專利名稱：著色廢水處理方法及用于該方法的著色廢水處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理的著色廢水處理方法及用于該方法的著色廢水處理裝置。
背景技術：
在生產工廠的廢水中存在大量著色物。其中，纖維染色工廠的廢水中含有大量的染料等著色物質。一般來說，纖維染色工廠的廢水是來自精練工序、染色工序及加工工序的廢水的混合物，含有大量化學物質。由此可知，纖維染色工廠的廢水是表示環(huán)境負荷的化學耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)高的廢水。因此，一直以來，纖維染色工廠的廢水經過組合有凝聚沉淀處理、加壓上浮處理及活性污泥處理等的廢水處理工序進行處理后，作為排放水從纖維染色工廠排出。但是，纖維染色工廠的廢水中所含的染料，即使在低濃度下著色度也高，并且為可溶性物質，因而被認為是最難進行脫色處理的物質。因此，在以往的廢水處理工序中，這些染料的脫色非常困難，從纖維染色工廠排放的著色的排放水所導致的環(huán)境污染成為問題。 例如，在和歌山市平成3年(1991年)10月制定的“和歌山市排放水的顏色等限制條例”中， 要求從生產工廠的排放口排放的排放水的著色度為120以下，平均為80。在此，著色度80 是指將排放水稀釋至80倍時具有與蒸餾水同等的透明度。針對上述問題，下述專利文獻1中提出了一種著色排水的脫色處理方法及其處理裝置，所述方法中，使用了具有消除或減少由偶氮類染料引起的著色的能力的微生物。專利文獻1 日本專利第2998055號公報

發(fā)明內容
但是，上述專利文獻1所述的方法及裝置中，必須使用負載有上述微生物的固定化載體，例如活性炭、多孔陶瓷、硅膠、玻璃珠、纖維素發(fā)泡體等。這樣，如果使用固定化載體，則存在用于在該固定化載體上負載微生物的工序復雜的問題。另外，存在固定化載體等額外地花費成本的問題。并且，上述方法及裝置中，由于使用充填了負載有上述微生物的固定化載體的柱子，因此，著色排水的脫色需要長時間，存在不能有效地將著色物質脫色的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，應對上述各種問題，提供一種著色廢水處理方法，其中， 不使用用于負載微生物的固定化載體，工序簡單，不需要額外的成本，并且能夠在短時間內有效地對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理。另外，本發(fā)明的目的還在于提供用于上述著色廢水處理方法的著色廢水處理裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明人進行了深入研究，結果發(fā)現，利用上述專利文獻1所使用的微生物中特定的一種，將需氧處理工序與厭氧處理工序組合，在所述需氧處理工序中，進行被處理水中的空氣排出量在預定范圍內的曝氣處理使上述微生物增殖，在所述厭氧處理工序中，通過該微生物將著色物質脫色，另外，使這些需氧處理槽的容量與厭氧處理槽的容量的比率在一定的范圍內，并且調節(jié)被處理水向需氧處理槽的流入量，由此，能夠在短時間內有效地對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理，從而完成了本發(fā)明。S卩，根據本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明為一種著色廢水處理方法，將需氧處理槽與厭氧處理槽組合，對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理，其特征在于，包括需氧處理工序，在上述需氧處理槽中，進行下述需氧處理將含有上述著色廢水、 且從外部流入的被處理水設為需氧性氣氛，使著色物質分解菌在該被處理水中增殖；和厭氧處理工序，在該需氧處理工序后在上述厭氧處理槽中，進行下述厭氧處理將從上述需氧處理槽流入的上述被處理水設為厭氧性氣氛，使上述著色物質在該被處理水中通過上述著色物質分解菌分解， 上述著色物質分解菌為芽孢桿菌(Bacillus)屬的芽孢桿菌0Y1-2 (Bacillus 0Y1-2)(FERM BP-5261)，上述需氧處理工序中，為了保持上述需氧處理槽內的需氧性氣氛，進行向上述需氧處理槽內供給空氣的曝氣處理，該曝氣處理的空氣排出量以上述需氧處理槽的每Im3容量計，在0. 