CN103974911A - 废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废水处理装置，其在水质变动较大的情况下也能够稳定地处理废水。本发明的废水处理装置包括：第1生物处理装置(10)，通过膜分离活性污泥法处理废水；第2生物处理装置(20)，通过生物膜法处理废水；计测部(31、32)，计测在所述第1生物处理装置(10)及所述第2生物处理装置(20)的上游流通的废水中的负荷浓度及流量；及控制部(30)，由所述负荷浓度及所述流量计算负荷量，根据所述负荷量，决定供给至所述第1生物处理装置(10)的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置(20)的所述废水的流量的分配比例，根据该分配比例，调整供给至所述第1生物处理装置(10)的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置(20)的所述废水的流量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于为了再利用工业废水而进行的净化处理的废水处理装置。
背景技术
对来自设备的工业废水实施重金属成分及悬浮颗粒等的去除以及基于微生物的有机物的分解去除等净化处理。被净化处理的处理水通常会释放到环境中，但是在很难确保工业用水的地方，对工业废水进行了净化处理的处理水被再利用为工业用水。
作为基于微生物的有机物的分解去除方法，利用膜分离活性污泥法(Membrane Bioreactor，MBR)或生物膜法(Biofilm Reactor，BFR)。
膜分离活性污泥法为在槽内利用活性污泥分解废水中的有机物并利用过滤膜分离处理水与活性污泥的方法。膜分离活性污泥法具有如下优点，即能够提高活性污泥浓度，并且由于无需用于分离处理水与活性污泥的沉淀槽，因此容积效率较高。另一方面，若水质即废水中的有机物浓度在短时间内较大地变动，则处理能力无法跟进有机物浓度的变动，有时处理水中的有机物浓度会超过限制值。
生物膜法为使活性污泥以膜状附着在载体表面来分解废水中的有机物的方法。在膜(生物膜)表面进行与通常的活性污泥相同的处理，但是在膜内面由于营养源不足而成为休眠状态。有机物的浓度发生变动时，生物膜内部的污泥会活性化。即，活动的污泥的厚度与有机物浓度的变动相应地发生变动。由于维持与有机物浓度相应的活性污泥量，因此能够与有机物浓度的变动对应地持续进行处理。
废水处理装置中，通常适用膜分离活性污泥法、生物膜法中的任一个。专利文献1中公开有具备生物处理槽且能够应对所处理的水的流量的时间序列变动较大的情况的水处理装置。专利文献1的水处理装置中，将处理前的水引入流量调整槽，根据流量调整槽中的水的污浊负荷量，控制送至生物处理机构的水及送至臭氧处理机构的水的流量。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平11-244896号公报(权利要求1、段落至、至、图1)
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1的水处理装置中需要暂时积存废水的流量调整槽，因此装置的容积效率较差。并且，臭氧处理较昂贵。而且，另外需要用于防止臭氧泄漏的附带设备，而且监视臭氧泄漏等运用变得复杂等成为问题。
本发明的目的在于，提供一种通过简单的装置在水质变动较大时也能够稳定地处理废水的废水处理装置。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明提供一种废水处理装置，其包括：第1生物处理装置，通过膜分离活性污泥法处理废水；第2生物处理装置，通过生物膜法处理废水；计测部，计测在所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置的上游流通的废水中的负荷浓度及流量；及控制部，由所述负荷浓度及所述流量计算负荷量，根据所述负荷量，决定供给至所述第1生物处理装置的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置的所述废水的流量的分配比例，根据该分配比例，调整供给至所述第1生物处理装置的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置的所述废水的流量。
