CN101516790A - 废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种方法，其通过在膜发生堵塞前正确评价堵塞的风险，并采取充分必要的措施，从而能够稳定且有效地进行活性污泥与处理液的固液分离。本发明的废水处理方法是利用膜分离活性污泥法进行废水处理的方法，其中，使用表示有机性废水的有机物总量的指标和BOD值，求出BOD－污泥负荷的上限值，调整所述活性污泥槽的BOD－污泥负荷使之不超过所述上限值。

Description

废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种利用用于处理有机性废水的浸渍型膜分离活性污泥法进行废水处理的方法。
背景技术
膜分离活性污泥法是一种废水处理方法，其是将膜筒浸渍在活性污泥槽中，通过过滤对活性污泥和处理液进行固液分离的方法。由于该方法能够在进行固液分离时将活性污泥浓度(MLSS：Mixed LiquorSuspended Solid)从5000mg/l极高地提高到20000mg/l，因此该方法具有能够减小活性污泥槽的容积或能够缩短活性污泥槽内的反应时间的优点。另外，由于是利用膜进行过滤，所以处理水中不会混入悬浮物质(SS：Suspended Solid)，因此该方法不需要最终沉淀槽，能够减少处理设施的占地面积，并且，无论活性污泥沉降性好坏，均可进行固液分离，因此也减轻了对活性污泥进行管理的负担，该方法具有上述等众多优点，所以近年来得到了快速的普及。
膜筒使用平膜或中空纤维膜。膜分离活性污泥法中，随着活性污泥中的微生物代谢的生物源性聚合物、活性污泥自身或废水中含有的夹杂物等在膜面的附着，有效的膜面积减少，过滤效率降低，因此，有时不能长期稳定地进行过滤。此时，可以与过滤方向反方向地喷出过滤水等介质以进行除去膜表面的附着物的反洗。
以往，为了避免活性污泥凝聚物和夹杂物等在该膜表面和膜间蓄积，从膜筒的下部用空气等进行曝气，利用膜的振动效果和气泡向上方移动产生的搅拌效果使活性污泥凝聚物和夹杂物等从膜表面和膜间剥落。为了在曝气时能在容许范围内使中空纤维膜以最大限度的振幅振动，例如日本特开2000-157846号公报(专利文献1)中公开了一种中空纤维膜筒，其特征在于，在中空纤维膜束一个端部外周液密性地固定有筒端头，在另一端部外周液密性地固定有裙座，筒端头侧的中空纤维膜端部的中空部开口，裙座侧的中空纤维膜端部的中空部封闭，并且在裙座侧粘结固定层上设置有两个以上的贯通孔。
但是，若没有根据流入活性污泥槽的有机性废水的组成设定适当的活性污泥处理条件，则有时即使进行曝气、反洗也不能稳定地进行固液分离。据认为这是由于微生物分泌了大量堵塞膜的成分。
另一方面，通过提高活性污泥浓度或减少流入活性污泥中的有机物量，或者通过设定膜过滤流速为较低流速，能够使堵塞不易产生。但是，过度进行这样的方法时，存在废水处理的效率降低的问题。
专利文献1：日本特开2000-157846号公报
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种方法，其通过在膜发生堵塞前正确评价堵塞的风险，并采取充分必要的措施，从而能够稳定且有效地进行活性污泥与处理液的固液分离。
本发明人进行了深入研究，结果发现，附着在膜外表面并阻碍过滤的物质是以糖为主要成分的分子量为几十万到几百万的生物源性聚合物。本发明人发现有机废水的生物降解性的难易依赖于通过生物降解来测定有机物浓度的生化需氧量(BOD)与能够测定有机性废水所含有的几乎全部有机成分的有机碳总量(TOC)、总需氧量(TOD)或使用了重铬酸钾的化学需氧量(CODCr)的比，基于该认识，研究出了一种评价膜发生堵塞的风险的方法，其中求出BOD与TOC、TOD或CODCr的比作为γ值，使用γ值来正确评价膜发生堵塞的风险。
结果发现，在处理γ值大于等于0.6且小于1.5的难生物降解性的有机性废水时，如果将BOD-污泥负荷设定为0.05-0.06×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，则糖浓度不升高。并且发现，在γ值为1.5≤γ＜2.5时，将BOD-污泥负荷调整为0.1-0.12×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，而在处理γ值为2.5以上的易生物降解性的有机性废水时，将BOD-污泥负荷设定为0.3-0.24×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，则糖浓度不升高，可以稳定地连续过滤。
此处，δ表示平均膜过滤流速。平均膜过滤流速是指1天的每单位膜面积的流量，通过用从过滤流量减去反洗的流量得到的值除以膜面积来求出平均膜过滤流速。
根据这些式子，通过减小平均膜过滤流速δ，可以提高BOD-污泥负荷的上限值。因此，本发明人确认到，即使糖浓度升高，只要使膜过滤流速减少，就能够稳定地连续运转。
此处，BOD-污泥负荷用下式表示。
