TWI795608B - 汙水處理系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種汙水處理系統，能夠正向維持中繼泵站下游的下水道管道所流下的汙水的溶氧濃度，且同時改變前述下水道管道內壁的微生物狀態並防止該下水道管道的腐蝕。本發明的汙水處理系統具備用於由家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，該汙水處理設備具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接收來自前述中繼泵站的汙水，並將其進行處理，該汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段、微生物材料製造裝置、給水手段、微生物活化裝置、以及給氧手段，從前述中繼泵站將含有前述經活化的微生物材料和由前述給氧手段供應的氧的汙水送至前述汙水處理設備。
Description
本發明係關於汙水處理系統，更詳細而言，係關於具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備的汙水處理系統，該汙水處理設備具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自前述中繼泵站的汙水，並將其進行處理。
根據本發明的汙水處理系統，例如能夠防止中繼泵站下游的下水道管道的劣化。
作為對廢水、汙水等被處理液進行處理的方法，廣泛進行的是藉由活性汙泥對被處理液進行處理的活性汙泥處理。
例如，如日本特開2013-233482號公報等所廣泛公開，應用活性汙泥法的廢水處理系統基本上係由初始沉澱池(此外在小規模汙水處理系統中有時會省略)、反應槽及最終沉澱池所構成。而且，按照活性汙泥法，在初始沉澱池中從被供應的廢水分離原始汙泥後，對於通過流路而供應的廢水，在反應槽中藉由曝氣/通風而使氧溶解，同時進行攪拌混合，在使其中主要由好氧性微生物構成的活性汙泥懸浮滯留後，在通過流路供應的最終沉澱池使活性汙泥沉澱，使上清的水作為排放水而流出。反應槽也稱為曝氣槽、反應罐、通風罐、生物處理槽等，曝氣時間為6~14小時。在最終沉澱池中沉澱的活性汙泥的一部分作為回流汙泥再次返回反應槽，剩下的則作為剩餘汙泥而以機械濃縮設備進行濃縮。
如上所述，雖有效地利用了在最終沉澱池沉澱的活性汙泥的一部分，但也僅止於此。
而在下水道管道中，時刻有來自家庭或工廠/企業等的汙水流入。其中，人的腸道細菌、來自工廠的微生物(主要是細菌)會一併流入。汙
水在從下水道管道流下的過程中會從空氣中獲取氧，但不僅如此，藉由前述微生物攝取氧，一般容易造成缺氧狀態。其結果，為厭氧性細菌的硫酸鹽還原菌的活動變得活躍，使用硫酸鹽將有機物分解，產生硫化氫氣體。產生的硫化氫氣體是汙水惡臭的原因，且在工作人員從檢查井進入時成為危險的有毒氣體。不僅如此，若此硫化氫氣體溶解在存在於下水道管道空間上部的壁上的水膜中，則硫酸生成菌在該水膜中的生物膜中增殖，生成硫酸，使下水道管道的水泥壁腐蝕，混凝土管會變得劣化/瓦解。延長為下水道的基礎的混凝土管的壽命是城市基礎設施的維持管理上極為重要的問題。
為了解決此種問題，日本特公平3-55199號公報中提出了一種裝置，其在下水道管道的中間設置氧化(氧添加)器，將從下水道管道流下的汙水中的汙泥放入該氧化器，對其添加氧，再次使其返回從下水道管道流下的汙水，藉此正向保持汙水的溶氧濃度。
根據前述專利公報中記載的裝置，雖然確實能夠正向保持下水道管道中的汙水的溶氧濃度，但也僅止於此。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-233482號公報；
[專利文獻2]日本特公平3-55199號公報。
因此，本發明之目的在於進一步提供能夠正向保持從中繼泵站下游的下水道管道流下的汙水的溶氧濃度，且同時改變前述下水道管道內壁的微生物狀態，防止該下水道管道的腐蝕的汙水處理系統。
本發明之另一目的在於提供具備微生物材料製造裝置的汙水處理系統，該微生物材料製造裝置將活性汙泥進行處理，並在生物反應槽中進一步製造有效地發揮作用的微生物材料。
上述課題藉由下述(1)~(30)的構成的本發明的汙水處理系統來達成。
(1)一種汙水處理系統，具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，前述汙水處理設備具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自前述中繼泵站的汙水，並將其進行處理，前述汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段，其與前述初始沉澱池及/或最終沉澱池連接，用於接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及/或來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水；微生物材料製造裝置，其對於來自該脫水手段的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，使前述脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵，藉此使革蘭氏陰性的厭氧性微生物分解死亡，且同時製造含有在該好氧性發酵之後生成的好氧性微生物的芽孢(孢子)的微生物材料；給水手段，其用於對後述微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，對該微生物材料供應來自前述給水手段的水，且同時將該水的溫度維持在10度~40度的範圍，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述孢子萌發並活化；以及給氧手段，其對前述中繼泵站中任一位置的汙水供應氧；其中，從前述中繼泵站將含有前述活化的微生物材料和由前述給氧手段供應的氧的汙水送至前述汙水處理設備。
