废水处理方法_5

文档序号:8332177阅读:来源:国知局
机化合物,由此对废水进行净化,作为二次处理 水排出。另外,吸附材料321U3221通过与加热气体接触来对所吸附的有机化合物进行脱 附。
[0321] 因而,在废水处理装置3200中,通过向吸附材料321U3221供给加热气体来使有 机化合物从吸附材料321U3221脱附,由此,加热气体作为含有有机化合物的脱附气体而 排出。
[0322] 在第1处理槽2210和第2处理槽2220中分别连接有配管线路L3002、L3005、 L3006、L3007。配管线路L3002是用于将从曝气槽3100排出的含有有机化合物一次处理水 供给至第1处理槽3210 W及第2处理槽3220的配管线路,并利用阀V3201、V3202切换相 对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接/非连接状态。
[0323] 配管线路L3006是用于将加热气体供给至第1处理槽3210 W及第2处理槽3220 的配管线路,并利用阀V3203、V3204切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连 接/非连接状态。
[0324] 配管线路L3005是用于将二次处理水从第1处理槽3210和第2处理槽3220排出 的配管,并利用阀V3205、V3206切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接/ 非连接状态。
[0325] 配管线路L3007是用于将脱附气体从第1处理槽3210和第2处理槽3220排出的 配管线路,并利用阀V3207、V3208切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接 /非连接状态。
[0326] 第1处理槽3210和第2处理槽3220通过操作上述阀V3201~V3208的打开和关 闭而交替地作为吸附槽和脱附槽发挥功能。具体地讲,在第1处理槽3210作为吸附槽发挥 功能的情况下,第2处理槽3220作为脱附槽发挥功能,在第1处理槽3210作为脱附槽发挥 功能的情况下,第2处理槽3220作为吸附槽发挥功能。
[0327] 目P,在本实施方式的废水处理装置3200中,吸附槽和脱附槽随时间流逝而交替切 换。另外,配管线路L3002连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为吸附槽发 挥功能的槽,并用于向该吸附槽供给一次处理水,配管线路L3006连接于第1处理槽3210 和第2处理槽3220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。
[0328] 另外,配管线路L3005连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为吸附 槽而发挥功能的槽,用于从该吸附槽排出二次处理水。配管线路L3007连接于第1处理槽 3210和第2处理槽3220中的、作为脱附槽而发挥功能的槽,用于排出脱附气体。
[0329] 吸附元件321U3221由含有活性炭、活性碳纤维或者沸石中的至少任一种物质的 吸附材料构成。作为优选的吸附材料3211、3221,使用粒状、颗粒状、蜂窝状等的活性炭、沸 石,但更优选利用活性碳纤维。由于活性碳纤维采用在表面具有微孔的纤维状构造,因此与 水的接触效率较高,特别是对水中的有机化合物的吸附速度变快,是与其他的吸附元件相 比能够实现极高的吸附效率的构件。
[0330] 能够用作吸附材料321U3221的活性碳纤维的物理性质并没有特别的限定,但 优选邸T比表面积为700mVg~2000mVg,孔容为0. 4cmVg~0. 9cmVg,平均细孔直径为 itA-isA。
[0331] 其原因在于,在邸T比表面积不足700mVg,孔容不足0. 4cmVg,平均细孔直径不足 1 7 A前情况下,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. 9cmVg,平均细孔直径超过]SA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。 [0扣引 活忡污泥化理装晉3300
[0333] 活性污泥处理装置3300主要具有曝气槽3310和沉淀槽3320。曝气槽3310包含 曝气装置3311和未图示的揽拌装置,在曝气槽310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3310是通过向上述活性污泥供给从 上述废水处理装置3200排出的二次处理水来使活性污泥和二次处理水接触,并通过进行 揽拌W及曝气来分解进而取出二次处理水所含有的有机化合物的处理槽。
[0334] 另一方面,沉淀槽3320是通过使利用曝气槽3310进行处理后的含有活性污泥水 固液分离而分离为活性污泥和=次处理水的处理槽。
[03巧]在活性污泥处理装置3300中连接有配管线路L3005、L3009、L3010、L3011、L3012、 L3013。配管线路L3005是用于向曝气槽3310供给二次处理水的配管线路。配管线路L3009 是用于向曝气装置3311供给氧气的配管线路。配管线路L3010是用于从曝气槽3310排出 含有活性污泥的水并供给到沉淀槽3320的配管线路。
[0336] 配管线路L3011是用于将从沉淀槽3320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L3012是用于将从沉淀槽3320排出的活性污泥中的所需 部分作为返送污泥返送至曝气槽3310的配管线路。配管线路L3013是用于从沉淀槽3320 排出=次处理水的配管线路。
