專利名稱：在大型單一水箱內(nèi)利用纖毛狀接觸材料對有機物、氮素、磷進行高度處理的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在大型單一水箱內(nèi)組合脫氮反應及生物學工程，并利用纖毛狀接觸材料對廢水進行高度處理的裝置及方法。
利用傳統(tǒng)的工藝，將有機物、氮、磷在單一水泵中同時進行高度處理有很多困難，以氮、磷的高度處理為目的引進的外國工藝，因為國內(nèi)的廢水性狀與外國不同，氮、磷的濃度高，C/N比不均勻，載荷變動大，所以在應用時有很多問題。
一方面，本發(fā)明為了凈化廢水，由廢水流入的流入口(1)、厭氧組(2)、無氧組(3)、有氧組(4)、沉淀組(5)、濃縮組(6)、機械室(7)及排放組(8)形成的大型單一水箱(100)反應組利用纖毛狀接觸材料(11)對有機物、氮、磷進行高度處理，該處理裝置由以下幾個部分構(gòu)成即上述裝置在大型單一水箱(100)內(nèi)，由以下幾部分構(gòu)成1)由在厭氧條件下一次性處理廢水的生物反應組(2，3，4)的厭氧組(2)及無氧組(3)，以及在有氧條件下由二次處理廢水的有氧組(4)形成的第一次處理部；2)由沉淀在上述第一次處理部一次處理的廢水渣子的沉淀組(5)，濃縮從沉淀組流入的沉淀物的濃縮組(6)及收集、放出沉淀組上層液的排放組(8)形成的第二次處理部；3)由為了脫氮處理，由上述有氧組(4)下部的運送管(17)運出的渣子運送至無氧組(3)的第一泵(12)，及為了使沉淀于沉淀組(5)底部的一部分渣子放出磷，運送至有氧組(2)，并將剩下的渣子移送至濃縮組(6)的第二泵(13)和為了向設置于有氧組(4)下的散氣管(15)供給空氣的充氣部(14)構(gòu)成的機械室。
本發(fā)明的另外一面是，在上述大型單一水箱(100)內(nèi)的反應組使用利用纖毛狀接觸材料(11)對有機物、氮、磷進行高度處理的裝置。在大型單一水箱(100)內(nèi)的反應組利用纖毛狀接觸材料(11)對有機物、氮、磷進行高度處理的方法由以下幾個階段形成。即在大型單一水箱(100)內(nèi)，上述處理方法作為第一工程包括以下幾個階段1)在厭氧組(2)與無氧組(3)在厭氧條件下一次處理廢水的階段；在上述有氧組(4)，在有氧條件下二次處理廢水的階段；將上述一次及二次處理的廢水沉淀到沉淀組(5)的階段；根據(jù)機械室的第一及第二泵(12，13)，為了使有氧組(4)下部渣子得到脫氮處理，運送到上述無氧組(3)，并為了使上述沉淀組(5)的下部渣子的一部分放出磷，運送到厭氧組(2)反復工程的階段；作為第二工程包括將沉淀組(5)的下部剩余渣子移送到濃縮組(6)濃縮后進行廢棄處理，并將沉淀組(5)的上層液在排放組(8)收集后通過排放口(19)排放的階段。
本發(fā)明的優(yōu)點是在上述發(fā)明的構(gòu)成及作用中所觀察到的一樣，利用本發(fā)明的廢水處理裝置及方法時，有機物、氮、磷的除去效果顯著，而且具有所有工程的結(jié)構(gòu)裝置設置在單一水箱內(nèi)的優(yōu)點。其具體的處理效率在本發(fā)明的實施例中也有詳細說明。
圖2是

圖1的平面圖。
圖3是本發(fā)明的纖毛狀接觸材料的照片。
圖4是本發(fā)明的纖毛狀接觸材料的斷面圖。
圖5是本發(fā)明的纖毛狀接觸材料上部固定裝置與下部固定裝置圖。