BOD-污泥负荷＝(BOD×平均膜过滤流速×膜面积)/(MLSS×活性污泥容积)
由该式可知，BOD-污泥负荷是每单位污泥重量(MLSS浓度×活性污泥的容积)中1天流入活性污泥槽中的BOD成分的量，表示每1天单位微生物承担的BOD成分的量。单位为(kg/天)-BOD/kg-MLSS。
另外，γ＝BOD/(α×β)，
β为选自所述有机性废水中的有机碳总量(TOC)[mg/L]、使用了重铬酸钾的化学需氧量(CODCr)[mg/L]、总需氧量(TOD)[mg/L]中的一个量，
BOD表示所述有机性废水中的生化需氧量[mg/L]，
α是基于β的调整系数，
β选TOC时，α＝1.0，
β选CODCr时，α＝0.33，
β选TOD时，α＝0.33。
即，本发明涉及如下技术方案：
[1]一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其中，在所述流入工序之前，基于表示所述有机性废水的有机物总量的指标和BOD值，求出BOD-污泥负荷的上限值，调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷使之不超过所述上限值；
[2]一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其中，在所述流入工序之前，基于表示所述有机性废水的有机物总量的指标与BOD值的比、和所述分离膜装置的平均膜过滤流速，求出BOD-污泥负荷的上限值，调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷使之不超过所述上限值；
[3]一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为0.6≤γ＜1.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.05-0.06×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下；
〔此处，γ＝BOD/(α×β)，
β为选自所述有机性废水中的有机碳总量(TOC)[mg/L]、使用了重铬酸钾的化学需氧量(CODCr)[mg/L]、总需氧量(TOD)[mg/L]中的一个，
BOD为所述有机性废水中的生化需氧量[mg/L]，
α是基于β的调整系数，
β选为TOC时，α＝1.0，
β选为CODCr时，α＝0.33，
β选为TOD时，α＝0.33。
并且，δ为所述分离膜装置的平均膜过滤流速，其单位为m3/(m2·天)。〕
[4]一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为1.5≤γ＜2.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.1-0.12×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下〔此处，γ和δ与上述[3]中的含义相同〕；
[5]一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为γ≥2.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.3-0.24×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下〔此处，γ和δ与上述[3]中的含义相同〕；
[6]如上述[3]～[5]任一项所述的废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为γ＜0.6时，在所述有机性废水中混合γ值高的物质，由此将混合后的有机性废水的γ值设定为γ≥0.6〔此处，γ与上述[3]中的含义相同〕；
[7]如上述[1]～[6]任一项所述的废水处理方法，其中，通过对选自由活性污泥浓度、活性污泥容积、流入活性污泥槽中的有机物量、平均膜过滤流速和膜面积组成的组中的一个以上进行增减来调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷；
[8]如上述[3]～[6]任一项所述的废水处理方法，其中，所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷超过计算出的BOD-污泥负荷的上限值时，通过减少平均膜过滤流速来进行调整，以使该计算出的BOD-污泥负荷的上限值大于该活性污泥槽的BOD-污泥负荷；和
[9]如上述[3]～[6]任一项所述的废水处理方法，其中，所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷超过计算出的BOD-污泥负荷的上限值时，通过对选自由活性污泥浓度、活性污泥容积、流入活性污泥槽中的有机物量和膜面积组成的组中的一个以上进行增减来进行调整，以使该活性污泥槽的BOD-污泥负荷低于该上限值。
