TW201819314A

TW201819314A - 微生物反應槽以及排水處理方法

Info

Publication number: TW201819314A
Application number: TW106100490A
Authority: TW
Inventors: 藤野清治
Original assignee: 日本阿爾西股份有限公司
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2018-06-01
Also published as: WO2018096583A1

Abstract

本發明目的係在提供一種可設置於旅店等住宿設施之一部分，且經處理之排水可再利用之微生物反應槽及使用該微生物反應槽之排水處理方法。此微生物反應槽具備：外槽(2)；配置於此外槽之內部且上下具有開口部之圓筒狀內槽(3)；設於此圓筒狀內槽之上部且控制被處理水的槽內循環率之循環率控制裝置(4)；相對上述圓筒狀內槽之上部外周的傾斜面以呈開口之下面接近配置，用以使污泥沉降之圓筒狀控制板(5)；設於圓筒狀內槽之外側及內側之被處理水質測定裝置(6)；以及設於在外槽與內槽內循環之被處理水的循環路徑中之原水供給口(10)及設於外槽之上部之處理水放出口(11)；防止經沉降之污泥的沉降固定化之沉降固定化防止裝置(12)；以及設於該微生物反應槽內或槽外之可將處理水過濾之膜分離裝置(14)。

Description

微生物反應槽以及排水處理方法

本發明有關一種微生物反應槽以及使用該微生物反應槽之排水處理方法。

按，含有會提高生化需氧量(以下稱為BOD)及浮游物質濃度(以下稱為SS)之高濃度氮成分及磷成分、有機物質等污濁物質的排水，乃是河川污染或紅潮發生等環境污染的原因。迄今為止，作為如此般含高濃度污濁物質的排水之處理方法，已知的是好氣厭氣循環法之一種的所謂之修正巴納德法。此一方法，為了於硝化反應再利用脫氮反應時游離的鹼，乃為一種於活性污泥處理步驟中，將脫氮步驟分為位於在第一硝化槽之前後的第一脫氮槽與第二脫氮槽等之2段，並進而在第二脫氮槽後設置第二硝化槽，而將自第一及第二硝化槽流出之混合液循環至第一脫氮槽之方法。

然而，利用此一方法之排水處理，卻有以下之問題。

(1)高濃度之氨性氮，因本身具有殺菌性，在活性污泥處理步驟中，多會妨害活性污泥之活性。因此，活性污泥處理變得不充分。

(2)所謂之修正巴納德法等之中，硝化槽中若是硝化反應進行，則氫離子濃度(以下稱為pH)降低，因硝化反應依存於pH，故若pH降低，則硝化反應變慢。其結果為，同樣也是活性污泥處理變得不充分，且磷除去等也會變得不充分。

(3)若活性污泥處理不充分而脫氮反應變慢，則殘存之氨、硝酸離子、亞硝酸離子濃度等變高，其結果為依存於此等氮化合物之BOD變高，以致排水處理變得不充分。

(4)含高濃度污濁物質排水之中，高濃度之活性污泥有所必要，必然有活性污泥浮游物質(以下稱為MLSS)濃度等增高之傾向。因此，氧之供給變得困難，而且活性污泥之攪拌、以及沉澱槽中之固液分離變得困難。

(5)儘管是低的有機污濁物質濃度，將具有高氮成分之排水以活性污泥處理而進行脫氮及脫硝時，會有pH降低及脫氮所導致之污泥浮上等的問題。

為了應對上述方法，發明人曾提案一種可將含高濃度之氮成分、磷成分、有機物質等污濁物質之排水中的活性污泥處理有效率地進行之微生物反應槽及使用該微生物反應槽之排水處理方法(專利文獻1)。此一微生物反應槽具備內槽，該內槽在上下具有由渦輪葉片所連結之硝化反應部及脫氮反應部。

又，作為專利文獻1所記載之微生物反應槽的改良型，業界曾提案一種可將處理原水之厭氣暨好氣微生物處理在維持高槽內循環率下連續進行，且藉由將圓筒狀內槽形成為簡單形狀而即使反應槽之容量增大其設置也屬容易之微生物反應槽(專利文獻2)。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平11-128987號

[專利文獻2]WO2013/132608

然而，在大量排出處理原水之旅店等之住宿設施的排水處理中，若是企圖設置上述微生物反應槽，則會被要求微生物反應槽本身之小型化、且進而被要求經處理之排水之再利用，即便是以專利文獻2所記載之改良型，也無法因應。

本發明係為因應如此之問題開發而成者，其目的係在提供一種可設置於旅店等住宿設施之一部分，且經處理之排水可再利用之微生物反應槽及使用該微生物反應槽之排水處理方法。

本發明之微生物反應槽，具備：外槽；配置於此外槽之內部且上下具有開口部之圓筒狀內槽；設於此圓筒狀內槽之上部且控制被處理水的槽內循環率之循環率控制裝置；相對上述圓筒狀內槽之上部外周的傾斜面以呈開口之下面接近配置，用以使污泥沉降之圓筒狀控制板；設於上述圓筒狀內槽之外側及內側之被處理水質測定裝置；以及設於在上述外槽與內槽內循環之被處理水的循環路徑中之原水供給口及設於上述外槽之上部之處理水放出口。

