專利名稱：水處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用微生物固定化載體而成的水處理系統(tǒng)，特別是涉及可使BOD和氨性氮兩者都有效降低的水處理系統(tǒng)。
背景技術：
以往，多通過向使用活性污泥等的廢水處理裝置中投放微生物固定化載體來提高水處理速度。為此，作為固定化用載體已知的有，含水凝膠載體、塑料載體等。
含水凝膠載體為使用聚乙烯醇和親水性高分子多糖類等的親水性高分子化合物的含水率高的凝膠狀載體，在水中由于水而膨潤，從而具有優(yōu)異的微生物附著性(例如，參見特公昭62-19837號公報)。
此外，塑料載體為由聚丙烯等親水性不太高的原料做成的載體，為了提高它的微生物附著性，多使載體表面具有凹凸，為了增加與微生物的接觸面積，多將其加工成管狀等形狀而使用。也有人公開，為了增加與微生物的接觸面積而將塑料加工成多孔質(zhì)狀(例如，參見特開2001-62477號公報)。
通過使用這些固定化載體，廢水處理效率得到增加，但是人們希望進一步增加廢水處理效率，特別是，當廢水中同時含有很多的BOD和氨性氮的情況下，強烈要求提高此時的廢水處理效率，但是到目前為止，使用固定化載體還沒有得到充分的效果。
本發(fā)明旨在提供可以有效處理同時混有BOD和氨性氮的廢水的水處理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者為了實現(xiàn)上述目的作了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，在廢水的曝氣處理時并用含水凝膠載體和塑料載體，由此可以有效地處理同時混有BOD和氨性氮的廢水，從而完成了本發(fā)明。
也就是，本發(fā)明提供水處理系統(tǒng)，其為包括在排水裝置中使用微生物固定化載體在好氣性條件下處理廢水的水處理系統(tǒng)，其特征在于，將(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體并用作為固定化用載體。
本發(fā)明的水處理系統(tǒng)為，在廢水的曝氣處理時，并用(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體作為用以固定化微生物的載體(以下稱固定化用載體)，通過此并用可以有效地減少廢水中的BOD和氨性氮。
通常處理BOD負荷和氨性氮負荷兩者都高的廢水時，不能使兩成分均等地減少，通常必須先將BOD或氨性氮的其中一方減少到目的濃度以下，然后通過后序處理將剩余的另一方處理為目的濃度以下。
本發(fā)明中，通過并用(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體作為固定化用載體，發(fā)現(xiàn)可以使水處理效率大幅提高，這可以推測是因為，含水凝膠載體比較容易保持硝化菌，而塑料載體比較容易保持BOD植菌(P2標記1)，所以與只使用(A)含水凝膠載體或(B)塑料載體中的某一方的情況相比，并用兩載體時，BOD和氨性氮的處理可以均衡地很好進行，所以可以提高水處理效率。
也就是，本發(fā)明中，根據(jù)廢水成分調(diào)整(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體的比率，由此可以大大提高廢水處理的效率；例如，對于BOD負荷大的廢水，增加(B)塑料載體的比率，反之，對于氨性氮負荷大的廢水，增加(A)含水凝膠載體的比率，由此可以使水處理效率得到格外的提高。因此，特別是對于廢水成分沒有大的變動的情況，通過最初調(diào)整(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體的比率，可以最大限度地發(fā)揮本發(fā)明的效果。
以下，對本發(fā)明的水處理系統(tǒng)做進一步的詳細說明。
(A)含水凝膠載體本發(fā)明水處理系統(tǒng)所用(A)含水凝膠載體為，在水中吸收水而膨潤的親水性高分子物質(zhì)，其在水中的凝膠載體的含水率為25％以上，優(yōu)選50％以上、更優(yōu)選75％以上。所述載體，例如可以舉出聚乙二醇系凝膠載體、聚乙烯醇系凝膠載體、利用水溶性高分子多糖類的光固化粒狀凝膠載體等，此外，作為載體形狀，沒有特別限制，例如可為粒狀、長方體狀、圓筒狀、板狀等。
