,第二工序的MLSS设为1000mg/L。
在RUN12中BOD浓度及S-BOD值的测定使用潜水水质测量仪SpectratorBOD计(型号Sp1-005-pO-sNO-075,荏原实业株式会社制)。
将结果示于表4。在此,将第二工序的水质测定部的溶解性BOD值标记为S-BOD值。
结果的评价方法以目标值的实现来评价。具体地如下述那样:
将从BOD转换而见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因为BOD为300mg/L,所以将此情况下的SS产生浓度设为200mg/L;
1)将BOD去除率95%以上且SS20mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS20mg/L以下的情况下,推定去除率成为90%以上。
2)BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS40mg/L以下的情况下,推定去除率成为80%以上;
3)无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况下,评价为“不满足”,以记号×来表示。
[表4]
表4实施例4:RUN 12
原水处理量72m3/d,原水的BOD浓度300mg/L,系统整体的BOD负荷:0.6kg/m3/d
注1)S-BOD:溶解性BOD
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS20mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况,“不满足”
有时此RUN12的原水BOD浓度高至300mg/L,实施的方法以图4所示的方法来进行。从第二工序内的第一工序的流出部与向第二工序的原水合流的地点而并非水质测定部来采水,采用立即分析的方法。
在测验21中,向第二工序的原水分配量为5m3,S-BOD值为20mg/L,相对于原水BOD浓度成为6.7%。沉淀工序后的处理水BOD浓度为30mg/L,去除率90%,SS浓度为20mg/L,此处理水的评价为“满足(△)”。
在测验22中将向第二工序的原水分配量提升至7m3/d时,S-BOD值为30mg/L,相对于原水BOD浓度为10%。此测验22中沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率97%,SS浓度为16mg/L,此处理水的评价为“非常满足(○)”,水质大幅提高。
调整原水分配量,在测验23中设定11m3/d,在测验24中设定14m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD的比例为,在测验23中为45mg/L,15.0%;在测验24中为60mg/L,20%。即使在这些状态,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率97%,SS浓度为10mg/L,此处理水的评价可维持为“非常满足”的状态。
在测验25中关于原水分配量,调整流量调整机构,使之上升至18m3/d时S-BOD值及相对于原水BOD的比例为,75mg/L,25.0%。此状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为30mg/L,去除率为90%,SS浓度为20mg/L,此处理水的评价为“满足”。
在测验26及测验27中调整流量调整机构,将原水分配量设为在测验26为19m3/d,测验27为22m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为,在测验26为80mg/L,26.7%;在测验27为90mg/L,30%,相对于原水BOD浓度的比例的设定值10%~20%更高。此状态下,关于沉淀工序后的处理水,在测验26中BOD浓度为36mg/L,去除率88%,SS浓度为30mg/L;在测验27中BOD浓度为58mg/L,去除率81%,SS浓度为30mg/L,处理水的评价为“满足”。
在测验28中,调整流量调整机构,将原水分配量设为24m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为100mg/L,33.3%,较相对于原水BOD浓度的设定值10%~20%更高。此状态下,沉淀工序后的处理水为,BOD浓度64mg/L,去除率78%,SS浓度为45mg/L,处理水的评价为“不满足(×)”。
从测验21~测验28的结果可知,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例在6.7%~30%的范围,BOD去除率90%以上,SS为40mg/L以下时,成为BOD转换SS产生浓度推定值的20%以下,评价为“满足”以上的状态。
