申請日2015.09.16
公開(公告)日2017.05.31
IPC分類號C02F3/00; C02F3/28; C02F3/30; C02F3/02
摘要
本發(fā)明提供廢水處理方法，其用于通過將廢水入口(22)定位在低于處理水出口(24)的位置的位置并通過使用在槽中儲存生物污泥的序批式生物處理槽(10)來對廢水進行生物處理。廢水處理方法包括：生物處理步驟，用于在停止通過廢水入口(22)供給廢水并且停止通過處理水出口(24)排出處理水的狀態(tài)下，通過攪拌序批式生物處理槽(10)中的廢水，利用生物污泥對廢水進行生物處理;以及廢水供給·處理水排出步驟，用于在從序批式生物處理槽(10)中的廢水?dāng)嚢柰Ｖ怪钡皆谛蚺缴锾幚聿?10)中形成生物污泥的污泥層的時間段內(nèi)開始通過廢水入口(22)供給廢水和通過處理水出口(24)排出處理水，其中生物處理步驟和廢水供給·處理水排出步驟順次重復(fù)進行。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種廢水處理方法，其包括使用含有生物污泥的序批式生物處理槽對廢水進行生物處理的序批式生物處理過程，
所述序批式生物處理過程包括：
生物處理過程，其中，在對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出均停止的狀態(tài)下，通過攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水，使用所述生物污泥來對所述廢水進行生物處理;和
廢水供給·處理水排出過程，其中，在所述序批式生物處理槽中的廢水?dāng)嚢柰Ｖ怪笄以谒鲂蚺缴锾幚聿壑行纬伤錾镂勰嗟奈勰鄬又暗臅r間段內(nèi)，開始對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出，
其中，所述生物處理過程和所述廢水供給·處理水排出過程依次重復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水處理方法，其特征在于，在所述廢水供給·處理水排出過程中，對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出在所述序批式生物處理槽中的廢水的攪拌停止的同時開始，或在所述序批式生物處理槽中的廢水的攪拌停止之后緊接著開始。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水處理方法，其特征在于，所述廢水處理方法還包括：
連續(xù)式生物處理過程，其中，對連續(xù)供給到包含生物污泥的連續(xù)式生物處理槽的廢水進行生物處理;
生物污泥供給過程，其中，將在所述序批式生物處理過程中形成的顆粒供給到所述連續(xù)式生物處理槽;
處理水供給過程，其中，將在所述序批式生物處理過程中排出的處理水供給到所述連續(xù)式生物處理槽;和
廢水供給量調(diào)整過程，其中，響應(yīng)于在所述生物污泥供給過程中的所述顆粒的供給和在所述處理水供給過程中的所述處理水的供給，減少向所述連續(xù)式生物處理槽供給的所述廢水的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水處理方法，其特征在于，在所述廢水供給量調(diào)整過程中，響應(yīng)于在所述生物污泥供給過程中的所述顆粒的供給和在所述處理水供給過程中的所述處理水的供給，將向所述連續(xù)式生物處理槽供給的所述廢水的量減少到零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的廢水處理方法，其特征在于，所述序批式生物處理槽包括：
廢水入口，其用于將廢水供給到所述序批式生物處理槽;和
處理水出口或污泥和處理水出口，其中所述處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水，所述污泥和處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水和所述顆粒，所述處理水出口以及所述污泥和處理水出口布置在比所述廢水入口高的位置。
6.一種廢水處理裝置，包括：
序批式生物處理槽，其含有生物污泥;
供給單元，其向所述序批式生物處理槽供給廢水;
排出單元，其從所述序批式生物處理槽排出處理水;
攪拌單元，其攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水;
第一控制單元，其控制所述攪拌單元的啟動;和
第二控制單元，其控制所述供給單元和所述排出單元的啟動，
其中，當(dāng)利用所述生物污泥對所述廢水進行生物處理時，在對所述序批式生物處理槽的廢水供給和來自所述序批式生物處理槽的處理水排出都停止的狀態(tài)下，所述第一控制單元啟動所述攪拌單元以攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水;并且
