專利名稱：活性污泥處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理工廠廢水及下水道等的污水的活性污泥處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在用活性污泥法凈化工廠廢水或下水道等的污水時(shí)，使用的是，在使由微生物構(gòu)成的生物污泥原樣地懸浮在處理水槽中或?qū)⑵涓街谶m當(dāng)?shù)妮d體上進(jìn)行浮游后，從鼓風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)通過散氣管曝氣空氣(氧氣)，在并用螺旋狀攪拌機(jī)一邊攪拌混合整體一邊供給污水進(jìn)行處理污水的方法。
但是，在現(xiàn)有的活性污泥處理系統(tǒng)中存在以下的問題。
在從鼓風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)通過散氣管曝氣空氣，由其攪拌混合整體時(shí)，通常要設(shè)置多臺(tái)、每一臺(tái)消耗數(shù)10KW之多的電力的機(jī)器。這樣不僅從節(jié)省能量、即地球環(huán)保的立場出發(fā)是不理想的，而且由于電費(fèi)高而在經(jīng)濟(jì)上也是不利的。
向活性污泥處理槽供給空氣的最大目的是為了對其供給氧氣使微生物存活并使其增殖，但是由于從散氣管產(chǎn)生的氣泡大，其大部分直接地浮上，氧溶解效率極差。其原因是，由于是由曝氣向微生物供給氧氣的同時(shí)攪拌系統(tǒng)整體的系統(tǒng)，反而導(dǎo)致效率變差的結(jié)果。
在使由微生物構(gòu)成的活性污泥懸浮而進(jìn)行污水處理時(shí)，由于污泥濃度其上限最高是2000PPM，因此，為了處理高濃度污水或大濃度污水，需要莫大的設(shè)置面積。為了解決該問題，使用例如將使微生物附著在例如塑料制的載體上的部件浮游在槽中，用螺旋狀的攪拌機(jī)攪拌它而使其混合的方法。
但是，在這樣的情況下，為了確實(shí)地進(jìn)行攪拌，需要許多的攪拌機(jī)，因此，不但消耗很多的電力，而且由于螺旋的剪切力而損傷昂貴的載體，花費(fèi)多余的費(fèi)用。
即，現(xiàn)在的活性污泥處理系統(tǒng)存在需要莫大的設(shè)計(jì)面積和浪費(fèi)電力等的缺點(diǎn)，克服該缺點(diǎn)的方法，是產(chǎn)業(yè)界以及自治體中所廣泛期待著的。
技術(shù)方案本發(fā)明人，為了解決上述那樣的問題，進(jìn)行了刻苦的研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下的技術(shù)方案從而完成了本發(fā)明，該技術(shù)方案為通過具有不破壞生物污泥就可以進(jìn)行加壓的功能的回轉(zhuǎn)構(gòu)造部從處理水槽吸引并加壓含有生物污泥等的浮游物的對象水，將其與由其它的裝置供給的氣體加壓混合，然后將它們導(dǎo)入儲(chǔ)存槽，有選擇地只分離過剩地供給的氣體，然后，一邊維持加壓狀態(tài)一邊再將含有溶解狀態(tài)的氣體和微細(xì)地被分散了的狀態(tài)的氣體的該對象水返回到該處理水槽，在規(guī)定的位置將其開放為常壓，在使微細(xì)的氣泡噴出到處理水槽的內(nèi)部的同時(shí)，由具有吸引水流功能和推出水流功能的任意設(shè)置的機(jī)械構(gòu)造部一邊使處理對象污水、生物污泥以及微細(xì)的氣泡遍及到處理水槽整體的各個(gè)角落，一邊高效地使它們混合接觸，由此提高生物分解速度，從而可以進(jìn)行高濃度流入污濁負(fù)荷水的處理，同時(shí)在不使用曝氣裝置的情況下以極少的能量消耗凈化工廠廢水等的污水。
附圖的說明

圖1是表示使用于本發(fā)明的攪拌裝置的實(shí)施例的一例的概略構(gòu)造圖。
圖2是使用于圖1所示的攪拌裝置的驅(qū)動(dòng)部的定子支承板的俯視圖。
實(shí)施例以下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