此时，所述负荷量设为COD或BOD。
如上所述，使用膜分离活性污泥法的处理装置在废水的水质在短时间内发生变动时，无法跟进处理能力。相对于此，使用生物膜法的处理装置能够根据水质的变动而变动处理能力。本发明的废水处理装置中利用上述特征，同时使用膜分离活性污泥法与生物膜法来实施有机物的分解处理。此时，监视废水中的负荷浓度与流量，并根据由负荷浓度与流量计算出的负荷量决定分配到采用各方法的处理装置的废水的分配比例，根据分配比例控制供给至各处理装置的废水的流量。由此，包含超过处理能力的负荷量的废水流入使用膜分离活性污泥法的处理装置，能够防止处理后的水中的有机物超过限制值。本发明的废水处理装置能够应对水质的变动，并且能够持续进行稳定的废水处理。
上述发明中，所述控制部存储第1阈值，当所述负荷量小于等于所述第1阈值时，所述控制部控制为向所述第1生物处理装置供给所述废水，并且停止向所述第2生物处理装置供给所述废水，所述负荷量大于第1阈值时，所述控制部控制为以规定的所述分配比例向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水。
上述发明中，所述控制部存储所述第1阈值及第2阈值，当所述负荷量大于所述第1阈值且小于等于所述第2阈值时，所述控制部控制为以所述规定分配比例向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水，当所述负荷量大于所述第2阈值时，所述控制部控制为以所述第1生物处理装置的处理量成为规定值的方式向所述第1生物处理装置供给所述废水，并且将剩余的所述废水供给至所述第2生物处理装置。
本发明的废水处理装置中，主要以使用膜分离活性污泥法的处理装置(第1生物处理装置)处理废水。膜分离活性污泥法中，若系统内的负荷浓度极端降低，则微生物的一部分灭绝而污泥的活性大幅降低。在该状态下负荷浓度增加时，处理有可能无法跟进。因此，本发明中，负荷量降低时(小于等于第1阈值)，停止第2生物处理装置的运行，确保第1生物处理装置能够稳定运行的负荷浓度。
另一方面，负荷量较大时，向使用生物膜法的处理装置(第2生物处理装置)供给超过第1生物处理装置的处理量的废水量。或者，以在规定负荷范围内运行第1生物处理装置，并使第2生物处理装置负担一部分废水处理的分配比例，向各生物处理装置供给废水。
因此，本发明的废水处理装置能够实施稳定的废水处理。
上述发明中，所述控制部存储所述第1阈值与所述第2阈值之间的1个或多个中间阈值，所述控制部控制为在大于所述中间阈值的情况与小于等于所述中间阈值的情况下以不同的所述分配比例，向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水。
此时，优选所述控制部控制为以每超过所述中间阈值时增加向所述第2生物处理装置的所述废水的分量的方式供给所述废水。
由此，能够提高相对负荷变动的处理的跟进性。
上述发明中，优选将从所述第2生物处理装置排出的所述废水供给至所述第1生物处理装置。
使用了生物膜法的第2生物处理装置中，易产生悬浮颗粒。膜分离活性污泥法中，通过分离膜固液分离微生物与处理水。若在第2生物处理装置的下游配置第1生物处理装置，则能够通过第1生物处理装置的分离膜从处理水分离去除悬浮颗粒。因此，在下游侧使用逆渗透膜或静电式脱盐装置来实施脱盐处理时，能够防止膜模块内部的堵塞。
上述发明中，优选所述控制部计算所述负荷浓度的移动平均及回归估计值中的至少一个，并利用所述移动平均及回归估计值中的至少一个计算所述负荷量。
若使用移动平均或回归估计值，则在负荷浓度在短时间内急剧变动时或存在负荷浓度的计测误差时，补正其变动量。因此，无需与负荷浓度的极短时间的变动和测定误差对应地决定废水的分配量，因此取得控制稳定的效果。
发明效果
