TWI838480B - 曝氣槽、汙水處理裝置及汙水處理方法 - Google Patents

Abstract

［課題］在使用流動之載體的汙水處理中抑制脫氮功能的降低。［解決手段］曝氣槽包含：槽本體、設置於前述槽本體之內部且將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體、自前述槽本體之內壁分隔一段距離設置且在上下方向具有開口端的筒狀部件，以及設置於前述筒狀部件之正下方的第1散氣裝置。於槽本體之內部形成有具有上升流的好氧性區域與具有下降流的厭氧性區域，前述載體以交互通過前述好氧性區域與前述厭氧性區域之方式循環。在俯視視角中，前述第1散氣裝置之外緣亦可位於前述筒狀部件之內緣的內側。

Description

曝氣槽、汙水處理裝置及汙水處理方法

本發明之一實施型態係關於曝氣槽、汙水處理裝置及汙水處理方法。

以往，作為使用於糞尿、家庭用排水等之淨化處理的汙水處理裝置，具備「使用流動載體之曝氣槽」的汙水處理裝置已為人所知。此種曝氣槽藉由使附著有好氧菌及厭氧菌之多孔質載體於槽本體內流動，可同時進行汙水中之有機成分與氮成分之去除。並且，由於載體於槽本體內流動，故有以下特徵：汙水、微生物及氧高效率接觸，而可實現高汙水處理能力。

作為具備「使用流動載體之曝氣槽」的汙水處理裝置，專利文獻1所記載之汙水處理裝置已為人所知。在此汙水處理裝置中，使汙水中之氨態氮或有機態氮在位於好氧性環境下之多孔質載體之外層部中與硝化菌接觸，以轉換成硝酸態氮或亞硝酸態氮。再來，使此等硝酸態氮或亞硝酸態氮在位於厭氧性環境下之多孔質載體之內層部中與脫氮菌（表現將氮化合物轉換成分子態氮之作用的菌）接觸，以轉換成氮氣。簡言之，根據專利文獻1所記載之技術，由於在多孔質載體之外層部進行有機成分的去除，在多孔質載體之內層部進行氮成分的去除，故可實現非常小型的汙水處理裝置。

『專利文獻』 《專利文獻1》：日本專利公開第H8-71579號公報

如專利文獻1所記載，於在多孔質載體之內層部進行氮成分的去除之情況下，多孔質載體之厭氧性區域（去除氮成分的區域）會順次減少，有脫氮功能降低的問題。於是，在專利文獻1所記載之汙水處理裝置中，藉由使用長度為300 mm以上且600 mm以下、截面之直徑或對角線的長度為30 mm以上且50 mm以下的圓柱狀或角柱狀之載體作為多孔質載體，來擴大厭氧性區域以圖求問題之解決。然而，使用尺寸大的多孔質載體，由於好氧性區域（去除有機成分的區域）的總面積變得相對減少，故就處理效率的觀點而言有改善的餘地。

本發明之一實施型態之課題之一在於在使用流動之載體的汙水處理中抑制脫氮功能的降低。

在本發明之一實施型態中之曝氣槽係包含：槽本體、設置於前述槽本體之內部且將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體、自前述槽本體之內壁分隔一段距離設置且在上下方向具有開口端的筒狀部件，以及設置於前述筒狀部件之正下方的第1散氣裝置者。

在俯視視角中，前述第1散氣裝置之外緣亦可位於前述筒狀部件之內緣的內側。

前述曝氣槽亦可更包含自前述筒狀部件分隔一段距離設置的第2散氣裝置。此時，前述筒狀部件亦可位於連結一對第2散氣裝置的直線上。

在本發明之一實施型態中之曝氣槽係於槽本體之內部具有：具有上升流的好氧性區域與具有下降流的厭氧性區域，同時以將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體交互通過前述好氧性區域與前述厭氧性區域之方式循環者。

亦可為前述好氧性區域形成於在上下方向具有開口端的筒狀部件之內部，前述厭氧性區域形成於前述筒狀部件之周圍。並且，前述厭氧性區域之溶氧量亦可為前述好氧性區域之溶氧量的1／10以下。

在本發明之一實施型態中之汙水處理裝置係具備上述曝氣槽與設置於前述曝氣槽之下游的沉澱槽者。

前述曝氣槽與前述沉澱槽亦可透過設置於前述槽本體之內壁的載體篩網而連通。

亦可於前述沉澱槽之內部設置有散氣裝置。

前述汙水處理裝置亦可更包含將前述曝氣槽及前述沉澱槽之汙泥回送至上游側的汙泥回送裝置。

在本發明之一實施型態中之汙水處理方法，係於槽本體之內部形成具有上升流的好氧性區域與具有下降流的厭氧性區域，使將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體以交互通過前述好氧性區域與前述厭氧性區域之方式循環者。