本发明中，根据有机性废水的γ值正确评价堵塞的风险，基于此对BOD-污泥负荷进行调整，从而在该风险高时，能够提前抑制活性污泥槽中膜的堵塞。并且，在该风险低时，可以发挥固液分离能力而不使其浪费，从而能够提高效率。能够通过调整MLSS浓度、活性污泥容积、流入活性污泥槽中的有机物量、膜面积来简单地控制BOD-污泥负荷。即，例如在难生物降解性的有机性废水的情况下(γ值为较低值时)，可以通过增加活性污泥量或通过减少流入活性污泥槽中的有机物量，使微生物量相对于流入的有机物量增多，使BOD-污泥负荷进一步降低。另一方面，在易生物降解性的有机性废水的情况下(γ值为较高值时)，由于可以将BOD-污泥负荷的上限值设定得更高，从而使微生物量相对于流入的有机物量减少，可以提高固液分离效率。
另外，通过减小平均膜过滤流速δ，可以提高BOD-污泥负荷的上限值。因此，通过设定δ使BOD-污泥负荷的上限高于实际的BOD-污泥负荷的值，也可以提前防止膜的堵塞。
一般来说，在难生物降解性的有机性废水流入时，若以易生物降解性的有机性废水的条件对其进行处理，则可能导致处理水的水质恶化。但是，根据本发明的方法调整处理条件，能够确保恒定的良好的处理水质。
附图说明
图1是表示本发明的有机性废水的处理方法的一例的框图。
图2是表示γ值不同的情况下BOD-污泥负荷与此时的稳定膜过滤流速的关系的图。
图3是表示实施例22的膜间差压随时间变化的图。
符号说明
1…有机性废水、2…前处理设备、3…流量调节槽、4…膜分离活性污泥槽(曝气槽)、5…中空纤维膜型分离膜装置、6…裙座、7…鼓风机、8…吸引泵、9…滤液、10…灭菌槽、11…处理水。
具体实施方式
以下，对本发明涉及的废水处理方法的优选实施方式进行说明。
本发明的废水处理方法例如可以使用图1所示的装置来实施。在图1中，待流入膜分离活性污泥槽内的有机性废水1经细眼筛或滚筒筛等前处理设备2除去杂质后，暂时存放在流量调节槽3中。其后，为了保持分离膜装置中的膜过滤流速恒定，以恒定的流量将有机性废水1从流量调节槽3供给到膜分离活性污泥槽(曝气槽)4中。
膜分离活性污泥槽(曝气槽)4中，微生物将有机性废水1中的有机物(BOD)分解除去。膜分离活性污泥槽4中的活性污泥混合液的固液分离利用浸渍在槽内的浸渍型分离膜装置5进行，滤液9根据需要在灭菌槽10消毒后，成为处理水11。
膜分离活性污泥槽(曝气槽)4中，微生物将有机性废水中的BOD成分分解，并且微生物进行繁殖。
如上所述，本发明人发现，通过对流入活性污泥槽的有机性废水进行水质分析(BOD和TOC、CODCr或TOD的测定)，采用TOC、CODCr或TOD的任意一个计算出γ值，求出基于γ值的BOD-污泥负荷的上限值，并将实际的BOD-污泥负荷值控制在该上限值以下，从而能够避免分离膜堵塞的风险。
对于有机性废水的γ值随时间变化的情况，可以通过例如数日～数周测定1次等定期测定BOD、TOC、TOD、CODCr值，求出BOD/TOC、BOD/CODCr或BOD/TOD，从而简单地求出γ值随时间变化的情况。
通常，使用TOC、TOD、CODCr的任意一个都能得到大致相同的γ值。在各γ值不同，各γ值属于不同的式子适用的范围的情况下，本领域技术人员可以采用任一γ值或选择适宜的γ值，但优选以能够更准确地测定有机物总量的顺序、即TOD、CODCr、TOC的优先顺序进行选用。
此外，BOD、TOC、TOD、CODCr各值可以通过例如JIS K 0102所记载的方法进行测定。
γ值大于等于0.6小于1.5时，即，有机性废水为难生物降解性时，通过减少从活性污泥槽抽出的污泥的量，使MLSS浓度升高，或者通过减小向活性污泥槽流入的有机性废水量或进行稀释，从而将BOD-污泥负荷调整为0.05-0.06×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下。γ值大于等于1.5小于2.5时，将BOD-污泥负荷调整为0.1-0.12×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下。γ值为2.5以上时，将BOD-污泥负荷调整为0.3-0.24×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下。由此，能够防止分离膜的堵塞，并能用分离膜稳定有效地持续进行固液分离，而不会使处理水的水质变差。
另外，如果将分离膜装置的平均膜过滤流速δ减小，则能够使由上述各式求出的BOD-污泥负荷的上限值增大。因此，通过将δ的值设定在能够赋予高于实际BOD-污泥负荷的上限值的范围，也能够防止分离膜的堵塞，并能利用分离膜稳定有效地持续进行固液分离，而不会使处理水的水质变差。
此外，为了脱氮而使膜分离活性污泥槽(曝气槽)4为好氧槽-无氧槽时，本发明也可适用。并且，在分离膜装置设置在活性污泥槽的后段的情况下也可适用本发明。
实施例
以下说明本发明的实施例，但本发明不受实施例的限定。
(实施例1～3、比较例1、2)
