專利名稱：污水處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將污水凈化的污水處理裝置，特別涉及一種從污水中去除磷的污水處理裝置。
近年來，在利用窄小用地面積而高效率地去除氮的方法之中，生物膜過濾法已受到矚目。該生物膜過濾法系使微生物附著于生物膜過濾材料的表面，然后將污水通過配置有該生物膜過濾材料的生物膜過濾槽，而進行處理的方法。因為可高濃度地保持生物膜過濾槽內的微生物，所以生物膜過濾槽每單位體積的處理能力很高，具有可將裝置設置于窄小用地面積的優點。
然而，使用生物膜過濾法無法充分地去除磷。因此，考慮添加用以與磷酸反應而將其凝集、沉淀的氯化鐵等凝集劑。
但是，由于氯化鐵溶解后產生鐵離子和氯離子，所以等于向污水中添加氯離子這樣的不需要的不純物，具有對于生物膜過濾槽內的微生物產生不良影響之可能。再者，伴隨生物膜過濾槽內的污水處理，污水逐漸變成酸性，具有生物膜過濾槽內微生物的活性度降低，以致處理能力降低的缺點。
有鑒于此，本發明是為解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種具有高度去除磷的能力以及污水處理能力的、使用生物膜過濾法的污水處理裝置。
做為解決上述問題的第一種結構，包括厭氧槽，用以將污水厭氧處理；生物膜過濾槽，其具有生物膜過濾機構，用以將該厭氧槽厭氧處理過的污水需氧處理；處理水槽，用以貯留該生物膜過濾槽處理過的污水；溶解槽，其具有以鐵或鋁所構成的電極，通過向該電極供給電流而溶解鐵離子或鋁離子，另外，還設有輸送機構，用以將上述厭氧槽內的污水經由溶解槽輸送至生物膜過濾槽。
做為解決上述問題的第二種結構，包括厭氧槽，用以將污水厭氧處理；生物膜過濾槽，其具有生物膜過濾機構，用以將該厭氧槽厭氧處理過的污水需氧處理；處理水槽，用以貯留該生物膜過濾槽處理過的污水；溶解槽，其具有以鐵或鋁所構成的電極，通過向該電極供給電流而溶解鐵離子或鋁離子，另外，所述溶解槽配置于生物膜過濾槽的上方位置，在所述溶解槽的底面設置排出口；設置輸送機構，以將厭氧槽內的污水供于所述溶解槽內，在由所述輸送機構供給于溶解槽的厭氧槽內的污水中溶解出鐵離子或鋁離子，然后經由溶解槽底面的排出口，回流至生物膜過濾槽。
在所述第一或第二種結構之中，還包括生物膜過濾槽內的檢視用開口，其設置于所述生物膜過濾槽的上部；以及蓋體，其可自由開閉地關閉該檢視用開口，最好將所述溶解槽配置于檢視用開口附近。
在所述第二種結構之中，最好設置控制機構，在所述輸送機構停止時，停止向電極供給電流。
附圖的簡要說明如下

圖1為本發明一實施例涉及的污水處理裝置的剖視圖。
圖2為該實施例中溶解槽的放大剖視圖。
圖3為該實施例中分水計量機構的立體圖。
下面利用圖1至圖3所示的污水處理裝置，以詳述本發明一實施例。
1是埋設于地下的貯槽(tank)。其內部通過第一隔開壁2、第二隔開壁3、第三隔開壁4劃分成后述的第一厭氧槽5、第二厭氧槽10、生物膜過濾槽17、處理水槽29以及消毒槽31。
5是具有供生活雜排水等污水流入的流入口6的第一厭氧槽，7是配置于所述第一厭氧槽5內的第一厭氧濾床，其可將流入第一厭氧槽5內的污水中所混入的難分解夾雜物沉淀分離，并且通過附著在第一厭氧濾床7的厭氧性微生物將有機物進行厭氧分解，同時將有機氮厭氧分解成氨氮。
8是經由貫通所述第一隔開壁2上部的貫通孔9，而連通第一厭氧槽5底部與后述的第二厭氧槽10底部的移流管。
10是與被所述第一隔開壁2劃分成第一厭氧槽5相對的第二厭氧槽。11則是配置于第二厭氧槽10內的第二厭氧濾床，利用該第二厭氧濾床11，可捕捉浮游物質，且通過厭氧性微生物，將有機物厭氧分解，同時將有機氮厭氧分解成氨氮。
