專利名稱：采用好氧和厭氧微生物進(jìn)行廢水處理并能進(jìn)行廢氣處理的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法和裝置，其中用好氧和厭氧微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理，同時(shí)還能對(duì)廢氣進(jìn)行處理，以便使得對(duì)含氮的長效化學(xué)物質(zhì)和氮化合物的處理能達(dá)到一個(gè)高的標(biāo)準(zhǔn)。
通常，為了在工廠內(nèi)處理廢水，根據(jù)廢水水質(zhì)采用了各種各樣的處理工藝。在某些情況下，采用化學(xué)處理工藝包括中和，反應(yīng)和絮凝工藝。在其它情況下，采用生物處理工藝，包括生物膜，催化氧化，活性污泥，特殊的生物處理，以及厭氧處理工藝。在另外一些情況下，采用的物理處理工藝，包括沉淀，過濾，吸附，浮選，以及膜處理工藝。此外，已知采用一些傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的方法來處理高濃度的有毒廢水(見日本專利申請(qǐng)公開號(hào)H1-95000和S64-43306)。
在1993年8月，日本環(huán)境機(jī)構(gòu)的水質(zhì)司制定了關(guān)于氮(總氮)和磷的一個(gè)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，在水污染控制法下，對(duì)排水中氮(下文氮指的就是總氮)和磷的規(guī)定就生效了。
早期，流出液或廢水中氮和磷受更嚴(yán)格的縣標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，這些標(biāo)準(zhǔn)由任何個(gè)別的自制體執(zhí)行。
可以預(yù)料得到，在水污染控制法下，將會(huì)嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)水流的氮和磷的控制。因此，特別是對(duì)含有大量氮的廢水，如半導(dǎo)體廠和液晶廠的廢顯色液處理來說，就需要有一種廢顯色劑處理裝置，它不僅要能夠處理廢水的氮，而且還要高效并經(jīng)濟(jì)。
更具體地說，需要這樣一種廢水處理裝置，它能在一個(gè)生物反應(yīng)器中處理廢水，不僅能處理顯色液中的TMAH(氫氧化四甲銨)和BOD(生物耗氧量)，而且還能將液體中的氮處理到一定程度。至于特殊的廢顯色劑，需要這樣一個(gè)廢水處理裝置，它能夠處理廢顯色劑中所含的高濃度的TMAH，BOD，氮，和表面活性劑(表面活性試劑)。
然而，以前各種傳統(tǒng)的廢水處理方法都僅僅試圖處理TMAH，它們中沒有一種方法涉及經(jīng)濟(jì)而合理地處理氮和/或表面活性劑。
圖9表示了一個(gè)傳統(tǒng)的廢水處理裝置，它能夠處理氮和表面活性劑，

圖11A是一個(gè)傳統(tǒng)廢水處理裝置的工藝流程圖。該裝置包括一個(gè)用厭氧微生物處理廢水的厭氧池，兩個(gè)用好氧微生物處理廢水的好氧池，一個(gè)沉淀和一個(gè)過濾池。如圖11A所示的廢水處理裝置是按這樣的順序運(yùn)行的，即流入的含有顯色液的廢水首先在厭氧池中進(jìn)行厭氧處理，然后在好氧池中進(jìn)行好氧處理，接下來在第二好氧池中進(jìn)行催化氧化處理，在沉淀池中對(duì)廢水中的污泥進(jìn)行沉淀，然后上述處理后的廢水在過濾池中進(jìn)行過濾。
此外，圖12表示了另一種傳統(tǒng)的廢水處理裝置。該裝置包括(1)用處理TMAH和氮化合物的一個(gè)厭氧池140和一個(gè)曝氣池(好氧池)141，(2)一個(gè)用于處理表面活性劑的催化氧化池(曝氣池)143，(3)一個(gè)反硝化池144和一個(gè)再曝氣池145，(4)一個(gè)用于處理SS(懸浮固體)的過濾塔148和(5)一個(gè)用于處理顏料組分的活性炭吸附塔149。該廢水處理裝置包含的處理池?cái)?shù)要多于圖9所示的處理裝置，以便滿足氮的規(guī)定(規(guī)定值最大為120ppm)。圖12所示的廢水處理裝置與圖9所示的廢水處理裝置相同之處在于，它也包括一個(gè)厭氧池140，一個(gè)好氧池(曝氣池)141，一個(gè)好氧池(催化氧化池)143，和一個(gè)第二沉淀池146。另一方面，圖12所示的廢水處理裝置與圖9所示的廢水處理裝置的不同之處在于，前者包括一個(gè)第一沉淀池142，反硝化池，再曝氣池145，一個(gè)槽147，一個(gè)快濾塔148和一個(gè)活性炭吸附塔149。因此，圖12所示的廢水處理裝置比圖9所示的廢水處理裝置多5個(gè)處理池。該廢水處理裝置處理廢水的流程如下。首先，在厭氧池140內(nèi)對(duì)含有顯色劑的流入廢水進(jìn)行厭氧處理，接著，在好氧池141內(nèi)進(jìn)行好氧處理，然后在好氧池143中進(jìn)行催化一氧化處理。此外，第一沉淀池142通過將污泥回流到好氧池141起到了加速好氧池141中好氧處理的作用。好氧池143中的待處理水被引入到反硝化池144中進(jìn)行反硝化處理。來自反硝化池144的待處理水再進(jìn)行曝氣處理，然后被引入第二沉淀池146。污泥從該沉淀池146回流到再曝氣池145。然后，將來自于第二沉淀池146的待處理水引入槽147中，進(jìn)一步再引入到快速過濾塔148中。經(jīng)過快速過濾塔148過濾的待處理水被引入活性碳吸附塔149中用活性炭進(jìn)行處理。因此，該廢水處理裝置能夠比圖9所示的廢水處理裝置更有效地處理廢水。
然而，上述圖9所示的已有技術(shù)的廢水處理裝置需要相當(dāng)多數(shù)量的處理池，包括厭氧池好氧池和作為好氧池的催化氧化池，沉淀池和過濾池，更不用說圖12所示的傳統(tǒng)廢水處理裝置了，因此，該裝置不能說是一種經(jīng)濟(jì)而又合理的廢水處理裝置。
過去，在許多工業(yè)企業(yè)和研究實(shí)驗(yàn)室，含有氮的長效化學(xué)物質(zhì)的處理與廢氣處理都是分別考慮的。
圖10和圖14通過舉例的方式用圖來表示傳統(tǒng)的廢氣處理裝置的構(gòu)造。這種廢氣處理裝置的構(gòu)造是這樣的，廢氣被引入到一個(gè)裝有塑料填料的池中，借助一個(gè)循環(huán)泵，將泵送的水噴淋到塑料填料填充池中。當(dāng)在塑料填料填充池內(nèi)用水噴淋塑料填料，使氣/液相接觸時(shí)，便可除掉廢氣中不想要的組分，然后得到的處理后的氣體向上流動(dòng)。
此外，如圖14所示，如果采用三個(gè)單元的如圖10所用的廢氣處理裝置，能夠處理三倍數(shù)量的廢氣。圖10和圖14所示的廢氣處理裝置能夠有效地處理從酸產(chǎn)生的廢氣，但是不能有效地處理含有機(jī)物的廢氣。圖13表示了一種用于含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣的廢氣處理裝置。該處理裝置總共包含六個(gè)活性炭吸附塔151。每兩個(gè)并聯(lián)相連的活性炭吸附塔151中的一個(gè)作為備用件。該活性炭吸附塔151用來吸附有機(jī)物質(zhì)。在對(duì)有機(jī)物的吸附飽和后，替換上備用的吸附塔。當(dāng)備用吸附塔運(yùn)行時(shí)，用蒸汽除去活性炭所吸附的飽和的有機(jī)物質(zhì)。這就是為什么要設(shè)置備用吸附塔的原因。
此外，已經(jīng)研究出另一種廢氣處理裝置(日本專利申請(qǐng)?zhí)朒2-61424)。然而，該裝置的目的僅僅是用來處理廢氣，而不是用來既處理廢氣，又同時(shí)處理廢水。另外，這個(gè)裝置所要處理的氣體不是含有有機(jī)物的廢氣，而是含氮氧化物的廢氣。此外，該裝置主要使用活性污泥來處理廢氣，而沒有任何在過濾器內(nèi)形成生物膜的想法。它沒有除去廢水中顏料組分的功能。而且，在日本專利申請(qǐng)?zhí)枮镠4-305287中描述了另一種廢水處理裝置。在該裝置中，生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置了一個(gè)膜過濾器。然而，該裝置沒有一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)作為膜過濾器和1，1-二氯乙烯處理過程的預(yù)處理的三維(空間)的厭氧處理的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)公開了一種廢水處理的反硝化池(見日本實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)枮镠2-21000)，以及一種處理含氮化合物廢水的方法(見日本專利申請(qǐng)?zhí)枮镾53-35251)。然而，作為一個(gè)總的廢水處理系統(tǒng)，它們都不能既處理廢氣又處理廢水。
用這種方式，至今廢水只能用廢水處理裝置進(jìn)行處理，而廢氣處理與廢水處理是分離的，只能用廢氣處理裝置進(jìn)行處理，例如用洗滌、活性炭吸附或燃燒系統(tǒng)處理。
然而，在過去將廢水處理裝置和廢氣處理裝置分別考慮，提出一個(gè)問題，因?yàn)檫@會(huì)引起生產(chǎn)設(shè)備和/或研究實(shí)驗(yàn)室里設(shè)備效率減小。
當(dāng)含有長效化學(xué)物質(zhì)包括氮的廢水濃度很高時(shí)，需要對(duì)廢水進(jìn)行稀釋，為了進(jìn)行稀釋，構(gòu)成廢水處理裝置的各個(gè)池，如好氧池和沉淀池就要體積大。這樣就增加了初始費(fèi)用。
對(duì)于與生產(chǎn)相關(guān)的來自生產(chǎn)裝置內(nèi)部的生產(chǎn)過程使用的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生(例如，有機(jī)溶劑)的廢氣處理和來自廢水處理設(shè)備方面的臭氣體的處理來說，各種各樣的處理系統(tǒng)都是適用的，包括用化學(xué)物質(zhì)，和/或水流的洗滌系統(tǒng)，使用活性炭的吸附系統(tǒng)，以及燃燒系統(tǒng)。然而這些系統(tǒng)在初始費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用，管理和安裝所需空間方面存在許多問題。特別是，在活性炭吸附塔中，由于活性炭的提取和其再生需要在不同的地方進(jìn)行，所以它存在著運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)高的問題。此外，如果有大量的廢氣需要處理，那么又會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)問題，即運(yùn)行費(fèi)用是相當(dāng)大的。
尤其是，半導(dǎo)體廠和液晶廠有時(shí)會(huì)面對(duì)鄰近的人們的報(bào)怨，這種報(bào)怨是出自生產(chǎn)廠產(chǎn)生的臭氣，即使當(dāng)這種臭氣只有很少的一點(diǎn)不會(huì)引出法律問題時(shí)也是一樣。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)安裝一個(gè)用于臭氣處理裝置，但是這又產(chǎn)生了一個(gè)問題，為了這一點(diǎn)排出的臭氣，建造一個(gè)全規(guī)模的臭氣處理裝置是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)檫@將花費(fèi)過多的費(fèi)用，包括基建費(fèi)，維修費(fèi)和管理費(fèi)。
更特別的是，來自半導(dǎo)體廠或液晶廠的高濃度的有毒排出液，是一種含有顯色液的廢水，它含有2000-10000ppm的氫氧化四甲銨(下文簡稱為“TMAH”)，這是一種具有生物毒性的物質(zhì)。除了TMAH以外，還含有各種表面活性劑。如它的分子式表明的那樣，TMAH是一種含有碳、氫、氮和氧的化合物。在執(zhí)行修訂的水污染控制法的過程中，隨著對(duì)氮的控制，針對(duì)要處理的水中存在的氮化合物，就需要一種合理而經(jīng)濟(jì)的處理氮的方法。任何一個(gè)用于反硝化的厭氧過程都不可避免地會(huì)放出臭氣。因此，強(qiáng)烈需要對(duì)這種臭氣進(jìn)行高效的處理。
如前面所述，在半導(dǎo)體廠和/或液晶廠，從當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)來看，要被處理的廢水中表面活性劑引起的任何泡沫，或廢氣發(fā)出的任何臭味都給工廠周圍居住的人們帶來了問題。即使泡沫或發(fā)出的臭氣很少也是一樣。特別是，當(dāng)將任何處理過的含有表面活性劑泡沫的水的表面水流排放到農(nóng)業(yè)用水水源時(shí)，該流出液對(duì)周圍地區(qū)的人們尤其是一個(gè)大問題。此外，如果處理后的水帶有顏料組分(尤其是抗染組分)的黃色，顯然是不適合排放的。
通常，在廢水處理的最后階段，對(duì)要處理的水中表面活性劑的處理。通常是用活性炭進(jìn)行處理。然而，活性炭處理存在一個(gè)問題，由于在給定的時(shí)間周期后，碳所固有的吸附速度趨于減少，故碳的壽命很短，需要將碳取出對(duì)其進(jìn)行再生。最近，研制出了各種生物活性炭處理裝置(見日本專利申請(qǐng)公開號(hào)為H2-229595和H4-260497)。然而這些裝置都是用來處理具有較好水質(zhì)的清洗水用的，不是特別用來費(fèi)時(shí)地處理含長效表面活性劑的廢水用的。它們都使用造價(jià)很高的顆粒狀活性炭。因此，它們沒有處理微量臭氣和廢氣的功能。
同時(shí)，使用顆粒狀活性炭的傳統(tǒng)系統(tǒng)還存在這樣一個(gè)問題，由于活性炭具有粒狀的外形在反洗過程中，如果對(duì)反洗流速的調(diào)節(jié)失效，可能引起大量的粒狀活性炭被沖出本裝置。
無論如何，使用上述這種傳統(tǒng)的活性炭處理裝置，不可能合理而經(jīng)濟(jì)地處理大量含有長效和微生物可降解性很小的表面活性劑的高濃度有毒廢水，例如從半導(dǎo)體廠或液晶廠排出的這種廢水，其處理是相當(dāng)費(fèi)時(shí)的。
其原因是由于在這種生產(chǎn)廠所用的表面活性劑是一種微生物可降解性特別小的化學(xué)物質(zhì)，活性炭雖然開始時(shí)能進(jìn)行吸附，只能將其處理到一定程度，然后迅速地結(jié)束有效期限，再不能進(jìn)行吸附處理了。即使是使用生物活性炭的裝置也是一樣，由于對(duì)長效表面活性劑傳統(tǒng)的做法是允許其接觸反應(yīng)時(shí)間只有兩小時(shí)，這一接觸反應(yīng)時(shí)間是不夠的，因此不能使長效化學(xué)物質(zhì)精確而有效地得到生物降解。
換句話說，采用傳統(tǒng)的廢水處理裝置，即使使用活性碳，也不可能更經(jīng)濟(jì)，更精確地處理高濃度的從上述廠排放的，含有少量表面活性劑的長效化學(xué)物質(zhì)的廢水，因?yàn)樘幚硭鼈冃枰?小時(shí)以上。
自然，它也不可能經(jīng)濟(jì)地在處理廢水的同時(shí)對(duì)廢氣進(jìn)行處理。
根據(jù)某些實(shí)驗(yàn)，當(dāng)處理高濃度的有毒廢水，如廢顯色液而沒有稀釋并按照傳統(tǒng)的廢水處理方法處理時(shí)，如果在排放點(diǎn)存在落差，處理后廢水中存在的微量表面活性劑會(huì)使處理后的廢水產(chǎn)生泡沫，即使用現(xiàn)代分析技術(shù)，使處理后廢水中表面活性劑的值進(jìn)入安全范圍也是一樣。在法律上，這樣做一點(diǎn)問題也沒有。然而生活在這一地區(qū)的人們可能會(huì)存在誤解，這種廢水的處理仍然不徹底。
在已有技術(shù)中，當(dāng)處理高濃度廢水而沒有稀釋并增加微生物濃度時(shí)，由于微生物濃度和廢水的濃度兩者的濃度都很高，在厭氧處理及好氧處理過程中，曝氣池會(huì)產(chǎn)生少量的臭氣。如果處理后的水質(zhì)是水中含有明顯的長效表面活性劑引起的泡沫，那么就不能說這種處理后的水對(duì)生態(tài)系統(tǒng)是十分安全的，該生態(tài)系統(tǒng)包括居住在良好天然環(huán)境區(qū)域的河流中的生物體，如小魚和一種有螺旋形外殼的“Semisulcospico-Spria libertina”，它是熒火蟲的飼料。在這種地區(qū)的生物體，通常抵抗環(huán)境變化的能力很小，因此，當(dāng)采用傳統(tǒng)方法對(duì)高濃度有毒廢水作簡單處理時(shí)，它們就不能生活在這種處理后的水中。
不稀釋地處理高濃度廢水會(huì)存在大量的有機(jī)分解產(chǎn)物，導(dǎo)致處理后的水中含有微量剩余的長效表面活性劑和微量剩余的有機(jī)物。想象得到，這就是為什么上述生物體不能生活在這種處理后的水中的原因。
有一種已知方法，將高濃度廢水稀釋例如約10倍來處理。然而，由于這樣做需要一個(gè)非常大的裝置，因此它是不經(jīng)濟(jì)的。
最近，有一種廢水處理系統(tǒng)非常流行，它利用各種膜過濾器來提高微生物的濃度。使用這種系統(tǒng)帶來了膜過濾器的堵塞問題，需要周期性地清潔過濾膜，這就增加了費(fèi)用，并給維修帶來了麻煩。
如上所述，已有技術(shù)的廢水處理裝置存在下列(1)-(5)的問題。
(1)(i)采用厭氧池和好氧池來處理廢顯色劑中所含的TMAH、BOD和氮；(ii)用催化氧化池來處理表面活性劑；(iii)用過濾池處理SS(懸浮固體)；以及(iv)用一個(gè)廢氣處理裝置來處理令人討厭的惡臭氣體和廢氣。這就意味著需要大量的處理池，即，一個(gè)厭氧池，一個(gè)好氧池，一個(gè)催化氧化池，一個(gè)過濾池，和一個(gè)廢氣處理裝置，這就帶來了高基建費(fèi)用的問題。當(dāng)在活性炭吸附塔149，用吸附來處理顏料組分時(shí)，(參見圖12)，處理池的數(shù)量還會(huì)增加，基建費(fèi)用還會(huì)加大。
(2)就廢顯色液處理后的水質(zhì)來說，處理后的水基本上能滿足上述規(guī)定的控制值。然而，當(dāng)將處理后的水排放到環(huán)境良好地區(qū)的公共水域中去時(shí)，如果排放管與公共的表面水流之間存在落差，由于水中含有微量長效表面活性劑，就會(huì)產(chǎn)生泡沫，這樣就損壞了環(huán)境的天然狀況。
(3)任何傳統(tǒng)的廢水處理裝置都不能處理惡臭氣體和/或廢氣。
