專利名稱：生物凈化處理裝置及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)使完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積最佳化而實(shí)現(xiàn)的生物凈化處理裝置及其處理方法，其通過(guò)使完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積最佳化，同時(shí)制造需氧(oxic)和微量曝氣(micro aeration)、缺氧(anoxic)的反應(yīng)條件，而可以在單一的反應(yīng)槽內(nèi)有效地除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)和氮(N)、磷(P)。特別是，在污水或廢水流入?yún)捬醪鄣那闆r下，將流入水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)作為能源使用以放出磷(P)，接著，在具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽中，進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化、氮氧化和脫氮氧化、磷的過(guò)量吸收作用導(dǎo)致的脫氮、脫磷反應(yīng)。這些反應(yīng)過(guò)程是在如下方式下進(jìn)行的，即，根據(jù)流入水中的有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷，完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與反應(yīng)槽容積比在10～15l/m2的最佳條件下的同時(shí)，通過(guò)控制DO濃度和MLSS濃度，在曝氣槽內(nèi)同時(shí)形成需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件，在需氧條件下，進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化、磷的吸收反應(yīng)。在微量曝氣條件下，與有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化、磷的吸收反應(yīng)一同進(jìn)行需氧性脫氮。也就是，在缺氧條件下，通過(guò)將NO3-N作為電子受體使用還原，來(lái)進(jìn)行脫氮反應(yīng)。如在這樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)在曝氣槽的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的軸中心部形成缺氧區(qū)域，并且在其外緣部形成微量曝氣區(qū)域和需氧區(qū)域，從而是一種在同一反應(yīng)槽內(nèi)，不僅可以除去來(lái)自污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)，氮和磷也可同時(shí)除去的生物凈化處理裝置及其處理方法。
背景技術(shù)：
污水或廢水中所含的污染物質(zhì)可大致區(qū)分為有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等。為了除去這些污染物質(zhì)，重點(diǎn)在于除去污水或廢水中的BOD的以往處理方式中，不能除去作為富營(yíng)養(yǎng)化的限制因子的氮(N)、磷(P)等，很難達(dá)到根本的改善。但事實(shí)上，為了河川或湖泊的水質(zhì)保護(hù)，必須開發(fā)出簡(jiǎn)便的系統(tǒng)來(lái)有效地同時(shí)除去有機(jī)物質(zhì)和氮、磷?？墒?，在目前運(yùn)轉(zhuǎn)的幾乎所有的污水處理場(chǎng)所，在標(biāo)準(zhǔn)的活性淤泥系統(tǒng)或者與之類似的方法中，只能除去10-30％左右的氮和磷，其余的成為未處理狀態(tài)而流出。為此，要開發(fā)為了高度除去作為富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因的氮(N)和磷(P)的處理系統(tǒng)。近來(lái)，靈活地開展了處理費(fèi)用和維修方面均效果顯著的、可除去氮和磷的處理效率高且經(jīng)濟(jì)的靠生物方式同時(shí)除去氮和磷的系統(tǒng)(BNRSimultaneous BiologicalNutrients And Organic Matters Removal)技術(shù)有關(guān)的各種研究。
迄今開發(fā)的BNR系統(tǒng)分成連續(xù)流入式活性淤泥法和循環(huán)式(回分式)活性淤泥法。作為連續(xù)流入式活性淤泥法具有A/O、A2/O、UCT、MUCT、VIP等施工方法。
其中，以除去磷為目的A/O施工方法為，將輸送淤泥與流水混合一同流入?yún)捬醪郏趨捬醪壑型ㄟ^(guò)除去微生物將流水中的有機(jī)物質(zhì)靠細(xì)胞吸收的同時(shí)放出磷，并且在需氧槽中引導(dǎo)著有機(jī)物質(zhì)的氧化和磷的吸收。該施工方法的缺點(diǎn)在于，與除磷效率相比，除氮效率低，為了高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，必須高效地傳遞氧。
另外，A2/O施工方法為一種為了同時(shí)除去生化的氮和磷，要將厭氧—缺氧—需氧組合的系統(tǒng)。為了除去磷，要反復(fù)實(shí)現(xiàn)厭氧—需氧條件并且在厭氧槽中放出磷，在需氧槽中先進(jìn)行氮氧化并且輸送到缺氧槽后，放進(jìn)行脫氮系統(tǒng)。可是，輸送淤泥內(nèi)的氮氧化氮會(huì)妨礙厭氧槽中磷的放出，存在著除磷效率低、內(nèi)部循環(huán)率高的缺點(diǎn)。
此外，UCT施工方法是一種為了彌補(bǔ)A2/O施工方法的輸送淤泥內(nèi)的氮氧化氮流入?yún)捬醪?、妨礙磷放出操作的問(wèn)題，而將輸送淤泥向缺氧槽輸送，通過(guò)脫氮反應(yīng)除去氮氧化氮后，再向厭氧槽輸送的施工方法。該施工方法的缺點(diǎn)在于，由于是這樣的內(nèi)部循環(huán)，維修費(fèi)用高，運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜。
再有，MUCT施工方法是一種補(bǔ)償U(kuò)CT施工方法的生物除去氮、磷的施工方法。即，UCT施工方法情況下，輸送淤泥與需氧槽的混合液的輸送是流入單一的缺氧槽中的，但用MUCT施工方法時(shí)，將缺氧槽分離成2個(gè)部分，在將輸送淤泥流入第1缺氧槽以進(jìn)行脫氮反應(yīng)后，向厭氧槽輸送并供給微生物，輸送在需氧槽中的混合液流入第2缺氧槽，以進(jìn)行脫氮反應(yīng)所致的除氮。因此，與其他的生物方式同時(shí)除去氮、磷的施工方法相比，具有除磷率高的優(yōu)點(diǎn)。但，存在著內(nèi)部輸送多、動(dòng)力消耗大、維修難的缺點(diǎn)。
VIP施工方法是與UCT、MUCT施工方法相類似的施工方法，因此存在著運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜的缺點(diǎn)。
如此，前述的連續(xù)流入式活性淤泥施工方法的缺點(diǎn)在于，由內(nèi)部輸送來(lái)確定氮和磷的除去效率，從而輸送泵的設(shè)置提高了設(shè)置費(fèi)用和維修費(fèi)用。
作為已知的一種方法的循環(huán)式活性淤泥施工方法通過(guò)流入方式分為間歇流入連續(xù)循環(huán)式系統(tǒng)(SBR)和間歇曝氣連續(xù)流入循環(huán)式系統(tǒng)(Intermittent Cycle Extended Aeration System)。這些施工方法由于是在一個(gè)反應(yīng)槽中同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)和沉淀的，存在初期投資費(fèi)少的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是不能適用于大規(guī)模的處理設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)提供了一種在對(duì)生活環(huán)境下產(chǎn)生的污水或廢水中所含有的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解的同時(shí)除去氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的、經(jīng)濟(jì)且容易維持和運(yùn)轉(zhuǎn)管理的處理系統(tǒng)和裝置及其運(yùn)行方法，研究出了防止河川和水源地的水質(zhì)污染，特別是抑制營(yíng)養(yǎng)元素引起的藻類繁殖產(chǎn)生的富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生，可確保和維持清凈的水資源的方案。
