生活废水高度净化处理循环系统及方法 技术领域 本发明涉及能够反复进行把生活废水高度净化处理成可以饮用程度的水， 对该水 再利用后， 对再利用后产生的生活废水再进行高度净化处理后再利用的生活废水高度净化 处理循环系统以及利用其的生活废水高度净化处理循环方法。
背景技术 以往， 作为利用细菌等有效微生物对废水进行净化处理的装置以及方法提出了一 种废水处理装置和水处理方法， 以产业废水和工业废水为对象， 设置有臭氧收集提供装置、 臭氧反应沉淀槽、 过滤装置和紫外线照射装置 ( 专利文献 1)。 此外， 作为对在洗手间使用后 的废水、 地面排水和来自马桶的生活废水进行净化的装置以及方法提出了一种废水处理再 利用装置以及方法， 利用有效微生物着床用网状结构体和远红外线放射陶瓷层， 通过使有 效微生物群充分活动来对水进行净化， 可以对净化后的净水进行再利用 ( 专利文献 2)。此 外， 作为设有调节槽、 反应槽、 分离浓缩槽以及培养槽的净化有机废水系统， 提出了一种对 含有水分的垃圾进行处理的方法 ( 专利文献 3)。 此外， 作为对生活废水进行净化处理、 反复 再利用的设备， 提出了一种循环型给排水设备 ( 专利文献 4)。
专利文献 1 ： 日本专利公开公报特开平 9-174093 号。
专利文献 2 ： 日本专利公开公报特开平 9-10784 号。
专利文献 3 ： 日本专利公开公报特开 2004-154712 号。
专利文献 4 ： 日本专利公开公报特开 2003-211174 号。
发明内容 可是， 专利文献 1 提出的废水处理装置和水处理方法， 由于在废水净化中主要使 用臭氧， 所以装置规模大而且昂贵， 此外还存在装置维护频繁的问题。此外专利文献 2 提出 的废水处理再利用装置以及方法虽然是净化生活废水， 但存在的问题是只不过停留在净化 成可以作为马桶用或洗涤用来进行再利用的程度， 而不是把生活废水高度净化到适合饮用 程度的装置和方法。此外， 专利文献 3 提出的对含有水分的垃圾进行处理的方法， 由于作 为微生物使用土壤细菌， 所以存在难以稳定地获得具有一定效果的细菌的问题， 此外该专 利文献 3 记载的在调节槽中的曝气只不过是以防止腐败、 沉淀为目的的曝气， 该曝气的程 度弱， 土壤细菌的增殖效果极低， 利用曝气产生的污泥也是少量的， 因此利用土壤细菌对废 水的净化程度只不过停留在使废水无臭化的程度， 存在不能高度净化到适合饮用程度的问 题。此外， 该专利文献 3 记载的在反应槽中的曝气由于是利用一般的曝气管进行的曝气， 所 以净化的程度弱， 与上述相同， 存在不能高度净化到适合饮用程度的问题。另一方面， 专利 文献 4 所提出的循环型给排水设备的净水装置主体由微生物处理槽和由二氧化硅催化剂、 碳催化剂及材料催化剂 ( マテリアル触媒 ) 等矿物催化剂层叠构成的矿物处理槽构成， 在 微生物处理槽中利用槽内的微生物对预先注入用于诱导发酵的酶液的被处理水进行生物 所述酶液由从水 ； 由松树、 竹子、 无花果树、 桃树及柿子树等的叶子提取的提取液 ； 豆 处理，
腐渣及糖蜜构成的原液提取的酶构成， 进行完上述生物处理后， 在所述矿物处理槽中， 使由 生物处理生成的固定氮、 生理活性物质及蛋白质结晶消失， 专利文献 4 所提出循环型给排 水设备存在必须进行上述那样极其复杂的处理的问题， 此外还存在为了进行这些处理造成 净化装置复杂且高价的问题。
本发明要解决的问题是提供一种生活废水高度净化处理循环系统以及利用其的 生活废水高度净化处理循环方法， 不使用规模大的臭氧收集提供装置和复杂的净化装置， 就可以反复进行把生活废水高度净化到适合饮用的程度， 把净化后的水重新作为生活用水 来再利用， 并且把该再利用后产生的废水再利用本发明进行高度净化后进行再利用。
方案一所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统， 其特征在于包括 ： 复合有效微生物群培养槽， 存储并培养复合有效微生物群， 该复合有效微生物群由以乳酸 菌、 酵母和光合细菌为主的有用微生物共生体与油分解微生物构成 ； 处理水量调节槽， 把生 活废水、 复合有效微生物群培养槽中的复合有效微生物群和污泥存储槽中的污泥混合并进 行曝气， 使复合有效微生物群增殖， 并且调节流入高度曝气槽中的复合有效微生物群的量 ； 高度曝气槽， 通过在槽内中央部位把接触材料配置成悬浮 ( 浮遊 ) 状态， 并且使曝气管和反 洗管成 90 度的角度进行设置， 从所述曝气管和所述反洗管同时排出空气进行曝气， 使从所 述处理水量调节槽流入的复合有效微生物群之间相互碰撞， 对污水中的污浊物进行吸附分 解处理 ； 串联配置的多个分离沉淀槽， 把用所述高度曝气槽处理后的污水分离成固相和液 相； 污泥存储槽， 回收并存储沉淀在多个所述分离沉淀槽中的污泥 ； 以及杀菌器， 对用最末 尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的净化水进行杀菌处理。 方案二所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统， 其特征在于包括 ： 方案一所述的复合有效微生物群培养槽、 处理水量调节槽、 高度曝气槽、 串联配置的多个分 离沉淀槽以及污泥存储槽 ； 沉淀蓄水槽， 通过对用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相 的净化水进行曝气来分离有机物 ； 以及杀菌器， 对用所述沉淀蓄水槽处理后的净化水进行 杀菌处理。
