[发明专利]复合微生物反应槽和利用该反应槽的水处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理各种污废水的水处理装置，更详细地涉及在一个反应槽内实现脱磷反应和脱氮反应的复合微生物反应槽和利用该反应槽的水处理装置及方法。

背景技术

持续的产业化和城市化导致环境污染日益严重，而且所排放的污水、废水、脏水（以下称为“污废水”）的形态日趋多样化，用于处理这些的设施也变得尖端化，随之处理费用也在增加。并且，随着没有被完全处理的污废水中的水质污染物质流入到河流或湖水（湖沼）等其他水源中，在有效的水质管理上产生着很多问题。

当前，作为污废水的净化处理技术所周知的是，使用过滤设备、药品凝聚、沉淀、氧化处理等的物理化学方法，以及在蓄留了活性污泥的生物反应槽内通过极大化微生物的代谢过程来去除各种污染物质的生物学处理方法。其中，物理化学方法在对现有的处理设施设备不带来大的变化的情况下，可通过设置附加的装置来使用，具有可获得稳定且高效的处理效果的优点。但是，物理化学方法从经济侧面和技术侧面上，难以设置和运行大规模的处理设备，根据情况存在产生如剩余污泥等大量处理副产物的缺陷。相反，生物学处理方法从费用对比的处理效率方面，有利于物理化学方法，因此不仅在中小规模而且还在大规模的污废水处理中，作为主处理工艺利用在国内外的大部分污废水处理工艺中。

在污废水的生物学处理方法中，作为基本工法的标准活性污泥法大体包括最初沉淀池和曝气槽及最终沉淀池而执行水处理工艺。在最初沉淀池沉淀而去除流入污废水中所包含的沉降性固形物，去除了较大掺杂物的流入污废水被移送至下一工艺的曝气槽。在曝气槽，流入污废水与根据返送泵所返送的活性污泥相混合，而混合液根据好气性微生物的生化反应被分解·去除有机物。曝气槽的混合液被移送至最终沉淀池而固液分离，上澄水被放流，所沉淀污泥的一部分被返送至曝气槽，剩余的污泥通过污泥处理设施得以处理。

另外，利用了在单一反应槽内完成污废水的流入–微生物反应–沉淀–排出等一系列过程的回分式反应槽（sequencing batch reactor;SBR）的水处理方法，由于作为主反应槽使用单一反应槽，因此具有可减少污废水处理设施的占地面积的优点。并且，无需额外地容置沉淀池，提供了基于自动化设施的驱动便利性而节省人工费，据此成为了广泛利用于中小规模以上污废水处理中的生物学污废水处理方法。

但是，标准活性污泥法或利用了回分式反应槽的水处理方法，对最近成为关注问题的作用为富营养化（eutrophication）原因物质的氮和磷（phosphorus）营养盐类的去除率非常不足。为了解决该问题，最近广泛研究对提高氮和磷的去除效率的研究。

作为一例，韩国授权专利公报第0424060号（2004.03.10授权）公开了硝化槽、脱氮槽及沉淀槽构成为一体型一个主体的一体型污废水用处理装置。但是该一体型污废水用处理装置不具有执行脱磷功能的厌气性选择槽而难以去除磷，且由于构成为一体型，因此难以引入至大规模处理设施中。

韩国授权专利公报第0397697号（2003.08.29授权）和韩国授权专利公报第0468997号（2005.01.20授权）公开了在曝气槽的前端设置将污泥浓度维持为高浓度而运行的上向流厌气反应槽，从而去除难降解物质、毒性物质、营养物质、重金属等污染物的废水处理装置。但是该污废水处理装置，在过度维持高浓度的上向流厌气反应槽内，会发生短回路·短路（short circuiting）至密度流，从而会降低污染物质的整体去除效率，且由于在上向流厌气反应槽不具有单独执行脱氮反应的无氧性选择槽，因此脱氮反应和脱磷反应相互干涉，整体上降低氮和磷的去除效率。

韩国授权专利公报第0655471号（2006.12.01授权）和韩国公开专利公报第2010-0127984号（2010.12.07公开）公开了具有用于去除污废水的氮·磷营养盐类的上向流生物反应槽以及长方形上向流厌气·无氧性反应槽的废水处理装置。但是该种废水处理装置，其厌气性机制的脱磷工艺和无氧性机制的脱氮工艺在没有被划分的一个反应槽内进行，因此存在总去除效率下降的缺陷。

韩国授权专利公报第0912562号（2009.08.10授权）和韩国授权专利公报第0942053号（2010.02.04授权）利用了回分式反应槽的污废水处理方法。但是该公报中公开的污废水处理方法由于在单一的反应槽内完成所有的生物学反应，因此厌气性脱磷机制、无氧性脱氮机制及好气性硝化机制等相互产生干涉而整体的水质污染物质去除效率下降。