JP2011502776A - 溶存酸素濃度の制御を含む廃水処理方法およびプラント - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
a.廃水が、担体表面上に保持される細菌に接触し、当該廃水の溶存酸素濃度が、2.0mg/l以下に維持される接触工程、
b.曝気工程であって、ガスが、当該接触工程を通り抜けた廃水中を通り抜け、当該廃水が、曝気工程を通り抜けるにつれて、当該廃水の溶存酸素濃度が減少する曝気工程、
c.当該曝気工程を通り抜けた廃水が、処理水および汚泥に実質的に分離する沈降工程、ならびに
d.当該沈降工程からの少なくとも一部の汚泥が、当該接触工程に移る汚泥再循環工程、を含む方法が提供される。
− 廃水が保持され、実質的に一定の流量で、接触工程へ放出される、均一化工程が、接触工程に先行していてもよい。本願明細書に記載された再循環工程のうちいずれか1つ以上はまた、汚泥または廃水を当該均一化工程に再循環させてもよい。
− 沈降工程の間に形成される上清が除去される、処理水の除去工程、
− 曝気工程からの廃水の流出物が、接触工程に再循環する、廃水の再循環工程、
− 曝気工程からの廃水の流出物が、曝気工程に再循環する、さらなる廃水の再循環工程、
− 汚泥が曝気工程に再循環する、さらなる汚泥再循環工程、
− 固形物を除去するために、廃水がふるいにかけられるスクリーニング工程(例えば、廃水は、好ましくは、接触工程の前に、ゲージ範囲が約10mm未満であるメッシュを通り抜ける)、
− 廃水が、廃水からすぐに沈む砂粒および他の粒子を除去する沈降タンクを通り抜ける、砂の除去工程(degritting step)、
− 沈降工程からの処理水が、1つ以上のフィルターおよび/もしくはタンクを通り抜け、処理水の質をさらに改善する精密濾過工程、ならびに/または
− 処理水が、例えば、塩素または同様の殺菌物質を投与されることによって、または紫外光の放射によって殺菌される殺菌工程。
(a)接触タンクであって、細菌が保持され、接触タンク中に保持される廃水と接触するように位置する担体表面を含む接触タンク、
(b)曝気タンクであって、ガスを、曝気タンク内に保持される廃水に通すための手段を含む曝気タンク、
(c)当該接触タンクと、曝気タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、廃水が、当該接触タンクから当該曝気タンクへ流れることができる導管、
(d)沈降タンク、
(e)当該曝気タンクと、当該沈降タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、廃水が、当該曝気タンクから当該沈降タンクへ流れることができる導管、
(f)当該沈降タンクと当該接触タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、沈降物が、当該沈降タンクから当該接触タンクへ流れることができる導管、および
(g)当該接触タンクに保持される廃水の溶存濃度を2.0mg/l以下に維持でき、廃水が当該曝気タンクを通り抜けるにつれて、当該廃水の溶存酸素濃度を低下させることができる廃水の溶存酸素濃度の制御手段、
を含む。
− 均一化タンクが、接触工程に先行していてもよく、ここに廃水が保持され、実質的に一定の流量で接触タンクに放出される。導管は、本願明細書に記載された再循環工程のうち1つ以上が、汚泥または廃水を、当該均一化タンクに再循環できるように備えられてもよい。
− 曝気タンクと接触タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、当該曝気タンクから流れる廃水は、当該接触タンクに移る導管。
− 沈降タンクと曝気タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、当該沈降タンク中に回収された汚泥が、当該曝気タンクに移る導管。
− 当該接触タンクの前に、廃水の流れを横切って備えられる大きなゲージのメッシュ、および/または
− 当該沈降タンクからの処理水の流れを横切って備えられる精密濾過膜。
