申请日2004.12.21
公开(公告)日2006.07.05
IPC分类号C02F3/28; C02F1/52; C02F1/24
摘要
本发明是关于一种含有机污染物的废水厌氧生物处理系统，包含一厌氧污泥床反应槽，及一溶解空气浮除槽，其中该厌氧污泥床反应槽是用厌氧微生物于反应槽中去除废水中的有机污染物，及该溶解空气浮除槽是用于对来自该厌氧污泥床反应槽的出流水中的固体物进行固液两相分离，以回收流出该厌氧污泥床反应槽的厌氧微生物并送回该厌氧污泥床反应槽中，以提升厌氧污泥床反应槽的水力负荷。
权利要求书
1.一种有机污染废水处理系统，包含：
一厌氧污泥床反应槽，其具有一槽体，及设于该槽体的一第一进水口及 一第一出水口，该槽体适用于承装一厌氧污泥床及接收一由该第一进水口流 入的含有机污染物的废水，该废水于该槽体内停留一段时间后从该第一出水 口流出，于该停留时间该废水中的有机污染物的至少一部份为该厌氧污泥床 污泥床的厌氧微生物所分解;及
一溶解空气浮除槽，简称DAF槽，其具有一槽体，设于该槽体的一第二 进水口及一第二出水口，一混合装置，及一气浮污泥移除装置，其中该第二 进水口连接该第一出水口，该混合装置用于将一高压气体与来自该第一出水 口的出流水混合及将混合后的高压流释放至该DAF槽槽体内，该气浮污泥移 除装置用于将该DAF槽槽体内的气浮污泥移出该DAF槽槽体，及第二出水 口用于自该DAF槽槽体内排出一处理过的水。
2.如权利要求1所述的有机污染废水处理系统，其进一步包含一将气浮 污泥送回该厌氧污泥床反应槽或一废弃污泥贮存槽的输送装置。
3.如权利要求1所述的有机污染废水处理系统，其中该第二出水口位于 该DAF槽槽体的底部或中部。
4.如权利要求1所述的有机污染废水处理系统，其中溶解于该高压流中 的气体因DAF槽槽体内的压力下降，形成无数细小气泡沾附在废水中的污泥 粒子，于是在该DAF槽的顶部形成浮在废水水面上的气浮污泥。
5.如权利要求1所述的有机污染废水处理系统，其中该溶解空气浮除槽 进一步包含一加药装置。
6.一种废水厌氧生物处理方法，包含下列步骤：
a)将含有机污染物的废水与一含有厌氧微生物的厌氧污泥床接触，于是该 废水中的至少一部份有机污染物为该厌氧微生物所分解，而得到一部份净化 水;
b)将来自步骤a)的部份净化水与一高压溶解气体混合，并将所获得的混合 物释放于一容器内，以在该容器内形成具有多数个细小气泡的气液固混合物， 于是这些细小气泡沾附在气液固混合物中的污泥粒子，而在该容器内形成位 在液体表面上的气浮污泥;
c)将该气浮污泥从该容器移除，及在该气浮污泥下方排出处理过的水。
7.如权利要求6所述的方法，其进一步包含将从步骤c)移除的气浮污泥 的一部份或全部再循环用作为步骤a)的厌氧污泥床的一部份来源。
8.如权利要求6所述的方法，其进一步包含将从步骤c)移除的气浮污泥 的一部份或全部输送至一废弃污泥贮槽。
9.如权利要求6所述的方法，其进一步包含将混凝剂加入于步骤b)中的 部份净化水与高压溶解气体的混合物。
说明书
废水厌氧生物处理系统及方法
技术领域
本发明是关于一种含有机污染物的废水厌氧生物处理技术，尤其有关一 种结合厌氧微生物处理技术与溶解空气浮除技术的废水厌氧生物处理系统及 方法。
背景技术
厌氧生物处理方法是近年含有机污染物废水处理的最热门的技术之一， 而厌氧污泥床为该方法最常使用的厌氧生物反应槽，但因厌氧微生物的增殖 能力低，因此厌氧污泥床反应槽的关键技术在于如何有效截留大量的厌氧微 生物累积于反应槽，使厌氧污泥床反应槽的功能达最佳化。目前商业应用的 厌氧污泥床反应槽例如有BiothaneUASB及BIOPAQUASB反应槽。UASB 为Upflow anaerobic sludge bed的简写，意为向上流动厌氧污泥床。本案申 请人于台湾新型专利第156653号亦揭示一种UASB反应槽。UASB反应槽关 键技术在于其中固气液三相分离器的设计。
