專利名稱：廢水處理方法及廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理含有有機(jī)物的廢水的廢水處理方法和廢水處理裝置，涉及 可以進(jìn)行例如使用液中膜的高濃度微生物處理、微納米泡處理、光催化劑處理 等，且能夠小型化和提高處理水質(zhì)的廢水處理裝置和廢水處理方法。
背景技術(shù)：
以往，在一般的微生物處理系統(tǒng)中曝氣槽的容量大，對(duì)于設(shè)置場(chǎng)所少的工廠難 以確保曝氣槽的設(shè)置。因此，需要整體的廢水處理裝置的設(shè)置面積小、性能良好的 廢水處理方法、廢水處理裝置。另外，利用液中膜的高濃度微生物處理系統(tǒng)中，存在隨著時(shí)間的經(jīng)過由液中膜 堵塞產(chǎn)生的透過水量減少的問題。因此需要即使液中膜發(fā)生堵塞，也可以有效清洗 作為堵塞原因的液中膜表面的油脂成分的方法。另外，僅進(jìn)行高濃度微生物處理的系統(tǒng)在需要進(jìn)一步深度處理的情況下，有時(shí) 追加活性碳吸附處理，但是這種情況下，由于有機(jī)物吸附后的活性炭的更換，存在 運(yùn)營成本高的問題。因此需要即使液中膜發(fā)生堵塞，也可以有效清洗作為堵塞原因 的液中膜表面的油脂成分的方法。另一方面，作為其它的以往技術(shù)，在專利文獻(xiàn)l(日本專利特開2004-121962 號(hào)公報(bào))中記載了利用納米泡的處理方法以及處理裝置。該以往技術(shù)靈活運(yùn)用了由納米泡具有的浮力減少、表面積的增加、表面活 性的增大、局部高壓場(chǎng)的生成、靜電極化的實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的表面活性作用和殺菌 作用等特性。更具體地講，該以往技術(shù)中公開了，通過將這些相互協(xié)同，發(fā)揮 污濁成分的吸附功能、物體表面的高速清洗功能、殺菌功能，能夠以高功能、 低環(huán)境負(fù)荷清洗各種物體，可以進(jìn)行污水的凈化。另外，作為目前的以往技術(shù)之一，在專利文獻(xiàn)2 (日本專利特開2003-334548 號(hào)公報(bào))中，記載了納米氣泡的生成方法。在該以往技術(shù)的納米氣泡的生成方法中公開了，在液體中具有(1)將液 體的一部分分解氣化的工序，或者(2)在液體中施加超聲波的工序，或者(3) 將液體的一部分分解氣化的工序以及施加超聲波的工序。但是，在上述的2個(gè)以往技術(shù)中雖然公開了，利用納米泡的污水的凈化或者利用納米泡除去固體表面的污垢的技術(shù)，但是關(guān)于提高用微生物處理含有有 機(jī)物的廢水時(shí)的微生物活性，使處理效率、處理水質(zhì)提高的技術(shù)卻沒有公開過。發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明的課題在于，提供可以使含有有機(jī)物的廢水的處理效率提高、同 時(shí)可以實(shí)現(xiàn)小型化和減少運(yùn)營成本的廢水處理方法和廢水處理裝置。為了解決上述課題，本發(fā)明的廢水處理方法具有用微納米泡處理含有有機(jī)物的廢水的微納米泡處理工序；用液中膜，對(duì)在上述微納米泡處理工序處理上述含有有 機(jī)物的廢水而得的處理水進(jìn)行微生物處理的微生物處理工序；光催化劑處理上述微 生物處理后的處理水的光催化劑處理工序。在本發(fā)明的廢水處理方法中，經(jīng)微納米泡處理工序?qū)⒑杏袡C(jī)物的廢水中的有 機(jī)物用微納米泡進(jìn)行前處理，將所得的處理水通過微生物處理工序進(jìn)行微生物處 理。因此，由于經(jīng)上述微納米泡的前處理的效果，可以減少在之后的微生物處理中 的有機(jī)物負(fù)荷，或者可以提高微生物的活性，并且可以將微生物處理用的裝置小型 化。另外，通過將經(jīng)上述微生物處理工序的微生物處理后的處理水進(jìn)行光催化劑處 理，處理水中殘存的微量的有機(jī)物經(jīng)光催化劑處理，可以實(shí)現(xiàn)超過微生物處理的極 限的深度處理。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置具有被導(dǎo)入含有機(jī)物的廢水、并用微納米泡 處理上述含有機(jī)物的廢水的微納米泡反應(yīng)槽；被導(dǎo)入來自上述微納米泡反應(yīng)槽的被 處理水、并具有液中膜、微生物處理上述被處理水的曝氣槽；被導(dǎo)入來自上述曝氣槽的被處理水、并光催化劑處理上述被處理水的光催化劑槽。在該實(shí)施方式的廢水處理裝置中，在微納米泡反應(yīng)槽用微納米泡處理含有機(jī)物 的廢水之后，導(dǎo)入至具有液中膜的曝氣槽。