(2)如前述(1)的汙水處理系統，其中，將來自前述給水手段的水的溫度維持在15度~40度的範圍。
(3)如前述(1)的汙水處理系統，其中，前述水為已藉由前述汙水處理設備處理過的水。
(4)如前述(3)的汙水處理系統，其中，前述汙水處理設備具備用於將來自前述最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，前述水為在該消毒槽中消毒前的水。
(5)如前述(1)的汙水處理系統，其中，前述水為比前述中繼泵站的泵更上游的汙水。
(6)如前述(1)~(5)中任一項的汙水處理系統，其中，前述給氧手段對前述中繼泵站的泵中的汙水供應氧。
(7)如前述(1)~(6)中任一項的汙水處理系統，其中，來自前述給水手段的水具備前述芽孢萌發所必需的營養素。
(8)如前述(1)~(7)中任一項的汙水處理系統，其中，前述好氧性微生物包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少一種，而且亦包含酵母菌。
(9)如前述(1)~(8)中任一項的汙水處理系統，其中，前述厭氧性及兼性厭氧性微生物為包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
(10)一種汙水處理系統，具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，前述汙水處理設備至少具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池中的生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自前述中繼泵站的汙水，並將其進行處理，前述汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段，其至少與前述初始沉澱池及最終沉澱池中的最終沉澱池連接，用於至少接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及來自最終沉澱池的回流汙泥中之來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水；微生物材料製造裝置，其對於來自該脫水手段的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，藉由前述脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵，藉此使革蘭氏陰性的厭氧性及兼性厭氧性微生物分解死亡，且同時製造含有在該好氧性發酵之後生成的好氧性微生物的芽孢的微生物材料；第1給水手段，其用於對後述第1微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第1給氧手段，其用於對後述第1微生物活化裝置供應氧；
第1微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自前述第1給氧手段的氧及來自第1給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10度~40度，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至前述生物處理槽；第2給水手段，其用於對後述第2微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第2給氧手段，其用於對後述第2微生物活化裝置供應氧；以及第2微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自前述第2給氧手段的氧及來自第2給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10度~40度，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至前述中繼泵站。
(11)如前述(10)的汙水處理系統，其中，使將來自前述第1給水手段及第2給水手段的水的溫度維持在15度~40度的範圍。
(12)如前述(10)或(11)的汙水處理系統，其中，以空氣形態供應來自前述第1給氧手段及第2給氧手段的氧。
(13)如前述(10)~(12)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為來自前述初始沉澱池的溢出水。
(14)如前述(10)~(12)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為進入前述初始沉澱池前的汙水。
(15)如前述(10)~(12)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為已藉由前述汙水處理設備處理過的水。
(16)如前述(15)的汙水處理系統，其中，前述汙水處理設備具備用於將來自前述最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，往前述第1微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為在該消毒槽中消毒前的水。