方案三所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环系统， 其特征在于包括 ： 方案一所述的复合有效微生物群培养槽、 处理水量调节槽、 高度曝气槽、 串联配置的多个分 离沉淀槽以及污泥存储槽 ； 第一蓄水槽， 存储用最末尾的分离沉淀槽分离后的作为液相的 净化水 ； 沉淀蓄水槽， 通过对从所述第一蓄水槽流入的净化水进行曝气来分离有机物 ； 第 二蓄水槽， 存储用所述沉淀蓄水槽分离处理后的净化水 ； 以及杀菌器， 对所述第二蓄水槽的 净化水进行杀菌处理。
方案四所述的发明提供一种生活废水高度净化处理循环方法， 其特征在于， 把生 活废水利用方案一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理， 作为生活用水再利用， 再把再利用后产生的生活废水利用相同的方案一至方案三中的任一 项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理净化， 作为生活用水反复再利用。
本发明不使用臭氧收集提供装置那样的规模大的装置和复杂的净化装置， 培养并 使用通常可以稳定得到的具有稳定质量的复合有效微生物群， 所以具有非常廉价的效果。 此外由于在把污水分离成固相和液相时， 完全不使用硫酸铝等化学试剂 ( 絮凝剂 )， 所以具 有可以把生活废水净化处理到适合安全饮用程度的效果。此外， 净化后的水再作为生活用 水使用后变成生活废水， 但可以把该生活废水用本发明反复进行高度净化， 作为生活用水
使用。本发明尤其具有以下特征， 即： 在高度曝气槽进行曝气之前， 通过在处理水量调节槽 进行曝气使复合有效微生物群增殖， 然后在高度曝气槽中通过从曝气管和反洗管同时排出 空气， 与以往仅用曝气管进行曝气相比能够使复合有效微生物群之间更加碰撞， 由此具有 能够把生活废水净化到能够适合安全饮用程度的效果。 此外， 在本发明的高度曝气槽中， 由 于在槽内中央部把接触材料设置成悬浮状态， 并且使曝气管和反洗管成 90 度角度进行设 置， 所以由于从曝气管和反洗管同时排出空气， 在高度曝气槽内产生不能预测的乱水流， 由 此复合有效微生物群之间激烈碰撞， 作为结果， 能够进行对污水中的污浊物进行吸附分解 处理的高度曝气， 具有能够把生活废水净化处理到能够适合饮用程度的效果。 此外， 本发明 的污泥存储槽， 通过与分离沉淀槽和处理水量调节槽相连， 把回收的量较多的污泥中的复 合有效微生物群送到处理水量调节槽， 进一步使其增殖， 使分离沉淀槽、 污泥存储槽、 处理 水量调节槽、 高度曝气槽以及复合有效微生物群培养槽相互关联， 由此具有通过协同作用 能够把生活废水高度净化处理到适合饮用程度的效果。
这样， 按照本发明的生活废水高度净化处理循环系统以及利用它的生活废水高度 净化处理循环方法， 可以对有限的水反复进行净化， 作为生活用水使用， 特别是在因沙漠化 等缺水的国家或地区中有很高的利用价值， 此外如果把本发明的构成单元化， 在现场组装， 则在确保地震、 火灾、 战争等中的避难生活的生活用水方面， 具有非常有效的效果。
此外其效果是 ： 在多个分离沉淀槽中分离沉淀的作为固相的污泥可以作为有机肥 料用于田地和树木的栽培， 此外， 在杀菌处理前的高度净化后的水可以提供给池塘用于养 鱼， 此外也可以作为水耕栽培用的水使用。 附图说明
图 1 是方案一所述发明的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统整体状 态图， 省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。
图 2 是表示设置在构成本发明的生活废水高度净化处理循环系统的高度曝气槽 内的一组曝气管和反洗管状态的立体图。
图 3 是方案三所述发明的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统的整体 状态图， 省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。
图 4 是表示在构成本发明的生活废水高度净化处理循环系统的高度曝气槽内的 槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料、 曝气管和反洗管的关系状态的立体图。
附图标记说明
1 住房
2 废水回收管
10 复合有效微生物群培养槽
11 复合有效微生物群注入管
12 通气管
12a、 12b 曝气管
13 送气泵
20 处理水量调节槽