根據(jù)本發(fā)明的方法，作為回轉(zhuǎn)構(gòu)造物，設(shè)置容積型泵，由此吸引處理水，從另外設(shè)在排水配管中的空氣壓縮機(jī)以壓力3～6kg/cm2壓入空氣，同時(shí)，以相同程度的壓力從該泵向下一工序的加壓水槽送入該加壓水。在此，由具有浮子閥等的氣液分離裝置將過剩地供給的空氣分離，然后，從該加壓水槽向廢水處理水槽底部配管，在其前端設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥。在該配管內(nèi)在維持著加壓狀態(tài)的情況下含有作為對象的處理水、生物污泥、溶解狀態(tài)的空氣以及微細(xì)地分散的氣泡。當(dāng)使它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按照壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)定壓力，含有空氣的加壓水開放到廢水處理水槽中，由于處理水槽中是常壓，按照亨利定律，過飽和的空氣變?yōu)橹睆?～30μm的微細(xì)氣泡，分散到處理水槽中，高效地供給于微生物。作為容積型的泵及空氣壓縮機(jī)分別可以使用原有的活塞型泵或壓縮機(jī)，但是，從功能上及節(jié)能方面考慮最好使用葉片泵。
在過去所進(jìn)行的曝氣式活性污泥處理系統(tǒng)中，由于氣泡的大小為直徑1～5mm或以上，氧的利用率極差，在現(xiàn)有的方法中，相對所供給的氧，被利用的氧的比例只有8％的程度。含在空氣中的氧氣的比例是25％，因此對于微生物只利用了吹入空氣的2％。即在現(xiàn)有的方法中，從鼓風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)吹入使微生物活性化所需要的50倍的空氣，效率極差。與此相反，在本發(fā)明的方法中，可以認(rèn)為，供給到處理水槽的氧氣的幾乎100％被利用于微生物。若使用本發(fā)明的系統(tǒng)，只要供給實(shí)際所需量的氧氣即可。因此，通過實(shí)施本發(fā)明的方法，由于與現(xiàn)有的方法相比可以減少壓入的空氣量，可以將動(dòng)力費(fèi)降低為1/8～1/10，如果用DO儀表(氧氣濃度計(jì))經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)視，則可以進(jìn)行精度更高的控制。
作為葉片泵，是在外側(cè)具有壁的水車那樣的構(gòu)造，具有外側(cè)的壁和水車的葉片接觸那樣的密閉的空間。外側(cè)的壁不是圓形，具有高低，作為葉片的材質(zhì)通常使用橡膠，為了使它沿其壁伸縮，在軸和葉片之間加入的彈簧。葉片通過利用其與彈簧和轉(zhuǎn)子一起回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，與壁密切接觸地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，獲得大的排出壓力。
但是，當(dāng)將原來所使用的葉片泵使用于本發(fā)明的方法時(shí)，處理水中的微生物及其它的夾雜物纏繞在彈簧上，從而使彈簧的反彈力減弱，由此在葉片和壁面之間產(chǎn)生間隙而不能獲得高的排出壓，因此將其使用于本發(fā)明的方法是不適當(dāng)?shù)?。作為使用于本發(fā)明的方法中的葉片泵，最好是具有在固定于轉(zhuǎn)軸上的芯棒上罩狀地覆蓋葉片，借助伴隨著旋轉(zhuǎn)的離心力該葉片進(jìn)行滑動(dòng)而密接在壁面上的構(gòu)造的葉片泵。當(dāng)葉片的材質(zhì)是橡膠時(shí)，由于其剛性弱，有由于夾雜物使該葉片變形的危險(xiǎn)。為了避免產(chǎn)生該問題，最好使用青銅碳(ブロンズカ-ボン)(BC，硬度高的青銅)或PVC那樣的合成樹脂的葉片。另外，壁面的材質(zhì)最好是使用比葉片的材質(zhì)硬度高的金屬性物質(zhì)。這樣的葉片泵的動(dòng)力效率可獲得0.98以上的極高的值。
當(dāng)代替葉片泵使用渦旋泵時(shí)，由于其動(dòng)力效率通常是0.50～0.60左右，從節(jié)省的方面考慮不理想。另外，活塞泵那樣的往復(fù)式泵雖然可以獲得與葉片泵同樣高的動(dòng)力效率，但一般其比較昂貴，經(jīng)濟(jì)性差。因此，作為使用于本發(fā)明的方法的泵，最好使用上述那樣構(gòu)造的葉片泵。
根據(jù)本發(fā)明的方法，由于朝向處理槽的曝氣如前所述地只用于向生物污泥供給氧氣的目的，不足以攪拌系統(tǒng)整體。因此，在此之外必須設(shè)置攪拌機(jī)。以下對本發(fā)明使用的攪拌裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