本发明的处理装置同时使用使用膜分离活性污泥法的生物处理装置与使用生物膜法的生物处理装置。利用各生物处理装置的特性，根据COD负荷量的变动而控制废水的分配量。因此，还能够应对水质变动较激烈的情况，并能够使处理水的水质稳定。
附图说明
图1是废水处理装置的框图。
图2是废水处理装置的生物处理部的示意图。
图3是表示使用膜分离活性污泥处理装置与生物膜处理装置处理废水时的COD浓度及流量的经时变化的曲线图。
图4是表示仅使用膜分离活性污泥处理装置处理废水时的COD浓度及流量的经时变化的曲线图。
具体实施方式
图1表示本实施方式所涉及的废水处理装置的框图。废水处理装置1从上游侧具备预处理部2、生物处理部3及脱盐部4。
预处理部2接收来自设备的原水，去除原水中的油成分、重金属类及悬浮颗粒等。
脱盐部4去除废水中含有的离子。脱盐部4具有逆渗透膜式脱盐装置或静电式脱盐装置。
逆渗透膜式脱盐装置中，逆渗透膜(RO膜)仅使水透过。透过逆渗透膜的水(处理水)作为工业用水被再利用。逆渗透膜的上游侧成为浓缩有离子的废水(浓缩水)。浓缩水从逆渗透膜式脱盐装置排出，由此排出至废水处理装置1的系统外。
静电式脱盐装置具有一对对置的多孔质电极，正极侧设置有阴离子交换膜，负极侧设置有阳离子交换膜。废水能够在电极之间流通。
若以正极为正、负极为负的方式使电流流过，则废水中的阴离子向正极侧移动，并透过阴离子交换膜吸附于多孔质的正极。另一方面，废水中的阳离子向负极侧移动，并透过阳离子交换膜吸附于多孔质的负极。因此，废水在电极之间流通时，离子被去除且处理水被回收。被回收的处理水作为工业用水被再利用。若使用静电式脱盐装置，则与逆渗透膜式脱盐装置相比，更能够提高水的回收率，因此较有利。
在经过规定时间的时刻截断输水，反转流向各电极的电流，使正极成为负且负极成为正。于是，吸附于多孔质电极中的离子被放出，并透过离子交换膜向废水中移动。之后，包含离子的废水从静电式脱盐装置排出，并作为排水向废水处理装置1的系统外排出。
图2是本实施方式所涉及的废水处理装置的生物处理部3的示意图。
生物处理部3具备：处理装置10(第1生物处理装置，以下称为膜分离活性污泥处理装置)，适用膜分离活性污泥法；处理装置20(第2生物处理装置，以下称为生物膜处理装置)，适用生物膜法；计测部；及控制部30。
膜分离活性污泥处理装置10具备生物反应槽11及分离膜12。生物反应槽11中容纳有活性污泥。成为在生物反应槽11的废水中悬浮有微生物(活性污泥)的状态。分离膜12设为微滤膜，具有0.1μm左右的孔。分离膜12浸渍于生物反应槽11中的废水中。分离膜12连接于泵13。
生物膜处理装置20具备处理槽21及固定床22。固定床22容纳于处理槽21内。固定床22成为在表面附着生物膜的载体容纳于容器内的结构。规定量的废水被引入固定床22的容器内，通过载体表面的生物膜与废水接触，进行有机物的分解。本实施方式中，作为生物膜法可采用生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法等。另外，本实施方式中，作为附着生物膜的载体，并不限于固定床，还能够采用在废水中悬浮的载体(大小为3至10mm左右)的表面附着生物膜的方法。
在膜分离活性污泥处理装置10及生物膜处理装置20的入口侧分别设置阀34、36。阀34、36分别连接于控制部30的输出部。膜分离活性污泥处理装置10与生物膜处理装置20通过配管连接。
计测部由计测废水中的负荷浓度的负荷浓度计测部及计测废水的流量的流量计测部构成。
本实施方式中，以负荷浓度计测部计测的负荷设为COD(化学需氧量)或BOD(生物化学需氧量)。负荷浓度计测部具备COD计31及UV计32。另外，能够由以COD计计测的COD换算BOD。负荷浓度计测部设置于生物处理部3的入口附近(膜分离活性污泥处理装置10及生物膜处理装置20的上游侧)。COD计31及UV计32连接于控制部30的输入部。另外，本实施方式中，作为负荷浓度计测部，可仅设置有COD计31及UV计32中的任一个。并且，除COD计和UV计以外，还可设置计测TOC(总有机碳浓度)的TOC计。
