CN1475451A

CN1475451A - 液体处理方法和装置

Info

Publication number: CN1475451A
Application number: CNA031494218A
Authority: CN
Inventors: 保坂明仁; 二; 秋野正二; 大塚浩
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-02-18
Also published as: TW200400159A; TW589284B; KR20040002594A; EP1375439A1; US20040026326A1

Abstract

本发明提供一种从含杂质液体除去杂质的液体处理方法，包括下述步骤：回收步骤，回收在容纳含杂质液体的槽中由该液体沉淀的固体成分以及上述含杂质液体的液体成分；分离步骤，由上述回收步骤中回收的上述固体成分和上述液体成分分离上述固体成分；返回步骤，使上述分离步骤中分离上述固体成分后的上述液体成分返回到上述槽中；净化步骤，由上述槽中容纳的上述含杂质液体得到净化液体。相应地，本发明还提供一种从含杂质液体除去杂质的液体处理装置。

Description

液体处理方法和装置

技术领域

本发明涉及一种液体处理方法和装置，在由含有杂质的液体回收固体成分时，可以降低一同回收的液体成分量，并且可以由含有杂质的液体得到大量净化液体，所述净化液体以非常低的浓度含有杂质成分，因此能够再次利用，或者能够排出到系统外。另外，本发明还涉及一种废水处理方法和装置，其处理对象以产业领域中通过研磨或洗涤等生产工序产生的废水为主，还包括一般家庭洗衣服、刷洗餐具或者企业内处理废弃物等各种情况产生的废水。

背景技术

生产工序产生的废水含有各种杂质。因而根据作为对象的各种不同杂质的法律规定、地域状况等实施废水处理。废水处理的目的在于除去水中的杂质，代表性的除去对象包括也称为浮游物质的SS(Suspended Solid)成分、铅和镉等重金属成分、钙等离子成分、有机溶剂或表面活性剂等溶解性有机化合物。通过废水处理工序，处理后的水再次用于生产工序，或者将符合废水标准的处理水排放到河川等中。

一般的废水处理由多个工序构成，根据每种处理对象物质设计处理工序。下面，以图3所示的由光学玻璃加工工序产生的洗涤废水的废水处理为例，说明废水处理工序。另外，本说明书中，用语“废水原水”是指流入废水处理装置系统之前的应当处理的废水。

图3中，1表示工艺废水流入管道，2表示废水原水槽，43表示凝集中和槽，44表示沉淀槽，45表示中转槽1，46表示急速砂过滤塔，47表示中转槽2，48表示超滤膜，49表示中转槽3，50表示活性炭塔，22表示处理水槽，23表示处理水供给管道，24表示处理水供给用泵。

在光学玻璃加工中，洗涤中用过的废水中含有光学玻璃研磨工序带入的研磨材料、玻璃切削屑和切削油、光学玻璃洗涤工序中使用的烃类洗涤剂、表面活性剂、助洗剂等洗涤剂成分等作为废水处理的对象。对于含有这些成分的废水，一般的处理方法包括通过在凝集中和槽43中进行凝集，在沉淀槽44中进行沉淀，在急速砂过滤塔46中进行砂过滤，从而处理研磨材料等SS成分，接着，通过超滤膜48除去微细的微粒子成分，然后通过活性炭塔50或者根据需要采用的在图中未表示的生物过滤等，吸附除去烃类洗涤剂、切削油和表面活性剂等有机物成分，然后根据需要通过图中未表示的离子交换树脂或反渗透膜等除去离子成分。通过这些水处理工序，可以将杂质从废水中除去。

但是，采用这种以前的废水处理方法，由于必需根据不同的除去对象物质采取不同的处理工序，因此处理工序整体非常长，随之废水处理工序复杂化，废水处理装置大型化。例如，在上述光学玻璃加工工序中，通过凝集沉淀、砂过滤、超滤、活性炭塔、离子交换或反渗透膜等除去SS成分、溶解性有机物质、溶解性微量重金属等的废水处理工序是必不可少的，在工序的缩短或装置的小型化方面存在限制。但是，从生产成本、生产稳定性、节约能源、装置维护等观点来看，希望能够用尽可能少的废水处理工序有效处理处理对象物质。

近年来，作为使这些废水处理工序效率化的方法，设计了将过滤膜设置在膜浸渍槽内，除凝集和砂过滤的功能以外还将精密过滤的功能放在同一工序中进行处理的方式，并在自来水、净化槽等生活废水处理中得以实际使用。该方法通过特开平5-277480号公报(专利文献1)、特开平7-232192号公报(专利文献2)和特开平7-299492号公报(专利文献3)已经公知。

