CN1235816C - 排水的处理装置及排水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以使槽小型化的，并且不产生剩余污泥排水处理的方法，该方法的特征在于，使用备有在需氧条件下，使排水和担体粒子接触的曝气槽和完全氧化槽，通过分离膜过滤完全氧化槽内的液体，排出滤液。优选在完全氧化槽中的s-BOD污泥负荷在0.1kg-BOD/kg-MLSS·日以下。

Description

排水的处理装置及排水处理方法
本发明是关于不产生剩余污泥排水的处理装置及排水处理方法。
以往，排水处理主要利用活性污泥法。根据活性污泥法，在沉淀槽中使污泥沉降，一部分返送至曝气槽，另一部分剩余污泥被抽出，借此能够在BOD体积负荷为0.3～0.8kg/m3·日左右的条件下，恒定地进行正常运转。另一方面，能够在高浓度保持微生物担体的开发正在进行，如果用这种担体，能够以提高到2～5kg/m3·日那样的高的BOD体积负荷，以使曝气槽小型化。
以往的活性污泥法，BOD体积负荷必须是在0.3～0.8kg/m3·日左右的条件下运转，必须用大的曝气槽。并且，在以往的活性污泥法中，有必要抽出剩余污泥，发生了必须处置剩余污泥的问题。根据活性污泥法，在高的BOD体积负荷下，想要处理排水会成为不充分的处理，而污泥的沉降性下降，连续运转也是不可能的。并且，如果污泥不抽出，在活性污泥槽中，使污泥的增殖速度和污泥自身的氧化速度成为相匹配的完全氧化的状态时，曝气槽中的MLSS会变得很高。为此，必须设置不方便的非常大的活性污泥槽。并且，也会发生污泥微细化使污泥不能自然沉降分离的问题。
对此，利用担体的方法(以下，记为「担体法」)，由于能够增加高负荷，反之曝气槽可以小型化，发生微细污泥不进行沉降分离，必须并用凝聚沉淀法。在这种情况下，需要有关凝集剂的消耗资金，发生了凝集沉淀后沉淀物必须处置的问题。
鉴于上面的课题的本发明，能使槽小型化，并以提供不产生剩余污泥的排水的处理装置及排水处理方法为目的。
解决上面的课题的本发明的排水处理装置，其特征是，该装置备有在需氧条件下使排水和担体粒子接触的曝气槽和完全氧化槽，通过分离膜过滤完全氧化槽内的液体，并排出滤液。
关于完全氧化槽，根据在低的污泥负荷曝气时，污泥的增殖和污泥自身的氧化速度相匹配，能防止污泥的增加。为此，对于完全氧化槽中的s-BOD污泥负荷优选的是0.1kg-BOD/kg-MLSS·日以下，更优选是0.05kg-BOD/kg-MLSS·日以下。通常，以这样低的污泥负荷运转的场合，污泥分散化不能自然沉降，发生污泥分离困难的问题。在此，用本发明的排水处理装置，采用并用分离膜，进行了固体成分(污泥)和处理水(过滤水)的分离。因而，本发明的排水处理装置，能够在不产生剩余污泥的情况下连续运转。对通常的活性污泥法如果制成完全氧化的状态，如前所述，必须设置非常大的活性污泥槽。但是，本发明的排水处理装置，由于用担体法，曝气槽可以小型化。而且，由于在曝气槽中能够除去排水中的大部分的BOD，所以不需要大的完全氧化槽，在低的污泥浓度时，污泥的增殖和污泥自身的氧化速度能够相匹配，不需要抽出剩余污泥。
本发明的排水处理装置的流程的一例如图1所示。对于这个系统，为了使曝气槽尽可能的小型化，在曝气槽中的溶解性BOD体积负荷在1kg/m3·日以上较为理想。在这里，溶解性BOD，是用0.45μ的滤膜过滤后测定的BOD，意思是除去了微生物的BOD(以下，简略记为「s-BOD」)。s-BOD体积负荷越高，曝气槽越能够小型化。适当选择担体的种类和充填率，在2kg/m3·日以上或者5kg/m3·日以上运转也是可能的
本发明使用的分离膜的形状没有特别的限定，可以从中空纤维膜、管状膜、平膜等中选择适合的使用，使用中空纤维膜时，大多数取与膜的单位体积相当的膜面积，由于整个过滤装置能够小型化特别令人满意。
构成分离膜的材料也没有特殊的规定，例如可用聚烯烃类、聚砜类、聚醚砜类、乙烯-乙烯醇共聚物类、聚丙烯腈类、醋酸纤维素类、聚偏氟乙烯类、聚全氟乙烯类、聚甲基丙烯酸酯类、聚酯类、聚酰胺类等有机高分子类材料制成的膜，以及用陶瓷类等无机材料制成的膜等，可以根据使用条件、要求的过滤性能等进行适当的选择。由用聚乙烯醇类树脂亲水化处理的聚砜类树脂、添加了亲水性高分子的聚砜类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚丙烯腈类树脂、醋酸纤维素类树脂、亲水化处理的聚乙烯类树脂等的亲水性材料制成的分离膜，因为有高的亲水性SS成分难附着，附着了的SS成分有好剥离的优点，当然也能用由其它材料制成的中空纤维膜。在使用有机高分子的材料时，可以是多种成分共聚合的物质，或者是掺合了多种材料的物质。
