JP2016203034A - Wastewater treatment method and terephthalic acid production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばテレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水等の、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を処理する排水処理方法、及びテレフタル酸の製造方法に関する。さらには排水処理水の少なくとも一部をテレフタル酸製造プロセス等に安定的にリサイクル使用し、かつ公共水域への排水量及び工業用水としての取水量を大幅に削減する方法に関する。 The present invention relates to a wastewater treatment method for treating wastewater containing COD Cr and containing heavy metals, such as wastewater discharged in a terephthalic acid production process, and a method for producing terephthalic acid. Further, the present invention relates to a method for stably recycling at least a part of wastewater treated water in a terephthalic acid production process and the like and greatly reducing the amount of wastewater discharged into public water areas and the amount of water taken as industrial water.
テレフタル酸の生産規模拡大に伴う排水量の増大は、テレフタル酸製造コストを増大させる大きな因子となる。今後の世界的な製造拡大見込みからして、地球環境保全の観点から資源リサイクルによる工業用水使用量削減が喫緊の課題の一つとなっている。 The increase in the amount of wastewater accompanying the expansion of the production scale of terephthalic acid is a major factor that increases the production cost of terephthalic acid. From the perspective of global production expansion in the future, reduction of industrial water consumption through resource recycling has become an urgent issue from the viewpoint of global environmental conservation.
テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する方法として、例えば特許文献1には、図15に示すように、第1の曝気槽1010にて、活性汚泥中の好気性微生物によって排水の生物処理を行うステップと、第1の沈殿槽1020にて、汚泥と上澄み液とに固液分離するステップと、第2の曝気槽1030にて、活性汚泥中の好気性微生物によって上澄み液の生物処理を行うステップと、第2の沈殿槽1040にて、汚泥と上澄み液とに固液分離するステップとを有する方法が開示されている。 As a method for treating wastewater discharged in the terephthalic acid production process, for example, Patent Document 1 discloses biological treatment of wastewater by aerobic microorganisms in activated sludge in a first aeration tank 1010 as shown in FIG. In the first sedimentation tank 1020, solid-liquid separation into sludge and supernatant liquid, and biological treatment of the supernatant liquid by aerobic microorganisms in the activated sludge in the second aeration tank 1030. A method is disclosed that includes performing and solid-liquid separation into sludge and supernatant in a second settling tank 1040.
しかし、この方法では、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水のようにCODCrが高い排水を処理する場合、第2の沈殿槽によって分離された上澄み液のCODCrの低減が不十分である、第1及び第2の沈殿槽における固液分離に時間がかかる、第1及び第2の沈殿槽の設置に広い面積が必要となる、等の問題がある。 However, in this method, when treating wastewater having high COD Cr , such as wastewater discharged in the terephthalic acid production process, the reduction of COD Cr in the supernatant liquid separated by the second settling tank is insufficient. There are problems that it takes time to separate the solid and liquid in the first and second settling tanks, and that a large area is required for installing the first and second settling tanks.
これらの問題を解決するための一般的な方法としては、第2の曝気槽に膜モジュールを設けて膜分離活性汚泥処理装置とし、第2の沈殿槽を省略する方法がよく知られている。しかし、この方法を、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水のようにCODCrが高く、且つ触媒等として用いた重金属を含む排水の処理にそのまま適用した場合、下記の問題が生ずる。 As a general method for solving these problems, a method of providing a membrane module in a second aeration tank to form a membrane separation activated sludge treatment apparatus and omitting the second sedimentation tank is well known. However, this method, high COD Cr as waste water discharged in the terephthalic acid production process, and when directly applied to the processing of waste water containing heavy metals used as the catalyst or the like, the following problem arises.
膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する場合、有機物や無機物が濾過膜の細孔に吸着ないし濾過膜の表面に堆積することにより、膜モジュールの膜間差圧が上昇するため、膜分離処理の途中で膜モジュールを洗浄する必要がある。しかし、通常の頻度で膜モジュールを洗浄した場合、洗浄しても膜モジュールの膜間差圧が十分に低下せず、そのため膜モジュールの膜間差圧を低く抑えた状態で膜分離処理を行うことができず、したがって安定的に長期間運転を継続することができない。また、この方法によって処理された排水は水中の残留金属濃度及び残留有機物濃度が高いため、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用することは難しい。 In the case of solid-liquid separation into sludge and permeated water by the membrane module, organic or inorganic substances are adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane, thereby increasing the transmembrane pressure difference of the membrane module. It is necessary to clean the membrane module during the separation process. However, when the membrane module is washed at a normal frequency, even if the membrane module is washed, the transmembrane differential pressure of the membrane module does not sufficiently decrease. Therefore, the membrane separation process is performed with the transmembrane differential pressure of the membrane module kept low. Therefore, the operation cannot be stably continued for a long time. Moreover, since the wastewater treated by this method has a high concentration of residual metals and residual organic matter in water, it is difficult to reuse it in the terephthalic acid production process.
芳香族カルボン酸の製造に由来する排水中の金属類及び有機物を除去するための方法として、不溶性の鉄、ニッケル、クロムなどの金属成分を強酸性カチオン交換樹脂で吸着し、ついでキレート樹脂で触媒金属のコバルト及びマンガンを吸着した後、さらに逆浸透膜濾過システムによって溶存有機物を除去する方法が提案されている(特許文献2参照)。
当該方法によれば、処理された排水を芳香族カルボン酸の製造プロセスにおいて再利用できるとされている。しかしながら、該方法においては、用いるキレート樹脂の吸着能力が早期に低下し、またキレート樹脂が極めて短期間で寿命に達する等、技術的観点および経済的観点から、工業的に実用化するレベルには達していない。
As a method for removing metals and organic substances in wastewater derived from the production of aromatic carboxylic acids, insoluble metal components such as iron, nickel, and chromium are adsorbed with a strongly acidic cation exchange resin and then catalyzed with a chelate resin. After adsorbing metal cobalt and manganese, a method of removing dissolved organic substances by a reverse osmosis membrane filtration system has been proposed (see Patent Document 2).
According to the method, the treated waste water can be reused in the process for producing aromatic carboxylic acid. However, in this method, the adsorption capacity of the chelate resin to be used decreases early, and the chelate resin reaches the end of its life in a very short period. Not reached.
本発明は、排水に対して生物処理を行いながら又は生物処理を行った後に膜分離処理を行う排水処理プロセスにおいて、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を処理する場合においても膜モジュールの膜間差圧を低く抑えることが可能な排水処理方法、及び、テレフタル酸の製造方法を提供する。
また、本発明は、CODCrが高く、且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュールの膜間差圧を低く抑える排水処理方法及びテレフタル酸の製造方法を提供する。
In the wastewater treatment process in which the membrane separation process is performed while performing biological treatment on the wastewater or after performing the biological treatment, the present invention is applicable to the case where wastewater containing COD Cr and containing heavy metals is treated. Disclosed are a wastewater treatment method and a method for producing terephthalic acid, in which a differential pressure can be kept low.
In addition, the present invention provides a wastewater treatment method and a method for producing terephthalic acid, in which wastewater containing COD Cr and containing heavy metals is biologically treated and subjected to membrane separation treatment to keep the transmembrane pressure difference of the membrane module low.
したがって、本願の第1の発明は以下のとおりである。
1.CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1重量ppm〜200重量ppmである排水を処理する排水処理方法であって、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内であることを特徴とする、排水処理方法。
2.CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1重量ppm〜200重量ppmである排水を処理する排水処理方法であって、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始することを特徴とする、排水処理方法。
3.前記重金属が、コバルト及び/又はマンガンであることを特徴とする前項1又は2に記載の排水処理方法。
4.前記排水が、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水であることを特徴とする、前項1〜3のいずれか1項に記載の排水処理方法。
5.前記酸がクエン酸であることを特徴とする、前項1〜4のいずれか1項に記載の排水処理方法。
6.次亜塩素酸塩洗浄ステップと次の次亜塩素酸塩洗浄ステップとの間に、酸洗浄ステップを複数回行うことを特徴とする、前項1〜5のいずれか1項に記載の排水処理方法。
7.前記次亜塩素酸塩水溶液に界面活性剤を含有することを特徴とする、前項1〜6のいずれか1項に記載の排水処理方法。
8.テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスを有するテレフタル酸の製造方法であって、
前記排水処理プロセスが、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内であることを特徴とする、テレフタル酸の製造方法。
9.テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスを有するテレフタル酸の製造方法であって、
前記排水処理プロセスが、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始することを特徴とする、テレフタル酸の製造方法。
10.前記酸水溶液がクエン酸水溶液であることを特徴とする、前項8又は9に記載のテレフタル酸の製造方法。
11.前記排水中のCODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ前記排水中の重金属濃度が0.1重量ppm〜200重量ppmであることを特徴とする、前項8〜10のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
12.次亜塩素酸塩洗浄ステップと次の次亜塩素酸塩洗浄ステップとの間に、酸洗浄ステップを複数回行うことを特徴とする、前項8〜11のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
13.前記重金属が、コバルト及び/又はマンガンであることを特徴とする、前項8〜12のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
14.前記処理排水中のコバルト濃度が、前記排水中のコバルト濃度の10分の1以下であることを特徴とする、前項8〜13のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
15.前記重金属濃度低減ステップにおいて、前記排水をキレート樹脂に接触させて前記排水中の重金属をキレート樹脂に回収することによって前記排水中の重金属を回収することを特徴とする、前項8〜14のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
16.前記排水のpHが5.1以上5.9以下であることを特徴とする、前項15に記載のテレフタル酸の製造方法。
17.前記排水を前記キレート樹脂に接触させるときの、前記排水の前記キレート樹脂に対する流速が5m/hr以上14m/hr以下であることを特徴とする、前項15又は16に記載のテレフタル酸の製造方法。
18.前記キレート樹脂の均一係数が1.4以下であることを特徴とする、前項15〜17のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
19.前記キレート樹脂のCu吸着量低下率が11%/月以下であることを特徴とする、前項15〜18のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
20.前記重金属を回収したキレート樹脂に再生剤を作用させることにより該キレート樹脂を再生して、重金属を含有する再生液を得るステップを有することを特徴とする、前項15〜19のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
21.前記再生剤が、濃度7.1重量%以上19重量%以下の臭化水素水であることを特徴とする、前項20に記載のテレフタル酸の製造方法。
22.前記透過水を逆浸透膜処理することにより膜濃縮水と膜透過水とに分離するステップを有することを特徴とする、前項8〜21のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
23.前記膜透過水の少なくとも一部に、さらに吸着剤処理を行い、吸着精製水を得るステップを有することを特徴とする、前項22に記載のテレフタル酸の製造方法。
24.前記吸着剤処理を、活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、及びアルミン酸アルカリ土類金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の吸着剤により行うことを特徴とする、前項23に記載のテレフタル酸の製造方法。
25.前記テレフタル酸製造プロセスが、
p−キシレンを酸化し粗テレフタル酸とするステップと、
該粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とするステップと
を有することを特徴とする、前項8〜24のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
26.前記粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とするステップが、粗テレフタル酸に対して水素添加処理を行うステップを含むことを特徴とする、前項25に記載のテレフタル酸の製造方法。
27.前記粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とするステップが、粗テレフタル酸に対して追加的な酸化反応を行うステップを含むことを特徴とする、前項25に記載のテレフタル酸の製造方法。
28.前記膜透過水の少なくとも一部及び/又は前記吸着精製水の少なくとも一部を、前記テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することを特徴とする前項25〜27のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
29.前記次亜塩素酸塩水溶液に界面活性剤を含有することを特徴とする、前項8〜28のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
30.CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである排水を処理する排水処理方法であって、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、排水処理方法。
31.CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである排水を処理する排水処理方法であって、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始する、排水処理方法。
32.前記重金属が、マンガン及びコバルトからなる群より選ばれる少なくとも1種である、前項30又は31に記載の排水処理方法。
33.前記排水が、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水である、前項30〜32のいずれか1項に記載の排水処理方法。
34.前記酸が、クエン酸である、前項30〜33のいずれか1項に記載の排水処理方法。
35.次亜塩素酸塩洗浄ステップと次の次亜塩素酸塩洗浄ステップとの間に酸洗浄ステップを複数回行う、前項30〜34のいずれか1項に記載の排水処理方法。
36.前記次亜塩素酸塩水溶液に界面活性剤を含有することを特徴とする、前項30〜35のいずれか1項に記載の排水処理方法。
37.テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスを有するテレフタル酸の製造方法であって、
前記排水処理プロセスが、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、テレフタル酸の製造方法。
38.テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスを有するテレフタル酸の製造方法であって、
前記排水処理プロセスが、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始する、テレフタル酸の製造方法。
39.前記酸が、クエン酸である、前項37又は38に記載のテレフタル酸の製造方法。
40.前記排水のCODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである、前項37〜39のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
41.前記テレフタル酸製造プロセスが、
p−キシレンを酸化し粗テレフタル酸とする工程と、
該粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とする工程と
を有する、前項37〜40のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
42.前記粗テレフタル酸を精製する工程が、水素添加処理を行う工程を含む、前項41に記載のテレフタル酸の製造方法。
43.前記粗テレフタル酸を精製する工程が、追加的な酸化反応を行う工程を含む、前項41に記載のテレフタル酸の製造方法。
44.次亜塩素酸塩洗浄ステップと次の次亜塩素酸塩洗浄ステップとの間に酸洗浄ステップを複数回行う、前項37〜43のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
45.前記排水処理プロセスが、
逆浸透膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水を逆浸透膜によって濾過するステップをさらに有する、前項37〜44のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
46.前記排水処理プロセスが、
前記透過水の少なくとも一部に、さらに吸着剤処理を行い、吸着精製水とするステップと、
前記吸着精製水を回収するステップと
をさらに有する、前項37〜45のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
47.前記吸着剤処理を、活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、及びアルミン酸アルカリ土類金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の吸着剤により行う、前項46に記載のテレフタル酸の製造方法。
48.回収した前記透過水の少なくとも一部を、前記テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用する、前項37〜47のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
49.回収した前記吸着精製水の少なくとも一部を、前記テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用する、前項46又は47に記載のテレフタル酸の製造方法。
50.前記次亜塩素酸塩水溶液に界面活性剤を含有することを特徴とする、前項37〜49のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。
Accordingly, the first invention of the present application is as follows.
1. A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10,000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by weight,
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The waste water treatment method, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
2. A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10,000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by weight,
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The waste water treatment method, wherein the acid cleaning step is started when a transmembrane differential pressure of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane differential pressure after the start of operation.
3. 3. The waste water treatment method according to item 1 or 2, wherein the heavy metal is cobalt and / or manganese.
4). The waste water treatment method according to any one of the preceding items 1 to 3, wherein the waste water is waste water discharged in a terephthalic acid production process.
5. The wastewater treatment method according to any one of items 1 to 4, wherein the acid is citric acid.
6). The waste water treatment method according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the acid washing step is performed a plurality of times between the hypochlorite washing step and the next hypochlorite washing step. .
7). The wastewater treatment method according to any one of items 1 to 6, wherein the hypochlorite aqueous solution contains a surfactant.
8). A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The method for producing terephthalic acid, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
9. A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) a cleaning step of cleaning the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The method for producing terephthalic acid, characterized in that the acid washing step is started when a transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane pressure difference after starting operation.
10. 10. The method for producing terephthalic acid according to 8 or 9 above, wherein the acid aqueous solution is a citric acid aqueous solution.
11. Any one of the preceding items 8 to 10, wherein COD Cr in the waste water is 3000 mg / L to 10000 mg / L, and a heavy metal concentration in the waste water is 0.1 to 200 ppm by weight. The manufacturing method of the terephthalic acid as described in a term.
12 The terephthalic acid according to any one of 8 to 11 above, wherein the acid washing step is performed a plurality of times between the hypochlorite washing step and the next hypochlorite washing step. Production method.
13. 13. The method for producing terephthalic acid according to any one of 8 to 12 above, wherein the heavy metal is cobalt and / or manganese.
14 14. The method for producing terephthalic acid according to any one of items 8 to 13 above, wherein the cobalt concentration in the treated waste water is 1/10 or less of the cobalt concentration in the waste water.
15. Any of the preceding items 8 to 14, wherein in the heavy metal concentration reduction step, the heavy metal in the waste water is recovered by bringing the waste water into contact with the chelate resin and recovering the heavy metal in the waste water into the chelate resin. A method for producing terephthalic acid according to Item 1.
16. 16. The method for producing terephthalic acid according to 15 above, wherein the pH of the waste water is 5.1 or more and 5.9 or less.
17. The method for producing terephthalic acid according to 15 or 16 above, wherein a flow rate of the waste water with respect to the chelate resin is 5 m / hr or more and 14 m / hr or less when the waste water is brought into contact with the chelate resin.
18. 18. The method for producing terephthalic acid according to any one of items 15 to 17, wherein the chelate resin has a uniformity coefficient of 1.4 or less.
19. 19. The method for producing terephthalic acid according to any one of 15 to 18 above, wherein a decrease rate of Cu adsorption amount of the chelate resin is 11% / month or less.
20. Any one of the items 15 to 19 above, further comprising a step of regenerating the chelate resin by causing a regenerant to act on the chelate resin from which the heavy metal has been recovered to obtain a regenerated solution containing the heavy metal. The manufacturing method of the terephthalic acid of description.
21. 21. The method for producing terephthalic acid as described in 20 above, wherein the regenerant is hydrogen bromide having a concentration of 7.1 wt% or more and 19 wt% or less.
22. The method for producing terephthalic acid according to any one of the preceding items 8 to 21, further comprising a step of separating the permeated water into membrane concentrated water and membrane permeated water by subjecting the permeated water to reverse osmosis membrane treatment.
23. 23. The method for producing terephthalic acid according to item 22 above, further comprising the step of further performing an adsorbent treatment on at least a part of the membrane permeated water to obtain adsorbed purified water.
24. Item 23. The adsorbent treatment is performed with at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, and alkaline earth metal aluminate. A method for producing terephthalic acid according to 1.
25. The terephthalic acid production process comprises
oxidizing p-xylene to crude terephthalic acid;
The method for producing terephthalic acid according to any one of items 8 to 24, further comprising the step of purifying the crude terephthalic acid to form terephthalic acid.
26. 26. The method for producing terephthalic acid according to item 25, wherein the step of purifying the crude terephthalic acid to form terephthalic acid includes a step of hydrogenating the crude terephthalic acid.
27. 26. The method for producing terephthalic acid according to item 25, wherein the step of purifying the crude terephthalic acid to form terephthalic acid includes a step of performing an additional oxidation reaction on the crude terephthalic acid.
28. Any one of the above items 25 to 27, wherein at least a part of the membrane permeated water and / or at least a part of the adsorption purified water are used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process. The manufacturing method of the terephthalic acid as described in a term.
29. 29. The method for producing terephthalic acid according to any one of items 8 to 28, wherein the aqueous hypochlorite solution contains a surfactant.
30. A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 mass ppm to 200 mass ppm,
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The waste water treatment method, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
31. A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 mass ppm to 200 mass ppm,
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The wastewater treatment method, wherein the acid cleaning step is started when a transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane pressure difference after the start of operation.
32. 32. The wastewater treatment method according to item 30 or 31, wherein the heavy metal is at least one selected from the group consisting of manganese and cobalt.
33. 33. The wastewater treatment method according to any one of items 30 to 32, wherein the wastewater is wastewater discharged in a terephthalic acid production process.
34. 34. The waste water treatment method according to any one of 30 to 33, wherein the acid is citric acid.
35. 35. The wastewater treatment method according to any one of 30 to 34, wherein the acid washing step is performed a plurality of times between the hypochlorite washing step and the next hypochlorite washing step.
36. 36. The wastewater treatment method according to any one of items 30 to 35, wherein the hypochlorite aqueous solution contains a surfactant.
37. A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The method for producing terephthalic acid, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
38. A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The method for producing terephthalic acid, wherein the acid washing step is started when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation.
39. 39. The method for producing terephthalic acid according to 37 or 38 above, wherein the acid is citric acid.
40. 40. The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 39 above, wherein COD Cr in the waste water is 3000 mg / L to 10000 mg / L, and the heavy metal concentration is 0.1 mass ppm to 200 mass ppm.
41. The terephthalic acid production process comprises
oxidizing p-xylene into crude terephthalic acid;
41. The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 40 above, comprising a step of purifying the crude terephthalic acid to obtain terephthalic acid.
42. 42. The method for producing terephthalic acid according to item 41, wherein the step of purifying the crude terephthalic acid includes a step of performing a hydrogenation treatment.
43. 42. The method for producing terephthalic acid according to item 41, wherein the step of purifying the crude terephthalic acid includes a step of performing an additional oxidation reaction.
44. 44. The method for producing terephthalic acid according to any one of items 37 to 43, wherein the acid washing step is performed a plurality of times between the hypochlorite washing step and the next hypochlorite washing step.
45. The wastewater treatment process
45. The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 44 above, further comprising a step of filtering permeated water that has permeated through the membrane module with a reverse osmosis membrane filtration device.
46. The wastewater treatment process
At least a part of the permeated water is further subjected to an adsorbent treatment to obtain purified purified water;
The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 45, further comprising: recovering the adsorbed purified water.
47. 47. The terephthalic acid according to item 46, wherein the adsorbent treatment is performed with at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, and alkaline earth metal aluminate. Manufacturing method.
48. 48. The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 47 above, wherein at least a part of the recovered permeated water is used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
49. 48. The method for producing terephthalic acid according to 46 or 47 above, wherein at least a part of the recovered purified purified water is used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
50. 50. The method for producing terephthalic acid according to any one of 37 to 49 above, wherein the hypochlorite aqueous solution contains a surfactant.
本願の第1の発明である排水処理方法及びテレフタル酸の製造方法によれば、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を処理する場合においても膜モジュールの膜間差圧を低く抑えることが可能である。よって安定的に膜分離処理を行うことができるので、従来の生物処理システムに比べて設備がコンパクトとなり、その結果建設費の低減ができ維持管理も容易になる。また、長期にわたって安定的に、排水中に含まれる水及び有価物の大部分をプロセス内で回収再利用することができる。これにより工業用水使用量の大幅な削減が可能になるほか、有価物の回収率も向上するので、費用面において有利である。 According to the wastewater treatment method and the terephthalic acid production method of the first invention of the present application, it is possible to keep the transmembrane pressure difference of the membrane module low even when treating wastewater containing high COD Cr and containing heavy metals. is there. Therefore, since the membrane separation process can be performed stably, the equipment becomes compact as compared with the conventional biological treatment system. As a result, the construction cost can be reduced and the maintenance can be facilitated. In addition, most of the water and valuables contained in the wastewater can be recovered and reused in the process stably over a long period of time. This makes it possible to greatly reduce the amount of industrial water used, and also improves the recovery rate of valuable materials, which is advantageous in terms of cost.
本願の第2の発明である、排水処理方法及びテレフタル酸の製造方法によれば、CODCrが高く、且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュールの膜間差圧を低く抑えることができる。 According to the wastewater treatment method and the terephthalic acid production method according to the second invention of the present application, the transmembrane differential pressure of the membrane module during the biological treatment and membrane separation treatment of wastewater containing high COD Cr and containing heavy metals. Can be kept low.
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。 The following definitions of terms apply throughout this specification and the claims.
「CODCr」とは、JIS K0102に規定される、二クロム酸カリウムを酸化剤として測定した化学的酸素消費量の値を意味し、mg/L単位で表すものとする。 “COD Cr ” means a chemical oxygen consumption value measured using potassium dichromate as an oxidizing agent, as defined in JIS K0102, and is expressed in mg / L.
「BOD5」とは、JIS K0102に規定される、5日間の生物化学的酸素消費量の値を意味し、mg/L単位で表すものとする。 “BOD 5 ” means the value of biochemical oxygen consumption for 5 days specified in JIS K0102, and is expressed in mg / L.
「重金属」とは、金属単体のときの密度が4.0g/cm3以上である金属元素を意味する。 “Heavy metal” means a metal element having a density of 4.0 g / cm 3 or more when a single metal is used.
「生物処理」とは、活性汚泥中の微生物の代謝により有機物を分解することを意味する。 “Biological treatment” means that organic substances are decomposed by metabolism of microorganisms in activated sludge.
「排水の生物処理を行いながら膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る」とは、生物処理を行う曝気槽の内部に配設した膜モジュールを用いて、曝気槽内にて汚泥含有水の膜分離を行うことを意味する。 “To obtain sludge and permeate by performing solid-liquid separation with membrane module while biological treatment of wastewater” means that the membrane module installed inside the aeration tank that performs biological treatment is used in the aeration tank. This means that membrane separation of sludge-containing water is performed.
「排水の生物処理を行った後、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る」とは、生物処理を行う曝気槽の外部に配設した膜モジュールを用いて、曝気槽外にて曝気槽から供給される汚泥含有水の膜分離を行うことを意味する。 "After biological treatment of wastewater, solid-liquid separation is performed by a membrane module to obtain sludge and permeate" means that an aeration tank is used by using a membrane module disposed outside the aeration tank for biological treatment. This means that membrane separation of sludge-containing water supplied from the aeration tank is performed outside.
「好気性生物処理」とは、活性汚泥中の好気性微生物の好気的代謝により有機物を分解することを意味する。 “Aerobic biological treatment” means that organic substances are decomposed by aerobic metabolism of aerobic microorganisms in activated sludge.
「嫌気性生物処理」とは、活性汚泥中の嫌気性微生物の嫌気的代謝により有機物を分解することを意味する。 “Anaerobic biological treatment” means decomposing organic matter by anaerobic metabolism of anaerobic microorganisms in activated sludge.
「固液分離(処理)」とは、排水や上澄み液の生物処理によって発生する汚泥含有水を汚泥と汚泥を含有しない透過水とに分離することを意味する。 “Solid-liquid separation (treatment)” means separation of sludge-containing water generated by biological treatment of waste water or supernatant liquid into sludge and permeated water not containing sludge.
「膜分離(処理)」とは、選択性を有する濾過膜を用いて物質の分離を行うことを意味する。 “Membrane separation (treatment)” means separation of substances using a selective filtration membrane.
「透過水」とは、膜分離処理において濾過膜を透過した水を意味する。 “Permeated water” means water that has permeated through a filtration membrane in membrane separation treatment.
「膜モジュール」とは、濾過膜を備えた装置を意味する。 “Membrane module” means a device provided with a filtration membrane.
「膜モジュールを洗浄する」とは、濾過膜の細孔に吸着された又は濾過膜の表面に堆積した有機物や無機物を、薬液によって濾過膜から除去することを意味する。 “Washing the membrane module” means that organic or inorganic substances adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane are removed from the filtration membrane with a chemical solution.
「膜間差圧」とは、透過水を得るために必要な圧力を意味し、膜モジュールの濾過膜によって隔てられた膜モジュールの内側と外側との間の圧力差(絶対値)である。 The “transmembrane pressure difference” means a pressure required to obtain permeated water, and is a pressure difference (absolute value) between the inside and outside of the membrane module separated by the filtration membrane of the membrane module.
「運転開始後の膜間差圧」とは、膜モジュールによる固液分離処理を開始してから1時間後の膜モジュールの膜間差圧を意味する。 The “transmembrane pressure difference after the start of operation” means the transmembrane pressure difference of the membrane module 1 hour after the start of the solid-liquid separation process by the membrane module.
「テレフタル酸製造プロセス」とは、テレフタル酸を製造するための一連の工程を意味する。 The “terephthalic acid production process” means a series of steps for producing terephthalic acid.
「排水処理プロセス」とは、排水を処理するための一連のステップを意味する。 “Wastewater treatment process” means a series of steps for treating wastewater.
「吸着剤処理」とは、水と吸着剤とを接触させることにより水を浄化する処理を意味する。 “Adsorbent treatment” means a treatment for purifying water by bringing water into contact with the adsorbent.
「吸着精製水」とは、吸着剤処理によって浄化された水を意味する。 “Adsorption purified water” means water purified by adsorbent treatment.
「イオン交換樹脂」とは、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を包含する概念である。 The “ion exchange resin” is a concept including a cation exchange resin and an anion exchange resin.
「アルカリ土類金属」とは、広く第2族元素を意味し、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、及びラジウム(Ra)だけでなく、ベリリウム(Be)及びマグネシウム(Mg)をも包含する概念である。 “Alkaline earth metal” means a Group 2 element broadly and includes not only calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra), but also beryllium (Be) and magnesium (Mg). ).
「アルミン酸アルカリ土類金属塩」とは、アルミニウムとアルカリ土類金属との複合酸化物を意味し、例えば酸化アルミニウムカルシウム(アルミン酸カルシウム、Ca(AlO2)2)等を挙げることができる。 “Alkaline earth metal aluminate” means a composite oxide of aluminum and an alkaline earth metal, and examples include aluminum calcium oxide (calcium aluminate, Ca (AlO 2 ) 2 ).
「テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水」とは、テレフタル酸製造プロセスにおいて各種機器類を冷却するために使用する水(工業用水)を意味する。 The “cooling water in the terephthalic acid manufacturing process” means water (industrial water) used for cooling various devices in the terephthalic acid manufacturing process.
「テレフタル酸製造プロセスにおけるプロセス水」とは、テレフタル酸製造プロセスにおいて反応、精製等の変化を加えられる物質(例えば粗テレフタル酸)に接触する水を意味し、該物質を溶解するための溶媒として用いられる態様、及び、該物質を洗浄するための溶媒として用いられる態様をも包含する概念である。 “Process water in the terephthalic acid production process” means water that comes into contact with a substance (for example, crude terephthalic acid) that can be changed in reaction, purification, etc. in the terephthalic acid production process, and is used as a solvent for dissolving the substance. It is a concept including an embodiment used and an embodiment used as a solvent for washing the substance.
「膜分離活性汚泥処理装置」とは、膜分離活性汚泥法による処理装置であり、排水の生物処理を行い、且つ排水の生物処理を行いながら又は排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する装置を意味する。 "Membrane separation activated sludge treatment device" is a treatment device based on the membrane separation activated sludge method, which performs biological treatment of waste water and biological treatment of waste water or after biological treatment of waste water, It means a device that separates solid and liquid into sludge and permeate.
また、特に断らない限り、数値範囲について「A〜B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bにのみ単位を付した場合には、同一の単位が数値Aにも適用されるものとする。 Unless otherwise specified, the notation “A to B” in the numerical range means “A to B”. In such a notation, when a unit is attached only to the numerical value B, the same unit shall be applied to the numerical value A as well.
本願の第1の発明について
<排水処理方法>
本願の第1の発明の排水処理方法は、CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1重量ppm〜200重量ppmである排水を処理する排水処理方法である。排水処理フローはまず重金属濃度の低減化処理を行い、ついで膜分離活性汚泥法による膜分離と生物処理を組み合わせた処理(以下、膜分離活性汚泥処理と称す)を行うフローであり、引き続いて逆浸透膜処理や吸着剤処理をさらに行ってもよい。
以下フロー順に沿って説明する。
About 1st invention of this application <Wastewater treatment method>
The waste water treatment method of the first invention of the present application is a waste water treatment method for treating waste water having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 ppm to 200 ppm by weight. The wastewater treatment flow is a flow that first reduces the concentration of heavy metals, then performs a process that combines membrane separation and biological treatment by the membrane separation activated sludge method (hereinafter referred to as membrane separation activated sludge treatment). Osmotic membrane treatment and adsorbent treatment may be further performed.
This will be described in the order of flow.
(重金属濃度低減ステップ)
本願の第1の発明の排水処理方法における重金属濃度低減ステップでは排水中の重金属を回収し、排水中の重金属濃度を一定濃度以下に抑制することが重要である。排水中の重金属濃度は0.1重量ppm以上200重量ppm以下、好ましくは100重量ppm以下、さらに好ましくは10重量ppm以下であり、該重金属濃度低減ステップにより得られる処理排水の重金属濃度は好ましくは10重量ppm以下、より好ましくは5重量ppm以下、さらに好ましくは1重量ppm以下である。また、処理排水の重金属濃度は排水の重金属濃度に対して10分の1以下であることが好ましく、100分の1以下であることがより好ましい。
(Heavy metal concentration reduction step)
In the heavy metal concentration reduction step in the wastewater treatment method of the first invention of the present application, it is important to recover the heavy metal in the wastewater and suppress the heavy metal concentration in the wastewater to a certain concentration or less. The heavy metal concentration in the waste water is 0.1 wt ppm or more and 200 wt ppm or less, preferably 100 wt ppm or less, more preferably 10 wt ppm or less, and the heavy metal concentration of the treated waste water obtained by the heavy metal concentration reduction step is preferably It is 10 weight ppm or less, More preferably, it is 5 weight ppm or less, More preferably, it is 1 weight ppm or less. Moreover, it is preferable that the heavy metal density | concentration of treated waste water is 1/10 or less with respect to the heavy metal density | concentration of waste water, and it is more preferable that it is 1/100 or less.
該重金属はコバルトおよび/またはマンガンであることが好ましく、コバルトであることがより好ましい。このような水準まで重金属濃度を低減しない場合、膜分離ステップにおいて膜モジュールの濾過膜の細孔又は濾過膜の表面に、無機物や有機物が吸着あるいは堆積することにより、煩雑な洗浄操作や再生操作を頻繁に行う必要が生じる。 The heavy metal is preferably cobalt and / or manganese, and more preferably cobalt. If the heavy metal concentration is not reduced to such a level, complicated washing and regeneration operations can be performed by adsorbing or depositing inorganic substances or organic substances on the pores of the membrane of the membrane module or on the surface of the membrane in the membrane separation step. It needs to be done frequently.
本願の第1の発明の排水処理方法における重金属濃度低減ステップでは、排水中の重金属が回収され、重金属濃度が低減化される限りにおいて、いかなる方法を採用してもよい。排水中の重金属を回収し、排水中の重金属濃度を抑制する方法としては、例えば(1)該排水中の重金属を炭酸金属塩として不溶化し、不溶化した炭酸金属塩を排水から回収する方法、(2)活性炭、強酸性カチオン交換樹脂、キレート樹脂、シリカ、アルミナ、合成ゼオライト、ベントナイト、アルミン酸アルカリ土類金属塩などの吸着剤を用いて重金属を吸着する方法、などが挙げられる。
上記(2)のうち、吸着性能が良好であることから、キレート樹脂を用いて重金属を吸着する方法を好ましい例として挙げることができる。
In the heavy metal concentration reduction step in the wastewater treatment method of the first invention of the present application, any method may be adopted as long as the heavy metal in the wastewater is recovered and the heavy metal concentration is reduced. Examples of a method for recovering heavy metal in wastewater and suppressing heavy metal concentration in wastewater include (1) a method in which heavy metal in the wastewater is insolubilized as a carbonate metal salt, and the insoluble carbonate metal salt is recovered from the wastewater. 2) A method of adsorbing heavy metals using an adsorbent such as activated carbon, strongly acidic cation exchange resin, chelate resin, silica, alumina, synthetic zeolite, bentonite, alkaline earth metal aluminate, and the like.
Among the above (2), since the adsorption performance is good, a method of adsorbing a heavy metal using a chelate resin can be given as a preferred example.
例えば、テレフタル酸の製造工程から排出される排水中には、酸化反応用触媒として使用されるコバルトやマンガンなどの重金属が含まれる場合がある。このような重金属をキレート樹脂を用いて一定濃度に低減する方法としては、例えば、国際公開第2010/008055号に開示された特定の性状を有するキレート樹脂を用いる方法を好ましく用いることができる。 For example, wastewater discharged from the production process of terephthalic acid may contain heavy metals such as cobalt and manganese used as an oxidation reaction catalyst. As a method for reducing such a heavy metal to a certain concentration using a chelate resin, for example, a method using a chelate resin having specific properties disclosed in International Publication No. 2010/008055 can be preferably used.
キレート樹脂は、イオン交換樹脂におけるイオン交換基の代わりに金属とキレート結合を形成しやすいキレート生成基(以下において「キレート基」ということがある。)が導入されたことにより、特定の金属を選択的に吸着することができる樹脂である。キレート基は一般のキレート剤と同様に、電子授与元素としてN、S、O、Pなどの元素を同種または異種2個以上組み合わせて含む基であり、例えばN−O系、S−N系、N−N系、O−O系などの種類が挙げられる。これらのキレート基を三次元高分子基体に結合させると、キレート基に応じた特定の金属に対して選択性を有するキレート樹脂が得られる。 The chelate resin selects a specific metal by introducing a chelate-forming group (hereinafter sometimes referred to as “chelate group”) that easily forms a chelate bond with a metal instead of the ion-exchange group in the ion-exchange resin. It is a resin that can be adsorbed on the surface. The chelate group is a group containing elements such as N, S, O, and P as the electron-donating element in combination of two or more of the same kind or different kinds as in the case of general chelating agents. Examples include N—N and O—O types. When these chelate groups are bonded to the three-dimensional polymer substrate, a chelate resin having selectivity for a specific metal corresponding to the chelate group is obtained.
重金属の除去は陽イオン交換樹脂でも可能であるが、排水中にはアルカリ金属やアルカリ土類金属など、除去する必要のない金属が多量に存在するので、重金属の回収に通常の陽イオン交換樹脂を用いた場合にはこれら除去する必要のない金属元素が同時に吸着されて再生剤の浪費につながる。よって重金属の除去にはキレート樹脂を用いることが好ましい。キレート基としては、重金属を選択的に吸着する金属選択性があるキレート基であれば特に限定されるものではない。好ましい例としては、イミノジ酢酸基、ポリアミン基、チオウレア基、アミノホスホン酸基、ポリアクリル酸基、N−メチルグルカミン基等が挙げられ、中でもイミノジ酢酸基がより好ましい。 Although heavy metals can be removed with cation exchange resins, there are many metals in the wastewater that do not need to be removed, such as alkali metals and alkaline earth metals. When these are used, these metal elements that do not need to be removed are simultaneously adsorbed, leading to waste of the regenerant. Therefore, it is preferable to use a chelate resin for removing heavy metals. The chelate group is not particularly limited as long as it is a chelate group having metal selectivity that selectively adsorbs heavy metals. Preferable examples include iminodiacetic acid group, polyamine group, thiourea group, aminophosphonic acid group, polyacrylic acid group, N-methylglucamine group, etc. Among them, iminodiacetic acid group is more preferable.
上記のようなキレート樹脂を例えばナトリウムイオンを対カチオンとしてイオン化させる処理は、官能基末端が水素形のキレート樹脂を充填した充填塔に水酸化ナトリウム水溶液を流通させる固定床流通方式にて行うことが好ましい。この時に使用される水酸化ナトリウム水溶液の濃度は、好ましくは0.5重量%以上20重量%以下、より好ましくは1重量%以上10重量%以下である。また固定床流通方式でイオン化させる際の水酸化ナトリウム水溶液の線速度は、好ましくは1m/hr以上20m/hr以下、より好ましくは2m/hr以上15m/hr以下である。固定床でのイオン化方式はダウンフローでもアップフローでもよいが、好ましくはアップフローであり、キレート樹脂が水酸化ナトリウム水溶液に2時間以上浸漬するような条件で処理することが好ましい。 The treatment for ionizing the above chelate resin with, for example, sodium ions as a counter cation may be carried out by a fixed bed flow system in which a sodium hydroxide aqueous solution is passed through a packed tower filled with a chelate resin having a hydrogen functional end. preferable. The concentration of the aqueous sodium hydroxide solution used at this time is preferably 0.5 wt% or more and 20 wt% or less, more preferably 1 wt% or more and 10 wt% or less. The linear velocity of the aqueous sodium hydroxide solution when ionized by the fixed bed flow method is preferably 1 m / hr or more and 20 m / hr or less, more preferably 2 m / hr or more and 15 m / hr or less. The ionization method on the fixed bed may be downflow or upflow, but is preferably upflow, and it is preferable to treat the chelate resin under conditions such that it is immersed in an aqueous sodium hydroxide solution for 2 hours or more.
イオン化させる際の温度としては、好ましくは10℃以上80℃以下、より好ましくは常温付近(15℃以上40℃以下)の温度が採用される。本願の第1の発明において、キレート樹脂のキレート基が上記のようなナトリウム等のアルカリ金属で既に全量または部分的にイオン化されている場合は、上記のようなイオン化操作は必ずしも必要ではない。 The ionization temperature is preferably 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, more preferably a temperature around room temperature (15 ° C. or higher and 40 ° C. or lower). In the first invention of the present application, the ionization operation as described above is not necessarily required when the chelate group of the chelate resin is already completely or partially ionized with an alkali metal such as sodium as described above.
キレート基を結合させる樹脂基体としては、架橋ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、架橋ポリアクリル酸などを例示できる。これらの中でも架橋ポリスチレン又はスチレン−ジビニルベンゼン共重合体が特に好ましい。 Examples of the resin substrate to which the chelate group is bonded include crosslinked polystyrene, styrene-divinylbenzene copolymer, and crosslinked polyacrylic acid. Among these, cross-linked polystyrene or styrene-divinylbenzene copolymer is particularly preferable.
キレート樹脂を構成する基体の高次構造は一般的に、ゲルタイプ、ポーラスタイプ、及びハイポーラスタイプに分類される。本願の第1の発明においては何れを使用しても良いが、この中でもポーラスタイプ又はハイポーラスタイプが好ましく、ポーラスタイプが最も好ましい。 The higher order structure of the substrate constituting the chelate resin is generally classified into a gel type, a porous type, and a high porous type. In the first invention of the present application, any of them may be used. Among them, the porous type or the high porous type is preferable, and the porous type is most preferable.
本願の第1の発明で用いられる好適なキレート樹脂は、キレート樹脂の粒子径の均一性を示す均一係数が1.4以下であり、より好ましくは1.2以下、さらに好ましくは1.1以下、特に好ましくは1.05以下である。均一係数が上記上限値を超える場合には、そのキレート樹脂を固定相とする固定床流動方式で処理排水を吸着処理する際及びキレート樹脂を再生処理する際に、キレート樹脂層内での圧力損失が起こりやすくなる。好適なキレート樹脂の具体例としては、例えばSybron Chemicals Inc.A LANXESS COMPANY社から市販されているLewatit(R)MonoPlus TP 207が挙げられる。 The suitable chelate resin used in the first invention of the present application has a uniformity coefficient indicating uniformity of the particle size of the chelate resin of 1.4 or less, more preferably 1.2 or less, and even more preferably 1.1 or less. Especially preferably, it is 1.05 or less. When the uniformity coefficient exceeds the above upper limit, pressure loss in the chelate resin layer occurs when the treated wastewater is adsorbed by the fixed bed flow method using the chelate resin as a stationary phase and when the chelate resin is regenerated. Is likely to occur. Specific examples of suitable chelating resins include, for example, Sybron Chemicals Inc. Lewatit (R) MonoPlus TP 207 commercially available from A LANXESS COMPANY.
以下、図1を参照しつつ、排水中のコバルトやマンガン等の重金属をキレート樹脂に吸着する処理及びその処理条件について説明する。 Hereinafter, the treatment for adsorbing heavy metals such as cobalt and manganese in the waste water to the chelate resin and the treatment conditions will be described with reference to FIG.
図1の実線は処理される排水の流れを示す。化学プロセス(例えばテレフタル酸製造工程など。)から発生した各種排水(217’、221’〜223’、225’〜226’、255’〜256’、260’〜262’)はpH調整槽101に集められて混合され、pHを調整される。pHを調整された排水は、キレート樹脂が充填された処理塔102または103の何れかに通液される。処理塔102および103は通常、固定床式であり、通液は流通方式が採用される。処理塔102または103の何れかを通過した透過液(処理排水)は処理排水タンク(貯槽)104を経由して活性汚泥処理工程に送られる。一方の処理塔102が破過領域に達すると、排水の通液は他方の処理塔103に切り替えられ、透過液は上記と同様に処理排水タンク104に送られる。逆も同様である。 The solid line in FIG. 1 shows the flow of wastewater to be treated. Various wastewaters (217 ′, 221 ′ to 223 ′, 225 ′ to 226 ′, 255 ′ to 256 ′, 260 ′ to 262 ′) generated from chemical processes (for example, terephthalic acid production process) are transferred to the pH adjustment tank 101. Collected and mixed to adjust pH. The wastewater whose pH is adjusted is passed through either the treatment tower 102 or 103 filled with the chelate resin. The processing towers 102 and 103 are usually a fixed bed type, and a flow system is adopted for liquid flow. The permeate (treated wastewater) that has passed through either the treatment tower 102 or 103 is sent to the activated sludge treatment step via the treated wastewater tank (storage tank) 104. When one treatment tower 102 reaches the breakthrough region, the drainage liquid is switched to the other treatment tower 103, and the permeate is sent to the treatment wastewater tank 104 in the same manner as described above. The reverse is also true.
pH調整槽101において、排水のpHが調整される。処理塔102または103に通液される排水のpHは、好ましくは5.1以上、より好ましくは5.2以上、さらに好ましくは5.3以上であり、好ましくは5.9以下、より好ましくは5.8以下、さらに好ましくは5.7以下である。排水のpHが上記上限値を超える場合、排水中に重金属化合物が析出し、処理塔102/103内のキレート樹脂表面に沈着して回収が難しくなるおそれがある。他方、排水のpHが上記下限値未満であると、排水中に含まれるテレフタル酸やp−トルイル酸等の有機物が沈積したり、また重金属回収率が低下したりするおそれがある。 In the pH adjustment tank 101, the pH of the waste water is adjusted. The pH of the waste water passed through the treatment tower 102 or 103 is preferably 5.1 or more, more preferably 5.2 or more, still more preferably 5.3 or more, preferably 5.9 or less, more preferably It is 5.8 or less, more preferably 5.7 or less. When the pH of the wastewater exceeds the above upper limit, a heavy metal compound may be deposited in the wastewater and deposited on the chelate resin surface in the treatment tower 102/103, making it difficult to recover. On the other hand, if the pH of the waste water is less than the lower limit, organic substances such as terephthalic acid and p-toluic acid contained in the waste water may be deposited, and the heavy metal recovery rate may be reduced.
処理塔102または103に通液される排水の温度は、好ましくは51℃以上、より好ましくは53℃以上、さらに好ましくは55℃以上であり、他方好ましくは59℃以下、より好ましくは57℃以下である。排水の温度が上記下限値未満であると、排水中にテレフタル酸が含まれる場合はこれが析出しやすくなる傾向があり、また重金属回収率が低下するおそれがある。他方排水の温度が上記上限値を超えると、キレート樹脂が劣化し易い傾向にある。 The temperature of the wastewater passed through the treatment tower 102 or 103 is preferably 51 ° C. or higher, more preferably 53 ° C. or higher, further preferably 55 ° C. or higher, and preferably 59 ° C. or lower, more preferably 57 ° C. or lower. It is. If the temperature of the wastewater is less than the above lower limit, if terephthalic acid is contained in the wastewater, this tends to precipitate, and the heavy metal recovery rate may decrease. On the other hand, when the temperature of the waste water exceeds the upper limit, the chelate resin tends to deteriorate.
処理塔102または103に通液される排水の通液速度は、線流速で、好ましくは5m/hr以上、より好ましくは7m/hr以上であり、好ましくは14m/hr以下、より好ましくは10m/hr以下である。流速が上記上限値を超えると、処理塔102または103内部で偏流(チャネリング)が起こり、効率的な吸着が難しくなる傾向にある。他方流速が上記下限値未満であると、処理塔102/103を大きくする必要があるため、経済的に不利な傾向にある。 The flow rate of the wastewater passed through the treatment tower 102 or 103 is a linear flow rate, preferably 5 m / hr or more, more preferably 7 m / hr or more, preferably 14 m / hr or less, more preferably 10 m / hr. hr or less. When the flow rate exceeds the above upper limit value, drift (channeling) occurs inside the processing tower 102 or 103, and the efficient adsorption tends to be difficult. On the other hand, if the flow velocity is less than the lower limit, it is necessary to enlarge the processing tower 102/103, which tends to be economically disadvantageous.
重金属化合物を吸着するための方式としては、処理塔102及び103について上記説明した連続方式のほかに回分方式があるが、連続方式がより一般的である。本願の第1の発明における重金属の回収は、連続方式の固定床流通方式で行うことが好ましい。具体的には、2基以上の処理塔を並列に設置し、同時通液方式または切り替え方式にて通液を行う。処理塔の材質としては、FRP(ガラス繊維強化プラスチック)ライニングした炭素鋼などが通常用いられる As a method for adsorbing the heavy metal compound, there is a batch method in addition to the continuous method described above for the processing towers 102 and 103, but the continuous method is more general. The recovery of heavy metals in the first invention of the present application is preferably carried out by a continuous fixed bed flow system. Specifically, two or more treatment towers are installed in parallel, and liquid is passed by a simultaneous liquid passing method or a switching method. As the material of the processing tower, FRP (glass fiber reinforced plastic) lined carbon steel or the like is usually used.
上記吸着条件でのコバルト、マンガンそれぞれの吸着率は、処理塔102/103流入側におけるコバルト、マンガンそれぞれの含有量に対して80%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。特に処理塔流出側におけるコバルト濃度が処理塔流入側におけるコバルト濃度に対して10分の1以下であることが好ましく、100分の1以下であることがより好ましく、10重量ppm以下になることが好ましく、5重量ppm以下になることがより好ましく、1重量ppm以下になることがさらに好ましい。 The adsorption rate of cobalt and manganese under the above adsorption conditions is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more with respect to the contents of cobalt and manganese on the inflow side of the treatment tower 102/103. . In particular, the cobalt concentration on the treatment tower outflow side is preferably 1/10 or less of the cobalt concentration on the treatment tower inflow side, more preferably 1/100 or less, and more preferably 10 ppm by weight or less. It is preferably 5 ppm by weight or less, more preferably 1 ppm by weight or less.
処理塔102/103のうち一方の処理塔から他方の処理塔に切り替えた後、吸着を終了した処理塔は、水を流通させることにより洗浄し、吸着あるいは沈着した金属類や有機化合物を洗い出す。このときの温度及び圧力は上記吸着時の条件と同様の温度および圧力であることが好ましい。 After the processing tower 102/103 is switched from one processing tower to the other processing tower, the processing tower that has completed adsorption is washed by circulating water to wash out the adsorbed or deposited metals and organic compounds. The temperature and pressure at this time are preferably the same temperature and pressure as the conditions during the adsorption.
処理塔102/103の脱着・再生及びその条件について説明する。キレート樹脂が吸着した重金属を脱着させるための再生剤としては、臭化水素水溶液を使用することが好ましい。キレート樹脂の再生のための再生剤としては硫酸、塩酸などが一般的であるが、テレフタル酸の製造プロセスにおいては酸化反応触媒としてコバルト、マンガンおよび臭素化合物が使用されるため、テレフタル酸の製造プロセスから生じる排水を処理する場合には再生剤として臭化水素水溶液を用いることが好ましい。 Desorption / regeneration of the processing tower 102/103 and its conditions will be described. As a regenerant for desorbing the heavy metal adsorbed by the chelate resin, it is preferable to use an aqueous hydrogen bromide solution. As regenerants for the regeneration of chelating resins, sulfuric acid, hydrochloric acid, etc. are common, but in the production process of terephthalic acid, cobalt, manganese and bromine compounds are used as oxidation reaction catalysts, so the production process of terephthalic acid In the case of treating the wastewater generated from the above, it is preferable to use an aqueous hydrogen bromide solution as a regenerant.