圖中主要部分說明100、大型單一水箱，1、流入口，2、厭氧組，3、無氧組，4、有氧組，5、沉淀組，6、濃縮組，7、機械室，8、排放組，9、水中攪拌機，10、流入管，11、纖毛狀接觸材料，12、13、運送泵，14、充氣部，15、散氣管，16，17、運送管，19、排放口，20、上部固定裝置，21、下部固定裝置，22、內(nèi)桶。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明，圖1是圖示在由廢水流入口(1)、厭氧組(2)、無氧組(3)、有氧組(4)、沉淀組(5)、濃縮組(6)、機械室(7)、排放組(8)及排放口(19)分別組成的大型單一水箱(100)內(nèi)的反應組利用纖毛狀接觸材料(11)對有機物、氮、磷進行高度處理的裝置。
作為上述生物反應組的厭氧組(2)及無氧組(3)底部附著設置有攪拌廢水的水中攪拌機(9)，并由機械室(7)的控制臺控制啟動。有氧組(4)固定有使微生物固定化的纖毛狀接觸材料(11)，上述纖毛狀接觸材料的下部與有氧組(4)底上部固定有由機械室(7)的充氣部得到氧氣供應的多個散氣管(15)。上述沉淀組(5)由漏斗形狀的水箱組成，內(nèi)部有圓桶形狀的內(nèi)桶(22)，該內(nèi)桶由在有氧組被有氧處理的廢水流入管(10)和上述流入管(10)構(gòu)成，并固定于沉淀組中央上部，使在有氧組(4)被處理流入的廢水中的渣子沉淀到沉淀組的底部，而使上層液流入到排放組(8)。
上述沉淀組(5)的左、右側(cè)有濃縮組(6)，在沉淀組(5)下部相通。上述沉淀組(5)的上部(在有氧組(4)被有氧處理的廢水流入部分)為四角形，下部為圓桶漏斗狀的水箱。上述機械室(控制臺PLC)(7)有將通過運送管(17)供給的沉淀于有氧組(4)下部的渣子運送至無氧組(3)的第一泵(12)，還有將沉淀于沉淀組(5)下部，通過運送管(16)流入的一部分渣子運送至厭氧組(2)，并將剩余的渣子移送至濃縮組(6)的第二泵。
而且，上述機械室(7)中有向有氧組(4)底上部和纖毛狀接觸材料(11)的下部間設置的散氣管(9)，以及供給氧氣的充氣部(14)。
一般在已經(jīng)公開的利用厭氧、無氧、有氧反應組去除氮、磷的工藝中，在有氧組內(nèi)氮化及與脫氮有關的亞硝化單孢菌屬(Nitrosomonas)，硝化細菌屬(Nitrobacter)，假單胞菌屬(Psedomonas)，微球菌(Micrococcus)，螺旋菌(Spirillum)，堿性桿菌屬(Alcaligenes)等微生物的生長速度相當緩慢，因此很難在生物反應組維持一定量，但是上述本發(fā)明是向有氧組內(nèi)填充纖毛狀接觸材料，從而根據(jù)附著性的微生物固定可以維持上述微生物等的一定濃度，所以穩(wěn)定地除去氮與磷。但是，由于在氮的流入濃度增加引起C/N比不均衡的情況下，為了提高除去氮素效率，向無氧組添加有機碳化物。
上述纖毛狀接觸材料(11)是根據(jù)(利用)附著微生物生成的高分子物質(zhì)，吸著到有機物、氮素、磷物質(zhì)，起著氧化分解作用的PP(由重合體、熱可塑性樹脂、聚乙烯構(gòu)成的合成纖維)。具有很好的堅固性，由大量的直形的毛(纖毛；Cilium)形成。向正像圖3顯示一樣具有長方形構(gòu)造的尼龍網(wǎng)紗的一面黏和固定50毫米程度的長纖毛，并將尼龍網(wǎng)紗折成一半雙面都變成纖毛狀接觸材料，而上述有氧組(4)內(nèi)部正方形固定框上下部各自被區(qū)分為四個杠(bar)，正像圖1顯示將圖2的纖毛狀接觸材料，利用圖4的上部固定裝置(20)與下部固定裝置(21)各自固定在上述正方形固定框的四個杠上。
上面記述的第一處理部在廢水流入口(1)與作為生物反應組(2，3，4)的厭氧組(2)、無氧組(3)在厭氧條件下一次處理廢水，而在有氧條件下在有氧組(4)2次處理上述被1次處理的廢水，而上述被1次及2次處理的廢水流入到第二次處理部的沉淀組(5)并沉淀。
