(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間硝化と従属栄養−硫黄独立栄養脱窒プロセスを組み合わせ、低炭素対窒素比廃水に対して総窒素除去効果が高く、エネルギー消費および敷地面積を効果的に低減させることを課題とする。【解決手段】本発明は、低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置およびその動作方法を開示し、前記装置は、入水プール１、短時間硝化バイオフィルター１３、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４、排水プール１１、入水ポンプ７、エアーポンプと曝気装置５、排水プール兼リターンポンプ８、逆洗ポンプ１２、ＰＬＣコントローラ１６および関連制御バルブを含み、充填剤の添加、汚泥接種処理、短時間硝化処理、亜硝酸態窒素の脱窒プロセスにより、逆洗処理を行う。追加の有機炭素源を添加する必要はなく、低炭素対窒素比廃水の処理効果を向上させ、かつシステムのエネルギー消費を効果的に低減させる。【選択図】図１
2019217487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置であって、
低炭素対窒素比廃水を収容する入水プール（１）を含み、
入水プール（１）に接続された短時間硝化バイオフィルター（１３）は正方形構造であり、短時間硝化反応を行い、亜硝酸塩の蓄積を増加させるために用いられ、
短時間硝化バイオフィルター（１３）は、入水ゾーンと曝気ゾーン（９）、第三充填層（６）およびオーバーフローダム（４）として下から上の順に配置され、短時間硝化バイオフィルター（１３）にエアーポンプと曝気装置（５）が接続され、前記エアーポンプと曝気装置（５）は、ガスパイプラインを介して短時間硝化バイオフィルター（１３）の上のエアーポンプを入水ゾーンと曝気ゾーン（９）の底部のマイクロ曝気装置に接続する装置であり、エアーポンプと曝気装置（５）は、装置内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御するために用いられ、短時間硝化バイオフィルター（１３）の上に逆洗処理された第一逆洗水分配装置（１５）が設けられ、
短時間硝化バイオフィルター（１３）に嵌着された従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）は正方形構造であり、従属栄養と硫黄独立栄養との結合脱窒を行い、同時に有機物の除去を行うために用いられ、
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の上部は取り外し可能な排気ポート付きのディスク状カバーであり、中間充填層は上から下までそれぞれ第二充填層（３）および第一充填層（２）であり、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の底部は支持層と排水ゾーン（１０）であり、前記支持層と排水ゾーン（１０）の下端に逆洗処理された第二逆洗水分配装置（２１）が設けられ、
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の排水プール（１１）に接続され、排水プール（１１）は排水および一部の排水を収集して逆洗水として短時間硝化バイオフィルター（１３）および従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）内の充填材を逆洗する、ことを特徴とする、
低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項２】
前記入水プール（１）と前記短時間硝化バイオフィルター（１３）との間に、前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）と前記排水プール（１１）と入水パイプラインとの間に、前記排水プール（１１）と前記第一逆洗水分配装置（１５）と第二逆洗水分配装置（２１）との間にそれぞれ入水ポンプ（７）、排水ポンプ兼リターンポンプ（８）および逆洗ポンプ（１２）が設けられ、
前記逆洗ポンプ（１２）と第一逆洗水分配装置（１５）との間に、逆洗ポンプ（１２）と逆洗水分配装置（２１）との間に、前記排水ポンプ兼リターンポンプ（８）と排水プール（１１）との間に、前記排水ポンプ兼リターンポンプ（８）と入水パイプラインとの間にそれぞれ第一逆洗バルブ（１７）、第二逆洗バルブ（１８）、排水バルブ（１９）およびリターンバルブ（２０）が設けられ、
前記エアーポンプと曝気装置（５）、入水ポンプ（７）、排水ポンプ兼リターンポンプ（８）、逆洗ポンプ（１２）、第一逆洗バルブ（１７）、第二逆洗バルブ（１８）、排水バルブ（１９）およびリターンバルブ（２０）はいずれもＰＬＣコントローラ（１６）に電気的に接続されて制御操作を行う、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項３】
前記エアーポンプと曝気装置（５）のマイクロ曝気装置５は曝気パイプライン（９１）および曝気ヘッド（９２）で構成され、
前記曝気ヘッド（９２）は、アンチブロッキングおよび排気を制御するプッシュヘッド（９２１）、曝気ヘッド（９２）を回転させる本体（９２２）および本体（９２２）のキャビディ内の空気流れを強化する回転輪（９２３）を含み、
前記本体（９２２）は回転軸受（９２８）によって曝気パイプライン（９１）の上端に接続されて回転し、本体（９２２）の側面に空気流により本体（９２２）を回転させるための複数の排気孔（９２６）が等間隔に設けられ、排気孔（９２６）はいずれも下向きに傾斜し、本体（９２２）上端にアンチブロッキングのための濾過板（９２５）が設けられ、
前記プッシュヘッド（９２１）の底面中心は濾過板（９２５）の中心部位に設けられた制限ブロック（９２４）内に埋め込まれ、空気流れにより上下移動してアンチブロッキングおよび排気し、プッシュヘッド（９２１）上表面の左右両側にプッシュヘッドの上の水の流れを妨げるための２つの撹拌板（９２９）が対称的に設けられ、
前記回転輪（９２３）は前記本体（９２２）内部の中心に設けられ、回転輪（９２３）は接続軸（９２７）によって本体（９２２）内壁に固定されて回転し、
曝気ヘッド（９２）の上にガスパイプラインを貫通する回転ファン（９３）が設けられ、曝気を強化しおよび曝気ヘッド（９２）のブロッキングを防止するために用いられ、
前記回転ファン（９３）は、回転ファン（９３）を固定するための外部ケーシング（９３１）、水の流れを撹拌するファンブレード（９３２）、外部ケーシング（９３１）内に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された内部ケーシング（９３５）を含み、ガスの通路を提供するために用いられ、前記内部ケーシング（９３５）は接続板（９３６）によって上下２つの部分に分割され、内部ケーシング（９３５）の上下２つの部分はガスパイプラインに連通し、
そして内部ケーシング（９３５）の内部中心に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された回転軸（９３３）を含み、回転軸（９３３）の左右両側にそれぞれ１つの伝動ファン（９３４）が設けられ、前記伝動ファン（９３４）は接続板（９３６）によって前記ファンブレード（９３２）に接続され、回転ファン（９３４）は空気流れによりファンブレード（９３２）を回転させるために用いられる、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項４】