在通過所述攪拌單元對所述廢水進行的攪拌停止之后且在所述序批式生物處理槽中形成所述生物污泥的污泥層之前的時間段中，所述第二控制單元啟動所述供給單元以開始向所述序批式生物處理槽供給所述廢水并且啟動所述排出單元以開始從所述序批式生物處理槽排出所述處理水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢水處理裝置，其特征在于，在通過所述攪拌單元對所述廢水進行的攪拌停止的同時或在停止之后緊接著，所述第二控制單元啟動所述供給單元以開始向所述序批式生物處理槽供給所述廢水并且啟動所述排出單元以開始從所述序批式生物處理槽排出所述處理水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述第二控制單元控制所述供給單元和所述排出單元，使得供給到所述序批式生物處理槽的廢水的量和從所述序批式生物處理槽排出的處理水的量彼此相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的廢水處理裝置，其特征在于，
所述序批式生物處理槽包括用于向所述序批式生物處理槽供給廢水的廢水入口和用于從所述序批式生物處理槽排出處理水的處理水出口;并且
所述廢水入口布置在比所述處理水出口低的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述處理水出口布置在當(dāng)所述處理水的排出停止時所述序批式生物處理槽中的廢水的水面高度處。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項所述的廢水處理裝置，其特征在于，
所述廢水處理裝置還包括：
連續(xù)式生物處理裝置，其對連續(xù)供給的廢水進行生物處理;
生物污泥供給單元，其將在所述序批式生物處理槽中形成的顆粒供給到所述連續(xù)式生物處理裝置;
處理水供給單元，其將從所述序批式生物處理槽排出的處理水供給到所述連續(xù)式生物處理裝置;和
廢水供給量調(diào)整單元，其調(diào)整供給到所述連續(xù)式生物處理裝置的廢水的量，
所述廢水供給量調(diào)整單元響應(yīng)于通過所述生物污泥供給單元進行的所述顆粒的供給和通過所述處理水供給單元進行的所述處理水的供給，減少供給到所述連續(xù)式生物處理裝置的廢水的量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述廢水供給量調(diào)整單元響應(yīng)于通過所述生物污泥供給單元進行的所述顆粒的供給和通過所述處理水供給單元進行的所述處理水的供給，將對所述連續(xù)式生物處理裝置供給的廢水量減少到零。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述序批式生物處理槽包括：
廢水入口，其用于將廢水供給到所述序批式生物處理槽;和
處理水出口或污泥和處理水出口，其中所述處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水，所述污泥和處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水和所述顆粒，所述處理水出口以及所述污泥和處理水出口布置在比所述廢水入口高的位置。
說明書
廢水處理方法及廢水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于對含有有機物等的廢水進行生物處理的廢水處理方法和廢水處理裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)
常規(guī)的生物廢水處理使用活性污泥法，其使用被稱為絮凝物的微生物聚集體(好氧生物污泥)。然而，在活性污泥法中，由于在沉降槽中分離絮凝物(好氧生物污泥)和處理水時絮凝物沉降速度慢，沉降槽可能需要具有相當(dāng)大的表面積。另外，雖然因為處理速度取決于生物處理槽內(nèi)的污泥濃度，所以通過提高污泥濃度能夠提高活性污泥法的處理速度，但是當(dāng)污泥濃度提高到1500mg/L至5000mg/L以上時，有時會發(fā)生諸如膨脹等的固液分離不良，無法維持處理。
相比之下，厭氧生物處理通常使用被稱為顆粒的聚集體(厭氧生物污泥)，其中微生物密集地聚集以形成顆粒形狀。因為沉降速度極快并且微生物密集聚集，在生物處理槽中實現(xiàn)高濃度的污泥，所以顆粒能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的高速處理。然而，厭氧生物處理可能具有缺點，例如比好氧生物處理(活性污泥法)更有限的可處理廢水類型以及需要將處理水溫度保持在30℃至35℃。此外，單獨的厭氧生物處理不能提供足夠純化的水。因此，在將處理水排放到河流或其它環(huán)境之前，需要通過諸如活性污泥法等的好氧生物處理進一步處理水。