进一步,如由测验22~测验24的结果可见,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例在10%~20%的范围,BOD去除率95%以上,SS为20mg/L以下时,BOD转换SS产生浓度推定值的10%以下,评价为“非常满足”的状态。
测验28结束后,为了第二工序的水质测定部的S-BOD值为45mg/L,即,使相对于原水BOD浓度的比例为15%,在开动演算机构,调整流量调整机构,下调原水分配量时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率可大幅上升至97%。此时的原水分配量成为11m3/d。此外,在为了使相对于原水BOD浓度的比率为10%~20%而将S-BOD值控制为30~60mg/L时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率大幅上升至97%,成为“非常满足”的状态,控制效果能够得到验证。
由以上结果,在使原水BOD浓度比实施例3更高的情况下(但是,系统整体的BOD负荷与实施例3相同),如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例成为6.7%~30%的范围,则评价为“满足(△)”以上的状态。
进一步,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为10%~20%的范围,则评价成为“非常满足(○)”的状态。
由这些也可明确,即使原水的BOD浓度发生变化,也可通过设定第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例而控制本系统的水质。
由以上测验,将第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例设为6.7~30%,优选设为10%~20%,以此值开动演算机构,调整流量调整机构,调整向第二工序的原水流量,由此可容易地维持本系统的最佳运转状态。
实施例5
进行RUN13作为实施例5。RUN13的作为原水的有机废水量为72m3/d。RUN13被设计为原水的BOD浓度为150mg/L,系统整体的BOD负荷0.9kg/m3/d。
第一工序的容量为6m3,第二工序的容量为6m3。将结果示于表5。在此,将第二工序的水质测定部的溶解性BOD值标记为S-BOD值。
实施的方法以如图5所示的方法来执行。
在RUN13中,BOD浓度及S-BOD值的测定使用潜水水质测量仪SpectratorBOD计(型号Sp1-005-pO-sNO-075,荏原实业株式会社制)。
结果的评价方法为,以目标值的实现来评价。具体地如下述那样:
将从BOD转换可见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因为BOD为150mg/L,所以此情况下的SS产生浓度设为100mg/L。
1)BOD去除率95%以上且SS20mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS10mg/L以下的情况下,推定去除率为90%以上;
2)BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS20mg/L以下的情况下,推定去除率为80%以上;
3)无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况下评价为“不满足”,以记号×来表示。
[表5]
表5RUN 13
原水处理量72m3/d,原水的BOD浓度150mg/L,系统整体的BOD负荷:0.9kg/m3/d
注1)S-BOD:溶解性BOD
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS10mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况,“不满足”
此RUN13的原水BOD浓度为150mg/L,实施的方法以图4所示的方法来进行。从向第二工序内的第一工序的流出部与向第二工序的原水合流的地点而并非水质测定部来采水,采用立即分析的方法。
在测验31中,向第二工序的原水分配量为5m3,S-BOD值为10mg/L,相对于原水BOD浓度为6.7%。沉淀工序后的处理水BOD浓度为15mg/L,去除率90%,SS浓度为12mg/L,此处理水的评价为“满足(△)”。
在测验32中将向第二工序的原水分配量提升至7m3/d时,S-BOD值为15mg/L,相对于原水BOD浓度为10%。此测验32中沉淀工序后的处理水BOD浓度为4.5mg/L,去除率97%,SS浓度为10mg/L,此处理水的评价为“非常满足(○)”,水质大幅提高。
