废水处理方法_2

文档序号:8332177阅读:来源:国知局
br>[0085] 配管线路L1003是用于将一次处理水从第1处理槽1110和第2处理槽1120排出 的配管,利用阀VI105、VI106切换该配管线路L1003相对于第1处理槽1110和第2处理槽 1120的连接/非连接状态。
[0086] 配管线路L1004是用于将脱附气体从第1处理槽1110和第2处理槽1120排出的 配管线路,利用阀VI107、VI108切换该配管线路L1004相对于第1处理槽1110和第2处理 槽1120的连接/非连接状态。
[0087] 第1处理槽1110和第2处理槽1120通过操作上述阀VI101~VI108的打开及关 闭而交替作为吸附槽W及脱附槽发挥功能。具体地讲,在第1处理槽1110作为吸附槽发挥 功能的情况下,第2处理槽1120作为脱附槽发挥功能,在第1处理槽1110作为脱附槽发挥 功能的情况下,第2处理槽1120作为吸附槽发挥功能。目P,在本实施方式的废水处理装置 1100中,吸附槽和脱附槽随时间流逝而交替切换。
[008引另外,配管线路L1001连接于第1处理槽1110 W及第2处理槽1120中的、作为吸 附槽发挥功能的槽,用于向该吸附槽供给含有有机化合物的废水。配管线路L1002连接于 第1处理槽1110化及第2处理槽1120中的、作为脱附槽发挥功能的槽,用于向该脱附槽供 给加热气体。
[0089] 另外,配管线路L1003连接于第1处理槽1110化及第2处理槽1120中的、作为吸 附槽发挥功能的槽,用于从该吸附槽排出一次处理水。配管线路L1004连接于第1处理槽 1110 W及第2处理槽1120中的、作为脱附槽发挥功能的槽,用于排出脱附气体。
[0090] 另外,对于从废水处理装置1100排出的一次处理水,水中的有机化合物的含有量 减少,特别是大幅度去除了对于微生物来说难W分解的有机化合物,且减轻了对接下来的 活性污泥处理装置的处理负荷。
[0091] 优选的是,吸附元件111U1121含有活性炭、活性碳纤维或者沸石中的至少一种 作为吸附材料。吸附元件111U1121虽利用粒状、颗粒状、蜂窝状等的活性炭、沸石作为吸 附材料,但更优选的是利用活性碳纤维。活性碳纤维因具有在表面形成有微孔的纤维状构 造而与水的接触效率较高,特别是水中的有机化合物的吸附速度变快,与其他的吸附材料 相比能够实现极高的吸附效率。
[0092] 能够用作吸附元件111U1121的活性碳纤维的物理性质虽没有特别的限定,但优 选的是,BET比表面积为700mVg~2000mVg,孔容为0. 4cmVg~0. 9cmVg,平均细孔直径 为 17A- 18A。
[0093] 其原因在于,在邸T比表面积不足700mVg,孔容不足0.4mVg,平均细孔直径不足 1 7 A的情况下,有机化合物的吸附量变低。其原因还在于,在BET比表面积超过2000mVg, 孔容超过0. 9mVg,平均细孔直径超过18A的情况下,由于细孔直径变大,因此对分子量较 小的物质等的吸附能力降低,或者强度变弱,或者原材料的成本升高而导致不够经济。
[0094] 活忡污泥化理装晉1200
[0095] 活性污泥处理装置1200主要具有曝气槽1210和沉淀槽1220。曝气槽1210包含 曝气装置1211和未图示的揽拌装置,在曝气槽1210的内部填充有含有细菌(细菌类)、原 生动物、次生动物等好氧性微生物群的活性污泥。曝气槽1210是通过向上述活性污泥供给 从上述废水处理装置排出的一次处理水、使活性污泥和一次处理水接触并进行揽拌W及曝 气、从而分解并去除一次处理水所含有的有机化合物的处理槽。
[0096] 另一方面,沉淀槽1220是通过对在曝气槽1210中经过处理后的含有活性污泥的 水进行固液分离而分离成活性污泥和二次处理水的处理槽。
[0097] 在活性污泥处理装置1200中连接有配管线路L1003、L1005、L1006、L1007、L1008、 L1009。配管线路L1003是用于向曝气槽1210供给一次处理水的配管线路。配管线路L1005 是用于向曝气装置1211供给氧气的配管线路。配管线路L1006是用于从曝气槽1210排出 含有活性污泥的水并将其供给至沉淀槽1220的配管线路。