S卩，在該實(shí)施方式中，在曝氣槽中的微 生物處理之前，在微納米泡反應(yīng)槽中用微納米泡處理含有機(jī)物的廢水。因此，可以 用微納米泡氧化廢水中的有機(jī)物，減少有機(jī)物負(fù)荷之后，將被處理水導(dǎo)入到微生物 高濃度存在的曝氣槽，經(jīng)液中膜有效地處理有機(jī)物。藉此，實(shí)現(xiàn)曝氣槽的小型化， 實(shí)現(xiàn)裝置整體規(guī)模的縮小化，實(shí)現(xiàn)初期成本的減少。另外，在曝氣槽的下游的光催 化劑槽中，通過經(jīng)光催化劑的氧化處理，可以進(jìn)行僅利用微生物處理不可能的微量 的有機(jī)物的深度氧化處理。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置具有調(diào)整槽，該調(diào)整槽配置在上述微納米泡 反應(yīng)槽之前、并被導(dǎo)入上述含有機(jī)物的廢水、調(diào)整上述含有機(jī)物的廢水的水質(zhì)和水 量，上述微納米泡反應(yīng)槽被導(dǎo)入在上述調(diào)整槽調(diào)整了水質(zhì)和水量的含有機(jī)物的廢 水。在該實(shí)施方式的廢水處理裝置中，含有機(jī)物的廢水經(jīng)調(diào)整槽調(diào)整了水質(zhì)和水量 之后，被導(dǎo)入到微納米泡反應(yīng)槽，可以有效進(jìn)行利用微納米泡的有機(jī)物的氧化處理。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述微納米泡反應(yīng)槽具有微納米泡發(fā)生 機(jī)，具有將被處理水從上述曝氣槽經(jīng)上述液中膜送入至微米泡發(fā)生機(jī)的送水部。該實(shí)施方式的廢水處理裝置中，送水部將被處理水從上述曝氣槽經(jīng)上述液中 膜，送入至微納米泡反應(yīng)槽中的微納米泡發(fā)生機(jī)。SP，將來自作為利用了液中膜的 高濃度微生物裝置的曝氣槽的液中膜被處理水(含有電解質(zhì)的水)送入至微納米泡 發(fā)生機(jī)。這樣，該微納米泡發(fā)生機(jī)可以向微納米泡反應(yīng)槽中穩(wěn)定地供給極微小的氣泡。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述曝氣槽具有產(chǎn)生微納米泡清洗上述 液中膜的微納米泡清洗部。在該廢水處理裝置中，微納米泡清^fc部通過產(chǎn)生的微納米泡，清洗液中膜有效 地將作為堵塞液中膜的原因的油脂成分清洗。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述曝氣槽具有向上述液中膜吐出空氣 清洗上述液中膜的散氣管，通過上述微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納米泡與上述散氣管 吐出的空氣混合而得的混合泡，來清洗上述液中膜。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，可以將微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納米泡與散氣管吐出的大的空氣氣泡這2種泡混合，清洗上述曝氣槽的液中膜。因此，發(fā)揮該 2種泡各自的特點(diǎn)，可以期待2種泡產(chǎn)生的協(xié)同效果，可以更充分有效地清洗液中 膜。即，通過來自散氣管的空氣氣泡朝向液中膜移動(dòng)，可以將清洗效果優(yōu)良的微納 米泡導(dǎo)入上述液中膜。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述散氣管被設(shè)置在上述液中膜的下方，同時(shí)上述微納米泡清洗部被配置在上述液中膜和上述散氣管之間；具有安裝在上述散氣管的將上述散氣管吐出的空氣引導(dǎo)至上述微納米泡清洗部的第1導(dǎo)向裝置，以 及，安裝在上述液中膜的將上述微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納米泡和上述散氣管吐出的空氣導(dǎo)入至上述液中膜的第2導(dǎo)向裝置。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，通過上述第1導(dǎo)向裝置和第2導(dǎo)向裝置，可 以使微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納米泡和散氣管產(chǎn)生的氣泡不浪費(fèi)地與液中膜接觸， 可以更加確實(shí)地清洗液中膜。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述曝氣槽具有在上下方向上2段以上配置的多個(gè)液中膜。