申请日2015.09.16
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F3/00; C02F3/28; C02F3/30; C02F3/02
摘要
本发明提供废水处理方法，其用于通过将废水入口(22)定位在低于处理水出口(24)的位置的位置并通过使用在槽中储存生物污泥的序批式生物处理槽(10)来对废水进行生物处理。废水处理方法包括：生物处理步骤，用于在停止通过废水入口(22)供给废水并且停止通过处理水出口(24)排出处理水的状态下，通过搅拌序批式生物处理槽(10)中的废水，利用生物污泥对废水进行生物处理;以及废水供给·处理水排出步骤，用于在从序批式生物处理槽(10)中的废水搅拌停止直到在序批式生物处理槽(10)中形成生物污泥的污泥层的时间段内开始通过废水入口(22)供给废水和通过处理水出口(24)排出处理水，其中生物处理步骤和废水供给·处理水排出步骤顺次重复进行。
摘要附图
权利要求书
1.一种废水处理方法，其包括使用含有生物污泥的序批式生物处理槽对废水进行生物处理的序批式生物处理过程，
所述序批式生物处理过程包括：
生物处理过程，其中，在对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出均停止的状态下，通过搅拌所述序批式生物处理槽中的废水，使用所述生物污泥来对所述废水进行生物处理;和
废水供给·处理水排出过程，其中，在所述序批式生物处理槽中的废水搅拌停止之后且在所述序批式生物处理槽中形成所述生物污泥的污泥层之前的时间段内，开始对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出，
其中，所述生物处理过程和所述废水供给·处理水排出过程依次重复。
2.根据权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，在所述废水供给·处理水排出过程中，对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出在所述序批式生物处理槽中的废水的搅拌停止的同时开始，或在所述序批式生物处理槽中的废水的搅拌停止之后紧接着开始。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理方法，其特征在于，所述废水处理方法还包括：
连续式生物处理过程，其中，对连续供给到包含生物污泥的连续式生物处理槽的废水进行生物处理;
生物污泥供给过程，其中，将在所述序批式生物处理过程中形成的颗粒供给到所述连续式生物处理槽;
处理水供给过程，其中，将在所述序批式生物处理过程中排出的处理水供给到所述连续式生物处理槽;和
废水供给量调整过程，其中，响应于在所述生物污泥供给过程中的所述颗粒的供给和在所述处理水供给过程中的所述处理水的供给，减少向所述连续式生物处理槽供给的所述废水的量。
4.根据权利要求3所述的废水处理方法，其特征在于，在所述废水供给量调整过程中，响应于在所述生物污泥供给过程中的所述颗粒的供给和在所述处理水供给过程中的所述处理水的供给，将向所述连续式生物处理槽供给的所述废水的量减少到零。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的废水处理方法，其特征在于，所述序批式生物处理槽包括：
废水入口，其用于将废水供给到所述序批式生物处理槽;和
处理水出口或污泥和处理水出口，其中所述处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水，所述污泥和处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水和所述颗粒，所述处理水出口以及所述污泥和处理水出口布置在比所述废水入口高的位置。
6.一种废水处理装置，包括：
序批式生物处理槽，其含有生物污泥;
供给单元，其向所述序批式生物处理槽供给废水;
排出单元，其从所述序批式生物处理槽排出处理水;
搅拌单元，其搅拌所述序批式生物处理槽中的废水;
第一控制单元，其控制所述搅拌单元的启动;和
第二控制单元，其控制所述供给单元和所述排出单元的启动，