亦可於在上下方向具有開口端的筒狀部件之內部，藉由自下方進行散氣來形成前述好氧性區域。

亦可藉由於前述筒狀部件之內部選擇性進行散氣，於前述筒狀部件之內部形成前述好氧性區域，於前述筒狀部件之周圍形成前述厭氧性區域。

以下參照圖式等，同時說明本發明之實施型態。惟本發明可在不脫離其要旨的範圍內以各式各樣的態樣實施，並非受以下所示例之實施型態的記載內容所限定解釋者。圖式為使說明更為明確，相比於實際的態樣，針對各部分的幅寬、厚度、形狀等有示意表現的情形，但終究為一例，並非限定本發明之解釋者。在本說明書與各圖式中，有時會對具備與相關於已出現之圖式而說明者同樣之功能的構件，標註相同的符號，省略重複的說明。

［汙水處理系統的構造］

圖1係繪示本發明之一實施型態之汙水處理系統10之構造的圖。如圖1所示，本實施型態之汙水處理系統10包含調整槽11、載體流動曝氣槽12、沉澱槽13、汙泥回送裝置14、汙泥濃縮貯留槽15、消毒槽16及放流槽17。惟圖1所示之例不過為一例，本實施型態之汙水處理系統10並非受限於此例者。

調整槽11係藉由將原水暫時貯留並混合來將水質變動均勻化的處理槽。並且，調整槽11亦扮演使供給至下游側之載體流動曝氣槽12的汙水之流量為一定的角色。

載體流動曝氣槽12係進行汙水中之有機物及氮之去除的處理槽。有機物之去除（氧化分解）可藉由在好氧性環境下之好氧菌的作用來進行。藉由好氧菌的作用，有機物主要可分解成水與碳酸氣等。氧化分解所需之氧可使用散氣裝置等來供給。氮之去除（脫氮）可藉由在厭氧性環境下之厭氧菌的作用來進行。具體而言，首先，氨態氮或有機態氮可藉由硝化菌轉換成硝酸態氮或亞硝酸態氮。之後，硝酸態氮或亞硝酸態氮可藉由脫氮菌還原成氮氣。關於本實施型態之載體流動曝氣槽12的詳細之功能，詳見後述。

沉澱槽13係將混有自載體流動曝氣槽12放流之汙泥與處理水的汙泥水靜置，利用汙泥與處理水的密度差，使汙泥沉降而分離的處理槽。

汙泥回送裝置14係用以將在沉澱槽13分離的汙泥送回上游側之調整槽11的裝置。汙泥回送裝置14係由例如氣升泵及回送管等所構成。汙泥回送裝置14具有進行汙泥之自動計量的功能。藉由此功能，汙泥回送裝置14具有調整送回調整槽11等之汙泥之量以使載體流動曝氣槽12內之汙泥之量成為設定值的功能。此外，本實施型態之汙泥回送裝置14能夠自沉澱槽13及載體流動曝氣槽12兩者將汙泥回送。並且，汙泥回送裝置14不僅能夠將所傳送之汙泥送回調整槽11，亦能夠將之送回載體流動曝氣槽12。

汙泥濃縮貯留槽15係具有「濃縮藉由汙泥回送裝置14自載體流動曝氣槽12及沉澱槽13傳送之汙泥之功能」與「貯留已濃縮之汙泥之功能」的處理槽。在本實施型態中，藉由使汙泥沉澱後將上澄液（上清液）抽出的沉澱濃縮法來提高汙泥濃度。在本實施型態中，自載體流動曝氣槽12或沉澱槽13傳送的汙泥在暫時貯留於汙泥濃縮貯留槽15後，回送至調整槽11或載體流動曝氣槽12。

