漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及設(shè)置在公共凈水處理廠、社區(qū)供水設(shè)施、公共污水處理廠、廢水處理廠、社區(qū)污水處理廠等的水處理裝置上，以用于去除微細污染粒子的漂浮式過濾器模塊。本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊包括：中空形的燒結(jié)過濾器，為了從流入至水處理槽內(nèi)的污廢水分離·過濾微細污染粒子，設(shè)置在返送水處理槽內(nèi)的污廢水中，具有多個微細孔；漂浮體，與返送燒結(jié)過濾器相連，漂浮在返送水處理槽內(nèi)的污廢水水面，從而使得返送燒結(jié)過濾器位于返送水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)；主配管，與返送燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連；吸入裝置，與返送主配管相連，通過返送主配管向返送燒結(jié)過濾器提供吸力，從而將返送水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由返送多個微細孔吸入至返送燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間；以及壓縮空氣供給裝置，具有通過返送主配管與返送燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連的壓縮空氣供給配管和與返送壓縮空氣供給配管相結(jié)合的空氣壓縮機，通過向返送燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供壓縮空氣，從返送燒結(jié)過濾器脫離堵塞返送燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
【專利說明】漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)置在公共凈水處理廠、社區(qū)供水設(shè)施、公共污水處理廠、廢水處理廠、社區(qū)污水處理廠等的水處理裝置上，以用于去除微細污染粒子的漂浮式過濾器模塊，更詳細地涉及配設(shè)在處理水槽內(nèi)污廢水中的上部側(cè)，以用于僅分離.過濾懸濁浮游物的濃度相對較低之上澄水的漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]持續(xù)的產(chǎn)業(yè)化和城市化導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴重，而且所排放的污水、廢水、臟水(以下稱為“污廢水”)的形態(tài)日趨多樣化，用于處理這些的設(shè)施也變得尖端化，隨之處理費用也在增加。并且，隨著沒有被完全處理的污廢水中的水質(zhì)污染物質(zhì)流入到河流或湖沼等其他水源中，在有效的水質(zhì)管理上產(chǎn)生著很多問題。
[0003]當前，作為用于污廢水處理凈水處理的水處理技術(shù)所周知的是，使用過濾設(shè)備、藥品凝聚、沉淀、氧化處理等的物理化學方法，以及在蓄留了活性污泥(activated sludge)的生物反應(yīng)槽內(nèi)通過極大化微生物的代謝過程來去除各種污染物質(zhì)的生物學處理方法。其中，生物學處理方法被主要利用在污廢水處理中。
[0004]在物理化學的水處理方法中，對于微細污染粒子的分離?過濾方法而言，在對現(xiàn)有的處理設(shè)施不帶來大的變化的情況下，可通過附加的設(shè)置來使用，不僅對微細污染粒子而且還對總磷(T-P)的去除也具有穩(wěn)定而高效的處理效果。作為微細污染粒子的分離?過濾裝置及方法可以舉如下的例子。
[0005]韓國授權(quán)專利公報第0558510號(2006.02.28授權(quán))涉及利用了浸潰式分離膜(MBR)的污廢水深度處理裝置，其公開了在以往的基于微生物反應(yīng)的污廢水處理裝置上，代替沉淀槽而使用浸潰式分離膜槽，以去除污廢水中的浮游物(SS)和大腸菌的技術(shù)。
[0006]韓國授權(quán)專利公報第0843656號(2008.06.27授權(quán))為按兩段設(shè)置浸潰式膜分離槽的凈水處理裝置的發(fā)明，其公開了包括第一膜過濾槽及第二膜過濾槽的凈水處理裝置，其中，第一膜過濾槽設(shè)有浸潰式分離膜(MRB)、連通分離膜與儲藏槽并將膜過濾槽的原水強制吸入而輸送至儲藏槽的吸入泵、向分離膜供給空氣而使分離膜的吸附浮游物脫離的擴散器，第二膜過濾槽設(shè)有浸潰式分離膜、連通分離膜與儲藏槽并將膜過濾槽的原水強制吸入而輸送至儲藏槽的吸入泵、用于去除吸附在分離膜的浮游物質(zhì)的擴散器。
[0007]韓國授權(quán)專利公報0875733號(2008.12.17授權(quán))公開了根據(jù)流入水的負載變動向反應(yīng)槽適當供應(yīng)返送污泥(sludge)，以去除包含在流入水內(nèi)的氮和磷等的營養(yǎng)鹽類的同時，根據(jù)磷的濃度控制污泥的量，并且可改善處理水水質(zhì)的利用了浸潰式分離膜(MBR)的技術(shù)。
[0008]韓國授權(quán)專利公報第0718791號(2007.05.09授權(quán))涉及用于各種水處理裝置的浸潰型過濾裝置，當用于過濾水中含有的異物質(zhì)的浸潰式過濾器表面上沉積有大量的異物質(zhì)時，向過濾器的內(nèi)部瞬間注入強壓縮空氣，以強制去除沉積在浸潰式過濾器表面的異物質(zhì)的技術(shù)。[0009]韓國授權(quán)專利公報第1000742號(2010.12.07授權(quán))涉及用于提高對作為富營養(yǎng)化的主原因物質(zhì)所起作用的磷成分的去除效率的水處理方法，其公開了可從污廢水容易分離微細污染物質(zhì)的微細粒子分離手段。
[0010]韓國授權(quán)專利公報第0489328號(2005.05.03)涉及用于處理污廢水中包含的有機物質(zhì)、氮、磷的污廢水深度處理裝置，其公開了利用好氣性微生物來降解有機物質(zhì)、蓄積磷、將氨氮硝化的同時，通過分離膜模塊固液分離污泥和污廢水的浸潰式膜分離槽。
[0011]但是，如上所述現(xiàn)有技術(shù)的浸潰式分離膜配置在懸濁浮游物(SS或MLSS)的濃度相對高的處理槽水中的中間或下部，因此在短時間內(nèi)會堵塞浸潰式分離膜的微細孔，從而導(dǎo)致微細污染粒子的分離.過濾效率急劇下降的問題。
[0012]并且，現(xiàn)有技術(shù)并未提供對微細孔堵塞之浸潰式分離膜的有效的清洗方法。例如，雖然韓國授權(quán)專利公報第0718791號提供了利用壓縮空氣清洗浸潰式分離膜的方法，由于清洗之后在浸潰式分離膜的內(nèi)部注入有空氣，因此浸潰式分離膜的再吸入工藝時，會發(fā)生吸入泵的空化現(xiàn)象。并且，韓國授權(quán)專利公報第1000742號或韓國授權(quán)專利公報第0489328號公開了通過逆送污廢水來清洗微細孔被堵塞的浸潰式分離膜的方法，但是此種利用了污廢水逆送的清洗方法存在清洗時間長的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是為了解決如上所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提出的，其目的在于提供一種僅分離.過濾在處理水槽內(nèi)懸濁浮游物的濃度相對較低之上澄水，從而可提高過濾率及過濾持續(xù)時間的漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法。
[0014]本發(fā)明的另外目的 在于提供一種在分離.過濾工藝時降低微細污染粒子的吸附量，當微細污染粒子的吸附導(dǎo)致降低過濾率時可迅速而有效地去除所吸附微細污染粒子的漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法。
[0015]為了達到上述發(fā)明目的的本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊，包括:中空形的燒結(jié)過濾器，為了從流入至水處理槽內(nèi)的污廢水分離.過濾微細污染粒子，設(shè)置在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中，具有多個微細孔；漂浮體，與所述燒結(jié)過濾器相連，漂浮在所述水處理槽內(nèi)的污廢水水面，從而使得所述燒結(jié)過濾器位于所述水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)；主配管，與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連；吸入裝置，與所述主配管相連，通過所述主配管向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，從而將所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間；以及壓縮空氣供給裝置，具有通過所述主配管與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連的壓縮空氣供給配管和與所述壓縮空氣供給配管相結(jié)合的空氣壓縮機，通過向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供壓縮空氣，從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
