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1. 发明专利

TWI324138B 污水處理系統有权
简体标题：污水处理系统
公开(公告)号：TWI324138B
公开(公告)日：2010-05-01
申请号：TW095125692
申请日：2006-07-13
申请人：康那香企業股份有限公司
发明人：胡衍榮 , 陳璽聿 , 黃文俊
IPC分类号： C02F
CPC分类号： C02F3/085 , C02F3/1273 , Y02W10/15
摘要：一種污水處理系統，包含一固液分離模組及一槽體。槽體包括一水密性容室，並由第一、第二、第三間壁間隔出含有活性污泥的一生物反應區、一可供活性污泥沉降的緩衝區、含有複數生物擔體的一擔體區及設有固液分離模組的一固液分離區。該一、第三間壁於鄰近底壁處分別形成一第一通道及一第三通道，且第二間壁於遠離底壁處形成一第二通道，該等通道用以供待處理水通過；待處理水依序進入生物反應區由活性污泥分解有機物、通過緩衝區以沉降污泥、再由擔體區之生物擔體粗濾，最後由固液分離模組過濾後流出槽體。【創作特點】因此，本發明之目的，即在提供一種以膜離生物反應器技術為基礎，增加生物擔體的設置，而能夠減少薄膜阻塞以提高薄膜通量，且能提昇化學需氧量(chemical oxygen demand，COD)的去除率之污水處理系統及其方法。
為了達成上述目的，本發明的污水處理方法包含下列步驟：(A)將待處理水經由活性污泥分解污水中的有機物；(B)將該待處理水以生物擔體粗濾；及(C)將該待處理水以固液分離模組濾出，得到過濾水。
以執行該方法而設計的污水處理系統可例舉如下兩種態樣：第一態樣包含：一固液分離模組及一槽體。該槽體包括一底壁、一由該底壁周緣往上延伸的圍壁、一由該底壁及該圍壁所圍束而成的水密性容室；該第二間壁與該圍壁界定含有活性污泥的一生物反應區以執行該步驟(A)，該第二間壁與該第三間壁界定含有複數生物擔體的一擔體區以執行該步驟(B)，該第三間壁與該圍壁界定設有該固液分離模組的一固液分離區以執行該步驟(C)；該第二間壁於遠離該底壁處形成一第二通道，且該第三間壁於鄰近該底壁處形成一第二通道，該等通道用以供待處理水通過。
第二態樣包含：一固液分離模組、一粗濾單元及一槽體。該粗濾單元包括一設於該固液分離模組之進水側的盒體及設於該盒體內之複數生物擔體。該槽體包括一底壁、一由該底壁周緣往上延伸的圍壁、一由該底壁及該圍壁所圍束而成的水密性容室。該容室中設有一含有活性污泥的生物反應區以執行該步驟(A)；該粗濾單元與該固液分離模組設於該生物反應區，該粗濾單元之生物擔體用以執行該步驟(B)；該盒體之垂直水流方向的二相對壁部分別形成多數穿孔以供待處理水通過流入該固液分離模組以執行該步驟(C)。
進一步地，本發明的污水處理方法可更包含一介於該步驟(A)與該步驟(B)之間的步驟(A’)，該步驟(A’)是將該待處理水流經一緩衝區，使污泥沉降以降低該待處理水中污泥濃度，更具有減少薄膜阻塞的功效。
而配合執行所增加之該步驟(A’)而設計的污水處理系統，為本發明污水處理系統之第三態樣，包含：一固液分離模組及一槽體。該槽體包括一底壁、一由該底壁周緣往上延伸的圍壁、一由該底壁及該圍壁所圍束而成的水密性容室，及三直立且相間隔地固定於該容室中的第一、第二、第三間壁；該第一間壁與該圍壁界定含有活性污泥的一生物反應區以執行該步驟(A)，該第一間壁與該第二間壁界定一可供活性污泥沉降的緩衝區以執行該步驟(A’)，該第二間壁與該第三間壁界定一含有複數生物擔體的擔體區以執行該步驟(B)，及該第三間壁與該圍壁界定一設有該固液分離模組的固液分離區以執行該步驟(C)，而該第一、第三間壁於鄰近該底壁處分別形成一第一通道及一第三通道，且該第二間壁於遠離該底壁處形成一第二通道，該等通道用以供待處理水通過。