此微生物反應槽具有以下特徵：

(1)上述圓筒狀內槽係由中心部具有連通孔之分隔壁分割為圓筒上部及圓筒下部。

(2)上述圓筒上部係好氣微生物處理槽，具有上面及底面開口之圓錐台形之頂部，通過該圓錐台形之中心的高度方向截面的傾斜角為40度至60度，且該圓筒上部內之上述連通孔周圍及上述分隔壁周緣部設有複數個空氣吹入口，藉由於成為上述外槽之底面的基盤上固定立設之複數個支持柱支持設於上述圓筒狀內槽內之上述分隔壁而配置於外槽內部。

(3)上述圓筒下部係底面具有開口部之厭氣微生物處理槽。

(4)上述原水供給口係設於上述厭氣微生物處理槽之開口部的下部之圓環狀原水供給部上所設之複數個噴出口或狹縫。

(5)選自防止上述經沉降之污泥的沉降固定化之刮除器及攪拌流產生裝置之至少一種的沉降固定化防止裝置，係設於上述污泥沉降之上述外槽下部；

(6)檢測由上述被處理水質測定裝置所測定之選自被處理水的pH、氧化還原電位(以下稱為ORP)及溶存氧量(以下稱為DO)的至少一種測定值之機構、及因應由此一機構所檢測出之測定值而將上述被處理水的槽內循環率控制於3~20之機構，係設於上述循環率控制裝置內，此一循環率控制裝置係控制選自液面調節閥之開閉、液面調節控制板之旋轉或上下動、及自上述空氣吹入口吹入之空氣量中的至少一個量之裝置。此處，反應槽內之被處理水循環率係由下式所定義的量：被處理水循環率=自內槽上部排出之被處理水量(m³/日)/原水供給量(m³/日)

(7)此微生物反應槽另具備設於上述微生物反應槽內或槽外之可將處理水過濾之膜分離裝置；

(8)藉由自上述原水供給口供給之原水與活性污泥一起經由上述圓筒狀內槽之內部、上述圓筒狀內槽之外周面、及沉降於上述外槽下部之活性污泥內而在槽內循環，而連續地進行厭氣微生物處理及好氣微生物處理。

本發明之排水處理方法，係包含使用本發明之微生物反應槽的活性污泥處理步驟的循環型排水處理方法。

此一排水處理方法具有以下之步驟： (1)將自污水排出源排出之排水供給至原水曝氣調整槽；(2)利用此一原水曝氣調整槽，以氧化還原電位成為正值之方式進行曝氣調整後，將該經調整之處理原水供給至上述微生物反應槽；(3)於上述微生物反應槽內，連續進行厭氣及好氣微生物處理之活性污泥處理；(4)將上述微生物反應槽產生之污泥，供給至上述原水曝氣調整槽；及(5)將被導入至上述膜分離裝置且由該裝置分離之處理水，回送至上述污水排出源。

本發明之微生物反應槽，配置於內部之圓筒狀內槽係由中心部具有連通孔之分隔壁分割為圓筒上部及圓筒下部，因此含高濃度污濁物質之原水的厭氣暨好氣微生物處理可在維持高槽內循環率下連續地進行。又，由於設有沉降固定化防止裝置，可防止污泥在微生物反應槽之下部沉降固定。其結果為，含高濃度污濁物質之原水的厭氣暨好氣微生物處理可在維持高槽內循環率下連續地進行，可將圓筒狀內槽形成為簡單之形狀，且即便是反應槽之容量增大，微生物反應槽之設置也屬容易。再者，由於具備可將處理水過濾之膜分離裝置，因此可使微生物反應槽內之處理液量減少，故而可使微生物反應槽更小型化，且可將處理水作為生活用水再利用。

本發明之排水處理方法，可將上述小型化之微生物反應槽容易地設置於住宿設施等之基地內，而且藉由使用具備可將處理水過濾之膜分離裝置的本發明循環型排水處理方法，可將在住宿設施等排出之排水作為生活用水再利用。另外，可尋求水資源之有效活用。

1‧‧‧微生物反應槽

2‧‧‧外槽

3‧‧‧圓環狀內槽

4‧‧‧循環率控制裝置

5‧‧‧圓筒狀控制板

6‧‧‧被處理水質測定裝置

7‧‧‧轉軸

8‧‧‧空氣吹入口

9‧‧‧支持柱

10‧‧‧原水供給口

11‧‧‧處理水放出口

12‧‧‧沉降固定化防止裝置

13‧‧‧污泥抽出口

14‧‧‧膜分離裝置

15‧‧‧污水排出源

16‧‧‧原水曝氣調整槽

第1圖係微生物反應槽之剖視圖。

第2圖係表示膜分離裝置之配置位置之俯視圖。

第3圖係設有刮除器的微生物反應槽之剖視圖。

第4圖係設有移動式流體吹送噴嘴的微生物反應槽之剖視圖。

第5圖係設有固定式流體吹送噴嘴的微生物反應槽之剖視圖。

第6圖係表示微生物反應槽中之被處理水與活性污泥的循環路徑之圖。

第7圖係本發明循環型排水處理方法之方塊圖。

以下，茲利用第1圖說明本發明之微生物反應槽。第1圖係微生物反應槽之剖視圖。

微生物反應槽1包括：外槽2；配置於此外槽2之內部之圓筒狀內槽3；設於此圓筒狀內槽3之上部之循環率控制裝置4；設於圓筒狀內槽3之外周側之圓筒狀控制板5；以及被處理水質測定裝置6。此外，可設置污泥抽出口13。

