JP2004261729A - Water treatment system, and water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理システムおよび水処理方法に関し、特に、食品工場、アルコール工場、畜産施設等からの排出される、窒素、リンを高濃度に含む排水を処理するための水処理システムおよび水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
排水中に含まれるアンモニア性窒素(NH4 −N)を除去する方法としては、(i)排水をpH10以上のアルカリ性にして瀑気し、アンモニア性窒素をアンモニアガスとして放出するエアストリッピング法、(ii)塩素ガスの酸化力でアンモニア性窒素を窒素ガスに酸化する塩素注入法、(iii)無機イオン交換体にアンモニア性窒素を吸着させるイオン交換吸着法、(iv)亜硝化菌、硝化菌によりNH4 +をNO2 −、NO3 −に酸化(硝化)し、さらに脱窒菌により窒素ガスとする生物学的硝化脱窒法、などがこれまでに提案されている。
【0003】
しかしながら、上述したアンモニア性窒素の除去方法のうち、(i)エアストリッピング法および(ii)塩素注入法は、使用する薬品の量が多く、処理コストが高くなるという問題を有していた。また、(ii)塩素注入法は、処理水中の残留塩素の問題も有していた。
【0004】
(iii)イオン交換吸着法は、処理時間の短さから近年、開発が進められており、ゼオライトによるアンモニア性窒素の選択的吸着性に着目した方法が、いくつか開示されている。
特開平6−269776号公報には、排水中のアンモニア性窒素を、吸着処理槽内のゼオライトに吸着させる方法が開示されている。しかしながら、この方法では、ゼオライト自身のアンモニア吸着容量が非常に少ないため、処理能力が不十分であるという問題があった。
【0005】
特開平11−239785号公報には、ゼオライトのナトリウムイオン、カリウムイオンの一部をマグネシウムイオンで置換した置換ゼオライトを用いる方法が開示されている。この方法によれば、排水中のアンモニウムイオン濃度が30mg/L以下の濃度であれば、安定した処理が可能である。しかしながら、アンモニウムイオン濃度が30mg/Lを超える、特に1000mg/L以上となると、置換ゼオライト単位質量あたりに吸着されたアンモニウムイオンが少ない状態で吸着平衡に達してしまうため、置換ゼオライトが本来有する吸着容量を効率よく使うことができず、置換ゼオライトの投入量が増え、処理コストが高くなるという問題があった。
【0006】
これに対して、(iv)生物学的硝化脱窒法は、処理コストが安いため広く普及している。しかしながら、この方法では、排水の水温が15℃以下になると、生物活性が低下し、処理能力が低下するするため、処理時間を延ばす必要があった。このように、(iv)生物学的硝化脱窒法は、その処理能力が温度に依存するため、安定した処理が難しいという問題があった。
【0007】
【特許文献1】
特開平6−269776号公報(第2−5頁)
【特許文献2】
特開平11−239785号公報(第2−6頁)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、水温によって処理能力が大きく変動することなく、低コストで被処理水中の対象物質を除去できる水処理システムおよび水処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の水処理システムは、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理手段と、吸着処理手段で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理手段と、吸着処理手段の被処理水に吸着剤を投入する吸着剤投入手段と、生物処理手段における生物処理の能力を検知する能力検知手段と、能力検知手段で検知された生物処理の能力に応じて吸着剤の投入量を調整する投入量調整手段とを具備することを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の水処理システムは、前記吸着処理手段を2段以上具備し、さらに、後段側の吸着処理手段で使用した吸着剤を前段側の吸着処理手段に移送する吸着剤移送手段を具備するものであることが望ましい。
また、本発明の水処理システムにおいては、前記能力検知手段は、温度センサであることが望ましい。
【0011】
また、本発明の水処理方法は、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理工程と、吸着処理工程で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理工程とを有し、吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の量を、生物処理工程における生物処理の能力に応じて調整することを特徴とする。
【0012】
また、本発明の水処理方法は、前記吸着処理工程を2工程以上有し、後工程側の吸着処理工程で使用した吸着剤を前工程側の吸着処理工程で再使用することが望ましい。
また、本発明の水処理方法においては、前記生物処理の能力を、生物処理工程における被処理水の温度から見積ることが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
(形態例1)
図1は、本発明の水処理システムの一形態例を示す概略構成図である。この水処理システムは、被処理水の流入水量、pH等を調整する調整槽10と、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12(吸着処理手段)と、吸着処理装置で処理された被処理水を生物学的に処理する接触酸化装置13(生物処理手段)と、接触酸化装置13で処理された被処理水の固液分離を行う加圧浮上分離装置14と、第2の吸着処理装置12の被処理水に吸着剤を投入する吸着剤投入装置15(吸着剤投入手段)と、第2の吸着処理装置12の被処理水に凝集剤を投入する凝集剤投入装置16と、第2の吸着処理装置12で使用した吸着剤を第1の吸着処理装置11に移送する吸着剤移送装置17(吸着剤移送手段)と、第1の吸着処理装置11で使用した吸着剤を回収する吸着剤回収装置18と、吸着剤回収装置18で回収された吸着剤を脱水処理する吸着剤脱水装置19と、接触酸化装置13における被処理水の水温を測定する温度センサ20(能力検知手段)と、温度センサ20で測定された水温に応じて、吸着剤投入装置15からの吸着剤の投入量、吸着剤移送装置17による吸着剤の移送量、吸着剤回収装置18による吸着剤の回収量等を調整する制御装置21(投入量調整手段)と、調整槽10から第1の吸着処理装置11へ被処理水を送液する被処理水供給装置22とを具備して概略構成されるものである。
【0014】
第1の吸着処理装置11は、被処理水と吸着剤とを接触させる部分と吸着剤を沈降分離させる部分とを有する吸着処理槽23と、吸着処理槽23内の被処理水を攪拌する攪拌装置24とを備えたものである。
同様に、第2の吸着処理装置12は、吸着処理槽25と、攪拌装置26とを備えたものであり、第1の吸着処理装置11で処理された被処理水が重力によって第2の吸着処理装置12へと流れるように、第1の吸着処理装置11よりも低い位置に設置されているものである。
【0015】
接触酸化装置13は、接触酸化槽27と、この中に配置された、好気性微生物(汚泥)を付着させる接触材28と、接触酸化槽27に空気を供給するブロアポンプ29と、接触材28の下方に配置され、ブロアポンプ29からの空気を接触酸化槽27内に散気する散気管30とを備えたものである。
加圧浮上分離装置14は、加圧によって被処理水内に発生した微細な気泡により被処理水内の汚泥を浮上させ、被処理水を汚泥および処理水に分離するものであり、固液分離槽31と、固液分離槽31内の被処理水を加圧する、加圧タンク、加圧ポンプ等の加圧手段(図示略)と、浮上した汚泥を掻き取る、スクレーパー等の掻き取り手段32とを備えたものである。
【0016】
吸着剤投入装置15は、複数の吸着処理装置のうち最後段の吸着処理装置へ吸着剤を投入するものであり、吸着剤を貯留する貯留容器(図示略)と、吸着剤を第2の吸着処理装置12へ投入するための投入口(図示略)と、投入口に設けられた、吸着剤の投入速度(時間あたりの投入量)を調整する調整機構(図示略)とを備えたものである。