消毒槽16係具有使自沉澱槽13放流之處理水與藥劑接觸來進行消毒（殺菌）以使之成為衛生上安全之水之功能的處理槽。

放流槽17係貯留藉由消毒槽16消毒過之處理水的槽。貯留於放流槽17的處理水放流至下水道等。

接下來，詳細說明於本實施型態之汙水處理系統10之中由於上已述之載體流動曝氣槽12、沉澱槽13及汙泥回送裝置14所構成的汙水處理裝置100。

［汙水處理裝置的構造］

圖2係繪示本發明之一實施型態之汙水處理裝置100之構造的圖。在本實施型態中，雖揭示載體流動曝氣槽12與沉澱槽13一體化之例，但亦可以各自分開之處理槽的形式構成。

槽本體110係成為載體流動曝氣槽12與沉澱槽13之外框的部件。槽本體110可使用塑膠、鋼骨、鋼筋或混凝土等來構成，但並非受限於此等材料者。在本實施型態中，於槽本體110之內側設置有分隔件112。亦即，槽本體110藉由分隔件112區分成第1處理槽（載體流動曝氣槽12）與第2處理槽（沉澱槽13）。此外，在本說明書中，所謂在載體流動曝氣槽12中之「槽本體」，包含包圍作為載體流動曝氣槽12發揮功能之區域的槽本體110與分隔件112。槽本體110與分隔件112可為一體成形物，亦可為分開之個體。並且，於此雖揭示將槽本體110藉由分隔件112區分成2個處理槽之例，但亦可區分成3個以上的處理槽。

在本實施型態中，於設置於槽本體110之內側的分隔件112設置有載體篩網114。簡言之，載體流動曝氣槽12與沉澱槽13透過載體篩網114而相互連通。在本實施型態中，載體篩網114配置於設置於分隔件112的開口部112a。具體而言，載體篩網114配置於開口部112a之上游側的開口端，亦即載體流動曝氣槽12之側的開口端（與沉澱槽13之側為相反之側的開口端）。

載體篩網114係於板狀之部件設置有指定尺寸之多個貫通孔的部件。載體篩網114扮演在使汙泥水自載體流動曝氣槽12往沉澱槽13通過的同時防止載體150自載體流動曝氣槽12往沉澱槽13流出的角色。作為載體篩網114，可使用例如：網狀部件、衝孔板（於由金屬或樹脂等所構成的片狀部件藉由衝孔施作了穿孔加工的部件）等。

於槽本體110之上游側設置有原水流入管116、原水計量槽117及原水供給管118。原水計量槽117具有計量透過原水流入管116自上游側設備（在本實施型態中為調整槽11）放流之汙水（原水）的功能。在本實施型態中，藉由使用原水計量槽117，可透過原水供給管118將適量的汙水供給至載體流動曝氣槽12。

於槽本體110之內部，自槽本體110之內壁（及分隔件112）分隔一段距離設置有筒狀部件120。筒狀部件120係於上下方向具有開口端的管狀部件，係由塑膠材料等所構成。如圖2所示，筒狀部件120配置成在運轉時淹沒於汙水160中。此外，筒狀部件120之外形並不限於圓筒狀，亦可為角柱狀等多角形狀。並且，筒狀部件120的長度為300 mm以上且3000 mm以下即可（以500 mm以上且2000 mm以下為佳），截面的直徑或對角線之長度為30 mm以上且250 mm以下即可（以50 mm以上且200 mm以下為佳）。

並且，於槽本體110之內部設置有第1散氣裝置130及第2散氣裝置135a～135c。第1散氣裝置130及第2散氣裝置135a～135c接續於與未圖示之鼓風機接續的送氣管137。

第1散氣裝置130係產生氣泡的裝置，設置於筒狀部件120的正下方。在本實施型態中，藉由第1散氣裝置130產生的氣泡在朝向汙水面160a上升的同時通過筒狀部件120之內側。為了做成此種構造，第1散氣裝置130之徑或幅寬變得較筒狀部件120之徑或幅寬還小。換言之，在俯視視角下，第1散氣裝置130之外緣位於筒狀部件120之內緣（內壁的輪廓）的內側。惟不限於此例，第1散氣裝置130的徑或幅寬亦可與筒狀部件120之徑或幅寬相等。

第2散氣裝置135a～135c亦為產生氣泡的裝置。在本實施型態中，第2散氣裝置135a及135b設置於載體流動曝氣槽12內。第2散氣裝置135c設置於沉澱槽13內。在本實施型態中，第2散氣裝置135a設置於槽本體110之內壁附近，第2散氣裝置135b設置於分隔件112附近。簡言之，第2散氣裝置135a及135b自筒狀部件120分隔一段距離設置。