另外，本發(fā)明的發(fā)明人在高度的污水處理系統(tǒng)中，研究出了導(dǎo)入完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物以提高對(duì)沖擊負(fù)荷或溫度變化等的環(huán)境因素的變動(dòng)的適應(yīng)力，從而謀求處理的安全性的方案。并且，研究出了改善回轉(zhuǎn)媒介物的驅(qū)動(dòng)裝置、減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用并且易于維修和提高現(xiàn)場(chǎng)施工性的方案。
此外，本發(fā)明的發(fā)明人研究出如下的裝置，即，為了在同一反應(yīng)槽內(nèi)，同時(shí)除去有機(jī)物質(zhì)、氮、磷，最佳地運(yùn)用完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體與反應(yīng)槽容積比(10～15升/m2)，通過(guò)開發(fā)出在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)形成需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件且可除去污染物質(zhì)的裝置，可使反應(yīng)槽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、除去內(nèi)部的輸送設(shè)備等、運(yùn)轉(zhuǎn)管理和維修費(fèi)用降低、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性好的除去污水或廢水中的污染物質(zhì)的除去裝置。
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生物處理裝置及其處理方法，可在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)除去污水或廢水中所含有的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種污水或廢水中含有的有機(jī)物質(zhì)、氮和磷的除去裝置及其運(yùn)行方法，其使用完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體，在確保許多微生物的同時(shí)，在回轉(zhuǎn)所致的水流剪切力作用下形成一定厚度的微生物膜，并且通常維持在最佳狀態(tài)，可防止過(guò)量生物膜的形成以及隨之的生物膜的脫離引起的流出水質(zhì)的惡化，提高相對(duì)負(fù)荷變動(dòng)、溫度變化以及有害物質(zhì)的流入等的環(huán)境變化的適應(yīng)力。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷的除去裝置及其運(yùn)行方法，其通過(guò)在單一的反應(yīng)槽內(nèi)使用完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物使反應(yīng)槽容積/媒介物的表面積比為最佳(10～15l/m2)的同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)MLSS濃度和DO濃度，可在一個(gè)反應(yīng)槽內(nèi)造成需氧和微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件以同時(shí)除去氮和磷，從而可減少必要的用地面積。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物和反應(yīng)槽容積最佳化的生物凈化處理裝置及其處理方法，其為了降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，導(dǎo)入完全浸漬型運(yùn)行模式以使媒介物裝配體輕量化，開發(fā)出使用萬(wàn)向聯(lián)軸器(universal joint coupling)的驅(qū)動(dòng)裝置和運(yùn)用完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物情況下，為了維持反應(yīng)槽的壁與媒介物裝配體的軸相貫穿的接觸部的防水性，通過(guò)安裝密封墊裝配體，提高現(xiàn)場(chǎng)施工性，能夠改善維修費(fèi)用可節(jié)約的回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的運(yùn)行方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的生物處理方法，利用污水或廢水凈化處理裝置，該凈化處理裝置包含有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷(P)的厭氧槽、具備完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于，通過(guò)使設(shè)置在所述曝氣槽中的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與曝氣槽的容積比最佳化為10～15l/m2，曝氣槽的外部的DO濃度維持在0.5～1.5mg/l，MLSS濃度根據(jù)有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷調(diào)節(jié)成3000～6000mg/l(包含附著微生物時(shí)，為6000～12000mg/l)，可在同一反應(yīng)槽內(nèi)造成需氧(oxic)、微量曝氣(microaeration)、缺氧(anoxic)條件，以同時(shí)除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮和磷。
在此，在厭氧槽內(nèi)設(shè)有流入擋板(baffle)、攪拌用阻擋板、攪拌電機(jī)、裝卸用法蘭、攪拌機(jī)軸、攪拌葉片、軸承用金屬罩等，靠淤泥輸送裝置維持厭氧槽內(nèi)的MLSS濃度，厭氧槽的攪拌機(jī)的回轉(zhuǎn)速度為30～90RPM，厭氧槽內(nèi)的滯留時(shí)間(HRT)根據(jù)流入水的變化為1～3hr左右，通過(guò)將淤泥從沉淀槽向厭氧槽輸送的輸送率維持在50～100％，以同時(shí)除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮(N)、磷(P)。
此外，本發(fā)明的一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理裝置，是污水或廢水凈化處理裝置，具有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷的厭氧槽、對(duì)經(jīng)由所述厭氧槽的被處理物進(jìn)行曝氣的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于包括曝氣槽，媒介物裝配體的運(yùn)轉(zhuǎn)裝置、密封墊裝配體和曝氣裝置；所述曝氣槽，用于對(duì)經(jīng)由所述厭氧槽的被處理物，造成需氧、微量曝氣、缺氧的條件，以便同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化、磷的吸收、氮氧化和脫氮等反應(yīng)，并使回轉(zhuǎn)媒介物裝配體可回轉(zhuǎn)自由地完全浸漬并容納在所述曝氣槽中，所述回轉(zhuǎn)媒介物裝配體由表面進(jìn)行粗加工且間隔一定距離設(shè)置的多個(gè)平板狀媒介物圓板、支承該媒介物圓板的媒介物圓板支承軸和媒介物圓板用軸承圈構(gòu)成；所述媒介物裝配體的運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，具有速度可變型媒介物組件，該速度可變型媒介物組件將動(dòng)力從所述曝氣槽的外部傳遞給所述完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的軸，以使所述轉(zhuǎn)媒介物裝配體回轉(zhuǎn)；所述密封墊裝配體，通過(guò)密封墊和密封墊裝配螺栓而固定，在所述曝氣槽的外部所述軸與套筒連接，以使所述軸與該軸通過(guò)的反應(yīng)槽的壁之間維持水密性，在所述套筒的內(nèi)壁與所述軸之間設(shè)有維持水密性用的O型環(huán)，在所述套筒的外壁與密封墊之間設(shè)有維持水密性用的密封截水環(huán)；所述曝氣裝置，由用于向所述曝氣槽內(nèi)吹送空氣進(jìn)行曝氣的氧氣管、隔膜桿型擴(kuò)散器、送風(fēng)機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和曝氣裝置擋板構(gòu)成。