(4)進(jìn)一步說，已有技術(shù)的處理裝置的這種構(gòu)造，不總是可能保證處理后的水的水質(zhì)，不對(duì)水生生物如小魚或“Semisulcospiralibertina”產(chǎn)生有害的影響，這些水生生物比較易受環(huán)境污染的損害。這就提出了一個(gè)處理后的水對(duì)全球環(huán)境產(chǎn)生有害影響的問題。更具體地說，對(duì)采用傳統(tǒng)處理裝置得到的處理后的水來說，除了用大量的河水等等進(jìn)行稀釋以外，即使處理后的水滿足規(guī)定的控制值，并且沒有法律問題，如上所述，處理后的水仍然會(huì)影響排放點(diǎn)所在的未遭受環(huán)境破壞地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，因?yàn)楹铀狈α?，沒有足夠的水對(duì)處理后的水進(jìn)行稀釋，就象最近經(jīng)常在打算建造半導(dǎo)體廠和/或液晶廠所在的地區(qū)發(fā)現(xiàn)的那樣，使有很好的理由擔(dān)心，該生態(tài)系統(tǒng)可能被破壞，該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的破壞是敏感的。例如，根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)未稀釋地處理高濃度有毒廢水以及采用上述已有技術(shù)的廢水處理裝置和方法處理后的水滿足規(guī)定的控制值時(shí)，那些易受環(huán)境破壞影響的水生生物，如小魚和“Semisulcospira libertina”，不能全部在處理后的水中存活。
(5)廢氣和長效表面活性劑不能被同時(shí)處理，因此，另外再需要一個(gè)廢氣處理裝置。這樣就產(chǎn)生了一個(gè)問題，僅對(duì)微量臭氣的處理，就要花費(fèi)相當(dāng)大的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種廢水處理裝置和方法，該裝置和方法能夠處理高濃度的含有以TMAH為代表含氮的長效化學(xué)物質(zhì)，以及也含有表面活性劑的廢水；該裝置和方法能夠使處理后的水對(duì)居住在良好環(huán)境水域的生態(tài)系統(tǒng)無害；并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，維修容易。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣一種廢水處理裝置和方法，它不僅能夠如上所述處理高濃度的廢水，而且同時(shí)還能處理少量廢氣，使得除了得到無害的處理后的水以外，還能得到無味的處理后的氣體。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種能夠去除廢水中所含顏料成分的廢水處理裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的廢水處理裝置包括一個(gè)第一生物反應(yīng)器，它包括一個(gè)帶有引入被處理廢水的進(jìn)水管和一個(gè)曝氣部件的下層區(qū)域，以及一個(gè)裝填有1，1-二氯乙烯填料的上層區(qū)域；一個(gè)用來控制位于第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的曝氣部件的運(yùn)行和停止的曝氣控制部件；以及一個(gè)第二生物反應(yīng)器，它包括一個(gè)使被處理水從第一生物反應(yīng)器引入其中的接觸循環(huán)區(qū)域，和一個(gè)為接觸循環(huán)區(qū)域曝氣的曝氣擴(kuò)散器，上述接觸循環(huán)區(qū)域裝填有炭和碳酸鈣填料。
在一個(gè)實(shí)施例中，將膜過濾器設(shè)置在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中的1，1-二氯乙烯填料的上面。
在上述廢水處理裝置中，含有顯色劑的廢水首先被貯存在一貯槽中至預(yù)定數(shù)量，然后被引入第一生物反應(yīng)器。含有顯色劑的廢水含有高濃度的TMAH，BOD，表面活性劑，氮等等。從微生物處理的角度來考慮，該TMAH和表面活性劑都是穩(wěn)定組分。
被處理的水被引入第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域。第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域是一個(gè)厭氧環(huán)境。被處理水中所含的有機(jī)物，當(dāng)被引入第一生物反應(yīng)器后，在厭氧區(qū)域受到厭氧微生物的消化作用。然后，被處理水逐漸一點(diǎn)一點(diǎn)地進(jìn)入第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域。
通常，第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域是正規(guī)的厭氧環(huán)境，其中生長著高濃度的厭氧生物。換句話說，在短時(shí)間的曝氣以外，在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域是在非曝氣的環(huán)境中。因此，在第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域，由于微生物污泥固有的沉降性能，微生物污泥被濃縮到很高的濃度，這樣濃縮后的污泥能夠維持厭氧環(huán)境。
根據(jù)實(shí)施例的方法，如果一天進(jìn)行兩次曝氣，那么例如每次大約10分鐘，這樣能夠阻止厭氧污泥產(chǎn)生的特殊氣體，并且防止厭氧微生物污泥向上流動(dòng)。在這種情況下，也就是說第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域維持一個(gè)厭氧環(huán)境，使厭氧污泥不斷地濃縮成高濃度的污泥，從而使氣體不允許厭氧微生物在第一生物反應(yīng)器內(nèi)向上流動(dòng)。
因此，含有顯色劑的高濃廢水，當(dāng)被引入第一生物反應(yīng)器后，首先廢水所含有的有機(jī)物被厭氧微生物進(jìn)行處理(厭氧微生物的消化作用)。
這一點(diǎn)與通常高濃度糞便的厭氧處理原理基本上相同。也就是說，含有顯色劑的廢水中所含的全部有機(jī)物首先被厭氧微生物進(jìn)行分解。
經(jīng)過這種厭氧處理后的廢水逐漸向上流動(dòng)，流到了第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域，上層區(qū)域裝填有1，1-二氯乙烯填料，它是一個(gè)好氧環(huán)境，被處理水被充分?jǐn)嚢璧檬顾|(zhì)很均勻，然后進(jìn)行好氧處理。
用這種方法，在含有顯色劑的高濃度廢水中所含的所有有機(jī)物首先被厭氧處理，然后再經(jīng)歷一種獨(dú)特的好氧處理。這里“獨(dú)特的好氧處理”是指結(jié)合了通過微生物的濃度變化來處理，以及利用好氧微生物和厭氧微生物的混合物來處理。因此，這種獨(dú)特的好氧處理，能夠有效地分解和處理有機(jī)物。在這種獨(dú)特的好氧處理過程中，該廢水很可能被厭氧微生物進(jìn)行反硝化。
更具體地說，首先(i)在第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域，廢水中所含的有機(jī)物通過厭氧微生物被消化，然后(ii)廢水中所含有的毒氮化合物(如氨氮、亞硝酸鹽氮，等等)被第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域的好氧微生物氧化(硝化)成無毒的化合物(硝酸鹽氮)；然后(iii)廢水被第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中的厭氧微生物進(jìn)行反硝化。以上列舉的功能(i)，(ii)和(iii)是第一生物反應(yīng)器中微生物的主要功能。
被處理的廢水經(jīng)過上述(i)、(ii)、(iii)過程后已經(jīng)改變了結(jié)構(gòu)，不容易堵塞膜過濾器。然而，如果在膜過濾器的下面設(shè)置一個(gè)用空氣清潔該膜表面的濾膜擴(kuò)散器，將會(huì)可能有效地避免膜過濾器的堵塞。該膜過濾器被用在廢水處理裝置中，它不僅能夠過濾掉有機(jī)物，聚合物如蛋白質(zhì)，而且還能過濾掉比較小的微生物如病毒。由于膜過濾器的連續(xù)過濾運(yùn)行，使得具有膜過濾器的裝置能穩(wěn)定地傳送出處理后的水。因此，采用這種結(jié)構(gòu)，能夠提高裝置的廢水處理能力。換句話說，根據(jù)本實(shí)施例，通過膜過濾器的連續(xù)過濾過程，連續(xù)不斷地得到了處理后的水，而不是通過從沉淀過程輸送上層清水得到的處理后水。這樣做增加了處理能力。
接下來，無論該裝置是否有膜過濾器，將被處理的水引入到第二生物反應(yīng)器中，在第二生物反應(yīng)器中，利用在炭和碳酸鈣填料表面和內(nèi)部繁殖的微生物對(duì)廢水進(jìn)行好氧處理，上述炭和碳酸鈣填料裝填在接觸循環(huán)區(qū)域。附著在第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域中的炭上的微生物從廢水中的有機(jī)物中攝取營養(yǎng)生長繁殖。炭是具有多個(gè)小孔的多孔性物質(zhì)。多個(gè)細(xì)小的孔構(gòu)成了從幾微米到幾百微米不同孔徑范圍的組合體。因此，炭為各種微生物的生長提供了方便的入口。各種直徑的孔使微生物選擇適于它們繁殖的孔。進(jìn)一步，在活性炭的內(nèi)部形成了生物膜層，炭內(nèi)部形成的生物膜層將化學(xué)物質(zhì)吸附在其上，例如長效表面活性劑，這些化學(xué)物質(zhì)通常是難于生物降解的。采用這種方法，即使是這樣的化學(xué)物質(zhì)也能被生物降解。
隨后，在具有生長在接觸循環(huán)區(qū)域的炭(Charcoal)上的微生物膜存在的情況下，通過循環(huán)供氣攪拌裝置使被處理水與活性炭不斷地進(jìn)行循環(huán)接觸。因此，有機(jī)物如長效表面活性劑能夠被催化降解并處理到很高的標(biāo)準(zhǔn)。
最可能生長在炭上的微生物包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬、藻類和光合細(xì)菌。據(jù)報(bào)導(dǎo)，碳有每克200m2的表面積(出處ZenkokuMokutan kyokai即，日本活性炭協(xié)會(huì))。因此，在第二生物反應(yīng)器中，形成的生物膜層，與第二生物反應(yīng)器中沒有炭時(shí)形成的生物膜層相比，前者形成的生物膜層特別寬。這將使第二生物反應(yīng)器具有特別高的對(duì)有機(jī)物處理能力。
在第二生物反應(yīng)器中，大量的繁殖在接觸循環(huán)區(qū)域的碳上的微生物用兩種方式發(fā)揮作用，即，第一，炭吸附待處理的物質(zhì)，第二，在炭內(nèi)部形成的生物膜層對(duì)被處理水中含有的長效表面活性劑等等進(jìn)行生物處理。
與此同時(shí)，裝填在接觸循環(huán)區(qū)域中的碳酸鈣填料使各種類型的微生物生長在它上面，這些微生物從待處理廢水中的有機(jī)物中攝取營養(yǎng)，此外，碳酸鈣填料可用來中和被處理水的PH值，在亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的影響下，廢水的PH值已變成酸性，由于被處理廢水中所含的氮化合物被不斷處理，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的含量成比例的增加。
如上所述，本發(fā)明的特征之一是在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域，在很短的時(shí)間里，生物反應(yīng)器內(nèi)部的部分區(qū)域從好氧環(huán)境變成了厭氧環(huán)境。
更具體地說，生物膜深處存在的厭氧微生物脫落下來，通過這種脫落過程，從生物膜污泥的絮體中得到了厭氧污泥，這樣做可能在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域迅速地產(chǎn)生局部厭氧環(huán)境。這樣在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域就迅速生成了一個(gè)好氧微生物和厭氧微生物聯(lián)合存在的環(huán)境。在這種好氧微生物和厭氧微生物共存的環(huán)境中對(duì)廢水進(jìn)行處理。特別是，強(qiáng)制取出在生物膜深處的厭氧微生物，使其與被處理的廢水相接觸。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在短時(shí)間內(nèi)，能夠有效地利用生物反應(yīng)器內(nèi)生存的厭氧微生物。
從以上描述可以明顯地看到，本發(fā)明提供的廢水處理裝置能夠處理高濃度的含有以TMAH為代表的含氮的長效化學(xué)物質(zhì)，以及含有表面活性劑的流出液，該裝置能夠得到對(duì)居住在良好環(huán)境水域的生態(tài)系統(tǒng)無害的處理后水；并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，維修容易。
作為一個(gè)一般性的問題，在厭氧生物處理過程中會(huì)產(chǎn)生臭氣。傳統(tǒng)的做法是在有臭氣產(chǎn)生的情況下，除了廢水處理裝置以外，另外再需要一個(gè)除臭氣的裝置。在許多工業(yè)設(shè)施和研究所里，當(dāng)存在待處理的酸性廢氣和含有有機(jī)溶劑的也要處理有機(jī)廢氣時(shí)，需要用單獨(dú)的廢氣處理裝置對(duì)各種廢氣進(jìn)行處理。
為了解決這個(gè)問題，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，設(shè)置一個(gè)廢氣引入擴(kuò)散器，它將第一生物反應(yīng)器最高層區(qū)域的廢氣引導(dǎo)到第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域。在這種情況下，從廢氣引入擴(kuò)散管排出的廢氣隨機(jī)地越過接觸循環(huán)區(qū)域中的生物膜表面，接觸循環(huán)區(qū)域裝填有形狀不定的炭和形狀不定的碳酸鈣填料，廢氣由此被生物膜進(jìn)行微生物處理。也就是說，該廢氣是依據(jù)它們與生物膜相接觸而被處理的，該生物膜是由繁殖在炭/碳酸鈣填料上的微生物構(gòu)成的。換句話說，無論是從具有厭氧處理功能的下層區(qū)域產(chǎn)生的微量臭氣，還是來自生產(chǎn)廠的廢氣都能被生長的微生物處理掉，這些微生物從第一生物反應(yīng)器中的被處理廢水中存在的有機(jī)物質(zhì)中攝取營養(yǎng)物。因此，與已有技術(shù)的裝置相比，既能處理廢水又能處理廢氣的處理裝置的結(jié)構(gòu)能夠特別簡單。進(jìn)一步說，通過這樣的設(shè)計(jì)，將外部產(chǎn)生的廢氣引入最高層區(qū)域，就可能處理來自外部污染源的廢氣。
廢氣的有機(jī)組分可用作微生物的營養(yǎng)物。這就提供了一個(gè)次生優(yōu)點(diǎn)，長效表面活性劑能夠用來提高裝置的微生物處理能力。
簡要地說，本發(fā)明的主要特征在于下面列舉的(i)-(v)點(diǎn)。
(i)第一生物反應(yīng)器包括一個(gè)上層區(qū)域和下層區(qū)域。裝填有1，1-二氯乙烯填料的該上層區(qū)域通常是好氧環(huán)境，該下層區(qū)域只在很短的時(shí)間內(nèi)是好氧環(huán)境，而在大部分時(shí)間都是厭氧環(huán)境。
(ii)通過來自第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的擴(kuò)散管產(chǎn)生的曝氣，使污泥從第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域的1，1-二氯乙烯填料上脫落下來，從而用附著并生長在1，1-二氯乙烯填料上的污泥群體內(nèi)存在的厭氧細(xì)菌來促進(jìn)反硝化過程。也就是說，通過創(chuàng)造一個(gè)在混合物中厭氧和好氧微生物暫時(shí)同時(shí)存在的環(huán)境，有可能在用好氧微生物對(duì)TMAH進(jìn)行微生物處理的同時(shí)，利用厭氧微生物對(duì)氮化合物、TMAH的分解產(chǎn)物進(jìn)行微生物處理。
在本發(fā)明中，在一個(gè)生物反應(yīng)器內(nèi)好氧和厭氧環(huán)境，在濃度上，在三維(空間)隨時(shí)間而變化，從而使表示微生物濃度的MLSS(混合物中的懸浮固體)有一個(gè)變化。
在本發(fā)明中，將1，1-二氯乙烯填料裝填在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域，以盡可能地促進(jìn)微生物在1，1-二氯乙烯填料上繁殖，從而，在第一生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度能大大提高。圍繞1，1-二氯乙烯填料中心的區(qū)域，微生物明顯地吸附在其上，它一直都保持著厭氧狀態(tài)，因此，如果停止對(duì)生物反應(yīng)器進(jìn)行空氣曝氣，隨著時(shí)間的流逝，第一生物反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)境，在位于第一生物反應(yīng)器中心區(qū)域的厭氧微生物的影響下，很快地向厭氧環(huán)境轉(zhuǎn)化。在用1，1-二氯乙烯填充第一生物反應(yīng)器的情況下，有可能人工地創(chuàng)造一個(gè)曝氣環(huán)境和非曝氣環(huán)境，從而更迅速而準(zhǔn)確地得到一個(gè)好氧環(huán)境和/或厭氧環(huán)境。
特別是，在借助擴(kuò)散器對(duì)第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域進(jìn)行的曝氣剛剛停止之前，因此通常曝氣多兩倍量的空氣使附著在上層區(qū)域1，1-二氯乙烯填料上的污泥群體從填料上脫落下來，從而迅速地為反硝化創(chuàng)造一個(gè)厭氧環(huán)境。
此外，在曝氣開始時(shí)，通過位于第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域上的空氣擴(kuò)散器，通入通?？諝饬績杀兜目諝猓员銊兟洳⑵扑楦街?，1-二氯乙烯填料上的微生物。這樣做就可能創(chuàng)造一個(gè)好氧和厭氧微生物聯(lián)合存在于流體流動(dòng)區(qū)域的狀況。生物膜脫落的結(jié)果，使流體流動(dòng)區(qū)域的微生物濃度增加了，從而也增加了對(duì)TMAH和氮化合物的處理能力。此外，通過創(chuàng)造好氧和厭氧環(huán)境，有可能利用多種多樣的厭氧和好氧微生物，更精確更綜合地處理待處理的廢水或含顯色劑的廢水。