根据以下方法，确认到通过对BOD-污泥负荷进行调整会使膜分离活性污泥法中的膜过滤流速变化。
首先，使用制糖车间废水(γ值：1.9)、洗涤剂车间废水(γ值：1.3)和豆腐车间废水(γ值：4.4)三种有机性废水，进行膜分离活性污泥实验，对各种废水的BOD-污泥负荷的稳定膜过滤流速进行评价。对于分离膜装置，使用多根孔径为0.1μm的PVDF制中空纤维型精密过滤膜束集而成的膜面积为0.015m2的膜组件。对于膜用的曝气，以200L/h的流量从膜组件的下部送入空气。此处，将稳定膜过滤流速定义为，即使运转开始后经过20天，膜过滤压力较初期压力的增高值也在10kPa以内的膜过滤流速。
结果见图2。BOD-污泥负荷高时，稳定膜过滤流速低，相反将BOD-污泥负荷设定得低时，稳定膜过滤流速增大，每种废水的情况均如此。并且，废水的种类不同，绘制出不同的曲线，BOD/TOC值即γ值为1.3的情况下，BOD-污泥负荷为0.03时稳定膜过滤流速为0.8m/D(实施例1)，而BOD-污泥负荷为0.06时稳定膜过滤流速为0.3m/D(比较例1)。BOD/TOC值即γ值为1.9的情况下，BOD-污泥负荷为0.07时稳定膜过滤流速为0.7m/D(实施例2)，而BOD-污泥负荷为0.13时稳定膜过滤流速为0.2m/D(比较例2)。BOD/TOC值即γ值为4.4的情况下，BOD-污泥负荷为0.12时，稳定膜过滤流速为0.65m/D(实施例3)。
由以上内容可以确认，BOD/TOC值(＝γ值)不同时，在利用分离膜装置进行的固液分离工序中应设定的BOD-污泥负荷是不同的。
(实施例4～9、比较例3～8)
将由孔径0.1μm的旭化成化学(株)社制造的PVDF制精密过滤中空纤维膜组件化而成的分离膜装置浸渍在活性污泥容积为10L的活性污泥槽中，利用膜分离活性污泥法对各种废水进行处理。对于膜用曝气，以200NL/h的流量从膜组件下部送入空气。将废水在活性污泥槽中的停留时间设定为18小时。1天1次对废水进行水质分析。
(1)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，用水稀释化学车间废水以调整BOD为300mg/L，通过膜分离活性污泥法对该废水进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.05[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的TOC为500mg/L，γ值为0.6。通过使MLSS为12000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为计算出的上限值以下的0.033[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。刚开始运转后的膜过滤压力为4kPa。运转开始后第20天的膜过滤压力为10kPa(实施例4)。
由于过滤压力稳定，所以在第21天使MLSS降低为6500mg/L，将BOD-污泥负荷设定为上限值以上的0.061[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则在第25天过滤压力达到30kPa(比较例3)。
其后，清洗膜组件，将膜过滤流速设定为0.35m/D进行运转。求出的BOD-污泥负荷的上限值为0.065[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。调整膜面积，使BOD-污泥负荷值维持在0.061[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，其结果，相对于初期压力4kPa，在第20天过滤压力为10kPa(实施例10)。
进而，通过调整原水的稀释倍数来将BOD-污泥负荷设定为0.02[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，将膜过滤流速设定为1.0m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.026[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则其后20天后的压力为13kPa(实施例16)。
然后，维持膜过滤流速为1.0m/D，通过调整原水的稀释倍数来将BOD-污泥负荷升高为0.035[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则此后第20天后的膜过滤压力为40kPa(比较例9)。
