废气废水处理装置以及废气废水处理方法

       以往，高浓度氮废水，具体如含有约3000ppm左右的高浓度氨的废水这类高浓 度氮废水，由于生物毒性高， 一般不能进行微生物处理。即，对于可以采用微生物 处理的含氮废水的情况， 一般是氨浓度为数百ppm的低浓度下的处理。因此，对于含有3000ppm以上的高浓度氨的废水，使用作为物理方法的蒸发器 浓縮至1/10左右，将该浓縮液作为产业废弃物处理。在用蒸发器浓縮、作为产业 废弃物从工厂排出的方法中，浓縮物相当于产业废弃物。因此，来自工厂企业的产 业废弃物增加，另外作为该产业废弃物的浓縮液的处理方法， 一般是通过焚烧，因 此存在使用重油等燃料而造成的大气污染的问题。
       另外，在利用上述蒸发器的方法中，由于消耗大量能量、且需要大型装置设备， 因此存在初期成本、运营成本和维护成本高的问题。另外，作为其它以往技术，在专利文献l(特开2000-308900号公报中)公 开了生物处理法。通过该以往技术的生物处理法，可以防止在处理高浓度含有 氨性氮的废水时所产生的亚硝酸性氮所引起的处理效率的降低，可以进行稳定 的处理。该生物处理方法，具体为，通过使用了对亚硝酸性氮具有耐性的自养 菌的生物脱氮法，将亚硝酸性氮还原成氮气从废水中除去。该含氨废水的处理方法公开了利用硝化槽、脱氮槽、紫外线氧化槽或硝化槽、光催化紫外线氧化槽、脱氮槽、紫外线氧化槽等的处理。另外，作为另一种以往技术，在专利文献2(日本专利特许第3467671号公 报)中记载了其它的生物处理方法。该生物处理方法为，通过送液泵将原水槽内的有机性废水依次送入至脱氮 槽和硝化槽中，并使其在两槽间循环，使用生物硝化和脱氮反应将有机性废水 中含有的氨态氮还原成氮气后除去，再使用抽吸泵通过在硝化槽内的废水中浸 渍着的过滤膜单元，将污泥和处理水分离的硝化脱氮方法。该硝化脱氮方法的特征在于，使从脱氮槽至硝化槽的导管在中途分支，使 分支部的先端在脱氮槽内开口，使从脱氮槽被送至硝化槽的有机性废水的一部 分排出到脱氮槽内的有机性废水中。即，该硝化脱氮方法中，通过送液泵将废 水依次送入到脱氮槽和硝化槽，并且同时使其在两槽间循环。另外，在专利文献3 (日本专利特许第3095620号公报)中还记载了其它 的作为以往技术的生物处理方法。该生物处理方法中，通过生物除氮装置进行处理，该装置具有流入含有机 物的原水的脱氮槽、流入来自上述脱氮槽的脱氮槽混合液的硝化槽、使该硝化 槽的硝化液循环至上述脱氮槽的硝化液循环流路、安装于上述硝化槽内的硝化 槽散气装置。更详细地讲，该生物除氮装置中，在脱氮槽内设置了脱氮菌固定化载体填 充区，该脱氮菌固定化载体填充区捕捉除去流入至脱氮槽的原水中的浮游物 质。另外，使原水导入流路和硝化液循环流路与脱氮槽的脱氮菌固定化载体填 充区的下方位置连通，在脱氮槽的底部设置堆积由脱氮菌固定化载体填充区捕 捉除去的浮游物质的污泥贮斗(hopper)部，在污泥贮斗部设置贮斗散气装置。但是如上所述，以往，由于含有3000ppm左右高浓度的氨的废水的生物毒 性高，因此一般不进行微生物处理。B卩，由于生物毒性高，因此利用焚烧法、 浓縮法来处理不能进行微生物处理的高浓度氨废水。因此，在浓縮法中，存在 大量消耗能量和浓縮液带来的产业废弃物的增加的问题。另一方面，作为另外的以往技术，在专利文献4中(日本专利特开 2004-121962号公报)中记载了利用纳米泡的处理方法和处理装置。该以往技术灵活运用了由纳米泡具有的浮力减少、表面积的增加、表面活 性的增大、局部高压场的生成、静电极化的实现所产生的表面活性作用和杀菌 作用等特性。
       更具体地讲，该以往技术中公开了，通过将这些相互协同，利用污浊成分的吸附功能、物体表面的高速清洗功能、杀菌功能，能够以高功能、 低环境负荷清洗各种物体，可以进行污浊水的净化。另外，作为其它的以往技术，在专利文献5(日本专利特开2003-334548号 公报)中，记载了纳米气泡的生成方法。在该以往技术中公开了，在液体中具有(1)将液体的一部分分解气化的 工序，或者(2)在液体中施加超声波的工序，或者(3)将液体的一部分分解 气化的工序以及施加超声波的工序。虽然在上述的2个以往技术中公开了，利用纳米泡的污水的净化或者利用 纳米泡除去固体表面的污垢的技术，但是关于提高处理废气和废水时的处理效 率、处理水质的技术却没有公开过。