(iii)第二生物反應(yīng)器中交替堆積著炭和碳酸鈣填料，使各種微生物在炭和碳酸鈣填料上繁殖。因此，在第一生物反應(yīng)器中所含的TMAH和氮化合物，已經(jīng)被處理到一定程度的被處理水，在第二生物反應(yīng)器中進(jìn)行深度處理(處理項(xiàng)目包括TMAH、表面活性劑、BOD和SS)。
來自TMAH的氮化合物被微生物降解后生成氨氮，然后是亞硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮又被氧化成硝酸鹽氮。碳酸鈣礦物質(zhì)可用來中和要被處理水，隨著硝酸鹽氮成比例地增加，要被處理水的PH值降低了。
過去，來自生產(chǎn)裝置的無機(jī)酸廢氣很難用微生物法進(jìn)行處理。然而，當(dāng)將這種氣體與第一生物反應(yīng)器產(chǎn)生的有機(jī)臭氣相混合時(shí)，生成的混合氣體能很容易被微生物處理。也就是說，當(dāng)來自無機(jī)酸的廢氣與第一生物反應(yīng)器中產(chǎn)生的有機(jī)臭氣相混合時(shí)，能夠改變無機(jī)酸的構(gòu)成，從而使無機(jī)酸能在第二生物反應(yīng)器中被處理。
(iv)無論是廢水還是廢氣都能在第二生物反應(yīng)器中處理。因此，該裝置可以用作廢水和廢氣的聯(lián)合處理。這樣做明顯地節(jié)省了基本投資。
本發(fā)明提供了一種獨(dú)特的三維(空間)的生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得可能根據(jù)處理進(jìn)程建立厭氧區(qū)域和好氧區(qū)域(在厭氧區(qū)域中產(chǎn)生了部分好氧區(qū)域)。因此，在一個(gè)生物反應(yīng)器中，在下層區(qū)域，能夠用厭氧微生物降解有機(jī)物質(zhì)；在該反應(yīng)器的上層區(qū)域，用好氧微生物對(duì)氮化合物進(jìn)行硝化；脫離掉的厭氧微生物對(duì)總氮進(jìn)行反硝化。這種三維(空間)結(jié)構(gòu)的裝置能夠有效地節(jié)省設(shè)備空間。
(v)高濃度的有機(jī)廢水在第一生物反應(yīng)器的下層被厭氧微生物降解；此外，還在厭氧微生物和好氧微生物聯(lián)合存在的環(huán)境中處理廢水，以便準(zhǔn)確地減少夾帶的有機(jī)物質(zhì)。隨后，運(yùn)行該膜過濾器，以連續(xù)不斷地提供過濾后的水。
當(dāng)在第一生物反應(yīng)器中加入營養(yǎng)物和氫供體時(shí)，該營養(yǎng)物質(zhì)將會(huì)促進(jìn)厭氧和好氧微生物的繁殖，從而提高廢水處理的效率。加入氫供體能夠提高反硝化的處理效率。根據(jù)其中一個(gè)實(shí)施例，利用半導(dǎo)體廠或液晶廠大量使用的廢異丙醇(下文稱作IPA)作為上述氫供體。這樣做能夠促成有效地利用資源。通常，經(jīng)常使用甲醇，但是使用廢IPA來代替新鮮的甲醇是很經(jīng)濟(jì)的。
在一個(gè)實(shí)施例中，在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域和下層區(qū)域之間有一隔板，以便抑制上層和下層區(qū)域間的液體對(duì)流。這將加強(qiáng)上層區(qū)域和下層區(qū)域的相互獨(dú)立性，從而改進(jìn)上層區(qū)域的微生物處理效率，也改進(jìn)了下層區(qū)域的微生物處理效率。
在一個(gè)實(shí)施例中，廢水處理裝置進(jìn)一步還包括一個(gè)供氣攪拌部件，它設(shè)置在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域，為上層區(qū)域提供空氣；以及一個(gè)控制供氣攪拌部件運(yùn)行到高檔和低檔的控制部件。因此，第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域能夠隨意地控制成或是好氧環(huán)境，或是厭氧環(huán)境。因此，供氣攪拌部件的運(yùn)行狀況可以設(shè)定在低檔，與剝落附著在1，1-二氯乙烯填料上的生物膜的過程相同步，當(dāng)不進(jìn)行剝落生物膜的運(yùn)行時(shí)，可以設(shè)定在高檔，由此可提高上層區(qū)域的微生物處理能力。
如果第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域設(shè)置一個(gè)使被處理水循環(huán)用的供氣攪拌部件，以及一個(gè)向接觸循環(huán)區(qū)域的填料提供空氣用的供氣攪拌部件，將會(huì)改善第二生物反應(yīng)器接觸循環(huán)區(qū)域的微生物處理效率。進(jìn)一步，使第一生物反應(yīng)器最高層區(qū)域的廢氣從填料供氣攪拌部件，通到接觸循環(huán)區(qū)域的填料中，這樣做不僅可能有效地處理廢水，而且還能有效地處理廢氣。
當(dāng)膜過濾器設(shè)置在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域的1，1-二氯乙烯填料上時(shí)，被處理廢水既經(jīng)歷了第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的微生物厭氧處理，又經(jīng)歷了第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域的微生物好氧處理后，才能到達(dá)膜過濾器。這樣就提供了膜過濾器不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)將供氣部件設(shè)置在膜過濾器與1，1-二氯乙烯填料之間時(shí)，供氣部件提供的空氣使得膜過濾器非常不易堵塞。
本發(fā)明還提供了一種廢水處理方法，該方法包括以下步驟借助于一個(gè)進(jìn)水管將待處理廢水引入第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域，在該下層區(qū)域進(jìn)行厭氧處理，然后將被處理水引入第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域；啟動(dòng)和關(guān)閉設(shè)置在第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的曝氣部件，以便暫時(shí)產(chǎn)生一個(gè)厭氧和好氧微生物都存在于混合液中的微生物環(huán)境，在這種混合微生物的環(huán)境中對(duì)水進(jìn)行處理；將被處理水從第一生物反應(yīng)器引入第二生物反應(yīng)器，使要被引入的水進(jìn)入第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域，從而使水與裝填在接觸循環(huán)區(qū)域中的炭和碳酸鈣填料相接觸。
在本發(fā)明的廢水處理方法中，借助于進(jìn)水管將要被處理的廢水引入第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域；設(shè)置在第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的曝氣部件用來控制它的運(yùn)行和停止運(yùn)行；該要被處理的廢水從第一生物反應(yīng)器引入第二生物反應(yīng)器；然后，將被處理的廢水引入第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域，使要被處理的廢水與在接觸循環(huán)區(qū)域的炭和碳酸鈣相接觸；借助于曝氣擴(kuò)散器對(duì)接觸循環(huán)區(qū)域進(jìn)行曝氣。
因此，本發(fā)明的廢水處理方法是，在第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域，對(duì)要被處理的廢水進(jìn)行厭氧處理，然后，間歇地運(yùn)行曝氣部件，以防止由于下層區(qū)域厭氧微生物的作用而產(chǎn)生的氣體，同時(shí)，剝離并破碎附著在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中的1，1-二氯乙烯填料上的微生物膜，以促進(jìn)內(nèi)部厭氧微生物與被處理廢水之間的接觸。因此，在第一生物反應(yīng)器中。該廢水在下層區(qū)域是用厭氧微生物進(jìn)行生物處理，而在上層區(qū)域，暫時(shí)創(chuàng)造一種厭氧和好氧微生物同時(shí)存在的環(huán)境，以便在上層區(qū)域，既用好氧微生物，又用厭氧微生物對(duì)廢水進(jìn)行微生物處理。
因此，與任何一種采用單個(gè)的厭氧池和好氧池處理廢水的傳統(tǒng)方法相比，本方法和裝置結(jié)構(gòu)和工藝都簡單。此外，在第二生物反應(yīng)器中，來自第一生物反應(yīng)器的微生物處理后的水中含有的長效物質(zhì)，如表面活性劑被各種微生物好氧地處理到很高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，上述各種微生物是附著在炭和碳酸鈣上生長的各種微生物，更加特別的是，在炭上生長的微生物群體。
因此，本發(fā)明提供了這樣一種廢水處理方法，該方法能夠處理高濃度的含有以TMAH為代表的含氮的長效化學(xué)物質(zhì)，以及含有表面活性劑的流出液，該方法還能準(zhǔn)確地生產(chǎn)出對(duì)居住在良好環(huán)境水域的生態(tài)系統(tǒng)無害的處理后水；該方法還能采用結(jié)構(gòu)簡單且維修容易的處理裝置來處理廢水。
尤其是，在第一生物反應(yīng)器中，微量的TMAH，BOD，SS和較長效表面活性劑被微生物膜處理，并將有生物毒性的微量氨氮和亞硝酸鹽氮進(jìn)一步處理成無害的硝酸鹽氮。在第二生物反應(yīng)器中，被處理水，也就是廢水循環(huán)流動(dòng)，使廢水重復(fù)地與形成微生物膜的炭和碳酸鈣相接觸，這樣可能通過對(duì)微量的如TMAH和表面活性劑的催化分解，將其處理到很高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域不斷地輸送空氣，使被處理水循環(huán)流動(dòng)，使其穿過膜過濾器，從而使水穿過該膜過濾器而被引入第二生物反應(yīng)器中。
根據(jù)該實(shí)施例，被處理的廢水穿過膜過濾器被過濾，這樣通過膜過濾器連續(xù)地對(duì)廢水進(jìn)行過濾，就可能不斷地將被處理水引入第二生物反應(yīng)器。因此，根據(jù)本發(fā)明，這種方法能夠提高廢水處理能力。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，通過膜過濾器的連續(xù)過濾過程，能夠不斷地得到處理后的水，而不是通過沉淀過程提供的上層清液獲得處理后的水。這樣做提高了處理能力。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將廢氣引入第一生物反應(yīng)器的最高層區(qū)域，與在第一生物反應(yīng)器廢水處理過程中產(chǎn)生的氣體相混合，生成的混合氣體被引入第二生物反應(yīng)器，從而使廢氣與廢水同時(shí)得到處理。
在本發(fā)明的廢水處理方法中，如果在第一生物反應(yīng)器中加入營養(yǎng)物和氫供體，通過營養(yǎng)物的加入能夠增加厭氧和好氧微生物的繁殖，從而改善廢水處理效率。加入氫供體能夠改善反硝化過程效率。
在本發(fā)明的廢水處理方法中。在第一生物反應(yīng)器的上層和下層區(qū)域之間，設(shè)置了一個(gè)隔板，從而抑制兩區(qū)域間的液體對(duì)流，彼此間相互獨(dú)立的上層和下層區(qū)域、確實(shí)能夠提高這兩個(gè)區(qū)域中的微生物處理效率。
在本發(fā)明的廢水處理方法中，如果通過一個(gè)設(shè)置在上層區(qū)域的供氣攪拌部件，向第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域輸送空氣的話，用控制部件控制供氣攪拌部件在高檔和低檔下運(yùn)行，可將第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域隨意地控制到或好氧環(huán)境，或厭氧環(huán)境。例如，將供氣攪拌部件的運(yùn)行狀況設(shè)定在低檔，與剝落附著在1，1-二氯乙烯填料上的微生物膜的過程相同步，當(dāng)不進(jìn)行剝落微生物膜的過程時(shí)，再設(shè)定在高檔，從而能夠提高上層區(qū)域的微生物處理能力。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)廢水處理和廢氣處理裝置的缺點(diǎn)，既能夠有效地處理廢水達(dá)到高的標(biāo)準(zhǔn)，又能夠有效地處理廢氣達(dá)到高的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，本發(fā)明還能節(jié)省基本投資和節(jié)省管理費(fèi)用。
本發(fā)明還提供了一種廢水處理裝置，包括一個(gè)具有第一上層浸濕區(qū)域的第一生物反應(yīng)器，在該第一上層浸濕區(qū)域中裝填有炭和塑料填料，廢氣穿過第一浸濕區(qū)域從下向上流動(dòng)，第一生物反應(yīng)器還有一個(gè)第一下層浸沒區(qū)域，該區(qū)域中裝填著1，1-二氯乙烯填料，在1，1-二氯乙烯填料旁邊設(shè)置了一個(gè)供氣攪拌部件，以及一個(gè)設(shè)置在1，1-二氯乙烯填料下面的輸送被處理廢水的進(jìn)水管和一個(gè)污泥剝離擴(kuò)散器；該裝置還包括一個(gè)具有第二上層浸濕區(qū)域的第二生物反應(yīng)器，該第二浸濕區(qū)域中裝填有炭和塑料填料，廢氣穿過該區(qū)域，從下向上流動(dòng)，第二生物反應(yīng)器還有一個(gè)第二下層浸沒區(qū)域，該區(qū)域裝填有炭和碳酸鈣礦物質(zhì)，以及一個(gè)將廢水從第一生物反應(yīng)器的第一下層浸沒區(qū)域引入第二下層浸沒區(qū)域的引水部件；該裝置還包括一個(gè)反硝化池，該反硝化池有一個(gè)將廢水從第二生物反應(yīng)器的第二下層浸沒區(qū)域引入池中的引水部件，以及一個(gè)使引入的廢水循環(huán)的循環(huán)部件；該裝置還包括一個(gè)第三生物反應(yīng)器，該第三生物反應(yīng)器有一個(gè)里面裝填著炭和塑料填料的第三上層浸濕區(qū)域，廢氣由下至上地穿過該區(qū)域，還有一個(gè)里面裝填著炭和碳酸鈣礦物質(zhì)的第三下層浸沒區(qū)域，以及一個(gè)將廢水從反硝化池引入第三下層浸沒區(qū)域的引水部件；該裝置還包括一個(gè)沉淀池，來自第三生物反應(yīng)器的第三浸沒區(qū)域的廢水在該池中被分離成固體和液體，上層清液從沉淀池中被排放，該沉淀池有一個(gè)污泥回流部件，它將固-液分離沉淀出的污泥回流到第一生物反應(yīng)器的第一上層浸濕區(qū)域，第二生物反應(yīng)器的第二上層浸濕區(qū)域以及第三生物反應(yīng)器的第三上層浸濕區(qū)域。
在該裝置中，首先，含有顯色劑的高濃度有機(jī)廢水被引入第一生物反應(yīng)器的下層浸沒區(qū)域，有機(jī)物主要被厭氧區(qū)域中1，1-二氯乙烯填料的厭氧環(huán)境中的厭氧微生物降解處理了。接著，該廢水向上流動(dòng)，使廢水中的有機(jī)物既要被生長在1，1-二氯乙烯表面上的好氧微生物生物處理，又要被生長在1，1-二氯乙烯填料內(nèi)的厭氧微生物生物處理。尤其是，有機(jī)物中的氮化合物(TMAH，氨氮，亞硝酸鹽氮，硝酸酸氮等等)被處理了。當(dāng)這些物質(zhì)被處理時(shí)，通過從1，1-二氯乙烯填料上剝落微生物污泥，來改變微生物的濃度，從而形成一個(gè)既有好氧微生物存在又有厭氧微生物存在的狀況。從而有效地處理廢水中的有機(jī)物。
在第一生物反應(yīng)器處理之后，將廢水引入第二生物反應(yīng)器，在這里，由于炭所具有的吸附能力，廢水中的有機(jī)物被位于第二下層浸沒區(qū)域中的炭所吸附。吸附在該炭上的有機(jī)物被其上生長的微生物進(jìn)行生物處理。具體地說，微量的TMAH，BOD，SS，長效表面活性劑和顏料組分(用色度作為測(cè)量項(xiàng)目)，用生長在該炭表面和其內(nèi)部的各種微生物構(gòu)成的生物膜進(jìn)行生物處理。在另一方面，具有生物毒性的微量氨氮和亞硝酸鹽氮被進(jìn)一步氧化處理成無害的硝酸鹽氮。
此外，廢水在第二下層浸沒區(qū)域內(nèi)循環(huán)，重復(fù)地與包括蠔殼等等以及生物活性炭的碳酸鈣礦物質(zhì)相接觸，其上就形成了微生物膜。因此，如微量TMAH，表面活性劑等等這類的物質(zhì)，通過接觸分解被處理到很高的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
此外，反硝化池主要用來處理氮化合物，如處理硝酸鹽氮。在本發(fā)明中，即使廢水中的氮濃度(總氮濃度)像含顯色劑的廢水中的氮濃度那樣高，氮化合物也能在反硝化池中被有效地處理。這是因?yàn)榈衔镌诘谝簧锓磻?yīng)器中已經(jīng)被預(yù)處理過了的緣故。
此外，在上述裝置中，炭裝填在第二下層浸沒區(qū)域，反硝化池，第三下層浸沒區(qū)域，第一上層浸濕區(qū)域，第二上層浸濕區(qū)域以及第三上層浸濕區(qū)域中。因此，對(duì)于含有顏料組分其色度在原水中小于或等于4500度的廢水，如含有顯色劑的廢水來說，通過有效地利用炭對(duì)顏料組分本身的吸附能力，可以經(jīng)濟(jì)地對(duì)顏料組分進(jìn)行處理。
在本裝置中，用來剝落污泥的擴(kuò)散管被設(shè)置在第一生物反應(yīng)器的第一下層浸沒區(qū)域的1，1-二氯乙烯填料的下面。因此，通過用擴(kuò)散管排出的空氣，將生長在1，1-二氯乙烯填料上和內(nèi)部的生物污泥剝離下來，既可以用厭氧微生物又可以用好氧微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理。該第一上層浸濕區(qū)域，第二上層浸濕區(qū)域以及第三上層浸濕區(qū)域都裝填有該炭和塑料填料。來自沉淀池的污泥與被處理水一起被回流到第一，第二，和第三上層浸濕區(qū)域。帶有處理水的回流污泥被噴淋。因此，在該炭和塑料填料上形成了生物膜，并用該生物膜對(duì)廢氣進(jìn)行生物處理。
由于第一生物反應(yīng)器和第二生物反應(yīng)器設(shè)置在反硝化池的前面，所以在第一生物反應(yīng)器中，對(duì)氮化合物的處理，在第二生物反應(yīng)器中對(duì)氮化合物進(jìn)行硝化，在反硝化池中進(jìn)行反硝化。