[0337] 在活性污泥处理装置3300中,经由配管线路L3005而供给至曝气槽3310的二次 处理水在曝气槽3310内与活性污泥混合。该混合的废水和活性污泥经由配管线路L3009 而供给至曝气装置3311,借助从该曝气装置3311排出的氧气一边曝气一边被揽拌,由此进 行有机化合物的分解。
[0338] 含有分解后的活性污泥的水经由配管线路L3010而输送至沉淀槽3320,在沉淀槽 3320中被固液分离,其上层清液作为=次处理水经由配管线路L3013排出。
[0339] 从该活性污泥处理装置3300排出的=次处理水与供给至活性污泥处理装置3300 的二次处理水相比,其有机化合物的含量大幅度减少,净化到能够排放到河流或者下水道 的水平。
[0340] 燃烧装晉%00
[0341] 燃烧装置3400是用于使从曝气槽3100排出的曝气气体和从废水处理装置3200 排出的脱附气体的混合废气燃烧来进行氧化分解的装置,该燃烧装置3400连接于配管线 路 L3008、L3014、L3015、L3016。
[0342] 燃烧装置3400具有热交换器3410和加热炉3420。热交换器3410用于对导入到加 热炉3420的曝气气体和脱附气体的混合废气进行预热,加热炉3420使用电热加热器3421 使导入的混合废气燃烧。
[0343] 配管线路L3008是使从曝气槽3100的配管线路L3004排出的曝气气体和从废水 处理装置3200的配管线路L3007排出的脱附气体混合,将其作为混合废气供给到热交换器 3410的配管线路,配管线路L3014是用于将利用热交换器3410进行预热后的脱附气体导入 到加热炉3420的配管线路。
[0344] 另外,配管线路L3015、L3016是用于使脱附气体在加热炉3420中燃烧而生成的分 解气体经由热交换器3410排出到外部的配管线路。
[0345] 作为燃烧装置3400,其种类并没有特别的限定,但能够使用例如将混合废气在 65(TC~80(TC的高温下直接氧化分解的直接燃烧装置、利用销金催化剂等使混合废气进行 催化剂氧化反应来将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使混合废气 高效地进行催化剂氧化反应来将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3400使混合废气氧化分解,能够完全去除有机化合物。
[034引 废水化理系统3A的废水净化化理
[0347] 接着,参照图19说明在本实施方式的废水处理系统3A中进行的废水净化处理的 详细内容。另外,W下的说明基于废水处理装置3200的第1处理槽3210作为吸附槽而发 挥功能、且第2处理槽3220作为脱附槽而发挥功能的状态,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。
[0348] 如图19所示,含有有机溶剂的废水经由配管线路L3001导入到曝气槽3100。被导 入的废水进行加温曝气处理,有机化合物能够通过从废水中挥发而被去除,去除有机化合 物后的水被导入到配管线路L3002,作为一次处理水从曝气槽3100排出。
[0349] 从曝气槽3100排出的一次处理水经由配管线路L3002导入到废水处理装置3200。 被导入的一次处理水输送到第1处理槽3210并与吸附材料3211接触,利用吸附材料3211 吸附该一次处理水所含有的有机化合物。利用吸附材料3211吸附有机化合物后的水被导 入到配管线路L3005,作为二次处理水从废水处理装置3200排出。
[0巧0] 另一方面,在向废水处理装置3200导入上述废水的同时,加热气体经由配管线路 L3006导入到废水处理装置3200。被导入的加热气体输送到第2处理槽3220并与吸附元 件3221接触,使吸附于吸附元件3221的有机化合物脱附。含有从吸附元件3221脱附的有 机化合物的加热气体被导入到配管线路L3007,作为脱附气体从废水处理装置3200排出。 [0巧1] 从废水处理装置3200排出的二次处理水经由配管线路L3005导入到活性污泥处 理装置3300。被导入的二次处理水通过与活性污泥接触来分解而去除该废水所含有的有机 化合物,去除有机化合物后的水被导入到配管线路L3013,作为=次处理水从活性污泥处理 装置3300排出。被排出的=次处理水之后向河流排放或者进行作为普通污水的处理。
[0巧2] 从曝气槽3100排出的曝气气体和从废水处理装置3200排出的脱附气体在配管线 路L3008中作为混合废气被输送到燃烧装置3400,通过在加热炉3420中燃烧而氧化分解。 在加热炉3420中生成的分解气体被导入到配管线路L3016并从燃烧装置3400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。
[0巧3] 通过形成W上那样的废水处理系统3A,曝气槽3100和废水处理装置3200作为活 性污泥处理装置3300的预备处理装置而发挥功能,与仅利用活性污泥处理装置3300构筑 废水处理系统的情况相比,不仅在活性污泥处理装置3300中处理的废水中的有机化合物 负荷量降低,而且尤其难W进行基于活性污泥的生物分解。或者,对于微生物来说毒性较高 的有机化合物在曝气槽3100和废水处理装置3200中被去除,因此,能够使废水处理系统3A 整体的净化处理的处理能力具有高性能。
[0巧4] 因而,能够形成可防止活性污泥处理装置3300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。