21 通气管21a、 21b 曝气管 22 水平送气管 23 送气泵 24 污水输送管 25 潜水泵 30 高度曝气槽 31 通气管 31a、 31b 曝气管 32 反洗气管 32a、 32b 反洗管 33 水平送气管 34 送气泵 35 曝气水输送管 36a、 36b 网状体 37 接触材料 40 第一分离沉淀槽 41 第一纵向流入管 42 溢流堰 43 分离净化水输送管 44 浮渣 (scum) 通气管 44a、 44b 浮渣曝气管 45 送气泵 46 空气升液器 (air lift) 47 污泥回收管 50 第二分离沉淀槽 51 第二纵向流入管 52 溢流堰 54 浮渣通气管 54a、 54b 浮渣曝气管 55 送气泵 56 空气升液器 57 污泥回收管 58 高度净化水输送管 59 净化水注入管 60 污泥存储槽 61 污泥下流管 62 污泥存储槽回收管 63 通气管 63a、 63b 曝气管64 送气泵 70 杀菌器 80 第一蓄水槽 81 第一存储水输送管 82 第一蓄水槽纵向流入管 83 空气升液器 84 沉淀蓄水槽输水管 85 第二蓄水槽 86 第二存储水输送管 87 第二蓄水槽纵向流入管 88 空气升液器 90 沉淀蓄水槽 91a、 91b、 91c、 91d 开式隔壁 ( 開放隔壁 ) 92 第一室 93 第二室 94 第三室 95 第四室 96 通气管 97 反洗气管 98 过滤材料 99 水平送气管 100 送气泵具体实施方式
本发明的方案一所述的生活废水高度净化处理循环系统具有复合有效微生物群 培养槽， 该复合有效微生物群培养槽存储并培养由以乳酸菌、 酵母及光合细菌为主的有用 微生物的共生体与油分解微生物构成的复合有效微生物群， 所述生活废水高度净化处理循 环系统设置有处理水量调节槽， 该处理水量调节槽连接在所述复合有效微生物群培养槽 上， 通过把含有污浊物的生活废水、 在复合有效微生物群培养槽中培养的复合有效微生物 群及存储在污泥存储槽中的污泥混合并曝气， 复合有效微生物群边分解污水中的污浊物， 边增殖。
在此所说的复合有效微生物群中， 所谓的以乳酸菌、 酵母及光合细菌为主的有用 微生物的共生体， 例如是指作为一般在市场上销售的可以得到的有效微生物 EM·1( 商品 名， 有限会社サン興産業制造 ) 或 EM·ア一ゼロン ( 商品名， 日本ライフ株式会社制造 ) 等， 所谓油分解微生物例如是指含有油分解微生物细菌 GT1000-HC( 商品名， 美国生物起源 技术有限公司 (Bio-Genesis Technology) 制造 ) 的スノムワイド N( 商品名， 有限会社ア センテイ制造 )。
在处理水量调节槽中增殖的复合有效微生物群与污水一起通过潜水泵送入到相 邻的高度曝气槽内， 优选的是 ： 例如如果处理水量调节槽和高度曝气槽的纵向长度和横向长度相同， 则使处理水量调节槽的深度比高度曝气槽的深度深， 使处理水量调节槽的容量 比高度曝气槽的容量大， 使更多的复合有效微生物群在处理水量调节槽内增殖， 使得送入 到高度曝气槽内的复合有效微生物群的量更多。
通过把更多的复合有效微生物群送到高度曝气槽中， 能够增加吸附分解处理高度 曝气槽内污水中的污浊物的能力。
处理水量调节槽还具有调节流入与其连接设置的高度曝气槽中的复合有效微生 物群量的作用， 例如利用设置在处理水量调节槽中的潜水泵恰当的工作， 能够调节送入高 度曝气槽中的污水量。
在高度曝气槽内， 利用从设置在高度曝气槽内的多根曝气管排出的空气对污水进 行曝气， 并且通过从设置在曝气管上方附近与曝气管成 90 度角的多根反洗管也同时喷涌 排出空气， 污水在高度曝气槽内相互碰撞， 其结果， 污水中的有效微生物之间在高度曝气槽 内强烈地碰撞。在该碰撞时， 可以认为一部分有效微生物的细胞壁破坏， 其中的细胞质渗 出。可以断定由于渗出的细胞质成胶体状， 具有粘性、 弹性， 所以可以把污水中的污浊物有 效地吸附在该细胞质上。
可以认为在高度曝气槽中处理过的污水中的污浊物成为大体以有效微生物的细 胞质为中心高度凝聚的状态， 该污水在这种状态下， 被送到设置成与高度曝气槽相连的分 离沉淀槽中。在分离沉淀槽中， 由于可以认为被有效吸附在有效微生物细胞质上的污浊物 处于高度凝聚的状态， 所以该凝聚物的单位重量大， 因此由于自重， 其沉淀速度也比较快， 高效率地沉淀在分离沉淀槽内的底部。此外， 与这些凝聚的污浊物分离的作为液相的净化 水， 停留在上方。 分离沉淀槽以至少串联配置 2 个的方式连接， 在设置成与高度曝气槽相连的第一 分离沉淀槽中， 由于一部分吸附在有效微生物的细胞质上的污浊物处于分解过程中， 所以 因分解时产生的气体使一部分处于上述凝聚状态的污浊物被抬向上方， 处于浮游状态。在 上方浮游的凝聚物一般被称为浮渣 (scum)， 处理成使该浮渣不流入相连的第二分离沉淀槽 中。
该处理首先通过把固相的污泥用空气升液器吸起送到污泥存储槽中， 使第一分离 沉淀槽内的水位降低。 此后， 从设置在第一分离沉淀槽内的曝气管排出空气进行曝气。 利用 该曝气， 把吸附在浮渣上的气体清除掉， 该浮渣沉淀到第一分离沉淀槽底部， 与液相分离。 通过这样处理使浮渣不流入第二分离沉淀槽。