換句話說，本發(fā)明的廢水處理裝置與傳統(tǒng)的廢水處理裝置和廢氣處理裝置是完全不同的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的裝置既能處理含有顯色劑的廢水，又能處理含有有機(jī)物的廢氣，與傳統(tǒng)的處置裝置相比，設(shè)置和控制費(fèi)用要少得多。
在一個(gè)實(shí)施例中，在第一生物反應(yīng)器的第一浸沒區(qū)域中的1，1-二氯乙烯填料的上面設(shè)置一個(gè)膜過濾器，在膜過濾器與1，1-二氯乙烯填料之間設(shè)置一個(gè)膜過濾器的擴(kuò)散管。
因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過膜過濾器的過濾得到了處理后的水。過濾膜和精濾膜被用于這種膜過濾器。根據(jù)這一實(shí)施例，能夠獲得總是連續(xù)地被過濾的處理后的水，這與通過沉淀獲得上層清液的情況不同。因此，總是能夠穩(wěn)定地得到處理后的廢水，而不會(huì)像在沉淀池中那樣由于堆積現(xiàn)象而使處理后的水質(zhì)惡化。換句話說，根據(jù)上述實(shí)施例，即使出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，也可以避免由于在沉淀池出現(xiàn)的堆積現(xiàn)象而引起廢水水質(zhì)的惡化。這是因?yàn)樘幚砗蟮乃怯赡み^濾器過濾后得到的。此外，由于擴(kuò)散管被放置在膜過濾器的下面，所以可以用擴(kuò)散管排出的空氣來清洗膜過濾器。因此，可以防止由于高濃度有機(jī)物而使膜過濾器堵塞。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在反硝化池里裝填有炭和碳酸鈣礦物質(zhì)。
因此，反硝化池不僅起反硝化作用，而且還通過炭對(duì)顏料組分起吸附作用，以及通過碳酸鈣礦物質(zhì)對(duì)要被處理水起中和作用。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第二生物反應(yīng)器的第二下層浸沒區(qū)域有一個(gè)供氣攪拌部件。該裝置還有一個(gè)供氣控制部件，以控制第一和第二生物反應(yīng)器中供氣攪伴部件的運(yùn)行功率。
因此，根據(jù)上述實(shí)施例，第一和第二下層浸沒區(qū)域能夠達(dá)到所期望的好氧狀態(tài)或厭氧狀態(tài)。而且，通過控制供給空氣的強(qiáng)和弱，能夠隨意控制污泥在第一和第二下層浸沒區(qū)域中的脫落。因此，由于該厭氧狀況，好氧狀況和污泥脫落狀況能夠隨意地控制，所以，實(shí)現(xiàn)廢水的有效處理與要被處理的水量和要被處理的水中有機(jī)物濃度有關(guān)。
在上述廢水處理裝置中，如果采用在半導(dǎo)體廠和液晶廠大量使用的廢IPA(異丙醇)作為氫供體，則這樣做會(huì)導(dǎo)致有效地利用資源。通常，經(jīng)常采用甲醇作為氫供體，但是廢IPA比新的甲醇更經(jīng)濟(jì)。如果除了氫供體以外，還向第一生物反應(yīng)器中加入營養(yǎng)劑如磷酸，微生物將會(huì)更正常地生長。
當(dāng)上述廢水處理裝置在第一生物反應(yīng)器的第一下層浸沒區(qū)域設(shè)置一個(gè)隔板，以便控制在1，1-二氯乙烯填料下面的厭氧區(qū)域與厭氧區(qū)域上面的好氧區(qū)域之間的水流時(shí)，顯然，將好氧區(qū)域的好氧環(huán)境與厭氧區(qū)域的厭氧環(huán)境分隔開。因此，可以有效地在厭氧區(qū)域進(jìn)行厭氧處理，在好氧區(qū)域進(jìn)行好氧處理。
在上述廢水處理裝置中，當(dāng)進(jìn)一步提供一個(gè)向第三下層浸沒區(qū)域輸送空氣的供氣攪拌部件時(shí)，以及控制該供氣攪拌部件運(yùn)行能力的強(qiáng)和弱時(shí)，通過控制該供氣攪拌部件的強(qiáng)和弱，可以有效地使生長在填料表面和內(nèi)部的生物膜脫落下來，從而對(duì)含有生物膜的廢水在第一、第二和第三上層浸濕區(qū)域的上面進(jìn)行噴淋。因此，可以改進(jìn)從含有有機(jī)物的廢氣中，去除有機(jī)物的效果。
通過下文的詳細(xì)描述和僅作為說明所給出的附圖，可以更充分地理解本發(fā)明的內(nèi)容，這些附圖不能限定本發(fā)明的內(nèi)容，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的廢水處理裝置的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明廢水處理裝置的第二實(shí)施例的示意圖；圖3是表示對(duì)包括第一和第二實(shí)施例的處理工藝進(jìn)行解釋的流程圖；圖4A是徑向環(huán)狀線組裝而成的1，1-二氧乙烯填料的示意圖；圖4B是1，1-二的氯乙烯填料的剖面圖；圖5是第一實(shí)施例裝置運(yùn)行的時(shí)間表；圖6是第二實(shí)施例裝置的運(yùn)行時(shí)間表；圖7是在第一實(shí)施例的第一生物反應(yīng)器的上層，溶解氧濃度隨時(shí)間變化的曲線圖；圖8是本發(fā)明廢水處理裝置第三實(shí)施例的示意圖；圖9是傳統(tǒng)廢水處理裝置的示意圖；圖10是傳統(tǒng)廢水處理裝置的示意圖；圖11A是傳統(tǒng)廢水處理裝置的系統(tǒng)圖；圖11B是傳統(tǒng)廢水處理裝置的系統(tǒng)圖12是另一種傳統(tǒng)廢水處理裝置的示意圖；圖13是另一種傳統(tǒng)廢氣處理裝置的示意圖；圖14是再一種傳統(tǒng)廢氣處理裝置的示意圖；第一實(shí)施例圖1表明了根據(jù)發(fā)明的廢水處理裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例包括一個(gè)貯存槽1，一個(gè)第一生物反應(yīng)器3，一個(gè)中間貯存槽16，和一個(gè)第二生物反應(yīng)器18，和一個(gè)沉淀池23。第一實(shí)施例是一個(gè)間歇式系統(tǒng)，這里術(shù)語“間歇式系統(tǒng)”意味著在該分流中，當(dāng)上層清液到達(dá)第一生物反應(yīng)器3中時(shí)，曝氣就完全停止，使大量的微生物沉淀，從而能收集到該上層清液(即處理后的水)。
從半導(dǎo)體工廠或液晶工廠排放出來的含有顯色劑的高濃度廢水被貯存在貯存槽1中。數(shù)字2表示貯存槽的泵。這個(gè)貯存槽泵2將貯存在貯存槽1中的廢顯色劑示入一廢液輸送管6中，該廢液輸送管6放置在第一生物反應(yīng)器3的底層。穿過該輸送管6，該廢顯色劑被引入到第一生物反應(yīng)器3中。
廢液輸送管6的上部有多個(gè)小孔，使得廢顯色劑能夠從生物反應(yīng)器3的底部通過該小孔向上均勻地流出。借助于這種結(jié)構(gòu)，希望能改進(jìn)廢水處理的性能。一個(gè)用來分散污泥的擴(kuò)散管7設(shè)置在廢液輸送管6的下面。一污泥分散鼓風(fēng)機(jī)10連接到上述污泥分散擴(kuò)散管7上，并向污泥分散擴(kuò)散管7提供壓縮空氣。
1，1-二氯乙烯填料8設(shè)置在第一生物反應(yīng)器3的上層區(qū)域。在上部平板和下部平板之間，在橫向留有間隔地設(shè)置多排1，1-二氯乙烯填料8。該1，1-二氯乙烯填料8吸引各種類型的污泥，包括各種微生物組分，使得污泥能夠附著在填料上，并在裝置運(yùn)行期間在填料上能夠生長。
1，1-二氯乙烯填料8是由如圖4A和4B所示的徑向環(huán)狀線組裝而成的。更具體地說，每一個(gè)1，1-二氯乙烯填料8都包含一個(gè)繩狀體29b的芯部分，該繩狀體29b是由粗線編結(jié)而成的。多個(gè)環(huán)狀部分29a徑向地沿繩狀體29b延伸。密集的線團(tuán)有多個(gè)小孔，以便提供一種便于微生物在其上生長的結(jié)構(gòu)。1，1-二氯乙烯由很細(xì)的纖維材料制成，因此具有很大的表面積，便于微生物附著并在其上生長。此外，一般的活性污泥也是非常容易附著在1，1-二氯乙烯填料8上。當(dāng)越來越多的污泥附著徑向環(huán)狀線組裝而成的1，1-二氯乙烯填料8上時(shí)，可用于供應(yīng)到繩狀線體29b上的溶解氧越來越少，因此，就出現(xiàn)了厭氧環(huán)境。
因此，在1，1-二氯乙烯填料8上，將會(huì)繁殖能夠處理有機(jī)物質(zhì)和硝酸鹽氮的厭氧微生物。也就是說，隨著越來越多的污泥附著在徑向環(huán)狀線組合件或1，1-二氯乙烯填料8上，在1，1-二氯乙烯填料8上的厭氧微生物的濃度將會(huì)增加，于是就創(chuàng)造了適合于厭氧處理的條件。
根據(jù)由溶介氧計(jì)30B所測(cè)得的溶解氧濃度確定與污泥分散擴(kuò)散管7相連的污泥分散鼓風(fēng)機(jī)10的每天的運(yùn)行時(shí)間，該30B是設(shè)置在第一生物反應(yīng)器3下層厭氧的區(qū)域K內(nèi)。也就是說，當(dāng)?shù)谝簧锓磻?yīng)器3下層厭氧的區(qū)域K中的溶解氧濃度為0.3ppm或大于0.3ppm時(shí)，將關(guān)掉污泥分散鼓風(fēng)機(jī)10。因此，污泥分散鼓風(fēng)機(jī)10每天的運(yùn)行時(shí)間，相對(duì)其非運(yùn)行時(shí)間來說是很短的。
通過污泥剝離空氣擴(kuò)散管7排出的空氣，使附著并在1，1-二氯乙烯填料上繁殖的含有微生物的生物污泥群體周期性地從填料上剝落下來。
也就是說，借助于污泥剝離空氣擴(kuò)散管7，一天兩次左右對(duì)1，1-二氯乙烯填料8進(jìn)行曝氣，由此，使附著在1，1-二氯乙烯填料8表面上的好氧微生物群體從該填料8上剝落下來，并使1，1-二氯乙烯填料8內(nèi)部的厭氧微生物群體也剝落下來。曝氣的結(jié)果，使1，1-二氯乙烯填料8內(nèi)部的厭氧微生物剝落并破碎掉，由此從1，1-二氯乙烯填料8的內(nèi)部取出細(xì)密的厭氧微生物。使得細(xì)密的厭氧微生物能夠有效地用于反硝化。
此外，污泥剝離擴(kuò)散管7排放的空氣用來將下層區(qū)域K的厭氧環(huán)境改變成好氧環(huán)境，下層區(qū)域K在一天的大部分時(shí)間都是厭氧的，一天約兩次變成好氧環(huán)境。用這種方式，通過周期性地將下層區(qū)域K從厭氧環(huán)境變成好氧環(huán)境，才能防止下層厭氧的區(qū)域K長期地連續(xù)處于厭氧環(huán)境中，由此可以防止產(chǎn)生氣體。因此，阻止了由于在厭氧條件下所產(chǎn)生的氣體，在第一生物反應(yīng)器3內(nèi)向上移動(dòng)所引起的厭氧微生物污泥的向上移動(dòng)。
在第一生物反應(yīng)器3上層好氧的區(qū)域G中，微生物的濃度折合成MLSS最好控制在約等于或大于15000ppm的水平。而微生物在第一生物反應(yīng)器3的下層厭氧的區(qū)域K中的濃度折合成MLSS最好控制在等于或大于20000PPM的水平。換句話說，希望盡可能多地增加上層好氧的區(qū)域G和下層厭氧的區(qū)域K中的微生物濃度，以便能夠有效地處理高濃度的有機(jī)廢水。
當(dāng)通過曝氣剝離并打碎附著在1，1-二氯乙烯填料8上的微生物群體時(shí)，第一生物反應(yīng)器3的上層區(qū)域G中的液流區(qū)域中的微生物濃度會(huì)迅速增加。此時(shí)，在液流中不僅有好氧微生物，還有厭氧微生物存在。因此，在上層區(qū)域G的液流區(qū)域中這樣形成的微生物混合物包含了所有種類的好氧微生物和厭氧微生物，采用這種微生物混合物不僅可能處理有機(jī)物質(zhì)，還能處理硝酸鹽氮(反硝化)。
圖1中，參考符號(hào)5A表示一個(gè)循環(huán)空氣擴(kuò)散器，它是為第一生物反應(yīng)器3的上層好氧區(qū)域G提供空氣。該循環(huán)空氣擴(kuò)散器5A與循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9相連，并釋放出由鼓風(fēng)機(jī)9提供的空氣。循環(huán)空氣擴(kuò)散器5A由一個(gè)溶解氧儀30A給出的信號(hào)來控制，該溶解氧儀30A設(shè)置在上層好氧區(qū)域G中。當(dāng)關(guān)掉循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9超過六小時(shí)后，第一生物反應(yīng)器3的上層好氧區(qū)域G就能產(chǎn)生上層清液，通過一提升泵將該上層清液輸送到中間貯槽16中。當(dāng)既關(guān)掉循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9，又關(guān)掉污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)10時(shí)，第一生物反應(yīng)器3的內(nèi)部完全是厭氧的，因此，可在第一生物反應(yīng)器3中進(jìn)行厭氧處理。
如圖1所示，在第一生物反應(yīng)器3中，是以間歇方式運(yùn)行的，因此，曝氣運(yùn)行和非曝氣運(yùn)行是以重復(fù)的周期進(jìn)行的。該循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9和污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)10是這樣的運(yùn)行系統(tǒng)，以至于該兩單元能同時(shí)起動(dòng)。用溶解氧計(jì)30B測(cè)量下層厭氧區(qū)域K中的溶解氧濃度，使得當(dāng)下層厭氧區(qū)域K中的溶解氧濃度等于或大于0.3ppm時(shí)，立即關(guān)掉污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)10。在很短的時(shí)間內(nèi)(5-10分)，就能完成生物污泥從1，1-二氯乙烯填料8上的剝離并將微生物群體粉碎。因此，即使在短時(shí)間內(nèi)關(guān)掉污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)10也不會(huì)產(chǎn)生特殊的問題。
再參照?qǐng)D1，數(shù)字4表示的是一個(gè)隔板。隔板4有一個(gè)三角形截面的外形，并向里逐漸縮小。在第一生物反應(yīng)器3的好氧又厭氧的上層區(qū)域G中，隔板4用來防止上層區(qū)域G中的循環(huán)水流進(jìn)入下層區(qū)域K。因?yàn)檠h(huán)空氣擴(kuò)散器5A被設(shè)置在隔板4上，所以可以期望該隔板4能夠有效地防止上層區(qū)域G中的循環(huán)水流進(jìn)入下層區(qū)域K中。因此，可將隔板4向內(nèi)凸出的必需部分保持到最小程度。更具體地說，當(dāng)?shù)谝簧锓磻?yīng)器3是1米寬，2米深，和2米高時(shí)，該隔板4的凸出部分距其基面為10cm。通常，該隔板4的必要的凸出部分的尺寸是第一生物反應(yīng)器3寬度或深度的5-10％的數(shù)量級(jí)。值得指出的是該隔板4具有如圖1所示的沿反應(yīng)器壁是三角形形狀的外形，或是一凸出的平板。
如圖1所示，第一生物反應(yīng)器的最高層區(qū)域U是一個(gè)使在生產(chǎn)裝置里產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行流通的空間。借助一個(gè)營養(yǎng)物泵13，使最高層區(qū)域U與營養(yǎng)物槽12相連。從營養(yǎng)物槽12將營養(yǎng)物送到最高層區(qū)域U中。該營養(yǎng)物質(zhì)含有磷酸。含有磷酸的營養(yǎng)物質(zhì)用作生活在第一生物反應(yīng)器3中的好氧微生物和厭氧微生物的正常繁殖的營養(yǎng)物，也用于維持微生物的沉降。
除了營養(yǎng)物槽和泵以外，還設(shè)置了一具氫供體貯槽(圖中未表示)和一個(gè)氫供體泵(圖中未表示)，用來向最高層區(qū)域U提供氫供體。就氫供體來說，通常用醇類作氫供體，將它加到第一生物反應(yīng)器3的區(qū)域G中，它能有效地進(jìn)行反硝化。
在圖1中，數(shù)字15表示一個(gè)排風(fēng)機(jī)。該排風(fēng)機(jī)15將第一生物反應(yīng)器3最高層區(qū)域U積聚的廢氣輸送到第二生物反應(yīng)器18中。在最高層區(qū)域U處積聚的廢氣包括酸性廢氣和有機(jī)廢氣，它們都是在生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生的，并需要處理，還包括第一生物反應(yīng)器3本身產(chǎn)生的有氣味的氣體。
在第一生物反應(yīng)器3中產(chǎn)生的有氣味的氣體的原因是第一生物反應(yīng)器3需要在微生物濃度折合成MLSS約等于或大于15000ppm的高濃度條件下運(yùn)行，而且還需要在交替的厭氧和好氧環(huán)境中運(yùn)行的緣故。
然而，因?yàn)榈谝簧锓磻?yīng)器3的上層區(qū)域G是好氧環(huán)境，所以，第一生物反應(yīng)器3所產(chǎn)生的有氣味的氣體的數(shù)量與傳統(tǒng)的厭氧槽所產(chǎn)生的有氣味的氣體的數(shù)量相比是很少的。盡管在第一生物反應(yīng)器3中使用厭氧微生物，但上層區(qū)域G還要維持好氧環(huán)境，因此，產(chǎn)生的有氣味的氣體的數(shù)量能被減少到最低數(shù)量。
包括有氣味的氣體和有機(jī)廢氣的上述廢氣是由排風(fēng)機(jī)15從最高層區(qū)域U并穿過一個(gè)設(shè)置在第二生物反應(yīng)器18下層的一個(gè)廢氣擴(kuò)散管19而排出的。該排風(fēng)機(jī)15需要用具有良好的耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑作用的材料制成。
如圖1所示，在1小時(shí)或更短的時(shí)間周期內(nèi)，間歇地將第一生物反應(yīng)器3中的上層清液輸送到中間貯槽16中。該中間貯槽16用來貯存上層清液，還將如此貯存的上層清液輸送到第二生物反應(yīng)器18。為輸送上層清液設(shè)置了一個(gè)中間泵17，控制該中間泵17使每單位時(shí)間輸送的上層清液量盡可能相等。從在第二生物反應(yīng)器18里的TMAH高標(biāo)準(zhǔn)處理的觀點(diǎn)來看，對(duì)微量表面活性劑、BOD和SS(懸浮固體)的處理來說，應(yīng)當(dāng)盡可能在均勻的時(shí)間間隔內(nèi)，將待處理的水，從中間泵17配水給第二生物反應(yīng)器18。只有如此安排，才能相對(duì)于要處理的水提高處理能力。
