申请日2001.11.26
公开(公告)日2003.06.04
IPC分类号C02F3/02; C02F1/28
摘要
本发明是关于一种利用含氧水回流方式的生物活性碳的废水处理方法及装置，主要是进流水在处理过程中被导入该供氧槽进行曝气，再将供氧槽内的曝气后获得的氧气增浓水送至活性碳槽底部，向上流并膨化活性碳层，而含氧水流经活性碳层时，活性碳颗粒上的微生物将利用增加的氧气浓度而促进水中及吸附于活性碳内的污染物如COD，BOD，TKN等的分解去除，因此活性碳槽的上澄液大部份被送至供氧槽进行曝气，小部份作为放流水排出，如此可借助控制供氧槽的供氧量及含氧水/进流水的回流比，来针对不同性质的废水作适当的处理，而具有操作容易，装置简单，反应槽体积小，活性碳磨耗量低等特点。
権利要求書
1.一种含氧水回流式生物活性碳的废水处理方法，包含下列步骤：
a)将待处理废水导入一供氧槽以空气或其它含氧气体于其中进行曝气，而 增加水中含氧量;
b)将步骤a)获得的氧气增浓废水导入一内含生物活性碳床的反应槽的底 部，于是膨化该生物活性碳床，并于该反应槽的上部产生一处理过废水;
c)将该处理过废水的一部份于过滤后放流，及将另一部份回流至该供氧槽 内与该待处理废水同时进行曝气。
2.一种含氧水回流式生物活性碳的废水处理方法，其包含下列步骤：
a)将待处理废水导入一内含生物活性碳床的反应槽的上部并与该反应槽内 的处理水混合;
b)从步骤a)的反应槽的上部取出该混合水，并导入一供氧槽以空气或其它 含氧气体于其中进行曝气，而增加水中含氧量;
c)将步骤b)获得的氧气增浓处理水的一部分于过滤后放流，而另一部份回 流至导入该反应槽的底部，于是膨化该生物活性碳床。
3.如权利要求1所述的方法，其中该内含生物活性碳床的反应槽的活性碳是 被支撑于一距该反应槽的底部一段距离的位置上，且该回流是由一介于该反应槽 的底部及该支撑位置之间被导入该反应槽。
4.如权利要求2所述的方法，其中该内含生物活性碳床的反应槽的活性碳是 被支撑于一距该反应槽的底部一段距离的位置上，且该回流是由一介于该反应槽 的底部及该支撑位置之间被导入该反应槽。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该回流的流量与进流的待处 理废水的流量的比例介于8-30倍。
6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该放流水的流量与进流的待 处理废水的流量实质上相等而使该方法被维持于一稳定操作状态。
7.如权利要求5所述的方法，其中该放流水的流量与进流的待处理废水的流 量实质上相等而使该方法被维持于一稳定操作状态。
8.一种含氧水回流式生物活性碳的废水处理装置，包含二组单元，其中一 组为生物活性碳单元，另一组为供氧单元;及一回流机构，其中该生物活性碳单 元：包含一桶槽作为一反应槽，槽内部由其底部依序间隔设置均配管、支撑材及 集水溢流机构，一活性碳可被放置于该支撑材及集水溢流机构之间;该供氧单元： 包含一供氧槽及一曝气机构，该曝气机构将一空气或一含氧气体导入该供氧槽内 部;其中该集水溢流机构将一位于该反应槽内的液体导出并使其流入该供氧槽 内，及该回流机构将一位于该供氧槽内的被曝气液体供应给该反应槽的均配管。
9.如权利要求8所述的废水处理装置，其中该生物活性碳单元与曝气单元间 为并构式连接方式，其中该生物活性碳单元的反应槽及曝气单元的供氧槽呈共壁 相连，于接近该集水溢流机构的二单元共壁处，开设一孔洞，使该生物活性碳单 元的反应槽内的水/废水流入该曝气单元的供氧槽。
10.如权利要求9所述的废水处理装置，其进一步于开孔处设置一阻流板， 以阻止该供氧单元的供氧槽内部的水由该孔洞倒流至该生物活性碳单元的反应 槽内。
11.如权利要求8所述的废水处理装置，其中该生物活性碳单元与曝气单元 间为分离式，其中该生物活性碳单元的反应槽及曝气单元的供氧槽分开设置，及 以一管路将生物活性碳单元的反应槽壁近该集水溢流机构处连通至该曝气单元 的供氧槽，使一位于该反应槽内的液体导出并流入该供氧槽内。
12.如权利要求11所述的废水处理装置，其中该曝气单元低于该活性碳单 元，于是位于该反应槽内的液体由该集水溢流机构处在不需动力的情形下被导出 并流入该供氧槽内。
13.如权利要求8至12中任一项所述的废水处理装置，其中该曝气机构包含 一设于该供氧槽内的一散气头及设于该供氧槽外的一鼓风机或空气压缩机，其中 该鼓风机或空气压缩机将一空气或一含氧气体供应给该散气头并分散进入该供 氧槽内。