作為第一工程，為了使沉淀到上述有氧組(4)下部的渣子得到脫氮處理，在上述有氧組(4)下部根據(jù)與機械室(7)的第一運送泵相連的運送管(17)運送至無氧組(3)，而為了處理沉淀到沉淀組(5)下部的一部分渣子中的磷，在上述沉淀組(5)下部根據(jù)與機械室的第二運送泵(13)相連的運送管(16)運送到厭氧組(2)。
作為第2工程，沉淀到上述沉淀組(5)下部的剩余沉淀物，根據(jù)沉淀組(5)的運送管(13)與機械室(7)的第2運送泵(13)相連、從上述運送管(13)向濃縮組(6)分支出的移送管(23)移送到濃縮組(6)并被儲存廢棄。
因此，在本發(fā)明作為第一工程的特點是與利用一般被公開的厭氧、無氧、有氧反應組的氮素、磷除去工法的不同，向有氧組(4)內(nèi)填充纖毛狀接觸材料(11)，為了脫氮處理將有氧組(4)的渣子運送到無氧組(3)，從而使沉淀組(5)的一部分渣子放出磷并被運送到無氧組；作為第2工程的特點是將沉淀組(5)的剩余渣子移送到濃縮組(6)儲存后廢棄。
上述第一運送泵(12)的渣子量及第2運送泵(13)的一部分渣子量與剩余渣子量的調(diào)節(jié)是根據(jù)機械室(7)的控制臺自動控制上述第一運送泵與第2運送泵來實現(xiàn)的。另外，上述機械室的控制臺通過自動控制厭氧組、無氧組的水中攪拌機，可以任意調(diào)整反應組混合液的攪拌速度，而且能夠使DO濃度維持在0.2mg/l以下，還可以調(diào)節(jié)有氧組的散氣管的空氣量。
圖3是上面說明的纖毛狀接觸材料(11)的照片圖紙，圖示了向纖毛狀接觸材料、具有正方形結(jié)構(gòu)的尼龍網(wǎng)紗的一面，粘著固定50毫米長的纖毛，而纖毛狀接觸材料的生物膜象圖5中顯示的一樣可以區(qū)分為內(nèi)部、中部、外部，在纖毛形成為了維持一定微生物濃度的生物膜。
圖4是為了說明將圖1及圖2中的纖毛狀接觸材料(11)固定設置在有氧組(4)的固定裝置的概略圖。也是在有氧組(4)內(nèi)正方形固定框上下部各自區(qū)分為四個杠(bar)。與圖1中所顯示的一樣將圖3的纖毛狀接觸材料(11)利用圖4的上部固定裝置(20)與下部固定裝置(21)可以固定到上述正方形固定框的上下部的四個杠上的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，在纖毛狀接觸材料的生物膜中根據(jù)有機物、氮素、磷的去除與厭氧組、無氧組、有氧組的分配及運送工程可以提高處理效率。
利用基于本發(fā)明的裝置與方法，通過下面列舉的實例將記述其效果，而下面所述的實例是以列舉本發(fā)明的效果及技術性結(jié)構(gòu)為目的被提示的。但是并不是想說明用這些限制本發(fā)明的范圍。
實施例1在利用本發(fā)明的裝置處理廢水上，連續(xù)注入了“G”市環(huán)境管理辦公室的生活系列廢水并進行了處理。廢水的水質(zhì)分析結(jié)果與處理效率如下。[表1]

將上述廢水利用本發(fā)明的第一工程，第二工程進行了處理；第一工程在厭氧組(2立方米)、無氧組(4立方米)、有氧組(6立方米)形成，而被填充的纖毛狀接觸材料的面積為1.78立方米/立方米。滯留時間為6.0hrs處理容量為50立方米/day。處理水水質(zhì)是沒有添加有機炭化物狀態(tài)下的水質(zhì)。[表2]


上面的廢水是利用本發(fā)明的第一工程、第2工程處理的。第一工程是在厭氧組(0.42立方米)、無氧組(0.86立方米)、有氧組(1.76立方米)形成的，而被填充的纖毛狀接觸材料的面積是1.5平方米/立方米。滯留時間為7.3hrs、處理容量為10立方米/day。處理水水質(zhì)是沒有添加有機碳化物狀態(tài)下的水質(zhì)。
