微生物固定化載體及使用其的接觸氧化復(fù)合系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在使用微生物對污泥進(jìn)行處理的方法中擔(dān)載微生物的微生物固定化 載體。另外，設(shè)及使用該微生物固定化載體的水凈化處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] -直W來，對下水、排水等進(jìn)行凈化處理的方法提案有活性污泥法等種種。
[0003] 活性污泥法是在曝氣槽內(nèi)將污泥和活性污泥混合，進(jìn)行曝氣而活性污泥中的好氧 微生物使污泥中的污濁物質(zhì)分解，使過剩增殖了的活性污泥和凈化了的處理水分離的方 法。
[0004] 專利文獻(xiàn)1提案的是如下發(fā)明：在如上所述的活性污泥方法中，投放保持好氧微生 物的載體，使附著有微生物的載體在曝氣槽內(nèi)流動(dòng)，對污泥進(jìn)行處理。
[0005] 另外，專利文獻(xiàn)2提案的是設(shè)及在排水等水中具有適度的浮力，且兼具優(yōu)異的微生 物保持力和耐久性的微生物固定用載體的發(fā)明。
[0006] 專利文獻(xiàn)3公開的是在排水處理中利用的由規(guī)定的聚氨醋發(fā)泡體構(gòu)成的水處理載 體。在該文獻(xiàn)中，將上述發(fā)泡體的形狀制成管狀等的水處理載體作為固定床而使用。另一方 面，在該文獻(xiàn)中，關(guān)于將上述水處理載體作為流動(dòng)床(在曝氣槽內(nèi)流動(dòng)的情況等)而使用的 情況，例示的是另外的具體方式。即，制成管狀等并設(shè)有空腔部的水處理載體作為流動(dòng)床而 使用的技術(shù)在專利文獻(xiàn)3中既無公開也無啟示。
[0007] 專利文獻(xiàn)4~7記載的是一種由發(fā)泡樹脂構(gòu)成的微生物載體，其為使微生物附著面 積增加，而將該微生物載體形成為中空狀。在運(yùn)些文獻(xiàn)中，記載了出于使微生物附著面積增 大的目的而將微生物載體制成中空狀的技術(shù)，但關(guān)于維持微生物固定化載體的中屯、部的好 氧狀態(tài)及耐磨損性的提高，未進(jìn)行研究。
[0008] 另一方面，迄今，在凈化處理中，已知的是利用附著于與處理對象的被處理水接觸 的接觸材料的表面的微生物，來凈化被處理水的方法。運(yùn)被稱為所謂的生物膜法。在該生物 膜法中，利用如下技術(shù):附著于接觸材料的表面的微生物將被處理水中的溶解性的有機(jī)污 濁物或有機(jī)物等攝入，形成生物膜，通過該生物膜變厚而在內(nèi)側(cè)的微生物層上遍布有氧，殺 死內(nèi)側(cè)的微生物，生物膜從接觸材料的表面剝離。
[0009] 運(yùn)樣的生物處理存在限制被處理水中的接觸材料的流動(dòng)的固定床方式、和接觸材 料在被處理水中隨著被處理水的流動(dòng)而流動(dòng)的流動(dòng)床方式。
[0010] 在運(yùn)樣的情況下，也提出了一種并非分別單獨(dú)使用固定床方式、流動(dòng)床方式的凈 化處理，而是在一個(gè)水凈化處理系統(tǒng)之中并用兩者的提案(專利文獻(xiàn)8、9)。
[0011] 本申請人也提出了通過有效地發(fā)揮生物處理的固定床方式、流動(dòng)床方式各自的有 利面，來實(shí)現(xiàn)凈化處理能力的提高的固定床法和流動(dòng)床法的復(fù)合水凈化處理系統(tǒng)，即，接觸 氧化復(fù)合系統(tǒng)(專利文獻(xiàn)10)。
[0012] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [OOU] 專利文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)I:特開2008-168204號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)2:特開2002-292385號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)3:特開2009-220079號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)4:特開2003-154386號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)5:特開2001-197885號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)6:特開2003-225686號(hào)公報(bào)
[0020] 專利文獻(xiàn)7:特開2006-175311號(hào)公報(bào)