第二生物反應(yīng)器18包括多層炭20和碳酸鈣填料21，它們被裝填在一個(gè)網(wǎng)狀物22中。在該網(wǎng)狀物22中，在垂直方向炭層20和碳酸鈣填料21交替地重疊放置。
在本實(shí)施例中，炭20使用的是常用的“Binchotan”(商標(biāo)名)炭。碳酸鈣填料21使用的是常用的蠔殼。因?yàn)?，無論是“Binchotan”炭還是蠔殼，都是天然產(chǎn)物，它們都包括許多不定形的小塊。因此，當(dāng)廢氣從第二生物反應(yīng)器18的下層向上層區(qū)域向上流動(dòng)時(shí)，可以預(yù)料該廢氣能夠確實(shí)與“Binchotan”炭和蠔殼接觸，從而得到處理。因?yàn)樵搩煞N填料，即“Binchotan”炭和蠔殼都是天然產(chǎn)物，它們?yōu)槲⑸锏母街头敝程峁┑慕佑|機(jī)會(huì)比象1，1-二氯乙烯和塑料這樣的人造材料所提供的接觸機(jī)會(huì)要好得多。
從廢氣擴(kuò)散管19排放的氣體，含有來自在半導(dǎo)體廠和/或液晶廠生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢氣，以及作為廢水處理單元的第一生物反應(yīng)器3產(chǎn)生的有氣味的氣體。具體地說，在這樣的生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢氣中包括酸性、堿性和有機(jī)氣體。在這些氣體中，最好選用含有有機(jī)組分的氣體。其原因是因?yàn)楹杏袡C(jī)組分的氣體能夠作為微生物在炭20和硫酸鈣填料21上繁殖的營養(yǎng)源，這一點(diǎn)上文已有陳述。例如，對(duì)第一生物反應(yīng)器3產(chǎn)生的有氣味的氣體的分析表明，該氣體含有微量的氨、硫化氫、甲硫醇、二甲硫和三甲胺。
采用一個(gè)排風(fēng)機(jī)(圖中未表示)收集上述類型的工廠生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生的廢氣，借助于一個(gè)排氣管26，將廢氣通到第一生物反應(yīng)器3的最高層區(qū)域U。然后使這些如此引入的廢氣與第一生物反應(yīng)器3所產(chǎn)生的有氣味的氣體相混合，結(jié)果，使廢氣中獲得了有機(jī)物質(zhì)。生成的上述廢氣與有氣味的氣體的混合物通過排風(fēng)機(jī)15被送到第二生物反應(yīng)器18，與在那里的填料表面形成并生長的生物膜相接觸，從而被微生物處理。
通常，在大量使用無機(jī)酸，如氫氟酸的工廠會(huì)產(chǎn)生氟化氫氣體和類似物。在過去，不可能對(duì)無機(jī)酸產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行微生物處理，因?yàn)檫@種氣體含有少量的有機(jī)組分。然后，在本發(fā)明的實(shí)施例中，使無機(jī)酸產(chǎn)生的廢氣與含有有機(jī)物質(zhì)的有氣味的氣體相混合，將這種廢氣變成了具有容易進(jìn)行微生物處理的性質(zhì)的氣體。因此，即使是這樣的廢氣也可被微生物處理。為更具體地進(jìn)行解釋，“無機(jī)酸氣體”這一術(shù)語意味著由氟化氫氣體為代表的一種通常是酸性的氣體。由于無機(jī)酸氣體是酸性的，通常，這種氣體不能被微生物處理。因此，含有這種無機(jī)酸的廢氣都用水或借助于一個(gè)堿洗滌器來處理。然而，通過將這種廢氣的性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N接近天然的氣體，有可能將這種廢氣轉(zhuǎn)變成可用微生物處理的氣體。
在第一生物反應(yīng)器3中，含有顯色劑的廢水的PH值經(jīng)常在6.5-8.5的范圍中，由此產(chǎn)生的廢氣也具有類似的特性。如眾所周知的那樣，含有顯色劑的廢水又可稱為“有機(jī)堿”，由此產(chǎn)生的廢氣含有包括有氣味的氣體組分在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)。因此，通過在無機(jī)酸氣體中摻入有機(jī)氣體進(jìn)行中和，有可能將無機(jī)酸氣體變成適合于易于進(jìn)行微生物處理的氣體。此外，由于第一生物反應(yīng)器3中的微生物濃度比較高，很可能從第一生物反應(yīng)器產(chǎn)生含有有機(jī)物質(zhì)的有氣味的氣體。上述氟化氫氣體中的氟會(huì)與碳酸鈣填料21中的鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氟化鈣。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用這種方式，有可能對(duì)含有無機(jī)酸氣體的廢氣毫無疑問地實(shí)現(xiàn)化學(xué)處理。
在本實(shí)施例中，炭20用作填料，放置在第二生物反應(yīng)器18中，選用“Binchotan”炭，它的比重大于1。在各種炭之中，“Binchotan”炭是一種極好的炭，當(dāng)把它放到水中時(shí)，它會(huì)下沉，并且當(dāng)使它經(jīng)受強(qiáng)空氣流曝氣時(shí)，它不易被粉碎。與此相反，其它類型的炭在強(qiáng)曝氣下都有被部分破碎的缺點(diǎn)，使得破碎后的這部分炭全留在處理后的水中，因此增加了SS(懸浮固體)值，該值是出水水質(zhì)的一個(gè)控制項(xiàng)目。“Binchotan”炭有很大的體積密度，它是堅(jiān)硬的，不易被破碎。因此，它能被長期使用，達(dá)到超過五年之久，不會(huì)產(chǎn)生問題。
第二生物反應(yīng)器18的進(jìn)水負(fù)荷值可隨被處理水中所含的長效表面活性劑和氮化合物的種類和濃度而變化，還可隨被處理水的水質(zhì)指標(biāo)而變化，然而，如果在第二生物反應(yīng)器18中的催化反應(yīng)的時(shí)間選定為6小時(shí)或大于6小時(shí)，則被處理廢水中所含的微量表面活性劑和氮化合物能夠得到有效地處理。
廢氣的排放量根據(jù)廢氣和有氣味的氣體的組分及濃度而變化，但是要更有效地設(shè)計(jì)第二生物反應(yīng)器，使得每天，每立方米作為接觸循環(huán)區(qū)域的填料區(qū)域R的容量，或炭和碳酸鈣填料的體積中廢氣排放量等于或小于40m3。然而，這不是一個(gè)絕對(duì)的條件。對(duì)從內(nèi)部攪拌槽用的循環(huán)擴(kuò)散器5B排放出的空氣來說，每天每一立方米的槽容積需要等于或多于60立方米。
炭20和碳酸鈣填料21都裝填在網(wǎng)狀物22中。該網(wǎng)狀物22的材料沒有什么特別的限制，只要求它適合于裝填炭和碳酸鈣填料21。該材料可以是聚乙烯或其它樹脂。不用說，該網(wǎng)狀物22可以是一個(gè)用不銹鋼做的筐。
所選的用作炭20的“Binchotan”炭是一種日本傳統(tǒng)的炭，指的是一種“Ubamegashi”白炭，是一種橡樹。作為白炭，“Binchotan”炭是一種約在1000℃或1000℃上下的溫度下被碳化的炭，因此它被分入高溫碳化的炭。當(dāng)考慮到在第二生物反應(yīng)器18內(nèi)進(jìn)行接觸攪拌時(shí)，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)驗(yàn)例中，所用的炭最好是直徑為4-6cm，長為5cm或大于5cm的“Binchotan”炭。然而，這也不是一個(gè)絕對(duì)的條件。某些在合理尺寸范圍內(nèi)的“Binchotan”炭也可以使用，在曝氣過程中，它們不會(huì)從第二生物反應(yīng)器18中被沖走。因此，為便于管理，優(yōu)先選用大尺寸的“Binchotan”炭。因?yàn)槿缟纤?，“Binchotan”炭的比重大于1，它會(huì)在水中沉降，在任何強(qiáng)曝氣條件下都不可能被破碎。因此，“Binchotan”炭比其它任何一種炭都更適合用于高級(jí)的廢水處理的填料。
根據(jù)第一實(shí)施例，在第二生物反應(yīng)器18內(nèi)，從循環(huán)擴(kuò)散器5B排出的空氣，產(chǎn)生了一個(gè)向上的水流。從廢氣擴(kuò)散管19排出的氣體，在第二生物反應(yīng)器18的內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行混合和攪拌。盡管表面活性劑會(huì)在水面上產(chǎn)生泡沫，但是，用兩種氣體對(duì)第一實(shí)施例的第二生物反應(yīng)器18的大部分水面進(jìn)行攪拌，因此，沒有空間允許這些氣泡存在。因此可能有效地處理這些氣泡本身。上述兩種氣體指的是從循環(huán)擴(kuò)散器5B排放的空氣，和從廢氣擴(kuò)散管19排放的含有廢氣的空氣。
在這一實(shí)施例中，選用蠔殼作為碳酸鈣填料21；但是對(duì)碳酸鈣填料21來說，可以選擇珊瑚或“kansuiseki”(商標(biāo)名)石灰石或大理石。然而，選用蠔殼作為碳酸鈣填料21是最經(jīng)濟(jì)的。那些放在陸地上約一年并已經(jīng)沒有氣味的蠔殼，應(yīng)該被選來用作碳酸鈣填料21。蠔殼有一個(gè)適合微生物生長和生物膜形成的表面。通過循環(huán)擴(kuò)散器5B使被處理的水循環(huán)流動(dòng)，由此重復(fù)通過作為接觸循環(huán)區(qū)域的填料區(qū)域R。因此，用在蠔殼表面繁殖的微生物對(duì)被處理水進(jìn)行生物過濾。因此，根據(jù)這一實(shí)施例，無需設(shè)置如圖9所示的已有技術(shù)的過濾池。
在圖1中，數(shù)字23表示一沉淀池。在沉淀池23中設(shè)置一個(gè)捕集器24。來自第二生物反應(yīng)器18待處理水被引入到沉淀池23中，并在其中進(jìn)行固一液分離。通過一污泥回流泵25使沉淀池23中沉淀的微生物污泥再回流到第一生物反應(yīng)器3中。
因此，根據(jù)第一實(shí)施例，圖3表示的是廢水處理的工藝流程圖，在第一生物反應(yīng)器3的下層區(qū)域K，在被處理水中所含的有機(jī)物被厭氧微生物所消化。然后，在第一生物反應(yīng)器3的上層區(qū)域G，在被處理水中所含的氮化合物被好氧微生物消化。然后，在第一生物反應(yīng)器3的上層區(qū)域G，用厭氧微生物對(duì)要被處理的水進(jìn)行反硝化處理。在第二生物反應(yīng)器18中，各種化學(xué)物質(zhì)，例如長效表面活性劑，它們是包含在要被處理的水中，并且通常是難以用微生物來分解的，這些化合物可用好氧微生物來生物分解的， 這些好氧微生物是在裝填在接觸循環(huán)域R的“Binchotan”炭和蠔殼的表面和內(nèi)部所形成的生物膜上繁殖的。
如圖3所示，根據(jù)第一實(shí)施例，在第一生物反應(yīng)器3本身所產(chǎn)生的有氣味的氣體，與酸性廢氣，堿性廢氣和有機(jī)廢氣，這些廢氣都是生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生的廢氣，將上述廢氣混合在一起，并通過一排風(fēng)機(jī)15，將混合氣體引入第二生物反應(yīng)器18中。通過在“Binchotan”炭和蠔殼表面形成的微生物膜，對(duì)有氣味的氣體和廢氣進(jìn)行微生物處理。
在第一實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器3包括一個(gè)厭氧處理區(qū)域的下層區(qū)域K，以及一個(gè)具有好氧處理功能和厭氧處理功能相結(jié)合的上層區(qū)域G。因此，與已有技術(shù)相比，使用少數(shù)的處理池既可進(jìn)行厭氧處理又可進(jìn)行好氧處理。
因此，根據(jù)第一實(shí)施例，有可能對(duì)含有以TMAH為代表的含氮長效化學(xué)物質(zhì)，和還含有表面活性劑，與同時(shí)帶有微量廢氣的高濃度廢水進(jìn)行處理。因此，根據(jù)本實(shí)施例，可能得到對(duì)抑制環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)無害的處理后的水，以及無氣味的處理后氣體。此外，該廢氣處理裝置的結(jié)構(gòu)簡單，容易維修。
從已有技術(shù)與本發(fā)明第一實(shí)施例的比較，可以看出第一實(shí)施例的第一生物反應(yīng)器3既有已有技術(shù)厭氧池(消化池)的功能，又有已有技術(shù)好氧池(曝氣池)的功能。此外，上層區(qū)域G具有厭氧微生物進(jìn)一步進(jìn)行處理的功能，也就是說，相對(duì)于總氮具有反硝化功能。第一實(shí)施例的第二生物反應(yīng)器18既有如圖9所示的已有技術(shù)的好氧池(催化氧化池)的功能，又有過濾池的功能。
圖5表示了在上述第一實(shí)施例中，有關(guān)鼓風(fēng)機(jī)和泵一天中的運(yùn)行情況。如圖5所示，第一生物反應(yīng)器3的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9一天運(yùn)行12小時(shí)，剝離鼓風(fēng)機(jī)10一天運(yùn)行兩次，即在循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9運(yùn)行的開始和結(jié)束時(shí)間期間內(nèi)運(yùn)行，每次只運(yùn)行10分鐘。貯槽泵2，營養(yǎng)物泵13和沉淀池23的回流泵25，每一個(gè)泵在一天內(nèi)同樣的時(shí)間，只進(jìn)行一次10分鐘的運(yùn)行。提升泵14一天只運(yùn)行一次，10分鐘，它在鼓風(fēng)機(jī)9、10和泵2、13都關(guān)掉的時(shí)間期限內(nèi)運(yùn)行，并在循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9開始運(yùn)行之前立即運(yùn)行。排風(fēng)機(jī)15、中間泵17和第二生物反應(yīng)器18的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)11，以及沉淀池23的捕集器24都是全天連續(xù)運(yùn)行的。
第二實(shí)施例圖2表示的是根據(jù)本發(fā)明的廢水處理裝置的第二實(shí)施例。這一實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處僅在于它有一個(gè)膜過濾器31和一個(gè)用于清潔膜過濾器的過濾膜空氣擴(kuò)散管32，它們被設(shè)置在第一生物反應(yīng)器的最高層區(qū)域U和上層區(qū)域G之間。因此，第二實(shí)施例將重點(diǎn)描述該膜過濾器31和該過濾膜空氣擴(kuò)散管32。
在第一實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器3是間歇運(yùn)行系統(tǒng)，與之相反，在第二實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器33是連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)。在第二實(shí)施例中，從第一生物反應(yīng)器33來的處理后的水，用膜過濾器31固定連續(xù)地抽出。
在第二實(shí)施例中，為了防止微生物堵塞膜過濾器31，用過濾膜擴(kuò)散管32排放的空氣，經(jīng)常對(duì)膜過濾器31進(jìn)行清洗。因此，根據(jù)第二實(shí)施例，任何由膜過濾器31堵塞而引起的使處理水量減少的可能性都被控制在盡可能最小的程度上。
如圖2所示，該膜過濾器31包含在上板和下板之間，橫向留有間隔設(shè)置的多個(gè)膜。
就膜過濾器31來說，有幾種膜是已知的，包括中空纖維膜和平板膜，其中的任何一種都可以選來使用。膜過濾器31的表面必須總在用空氣進(jìn)行清洗，這一點(diǎn)是很重要的。過去，使用膜過濾器會(huì)產(chǎn)生膜過濾器堵塞的問題。然而，根據(jù)第二實(shí)施例，用空氣不斷地對(duì)膜過濾器31進(jìn)行清洗，從而可以防止堵塞膜過濾器。
在第二實(shí)施例的第一生物反應(yīng)器33中，第一步，高濃度的有機(jī)廢水，如含有顯色劑的廢水，在下層區(qū)域K用厭氧微生物進(jìn)行消化處理，第二步，用好氧和厭氧微生物在上層區(qū)域G進(jìn)行處理。此后，如此處理的水穿過膜過濾器31，進(jìn)行第三步處理。因此，根據(jù)第二實(shí)施例，能夠得到上述三步驟的協(xié)同效果，因此能夠高度抑制膜過濾器31的堵塞。
簡單地說，如圖2所示，第二實(shí)施例的裝置包括膜過濾器31，它能夠使被處理的水，穿過膜過濾器31，在第一生物反應(yīng)器33中連續(xù)地被抽出。由于借助于一個(gè)過濾膜空氣擴(kuò)散管32對(duì)膜過濾器31進(jìn)行清洗，即使第一生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度比第一實(shí)施例中高。膜過濾器也不會(huì)堵塞。這就意味著，在第二實(shí)施例中，可以被制造的微生物的濃度(MLSS濃度)與在第一實(shí)施例中相比要明顯地高很多。
具體地說，在第二實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器33的上層區(qū)域G中，微生物的濃度等于或大于25000ppm，在下層區(qū)域K，微生物的濃度是等于或大于35000ppm。因此，第二實(shí)施例裝置的處理效率要比第一實(shí)施例裝置的處理效率高些。在第二實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器33的內(nèi)部是泥漿狀的，如果直截了當(dāng)?shù)卣f，與已有技術(shù)相比，呈現(xiàn)了厭氧微生物和好氧微生物的種類要多些，與傳統(tǒng)處理方法相比，微生物濃度要高些。
因此，根據(jù)第二實(shí)施例，可能處理高濃度的含有以TMAH為代表的含氮長效化學(xué)物質(zhì)，和還含有表面活性劑，同時(shí)還帶有微量的廢氣的廢水一起進(jìn)行處理并達(dá)到特別高的標(biāo)準(zhǔn)。因此根據(jù)第二實(shí)施例，確實(shí)可能得到經(jīng)過處理的，對(duì)居住環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)無害的水，以及無味的處理后的氣體。此外，廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)簡單，維修容易。
