CN104817222A - 废水处理方法以及废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种可以得到高水质的处理水，且即使在对经膜分离活性污泥法处理后的处理水进行过滤处理时也可以抑制过滤膜的膜阻塞的废水处理方法以及废水处理装置。本发明的解决方法为一种废水处理方法以及废水处理装置，其中所述废水处理方法使用膜分离活性污泥处理装置10、通过凝集剂添加装置16向膜分离槽11中添加凝集剂来处理废水，且所述膜分离活性污泥处理装置10中，通过活性污泥中的微生物进行的生物处理与通过膜组件15进行的固液分离处理在同一膜分离槽11内进行，通过利用附着在担体上的微生物进行生物处理的生物膜处理装置70对经所述膜分离活性污泥处理装置10固液分离的膜分离处理水做进一步处理。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理方法、以及适用于该废水处理方法的废水处理装置。
背景技术
对生活废水或工业废水实施除去其中含有的悬浊物质或有机物等的处理之后，排放入河流等中。
在含有机物等的废水的处理方法中，相比于以往的标准活性污泥法，膜分离活性污泥法(MBR)是一种有效的方法。在这里，MBR是指，活性污泥法中没有设置最终沉淀槽而是通过分离膜进行固液分离的方法。
一种在通过MBR处理废水时添加脒系凝集剂的方法被提议(例如参照专利文献1)。凝集剂吸附在污泥表面的同时，也将MBR中分解困难的难分解性物质等有机物吸附住。
先行技术文献
专利文献
[专利文献1]国际公开第2011/016482号
发明内容
本发明要解决的课题
然而过量添加凝集剂或者污泥量相对于凝集剂的量较少时，凝集剂在处理水中残存。因为凝集剂是有机物，所以凝集剂成为处理水的污染原因。即，处理水的BOD5或CODcr上升，处理水的水质恶化。
此外，通过反渗透膜或纳米过滤膜等对处理水进行过滤处理时，如果处理水中难分解性物质或凝集剂残存，就会有难分解性物质或凝集剂引起过滤膜的膜阻塞的风险。
本发明是以上述情形为鉴而完成的发明，本发明的课题是提供一种可以得到高水质的处理水、且即使在对经膜分离活性污泥法处理后的处理水进行过滤处理时也可以抑制过滤膜的膜阻塞的废水处理方法以及废水处理装置。
解决课题的方法
本发明具有以下形态。
[1]一种废水处理方法，通过膜分离活性污泥法在槽内添加凝集剂并处理废水之后，通过生物膜法对经所述膜分离活性污泥法固液分离的膜分离处理水进行进一步处理，所述膜分离活性污泥法中，活性污泥中的微生物的生物处理与分离膜的固液分离处理在同一所述槽内进行，所述生物膜法中，通过附着在担体上的微生物进行生物处理。
[2]根据[1]中记载的废水处理方法，所述膜分离处理水的BOD5/CODcr在0.3以下。
[3]根据[1]或者[2]中记载的废水处理方法，生物膜法为生物活性炭处理法。
[4]一种废水处理方法，通过反渗透膜或者纳米过滤膜来过滤处理通过[1]～[3]的任一项中所述的废水处理方法得到的生物膜处理水。
[5]根据[4]所述的废水处理方法，对通过所述过滤处理产生的浓缩水进行浓缩处理。
[6]一种废水处理装置，其具备膜分离活性污泥处理装置与生物膜处理装置，所述膜分离活性污泥处理装置中，活性污泥中的微生物的生物处理与分离膜的固液分离处理在同一槽内进行，所述生物膜处理装置中，通过附着在担体上的微生物对经所述膜分离活性污泥处理装置固液分离的膜分离处理水进行生物处理，所述膜分离活性污泥处理装置具有向所述槽中添加凝集剂的凝集剂添加装置。
[7]根据[6]中记载的废水处理装置，所述膜分离处理水的BOD5/CODcr在0.3以下。
[8]根据[6]或者[7]中记载的废水处理装置，生物膜处理装置为生物活性炭处理装置。
[9]根据[6]～[8]的任一项所述的废水处理装置，所述废水处理装置还具备反渗透膜过滤装置或纳米过滤膜过滤装置，所述反渗透膜过滤装置或纳米过滤膜过滤装置对在生物膜处理装置中经过处理的生物膜处理水进行过滤处理。