本願の第1の発明においてキレート樹脂の再生剤として用いられる臭化水素水の濃度は、好ましくは7.1重量%以上、より好ましくは7.5重量%以上、さらに好ましくは8重量%以上であり、他方好ましくは19重量%以下、より好ましくは15重量%以下、さらに好ましくは12重量%以下である。重金属の回収量は臭化水素水濃度に依存し、また最適濃度がある。臭化水素水の濃度が上記下限値未満である場合や上記上限値を超える場合には、重金属の効率的な回収が難しくなる場合がある。臭化水素水の処理塔102/103への通液速度は、線流速で1m/hr以上10m/hr以下の範囲が好ましい。通液速度がこの範囲内であれば、回収量への影響は見られない。 In the first invention of the present application, the concentration of hydrogen bromide water used as the regenerant of the chelate resin is preferably 7.1% by weight or more, more preferably 7.5% by weight or more, and further preferably 8% by weight or more. On the other hand, it is preferably 19% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and further preferably 12% by weight or less. The amount of heavy metal recovered depends on the hydrogen bromide water concentration and there is an optimum concentration. When the concentration of hydrogen bromide water is less than the above lower limit value or exceeds the above upper limit value, efficient recovery of heavy metals may be difficult. The flow rate of hydrogen bromide water to the treatment tower 102/103 is preferably in the range of 1 m / hr to 10 m / hr in terms of linear flow rate. If the liquid flow rate is within this range, there is no effect on the recovery amount.
通液の際の臭化水素水の温度は、常温付近(15℃以上40℃以下)が好ましい。臭化水素水処理による重金属の脱着率は90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、100%に近接するほど好ましい。 The temperature of the hydrogen bromide water during the passage is preferably around normal temperature (15 ° C. or more and 40 ° C. or less). The desorption rate of heavy metal by the hydrogen bromide water treatment is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and the closer to 100%, the more preferable.
図1を参照しつつ、脱着・再生処理についてさらに説明する。再生剤である臭化水素水は再生剤タンク106に貯蔵されている。再生剤タンク106内の臭化水素水は、吸着操作の終了した処理塔102(または103)に通液され(図1中の破線)、重金属を脱着させる。次いで処理塔102(または103)は水の通液により洗浄され、これにより処理塔中のキレート樹脂に残る金属等が除去される。 The attachment / detachment / regeneration process will be further described with reference to FIG. Hydrogen bromide water as a regenerant is stored in the regenerant tank 106. The hydrogen bromide water in the regenerant tank 106 is passed through the treatment tower 102 (or 103) after the adsorption operation (broken line in FIG. 1) to desorb heavy metals. Next, the treatment tower 102 (or 103) is washed by passing water, thereby removing the metal remaining on the chelate resin in the treatment tower.
その後、苛性ソーダタンク108または苛性ソーダ予備タンク109に貯蔵されている水酸化ナトリウム水溶液が再生操作の終了した処理塔102(または103)に通液され、これによりナトリウムでイオン化されたキレート樹脂あるいは部分的にナトリウムでイオン化されたキレート樹脂が再生される。イオン化処理に用いられる水酸化ナトリウム水溶液の濃度は好ましくは1重量%以上10重量%以下、より好ましくは3重量%以上7重量%以下である。水酸化ナトリウム水溶液を処理塔102/103に通液する際の線流速は、好ましくは1m/hr以上20m/hr以下、より好ましくは2m/hr以上15m/hr以下である。 Thereafter, the aqueous sodium hydroxide solution stored in the caustic soda tank 108 or the caustic soda preparatory tank 109 is passed through the treatment tower 102 (or 103) after the regeneration operation, whereby the chelate resin ionized with sodium or partially The chelate resin ionized with sodium is regenerated. The concentration of the aqueous sodium hydroxide solution used for the ionization treatment is preferably 1% by weight to 10% by weight, more preferably 3% by weight to 7% by weight. The linear flow rate when the aqueous sodium hydroxide solution is passed through the treatment tower 102/103 is preferably 1 m / hr to 20 m / hr, more preferably 2 m / hr to 15 m / hr.
処理塔102/103が固定床の場合のイオン化方式はダウンフローよりもアップフローが好ましく、キレート樹脂が水酸化ナトリウム水溶液に2時間以上浸漬する条件でアップフローにてイオン化処理を行うことが好ましい。イオン化処理の際の温度は好ましくは10℃以上80℃以下、より好ましくは常温付近(15℃以上40℃以下)である。脱着・再生処理における処理塔102/103からの流出液は、回収液タンク105に貯蔵される。 When the treatment tower 102/103 is a fixed bed, the ionization method is preferably an upflow rather than a downflow, and the ionization treatment is preferably performed in the upflow under the condition that the chelate resin is immersed in an aqueous sodium hydroxide solution for 2 hours or more. The temperature during the ionization treatment is preferably 10 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, more preferably around normal temperature (15 ° C. or higher and 40 ° C. or lower). The effluent from the processing tower 102/103 in the desorption / regeneration process is stored in the recovery liquid tank 105.
脱着操作の終点が近づくと、流出液の流路が切り替えられ、流出液は脱着操作終末液タンク107に貯蔵される。脱着操作終末液タンク107に貯蔵された液は、次回脱着時にキレート樹脂塔102または103に通液して使用される。臭化水素水による脱着処理の後の洗浄処理において処理塔102/103から流出した液は、処理排水として処理排水タンク104に貯蔵され、次工程の膜分離活性汚泥処理に供される。 When the end point of the desorption operation approaches, the flow path of the effluent is switched, and the effluent is stored in the desorption operation end liquid tank 107. The liquid stored in the desorption operation end liquid tank 107 is used after passing through the chelate resin tower 102 or 103 at the next desorption. The liquid that has flowed out of the treatment tower 102/103 in the washing treatment after the desorption treatment with hydrogen bromide water is stored in the treatment wastewater tank 104 as treatment wastewater, and is subjected to membrane separation activated sludge treatment in the next step.
尚、本願の第1の発明におけるキレート樹脂の吸着容量は、Cuの吸着容量を指標として、使用開始時のCu吸着容量が、0.5mmol/mL以上であることが好ましく、0.7mmol/mL以上であることがより好ましい。Cu吸着容量の上限は制限されないが、通常、2mmol/mL以下である。
上記したキレート樹脂の好ましい均一係数やCuの吸着容量などの測定方法は、国際公開第2010/008055号に記載されている通りとする。
The adsorption capacity of the chelate resin in the first invention of the present application is preferably such that the Cu adsorption capacity at the start of use is 0.5 mmol / mL or more, using Cu adsorption capacity as an index, and 0.7 mmol / mL. More preferably. The upper limit of the Cu adsorption capacity is not limited, but is usually 2 mmol / mL or less.
Measurement methods such as the preferred uniformity coefficient of the chelate resin and the adsorption capacity of Cu are as described in International Publication No. 2010/008055.
(生物処理(膜分離活性汚泥処理))
上記重金属濃度低減ステップにより排水中の重金属を回収し、重金属濃度を低減された処理排水は、引き続いて生物処理(膜分離活性汚泥処理)に供される。
本願の第1の発明における生物処理(膜分離活性汚泥処理)は、
(i)処理排水の生物処理を行いながら又は処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
(ii)膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有する。
(Biological treatment (membrane separation activated sludge treatment))
The heavy metal in the wastewater is recovered by the heavy metal concentration reduction step, and the treated wastewater whose heavy metal concentration is reduced is subsequently subjected to biological treatment (membrane separation activated sludge treatment).
The biological treatment (membrane separation activated sludge treatment) in the first invention of the present application,
(I) A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of treated wastewater or after biological treatment of treated wastewater;
(Ii) a cleaning step of cleaning the membrane module.
(膜分離活性汚泥処理システム)
図2は、本願の第1の発明の排水処理方法における膜分離活性汚泥処理システムの一態様を示す概略構成図である。図2の膜分離活性汚泥処理システムは、上記重金属濃度低減ステップを経た処理排水を、活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離活性汚泥処理装置30と;膜モジュール35を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク90と;膜モジュール35を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク92と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの膜モジュール35への薬液の供給を制御する制御部(不図示)と;処理排水を膜分離活性汚泥処理装置30に供給する排水流路50と;膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を排出する透過水流路55と;膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路56と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの薬液を膜モジュール35に供給する薬液流路59とを具備する。
(Membrane separation activated sludge treatment system)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an aspect of a membrane separation activated sludge treatment system in the wastewater treatment method of the first invention of the present application. The membrane separation activated sludge treatment system shown in FIG. 2 is a membrane in which treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step is biologically treated by aerobic microorganisms in the activated sludge and simultaneously separated into sludge and permeate by the membrane module 35. A separation activated sludge treatment device 30; a first chemical solution tank 90 for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the membrane module 35; and a second chemical solution tank 92 for storing an acid aqueous solution for cleaning the membrane module 35; A control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank 90 and the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35; and the drainage flow path for supplying the treated wastewater to the membrane separation activated sludge treatment device 30 50 ;; a permeate flow path 55 for discharging the permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30; and an excess sludge flow path 56 for discharging excess sludge from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. ;; And a liquid medicine flow channel 59 for supplying a chemical liquid from the first chemical solution tank 90 and the second chemical liquid tank 92 to the membrane module 35.
(膜分離活性汚泥処理装置)
膜分離活性汚泥処理装置30は、槽本体31(第1の曝気槽)と;槽本体31(第1の曝気槽)内の底部近傍に配置された散気管32と;散気管32にエアを供給するブロア33と;散気管32とブロア33とを接続するエア導入管34と;槽本体31(第1の曝気槽)内且つ散気管32の上方に配置された膜モジュール35と;透過水流路55の途中に設けられ、膜モジュール35内を減圧にすることによって汚泥と透過水との固液分離を行い、且つ透過水を下流工程へと送り出す吸引ポンプ36と;薬液流路59の途中に設けられ、逆洗用の薬液等を膜モジュール35に送り出す逆洗ポンプ37とを具備する。
(Membrane separation activated sludge treatment equipment)
The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 includes a tank main body 31 (first aeration tank); a diffuser pipe 32 disposed near the bottom in the tank main body 31 (first aeration tank); A blower 33 to be supplied; an air introduction pipe 34 connecting the diffuser pipe 32 and the blower 33; a membrane module 35 disposed in the tank body 31 (first aeration tank) and above the diffuser pipe 32; A suction pump 36 which is provided in the middle of the passage 55 and performs solid-liquid separation of sludge and permeate by reducing the pressure in the membrane module 35 and sends the permeate to the downstream process; And a backwash pump 37 for sending backwashing chemicals and the like to the membrane module 35.
膜モジュール35としては、公知の濾過膜を備えた公知の膜モジュールを採用できる。濾過膜の種類としては、精密濾過膜(MF膜)又は限外濾過膜(UF膜)が好ましい。濾過膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、袋状膜等が挙げられる。これらのうち、容積ベースで比較した場合に膜面積の高度集積が可能であることから、中空糸膜が好ましい。 As the membrane module 35, a known membrane module provided with a known filtration membrane can be employed. As the type of the filtration membrane, a microfiltration membrane (MF membrane) or an ultrafiltration membrane (UF membrane) is preferable. Examples of the shape of the filtration membrane include a hollow fiber membrane, a flat membrane, a tubular membrane, and a bag-like membrane. Of these, hollow fiber membranes are preferred because they can be highly integrated when compared on a volume basis.
濾過膜の材質としては、有機材料(セルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等)、金属(ステンレス等)、無機材料(セラミック等)が挙げられる。濾過膜の材質は、排水の性状に応じて適宜選択する。濾過膜の孔径は、処理の目的に応じて適宜選択すればよい。膜分離活性汚泥法において、濾過膜の孔径は、0.001〜3μmが好ましい。孔径が0.001μm未満では、膜の抵抗が大きくなる場合がある。孔径が3μmを超えると、活性汚泥を完全に分離することが難しくなるため、透過水の水質が悪化するおそれがある。濾過膜の孔径は、精密濾過膜の範囲とされる0.04〜1.0μmがより好ましい。 Examples of the material of the filtration membrane include organic materials (cellulose, polyolefin, polysulfone, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), metals (stainless steel, etc.), and inorganic materials (ceramics, etc.). . The material of the filtration membrane is appropriately selected according to the properties of the waste water. What is necessary is just to select the hole diameter of a filtration membrane suitably according to the objective of a process. In the membrane separation activated sludge method, the pore size of the filtration membrane is preferably 0.001 to 3 μm. If the pore diameter is less than 0.001 μm, the resistance of the membrane may increase. When the pore diameter exceeds 3 μm, it becomes difficult to completely separate the activated sludge, so that the quality of the permeated water may be deteriorated. The pore size of the filtration membrane is more preferably 0.04 to 1.0 μm, which is the range of the microfiltration membrane.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、散気管32と膜モジュール35とが一体化された膜ユニットを用いてもよい。そのような膜ユニットの一例を図3及び図4に示す。図3及び図4の膜ユニットは、散気発生装置60と;散気発生装置60の上部に設けられた膜モジュール35と;膜モジュール35の上部に設けられた集水ヘッダ80とを具備する。以下図3及び図4を参照しつつ膜ユニットについて説明する。 In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, a membrane unit in which the air diffuser 32 and the membrane module 35 are integrated may be used. An example of such a membrane unit is shown in FIGS. The membrane unit shown in FIGS. 3 and 4 includes an air diffuser 60; a membrane module 35 provided on the upper part of the air diffuser 60; and a water collection header 80 provided on the upper part of the membrane module 35. . Hereinafter, the membrane unit will be described with reference to FIGS.
散気発生装置60は、上下が開口した平面視矩形のケーシング61と;ケーシング61の4隅から下方に向かって延びる支柱62と;ケーシング61の外壁に設けられ、ブロア33からエア導入管34を通って供給されるエアをケーシング61内に供給する接続管63と;ケーシング61の内壁に沿って設けられ、接続管63に連通するエア供給ヘッダ64と;エア供給ヘッダ64に直交してその内壁64aに接続された複数の散気管32とを具備する。 The air diffuser 60 includes a rectangular casing 61 that is open at the top and bottom; a column 62 that extends downward from the four corners of the casing 61; an outer wall of the casing 61; A connection pipe 63 for supplying air supplied through the casing 61; an air supply header 64 provided along the inner wall of the casing 61 and communicating with the connection pipe 63; an inner wall orthogonal to the air supply header 64 And a plurality of air diffusers 32 connected to 64a.
散気管32は、ブロア33から供給されるエアを上方へ吐出するものであり、穴あきの単管やメンブレンタイプのものから構成され、一端はエア供給ヘッダ64に接続され、他端は閉塞されている。 The air diffuser 32 discharges air supplied from the blower 33 upward, and is composed of a single tube with a hole or a membrane type one end connected to an air supply header 64 and the other end closed. Yes.
膜モジュール35は、散気発生装置60の4隅から上方に向かって延びるフレーム65と;フレーム65に支持され、且つ平行に配列された複数の中空糸膜エレメント70と;4方の側面を覆うケーシング66とを具備する。 The membrane module 35 includes a frame 65 extending upward from four corners of the air diffuser 60; a plurality of hollow fiber membrane elements 70 supported by the frame 65 and arranged in parallel; and covers four side surfaces And a casing 66.
中空糸膜エレメント70は、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有し、この通路の一端に形成されて縦杆72の通路と連通する透過水取出口71aを有する下枠71と;下枠71の両端から上方に向かって延び、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有する一対の縦杆72、73と;縦杆72、73の上端に設けられ、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有し、この通路の一端に形成された透過水取出口74aを有する上枠74と;透過水取出口74aに連結された、上方へ向けて屈曲するL字継手75と;縦杆72、73に沿い、水面に対して鉛直方向に配列された多数の中空糸膜76aからなる中空糸膜シート76と;上枠74及び下枠71の内部の通路に中空糸膜76aの端部が開口された状態にて、中空糸膜76aの上端及び下端を、それぞれ上枠74、下枠71に液密に固定、支持するポッティング材77とを具備する。 The hollow fiber membrane element 70 has a passage (not shown) formed along the longitudinal direction inside, and has a permeated water outlet 71a formed at one end of the passage and communicating with the passage of the vertical rod 72. A pair of vertical rods 72, 73 that extend upward from both ends of the lower frame 71 and have a passage (not shown) formed along the longitudinal direction therein; and upper ends of the vertical rods 72, 73 An upper frame 74 having a passage (not shown) formed along the longitudinal direction and having a permeate outlet 74a formed at one end of the passage; and connected to the permeate outlet 74a. An L-shaped joint 75 that bends upward; a hollow fiber membrane sheet 76 composed of a number of hollow fiber membranes 76a arranged along the vertical rods 72 and 73 in a direction perpendicular to the water surface; and an upper frame 74 And the end of the hollow fiber membrane 76a is opened in the passage inside the lower frame 71. At state, the upper and lower ends of the hollow fiber membrane 76a, respectively on frame 74, secured in a liquid tight manner to the lower frame 71 comprises a potting material 77 which supports.
中空糸膜シート76を構成する中空糸膜76aの本数は、中空糸膜シート76の1枚あたり500〜3000本が好ましい。中空糸膜76aの本数が500本未満では、中空糸膜の膜面積が低下し、単位容積あたりの透水量が低下する場合がある。中空糸膜76aの本数が3000本を超えると、膜ユニットの設置面積が大きくなりすぎる。 The number of hollow fiber membranes 76 a constituting the hollow fiber membrane sheet 76 is preferably 500 to 3000 per one hollow fiber membrane sheet 76. If the number of the hollow fiber membranes 76a is less than 500, the membrane area of the hollow fiber membranes may be reduced, and the water permeation amount per unit volume may be reduced. When the number of the hollow fiber membranes 76a exceeds 3000, the installation area of the membrane unit becomes too large.
中空糸膜76aは、弛みを有して水面に対して略鉛直方向に配列されることが好ましい。中空糸膜76aが水面に対して略鉛直方向に配列されることによって、中空糸膜76aの表面に固形分が堆積しにくくなり、また、散気管32からのエアによって中空糸膜76aの表面が効率よく洗浄される。また、中空糸膜76aが弛みを有することによって、散気管32からのエアによって中空糸膜76aが遥動し、中空糸膜76aの表面が効率よく洗浄される。 It is preferable that the hollow fiber membranes 76a have a slack and are arranged in a substantially vertical direction with respect to the water surface. By arranging the hollow fiber membranes 76a in a substantially vertical direction with respect to the water surface, it becomes difficult for solids to accumulate on the surface of the hollow fiber membranes 76a, and the air from the diffuser tube 32 causes the surface of the hollow fiber membranes 76a to be deposited. It is cleaned efficiently. Further, since the hollow fiber membrane 76a has slackness, the air from the air diffuser 32 causes the hollow fiber membrane 76a to swing, and the surface of the hollow fiber membrane 76a is efficiently cleaned.
集水ヘッダ80は、中空糸膜エレメント70の配列方向に沿って設けられる。集水ヘッダ80は、長手方向に沿って形成された複数の集水口80aと;一端が集水口80aに連結され、他端が中空糸膜エレメント70のL字継手75に連結される、下方に屈曲するL字継手81と;集水ヘッダ80の上面に設けられ、透過水流路55に接続される吸水口80bとを有する。 The water collection header 80 is provided along the arrangement direction of the hollow fiber membrane elements 70. The water collecting header 80 includes a plurality of water collecting ports 80a formed along the longitudinal direction; one end is connected to the water collecting port 80a, and the other end is connected to the L-shaped joint 75 of the hollow fiber membrane element 70. A bent L-shaped joint 81; and a water suction port 80b provided on the upper surface of the water collecting header 80 and connected to the permeate flow passage 55.
(逆浸透膜濾過装置)
膜分離活性汚泥処理システムは、膜分離活性汚泥処理装置の透過水に対して逆浸透膜濾過処理を行うことにより、逆浸透膜を透過した精製水と透過しなかった濃縮水とに分離する逆浸透膜濾過装置をさらに有していてもよい。図5は、図2の膜分離活性汚泥処理システムに逆浸透膜濾過装置が付加された形態の膜分離活性汚泥処理システムを説明する図である。図5の膜分離活性汚泥処理システムは、膜分離活性汚泥処理装置30の膜モジュール35を透過した透過水を逆浸透膜によって濾過する逆浸透膜濾過装置40と;逆浸透膜濾過装置40を透過した精製水を排出する精製水流路57と;逆浸透膜濾過装置40を透過しなかった濃縮水を排出する濃縮水流路58とを更に具備している。
(Reverse osmosis membrane filtration device)
The membrane separation activated sludge treatment system performs reverse osmosis membrane filtration on the permeated water of the membrane separation activated sludge treatment apparatus, thereby separating the purified water that has permeated the reverse osmosis membrane and the concentrated water that has not permeated. You may have further the osmosis membrane filtration apparatus. FIG. 5 is a diagram for explaining a membrane separation activated sludge treatment system in which a reverse osmosis membrane filtration device is added to the membrane separation activated sludge treatment system of FIG. The membrane separation activated sludge treatment system of FIG. 5 includes a reverse osmosis membrane filtration device 40 that filters permeated water that has passed through the membrane module 35 of the membrane separation activated sludge treatment device 30 through a reverse osmosis membrane; A purified water channel 57 for discharging the purified water; and a concentrated water channel 58 for discharging the concentrated water that has not permeated through the reverse osmosis membrane filtration device 40.
逆浸透膜濾過装置40は、1つ以上の逆浸透膜モジュールを具備するものである。逆浸透膜モジュールは、逆浸透膜を透過した精製水と逆浸透膜を透過しない濃縮水とを分離できる構成を有している限りにおいて、特に制限はされない。 The reverse osmosis membrane filtration device 40 includes one or more reverse osmosis membrane modules. The reverse osmosis membrane module is not particularly limited as long as it has a configuration capable of separating purified water that has passed through the reverse osmosis membrane and concentrated water that does not pass through the reverse osmosis membrane.
逆浸透膜モジュールとしては、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回した円柱状の逆浸透膜エレメントを円筒状のケーシングに収納した、いわゆるスパイラル型逆浸透膜モジュール等が挙げられる。逆浸透膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、セルロースアセテート等が挙げられ、これらの中でも芳香族ポリアミド又は架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミドが好ましい。 Examples of the reverse osmosis membrane module include a so-called spiral reverse osmosis membrane module in which a cylindrical reverse osmosis membrane element in which a reverse osmosis membrane is wound around a water collection pipe is housed in a cylindrical casing. Examples of the material of the reverse osmosis membrane include polyamide, polysulfone, cellulose acetate, and the like. Among these, a polyamide containing an aromatic polyamide or a crosslinked aromatic polyamide is preferable.
図6は、スパイラル型逆浸透膜モジュールの一例を示す斜視及び一部断面図である。スパイラル型逆浸透膜モジュール41は、逆浸透膜42の中央に、複数の集水孔43aが形成された集水管43を置いた状態で逆浸透膜42を二つ折りにし、逆浸透膜42の間に通液性支持繊維44を挟んだ状態で重なった逆浸透膜42の3辺を接着し、二重の逆浸透膜42に網目スペーサ45を重ねた状態で集水管43を中心に二重の逆浸透膜42を円柱状に巻いて逆浸透膜エレメント46とし、この逆浸透膜エレメント46を円筒状のケーシング47に収納したものである。 FIG. 6 is a perspective view and a partial cross-sectional view showing an example of a spiral type reverse osmosis membrane module. The spiral type reverse osmosis membrane module 41 folds the reverse osmosis membrane 42 in a state where a water collection pipe 43 having a plurality of water collection holes 43 a is placed at the center of the reverse osmosis membrane 42. 3 sides of the reverse osmosis membrane 42 overlapped with the liquid-permeable support fiber 44 sandwiched between them, and a double reverse osmosis membrane 42 with a mesh spacer 45 overlapped, and a double pipe centering on the water collecting pipe 43 A reverse osmosis membrane 42 is wound into a columnar shape to form a reverse osmosis membrane element 46, and the reverse osmosis membrane element 46 is accommodated in a cylindrical casing 47.
(制御部)
制御部は、次亜塩素酸塩水溶液の膜モジュール35への供給の終了から次の酸水溶液の膜モジュール35への供給の開始までの間隔を100時間以内に制御する、かつ/又は、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始前の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときに酸水溶液の膜モジュール35への供給を開始するものである。
(Control part)
The control unit controls the interval from the end of the supply of the hypochlorite aqueous solution to the membrane module 35 to the start of the supply of the next aqueous acid solution to the membrane module 35 within 100 hours, and / or the membrane module When the transmembrane pressure difference 35 is 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference before the start of operation, the supply of the acid aqueous solution to the membrane module 35 is started.
制御部は、処理部と、インターフェイス部とを有して概略構成され、逆洗ポンプ37の運転開始および停止、ならびに薬液流路59の弁(不図示)の開閉等を制御する。インターフェイス部は、逆洗ポンプ37、弁、圧力計(不図示)等と、処理部との間を電気的に接続する。処理部は、処理部に入力された運転スケジュール、及び/又は圧力計からの圧力信号に基づいて、逆洗ポンプ37の運転の開始および停止、ならびに弁の開閉等を制御する。 The control unit is roughly configured to include a processing unit and an interface unit, and controls operation start and stop of the backwash pump 37, opening / closing of a valve (not shown) of the chemical liquid channel 59, and the like. The interface unit electrically connects the backwash pump 37, a valve, a pressure gauge (not shown), and the like to the processing unit. The processing unit controls the start and stop of the operation of the backwash pump 37 and the opening / closing of the valve based on the operation schedule input to the processing unit and / or the pressure signal from the pressure gauge.
なお、処理部の機能は専用のハードウエアにより実現されてもよく、また、処理部が記憶装置(メモリ)及び中央演算装置(CPU)を有して構成され、処理部の機能を実現するためのプログラムがメモリに読み込まれてCPUにより実行されることによって処理部の機能が実現されてもよい。また、制御部には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置とは、例えば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。 Note that the function of the processing unit may be realized by dedicated hardware, and the processing unit is configured to include a storage device (memory) and a central processing unit (CPU) to realize the function of the processing unit. The function of the processing unit may be realized by reading this program into the memory and executing it by the CPU. In addition, an input device, a display device, or the like may be connected to the control unit as a peripheral device. An input device refers to an input device such as a display touch panel, a switch panel, or a keyboard, and a display device refers to a CRT or a liquid crystal display device.
(処理フロー)
本願の第1の発明の排水処理方法における処理フローは、下記のステップ(γ)に加えて、図2の構成を有する膜分離活性汚泥処理システムを用いる場合には下記のステップ(c)、(e)、及び(f)を、また図5の構成を有する膜分離活性汚泥処理システムを用いる場合には下記のステップ(c)〜(f)を、それぞれ有する。
(γ)上記説明した、排水中の重金属を回収することにより重金属濃度が低減された処理排水を得る、重金属濃度低減ステップ。
(c)重金属濃度低減ステップを経た処理排水を、膜分離活性汚泥処理装置30にて、活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d)逆浸透膜濾過装置40にて、膜モジュール35を透過した透過水を逆浸透膜によって濾過し、逆浸透膜を透過した精製水と透過しなかった濃縮水とに分離する、逆浸透膜濾過ステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュール35を洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュール35を洗浄する、酸洗浄ステップ。
(Processing flow)
In addition to the following step (γ), the treatment flow in the wastewater treatment method of the first invention of the present application includes the following steps (c) and (c) when using the membrane separation activated sludge treatment system having the configuration of FIG. In the case of using e) and (f) and the membrane separation activated sludge treatment system having the configuration shown in FIG. 5, the following steps (c) to (f) are included.
(Γ) The heavy metal concentration reduction step for obtaining the treated waste water whose heavy metal concentration is reduced by collecting the heavy metal in the waste water as described above.
(C) The treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step is solid-liquid separated into sludge and permeate by the membrane module 35 while performing biological treatment with the aerobic microorganisms in the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. , Membrane separation step.
(D) In the reverse osmosis membrane filtration device 40, reverse osmosis is performed by filtering the permeated water that has passed through the membrane module 35 with a reverse osmosis membrane and separating the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane and the concentrated water that has not passed through Membrane filtration step.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module 35 with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module 35 with an aqueous acid solution.
(排水)
本願の第1の発明の排水処理方法において処理される排水は、CODCrが3000〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1〜200重量ppmである排水である。排水はステップ(γ)を経て、排水中の重金属が回収され、重金属濃度低減された処理排水となる。この処理排水が膜分離活性汚泥処理システムに供給される。
(Drainage)
The wastewater treated in the wastewater treatment method of the first invention of the present application is wastewater having a COD Cr of 3000 to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by weight. The wastewater goes through step (γ), and the heavy metal in the wastewater is recovered to become treated wastewater with a reduced heavy metal concentration. This treated wastewater is supplied to the membrane separation activated sludge treatment system.
排水のCODCrが10000mg/Lを超える場合、膜分離活性汚泥処理装置30における生物処理の負担が大きくなりすぎる可能性がある。CODCrが低い場合、本願の第1の発明の排水処理方法によって排水を処理する必要性が薄いため、本願の第1の発明においては排水のCODCrが3000mg/L以上であることを前提にする。排水のCODCrは4000〜8000mg/Lであることが好ましい。 When the COD Cr of the waste water exceeds 10,000 mg / L, the burden of biological treatment in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 may become too large. When COD Cr is low, it is not necessary to treat waste water by the waste water treatment method of the first invention of the present application. Therefore, in the first invention of the present application, it is assumed that COD Cr of waste water is 3000 mg / L or more. To do. The COD Cr of the waste water is preferably 4000 to 8000 mg / L.
排水中の重金属化合物濃度が200重量ppm以下であることにより、重金属濃度低減ステップ(γ)における処理への負荷や、酸洗浄ステップ(f)における膜モジュールへの負荷が大幅に削減される。重金属濃度が200重量ppmを超えると、ステップ(γ)における処理への負荷が増大し、吸着や再生などの処理が増加する上、ステップ(f)における膜モジュールへの負荷が大幅に増加する可能性がある。排水中の重金属濃度は好ましくは1〜100重量ppmである。重金属としては、コバルトおよび/またはマンガンを含むことが好ましく、コバルトを含むことがより好ましい。 When the heavy metal compound concentration in the wastewater is 200 ppm by weight or less, the load on the treatment in the heavy metal concentration reduction step (γ) and the load on the membrane module in the acid cleaning step (f) are greatly reduced. If the heavy metal concentration exceeds 200 ppm by weight, the load on the treatment in step (γ) increases, the treatment such as adsorption and regeneration increases, and the load on the membrane module in step (f) may increase significantly. There is sex. The heavy metal concentration in the waste water is preferably 1 to 100 ppm by weight. The heavy metal preferably contains cobalt and / or manganese, and more preferably contains cobalt.
テレフタル酸製造プロセスから排出される排水には、通常、触媒として用いたマンガン及び/又はコバルトが含まれる。排水がテレフタル酸製造プロセスから排出される排水である場合には、ステップ(γ)において特に処理排水中の重金属濃度を排水中の重金属濃度の10分の1以下とすることが好ましく、100分の1以下とすることがより好ましい。 The wastewater discharged from the terephthalic acid production process usually contains manganese and / or cobalt used as a catalyst. When the wastewater is wastewater discharged from the terephthalic acid production process, it is preferable that the heavy metal concentration in the treated wastewater is particularly less than one-tenth of the heavy metal concentration in the wastewater in step (γ). More preferably, it is 1 or less.
また、本願の第1の発明の排水処理方法において処理される排水は、CODCrとBOD5との比(CODCr/BOD5)が3〜10であることが好ましい。CODCr/BOD5が上記範囲内であれば、生物処理による分解が容易であり、容積負荷を通常通りの負荷としても目標の処理水質が得られる。CODCr/BOD5が10を超える場合、生物処理による分解が難しいため、本願の第1の発明の排水処理方法によって処理することは容易でない。 Moreover, it is preferable that the waste water treated in the waste water treatment method of the first invention of the present application has a ratio of COD Cr to BOD 5 (COD Cr / BOD 5 ) of 3 to 10. If COD Cr / BOD 5 is within the above range, decomposition by biological treatment is easy, and the target treated water quality can be obtained even when the volume load is a normal load. When COD Cr / BOD 5 exceeds 10, it is difficult to dispose by the wastewater treatment method of the first invention of the present application because decomposition by biological treatment is difficult.
CODCr及び重金属濃度が上述した範囲を満たす排水としては、テレフタル酸製造プロセスから排出される排水を例示でき、本願の第1の発明の排水処理方法は、テレフタル酸製造プロセスから排出される排水の処理に好適である。テレフタル酸製造プロセスの詳細については、後述するテレフタル酸の製造方法に関連して説明する。 As the wastewater whose COD Cr and heavy metal concentrations satisfy the above-mentioned ranges, wastewater discharged from the terephthalic acid production process can be exemplified, and the wastewater treatment method of the first invention of this application is the wastewater discharged from the terephthalic acid production process. Suitable for processing. The details of the terephthalic acid production process will be described in relation to a method for producing terephthalic acid described later.
上記ステップ(γ)及び(c)〜(f)のうち、重金属濃度低減ステップ(γ)については既に詳述したので説明を省略し、以下においては(c)〜(f)の各ステップについて、図2〜5を参照しつつ説明する。なお以下においてはテレフタル酸等の芳香族カルボン酸の製造プロセスから排出される排水を処理する形態を主な例として説明するが、本願の第1の発明は当該形態に限定されるものではない。 Of the above steps (γ) and (c) to (f), the heavy metal concentration reduction step (γ) has already been described in detail, and the description thereof will be omitted. In the following, each step of (c) to (f) will be described. This will be described with reference to FIGS. In the following, a mode for treating wastewater discharged from a process for producing an aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid will be described as a main example, but the first invention of the present application is not limited to this mode.
(膜分離ステップ(c))
テレフタル酸等の芳香族カルボン酸を製造する際に排出され、ステップ(γ〉を経た処理排水は、排水流路50を経て膜分離活性汚泥処理装置30に供給される(図2及び図5参照)。なお処理排水を膜分離活性汚泥処理装置30に供給する前に、あらかじめ処理排水から粗大な浮遊物質や土砂等を除去したり、処理排水のpHを調整したり、処理排水を希釈したりしてもよい。
(Membrane separation step (c))
The treated wastewater discharged when the aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid is produced and passed through the step (γ) is supplied to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 via the drainage flow path 50 (see FIGS. 2 and 5). ) Before supplying the treated wastewater to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, coarse suspended solids and earth and sand are removed from the treated wastewater, the pH of the treated wastewater is adjusted, and the treated wastewater is diluted. May be.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、ブロア33を作動させて散気管32からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって、供給された処理排水の生物処理を行う。この生物処理によって、処理排水中の芳香族化合物(芳香族カルボン酸等)等を脂肪族カルボン酸(酢酸等)等に分解し、更に脂肪族カルボン酸(酢酸等)等を二酸化炭素等に分解する。 In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the blower 33 is operated to introduce air from the air diffusion pipe 32, and oxygen is given to the aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of the supplied treatment wastewater. This biological treatment decomposes aromatic compounds (aromatic carboxylic acids, etc.) in the treated wastewater into aliphatic carboxylic acids (acetic acid, etc.), and further decomposes aliphatic carboxylic acids (acetic acid, etc.) into carbon dioxide, etc. To do.
芳香族化合物としては、テレフタル酸、p−トルイル酸、安息香酸、4−カルボキシベンズアルデヒド、これらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩)等が挙げられる。
好気性微生物は、酸素を用いて芳香族化合物等を分解できる細菌等である。このような細菌としては、アルカリゲネス属、ロドコッカス属等が挙げられる。
Examples of the aromatic compound include terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, 4-carboxybenzaldehyde, and salts thereof (alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt).
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose | disassemble an aromatic compound etc. using oxygen. Examples of such bacteria include Alkaligenes and Rhodococcus.
膜分離活性汚泥処理装置30内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、3000〜15000mg/Lが好ましく、5000〜10000mg/Lがより好ましい。MLSSが3000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが15000mg/Lを超えると、汚泥の粘度上昇に伴い流動性が悪化し、膜面の洗浄効率が低下し、閉塞するおそれがある。 3000-15000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, 5000-10000 mg / L is more preferable. When MLSS is less than 3000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of waste water cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 15000 mg / L, fluidity is deteriorated as the viscosity of the sludge increases, and the cleaning efficiency of the membrane surface is lowered and may be clogged.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、CODCr容積負荷を1〜3〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が3〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される排水のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is preferably operated so as to maintain the COD Cr volumetric load at 1 to 3 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. When the COD Cr volumetric load exceeds 3 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of waste water cannot be sufficiently performed. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr of the waste water treated per hour.
また、膜分離活性汚泥処理装置30においては、吸引ポンプ36を作動させて膜モジュール35内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と透過水とに固液分離する。この際、散気管32からエアを膜モジュール35に導入することによって、中空糸膜76a(図3参照)の表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。 Further, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the mixed water is solid-liquid separated into sludge and permeated water by operating the suction pump 36 to reduce the pressure in the membrane module 35. At this time, by introducing air into the membrane module 35 from the diffuser tube 32, solid-liquid separation can be performed efficiently while cleaning the surface of the hollow fiber membrane 76a (see FIG. 3).
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路56を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、膜分離活性汚泥処理装置30に返送し、再び生物処理に用いてもよい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 56. Further, since the surplus sludge contains aerobic microorganisms, a part of the surplus sludge may be returned to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 and used again for biological treatment.
透過水のCODCrは、少ないほど好ましく、具体的には80mg/L以下が好ましい。透過水のCODCrが80mg/L以下であれば、環境に与える影響が十分に小さくなる。 The smaller the COD Cr of the permeated water, the more preferable. Specifically, 80 mg / L or less is preferable. If the COD Cr of the permeated water is 80 mg / L or less, the influence on the environment is sufficiently small.
(逆浸透膜濾過ステップ(d))
膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水は、そのまま外部に放流してもよい。ただし、排水がテレフタル酸の製造プロセスからの排水である場合には、透過水は触媒等に由来するコバルトやマンガンなどの重金属イオン等を微量に含むため、環境保護の観点からは透過水をそのまま外部に放流はしないことが好ましい。このような場合には、膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を、透過水流路55を経て逆浸透膜濾過装置40(図5参照)に移送し、透過水中のイオンを逆浸透膜42(図6参照)によって取り除くことが好ましい。
(Reverse osmosis membrane filtration step (d))
The permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 may be discharged to the outside as it is. However, if the wastewater is wastewater from the terephthalic acid manufacturing process, the permeated water contains a trace amount of heavy metal ions such as cobalt and manganese derived from the catalyst, etc. It is preferable not to discharge to the outside. In such a case, the permeate from the membrane separation activated sludge treatment device 30 is transferred to the reverse osmosis membrane filtration device 40 (see FIG. 5) via the permeate flow channel 55, and ions in the permeate are reverse osmosis membrane 42. (See FIG. 6).
逆浸透膜濾過装置40のスパイラル型逆浸透膜モジュール41(図6参照)において、透過水は、円柱状の逆浸透膜エレメント46の一方の端面に形成されている透過水入口41aに導入され、網目スペーサ45で形成されている流路を流れる。この間に透過水の一部は、逆浸透膜42を透過して精製水となり、通液性支持繊維44で形成された流路を通って集水管43に導かれ、集水管43の端部の精製水出口41bから排出される。一方、逆浸透膜42を透過しなかった透過水は、濃縮水となって逆浸透膜エレメント46の他方の端面に形成されている濃縮水出口41cから排出される。 In the spiral reverse osmosis membrane module 41 (see FIG. 6) of the reverse osmosis membrane filtration device 40, the permeated water is introduced into the permeated water inlet 41a formed on one end surface of the columnar reverse osmosis membrane element 46, It flows through the flow path formed by the mesh spacer 45. During this time, a part of the permeated water permeates through the reverse osmosis membrane 42 to become purified water, is led to the water collecting pipe 43 through the flow path formed by the liquid-permeable support fibers 44, and reaches the end of the water collecting pipe 43. It is discharged from the purified water outlet 41b. On the other hand, the permeated water that has not permeated the reverse osmosis membrane 42 becomes concentrated water and is discharged from the concentrated water outlet 41 c formed on the other end face of the reverse osmosis membrane element 46.
逆浸透膜濾過装置40において逆浸透膜42を透過した精製水は、精製水流路57(図5参照)を経てテレフタル酸の製造設備等に移送され、冷却水や一部プロセス水等として再利用される。逆浸透膜濾過装置40において逆浸透膜42を透過しなかった濃縮水は、濃縮水流路58を経て外部に放流される。濃縮水は、塩素等で滅菌した後、放流してもよい。 Purified water that has permeated through the reverse osmosis membrane 42 in the reverse osmosis membrane filtration device 40 is transferred to a terephthalic acid production facility or the like via a purified water flow path 57 (see FIG. 5), and reused as cooling water, partial process water, or the like. Is done. The concentrated water that has not permeated through the reverse osmosis membrane 42 in the reverse osmosis membrane filtration device 40 is discharged to the outside through the concentrated water channel 58. The concentrated water may be discharged after sterilizing with chlorine or the like.
(次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)、及び酸洗浄ステップ(f))
排水に存在する有機物、無機物等が濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積したりすると、膜モジュール35(図2及び図5参照)の膜間差圧が大きくなる。膜モジュール35の膜間差圧がある程度大きくなると、膜モジュール35による固液分離の効率が低下する。そこで、膜分離ステップ(c)の途中で次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)又は酸洗浄ステップ(f)を行う。次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)においては、第1の薬液タンク90から薬液(次亜塩素酸塩水溶液)を膜モジュール35に供給して膜モジュール35を洗浄する。酸洗浄ステップ(f)においては、第2の薬液タンク92から薬液(酸水溶液)を膜モジュール35に供給して膜モジュール35を洗浄する。
(Hypochlorite washing step (e) and acid washing step (f))
When organic substances, inorganic substances, etc. present in the wastewater are adsorbed by the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 (see FIGS. 2 and 5) increases. When the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 increases to some extent, the efficiency of solid-liquid separation by the membrane module 35 decreases. Therefore, the hypochlorite washing step (e) or the acid washing step (f) is performed during the membrane separation step (c). In the hypochlorite cleaning step (e), a chemical solution (hypochlorite aqueous solution) is supplied from the first chemical solution tank 90 to the membrane module 35 to clean the membrane module 35. In the acid cleaning step (f), a chemical solution (acid aqueous solution) is supplied from the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35 to clean the membrane module 35.
次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行うことによって、濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積したりした有機物を、次亜塩素酸塩水溶液によって分解し、濾過膜から除去することができる。次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。 By performing the hypochlorite washing step (e), the organic matter adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane is decomposed by the hypochlorite aqueous solution, and is removed from the filtration membrane. Can be removed. Examples of hypochlorite include sodium hypochlorite and calcium hypochlorite.
ステップ(e)において用いる次亜塩素酸塩水溶液(薬液)中の次亜塩素酸塩の濃度は、洗浄効果の点から、300〜10000mg/Lが好ましく、1000〜5000mg/Lがより好ましい。ステップ(e)における薬液の通液量は、洗浄効果及び濾過膜の保護の点から、0.5〜10L/濾過膜1m2が好ましく、1.0〜4.0L/濾過膜1m2がより好ましい。ステップ(e)における薬液の通液時間は、洗浄効果及び時間効率の点から、10〜180分が好ましく、15〜120分がより好ましい。ステップ(e)においては洗浄効果の点から、薬液の通液後しばらく膜モジュール35を静置することが好ましい。その静置時間は、120分以下が好ましく、30〜120分がより好ましい。尚、次亜塩素酸塩水溶液の通液後に膜モジュール35を静置する場合には、該静置時間の終了時を以て次亜塩素酸塩洗浄ステップが終了するものとする。 The concentration of hypochlorite in the hypochlorite aqueous solution (chemical solution) used in step (e) is preferably 300 to 10000 mg / L, more preferably 1000 to 5000 mg / L, from the viewpoint of the cleaning effect. Step (e) passing liquid amount of the chemical in the terms of protection of the cleaning effect and filtration membrane is preferably 0.5~10L / filtration membrane 1m 2, 1.0~4.0L / filtration membrane 1 m 2 Gayori preferable. The passage time of the chemical solution in step (e) is preferably 10 to 180 minutes, more preferably 15 to 120 minutes, from the viewpoint of the cleaning effect and time efficiency. In step (e), it is preferable that the membrane module 35 is allowed to stand for a while after the chemical solution is passed, in view of the cleaning effect. The standing time is preferably 120 minutes or less, and more preferably 30 to 120 minutes. When the membrane module 35 is allowed to stand after the passage of the hypochlorite aqueous solution, the hypochlorite cleaning step is completed at the end of the standing time.
また、次亜塩素酸塩水溶液中には、界面活性剤が含まれることが好ましい。次亜塩素酸は親水性の高い化合物であり、そのままでは、膜に付着した親水性の低い炭化水素化合物や芳香族化合物等の油分又は難分解性の着色成分に浸透しにくく、膜の透水性能を低下させる付着物を除去しにくい。次亜塩素酸塩水溶液中に界面活性剤を共存させることによって、濾過使用膜への洗浄剤の浸透性が向上し、膜付着物の分解や乳化・分散が起こる。したがって、炭化水素化合物や芳香族化合物等の油分や着色成分を含む排水の処理に使用した濾過膜の汚れを容易に除去できる。 Moreover, it is preferable that surfactant is contained in hypochlorite aqueous solution. Hypochlorous acid is a highly hydrophilic compound, and as it is, it is difficult to permeate oils or low-degradability coloring components such as hydrocarbon compounds and aromatic compounds with low hydrophilicity attached to the membrane, and the water permeability of the membrane It is difficult to remove deposits that lower the temperature. By allowing the surfactant to coexist in the hypochlorite aqueous solution, the permeability of the cleaning agent to the membrane used for filtration is improved, and the membrane deposits are decomposed and emulsified / dispersed. Therefore, it is possible to easily remove the dirt of the filtration membrane used for the treatment of waste water containing oils and coloring components such as hydrocarbon compounds and aromatic compounds.
前記界面活性剤は、濾過膜の洗浄性により優れる点、コストメリットや取り扱い性が優れる点から、低発泡性のノニオン系界面活性剤がより好ましい。また、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤の1種以上を混合してもよい。 The surfactant is more preferably a low-foaming nonionic surfactant from the viewpoints of better cleaning performance of the filter membrane, cost merit, and handleability. Moreover, you may mix 1 or more types of anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイド等が挙げられる。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ether, polyvalent Alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, polyoxyethylenated castor oil, fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene alkylamine, triethanolamine fatty acid partial ester, Examples include trialkylamine oxide.
アニオン系界面活性剤としては、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルカルボン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸、α−スルホン化脂肪酸、N−メチル−N−オレイルタウリン、石油スルホン酸、アルキル硫酸、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸、アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、これらの塩等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfonic acid, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl carboxylic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, dialkyl sulfosuccinic acid, α-sulfonated fatty acid, N-methyl-N-oleyl taurine, Petroleum sulfonic acid, alkyl sulfuric acid, sulfated oil and fat, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfuric acid, alkyl phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphoric acid, naphthalene sulfone Examples include acid formaldehyde condensates and salts thereof.
カチオン系界面活性剤としては、第一〜第三脂肪アミン、四級アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルベンジルアンモニウムアルキルピリジニウム、2−アルキル−1−アルキル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム、N,N−ジアルキルモルホリニウム、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物の第四級アンモニウムおよびこれらの塩等が挙げられる。 Cationic surfactants include primary to tertiary fatty amines, quaternary ammonium, tetraalkylammonium, trialkylbenzylammonium alkylpyridinium, 2-alkyl-1-alkyl-1-hydroxyethylimidazolinium, N, N -Dialkylmorpholinium, polyethylene polyamine fatty acid amide, urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, quaternary ammonium of urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, and salts thereof.
両性界面活性剤としては、ベタイン類(N,N−ジメチル−N−アルキル−N−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、N,N,N−トリアルキル−N−スルホアルキレンアンモニウムベタイン、N,N−ジアルキル−N,N−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルベタイン、2−アルキル−1−カルボキシメチル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等)、アミノカルボン酸類(N,N−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩等)等が挙げられる。 Amphoteric surfactants include betaines (N, N-dimethyl-N-alkyl-N-carboxymethylammonium betaine, N, N, N-trialkyl-N-sulfoalkyleneammonium betaine, N, N-dialkyl-N N-bispolyoxyethylene ammonium sulfate betaine, 2-alkyl-1-carboxymethyl-1-hydroxyethylimidazolinium betaine, etc.), aminocarboxylic acids (N, N-dialkylaminoalkylene carboxylate, etc.), etc. Can be mentioned.
前記次亜塩素酸塩水溶液中における界面活性剤の濃度は0.05〜3.0質量%であることが好ましく、0.3〜1.5質量%であることがより好ましい。界面活性剤濃度が前記下限値以上であれば、充分に濾過膜を洗浄できる。しかし、前記上限値を超えても、洗浄性向上の効果は頭打ちになるため、コストが高くなるばかりである。
また、塩素酸又はその塩の遊離塩素濃度を1とした際の界面活性剤の割合は、より高い洗浄性が得られることから、0.3〜1.5であることが好ましい。
The concentration of the surfactant in the aqueous hypochlorite solution is preferably 0.05 to 3.0% by mass, and more preferably 0.3 to 1.5% by mass. If the surfactant concentration is not less than the lower limit, the filtration membrane can be sufficiently washed. However, even if the upper limit is exceeded, the effect of improving the cleaning performance reaches its peak, and the cost only increases.
Further, the ratio of the surfactant when the free chlorine concentration of chloric acid or a salt thereof is set to 1 is preferably 0.3 to 1.5 because higher detergency can be obtained.
酸洗浄ステップ(f)を行うことによって、濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積したりした無機物を、酸水溶液によって可溶化し、濾過膜から除去することができる。ステップ(f)において使用可能な酸水溶液としては、有機酸水溶液および無機酸が挙げられ、活性汚泥への影響が少ない点で、有機酸水溶液が好ましい。ステップ(f)において使用可能な有機酸水溶液の例としては、クエン酸水溶液、シュウ酸水溶液等が挙げられ、クエン酸水溶液が好ましい。ステップ(f)において使用可能な無機酸の例としては、塩酸、硫酸等が挙げられる。 By performing the acid washing step (f), the inorganic substance adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane can be solubilized with the acid aqueous solution and removed from the filtration membrane. Examples of the acid aqueous solution that can be used in step (f) include an organic acid aqueous solution and an inorganic acid, and an organic acid aqueous solution is preferable because it has little influence on activated sludge. Examples of the aqueous organic acid solution that can be used in step (f) include an aqueous citric acid solution and an aqueous oxalic acid solution, and an aqueous citric acid solution is preferred. Examples of inorganic acids that can be used in step (f) include hydrochloric acid, sulfuric acid and the like.