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，由于在曝氣槽中，多個(gè)液中膜在上下方向上2段以上配置，因此可以減少曝氣槽的設(shè)置地面積，可以成為節(jié)省空間的裝置。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述光催化劑槽具有上述紫外線照射部； 以及，與上述處理水接觸，并被照射來自上述紫外線照射部的紫外線的含有濺射薄 膜的光催化劑板。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，在光催化劑槽中，通過紫外線照射部向光催 化劑板照射紫外線，可以助長(zhǎng)光催化劑板的光催化劑的效果。另外，光催化劑板含 有的濺射薄膜可以成為作為光催化劑的高硬度且致密的薄膜，因此，即使遇到強(qiáng)水 流也不用擔(dān)心磨耗、剝離。另外，上述紫外線照射部?jī)?yōu)選設(shè)置在上述被處理水到不 了的位置。另外，上述紫外線照射部可以由汞燈等構(gòu)成。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述光催化劑槽具有發(fā)光二極管燈和含 有濺射薄膜的光催化劑板，該光催化劑板與上述被處理水接觸并被來自發(fā)光二極管 燈的光線照射。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，通過將來自與上述被處理水不接觸的發(fā)光二 極管燈的光線照射光催化劑板，可以助長(zhǎng)光催化劑板的光催化劑的效果。另外，發(fā) 光二極管燈不含汞，不像紫外線燈等，因此可以成為環(huán)境上安全的燈。另外，上述 發(fā)光二極管燈優(yōu)選配置在被處理水到不了的位置。另外，在一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述光催化劑基板含有上述濺射薄膜 和基板，該基板為玻璃或石英板。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，上述光催化劑基板含有的基板由玻璃或石英 板構(gòu)成，因此便宜且容易制造。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述光催化劑槽具有微納米泡發(fā)生機(jī)。按照該實(shí)施方式，光催化劑槽通過由微納米泡發(fā)生機(jī)產(chǎn)生微納米泡，可以有效 地提高處理水和光催化劑板的接觸。而且，可以通過微納米泡產(chǎn)生的氧化和光催化 劑產(chǎn)生的氧化這2種氧化，在短時(shí)間內(nèi)氧化處理殘留在處理水中的有機(jī)物。 另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，將經(jīng)生物處理的處理水或生物處理后產(chǎn) 生的污泥導(dǎo)入至上述曝氣槽中。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，由于向曝氣槽中導(dǎo)入經(jīng)生物處理的處理水或 生物處理之后產(chǎn)生的污泥，因此可以增強(qiáng)在曝氣槽中的微生物的活性。g卩，在培養(yǎng) 微生物達(dá)到高濃度中，需要經(jīng)生物處理的處理水或在生物處理后產(chǎn)生的污泥中的礦 物質(zhì)。如果該礦物質(zhì)不足，則會(huì)導(dǎo)致微生物活性的不足。另外，通過將成為電解質(zhì) 離子的來源的經(jīng)生物處理的處理水或在生物處理之后產(chǎn)生的污泥投入至曝氣槽，可 以成為電解質(zhì)豐富的處理水。另外， 一實(shí)施方式的廢水處理裝置中，上述光催化劑槽具有透明的外壁。按照該實(shí)施方式的廢水處理裝置，由于上述光催化劑槽具有透明的外壁，因此 通過透過透明的外壁照射到內(nèi)部的外部光線，可以提高光催化劑板的光催化劑作 用，可以提高經(jīng)光催化劑作用的處理水的處理效率。另外，如果上述外壁整體透明， 則可以通過從上、下、橫整體入射的光進(jìn)一步提高光催化劑作用。按照本發(fā)明的廢水處理方法，經(jīng)微納米泡處理工序用微納米泡對(duì)含有機(jī)物的廢 水中的有機(jī)物進(jìn)行前處理，再對(duì)所得的被處理水通過微生物處理工序進(jìn)行微生物處 理。因此，通過經(jīng)上述微納米泡的前處理的效果，以及通過之后的提高微生物活性 的處理，可以減輕有機(jī)物負(fù)荷，并且，可以將用于微生物處理的裝置小型化。另外， 通過對(duì)經(jīng)上述微生物處理工序的微生物處理后的處理水進(jìn)行光催化劑處理，可以對(duì) 在處理水中殘存的微量的有機(jī)物進(jìn)行光催化劑處理，可以進(jìn)行超過微生物處理的處 理極限的深度處理。因此，通過本發(fā)明的廢水處理方法，可以提高含有機(jī)物的廢水的處理效率，同 時(shí)可以實(shí)現(xiàn)廢水處理裝置的規(guī)模的縮小和運(yùn)營成本的降低。