05 0. 21m3/ 分鐘的范圍內，流入上述需氧處理槽中的被處理水的單位時間的流入量W(L/小時)、上述需氧處理槽的容量X (L)及上述厭氧處理槽的容量Y(L)的關系滿足下述式(1)和式(2)，X/ff ^ 1. 1 ... (1)2X彡Y彡4X …⑵。根據上述構成，對含有著色廢水的被處理水進行處理時，首先，在需氧處理工序中，進行使著色物質分解菌芽孢桿菌0Y1-2(FERM BP-5261)增殖的需氧處理。此時，為了保持需氧處理槽內的需氧性氣氛而進行曝氣處理。通過使該曝氣處理的空氣排出量以需氧處理槽的每Im3容量計在0. 05 0.21m3/分鐘的范圍內，可以將被處理水的溶解氧量(DO)保持在預定的范圍內(如后所述)。由此，在需氧處理工序中，可以在短時間內有效地進行上述著色物質分解菌的增殖。另外，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與需氧處理槽的容量X的關系滿足式(1)，可以充分確保被處理水在需氧處理槽中的停留時間為1.1小時以上。由此，需氧處理工序中，可以在短時間內有效地進行上述著色物質分解菌的增殖。接著，在厭氧處理工序中，進行通過上述著色物質分解菌將被處理水中的著色物質分解的厭氧處理。此時，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與需氧處理槽的容量X的關系滿足式(1)，并且使需氧處理槽的容量X與厭氧處理槽的容量Y的關系滿足式(2)，可以保持厭氧處理槽內的厭氧性氣氛，并充分確保被處理水在厭氧處理槽中的停留時間。由此，在厭氧處理工序中，可以在短時間內有效地進行著色物質的脫色。由此，在本發(fā)明的第一方面的發(fā)明中，可以提供一種著色廢水處理方法，其中，不使用用于負載微生物的固定化載體，工序簡單，不需要額外的成本，并且能夠在短時間內有效地對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理。另外，根據本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明為第一方面所述的著色廢水處理方法，其特征在于，上述厭氧處理工序中，上述厭氧處理槽中的被處理水的氧化還原電位(ORP)在-280 -400mV的范圍內。根據上述構成，通過將厭氧處理槽中的被處理水的氧化還原電位(ORP)調節(jié)至-280 -400mV的范圍內，可以促進上述著色物質分解菌對著色物質的分解。由此，在厭氧處理工 序中，可以在短時間內有效地進行著色物質的脫色。由此，在本發(fā)明第二方面的發(fā)明中，可以進一步實現與第一方面的發(fā)明同樣的作用效果。另外，根據本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明為第一方面或第二方面所述的著色廢水處理方法，其特征在于，上述需氧處理工序中，將上述厭氧處理工序后從上述厭氧處理槽排出的被處理水的一部分作為流入上述需氧處理槽中的被處理水的一部分回送到上述需氧處理槽中，流入上述需氧處理槽中的被處理水的上述流入量W(L/小時)、與該被處理水中含有的上述著色廢水的流入量Z (L/小時)的關系滿足下述式(3)，W ^ 1. 4Z ... (3)。根據上述構成，將從厭氧處理槽排出的被處理水的一部分回送到需氧處理槽中。 通過該回送，使通過厭氧處理槽中著色物質的分解而被馴化的上述著色物質分解菌返回到需氧處理槽中。由此，在需氧處理槽中，可以實現著色物質的分解效果優(yōu)良的上述著色物質分解菌的增殖。此時，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與該被處理水中含有的著色廢水的流入量Z的關系滿足式(3)，在本發(fā)明第三方面的發(fā)明中，可以進一步實現與第一方面或第二方面的發(fā)明同樣的作用效果。