申请日2006.04.07
公开(公告)日2011.04.27
IPC分类号C02F3/12; C02F11/02; C02F3/32; C02F3/00
摘要
本发明提供一种有机废水的生物处理方法及装置，其能够稳定通过微型生物减少剩余污泥的产生量的污泥处理槽内的微型生物的保持量，进行稳定的处理。在通过微型生物减少污泥量的污泥处理槽(51)中，供给使分散性细菌增殖的底物和/或分散性细菌，由此稳定微型生物，并使其增殖，从而减少污泥量。具体而言，在第一活性污泥槽(21)和第二活性污泥槽(31)中分别进行第一和第二生物处理工序，在沉淀池(41)中将从该生物处理工序中流出的流出液中含有的污泥进行固液分离，将得到的生成污泥供给污泥处理槽(51)。从旁路(26)将迂回的被处理水导入污泥处理槽(51)中作为细菌代谢的底物，使污泥处理槽(51)内的分散性细菌增殖，由此稳定微型生物，使其稳定保持在污泥处理槽(51)内，从而促进剩余污泥的减量。
权利要求书
1.一种有机废水的生物处理方法，用于将含有有机物的有机废水导入生物处理槽进行生物处理，并将从该生物处理槽的流出液经固液分离为污泥和处理水，其特征在于，包括：
生物处理工序，在所述生物处理槽中，以所述有机物作为底物，将所述有机废水变换为细菌;和
污泥减量工序，将含有所述细菌的生成污泥导入污泥处理槽中，使微型生物捕食，从而减少污泥量，
在所述污泥减量工序的污泥处理槽中，添加供细菌代谢的底物和/或以所述有机物为底物生成的分散性细菌。
2.如权利要求1所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
所述生物处理工序包括：
将含有有机物的有机废水导入第一生物处理槽中，进行以所述有机物作为底物生成分散性细菌的生物处理的第一生物处理工序;和
将含有所述分散性细菌的从所述第一生物处理工序流出的流出液导入第二生物处理槽中，进行使微型生物捕食所述分散性细菌，并且以在所述第一生物处理工序中未处理而残存的有机物为底物生成细菌的生物处理的第二生物处理工序，
所述污泥减量工序是将在所述第二生物处理工序中生成的污泥导入所述污泥处理槽中使微型生物捕食，从而减少污泥量的工序，在所述污泥处理槽中添加供分散性细菌代谢的底物和/或在第一生物处理槽中生成的分散性细菌。
3.如权利要求1所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
还包括将导入所述生物处理工序中的有机废水的一部分和/或供细菌代谢的底物导入与所述生物处理槽并列的分散菌培养槽中，生成分散性细菌的分散菌生成工序，
所述污泥减量工序是将所述生物处理工序中的生成污泥的一部分或全部导入所述污泥处理槽中，使微型生物捕食，从而减少污泥量的工序，在所述污泥处理槽中添加在所述分散菌培养槽中生成的分散性细菌。
4.如权利要求1或2所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
所述有机废水的一部分绕过所述生物处理工序导入所述污泥减量工序的污泥处理槽中。
5.如权利要求1～3中任一项所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
在所述污泥减量工序的污泥处理槽中，还添加所述微型生物用的营养剂。
6.如权利要求1～3中任一项所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
保持在所述污泥减量工序的污泥处理槽中的槽内污泥的平均滞留时间为2～30日。
7.如权利要求4所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
在所述污泥减量工序的污泥处理槽中，还添加所述微型生物用的营养剂。
8.如权利要求4所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
保持在所述污泥减量工序的污泥处理槽中的槽内污泥的平均滞留时间为2～30日。
9.如权利要求5所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