[圖l]是本發(fā)明的廢水處理裝置的第1實(shí)施方式的示意圖。[圖2]是本發(fā)明的廢水處理裝置的第2實(shí)施方式的示意圖。 [圖3]是本發(fā)明的廢水處理裝置的第3實(shí)施方式的示意圖。 [圖4]是本發(fā)明的廢水處理裝置的第4實(shí)施方式的示意圖。 [圖5A]是上述第1 第4實(shí)施方式中含有機(jī)物的廢水的總有機(jī)碳濃度為 800ppm時(shí)的時(shí)間圖。[圖5B]是上述第1 第4實(shí)施方式中含有機(jī)物的廢水的總有機(jī)碳濃度為 1600ppm時(shí)的時(shí)間圖。符號(hào)的說明 l調(diào)整槽2調(diào)整槽泵3微納米泡反應(yīng)槽4微納米泡發(fā)生機(jī)5、 14、 26空氣吸入管6循環(huán)泵7、 7N、 7V、 7Z曝氣槽8、 ll散氣管9間歇運(yùn)轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)10空氣配管12散氣管罩13、 27、 29送水配管15微納米泡發(fā)生機(jī)16液中膜罩17液中膜18重力配管19、 20、 21送水泵22光催化劑槽.23紫外線燈24光催化劑板25微納米泡發(fā)生機(jī)28鼓風(fēng)機(jī)30聚偏氯乙烯填充物31隔板32A上升水流32B下降水流具體實(shí)施方式
以下，通過圖示的實(shí)施方式來詳細(xì)說明本發(fā)明。
(第l實(shí)施方式)在圖1中顯示了本發(fā)明的廢水處理裝置的第1實(shí)施方式。該第1實(shí)施方式具有調(diào)整槽1、微納米泡反應(yīng)槽3、曝氣槽7和光催化劑槽22.向上述調(diào)整槽1中導(dǎo)入含有機(jī)物的廢水，在該調(diào)整槽1中，調(diào)整含有機(jī)物的廢 水的水量和水質(zhì)。另外，作為導(dǎo)入該調(diào)整槽1的廢水，可例舉如各種含有機(jī)物的廢 水，作為一個(gè)示例，可例舉如食品工廠的廢水、來自半導(dǎo)體工廠的有機(jī)堿廢水等， 另外，生活廢水也含有有機(jī)物因此也相當(dāng)于含有機(jī)物的廢水。含有機(jī)物的廢水在該調(diào)整槽1被調(diào)整水量和水質(zhì)之后，作為處理水經(jīng)調(diào)整槽泵2被導(dǎo)入至微納米泡反應(yīng) 槽3。該微納米泡反應(yīng)槽3在其內(nèi)部設(shè)置微納米泡發(fā)生機(jī)4。在該微納米泡發(fā)生機(jī)4 連接空氣吸入管5和送水配管29。該空氣吸入管5將空氣導(dǎo)入微納米泡發(fā)生機(jī)4， 上述送水配管29將來自配置于曝氣槽7內(nèi)的液中膜17的由送水泵19送來的處理 水供給至微納米泡發(fā)生機(jī)4。這樣，該微納米泡發(fā)生機(jī)4產(chǎn)生微納米泡。另外，上述送水配管29和送水泵19構(gòu)成送水部。另外，該微納米泡發(fā)生機(jī)4 可以采用市售品，不限廠家。作為一個(gè)示例，可以采用株式會(huì)社于乂:/，氺、;/卜研 究所的產(chǎn)品。另外，作為微納米泡發(fā)生機(jī)的其它商品，作為一個(gè)示例，也可以選擇 株式會(huì)社才一，亍、乂夕、資源開發(fā)株式會(huì)社和西華產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社的微米泡水制造裝 置。在該微納米泡反應(yīng)槽3中，含有機(jī)物的廢水中的有機(jī)物通過微納米泡被部分氧 化。被由微納米泡反應(yīng)槽3的微納米泡發(fā)生機(jī)4產(chǎn)生的微納米泡部分氧化的被處理 水接著被導(dǎo)入至曝氣槽7。在該曝氣泵7附設(shè)了循環(huán)泵6。該循環(huán)泵6通過循環(huán)配管Ll，將曝氣槽7內(nèi)的 含有被處理水的污泥導(dǎo)入至微納米泡反應(yīng)槽3。被導(dǎo)入至該微納米泡反應(yīng)槽3的含 有上述被處理水的污泥經(jīng)由微納米泡發(fā)生機(jī)4產(chǎn)生的微納米泡處理之后，再次返回 至曝氣槽7。艮P，含有上述被處理水的污泥，通過循環(huán)泵6在曝氣槽7和微納米泡反應(yīng)槽3 之間循環(huán)。通過經(jīng)該循環(huán)泵6的循環(huán)，被處理水被微納米泡氧化，同時(shí)可以通過微 納米泡向處理水供給氧。特別己知，納米泡始終在水中存在，可以使溶解氧濃度升 咼。在此對(duì)3種泡進(jìn)行說明。(i) 通常的泡(氣泡)在水中上升，最終在表面"砰"的一聲裂開消失。