專利名稱：硝化裝置及具有該硝化裝置的廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硝化裝置及廢水處理裝置，特別涉及一種構(gòu)筑特別是用于一邊抑制運(yùn)行成本和設(shè)備成本一邊得到高硝化處理效率的硝化裝置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為從含有氨性氮(氨型氮)的廢水中除去氮的廢水處理裝置，目前已知有活性污泥循環(huán)變法(循環(huán)式活性污泥法)。活性污泥循環(huán)變法為使用活性污泥的處理方法，將廢水經(jīng)由厭氧性的脫氮槽送至需氧性的硝化槽，在該硝化槽中利用活性污泥中的硝化菌將氨性氮硝化(氧化)成硝酸性氮。然后，硝化的硝化水的一部分從硝化槽返回至脫氮槽并利用活性污泥中的脫氮菌將硝酸性氮轉(zhuǎn)換成氮?dú)?。另外，通過硝化槽進(jìn)行硝化處理的處理水的 剩余部分經(jīng)由最終沉淀池被流放出。但是，利用活性污泥的硝化處理在硝化槽內(nèi)無法將硝化菌維持在高濃度，因此，存 在無法進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、硝化處理效率差的問題。因此，近年來，進(jìn)行了在硝化槽中投入包括固定化了硝化菌的載體的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法(例如專利文獻(xiàn)I)。對(duì)該硝化促進(jìn)型循環(huán)變法而言，如圖14所示，基本構(gòu)成與活性污泥循環(huán)變法相同，通過投入有包括固定化載體4的硝化槽I進(jìn)行硝化的硝化水通過脫氮槽2進(jìn)行脫氮處理，處理水通過最終沉淀池3進(jìn)行固液分離后被流放出。但是，在投入包括固定化載體4的硝化槽I中設(shè)有防止載體流出的載體分離篩5，因此，在廢水的原水流入的前段中，需要用于除去廢水中的夾雜物等堵塞物質(zhì)的最初沉淀池6。此時(shí)，為了提高包括固定化載體的硝化性能，優(yōu)選減小載體粒徑(例如3mm左右)且增大比表面積，為了不使該載體4從硝化槽I流入，需要網(wǎng)眼寬度為I. 5 2mm左右的載體分離篩5。此時(shí)，增大載體分離篩5的篩孔而使夾雜物不會(huì)堵塞時(shí)，也不得不增大載體的大小，因此，如上所述的硝化處理效率降低?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-012383號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題這樣，使用“包括固定化載體”的硝化裝置與使用活性污泥的硝化裝置相比，可得到高硝化處理效率，但具有下述所示的問題點(diǎn)。(I)需要購入包括固定化載體的費(fèi)用。另外，載體的添加量變多時(shí)，具有氧溶解效率降低、曝氣量變多的缺點(diǎn)。(2)在硝化裝置的前段需要用于除去廢水中的夾雜物等堵塞物質(zhì)的固液分離槽(例如最初沉淀池)，但在簡易的處理法的情況下，也有時(shí)不具有最初沉淀池等。因此，為了設(shè)置使用包括固定化載體的硝化裝置，需要設(shè)置最初沉淀池等而除去夾雜物，設(shè)備成本變高，同時(shí)需要確保用于最初沉淀池的用地。
本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，因此，其目的在于，提供一種硝化裝置及具有該硝化裝置的廢水處理裝置，其可以充分活用通過“包括固定化載體”得到的高硝化處理效率，同時(shí)極力抑制運(yùn)行成本和設(shè)備投資成本，而且也可以容易地導(dǎo)入不具有最初沉淀池的已設(shè)的廢水處理廠。解決課題的手段本發(fā)明的硝化裝置是為了實(shí)現(xiàn)上述目的而完成的，其特征在于，在利用硝化菌在需氧性條件下對(duì)廢水中的氨性氮進(jìn)行硝化處理而形成硝酸性氮的硝化裝置中，至少具備I系列污泥/載體硝化線路，所述污泥/載體硝化線路具有污泥用硝化槽，其中，所述廢水流入并利用含有所述硝化菌的活性污泥對(duì)所述氨性氮進(jìn)行硝化；固液分離槽，其中，對(duì)通過所述污泥用硝化槽進(jìn)行硝化處理的由活性污泥產(chǎn)生的硝化處理水中的固體成分進(jìn)行固液分離而得到上清水；載體用硝化槽，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載體對(duì)所述上清水中殘留的氨性氮進(jìn)行硝化而得到最終硝化處理水，同時(shí)設(shè)有所 述包括固定化載體的載體分離篩。予以說明，“包括固定(有)硝化菌”包括以下兩種情況包括固定經(jīng)純培養(yǎng)的硝化菌的情況和包括固定含有硝化菌的活性污泥的情況。另外，如果沒有特別說明，廢水不是合成廢水，因此，除氨性氮之外，在廢水中含有夾雜物和/或BOD成分等。本發(fā)明人通過將廢水中的氨性氮的硝化用在污泥用硝化槽中利用活性污泥進(jìn)行的污泥硝化和在載體用硝化槽中利用包括固定化載體進(jìn)行的載體硝化進(jìn)行分擔(dān)，得到如下見解即使縮短污泥用硝化槽的滯留時(shí)間且減少載體用硝化槽的容量也可得到高硝化處理效率。根據(jù)本發(fā)明的硝化裝置，對(duì)于廢水中的氨性氮的硝化處理，在污泥硝化槽中利用含有硝化菌的活性污泥進(jìn)行污泥硝化，得到通過固液分離槽除去固體物質(zhì)的上清水。然后，在載體用硝化槽中通過包括固定有硝化菌的“包括固定化載體”對(duì)該上清水進(jìn)行載體硝化。由此，與通過包括固定化載體的硝化槽對(duì)全部的廢水進(jìn)行硝化的情況相比，可以大幅降低包括固定化載體的使用量，同時(shí)也可以削減曝氣量，因此，可以降低運(yùn)行設(shè)備成本。另外，可以減少載體用硝化槽的容量使其小型化，同時(shí)，由于在載體用硝化槽的前段具有固液分離槽，因此，載體用硝化槽的載體分離篩也不會(huì)被廢水中的夾雜物等堵塞物質(zhì)堵塞，運(yùn)轉(zhuǎn)管理也變?nèi)菀?。更?yōu)選的是，如現(xiàn)有技術(shù)中所述那樣，在已設(shè)的廢水處理廠中具有污泥用硝化槽和固液分離槽(最終沉淀池)，因此，只要在固液分離槽的后段僅新設(shè)載體用硝化槽，就可以構(gòu)成本發(fā)明的硝化裝置，也可以容易地導(dǎo)入已設(shè)的廢水處理廠且設(shè)備成本變廉價(jià)。在本發(fā)明的硝化裝置中，優(yōu)選具備旁路配管，繞過所述載體用硝化槽使所述上清水旁通到所述硝化處理水的處理水配管；氮濃度測(cè)定計(jì)，對(duì)所述上清水和/或所述硝化處理水的氨性氮濃度進(jìn)行測(cè)定；上清水分配器，將所述上清水分配至所述載體用硝化槽和所述旁路配管；控制裝置，基于所述濃度測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述上清水分配器，對(duì)分配至所述載體用硝化槽和所述旁路配管的上清水分配量進(jìn)行調(diào)整。