CN102730901A - 含有机物排水的处理方法及含有机物排水的处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供一种含有机物排水的处理方法及含有机物排水的处理装置，其在对含有机物排水进行厌氧性生物处理后进行好氧性生物处理并对好氧性生物处理水进行膜分离处理时，改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性而改善膜通量，并降低药品洗净频率。本发明的解决方案是，在对含有机物排水用厌氧性生物处理槽(1)进行厌氧性生物处理后，对从厌氧性生物处理槽(1)流出的厌氧性生物处理水用好氧性生物处理槽(2)进行好氧性生物处理，并将好氧性生物处理水用膜分离设备(4)进行固液分离时，将好氧性生物处理槽(2)内的污泥滞留时间控制在15天以上。

Description

含有机物排水的处理方法及含有机物排水的处理装置
技术领域
本发明涉及一种对含有机物排水进行厌氧性生物处理后进行好氧性生物处理并对好氧性生物处理水进行膜分离处理的含有机物排水的处理方法及处理装置，尤其是涉及一种如下所述的含有机物排水的处理方法及处理装置，即：在作为厌氧性生物处理槽之后的好氧性生物处理槽采用了膜分离活性污泥式的好氧性生物处理槽的含有机物排水的处理中，改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性而维持高的膜的透过水量(通量)，并降低了药品洗净频率的含有机物排水的处理方法及处理装置。
背景技术
以往，作为含有机物排水的处理方法，已知有如下方法：在对含有机物排水进行厌氧性生物处理之后，进行好氧性生物处理，并对好氧性生物处理水进行固液分离(例如，专利文献1)。
此外，作为好氧性生物处理水的固液分离设备，也已知有采用膜分离装置浓缩活性污泥的膜分离活性污泥法(例如，专利文献2)。
在作为好氧性生物处理水的固液分离设备采用膜分离装置的情况下，在厌氧性生物处理中成为膜污染的原因的代谢产物的生成量比好氧性生物处理中少，因此，与对含有机物排水(原水)直接进行好氧性生物处理后进行膜分离处理的情况相比，在好氧性生物处理的前级进行厌氧性生物处理的情况下，能够降低膜污染，减少膜的药品洗净频率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-175582号公报
专利文献2：日本特开2009-297688号公报
发明内容
如前所述，在用膜分离装置对好氧性生物处理水进行固液分离的情况下，通过在好氧性生物处理的前级进行厌氧性生物处理，能够降低因代谢产物引起的膜污染，然而，在厌氧性生物处理中，与好氧性生物处理相比，粘质物的生成量少，絮状物的形成力弱，因此，会在厌氧性生物处理水中含有直径不足10μm的微细的SS成分。这些微细的SS成分在后级的好氧处理之后也残留很多，在膜分离处理中，会在膜表面形成致密的滤饼层，易使跨膜压差上升。因此，在对厌氧性生物处理水进行好氧性生物处理，并用膜分离装置进行固液分离，以获得无SS成分的清澈的处理水的情况下，存在如下问题：不能获得高的膜通量；需要频繁地进行膜的药品洗净。
本发明的课题在于，解决上述以往的问题，提供一种如下的含有机物排水的处理方法及含有机物排水的处理装置，即：在对含有机物排水进行厌氧性生物处理后进行好氧性生物处理并对好氧性生物处理水进行膜分离处理时，改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性而维持高的膜通量，降低膜的药品洗净频率。
本发明人为解决上述课题专心研究的结果发现，通过控制膜分离活性污泥式的好氧性生物处理槽中的污泥滞留时间，能够促进微细SS成分在好氧性生物处理槽内的分解，由此，改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性，提高后级的膜分离装置的膜通量。
本发明是基于上述见解而达成的，其要旨如下。