(17)如前述(13)~(16)中任一項的汙水處理系統，其中，來自前述第1給水手段及第2給水手段的水具備前述芽孢萌發所必需的營養素。
(18)如前述(10)~(17)中任一項的汙水處理系統，其中，前述好氧性微生物包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌、及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少1種，而且亦包含酵母菌。
(19)如前述(10)~(18)中任一項的汙水處理系統，其中，前述厭氧性及兼性厭氧性微生物為包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
(20)一種汙水處理系統，具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，前述汙水處理設備至少具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池中的生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自前述中繼泵站的汙水，並將其進行處理，前述汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段，其至少與前述初始沉澱池及最終沉澱池中的最終沉澱池連接，用於至少接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及來自最終沉澱池的回流汙泥中之來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水；微生物材料製造裝置，其對於來自該脫水手段的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，藉由前述脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵，藉此使革蘭氏陰性的厭氧性及兼性厭氧性微生物分解死亡，且同時製造含有在該好氧性發酵之後生成的好氧性微生物的芽孢的微生物材料；第1給水手段，其用於對後述第1微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第1給氧手段，其用於對後述第1微生物活化裝置供應氧；第1微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自前述第2給氧手段的氧及來自第2給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10度~40度，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至前述生物處理槽；
第1’微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自前述第1給氧手段的氧及來自第1給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10度~40度，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至前述生物處理槽；第2給水手段，其用於對後述第2微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第2給氧手段，其用於對後述第2微生物活化裝置供應氧；以及第2微生物活化裝置，其接受來自前述微生物材料製造裝置的微生物材料，對該微生物材料供應來自前述第2給水手段的水，且同時將該水的溫度維持在10度~40度的範圍，將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至前述中繼泵站。
(21)如前述(20)的汙水處理系統，其中，將來自前述第1給水手段及第2給水手段的水的溫度維持在15度~40度的範圍。
(22)如前述(20)或(21)的汙水處理系統，其中，以空氣形態供應來自前述第1給氧手段及第2給氧手段的氧。
(23)如前述(20)~(22)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置、第1’微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為來自前述初始沉澱池的溢出水。
(24)如前述(20)~(22)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置、第1’微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為進入前述初始沉澱池前的汙水。
(25)如前述(20)~(22)中任一項的汙水處理系統，其中，往前述第1微生物活化裝置、第1’微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為已藉由前述汙水處理設備處理過的水。
(26)如前述(25)的汙水處理系統，其中，前述汙水處理設備具備用於將來自前述最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，往前述第1微生物活化裝置、第1’微生物活化裝置及第2微生物活化裝置供應的前述水為在該消毒槽中消毒前的水。