另外，根據本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明為一種著色廢水處理裝置，用于對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理，其特征在于，具備需氧處理槽，用于進行下述需氧處理將含有上述著色廢水、且從外部流入的被處理水設為需氧性氣氛，使著色物質分解菌在該被處理水中增殖；和厭氧處理槽，連接設置在該需氧處理槽的下游部，并用于進行下述厭氧處理將從上述需氧處理槽流入的上述被處理水設為厭氧性氣氛，使上述著色物質在該被處理水中通過上述著色物質分解菌分解，上述著色物質分解菌為芽孢桿菌(Baci 1 Ius)屬的芽孢桿菌0Y1-2 (FERM BP-5261)，上述需氧處理槽具備向其內部供給空氣的曝氣單元，該曝氣單元以上述需氧處理槽的每Im3容量計，具有0. 05 0. 21m3/分鐘范圍內的空氣排出量，流入上述需氧處理槽中的被處理水的單位時間的流入量W(L/小時)、上述需氧處理槽的容量X (L)及上述厭氧處理槽的容量Y(L)的關系滿足下述式(4)和式(5)，X/ff ^ 1. 1— (4)2X 彡 Y 彡 4X ... (5)。根據上述構成，首先，在位于上游部的需氧處理槽中，進行使著色物質分解菌芽孢桿菌0Y1-2(FERM BP-5261)增殖的需氧處理。此時，通過使從需氧處理槽所具備的曝氣單元排出的空氣排出量以需氧處理槽的每Im3容量計在0. 05 0. 21m3/分鐘的范圍內，可以將被處理水的溶解氧量(DO)保持在預定的范圍內(如后所述)。由此，在需氧處理槽中，可以在短時間內有效地進行上述著色物質分解菌的增殖。
另外，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與需氧處理槽的容量X的關系滿足式(4)，可以充分確保被處理水在需氧處理槽中的停留時間為1. 1小時以上。由此，在需氧處理槽中，可以在短時間內有效地進行上述著色物質分解菌的增殖。接著，在位于下游部的厭氧處理槽中，進行通過上述著色物質分解菌將被處理水中的著色物質分解的厭氧處理。此時，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與需氧處理槽的容量X的關系滿足式(4)、并且使需氧處理槽的容量X與厭氧處理槽的容量Y 的關系滿足式(5)，可以保持厭氧處理槽內的厭氧性氣氛，并且充分確保被處理水在厭氧處理槽中的停留時間。由此，在厭氧處理槽中，可以在短時間內有效地進行著色物質的脫色。由此，在本發(fā)明的第四方面的發(fā)明中，可以提供一種著色廢水處理裝置，其中，不使用用于負載微生物的固定化載體，工序簡單，不需要額外的成本，并且能夠在短時間內有效地對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理。另外，根據本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明為第四方面所述的著色廢水處理裝置，其特征在于，具備回送單元，將從上述厭氧處理槽排出的被處理水的一部分作為流入上述需氧處理槽中的被處理水的一部分回送到上述需氧處理槽中，該回送單元以流入上述需氧處理槽中的被處理水的上述流入量W(L/小時)與該被處理水中含有的 上述著色廢水的流入量Z (L/小時)的關系滿足下述式(6)的方式從上述厭氧處理槽回送上述被處理水，W ^ 1. 4Z ... (6)。根據上述構成，通過回送單元將從厭氧處理槽排出的被處理水的一部分回送到需氧處理槽中。通過該回送，將通過厭氧處理槽中著色物質的分解而被馴化的上述著色物質分解菌送回到需氧處理槽中。由此，在需氧處理槽中，可以實現著色物質的分解效果優(yōu)良的上述著色物質分解菌的增殖。此時，通過使流入需氧處理槽中的被處理水的流入量W與該被處理水中含有的著色廢水的流入量Z的關系滿足式(6)，在本發(fā)明的第五方面的發(fā)明中， 可以進一步實現與本發(fā)明的第四方面的發(fā)明同樣的作用效果。


圖1是表示本發(fā)明的著色廢水處理裝置的一個實施方式的示意圖。圖2是表示實施例1 3中需氧處理槽每Im3的空氣排出量與脫色率的關系的關系圖。圖3是表示實施例1 3中需氧處理槽每Im3的空氣排出量與需氧處理槽的溶解氧量(DO)的關系的關系圖。圖4是表示實施例2及4 6中需氧處理槽的停留時間與脫色率的關系的關系圖。標記說明A…著色廢水處理裝置、B…pH調節(jié)槽、O··需氧處理槽、D…厭氧處理槽、E…曝氣裝置、1、2…廢水供給配管、3…被處理水回送配管、4、5…被處理水供給配管、6…排放水排出配管。