14.如权利要求8至12中任一项所述的废水处理装置，其中该曝气机构包含 一位于该供氧槽内的沉水式曝气机其将一空气或一含氧气体供应进入该供氧槽 内。
15.如权利要求8至12中任一项所述的废水处理装置，其中该回流机构可包 含一连通该供氧槽内部与该均配管的回流管路;及设于该回流管路上的一陆上型 或沉水式泵浦。
16.如权利要求13所述的废水处理装置，其中该回流机构可包含一连通该供 氧槽内部与该均配管的回流管路;及设于该回流管路上的一陆上型或沉水式泵。
17.如权利要求14所述的废水处理装置，其中该回流机构可包含一连通该供 氧槽内部与该均配管的回流管路;及设于该回流管路上的一陆上型或沉水式泵 浦。
18.如权利要求8至12中任一项所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤 机来过滤由该供氧槽或反应槽排出的放流水。
19.如权利要求13所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤机来过滤由该 供氧槽或反应槽排出的放流水。
20.如权利要求14所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤机来过滤由该 供氧槽或反应槽排出的放流水。
21.如权利要求15所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤机来过滤由该 供氧槽或反应槽排出的放流水。
22.如权利要求16所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤机来过滤由该 供氧槽或反应槽排出的放流水。
23.如权利要求17所述的废水处理装置，其进一步包含一过滤机来过滤由该 供氧槽或反应槽排出的放流水。
说明书
含氧水回流式生物活性碳的废水处理方法及装置
技术领域
本发明是关于利用一组生物活性碳单元结合一组供氧单元的废水处理方法 及装置，其间处理的废水在放流之前利用泵浦将供氧单元的含氧水回流至生物活 性碳单元，以提供给活性碳上微生物足够的氧气，达到去除水/废水中的污染质 如COD，BOD及TKN等。其应用范围可涵盖废水的二级处理、高级处理、饮用水去 除氨氮、三卤甲烷等致癌前驱物的高级处理，本发明亦可与臭氧系统并用，作进 一步的处理。
背景技术
为使废(污)水处理效果达到最终水质净化的目标，在传统的生物处理系统后 端衔接活性碳吸附单元，以将残留的污染质如COD、BOD、TKN等去除，是目前一 般环保工作技术人员常用的，但传统上所使用的活性碳吸附单元将可能因吸附饱 合而无法发挥去除污染质之功效，故必须废弃更新或再生活性碳，以维持原有功 能，不仅增加操作人力及费用，且废弃后的活性碳更需另行处理而增加处理负担。 近年来已发展一种生物活性碳处理技术，即在活性碳上植入适当量的微生物，使 其不仅保有传统活性碳的吸附能力外，更能发挥生物分解去除之功能，研究显示， 对于同样浓度的有机废水，采用生物性碳可延滞活性碳吸附饱合的时间达5-10 倍左右(依废水种类及浓度而定)。由此证明生物活性碳在废(污)水高级处理上有 极大的应用空间。而为了让活性碳上的微生物能有效分解进流水中的污染物质， 供应足够的氧气量是必需的条件。而在室温情况下，水中的饱合溶氧量约为8 mg/L，亦即如果在传统固定床式的生物活性碳系统中，仅让污水流过生物活性碳 床，在无额外供应氧气情况下，生物作用所能去除的COD浓度，最高仅能达8mg/L， 该系统除应用在极低浓度的净水处理外，应用空间极有限。若某废水进流浓度达 COD200mg/L，则必须重复处理达十三次以上，方能将污染值逐次降解至公元1998 年放流水标准COD100mg/L以下，此将使反应槽的体积大为增加，不敷实际需求。 为改进此缺点，较已用的方法是以连续曝气的方式维持生物活性碳塔槽内的溶氧 量，以提高污染质的去除率。此外为了获得充足的溶氧量及使活性碳搅动(流体 化)以增加与有机质及氧气的接触，必须提供足够动能的进气，但剧烈的气动将 产生较大剪力，而使活性碳颗粒因磨擦导致碎裂而流失，故需经常补充，且造成 放流水中悬浮微粒(SS)浓度偏高。另一方面在此种流动床式的生物活性碳处理系 统中，活性碳的填充率无法太高(4～10体积%)，而为了保持一定程度的污染物质 去除率，必须维持特定量以上的活性碳总量，因此势必导致反应槽总体积增大， 而且反应槽必须维持一定以上的高度或宽度，以设置沉淀槽，否则流动化的活性 碳将漂浮出槽外。体积的必须增大及高度的必须增高，皆将使整体工程费用提高， 此为极大的不利点。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种生物活性碳废水处理新技术，以改善上述 已知技术的缺点，使本技术可较已知技术应用于水/废水处理能更有效及更具经 济价值。
