专利名称：：含有不溶性物质的废水处理方法及处理装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及生物处理含有不溶性物质的废水的方法及其装置。详言之，特别涉及为了不使用药剂，便可改善、抑制非线性膨胀和线性膨胀的两种现象的废水处理方法及装置。
背景技术：
：作为对含有不溶性物质的废水进行生物处理的方法，采用浮游生物法及生物膜法，其中，作为浮游生物法之一的活性污泥法是众所周知的处理方法。活性污泥法的处理方式有多种，图9表示活性污泥法中具有代表意义的处理步骤。含有不溶性物质的废水24,经由流入步骤25被导入到生物处理步骤26中，通过处理水分离步骤27分离成上清液28和污泥29。上清液28经消毒步骤(图中未示出)消毒后放流，污泥29经浓縮、贮留步骤(图中未示出)处理后，向处理体系外送出剩余污泥30。这种活性污泥法容易受到流入废水的种类、载荷的变化及水温变化等的影响，容易发生所谓的膨胀现象，恶化沉降分离性。这种膨胀现象，通常包括非线性膨胀和线性膨胀。非线性膨胀为，油脂附着在活性污泥块(fl0Ck)上，使得比重降低；线性膨胀是在线性细菌优先发生时产生。当发生线性膨胀时，因沉降分离性恶化，由此需要使用大量的沉降促进剂，或者需要加大沉降分离槽，导致成本增加、废水处理设备操作困难等问题。因此，专利文献1中提出一种含有不溶性物质的废水处理方法，其中不溶性物质为油脂，油脂是较易于发生线性膨胀的不溶性物质中代表性意义的物质，所述处理方法为不分离油脂且使其分散于废水中的生物处理方法。另一方面，关于改善线性膨胀的方法，提出有通过次氯酸钠或过氧化氢等的抑制膨胀剂抑制线性细菌的方法，或将通过泵吸引并加压的曝气槽内液作为设置在曝气槽内的喷射器的喷射流体使用，在喷射器内接触混合气-液后放流到曝气槽内，同时通过上述泵截断、破坏线性细菌的方法(参考专利文献2)。此外，虽然不以改善非线性膨胀或如专利文献2所述的线性膨胀为目的，使沉淀槽内的沉淀污泥流入进行机械搅拌的高速搅拌分散机中，在这里通过分散处理污泥，使之小径化后，再将分散处理污泥流入前段反应槽中，并与原水接触的方法(参考专利文献3)。专利文献1:特公平6-77755号公报专利文献2:特开昭55-155796号公报专利文献3:特开2004-337811号公报
发明内容但是，上述专利文献1的方法中只能通过空气进行混合搅拌，因此油脂在废水中的分散度降低，几乎不被乳化，存在不能通过生物分解处理废水中的油脂的问题。并且，更不能达到改善线性膨胀的目的。另一方面，使用改善线性膨胀的膨胀抑制剂的方法中，若要恢复到正常运转状态，则需要两周左右的时间，在这期间就不能进行实质的废水处理。此外，在专利文献2的方法中，因喷射器设置于曝气槽内，如同散气管方式一样，具有喷射器堵塞的危险性，此外依照设置喷射器的水深，则可能吸收不到空气。对此，有必要通过送风机等进行加压，结果，通过送风机等送出用于曝气的空气或者氧气等增加了初期成本和运营成本。另外，即便可以改善线性膨胀，也不能改善非线性膨胀。另外，在专利文献3的方法中，虽然进行将污泥块小径化的分散处理，但不能进行含有不溶性物质的废水的细化处理，因此含有不溶性物质的废水中的油脂附着在小径化污泥块或生物膜表面上，恶化了氧气、基质及营养源等的浸透性，存在不能充分进行除油脂以外的有机物处理的新问题。鉴于以上的现有技术的课题，本发明的目的在于提供一种废水处理方法及处理装置，本发明不但促进了含有不溶性物质的废水的生物处理，同时不需加入药剂，能够短时间内容易地改善、抑制非线性膨胀及线性膨胀的两种现象。