ステップ(f)において用いる酸水溶液(薬液)中の酸の濃度は、洗浄効果の点から、0.5〜5重量%が好ましく、1〜3重量%がより好ましい。ステップ(f)における薬液の通液量は、洗浄効果及び濾過膜の保護の点から、0.5〜10L/濾過膜1m2が好ましく、1〜4L/濾過膜1m2がより好ましい。ステップ(f)における薬液の通液時間は、洗浄効果及び時間効率の点から、10〜180分が好ましく、15〜120分がより好ましい。ステップ(f)においては洗浄効果の点から、薬液の通液後しばらく膜モジュール35を静置することが好ましい。その静置時間は、180分以下が好ましく、30〜120分がより好ましい。尚、酸水溶液の通液後に膜モジュール35を静置する場合には、該静置時間の終了時を以て酸洗浄ステップが終了するものとする。 The concentration of the acid in the acid aqueous solution (chemical solution) used in step (f) is preferably 0.5 to 5% by weight and more preferably 1 to 3% by weight from the viewpoint of the cleaning effect. Passing liquid amount of the chemical in step (f) is, in terms of protection of the cleaning effect and filtration membrane is preferably 0.5~10L / filtration membrane 1 m 2, and more preferably 1~4L / filtration membrane 1 m 2. The liquid passing time in step (f) is preferably 10 to 180 minutes, more preferably 15 to 120 minutes, from the viewpoint of the cleaning effect and time efficiency. In step (f), from the viewpoint of cleaning effect, it is preferable to leave the membrane module 35 for a while after the chemical solution is passed. The standing time is preferably 180 minutes or less, and more preferably 30 to 120 minutes. In the case where the membrane module 35 is allowed to stand after the acid aqueous solution is passed, the acid cleaning step is completed at the end of the standing time.
本願の第1の発明の排水処理方法においては、洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行い、次いで所定の条件を満足するように酸洗浄ステップ(f)を行うことが好ましい。この順にて各ステップを行うことによって、次亜塩素酸塩洗浄ステップにより発生した無機性の閉塞物質を酸洗浄ステップにより除去することが可能となる。 In the wastewater treatment method of the first invention of the present application, as the washing step, first, a hypochlorite washing step (e) is performed, and then an acid washing step (f) is performed so as to satisfy a predetermined condition. Is preferred. By performing each step in this order, it is possible to remove the inorganic occluding substance generated by the hypochlorite cleaning step by the acid cleaning step.
本願の第1の発明の排水処理方法においては、下記の条件(イ)及び/又は条件(ロ)を満足するように、ステップ(e)の後のステップ(f)を行う。
条件(イ):ステップ(e)の終了からステップ(f)の開始までの間隔が、100時間以内である。
条件(ロ):膜モジュール35の膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときにステップ(f)を開始する。
ここで「運転開始後の膜間差圧」とは、膜モジュール35による固液分離処理を開始してから1時間後の膜モジュール35の膜間差圧を意味する。
In the wastewater treatment method of the first invention of the present application, step (f) after step (e) is performed so as to satisfy the following condition (A) and / or condition (B).
Condition (a): The interval from the end of step (e) to the start of step (f) is within 100 hours.
Condition (b): Step (f) is started when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 becomes 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane differential pressure after the start of operation.
Here, the “transmembrane differential pressure after the start of operation” means the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 one hour after the start of the solid-liquid separation process by the membrane module 35.
条件(イ)及び(ロ)のいずれを採用する場合においても、膜モジュール35による固液分離処理が運転中の場合には、膜分離ステップ(c)における膜モジュール35による固液分離処理を一旦中断して次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行うことになる。
条件(イ)が採用される場合においては、次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、100時間以内に酸洗浄ステップ(f)を開始する。その態様としては、次の(P)〜(R)の態様を例示できる。
In either case of adopting the conditions (b) and (b), when the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is in operation, the solid-liquid separation process by the membrane module 35 in the membrane separation step (c) is temporarily performed. The hypochlorite washing step (e) will be performed after interruption.
When the condition (a) is adopted, the acid washing step (f) is started within 100 hours after the hypochlorite washing step (e) is completed. As the mode, the following modes (P) to (R) can be exemplified.
(P)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、膜モジュール35による固液分離処理を再開せずに、そのまま酸洗浄ステップ(f)を行う態様。
(Q)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了してから酸洗浄ステップ(f)を開始するまでの間、膜モジュール35による固液分離処理を100時間以内行う態様。
(R)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了してから酸洗浄ステップ(f)を開始するまでの間、膜モジュール35による固液分離処理を100時間以内休止する態様。
条件(ロ)が採用される場合においては、次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときに酸洗浄ステップ(f)を開始する。その態様としては、次の(S)〜(U)の態様を例示できる。
(S)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPa〜50kPaの範囲内にある場合において、膜モジュール35による固液分離処理を再開せずに、そのまま酸洗浄ステップ(f)を行う態様。
(T)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPa〜50kPaの範囲内にある場合において、膜モジュール35による固液分離処理を再開し、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPa〜50kPaの範囲内にある間に膜モジュール35による固液分離処理を再度中断して、酸洗浄ステップ(f)を行う態様。
(U)次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)が終了した後、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPaを下回る場合において、膜モジュール35による固液分離処理を再開し、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高い範囲にあるときに膜モジュール35による固液分離処理を再度中断して、酸洗浄ステップ(f)を行う態様。
そして条件(イ)及び(ロ)のいずれを採用する場合においても、酸洗浄ステップ(f)の終了後は、膜モジュール35による固液分離処理を再開することができる。
(P) After the hypochlorite washing step (e) is completed, the acid washing step (f) is performed as it is without restarting the solid-liquid separation process by the membrane module 35.
(Q) A mode in which the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is performed within 100 hours from the completion of the hypochlorite washing step (e) to the start of the acid washing step (f).
(R) A mode in which the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is suspended within 100 hours from the end of the hypochlorite cleaning step (e) to the start of the acid cleaning step (f).
When the condition (b) is adopted, after the hypochlorite washing step (e) is completed, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation. When this happens, the acid washing step (f) is started. As the mode, the following modes (S) to (U) can be exemplified.
(S) After the hypochlorite washing step (e) is completed, when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is within the range of the transmembrane differential pressure after starting operation + 3 kPa to 50 kPa, the membrane module 35 A mode in which the acid washing step (f) is performed as it is without restarting the solid-liquid separation process.
(T) After the hypochlorite washing step (e) is completed, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is within the range of the transmembrane pressure difference after starting operation + 3 kPa to 50 kPa, the membrane module 35 The solid-liquid separation process is restarted, and the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is interrupted again while the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is within the range of the transmembrane differential pressure after starting operation + 3 kPa to 50 kPa. A mode in which the washing step (f) is performed.
(U) After the hypochlorite washing step (e) is finished, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is lower than the transmembrane pressure difference after starting operation + 3 kPa, the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is performed. When the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is in the range of 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation, the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is interrupted again, and the acid cleaning step (f ).
In either case of adopting the conditions (A) and (B), the solid-liquid separation process by the membrane module 35 can be resumed after the end of the acid cleaning step (f).
条件(イ):
ステップ(e)の終了から次のステップ(f)の開始までの間隔が、100時間以内であることにより、次亜塩素酸塩によって発生した無機性の閉塞物質による閉塞が進行する前に洗浄を行うことができる。条件(イ)を満足させる場合、ステップ(e)の終了から次のステップ(f)の開始までの間隔は、48時間以内が好ましく、24時間以内がより好ましい。
Condition (b):
Since the interval from the end of step (e) to the start of the next step (f) is within 100 hours, washing is performed before the blockage by the inorganic plugging material generated by hypochlorite proceeds. It can be carried out. When the condition (a) is satisfied, the interval from the end of step (e) to the start of the next step (f) is preferably within 48 hours, and more preferably within 24 hours.
条件(ロ):
膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPa以上のときにステップ(f)を開始することにより、膜分離ステップの中断の頻度を少なくすることができ、排水処理効率が向上する。膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+50kPa以下のときにステップ(f)を開始することにより、膜モジュールの閉塞を発生させることなく洗浄を開始することができる。条件(ロ)を満足させる場合、ステップ(f)を開始するタイミングは、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+5kPa〜40kPaの範囲内にあるときが好ましく、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+7kPa〜35kPaの範囲内にあるときがより好ましく、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+10kPa〜30kPaの範囲内にあるときがさらに好ましい。
Condition (b):
By starting the step (f) when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is equal to or higher than the transmembrane pressure difference after starting operation + 3 kPa, the frequency of interruption of the membrane separation step can be reduced, and the wastewater treatment efficiency is improved. improves. By starting step (f) when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is equal to or lower than the transmembrane differential pressure after starting operation + 50 kPa, cleaning can be started without causing the membrane module to be blocked. When the condition (b) is satisfied, the timing of starting step (f) is preferably when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is within the range of the transmembrane differential pressure after starting operation + 5 kPa to 40 kPa. More preferably, the transmembrane differential pressure of 35 is within the range of the transmembrane differential pressure after starting operation + 7 kPa to 35 kPa, and the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is within the range of transmembrane differential pressure after starting operation + 10 kPa to 30 kPa. More preferably, it is within.
本願の第1の発明においては、次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)と次の次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)の間に酸洗浄ステップ(f)を複数回行うことが、洗浄効果を高める観点から好ましく、3回以上5回以下行うことがより好ましい。 In the first invention of the present application, performing the acid cleaning step (f) a plurality of times between the hypochlorite cleaning step (e) and the next hypochlorite cleaning step (e) It is preferable from a viewpoint of improving, and it is more preferable to perform 3 times or more and 5 times or less.
条件(イ)及び(ロ)のいずれを満足させる場合においても、膜モジュールの膜間差圧が運転開始後の膜間差圧よりも好ましくは5〜30kPa高い範囲、より好ましくは10〜25kPa高い範囲、さらに好ましくは15〜25kPa高い範囲にあるときに、最初の次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を開始することが望ましい。 In the case where both of the conditions (b) and (b) are satisfied, the transmembrane differential pressure of the membrane module is preferably in the range of 5 to 30 kPa higher than the transmembrane differential pressure after the start of operation, more preferably 10 to 25 kPa higher. When in the range, more preferably in the range 15-25 kPa higher, it is desirable to start the first hypochlorite wash step (e).
次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行う頻度は、例えば好ましくは1回〜6回/3か月、より好ましくは1回〜5回/3か月、さらに好ましくは1回〜4回/3か月、特に好ましくは1回〜3回/3か月などとすることができる。 The frequency of performing the hypochlorite washing step (e) is, for example, preferably 1 to 6 times / 3 months, more preferably 1 to 5 times / 3 months, and even more preferably 1 to 4 times / month. It can be 3 months, particularly preferably 1 to 3 times / 3 months.
なお、本願の第1の発明に関する上記説明では、膜分離ステップ(c)における膜時モジュール35による固液分離処理の運転開始後、まず次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行い、その後に酸洗浄ステップ(f)を行う形態を主に例示して説明したが、本願の第1の発明は当該形態に限定されるものではない。膜分離ステップ(c)における膜時モジュール35による固液分離処理の運転開始後、まず酸洗浄ステップ(f)を行い、その後に次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)を行う形態を採用することも可能である。かかる形態においても、次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)の終了後は、上記条件(イ)又は(ロ)を満足するように次の酸洗浄ステップ(f)を開始する。かかる形態を採用する場合においては、膜モジュールの膜間差圧が運転開始後の膜間差圧よりも好ましくは5〜30kPa高い範囲、より好ましくは10〜25kPa高い範囲、さらに好ましくは15〜25kPa高い範囲にあるときに、最初の酸洗浄ステップ(f)を開始することが望ましい。 In the above description regarding the first invention of the present application, after the operation of the solid-liquid separation process by the membrane module 35 in the membrane separation step (c) is started, the hypochlorite washing step (e) is first performed, Although the form which performs an acid washing step (f) was mainly illustrated and demonstrated, the 1st invention of this application is not limited to the said form. In the membrane separation step (c), after the operation of the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is started, the acid washing step (f) is first performed, and then the hypochlorite washing step (e) is employed. Is also possible. Also in this form, after completion of the hypochlorite washing step (e), the next acid washing step (f) is started so as to satisfy the above condition (A) or (B). In the case of adopting such a configuration, the transmembrane differential pressure of the membrane module is preferably in the range of 5 to 30 kPa higher than the transmembrane differential pressure after the start of operation, more preferably in the range of 10 to 25 kPa, more preferably in the range of 15 to 25 kPa. When in the high range, it is desirable to start the first acid wash step (f).
本願の第1の発明の排水処理方法によれば、排水中の重金属を回収し、重金属濃度の低減処理を行うことにより、(i)膜モジュール35の洗浄負荷、特に酸洗浄による負荷が極めて小さくなる。さらに、生物処理において曝気槽内で膜モジュール35による固液分離処理を行うため、(ii)従来の沈殿槽が不要であり維持管理が容易になるほか、(iii)生物処理が1段のみであるにも関わらず、生物処理が2段である従来法と同等若しくはそれ以上の処理水質が得られ、(iv)従来では最終段階に必要とされた凝集沈殿槽がなくてもSS(浮遊物質)を十分に除去でき、また(v)従来法において透過水を逆浸透膜に通すためには別途砂濾過等が必要であったところ、透過水を逆浸透膜に直接通すことができる。その結果、CODCrが高い排水を処理する場合であっても、設備(システム)を従来に比べ小型化できるので、建設初期費用の節減が可能になる。 According to the wastewater treatment method of the first invention of the present application, the heavy metal in the wastewater is recovered and the heavy metal concentration is reduced, so that (i) the washing load on the membrane module 35, particularly the load due to acid washing, is extremely small. Become. Furthermore, since the solid-liquid separation process by the membrane module 35 is performed in the aeration tank in the biological treatment, (ii) the conventional sedimentation tank is not required and maintenance management is facilitated, and (iii) the biological treatment is performed in only one stage. In spite of this, it is possible to obtain treated water quality equivalent to or higher than that of the conventional method with two stages of biological treatment, and (iv) SS (floating matter) even if there is no coagulation sedimentation tank required in the final stage in the past. ) Can be removed sufficiently, and (v) sand filtration or the like is necessary to pass the permeate through the reverse osmosis membrane in the conventional method, the permeate can be passed directly through the reverse osmosis membrane. As a result, even when wastewater with high COD Cr is treated, the equipment (system) can be reduced in size as compared with the conventional one, so that the initial construction cost can be reduced.
また、本願の第1の発明の排水処理方法は、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップが、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ、(イ)次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が100時間以内である、及び/又は、(ロ)膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。
尚、上記の通り、次亜塩素酸塩洗浄ステップと酸洗浄ステップとの間に膜分離ステップを行ってもよい。
The wastewater treatment method of the first invention of the present application further includes a washing step for washing the membrane module, and the washing step comprises a hypochlorite washing step for washing the membrane module with a hypochlorite aqueous solution. And (b) an interval from the end of the hypochlorite cleaning step to the start of the next acid cleaning step is within 100 hours. And / or (b) the acid cleaning step is started when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low while the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals is biologically treated and subjected to membrane separation treatment.
As described above, a membrane separation step may be performed between the hypochlorite washing step and the acid washing step.
(他の実施形態(1))
本願の第1の発明の排水処理方法に関する上記説明では、図2又は図5の膜分離活性汚泥処理システムを用いる形態を例示したが、本願の第1の発明は当該形態に限定はされない。例えば、図2及び図5中の膜分離活性汚泥処理装置30は、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理との両方を1つの槽で行う一体型であるが、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを別々の槽で行う槽別置型の膜分離活性汚泥処理装置を具備する膜分離活性汚泥処理システムを用いる形態の排水処理方法とすることも可能である。
(Other embodiment (1))
In the said description regarding the waste water treatment method of 1st invention of this application, although the form which uses the membrane separation activated sludge processing system of FIG. 2 or FIG. 5 was illustrated, 1st invention of this application is not limited to the said form. For example, the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 in FIGS. 2 and 5 is an integrated type that performs both the biological treatment by the aerobic microorganisms in the activated sludge and the solid-liquid separation treatment by the membrane module in one tank. Wastewater in a form using a membrane separation activated sludge treatment system equipped with a tank-separated membrane separation activated sludge treatment apparatus that performs biological treatment with aerobic microorganisms in activated sludge and solid-liquid separation treatment with a membrane module in separate tanks It is also possible to use a processing method.
図7は、本願の第1の発明の排水処理方法において使用可能な膜分離活性汚泥処理システムの他の態様を示す概略構成図である。図7の膜分離活性汚泥処理システムは、一体型の膜分離活性汚泥処理装置30に代えて槽別置型の膜分離活性汚泥処理装置30’を具備している点において、図2(及び図5)の膜分離活性汚泥処理システムと異なっている。図7中に示した槽別置型の膜分離活性汚泥処理装置30’は、活性汚泥槽(第1の曝気槽)38と;膜分離槽39と;活性汚泥槽(第1の曝気槽)38及び膜分離槽39内の底部近傍にそれぞれ配置された2つの散気管32と;各散気管32にエアを供給するブロア33と;各散気管32とブロア33とを接続するエア導入管34と;膜分離槽39内且つ散気管32の上方に配置された膜モジュール35と;透過水流路55の途中に設けられ、膜モジュール35内を減圧にすることによって汚泥と透過水との固液分離を行い、且つ透過水を下流工程へと送り出す吸引ポンプ36と;薬液流路59の途中に設けられ、逆洗用の薬液等を膜モジュール35に送り出す逆洗ポンプ37と;活性汚泥槽(第1の曝気槽)38で生物処理された混合水を膜分離槽39に移送する混合水流路と;膜分離槽39からの余剰汚泥の一部を活性汚泥槽(第1の曝気槽)38に返送する返送汚泥流路とを具備する。 FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another aspect of the membrane separation activated sludge treatment system that can be used in the wastewater treatment method of the first invention of the present application. The membrane separation activated sludge treatment system of FIG. 7 includes a tank-separated membrane separation activated sludge treatment device 30 ′ instead of the integrated membrane separation activated sludge treatment device 30 in that FIG. 2 (and FIG. 5). ) Membrane separation activated sludge treatment system. The tank-separated membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 ′ shown in FIG. 7 includes an activated sludge tank (first aeration tank) 38; a membrane separation tank 39; and an activated sludge tank (first aeration tank) 38. And two air diffusers 32 arranged near the bottom of the membrane separation tank 39; a blower 33 for supplying air to each air diffuser 32; and an air introduction tube 34 connecting each air diffuser 32 and the blower 33; A membrane module 35 disposed in the membrane separation tank 39 and above the diffuser tube 32; solid-liquid separation of sludge and permeate by being provided in the middle of the permeate flow channel 55 and reducing the pressure in the membrane module 35 A suction pump 36 that sends permeate to the downstream process; a backwash pump 37 that is provided in the middle of the chemical flow path 59 and sends a chemical solution for backwashing to the membrane module 35; and an activated sludge tank (first 1 aeration tank) 38 Comprising the activated sludge tank a portion of the excess sludge from the membrane separation tank 39 and the (first aeration tank) return sludge flow path back to 38; and mixed water passage for transporting the separation tank 39.
(他の実施態様(2))
本願の第1の発明に関する上記説明では、生物処理(膜分離活性汚泥処理)が(i)処理排水の生物処理を行いながら又は処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、(ii)膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有する形態の排水処理方法を例示したが、本願の第1の発明は当該形態に限定されるものではない。例えば、重金属濃度低減ステップによって得られた処理排水を一旦生物処理に供した後に、上記膜分離ステップに供してもよい。すなわち、生物処理(膜分離活性汚泥処理)が、
(i)処理排水の1段階目の生物処理を行った後に2段階目の生物処理を行いながら又は処理排水の生物処理を2段階で行った後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
(ii)膜モジュールを洗浄する洗浄ステップと
を有する形態の排水処理方法とすることも可能である。かかる他の実施形態について以下に説明する。
(Other embodiment (2))
In the above description regarding the first invention of the present application, the biological treatment (membrane separation activated sludge treatment) is performed by (i) biological treatment of treated wastewater or after biological treatment of treated wastewater, and then sludge and permeated water by the membrane module. However, the first invention of the present application is not limited to the above-described embodiment. . For example, the treated wastewater obtained by the heavy metal concentration reduction step may be once subjected to biological treatment and then subjected to the membrane separation step. That is, biological treatment (membrane separation activated sludge treatment)
(I) After performing the first-stage biological treatment of the treated wastewater and performing the second-stage biological treatment, or after performing the biological treatment of the treated wastewater in two stages, the membrane module converts the solid waste into sludge and permeate. A membrane separation step to separate;
(Ii) A wastewater treatment method having a washing step of washing the membrane module is also possible. Such other embodiments will be described below.
図8は、他の実施形態に係る本願の第1の発明の排水処理方法における膜分離活性汚泥処理システムの一態様を示す概略構成図である。図8の膜分離活性汚泥処理システムは、重金属濃度低減ステップを経た処理排水を、活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理する曝気槽10と;曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を汚泥と上澄み液とに固液分離する沈殿槽20と;沈殿槽20からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離活性汚泥処理装置30と;膜モジュール35を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク90と;膜モジュール35を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク92と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの膜モジュール35への薬液の供給を制御する制御部(不図示)と;重金属濃度低減ステップを経た処理排水を曝気槽10に供給する排水流路50と;曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を沈殿槽20に移送する曝気槽混合水流路51と;沈殿槽20からの上澄み液を膜分離活性汚泥処理装置30に移送する上澄み液流路52と;沈殿槽20からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路53と;沈殿槽20からの余剰汚泥の一部を曝気槽10に返送する返送汚泥流路54と;膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を排出する透過水流路55と;膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路56と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの薬液を膜モジュール35に供給する薬液流路59とを具備する。 FIG. 8: is a schematic block diagram which shows the one aspect | mode of the membrane separation activated sludge processing system in the waste water treatment method of 1st invention of this application which concerns on other embodiment. The membrane separation activated sludge treatment system of FIG. 8 includes an aeration tank 10 that biologically treats treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step with aerobic microorganisms in the activated sludge; and an aeration tank mixed water that is biologically treated in the aeration tank 10. A sedimentation tank 20 for solid-liquid separation into sludge and supernatant liquid; and biological treatment of the supernatant liquid from the precipitation tank 20 by aerobic microorganisms in the activated sludge, and at the same time solid-liquid separation into sludge and permeated water by the membrane module 35 A membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 that performs; a first chemical liquid tank 90 that stores a hypochlorite aqueous solution that cleans the membrane module 35; and a second chemical liquid tank 92 that stores an aqueous acid solution that cleans the membrane module 35 And; a control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank 90 and the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35; A drainage flow path 50 for supplying the treated wastewater to the aeration tank 10; an aeration tank mixed water flow path 51 for transferring the aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank 10 to the precipitation tank 20; and a supernatant liquid from the precipitation tank 20 A supernatant liquid channel 52 for transferring the excess sludge from the sedimentation tank 20 to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30; a part of the excess sludge from the sedimentation tank 20 to the aeration tank 10; A return sludge flow path 54 for returning; a permeate flow path 55 for discharging permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30; and an excess sludge flow path 56 for discharging excess sludge from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30; A chemical liquid channel 59 for supplying the chemical liquid from the first chemical liquid tank 90 and the second chemical liquid tank 92 to the membrane module 35 is provided.
曝気槽10は、槽本体11と;槽本体11内の底部近傍に配置された散気管12と;散気管12にエアを供給するブロア13と;散気管12とブロア13とを接続するエア導入管14とを具備する。 The aeration tank 10 includes: a tank body 11; a diffuser pipe 12 disposed in the vicinity of the bottom of the tank body 11; a blower 13 for supplying air to the diffuser pipe 12; and an air introduction for connecting the diffuser pipe 12 and the blower 13 Tube 14.
沈殿槽20は、曝気槽10から移送された曝気槽混合水を、重力沈降によって汚泥と上澄み液とに固液分離できるものであればよく、特に限定はされない。沈殿槽20は、一般的な沈殿池であってもよい。 The sedimentation tank 20 is not particularly limited as long as it can separate the aeration tank mixed water transferred from the aeration tank 10 into sludge and supernatant liquid by gravity sedimentation. The settling tank 20 may be a general settling tank.
膜分離活性汚泥処理装置30は、上記説明した図2及び図5中の膜分離活性汚泥処理装置30と同じ構成を有する。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 has the same configuration as the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 in FIGS. 2 and 5 described above.
膜分離活性汚泥処理システムは、図9に示すように、膜モジュール35を透過し、透過水流路55から排出された透過水を逆浸透膜によって濾過する逆浸透膜濾過装置40と;逆浸透膜濾過装置40を透過した精製水を排出する精製水流路57と;逆浸透膜濾過装置40を透過しなかった濃縮水を排出する濃縮水流路58とを更に具備していてもよい。図9中、逆浸透膜濾過装置40は、上記説明した図5中の逆浸透膜濾過装置40と同じ構成を有する。 As shown in FIG. 9, the membrane separation activated sludge treatment system includes a reverse osmosis membrane filtration device 40 that permeates the membrane module 35 and filters the permeate discharged from the permeate flow passage 55 through the reverse osmosis membrane; A purified water channel 57 that discharges purified water that has passed through the filtration device 40; and a concentrated water channel 58 that discharges concentrated water that has not passed through the reverse osmosis membrane filtration device 40 may be further provided. 9, the reverse osmosis membrane filtration device 40 has the same configuration as the reverse osmosis membrane filtration device 40 in FIG. 5 described above.
制御部は、上記説明した制御部と同じ構成を有する。 The control unit has the same configuration as the control unit described above.
本実施形態における処理フローは、下記のステップ(γ)に加えて、図8の構成を有する膜分離活性汚泥処理システムを用いる場合には下記のステップ(a)〜(c)、(e)、及び(f)を、図9の構成を有する膜分離活性汚泥処理システムを用いる場合には下記のステップ(a)〜(f)を、それぞれ有する。
(γ)上記説明した、排水中の重金属を回収することにより重金属濃度が低減された処理排水を得る、重金属濃度低減ステップ。
(a)曝気槽10にて、重金属濃度低減ステップを経た処理排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ(1段階目の生物処理)。
(b)沈殿槽20にて、曝気槽10における生物処理を経た曝気槽混合水を固液分離する、沈殿ステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置30にて、沈殿槽20からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理する(2段階目の生物処理)と同時に、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d)逆浸透膜濾過装置40にて、膜モジュール35を透過した透過水を逆浸透膜によって濾過し、逆浸透膜を透過した精製水と透過しなかった濃縮水とに分離する、逆浸透膜濾過ステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュール35を洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュール35を洗浄する、酸洗浄ステップ。
In addition to the following step (γ), the processing flow in the present embodiment includes the following steps (a) to (c), (e), when using the membrane separation activated sludge processing system having the configuration of FIG. And when using the membrane separation activated sludge processing system which has the structure of FIG. 9 and (f), it has the following steps (a)-(f), respectively.
(Γ) The heavy metal concentration reduction step for obtaining the treated waste water whose heavy metal concentration is reduced by collecting the heavy metal in the waste water as described above.
(A) A step of biologically treating the treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step with aerobic microorganisms in the activated sludge in the aeration tank 10 (first-stage biological treatment).
(B) A precipitation step in which the aeration tank mixed water that has undergone biological treatment in the aeration tank 10 is solid-liquid separated in the precipitation tank 20.
(C) In the membrane-separated activated sludge treatment apparatus 30, the supernatant liquid from the sedimentation tank 20 is biologically treated by aerobic microorganisms in the activated sludge (second-stage biological treatment), and at the same time, the membrane module 35 permeates the sludge. A membrane separation step that separates solid and liquid into water.
(D) In the reverse osmosis membrane filtration device 40, reverse osmosis is performed by filtering the permeated water that has passed through the membrane module 35 with a reverse osmosis membrane and separating the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane and the concentrated water that has not passed through Membrane filtration step.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module 35 with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module 35 with an aqueous acid solution.
処理される排水の性状、及び、重金属濃度低減ステップ(γ)については、上記説明した通りである。以下(e)〜(f)の各ステップについて、図8及び図9を主に参照しつつ説明する。なお以下においてはテレフタル酸等の芳香族カルボン酸の製造プロセスから排出される排水を処理する形態を主な例として説明するが、本願の第1の発明は当該形態に限定されるものではない。 The properties of the wastewater to be treated and the heavy metal concentration reduction step (γ) are as described above. Hereinafter, the steps (e) to (f) will be described with reference mainly to FIGS. 8 and 9. In the following, a mode for treating wastewater discharged from a process for producing an aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid will be described as a main example, but the first invention of the present application is not limited to this mode.
(1段階目の生物処理(a))
テレフタル酸等の芳香族カルボン酸を製造する際に排出され、ステップ(γ)を経た処理排水は、排水流路50を経て曝気槽10に供給される。なお処理排水を曝気槽10に供給する前に、あらかじめ処理排水から粗大な浮遊物質や土砂等を除去したり、処理排水のpHを調整したり、処理排水を希釈したりしてもよい。
(First stage biological treatment (a))
The treated wastewater discharged when the aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid is produced and passed through the step (γ) is supplied to the aeration tank 10 through the drainage flow path 50. Before supplying the treated wastewater to the aeration tank 10, coarse suspended solids, earth and sand, etc. may be removed from the treated wastewater in advance, the pH of the treated wastewater may be adjusted, or the treated wastewater may be diluted.
曝気槽10においては、ブロア13を作動させて散気管12からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって処理排水の生物処理を行う。この生物処理によって、処理排水中の芳香族化合物(芳香族カルボン酸等)等を脂肪族カルボン酸(酢酸等)等に分解する。 In the aeration tank 10, the blower 13 is operated to introduce air from the diffuser pipe 12, and oxygen is given to the aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of the treated waste water. By this biological treatment, aromatic compounds (such as aromatic carboxylic acids) in the treated wastewater are decomposed into aliphatic carboxylic acids (such as acetic acid).
芳香族化合物としては、テレフタル酸、p−トルイル酸、安息香酸、4−カルボキシベンズアルデヒド、これらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩)等が挙げられる。
好気性微生物は、酸素を用いて芳香族化合物等を分解できる細菌等である。このような細菌としては、アルカリゲネス属、ロドコッカス属等が挙げられる。
Examples of the aromatic compound include terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, 4-carboxybenzaldehyde, and salts thereof (alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt).
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose | disassemble an aromatic compound etc. using oxygen. Examples of such bacteria include Alkaligenes and Rhodococcus.
曝気槽10内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、1000〜10000mg/Lが好ましく、2000〜8000mg/Lがより好ましい。MLSSが1000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、処理排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが10000mg/Lを超えると、汚泥が水面に浮上し、汚泥が流出するおそれがある。 1000-10000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the aeration tank 10, 2000-8000 mg / L is more preferable. If MLSS is less than 1000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of treated wastewater cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 10,000 mg / L, there is a risk that the sludge floats on the water surface and the sludge flows out.
曝気槽10においては、CODCr容積負荷を1〜3〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が3〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される排水中のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The aeration tank 10 is preferably operated so as to keep the COD Cr volumetric load at 1 to 3 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. When the COD Cr volumetric load exceeds 3 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of waste water cannot be sufficiently performed. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr in the waste water being processed per hour.
(沈殿ステップ(b))
曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水は、曝気槽混合水流路51を経て沈殿槽20に移送される。沈殿槽20においては、曝気槽混合水を、重力沈降によって汚泥と上澄み液とに固液分離する。
(Precipitation step (b))
The aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank 10 is transferred to the precipitation tank 20 through the aeration tank mixed water flow path 51. In the settling tank 20, the aeration tank mixed water is solid-liquid separated into sludge and supernatant liquid by gravity settling.
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路53を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、返送汚泥流路54を経て曝気槽10に返送し、再び排水の生物処理に用いる。なお、曝気槽10の好気性微生物の種類は、膜分離活性汚泥処理装置30の好気性微生物の種類と異なるため、曝気槽10からの余剰汚泥は、膜分離活性汚泥処理装置30に移送しないことが好ましい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 53. Further, since the surplus sludge contains aerobic microorganisms, a part of the surplus sludge is returned to the aeration tank 10 via the return sludge flow path 54 and used again for biological treatment of waste water. In addition, since the kind of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 is different from the kind of aerobic microorganisms in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, excess sludge from the aeration tank 10 should not be transferred to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Is preferred.
上澄み液のCODCrは、200mg/L以上が好ましい。上澄み液のCODCrを200mg/L未満にしようとすると、曝気槽10における生物処理の負担が大きくなりすぎるおそれがある。また、膜分離活性汚泥処理装置30において好気性微生物がエネルギー源とする有機物が不足し、生物処理が不十分となるおそれがある。 The COD Cr in the supernatant is preferably 200 mg / L or more. If the supernatant liquid COD Cr is to be less than 200 mg / L, the burden of biological treatment in the aeration tank 10 may be too great. Moreover, in the membrane-separated activated sludge treatment apparatus 30, there is a fear that the organic matter that aerobic microorganisms use as an energy source is insufficient, and biological treatment becomes insufficient.
沈殿槽20において好気性微生物を含む汚泥を分離した後、上澄み液のみを膜分離活性汚泥処理装置30に移送することによって、曝気槽10における好気性微生物の種類と、膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類とが異なるものとなる。すなわち、曝気槽10における有機物の種類(芳香族化合物等)と、膜分離活性汚泥処理装置30における有機物の種類(脂肪族カルボン酸等)とが異なるため、自然に、曝気槽10と膜分離活性汚泥処理装置30のそれぞれにおいて、異なる有機物を優先的に代謝する異なる好気性微生物が増殖することとなる。なお、沈殿槽20を省略し、曝気槽10へ膜モジュールを設置し、濾過膜による固液分離を行ってもよい。 After separating the sludge containing aerobic microorganisms in the sedimentation tank 20, the type of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 are transferred by transferring only the supernatant liquid to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. The type of aerobic microorganisms in this is different. That is, since the kind of organic matter (aromatic compound or the like) in the aeration tank 10 is different from the kind of organic matter (aliphatic carboxylic acid or the like) in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the aeration tank 10 and the membrane separation activity naturally occur. In each of the sludge treatment apparatuses 30, different aerobic microorganisms that metabolize different organic substances preferentially will grow. Note that the precipitation tank 20 may be omitted, a membrane module may be installed in the aeration tank 10, and solid-liquid separation using a filtration membrane may be performed.
もし、沈殿槽20を介さずに、曝気槽10の曝気槽混合水を膜分離活性汚泥処理装置30に直接移送した場合、膜分離活性汚泥処理装置30において、曝気槽10と異なる好気性微生物が増殖しにくくなるため、曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類がほぼ同じになる。そのため、膜分離活性汚泥処理装置30において、脂肪族カルボン酸等を優先的に代謝する異なる好気性微生物が増殖しにくくなり、膜分離活性汚泥処理装置30における脂肪族カルボン酸等の生物処理が不十分となる可能性がある。 If the aeration tank mixed water of the aeration tank 10 is directly transferred to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 without passing through the settling tank 20, aerobic microorganisms different from the aeration tank 10 are present in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Since it becomes difficult to proliferate, the types of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 are almost the same. Therefore, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, different aerobic microorganisms that preferentially metabolize aliphatic carboxylic acid and the like are difficult to grow, and biological treatment of aliphatic carboxylic acid and the like in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is difficult. It may be sufficient.
(膜分離ステップ(c))
沈殿槽20の上澄み液は、上澄み液流路52を経て膜分離活性汚泥処理装置30に移送される。
(Membrane separation step (c))
The supernatant liquid of the sedimentation tank 20 is transferred to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 via the supernatant liquid flow path 52.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、ブロア33を作動させて散気管32からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって上澄み液の生物処理を行う。この生物処理によって、排水中の脂肪族カルボン酸等(例えば酢酸等。)を二酸化炭素等に分解する。
好気性微生物は、酸素を用いて脂肪族カルボン酸等を分解できる細菌等である。
In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the blower 33 is operated to introduce air from the air diffusion pipe 32, and oxygen is given to aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of the supernatant liquid. By this biological treatment, aliphatic carboxylic acid or the like (for example, acetic acid or the like) in the waste water is decomposed into carbon dioxide or the like.
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose aliphatic carboxylic acid etc. using oxygen.
膜分離活性汚泥処理装置30内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、3000〜15000mg/Lが好ましく、5000〜10000mg/Lがより好ましい。MLSSが3000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、上澄み液の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが15000mg/Lを超えると、汚泥の粘度上昇に伴い流動性が悪化し、膜面の洗浄効率が低下し、閉塞するおそれがある。 3000-15000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, 5000-10000 mg / L is more preferable. When MLSS is less than 3000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of the supernatant liquid cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 15000 mg / L, fluidity is deteriorated as the viscosity of the sludge increases, and the cleaning efficiency of the membrane surface is lowered and may be clogged.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、CODCr容積負荷を0.1〜0.5〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が0.1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が0.5〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、上澄み液の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される上澄み液のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is preferably operated so as to keep the COD Cr volumetric load at 0.1 to 0.5 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 0.1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. If the COD Cr volumetric load exceeds 0.5 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of the supernatant liquid cannot be performed sufficiently. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr of the supernatant liquid processed per hour.
また、膜分離活性汚泥処理装置30においては、吸引ポンプ36を作動させて膜モジュール35内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と透過水とに固液分離する。この際、散気管32からエアを膜モジュール35に導入することによって、中空糸膜76a(図3参照)の表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。 Further, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the mixed water is solid-liquid separated into sludge and permeated water by operating the suction pump 36 to reduce the pressure in the membrane module 35. At this time, by introducing air into the membrane module 35 from the diffuser tube 32, solid-liquid separation can be performed efficiently while cleaning the surface of the hollow fiber membrane 76a (see FIG. 3).
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路56を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、膜分離活性汚泥処理装置30に返送し、再び上澄み液の生物処理に用いてもよい。なお、膜分離活性汚泥処理装置30の好気性微生物の種類は、曝気槽10の好気性微生物の種類と異なるため、膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥は、曝気槽10に返送しないことが好ましい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 56. Further, since the excess sludge contains aerobic microorganisms, a part of the excess sludge may be returned to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 and used again for biological treatment of the supernatant liquid. In addition, since the kind of aerobic microorganisms of the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is different from the kind of aerobic microorganisms of the aeration tank 10, excess sludge from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 should not be returned to the aeration tank 10. Is preferred.
透過水のCODCrは、少ないほど好ましく、具体的には80mg/L以下が好ましい。透過水のCODCrが80mg/L以下であれば、環境に与える影響が十分に小さくなる。 The smaller the COD Cr of the permeated water, the more preferable. Specifically, 80 mg / L or less is preferable. If the COD Cr of the permeated water is 80 mg / L or less, the influence on the environment is sufficiently small.
逆浸透膜濾過ステップ(d)は、上記説明したステップ(d)と同様である。 The reverse osmosis membrane filtration step (d) is the same as step (d) described above.
次亜塩素酸塩洗浄ステップ(e)及び酸洗浄ステップ(f)は、上記説明したステップ(e)及びステップ(f)と同様に行われる。 The hypochlorite washing step (e) and the acid washing step (f) are performed in the same manner as the above-described step (e) and step (f).
本実施形態に係る本願の第1の発明の排水処理方法によれば、重金属濃度の低減化処理を行うことにより、(i)膜モジュール35の洗浄負荷、特に酸洗浄への負荷が極めて小さくなり、さらに、生物処理工程にける曝気槽10にて、活性汚泥中の好気性微生物によって処理排水の生物処理を行い、且つ膜分離活性汚泥処理装置30にて、活性汚泥中の好気性微生物によって沈殿槽20からの上澄み液の生物処理を行うため、透過水のCODCrを、従来の排水処理方法に比べ効率的に低減できる。
また、沈殿槽20において好気性微生物を含む汚泥を分離した後、上澄み液のみを膜分離活性汚泥処理装置30に移送することによって、曝気槽10における好気性微生物の種類と、膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類とが異なるものとなるため、曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30における生物処理を異なる好気性微生物によって効率よく行うことができ、したがって透過水のCODCrを効率的に低減できる。
また、一組の曝気槽及び沈殿槽の代わりに膜分離活性汚泥処理装置30を用いて膜分離処理を行うため、(i)曝気槽及び沈殿槽のみを用いる従来の排水処理方法に比べ処理時間を短縮でき、また(ii)曝気槽及び沈殿槽の組み合わせを2組用いる従来の排水処理方法に比べ沈殿槽の数を減らすことができ、システムの設置面積を小さくできる。
According to the wastewater treatment method of the first invention of the present application relating to this embodiment, by performing the heavy metal concentration reduction treatment, (i) the load on the membrane module 35, particularly the load on acid cleaning, is extremely reduced. Furthermore, the treatment wastewater is biologically treated by aerobic microorganisms in the activated sludge in the aeration tank 10 in the biological treatment process, and is precipitated by the aerobic microorganisms in the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Since biological treatment of the supernatant liquid from the tank 20 is performed, COD Cr of the permeated water can be efficiently reduced as compared with the conventional wastewater treatment method.
In addition, after separating the sludge containing aerobic microorganisms in the sedimentation tank 20, the type of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment are transferred by transferring only the supernatant liquid to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Since the type of aerobic microorganisms in the apparatus 30 is different, the biological treatment in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 can be efficiently performed by different aerobic microorganisms, and therefore the COD Cr of the permeated water can be obtained. It can be reduced efficiently.
In addition, since the membrane separation treatment is performed using the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 instead of a pair of aeration tank and settling tank, the processing time is compared with the conventional wastewater treatment method using only the aeration tank and the precipitation tank. And (ii) the number of settling tanks can be reduced as compared with a conventional wastewater treatment method using two combinations of an aeration tank and a settling tank, and the installation area of the system can be reduced.
また、本実施形態に係る本願の第1の発明の排水処理方法は、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップが、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ、(イ)次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が100時間以内である、及び/又は、(ロ)膜モジュールの膜間差圧が、運転開始前の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。
尚、上記したように、次亜塩素酸塩洗浄ステップと酸洗浄ステップとの間に膜分離ステップを行ってもよい。
Moreover, the waste water treatment method of the first invention of the present application according to the present embodiment includes a cleaning step for cleaning the membrane module, and the cleaning step includes hypochlorite for cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution. An acid washing step and an acid washing step for washing the membrane module with an acid aqueous solution in this order, and (b) an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the next acid washing step. The acid cleaning step is started when it is within 100 hours and / or (b) the transmembrane pressure difference of the membrane module is 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference before the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low while the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals is biologically treated and subjected to membrane separation treatment.
As described above, a membrane separation step may be performed between the hypochlorite cleaning step and the acid cleaning step.
(他の実施形態(3))
本願の第1の発明の排水処理方法に関する上記説明において、図8又は図9の膜分離活性汚泥処理システムを用いる形態を例示したが、本願の第1の発明は当該形態に限定はされない。例えば、図8及び図9中の膜分離活性汚泥処理装置30は、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを1つの槽で行う一体型であるが、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを別々の槽で行う槽別置型の膜分離活性汚泥処理装置(例えば図7中の膜分離活性汚泥処理装置30’)を具備する膜分離活性汚泥処理システムを用いる形態の排水処理方法とすることも可能である。
(Other embodiment (3))
In the above description regarding the wastewater treatment method of the first invention of the present application, the form using the membrane separation activated sludge treatment system of FIG. 8 or FIG. 9 is exemplified, but the first invention of the present application is not limited to this form. For example, the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 in FIGS. 8 and 9 is an integrated type that performs biological treatment with aerobic microorganisms in activated sludge and solid-liquid separation treatment with a membrane module in one tank. A tank-separated membrane separation activated sludge treatment apparatus (for example, a membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 ′ in FIG. 7) that performs biological treatment by aerobic microorganisms in sludge and solid-liquid separation treatment by a membrane module in separate tanks. It is also possible to set it as the waste water treatment method of the form using the membrane separation activated sludge processing system which it comprises.
<2.テレフタル酸の製造方法>
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は、テレフタル酸製造プロセスと、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスとを有する。以下、図面を参照しつつ、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の例示であり、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法がこれら実施形態に限定されるものではない。特に重金属の低減化処理装置や濾過膜装置等の組み合わせはこれらの形態に限定されるものではない。
<2. Method for producing terephthalic acid>
The method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application includes a terephthalic acid production process and a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in the terephthalic acid production process. Hereinafter, embodiments of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment shown below is an illustration of the manufacturing method of the terephthalic acid of 1st invention of this application, and the manufacturing method of terephthalic acid of 1st invention of this application is not limited to these embodiment. In particular, the combination of a heavy metal reduction treatment apparatus, a filtration membrane apparatus, and the like is not limited to these forms.
テレフタル酸の工業的製造方法は、テレフタル酸に求める品質(純度)の違いにより、主として下記(A)及び(B)の2通りに大別することができる。
(A)酸化反応後に水素化精製によりテレフタル酸を製造する方法。
(B)酸化反応後に高温高圧で追加的に酸化反応を実施し、水素化精製をしないでテレフタル酸を製造する方法。
The industrial production method of terephthalic acid can be roughly classified into the following two types (A) and (B) depending on the quality (purity) required for terephthalic acid.
(A) A method for producing terephthalic acid by hydrorefining after the oxidation reaction.
(B) A method of producing terephthalic acid without hydrorefining by additionally conducting an oxidation reaction at high temperature and high pressure after the oxidation reaction.
(A.第1の代表的なテレフタル酸の製造方法)
図10は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法における工程フロー及び物質フローを説明する図である。第1の代表的なテレフタル酸の製造方法は、下記工程(i)〜(vi)を有するテレフタル酸製造プロセスと、排水処理プロセス(vii)とを有する。
(i)含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「酸化反応工程(i)」とも記す。)。
(ii)粗テレフタル酸スラリーを固液分離して粗テレフタル酸ケーキを回収する工程(以下、「第1の固液分離工程(ii)」とも記す。)。
(iii)粗テレフタル酸ケーキを水に溶解して、水素添加処理をする工程(以下、「水素添加処理工程(iii)」とも記す。)。
(iv)水素添加処理液を晶析してテレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「晶析工程(iv)」とも記す。)。
(v)テレフタル酸スラリーを固液分離してテレフタル酸ケーキ及び分離母液を得る工程(以下、「第2の固液分離工程(v)」とも記す。)。
(vi)テレフタル酸ケーキを乾燥してテレフタル酸を得る工程(以下、「乾燥工程(vi)」とも記す。)。
(vii)前記工程(i)〜(vi)から排出される排水の全量又は一部を排水中の重金属濃度低減処理、ついで好気性生物処理後、逆浸透膜処理、さらに吸着処理などで回収する排水処理プロセス(以下、「排水処理プロセス(vii)」とも記す。)
(A. First representative method for producing terephthalic acid)
FIG. 10 is a diagram illustrating a process flow and a substance flow in the first representative method for producing terephthalic acid. The first representative method for producing terephthalic acid has a terephthalic acid production process having the following steps (i) to (vi) and a waste water treatment process (vii).
(I) A step of obtaining a crude terephthalic acid slurry by oxidizing p-xylene in hydrous acetic acid (hereinafter also referred to as “oxidation reaction step (i)”).
(Ii) A step of solid-liquid separation of the crude terephthalic acid slurry to recover a crude terephthalic acid cake (hereinafter also referred to as “first solid-liquid separation step (ii)”).
(Iii) A step of dissolving the crude terephthalic acid cake in water and performing a hydrogenation treatment (hereinafter, also referred to as “hydrogenation treatment step (iii)”).
(Iv) A step of crystallizing the hydrogenation treatment liquid to obtain a terephthalic acid slurry (hereinafter also referred to as “crystallization step (iv)”).
(V) A step of solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry to obtain a terephthalic acid cake and a separated mother liquor (hereinafter also referred to as “second solid-liquid separation step (v)”).
(Vi) A step of drying the terephthalic acid cake to obtain terephthalic acid (hereinafter also referred to as “drying step (vi)”).
(Vii) The whole or part of the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) is recovered by heavy metal concentration reduction treatment in the wastewater, followed by aerobic biological treatment, reverse osmosis membrane treatment, and adsorption treatment. Wastewater treatment process (hereinafter also referred to as “wastewater treatment process (vii)”)
(酸化反応工程(i))
酸化反応工程(i)は含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリー211’を得る酸化反応工程である。まず、p−キシレンと酢酸等を含む溶媒とを混合し、酸化反応装置211に送り、溶媒中で触媒の存在下に分子状酸素を用いて、p−キシレンを酸化する。該触媒としては、コバルト、マンガン等の遷移金属の化合物及び/又は臭化水素酸等のハロゲン化水素等が挙げられる。これにより粗テレフタル酸スラリー211’が生成され、第1の固液分離工程(ii)に送られる。
(Oxidation reaction step (i))
The oxidation reaction step (i) is an oxidation reaction step in which p-xylene is oxidized in hydrous acetic acid to obtain a crude terephthalic acid slurry 211 ′. First, p-xylene and a solvent containing acetic acid or the like are mixed and sent to the oxidation reaction device 211, and p-xylene is oxidized using molecular oxygen in the presence of a catalyst in the solvent. Examples of the catalyst include compounds of transition metals such as cobalt and manganese and / or hydrogen halides such as hydrobromic acid. As a result, a crude terephthalic acid slurry 211 'is generated and sent to the first solid-liquid separation step (ii).
(第1の固液分離工程(ii))
第1の固液分離工程(ii)は、第1の固液分離装置212において粗テレフタル酸スラリー211’を固液分離して粗テレフタル酸ケーキを回収した後、洗浄及び乾燥を行って粗テレフタル酸212’を得る工程である。固液分離する方法としては、そのまま固液分離機にかける方法等を例示することができる。なお、粗テレフタル酸スラリー211’は加圧状態にあるので、圧力を下げると、溶解している粗テレフタル酸が析出する。このため、スラリー211’を晶析槽(図示略)に送って、放圧冷却を行い、溶解している粗テレフタル酸を析出させてから、固液分離機にかけてもよい。なお、「放圧冷却」とは、対象液の圧力よりも低い圧力条件に設定した晶析槽にこの対象液を導入し、該晶析槽で放圧させることにより、膨張及び溶媒成分の気化により、冷却させることを意味する。
(First solid-liquid separation step (ii))
In the first solid-liquid separation step (ii), the crude terephthalic acid slurry 211 ′ is solid-liquid separated in the first solid-liquid separation device 212 to recover the crude terephthalic acid cake, followed by washing and drying to obtain crude terephthalic acid. This is a step of obtaining the acid 212 ′. Examples of the method for solid-liquid separation include a method in which a solid-liquid separator is used as it is. Since the crude terephthalic acid slurry 211 ′ is in a pressurized state, the dissolved crude terephthalic acid precipitates when the pressure is lowered. For this reason, the slurry 211 ′ may be sent to a crystallization tank (not shown) and cooled under pressure to precipitate the dissolved crude terephthalic acid, and then applied to a solid-liquid separator. “Relief pressure cooling” refers to expansion and vaporization of solvent components by introducing the target liquid into a crystallization tank set to a pressure condition lower than the pressure of the target liquid and releasing the pressure in the crystallization tank. Means cooling.
このようにして得られた粗テレフタル酸ケーキを酢酸、水、又は酢酸と水の混合物等により洗浄後乾燥することにより、粗テレフタル酸212’が得られる。得られた粗テレフタル酸212’には、酸化中間体である4−カルボキシベンズアルデヒド(4CBA)等が不純物として含まれる。このような不純物を取り除くため、粗テレフタル酸212’は次の水素添加処理工程(iii)に送られる。 The crude terephthalic acid cake thus obtained is washed with acetic acid, water, a mixture of acetic acid and water, and then dried to obtain crude terephthalic acid 212 '. The obtained crude terephthalic acid 212 'contains an oxidation intermediate such as 4-carboxybenzaldehyde (4CBA) as an impurity. In order to remove such impurities, the crude terephthalic acid 212 'is sent to the next hydrogenation treatment step (iii).
