专利名称：流化床式生物处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于处理排水的流化床式生物处理装置，尤其涉及设有使得附着在载体的气泡扩散的手段的流化床式生物处理装置。
背景技术：
在排水的生物处理中，广泛使用使得微生物附着在载体上、维持槽内高MLVSS的流化床式生物处理装置。在该流化床式生物处理装置中，通常场合，充填在槽内的载体因搅拌叶片产生的搅拌及向上水流的水势而流动。在通过该流化床式生物处理装置进行脱氮处理场合中，因脱氮反应产生氮气。由 于在载体上形成的生物膜的内部，内包氮气，载体因气体浮力浮上，滞留在水面。若浮上的载体量变多，则载体和槽内液体中的基质(substrate)的接触变差，流化床式生物处理装置的处理效率降低。氮以外也有厌气处理时的甲烷等气体附着在载体上，载体浮上。在日本特开2006-218371中记载，在槽内中央，在上下方向设置通气管，在该通气管内设置叶轮装置，通过叶轮装置使得载体脱泡。即，因气泡附着载体在槽内浮上，该载体从通气管的上端被吸入到该通气管内循环，同时，当通过通气管内的叶轮装置时，由叶轮赋与剪切力，使得载体脱泡(该公报0027段落)。专利文献I :日本特开2006-218371如上述专利文献I那样，由叶轮赋与载体剪切力，使得附着气泡脱泡场合，由于叶轮给予载体的剪切カ过强，存在附着在载体的生物膜剥离的担忧。
发明内容
本发明的目的在于，提供既能防止或抑制生物膜剥离、且使得附着气泡从载体扩散的流化床式生物处理装置。用于实现上述目的的手段如下第一技术方案的流化床式生物处理装置包括槽； 充填在该槽内的粒状载体；搅拌该载体的搅拌手段；以及使得附着在载体上的气泡扩散的气泡扩散手段；在该流化床式生物处理装置中，该气泡扩散手段构成为通过用回转板和固定板夹持在槽内浮上的载体，使得气泡扩散。在第二技术方案的流化床式生物处理装置中，该回转板安装在驱动轴上，在槽内水面下旋转；该固定板配置在该回转板的旋转区域，其下部没于水中；构成为该回转板旋转，该回转板的上部与该固定板的下部相接，这时，通过回转板的上部和固定板的下部的至少一方后退动作，回转板通过固定板下側。在第三技术方案的流化床式生物处理装置中，上述固定板的至少下部由软质材料构成，当上述回转板的上部与固定板的下部相接时，该固定板的下部作后退动作。在第四技术方案的流化床式生物处理装置中，上述回转板倾斜，使得越是上部越成为旋转前进方向的后方。下面说明本发明的效果。在本发明的流化床式生物处理装置中，通过用回转板和固定板夹持在槽内浮上的载体，使得附着在该载体上的气泡扩散。根据该该气泡扩散机构，能减小给与载体的冲击，既能防止或抑制生物膜剥离，且使得气泡扩散。在第二技术方案的流化床式生物处理装置中，回转板在水面下旋转，浮上的载体被夹在该回转板的上部和固定板的下部之间，气泡从载体扩散。当该回转板和固定板相接 时，通过回转板的上部和固定板的下部的至少一方后退动作，给与载体的冲击变小，防止或抑制生物膜剥离。在第三技术方案的流化床式生物处理装置中，固定板的下部由软质材料构成，因此，当回转板与固定板的下部相接吋，固定板的下部作后退动作，给与载体的冲击变小。在第四技术方案的流化床式生物处理装置中，使得回转板倾斜，槽内水面附近的载体因旋转的该回转板而刮起，沿着回转板朝上方移动，被夹在回转板和固定板之间，气泡从载体扩散。
图I是实施方式涉及的流化床式生物处理装置的纵截面图。图2是表示图I的气泡扩散手段的立体图。图3是回转板及固定板的纵截面图。符号说明如下I 流化床式生物处理装置2 槽体3 驱动轴4 回转翼5 电机6 处理水取出槽7 回转板8 固定板
具体实施例方式下面，參照
实施方式。图I是实施方式涉及的流化床式生物处理装置的纵截面图。该流化床式生物处理装置I包括将筒轴心方向设为铅垂方向的圆筒形的槽体2，配置在该槽体2的轴心位置的驱动轴3，固结在该驱动轴3的回转翼(搅拌翼)4，使得驱动轴3回转的电机5，设在槽体2的上部、带有载体流出防止网筛的处理水取出槽(trough) 6。处理水取出槽6的溢流水平为槽体2内的水面位置WL。在槽体2内的上部，设有回转板7和固定板8，作为附着气泡从载体扩散的扩散手段。