本發明中並未限定微生物處理設備之水槽容積，可適應小規模至大規模者，然而其效果能顯著發揮者，係適用於微生物反應槽1為20m³以上，且最好具有30~6000m³之內容積的微生物反應槽。處理槽之容積若超過6000m³，則難以形成循環流。又，若是未達20m³之小規模的情形下，於微生物反應槽1內將污泥上下循環之便利性將減少。

外槽2具有於作為底面之基盤2a上包括圓筒型側面2b及上面部2c之正圓筒狀的外觀。圓筒之中心設有用以安裝攪拌翼等之轉軸7。此一轉軸7係藉由設於基盤2a之圓中心的架台2d及設於上面部2c之圓中心的軸承2e而旋轉自如地被固定。又，轉軸7係由驅動裝置2f旋轉。上面部2c係將轉軸7旋轉自如地固定，並將圓筒狀內槽3以支持具等保持。

在外槽2之底部，於圓筒狀內槽3之下部設有原水供給口10。原水供給口10，係由配置於圓筒狀內槽3之下部開口部3f之下方的圓環狀原水供給部10a上所設的複數個噴出口10b或狹縫所構成。原水供給口10藉由如此配置，厭氣污泥之攪拌可充分進行。又，此一原水供給口10若是被處理水之循環路徑，也可設置於圓筒狀內槽3 之下部以外。

又，外槽2之上部設有將淨化之處理水放出的處理水放出口11以及可將處理水過濾之膜分離裝置14。外槽內面及外面設有用以防止經沉降之污泥的沉降固定化之沉降固定化防止裝置12。

有關膜分離裝置14之配置位置係示於第2圖。第2圖所示之膜分離裝置14，較佳的是以浸漬於外槽2上部之經淨化的處理水區域而使用之浸漬型膜分離裝置配置有複數個。本發明之膜分離裝置14，係用以較所謂之膜分離活性污泥法(以下亦稱為MBR法)中之將處理水與活性污泥分離，更進一步地將處理水淨化而配置。如後所述，本發明中，活性污泥與處理水，係藉由源自圓筒狀內槽之上部3c所形成之傾斜角設定為40度至60度之傾斜面3h、與接近地對向於該傾斜面3h而配置之圓筒狀控制板5之下面5a的相互作用之博伊科特效應，而使污泥之沉降進一步加速。因此，配置有膜分離裝置14之外槽2的上部之經淨化處理水區域中，活性污泥變得幾乎不存在。又，膜分離裝置14可個別地設於微生物反應槽1之外部。此一情況下，可將自處理水放出口11放出之放出水以設於微生物反應槽之外的膜分離裝置過濾並循環。

處理水區域中複數個配置之浸漬型膜分離裝置14，係在框體14a內配置有複數個膜元件14b。框體14a之一部分14c係成為開口部，微生物反應槽內之處理水係自此開口部流入並通過膜元件14b，藉而成為可作為生活用水使用之處理水，並自過濾水取出口14d排出。又，膜元件14b之周圍可配置圖示省略之散氣裝置，而可利用送入空氣吹入口8之空氣之一部分。此外，還可併用超音波振動裝置。浸漬型膜分離裝置14不僅可為平板型，還可使用中空纖維膜模組。

作為膜元件14b之材質，可例舉的是聚乙烯、聚丙烯、聚碸、聚醚碸、聚乙烯醇、醋酸纖維素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、脂肪族聚醯胺、芳香族聚醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯、以及其等之複合膜。

又，膜元件14b可使用公知之MF膜(精密過濾膜：孔徑0.01μm~10μm)、UF膜(超過濾過濾膜：孔徑0.001μm~0.01μm)。

有關用以防止經沉降之污泥沉降固定化的沉降固定化防止裝置12，以下基於第3圖~第5圖進行說明。

沉降固定化防止裝置12可舉的是刮除器或攪拌流產生裝置，可為單獨一種，也可為將其等組合成之裝置。

(1)設於污泥沉降之外槽下部的內壁之刮除器

第3圖表示設有刮除器的微生物反應槽之剖視圖的一例。於外槽上部周緣安裝可沿該外槽上部之周緣移動之移動裝置12e，於該移動裝置12e之前端安裝刮除器12d。藉由令該刮除器12d沿外槽下部之內壁移動，可將沉降之污泥鬆解而賦予流動性。被賦予流動性之污泥將變得不會沉降固定化。刮除器12d之移動，可為能夠沿外槽上部之周緣自走之移動裝置12e，而且也可為在外槽上部之周緣上旋轉之機械式旋轉移動裝置。

(2)沿外槽下部之內壁產生污泥的攪拌流之攪拌流產生裝置

污泥之攪拌流產生裝置係示於第4圖及第5圖。第4圖係設有可一面在內壁之傾斜面移動一面吹送流體之移動式流體吹送噴嘴的微生物反應槽之剖視圖；第5圖係在內壁之傾斜面上隔以特定之間隔固定的流體吹送噴嘴之例子之圖。