在此，當(dāng)運(yùn)用2軸以上的所述曝氣槽時(shí)，最好使用萬(wàn)向聯(lián)軸器由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)2個(gè)軸的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體。
再有，一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理方法，利用污水或廢水凈化處理裝置，該污水或廢水凈化處理裝置包含有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷的厭氧槽、具備完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于，在完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體上確保高濃度、高密度的多樣附著的微生物，通過(guò)減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器，將回轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)到0.05～0.3m/sec，產(chǎn)生因完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)導(dǎo)致的與水的剪切力，從而維持一定厚度的活性微生物膜以及防止過(guò)量附著；在具有完全浸漬和沉淀型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽中，完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與曝氣槽的容積比最好在10～15l/m2，根據(jù)有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷，MLSS濃度維持在3000～6000mg/l(包含附著微生物時(shí)，為6000～12000mg/l)，同時(shí)DO濃度在0.5～1.5mg/l范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在反應(yīng)槽的媒介物裝配體的中心部形成缺氧條件，而在其外緣部同時(shí)形成微量曝氣和需氧條件，滯留時(shí)間(HRT)根據(jù)流入水的變化在4～6小時(shí)左右，以進(jìn)行以媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)相反方向的回旋流式的曝氣。
采用本發(fā)明的話，被處理物流入?yún)捬醪壑校魅胨畠?nèi)的有機(jī)物質(zhì)作為能源使用以放出磷(P)，接著，在具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽中，進(jìn)行由有機(jī)物質(zhì)的氧化、氮氧化和脫氮氧化、磷的過(guò)量吸收作用所致的脫氮、脫磷反應(yīng)。這些過(guò)程是通過(guò)根據(jù)流入水中的有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷將完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與反應(yīng)槽容積比最佳化為10～15l/m2，同時(shí)控制DO濃度(0.5～1.5mg/l)和MLSS濃度(浮游微生物濃度3000～6000mg/l，包含附著微生物時(shí)為6000～12000mg/l)，以在曝氣槽內(nèi)同時(shí)形成需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件，從而在需氧條件下，進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化、磷的吸收反應(yīng)，在微量曝氣條件下，進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化、磷的吸收反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)行需氧性脫氮。在缺氧條件下，NO3-N作為電子接受體使用被還原，以進(jìn)行脫氮反應(yīng)。如在這樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)在曝氣槽的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的軸的中心形成缺氧區(qū)域，而在其外緣部形成微量曝氣區(qū)域和需氧區(qū)域。如將完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體與反應(yīng)槽容積維持在前述最佳條件下(10～15l/m2)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣所致的空氣的流動(dòng)或分散，以及將反應(yīng)槽內(nèi)的混合液與注入的空氣的循環(huán)形成為在媒介物回轉(zhuǎn)方向連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)形態(tài)的上下方向的流動(dòng)(Cyclo Vertical)，來(lái)進(jìn)行所限定的混合，則可造成前述的條件。
在本發(fā)明中，曝氣反應(yīng)槽的曝氣裝置設(shè)置在反應(yīng)槽的一面的外部，由于是通過(guò)回旋流式曝氣進(jìn)行氧的供給，從而在完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的外緣部通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的上下方向的流動(dòng)，進(jìn)行朝中心部方向的混合液和氧的循環(huán)，并且，在媒介物裝配體的各媒介物間形成狹小的迷路，限制了媒介物間的混合液在左右方向的混合，以形成微量曝氣和需氧條件，而在中心部直接限制了氧的供給，通過(guò)循環(huán)混合液至完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的中心部，在循環(huán)過(guò)程中，因氧分散和消耗，形成了缺氧條件。因此，本發(fā)明的曝氣槽的運(yùn)用，是在完全曝氣型(SMMCAR)下運(yùn)轉(zhuǎn)，并且使用完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體同時(shí)造成前述3種反應(yīng)條件，能夠不僅除去有機(jī)物質(zhì)，而且在同一反應(yīng)槽內(nèi)可同時(shí)除去氮和磷，從而是一種有效和經(jīng)濟(jì)的裝置和技術(shù)。由此，提供了一種經(jīng)曝氣槽的被處理物在沉淀槽中固液分離成處理水和淤泥，沉淀淤泥通過(guò)淤泥輸送裝置向厭氧槽輸送，且在厭氧槽內(nèi)維持MLSS，部分淤泥被廢棄的可確保穩(wěn)定的處理效率的污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)和氮、磷的除去裝置及其方法。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種可用生物處理方法除去污水或廢水中含有的流質(zhì)物質(zhì)和氮(N)和磷(P)等物質(zhì)的有效、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的處理裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法。特別是，在前方設(shè)有由磷除去微生物(PAO)來(lái)進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的除去和磷(P)放出的厭氧槽，磷除去微生物使用將蓄積在細(xì)胞內(nèi)的Poly-P分解時(shí)產(chǎn)生的能量，吸收乙醋酸鹽(acetate)那樣的有機(jī)酸后，以PHB(poly-β-hydroxy butyrate)的形態(tài)保存，反之，在Poly-P分解時(shí)，混合液中放出原磷(ortho-P)酸。厭氧槽中設(shè)有用于MLSS混合的攪拌電機(jī)、攪拌用阻擋板、防止回路短路的流入擋板等。