(27)如前述(20)~(26)中任一項的汙水處理系統，其中，來自前述第1給水手段及第2給水手段的水具備前述芽孢萌發所必需的營養素。
(28)如前述(20)~(27)中任一項的汙水處理系統，其中，前述好氧性微生物包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌、及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少一種，而且亦包含酵母菌。
(29)如前述(20)~(27)中任一項的汙水處理系統，其中，前述厭氧性及兼性厭氧性微生物為包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
本發明的汙水處理系統中，設置微生物材料製造裝置，藉由該微生物材料製造裝置對包含來自初始沉澱池的剩餘汙泥及/或來自最終沉澱池的回流汙泥之脫水汙泥進行處理，藉此製造含有好氧性微生物的孢子的微生物材料，在將其活化的狀態下供應至中繼泵站的汙水，因此能夠使中繼泵站正下方開始的下水道管道壁面的細菌條件改善成良好的狀態，藉此防止下水道管道的腐蝕，延長壽命。
本發明的汙水處理系統中，設置微生物材料製造裝置，使對汙水處理有用的微生物主要以芽孢形態存在，將由該微生物材料製造裝置製造的微生物材料，藉由前述微生物活化裝置使前述芽孢萌發，而對汙水中的有機物的分解有用的微生物，即屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、及/或屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌、及/或綠彎菌門的革蘭氏陽性菌呈豐富的狀態。依據上述，因藉由來自活性汙泥及微生物活化裝置的微生物進行生物處理槽中的處理，故能夠極有效率地將汙水汙泥的有機物進行分解處理。
通常，活性汙泥的細菌相中，變形菌門、擬桿菌門等最多，但本發明的汙水處理系統中的微生物材料中，屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌、綠彎菌門的革蘭氏陽性菌的存在是以豐富的狀態(例如微生物材料中的微生物之中，包含大於50%的放線菌、大於20%的厚壁菌、大於10%的綠彎菌門)存在，因此在活性汙泥生物處理槽中，即使前述變形菌門、擬桿菌門等的存在減少、活性汙泥濃度MLSS上升至2000-4000mg/L地運行，因活性汙泥沉降性良好且BOD減少穩定地被淨化處
理，故針對以往的課題，即(1)膨化問題的改善、(2)硝化脫氮改善、(3)脫磷處理改善及(4)最終沉澱池中的發泡/浮渣問題的改善也全部有效。
10:汙水處理系統
20:中繼泵站
50:汙水處理設備
52:初始沉澱池
54:生物處理槽
56:最終沉澱池
58:消毒槽
60:脫水裝置
62:微生物材料製造裝置
70:微生物活化裝置
72:給水手段
74:給氧手段
100:下水道管道
110:汙水處理系統
170:第1微生物活化裝置
172:第1給水手段
174:第1給氧手段
180:第2微生物活化裝置
182:第2給水手段
184:第2給氧手段
P:泵
圖1為顯示根據本發明實施方式之汙水處理系統的構成的概念圖。
圖2為顯示根據本發明另一實施方式之汙水處理系統的構成的概念圖。
以下，一邊參照附圖一邊針對根據本發明實施方式地汙水處理系統10進行說明。
汙水處理系統10具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站20以及汙水處理設備50，該汙水處理設備50通過下水道管道100接受來自前述中繼泵站20的汙水，並將其進行處理。與根據通常的活性汙泥法的設備同樣，此汙水處理設備50具備初始沉澱池52、生物處理槽(曝氣槽)54、最終沉澱池56及消毒槽58，汙水經過以上部件被淨化、消毒，並通過下水道管道排放。關於汙水處理設備50的上述構成，因在此種汙水處理系統10中是通常構成，故省略更詳細的說明。又，中繼泵站20具備與從各家庭或工廠等延伸的下水道管道連接的泵P。
前述汙水處理系統10進一步具備脫水裝置60，該脫水裝置60與前述初始沉澱池52及最終沉澱池56連接，用於接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水。此脫水裝置60中，亦可僅接受前述剩餘汙泥及回流汙泥中的一方，並將其進行脫水。作為此脫水裝置60，可為進行離心分離型、壓濾型、機械濃縮型等任意形式的脫水方法的裝置，藉由此脫水裝置60，將前述剩餘汙泥及/或回流汙泥製成含水率65~85%的脫水汙泥。
此脫水裝置60中，連接有微生物材料製造裝置62。此微生物材料製造裝置62將來自前述脫水裝置60的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，使前述脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵。藉由此好氧性發酵，使革蘭氏陰性的厭氧性微生物分解死亡，且同時此好氧性發酵中消耗的脫水汙泥中的水分及營養成分的枯竭，藉此好氧性微
生物形成芽孢，利用此效果而製造儘量不包含有害的革蘭氏陰性的厭氧性及兼性厭氧性微生物而包含有益的好氧性微生物的芽孢的微生物材料。此微生物材料製造裝置62具備加熱器，以進行上述溫度管理，又根據需要而具備氧(空氣)供應裝置。