第2散氣裝置135c在沉澱槽13之內部中配置成接近分隔件112。在做成此種配置的情況下，因自第2散氣裝置135c產生之氣泡而產生的上升流會在載體篩網114之背面（沉澱槽13側之面）的鄰近處形成渦流。並且，因氣泡而產生的上升流會對載體篩網114產生自沉澱槽13朝向載體流動曝氣槽12的水流。是故，根據本實施型態，可將靠近載體篩網114之表面（載體流動曝氣槽12側之面）而附著的載體150推回載體流動曝氣槽12側。第2散氣裝置135c可為間歇性散氣，亦可為連續性散氣。

汙泥回送裝置14具有氣升泵142a及142b、汙泥回送管144、汙泥計量槽145以及汙泥供給管146。氣升泵142a配置於載體流動曝氣槽12之內部，起到將堆積於載體流動曝氣槽12之底部的汙泥吸起的作用。同理，氣升泵142b配置於沉澱槽13之內部，起到將堆積於沉澱槽13之底部的汙泥吸起的作用。

如上所述，在本實施型態中，藉由設置於沉澱槽13之第2散氣裝置135c的作用，附著於載體篩網114的載體150自載體篩網114脫離。此時，自載體150之表面脫離的生物膜（活性汙泥）沉降於載體流動曝氣槽12之底部。簡言之，於分隔件112之鄰近處，自載體150脫離的汙泥容易堆積。是故，設置於載體流動曝氣槽12的氣升泵142a配置於分隔件112之鄰近處。

汙泥回送裝置14具有將吸起之汙泥送回調整槽11或載體流動曝氣槽12的功能。本實施型態之汙泥回送裝置14揭示了將吸起之汙泥送回載體流動曝氣槽12之上游側之例。藉由氣升泵142a及142b吸起之汙泥透過汙泥回送管144供給至汙泥計量槽145。在汙泥計量槽145中，具有計量自下游側設備（在本實施型態中為載體流動曝氣槽12及沉澱槽13）吸起之汙泥的功能。在本實施型態中，藉由使用汙泥計量槽145，透過汙泥供給管146將適量的汙泥送回載體流動曝氣槽12，將載體流動曝氣槽12之內部的汙泥量調整成為設定值。此外，雖省略圖式，但汙泥回送管144係經由圖1所示之汙泥濃縮貯留槽15接續至汙泥計量槽145。亦即，在本實施型態中，成為下述構造：將使用氣升泵142a及142b傳送之汙泥暫時貯存於汙泥濃縮貯留槽15，之後，將適量的汙泥送回調整槽11或載體流動曝氣槽12。惟不限於此例，汙泥回送裝置14亦可不經由汙泥濃縮貯留槽15，直接將汙泥送回調整槽11或載體流動曝氣槽12。

於具有以上構造的槽本體110之內部，將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體150，係以相對於載體流動曝氣槽12之體積為20%以上且35%以下（以25%以上且30%以下為佳）的填充率（容積佔有率）來填充。此外，就實驗而言，已知若填充率低於20%則脫氮功能會降低，若填充率超過35%則載體的流動性會惡化。

若考慮在槽內的流動性，載體150以比重大致上為1為佳。並且，載體150係外形尺寸為10 mm以上且300 mm以下（以10 mm以上且30 mm以下為佳）、截面的直徑或對角線之長度為10 mm以上且50 mm以下（以10 mm以上且30 mm以下為佳）之圓柱狀、圓筒狀或角柱狀的多孔質載體。若外形尺寸及截面的直徑或對角線之長度超過此等數值範圍，則由於流動性會惡化故不佳。並且，反之若外形尺寸及截面的直徑或對角線之長度低於此等數值範圍，則由於於後所述之載體150之內部的厭氧性區域會減少，故脫氮能力下降而不佳。此外，若使用3邊相等之角柱狀的載體作為載體150，則由於汙水會自所有的面以相等的速度前進，故在汙水處理之管理這點上為有利。

作為載體150之材料，可使用例如：胺甲酸酯樹脂或聚乙烯樹脂。尤其，載體150以具有耐磨性為符合期望，在使用胺甲酸酯樹脂的情況下，以使用醚系之連續氣泡性的聚胺甲酸酯為佳。在本實施型態中，使用角柱狀的胺甲酸酯製多孔質載體。

惟載體150之尺寸及材料只要係得將硝化菌維持於載體150之外層部、將脫氮菌維持於內層部的尺寸及材料，即非受限於上述例者。根據本發明人等的見解，以使用自在試樣厚度為30 mm、風速2 m/秒鐘的條件下空氣過濾阻力P為10 mmH₂ O以上且100 mmH₂ O以下的聚乙烯製或胺甲酸酯製之板狀部件切下之素材作為載體150為佳。