[0016]本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊還可以包括振動發(fā)生裝置，為了從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子而振動所述燒結(jié)過濾器。
[0017]本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊還可以包括補充水供給裝置，為了向被所述壓縮空氣供給裝置填充有空氣的所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供補充水，與所述主配管相連。
[0018]優(yōu)選地，所述燒結(jié)過濾器由不銹鋼金屬或合成樹脂材料構(gòu)成。
[0019]所述吸入裝置可以包括:吸入泵，與所述主配管相結(jié)合而產(chǎn)生吸力；以及差壓檢測器，為了檢測所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度而檢測所述吸入泵前后方的壓力差。
[0020]所述壓縮空氣供給裝置還可以包括致動器，配置在所述燒結(jié)過濾器與所述空氣壓縮機之間，將從所述空氣壓縮機連續(xù)供給至所述燒結(jié)過濾器的壓縮空氣變換為脈沖(pulse)形態(tài)。
[0021]為了達到上述發(fā)明目的的本發(fā)明的水處理裝置，包括:水處理槽，流入有污廢水；漂浮式過濾器模塊，為了從流入至所述水處理槽內(nèi)的污廢水分離?過濾微細污染粒子，設(shè)置在所述水處理槽；以及控制裝置，用于控制所述漂浮式過濾器模塊的工作；其中，所述漂浮式過濾器模塊包括:中空形的燒結(jié)過濾器，配置在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中，具有多個微細孔；漂浮體，與所述燒結(jié)過濾器相連，漂浮在所述水處理槽內(nèi)的污廢水水面，從而使得所述燒結(jié)過濾器位于所述水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)；主配管，與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連；吸入裝置，與所述主配管相連，通過所述主配管向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，從而將所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間；以及壓縮空氣供給裝置，具有通過所述主配管與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連的壓縮空氣供給配管和與所述壓縮空氣供給配管相結(jié)合的空氣壓縮機，通過向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供壓縮空氣，從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
[0022]為了達到上述發(fā)明目的的本發(fā)明的水處理方法，包括:如下步驟:(a)利用能夠漂浮在水面的漂浮體，將具有多個微細孔的中空形的燒結(jié)過濾器配置在水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)；(b)向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，從而使得所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述燒結(jié)過濾器上所具備的多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間，以從污廢水分離.過濾微細污染粒子；(C)檢測所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度；(d)當所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度達到設(shè)定值時，停止用于向所述燒結(jié)過濾器提供吸力的吸入裝置，向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供一定時間的壓縮空氣，從而通過所述燒結(jié)過濾器內(nèi)部空間的過濾水逆返送和壓縮空氣噴射，清洗所述燒結(jié)過濾器；以及(e)若結(jié)束對所述燒結(jié)過濾器的清洗工藝，則停止用于向所述燒結(jié)過濾器提供壓縮空氣的壓縮空氣供給裝置，再啟動所述吸入裝置。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的漂浮式過 濾器模塊由于利用了微細孔的變形幾乎沒有的半永久性的燒結(jié)過濾器，因此運行中破損的危險少壽命長。
[0024]并且，本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊以漂浮式流動型配置在水處理槽的上部側(cè)，以分離.過濾懸濁浮游物的濃度相對低的上澄水，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比過濾率和過濾持續(xù)時間優(yōu)秀。
[0025]而且，本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊當發(fā)生燒結(jié)過濾器堵塞時，通過過濾水返送和壓縮空氣噴射來可迅速而有效地去除吸附在燒結(jié)過濾器上的微細污染粒子。
[0026]并且，本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊當發(fā)生燒結(jié)過濾器堵塞時，無需像現(xiàn)有技術(shù)投放化學藥品而可有效地清洗燒結(jié)過濾器，因此不會發(fā)生化學藥品的投入所致的活性微生物的活性下降現(xiàn)象。
[0027]而且，本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊利用振動發(fā)生器對燒結(jié)過濾器進行振動而使得微細污染粒子無法輕易被吸附到燒結(jié)過濾器上，因此可降低清洗工藝的頻率，從而能夠保證有效運行。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖。
[0029]圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的部分結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖3為概略示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置之過濾槽的側(cè)面圖。
[0031]圖4為據(jù)本發(fā)明一實施例的漂浮式過濾模塊的側(cè)面圖。
[0032]圖5為圖4所示漂浮式過濾模塊的沿1-1線平面圖。
[0033]圖6為示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的漂浮式過濾模塊的燒結(jié)過濾器的側(cè)面剖視圖。
[0034]圖7為在根據(jù)本發(fā)明一實施例的漂浮式過濾模塊上所具備的燒結(jié)過濾器的制造工藝圖。
[0035]圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖。
[0036]圖9為概略示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置的平面圖。
[0037]圖10為概略示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置之曝氣池的側(cè)面圖。
[0038]圖11為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖。
[0039]圖12為概略示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置的平面圖。