(1)一种含有机物排水的处理方法，其具有：对含有机物排水进行厌氧性生物处理的厌氧性生物处理工序；对从该厌氧性生物处理工序流出的厌氧性生物处理水进行好氧性生物处理的好氧性生物处理工序；和对该好氧性生物处理工序的好氧性生物处理水进行固液分离的膜分离工序，其特征在于，将所述好氧性生物处理工序中的污泥滞留时间控制在15天以上。
(2)一种含有机物排水的处理方法，其特征在于，在上述(1)中，将所述好氧性生物处理工序中的污泥滞留时间控制在20～50天。
(3)一种含有机物排水的处理装置，其具有：对含有机物排水进行厌氧性生物处理的厌氧性生物处理槽；对从该厌氧性生物处理槽流出的厌氧性生物处理水进行好氧性生物处理的好氧性生物处理槽；和对该好氧性生物处理槽的好氧性生物处理水进行固液分离的膜分离设备，其特征在于，将所述好氧性生物处理槽内的污泥滞留时间控制在15天以上。
(4)一种含有机物排水的处理装置，其特征在于，在上述(3)中，将所述好氧性生物处理槽中的污泥滞留时间控制在20～50天。
(5)一种含有机物排水的处理装置，其特征在于，在上述(3)或(4)中，所述膜分离设备是浸渍于所述好氧性生物处理槽内的浸渍型膜分离装置，所述好氧性生物处理槽具有取出剩余污泥的取出设备和控制从该剩余污泥的取出设备取出的剩余污泥的量的控制设备。
根据本发明，将好氧性生物处理槽的污泥滞留时间控制住15天以上，优选20～50天，由此，能促进在厌氧性生物处理中生成并流入好氧性生物处理槽内的微细的SS成分的分解，并能改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性，能将对其固液分离的膜分离装置维持高的膜通量，降低药品洗净频率，进行有效的处理。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的系统图。
图2是表示实施例1、2及比较例1中的跨膜压差的经时变化的图表。
其中，附图标记说明如下：
1厌氧性生物处理槽
2好氧性生物处理槽
3载体
4膜模块
5散气管
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的含有机物排水的处理方法及处理装置的实施方式进行详细地说明。
图1是表示本发明的含有机物排水的处理装置的实施方式的一个例子的系统图，图1中，附图标记1为厌氧性生物处理槽，附图标记2为好氧性生物处理槽。在厌氧性生物处理槽1内填充载体3。在好氧性生物处理槽2内浸渍配置浸渍型膜模块4，在膜模块4的下方设置散气管(曝气设备)5。附图标记P1、P2为泵，附图标记PI为压力计。
图1中，含有机物排水(原水)从配管11导入厌氧性生物处理槽1的底部，在厌氧性生物处理槽1内向上进行流动的期间进行厌氧性生物处理。厌氧性生物处理水从配管12导入好氧性生物处理槽2。好氧性生物处理槽2内的好氧性生物处理水用膜模块4进行固液分离，膜透过水作为处理水从配管13取出。剩余污泥从配管14取出。
作为厌氧性生物处理槽1的处理方式，没有特别限定，除了如图1所示的填充了流动性载体3的流动床式之外，还可以是固定床式处理槽，此外，也可以是如下两种方法：在槽内以高密度形成沉降性大的颗粒污泥的污泥层，并向上流地进行原水的通液而进行高负荷高速处理的UASB(Up flowAnaerobic Sludge Blanket：向上流厌氧性污泥床)法；用比该UASB法高度更高的反应槽以高流速进行原水的通液，并使污泥层以高展开率展开而以更高负荷进行厌氧性处理的EGSB(Expanded Granule Sludge Blanket：厌氧膨胀颗粒污泥床)法。
此外，既可以是将酸生成反应和甲烷生成反应在同一处理槽内进行1相式，又可以是将各反应以不同的处理槽进行的2相式。
采用了载体的流动床式处理槽、固定床式处理槽或者是采用了UASB、EGSB的颗粒的处理槽，能够进行CODCr负荷5kg/m3·d以上的高负荷处理，因此优选。