此外，通過(guò)在厭氧槽的后方設(shè)有帶完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽，能夠在媒介物的表面確保大量的高濃度、高密度的附著微生物，在完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體運(yùn)轉(zhuǎn)下的剪切力作用下，將微生物膜維持一定的厚度，提高了微生物的活動(dòng)度，加快了處理效率，提高了相對(duì)沖擊負(fù)荷或運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、溫度變化的靈活性。特別是，具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽采用了反應(yīng)槽的容積相對(duì)媒介物裝配體的表面積最好在10～15l/m2，同時(shí)通過(guò)反應(yīng)槽內(nèi)的MLSS的調(diào)節(jié)所致的DO控制，可在同一反應(yīng)槽內(nèi)共存需氧及微量曝氣和缺氧的反應(yīng)條件。由此，可同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化、氮氧化和脫氮氧化反應(yīng)以及磷的吸收作用。并且，通過(guò)前述那樣條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)，在完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的中心部附近造成缺氧的反應(yīng)條件，而在其外部造成微量曝氣的反應(yīng)條件和需氧性條件，成為可在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)造成需氧、微量曝氣以及缺氧的反應(yīng)條件。由此，可同時(shí)開發(fā)出有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化以及脫氮、磷的吸收作用。
此外，對(duì)于在曝氣槽中的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的構(gòu)造，在進(jìn)行曝氣和DO濃度的調(diào)節(jié)、反應(yīng)槽內(nèi)的MLSS濃度的調(diào)節(jié)的同時(shí)，相對(duì)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的表面積的反應(yīng)槽容積比為最佳(10～15l/m2)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)在反應(yīng)槽的內(nèi)部造成同時(shí)除去氮、磷所必須的需氧和缺氧、微量曝氣條件是非常重要的。通過(guò)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體在反應(yīng)槽內(nèi)調(diào)節(jié)曝氣引起的空氣流動(dòng)和分散，并且形成將反應(yīng)槽內(nèi)的混合液與注入空氣的循環(huán)在媒介物的回轉(zhuǎn)方向連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)的上下方向的流動(dòng)，來(lái)進(jìn)行所限定的混合，以造成上述的條件。此外，如最佳的條件在10l/m2以下，則在有機(jī)物的負(fù)荷高的情況下，會(huì)發(fā)生媒介物間的生物膜堵塞現(xiàn)象和回路短路、循環(huán)障礙，而為了將生物膜的厚度維持一定，必須提高回轉(zhuǎn)速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，從而增加了運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力且降低了效率。相反，如維持在15l/m2以上時(shí)，減少了媒介物的填充率，很難確保生物膜厚度，如媒介物的間隔相當(dāng)大的話，混合和流動(dòng)的情況發(fā)生變化，不利于同時(shí)維持前述的反應(yīng)條件，從而，在進(jìn)行了無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，最佳條件維持在10～15l/m2是最有效的。
本發(fā)明的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽的最佳化所致的需氧和微量曝氣、缺氧反應(yīng)的同時(shí)造成的污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)及氮(N)、磷(P)的除去裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法，提供了一種可同時(shí)處理有機(jī)物質(zhì)和氮、磷、除去效率高、處理系統(tǒng)及裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且維修便利的生物方式的營(yíng)養(yǎng)元素除去(Biological Nutrient Removal；BNR)技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明，適用附著成長(zhǎng)(Attached MicrobialGrowth)和浮游成長(zhǎng)(Suspended Microbial Growth)方式的復(fù)合系統(tǒng)，補(bǔ)償了通常處理系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可靈活地對(duì)應(yīng)于負(fù)荷變動(dòng)、溫度變化、難分解性有害物質(zhì)的流入那樣的各種環(huán)境因素的變化，提供了一種穩(wěn)定的處理。
并且，根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)內(nèi)形成多樣的微生物群，通過(guò)將形成在媒介物表面的生物膜的厚度維持一定，通?？蓪⑽⑸锏幕钚远染S持在最佳的狀態(tài)，將微生物的滯留時(shí)間(SRT)維持在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，相對(duì)有機(jī)物質(zhì)的沖擊負(fù)荷或運(yùn)動(dòng)的負(fù)荷的變動(dòng)可獲得穩(wěn)定的處理，并且，由于在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)和氮、磷的除去，可減少用地面積，并且由于也是一種可將DO濃度維持較低的處理，隨著曝氣減少了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，因反應(yīng)槽的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)，從而提供了一種容易運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)的處理裝置。
如要區(qū)分通常的附著成長(zhǎng)的施工方法，根據(jù)利用微生物附著于媒介物上的特性且由形成在媒介物表面的生物膜、將污水或廢水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)分解的方法中使用的媒介物，分成固定型方式和流動(dòng)型方式。對(duì)于固定型方式中的固定狀媒介物，如附著的生物膜的厚度增加，會(huì)發(fā)生充填材料的堵塞現(xiàn)象和回路短路、循環(huán)障礙以及微生物層脫離，招致瞬間流出水的水質(zhì)惡化現(xiàn)象，從而必須設(shè)置多余的反應(yīng)槽，存在著生物膜的更新難且?guī)?lái)管理上的許多問(wèn)題。而對(duì)于流動(dòng)型方式中的立方型的流動(dòng)狀媒介物，一旦磨損，必須要有對(duì)其補(bǔ)充以及在反應(yīng)槽內(nèi)均勻分布媒介物用的提升設(shè)施等，存在著維修復(fù)雜、增加費(fèi)用的缺點(diǎn)。