(2)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，用水稀释洗涤剂车间废水以调整BOD为350mg/L，通过膜分离活性污泥法对该废水进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.05[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的TOC为260mg/L，γ值为1.34。通过使MLSS为12000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为0.039[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。刚开始运转后的膜过滤压力为5kPa。运转开始后第20天的膜过滤压力为12kPa(实施例5)。
由于过滤压力稳定，所以在第21天将MLSS降低为6500mg/L，将BOD-污泥负荷设定为0.071[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则在第25天过滤压力达到35kPa(比较例4)。
其后，清洗膜组件，调整膜面积，在维持BOD-污泥负荷的同时将膜过滤流速设定为0.2m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.074[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则相对于初期压力4kPa，第20天时过滤压力为11kPa(实施例11)。
进而，调整原水的稀释倍数，将BOD-污泥负荷设定为0.03[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，将膜过滤流速设定为0.8m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.038[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则其后20天后的压力为14kPa(实施例17)。然后，维持膜过滤流速为0.8m/D，对原水的稀释倍数进行调整，从而将BOD-污泥负荷提高为0.045[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则其后20天后的膜过滤压力为35kPa(比较例10)。
(3)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，用水稀释染色车间废水以调整BOD为750mg/L，通过膜分离活性污泥法对该废水进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.1[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的CODCr为1400mg/L，γ值为1.62。通过使MLSS为10000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为0.1[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。刚开始运转后的膜过滤压力为4kPa。运转开始后第20天的膜过滤压力为11kPa(实施例6)。
由于过滤压力稳定，所以在第21天对与同一车间废水进行调整使BOD为900mg/L，将BOD-污泥负荷设定为0.12[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则第25天过滤压力达到37kPa(比较例5)。
其后，清洗膜组件，调整膜面积，在维持BOD-污泥负荷的同时将膜过滤流速设定为0.35m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.13[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则相对于初期压力5kPa，第20天时为10kPa(实施例12)。
进而，调整原水的稀释倍数，将BOD-污泥负荷设定为0.035(kg/天)-BOD/kg-MLSS，将膜过滤流速设定为1.0m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.052[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则其后20天后的压力为13kPa(实施例18)。然后，维持膜过滤流速为1.0m/D，对原水的稀释倍数进行调整，从而使BOD-污泥负荷提高为0.06(kg/天)-BOD/kg-MLSS，则其后20天后的膜过滤压力为38kPa(比较例11)。
(4)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，用水稀释半导体车间废水以调整BOD为750mg/L，通过膜分离活性污泥法对该废水进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.1[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的CODCr为1000mg/L，γ值为2.27。通过使MLSS为10000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为0.1[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。刚开始运转后的膜过滤压力为4kPa。运转开始后第20天的膜过滤压力为9kPa(实施例7)。