(ii) 微米泡是直徑在50微米(wm)以下的微細(xì)氣泡，在水中縮小，直 至最后消失(完全溶解)。(iii) 納米泡是比微米泡更小的泡，直徑在數(shù)100nm以下(例如直徑為 100 200nm)，被稱為是可以始終在水中存在的泡。因此，在此微納米泡可被說明為上述微米泡和納米泡的混合泡。從曝氣槽7的液中膜17，經(jīng)送水配管29，通過循環(huán)泵6被導(dǎo)入至微納米泡反 應(yīng)槽3的微納米泡發(fā)生機(jī)4的循環(huán)水由微納米泡補(bǔ)充氧。該微納米泡含有的納米泡 在曝氣槽7的處理水中長(zhǎng)時(shí)間滯留，可以長(zhǎng)時(shí)間維持曝氣槽7內(nèi)的溶解氧。因此，相對(duì)于以往的沒有利用微納米泡供給氧的曝氣槽中的曝氣用的鼓風(fēng)機(jī)連 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí)，該實(shí)施方式中，曝氣槽7通過氣泡間歇曝氣，該氣泡為從間歇運(yùn) 轉(zhuǎn)的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)9經(jīng)過空氣配管10從散氣管8吐出的空氣的氣泡。由于間歇 運(yùn)轉(zhuǎn)該鼓風(fēng)機(jī)9，可以較連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況節(jié)省能量。如圖1所示，與液中膜17連接的送水處的不同的3個(gè)送水泵19、 20、 21附屬 于曝氣槽7設(shè)置。上述送水泵19如上所述，將被處理水從液中膜17送至微納米泡反應(yīng)槽3。另 外，送水泵20將來自液中膜17的被處理水經(jīng)送水配管13，送至用于清洗液中膜 17的微納米泡發(fā)生機(jī)15。另外，在該微納米泡發(fā)生機(jī)15連接空氣吸入管14，從 該空氣吸入管14向微納米泡發(fā)生機(jī)15導(dǎo)入空氣。另外，送水泵21將被處理水從液中膜17經(jīng)送水配管27送至設(shè)置于后續(xù)的光 催化劑槽22內(nèi)的微納米泡發(fā)生25。另外，在該微納米泡發(fā)生機(jī)25連接空氣吸入 管26，將空氣從該空氣吸入管26導(dǎo)入至微納米泡發(fā)生機(jī)25。另外，在上述液中膜17上安裝作為第2導(dǎo)向裝置的液中膜罩16。該液中膜罩 16起到在從設(shè)置于微納米泡發(fā)生機(jī)15的下方的散氣管11吐出的空氣上升時(shí)，將 微納米泡發(fā)生機(jī)15產(chǎn)生的超微細(xì)的微納米泡與上述散氣管11吐出的空氣一起導(dǎo)入 至液中膜17，使之與液中膜17有效接觸的作用。在與鼓風(fēng)機(jī)28相連接的散氣管11也安裝有作為第1導(dǎo)向裝置的散氣管罩12。 該散氣管罩12起到有效地將散氣管11吐出的空氣導(dǎo)入至微納米泡發(fā)生機(jī)15的作 用。從上述鼓風(fēng)機(jī)28向散氣管11供給空氣，但是該鼓風(fēng)機(jī)28是連續(xù)24小時(shí)工作。 其理由為液中膜17的空氣清洗需要24小時(shí)的工作。
另一方面，結(jié)合液中膜17的阻塞情況來確定微納米泡發(fā)生機(jī)15運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。即， 一般被處理水中含有大量油脂成分時(shí)微納米泡發(fā)生tL15的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間比較 長(zhǎng)。從鼓風(fēng)機(jī)28供給至散氣管11的空氣從散氣管11吐出，清洗液中膜17的膜表 面，然而當(dāng)然是來自該散氣管11的吐出空氣與微納米泡的混合泡的液中膜17的清 洗效果高。另一方面，經(jīng)過配管L2，將經(jīng)生物處理的處理水或經(jīng)生物處理的污泥導(dǎo)入至曝 氣槽7中。通過將經(jīng)生物處理的處理水或經(jīng)生物處理的污泥導(dǎo)入至該曝氣槽7中， 經(jīng)生物處理的處理水或經(jīng)生物處理后產(chǎn)生的污泥中含有的磷、鉀、鈣、鎂等微量元 素可以促進(jìn)曝氣槽7內(nèi)整體的微生物活性。特別是，在經(jīng)曝氣槽7的液中膜17的 高濃度微生物處理中，如果處理水中不含有上述微量元素，則微生物沒有活性，處 理不穩(wěn)定。另外，該曝氣槽7內(nèi)的微生物濃度以MLSS (混合液中的懸浮固體)計(jì) 在10000ppm以上來運(yùn)轉(zhuǎn)。從該液中膜17出來的處理水經(jīng)過重力配管18-A，被導(dǎo) 入至光催化劑槽22中。重力配管18-A是可以利用水位差導(dǎo)出被處理水的配管。