[0040]圖13為概略示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置之回分式反應(yīng)槽的側(cè)面圖。
[0041]圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖。
[0042]圖15為概略示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水處理裝置的平面圖。
[0043]圖16為分別示出設(shè)置在回分式反應(yīng)槽上之燒結(jié)過濾器的設(shè)置初期狀態(tài)(a)、吸入過濾工藝后的狀態(tài)(b)及基于壓縮空氣清洗后的狀態(tài)(C)的圖。
[0044]圖17為示出基于設(shè)置在回分式反應(yīng)槽的漂浮式過濾器模塊之運行的過濾特性的圖表。
【具體實施方式】
[0045]以下，參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊和利用該模塊的水處理裝置及方法。
[0046]在說明本發(fā)明的過程中，為了明確和簡便說明，附圖中所示的構(gòu)成要素的大小或形狀等可能被夸張或簡化。并且，考慮到本發(fā)明的構(gòu)成及作用而特別定義的用語可根據(jù)使用者、運用者的意圖或慣例會有所差異。這些用語應(yīng)當基于本說明書的整體內(nèi)容被解釋為符合技術(shù)思想的含義和概念。
[0047]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的部分結(jié)構(gòu)框圖，圖3為概略示出圖1所示水處理裝置之過濾槽的側(cè)面圖。
[0048]如圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置作為A2/0(Anaerobic/Anoxic/Oxic)方式的水處理裝置包括:厭氣槽(anaerobic) 115、無氧槽(anoxic) 120及曝氣槽(aerobic) 125等三段生物學反應(yīng)槽；配置在這些生物學反應(yīng)槽的上下游的多個工藝槽。三段生物學反應(yīng)槽之外的工藝槽包括:配置在厭氣槽115上游的流量調(diào)整槽110 ;依次配置在曝氣槽125下游的過濾槽130、處理水槽170及污泥濃縮槽175，其中在過濾槽130內(nèi)設(shè)有用于分離.過濾污廢水的漂浮式過濾器模塊140。
[0049]除此之外，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置還包括:用于檢測過濾槽130內(nèi)水位的水位檢測裝置131 ;用于攪拌過濾槽130內(nèi)污廢水的攪拌裝置132 ;用于向漂浮式過濾器模塊140提供氣泡的氣泡發(fā)生裝置133 ;用于向用戶提供水處理工藝狀態(tài)的監(jiān)控裝置180 ;用于控制各種裝置的控制裝置185 ;向遠程的管理者提供水處理工藝狀態(tài)的信息，使得管理者能夠遠程控制水處理工藝的遠程管理裝置190 ;實現(xiàn)控制裝置185與遠程管理裝置190之間的通信的通信裝置195。
[0050]氣泡發(fā)生裝置133包括:配置在漂浮式過濾器模塊140下部的多個擴散器134 ;通過空氣供給管135向多個擴散器134提供空氣的空氣供給裝置136 ;設(shè)置在空氣供給管135以用于開閉空氣供給管135內(nèi)的空氣流路的空氣控制閥137?？諝夤┙o裝置136和空氣控制閥137受控制裝置185的控制。氣泡發(fā)生裝置133通過多個擴散器134產(chǎn)生多個氣泡而將氣泡提供至漂浮式過濾器模塊140的燒結(jié)過濾器141，從而脫離掉吸附在燒結(jié)過濾器141的微細污染粒子以使微細污染粒子不能輕易吸附于燒結(jié)過濾器141上。多個擴散器134，為了與根據(jù)污廢水的水位而升降的漂浮式過濾器模塊140不發(fā)生干涉，通過單獨的結(jié)合裝置結(jié)合在漂浮式過濾器模塊140從而與漂浮式過濾器模塊140 —同升降，或者可以設(shè)置在過濾槽130的底面?zhèn)取?br> [0051]通信裝置195通過有無線通信線連接水處理裝置的控制裝置185與遠程管理裝置190，從而使得遠程管理者能夠通過遠程管理裝置190實時確認水處理工藝的進行狀態(tài)或水處理裝置的狀態(tài)，而且使得管理者遠程控制水處理工藝。
[0052]對于該種A2/0方式的水處理裝置而言，在污廢水中，除生化需氧量(BOD)和懸濁浮游物之外，還用于有效去除總氮(T-N)和總磷(T-P)營養(yǎng)鹽類的最基本的生物學深度處理裝置?，F(xiàn)有技術(shù)的標準活性污泥方式的生物學反應(yīng)槽僅由活性污泥的曝氣槽構(gòu)成，采用在曝氣槽中被處理的污廢水在沉淀槽中被沉淀后排放的方式，其氮和磷的去除效率低，成為了向河流排放時富營養(yǎng)化的主要原因，但將生物學反應(yīng)槽由厭氣槽115、無氧槽120及曝氣槽125構(gòu)成的A2/0方式的污廢水處理工藝可以解決如上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0053]根據(jù)本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的水處理工藝，在曝氣槽125的上游設(shè)置厭氣槽115和無氧槽120，將在曝氣槽125中被處理的污廢水重新返送到無氧槽120以去除硝態(tài)氮(N03-N)，將在過濾槽130中沉淀的活性污泥中的一部分在污泥濃縮槽175的上游返送到厭氣槽115從而可維持一定的反應(yīng)槽整體的微生物濃度。并且，在厭氣狀態(tài)下釋放磷，在后續(xù)曝氣槽125中吸取過盈的磷，從而以污泥狀態(tài)抽出磷而進行去除。
[0054]具體來講，本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的水處理工藝包括:用于去除硝態(tài)氮的內(nèi)部返送(nitrification recycle)和用于去除磷的從過濾槽130的污泥外部返送。據(jù)此，在厭氣槽115釋放磷，在好氣性的曝氣槽125由微生物對磷進行過盈吸收，從而提高活性污泥內(nèi)總磷的含量比，以提高污廢水中總磷的去除率，而在無氧槽120中對來自曝氣槽125之內(nèi)部返送水中的硝酸鹽(nitrate)進行脫氮而還原為氮氣，從而去除污廢水中的氮。
[0055]A2/0方式的污廢水處理工藝的處理效率一般是，生化需氧量(BOD)去除率為90%以上，懸濁浮游物去除率為90%以上，總氮去除率為40~70%，總磷去除率為60%左右。并且，水力停留時間(HRT)以5~8小時(厭氣槽:0.5~1.0小時，無氧槽:0.5~1.0小時，曝氣槽:3.5~6.0小時)左右運行，污泥滯留時間(SRT)為4~27日，外部污泥返送率(RAS)為25~50%，內(nèi)部返送率為流入水量(Q)的100~200%。
[0056]本發(fā)明第一實施例的水處理裝置相比現(xiàn)有技術(shù)之A2/0方式的污廢水處理工藝，進一步具備利用了設(shè)有漂浮式過濾器模塊140之過濾槽130的分離?過濾微細污染粒子的功能，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比對懸濁浮游物的處理效率高。即，利用漂浮式過濾器模塊140采用了與現(xiàn)有技術(shù)的重力沉降不同的強制壓力式分離.過濾工藝，因此可對懸濁浮游物實現(xiàn)穩(wěn)定聞效的處理。
[0057]現(xiàn)有技術(shù)中具有浸潰式分離膜槽的水處理裝置，在生物學反應(yīng)槽的下游配置浸潰式分離膜槽，并利用其中設(shè)置的浸潰式分離膜(MBR)排放污泥水。構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)中浸潰式分離膜(MBR)的0.01~1.0 μ m級的中空纖維膜(hollow fiber membrane)至平膜(platetype membrane)始終固定在浸潰式分離膜槽的下部側(cè)，因此被暴露在相對濃度較高的懸池浮游物中。據(jù)此，雖然具有優(yōu)秀的初期過濾率，但隨著運行時間的推移，會發(fā)生微細污染粒子或微生物的吸附所導(dǎo)致的微細孔(fine pore)堵塞現(xiàn)象，即由于在短時間內(nèi)發(fā)生微細孔堵塞(blockage)從而過濾效率會急劇下降。
[0058]并且，現(xiàn)有技術(shù)的水處理裝置，若浸潰式分離膜發(fā)生微細孔堵塞現(xiàn)象，則一般投放洗漆用化學藥品的同時，通過高壓的處理水逆反送來進行逆洗漆(back-washing)。但是,該種浸潰式分離膜的清洗方法存在化學藥品投放所致的活性微生物的活性下降、處理水的逆反送所致的整體過濾處理量的下降、化學藥品投放設(shè)施及逆洗滌泵的設(shè)置所致的初期投資費、電力費、維持管理費的增加等諸多問題。