[009引配管线路L1007是用于将从沉淀槽1220排出的活性污泥中的剩余部分作为剩余 污泥排出的配管线路。配管线路L1008是用于将从沉淀槽1220排出的活性污泥中的所需部 分作为返送污泥而返送至曝气槽1210的配管线路。配管线路L1009是用于从沉淀槽1220 排出二次处理水的配管线路。
[0099] 在活性污泥处理装置1200中,经由配管线路L1003而供给至曝气槽1210的一次 处理水在曝气槽1210内与活性污泥混合。该混合后的废水和活性污泥借助经由配管线路 L1005而供给到曝气装置1211,并在从该曝气装置1211排出的氧气的作用下一边曝气一边 被揽拌,由此进行有机化合物的分解。
[0100] 含有分解后的活性污泥的水经由配管线路L1006被输送至沉淀槽1220,并在沉淀 槽1220中被固液分离,其上层清液作为二次处理水经由配管线路L1009排出。
[0101] 与供给至活性污泥处理装置1200的一次处理水相比,从该活性污泥处理装置 1200排出的二次处理水的有机化合物的含量大幅度减少,被净化至能够向河流或者下水道 排放的水平。
[01 0引 废水化理系统1A的废水净化化理
[0103] 接着,参照上述图1说明在本实施方式的废水处理系统1A中进行的废水的净化处 理的详细内容。另外,虽然W下的说明基于废水处理装置1100的第1处理槽1110作为吸 附槽发挥功能、且第2处理槽1120作为脱附槽发挥功能的状态,但在切换该些吸附槽和脱 附槽的情况下,也能够进行同样的处理。
[0104] 如图1所示,含有有机化合物的废水经由配管线路L1001被导入至废水处理装置 1100。被导入的上述废水被输送到第1处理槽1110并与吸附元件1111接触,上述废水所 含有的有机化合物被吸附元件1111吸附。利用吸附元件1111吸附有机化合物后的水被导 入至配管线路L1003,作为一次处理水从废水处理装置1100排出。
[0105] 另一方面,在向废水处理装置1100导入上述废水的同时,经由配管线路L1002导 入加热气体。导入的加热气体被输送至第2处理槽1120而与吸附元件1121接触,使吸附 于吸附元件1121的有机化合物脱附。含有从吸附元件1121脱附的有机化合物的加热气体 被导入至配管线路L1004,作为脱附气体从废水处理装置1100排出。
[0106] 从废水处理装置1100排出的一次处理水经由配管线路L1003被导入至活性污泥 处理装置1200。通过使导入的一次处理水与活性污泥接触来分解、去除该一次处理水所含 有的有机化合物,去除有机化合物之后的水被导入至配管线路L1009,作为二次处理水从活 性污泥处理装置1200排出。排出的二次处理水之后排放到河流或者作为普通的污水进行 处理。
[0107] 通过采用W上那样的废水处理系统1A,废水处理装置1100作为活性污泥处理装 置1200的预备处理装置而发挥功能,与仅利用活性污泥处理装置构筑废水处理系统的情 况相比,不仅利用活性污泥处理装置1200处理的废水中的有机化合物量降低,而且特别是 难W进行基于活性污泥的生物分解。或者,对于微生物来说具有较高毒性的有机化合物在 废水处理装置1100中被去除,因此,能够使活性污泥处理装置1200小型化。
[0108] 并且,由于在含有难W进行生物分解的有机化合物的废水的情况下也能够进行处 理,因此,能够使废水处理系统1A整体的净化处理的处理能力变得稳定。因而,能够形成可 防止活性污泥处理装置1200大型化、防止运行成本增大、能够高效且稳定地处理废水的废 水处理系统。
[0109] 另外,通过形成如上的废水处理系统1A,能够在活性污泥处理装置1200中连续地 处理从废水处理装置1100排出的废水,因此,能够不使系统停止地连续进行废气的净化。
[0110] 因而,与使用具备盒式的吸附材料的更换式废水处理装置作为活性污泥处理装置 的备用装置的情况相比,不需要将盒式的吸附材料更换为新品的作业、拆卸后的再生处理 作业,不会导致其劳动力、运行成本增大。
[0111] 另外,通过形成如上的废水处理系统lA,能够在废水处理装置1100的第1处理槽 1110和第2处理槽1120中交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理。通过采用如此交替 地连续重复进行吸附处理和脱附处理的结构,能够W低成本稳定地W较高的能力去除废水 所含有的有机化合物。