但是，根據(jù)本發(fā)明，速度可變型的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體可通過(guò)與水的剪切力將生物膜維持在一定的厚度，形成高濃度和高密度的微生物膜，可維持長(zhǎng)時(shí)間的微生物滯留時(shí)間，也可靈活地對(duì)應(yīng)于沖擊負(fù)荷或運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、水溫變化，不必需要磨耗導(dǎo)致的更換或補(bǔ)充，由于是在完全浸漬狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，因浮力減少了運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷和軸承載負(fù)荷，減少了維修費(fèi)用等，可解決在通常的附著成長(zhǎng)施工方法中具有固定狀或流動(dòng)狀媒介物的問(wèn)題。
在本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備(Pilot Plant)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表示出在有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素的除去中的卓越處理性能。因此，在污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮和磷的除去過(guò)程中，本發(fā)明的裝置及運(yùn)轉(zhuǎn)方法的采用，能夠提供一種有效和經(jīng)濟(jì)的、緊湊的系統(tǒng)適用于新設(shè)置的污水處理場(chǎng)所或農(nóng)、漁村地域集團(tuán)的污水處理場(chǎng)，特別是容易適用于隨季節(jié)和時(shí)期的不同、流動(dòng)人口的變化、流量和污水或廢水特性的變換加劇的觀光設(shè)施的集團(tuán)地區(qū)等的污水處理場(chǎng)的高效的處理裝置和方法。


圖1為示意地示出本發(fā)明的除去污水、廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷的除去裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2a為本發(fā)明的厭氧槽及其裝置的剖面圖，圖2b為俯視圖。
圖3a為本發(fā)明的具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽的剖面圖，圖3(b)為側(cè)剖視圖。
圖4為本發(fā)明的將曝氣槽由2個(gè)槽構(gòu)成時(shí)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體和密封墊裝配體、媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置、萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器等的反應(yīng)槽構(gòu)成裝置的剖面圖。
圖5a為本發(fā)明使用的密封墊裝配體裝置的組裝剖面圖，圖5b為組裝順序圖，圖5c為密封墊的俯視圖和剖面圖，圖5d為截水環(huán)的俯視圖和剖面圖，圖5e為套筒的俯視圖和剖面圖，圖5f為密封墊座的俯視圖和剖面圖。
圖6為本發(fā)明使用的圖3的媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置的詳圖。
圖7為本發(fā)明使用的圖4的萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器裝置的詳圖。
圖8a為本發(fā)明所采用的圖3的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的外形圖，圖8b為完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的剖面圖，圖8c為構(gòu)成完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的媒介物圓板的剖面圖，圖8d為媒介物圓板—軸支承用輪的剖面圖，圖8e為軸—輔助軸支承用輪的剖面圖。
圖9為構(gòu)成本發(fā)明所使用的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的圖8的媒介物裝配體軸的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)和氮、磷的除去裝置的示意地結(jié)構(gòu)圖。正如圖1所示，本發(fā)明的生物凈化處理裝置由厭氧槽1、具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的曝氣槽2、沉淀槽3和淤泥輸送裝置4構(gòu)成。
厭氧槽1中通過(guò)除磷(P)微生物放出磷(P)，在反應(yīng)過(guò)程中，有機(jī)物質(zhì)作為能源使用以除去有機(jī)物質(zhì)。
圖2為厭氧槽1的剖面圖和俯視圖。在此，厭氧槽1設(shè)有流入口6和流出口15，防止回路短路用的流入擋板7，攪拌用阻擋板(13；在四方型反應(yīng)槽時(shí)，不必設(shè)有阻擋板)，還設(shè)有用于混合微生物與污水、廢水的攪拌電機(jī)8、便于維修和保養(yǎng)攪拌機(jī)的裝卸用法蘭9、攪拌機(jī)軸10、攪拌葉片11、軸承用金屬罩12構(gòu)成的攪拌裝置。根據(jù)反應(yīng)槽的大小和攪拌程度，厭氧槽中攪拌機(jī)以30-90RPM的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。并且，通過(guò)與沉淀槽3相連的淤泥輸送裝置4，維持厭氧槽內(nèi)的MLSS濃度，且根據(jù)流入的有機(jī)物的負(fù)荷，將MLSS濃度維持在3000～6000mg/l左右。在厭氧槽1中滯留的時(shí)間根據(jù)流入水的變化維持在1～3小時(shí)左右。從沉淀槽3向厭氧槽1輸送的淤泥輸送率在50-100％左右。
圖3a、3b為具有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的曝氣槽2的縱、橫剖面圖。曝氣槽2的結(jié)構(gòu)由完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17、以及曝氣裝置擋板23、隔膜桿型擴(kuò)散器24、氧氣管25、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥26、送風(fēng)機(jī)27等曝氣裝置，以及媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置21、防止反應(yīng)槽的壁與媒介物裝配體軸的接觸部漏水用的密封墊18構(gòu)成。為了使媒介物裝配體的表面積與反應(yīng)槽容積比最好在10～15l/m2，如圖3b所示，曝氣反應(yīng)槽的構(gòu)造中，反應(yīng)槽的一面具有與完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的圓周同樣的弧狀的構(gòu)造，而設(shè)置隔膜桿型擴(kuò)散器24的另一面具有直線狀的構(gòu)造。另外，由于從反應(yīng)槽的基底中部朝向設(shè)置隔膜桿型擴(kuò)散器24的方向形成15°左右的傾斜底面22，減少了無(wú)用空間(dead space)，成為反應(yīng)槽內(nèi)的混合液與空氣的循環(huán)容易進(jìn)行的構(gòu)造。
此外，在設(shè)有2個(gè)以上的曝氣槽2時(shí)，由于完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17在浮力作用下大大地減少了運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷和軸載負(fù)荷，如圖4所示，使用萬(wàn)向聯(lián)軸器28就可用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)2軸的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17。由此，可減少裝置的數(shù)量進(jìn)而降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