如图1所示的好氧性生物处理槽2是在槽内浸渍配置了膜模块4的浸渍型膜分离活性污泥处理槽，但膜模块并不限定于像这样设置在好氧性生物处理槽2内，也可采用在好氧性生物处理槽2外设置膜模块的槽外型膜分离活性污泥法。槽外型膜分离活性污泥法的情况下，可在与处理槽2分开设置的曝气槽内浸渍膜模块而获得膜透过水，并将膜浓缩水循环至好氧性生物处理槽2。
在浸渍型膜模块以外，也可采用通常的膜模块，但从动力比较小即可、及难以被施加剪切力而污泥的大小不会变小、不易发生膜的堵塞的情况下来看，优选采用浸渍型膜模块。
作为膜的种类，可采用SS的固液分离性优异的MF(精密过滤)膜、UF(超滤)膜，作为其型式并没有特别限制，平膜、管状膜、中空丝膜中任意一个都可采用。
图1的好氧性生物处理槽2中，在膜模块4的下方设置有散气管5，通过像这样在膜模块4的下方设置散气管5，膜模块4的膜面附着物因散气进行的曝气流的洗净作用而一部分被剥离除去，提高了膜透过性。
另外，好氧性生物处理槽2，也可设置为多级，例如，将前级作为脱氮槽，将后级作为硝化槽，使污泥从硝化槽向脱氮槽循环。该情况下，优选膜模块设置在硝化槽或使硝化槽的污泥循环的另外的曝气槽(膜浸渍槽)。
本发明中，在如此的含有机物排水的处理中，将好氧性生物处理槽2的污泥滞留时间(SRT)控制在15天以上，优选控制在20～50天。具体而言，控制来自配管14的剩余污泥的取出量，以使好氧性生物处理槽2的污泥滞留时间为15天以上，优选为20～50天。通过使好氧性生物处理槽2中的污泥滞留时间为15天以上，优选为20天以上，由此，能促进在厌氧性生物处理槽1中生成并流入好氧性生物处理槽2的微细的SS成分分解，能改善好氧性生物处理污泥的膜过滤性，防止膜通量的降低。但是，即使让好氧性生物处理槽2的污泥滞留时间过度变长，也不能获得与此相称的效果，而且为了延长污泥滞留时间使好氧性生物处理槽容量变得过大，此外，污泥的自我消化产物增加，容易污染膜，因此，优选好氧性生物处理槽2的污泥滞留时间为50天以下，尤其是30天以下。
作为好氧性生物处理槽2的其他处理条件，从膜过滤性、及处理效率方面考虑，优选的是，CODCr负荷0.7～5kg/m3·天，尤其是1～2.5kg/m3/天；BOD负荷0.3～3kg/m3·天，尤其是0.5～2kg/m3·天；MLSS浓度2,000～20,000mg/L，尤其是4,000～12,000mg/L。
作为通过上述的本发明的含有机物排水的处理装置处理的含有机物排水，是通常被生物处理的含有机物排水即可，没有特别限定，例如，可举出电子产业排水、化学工厂排水、食品工厂排水等。例如，在电子零件制造过程中，会从显影工序、剥离工序、蚀刻工序、洗净工序等大量地产生各种有机性排水，而且人们期望回收排水并净化为纯水程度以进行再利用，因此，这些排水适于作为本发明的处理对象排水，通过将本发明的含有机物排水的处理装置的处理水根据需要进一步进行高度处理，能够获得高纯度水。
作为上述的有机性排水，例如，可举出：含有异丙醇、乙醇等的有机性排水；含有单乙醇胺(MEA)、四甲基氢氧化铵(TMAH)等的有机氮、氨氮的有机性排水；含有二甲基亚砜(DMSO)等的有机硫化合物的有机性排水。
实施例
下面，列举实施例及比较例对本发明进行更具体地说明。
[比较例1，实施例1、2]
将下述水质的电子零件制造工厂的排水作为原水，用图1所示的含有机物排水的处理装置进行处理。
<原水水质>
CODCr：1,500～3,000mg/L(平均2,000mg/L)
T-N：30～70mg/L(平均50mg/L)
T-P：3.0mg/L(Ca，Mg，K，其他微量金属一起作为营养剂添加)
作为厌氧性生物处理槽1，用槽容量10L(φ16cm×H60cm的圆筒状)的槽，其水力学的滞留时间是4.8小时，并用加温至温度35℃进行处理。
在厌氧性生物处理槽1中，填充有4L聚丙烯制圆筒状载体(φ3mm×5mm)，将啤酒工厂的排水处理设施的颗粒作为种污泥投入500mL，驯养2个月之后，将处理水导入好氧性生物处理槽2。
作为好氧性生物处理槽2，采用槽容量1.5L的槽，作为膜模块4，采用中空丝型的MF膜(旭化成化学(株)制造的“マイクロ一ザMFラボモヅュ一ル(商品名)”，聚偏二氟乙烯制，孔径0.10μm)，并浸渍配置到好氧性生物处理槽2内的散气管5的上方。