[10]根据[9]所述的废水处理装置，所述废水处理装置还具备蒸发浓缩装置，所述蒸发浓缩装置对通过所述反渗透膜过滤装置或者纳米过滤膜过滤装置产生的浓缩水进行浓缩处理。
发明的效果
根据本发明的废水处理方法以及废水处理装置，可以得到高水质的处理水，且即使在对经膜分离活性污泥法处理后的处理水进行过滤处理时也可以抑制过滤膜的膜阻塞。
附图说明
[图1]显示本发明的废水处理装置的一个实施方式的结构示意图。
[图2]显示本发明的废水处理装置的其他实施方式的结构示意图。
符号说明
10 膜分离活性污泥处理装置
11 膜分离槽
15 膜组件
16 凝集剂添加装置
20 标准活性污泥处理装置
30 过滤装置
40 蒸发浓缩装置
70 生物膜处理装置
具体实施方式
〔废水处理方法〕
本发明的废水处理方法，是在通过膜分离活性污泥法(MBR)处理废水时，向进行处理的槽(膜分离槽)中添加凝集剂的方法。
以下，以具体的实施方式为例对本发明进行说明。
＜废水处理装置的实施方式＞
图1是显示本发明的废水处理装置的一个实施方式的结构示意图。
该废水处理装置具备膜分离活性污泥处理装置10与生物膜处理装置70，该膜分离活性污泥处理装置10在通过活性污泥中的微生物对来自原水槽(省略图示)的废水进行生物处理的同时，还通过作为分离膜的膜组件15固液分离处理为污泥与膜分离处理水(渗透水)，生物膜处理装置70通过附着在担体上的微生物对经膜分离活性污泥处理装置10固液分离的膜分离处理水进行生物处理。
(膜分离活性污泥处理装置)
膜分离活性污泥处理装置10具备：膜分离槽(第1曝气槽)11；配置在膜分离槽11内的底部附近的散气管12；向散气管12中供给空气的送风机13；连接散气管12与送风机13的空气导入管14；配置于膜分离槽11内且位于散气管12上方的膜组件15；向膜分离槽11中添加凝集剂的凝集剂添加装置16；设置于膜分离处理水通道51的中途，通过对膜组件15内减压进行污泥与膜分离处理水(渗透水)的固液分离，且将膜分离处理水输送至生物膜处理装置70的抽气泵18；将来自原水槽的废水供给至膜分离活性污泥处理装置10的供给废水通道50；将来自膜分离活性污泥处理装置10的膜分离处理水排出的膜分离处理水通道51；将来自膜分离活性污泥处理装置10的剩余污泥排出的剩余污泥通道52。
作为膜组件15，举例有具有公知的过滤膜的公知膜组件。
作为过滤膜的种类，优选微滤膜(MF膜)或者超滤膜(UF膜)。作为过滤膜的形状，举例有中空丝膜、平膜、管状膜、袋状膜等。这些之中，考虑到以容积为基础进行比较时，可能会有膜面积的高度集积，则优选中空丝膜。
作为过滤膜的材质，举例有：有机材料(纤维素、聚烯烃、聚砜、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等)，金属(不锈钢等)，无机材料(陶瓷等)。过滤膜的材质可以根据废水性状做适当选择。
过滤膜的孔径，可以根据处理的目的做适当选择。MBR中，过滤膜的孔径优选0.001～3μm。孔径如果在0.001μm以上，则可以抑制膜的阻力变大。孔径如果在3μm以下，可以充分地分离活性污泥，维持良好的处理水的水质。过滤膜的孔径，作为微滤膜的范围时则更优选0.04～1.0μm。
膜分离活性污泥处理装置10中可以使用将散气管12与膜组件15一体化的膜单元。作为这样的膜单元，举例如日本专利特开2013-202524号公报中记载的膜单元等。
凝集剂添加装置16具有：将凝集剂供给至膜分离槽11中的凝集剂通道16a；设置于凝集剂通道16a的中途，将凝集剂输送至膜分离槽11的泵16b。
(生物膜处理装置)
生物膜处理装置70具有：生物膜槽(第2曝气槽)71；配置于生物膜槽71内的底部附近的散气管72；向散气管72中供给空气的送风机73；连接散气管72与送风机73的空气导入管74；将经生物膜槽71生物处理过的生物膜处理水排出的生物膜处理水通道62。