此外，現有技術(參照日本特開2001-271510號公報)中，有將幾乎相當於本發明的微生物材料的發酵物(用於肥料)直接添加於汙水汙泥的技術，但其目的是促進活性汙泥的沉澱，其目的與本發明的目的不同。又，從前述現有技術出發，也可以考慮將該發酵物直接添加於前述生物反應槽，但前述生物反應槽中大量存在優先消耗營養素的其他微生物(革蘭氏陰性菌等)，用於芽孢的萌發的營養素等會枯竭或變少，因此，直接添加於生物反應槽的芽孢不會萌發，或者萌發需要長時間。因此，認為有用微生物的汙水處理功能的發揮是有限的。
此實施方式的汙水處理系統10具備設置或連接於前述中繼泵站20的微生物活化裝置70。此微生物活化裝置70連接有用於將來自該汙水處理系統中任一體系的水輸送至微生物活化裝置70的給水手段72、及用於將氧輸送至微生物活化裝置70的給氧手段74。作為前述給水手段72供應的水，較佳為接受處理前的汙水(例如，比前述中繼泵站20的泵P更上游的汙水)或從消毒槽58前的最終沉澱池56流出的水。此等水含有使前述芽孢萌發所必需的營養素，可同時提供芽孢萌發所必需的水分和營養素。
又，由給氧手段74供應的氧可以空氣的形態供應。此情況，無需特意設置產氧裝置或氧氣罐。又，在認為汙水中的氧濃度對萌發而言充足的情形中，也可以將空氣導入前述泵P中的汙水、剛從泵P排出的汙水。
前述微生物活化裝置70接受來自前述微生物材料製造裝置62的微生物材料，對該微生物材料供應來自前述給水手段72的水，且同時將該水的溫度維持在10度~40度的範圍、將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述芽孢萌發並活化。為了將前述水溫維持在前述範圍，也可具備冷暖設備。又，為了將氧濃度維持在前述範圍，接受來自前述給氧手段74的氧(空氣)的供應。來自前述給氧手段74的氧(空氣)還供應至前述中繼泵站20中任一位置的汙水，使汙水中的溶解氧量增加。此外，在此微生物活化裝置70中，芽孢通常是在萌發環境準備好後再過5分鐘以上才會萌發，因此較
佳為微生物材料在此微生物活化裝置70中滯留5分鐘以上後再投入汙水(例如前述泵中的汙水)。
藉由以上構成，本汙水處理系統10中，在比中繼泵站20更下游的下水道管道中，不管萌發的好氧性微生物及本來存在於汙水中的好氧性微生物的氧消耗如何，汙水中皆成為溶解存在有充分氧的狀態(氧濃度增加的狀態)。
作為汙水的氧濃度增加的結果、使為厭氧性細菌的硫酸鹽還原菌失活且抑制硫化氫生成的結果，可藉由硫酸生成菌的抑制而防止硫酸的生成，且同時藉由好氧性微生物使中繼泵站正下方開始的下水道管道壁面的生物膜內細菌條件改善為不存在硫酸生成菌的良好狀態，藉此，可防止硫酸的產生，防止下水道管道的腐蝕，延長壽命，且同時可藉由前述好氧性微生物的活動而實現汙水本身的潔淨化，減輕後續設備的負擔。
以下，一邊參照圖2一邊針對根據本發明另一實施方式的汙水處理系統110進行說明。省略關於參照圖1進行了說明的部件/構件的說明。
前述汙水處理系統110具備設置或連接於前述汙水處理設備50的第1微生物活化裝置170。此微生物活化裝置170連接有用於將來自該汙水處理系統中任一體系的水輸送至該微生物活化裝置170的第1給水手段172。此微生物活化裝置170中，根據需要而連接有用於將氧輸送至該微生物活化裝置170的第1給氧手段174。作為前述第1給水手段172供應的水，較佳為接受處理前的汙水(例如，比前述中繼泵站20的泵P更上游的汙水)、從消毒槽58前的最終沉澱池56流出的水。此等水含有使前述芽孢萌發所必需的營養素，可同時提供芽孢萌發所必需的水分和營養素。
在來自第1給水手段172的水中的溶解氧量不足的情形中，由第1給氧手段174供應氧。此供應的氧可以空氣的形態供應。此情形，無需特意設置產氧裝置、氧氣罐。
前述第1微生物活化裝置170接受來自前述微生物材料製造裝置62的微生物材料，對該微生物材料供應來自前述第1給水手段172的水，且同時將該水的溫度維持在15度~40度的範圍、將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述孢子萌發並活化。為了將前述水溫維持在前述範圍，也可具備冷暖設備。又，為了將氧濃度維持在前述範圍，接受來自前述第1給
氧手段174的氧(空氣)的供應。此外，在此微生物活化裝置170中，芽孢是在萌發環境準備好後再過5分鐘以上才會萌發，因此在儘量不包含與微生物材料競爭的革蘭氏陰性菌的該微生物活化裝置170中滯留5分鐘以上後再投入生物處理槽54。
藉由以上構成，在該汙水處理系統110中，生物處理槽54中來自微生物材料製造裝置62的微生物材料中的芽孢萌發而成的微生物(好氧性)被追加供應至通常的活性汙泥，與活性汙泥中之有用微生物一起有效地進行汙水有機物的分解處理。
此外，本發明中，作為前述好氧性微生物，例如包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、及/或屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌，而且，根據情況也可列舉酵母菌。
另一方面，作為前述厭氧性及兼性厭氧性微生物，可列舉包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
本汙水處理系統110進一步具備設置或連接於前述中繼泵站20的第2微生物活化裝置180。此微生物活化裝置180連接有用於將來自該汙水處理系統中任一體系的水輸送至該第2微生物活化裝置180的第2給水手段182、及用於將氧輸送至該第2微生物活化裝置180的第2給氧手段184。作為前述第2給水手段182供應的水，較佳為接受處理前的汙水(例如，比前述中繼泵站20的泵P更上游的汙水)、從消毒槽58前的最終沉澱池56流出的水。此等水含有使前述芽孢萌發所必需的營養素，可同時提供芽孢萌發所必需的水分和營養素。