如第4圖所示，配置於外槽內壁下部之傾斜面上之噴嘴12f，可將安裝於外槽上部周緣之移動裝置12e上所搭載的送風機或泵送來之流體，吹向堆積之污泥。作為流體，可舉的是空氣、水、污泥等。藉由自噴嘴12f將流體吹向堆積之污泥，可對堆積污泥賦予流動性而防止污泥之沉降固定化。

第5圖所示之噴嘴12g，係在預先堆積之污泥被均一地吹送流體的外槽內壁下部之傾斜面的圓周方向以特定間隔固定配置有複數個。又，在外槽內壁下部之傾斜面的傾斜方向也以特定間隔固定配置有複數個。藉由將流體自該複數個噴嘴12g連續或間歇地吹送，可對堆積污泥賦予流動性而防止污泥之沉降固定化。固定式噴嘴12g，重要的是形成為如下構造：在較外槽內壁下部之傾斜面為上部地設置噴嘴，並將配管設置於循環流之流動方向，而儘量不妨害污泥之循環流。又，代替噴嘴12g，也可設置噴出泵，此噴出泵具備吸引沉降至外槽下部之污泥之吸引噴嘴、及將吸引之污泥噴出至厭氣微生物處理槽內之噴出口。此一噴出泵，在固定配置之情形下，重要的是以不妨害污泥之循環流的方法配置。例如，將泵配管類全部都設置成與污泥之循環流的流動方向平行。

設有上述沉降固定化防止裝置12之外槽內配置有圓筒狀內槽3。

如第1圖及第2圖所示，橫斷面為大致正圓狀之圓筒狀內槽3，係由分隔壁3a分隔為圓筒上部3c及圓筒下部3d。分隔壁3a之中心部設有使圓筒上部3c與圓筒下部3d連通之連通孔3b。

藉由該分隔壁3a之存在，即使微生物反應槽之容積增大，圓筒上部3c及圓筒下部3d仍可充分分離，可在各自之槽內進行活性污泥處理。可在圓筒上部3c內及圓筒下部3d內，分別充分地進行好氣微生物處理反應及厭氣微生物處理反應。分隔壁3a之面積大時，係以支持構件3g等補強。

連通孔3b具有可將經厭氣微生物處理之活性污泥自圓筒下部3d移動至作為好氣微生物處理部之圓筒上部3c的大小之直徑。此一連通孔3b之直徑，係根據微生物反應槽之容積、經處理之原水之性質、量等而調整。

圓筒上部3c具有上面及底面開口之圓錐台形之頂部。亦即，圓筒部之前端係在高度方向以特定角度縮徑之形狀。通過該圓錐台形之中心的高度方向截面的傾斜角為40度至60度，較佳為45度。藉由將傾斜角設於此一範圍，由於自好氣槽上部排出之被處理水中所含的污泥自圓錐台形外面流落，根據所謂之博伊科特效應，污泥變得易於凝集而使污泥之急速強制沉降成為可能。又，藉由污泥之凝集，污泥與經淨化之處理水的分離變得容易。因此，配置有膜分離裝置14之區域不存在污泥。

圓筒上部3c係內部設有空氣吹入口8及8a之好氣微生物處理槽。空氣吹入口8在中心軸7之周圍設於連通孔3b之周圍，可由設於分隔壁3a上之圖示省略之支持柱等而固定。此空氣吹入口8之空氣噴出口較佳的是配置成朝下，此係因對好氣槽內之被處理水及污泥之攪拌有助益所致，故而令人滿意。

有關空氣吹入口8a，係可在圓筒上部3c內之分隔壁周緣部配置俯視觀察為圓環狀之空氣吹入部8b，於該空氣吹入部8b設置複數個設置之空氣孔8c，或是設置在空氣吹入部8b之上面或側面形成之狹縫而形成。

藉由自空氣吹入口8及8a吹入之空氣量以及後述循環率控制裝置之控制量，可在不使用循環泵下將被處理水之循環率變動於3~20之範圍內，藉此，可容易地設定基於適切之硝化條件之好氣微生物處理及基於適切之脫氮條件之厭氣微生物處理。再者，利用上述具有傾斜角之好氣微生物處理槽外周面的強制沉降原理，污泥之固液分離將可極有效率地進行，因此可將好氣暨厭氣微生物處理反應在縱型之同一槽內有效率地進行。

又，好氣槽內，可設置圖示省略之鹼供給口或酸供給口。

圓筒下部3d為具有圓筒上部之容積1/10~1倍容積的厭氣微生物處理槽。若是此一容積範圍內，可使例如含有含高濃度氮污濁物質之原水的好氣微生物處理反應及厭氣微生物處理反應有效率地進行。又，厭氣微生物處理槽內可設置圖示省略之脫氮營養物供給口。

又，原水中之氫給予體少，針對硝酸鹽之氮以供給甲醇或醋酸等之氫給予體而脫氮時，厭氣微生物處理槽之容積宜較好氣微生物處理槽為大。

圓筒下部3d之形狀為具有倒圓錐台形之形狀，倒圓錐台形具有較圓筒上部3c之開口部3e面積為大之開口部3f。亦即，形成為圓筒部之前端朝下部方向以特定角度縮徑之形狀。藉由將開口部3f之面積增大，可容易地攪拌厭氣微生物處理槽內之污泥。