保持在所述污泥减量工序的污泥处理槽中的槽内污泥的平均滞留时间为2～30日。
10.如权利要求7所述的有机废水的生物处理方法，其特征在于：
保持在所述污泥减量工序的污泥处理槽中的槽内污泥的平均滞留时间为2～30日。
11.一种有机废水的生物处理装置，其特征在于，包括：
生物处理槽，用于将含有有机物的有机废水导入，进行以所述有机物为底物生成细菌的生物处理;
固液分离单元，用于将从所述生物处理槽中流出的处理液进行固液分离得到处理水和污泥;和
污泥处理槽，用于保持微型生物，将所述污泥导入，使所述微型生物捕食，
在所述污泥处理槽中，设置有用于添加供细菌代谢的底物和/或以所述有机物为底物生成的分散性细菌的添加单元。
说明书
有机废水的生物处理方法和生物处理装置
技术领域
本发明涉及通过活性污泥法处理有机废水的有机废水的生物处理方法及装置，特别涉及能够减少因有机废水的生物处理所产生的剩余污泥量的有机废水的生物处理方法及装置。
背景技术
在对含有有机物的有机废水进行生物处理的生物处理法中，活性污泥法具有能够得到良好水质的处理水、容易维护等优点，因此被广泛用作下水及工业废水等各种有机废水的处理方法。但是，进行活性污泥处理的活性污泥槽的BOD(以生物化学耗氧量表示的有机物)容积负荷较低，为0.5～0.8kg/m3/日左右。因此存在有为了适应高负荷而需要增大活性污泥槽、扩大设置面积的问题。此外，构成活性污泥的细菌所代谢的BOD的大部分作为细菌的呼吸底物而被利用，分解为二氧化碳和水，另一部分用于细菌的增殖，具体而言，细菌吸收的约20～40%的BOD用于菌体合成。即，被活性污泥处理的约20～40%的BOD变换为细菌，因此，在通过活性污泥法进行的有机废水处理中，也存在有以BOD为底物而增殖的细菌作为剩余污泥被排出的问题。
已知有在活性污泥槽中添加载体的流动床方式。由于流动床方式是将细菌保持在载体上，因而提高了活性污泥槽内的细菌浓度，能够在BOD容积负荷为3kg/m3/日左右的高负荷下进行处理。但是，流动床方式比通常的活性污泥法产生更多的剩余污泥，具体而言，生物分解的约30%的BOD成为剩余污泥。
因此，已知有在第一段处理槽(活性污泥槽)的后段设置有保持固定性原生动物的第二段处理槽的有机废水的生物处理方法(例如专利文献1)。在专利文献1所揭示的方法中，第一段处理槽中在高BOD负荷下运行，抑制原生动物的增殖，防止细菌的凝聚，从第一段处理槽流出的含有分散性细菌的活性污泥处理水导入第二段处理槽。由于 第二段处理槽中保持有捕食分散性细菌的原生动物，所以分散性细菌被原生动物捕食，由此在剩余污泥减少的同时进行生物群落的凝集。因此，在第二段处理槽中形成沉降性好的微生物集合体(污泥)，从第二段处理槽流出的水经固液分离可以得到澄清的处理水。
如上所述，通过组合高负荷运行的活性污泥槽和保持固定性原生动物的微型生物保持槽，能够高负荷运行并且减少剩余污泥量，得到更加澄清的处理水。因此，关于使用活性污泥槽及微型生物保持槽的活性污泥法，提出了多种改良方法。例如，专利文献2揭示了在活性污泥槽与微型生物保持槽之间设置食饵微细化槽的生物处理装置。在专利文献2所揭示的装置中，通过在食饵微细化槽中进行超声处理等，使发生絮凝的细菌分散，从而促进在后段的微型生物保持槽中所保持的原生动物对细菌的捕食。
专利文献1：日本特开昭55-20649号公报
专利文献2：日本特开昭57-74082号公报
发明内容
但是，在上述的现有技术中，为了在微型生物保持槽中保持一定量的微型生物，要使供给于微型生物保持槽的细菌分散，使得微型生物容易捕食细菌，从而实现微型生物的增殖。因此，在上述现有技术中，剩余污泥量的减少并不一定充分。另一方面，供给微型生物保持槽的细菌如果发生絮凝而变得大于微型生物的口，则微型生物摄食变得困难，用于微型生物增殖的食饵不足，结果导致微型生物减少，而不能在微型生物保持槽中保持一定量的微型生物。
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种能够在微型生物保持槽内稳定保持一定量的微型生物、稳定减少剩余污泥产生量的有机废水生物处理方法及装置。