圖6表示了在上述第二實(shí)施例中有關(guān)鼓風(fēng)機(jī)和泵在一天中的運(yùn)行情況。如圖6所示，該循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)9、貯槽泵2、營養(yǎng)物泵13、提升泵14、和第一生物反應(yīng)器33的排風(fēng)機(jī)15，中間泵17，以及循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)都是全天運(yùn)行的。剝離鼓風(fēng)機(jī)10一天中每12小時(shí)只運(yùn)行10分鐘。沉淀池23的回流泵25只在第一生物反應(yīng)器33的剝離鼓風(fēng)機(jī)10不運(yùn)行時(shí)才一天運(yùn)行一次。捕集器24也是全天運(yùn)行的。
相對(duì)于第一和第二實(shí)施例的普通方面，再進(jìn)行一些補(bǔ)充說明，好氧微生物和厭氧微生物是相結(jié)合而存在。
通常，當(dāng)微生物濃度很高時(shí)，如果停止曝氣，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)厭氧環(huán)境?？刂乒鈹嚢璨考?鼓風(fēng)機(jī))高/低量的目的，就是通過曝氣中卷入的空氣量，控制第一生物反應(yīng)器中溶解氧的數(shù)量。因此，在厭氧環(huán)境中，微生物的濃度異常高，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，溶解氧量將會(huì)減少。其原因是由于微生物消耗的氧量大于鼓風(fēng)機(jī)送入的氧量。因此，在一段時(shí)間中，第一生物反應(yīng)器中的溶解氧量將會(huì)減少到0。如果附著在1，1-二氯乙烯填料上的生物膜厚的話，其內(nèi)部是恒定的厭氧環(huán)境，生物膜剛被破碎后，微生物濃度相當(dāng)高，使得從生物膜中取得厭氧環(huán)境。圖7表示了曝氣與溶解氧之間的關(guān)系。在間歇運(yùn)行的第一實(shí)施例中，第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中的MLSS濃度是15000ppm，在曝氣狀況下，第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域的溶解氧量是等于或小于1.5ppm。使用一個(gè)始終保持在受控(如反相控制)轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的鼓風(fēng)機(jī)，溶解氧量將會(huì)減少到接近0ppm的水平。在第二實(shí)施例中，它是一個(gè)連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)，在第一生物反應(yīng)器33的上層區(qū)域中MLSS的濃度是25000ppm，因此，在曝氣條件下，溶解氧量等于或小于1.0ppm。在連續(xù)運(yùn)行的第二實(shí)施例中，微生物的濃度比間歇式運(yùn)行的第一實(shí)施例的微生物濃度要高，因此有可能將溶解氧減小到接近0ppm。
在第一和第二實(shí)施例中，當(dāng)曝氣時(shí)，混合液中存在好氧微生物和厭氧微生物這一條件被形成時(shí)，該曝氣基本上是用來攪拌的。當(dāng)將溶解氧量控制在低水平時(shí)，就產(chǎn)生了混合液中存在好氧和厭氧微生物的環(huán)境。在這種情況下，即使在厭氧環(huán)境中，好氧微生物也不會(huì)立即死去，一些好氧微生物將存活幾個(gè)小時(shí)。尤其是，在第一實(shí)施例中，用間歇方式處理含有顯色劑的廢水，即使厭氧環(huán)境持續(xù)12小時(shí)以上，好氧微生物都會(huì)無困難地繼續(xù)存活。因此，隨著微生物的濃度增加到特別高的濃度，溶解氧量將會(huì)逐漸減少，當(dāng)溶解氧量接近0時(shí)，生物膜被剝落并被破碎，由此取出厭氧微生物，因此在好氧微生物還存活時(shí)(好氧微生物和厭氧微生物同時(shí)存在的環(huán)境)，有可能迅速產(chǎn)生一個(gè)厭氧環(huán)境。
同時(shí)，隨著連續(xù)進(jìn)行曝氣運(yùn)行，在一般時(shí)間內(nèi)，溶解氧量將會(huì)增加，結(jié)果生物膜和污泥再次附著在1，1-二氯乙烯填料上，同時(shí)，在1，1-二氯乙烯填料上，厭氧微生物寄存在生物膜的內(nèi)部。值得一提的是，在曝氣條件下，厭氧微生物也不是馬上死的。
大體上，為了創(chuàng)造一個(gè)混合液中存在好氧和厭氧微生物的環(huán)境，必須要使(a)微生物濃度相當(dāng)高，以使厭氧環(huán)境是普遍的；(b)能夠控制攪拌曝氣鼓風(fēng)機(jī)(供氣攪拌部件)運(yùn)轉(zhuǎn)的高或低(當(dāng)用反相器時(shí))；以及(c)有一個(gè)填料，如1，1-二氯乙烯填料，在其上可以形成一個(gè)內(nèi)部是厭氧環(huán)境的厚的生物膜。
只將微生物膜從1，1-二氯乙烯填料上剝離下來的話，膜中所含的厭氧微生物還不易于用作微生物處理，因?yàn)檫@種厭氧微生物還沒有形成細(xì)小的絮片。為了使厭氧微生物更好地用于微生物處理，需要將生物膜從1，1-二氯乙烯填料上剝離下來，并將剝落下來的生物膜破碎成細(xì)小的厭氧微生物的絮片。
下面，描述一個(gè)基于上述第二實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)性的例子。
第一生物反應(yīng)器的尺寸是1米×2米×2米，第二生物反應(yīng)器的尺寸是1米×1.5米×1.7米。含有顯色劑的廢水被輸送到第一和第二生物反應(yīng)器中，約進(jìn)行兩個(gè)月的試運(yùn)行。該炭采用的是“Binchotan”炭，它是在約1000℃的溫度下通過碳化處理生成的。該蠔殼使用的是日本產(chǎn)的Toba(Mie-Ken)蠔殼，它們已被放置在陸地上一年了。從試運(yùn)行開始時(shí)，將住宅剩余的污泥引入裝置中，使得微生物污泥附著在第一生物反應(yīng)器內(nèi)的1，1-二氯乙烯填料8上。超過一個(gè)月以后，在第二生物反應(yīng)器內(nèi)的“Binchotan”炭和蠔殼表面稍微形成了一層象生物膜的東西，因此可以看出炭和蠔殼沒有變化，在炭和蠔殼上的生物膜是均勻的薄的生物膜，它還不是通常我們?cè)趶U水處理系統(tǒng)常用的生物轉(zhuǎn)盤或浸沒式生物濾池工藝中看到的那么厚的生物膜。
試運(yùn)行結(jié)束后，在超過三天的時(shí)間，測(cè)量進(jìn)入第一生物反應(yīng)器之前廢水的水質(zhì)，即，貯槽1的水質(zhì)，以及處理后的水質(zhì)，即，沉淀池23出口處的水質(zhì)。測(cè)量數(shù)據(jù)概括如下，還要對(duì)廢氣進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下所示。
<在第一生物反應(yīng)器入口處的水質(zhì)>
PH 12.3或更低BOD2800PPM或以下TMAH 4400ppm或以下SS 35ppm或以下氨形氮 1ppm或以下亞硝鹽酸中的氮 1ppm或以下總氮 650ppm或以下陽離子表面活性劑 33ppm或以下陰離子表面活性劑 6ppm或以下<在沉淀池出口處的水質(zhì)>
PH 6.4-7.2BOD10ppm或以下TMAH 1ppm或以下SS 10ppm或以下氨型氮 1ppm或以下亞硝酸鹽中的氮 1ppm或以下總氮 96ppm或以下陽離子表面活性劑 0.4ppm或以下陰離子表面活性劑 0.2ppm或以下從上述結(jié)果可以看出，在廢水處理裝置出口處的水質(zhì)證明本裝置具有很高的去除百分率，即TMAH的去除率大于99％，BOD的去除率大于99％，總氮的去除率大于80％，表面活性劑的去除率大于95％，值得注意的是，盡管各工業(yè)的控制標(biāo)準(zhǔn)有所變化。但總氮的控制標(biāo)準(zhǔn)值是每天不大于120ppm的最大值。
還要對(duì)廢氣和有氣味的氣體進(jìn)行測(cè)量，所得到的結(jié)果如下。
<在第二生物反應(yīng)器入口處的廢氣、有氣味的氣體的濃度>
氟化氫(廢氣) 小于或等于13ppm，氣味濃度(有氣味的氣體) 小于或等于47ppm<在第二生物反應(yīng)器出口處廢氣，有氣味的氣體的濃度>
氟化氫(廢氣) 小于或等于1ppm氣味濃度(有氣味的氣體) 小于或等于17ppm從上述結(jié)果，可以知道，在第二生物反應(yīng)器出口處廢氣和有氣味氣體的濃度，證明了相對(duì)于入口處的濃度去除百分比大于60％。
第三實(shí)施例下面的圖8表示的是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。第三個(gè)實(shí)施例是一個(gè)能處理含顯色劑的高濃度廢水的裝置，該顯色劑包括氮、表面活性劑，有色的組分等等，并能處理含有機(jī)物質(zhì)的高濃度廢氣。該第三實(shí)施例采取一種處理方法連續(xù)地處理含顯色劑的廢水和含有機(jī)物質(zhì)的廢氣。
如圖8所示，該第三實(shí)施例的裝置包括一個(gè)貯存槽51，一個(gè)第一生物反應(yīng)器52，一個(gè)第二生物反應(yīng)器53，一個(gè)反硝化池55，一個(gè)第三生物反應(yīng)器56和一個(gè)沉淀池57。
在貯存槽51中，貯存著高濃度的從半導(dǎo)體廠或液晶廠排放的含有顯色劑的廢水。一貯存槽泵58與該貯存槽51相連。該貯存槽泵58用于將貯存在貯存槽51中的廢顯色劑液體輸送到第一生物反應(yīng)器52中。
該第一生物反應(yīng)器52設(shè)置有一個(gè)第一反應(yīng)器噴淋區(qū)域60，該60作為第一個(gè)上層潤濕區(qū)域，以及一個(gè)第一下層浸沒區(qū)域61。該第一反應(yīng)器噴淋區(qū)域60有塑料填料62和炭63，它們?cè)谪Q直方向交替地堆疊。在本實(shí)施例中，選用的“Binchotan”炭作為炭63，其直徑等于或大于4-6cm，其長度等于或大于5cm。一格柵板65安裝在第一反應(yīng)器噴淋區(qū)域60的底部。該格柵板65支承著塑料填料62和炭63，它還有一個(gè)功能使液體和氣體隨意穿過。具體地說，市場(chǎng)有售的承重格柵等等都可用來作格板。在第一反應(yīng)器噴淋區(qū)域60的底部設(shè)置有一個(gè)抽氣機(jī)66。該抽氣機(jī)66將含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣輸送到上述底部區(qū)域。被引入到底部的廢氣穿過格柵板65、塑料填料62和該炭63，從第一生物反應(yīng)器52的最高層區(qū)域的廢氣區(qū)域67排出。
另一方面，該第一生物反應(yīng)器52的第一下層浸沒區(qū)域61有一個(gè)第一好氧接觸循環(huán)區(qū)域68和一個(gè)下層厭氧區(qū)域70。在第一接觸循環(huán)區(qū)域68和厭氧區(qū)域70之間，在該槽的側(cè)壁上設(shè)置有一隔板77。
該隔板77將第一循環(huán)接觸區(qū)域68與厭氧區(qū)域70清楚地分隔開。例如，當(dāng)?shù)谝幌聦咏]區(qū)域61的尺寸是約1米寬、2米深、2米高時(shí)，隔板77，從側(cè)壁適當(dāng)?shù)叵蚶锩嫱钩黾s10厘米。通常，隔板77的凸出尺寸是浸沒區(qū)域61的寬或深的約5-10％。
在隔板77的上部，在第一接觸循環(huán)區(qū)域68內(nèi)是1，1-二氯乙烯填料71。這里的1，1-二氯乙烯填料71與圖4A和4B所示的1，1-二氯乙烯填料29具有相同的結(jié)構(gòu)，都有一個(gè)使微生物易于生長的大表面。即使一般的活性污泥也很容易附著在1，1-二氯乙烯填料71上。附著在該1，1-二氯乙烯填料71上的污泥越多，溶解氧越難進(jìn)入如圖4A和4B所示的繩狀線體29b的內(nèi)部。結(jié)果，該1，1-二氯乙烯填料71被放置在一個(gè)厭氧環(huán)境中，生長起厭氧微生物。因此，與第一實(shí)施例相同，附著在該1，1-二氯乙烯填料71上的活性污泥越多，厭氧微生物的濃度就越高。該1，1-二氯乙烯填料71成為一個(gè)適于進(jìn)行厭氧處理的環(huán)境。
多片1，1-二氯乙烯填料71以給定間距安裝在兩個(gè)相對(duì)放置的平板之間。在上述1，1-二氯乙烯填料71上放置多個(gè)膜過濾器72。該膜過濾器72是水平放置的。
在該過濾器72的右端連接有一個(gè)管子，該管子與貯存槽泵73相連。貯存槽泵73的抽吸側(cè)面設(shè)置著該過濾器72。當(dāng)該貯存槽泵73運(yùn)行時(shí)，要被處理的水穿過該過濾器72被引入到泵73中。
在膜過濾器72和1，1-二氯乙烯填料71之間，設(shè)置有一膜過濾器擴(kuò)散管75。該擴(kuò)散管與一鼓風(fēng)機(jī)90相連。此外，一循環(huán)擴(kuò)散管76放置在略低于1，1-二氯乙烯填料71的垂直中心處，放置在其一側(cè)面上。此外，在靠近該過濾器72處，設(shè)置一個(gè)溶解氧儀82?；旧细鶕?jù)溶解氧儀82測(cè)得的溶解氧量來控制循環(huán)擴(kuò)散管76排放的空氣量。通常，排放的空氣量為1m3槽容量每天排放60-80m3的空氣。
一污泥剝離擴(kuò)散管78設(shè)置在厭氧區(qū)域70的底部，該污泥剝離擴(kuò)散管78與污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)91相連。此外，在靠近該厭氧區(qū)域70的側(cè)壁處，設(shè)置一個(gè)溶解氧儀81。污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)91每天的運(yùn)行時(shí)間取決于溶解氧儀81測(cè)得的溶解氧的濃度。
鼓風(fēng)機(jī)91每天的運(yùn)行時(shí)間很短。具體地說，每天在10分鐘之內(nèi)。也就是說，當(dāng)下層厭氧區(qū)域70的溶解氧濃度等于或大于0.3ppm時(shí)，就關(guān)掉污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)91。除此之外，污泥剝離擴(kuò)散管78排放的空氣量約是循環(huán)擴(kuò)散管76排放空氣量的兩倍，每1m3槽容量每天約排放120-160m3的空氣。該污泥剝離擴(kuò)散管78用來剝掉附著在1，1-二氯乙烯填料71上生長的污泥。此外，在污泥剝離擴(kuò)散管78的上面還設(shè)置了一個(gè)廢水引入管80。該管80與貯存槽泵58相連。
在第一下層浸沒區(qū)域61的厭氧區(qū)域70和第一接觸循環(huán)區(qū)域68被從廢水引入管80引來的廢水所浸沒。
該廢水引入管80上有多個(gè)小孔80a，它們按給定位置設(shè)置在管子的上部。廢水從這些小孔均勻地向上排放。
營養(yǎng)物泵95和營養(yǎng)物槽96與多個(gè)管子相連，這些管子與下層浸沒區(qū)域61的最高層區(qū)域相連。包括如磷酸和類似物的含磷的營養(yǎng)物質(zhì)被貯存在營養(yǎng)物槽96中。通過啟動(dòng)營養(yǎng)物泵95，將貯存在營養(yǎng)物槽96中的營養(yǎng)物質(zhì)輸送到下層浸沒區(qū)域61。營養(yǎng)物，例如磷酸幫助第一生物反應(yīng)器52中的厭氧和好氧微生物正常生長，及微生物的沉降。作為一種指導(dǎo)，營養(yǎng)物質(zhì)的加入量約是總流入氮量的20％。此外，醇作為一種氫供體也要加入到第一生物反應(yīng)器52中。借助于一個(gè)醇貯存槽和醇泵(圖中未表示)來加入醇。通常采用甲醇作為上述醇，即使采用用于半導(dǎo)體廠等廠產(chǎn)生的IPA廢液，也不會(huì)有特殊的功能問題。作為指導(dǎo)醇的加入量約是氮總量的兩倍。
該第二生物反應(yīng)器53包括一個(gè)作為第二上層潤濕區(qū)域的第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101。和一個(gè)作為第二下層浸沒區(qū)域的第二接觸循環(huán)區(qū)域102。該第二生物反應(yīng)器53還有一個(gè)氣動(dòng)提升泵103。該氣動(dòng)提升泵103的管線從第二接觸循環(huán)區(qū)域102的最下層，沿第二接觸循環(huán)區(qū)域102的側(cè)壁向上延伸，并穿過第二接觸循環(huán)區(qū)域102的頂部。此外，該氣動(dòng)提升泵103的管線還沿第二反應(yīng)噴啉區(qū)域101的側(cè)壁外側(cè)延伸，在比該側(cè)壁的垂直中心略微高些的上部彎曲成直角，穿過側(cè)壁，在噴淋區(qū)域101水平延伸，并到達(dá)對(duì)面的側(cè)壁。從鼓風(fēng)機(jī)92延伸出的管子與氣動(dòng)提升泵103的底部相連。此外，在噴淋部分101內(nèi)一部分氣動(dòng)提升泵103的管線還構(gòu)成了一個(gè)噴淋管104。
在第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101，在噴啉管104上設(shè)置有多個(gè)塑料填料105。此外，一格柵板65固定在噴淋區(qū)域101的底部。在格柵板65和噴淋管104之間，交替堆疊著塑料填料105和炭106。此外，在噴淋區(qū)域101的底部，在格柵板65的下面放置著一個(gè)排風(fēng)機(jī)107。該排風(fēng)機(jī)107用于將含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣輸送到底部區(qū)域。引入到底部區(qū)域中的廢氣穿過格柵板65，塑料填料105和炭106，從最高層的排放區(qū)108排出。
另一方面，該第二接觸循環(huán)區(qū)域102有炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110。該炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110交替地堆疊并封裝在網(wǎng)狀物109中。用“Binchotan”炭作炭106，蠔殼用作碳酸鈣礦物質(zhì)110?！癒ansuiseki”石灰石也可以用作碳酸鈣礦物質(zhì)。與人造填料相比，微生物很容易附著在“Binchotan”炭、蠔殼和“Kansuiseki”石灰石上，并很容易在其上生長。此外，由于“Binchotan”炭的比重不小于1，它在水中不會(huì)漂起，所以“Binchotan”炭適合作為填料。循環(huán)擴(kuò)散管111設(shè)置在循環(huán)區(qū)域102的底部。該循環(huán)擴(kuò)散管與一接觸循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)93相連。從該循環(huán)擴(kuò)散管111排出的空氣量可能是每立方米的第二接觸循環(huán)區(qū)域102的槽容量每天排放60-80m3的空氣。