作為(A)含水凝膠載體，可以使用市售品，具體的可舉出，作為聚乙二醇系凝膠載體例如有水凝膠(日清紡社制)、パイオエヌキユ-ブ(日立プラント社制)等，作為聚乙烯醇系凝膠載體例如有クラグ-ル(クラレ社制)等，作為利用水溶性高分子多糖類的光固化粒狀凝膠載體例如有KPパ-ル(關西涂料社制)等。
其中，利用水溶性高分子多糖類的光固化粒狀凝膠載體，微生物容易附著，此外，載體粒子的強度優(yōu)異可以經(jīng)受長期使用，所以特別優(yōu)選使用這種載體。
上述利用水溶性高分子多糖類的光固化粒狀凝膠載體例如可通過如下方法得到，即，將水性液狀組合物滴加到含有堿金屬離子或多價金屬離子的水性介質(zhì)中，使該組成物凝膠化成粒狀，接著用活性光線照射所得粒狀凝膠，使該粒狀凝膠中的光固化樹脂固化，由此而得到所述凝膠載體，其中該水性液狀組合物含有1分子中至少具有2個乙烯性不飽和鍵的親水性光固化樹脂(a)、光聚合引發(fā)劑(b)和通過與堿金屬離子或多價金屬離子的接觸而具有凝膠化能力的水溶性高分子多糖類(c)。其詳細制法記載于專利第3242927號公報等，這里想?yún)⒄赵摴珗蟆?br> (B)塑料載體本發(fā)明中與上述(A)含水凝膠載體組合使用的(B)塑料載體為，與(A)含水凝膠載體相比，其相對的親水性程度低，作為其材質(zhì)例如可舉出，聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚乙烯醇縮甲醛樹脂、聚氨酯樹脂等，其中，從容易處理等方面考慮，優(yōu)選以聚丙烯系樹脂為主的載體。載體的形狀沒有特別的限制，例如可以為粒狀、長方體狀、圓筒狀、板狀等。為了提高微生物附著性和使與廢水的接觸面積增加，可以對塑料載體(B)實施使其載體表面具有凹凸或者使其成為中空狀、成為多孔質(zhì)狀等的加工。
作為塑料載體(B)，可以使用市售品，具體地，例如可舉出，バイオステ-ジ(筒中塑料工業(yè)社制)、Bio-Tube(日本鋼管社制)、リンポ-キユ-ブ(西原環(huán)境衛(wèi)生研究所社制)、KPチユ-ブ(關西涂料社制)等。
水處理系統(tǒng)本發(fā)明中，在廢水處理裝置例如曝氣槽中，將上述(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體混合用作固定化載體。從均衡處理BOD和氮的方面考慮，(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體的混合比率為，以含水凝膠載體(A)與塑料載體(B)的表觀體積比計，優(yōu)選為95/5～5/95、特別優(yōu)選90/10～10/90、更特別優(yōu)選80/20～20/80。
這里的“表觀體積”為，將載體粒子裝入量筒中而測得的值。對于含水凝膠粒子的表觀體積，有在分散于水中的狀態(tài)下測定的方法，本發(fā)明中使用的值為，將被水膨潤的載體表面的水用布(紗布等)擦拭后，將載體粒子裝入量筒中而測得的值。
上述載體混合物，可以用本身已知的方法預先使微生物負載在載體上后，例如通過將載體混合物在活性污泥的懸濁液中攪拌幾小時而預先使微生物負載在載體上后，然后提供到曝氣槽中，也可在提供到曝氣槽后再使微生物負載在載體上。
根據(jù)本發(fā)明的使用載體混合物的水處理，除了使用(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體的混合物作為固定化用載體以外，可以用本身已知的方法實施，具體的，例如可以在含有廢水處理用的活性污泥的曝氣槽中，將載體混合物以總填充率為1～50％范圍內(nèi)的量投入，在污泥濃度(MLSS)100～10000mg/l、水理學滯留時間(HRT)為約1～約72小時以及水溫約3～約50℃的條件下攪拌，直到處理排水中的BOD和氨性氮降低到目標值以下。
實施例以下舉出實施例和比較例，進一步具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不只限于實施例。以下中的“份”和“％”都是基于重量標準的。