(水素添加処理工程(iii))
水素添加処理工程(iii)は、水素添加処理装置213において、粗テレフタル酸212’を水に溶解して、水素添加により還元処理する工程である。水素添加処理工程(iii)を経ることにより、不純物である4CBAは還元され、p−トルイル酸になる。p−トルイル酸はテレフタル酸より水溶性が高いので、後述する第2の固液分離工程(v)で分離することができる。なお、分離されたp−トルイル酸は酸化反応工程(i)に戻され、テレフタル酸原料として使用される。水素添加処理工程(iii)により生成した水素添加処理液213’は、次の晶析工程(iv)に送られる。
(Hydrogenation treatment step (iii))
The hydrogenation treatment step (iii) is a step in which the crude terephthalic acid 212 ′ is dissolved in water and reduced by hydrogenation in the hydrogenation treatment apparatus 213. Through the hydrogenation treatment step (iii), the impurity 4CBA is reduced to p-toluic acid. Since p-toluic acid has higher water solubility than terephthalic acid, it can be separated in the second solid-liquid separation step (v) described later. The separated p-toluic acid is returned to the oxidation reaction step (i) and used as a terephthalic acid raw material. The hydrogenation treatment liquid 213 ′ generated by the hydrogenation treatment step (iii) is sent to the next crystallization step (iv).
(晶析工程(iv))
晶析工程(iv)は、晶析装置214において水素添加処理液213’を晶析してテレフタル酸スラリー214’を得る工程である。晶析方法としては、溶媒である水の蒸発除去及び冷却による方法や、放圧冷却する方法等を例示できる。この工程において、上述したようにp−トルイル酸は水溶性が高いため、その多くは析出せずに溶媒に溶解したままである。よって、次の第2の固液分離工程(v)でp−トルイル酸とテレフタル酸とを分離することができる。
(Crystalling step (iv))
The crystallization step (iv) is a step of obtaining a terephthalic acid slurry 214 ′ by crystallizing the hydrogenation treatment liquid 213 ′ in the crystallizer 214. Examples of the crystallization method include a method of evaporating and removing water as a solvent and cooling, a method of cooling under pressure, and the like. In this step, since p-toluic acid is highly water-soluble as described above, many of them remain dissolved in the solvent without being precipitated. Therefore, p-toluic acid and terephthalic acid can be separated in the next second solid-liquid separation step (v).
(第2の固液分離工程(v))
第2の固液分離工程(v)は、第2の固液分離装置215において、テレフタル酸スラリー214’を固液分離して、テレフタル酸ケーキ215’とテレフタル酸分離母液224’とに分離する工程である。分離機としては濾過、遠心分離等公知の方法を採用できる。分離されたテレフタル酸ケーキには母液224’が付着しており、母液に溶解している不純物等が品質を低下させるので水で洗浄する。洗浄により得たテレフタル酸ケーキ215’は次の乾燥工程(vi)に送られる。
(Second solid-liquid separation step (v))
In the second solid-liquid separation step (v), the terephthalic acid slurry 214 ′ is separated into a terephthalic acid cake 215 ′ and a terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ in the second solid-liquid separation device 215. It is a process. As the separator, known methods such as filtration and centrifugation can be employed. The separated terephthalic acid cake has a mother liquor 224 ′ attached thereto, and impurities and the like dissolved in the mother liquor deteriorate the quality, so the terephthalic acid cake is washed with water. The terephthalic acid cake 215 ′ obtained by washing is sent to the next drying step (vi).
ここで、テレフタル酸分離母液224’にはp−トルイル酸等の不純物、触媒、テレフタル酸等が含有されているので、p−トルイル酸等回収装置220において冷却することによりp−トルイル酸及びテレフタル酸等を析出させて回収する。回収された該p−トルイル酸及びテレフタル酸等は酸化反応工程(i)に戻される。一方、p−トルイル酸等分離母液225’はコバルトやマンガン等の重金属触媒等を回収装置(図示略)で回収後、排水処理プロセス(vii)に送られる。 Here, since the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ contains impurities such as p-toluic acid, a catalyst, terephthalic acid, and the like, the p-toluic acid and terephthalic acid are cooled by cooling in the recovery apparatus 220 such as p-toluic acid. Acid and the like are deposited and recovered. The recovered p-toluic acid, terephthalic acid and the like are returned to the oxidation reaction step (i). On the other hand, the separation mother liquor 225 'such as p-toluic acid is sent to a wastewater treatment process (vii) after collecting a heavy metal catalyst such as cobalt or manganese by a recovery device (not shown).
(乾燥工程(vi))
乾燥工程(vi)は、乾燥装置216において、テレフタル酸ケーキ215’を乾燥させて、テレフタル酸216’を得る工程である。乾燥にあたっては、放圧蒸発による加圧乾燥機、通常の流動乾燥機等を用いることができる。
(Drying step (vi))
The drying step (vi) is a step of drying the terephthalic acid cake 215 ′ in the drying device 216 to obtain terephthalic acid 216 ′. In drying, a pressure dryer by pressure evaporation, a normal fluid dryer, or the like can be used.
(排水処理プロセス(vii))
排水処理プロセス(vii)は、排水処理システム221において、工程(i)〜(vi)から排出される排水に対してまず重金属濃度低減処理を行って排水中に含まれる重金属を回収し、ついで有機物等を好気性微生物によって溶存酸素存在下に分解処理(好気性生物処理)し、さらに必要に応じて他の処理を行う工程である。なお、工程(i)〜(vi)から排出される排水は、必ずしも何ら処理を施さずに直接この排水処理システム221に送られ処理されるとは限らない。工程毎に特有な排水組成に対応した処理を施し、排水処理システム221に送られる場合もある。
(Wastewater treatment process (vii))
In the wastewater treatment process (vii), in the wastewater treatment system 221, first, the wastewater discharged from steps (i) to (vi) is first subjected to heavy metal concentration reduction treatment to recover heavy metals contained in the wastewater, and then organic matter Are decomposed by aerobic microorganisms in the presence of dissolved oxygen (aerobic biological treatment), and further processed as necessary. In addition, the waste water discharged | emitted from process (i)-(vi) is not necessarily sent directly to this waste water treatment system 221 and processed without necessarily performing any treatment. There is a case where a process corresponding to a drainage composition peculiar to each process is performed and sent to the wastewater treatment system 221.
排水処理プロセス(vii)は、例えば、下記のステップ(γ)及び(a)〜(f)を有する。
(γ)工程(i)〜(vi)からの排水中の重金属化合物を回収することにより、排水中の重金属濃度を低減して処理排水とする、重金属濃度低減ステップ。
(a)曝気槽にて、重金属濃度低減ステップを経た処理排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ(1段階目の生物処理)。
(b)沈殿槽にて、曝気槽における生物処理を経た曝気槽混合水を固液分離する、沈殿ステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置にて、沈殿槽からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理しながら、及び/又は、生物処理した後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d)必要に応じて、逆浸透膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水を逆浸透膜によって濾過し、逆浸透膜を透過した精製水と透過しなかった濃縮水とに分離する、逆浸透膜濾過ステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップ。
The wastewater treatment process (vii) includes, for example, the following steps (γ) and (a) to (f).
(Γ) A heavy metal concentration reduction step in which the heavy metal compound in the waste water from steps (i) to (vi) is recovered to reduce the heavy metal concentration in the waste water to obtain treated waste water.
(A) A step of biologically treating the treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step with an aerobic microorganism in the activated sludge in an aeration tank (first-stage biological treatment).
(B) A precipitation step in which the aeration tank mixed water that has undergone biological treatment in the aeration tank is subjected to solid-liquid separation in the precipitation tank.
(C) In the membrane separation activated sludge treatment device, the supernatant liquid from the sedimentation tank is biologically treated with aerobic microorganisms in the activated sludge and / or after biological treatment, the membrane module converts the supernatant into sludge and permeate. A membrane separation step for solid-liquid separation.
(D) If necessary, in the reverse osmosis membrane filtration device, the permeated water that has permeated the membrane module is filtered by the reverse osmosis membrane, and separated into purified water that has permeated the reverse osmosis membrane and concentrated water that has not permeated. , Reverse osmosis membrane filtration step.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution.
ステップ(γ)及び(a)〜(f)は、本願の第1の発明の排水処理方法に関連して上記説明したステップ(γ)及び(a)〜(f)と同様に行われる。 Steps (γ) and (a) to (f) are performed in the same manner as steps (γ) and (a) to (f) described above in relation to the wastewater treatment method of the first invention of the present application.
(排水)
次に、工程(i)〜(vi)から排水処理プロセス(vii)へと排出される排水種とその処理経路について述べ、工程毎に排水処理プロセス(vii)の生物処理の処理対象となる排水について説明する。
(Drainage)
Next, the type of wastewater discharged from the steps (i) to (vi) to the wastewater treatment process (vii) and the treatment route thereof will be described, and wastewater to be treated in the biological treatment of the wastewater treatment process (vii) for each step. Will be described.
(酸化反応工程(i)からの排水)
酸化反応工程(i)からは、酸化反応のために酸化反応装置211に導入される分子状酸素含有ガスに伴って、溶媒の酢酸、副生する水、酢酸メチル、臭化メチル、反応中間体、一酸化炭素等、及び、未反応のp−キシレン等を含有する高温高圧ガスが排出される。該高温高圧ガスから、副生エネルギーを電気及び熱エネルギーとして回収し、さらに酢酸、酢酸メチル等を回収した後、臭化メチル等を燃焼処理する。燃焼処理後の排ガスをアルカリ水等により接触洗浄した後、ガスは大気放出され、酸化排ガス洗浄水217’は排水処理システム221に送られる。
(Drainage from oxidation reaction step (i))
From the oxidation reaction step (i), acetic acid as a solvent, water produced as a by-product, methyl acetate, methyl bromide, reaction intermediate, along with the molecular oxygen-containing gas introduced into the oxidation reaction device 211 for the oxidation reaction , Carbon monoxide, etc., unreacted p-xylene, and the like are discharged. By-product energy is recovered from the high-temperature and high-pressure gas as electric and thermal energy, and further acetic acid, methyl acetate and the like are recovered, and then methyl bromide and the like are combusted. After the exhaust gas after the combustion treatment is contact cleaned with alkaline water or the like, the gas is released to the atmosphere, and the oxidized exhaust gas cleaning water 217 ′ is sent to the waste water treatment system 221.
(第1の固液分離工程(ii)からの排水)
第1の固液分離工程(ii)からは、固液分離された母液が発生する。該母液の50%以上を酸化反応工程(i)に戻して再利用する。母液を再利用する比率は好ましくは70%以上であるが、系内での不純物蓄積による品質低下を防止するために母液を一部パージする必要がある。そのため、母液を再利用する比率は95%以下であり、好ましくは90%以下である。再利用に供されない酸化反応母液(パージ分)218’は溶媒回収装置217で蒸発濃縮され、蒸発溶媒219’と、有効成分を含む母液濃縮スラリー220’とに分けられる。母液濃縮スラリー220’は触媒回収・再生装置219に送られ、触媒が回収・再生される。回収・再生された触媒を固液分離した後、再生触媒回収分離母液222’が脱臭塔から生じる洗浄排水とともに排水処理システム221に送られる。一方、蒸発溶媒219’は酢酸等回収装置218に送られ、脱水塔(図示略)で酢酸を濃縮回収され、次いで蒸留塔(酢酸メチル回収塔)(図示略)で酢酸メチルを回収される。残った酢酸メチル回収塔底液221’の一部が、排水処理システム221に送られる。
(Drainage from the first solid-liquid separation step (ii))
From the first solid-liquid separation step (ii), a solid-liquid separated mother liquor is generated. More than 50% of the mother liquor is recycled to the oxidation reaction step (i). The ratio of reusing the mother liquor is preferably 70% or more, but part of the mother liquor needs to be purged to prevent quality degradation due to impurity accumulation in the system. Therefore, the ratio of reusing the mother liquor is 95% or less, preferably 90% or less. Oxidation reaction mother liquor (purged) 218 ′ that is not reused is evaporated and concentrated by a solvent recovery device 217, and divided into an evaporation solvent 219 ′ and a mother liquor concentrated slurry 220 ′ containing an active ingredient. The mother liquor concentrated slurry 220 ′ is sent to the catalyst recovery / regeneration device 219, where the catalyst is recovered / regenerated. After the recovered and regenerated catalyst is subjected to solid-liquid separation, the regenerated catalyst recovery / separation mother liquor 222 ′ is sent to the waste water treatment system 221 together with the cleaning waste water generated from the deodorization tower. On the other hand, the evaporated solvent 219 ′ is sent to a recovery device 218 such as acetic acid, where acetic acid is concentrated and recovered in a dehydration tower (not shown), and then methyl acetate is recovered in a distillation tower (methyl acetate recovery tower) (not shown). Part of the remaining methyl acetate recovery tower bottom liquid 221 ′ is sent to the wastewater treatment system 221.
なお、酸化反応工程(i)及び第1の固液分離工程(ii)以外の工程で発生するベントガスは一括して洗浄塔(図示略)で洗浄されて酸化排ガス洗浄水217’とともに排水処理システム221に送られる。 The vent gas generated in the steps other than the oxidation reaction step (i) and the first solid-liquid separation step (ii) is collectively washed in a washing tower (not shown), and the waste water treatment system together with the oxidized exhaust gas washing water 217 ′. 221.
(水素添加処理工程(iii)からの排水)
通常、水素添加処理工程(iii)からは排水処理対象物は発生しない。
(Drainage from the hydrogenation process (iii))
Usually, no wastewater treatment object is generated from the hydrogenation treatment step (iii).
(晶析工程(iv)からの排水)
晶析工程(iv)からは、放圧冷却又は減圧冷却により晶析する際に、生じる蒸気を冷却して得られる晶析時発生凝縮水223’が発生する。晶析時発生凝縮水223’は、p−トルイル酸等の有機物を含んでおり、排水処理システム221に送られる。
(Drainage from crystallization process (iv))
From the crystallization step (iv), condensed water 223 ′ generated at the time of crystallization generated by cooling the generated steam when crystallization is performed by depressurization cooling or cooling under reduced pressure is generated. Condensed water 223 ′ generated at the time of crystallization contains an organic substance such as p-toluic acid and is sent to the waste water treatment system 221.
(第2の固液分離工程(v)及び乾燥工程(vi)からの排水)
第2の固液分離工程(v)においては、テレフタル酸ケーキ215’が固液分離されると共に、テレフタル酸分離母液224’が発生する。テレフタル酸分離母液224’はp−トルイル酸等回収装置220に送られ、テレフタル酸分離母液224’に溶解しているp−トルイル酸及びテレフタル酸等が放圧冷却により析出及び濾過分離される。テレフタル酸分離母液224’から析出分離したケーキはスラリー化した後、酸化反応工程(i)に戻される。析出分離の残留母液に含有されるコバルト、マンガン等の重金属を金属回収装置(図示略)で回収した後、残るp−トルイル酸等分離母液225’は冷却され、排水処理システム221に送られる。
第2の固液分離工程(v)及び乾燥工程(vi)からはこの他に、ベントガスを一括してスクラバーで処理する際に発生するベントガス洗浄水226’が排水処理システム221に送られる。
(Drainage from second solid-liquid separation step (v) and drying step (vi))
In the second solid-liquid separation step (v), the terephthalic acid cake 215 ′ is solid-liquid separated and a terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is generated. The terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is sent to the recovery apparatus 220 for p-toluic acid and the like, and p-toluic acid, terephthalic acid and the like dissolved in the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ are deposited and separated by filtration under pressure relief. The cake precipitated and separated from the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is slurried and then returned to the oxidation reaction step (i). After recovering heavy metals such as cobalt and manganese contained in the residual mother liquor of the precipitation separation with a metal recovery device (not shown), the remaining separation mother liquor 225 ′ such as p-toluic acid is cooled and sent to the waste water treatment system 221.
In addition to the second solid-liquid separation step (v) and the drying step (vi), vent gas cleaning water 226 ′ generated when the vent gas is collectively processed by the scrubber is sent to the waste water treatment system 221.
工程(i)〜(vi)から排水処理システム221に流入する排水には浮遊物質(SS)、酸化反応で触媒として使用されるコバルト、マンガン等の重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす化合物等が含有されている。これら排水中の不溶物質の濃度はSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物の濃度がCODCrで10000mg/L以下である。しかし、従来の排水処理システム221から流出する放流水227’は、水質の観点からそのままテレフタル酸製造プロセスで再利用することはできず、公共水域に大量に放流せざるを得なかった。 Step (i) ~ (vi) suspended solids in the waste water entering the waste water treatment system 221 from (SS), cobalt used as catalysts in oxidation reactions, heavy metals manganese, alkali metal, compound results in an increase in COD Cr In addition, compounds that increase total nitrogen are contained. The concentration of insoluble substances in the waste water is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or 100 NTU or less in terms of turbidity, and the concentration of water-soluble organic substances is 10,000 mg / L or less in terms of COD Cr . However, the discharged water 227 ′ flowing out from the conventional waste water treatment system 221 cannot be reused as it is in the terephthalic acid production process from the viewpoint of water quality, and must be discharged in large quantities in public water areas.
本願の第1の発明者らは、工程(i)〜(vi)から排出される排水の処理方法に関して検討した結果、排水処理プロセス(vii)において、好気性生物処理のみを行う従来の排水処理に代えて、重金属濃度を低減化処理した後に、生物処理を行いながら及び/又は生物処理を行った後に膜モジュールを用いて膜分離処理(及び必要に応じて逆浸透膜処理)を行うことにより、透過水の一部分又は大部分がテレフタル酸製造用工業用水(冷却水)又はプロセス水として安定的に再利用できることを見出し、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法を完成するに至った。プロセス水として使用する場合は、さらに必要に応じて、各種吸着剤を使用して水の精製度を向上させることにより、冷却水及び/又はプロセス水としての利用価値をより高められることも見出した。特に、生物処理の前にCoをはじめとする重金属の濃度を低減する処理を行うことにより、濾過膜や逆浸透膜フイルターへの重金属化合物の付着が大幅に減り、この付着物を除去するための酸洗浄操作の省力化が可能になった。 As a result of examining the method for treating the waste water discharged from the steps (i) to (vi), the first inventors of the present application have found that conventional waste water treatment in which only aerobic biological treatment is performed in the waste water treatment process (vii). Instead of performing a membrane separation process (and reverse osmosis membrane treatment if necessary) using a membrane module while performing a biological treatment and / or after performing a biological treatment after reducing the heavy metal concentration. The present inventors have found that a part or most of permeated water can be stably reused as industrial water (cooling water) or process water for producing terephthalic acid, and have completed the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application. . When used as process water, it has also been found that the utility value of cooling water and / or process water can be further increased by improving the purification degree of water using various adsorbents as necessary. . In particular, by performing treatment to reduce the concentration of heavy metals such as Co before biological treatment, the adhesion of heavy metal compounds to the filtration membrane and reverse osmosis membrane filter is greatly reduced, and this deposit is removed. Labor saving of acid washing operation became possible.
生物処理としては、好気性微生物によって酸素存在下に排水中の有機物を分解する好気性生物処理、及び/又は、嫌気性微生物によって低酸素濃度環境下若しくは酸素非存在下に排水中の有機物を分解する嫌気性生物処理を採用することができる。具体的には、好気性生物処理のみを行う形態と、好気性生物処理及び嫌気性生物処理を組み合わせて行う形態とが可能であるが、工程(i)〜(vi)から排出される排水は、窒素成分が少ないため脱窒する必要がない場合が多いため、好気性生物処理のみを行う形態が、施設がコンパクトになり好ましい。 For biological treatment, aerobic microorganisms decompose organic substances in wastewater in the presence of oxygen by aerobic microorganisms, and / or organic substances in wastewater are decomposed by anaerobic microorganisms in a low oxygen concentration environment or in the absence of oxygen. Anaerobic biological treatment can be employed. Specifically, a form in which only aerobic biological treatment is performed and a form in which aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment are combined are possible, but wastewater discharged from steps (i) to (vi) Since there are many cases where it is not necessary to denitrify because there are few nitrogen components, the form in which only aerobic biological treatment is performed is preferable because the facility becomes compact.
(A−1.テレフタル酸の製造における第1の実施形態)
図11は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法において、テレフタル酸製造プロセスから排出される排水を処理する排水処理システム2100の最上流に上記説明した図1の重金属化合物回収装置が導入されており、排水中の重金属濃度を低減した後、生物処理中に精密濾過膜による膜分離処理を行う実施形態を説明する図である。以下、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の代表的な実施形態を図11に基づきさらに具体的に説明する。
(A-1. First Embodiment in Production of Terephthalic Acid)
FIG. 11 shows the first representative method for producing terephthalic acid, in which the heavy metal compound recovery device of FIG. 1 described above is introduced in the uppermost stream of the waste water treatment system 2100 for treating the waste water discharged from the terephthalic acid production process. FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment in which a membrane separation process using a microfiltration membrane is performed during biological treatment after reducing the heavy metal concentration in wastewater. Hereinafter, a typical embodiment of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application will be described more specifically based on FIG.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法において採用し得る生物処理の形態としては、好気性生物処理のみを行う形態、及び、好気性生物処理と嫌気性生物処理とを組み合わせて行う形態を挙げることができる。好気性生物処理のみを行う形態によれば設備を単純化でき経費節減が容易である一方で、好気性生物処理と嫌気性生物処理とを組み合わせて行う形態によれば、脱リン効率を向上させることが可能である。なお、簡単のため、ここでは好気性生物処理のみを行う形態について説明する。 As a form of biological treatment that can be adopted in the method for producing terephthalic acid of the first invention of the present application, a form in which only aerobic biological treatment is performed, and a form in which aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment are combined are carried out. Can be mentioned. According to the form of performing only aerobic biological treatment, the equipment can be simplified and the cost can be easily reduced. On the other hand, according to the form of combining aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment, dephosphorization efficiency is improved. It is possible. For the sake of simplicity, a mode in which only the aerobic biological treatment is performed will be described here.
(排水処理システム2100)
排水処理システム2100中には、Co,Mnを主とする重金属の濃度を低減する重金属化合物回収装置、精密濾過膜モジュール(以下において、精密濾過膜を「MF膜」、精密濾過膜モジュールを「MF膜モジュール」とも記す。)が配設されている。排水処理システム2100においては、図1に示した構成を有する重金属化合物回収装置で重金属濃度を低減した後、好気性生物処理が2段階で行われる。本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法における好気性生物処理は1段階でも十分であるが、大量の排水を少なくとも工業用水(冷却水)及び/又はプロセス水として利用可能な水質を有する水に再生することをより容易にする観点からは、このように2段階で生物処理を行うことが好ましい。排水処理システム2100は、重金属化合物回収装置、ならびに、一般的な曝気槽及び沈殿槽を少なくとも具備する。すなわち、図11中の排水処理システム2100は、重金属化合物回収装置2109と、第1の曝気槽2101と、第1の曝気槽2101に接続された第1の沈殿槽2102と、第1の沈殿槽2102に接続された第2の曝気槽2103と、逆浸透膜濾過装置2106と、再利用水槽2107と、吸着剤処理装置2108とを具備する。なお、破線で表示した第2の沈殿槽2104は使用しないので不要である。排水処理システム2100においては、排水は、重金属化合物回収装置2109を経た後、第1の曝気槽2101、第1の沈殿槽2102、及び第2の曝気槽2103をこの順に移送されつつ、生物処理される。
(Wastewater treatment system 2100)
In the wastewater treatment system 2100, a heavy metal compound recovery device that reduces the concentration of heavy metals, mainly Co and Mn, a microfiltration membrane module (hereinafter, the microfiltration membrane is referred to as “MF membrane”, and the microfiltration membrane module is referred to as “MF. Also referred to as “membrane module”). In the wastewater treatment system 2100, the aerobic biological treatment is performed in two stages after the heavy metal concentration is reduced by the heavy metal compound recovery device having the configuration shown in FIG. The aerobic biological treatment in the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application is sufficient even in one stage, but water having a quality capable of using a large amount of waste water as at least industrial water (cooling water) and / or process water. From the viewpoint of making it easier to regenerate, it is preferable to perform biological treatment in two stages as described above. The wastewater treatment system 2100 includes at least a heavy metal compound recovery device, and a general aeration tank and precipitation tank. That is, the wastewater treatment system 2100 in FIG. 11 includes a heavy metal compound recovery device 2109, a first aeration tank 2101, a first precipitation tank 2102 connected to the first aeration tank 2101, and a first precipitation tank. A second aeration tank 2103, a reverse osmosis membrane filtration apparatus 2106, a reuse water tank 2107, and an adsorbent treatment apparatus 2108 are provided. Note that the second sedimentation tank 2104 indicated by the broken line is not used because it is not used. In the wastewater treatment system 2100, the wastewater passes through the heavy metal compound recovery device 2109 and is then biologically treated while being transferred in this order through the first aeration tank 2101, the first precipitation tank 2102, and the second aeration tank 2103. The
第1の曝気槽2101及び第2の曝気槽2103における曝気方式としては、完全混合方式、プラグフロー方式、ステップフィード方式等、公知の曝気方式を特に制限なく採用できる。第1の曝気槽2101及び第2の曝気槽2103の運転条件としては、曝気槽中のMLSS(単位:mg/L)は通常1000〜15000、好ましくは3,000〜7,000である。また、CODCr容積負荷(単位:CODCr−kg/m3/日)は通常0.5〜10、好ましくは1〜5である。また、CODCr除去率は通常95%〜99%、好ましくは96%〜99.5%である。 As an aeration method in the first aeration tank 2101 and the second aeration tank 2103, a known aeration method such as a complete mixing method, a plug flow method, and a step feed method can be employed without any particular limitation. As operating conditions of the first aeration tank 2101 and the second aeration tank 2103, MLSS (unit: mg / L) in the aeration tank is usually 1000 to 15000, preferably 3,000 to 7,000. The COD Cr volumetric load (unit: COD Cr -kg / m 3 / day) is usually 0.5 to 10, preferably 1 to 5. The COD Cr removal rate is usually 95% to 99%, preferably 96% to 99.5%.
排水処理システム2100においては、第2の曝気槽2103内に、MF膜モジュール2105が配設されている。すなわち第2の曝気槽2103は膜分離活性汚泥処理装置(メンブレンバイオリアクター、MBR)を構成している。膜モジュールを有しない一般の排水処理システムにおいては、沈殿槽で沈降性が悪化すると固液分離が不十分となり、上澄み液に多量の懸濁物質が混入する、バルキング現象が発生するおそれがある。膜分離活性汚泥処理装置によれば、このバルキング現象を回避できるので、沈殿槽(排水処理システム2100においては第2の沈殿槽2104)が不要になり、MLSSの高濃度化運転が可能になり、また、処理設備の小型化が可能になる等の利点がある。 In the wastewater treatment system 2100, an MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103. That is, the second aeration tank 2103 constitutes a membrane separation activated sludge treatment apparatus (membrane bioreactor, MBR). In a general wastewater treatment system that does not have a membrane module, if the sedimentation property deteriorates in the settling tank, solid-liquid separation becomes insufficient, and a bulking phenomenon may occur in which a large amount of suspended matter is mixed in the supernatant. According to the membrane separation activated sludge treatment apparatus, since this bulking phenomenon can be avoided, a sedimentation tank (second sedimentation tank 2104 in the wastewater treatment system 2100) is not required, and a high concentration operation of MLSS is possible. Further, there is an advantage that the processing equipment can be downsized.
排水処理システム2100において、重金属化合物回収装置2109を経て第1の曝気槽2101で生物処理を受けた後、第1の沈殿槽2102で活性汚泥と分離された上澄み液は、第2の曝気槽2103に移される。第2の曝気槽2103にはMF膜モジュール2105が配設されているので、活性汚泥(微生物)と透過水とを沈殿に依らず膜により固液分離することができる。よって、活性汚泥と透過水との最終的な固液分離を行うために第2の沈殿槽2104を設置する必要がないので、設備の設置面積を低減できる。 In the wastewater treatment system 2100, the supernatant liquid separated from the activated sludge in the first sedimentation tank 2102 after undergoing the biological treatment in the first aeration tank 2101 through the heavy metal compound recovery device 2109 is the second aeration tank 2103. Moved to. Since the MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103, activated sludge (microorganisms) and permeated water can be solid-liquid separated by a membrane without depending on precipitation. Therefore, since it is not necessary to install the second sedimentation tank 2104 in order to perform the final solid-liquid separation between the activated sludge and the permeated water, the installation area of the equipment can be reduced.
また、排水処理システム2100においては、第1の曝気槽2101ではMLSS(mg/L)にして1000〜6000、第2の曝気槽2103ではMLSS(mg/L)にして6000〜12000と、膜モジュールを有しない一般的な排水処理システムに比較して大幅に高い濃度での運転が可能になる。 In the wastewater treatment system 2100, the first aeration tank 2101 has MLSS (mg / L) of 1000 to 6000, the second aeration tank 2103 has MLSS (mg / L) of 6000 to 12000, and a membrane module. Compared to a general wastewater treatment system that does not have a low temperature, operation at a significantly higher concentration is possible.
(MF膜モジュール2105)
排水処理システム2100においては膜分離にMF膜を使用する。MF膜は、概ね0.1μm〜10μmの不溶性固体を濾過する膜である。MF膜の材質としては、高分子材料、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート等が挙げられる。MF膜の孔径は通常0.03μm〜10μmであるが、用途に応じてさらに微細な膜を使用することも可能である。膜分離活性汚泥処理装置用には、孔径0.03μm〜0.4μmのMF膜が好ましい。膜素材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等が特に好ましい。膜モジュールの形態は、中空糸型、平膜型、チューブラー型、スパイラル型等を特に制限なく採用できるが、これらの中でも中空糸型及び平膜型を特に好ましく採用できる。これらの具体例としては、膜分離活性汚泥処理装置用として市販されている、「ステラポアーSADF(登録商標)」(三菱レイヨン株式会社)、「メンブレイ(登録商標)」(東レ株式会社)、「マイクローザ(登録商標)」(旭化成ケミカルズ株式会社)等が挙げられる。
(MF membrane module 2105)
In the wastewater treatment system 2100, an MF membrane is used for membrane separation. The MF membrane is a membrane that filters insoluble solids of approximately 0.1 μm to 10 μm. Examples of the material of the MF membrane include polymer materials such as polypropylene, polyethylene, cellulose acetate, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polysulfone, and polycarbonate. The pore size of the MF membrane is usually 0.03 μm to 10 μm, but a finer membrane can be used depending on the application. For the membrane separation activated sludge treatment apparatus, an MF membrane having a pore diameter of 0.03 μm to 0.4 μm is preferable. The film material is particularly preferably polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or the like. As the form of the membrane module, a hollow fiber type, a flat membrane type, a tubular type, a spiral type and the like can be adopted without particular limitation. Among these, a hollow fiber type and a flat membrane type can be particularly preferably adopted. Specific examples of these include “Sterapore SADF (registered trademark)” (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), “Membray (registered trademark)” (Toray Industries, Inc.), “Mike”, which are commercially available for membrane separation activated sludge treatment equipment. Rosa (registered trademark) "(Asahi Kasei Chemicals Corporation).
MF膜モジュール2105において使用可能な濾過方法としては、濾過面に懸濁物質を堆積しつつ行う通常のデッドエンド濾過(全量濾過ともいう)と、膜面に平行な流れを作り出し、流れの方向を膜透過方向と略直交させて、常に懸濁物質を再分散させるクロスフロー濾過とがあり、設置方法や使用方法に応じて適宜選択することができる。ただし、クロスフロー濾過によれば膜汚れ及び濃度分極現象を低減できるので、濾過効率を向上でき好ましい。以下においてはクロスフロー濾過を行うものとして説明する。 As a filtration method that can be used in the MF membrane module 2105, normal dead-end filtration (also referred to as total filtration) performed while depositing suspended substances on the filtration surface, a flow parallel to the membrane surface is created, and the flow direction is changed. There is cross-flow filtration that always re-disperses the suspended substance in a direction substantially orthogonal to the membrane permeation direction, and can be appropriately selected according to the installation method and the usage method. However, cross-flow filtration is preferable because it can reduce membrane contamination and concentration polarization, which can improve filtration efficiency. In the following description, it is assumed that cross flow filtration is performed.
MF膜モジュール2105における膜設置方法は、懸垂方式及び平置き方式等から適宜選択できる。懸垂方式においては、膜モジュールを曝気槽内に垂直に設置し、曝気槽内に発生する空気上昇流により、膜モジュール表面でクロスフロー濾過を行う。懸垂方式における散気条件は、線速度にして50m/時〜100m/時が好ましい。平置き方式においては、設置された平膜の下部から線速度50m/時〜100m/時で散気を行い、膜表面にクロスフロー流を生じさせ、クロスフロー濾過を行う。 The membrane installation method in the MF membrane module 2105 can be appropriately selected from a suspension method and a flat placement method. In the suspension system, the membrane module is installed vertically in the aeration tank, and cross-flow filtration is performed on the surface of the membrane module by the upward air flow generated in the aeration tank. The air diffusion condition in the suspension system is preferably 50 m / hour to 100 m / hour in terms of linear velocity. In the flat placement method, air is diffused from the lower part of the installed flat membrane at a linear velocity of 50 m / hour to 100 m / hour, a crossflow flow is generated on the membrane surface, and crossflow filtration is performed.
MF膜モジュール2105における膜濾過時には、減圧吸引方式を採用することが好ましい。すなわち、透過水の出側を減圧にして、水にMF膜中を移動させる駆動力である圧力差を高めることが好ましい。減圧吸引方式を採用する場合には、透過水出側の圧力は初期差圧から15kPa上昇の範囲内で運転するのが好ましい。また濾過温度は好ましくは10℃〜50℃、より好ましくは15℃〜40℃である。処理能力(運転速度)としては、日平均フラックス(単位:m/日)にして好ましくは0.05〜2.0、より好ましくは0.1〜1.0、さらに好ましくは0.4〜0.6で運転することが好ましい。 At the time of membrane filtration in the MF membrane module 2105, it is preferable to adopt a vacuum suction method. That is, it is preferable to reduce the pressure on the outlet side of the permeated water and increase the pressure difference that is the driving force for moving the water through the MF membrane. When the vacuum suction method is employed, it is preferable to operate the permeated water outlet pressure within a range of 15 kPa from the initial differential pressure. The filtration temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 15 ° C to 40 ° C. The processing capacity (operating speed) is preferably 0.05 to 2.0, more preferably 0.1 to 1.0, and still more preferably 0.4 to 0 in terms of daily average flux (unit: m / day). It is preferable to operate at .6.
(薬液タンク)
排水処理システム2100は、MF膜モジュール2105を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;MF膜モジュール2105を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのMF膜モジュール2105への薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。これら第1の薬液タンク、第2の薬液タンク、及び制御部は、本願の第1の発明の第1の態様に係る排水処理方法に関連して図2及び図5を参照しつつ上記説明したものと同様の構成を有する。
MF膜モジュール2105において、膜表面への堆積による閉塞(ファウリング)防止は重要である。クロスフローや曝気する空気により、膜表面への堆積速度を低減することは可能であるが、長期的には目詰まりは避けられない。膜表面への堆積が進行すると、膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第1の発明の排水処理方法に関する上記説明において例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第1の発明の排水処理方法に関して上記説明したステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The wastewater treatment system 2100 includes a first chemical liquid tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the MF membrane module 2105; and a second chemical liquid tank for storing an acid aqueous solution for cleaning the MF membrane module 2105. (Not shown); and a control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank and the second chemical solution tank to the MF membrane module 2105. These first chemical liquid tank, second chemical liquid tank, and control unit have been described above with reference to FIGS. 2 and 5 in relation to the wastewater treatment method according to the first aspect of the first invention of the present application. It has the same configuration as the above.
In the MF membrane module 2105, prevention of clogging (fouling) due to deposition on the membrane surface is important. Although the deposition rate on the film surface can be reduced by crossflow or aerated air, clogging is unavoidable in the long term. As deposition on the film surface proceeds, the transmembrane pressure difference increases. If the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for a film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the said description regarding the waste water treatment method of 1st invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) described above with respect to the wastewater treatment method of the first invention of the present application.
(RO膜濾過装置2106)
MF膜モジュール2105で膜分離された透過水aは、中間タンク(図示略)を経て、逆浸透膜濾過装置2106(以下、逆浸透膜を「RO膜」、逆浸透膜濾過装置を「RO膜濾過装置」とも記す。)に移送され、RO膜による膜分離処理により、金属イオン類及び残存有機物等の除去を受ける。RO膜分離処理に使用されるRO膜の材質としては、ポリエチレン、芳香族ポリアミドや架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミド、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー、ポリビニルアルコール、及び酢酸セルロースの高分子材料を挙げることができ、これらから適宜選択することができる。また、2種以上の材質の混合物を採用することも可能である。本願の第1の発明では、この中でも特に、芳香族ポリアミドや架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミド等が分離性能が高く、好ましいものとして推奨される。RO膜の膜形態としては、非対称膜、及び複合膜等が挙げられ、これらの中から適宜選択することができる。2種以上のRO膜を組み合わせて使用することも可能である。また、膜表面への付着抑止性能を向上させた低ファウリング膜も好ましく採用することができる。また、RO膜分離処理に用いる膜モジュールの形態としては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型、プリーツ型等を例示でき、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の膜モジュールを採用できる。この中でも、モジュールの膜面積が大きく、装置のコンパクト化に有利である観点から、スパイラル膜型モジュールが好ましい。これらの具体例としては、「低圧スパイラル型RO膜エレメント」シリーズ(日東電工株式会社)、「フィルムテック(登録商標)」シリーズ(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー)、「ロメンブラ(登録商標)」(東レ株式会社)等が挙げられる。なお、RO膜モジュールの入口にプレフィルターを設置し、膜の保護をすることが望ましい。
(RO membrane filtration device 2106)
The permeated water a separated by the MF membrane module 2105 passes through an intermediate tank (not shown), and is supplied with a reverse osmosis membrane filtration device 2106 (hereinafter referred to as “RO membrane” as a reverse osmosis membrane and “RO membrane” as a reverse osmosis membrane filtration device). It is also referred to as a “filtering device.”) And is subjected to removal of metal ions and residual organic substances by membrane separation treatment with an RO membrane. RO membrane materials used for RO membrane separation treatment include polyethylene, polyamides including aromatic polyamides and cross-linked aromatic polyamides, aliphatic amine condensation polymers, heterocyclic polymers, polyvinyl alcohol, and cellulose acetate polymer materials And can be appropriately selected from these. It is also possible to employ a mixture of two or more materials. In the first invention of the present application, aromatic polyamides and polyamides including cross-linked aromatic polyamides are particularly recommended because of their high separation performance. Examples of the membrane form of the RO membrane include an asymmetric membrane and a composite membrane, and can be appropriately selected from these. Two or more types of RO membranes can be used in combination. Further, a low fouling film with improved performance for preventing adhesion to the film surface can also be preferably used. Moreover, examples of the form of the membrane module used for the RO membrane separation treatment include a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, a flat membrane type, and a pleated type, and one or two selected from these types More than one type of membrane module can be used. Among these, a spiral membrane type module is preferable from the viewpoint that the module has a large membrane area and is advantageous for downsizing the apparatus. Specific examples of these include the “Low-Pressure Spiral RO Membrane Element” series (Nitto Denko Corporation), the “Film Tech (registered trademark)” series (The Dow Chemical Company), “Romenbra (registered trademark)” ( Toray Industries, Inc.). In addition, it is desirable to install a prefilter at the entrance of the RO membrane module to protect the membrane.
RO膜濾過装置2106での膜分離処理における透過率(透過水重量/仕込み水重量×100%)は、50%〜90%が望ましい。より好ましくは60%〜80%である。透過率が過大であると透過水中の不純物が増加し、回収水の水質に悪影響を与えるおそれがある。また、RO膜分離処理は加圧下で行われる。RO膜分離処理における必要圧力は、RO膜に通過させる透過水中のイオン濃度や透過率によって決まるが、通常はゲージ圧にして0.5MPaG〜5.5MPaG、好ましくは1.1MPaG〜3.1MPaGの範囲内で操作される。また処理温度は好ましくは10℃〜50℃であり、より好ましくは15℃〜40℃である。なお、処理温度の決定にあたっては、膜素材の耐熱性に留意する必要がある。またクロスフローにおける透過水aの線速度は60m/分〜240m/分が好ましい。 The permeability (permeated water weight / charged water weight × 100%) in the membrane separation process in the RO membrane filtration device 2106 is desirably 50% to 90%. More preferably, it is 60% to 80%. If the permeability is excessive, impurities in the permeated water increase, which may adversely affect the quality of the recovered water. The RO membrane separation process is performed under pressure. The required pressure in the RO membrane separation treatment is determined by the ion concentration and permeability in the permeated water that is passed through the RO membrane, but it is usually 0.5 MPaG to 5.5 MPaG, preferably 1.1 MPaG to 3.1 MPaG as a gauge pressure. Operated within range. The treatment temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 15 ° C to 40 ° C. In determining the treatment temperature, it is necessary to pay attention to the heat resistance of the film material. Moreover, the linear velocity of the permeated water a in the cross flow is preferably 60 m / min to 240 m / min.
RO膜の再生処理において薬剤を使用する場合は、薬剤による膜洗浄は2ヶ月に1回程度で実施し、性能の維持に努めることが好ましい。RO膜の再生処理剤として使用可能な薬剤としては重亜硫酸塩、次亜塩素酸塩、クエン酸、シュウ酸、過酢酸等が挙げられ、本願の第1の発明では、この中でも重亜硫酸塩、次亜塩素酸塩、クエン酸等が好ましい。また、RO膜濾過装置2106に流入する透過水aのpHが高いので、塩類の析出防止のために、RO膜に接触させる前に酸性化処理を行うことが好ましい。好ましいpHは通常5.0〜8.0、より好ましくは6.0〜7.5である。 When a drug is used in the RO membrane regeneration treatment, it is preferable to perform the membrane cleaning with the drug about once every two months to maintain the performance. Examples of agents usable as the RO membrane regeneration treatment include bisulfite, hypochlorite, citric acid, oxalic acid, peracetic acid and the like. In the first invention of the present application, among these, bisulfite, Hypochlorite, citric acid and the like are preferred. Moreover, since the pH of the permeated water a flowing into the RO membrane filtration device 2106 is high, it is preferable to perform an acidification treatment before contacting the RO membrane in order to prevent precipitation of salts. The preferred pH is usually 5.0 to 8.0, more preferably 6.0 to 7.5.
上述したように、テレフタル酸製造プロセスから排出される排水には、浮遊物質(SS)、酸化反応で使用されるコバルト、マンガン等の重金属、アルカリ金属、COD、含窒素化合物等が含有されている。本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の排水処理プロセスで処理される排水は、MF膜モジュール2105に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値にして100mg/L以下又は濁度(Turbidity)にして100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrにして100mg/L以下且つBOD5にして10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第1の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲であれば膜分離による処理が可能である。 As described above, wastewater discharged from the terephthalic acid production process contains suspended solids (SS), heavy metals such as cobalt and manganese used in the oxidation reaction, alkali metals, COD, nitrogen-containing compounds, and the like. . The wastewater treated in the wastewater treatment process of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, when flowing into the MF membrane module 2105, the concentration of insoluble substances in water is set to an SS value of 100 mg / L or less or turbidity 100NTU in the (Turbidity) below, the concentration of water-soluble organic substances in the and BOD 5 below 100 mg / L in the COD Cr 10 mg / L or less, the electrical conductivity as an indicator of the concentration of water-soluble inorganic substance is 500 to, It preferably has properties of 000 μS / cm and a pH of 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the first invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
上述した性状を有する排水をMF膜モジュール2105以下、図11に示すフローにて処理すると、RO膜濾過装置2106から水質の良好なRO膜透過水bを回収することができる。RO膜透過水bの水質は、透過率にも依存するが、コバルト、マンガン等の金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。RO膜透過水bは再利用水槽2107に蓄えられ、再利用水槽2107から工業用水(冷却水)dとしてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は後述する吸着剤処理装置2108に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水eとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。RO膜透過水bを工業用水(冷却水)dの供給及び吸着精製水eの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。 When the waste water having the above-described properties is processed by the flow shown in FIG. 11 after the MF membrane module 2105, the RO membrane permeated water b having good water quality can be recovered from the RO membrane filtration device 2106. Although the water quality of the RO membrane permeated water b depends on the permeability, most of metal ions such as cobalt and manganese and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The RO membrane permeated water b is stored in the reused water tank 2107 and supplied from the reused water tank 2107 to the terephthalic acid production process as industrial water (cooling water) d, or transferred to an adsorbent treatment device 2108 described later for further adsorption. It is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water e through the agent treatment. The ratio of distributing the RO membrane permeate water b to the supply of industrial water (cooling water) d and the production of the adsorption purified water e can be selected as appropriate.
従来技術においては、テレフタル酸製造プロセスからの排水を排水処理した後の水を工業用水として使用することは困難であった。本願の第1の発明によれば、排水処理後の水をテレフタル酸製造プロセスにおいて再利用することが可能となる。例えば、テレフタル酸製造プロセスにおいて、再冷塔への補給水をはじめとした工業用水として再利用することが可能である。特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、MF膜モジュール2105及びRO膜濾過装置2106。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、当該効果を奏することが一層容易になる。 In the prior art, it has been difficult to use the water after treating the waste water from the terephthalic acid production process as industrial water. According to 1st invention of this application, it becomes possible to reuse the water after waste water treatment in a terephthalic-acid manufacturing process. For example, in the terephthalic acid production process, it can be reused as industrial water including makeup water to the recooling tower. In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the MF membrane module 2105 and the RO membrane filtration device 2106 in the present embodiment), it becomes easier to achieve the effect.
一方、RO膜濾過装置2106から排出されるRO膜濃縮水cには各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が上記範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。濃縮水は、必要に応じさらにオゾン処理を行ってから公共水域に放流してもよい。なお、放流水質を管理する方法としては、光透過率を監視する方法を挙げることができる。 On the other hand, the RO membrane concentrated water c discharged from the RO membrane filtration device 2106 contains various impurities in a concentrated manner, but if the properties of the wastewater to be treated are within the above range, further treatment is performed. The water quality has been improved to such an extent that it can be released into public waters. Concentrated water may be discharged into public water areas after further ozone treatment as necessary. In addition, the method of monitoring light transmittance can be mentioned as a method of managing discharge | release water quality.
(吸着剤処理装置2108)
RO膜透過水bをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置2108において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となる。このように水の純度(水質)を向上させることにより、回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となる。吸着剤処理装置2108から回収された吸着精製水eは、テレフタル酸製造プロセスに供給され、プロセス水としてより好ましく利用される。吸着精製水eのプロセス水としての用途としては、例えば、水素添加処理工程(iii)の水素添加反応時に用いる溶媒の一部として用いる用途や、第2の固液分離工程(v)のテレフタル酸の固液分離処理における洗浄用水の一部として用いる用途等を挙げることができる。なお、吸着剤処理装置2108から排出される吸着剤処理排水fは、第1の曝気槽2101に移送され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 2108)
When the RO membrane permeate b is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by performing adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 2108. Is possible. Thus, by improving the purity (water quality) of water, it is possible to expand the application range of recovered and reclaimed water. The adsorbed purified water e recovered from the adsorbent treatment device 2108 is supplied to the terephthalic acid production process and is more preferably used as process water. Examples of the use of the adsorbed purified water e as process water include use as part of a solvent used in the hydrogenation reaction in the hydrogenation treatment step (iii) and terephthalic acid in the second solid-liquid separation step (v). The use etc. which are used as a part of washing water in the solid-liquid separation process of this can be mentioned. The adsorbent processing waste water f discharged from the adsorbent processing apparatus 2108 is transferred to the first aeration tank 2101 and biologically processed again.
吸着剤処理装置2108において使用可能な吸着剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、アルミン酸アルカリ土類金属塩等を例示できる。これらの中から少なくとも1種の吸着剤を選択して使用することができる。また、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、合成ゼオライト、アルミン酸アルカリ土類金属塩等から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせて用いる場合には、これらを混合した混合物を吸着剤として使用してもよく、該混合物を反応させて得られた化合物を吸着剤として使用してもよい。 Examples of the adsorbent usable in the adsorbent processing apparatus 2108 include activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, alkaline earth metal aluminate, and the like. Among these, at least one adsorbent can be selected and used. When two or more compounds selected from silica, alumina, silica alumina, synthetic zeolite, alkaline earth metal aluminate, etc. are used in combination, a mixture of these may be used as the adsorbent. A compound obtained by reacting the mixture may be used as an adsorbent.
吸着剤処理装置2108において使用可能な吸着剤としては、木質系活性炭と石炭系活性炭等を挙げることができ、これらの中から少なくとも1種を選択して使用することができる。なお、2種以上の活性炭を組み合わせる場合には、該2種以上の活性炭を混合しても用いても、混合せずに夫々単独のものを複数個の充填塔に分けて用いてもよい。 Examples of the adsorbent that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include wood-based activated carbon and coal-based activated carbon, and at least one of them can be selected and used. In addition, when combining 2 or more types of activated carbon, even if it mixes and uses these 2 or more types of activated carbon, you may divide and use it individually for a some packed tower, without mixing.
吸着剤処理装置2108において使用可能なイオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、中間塩基性イオン交換樹脂等を挙げることができ、これらの中から少なくとも1種を選択して用いることができる。なお、2種以上のイオン交換樹脂を組み合わせて用いる場合には、該2種以上のイオン交換樹脂を混合して用いても、混合せずに夫々単独のものを複数個の充填塔に分けて用いてもよい。 Examples of the ion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include a cation exchange resin, an anion exchange resin, and an intermediate basic ion exchange resin. At least one selected from these can be used. be able to. When two or more types of ion exchange resins are used in combination, even if the two or more types of ion exchange resins are used in combination, each of them is divided into a plurality of packed towers without mixing. It may be used.
吸着剤処理装置2108において使用可能な陽イオン交換樹脂としては、官能基としてカルボキシル基等の弱酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂と、スルホン酸基等の強酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂とがあり、本願の第1の発明においてはいずれも使用可能である。ただし、本願の第1の発明においては強酸性陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。これらの具体例としては、ダイヤイオンHP20(登録商標)、セパビーズSP825(登録商標)、セパビーズSP207(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)、AMBERLITE XAD4(登録商標)、AMBERLITE XAD7(登録商標)(以上いずれもローム&ハース社製)等が挙げられる。吸着剤処理装置2108において使用可能な陰イオン交換樹脂としては、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂のいずれも使用可能である。強塩基性陰イオン交換樹脂の具体例としてはダイヤイオンSA10A、SA12A、UBA120(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)等が挙げられる。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂の具体例としてはダイヤイオンWA10、WA20、WA30等(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)が挙げられる。また、吸着剤処理装置2108において使用可能な中間塩基性イオン交換樹脂としては、具体例としてIONAC−365(登録商標)(Sybron Corp.)等が挙げられる。 The cation exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 includes a weak acid cation exchange resin having a weak acid group such as a carboxyl group as a functional group and a strong acid cation exchange resin having a strong acid group such as a sulfonic acid group. Any of them can be used in the first invention of the present application. However, in the first invention of the present application, it is preferable to use a strongly acidic cation exchange resin. Specific examples thereof include Diaion HP20 (registered trademark), Sepa beads SP825 (registered trademark), Sepa beads SP207 (registered trademark) (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), AMBERLITE XAD4 (registered trademark), and AMBERLITE XAD7 (registered trademark). Trademark) (all of which are manufactured by Rohm & Haas). As an anion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108, either a weakly basic anion exchange resin or a strongly basic anion exchange resin can be used. Specific examples of the strongly basic anion exchange resin include Diaion SA10A, SA12A, UBA120 (registered trademark) (all of which are manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Specific examples of the weakly basic anion exchange resin include Diaion WA10, WA20, WA30 (registered trademark) (all of which are manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Further, examples of the intermediate basic ion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include IONAC-365 (registered trademark) (Sybron Corp.) and the like.