在上述任一態樣中，可於該生物反應區設置一第一曝氣裝置(diffuser)，以增加該生物反應區的氧氣含量。
在該第一、三態樣中，該槽體更包括設於該擔體區的一第一隔板及一第二隔板，該第一、二隔板具有複數穿孔，分別用以阻擋該等生物擔體進入該固液分離區及該緩衝區。並可於該第一隔板處設一第二曝氣裝置，用以不定時曝氣，回沖(back wash)沉積在第一隔板上的沉澱物，以避免該第一隔板被阻塞，並可擾動該等生物擔體。而在該第二態樣中，亦可於該盒體底壁處設一第二曝氣裝置，以擾動該等生物擔體。
在該第三態樣中，該槽體可更包括一由該第二間壁鄰近該第一通道處往該生物反應區方向斜下延伸的擋板為較佳，該擋板可遮擋該第一曝氣裝置所形成之擾流進入緩衝區，使活性污泥更能快速沉降，並且沉積在該擋板上的活性污泥可以順著該擋板之斜度滑落回生物反應區，以維持生物反應區的活性污泥濃度而增加分解有機物的效率。
另外，本發明的固液分離模組是利用薄膜過濾而將固體與液體分離的過濾模組，可為現行膜離生物反應器中所用的固液分離型模組，例如中空纖維膜(hollow fiber)固液分離模組、平板型固液分離模組等，並無限制。本發明之生物擔體可由例如不織布、高分子泡棉(PU泡棉)等材料所製成，只要可做為生物擔體即可，亦無限制。
本發明的功效在於，利用該等生物擔體具有過濾及生物處理的功能，可以增加化學需氧量的去除率，並減少進入該固液分離模組的活性污泥，降低薄膜被阻塞而增加薄膜通量。更進一步地，藉由該緩衝區的設置，使由該生物反應區攜帶活性污泥的待處理水流經該緩衝區時，其中的活性污泥可以在該緩衝區沉降，以大幅減少流入該固液分離區的活性污泥，更具有減少該固液分離模組被阻塞並增加薄膜通量的功效。
简体摘要：一种污水处理系统，包含一固液分离模块及一槽体。槽体包括一水密性容室，并由第一、第二、第三间壁间隔出含有活性污泥的一生物反应区、一可供活性污泥沉降的缓冲区、含有复数生物担体的一担体区及设有固液分离模块的一固液分离区。该一、第三间壁于邻近底壁处分别形成一第一信道及一第三信道，且第二间壁于远离底壁处形成一第二信道，该等信道用以供待处理水通过；待处理水依序进入生物反应区由活性污泥分解有机物、通过缓冲区以沉降污泥、再由担体区之生物担体粗滤，最后由固液分离模块过滤后流出槽体。【创作特点】因此，本发明之目的，即在提供一种以膜离生物反应器技术为基础，增加生物担体的设置，而能够减少薄膜阻塞以提高薄膜通量，且能提升化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)的去除率之污水处理系统及其方法。为了达成上述目的，本发明的污水处理方法包含下列步骤：(A)将待处理水经由活性污泥分解污水中的有机物；(B)将该待处理水以生物担体粗滤；及(C)将该待处理水以固液分离模块滤出，得到过滤水。以运行该方法而设计的污水处理系统可例举如下两种态样：第一态样包含：一固液分离模块及一槽体。该槽体包括一底壁、一由该底壁周缘往上延伸的围壁、一由该底壁及该围壁所围束而成的水密性容室；该第二间壁与该围壁界定含有活性污泥的一生物反应区以运行该步骤(A)，该第二间壁与该第三间壁界定含有复数生物担体的一担体区以运行该步骤(B)，该第三间壁与该围壁界定设有该固液分离模块的一固液分离区以运行该步骤(C)；该第二间壁于远离该底壁处形成一第二信道，且该第三间壁于邻近该底壁处形成一第二信道，该等信道用以供待处理水通过。