回转翼4在本实施方式中是将板面设为铅垂方向的平板状，从驱动轴3沿槽体2的直径方向延伸。即，在本实施方式中，回转翼4在180°相反方向设置ニ片。但是，翼也可以朝放射方向设置三片或三片以上，通常，设置2 4片程度很合适。只要使得载体流动就行，并不限定翼的形状。回转翼4的旋转直径(在本实施方式中，为ニ片回转翼4的顶端之间的距离)为槽体2的直径的20 80%，尤其，50 70%程度很合适。回转翼4配置在槽体2的上下方向的中间位置附近。回转翼4的上缘的高度(从 槽体底面的高度，以下皆如此)为槽体水深的20 80%，尤其，50 70%程度很合适。回转翼4的上下宽度为槽体水深的5 60%，尤其，10 40%程度很合适。回转翼4在本实施方式中沿上下方向仅设一段，但也可以设置为ニ段或ニ段以上。在本实施方式中，在槽体2的底面设有轴承部，由该轴承部支承驱动轴3的下端。在该槽体2内收纳粒状载体C。载体不管什么样的材质都行，但较好的是耐磨耗强的高分子交联体粒状者。作为载体的材料树脂，可以列举例如聚烯烃、PVA、PEG、(聚)丙烯酰胺、N-丙烯酰胺、(聚/甲基)丙烯酸或其碱金属盐、海藻酸、聚烯化氧、(甲基)丙烯酸ニ甲胺基こ酯(DAM)、ニ丙酮醇(DAA)、聚烯化氧等。更具体地说，例如聚丙烯酸钠、丙烯酸钠和丙烯酰胺的共聚物、丙烯酸钠和丙烯酰胺2-甲基丙烷磺酸钠的共聚物、丙烯酸钠和丙烯酰胺和丙烯酰胺2-甲基丙烷磺酸钠的三聚物、间丙烯酸ニ甲胺基こ酯的三价盐或季铵的均聚物或和丙烯酰胺等共聚物等。载体的平均粒径较好的是Imm 20mm,更好的是Imm 5mm,尤其合适的是I. 2mm 3. 5mm。若载体平均粒径小于1mm，载体和水分离困难，若大于20mm，有时妨害载体流动。载体的空隙率优选20 50%，尤其合适的是30 40%。若空隙率低于20%，污泥附着量少，处理效率降低，若空隙率高于50%，易内包气体。载体的密度优选平均为O. 96 I. 02g/cm3，较好的是，80%以上的载体的密度为O. 98 I. 01g/cm3，尤其是 O. 985 I. 00g/cm3 更好。载体的充填量较好的是，相对槽体2的水面位置WL以下的容积，载体的容积为5 50%的量。若载体的容积比5%少，则处理效率变低，若多于50%，则搅拌动カ变得过大。图2是用于使得附着在该载体的气泡扩散的回转板7及固定板8的立体图，图3是回转板7欲与固定板8相接状态的纵截面图。回转板7设为ニ片，从驱动轴3朝放射方向延伸，但是，也可以设置三片或三片以上。回转板7数量设为2 4片程度很合适。回转板7相对旋转方向设为倾斜，使得越是上部越是成为后方。回转板7的前面的倾斜角度(该前面和铅垂面的夹角)Θ为60°以下，尤其30° 60°程度很合适。较好的是，回转板7安装在驱动轴3上，使得能调整该倾斜角度。一片回转板7的放射方向长度，即回转板7的旋转半径优选为循环水流弱、载体聚集的固体的回转半径的10 100%，尤其20 60%程度很合适。固体的回转半径(r。)的计算式如下2rc = I. 23 [O. 57+0. 35 (d/D) ] (b/D) . 036np0.115Re/ (103+1. 43Re) drc :固体的回转半径(m)d :搅拌翼直径(m)D :槽直径(m)b :翼宽度(m)np :翼的叶片数Re :雷诺数
回转板7较好的是设为没于水中。作为回转板7的构成材料，可以是金属、合成树脂等任意材料，但是，关于与固定板相接的上部的至少表面(与固定板8的接触面)，较好的是，用柔软的天然橡胶、合成橡胶(例如硅酮橡胶)等构成。固定板8设置为使得其下部没于回转板7的旋转区域的水中。在本实施方式中，固定板8夹着驱动轴3对称地设置ニ片，但是，可以设为I 4片程度。固定板8设置为使得板面相对驱动轴3成为放射方向。固定板8的放射方向的宽度是回转板7的旋转半径的20 120%，尤其40 100%程度很合适。从固定板8的驱动轴3侧的端部到驱动轴3的距离为回转板7的旋转半径的5 40%，尤其10 30%程度很合适。从固定板8的离驱动轴3远侧的端部到驱动轴3的距离为回转板7的旋转半径的25 130%，尤其50 100%程度很合适。从固定板8的下端到水面的距离(没于水中深度)H1为30cm以下，较好的是5 30cm，更好的是5 IOcm程度。