本发明的第一方面提供一种利用活性污泥的作用对含有不溶性物质的废水进行生物处理的处理方法，在上述含有不溶性物质的废水中混合活性污泥，在废水中细化不溶性物质和活性污泥并使之分散后，进行生物处理。本发明的第二方面提供一种利用活性泥的作用对含有不溶性物质的废水进行生物处理的处理方法，在废水中细化不溶性物质并使之分散，再将经细化分散处理的活性污泥混合到该废水中，进行生物处理。在上述的本发明中，作为优选例包括以下技术方案。上述含有不溶性物质的废水处理方法，至少包括含有不溶性物质的废水流入步骤、生物处理步骤及处理水分离步骤。从上述生物处理步骤或上述处理水分离步骤移送上述活性污泥，将其混合到上述不溶性物质分散前的废水中。上述活性污泥相对于上述含有不溶性物质的废水的混合比，以容量计为大于5%，且在50°/。以下的范围内。上述不溶性物质为油脂类。本发明的第三方面提供一种含有不溶性物质的废水处理装置，该装置由分散装置构成，所述分散装置包括，导入含有不溶性物质的废水的废水导入管及/或导入活性污泥的污泥导入管；具有该废水导入管及/或该污泥导入管的水槽，能够暂时积存已被导入的该含有不溶性物质的废水及/或该活性污泥；在该水槽中对积存的该含有不溶性物质的废水及/或该活性污泥进行细化、分散的分散机器；移送经分散处理的处理水的移送管。本发明通过如上所述的构成，得到如下所述的优异的效果。对含有不溶性物质的废水进行生物处理的废水处理方法中，通过分散装置细化、分散处理不溶性物质及活性污泥，促进活性污泥对含有不溶性物质的废水的生物处理，改善、抑制了由于活性污泥的比重下降引起的非线性膨胀现象。此外，通过分散装置细化、分散处理活性污泥，线性细菌从活性污泥块脱离，改善沉降分离性，也改善、抑6制了线性膨胀现象。由此，通过使用本发明，不需加入药剂，且能够在短时间内容易地改善、抑制非线性膨胀现象及线性膨胀现象，可大大地提高废水处理设备运行的稳定性。图1为表示本发明的第一实施方式的处理流程图。图2表示第一实施方式的处理装置的结构示意图。图3为表示本发明的第二实施例的处理流程图。图4为表示本发明的第三实施例的处理流程图。图5表示通过实施例1及比较例1的处理方法，对生物处理之后的、活性污泥中的残留油分浓度的图形。图6表示通过实施例1及比较例1的处理方法，对生物分解处理试验后的上清液的COD浓度的图形。图7表示通过实施例1及比较例1的处理方法，对应30分钟后及60分钟后的活性污泥的沉降率SV3。及SV6。随时间的变化图形。图8表示在实施例2的处理试验中，经生物分解处理试验后的活性污泥中残留的油分浓度的图形。图9表示现有技术对含有不溶性物质的废水的处理流程图。符号说明1含有不溶性物质的废水2流入步骤3分散步骤3a废水分散步骤3b污泥分散步骤4生物处理步骤5处理水分离步骤6上清液7活性污泥8返送污泥9剩余污泥10水槽11废水导入管12污泥导入管13分散装置14搅拌叶15驱动部16空气管17引流管18侧壁19移送管20上升流21下降流22微细气泡23混合液24含有不溶性物质的废水25流入步骤26生物处理步骤27处理水分离步骤28上清液29污泥30剩余污泥具体实施例方式本发明的不溶性物质为，油脂类或蛋白质或淀粉等的凝胶状物质。此外，本发明的油脂类为动植物油或矿物油。以下，参考本发明的实施方式，但本发明并不限于本实施方式的技术方案。第一实施方式图1为表示本发明的第一实施方式的处理流程图。