同様に、凝集剤投入装置16は、複数の吸着処理装置のうち最後段の吸着処理装置へ凝集剤を投入するものであり、凝集剤を貯留する貯留容器(図示略)と、凝集剤を第2の吸着処理装置12へ投入するための投入口(図示略)と、投入口に設けられた、凝集剤の投入速度(時間あたりの投入量)を調整する調整機構(図示略)とを備えたものである。
【0017】
吸着剤移送装置17は、第2の吸着処理装置12の吸着処理槽25の底に、凝集剤によって凝集、沈降した吸着剤33を若干の被処理水とともに回収し、第1の吸着処理装置11に供給するものである。吸着剤移送装置17としては、例えば、スクリューポンプ、スネークポンプ、ギアポンプ、カスケードポンプ、チューブポンプなどの中から、吸着剤33の粘性、濃度、量などに応じて適宜選択して用いることができる。
吸着剤回収装置18は、第1の吸着処理装置11の吸着処理槽23の底に沈降した吸着剤34を若干の被処理水とともに回収し、吸着剤脱水装置19に移送するものである。吸着剤回収装置18としては、例えば、スクリューポンプ、スネークポンプ、ギアポンプ、カスケードポンプ、チューブポンプなどの中から、吸着剤34の粘性、濃度、量などに応じて適宜選択して用いることができる。
【0018】
吸着剤脱水装置19は、第1の吸着処理装置11から回収された吸着剤から水を脱水し、脱水による排水を調整槽10に戻し、脱水された吸着剤を得るものである。吸着剤脱水装置19としては、ロール脱水方式の脱水機、加圧脱水方式の脱水機、真空脱水方式の脱水機などを用いることができる。
温度センサ20は、接触酸化装置13における生物処理の能力の尺度の一つである、接触酸化装置13における被処理水の温度を測定するものである。
被処理水供給装置22は、調整槽10から第1の吸着処理装置11へ被処理水を送液する送液ポンプであり、被処理水供給装置22としては、例えばマグネットポンプ、渦巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ、水中ポンプ、スクリューポンプ、スネークポンプ、ギアポンプ、カスケードポンプ、チューブポンプなどを用いることができる。
【0019】
制御装置21は、処理部(図示略)と、インターフェース部(図示略)とを具備して概略構成され、温度センサ20で測定された水温に応じて、吸着剤投入装置15からの吸着剤の投入量、吸着剤移送装置17による吸着剤の移送量、吸着剤回収装置18による吸着剤の回収量等を調整するものである。
【0020】
処理部は、温度センサ20からの温度情報と、被処理水の各水温における接触酸化装置13の処理能力の測定結果に基づく水温−処理能力関係式とから、接触酸化装置13の処理能力を見積り、そして、吸着剤投入装置15からの吸着剤の投入量(投入速度)、吸着剤移送装置17による吸着剤の移送量(移送速度)、吸着剤回収装置18による吸着剤の回収量(回収速度)等を決定し、調整するものである。
インターフェイス部は、吸着剤投入装置15、吸着剤移送装置17、吸着剤回収装置18、温度センサ20等と、処理部との間を電気的に接続するものである。
【0021】
なお、この処理部は専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、また、この処理部はメモリおよび中央演算装置(CPU)によって構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、制御装置21には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されるものとする。ここで、入力装置とは、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスのことをいい、表示装置とは、CRTや液晶表示装置のことをいう。
【0022】
次に、図示例の水処理システムを用いた水処理方法について説明する。
この水処理システムの運転開始時には、まず、第2の吸着処理装置12に、吸着剤投入装置15から吸着剤を、凝集剤投入装置16から凝集剤を、それぞれ、第2の吸着処理装置12内に所定量投入する。ついで、調整槽10にて流入水量、pH等が調整された被処理水を被処理水供給装置22によって第1の吸着処理装置11に供給し、第1の吸着処理装置11から溢れた被処理水を、第1の吸着処理装置11と第2の吸着処理装置12との高低差を利用して、第2の吸着処理装置12に供給する。
【0023】
ついで、第2の吸着処理装置12に備えられた攪拌装置26を作動させて、被処理水と吸着剤とを第2の吸着処理装置12内で接触させ、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる。第2の吸着処理装置12において所定時間、吸着処理を行った後、吸着剤移送装置17を作動させ、第2の吸着処理装置12の吸着処理槽25の底に、凝集剤によって凝集、沈降した吸着剤33を若干の被処理水とともに回収し、所定量の吸着剤を第1の吸着処理装置11に供給し、第1の吸着処理装置11に備えられた攪拌装置24を作動させて、被処理水と吸着剤とを第1の吸着処理装置11内で接触させ、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる。
【0024】
第1の吸着処理装置11において所定時間、吸着処理を行った後、調整槽10の被処理水を被処理水供給装置22によって第1の吸着処理装置11に所定の供給速度で連続的に供給し、連続運転を開始する。連続運転の際には、吸着剤投入装置15から吸着剤を、凝集剤投入装置16から凝集剤を、それぞれ吸着処理装置12内に所定の投入速度で連続的に供給し、かつ第2の吸着処理装置12から吸着剤を吸着剤移送装置17によって回収し、回収した吸着剤を所定の移送速度で第1の吸着処理装置11に供給する。また、第1の吸着処理装置11から吸着剤を吸着剤回収装置18によって所定の回収速度で回収する。ここで、吸着処理装置からの吸着剤の回収は、被処理水の混入量を極力減らすために、断続的に行うことが好ましい。第1の吸着処理装置11から回収された吸着剤を、吸着剤脱水装置19にて脱水し、排水を調整槽10に戻し、脱水された吸着剤を得る。脱水された吸着剤は、再利用または廃棄される。
【0025】
連続運転の間、被処理水供給装置22によって調整槽10から第1の吸着処理装置11に連続的に供給された被処理水は、まず、第1の吸着処理装置11において吸着剤と接触し、被処理水中の対象物質が吸着剤に吸着される。吸着処理された被処理水は、第1の吸着処理装置11から溢れ、第1の吸着処理装置11と第2の吸着処理装置12との高低差によって第2の吸着処理装置12に供給され、第2の吸着処理装置12において吸着剤と接触し、被処理水中の対象物質が吸着剤に吸着される。
【0026】
第2の吸着処理装置12において吸着処理された被処理水は、第2の吸着処理装置12から溢れ、第2の吸着処理装置12と接触酸化装置13との高低差によって接触酸化装置13に供給され、接触酸化装置13において生物学的に処理される。具体的には、好気性微生物(汚泥)が付着した接触材28にブロアポンプ29からの空気を散気管30から散気して、空気の存在下、好気性微生物によって対象物質を酸化、分解する。接触酸化装置13において酸化処理された被処理水は、加圧浮上分離装置14に供給され、汚泥および処理水に分離される。
【0027】
吸着剤としては、対象物質が、アンモニア性窒素等の窒素化合物、色素、臭気物質などの場合は、合成ゼオライト、天然ゼオライト、人工ゼオライト等を用いることができる。また、対象物質が、リン化合物の場合は、無機凝集剤、酸化チタン、流用活性アルミナ、ケイ酸チタニウム等を用いることができる。
吸着剤は、粒径が小さいほど表面積が増加するので、平均粒径が0.01〜50μmのものが好ましい。後述の膜分離装置を用いて固液分離を行う場合は、膜の孔径の範囲(膜の透過流速と菌などの阻止性との兼ね合い)から、0.2〜10μmの範囲が好ましく、一般的な沈降により固液分離を行う場合は、沈降性、攪拌による旋回性の点から、1〜20μmの範囲が好ましい。
【0028】
吸着剤の投入量(投入速度)は、吸着剤の吸着能、吸着処理後の被処理水に含まれる対象物質の目標濃度、水処理システムで得られる処理水に含まれる対象物質の目標濃度、生物処理手段の処理能力等によって適宜決定される。