本发明中使用的分离膜的孔径，从污泥和水的分离性能考虑1微米以下较为理想。膜的孔径在0.5微米以下时具有高的渗透性，不会引起孔堵塞而使过滤效率降低的担心也小，而在0.1微米以下时更为理想。又，这里所说的孔径，相当于已知的各种标准物质的粒径，例如胶态硅胶、乳胶、树脂乳剂等标准物质经分离膜过滤时，其中的90％被排除，这时标准物质的粒径与膜的孔径相当。孔径是均一的较为理想。如果在过滤膜的限度之外，以上面所述那样的标准物质的粒径为基础，求出孔径是不可能的。用已知分子量的蛋白质进行同样的测定时，分馏分子量在3000以上的蛋白质较为理想。
分离膜的设置例子及膜过滤装置的构成例子如图2及图3所示。作为过滤的方式被分为两类，如图2所示那样的含分离膜的膜组件等设置在完全氧化槽的外部，采用一边使含污泥的原液循环，一边过滤其中的一部分的方式，和图3所示那样的含分离膜的膜组件等浸放在完全氧化槽的内部，采用吸引过滤的方式。可以根据使用分离膜的形状、特性、膜组件的设置空间等各种条件选择使用相应的过滤方式。还有，图2所示的方式中，一般可以在高透过流量下运转，具有膜面积小而能完成的优点，但是也有使含污泥的原液循环消耗能量大的缺点。另一方面，如图3所示那种方式，可以说具有设置空间及能量小而能完成的优点，但是也有一般透过流量低，必须要有大的膜面积的缺点。还有，如图3所示那样采用在完全氧化槽内部浸渍分离膜方式的情况时，含分离膜的膜组件设置在散气装置的上部，利用散气起到洗净膜面的效果能够抑制膜孔阻塞这点较理想。为了本发明的实施，可以新设排水处理设备，也可以改造现有的排水处理设备。
作为本发明中的担体，可以使用已知的各种担体，例如可以使用从凝胶状担体、塑料担体以及纤维状担体中选择1种担体，或者使用其中2种以上组合成的担体较为理想。其中，从处理性能高和流动性这点来看，缩醛化聚乙烯醇类凝胶担体较为理想。作为担体的填充率，从处理效果和流动性这点来看，优选槽体积的5％以上50％以下更优选10％以上30％以下。
以下，根据实施例子，详细地说明本发明。
(实施例)
实施本发明是使用由容量为20m3的原水调整槽，容量为20m3的担体流动曝气槽及容量为40m3的完全氧化槽构成的排水试验装置。在上面记载的担体流动曝气槽中，投入了2m3的缩醛化聚乙烯醇类凝胶担体(直径约4mm)。还有，在完全氧化槽的外部，设置了膜过滤装置该装置上装有2根由聚砜类树脂构成的膜面积为20m2的中空纤维膜组件，用内压循环过滤方式，在过滤速度20m3/日的条件下进行膜过滤，一边向完全氧化槽的外部排出膜过滤水一边进行污泥的浓缩运转。关于这个实施例子的流程是图1。基于本发明，对于担体流动曝气槽中的BOD体积负荷在3.5kg/m3·日运转时，在完全氧化槽中的MLSS慢慢增加，当s-BOD污泥负荷成为0.05kg-BOD/kg-MLSS时，在完全氧化槽中的MLSS约7000mg/L基本上成为一定值，实现了完全氧化。这时的处理水的BOD在10mg/L以下，SS为零，污泥可以不抽出地连续运转。
根据本发明，小型化槽是可能的，而且能够在不产生剩余污泥时处理排水。
图1以模型表示实施例子的流程图
图2分离膜的设置方法的一个例子。
图3分离膜的设置方法的其它的一个例子。

Claims (6)

1.一种排水的处理装置，其特征在于，该装置备有在需氧条件下使排水和担体粒子接触的曝气槽，曝气槽内的液体流入其中的完全氧化槽，和完全氧化槽内的液体过滤通过的分离膜，结果所得滤液被排出系统。
2.按权利要求1记载的排水的处理装置，其中，担体是从凝胶状担体、塑料担体以及纤维状担体构成的组中选出的一种以上的担体。
3.按权利要求2记载的排水的处理装置，其中，担体是缩醛化聚乙烯醇类凝胶。
4.按权利要求1记载的排水的处理装置，其中，分离膜的孔径为1微米以下。
5.按权利要求4记载的排水的处理装置，其中，分离膜是中空纤维膜。
6.一种排水处理方法，其特征在于，使用权利要求1记载的排水的处理装置，对于完全氧化槽中的溶解性BOD污泥负荷在0.1kg-BOD/Kg-MLSS·日以下进行运转。
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