前記第三充填層（６）はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍであり、前記第二充填層（３）は硫黄粒子充填層であり、直径は２〜４ｍｍであり、前記第一充填層（２）はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍである、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項５】
前記短時間硝化バイオフィルター（１３）内で短時間硝化を発生し、短時間硝化バイオフィルター（１３）内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御し、亜硝酸塩の蓄積に役立ち、装置を２０〜３０日間開始した後、入水に１００〜１５０ｍｇ／ＬのＮａ２Ｓ−Ｓを加え、かつ排水は短時間硝化バイオフィルター（１３）および前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター（１４）にリターンし、２４〜４８時間サイクル処理し、廃水中の硫化物の大部分が硫酸塩に変換されるまで、硝化フィルター内の硝酸塩バクテリア（ＮＯＢ）に対して連続的な活性阻害を行い、アンモニア酸化細菌を徐々に支配的な集団とする、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項６】
前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター（１４）の上部硫黄粒子の表面は主に硫黄独立栄養脱窒を行い、下部セラムサイト表面は主に従属栄養脱窒を行い、濾過速度を制御し、対応する滞留時間を確保し、２０〜３０日間開始し、硫黄独立栄養バイオフィルムが培養される、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置を用いて低炭素対窒素比廃水を処理する方法であって、以下のステップを含み、
Ｓ１、２つのバイオフィルターにおいて高さ比に従って充填材を添加し、このうち短時間硝化バイオフィルター（１３）に好気性硝化活性汚泥接種を行い、汚泥濃度を制御し、入水段階は１５〜３０分間であり、続いて超音波振動処理を行い、超音波周波数を制御し、まず曝気超音波で振動し、次いで無酸素超音波で振動し、この期間に曝気／無酸素サイクル時間は２５分間であり、曝気超音波振動ときの溶存酸素の濃度が２分間で１．７ｍｇ／Ｌ以上に上昇すると曝気を停止し、超音波周波数を調節し、処理時間は４５分間であり、排水は２０分間であり、
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター（１４）に無酸素脱窒汚泥接種を行い、汚泥濃度を制御し、超音波周波数を制御し、超音波で振動させ、
接種後、装置全体は入水ポンプ（７）から低炭素対窒素比廃水を導入して馴化し、
Ｓ２、入水にＮａ２Ｓ−Ｓを加え、排水は２つのバイオフィルターに等量でリターンされ、２つのフィルターの温度を制御し、２つのフィルターのｐＨ値を調節し、２４〜４８時間サイクル処理し、そのうちの硫黄イオンを用いて独立栄養硫黄脱窒を行い、硫黄イオンは基本的に完全に反応した後に排水プール（１１）に排出させ、
Ｓ３、装置の正常動作であり、硫化物処理した後、短時間硝化バイオフィルター（１３）内のアンモニア酸化細菌は優勢な位置にあり、亜硝酸塩蓄積が達成され、オーバーフローダム（４）を経て排水は従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター（１４）に入り、主に従属栄養性および独立栄養の条件下で亜硝酸態窒素の脱窒プロセスを行い、かつ有機物の除去を行い、未処理の基準を満たさない廃水をリターンさせ、
Ｓ４、ある期間動作した後、ＰＬＣコントローラで逆洗ポンプ（１２）、第一逆洗バルブ（１７）および第二逆洗バルブ（１８）を制御し、反応装置中の２つのバイオフィルターをそれぞれ逆洗し、逆洗を行うとき、２つのバイオフィルター内の廃水を排出させ、水の含有量が１５％であることを確保し、まずエアー洗浄を行い、続いて２段階の水洗を行い、その期間に温度を３０〜３５℃に制御し、逆洗水により入水プールに排出し、以上のプロセス中の水ポンプおよびバルブの開閉はいずれもＰＬＣコントローラ（１６）で制御される、ことを特徴とする、
低炭素対窒素比廃水を処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理の技術分野に関し、具体的には短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターで低炭素対窒素比廃水を処理する一体化処理装置およびその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的方法は、中国における生活廃水の脱窒のための主な適用技術であり、このうち、十分な炭素源は効率的な生物学的窒素除去の鍵であり、廃水中のＣ／Ｎ比が３．４より小さいとき、脱窒処理が阻害され、中国都市の生活廃水に炭素源が不十分であるという問題が広く存在し、廃水処理の効果に深刻な影響を及ぼし、メタノール、酢酸ナトリウム、グルコースなどの有機炭素源の添加など従来の対処方法は、処理コストを増加させ、かつ流出液の有機汚染という問題が存在し、特に硫黄の独立栄養脱窒は、その処理コストが低く、安定した効果があるため、研究適用の主な技術となる。
【０００３】
短時間硝化脱窒は低炭素対窒素比廃水を処理するときに顕著な利点を有し、従来の一般的な従属栄養脱窒と比べ、硝酸態窒素を脱窒して亜硝酸態窒素へ還元するプロセスを低減させ、したがって、炭素源需要量を低減させる。しかし、短時間硝化脱窒プロセス中の条件パラメータが制御しにくく、研究により、特定の濃度の硫化物は、硝酸細菌（ＮＯＢ）に対して良好な阻害効果を果たすことができ、亜硝酸塩の蓄積および短時間硝化の促進を促進することができ、かつ硫黄独立栄養性微生物は、かつ硫黄イオンを用いて硝酸態窒素、亜硝酸態窒素を窒素に変換することができ、かつ、現在、短時間硝化プロセスと従属栄養−硫黄独立栄養脱窒プロセスとの組み合わせについての報告は少ない。
【０００４】
低炭素対窒素比廃水の処理についての研究が多く、その解決方法の大半は新しい炭素源の提供および新規技術の採用であり、それにより処理コストを低減させるが、このような方法は、一般に、装置構造が複雑であり、起動時間が長く、またはプロセスにおける反応条件への制御は厳しく、実際の条件下で長期間安定して動作させにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】中国特許出願公開第104628132号明細書
【特許文献２】中国実用新案第203820539号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術に存在する問題に対して、短時間硝化と従属栄養−硫黄独立栄養脱窒プロセスを組み合わせ、低炭素対窒素比廃水に対して総窒素除去効果が高く、エネルギー消費および敷地面積を効果的に低減させる。
【０００７】