予以說明，利用上清水分配器的載體用硝化槽和所述旁路配管的分配比率也包括一方為100%的情況。通過這樣進(jìn)行構(gòu)成，即使存在廢水中的氨性氮濃度的變動(dòng)、廢水的水溫的變動(dòng)、廢水流量的變動(dòng)等，也可以通過控制流至載體用硝化槽和旁路配管的上清水的分配量而進(jìn)行載體用硝化槽中的負(fù)荷調(diào)整(例如減少負(fù)荷)。由此，不僅可以得到與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相符的一定的硝化處理水，而且也不會(huì)過量地運(yùn)轉(zhuǎn)載體用硝化槽，因此，可以更有效地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，更優(yōu)選具備污泥硝化線路，與所述污泥/載體硝化線路并列設(shè)置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分離槽構(gòu)成；廢水分配器，將所述廢水分配至所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路；廢水測(cè)定計(jì)，對(duì)所述廢水的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定；控制裝置，基于所述廢水測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述廢水分配器，對(duì)分配至所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的廢水的分配量進(jìn)行調(diào)整；合流配管，使所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的上清水合流并導(dǎo)入所述污泥/載體硝化線路的載體用硝化槽。予以說明，利用廢水分配器的污泥/載體硝化線路和污泥硝化線路的分配比率也 包括一方為100%的情況。
由此，可以根據(jù)廢水的水質(zhì)(例如，氨性氮濃度、水溫、水量)進(jìn)行施加于污泥用硝化槽的負(fù)荷的調(diào)整(例如減輕負(fù)荷)，因此，可以更有效地得到與水質(zhì)基準(zhǔn)相符的一定的硝化處理水。此時(shí)，更優(yōu)選的是設(shè)置所述載體用硝化槽代替所述旁路配管。由此，可以根據(jù)廢水的水質(zhì)(例如，氨性氮濃度、水溫、水量)，通過兩個(gè)載體用硝化槽進(jìn)行載體硝化的負(fù)荷調(diào)整。由此，與設(shè)置旁路配管的情況相比，使撓性提高。因此，可以進(jìn)行污泥用硝化槽及載體用硝化槽兩者的負(fù)荷調(diào)整，因此，可以更有效地得到與水質(zhì)基準(zhǔn)相符的一定的硝化處理水。在本發(fā)明的硝化裝置中，優(yōu)選具備污泥硝化線路，與所述污泥/載體硝化線路并列設(shè)置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分離槽構(gòu)成；廢水測(cè)定計(jì)，對(duì)所述廢水的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定；線路選擇裝置，進(jìn)行所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的線路選擇；控制裝置，基于所述廢水測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述線路選擇裝置，在所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路中選擇所用的線路。其為用于根據(jù)廢水的水質(zhì)(例如，氨性氮濃度、水溫、水量)進(jìn)行污泥用硝化槽和載體用硝化槽的負(fù)荷調(diào)整的其它方式，可以選擇具有載體用硝化槽的污泥/載體硝化線路和不具有載體用硝化槽的污泥硝化線路中使用的線路。由此，可以進(jìn)行污泥用硝化槽及載體用硝化槽兩者的負(fù)荷調(diào)整，因此，可以更有效地得到與水質(zhì)基準(zhǔn)相符的一定的硝化處理水。在本發(fā)明的硝化裝置中，在所述載體用硝化槽中，所述包括固定化載體優(yōu)選在可流動(dòng)地收納于形成有多個(gè)通水孔的容器內(nèi)的狀態(tài)下被填充于所述載體用硝化槽，所述通水孔為該包括固定化載體不能通過的大小。由此，在載體用硝化槽內(nèi)容器通過用于使槽內(nèi)為需氧性的空氣曝氣而流動(dòng)，進(jìn)而包括固定化載體在容器內(nèi)流動(dòng)。通過該雙重的流動(dòng)，包括固定化載體和廢水的接觸效率變好，可以提高載體用硝化槽中的硝化處理效率。此時(shí)，在載體用硝化槽的前段設(shè)有固液分離槽，除去使容器的通水孔堵塞的堵塞物質(zhì)，因此，即使通水孔變小也不會(huì)堵塞。由此，可以將載體粒徑小且硝化效率好的包括固定化載體收納在容器內(nèi)。進(jìn)而，與不使用容器的情況(將包括固定化載體直接投入載體用硝化槽的情況)相比，可以增大載體分離篩的網(wǎng)眼寬度，因此，可以簡化載體分離篩，例如可以使用市售的金屬絲網(wǎng)或沖壓金屬等。本發(fā)明的廢水處理裝置是為了實(shí)現(xiàn)所述目的而完成的，其特征在于，具備本發(fā)明第一方面 第七方面中任一項(xiàng)所述的硝化裝置和脫氮槽，所述脫氮槽利用脫氮菌在厭氧性條件下對(duì)通過所述硝化裝置進(jìn)行了硝化處理的硝化處理水中的硝酸性氮進(jìn)行脫氮處理而使其轉(zhuǎn)換成氮?dú)狻１景l(fā)明以組裝入本發(fā)明的硝化裝置的廢水處理裝置的形式構(gòu)成，通過脫氮槽以氮?dú)獾男问匠ネㄟ^硝化裝置進(jìn)行處理的硝化處理水中的硝酸性氮。在本發(fā)明的廢水處理裝置中，所述脫氮槽優(yōu)選設(shè)置于所述硝化裝置的前段且通過所述載體用硝化槽進(jìn)行處理的最終硝化處理水的一部分經(jīng)由循環(huán)配管循環(huán)至所述脫氮槽。通過將脫氮槽配置在硝化裝置的前段，可以有效地使用廢水中的有機(jī)物作為脫氮 菌的營養(yǎng)源。在本發(fā)明的廢水處理裝置中，除所述脫氮槽之外，優(yōu)選在所述硝化裝置的后段設(shè)置含有包括固定化載體的輔助脫氮槽，將通過所述載體用硝化槽進(jìn)行處理的最終硝化處理水的剩余部分中殘留的硝酸性氮通過所述輔助脫氮槽轉(zhuǎn)換成氮?dú)?，所述包括固定化載體包括固定有所述脫氮菌。由于在通過載體用硝化槽進(jìn)行處理的最終硝化處理水中殘留有少量硝酸性氮，因此，可以通過輔助脫氮槽可靠地轉(zhuǎn)換成氮?dú)?。發(fā)明效果如上述說明那樣，根據(jù)本發(fā)明的硝化裝置及具有該硝化裝置的廢水處理裝置，可以充分活用通過包括固定化載體得到的高硝化處理效率，同時(shí)極力抑制運(yùn)行成本和設(shè)備投資成本，而且也可以容易地導(dǎo)入不具有最初沉淀池的已設(shè)的廢水處理廠。