又，與上述第1給氧手段174同樣，由第2給氧手段184供應的氧可以空氣的形態供應。此情形，無需特意設置產氧裝置、氧氣罐。又，認為汙水中的氧濃度對萌發而言充分的情形中，也可以將空氣導入前述泵P中的汙水、剛從泵P排出的汙水。
與前述第1微生物活化裝置170同樣，前述第2微生物活化裝置180接受來自前述微生物材料製造裝置62的微生物材料，對該微生物材料供應來自前述第2給水手段182的水，且同時將該水的溫度維持在15度~40度的範圍、將氧濃度維持在1~10mg/L，使前述微生物材料的前述孢子萌發並活
化。為了將前述水溫維持在前述範圍，也可具備冷暖設備。此外，為了將氧濃度維持在前述範圍，接受來自前述第2給氧手段184的氧(空氣)的供應。來自前述第2給氧手段184的氧(空氣)還供應至前述中繼泵站20中任一位置的汙水，使汙水中的溶解氧量增加。此外，此微生物活化裝置180中，與上述同樣，芽孢通常是在萌發環境準備好後再過5分鐘以上才會萌發，因此較佳為在儘量不包含與微生物材料競爭的革蘭氏陰性菌的該微生物活化裝置180中滯留5分鐘以上後再投入汙水(例如前述泵中的汙水)。
藉由以上構成，在本汙水處理系統110中，在比中繼泵站20更下游的下水道管道中，不管萌發的好氧性微生物及本來存在於汙水中的好氧性微生物的氧消耗如何，汙水中皆成為溶解存在有充分氧的狀態(氧濃度增加的狀態)。
作為汙水的氧濃度增加的結果、使為厭氧性細菌的硫酸鹽還原菌失活且抑制硫化氫生成的結果，可藉由硫酸生成菌的抑制而防止硫酸的生成，且同時藉由好氧性微生物而使中繼泵站正下方開始的下水道管道壁面的生物膜內細菌條件改善為良好的狀態，藉此，可抑制硫酸的產生，防止下水道管道的腐蝕，延長壽命，且同時可藉由前述好氧性微生物的活動而實現汙水本身的潔淨化，減輕後續設備的負擔。
此外，本發明中，作為前述好氧性微生物，例如包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌、及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少一種，而且，根據情況也可列舉酵母菌。
另一方面，作為前述厭氧性及兼性厭氧性微生物，可列舉包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
本申請基於日本特願2018-209391、日本特願2018-235072以及日本特願2019-149266(主張日本特願2018-235072的國內優先權)、日本特願2019-149267(主張日本特願2018-209391的國內優先權)主張優先權。
10:汙水處理系統
20:中繼泵站
50:汙水處理設備
52:初始沉澱池
54:生物處理槽
56:最終沉澱池
58:消毒槽
60:脫水裝置
62:微生物材料製造裝置
70:微生物活化裝置
72:給水手段
74:給氧手段
100:下水道管道
P:泵
Claims (23)
- 一種汙水處理系統，具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，該汙水處理設備具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自該中繼泵站的汙水，並將其進行處理，該汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段，其與該初始沉澱池及/或最終沉澱池連接，用於接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及/或來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水；微生物材料製造裝置，其對於來自該脫水手段的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，使該脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵，藉此使革蘭氏陰性的厭氧性及兼性厭氧性微生物分解死亡，且同時製造含有在該好氧性發酵之後生成的好氧性微生物的芽孢(孢子)的微生物材料；給水手段，其用於對後述微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；微生物活化裝置，其接受來自該微生物材料製造裝置的微生物材料，對該微生物材料供應來自該給水手段的水，且同時將該水的溫度維持在10℃~40℃的範圍、將氧濃度維持在1~10mg/L，使該微生物材料的該孢子萌發並活化；以及給氧手段，其對該中繼泵站中任一位置的汙水供應氧；其中，從該中繼泵站將含有該經活化的微生物材料和由該給氧手段供應的氧的汙水送至該汙水處理設備。
- 如申請專利範圍第1項所述之汙水處理系統，其中，將來自該給水手段的水的溫度維持在15℃~40℃的範圍。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之汙水處理系統，其中，該水為已藉由該汙水處理設備處理過的水。
- 如申請專利範圍第3項所述之汙水處理系統，其中，該汙水處理設備具備用於將來自該最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，該水為在該消毒槽中消毒前的水。