专利文献3中，由流入口流入的被处理水在沉淀分离槽中将夹杂物作为沉淀除去的同时进行厌氧处理，并进行需氧分解。然后，通过膜分离装置进行抽滤，将处理后的水排放到外部，送回被处理水。然而，用这种方法，把处理后的水排放到外部。在该文献中，对于夹杂物中含有的水的再次利用没有任何记载。

本发明人注意到将上述方法用于处理由光学玻璃工序等产生的产业废水这种含有无机性物质、凝集剂等添加剂的废水时，有必要将蓄积在膜浸渍槽内的研磨材料等无机性污泥和凝集剂等从槽中除去，随着这种除去，水的消耗量很多。具体而言，随着这种除去，从膜浸渍槽中除去的液体成分的消耗量达到引入处理系统内即膜浸渍槽内的液体成分量的30％左右。本发明人考虑有必要降低这种消耗量。这是因为30％左右这样高比例的液体成分直接与污泥等固体成分一起排出系统外，是液体成分自身的极大损失。而且，可溶于液体成分的杂质最终也很可能排放到系统外，而不能充分回收。

如果能将上述30％左右这样高比例的液体成分净化得到净化液体，那么就能够将接近100％的净化液体再次利用。在现有技术中，那样高比例的再利用是不可能的，也就限于将70％的净化液体再次利用。在这种情况下，必须根据再次利用的用途添加初次利用的液体。

本发明的目的在于提供一种用于从含有杂质的液体(以下称为“含杂质液体”)中除去杂质的液体处理方法和液体处理装置，在由上述废水等含杂质液体除去固体成分时，减少了随着固体成分排出到系统外的液体成分量。

更具体地说，提供一种能够高效率地浓缩污泥、除去铅等微量重金属，并能够使从光学玻璃工序等复杂产业领域排出的废水的处理工序效率化的液体处理方法和装置，具体而言是废水处理方法和装置。按照本发明，在生活废水和光学玻璃工序等产业废水的处理中，能够尽力减少含杂质液体的液体成分消耗量。

发明内容

本发明涉及一种从含杂质液体除去杂质的液体处理方法，其特征在于，包括下述步骤：

回收步骤，回收在容纳含杂质液体的槽中由该液体沉淀的固体成分以及该液体的液体成分；

分离步骤，由回收步骤中回收的固体成分和液体成分分离固体成分；

返回步骤，使分离步骤中分离固体成分后的液体成分返回到上述槽中；

净化步骤，由上述槽中容纳的含杂质液体得到净化液体。

含杂质液体也可以是含有凝集剂和/或pH调节剂的液体。

本发明的方法也可以进一步包括由分离步骤中分离的固体成分除去上述液体成分的步骤(以下也称为“脱水步骤”)，以及将通过该脱水得到的液体成分返回到净化步骤的脱水后返回步骤。