其中，当利用所述生物污泥对所述废水进行生物处理时，在对所述序批式生物处理槽的废水供给和来自所述序批式生物处理槽的处理水排出都停止的状态下，所述第一控制单元启动所述搅拌单元以搅拌所述序批式生物处理槽中的废水;并且
在通过所述搅拌单元对所述废水进行的搅拌停止之后且在所述序批式生物处理槽中形成所述生物污泥的污泥层之前的时间段中，所述第二控制单元启动所述供给单元以开始向所述序批式生物处理槽供给所述废水并且启动所述排出单元以开始从所述序批式生物处理槽排出所述处理水。
7.根据权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于，在通过所述搅拌单元对所述废水进行的搅拌停止的同时或在停止之后紧接着，所述第二控制单元启动所述供给单元以开始向所述序批式生物处理槽供给所述废水并且启动所述排出单元以开始从所述序批式生物处理槽排出所述处理水。
8.根据权利要求6或7所述的废水处理装置，其特征在于，所述第二控制单元控制所述供给单元和所述排出单元，使得供给到所述序批式生物处理槽的废水的量和从所述序批式生物处理槽排出的处理水的量彼此相等。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的废水处理装置，其特征在于，
所述序批式生物处理槽包括用于向所述序批式生物处理槽供给废水的废水入口和用于从所述序批式生物处理槽排出处理水的处理水出口;并且
所述废水入口布置在比所述处理水出口低的位置。
10.根据权利要求9所述的废水处理装置，其特征在于，所述处理水出口布置在当所述处理水的排出停止时所述序批式生物处理槽中的废水的水面高度处。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的废水处理装置，其特征在于，
所述废水处理装置还包括：
连续式生物处理装置，其对连续供给的废水进行生物处理;
生物污泥供给单元，其将在所述序批式生物处理槽中形成的颗粒供给到所述连续式生物处理装置;
处理水供给单元，其将从所述序批式生物处理槽排出的处理水供给到所述连续式生物处理装置;和
废水供给量调整单元，其调整供给到所述连续式生物处理装置的废水的量，
所述废水供给量调整单元响应于通过所述生物污泥供给单元进行的所述颗粒的供给和通过所述处理水供给单元进行的所述处理水的供给，减少供给到所述连续式生物处理装置的废水的量。
12.根据权利要求11所述的废水处理装置，其特征在于，所述废水供给量调整单元响应于通过所述生物污泥供给单元进行的所述颗粒的供给和通过所述处理水供给单元进行的所述处理水的供给，将对所述连续式生物处理装置供给的废水量减少到零。
13.根据权利要求6至8中任一项所述的废水处理装置，其特征在于，所述序批式生物处理槽包括：
废水入口，其用于将废水供给到所述序批式生物处理槽;和
处理水出口或污泥和处理水出口，其中所述处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水，所述污泥和处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水和所述颗粒，所述处理水出口以及所述污泥和处理水出口布置在比所述废水入口高的位置。
说明书
废水处理方法及废水处理装置
技术领域
本发明涉及用于对含有有机物等的废水进行生物处理的废水处理方法和废水处理装置的技术。
背景技术
常规的生物废水处理使用活性污泥法，其使用被称为絮凝物的微生物聚集体(好氧生物污泥)。然而，在活性污泥法中，由于在沉降槽中分离絮凝物(好氧生物污泥)和处理水时絮凝物沉降速度慢，沉降槽可能需要具有相当大的表面积。另外，虽然因为处理速度取决于生物处理槽内的污泥浓度，所以通过提高污泥浓度能够提高活性污泥法的处理速度，但是当污泥浓度提高到1500mg/L至5000mg/L以上时，有时会发生诸如膨胀等的固液分离不良，无法维持处理。
相比之下，厌氧生物处理通常使用被称为颗粒的聚集体(厌氧生物污泥)，其中微生物密集地聚集以形成颗粒形状。因为沉降速度极快并且微生物密集聚集，在生物处理槽中实现高浓度的污泥，所以颗粒能够实现废水的高速处理。然而，厌氧生物处理可能具有缺点，例如比好氧生物处理(活性污泥法)更有限的可处理废水类型以及需要将处理水温度保持在30℃至35℃。此外，单独的厌氧生物处理不能提供足够纯化的水。因此，在将处理水排放到河流或其它环境之前，需要通过诸如活性污泥法等的好氧生物处理进一步处理水。