通過(guò)在曝氣槽2中設(shè)置完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，則在反應(yīng)槽內(nèi)用于除去氮和磷所必須的需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件可同時(shí)生成。此時(shí)，曝氣作為完全曝氣，通過(guò)設(shè)置和運(yùn)轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)媒介物裝配體以及調(diào)節(jié)曝氣槽內(nèi)的MLSS濃度和DO濃度，就可造成前述條件。由此，氮氧化、脫氮、脫磷作用同時(shí)進(jìn)行。如在將完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17與反應(yīng)槽容積最佳化為10～15l/m2條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，則提供了一種反應(yīng)槽內(nèi)的混合液和注入的空氣在媒介物回轉(zhuǎn)方向上連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)的上下方向的流動(dòng)，來(lái)進(jìn)行被限制的混合，同時(shí)控制DO濃度(0.5～1.5mg/l)和MLSS濃度(浮游微生物3000～6000mg/l、包含附著成長(zhǎng)的微生物時(shí)為6000～12000mg/l)，實(shí)現(xiàn)了在曝氣反應(yīng)槽內(nèi)生成需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件共存的核心功能。另外，由于在曝氣槽內(nèi)設(shè)有完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17，可確保許多微生物的同時(shí)，使用媒介物回轉(zhuǎn)所致的與水的剪切力，可將回轉(zhuǎn)媒介物的微生物膜維持在一定的厚度。這完全可以通過(guò)調(diào)節(jié)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)速度時(shí)，在生物膜形成初期，以0.05～0.1m/s范圍的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，在完全形成生物膜后，根據(jù)生物膜的厚度和攪拌程度，使回轉(zhuǎn)速度在0.1～0.3m/s左右運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，回轉(zhuǎn)媒介物裝配體除了實(shí)現(xiàn)造成反應(yīng)條件(需氧、微量曝氣、缺氧)和形成附著生物膜的功能外，還被賦予了可與活性淤泥適當(dāng)混合的攪動(dòng)裝置的功能，從而提高了被處理物與微生物接觸和供氧的效率，促進(jìn)了有機(jī)物的氧化和氮氧化，并且可順暢地實(shí)現(xiàn)脫氮功能。曝氣槽外部的DO濃度在0.5～1.5mg/l左右，比較低地維持著，而MLSS濃度根據(jù)流入的有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷，在3000～6000mg/l(包含附著成長(zhǎng)微生物時(shí)，為6000～12000mg/l)范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。如要將DO濃度維持的相當(dāng)高，會(huì)影響反應(yīng)條件的同時(shí)生成，也會(huì)增加曝氣的動(dòng)力費(fèi)用，從而效率不高。在形成前述條件的反應(yīng)槽內(nèi)，在需氧條件下進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化和氮氧化微生物引起的氮氧化過(guò)程的同時(shí)，進(jìn)行磷的吸收，在缺氧條件下通過(guò)脫氮微生物進(jìn)行脫氮、磷的吸收，并且在微量曝氣的條件下，氮氧化、磷的吸收、需氧性脫氮反應(yīng)共存。結(jié)果，提供了適于在一個(gè)反應(yīng)槽內(nèi)，同時(shí)產(chǎn)生氮氧化、脫氮、脫磷反應(yīng)的環(huán)境。
曝氣槽的滯留時(shí)間(HRT)根據(jù)流入水的變化維持在4～6小時(shí)左右。此外，作為根據(jù)流入的污水的負(fù)荷條件和特性的適宜的其他運(yùn)轉(zhuǎn)條件，為了能夠?qū)⑾鄬?duì)回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積的有效容積比有效地維持在10～15l/m2，將回轉(zhuǎn)媒介物的間隔維持在15～20mm，曝氣槽2的MLSS濃度最好在浮游狀微生物下維持在3000～6000mg/l(包含附著微生物時(shí)，為6000～12000mg/l)左右。反應(yīng)槽外部的DO濃度為0.5～1.5mg/l，比較低地維持著。完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的回轉(zhuǎn)速度在0.05～0.3m/s范圍內(nèi)，在生物膜的形成初期，低速(0.05m/s左右)運(yùn)轉(zhuǎn)，而在生物膜形成后，根據(jù)膜的厚度，以0.1～0.3m/s左右的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。多次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在前述運(yùn)轉(zhuǎn)速度下，可適當(dāng)?shù)鼐S持生物膜的厚度。如將速度維持在必要以上較高的程度，會(huì)增加動(dòng)力比，曝氣剪切力會(huì)變大，從而生物膜會(huì)劇烈地脫離。曝氣槽的曝氣方式適用在與浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)方向相同的方向上旋回流動(dòng)式的曝氣方式。曝氣裝置的設(shè)置是在從反應(yīng)槽的基底中部形成15°左右的傾斜底面22的反應(yīng)槽側(cè)壁的上部和下部，設(shè)有產(chǎn)氣管25和隔膜桿型擴(kuò)散器24、曝氣裝置擋板23等。曝氣裝置擋板23的作用是在曝氣導(dǎo)致的強(qiáng)制水流直接作用于完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的表面時(shí)，使生物膜不會(huì)強(qiáng)制脫離。
圖5為本發(fā)明使用的用于維持反應(yīng)槽的壁與媒介物裝配體軸的接觸部的水密性的圖3的密封墊裝配體18的詳圖。在此，圖5a為裝配剖面圖，圖5b為裝配順序圖，圖5c為密封墊29的俯視圖和剖面圖，圖5d為截水環(huán)31的俯視圖和剖面圖，圖5e為套筒32的俯視圖和剖面圖。在套筒32的內(nèi)側(cè)設(shè)有O型環(huán)39，以維持著與軸接觸的面的水密性。截水環(huán)31和墊片30設(shè)置成維持套筒32的外表面與密封墊座33之間的水密性。由于在密封墊裝配體18的最外部設(shè)有密封墊29，便于墊片30的檢修和保養(yǎng)。另外，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間使用后墊片30發(fā)生磨耗時(shí)，通過(guò)使用密封墊29上的密封墊裝配螺栓35進(jìn)行緊固作業(yè)，能夠持續(xù)地維持水密性。密封墊29的密封墊裝卸用的扳手螺栓36被設(shè)置成在更換墊片30時(shí)，不能與媒介物裝配體軸56分離的情況下，從軸側(cè)用密封墊裝卸用扳手螺栓36，就可容易地裝卸密封墊29。構(gòu)成密封墊裝配體18的密封墊座固定用法蘭34設(shè)置在曝氣反應(yīng)槽的壁體上，便于現(xiàn)場(chǎng)施工。
在密封墊裝配體18的密封墊座33上設(shè)有封水閥41，在2kg/cm2的壓力下以20l/min的速度向密封墊裝配體18的截水環(huán)31注入密封水，以維持墊片間的空隙的水密性。
圖6為圖3的媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置21的詳圖。該驅(qū)動(dòng)裝置由減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器46、驅(qū)動(dòng)裝置軸承47、V型皮帶48、V型皮帶輪49、驅(qū)動(dòng)裝置軸50、驅(qū)動(dòng)鏈條51、驅(qū)動(dòng)齒輪52等構(gòu)成。通過(guò)媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置21的減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)與轉(zhuǎn)換器46和驅(qū)動(dòng)齒輪52及媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)齒輪20的齒輪比(1∶4～1∶8)，可調(diào)節(jié)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的回轉(zhuǎn)速度。