另一方面， 优选使作为第一分离沉淀槽和第二分离沉淀槽的多个分离沉淀槽内的 内壁例如象聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 树脂那样， 表面为光滑的加工， 在表面足够光滑 的情况下， 污水中处于凝聚状态的污浊物不会附着在内壁面上， 可以更高速地进行固相和 液相的分离。
接着， 在第一分离沉淀槽中分离的液相越过溢流堰， 送入到第二分离沉淀槽， 作为 在第一分离沉淀槽中分离沉淀的固相的污泥由空气升液器吸起进行回收， 送入到污泥存储 槽中。
在第二分离沉淀槽中由于流来的作为液相的水被高度净化， 所以不会象上述第一 分离沉淀槽那样产生浮渣， 因此在第二分离沉淀槽内原则上没有必要设置排出空气进行曝 气的曝气管。 可是为了进行更高的净化， 也可以设置曝气管， 还可以串联设置更多的分离沉
淀槽。 在第二分离沉淀槽中分离的水被高度净化， 该净化水通过设置成连接在最末尾的 第二分离沉淀槽上的杀菌器， 利用氯或紫外线等对细菌等进行杀菌处理， 可以作为生活用 水再利用。
此外一部分在第二分离沉淀槽中分离后的水， 不通过杀菌器被提供到所述复合有 效微生物群培养槽内， 用于培养复合有效微生物群。
本发明的方案二所述的生活废水高度净化处理循环系统是在上述方案一所述的 生活废水高度净化处理循环系统中， 设置有沉淀蓄水槽， 该沉淀蓄水槽连接在串联配置的 多个分离沉淀槽中最末尾的分离沉淀槽上， 在该沉淀蓄水槽中把在最末尾的分离沉淀槽中 分离的作为液相的净化水， 利用从设置在沉淀蓄水槽内的曝气管和反洗管排出的空气同时 进行曝气， 把万一还含有的微量有机物分离。
把有机物分离后的净化水被送到杀菌器进行杀菌处理， 作为生活用水再利用。此 外， 一部分在沉淀蓄水槽中分离后的净化水不通过杀菌器提供到所述复合有效微生物群培 养槽内， 用于培养复合有效微生物群。
本发明的方案三所述的生活废水高度净化处理循环系统是在上述方案一所述的 生活废水高度净化处理循环系统中设置第一蓄水槽， 该第一蓄水槽连接在串联配置的多 个分离沉淀槽中最末尾的分离沉淀槽上， 临时存储在最末尾的分离沉淀槽中分离后的净化 水。沉淀蓄水槽设置成连接在第一蓄水槽上， 由第一蓄水槽流入的净化水通过从设置在沉 淀蓄水槽内的曝气管和反洗管排出的空气同时进行曝气， 把万一还含有的微量有机物分 离。
第二蓄水槽设置成连接在沉淀蓄水槽上， 从沉淀蓄水槽排出的高度净化后的水临 时存储在该第二蓄水槽中。 从第二蓄水槽排出的净化水通过杀菌器， 作为生活用水再利用。 此外， 一部分从第二蓄水槽排出的净化水不通过杀菌器提供到复合有效微生物群培养槽 内， 用于培养复合有效微生物群。这样， 通过设置第一蓄水槽和第二蓄水槽， 能够存储大量 的净化水， 即使对于急剧使用净化水的情况也能够应付。
本发明的方案四所述的生活废水高度净化处理循环方法是通过利用方案一至方 案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统对生活废水进行处理， 把生活废水 净化后作为生活用水再利用， 把再利用后产生的含有污浊物的生活废水再利用相同的方案 一至方案三中的任一项所述的生活废水高度净化处理循环系统进行处理净化， 作为生活用 水反复再利用。
下面参照图 1 至图 4 进行详细说明。
实施例一
图 1 是作为方案一的一个实施例的生活废水高度净化处理循环系统的整体状态 图， 省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态的接触材料。图 4 表示在槽内中 央部位把接触材料配置成悬浮状态的高度曝气槽的一个实施例。住房 1 是人们生活的住 房， 把来自厨房、 浴室、 盥洗室、 厕所等的废水全部回收， 废水回收管 2 设置成连接在住房 1 和处理水量调节槽 20 上， 使回收的该生活废水流入到图 1 中处理水量调节槽 20 的左端上 部。
在处理水量调节槽 20 的左端上部除了废水回收管 2 以外， 连接设置有复合有效
微生物群注入管 11， 该复合有效微生物群注入管 11 注入用于分解生活废水中的污浊物的 复合有效微生物群， 并且连接设置有污泥下流管 61， 污泥的一部分从该污泥下流管 61 向下 流， 用于对污泥存储槽 60 中的污泥再次进行分解处理， 污泥存储槽 60 存储对污水进行处理 后产生的污泥。
复合有效微生物群注入管 11 的另一端设置成连接在存储并培养所述复合有效微 生物群的复合有效微生物群培养槽 10 的底部上， 在复合有效微生物群培养槽 10 的上部连 接设置有净化水注入管 59。 从净化水注入管 59 流入用后面叙述的第二分离沉淀槽 50 分离 后的净化水。
此外， 在复合有效微生物群培养槽 10 内配置有通气管 12， 从适当的送气泵 13 送出 的空气从以 T 形方式固定在通气管 12 前端上的曝气管 12a、 12b 出来变成空气泡排出进行 曝气， 使得在从净化水注入管 59 流下的净化水中有效地培养复合有效微生物群。