[0059]并且，在現(xiàn)有技術(shù)的水處理裝置之浸潰式分離膜上所使用的中空纖維膜，除了微細孔堵塞之外，因本身發(fā)生缺陷而過濾效率會輕易降低。作為現(xiàn)有技術(shù)中中空纖維膜的一例，以中空纖維膜一個元素(element)的外徑為2mm、內(nèi)徑為0.8mm、厚度為0.6mm,長度為
1.5mm，氣孔大小為0.1 μ m的160個左右數(shù)量的中空纖維所構(gòu)成，但該種中空纖維膜在使用過程中，其中空纖維容易斷裂或破損，因此難以維持穩(wěn)定的處理效率。并且，使用在現(xiàn)有技術(shù)之浸潰式分離膜的中空纖維膜因其膜厚及材質(zhì)的原因無法采取利用壓縮空氣的清洗，因此其清洗方法受限。
[0060]而本發(fā)明利用了包含燒結(jié)過濾器141的漂浮式過濾器模塊140，從而可以解決如上所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。即，如圖2至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的漂浮式過濾器模塊140漂浮配置在過濾槽130水中的上部側(cè)，因此僅分離.過濾懸濁浮游物的濃度相對低的上澄水。進而，不僅具有優(yōu)秀的初期過濾效率，而且隨著運行時間的推移也表現(xiàn)出穩(wěn)定的處理效率。并且，即使出現(xiàn)微細污染粒子或微生物的吸附所致的微細孔堵塞，也可以通過壓縮空氣噴射及處理水逆反送來迅速清洗。
[0061]如圖3至圖5所示，設(shè)置于過濾槽130的漂浮式過濾器模塊140包括:多個燒結(jié)過濾器141，浸潰在多個過濾槽130內(nèi)的污廢水中；主配管142，與多個燒結(jié)過濾器141相連；多個漂浮體143，基于水中浮力漂浮在水面上，以使多個燒結(jié)過濾器141位于污廢水的上部側(cè)；吸入裝置147，為了向多個燒結(jié)過濾器141提供吸力而通過主配管142與多個燒結(jié)過濾器141相連；壓縮空氣供給裝置152，為了去`除吸附在燒結(jié)過濾器141上的微細污染粒子而向燒結(jié)過濾器141提供壓縮空氣；補充水供給裝置160，向燒結(jié)過濾器141被清洗之后由空氣填充的燒結(jié)過濾器141內(nèi)部空間提供補充水；振動發(fā)生裝置166，振動多個燒結(jié)過濾器141以用于去除吸附在燒結(jié)過濾器141的微細污染粒子。為了簡化，圖3中省略壓縮空氣供給裝置152和補充水供給裝置160而示出了漂浮式過濾器模塊140。
[0062]該種本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊140，其具有分離.過濾功能的多個燒結(jié)過濾器141根據(jù)漂浮體143的浮力配置在過濾槽130內(nèi)污廢水的上部側(cè)，隨著水位的變化而升降，因此僅分離?過濾懸濁浮游物的濃度相對低的上澄水。據(jù)此，與配置在污廢水的下部側(cè)或中間側(cè)之現(xiàn)有技術(shù)的浸潰式分離膜相比，其過濾速度、過濾通量(flux)等過濾率(filtrationrate)及過濾時間明顯優(yōu)越。
[0063]燒結(jié)過濾器141通過具有內(nèi)部流路的過濾器結(jié)合部件144與主配管142連接，而主配管142通過柔性連接部件145與漂浮體143連接。當基于過濾槽130內(nèi)的水位變化，漂浮體143和多個燒結(jié)過濾器141升降時，在漂浮體143與多個燒結(jié)過濾器141之間可能會發(fā)生的沖擊能夠被柔性連接部件145得以緩沖。壓縮空氣供給裝置152和補充水供給裝置160與吸入裝置147 —同通過主配管142與多個燒結(jié)過濾器141相連。
[0064]燒結(jié)過濾器14以不銹鋼金屬粉末或合成樹脂微細粉末為原料按燒結(jié)方法所制造，其微細孔大小為0.01~10 μ m，呈中央空的中空型。按燒結(jié)方法所制造的燒結(jié)過濾器141具有均勻的微細孔大小和高孔隙率(porosity)，即使供給有高壓的壓縮空氣或逆洗水，微細孔的形狀和大小不會輕易變形而具有耐久性。如圖6所示，燒結(jié)過濾器141以中央空的中空型(hollow type)所制造，因此有利于過濾處理效率或通過壓縮空氣噴射等的清洗。[0065]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的漂浮式過濾器模塊140之核心部件即燒結(jié)過濾器141的制造工藝圖，參照圖7，燒結(jié)過濾器141的制造工藝包括原料粉末供給步驟-混合步驟-壓縮成型步驟-燒結(jié)步驟。在此，燒結(jié)(sintering)是利用了如下現(xiàn)象的成形方法，即用精密機械完全混合一定粒度(particle size distribution)之高純度.高壓縮性的粉末體(powder)之后,使用具有大約3~7ton/cm2的高精密工具以所設(shè)計的形狀加壓成形成型體，接著將該成型體加熱至熔點(melting point)附近，以使相互堅固地緊貼/固結(jié)。
[0066]本發(fā)明的燒結(jié)過濾器141可以按如下方式制造，即將微米(μ m)粒徑的不銹鋼金屬(stainless steel)至合成樹脂(synthetic resin)的微細粉末放入模具(mold)里,用沖壓機(press)進行高壓沖壓以設(shè)計形狀成形之后，將該微細粉末體以其熔點附近的溫度加熱。將微細粉末體以其熔點附近的溫度加熱時，在微細粉末體之間的接觸部上產(chǎn)生擴散接合或一部分被沉積，從而被相互連接而能夠形成一個堅固的多孔性燒結(jié)過濾器(poroussintered filter)。在制造燒結(jié)過濾器時,若調(diào)整用作燒結(jié)過濾器141之原料的微細粉末的粒度，則可使最終燒結(jié)過濾器141的微細孔大小多樣化。
[0067]在制造燒結(jié)過濾器141時，若使用不銹鋼金屬材質(zhì)的粉末體，則可生產(chǎn)出耐蝕性、耐熱性及耐久性優(yōu)越的多孔性金屬燒結(jié)過濾器。而且，若使用合成樹脂粉末體，則可制造出費用低、耐化學性優(yōu)越的多孔性樹脂燒結(jié)過濾器。
[0068]由該種燒結(jié)方法所制造的多孔性燒結(jié)過濾器141相比現(xiàn)有技術(shù)的浸潰式分離膜具有多種優(yōu)點。即，通過調(diào)整制造時用作原料的粉末體的粒度，可簡便地確定微細孔的大小為0.01~IOOym,當使用具有均勻粒度的粉末體時，與通過單純壓縮所生產(chǎn)的現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品相比，具有優(yōu)秀的孔隙率(porosity)，且可以制造為多種形狀。并且，即使長時間使用，微細孔的形狀也不會輕易變形而具有優(yōu)秀的耐久性，而且可通過噴射高壓(例如，0.2~0.7MPa)的壓縮空氣以實現(xiàn)迅速而有效的清洗。并且，構(gòu)成本發(fā)明之漂浮式過濾器模塊140的燒結(jié)過濾器141，其孔隙率優(yōu)越于現(xiàn)有技術(shù)的中空纖維膜，因此其單位時間的過濾處理量即過濾率優(yōu)秀。[0069]漂浮體143可以使用能夠漂浮于水面之上的各種材料。根據(jù)漂浮式過濾器模塊140的總重量,可以設(shè)定多種漂浮體143的浮力指數(shù)(buoyancy index),以使漂浮體143始終位于污廢水的水面上。當燒結(jié)過濾器141由不銹鋼金屬材質(zhì)構(gòu)成或因其他框架等的增加使得漂浮式過濾器模塊140的整體重量增加時，還可以利用在內(nèi)部填充有空氣或氦(He)等氣體的漂浮體143。
[0070]再次參照圖4，吸入裝置147包括:吸入泵148，設(shè)置在主配管142而產(chǎn)生吸力控制閥149，配置在主配管142之吸入泵148的上游以控制經(jīng)由主配管142的處理水的流動；以及差壓檢測器150。吸入泵148向多個燒結(jié)過濾器141提供吸力以使污廢水流入到燒結(jié)過濾器141的內(nèi)部，并向處理水槽170泵送流入到燒結(jié)過濾器141內(nèi)部的過濾水。向燒結(jié)過濾器141提供過濾驅(qū)動力的吸入泵148可以使用如即使流入有一定程度的空氣也不會發(fā)生空化現(xiàn)象(cavitation)的自吸式或真空強自吸式泵等各種泵。
[0071]差壓檢測器150檢測吸入泵148前后方的壓力損失(pressure loss)，并將之提供至控制裝置185?？刂蒲b置185接收差壓檢測器150的檢測信號而判斷燒結(jié)過濾器的堵塞程度，當燒結(jié)過濾器141的堵塞程度達到設(shè)定值時，停止分離?過濾工藝而進行對燒結(jié)過濾器141的清洗工藝。在此，成為燒結(jié)過濾器141之堵塞程度的判斷基準的壓力損失值可以根據(jù)燒結(jié)過濾器141的種類或吸入泵148的種類等事先設(shè)定。