圖7為圖4的萬(wàn)向聯(lián)軸器28的詳圖。通過(guò)使用萬(wàn)向聯(lián)軸器28，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)就可使完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的2個(gè)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量，可節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。萬(wàn)向聯(lián)軸器28由固定聯(lián)軸器53和萬(wàn)能聯(lián)軸器54構(gòu)成，通過(guò)媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)齒輪20而與媒介物裝配體的驅(qū)動(dòng)裝置21連接，以帶動(dòng)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的2個(gè)軸。
圖8為本發(fā)明使用的圖3的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的詳圖。圖8a為完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的外形圖，圖8b為完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的剖面圖，圖8c為媒介物圓板59的剖面圖，圖8d為媒介物圓板用軸承圈60的剖面圖，圖8e為輔助軸承圈61的剖面圖。媒介物圓板用軸承圈60和媒介物圓板59由復(fù)合材質(zhì)或聚乙烯材質(zhì)成形，從而可實(shí)現(xiàn)輕量化、而防腐、耐久。媒介物圓板59與現(xiàn)有的媒介物不同，表面無(wú)需形成凹凸，作為表面粗加工的平板構(gòu)造的圓板，容易制作相對(duì)完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的表面積的曝氣槽的容積最佳化為10～15l/m2。另外，通過(guò)媒介物裝配體軸56和媒介物裝配體輔助軸57、媒介物間隔桿58、媒介物圓板用軸承圈60等，可成為維持媒介物間隔在15～20mm左右的相連接的回轉(zhuǎn)體構(gòu)造。為了使媒介物圓板59上形成的微生物膜的厚度維持一定，通過(guò)利用減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器46、驅(qū)動(dòng)齒輪52與媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)齒輪20的齒輪比在1∶4～1∶8范圍內(nèi)的速度可變型驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)生物膜形成的程度，通過(guò)調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)速度來(lái)調(diào)節(jié)剪切力的強(qiáng)弱，就可調(diào)節(jié)生物膜的厚度。
圖9為構(gòu)成完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體17的媒介物裝配體軸56的剖面圖。
在此，沉淀槽3是一種將經(jīng)曝氣槽2流入的由處理水和淤泥構(gòu)成的被處理物高度分離的裝置，上等的水作為流出水流出，淤泥向厭氧槽1輸送，部分淤泥作為剩余的淤泥被廢棄。淤泥從沉淀槽3向厭氧槽1的輸送程度為50～100％。沉淀槽由收集淤泥的刮刀、減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)、淤泥輸送裝置4構(gòu)成，刮刀為分割型構(gòu)造，便于設(shè)置和維修。
實(shí)例下面，根據(jù)實(shí)例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。在下述實(shí)例中，所提供的只是為了容易理解本發(fā)明，并不是由該實(shí)例限定了本發(fā)明。
首先，采用本發(fā)明的除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮及磷的裝置及其運(yùn)行方法，制作70m3/日規(guī)模的試驗(yàn)設(shè)備，從2001年2月運(yùn)轉(zhuǎn)到2001年12月。表1表示對(duì)具體的試驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格的說(shuō)明。運(yùn)轉(zhuǎn)期間流入的流入水的特性由表2示出，流入水為K污水處理場(chǎng)的沉砂地的溢出水，BOD和CODcr分別為278mg/L、474mg/L，TP和TKN分別表示9mg/L、48mg/L的平均值，由于在現(xiàn)場(chǎng)流入的污水與濃縮槽中的上等液混合后流入，調(diào)查出CODcr和TKN濃度較高。表3表示試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，曝氣槽HRT為5.7hr，數(shù)理學(xué)上的負(fù)荷率和有機(jī)物負(fù)荷率分別為48l/m2/日和22.7gTCODcr/m2/日。表4表示試驗(yàn)設(shè)備中的處理效率。表4的數(shù)值為整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)期間的平均值，流出的水通過(guò)1周內(nèi)抽取4～5次所進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)分析法來(lái)分析。運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)果，CODcr、BOD的除去效率分別為94.9％、96％，較高，流出水的BOD、SS的濃度平均為11.2mg/l、7.6mg/l，也類似于作為中水道設(shè)施基準(zhǔn)的10mg/l。此外，TN、TP的除去效率也為86％，94.4％，較高，該結(jié)果證明了本發(fā)明的裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法優(yōu)于以往的方法。
表1；本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備(Pilot-plant、70m3/d)的規(guī)格

表2流入水的特性

表3試驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件及微生物的特性

表4試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果

發(fā)明的效果本發(fā)明可提供一種有效地除去流入的污水或廢水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷及其他雜質(zhì)的同時(shí)、維修簡(jiǎn)便且容易、減少了建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、能夠有效地進(jìn)行污水或廢水的高度處理的緊湊的生物方式的污水或廢水處理裝置。
另外，本發(fā)明由于在同一反應(yīng)槽內(nèi)可同時(shí)除去有機(jī)物質(zhì)、氮、磷，用地面積得以減少，曝氣裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，不能內(nèi)部輸送，從而提供了一種可降低維修成本等經(jīng)濟(jì)的裝置。
此外，本發(fā)明不僅使用浮游的成長(zhǎng)微生物還使用附著成長(zhǎng)的微生物，從而可確保多樣的微生物群，相對(duì)于微生物的滯留時(shí)間變長(zhǎng)所致的有機(jī)物質(zhì)的沖擊負(fù)荷或運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的變動(dòng)、溫度變化那樣的環(huán)境因素的變化的靈活性得以提高，可確保處理的安全性。