构成为该固定板8的没于水中深度H1比回转板7的上缘的没于水中深度H2大，当回转板7旋转时，回转板7的上部与固定板8的下部相接。固定板8的没于水中深度H1为回转板7的上缘的没于水中深度H2的150 1500% (I. 5 15倍)，尤其200 500% (2 5倍)程度很合适。较好的是，固定板8的至少下部用柔软的橡胶(例如天然橡胶或硅酮橡胶等合成橡胶)构成，使得当与回转板7相接吋，受回转板7推压后退变形。在这样构成的流化床式生物处理装置中，一边使得回转翼4以及回转板7旋转，一边从原水供给管9将原水(含有有机物质排水)供给到该槽体2内，进行生物处理。回转翼4的驱动轴3的转速的G值为50 200，尤其调节为80 150很合适。槽体2内的液体(被处理水和载体混合的液体)因从回转翼4受到的离心カ以及旋转力，在槽体2的上下方向中间附近朝着放射方向且旋转方向流动，与槽体2的内周面碰接，分为朝着上方的旋转水流和朝着下方的旋转水流。成为朝着上方的旋转水流的液流ー边沿着槽体2的内周面旋转ー边上升。在该期间，液流中的载体散开。若液流来到水面位置WL附近，改变朝向为向心方向，此后，涡旋状流动，集中到水面位置附近的中央部附近，接着，沉降，回到回转翼4附近。另ー方面，从槽体2的上下方向的中间附近朝着下方的旋转水流的液流一边沿着槽体2的内周面旋转ー边下降，若到达槽体底面附近，则涡旋状流动，集中到槽体2的底面中央附近，沿着槽体2的中心附近上升，回到回转翼4。在本实施方式中，较好的是，载体的比重大约为I或I以下。这种场合，大多数载体和上升旋转水流一起，ー边沿着槽体2的内周面旋转ー边上升，在该期间，载体散开。因此，伴随水面位置WL附近的向心方向的涡旋水流，从水面位置附近的周缘部(槽体2的内周面附近)向着中央部平滑地流动，接着，从水面位置WL附近的中央部伴随下降水流沉降。这样，载体良好地在槽体2内循环，提高生物处理效率。若载体上附着气泡，则载体不因下降水流而沉降，保持浮在水面上状态。在本实施方式中，附着气泡浮在水面上的载体C集中在水面的中央附近，受回转板7推压旋转，夹在回转板7的上部和固定板8的下部之间，给予载体C冲击，气泡扩散。气泡扩散的载体C和下降水流一起沉降，在槽体2内循环。在本实施方式中，回转板7形成倾斜板，因此，水面附近的载体也伴随回转板7的旋转，沿着回转板7的板面朝上方移动，因回转板7和固定板8夹持，气泡扩散。又，固定板8的至少下部由橡胶等软质材料构成，因此，回转板7的上部与固定板8相接时，该固定板8的下部受回转板7推压，后退变形。因此，施加到载体C的冲击成为适度，防止或抑制附着在载体的生物膜的剥离。
在上述实施方式中，虽然固定板8的下部由软质材料构成，但是，也可以使得回转板7的上部以软质材料构成，与固定板8相接时，该上部后退变形。又，也可以使得回转板7的上部以及固定板8的下部双方都以软质材料构成。固定板8安装在电机5的设置基体等合适的部件进行设置，但是，也可以用铰链构成该安装部，当固定板8被強力推压时，固定板8因铰链部回转，防止在固定板8产生过大的应力。在上述实施方式中，构成为将回转翼4及回转板7安装在共用的驱动轴3，使得它们以相同转速回转，但是，也可以例如将回转板7的回转轴设为中空管状，使得驱动轴3通过该回转轴内，关于回转翼4，使其以驱动轴3回转，关于回转板7，通过管状回转轴，以与回转翼4不同的回转速度回转。[实施例]下面说明实施例和比较例。[实施例I]使用槽体2的直径为120cm、水深180cm、槽容量2m3的如图I 图3所示的流化床式生物处理装置，以lkg-N/m3/d的槽负荷供给NO3-N浓度80mg/L、P04-P浓度2mg/L的合成排水进行处理。以N的三倍量添加甲醇。载体为密度I. 01g/cm3的聚烯烃类凝胶载体(平均粒径3mm)，填充量为槽体容积的 15%。回转板7，固定板8，回转翼4的构成如下回转板7的长度(半径)140mm回转板7的上下宽度70_回转板7的上缘的没于水中深度H2 20mm回转板7的材质SUS固定板8的放射方向长度110mm固定板8的没于水中深度H1 50mm固定板8的驱动轴3侧的端部到驱动轴3的距离30mm固定板8的下部材质天然橡胶(上下长度IOOmm)