[0112] 因而,通过采用上述结构,能够形成可高效且稳定地对废水进行净化处理的废水 处理系统。另外,特别是通过形成如上的废水处理装置1100,能够抑制微生物繁殖,因此也 能够防止产生藻类等。
[0113] 并且,相对于仅具备活性污泥处理装置的现有的废水处理系统,由于本实施方式 该样的废水处理系统1A仅通过增设废水处理装置1100就能够容易地实现,因此,能够有效 利用现有的设备,在经济性方面也优异。
[0114] 另外,在上述本实施方式的废水处理系统1A中,虽举例示出采用第1处理槽1110 和第2处理槽1120交替地替换为吸附槽和脱附槽的结构的废水处理装置1100的情况进行 了说明,但也可W采用与其不同结构的废水处理装置。下面,参照图2和图3说明该例子。
[0115] 图2和图3是示出在本实施方式的废水处理系统中能够利用的另一个废水处理装 置的例子的示意图。另外,在上述图2和图3中,仅图示废水处理装置所具备的吸附材料和 配置在该吸附材料附近的构成要素,省略其他的构成要素的图示。
[0116] 图2示出使用具有圆柱状外形的吸附材料1150的情况。如图2所示,在使用具 有圆柱状外形的吸附材料1150的情况下,在构成为能够使流体沿着轴向流动的吸附材料 1150的轴线中屯、设置旋转轴1161,利用致动器等驱动该旋转轴1161而使其旋转。
[0117] 而且,靠近吸附材料1150的轴向的两端面连接在图2中未图示的配管线路 L1001~L1004(参照图1),将吸附材料1150的一部分用作用于进行吸附处理的部分(图 2中利用区域1151表示的部分),将吸附材料1150的另外的一部分用作用于进行脱附处理 的部分(图2中区域1152所示的部分)。
[011引即,从轴向的一侧向吸附材料1150的利用区域1151表示的部分导入含有有机化 合物的废水,从轴向的另一侧导出一次处理水,从轴向的一侧向吸附材料1150的利用区域 1152表示的部分导入加热气体,从轴向的另一侧导出脱附气体。
[0119] 在此,在图2所示的废水处理装置中,吸附材料1150将旋转轴1161作为旋转中屯、 W预定的速度沿图中箭头A方向旋转。由此,吸附材料1150的完成吸附处理后的部分向进 行脱附处理的区域移动,并且,吸附材料1150的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的 区域移动。因而,在该废水处理装置中,同时进行吸附处理和脱附处理,从而能够连续地进 行净化处理。
[0120] 另外,图3示出使用具有圆筒状外形的吸附材料1170的情况。如图3所示,在使 用具有圆筒状外形的吸附材料1170的情况下,为了使流体能够沿着径向流动,将例如由金 属制的框体1185包围的单位吸附单元1175沿周向上排列多个而形成圆筒状,利用未图示 的致动器等驱动该吸附材料1170而使其绕轴线中屯、旋转。
[0121] 而且,靠近吸附材料1170连接在图3中未图示的配管线路L1001~L1004(参照 图1),将吸附材料1170的单位吸附单元的一部分用作用于进行吸附处理的部分(图3中 利用区域1171表示的部分),将单位吸附单元的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分 (图3中利用区域1172表示的部分)。
[0122] 目P,从径向外侧向吸附材料1170的利用区域1171表示的单位吸附单元导入含有 有机化合物的废水,朝向径向内侧导出一次处理水并朝向轴向的一侧排出,从径向内侧经 由导入管1181向吸附材料1170的利用区域1172表示的单位吸附单元导入加热气体,朝向 径向外侧导出脱附气体并经由导出管1182排出。
[0123] 在此,在图3所示的废水处理装置中,吸附材料1170绕轴线中屯、W预定的速度沿 图中箭头A方向阶段性地旋转。由此,吸附材料1170的完成吸附处理后的单位吸附单元向 进行脱附处理的区域移动,并且,吸附材料1170的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理 的区域移动。因而,在该废水处理装置中,同时进行吸附处理和脱附处理,从而能够连续地 进行净化处理。
[0124] 另外,在使用图2和图3所示的形状的吸附材料1150U170的情况下,也可W利用 填充有粒状物的材料、填充有纤维状物的材料构成该吸附材料1150、1170,但优选的是利用 具有蜂窝状构造的材料构成。其原因在于,通过利用具有蜂窝状构造的材料构成吸附材料 1150、1170,能够将压力损失抑制到极低,处理能力增大,并且,能够将垃圾等固态物所导致 的堵塞的发生抑制为较低。
