高浓度污水处理装置 本发明是关于处理食品污水、屎尿污水那样的SS(浮游性物质)成分多而且BOD、COD以及NH4-N(铵性氮)各数值高的高浓度污水的装置。
一般的高浓度污水处理装置在设置为对应高浓度污水地厌氧性处理槽的同时、在其后部配置标准活性污泥法等需氧性处理部以取得比较清澄的处理水。在这种厌氧·需氧两种处理并用的处理装置上、把流过后部的需氧处理部的一部分处理水再返送到厌氧性处理部、被需氧性处理部部分硝化的污水中的氮成分在厌氧性处理部被脱氮、所以能有效地除去作为富营养化原因的污水中的氮成分。
但是对于含SS成分特别多的污水、因负荷过大这种先有的处理装置必需设置凝集沉淀、加压上浮等前处理设备。因此存在着管理困难、处理装置构成复杂、难于形成小型化的缺点。而且为防止网孔的阻塞在厌氧·需氧性的两处理部上的接触材料的空间率必需设定在高达98％、其结果处理水的BOD只能减低到20mg/l、T-N(全氮)减低到10mg/l、难于达成高度的净化能力。
此外在促进氮成分硝化的需氧性处理部，例如标准活性污泥法的处理槽内、硝化菌的保持困难、为保证充分的硝化·脱氮必需进行长时间的曝气和延长滞留时间。此外、在使用圈形或蜂巢形的塑料过滤材料的处理装置上、由于空间率高，硝化率低达30-40％、而要提高硝化率就必需象标准活性污泥法一样延长滞留时间。而且这时的脱氮率以50％为界限。要充分进行硝化脱氮处理、必需延长设定的滞留时间、因此不仅装置大型化、而且脱氮能力有限。
本发明是为解决先有技术的不足而设置的、其主要目的是提供能在进行高SS成分污水处理时不发生网孔阻塞地达到高度的净化、而且构成简单能进行小型化的高浓度污水的处理装置。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高浓度污水处理装置，其特征在于，它是一种使污水从厌氧性处理部和需氧性处理部顺次流过进行净化处理的同时、将处理水的一部分返流到上述厌氧性处理部进行脱氮处理的高浓度处理装置、在箱状的容器内部由多数的隔离板左右隔断形成有多数的小室、使污水通过形成上述多数小室的多数隔离板上的连通孔顺次流过各小室达到净化、污水首先流过的上述小室，是将污水进行厌氧性处理的厌氧室，其内部充填着粒径比上述连通孔上的多数细孔的孔径为大的浮游性过滤材料而形成浮游过滤层；设在该厌氧室下游侧的多数的上述小室中的一个，是对流过上述厌氧室的污水进行需氧处理的需氧室、其内部有由充填着的上浮受到将该小室分成为上下两部分的过滤材料防止体的限制的浮游过滤材料形成的浮游过滤层、并设置有曝气机构及逆洗机构；与该需氧室下流侧相邻接的上述小室是为排出从上述需氧室流出的处理水而设置有处理水出口、并使处理水暂时性贮留的缓冲室；在上述隔离板的较下部形成有使污水流入上述需氧室的连通孔的同时、在隔断上述需氧室和上述缓冲室的上述隔离板中的上述滤材流失防止体的配置位置的上部，形成有上述连通孔，采用上向流动方式流过上述需氧室的浮游过滤层。
特别是、最好在上述厌氧室的上面设置导入污水的原水入口的同时、在把相互邻接的上述厌氧室和上述需氧室隔离的上述隔离板的较下部设置上述连通孔、以下向流动方式使污水流过上述厌氧室内。或者在上述厌氧室和需氧室之间形成流向变换室，在上述厌氧室的较下部设有导入污水的原水入口，同时，在将上述需厌室和上述流向变换室隔断的隔离板的比较上部形成上述连通孔使污水以上向流动方式流过上述厌氧室。
这样、因为具有浮游过滤材料不易阻塞、管理容易的特点而能把处理装置用于前处理、且构成简单无需运转管理用的辅助设备。此外由于把进行厌氧、需氧处理的各处理部作成一个箱形容器整体化、处理装置的构成极其简单、使处理装置大幅小型化。而且因能确保浮游过滤材料所具有的高微生物保持能力、处理装置内能高浓度地保持硝化菌、脱氮菌等微生物、使处理装置即使小型化也能达到高度的净化能力。
此外、在污水首先导入的厌氧室里的浮游过滤材料不仅仅是单浮游着、不存在SS引起成分阻塞的原因，所以SS成分多的污水也不会发生阻塞。唯一有可能发生阻塞的部位是设置在厌氧室流出处的细孔、但污水是在作为阻塞原因物的固体物被保持在过滤材料上的微生物或者通过沉降除去后再流过的、所以不会发生闭塞。