從貯存槽泵73延伸出的管連接到循環(huán)區(qū)域102的上層，貯存槽泵73與第一接觸循環(huán)區(qū)域68相連。此外，循環(huán)區(qū)域102的底表面102a是傾斜的，以便使氣動(dòng)提升泵103的下端位于循環(huán)區(qū)域102的最低位置。由于底表面102a是傾斜的，從炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110上剝落的物質(zhì)自動(dòng)地被引入到氣動(dòng)提升泵103的下端。
在反硝化池55中，一個(gè)從第二接觸循環(huán)區(qū)域102的上層延伸來的管線被連接到池55的上層區(qū)域。該反硝化池55也包含炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110。該炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110交替地堆疊并封裝在一個(gè)網(wǎng)狀物113中。該網(wǎng)狀物113是用一種樹脂，如耐腐蝕的聚乙烯制造的，也可使用一不銹鋼筐來制造該網(wǎng)狀物。在反硝化池55中，設(shè)置有一個(gè)用于循環(huán)要被處理水的泵114。該反硝化池55是一個(gè)封閉池。建成封閉池的原因是因?yàn)?，如果反硝化?5是敞開的池，空氣中的氧氣會(huì)溶解在水中，使還原反應(yīng)不能進(jìn)行。醇作為一種氫供體，在圖中未表示，也要被加入到的反硝化池55中。通常用甲醇作為醇加到反硝化池55中。然而，也可以用半導(dǎo)體廠或液晶廠產(chǎn)生的廢IPA液。在本實(shí)施例中，使用的是廢IPA液。IPA的加入量是流入反硝化池55中的待處理水中總氮量的約三倍。
第三生物反應(yīng)器56包括一個(gè)作為第三上層潤濕區(qū)域的第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115，和一個(gè)作為第三下層浸沒區(qū)域的第三接觸循環(huán)區(qū)域116。此外，該第三生物反應(yīng)器56還包括一個(gè)氣動(dòng)提升泵117。該氣動(dòng)提升泵117的管線從第三接觸循環(huán)區(qū)域116的最下部，沿第三接觸循環(huán)區(qū)域116的側(cè)壁向上延伸。并穿過第三接觸循環(huán)區(qū)域116的頂部。此外，該氣動(dòng)提升泵117的管線再沿第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115側(cè)壁的外側(cè)延伸，在比該側(cè)壁的垂直中心略微高一點(diǎn)的上部彎曲成直角，穿過側(cè)壁，在該反應(yīng)噴淋區(qū)域115水平延伸，并到達(dá)對(duì)面的側(cè)壁。從鼓風(fēng)機(jī)92延伸出的管線與氣動(dòng)提升泵117的底部相連。此外，在該反應(yīng)噴淋區(qū)域115內(nèi)，一部分氣動(dòng)提升泵117的管線還構(gòu)成了一個(gè)噴淋管118。
在第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115，噴淋管118的上部設(shè)置有多個(gè)塑料填料105，此外，一格柵以65被安裝在噴淋區(qū)域115的底部。在格柵板65與噴啉管118之間，交替堆疊著塑料填料105和炭106。此外，在該反應(yīng)噴淋區(qū)域115的底部，在格柵板65的下面放置著一個(gè)排風(fēng)機(jī)121。該排風(fēng)機(jī)121用于將含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣輸送到反應(yīng)噴淋區(qū)域115的底部。引入到底部的廢氣穿過格柵板65、塑料填料105和炭106，從最高層的排放區(qū)122排出。
另一方面，第三接觸循環(huán)區(qū)域116有炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110。該炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110交替地堆疊并封裝在一網(wǎng)狀物123中。一循環(huán)擴(kuò)散管125被設(shè)置在第三接觸循環(huán)區(qū)域116的底部。該循環(huán)擴(kuò)散管125與一接觸循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)93相連。一個(gè)從反硝化池55延伸來的管線連接到第三循環(huán)區(qū)域116的上層。此外，該循環(huán)區(qū)域116的底表面116a是傾斜的，以便使氣動(dòng)提升泵117的下端位于循環(huán)區(qū)域116的最低位置。由于底表面116a是傾斜的，所以從炭106和碳酸鹽礦物質(zhì)110上剝落下來的物質(zhì)自動(dòng)地流到氣動(dòng)提升泵117的下端。除此之外，底表面116a的傾斜角要等于或大于10°。
從第三生物反應(yīng)器的第三接觸循環(huán)區(qū)域116的上層區(qū)域延伸來的一條管線與沉淀池57的上層區(qū)域的相連。此外，沉淀池57包括一個(gè)向該池57的最低點(diǎn)逐漸變小的底部57a，和一個(gè)從底部57a向上延伸的圓柱體部分57b。該沉淀池57還有一個(gè)捕集器126。該捕集器126在底部57a有一個(gè)錐形的收集部件126a。一個(gè)回流污泥泵127連接到底部57a的最低點(diǎn)。從污泥回流泵127延伸而來的回流管128，連接到第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60的頂部，第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101的頂部以及第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115的頂部。污泥回流泵127有這樣一個(gè)功能，即抽吸聚積在底部57a中的污泥，并借助于回流管分別將抽吸到的污泥回流到第一、第二和第三反應(yīng)噴淋區(qū)域60、101和115中。此外，處理后的上層清液，已經(jīng)被分離成固體和液體，能從沉淀池57的頂層區(qū)域排出。
在本實(shí)施例中，選用蠔殼作為第二生物反應(yīng)器53，反硝化池55和第三生物反應(yīng)器56中的碳酸鈣礦物質(zhì)110。相反，盡管蠔殼價(jià)格是最便宜的，但也可使用珊瑚，“Kansuiseki”石灰石或大理石。希望選擇那些放置在陸地約一年之久，并完全沒有任何常見的氣味的蠔殼。微生物很容易在蠔殼表面生長并形成生物膜。
在具有上述構(gòu)造的廢水處理裝置中，首先將半導(dǎo)體廠和液晶廠排放的含有顯色劑的高濃度廢水貯存在貯存槽51中。另一方面，借助于排風(fēng)機(jī)66、107、121，將生產(chǎn)裝置排出的含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣引到第一生物反應(yīng)器52、第二生物反應(yīng)器53和第三反應(yīng)器56中。
借助于貯存槽泵58將待處理的水，從貯存槽51輸送到第一生物反應(yīng)器52的下層浸沒區(qū)域61。然后，如圖8所示，使厭氧區(qū)域70和第一接觸循環(huán)區(qū)域68被浸沒在要被處理水中。此外，從鼓風(fēng)機(jī)90來的空氣從循環(huán)擴(kuò)散管76中被排放。空氣的排放量為每天每立方米的槽容量排放60-80m3的空氣。該第一接觸循環(huán)區(qū)域68是好氧的。更具體地說，根據(jù)溶解氧儀測(cè)得的溶解氧濃度來控制鼓風(fēng)機(jī)90的運(yùn)行。
隨著運(yùn)行時(shí)間的流逝，含有微生物的污泥附著在第一接觸循環(huán)區(qū)域68的1，1-二氯乙烯填料71上，并在其上生長。從污泥剝離擴(kuò)散管78排放的空氣，約一天進(jìn)行兩次地將1，1-二氯乙烯填料71上附著并生長的微生物剝離下來。此外，從污泥剝離擴(kuò)散管78排放的空氣，還能使厭氧區(qū)域70大約一天兩次地變成好氧環(huán)境，以便抑制由厭氧微生物長時(shí)間存活而產(chǎn)生的氣體。這種對(duì)生成氣體的抑制能夠防止厭氧微生物污泥向上進(jìn)入第一接觸循環(huán)區(qū)域68。污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)91每天的運(yùn)行時(shí)間取決于溶解氧儀81測(cè)得的溶解氧濃度。具體地說，其運(yùn)行時(shí)間很短，作為一種指導(dǎo)，10分鐘或更短些就足夠了。另外，當(dāng)溶解氧儀81測(cè)得的厭氧區(qū)域70的溶解氧濃度等于或大于0.3ppm，就關(guān)掉污泥剝離鼓風(fēng)機(jī)91。
另一方面，從1，1-二氯乙烯填料71上脫落下來的微生物污泥，其表面有很高濃度的好氧微生物，其內(nèi)部有很高濃度的厭氧微生物。當(dāng)通過上述剝離，使內(nèi)部的厭氧微生物剝落后，出現(xiàn)了細(xì)小的厭氧微生物。這些厭氧微生物能夠有效地用于待處理水的反硝化處理中。事實(shí)上，當(dāng)通過曝氣將微生物的絮片剝離并被打碎后，在第一生物反應(yīng)器52的第一接觸循環(huán)區(qū)域68的微生物濃度迅速增加。由于高濃度的微生物不僅包括好氧微生物，而且還包括厭氧微生物，借助于這些各種各樣的微生物不僅能處理待處理水中的有機(jī)物，而且還能處理硝酸鹽氮，也就是反硝化。
希望將第一生物反應(yīng)器52中第一接觸循環(huán)區(qū)域68的微生物濃度折合成MLSS控制在約等于或大于25000ppm，此外，最好第一生物反應(yīng)器52中厭氧區(qū)域70的微生物濃度折合成MLSS等于或大于35000ppm。從而能高效率地處理高濃度的含有顯色劑的有機(jī)廢水。
在第一生物反應(yīng)器52的下層浸沒區(qū)域61處理后的廢水，穿過膜過濾器72作為上層清液借助于一個(gè)貯存槽泵73，用泵輸送到第二生物反應(yīng)器53中。
另一方面，通過排風(fēng)機(jī)66引入的廢氣被引入到作為第一生物反應(yīng)器52上層潤濕區(qū)域的第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60中。就廢氣處理來說，除了由排風(fēng)機(jī)66引入的廢氣以外，還有第一生物反應(yīng)器52自身產(chǎn)生的有氣味的氣體。在本實(shí)施例中，當(dāng)微生物濃度折合成MLSS約等于或大于25000ppm時(shí)(即在極高的濃度條件下)，第一生物反應(yīng)器52的第一接觸循環(huán)區(qū)域68就運(yùn)行。因此，在第一接觸循環(huán)區(qū)域68中會(huì)產(chǎn)生一些有氣味的氣體。然而，有氣味的氣體的量少于傳統(tǒng)厭氧池所產(chǎn)生的有氣味的氣體的量。這是因?yàn)榈谝唤佑|循環(huán)區(qū)域68不是在厭氧環(huán)境中，而總是在好氧環(huán)境中。換句話說，盡管使用部分厭氧微生物來處理廢水，但是第一接觸循環(huán)區(qū)域68始終是在曝氣環(huán)境下。因此，第一生物反應(yīng)器52是一個(gè)產(chǎn)生的有氣味的氣體量遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)厭氧池所產(chǎn)生的有氣味氣體量的裝置。
來自生產(chǎn)設(shè)施的含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣與第一生物反應(yīng)器52本身產(chǎn)生的有氣味的氣體，被引入到第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60，借助于一個(gè)排風(fēng)機(jī)66將來自生產(chǎn)設(shè)施的含有有機(jī)物質(zhì)，如IPA有機(jī)溶劑和其類似物的廢氣，引入到第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60。
在第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60的頂部，噴灑來自回流污泥泵127的含有生物膜的回流污泥。該回流污泥含有從第三接觸循環(huán)區(qū)域116剝落的生物膜?；亓魑勰喔街诮惶娑询B的塑料填料62和炭63上。結(jié)果，在塑料填料62和炭63上形成了牢固的生物膜。該生物膜對(duì)廢氣進(jìn)行生物處理。
此外，由于裝填在第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60中的炭63具有吸附能力，該炭63可以吸附廢氣中的有機(jī)物。被炭63吸附的有機(jī)物再通過生長在炭63內(nèi)部的微生物進(jìn)行生物處理。希望選用具有吸附能力的烏木作為炭63。吸附后，用在第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60中生長的微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物處理。因此，在本實(shí)施例中。炭63不必取代。本實(shí)施例與任何傳統(tǒng)的采用活性炭處理廢氣的系統(tǒng)相比，可使運(yùn)行費(fèi)用大大降低。
借助于貯存槽泵73將經(jīng)過第一生物反應(yīng)器52處理過的廢水引入到第二生物反應(yīng)器53的第二接觸循環(huán)區(qū)域102中。從循環(huán)擴(kuò)散管111排放出的空氣，對(duì)被引入到第二接觸循環(huán)區(qū)域102的待處理水進(jìn)行攪拌，并使它在第二接觸循環(huán)區(qū)域102內(nèi)循環(huán)。從循環(huán)擴(kuò)散管111排放的空氣量為每天每立方米循環(huán)區(qū)域102的容量排放60-80m3。用生長在交替堆疊的碳酸鈣礦物質(zhì)110和炭106上的微生物來處理待處理的廢水。
從循環(huán)擴(kuò)散管111排放出來的空氣將含有微生物的生物膜剝離下來，上述微生物生長在碳酸鈣礦物質(zhì)110和炭106中和其上。此外，當(dāng)從循環(huán)擴(kuò)散管111排放的空氣量的增加超過正常運(yùn)行時(shí)，更可以促使生物膜剝離下來。剝落下來的生物膜沉淀并堆積在底表面102a上，并成為生物膜污泥。該生物膜污泥沿著底表面102a，向氣動(dòng)提升泵103的下端流動(dòng)，并通過氣動(dòng)提升泵103與要被處理的水一起被抽走，再與被處理的水一起從噴淋管104被噴出并被引入到第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101中。從而，使生物膜污泥附著在塑料填料105和炭106上，并使微生物生長。用微生物處理來自排風(fēng)機(jī)107引出的含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣。當(dāng)被處理的水噴灑，部分降落時(shí)，以及當(dāng)它回流到第二接觸循環(huán)區(qū)域102時(shí)，向生物膜污泥提供了充足的氧氣，并將它用于對(duì)廢水進(jìn)行微生物處理。
另一方面，含有顯色劑包括作為顏料組分的防染劑(resist)的廢水，色度約為4500度。首先，廢水中的防染劑被吸附在裝填在第二接觸循環(huán)區(qū)域102中炭106上。其次，吸附在炭106上的防染劑被生長在炭106其中和其上的各種微生物進(jìn)行生物處理。因此，具有各種類型微生物的炭能被稱作生物活性炭。
碳酸鈣礦物質(zhì)110具有中和被處理水中酸的功能，當(dāng)待處理水中含有的氮化合物被生物氧化時(shí)，就產(chǎn)生了亞硝酸鹽氮和/或硝酸鹽氮。如果在第二接觸循環(huán)區(qū)域中的接觸反應(yīng)時(shí)間足夠長，廢水中含有的表面活性劑，顏料組分和氮化合物都能被有效地還原。
接下來，用重力流的方法，將被處理的水從第二生物反應(yīng)器53的第二接觸循環(huán)區(qū)域102引入到反硝化池55中。在反硝化池55中，被處理水中含有的硝酸鹽氮被還原成氮?dú)?，從而?duì)水進(jìn)行反硝化處理。在反硝化池55中，炭106(“Binchotan”炭)和碳酸鈣礦物質(zhì)110用與第二接觸循環(huán)區(qū)域102相同的方式裝填?！癇inchotan”炭106發(fā)揮了吸附顏料組分的物理作用，并起到了作為厭氧微生物固定載體的作用，即生物作用。
放置在反硝化池55中的循環(huán)泵114對(duì)池中的被處理水進(jìn)行循環(huán)，使水與炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110充分接觸。此處放置傳統(tǒng)的攪拌器或水中攪拌器，來代替循環(huán)泵114。對(duì)于池中的待處理水來說，重要的是要與炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110充分接觸。因?yàn)榉聪趸?5是一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)，空氣中的氧氣不能溶解到池中。因此，在缺氧狀況下能夠進(jìn)行還原反應(yīng)。此外，由于醇作為一種氫供體被加入到反硝化池55中，反硝化處理后的水的COD值將會(huì)增加。其次，COD值增加的水被引入到第三生物反應(yīng)器56中，以便降低COD值并還原顏料組分。
在第三生物反應(yīng)器56中，用與第二生物反應(yīng)器53相同的方式，該氣動(dòng)提升泵117將待處理水從第三接觸區(qū)域116引入到第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115，并從噴淋管118中噴灑出水。隨著時(shí)間的流逝，炭106和塑料填料105上形成了生物膜，用該生物膜來處理廢水和廢氣。在第三接觸循環(huán)區(qū)域116，用生長在炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110上的微生物來處理廢水。因此，降低被處理水的COD值。并用微生物處理被處理水中的顏料組分。