[0巧5] 另外,通过形成如上的废水处理系统3A (作用/效果),能够在活性污泥处理装置 3300中连续地处理从废水处理装置3200排出的一次处理水,因此,能够不使系统停止地连 续净化废气。
[0356] 因而,与使用包括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 3300的预备处理装置的情况相比,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。
[0357] 另外,通过形成如上的废水处理系统3A,能够在废水处理装置3200的第1处理槽 3210和第2处理槽3220中交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理。如此,通过采用交替 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W及高能力稳定地去除废水所 含有的有机化合物。
[0巧引因而,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3200,能够抑制微生物繁殖,因此也 能够防止产生藻类等。
[0巧9] 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3A能够通过仅增设曝气槽3100、废水处理装置3200等容易地实现,因 此,能够有效利用现有的设备,在经济性方面也优异。
[0360] 另外,在上述本实施方式的废水处理系统3A中,举例示出采用第1处理槽3210和 第2处理槽3220交替地切换为吸附槽和脱附槽的结构的废水处理装置3200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20和图21说明该例。
[0361] 图21和图21是示出能够在本实施方式的废水处理系统中使用的另一个废水处理 装置的例子的示意图。另外,在该些图20和图21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。
[0362] 图20示出使用具有圆柱状外形的吸附材料3250的情况。如图20所示,在使用具 有圆柱状外形的吸附材料3250的情况下,在构成为能够使流体沿着轴向流动的吸附材料 3250的轴线中屯、设置旋转轴3261,利用致动器等驱动该旋转轴3261而使其旋转。
[0363] 而且,靠近吸附材料3250的轴向的两端面连接在图20中未图示的配管线路 L3002、L3005、L3006、L3007(参照图19),将吸附材料3250的一部分用作用于进行吸附处 理的部分(图20中利用区域3251表示的部分),将吸附材料3250的另外一部分用作用于 进行脱附处理的部分(图20中利用区域3252表示的部分)。
[0364] 目P,从轴向的一个方向朝吸附材料3250的利用区域3251表示的部分导入一次处 理水,从轴向的另一个方向导出二次处理水,从轴向的一个方向朝吸附材料3250的利用区 域3252表示的部分导入加热气体,从轴向的另一个方向导出脱附气体。
[03化]在此,在图20所示的废水处理装置中,吸附材料3250将旋转轴3261作为旋转中 屯、W预定的速度向图中箭头A方向旋转。由此,吸附材料3250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3250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,能够连续地进行 净化处理。
[0366] 另外,图21示出使用具有圆筒状外形的吸附材料3270的情况。如图21所示,在 使用具有圆筒状外形的吸附材料3270的情况下,为了使流体能够沿着径向流动,例如在周 向上排列多个被金属制的框体3285包围的单位吸附单元3275而形成圆筒状,利用未图示 的致动器等驱动该吸附材料3270而使其绕轴线中屯、旋转。
[0367] 而且,靠近吸附材料3270连接在图21中未图示的配管线路L3002、L3005、L3006、 L3007(参照图19),将吸附材料3270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21中利用区域3271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21中利用区域3272表示的部分)。
[0368] 目P,从径向外侧向吸附材料3270的利用区域3271表示的单位吸附单元导入一次 处理水,朝向径向内侧导出二次处理水,进而朝向轴向的一个方向排出,从径向内侧经由导 入管3281向吸附材料3270的利用区域3272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,进而经由导出管3282排出。
[0369] 在此,在图21所示的废水处理装置中,吸附材料3270绕轴线中屯、W预定的速度向 图中箭头A方向阶段性地旋转。由此,吸附材料3270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3270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,能够连续地进行 净化处理。
[0370] 另外,在利用图20和图21所示那样的形状的吸附材料3250、3270的情况下,虽也 可W采用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3250、3270的 结构,但利用具有蜂窝状构造的材料构成更佳。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3250、3270,能够将压力损失抑制为极低,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比较低。