近年來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不僅在厭氧生物處理中而且在好氧生物處理中，通過使用間歇地將廢水供給至反應(yīng)槽的序批式生物處理裝置處理廢水，生物污泥可以形成為具有優(yōu)異沉降性的顆粒，還能夠縮短生物污泥的沉降時間(例如，參照專利文獻1至專利文獻4)。通過將生物污泥形成為顆粒，平均顆粒直徑變?yōu)?.2mm或更大，導(dǎo)致沉降速度為5m/h或更高。在序批式生物處理裝置中，在單個生物處理槽中進行四個過程，(1)廢水供給;(2)處理對象物質(zhì)的生物處理過程;(3)生物污泥沉降;和(4)處理水排出。通過如上所述將生物污泥形成為具有優(yōu)異沉降性的顆粒，能夠在槽中保持高濃度的污泥，實現(xiàn)高速處理。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1：WO 2004/024638
專利文獻2：日本特開2008-212878號公報
專利文獻3：日本特許第4975541號公報
專利文獻4：日本特許第4804888號公報
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
應(yīng)當(dāng)注意，假設(shè)上述過程(3)生物污泥沉降包括以下步驟：(i)再絮凝;(ii)區(qū)域沉降;(iii)遷移;和(iv)壓實。在遷移步驟中，沉降污泥的密度增加，導(dǎo)致污泥顆粒之間的更強的相互作用。在作為沉降的最終階段的壓實過程中，進一步進行沉降污泥的壓實。在遷移步驟和壓實步驟中，形成具有高污泥濃度的污泥層(sludge blanket)。
在遷移步驟和壓實步驟中形成的污泥層不僅由大粒徑的生物污泥形成，而且由大量具有低沉降性的小粒徑的生物污泥形成。當(dāng)這種小粒徑的生物污泥被埋在污泥層中時，不可能從生物處理槽系統(tǒng)中選擇性地排出小粒徑的生物污泥。在生物處理槽中殘留有大量小粒徑的生物污泥的情況下，序批式的生物處理不能獲得具有高沉降性的生物污泥，或者需要相當(dāng)長的時間來獲得具有高沉降性的生物污泥。結(jié)果，需要較長的時間來開始生物處理，不能高速地處理廢水。應(yīng)當(dāng)注意，在專利文獻1至專利文獻4中，在形成含有小粒徑的生物污泥的污泥層之后，進行處理水的排出。
本發(fā)明的目的是提供廢水處理方法和廢水處理裝置，其能夠獲得具有高沉降性的生物污泥、特別是在短時間內(nèi)獲得具有高沉降性的生物污泥。
用于解決問題的方案
(1)本發(fā)明是一種廢水處理方法，其包括使用含有生物污泥的序批式生物處理槽對廢水進行生物處理的序批式生物處理過程。所述序批式生物處理過程包括生物處理過程，其中，在對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出均停止的狀態(tài)下，通過攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水，使用所述生物污泥來對所述廢水進行生物處理。所述序批式生物處理過程還包括廢水供給·處理水排出過程，其中，在所述序批式生物處理槽中的廢水?dāng)嚢柰Ｖ怪笄以谒鲂蚺缴锾幚聿壑行纬伤錾镂勰嗟奈勰鄬又暗臅r間段內(nèi)，開始對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出。其中，所述生物處理過程和所述廢水供給·處理水排出過程依次重復(fù)。
(2)在上述(1)所述的廢水處理方法中，優(yōu)選的是，在所述廢水供給·處理水排出過程中，對所述序批式生物處理槽的廢水供給和從所述序批式生物處理槽的處理水排出在所述序批式生物處理槽中的廢水的攪拌停止的同時開始，或在所述序批式生物處理槽中的廢水的攪拌停止之后緊接著開始。
(3)在上述(1)或(2)所述的廢水處理方法中，優(yōu)選的是，所述廢水處理方法還包括：連續(xù)式生物處理過程，其中，對連續(xù)供給到包含生物污泥的連續(xù)式生物處理槽的廢水進行生物處理;生物污泥供給過程，其中，將在所述序批式生物處理過程中形成的顆粒供給到所述連續(xù)式生物處理槽;處理水供給過程，其中，將在所述序批式生物處理過程中排出的處理水供給到所述連續(xù)式生物處理槽;和廢水供給量調(diào)整過程，其中，響應(yīng)于在所述生物污泥供給過程中的所述顆粒的供給和在所述處理水供給過程中的所述處理水的供給，減少向所述連續(xù)式生物處理槽供給的所述廢水的量。
(4)在上述(3)所述的廢水處理方法中，優(yōu)選的是，在所述廢水供給量調(diào)整過程中，響應(yīng)于在所述生物污泥供給過程中的所述顆粒的供給和在所述處理水供給過程中的所述處理水的供給，將向所述連續(xù)式生物處理槽供給的所述廢水的量減少到零。