圖I是本發(fā)明的硝化裝置的基本構(gòu)成圖；圖2是將收納在容器中的包括固定化載體填充在載體用硝化槽中的說明圖；圖3是對(duì)本發(fā)明的硝化裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖；圖4是對(duì)本發(fā)明的硝化裝置的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖；圖5是對(duì)本發(fā)明的硝化裝置的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖；圖6是對(duì)本發(fā)明的硝化裝置的第四實(shí)施方式進(jìn)行說明的說明圖；圖7是組裝入基本構(gòu)成的硝化裝置的廢水處理裝置的說明圖；圖8是組裝入第一實(shí)施方式的硝化裝置的廢水處理裝置的說明圖；圖9是組裝入第二實(shí)施方式的硝化裝置的廢水處理裝置的說明圖；圖10是組裝入第三實(shí)施方式的硝化裝置的廢水處理裝置的說明圖；圖11是組裝入第四實(shí)施方式的硝化裝置的廢水處理裝置的說明圖；圖12是在載體用硝化槽后設(shè)有脫氮槽的廢水處理裝置的說明圖；圖13是使用本發(fā)明的硝化裝置的實(shí)施例的圖表；圖14是以往的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法的說明圖。符號(hào)說明10…硝化裝置、12…污泥用硝化槽、14…固液分離槽、16…載體用硝化槽、18…活性污泥、20…曝氣管、22…鼓風(fēng)機(jī)、24…污泥排出配管、26…污泥回流配管、30…包括固定化載體、31…通水孔、32…曝氣管、33…容器、34…鼓風(fēng)機(jī)、35…分割部、36…載體分離篩、38-處理水配管、40…旁路配管、42…上清水分配器、44A…第一濃度測(cè)定計(jì)、44B…第二濃度測(cè)定計(jì)、46…控制裝置、50…廢水分配器、52…分支配管、54…水溫計(jì)、56…控制裝置、58…污泥/載體硝化線路、60…污泥硝化線路、62A、62B、62C、62D...分支管、64…合流管、66…線路選擇裝置、68…控制裝置、70…廢水處理裝置、72…脫氮槽(活性污泥)、74…循環(huán)配管、76…活性污泥、80…脫氮槽(包括固定化載體)
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的硝化裝置及具有該硝化裝置的廢水處理裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。[硝化裝置](基本構(gòu)成) 圖I是本發(fā)明的硝化裝置10的基本構(gòu)成圖。如圖I所示，本發(fā)明的硝化裝置10主要由污泥用硝化槽12、固液分離槽14和載體用硝化槽16構(gòu)成。予以說明，在圖I中，省略污泥用硝化槽12、固液分離槽14及載體用硝化槽16的各槽間的廢水的送液裝置。另外，在圖I中，將污泥用硝化槽12、固液分離槽14、及載體用硝化槽16作為分離的單獨(dú)的槽進(jìn)行圖示，但也可以形成為將一個(gè)槽分成3個(gè)隔室的整體結(jié)構(gòu)。另外，也可以將污泥用硝化槽12和固液分離槽14在一個(gè)槽中分為2個(gè)，僅將載體用硝化槽16作為另外單獨(dú)的槽。含有氨性氮的廢水經(jīng)由原水配管11首先流入污泥用硝化槽12。予以說明，在廢水中除氨性氮之外還含有夾雜物和/或BOD成分等。含有硝化菌的活性污泥18在污泥用硝化槽12的槽內(nèi)浮游，同時(shí)在槽的底部配置有曝氣管20，從鼓風(fēng)機(jī)22送出的空氣自曝氣管20在槽內(nèi)曝氣。由此，通過活性污泥在需氧性條件下對(duì)廢水中的氨性氮進(jìn)行污泥硝化。予以說明，在組裝入本發(fā)明的硝化裝置10來構(gòu)筑進(jìn)行氨性氮廢水的硝化 脫氮的廢水處理裝置的情況下，如后所述，優(yōu)選所述構(gòu)成使得廢水經(jīng)由脫氮槽流入污泥用硝化槽12。接著，在污泥用硝化槽12中經(jīng)污泥硝化的污泥硝化水被送至固液分離槽14。在固液分離槽14中，使污泥硝化水中的固體成分、特別是從污泥用硝化槽12中夾帶于污泥硝化水中的活性污泥或夾雜物等堵塞物質(zhì)進(jìn)行沉降，由此進(jìn)行固液分離而得到上清水。沉降于固液分離槽14底部的活性污泥及夾雜物經(jīng)由污泥排出配管24將一部分污泥以剩余污泥的形式排出，同時(shí)經(jīng)由污泥回流配管26送還至后述的廢水處理裝置的脫氮槽。接著，在固液分離槽14中得到的上清水被送至載體用硝化槽16。在載體用硝化槽16的槽內(nèi)填充有用于包括固定硝化菌的多個(gè)包括固定化載體30，同時(shí)在槽的底部配置有曝氣管32，從鼓風(fēng)機(jī)34送出的空氣自曝氣管32在槽內(nèi)曝氣。另外，在載體用硝化槽16的硝化處理水的流出部設(shè)有防止包括固定化載體30伴隨最終硝化處理水(以下簡稱為硝化處理水)而流出的載體分離篩36。由此，在需氧性條件下對(duì)上清水中殘留的氨性氮進(jìn)行載體硝化，同時(shí)防止包括固定化載體30夾帶在硝化處理水中而流出。
通過載體用硝化槽16進(jìn)行載體硝化的硝化處理水經(jīng)由處理水配管38被送至后述的廢水處理裝置的脫氮槽。如圖2所示，在載體用硝化槽16中，包括固定化載體30優(yōu)選在可流動(dòng)地收納于形成有多個(gè)通水孔31的容器33內(nèi)的狀態(tài)下被填充于載體用硝化槽16內(nèi)，所述通水孔31為該載體30不能通過的大小。作為容器33的大小，優(yōu)選直徑在5(Tl50mm的范圍。容器33由將球體分割成兩份的兩個(gè)半球體33A、33B構(gòu)成，半球體33A、33B彼此通過在分割部35嵌合或者利用螺紋槽進(jìn)行螺合而一體化。容器33的材質(zhì)沒有特別限定，但若考慮加工的容易性、通過來自曝氣管32的曝氣空氣可在槽內(nèi)流動(dòng)的比重等，則優(yōu)選為塑料制。而且，收納有包括固定化載體30狀態(tài)下的容器33的比重優(yōu)選0. 98^1. 02的范圍。收納的載體30考慮流動(dòng)性，設(shè)為與水接近的比重即0. 98 1. 02，比該范圍小時(shí)，浮出液面，比該范圍大時(shí)，沉降至槽底，因此，需要用于使其流動(dòng)的曝氣動(dòng)力。因此，對(duì)于容器的比重也是相同的情況。另外，作為收納于容器33的包括固定化載體30的收納率，優(yōu)選將容器33內(nèi)容積的30%設(shè)為上限。因?yàn)槭占{率超過30%時(shí)，阻礙容器33內(nèi)的包括固定化載體 30的活躍的流動(dòng)。