吸着剤処理装置2108において使用可能な合成ゼオライトとしては、ソーダライト、A型、X型、Y型等の各種合成ゼオライトを挙げることができ、これらの中から1種又は2種以上を選んで用いることができる。これらの中でもA型ゼオライトが好ましい。また、合成ゼオライトの好ましい細孔径は、0.2nm〜1.0nmである。 Examples of the synthetic zeolite that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include various synthetic zeolites such as sodalite, A type, X type, and Y type, and one or more of these are selected and used. be able to. Among these, A-type zeolite is preferable. Moreover, the preferable pore diameter of a synthetic zeolite is 0.2 nm-1.0 nm.
吸着剤処理装置2108において使用可能なアルミン酸アルカリ土類金属塩としては、具体的にはアルミン酸マグネシウム(Mg(AlO2)2)、アルミン酸カルシウム(Ca(AlO2)2)、アルミン酸バリウム(Ba(AlO2)2)等を挙げることができる。 Specific examples of alkaline earth metal aluminates that can be used in the adsorbent processing apparatus 2108 include magnesium aluminate (Mg (AlO 2 ) 2 ), calcium aluminate (Ca (AlO 2 ) 2 ), and barium aluminate. (Ba (AlO 2 ) 2 ) and the like.
吸着剤処理装置2108において用いる吸着剤は、大きな比表面積を有することが好ましい。具体的にはBET比表面積にして50m2/g以上が好ましく、100m2/g以上がより好ましい。吸着剤処理装置2108において用いる吸着剤の形状は、細かく粉砕した粉砕品(粉末状品)や、篩い分けを施した顆粒状のもの等が入手可能であり、いずれも使用可能である。工業的には固定床や流動床等に充填されて使用される場合が多いため、圧損を考慮すると顆粒状のものが好ましい。なお、粉砕状(粉末状)の吸着剤と顆粒状の吸着剤との混合物を使用してもよい。 The adsorbent used in the adsorbent processing apparatus 2108 preferably has a large specific surface area. Specifically, the BET specific surface area is preferably 50 m 2 / g or more, and more preferably 100 m 2 / g or more. As the shape of the adsorbent used in the adsorbent processing apparatus 2108, a finely pulverized product (powdered product), a granulated product obtained by sieving, and the like are available, and any of them can be used. Industrially, in many cases, it is used by being filled in a fixed bed, fluidized bed, etc., and in consideration of pressure loss, a granular form is preferable. A mixture of a pulverized (powdered) adsorbent and a granular adsorbent may be used.
吸着剤処理装置2108において、吸着剤とRO膜透過水bとを接触させる方式としては、充填塔を用いる方式(充填塔方式)、流動層方式、移動槽方式、及び攪拌槽方式等の各種方式を特に制限なく用いることができる。ただし、吸着処理と同時に並行して後述する吸着剤の賦活処理を行うことが容易である観点からは、充填塔方式が好ましい。 In the adsorbent treatment apparatus 2108, various methods such as a method using a packed tower (packed tower method), a fluidized bed method, a moving tank method, and a stirring tank method are used as a method for bringing the adsorbent into contact with the RO membrane permeated water b. Can be used without particular limitation. However, from the viewpoint that it is easy to perform the adsorbent activation treatment described later in parallel with the adsorption treatment, the packed tower method is preferable.
なお、吸着量の飽和に伴う吸着剤処理装置2108の停止時間を短縮できる観点からは、吸着と同時に並行して吸着剤の賦活を行うことが好ましい。例えば、吸着剤処理装置2108に充填塔方式を採用している場合には、複数の充填塔を設置して、一部の充填塔が吸着に使用されている間に他の充填塔の賦活を行う、いわゆるメリーゴーラウンド方式で運転する方法を好ましく採用することができる。 Note that, from the viewpoint of shortening the stop time of the adsorbent processing apparatus 2108 accompanying the saturation of the adsorption amount, it is preferable to activate the adsorbent in parallel with the adsorption. For example, when the adsorbent processing apparatus 2108 employs a packed tower system, a plurality of packed towers are installed, and other packed towers are activated while some of the packed towers are used for adsorption. A so-called merry-go-round driving method can be preferably employed.
吸着剤の賦活に用いる賦活剤、及び賦活処理条件は、用いる吸着剤によって異なる。イオン交換樹脂の場合、用いるイオン交換樹脂種によって異なるが、一般的に陽イオン交換樹脂の場合は、硫酸、塩酸、臭化水素酸、酢酸等が使用可能である。賦活処理の温度としては、陽イオン交換樹脂の耐熱性の観点から、最大100℃であり、好ましくは80℃付近である。一方、陰イオン交換樹脂や中間塩基性イオン交換樹脂の場合には、賦活剤としては苛性ソーダ、アンモニア、炭酸ソーダ等が使用可能である。賦活処理の温度としては、最大80℃であり、好ましくは60℃である。 The activator used for activation of the adsorbent and the activation treatment conditions differ depending on the adsorbent used. In the case of an ion exchange resin, it varies depending on the type of ion exchange resin used, but generally in the case of a cation exchange resin, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, acetic acid and the like can be used. The temperature of the activation treatment is a maximum of 100 ° C., preferably around 80 ° C., from the viewpoint of heat resistance of the cation exchange resin. On the other hand, in the case of an anion exchange resin or an intermediate basic ion exchange resin, caustic soda, ammonia, sodium carbonate or the like can be used as an activator. The activation treatment temperature is a maximum of 80 ° C., and preferably 60 ° C.
一方、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、合成ゼオライト、アルミン酸アルカリ土類金属塩から選ばれる1種又は2種以上を使用する場合(2種以上を混合及び反応させて得た生成物を用いる場合を含む)には、賦活剤としては酢酸、臭化水素酸、スチーム等が好ましく、賦活処理温度は20℃〜60℃を好ましく採用できる。 On the other hand, when using 1 type, or 2 or more types selected from silica, alumina, silica alumina, synthetic zeolite, and alkaline earth metal aluminate (when using a product obtained by mixing and reacting 2 or more types) In addition, as the activator, acetic acid, hydrobromic acid, steam and the like are preferable, and the activation treatment temperature is preferably 20 ° C to 60 ° C.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきたが、本願の第1の発明によれば、回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には従来、前記工程(i)〜(vi)から排出され、生物処理に供された排水のうち好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上を透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, conventionally, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged to public water areas. However, according to the first invention of the present application, the wastewater can be recycled in the terephthalic acid production process through recovery and regeneration. Since the amount of water used is greatly increased, the amount of drainage can be reduced from one-half to about one-third compared to the conventional case. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) and used for biological treatment is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and still more preferably 80% or more. And can be used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
(他の実施形態)
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する上記説明では、重金属濃度低減ステップの後、好気性生物処理を2段階で行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。膜処理濾過システムを第1の曝気槽のみ有する構成とし、第1の沈殿槽及び第2の曝気槽を使用しない形態(1段階のみ)とすることも可能である。このように1段階のみで行う場合には、MF膜モジュールは、例えば図5に示したように、第1の曝気槽内に設置することができる。かかる形態においては、上記説明した排水処理プロセス(vii)に代えて、例えば下記のステップ(γ)及び(c)〜(f)を有する排水処理プロセス(vii’)を採用することができる。
(γ)工程(i)〜(vi)からの排水中の重金属化合物を回収することにより、排水中の重金属濃度を低減して処理排水とする、重金属濃度低減ステップ。
(c)重金属濃度低減ステップを経た処理排水を、膜分離活性汚泥処理装置にて、活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d)逆浸透膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水を逆浸透膜によって濾過し、逆浸透膜を透過した精製水と透過しなかった濃縮水とに分離する、逆浸透膜濾過ステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップ。
なおステップ(γ)及び(c)〜(f)は、本願の第1の発明の排水処理方法に関連して上記説明したステップ(γ)及び(c)〜(f)と同様に行われる。
ただし、活性汚泥の固液分離状況が良好になり、沈殿槽への懸濁物質の流入を低減できる観点からは、上述した排水処理システム2100のように生物処理を2段階で行うことが好ましい。なお、好気性生物処理を1段階で行う場合には、MF膜に接触する排水の汚染度が高いため、膜分離処理での処理能力が低下し易いために膜洗浄頻度が増加する傾向にある。排水処理システムの新規建設に際しては、生物処理を1段階のみで行うことによる膜洗浄費用の増大と、設備費、運転経費の低減等とのコスト比較の上、生物処理を1段階のみで行う態様及び生物処理を2段階で行う態様のいずれを採用するか選定すればよい。
(Other embodiments)
In the above description regarding the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, the method for producing terephthalic acid in a form in which the aerobic biological treatment is performed in two stages after the heavy metal concentration reducing step is exemplified. The manufacturing method of the terephthalic acid of invention is not limited to the said form. It is also possible to adopt a configuration in which the membrane treatment filtration system has only the first aeration tank and does not use the first precipitation tank and the second aeration tank (only one stage). Thus, when performing only in 1 step | paragraph, MF membrane module can be installed in a 1st aeration tank, as shown, for example in FIG. In this embodiment, instead of the above-described wastewater treatment process (vii), for example, a wastewater treatment process (vii ′) having the following steps (γ) and (c) to (f) can be employed.
(Γ) A heavy metal concentration reduction step in which the heavy metal compound in the waste water from steps (i) to (vi) is recovered to reduce the heavy metal concentration in the waste water to obtain treated waste water.
(C) The wastewater treated through the heavy metal concentration reduction step is solid-liquid separated into sludge and permeated water by the membrane module while biologically treating with the aerobic microorganisms in the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment device. Membrane separation step.
(D) Reverse osmosis membrane filtration in which the permeated water that has passed through the membrane module is filtered by the reverse osmosis membrane and separated into purified water that has permeated the reverse osmosis membrane and concentrated water that has not permeated. Step.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution.
Steps (γ) and (c) to (f) are performed in the same manner as steps (γ) and (c) to (f) described above in relation to the wastewater treatment method of the first invention of the present application.
However, from the viewpoint of improving the solid-liquid separation status of the activated sludge and reducing the inflow of suspended solids into the sedimentation tank, it is preferable to perform biological treatment in two stages as in the wastewater treatment system 2100 described above. In addition, when aerobic biological treatment is performed in one stage, the degree of contamination of the waste water that contacts the MF membrane is high, and the membrane cleaning frequency tends to increase because the treatment capability in the membrane separation treatment tends to decrease. . When constructing a new wastewater treatment system, a mode in which biological treatment is performed in only one stage after comparing the costs of increasing membrane cleaning costs by performing biological treatment in only one stage and reducing equipment costs, operating expenses, etc. It is only necessary to select which of the two-stage biological treatment is adopted.
上述した本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、MF膜モジュール2105が第2の曝気槽2103内に配設された排水処理システム2100を用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。MF膜モジュールの設置場所は曝気槽内に限定されるものではなく、外部に小容量の一つ以上の槽(容器)を設け、該槽内に該膜モジュールを配設して、活性汚泥を外部循環させながら膜分離する形態とすることも可能である。このような形態によれば、保守管理の手間を低減することが容易になる。
また、生物処理を1段階のみで行う場合にあってはMF膜モジュールを第1の沈殿槽の出口に、生物処理を2段階で行う場合にあってはMF膜モジュールを第2の沈殿槽の出口に配設する形態とすることも可能である。このような形態において使用可能なMF膜の具体例としては、「ステラポアーLFB」(登録商標)、「ステラポアーG」(登録商標)(いずれも三菱レイヨン株式会社製)、「トレフィルF」(登録商標)(東レ株式会社製)、「マイクローザ」(登録商標)(旭化成ケミカル株式会社製)等を挙げることができる。ただし、沈殿槽が不要になること、及び、曝気層内のMLSS濃度の高負荷処理が可能で設備を小型化できること等の観点からは、曝気槽(生物処理を1段階のみで行う場合にあっては第1の曝気槽、生物処理を2段階で行う場合にあっては第2の曝気槽)中にMF膜モジュールを設置する膜分離活性汚泥処理装置を採用することが好ましい。
In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the first aspect of the present invention, an example of a method for producing terephthalic acid using the wastewater treatment system 2100 in which the MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103 is illustrated. However, the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application is not limited to this form. The installation location of the MF membrane module is not limited to the inside of the aeration tank. One or more tanks (containers) having a small capacity are provided outside, and the membrane module is provided in the tank to dispose activated sludge. It is also possible to adopt a form of membrane separation while circulating externally. According to such a form, it becomes easy to reduce the maintenance work.
When biological treatment is performed in only one stage, the MF membrane module is placed at the outlet of the first sedimentation tank. When biological treatment is conducted in two stages, the MF membrane module is placed in the second precipitation tank. It is also possible to adopt a form in which it is disposed at the outlet. Specific examples of the MF membrane that can be used in such a form include “STELLAPORE LFB” (registered trademark), “STELLAPORE G” (registered trademark) (both manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and “Trefill F” (registered trademark). ) (Manufactured by Toray Industries, Inc.), “Microza” (registered trademark) (manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.), and the like. However, from the viewpoints of eliminating the need for a sedimentation tank and enabling high-load processing of MLSS concentration in the aeration layer and reducing the size of the equipment, there is a need for an aeration tank (when biological treatment is performed in only one stage). In the case where the first aeration tank and biological treatment are performed in two stages, it is preferable to employ a membrane separation activated sludge treatment apparatus in which an MF membrane module is installed in the second aeration tank).
上述した本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、MF膜により膜分離を行うMF膜モジュール2105を有する排水処理システム2100を用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。MF膜の代わりに、後述する限外濾過膜(UF膜)を用いて膜分離を行う形態とすることも可能である。 In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, the method for producing terephthalic acid in the form using the wastewater treatment system 2100 having the MF membrane module 2105 that performs membrane separation by the MF membrane is exemplified. The method for producing terephthalic acid according to the first invention is not limited to this form. Instead of the MF membrane, a membrane separation may be performed using an ultrafiltration membrane (UF membrane) described later.
上述した本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、RO膜濾過装置2106においてRO膜を用いて膜分離を行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。RO膜に代えて、ルーズRO膜ともナノ濾過膜(NF膜)とも称される、UF膜とRO膜との中間に位置づけられる膜を用いることも可能である。このようなNF膜では、操作圧力が0.2MPa〜1.5MPa程度となり、RO膜を採用した場合よりも低圧運転が可能であるので、より小型のポンプを採用でき、また運転に要するエネルギーを低減することが可能である。なお、RO膜に代えてNF膜を採用した場合であっても、膜の構造、素材、製造法等はRO膜と同様とすることができる。 In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, the method for producing terephthalic acid in the form of performing membrane separation using the RO membrane in the RO membrane filtration device 2106 has been exemplified. The manufacturing method of the terephthalic acid of invention is not limited to the said form. Instead of the RO membrane, it is also possible to use a membrane positioned between the UF membrane and the RO membrane, which is also referred to as a loose RO membrane or a nanofiltration membrane (NF membrane). Such an NF membrane has an operating pressure of about 0.2 MPa to 1.5 MPa, and can be operated at a lower pressure than when the RO membrane is used. Therefore, a smaller pump can be used and the energy required for the operation can be reduced. It is possible to reduce. Even when an NF membrane is employed instead of the RO membrane, the membrane structure, material, manufacturing method, and the like can be the same as those of the RO membrane.
(A−2.テレフタル酸の製造における第2の実施形態)
図12は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法において、テレフタル酸製造プロセスから排出される排水を処理する排水処理システム2200の最上流に上記説明した図1の重金属化合物回収装置が導入されており、排水中の重金属濃度を低減した処理排水を生物処理した後に、限外濾過膜(UF膜)による膜分離処理を行う実施形態を説明する図である。図12に示すように、本実施形態における排水処理プロセスにおいては、重金属化合物回収装置2109と、第1の曝気槽2101と、第1の沈殿槽2102と、第2の曝気槽2103aと、第2の沈殿槽2104aと、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110と、UF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106と、RO膜濾過装置2106に接続された再利用水槽2107と、再利用水槽2107に接続された吸着剤処理装置2108とを具備する排水処理システム2200を用いる。これらのうち第2の曝気槽2103a、第2の沈殿槽2104a、排水処理システム2200及びUF膜ユニット2110以外については図11を参照しつつ上記説明した第1の実施形態と同様であるため、図11における符号と同一の符号を付し適宜説明を省略する。
(A-2. Second embodiment in production of terephthalic acid)
FIG. 12 shows the first representative method for producing terephthalic acid, in which the heavy metal compound recovery apparatus shown in FIG. It is a figure explaining embodiment which performs the membrane separation process by an ultrafiltration membrane (UF membrane), after biologically treating the treated waste water which reduced the heavy metal density | concentration in waste_water | drain. As shown in FIG. 12, in the wastewater treatment process in the present embodiment, the heavy metal compound recovery device 2109, the first aeration tank 2101, the first precipitation tank 2102, the second aeration tank 2103a, and the second Sedimentation tank 2104a, UF membrane unit 2110 connected to second sedimentation tank 2104a, RO membrane filtration device 2106 connected to UF membrane unit 2110, and reused water tank 2107 connected to RO membrane filtration device 2106 And a wastewater treatment system 2200 comprising an adsorbent treatment device 2108 connected to the reused water tank 2107 is used. Of these, the second aeration tank 2103a, the second settling tank 2104a, the wastewater treatment system 2200, and the UF membrane unit 2110 are the same as those in the first embodiment described above with reference to FIG. 11, the same reference numerals as those in FIG.
(排水処理システム2200)
排水処理システム2200は、図1に示した構成を有する重金属化合物回収装置2109と、第1の曝気槽2101と、第1の曝気槽2101に接続された第1の沈殿槽2102と、第1の沈殿槽2102に接続された第2の曝気槽2103aと、第2の曝気槽2103aに接続された第2の沈殿槽2104aと、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110と、UF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106と、RO膜濾過装置2106に接続された再利用水槽2107と、再利用水槽2107に接続された吸着剤処理装置2108とを具備する。排水処理システム2200が図11中の排水処理システム2100と異なる点は、第2の曝気槽2103aにMF膜モジュール2105が配設されていない点、第2の沈殿槽2104aを使用する点、及び、第2の沈殿槽2104aの出側にUF膜ユニット2110を配設する点である。排水処理システム2200においては、排水は第1の曝気槽2101、第1の沈殿槽2102、第2の曝気槽2103a、及び第2の沈殿槽2104aをこの順に移送され、好気性生物処理を2段階で施される。第1及び第2の曝気槽2101、2103aの運転条件等は排水処理システム2100における曝気槽の運転条件と同様である。第1の曝気槽2101〜第2の沈殿槽2104aの各槽を順に移送されて好気性生物処理を2段階で施された透過水hは、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110に移送される。
(Wastewater treatment system 2200)
The wastewater treatment system 2200 includes a heavy metal compound recovery device 2109 having the configuration shown in FIG. 1, a first aeration tank 2101, a first settling tank 2102 connected to the first aeration tank 2101, A second aeration tank 2103a connected to the settling tank 2102, a second settling tank 2104a connected to the second aeration tank 2103a, a UF membrane unit 2110 connected to the second settling tank 2104a, and a UF An RO membrane filtration device 2106 connected to the membrane unit 2110, a reuse water tank 2107 connected to the RO membrane filtration device 2106, and an adsorbent treatment device 2108 connected to the reuse water tank 2107 are provided. The wastewater treatment system 2200 is different from the wastewater treatment system 2100 in FIG. 11 in that the MF membrane module 2105 is not disposed in the second aeration tank 2103a, the second precipitation tank 2104a is used, and The UF membrane unit 2110 is disposed on the exit side of the second sedimentation tank 2104a. In the wastewater treatment system 2200, wastewater is transferred through the first aeration tank 2101, the first precipitation tank 2102, the second aeration tank 2103 a, and the second precipitation tank 2104 a in this order, and aerobic biological treatment is performed in two stages. It is given in. The operating conditions and the like of the first and second aeration tanks 2101 and 2103a are the same as the operating conditions of the aeration tank in the wastewater treatment system 2100. The permeated water h, which is sequentially transferred through the first aeration tank 2101 to the second precipitation tank 2104a and subjected to the aerobic biological treatment in two stages, is a UF membrane unit connected to the second precipitation tank 2104a. 2110 is transferred.
(UF膜ユニット2110)
UF膜ユニット2110において、透過水hは限外濾過膜(UF膜)モジュールによって膜分離処理される。UF膜を透過したUF膜透過水iは、中間タンク(図示略)を介してUF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106に移送される。
(UF membrane unit 2110)
In the UF membrane unit 2110, the permeated water h is subjected to membrane separation treatment by an ultrafiltration membrane (UF membrane) module. The UF membrane permeated water i that has passed through the UF membrane is transferred to an RO membrane filtration device 2106 connected to the UF membrane unit 2110 via an intermediate tank (not shown).
UF膜モジュールが具備するUF膜は、孔径が概ね2nm〜200nmであり、RO膜よりは大きく、精密濾過膜(MF膜)よりは小さい。UF膜の材質としては、ポリサルフォン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリアミド膜、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリルから選ばれる1種又は2種以上の組み合わせを用いることができる。この中でも、排水中の不純物の影響を受けにくい等の観点からは、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリアミド等が好ましい。 The UF membrane included in the UF membrane module has a pore diameter of approximately 2 nm to 200 nm, which is larger than the RO membrane and smaller than the microfiltration membrane (MF membrane). As the material of the UF membrane, one or a combination of two or more selected from polysulfone, polypropylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, aromatic polyamide membrane, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and polyacrylonitrile can be used. . Among these, polypropylene, polyvinylidene fluoride, aromatic polyamide and the like are preferable from the viewpoint of being hardly affected by impurities in the waste water.
UF膜ユニット2110が具備するUF膜モジュールとしては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型から選ばれる1種又は2種以上の組み合わせを用いることができる。中でも中空糸膜、及び/又はスパイラル膜型のUF膜モジュールが好ましい。UF膜ユニット2110において好ましく採用できるUF膜モジュールの具体例としては、「トレフィル(登録商標)」シリーズ(東レ株式会社製)、「キャピラリー型UF膜モジュール」シリーズ(日東電工株式会社製)、「マイクローザ(登録商標)」シリーズ(旭化成ケミカル株式会社製)、UF膜モジュール「モルセップ(登録商標)」(ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製)等が挙げられる。 As the UF membrane module included in the UF membrane unit 2110, one or a combination of two or more selected from a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, and a flat membrane type can be used. Of these, hollow fiber membranes and / or spiral membrane type UF membrane modules are preferred. Specific examples of UF membrane modules that can be preferably used in the UF membrane unit 2110 include the “Treafil (registered trademark)” series (manufactured by Toray Industries, Inc.), the “capillary type UF membrane module” series (manufactured by Nitto Denko Corporation), Rosa (registered trademark) ”series (manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.), UF membrane module“ Molsep (registered trademark) ”(manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd.), and the like.
UF膜分離処理は、基本的には水と、水に不溶な固体物質(固形物)及び一部の水可溶物質とを固液分離する処理である。UF膜ユニット2110における濾過(膜分離)操作は常圧下、加圧下、減圧下いずれでも行うことができるが、工業的には加圧下又は減圧下で行うことが好ましい。UF膜を挟む両空間の圧力差が大きいほど、処理能力が向上する。また、UF膜分離処理を行う温度としては10℃〜50℃が好ましく、より好ましくは15℃〜40℃である。処理能力(運転速度)としてはUF膜透過水iの日平均フラックス(単位:L/m2・d)にして10〜200で運転するのが好ましい。 The UF membrane separation process is basically a process for solid-liquid separation of water, a solid substance (solid matter) insoluble in water, and a part of the water-soluble substance. The filtration (membrane separation) operation in the UF membrane unit 2110 can be performed under normal pressure, under pressure, or under reduced pressure, but industrially, it is preferably performed under pressure or under reduced pressure. As the pressure difference between the two spaces sandwiching the UF membrane is larger, the processing capability is improved. Moreover, as temperature which performs a UF membrane separation process, 10 to 50 degreeC is preferable, More preferably, it is 15 to 40 degreeC. As processing capacity (operation speed), it is preferable to operate at a daily average flux (unit: L / m 2 · d) of the UF membrane permeated water i at 10 to 200.
濾過方法は、デッドエンド濾過(全量通過)とすることも不可能ではないが、UF膜の孔径は小さいため、デッドエンド濾過を採用した場合には、膜表面への堆積による膜の閉塞(ファウリング)が短時間で発生し易い。このため、通常はUF膜の表面に沿って、一定方向に透過水hを供給し、微粒子や不純物が濃縮された水(濃縮水)を連続的に排出しながら、又は送液側に戻しながら膜分離(濾過)を行う、クロスフロー方式を採用することが好ましい。クロスフロー濾過を行う場合の透過水hの線速度は、60m/分〜240m/分が好ましい。 Although it is not impossible to use dead-end filtration (all-pass) as the filtration method, the pore size of the UF membrane is small. Therefore, when dead-end filtration is used, the membrane is clogged by deposition on the membrane surface. Ring) is likely to occur in a short time. For this reason, normally, the permeated water h is supplied along a surface of the UF membrane in a certain direction, and water (concentrated water) in which fine particles and impurities are concentrated is continuously discharged or returned to the liquid feeding side. It is preferable to employ a cross flow method in which membrane separation (filtration) is performed. The linear velocity of the permeate h when performing cross flow filtration is preferably 60 m / min to 240 m / min.
固形物の圧縮性が強い場合、濾過速度が低下し、濾過の所要時間が長期化するので、プレコート材(濾過助剤)を添加して濾過速度の低下を抑制することが好ましい。濾過助剤としては一般には珪藻土、パーライト、活性炭等が使用可能であるが、コストを低減することが容易である等の観点からは安価な珪藻土、パーライト等を用いることが好ましい。 When the compressibility of the solid matter is strong, the filtration rate is lowered and the time required for filtration is prolonged. Therefore, it is preferable to add a precoat material (filter aid) to suppress the reduction of the filtration rate. Generally, diatomaceous earth, pearlite, activated carbon, etc. can be used as the filter aid, but it is preferable to use inexpensive diatomaceous earth, pearlite, etc. from the viewpoint of easy cost reduction.
(薬液タンク)
排水処理システム2200は、UF膜ユニット2110のUF膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;UF膜ユニット2110のUF膜モジュールを洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのUF膜ユニット2110のUF膜モジュールへの薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。これら第1の薬液タンク、第2の薬液タンク、及び制御部は、本願の第1の発明の第1の態様に係る排水処理方法に関連して図2及び図5を参照しつつ上記説明したものと同様の構成を有する。
UF膜ユニット2110のUF膜モジュールにおいても、上記説明した図11の実施形態におけるMF膜モジュール2105等と同様に、膜表面への堆積が進行すると膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄等が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第1の発明の排水処理方法に関する上記説明において例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第1の発明の排水処理方法に関して上記説明したステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The waste water treatment system 2200 includes a first chemical tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the UF membrane module of the UF membrane unit 2110; and an acid aqueous solution for cleaning the UF membrane module of the UF membrane unit 2110. A second chemical tank (not shown) for storing the chemical; and a controller (not shown) for controlling the supply of the chemical from the first chemical tank and the second chemical tank to the UF membrane module of the UF membrane unit 2110 It has further. These first chemical liquid tank, second chemical liquid tank, and control unit have been described above with reference to FIGS. 2 and 5 in relation to the wastewater treatment method according to the first aspect of the first invention of the present application. It has the same configuration as the above.
In the UF membrane module of the UF membrane unit 2110 as well, as the MF membrane module 2105 and the like in the embodiment of FIG. 11 described above, the deposition pressure on the membrane surface increases the transmembrane pressure difference. When the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for a film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the said description regarding the waste water treatment method of 1st invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) described above with respect to the wastewater treatment method of the first invention of the present application.
(RO膜濾過装置2106)
UF膜ユニット2110での膜分離処理により得られたUF膜透過水iは、中間タンク(図示略)を経て、RO膜濾過装置2106に移送され、微量の金属イオン類及び残存有機物等の除去を施される。UF膜の膜洗浄により発生したUF膜洗浄排水oは、第2の曝気槽2103aに移送され処理される。
(RO membrane filtration device 2106)
The UF membrane permeated water i obtained by the membrane separation process in the UF membrane unit 2110 is transferred to the RO membrane filtration device 2106 through an intermediate tank (not shown) to remove trace amounts of metal ions and residual organic substances. Applied. The UF membrane cleaning waste water o generated by the membrane cleaning of the UF membrane is transferred to the second aeration tank 2103a and processed.
本実施形態において処理される排水の、好気性生物処理後の水質としては、UF膜ユニット2110に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値で50mg/L以下、又は濁度(Turbidity)で50NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで100mg/L以下、BOD5で10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第1の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲内であれば膜分離による処理が可能である。 As the water quality after the aerobic biological treatment of the wastewater treated in the present embodiment, the concentration of the insoluble substance in water is 50 mg / L or less in terms of SS value or turbidity when flowing into the UF membrane unit 2110. 50 NTU or less, the concentration of water-soluble organic substance is 100 mg / L or less for COD Cr , 10 mg / L or less for BOD 5 and the conductivity is 500 to 10,000 μS / cm as an index of the concentration of water-soluble inorganic substance, and the pH is It preferably has a property of 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the first invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
上述した性状を有する排水を、UF膜ユニット2110以下、図12に示したフローにて処理すると、RO膜濾過装置2106から水質の良好なRO膜透過水kを回収することができる。RO膜透過水kの水質は、透過率にも依存するが、金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。RO膜透過水kは再利用水槽2107に蓄えられ、再利用水槽2107から工業用水l(冷却水)としてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は後述する吸着剤処理装置2108に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水mとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。なお、RO膜透過水kを工業用水(冷却水)lの供給及び吸着精製水mの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。
特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、UF膜ユニット2110及びRO膜濾過装置2106。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、上述した効果を奏することが一層容易になる。
When the wastewater having the above-described properties is processed by the flow shown in FIG. 12 after the UF membrane unit 2110, the RO membrane permeated water k with good water quality can be recovered from the RO membrane filtration device 2106. Although the water quality of the RO membrane permeated water k depends on the transmittance, most of the metal ions and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The RO membrane permeated water k is stored in the reuse water tank 2107 and supplied from the reuse water tank 2107 to the terephthalic acid production process as industrial water 1 (cooling water) or transferred to an adsorbent treatment device 2108 described later for further adsorption. It is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water m through the agent treatment. In addition, the ratio which distributes RO membrane permeate water k to supply of industrial water (cooling water) 1 and manufacture of adsorption purified water m can be selected as appropriate.
In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the UF membrane unit 2110 and the RO membrane filtration device 2106 in this embodiment), it becomes easier to achieve the above-described effects.
一方、RO膜濾過装置2106から排出されるRO膜濃縮水jには、各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が上述した範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。RO膜濃縮水jの放流に関しては、図11に示した実施形態について上記説明したRO膜濃縮水cと同様である。 On the other hand, the RO membrane concentrated water j discharged from the RO membrane filtration device 2106 contains various impurities in a concentrated manner. If the properties of the wastewater to be treated are within the above-described range, further treatment is performed. Water quality has been improved to such an extent that it can be discharged into public waters without applying water. The release of the RO membrane concentrated water j is the same as the RO membrane concentrated water c described above for the embodiment shown in FIG.
(吸着剤処理装置2108)
RO膜透過水kをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置2108において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となり、その結果回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となること等は、第1の実施形態(図11)に関連して上記説明したRO膜透過水bと同様である。吸着剤処理装置2108から回収された吸着精製水mは、第1の実施形態(図11)に関連して上記説明した吸着精製水eと同様に、プロセス水としてより好ましく利用することができる。吸着剤処理装置2108における吸着剤及び処理の詳細については既に述べた。吸着剤処理装置2108から排出される吸着剤処理排水nは、第1の曝気槽2101に移送され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 2108)
When the RO membrane permeate k is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by applying an adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 2108. As a result, it is possible to expand the application range of the recovered and reclaimed water, as in the RO membrane permeated water b described above in relation to the first embodiment (FIG. 11). . The adsorbed purified water m recovered from the adsorbent treatment apparatus 2108 can be more preferably used as process water, similar to the adsorbed purified water e described above in relation to the first embodiment (FIG. 11). The details of the adsorbent and processing in the adsorbent processing apparatus 2108 have already been described. The adsorbent processing waste water n discharged from the adsorbent processing apparatus 2108 is transferred to the first aeration tank 2101 and biologically processed again.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきた。本実施形態(図12)においても、第1の実施形態(図11)と同様に、水の回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には、テレフタル酸製造プロセスの上記工程(i)〜(vi)から排出され、従来行われていた生物処理に供された排水のうち好ましくは80%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは60%以上を膜透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged into public water areas. Also in the present embodiment (FIG. 12), the amount of water reused in the terephthalic acid production process is greatly increased by the recovery and regeneration of water as in the first embodiment (FIG. 11). Compared to the conventional case, it can be reduced to about one-half to one-third. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, preferably 80% or more, more preferably 70% or more of wastewater discharged from the above steps (i) to (vi) of the terephthalic acid production process and used for biological treatment that has been conventionally performed. More preferably, 60% or more is recovered as membrane permeate and can be used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
(B.第2の代表的なテレフタル酸の製造方法)
図13は、第2の代表的なテレフタル酸の製造方法における工程フロー及び物質フローを説明する図である。第2の代表的なテレフタル酸の製造方法は、下記工程(viii)〜(xii)を有するテレフタル酸製造プロセスと、排水処理プロセス(xiii)とを有する。
(viii)含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「酸化反応工程(viii)」とも記す。)。
(ix)粗テレフタル酸スラリーを、p−キシレンを供給せずに、さらに高温条件下で追加的な酸化反応に供してテレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「追酸化工程(ix)」とも記す。)。
(x)テレフタル酸スラリーを固液分離してテレフタル酸ケーキを得る工程(以下、「固液分離工程(x)」とも記す。)。
(xi)テレフタル酸ケーキを乾燥してテレフタル酸を得る工程(以下、「乾燥工程(xi)」とも記す。)。
(xii)固液分離後の母液から触媒、溶媒等の有価物を回収再生する工程(以下、「母液回収再生工程(xii)」とも記す。)。
(xiii)前記工程(viii)〜(xii)から排出される排水の全量又は一部に対して重金属濃度の低減処理を施し、好気性生物処理後、逆浸透膜処理、さらに吸着剤処理をして透過水を製造プロセス内にリサイクルし、残りを公共水域へ放流する排水処理プロセス(以下、「排水処理プロセス(xiii)」とも記す。)。
(B. Second representative method for producing terephthalic acid)
FIG. 13 is a diagram illustrating a process flow and a substance flow in a second representative method for producing terephthalic acid. The second representative method for producing terephthalic acid has a terephthalic acid production process having the following steps (viii) to (xii) and a waste water treatment process (xiii).
(Viii) Step of oxidizing p-xylene in hydrous acetic acid to obtain a crude terephthalic acid slurry (hereinafter also referred to as “oxidation reaction step (viii)”).
(Ix) A step of obtaining a terephthalic acid slurry by subjecting the crude terephthalic acid slurry to an additional oxidation reaction under high temperature conditions without supplying p-xylene (hereinafter also referred to as “additional oxidation step (ix)”) .)
(X) A step of solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry to obtain a terephthalic acid cake (hereinafter also referred to as “solid-liquid separation step (x)”).
(Xi) A step of drying the terephthalic acid cake to obtain terephthalic acid (hereinafter also referred to as “drying step (xi)”).
(Xii) A step of recovering and regenerating valuable materials such as a catalyst and a solvent from the mother liquor after solid-liquid separation (hereinafter also referred to as “mother liquor recovery and regenerating step (xii)”).
(Xiii) The whole or a part of the waste water discharged from the steps (viii) to (xii) is subjected to a heavy metal concentration reduction treatment, followed by an aerobic biological treatment, a reverse osmosis membrane treatment, and an adsorbent treatment. The wastewater treatment process in which the permeate is recycled into the manufacturing process and the rest is discharged into the public water area (hereinafter also referred to as “wastewater treatment process (xiii)”).
(酸化反応工程(viii))
酸化反応工程(viii)では、酸化反応装置2511で含水酢酸を溶媒とし、触媒の存在下、分子状酸素含有ガスを用いてp−キシレンを酸化する工程である。該触媒としては、コバルト、マンガン等の遷移金属の化合物及び/又は臭化水素酸等のハロゲン化水素等が挙げられる。酸化反応工程(viii)により、粗テレフタル酸スラリー251’が得られる。反応温度は通常180℃〜230℃であり、好ましくは190℃〜210℃である。反応圧力は、少なくとも反応温度において、混合物が液相を保持できる圧力以上である必要があり、具体的には0.3MPa〜10MPa(絶対圧)が好ましく、1〜3MPa(絶対圧)がより好ましい。
(Oxidation reaction step (viii))
In the oxidation reaction step (viii), the oxidation reaction apparatus 2511 oxidizes p-xylene using hydrous acetic acid as a solvent and a molecular oxygen-containing gas in the presence of a catalyst. Examples of the catalyst include compounds of transition metals such as cobalt and manganese and / or hydrogen halides such as hydrobromic acid. Through the oxidation reaction step (viii), a crude terephthalic acid slurry 251 ′ is obtained. The reaction temperature is usually 180 ° C to 230 ° C, preferably 190 ° C to 210 ° C. The reaction pressure needs to be equal to or higher than the pressure at which the mixture can maintain the liquid phase at least at the reaction temperature. Specifically, the reaction pressure is preferably 0.3 MPa to 10 MPa (absolute pressure), more preferably 1 to 3 MPa (absolute pressure). .
酸化反応工程(viii)からは、酸化反応のために酸化反応装置2511に導入される分子状酸素含有ガスに同伴して、溶媒の酢酸、反応で副生する水、その他の不純物、未反応原料等を含有する高温高圧ガスが排出される。該高温高圧ガスは、吸収塔(図示略)等を通され、その過程で該高温高圧ガスから有価物、エネルギー等を回収して再利用に供した後、残ったガスを燃焼処理する。燃焼処理後の排ガスをアルカリ水等と接触洗浄した後、ガスは大気放出され、残った酸化排ガス洗浄水255’は排水処理システム2518に移送される。 From the oxidation reaction step (viii), acetic acid as a solvent, water produced as a by-product in the reaction, other impurities, unreacted raw materials accompanying the molecular oxygen-containing gas introduced into the oxidation reaction device 2511 for the oxidation reaction A high-temperature high-pressure gas containing etc. is discharged. The high-temperature high-pressure gas is passed through an absorption tower (not shown) and the like. In the process, valuables, energy, etc. are recovered from the high-temperature high-pressure gas and reused, and then the remaining gas is burned. After the exhaust gas after the combustion treatment is cleaned by contact with alkaline water or the like, the gas is released into the atmosphere, and the remaining oxidized exhaust gas cleaning water 255 ′ is transferred to the waste water treatment system 2518.
(追酸化工程(ix))
追酸化工程(ix)は、酸化反応で得られた粗テレフタル酸スラリー251’が追酸化反応装置2512に移送されて、分子状酸素含有ガスを供給して高温度でさらに酸化される工程である。追酸化工程(ix)により、テレフタル酸スラリー252’が得られる。反応温度は通常235℃〜290℃、好ましくは240℃〜280℃であり、圧力は通常3MPa〜10MPa(絶対圧)が好ましい。粗テレフタル酸スラリー251’中のテレフタル酸粒子の一部が溶解し、粒子中の酸化中間体、未反応原料等が酸化されて、不純物濃度が低減され精製効果が生じる。高温高圧の排ガスは酸化反応工程(viii)から生じる高温高圧ガスと同様に処理されて、残りの追酸化排ガス洗浄水256’は酸化反応工程(viii)の酸化排ガス洗浄水255’とともに、排水処理システム2518に移送
される。
(Additional oxidation process (ix))
The additional oxidation step (ix) is a step in which the crude terephthalic acid slurry 251 ′ obtained by the oxidation reaction is transferred to the additional oxidation reaction device 2512 and supplied with a molecular oxygen-containing gas to be further oxidized at a high temperature. . A terephthalic acid slurry 252 ′ is obtained by the additional oxidation step (ix). The reaction temperature is usually 235 ° C. to 290 ° C., preferably 240 ° C. to 280 ° C., and the pressure is usually preferably 3 MPa to 10 MPa (absolute pressure). A part of the terephthalic acid particles in the crude terephthalic acid slurry 251 ′ are dissolved, and the oxidized intermediates, unreacted raw materials, etc. in the particles are oxidized, and the impurity concentration is reduced to produce a purification effect. The high-temperature and high-pressure exhaust gas is treated in the same manner as the high-temperature and high-pressure gas generated from the oxidation reaction step (viii), and the remaining supplemental oxidation exhaust gas cleaning water 256 ′ is treated with wastewater together with the oxidation exhaust gas cleaning water 255 ′ of the oxidation reaction step (viii). Transported to system 2518.
(固液分離工程(x)、及び母液回収再生工程(xii))
固液分離工程(x)は、固液分離装置2513においてテレフタル酸スラリー252’を固液分離してテレフタル酸ケーキ253’を得る工程である。固液分離する方法としては、テレフタル酸スラリー252’をそのまま固液分離機にかける方法等を例示できる。またテレフタル酸スラリー252’は加圧状態にあるので、圧力を下げると、溶解しているテレフタル酸が析出する。このため、テレフタル酸スラリー252’を晶析槽(図示略)に送って、放圧冷却を行い、溶解しているテレフタル酸を析出させてから、固液分離機にかけてもよい。なお、「放圧冷却」とは、対象液の圧力よりも低い圧力条件に設定した晶析槽に、この対象液を導入し、該晶析槽で放圧させることにより、膨張及び溶媒成分の気化により、冷却させることを意味する。
(Solid-liquid separation step (x) and mother liquor recovery and regeneration step (xii))
The solid-liquid separation step (x) is a step of obtaining a terephthalic acid cake 253 ′ by solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry 252 ′ in the solid-liquid separation device 2513. Examples of the method for solid-liquid separation include a method in which the terephthalic acid slurry 252 ′ is directly applied to a solid-liquid separator. Further, since the terephthalic acid slurry 252 'is in a pressurized state, dissolved terephthalic acid is deposited when the pressure is lowered. For this reason, the terephthalic acid slurry 252 ′ may be sent to a crystallization tank (not shown) and subjected to pressure reduction cooling to precipitate dissolved terephthalic acid, and then applied to a solid-liquid separator. Note that “relief cooling” refers to the expansion of the solvent component by introducing the target liquid into a crystallization tank set to a pressure condition lower than the pressure of the target liquid and releasing the pressure in the crystallization tank. It means cooling by vaporization.
固液分離工程(x)からは、固液分離された母液及び洗浄液(以下、「母液等」とも記す。)が発生する。母液等の50%以上を酸化反応工程(viii)に戻して再利用する。母液等を再利用する比率は好ましくは70%以上であるが、系内での不純物蓄積による品質低下を防止するために母液を一部パージする必要がある。そのため、母液を再利用する比率は95%以下であり、好ましくは90%以下である。再利用に供されない酸化反応母液(パージ分)257’は溶媒回収装置2515に送られ、母液回収再生工程(xii)に供される。 From the solid-liquid separation step (x), solid-liquid separated mother liquor and cleaning liquid (hereinafter also referred to as “mother liquor”) are generated. More than 50% of the mother liquor is returned to the oxidation reaction step (viii) and reused. The ratio of reusing the mother liquor or the like is preferably 70% or more, but it is necessary to partially purge the mother liquor in order to prevent quality degradation due to impurity accumulation in the system. Therefore, the ratio of reusing the mother liquor is 95% or less, preferably 90% or less. The oxidation reaction mother liquor (purged) 257 'that is not reused is sent to the solvent recovery device 2515 and is supplied to the mother liquor recovery and regeneration step (xii).
母液回収再生工程(xii)において、酸化反応母液(パージ分)257’は溶媒回収装置2515で蒸発濃縮され、蒸発溶媒258’と、有価成分を含む母液濃縮スラリー259’とに分けられる。母液濃縮スラリー259’は触媒回収・再生装置2517に送られ、触媒が回収・再生される。回収・再生された触媒を固液分離した後、再生触媒回収分離母液261’が脱臭塔(図示略)から生じる洗浄排水とともに排水処理システム2518に送られる。一方、蒸発溶媒258’は酢酸等回収装置2516に送られ、脱水塔(図示略)に通されて酢酸を濃縮回収され、次いで蒸留塔(酢酸メチル回収塔)(図示略)で酢酸メチルを回収される。残った酢酸メチル回収塔底液260’の一部が、排水処理システム2518に送られる。 In the mother liquor recovery and regeneration step (xii), the oxidation reaction mother liquor (purging portion) 257 'is evaporated and concentrated by a solvent recovery device 2515, and divided into an evaporation solvent 258' and a mother liquor concentrated slurry 259 'containing valuable components. The mother liquor concentrated slurry 259 'is sent to the catalyst recovery / regeneration device 2517, where the catalyst is recovered / regenerated. After the recovered and regenerated catalyst is subjected to solid-liquid separation, the regenerated catalyst recovery / separation mother liquor 261 ′ is sent to a wastewater treatment system 2518 together with cleaning wastewater generated from a deodorization tower (not shown). On the other hand, the evaporated solvent 258 ′ is sent to an acetic acid recovery device 2516, passed through a dehydrating tower (not shown), concentrated and recovered, and then recovered with a distillation tower (methyl acetate recovery tower) (not shown). Is done. A part of the remaining methyl acetate recovery tower bottom liquid 260 ′ is sent to the wastewater treatment system 2518.
なお、酸化反応工程(viii)及び追酸化工程(ix)以外の工程で発生するベントガスは一括して洗浄塔(図示略)で洗浄されて酸化排ガス洗浄水255’及び追酸化排ガス洗浄水256’等とともに排水処理システム2518に送られる。 Note that vent gases generated in steps other than the oxidation reaction step (viii) and the additional oxidation step (ix) are collectively cleaned in a cleaning tower (not shown) to be oxidized exhaust gas cleaning water 255 ′ and additional oxidation exhaust gas cleaning water 256 ′. Are sent to the wastewater treatment system 2518.
(乾燥工程(xi))
乾燥工程(xi)は、乾燥装置2514でテレフタル酸ケーキ253’を乾燥し、テレフタル酸254’を得る工程である。乾燥装置2514から発生する排ガスは、洗浄塔(図示略)で洗浄され、洗浄により生じたベントガス洗浄水262’は排水処理システム2518に送られる。
(Drying process (xi))
The drying step (xi) is a step of drying the terephthalic acid cake 253 ′ with the drying device 2514 to obtain terephthalic acid 254 ′. The exhaust gas generated from the drying device 2514 is cleaned in a cleaning tower (not shown), and vent gas cleaning water 262 ′ generated by the cleaning is sent to a wastewater treatment system 2518.
(排水処理プロセス(xiii))
工程(viii)〜(xii)から排水処理システム2518に流入する排水には浮遊物質(SS)、重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす含窒素化合物等が含有されている。この流入排水中の不溶物質の濃度はSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで10000mg/L以下である。しかし、従来の排水処理システム2518から流出する放流水263’は、水質の観点からそのままテレフタル酸製造プロセスで再利用することはできす、公共水域に大量に放流せざるを得なかった。
(Wastewater treatment process (xiii))
Step (viii) ~ (xii) suspended solids in the waste water entering the waste water treatment system 2518 from (SS), heavy metals, alkali metal compounds results in an increase of COD Cr, nitrogen-containing compounds resulting in an increase of the total nitrogen content Has been. The concentration of insoluble substances in the inflow wastewater is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or 100 NTU or less in terms of turbidity, and the concentration of water-soluble organic substances is 10000 mg / L or less in terms of COD Cr . However, the effluent 263 ′ flowing out from the conventional wastewater treatment system 2518 can be reused as it is in the terephthalic acid production process from the viewpoint of water quality, and has to be discharged in large quantities in public water areas.
排水処理プロセス(xiii)は、例えば、下記のステップ(γ)および(a)〜(g)を有する。
(γ)工程(i)〜(vi)からの排水中の重金属化合物を回収することにより、排水中の重金属濃度を低減して処理排水とする、重金属濃度低減ステップ。
(a)曝気槽にて、重金属濃度低減ステップを経た処理排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ(1段階目の生物処理)。
(b)沈殿槽にて、曝気槽における生物処理を経た曝気槽混合水を固液分離する、沈殿ステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置にて、沈殿槽からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理すると同時に、及び/又は、生物処理した後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d’)必要に応じて、ナノ濾過膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水をナノ濾過膜によって濾過するステップ(ナノ濾過膜処理ステップ)。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップ。
(g)必要に応じて、ナノ濾過逆浸透膜濾過装置にて膜モジュールを透過した透過水を、吸着剤にてさらに精製するステップ。
The wastewater treatment process (xiii) includes, for example, the following steps (γ) and (a) to (g).
(Γ) A heavy metal concentration reduction step in which the heavy metal compound in the waste water from steps (i) to (vi) is recovered to reduce the heavy metal concentration in the waste water to obtain treated waste water.
(A) A step of biologically treating the treated wastewater that has undergone the heavy metal concentration reduction step with an aerobic microorganism in the activated sludge in an aeration tank (first-stage biological treatment).
(B) A precipitation step in which the aeration tank mixed water that has undergone biological treatment in the aeration tank is subjected to solid-liquid separation in the precipitation tank.
(C) In the membrane separation activated sludge treatment apparatus, the supernatant liquid from the sedimentation tank is biologically treated with aerobic microorganisms in the activated sludge, and / or after biological treatment, the membrane module converts the supernatant into sludge and permeate. A membrane separation step for solid-liquid separation.
(D ′) A step of filtering permeated water that has passed through the membrane module with a nanofiltration membrane with a nanofiltration membrane filtration device (a nanofiltration membrane treatment step) as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution.
(G) A step of further purifying the permeated water that has passed through the membrane module with the nanofiltration reverse osmosis membrane filtration device with an adsorbent, if necessary.
ステップ(γ)、(a)〜(c)、及び(e)〜(f)は、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の第1及び第2の実施形態に関連して上記説明したステップ(γ)、(a)〜(c)、及び(e)〜(f)と同様に行われる。ステップ(d’)は、膜モジュールとして逆浸透膜に代えてナノ濾過膜を用いる点以外は、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の第1及び第2の実施形態に関連して上記説明したステップ(d)と同様に行われる。 Steps (γ), (a) to (c), and (e) to (f) are described above in relation to the first and second embodiments of the method for producing terephthalic acid of the first invention of the present application. The steps (γ), (a) to (c), and (e) to (f) are performed. Step (d ′) relates to the first and second embodiments of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, except that a nanofiltration membrane is used as a membrane module instead of a reverse osmosis membrane. This is performed in the same manner as step (d) described above.
(B−1.テレフタル酸の製造における第3の実施形態)
図14は、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法においてテレフタル酸製造プロセスとして第2の代表的なテレフタル酸の製造方法を採用する場合の一実施形態を説明する図である。以下、図14を参照しつつ、本実施形態について説明する。
(B-1. Third Embodiment in Production of Terephthalic Acid)
FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment in which a second representative method for producing terephthalic acid is employed as the terephthalic acid production process in the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIG.
