申请日2012.06.28
公开(公告)日2013.01.09
IPC分类号C02F3/34; C02F3/12; C02F3/30
摘要
本发明提供硝化装置及具有其的废水处理装置，其充分活用通过包括固定化载体得到的高硝化处理效率，并极力抑制运行成本和设备投资成本，且容易导入不具有最初沉淀池的已设废水处理厂。该硝化装置(10)利用硝化菌在需氧条件下硝化处理废水中的氨性氮而形成硝酸性氮，其至少具备1系列污泥/载体硝化线路(58)，该线路(58)具有：污泥用硝化槽(12)，废水流入并利用含硝化菌的活性污泥(18)硝化氨性氮;固液分离槽(14)，对通过污泥用硝化槽(12)硝化处理的硝化处理水中的固体成分固液分离而得到上清水;载体用硝化槽(16)，上清水流入并利用包括固定有硝化菌的包括固定化载体(30)对上清水中残留的氨性氮进行硝化而得到最终硝化处理水，并设有包括固定化载体(30)的载体分离筛(36)。
权利要求书
1.一种硝化装置，利用硝化菌在需氧性条件下对废水中的氨性氮 进行硝化处理而形成硝酸性氮，其特征在于，至少具备1系列污泥/ 载体硝化线路，所述污泥/载体硝化线路具有：
污泥用硝化槽，其中，所述废水流入并利用含有所述硝化菌的活 性污泥对所述氨性氮进行硝化;
固液分离槽，其中，对通过所述污泥用硝化槽进行了硝化处理的 由活性污泥产生的硝化处理水中的固体成分进行固液分离而得到上清 水;和
载体用硝化槽，其中，所述上清水流入并利用包括固定有所述硝 化菌的包括固定化载体对所述上清水中残留的氨性氮进行硝化而得到 最终硝化处理水，同时设有所述包括固定化载体的载体分离筛。
2.权利要求1所述的硝化装置，其特征在于，具备：
旁路配管，绕过所述载体用硝化槽使所述上清水旁通到所述硝化 处理水的处理水配管;
氮浓度测定计，对所述上清水和/或所述硝化处理水的氨性氮浓度 进行测定;
上清水分配器，将所述上清水分配至所述载体用硝化槽和所述旁 路配管;和
控制装置，基于所述浓度测定计的测定结果控制所述上清水分配 器，对分配至所述载体用硝化槽和所述旁路配管的上清水分配量进行 调整。
3.权利要求2所述的硝化装置，其特征在于，具备：
污泥硝化线路，与所述污泥/载体硝化线路并列设置且由所述污泥 用硝化槽和所述固液分离槽构成;
废水分配器，将所述废水分配至所述污泥/载体硝化线路和所述污 泥硝化线路;
废水测定计，对所述废水的水质进行测定;
控制装置，基于所述废水测定计的测定结果控制所述废水分配器， 对分配至所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路的废水的分配 量进行调整;和
合流配管，使所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路的上清 水合流并导入所述污泥/载体硝化线路的载体用硝化槽。
4.权利要求3所述的硝化装置，其特征在于，代替所述旁路配管 设置所述载体用硝化槽。
5.权利要求1所述的硝化装置，其特征在于，具备：
污泥硝化线路，与所述污泥/载体硝化线路并列设置且由所述污泥 用硝化槽和所述固液分离槽构成;
废水测定计，对所述废水的水质进行测定;
线路选择装置，进行所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路 的线路选择;和
控制装置，基于所述废水测定计的测定结果控制所述线路选择装 置，在所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路中选择所用的线 路。
6.权利要求3~5中任一项所述的硝化装置，其特征在于，所述废 水的水质为氨性氮浓度、水温、水量中的至少一个。
7.权利要求1~6中任一项所述的硝化装置，其特征在于，在所述 载体用硝化槽中，所述包括固定化载体在可流动地收纳于形成有多个 通水孔的容器内的状态下被填充于所述载体用硝化槽，所述通水孔为 使该包括固定化载体不能通过的大小。