发明内容在此，本发明的课题在于，提供可以实现提高处理效率、减少处理成本的废气 废水处理方法以及废气废水处理装置。为了解决上述课题，本发明的废气废水处理方法的特征在于，使用含有微纳米 泡的微纳米泡水作为处理废气的清洗水，在废水的处理中再使用处理了上述废气后 的清洗水。按照本发明的废气废水处理方法，由于使用微纳米泡水作为清洗水来处理废 气，因而通过微纳米泡所具有的物体表面的高速清洗功能，可以高效清洗废气。另 外，通过在废水处理中再使用处理了上述废气后的清洗水，藉此该清洗水中含有的 微纳米泡对废水处理有利，可实现废水处理效率的提高。即，该微纳米泡具有(l) 表面活性作用和杀菌作用、(2)污浊成分的吸附功能、(3)物体表面的高速清洗 功能、(4)杀菌功能、(5)催化剂作用、功能、(6)提高微生物的活性的作用《功 能等。因此，通过该发明的废气废水处理方法，可实现废气和废水的处理效率的提高， 实现处理成本的降低。在此对3种泡进行说明。(i) 通常的泡(气泡)在水中上升，最终在表面"砰"的一声裂开消失。(ii) 微米泡是直径在50微米(wm)以下的微细气泡，在水中縮小，直 至最后消失(完全溶解)。(iii) 纳米泡是比微米泡更小的泡，直径在数100nm以下(例如直径为100 200nm)，被称为是可以始终在水中存在的泡。因此，在此微纳米泡为上述微米泡和纳米泡的混合泡。另外，在一实施方式的废水处理装置中，设有制造含有微纳米泡的微纳米 泡水的微纳米泡水制造部、以上述微纳米泡水制造部制得的微纳米泡水作为清 洗水处理废气的废气处理部、被导入处理了上述废气后的清洗水的废水处理 部。按照该实施方式的废气废水处理装置，由于以在微纳米泡水制造部制得的 微纳米泡水作为清洗水来处理废气，因此通过微纳米泡所具有的物体表面的高 速清洗功能，可以高效清洗废气。另外，通过在废水的处理中使用处理了上述 废气后的清洗水，该清洗水中含有的微纳米泡对废水处理有利，可实现废水处 理效率的提高。因此，通过本发明的该废气废水处理装置，可实现废气和废水处理效率的 提高，处理成本的降低。另外，如果以在废水处理部处理了废水后所获得的处 理水作为原水来制造上述微纳米泡水，则可以降低与废气处理相关的运营成本。另外，在一实施方式的废水处理装置中，上述废水处理部具有液中膜，上 述微纳米泡水制造部以从上述废水处理部的液中膜得到的处理水作为原水来 制造上述微纳米泡水。通过该实施方式的废气废水处理装置，上述微纳米泡水制造部以从上述废 水处理部的液中膜得到的处理水作为原水来制造上述微纳米泡水。由于上述处 理水中含有大量电解质，因此可以高效制造微纳米泡。另外，在一实施方式的废水处理装置中，上述废水处理部具有调整槽、脱 氮槽和具有液中膜的硝化槽，上述微纳米泡水制造部为包括有微纳米泡发生机 的微纳米泡反应槽，上述废气处理部为水涤气器(scrubber)。按照该实施方式的废气废水处理装置，由于废气处理部为水涤气器，因此 可以比较容易地构建废气处理系统。另外，在该实施方式中，微纳米泡反应槽 以从废水处理部具有的硝化槽的液中膜而得的处理水作为原水来制造微纳米 泡水，将来自该微纳米泡反应槽的微纳米泡水作为上述水涤气器的清洗水来使 用。因此，可以有效地将导入至废水处理部的废水的处理水作为废气处理部的 水涤气器的清洗水来进行再循环。另外，在一实施方式的废水处理装置中，将含氮废水导入至上述废水处理
部的调整槽，具有将在上述废气处理部处理了废气的清洗水作为废水导入至上 述废水处理部的调整槽的废水导入部。按照该实施方式的废气废水处理装置，在上述废水处理部的调整槽中，通 过来自上述废气处理部的废水中含有的微纳米泡，可以对含有高浓度氮的废水 进行前处理。该微纳米泡可以在废水处理部循环使用。艮P，由于微纳米泡具有在水中长期维持的性质，因此从废气处理部导入至 调整槽的废水成为含有微纳米泡的废水。在调整槽中，如果将含有高浓度氮的 废水与含有微纳米泡的废水混合，则可以进行利用微纳米泡的氧化前处理。通 过在调整槽进行前处理，可以实现装置整体特别是硝化槽的小型化，从而降低 运营成本。该实施方式中，在利用脱氮槽、硝化槽来微生物处理废水之前，可 以利用调整槽进行微纳米泡处理(例如，将氨性氮部分氧化处理转化为硝酸性 氮)。另外，在一实施方式的废气废水处理装置中，上述废气处理部对含有含氮 化合物的废气迸行处理
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