(5)在上述(1)至(4)中任一項所述的廢水處理方法中，優(yōu)選的是，所述序批式生物處理槽包括：廢水入口，其用于將廢水供給到所述序批式生物處理槽;和處理水出口或污泥和處理水出口，其中所述處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水，所述污泥和處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水和所述顆粒，所述處理水出口以及所述污泥和處理水出口布置在比所述廢水入口高的位置。
(6)本發(fā)明是一種廢水處理裝置，其包括：序批式生物處理槽，其含有生物污泥;供給單元，其向所述序批式生物處理槽供給廢水;排出單元，其從所述序批式生物處理槽排出處理水;攪拌單元，其攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水;第一控制單元，其控制所述攪拌單元的啟動;和第二控制單元，其控制所述供給單元和所述排出單元的啟動。當(dāng)利用所述生物污泥對所述廢水進行生物處理時，在對所述序批式生物處理槽的廢水供給和來自所述序批式生物處理槽的處理水排出都停止的狀態(tài)下，所述第一控制單元啟動所述攪拌單元以攪拌所述序批式生物處理槽中的廢水。在通過所述攪拌單元對所述廢水進行的攪拌停止之后且在所述序批式生物處理槽中形成所述生物污泥的污泥層之前的時間段中，所述第二控制單元啟動所述供給單元以開始向所述序批式生物處理槽供給所述廢水并且還啟動所述排出單元以開始從所述序批式生物處理槽排出所述處理水。
(7)在上述(6)所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，在通過所述攪拌單元對所述廢水進行的攪拌停止的同時或在停止之后緊接著，所述第二控制單元啟動所述供給單元以開始向所述序批式生物處理槽供給所述廢水并且還啟動所述排出單元以開始從所述序批式生物處理槽排出所述處理水。
(8)在上述(6)或(7)所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述第二控制單元控制所述供給單元和所述排出單元，使得供給到所述序批式生物處理槽的廢水的量和從所述序批式生物處理槽排出的處理水的量彼此相等。
(9)在根據(jù)上述(6)至(8)中任一項所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述序批式生物處理槽包括用于向所述序批式生物處理槽供給廢水的廢水入口和用于從所述序批式生物處理槽排出處理水的處理水出口，使得所述廢水入口布置在比所述處理水出口低的位置。
(10)在根據(jù)上述(9)所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述處理水出口布置在當(dāng)所述處理水的排出停止時所述序批式生物處理槽中的廢水的水面高度處。
(11)在根據(jù)上述(6)至(10)中任一項所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述廢水處理裝置還包括：連續(xù)式生物處理裝置，其對連續(xù)供給的廢水進行生物處理;生物污泥供給單元，其將在所述序批式生物處理槽中形成的顆粒供給到所述連續(xù)式生物處理裝置;處理水供給單元，其將從所述序批式生物處理槽排出的處理水供給到所述連續(xù)式生物處理裝置;和廢水供給量調(diào)整單元，其調(diào)整供給到所述連續(xù)式生物處理裝置的廢水的量，使得所述廢水供給量調(diào)整單元響應(yīng)于通過所述生物污泥供給單元進行的所述顆粒的供給和通過所述處理水供給單元進行的所述處理水的供給，減少供給到所述連續(xù)式生物處理裝置的廢水的量。
(12)在根據(jù)上述(11)所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述廢水供給量調(diào)整單元響應(yīng)于通過所述生物污泥供給單元進行的所述顆粒的供給和通過所述處理水供給單元進行的所述處理水的供給，將對所述連續(xù)式生物處理裝置供給的廢水量減少到零。
(13)在根據(jù)上述(6)至(8)中任一項所述的廢水處理裝置中，優(yōu)選的是，所述序批式生物處理槽包括：廢水入口，其用于將廢水供給到所述序批式生物處理槽;和處理水出口或污泥和處理水出口，其中所述處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水，所述污泥和處理水出口用于從所述序批式生物處理槽中排出所述處理水和所述顆粒，所述處理水出口以及所述污泥和處理水出口布置在比所述廢水入口高的位置。
發(fā)明的效果
根據(jù)本公開，能夠提供一種廢水處理方法和廢水處理裝置，其能夠獲得具有高沉降性的生物污泥、特別是能夠在短時間內(nèi)獲得具有高沉降性的生物污泥。