使用于本發(fā)明方法的攪拌裝置的構(gòu)造是在平行設(shè)置的兩軸之間懸架回轉(zhuǎn)體而具有使該回轉(zhuǎn)體搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功能的攪拌裝置，具有相互垂直的平板狀、或相互垂直的圓盤狀的稱為水滴(オロイド)體的立體形狀的回轉(zhuǎn)體，隨著該回轉(zhuǎn)體的搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生周期的縱向或橫向的位置移動(dòng)，由其回轉(zhuǎn)體的獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吸引其周圍的水層，同時(shí)產(chǎn)生推開其周圍的水層的揚(yáng)力流。更詳細(xì)地說明是，是以連接支承回轉(zhuǎn)體的兩個(gè)叉狀桿的支承點(diǎn)的直線軌道所描繪的8字狀的方式在支承軸間沿與支承軸大致垂直的方向產(chǎn)生主力的水流。通過利用這樣的揚(yáng)力流(水流帶)，可以利用周期地產(chǎn)生的朝向廣范圍方向的分散水流極高效地進(jìn)行水層的移動(dòng)，因此可以高效地對處理槽的整個(gè)內(nèi)部進(jìn)行普遍的攪拌。
本發(fā)明的所使用的攪拌裝置，由于主要使垂直的平板狀或圓盤狀的回轉(zhuǎn)體搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與從鼓風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)通過散氣管吹入的氣泡所進(jìn)行的攪拌的情況相比，只消耗其1/5～1/10或更少的能量。該回轉(zhuǎn)體因?yàn)楫a(chǎn)生翼所制造出的渦層，與周圍水的阻抗變小，因此大幅度地降低電力消耗。由于使旋轉(zhuǎn)體搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)損傷微生物載體。作為本發(fā)明中所使用的回轉(zhuǎn)體，除此之外也可以使用特開平11-276874號所記載那樣的水滴形狀的回轉(zhuǎn)體或其它的任意回轉(zhuǎn)體。
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所使用的攪拌裝置的旋轉(zhuǎn)部及驅(qū)動(dòng)部的構(gòu)造。
圖1是表示本發(fā)明所使用的攪拌裝置的實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。該攪拌裝置具有回轉(zhuǎn)體10和驅(qū)動(dòng)該回轉(zhuǎn)體10的驅(qū)動(dòng)部20。但是，本發(fā)明的效果不限定于該例子所表示的回轉(zhuǎn)體及其驅(qū)動(dòng)方法。
這樣構(gòu)造的回轉(zhuǎn)體10是正交的平板狀的回轉(zhuǎn)體，由驅(qū)動(dòng)部20一邊以長度方向的中央部作為中心使軸體11搖動(dòng)一邊繞軸心使軸體11旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，驅(qū)動(dòng)部20具有隔開適當(dāng)?shù)拈g隔相互平行地設(shè)置的一對支承板21和22、在兩支承板21及22之間隔開等間距相互平行地配置的定子支承板23。各支承板21和22由連接軸24相互連接相互相對的其各拐角部，另外，定子支承板23的各拐角部分別支承在各連接軸24的中央部上。
正交的圓盤狀的回轉(zhuǎn)體的形狀是在翼12上具有突出的形狀，阿羅依得合金形狀記載于例如特開平11-276874號中。
圖2是使用于圖1所示的攪拌裝置的驅(qū)動(dòng)部中的定子支承板的俯視圖。定子支承板23上形成著一對貫通孔23a。在各貫通孔23a的外圓周部內(nèi)分別設(shè)有臺(tái)階23b，在各臺(tái)階23b上分別安裝著構(gòu)成馬達(dá)的定子25。在各定子25上沿周向隔開等間隔地設(shè)有向內(nèi)方突出的12個(gè)定子芯25a，在各定子芯25a上分別纏繞著線圈25b。
在各定子25的中央部分別配置著轉(zhuǎn)子26。各轉(zhuǎn)子26具有與定子25同心狀地配置的轉(zhuǎn)軸26a，各轉(zhuǎn)軸26a的端部分別由設(shè)在支承板21及22上的軸承27可旋轉(zhuǎn)地支承著，在各轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)軸26a的軸向中央部以與轉(zhuǎn)軸26a同心狀態(tài)分別設(shè)有比轉(zhuǎn)軸26a的外徑大的外徑的圓盤部26b。在各圓盤部26b的外周緣部沿其全周分別設(shè)有高磁通密度磁鐵26c。
分別由各定子25和各轉(zhuǎn)子26構(gòu)成的各馬達(dá)所具有的轉(zhuǎn)矩與分別安裝在各轉(zhuǎn)子26上的高磁通密度磁鐵26c的磁密度和由各高磁通密度磁鐵26c的寬度(半徑方向的長度)及厚度決定的磁場強(qiáng)度成正比，與流動(dòng)在分別纏繞在各定子25的定子芯25a上的線圈25b中的電流量成正比的斥力成為轉(zhuǎn)矩。因此，通過使安裝在各轉(zhuǎn)子26上的高磁通密度磁鐵26c的寬度尺寸增加，并且使設(shè)在定子25上的各線圈25b的密度增加，可以增加各轉(zhuǎn)子26對于各定子25的斥力，提高各轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)矩。