具體實施例方式本實施方式使用本發(fā)明的著色廢水處理方法及用于該方法的著色廢水處理裝置， 進行纖維染色廢水的脫色處 理。一般來說，纖維染色廢水如上所述是來自精練工序、染色工序及加工工序的廢水的混合物，含有大量化學物質。例如，從精練工序中排放出聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽、淀粉等上漿劑、苛性鈉、氧化劑、酶、各種表面活性劑等退漿劑或精練劑。從染色工序中排放出反應性染料、分散染料、酸性染料等在纖維的染色中未被利用完的各種染料、各種無機鹽類、尿素等氮化物、各種表面活性劑等染色助劑或洗滌劑。另外，從加工工序中排放出各種油劑、熱固性樹脂、熱塑性樹脂等各種加工劑。另外，本實施方式是對纖維染色廢水進行脫色處理以降低其著色度。由此，本實施方式可以實現纖維染色廢水所含的各種物質中、特別是染料的脫色處理。在此，纖維染色廢水含有各種類別的染料，這些染料中有單偶氮類、多偶氮類、蒽醌類、酞菁類、甲臜類或二 β嗪類等各種染料。另外，纖維染色廢水含有各種類別的染料，或者，即使含有同一類別的染料也是具有各種色調及結構的多種染料。另一方面，本發(fā)明中使用屬于芽孢桿菌屬(Bacillus屬)的BacillusOYl-2 (FERM BP-5261)(以下稱為“芽孢桿菌0Y1-2”)作為著色物質分解菌。該芽孢桿菌0Y1-2如上所述，在上述專利文獻1中，被列舉為具有消除或減少偶氮類染料引起的著色的能力的微生物之一。該芽孢桿菌0Y1-2在平成4年(1992年)8月20日保藏于日本通產省工業(yè)技術院微生物工業(yè)技術研究所(保藏編號TERM P-13118)，之后，在平成7年(1995年)10月16 日于日本通商產業(yè)省工業(yè)技術院生命工學工業(yè)技術研究所(現為日本經產省產業(yè)技術綜合研究所特許生物保藏中心，地址為日本茨城縣筑波市)由原保藏轉為布達佩斯條約下的國際保藏(保藏編號FERM BP-5261)。根據上述專利文獻1，認為該芽孢桿菌0Y1-2對偶氮類染料顯示出強活性。但是， 如上所述，纖維染色廢水含有各種類別且各種結構的染料，不能僅以偶氮類染料為對象。在此，芽孢桿菌0Y1-2是芽孢桿菌的一個菌株，與其它微生物同樣，對于偶氮類染料以外的其它染料或染料以外的其它有機物質也具有通常的活性。本發(fā)明中，采用芽孢桿菌0Y1-2，由此，不是特別僅以偶氮類染料為對象，而是分解各種類別且各種結構的染料或其它有機物質，結果確認，纖維染色廢水的脫色處理可以實際應用。以下，使用附圖對本實施方式進行說明。圖1中，著色廢水處理裝置A具備pH調節(jié)槽B、需氧處理槽C和厭氧處理槽D。pH調節(jié)槽B在內部停留經由廢水供給配管1而供給的著色廢水，該著色廢水的PH值優(yōu)選調節(jié)為pH = 5 8、更優(yōu)選調節(jié)為pH = 7 8。另夕卜，該PH調節(jié)槽B中，將著色廢水的溫度調節(jié)為適合芽孢桿菌0Y1-2增殖的溫度、優(yōu)選30 40°C。由此，可以持續(xù)有效地進行需氧處理槽C中的芽孢桿菌0Y1-2的增殖以及厭氧處理槽D中的著色物質的脫色。需氧處理槽C經由廢水供給配管2從pH調節(jié)槽接受著色廢水的供給。此時，可以使在厭氧處理槽D中進行厭氧處理后的被處理水(含有厭氧污泥)的一部分經由被處理水回送配管3與廢水供給配管2的著色廢水合流。通過該回送，使經由被處理水供給配管4 供給到需氧處理槽C中的被處理水，與經由廢水供給配管2供給的著色廢水及經由被處理水回送配管3回送的被處理水混合。另外，不進行在厭氧處理槽D中經過厭氧處理后的被處理水的回送的情況下，供給到需氧處理槽C中的被處理水僅為經由廢水供給配管2及被處理水供給配管4供給的著色廢水。關于該排放水的回送，在后面詳細說明。然后，使經由被處理水供給配管4供給的被處理水停留在需氧處理槽C的內部，進行用于使芽孢桿菌0Y1-2增殖的被處理水的需氧處理。在此，需氧處理槽C的被處理水含有芽孢桿菌0Y1-2。該芽孢桿菌0Y1-2在適當的需氧性氣氛中良好地增殖，以與厭氧性氣氛相比約10倍的速度增殖。