於將圓筒下部3d之形狀設為上述倒圓錐台形時，若將外槽2之下部內面2g與上述特定角度設為相同角度可防止污泥之沉降固定化，故而較佳。

圓筒狀內槽3，於其圓筒上部3c之好氣微生物處理槽內及圓筒下部3d之厭氣微生物處理槽內，設有用以使被處理水與活性污泥之處理反應充分進行之攪拌裝置。

作為攪拌裝置，較佳的是固定於安裝在圓筒狀內槽3之中心的轉軸7的攪拌翼7a或7b。攪拌翼7a設於圓筒上部3c內，較佳的是可使好氣微生物處理反應充分進行之渦輪葉片。除渦輪葉片外，只要是不會因空氣之吹入量而曝氣性能顯著降低之轉數較少、可將空氣與水混合之形狀者，均可使用。

攪拌翼7b設於圓筒下部3d內，較佳的是可使厭氣微生物處理反應充分進行之攪拌翼，任何種類均可使用，但較佳的是渦輪葉片或螺旋槳葉片。

設於圓筒狀內槽3內之分隔壁3a，係由固定立設於成為外槽2底面之基盤2a的複數支支持柱9所支持。藉由此等複數支支持柱9之擋板效果，厭氣微生物處理槽內之攪拌流紊亂化，可使槽內之攪拌有效率地進行。

圓筒狀內槽3藉由此支持柱9之支持及在外槽2之上部橋接之支持具而保持於外槽內。

圓筒狀內槽3之上部設有控制被處理水之反應槽內循環率的循環率控制裝置4。循環率控制裝置4係由設於同心圓筒上之液面調節閥、及/或液面調節控制板4a及4b所構成。液面調節控制板4a及4b於其二者或一者上設有縱向之狹縫。被處理水之反應槽內循環率的控制，具體而言係由二者均形成有縱向狹縫之液面調節控制板4a及4b的相互旋轉所達成之開閉、或是液面調節控制板4a及4b之一者形成有縱向狹縫而另一者未形成縱向狹縫之液面調節控制板的相互上下動等而達成。液面調節閥全開時、或液面調節控制板之狹縫全開時、或是未形成縱向狹縫之液面調節控制板的上下動之最下位時，被處理水之水位位準成為最低。水位位準係以A表示。

反應槽內循環率的控制，也可由自空氣吹入口8及/或8a吹入之空氣量來控制。吹入之空氣量多，則循環率增加。還可組合液面調節閥之開閉及空氣量之調節。

伴隨著厭氣微生物處理槽及好氣微生物處理槽之大型化，會有維持污泥之循環流量僅利用曝氣空氣而有所不足，且過多之空氣吹入造成弊害之情形發生。因應此種情況，第1圖之8a所示之空氣吹入口將有所必要。藉由此一曝氣效率不佳之空氣吹入口8a，空氣吹入量與OPR之調整將會變得特別容易，是為其優點。空氣吹入口8a，例如係於分隔壁3a之上面即好氣部分，以攪拌翼7a為中心，設置與外部之送風機等連通之平面觀察為圓環狀之空氣吹入部8b，並於該空氣吹入部8b設置孔洞及狹縫而成。此舉不單單是增加空氣量，攪拌翼7a之擋板效果也能獲得發揮，而發揮進行有效攪拌之相乘效果。

藉由液面調節閥之開閉及/或空氣吹入量之調節，可使被處理水之循環率在不使用泵下變動。被處理水，如後所述，係自好氣微生物處理槽3c經由配置於該槽外側之圓筒狀控制板5而朝厭氣微生物處理槽3d，進而自厭氣微生物處理槽3d朝好氣微生物處理槽3c循環而接受脫氮、脫磷等。因此，藉由將被處理水之循環率因應檢測值基於特定之控制程式控制，可進行最適之脫氮、脫磷等。

圓筒狀內槽3之上部外周配置有圓筒狀控制板5。圓筒狀控制板5為上面及下面開口之筒，圓筒狀控制板5之下面5a係相對圓筒狀內槽3之傾斜面3h接近地配置。於此一接近配置之傾斜面部分形成有污泥沉澱部，進行污泥濃縮及處理水之分離。又，藉由將下面5a接近地配置，污泥之急速強制沉降將變得可能。相對圓筒狀內槽3之傾斜面3h，下面5a之距離的大小較佳的是根據污泥之種類及量來調節。又，圓筒狀控制板5之形狀，可為上面及下面之開口面為同一面積之直圓筒狀，或是上面之開口面積較下面之開口面積為大之倒圓錐台形狀。

微生物反應槽內，被處理水質測定裝置6設於圓筒狀內槽3之內外，此一被處理水質測定裝置6係測定被處理水之pH、ORP、DO之裝置。

本發明之微生物反應槽內之被處理水循環率為3~20，較佳的是5~20。被處理水循環率若未達3，則好氣微生物處理反應更易於產生，而且，若超過20則好氣微生物處理反應與厭氣微生物處理反應之平衡破壞，而無法進行原水之脫氮、脫磷。具體而言，藉由將被處理水循環率設於此一範圍，可使被處理水質測定裝置所測定之被處理水的ORP，在厭氣微生物處理反應槽中維持於-10mV以下，較好的是-50mV以下，在好氣微生物處理反應槽中維持於+10mV以上，較好的是+100mV以上。其結果為，好氣微生物處理反應及厭氣微生物處理反應充分進行，而連續地作脫氮、脫磷。又，於如此之條件下，好氣微生物處理反應槽中之pH成為4.5~8.5，較好的是成為5.5~7.5之範圍。