回转翼4的长度720mm回转翼4的宽度360mm以G值为80 150(11 17rpm，根据载体的流动状态调整)使得回转翼4运转，处理过的水的NO3-N浓度为5mg/L以下。又，几乎没有看到浮上的载体。[比较例I]不设置回转板7及固定板8，除此以外与实施例I相同，处理原水，处理过水的NO3-N浓度为10mg/L，水面表面积30%视认浮上的载体。由该实施例和比较例明确可知，按照设有回转板7及固定板8的实施例，防止载体 浮上，同时，与比较例相比，N除去率变高。
权利要求
1.一种流化床式生物处理装置，其特征在干， 该流化床式生物处理装置包括 槽； 充填在该槽内的粒状载体； 搅拌该载体的搅拌手段；以及 使得附着在载体上的气泡扩散的气泡扩散手段； 该气泡扩散手段构成为通过用回转板和固定板夹持在槽内浮上的载体，使得气泡扩散。
2.根据权利要求I所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 该回转板安装在驱动轴上，在槽内水面下旋转； 该固定板配置在该回转板的旋转区域，其下部没于水中； 构成为该回转板旋转，该回转板的上部与该固定板的下部相接，这时，通过回转板的上部和固定板的下部的至少一方后退动作，回转板通过固定板下側。
3.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述固定板的至少下部由软质材料构成，当上述回转板的上部与固定板的下部相接时，该固定板的下部作后退动作。
4.根据权利要求3所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 该固定板的下部由橡胶构成。
5.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述回转板的旋转半径为固体的回转半径的10 100%。
6.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述固定板设置I 4片。
7.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 该固定板的放射方向的宽度为回转板的旋转半径的20 120%。
8.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 从该固定板的驱动轴侧的端部到驱动轴的距离为上述回转板的旋转半径的5 40%，从固定板的离驱动轴远侧的端部到驱动轴的距离为回转板的旋转半径的25 130%。
9.根据权利要求2所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 从该固定板的下端到水面的距离H1为5 30cm。
10.根据权利要求I所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述载体为高分子交联体构成的粒状。
11.根据权利要求10所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述载体的平均粒径为I 20mm。
12.根据权利要求3 11中任一项所述的流化床式生物处理装置，其特征在干， 上述回转板倾斜，使得越是上部越成为旋转前进方向的后方。
全文摘要
本发明提供既能防止或抑制生物膜剥离、且使得附着气泡从载体扩散的流化床式生物处理装置。本发明的解决手段如下流化床式生物处理装置(1)包括将筒轴心方向设为铅垂方向的圆筒形的槽体(2)，配置在该槽体(2)的轴心位置的驱动轴(3)，固结在该驱动轴(3)的回转翼(4)，设在槽体(2)上部的固定板(8)，设在驱动轴(3)的回转板(7)，设在槽体(2)上部的处理水取出槽(6)。回转板(7)旋转，浮上载体被夹在回转板(7)和固定板(8)的橡胶制的下部之间，气泡扩散。
文档编号C02F3/34GK102695681SQ201280000186
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月5日 优先权日2011年1月7日
发明者安池友时 申请人:栗田工业株式会社