复合有效微生物群是 EM· 1( 商品名， 有限会社サン興産業制造 ) 和スノムワイド N( 商品名， 有限会社アセンテイ制造 ) 的混合物， 在复合有效微生物群培养槽 10 中， 相对于 100 升的水投入 500cc 的 EM·1 和 500g 的スノムワイド N， 再分别投入破碎后的蔬菜碎末 和天麸罗油等植物性废油各 500g， 进行大约三天的曝气培养， 存储培养后的复合有效微生 物群。通过根据要处理的生活废水的量每月一次左右重新培养该复合有效微生物群， 可以 确保足够的量。 另一方面， 在所述处理水量调节槽 20 内从上方向下方配置有多根通气管 21， 通气 管 21 的上部与水平送气管 22 连接， 水平送气管 22 与送入空气的送气泵 23 连接。曝气管 21a、 21b 成 T 形固定在通气管 21 的前端， 从送气泵 23 送来的空气通过水平送气管 22 和通 气管 21， 从曝气管 21a、 21b 出来变成空气泡排出， 对处理水量调节槽 20 中的污水进行曝气。
处理水量调节槽 20 中的污水从图 1 中的左向右缓慢向下游移动， 在该处理水量调 节槽 20 的右端， 连接设置有把处理水量调节槽 20 中的污水送入高度曝气槽 30 内的污水输 送管 24， 污水输送管 24 的入口端部配置成埋设在处理水量调节槽 20 内的污水中， 并且把潜 水泵 25 固定在其前端部。此外， 污水输送管 24 的另一端设置成连接在高度曝气槽 30 的左 端上， 通过驱动所述潜水泵 25， 被输送的污水流入到高度曝气槽 30 内。
由于在处理水量调节槽 20 内， 复合有效微生物群与污水边混合边进行曝气， 所以 由复合有效微生物群对污水中的污浊物进行分解， 并且复合有效微生物群相反成为增殖的 状态。含有复合有效微生物群的污水利用污水输送管 24 被送到高度曝气槽 30 中， 优选的 是送到高度曝气槽 30 中的复合有效微生物群的量越多越好， 为此做成处理水量调节槽 20 的深度比高度曝气槽 30 的深度深， 使图 1 中的处理水量调节槽 20 的容量比高度曝气槽 30 的容量大。
此外， 在潜水泵 25 上连接设置浮动开关 ( 图中没有表示 )， 在处理水量调节槽 20 中的水量在规定量以上时， 浮动开关自动工作， 驱动潜水泵 25， 使处理水量调节槽 20 内的 污水通过污水输送管 24 流向高度曝气槽 30 内。
如图 2 所示， 在高度曝气槽 30 内， 在前端部成 T 形固定着曝气管 31a、 31b 的通气 管 31 与同样在前端部固定着反洗管 32a、 32b 的反洗气管 32 设置成 ： 曝气管 31a、 31b 和反 洗管 32a、 32b 成 90 度角交叉， 使图 2 所示的两根通气管 31 和两根反洗气管 32( 合计四根 ) 为一组， 在图 1 的实施例中， 在高度曝气槽 30 内配置了两组。此外， 通气管 31 和反洗气管
32 的配置根数可以根据曝气处理的污水量增加或减少。
设置成通气管 31 和反洗气管 32 的上部端部与水平送气管 33 连接， 水平送气管 33 设置成与送入空气的送气泵 34 连接。从送气泵 34 送入的空气通过水平送气管 33、 通气管 31 和反洗气管 32， 从曝气管 31a、 31b、 反洗管 32a、 32b 出来成为空气泡同时排出， 对高度曝 气槽 30 内的污水进行曝气。在此， 由于通气管 31 的曝气管 31a、 31b 相对于反洗气管 32 的 反洗管 32a、 32b 成 90 度角配置， 被曝气的污水在高度曝气槽 30 内成为相互剧烈碰撞的状 态。因此可以认为含在污水中的有效微生物如前所述相互强烈碰撞， 一部分碰撞后的有效 微生物的细胞壁破裂， 其中的细胞质渗出。 由于渗出的细胞质为胶体状， 具有粘性、 弹性， 所 以可以判断废水中的污浊物被有效地吸附在该细胞质上。
曝气水输送管 35 设置成连接在高度曝气槽 30 上， 如果通过驱动所述潜水泵 25 把 处理水量调节槽 20 内的污水送入到高度曝气槽 30 内， 该高度曝气槽 30 内的水量变成在规 定的量以上， 则自然流入到第一纵向流入管 41 内的大体上部， 该第一纵向流入管 41 设置在 与高度曝气槽 30 相邻的第一分离沉淀槽 40 内， 为下部敞开的圆筒形。
可以认为流入到第一纵向流入管 41 内的污水在高度曝气槽 30 内高度曝气处理的 结果， 污浊物成为大体以有效微生物的细胞质为中心高度凝聚的状态， 所以该凝聚的污浊 物通过在第一纵向流入管 41 内缓慢向下流动， 沉淀在第一分离沉淀槽 40 的底部。 第一纵向流入管 41 的下端部配置在比第一沉淀分离槽 40 的底面更靠上方的部 位， 使得在高度曝气槽 30 中进行了高度曝气处理后的污水流入到第一纵向流入管 41 内的 上部时， 不会把已经沉淀到第一分离沉淀槽 40 底部的作为固相的沉淀物扬起。
这样， 凝聚污浊物的沉淀物停留在在第一分离沉淀槽 40 的底面上， 另一方面， 与 污浊物分离的净化水停留在第一分离沉淀槽 40 的上部。
停留的净化水逐渐越过溢流堰 42， 通过分离净化水输送管 43， 流入到第二纵向流 入管 51 内的大体上部， 该第二纵向流入管 51 设置在相对于第一分离沉淀槽 40 串联配置的 第二分离沉淀槽 50 内， 为下部敞开的圆筒形。由于流入第二纵向流入管 51 内的净化水已 经得到净化， 所以几乎不含凝聚的污浊物， 通过在第二纵向流入管 51 内缓慢向下流动， 也 许含有的微量的凝聚污浊物沉淀在第二分离沉淀槽 50 底部， 高度净化后的净化水停留在 第二分离沉淀槽 50 的上部。