如图1所示，本实施方式由流入含有不溶性物质的废水1的流入步骤2、分散步骤3、生物处理步骤4及处理水分离步骤5构成。在本实施方式中，分散步骤3在流入步骤2之后，但分散步骤3不是仅限于流入步骤2之后，可设置在任意位置，只要能够细化并分散处理导入至生物处理步骤4的含有不溶性物质的废水1和活性污泥7的一部分即可，例如可设置在流入步骤2之前，也可设置在流入步骤2的过程中。此外，返送污泥8的一部分被返送到分散步骤3中，但不限于分散步骤3中，可设置于分散步骤3之前的任意位置上，只要能够在分散步骤3中对返送污泥8的一部分进行细化、分散处理即可。以下说明第一实施方式的作用。在图1中，含有不溶性物质的废水1，从其生成的位置开始通过由管路等构成的流入步骤2导入至分散步骤3中。在分散步骤3中对含有不溶性物质的废水1中的不溶性物质进行细化、分散处理后，向生物处理步骤4移送。在生物处理步骤4中，含有不溶性物质的废水1在生物处理步骤4的曝气槽等生物处理槽中处理。经生物处理过的处理水被移送至处理水分离步骤5中。经生物处理过的处理水在处理水分离步骤5中被分离为上清液6和活性污泥7，活性污泥7的一部份作为返送污泥8导入到生物处理步骤4、分散步骤3中，在分散步骤3中对返送污泥8的一部分进行细化并分散处理后，在生物处理槽中进行生物处理。此外，在分散步骤3中被分散处理的活性污泥并非只是返送污泥8的一部分，也包括从生物处理步骤4导入的活性污泥。此外，活性污泥7的一部分经浓縮、积存步骤(图中未示出)，作为剩余污泥9搬出至处理体系之外。此外，上清液6经消毒步骤(图中未示出)消毒后放流。此外，返送污泥8中进行细化、分散处理的部分为，相对于分散处理的含有不溶性物质的废水1的水量，以容量计优选大于5%，且在50%以下。为了通过细化、分散处理来促进生物处理效果及改善、抑制非线性膨胀效果，其比例优选大于5%，当处理量增加时，其装置也变大，为了防止分散装置的设置空间的增大以及制造成本的增加，其比例优选在50%以下。通过分散装置细化、分散处理不溶性物质以及活性污泥7，提高不溶性物质以及活性污泥7之间的接触效率等，对含有不溶性物质的废水1的活性污泥处理进展良好，与现有技术相比，得到更高的废水处理性能。其结果，可充分地对成为降低活性污泥比重的原因之一的油脂进行生物处理，可改善、抑制由于活性污泥比重的降低所导致的非线性膨胀现象。此外，详细地机理不是很清楚，但通过分散装置，活性污泥7被细化、分散处理，线性细菌从活性污泥7块脱离，通过开放由该块和线性细菌保持的间隙水，可改善沉降分离性，也可改善、抑制线性膨胀现象。为了实现本发明的含有不溶性物质的废水处理方法，若使用以下的处理装置，可更有效地进行。根据图2说明本发明的处理装置的一个实施例，但并不限于本实施方式。图2表示第一实施方式的处理装置的示意图。在图2中，标号IO是滞留含有不溶性物质的废水1和部分返送污泥8的水槽，标号18是水槽10的一个侧壁。在水槽10的上方侧配置有向水槽10导入废水的废水导入管11和导入部分返送污泥8的污泥导入管12，在水槽10的下方侧设置有用于移送处理水的移送管19。水槽10中的标号13表示分散机器，分散机器13由搅拌叶14、驱动部15、空气管16、引流管17构成。通过驱动部15旋转搅拌叶14产生负压，在成为该负压的中心部的位置上设置一端开口的空气管16。此外，在搅拌叶14的旋转中心部的垂直上方侧，设置有引流管17，引流管17的上端部以向水面附近开口的方式配置，下端朝向相当于搅拌叶14中心部的吸入部分位置开口的方式配置。