由于过滤压力稳定，所以在第21天对同一车间废水进行调整使BOD为900mg/L，将BOD-污泥负荷设定为0.12[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则在第25天过滤压力达到40kPa(比较例6)。
其后，清洗膜组件，调整膜面积，在维持BOD-污泥负荷的同时将膜过滤流速设定为0.35m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.13[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则相对于初期压力4kPa，第20天的过滤压力为10kPa(实施例13)。
进而，调整原水的稀释倍数，将BOD-污泥负荷设定为0.045[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，将膜过滤流速设定为1.0m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.052[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则其后20天后的压力为14kPa(实施例19)。然后，维持膜过滤流速为1.0m/D，对原水的稀释倍数进行调整，从而使BOD-污泥负荷提高为0.055[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则其后20天后的膜过滤压力为41kPa(比较例12)。
(5)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，通过膜分离活性污泥法对酶车间废水(BOD为2500mg/L)进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.3[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的TOC为900mg/L，γ值为2.78。通过使MLSS为10000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为0.33[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。刚开始运转后的膜过滤压力为4kPa。运转开始后第10天的膜过滤压力为30kPa(比较例7)。
清洗膜组件，在第11天用水稀释酶车间废水以调整BOD为2200mg/L，将BOD-污泥负荷设定为0.29[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则相对于刚清洗后的过滤压力5kPa，第31天的过滤压力为10kPa(实施例8)。
其后，清洗膜组件，调整膜面积，在维持BOD-污泥负荷的同时将膜过滤流速设定为0.4m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.348[(kg/天)-BOD/kg-MLSS])，则相对于初期压力5kPa，第20天的过滤压力为11kPa(实施例14)。
进而，调整原水的稀释倍数，将BOD-污泥负荷设定为0.18[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，将膜过滤流速设定为1.0m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.204(kg/天)-BOD/kg-MLSS)，则其后20天后的压力为15kPa(实施例20)。然后，维持膜过滤流速为1.0m/D，对原水的稀释倍数进行调整，从而将BOD-污泥负荷提高为0.25[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]，则其后20天后的膜过滤压力为43kPa(比较例13)。
(6)将膜面积设定为0.022m2，将膜过滤流速设定为0.6m/D，用水稀释肉食车间废水以调整BOD为2200mg/L，通过膜分离活性污泥法对该废水进行处理。计算出BOD-污泥负荷的上限值为0.3[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]。此时的TOC为600mg/L，γ值为3.67。通过使MLSS为10000mg/L，从而将BOD-污泥负荷设定为0.29(kg/天)-BOD/kg-MLSS。刚开始运转后的膜过滤压力为4kPa。运转开始后第20天的膜过滤压力为11kPa(实施例9)。