在此，著色廢水處理裝置A連續(xù)運轉，在需氧處理槽C中芽孢桿菌0Y1-2總是在反復增殖。因此，只要僅在著色廢水處理裝置A的運轉開始初期在需氧處理槽C中投入預定量的芽孢桿菌0Y1-2的菌種，則之后原則上不需要追加投入芽孢桿菌0Y1-2。另外，在從厭氧處理槽D回送被處理水的情況下，會在需氧處理槽C中進一步投入通過厭氧處理而被馴化的芽孢桿菌0Y1-2。另外，由于需氧處理槽C中停留的被處理水含有大量有機物質，因此其化學耗氧量(以下稱為“COD”)和生物耗氧量(以下稱為“B0D”)高，直接使用時不能使芽孢桿菌 0Y1-2良好地增殖。因此，需氧處理槽C具有曝氣裝置E。該曝氣裝置E向需氧處理槽C中停留的被處理水供給適當量的空氣，保持該被處理水的需氧性氣氛。本實施方式中采用的曝氣裝置E，可以是通常的廢水處理裝置中使用的曝氣裝置。這樣，曝氣裝置E向需氧處理槽C中停留的被處理水供給空氣，從而實現芽孢桿菌 0Y1-2的增殖。從該曝氣裝置E向需氧處理槽C供給的空氣的排出量，以需氧處理槽C的每 Im3容量計，在0. 05 0. 21m3/分鐘的范圍內。由此，可以將需氧處理槽C中停留的被處理水中的溶解氧量(以下稱為“DO”)調節(jié)為不超過2mg/L的量。空氣排出量少于0. 05m3/分鐘時，不能確保芽孢桿菌0Y1-2的增殖所需的氧量，芽孢桿菌0Y1-2的增殖受到抑制。由此，被處理水中的芽孢桿菌0Y1-2的菌數減少，芽孢桿菌 0Y1-2的增殖所消耗的氧量減少。因此，被處理水中的DO反而上升，超過2mg/L。相反，空氣排出量多于0. 2m3/分鐘時，DO變得非常高，從需氧處理槽C流入厭氧處理槽D中的空氣量增多。因此，在上述任意一種情況下，都不能充分保持厭氧處理槽D的厭氧氣氛，妨礙脫色處理。另外，為了有效地進行需氧處理槽C中的芽孢桿菌0Y1-2的增殖，對從曝氣裝置E 排出的空氣排出量進行調節(jié)并且確保被處理水在需氧處理槽C中的停留時間是很重要的。 在此，經由被處理水供給配管4供給到需氧處理槽C中的被處理水的流入量W(L/小時)與需氧處理槽C的容量X(L)，如上所述，需要存在式(1)的關系。X/ff ^ 1. 1— (1)通過滿足該式(1)的關系，可以使被處理水在需氧處理槽C中的停留時間為至少 1. 1小時以上的時間。由此，可以充分確保被處理水在需氧處理槽C中的停留時間，從而在短時間內有效地進行芽孢桿菌0Y1-2的增殖。將經由被處理水供給配管5供給的被處理水停留在厭氧處理槽D的內部，并隔絕空氣對其內部停留的被處理水進行厭氧處理。在此，經由被處理水供給配管5供給的被處理水的流入量，與經由被處理水供給配管4供給到需氧處理槽C中的被處理水的流入量 W(L/小時)相同。在此，厭氧處理槽D的被處理水含有大量在需氧處理槽C中增殖的芽孢桿菌0Y1-2。該芽孢桿菌0Y1-2在厭氧性氣氛中如上所述增殖受到抑制，相反地旺盛地進行著色物質的脫色。另外，從需氧處理槽C流入的被處理水，其DO被調節(jié)為2mg/L以下。因此，該被處理水流入厭氧處理槽D時，可以迅速地轉換為厭氧性氣氛。另外，為了有效地進行厭氧處理槽D中的著色物質的脫色，確保被處理水在厭氧處理槽D中的停留時間是很重要的。在此，經由被處理水供給配管5供給到厭氧處理槽D 中的被處理水的流入量，如上所述，與供給到需氧處理槽C中的被處理水的流入量W(L/小時)相同，另外，需氧處理槽C的容量X(L)與厭氧處理槽D的容量Y(L)，如上所述，需要存在式⑵的關系。2X ≤ Y ≤ 4X ... (2)通過滿足該式(2)的關系，厭氧處理槽D的容量Y會達到需氧處理槽C的容量X的 2倍 4倍的大小。此外，根據上述式(1)的關系，可以使被處理水在厭氧處理槽D中的停留時間在2. 2小時 4. 4小時的范圍內。由此，可以充分確保被處理水在厭氧處理槽D中的停留時間，從而可以在短時間內有效地進行著色物質的脫色。厭氧處理槽D的容量Y比需氧處理槽C的容量X的2倍小時，不能充分確保被處理水在厭氧處理槽D中的停留時間，被處理水在著色物質的脫色不充分的狀態(tài)下排放出去。 相反，厭氧處理槽D的容量Y比需氧處理槽C的容量X的4倍大時，在厭氧處理槽D中的停留時間延長而產生過度的厭氧狀態(tài)，另外，厭氧處理槽D變得非常大，從而設備費用增大。另外，只要需氧處理槽C和厭氧處理槽D均滿足上述式(1)和式(2)，則可以由單槽構成，或者也可以由多槽構成。一般而言，在由多槽構成的情況下，不易受到流入的被處理水的流量的變動等外部因素的影響。圖1所示的著色廢水處理裝置A具有如下構成需氧處理槽C為單槽，厭氧處理槽D為雙槽。另外，為了有效地進行厭氧處理槽D中的著色物質的脫色，優(yōu)選將厭氧處理槽D 的被處理水的氧化還原電位(以下稱為“0RP” )調節(jié)到-280 -400mV的范圍內。ORP大于-280mV時(0RP > -280)，有時不能確保脫色所需的芽孢桿菌0Y1-2的菌數，脫色處理的速度變慢。