[01巧]连施方式2
[0126] 图4是示出本发明的实施方式2的废水处理系统的结构的示意图。另外,在图4 中,省略与上述本发明的实施方式1的废水处理系统1A同样的部分的图示。下面,参照该 图4说明本实施方式的废水处理系统1B的结构。
[0127] 废水化理系统1B
[0128] 如图4所示,本实施方式的废水处理系统1B与上述本发明的实施方式1的废水处 理系统1A的不同之处在于废水处理装置1100的结构。
[0129] 在本实施方式的废水处理系统1B中,在用于向废水处理装置1100导入加热气体 的配管线路L1002中连接有用于向废水处理装置1100导入气体的配管线路L1010、W及用 于导入加热气体的配管线路L1011,在配管线路L1002、L1010、L1011中分别设有用于切换 该些配管线路L1002、L1010、L1011相对于废水处理装置1100的连接/非连接状态的阀 V1109、V1110。
[0130] 另外,在本实施方式的废水处理系统1B中,在用于从废水处理装置1100排出脱 附气体的配管线路L1004中连接有用于从废水处理装置1100排出去除废水的配管线路 L1012,在配管线路L1004、L1012中分别设有用于切换该些配管线路L1004、L1012相对于废 水处理装置1100的连接/非连接状态的阀V111UV1112。另外,配管线路L1012的另一端 连接于用于向废水处理装置1100导入废水的配管线路L1001。
[0131] 在本实施方式的废水处理系统1B的废水处理装置1100中,在吸附处理与脱附处 理之间实施脱水处理(清洗处理)。具体地讲,与上述本发明的实施方式1的废水处理系统 1A的情况相同,在废水处理装置1100中,通过操作阀VI101~VI108的打开及关闭,使第1 处理槽1110和第2处理槽1120交替地切换为吸附槽和脱附槽。
[0132] 在切换为脱附槽时,首先,该脱附槽与配管线路L1010 W及配管线路L1012连接, 通过经由配管线路L1010向脱附槽导入气体并向吸附材料吹送,由此进行吹走附着于吸 附材料表面的剩余废水的脱水处理。被吹走的去除废水经由配管线路L1012和配管线路 L1001再次向废水处理装置1100供给。
[0133] 然后,在进行该脱水处理经过预定时间之后,解除脱附槽与配管线路LlOlO W及 与配管线路L1012的连接,将配管线路L1011 W及配管线路L1004连接于脱附槽,进行脱附 处理。另外,作为在进行脱水处理时导入至脱附槽的气体,优选使用在高温下湿度较低的气 体,例如,适合使用升温到预定温度的干燥空气。
[0134] 通过采用W上说明的本实施方式的废水处理系统1B的结构,在采用上述本发明 的实施方式1的废水处理系统1A的结构的情况下得到的效果的基础上,作为添加脱水处理 的效果,由于来自吸附元件111U1121的有机化合物的脱附效率大幅度增加,因此,得到了 能够形成可W更加高效且稳定地对废水进行净化处理的废水处理系统的效果。
[01巧]另外,在上述本实施方式中,举例示出从废水处理装置1100排出的去除废水被再 次供给至该废水处理装置1100的情况进行了说明,但该去除废水也可W另外使用具备更 换式吸附元件的废水处理装置等进行进行净化处理。
[013(5] 连施方式3
[0137] 图5是示出本发明的实施方式3的废水处理系统的结构的示意图。下面,参照该 图5说明本实施方式的废水处理系统1C的结构。
[0。引 废水化理系统1C
[0139] 如图5所示,本实施方式的废水处理系统1C主要包括废水处理装置1100、活性污 泥处理装置1200及燃烧装置1300。
[0140] 燃烧装置1300是用于使从废水处理装置1100排出的脱附气体燃烧来进行氧化分 解的装置,且该燃烧装置1300连接于配管线路L1004、L1013、L1014、L1015。燃烧装置1300 具有热交换器1310和加热炉1320。热交换器1310用于预先加热被导入到加热炉1320的 脱附气体,加热炉1320使用电加热器1321使导入的脱附气体燃烧。