［汙水處理方法的構造］

茲針對具有以上構造的汙水處理裝置100說明其運作（亦即汙水處理方法）。

如圖2所示，於載體流動曝氣槽12及沉澱槽13之內部堆積有自原水供給管118供給的汙水160。在本實施型態之情況下，由於載體流動曝氣槽12與沉澱槽13透過載體篩網114而連通，故載體流動曝氣槽12及沉澱槽13的汙水面160a之高度相同。

在載體流動曝氣槽12中，於汙水160之中分散存在多個載體150。此等多個載體150在汙水處理裝置100運轉時，藉由自第1散氣裝置130以及第2散氣裝置135a及135b產生的氣泡所形成的水流，於載體流動曝氣槽12之內部流動。

此時，於第1散氣裝置130以及第2散氣裝置135a及135b之正上方，因上升之氣泡而產生上升流。因此等上升流而往汙水面160a上推的汙水160會在不存在第1散氣裝置130以及第2散氣裝置135a及135b的區域中朝向槽本體110之底部下降。簡言之，於第1散氣裝置130與第2散氣裝置135a之間及第1散氣裝置130與第2散氣裝置135b之間產生下降流。因此，於載體流動曝氣槽12之內部產生如圖2中以箭號表示之汙水160的迴流，藉由此迴流，多個載體150於槽內流動（循環）。

於此，將第1散氣裝置130以及第2散氣裝置135a～135c之正上方的區域稱為「散氣區域」。在本實施型態中，將第1散氣裝置130之正上方的區域稱為第1散氣區域162，將第2散氣裝置135a～135c之正上方的區域分別稱為第2散氣區域162a～162c。

於第1散氣區域162，藉由第1散氣裝置130送入對好氧菌活動而言為足量的空氣。第1散氣區域162由於係藉由噴出溶解效率高之大量的氧而形成的區域，故溶氧量相較於其他區域非常之高。尤其，在筒狀部件120之內側，由於在狹窄的空間內供給大量的氣泡，故氧濃度變得極高。是故，筒狀部件120之內側的區域維持在好氧性環境下。在本實施型態中，將如筒狀部件120之內側的區域般位於好氧性環境下的區域稱為「好氧性區域」。

此外，本實施型態之第2散氣區域162a及162b雖然會進行散氣，但並非如第1散氣區域162那樣溶氧量高的區域。第2散氣裝置135a及135b終究係以汙水之循環為目的之散氣裝置，可產生得產生上升流之程度的氣泡即可。是故，第2散氣裝置135a及135b亦可為空氣供給量較第1散氣裝置130還少者。

並且，將第1散氣區域162與第2散氣區域162a之間及第1散氣區域162與第2散氣區域162b之間的區域稱為「非散氣區域」。非散氣區域164係溶氧量相比於筒狀部件120之內側的區域還少的區域，維持在厭氧性環境下。在本實施型態中，將如筒狀部件120之周圍的區域般位於厭氧性環境下的區域稱為「厭氧性區域」。此外，在本實施型態中，將非散氣區域164維持在厭氧性環境實屬重要。舉例而言，非散氣區域164以相比於第1散氣區域162溶氧量為1／3以下（以1／5以下為佳，以1／10以下為更佳）為符合期望。舉例而言，第1散氣區域162的溶氧量以0.8 mg/L以上為佳，非散氣區域164的溶氧量以0.3 mg/L以下為佳。

如以上內容，在本實施型態中，藉由對於筒狀部件120之內部選擇性進行散氣（亦即，於筒狀部件120之內部進行散氣，於筒狀部件120之周圍不進行散氣），於載體流動曝氣槽12之內部形成具有上升流的好氧性區域（具體而言為筒狀部件120之內部的第1散氣區域162）與具有下降流的厭氧性區域（具體而言為非散氣區域164）。並且，如圖2之箭號所示，多個載體150以於好氧性區域上升、於厭氧性區域下降的方式循環。亦即，本實施型態之載體150以交互通過好氧性區域與厭氧性區域的方式循環。

載體150位於好氧性區域時，在載體150之外層部（接近載體150之外表面的部分）中，由好氧菌所致之有機物（碳化物）的氧化分解活躍進行。亦即，在本實施型態之載體流動曝氣槽12的情形中，會於形成有好氧性區域的筒狀部件120之內側以高效率分解有機物。是故，在筒狀部件120之內側，汙水160中的生化需氧量（BOD）降低。