各轉(zhuǎn)子26中的轉(zhuǎn)軸26a的一端部分別從一方支承板21突出，在從支承板21突出的轉(zhuǎn)軸26a的端部上分別與各轉(zhuǎn)軸26a一體地旋轉(zhuǎn)地安裝著萬向聯(lián)軸節(jié)28。
而且，在各萬向聯(lián)軸節(jié)28上分別連接著上述攪拌體10的各連接構(gòu)件15的一對桿部15a的結(jié)合部，由此，攪拌體10的軸體11以相對各轉(zhuǎn)軸26a傾斜45度的狀態(tài)可搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)地安裝在驅(qū)動(dòng)部20上。
各連接構(gòu)件15以其各搖動(dòng)中心軸15b相互垂直的方式在各自的相位錯(cuò)開90度的狀態(tài)下安裝在萬向聯(lián)軸節(jié)28上。
在各轉(zhuǎn)子26的與安裝著萬向聯(lián)軸節(jié)28的端部相反側(cè)的端部上分別安裝著電磁式起動(dòng)機(jī)29。各起動(dòng)機(jī)29分別具有螺線管29a，在各螺線管29a的插棒式鐵芯29b的前端安裝著圓柱狀的轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c，該轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c與轉(zhuǎn)軸26a結(jié)合而使轉(zhuǎn)軸26a在45～90度的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c安裝在插棒式鐵芯29b上，以便通過插棒式鐵芯29b沿軸向滑動(dòng)而向同一方向一邊滑動(dòng)一邊沿規(guī)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另外，轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c支承在支承部件29內(nèi)，該支承部件29設(shè)在螺線管29a和一方支承板22之間。在轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c的外周面上設(shè)在螺旋狀的槽，在其槽內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地配置著許多滾珠29e。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c由許多滾珠29e可相對支承部件29d轉(zhuǎn)動(dòng)及滑動(dòng)地支承著。
在轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c和支承板22之間設(shè)有壓縮彈簧29f，當(dāng)對螺線管29a通電而使插棒式鐵芯29b向接近支承板22的方向滑動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c反抗壓縮彈簧29f的彈力而與轉(zhuǎn)軸26a結(jié)合。然后，在這樣的狀態(tài)下通過使轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c向規(guī)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸26a沿規(guī)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)45～90度。與此相反，當(dāng)停止對螺線管29a通電時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c在壓縮彈簧29f的彈力作用下而向螺線管29a側(cè)滑動(dòng)，解除與轉(zhuǎn)軸26a的結(jié)合。