使用微生物反應槽1之排水處理方法，係利用包含活性污泥處理步驟之處理步驟來處理原水之排水處理方法，此一活性污泥處理步驟包含：形成活性污泥之循環流之污泥循環步驟、及在該活性污泥之循環流中添加原水之原水添加步驟。

上述活性污泥之循環流，係自厭氣微生物處理槽經由好氣微生物處理槽作循環，並於污泥沉澱部處理水分離且污泥被濃縮，且將此一經濃縮之污泥送至厭氣微生物處理槽之循環流。又，上述活性污泥處理步驟，係使用上述微生物反應槽處理之污泥循環步驟及原水添加步驟。

使用微生物反應槽1之排水處理方法，與先前之排水處理方法比較，具有以下優異之特徵。

先前之排水處理方法，係原水與回流污泥以一定之比例混合並流入曝氣槽內，直至與該時接觸之污泥在下一步驟即沉澱槽內污泥與被處理水分離為止，直至最初接觸混合之活性污泥與原水被放流為止，該原水僅與相同之活性污泥菌接觸而遭壓出流送之方法。

使用微生物反應槽1之排水處理方法，係形成上下循環之活性污泥的循環流，並於該循環流中添加原水之方法。為了造成活性污泥之循環流，此法不使用循環泵，而利用源自微生物處理中所用之曝氣空氣的上升流來形成污泥之循環流，因此係一種省能源之排水處理方法。再者，也是一種可將好氣微生物處理槽之曝氣有效率地實施之處理方法。

原水之添加位置，只要是循環流之路徑內，任何位置均可，較好的是好氣微生物處理槽，更適合的是厭氣微生物處理槽。本發明之排水處理方法中使用循環流處理時，即使是至少BOD為800mg/L以上、全氮量(以下稱為T-N)40mg/L以上之原水，仍可進行處理水之BOD通常極低至20mg/L，而以一般放流水之水質而言BOD為10mg/L以下之運轉。

又，若對好氣微生物處理槽之圓筒狀內槽的外周面上形成之循環流路徑內的污泥沉澱部添加原水，則污泥與原水的接觸將會不充分，而有污濁物質之吸附變得不充分的情形。此一情形下，處理水中會混入一部分未處理原水中之污濁物質，而有造成處理水惡化之情形。然而，若是水質規制值寬鬆之情形下，作為例如BOD為300mg/L以下、或是600mg/L以下之下水道放流等之一次處理設備的用途中，存在有可在循環流路徑內的污泥沉澱部添加原水之情形。

以下，針對使用微生物反應槽1之含有含高濃度氮污濁物質的原水之排水處理方法，以第6圖具體說明。第6圖係表示微生物反應槽1中之被處理水與活性污泥的循環路徑之圖。第6圖中，斜線部分係活性污泥之濃度高的部分，箭頭係表示被處理水與活性污泥之循環方向。

作為由楔形篩線網篩等經分離固形分之含污濁物質處理水的原水，係由設於微生物反應槽1最下部之原水供給部10連續地供給。又，供給之原水BOD及SS，最好是預先測定。例如，作為原水，可舉的是含BOD為800mg以上、化學氧需求量(以下稱為COD)為300mg/L以上、T-N為40mg/L之原水。又，亦可適於含正己烷萃出油分濃度(以下稱為n-Hex)為50mg/L以上之範圍的原水之處理。

微生物反應槽1內活性污泥係以固形分換算5000~12000mg/L之量置入，原水首先係於圓筒下部3d內於厭氣狀態下與活性污泥接觸，進行脫氮反應。自原水供給口10供給之作為被處理水之原水及循環中之污泥，係利用攪拌翼之旋轉或自散氣管之空氣噴出，而在圓筒下部3d內循環經實施厭氣微生物處理反應。

其次，原水及活性污泥通過連通孔3b移動至有空氣吹入之圓筒上部3c，在好氣狀態下與圓筒上部3c內之活性污泥接觸，並一面藉由攪拌翼之旋轉或自空氣吹入口之空氣噴出，而在圓筒上部3c內循環進行好氣微生物處理反應即硝化反應。隨著硝化反應進行，被處理水之pH等降低。被處理液之pH、ORP、DO係由被處理水質測定裝置6測定，基於該等之值，原水或被處理水之循環量被決定。具體而言，係以ORP在進行硝化反應之好氣反應處理部中可維持於+10mV以上，在進行脫氮反應之厭氣反應處理部中可維持於-10mV以下之方式，調整空氣吹入量等而循環被處理水。循環量可在不使用泵等之下，藉由控制空氣量及/或循環量控制裝置而容易地進行，因此，本發明之排水處理方法係一種節約能源型之排水處理方法。又，本發明之包括微生物反應槽之設備，係可將微生物反應之各單元分別調整，因此可將其等之控制預先程式化，無人自動運轉容易，具有作為省力化設備之特徵。