先前三相分离器的设计技术，受限于既有厌氧污泥床反应槽的尺寸与微 生物的特性(如微生物的粒径、密度等)，因此在水力负荷上有非常高的局限 性，典型的单位面积(正投影面积)的水力负荷一般在15～30m3/m2-天。所 以当废水的有机污染物浓度低时，厌氧污泥床反应槽的单位体积效率即受到 水力条件的限制，无法发挥应有的功能。
溶解空气浮除(Dissolved air flotation，简称DAF)的废水处理技术常应用于 食品厂的废水处理，其中高压溶解的空气与废水在DAF槽内混合，并形成无 数细小气泡沾附在废水中的固体粒子(例如清洗肉类所产生的脂肪及蛋白质粒 子)，于是可在DAF槽的顶部刮除浮在废水水面上的气浮固体粒子，及在DAF 槽的底部或中部排出处理过的水。DAF槽在商业市场上可购得，亦可见于专 利文献，例如美国专利第5382358，5538631，5863441，6174434及6599418 号。美国专利第6599418号揭示一种结合DAF及重力沉降机构的废水处理设 备，其中废水先被导入该设备的下方的重力沉降舱，于其中较重的固体粒子 会先行沉降，接着含较轻的固体粒子的水通过一联通流道再流入该设备的上 方的DAF舱进行一般的DAF处理，其中一空气溶解装置是安装在该联通流 道。此美国专利第6599418号前案的内容经由参考方式被并入本案。
从事本项技艺人士一般认为厌氧微生物应避免接触空气，以防止其有机 污染物的分解能力降低。因此，至目前为止，没有任何先前技艺揭示或建议 以DAF废水处理技术来解决厌氧微生物处理技术的水力负荷限制问题。
发明内容
本案发明人首先提出一种结合厌氧微生物处理技术及DAF废水处理技术 的废水厌氧生物处理系统及方法。本案发明人发现厌氧微生物在DAF槽的短 暂与空气接触并不会显著的降低其对有机污染物的分解能力。
由于本发明以DAF废水处理技术取代已用UASB反应槽的固气液三相分 离器，不仅解决UASB反应槽水力负荷低的问题，也降低废水厌氧生物处理 系统的初设成本。
依本发明内容所完成的一种有机污染废水处理系统，包含：
一厌氧污泥床反应槽，其具有一槽体，及设于该槽体的一第一进水口及 一第一出水口，该槽体适用于承装一厌氧污泥床及接收一由该第一进水口流 入的含有机污染物的废水，该废水于该槽体内停留一段时间后从该第一出水 口流出，于该停留时间该废水中的有机污染物的至少一部份为该厌氧污泥床 污泥床的厌氧微生物所分解;及
一溶解空气浮除槽(简称DAF槽)，其具有一槽体，设于该槽体的一第二 进水口及一第二出水口，一混合装置，及一气浮污泥移除装置，其中该第二 进水口连接该第一出水口，该混合装置用于将一高压气体与来自该第一出水 口的出流水混合及将混合后的高压流释放至该DAF槽槽体内，该气浮污泥移 除装置用于将该DAF槽槽体内的气浮污泥移出该DAF槽槽体，及第二出水 口用于自该DAF槽槽体内排出一处理过的水。
较佳的，前述溶解空气浮除槽是可进一步包含一加药装置或一将气浮污 泥送回该厌氧污泥床反应槽或一废弃污泥贮存槽的输送装置。
较佳的，该第二出水口位于该DAF槽槽体的底部或中部。
于本发明的有机污染废水处理系统中，溶解于该高压流中的气体因DAF 槽槽体内的压力下降，形成无数细小气泡沾附在废水中的污泥粒子，于是在 该DAF槽的顶部形成浮在废水水面上的气浮污泥。