调整原水分配量,在测验33中将其设定为11m3/d,在测验34中将其设定为14m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD的比例为,在测验33中为23mg/L,15.0%;在测验34中为30mg/L,20%。即使在这些状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为4.5mg/L,去除率97%,SS浓度7mg/L,此处理水的评价可维持为“非常满足”的状态。
在测验35中调整流量调整机构将原水分配量提升至18m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD的比例成为38mg/L,25.0%。此状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为15mg/L,去除率90%,SS浓度12mg/L,此处理水的评价为“满足”。
在测验36及测验37中调整流量调整机构,将原水分配量设为在测验36中为19m3/d,在测验37中为22m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例,在测验36中为40mg/L,26.7%;在测验37中为45mg/L,30%,较相对于原水BOD浓度的比例的设定值10%~20%更高。此状态下,关于沉淀工序后的处理水,在测验36中BOD浓度为18mg/L,去除率88%,SS浓度为17mg/L;在测验37中BOD浓度为27mg/L,去除率82%,SS浓度为20mg/L,处理水的评价为“满足”。
在测验38中调整流量调整机构,将原水分配量设为24m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为50mg/L,33.3%,较相对于原水BOD浓度的比例的设定值10%~20%更高。此状态下,沉淀工序后的处理水为,BOD浓度38mg/L,去除率75%,SS浓度为28mg/L,处理水的评价为“不满足(×)”。
由测验31~测验38的结果,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为6.7%~30.0%的范围,BOD去除率90%以上,SS为20mg/L以下,BOD转换SS产生浓度推定值的20%以下,成为评价为“满足”以上的状态。
进一步,如由测验32~测验34的结果可见,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为10%~20%的范围,BOD去除率95%以上,SS10mg/L以下,BOD转换SS产生浓度推定值的10%以下,评价成为“非常满足”的状态。
测验38结束后,在为了使第二工序的水质测定部的S-BOD值为23mg/L,即,相对于原水BOD浓度的比例设为15%,使演算机构开动,调整流量调整机构,下调原水分配量时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为4.5mg/L,去除率可大幅上升至97%,SS浓度也成为7mg/L。此时的原水分配量成为11m3/d。此外,为了使相对于原水BOD浓度的比率成为10%~20%,将S-BOD值控制为15~30mg/L时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为4.5mg/L,去除率大幅上升至97%,SS浓度也成为7mg/L~10mg/L,“非常满足”的状态继续,控制的效果能够得到验证。
由以上的结果,即使在提高(改变)系统整体的BOD负荷的情况下,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例成为6.7%~30%的范围,则评价成为“满足(△)”以上的状态。
进一步,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度成为10%~20%的范围,则评价成为“非常满足(○)”的状态。
由这些明确了,在改变系统整体的BOD负荷时,将第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度设定为预定的比例,由此可控制本系统的水质。
由以上的测验,将第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例设为6.7~30%,优选设为10%~20%,以此值使演算机构开动,调整流量调整机构,调整向第二工序的原水流量,由此可容易地维持本系统的最佳运转状态。
实施例6
进行RUN14来作为实施例6。作为RUN14的原水的有机废水为72m3/d。RUN14被设计为原水的BOD浓度为300mg/L,系统整体的BOD负荷为0.9kg/m3/d。
第一工序的容量为12m3,第二工序的容量为12m3。将结果示于表6。在此将第二工序的水质测定部的溶解性BOD值标记为S-BOD值。
在RUN14中,BOD浓度及S-BOD值的测定使用潜水水质测量仪SpectratorBOD计(型号Sp1-005-pO-sNO-075,荏原实业株式会社制)。