本発明においては、特に生物処理手段の処理能力に応じて吸着剤の投入量(投入速度)を調整することに特徴がある。具体的には、制御装置21において、温度センサ20からの温度情報と、被処理水の各水温における接触酸化装置13の処理能力の測定結果に基づく水温−処理能力関係式とから、接触酸化装置13の処理能力を見積り、そして、制御装置21によって、吸着剤投入装置15からの吸着剤の投入量(投入速度)、吸着剤移送装置17による吸着剤の移送量(移送速度)、吸着剤回収装置18による吸着剤の回収量(回収速度)等を決定し、調整する。
【0029】
例えば、被処理水の水温が20℃の場合に吸着処理および生物処理による対象物質の目標除去率(目標水質)を達成するための吸着剤の投入量(投入速度)を、運転開始時に初期投入量として設定しておく。連続運転中に水温が20℃より下がった場合、生物活性の低下に伴う接触酸化装置13の処理能力の低下の度合いに合わせて、吸着剤の投入量(投入速度)を増やし、被処理水の時間あたりの吸着処理量(調整槽10からの被処理水の供給速度)に対する吸着剤の量を増やす。一方、水温が20℃より上がった場合、生物活性の上昇に伴う接触酸化装置13の処理能力の増加の度合いに合わせて、吸着剤の投入量(投入速度)を減らし、被処理水の時間あたりの吸着処理量(調整槽10からの被処理水の供給速度)に対する吸着剤の量を減らす。なお、吸着剤投入装置15からの吸着剤の投入量(投入速度)の変化に合わせて、吸着剤移送装置17による吸着剤の移送量(移送速度)および吸着剤回収装置18による吸着剤の回収量(回収速度)を調整する必要があることは無論である。
【0030】
吸着剤を凝集させるための凝集剤としては、無機凝集剤、有機高分子凝集剤、凝集助剤を用いることができる。中でも、使用済みのゼオライトを土壌に還元することが可能であり、廃棄物が発生しないことから、鉄系の無機凝集剤が好適である。
凝集剤の投入量(投入速度)は、無機凝集剤の場合、吸着剤であるゼオライトの沈降性、被処理水中のリン濃度、水処理システムで得られる処理水に含まれるリンの目標濃度等の条件によって、適宜決定すればよい。
有機高分子凝集剤は、無機凝集剤と併用することが好ましく、その投入量は無機凝集剤の場合と同様に適宜決定すればよい。
【0031】
第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12における、被処理水の滞留時間は、被処理水中の対象物質の濃度、吸着剤の種類、量などの条件に応じて適宜決定すればよい。この滞留時間は、被処理水供給装置22による第1の吸着処理装置11への被処理水の供給速度を調整することにより、調節することができる。
また、接触酸化装置13における被処理水の滞留時間は、被処理水中の対象物質の濃度、接触酸化槽27の容積などの条件に応じて適宜決定すればよい。
【0032】
以上説明した水処理システムにあっては、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理装置と、吸着処理された被処理水を生物学的に処理する接触酸化装置13とを併用しているので、吸着処理装置における吸着剤の使用量を吸着処理装置単独の場合に比べて低減することができる。
また、吸着処理装置と接触酸化装置13とを併用し、かつ吸着処理装置内の被処理水に投入する吸着剤の量を接触酸化装置13の生物処理の能力に応じて調整する制御装置21を設けているので、水温低下による生物処理の能力の低下を吸着処理装置で補うことができる。また、水温上昇によって生物処理の能力が向上した場合は、吸着処理装置における吸着剤の量を減らすことができる。
また、接触酸化装置13を用いているので、吸着処理装置単独の場合では除去できなかった有機性物質も除去することができる。
このような水処理システムにあっては、良質な処理水を年間を通して安定的に低コストで得ることができる。
【0033】
また、第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12を具備し、第2の吸着処理装置12で使用した吸着剤を第1の吸着処理装置11に移送する吸着剤移送装置17を具備しているので、以下の理由から、吸着剤の効率的な使用が可能である。すなわち、吸着剤であるゼオライトは、アンモニウムイオンの濃度が低い方が、吸着剤単位質量あたりのアンモニウムイオンの吸着量が多くなる傾向がある。よって、アンモニウムイオン濃度が比較的低い第2の吸着処理装置12においてフレッシュな吸着剤を用いた方がアンモニウムイオンの吸着効率がよい。第2の吸着処理装置12において使用された吸着剤の吸着能は、飽和に達していないので、これを第1の吸着処理装置11にて再利用することが可能であり、吸着剤をより効率的に使用できる。
【0034】
また、以上説明した水処理方法にあっては、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理工程と、吸着処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理工程とを併用しているので、吸着処理工程における吸着剤の使用量を吸着処理工程単独の場合に比べて低減することができる。
また、吸着処理工程と生物処理工程とを併用し、かつ吸着処理工程において被処理水に投入する吸着剤の量を、生物処理工程の生物処理の能力に応じて調整しているので、水温低下による生物処理の能力の低下を吸着処理工程で補うことができる。また、水温上昇によって生物処理の能力が向上した場合は、吸着処理工程における吸着剤の量を減らすことができる。
また、生物処理工程を有しているので、吸着処理工程単独の場合では除去できなかった有機性物質も除去することができる。
このような水処理方法にあっては、良質な処理水を年間を通して安定的に低コストで得ることができる。
【0035】
(形態例2)
なお、本発明における生物処理手段は、上述の接触酸化法による装置(接触酸化装置13)に限定はされず、標準活性汚泥法、膜分離式活性汚泥法、オキシデーションディチ法(OD法)などの硝化脱窒法による装置を用いることができる。以下、膜分離式活性汚泥法の装置を用いた例について説明する。
【0036】
図2は、本発明の水処理システムの他の形態例を示す概略構成図であり、この水処理システムは、図1の水処理システムにおける接触酸化装置13および加圧浮上分離装置14の代わりに、浸漬型膜分離装置40を設けたものである。
浸漬型膜分離装置40は、被処理水の生物処理および固液分離を行うものであり、膜分離槽41と、この中に配置された中空糸膜モジュール42と、これに接続された吸引ポンプ43と、膜分離槽41に空気を供給するブロアポンプ44と、中空糸膜モジュール42の下方に配置され、ブロアポンプ44からの空気を膜分離槽41内に散気する散気管45とを備えたものである。
中空糸膜モジュール42は、略平行にシート状に配列された複数本の中空糸膜46と、この両端部をその開口を維持したまま支持する2本の集水管47とを備え、集水管47の端部が吸引ポンプ43に接続されたものである。
【0037】
次に、図示例の水処理システムを用いた水処理方法について説明する。
吸着処理工程は、形態例1の水処理システムを用いた場合と同じなので、説明を省略する。
第2の吸着処理装置12において吸着処理された被処理水は、第2の吸着処理装置12から溢れ、第2の吸着処理装置12と浸漬型膜分離装置40との高低差によって浸漬型膜分離装置40に供給され、浸漬型膜分離装置40において生物学的に処理され、固液分離される。具体的には、好気性微生物(汚泥)を含む被処理水にブロアポンプ44からの空気を散気管45から散気して、空気の存在下、好気性微生物によって対象物質を酸化、分解する。これと同時に、吸引ポンプ43を作動させることにより、浸漬型膜分離装置40の被処理水が中空糸膜46を介して吸引され、その膜面で微生物や吸着剤等の固形物が捕らえられ、吸引ポンプ43側から処理水が得られる。
【0038】
(その他の形態)
本発明の水処理システムは、図示例のものに限定はされず、吸着処理手段と、生物処理手段と、吸着剤投入手段と、生物処理手段における生物処理の能力を検知する能力検知手段と、能力検知手段で検知された生物処理の能力に応じて吸着剤の投入量を調整する投入量調整手段とを具備するものであればよい。