各定子25在分別使驅(qū)動(dòng)部20的各轉(zhuǎn)軸26a旋轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)，分別對螺線管29a通電，設(shè)在插棒式鐵芯29b的前端部的轉(zhuǎn)動(dòng)部件29c與各轉(zhuǎn)軸26a結(jié)合，使各轉(zhuǎn)軸26a分別轉(zhuǎn)動(dòng)45～90度的程度。由此，各轉(zhuǎn)軸26a分別獲得100kg·f·m程度的起動(dòng)力矩，開始圓滑地旋轉(zhuǎn)。另外，當(dāng)各轉(zhuǎn)軸26a開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，其后，轉(zhuǎn)軸26a由起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩的1/3～1/5程度的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。
分別設(shè)在各轉(zhuǎn)子26上的各轉(zhuǎn)軸26a在初始起動(dòng)時(shí)、在由故障等產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)停止后的起動(dòng)時(shí)等的情況下，需要大的轉(zhuǎn)矩，但是在那時(shí)，通過對各定子25的螺線管29a短時(shí)間通電，分別瞬間使各螺線管29a的插棒式鐵芯29b動(dòng)作，各轉(zhuǎn)軸26a由高轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。
在通常的電動(dòng)機(jī)中，在起動(dòng)時(shí)，是由齒輪傳動(dòng)馬達(dá)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得高轉(zhuǎn)矩的，但是，在這種情況下要消耗多的電力。與此相反，通過使用具有螺線管29a的起動(dòng)機(jī)，可以使螺線管29a旋轉(zhuǎn)，可以大幅度地降低電力消耗。
在這樣的構(gòu)造攪拌裝置中，在驅(qū)動(dòng)部20中，構(gòu)成馬達(dá)的各轉(zhuǎn)子26分別向相反的方向旋轉(zhuǎn)。這樣，一方轉(zhuǎn)子26以比規(guī)定的基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度高的速度旋轉(zhuǎn)，在此期間，另一方轉(zhuǎn)子26以比其基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)速度低的速度旋轉(zhuǎn)。例如，各轉(zhuǎn)子26每旋轉(zhuǎn)了π/2，各轉(zhuǎn)子26的高速旋轉(zhuǎn)和低速旋轉(zhuǎn)切換。
各轉(zhuǎn)子26通過交替地反復(fù)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)和低速旋轉(zhuǎn)，通過各轉(zhuǎn)子26的轉(zhuǎn)軸26a萬向連節(jié)軸28分別連接的旋轉(zhuǎn)體10的軸體11繞其軸心一邊轉(zhuǎn)過90度(π/2)、其軸體11的傾斜方向一邊在90度范圍內(nèi)變化。因此，一方攪拌翼12從上方向下方搖動(dòng)的同時(shí)、一邊在軸體11的周圍轉(zhuǎn)過π/2，在此期間，另一方攪拌翼12從下方向上方搖動(dòng)的同時(shí)、一邊在軸體11的周圍轉(zhuǎn)過π/2周。而且，回轉(zhuǎn)體10通過依次地反復(fù)進(jìn)行這樣的動(dòng)作，各旋轉(zhuǎn)體的翼12間歇地被旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)體10配置在想要進(jìn)行移動(dòng)、攪拌或混合的流體內(nèi)而進(jìn)行使用。例如，為了使水域中的水流動(dòng)，將回轉(zhuǎn)體10配置在水中，驅(qū)動(dòng)部20的各轉(zhuǎn)子26分別以規(guī)定的周期交替地切換高速旋轉(zhuǎn)和低速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，如前所述，回轉(zhuǎn)體10的各翼12例如在軸體11每以π/2周期旋轉(zhuǎn)時(shí)，反復(fù)進(jìn)行反復(fù)搖動(dòng)動(dòng)作。由此，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行反復(fù)搖動(dòng)動(dòng)作、高速旋轉(zhuǎn)及低速旋轉(zhuǎn)的各旋轉(zhuǎn)體的翼12在各旋轉(zhuǎn)時(shí)壓出水而形成水流。