藉由循環率控制裝置4控制循環率，而自圓筒上部3c之上部排出之被處理水及活性污泥之一部分，乃自具有約45度傾斜角度之圓錐台形外周面流落。此一流出之被處理水及活性污泥，係藉由通過由相對圓錐台形外周面接近配置之圓筒狀控制板5及上述傾斜面所形成之污泥濃縮部5b，而使得活性污泥之急速強制沉降成為可能。又，淨化之處理水與活性污泥之分離也變得容易，而分離之處理水係自處理水放出口11放流，或是經由膜分離裝置14過濾後放流或再利用。

經急速強制沉降之活性污泥，係在外槽內面與內槽外周面之間被濃縮而堆積。此一堆積之活性污泥，係一面與被處理水混合，一面朝厭氣微生物處理反應部移動而在微生物反應槽內循環。

本發明之排水處理方法，係在活性污泥濃縮下於厭氣暨好氣槽內以3~20之循環率循環，藉此可容易吸收原水之負荷變動。又，由於循環率維持於此一範圍內，因此活性污泥被馴化而成為最適排水處理之污泥。

微生物反應槽中，儘管原水之BOD負荷小，在氮成分濃度高時，宜將包含質子給予體等之有機物質的脫氮營養物，例如甲醇添加於厭氣反應處理部處理，此一情況下，處理水之pH易於上升，因此較佳的是添加鹽酸等之無機酸。

使用本發明微生物反應槽之排水處理方法，可使用1槽之微生物反應槽，且也可使用複數槽。此一情況下，係將出自第1槽之放流水導入第2槽之原水供給口。又，例如將2個微生物反應槽串聯連結的情形下，藉由將第2槽之硝化反應部之容積與脫氮反應部之容積的比率變更成第1槽之比率，可更有效地進行排水處理。具體而言，藉由將容積比設為較第1槽小，而可進行脫氮暨脫磷。

又，使用本發明微生物反應槽之排水處理方法，可與先前之排水處理方法組合。例如，於既設之由好氣硝化槽與厭氣脫氮槽之連結所構成的排水處理設備中，藉由將出自各槽之流出液供給至本發明之微生物反應槽，可更有效地進行污濁物質之消化及脫氮暨脫磷。

第7圖中表示本發明循環型排水處理方法之方塊圖。

此一排水處理方法係一種自污水排出源15排出之排水經由微生物反應槽1循環，因而與水資源之節約相關之排水處理方法。又，微生物反應槽1產生之污泥係於與原水曝氣調整槽16之間循環的過程中被消化，而實質上並無過剩之污泥量排出。以下，將各步驟依序說明。

步驟1：

步驟1係將自污水排出源15排出之排水供給至原水曝氣調整槽16之步驟。污水排出源15可舉的是旅店等之住宿設施。自污水排出源15排出之排水，主要可舉出的是廁所、洗手間、巴士等使用之生活用水，經貯存於排水貯槽15b中。

步驟2：

步驟2係將自污水排出源15排出之排水與步驟4所供給之污泥混合並利用原水曝氣調整槽16，以排水之ORP成為正值之方式進行曝氣調整後，將該處理原水供給至上述微生物反應槽1之步驟。藉由以成為正值之方式進行曝氣調整，可進行作為惡臭原因之硫化氫、氨、硫醇等被氧化而臭氣幾乎不會釋出之活性污泥處理。

原水曝氣調整槽16之曝氣處理，係排水之滯留時間為3小時以上，最好為5小時以上之曝氣處理。在污泥共存下經曝氣處理之含污泥排水，係作為處理原水供給至微生物反應槽。

步驟3：

步驟3係於上述微生物反應槽1內，連續進行厭氣及好氣微生物處理之活性污泥處理步驟。處理原水經由原水曝氣調整槽16之曝氣處理，而藉由微生物所具有之pH緩衝作用，而自然地被pH調整，因此無需既有之加壓浮上濃縮分離槽，可將基地有效地使用。

本發明中，微生物反應槽1中之厭氣微生物處理，係指DO未達0.05mg/L狀態下之處理，好氣微生物處理，係指DO在0.05mg/L以上、較好是在0.1mg/L以上、更好的是在0.2mg/L以上之狀態下之處理。再者，厭氣微生物處理係指OPR未達-80mV的狀態下進行處理之操作，好氣微生物處理係指OPR為-80mV以上，更好的是正的狀態下進行處理之操作。

微生物反應槽1係將處理原水中所含之污泥作厭氣暨好氣消化，使污泥所吸附之污濁物質的幾乎全部分解而形成二氧化碳、水、氮氣或甲烷氣體等之氣體。又，污泥還可用於微生物之增殖，而幾乎都成為變化成菌體之消化污泥，因此污泥量顯著減少。

步驟4：

步驟4係將微生物反應槽1產生之污泥，供給至原水曝氣調整槽16之步驟。

原水曝氣調整槽16，在將既有之排水處理設備改裝的情形下，可於既有之原水槽追加空氣吹入設備而獲得。

將待處理之排水中之大的固形分以篩子等除去，作為待處理之原水乃貯存於原水曝氣調整槽。對於此原水曝氣調整槽16供給微生物反應槽1產生之污泥，並與自污水排出源15排出之排水攪拌混合，而將排水中之難分解物質或破壞活性污泥之有害物質等之易於造成活性污泥處理異常的污濁物質接觸吸附於污泥。此污泥係微生物反應槽1中處理過之污泥，因此乃成為適於待處理排水之活性污泥菌。因此，藉由將污泥供給至排水，可將活性污泥之活性保持於高的狀態，故而微生物反應槽內之活性污泥處理中的異常現象的發生減少，可使處理安定化。又，若有處理困難之污泥的情況下，可將其作為過剩污泥抽除。