8.一种废水处理装置，其特征在于，具备：
权利要求1~7中任一项所述的硝化装置，和
脱氮槽，所述脱氮槽利用脱氮菌在厌氧性条件下对通过所述硝化 装置进行了硝化处理的硝化处理水中的硝酸性氮进行脱氮处理而使其 转换成氮气。
9.权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于，所述脱氮槽设 置于所述硝化装置的前段，通过所述载体用硝化槽进行了处理的最终 硝化处理水的一部分经由循环配管循环至所述脱氮槽。
10.权利要求9所述的废水处理装置，其特征在于，除所述脱氮 槽之外，在所述硝化装置的后段设置含有包括固定化载体的辅助脱氮 槽，将通过所述载体用硝化槽进行处理的最终硝化处理水的剩余部分 中残留的硝酸性氮通过所述辅助脱氮槽转换成氮气，所述包括固定化 载体包括固定有所述脱氮菌。
说明书
硝化装置及具有该硝化装置的废水处理装置
技术领域
本发明涉及一种硝化装置及废水处理装置，特别涉及一种构筑特 别是用于一边抑制运行成本和设备成本一边得到高硝化处理效率的硝 化装置的技术。
背景技术
作为从含有氨性氮(氨型氮)的废水中除去氮的废水处理装置， 目前已知有活性污泥循环变法(循环式活性污泥法)。活性污泥循环变 法为使用活性污泥的处理方法，将废水经由厌氧性的脱氮槽送至需氧 性的硝化槽，在该硝化槽中利用活性污泥中的硝化菌将氨性氮硝化(氧 化)成硝酸性氮。然后，硝化的硝化水的一部分从硝化槽返回至脱氮槽 并利用活性污泥中的脱氮菌将硝酸性氮转换成氮气。另外，通过硝化 槽进行硝化处理的处理水的剩余部分经由最终沉淀池被流放出。
但是，利用活性污泥的硝化处理在硝化槽内无法将硝化菌维持在 高浓度，因此，存在无法进行高负荷运转、硝化处理效率差的问题。 因此，近年来，进行了在硝化槽中投入包括固定化了硝化菌的载体的 硝化促进型循环变法(例如专利文献1)。对该硝化促进型循环变法而 言，如图14所示，基本构成与活性污泥循环变法相同，通过投入有包 括固定化载体4的硝化槽1进行硝化的硝化水通过脱氮槽2进行脱氮 处理，处理水通过最终沉淀池3进行固液分离后被流放出。但是，在 投入包括固定化载体4的硝化槽1中设有防止载体流出的载体分离筛 5，因此，在废水的原水流入的前段中，需要用于除去废水中的夹杂物 等堵塞物质的最初沉淀池6。此时，为了提高包括固定化载体的硝化 性能，优选减小载体粒径(例如3mm左右)且增大比表面积，为了不使 该载体4从硝化槽1流入，需要网眼宽度为1.5~2mm左右的载体分离 筛5。此时，增大载体分离筛5的筛孔而使夹杂物不会堵塞时，也不 得不增大载体的大小，因此，如上所述的硝化处理效率降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-012383号公报
发明内容
发明要解决的课题
这样，使用“包括固定化载体”的硝化装置与使用活性污泥的硝 化装置相比，可得到高硝化处理效率，但具有下述所示的问题点。
(1)需要购入包括固定化载体的费用。另外，载体的添加量变多时， 具有氧溶解效率降低、曝气量变多的缺点。
(2)在硝化装置的前段需要用于除去废水中的夹杂物等堵塞物质 的固液分离槽(例如最初沉淀池)，但在简易的处理法的情况下，也有 时不具有最初沉淀池等。因此，为了设置使用包括固定化载体的硝化 装置，需要设置最初沉淀池等而除去夹杂物，设备成本变高，同时需 要确保用于最初沉淀池的用地。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，因此，其目的在于，提供一 种硝化装置及具有该硝化装置的废水处理装置，其可以充分活用通过 “包括固定化载体”得到的高硝化处理效率，同时极力抑制运行成本和 设备投资成本，而且也可以容易地导入不具有最初沉淀池的已设的废 水处理厂。
解决课题的手段