本发明向保持微型生物的槽内供给细菌的底物与分散性细菌的任一方或双方，通过使分散性细菌在该槽内存在一定量，确保微型生物的食饵而使微型生物增殖，利用增殖的微型生物促进剩余污泥量的减少。更为具体而言，本发明提供：
(1)一种有机废水的生物处理方法，用于将含有有机物的有机废水导入生物处理槽进行生物处理，并将从该生物处理槽的流出液经固液分离为污泥和处理水，包括：生物处理工序，在上述生物处理槽中，以上述有机物作为底物，将上述有机废水变换为细菌;和污泥减量工序，将含有上述细菌的生成污泥导入污泥处理槽中，使微型生物捕食，从而减少污泥量，其中，在上述污泥减量工序的污泥处理槽中，添加供细菌代谢的底物和/或以上述有机物为底物而生成的分散性细菌。
(2)如(1)所述的有机废水的生物处理方法，其中，上述生物处理工序包括：将含有有机物的有机废水导入第一生物处理槽中，进行以上述有机物作为底物生成分散性细菌的生物处理的第一生物处理工序;将含有上述分散性细菌的从上述第一生物处理工序中流出的流出液导入第二生物处理槽中，进行使微型生物捕食上述分散性细菌，并且以在上述第一生物处理工序中未处理而残存的有机物为底物生成细菌的生物处理的第二生物处理工序。上述污泥减量工序是将在上述第二生物处理工序中生成的污泥导入上述污泥处理槽中使微型生物捕食，从而减少污泥量的工序，其中，在上述污泥处理槽中添加供分散性细菌代谢的底物和/或在第一生物处理槽中生成的分散性细菌。
(3)如(1)所述的有机废水的生物处理方法，其中，还包括将导入上述生物处理工序中的有机废水的一部分和/或供细菌代谢的底物导入与上述生物处理槽并列的分散菌培养槽中，生成分散性细菌的分散菌生成工序。上述污泥减量工序是将上述生物处理工序中生成的污泥的一部分或全部导入上述污泥处理槽中，使微型生物捕食，从而减少污泥量的工序，在上述污泥处理槽中添加在上述分散菌培养槽中生成的分散性细菌。
(4)如(1)或(2)所述的有机废水的生物处理方法，其中，上述有机废水的一部分绕过上述生物处理工序导入上述污泥减量工序的污泥处理槽中。
(5)如(1)至(4)中任一项所述的有机废水的生物处理方法，其中，在上述污泥减量工序的污泥处理槽中，还添加上述微型生物用的营养剂。
(6)如(1)至(5)中任一项所述的有机废水的生物处理方法，其中，保持在上述污泥减量工序的污泥处理槽中的槽内污泥的平均滞 留时间为2～30日。
(7)一种有机废水的生物处理装置，具备：生物处理槽，用于将含有有机物的有机废水导入，进行以上述有机物为底物生成细菌的生物处理;固液分离单元，用于将从上述生物处理槽中流出的处理液经固液分离得到处理水和污泥;污泥处理槽，用于保持微型生物，将上述污泥导入，使上述微型生物捕食，其中，在上述污泥处理槽中，设置有用于添加细菌代谢的底物和/或以上述有机物为底物生成的分散性细菌的添加单元。
其中，生物处理槽可以是在无氧条件下生物分解有机物的厌氧性生物处理槽，也可以是有氧条件下生物分解有机物的好氧性生物处理槽。但是，由于进行厌氧性有机物分解的厌氧性细菌的增殖速度慢，为获得高反应速度，优选使用好氧性生物处理槽。
生物处理工序中的生物处理方式能够采用浮游式、流动床式等任一方式。具体的浮游式，可列举在生物处理槽的后段设置沉淀池的活性污泥法、以膜过滤浮游污泥而进行固液分离的膜式活性污泥法等。其中，在生物处理槽的后段设置沉淀池的活性污泥法中也包括将在沉淀池中经固液分离的污泥作为返送污泥返送至生物处理槽的处理方式。
此外，作为流动床式的生物处理法中保持细菌的载体，能够填充各种流动性的填充材料。载体的材质不受限定，包括灰、沙、活性炭、和陶瓷等无机物，以及合成树脂、纤维素(包括纤维素的衍生物)等有机物。作为合成树脂，有聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及聚乙烯醇等，能够适宜使用在这些合成树脂中适当混合发泡剂等使其发泡、具备网状结构的多孔性发泡体。此外，也可以使用以凝胶状物质为材料的载体。
载体的形状也不受限定，能够例示粒状、筒状、蜂窝状、丝状及波浪状等，粒状的载体形状有球状、片状、矩形等。载体的大小能够适宜使用0.1～10mm左右的。载体的填充率以相对于生物处理槽体积密度计，优选为1～20%左右。