此外，在本实施方式中，分散机器13采用了搅拌叶14，作为分散机器13只要能将不溶性物质及部分返送污泥8进行细化、分散处理的机器即可，可以为采用超声波的机器，也可利用管线用搅拌机等的静力混合器，没有特别的限定。通过以上的结构，分散机器13起到如下的作用。通过废水导入管11将含有不溶性物质的废水1、通过污泥导入管12将部分返送污泥8分别导入水槽10中，混合含有不溶性物质的废水1和部分返送污泥8，混合后形成混合液23，充满水槽10。混合液23通过搅拌叶14的旋转，搅拌叶14附近的混合液23向远离搅拌叶14的方向移动，通过搅拌向水槽10的侧壁18方向移动，沿着侧壁18形成上升流20，向水面附近移动，另一方面，因为混合液23向侧壁18的方向移动，所以搅拌叶14的中心部产生负压，可从上方吸入混合液23。另外，一端朝向搅拌叶14的中心部产生负压的位置开口而设置的空气管16中，由于搅拌叶14的中心部为负压，其内部的气压下降，通过朝向空气中开口的端部吸入空气，通过向搅拌叶14的中心部开口的另一端部排出空气。排出的空气，与混合液23—起达到搅拌叶14上，通过搅拌叶14的旋转剪切，被剪切的更细，形成细微气泡22，并送至混合液23中。通过降低该水槽10内的混合液23的水深，或通过增加搅拌叶14的旋转数，使得搅拌叶14的旋转中心上方的水面附近的混合液23,也向搅拌叶14吸入，使整体有效地导入至搅拌叶14上，可实现更细的剪切及分散。使得经细微化、分散处理后的混合液23中，含有不溶性物质的废水1和部分返送污泥8之间实现更有效的接触。因此，通过搅拌叶14的旋转送出到水槽10的侧壁18附近的细微气泡22的上升作用，水槽10的侧壁18附近的混合液23的上升流20，变得更加猛烈。同时，通过在搅拌叶14的吸入部分设置引流管17，划分侧壁18附近的上升流20和吸入至搅拌叶14的下降流21，使得发生在中心部分的下降流21更显著，几乎消除了混合液23滞留在侧壁18附近的现象。此外，通过设置如上所述的引流管17，侧壁18附近的上升流20可确实导入至搅拌叶14的中心部，混合含有不溶性物质的废水1和部分返送污泥8，此外，可将上升流20有效地导入至搅拌叶14，通过旋转剪切的作用，更细地分散在混合液23中。另外，使引流管17和水槽10之间的间隙变窄，并为了能够处理大量的混合液23，采用纵长较长的水槽10，由此能够更有效地剪切大量的水槽10内的混合液23。此外，通过增加搅拌叶14的旋转数，加大每小时导入至引流管17的混合液23的量，通过增加通过搅拌叶14的流量，可在短时间内更细小地进行剪切。第二实施方式图3表示本发明的第二实施方式。与第一实施方式不同的是，将流入步骤2的含有不溶性物质的废水1导入到分散步骤3的过程中，对不溶性物质与部分返送污泥8进行细化、分散处理之后，导入到流入步骤2中。除此之外，其他步骤与第一实施方式相同，因此不在这里详述。以下说明第二实施方式的效果。如图3所示，含有不溶性物质的废水1经过流入步骤2，导入到生物处理步骤4中。流入步骤2中的含有不溶性物质的废水1被导入到分散步骤3中，不溶性物质经细化、分散处理后，被移送至流入步骤2中。含有不溶性物质的废水1被送到生物处理步骤4之后，在生物处理步骤4的曝气槽等的生物处理槽中处理。经生物处理的处理水移送至处理水分离步骤5。在处理水分离步骤5中被分离为上清液6和活性污泥7，活性污泥7中的一部分作为返送污泥8被导入到分散步骤3中。