近年来，已经发现不仅在厌氧生物处理中而且在好氧生物处理中，通过使用间歇地将废水供给至反应槽的序批式生物处理装置处理废水，生物污泥可以形成为具有优异沉降性的颗粒，还能够缩短生物污泥的沉降时间(例如，参照专利文献1至专利文献4)。通过将生物污泥形成为颗粒，平均颗粒直径变为0.2mm或更大，导致沉降速度为5m/h或更高。在序批式生物处理装置中，在单个生物处理槽中进行四个过程，(1)废水供给;(2)处理对象物质的生物处理过程;(3)生物污泥沉降;和(4)处理水排出。通过如上所述将生物污泥形成为具有优异沉降性的颗粒，能够在槽中保持高浓度的污泥，实现高速处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO 2004/024638
专利文献2：日本特开2008-212878号公报
专利文献3：日本特许第4975541号公报
专利文献4：日本特许第4804888号公报
发明内容
发明要解决的问题
应当注意，假设上述过程(3)生物污泥沉降包括以下步骤：(i)再絮凝;(ii)区域沉降;(iii)迁移;和(iv)压实。在迁移步骤中，沉降污泥的密度增加，导致污泥颗粒之间的更强的相互作用。在作为沉降的最终阶段的压实过程中，进一步进行沉降污泥的压实。在迁移步骤和压实步骤中，形成具有高污泥浓度的污泥层(sludge blanket)。
在迁移步骤和压实步骤中形成的污泥层不仅由大粒径的生物污泥形成，而且由大量具有低沉降性的小粒径的生物污泥形成。当这种小粒径的生物污泥被埋在污泥层中时，不可能从生物处理槽系统中选择性地排出小粒径的生物污泥。在生物处理槽中残留有大量小粒径的生物污泥的情况下，序批式的生物处理不能获得具有高沉降性的生物污泥，或者需要相当长的时间来获得具有高沉降性的生物污泥。结果，需要较长的时间来开始生物处理，不能高速地处理废水。应当注意，在专利文献1至专利文献4中，在形成含有小粒径的生物污泥的污泥层之后，进行处理水的排出。
本发明的目的是提供废水处理方法和废水处理装置，其能够获得具有高沉降性的生物污泥、特别是在短时间内获得具有高沉降性的生物污泥。
用于解决问题的方案
(1)本发明是一种废水处理方法，其包括使用含有生物污泥的序批式生物处理槽对废水进行生物处理的序批式生物处理过程。所述序批式生物处理过程包括生物处理过程，其中，在对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出均停止的状态下，通过搅拌所述序批式生物处理槽中的废水，使用所述生物污泥来对所述废水进行生物处理。所述序批式生物处理过程还包括废水供给·处理水排出过程，其中，在所述序批式生物处理槽中的废水搅拌停止之后且在所述序批式生物处理槽中形成所述生物污泥的污泥层之前的时间段内，开始对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出。其中，所述生物处理过程和所述废水供给·处理水排出过程依次重复。
(2)在上述(1)所述的废水处理方法中，优选的是，在所述废水供给·处理水排出过程中，对所述序批式生物处理槽的废水供给和从所述序批式生物处理槽的处理水排出在所述序批式生物处理槽中的废水的搅拌停止的同时开始，或在所述序批式生物处理槽中的废水的搅拌停止之后紧接着开始。
(3)在上述(1)或(2)所述的废水处理方法中，优选的是，所述废水处理方法还包括：连续式生物处理过程，其中，对连续供给到包含生物污泥的连续式生物处理槽的废水进行生物处理;生物污泥供给过程，其中，将在所述序批式生物处理过程中形成的颗粒供给到所述连续式生物处理槽;处理水供给过程，其中，将在所述序批式生物处理过程中排出的处理水供给到所述连续式生物处理槽;和废水供给量调整过程，其中，响应于在所述生物污泥供给过程中的所述颗粒的供给和在所述处理水供给过程中的所述处理水的供给，减少向所述连续式生物处理槽供给的所述废水的量。