本发明的硝化装置是为了实现上述目的而完成的，其特征在于， 在利用硝化菌在需氧性条件下对废水中的氨性氮进行硝化处理而形成 硝酸性氮的硝化装置中，至少具备1系列污泥/载体硝化线路，所述污 泥/载体硝化线路具有：污泥用硝化槽，其中，所述废水流入并利用含 有所述硝化菌的活性污泥对所述氨性氮进行硝化;固液分离槽，其中， 对通过所述污泥用硝化槽进行硝化处理的由活性污泥产生的硝化处理 水中的固体成分进行固液分离而得到上清水;载体用硝化槽，其中， 所述上清水流入并利用包括固定有所述硝化菌的包括固定化载体对所 述上清水中残留的氨性氮进行硝化而得到最终硝化处理水，同时设有 所述包括固定化载体的载体分离筛。
予以说明，“包括固定(有)硝化菌”包括以下两种情况：包括固 定经纯培养的硝化菌的情况和包括固定含有硝化菌的活性污泥的情 况。另外，如果没有特别说明，废水不是合成废水，因此，除氨性氮 之外，在废水中含有夹杂物和/或BOD成分等。
本发明人通过将废水中的氨性氮的硝化用在污泥用硝化槽中利用 活性污泥进行的污泥硝化和在载体用硝化槽中利用包括固定化载体进 行的载体硝化进行分担，得到如下见解：即使缩短污泥用硝化槽的滞 留时间且减少载体用硝化槽的容量也可得到高硝化处理效率。
根据本发明的硝化装置，对于废水中的氨性氮的硝化处理，在污 泥硝化槽中利用含有硝化菌的活性污泥进行污泥硝化，得到通过固液 分离槽除去固体物质的上清水。然后，在载体用硝化槽中通过包括固 定有硝化菌的“包括固定化载体”对该上清水进行载体硝化。
由此，与通过包括固定化载体的硝化槽对全部的废水进行硝化的 情况相比，可以大幅降低包括固定化载体的使用量，同时也可以削减 曝气量，因此，可以降低运行设备成本。另外，可以减少载体用硝化 槽的容量使其小型化，同时，由于在载体用硝化槽的前段具有固液分 离槽，因此，载体用硝化槽的载体分离筛也不会被废水中的夹杂物等 堵塞物质堵塞，运转管理也变容易。
更优选的是，如现有技术中所述那样，在已设的废水处理厂中具 有污泥用硝化槽和固液分离槽(最终沉淀池)，因此，只要在固液分离 槽的后段仅新设载体用硝化槽，就可以构成本发明的硝化装置，也可 以容易地导入已设的废水处理厂且设备成本变廉价。
在本发明的硝化装置中，优选具备：旁路配管，绕过所述载体用 硝化槽使所述上清水旁通到所述硝化处理水的处理水配管;氮浓度测 定计，对所述上清水和/或所述硝化处理水的氨性氮浓度进行测定;上 清水分配器，将所述上清水分配至所述载体用硝化槽和所述旁路配管; 控制装置，基于所述浓度测定计的测定结果控制所述上清水分配器， 对分配至所述载体用硝化槽和所述旁路配管的上清水分配量进行调 整。
予以说明，利用上清水分配器的载体用硝化槽和所述旁路配管的 分配比率也包括一方为100%的情况。
通过这样进行构成，即使存在废水中的氨性氮浓度的变动、废水 的水温的变动、废水流量的变动等，也可以通过控制流至载体用硝化 槽和旁路配管的上清水的分配量而进行载体用硝化槽中的负荷调整 (例如减少负荷)。
由此，不仅可以得到与水质标准相符的一定的硝化处理水，而且 也不会过量地运转载体用硝化槽，因此，可以更有效地进行运转。
此时，更优选具备：污泥硝化线路，与所述污泥/载体硝化线路并 列设置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分离槽构成;废水分配器， 将所述废水分配至所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路;废水 测定计，对所述废水的水质进行测定;控制装置，基于所述废水测定 计的测定结果控制所述废水分配器，对分配至所述污泥/载体硝化线路 和所述污泥硝化线路的废水的分配量进行调整;合流配管，使所述污 泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路的上清水合流并导入所述污泥/ 载体硝化线路的载体用硝化槽。