本発明の目的は追加の有機炭素源を必要としない一体化処理装置を提供することであり、追加の有機炭素源を必要としないように実現され、エネルギー消費および敷地面積を低減させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的には、低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置であって、低炭素対窒素比廃水を収容する入水プールを含み、入水プールに接続された短時間硝化バイオフィルターは正方形構造であり、短時間硝化反応を行い、亜硝酸塩の蓄積を増加させるために用いられ、短時間硝化バイオフィルターは、入水ゾーンと曝気ゾーン、第三充填層およびオーバーフローダムとして下から上に配置され、短時間硝化バイオフィルターにエアーポンプと曝気装置が接続され、前記エアーポンプと曝気装置は、ガスパイプラインを介して短時間硝化バイオフィルターの上のエアーポンプを入水ゾーンと曝気ゾーンの底部のマイクロ曝気装置に接続する装置であり、エアーポンプと曝気装置は、装置内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御するために用いられ、短時間硝化バイオフィルターの上に逆洗処理された第一逆洗水分配装置が設けられ、短時間硝化バイオフィルターに嵌着された従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターは正方形構造であり、従属栄養と硫黄独立栄養との結合脱窒を行い、同時に有機物の除去を行うために用いられ、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターの上部は取り外し可能な排気ポート付きのディスク状カバーであり、中間充填層は上から下までそれぞれ第二充填層および第一充填層であり、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターの底部は支持層と排水ゾーンであり、前記支持層と排水ゾーンの下端に逆洗処理された第二逆洗水分配装置が設けられ、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターの排水プールに接続され、排水プールは排水および一部の排水を収集して逆洗水として短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター内の充填材を逆洗する。
【０００９】
上記方案において、前記入水プールと前記短時間硝化バイオフィルターとの間、前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターと前記排水プールと入水パイプラインとの間、前記排水プールと前記第一逆洗水分配装置と第二逆洗水分配装置との間にそれぞれ入水ポンプ、排水ポンプ兼リターンポンプおよび逆洗ポンプが設けられ、前記逆洗ポンプと第一逆洗水分配装置との間、逆洗ポンプと逆洗水分配装置との間、前記排水ポンプ兼リターンポンプと排水プールとの間、前記排水ポンプ兼リターンポンプと入水パイプラインとの間にそれぞれ第一逆洗バルブ、第二逆洗バルブ、排水バルブおよびリターンバルブが設けられ、前記エアーポンプと曝気装置、入水ポンプ、排水ポンプ兼リターンポンプ、逆洗ポンプ、第一逆洗バルブ、第二逆洗バルブ、排水バルブおよびリターンバルブはいずれもＰＬＣコントローラに電気的に接続されて制御操作を行う。
【００１０】
上記方案において、前記エアーポンプと曝気装置のマイクロ曝気装置は曝気パイプラインおよび曝気ヘッドで構成され、前記曝気ヘッドは、アンチブロッキングおよび排気を制御するプッシュヘッド、曝気ヘッドを回転させる本体および本体キャビディ内の空気流れを強化する回転輪を含み、前記本体は回転軸受によって曝気パイプラインの上端に接続されて回転し、本体の側面に空気流により本体を回転させるための複数の排気孔が等間隔に設けられ、排気孔はいずれも下向きに傾斜し、本体上端にアンチブロッキングのための濾過板が設けられ、前記プッシュヘッドの底面中心は前記濾過板の中心部位に設けられた制限ブロック内に埋め込まれ、空気流れにより上下移動してアンチブロッキングおよび排気し、プッシュヘッド上表面の左右両側にプッシュヘッドの上の水の流れを妨げるための２つの撹拌板が対称的に設けられ、前記回転輪は前記本体内部の中心に設けられ、回転輪は接続軸によって本体内壁に固定されて回転し、曝気ヘッドの上にガスパイプラインを貫通する回転ファンが設けられ、曝気を強化しおよび曝気ヘッドのブロッキングを防止するために用いられ、前記回転ファンは、回転ファンを固定するための外部ケーシング、水の流れを撹拌するファンブレード、外部ケーシング内に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された内部ケーシングを含み、ガスの通路を提供するために用いられ、前記内部ケーシングは接続板によって上下２つの部分に分割され、内部ケーシングの上下２つの部分はガスパイプラインに連通し、そして内部ケーシングの内部中心に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された回転軸を含み、前記回転軸の左右両側にそれぞれ１つの伝動ファンが設けられ、前記伝動ファンは接続板によって前記ファンブレードに接続され、回転ファンは空気流れによりファンブレードを回転させるために用いられる。
【００１１】
上記方案において、前記第三充填層はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍであり、前記第二充填層は硫黄粒子充填層であり、直径は２〜４ｍｍであり、前記第一充填層はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍである。
【００１２】
上記方案において、前記短時間硝化バイオフィルター内で短時間硝化を発生し、短時間硝化バイオフィルター内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御し、亜硝酸塩の蓄積に役立ち、装置を２０〜３０日間開始した後、入水に１００〜１５０ｍｇ／ＬのＮａ２Ｓ−Ｓを加え、かつ排水は短時間硝化バイオフィルターおよび前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターにリターンし、２４〜４８時間サイクル処理し、廃水中の硫化物の大部分が硫酸塩に変換されるまで、硝化フィルター内の硝酸塩バクテリア（ＮＯＢ）に対して連続的な活性阻害を行い、アンモニア酸化細菌を徐々に支配的な集団とする。
【００１３】
上記方案において、前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターの上部硫黄粒子の表面は主に硫黄独立栄養脱窒を行い、下部セラムサイト表面は主に従属栄養脱窒を行い、濾過速度を制御し、対応する滞留時間を確保し、２０〜３０日間開始し、硫黄独立栄養バイオフィルムが培養される。
【００１４】
本発明の別の目的は、前記装置により低炭素対窒素比廃水を処理する方法を提供することであり、入水、汚泥接種、超音波サイクル曝気/無酸素振動および飼育ならびに廃水処理などのステップを含む。
【００１５】
上記方案において、
Ｓ１、２つのバイオフィルターにおいて高さ比に従って充填材を添加し、このうち短時間硝化バイオフィルターに好気性硝化活性汚泥接種を行い、汚泥濃度を制御し、入水段階は１５〜３０分間であり、続いて超音波振動処理を行い、超音波周波数を制御し、まず曝気超音波で振動し、次いで無酸素超音波で振動し、この期間に曝気／無酸素サイクル時間は２５分間であり、曝気超音波振動ときの溶存酸素の濃度が２分間で１．７ｍｇ／Ｌ以上に上昇すると曝気を停止し、超音波周波数を調節し、処理時間は４５分間であり、排水は２０分間である。
【００１６】
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターに無酸素脱窒汚泥接種を行い、汚泥濃度を制御し、超音波周波数を制御し、超音波で振動させる。
【００１７】
接種後、装置全体は入水ポンプから低炭素対窒素比廃水を導入して馴化する。