生物膜槽71中，容纳有附着有微生物的担体的微生物附着担体(省略图示)。
微生物附着担体，可以令其在生物膜槽71内流动，也可以令其固定。将边令微生物附着担体在生物膜槽71内流动，边进行生物处理的生物膜处理装置70称为流动床式生物膜处理装置，将令微生物附着担体固定在生物膜槽71内进行生物处理的生物膜处理装置70称为固定床式生物膜处理装置。
作为担体，举例有固定床用担体、流动床用担体等。
例如作为流动床用担体，举例有活性炭等。此外，作为流动床用担体，除活性炭之外，还可以使用聚丙烯或聚乙烯醇等树脂制担体、陶瓷制担体等。其中，考虑到作为微生物附着担体时，膜分离活性污泥法中难以处理的难分解性物质或凝集剂的分解优异这一点，优选活性炭。在这里，将微生物附着在活性炭上的微生物附着担体被容纳在生物膜槽71内的生物膜处理装置70称为生物活性炭处理装置。
(标准活性污泥处理装置)
废水处理装置，如图2所示，可以进一步地在膜分离活性污泥处理装置10的上游具备标准活性污泥处理装置20，标准活性污泥处理装置20通过活性污泥中的微生物对来自原水槽(省略图示)的废水进行生物处理。
此外，图2中，在与图1相同的构件上标示了相同的符号，省略对其的说明。
标准活性污泥处理装置20具有：活性污泥槽(第3曝气槽)21；配置于活性污泥槽21内的靠近底部的散气管22；向散气管22中供给空气的送风机23；连接散气管22与送风机23的空气导入管24；将活性污泥槽21中经过生物处理的活性污泥槽混合水固液分离为污泥与上清液的沉淀槽25；将来自原水槽的废水供给至活性污泥槽21的废水通道50；将活性污泥槽21中经过生物处理的活性污泥槽混合水移送到沉淀槽25内的活性污泥槽混合水通道53；将来自沉淀槽25的上清液移送至膜分离活性污泥处理装置10的上清液通道54；将剩余污泥从沉淀槽25中排出的剩余污泥通道55；将剩余污泥的一部分从沉淀槽25中返送至活性污泥槽21的返送污泥通道56。
沉淀槽25只要是能够通过重力沉淀使得由活性污泥槽21移送过来的活性污泥槽混合水固液分离为污泥与上清液即可以，对其没有特别的限制。沉淀槽25可以是一般的沉淀池。
(过滤装置)
废水处理装置，如图2所示，还可以进一步地具备过滤装置30，过滤装置30对生物膜槽71中经过生物处理，从生物膜处理水通道62排出的生物膜处理水进行过滤处理。
过滤装置30具有：过滤装置主体31；将透过过滤装置主体31的纯净水排出的纯净水通道58；将没有透过过滤装置主体31的浓缩水排出的浓缩水通道59。
作为过滤装置主体31，举例有具有反渗透膜组件或者纳米过滤膜组件的过滤装置主体。在这里，将作为过滤装置主体31的具有反渗透膜组件的过滤装置30称为反渗透膜过滤装置，将作为过滤装置主体31的具有纳米过滤膜组件的过滤装置30称为纳米过滤膜过滤装置。
反渗透膜组件只要是能够将透过反渗透膜的纯净水与未透过反渗透膜的浓缩水进行分离的形态即可以，对其没有特别限制。
作为反渗透膜组件，举例如所谓的螺旋型反渗透膜组件等，其将反渗透膜在集水管的周面卷绕成的圆柱状的反渗透膜元件收纳至圆筒状的套管中。
作为反渗透膜的材质，举例有聚酰胺、聚砜、醋酸纤维素等，优选含有芳香族聚酰胺或者交联芳香族聚酰胺的聚酰胺。
纳米过滤膜组件只要是能够将透过纳米过滤膜的纯净水与未透过纳米过滤膜的浓缩水进行分离的形态即可以，对其没有特别限制。
作为纳米过滤膜组件，举例如所谓的螺旋型纳米过滤膜组件等，其将纳米过滤膜在集水管的周面卷绕成的圆柱状的纳米过滤膜元件收纳至圆筒状的套管中。
作为纳米过滤膜的材质，举例有含有聚乙烯系、芳香族聚酰胺系或交联聚酰胺系的聚酰胺系，脂肪胺缩聚物、杂环聚合物系、聚乙烯醇系、醋酸纤维素系聚合物等。
(蒸发浓缩装置)
废水处理装置，如图2所示，还可以进一步地具备蒸发浓缩装置40，蒸发浓缩装置40对未透过过滤装置主体31的浓缩水进行浓缩处理。