這樣，通過分別使平板狀的翼12搖動(dòng)的同時(shí)間歇地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，例如在由各翼12壓出作為流體的水而產(chǎn)生的空間內(nèi)依次地流入水，但該流入的水形成小的渦流集團(tuán)，而且小的渦流集團(tuán)頻繁地進(jìn)行置換，流入的水和停止?fàn)顟B(tài)的水的邊界層出的摩擦阻力顯著地降低。因此，被認(rèn)為容易纏繞在各旋轉(zhuǎn)體的翼12上的線頭等即使與翼12的旋轉(zhuǎn)區(qū)域接近也難以被吸入，即使接近微生物的載體也不會(huì)損傷它們。其結(jié)果，降低了用于使各回轉(zhuǎn)體的翼12旋轉(zhuǎn)的電力消耗。
另外，當(dāng)上述那樣地一邊使各旋轉(zhuǎn)體的翼12搖動(dòng)一邊使其間歇地旋轉(zhuǎn)而壓出水時(shí)，由被壓出的水形成主水流的帶。該水流的帶成為相對其軸心的振擺角度(流域?qū)挾?小、流速的分布寬度小的高速水流。其結(jié)果，可以將由各旋轉(zhuǎn)體的翼12產(chǎn)生的主水流帶分別送到遠(yuǎn)方。
從加壓水槽噴出的微細(xì)氣泡乘在這樣的產(chǎn)生水流上不垂直地上浮而一邊產(chǎn)生橫向的流動(dòng)一邊向處理水槽整體中擴(kuò)散，無浪費(fèi)地向目的微生物供給氧，供給到處理水中的氧幾乎在此被消耗，其結(jié)果可以認(rèn)定氧溶解效率和氧移動(dòng)效率變高。
與此相對，在螺旋等的攪拌翼中，越為大體積，所形成的主水流帶的相對軸心的振擺角度(流域?qū)挾?越大，而且，越高速地旋轉(zhuǎn)，在葉片的周圍由自身吸引作用產(chǎn)生的水流越顯著。其結(jié)果，對螺旋等的攪拌翼施加大的阻力，其結(jié)果，需要大的消耗電力。
一邊維持加壓狀態(tài)一邊將含有溶解狀態(tài)的氣體和微細(xì)地被分散的狀態(tài)的氣體的該對象水再次返回到該處理水槽，當(dāng)將此在規(guī)定的位置釋放為常壓而使微細(xì)氣泡噴出到處理水槽的內(nèi)部時(shí)，根據(jù)某條件，有時(shí)附著了微細(xì)氣泡的生物污泥上浮到水槽的上部而成為分離的狀態(tài)。為了避免產(chǎn)生這種情況，也可以并用消耗電力少的槳式攪拌混合設(shè)備，有選擇地?cái)嚢杌旌媳砻鎸樱瑒冸x附著的氣泡而使生物污泥分散，維持生物處理效果。
接著，在凈化工業(yè)廢水和下水道水的那樣的污水時(shí)，在廢水處理槽中可以使附著了生物污泥的載體浮游，該載體具有大的間隙，較好是比重為0.90～0.98、最好是0.95～0.98、比表面100m2/m3以上的塑料制的球形載體。當(dāng)生物污泥附著在此上時(shí)，比重與處理水的比重幾乎相等，漂在處理水中。另外，當(dāng)是球形時(shí)，可以隨著攪拌產(chǎn)生的水相的流動(dòng)而朝所有方向移動(dòng)。另外，由于它滴溜溜地旋轉(zhuǎn)，生物污泥和污水成分的接觸極其良好。另外，在只使生物污泥浮游的狀態(tài)下，在使本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有時(shí)生物污泥上浮到水槽的上部而偶然出現(xiàn)分離的狀態(tài)。但是，當(dāng)并用附著了生物污泥的塑料載體時(shí)，可以防止該現(xiàn)象。由于使載體的表面附著了高濃度的生物污泥，不僅可以適用于高濃度污濁復(fù)合污水的處理，而且還可以減少處理槽的面積。
另外，用于使實(shí)行本發(fā)明的系統(tǒng)的機(jī)器驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)可以通過選擇由DC電源直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)種而進(jìn)行使用。而且，這些馬達(dá)最好使用具有高磁通密度磁鐵的馬達(dá)，該高磁通密度磁鐵具有0.5特斯拉以上的磁通密度。這樣的馬達(dá)可以以低電流低電壓、即少的電能獲得高的轉(zhuǎn)矩。
按照本發(fā)明的方法，由于葉片泵及攪拌裝置的電力消耗少，可以容易地利用從太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電等的自然能量、即從天然現(xiàn)象回收的能量轉(zhuǎn)換的電能。由于太陽光發(fā)電在夜間不能發(fā)電，因此并用風(fēng)力發(fā)電將剩余的電力儲(chǔ)存在蓄電池中時(shí)，可以晝夜兼行地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)系統(tǒng)整體地消耗電力大時(shí)，為了利用這些自然能量，需要大容量的發(fā)電裝置，在經(jīng)濟(jì)上不利，危及實(shí)用性。因此，由于在大容量的自然能量發(fā)電裝置建設(shè)中需要極大的能量，也不能說對整體的能量平衡有益。因此為了實(shí)現(xiàn)利用自然能量的系統(tǒng)，必須盡量地減少能量負(fù)荷。從該觀點(diǎn)出發(fā)，由本發(fā)明的方法，第一次實(shí)現(xiàn)了全部利用自然能量的廢水處理系統(tǒng)。本發(fā)明的方法，即使利用由石油或天然氣等的化石燃料的燃燒獲得的電力，從節(jié)能的立場來看也是理想的，但是通過利用自然能量才看出自然環(huán)境保護(hù)這樣的本發(fā)明的社會(huì)意義。