【００１８】
Ｓ２、入水にＮａ２Ｓ−Ｓを加え、排水は２つのバイオフィルターに等量でリターンされ、２つのフィルターの温度を制御し、２つのフィルターのｐＨ値を調節し、２４〜４８時間サイクル処理し、そのうちの硫黄イオンを用いて独立栄養硫黄脱窒を行い、硫黄イオンは基本的に完全に反応した後に排水プールに排出される。
【００１９】
Ｓ３、装置の正常動作であり、硫化物処理した後、短時間硝化バイオフィルター内のアンモニア酸化細菌は優勢な位置にあり、亜硝酸塩蓄積が達成され、オーバーフローダムを経て排水は従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターに入り、主に従属栄養性および独立栄養の条件下で亜硝酸態窒素の脱窒プロセスを行い、かつ有機物の除去を行い、未処理の基準を満たさない廃水をリターンさせる。
【００２０】
Ｓ４、ある期間動作した後、ＰＬＣコントローラで逆洗ポンプ、第一逆洗バルブおよび第二逆洗バルブを制御し、反応装置中の２つのバイオフィルターをそれぞれ逆洗し、逆洗を行うとき、２つのバイオフィルター内の廃水を排出させ、水の含有量が１５％であることを確保し、まずエアー洗浄を行い、続いて２段階の水洗を行い、その期間に温度を３０〜３５℃に制御し、逆洗水により入水プールに排出し、以上のプロセス中の水ポンプおよびバルブの開閉はいずれもＰＬＣコントローラで制御される。
【００２１】
本発明の１つの態様により、低炭素対窒素比廃水を処理する前記方法は、以下のステップを含むことができ、
Ｓ１、２つのバイオフィルターにおいて高さ比に従って充填材を添加し、このうち短時間硝化バイオフィルターにセラムサイト充填材を装置の全高の７０％まで添加し、好気性硝化活性汚泥接種を行い、汚泥濃度を２０００−３３００ｍｇ／Ｌに制御し、入水段階は１５〜３０分間であり、続いて超音波振動処理を行い、超音波周波数を３０〜５０ｋＨｚに制御し、まず曝気超音波で２０〜３０分間振動し、次いで無酸素超音波で１０〜１５分間振動し、この期間に曝気／無酸素サイクル時間は２５分間であり、曝気超音波振動における溶存酸素の濃度が０．８〜１．５ｍｇ／Ｌに維持されることを確保し、曝気超音波振動ときの溶存酸素の濃度が２分間で１．７ｍｇ／Ｌ以上に上昇すると曝気を停止し、超音波周波数を５５ｋＨｚに調節し、処理時間は４５分間であり、排水は２０分間である。従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターの下部の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の４０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の３０％まで添加し、無酸素脱窒汚泥接種を行い、汚泥濃度を２５００−３０００ｍｇ／Ｌに制御し、超音波周波数を２５〜３５ｋＨｚに制御し、超音波振動サイクル処理は３〜５時間であり、接種後、装置全体は入水ポンプから低炭素対窒素比廃水を導入して２０〜３０日間馴化する。
【００２２】
Ｓ２、入水に１００〜１５０ｍｇ／ＬのＮａ２Ｓ−Ｓを加え、排水は排水ポンプ兼リターンポンプおよびリターンバルブを経て短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターに等量でリターンされ、排水ポンプ兼リターンポンプを３Ｌ／ｍｉｎの速度で排水およびリターンさせ、水力保持時間は２０〜３０分間であり、短時間硝化バイオフィルターの温度を３０〜５０℃に制御し、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターの温度を２５〜４５℃に制御し、いずれもマイクロ波で加温処理し、２つのフィルターのｐＨ値を７〜９に調節し、２４〜４８時間サイクル処理し、そのうちの硫黄イオンを用いて独立栄養硫黄脱窒を行い、硫黄イオンは基本的に完全に反応した後に排水バルブから排水プールに排出される。
【００２３】
Ｓ３、装置の正常動作であり、硫化物処理した後、短時間硝化バイオフィルター内のアンモニア酸化細菌は優勢な位置にあり、亜硝酸塩蓄積が達成され、オーバーフローダムを経て排水は従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルターに入り、温度を２５〜４５℃に制御し、溶存酸素濃度を０．３〜０．６ｍｇ／Ｌに制御し、主に従属栄養性および独立栄養の条件下で亜硝酸態窒素の脱窒プロセスを行い、かつ有機物の除去を行い、未処理の基準を満たさない廃水に対して、常に排水ポンプ兼リターンポンプおよびリターンバルブでリターンさせる。
【００２４】
Ｓ４、ある期間動作した後、ＰＬＣコントローラで逆洗ポンプ、第一逆洗バルブおよび第二逆洗バルブを制御し、反応装置中の短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルターをそれぞれ逆洗し、逆洗を行うとき、短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター内の廃水を排出させ、水の含有量が１５％であることを確保し、まず持続時間が６分間のエアー洗浄を行い、エアー洗浄の強度は２５ｍ／ｈであり、続いて２段階の水洗を行い、第一段階の水洗強度は３０ｍ／ｈであり、持続時間は５分間であり、第二段階の水洗強度は１５ｍ／ｈであり、持続時間は４分間であり、その期間に温度を３０〜３５℃に制御し、逆洗水により入水プールに排出し、以上のプロセス中の水ポンプおよびバルブの開閉はいずれもＰＬＣコントローラで制御される。
【００２５】
本発明の別の態様により、本発明における低炭素対窒素比廃水を処理する方法は、本発明における低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置により行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
従来技術に比べ、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
（１）本発明の装置およびその動作方法は、低炭素対窒素比廃水を処理するエネルギー消費を効果的に低減でき、短時間硝化と従属栄養−硫黄独立栄養脱窒を結合し、従属栄養脱窒および硫黄独立栄養脱窒を用いて同時に脱窒素し、従属栄養脱窒が発生したアルカリ度は硫黄独立栄養脱窒に提供し、かつ廃水処理プロセス中に油圧ショック負荷への処理効率を向上させる。
【００２７】
（２）硫化物を用いて好気性硝化活性汚泥を処理し、アンモニア酸化細菌（ＡＯＢ）を支配的な集団とし、微生物の馴化およびスクリーニングプロセスは簡単で操作しやすい。
【００２８】
（３）好気性活性汚泥の処理に使用される硫化物は、硫黄独立栄養脱窒プロセス中の電子供与体とすることができ、亜硝酸、遊離アンモニアで短時間硝化フィルターを処理するなどの操作プロセス中に発生した物質損失および反応プロセス全体への影響が回避される。
【００２９】
（４）入水、超音波サイクル曝気/低酸素振動、曝気停止、および排水の連続サイクルによって好気性硝化活性汚泥接種を行い、同時に超音波振動によって無酸素脱窒汚泥接種を行い、低酸素対脱窒比廃水を用いて馴化し、硝化脱窒処理を行い、低酸素対脱窒比類の廃水の脱窒効率を大幅に向上させることができる。
【００３０】