12是配置于所述第二厭氧濾床11上方的污水中的定量壓送室。13為連通于所述定量壓送室12、且將第二厭氧槽10內的污水取至定量壓送室12內，同時具有圖未顯示的止回閥的取水管。14為向定量壓送室12供給空氣的第一鼓風機(blower)。15為連通所述定量壓送室12與后述的溶解槽16，而且將第二厭氧槽10內的污水供給溶解槽16的供給管。通過從第一鼓風機14供給空氣于定量壓送室12，可從取水管13壓送預定量的污水流入定量壓送室12內，然后從供給管15供給于溶解槽16。
16為配置于同被所述第二隔開壁3劃分成第二厭氧槽10相對的生物膜過濾槽17的上方位置的溶解槽，其設置于面對后述的第二檢視用開口50的位置。18為設置于所述溶解槽16底部的排出口。經由排出口18輸送從供給管15供給于溶解槽16的污水至生物膜過濾槽17。19為設置于溶解槽16的上部，用以排出溶解槽16內的空氣的排氣口。
20為具有由配置于溶解槽16內的鐵材料構成的電極21，并且用以關閉溶解槽16的絕緣體制成的電極蓋。22為由后述的控制電路56控制，且供給直流恒定電流于電極21之間的電源機構。通過將由電源機構22供給直流恒定電流于所述電極21之間，而在溶解槽16內的污水中溶解出鐵離子。
23為配置于所述溶解槽16底部的所述電極21之間的第一散氣管，其形成有復數個空氣吹出口，同時與第二鼓風機24連接。通過從空氣吹出口吹出由第二鼓風機24供給的空氣，以洗凈電極21且防止污泥的附著，同時將由電極21溶解的二價鐵離子氧化成可與正磷酸反應的三價鐵離子。
25為配置于所述生物膜過濾槽17內的生物膜過濾材料，用以促進需氧性微生物的培養。26為配置于所述生物膜過濾槽17底部的第二散氣管，其形成有復數個空氣吹出口，同時與第二鼓風機24連接。通過從空氣吹出口吹出由第二鼓風機24供給的空氣，將生物膜過濾槽17內維持在需氧狀態，且通過需氧性微生物將污水進行需氧分解，同時利用硝酸菌與亞硝酸菌的作用，將氨氮分解成硝酸性與亞硝酸性氮。
27為經由貫通所述第三隔開壁4上部的連通口28，而連通生物膜過濾槽17底部與后述的處理水槽29的連通管。29為與被所述第三隔開壁4劃分成所述生物膜過濾槽17相對的處理水槽，其底部具有連接所述連通管27的泵30。通過泵30的動作，可貯留從連通管27供給的、在生物膜過濾槽17處理過的污水。
31為設置于處理水槽29上部的消毒槽，其供處理水槽29內的污水流入。32為設置于所述消毒槽31內的殺菌機構，通過該殺菌機構32內所備的氯類等藥品，將流入消毒槽31的污水消毒。33為連通所述消毒槽31的排出口，用以將消毒槽31之中消毒過的處理水排出于貯槽1之外。
34為連通所述處理水槽29上部與后述的分水計量機構37的流入室38的第一回流管。35為配置于所述第一回流管34內的第三散氣管35，其形成有復數個空氣吹出口，同時與第三鼓風機36連接。通過從第三散氣管35的空氣吹出口吹出由第三鼓風機36所供給的空氣，以將處理水槽29內的污水經由第一回流管34輸送至后述的分水計量機構37的流入室38。
37為配置于所述處理水槽29上部的矩形箱狀的分水計量機構，可將由第一回流管34輸送的污水向第一厭氧槽5回流的量調整為預定量，用以在第一厭氧槽5進行穩定的脫氮。所述分水計量機構37可劃分為與第一回流管34連接的流入室38；通過下部側形成有與流入室38連通之開口的分隔壁39相隔開的中間室40；供該中間室40內的污水流入的第一分水室41；以及第二分水室42。
所述第一分水室41經由第二回流管43連通于第一厭氧槽5，同時利用壁上部開放呈V字狀的缺口部44，與中間室40連通。所述第二分水室42通過回流口45與所述處理水槽29的上部連通，同時，通過形成于可調整高度的溢流堰板46上部之開口，連通于中間室40。