蒸发浓缩装置40具有：蒸发器41；将在蒸发器41中蒸发、凝结的凝结水排出的凝结水通道60；将蒸发器41中浓缩的浓缩废水排出的浓缩废水通道61。
蒸发器41只要是可以对浓缩水进行加热浓缩的形态即可以，对其没有特别限制。
＜废水处理方法的实施方式＞
使用图1的废水处理装置的废水处理方法，具有下述步骤(b)、(c)，使用图2的废水处理装置的废水处理方法具有下述步骤(b)、(c)，根据需要具有下述(a)、(d)、(e)。
(a)标准活性污泥处理装置20中，通过活性污泥中的微生物对来自原水槽(省略图示)的废水进行生物处理的步骤。
(b)膜分离活性污泥处理装置10中，在通过活性污泥中的微生物对来自原水槽(省略图示)的废水或者步骤(a)中经过处理的废水(上清液)进行生物处理的同时，通过膜组件15固液分离为污泥与处理水(渗透水)的步骤。
(c)生物膜处理装置70中，对透过膜组件15的分离膜处理水(渗透水)进行生物处理的步骤。
(d)过滤装置30中，通过反渗透膜或者纳米过滤膜对在生物膜槽71中经过生物处理的生物膜处理水进行过滤处理的步骤。
(e)蒸发浓缩装置40中，对没有透过过滤装置主体31的浓缩水进行浓缩处理的步骤。
(废水)
在废水处理装置中经过处理的废水通常含有易分解性物质或难分解性物质等有机物。作为这样的废水，举例如生活废水、工业废水(化学、制药、造纸、饮料、炼油、半导体、电子等)、畜业废水等。
可以对废水预先除去粗大的浮游物、土砂等，调整其pH，稀释。
(步骤(a))
步骤(b)中经过处理的废水，也可以预先在标准活性污泥处理装置20中进行处理。
步骤(a)中，首先将储存在原水槽(省略图示)中的废水经由废水通道50供给至标准活性污泥处理装置20的活性污泥槽21中。
活性污泥槽21中，使送风机23运作，由散气管22引入空气，通过向活性污泥中的微生物供给氧从而进行废水的生物处理。
接着，将活性污泥槽21中经过生物处理的活性污泥槽混合水经由活性污泥槽混合水通道53输送至沉淀槽25中。
沉淀槽25中，通过重力沉淀将活性污泥槽混合水固液分离为污泥与上清液。
沉淀槽25的上清液，作为步骤(b)中经过处理的废水，经由上清液通道54被输送到膜分离活性污泥处理装置10中。
另一方面，分离出的剩余污泥经由剩余污泥通道55被排出。另外，因为剩余污泥中包含微生物，所以剩余污泥的一部分可以经由返送污泥通道56返送至活性污泥槽21中，再次用于废水的生物处理。
(步骤(b))
废水处理方法不具有步骤(a)时，将储存在原水槽(省略图示)中的废水经由废水通道50供给至膜分离活性污泥处理装置10的膜分离槽11中。
废水处理方法具有步骤(a)时，将步骤(a)中经过处理的废水(上清液)经由上清液通道54供给至膜分离活性污泥处理装置10的膜分离槽11中。
膜分离槽11中，使送风机13运作，由散气管12引入空气，通过向活性污泥中的微生物供给氧从而进行废水的生物处理。
此外，膜分离槽11中，通过使抽气泵18运作对膜组件15内减压，将混合水固液分离为污泥与处理水(渗透水)。此时，通过散气管12将空气导入到膜组件15中，可以边洗涤膜组件15的分离膜(例如中空丝膜等)的表面，边高效地进行固液分离。
步骤(b)中，通过凝集剂添加装置16在膜分离槽11中添加凝集剂对废水进行处理。
凝集剂的添加量，只要是能够凝集废水中的有机物(特别是难分解性物质)的量就没有特别限制。
步骤(b)中，优选处理废水使透过膜组件15的分离膜处理水(渗透水)的BOD5/CODcr为0.3以下，更优选处理废水使透过膜组件15的分离膜处理水(渗透水)的BOD5/CODcr为0.3以下且SS浓度为25mg/L以下。
分离膜处理水的BOD5/CODcr如果在0.3以下，步骤(c)中生物处理后的生物膜处理水中的难分解性物质的浓度(CODcr-BOD5)更加减小。因此，可以得到更高水质的处理水。而且步骤(d)中对生物膜处理水进行过滤处理时，更能够抑制反渗透膜或纳米过滤膜这样的过滤膜的膜阻塞。