由此，在載體用硝化槽16內(nèi)，容器33通過自曝氣管32所曝氣的空氣而流動(dòng)，進(jìn)而包括固定化載體30在容器33內(nèi)流動(dòng)。通過該雙重的流動(dòng)，包括固定化載體30和廢水的接觸效率變好，可以提高載體用硝化槽16中的硝化處理效率。此時(shí)，在載體用硝化槽16的前段設(shè)有固液分離槽14，除去使容器33的通水孔31堵塞的堵塞物質(zhì)，因此，通水孔31不會(huì)堵塞。由此，包括固定化載體30可以在載體粒徑為2飛mm大小的狀態(tài)下收納至容器33內(nèi)，因此，可以確保容器33內(nèi)的高硝化性能。進(jìn)而，與沒有容器33的情況相比，可以增大載體分離篩36的網(wǎng)眼寬度，因此，可以簡化載體分離篩36，例如可以使用市售的金屬絲網(wǎng)或沖壓金屬等。例如在容器33的大小為直徑為IOOmm的情況下，只要該大小的容器33不會(huì)流出即可，例如可以使用具有5(T80mm見方的孔的金屬絲網(wǎng)或沖壓金屬。由此，夾雜物不會(huì)附著在載體分離篩36上而堵塞，因此，其運(yùn)轉(zhuǎn)管理性與圖I的將包括固定化載體30直接填充于載體用硝化槽16時(shí)的載體分離篩36相比，變得格外容易。如上所述，在本發(fā)明的硝化裝置10中，通過將廢水中的氨性氮的硝化由硝化槽12中的污泥硝化和載體用硝化槽16中的載體硝化來分擔(dān)，可以得到如下所示的許多優(yōu)點(diǎn)。(A)即使縮短污泥用硝化槽12的滯留時(shí)間且減少載體用硝化槽16的容量也可以得到高的硝化處理效率。由此，在用相同的處理水品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較的情況下，與通過包括固定化載體的硝化槽對(duì)全部廢水進(jìn)行硝化的以往的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法相比，雖然滯留時(shí)間稍微延長，但是，與以往的活性污泥循環(huán)變法相比，可以將滯留時(shí)間縮短為約一半。而且，與以往的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法相比，可以大幅減少包括固定化載體的使用量，同時(shí)也可以削減曝氣量。由此，可以降低運(yùn)行成本，同時(shí)可以減少載體用硝化槽的容量使其小型化。順便提一下，在使活性污泥18和包括固定化載體30共存于一個(gè)槽而進(jìn)行硝化處理的情況下，無法區(qū)分包括固定化載體30和活性污泥18的硝化性能。因此，在設(shè)計(jì)方面，不得不在硝化槽中填充過量的包括固定化載體，因此，需要大量的包括固定化載體。(B)另外，通過在污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16之間設(shè)置固液分離槽14，在載體用硝化槽16中不存在活性污泥或者即使存在也為微量。因此，上清水與清水的性狀接近，與通常的活性污泥相比，氧溶解效率高，因此，可以降低載體用硝化槽16中的空氣曝氣量。(C)在載體用硝化槽16的前段具有固液分離槽14，因此，載體用硝化槽16的載體分離篩36也不會(huì)被廢水中的夾雜物等堵塞物質(zhì)堵塞。此時(shí)，如圖2所示，只要將包括固定化載體30收納至容器33，就可以防止容器33中所形成的通水孔31的堵塞，且可以增大載體分離篩36的網(wǎng)眼寬度。(D)如現(xiàn)有技術(shù)中敘述那樣，在已設(shè)的廢水處理廠中具有污泥用硝化槽12和固液分離槽14(例如最終沉淀池)，因此，只要在已設(shè)的污泥用硝化槽12和固液分離槽14的后段僅新設(shè)載體用硝化槽，就可以構(gòu)成本發(fā)明的硝化裝置。由此，可以簡單地導(dǎo)入已設(shè)的廢水處理廠，同時(shí)設(shè)備成本也變得廉價(jià)。(E)在載體用硝化槽16中，為了對(duì)通過污泥用硝化槽12進(jìn)行污泥硝化的殘余的氨性氮進(jìn)行硝化處理，與以往的活性污泥循環(huán)變法或硝化促進(jìn)型循環(huán)變法相比，對(duì)低濃度的 氨性氮進(jìn)行硝化處理。包括固定化載體30即使對(duì)于低濃度的氨性氮也可以高速地進(jìn)行硝 化處理，可以提高硝化處理水的質(zhì)量。(F)本發(fā)明的硝化裝置10不僅可以不進(jìn)行改造地導(dǎo)入如活性污泥循環(huán)變法那樣的已設(shè)的廢水處理廠，而且即使在具有氧化溝法(0D法)或序列間歇反應(yīng)器法(SBR法)的已設(shè)的廢水處理廠中也可以不進(jìn)行改造地導(dǎo)入。在此，對(duì)包括固定化載體30進(jìn)行說明。本發(fā)明中的“包括固定化載體30”可使用對(duì)混合有含有硝化菌的微生物的固定化材料進(jìn)行聚合，由此在固定化材料內(nèi)包括固定化微生物且粒徑為廣5_左右(通常3_)的載體。固定化材料可舉出高分子單體、預(yù)聚物、低聚物等，沒有特別限定，例如可以使用聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、海藻酸鈉、卡拉膠、瓊脂等。另外，固定化材料的預(yù)聚物可使用以下的物質(zhì)(單甲基丙烯酸酯類)聚乙二醇單甲基丙烯酸酯、聚戊二醇單甲基丙烯酸酯、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、氫化鄰苯二甲酸甲基丙烯酰氧基乙酯、氫化琥珀酸甲基丙烯酰氧基乙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羥基丙酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸2-羥基酯、甲基丙烯酸乙酯等。(單丙烯酸酯類)丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸苯氧基乙酯、壬基苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、壬基苯氧基聚丙二醇丙烯酸酯、硅改性丙烯酸酯、聚丙二醇單丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二甘醇丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、氫化琥珀酸丙烯酰氧基乙酯、丙烯酸十二烷基酯等。( 二甲基丙烯酸酯類)1，3- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚戊二醇二甲基丙烯酸酯、2-羥基-1，3- 二甲基丙烯酰氧基丙烷、2，2-雙-4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基丙燒、3，2-雙_4_甲基丙稀酸氧基二乙氧基苯基丙燒、2，2-雙_4_甲基丙稀酸氧基聚乙氧基苯基丙燒等。