（５）曝気ヘッドおよび回転ファンの回転により、曝気ヘッドの周りの水の流れを変化させ、それにより曝気効果を向上させ、同時に、フィルタスクリーンとプッシュヘッドとの協働により、空気流れが通過するときにプッシュヘッドを上向きにプッシュして排気し、曝気ヘッドのブロッキングを効果的に防止することができ、傾斜した排気孔により空気流れの作用によって回転力を発生させて本体を回転させ、さらに曝気ヘッドを回転させ、撹拌板を用いて撹拌し、曝気ヘッドのブロッキングを低減させ、同時に回転輪は空気流れにより回転して本体キャビディ内の空気流れを変化させて本体内壁の空気孔を自己洗浄する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明における装置の構造概略図である。
【図２】図２は本発明における入水ゾーンと曝気ゾーンの構造概略図である。
【図３】図３は本発明における曝気ヘッドの構造概略図である。図において、１−入水プール、２−第一充填層、３−第二充填層、４−オーバーフローダム、５−エアーポンプと曝気装置、６−第三充填層、７−入水ポンプ、８−排水ポンプ兼リターンポンプ、９−入水ゾーンと曝気ゾーン、９１−曝気パイプライン、９２−曝気ヘッド、９２１−プッシュヘッド、９２２−本体、９２３−回転輪、９２４−制限ブロック、９２５−濾過板、９２６−排気孔、９２７−接続軸、９２８−回転軸受、９２９−撹拌板、９３−回転ファン、９３１−外部ケーシング、９３２−ファンブレード、９３３−回転軸、９３４−伝動ファン、９３５−内部ケーシング、９３６−接続板、１０−支持層と排水ゾーン、１１−排水プール、１２−逆洗ポンプ、１３−短時間硝化バイオフィルター、１４−従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター、１５−第一逆洗水分配装置、１６−ＰＬＣコントローラ、１７−第一逆洗バルブ、１８−第二逆洗バルブ、１９−排水バルブ、２０−リターンバルブ、２１−第二逆洗水分配装置。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の技術的解決手段をさらに了解するために、以下は実施例に合わせて本発明をさらに詳細に説明する。
【００３３】
実施例１
図１に示すとおり、低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置であって、低炭素対窒素比廃水を収容する入水プール１を含み、入水プール１に接続された短時間硝化バイオフィルター１３は正方形構造であり、短時間硝化反応を行い、亜硝酸塩の蓄積を増加させるために用いられ、短時間硝化バイオフィルター１３は、入水ゾーンと曝気ゾーン９、第三充填層６およびオーバーフローダム４として下から上に配置され、短時間硝化バイオフィルター１３にエアーポンプと曝気装置５が接続され、エアーポンプと曝気装置５は、ガスパイプラインを介して短時間硝化バイオフィルター１３の上のエアーポンプを入水ゾーンと曝気ゾーン９の底部のマイクロ曝気装置に接続する装置であり、エアーポンプと曝気装置５は、装置内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御するために用いられ、短時間硝化バイオフィルター１３の上に逆洗処理された第一逆洗水分配装置１５が設けられ、短時間硝化バイオフィルター１３に嵌着された従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４は正方形構造であり、従属栄養と硫黄独立栄養との結合脱窒を行い、同時に有機物の除去を行うために用いられ、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の上部は取り外し可能な排気ポート付きのディスク状カバーであり、中間充填層は上から下までそれぞれ第二充填層３および第一充填層２であり、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の底部は支持層と排水ゾーン１０であり、前記支持層と排水ゾーン１０の下端に逆洗処理された第二逆洗水分配装置２１が設けられ、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の排水プール１１に接続され、排水プール１１は排水および一部の排水を収集して逆洗水として短時間硝化バイオフィルター１３および従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４内の充填材を逆洗する。
【００３４】
入水プール１と短時間硝化バイオフィルター１３との間、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４と排水プール１１と入水パイプラインとの間、排水プール１１と第一逆洗水分配装置１５と第二逆洗水分配装置２１との間にそれぞれ入水ポンプ７、排水ポンプ兼リターンポンプ８および逆洗ポンプ１２が設けられ、逆洗ポンプ１２と第一逆洗水分配装置１５との間、逆洗ポンプ１２と逆洗水分配装置２１との間、排水ポンプ兼リターンポンプ８と排水プール１１との間、排水ポンプ兼リターンポンプ８と入水パイプラインとの間にそれぞれ第一逆洗バルブ１７、第二逆洗バルブ１８、排水バルブ１９およびリターンバルブ２０が設けられ、エアーポンプと曝気装置５、入水ポンプ７、排水ポンプ兼リターンポンプ８、逆洗ポンプ１２、第一逆洗バルブ１７、第二逆洗バルブ１８、排水バルブ１９およびリターンバルブ２０はいずれもＰＬＣコントローラ１６に電気的に接続されて制御操作を行う。
【００３５】
第三充填層６はセラムサイト充填層であり、直径は３ｍｍであり、第二充填層３は硫黄粒子充填層であり、直径は４ｍｍであり、第一充填層２はセラムサイト充填層であり、直径は５ｍｍである。
【００３６】
短時間硝化バイオフィルター１３内で短時間硝化を発生し、短時間硝化バイオフィルター１３内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御し、亜硝酸塩の蓄積に役立ち、装置を３０日間開始した後、入水にある濃度の硫化物を添加し、排水は短時間硝化バイオフィルター１３および前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター１４にリターンし、３２時間サイクル処理し、廃水中の硫化物の大部分が硫酸塩に変換されるまで、硝化フィルター内の硝酸塩バクテリア（ＮＯＢ）に対して連続的な活性阻害を行い、アンモニア酸化細菌を徐々に支配的な集団とする。
【００３７】
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター１４の上部硫黄粒子の表面は主に硫黄独立栄養脱窒を行い、下部セラムサイト表面は主に従属栄養脱窒を行い、濾過速度を制御し、対応する滞留時間を確保し、２５日間開始し、硫黄独立栄養バイオフィルムが培養される。
【００３８】
一般的な都市低炭素対窒素比廃水を原水とし、入水ＣＯＤ：１９２−２０６ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：６８−７５ｍｇ／Ｌ、アンモニア態窒素：６２−６６ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：２１−２５ｍｇ／Ｌ、入水は濾過などの前処理により大きな粒状固体および浮遊物を除去した後に入水プールに入る。
【００３９】