[0072]壓縮空氣供給裝置152包括:為了通過主配管142向多個燒結(jié)過濾器141提供壓縮空氣而與主配管142相連的壓縮空氣供給配管153 ;設(shè)置在壓縮空氣供給配管153的空氣壓縮機154、壓力調(diào)節(jié)器155、壓縮空氣控制閥156及致動器157。在空氣壓縮機154的吸入部設(shè)置灰塵過濾器158?？諝鈮嚎s機154、壓力調(diào)節(jié)器155、壓縮空氣控制閥156及致動器157受控制裝置185的控制。
[0073]當開始清洗工藝時，控制裝置185開放壓縮空氣控制閥156并驅(qū)動空氣壓縮機154及壓力調(diào)節(jié)器155而通過主配管142向多個燒結(jié)過濾器141噴射壓縮空氣。該種利用了壓縮空氣噴射的對燒結(jié)過濾器141的清洗工藝，可以根據(jù)控制裝置185自動執(zhí)行所設(shè)定的時間，通過致動器157以脈沖(pulse)形式提供壓縮空氣來能夠?qū)崿F(xiàn)有效的清洗。
[0074]利用了壓縮空氣噴射的對燒結(jié)過濾器141的清洗工藝之后，在燒結(jié)過濾器141的內(nèi)部會填充有壓縮空氣。在此狀態(tài)下，若再啟動吸入裝置147，則位于燒結(jié)過濾器141及主配管142里的空氣會流入到吸入泵148中，從而可能會發(fā)生吸入泵148的空化現(xiàn)象。為了防止吸入泵148的該種空化現(xiàn)象，在吸入裝置147再啟動之前，通過啟動補充水供給裝置160來向燒結(jié)過濾器141和主配管142提供補充水。
[0075]補充水空寂裝置160包括:連接在主配管142的補充水供給配管161 ;用于儲存補充水的補充水灌162 ;以及設(shè)置在補充水供給配管161的補充水控制閥163。其中，補充水灌162可以被省略，此時，將補充水供給配管161直接連接到自來水管上，以將自來水管的水用作補充水，還可以將流經(jīng)燒結(jié)過濾器141而被過濾的過濾水用作補充水。在補充水供給配管161上可以設(shè)置用于壓送補充水的泵。在補充水供給配管161上設(shè)有可用于排放填充在燒結(jié)過濾器141和主配管142里的空氣的排氣閥164，以便補充水能夠有效填充于燒結(jié)過濾器141和主配管142。
[0076]如圖4和圖5所示，振動發(fā)生器166通過主配管142振動多個燒結(jié)過濾器141。振動發(fā)生裝置166可以使用能夠產(chǎn)生預(yù)定大小振動(例如，I~200Hz)的各種裝置，在清洗工藝中或分離?過濾工藝中振動多個燒結(jié)過濾器141，從而去除吸附在燒結(jié)過濾器141上的微細污染物質(zhì)以降低燒結(jié)過濾器141的微細污染物質(zhì)吸附量。
[0077]以下，參照圖1至圖4，說明本發(fā)明第一實施例的水處理裝置的作用。
[0078]污水或廢水等污廢水首先流入到流量調(diào)整槽110之后，依次經(jīng)過厭氣槽115、無氧槽120及曝氣槽125而流入到過濾槽130。在曝氣槽125 —部分污廢水被返送到無氧槽120，在無氧槽120中對污廢水內(nèi)的硝態(tài)氮(nitrate)進行脫氮而還原為氮氣，從而去除污廢水中的氮。在過濾槽130中被漂浮式過濾器模塊140去除了微細污染物質(zhì)的過濾水經(jīng)由處理水槽170被排放到外部，而污泥聚集到配置在過濾槽130下部的污泥坑(sludge pit)中而被抽出至污泥濃縮槽175側(cè)。在過濾槽130中所抽出的污泥中的一部分被返送到厭氣槽115。這不僅是為了維持一定的反應(yīng)槽整體的微生物濃度，而且還為了在厭氣狀態(tài)下釋放磷并在后續(xù)的曝氣槽125中使得微生物吸取過盈的磷，從而提高污泥內(nèi)總磷的含量以提高總磷的去除率。
[0079]過濾槽130中詳細的水處理過程如下，污廢水流入至多個燒結(jié)過濾器141的內(nèi)部的同時，其中含有的微細污染粒子被分離.過濾，之后通過主配管142流向處理水槽170。在執(zhí)行通過燒結(jié)過濾器141的分離.過濾工藝的過程中，攪拌裝置132攪拌污廢水以防止污廢水內(nèi)的污泥被沉積而變得厭氣化，而氣泡發(fā)生裝置133向燒結(jié)過濾器141提供多個氣泡而減輕微細污染粒子或微生物吸附到燒結(jié)過濾器141的程度。并且，振動發(fā)生裝置166也在分離.過濾工藝中工作而振動燒結(jié)過濾器141，從而使得微細污染粒子或微生物不能氫氣吸附到燒結(jié)過濾器141。
[0080]在過濾槽130內(nèi)的污廢水的水位處于設(shè)定范圍內(nèi)時，執(zhí)行該種利用了漂浮式過濾器模塊140的分離?過濾工藝。即，控制裝置185通過水位檢測裝置131當過濾槽130內(nèi)的水位處于設(shè)定范圍內(nèi)時，驅(qū)動吸入裝置147、攪拌裝置132及氣泡發(fā)生裝置133，當污廢水的水位處于設(shè)定水位以下時，不進行分離.過濾工藝。若在污廢水的水位處于所設(shè)定低水位以下時驅(qū)動漂浮式過濾器模 塊10，則懸濁浮游物的濃度高的污廢水流經(jīng)燒結(jié)過濾器141，從而燒結(jié)過濾器141會被迅速堵塞，無法執(zhí)行有效的運行。
[0081]另外，控制裝置185通過差壓檢測器150確認燒結(jié)過濾器141的堵塞程度，當燒結(jié)過濾器141的堵塞程度達到設(shè)定值時，停止分離.過濾工藝而執(zhí)行對燒結(jié)過濾器141的清洗工藝。清洗工藝的具體步驟如下。
[0082]當燒結(jié)過濾器141的堵塞程度達到設(shè)定值時，控制裝置185關(guān)閉處理水控制閥149并停止吸入泵148。之后，控制裝置185開放壓縮控制控制閥156并啟動空氣壓縮機15、壓力調(diào)節(jié)器155及致動器157，以向燒結(jié)過濾器141提供一定壓力(例如，0.2~0.7MPa)的壓縮空氣。若開始向燒結(jié)過濾器141提供壓縮空氣，則填充于燒結(jié)過濾器141內(nèi)部的過濾液被壓縮空氣強制排斥而通過燒結(jié)過濾器141的微細孔極速排放到燒結(jié)過濾器141的外部。
[0083]此時，瞬間被排出的過濾液起到逆洗水的作用而去除吸附在燒結(jié)過濾器141上的微細污染粒子。接著，被供給到燒結(jié)過濾器141內(nèi)部的壓縮空氣經(jīng)由燒結(jié)過濾器141的微細孔而排出到燒結(jié)過濾器141的外部，由此去除吸附在燒結(jié)過濾器141上的微細污染粒子。壓縮控制可通過致動器157以脈沖形式供給或者在致動器157不工作的狀態(tài)下連續(xù)被供
5口 O
[0084]如此基于過濾水的逆反送及壓縮空氣的噴射的清洗工藝，根據(jù)控制裝置185進行所設(shè)定的時間。清洗工藝結(jié)束后，控制裝置185關(guān)閉壓縮空氣控制閥156并停止壓縮空氣供給裝置152之后，啟動補充水供給裝置160。當補充水控制閥163和排氣閥164被開放時，儲存在補充水灌162里的補充水經(jīng)由補充水供給配管161被填充到主配管142及多個燒結(jié)過濾器141的內(nèi)部，從而接下來執(zhí)行分離.過濾工藝時可以防止吸入泵148的空化現(xiàn)象。
[0085]如此對利用了漂浮式過濾器模塊140的分離.過濾工藝或清洗工藝、裝置的缺陷的信息，可通過監(jiān)控裝置180或遠程管理裝置190和通信裝置195提供至管理者。并且，管理者可通過遠程管理裝置190在家中或辦公室遠程控制分離.過濾工藝和清洗工藝。
[0086]另外，圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖，圖9為概略示出圖8所示水處理裝置的平面圖。
[0087]根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置為中小規(guī)模的污廢水處理裝置，包括:流量調(diào)整槽Iio ;脫磷脫氮槽210，同時執(zhí)行如本發(fā)明第一實施例水處理裝置的厭氣槽和無氧槽的功能，且溶解氧(dissolved oxygen)的濃度維持一定水平以下(例如,0.2mg/L);曝氣槽215，設(shè)有漂浮式過濾器模塊140 ;溶解氧降低槽255，降低返送至脫磷脫氮槽210之處理液中的溶解氧以提高脫磷脫氮效率；處理水槽170，流入有經(jīng)由曝氣槽215的處理水；污泥濃縮槽175，流入有從曝氣槽215排出的污泥。脫磷脫氮槽210被分離壁211劃分為厭氣性區(qū)域212和無氧性區(qū)域213，這些厭氣性區(qū)域212與無氧性區(qū)域213通過流路214相連。該種根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置是為了符合10，000噸/日以下中小規(guī)模的水處理容量而設(shè)計的。