(二丙烯酸酯類)乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2，2-雙-4-丙烯酰氧基乙氧基苯基丙烷、2-羥基-I-丙烯酰氧基-3-甲基丙烯酰氧基丙烷
坐寸o(三甲基丙烯酸酯類)三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。
(三丙烯酸酯類)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧乙烷(EO)加成三丙烯酸酯、甘油環(huán)氧丙烷(PO)加成三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯等。(四丙烯酸酯類)季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯等。(氨基甲酸酯丙烯酸酯類)氨基甲酸酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯三甲基丙烯酸酯等。(其它)丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基丙烯酰胺。另外，本發(fā)明中的聚合最優(yōu)選使用過硫酸鉀的自由基聚合，但也可以為使用紫外線或電子束的聚合或氧化還原聚合。在使用過硫酸鉀的聚合中，過硫酸鉀的添加量為
0.OOfO. 25%即可，添加0. OOfO. 5%的胺系的聚合促進(jìn)劑即可。作為胺系的聚合促進(jìn)劑，可以為二甲基氨基丙腈、N，N，N，’ N’ -四甲基乙二胺、亞硫酸鈉等。另外，作為在固定化材料內(nèi)包括固定化的硝化菌，也可以為進(jìn)行純培養(yǎng)而成的硝化菌，但更優(yōu)選對(duì)含有硝化菌的活性污泥進(jìn)行包括固定化。該理由如下溶解于固定化材料的氧阻礙聚合，但通過包括固定化活性污泥，活性污泥消耗氧使聚合反應(yīng)順利地進(jìn)行，因此，可以得到強(qiáng)度強(qiáng)的包括固定化載體30。為了防止伴隨廢水的氨性氮濃度、水溫、水量中的至少一個(gè)因素變動(dòng)的硝化處理水的水質(zhì)變動(dòng)，硝化裝置10優(yōu)選具備用于進(jìn)行污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16的負(fù)荷調(diào)整的負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)。下面，對(duì)負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的各種形態(tài)進(jìn)行說明。(具備負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的硝化裝置的第一實(shí)施方式)圖3是僅在載體用硝化槽16中設(shè)有負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的情況。予以說明，基本構(gòu)成與圖I相同，因此，僅對(duì)與圖I不同的構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖3所示，負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)由如下裝置構(gòu)成旁路配管40，繞過載體用硝化槽16使上清水旁通到處理水配管38;上清水分配器42，將上清水分配至載體用硝化槽16和旁路配管40 ;第一濃度測(cè)定計(jì)44A，對(duì)上清水的氨性氮濃度進(jìn)行測(cè)定；第二濃度測(cè)定計(jì)44B，對(duì)硝化處理水的氨性氮濃度進(jìn)行測(cè)定；控制裝置46，基于第一及第二濃度測(cè)定計(jì)44A、44B的測(cè)定結(jié)果驅(qū)動(dòng)上清水分配器42，控制分配至載體用硝化槽16和旁路配管40的分配比率。控制裝置46基于由第一濃度測(cè)定計(jì)44A測(cè)定的上清水的氨性氮濃度和由第二濃度測(cè)定計(jì)44B測(cè)定的處理水的氨性氮濃度，調(diào)整分配至載體用硝化槽16和旁路配管40的分配比率，按照使硝化處理水的目標(biāo)品質(zhì)基準(zhǔn)保持恒定的方式控制硝化處理水。分配比率也包括一方為100%而另一方為0%的情況。例如，如冬季那樣廢水的水溫變低時(shí)，活性污泥18的硝化活性降低，因此，在通過污泥用硝化槽12進(jìn)行污泥硝化的上清水中，氨性氮的殘留量容易變多。因此，第一濃度測(cè)定計(jì)44A中的測(cè)定結(jié)果變高，因此，控制裝置46減少流至旁路配管40的上清水的流量且增多流至載體用硝化槽16的流量。相反，如夏季那樣在廢水的水溫高且活性污泥18的硝化活性高的情況下，控制裝置46增多流至旁路配管40的上清水的流量且減少流至載體用硝化槽16的流量。由此，可以與季節(jié)無關(guān)地將硝化處理水的水質(zhì)維持恒定。另外，在夏季，通過減少流至載體用硝化槽16中的處理水量，可以降低浪費(fèi)的曝氣量。進(jìn)而，通過將旁路配管40側(cè)的流量達(dá)到100%，也可以停止載體用硝化槽16的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低運(yùn)行成本。予以說明，圖3由設(shè)有第一濃度測(cè)定計(jì)44A和第二濃度測(cè)定計(jì)44B兩者的圖來表示，但也可以只設(shè)置第一濃度測(cè)定計(jì)44A和第二濃度測(cè)定計(jì)44B中的任意一者。(具備負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的硝化裝置的第二實(shí)施方式)圖4是在污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16兩者中設(shè)有負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的情況，載體用硝化槽16側(cè)的負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)與圖3中說明的機(jī)構(gòu)相同，因此省略說明。