此外需氧室采用上向流动方式、污水以与曝气用的气泡一致的上升方向流动、由于需氧室内的流动均一化而提高了净化效率。而且在过滤层的下侧由于不必配置过滤材料流失防止体、制作费用能降低。此外、在需氧室的后段设有缓冲室、可使处理水暂时性贮留、运转管理容易。除此以外、在对需氧室的浮游过滤层进行逆洗时、有散气管进行的逆洗可使需氧室内的水动荡、通过设在隔离需氧室和缓冲室的隔离板上的连通孔流进流出、形成了适度的活动空间而使浮游过滤层能充分地流动、高效率地进行逆洗。
特别是，厌氧室采用下向流动方式、厌氧室和需氧室相邻配置、则处理装置的构成最简单、在减低制作成本的同时能适于小型化。
此外、在处理SS成分中无机质成分所占比例多的污水时、使污水以上向流动方式流过首先进入的厌氧室、这样在流过浮游过滤层之前无机质成分能沉降除去、更难发生阻塞。和有机质成分不同，无机质成分在通过浮游过滤层时不被分解·除去、因此事前沉淀除去为好。而且通过在与后面的需氧室之间设置流向变换室的话、能如上述同样的把需氧室作成上向流动。
通过以下图所示的具体实施例详细说明本发明的构成。
实施例1
图1表示本发明所适用的高浓度污水处理装置的第一个实施例。这个处理装置是处理在SS成分多的高浓度污水中特别是无机质成分所占比例小的污水的装置、在方体状的容器1的内部横方向由第1·2的两个平板状的隔离板2·3分隔成3部分。
构成这个容器1的侧壁以及底壁和第1.第2的两隔离板2∶3由钢板作成、并通过焊接相互接合成一体。由两隔离板2∶3形成的三个小室由左至右分别为厌氧性处理的厌氧室4、需氧性处理的需氧室5和处理水暂时性贮留的缓冲室6、待处理原水顺次通过厌氧室4、需氧室5而被净化并流到缓冲室6。此外、厌氧室4、需氧室5和缓冲室6的各容量则对应于原水的水质而分别设定。
原水首先通过设置在为保持厌氧室4的厌氧环境而设置的上盖7上的原水管8进入厌氧室4的上部。这个厌氧室4里充填着许多由形状不规则的发泡塑料体所形成的比重比水小的浮游过滤材料9、浮游过滤材料9浮游在原水中并形成浮游过滤层10。在浮游过滤材9上、除分解污水中有机物的一般厌氧性菌以外边保持有将氮成分变成气体而除去的高浓度的脱氮菌。
通过原水管8流入厌氧室4的原水、在以下向流方式流过浮游过滤层10的同时、有机成分被保持在浮游过滤材料9上的微生物分解、BOD得到减低。这时生成的二氧化碳和甲烷气体等、由上盖7上面设置的排气口11适当地排出。由在浮游过滤层10里未被分解的一部分的有机固体和无机固体所形成的污泥、沉降至厌氧室4的底部并形成污泥沉淀层A。这个沉淀污泥由下部排出口12适量回收。
厌氧室4里、在上盖7的上面设置有将经过后段需氧室5需氧处理的处理水的一部分返流的回流管13。由此在需氧室5里得到硝化的氮、被厌氧室4的浮游过滤层10所保持的脱氮菌高效率地脱氮、分解成氮气。因此在厌氧室4的浮游过滤层10里、能高效率地同时进行BOD减低和脱氮。
流过浮游过滤层10的污水、再由第1隔离板2的比较下面的多数的细孔2a流入后段的需氧室5。隔离板上形成细孔2a的部分为能更多地作成细孔使水的通过面积增大、作成了弯曲成形的波形板状。此外、充填在厌氧室4里的浮游过滤材料9的粒径选为比细孔2a大的、因而不会流到需氧室5。
从第1隔离板2的细孔2a导入需氧室5的污水和从为使需氧室5保持需氧性环境而在底板附近配置的散气喷口14喷出的气泡一起、以与厌氧室4相反流向的上向流动方式流过浮游过滤层15。浮游过滤层15，是在可用配置在需氧室较上部位的金属网使需氧室上下分开的滤材流失防止体16的下侧充填浮游滤材9，使其在需氧室5的高度方向的中间部形成滤层，使其上浮受到该滤材流失防止体16的限制。
浮游过滤材料9上附着·增殖着摄取水中有机物的需氧菌以外、还高浓度地保持着硝化污水中的氮成分的硝化菌。污水通过流过浮游过滤层15与浮游过滤材料9上的需氧性菌相接触、其有机成分被摄取，BOD得到低减。与此同时、硝化菌的作用促进了污水中氮的硝化。此外、由气泵18送出的空气通过送气管17送到散气喷口14。
从浮游过滤层15流过并到达过滤材料流失防止体16上侧的处理水、流过设置在过滤材料流失防止体16稍上侧的第2隔离板3上的连通孔3a导入缓冲室6。处理水在此处被暂时性贮留后由设在容器1侧壁上的处理水管20排出容器1。在缓冲室6里使处理水暂时性地贮留使原水流量变动时的运转管理更容易。