該光催化劑槽22在最上部設(shè)置作為紫外線照射部的紫外線燈23，紫外線燈23 設(shè)置在被處理水到不了的位置。另外，在該光催化劑槽22的內(nèi)部，設(shè)置微納米泡 發(fā)生機(jī)25。另外，在紫外線燈23與微納米泡發(fā)生機(jī)25之間設(shè)置光催化劑板24。 該光催化劑板24與被處理水接觸，而上述紫外線燈23與上述被處理水不接觸。在上述光催化劑槽22中，利用從微納米泡發(fā)生機(jī)25產(chǎn)生的微納米泡混合攪拌 光催化劑板24的光催化劑和被處理水，同時(shí)通過上述微納米泡來氧化被處理水。 該光催化劑板24具體為在玻璃板上利用濺射法形成濺射薄膜而制得。另外， 一般 由于紫外線燈23含有有害的汞，因此也可以使用環(huán)境上安全的發(fā)光二極管燈來代 替紫外線燈23。另外，向微納米泡發(fā)生機(jī)25的供給水是通過與液中膜17相連接 的送水泵21，經(jīng)送水配管27供給的被處理水。之后，從該光催化劑槽22的出口得到處理水。按照該第1實(shí)施方式的排水處 理裝置，在微納米泡反應(yīng)槽3通過微納米泡處理含有機(jī)物的廢水，之后導(dǎo)入至具有 液中膜17的曝氣槽7中。這樣，經(jīng)微納米泡提高微生物的活性進(jìn)行處理的同時(shí)， 由于在曝氣槽7中的微生物處理之前，在微納米泡反應(yīng)槽3中用微納米泡處理含有 機(jī)物的廢水，因此可以實(shí)現(xiàn)曝氣槽7的小型化，實(shí)現(xiàn)裝置整體的規(guī)模的縮小化，降 低初期成本。另外，通過利用微納米泡氧化廢水中的有機(jī)物，可以減輕有機(jī)物負(fù)荷 之后，將被處理水導(dǎo)入微生物高濃度存在的曝氣槽7中，通過液中膜17有效地處理有機(jī)物。另外，曝氣槽7后續(xù)的光催化劑槽22中，通過利用光催化劑的氧化處 理，可以進(jìn)行僅利用微生物處理不可能的微量的有機(jī)物的深度的氧化處理。另外，按照該實(shí)施方式，光催化劑槽22通過使微納米泡發(fā)生機(jī)25產(chǎn)生微納米 泡，可以提高被處理水與光催化劑板24的接觸效率。而且，通過利用微納米泡的 氧化和利用光催化劑的氧化這2種氧化，可以在短時(shí)間內(nèi)氧化處理在處理水中殘留 的有機(jī)物。因此，按照該第l實(shí)施方式，可以提高含有機(jī)物廢水的處理效率，同時(shí)可以實(shí) 現(xiàn)廢水處理裝置的規(guī)模的縮小和運(yùn)營成本的降低。另外，在該第l實(shí)施方式中，構(gòu)成送水部的送水泵19、送水配管29將被處理 水從上述曝氣槽7經(jīng)上述液中膜17送至微納米泡反應(yīng)槽3中的微納米泡發(fā)生機(jī)4。 即，將含有電解質(zhì)的液中膜被處理水從作為利用了液中膜17的高濃度微生物裝置 的曝氣槽7送至微納米泡發(fā)生機(jī)4。這樣，該微納米泡發(fā)生機(jī)4可以在微納米泡反 應(yīng)槽3中穩(wěn)定地供給極微小的氣泡。 (第2實(shí)施方式)下面，在圖2中顯示了本發(fā)明的廢水處理裝置的第2實(shí)施方式。該第2實(shí)施方 式僅在設(shè)置于曝氣槽7N的液中膜17的上方再設(shè)置1個(gè)液中膜117這點(diǎn)與上述的第 l實(shí)施方式不同。這樣，在該第2實(shí)施方式中，對(duì)于與第1實(shí)施方式中相同的部分 標(biāo)記相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說明，僅說明與第1實(shí)施方式不同的部分。如圖2所示，在該第2實(shí)施方式中，在液中膜17的上方設(shè)置液中膜117，兩個(gè) 液中膜17和117為立體設(shè)置。藉此具有如下優(yōu)點(diǎn)可以不增加曝氣槽7的設(shè)置地 面積，而在立體上有效利用從液中膜17和117的下方上升的微納米泡、清洗用空 氣。(第3實(shí)施方式)下面，在圖3中顯示了本發(fā)明的廢水處理裝置的第3實(shí)施方式。該第3實(shí)施方 式僅在向曝氣槽7V內(nèi)填充聚偏氯乙烯填充物30這點(diǎn)與上述的第1實(shí)施方式不同。 藉此，在該第3實(shí)施方式中，對(duì)于與第l實(shí)施方式中相同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)， 省略詳細(xì)的說明，僅說明與第l實(shí)施方式不同的部分。在該第3實(shí)施方式中，由于曝氣槽7V中填充了聚偏氯乙烯填充物30，因此若 將曝氣槽7V的整體平均，則與沒有上述填充物30的情況相比較，微生物可以成為高濃度。而且微生物在聚偏氯乙烯填充物30上附著繁殖，因此與沒有填充物的情況相比較，微生物更加穩(wěn)定化，提高處理含有機(jī)物的廢水中的有機(jī)物的能力。