[0021] 專利文獻(xiàn)8:特開平10-216761號(hào)公報(bào)
[0022] 專利文獻(xiàn)9:特開2004-174433號(hào)公報(bào)
[0023] 專利文獻(xiàn)10:特開2010-12369號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 發(fā)明所要解決的課題
[0025] 參照圖1對本申請發(fā)明所要解決的課題進(jìn)行說明。
[0026] 圖1是表示在活性污泥法中使用的現(xiàn)有微生物固定化載體之一例的圖。通過將圖1 例示的由多孔質(zhì)發(fā)泡體(例如，樹脂制的海綿)構(gòu)成的立方體形狀的微生物固定化載體15投 放到曝氣槽內(nèi)的污泥中，活性污泥中的好氧微生物被擔(dān)載于微生物固定化載體15。
[0027] 在此，微生物固定化載體要求具有各種各樣的性能。作為其中的一個(gè)，可舉出污泥 的保持性。作為在污泥處理中使用的微生物固定化載體，為了提高污泥的保持量，使用樹脂 制海綿材料、或凝膠狀的軟質(zhì)材料或賴桿狀等硬質(zhì)材料。
[0028] 由運(yùn)樣的材質(zhì)構(gòu)成的微生物固定化載體存在污泥的保持量多之類的長處的反面， 存在難W進(jìn)行蓄積于載體的污泥的排出之類的課題。
[0029] 當(dāng)參照圖1進(jìn)行說明時(shí)，則在微生物固定化載體15通過污泥的流動(dòng)而與曝氣槽內(nèi) 的壁面、或其他微生物固定化載體發(fā)生碰撞，例如，外力16a、16b、16c、16d、16e、16f作用于 各自的箭頭方向的情況下，微生物固定化載體15的各外周面(上面、底面、側(cè)周面)附近的污 泥向例如箭頭17曰、176、17。、17(1、176、17'、174、171、17111、1化的方向流出（圖1(曰）、化））。
[0030] 但是，因?yàn)槲勰嗟囊徊糠盅乩缂^17邑、1711、171、17^'的方向向微生物固定化載 體15的內(nèi)部流入，所W在微生物固定化載體15的中屯、部15a會(huì)殘留有污泥(圖1(b))。
[0031] 當(dāng)在中屯、部15a殘留有污泥的狀態(tài)下長期使用微生物固定化載體15時(shí)，微生物固 定化載體15的內(nèi)部就從好氧狀態(tài)變成厭氧狀態(tài)，擔(dān)載的好氧微生物減少，污泥的處理性能 有可能下降。
[0032] 另外，作為微生物固定化載體要求的性能之一，可舉出耐磨損性。如上所述，微生 物固定化載體15通過在曝氣槽內(nèi)流動(dòng)，而與曝氣槽內(nèi)的壁面或其他微生物固定化載體發(fā)生 碰撞，因此容易磨損。
[0033] 為此，微生物固定化載體的更換頻率增加，有可能妨礙穩(wěn)定的污泥的凈化處理。
[0034] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供微生物固定化載體，其維持微生物固定化載體的中 屯、部的好氧狀態(tài)、提高耐磨損性、W及具有如此的特性。
[0035] 如上所述，因?yàn)樯锬慕佑|材料的表面剝離，所W目前已知的生物膜法的優(yōu)點(diǎn) 之一是不需要頻繁清洗接觸材料。
[0036] 并非分別單獨(dú)使用固定床方式、流動(dòng)床方式的凈化處理而是在一個(gè)水凈化處理系 統(tǒng)之中并用兩者的專利文獻(xiàn)8~10的提案均未對維持流動(dòng)床的接觸材料中屯、部的好氧狀態(tài) 之類的課題、或提高接觸材料的耐磨損性之類的課題進(jìn)行研究。
[0037] 本發(fā)明的目的在于，提供在一個(gè)水凈化處理系統(tǒng)中并用固定床方式、流動(dòng)床方式 的凈化處理的水凈化處理系統(tǒng)，其使用提高了耐磨損性的微生物固定化載體作為流動(dòng)床， 能夠長期發(fā)揮優(yōu)異的凈化處理能力。
[0038] 用于解決課題的手段
[0039] 為了解決上述課題，提案W下的發(fā)明。
[0040] [ 1 ]微生物固定化載體，其特征為，其具備連接形成于由多孔質(zhì)發(fā)泡體構(gòu)成的立體 構(gòu)造物的表面的多個(gè)開口部中的至少2個(gè)且穿過該立體構(gòu)造物的內(nèi)部的空腔部，其在曝氣 槽內(nèi)流動(dòng)，
[0041] 通過形成有所述空腔部，比表面積比未形成有所述空腔部的狀態(tài)的所述立體構(gòu)造 物增加10 %~20 %。
[0042] [2]根據(jù)所述[1]所述的微生物固定化載體，其特征為，
[0043] 所述多孔質(zhì)發(fā)泡體為聚氨醋海綿制。
[0044] [3]根據(jù)所述[1]及[2]中的任一項(xiàng)所述的微生物固定化載體，其特征為，
[0045] 所述立體構(gòu)造物為立方體或長方體。