图2的生物处理部3作为流量计测部具备设置于膜分离活性污泥处理装置10的入口的流量计33及设置于生物膜处理装置20的入口的流量计35。但是，流量计的设置位置不限于图2，也可设置于膜分离活性污泥处理装置10的入口和生物处理部3的入口(具体而言，COD计31及UV计32附近)，或者生物膜处理装置20的入口和生物处理部3的入口。流量计33、35分别连接于控制部30的输入部。
COD计31及UV计32的上游侧配管上连接有中和药品罐40。中和药品罐40容纳HCI等酸或NaOH等碱。使用酸和碱中的哪一个根据废水特性而改变。根据特性，有时将酸和碱这2种药品容纳于不同的罐中，并根据pH的变动而分开使用。向流入生物处理部3的废水供给规定量的中和药品，调整废水的pH。
图2中，可在膜分离活性污泥处理装置10的下游侧设置UV计，计测在生物处理部3中处理的处理水中的负荷浓度。
以下，说明本实施方式的生物处理部3中处理废水的工序。以下，以计测COD浓度作为负荷浓度的情况为例进行说明。
在预处理部2中被去除废水中的重金属类、油类、悬浮颗粒等的废水流入生物处理部3。
COD计31按规定时间，例如按每一小时计测流入生物处理部3的废水中的COD浓度。COD计31计测COD浓度。以COD计31计测的COD浓度发送至控制部30。
UV计32向流入到生物处理部3的废水照射波长为254nm的紫外光并计测废水的吸光度。所计测的吸光度发送至控制部30。
控制部30取得以COD计31计测的COD浓度及以UV计32计测的吸光度。控制部30预先存储以UV计32计测的吸光度与废水中的COD浓度的相关数据。控制部30对所取得的吸光度与该相关数据进行对照，估计废水中的COD浓度。控制部30根据以COD计31计测的COD浓度与由以UV计32计测的吸光度估计的COD浓度，取得流入生物处理部3的废水中的COD浓度的经时变化。若如本实施方式这样同时使用COD计31与UV计32，则能够取得更详细的COD浓度的经时变化。
控制部30可由所取得的COD浓度的经时变化计算COD浓度的移动平均和回归估计值。
移动平均中，任意测定时刻的计测值及该任意测定时刻之前的多个测定时刻的计测值的平均值定义为该任意测定时刻的计测值。
回归估计可采用一次回归估计和二次回归估计中的任一种。回归估计中建立任意测定时刻的计测值及该任意测定时刻之前的多个测定时刻的计测值的一次回归方程或二次回归方程，由回归方程可估计该任意测定时刻的计测值。回归估计的方法并不限定于此，根据废水特性，还可使用三次回归估计等多项式回归估计、指数回归估计、对数回归估计及幂回归估计。
本实施方式中，控制部30例如取得4个测定时刻的COD浓度的移动平均。或者，控制部30例如建立4个测定时刻的COD浓度的回归方程，取得回归估计值。
流量计33按规定时间计测在膜分离活性污泥处理装置10的入口侧的配管中流通的废水的流量(第1流量)F1。流量计35按规定时间计测在生物膜处理装置20的入口侧的配管中流通的废水的流量(第2流量)F2。第1流量F1及第2流量F2与UV计32中的计测间隔大致相同。所计测的第1流量F1及第2流量F2发送至控制部30。
控制部30取得第1流量F1及第2流量F2。控制部30计算第1流量F1与第2流量F2之和Ft作为流入生物处理部3的废水的总流量。控制部30取得废水的总流量的经时变化。另外，关于流量，并非一定要由所取得的经时变化计算移动平均和回归估计值。
控制部30由在同一时间计测的COD浓度及总流量Ft计算并取得COD负荷量L。COD负荷量L为每单位时间的COD绝对量，定义为COD浓度与流量Ft之积。
用于计算COD负荷量的COD浓度可作为从上述COD浓度的经时变化取得的值，也可作为COD浓度的移动平均、回归估计值。或者，还可以将COD浓度的移动平均与回归估计值进行组合。例如，控制部30参考COD浓度的经时变化、COD浓度的移动平均及COD浓度的回归估计值。COD浓度在取得移动平均及回归估计值的测定点始终增加或减少时，在COD负荷量的计算中采用回归估计值，COD浓度发生变动时，在COD负荷量的计算中采用移动平均。若COD负荷量的计算中使用移动平均和回归估计值，则能够减小COD计和UV计的测定误差，并能够进行稳定的控制。