由于过滤压力稳定，所以在第21天对同一车间废水进行调整使BOD为3000mg/L，将BOD-污泥负荷设定为0.4(kg/天)-BOD/kg-MLSS，则在第25天过滤压力达到40kPa(比较例8)。
其后，清洗膜组件，调整膜面积，在维持BOD-污泥负荷的同时将膜过滤流速设定为0.12m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.42(kg/天)-BOD/kg-MLSS)，则相对于初期压力5kPa，第20天的过滤压力为12kPa(实施例15)。
进而，调整原水的稀释倍数，将BOD-污泥负荷设定为0.17(kg/天)-BOD/kg-MLSS，将膜过滤流速设定为1.0m/D，进行运转(此时BOD-污泥负荷的上限值为0.20(kg/天)-BOD/kg-MLSS)，则其后20天后的压力为13kPa(实施例21)。然后，维持膜过滤流速为1.0m/D，对原水的稀释倍数进行调整，从而将BOD-污泥负荷提高为0.3(kg/天)-BOD/kg-MLSS，则其后20天后的膜过滤压力为39kPa(比较例14)。
将以上内容归纳列于表1。
如上所述，γ值为0.6≤γ＜1.5时，将BOD-污泥负荷设定为0.05-0.06×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
1.5≤γ＜2.5时，将BOD-污泥负荷设定为0.1-0.12×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
γ≥2.5时，将BOD-污泥负荷设定为0.3-0.24×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
这样就能够较低地维持过滤压力，稳定地进行固液分离，而不会产生膜的堵塞。
[表1]γ值、BOD-污泥负荷和过滤压力的关系
Figure A20078003471000181
(实施例22)
将由孔径0.1μm的PVDF制精密过滤中空纤维膜组件化而成的分离膜装置(膜面积：0.015m2)浸渍在有效容积10L的活性污泥槽中，通过膜分离活性污泥法处理洗涤剂车间废水。将废水在活性污泥槽中的停留时间设定为18小时。1天1次对废水进行水质分析。将膜过滤流速设定为0.6m/D。对于膜用的曝气，以200L/h的流量从膜组件的下部送入空气。运转结果如图3所示。
运转开始前分析废水的水质，BOD为700mg/L、TOC为350mg/L、CODCr为1100mg/L、TOD为1150。由于此时的γ值为1.8～2.0，所以将BOD-污泥负荷设定为0.07(kg/天)-BOD/kg-MLSS，开始实验。初期活性污泥的MLSS浓度为10g/L，通过调整污泥抽出量而将MLSS浓度保持在10g/L。根据γ值，将BOD-污泥负荷设定为适当的范围，由此直至第7天过滤压力也没有升高，能够稳定进行运转。
第7～15天的废水的水质分析结果中，γ值为约1.2。从运转第10天前后开始，过滤压力开始升高，在第15天过滤压力达到27kPa，所以停止运转。
清洗膜组件，更换污泥，将初期投入污泥的MLSS设定为15g/L，再次开始运转。一边观测MLSS测定值，一边进行污泥抽出量的调整，将MLSS保持在15g/L。废水的水质分析的结果中，运转开始第16～30天的γ值为约2，所以在第16天用水稀释废水，调整向活性污泥槽流入的有机物量，将BOD-污泥负荷设定为0.05(kg/天)-BOD/kg-MLSS，其结果，其后6天中过滤压力没有升高。
在运转的22天，增加污泥抽出量以减少活性污泥中的空气量，由此保持MLSS为5g/L。此时的BOD-污泥负荷为0.15(kg/天)-BOD/kg-MLSS。将MLSS降低后压力立即开始升高，在运转的第27天，过滤压力达到13kPa，于是再连接一个有效容积10L的活性污泥槽，将BOD-污泥负荷设定为0.075(kg/天)-BOD/kg-MLSS。这样，过滤压力降低到11kPa。
如上可以确认，对于BOD-污泥负荷的调整方法，用增减活性污泥浓度、增减活性污泥容积或增减流入活性污泥槽的有机物量的任一方法进行调整，并应用本发明时，能够稳定地进行固液分离而不会产生膜的堵塞。
(实施例23)
通过膜分离活性污泥法处理化学药品车间废水。将膜过滤流速终始设定为0.6m/D，进行运转。对于膜用的曝气，以200L/h的流量从膜组件的下部送入空气。
运转开始前进行水质分析，BOD为30mg/L、TOC为100mg/L、γ值为0.3。将由孔径0.1μm的PVDF制精密过滤中空纤维膜组件化而成的分离膜装置(膜面积为0.15m2)浸渍在有效容积10L的活性污泥槽中，将MLSS浓度设定为10g/L，开始运转。此时，BOD-污泥负荷为0.027(kg/天)-BOD/kg-MLSS。初期膜过滤压力为5kPa，但在运转的第20天过滤压力升高到20kPa。