关于结果的评价方法,以目标值的实现来进行评价。具体地,如以下所述。将从BOD转换而见的SS产生浓度推定值设为BOD的66%。因为BOD为300mg/L,所以此情况下的SS产生浓度设为200mg/L。
1)BOD去除率95%以上且SS20mg/L以下的情况下评价为“非常满足”,以记号○来表示。SS20mg/L以下的情况下,推定去除率为90%以上。
2)BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下的情况下评价为“满足”,以记号△来表示。SS40mg/L以下的情况下,推定去除率成为80%以上。
3)无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况下评价为“不满足”,以记号×来表示。
[表6]
表6RUN14
原水处理量72m3/d,原水的BOD浓度300mg/L,系统整体的BOD负荷:0.9kg/m3/d
注1)S-BOD:溶解性BOD
注2)评价:以目标值的实现来进行评价,具体如下所述:
○:BOD去除率95%以上且SS20mg/L以下,“非常满足”;
△:BOD去除率80%以上~不足95%且SS40mg/L以下,“满足”;
×:无关于SS浓度,BOD去除率不足80%的情况,“不满足”
此RUN14的原水BOD浓度为300mg/L,实施的方法以图4所示的方法来进行。从第二工序内的第一工序的流出部与向第二工序的原水合流的地点而并非水质测定部来采水,立即采用潜水水质测量仪SpectratorBOD计(型号Sp1-005-pO-sNO-075,荏原实业株式会社制)来进行分析的方法。
在测验41中向第二工序的原水分配量为5m3,S-BOD值为20mg/L,相对于原水BOD浓度为6.7%。沉淀工序后的处理水BOD浓度为30mg/L,去除率90%,SS浓度为17mg/L,此处理水的评价为“满足(△)”。
在测验42中将向第二工序的原水分配量提升至7m3/d时,S-BOD值为30mg/L,相对于原水BOD浓度成为10%。此测验42中沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率97%,SS浓度为14mg/L,此处理水的评价为“非常满足(○)”,水质大幅提高。
调整原水分配量,在测验43中将其设定为11m3/d,在测验44中将其设定为14m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD的比例为,在测验43中45mg/L,15.0%;在测验44中60mg/L,20%。即使在这些状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率97%,SS浓度为10mg/L,维持了此处理水的评价为“非常满足”的状态。
在测验45中,关于原水分配量,调整流量调整机构,使之上升至18m3/d时,S-BOD值及相对于原水BOD的比例为75mg/L,25.0%。此状态下,沉淀工序后的处理水BOD浓度为30mg/L,去除率90%,SS浓度为25mg/L,此处理水的评价为“满足”。
在测验46及测验47中调整流量调整机构,将原水分配量设为在测验46中为19m3/d,在测验47中为22m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为,在测验46中为80mg/L,26.7%;在测验47中为90mg/L,30%,较相对于原水BOD浓度的比例的设定值10%~20%更高。此状态下,关于沉淀工序后的处理水,在测验46中BOD浓度为36mg/L,去除率88%,SS浓度为32mg/L;在测验47中BOD浓度为54mg/L,去除率82%,SS浓度为35mg/L,处理水的评价为“满足”。
在测验48中调整流量调整机构,将原水分配量设为24m3/d。S-BOD值及相对于原水BOD浓度的比例为100mg/L,33.3%,较原水BOD浓度的比例的设定值10%~20%更高。在此状态下,沉淀工序后的处理水为,BOD浓度81mg/L,去除率73%,SS浓度为40mg/L,处理水的评价为“不满足(×)”。
从测验41~测验48的结果来看,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为6.7%~30%的范围,BOD去除率90%以上,SS为40mg/L以下,BOD转换SS产生浓度推定值的20%以下,评价为“满足”以上的状态。
进一步,如由测验42~测验44的结果可见,第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为10%~20%的范围,BOD去除率为95%以上,SS为20mg/L以下,BOD转换SS产生浓度推定值成为10%以下,成为评价为“非常满足”的状态。