在生物处理工序中进行活性污泥处理时，生物处理槽的运转条件以标准活性污泥法为基准，能够根据流动床、多段活性污泥、膜式活 性污泥等方法而适宜调整。在本说明书中，所谓HRT(水力滞留时间)，是指被处理水从流入生物处理槽到流出所需的时间，通过生物处理槽的容积(L)除以被处理水的流量(L/小时)而求得。此外，SRT(污泥平均滞留时间)通过数学式1而求得。
(数学式1)
SRT(日)=槽内污泥量÷除去污泥量
其中，槽内污泥量是指生物处理槽内的微生物(污泥)的现存量，通过数学式2求得。此外，除去污泥量是指从生物处理槽中排出的微生物(污泥)量，通过数学式3求得。
(数学式2)
槽内污泥量=不溶性固形物(SS)浓度(mg/L)×槽容积(L)
(数学式3)
除去污泥量=不溶性固形物(SS)浓度(mg/L)×污泥除去量(L/日)
从生物处理工序流出的流出液中含有以有机废水中含有的有机物为底物而增殖的细菌。流出液经固液分离工序等处理，细菌发生集合，最终可得到发生絮凝的生成污泥。本发明中在将该生成污泥供给污泥处理槽的同时，添加供细菌代谢的底物和/或代谢有机物所生成的分散性细菌，使微型生物能够容易捕食的分散性细菌以规定量存在。由此，确保用于增殖规定量的微型生物所需要的食饵，从而能够防止污泥处理槽内的微型生物的减少，获得稳定的污泥减量效果。
优选在污泥处理槽中添加用于使规定量的微型生物增殖所需要量的分散性细菌。此外，代替分散性细菌，也可以通过在污泥处理槽中添加供细菌代谢的底物，使污泥处理槽中增殖规定量的分散性细菌。作为底物，能够利用作为生物处理工序的被处理液的有机废水中所含有的有机物、或从生物处理工序中流出的流出液中残存的有机物等， 也可以利用其他添加物。而且，也可以在污泥处理槽中添加底物和分散性污泥双方。
底物和/或分散性细菌的添加量优选为用于在污泥处理槽中使规定量的微型生物增殖而生成充分量的分散性细菌的需要量。具体而言，添加量优选为向污泥处理槽中供给的污泥的COD(以化学耗氧量所表示的有机物)量的0.1重量%以上，特别优选为5～20重量%。
在本说明书中，导入污泥处理槽中的“生成污泥”是指在污泥处理槽的前段所设置的生物处理工序的生物处理槽中所生成的污泥。
此外，在(2)中记载的发明中，生物处理工序分割为第一生物处理工序和第二生物处理工序，在第一生物处理工序中进行使分散性细菌增殖的生物处理，接着在第二生物处理工序中使微型生物捕食分散性细菌。由此实现更加有效的污泥减量。
在第二生物处理工序中，分散性细菌被微型生物捕食，生成包含细菌和微型生物的絮凝污泥。
在(2)中记载的发明中，第二生物处理工序中所得到的生成污泥从第二生物处理槽中被直接取出，或者通过设置在第二生物处理槽后段的固液分离单元进行固液分离后，被送至后段的污泥减量化工序的污泥处理槽中。在第二生物处理工序中，由于来自第一生物处理工序的流出液中残存的有机物也可以进行被细菌分解的生物处理，因此，利用(2)记载的发明不仅能够稳定且充分地减少剩余污泥的量，还能够得到良好的处理水质。
在本发明中，在污泥处理槽中添加分散性细菌自身或者用于生成分散性细菌的底物，也可以如(5)所记载的发明在污泥处理槽中添加作为微型生物的营养剂的物质。营养剂特别优选为含有脂质的物质，作为脂质，可以列举磷脂、游离脂肪酸和甾醇等，特别适宜使用溶血磷脂、卵磷脂等含有磷脂的物质。具体而言，可使用米糠、啤酒糟、油渣、甜菜渣、贝壳粉、蛋壳、蔬菜提取物、鱼肉提取物、各种氨基酸、以及各种维生素等作为营养剂。
此外，为防止微型生物流出，污泥处理槽的污泥滞留时间以较长为佳，具体而言，如(6)中记载的发明，优选为2～30日。
当采用较小容量的污泥处理槽时，为了确保滞留时间，例如，能够在污泥处理槽的后段设置沉淀槽进行污泥返送。此外，利用脱水机或膜进行固液分离，也能够仅使固形分留在污泥处理槽中。作为膜，例如，能够在污泥处理槽中设置浸渍膜。
采用本发明，通过在保持有原生动物等微型生物的污泥处理槽中添加供细菌代谢的底物和/或分散性细菌，能够防止微型生物减少、获得剩余污泥的高减量率，并且能够进行稳定的处理。