另外，優(yōu)選將聚偏氯乙烯填充物30配置在水槽7V的整體。此時(shí)，微生物濃度 在曝氣槽7V的整體成為高濃度。在該第3實(shí)施方式中，從裝置的試運(yùn)轉(zhuǎn)開始隨著時(shí)間的經(jīng)過，微生物在聚偏氯 乙烯填充物30上繁殖。該聚偏氯乙烯填充物30的表面的微生物的濃度為30000ppm 以上，有機(jī)物的處理效率提高。該聚偏氯乙烯填充物30的材質(zhì)為強(qiáng)固且不會(huì)被化 學(xué)物質(zhì)侵蝕的偏氯乙烯，可以半永久性使用。作為該聚偏氯乙烯填充物30，有A ^才〕一K、 U乂夕、、^一7、,一才7/l^千!J 一7、,一才乇-二一^等商品，根 據(jù)廢水的性狀來選擇即可。另外，也可以將該第3實(shí)施方式與上述第2實(shí)施方式組合。(第4實(shí)施方式)下面，在圖4中顯示了本發(fā)明的廢水處理裝置的第4實(shí)施方式。該第4實(shí)施方 式僅在于曝氣槽7Z的近中央附近配置在縱向(上下方面)延伸的隔板31這點(diǎn)與上 述第1實(shí)施方式不同。這樣，在該第4實(shí)施方式中，對(duì)于與第1實(shí)施方式中相同的 部分標(biāo)記相同的符號(hào)，省略詳細(xì)的說明，僅說明與第l實(shí)施方式不同的部分。在該第4實(shí)施方式中，由鼓風(fēng)機(jī)28供給的從散氣管11吐出的空氣使在上述曝 氣槽7Z內(nèi)生成上升水流32A，該上升水流32A越過上述近中央的隔板31，移動(dòng)至與 散氣管11的相對(duì)側(cè)，形成下降水流32B。這樣，由于曝氣槽7Z內(nèi)得到充分的攪拌， 因此可以促進(jìn)處理水中的有機(jī)物的微生物分解。另外，該第4實(shí)施方式，也可以與 上述第2、第3實(shí)施方式組合。 (實(shí)施例)制造了與圖1中顯示的第1實(shí)施方式相同結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置。在該實(shí)驗(yàn)裝置中， 調(diào)整槽1的容量為50升、微納米泡反應(yīng)槽3的容量為20升，曝氣槽7的容量為 200升。上述實(shí)驗(yàn)裝置中，在為期約2個(gè)月的微生物的培養(yǎng)結(jié)束之后，微生物濃度 約為14000卯m，將以總有機(jī)碳量(T0C = total organic carbon)測(cè)定結(jié)果表示的 從工廠排出的含有機(jī)物的廢水中的有機(jī)物濃度為860ppm的廢水，連續(xù)地導(dǎo)入至調(diào) 整槽1中。經(jīng)過1個(gè)月之后，待水質(zhì)穩(wěn)定測(cè)定從重力配管18-B的出口得到的處理
水的總有機(jī)碳量，結(jié)果為12ppm。另外，在圖5A中顯示了當(dāng)上述含有機(jī)物的廢水的總有機(jī)碳濃度為800卯m時(shí)的 第1 第4實(shí)施方式的時(shí)間圖的一個(gè)示例，在圖5B中顯示了當(dāng)含有機(jī)物的廢水的 總有機(jī)碳量濃度為1600ppm時(shí)的第1 第4實(shí)施方式的時(shí)間圖的一個(gè)示例。另外， 在上述第1 第4實(shí)施方式中，上述光催化劑槽22的外壁如果透明，則可通過透 過透明的外壁照射到內(nèi)部的外部光線，提高光催化劑板24的光催化劑作用，可以 提高利用光催化劑作用的處理水的處理效率。特別是，如果上述外壁整體透明，則 可以通過從上、下、橫整體入射的光進(jìn)一步提高光催化劑作用。
權(quán)利要求
1.廢水處理方法，其特征在于，具有用微納米泡處理含有機(jī)物的廢水的微納米泡處理工序；使用液中膜，對(duì)在上述微納米泡處理工序中處理上述含有機(jī)物的廢水而得的處理水進(jìn)行微生物處理的微生物處理工序；對(duì)上述微生物處理后的處理水進(jìn)行光催化劑處理的光催化劑處理工序。
2. 廢水處理裝置，其特征在于，具有被導(dǎo)入含有機(jī)物的廢水，并用微納米泡處理上述含有機(jī)物的廢水的微納米泡反 應(yīng)槽；被導(dǎo)入來自上述微納米泡反應(yīng)槽的處理水，并具有液中膜，對(duì)上述處理水進(jìn)行 微生物處理的曝氣槽；被導(dǎo)入來自上述曝氣槽的處理水，并光催化劑處理上述處理水的光催化劑槽。
3. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，具有調(diào)整槽，該調(diào)整槽配置在上述微納米泡反應(yīng)槽之前，并被導(dǎo)入上述含有機(jī) 物的廢水，且調(diào)整上述含有機(jī)物的廢水的水質(zhì)和水量，上述微納米泡反應(yīng)槽被導(dǎo)入在上述調(diào)整槽調(diào)整了水質(zhì)和水量后的含有機(jī)物的 廢水。
4. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于， 上述微納米泡反應(yīng)槽具有微納米泡發(fā)生機(jī)，具有將被處理水從上述曝氣槽經(jīng)上述液中膜送入至微納米泡發(fā)生機(jī)的送水部。
5. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述曝氣槽具有產(chǎn)生微納 米泡清洗上述液中膜的微納米泡清洗部。
6. 如權(quán)利要求5所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述曝氣槽具有向上述液 中膜吐出空氣清洗上述液中膜的散氣管，利用將上述微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納米泡與上述散氣管吐出的空氣混合而 得的混合泡，來清洗上述液中膜。
7. 如權(quán)利要求6所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述散氣管被設(shè)置在上述 液中膜的下方，同時(shí)上述微納米泡清洗部被配置在上述液中膜和上述散氣管之間；具有安裝在上述散氣管的將上述散氣管吐出的空氣引導(dǎo)至上述微納米泡清洗部的第l導(dǎo)向裝置，以及，安裝在上述液中膜的將上述微納米泡清洗部產(chǎn)生的微納 米泡和上述散氣管吐出的空氣導(dǎo)入至上述液中膜的第2導(dǎo)向裝置。
8. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述曝氣槽具有在上下方 向上2段以上配置的多個(gè)液中膜。
9. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑槽具有紫外 線照射部；以及，含有濺射薄膜的光催化劑板，該光催化劑板與上述處理水接觸，并被來自上述 紫外線照射部的紫外線照射。
10. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑槽具有發(fā) 光二極管燈；以及含有濺射薄膜的光催化劑板，該光催化劑板與上述處理水接觸，并被來自上述 發(fā)光二極管燈的光線照射。
11. 如權(quán)利要求9所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑基板含有 上述濺射薄膜和基板，該基板為玻璃或石英板。
12. 如權(quán)利要求10所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑基板含有 上述濺射薄膜和基板，該基板為玻璃或石英板。
13. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑槽具有微 納米泡發(fā)生機(jī)。
14. 如權(quán)利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，將經(jīng)生物處理的處理水 或生物處理后產(chǎn)生的污泥導(dǎo)入至上述曝氣槽。
15. 如權(quán)利要求9所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑槽由透明 的外壁構(gòu)成外周，并在外周配置紫外線照射部。
16. 如權(quán)利要求10所述的廢水處理裝置，其特征在于，上述光催化劑槽由透明 的外壁構(gòu)成外周，并在外周配置紫外線照射部。
全文摘要
該廢水處理裝置在微納米泡反應(yīng)槽3用微納米泡處理含有機(jī)物的廢水之后，將其導(dǎo)入至曝氣槽7中。這樣，可以在用曝氣槽7中的具有增強(qiáng)活性的微生物進(jìn)行處理之前，用微納米泡處理含有機(jī)物的廢水，將廢水中的有機(jī)物用微納米泡部分氧化，降低有機(jī)物負(fù)荷，之后將處理水導(dǎo)入至微生物高濃度存在的曝氣槽7用經(jīng)液中膜17有效處理有機(jī)物?？梢詫?shí)現(xiàn)曝氣槽7的小型化，實(shí)現(xiàn)裝置整體規(guī)模的縮小化，實(shí)現(xiàn)初期成本的減少。另外，在曝氣槽7的后續(xù)的光催化劑槽22中，通過利用光催化劑板4的氧化處理，可以進(jìn)行僅用微生物處理不可能的微量有機(jī)物的深度氧化處理。
文檔編號(hào)C02F1/72GK101132992SQ20068000679
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者中條數(shù)美, 大岡孝治, 宇田啓一郎, 山嵜和幸 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社