控制部30预先存储用于决定向膜分离活性污泥处理装置10及生物膜处理装置20分配的废水的分配比例的COD负荷量L的阈值。COD负荷量的阈值根据废水的性状能够设定1个或多个。COD负荷量的阈值为可根据废水的处理状况适当变更的值。
控制部30存储考虑到生物处理部3的设计上的最大COD量的膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷及生物膜处理装置20的设计负荷。
将生物处理部3整体的COD处理量(生物处理部3的设计负荷)设为1时，膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷与生物膜处理装置20的设计负荷的比例成为X：1-X。上述比例考虑处理成本及各处理装置的性能而设定。即，若考虑处理成本，则膜分离活性污泥处理装置相对生物膜处理装置有利。但是，生物膜处理装置在负荷变动较大时的处理能力跟进性较高。考虑这些，优选设计负荷的比例设定在膜分离活性污泥处理装置：生物膜处理装置＝90:10至50:50的范围内。
以下，对在设置有1个COD负荷量的阈值时处理废水的方法进行说明。设置1个阈值时，在水质变动比较少且没有如大幅超过膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷的COD负荷量的变动的情况下有效。
控制部30存储阈值L1。阈值L1根据膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷决定。
阈值L1设为在膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷乘以一定比例的COD负荷量。例如，阈值L1设为在膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷乘以一定比例(10％至50％)的值的范围内的值。通常，阈值L1设为设计负荷的20％的值。
控制部30对所取得的COD负荷量L与阈值L1进行比较。
COD负荷量小于等于阈值时(L≤L1)时，控制部30封闭阀36并停止向生物膜处理装置20供给废水。生物膜处理装置20停止运行。控制部30调整阀34的开度，将流入生物处理部3的废水总量供给至膜分离活性污泥处理装置10。由此，保持膜分离活性污泥处理装置10中的稳定的废水处理。
COD负荷量大于阈值L1时(L＞L1)，控制部30开放阀36。控制部30将流入生物处理部3的废水以规定比例分配成供给至膜分离活性污泥处理装置10的废水与供给至生物膜处理装置20的废水。
L＞L1时的废水的分配比例(F1’与F2’的比例)设为膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷与生物膜处理装置20的设计负荷的比例(X:1-X)。例如，当设计负荷的比例X:1-X＝80:20时，以F1’:F2’＝80:20的比例分配流入生物处理部3的废水。
控制部30预先存储L＞L1时的第1流量F1’及第2流量F2’的值。另外，F1’及F2’为满足上述规定比例的值。控制部30对预先存储的第1流量F1’与当前的第1流量F1进行比较。控制部30调整阀34的开度以便F1＝F1’。控制部30对预先存储的第2流量F2’与当前的第2流量F2进行比较。控制部30调整阀36的开度以便F2＝F2’。
以下，以设置有2个COD负荷量的阈值的情况为例，对处理废水的方法进行说明。
控制部30存储第1阈值L1及第2阈值L2。第1阈值L1及第2阈值L2根据膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷决定。
第1阈值L1设为与上述设置1个阈值时相同的值。即，第1阈值L1例如设为在膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷乘以一定比例(10％至50％)的值的范围内。
第2阈值L2根据膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷决定。第2阈值L2的上限值设为膜分离活性污泥处理装置10的最大处理能力。第2阈值L2的下限值设为考虑了生物膜处理装置20的处理能力的值。具体而言，第2阈值L2设为膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷的大于等于80％且小于等于125％的范围内的值。