再有，本發(fā)明不僅可除去流入的污水或廢水內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)，還可同時(shí)除去氮、磷，從而防止了放流水系中藻類成長(zhǎng)導(dǎo)致的溶存氧的枯竭問(wèn)題和富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，可大大地降低水質(zhì)污染。
另外，本發(fā)明的裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法的效果為，通過(guò)在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)造成需氧、微量曝氣、缺氧的反應(yīng)條件，可提高氮和磷的除去效率，并且能夠縮短處理時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理方法，利用污水或廢水凈化處理裝置，該污水或廢水凈化處理裝置包含有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷(P)的厭氧槽、具備完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于通過(guò)使設(shè)置在所述曝氣槽中的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與曝氣槽的容積比最佳化為10～15l/m2，曝氣槽的外部的DO濃度維持在0.5～1.5mg/l，MLSS濃度根據(jù)有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷調(diào)節(jié)成3000～6000mg/l(包含附著微生物時(shí)為6000～12000mg/l)，可在同一反應(yīng)槽內(nèi)同時(shí)造成需氧、微量曝氣、缺氧條件，以同時(shí)除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮和磷。
2.按照權(quán)利要求1所述的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最化的生物凈化處理方法，其特征在于在厭氧槽內(nèi)設(shè)有流入擋板、攪拌用阻擋板、攪拌電機(jī)、裝卸用法蘭、攪拌機(jī)軸、攪拌葉片、軸承用金屬罩等，通過(guò)淤泥輸送裝置維持厭氧槽內(nèi)的MLSS濃度，厭氧槽的攪拌機(jī)的回轉(zhuǎn)速度為30～90RPM，厭氧槽內(nèi)的滯留時(shí)間根據(jù)流入水的變化為1～3hr左右，通過(guò)將淤泥從沉淀槽向厭氧槽輸送的輸送率維持在50～100％，以同時(shí)除去污水或廢水中的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷。
3.一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理裝置，是污水或廢水凈化處理裝置，具有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷的厭氧槽、對(duì)經(jīng)由所述厭氧槽的被處理物進(jìn)行曝氣的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于包括曝氣槽，媒介物裝配體的運(yùn)轉(zhuǎn)裝置、密封墊裝配體和曝氣裝置；所述曝氣槽，用于對(duì)經(jīng)由所述厭氧槽的被處理物，造成需氧、微量曝氣、缺氧的條件，以便同時(shí)進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的氧化、磷的吸收、氮氧化和脫氮等反應(yīng)，并使回轉(zhuǎn)媒介物裝配體可回轉(zhuǎn)自由地完全浸漬并容納在所述曝氣槽中，所述回轉(zhuǎn)媒介物裝配體由表面進(jìn)行粗加工且間隔一定距離設(shè)置的多個(gè)平板狀媒介物圓板、支承該媒介物圓板的媒介物圓板支承軸和媒介物圓板用軸承圈構(gòu)成；所述媒介物裝配體的運(yùn)轉(zhuǎn)裝置，具有速度可變型媒介物組件，該速度可變型媒介物組件將動(dòng)力從所述曝氣槽的外部傳遞給所述完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的軸，以使所述轉(zhuǎn)媒介物裝配體回轉(zhuǎn)；所述密封墊裝配體，通過(guò)密封墊和密封墊裝配螺栓而固定，在所述曝氣槽的外部所述軸與套筒連接，以使所述軸與該軸通過(guò)的反應(yīng)槽的壁之間維持水密性，在所述套筒的內(nèi)壁與所述軸之間設(shè)有維持水密性用的O型環(huán)，在所述套筒的外壁與密封墊之間設(shè)有維持水密性用的密封截水環(huán)；所述曝氣裝置，由用于向所述曝氣槽內(nèi)吹送空氣進(jìn)行曝氣的氧氣管、隔膜桿型擴(kuò)散器、送風(fēng)機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和曝氣裝置擋板構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求3所述的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理裝置，其特征在于在運(yùn)用2軸以上的所述曝氣槽時(shí)，使用萬(wàn)向聯(lián)軸器，由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)2個(gè)軸的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體。
5.一種完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積的最佳化的生物凈化處理方法，利用污水或廢水凈化處理裝置進(jìn)行，該污水或廢水凈化處理裝置包含進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)的分解和磷放出的厭氧槽、具備完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于在完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體上確保高濃度、高密度的多樣附著的微生物，通過(guò)減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器，將回轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)到0.05～0.3m/sec，產(chǎn)生因完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)導(dǎo)致的與水的剪切力，從而維持一定厚度的活性微生物膜以及防止過(guò)量附著；在具有完全浸漬和沉淀型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的曝氣槽中，使完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與曝氣槽的容積比最佳化為10～15l/m2，根據(jù)有機(jī)物質(zhì)的負(fù)荷，MLSS濃度維持在3000～6000mg/l，包含附著微生物時(shí)為6000～12000mg/l，同時(shí)，DO濃度在0.5～1.5mg/l范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在反應(yīng)槽的媒介物裝配體的中心部形成缺氧條件，而在其外緣部同時(shí)形成微量曝氣和需氧條件，滯留時(shí)間根據(jù)流入水的變化為4～6小時(shí)左右，以進(jìn)行以媒介物裝配體的回轉(zhuǎn)相反方向的回旋流式的曝氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物凈化處理裝置及其方法。本發(fā)明的使完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物與反應(yīng)槽容積最佳化的生物凈化處理方法，利用污水或廢水凈化處理裝置，該污水或廢水凈化處理包含有分解有機(jī)物質(zhì)及放出磷(P)的厭氧槽、具備完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物的曝氣槽和具有淤泥輸送設(shè)備線的沉淀槽，其特征在于通過(guò)使設(shè)置在所述曝氣槽中的完全浸漬型回轉(zhuǎn)媒介物裝配體的表面積與曝氣槽的容積比最佳化為10～15l/m
文檔編號(hào)C02F1/74GK1435380SQ0310221
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者尹汝奎 申請(qǐng)人:東星Eng株式會(huì)社