例えば、吸着処理手段は、図示例のように2段のものに限定はされず、1段のものであっても、3段以上のものであっても構わない。吸着処理手段は、被処理水の種類、水処理システムで得られる処理水に含まれる対象物質の目標濃度等に応じてその段数を適宜設計すればよい。
【0039】
また、能力検知手段は、図示例のような温度センサ20に限定はされず、能力検知手段として、生物処理手段における処理水のCOD(化学的酸素要求量)やアンモニア性窒素濃度を測定するセンサ等を用いても構わない。容易に生物処理手段における生物処理の能力を検知することができることから、能力検知手段としては、温度センサが好適である。
また、第1の吸着処理装置11から第2の吸着処理装置12への被処理水の送液、および第2の吸着処理装置12から接触酸化装置13または浸漬型膜分離装置40への被処理水の送液は、図示例では、各装置の高低差を利用した重力式で送液しているが、各装置間に送液ポンプを設けて、これで被処理水を送液しても構わない。
【0040】
また、浸漬型膜分離装置40においては、吸引ポンプ43によって被処理水を中空糸膜46を介して吸引し、処理水と固形分とを分離しているが、吸引ポンプ43の代わりに、浸漬型膜分離装置40よりも下方に貯水槽を設け、重力やサイフォン効果を利用して被処理水を中空糸膜46を介して吸引し、この貯水槽に処理水を送液するようにしてもよい。吸引ポンプ43を使用しないことによって、より低コストで処理水を得ることができる。
【0041】
また、膜分離装置を用いる場合、これに用いる分離膜としては、中空糸膜以外に、平膜、管状膜、セラミック膜、金属膜等の各種分離膜を用いることができる。分離膜の材質も、固液分離が可能なものであればよく、高分子、金属、セラミックなどから選ぶことができる。
分離膜の平均孔径は、分離膜の二次側への吸着剤の流入を防ぐために、吸着剤の平均粒径よりも小さいことが好ましく、具体的には、0.01〜5μmが好ましく、0.1〜1.0μmがより好ましい。また、中空糸膜の平均孔径を0.2μm以下とすると、被処理水中の微生物類をほぼ完全に膜面で捕らえることができる。
【0042】
また、本発明の水処理方法においては、吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の量を、制御装置21で自動調整する代わりに、作業者によって調整してもよい。
例えば、生物処理工程における被処理水の水温が15℃以下となった場合、生物活性の低下に伴う生物処理の能力の低下が顕著となるので、吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の投入量を、20℃における投入量に対して増やす。この時の投入量は、20℃における投入量に対して5質量%以上100質量%以下増やすことが好ましい。投入量の増加割合が5質量%未満では、生物処理工程における生物処理の能力の低下を補うことができず、投入量の増加割合が100質量%を超えると、吸着剤のコストが増加するだけではなく、被処理水の粘度が高くなり、送液ポンプ等への負荷が増加し、メンテナンスのコストも増加する。
【0043】
一方、生物処理工程における被処理水の水温が25℃以上となった場合、生物活性の上昇に伴って生物処理の能力が上がるので、吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の投入量を、20℃における投入量に対して減らすことができる。この時の投入量は、20℃における投入量に対して5質量%以上減らすことが好ましい。投入量の削減割合が5質量%未満では、生物活性の上昇のメリットを吸収剤のコスト削減という形で十分に享受できない。
【0044】
【実施例】
以下、具体的な実施例について説明する。
[実施例1]
図2に示す水処理システムを用いて、アンモニウムイオンを含む被処理水を処理した。第1の吸着処理槽23および第2の吸着処理槽25としては、容積が3Lのものを用い、膜分離槽41としては、容積が6Lのものを用いた。
吸着剤としては、アンモニウムイオンを吸着する作用を持つゼオライト(平均粒径4.0μm)を用い、吸着剤を凝集させる凝集剤としては、PFC(ポリ塩化鉄)を用いた。
【0045】
水処理システムの運転条件は以下の通りである。
(1)被処理水中のアンモニウムイオン濃度:100mg/L
(2)被処理水中のリン濃度:10mg/L
(3)被処理水中の細菌:1.2×106 CFU/mL
(4)被処理水の濁度:3
(5)被処理水の水温:20℃
(6)被処理水の第1の吸着処理装置11への供給速度:2L/hr
(7)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12における被処理水の滞留時間:各1.5時間
(8)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12におけるゼオライト濃度:各3000mg/L
(9)吸着剤移送装置17によるゼオライト移送速度:18g/hr
(10)第1の吸着処理装置11からの使用済みゼオライト回収速度:18g/hr
(11)第2の吸着処理装置12へのフレッシュなゼオライトの投入速度:18g/hr
(12)第2の吸着処理装置12へのPFC(ポリ塩化鉄)の投入は、被処理水中のPFC濃度が10ppmとなるように連続的に行った。
(13)浸漬型膜分離装置40における被処理水の滞留時間:3時間
(14)中空糸膜の分画特性:0.1μm
【0046】
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は8.5mg/L、リン濃度は0.8mg/Lであった。また、処理水から細菌は全く検出されなかった。また、処理水の濁度は1であった。このように、図2に示す水処理システムによって、良質な処理水を得ることができた。
【0047】
[実施例2]
被処理水の水温を30℃に変更して実施例1と同様に被処理水を処理した。ゼオライトの投入速度、ゼオライト移送速度およびゼオライト回収速度を、被処理水の水温が20℃の時よりも10%減らした。
(5)被処理水の水温:30℃
(8)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12におけるゼオライト濃度:各2700mg/L
(9)吸着剤移送装置17によるゼオライト移送速度:16.2g/hr
(10)第1の吸着処理装置11からの使用済みゼオライト回収速度:16.2g/hr
(11)第2の吸着処理装置12へのフレッシュなゼオライトの投入速度:16.2g/hr
【0048】
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は9.2mg/L、リン濃度は0.6mg/Lであった。また、処理水から細菌は全く検出されなかった。また、処理水の濁度は1であった。このように、被処理水の水温が20℃の時とほぼ変わらない水質の処理水を得ることができた。
【0049】
[実施例3]
被処理水の水温を13℃に変更して実施例1と同様に被処理水を処理した。ゼオライトの投入速度、ゼオライト移送速度およびゼオライト回収速度を、被処理水の水温が20℃の時よりも20%増やした。
(5)被処理水の水温:13℃
(8)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12におけるゼオライト濃度:各3600mg/L
(9)吸着剤移送装置17によるゼオライト移送速度:21.6g/hr
(10)第1の吸着処理装置11からの使用済みゼオライト回収速度:21.6g/hr
(11)第2の吸着処理装置12へのフレッシュなゼオライトの投入速度:21.6g/hr
【0050】
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は8.5mg/L、リン濃度は0.8mg/Lであった。また、処理水から細菌は全く検出されなかった。また、処理水の濁度は1であった。このように、被処理水の水温が20℃の時とほぼ変わらない水質の処理水を得ることができた。
【0051】
[実施例4]
水処理システムを図1に示すものに変更した以外は、実施例2と同様に被処理水を処理した。接触酸化槽27としては、容積が6Lのものを用いた。ゼオライトの投入速度、ゼオライト移送速度およびゼオライト回収速度を、被処理水の水温が20℃の時よりも15%減らした。
(5)被処理水の水温:30℃