测验48结束后,在为了使第二工序的水质测定部的S-BOD值为45mg/L,相对于原水BOD浓度的比例为15%而开动演算机构,调整流量调整机构,下调原水分配量时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率可大幅上升为97%,且SS浓度成为10mg/L。此时原水分配量成为11m3/d。此外,为了使相对于原水BOD浓度的比率为10%~20%,将第二工序的S-BOD值控制为30~60mg/L时,沉淀工序后的处理水BOD浓度为9mg/L,去除率大幅上升至97%,且SS浓度也变为10~14mg/L的“非常满足”的状态,控制的效果可得到验证。
从以上结果,即使在提高了原水的BOD浓度、系统整体的BOD负荷的情况下,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例成为6.7%~30%的范围,则评价为“满足”以上的状态。
进一步,如果调整流量调整机构以使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例为10%~20%的范围,则成为评价为“非常满足”的状态。
由这些可明确,可通过使第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度,设定为预定的比例来控制本系统的水质。
根据以上测验,即使在原水的BOD浓度,系统整体的BOD负荷发生变化的情况下,通过将第二工序的S-BOD值相对于原水BOD浓度的比例设为6.7~30%,优选设为10%~20%,以此值使演算机构开动,调整流量调整机构,调整向第二工序的原水流量,则也可容易地维持本系统的最佳运转状态。
产业上的利用可能性
如以上所说明的,根据本发明,可提供有机废水的生物处理装置及生物处理方法,其可削减好氧性生物处理的空气量,且大幅减少了污泥的产生量,并高负荷且效率良好地进行有机物去除,同时维持稳定的处理水的水质。
附图标记
1有机废水管线
2流量调整机构(有机废水的水量分配机构)
3 第一生物处理槽
4 第二生物处理槽
5 沉淀槽
6 污泥送回管线
7 处理水流出管线
8 控制装置
9 水质测定部
10 阻流壁
11向第一生物处理槽的原水的流入管线
12向第二生物处理槽的原水的流入管线
30固定型生物附着载体
31,41,44通风设备
42 搅拌设备
43 区隔壁
S1,S2,S3传感器。
Claims (7)
1.一种有机废水的生物处理装置,其特征在于,具备:
第一生物处理槽,其具有固定型生物附着载体和配置于该固定型生物附着载体的下侧的通风设备;
第二生物处理槽,其导入由该第一生物处理槽处理的处理液,通过不使用生物附着载体的浮游微生物进行处理,且具有通风设备;
沉淀槽,其对由该第二生物处理槽处理的混合液进行固液分离,将其分离为沉淀污泥与处理水,
设置有:
流入管线,其将有机废水分配并导入该第一生物处理槽与该第二生物处理槽;
送回管线,其将从该沉淀槽排出的沉淀污泥的一部分送回该第二生物处理槽,
进一步,在该第二生物处理槽设置有用于搅拌处理液的搅拌设备,进行脱氮处理。
2.如权利要求1所述的有机废水的生物处理装置,其特征在于,在该第二生物处理槽,在该搅拌设备的上游侧或下游侧的至少一方,配置该通风设备。
3.如权利要求1或2所述的有机废水的生物处理装置,其特征在于,设置测定有机废水的BOD值的第一BOD测定设备与测定该第二生物处理槽内的处理液的溶解性BOD值的第二BOD测定设备,
具有调整设备,其基于该第一及第二BOD测定设备的测定值,调整分配于该第一生物处理槽与该第二生物处理槽的有机废水的分配量,以使第二生物处理槽的溶解性BOD值相对于有机废水的BOD值的比率成为6.7~30%的范围。
4.如权利要求1至3中任一项所述的有机废水的生物处理装置,其特征在于,该第一生物处理槽相对于有机废水的流动方向,配置有用于抑制该流动的阻流壁。
5.一种有机废水的生物处理方法,其特征在于,具备:
第一生物处理工序,其通过固定型生物附着载体来处理有机物废水,
第二生物处理工序,其导入由该第一生物处理工序处理的处理液,通过不使用生物附着载体的浮游微生物对其进行处理,
沉淀工序,其对由该第二生物处理工序处理的混合液进行固液分离,将其分离为沉淀污泥与处理水,
有机废水被分配并导入该第一生物处理工序与该第二生物处理工序,
从该沉淀工序排出的沉淀污泥的一部分被送回该第二生物处理工序,
进一步,在该第二生物处理工序,通过搅拌设备搅拌处理液,进行脱氮处理。
6.如权利要求5所述的有机废水的生物处理方法,其特征在于,在该第二生物处理工序,在该搅拌设备的上游侧或下游侧的至少一方,通过通风设备进行通风。
7.如权利要求5或6所述的有机废水的生物处理方法,其特征在于,调整分配于该第一生物处理工序与该第二生物处理工序的有机废水的分配量,以使得该第二生物处理工序的处理液的溶解性BOD值相对于有机废水的BOD值的比率成为6.7~30%的范围。
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