予以说明，利用废水分配器的污泥/载体硝化线路和污泥硝化线路 的分配比率也包括一方为100%的情况。
由此，可以根据废水的水质(例如，氨性氮浓度、水温、水量)进 行施加于污泥用硝化槽的负荷的调整(例如减轻负荷)，因此，可以更 有效地得到与水质基准相符的一定的硝化处理水。
此时，更优选的是设置所述载体用硝化槽代替所述旁路配管。由 此，可以根据废水的水质(例如，氨性氮浓度、水温、水量)，通过两 个载体用硝化槽进行载体硝化的负荷调整。由此，与设置旁路配管的 情况相比，使挠性提高。因此，可以进行污泥用硝化槽及载体用硝化 槽两者的负荷调整，因此，可以更有效地得到与水质基准相符的一定 的硝化处理水。
在本发明的硝化装置中，优选具备：污泥硝化线路，与所述污泥/ 载体硝化线路并列设置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分离槽构 成;废水测定计，对所述废水的水质进行测定;线路选择装置，进行 所述污泥/载体硝化线路和所述污泥硝化线路的线路选择;控制装置， 基于所述废水测定计的测定结果控制所述线路选择装置，在所述污泥/ 载体硝化线路和所述污泥硝化线路中选择所用的线路。
其为用于根据废水的水质(例如，氨性氮浓度、水温、水量)进行 污泥用硝化槽和载体用硝化槽的负荷调整的其它方式，可以选择具有 载体用硝化槽的污泥/载体硝化线路和不具有载体用硝化槽的污泥硝 化线路中使用的线路。
由此，可以进行污泥用硝化槽及载体用硝化槽两者的负荷调整， 因此，可以更有效地得到与水质基准相符的一定的硝化处理水。
在本发明的硝化装置中，在所述载体用硝化槽中，所述包括固定 化载体优选在可流动地收纳于形成有多个通水孔的容器内的状态下被 填充于所述载体用硝化槽，所述通水孔为该包括固定化载体不能通过 的大小。
由此，在载体用硝化槽内容器通过用于使槽内为需氧性的空气曝 气而流动，进而包括固定化载体在容器内流动。通过该双重的流动， 包括固定化载体和废水的接触效率变好，可以提高载体用硝化槽中的 硝化处理效率。此时，在载体用硝化槽的前段设有固液分离槽，除去 使容器的通水孔堵塞的堵塞物质，因此，即使通水孔变小也不会堵塞。 由此，可以将载体粒径小且硝化效率好的包括固定化载体收纳在容器 内。
进而，与不使用容器的情况(将包括固定化载体直接投入载体用硝 化槽的情况)相比，可以增大载体分离筛的网眼宽度，因此，可以简化 载体分离筛，例如可以使用市售的金属丝网或冲压金属等。
本发明的废水处理装置是为了实现所述目的而完成的，其特征在 于，具备：本发明第一方面~第七方面中任一项所述的硝化装置和脱氮 槽，所述脱氮槽利用脱氮菌在厌氧性条件下对通过所述硝化装置进行 了硝化处理的硝化处理水中的硝酸性氮进行脱氮处理而使其转换成氮 气。
本发明以组装入本发明的硝化装置的废水处理装置的形式构成， 通过脱氮槽以氮气的形式除去通过硝化装置进行处理的硝化处理水中 的硝酸性氮。
在本发明的废水处理装置中，所述脱氮槽优选设置于所述硝化装 置的前段且通过所述载体用硝化槽进行处理的最终硝化处理水的一部 分经由循环配管循环至所述脱氮槽。
通过将脱氮槽配置在硝化装置的前段，可以有效地使用废水中的 有机物作为脱氮菌的营养源。
在本发明的废水处理装置中，除所述脱氮槽之外，优选在所述硝 化装置的后段设置含有包括固定化载体的辅助脱氮槽，将通过所述载 体用硝化槽进行处理的最终硝化处理水的剩余部分中残留的硝酸性氮 通过所述辅助脱氮槽转换成氮气，所述包括固定化载体包括固定有所 述脱氮菌。
由于在通过载体用硝化槽进行处理的最终硝化处理水中残留有少 量硝酸性氮，因此，可以通过辅助脱氮槽可靠地转换成氮气。
发明效果
如上述说明那样，根据本发明的硝化装置及具有该硝化装置的废 水处理装置，可以充分活用通过包括固定化载体得到的高硝化处理效 率，同时极力抑制运行成本和设备投资成本，而且也可以容易地导入 不具有最初沉淀池的已设的废水处理厂。