控制部30对所取得的COD负荷量L、第1阈值L1及第2阈值L2进行比较。
当COD负荷量小于等于第1阈值时(L≤L1)，如上述，控制部30封闭阀36并停止生物膜处理装置20的运行。控制部30调整阀34的开度，将流入生物处理部3的废水总量供给至膜分离活性污泥处理装置10。
当COD负荷量大于第1阈值且小于等于第2阈值时(L1＜L≤L2)，控制部30将流入生物处理部3的废水按规定比例分配为供给至膜分离活性污泥处理装置10的废水与供给至生物膜处理装置20的废水。
废水的分配比例(F1’与F2’的比例)设为膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷与生物膜处理装置20的设计负荷的比例(X:1-X)。例如，当设计负荷的比例X:1-X＝80:20时，流入生物处理部3的废水以F1’:F2’＝80:20的比例分配。
控制部30预先存储L1＜L≤L2时的第1流量F1’及第2流量F2’的值。另外，F1’及F2’为满足上述规定比例的值。控制部30对预先存储的第1流量F1’与当前的第1流量F1进行比较。控制部30调整阀34的开度以便F1＝F1’。控制部30对预先存储的第2流量F2’与当前的第2流量F2进行比较。控制部30调整阀36的开度以便F2＝F2’。
当COD负荷量超过第2阈值时(L＞L2)，控制部30以膜分离活性污泥处理装置10的负荷成为规定值的流量(第1流量)F1”向膜分离活性污泥处理装置10供给废水。L＞L2时的负荷的规定值设为与上述的L1＜L≤L2时的负荷范围的上限值相同。即，设为膜分离活性污泥处理装置的设计负荷的80％至125％的范围内的值。控制部30决定膜分离活性污泥处理装置10的负荷成为上述范围内的值的流量(第1流量)F1”。控制部30对存储的第1流量F1”与当前的第1流量F1进行比较。控制部30调整阀34的开度以便F1＝F1”。
为了在生物膜处理装置20中处理超过如上述那样决定的膜分离活性污泥处理装置10的规定负荷的COD，控制部30决定供给至生物膜处理装置20的废水的流量(第2流量)F2”。控制部30对所决定的第2流量F2”与当前的第2流量F2进行比较。控制部30调整阀36的开度以便F2＝F2”。
如上述，通过设定阈值L1，即使在废水的负荷变动小于阈值L1时，也能够不降低膜分离活性污泥处理装置10的处理能力而持续进行稳定的处理。因废水的负荷变动而产生超过阈值L1的负荷时，将负荷分配于膜分离活性污泥处理装置10与生物膜处理装置20，由此能够一边跟进负荷变动一边进行处理。
设定阈值L2，限制膜分离活性污泥处理装置10中的处理量。通过如此，即使在如流入生物处理部3的废水的负荷超过膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷时，即使达到最大化也不会使大幅超过处理能力的废水流入膜分离活性污泥处理装置10。并且，膜分离活性污泥处理装置10中，若高负荷状态持续则微生物的活性提高，能够进行更高负荷下的运行。并且，生物膜处理装置20虽能设为耐于负荷变动，但当有高负荷状态下的负荷变动时，不管负荷变动跟进性有多高，也可能不适合作为处理水。因此，若将阈值L2设定为大于膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷的100％的值，则能够减轻生物膜处理装置20中的处理负担。通过如此设定阈值L2，即使在高负荷的废水流入生物处理部3时，也能够实施稳定的处理，并能够供给稳定的性状的处理水。
本实施方式中，为了提高相对于负荷变动的处理的跟进性，可在阈值L1与阈值L2之间设定1个或多个中间阈值(LN)。以中间阈值LN为界，在COD负荷量在L≤LN时及L＞LN时，改变供给至膜分离活性污泥处理装置10及生物膜处理装置20的废水的分配比例。此时，以与L≤LN时相比，使L＞LN时供给至生物膜处理装置20的废水的比例更大的方式决定分配比例。通过如此，能够提高相对于负荷变动的处理的跟进性。