分离膜处理水的SS浓度如果在25mg/L以下，步骤(c)中的生物处理可以更顺利的进行。特别是，步骤(c)中通过生物活性炭处理法进行生物处理时，分离膜处理水的SS浓度如果在25mg/L以下，可以抑制活性炭的堵塞，所以生物处理可以更加顺利地进行。
分离膜处理水的BOD5/CODcr以及SS浓度，可以通过膜分离槽11中的滞留时间或者凝集剂的添加量来进行调整。例如，膜分离槽11中的滞留时间越长，且凝集剂的添加量越多，则分离膜处理水的BOD5/CODcr以及SS浓度越有变小的倾向。此外，即使在步骤(b)之前进行步骤(a)，分离膜处理水的BOD5/CODcr也有变小的倾向。
另外，“CODcr”为重铬酸钾的耗氧量，根据JIS K 0102进行测定。
另外，“BOD5”为5天的生化需氧量，根据JIS K 0102进行测定。
另外，“SS浓度”为水中的浮游物质的浓度，根据JIS K 0102进行测定。
作为步骤(b)中所使用的凝集剂没有特别限制，优选高分子凝集剂。高分子凝集剂具有通过使微小凝块交联形成粗大凝块的作用。此外，高分子凝集剂，根据凝集剂具有的吸附活性基团，有非离子系、阴离子系以及阳离子系等。特别是从处理效率方面出发，作为步骤(b)中所使用的凝集剂，优选具有下述式(1)以及/或者(2)所示的脒结构单元的阳离子性聚合体作为其有效成分而含有的脒系凝集剂。
另外，本发明中“有效成分”意味着100质量％凝集剂中的阳离子性聚合体的含量，通常优选含有10～100质量％。
[化1]
式(1)、(2)中，R1～R4分别为氢原子或者甲基，可以相同或者不同。
X－、Y－分别为阴离子，可以相同或者不同。作为阴离子，举例如Cl－、BR－、1/2SO4 2 －、CH3(CO)O－、H(CO)O－等。其中优选Cl－。
作为这样的阳离子性聚合体的制造方法没有特别限制，举例如下述方法，制造具有伯胺基或者能够通过转换反应生成伯胺基的取代氨基的乙烯性不饱和单体与丙烯腈或者甲基丙烯腈的腈类的共聚物，酸水解后，使该共聚物中的氰基与伯胺基反应而脒化的方法。
阳离子性聚合体，优选通过最典型的下述方法制造，令N-乙烯基甲酰胺和丙烯腈共聚，通常在水悬浮液盐酸的存在下加热生成的共聚物，由与取代氨基相邻接的氰基形成脒结构单元而制造。这样的话，根据用于共聚的N-乙烯基甲酰胺与丙烯腈的摩尔比，以及所选的共聚物的脒化条件可以得到各种组成的阳离子性聚合体。
对于阳离子性聚合体，该阳离子性聚合体100摩尔％中，优选含有5～90摩尔％上述式(1)以及/或者(2)所表示的脒结构单元作为重复单元。脒结构单元的含有率不足5摩尔％时，因为脒结构单元的含量太少，当该阳离子性聚合体作为凝集剂使用时，其使用量会变多。另一方面，脒结构单元的含有率超过90摩尔％的阳离子性聚合体，难以通过上述方法中制造。脒结构单元的含有率的下限值，更优选在10摩尔％以上，进一步地优选15摩尔％以上，特别优选20摩尔％以上。此外，脒结构单元的含有率的上限值，更优选85摩尔％以下，进一步地优选80摩尔％以下。
另外，阳离子性聚合体通过上述方法制造时，除所述脒结构单元之外，有时还含有下述式(3)～(5)所表示的单元。
[化2]
式(3)～(5)中，R5、R7、R8分别为氢原子或者甲基，可以相同或者不同。
R6是碳原子数1～4的烷基或者氢原子。
Z－是阴离子。作为阴离子，与前面在上述式(1)、(2)的说明中示例过的阴离子相同。
阳离子性聚合体含有上述式(3)～(5)所表示的单元时，通常，该阳离子性聚合体100摩尔％中，含有上述式(3)所表示的重复单元0～40摩尔％，上述式(4)所表示的重复单元0～70摩尔％，上述式(5)所表示的重复单元0～70摩尔％。
上述式(1)以及/或者(2)所表示的脒结构单元，以及上述式(3)～(5)所表示的单元的组成，可以通过乙烯性不饱和单体与腈类的聚合摩尔比，或脒化反应的条件(温度或时间)来调整。