図14に記載の実施形態は、好気性生物処理のみを行う従来の排水処理方法に代えて、排水中の重金属濃度を低減化した後に、曝気槽内にMF膜平膜を浸漬した膜分離活性汚泥処理装置を用いて生物処理及びMF膜分離処理を行い、MF膜分離処理で得た透過水をナノ濾過膜(NF膜)分離装置に導入して、工業用水に使用可能な水質の用水を得る実施形態である。さらにプロセス水として使用する水を供給するため、必要に応じて、後述する吸着剤処理により、精製度(純度)を向上させることもできる。 In the embodiment shown in FIG. 14, instead of the conventional wastewater treatment method in which only the aerobic biological treatment is performed, the membrane separation activity in which the MF membrane flat membrane is immersed in the aeration tank after reducing the heavy metal concentration in the wastewater. Biological treatment and MF membrane separation treatment are performed using a sludge treatment device, and the permeated water obtained by the MF membrane separation treatment is introduced into the nanofiltration membrane (NF membrane) separation device. Embodiment. Furthermore, since the water used as process water is supplied, the degree of purification (purity) can be improved by an adsorbent treatment described later, if necessary.
図14に記載の実施形態においては、テレフタル酸製造プロセスからの排水を回収再生するにあたり、重金属化合物回収装置2109と、第1の曝気槽21010と、第1の沈殿槽21020と、第2の曝気槽21030と、第2の曝気槽21030内に配設されたMF膜モジュール21050と、MF膜モジュール21050の出側に接続されたナノ濾過膜濾過装置21060(以下、ナノ濾過膜を「NF膜」、ナノ濾過膜濾過装置を「NF膜濾過装置」とも記す。)と、NF膜濾過装置21060の出側に接続された再利用水槽21070と、再利用水槽21070に接続された吸着剤処理装置21080とを具備する排水処理システム21000を用いる。 In the embodiment shown in FIG. 14, in recovering and regenerating the wastewater from the terephthalic acid production process, the heavy metal compound recovery device 2109, the first aeration tank 21010, the first precipitation tank 21020, and the second aeration A tank 21030, an MF membrane module 21050 disposed in the second aeration tank 21030, and a nanofiltration membrane filtration device 21060 connected to the outlet side of the MF membrane module 21050 (hereinafter, the nanofiltration membrane is referred to as "NF membrane") The nanofiltration membrane filtration device is also referred to as “NF membrane filtration device”.), A reused water tank 21070 connected to the outlet side of the NF membrane filtration device 21060, and an adsorbent treatment device 21080 connected to the reused water tank 21070. A wastewater treatment system 21000 comprising:
(排水処理システム21000)
排水処理システム21000は、図1に示した構成と同様の構成を有する重金属化合物回収装置2109と、第1の曝気槽21010と、第1の曝気槽21010に接続された第1の沈殿槽21020と、第1の沈殿槽21020に接続された第2の曝気槽21030と、第2の曝気槽21030内に配設されたMF膜モジュール21050と、MF膜モジュール21050の出側に接続されたNF膜濾過装置21060と、NF膜濾過装置21060の出側に接続された再利用水槽21070と、再利用水槽21070に接続された吸着剤処理装置21080とを具備する。図14において破線で表示している第2の沈殿槽21040は使用しないので不要である。排水処理システム21000に流入した排水は、第1の曝気槽21010、第1の沈殿槽21020、及び第2の曝気槽21030をこの順に移送されながら2段階にて好気性生物処理を施される。
排水処理システム21000は、膜分離活性汚泥処理装置を具備する。すなわち、第2の曝気槽21030内にMF膜モジュール21050が浸漬される形で配設されており、第2の曝気槽21030で2段階目の好気性生物処理を受けた排水はMF膜モジュール21050において膜分離処理される。MF膜モジュール21050が具備するMF膜を透過した水は透過水rとして取り出される。透過水rは、MF膜モジュール21050の出側に接続されているNF膜濾過装置21060に移送される。
(Wastewater treatment system 21000)
The wastewater treatment system 21000 includes a heavy metal compound recovery device 2109 having a configuration similar to that shown in FIG. 1, a first aeration tank 21010, and a first sedimentation tank 21020 connected to the first aeration tank 21010. The second aeration tank 21030 connected to the first precipitation tank 21020, the MF membrane module 21050 disposed in the second aeration tank 21030, and the NF membrane connected to the outlet side of the MF membrane module 21050 It includes a filtration device 21060, a reuse water tank 21070 connected to the outlet side of the NF membrane filtration device 21060, and an adsorbent treatment device 21080 connected to the reuse water tank 21070. The second settling tank 21040 indicated by a broken line in FIG. 14 is not used because it is not used. The wastewater that has flowed into the wastewater treatment system 21000 is subjected to aerobic biological treatment in two stages while being transferred through the first aeration tank 21010, the first precipitation tank 21020, and the second aeration tank 21030 in this order.
The wastewater treatment system 21000 includes a membrane separation activated sludge treatment apparatus. That is, the MF membrane module 21050 is disposed so as to be immersed in the second aeration tank 21030, and the wastewater that has undergone the second-stage aerobic biological treatment in the second aeration tank 21030 is the MF membrane module 21050. In the membrane separation treatment. Water that has permeated through the MF membrane included in the MF membrane module 21050 is taken out as permeated water r. The permeated water r is transferred to the NF membrane filtration device 21060 connected to the outlet side of the MF membrane module 21050.
(薬液タンク)
排水処理システム21000は、MF膜モジュール21050を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;MF膜モジュール21050を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのMF膜モジュール21050への薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。これら第1の薬液タンク、第2の薬液タンク、及び制御部は、本願の第1の発明の第1の態様に係る排水処理方法に関連して図2及び図5を参照しつつ上記説明したものと同様の構成を有する。
MF膜モジュール21050において、膜表面への堆積による閉塞(ファウリング)防止は重要である。クロスフローや曝気する空気により、膜表面への堆積速度を低減することは可能であるが、長期的には目詰まりは避けられない。膜表面への堆積が進行すると、膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第1の発明の排水処理方法に関する上記説明において例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第1の発明の排水処理方法に関して上記説明したステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The wastewater treatment system 21000 includes a first chemical liquid tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the MF membrane module 21050; and a second chemical liquid tank for storing an acid aqueous solution for cleaning the MF membrane module 21050. (Not shown); and a controller (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank and the second chemical solution tank to the MF membrane module 21050. These first chemical liquid tank, second chemical liquid tank, and control unit have been described above with reference to FIGS. 2 and 5 in relation to the wastewater treatment method according to the first aspect of the first invention of the present application. It has the same configuration as the above.
In the MF membrane module 21050, prevention of fouling due to deposition on the membrane surface is important. Although the deposition rate on the film surface can be reduced by crossflow or aerated air, clogging is unavoidable in the long term. As deposition on the film surface proceeds, the transmembrane pressure difference increases. If the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for a film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the said description regarding the waste water treatment method of 1st invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) described above with respect to the wastewater treatment method of the first invention of the present application.
(NF膜濾過装置21060)
NF膜濾過装置21060はナノ濾過膜(NF膜)を具備する膜濾過装置である。NF膜濾過装置21060に流入した透過水rは、NF膜による膜分離処理を受け、NF膜透過水sとNF膜濃縮水tとを生じる。NF膜は2nmより小さい粒子や高分子を阻止する液体濾過膜であり、細孔径はMF膜やUF膜よりも小さく、一般的なRO膜よりは大きい。NF膜はルーズRO膜とも称され、一般的RO膜よりも低圧での運転が可能であるという特徴を有している。
(NF membrane filtration device 21060)
The NF membrane filtration device 21060 is a membrane filtration device including a nanofiltration membrane (NF membrane). The permeated water r flowing into the NF membrane filtration device 21060 is subjected to membrane separation processing by the NF membrane, and generates NF membrane permeated water s and NF membrane concentrated water t. The NF membrane is a liquid filtration membrane that blocks particles and polymers smaller than 2 nm, and has a pore diameter smaller than that of the MF membrane or UF membrane and larger than that of a general RO membrane. The NF membrane is also referred to as a loose RO membrane, and has a feature that it can be operated at a lower pressure than a general RO membrane.
NF膜濾過装置21060において使用可能なNF膜の素材としては、ポリエチレン系、芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系ポリマーを例示でき、これらから選ばれる1種又は2種以上の組み合わせ若しくは混合物を採用できる。本実施形態においては、これら中でも特に芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系の素材によって構成されたNF膜の分離性能が高く、好ましく採用することができる。 Examples of NF membrane materials that can be used in the NF membrane filtration apparatus 21060 include polyethylene, aromatic polyamide, and polyamides including crosslinked polyamides, aliphatic amine condensation polymers, heterocyclic polymers, polyvinyl alcohol, and cellulose acetate. Examples of the polymer may include one or a combination or mixture of two or more selected from these. In this embodiment, the separation performance of an NF membrane composed of a polyamide-based material including an aromatic polyamide or a crosslinked polyamide is particularly high, and can be preferably used.
多くのポリアミド系複合NF膜は、表面の荷電がマイナスであるものが多いため、表面荷電を制御して、カチオン荷電型、アニオン荷電型の2種類のNF膜が販売されている。細孔と荷電の違いを組み合わせて、排水の分離対象を拡大することができる特徴を有している。NF膜濾過装置21060においては、カチオン荷電型NF膜及びアニオン荷電型NF膜のいずれも採用することが可能である。 Many of the polyamide-based composite NF membranes have negative surface charges, and therefore, two types of NF membranes of the cation charge type and the anion charge type are controlled by controlling the surface charge. By combining the difference between the pore and the charge, it has the feature that the separation target of waste water can be expanded. In the NF membrane filtration apparatus 21060, it is possible to employ either a cationic charge type NF membrane or an anion charge type NF membrane.
また、NF膜濾過装置21060に使用可能なNF膜モジュールとしては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型、プリーツ型等を挙げることができ、この中から1種又は2種以上の組み合わせを選んで用いることができる。これらの中でも単位体積当たりのモジュールの膜面積が大きく、装置のコンパクト化に有利である等の観点から、スパイラル膜型モジュールが好ましい。これらの具体例としては「NTR−7250(登録商標)」、「NTR−7410(登録商標)」(いずれも日東電工株式会社製)、「フィルムテック(登録商標)」NFシリーズ(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー製)等が挙げられる。なお、NF膜モジュールの入側にプレフィルターを設置し、膜の保護をすることが望ましい。 Examples of the NF membrane module that can be used in the NF membrane filtration device 21060 include a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, a flat membrane type, and a pleated type. Two or more combinations can be selected and used. Among these, the spiral membrane type module is preferable from the viewpoint that the membrane area of the module per unit volume is large, which is advantageous for making the apparatus compact. Specific examples of these include “NTR-7250 (registered trademark)”, “NTR-7410 (registered trademark)” (all manufactured by Nitto Denko Corporation), “Film Tech (registered trademark)” NF series (The Dow Chemical Company) and the like. In addition, it is desirable to install a pre-filter on the entry side of the NF membrane module to protect the membrane.
NF膜を用いるNF膜濾過装置21060における操作圧力は0.2MPa〜1.5MPaで一般的なRO膜よりも低圧で操作できる。また、水透過流速(フラックス)が大きく、高い処理効率を実現することが可能である。 The operation pressure in the NF membrane filtration apparatus 21060 using an NF membrane is 0.2 MPa to 1.5 MPa, and can be operated at a lower pressure than a general RO membrane. Moreover, the water permeation | transmission flow velocity (flux) is large and it is possible to implement | achieve high processing efficiency.
本実施形態において処理されるテレフタル酸製造プロセスからの排水には、浮遊物質(SS)、Co,Mn等の重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす含窒素化合物等が含有されている。本実施形態において処理される排水の、好気性生物処理後の水質としては、NF膜濾過装置21060に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで100mg/L以下、BOD5で10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第1の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲内であれば膜分離による処理が可能である。 The effluent from terephthalic acid production process to be processed in the present embodiment, suspended solids (SS), Co, heavy metals such as Mn, alkali metal, compound results in an increase of COD Cr, nitrogen-containing compounds results in an increase in total nitrogen Etc. are contained. The water quality of the wastewater treated in the present embodiment after the aerobic biological treatment is such that when it flows into the NF membrane filtration device 21060, the concentration of insoluble substances in water is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or turbidity. (Turbidity) of 100 NTU or less, the concentration of water-soluble organic substance is 100 mg / L or less for COD Cr , 10 mg / L or less for BOD 5 and the electric conductivity is 500 to 10,000 μS / cm as an indicator of the concentration of water-soluble inorganic substance. It is preferable that the pH is 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the first invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
NF膜濾過装置21060から回収されるNF膜透過水sの水質は、透過率にも依存するが、金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。NF膜透過水sは再利用水槽21070に蓄えられ、再利用水槽21070から工業用水(冷却水)uとしてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は吸着剤処理装置21080に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水vとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。このようにテレフタル酸製造プロセスからの排水を再生してテレフタル酸製造プロセスに再び供給することは、従来では不可能だったことである。なお、NF膜透過水sを工業用水(冷却水)uの供給及び吸着精製水vの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。
特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、MF膜モジュール21050及びNF膜濾過装置21060。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、効果を奏することが一層容易になる。
The water quality of the NF membrane permeated water s collected from the NF membrane filtration device 21060 depends on the permeability, but most of the metal ions and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The NF membrane permeated water s is stored in the reuse water tank 21070 and is supplied from the reuse water tank 21070 to the terephthalic acid production process as industrial water (cooling water) u, or transferred to the adsorbent treatment device 21080 for further adsorbent treatment. Then, it is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water v. Thus, it has been impossible in the past to regenerate wastewater from the terephthalic acid production process and supply it again to the terephthalic acid production process. In addition, the ratio which distributes NF membrane permeated water s to supply of industrial water (cooling water) u and manufacture of adsorption purified water v can be selected suitably.
In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the MF membrane module 21050 and the NF membrane filtration device 21060 in this embodiment), it becomes easier to achieve the effect.
一方、NF膜濾過装置21060から排出されるNF膜濃縮水tには、各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が上述した範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。NF膜濃縮水tの公共水域への放流に関しては、第1の実施形態(図11)に関連して上記説明したRO膜濃縮水cと同様である。 On the other hand, the NF membrane concentrated water t discharged from the NF membrane filtration device 21060 contains various impurities in a concentrated manner, but if the properties of the wastewater to be treated are within the above-described range, further treatment is performed. Water quality has been improved to such an extent that it can be discharged into public waters without applying water. The release of the NF membrane concentrated water t into the public water area is the same as the RO membrane concentrated water c described above in relation to the first embodiment (FIG. 11).
(吸着剤処理装置21080)
NF膜透過水sをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置21080において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となり、その結果回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となること等は、第1の実施形態(図11)に関連して上記説明したRO膜透過水bにおける場合と同様である。吸着剤処理装置21080において使用可能な吸着剤としては、吸着剤処理装置2108に関して挙げたものと同様のものを挙げることができ、吸着剤処理装置21080の運用も、吸着剤処理装置2108と同様に行うことができる。吸着剤処理装置21080から生じる吸着剤処理排水wは、第1の曝気槽21010に戻され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 21080)
When the NF membrane permeated water s is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by performing an adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 21080. As a result, it is possible to expand the application range of the collected and reclaimed water, as in the case of the RO membrane permeated water b described above in relation to the first embodiment (FIG. 11). It is. Adsorbents that can be used in the adsorbent processing apparatus 21080 can include the same adsorbents as those mentioned for the adsorbent processing apparatus 2108, and the operation of the adsorbent processing apparatus 21080 is the same as that of the adsorbent processing apparatus 2108. It can be carried out. The adsorbent processing waste water w generated from the adsorbent processing apparatus 21080 is returned to the first aeration tank 21010 and biologically processed again.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきたが、本実施形態(図14)においても、第1の実施形態(図11)及び第2の実施形態(図12)と同様に、回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には従来前記工程(viii)〜(xii)から排出され、生物処理に供された排水のうち好ましくは80%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは60%以上を膜透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged to public water areas in the past. In this embodiment (FIG. 14) as well, the first embodiment (FIG. 11) and the first embodiment Similar to the embodiment of FIG. 2 (FIG. 12), the amount of water reused in the terephthalic acid production process is greatly increased by recovery and regeneration. It can be reduced to about 1. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, it is preferable that 80% or more, more preferably 70% or more, more preferably 60% or more of the wastewater discharged from the steps (viii) to (xii) and used for biological treatment. And can be used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
(他の実施形態)
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法の第3の実施形態に関する上記説明では、テレフタル酸製造プロセスからの排水を回収再生するにあたって、図1に示した構成を有する重金属化合物回収装置、第1の曝気槽21010、第1の沈殿槽21020、及び第2の曝気槽21030を用い、好気性生物処理を2段階で行う形態を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。好気性生物処理を1段階のみで行う形態とすることも可能であり、かかる場合には、第1の曝気槽21010内にMF膜モジュール21050を配設すればよく、第1の沈殿槽21020及び第2の曝気槽21030は使用しないので不要となる。かかる場合においても、MF膜モジュール21050の態様は同様とすることができる。
かかる形態においては、上記説明した排水処理プロセス(xiii)に代えて、例えば下記のステップ(γ)および(c)〜(g)を有する排水処理プロセス(xiii’)を採用することができる。
(γ)工程(i)〜(vi)からの排水中の重金属化合物を回収することにより、排水中の重金属濃度を低減して処理排水とする、重金属濃度低減ステップ。
(c)重金属濃度低減ステップを経た処理排水を、膜分離活性汚泥処理装置にて、活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する、膜分離ステップ。
(d’)必要に応じて、ナノ濾過膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水をナノ濾過膜によって濾過するステップ(ナノ濾過膜処理ステップ)。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップ。
(g)必要に応じて、ナノ濾過逆浸透膜濾過装置にて膜モジュールを透過した透過水を、吸着剤にてさらに精製するステップ。
なおステップ(γ)及び(c)は、本願の第1の発明の排水処理方法に関連して上記説明したステップ(γ)及び(c)と同様に行われ、引き続いての一連のステップ(d’)〜(g)は、上記説明したステップ(d’)〜(g)と同様に行われる。
(Other embodiments)
In the above description of the third embodiment of the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, a heavy metal compound recovery device having the structure shown in FIG. Although an example in which an aerobic biological treatment is performed in two stages using one aeration tank 21010, a first precipitation tank 21020, and a second aeration tank 21030, the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application Is not limited to this form. The aerobic biological treatment may be performed in only one stage. In such a case, the MF membrane module 21050 may be disposed in the first aeration tank 21010, and the first precipitation tank 21020 and Since the second aeration tank 21030 is not used, it becomes unnecessary. Even in such a case, the aspect of the MF membrane module 21050 can be the same.
In this embodiment, instead of the above-described wastewater treatment process (xiii), for example, a wastewater treatment process (xiii ′) having the following steps (γ) and (c) to (g) can be employed.
(Γ) A heavy metal concentration reduction step in which the heavy metal compound in the waste water from steps (i) to (vi) is recovered to reduce the heavy metal concentration in the waste water to obtain treated waste water.
(C) The wastewater treated through the heavy metal concentration reduction step is solid-liquid separated into sludge and permeated water by the membrane module while biologically treating with the aerobic microorganisms in the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment device. Membrane separation step.
(D ′) A step of filtering permeated water that has passed through the membrane module with a nanofiltration membrane with a nanofiltration membrane filtration device (a nanofiltration membrane treatment step) as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution.
(G) A step of further purifying the permeated water that has passed through the membrane module with the nanofiltration reverse osmosis membrane filtration device with an adsorbent, if necessary.
Steps (γ) and (c) are performed in the same manner as steps (γ) and (c) described above in relation to the wastewater treatment method of the first invention of the present application, and a series of subsequent steps (d ') To (g) are performed in the same manner as steps (d') to (g) described above.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する上記説明では、RO膜濾過装置2106の下流側に吸着剤処理装置2108を配置してRO膜分離処理の後に吸着剤処理を行う形態、及び、NF膜濾過装置21060の下流側に吸着剤処理装置21080を配置してNF膜分離処理の後に吸着剤処理を行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法はこれらの形態に限定されるものではない。 In the above description relating to the method for producing terephthalic acid of the first invention of the present application, an adsorbent treatment device 2108 is disposed downstream of the RO membrane filtration device 2106 and the adsorbent treatment is performed after the RO membrane separation treatment, and An example of the method for producing terephthalic acid in which the adsorbent treatment device 21080 is disposed downstream of the NF membrane filtration device 21060 and the adsorbent treatment is performed after the NF membrane separation treatment is described. The manufacturing method is not limited to these forms.
また、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法に関する上記説明では、重金属化合物回収装置の設置を必須として、膜分離活性汚泥処理装置とRO膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態、UF膜ユニットとRO膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態、及び、膜分離活性汚泥処理装置とNF膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法はこれらの形態に限定されるものではない。濾過膜装置の組み合わせとして、例えば、重金属化合物回収装置に加えて、膜分離活性汚泥処理装置とUF膜ユニットとを組み合わせて用い、RO膜濾過装置及びNF膜濾過装置は用いない形態とすることも可能であるる。ただし、一般的にはRO膜濾過装置を用いることが好ましい。かかる場合においても、膜分離処理と組み合わせてさらに吸着剤処理を行うことができる。濾過膜装置、及び吸着剤処理装置の取捨選択及び組み合わせは、回収再生した水に望まれる水質と再利用用途との関係を考慮して、適宜決めることができる。 Moreover, in the said description regarding the manufacturing method of the terephthalic acid of 1st invention of this application, installation using a heavy metal compound collection | recovery apparatus is essential, the form used in combination with a membrane separation activated sludge processing apparatus and RO membrane filtration apparatus, UF membrane unit And a method for producing terephthalic acid using a combination of an RO membrane filtration device and a membrane separation activated sludge treatment device and an NF membrane filtration device. The method for producing the acid is not limited to these forms. As a combination of the filtration membrane device, for example, in addition to the heavy metal compound recovery device, the membrane separation activated sludge treatment device and the UF membrane unit are used in combination, and the RO membrane filtration device and the NF membrane filtration device may not be used. It is possible. However, it is generally preferable to use an RO membrane filtration device. Even in such a case, the adsorbent treatment can be further performed in combination with the membrane separation treatment. The selection and combination of the filtration membrane device and the adsorbent treatment device can be appropriately determined in consideration of the relationship between the water quality desired for the recovered and reclaimed water and the reuse application.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法によれば、排水中の重金属濃度を低減した後に生物処理と膜分離処理とを組み合わせているため、煩雑な膜モジュール再生処理の頻度が大幅に低減され、安定した運用が可能となる。さらに、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を工業用水(冷却水)及び/又はプロセス水として再生利用でき、水源からの新規取水量及び公共水域への排水量を低減することが可能な、経済性及び環境適合性を高めたテレフタル酸の製造方法とすることができる。 According to the method for producing terephthalic acid of the first invention of the present application, since the biological treatment and the membrane separation treatment are combined after reducing the heavy metal concentration in the waste water, the frequency of complicated membrane module regeneration treatment is greatly reduced. And stable operation becomes possible. Furthermore, a large amount of wastewater generated when producing terephthalic acid can be recycled as industrial water (cooling water) and / or process water, and the amount of new water intake from the water source and the amount of wastewater to the public water area can be reduced. It can be set as the manufacturing method of terephthalic acid which improved economic efficiency and environmental compatibility.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法において、重金属濃度を低減した後に、好気性生物処理、又は、好気性生物処理と嫌気性生物処理とを組み合わせた処理を行うことにより、テレフタル酸製造プロセス排水に含まれる有機物を分解することが容易になるので、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を再生することが容易になる。 In the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, after reducing the heavy metal concentration, terephthalic acid production is carried out by performing aerobic biological treatment or a combination of aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment. Since it becomes easy to decompose organic substances contained in the process waste water, it becomes easy to regenerate a large amount of waste water generated when producing terephthalic acid.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法において、膜分離処理を、好ましくはMF膜モジュール及びUF膜モジュールからなる群より選ばれる少なくとも1種の膜モジュールにより行うことにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を再生することが一層容易になる。 In the method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application, terephthalic acid is produced by performing the membrane separation treatment with at least one membrane module selected from the group consisting of an MF membrane module and a UF membrane module. It becomes easier to regenerate a large amount of drainage generated during the process.
本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法において、透過水の少なくとも一部に吸着剤処理を行い、吸着精製水とするステップと、吸着精製水を回収するステップとをさらに有することにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を、工業用水(冷却水)として利用可能な水質を有する水に再生するだけでなく、プロセス水として利用可能な水質を有する水にまで再生することが可能となり好ましい。 The method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application further comprises a step of subjecting at least a part of the permeated water to an adsorbent treatment to obtain adsorbed purified water, and a step of recovering the adsorbed purified water. It is possible not only to regenerate a large amount of wastewater generated during the production of acid to water having water quality that can be used as industrial water (cooling water), but also to water having water quality that can be used as process water. It is preferable.
透過水の少なくとも一部に吸着剤処理を行い、吸着精製水とするステップと、吸着精製水を回収するステップとをさらに有する形態の本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法において、吸着剤処理を、好ましくは活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、及びアルミン酸アルカリ土類金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の吸着剤により行うことにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を、プロセス水として利用可能な水質を有する水にまで再生することが容易になる。 In the method for producing terephthalic acid according to the first aspect of the present invention, the method further comprises a step of subjecting at least a part of the permeated water to an adsorbent treatment to obtain adsorbed purified water and a step of recovering the adsorbed purified water. When producing terephthalic acid, preferably by performing the treatment with at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, and alkaline earth metal aluminate. It is easy to regenerate a large amount of waste water generated in step 1 to water having water quality that can be used as process water.
上記説明した本願の第1の発明のテレフタル酸の製造方法にあっては、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップが、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ、(イ)次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が、100時間以内である、かつ/又は、(ロ)膜モジュールの膜間差圧が、運転開始前の膜間差圧よりも3kPa〜50kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。そして上記したように生物処理に先立って重金属濃度を低減することにより、これらの膜再生処理の頻度を大幅に減少させることができる。 The method for producing terephthalic acid according to the first invention of the present application described above includes a washing step for washing the membrane module, and the washing step comprises washing the membrane module with a hypochlorite aqueous solution. A chlorate washing step and an acid washing step for washing the membrane module with an aqueous acid solution in this order, and (b) an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the next acid washing step. However, it is within 100 hours and / or (b) the acid cleaning step is started when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 50 kPa higher than the transmembrane pressure difference before the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low while the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals is biologically treated and subjected to membrane separation treatment. As described above, by reducing the heavy metal concentration prior to the biological treatment, the frequency of these membrane regeneration treatments can be greatly reduced.
本願の第2の発明について
〔本願の第2の発明の排水処理方法〕
本願の第2の発明の排水処理方法は、CODCrが3000mg/L〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである排水を処理する排水処理方法である。本願の第2の発明の排水処理方法としては、例えば、下記の第1の態様、第2の態様が挙げられる。
(α)本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様:
排水の生物処理を行いながら及び/又は排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有する排水処理方法。
(β)本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様:
排水の1段階目の生物処理を行った後に2段階目の生物処理を行いながら及び/又は排水の生物処理を2段階で行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有する排水処理方法。
以下、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様及び第2の態様について、具体的な実施形態を示しながら説明する。
About 2nd invention of this application [The waste water treatment method of 2nd invention of this application]
The waste water treatment method of the second invention of the present application is a waste water treatment method for treating waste water having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 mass ppm to 200 mass ppm. Examples of the wastewater treatment method of the second invention of the present application include the following first and second aspects.
(Α) First aspect of the waste water treatment method of the second invention of the present application:
A wastewater treatment method comprising a membrane separation step for solid-liquid separation by a membrane module into sludge and permeate while performing biological treatment of wastewater and / or after biological treatment of wastewater, and a washing step for washing the membrane module .
(Β) Second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application:
Membrane for solid-liquid separation into sludge and permeated water by membrane module after performing biological treatment of the second stage after performing the biological treatment of the first stage of wastewater and / or after biological treatment of wastewater in two stages A wastewater treatment method comprising a separation step and a washing step for washing the membrane module.
Hereinafter, the first aspect and the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application will be described with reference to specific embodiments.
<α.第1の態様における排水処理システムの実施形態>
図2は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様における排水処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。排水処理システムは、原水槽(図示略)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離活性汚泥処理装置30と;膜モジュール35を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク90と;膜モジュール35を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク92と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの膜モジュール35への薬液の供給を制御する制御部(図示略)と;原水槽からの排水を膜分離活性汚泥処理装置30に供給する排水流路50と;膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を排出する透過水流路55と;膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路56と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの薬液を膜モジュール35に供給する薬液流路59とを具備する。
<Α. Embodiment of Waste Water Treatment System in First Aspect>
FIG. 2: is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the waste water treatment system in the 1st aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application. The waste water treatment system biologically treats the waste water from the raw water tank (not shown) by the aerobic microorganisms in the activated sludge, and at the same time, the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 for solid-liquid separation into sludge and permeate by the membrane module 35 A first chemical tank 90 for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the membrane module 35; a second chemical tank 92 for storing an acid aqueous solution for cleaning the membrane module 35; and a first chemical tank 90 and A control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35; a drainage flow path 50 for supplying wastewater from the raw water tank to the membrane separation activated sludge treatment device 30; A permeate flow path 55 for discharging permeated water from the separation activated sludge treatment apparatus 30; an excess sludge flow path 56 for discharging excess sludge from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30; and a first chemical tank 90 Beauty the chemical from the second chemical solution tank 92 and a liquid medicine flow channel 59 for supplying the membrane module 35.
(膜分離活性汚泥処理装置)
膜分離活性汚泥処理装置30は、槽本体31(第1の曝気槽)と;槽本体31(第1の曝気槽)内の底部近傍に配置された散気管32と;散気管32にエアを供給するブロア33と;散気管32とブロア33とを接続するエア導入管34と;槽本体31(第1の曝気槽)内且つ散気管32の上方に配置された膜モジュール35と;透過水流路55の途中に設けられ、膜モジュール35内を減圧にすることによって汚泥と透過水との固液分離を行い、且つ透過水を逆浸透膜濾過装置40へと送り出す吸引ポンプ36と;薬液流路59の途中に設けられ、逆洗用の薬液等を膜モジュール35に送り出す逆洗ポンプ37とを具備する。
(Membrane separation activated sludge treatment equipment)
The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 includes a tank main body 31 (first aeration tank); a diffuser pipe 32 disposed near the bottom in the tank main body 31 (first aeration tank); A blower 33 to be supplied; an air introduction pipe 34 connecting the diffuser pipe 32 and the blower 33; a membrane module 35 disposed in the tank body 31 (first aeration tank) and above the diffuser pipe 32; A suction pump 36 that is provided in the middle of the passage 55, performs solid-liquid separation of sludge and permeate by reducing the pressure in the membrane module 35, and sends the permeate to the reverse osmosis membrane filtration device 40; A backwash pump 37 is provided in the middle of the passage 59 and sends out a chemical solution for backwashing to the membrane module 35.
膜モジュール35としては、公知の濾過膜を備えた公知の膜モジュールが挙げられる。
濾過膜の種類としては、精密濾過膜(MF膜)又は限外濾過膜(UF膜)が好ましい。濾過膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、袋状膜等が挙げられる。これらのうち、容積ベースで比較した場合に膜面積の高度集積が可能であることから、中空糸膜が好ましい。
Examples of the membrane module 35 include a known membrane module including a known filtration membrane.
As the type of the filtration membrane, a microfiltration membrane (MF membrane) or an ultrafiltration membrane (UF membrane) is preferable. Examples of the shape of the filtration membrane include a hollow fiber membrane, a flat membrane, a tubular membrane, and a bag-like membrane. Of these, hollow fiber membranes are preferred because they can be highly integrated when compared on a volume basis.
濾過膜の材質としては、有機材料(セルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン等)、金属(ステンレス等)、無機材料(セラミック等)が挙げられる。濾過膜の材質は、排水の性状に応じて適宜選択する。 Examples of the material of the filter membrane include organic materials (cellulose, polyolefin, polysulfone, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), metals (stainless steel, etc.), inorganic materials (ceramics, etc.). It is done. The material of the filtration membrane is appropriately selected according to the properties of the waste water.
濾過膜の孔径は、処理の目的に応じて適宜選択すればよい。膜分離活性汚泥法において、濾過膜の孔径は、0.001〜3μmが好ましい。孔径が0.001μm未満では、膜の抵抗が大きくなる。孔径が3μmを超えると、活性汚泥を完全に分離することができないため、透過水の水質が悪化するおそれがある。濾過膜の孔径は、精密濾過膜の範囲とされる0.04〜1.0μmがより好ましい。 What is necessary is just to select the hole diameter of a filtration membrane suitably according to the objective of a process. In the membrane separation activated sludge method, the pore size of the filtration membrane is preferably 0.001 to 3 μm. When the pore diameter is less than 0.001 μm, the resistance of the film increases. If the pore diameter exceeds 3 μm, the activated sludge cannot be completely separated, and the water quality of the permeate may be deteriorated. The pore size of the filtration membrane is more preferably 0.04 to 1.0 μm, which is the range of the microfiltration membrane.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、図3及び図4に示すような、散気管32と膜モジュール35とが一体化された膜ユニットを用いてもよい。
膜ユニットは、散気発生装置60と;散気発生装置60の上部に設けられた膜モジュール35と;膜モジュール35の上部に設けられた集水ヘッダ80とを具備する。
In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, a membrane unit in which the air diffuser 32 and the membrane module 35 are integrated as shown in FIGS. 3 and 4 may be used.
The membrane unit includes a diffuser generating device 60; a membrane module 35 provided on the upper portion of the diffuser generating device 60;
散気発生装置60は、上下が開口した平面視矩形のケーシング61と;ケーシング61の4隅から下方に向かって延びる支柱62と;ケーシング61の外壁に設けられ、ブロア33からエア導入管34を通って供給されるエアをケーシング61内に供給する接続管63と;ケーシング61の内壁に沿って設けられ、接続管63に連通するエア供給ヘッダ64と;エア供給ヘッダ64に直交してその内壁64aに接続された複数の散気管32とを具備する。 The air diffuser 60 includes a rectangular casing 61 that is open at the top and bottom; a column 62 that extends downward from the four corners of the casing 61; an outer wall of the casing 61; A connection pipe 63 for supplying air supplied through the casing 61; an air supply header 64 provided along the inner wall of the casing 61 and communicating with the connection pipe 63; an inner wall orthogonal to the air supply header 64 And a plurality of air diffusers 32 connected to 64a.
散気管32は、ブロア33から供給されるエアを上方へ吐出するものであり、穴あきの単管やメンブレンタイプのものから構成され、一端はエア供給ヘッダ64に接続され、他端は閉塞されている。 The air diffuser 32 discharges air supplied from the blower 33 upward, and is composed of a single tube with a hole or a membrane type one end connected to an air supply header 64 and the other end closed. Yes.
膜モジュール35は、散気発生装置60の4隅から上方に向かって延びるフレーム65と;フレーム65に支持され、且つ平行に配列された複数の中空糸膜エレメント70と;4方の側面を覆うケーシング66とを具備する。 The membrane module 35 includes a frame 65 extending upward from four corners of the air diffuser 60; a plurality of hollow fiber membrane elements 70 supported by the frame 65 and arranged in parallel; and covers four side surfaces And a casing 66.
中空糸膜エレメント70は、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有し、この通路の一端に形成されて縦杆72の通路と連通する透過水取出口71aを有する下枠71と;下枠71の両端から上方に向かって延び、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有する一対の縦杆72、73と;縦杆72、73の上端に設けられ、長手方向に沿って形成された通路(図示略)を内部に有し、この通路の一端に形成された透過水取出口74aを有する上枠74と;透過水取出口74aに連結された、上方へ向けて屈曲するL字継手75と;縦杆72、73に沿い、水面に対して鉛直方向に配列された多数の中空糸膜76aからなる中空糸膜シート76と;上枠74及び下枠71の内部の通路に中空糸膜76aの端部が開口された状態にて、中空糸膜76aの上端及び下端を、それぞれ上枠74、下枠71に液密に固定、支持するポッティング材77とを具備する。 The hollow fiber membrane element 70 has a passage (not shown) formed along the longitudinal direction inside, and has a permeated water outlet 71a formed at one end of the passage and communicating with the passage of the vertical rod 72. A pair of vertical rods 72, 73 that extend upward from both ends of the lower frame 71 and have a passage (not shown) formed along the longitudinal direction therein; and upper ends of the vertical rods 72, 73 An upper frame 74 having a passage (not shown) formed along the longitudinal direction and having a permeate outlet 74a formed at one end of the passage; and connected to the permeate outlet 74a. An L-shaped joint 75 that bends upward; a hollow fiber membrane sheet 76 composed of a number of hollow fiber membranes 76a arranged along the vertical rods 72 and 73 in a direction perpendicular to the water surface; and an upper frame 74 And the end of the hollow fiber membrane 76a is opened in the passage inside the lower frame 71. At state, the upper and lower ends of the hollow fiber membrane 76a, respectively on frame 74, secured in a liquid tight manner to the lower frame 71 comprises a potting material 77 which supports.
中空糸膜シート76を構成する中空糸膜76aの本数は、中空糸膜シート76の1枚あたり500〜3000本が好ましい。中空糸膜76aの本数が500本未満では、中空糸膜の膜面積が低下し、単位容積あたりの透水量が低下する場合がある。中空糸膜76aの本数が3000本を超えると、膜ユニットの設置面積が大きくなりすぎる。 The number of hollow fiber membranes 76 a constituting the hollow fiber membrane sheet 76 is preferably 500 to 3000 per one hollow fiber membrane sheet 76. If the number of the hollow fiber membranes 76a is less than 500, the membrane area of the hollow fiber membranes may be reduced, and the water permeation amount per unit volume may be reduced. When the number of the hollow fiber membranes 76a exceeds 3000, the installation area of the membrane unit becomes too large.
中空糸膜76aは、弛みを有して水面に対して略鉛直方向に配列されることが好ましい。中空糸膜76aが水面に対して略鉛直方向に配列されることによって、中空糸膜76aの表面に固形分が堆積しにくくなり、また、散気管32からのエアによって中空糸膜76aの表面が効率よく洗浄される。また、中空糸膜76aが弛みを有することによって、散気管32からのエアによって中空糸膜76aが遥動し、中空糸膜76aの表面が効率よく洗浄される。 It is preferable that the hollow fiber membranes 76a have a slack and are arranged in a substantially vertical direction with respect to the water surface. By arranging the hollow fiber membranes 76a in a substantially vertical direction with respect to the water surface, it becomes difficult for solids to accumulate on the surface of the hollow fiber membranes 76a, and the air from the diffuser tube 32 causes the surface of the hollow fiber membranes 76a to be deposited. It is cleaned efficiently. Further, since the hollow fiber membrane 76a has slackness, the air from the air diffuser 32 causes the hollow fiber membrane 76a to swing, and the surface of the hollow fiber membrane 76a is efficiently cleaned.
集水ヘッダ80は、中空糸膜エレメント70の配列方向に沿って設けられる。集水ヘッダ80は、長手方向に沿って形成された複数の集水口80aと;一端が集水口80aに連結され、他端が中空糸膜エレメント70のL字継手75に連結される、下方に屈曲するL字継手81と;集水ヘッダ80の上面に設けられ、透過水流路55に接続される吸水口80bとを有する。 The water collection header 80 is provided along the arrangement direction of the hollow fiber membrane elements 70. The water collecting header 80 includes a plurality of water collecting ports 80a formed along the longitudinal direction; one end is connected to the water collecting port 80a, and the other end is connected to the L-shaped joint 75 of the hollow fiber membrane element 70. A bent L-shaped joint 81; and a water suction port 80b provided on the upper surface of the water collecting header 80 and connected to the permeate flow passage 55.
(逆浸透膜濾過装置)
排水処理システムは、図5に示すように、膜モジュール35を透過し、透過水流路55から排出された透過水を逆浸透膜によって濾過する逆浸透膜濾過装置40と;逆浸透膜濾過装置40を透過した精製水を排出する精製水流路57と;逆浸透膜濾過装置40を透過しなかった濃縮水を排出する濃縮水流路58とを更に具備していてもよい。
(Reverse osmosis membrane filtration device)
As shown in FIG. 5, the wastewater treatment system includes a reverse osmosis membrane filtration device 40 that permeates the membrane module 35 and filters the permeate discharged from the permeate flow passage 55 through a reverse osmosis membrane; A purified water channel 57 that discharges purified water that has permeated through the reverse osmosis membrane; and a concentrated water channel 58 that discharges concentrated water that has not permeated through the reverse osmosis membrane filtration device 40.
逆浸透膜濾過装置40は、1つ以上の逆浸透膜モジュールを具備するものである。
逆浸透膜モジュールは、逆浸透膜を透過した精製水と逆浸透膜を透過しない濃縮水とを分離できる形態であればよく、特に限定はされない。
The reverse osmosis membrane filtration device 40 includes one or more reverse osmosis membrane modules.
The reverse osmosis membrane module is not particularly limited as long as the purified water that has permeated through the reverse osmosis membrane and the concentrated water that does not permeate the reverse osmosis membrane can be separated.
逆浸透膜モジュールとしては、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回した円柱状の逆浸透膜エレメントを円筒状のケーシングに収納した、いわゆるスパイラル型逆浸透膜モジュール等が挙げられる。
逆浸透膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、セルロースアセテート等が挙げられ、芳香族ポリアミド又は架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミドが好ましい。
Examples of the reverse osmosis membrane module include a so-called spiral reverse osmosis membrane module in which a cylindrical reverse osmosis membrane element in which a reverse osmosis membrane is wound around a water collection pipe is housed in a cylindrical casing.
Examples of the material of the reverse osmosis membrane include polyamide, polysulfone, cellulose acetate, and the like, and polyamides including aromatic polyamides or crosslinked aromatic polyamides are preferable.
図6は、スパイラル型逆浸透膜モジュールの一例を示す斜視及び一部断面図である。スパイラル型逆浸透膜モジュール41は、逆浸透膜42の中央に、複数の集水孔43aが形成された集水管43を置いた状態で逆浸透膜42を二つ折りにし、逆浸透膜42の間に通液性支持繊維44を挟んだ状態で重なった逆浸透膜42の3辺を接着し、二重の逆浸透膜42に網目スペーサ45を重ねた状態で集水管43を中心に二重の逆浸透膜42を円柱状に巻いて逆浸透膜エレメント46とし、この逆浸透膜エレメント46を円筒状のケーシング47に収納したものである。 FIG. 6 is a perspective view and a partial cross-sectional view showing an example of a spiral type reverse osmosis membrane module. The spiral type reverse osmosis membrane module 41 folds the reverse osmosis membrane 42 in a state where a water collection pipe 43 having a plurality of water collection holes 43 a is placed at the center of the reverse osmosis membrane 42. 3 sides of the reverse osmosis membrane 42 overlapped with the liquid-permeable support fiber 44 sandwiched between them, and a double reverse osmosis membrane 42 with a mesh spacer 45 overlapped, and a double pipe centering on the water collecting pipe 43 A reverse osmosis membrane 42 is wound into a columnar shape to form a reverse osmosis membrane element 46, and the reverse osmosis membrane element 46 is accommodated in a cylindrical casing 47.
(制御部)
制御部は、次亜塩素酸塩水溶液の膜モジュール35への供給の終了から次の酸水溶液の膜モジュール35への供給の開始までの間隔を48時間以内に制御する、及び/又は、膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに酸水溶液の膜モジュール35への供給を開始するものである。
(Control part)
The control unit controls the interval from the end of the supply of the hypochlorite aqueous solution to the membrane module 35 to the start of the supply of the next aqueous acid solution to the membrane module 35 within 48 hours, and / or the membrane module When the transmembrane pressure difference 35 is 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure pressure after the start of operation, the supply of the acid aqueous solution to the membrane module 35 is started.
制御部は、処理部と、インターフェース部とを有して概略構成され、逆洗ポンプ37の運転開始・停止、薬液流路59の弁(図示略)の開閉等を制御するものである。
インターフェイス部は、逆洗ポンプ37、弁、圧力計(図示略)等と、処理部との間を電気的に接続するものである。
処理部は、処理部に入力された運転スケジュール、圧力計からの圧力信号に基づいて、逆洗ポンプ37の運転の開始・停止、弁の開閉等を制御するものである。
The control unit is schematically configured to include a processing unit and an interface unit, and controls operation start / stop of the backwash pump 37, opening / closing of a valve (not shown) of the chemical liquid channel 59, and the like.
The interface unit electrically connects the backwash pump 37, a valve, a pressure gauge (not shown), and the like to the processing unit.
The processing unit controls the start / stop of the operation of the backwash pump 37, the opening / closing of the valve, and the like based on the operation schedule input to the processing unit and the pressure signal from the pressure gauge.
なお、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、処理部はメモリ及び中央演算装置(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、制御部には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。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。
The processing unit may be realized by dedicated hardware, and the processing unit is configured by a memory and a central processing unit (CPU), and a program for realizing the function of the processing unit is stored in the memory. The function may be realized by loading and executing.
In addition, an input device, a display device, and the like may be connected to the control unit as peripheral devices. The input device refers to an input device such as a display touch panel, a switch panel, or a keyboard, and the display device refers to a CRT or a liquid crystal display device.
<α.第1の態様における排水処理方法の実施形態>
図2の排水処理システムを用いた排水処理方法は、下記のステップ(c)、(e)、(f)を有し、図5の排水処理システムを用いた排水処理方法は、下記のステップ(c)〜(f)を有する。
(c)膜分離活性汚泥処理装置30にて、原水槽(図示略)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップ。
(d)必要に応じて、逆浸透膜濾過装置40にて、膜モジュール35を透過した透過水を逆浸透膜によって濾過するステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップ。
<Α. Embodiment of Wastewater Treatment Method in First Aspect>
The wastewater treatment method using the wastewater treatment system of FIG. 2 has the following steps (c), (e), and (f), and the wastewater treatment method using the wastewater treatment system of FIG. c) to (f).
(C) Membrane separation activated solid sludge treatment apparatus 30 performs solid-liquid separation into sludge and permeate by membrane module 35 while biologically treating waste water from raw water tank (not shown) with aerobic microorganisms in activated sludge. Membrane separation step.
(D) A step of filtering the permeated water that has permeated through the membrane module 35 with a reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane filtration device 40 as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an acid aqueous solution.
(排水)
本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様において処理される排水は、CODCrが3000〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである。
CODCrが10000mg/Lを超えると、膜分離活性汚泥処理装置30における生物処理の負担が大きくなりすぎる。CODCrが低い場合、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様によって排水を処理する必要がなくなるため、CODCrは3000mg/L以上である。CODCrは4000〜8000mg/Lが好ましい。
(Drainage)
The wastewater treated in the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application has a COD Cr of 3000 to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by mass.
When COD Cr exceeds 10,000 mg / L, the burden of biological treatment in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 becomes too large. When COD Cr is low, there is no need to treat waste water according to the first aspect of the waste water treatment method of the second invention of the present application, so COD Cr is 3000 mg / L or more. COD Cr is preferably 4000 to 8000 mg / L.
重金属濃度が200質量ppmを超えると、排水の生物処理が阻害される可能性があり、さらに膜モジュールへの無機物の閉塞が頻発する場合がある。重金属濃度は1質量ppm〜100質量ppmが好ましい。
重金属としては、マンガン、コバルトが挙げられる。テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水には、通常、触媒として用いたマンガン及び/又はコバルトが含まれる。
When the heavy metal concentration exceeds 200 mass ppm, biological treatment of waste water may be hindered, and further, the clogging of inorganic substances into the membrane module may occur frequently. The heavy metal concentration is preferably 1 ppm by mass to 100 ppm by mass.
Examples of heavy metals include manganese and cobalt. The wastewater discharged in the terephthalic acid production process usually contains manganese and / or cobalt used as a catalyst.
本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様において処理される排水は、CODCr/BOD5が3〜10であることが好ましい。
CODCr/BOD5が上記範囲内であれば生物処理による分解が容易であり、容積負荷を通常通りの負荷としても目標の処理水質が得られる。CODCr/BOD5が10を超えると、生物処理による分解が難しいため、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様の対応により処理することは容易ではない。
The wastewater treated in the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application preferably has a COD Cr / BOD 5 of 3 to 10.
If COD Cr / BOD 5 is within the above range, decomposition by biological treatment is easy, and the target treated water quality can be obtained even when the volume load is a normal load. When COD Cr / BOD 5 exceeds 10, it is difficult to decompose by biological treatment, so that it is not easy to treat by the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application.
CODCr及び重金属濃度が上述した範囲を満たす排水としては、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水が挙げられ、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様は、この排水の処理に好適である。テレフタル酸製造プロセスは、後述するテレフタル酸の製造方法において詳細に説明する。 Examples of waste water that satisfies the above-mentioned ranges of COD Cr and heavy metal concentrations include waste water discharged in the terephthalic acid production process. Is preferred. The terephthalic acid production process will be described in detail in the method for producing terephthalic acid described later.
(ステップ(c))
原水槽(図示略)に貯留された排水を、排水流路50を経て膜分離活性汚泥処理装置30に供給する。
膜分離活性汚泥処理装置30に供給する排水については、あらかじめ粗大な浮遊物質、土砂等を除去したり、pHを調整したり、希釈したりしてもよい。
(Step (c))
The wastewater stored in the raw water tank (not shown) is supplied to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 via the drainage flow path 50.
About the waste_water | drain supplied to the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, a coarse suspended solid, earth and sand, etc. may be removed beforehand, pH may be adjusted, or it may dilute.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、ブロア33を作動させて散気管32からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって排水の生物処理を行う。この生物処理によって、排水中の芳香族化合物(芳香族カルボン酸等)等を脂肪族カルボン酸(酢酸等)等に分解し、更に脂肪族カルボン酸(酢酸等)等を二酸化炭素等に分解する。 In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the blower 33 is operated to introduce air from the air diffuser 32, and oxygen is given to the aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of waste water. By this biological treatment, aromatic compounds (aromatic carboxylic acids, etc.) in waste water are decomposed into aliphatic carboxylic acids (acetic acid, etc.), and aliphatic carboxylic acids (acetic acid, etc.) are further decomposed into carbon dioxide, etc. .
芳香族カルボン酸としては、テレフタル酸、p−トルイル酸、安息香酸、4−カルボキシベンズアルデヒド、これらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩)等が挙げられる。
好気性微生物は、酸素を用いて芳香族化合物等を分解できる細菌等である。このような細菌としては、アルカリゲネス属、ロドコッカス属等が挙げられる。
Examples of the aromatic carboxylic acid include terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, 4-carboxybenzaldehyde, and salts thereof (alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt).
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose | disassemble an aromatic compound etc. using oxygen. Examples of such bacteria include Alkaligenes and Rhodococcus.
膜分離活性汚泥処理装置30内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、3000〜15000mg/Lが好ましく、5000〜10000mg/Lがより好ましい。MLSSが3000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが15000mg/Lを超えると、汚泥の粘度上昇に伴い流動性が悪化し、膜面の洗浄効率が低下し、閉塞するおそれがある。 3000-15000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, 5000-10000 mg / L is more preferable. When MLSS is less than 3000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of waste water cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 15000 mg / L, fluidity is deteriorated as the viscosity of the sludge increases, and the cleaning efficiency of the membrane surface is lowered and may be clogged.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、CODCr容積負荷を1〜3〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が3〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される排水のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is preferably operated so as to maintain the COD Cr volumetric load at 1 to 3 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. When the COD Cr volumetric load exceeds 3 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of waste water cannot be sufficiently performed. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr of the waste water treated per hour.