本装置を用いて低炭素対窒素比廃水を処理する方法は、以下を含み、Ｓ１、２つのバイオフィルターにおいて高さ比に従って充填材を添加し、このうち短時間硝化バイオフィルター１３にセラムサイト充填材を装置の全高の７０％まで添加し、好気性硝化活性汚泥接種を行い、汚泥濃度を３３００ｍｇ／Ｌに制御し、入水段階は３０分間であり、続いて超音波振動処理を行い、超音波周波数を５０ｋＨｚに制御し、まず曝気超音波で３０分間振動し、次いで無酸素超音波で１５分間振動し、この期間に曝気／無酸素サイクル時間は２５分間であり、曝気超音波振動における溶存酸素の濃度が１．５ｍｇ／Ｌに維持されることを確保し、曝気超音波振動ときの溶存酸素の濃度が２分間で１．７ｍｇ／Ｌ以上に上昇すると曝気を停止し、超音波周波数を５５ｋＨｚに調節し、処理時間は４５分間であり、排水は２０分間である。従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター１４の下部の第一充填層２にセラムサイト充填材を装置の全高の４０％まで添加し、上部の第二充填層３に硫黄粒子を装置の全高の３０％まで添加し、無酸素脱窒汚泥接種を行い、汚泥濃度を３０００ｍｇ／Ｌに制御し、超音波周波数を３５ｋＨｚに制御し、超音波振動サイクル処理は５時間であり、接種後、装置全体は入水ポンプから低炭素対窒素比廃水を導入して３０日間馴化する。
【００４０】
Ｓ２、入水に１５０ｍｇ／ＬのＮａ２Ｓ−Ｓを加え、排水は排水ポンプ兼リターンポンプ８およびリターンバルブ２０を経て短時間硝化バイオフィルター１３および従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４に等量でリターンされ、排水ポンプ兼リターンポンプ８を３Ｌ／ｍｉｎの速度で排水およびリターンさせ、水力保持時間は３０分間であり、短時間硝化バイオフィルター１３の温度を５０℃に制御し、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の温度を４５℃に制御し、いずれもマイクロ波で加温処理し、２つのフィルターのｐＨ値を９に調節し、４８時間サイクル処理し、そのうちの硫黄イオンを用いて独立栄養硫黄脱窒を行い、硫黄イオンは基本的に完全に反応した後に排水バルブ１９から排水プール１１に排出される。
【００４１】
Ｓ３、装置の正常動作であり、硫化物処理した後、短時間硝化バイオフィルター１３内のアンモニア酸化細菌ＡＯＢは優勢な位置にあり、亜硝酸塩蓄積が達成され、オーバーフローダム４を経て排水は従属栄養−硫黄独立栄養脱窒フィルター１４に入り、温度を４５℃に制御し、溶存酸素濃度を０．６ｍｇ／Ｌに制御し、主に従属栄養性および独立栄養の条件下で亜硝酸態窒素の脱窒プロセスを行い、かつ有機物の除去を行い、未処理の基準を満たさない廃水に対して、常に排水ポンプ兼リターンポンプ８およびリターンバルブ２０でリターンさせる。
【００４２】
Ｓ４、ある期間動作した後、ＰＬＣコントローラで逆洗ポンプ１２、第一逆洗バルブ１７および第二逆洗バルブ１８を制御し、反応装置中の短時間硝化バイオフィルター１３および従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４をそれぞれ逆洗し、逆洗を行うとき、短時間硝化バイオフィルターおよび従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４内の廃水を排出させ、水の含有量が１５％であることを確保し、まず持続時間が６分間のエアー洗浄を行い、エアー洗浄の強度は２５ｍ／ｈであり、続いて２段階の水洗を行い、第一段階の水洗強度は３０ｍ／ｈであり、持続時間は５分間であり、第二段階の水洗強度は１５ｍ／ｈであり、持続時間は４分間であり、その期間に温度を３５℃に制御し、逆洗水により入水プールに排出し、以上のプロセス中の水ポンプおよびバルブの開閉はいずれもＰＬＣコントローラ１６で制御される。
【００４３】
排水の主な水質指標を測定し、結果は、ＣＯＤ：１６〜２３ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：６．０〜７．２ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：１．６〜３．２ｍｇ／Ｌ、硫酸塩８２〜９４ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧９０．２％、ＴＮ≧９０．７％、ＳＳ≧８９．６％であり、総窒素除去率は１４．５％増加し、装置は安定して動作することができる。
【００４４】
実施例２
実施例２と実施例１との相違点は、エアーポンプと曝気装置５のマイクロ曝気装置５が、具体的には曝気パイプライン９１および曝気ヘッド９２で構成されることである。
【００４５】
図２および図３に示すとおり、曝気ヘッド９２は、アンチブロッキングおよび排気を制御するプッシュヘッド９２１、曝気ヘッド９２を回転させる本体９２２および本体９２２のキャビディ内の空気流れを強化する回転輪９２３を含み、本体９２２は回転軸受９２８によって曝気パイプライン９１の上端に接続されて回転し、本体９２２の側面に空気流により本体９２２を回転させるための複数の排気孔９２６が等間隔に設けられ、排気孔９２６はいずれも下向きに傾斜し、本体９２２上端にアンチブロッキングのための濾過板９２５が設けられ、プッシュヘッド９２１の底面中心は濾過板９２５の中心部位に設けられた制限ブロック９２４内に埋め込まれ、空気流れにより上下移動してアンチブロッキングおよび排気し、プッシュヘッド９２１上表面の左右両側にプッシュヘッドの上の水の流れを妨げるための２つの撹拌板９２９が対称的に設けられ、回転輪９２３は本体９２２内部の中心に設けられ、回転輪９２３は接続軸９２７によって本体９２２内壁に固定されて回転し、曝気ヘッド９２の上にガスパイプラインを貫通する回転ファン９３が設けられ、曝気を強化しおよび曝気ヘッド９２のブロッキングを防止するために用いられ、前記回転ファン９３は、回転ファン９３を固定するための外部ケーシング９３１、水の流れを撹拌するファンブレード９３２、外部ケーシング９３１内に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された内部ケーシング９３５を含み、ガスの通路を提供するために用いられ、内部ケーシング９３５は接続板９３６によって上下２つの部分に分割され、内部ケーシング９３５の上下２つの部分はガスパイプラインに連通し、そして内部ケーシング９３５の内部中心に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された回転軸９３３を含み、回転軸９３３の左右両側にそれぞれ１つの伝動ファン９３４が設けられ、伝動ファン９３４は接続板９３６によってファンブレード９３２に接続され、回転ファン９３４は空気流れによりファンブレード９３２を回転させるために用いられる。
【００４６】
結果は、ＣＯＤ：１４〜２１ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：５．９〜６．８ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：１．５〜２．９ｍｇ／Ｌ、硫酸塩８５〜９６ｍｇ／Ｌであり、除去効率は、ＣＯＤ≧９１．２％、ＴＮ≧９１．１％、ＳＳ≧９０．４％であり、総窒素除去率は１４．９％増加し、装置は安定して動作することができる。
【００４７】
結論：曝気装置が改良された後、廃水の曝気プロセス中に曝気ヘッドのブロッキングを効果的に防止し、装置の廃水処理プロセスの安定動作をさらに確保すると同時に、実施例１と比べ、廃水中の様々な汚染物の除去効率が向上される。
【００４８】
実施例３
実施例１の方法を利用し、短時間硝化バイオフィルター１３の異なる廃水温度で処理効果への影響を測定し、具体的には表１に示すとおりである。
2019217487.tif 000003
結論：短時間硝化バイオフィルター１３の廃水温度が３０〜５０℃の場合、処理効果が高く、特に５０℃の場合、廃水処理効果が最も高く、廃水温度が３０℃より低い場合または５０℃より高い場合、廃水処理効果が著しく低下した。