[0088]參照圖10，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的水處理裝置還包括:水位檢測裝置216，用于檢測曝氣槽215內(nèi)的水位；攪拌裝置217，用于攪拌曝氣槽215內(nèi)的污廢水；曝氣裝置218，用于向曝氣槽215內(nèi)的污廢水提供空氣。曝氣裝置218包括:多個擴散器219，配置在曝氣槽215內(nèi)的污廢水內(nèi)；空氣供給裝置221，通過與擴散器219相連的空氣供給管220向擴散器219提供空氣；空氣控制閥222，設(shè)置在`空氣供給管220。在曝氣槽215設(shè)有用于分離?過濾污廢水的微細污染粒子的漂浮式過濾器模塊140，在曝氣槽215的下部設(shè)有用于聚集污泥的污泥坑223。為了簡化附圖，圖10省略壓縮空氣供給裝置152和補充水供給裝置160而示出了漂浮式過濾器模塊140，但漂浮式過濾器模塊140與本發(fā)明第一實施例的水處理裝置中已說明的漂浮式過濾器模塊相同。
[0089]除此之外，雖然在圖中未示出，但本發(fā)明第二實施例的水處理裝置如同本發(fā)明第一實施例的水處理裝置，可以還包括向使用者提供水處理工藝狀態(tài)的監(jiān)控裝置、用于控制各種裝置的控制裝置、遠程管理裝置以及通信裝置。
[0090]本發(fā)明第二實施例的水處理裝置的水處理工藝如下，首先污水或廢水等污廢水經(jīng)由流量調(diào)整槽Iio流入到脫磷脫氮槽210的厭氣性區(qū)域212。向厭氣性區(qū)域212，除污廢水之外，還流入有從曝氣槽215排向污泥濃縮槽175的污泥中的一部分，從而在厭氣性區(qū)域212產(chǎn)生磷釋放(P-release)機制，在后續(xù)的曝氣槽215中微生物吸取過盈的磷，從而提高污泥內(nèi)的總磷含量以提高總磷的去除率。在好氣性曝氣槽215內(nèi)被硝化的硝化液被返送到脫磷脫氮槽210的無氧性區(qū)域213而得以脫氮還原，從而去除水中的氮成分。從曝氣槽215向脫磷脫氮槽210返送的處理液經(jīng)由溶解氧降低槽225的過程中溶解氧被降低，由此可提高脫磷脫氮槽210內(nèi)的脫磷脫氮效率。
[0091]如圖10所示，流經(jīng)脫磷脫氮槽210的污廢水流入到曝氣槽215。在曝氣槽215內(nèi)發(fā)生有機物降解、硝化反應(yīng)及磷過盈吸取等微生物機制，與此同時，基于漂浮式過濾器模塊140執(zhí)行對微細污染粒子的分離.過濾工藝。基于漂浮式過濾器模塊140的分離.過濾工藝如前述內(nèi)容。如圖所示，若將漂浮式過濾器模塊140配置在曝氣裝置218的上部，則利用從曝氣裝置218供給至水中的氣泡可以減輕在設(shè)于漂浮式過濾器模塊140的燒結(jié)過濾器141上吸附微細污染粒子或微生物的程度。
[0092]在本發(fā)明第二實施例之水處理裝置的漂浮式過濾器模塊140的運行中，若在曝氣休止期執(zhí)行分離?過濾工藝，則燒結(jié)過濾器141過濾懸濁浮游物的濃度相對低的上澄水，從而可實現(xiàn)有效的分離.過濾。并且，本發(fā)明第二實施例之水處理裝置的漂浮式過濾器模塊140，優(yōu)選地將高水位與低水位之間的可運行水位范圍設(shè)定得較窄，這是為了最小化在用燒結(jié)過濾器141分離.過濾污廢水時的懸濁浮游物的濃度變化。
[0093]另外，圖11為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖，圖12為概略示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置的平面圖，圖13為概略示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置之回分式反應(yīng)槽的側(cè)面圖。
[0094]根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置是利用了用于執(zhí)行流入-微生物反應(yīng)-沉淀-排出等一系列工藝之回分式反應(yīng)槽(sequencing batch reactor) 310的回分式污廢水處理裝置，其包括流量調(diào)整槽110、脫磷脫氮槽210、回分式反應(yīng)槽310、污泥移送槽325、處理水槽170以及污泥濃縮槽175。脫磷脫氮槽210被分離壁211劃分為厭氣性區(qū)域212和無氧性區(qū)域213，從而脫磷反應(yīng)和脫氮反應(yīng)互不干涉。這些厭氣性區(qū)域212與無氧性區(qū)域213通過流路214相連。
[0095]將回分式反應(yīng)槽310利用于主反應(yīng)工藝的現(xiàn)有技術(shù)的回分式污廢水處理方法，其污廢水的流入-微生物反應(yīng)-沉淀 -排出等全部發(fā)生在回分式反應(yīng)槽310內(nèi)，由于氮?磷營養(yǎng)鹽類的去除機制僅發(fā)生在回分式反應(yīng)槽310中，因此氮.磷營養(yǎng)鹽類的去除效率可能相對低。而本發(fā)明在回分式反應(yīng)槽310的上游配置具有厭氣性區(qū)域212和無氧性區(qū)域213的脫磷脫氮槽210，從而與現(xiàn)有技術(shù)的回分式污廢水處理方法相比，對氮.磷營養(yǎng)鹽類的去除效率優(yōu)越。
[0096]參照圖13，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的水處理裝置還包括:水位檢測裝置311，用于檢測回分式反應(yīng)槽310內(nèi)的水位；攪拌裝置312，用于攪拌回分式反應(yīng)槽310內(nèi)的污廢水；曝氣裝置313，用于向回分式反應(yīng)槽310內(nèi)的污廢水提供空氣。曝氣裝置313包括:多個擴散器314，配置在回分式反應(yīng)槽310內(nèi)的污廢水內(nèi)；空氣供給裝置316，通過與擴散器314相連的空氣供給管315向擴散器314提供空氣；空氣控制閥317，設(shè)置在空氣供給管315。
[0097]在回分式反應(yīng)槽310設(shè)有用于分離?過濾污廢水的微細污染粒子的漂浮式過濾器模塊140，在回分式反應(yīng)槽310的下部設(shè)有用于聚集污泥的污泥坑318。為了簡化附圖，圖13省略壓縮空氣供給裝置152和補充水供給裝置160而示出了漂浮式過濾器模塊140，但漂浮式過濾器模塊140與本發(fā)明第一實施例的水處理裝置中已說明的漂浮式過濾器模塊相同。
[0098]除此之外，雖然在圖中未示出，但本發(fā)明第三實施例的水處理裝置如同本發(fā)明第一實施例的水處理裝置，可以還包括向使用者提供水處理工藝狀態(tài)的監(jiān)控裝置、用于控制各種裝置的控制裝置、遠程管理裝置以及通信裝置。
[0099]本發(fā)明第三實施例的水處理裝置的水處理工藝如下，首先污水或廢水等污廢水暫時儲存在流量調(diào)整槽110，并以間歇流入或連續(xù)流入的方式流入到脫磷脫氮槽210的厭氣性區(qū)域212。在厭氣性區(qū)域212微生物的磷(P04-P)釋放速度會增加，在厭氣性區(qū)域212執(zhí)行了磷釋放(P-release)的污廢水流動到無氧性區(qū)域213。在無氧性區(qū)域213，基于通性厭氣性脫氮微生物的機制，硝態(tài)氮(NO3-N)和亞硝態(tài)氮(NO2-N)還原為氮氣(N2),從而提高氮和磷的去除效率。無氧性區(qū)域213的污廢水被移送到回分式反應(yīng)槽310。[0100]如圖12和圖13所示，流經(jīng)脫磷脫氮槽210的污廢水通過引導(dǎo)管319和與之相連的噴射管320分散流入到回分式反應(yīng)槽310的下部。在回分式反應(yīng)槽310內(nèi)，污廢水被攪拌裝置312攪拌，根據(jù)從曝氣裝置313所供給的氣泡執(zhí)行一定時間的曝氣工藝。包含在污廢水中的污泥聚集到污泥坑318而被移送至污泥濃縮槽175，而上澄水被漂浮式過濾器140分離.過濾而排放到處理水槽170。流入至污泥濃縮槽175的污泥經(jīng)過設(shè)定的污泥滯留時間(SRT)而被脫水處理，被移送至處理水槽170的處理水暫時滯留之后向外部排放。
[0101]在回分式反應(yīng)槽310被抽出的污泥中的一部分(大約30%以下)被返送至脫磷脫氮槽210的厭氣性區(qū)域212。由此可促進脫磷反應(yīng)，即使在非常時期也能夠在脫磷脫氮槽210內(nèi)以一定水平(例如，3，000~20，000mg/L)范圍維持懸濁浮游物的濃度。
[0102]回分式反應(yīng)槽310通過設(shè)有渦流防止機構(gòu)322的流路321與污泥移送槽325相連。活性污泥和硝態(tài)氮(NO3-N)通過流路321從回分式反應(yīng)槽310流入到污泥移送槽325之后，再被返送到脫磷脫氮槽210的無氧性區(qū)域213。由此，可在無氧性區(qū)域213內(nèi)以一定水平(例如，3，000~20，000mg/L)范圍維持懸濁浮游物的濃度，可將返送的硝態(tài)氮(NO3-N)還原為氮氣(N2)。污泥移送槽325降低從回分式反應(yīng)槽310所移送的活性污泥和硝化液的溶解氧，并緩沖地返送至無氧性區(qū)域213，從而更加促進基于通性厭氣性微生物的脫氮反應(yīng)。
[0103]設(shè)于回分式反應(yīng)槽310的漂浮式過濾器模塊140分離?過濾上澄水的微細污染粒子，并將之移動到處理水槽170。該種漂浮式過濾器模塊140的具體結(jié)構(gòu)和作用如前所述內(nèi)容，在污廢水的水位位于高水位與低水位之間的設(shè)定范圍內(nèi)時，執(zhí)行漂浮式過濾器模塊140的運行。