- 如申請專利範圍第1項所述之汙水處理系統，其中，該水為比該中繼泵站的泵更上游的汙水。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之汙水處理系統，其中，該給氧手段對該中繼泵站的泵中的汙水供應氧。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之汙水處理系統，其中，來自該給水手段的水具備該芽孢萌發所必需的營養素。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之汙水處理系統，其中，該好氧性微生物包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少一種，而且亦包含酵母菌。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之汙水處理系統，其中，該厭氧性及兼性厭氧性微生物為包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
- 一種汙水處理系統，具備用於從家庭或工廠/企業等排出的汙水的中繼泵站和汙水處理設備，該汙水處理設備至少具備初始沉澱池、生物處理槽及最終沉澱池中的生物處理槽及最終沉澱池，且通過下水道管道接受來自該中繼泵站的汙水，並將其進行處理，該汙水處理系統的特徵在於具備：脫水手段，其至少與該初始沉澱池及該最終沉澱池中的最終沉澱池連接，用於至少接受來自初始沉澱池的剩餘汙泥及來自最終沉澱池的回流汙泥中的來自最終沉澱池的回流汙泥，並將其進行脫水；微生物材料製造裝置，其對於來自該脫水手段的脫水汙泥，以將溫度保持在60℃~110℃的狀態供應氧，藉由該脫水汙泥中的革蘭氏陽性的好氧性微生物進行好氧性發酵，藉此使革蘭氏陰性的厭氧性及兼性厭氧性微生物分解死 亡，且同時製造含有在該好氧性發酵之後生成的好氧性微生物的芽孢的微生物材料；第1給水手段，其用於對後述第1微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第1給氧手段，其用於對後述第1微生物活化裝置供應氧；第1微生物活化裝置，其接受來自該第1微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自該第1給氧手段的氧及來自第1給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10℃~40℃、將氧濃度維持在1~10mg/L，使該微生物材料的該芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至該生物處理槽；第2給水手段，其用於對後述第2微生物活化裝置輸送來自該汙水處理系統中任一體系的水；第2給氧手段，其用於對後述第2微生物活化裝置供應氧；以及第2微生物活化裝置，其接受來自該微生物材料製造裝置的微生物材料，且接受來自該第2給氧手段的氧及來自第2給水手段的水的供應，且同時將該水的溫度維持在10℃~40℃、將氧濃度維持在1~10mg/L，使該微生物材料的該芽孢萌發並活化，將此經活化的微生物材料供應至該中繼泵站。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，將來自該第1及第2給水手段的水的溫度維持在15℃~40℃的範圍。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，以空氣形態供應來自該第1給氧手段及該第2給氧手段的氧。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第1微生物活化裝置供應的該水為來自該初始沉澱池的溢出水。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第1微生物活化裝置供應的該水為進入該初始沉澱池前的汙水。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第1微生物活化裝置供應的該水為已藉由該汙水處理設備處理過的水。
- 如申請專利範圍第15項所述之汙水處理系統，其中，該汙水處理設備具備用於將來自該最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，往該微生物活化裝置供應的該水為在該消毒槽中消毒前的水。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第2微生物活化裝置供應的該水為來自該初始沉澱池的溢出水。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第2微生物活化裝置供應的該水為進入該初始沉澱池前的汙水。
- 如申請專利範圍第10項所述之汙水處理系統，其中，往該第2微生物活化裝置供應的該水為已藉由該汙水處理設備處理過的水。
- 如申請專利範圍第19項所述之汙水處理系統，其中，該第2汙水處理設備具備用於將來自該最終沉澱池的水進行消毒的消毒槽，往該微生物活化裝置供應的該水為在該消毒槽中消毒前的水。
- 如申請專利範圍第第10項所述之汙水處理系統，其中，來自該第1給水手段及第2給水手段的水具備該芽孢萌發所必需的營養素。
- 如申請專利範圍第10項至第17項中任一項所述之汙水處理系統，其中，該好氧性微生物包含屬於厚壁菌門的革蘭氏陽性的桿菌綱的菌、屬於放線菌門的革蘭氏陽性的放線菌綱的菌及綠彎菌門的革蘭氏陽性菌中的至少一種，而且亦包含酵母菌。
- 如申請專利範圍第10項至第17項中任一項所述之汙水處理系統，其中，該厭氧性及兼性厭氧性微生物為包含存在於腸道內的變形菌門的革蘭氏陰性的硫酸鹽還原菌的微生物、及/或為擬桿菌門的革蘭氏陰性的微生物。
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