如圖4所示，污泥用硝化槽12側(cè)的負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)通過在由污泥用硝化槽12、固液分離槽14及載體用硝化槽16構(gòu)成的污泥/載體硝化線路58上并列配置由污泥用硝化槽12和固液分離槽14構(gòu)成的污泥硝化線路60而構(gòu)成。換言之,并列設(shè)置2列由污泥用硝化槽12A、12B及固液分離槽14A、14B構(gòu)成的污泥硝化線路60，在其后段設(shè)置具有旁路配管40的載體用硝化槽16這I個(gè)槽。然后，廢水通過廢水分配器50及分支配管52被分配至2列的污泥硝化線路60。分配比率也包括一方為100%的情況。予以說明，在圖4中，設(shè)有2列污泥硝化線路60，也可以設(shè)置3列以上。在原水配管11中設(shè)有測(cè)定廢水的氨性氮濃度的氮濃度測(cè)定計(jì)、測(cè)量廢水水溫的水溫計(jì)、測(cè)量廢水的水量的原水水量計(jì)中的至少一個(gè)，將測(cè)得的測(cè)定結(jié)果輸入控制裝置56。予以說明，氮濃度測(cè)定計(jì)、水溫計(jì)、原水水量計(jì)不需要全部進(jìn)行設(shè)置，只要設(shè)置變動(dòng)大的廢水要素的測(cè)定計(jì)即可。在此，說明設(shè)有水溫計(jì)54的情況。另外，控制裝置56在用水溫計(jì)54測(cè)定的廢水的水溫低的情況下，控制廢水分配器50，將廢水2等分至2列的污泥硝化線路60中。由此，即使在如冬季那樣廢水的水溫低且活性污泥18的硝化活性顯著降低的情況下，污泥用硝化槽12的每I槽的負(fù)荷減輕，因此，可以不降低硝化處理效率。相反，在如夏季那樣廢水的水溫變高且活性污泥18的硝化活性變高的情況下，僅將廢水流至I列的污泥硝化線路60中。而且，自污泥硝化線路60的上清水通過具備負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的載體用硝化槽16進(jìn)行載體硝化。這樣，通過在污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16兩者中設(shè)置負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)，可以防止伴隨廢水的氨性氮濃度、水溫、水量中的至少一個(gè)因素變動(dòng)的硝化處理水的水質(zhì)變動(dòng)。換言之，該負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)意味著可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16中的廢水的滯留時(shí)間，而且可以根據(jù)廢水的水質(zhì)而適當(dāng)?shù)亟M合污泥硝化和載體硝化的滯留時(shí)間。(具備負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的硝化裝置的第三實(shí)施方式)圖5的負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成代替圖4中說明的旁路配管40，并列設(shè)置2列載體用硝化槽16A、16B,通過上清水分配器42可以將上清水分配至2列的載體用硝化槽16A、16B。分配比率也包括一方為100%的情況。由此，在上清水中的氨性氮濃度的殘留量多的情況下，可以將上清水分配至2列的載體用硝化槽16A、16B而減輕每I槽的負(fù)荷，因此，可以將硝化處理水的水質(zhì)維持為一定。另外，在圖5的情況下，不僅可以防止硝化處理水的水質(zhì)變動(dòng)，而且可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16中的廢水的滯留時(shí)間。(具備負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)的硝化裝置的第四實(shí)施方式)圖6的負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)不是如圖3 圖5中說明那樣通過廢水分配器50或上清水分配器42改變分配比率來調(diào)整負(fù)荷的方式，而是并列配置具有載體用硝化槽16的污泥/載體硝化線路58和不具有載體用硝化槽16的污泥硝化線路60，并根據(jù)廢水的水質(zhì)選擇所用線路的方式。S卩，如圖6所示，負(fù)荷調(diào)整機(jī)構(gòu)并列地設(shè)有由污泥用硝化槽12、固液分離槽14及載 體用硝化槽16構(gòu)成的污泥/載體硝化線路58和由污泥用硝化槽12及固液分離槽14構(gòu)成且不具有載體用硝化槽16的污泥硝化線路60。圖6 (A)為3列的污泥/載體硝化線路58和I列的污泥硝化線路60的組合的情況，圖6 (B)為2列的污泥/載體硝化線路58和2列的污泥硝化線路60的組合的情況，圖6 (C)為I列的污泥/載體硝化線路58和3列的污泥硝化線路60的組合的情況。予以說明，在圖6中，雖然將污泥/載體硝化線路58和污泥硝化線路60的總線路列數(shù)設(shè)為4列，但并限定于此?，F(xiàn)在詳細(xì)地說明圖6(A)的情況，從原水配管11分支出四根分支管62A、62B、62C、62D，在三根分支管62A、62B、62C中分別連結(jié)有污泥/載體硝化線路58。而在其余的一根分支管62D中連接有污泥硝化線路60。另外，3列的污泥/載體硝化線路58和I列的污泥硝化線路60通過合流配管64合流于一根處理水配管38。另外，在原水配管11的分支位置設(shè)有線路選擇裝置66，同時(shí)在原水配管11中設(shè)有測(cè)定廢水中的氨性氮濃度的濃度測(cè)定裝置、測(cè)定水溫的水溫計(jì)、測(cè)定水量的水量計(jì)中的至少一個(gè)。在圖6中，示出了設(shè)有水溫計(jì)54的情況。另外，控制裝置68根據(jù)用水溫計(jì)54測(cè)得的廢水的水溫控制線路選擇裝置66，在四根分支管62A、62B、62C、62D中選擇使用的分支管。由此，可以根據(jù)廢水中的氨性氮濃度、水溫、水量進(jìn)行污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16的負(fù)荷調(diào)整，因此，可以將硝化處理水的水質(zhì)維持為恒定。另外，在圖6的情況下，不僅可以防止硝化處理水的水質(zhì)變動(dòng)，而且可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整污泥用硝化槽12和載體用硝化槽16中的廢水的滯留時(shí)間。接著，對(duì)組裝了上述說明的各種形態(tài)的硝化裝置10的廢水處理裝置70進(jìn)行說明。[廢水處理裝置]圖7的廢水處理裝置70為組裝入圖I所示的基本構(gòu)成的硝化裝置10的情況。如圖7所示，在污泥用硝化槽12的前段設(shè)有脫氮槽72，同時(shí)通過載體用硝化槽16進(jìn)行處理的硝化處理水的一部分經(jīng)由循環(huán)配管74循環(huán)至脫氮槽72。在脫氮槽72內(nèi)，含有脫氮菌的活性污泥76在厭氧性條件下浮游，與硝化處理水接觸，由此將硝化處理水中的硝酸性氮轉(zhuǎn)換成氮?dú)?。另外，在固液分離槽14中沉降的污泥經(jīng)由污泥回流配管26返回至脫氮槽72。圖8的廢水處理裝置70為組裝入圖3所示的第一實(shí)施方式的硝化裝置10的情況，圖9的廢水處理裝置70為組裝入圖4所示的第二實(shí)施方式的硝化裝置10的情況。另夕卜，圖10的廢水處理裝置70為組裝入圖5所示的第三實(shí)施方式的硝化裝置10的情況，圖11的廢水處理裝置70為組裝入圖6(A)所示的第四實(shí)施方式的硝化裝置10的情況。