CN101918325A - 槽外设置型膜分离活性污泥法 - Google Patents

槽外设置型膜分离活性污泥法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种槽外设置型膜分离活性污泥法，所述方法不过度降低生物反应槽中的MLSS浓度，不需要用于反洗排水的另外的排水处理设备，而且可确保分离膜的膜过滤性能的稳定性。因此，本发明在槽外设置型膜分离活性污泥法中，将通过反洗分离膜2产生的含有膜面闭塞物质的反洗排水收集于反洗排水槽7中进行臭氧处理，回流至生物反应槽1。由此，使与分离膜的膜孔径相近的膜面闭塞物质微细化，或者容易取入至生物反应槽的活性污泥絮凝物中，因此即使回流至生物反应槽1也不会使分离膜的膜过滤性能恶化。另外，通过该回流污泥可维持生物反应槽的MLSS浓度。

Description

槽外设置型膜分离活性污泥法
技术领域
本发明涉及用于污水、回水、工厂排水、垃圾浸出水、屎尿、农业废水、畜产排水、养殖排水等各种有机性排水处理的槽外设置型膜分离活性污泥法，特别涉及在反洗槽外设置型的分离膜时产生的反洗排水的处理。
背景技术
作为如上述的有机性排水的处理法，通常是在生物处理槽内利用微生物对有机物进行分解处理的活性污泥法。生物处理槽的槽内水被送至最终沉淀池，通过重力沉降进行固液分离，将上层清水作为处理水取出。但是，就该方法而言，重力沉降需要长时间因此必须设置宽的最终沉淀池。因此，以难以确保特别宽的占地面积的污水处理场为主，以分离膜替换最终沉淀池的膜分离活性污泥法(membrane bioreactor process)正在普及开来。
该膜分离活性污泥法，大致分为1)在槽内浸渍分离膜并直接过滤槽内水的槽内设置型膜分离活性污泥法，2)在槽外设置分离膜并通过循环泵使槽内水循环至分离膜的同时进行过滤的槽外设置型膜分离活性污泥法。其中，就槽内设置型膜分离活性污泥法而言，由于将分离膜浸渍于生物槽内，因此不能将在膜面捕捉的与膜孔径相近大小的粒子(膜面闭塞物质)从生物反应槽除去至槽外。因此，存在难以确保膜过滤性能的稳定性这样的问题。
另一方面，就槽外设置型膜分离活性污泥法而言，在膜面闭塞物质堆积于分离膜时可通过进行反洗从膜面除去，但是，通常该反洗排水通过槽内水的循环路径回流至生物反应槽进行再处理。有时反洗排水中的膜面闭塞物质形成颗粒状，回流至生物反应槽时通过曝气搅拌而解体，恢复成原来的粒子。
另外，回流至生物反应槽的膜面闭塞物质的一部分被取入至活性污泥絮凝物中，但是，在污泥活性降低的冬季由于取入至活性污泥絮凝物的膜面闭塞物质量减少，因此生物反应槽中的膜面闭塞物质量增加。由于这些原因，将反洗排水回流至生物反应槽时，与槽内设置型膜分离活性污泥法同样地难以确保膜过滤性能的稳定性。
因此，如专利文献1日本特开2004-249235号公报所示，有人提出将设置于槽外的分离膜的反洗排水排出至外部的方案，但是，如果采用该方法，则存在如下问题，即，有可能使生物反应槽中的MLSS浓度过于降低使得生物反应槽的生物活性降低，而且，为了处理排出至外部的反洗排水而需要其他的排水处理设备，欠缺实用性。
专利文献1：日本特开2004-249235号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此，为了解决上述以往的问题，本发明的目的在于提供一种槽外设置型膜分离活性污泥法，所述方法不过度降低生物反应槽中的MLSS浓度，另外不需要用于反洗排水的其他的排水处理设备，而且可确保分离膜的膜过滤性能的稳定性。
解决课题的手段
为了解决上述课题而完成的本发明，其特征在于，其为使生物反应槽的槽内水循环至设置于槽外的分离膜来取出过滤水的槽外设置型膜分离活性污泥法，将通过反洗分离膜产生的含有膜面闭塞物质的反洗排水进行臭氧处理，使膜面闭塞物质微细化，或者，成为容易被活性污泥絮凝物取入的状态后回流至生物反应槽。