设置在第二分离沉淀槽 50 内的第二纵向流入管 51 的下端部与所述第一纵向流入 管 41 相同， 配置在比第二沉淀分离槽 50 底面更靠上方的部位， 使得在第一分离沉淀槽 40 中与污浊物分离的净化水流入第二纵向流入管 51 内的上部时， 即使在万一的情况下， 沉淀 在第二分离沉淀槽 50 底部的作为固相的沉淀物也不会扬起。
浮渣通气管 44 沿上下方向配置在第一分离沉淀槽 40 内， 曝气管 44a、 44b 以 T 形 固定在浮渣通气管 44 的下部前端。浮渣通气管 44 的上部设置成与送气泵 45 连接， 所述浮 渣在第一分离沉淀槽 40 上部浮游的情况下， 通过从送气泵 45 送入空气， 从曝气管 44a、 44b 排出空气泡进行曝气， 清除掉附着在浮游着的浮渣上的气体。
在图 1 中， 浮渣曝气管 54 也沿上下方向配置在第二分离沉淀槽 50 内， 在万一浮渣 在第二分离沉淀槽 50 内浮游时， 利用以 T 形固定在浮渣通气管 54 下部前端的浮渣曝气管 54a、 54b， 从送气泵 55 送入的空气排出， 变成空气泡进行曝气。
空气升液器 46、 56 设置在第一纵向流入管 41 和第二纵向流入管 51 的中央部位，
分别吸起沉淀在第一分离沉淀槽 40 底部的污泥或沉淀在第二分离沉淀槽 50 底部的污泥， 通过污泥回收管 47、 57 并经过污泥存储槽回收管 62， 回收到污泥存储槽 60 内。
停留在第二分离沉淀槽 50 的上部被高度净化后的净化水， 逐渐越过溢流堰 52， 沿 高度净化水输送管 58 向下游流动， 在杀菌器 70 中用氯进行杀菌， 作为生活用水在住房 1 内 再利用。杀菌器 70 除了用氯杀菌以外， 也可以用紫外线照射杀菌或二者同时使用。此外， 在高度净化水输送管 58 的杀菌器 70 之前的位置 ( 在图 1 中为杀菌器 70 的右侧 )， 设置装 拆自如的、 内部装有过滤网的过滤网盒 ( 图中没有表示 )， 沿高度净化水输送管 58 内向下游 流动的净化水中的悬浮杂粒由该过滤网清除。因此悬浮杂粒不会流入杀菌器 70 中。
用杀菌器 70 杀菌后的水的水质检查结果作为实施例表示在表 1 至表 3 中。在本 发明的高度曝气槽 30 中设置的曝气管 31a、 31b 和反洗管 32a、 32b 中， 使从反洗管 32a、 32b 排出空气进行的曝气停止， 仅用曝气管 31a、 31b 进行曝气处理后的水的水质检查结果作为 比较例表示在表 1 至表 3 中。该水质检查在株式会社ミズラボ ( 计量认证事业登记 ( 計量 証明事業登録 ) 东京都第 1290 号 ) 进行。
表 1 表示采用平成 15 年度厚生劳动省令 101 号有关水质标准的省令规定的检查 方法， 进行 15 项检查的结果， 表 2 表示全氮、 全磷和氨态氮的检查结果， 表 3 表示 5 项的检查 结果， 按照本发明的生活废水高度净化处理循环系统， 例如将生活废水高度净化成 BOD 为 1 的适合饮用的程度。特别是由表 1 可以明确 ： 对于平成 15 年度厚生劳动省令 101 号水质 标准涉及的 15 个项目， 在有机物 ( 总有机碳 (TOC) 的量 ) 这一项目出现了明显的差异。比 较例 ( 仅用高度曝气槽 30 中的曝气管 31a、 31b 进行曝气 ) 的值超过了标准值， 其结果， 臭 味、 色度及浑浊度也同样超过了标准值 ( 或者不符合标准 )， 判定为比较例不符合自来水法 水质标准。与此相对， 实施例 ( 用在高度曝气槽 30 中成 90 度角设置的曝气管 31a、 31b 和 反洗管 32a、 32b 同时曝气 ) 在 15 个项目中的所有项目都在标准值以下 ( 或者符合标准 )， 判定为符合自来水法水质标准。此外， 对于全氮、 全磷、 BOD、 COD 及 SS， 比较例 ( 仅用高度曝 气槽 30 的曝气管 31a、 31b 进行曝气 ) 的值都比实施例 ( 用在高度曝气槽 30 中成 90 度角 设置的曝气管 31a、 31b 和反洗管 32a、 32b 同时曝气 ) 的计量值高， 比较例的水质显著降低。 如表 1 至表 3 所示的实施例与比较例的水质试验结果的差异是由于以下原因造成的， 即： 在 本发明的实施例中， 通过在高度曝气槽 30 中使曝气管 31a、 31b 和反洗管 32a、 32b 成 90 度 角设置， 从曝气管 31a、 31b 和反洗管 32a、 32b 同时排出空气进行曝气， 在高度曝气槽 30 内 产生不能预测的乱水流， 其结果复合有效微生物群之间相互碰撞， 作为其效果， 实施例吸收 分解处理污水中的污浊物的能力与比较例相比有显著提高。 如比较例所示的如以往那样仅 利用曝气管 31a、 31b 进行曝气， 在高度曝气槽 30 内仅仅产生一定方向的水流， 而不会产生 如本发明发生的、 利用曝气管 31a、 31b 曝气产生的水流与利用反洗管 32a、 32b 曝气产生的 水流激烈碰撞所产生的乱水流。可以判断是由于高度曝气槽 30 内产生的水流的不同导致 出现了实施例与比较例的水质检查结果的差异。考虑到根据处理水量调节槽 20 与高度曝 气槽 30 每个技术特征的相互关联 ； 以及第一分离沉淀槽 40 和第二分离沉淀槽 50、 污泥存 储槽 60、 处理水量调节槽 20、 高度曝气槽 30 及复合有效微生物群培养槽 10 相互关联的效 果， 进一步参考本发明申请时把生活废水处理成利用前的水质水平或者同等的水质水平是 非常困难的技术常识， 利用本发明所产生的效果与以往技术相比是极其显著的。