净化步骤可以是通过对含杂质液体进行过滤除去杂质的步骤。

另外，净化步骤也可以包括向含杂质液体供给空气，使含杂质液体和空气接触的步骤(以下也称为“曝气步骤”)。

本发明的方法可以进一步包括在上述含杂质液体中引入活性炭的步骤(以下也称为“活性炭添加步骤”)，通过活性炭吸附除去有机物或金属。

另外，本发明的方法可以包括向净化液体中添加次氯酸钠的步骤(也称为“次氯酸钠添加步骤”)。

而且，本发明还涉及一种从含杂质液体除去杂质的液体处理装置，其特征在于，具有：

容纳含杂质液体的槽；

回收手段，回收在该槽中沉淀的固体成分以及含杂质液体的液体成分；

分离手段，由回收手段中回收的固体成分和液体成分分离固体成分；

返回手段，使分离手段中分离固体成分后的液体成分返回到上述槽中；

净化手段，由上述槽中容纳的含杂质液体得到净化液体。

上述槽呈筒状，其下端部可以包括倾斜面。

另外，本发明的装置可以具有向含杂质液体供给空气，使含杂质液体和空气接触的手段。

另外，本发明的装置可以具有活性炭添加手段，在上述含杂质液体中供给用于吸附除去含杂质液体中的有机物或金属的活性炭。

另外，本发明的装置可以具有凝集剂添加手段，添加用于凝集上述含杂质液体中的金属或浮游物质的凝集剂。

附图说明

图1是本发明实施方式的废水处理装置的示意图。

图2是表示本发明的防止膜浸渍槽污泥堆积的一种结构的示意图。

图3是透镜加工工序废水处理装置的示意图。

以下例举实施方式详细说明本发明。对于所有的图，相同部分使用同样的附图标记。

图1是示意性地表示本发明的废水处理装置的一个实例的图。在本实施方式中，固体成分包括应当除去的杂质。含杂质液体，即光学玻璃研磨工序等的前工序(图中未表示)的废水经由工艺废水流入管道1供给废水原水槽2。废水原水通过原水泵3汲取，经由原水供给管道4，通过原水计量槽5调节处理流量。调节后的废水原水，作为本发明的活性炭引入步骤，在第一混合槽6中通过粉末活性炭供给装置11供给粉末活性炭，并通过第一混合槽搅拌机7混合均匀。然后，废水原水移至第二混合槽8中，通过第二混合槽搅拌机9与通过凝集剂供给路13供给的凝集剂搅拌均匀。作为凝集剂，根据废水的水质，可以单独或组合使用多氯化铝、硫酸铝、氧化铁、氧化亚铁等无机凝集剂，或者非离子性高分子凝集剂、阴离子性高分子凝集剂、阳离子性高分子凝集剂等有机凝集剂。而且，在第二混合槽8中，使用通过中和用碱供给路14供给的中和用碱和通过酸供给路15供给的酸以及pH指示调节计12，调节至凝集剂的凝集最适pH。上述碱是氢氧化钠水溶液、氢氧化钙水溶液等，这些碱可以单独或组合使用。上述酸是硫酸、盐酸等，这些酸可以单独或组合使用。

混合了粉末活性炭和凝集剂并调节至凝集最适pH的废水，通过原水输送泵10，供给容纳含杂质液体的槽即膜浸渍槽16。以后在本实施方式中将供给膜浸渍槽16的含有杂质的废水称为“被处理废水”。膜浸渍槽16的下部设置有曝气用的散气管19。曝气用的散气管通过曝气用鼓风机18供给空气，使膜浸渍槽16中容纳的被处理废水与空气混合。进行作为本发明曝气步骤的这种空气混合，是为了作为根据需要对被处理废水适用的需氧性生物处理的空气源，或者防止悬浮物附着在下述陶瓷制过滤膜17上。

本发明中，包括将被处理废水这种含杂质液体容纳在槽中，从而回收沉淀的固体成分以及液体成分的回收步骤。本实施方式中，在该作为用于容纳的槽的膜浸渍槽16中，通过需氧性生物处理对有机物进行微生物分解，通过粉末活性炭吸附除去有机物并吸附除去铅等溶解性微量重金属，通过凝集剂使铅、镉、砷等重金属凝集并使研磨剂等SS成分凝集。特别是通过使粉末活性炭滞留在膜浸渍槽16中，可以实现通常的凝集沉淀处理所不能实现的铅等溶解性微量重金属的除去，进行这种处理后的液体成分能够达到几乎不含有溶解性微量重金属的低浓度状态。

被处理废水容纳在膜浸渍槽16期间，固体成分由被处理废水沉淀。该固体成分是来源于前工序的SS成分等废水原水中原本含有的固形成分、膜浸渍槽中由被处理废水不溶化或凝集的成分、或者在第一混合槽6中加入的粉末活性炭、第二混合槽8中加入的凝集剂等。来源于前工序的SS成分易于固形化，并易于堆积在膜浸渍槽16的底部，因此优选膜浸渍槽16的下端部呈具有倾斜壁面的形状，具体如倒圆锥形、倒圆截锥形、倒多棱锥形或倒多棱截锥形的形状。通过将下端部制成这种形状，以SS成分为主的固体成分不会滞留在膜浸渍槽底部，能够集中于狭小的范围，作为固液分散系的蓄积系非常好地排出槽外。本实施方式中，如图1和图2所示，将膜浸渍槽16的底部加工成倒圆截锥形。符号42表示设置在膜浸渍槽16底部的污泥抽出口。通过采用这种结构，能够防止SS成分堆积并滞留在膜浸渍槽16的底部，有效地将污泥从污泥抽出口42抽出。

作为本发明的回收步骤，在本实施方式中，将被处理废水在膜浸渍槽16中蓄积一定时间后沉淀的固体成分通过污泥抽出兼污泥输送泵27与被处理废水的液体成分一起抽出，经由污泥抽出管道25输送至污泥浓缩槽29中(以下，在本实施方式中将由槽16抽出的固液分散系称为“粗污泥”)。具体而言，在打开污泥抽出阀26、打开污泥浓缩槽供给阀28、关闭浓缩污泥兼上清液抽出阀40、关闭浓缩污泥抽出阀30、关闭上清液输送阀41的状态下，通过污泥抽出兼污泥输送阀27，一定量的粗污泥经由污泥抽出管道25输送到分离手段即污泥浓缩槽29中。输送时的粗污泥中含有的固体成分的比例比容纳在膜浸渍槽16中时的被处理废水的固体成分比例高。