實施例1在廢水處理用的利用活性污泥的曝氣槽(容量1001)中，以各載體填充率為7.5％的量投入KPパ-ル(關西涂料社制、光固化粒狀凝膠載體系含水凝膠載體、含水率＝84％)和KPチユ-ブ(關西涂料社制、聚丙烯系塑料載體)作為固定化用載體。使用該曝氣槽對氨性氮為50mg/l和BOD為250mg/l的廢水進行處理。在粘泥濃度(MLSS)2000mg/l、水理學滯留時間(HRT)3小時、空氣供給量4L/分的通氣攪拌和水溫18～20℃的條件下，進行1個月的運行，一個月后的處理水的氨性氮濃度為1.4mg/l、BOD濃度為9.5mg/l。
比較例1實施例1中，只使用KPパ-ル作為固定化載體，以KPパ-ル的填充率為15％的量投入，除此以外與實施例1同樣地進行廢水處理試驗，1個月后的處理水的氨性氮濃度為1.5mg/l、BOD濃度為18mg/l。
比較例2實施例1中，只使用KPチユ-ブ作為固定化載體，以KPチユ-ブ的填充率為15％的量投入，除此以外與實施例1同樣地進行廢水處理試驗，1個月后的處理水的氨性氮濃度為12mg/l、BOD濃度為10mg/l。
實施例2在廢水處理用的利用活性污泥的曝氣槽(容量1001)中，以各載體填充率為7.5％的量投入クラグ-ル(クラレ社制、聚乙烯醇系含水凝膠載體、含水率＝88％)和バイオステ-ジ(筒中塑料工業(yè)社制、聚丙烯系塑料載體)作為固定化用載體。使用該曝氣槽對氨性氮為50mg/l和BOD為250mg/l的廢水進行處理。在粘泥濃度(MLSS)2000mg/l、水理學滯留時間(HRT)3小時、空氣供給量4L/分的通氣攪拌和水溫18～20℃的條件下，進行1個月的運行，一個月后的處理水的氨性氮濃度為2.5mg/l、BOD濃度為12mg/l。
比較例3實施例2中，只使用クラグ-ル作為固定化載體，以クラグ-ル的填充率為15％的量投入，除此以外與實施例2同樣地進行廢水處理試驗，1個月后的處理水的氨性氮濃度為2.6mg/l、BOD濃度為21mg/l。
比較例4實施例2中，只使用バイオステ-ジ作為固定化載體，以バイオステ-ジ的填充率為15％的量投入，除此以外與實施例2同樣地進行廢水處理試驗，1個月后的處理水的氨性氮濃度為15mg/l、BOD濃度為12mg/l。
發(fā)明效果通過使用本發(fā)明的水處理系統(tǒng)，在一個曝氣槽內(nèi)可以均衡較好地進行氨性氮和BOD處理，可以大幅改善廢水處理效率。
權利要求
1.水處理系統(tǒng)，其為包含排水處理裝置中使用微生物固定化載體在好氣性條件下進行廢水處理的水處理系統(tǒng)，其特征在于，并用(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體作為固定化用載體。
2.根據(jù)權利要求1的水處理系統(tǒng)，其中，含水凝膠載體(A)為含水率25％以上的含水凝膠載體。
3.根據(jù)權利要求1或2的水處理系統(tǒng)，其中，含水凝膠載體(A)為將水性液狀組合物滴加到含有堿金屬離子或多價金屬離子的水性介質(zhì)中，使該組成物凝膠化成粒狀，接著用活性光線照射所得粒狀凝膠，使該粒狀凝膠中的光固化樹脂固化，由此而得到的凝膠載體，其中該水性液狀組合物含有(a)1分子中至少具有2個乙烯性不飽和鍵的親水性光固化樹脂、(b)光聚合引發(fā)劑和(c)通過與堿金屬離子或多價金屬離子的接觸而具有凝膠化能力的水溶性高分子多糖類。
4.根據(jù)權利要求1～3中任一項的水處理系統(tǒng)，其中塑料載體(B)為以聚丙烯系樹脂為主體的塑料載體。
5.根據(jù)權利要求1～4中任一項的水處理系統(tǒng)，其中含水凝膠載體(A)與塑料載體(B)的混合比率，按含水凝膠載體(A)/塑料載體(B)的表觀體積比計為95/5～5/95的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求1～5中任一項的水處理系統(tǒng)，其中排水處理裝置為曝氣槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及在使用活性污泥等的廢水處理裝置中可以有效地使BOD和氨性氮兩者都減少的水處理系統(tǒng)，本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的特征在于，將(A)含水凝膠載體和(B)塑料載體并用作為固定化用載體。
文檔編號C02F3/10GK1496962SQ03132728
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權日2002年9月30日
發(fā)明者泉田仁, 服部忠正, 金燕, 正 申請人:關西油漆株式會社