缓冲室6里为使处理水的一部分经上述的返流管13返流到厌氧室4、设置了水泵19。这里、缓冲室6用作水泵19的水井、使水泵19的运转管理更容易。
此外在对需氧室5的浮游过滤层15进行逆洗净时、有散气管进行的逆洗可使需氧室5内的水动荡并通过第2隔离板3上的连通孔3a流进流出、形成适度的活动空间使浮游过滤层15能充分地流动、达到高效率的逆洗。这时、操作设置在处理水管20上的水门就可以调整浮游过滤层15上面的水的合适深度。此外、可利用上述的散水喷口14或再增设逆洗专用的散气喷口来进行逆洗。
此外原水管8的上流处配置有栏栅、除去原水导入本处理装置前原水SS成分中的粒径特别大的固形物、能减轻厌氧室4的负担、短缩滞留时间、缩小厌氧室4的容积。
采用上述的处理装置实际处理含有屎尿的生活污水时、取得了如表1所示的良好的结果。
【表1】
(单位：mg/l)
本实验滞留时间设定为4小时。与此相比如采用标准活性污泥法与此同样把BOD以及T-N同时减低在10mg/l以下的话、通常必须把滞留时间延长至近15小时、而且在后段必须设置沉淀槽和高速过滤装置。由此可见与先有的处理装置相比、本处理装置具有极高的净化能力。而且通过在需氧室5内约1小时的接触、除BOD减低在10mg/l以下外、能硝化NH4-N的70％以上、因此不仅能通过需氧菌有效地分解有机物、还能高浓度地保持增殖的硝化菌。
实施例2
图2表示本发明所适用的高浓度污水处理装置的第二个实施例。与实施例1不同、这个处理装置是处理在SS成分中无机质成分所占比例大的污水的装置、在方体状的容器21的内部横方向由第1至3的三个平板状的隔离板22·23·24分隔成4部分。此外、构成容器21的侧壁以及底壁和第1至第3的隔离板22-24是由水泥作成一体的。被处理的原水顺次从图中左侧开始通过厌氧室25、流向变化室26、需氧室27而被净化并流到缓冲室28。
厌氧室25里、与实施例1同样由浮游过滤材料9形成了浮游过滤层29、与实施例1相异、原水首先通过设置在容器21比较下面的原水管30进入、以上向流动方式流过浮游过滤层29、再经过第1隔离板22的比较上面处形成的笼状的钢丝网31由连通孔22a处流出。充填在厌氧室25里的浮游过滤材9的粒径被选为比钢丝网31大的、以防止浮游过滤材9流到流向变化室26。
流过厌氧室25被厌氧处理过的污水、在导入后段的需氧室27进行需氧性处理之前一旦被导入流向变化室26。此处、从第1隔离板的连通孔22流入的水是以下向流方式流过、从设置在第2隔离板23上的连通孔23a导入到需氧室27的、所以能以上向流方式流过需氧室27。
此外、需氧室27的浮游过滤层15以及曝气用设备等因与实施例1里所表示的一样采用了同一的符号并省略详细的说明。此外、用作脱氮的返流设备除返流管13的出口延长至厌氧室25的浮游过滤层29的下侧以外都与实施例1里所表示的一样。
采用上述的处理装置处理屠杀场污水时的结果表示在表2。
【表2】
(单位：mg/1)
本实施例2因是处理SS成分中无机质成分所占比例多的污水所以把无机质成分沉淀污泥的沉淀层A设置在原水管30的下侧、如处理无机质成分所占比例少的污水时也可把原水管30设置在沿容器21的底壁上。这样、在浮游过滤层29里进行处理的同时、在其下面还能进行被称为UASB法(上向流厌氧性自己固定法)的高效率微生物处理、因而能进一步提高处理效率。
本发明在能不发生阻塞对SS成分多的高浓度污水进行处理的同时、因处理装置构成简单在处理装置小型化上具有显著的效果。
【图1】
表示根据本发明而构成的高浓度污水处理装置的第1实施例的纵剖面图。
【图2】
表示根据本发明而构成的高浓度污水处理装置的第2实施例的纵剖面图。
【符号的说明】
1.容器2.第1隔离板2a.细孔3.第2隔离板3a.连通孔4.厌氧室5.需氧室6.缓冲室7.上盖8.原水管9.浮游过滤材料10.浮游过滤层11.排气口12.下部排出口13.返流管14.散气口15.浮游过滤层16.过滤材料流失防止体17.送气管18.气泵19.水泵20.处理水管20a.阀门21.容器22.第1隔离板22a.连通孔23.第2隔离板23a.连通孔24.第3隔离板25.厌氧室26.流向变换室27.需氧室28.缓冲室29.浮游过滤层30.原水管31.金属网A.污泥沉淀层