污泥浓缩槽29是垂直方向长的槽，即深槽。输送至槽29的粗污泥中包括上述SS成分、粉末活性炭、凝集剂的固体成分通过静置一定时间沉淀，达到高密度。结果，分离成固液蓄积系(以下称为“浓缩污泥”)和液层(以下称为“上清液”)。污泥浓缩槽中的分离是，单位体积的深度越长，用于分离的静置时间越长，分离效率提高，但是具体的深度和静置时间根据分离的固体成分的性状适当设定。

通过沉淀高密度化的浓缩污泥在关闭污泥抽出阀26、关闭污泥浓缩槽供给阀28、打开浓缩污泥兼上清液抽出阀40、打开浓缩污泥抽出阀30、关闭上清液输送阀41的状态下，通过污泥抽出兼污泥输送泵27输送至浓缩污泥贮槽32中。除去浓缩污泥后残留在槽29中的上清液在关闭污泥抽出阀26、关闭污泥浓缩槽供给阀28、打开浓缩污泥兼上清液抽出阀40、关闭浓缩污泥抽出阀30、打开上清液输送阀41的状态下，通过污泥抽出兼污泥输送泵27，经由返回手段即上清液输送管道31，返回到膜浸渍槽16中。

在膜浸渍槽16中设置陶瓷制过滤膜17作为过滤膜。将膜浸渍槽16和陶瓷制过滤膜17称为净化手段。陶瓷制过滤膜17由陶瓷烧结体构成。过滤直径没有特别的限制，一般使用100m以下。在工艺废水的处理中特别优选0.1m左右的过滤直径。

作为本发明的净化步骤，在本实施方式中，在打开膜过滤阀20、关闭反洗阀38的状态下，通过膜过滤泵21，使在膜浸渍槽16内滞留一定时间的被处理废水通过陶瓷制过滤膜17，进行抽滤。过滤后的被处理废水(以下称为“净化液体”)经由处理水次氯酸钠供给路36输送至处理水槽22。净化液体由于不含有来自前工序废水的SS成分、溶解性有机物以及铅、镉等重金属，因此例如可以作为生产前工序中的再循环水进行再次利用，或者用于其它工序，或者排放到工厂外。另外，作为本发明的次氯酸钠添加步骤，也能够以对净化液体灭菌的目的添加次氯酸钠。添加的阶段例如是净化液体容纳在处理水槽22中时或者通过处理水次氯酸钠供给路36的期间。

由于下述的反洗水次氯酸钠供给路39与陶瓷制过滤膜17连结，因此也可以经由该供给路39将净化液体输送至处理水槽22中。

通过陶瓷制过滤膜17进行的过滤可以在任何时候进行。具体而言，可以长时间连续过滤，也可以在被处理废水的固体成分逐渐沉淀到膜浸渍槽16的底部时进行，或者也可以在全部沉淀结束后进行。可以通过曝气用鼓风机在膜浸渍槽16内进行混合搅拌，使之不会在短时间内堵塞，或者设定过滤时间，或者适当控制过滤能力，即吸水力或抽滤压力。

另外，在本实施方式中，为了洗涤陶瓷制过滤膜17的堵塞物，每隔一定时间停止膜过滤泵21，在关闭膜过滤阀20、打开反洗阀38的状态下，运转反洗泵37，使处理水槽22的净化液体通过陶瓷制过滤膜17。为了提高这时的洗涤效果，也可以经由反洗水次氯酸钠供给路39向过滤17定量供给次氯酸钠。

作为本发明的脱水步骤和脱水后返回步骤，在本实施方式中，通过压滤器33将贮留在浓缩污泥贮槽32中的浓缩污泥脱水，作为脱水污泥35排出系统外，另一方面，由压滤器33产生的滤液经由脱水滤液输送管道34输送至废水原水槽2中。通过利用该污泥浓缩槽29实施污泥浓缩，随着固体成分的排出排到系统外的液体成分量减少，结果净化液体的量增加。也就是说，能够没有浪费地处理来自前工序的废水。

如上所述，采用本实施方式，通过在容纳含杂质液体的槽中由含杂质液体回收固体成分，通过分离手段由回收的固体成分以及伴随其的少量液体成分分离固体成分，使分离后的液体成分返回到槽中，能够极大地减少在由含杂质液体除去固体成分时随着固体成分排出到系统外的液体成分量。