为达到上述目的，依本发明内容而完成的一含氧水回流式生物活性碳的废水 处理方法包含下列步骤：
a)将待处理废水导入一供氧槽以空气或其它含氧气体于其中进行曝气，而 增加水中含氧量;
b)将步骤a)获得的氧气增浓废水导入—内含生物活性碳床的反应槽的底 部，于是膨化该生物活性碳床，并于该反应槽的上部产生一处理过废水;
c)将该处理过废水的一部份于过滤后放流，及将另一部份回流至该供氧槽 内与该待处理废水同时进行曝气。
依本发明内容而完成的另一种含氧水回流式生物活性碳的废水处理方法，其 包含下列步骤：
a)将待处理废水导入一内含生物活性碳床的反应槽的上部并与该反应槽内 的处理水混合;
b)从步骤a)的反应槽的上部取出该混合水，并导入一供氧槽以空气或其它 含氧气体于其中进行曝气，而增加水中含氧量;
c)将步骤b)获得的氧气增浓处理水的一部份于过滤后放流，而另一部份回 流至导入该反应槽的底部，于是膨化该生物活性碳床。
于本发明方法中该放流水的流量与进流的待处理废水的流量实质上相等而 被维持于一稳定操作状态。
于本发明方法中该回流的流量与进流的待处理废水的流量的比例可视待处 理废水的水质而加予调整，一般约介于8-30倍。
于本发明方法中该内含生物活性碳床的反应槽的活性碳是被支撑于一距该 反应槽的底部一段距离的位置上，且该回流是由一介于该反应槽的底部及该支撑 位置之间被导入该反应槽。
一适用于本发明的含氧水回流式生物活性碳的废水处理装置，包含二组单 元，其中一组为生物活性碳单元，另一组为供氧单元;及一回流机构，其中该生 物活性碳单元：包含一桶槽作为一反应槽，槽内部由其底部依序间隔设置均配管、 支撑材及集水溢流机构，一活性碳可被放置于该支撑材及集水溢流机构之间;该 供氧单元：包含一供氧槽及一曝气机构，该曝气机构将一空气或一含氧气体导入 该供氧槽内部;其中该集水溢流机构将一位于该反应槽内的液体导出并使其流入 该供氧槽内，及该回流机构将一位于该供氧槽内的被曝气液体供应给该反应槽的 均配管。
该生物活性碳单元与曝气单元间，可有两种连接方式，分别为(1)并构式： 生物活性碳单元的反应槽及曝气单元的供氧槽相连，即两单元采用共壁方式，于 接近该集水溢流机构的二单元共壁处，开设适当孔洞，使水/废水能由该生物活 性碳单元顺利流入该曝气单元，较佳地于开孔处需设置一阻流板，以阻止该供氧 单元内部的水由该孔洞倒流至该生物活性碳单元;或(2)分离式：生物活性碳单 元的反应槽及曝气单元的供氧槽分开设置，以一管路将生物活性碳单元的反应槽 壁近该集水溢流机构处连通至该曝气单元的供氧槽，使一位于该反应槽内的液体 导出并流入该供氧槽内，较佳地该曝气单元低于该活性碳单元，于是位于该反应 槽内的液体由该集水溢流机构处在不需动力的情形下被导出并流入该供氧槽内。
适用于本发明的该曝气机构可包含设于该供氧槽内的一组散气头及设于该 供氧槽外的一鼓风机或空气压缩机，其中该鼓风机或空气压缩机将一空气或一含 氧气体供应给该散气头并分散进入该供氧槽内;亦可采用一位于该供氧槽内的沉 水式曝气机。
适用于本发明的该回流机构可包含一连通该供氧槽内部与该均配管的回流 管路;及设于该回流管路上的一陆上型或沉水式泵浦。
较佳地，本发明的含氧水回流式生物活性碳的废水处理装置可进一步包含一 过滤机来过滤由该供氧槽或反应槽排出的放流水。
本发明具有以下优点：其目的有1.提高处理效率：利用含氧水回流方式，增 加水中溶氧量，以提高污染质的去除效率，2.减少活性碳的磨耗：利用含氧水回 流自活性碳床底部流入向上至顶部流出，使活性碳层轻微膨化，减少颗粒间的磨 擦及磨耗，3.无需设置前处理设施：因活性碳床为膨化状态，颗粒间孔隙不致被 悬浮性固体物堵塞，可允许仅经沉淀池处理后的水/废水直接流入，无需设置前 过滤处理设施，4.降低单元设置高度：采用含氧水回流方式供应氧气及膨化活性 碳层，非为利用气升管式，故单元高度可以降低，5.增加活性碳填充率：非以气 升管方式扬升活性碳，故可增加填充率至60%。