【００４９】
実施例４
実施例１の方法を利用し、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の異なる廃水温度で処理効果への影響を測定し、具体的には表２に示すとおりである。
2019217487.tif 000004
結論：従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の廃水温度が２５〜４５℃である場合、処理効果が高く、特に４５℃である場合、廃水処理効果が最も高く、廃水温度が２５℃より低い場合または45℃より高い場合、廃水処理効果が著しく低下した。
【００５０】
実施例５
実施例１に比べ、異なる曝気方式で動作し、得られた廃水処理結果は異なり、実施例は本実施例１の曝気方法で処理し、対照例１は一般的な曝気方法で処理し、対照例２は曝気時間の段階的短縮の方法で処理し、具体的には表３に示すとおりである。
2019217487.tif 000005
結論：曝気方式が実施例１の方法である場合、廃水への処理効果が高く、対照例１および対照例２の廃水処理効果より著しく高い。
【００５１】
実施例６
実施例１の方法を利用し、汚泥接種中の異なる曝気超音波振動の溶存酸素濃度が処理効果への影響を測定し、具体的には以下のとおりである。
１）超音波振動の溶存酸素濃度を０．８ｍｇ／Ｌに維持し、
結果は、ＣＯＤ：２０〜２９ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：７．４〜８．９ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：２．０〜３．６ｍｇ／Ｌ、硫酸塩７８〜８９ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８７．７％、ＴＮ≧８８．６％、ＳＳ≧８７．８％である。
２）超音波振動の溶存酸素濃度を１．５ｍｇ／Ｌに維持し、
結果は、ＣＯＤ：１６〜２３ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：６．０〜７．２ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：１．６〜３．２ｍｇ／Ｌ、硫酸塩８２〜９４ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧９０．２％、ＴＮ≧９０．７％、ＳＳ≧８９．６％である。
３）対照例１：超音波振動の溶存酸素濃度を０．７ｍｇ／Ｌに維持し、
結果は、ＣＯＤ：２５〜４１ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：１１．１〜１３．６ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：３．６〜４．７ｍｇ／Ｌ、硫酸塩７０〜８１ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８３．４％、ＴＮ≧８２．７％、ＳＳ≧８２．０％である。
４）対照例２：超音波振動の溶存酸素濃度を１．６ｍｇ／Ｌに維持し、
結果は、ＣＯＤ：２５〜３９ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：１０．８〜１２．９ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：３．８〜４．３ｍｇ／Ｌ、硫酸塩７２〜８３ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８３．９％、ＴＮ≧８３．４％、ＳＳ≧８２．４％である。
結論：超音波振動の溶存酸素濃度が０．８〜１．５ｍｇ／Ｌ範囲内にある場合、廃水処理能力が強く、特に超音波振動の溶存酸素濃度が１．５ｍｇ／Ｌである場合、低炭素対窒素比廃水への処理能力が最も強く、超音波振動の溶存酸素濃度が上記範囲にない場合、廃水処理能力が比較的弱い。
【００５２】
実施例７
実施例１の方法を利用し、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の第一充填層および第二充填層の体積が処理効果への影響を測定する。
【００５３】
１）下部の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の２０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の３０％まで添加する場合、
結果は、ＣＯＤ：２６〜３９ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：１１．２〜１３．４ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：２．９〜４．１ｍｇ／Ｌ、硫酸塩６９〜７７ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８３．７％、ＴＮ≧８２．８％、ＳＳ≧８４．８％である。
【００５４】
２）下部の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の３０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の４０％まで添加する場合、
結果は、ＣＯＤ：１７〜２３ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：６．１〜７．３ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：１．６〜３．３ｍｇ／Ｌ、硫酸塩７９〜９１ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８９．９％、ＴＮ≧９０．６％、ＳＳ≧８９．３％である。
【００５５】
３）下部の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の４０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の３０％まで添加する場合、
結果は、ＣＯＤ：１６〜２３ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：６．０〜７．２ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：１．６〜３．２ｍｇ／Ｌ、硫酸塩８２〜９４ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧９０．２％、ＴＮ≧９０．７％、ＳＳ≧８９．６％である。
【００５６】
４）下部の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の５０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の２０％まで添加する場合、
結果は、ＣＯＤ：２４〜３９ｍｇ／Ｌ、ＴＮ：１１．４〜１２．９ｍｇ／Ｌ、ＳＳ：３．５〜４．２ｍｇ／Ｌ、硫酸塩７０〜７９ｍｇ／Ｌであり、除去効率はそれぞれＣＯＤ≧８４．２％、ＴＮ≧８３．０％、ＳＳ≧８３．３％である。
【００５７】
結論：従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター１４の第一充填層にセラムサイト充填材を装置の全高の４０％まで添加し、上部の第二充填層に硫黄粒子を装置の全高の３０％まで添加する場合、廃水処理能力が最も強く、充填材の体積比が大きくなるかまたは小さくなると、装置の廃水処理能力がいずれも低下した。