實施例3“S”大學污水處理報告書中，水質(zhì)分析結(jié)果與處理效果如下。[表3]

上面的廢水是利用本發(fā)明的第一工程、第2工程處理的。第一工程是在厭氧組(83.3立方米)、無氧組(208.3立方米)、有氧組(291.7立方米)形成的，而被填充的纖毛狀接觸材料的面積是1.5平方米/立方米。滯留時間為14hrs、處理容量為1000立方米/day。處理水水質(zhì)是沒有添加有機碳化物狀態(tài)下的水質(zhì)。
在本發(fā)明的脫氮、脫磷處理時，工程的結(jié)構(gòu)裝置特性如下。[表4]

在本發(fā)明的渣子處理時，工程的結(jié)構(gòu)裝置特點如下。[表5]

權利要求
1.一種在大型單一水箱內(nèi)利用纖毛狀接觸材料對有機物、氮素、磷進行高度處理的裝置，為了凈化廢水，由廢水流入的流入口、厭氧組、無氧組、有氧組、沉淀組、濃縮組、機械室及排放組形成的大型單一水箱內(nèi)反應組利用了纖毛狀接觸材料的有機物、氮素、磷的高度處理裝置，其特征是上述裝置在大型單一水箱內(nèi)的流入口，在厭氧條件下1次處理廢水的生物反應組厭氧組及無氧組，還有由在有氧條件下2次處理廢水的有氧組形成的第一處理部；由將在上述第一處理部中被一次處理的廢水的渣子進行沉淀的沉淀組，將從沉淀組出來的沉淀物進行濃縮的濃縮組及收集及放出沉淀組上層液的排放組形成的第二次處理部；為了脫氮處理從上述有氧組下部運送管供給的渣子而運往無氧組(3)的第一運送泵及為了使沉淀組低部沉淀的一部分渣子放出磷而運送到厭氧組(2)，并將剩余渣子移送給濃縮組的第2運送泵；由包括為了向設置在有氧組下部的散氣管供應空氣的充氣部的機械室形成為特點的大型單一水箱內(nèi)的反應組，利用了纖毛狀接觸材料的有機物、氮、磷的高度處理裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于有氧組填充有纖毛狀接觸材料。
3.一種利用權利要求1的裝置，在大型單一水箱內(nèi)利用纖毛狀接觸材料對有機物、氮素、磷的高度處理方法，其特征是上述處理方法是大型單一水箱內(nèi)的第一工程，是在厭氧組與無氧組厭氧條件下1次處理廢水的階段；在上述有氧組在有氧條件下2次處理廢水的階段；將上述1次及2次處理的廢水沉淀于沉淀組的階段；根據(jù)機械室的運送裝置(12，13)為了使有氧組下部渣子得到脫氮處理運送到上述無氧組，并為了使上述沉淀組的下部渣子的一部分放出磷運送到厭氧組反復工程的階段；及作為第二工程將沉淀組下部的剩余渣子運送到濃縮組濃縮后進行廢棄處理，并在排放組收集沉淀組的上層液之后排放的階段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在大型單一水箱內(nèi)利用纖毛狀接觸材料對有機物、氮素、磷進行高度處理的裝置及方法，將生物反應組分成厭氧、無氧、有氧組，沉淀、濃縮組、機械室；其特點在厭氧與無氧組中1次處理廢水；在有氧組有氧2次處理廢水；將上述被處理的廢水沉淀到沉淀組；機械室第一運送泵(12)及第二運送泵(13)將有氧組的下部沉淀物運送到無氧組，使沉淀組下部沉淀物排出磷、運送到厭氧組反復施工；及將沉淀組的下部剩余渣子運送到濃縮組濃縮后進行廢棄處理，并將沉淀組的上層液在排放組收集后排放；另一特點向大型單一水箱內(nèi)的反應組提供利用纖毛狀接觸材料對有機物、氮素、磷進行高度處理。
文檔編號C02F9/02GK1400178SQ0112506
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月3日 優(yōu)先權日2001年8月3日
發(fā)明者梁益培 申請人:H*L株式會社, 王家廉, 祝敬思