(8)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12におけるゼオライト濃度:各2550mg/L
(9)吸着剤移送装置17によるゼオライト移送速度:15.3g/hr
(10)第1の吸着処理装置11からの使用済みゼオライト回収速度:15.3g/hr
(11)第2の吸着処理装置12へのフレッシュなゼオライトの投入速度:15.3g/hr
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は10.5mg/L、リン濃度は0.8mg/Lであった。
【0052】
[実施例5]
水処理システムを図1に示すものに変更した以外は、実施例3と同様に被処理水を処理した。ゼオライトの投入速度、ゼオライト移送速度およびゼオライト回収速度を、被処理水の水温が20℃の時よりも20%増やした。
(5)被処理水の水温:13℃
(8)第1の吸着処理装置11および第2の吸着処理装置12におけるゼオライト濃度:各3600mg/L
(9)吸着剤移送装置17によるゼオライト移送速度:21.6g/hr
(10)第1の吸着処理装置11からの使用済みゼオライト回収速度:21.6g/hr
(11)第2の吸着処理装置12へのフレッシュなゼオライトの投入速度:21.6g/hr
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は10.0mg/L、リン濃度は0.9mg/Lであった。
【0053】
[比較例1]
被処理水の水温を13℃に変更して実施例1と同様に被処理水を処理した。ただし、ゼオライトの投入速度、ゼオライト移送速度およびゼオライト回収速度を、被処理水の水温が20℃の時と同じにした。
以上の条件で、水処理システムを定常運転し、処理水を得た。処理水のアンモニウム濃度は28.5mg/L、リン濃度は3.8mg/Lであり、処理能力が低下した。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の水処理システムは、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理手段と、吸着処理手段で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理手段と、吸着処理手段の被処理水に吸着剤を投入する吸着剤投入手段と、生物処理手段における生物処理の能力を検知する能力検知手段と、能力検知手段で検知された生物処理の能力に応じて吸着剤の投入量を調整する投入量調整手段とを具備するものであるので、水温によって処理能力が大きく変動することなく、低コストで被処理水中の対象物質を除去できる。
【0055】
また、本発明の水処理システムが、前記吸着処理手段を2段以上具備し、さらに、後段側の吸着処理手段で使用した吸着剤を前段側の吸着処理手段に移送する吸着剤移送手段を具備するものであれば、吸着剤の効率的な使用が可能となる。
また、前記能力検知手段が、温度センサであれば、容易に生物処理手段における生物処理の能力を検知することができる。
【0056】
また、本発明の水処理方法は、被処理水中の対象物質を吸着剤に吸着させる吸着処理工程と、吸着処理工程で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理工程とを有し、吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の量を、生物処理工程における生物処理の能力に応じて調整する方法であるので、水温によって処理能力が大きく変動することなく、低コストで被処理水中の対象物質を除去できる。
【0057】
また、本発明の水処理方法が、前記吸着処理工程を2工程以上有し、後工程側の吸着処理工程で使用した吸着剤を前工程側の吸着処理工程で再使用する方法であれば、吸着剤の効率的な使用が可能となる。
また、前記生物処理の能力を、生物処理工程における被処理水の温度から見積るようにすれば、容易に生物処理工程における生物処理の能力を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明の水処理システムの他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
11 第1の吸着処理装置(吸着処理手段)
12 第2の吸着処理装置(吸着処理手段)
13 接触酸化装置(生物処理手段)
15 吸着剤投入装置(吸着剤投入手段)
17 吸着剤移送装置(吸着剤移送手段)
20 温度センサ(能力検知手段)
21 制御装置(投入量調整手段)
40 浸漬型膜分離装置(生物処理手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water treatment system and a water treatment method, and more particularly, to a water treatment system and a water treatment for treating wastewater containing a high concentration of nitrogen and phosphorus discharged from food factories, alcohol factories, livestock facilities, and the like. About the method.
[0002]
[Prior art]
Ammonia nitrogen (NH) contained in wastewater4 -N) can be removed by (i) an air stripping method in which the wastewater is made alkaline with a pH of 10 or more and a waterfall occurs, and ammonia nitrogen is released as ammonia gas, and (ii) ammonia nitrogen is oxidized by chlorine gas. Injection method of oxidizing nitrogen into nitrogen gas, (iii) ion exchange adsorption method of adsorbing ammoniacal nitrogen to an inorganic ion exchanger, (iv) NH3 by nitrifying bacteria and nitrifying bacteria4 +NO2 −, NO3 −A biological nitrification and denitrification method, which oxidizes (nitrifies) nitrogen to nitrogen gas by a denitrifying bacterium, has been proposed.
[0003]
However, among the above-described methods for removing ammoniacal nitrogen, (i) the air stripping method and (ii) the chlorine injection method have a problem that the amount of chemicals used is large and the treatment cost is high. Further, (ii) the chlorine injection method also had a problem of residual chlorine in the treated water.
[0004]
(Iii) The ion exchange adsorption method has been recently developed due to the short processing time, and several methods have been disclosed which focus on the selective adsorption of ammoniacal nitrogen by zeolite.