表112101941775 A CN 101941780
检查项目 硝酸态氮和亚硝酸态氮 氯化物离子 有机物 [ 总有机碳 (TOC) 的量 ] 一般细菌 大肠杆菌 pH 值 臭味 味 色度 浑浊度 锌及其化合物 铁及其化合物 铜及其化合物 铅及其化合物 蒸发残留物 判定 单位 mg/l mg/l mg/l 度 度 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l说明书实施例 6.21 18.7 2.9 0 没有检测到 7.8(18℃ ) 无异常 无异常 1 小于 1 0.01 0.01 小于 0.01 0.004 267 符合 比较例 4.61 20.1 5.4 0 没有检测到 8.0(13℃ ) 有异常 --18 3 0.02 0.12 小于 0.01 小于 0.001 283 不符合 标准值 10mg/l 以下 200mg/l 以下 5mg/l 以下11/14 页100 个 /ml 以下 检测不到 5.8 ～ 8.6 无异常 无异常 5 度以下 2 度以下 1.0mg/l 以下 0.3mg/l 以下 1.0mg/l 以下 0.01mg/l 以下 500mg/l 以下 平成 15 年度厚生劳动省 令 101 号自来水法水质标准
项目 全氮 全磷 氨态氮表2单位 mg/l mg/l mg/l 实施例 1.7 0.84 小于 0.5 比较例 8.4 1.03 小于 0.5 废水标准值 20 以下 2 以下 100 以下 计量方法 JISK0102-45.2 JISK0102-46.3.1 JISK0102-42.2
表313
101941775 A CN 101941780项目 mg/l mg/l mg/l 个 /ml 小于 30 小于 1 16 小于 30 3.4 11 1 3.2 8.1(15℃ ) 8.1(13℃ ) 5.8 ～ 8.6 20 以下 20 以下 40 以下 3000 以下单位实施例比较例废水标准值计量方法 JISK01 02-12.1氢离子浓度 (pH)说生化需氧量 (BOD)JISK01 02-21 JISK01 02-17 环境厅告示第 59 号附表 8 JISK01 02-72.3明一部分超过溢流堰 52 的高度净化后的净化水不通过杀菌器 70， 通过净化水注入14化学需氧量 (COD)书浮游物质量 (SS)大肠杆菌群数12/14 页101941775 A CN 101941780说明书13/14 页管 59 送到复合有效微生物群培养槽 10 中再利用。此外， 为了把通过杀菌器 70 的净化水稳 定地提供到住房 1 内， 可以与杀菌器 70 连接设置临时存储该净化水的存储水槽， 也可以使 超过存储水槽容量的净化水直接流向废水回收管 2。
通气管 63 在污泥存储槽 60 内沿上下方向配置， 在其前端以 T 形固定有曝气管 63a、 63b， 通气管 63 的上部设置成连接在送气泵 64 上。
由于存储在污泥存储槽 60 内的污泥逐渐固化， 通过用适当的送气泵 64 送入空气， 从通气管 63 的曝气管 63a、 63b 排出空气泡进行曝气， 使污泥软化， 该污泥能够从污泥下流 管 61 向下流动到处理水量调节槽 20 中。
此外， 利用上述实施例一的生活废水高度净化处理循环系统对生活废水反复再利 用的结果， 在用于净化处理的水量不足的情况下， 可以把河流、 池塘等的水或者雨水与生活 废水一起通过废水回收管 2 进行补充。
实施例二
下面对实施例二进行说明。图 3 是方案三所述发明的一个实施例， 是生活废水高 度净化处理循环系统的整体状态图， 省略了在高度曝气槽的槽内中央部位配置成悬浮状态 的接触材料。 由于住房 1、 复合有效微生物群培养槽 10、 处理水量调节槽 20、 高度曝气槽 30、 第一分离沉淀槽 40、 第二分离沉淀槽 50、 污泥存储槽 60、 杀菌器 70 的结构与所述实施例一 相同， 所以省略说明， 在此对设置成连接在第二沉淀分离槽 50 上的第一蓄水槽 80、 设置成 与第一蓄水槽 80 连接的沉淀蓄水槽 90 和设置成与沉淀蓄水槽 90 连接的第二蓄水槽 85 的 结构进行说明。 高度净化后的净化水越过第二沉淀分离槽 50 内的溢流堰 52 向下游流动， 通过第 一存储水输送管 81， 流入第一蓄水槽纵向流入管 82 内的大体上部， 该第一蓄水槽纵向流入 管 82 设置在第一蓄水槽 80 内的中央部位， 为下部敞开的圆筒形。