[0104]如本發(fā)明第三實施例的水處理裝置，若向回分式污廢水處理工藝引入漂浮式過濾器模塊140和脫磷脫氮槽210，則可以簡便地將現(xiàn)有技術(shù)的回分式污廢水處理工藝升級為尖端設(shè)施，從而能大幅提聞水處理效率。
[0105]另外，圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水處理裝置的污廢水處理系統(tǒng)圖，圖15為概略示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水處理裝置的平面圖。
[0106]根據(jù)本發(fā)明第四實施例的水處理裝置是將具有兩個回分式反應(yīng)槽411、412的交互回分式反應(yīng)槽410利用于主反應(yīng)工藝的準回分式(sem1-batch)至半連續(xù)式(sem1-continuous)污廢水處理裝置。該種本發(fā)明第四實施例的水處理裝置包括流量調(diào)整槽110、脫磷脫氮槽210、交互回分式反應(yīng)槽410、兩個污泥移送槽415、416、處理水槽170以及污泥濃縮槽175。
[0107]本發(fā)明第四實施例的水處理裝置相比第三實施例的水處理裝置其不同之處在于，回分式反應(yīng)槽412、413和污泥移送槽415、416分別具有兩個，其余的大部分構(gòu)成與第三實施例的水處理裝置相同。第一回分式反應(yīng)槽411通過流路418與第一污泥移送槽415相連，而第二回分式反應(yīng)槽412通過流路419與第二污泥移送槽416相連。
[0108]在第一回分式反應(yīng)槽411和第二回分式反應(yīng)槽412分配配置用于過濾處理污廢水之上澄水的漂浮式過濾器模塊140。漂浮式過濾器模塊140的具體結(jié)構(gòu)和作用如同前述說明。在第一回分式反應(yīng)槽411和第二回分式反應(yīng)槽412所設(shè)置的兩個漂浮式過濾器模塊140可交互地工作，根據(jù)情況可共享使用吸入裝置147、壓縮空氣供給裝置152以及補充水供給裝置160。
[0109]雖然圖中不出了具備兩個回分式反應(yīng)槽412、413和污泥移送槽415、416，但回分式反應(yīng)槽412、413和污泥移送槽415、416的數(shù)量可以變更為多樣。并且，根據(jù)回分式反應(yīng)槽412、413的數(shù)量漂浮式過濾器模塊140的設(shè)置數(shù)量也產(chǎn)生變更。
[0110]另外，圖16為分別示出在回分式反應(yīng)槽具備于漂浮式過濾器模塊的燒結(jié)過濾器的設(shè)置初期狀態(tài)(a)、吸入過濾工藝后的狀態(tài)(b)及基于壓縮空氣清洗后的狀態(tài)(C)的圖，圖17為示出基于設(shè)置在回分式反應(yīng)槽的漂浮式過濾器模塊之運行的過濾特性的圖表。
[0111]在此，燒結(jié)過濾器由合成樹脂構(gòu)成，回分式反應(yīng)槽中懸濁浮游物的濃度為60mg/L，清洗工藝執(zhí)行了 5分鐘如前所述的處理水逆反送及壓縮空氣噴射。
[0112]參照圖16，燒結(jié)過濾器之吸入過濾工藝后的表面狀態(tài)(b)相比初期狀態(tài)(a)，因微細污染粒子和微生物的吸附，其整體受到了污染。并且，觀察清洗工藝后的狀態(tài)(C)可知，大部分的微細污染粒子和微生物已從燒結(jié)過濾器的表面去除。
[0113]參照圖17，按I小時為周期清洗燒結(jié)過濾器的方式運行而觀察其過濾特性的結(jié)果為，燒結(jié)過濾器的過濾率在初期是優(yōu)秀的，但隨著運行時間的推移，因微細污染粒子和微生物的吸附逐漸下降。但是，執(zhí)行了 5分鐘的清洗工藝后，燒結(jié)過濾器的過濾率又恢復(fù)了初期狀態(tài)。將燒結(jié)過濾器運行4個周期的結(jié)果，其平均過濾率為248.2m3/m2.day，優(yōu)越于使用在現(xiàn)有技術(shù)的浸潰式分離膜(MBR)之中空纖維的平均過濾率20~50m3/m2.day。這可以解釋為因燒結(jié)過濾器的孔隙率高、微細孔堅固而能夠執(zhí)行基于處理水逆反送及壓縮空氣噴射的清洗的緣故。
[0114]如上所述，本發(fā)明的漂浮式過濾器模塊140，在利用了微細孔的變形幾乎沒有的半永久性燒結(jié)過濾器141的方面、過濾器模塊140整體以漂浮式流動型配置在水處理槽的上部側(cè)而分離.過濾懸濁浮游物的濃度相對低的上澄水的方面、作為燒結(jié)過濾器141的堵塞減輕手段使用氣泡或振動的方面、當燒結(jié)過濾器141發(fā)生堵塞時通過過濾水逆反送及壓縮空氣噴射可以迅速去除吸附在燒結(jié)過濾器141上的微細污染粒子等方面上，與使用了浸潰式分離膜的現(xiàn)有技術(shù)相比，具有各種優(yōu)點。該種有別于現(xiàn)有技術(shù)浸潰式分離膜的特征如下表1所示。
[0115]表1 [表 I]
[0116]
【權(quán)利要求】
1.一種漂浮式過濾器模塊，其特征在于包括: 中空形的燒結(jié)過濾器，為了從流入至水處理槽內(nèi)的污廢水分離?過濾微細污染粒子，設(shè)置在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中，具有多個微細孔； 漂浮體，與所述燒結(jié)過濾器相連，漂浮在所述水處理槽內(nèi)的污廢水水面，從而使得所述燒結(jié)過濾器位于所述水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)； 主配管，與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連； 吸入裝置，與所述主配管相連，通過所述主配管向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，從而將所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間；以及壓縮空氣供給裝置，具有通過所述主配管與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連的壓縮空氣供給配管和與所述壓縮空氣供給配管相結(jié)合的空氣壓縮機，通過向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供壓縮空氣，從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的漂浮式過濾器模塊，其特征在于還包括振動發(fā)生裝置，為了從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子而振動所述燒結(jié)過濾器。
3.如權(quán)利要求1所述的漂浮式過濾器模塊，其特征在于還包括補充水供給裝置，為了向被所述壓縮空氣供給裝置填充有空氣的所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供補充水，與所述主配管相連。
4.如權(quán)利要求1所述的漂浮式過濾器模塊`，其特征在于所述燒結(jié)過濾器由不銹鋼金屬或合成樹脂材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的漂浮式過濾器模塊，其特征在于所述吸入裝置包括:吸入泵，與所述主配管相結(jié)合而產(chǎn)生吸力；以及差壓檢測器，為了檢測所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度而檢測所述吸入泵前后方的壓力差。
6.如權(quán)利要求1所述的漂浮式過濾器模塊，其特征在于所述壓縮空氣供給裝置還包括致動器，配置在所述燒結(jié)過濾器與所述空氣壓縮機之間，將從所述空氣壓縮機連續(xù)供給至所述燒結(jié)過濾器的壓縮空氣變換為脈沖形態(tài)。
7.一種水處理裝置，其特征在于包括: 水處理槽，流入有污廢水； 漂浮式過濾器模塊，為了從流入至所述水處理槽內(nèi)的污廢水分離.過濾微細污染粒子，設(shè)置在所述水處理槽；以及 控制裝置，用于控制所述漂浮式過濾器模塊的工作； 其中，所述漂浮式過濾器模塊包括: 中空形的燒結(jié)過濾器，配置在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中，具有多個微細孔； 漂浮體，與所述燒結(jié)過濾器相連，漂浮在所述水處理槽內(nèi)的污廢水水面，從而使得所述燒結(jié)過濾器位于所述水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)； 主配管，與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連； 吸入裝置，與所述主配管相連，通過所述主配管向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，從而將所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間；以及壓縮空氣供給裝置，具有通過所述主配管與所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間相連的壓縮空氣供給配管和與所述壓縮空氣供給配管相結(jié)合的空氣壓縮機，通過向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供壓縮空氣，從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