另外，除圖7的基本構(gòu)成以外，圖12的廢水處理裝置70為在載體用硝化槽16的后段設(shè)有輔助脫氮槽80且在輔助脫氮槽80內(nèi)填充有作為填充材料的包括固定化有脫氮菌的包括固定化載體的情況。予以說明，填充材料可以使用塑料制或砂狀等通常所使用的材料。另外，雖然未圖示，但用于脫氮的有機(jī)源可以在輔助脫氮槽80內(nèi)添加甲醇等來補(bǔ)充。在圖12的廢水處理裝置70的情況下，通過固液分離槽14，活性污泥18等SS成分不會(huì)夾帶于載體用硝化槽16，因此，可以在載體用硝化槽16的后段設(shè)置載體處理方式的輔助脫氮槽80。順便提一下，在SS成分多的情況下，由于填充材料堵塞，因此，不僅需要頻繁地進(jìn)行反洗，而且SS成分泄漏至處理水中而成為水質(zhì)變差的原因。由此，可以將通過載體用硝化槽16處理的硝化處理水中殘留的微量的硝酸性氮轉(zhuǎn)換成氮?dú)?，因此，可以謀求提高輔助脫氮槽80后的最終處理水的水質(zhì)，同時(shí)混合于最終 處理水中而排出活性污泥等SS成分。另外，雖然未圖示，但只要為在載體用硝化槽16的后段設(shè)置載體處理方式的輔助脫氮槽80的構(gòu)成，在氨性氮濃度較低的廢水的情況下，也可以省略配置在前段的脫氮槽72和/或循環(huán)配管74。[實(shí)施例](試驗(yàn)A)對(duì)于具有本發(fā)明的硝化裝置的廢水處理裝置(實(shí)施例)、以往的活性污泥循環(huán)變法的廢水處理裝置(比較例I)和以往的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法的廢水處理裝置(比較例2)這三個(gè)裝置，比較硝化線路中的滯留時(shí)間(HRT)。在比較試驗(yàn)中，實(shí)施例及比較例1、2均是對(duì)以氨性氮為主的總氮濃度(TN)為40mg/L的相同水質(zhì)的廢水，比較用于得到平均約TN10mg/L的處理水所需的HRT。*實(shí)施例使用圖7的廢水處理裝置的構(gòu)成。*比較例I為固液分離槽(最初沉淀池)一脫氮槽(活性污泥)一硝化槽(活性污泥)一固液分離槽(最終沉淀池)，使在硝化槽中得到的硝化處理水的一部分循環(huán)至脫氮
槽*比較例2除了將比較例I的硝化槽中的活性污泥代替為包括固定化載體以外，與比較例I相同。予以說明，將實(shí)施例、比較例1、2中的脫氮槽中的活性污泥的污泥濃度(MLSS)及比較例I的硝化槽中的污泥濃度設(shè)定為2000mg/L。另外，在本發(fā)明及比較例2的硝化槽中以達(dá)到10%容積的方式填充包括固定化載體。另外，對(duì)于利用硝化槽中的空氣曝氣得到的溶解氧(D0)，實(shí)施例、比較例1、2均相同，為3mg/L，同時(shí)，對(duì)于使硝化處理水循環(huán)至脫氮槽的循環(huán)比率，實(shí)施例、比較例1、2也相同。(試驗(yàn)結(jié)果)*對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例，污泥用硝化槽的HRT為8小時(shí)+載體用硝化槽的HRT為I小時(shí)，合計(jì)為9小時(shí)的HRT。*對(duì)于利用以往的活性污泥循環(huán)變法的比較例I的硝化槽的HRT為12 16小時(shí)。
*利用以往的硝化促進(jìn)型循環(huán)變法的比較例2的硝化槽的HRT為6 8小時(shí)。另外，發(fā)現(xiàn)廢水中的夾雜物堵塞載體分離篩(網(wǎng)眼寬度I. 5mm)的趨勢(shì)，與本發(fā)明相比，維護(hù)繁瑣。由上述結(jié)果可知，本發(fā)明中的硝化線路的HRT與僅通過包括固定化載體對(duì)全部廢水進(jìn)行硝化處理的比較例2相比，雖然稍微變長，但與僅通過活性污泥對(duì)全部廢水進(jìn)行硝化處理的比較例I相比，可以大幅縮短HRT。另外，本發(fā)明的實(shí)施例可以使載體用硝化槽中的滯留時(shí)間為I小時(shí)，因此，與比較例2相比，可以顯著地使硝化槽容量小型化，這樣，也可以大幅削減包括固定化載體的填充量。另外，由于在已設(shè)的廢水處理廠中具備污泥用硝化槽和固液分離槽(最終沉淀池)，因此，只要在固液分離槽的后段僅新設(shè)載體用硝化槽，就可以在不改造已設(shè)的廢水處理廠的情況下進(jìn)行對(duì)應(yīng)。(試驗(yàn)B)
活性污泥的硝化速度在廢水水溫高的夏季不易降低、但是在廢水水溫低的冬季容易降低。因此，使用活性污泥和包括固定化載體，比較假設(shè)為冬季的廢水溫度(lfl6°C)的硝化處理效率。其結(jié)果，性污泥的硝化速度為平均lmg/g-SS h，與此相比，包括固定化載體的硝化速度為平均80mg/L-載體 h。而且，在硝化槽中以MLSS為2000mg/L的方式填充上述活性污泥，同時(shí)在相同容量的硝化槽中以達(dá)10%容積的方式填充上述包括固定化載體，調(diào)查每個(gè)槽的硝化速度。其結(jié)果，填充活性污泥的硝化槽為48mg/L-硝化槽 日，與此相比，包括固定化載體的硝化槽為192mg/L-硝化槽 日。由該結(jié)果可知，在廢水水溫低的冬季，填充有包括固定化載體的硝化槽與填充有活性污泥的硝化槽相比，硝化速度壓倒性地變快。由此，通過在污泥用硝化槽的后段配置比硝化促進(jìn)型循環(huán)變法容量小的小型的載體用硝化槽，對(duì)于大幅削減包括固定化載體的使用量、且廢水水溫低并且活性污泥的活性容易下降的冬季是特別有效的對(duì)策。(試驗(yàn)C)試驗(yàn)C是對(duì)組合有污泥硝化和載體硝化的本發(fā)明的硝化裝置對(duì)于廢水的氨性氮的變動(dòng)存在何種程度的對(duì)應(yīng)能力進(jìn)行調(diào)查。試驗(yàn)是將現(xiàn)存的污水處理廠(使用活性污泥循環(huán)變法)的硝化處理水經(jīng)由試驗(yàn)用線路引入載體用硝化槽的試驗(yàn)裝置，對(duì)廢水中的氨性氮濃度變動(dòng)時(shí)的對(duì)應(yīng)能力進(jìn)行調(diào)查。廢水的溫度為11 21°C，載體用硝化槽(包括固定化載體10%填充率)的HRT設(shè)定為I小時(shí)。其結(jié)果示于圖13。由圖13可知，來自污水處理廠的硝化處理水中的氨性氮在約0 約19mg/L的范圍變動(dòng)。但是，如圖13(A)所示，通過用污泥用硝化槽一固液分離槽一載體用硝化槽的構(gòu)成進(jìn)行處理的硝化處理水的氨性氮濃度可以省略為處理水的基準(zhǔn)即5mg/L以下。該結(jié)果表示，廢水原水中的氨性氮濃度即使變動(dòng)至0 20mg/L的范圍，硝化處理率也穩(wěn)定為約70%。這表示，即使在污泥用硝化槽內(nèi)的活性污泥中的硝化菌的活性降低的冬季，通過在污泥用硝化槽的后段配置容量小的載體用硝化槽，也可以實(shí)現(xiàn)處理水基準(zhǔn)5mg/L以下。另一方面，圖13 (B)為根據(jù)原水的氨性氮濃度(NH4-N濃度)使流至載體用硝化槽的流入比例發(fā)生改變時(shí)的結(jié)果。具體而言，在原水中的NH4-N濃度為10mg/L以下時(shí)，開始向旁路配管流入，原水中的NH4-N濃度越低越減少向載體用硝化槽的流入比例地進(jìn)行處理。由圖13⑶可知，即使并用向旁路配管的流入，也可以使處理水的NH4-N濃度為5mg/L以下。 此時(shí)，當(dāng)然，由于載體用硝化槽的處理量減少，因此可以節(jié)約曝氣動(dòng)力等能源。