利用調整所述溢流堰板46的高度，且改變形成于溢流堰板46上部的開口大小，而設定從第二分水室42回流于處理水槽29的污水量，以調節從第一分水室41流入第一厭氧槽5的污水量。47為連通所述第一厭氧槽5的上部與生物膜過濾槽17的上部，將堆積于生物膜過濾材料25上的污泥等回流至第一厭氧槽5的污泥回流管。
48為設置于同所述第一隔開壁2上部的第一厭氧槽5以及第二厭氧槽10相對面的位置的第一檢視用開口。49為可自由開閉地關閉所述第一檢視用開口48的第一蓋體，其在吸引排除堆積于第一厭氧槽5以及第二厭氧槽10底部的污泥等情況時，成為關閉狀態。
50為設置于同所述生物膜過濾槽17以及溶解槽16相對的位置的第二檢視用開口。51為設置于第二檢視用開口50的導引開關，其通過設置于可自由開閉地關閉第二檢視用開口50的第二蓋體52的磁石53，而檢測出開閉狀態。第二蓋體52通過圖未顯示的定位裝置，將所述第二蓋體52的磁石53定位成為與導引開關51相對的位置。
上述第一蓋體52在檢查生物膜過濾槽17以及溶解槽16時關閉，在第二蓋體52打開時，導引開關51關閉(OFF)。根據此信號，后述的控制電路56只使電源機構22停止，并且通過安裝第二蓋體52，使電源機構22動作。54為設置于同所述殺菌機構32相對位置的第三檢視用開口。55為可自由開閉地關閉上述第三檢視用開口54的第三蓋體，其在向殺菌機構32補給氯類等藥品時成關閉狀態。
56為用以控制所述第一鼓風機14、第二鼓風機24、第三鼓風機36、電源機構22以及泵30等的控制電路。
再者，從家庭排出的污水由流入口6流入第一厭氧槽5。然后，利用配置于第一厭氧槽5內的第一厭氧濾床7將污水中例如衛生紙等較粗大的固形物、夾雜物除去，且進行為使后續流入各處理槽的處理程序更為順暢的預備性處理，同時通過厭氧性微生物的作用將去除的固形物、夾雜物、以及通過第一厭氧濾床7的污水進行厭氧分解，以降低BOD，同時因污水分解所產生的污泥被堆積于第一厭氧槽5的底部。且，將有機性氮厭氧分解成氨氮。
新的污水流入第一厭氧槽5，然后在第一厭氧槽5中厭氧分解過的污水，經由移流管8流入第二厭氧槽10。新的污水流入第二厭氧槽10而后通過第二厭氧濾床11的污水，通過棲息于第二厭氧濾床11的厭氧性微生物的作用，將SS成分等的有機物進行厭氧分解，以降低BOD，同時因污水分解所產生的污泥被堆積于第二厭氧槽10的底部，且，通過厭氧性微生物將有機性氮厭氧分解成氨氮。
通過棲息于第二厭氧濾床11的厭氧性微生物的作用而厭氧分解的污水，從取水管13流入第二厭氧濾床11上方的定量壓送室12。一旦從第一鼓風機14將空氣供給于定量壓送室12內，則取水管13通過止回閥而關閉，且通過氣壓可壓送定量壓送室12內的污水，經由供給管15供給于溶解槽16。第一鼓風機14的動作經過預定時間后，控制電路56使第一鼓風機14停止，而伴隨定量壓送室12內的壓力降低，再從取水管13將污水流入定量壓送室12。通過后述的控制電路56使第一鼓風機14間歇運轉，每經預定時間可將第二厭氧槽10內的預定量的污水供于溶解槽16。
通過向由鐵材料構成的電極21之間供給直流恒定電流，可通過電極21從定量壓送室12經由供給管15流入溶解槽16的污水中溶解出鐵離子。溶解出的鐵離子與正磷酸反應而生成非水溶性的磷化合物，然后供給于生物膜過濾槽17。供給于溶解槽16的第二厭氧槽10內的污水含SS成分較多，而且，因為鐵離子與正磷酸反應所產生的磷化合物通過SS成分而塊狀化，所以可促進磷化合物的凝集。而凝集后的磷化合物，被生物膜過濾槽17內的生物膜過濾材料15所捕捉。
再者，因為溶解槽16的排出口18設置于溶解槽16的底部，所以即使將SS成分較多的第二厭氧槽10內的污水供給溶解槽16，亦不會積存污泥于溶解槽16。因此，可防止因污泥積存于溶解槽16內與電極21之間相接觸，所導致的鐵離子溶解效率降低。