相反，ORP小于-400mV時(-400 > 0RP)，容易生成硫酸還原菌，有時會妨礙脫色處理，另外，有時會出現由于硫化氫或硫酸的生成而引起金屬等腐蝕的問題。這樣，在厭氧處理槽D中進行厭氧處理后的被處理水作為排放水，經由排放水排出配管6排出到著色廢水處理裝置A的外部。此時，在厭氧處理槽D中進行厭氧處理后的被處理水的一部分，如上所述，經由與厭氧處理槽D連接的被處理水回送配管3及被處理水供給配管4回送到需氧處理槽C中。將在厭氧處理槽D中進行厭氧處理后的被處理水的一部分回送到需氧處理槽C中的理由如下所述進行需氧處理及厭氧處理后的被處理水含有大量的厭氧污泥。該厭氧污泥中，含有大量芽孢桿菌0Y1-2和由該菌分解的大量有機物質。因此，通過被處理水的回送，使在厭氧處理槽D中通過著色物質的分解而被馴化的芽孢桿菌0Y1-2返回到需氧處理槽C中。由此，在需氧處理槽C中，可以實現著色物質的分解效果優(yōu)良的芽孢桿菌0Y1-2的增殖。另外，被處理水中所含的各種有機物質，在需氧處理槽C及厭氧處理槽D中被分解，分子量變小，這些有機物質在回送到的需氧處理槽C中作為芽孢桿菌0Y1-2的營養(yǎng)成分有效地發(fā)揮作用，促進芽孢桿菌0Y1-2的增殖。
在此，經由被處理水回送配管3從厭氧處理槽D回送到需氧處理槽C中的被處理水的回送量，優(yōu)選為不超過經由廢水供給配管2從pH調節(jié)槽B供給到需氧處理槽C中的著色廢水的流入量Z (L/小時)的40%的量。即，經由被處理水供給配管4供給到需氧處理槽 C中的被處理水的流入量W(L/小時)與著色廢水的流入量Z (L/小時)，如上所述優(yōu)選存在式⑶的關系。W ^ 1. 4Z ... (3)通過滿足該式(3)的關系，可以使著色物質的分解效果優(yōu)良的芽孢桿菌0Y1-2有效地增殖。由此，在著色廢水處理裝置A中，可以在短時間內有效地進行著色物質的脫色。被處理水的回送量超過著色廢水的流入量Z的40%時(W > 1. 4Z)，流入需氧處理槽C中的被處理水的量增多，另外，被處理水中的著色物質的量減少，著色廢水處理裝置A 的脫色效率變差。另外，不進行在厭氧處理槽D中經過厭氧處理后的被處理水的回送時，供給到需氧處理槽C中的被處理水的流入量W與著色廢水的流入量Z相同，即W = Z。

[實施例1]下面，將上述實施方式中構成的著色廢水處理裝置A設置在纖維染色工廠中，使用該工廠實際的染色廢水(以下稱為“原水”)，確認著色廢水的脫色效果。(實施例1 3)在著色廢水處理裝置A中，使pH調節(jié)槽B的容量為40L、需氧處理槽C的容量為 40L、厭氧處理槽D的容量為160L，pH調節(jié)槽B中，將原水的pH調節(jié)為7 8、水溫調節(jié)為 30 "C。實施例1 3中，將經由廢水供給配管2從pH調節(jié)槽B供給到需氧處理槽C中的著色廢水的流入量Z設定為25L/小時，并且不進行從厭氧處理槽D向需氧處理槽C的被處理水的回送。另外，實施例1 3中，使從曝氣裝置E向需氧處理槽C中的空氣排出量以需氧處理槽C的每Im3容量計分別變?yōu)?. 05m3/分鐘、0. Im3/分鐘和0. 2m3/分鐘來進行實驗。另外，對實施例1 3分別進行兩周的連續(xù)運轉，其中第一周作為馴化期間，第二周作為測定期間。在第一周的馴化期間初期將預定量的芽孢桿菌0Y1-2的菌種投入到需氧處理槽C中，在之后的兩周的連續(xù)運轉中，不進行芽孢桿菌0Y1-2的追加投入。另外，在第二周的測定期間中，測定下述的各項目，通過其平均值進行評價。實施例1 3的實驗條件、與上述式⑴ (3)的關系以及各測定值(平均值)如表1所示。〈測定項目〉原水的著色度、排放水的著色度及脫色率(％ )需氧處理槽C的被處理水的DO (mg/L)厭氧處理槽D的被處理水的ORP (mV)需氧處理槽C及厭氧處理槽D的各被處理水的芽孢桿菌0Y1-2的菌數(個/ml)在此，脫色率(％ )是設原水的著色度為M、排放水的著色度為N時，通過下述式 (7)導出的。脫色率(%) = [ (M-N)/Μ] X 100... (7)(比較例1和2)除了使上述實施例1 3中從曝氣裝置E向需氧處理槽C中的空氣排出量以需氧處理槽C的每Im3容量計分別變?yōu)?. 025m3/分鐘和0. 25m3/分鐘以外，與上述實施例1 3同樣地進行比較例1和2的實驗。比較例1和2的實驗條件、與上述式(1) (3)的關系以及各測定(平均值)如表1所示。表 1