如以上的实施方式和以下叙述的实施例所示，本发明能够减少由含杂质液体将固体成分排出到系统外时附随的液体成分量，因此得到净化液体的量增加。例如，能够缩短来自产业废水的复杂工艺废水的废水处理工序，而且通过废水处理效率的高效化、铅等溶解性重金属的除去，能够稳定地再次利用或排放废水。

而且，通过适用本发明，与以前的废水处理工序相比，能够大幅度节省能源、节省空间，能够减轻对环境的负担，而且在例如工厂经营中也可以提供合理的水处理装置和水处理方法。

以下说明本发明的实施例，但是本发明并不限于此。

实施例

准备图1所示的水处理装置，其膜浸渍槽16的有效容量为15m³，陶瓷制过滤膜17的总膜面积为331.2m²，且污泥浓缩槽29的有效容量为1.59m³。通过该装置处理具有以下水质的来自透镜加工工序的工艺废水作为废水原水，

pH为7.3，

TOC(Total Organic Carbon，总有机碳)为34ppm，

铅为0.52ppm，

铜为0.30ppm，

锌为0.68ppm，

铁为0.30ppm

结果，以供给膜浸渍槽16的废水供给量为297.6m³/天，

来自陶瓷制过滤膜17的膜过滤水量为307.2m³/天，

由膜浸渍槽16向污泥浓缩槽29抽出的污泥量为96m³/天，

将沉淀后的浓缩污泥浓缩后用压滤器33过滤的量为9.6m³/天，

使沉淀后的上清液返回到膜浸渍槽16中的量的86.4m³/天，

用于反洗陶瓷制过滤膜17的处理水为19.2m³/天，

能够维持稳定运转3个月以上。本实施例中的处理效率为，来自陶瓷制过滤膜17的膜过滤水量307.2m³/天减去用于反洗陶瓷制过滤膜17的处理水19.2m³/天得到的量，即最终处理水量288m³/天与供给膜浸渍槽16的废水供给量297.6m³/天的比率。结果，在本实施例中实现了96.8％的高处理效率。

得到的净化液体的水质如下所述：

pH为7.6，

TOC低于1ppm，

铅低于0.005ppm，

铜低于0.01ppm，

锌为0.012ppm，

铁低于0.1ppm。

该处理水能够作为工艺用水全量稳定地再次利用。

比较例

用图3所示的现有透镜加工工艺废水处理装置，处理与实施例处理的废水同样的来自透镜加工工序的废水。处理后的处理水水质如下：

pH为7.8，

TOC低于1ppm，

铅为0.11ppm，

铜低于0.01ppm，

锌为0.056ppm，

铁低于0.1ppm。

因此，按照本实施例，与现有例相比，能够得到同等以上的水质。特别是对于低浓度的溶解性铅，得到了与现有例相比20倍以上的处理效果。

Claims

1、一种从含杂质液体除去杂质的液体处理方法，其特征在于，包括下述步骤：

净化步骤，由上述槽中容纳的含杂质液体得到净化液体。

2、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，含杂质液体是含有凝集剂和/或pH调节剂的液体。

3、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，包括由分离步骤中分离的固体成分除去上述液体成分的脱水步骤，以及将通过该脱水得到的液体成分返回到净化步骤的脱水后返回步骤。

4、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，净化步骤是通过对含杂质液体进行过滤而除去杂质的步骤。

5、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，净化步骤包括向含杂质液体供给空气而使含杂质液体和空气接触的曝气步骤。

6、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，进一步包括在上述含杂质液体中引入活性炭的步骤，通过活性炭吸附除去有机物或金属。

7、如权利要求1所述的液体处理方法，其特征在于，包括向所述净化液体中添加次氯酸钠的步骤。

8、一种从含杂质液体除去杂质的液体处理装置，其特征在于，具有：

容纳含杂质液体的槽；

净化手段，由上述槽中容纳的含杂质液体得到净化液体。

9、如权利要求8所述的液体处理装置，其特征在于，上述槽呈筒状，其下端部包括倾斜面。

10、如权利要求8所述的液体处理装置，其特征在于，具有向含杂质液体供给空气而使含杂质液体和空气接触的手段。

11、如权利要求8所述的液体处理装置，其特征在于，具有活性炭添加手段，在上述含杂质液体中供给用于吸附除去含杂质液体中的有机物或金属的活性炭。

12、如权利要求8所述的液体处理装置，其特征在于，具有凝集剂添加手段，添加用于凝集上述含杂质液体中的金属或浮游物质的凝集剂。