此外，这些组成可以通过测定阳离子性聚合体的13C-NMR(13C-核磁共振)来求出，具体地，通过与各重复单元相对应的13C-NMR光谱的峰(信号)的积分值来算出。
(步骤(c))
透过膜组件15的膜分离处理水(渗透水)，经由膜分离处理水通道51供给至生物膜处理装置70中。
生物膜槽71中，使送风机73运作，由散气管72引入空气，通过向附着在担体上的微生物供氧来进行膜分离处理水的生物处理。通过该生物处理，膜分离处理水中的凝集剂或难分解性物质等有机物被微生物分解。
从难分解性物质或凝集剂的分解优异这点考虑，优选使用生物活性炭处理装置作为生物膜处理装置70通过生物活性炭处理法对膜分离处理水进行生物处理。
(步骤(d))
步骤(c)中，虽然生物膜槽71中经过生物处理的生物膜处理水可以直接地排放到外部，但是优选经由生物膜处理水通道62输送至过滤装置30，通过反渗透膜或者纳米过滤膜进行过滤处理。
过滤装置30中，透过反渗透膜或者纳米过滤膜的处理水成为纯净水，通过纯净水通道58被排出。另一方面，没有透过反渗透膜或者纳米过滤膜的处理水成为浓缩水，通过浓缩水通道59被排出。
(步骤(e))
步骤(d)中，没有透过反渗透膜或者纳米过滤膜的处理水(浓缩水)虽然可以直接排放到外部，但是优选经由浓缩水通道59输送至蒸发浓缩装置40，进行浓缩处理。
蒸发浓缩装置40中，送至蒸发器41中的浓缩水，被省略图示的传热器加热后蒸发，成为水蒸气。水蒸气被省略图示的冷却器冷却后凝结，成为凝结水，通过凝结水通道60被排出。蒸发器41中被浓缩的浓缩水作为浓缩废水通过浓缩废水通道61被排出。
蒸发浓缩装置40中对浓缩水进行浓缩处理时，为了防止蒸发浓缩装置40的腐蚀，可以在浓缩水中添加氢氧化钠等碱。
虽然浓缩废水可以直接排出到外部，但是通常将其干燥后以固体物质的状态被排出。
(作用效果)
上述所说明的本发明的废水处理方法以及废水处理装置中，通过MBR添加凝集剂处理废水后，通过生物膜法对MBR中经过固液分离的膜分离处理水做进一步处理。因此，即使因过量添加凝集剂或污泥的量少于凝集剂的量从而凝集剂在膜分离处理水中残存，通过生物膜法可以将凝集剂从膜分离处理水中除去。此外，生物膜法还可以将MBR中分解困难的难分解性物质等有机物除去。因此，生物膜法中经过处理的生物膜处理水，其BOD5、CODcr、难分解性物质的浓度(CODcr-BOD5)低，可以得到高水质的处理水。
而且，因为通过生物膜法可以除去凝集剂或难分解性物质，所以即使通过反渗透膜或纳米过滤膜等对生物膜处理水进行过滤处理时，也可以抑制过滤膜的膜阻塞。
[实施例]
以下，根据实施例对本发明作更具体的说明，但是本发明并不限定于此。
(凝集剂)
作为凝集剂，使用聚脒系高分子凝集剂(三菱丽阳株式会社制，“KP7000”)。
〔例1～5〕
作为含有难分解性物质的废水，使用从焦炭制造工序中排出的废水。已知从焦炭制造工序中排出的废水(焦炭废水)含有腐殖物质等，含有较多的一般生物处理困难的难分解性物质。
本例中使用的废水的CODcr为3500mg/L，BOD5为500mg/L。因此，废水中的难分解性物质的浓度(CODcr－BOD5)为3000mg/L，BOD5/CODcr为0.14。另外，CODcr及BOD5是根据JIS K 0102测定的。
＜按照膜分离活性污泥法进行的处理＞
(膜分离处理水(I)的配制)
通过膜分离活性污泥法(MBR)处理废水，所述膜分离活性污泥法中使用MLSS浓度调整为8000mg/L的活性污泥与中空丝膜(三菱丽阳株式会社制，“ステラポアSADF”)，得到膜分离处理水(I)。处理中，从中空丝膜的下方曝气设定为好氧条件，水力学的滞留时间为24小时。
根据JIS K 0102测定得到的膜分离处理水(I)的CODcr以及BOD5，CODcr为2000mg/L，BOD5为50mg/L，难分解性物质的浓度(CODcr-BOD5)为1950mg/L。