另外，本發(fā)明的方法，由于采用使微生物附著在塑料制的載體上來進(jìn)行廢水處理的方法，因此，可以用小容量的處理水槽處理污染負(fù)荷高的高濃度廢水，可以減少系統(tǒng)整體的設(shè)置面積。當(dāng)考慮上述的無污染能量時(shí)，可以向山間部的觀光地等無障礙地設(shè)置本發(fā)明的處理系統(tǒng)。
如上所述，本發(fā)明的方法有助于節(jié)能、無污染能量以及工廠設(shè)施的極小化，采用本發(fā)明的方法其經(jīng)濟(jì)及社會(huì)意義非常大。
下面，由實(shí)施例具體地說明本發(fā)明的方法，但本發(fā)明的方法不限定于此。
實(shí)施例在寬度6m、縱深30m、深度4.5m的廢水處理槽中放入BOD濃度為600mg/m3的廢水760m3，向其中供給直徑25mm、比表面285m2/m3的聚丙烯制的球形載體10m3，經(jīng)過一個(gè)月使微生物附著在該載體上。接著，用由PVC制的葉片和哈斯特洛依制的壁面構(gòu)成的葉片泵以平均流速41m3吸引該廢水，從設(shè)在另處的同樣的葉片泵以3.1kg/cm2的壓力向該葉片泵的排出配管中壓入空氣，同時(shí)經(jīng)過加壓水槽將該加壓水從該加壓水槽配設(shè)在該廢水處理槽底面上的配管的最前端部通過壓力調(diào)節(jié)閥以3.0kg/cm2的壓力將該壓力水放到廢水處理槽中時(shí)，產(chǎn)生直徑8μm的微細(xì)氣泡。另外，將使長徑為500mm的正交的圓盤狀的回轉(zhuǎn)體進(jìn)行搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的攪拌裝置設(shè)置在該廢水處理槽的底面上，在將其以60rpm的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，該微細(xì)的氣泡遍及處理水槽全面地運(yùn)動(dòng)，在這樣的廢水處理系統(tǒng)中，在將以上的廢水以25m3/hr的流量供給到該廢水處理槽中進(jìn)行處理時(shí)，處理水的BOD成為20mg/m3，降低率為96.5％。
這些處理所需要的電能是加壓水供給用葉片泵2.93kw、壓縮空氣供給用葉片泵0.75kw、攪拌裝置0.50kw的合計(jì)4.18kw。作為電力供給源使用輸出功率10kw的太陽能發(fā)電機(jī)及輸出功率15kw的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在將過剩的電力暫時(shí)儲(chǔ)存在市場銷售的蓄電池中后，可以從該蓄電池向各機(jī)器供給電力。
比較例為了進(jìn)行比較，以同樣的處理水量用不使用微生物載體的現(xiàn)有的曝氣式活性污泥法處理實(shí)施例所示的廢水時(shí)，為了獲得同水質(zhì)的處理，需要寬度6m縱深50m深度4m的廢水處理槽，動(dòng)力需要15kw的壓縮機(jī)2臺(tái)，合計(jì)達(dá)到了30kw。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在用活性污泥凈化工業(yè)廢水等的污水的方法中，通過具有不破壞生物污泥就可以進(jìn)行加壓的功能的回轉(zhuǎn)構(gòu)造部從處理水槽吸引并加壓含有生物污泥等的浮游物的對象水，將其與由其它的裝置供給的氣體加壓混合，然后將它們導(dǎo)入儲(chǔ)存槽，有選擇地只分離過剩地供給的氣體，然后，一邊維持加壓狀態(tài)一邊將含有溶解狀態(tài)的氣體和微細(xì)地被分散了的狀態(tài)的氣體的該對象水返回到該處理水槽，在規(guī)定的位置將其開放為常壓，在使微細(xì)的氣泡噴出到處理水槽的內(nèi)部的同時(shí)，由具有吸引水流功能和推出水流功能的任意設(shè)置的機(jī)械構(gòu)造部一邊使處理對象污水、生物污泥以及微細(xì)的氣泡遍及到處理水槽整體的各個(gè)角落，一邊高效地使它們混合接觸，由此提高生物分解速度，從而可以進(jìn)行高濃度流入污濁負(fù)荷水的處理，同時(shí)在不使用曝氣裝置的情況下以極少的能量消耗凈化工廠廢水等的污水。
權(quán)利要求