然后，在该废水中溶解蛋白胨，从而将BOD调整为160mg/L、将TOC调整为150mg/L，将γ值设定为1.1。将具有0.03m2的膜面积的分离膜装置浸渍在有效容积10L的活性污泥槽中，将MLSS浓度设定为10g/L，开始运转。此时，BOD-污泥负荷为0.029(kg/天)-BOD/kg-MLSS。初期膜过滤压力为5kPa，20天后的膜过滤压力为8kPa。
如上可以确认，对于γ值小于0.6的有机性废水，通过添加蛋白胨这样的γ值大的物质后应用本发明，能够稳定地进行固液分离而不会产生膜堵塞。

Claims (9)

1、一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其中，在所述流入工序之前，基于表示所述有机性废水的有机物总量的指标和BOD值，求出BOD-污泥负荷的上限值，调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷使之不超过所述上限值。
2、一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其中，在所述流入工序之前，基于表示所述有机性废水的有机物总量的指标与BOD值的比、和所述分离膜装置的平均膜过滤流速，求出BOD-污泥负荷的上限值，调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷使之不超过所述上限值。
3、一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为0.6≤γ＜1.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.05-0.06×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
此处，γ＝BOD/(α×β)，
β为选自所述有机性废水中的有机碳总量(TOC)[mg/L]、使用了重铬酸钾的化学需氧量(CODCr)[mg/L]、总需氧量(TOD)[mg/L]中的一个，
BOD为所述有机性废水中的生化需氧量[mg/L]，
α是基于β的调整系数，
β选为TOC时，α＝1.0，
β选为CODCr时，α＝0.33，
β选为TOD时，α＝0.33，
并且，δ为所述分离膜装置的平均膜过滤流速，其单位为m3/(m2·天)。
4、一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为1.5≤γ＜2.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.1-0.12×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
此处，γ和δ与权利要求3中的含义相同。
5、一种废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为γ≥2.5时，将所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷调整为0.3-0.24×(δ-0.6)[(kg/天)-BOD/kg-MLSS]以下，
此处，γ和δ与权利要求3中的含义相同。
6、如权利要求3～5任一项所述的废水处理方法，其包括使有机性废水流入容纳有活性污泥的活性污泥槽中的流入工序、和在所述活性污泥槽中利用所述活性污泥对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽或其后段的分离膜装置对该活性污泥进行固液分离的分离工序，
其特征在于，所述有机性废水的γ值为γ＜0.6时，在所述有机性废水中混合γ值高的物质，由此将混合后的有机性废水的γ值设定为γ≥0.6，
此处，γ与权利要求3中的含义相同。
7、如权利要求1～6任一项所述的废水处理方法，其中，通过对选自由活性污泥浓度、活性污泥容积、流入活性污泥槽中的有机物量、平均膜过滤流速和膜面积组成的组中的一个以上进行增减来调整所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷。
8、如权利要求3～6任一项所述的废水处理方法，其中，所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷超过计算出的BOD-污泥负荷的上限值时，通过减少平均膜过滤流速来进行调整，以使该计算出的BOD-污泥负荷的上限值大于该活性污泥槽的BOD-污泥负荷。
9、如权利要求3～6任一项所述的废水处理方法，其中，所述活性污泥槽的BOD-污泥负荷超过计算出的BOD-污泥负荷的上限值时，通过对选自由活性污泥浓度、活性污泥容积、流入活性污泥槽中的有机物量和膜面积组成的组中的一个以上进行增减来进行调整，以使该活性污泥槽的BOD-污泥负荷低于该上限值。
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