また、膜分離活性汚泥処理装置30においては、吸引ポンプ36を作動させて膜モジュール35内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と透過水とに固液分離する。この際、散気管32からエアを膜モジュール35に導入することによって、中空糸膜76aの表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。 Further, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the mixed water is solid-liquid separated into sludge and permeated water by operating the suction pump 36 to reduce the pressure in the membrane module 35. At this time, by introducing air into the membrane module 35 from the diffuser tube 32, solid-liquid separation can be efficiently performed while cleaning the surface of the hollow fiber membrane 76a.
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路56を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、膜分離活性汚泥処理装置30に返送し、再び排水の生物処理に用いてもよい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 56. Further, since the surplus sludge contains aerobic microorganisms, a part of the surplus sludge may be returned to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 and used again for biological treatment of waste water.
透過水のCODCrは、少ないほど好ましく、具体的には80mg/L以下が好ましい。透過水のCODCrが80mg/L以下であれば、環境に与える影響が十分に小さくなる。 The smaller the COD Cr of the permeated water, the more preferable. Specifically, 80 mg / L or less is preferable. If the COD Cr of the permeated water is 80 mg / L or less, the influence on the environment is sufficiently small.
(ステップ(d))
膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水は、そのまま外部に放流してもよい。ただし、透過水は、テレフタル酸を製造する際に用いた触媒等に由来する金属イオン等を含むため、電気伝導率が高い。よって、膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を、透過水流路55を経て逆浸透膜濾過装置40に移送し、透過水中のイオンを逆浸透膜42によって取り除くことが好ましい。
(Step (d))
The permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 may be discharged to the outside as it is. However, the permeated water has high electrical conductivity because it contains metal ions derived from the catalyst used when producing terephthalic acid. Therefore, it is preferable that the permeated water from the membrane separation activated sludge treatment device 30 is transferred to the reverse osmosis membrane filtration device 40 through the permeate flow channel 55 and the ions in the permeated water are removed by the reverse osmosis membrane 42.
逆浸透膜濾過装置40のスパイラル型逆浸透膜モジュール41において、透過水は、円柱状の逆浸透膜エレメント46の一方の端面に形成される透過水入口41aに導入され、網目スペーサ45で形成される流路を流れる。この間に透過水の一部は、逆浸透膜42を透過して精製水となり、通液性支持繊維44で形成された流路を通って集水管43に導かれ、集水管43の端部の精製水出口41bから排出される。一方、逆浸透膜42を透過しなかった透過水は、濃縮水となって逆浸透膜エレメント46の他方の端面に形成される濃縮水出口41cから排出される。 In the spiral type reverse osmosis membrane module 41 of the reverse osmosis membrane filtration device 40, the permeated water is introduced into the permeated water inlet 41 a formed on one end face of the columnar reverse osmosis membrane element 46 and formed by the mesh spacer 45. Flow through the flow path. During this time, a part of the permeated water permeates through the reverse osmosis membrane 42 to become purified water, is led to the water collecting pipe 43 through the flow path formed by the liquid-permeable support fibers 44, and reaches the end of the water collecting pipe 43. It is discharged from the purified water outlet 41b. On the other hand, the permeated water that has not passed through the reverse osmosis membrane 42 becomes concentrated water and is discharged from the concentrated water outlet 41 c formed on the other end face of the reverse osmosis membrane element 46.
逆浸透膜濾過装置40を透過した精製水は、精製水流路57を経てテレフタル酸の製造設備等に移送され、冷却水等として再利用される。
逆浸透膜濾過装置40を透過しなかった濃縮水は、濃縮水流路58を経て外部に放流される。濃縮水は、塩素等で滅菌した後、放流してもよい。
The purified water that has passed through the reverse osmosis membrane filtration device 40 is transferred to a terephthalic acid production facility or the like through the purified water passage 57 and reused as cooling water or the like.
The concentrated water that has not permeated through the reverse osmosis membrane filtration device 40 is discharged to the outside through the concentrated water channel 58. The concentrated water may be discharged after sterilizing with chlorine or the like.
(ステップ(e)、(f))
排水に存在する有機物、無機物等が濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積されると、膜モジュール35の膜間差圧が大きくなる。膜モジュール35の膜間差圧がある程度大きくなると、固液分離の効率が低下する。そこで、ステップ(c)の途中でステップ(e)又はステップ(f)を行い、第1の薬液タンク90又は第2の薬液タンク92から薬液を膜モジュール35に供給して膜モジュール35を洗浄する。
(Steps (e) and (f))
When organic substances, inorganic substances, etc. present in the wastewater are adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane, the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 increases. When the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 increases to some extent, the efficiency of solid-liquid separation decreases. Therefore, step (e) or step (f) is performed in the middle of step (c), and a chemical solution is supplied from the first chemical solution tank 90 or the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35 to clean the membrane module 35. .
ステップ(e)を行うことによって、濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積されたりした有機物を、次亜塩素酸塩によって分解し、濾過膜から除去できる。
次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。
By performing step (e), organic substances adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane can be decomposed by hypochlorite and removed from the filtration membrane.
Examples of hypochlorite include sodium hypochlorite and calcium hypochlorite.
次亜塩素酸塩水溶液における次亜塩素酸塩の濃度は、洗浄効果の点から、300〜10000mg/Lが好ましく、1000〜5000mg/Lがより好ましい。
通液量は、洗浄効果及び濾過膜の保護の点から、0.5〜10L/濾過膜1m2が好ましく、1.0〜4.0L/濾過膜1m2がより好ましい。
通液時間は、洗浄効果及び時間効率の点から、10〜180分が好ましく、15〜120分がより好ましい。
洗浄効果の点から、通液後しばらく膜モジュール35を静置することがこのましい。静置時間は、120分以下が好ましく、30〜120分がより好ましい。尚、ステップ(e)(次亜塩素酸塩洗浄ステップ)の終了とは、該静置時間の終了時のことである。
The concentration of hypochlorite in the hypochlorite aqueous solution is preferably 300 to 10000 mg / L, more preferably 1000 to 5000 mg / L, from the viewpoint of the cleaning effect.
Passing liquid amount, in terms of protection of the cleaning effect and filtration membrane is preferably 0.5~10L / filtration membrane 1 m 2, and more preferably 1.0~4.0L / filtration membrane 1 m 2.
The passage time is preferably from 10 to 180 minutes, more preferably from 15 to 120 minutes, from the viewpoint of cleaning effect and time efficiency.
From the viewpoint of the cleaning effect, it is preferable that the membrane module 35 is allowed to stand for a while after the liquid is passed. The standing time is preferably 120 minutes or less, and more preferably 30 to 120 minutes. The end of step (e) (hypochlorite washing step) is the end of the standing time.
また、次亜塩素酸塩水溶液中には、界面活性剤が含まれることが好ましい。次亜塩素酸は親水性の高い化合物であり、そのままでは、膜に付着した親水性の低い炭化水素化合物や芳香族化合物等の油分又は難分解性の着色成分に浸透しにくく、膜の透水性能を低下させる付着物を除去しにくい。次亜塩素酸塩水溶液中に界面活性剤を共存させることによって、濾過使用膜への洗浄剤の浸透性が向上し、膜付着物の分解や乳化・分散が起こる。したがって、炭化水素化合物や芳香族化合物等の油分や着色成分を含む排水の処理に使用した濾過膜の汚れを容易に除去できる。 Moreover, it is preferable that surfactant is contained in hypochlorite aqueous solution. Hypochlorous acid is a highly hydrophilic compound, and as it is, it is difficult to permeate oils or low-degradability coloring components such as hydrocarbon compounds and aromatic compounds with low hydrophilicity attached to the membrane, and the water permeability of the membrane It is difficult to remove deposits that lower the temperature. By allowing the surfactant to coexist in the hypochlorite aqueous solution, the permeability of the cleaning agent to the membrane used for filtration is improved, and the membrane deposits are decomposed and emulsified / dispersed. Therefore, it is possible to easily remove the dirt of the filtration membrane used for the treatment of waste water containing oils and coloring components such as hydrocarbon compounds and aromatic compounds.
前記界面活性剤は、濾過膜の洗浄性により優れる点、コストメリットや取り扱い性が優れる点から、低発泡性のノニオン系界面活性剤がより好ましい。また、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤の1種以上を混合してもよい。 The surfactant is more preferably a low-foaming nonionic surfactant from the viewpoints of better cleaning performance of the filter membrane, cost merit, and handleability. Moreover, you may mix 1 or more types of anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイド等が挙げられる。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene polystyryl phenyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ether, polyvalent Alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid partial ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, polyoxyethylenated castor oil, fatty acid diethanolamide, polyoxyethylene alkylamine, triethanolamine fatty acid partial ester, Examples include trialkylamine oxide.
アニオン系界面活性剤としては、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルカルボン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、α−オレフィンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸、α−スルホン化脂肪酸、N−メチル−N−オレイルタウリン、石油スルホン酸、アルキル硫酸、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸、アルキルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、これらの塩等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfonic acid, alkyl benzene sulfonic acid, alkyl carboxylic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, α-olefin sulfonic acid, dialkyl sulfosuccinic acid, α-sulfonated fatty acid, N-methyl-N-oleyl taurine, Petroleum sulfonic acid, alkyl sulfuric acid, sulfated oil and fat, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfuric acid, alkyl phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl ether phosphoric acid, polyoxyethylene alkyl phenyl ether phosphoric acid, naphthalene sulfone Examples include acid formaldehyde condensates and salts thereof.
カチオン系界面活性剤としては、第一〜第三脂肪アミン、四級アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、トリアルキルベンジルアンモニウムアルキルピリジニウム、2−アルキル−1−アルキル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム、N,N−ジアルキルモルホリニウム、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミドの尿素縮合物の第四級アンモニウムおよびこれらの塩等が挙げられる。 Cationic surfactants include primary to tertiary fatty amines, quaternary ammonium, tetraalkylammonium, trialkylbenzylammonium alkylpyridinium, 2-alkyl-1-alkyl-1-hydroxyethylimidazolinium, N, N -Dialkylmorpholinium, polyethylene polyamine fatty acid amide, urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, quaternary ammonium of urea condensate of polyethylene polyamine fatty acid amide, and salts thereof.
両性界面活性剤としては、ベタイン類(N,N−ジメチル−N−アルキル−N−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、N,N,N−トリアルキル−N−スルホアルキレンアンモニウムベタイン、N,N−ジアルキル−N,N−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルベタイン、2−アルキル−1−カルボキシメチル−1−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等)、アミノカルボン酸類(N,N−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩等)等が挙げられる。 Amphoteric surfactants include betaines (N, N-dimethyl-N-alkyl-N-carboxymethylammonium betaine, N, N, N-trialkyl-N-sulfoalkyleneammonium betaine, N, N-dialkyl-N N-bispolyoxyethylene ammonium sulfate betaine, 2-alkyl-1-carboxymethyl-1-hydroxyethylimidazolinium betaine, etc.), aminocarboxylic acids (N, N-dialkylaminoalkylene carboxylate, etc.), etc. Can be mentioned.
前記次亜塩素酸塩水溶液中における界面活性剤の濃度は0.05〜3.0質量%であることが好ましく、0.3〜1.5質量%であることがより好ましい。界面活性剤濃度が前記下限値以上であれば、充分に濾過膜を洗浄できる。しかし、前記上限値を超えても、洗浄性向上の効果は頭打ちになるため、コストが高くなるばかりである。
また、塩素酸又はその塩の遊離塩素濃度を1とした際の界面活性剤の割合は、より高い洗浄性が得られることから、0.3〜1.5であることが好ましい。
The concentration of the surfactant in the aqueous hypochlorite solution is preferably 0.05 to 3.0% by mass, and more preferably 0.3 to 1.5% by mass. If the surfactant concentration is not less than the lower limit, the filtration membrane can be sufficiently washed. However, even if the upper limit is exceeded, the effect of improving the cleaning performance reaches its peak, and the cost only increases.
Further, the ratio of the surfactant when the free chlorine concentration of chloric acid or a salt thereof is set to 1 is preferably 0.3 to 1.5 because higher detergency can be obtained.
ステップ(f)を行うことによって、濾過膜の細孔に吸着されたり、濾過膜の表面に堆積されたりした無機物を、酸水溶液によって可溶化させ、濾過膜から除去することができる。
使用可能な酸水溶液としては、有機酸水溶液、無機酸が挙げられ、活性汚泥への影響が少ない点から、有機酸水溶液が好ましい。
有機酸水溶液としては、クエン酸水溶液、シュウ酸水溶液等が挙げられ、クエン酸水溶液が好ましい。
無機酸としては、塩酸、硫酸等が挙げられる。
By performing step (f), the inorganic substance adsorbed on the pores of the filtration membrane or deposited on the surface of the filtration membrane can be solubilized with an aqueous acid solution and removed from the filtration membrane.
Usable acid aqueous solutions include organic acid aqueous solutions and inorganic acids, and organic acid aqueous solutions are preferred because they have little influence on activated sludge.
Examples of the organic acid aqueous solution include a citric acid aqueous solution and an oxalic acid aqueous solution, and a citric acid aqueous solution is preferable.
Examples of inorganic acids include hydrochloric acid and sulfuric acid.
酸水溶液における酸の濃度は、洗浄効果の点から、0.5〜5質量%が好ましく、1〜3質量%がより好ましい。
通液量は、洗浄効果及び濾過膜の保護の点から、0.5〜10L/濾過膜1m2が好ましく、1〜4L/濾過膜1m2がより好ましい。
通液時間は、洗浄効果及び時間効率の点から、10〜180分が好ましく、15〜120分がより好ましい。
洗浄効果の点から、通液後しばらく膜モジュール35を静置することがこのましい。静置時間は、180分以下が好ましく、30〜120分がより好ましい。尚、ステップ(f)(酸洗浄ステップ)の終了とは、該静置時間の終了時のことである。
The concentration of the acid in the acid aqueous solution is preferably 0.5 to 5% by mass and more preferably 1 to 3% by mass from the viewpoint of the cleaning effect.
Passing liquid amount, in terms of protection of the cleaning effect and filtration membrane is preferably 0.5~10L / filtration membrane 1 m 2, and more preferably 1~4L / filtration membrane 1 m 2.
The passage time is preferably from 10 to 180 minutes, more preferably from 15 to 120 minutes, from the viewpoint of cleaning effect and time efficiency.
From the viewpoint of the cleaning effect, it is preferable that the membrane module 35 is allowed to stand for a while after the liquid is passed. The standing time is preferably 180 minutes or less, and more preferably 30 to 120 minutes. The end of step (f) (acid cleaning step) means the end of the standing time.
本願の第2の発明の排水処理方法の第1の形態においては、洗浄ステップとして、まず、ステップ(e)を行い、次いで特定時間内に、ステップ(f)を行う。この順にて各ステップを行うことによって、ステップ(e)により発生し、膜モジュール35を閉塞している無機物をステップ(f)により除去することが可能となる。 In the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application, as the cleaning step, step (e) is first performed, and then step (f) is performed within a specific time. By performing each step in this order, it is possible to remove the inorganic material generated by step (e) and closing the membrane module 35 by step (f).
本願の第2の発明の排水処理方法の第1の形態においては、下記の条件(1)及び/又は条件(2)を満足するように、ステップ(e)の後にステップ(f)を行う。
(1)ステップ(e)の終了からステップ(f)の開始までの間隔が、48時間以内である。
(2)膜モジュール35の膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときにステップ(f)を開始する。
In the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application, step (f) is performed after step (e) so as to satisfy the following condition (1) and / or condition (2).
(1) The interval from the end of step (e) to the start of step (f) is within 48 hours.
(2) Step (f) is started when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane differential pressure after the start of operation.
条件(1):
ステップ(e)の終了から次のステップ(f)の開始までの間隔が、48時間以内であれば、ステップ(e)によって発生した無機物による膜モジュール35の閉塞が進行する前に洗浄を行うことができる。ステップ(e)の終了から次のステップ(f)の開始までの間隔は好ましくは48時間以内、より好ましくは24時間以内である。
Condition (1):
If the interval from the end of step (e) to the start of the next step (f) is within 48 hours, washing is performed before the membrane module 35 is blocked by the inorganic material generated in step (e). Can do. The interval from the end of step (e) to the start of the next step (f) is preferably within 48 hours, more preferably within 24 hours.
条件(2):
膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+3kPa以上のときにステップ(f)を開始すれば、膜分離ステップの中断の頻度を少なくすることができ、排水処理効率が向上する。膜モジュール35の膜間差圧が運転開始後の膜間差圧+30kPa以下のときにステップ(f)を開始すれば、ステップ(c)(膜分離ステップ)を安定的に長期間行うことができる。
ステップ(f)を開始するタイミングは、膜モジュール35の膜間差圧+10kPa〜20kPaの範囲内にあるときが好ましい。
Condition (2):
If the step (f) is started when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 is equal to or higher than the transmembrane pressure difference after starting operation + 3 kPa, the frequency of interruption of the membrane separation step can be reduced and the wastewater treatment efficiency is improved. To do. If step (f) is started when the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 is not more than the transmembrane differential pressure after starting operation + 30 kPa, step (c) (membrane separation step) can be performed stably for a long period of time. .
The timing when the step (f) is started is preferably in the range of the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 +10 kPa to 20 kPa.
本願の第2の発明の排水処理方法の第1の形態においては、ステップ(e)と次のステップ(e)との間にステップ(f)を複数回行うことが洗浄効果が大きい点から好ましい。 In the 1st form of the waste water treatment method of the 2nd invention of this application, it is preferred from a point with a big cleaning effect to perform Step (f) in multiple times between Step (e) and the following Step (e). .
(作用効果)
以上説明した本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様にあっては、膜モジュール35による固液分離処理を行うため、従来の沈殿槽が不要となる。その結果、CODCrが高い排水を処理する場合であっても、設備(システム)を従来に比べ小型化できる。
また、膜分離活性汚泥処理装置30を導入することによって、生物処理が1段のみであるにも関わらず、生物処理が2段である従来と同等若しくはそれ以上の処理水質が得られる。
また、設備(システム)がコンパクトになり、イニシャルの建設コストが安くなる。
また、沈殿槽が不要となり、維持管理が容易である。
また、従来では最終段階に必要とされた凝集沈殿槽がなくても、SSを十分に除去できる。
また、膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を逆浸透膜に直接通すことができる。
従来の場合、透過水を逆浸透膜に通すためには、別途砂濾過等が必要となる。
(Function and effect)
In the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application described above, since a solid-liquid separation process by the membrane module 35 is performed, a conventional sedimentation tank is not necessary. As a result, the facility (system) can be reduced in size compared to the prior art even when wastewater with high COD Cr is treated.
In addition, by introducing the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, a treated water quality equivalent to or higher than that of the conventional one in which the biological treatment is in two stages can be obtained although the biological treatment is in only one stage.
In addition, the equipment (system) becomes compact, and the initial construction cost is reduced.
In addition, no settling tank is required, and maintenance is easy.
In addition, SS can be sufficiently removed even without a coagulation sedimentation tank conventionally required for the final stage.
Moreover, the permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 can be directly passed through the reverse osmosis membrane.
In the conventional case, in order to pass the permeated water through the reverse osmosis membrane, sand filtration or the like is separately required.
また、以上説明した本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様にあっては、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップが、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、及び/又は膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く、且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。
尚、次亜塩素酸塩洗浄ステップと酸洗浄ステップとの間に膜分離ステップを行ってもよい。
In the first aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application described above, the membrane module has a washing step for washing the membrane module, and the washing step is performed with a hypochlorite aqueous solution. A hypochlorite washing step for washing the membrane module and an acid washing step for washing the membrane module with an aqueous acid solution in this order, and from the end of the hypochlorite washing step to the start of the next acid washing step. The acid washing step is started when the interval is within 48 hours and / or when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low during the biological treatment of the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals and performing the membrane separation treatment.
A membrane separation step may be performed between the hypochlorite cleaning step and the acid cleaning step.
(他の実施形態)
なお、本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様は、図示例の排水処理システム及びこれを用いる排水処理方法に限定はされない。
例えば、膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を冷却水等として再利用しない場合は、逆浸透膜濾過装置40を省略しても構わない。
(Other embodiments)
In addition, the 1st aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application is not limited to the waste water treatment system of the example of illustration, and the waste water treatment method using this.
For example, if the permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is not reused as cooling water or the like, the reverse osmosis membrane filtration apparatus 40 may be omitted.
また、膜分離活性汚泥処理装置は、図示例のように、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを1つの槽で行う一体型であってもよく、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを別々の槽で行う槽別置型であってもよい。 Further, as shown in the illustrated example, the membrane separation activated sludge treatment apparatus may be an integrated type in which biological treatment by aerobic microorganisms in activated sludge and solid-liquid separation treatment by a membrane module are performed in one tank. A separate tank type may be used in which biological treatment with aerobic microorganisms in sludge and solid-liquid separation treatment with a membrane module are performed in separate tanks.
図7は、膜分離活性汚泥処理装置を槽別置型とした本願の第2の発明の排水処理方法の第1の態様における排水処理システムの他の実施形態を示す概略構成図である。
槽別置型の膜分離活性汚泥処理装置30は、活性汚泥槽(第1の曝気槽)38と;膜分離槽39と;活性汚泥槽(第1の曝気槽)38及び膜分離槽39内の底部近傍にそれぞれ配置された2つの散気管32と;各散気管32にエアを供給するブロア33と;各散気管32とブロア33とを接続するエア導入管34と;膜分離槽39内且つ散気管32の上方に配置された膜モジュール35と;透過水流路55の途中に設けられ、膜モジュール35内を減圧にすることによって汚泥と透過水との固液分離を行い、且つ透過水を逆浸透膜濾過装置40へと送り出す吸引ポンプ36と;薬液流路59の途中に設けられ、逆洗用の薬液等を膜モジュール35に送り出す逆洗ポンプ37と;活性汚泥槽(第1の曝気槽)38で生物処理された混合水を膜分離槽39に移送する混合水流路と;膜分離槽39からの余剰汚泥の一部を活性汚泥槽(第1の曝気槽)38に返送する返送汚泥流路とを具備する。
FIG. 7: is a schematic block diagram which shows other embodiment of the waste water treatment system in the 1st aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application which used the membrane separation activated sludge processing apparatus as the tank separate type.
The tank-separated membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 includes an activated sludge tank (first aeration tank) 38; a membrane separation tank 39; an activated sludge tank (first aeration tank) 38 and a membrane separation tank 39. Two air diffusers 32 respectively disposed near the bottom; a blower 33 for supplying air to each air diffuser 32; an air introduction tube 34 for connecting each air diffuser 32 and the blower 33; A membrane module 35 disposed above the diffuser pipe 32; provided in the middle of the permeate flow channel 55, and by reducing the pressure inside the membrane module 35, the sludge and the permeate are separated from each other, and the permeate is separated. A suction pump 36 that is sent to the reverse osmosis membrane filtration device 40; a backwash pump 37 that is provided in the middle of the chemical liquid channel 59 and sends a chemical solution for backwashing to the membrane module 35; and an activated sludge tank (first aeration tank). Tank) Biologically treated mixed water in 38 A mixed water channel for transporting the vessel 39; comprising a membrane activated sludge tank a portion of the excess sludge from the separation tank 39 the return sludge flow path to return to the (first aeration tank) 38.
<β.第2の態様における排水処理システムの実施形態>
図8は、本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様に係る排水処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。排水処理システムは、原水槽(図示略)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理する曝気槽10と;曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を汚泥と上澄み液とに固液分離する沈殿槽20と;沈殿槽20からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離活性汚泥処理装置30と;膜モジュール35を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク90と;膜モジュール35を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク92と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの膜モジュール35への薬液の供給を制御する制御部(図示略)と;原水槽からの排水を曝気槽10に供給する排水流路50と;曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を沈殿槽20に移送する曝気槽混合水流路51と;沈殿槽20からの上澄み液を膜分離活性汚泥処理装置30に移送する上澄み液流路52と;沈殿槽20からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路53と;沈殿槽20からの余剰汚泥の一部を曝気槽10に返送する返送汚泥流路54と;膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を排出する透過水流路55と;膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路56と;第1の薬液タンク90及び第2の薬液タンク92からの薬液を膜モジュール35に供給する薬液流路59とを具備する。
<Β. Embodiment of Wastewater Treatment System in Second Aspect>
FIG. 8: is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the waste water treatment system which concerns on the 2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application. The waste water treatment system includes an aeration tank 10 for biologically treating waste water from a raw water tank (not shown) with aerobic microorganisms in activated sludge; aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank 10 A sedimentation tank 20 for solid-liquid separation; biological treatment of the supernatant from the sedimentation tank 20 by aerobic microorganisms in the activated sludge, and simultaneous membrane separation activated sludge treatment for solid-liquid separation into sludge and permeated water by the membrane module 35 A first chemical solution tank 90 for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the membrane module 35; a second chemical solution tank 92 for storing an acid aqueous solution for cleaning the membrane module 35; A control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the tank 90 and the second chemical solution tank 92 to the membrane module 35; a drainage flow path 50 for supplying wastewater from the raw water tank to the aeration tank 10; An aeration tank mixed water flow path 51 for transferring the aeration tank mixed water biologically treated in the tank 10 to the precipitation tank 20; A surplus sludge flow path 53 for discharging surplus sludge from the settling tank 20; a return sludge flow path 54 for returning a part of the surplus sludge from the settling tank 20 to the aeration tank 10; and a membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 Permeate flow path 55 for discharging permeated water from the wastewater; surplus sludge flow path 56 for discharging surplus sludge from the membrane-separated activated sludge treatment device 30; chemical liquid from the first chemical liquid tank 90 and the second chemical liquid tank 92 And a chemical flow path 59 for supplying the membrane module 35 to
(曝気槽)
曝気槽10は、槽本体11と;槽本体11内の底部近傍に配置された散気管12と;散気管12にエアを供給するブロア13と;散気管12とブロア13とを接続するエア導入管14とを具備する。
(Aeration tank)
The aeration tank 10 includes: a tank body 11; a diffuser pipe 12 disposed in the vicinity of the bottom of the tank body 11; a blower 13 for supplying air to the diffuser pipe 12; and an air introduction for connecting the diffuser pipe 12 and the blower 13 Tube 14.
(沈殿槽)
沈殿槽20は、曝気槽10から移送された曝気槽混合水を、重力沈降によって汚泥と上澄み液とに固液分離できるものであればよく、特に限定はされない。沈殿槽20は、一般的な沈殿池であってもよい。
(Settling tank)
The sedimentation tank 20 is not particularly limited as long as it can separate the aeration tank mixed water transferred from the aeration tank 10 into sludge and supernatant liquid by gravity sedimentation. The settling tank 20 may be a general settling tank.
(膜分離活性汚泥処理装置)
膜分離活性汚泥処理装置30は、第1の態様における膜分離活性汚泥処理装置30と同じ構成のものであり、説明を省略する。
(Membrane separation activated sludge treatment equipment)
The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 has the same configuration as the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 in the first aspect, and a description thereof is omitted.
(逆浸透膜濾過装置)
排水処理システムは、図9に示すように、膜モジュール35を透過し、透過水流路55から排出された透過水を逆浸透膜によって濾過する逆浸透膜濾過装置40と;逆浸透膜濾過装置40を透過した精製水を排出する精製水流路57と;逆浸透膜濾過装置40を透過しなかった濃縮水を排出する濃縮水流路58とを更に具備していてもよい。
(Reverse osmosis membrane filtration device)
As shown in FIG. 9, the waste water treatment system includes a reverse osmosis membrane filtration device 40 that permeates the membrane module 35 and filters the permeate discharged from the permeate flow channel 55 through a reverse osmosis membrane; A purified water channel 57 that discharges purified water that has permeated through the reverse osmosis membrane; and a concentrated water channel 58 that discharges concentrated water that has not permeated through the reverse osmosis membrane filtration device 40.
逆浸透膜濾過装置40は、第1の態様における逆浸透膜濾過装置40と同じ構成のものであり、説明を省略する。 The reverse osmosis membrane filtration device 40 has the same configuration as the reverse osmosis membrane filtration device 40 in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
(制御部)
制御部は、第1の態様における制御部と同じ構成のものであり、説明を省略する。
(Control part)
The control unit has the same configuration as the control unit in the first aspect, and a description thereof is omitted.
<β.第2の態様における排水処理方法の実施形態>
図8の排水処理システムを用いた排水処理方法は、下記のステップ(a)〜(c)、(e)、(f)を有し、図9の排水処理システムを用いた排水処理方法は、下記のステップ(a)〜(f)を有する。
(a)曝気槽10にて、原水槽(図示略)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ(1段階目の生物処理)。
(b)沈殿槽20にて、曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を固液分離するステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置30にて、沈殿槽20からの上澄み液を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理(2段階目の生物処理)を行いながら、膜モジュール35によって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップ。
(d)必要に応じて逆浸透膜濾過装置40にて、膜モジュール35を透過した透過水を逆浸透膜によって濾過するステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップ。
<Β. Embodiment of Wastewater Treatment Method in Second Aspect>
The wastewater treatment method using the wastewater treatment system of FIG. 8 has the following steps (a) to (c), (e), and (f), and the wastewater treatment method using the wastewater treatment system of FIG. The following steps (a) to (f) are included.
(A) In the aeration tank 10, a step of biologically treating the waste water from the raw water tank (not shown) with aerobic microorganisms in the activated sludge (first-stage biological treatment).
(B) A step of solid-liquid separation of the aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank 10 in the precipitation tank 20.
(C) In the membrane-separated activated sludge treatment apparatus 30, while the supernatant liquid from the sedimentation tank 20 is biologically treated by aerobic microorganisms in the activated sludge (second-stage biological treatment), the membrane module 35 permeates the sludge. A membrane separation step for solid-liquid separation with water.
(D) A step of filtering the permeated water that has permeated through the membrane module 35 with a reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane filtration device 40 as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an acid aqueous solution.
(排水)
本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様において処理される排水は、CODCrが3000〜10000mg/Lであり、且つ重金属濃度が0.1質量ppm〜200質量ppmである。
CODCrが10000mg/Lを超えると、曝気槽10や膜分離活性汚泥処理装置30における生物処理の負担が大きくなりすぎる。CODCrが低い場合、本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様によって排水を処理する必要がなくなるため、CODCrは3000mg/L以上である。CODCrは4000〜8000mg/Lが好ましい。
(Drainage)
The wastewater treated in the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application has a COD Cr of 3000 to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by mass.
When COD Cr exceeds 10,000 mg / L, the burden of biological treatment in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 becomes too large. When COD Cr is low, there is no need to treat waste water according to the second aspect of the waste water treatment method of the second invention of the present application, so COD Cr is 3000 mg / L or more. COD Cr is preferably 4000 to 8000 mg / L.
重金属濃度が200質量ppmを超えると、排水の生物処理が阻害される可能性があり、さらに膜モジュールへの無機物の閉塞が頻発する場合がある。重金属濃度は1質量ppm〜100質量ppmが好ましい。
重金属としては、マンガン、コバルトが挙げられる。テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水には、通常、触媒として用いたマンガン及び/又はコバルトが含まれる。
When the heavy metal concentration exceeds 200 mass ppm, biological treatment of waste water may be hindered, and further, the clogging of inorganic substances into the membrane module may occur frequently. The heavy metal concentration is preferably 1 ppm by mass to 100 ppm by mass.
Examples of heavy metals include manganese and cobalt. The wastewater discharged in the terephthalic acid production process usually contains manganese and / or cobalt used as a catalyst.
本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様において処理される排水は、CODCr/BOD5が3〜10であることが好ましい。
CODCr/BOD5が上記範囲内であれば生物処理による分解が容易であり、1段階のみでも分解可能であり、2段階で処理する場合、2段階目の容積負荷を通常通りの負荷としても目標の処理水質が得られる。CODCr/BOD5が10を超えると、生物処理による分解が難しいため、本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様により処理することは容易ではない。
The wastewater treated in the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application preferably has a COD Cr / BOD 5 of 3 to 10.
If COD Cr / BOD 5 is within the above range, it can be easily decomposed by biological treatment, and can be decomposed only in one stage. The target treated water quality is obtained. If COD Cr / BOD 5 exceeds 10, it is difficult to decompose by biological treatment, so that it is not easy to treat by the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application.
CODCr及び重金属濃度が上述した範囲を満たす排水としては、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水が挙げられ、本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様に係る排水処理システム及び排水処理方法は、この排水の処理に好適である。テレフタル酸製造プロセスは、後述するテレフタル酸の製造方法において詳細に説明する。 Examples of the wastewater that satisfies the above-mentioned ranges of COD Cr and heavy metal concentrations include wastewater discharged in the terephthalic acid production process, and the wastewater treatment system and wastewater according to the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application. The treatment method is suitable for the treatment of this waste water. The terephthalic acid production process will be described in detail in the method for producing terephthalic acid described later.
(ステップ(a))
テレフタル酸等の芳香族カルボン酸を製造する際に排出され、原水槽(図示略)に貯留された排水を、排水流路50を経て曝気槽10に供給する。
曝気槽10に供給する排水については、あらかじめ粗大な浮遊物質、土砂等を除去したり、pHを調整したり、希釈したりしてもよい。
(Step (a))
Drainage discharged when producing aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid and stored in the raw water tank (not shown) is supplied to the aeration tank 10 via the drainage channel 50.
About the waste_water | drain supplied to the aeration tank 10, a coarse suspended solid, earth and sand, etc. may be removed previously, pH may be adjusted, or it may dilute.
曝気槽10においては、ブロア13を作動させて散気管12からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって排水の生物処理を行う。この生物処理によって、排水中の芳香族化合物(芳香族カルボン酸等)等を脂肪族カルボン酸(酢酸等)等に分解する。 In the aeration tank 10, the blower 13 is operated to introduce air from the air diffuser 12, and oxygen is given to aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of the waste water. By this biological treatment, aromatic compounds (such as aromatic carboxylic acids) in the wastewater are decomposed into aliphatic carboxylic acids (such as acetic acid).
芳香族カルボン酸としては、テレフタル酸、p−トルイル酸、安息香酸、4−カルボキシベンズアルデヒド、これらの塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩)等が挙げられる。
好気性微生物は、酸素を用いて芳香族化合物等を分解できる細菌等である。このような細菌としては、アルカリゲネス属、ロドコッカス属等が挙げられる。
Examples of the aromatic carboxylic acid include terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, 4-carboxybenzaldehyde, and salts thereof (alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt).
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose | disassemble an aromatic compound etc. using oxygen. Examples of such bacteria include Alkaligenes and Rhodococcus.
曝気槽10内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、1000〜10000mg/Lが好ましく、2000〜8000mg/Lがより好ましい。MLSSが1000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが10000mg/Lを超えると、汚泥が水面に浮上し、汚泥が流出するおそれがある。 1000-10000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the aeration tank 10, 2000-8000 mg / L is more preferable. When MLSS is less than 1000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of waste water cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 10,000 mg / L, there is a risk that the sludge floats on the water surface and the sludge flows out.
曝気槽10においては、CODCr容積負荷を1〜3〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が3〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、排水の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される排水中のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The aeration tank 10 is preferably operated so as to keep the COD Cr volumetric load at 1 to 3 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. When the COD Cr volumetric load exceeds 3 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of waste water cannot be sufficiently performed. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr in the waste water being processed per hour.
(ステップ(b))
曝気槽10にて生物処理された曝気槽混合水を、曝気槽混合水流路51を経て沈殿槽20に移送する。
沈殿槽20においては、曝気槽混合水を、重力沈降によって汚泥と上澄み液とに固液分離する。
(Step (b))
The aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank 10 is transferred to the precipitation tank 20 through the aeration tank mixed water flow path 51.
In the settling tank 20, the aeration tank mixed water is solid-liquid separated into sludge and supernatant liquid by gravity settling.
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路53を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、返送汚泥流路54を経て曝気槽10に返送し、再び排水の生物処理に用いる。なお、曝気槽10の好気性微生物の種類は、膜分離活性汚泥処理装置30の好気性微生物の種類と異なるため、曝気槽10からの余剰汚泥は、膜分離活性汚泥処理装置30に返送しないことが好ましい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 53. Further, since the surplus sludge contains aerobic microorganisms, a part of the surplus sludge is returned to the aeration tank 10 via the return sludge flow path 54 and used again for biological treatment of waste water. In addition, since the kind of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 is different from the kind of aerobic microorganisms in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, excess sludge from the aeration tank 10 should not be returned to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Is preferred.
上澄み液のCODCrは、200mg/L以上が好ましい。上澄み液のCODCrを200mg/L未満にしようとすると、曝気槽10における生物処理の負担が大きくなりすぎる。また、膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物がエネルギー源とする有機物が不足し、生物処理が不十分となるおそれがある。 The COD Cr in the supernatant is preferably 200 mg / L or more. If it is attempted to reduce the COD Cr of the supernatant liquid to less than 200 mg / L, the burden of biological treatment in the aeration tank 10 becomes too large. In addition, there is a risk that the biological treatment becomes insufficient due to a shortage of organic matter that is used as an energy source by the aerobic microorganisms in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30.
沈殿槽20において好気性微生物を含む汚泥を分離した後、上澄み液のみを膜分離活性汚泥処理装置30に移送することによって、曝気槽10における好気性微生物の種類と、膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類とが異なるものとなる。すなわち、曝気槽10における有機物の種類(芳香族化合物等)と、膜分離活性汚泥処理装置30における有機物の種類(脂肪族カルボン酸等)とが異なるため、自然に、曝気槽10と膜分離活性汚泥処理装置30のそれぞれにおいて、異なる有機物を好物とする異なる好気性微生物が増殖することとなる。
なお、沈殿槽20を省略し、曝気槽10へ膜モジュールを設置し、濾過膜による固液分離を行ってもよい。
After separating the sludge containing aerobic microorganisms in the sedimentation tank 20, the type of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 are transferred by transferring only the supernatant liquid to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. The type of aerobic microorganisms in this is different. That is, since the kind of organic matter (aromatic compound or the like) in the aeration tank 10 is different from the kind of organic matter (aliphatic carboxylic acid or the like) in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the aeration tank 10 and the membrane separation activity naturally occur. In each of the sludge treatment apparatuses 30, different aerobic microorganisms that prefer different organic substances will grow.
Note that the precipitation tank 20 may be omitted, a membrane module may be installed in the aeration tank 10, and solid-liquid separation using a filtration membrane may be performed.
もし、沈殿槽20を介さずに、曝気槽10の曝気槽混合水を膜分離活性汚泥処理装置30に移送した場合、膜分離活性汚泥処理装置30において、曝気槽10と異なる好気性微生物が増殖しにくくなくなるため、曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類がほぼ同じになる。そのため、膜分離活性汚泥処理装置30において、脂肪族カルボン酸等を好物とする異なる好気性微生物が増殖しにくくなり、膜分離活性汚泥処理装置30における脂肪族カルボン酸等の生物処理が不十分となる。 If the aeration tank mixed water of the aeration tank 10 is transferred to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 without passing through the settling tank 20, aerobic microorganisms different from the aeration tank 10 grow in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Therefore, the types of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 are almost the same. Therefore, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, different aerobic microorganisms that favor aliphatic carboxylic acids and the like are difficult to grow, and biological treatment such as aliphatic carboxylic acids in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is insufficient. Become.
(ステップ(c))
沈殿槽20の上澄み液を、上澄み液流路52を経て膜分離活性汚泥処理装置30に移送する。
沈殿槽20からの上澄み液には、混合後のCODCr、BOD5が上述する排水の範囲を超えない程度であれば、他の液(CODCrの高い他の排水等)を混合してもよい。
(Step (c))
The supernatant liquid of the sedimentation tank 20 is transferred to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 via the supernatant liquid flow path 52.
The supernatant liquid from the sedimentation tank 20 may be mixed with other liquids (such as other wastewater with high COD Cr ) as long as the mixed COD Cr and BOD 5 do not exceed the above-described drainage range. Good.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、ブロア33を作動させて散気管32からエアを導入し、活性汚泥中の好気性微生物に酸素を与えることによって上澄み液の生物処理を行う。この生物処理によって、排水中の脂肪族カルボン酸(酢酸等)等を二酸化炭素等に分解する。
好気性微生物は、酸素を用いて脂肪族カルボン酸等を分解できる細菌等である。
In the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the blower 33 is operated to introduce air from the air diffusion pipe 32, and oxygen is given to aerobic microorganisms in the activated sludge to perform biological treatment of the supernatant liquid. By this biological treatment, the aliphatic carboxylic acid (such as acetic acid) in the wastewater is decomposed into carbon dioxide.
Aerobic microorganisms are bacteria etc. which can decompose aliphatic carboxylic acid etc. using oxygen.
膜分離活性汚泥処理装置30内のMLSS(混合水中浮遊物質)は、3000〜15000mg/Lが好ましく、5000〜10000mg/Lがより好ましい。MLSSが3000mg/L未満では、好気性微生物が不足し、上澄み液の生物処理を十分に行えないおそれがある。MLSSが15000mg/Lを超えると、汚泥の粘度上昇に伴い流動性が悪化し、膜面の洗浄効率が低下し、閉塞するおそれがある。 3000-15000 mg / L is preferable and, as for MLSS (mixed water floating substance) in the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, 5000-10000 mg / L is more preferable. When MLSS is less than 3000 mg / L, there is a possibility that aerobic microorganisms are insufficient and biological treatment of the supernatant liquid cannot be performed sufficiently. When MLSS exceeds 15000 mg / L, fluidity is deteriorated as the viscosity of the sludge increases, and the cleaning efficiency of the membrane surface is lowered and may be clogged.
膜分離活性汚泥処理装置30においては、CODCr容積負荷を0.1〜0.5〔CODCr−kg/m3/日〕に保つように運転を行うことが好ましい。CODCr容積負荷が0.1〔CODCr−kg/m3/日〕未満では、処理時間が長くなるおそれがある。CODCr容積負荷が0.5〔CODCr−kg/m3/日〕を超えると、上澄み液の生物処理を十分に行えないおそれがある。CODCr容積負荷は、時間あたりに処理される上澄み液のCODCrに応じて、水理学的滞留時間(HRT)を調整することによって、上述の範囲に調整できる。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is preferably operated so as to keep the COD Cr volumetric load at 0.1 to 0.5 [COD Cr -kg / m 3 / day]. If the COD Cr volumetric load is less than 0.1 [COD Cr -kg / m 3 / day], the processing time may be long. If the COD Cr volumetric load exceeds 0.5 [COD Cr -kg / m 3 / day], there is a possibility that biological treatment of the supernatant liquid cannot be performed sufficiently. The COD Cr volumetric load can be adjusted to the above range by adjusting the hydraulic residence time (HRT) depending on the COD Cr of the supernatant liquid processed per hour.
また、膜分離活性汚泥処理装置30においては、吸引ポンプ36を作動させて膜モジュール35内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と透過水とに固液分離する。この際、散気管32からエアを膜モジュール35に導入することによって、中空糸膜76aの表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。 Further, in the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, the mixed water is solid-liquid separated into sludge and permeated water by operating the suction pump 36 to reduce the pressure in the membrane module 35. At this time, by introducing air into the membrane module 35 from the diffuser tube 32, solid-liquid separation can be efficiently performed while cleaning the surface of the hollow fiber membrane 76a.
分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路56を経て排出される。また、余剰汚泥には、好気性微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、膜分離活性汚泥処理装置30に返送し、再び上澄み液の生物処理に用いてもよい。なお、膜分離活性汚泥処理装置30の好気性微生物の種類は、曝気槽10の好気性微生物の種類と異なるため、膜分離活性汚泥処理装置30からの余剰汚泥は、曝気槽10に返送しないことが好ましい。 The separated excess sludge is discharged through the excess sludge channel 56. Further, since the excess sludge contains aerobic microorganisms, a part of the excess sludge may be returned to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 and used again for biological treatment of the supernatant liquid. In addition, since the kind of aerobic microorganisms of the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is different from the kind of aerobic microorganisms of the aeration tank 10, excess sludge from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 should not be returned to the aeration tank 10. Is preferred.
透過水のCODCrは、少ないほど好ましく、具体的には80mg/L以下が好ましい。透過水のCODCrが80mg/L以下であれば、環境に与える影響が十分に小さくなる。 The smaller the COD Cr of the permeated water, the more preferable. Specifically, 80 mg / L or less is preferable. If the COD Cr of the permeated water is 80 mg / L or less, the influence on the environment is sufficiently small.
(ステップ(d))
ステップ(d)は、第1の態様におけるステップ(d)と同じステップであり、説明を省略する。
(Step (d))
Step (d) is the same step as step (d) in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
(ステップ(e)、(f))
ステップ(e)、(f)は、第1の態様におけるステップ(d)と同じステップであり、説明を省略する。
(Steps (e) and (f))
Steps (e) and (f) are the same steps as step (d) in the first aspect, and a description thereof will be omitted.
(作用効果)
以上説明した本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様にあっては、曝気槽10にて、活性汚泥中の好気性微生物によって排水の生物処理を行い、且つ膜分離活性汚泥処理装置30にて、活性汚泥中の好気性微生物によって沈殿槽20からの上澄み液の生物処理を行うため、透過水(処理液)のCODCrを、従来の排水処理システム及び排水処理方法に比べ十分に低減できる。
また、沈殿槽20において好気性微生物を含む汚泥を分離した後、上澄み液のみを膜分離活性汚泥処理装置30に移送することによって、曝気槽10における好気性微生物の種類と、膜分離活性汚泥処理装置30における好気性微生物の種類とが異なるものとなるため、曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30における生物処理を異なる好気性微生物によって効率よく行うことができ、透過水(処理液)のCODCrを十分に低減できる。
また、膜分離活性汚泥処理装置30にて処理を行うため、曝気槽及び沈殿槽のみの従来の排水処理システム及び排水処理方法に比べ処理時間を短縮できる。
また、曝気槽及び沈殿槽の代わりに膜分離活性汚泥処理装置30を用いるため、曝気槽及び沈殿槽の組み合わせを2段有する従来の排水処理システム及び排水処理方法に比べ沈殿槽の数が減り、システムの設置面積を小さくできる。
(Function and effect)
In the second aspect of the wastewater treatment method of the second invention of the present application described above, the wastewater is biologically treated with aerobic microorganisms in the activated sludge in the aeration tank 10, and the membrane separation activated sludge treatment is performed. Since the apparatus 30 performs biological treatment of the supernatant liquid from the sedimentation tank 20 by aerobic microorganisms in the activated sludge, the permeated water (treatment liquid) COD Cr is sufficient compared to conventional wastewater treatment systems and wastewater treatment methods. Can be reduced.
In addition, after separating the sludge containing aerobic microorganisms in the sedimentation tank 20, the type of aerobic microorganisms in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment are transferred by transferring only the supernatant liquid to the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30. Since the types of aerobic microorganisms in the apparatus 30 are different, the biological treatment in the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 can be efficiently performed by different aerobic microorganisms. COD Cr can be sufficiently reduced.
Moreover, since it processes in the membrane separation activated sludge processing apparatus 30, processing time can be shortened compared with the conventional waste water treatment system and waste water treatment method of only an aeration tank and a sedimentation tank.
In addition, since the membrane separation activated sludge treatment device 30 is used instead of the aeration tank and the settling tank, the number of settling tanks is reduced compared to the conventional wastewater treatment system and the wastewater treatment method having two stages of the combination of the aeration tank and the settling tank, System installation area can be reduced.
また、以上説明した本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様にあっては、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップが、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、及び/又は膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く、且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。
尚、次亜塩素酸塩洗浄ステップと酸洗浄ステップとの間に膜分離ステップを行ってもよい。
In the second aspect of the waste water treatment method of the second invention of the present application described above, the membrane module includes a washing step for washing the membrane module, and the washing step is performed with a hypochlorite aqueous solution. A hypochlorite washing step for washing the membrane module and an acid washing step for washing the membrane module with an aqueous acid solution in this order, and from the end of the hypochlorite washing step to the start of the next acid washing step. The acid washing step is started when the interval is within 48 hours and / or when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low during the biological treatment of the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals and performing the membrane separation treatment.
A membrane separation step may be performed between the hypochlorite cleaning step and the acid cleaning step.
(他の実施形態)
なお、本願の第2の発明の排水処理方法の第2の態様は、図示例の排水処理システム及びこれを用いる排水処理方法に限定はされない。
例えば、膜分離活性汚泥処理装置30からの透過水を冷却水等として再利用しない場合は、逆浸透膜濾過装置40を省略しても構わない。
(Other embodiments)
In addition, the 2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application is not limited to the waste water treatment system of the example of illustration, and the waste water treatment method using this.
For example, if the permeated water from the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30 is not reused as cooling water or the like, the reverse osmosis membrane filtration apparatus 40 may be omitted.
また、膜分離活性汚泥処理装置は、図示例のように、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを1つの槽で行う一体型であってもよく、活性汚泥中の好気性微生物による生物処理と膜モジュールによる固液分離処理とを別々の槽で行う槽別置型であってもよい(図7参照)。 Further, as shown in the illustrated example, the membrane separation activated sludge treatment apparatus may be an integrated type in which biological treatment by aerobic microorganisms in activated sludge and solid-liquid separation treatment by a membrane module are performed in one tank. A separate tank type may be used in which biological treatment with aerobic microorganisms in sludge and solid-liquid separation treatment with a membrane module are performed in separate tanks (see FIG. 7).
〔本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法〕
本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は、テレフタル酸製造プロセスと、テレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水を処理する排水処理プロセスとを有する。
以下、図面を参照しつつ、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法の例示であり、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法がこれら実施形態に限定されるものではない。特に濾過膜装置等の組み合わせはこれらの形態に限定されるものではない。
[Method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application]
The method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application includes a terephthalic acid production process and a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in the terephthalic acid production process.
Hereinafter, embodiments of the method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment shown below is an illustration of the manufacturing method of the terephthalic acid of 2nd invention of this application, and the manufacturing method of terephthalic acid of 2nd invention of this application is not limited to these embodiment. In particular, the combination of the filtration membrane device and the like is not limited to these forms.
テレフタル酸の工業的製造方法は、テレフタル酸に求める品質(純度)の違いにより、主として下記(A)及び(B)の2通りに大別することができる。
(A)酸化反応後に水素化精製によりテレフタル酸を製造する方法。
(B)酸化反応後に高温高圧で追加的に酸化反応を実施し、水素化精製をしないでテレフタル酸を製造する方法。
The industrial production method of terephthalic acid can be roughly classified into the following two types (A) and (B) depending on the quality (purity) required for terephthalic acid.
(A) A method for producing terephthalic acid by hydrorefining after the oxidation reaction.
(B) A method of producing terephthalic acid without hydrorefining by additionally conducting an oxidation reaction at high temperature and high pressure after the oxidation reaction.