JP-A-6-269776 discloses a method of adsorbing ammoniacal nitrogen in wastewater to zeolite in an adsorption treatment tank. However, this method has a problem that the processing capacity is insufficient because the ammonia adsorption capacity of zeolite itself is very small.
[0005]
JP-A-11-239785 discloses a method using a substituted zeolite in which sodium ions and potassium ions of zeolite are partially substituted with magnesium ions. According to this method, if the concentration of ammonium ions in the wastewater is 30 mg / L or less, stable treatment can be performed. However, when the ammonium ion concentration exceeds 30 mg / L, especially 1000 mg / L or more, the adsorption equilibrium is reached in a state where the amount of ammonium ion adsorbed per unit mass of the substituted zeolite is small, so that the adsorption capacity originally possessed by the substituted zeolite Cannot be used efficiently, the amount of substituted zeolite to be charged increases, and the processing cost increases.
[0006]
On the other hand, (iv) biological nitrification denitrification is widely used because of its low processing cost. However, in this method, when the water temperature of the wastewater falls to 15 ° C. or lower, the biological activity decreases and the treatment capacity decreases, so that it was necessary to extend the treatment time. As described above, (iv) the biological nitrification and denitrification method has a problem that stable processing is difficult because its processing ability depends on temperature.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-269776 (pages 2-5)
[Patent Document 2]
JP-A-11-239785 (pages 2-6)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a water treatment system and a water treatment method that can remove a target substance in water to be treated at low cost without a great change in treatment capacity depending on the water temperature.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the water treatment system of the present invention comprises: an adsorption treatment means for adsorbing a target substance in the treatment water to an adsorbent; a biological treatment means for biologically treating the treatment water treated by the adsorption treatment means; Adsorbent charging means for charging the adsorbent into the water to be treated by the processing means, capacity detecting means for detecting the biological processing capacity of the biological processing means, and adsorbent in accordance with the biological processing capacity detected by the capacity detecting means And a charging amount adjusting means for adjusting the charging amount.
[0010]
Further, the water treatment system of the present invention is provided with two or more stages of the adsorption treatment means, and further with an adsorbent transfer means for transferring the adsorbent used in the latter adsorption treatment means to the former adsorption treatment means. It is desirable that
Further, in the water treatment system of the present invention, it is preferable that the capacity detecting means is a temperature sensor.
[0011]
Further, the water treatment method of the present invention has an adsorption treatment step of adsorbing a target substance in the treatment water to an adsorbent, and a biological treatment step of biologically treating the treatment water treated in the adsorption treatment step. The amount of the adsorbent to be added to the water to be treated in the adsorption treatment step is adjusted according to the biological treatment capacity in the biological treatment step.
[0012]
Further, the water treatment method of the present invention preferably has two or more adsorption treatment steps, and the adsorbent used in the subsequent adsorption treatment step is preferably reused in the preceding adsorption treatment step.
Further, in the water treatment method of the present invention, it is desirable to estimate the capacity of the biological treatment from the temperature of the water to be treated in the biological treatment step.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Form example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the water treatment system of the present invention. This water treatment system comprises an
[0014]
The first
Similarly, the second
[0015]
The
The pressure flotation /
[0016]
The
Similarly, the
[0017]
The
The
[0018]
The
The
The to-be-treated
[0019]
The
[0020]
The processing unit estimates the processing capacity of the
The interface unit electrically connects the
[0021]
Note that this processing unit may be realized by dedicated hardware, and this processing unit includes a memory and a central processing unit (CPU), and stores a program for realizing the function of the processing unit. The function may be realized by loading it into a memory and executing it.
In addition, an input device, a display device, and the like are connected to the
[0022]
Next, a water treatment method using the water treatment system of the illustrated example will be described.
At the start of the operation of the water treatment system, first, the adsorbent from the
[0023]
Next, the
[0024]
After performing the adsorption treatment in the first
[0025]
During continuous operation, the water to be treated continuously supplied from the regulating
[0026]
The water to be treated, which has been subjected to the adsorption treatment in the second
[0027]
As the adsorbent, when the target substance is a nitrogen compound such as ammoniacal nitrogen, a pigment, an odorant, or the like, synthetic zeolite, natural zeolite, artificial zeolite, or the like can be used. Further, when the target substance is a phosphorus compound, an inorganic coagulant, titanium oxide, activated alumina, titanium silicate, or the like can be used.
Since the surface area increases as the particle size of the adsorbent decreases, the adsorbent preferably has an average particle size of 0.01 to 50 μm. When solid-liquid separation is performed using a membrane separation device described below, the range of 0.2 to 10 μm is preferable from the range of the pore size of the membrane (the balance between the permeation flow rate of the membrane and the inhibition of bacteria). When the solid-liquid separation is carried out by gentle sedimentation, the range of 1 to 20 μm is preferable in terms of sedimentation and swirling by stirring.
[0028]
The input amount (input speed) of the adsorbent is determined by the adsorbent adsorption capacity, the target concentration of the target substance contained in the water to be treated after the adsorption treatment, the target concentration of the target substance contained in the treated water obtained by the water treatment system, It is appropriately determined according to the processing capacity of the biological treatment means.
The present invention is characterized in that the input amount (input speed) of the adsorbent is adjusted particularly according to the processing capacity of the biological processing means. Specifically, in the
[0029]
For example, when the temperature of the water to be treated is 20 ° C., the amount of the adsorbent (input speed) for achieving the target removal rate (target water quality) of the target substance by the adsorption treatment and the biological treatment is initially input at the start of operation. Set as an amount. When the water temperature falls below 20 ° C. during the continuous operation, the input amount (input speed) of the adsorbent is increased in accordance with the degree of reduction in the treatment capacity of the
[0030]
As a flocculant for flocculating the adsorbent, an inorganic flocculant, an organic polymer flocculant, and a flocculant can be used. Among them, an iron-based inorganic coagulant is preferable because it can reduce used zeolite to soil and does not generate waste.
In the case of an inorganic flocculant, the amount of the flocculant to be charged (feeding rate) is determined based on the sedimentation of zeolite as an adsorbent, the concentration of phosphorus in the water to be treated, the target concentration of phosphorus contained in the treated water obtained by the water treatment system, and the like. What is necessary is just to determine suitably according to conditions.
The organic polymer coagulant is preferably used in combination with the inorganic coagulant, and the amount of the organic coagulant may be appropriately determined as in the case of the inorganic coagulant.
[0031]
The residence time of the water to be treated in the first
Further, the residence time of the water to be treated in the
[0032]
In the water treatment system described above, the adsorption treatment device for adsorbing the target substance in the water to be treated to the adsorbent and the
Further, a
Further, since the
In such a water treatment system, high quality treated water can be stably obtained at low cost throughout the year.
[0033]
In addition, a first
[0034]
Further, in the water treatment method described above, the adsorption treatment step of adsorbing the target substance in the water to be treated to the adsorbent and the biological treatment step of biologically treating the water subjected to the adsorption treatment are used in combination. Therefore, the amount of the adsorbent used in the adsorption process can be reduced as compared with the case where the adsorption process is used alone.