至于廢氣，在第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115中，廢氣既受到生物膜的生物處理，又以與在第二生物反應(yīng)器53相同的方式受到物理吸附處理。
在第三接觸循環(huán)區(qū)域116的底部設(shè)置的擴(kuò)散管125中，來控制排放空氣量的強(qiáng)和弱。通過反向控制接觸循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)93來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)和弱的控制。擴(kuò)散管125排放的空氣將附著在炭106和碳酸鈣礦物質(zhì)110上的生物膜剝離下來。借助于氣動(dòng)提升泵117，很容易將脫落的生物膜引入到第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115。此外，由于底表面116a是傾斜的，所以脫落掉的生物膜很容易流向氣動(dòng)提升泵117。底表面116a的傾斜度與第二生物反應(yīng)器53的底表面102a的傾斜度相同。在第三生物反應(yīng)器56中，與在第二反應(yīng)器53中相同，廢水受到第三接觸循環(huán)區(qū)域116和第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115的三維(空間)的處理。
接下來，將被處理水從第三生物反應(yīng)器56引入到沉淀池57中。在沉淀池57中，水中的固體物質(zhì)沉淀，使得水被分離成固體和液體。在沉淀池57之前，被處理的水已經(jīng)穿過第一和第二生物反應(yīng)器52，53，反硝化池55以及第三生物反應(yīng)器56，經(jīng)過了四步處理。因此，沉淀在沉淀池57中的固體物質(zhì)比第一和第二實(shí)施例中沉淀的固體物質(zhì)要少得多。在沉淀池57中的固體物質(zhì)亦生物污泥被收集器126的收集部件126a所收集，然后引入到第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60，第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101，以及第三反應(yīng)噴淋區(qū)域115中。這樣，回流到每一個(gè)反應(yīng)噴淋區(qū)域60，101，115中的該生物污泥對(duì)廢氣處理是很有用的，在每一個(gè)反應(yīng)噴淋區(qū)域60，101，115，向這些生物污泥提供氧氣，并回流到每一個(gè)接觸循環(huán)區(qū)域68、102、116中。通過含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣的數(shù)量和濃度確定回流污泥的量，并將回流污泥引到每一個(gè)反應(yīng)噴淋區(qū)域60、101、115。
在每一個(gè)池53、55、56中，選用蠔殼作為碳酸鈣填料110。盡管蠔殼最便宜，但是也可以用珊瑚、“Kansuiseki”石灰石和大理石。要求選用那些在陸地上放置約一年之久，并且根本沒有任何普通的有氣味的蠔殼。當(dāng)廢水在接觸循環(huán)區(qū)域102、116，借助于循環(huán)擴(kuò)散管111、125重復(fù)循環(huán)時(shí)，廢水受到附著在蠔殼表面的生物膜的過濾處理。因此，本實(shí)施例無需設(shè)置圖12所示的快濾塔148。
接著，根據(jù)圖8所示的第三實(shí)施例和圖12所示的已有技術(shù)的比較實(shí)驗(yàn)例，對(duì)處理后的水的水質(zhì)和處理后的氣體的濃度進(jìn)行敘述。
首先，在第三實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)裝置包括容量為1.3m3的第一生物反應(yīng)器52，容量為0.6m3的第二接觸循環(huán)區(qū)域102，容量為0.4m3的反硝化池55，容量為0.3m3的第三接觸循環(huán)區(qū)域116，容量為0.1m3的沉淀池57，容量為0.6m3的第一反應(yīng)噴淋區(qū)域60，容量為0.3m3的第二反應(yīng)噴淋區(qū)域101，以及容量為0.15m3的第三噴淋區(qū)域115。約在1000℃碳化的“Binchotan”炭裝填在第二接觸循環(huán)區(qū)域102，反硝化池55，以及第三接觸循環(huán)區(qū)域116中。此外，使用由日本的Toba of Mie-Ken生產(chǎn)的，在陸地上放置一年之久的并且?guī)缀醪粠魏螝馕兜南枤ぁ?br> 如圖12所示的已有技術(shù)實(shí)例的廢水處理數(shù)據(jù)，取自IC工業(yè)文獻(xiàn)。將第三實(shí)施例實(shí)驗(yàn)單元的廢水處理數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)實(shí)例的廢水處理數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。在實(shí)驗(yàn)中，第三實(shí)施例的裝置先試運(yùn)行大約三個(gè)月，然后再收集處理數(shù)據(jù)。
含有顯色劑的廢水被引入到第一生物反應(yīng)器中，經(jīng)過約三個(gè)月的試運(yùn)行后，處理后的水質(zhì)是穩(wěn)定的。住宅的過量污泥從試運(yùn)行開始時(shí)就被加入，使得微生物污泥能夠附著在第一生物反應(yīng)器52內(nèi)的1，1-二氯乙烯填料71上。開始時(shí)，第二接觸循環(huán)區(qū)域102中的“Binchotan”炭和蠔殼根本沒有變化，然而，一個(gè)月或一個(gè)多月過去后，在它們的表面略微形成了一些像生物膜的東西。在炭和蠔殼上出現(xiàn)的生物膜是非常薄的生物膜，它們不象在廢水處理如旋轉(zhuǎn)生物盤工藝和浸沒式生物床工藝中所用的接觸材料上通常出現(xiàn)的生物膜那么厚。
試運(yùn)行完成后，在進(jìn)入第一生物反應(yīng)器52之前的水質(zhì)，即貯存槽51的水質(zhì)，以及在沉淀池57出口處的水質(zhì)，收集三天的測(cè)量數(shù)據(jù)。其結(jié)果如下所示。此外，關(guān)于含有有機(jī)物質(zhì)的廢氣，處理前后的測(cè)量結(jié)果如下所示。在本實(shí)施例中，當(dāng)在進(jìn)口和出口測(cè)量含有有機(jī)物的廢氣的濃度時(shí)，所有廢水處理的鼓風(fēng)機(jī)(90、91、92、93)都要停一段很短的時(shí)間。這是因?yàn)楣娘L(fēng)機(jī)帶入的空氣將要影響廢氣濃度的測(cè)量結(jié)果。
<在圖8所示第三實(shí)施例的第一生物反應(yīng)器52進(jìn)口處的水質(zhì)PH小于或等于12.3BOD 小于或等于2500ppmCOD 小于或等于2600ppmTOC 小于或等于4000ppmTMAH 小于或等于7800ppmSS小于或等于35ppm總氮 小于或等于800ppm陽離子表面活性劑 小于或等于33ppm陰離子表面活性劑 小于或等于6ppm色度 小于或等于4500度<在圖8所示沉淀池57出口處的水質(zhì)>PH小于或等于6.4-8.6BOD 小于或等于5ppmCOD 小于或等于5ppmTOC 小于或等于5ppmTMAH 小于或等于1ppmSS小于或等于10ppm總氮 小于或等于20ppm陽離子表面活性劑 小于或等于0.4ppm陰離子表面活性劑 小于或等于0.2ppm色度 小于或等于5度從以上結(jié)果可以看出，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，關(guān)于在廢水處理裝置出口處處理后的水，對(duì)于在入口處廢水所含有每種組分的去除百分比分別是TMAH的去除率≥99％，BOD的去除率≥99％，總氮的去除率≥95％，表面活性劑的去除率≥95％，色度的去除率≥99％。也就是說，根據(jù)第三實(shí)施例的裝置得到的處理后的水的水質(zhì)與如下所示的，由圖12所示的已有處理工藝得到的處理后的水質(zhì)相類似的。
<在圖12所示的已有技術(shù)實(shí)施例中，在活性炭吸附塔149出口處的水質(zhì)>
PH 7.2-8.6BOD ≤5ppmCOD ≤5ppmTOC ≤5ppmTMAH≤1ppmSS ≤5ppm總氮≤20ppm陽離子表面活性劑≤0.4ppm陰離子表面活性劑≤0.2ppm色度≤5度此外，廢氣的結(jié)果如下所示。
<在圖8所示第一、第二和第三反應(yīng)噴淋區(qū)域的入口處廢氣的濃度>
異丙醇(廢氣) ≤3ppm<在圖8所示的第一、 第二和第三噴淋區(qū)域的出口處廢氣的濃度>
異丙醇(廢氣) ≤1ppm從上述結(jié)果可以看出，廢氣在第一、第二和第三反應(yīng)噴淋區(qū)域出口處的濃度與進(jìn)口處的濃度相比減少了60％或60％以上。
從根據(jù)第三實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)實(shí)例中可以看到，含有包括氮、顏料組分和表面活性劑的顯色劑廢水得到了可靠的處理。此外，含有IPA和其類似物的有機(jī)物質(zhì)的廢氣也得到了可靠的處理。換句話說，第三實(shí)施例的廢水處理方法與已有技術(shù)相比，用更簡單的設(shè)施，能夠更有效和更經(jīng)濟(jì)地處理含有氮、顏料組分、表面活性劑的廢水和廢氣。
以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，很顯然，上述情況可以用許多方法進(jìn)行變換。這些變換不應(yīng)被看作是背離了本發(fā)明的精神和范圍，所有那些對(duì)本專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的變化都應(yīng)包括在后面權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種廢水處理的裝置，包括一個(gè)第一生物反應(yīng)器，它包括一個(gè)具有引入被處理廢水的進(jìn)水管和一個(gè)曝氣部件的下層區(qū)域，以及一個(gè)裝填有1，1-二氯乙烯填料的上層區(qū)域；一個(gè)用來控制位于第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的曝氣部件的運(yùn)行和停止的曝氣控制部件；以及一個(gè)第二生物反應(yīng)器，它包括一個(gè)使被處理水從第一生物反應(yīng)器引入其中的接觸循環(huán)區(qū)域，和一個(gè)為接觸循環(huán)區(qū)域曝氣的曝氣擴(kuò)散器，上述接觸循環(huán)區(qū)域裝填有炭和碳酸鈣填料。
2.如權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置。進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)置在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中，1，1-二氯乙烯填料之上的膜過濾器。
3.如權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)將第一生物反應(yīng)器最高層區(qū)域中的廢氣引入到第二生物反應(yīng)器接觸循環(huán)區(qū)域的廢氣輸送擴(kuò)散器。
4.如權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于該第一生物反應(yīng)器在其上層區(qū)域和下層區(qū)域之間設(shè)置有一個(gè)隔板，以便抑制上層和下層區(qū)域間的對(duì)流。
5.如權(quán)利要求1所述的廢水處理裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)置在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域中的，為上層區(qū)域提供空氣的供氣攪拌部件；以及一個(gè)控制供氣攪拌部件在高和低水平運(yùn)行的控制部件。
6.如權(quán)利要求4所述的廢水處理裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)置在第一生物反應(yīng)器上層區(qū)域的，為該上層區(qū)域提供空氣的供氣攪拌部件；以及一個(gè)控制供氣攪拌部件運(yùn)行到高和低水平的控制部件。
7.一種廢水處理方法，包括以下步驟借助于一個(gè)進(jìn)水管將待處理廢水引入第一生物反應(yīng)器的下層區(qū)域，在該下層區(qū)域進(jìn)行厭氧處理，然后將被處理水引入第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域；啟動(dòng)和關(guān)閉設(shè)置在第一生物反應(yīng)器下層區(qū)域的曝氣部件，以便暫時(shí)產(chǎn)生一個(gè)厭氧和好氧微生物都存在于混合液中的微生物環(huán)境，并在這種混合微生物的環(huán)境中對(duì)水進(jìn)行處理；以及將被處理的水從第一生物反應(yīng)器引入到第二生物反應(yīng)器，使被引入的水進(jìn)入第二生物反應(yīng)器的接觸循環(huán)區(qū)域，從而使水與裝填在接觸循環(huán)區(qū)域中的炭和碳酸鈣填料相接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的廢水處理方法，其特征在于通過在第一生物反應(yīng)器的上層區(qū)域持續(xù)不斷地通入空氣，使被處理水循環(huán)流動(dòng)，以便通過膜過濾器，并且穿過該膜過濾器將附近的水引入第二生物反應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求7所述的廢水處理方法，其特征在于將廢氣引入第一生物反應(yīng)器的最高層區(qū)域，與在第一生物反應(yīng)器廢水處理過程中產(chǎn)生的氣體相混合，生成的氣體混合物被引入第二生物反應(yīng)器中，從而在處理廢水的同時(shí)對(duì)廢氣進(jìn)行了處理。
10.一種廢水處理裝置，包括一個(gè)第一生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器有一個(gè)裝填有炭和塑料填料的第一上層浸濕區(qū)域，廢氣從下面穿過該區(qū)域向上流動(dòng)，和一個(gè)裝填有1，1-二氯乙烯填料的第一下層浸沒區(qū)域，一個(gè)設(shè)置在1，1-二氯乙烯填料附近的供氣攪拌部件，以及一個(gè)設(shè)置在1，1-二氯乙烯填料下面的輸送被處理廢水的引水管和一個(gè)污泥剝離擴(kuò)散器；一個(gè)第二生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器有一個(gè)裝填有炭和塑料填料的第二上層浸濕區(qū)域，廢氣從下面穿過該區(qū)域向上流動(dòng)，一個(gè)裝填有炭和碳酸鈣礦物質(zhì)的第二下層浸沒區(qū)域，以及一個(gè)將廢水從第一生物反應(yīng)器的第一下層浸沒區(qū)域引入第二下層浸沒區(qū)域的引水部件；一個(gè)反硝化池，該池有一個(gè)將廢水從第二生物反應(yīng)器的第二下層浸沒區(qū)域引入池中的引水部件，以及一個(gè)使引入的廢水循環(huán)的循環(huán)部件；一個(gè)第三生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器有一個(gè)里面裝填著炭和塑料填料的第三上層浸濕區(qū)域，廢氣由下至上地穿過該區(qū)域，一個(gè)里面裝填著炭和碳酸鈣礦物質(zhì)的第三下層浸沒區(qū)域，以及一個(gè)將廢水從反硝化池引入第三下層浸沒區(qū)域的引水部件；一個(gè)沉淀池，在該池中，來自第三生物反應(yīng)器的第三浸沒區(qū)域的廢水在該池中被分離成固體和液體，上層清液從沉淀池中排出。該沉淀池有一個(gè)污泥回流部件，它將固-液分離沉淀出的污泥回流到該第一生物反應(yīng)器的第一上層浸濕區(qū)域，該第二生物反應(yīng)器的第二上層浸濕區(qū)域，以及該第三生物反應(yīng)器的第三上層浸濕區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的廢水處理裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)膜過濾器，它設(shè)置在第一生物反應(yīng)器的第一浸沒區(qū)域中的1，1-二氯乙烯填料的上面，以及一個(gè)膜過濾器的擴(kuò)散管，它設(shè)置在膜過濾器與1，1-二氯乙烯填料之間。
12.如權(quán)利要求10所述的廢水處理裝置，其特征在于炭和碳酸鈣礦物質(zhì)裝填在反硝化池中。
13.如權(quán)利要求10所述的廢水處理裝置，其特征在于第二生物反應(yīng)器的第二下層浸沒區(qū)域有一個(gè)供氣攪拌部件，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)控制第一和第二生物反應(yīng)器中供氣攪拌部件運(yùn)行功率的供氣控制部件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢水處理裝置，它能夠處理高濃度的含有含氮和表面活性劑的長效化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)還帶有少量廢氣的廢水，而且該裝置結(jié)構(gòu)簡單。該裝置包括一個(gè)第一生物反應(yīng)器，它包括一個(gè)帶有引入被處理廢水的進(jìn)水管和一個(gè)曝氣部件的下層區(qū)域，以及一個(gè)裝填有1，1-二氯乙烯填料的上層區(qū)域；該裝置還包括一個(gè)第二生物反應(yīng)器，它有一個(gè)裝填有炭和碳酸鈣填料的填料裝填區(qū)域；該裝置還有一個(gè)將第一生物反應(yīng)器的最高層區(qū)域中產(chǎn)生的廢氣引入上述填料裝填區(qū)域的廢氣輸送擴(kuò)散管。被處理的廢水在下層區(qū)域接受厭氧處理，在上層區(qū)域既接受好氧處理又接受厭氧處理。此外，在第二生物反應(yīng)器，對(duì)被處理水再進(jìn)行好氧處理，與此同時(shí)，對(duì)來自第一生物反應(yīng)器的廢氣也進(jìn)行好氧處理。
文檔編號(hào)B01D53/84GK1127224SQ9511634
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月3日
發(fā)明者山崎和幸, 片岡正紀(jì), 今津史郎, 松浦憲治 申請(qǐng)人:夏普公司