表1中，實施例1 3均滿足式(1) 式(3)。另外，空氣排出量在0.05 0.21m3/ 分鐘的范圍內，由此需氧處理槽C的DO變?yōu)?mg/L以下。并且，需氧處理槽C的芽孢桿菌 0Y1-2的菌數增殖到比通常脫色所需的0. 1 X IO7個/ml多。另外，厭氧處理槽D的ORP達到對脫色特別有效的-280 -400mV的范圍內。結果，實施例1 3均顯示70%以上的脫色率，可以評價為呈良好狀態(tài)。與此相對，比較例1中也滿足式(1) 式(3)。但是，空氣排出量少于0. 025m3/分鐘，由此需氧處理槽C的DO增高為2. 3mg/L。這表明由于空氣排出量的不足，不能充分進行芽孢桿菌0Y1-2的增殖，需氧處理槽C的芽孢桿菌0Y1-2的菌數減少為0. 073 X IO7個/ ml,由芽孢桿菌0Y1-2不能進行氧消耗，需氧處理槽C的DO增高。這樣，比較例1中芽孢桿菌0Y1-2的菌數少，并且具有高DO的被處理水流入厭氧處理槽D中。因此，厭氧處理槽D中不能保持適當的厭氧狀態(tài)，厭氧處理槽D的ORP升高至-230mV。結果，比較例1的脫色率降低至55.0%，呈不良狀態(tài)。另外，比較例2中也滿足式(1) 式(3)。但是，與比較例1相反，空氣排出量多達0. 25m3/分鐘，由此需氧處理槽C的DO變得非常高，為2. 6mg/L。該比較例2中，由于空氣排出量充分因此芽孢桿菌0Y1-2的增殖進行得劇烈，需氧處理槽C的芽孢桿菌0Y1-2的菌數極度增多至58. 0 X IO7個/ml。但是，該比較例2的情況下，具有極高DO的被處理水流入厭氧處理槽D中。因此， 厭氧處理槽D中不能充分保持適當的厭氧狀態(tài)，盡管含有大量芽孢桿菌0Y1-2，但脫色效果不充分。另外，厭氧處理槽D的ORP也升高至-250mV。結果，比較例2的脫色率降低至 62. 2%，呈不良狀態(tài)。在此，對需氧處理槽C中的空氣排出量與脫色率或DO的關系進行詳細研究。根據表1的各測定值，空氣排出量與脫色率的關系如圖2所示。另外，空氣排出量與DO的關系如圖3所示。圖2中，空氣排出量在0.05 0.23m3/分鐘的范圍內時，脫色率保持70%。另一方面，圖3中，空氣排出量在0. 03 0. 21m3/分鐘的范圍內時，DO為2mg/L以下。由此可以認為，當空氣排出量在0.03以上且小于0.05的范圍內時，與比較例1同樣，由于空氣排出量的不足，芽孢桿菌0Y1-2的增殖不能充分進行，從需氧處理槽C向厭氧處理槽D中輸送的芽孢桿菌0Y1-2的菌數減少，脫色率降低。因此，在該范圍內時，即使DO 低至2mg/L以下，也無法實現本發(fā)明的目的。另一方面，當空氣排出量在超過0. 21且在0. 23以下的范圍內時，空氣排出量對芽孢桿菌0Y1-2的增殖是足夠的，即使DO稍微超過2mg/L，認為也可以保持高脫色率。但是， 該范圍與比較例2的條件接近，被認為對于著色廢水處理裝置A的穩(wěn)態(tài)運轉是不穩(wěn)定的區(qū)域。由以上可知，本發(fā)明中，優(yōu)選向需氧處理槽C中的空氣排出量在0. 05 0. 2 Im3/分鐘的范圍內。(實施例4 6)接著，使用與上述實施例1 3相同的著色廢水處理裝置A，進行實施例4 6的實驗。實施例4 6中，將經由廢水供給配管2從pH調節(jié)槽B供給到需氧處理槽C中的著色廢水的流入量Z與上述實施例1 3相同地設定為25L/小時。另一方面，實施例4 6 中，使從厭氧處理槽D向需氧處理槽C中的被處理水的回送率變?yōu)樯鲜隽魅肓縕的10 %、 20%及40%來進行實驗。另外，實施例4 6中，將從曝氣裝置E向需氧處理槽C中的空氣排出量以需氧處理槽C的每Im3容量計均設定為與0. Im3/分鐘相同的條件來進行實驗。其它條件與上述實施例1 3相同。實施例4 6的實驗條件、與上述式(1) (3)的關系、以及各測定值(平均值) 如表2所示。(比較例3)
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除了使上述實施例4 6中需氧處理槽C的容量減小為30L以外，與上述實施例5 同樣地進行比較例3的實驗。比較例3的實驗條件、與上述式(1) (3)的關系以及各測定值(平均值)如表2所示。表權利要求