8.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于還包括氣泡發(fā)生裝置，向配置在所述水處理槽內(nèi)污廢水中的所述燒結(jié)過濾器提供氣泡，從而脫離吸附在所述燒結(jié)過濾器的微細污染粒子， 而所述氣泡發(fā)生裝置包括:擴散器，在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中，配置在比所述燒結(jié)過濾器更下部的位置；以及 空氣供給裝置，通過與所述擴散器相連的空氣供給管，向所述擴散器提供空氣。
9.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于還包括水位檢測裝置，通過檢測所述水處理槽內(nèi)的污廢水水位，將其檢測信號提供至所述控制裝置， 當所述水處理槽內(nèi)的污廢水水位位于設(shè)定的范圍內(nèi)時，所述控制裝置驅(qū)動所述漂浮式過濾器模塊。
10.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于還包括: 遠程管理裝置，向管理者提供有關(guān)水處理工藝狀態(tài)的信息，使得管理者遠程控制水處理工藝；以及 通信裝置，用于所述控制裝置與所述遠程管理裝置之間進行通信。
11.如權(quán)利要求7所述的 水處理裝置，其特征在于還包括:厭氣槽(anaerobic)，用于釋放包含在污廢水中的磷；無氧槽(anoxic),用于去除污廢水中的氮；曝氣槽(aerobic),為了使得污廢水中的微生物能夠過盈吸取磷，向污廢水提供空氣； 所述厭氣槽、所述無氧槽及所述曝氣槽依次配置在所述水處理槽的上游，從所述水處理槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厭氣槽。
12.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于還包括脫磷脫氮槽，配置在所述水處理槽的上游，由分離壁被劃分為用于釋放包含在污廢水中的磷的厭氣性區(qū)域和用于去除污廢水中的氮的無氧性區(qū)域， 流入到所述厭氣性區(qū)域的污廢水經(jīng)由設(shè)置在所述分離壁的流路流入至所述無氧性區(qū)域而再流動到所述水處理槽，從所述水處理槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厭氣性區(qū)域。
13.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于所述水處理槽是回分式反應(yīng)槽(SBR)，該回分式反應(yīng)槽具有用于向污廢水中提供空氣的曝氣裝置，而污廢水的流入-微生物反應(yīng)-沉淀-排出發(fā)生在同一空間內(nèi)，以產(chǎn)生氮?磷營養(yǎng)鹽類的去除機制。
14.如權(quán)利要求13所述的水處理裝置，其特征在于還包括脫磷脫氮槽，配置在所述回分式反應(yīng)槽的上游，由分離壁被劃分為用于釋放包含在污廢水中的磷的厭氣性區(qū)域和用于去除污廢水中的氮的無氧性區(qū)域， 流入到所述厭氣性區(qū)域的污廢水經(jīng)由設(shè)置在所述分離壁的流路流入至所述無氧性區(qū)域而再流動到所述回分式反應(yīng)槽，從所述回分式反應(yīng)槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厭氣性區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的水處理裝置，其特征在于還包括污泥移送槽，配置在所述脫磷脫氮槽與所述回分式反應(yīng)槽之間，將從所述回分式反應(yīng)槽排出的活性污泥和硝化液降低溶解氧之后，返送至所述脫磷脫氮槽的無氧性區(qū)域。
16.如權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于所述水處理槽是交互回分式反應(yīng)槽，該交互回分式反應(yīng)槽具有用于向污廢水中提供空氣的曝氣裝置，并具有污廢水的流入-微生物反應(yīng)-沉淀-排出發(fā)生在同一空間內(nèi)以產(chǎn)生氮?磷營養(yǎng)鹽類的去除機制的多個回分式反應(yīng)槽， 所述控制裝置交互驅(qū)動在所述多個回分式反應(yīng)槽分別設(shè)置的所述多個漂浮式過濾器模塊。
17.如權(quán)利要求16所述的水處理裝置，其特征在于還包括脫磷脫氮槽，配置在所述交互回分式反應(yīng)槽的上游，由分離壁被劃分為用于釋放包含在污廢水中的磷的厭氣性區(qū)域和用于去除污廢水中的氮的無氧性區(qū)域， 流入到所述厭氣性區(qū)域的污廢水經(jīng)由設(shè)置在所述分離壁的流路流入至所述無氧性區(qū)域而再流動到所述多個回分式反應(yīng)槽，從所述多個回分式反應(yīng)槽排出的污泥中的一部分被返送至所述厭氣性區(qū)域。
18.如權(quán)利要求17所述的水處理裝置，其特征在于還包括一個以上的污泥移送槽，配置在所述脫磷脫氮槽與所述多個回分式反應(yīng)槽之間，將從所述多個回分式反應(yīng)槽排出的活性污泥和硝化液降低溶解氧之后，返送至所述脫磷脫氮槽的無氧性區(qū)域。
19.一種水處理方法，其特征在于包括如下步驟: (a)利用能夠漂浮在水面的漂浮體，將具有多個微細孔的中空形的燒結(jié)過濾器配置在水處理槽內(nèi)的污廢水上部側(cè)； (b)向所述燒結(jié)過濾器提供吸力，`從而使得所述水處理槽內(nèi)的污廢水經(jīng)由所述燒結(jié)過濾器上所具備的多個微細孔吸入至所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間，以從污廢水分離.過濾微細污染粒子； (c)檢測所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度；以及 Cd)當所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度達到設(shè)定值時，停止用于向所述燒結(jié)過濾器提供吸力的吸入裝置，向所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間提供一定時間的壓縮空氣，從而通過所述燒結(jié)過濾器內(nèi)部空間的過濾水逆返送和壓縮空氣噴射，清洗所述燒結(jié)過濾器；以及 (e)若結(jié)束對所述燒結(jié)過濾器的清洗工藝，則停止用于向所述燒結(jié)過濾器提供壓縮空氣的壓縮空氣供給裝置，再啟動所述吸入裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的水處理方法，其特征在于在所述(b)步驟，通過在所述水處理槽內(nèi)的污廢水中配置在比所述燒結(jié)過濾器更下部的位置的擴散器，向所述燒結(jié)過濾器提供氣泡，從而脫離吸附在所述燒結(jié)過濾器上的微細污染粒子。
21.如權(quán)利要求19所述的水處理方法，其特征在于在所述(b)步驟或所述(d)步驟，通過振動所述燒結(jié)過濾器，從所述燒結(jié)過濾器脫離堵塞所述燒結(jié)過濾器的微細孔的微細污染粒子。
22.如權(quán)利要求19所述的水處理方法，其特征在于在所述(d)步驟之后所述(e)步驟之前還包括:向被壓縮空氣所填充的所述燒結(jié)過濾器提供補充水，從而用補充水填充所述燒結(jié)過濾器的內(nèi)部空間的步驟。
23.如權(quán)利要求19所述的水處理方法，其特征在于在所述(a)步驟之后還包括檢測所述水處理槽內(nèi)的污廢水水位的步驟，只有在所述水處理槽內(nèi)的污廢水水位位于設(shè)定范圍內(nèi)時，執(zhí)行所述(b)步驟之后的步驟。
24.如權(quán)利要求19所述的水處理方法，其特征在于在所述(c)步驟，通過檢測向所述燒結(jié)過濾器提供吸力的吸入泵前后 方的壓力損失，檢測所述燒結(jié)過濾器的堵塞程度。
【文檔編號】C02F1/44GK103502157SQ201280021428
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月23日
【發(fā)明者】禹光在, 金淵佶, 金完仲 申請人:大雄生態(tài)方案株式會社