对于好氧性生物处理槽2，将电子零件制造工厂排水处理设备的活性污泥作为种污泥开始进行处理，在膜模块4中，按照6分钟吸引过滤/2分钟停止的循环，并且过滤时的通量0.4m/天进行吸引，由此，进行膜分离处理。
此外，在跨膜压差上升到30kPa的时候，提起膜模块4，实施药品洗净(在有效氯0.3％NaClO+NaOH(调整为pH12)溶液中浸渍6小时)。
<比较例1>
在按上述条件进行处理时，从好氧性生物处理槽2按150mL/天取出剩余污泥(污泥滞留时间＝10天)，并运转1个月。
<实施例1>
上述比较例1的运转后，从好氧性生物处理槽2按75mL/天取出剩余污泥(污泥滞留时间＝20天)，除此以外，与上述比较例1相同，并运转2个月。
<实施例2>
上述实施例1的运转后，从好氧性生物处理槽2按30mL/天取出剩余污泥(污泥滞留时间＝50天)，除此以外，与上述比较例1相同，并运转3个月。
将比较例1及实施例1、2中的跨膜压差的经时变化示于图2中。
在比较例1及实施例1、2中，均在厌氧性生物处理槽1中，对于10kg/m3·天的CODCr负荷，在试验期间稳定地获得90％前后的除去率，好氧性生物处理槽2的处理水CODCr在10mg/L以下(平均5.4mg/L)稳定地进行。
在比较例1及实施例1、2中，在剩余污泥取出量变更后，能看到运转稳定后的期间的跨膜压差的上升速度在比较例1中是1.6kPa/天，在实施例1中是0.3kPa/天，在实施例2中是0.6kPa/天，比较例1中需要以大约15～20天1次的频率进行药品洗净，与此相对，在实施例1、2中，能将药品洗净频率下降为2个月1次左右。
此外，对厌氧生物处理水的SS分析的结果是，厌氧生物处理水中含有60～100mg/L的SS，并一直流入好氧性生物处理槽2。对厌氧性物处理水及好氧性生物处理槽污泥的SS成分的粒径分布测定的结果是，厌氧生物处理水中，粒径不足10μm的微细的SS成分占40％，即使是在比较例1的好氧性生物处理槽污泥中粒径不足10μm的微细的SS成分也占约10％。与此相对，实施例1、2中的好氧性生物处理槽污泥中，粒径不足10μm的微细的SS成分分别显著减少为约0.3％、1.2％，由此可知，在好氧性生物处理槽内，微细SS成分分解，并且其与膜过滤性的提高相关联。
如此，根据本发明可知，在组合了厌氧性生物处理和膜分离活性污泥处理的处理中，能够降低通过厌氧性生物处理生成的微细的SS成分引起的膜污染，减少膜的洗净频率，并维持高膜通量进行运转。

Claims (5)

1.一种含有机物排水的处理方法，其具有：对含有机物排水进行厌氧性生物处理的厌氧性生物处理工序；对从该厌氧性生物处理工序流出的厌氧性生物处理水进行好氧性生物处理的好氧性生物处理工序；和对该好氧性生物处理工序的好氧性生物处理水进行固液分离的膜分离工序，
其特征在于，
将所述好氧性生物处理工序中的污泥滞留时间控制在15天以上。
2.根据权利要求1所述的含有机物排水的处理方法，其特征在于，
将所述好氧性生物处理工序中的污泥滞留时间控制在20～50天。
3.一种含有机物排水的处理装置，其具有：对含有机物排水进行厌氧性生物处理的厌氧性生物处理槽；对从该厌氧性生物处理槽流出的厌氧性生物处理水进行好氧性生物处理的好氧性生物处理槽；和对该好氧性生物处理槽的好氧性生物处理水进行固液分离的膜分离设备，
其特征在于，
将所述好氧性生物处理槽内的污泥滞留时间控制在15天以上。
4.根据权利要求3所述的含有机物排水的处理装置，其特征在于，
将所述好氧性生物处理槽中的污泥滞留时间控制在20～50天。
5.根据权利要求3或4所述的含有机物排水的处理装置，其特征在于，
所述膜分离设备是浸渍于所述好氧性生物处理槽内的浸渍型膜分离装置，
所述好氧性生物处理槽具有取出剩余污泥的取出设备和控制从该剩余污泥的取出设备取出的剩余污泥的量的控制设备。
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