1.一種著色廢水處理方法，將需氧處理槽與厭氧處理槽組合，對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理，其特征在于，包括需氧處理工序，在所述需氧處理槽中，進行下述需氧處理將含有所述著色廢水、且從外部流入的被處理水設為需氧性氣氛，使著色物質分解菌在該被處理水中增殖；和厭氧處理工序，在該需氧處理工序后在所述厭氧處理槽中，進行下述厭氧處理將從所述需氧處理槽流入的所述被處理水設為厭氧性氣氛，使所述著色物質在該被處理水中通過所述著色物質分解菌分解，所述著色物質分解菌為芽孢桿菌屬即Bacillus屬的芽孢桿菌0Y1-2，保藏編號為FERM BP-5261,所述需氧處理工序中，為了保持所述需氧處理槽內的需氧性氣氛，進行向所述需氧處理槽內供給空氣的曝氣處理，該曝氣處理的空氣排出量以所述需氧處理槽的每Im3容量計，在0. 05 0. 21m3/分鐘的范圍內，流入所述需氧處理槽中的被處理水的單位時間的流入量W、所述需氧處理槽的容量X 及所述厭氧處理槽的容量Y的關系滿足下述式(1)和式(2)， X/ff ^ 1. 1 ... (1) 2X ^ Y ^ 4X …(2)其中，流入量W的單位為L/小時，容量X、容量Y的單位為L。
2.如權利要求1所述的著色廢水處理方法，其特征在于，所述厭氧處理工序中，所述厭氧處理槽中的被處理水的氧化還原電位即ORP在-280 -400mV的范圍內。
3.如權利要求1或2所述的著色廢水處理方法，其特征在于，所述需氧處理工序中，將所述厭氧處理工序后從所述厭氧處理槽排出的被處理水的一部分作為流入所述需氧處理槽中的被處理水的一部分回送到所述需氧處理槽中，流入所述需氧處理槽中的被處理水的所述流入量W與該被處理水中含有的所述著色廢水的流入量Z的關系滿足下述式(3)， W ^ 1. 4Z ... (3)其中，流入量W、流入量Z的單位為L/小時。
4.一種著色廢水處理裝置，用于對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理，其特征在于，具備需氧處理槽，用于進行下述需氧處理將含有所述著色廢水、且從外部流入的被處理水設為需氧性氣氛，使著色物質分解菌在該被處理水中增殖；和厭氧處理槽，連接設置在該需氧處理槽的下游部，用于進行下述厭氧處理將從所述需氧處理槽流入的所述被處理水設為厭氧性氣氛，使所述著色物質在該被處理水中通過所述著色物質分解菌分解，所述著色物質分解菌為芽孢桿菌屬即Bacillus屬的芽孢桿菌0Y1-2，保藏編號為FERM BP-5261,所述需氧處理槽具備向其內部供給空氣的曝氣單元，該曝氣單元以所述需氧處理槽的每Im3容量計，具有在0. 05 0. 21m3/分鐘范圍內的空氣排出量，流入所述需氧處理槽中的被處理水的單位時間的流入量W、所述需氧處理槽的容量X 及所述厭氧處理槽的容量Y的關系滿足下述式(4)和式(5)， X/ff ^ 1. 1 ... (4) 2X ^ Y ^ 4X …(5)其中，流入量W的單位為L/小時，容量X、容量Y的單位為L。
5.如權利要求4所述的著色廢水處理裝置，其特征在于，具備回送單元，該回送單元用于將從所述厭氧處理槽排出的被處理水的一部分作為流入所述需氧處理槽中的被處理水的一部分回送到所述需氧處理槽中，該回送單元以流入所述需氧處理槽中的被處理水的所述流入量W與該被處理水中含有的所述著色廢水的流入量Z的關系滿足下述式(6)的方式從所述厭氧處理槽回送所述被處理水， 其中，流入量W、流入量Z的單位為L/小時。
全文摘要
本發(fā)明提供著色廢水處理方法及用于該方法的著色廢水處理裝置，所述處理方法不使用用于負載微生物的固定化載體，工序簡單，不需要額外的成本，且能在短時間內有效地對著色廢水中所含的著色物質進行脫色處理。該方法將用于進行使著色物質分解菌增殖的需氧處理的需氧處理槽與用于進行通過該著色物質分解菌使著色物質分解的厭氧處理的厭氧處理槽組合，為了保持需氧處理槽的需氧性氣氛，進行以需氧處理槽的每1m3容量計供給0.05～0.21m3/分鐘空氣的曝氣處理，并且，流入需氧處理槽的被處理水的流入量W(L/小時)、需氧處理槽的容量X(L)及厭氧處理槽的容量Y(L)之間滿足式(1)X/W≥1.1和式(2)2X≤Y≤4X的關系。
文檔編號C02F3/30GK102219301SQ201010623048
公開日2011年10月19日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者中川和城, 岡浩伸, 堀公二, 杉浦涉 申請人:三木理研工業(yè)株式會社