[0371] 连施方式8
[0372] 图22是示出本发明的实施方式8的废水处理系统的结构的示意图。另外,在图22 中,省略与上述本发明的实施方式7的废水处理系统3A同样的部分的图示。下面,参照该 图22说明本实施方式的废水处理系统3B的结构。
[0373] 废水化理系统3B
[0374] 如图22所示,本实施方式的废水处理系统3B与上述本发明的实施方式7的废水 处理系统3A的不同之处在于废水处理装置3200的结构。
[0375] 在本实施方式的废水处理系统3B中,在用于向废水处理装置3200导入加热气体 的配管线路L3006上连接有用于向废水处理装置100导入气体的配管线路L3017,在配管 线路L3006、L3017中分别设有用于切换该些配管线路L3006、L3017相对于废水处理装置 3200的连接/非连接状态的阀V3209、V3210。
[0376] 另外,在本实施方式的废水处理系统3B中,在用于从废水处理装置3200排出脱 附气体的配管线路L3007上连接有用于从废水处理装置3200排出去除废水的配管线路 L3018,在配管线路L3007、L3018中分别设有用于切换该些配管线路L3007、L3018相对于废 水处理装置3200的连接/非连接状态的阀V321UV3212。另外,配管线路L3018的另一端 连接于用于向废水处理装置3200导入一次处理水的配管线路L3002。
[0377] 在本实施方式的废水处理系统3B的废水处理装置3200中,在吸附处理与脱附处 理之间实施脱水处理(清理处理)。具体地讲,与上述本发明的实施方式7的废水处理系统 3A的情况相同,在废水处理装置3200中,通过操作阀V3201~V3208的打开和关闭来使第 1处理槽3210和第2处理槽3220交替地切换为吸附槽和脱附槽。
[0378] 在切换为脱附槽时,首先,该脱附槽与配管线路L3017 W及配管线路L3018连接, 进行经由配管线路L3017向脱附槽导入气体并朝向吸附材料吹送由此吹散附着在吸附材 料表面的剩余废水的脱水处理。被吹散的去除废水经由配管线路L3018 W及配管线路 L3002再次朝向废水处理装置3200供给。
[0379] 然后,在进行该脱水处理预定时间之后,解除脱附槽与配管线路L3017和配管线 路L3018的连接,将配管线路L3006和配管线路L3007连接于脱附槽,进行脱附处理。另 夕F,作为在进行脱水处理时导入到脱附槽的气体,优选使用高温且适度更低的气体,例如使 用升温到预定温度的干燥空气较佳。
[0380] 通过采用W上说明的本实施方式的废水处理系统3B那样的结构,由于在采用上 述本发明的实施方式7的废水处理系统3A那样的结构的情况下所得到的效果的基础上,从 吸附元件321U3221脱附有机化合物的脱附效率大幅度增加。因此,得到了能够形成可更 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。
[0381] 另外,在上述本实施方式中,举例示出从废水处理装置3200排出的去除废水再次 供给到该废水处理装置3200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净化处理。
[03間 连施方式9
[0383] 图23是示出本发明的实施方式9的废水处理系统的结构的示意图。另外,在图23 中,省略与上述本发明的实施方式7的废水处理系统3A和实施方式8的废水处理系统3B 相同的部分的图示。下面,参照该图23说明本实施方式的废水处理系统3C的结构。
[0384] 废水化理系统3C
[0385] 如图23所示,本实施方式的废水处理系统3C与上述本发明的实施方式7的废水 处理系统3A和实施方式8的废水处理系统3B的不同之处在于燃烧装置3400的结构。
[0386] 在本实施方式的废水处理系统3C中,在燃烧装置3400中还连接有一个热交换器 3411,通过在燃烧装置3400中使从热交换器3410排出的分解气体与气体进行热交换,由此 对废水处理装置3200的脱附工序所需要的加热气体进行预热。
[0387] 配管线路L3019是用于将气体供给到热交换器3411的配管线路。配管线路L3006 是用于将利用热交换器3411进行预热后的加热气体导入到废水处理装置3200的配管线 路。另外,配管线路L3019、L3011是用于将从热交换器3410排出的分解气体经由热交换器 3411排出到外部的配管线路。
[038引在本实施方式的废水处理系统3C的燃烧装置3400中,在热交换器3411中,使用 从燃烧装置3400排出的分解气体对废水处理装置3200的加热气体实施预热。
[0389] 通过采用W上说明的本实施方式的废水处理系统3C那样的结构,在采用上述本 发明的实施方式7的废水处理系统3A W及废水处理系统3B那样的结构的情况下所得到的 效果的基础上,由于能够削减废水处理装置3200所需要的加热气体的升温所需要的热量, 因此,得到了能够形成可更加节能地对废水进行净化处理的废水处理系统的效果。另外,在 上述本实施方式中,也可W根据需要在废水处理装置3200中追加蒸气加热器、电加热器等 加热部件。
[0390] W上说明的本发明的实施方式7~9的废水处理系统3A、3B、3C的特征性结构能 够互相组合。例如,也可W将包含图20和图21所示那样的结构的吸附材料3250、3270的 废水处理装置应用于本发明的实施方式8 W及实施方式9的废水处理系统3B W及废水处 理系
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