(膜分离处理水(II)的配制)
除了向废水中连续添加凝集剂直至500mg/L之外，与膜分离处理水(I)的配制相同的条件下处理废水，得到膜分离处理水(II)。
根据JIS K 0102测定得到的膜分离处理水(II)的CODcr以及BOD5，CODcr为1500mg/L，BOD5为50mg/L，难分解性物质的浓度(CODcr-BOD5)为1450mg/L。
＜按照生物膜法进行的处理＞
膜分离处理水(II)(CODcr＝1500mg/L、BOD5＝50mg/L、CODcr－BOD5＝1450mg/L)，生活废水(CODcr＝500mg/L、BOD5＝425mg/L、CODcr－BOD5＝75mg/L、BOD5/CODcr＝0.85)与纯水混合作为混合原水。膜分离处理水(II)、生活废水、以及纯水的混合比例为使混合原水中的CODcr、BOD5/CODcr、以及SS浓度为表1所示的值相对应的值。混合原水中的BOD5以及CODcr－BOD5也一并在表1中显示。另外，SS浓度根据JIS K 0102进行测定。
边使填充了200mL活性炭(三菱丽阳株式会社制，“ダイヤマルスSAC”，有效间隙率75％)的色谱柱(直径50mm，长度20cm)内曝气，边在空间速度SV＝0.042/hr的条件下对混合原水进行进水。另外，填充了上述活性炭的色谱柱，预先边使膜分离处理(I)曝气边在0.021/hr的条件下进水1个月，使微生物在活性炭表面上附着并增殖，对其进行充分的培养使其成为微生物活性炭(微生物附着担体)。
采取从进水开始到经过240小时后的处理水(生物膜处理水)，测定CODcr以及BOD5，求出生物膜处理水中难分解性物质的浓度(CODcr-BOD5)。结果在表1中显示。
另外，例1～5相当于实施例。
[表1]
表1的结果明确显示，通过生物膜法对混合原水进行处理，可以除去混合原水中包含的难分解性物质。特别是，使用BOD5/CODcr在0.3以下的混合原水时(例1～3)，可以大幅除去难分解性物质。这意味着，BOD5/CODcr高，混合原水中的易分解性物质的比例大，通过生物膜法对BOD5/CODcr高的混合原水进行处理时，容易优先分解易分解性物质。因此认为其与通过生物膜法对BOD5/CODcr低的混合原水进行处理时相比，生物膜处理水中的难分解性物质的浓度变高。
由该结果得知，通过MBR添加凝集剂处理废水后，通过生物膜法进一步地处理处理水(膜分离处理水)，可以将凝集剂或难分解性物质等有机物从膜分离处理水中除去，得到高水质的处理水(生物膜处理水)。
一般地，对易分解性物质与难分解性物质混合存在的废水进行生物处理的情况下，有分解易分解性物质的微生物优先增殖，分解难分解性物质的细菌的增殖有被抑制的倾向。根据本发明，对相对含有较多的难分解性物质的污水进行生物处理时，分解易分解物质的微生物没有优先增殖，分解难分解性物质的细菌稳定地增殖，由此可以稳定地处理难分解性物质。
特别是如果膜分离处理水的BOD5/CODcr在0.3以下，则难分解性物质被大幅除去，可以得到更高水质的处理水。此外，即使通过反渗透膜或纳米过滤膜等对得到的生物膜处理水进行过滤处理，过滤膜的膜阻塞也更容易被抑制。
〔例6～10〕
膜分离处理水(II)(CODcr＝1500mg/L、BOD5＝50mg/L、CODcr－BOD5＝1450mg/L)、生活废水(CODcr＝500mg/L、BOD5＝425mg/L、CODcr－BOD5＝75mg/L、BOD5/CODcr＝0.85)与纯水混合，作为混合原水。膜分离处理水(II)、生活废水、以及纯水的混合比例是使混合原水中的CODcr为500mg/L、BOD5为100mg/L的值。进一步地添加活性污泥使得混合原水的SS浓度成为如表2所示的值。