利用空气升液器 83 吸入存储在第一蓄水槽 80 内的净化水， 通过沉淀蓄水槽输水 管 84， 注入到设置成与该沉淀蓄水槽输水管 84 连接的沉淀蓄水槽 90 中。此外在本实施例 中， 利用空气升液器 83 输送水， 但也可以用潜水泵代替空气升液器输送水。
沉淀蓄水槽 90 内用 4 块开式隔壁 91a、 91b、 91c 和 91d 隔开， 使净化水可以在图 3 中从左向右顺序向下游流动。从沉淀蓄水槽输水管 84 向下游流动的净化水首先进入到第 一室 92。在第一室 92、 第二室 93 和第三室 94 中配置有图 2 所示那样的通气管 96 和反洗 气管 97， 在通气管 96 的前端成 T 形固定着曝气管， 在反洗气管 97 的前端成 T 形固定着反洗 管， 另一端设置成连接在水平送气管 99 上。送气泵 100 设置成连接在水平送气管 99 上， 根 据净化水的状态， 从送气泵 100 送入空气， 可以从曝气管和反洗管同时排出空气泡进行曝 气处理。
利用该曝气处理可以使万一在第一室 92、 第二室 93 和第三室 94 内的净化水中含 有的有机物分离。
从第三室 94 向下游流动的净化水移动到第四室 95 的上部， 在第四室 95 中配置有 用活性碳或与此相当的过滤介质制作的过滤材料 98。第四室 95 上部的净化水透过该过滤 材料 98 移动到第四室 95 下部。此时， 净化水利用过滤材料 98 进一步净化。通过了过滤材 料 98 的净化水经过开式隔壁 91d 的下部， 通过第二存储水输送管 86， 向下游流到第二蓄水 槽 85 内。
在第二蓄水槽 85 内中央部位以纵向方式设置有第二蓄水槽纵向流入管 87， 该第 二蓄水槽纵向流入管 87 是下部敞开的圆筒形， 在其中心位置配置有空气升液器 88。 通过第 二存储水输水管 86 存储到第二蓄水槽 85 内的净化水， 由该空气升液器 88 吸起， 在高度净 化水输送管 58 内向下游流动， 通过杀菌器 70 进行杀菌， 作为生活用水在住房 1 内再利用。 杀菌器 70 除了用氯进行杀菌以外， 也可以用紫外线照射进行杀菌， 或两者同时使用。此外 在本实施例中， 利用空气升液器 88 输送水， 但也可以用潜水泵代替空气升液器输送水。
一部分在第二蓄水槽 85 内的净化水不通过杀菌器 70， 通过净化水注入管 59 送到 复合有效微生物群培养槽 10 中再利用。此外， 为了把通过杀菌器 70 的净化水稳定地提供 到住房 1 内， 也可以设置连接在杀菌器 70 上的临时存储该净化水的存储水槽， 超过该存储 水槽容量的净化水可以直接向下游流到废水回收管 2 中， 这与实施例一相同。
此外， 利用上述实施例二的生活废水高度净化处理循环系统使生活废水反复再利 用的结果， 在用于净化处理的水量不足的情况下， 可以把河流、 池塘等的水或者雨水与生活 废水一起通过废水回收管 2 进行补充， 这也与上述实施例一相同。
下面对图 4 进行说明。 图 4 是表示在上述实施例一和实施例二中的高度曝气槽 30 的槽内。 以把图 4 中的高度曝气槽 30 的中央部夹在中间的方式， 分别沿左右张开架设网状 体 36a、 36b， 在中央部， 大量塑料制的接触材料 37 配置成悬浮状态。接触材料 37 可以做成 各种各样的形状， 但该接触材料 37 做成比网状体 36a、 36b 的一个网格大， 因此不能穿过网 状体 36a 到达网状体 36a 的上方， 此外也不能穿过网状体 36b 到达网状体 36b 的下方。
与图 2 相同， 在通气管 31、 反洗气管 32 的前端部分别以 T 形固定着曝气管 31a、 31b、 反洗管 32a、 32b， 从送气泵 34 送来的空气经过水平送气管 33 到达通气管 31、 反洗气管 32， 分别从曝气管 31a、 31b 和反洗管 32a、 32b 出来成为空气泡同时排出， 高度曝气槽 30 内 的污水被强烈搅拌并曝气。
可以认为 ： 如果高度曝气槽 30 内的污水被搅拌， 则利用接触材料 37 之间相互碰 撞， 在污水中存在的有效微生物也与接触材料 37 碰撞， 增加了死灭的机会。 可以认为 ： 如果 死灭的有效微生物的量增加， 则如上述所述， 污水中的污浊物能够被从有效微生物的破坏 的细胞壁渗出的细胞质更大量地吸附、 更高度地凝聚。附着在接触材料 37 表面的一部分复 合有效微生物群 ( 生物膜 )， 由于曝气管 31a、 31b 与反洗管 32a、 32b 同时曝气产生的碰撞水 流以及由此产生的接触材料 37 之间的碰撞而死灭， 死灭的复合有效微生物群从接触材料 37 剥离。该剥离的死灭的复合有效微生物群具有在高度曝气槽 30 内吸附污水中的污浊物 并使其高度凝聚的效果， 该效果是利用曝气管 31a、 31b 与反洗管 32a、 32b 同时曝气所得到 的效果之一。
此外在实施例二中， 也可以具有以下的构成 ： 在沉淀蓄水槽 90 的底部通过回收阀 ( 图中没有表示 ) 连接设置有沉淀回收管 ( 图中没有表示 )， 准备在污浊物沉淀在沉淀蓄水 槽 90 内底部的情况下， 回收该沉淀物， 把该沉淀回收管的另一端连接设置在所述污泥存储 槽回收管 62 上， 通过打开回收阀把沉淀蓄水槽 90 内的沉淀物回收到污泥存储槽 60 中。