供給至原水曝氣調整槽16之污泥，以原水曝氣調整槽16內之污泥濃度為MLSS，係以500~8000mg/L之範圍供給，較好的是以1000~5000mg/L之範圍供給。MLSS若未達500mg/L，則因污泥無法吸附對於活性污泥造成不良影響之污濁物質，活性污泥處理會變得不安定。又，MLSS若是超過8000mg/L，則污泥幾乎吸附所有之污濁物質，而使處理原水所含之生化需氧量(以下稱為BOD)減低。

步驟5：

步驟5係將利用微生物反應槽1被導入至膜分離裝置14且由該膜分離裝置14分離之處理水，回送至污水排出源15之步驟。由膜分離裝置14過濾之處理水，係貯存於旅店等之污水排出源15所設的處理水貯槽15a，而作為生活用水在旅店之各客房被使用後，被貯存於排水貯存槽15b。又，其一部分可作為放流水放流。如此般，可將生活用水再利用，因此可謀求水資源之有效活用。

[產業上之可利用性]

本發明之微生物反應槽，實質上不會排出過剩污泥量，即使是反應槽之容量大的情況下，仍可以簡單之形狀連續進行原水之厭氣暨好氣微生物處理，因此，可作為含高濃度污濁物質之排水處理設備供利用。此外，另又具備可過濾處理水之膜分離裝置，還可將處理水作為生活用水而利用於尋求水資源之有效利用的旅店等之中。

Claims

一種微生物反應槽，具備：外槽；配置於此外槽之內部且上下具有開口部之圓筒狀內槽；設於此圓筒狀內槽之上部且控制被處理水的槽內循環率之循環率控制裝置；相對上述圓筒狀內槽之上部外周的傾斜面以開口之下面接近配置，用以使污泥沉降之圓筒狀控制板；設於上述圓筒狀內槽之外側及內側之被處理水質測定裝置；以及設於在上述外槽與內槽內循環之被處理水的循環路徑中之原水供給口及設於上述外槽之上部之處理水放出口；其特徵在於：上述圓筒狀內槽係由中心部具有連通孔之分隔壁分割為圓筒上部及圓筒下部；上述圓筒上部係好氣微生物處理槽，具有上面及底面開口之圓錐台形之頂部，通過該圓錐台形之中心的高度方向截面的傾斜角為40度至60度，且該圓筒上部內之上述連通孔周圍及上述分隔壁周緣部設有複數個空氣吹入口，藉由於成為上述外槽之底面的基盤上固定立設之複數個支持柱支持設於上述圓筒狀內槽內之上述分隔壁而配置於外槽內部；上述圓筒下部係底面具有開口部之厭氣微生物處理槽；上述原水供給口係設於上述厭氣微生物處理槽之開口部的下部之圓環狀原水供給部上所設之複數個噴出口或狹縫；選自防止上述經沉降之污泥的沉降固定化之刮除器及攪拌流產生裝置之至少一種的沉降固定化防止裝置，係設於上述污泥沉降之上述外槽下部；檢測由上述被處理水質測定裝置所測定之選自被處理水的氫離子濃度、氧化還原電位及溶存氧量的至少一種測定值之機構、及因應由該機構所檢測出之測定值而將上述被處理水的槽內循環率控制於3~20之機構，係設於上述循環率控制裝置內，該循環率控制裝置係控制選自液面調節閥之開閉、液面調節控制板之旋轉或上下動、及自上述空氣吹入口吹入之空氣量中的至少一個量之裝置；此微生物反應槽另具備設於上述微生物反應槽內或槽外之可將處理水過濾之膜分離裝置；藉由自上述原水供給口供給之原水與活性污泥一起經由上述圓筒狀內槽之內部、上述圓筒狀內槽之外周面、及沉降於上述外槽下部之活性污泥內而在槽內循環，而連續地進行厭氣微生物處理及好氣微生物處理。
如申請專利範圍第1項之微生物反應槽，其中上述圓筒下部具有上述圓筒上部之容積1/10~1倍之容積。
如申請專利範圍第1項之微生物反應槽，其中上述圓筒下部為倒圓錐台形狀，其具有較上述圓筒上部之開口部面積為大之開口部。
如申請專利範圍第1項之微生物反應槽，其中上述膜分離裝置為浸漬型膜分離裝置。
一種循環型排水處理方法，包含使用如申請專利範圍第1項之微生物反應槽的活性污泥處理步驟，其特徵在於，具備：步驟1，將自污水排出源排出之排水供給至原水曝氣調整槽；步驟2，利用此一原水曝氣調整槽，以氧化還原電位成為正值之方式進行曝氣調整後，將該經調整之處理原水供給至上述微生物反應槽；步驟3，於上述微生物反應槽內，連續進行厭氣及好氣微生物處理之活性污泥處理；步驟4，將上述微生物反應槽產生之污泥，供給至上述原水曝氣調整槽；及步驟5，將被導入至上述膜分離裝置且由該裝置分離之處理水，回送至上述污水排出源。