若汙水160中的BOD降低，則在載體150之外層部中，會變成氨代替有機物受到氧化。具體而言，在筒狀部件120之內側，於載體150之外層部進行由係為好氧菌之硝化菌所致之氨態氮或有機態氮的硝化。藉由此硝化作用，氨態氮或有機態氮轉換成硝酸態氮或亞硝酸態氮。於載體150之外層部轉換的硝酸態氮或亞硝酸態氮繼續前進載體150之內層部。

載體150之內層部由於未充分供給氧，故成為氧缺乏之區域，亦即厭氧性區域。在於載體150之內層部形成的厭氧性區域中，主要係脫氮菌在運作，將硝酸態氮或亞硝酸態氮還原轉換成氮氣（脫氮作用）。轉換出的氮氣通過汙水160之中往大氣中排放。

藉由如上之流程，於載體150之內部，在外層部進行由硝化菌所致之硝化作用，在內層部進行由脫氮菌所致之脫氮作用。如此在本實施型態之載體流動曝氣槽12中可同時實現有機物的氧化去除與氮的去除。

於此，說明於本實施型態之汙水處理裝置100中使載體150交互通過好氧性區域與厭氧性區域的理由。

如同上述，於載體150之內部中，在外層部進行由硝化菌所致之硝化作用，在內層部進行由脫氮菌所致之脫氮作用。然而，亦如同前述專利文獻1所記載，若連續進行曝氣處理，則氮去除率有逐漸下降的問題。在專利文獻1中採用下述作法：假定氮去除率的下降係由載體內部之厭氧性區域的減少所致者，增大載體之尺寸以相對擴大載體內部之厭氧性區域。相對於此，在本實施型態之載體流動曝氣槽12中，與專利文獻1所記載之作法相異，採用下述作法：藉由對載體內部之脫氮菌刻意賦予壓力來活化脫氮菌，維持脫氮作用。

本發明人等認為上述氮去除率的降低起因於脫氮菌習慣了缺乏氧的狀態。脫氮菌在運轉開始時為了獲得有機物或氨之分解所需的氧，會積極進行硝酸態氮等的還原（脫氮）。然而，可想見脫氮菌若習慣了經常供給有硝酸態氮等的環境，則會失去取得氧的積極性而變成低活性。簡言之，本發明人等認為在載體150之外層部活躍進行由硝化菌所致之硝化作用有可能成為招致脫氮菌之低活性化的要因。

於是，本發明人等決定藉由間歇性抑制在載體150之外層部的硝化作用之進行，做出不對載體150之內層部供給硝酸態氮等的狀態，來對脫氮菌刻意賦予壓力。亦即，本發明人等認為藉由將脫氮菌置於間歇性缺乏氧的狀態，脫氮菌可維持積極索求氧的狀態（簡言之為活化的狀態）。

如以上內容，本實施型態之載體流動曝氣槽12成為下述構造：藉由於一定期間將載體150置於厭氧性環境下（厭氧性區域）而非將載體150經常置於好氧性環境下（好氧性區域），來使在載體150之內層部的脫氮菌之運作活化。亦即，包含本實施型態之載體流動曝氣槽12的汙水處理裝置100，藉由維持載體150交互通過好氧性區域與厭氧性區域的狀態，可使存在於載體150之內部的脫氮菌之活性維持，抑制脫氮作用之歷時性的降低。

［載體流動曝氣槽的具體構造］

圖3及圖4係繪示本發明之一實施型態之汙水處理裝置100之具體構造的圖。更具體而言，圖3之（A）係汙水處理裝置100的俯視圖。圖3之（B）係汙水處理裝置100的側視圖。圖4係沿槽本體110之長邊方向觀看在汙水處理裝置100中之載體流動曝氣槽12之內部的截面圖。此外，在圖3之（A）、圖3之（B）及圖4中使用的符號，與在圖1及圖2中使用之符號指涉相同的構件。

在圖3之（A）及圖3之（B）所示之例中，於槽本體110之內部配置有2個筒狀部件，亦即筒狀部件120a及120b。於筒狀部件120a之下方配置有第1散氣裝置130a，於筒狀部件120b之下方配置有第1散氣裝置130b。惟筒狀部件120之個數並非受限於此例者，於載體流動曝氣槽12之內部可配置有1個筒狀部件120，亦可配置有3個以上之筒狀部件120。