1.活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，在用活性污泥凈化工業(yè)廢水等的污水的方法中，通過具有不破壞生物污泥就可以進(jìn)行加壓的功能的回轉(zhuǎn)構(gòu)造部從處理水槽吸引并加壓含有生物污泥等的浮游物的對象水，將其與由其它的裝置供給的氣體加壓混合，然后將它們導(dǎo)入儲(chǔ)存槽，有選擇地只分離過剩地供給的氣體，然后，一邊維持加壓狀態(tài)一邊將含有溶解狀態(tài)的氣體和微細(xì)地被分散了的狀態(tài)的氣體的該對象水再返回到該處理水槽，在規(guī)定的位置將其開放為常壓，在使微細(xì)的氣泡噴出到處理水槽的內(nèi)部的同時(shí)，由具有吸引水流功能和推出水流功能的任意設(shè)置的機(jī)械構(gòu)造部一邊使處理對象污水、生物污泥以及微細(xì)的氣泡遍及到處理水槽整體的各個(gè)角落，一邊高效地使它們混合接觸，由此提高生物分解速度，從而可以進(jìn)行高濃度流入污濁負(fù)荷水的處理，同時(shí)在不使用曝氣裝置的情況下以極少的能量消耗凈化工廠廢水等的污水。
2.如權(quán)利要求1所述的活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，回轉(zhuǎn)構(gòu)造物的回轉(zhuǎn)閥的構(gòu)造具有不破壞生物污泥并且即使在異物存在的情況下可以連續(xù)地維持加壓狀態(tài)的功能的、電力消耗少的容積型泵。
3.如權(quán)利要求1所述的活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，具有吸引水流的功能和壓出該水流的功能的機(jī)械構(gòu)造物是將回轉(zhuǎn)體懸架在平行設(shè)置的兩軸間的并具有使該旋轉(zhuǎn)體搖動(dòng)反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的功能的攪拌裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，將含有溶解狀態(tài)的氣體和分散為微細(xì)的狀態(tài)的氣體的該對象水一邊維持加壓狀態(tài)一邊再次返回到該處理水槽，在將其在規(guī)定的位置釋放為常壓而將微細(xì)的氣泡噴出到處理水槽內(nèi)部時(shí)，為了避免附著了微細(xì)氣泡的生物污泥上浮到水槽的上部而成為分離的狀態(tài)，同時(shí)使用電力消耗少的槳式攪拌混合設(shè)備，有選擇地?cái)嚢杌旌媳砻鎸?，剝離附著的氣泡，使生物污泥再分散，維持生物處理效果。
5.如權(quán)利要求1所述的活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，在廢水處理槽中，同時(shí)使具有大間隙的塑料制載體浮游，使高濃度的生物污泥附著在該載體上，在防止微細(xì)氣泡附著所帶來的生物污泥的上浮分離的同時(shí)進(jìn)行高濃度負(fù)荷污水的處理。
6.如權(quán)利要求1所述的活性污泥處理系統(tǒng)，其特征在于，將用于驅(qū)動(dòng)所有機(jī)器的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)選擇為用DC電源直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)種，作為其全部的驅(qū)動(dòng)電源使用具有將從天然現(xiàn)象回收的能量轉(zhuǎn)換為電能的功能的電源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種僅用自然能量就可對應(yīng)的節(jié)能型活性污泥處理系統(tǒng)。通過具有不破壞生物污泥就可以進(jìn)行加壓的功能的回轉(zhuǎn)構(gòu)造部從處理水槽吸引并加壓含有生物污泥等的浮游物的對象水，將其與由其它的裝置供給的氣體加壓混合，然后將它們導(dǎo)入儲(chǔ)存槽，有選擇地只分離過剩地供給的氣體，然后，一邊維持加壓狀態(tài)一邊將含有溶解狀態(tài)的氣體和微細(xì)地被分散了的狀態(tài)的氣體的該對象水返回到該處理水槽，在規(guī)定的位置將其開放為常壓，在使微細(xì)的氣泡噴出到處理水槽的內(nèi)部的同時(shí)，由具有吸引水流功能和推出水流功能的任意設(shè)置的機(jī)械構(gòu)造部一邊使處理對象污水、生物污泥以及微細(xì)的氣泡遍及到處理水槽整體的各個(gè)角落，一邊高效地使它們混合接觸，可以進(jìn)行該處理。
文檔編號C02F3/12GK1432537SQ0210203
公開日2003年7月30日 申請日期2002年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者石橋忠也, 中河鶴雄 申請人:S·T·M工程株式會(huì)社