【００５８】
以上は本発明の提供する低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置およびその動作方法について詳細に説明する。本明細書において具体的な実施例を用いて本発明の原理および実施形態を説明し、当業者であれば、本発明の考え方により具体的な実施形態および適用範囲において実装プロセスが異なる場合がある。したがって、本明細書に記載された内容は、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
2019217487.tif 000006
【図２】
2019217487.tif 000007
【図３】
2019217487.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月21日(2018.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置であって、
低炭素対窒素比廃水を収容する入水プール（１）を含み、
入水プール（１）に接続された短時間硝化バイオフィルター（１３）は正方形構造であり、短時間硝化反応を行い、亜硝酸塩の蓄積を増加させるために用いられ、
短時間硝化バイオフィルター（１３）は、入水ゾーンと曝気ゾーン（９）、第三充填層（６）およびオーバーフローダム（４）として下から上の順に配置され、短時間硝化バイオフィルター（１３）にエアーポンプと曝気装置（５）が接続され、前記エアーポンプと曝気装置（５）は、ガスパイプラインを介して短時間硝化バイオフィルター（１３）の上のエアーポンプを入水ゾーンと曝気ゾーン（９）の底部のマイクロ曝気装置に接続する装置であり、エアーポンプと曝気装置（５）は、装置内の溶存酸素濃度を１．０ｍｇ／Ｌに制御するために用いられ、短時間硝化バイオフィルター（１３）の上に逆洗処理された第一逆洗水分配装置（１５）が設けられ、
短時間硝化バイオフィルター（１３）に嵌着された従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）は正方形構造であり、従属栄養と硫黄独立栄養との結合脱窒を行い、同時に有機物の除去を行うために用いられ、
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の上部は取り外し可能な排気ポート付きのディスク状カバーであり、中間充填層は上から下までそれぞれ第二充填層（３）および第一充填層（２）であり、従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の底部は支持層と排水ゾーン（１０）であり、前記支持層と排水ゾーン（１０）の下端に逆洗処理された第二逆洗水分配装置（２１）が設けられ、
従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）の排水プール（１１）に接続され、排水プール（１１）は排水および一部の排水を収集して逆洗水として短時間硝化バイオフィルター（１３）および従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）内の充填材を逆洗する、ことを特徴とする、
低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項２】
前記入水プール（１）と前記短時間硝化バイオフィルター（１３）との間に、前記従属栄養−硫黄独立栄養脱窒バイオフィルター（１４）と前記排水プール（１１）と入水パイプラインとの間に、前記排水プール（１１）と前記第一逆洗水分配装置（１５）と第二逆洗水分配装置（２１）との間にそれぞれ入水ポンプ（７）、排水ポンプ兼リターンポンプ（８）および逆洗ポンプ（１２）が設けられ、
前記逆洗ポンプ（１２）と第一逆洗水分配装置（１５）との間に、逆洗ポンプ（１２）と逆洗水分配装置（２１）との間に、前記排水ポンプ兼リターンポンプ（８）と排水プール（１１）との間に、前記排水ポンプ兼リターンポンプ（８）と入水パイプラインとの間にそれぞれ第一逆洗バルブ（１７）、第二逆洗バルブ（１８）、排水バルブ（１９）およびリターンバルブ（２０）が設けられ、
前記エアーポンプと曝気装置（５）、入水ポンプ（７）、排水ポンプ兼リターンポンプ（８）、逆洗ポンプ（１２）、第一逆洗バルブ（１７）、第二逆洗バルブ（１８）、排水バルブ（１９）およびリターンバルブ（２０）はいずれもＰＬＣコントローラ（１６）に電気的に接続されて制御操作を行う、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項３】
前記エアーポンプと曝気装置（５）のマイクロ曝気装置５は曝気パイプライン（９１）および曝気ヘッド（９２）で構成され、
前記曝気ヘッド（９２）は、アンチブロッキングおよび排気を制御するプッシュヘッド（９２１）、曝気ヘッド（９２）を回転させる本体（９２２）および本体（９２２）のキャビディ内の空気流れを強化する回転輪（９２３）を含み、
前記本体（９２２）は回転軸受（９２８）によって曝気パイプライン（９１）の上端に接続されて回転し、本体（９２２）の側面に空気流により本体（９２２）を回転させるための複数の排気孔（９２６）が等間隔に設けられ、排気孔（９２６）はいずれも下向きに傾斜し、本体（９２２）上端にアンチブロッキングのための濾過板（９２５）が設けられ、
前記プッシュヘッド（９２１）の底面中心は濾過板（９２５）の中心部位に設けられた制限ブロック（９２４）内に埋め込まれ、空気流れにより上下移動してアンチブロッキングおよび排気し、プッシュヘッド（９２１）上表面の左右両側にプッシュヘッドの上の水の流れを妨げるための２つの撹拌板（９２９）が対称的に設けられ、
前記回転輪（９２３）は前記本体（９２２）内部の中心に設けられ、回転輪（９２３）は接続軸（９２７）によって本体（９２２）内壁に固定されて回転し、
曝気ヘッド（９２）の上にガスパイプラインを貫通する回転ファン（９３）が設けられ、曝気を強化しおよび曝気ヘッド（９２）のブロッキングを防止するために用いられ、
前記回転ファン（９３）は、回転ファン（９３）を固定するための外部ケーシング（９３１）、水の流れを撹拌するファンブレード（９３２）、外部ケーシング（９３１）内に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された内部ケーシング（９３５）を含み、ガスの通路を提供するために用いられ、前記内部ケーシング（９３５）は接続板（９３６）によって上下２つの部分に分割され、内部ケーシング（９３５）の上下２つの部分はガスパイプラインに連通し、
そして内部ケーシング（９３５）の内部中心に位置しかつその内部頂面および内部底面に固定された回転軸（９３３）を含み、回転軸（９３３）の左右両側にそれぞれ１つの伝動ファン（９３４）が設けられ、前記伝動ファン（９３４）は接続板（９３６）によって前記ファンブレード（９３２）に接続され、回転ファン（９３４）は空気流れによりファンブレード（９３２）を回転させるために用いられる、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。
【請求項４】
前記第三充填層（６）はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍであり、前記第二充填層（３）は硫黄粒子充填層であり、直径は２〜４ｍｍであり、前記第一充填層（２）はセラムサイト充填層であり、直径は３〜５ｍｍである、ことを特徴とする、
請求項１に記載の低炭素対窒素比廃水を処理する一体化装置。