返送污泥8的一部分，在分散步骤3中与含有不溶性物质的废水1混合，经细化、分散处理之后，移送到流入步骤2中，再导入到生物处理步骤中。此外，活性污泥7的一部分，经浓縮、积存步骤(图中未示出)处理之后，作为剩余污泥7送出处理系统。另外，上清液6经消毒步骤(图中未示出)消毒后放出。第三实施方式图4表示本发明的第三实施方式。与第一实施方式不同的是，将分散步骤分为细化、分散处理不溶性物质的废水分散步骤3a和细化、分散处理返送污泥8的污泥分散步骤3b。除此之外，其他步骤与第一实施方式相同，因此不在这里详述。以下说明第二实施方式的效果。含有不溶性物质的废水1经过流入步骤2，导入到废水分散步骤3a中，不溶性物质经细化、分散处理后送到生物处理步骤4中，另一方面，返送污泥8的一部分被导入到污泥分散步骤3b中，经细化、分散处理之后，送到生物处理步骤4中。在不同的分散步骤中分别处理不溶性物质及返送污泥8的一部分，可对两者进行细化、分散处理，可均匀地进行细化、分散处理，根据废水的种类，得到更好的细化、分散处理效果。在本实施方式中，废水分散步骤3a在流入步骤2之后，但废水分散步骤3a不限于在流入步骤2之后，只要能够细化、分散处理用于导入到生物处理步骤4的不溶性物质即可，例如，可设置在流入步骤2的过程中，或者流入步骤2之前。实施例实施例l以下，通过本发明的实施方式进行生物处理实验。结果如下所示。作为含有不溶性物质的废水使用含有模拟油脂的废水。实施例1采用根据本发明的第一实施方式进行处理的物质。此外，作为比较例l，只进行废水的分散步骤，不进行污泥的分散步骤的生物处理实验。本实验是以表1中示出的人工污水的组成为基础，含有模拟油脂的废水调整至预定的COD浓度及油分浓度进行实施，其中含有模拟油脂的废水为混入有在食品行业中常使用的植物油的废水。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>堀厂制作所制油分浓度计(OCMA-300)测定原理非分散红外线吸收法COD以JISK010217为基准，通过IO(TC下的过锰酸钾的氧消耗量来测量。利用1L量筒取活性污泥，静置30分钟~60分钟后测定污泥量，以百分比(％)表示。在表2中列出本试验采用的条件。利用活性污泥进行生物处理，含有模拟油脂的废水使用了将植物油分散于人工污水后的废水。将含有模拟油脂的废水加入到活性污泥中，经24小时后，利用上述测定装置测定活性污泥中的油分浓度，采用上述测定方法测定上清液的COD浓度。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>图5、图6表示通过实施例1及比较例1的处理方法对含有模拟油脂的废水进行生物处理之后的、活性污泥中的油分浓度以及上清液的COD浓度的图形。如图5、图6所示，只对油脂类进行细化、分散处理，没有对污泥进行分散处理的生物试验处理后的比较例1的残留油分浓度为86mg/L，残留的COD浓度为52mg/L。另一方面，实施例1的生物处理试验为既对含有模拟油脂的废水进行分散处理，也对污泥进行细化、分散处理，由此，活性污泥中残留的油分浓度为48mg/L，上清液的COD浓度为45mg/L。图7表示通过实施例1及比较例1的处理方法对含有模拟油脂的废水进行生物处理之后的、SV测定结果的图形。如图7所示，比较例1的生物试验处理只对油脂类进行细化、分散处理，没有对污泥进行分散处理，其结果SV3o及SV6Q分别为85、53，相对于此，实施例1的生物处理试验为既对含有模拟油脂的废水进行分散处理，也对污泥进行细化、分散处理，其结果SV3o及SV6。