並且，於槽本體110之內部配置有3個氣升泵142a～142c。3個氣升泵142a～142c之中，氣升泵142a及142c配置於載體流動曝氣槽12之內部，氣升泵142b配置於沉澱槽13之內部。

並且，於槽本體110之內部配置有第2散氣裝置135a～135c。第2散氣裝置135a及135b皆配置於在載體流動曝氣槽12之內部中槽本體110或分隔件112的鄰近處。此外，前述筒狀部件120a及120b（以及第1散氣裝置130a及130b）配置於連結一對第2散氣裝置135a及135b的直線上。第2散氣裝置135c配置於在沉澱槽13之內部中分隔件112的鄰近處。如前所述，由第2散氣裝置135c形成的上升流亦扮演使附著於載體篩網114之表面（載體流動曝氣槽12側之面）的載體150自載體篩網114脫離的角色。

如圖3之（B）及圖4所示，載體篩網114之上部位於較汙水160之汙水面160a還上方。在本實施型態中，藉由因起因於第2散氣裝置135c之上升流而被上推至上方的汙水面160a回到下方時的水流，將載體150推回載體流動曝氣槽12之側。是故，載體篩網114之上部位於較汙水面160a還上方，可使上述水流直接對載體篩網114作用，有使載體150變得容易自載體篩網114脫離的效果。惟不限於此例，載體篩網114亦可完全淹沒於汙水160中。

並且，在圖3之（A）、圖3之（B）及圖4所示之例中，前述筒狀部件120a及120b、第1散氣裝置130a及130b、第2散氣裝置135a～135c及氣升泵142a～142c配置成排列在略為相同的直線上，載體篩網114亦配置成排列在相同的直線上。

具有以上構造之汙水處理裝置100，其筒狀部件120a及120b兩者之內側會作為好氧性區域發揮功能，此等之周圍會作為厭氧性區域發揮功能。是故，能夠於載體流動曝氣槽12之內部中以高效率提升存在於載體150之內部的脫氮菌之活性。亦即，可在使用載體流動的汙水處理中抑制脫氮功能的降低，可圖求汙水處理裝置100之處理效率的改善。

（變形例1）

在本實施型態中，雖然說明了於載體流動曝氣槽12之內部設置第2散氣裝置135a及135b以使汙水160迴流之例，但本實施型態並非受限於此構造者。舉例而言，於筒狀部件120之內部由於送入多量的空氣，故會產生強上升流，於筒狀部件120之下方側的開口端之周圍產生負壓。簡言之，於筒狀部件120之周圍（筒狀部件120與槽本體110之內壁之間，或筒狀部件120與分隔件112之間）自然形成如圖2之箭號所示之迴流（自筒狀部件120之上端朝向下端的迴流）。

因此，即使在圖2所示之構造中自載體流動曝氣槽12省略第2散氣裝置135a及135b，亦能夠使載體150以交互通過好氧性區域與厭氧性區域的方式循環。

（變形例2）

在本實施型態中，雖然說明了藉由分隔件112將槽本體110區分成載體流動曝氣槽12與沉澱槽13之例，但本實施型態並非受限於此構造者。舉例而言，在汙水處理裝置100之規模小的情況下（亦即，在槽本體110小的情況下），亦可使用載體篩網114將槽本體110區分成載體流動曝氣槽12與沉澱槽13。在此情況下，藉由於沉澱槽13配置第2散氣裝置135c，形成自沉澱槽13朝向載體流動曝氣槽12的水流，可防止載體篩網114之堵塞。藉由接近載體篩網114設置第2散氣裝置135c，可進一步以高效率防止載體篩網114之堵塞。

本發明之實施型態及其變形例只要不相互矛盾，即可適當組合而實施。依據於上已述之實施型態之曝氣槽、汙水處理裝置及汙水處理方法，本發明所屬技術領域中具有通常知識者進行適當構成要件的追加、刪除或設計變更者，或者進行工序的追加、省略或條件變更者，只要具備本發明之要旨，亦為本發明之範圍所包含。

並且，即使係與藉由於上已述之實施型態之態樣所帶來之作用效果相異的其他作用效果，對於由本說明書之記載可明瞭者，或在本發明所屬技術領域中具有通常知識者中得輕易預測者，自當理解為藉由本發明所促成者。