而且，后述的控制電路56可使第一鼓風機14停止，在停止污水從第二厭氧槽10往溶解槽16供給時，停止電源機構22，不供給電極21電流，因此，通過停止無用的通電而可節電。
溶解槽16為面朝第二檢視用開口50而配置，可通過打開第二蓋體52而容易地進行溶解槽16的檢查以及電極21的交換。
因電極21的電解從電極21所產生的氫氣比空氣還輕，所以容易積存于溶解槽16的上部，一旦溶解槽16內的氫氣濃度上升，則有爆炸之危機。因此，在本實施例中，在溶解槽16上部設置排氣口19，并且通過將溶解槽16內的氫氣、以及從第一散氣管23供給于溶解槽16內污水的空氣同時高效率地排出溶解槽16之外，可預防溶解槽16內的氫氣濃度上升，而防止爆炸。
從溶解槽16的排出口18流入生物膜過濾槽17的污水，由于復數附著于生物膜過濾材料25的需氧性微生物的作用，將污水進行需氧分解，同時將有機磷酸鹽等分解成正磷酸，而且將氨氮分解成硝酸性與亞砂酸性氮。再者，因污水的分解所產生的污泥被保持于生物膜過濾材料25處。
雖然有伴隨生物膜過濾槽17內的污水處理，污水逐漸變成酸性，且因在生物膜過濾材料25繁殖的需氧性微生物的活性度降低，致使污水處理能力降低的缺點，但是，由溶解槽16供給的污水經過電極21的電解變成堿性，通過從溶解槽16供給污水，可防止生物膜過濾槽17的污水處理能力的降低。
通過控制電路56控制泵30，使通過生物膜過濾材料25而經生物膜過濾材料25處理過的污水，經由連通管27流入處理水槽29。流入處理水槽29的污水流入消毒槽31，利用備有氯類藥物的殺菌機構32消毒，而殺死病原菌等細菌，再利用排出口33往貯槽1外排水。
為了防止附著于生物膜過濾材料25上的非水溶性的磷化合物、污泥以及生物膜等造成生物膜過濾材料25的阻塞，控制電路56定期地將泵30反轉，使處理水槽29內的污水經由連通管27供給于生物膜過濾材料25，而洗凈生物過濾材料25，使磷化合物、污泥以及生物膜等從生物膜過濾材料25剝離，再經由污泥回流管47回流于第一厭氧槽5。
通過由第三散氣管35的空氣吹出口吹出由第三鼓風機36所供給的空氣，可使處理水槽29內的污水流入分水計量機構37的流入室38，并且在中間室40中整流而流入第一分水室41與第二分水室42。
流入第一分水室41的污水經由第二回流管43回流至第一厭氧槽5，而回流至第一厭氧槽5的污水中的硝酸性及亞硝酸性氮通過第一厭氧槽5中存在的眾多的脫氮菌還原，以氮氣形式分散于空氣之中而被除去。
在本發明實施例中，由鐵材料所構成的電極21如長期浸漬于溶解槽16內的污水中，在電極表面會產生氧化被覆膜，而成為鈍態化狀態，鐵離子的溶解會慢慢減少，且脫磷功能降低。
因此，最好采用在由鐵材料所構成的一對電極之間供應直流恒定電流，將其電流每經過預定時間施以極性轉換的結構。在陽極側的鐵材料表面長期使用會產生氧化被覆膜，而陰極側的鐵材料表面，則被陰極側鐵材料產生的氫氣所洗凈而不會產生氧化被覆膜。因此，依照陽極鐵材料表面產生氧化被覆膜而使鐵離子的溶解量減少的時間間隔，將極性轉換，從而使鐵離子的溶解量保持大致固定，并使脫磷功能保持固定。
再者，按照所述結構，兩個電極是以鐵材料構成，因為可時常從構成陽極側電極的鐵材料中溶解出鐵離子，以供給于處理水，所以可時常保持固定的脫磷功能的狀態。
再者，也可采用在電極的至少陽極側使用鐵材料，在兩個電極之間供給直流恒定電流，且每經過預定時間將供給電流增大為脈沖狀的結構。在上述結構中，利用使電流增大為脈沖，可使在陽極側鐵材料表面所產生的氧化被覆膜剝離，可通過使鐵離子的溶解保持為相對固定，而使脫磷功能保持固定。