在本发明中，优选通过臭氧处理使膜面闭塞物质微细化至小于分离膜的膜孔径。另外在本发明中，臭氧处理中的臭氧供给量优选为每单位反洗排水量20～100mgO3/L。
在本发明中，作为分离膜可使用陶瓷制整体柱式膜，此时，优选分离膜具有截面为圆形或多角形的一次侧流路。
在本发明中，优选通过将反洗排水进行臭氧处理后回流至生物反应槽，将生物反应槽的槽内水的MLSS维持在5000～20000mg/L，反洗频度优选为10分钟至3小时一次左右。
发明效果
通过本发明，将反洗排水进行臭氧处理，使膜面闭塞物质微细化，因此回流至生物反应槽的膜面闭塞物质成为不闭塞膜面的微粒子，不会再次闭塞膜面。因此，不象以往那样生物反应槽中的膜面闭塞物质量增加，可确保分离膜的膜过滤性能的稳定性。而且反洗排水可全量回流至生物反应槽，因此不需要用于反洗排水的其他的排水处理设备，另外，由于没有将反洗排水排出至外部，因此不会过度降低生物反应槽中的MLSS浓度，维持在5000～20000mg/L的范围并可维持生物反应槽的生物活性。另外，在生物反应槽中，在厌氧无氧需氧法等选定包含生物学的脱磷的处理工序时，通过将臭氧处理的排水回流至厌氧槽，可供给对于生物学的脱磷所必要的有机物，生物学的脱磷的稳定化也成为可能。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的说明图。
符号说明
1生物反应槽
2分离膜
3循环泵
4处理水槽
5回流管路
6反洗泵
7反洗排水槽
8臭氧供给装置
具体实施方式
以下表示本发明的优选实施方式。
在图1中1为生物反应槽，与以往同样地将作为有机性排水的原水，例如污水通过需氧性微生物进行活性污泥处理。2为设置于生物反应槽1的外部的分离膜，在其一次侧通过循环泵3连续地供给生物反应槽1的槽内水，进行膜过滤。该实施方式中进行交叉流方式的过滤，将在二次侧透过膜面的膜过滤水作为处理水取出至处理水槽4，浓缩水由一次侧的端部通过返流管路5回流至生物反应槽1。
分离膜2的种类为MF膜或UF膜，其材质可以是陶瓷、高分子的任一种。另外，膜形状可以是整体柱式膜、管状膜、平膜、中空系膜的任一种，加压方式可以是内压式、外压式的任一种。整体柱式膜或管状膜时，优选一次侧的流路的截面为圆形或为四角形以上的多角形。该实施方式中，使用日本碍子株式会社制的陶瓷制整体柱式膜作为分离膜2。该膜为，在陶瓷多孔体的内部形成多个截面为圆形的流路，且使各流路的周面成为膜孔径0.1μm的膜面的MF膜。
使用这样的槽外设置型的分离膜2时能容易进行生物反应槽1的槽内水的固液分离，与以往的最终沉淀池比较可谋求装置整体的小型化。但是，由于活性污泥及槽内水中的固体成分堆积于分离膜2的膜面，因此定期地或者在膜差压上升时停止循环泵3，通过反洗泵6将处理水由处理水槽4打入分离膜2的二次侧，进行膜面的反洗。该反洗的频度根据原水的性状而有很大不同，优选在原水的污浊度高时为10分钟一次左右，低时为3小时一次左右。反洗频度过高时膜过滤运转时间减少使得工作效率降低，相反，反洗频度过低时膜差压过于上升，即使进行反洗也难以恢复。
由该反洗产生的反洗排水，排出至反洗排水槽7。该反洗排水中，含有从膜面剥离的活性污泥及膜面闭塞物质。以往该反洗排水原样返回至生物反应槽1，但在本发明中由臭氧供给装置8向反洗排水中供给臭氧，进行臭氧处理。
臭氧是具有强氧化力的气体，具有破坏、分解有机物的作用。因此能将反洗排水中的膜面闭塞物质进行微细化，可形成比分离膜2的膜孔径小的微粒子。用于该目的的臭氧处理，与以杀菌或污泥减量为目的的臭氧处理比较，供给少量的臭氧即可，运行成本便宜。具体地说，臭氧的供给量优选为每单位反洗排水量20～100mgO3/L左右。臭氧的供给量少于该范围时破坏、分解有机物的作用不足，不能充分获得本发明的效果，臭氧的供给量过剩时不仅造成制造臭氧的电力成本浪费，而且需要对剩余臭氧进行分解处理，使得成本变高。另外，在该实施方式中向反洗排水槽7直接供给臭氧，当然也可另外设置臭氧处理机构。