本発明を、エンジニアリングチームにより、屠殺場に大規模な廃水処理プラントを建設することによって、検証した。当該屠殺場は、従来の活性汚泥の方法(本願明細書の背景技術に記載された従来の生物学的処理方法を参照)に基づく、従前の廃水処理プラントを有していたが、当該プラントは過負荷となり、規格に準拠した流出物を生じることができなくなっていた。曝気タンクを含む、当該従前のプラントからの様々なタンクを、新たなプラントに組み込んだ。
下記の表1は、当該屠殺場のための新たな廃水処理プラントの設計において使用した、廃水の流量および汚染の負荷の値を与える。流量および負荷の値は、部位で行った測定によって特定した。表の右側のカラムに記載される濃度は、計算値であり、最大の負荷量を、1日ごとの最大平均流量で割ることによって決定した。
図1は、当該処理プラントの計画図である。当該プラントは、スクリーン(図示せず)、均一化タンク、3つの接触タンク(それぞれ、接触器を含む)を含み、曝気タンクは、3つの連続した区域に効率的に分かれ、沈降工程は、沈降タンクを含む。この処理作業によって生じた余剰の汚泥は、重力シックナー(図示せず)で濃縮され、次いで、遠心機(図示せず)を使用して、排水されてケーキになり、その後、埋立地で廃棄される。廃水のスクリーニングならびに汚泥の濃縮および排水は、当業者が精通している技術である。
均一化タンクは、878m3の容積を有し、これは、1日ごとの最大平均流量の設計値で約24時間の保持時間に対応する。当該均一化タンクの目的は、屠殺場からの廃水の流れを緩衝させることであり、その結果、処理プラントは、1日中および(可能な限り)日々、ほぼ一定の速度で連続的に廃水を受ける。当該タンク中の廃水は混合され、当該廃水から当該タンクの底への固形物の沈降を防ぐ。
表4は、処理プラントについての主要な操作上の基準を要約する。この特定の処理プラントは、曝気タンクおよび接触タンク中の区域のDO濃度の自動制御をしていない。代わりに、当該曝気タンクの区域への給気は、DO濃度を表中で特定された範囲内に維持する目的で、時折、手動で調整する。同様に、当該接触タンク中のDO濃度は、回転子の速度を調整することによって制御する。
処理プラントの成績の調査は、2ヶ月間にわたって行い、主要な汚染記述子の除去を測定した。調査期間中を通して、当該プラントを、油圧的、かつ、有機的に、全負荷下で操作した。調査の結果は、図2〜4で与えられる。これらの図の各点は、関連する週についての平均であり、特定の週の間の異なる日に関連する、いくつかの個々の結果を平均することによって特定した。
BOD5=(COD−33)/3.0
Claims (22)
- 廃水を処理するための方法であって、
a.廃水が、担体表面上に保持される細菌に接触し、前記廃水の溶存酸素濃度が、2.0mg/l以下に維持される接触工程、
b.曝気工程であって、ガスが、前記接触工程を通り抜けた廃水を通り抜け、前記廃水が前記曝気工程を通り抜けるにつれて、前記廃水の溶存酸素濃度が減少する曝気工程、
c.前記曝気工程を通り抜けた廃水が、処理水および汚泥に実質的に分離する沈降工程、ならびに
d.前記沈降工程からの汚泥が前記接触工程に移る汚泥再循環工程、
を含む方法。 - 前記接触工程中の廃水の溶存酸素濃度は、0.2〜1.5mg/lに維持される請求項1記載の方法。
- 前記接触工程中の廃水の溶存酸素濃度は、0.5〜1.0mg/lの範囲に維持される請求項1記載の方法。
- 前記曝気工程を通り抜ける廃水の通過の開始点に向かう廃水の溶存酸素濃度は、細菌の生育および発生を促し、減少した濃度の栄養分、および前記曝気工程を通り抜ける廃水の通過の終点に向かう廃水中の制御された溶存酸素濃度は、前記細菌の芽胞形成を促す、請求項1〜3いずれか1項に記載の方法。
- 前記曝気工程の開始点に向かう廃水の溶存酸素濃度は、0.5〜1.0mg/lの範囲内である請求項1〜4いずれか1項に記載の方法。
- 前記曝気工程の終点に向かう廃水の溶存酸素濃度は、0〜0.3mg/lの範囲内である請求項1〜5いずれか1項に記載の方法。