(4)在上述(3)所述的废水处理方法中，优选的是，在所述废水供给量调整过程中，响应于在所述生物污泥供给过程中的所述颗粒的供给和在所述处理水供给过程中的所述处理水的供给，将向所述连续式生物处理槽供给的所述废水的量减少到零。
(5)在上述(1)至(4)中任一项所述的废水处理方法中，优选的是，所述序批式生物处理槽包括：废水入口，其用于将废水供给到所述序批式生物处理槽;和处理水出口或污泥和处理水出口，其中所述处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水，所述污泥和处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水和所述颗粒，所述处理水出口以及所述污泥和处理水出口布置在比所述废水入口高的位置。
(6)本发明是一种废水处理装置，其包括：序批式生物处理槽，其含有生物污泥;供给单元，其向所述序批式生物处理槽供给废水;排出单元，其从所述序批式生物处理槽排出处理水;搅拌单元，其搅拌所述序批式生物处理槽中的废水;第一控制单元，其控制所述搅拌单元的启动;和第二控制单元，其控制所述供给单元和所述排出单元的启动。当利用所述生物污泥对所述废水进行生物处理时，在对所述序批式生物处理槽的废水供给和来自所述序批式生物处理槽的处理水排出都停止的状态下，所述第一控制单元启动所述搅拌单元以搅拌所述序批式生物处理槽中的废水。在通过所述搅拌单元对所述废水进行的搅拌停止之后且在所述序批式生物处理槽中形成所述生物污泥的污泥层之前的时间段中，所述第二控制单元启动所述供给单元以开始向所述序批式生物处理槽供给所述废水并且还启动所述排出单元以开始从所述序批式生物处理槽排出所述处理水。
(7)在上述(6)所述的废水处理装置中，优选的是，在通过所述搅拌单元对所述废水进行的搅拌停止的同时或在停止之后紧接着，所述第二控制单元启动所述供给单元以开始向所述序批式生物处理槽供给所述废水并且还启动所述排出单元以开始从所述序批式生物处理槽排出所述处理水。
(8)在上述(6)或(7)所述的废水处理装置中，优选的是，所述第二控制单元控制所述供给单元和所述排出单元，使得供给到所述序批式生物处理槽的废水的量和从所述序批式生物处理槽排出的处理水的量彼此相等。
(9)在根据上述(6)至(8)中任一项所述的废水处理装置中，优选的是，所述序批式生物处理槽包括用于向所述序批式生物处理槽供给废水的废水入口和用于从所述序批式生物处理槽排出处理水的处理水出口，使得所述废水入口布置在比所述处理水出口低的位置。
(10)在根据上述(9)所述的废水处理装置中，优选的是，所述处理水出口布置在当所述处理水的排出停止时所述序批式生物处理槽中的废水的水面高度处。
(11)在根据上述(6)至(10)中任一项所述的废水处理装置中，优选的是，所述废水处理装置还包括：连续式生物处理装置，其对连续供给的废水进行生物处理;生物污泥供给单元，其将在所述序批式生物处理槽中形成的颗粒供给到所述连续式生物处理装置;处理水供给单元，其将从所述序批式生物处理槽排出的处理水供给到所述连续式生物处理装置;和废水供给量调整单元，其调整供给到所述连续式生物处理装置的废水的量，使得所述废水供给量调整单元响应于通过所述生物污泥供给单元进行的所述颗粒的供给和通过所述处理水供给单元进行的所述处理水的供给，减少供给到所述连续式生物处理装置的废水的量。
(12)在根据上述(11)所述的废水处理装置中，优选的是，所述废水供给量调整单元响应于通过所述生物污泥供给单元进行的所述颗粒的供给和通过所述处理水供给单元进行的所述处理水的供给，将对所述连续式生物处理装置供给的废水量减少到零。
(13)在根据上述(6)至(8)中任一项所述的废水处理装置中，优选的是，所述序批式生物处理槽包括：废水入口，其用于将废水供给到所述序批式生物处理槽;和处理水出口或污泥和处理水出口，其中所述处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水，所述污泥和处理水出口用于从所述序批式生物处理槽中排出所述处理水和所述颗粒，所述处理水出口以及所述污泥和处理水出口布置在比所述废水入口高的位置。
发明的效果
根据本公开，能够提供一种废水处理方法和废水处理装置，其能够获得具有高沉降性的生物污泥、特别是能够在短时间内获得具有高沉降性的生物污泥。