In addition, since the adsorption treatment step and the biological treatment step are used together, and the amount of the adsorbent to be added to the water to be treated in the adsorption treatment step is adjusted according to the biological treatment capacity of the biological treatment step, the water temperature decreases. The decrease in the biological treatment ability due to the above can be compensated for by the adsorption treatment step. In addition, when the biological treatment ability is improved due to a rise in water temperature, the amount of the adsorbent in the adsorption treatment step can be reduced.
In addition, since it has a biological treatment step, it is possible to remove organic substances that could not be removed by the adsorption treatment step alone.
In such a water treatment method, high-quality treated water can be stably obtained at low cost throughout the year.
[0035]
(Form example 2)
In addition, the biological treatment means in the present invention is not limited to the above-described apparatus using the catalytic oxidation method (the catalytic oxidation apparatus 13), but includes a standard activated sludge method, a membrane separation activated sludge method, and an oxidation ditch method (OD method). For example, an apparatus based on the nitrification denitrification method can be used. Hereinafter, an example using an apparatus of a membrane separation type activated sludge method will be described.
[0036]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the water treatment system of the present invention. The water treatment system is different from the
The immersion type
The hollow
[0037]
Next, a water treatment method using the water treatment system of the illustrated example will be described.
The adsorption process is the same as the case where the water treatment system of the first embodiment is used, and the description is omitted.
The water to be treated, which has been subjected to the adsorption treatment in the second
[0038]
(Other forms)
The water treatment system of the present invention is not limited to the example shown in the drawings, and the adsorption treatment means, the biological treatment means, the adsorbent charging means, and the ability detection means for detecting the biological treatment ability in the biological treatment means, What is necessary is just to be provided with the input amount adjustment means which adjusts the input amount of an adsorbent according to the biological treatment capacity detected by the capacity detection means.
For example, the adsorption processing means is not limited to two-stage as shown in the illustrated example, but may be one-stage or three-stage or more. The number of stages of the adsorption treatment means may be appropriately designed according to the type of the water to be treated, the target concentration of the target substance contained in the treated water obtained by the water treatment system, and the like.
[0039]
Further, the capacity detecting means is not limited to the
In addition, the supply of the water to be treated from the first
[0040]
Further, in the immersion type
[0041]
When a membrane separation device is used, various separation membranes such as a flat membrane, a tubular membrane, a ceramic membrane, and a metal membrane can be used as the separation membrane used for the membrane separation apparatus. The material of the separation membrane may be any material capable of solid-liquid separation, and may be selected from polymers, metals, ceramics, and the like.
The average pore size of the separation membrane is preferably smaller than the average particle size of the adsorbent in order to prevent the adsorbent from flowing into the secondary side of the separation membrane, specifically, 0.01 to 5 μm, 0.1 to 1.0 μm is more preferable. When the average pore diameter of the hollow fiber membrane is 0.2 μm or less, microorganisms in the water to be treated can be almost completely captured on the membrane surface.
[0042]
In the water treatment method of the present invention, the amount of the adsorbent to be introduced into the water to be treated in the adsorption treatment step may be adjusted by an operator instead of being automatically adjusted by the
For example, when the temperature of the water to be treated in the biological treatment step is 15 ° C. or less, the decrease in the biological treatment capacity due to the decrease in biological activity becomes remarkable. Is increased relative to the dosage at 20 ° C. It is preferable that the input amount at this time is increased from 5% by mass to 100% by mass with respect to the input amount at 20 ° C. If the rate of increase of the input amount is less than 5% by mass, the decrease in the ability of biological treatment in the biological treatment step cannot be compensated. If the rate of increase of the input amount exceeds 100% by mass, the cost of the adsorbent will only increase. Instead, the viscosity of the water to be treated increases, the load on the liquid feed pump and the like increases, and the maintenance cost also increases.
[0043]
On the other hand, when the temperature of the water to be treated in the biological treatment step is 25 ° C. or higher, the amount of the adsorbent to be added to the water to be treated in the adsorption treatment step is increased because the biological treatment capacity increases with an increase in biological activity. Can be reduced relative to the charge at 20 ° C. It is preferable that the input amount at this time is reduced by 5% by mass or more relative to the input amount at 20 ° C. If the reduction ratio of the input amount is less than 5% by mass, the merit of increasing the biological activity cannot be sufficiently enjoyed in the form of cost reduction of the absorbent.
[0044]
【Example】
Hereinafter, specific examples will be described.
[Example 1]
The water to be treated containing ammonium ions was treated using the water treatment system shown in FIG. As the first
As an adsorbent, zeolite (average particle size: 4.0 μm) having an action of adsorbing ammonium ions was used, and as an aggregating agent for coagulating the adsorbent, PFC (polyiron chloride) was used.
[0045]
The operating conditions of the water treatment system are as follows.
(1) Ammonium ion concentration in treated water: 100 mg / L
(2) Phosphorus concentration in the water to be treated: 10 mg / L
(3) Bacteria in the water to be treated: 1.2 × 106 CFU / mL
(4) Turbidity of water to be treated: 3
(5) Water temperature of the water to be treated: 20 ° C
(6) Supply rate of the water to be treated to the first adsorption treatment apparatus 11: 2 L / hr
(7) Residence time of the water to be treated in the first
(8) Zeolite concentration in the first
(9) Zeolite transfer speed by the adsorbent transfer device 17: 18 g / hr
(10) Recovery rate of used zeolite from the first adsorption treatment device 11: 18 g / hr
(11) Charge rate of fresh zeolite to the second adsorption treatment device 12: 18 g / hr
(12) The introduction of PFC (polyiron chloride) into the second
(13) Residence time of the water to be treated in the immersion type membrane separation device 40: 3 hours
(14) Fractionation characteristics of hollow fiber membrane: 0.1 μm
[0046]
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 8.5 mg / L, and the phosphorus concentration was 0.8 mg / L. No bacteria were detected in the treated water. The turbidity of the treated water was 1. Thus, high quality treated water was obtained by the water treatment system shown in FIG.
[0047]
[Example 2]
The temperature of the water to be treated was changed to 30 ° C., and the water to be treated was treated in the same manner as in Example 1. The zeolite charging rate, zeolite transfer rate, and zeolite recovery rate were reduced by 10% from when the temperature of the water to be treated was 20 ° C.
(5) Water temperature of the water to be treated: 30 ° C
(8) Zeolite concentration in the first
(9) Zeolite transfer speed by the adsorbent transfer device 17: 16.2 g / hr
(10) Recovery rate of used zeolite from the first adsorption treatment device 11: 16.2 g / hr
(11) Feeding rate of fresh zeolite to the second adsorption treatment device 12: 16.2 g / hr
[0048]
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 9.2 mg / L, and the phosphorus concentration was 0.6 mg / L. No bacteria were detected in the treated water. The turbidity of the treated water was 1. As described above, it was possible to obtain treated water having substantially the same water quality as that when the temperature of the treated water was 20 ° C.