[0046] [4]根據(jù)所述[1]~[3]中的任一項(xiàng)所述的微生物固定化載體，其特征為，
[0047] 在所述發(fā)泡體的形成多孔質(zhì)構(gòu)造的單元(cel 1)的內(nèi)周壁形成有環(huán)狀膜。
[0048] [引根據(jù)所述[1 ]所述的微生物固定化載體，其特征為，
[0049] 所述多孔質(zhì)發(fā)泡體為聚氨醋海綿制，所述立體構(gòu)造物為立方體或長方體，在所述 發(fā)泡體的形成多孔質(zhì)構(gòu)造的單元的內(nèi)周壁形成有環(huán)狀膜。
[0050] [6]水凈化處理系統(tǒng)，其在被凈化處理的被處理水從上游側(cè)向下游側(cè)流動(dòng)的一個(gè) 凈化處理用的水槽之中相鄰配備：
[0051 ]流動(dòng)床區(qū)域，多個(gè)流動(dòng)床用接觸材料在被處理水中流動(dòng)，進(jìn)行流動(dòng)床方式的凈化 處理；W及
[0052] 固定床區(qū)域，固定配置有固定床用接觸材料，進(jìn)行固定床方式的凈化處理；
[0053] 在所述水槽的底部配備有散氣單元，
[0054] 通過在流動(dòng)床區(qū)域和固定床區(qū)域的邊界設(shè)置阻止在流動(dòng)床區(qū)域流動(dòng)的流動(dòng)床用 接觸材料向固定床區(qū)域的流動(dòng)的絲網(wǎng)，使流動(dòng)床區(qū)域和固定床區(qū)域之間的被處理水的流動(dòng) 可能，且防止流動(dòng)床用接觸材料從流動(dòng)床區(qū)域向固定床區(qū)域的流動(dòng)，
[0055] 在與所述絲網(wǎng)相鄰而配置的固定床區(qū)域的所述固定床用接觸材料和所述絲網(wǎng)之 間隔開規(guī)定的間隔，其特征為，
[0056] 作為所述流動(dòng)床用接觸材料，使用所述[1]~[引中的任一項(xiàng)所述的微生物固定化 載體。
[0057] [7]根據(jù)所述[6]所述的水凈化處理系統(tǒng)，其特征為，
[0058] 作為所述固定床用接觸材料，使用所述[1]~[引中的任一項(xiàng)所述的微生物固定化 載體。
[0059] 由此，實(shí)現(xiàn)了所期望的目的。
[0060] 發(fā)明的效果
[0061] 根據(jù)該發(fā)明，能夠提供微生物固定化載體，其維持微生物固定化載體的中屯、部的 好氧狀態(tài)、提高耐磨損性、W及具有如此的特性。
[0062] 另外，根據(jù)該發(fā)明，能夠提供水凈化處理系統(tǒng)，其在一個(gè)水凈化處理系統(tǒng)中并用固 定床方式、流動(dòng)床方式的凈化處理，其中，使用提高了耐磨損性的微生物固定化載體作為流 動(dòng)床，能夠長期地發(fā)揮優(yōu)異的凈化處理能力。
【附圖說明】
[0063] 圖1是表示現(xiàn)有微生物固定化載體之一例的圖，（a)是立體圖，（b)是主視圖；
[0064] 圖2是例示本發(fā)明的微生物固定化載體的圖，（a)是表示第一例的立體圖，（b)是表 示第二例的立體圖，（C)是表示第=例的立體圖，（d)是表示第四例的立體圖，（e)是表示第 五例的立體圖；
[0065] 圖3是表示外力作用于圖2(a)圖示的微生物固定化載體的狀態(tài)及排出污泥的狀態(tài) 的圖，（a)是立體圖，（b)是主視圖；
[0066] 圖4是表示使用本發(fā)明的微生物固定化載體進(jìn)行污泥處理的一個(gè)例子的概念圖；
[0067] 圖5是將微生物固定化載體的構(gòu)成多孔質(zhì)構(gòu)造的單元的局部放大所得到的概念 圖，（a)是表示在各單元的內(nèi)周壁未形成有環(huán)狀膜的構(gòu)造的單元的圖，（b)是表示在各單元 的內(nèi)周壁形成有環(huán)狀膜的構(gòu)造的單元的圖；
[0068] 圖6是將具有形成了環(huán)狀膜的單元的本發(fā)明的微生物固定化載體的局部放大所得 的參考照片，（a)是表示污泥處理生物膜附著前的單元的狀態(tài)的參考照片，（b)是表示污泥 處理生物膜附著后的單元的狀態(tài)的參考照片；
[0069] 圖7是將具有未形成環(huán)狀膜的單元的本發(fā)明的微生物固定化載體的局部放大所得 的參考照片，（a)是表示污泥處理生物膜附著前的單元的狀態(tài)的參考照片，（b)是表示污泥 處理生物膜附著后的單元的狀態(tài)的參考照片；
[0070] 圖8是對在由發(fā)泡樹脂構(gòu)成的微生物固定化載體中形成了空腔部時(shí)的空腔部的大 小和比表面積的增加的關(guān)系進(jìn)行說明的圖，（a)是未形成空腔部的情況，（b)、（c)是本發(fā)明 的實(shí)施方式的情況，（d)是空腔部的大小超過本發(fā)明實(shí)施方式的范