以下示出具体例，并定量地进行说明。
将第1阈值设为20％，将第2阈值设为125％，将第3中间阈值设为80％。进行如下不发生变化的控制，即对于到第1阈值20％、第3中间阈值80％为止设为与2个阈值的情况相同的分配比例，若超过第3中间阈值，则将超过的部分的分配比例设为50:50，若超过第2阈值，则将向膜分离活性污泥处理装置10的COD量的分配作为上限。
若为设计负荷的120％左右为止，则膜分离活性污泥处理装置10可保持稳定的处理。若为设计负荷的3倍左右为止，则虽然会稍微恶化但生物膜处理装置20可保持稳定的处理。生物膜处理装置20中能够处理大于等于90％的通常COD，但是若为设计负荷的3倍左右为止，则能够处理大于等于70％。如果考虑经济性，则优选增加膜分离活性污泥处理装置10的设计负荷的比例。以下的定量评价中，记录考虑该向负荷的变动能力而决定向膜分离活性污泥处理装置10及生物膜处理装置20的分配比例时的评价。
负荷100％时，若没有第3中间阈值，则生物膜处理装置20的处理水COD量成为100％×0.2×(1-0.7)＝6％。此时，膜分离活性污泥处理装置10的负荷成为100％×0.8+6％＝86％。另一方面，若有第3阈值，生物膜处理装置20的处理水COD量成为{80％×0.2+(100％-80％)×0.5}×(1-0.7)＝7.8％。此时，生物膜处理装置20的负荷较低，为80％×0.8+(100％-80％)×0.5+7.8％＝81.8％，可保持更稳定的废水处理。
负荷150％时，若没有第3阈值L3，则生物膜处理装置20的处理水COD量成为(150％-100％)×0.3＝15％。因此，生物膜处理装置20的负荷成为100％+15％＝115％。另一方面，若有第3阈值L3，则生物膜处理装置20的处理水COD量成为{80％×0.2+(125％-80％)×0.5+(150％-125％)}×(1-0.7)＝19％。此时，生物膜处理装置20的负荷较低，为80％×0.8+(125％-80％)×0.5+19％＝105.5％，可保持更稳定的废水处理。
以生物膜处理装置20实施处理时，生物膜处理装置20中的处理水流入膜分离活性污泥处理装置10。通过泵13，生物反应槽11中的处理水从膜分离活性污泥处理装置10(生物处理部3)排出。此时，通过分离膜12，活性污泥及悬浮颗粒与处理水固液分离。
从生物处理部3排出的处理水传送至脱盐部4。在脱盐部4中实施脱盐处理。
图3是表示利用本实施方式的废水处理装置处理废水时的COD浓度及流量的经时变化的曲线图。即，是在生物处理部同时使用膜分离活性污泥处理装置及生物膜处理装置来实施处理的结果。图3(a)表示流入生物处理部的废水中的COD浓度及流量。图3(b)表示生物膜处理装置的处理水中的COD浓度及供给至生物膜处理装置的废水的流量。图3(c)表示膜分离活性污泥处理装置的处理水中的COD浓度及供给至膜分离活性污泥处理装置的废水的流量。图3中，横轴为废水处理的经过时间，第1纵轴为COD浓度，第2纵轴为流量。
取得图3时，COD浓度及流量的计测间隔设为15分钟。图3中示出COD浓度的移动平均。并且，将第1阈值L1设定为膜分离活性污泥处理装置的设计负荷的25％，将第2阈值L2设定为设计负荷的125％。将L1＜L≤L2时的废水的分配比例F1”:F2”设定为80:20。
图4是表示仅使用膜分离活性污泥处理装置处理废水时的COD浓度及流量的经时变化的曲线图。图4(a)表示流入生物处理部的废水中的COD浓度及流量。图4(b)表示膜分离活性污泥处理装置中处理的COD浓度。另外，图4的情况下，供给至膜分离活性污泥处理装置的废水量与流入生物处理部的废水量一致。
图3中，第0天至第9天期间为L1＜L≤L2，以规定比例实施向膜分离活性污泥处理装置及生物膜处理装置的废水的分配。如图3(a)所示，从第9天至第10天，COD浓度及流量大幅变动。此时变成L＞L2。如图3(b)所示，与COD浓度及流量的变动相应地，发送至生物膜处理装置的废水的流量及COD浓度大幅变动。另一方面，如图3(c)所示，膜分离活性污泥处理装置中的处理量与第9天以前相比，没有变动。