而且，還可采用供給直流恒定電流于由鐵材料構成的一對電極之間，且將其電流每經預定時間作極性轉換，同時使供給電流增大成為脈波狀的結構。極性轉換的時間較長時，陽極側的鐵材表面會產生氧化被覆膜，通過極性轉換可用氫氣洗凈，將氧化被覆膜剝離，但是直到氧化被覆膜被剝離為止，需要若干時間，由于直到氧化被覆膜剝離為止的期間內的電氣阻抗很大，有增加消耗電力之顧慮。
因此，上述結構通過將供給電流增大為脈波狀，使由陽極轉換成陰極之鐵材料表面的氧化被覆膜可在短時間內被去除，故可防止消費電力的增大。
而且，在本發明實施例中，供給直流恒定電流而溶解出鐵離子的電極在兩極皆使用鐵材料，但是，采用陽極側的電極使用鐵材料，而陰極側的電極使用鈦或白金等不溶性材料的結構也可以。
再者，在本發明的實施例中，供給直流恒定電流而溶解出鐵離子的電極在兩極皆使用鐵材料，但是，采用使用鋁的結構也可以。
根據本發明的第一種結構，通過在從厭氧槽往生物膜過濾槽的污水供給經過管路上設置溶解槽，可使構造簡化，同時利用厭氧槽內的SS成分可將非水溶性的磷化合物塊狀化，而促進凝集，且可提高磷的去除效率。
再者，通過供給從溶解槽流出的堿性污水于生物膜過濾槽，可達到防止生物膜過濾槽的污水處理能力降低等效果。
根據本發明的第二種結構，通過在從厭氧槽往生物膜過濾槽的污水供給經過管路上設置溶解槽，可使構造簡化，同時利用厭氧槽內的SS成分可將非水溶性的磷化合物塊狀化，而促進凝集，且可提高磷的去除效率。
再者，通過供給從溶解槽流出的堿性污水于生物膜過濾槽，可達到防止生物膜過濾槽的污水處理能力降低的效果，同時可通過防止溶解槽內的污泥堆積，達到防止從電極溶解離子效率降低等效果。
根據本發明的第三種結構，可達到經由檢視用開口，容易地進行溶解槽之保養維修等效果。
根據本發明的第四種結構，可達到防止電極無用的通電，而節省電費等效果。
權利要求
1.一種污水處理裝置，包括厭氧槽，用以將污水厭氧處理；生物膜過濾槽，其具有生物膜過濾機構，用以將在所述厭氧槽內厭氧處理過的污水需氧處理；處理水槽，用以貯留在所述生物膜過濾槽內處理過的污水；溶解槽，其具有以鐵或鋁所構成的電極，且通過供給電流于所述電極，溶解出鐵離子或鋁離子；其特征在于設置輸送機構，用以將所述厭氧槽內的污水經由溶解槽輸送至生物膜過濾槽。
2.一種污水處理裝置，包括厭氧槽，用以將污水厭氧處理；生物膜過濾槽，其具有生物膜過濾機構，用以將在所述厭氧槽內厭氧處理過的污水需氧處理；處理水槽，用以貯留在所述生物膜過濾槽內處理過的污水；溶解槽，其具有以鐵或鋁的構成的電極，且通過供給電流于所述電極，溶解出鐵離子或鋁離子；其特征在于將所述溶解槽配置于生物膜過濾槽的上方位置，同時在所述溶解槽的底面設置排出口；設置將厭氧槽內的污水供給于所述溶解槽內的輸送機構，在由所述輸送機構供給于溶解槽的厭氧槽內的污水中溶解出鐵離子或鋁離子，然后經由溶解槽底面的排出口，回流至生物膜過濾槽。
3.如權利要求1或2所述的污水處理裝置，其特征在于，還包括生物膜濾槽內的檢視用開口，其設置于所述生物膜過濾槽的上部；以及蓋體，其可自由開閉地關閉所述檢視用開口，所述溶解槽配置于檢視用開口附近。
4.如權利要求2所述的污水處理裝置，其特征在于，還包括控制機構，在所述輸送機構停止時，停止向電極供給電流。
全文摘要
一種污水處理裝置,包括:第二厭氧槽(10)、生物膜過濾槽(17)、處理水槽(29)以及溶解槽(16),還設置有將第二厭氧槽(10)內的污水經由溶解槽(16)輸送至生物過濾膜(17)的輸送機構,該裝置具有高效的去除磷的性能以及高效的污水處理能力。
文檔編號C02F1/46GK1194241SQ98105758
公開日1998年9月30日 申請日期1998年3月23日 優先權日1997年3月24日
發明者森泉雅貴, 福本明 申請人:三洋電機株式會社