臭氧处理过的反洗排水，通过回流用泵9回流至生物反应槽1。通过臭氧处理，使得与膜孔径相近的膜面闭塞物质成为比膜孔径小的微粒子，或者通过表面改性而成为容易被活性污泥絮凝物取入的物质，因此，不会因该回流而使由生物反应槽1内的与膜孔径相近的粒子构成的膜面闭塞物质量增加。因此，通过本发明，分离膜2的膜过滤性能不会急速降低，能够在长时间内稳定地过滤。
并且通过本发明，由于不将反洗排水排出至系统外而回流至生物反应槽1，因此生物反应槽1的MLSS浓度不降低，可稳定地维持生物反应槽1的生物活性。通过本发明可将生物反应槽的槽内水的MLSS维持在5000～20000mg/L。进而通过本发明，由于不将反洗排水排出至系统外而回流至生物反应槽1，因此不必为了处理反洗排水而设置另外的处理装置。下面，例示本发明的实施例。
实施例1
使用图1表示的处理装置，进行污水的活性污泥处理。生物反应槽的MLSS浓度为10000mg/L。分离膜为申请人公司制造的整体柱式型陶瓷膜，膜孔径为0.1μm。使生物反应槽的槽内水进行循环并进行交叉流过滤，将膜过滤水作为处理水取出。
分离膜每1小时停止过滤运转并进行反洗。将含有膜面闭塞物质的反洗排水收集于反洗排水槽，吹入臭氧进行臭氧处理。臭氧供给量为每单位反洗排水量100mgO3/L。臭氧处理过的反洗排水全量回流至生物反应槽。
将不进行臭氧处理的情况(以往例)和进行臭氧处理的情况(实施例)进行比较时，虽然处理水的性状都相同，但是，相对于以往例中分离膜的膜过滤通量为2.0m/日，实施例为2.4m/日，可确认出通过臭氧处理大幅度改善了膜过滤性能。另外，生物反应槽的MLSS浓度仍为10000mg/L，没有减少。
实施例2
接着，将向反洗排水的臭氧供给量减少至实施例1的1/5，考察对分离膜的膜过滤通量造成的影响。臭氧供给量为每单位反洗排水量20mgO3/L。将臭氧处理过的反洗排水全量回流至生物反应槽。相对于以往例中分离膜的膜过滤通量为2.0m/日，实施例为2.4m/日，可确认出通过臭氧处理大幅度改善了膜过滤性能。如上所述，确认出通过微量的臭氧可实现膜过滤性能的改善。

Claims (7)

1.一种槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，其为使生物反应槽的槽内水循环至设置于槽外的分离膜并取出过滤水的槽外设置型膜分离活性污泥法，将通过反洗分离膜产生的含有膜面闭塞物质的反洗排水进行臭氧处理后回流至生物反应槽。
2.根据权利要求1所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，通过臭氧处理使膜面闭塞物质微细化至小于分离膜的膜孔径。
3.根据权利要求1所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，使臭氧处理中的臭氧供给量为每单位反洗排水量20～100mgO3/L。
4.根据权利要求1所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，分离膜为陶瓷制整体柱式膜。
5.根据权利要求4所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，分离膜具有截面为圆形或多角形的一次侧流路。
6.根据权利要求1所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，通过将反洗排水进行臭氧处理后回流至生物反应槽，将生物反应槽的槽内水的MLSS维持在5000～20000mg/L。
7.根据权利要求1所述的槽外设置型膜分离活性污泥法，其特征在于，反洗频度为10分钟至3小时一次。
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