于该厌氧污泥床反应槽中借助厌氧生物处理方法除去废水中的至少一部 份有机污染物，达到废水净化的功能，当净化后的废水流出该厌氧污泥床反 应槽时，会挟带一些厌氧微生物污泥流出反应槽外。该DAF槽，设置于该厌 氧污泥床反应槽下游，是由高压溶解气体与废水混合并在DAF槽内释放，被 溶解的空气或任何其它合适气体因压力释放形成无数细小气泡沾附在废水中 的固体粒子(例如微生物污泥粒子)，于是可在DAF槽的顶部刮除浮在废水水 面上的气浮污泥，及在DAF槽的底部或中部排出处理过的水。该DAF槽所 移除的气浮污泥(厌氧微生物)，可以再循环至该厌氧污泥床反应槽，以提高厌 氧污泥床反应槽内微生物的浓度。
已用的厌氧污泥床处理技术对高浓度废水具有高体积效率的优点，但当 废水中有机物浓度降低时，因受限于水力条件，使厌氧污泥床处理技术无法 发挥应有的效率，本发明即结合厌氧微生物处理技术与溶解空气浮除处理技 术，以克服已用厌氧污泥床处理技术的水力限制问题，以利于进一步推广厌 氧污泥床处理技术于解决处理都市污水、低浓度有机工业废水等问题。
实施方式
本发明亦提供一种废水厌氧生物处理方法，包含下列步骤：
a)将含有机污染物的废水与一含有厌氧微生物的厌氧污泥床接触，于是该 废水中的至少一部份有机污染物为该厌氧微生物所分解，而得到一部份净化 水;
b)将来自步骤a)的部份净化水与一高压溶解气体(例如高压空气)混合，并 将所获得的混合物释放于一容器内，以在该容器内形成具有多数个细小气泡 的气液固混合物，于是这些细小气泡沾附在气液固混合物中的污泥粒子，而 在该容器内形成位在液体表面上的气浮污泥;
c)将该气浮污泥从该容器移除，及在该气浮污泥下方排出处理过的水。
较佳的，本发明方法进一步包含将从步骤c)移除的气浮污泥的一部份或 全部再循环用作为步骤a)的厌氧污泥床的一部份来源。
较佳的，本发明方法进一步包含将从步骤c)移除的气浮污泥的一部份或 全部输送至一废弃污泥贮槽。
较佳的，本发明方法进一步包含将混凝剂加入于步骤b)中的部份净化水 与高压溶解气体的混合物。
本发明的一较佳具体实施例配合图式说明如下。如图1及2所示，本发 明的有机污染废水处理系统，包含：一厌氧污泥床反应槽10，其具有一槽体 11，及设于该槽体底部的一第一进水口12及一第一出水口13，该槽体内含有 厌氧污泥床及由该第一进水口流入的含有机污染物的废水，该废水于该槽体 内停留一段时间后从该第一出水口13流出，于该停留时间该废水中的有机污 染物的至少一部份为该厌氧污泥床污泥床的厌氧微生物所分解;及
一溶解空气浮除槽20(简称DAF槽)，其具有一槽体21，设于该槽体的一 第二进水口22及一第二出水口23，一混合装置24，及一气浮污泥移除装置 25，其中该第二进水口22连接该第一出水口13。
该混合装置24包含一加压泵241，加压罐242及空压机243。该加压泵 241将由该槽体21流出的一部份出流水送至该加压罐242内与来自该空压机 243的高压空气混合，于是产生一高空气含量的水，并由该加压罐242流出与 由该厌氧污泥床反应槽10的第一出水口13流出的出流水合并，经过一分配 器26进入该DAF槽的槽体21内。溶解于水中的高压空气由于槽体21内的 水压较低，在从该合并流从分配器26流出时开始形成无数细小气泡。这些细 小气泡沾附在水中的污泥粒子，于是在该槽体21内形成位在液体表面上的气 浮污泥。该气浮污泥移除装置25收集该DAF槽槽体21内的气浮污泥并移出 该DAF槽槽体21，于是获得一浓缩污泥27。由该槽体21流出的另一部份出 流水作为一处理过的水由该第二出水口23排出。
通过一输送装置28可将该浓缩污泥27再循环送回该厌氧污泥床反应槽 10及/或废弃污泥贮槽。
以下实施例是用于进一步了解本发明的优点，并非用于限制本发明的申 请专利范围。