10:汙水處理系統 11:調整槽 12:載體流動曝氣槽 13:沉澱槽 14:汙泥回送裝置 15:汙泥濃縮貯留槽 16:消毒槽 17:放流槽 100:汙水處理裝置 110:槽本體 112:分隔件 112a:開口部 114:載體篩網 116:原水流入管 117:原水計量槽 118:原水供給管 120:筒狀部件 120a、120b:筒狀部件 130、130a、130b:第1散氣裝置 135a～135c:第2散氣裝置 137:送氣管 142a～142c:氣升泵 144:汙泥回送管 145:汙泥計量槽 146:汙泥供給管 150:載體 160:汙水 160a:汙水面 162:第1散氣區域 162a～162c:第2散氣區域 164:非散氣區域

〈圖1〉係繪示本發明之一實施型態之汙水處理系統之構造的圖。 〈圖2〉係繪示本發明之一實施型態之汙水處理裝置之構造的圖。 〈圖3〉係繪示本發明之一實施型態之汙水處理裝置之具體構造的圖。 〈圖4〉係繪示本發明之一實施型態之汙水處理裝置之具體構造的圖。

12:載體流動曝氣槽

13:沉澱槽

14:汙泥回送裝置

100:汙水處理裝置

110:槽本體

112:分隔件

112a:開口部

114:載體篩網

116:原水流入管

117:原水計量槽

118:原水供給管

120:筒狀部件

130:第1散氣裝置

135a~135c:第2散氣裝置

137:送氣管

142a、142b:氣升泵

144:汙泥回送管

145:汙泥計量槽

146:汙泥供給管

150:載體

160:汙水

160a:汙水面

162:第1散氣區域

162a~162c:第2散氣區域

164:非散氣區域

Claims (12)

1. 一種曝氣槽，其包含：槽本體、設置於前述槽本體之內部且將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體、自前述槽本體之內壁分隔一段距離設置且在上下方向具有開口端的筒狀部件、設置於前述筒狀部件之正下方的第1散氣裝置，以及於自前述筒狀部件分隔一段距離之位置將前述筒狀部件包夾於中間設置的一對第2散氣裝置，其中於前述筒狀部件之內部形成有具有上升流的好氧性區域，同時於前述筒狀部件與前述一對第2散氣裝置之間形成有具有下降流的厭氧性區域。
2. 如請求項1所述之曝氣槽，其中在俯視視角中，前述第1散氣裝置之外緣位於前述筒狀部件之內緣的內側。
3. 如請求項1所述之曝氣槽，其中以前述載體交互通過前述好氧性區域與前述厭氧性區域之方式循環。
4. 如請求項3所述之曝氣槽，其中前述好氧性區域形成於前述筒狀部件之內部，前述厭氧性區域形成於前述筒狀部件之周圍。
5. 如請求項3或4所述之曝氣槽，其中前述厭氧性區域之溶氧量為前述好氧性區域之溶氧量的1/3以下。
6. 一種汙水處理裝置，其具備：如請求項1至4之任一項所述之曝氣槽，與設置於前述曝氣槽之下游的沉澱槽。
7. 如請求項6所述之汙水處理裝置，其中前述曝氣槽與前述沉澱槽透過設置於前述槽本體之內壁的載體篩網而連通。
8. 如請求項6所述之汙水處理裝置，其於前述沉澱槽之內部設置有散氣裝置。
9. 如請求項6所述之汙水處理裝置，其更包含將前述曝氣槽及前述沉澱槽之汙泥回送至上游側的汙泥回送裝置。
10. 一種汙水處理方法，其係以包含槽本體、設置於前述槽本體之內部且將硝化菌及脫氮菌維持於內部的載體、自前述槽本體之內壁分隔一段距離設置且在上下方向具有開口端的筒狀部件、設置於前述筒狀部件之正下方的第1散氣裝置，以及於自前述筒狀部件分隔一段距離之位置將前述筒狀部件包夾於中間設置的一對第2散氣裝置的曝氣槽進行的汙水處理方法；於前述筒狀部件之內部形成具有上升流的好氧性區域，同時於前述筒狀部件與前述一對第2散氣裝置之間形成具有下降流的 厭氧性區域，使前述載體以交互通過前述好氧性區域與前述厭氧性區域之方式循環。
11. 如請求項10所述之汙水處理方法，其於前述筒狀部件之內部，藉由使用前述第1散氣裝置自下方進行散氣來形成前述好氧性區域。
12. 如請求項11所述之汙水處理方法，其藉由使用前述第1散氣裝置及第2散氣裝置於前述槽本體之內部選擇性進行散氣，於前述筒狀部件之內部形成前述好氧性區域，於前述筒狀部件之周圍形成前述厭氧性區域。

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