權(quán)利要求
1.一種硝化裝置，利用硝化菌在需氧性條件下對(duì)廢水中的氨性氮進(jìn)行硝化處理而形成硝酸性氮，其特征在于，至少具備I系列污泥/載體硝化線路，所述污泥/載體硝化線路具有 污泥用硝化槽，其中，所述廢水流入并利用含有所述硝化菌的活性污泥對(duì)所述氨性氮進(jìn)行硝化； 固液分離槽，其中，對(duì)通過所述污泥用硝化槽進(jìn)行了硝化處理的由活性污泥產(chǎn)生的硝化處理水中的固體成分進(jìn)行固液分離而得到上清水；和 載體用硝化槽，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載體對(duì)所述上清水中殘留的氨性氮進(jìn)行硝化而得到最終硝化處理水，同時(shí)設(shè)有所述包括固定化載體的載體分離篩。
2.權(quán)利要求I所述的硝化裝置，其特征在于，具備 旁路配管，繞過所述載體用硝化槽使所述上清水旁通到所述硝化處理水的處理水配管； 氮濃度測(cè)定計(jì)，對(duì)所述上清水和/或所述硝化處理水的氨性氮濃度進(jìn)行測(cè)定； 上清水分配器，將所述上清水分配至所述載體用硝化槽和所述旁路配管；和控制裝置，基于所述濃度測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述上清水分配器，對(duì)分配至所述載體用硝化槽和所述旁路配管的上清水分配量進(jìn)行調(diào)整。
3.權(quán)利要求2所述的硝化裝置，其特征在于，具備 污泥硝化線路，與所述污泥/載體硝化線路并列設(shè)置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分離槽構(gòu)成； 廢水分配器，將所述廢水分配至所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路； 廢水測(cè)定計(jì)，對(duì)所述廢水的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定； 控制裝置，基于所述廢水測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述廢水分配器，對(duì)分配至所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的廢水的分配量進(jìn)行調(diào)整；和 合流配管，使所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的上清水合流并導(dǎo)入所述污泥/載體硝化線路的載體用硝化槽。
4.權(quán)利要求3所述的硝化裝置，其特征在于，代替所述旁路配管設(shè)置所述載體用硝化槽。
5.權(quán)利要求I所述的硝化裝置，其特征在于，具備 污泥硝化線路，與所述污泥/載體硝化線路并列設(shè)置且由所述污泥用硝化槽和所述固液分離槽構(gòu)成； 廢水測(cè)定計(jì)，對(duì)所述廢水的水質(zhì)進(jìn)行測(cè)定； 線路選擇裝置，進(jìn)行所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路的線路選擇；和控制裝置，基于所述廢水測(cè)定計(jì)的測(cè)定結(jié)果控制所述線路選擇裝置，在所述污泥/載體硝化線路和所述污泥硝化線路中選擇所用的線路。
6.
權(quán)利要求
Γ5中任一項(xiàng)所述的硝化裝置，其特征在于，所述廢水的水質(zhì)為氨性氮濃度、水溫、水量中的至少一個(gè)。
7.權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)所述的硝化裝置，其特征在于，在所述載體用硝化槽中，所述包括固定化載體在可流動(dòng)地收納于形成有多個(gè)通水孔的容器內(nèi)的狀態(tài)下被填充于所述載體用硝化槽，所述通水孔為使該包括固定化載體不能通過的大小。
8.一種廢水處理裝置，其特征在于，具備 權(quán)利要求廣7中任一項(xiàng)所述的硝化裝置，和 脫氮槽，所述脫氮槽利用脫氮菌在厭氧性條件下對(duì)通過所述硝化裝置進(jìn)行了硝化處理的硝化處理水中的硝酸性氮進(jìn)行脫氮處理而使其轉(zhuǎn)換成氮?dú)狻?br> 9.權(quán)利要求8所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述脫氮槽設(shè)置于所述硝化裝置的前段，通過所述載體用硝化槽進(jìn)行了處理的最終硝化處理水的一部分經(jīng)由循環(huán)配管循環(huán)至所述脫氮槽。
10.權(quán)利要求9所述的廢水處理裝置，其特征在于，除所述脫氮槽之外，在所述硝化裝置的后段設(shè)置含有包括固定化載體的輔助脫氮槽，將通過所述載體用硝化槽進(jìn)行處理的最終硝化處理水的剩余部分中殘留的硝酸性氮通過所述輔助脫氮槽轉(zhuǎn)換成氮?dú)?，所述包括固定化載體包括固定有所述脫氮菌。
全文摘要
本發(fā)明提供硝化裝置及具有其的廢水處理裝置，其充分活用通過包括固定化載體得到的高硝化處理效率，并極力抑制運(yùn)行成本和設(shè)備投資成本，且容易導(dǎo)入不具有最初沉淀池的已設(shè)廢水處理廠。該硝化裝置(10)利用硝化菌在需氧條件下硝化處理廢水中的氨性氮而形成硝酸性氮，其至少具備1系列污泥/載體硝化線路(58)，該線路(58)具有污泥用硝化槽(12)，廢水流入并利用含硝化菌的活性污泥(18)硝化氨性氮；固液分離槽(14)，對(duì)通過污泥用硝化槽(12)硝化處理的硝化處理水中的固體成分固液分離而得到上清水；載體用硝化槽(16)，上清水流入并利用包括固定有硝化菌的包括固定化載體(30)對(duì)上清水中殘留的氨性氮進(jìn)行硝化而得到最終硝化處理水，并設(shè)有包括固定化載體(30)的載體分離篩(36)。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102863083SQ20121022423
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者安部直樹, 高森毅, 韓敏, 顧一能, 大熊那夫紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立工業(yè)設(shè)備技術(shù)