第二态样包含：一固液分离模块、一粗滤单元及一槽体。该粗滤单元包括一设于该固液分离模块之进水侧的盒体及设于该盒体内之复数生物担体。该槽体包括一底壁、一由该底壁周缘往上延伸的围壁、一由该底壁及该围壁所围束而成的水密性容室。该容室中设有一含有活性污泥的生物反应区以运行该步骤(A)；该粗滤单元与该固液分离模块设于该生物反应区，该粗滤单元之生物担体用以运行该步骤(B)；该盒体之垂直水流方向的二相对壁部分别形成多数穿孔以供待处理水通过流入该固液分离模块以运行该步骤(C)。进一步地，本发明的污水处理方法可更包含一介于该步骤(A)与该步骤(B)之间的步骤(A’)，该步骤(A’)是将该待处理水流经一缓冲区，使污泥沉降以降低该待处理水中污泥浓度，更具有减少薄膜阻塞的功效。而配合运行所增加之该步骤(A’)而设计的污水处理系统，为本发明污水处理系统之第三态样，包含：一固液分离模块及一槽体。该槽体包括一底壁、一由该底壁周缘往上延伸的围壁、一由该底壁及该围壁所围束而成的水密性容室，及三直立且相间隔地固定于该容室中的第一、第二、第三间壁；该第一间壁与该围壁界定含有活性污泥的一生物反应区以运行该步骤(A)，该第一间壁与该第二间壁界定一可供活性污泥沉降的缓冲区以运行该步骤(A’)，该第二间壁与该第三间壁界定一含有复数生物担体的担体区以运行该步骤(B)，及该第三间壁与该围壁界定一设有该固液分离模块的固液分离区以运行该步骤(C)，而该第一、第三间壁于邻近该底壁处分别形成一第一信道及一第三信道，且该第二间壁于远离该底壁处形成一第二信道，该等信道用以供待处理水通过。在上述任一态样中，可于该生物反应区设置一第一曝气设备(diffuser)，以增加该生物反应区的氧气含量。在该第一、三态样中，该槽体更包括设于该担体区的一第一隔板及一第二隔板，该第一、二隔板具有复数穿孔，分别用以阻挡该等生物担体进入该固液分离区及该缓冲区。并可于该第一隔板处设一第二曝气设备，用以不定时曝气，回冲(back wash)沉积在第一隔板上的沉淀物，以避免该第一隔板被阻塞，并可扰动该等生物担体。而在该第二态样中，亦可于该盒体底壁处设一第二曝气设备，以扰动该等生物担体。在该第三态样中，该槽体可更包括一由该第二间壁邻近该第一信道处往该生物反应区方向斜下延伸的挡板为较佳，该挡板可遮挡该第一曝气设备所形成之扰流进入缓冲区，使活性污泥更能快速沉降，并且沉积在该挡板上的活性污泥可以顺着该挡板之斜度滑落回生物反应区，以维持生物反应区的活性污泥浓度而增加分解有机物的效率。另外，本发明的固液分离模块是利用薄膜过滤而将固体与液体分离的过滤模块，可为现行膜离生物反应器中所用的固液分离型模块，例如中空纤维膜(hollow fiber)固液分离模块、平板型固液分离模块等，并无限制。本发明之生物担体可由例如不织布、高分子泡棉(PU泡棉)等材料所制成，只要可做为生物担体即可，亦无限制。本发明的功效在于，利用该等生物担体具有过滤及生物处理的功能，可以增加化学需氧量的去除率，并减少进入该固液分离模块的活性污泥，降低薄膜被阻塞而增加薄膜通量。更进一步地，借由该缓冲区的设置，使由该生物反应区携带活性污泥的待处理水流经该缓冲区时，其中的活性污泥可以在该缓冲区沉降，以大幅减少流入该固液分离区的活性污泥，更具有减少该固液分离模块被阻塞并增加薄膜通量的功效。

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