分别为72、39。实施例2此外，根据本发明的第一实施方式进行了生物处理试验，以便观察污泥的细化以及分散处理比例的影响。在表3中列出本试验的条件。生物处理使用活性污泥，含有模拟油脂的废水使用将植物油分散于人工污水中之后的废水。将含有模拟油脂的废水调整至预定浓度，取50ml调整好浓度的含有模拟油脂的废水，与50ml的活性污泥进行混合，进行分批试验。此时，在活性污泥50ml中取出一定量，使得相对于含有模拟油脂的废水为指定的比例，对其进行细化、分散处理后再混合。通过上述测定装置测定24小时后的活性污泥中油分的浓度。表3活性污泥量:含有模拟油脂的废水量1:1活性污泥浓度3500mg/L废水油分浓度500mg/L废水分散处理有污泥相对于废水的分散比例(％)0、2、5、6、7、8、10、20、30、50图8表示对含有模拟油脂的废水进行分解处理试验后的、活性污泥中的油分浓度的图形。如图8所示，污泥的分散比例大于5%时，能够得到油脂的生物处理促进效果。由此，通过既对含有不溶性物质的废水进行细化、分散处理的同时，也对污泥进行细化、分散处理的方法，顺利进行含有不溶性物质的废水的活性污泥处理，不但得到比现有的废水处理性能更高的废水处理性能，也改善了沉降性。权利要求1.一种含有不溶性物质的废水处理方法，该处理方法为利用活性污泥的作用对含有不溶性物质的废水进行生物处理的处理方法，其特征在于，在上述含有不溶性物质的废水中混合活性污泥，在废水中细化不溶性物质和活性污泥并使之分散后，进行生物处理。2.—种含有不溶性物质的废水处理方法，该处理方法为利用活性泥的作用对含有不溶性物质的废水进行生物处理的处理方法，其特征在于，在废水中细化不溶性物质并使之分散，再将经细化、分散处理的活性泥混合到该废水中，进行生物处理。3.根据权利要求1或2所述的含有不溶性物质的废水处理方法，其特征在于，至少包括含有不溶性物质的废水流入步骤、生物处理步骤及处理水分离步骤。4.根据权利要求3所述的含有不溶性物质的废水处理方法，其特征在于，从上述生物处理步骤或上述处理水分离步骤移送上述活性污泥，将其混合到上述含有不溶性物质的废水中。5.根据权利要求14中任一项所述的含有不溶性物质的废水处理方法，其特征在于，上述活性污泥相对于上述含有不溶性物质的废水的混合比，以容量计为大于5%，且在50%以下的范围内。6.根据权利要求15中任一项所述的含有不溶性物质的废水处理方法，其特征在于，上述不溶性物质为油脂类。7.—种含有不溶性物质的废水处理装置，其特征在于，该装置由分散装置构成，所述分散装置包括，导入含有不溶性物质的废水的废水导入管及/或导入活性污泥的污泥导入管；具有该废水导入管及/或该污泥导入管的水槽，能够暂时积存已被导入的该含有不溶性物质的废水及/或该活性污泥；在该水槽中对积存的该含有不溶性物质的废水及/或该活性污泥进行细化并分散的分散机器；移送经分散处理的处理水的移送管。全文摘要一种利用活性污泥的作用对含有不溶性物质的废水进行生物处理的处理方法，在上述含有不溶性物质的废水中混合活性污泥，在废水中细化不溶性物质和活性污泥并使之分散后，进行生物处理。通过本发明提供的有机废水处理方法，不需加入药剂，能够短时间内容易地改善、抑制非线性膨胀及线性膨胀的两种现象。文档编号C02F3/12GK101314499SQ20071010541公开日2008年12月3日申请日期2007年5月30日优先权日2006年6月1日发明者贵岛纯次申请人:旭有机材工业株式会社