[0049]
[Example 3]
The temperature of the water to be treated was changed to 13 ° C., and the water to be treated was treated in the same manner as in Example 1. The zeolite loading rate, zeolite transfer rate, and zeolite recovery rate were increased by 20% from when the temperature of the water to be treated was 20 ° C.
(5) Water temperature of the water to be treated: 13 ° C
(8) Zeolite concentration in the first
(9) Zeolite transfer speed by the adsorbent transfer device 17: 21.6 g / hr
(10) Used zeolite recovery rate from the first adsorption treatment device 11: 21.6 g / hr
(11) Input speed of fresh zeolite to the second adsorption treatment device 12: 21.6 g / hr
[0050]
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 8.5 mg / L, and the phosphorus concentration was 0.8 mg / L. No bacteria were detected in the treated water. The turbidity of the treated water was 1. As described above, it was possible to obtain treated water having substantially the same water quality as that when the temperature of the treated water was 20 ° C.
[0051]
[Example 4]
The water to be treated was treated in the same manner as in Example 2 except that the water treatment system was changed to that shown in FIG. As the
(5) Water temperature of the water to be treated: 30 ° C
(8) Zeolite concentration in the first
(9) Zeolite transfer speed by the adsorbent transfer device 17: 15.3 g / hr
(10) Used zeolite recovery rate from the first adsorption treatment device 11: 15.3 g / hr
(11) Charge rate of fresh zeolite to the second adsorption treatment device 12: 15.3 g / hr
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 10.5 mg / L, and the phosphorus concentration was 0.8 mg / L.
[0052]
[Example 5]
The water to be treated was treated in the same manner as in Example 3, except that the water treatment system was changed to that shown in FIG. The zeolite loading rate, zeolite transfer rate, and zeolite recovery rate were increased by 20% from when the temperature of the water to be treated was 20 ° C.
(5) Water temperature of the water to be treated: 13 ° C
(8) Zeolite concentration in the first
(9) Zeolite transfer speed by the adsorbent transfer device 17: 21.6 g / hr
(10) Used zeolite recovery rate from the first adsorption treatment device 11: 21.6 g / hr
(11) Input speed of fresh zeolite to the second adsorption treatment device 12: 21.6 g / hr
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 10.0 mg / L, and the phosphorus concentration was 0.9 mg / L.
[0053]
[Comparative Example 1]
The temperature of the water to be treated was changed to 13 ° C., and the water to be treated was treated in the same manner as in Example 1. However, the feeding speed of zeolite, the transfer speed of zeolite and the recovery speed of zeolite were the same as those when the temperature of the water to be treated was 20 ° C.
Under the above conditions, the water treatment system was steadily operated to obtain treated water. The ammonium concentration of the treated water was 28.5 mg / L and the phosphorus concentration was 3.8 mg / L, and the treatment capacity was reduced.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, the water treatment system of the present invention includes an adsorption treatment means for adsorbing a target substance in the treatment water to an adsorbent, and a biological treatment for biologically treating the treatment water treated by the adsorption treatment means. Means, an adsorbent charging means for charging the adsorbent into the water to be treated by the adsorption processing means, a capacity detecting means for detecting the biological processing capability of the biological processing means, and a biological processing capacity detected by the capacity detecting means. Since the apparatus is provided with an input amount adjusting means for adjusting the input amount of the adsorbent in response, the target substance in the water to be treated can be removed at a low cost without a large change in the processing capacity depending on the water temperature.
[0055]
Further, the water treatment system of the present invention is provided with two or more adsorption treatment means, and further with an adsorbent transfer means for transferring the adsorbent used in the subsequent adsorption treatment means to the preceding adsorption treatment means. If it does, the adsorbent can be used efficiently.
Further, if the capacity detecting means is a temperature sensor, the ability of biological treatment in the biological treatment means can be easily detected.
[0056]
Further, the water treatment method of the present invention has an adsorption treatment step of adsorbing a target substance in the treatment water to an adsorbent, and a biological treatment step of biologically treating the treatment water treated in the adsorption treatment step. However, since the amount of the adsorbent to be added to the water to be treated in the adsorption treatment step is adjusted according to the biological treatment capacity in the biological treatment step, the treatment capacity does not greatly vary depending on the water temperature, and the cost is low. The target substance in the water to be treated can be removed.
[0057]
In addition, if the water treatment method of the present invention has two or more adsorption treatment steps, and the adsorbent used in the subsequent adsorption treatment step is reused in the previous adsorption treatment step, The efficient use of the adsorbent becomes possible.
In addition, if the ability of the biological treatment is estimated from the temperature of the water to be treated in the biological treatment step, the ability of the biological treatment in the biological treatment step can be easily detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a water treatment system of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the water treatment system of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 1st adsorption processing apparatus (adsorption processing means)
12 Second adsorption processing device (adsorption processing means)
13 Catalytic oxidation equipment (biological treatment means)
15 Adsorbent input device (adsorbent input means)
17 Adsorbent transfer device (adsorbent transfer means)
20 temperature sensor (capability detection means)
21 control device (input amount adjustment means)
40 Immersion type membrane separation device (biological treatment means)
Claims (6)
吸着処理手段で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理手段と、
吸着処理手段の被処理水に吸着剤を投入する吸着剤投入手段と、
生物処理手段における生物処理の能力を検知する能力検知手段と、
能力検知手段で検知された生物処理の能力に応じて吸着剤の投入量を調整する投入量調整手段とを具備することを特徴とする水処理システム。Adsorption treatment means for adsorbing the target substance in the water to be treated to the adsorbent,
Biological treatment means for biologically treating the water to be treated treated by the adsorption treatment means,
Adsorbent charging means for charging the adsorbent to the water to be treated by the adsorption processing means,
A capacity detecting means for detecting a capacity of biological treatment in the biological treatment means;
A water treatment system comprising: an input amount adjusting unit that adjusts an input amount of an adsorbent according to the biological treatment capability detected by the capability detection unit.
後段側の吸着処理手段で使用した吸着剤を前段側の吸着処理手段に移送する吸着剤移送手段を具備することを特徴とする請求項1記載の水処理システム。Comprising two or more adsorption treatment means,
2. The water treatment system according to claim 1, further comprising an adsorbent transfer means for transferring the adsorbent used in the latter adsorption treatment means to the former adsorption treatment means.
吸着処理工程で処理された被処理水を生物学的に処理する生物処理工程とを有し、
吸着処理工程の被処理水に投入する吸着剤の量を、生物処理工程における生物処理の能力に応じて調整することを特徴とする水処理方法。An adsorption treatment step of adsorbing the target substance in the water to be treated to the adsorbent,
Having a biological treatment step of biologically treating the water to be treated treated in the adsorption treatment step,
A water treatment method comprising: adjusting an amount of an adsorbent to be added to water to be treated in an adsorption treatment step according to a biological treatment ability in the biological treatment step.
後工程側の吸着処理工程で使用した吸着剤を前工程側の吸着処理工程で再使用することを特徴とする請求項4記載の水処理方法。Having two or more adsorption treatment steps,
5. The water treatment method according to claim 4, wherein the adsorbent used in the adsorption process in the post-process is reused in the adsorption process in the pre-process.
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