[0141] 配管线路L1004是用于将从废水处理装置1100排出的脱附气体供给至热交换器 1310的配管线路。配管线路L1013是用于将利用热交换器1310进行预热后的脱附气体导 入至加热炉1320的配管线路。另外,配管线路L1014、L1015是用于使脱附气体在加热炉 1320燃烧所生成的分解气体经由热交换器1310排出到外部的配管线路。
[0142] 作为燃烧装置1300,其种类并没有特别的限定,但能够使用例如在650°C~800°C 的高温下使脱附气体直接氧化分解的直接燃烧装置、利用销金催化剂等使脱附气体进行催 化剂氧化反应从而使其氧化分解的催化剂燃烧装置、一边利用蓄热体进行热回收一边经济 地进行直接氧化分解的蓄热式直接燃烧装置、通过组合销金催化剂等和蓄热体来高效地使 脱附气体进行催化剂氧化反应从而使其氧化分解的蓄热式催化剂燃烧装置等。通过使用该 燃烧装置1300使脱附气体氧化分解,能够完全去除有害的有机化合物。
[0143] 如图5所示,对于本实施方式的废水处理系统1C,从废水处理装置1100排出的脱 附气体经由配管线路L1004被输送到燃烧装置1300,并通过在加热炉1320中燃烧而氧化分 解。在加热炉1320中生成的分解气体经由配管线路L1014、热交换器、配管线路L1015而从 燃烧装置1300排出。该分解气体是对于主要含有二氧化碳和水蒸气的人体无害的气体。
[0144] 通过采用W上那样的废水处理系统1C,能够使从废水处理装置1100排出的脱附 气体变得无害,形成作为废水处理来说完善的系统。
[0145] W上说明的本发明的实施方式1~3的废水处理系统1A、1B、1C的特征性结构能 够互相组合。例如,也可W将包含图2和图3所示的结构的吸附材料1150U170的废水处 理装置应用于本发明的实施方式2和实施方式3的废水处理系统IB W及废水处理系统1C 的废水处理装置1100。
[0146] 另外,在该情况下,废水处理装置1100构成为,在用于对吸附材料1150U170进行 脱附处理的区域中设置用于进行脱水处理的区域,靠近位于用于进行该脱水处理的区域的 部分的吸附材料1150U170连接上述配管线路L101UL1012,在吸附处理与脱附处理之间 进行脱水处理。
[0147] 另外,在W上说明的本发明的实施方式1~3中,作为废水处理系统所具备的活性 污泥处理装置,虽举例示出连续地进行处理的连续式活性污泥处理装置进行了说明,但当 然也可W使用分批进行处理的分批式活性污泥处理装置。
[0148] 另外,在上述本发明的实施方式1~3中,作为废水处理系统所具备的活性污泥处 理装置,虽举例示出使用沉淀槽进行固液分离的装置进行了说明,但除此之外也能够使用 利用设置于曝气槽的膜来进行膜分离的装置等各种结构的装置。该样,作为本发明能够应 用的废水处理系统所具备的活性污泥处理装置,可W采用任何形式的装置。
[0149] 另外,在W上说明的本发明的实施方式1~3中,虽在没有特别示出累、风机等流 体输送部件、存储罐等流体贬存部件等构成元素的情况下进行了说明,但该些构成元素根 据需要配置在适当的位置即可。
[0150] 如此,本次公开的上述各实施方式在所有的方面都是例示,并不起限定作用。本发 明的技术范围由权利要求限定,并且包含与权利要求的记载同等的意义和范围内的所有变 更。
[0巧1] 连施例1
[015引下面,利用实施方式3的实施例更详细地说明本发明。本发明并不限定于该些实 施例。另外,利用下述的方法进行评价。
[0巧引 邸T比表而巧
[0154] 对于BET比表面积,W几个点测量在液体氮的沸点(一195. 8°C )环境下、相对压 力0. 0~0. 15的范围内使相对压力上升时的向试样吸附的氮吸附量,利用BET曲线求出试 样单位质量的表面积(m2/g)。
[0巧5] 孔容
[0156] 孔容是通过相对压力0. 95下的氮气的气体吸附法测量的。
[0巧7] 平巧细孔亩巧
[015引平均细孔直径利用下式求出。
[0159] dp = 40000化/S(其中,dp ;平均细孔直径(A ))
[0160] 化孔容(cc/g)
[016U S ;BET 比表面积(m2/g)
[01创 有化化合物去除效果
[0163] W从醋聚合的生产设备排出的废水作为原水。该废水主要含有1,4 -二氧六环 lOOOmg/L、己醒14000mg/L、己二醇
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