并且，图3中，从第11天至第12天，COD浓度没有大幅变动，但流量发生变动。此时，由于L1＜L≤L2，因此以规定比例分配废水。
另一方面，如图4所示，仅使用膜分离活性污泥处理装置时，根据COD浓度及流量的变动，膜分离活性污泥处理装置中处理的COD浓度发生变动。尤其，从第9天至第10天，COD浓度及流量大幅变动时，相对图3中的处理水中的COD浓度为40mg/l，在图4中高达140mg/l。
从以上的结果可理解，通过同时使用膜分离活性污泥处理装置与生物膜处理装置，并根据废水中的COD负荷量分配废水，能够稳定地处理废水。
符号说明
1-废水处理装置，2-预处理部，3-生物处理部，4-脱盐部，10-膜分离活性污泥处理装置(第1生物处理装置)，11-生物反应槽，12-分离膜，13-泵，20-生物膜处理装置(第2生物处理装置)，21-处理槽，22-固定床，30-控制部，31-COD计，32-UV计，33、35-流量计，34、36-阀，40-中和药品罐。
Claims (8)
1.一种废水处理装置，其包括：
第1生物处理装置，通过膜分离活性污泥法处理废水；
第2生物处理装置，通过生物膜法处理废水；
计测部，计测在所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置的上游流通的废水中的负荷浓度及流量；及
控制部，由所述负荷浓度及所述流量计算负荷量，根据所述负荷量，决定供给至所述第1生物处理装置的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置的所述废水的流量的分配比例，根据该分配比例，调整供给至所述第1生物处理装置的所述废水的流量与供给至所述第2生物处理装置的所述废水的流量。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其中，
所述控制部存储第1阈值，
当所述负荷量为小于等于所述第1阈值时，所述控制部控制为向所述第1生物处理装置供给所述废水，并且停止向所述第2生物处理装置供给所述废水，
所述负荷量大于第1阈值时，所述控制部控制为以规定的所述分配比例向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理装置，其中，
所述控制部存储所述第1阈值及第2阈值，
当所述负荷量大于所述第1阈值且小于等于所述第2阈值时，所述控制部控制为以所述规定分配比例向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水，
当所述负荷量大于所述第2阈值时，所述控制部控制为以所述第1生物处理装置的处理量成为规定值的方式向所述第1生物处理装置供给所述废水，并且将剩余的所述废水供给至所述第2生物处理装置。
4.根据权利要求3所述的废水处理装置，其中，
所述控制部存储所述第1阈值与所述第2阈值之间的1个或多个中间阈值，
所述控制部控制为在大于所述中间阈值的情况与小于等于所述中间阈值的情况下以不同的所述分配比例，向所述第1生物处理装置及所述第2生物处理装置供给所述废水。
5.根据权利要求4所述的废水处理装置，其中，
所述控制部控制为以每超过所述中间阈值时增加向所述第2生物处理装置的所述废水的分量的方式供给所述废水。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的废水处理装置，其中，
从所述第2生物处理装置排出的所述废水供给至所述第1生物处理装置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的废水处理装置，其中，
所述控制部计算所述负荷浓度的移动平均及回归估计值中的至少一个，并利用所述移动平均及回归估计值中的至少一个计算所述负荷量。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的废水处理装置，其中，
所述负荷量设为COD或BOD。
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