- 前記廃水は、前記曝気工程を通り抜けるのに少なくとも4時間かかる請求項1〜6いずれか1項に記載の方法。
- 前記廃水の溶存酸素濃度は、前記廃水が前記曝気工程を通り抜けるにつれて連続的に減少する請求項1〜7いずれか1項に記載の方法。
- 前記廃水は、前記廃水への酸素供給の制御によって、前記溶存酸素濃度に維持される請求項1〜8いずれか1項に記載の方法。
- 酸素供給の制御は、前記廃水の溶存酸素濃度が測定され、所望の濃度と比較されるモニター工程、および、所望の、廃水の溶存酸素濃度に達するように、前記廃水への酸素供給を増加または減少させるために、前記廃水への酸素の運搬手段が制御されるフィードバック工程を含む、請求項8記載の方法。
- 前記廃水への酸素供給は、前記廃水を前記溶存酸素濃度に維持するために変化する請求項1〜10いずれか1項に記載の方法。
- 前記細菌は、芽胞を形成する細菌である請求項1〜11いずれか1項に記載の方法。
- 前記細菌は、バチルスおよび/またはクロストリジウム属に由来する請求項12記載の方法。
- 前記細菌は、B.subtilis、B.vallismortis、B.amyloliquefaciens、B.licheniformisおよびB.megaterium、またはこれらのいずれかの組み合わせである請求項13記載の方法。
- 前記細菌は、芽胞を形成でき、窒素、炭素、硫黄、塩素および/またはリンを含む分子を分解できる前記の細菌のうちいずれかの変異株または変異体である請求項1〜14いずれか1項に記載の方法。
- 前記細菌は、主に、請求項9〜12いずれか1項に記載の細菌の異種個体群である請求項1〜15いずれか1項に記載の方法。
- 前記汚泥は、ブランケットを前記沈降タンク中に形成し、前記ブランケットの深さは、1m以上に維持される請求項1〜16いずれか1項に記載の方法。
- 前記汚泥は、ブランケットを前記沈降タンク中に形成し、前記ブランケット内に保持される汚泥は、0.3〜1.5m/時間の下降速度で、前記沈降タンクから明確になる請求項1〜17いずれか1項に記載の方法。
- 前記汚泥は、前記沈降タンクに1時間以上保持される請求項1〜18いずれか1項に記載の方法。
- 前記担体表面は網状構造であり、前記網状構造は、その総容積の92%超を構成する空隙を有する網状構造である請求項1〜19いずれか1項に記載の方法。
- 前記担体表面は、下記の合成ポリマーのうちいずれか1つ以上を含む請求項1〜20いずれか1項に記載の方法:ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル−ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンおよびポリフッ化ビニリデン、またはこれらのいずれかの組み合わせ。
- 廃水処理のためのユニットであって、前記ユニットは、
(a)接触タンクであって、細菌が保持され、前記接触タンク中に保持される廃水と接触するように位置する担体表面を含む接触タンク、
(b)曝気タンクであって、前記曝気タンク内に保持される廃水に、ガスを通すための手段を含む曝気タンク、
(c)前記接触タンクと、曝気タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、廃水が、前記接触タンクから前記曝気タンクへ流れることができる導管、
(d)沈降タンク、
(e)前記曝気タンクと、前記沈降タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、廃水が、前記曝気タンクから前記沈降タンクへ流れることができる導管、
(f)前記沈降タンクと前記接触タンクとの間に備えられる導管であって、これを通じて、沈降物が、前記沈降タンクから前記接触タンクへ流れることができる導管、および
(g)前記接触タンクに保持される廃水の溶存濃度を2.0mg/l以下に維持でき、前記廃水が前記曝気タンクを通り抜けるにつれて、廃水の溶存酸素濃度を低下させることができる廃水の溶存酸素濃度の制御手段、
を含むユニット。
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