边使填充了200mL活性炭(三菱丽阳株式会社制，“ダイヤマルスSAC”，有效间隙率75％)的色谱柱(直径50mm，长度20cm)内曝气，边在空间速度SV＝0.042/hr的条件下对混合原水进行进水。另外，填充了上述活性炭的色谱柱，预先边使膜分离处理水(I)曝气边在0.021/hr的条件下进水1个月，使微生物在活性炭表面上附着并增殖，对其进行充分的培养使其成为微生物活性炭(微生物附着担体)
测定色谱柱内的活性炭上表面到水面的距离作为色谱柱中使用的压力。测定该距离到达20cm时的时间。结果在表2中显示。
另外，例6～10相当于实施例。
[表2]
色谱柱中使用的压力变大时，意味着产生了活性炭的堵塞，通常需要反向清洗等操作。色谱柱内的活性炭的上表面至水面的距离到达20cm时的时间越长，则意味着活性炭没有堵塞、按照生物膜法进行的混合原水的处理顺利地进行。
如表2的结果明确显示，各例之中，通过生物膜法可以对混合原水顺利地进行7小时以上的处理。特别是使用SS浓度在25mg/L以下的混合原水的情况下(例6、7)，即使经过240小时，活性炭也没有堵塞，可以通过生物膜法对混合原水稳定地进行处理。
由该结果得知，通过MBR添加凝集剂处理废水后，通过生物膜法进一步地处理处理水(膜分离处理水)，膜分离处理水的SS浓度如果在25mg/L以下时，可以有效的抑制活性炭的堵塞，顺利地处理膜分离处理水。
Claims (10)
1.一种废水处理方法，所述方法通过膜分离活性污泥法在槽内添加凝集剂并处理废水之后，通过生物膜法对经所述膜分离活性污泥法固液分离的膜分离处理水进行进一步处理，所述膜分离活性污泥法中，活性污泥中的微生物的生物处理与分离膜的固液分离处理在同一所述槽内进行，所述生物膜法中，通过附着在担体上的微生物进行生物处理。
2.根据权利要求1所述的废水处理方法，所述膜分离处理水的BOD5/CODcr在0.3以下。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理方法，所述生物膜法为生物活性炭处理法。
4.一种废水处理方法，使用反渗透膜或者纳米过滤膜过滤处理通过权利要求1～3的任一项中所述的废水处理方法得到的生物膜处理水。
5.根据权利要求4所述的废水处理方法，对通过所述过滤处理产生的浓缩水进行浓缩处理。
6.一种废水处理装置，其具备膜分离活性污泥处理装置与生物膜处理装置，
所述膜分离活性污泥处理装置中，活性污泥中的微生物进行的废水的生物处理与分离膜的固液分离处理在同一槽内进行，
所述生物膜处理装置中，通过附着在担体上的微生物对在所述膜分离活性污泥处理装置中被固液分离的膜分离处理水进行生物处理，
所述膜分离活性污泥处理装置具有向所述槽中添加凝集剂的凝集剂添加装置。
7.根据权利要求6中所述的废水处理装置，所述膜分离处理水的BOD5/CODcr在0.3以下。
8.根据权利要求6或7所述的废水处理装置，所述生物膜处理装置为生物活性炭处理装置。
9.根据权利要求6～8的任一项所述的废水处理装置，所述废水处理装置还具备反渗透膜过滤装置或纳米过滤膜过滤装置，所述反渗透膜过滤装置或纳米过滤膜过滤装置对在生物膜处理装置中经过处理的生物膜处理水进行过滤处理。
10.根据权利要求9所述的废水处理装置，所述废水处理装置还具备蒸发浓缩装置，所述蒸发浓缩装置对经过所述反渗透膜过滤装置或者纳米过滤膜过滤装置产生的浓缩水进行浓缩处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Within Japan Tokyo Chiyoda pill 1 chome No. 1 Applicant after: MITSUBISHI CHEMICAL Corp. Address before: Within Japan Tokyo Chiyoda pill 1 chome No. 1 Applicant before: MITSUBISHI RAYON Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20190917 |