<A.第1の代表的なテレフタル酸の製造方法>
図10は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法における工程フロー及び物質フローを説明する図である。第1の代表的なテレフタル酸の製造方法は、下記工程(i)〜(vi)を有するテレフタル酸製造プロセスと、排水処理プロセス(vii)とを有する。
(i)含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「酸化反応工程(i)」とも記す。)。
(ii)粗テレフタル酸スラリーを固液分離して粗テレフタル酸ケーキを回収する工程(以下、「第1の固液分離工程(ii)」とも記す。)。
(iii)粗テレフタル酸ケーキを水に溶解して、水素添加処理をする工程(以下、「水素添加処理工程(iii)」とも記す。)。
(iv)水素添加処理液を晶析してテレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「晶析工程(iv)」とも記す。)。
(v)テレフタル酸スラリーを固液分離してテレフタル酸ケーキ及び分離母液を得る工程(以下、「第2の固液分離工程(v)」とも記す。)。
(vi)テレフタル酸ケーキを乾燥してテレフタル酸を得る工程(以下、「乾燥工程(vi)」とも記す。)。
(vii)前記工程(i)〜(vi)から排出される排水の全量又は一部を好気性生物処理後、回収する排水処理プロセス(以下、「排水処理プロセス(vii)」とも記す。
)。
<A. First representative method for producing terephthalic acid>
FIG. 10 is a diagram illustrating a process flow and a substance flow in the first representative method for producing terephthalic acid. The first representative method for producing terephthalic acid has a terephthalic acid production process having the following steps (i) to (vi) and a waste water treatment process (vii).
(I) A step of obtaining a crude terephthalic acid slurry by oxidizing p-xylene in hydrous acetic acid (hereinafter also referred to as “oxidation reaction step (i)”).
(Ii) A step of solid-liquid separation of the crude terephthalic acid slurry to recover a crude terephthalic acid cake (hereinafter also referred to as “first solid-liquid separation step (ii)”).
(Iii) A step of dissolving the crude terephthalic acid cake in water and performing a hydrogenation treatment (hereinafter, also referred to as “hydrogenation treatment step (iii)”).
(Iv) A step of crystallizing the hydrogenation treatment liquid to obtain a terephthalic acid slurry (hereinafter also referred to as “crystallization step (iv)”).
(V) A step of solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry to obtain a terephthalic acid cake and a separated mother liquor (hereinafter also referred to as “second solid-liquid separation step (v)”).
(Vi) A step of drying the terephthalic acid cake to obtain terephthalic acid (hereinafter also referred to as “drying step (vi)”).
(Vii) A wastewater treatment process (hereinafter referred to as “wastewater treatment process (vii)”) in which all or part of the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) is recovered after aerobic biological treatment.
).
(酸化反応工程(i))
酸化反応工程(i)は含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリー211’を得る酸化反応工程である。まず、p−キシレンと酢酸等を含む溶媒とを混合し、酸化反応装置211に送り、溶媒中で触媒の存在下に分子状酸素を用いて、p−キシレンを酸化する。該触媒としては、コバルト、マンガン等の遷移金属の化合物及び/又は臭化水素酸等のハロゲン化水素等が挙げられる。これにより粗テレフタル酸スラリー211’が生成され、第1の固液分離工程(ii)に送られる。
(Oxidation reaction step (i))
The oxidation reaction step (i) is an oxidation reaction step in which p-xylene is oxidized in hydrous acetic acid to obtain a crude terephthalic acid slurry 211 ′. First, p-xylene and a solvent containing acetic acid or the like are mixed and sent to the oxidation reaction device 211, and p-xylene is oxidized using molecular oxygen in the presence of a catalyst in the solvent. Examples of the catalyst include compounds of transition metals such as cobalt and manganese and / or hydrogen halides such as hydrobromic acid. As a result, a crude terephthalic acid slurry 211 'is generated and sent to the first solid-liquid separation step (ii).
(第1の固液分離工程(ii))
第1の固液分離工程(ii)は、第1の固液分離装置212において粗テレフタル酸スラリー211’を固液分離して粗テレフタル酸ケーキを回収した後、洗浄及び乾燥を行って粗テレフタル酸212’を得る工程である。固液分離する方法としては、そのまま固液分離機にかける方法等を例示することができる。なお、粗テレフタル酸スラリー211’は加圧状態にあるので、圧力を下げると、溶解している粗テレフタル酸が析出する。このため、粗テレフタル酸スラリー211’を晶析槽(図示略)に送って、放圧冷却を行い、溶解している粗テレフタル酸を析出させてから、固液分離機にかけてもよい。なお、「放圧冷却」とは、対象液の圧力よりも低い圧力条件に設定した晶析槽にこの対象液を導入し、該晶析槽で放圧させることにより、膨張及び溶媒成分の気化により、冷却させることを意味する。
(First solid-liquid separation step (ii))
In the first solid-liquid separation step (ii), the crude terephthalic acid slurry 211 ′ is solid-liquid separated in the first solid-liquid separation device 212 to recover the crude terephthalic acid cake, followed by washing and drying to obtain crude terephthalic acid. This is a step of obtaining the acid 212 ′. Examples of the method for solid-liquid separation include a method in which a solid-liquid separator is used as it is. Since the crude terephthalic acid slurry 211 ′ is in a pressurized state, the dissolved crude terephthalic acid precipitates when the pressure is lowered. For this reason, the crude terephthalic acid slurry 211 ′ may be sent to a crystallization tank (not shown), cooled under pressure to precipitate the dissolved crude terephthalic acid, and then applied to a solid-liquid separator. “Relief pressure cooling” refers to expansion and vaporization of solvent components by introducing the target liquid into a crystallization tank set to a pressure condition lower than the pressure of the target liquid and releasing the pressure in the crystallization tank. Means cooling.
このようにして得られた粗テレフタル酸ケーキを酢酸、水、又は酢酸と水の混合物等により洗浄後乾燥することにより、粗テレフタル酸212’が得られる。得られた粗テレフタル酸212’には、酸化中間体である4−カルボキシベンズアルデヒド(4CBA)等が不純物として含まれる。このような不純物を取り除くため、粗テレフタル酸212’は次の水素添加処理工程(iii)に送られる。 The crude terephthalic acid cake thus obtained is washed with acetic acid, water, a mixture of acetic acid and water, and then dried to obtain crude terephthalic acid 212 '. The obtained crude terephthalic acid 212 'contains an oxidation intermediate such as 4-carboxybenzaldehyde (4CBA) as an impurity. In order to remove such impurities, the crude terephthalic acid 212 'is sent to the next hydrogenation treatment step (iii).
(水素添加処理工程(iii))
水素添加処理工程(iii)は、水素添加処理装置213において、粗テレフタル酸212’を水に溶解して、水素添加により還元処理する工程である。水素添加処理工程(iii)を経ることにより、不純物である4CBAは還元され、p−トルイル酸になる。p−トルイル酸はテレフタル酸より水溶性が高いので、後述する第2の固液分離工程(v)で分離することができる。なお、分離されたp−トルイル酸は酸化反応工程(i)に戻され、テレフタル酸原料として使用される。水素添加処理工程(iii)により生成した水素添加処理液213’は、次の晶析工程(iv)に送られる。
(Hydrogenation treatment step (iii))
The hydrogenation treatment step (iii) is a step in which the crude terephthalic acid 212 ′ is dissolved in water and reduced by hydrogenation in the hydrogenation treatment apparatus 213. Through the hydrogenation treatment step (iii), the impurity 4CBA is reduced to p-toluic acid. Since p-toluic acid has higher water solubility than terephthalic acid, it can be separated in the second solid-liquid separation step (v) described later. The separated p-toluic acid is returned to the oxidation reaction step (i) and used as a terephthalic acid raw material. The hydrogenation treatment liquid 213 ′ generated by the hydrogenation treatment step (iii) is sent to the next crystallization step (iv).
(晶析工程(iv))
晶析工程(iv)は、晶析装置214において水素添加処理液213’を晶析してテレフタル酸スラリー214’を得る工程である。晶析方法としては、溶媒である水の蒸発除去及び冷却による方法や、放圧冷却する方法等を例示できる。この工程において、上述したようにp−トルイル酸は水溶性が高いため、その多くは析出せずに溶媒に溶解したままである。よって、次の第2の固液分離工程(v)でp−トルイル酸とテレフタル酸とを分離することができる。
(Crystalling step (iv))
The crystallization step (iv) is a step of obtaining a terephthalic acid slurry 214 ′ by crystallizing the hydrogenation treatment liquid 213 ′ in the crystallizer 214. Examples of the crystallization method include a method of evaporating and removing water as a solvent and cooling, a method of cooling under pressure, and the like. In this step, since p-toluic acid is highly water-soluble as described above, many of them remain dissolved in the solvent without being precipitated. Therefore, p-toluic acid and terephthalic acid can be separated in the next second solid-liquid separation step (v).
(第2の固液分離工程(v))
第2の固液分離工程(v)は、第2の固液分離装置215において、テレフタル酸スラリー214’を固液分離して、テレフタル酸ケーキ215’とテレフタル酸分離母液224’とに分離する工程である。分離機としては濾過、遠心分離等公知の方法を採用できる。分離されたテレフタル酸ケーキにはテレフタル酸分離母液224’が付着しており、母液に溶解している不純物等が品質を低下させるので水で洗浄する。洗浄により得たテレフタル酸ケーキ215’は次の乾燥工程(vi)に送られる。
(Second solid-liquid separation step (v))
In the second solid-liquid separation step (v), the terephthalic acid slurry 214 ′ is separated into a terephthalic acid cake 215 ′ and a terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ in the second solid-liquid separation device 215. It is a process. As the separator, known methods such as filtration and centrifugation can be employed. The separated terephthalic acid cake has a terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ attached thereto, and impurities and the like dissolved in the mother liquor deteriorate the quality, and are washed with water. The terephthalic acid cake 215 ′ obtained by washing is sent to the next drying step (vi).
ここで、テレフタル酸分離母液224’にはp−トルイル酸等の不純物、触媒、テレフタル酸等が含有されているので、p−トルイル酸等回収装置220において冷却することによりp−トルイル酸及びテレフタル酸等を析出させて回収する。回収された該p−トルイル酸及びテレフタル酸等は酸化反応工程(i)に戻される。一方、p−トルイル酸等分離母液225’はコバルトやマンガン等の重金属触媒等を回収装置(図示略)で回収後、排水処理プロセス(vii)に送られる。 Here, since the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ contains impurities such as p-toluic acid, a catalyst, terephthalic acid, and the like, the p-toluic acid and terephthalic acid are cooled by cooling in the recovery apparatus 220 such as p-toluic acid. Acid and the like are deposited and recovered. The recovered p-toluic acid, terephthalic acid and the like are returned to the oxidation reaction step (i). On the other hand, the separation mother liquor 225 'such as p-toluic acid is sent to a wastewater treatment process (vii) after collecting a heavy metal catalyst such as cobalt or manganese by a recovery device (not shown).
(乾燥工程(vi))
乾燥工程(vi)は、乾燥装置216において、テレフタル酸ケーキ215’を乾燥させて、テレフタル酸216’を得る工程である。乾燥にあたっては、放圧蒸発による加圧乾燥機、通常の流動乾燥機等を用いることができる。
(Drying step (vi))
The drying step (vi) is a step of drying the terephthalic acid cake 215 ′ in the drying device 216 to obtain terephthalic acid 216 ′. In drying, a pressure dryer by pressure evaporation, a normal fluid dryer, or the like can be used.
(排水処理プロセス(vii))
排水処理プロセス(vii)は、排水処理システム221において、工程(i)〜(vi)から排出される排水中に含まれる有機物等を好気性微生物によって溶存酸素存在下に分解処理(好気性生物処理)し、さらに必要に応じて他の処理を行う工程である。排水処理システム221は、一般的な沈降槽及び曝気槽の組み合わせを有する。生物処理の完了した放流水227’は外部へ放流される。なお、工程(i)〜(vi)から排出される排水は、必ずしも何ら処理を施さずに直接この排水処理システム221に送られ処理されるとは限らない。工程毎に特有な排水組成に対応した処理を施し、排水処理システム221に送られる場合もある。
(Wastewater treatment process (vii))
In the wastewater treatment process (vii), in the wastewater treatment system 221, organic substances and the like contained in the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) are decomposed by aerobic microorganisms in the presence of dissolved oxygen (aerobic biological treatment). And, if necessary, other processes are performed. The wastewater treatment system 221 has a general settling tank and aeration tank combination. The discharged water 227 ′ having been subjected to the biological treatment is discharged to the outside. In addition, the waste water discharged | emitted from process (i)-(vi) is not necessarily sent directly to this waste water treatment system 221 and processed without necessarily performing any treatment. There is a case where a process corresponding to a drainage composition peculiar to each process is performed and sent to the wastewater treatment system 221.
排水処理プロセス(vii)は、例えば、下記のステップ(a)〜(f)、又はステップ(c)〜(f)を有する。
(a)曝気槽にて、工程(i)〜(vi)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ。
(b)沈殿槽にて、曝気槽にて生物処理された曝気槽混合水を固液分離するステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置にて、沈殿槽からの上澄み液又は工程(i)〜(vi)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら、及び/又は、生物処理した後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップ。
(d)必要に応じて逆浸透膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水を逆浸透膜によって濾過するステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップ。
The wastewater treatment process (vii) includes, for example, the following steps (a) to (f) or steps (c) to (f).
(A) A step of biologically treating the waste water from steps (i) to (vi) with aerobic microorganisms in activated sludge in an aeration tank.
(B) Solid-liquid separation of the aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank in the precipitation tank.
(C) In the membrane-separated activated sludge treatment apparatus, while biologically treating the supernatant liquid from the sedimentation tank or the waste water from steps (i) to (vi) with aerobic microorganisms in the activated sludge and / or A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module after treatment
(D) A step of filtering the permeated water that has passed through the membrane module with a reverse osmosis membrane with a reverse osmosis membrane filtration device as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an acid aqueous solution.
ステップ(a)〜(f)は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2の態様におけるステップ(a)〜(f)と同じステップであり、説明を省略する。 Steps (a) to (f) are the same steps as steps (a) to (f) in the first and second aspects of the wastewater treatment method of the second invention of the present application, and a description thereof is omitted.
(排水)
次に、工程(i)〜(vi)から排水処理プロセス(vii)へと排出される排水種とその処理経路について述べ、各工程毎に排水処理プロセス(vii)の生物処理の処理対象となる排水について説明する。
(Drainage)
Next, the wastewater type discharged from the steps (i) to (vi) to the wastewater treatment process (vii) and the treatment route thereof will be described, and each step will be a treatment target of the biological treatment of the wastewater treatment process (vii). The drainage will be explained.
(酸化反応工程(i)からの排水)
酸化反応工程(i)からは、酸化反応のために酸化反応装置211に導入される分子状酸素含有ガスに伴って、溶媒の酢酸、副生する水、酢酸メチル、臭化メチル、反応中間体、一酸化炭素等、及び、未反応のp−キシレン等を含有する高温高圧ガスが排出される。該高温高圧ガスから、副生エネルギーを電気及び熱エネルギーとして回収し、さらに酢酸、酢酸メチル等を回収した後、臭化メチル等を燃焼処理する。燃焼処理後の排ガスをアルカリ水等と接触洗浄した後、ガスは大気放出され、酸化排ガス洗浄水217’は排水処理システム221に送られる。
(Drainage from oxidation reaction step (i))
From the oxidation reaction step (i), acetic acid as a solvent, water produced as a by-product, methyl acetate, methyl bromide, reaction intermediate, along with the molecular oxygen-containing gas introduced into the oxidation reaction device 211 for the oxidation reaction , Carbon monoxide, etc., unreacted p-xylene, and the like are discharged. By-product energy is recovered from the high-temperature and high-pressure gas as electric and thermal energy, and further acetic acid, methyl acetate and the like are recovered, and then methyl bromide and the like are combusted. After the exhaust gas after the combustion treatment is cleaned by contact with alkaline water or the like, the gas is released into the atmosphere, and the oxidized exhaust gas cleaning water 217 ′ is sent to the waste water treatment system 221.
(第1の固液分離工程(ii)からの排水)
第1の固液分離工程(ii)からは、固液分離された母液が発生する。該母液の50%以上を酸化反応工程(i)に戻して再利用する。母液を再利用する比率は好ましくは70%以上であるが、系内での不純物蓄積による品質低下を防止するために母液を一部パージする必要がある。そのため、母液を再利用する比率は95%以下であり、好ましくは90%以下である。再利用に供されない酸化反応母液(パージ分)218’は溶媒回収装置217で蒸発濃縮され、蒸発溶媒219’と、有効成分を含む母液濃縮スラリー220’とに分けられる。母液濃縮スラリー220’は触媒回収・再生装置219に送られ、触媒が回収・再生される。回収・再生された触媒を固液分離した後、再生触媒回収分離母液222’が脱臭塔から生じる洗浄排水とともに排水処理システム221に送られる。一方、蒸発溶媒219’は酢酸等回収装置218に送られ、脱水塔(図示略)で酢酸を濃縮回収され、次いで蒸留塔(酢酸メチル回収塔)(図示略)で酢酸メチルを回収される。残った酢酸メチル回収塔底液221’の一部が、排水処理システム221に送られる。
(Drainage from the first solid-liquid separation step (ii))
From the first solid-liquid separation step (ii), a solid-liquid separated mother liquor is generated. More than 50% of the mother liquor is recycled to the oxidation reaction step (i). The ratio of reusing the mother liquor is preferably 70% or more, but part of the mother liquor needs to be purged to prevent quality degradation due to impurity accumulation in the system. Therefore, the ratio of reusing the mother liquor is 95% or less, preferably 90% or less. Oxidation reaction mother liquor (purged) 218 ′ that is not reused is evaporated and concentrated by a solvent recovery device 217, and divided into an evaporation solvent 219 ′ and a mother liquor concentrated slurry 220 ′ containing an active ingredient. The mother liquor concentrated slurry 220 ′ is sent to the catalyst recovery / regeneration device 219, where the catalyst is recovered / regenerated. After the recovered and regenerated catalyst is subjected to solid-liquid separation, the regenerated catalyst recovery / separation mother liquor 222 ′ is sent to the waste water treatment system 221 together with the cleaning waste water generated from the deodorization tower. On the other hand, the evaporated solvent 219 ′ is sent to a recovery device 218 such as acetic acid, where acetic acid is concentrated and recovered in a dehydration tower (not shown), and then methyl acetate is recovered in a distillation tower (methyl acetate recovery tower) (not shown). Part of the remaining methyl acetate recovery tower bottom liquid 221 ′ is sent to the wastewater treatment system 221.
なお、酸化反応工程(i)及び第1の固液分離工程(ii)以外の工程で発生するベントガスは一括して洗浄塔(図示略)で洗浄されて酸化排ガス洗浄水217’とともに排水処理システム221に送られる。 The vent gas generated in the steps other than the oxidation reaction step (i) and the first solid-liquid separation step (ii) is collectively washed in a washing tower (not shown), and the waste water treatment system together with the oxidized exhaust gas washing water 217 ′. 221.
(水素添加処理工程(iii)からの排水)
通常、水素添加処理工程(iii)からは排水処理対象物は発生しない。
(Drainage from the hydrogenation process (iii))
Usually, no wastewater treatment object is generated from the hydrogenation treatment step (iii).
(晶析工程(iv)からの排水)
晶析工程(iv)からは、放圧冷却又は減圧冷却により晶析する際に、生じる蒸気を冷却して得られる晶析時発生凝縮水223’が発生する。晶析時発生凝縮水223’は、p−トルイル酸等の有機物を含んでおり、排水処理システム221に送られる。
(Drainage from crystallization process (iv))
From the crystallization step (iv), condensed water 223 ′ generated at the time of crystallization generated by cooling the generated steam when crystallization is performed by depressurization cooling or cooling under reduced pressure is generated. Condensed water 223 ′ generated at the time of crystallization contains an organic substance such as p-toluic acid and is sent to the waste water treatment system 221.
(第2の固液分離工程(v)及び乾燥工程(vi)からの排水)
第2の固液分離工程(v)においては、テレフタル酸ケーキ215’が固液分離されると共に、テレフタル酸分離母液224’が発生する。テレフタル酸分離母液224’はp−トルイル酸等回収装置220に送られ、テレフタル酸分離母液224’に溶解しているp−トルイル酸及びテレフタル酸等が放圧冷却により析出及び濾過分離される。テレフタル酸分離母液224’から析出分離したケーキはスラリー化した後、酸化反応工程(i)に戻される。析出分離の残留母液に含有されるコバルト、マンガン等の重金属を金属回収装置(図示略)で回収した後、残るp−トルイル酸等分離母液225’は冷却され、排水処理システム221に送られる。
第2の固液分離工程(v)及び乾燥工程(vi)からはこの他に、ベントガスを一括してスクラバーで処理する際に発生するベントガス洗浄水226’が排水処理システム221に送られる。
(Drainage from second solid-liquid separation step (v) and drying step (vi))
In the second solid-liquid separation step (v), the terephthalic acid cake 215 ′ is solid-liquid separated and a terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is generated. The terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is sent to the recovery apparatus 220 for p-toluic acid and the like, and p-toluic acid, terephthalic acid and the like dissolved in the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ are deposited and separated by filtration under pressure relief. The cake precipitated and separated from the terephthalic acid separation mother liquor 224 ′ is slurried and then returned to the oxidation reaction step (i). After recovering heavy metals such as cobalt and manganese contained in the residual mother liquor of the precipitation separation with a metal recovery device (not shown), the remaining separation mother liquor 225 ′ such as p-toluic acid is cooled and sent to the waste water treatment system 221.
In addition to the second solid-liquid separation step (v) and the drying step (vi), vent gas cleaning water 226 ′ generated when the vent gas is collectively processed by the scrubber is sent to the waste water treatment system 221.
工程(i)〜(vi)から排水処理システム221に流入する排水には浮遊物質(SS)、酸化反応で触媒として使用されるコバルト、マンガン等の重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす化合物等が含有されている。これら排水中の不溶物質の濃度はSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物の濃度がCODCrで10000mg/L以下である。しかし、排水処理システム221から流出する放流水227’は、水質の観点からそのままテレフタル酸製造プロセスで再利用することはできず、公共水域に大量に放流せざるを得ない。 Step (i) ~ (vi) suspended solids in the waste water entering the waste water treatment system 221 from (SS), cobalt used as catalysts in oxidation reactions, heavy metals manganese, alkali metal, compound results in an increase in COD Cr In addition, compounds that increase total nitrogen are contained. The concentration of insoluble substances in the waste water is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or 100 NTU or less in terms of turbidity, and the concentration of water-soluble organic substances is 10,000 mg / L or less in terms of COD Cr . However, the discharged water 227 ′ flowing out from the waste water treatment system 221 cannot be reused as it is in the terephthalic acid production process from the viewpoint of water quality, and must be discharged in large quantities in public water areas.
本発明者らは、工程(i)〜(vi)から排出される排水の処理方法に関して検討した結果、排水処理プロセス(vii)において従来の好気性生物処理のみに替えて、生物処理中及び/又は生物処理後に膜モジュールを導入して膜分離処理することにより、透過水の一部分又は大部分がテレフタル酸製造用工業用水(冷却水)又はプロセス水としてリサイクル使用できることを見出し、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法を完成するに至った。プロセス水として使用する場合は、さらに必要に応じて、各種吸着剤を使用して水の精製度を向上させることにより、冷却水及び/又はプロセス水としての利用価値をより高められることも見出した。 As a result of examining the method for treating the wastewater discharged from the steps (i) to (vi), the present inventors have found that in the wastewater treatment process (vii), instead of only the conventional aerobic biological treatment, during the biological treatment and / or Alternatively, by introducing a membrane module after biological treatment and performing membrane separation treatment, it is found that part or most of the permeated water can be recycled as industrial water (cooling water) or process water for producing terephthalic acid. The terephthalic acid production method of the invention has been completed. When used as process water, it has also been found that the utility value of cooling water and / or process water can be further increased by improving the purification degree of water using various adsorbents as necessary. .
生物処理としては、好気性微生物によって酸素存在下に排水中の有機物を分解する好気性生物処理、及び/又は、嫌気性微生物によって低酸素濃度環境下若しくは酸素非存在下に排水中の有機物を分解する嫌気性生物処理を採用することができる。具体的には、好気性生物処理のみ行う形態と、好気性生物処理及び嫌気性生物処理を組み合わせて行う形態とが可能であるが、工程(i)〜(vi)から排出される排水は、窒素成分が少ないため脱窒する必要がない場合が多く、施設がコンパクトになることより好気性生物処理のみを行う形態が好ましい。 For biological treatment, aerobic microorganisms decompose organic substances in wastewater in the presence of oxygen by aerobic microorganisms, and / or organic substances in wastewater are decomposed by anaerobic microorganisms in a low oxygen concentration environment or in the absence of oxygen. Anaerobic biological treatment can be employed. Specifically, a form in which only aerobic biological treatment is performed and a form in which aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment are combined are possible, but the wastewater discharged from steps (i) to (vi) Since there are few nitrogen components, it is not necessary to denitrify in many cases, and the form which performs only an aerobic biological treatment from a compact facility is preferable.
<A−1.テレフタル酸の製造における第1の実施形態>
図11は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法において、生物処理中に精密濾過膜による膜分離処理を行う実施形態を説明する図である。以下、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法の実施形態の代表例を図11に基づきさらに具体的に説明する。
<A-1. First Embodiment in Production of Terephthalic Acid>
FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment in which a membrane separation process using a microfiltration membrane is performed during biological treatment in the first representative method for producing terephthalic acid. Hereinafter, a representative example of the embodiment of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application will be described more specifically based on FIG.
本実施形態においては、排水処理システム2100中に精密濾過膜モジュール(以下において、精密濾過膜を「MF膜」、精密濾過膜モジュールを「MF膜モジュール」とも記す。)を配設する。本願の第2の発明において採用し得る生物処理方法の形態としては、好気性生物処理のみを行う形態、及び、好気性生物処理と嫌気性生物処理とを組み合わせて行う形態を挙げることができる。好気性生物処理のみを行う形態によれば設備を単純化でき経費節減が容易である一方で、好気性生物処理と嫌気性生物処理とを組み合わせて行う形態によれば、脱リン効率を向上させることが可能である。なお、簡単のため、ここでは好気性生物処理のみを行う形態について説明する。 In the present embodiment, a microfiltration membrane module (hereinafter, the microfiltration membrane is also referred to as “MF membrane” and the microfiltration membrane module is also referred to as “MF membrane module”) is disposed in the wastewater treatment system 2100. Examples of the biological treatment method that can be adopted in the second invention of the present application include a form in which only aerobic biological treatment is performed, and a form in which aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment are combined. According to the form of performing only aerobic biological treatment, the equipment can be simplified and the cost can be easily reduced. On the other hand, according to the form of combining aerobic biological treatment and anaerobic biological treatment, dephosphorization efficiency is improved. It is possible. For the sake of simplicity, a mode in which only the aerobic biological treatment is performed will be described here.
(排水処理システム2100)
排水処理システム2100においては、好気性生物処理が2段階で行われる。本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法における好気性生物処理は1段階でも十分であるが、大量の排水を少なくとも工業用水(冷却水)及び/又はプロセス水として利用可能な水質を有する水に再生することをより容易にする観点からは、このように2段階で行うことが好ましい。排水処理システム2100は、一般的な曝気槽及び沈殿槽を少なくとも具備する。すなわち、図11に示すように排水処理システム2100は、第1の曝気槽2101と、第1の曝気槽2101に接続された第1の沈殿槽2102と、第1の沈殿槽2102に接続された第2の曝気槽2103と、逆浸透膜濾過装置2106と、再利用水槽2107と、吸着剤処理装置2108とを具備する。なお、破線で表示した第2の沈殿槽2104は使用しないので不要である。排水処理システム2100においては、排水は第1の曝気槽2101、第1の沈殿槽2102、及び第2の曝気槽2103をこの順に移送されつつ、生物処理される。
(Wastewater treatment system 2100)
In the wastewater treatment system 2100, aerobic biological treatment is performed in two stages. The aerobic biological treatment in the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application is sufficient even in one stage, but water having a quality capable of using a large amount of waste water as at least industrial water (cooling water) and / or process water. From the viewpoint of making it easier to reproduce the image, it is preferable to carry out the process in two stages. The wastewater treatment system 2100 includes at least a general aeration tank and a precipitation tank. That is, as shown in FIG. 11, the waste water treatment system 2100 is connected to the first aeration tank 2101, the first precipitation tank 2102 connected to the first aeration tank 2101, and the first precipitation tank 2102. A second aeration tank 2103, a reverse osmosis membrane filtration device 2106, a reuse water tank 2107, and an adsorbent treatment device 2108 are provided. Note that the second sedimentation tank 2104 indicated by the broken line is not used because it is not used. In the wastewater treatment system 2100, wastewater is biologically treated while being transferred through the first aeration tank 2101, the first settling tank 2102, and the second aeration tank 2103 in this order.
第1の曝気槽2101及び第2の曝気槽2103における曝気方式としては、完全混合方式、プラグフロー方式、ステップフィード方式等、公知の曝気方式を特に制限なく採用できる。第1の曝気槽2101及び第2の曝気槽2103の運転条件としては、曝気槽中のMLSS(単位:mg/L)は通常1000〜15000、好ましくは3,000〜7,000である。また、CODCr容積負荷(単位:CODCr−kg/m3/日)は通常0.5〜10、好ましくは1〜5である。また、CODCr除去率は通常95%〜99%、好ましくは96%〜99.5%である。 As an aeration method in the first aeration tank 2101 and the second aeration tank 2103, a known aeration method such as a complete mixing method, a plug flow method, and a step feed method can be employed without any particular limitation. As operating conditions of the first aeration tank 2101 and the second aeration tank 2103, MLSS (unit: mg / L) in the aeration tank is usually 1000 to 15000, preferably 3,000 to 7,000. The COD Cr volumetric load (unit: COD Cr -kg / m 3 / day) is usually 0.5 to 10, preferably 1 to 5. The COD Cr removal rate is usually 95% to 99%, preferably 96% to 99.5%.
排水処理システム2100においては、第2の曝気槽2103内に、MF膜モジュール2105が配設されている。このように曝気槽の中に膜モジュールを浸漬した装置を膜分離活性汚泥処理装置という。メンブレンバイオリアクター(MBR)とも呼ばれる。膜モジュールを有しない一般の排水処理システムにおいては、沈殿槽で沈降性が悪化すると固液分離が不十分となり、上澄み液に多量の懸濁物質が混入する、バルキング現象が発生するおそれがある。膜分離活性汚泥処理装置によれば、このバルキング現象を回避できるので、沈殿槽(排水処理システム2100においては第2の沈殿槽2104)が不要になり、MLSSの高濃度化運転が可能になり、また、処理設備の小型化が可能になる等の利点がある。 In the wastewater treatment system 2100, an MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103. An apparatus in which the membrane module is immersed in the aeration tank in this way is called a membrane separation activated sludge treatment apparatus. Also called membrane bioreactor (MBR). In a general wastewater treatment system that does not have a membrane module, if the sedimentation property deteriorates in the settling tank, solid-liquid separation becomes insufficient, and a bulking phenomenon may occur in which a large amount of suspended matter is mixed in the supernatant. According to the membrane separation activated sludge treatment apparatus, since this bulking phenomenon can be avoided, a sedimentation tank (second sedimentation tank 2104 in the wastewater treatment system 2100) is not required, and a high concentration operation of MLSS is possible. Further, there is an advantage that the processing equipment can be downsized.
排水処理システム2100において、第1の曝気槽2101で生物処理を受けた後、第1の沈殿槽2102で活性汚泥と分離された上澄み液は、第2の曝気槽2103に移される。第2の曝気槽2103にはMF膜モジュール2105が配設されているので、活性汚泥(微生物)と透過水とを沈殿に依らず膜により固液分離することができる。よって、活性汚泥と透過水との最終的な固液分離を行うために第2の沈殿槽2104を設置する必要がないので、設備の設置面積を低減できる。 In the wastewater treatment system 2100, after the biological treatment is performed in the first aeration tank 2101, the supernatant liquid separated from the activated sludge in the first sedimentation tank 2102 is transferred to the second aeration tank 2103. Since the MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103, activated sludge (microorganisms) and permeated water can be solid-liquid separated by a membrane without depending on precipitation. Therefore, since it is not necessary to install the second sedimentation tank 2104 in order to perform the final solid-liquid separation between the activated sludge and the permeated water, the installation area of the equipment can be reduced.
また、排水処理システム2100においては、第1の曝気槽2101ではMLSS(mg/L)にして1000〜6000、第2の曝気槽2103ではMLSS(mg/L)にして6000〜12000と、膜モジュールを有しない一般的な排水処理システムに比較して大幅に高い濃度での運転が可能になる。 In the wastewater treatment system 2100, the first aeration tank 2101 has MLSS (mg / L) of 1000 to 6000, the second aeration tank 2103 has MLSS (mg / L) of 6000 to 12000, and a membrane module. Compared to a general wastewater treatment system that does not have a low temperature, operation at a significantly higher concentration is possible.
(MF膜モジュール2105)
排水処理システム2100においては膜分離にMF膜を使用する。MF膜は、概ね0.1μm〜10μmの不溶性固体を濾過する膜である。MF膜の材質としては、高分子材料、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリカーボネート等が挙げられる。MF膜の孔径は通常0.03μm〜10μmであるが、用途に応じてさらに微細な膜を使用することも可能である。膜分離活性汚泥処理装置用には、孔径0.03μm〜0.4μmのMF膜が好ましい。膜素材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等が特に好ましい。膜モジュールの形態は、中空糸型、平膜型、チューブラー型、スパイラル型等を特に制限なく採用できるが、これらの中でも中空糸型及び平膜型を特に好ましく採用できる。これらの具体例としては、膜分離活性汚泥処理装置用として市販されている、「ステラポアーSADF(登録商標)」(三菱レイヨン株式会社)、「メンブレイ(登録商標)」(東レ株式会社)、「マイクローザ(登録商標)」(旭化成ケミカルズ株式会社)等が挙げられる。
(MF membrane module 2105)
In the wastewater treatment system 2100, an MF membrane is used for membrane separation. The MF membrane is a membrane that filters insoluble solids of approximately 0.1 μm to 10 μm. Examples of the material of the MF membrane include polymer materials such as polypropylene, polyethylene, cellulose acetate, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polysulfone, and polycarbonate. The pore size of the MF membrane is usually 0.03 μm to 10 μm, but a finer membrane can be used depending on the application. For the membrane separation activated sludge treatment apparatus, an MF membrane having a pore diameter of 0.03 μm to 0.4 μm is preferable. The film material is particularly preferably polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or the like. As the form of the membrane module, a hollow fiber type, a flat membrane type, a tubular type, a spiral type and the like can be adopted without particular limitation. Among these, a hollow fiber type and a flat membrane type can be particularly preferably adopted. Specific examples of these include “Sterapore SADF (registered trademark)” (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), “Membray (registered trademark)” (Toray Industries, Inc.), “Mike”, which are commercially available for membrane separation activated sludge treatment equipment. Rosa (registered trademark) "(Asahi Kasei Chemicals Corporation).
MF膜モジュール2105において使用可能な濾過方法としては、濾過面に懸濁物質を堆積しつつ行う通常のデッドエンド濾過(全量濾過ともいう)と、膜面に平行な流れを作り出し、流れの方向を膜透過方向と略直交させて、常に懸濁物質を再分散させるクロスフロー濾過とがあり、設置方法や使用方法に応じて適宜選択することができる。ただし、クロスフロー濾過によれば膜汚れ及び濃度分極現象を低減できるので、濾過効率を向上でき好ましい。以下においてはクロスフロー濾過を行うものとして説明する。 As a filtration method that can be used in the MF membrane module 2105, normal dead-end filtration (also referred to as total filtration) performed while depositing suspended substances on the filtration surface, a flow parallel to the membrane surface is created, and the flow direction is changed. There is cross-flow filtration that always re-disperses the suspended substance in a direction substantially orthogonal to the membrane permeation direction, and can be appropriately selected according to the installation method and the usage method. However, cross-flow filtration is preferable because it can reduce membrane contamination and concentration polarization, which can improve filtration efficiency. In the following description, it is assumed that cross flow filtration is performed.
MF膜モジュール2105における膜設置方法は、懸垂方式及び平置き方式等から適宜選択できる。懸垂方式においては、膜モジュールを曝気槽内に垂直に設置し、曝気槽内に発生する空気上昇流により、膜モジュール表面でクロスフロー濾過を行う。懸垂方式における散気条件は、線速度にして50m/時〜100m/時が好ましい。平置き方式においては、設置された平膜の下部から線速度50m/時〜100m/時で散気を行い、膜表面にクロスフロー流を生じさせ、クロスフロー濾過を行う。 The membrane installation method in the MF membrane module 2105 can be appropriately selected from a suspension method and a flat placement method. In the suspension system, the membrane module is installed vertically in the aeration tank, and cross-flow filtration is performed on the surface of the membrane module by the upward air flow generated in the aeration tank. The air diffusion condition in the suspension system is preferably 50 m / hour to 100 m / hour in terms of linear velocity. In the flat placement method, air is diffused from the lower part of the installed flat membrane at a linear velocity of 50 m / hour to 100 m / hour, a crossflow flow is generated on the membrane surface, and crossflow filtration is performed.
MF膜モジュール2105における膜濾過時には、減圧吸引方式を採用することが好ましい。すなわち、透過水の出側を減圧にして、水にMF膜中を移動させる駆動力である圧力差を高めることが好ましい。減圧吸引方式を採用する場合には、透過水出側の圧力は初期差圧から3kPa上昇の範囲内で運転するのが好ましい。また濾過温度は好ましくは10℃〜50℃、より好ましくは15℃〜40℃である。処理能力(運転速度)としては、日平均フラックス(単位:m/日)にして好ましくは0.05〜2.0、より好ましくは0.1〜1.0、さらに好ましくは0.4〜0.6で運転することが好ましい。 At the time of membrane filtration in the MF membrane module 2105, it is preferable to adopt a vacuum suction method. That is, it is preferable to reduce the pressure on the outlet side of the permeated water and increase the pressure difference that is the driving force for moving the water through the MF membrane. When the reduced pressure suction method is adopted, it is preferable to operate within the range where the pressure on the permeate discharge side is increased by 3 kPa from the initial differential pressure. The filtration temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 15 ° C to 40 ° C. The processing capacity (operating speed) is preferably 0.05 to 2.0, more preferably 0.1 to 1.0, and still more preferably 0.4 to 0 in terms of daily average flux (unit: m / day). It is preferable to operate at .6.
(薬液タンク)
排水処理システム2100は、MF膜モジュール2105を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;MF膜モジュール2105を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのMF膜モジュール2105への薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。制御部は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2の態様における制御部と同じ構成のものであり、説明を省略する。
MF膜モジュール2105において、膜表面への堆積による閉塞(ファウリング)防止は重要である。クロスフローや曝気する空気により、膜表面への堆積速度を低減することは可能であるが、長期的には目詰まりは避けられない。膜表面への堆積が進行すると、膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様にて例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様におけるステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The wastewater treatment system 2100 includes a first chemical liquid tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the MF membrane module 2105; and a second chemical liquid tank for storing an acid aqueous solution for cleaning the MF membrane module 2105. (Not shown); and a control unit (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank and the second chemical solution tank to the MF membrane module 2105. A control part is a thing of the same structure as the control part in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application, and abbreviate | omits description.
In the MF membrane module 2105, prevention of clogging (fouling) due to deposition on the membrane surface is important. Although the deposition rate on the film surface can be reduced by crossflow or aerated air, clogging is unavoidable in the long term. As deposition on the film surface proceeds, the transmembrane pressure difference increases. If the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) in the first and second aspects of the wastewater treatment method of the second invention of the present application.
(RO膜濾過装置2106)
MF膜モジュール2105で膜分離された透過水aは、中間タンク(図示略)を経て、逆浸透膜濾過装置2106(以下、逆浸透膜を「RO膜」、逆浸透膜濾過装置を「RO膜濾過装置」とも記す。)に移送され、RO膜による膜分離処理により、金属イオン類及び残存有機物等の除去を受ける。RO膜分離処理に使用されるRO膜の材質としては、ポリエチレン、芳香族ポリアミドや架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミド、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー、ポリビニルアルコール、及び酢酸セルロースの高分子材料を挙げることができ、これらから適宜選択することができる。また、2種以上の材質の混合物を採用することも可能である。本願の第2の発明では、この中でも特に、芳香族ポリアミドや架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミド等が分離性能が高く、好ましいものとして推奨される。RO膜の膜形態としては、非対称膜、及び複合膜等が挙げられ、これらの中から適宜選択することができる。2種以上のRO膜を組み合わせて使用することも可能である。また、膜表面への付着抑止性能を向上させた低ファウリング膜も好ましく採用することができる。また、RO膜分離処理に用いる膜モジュールの形態としては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型、プリーツ型等を例示でき、これらの中から選ばれる1種又は2種以上の膜モジュールを採用できる。この中でも、モジュールの膜面積が大きく、装置のコンパクト化に有利である観点から、スパイラル膜型モジュールが好ましい。これらの具体例としては、「低圧スパイラル型RO膜エレメント」シリーズ(日東電工株式会社)、「フィルムテック(登録商標)」シリーズ(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー)、「ロメンブラ(登録商標)」(東レ株式会社)等が挙げられる。なお、RO膜モジュールの入口にプレフィルターを設置し、膜の保護をすることが好ましい。
(RO membrane filtration device 2106)
The permeated water a separated by the MF membrane module 2105 passes through an intermediate tank (not shown), and is supplied with a reverse osmosis membrane filtration device 2106 (hereinafter referred to as “RO membrane” as a reverse osmosis membrane and “RO membrane” as a reverse osmosis membrane filtration device). It is also referred to as a “filtering device.”) And is subjected to removal of metal ions and residual organic substances by membrane separation treatment with an RO membrane. RO membrane materials used for RO membrane separation treatment include polyethylene, polyamides including aromatic polyamides and cross-linked aromatic polyamides, aliphatic amine condensation polymers, heterocyclic polymers, polyvinyl alcohol, and cellulose acetate polymer materials And can be appropriately selected from these. It is also possible to employ a mixture of two or more materials. In the second invention of the present application, among these, polyamides including aromatic polyamides and cross-linked aromatic polyamides are recommended as preferable because of their high separation performance. Examples of the membrane form of the RO membrane include an asymmetric membrane and a composite membrane, and can be appropriately selected from these. Two or more types of RO membranes can be used in combination. Further, a low fouling film with improved performance for preventing adhesion to the film surface can also be preferably used. Moreover, examples of the form of the membrane module used for the RO membrane separation treatment include a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, a flat membrane type, and a pleated type, and one or two selected from these types More than one type of membrane module can be used. Among these, a spiral membrane type module is preferable from the viewpoint that the module has a large membrane area and is advantageous for downsizing the apparatus. Specific examples of these include the “Low-Pressure Spiral RO Membrane Element” series (Nitto Denko Corporation), the “Film Tech (registered trademark)” series (The Dow Chemical Company), “Romenbra (registered trademark)” ( Toray Industries, Inc.). In addition, it is preferable to install a prefilter at the entrance of the RO membrane module to protect the membrane.
RO膜濾過装置2106での膜分離処理における透過率(透過水重量/仕込み水重量×100%)は、50%〜90%が好ましい。より好ましくは60%〜80%である。透過率が過大であると透過水中の不純物が増加し、回収水の水質に悪影響を与えるおそれがある。また、RO膜分離処理は加圧下で行われる。RO膜分離処理における必要圧力は、RO膜に通過させる透過水中のイオン濃度や透過率によって決まるが、通常はゲージ圧にして0.5MPaG〜5.5MPaG、好ましくは1.1MPaG〜3.1MPaGの範囲内で操作される。また処理温度は好ましくは10℃〜50℃であり、より好ましくは15℃〜40℃である。なお、処理温度の決定にあたっては、膜素材の耐熱性に留意する必要がある。またクロスフローにおける透過水aの線速度は60m/分〜240m/分が好ましい。 The transmittance (permeated water weight / charged water weight × 100%) in the membrane separation process in the RO membrane filtration device 2106 is preferably 50% to 90%. More preferably, it is 60% to 80%. If the permeability is excessive, impurities in the permeated water increase, which may adversely affect the quality of the recovered water. The RO membrane separation process is performed under pressure. The required pressure in the RO membrane separation treatment is determined by the ion concentration and permeability in the permeated water that is passed through the RO membrane, but it is usually 0.5 MPaG to 5.5 MPaG, preferably 1.1 MPaG to 3.1 MPaG as a gauge pressure. Operated within range. The treatment temperature is preferably 10 ° C to 50 ° C, more preferably 15 ° C to 40 ° C. In determining the treatment temperature, it is necessary to pay attention to the heat resistance of the film material. Moreover, the linear velocity of the permeated water a in the cross flow is preferably 60 m / min to 240 m / min.
RO膜の再生処理において薬剤を使用する場合は、薬剤による膜洗浄は2ヶ月に1回程度で実施し、性能の維持に努めることが好ましい。RO膜の再生処理剤として使用可能な薬剤としては重亜硫酸塩、次亜塩素酸塩、クエン酸、シュウ酸、過酢酸等が挙げられ、本願の第2の発明では、この中でも重亜硫酸塩、次亜塩素酸塩、クエン酸等が好ましい。また、RO膜濾過装置2106に流入する透過水aのpHが高いので、塩類の析出防止のために、RO膜に接触させる前に酸性化処理を行うことが好ましい。好ましいpHは通常5.0〜8.0、より好ましくは6.0〜7.5である。 When a drug is used in the RO membrane regeneration treatment, it is preferable to perform the membrane cleaning with the drug about once every two months to maintain the performance. Examples of the agent usable as the RO membrane regeneration treatment include bisulfite, hypochlorite, citric acid, oxalic acid, peracetic acid and the like. In the second invention of the present application, among these, bisulfite, Hypochlorite, citric acid and the like are preferred. Moreover, since the pH of the permeated water a flowing into the RO membrane filtration device 2106 is high, it is preferable to perform an acidification treatment before contacting the RO membrane in order to prevent precipitation of salts. The preferred pH is usually 5.0 to 8.0, more preferably 6.0 to 7.5.
上述したように、本願の第2の発明で対象となる排水には、浮遊物質(SS)、酸化反応で使用されるコバルト、マンガン等の重金属、アルカリ金属、COD、含窒素化合物等が含有されている。本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法の排水処理プロセスで処理される排水は、MF膜モジュール2105に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値にして100mg/L以下又は濁度(Turbidity)にして100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrにして100mg/L以下且つBOD5にして10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第2の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲であれば膜分離による処理が可能である。 As described above, the wastewater targeted by the second invention of the present application contains suspended solids (SS), heavy metals such as cobalt and manganese used in the oxidation reaction, alkali metals, COD, nitrogen-containing compounds, and the like. ing. The wastewater treated in the wastewater treatment process of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, when flowing into the MF membrane module 2105, the concentration of insoluble substances in water is set to an SS value of 100 mg / L or less or turbidity 100NTU in the (Turbidity) below, the concentration of water-soluble organic substances in the and BOD 5 below 100 mg / L in the COD Cr 10 mg / L or less, the electrical conductivity as an indicator of the concentration of water-soluble inorganic substance is 500 to, It preferably has properties of 000 μS / cm and a pH of 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the second invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
上述した性状を有する排水を、MF膜モジュール2105以下、図11に示すフローにて処理すると、RO膜濾過装置2106から水質の良好なRO膜透過水bを回収することができる。RO膜透過水bの水質は、透過率にも依存するが、コバルト、マンガン等の金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。RO膜透過水bは再利用水槽2107に蓄えられ、再利用水槽2107から工業用水(冷却水)dとしてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は後述する吸着剤処理装置2108に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水eとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。RO膜透過水bを工業用水(冷却水)dの供給及び吸着精製水eの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。 When the wastewater having the properties described above is processed by the flow shown in FIG. 11 after the MF membrane module 2105, the RO membrane permeated water b having good water quality can be recovered from the RO membrane filtration device 2106. Although the water quality of the RO membrane permeated water b depends on the permeability, most of metal ions such as cobalt and manganese and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The RO membrane permeated water b is stored in the reused water tank 2107 and supplied from the reused water tank 2107 to the terephthalic acid production process as industrial water (cooling water) d, or transferred to an adsorbent treatment device 2108 described later for further adsorption. It is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water e through the agent treatment. The ratio of distributing the RO membrane permeate water b to the supply of industrial water (cooling water) d and the production of the adsorption purified water e can be selected as appropriate.
従来技術においては、テレフタル酸製造プロセスからの排水を排水処理した後の水を工業用水として使用することは困難であった。本願の第2の発明によれば、排水処理後の水をテレフタル酸製造プロセスにおいて再利用することが可能となる。例えば、テレフタル酸製造プロセスにおいて、再冷塔への補給水をはじめとした工業用水として再利用することが可能である。特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、MF膜モジュール2105及びRO膜濾過装置2106。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、当該効果を奏することが一層容易になる。 In the prior art, it has been difficult to use the water after treating the waste water from the terephthalic acid production process as industrial water. According to 2nd invention of this application, it becomes possible to reuse the water after waste water treatment in a terephthalic-acid manufacturing process. For example, in the terephthalic acid production process, it can be reused as industrial water including makeup water to the recooling tower. In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the MF membrane module 2105 and the RO membrane filtration device 2106 in the present embodiment), it becomes easier to achieve the effect.
一方、RO膜濾過装置2106から排出されるRO膜濃縮水cには各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が前記範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。濃縮水は、必要に応じさらにオゾン処理を行ってから公共水域に放流してもよい。なお、放流水質を管理する方法としては、光透過率を監視する方法を挙げることができる。 On the other hand, the RO membrane concentrated water c discharged from the RO membrane filtration device 2106 contains various impurities in a concentrated manner. If the properties of the wastewater to be treated are within the above range, further treatment is performed. The water quality has been improved to such an extent that it can be released into public waters. Concentrated water may be discharged into public water areas after further ozone treatment as necessary. In addition, the method of monitoring light transmittance can be mentioned as a method of managing discharge | release water quality.
(吸着剤処理装置2108)
RO膜透過水bをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置2108において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となる。このように水の純度(水質)を向上させることにより、回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となる。吸着剤処理装置2108から回収された吸着精製水eは、テレフタル酸製造プロセスに供給され、プロセス水としてより好ましく利用される。吸着精製水eのプロセス水としての用途としては、例えば、水素添加処理工程(iii)の水素添加反応時に用いる溶媒の一部として用いる用途や、第2の固液分離工程(v)のテレフタル酸の固液分離処理における洗浄用水の一部として用いる用途等を挙げることができる。なお、吸着剤処理装置2108から排出される吸着剤処理排水fは、第1の曝気槽2101に移送され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 2108)
When the RO membrane permeate b is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by performing adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 2108. Is possible. Thus, by improving the purity (water quality) of water, it is possible to expand the application range of recovered and reclaimed water. The adsorbed purified water e recovered from the adsorbent treatment device 2108 is supplied to the terephthalic acid production process and is more preferably used as process water. Examples of the use of the adsorbed purified water e as process water include use as part of a solvent used in the hydrogenation reaction in the hydrogenation treatment step (iii) and terephthalic acid in the second solid-liquid separation step (v). The use etc. which are used as a part of washing water in the solid-liquid separation process of this can be mentioned. The adsorbent processing waste water f discharged from the adsorbent processing apparatus 2108 is transferred to the first aeration tank 2101 and biologically processed again.
吸着剤処理装置2108において使用可能な吸着剤としては、活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、アルミン酸アルカリ土類金属塩等を例示できる。これらの中から少なくとも1種の吸着剤を選択して使用することができる。また、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、合成ゼオライト、アルミン酸アルカリ土類金属塩等から選ばれる2種以上の化合物を組み合わせて用いる場合には、これらを混合した混合物を吸着剤として使用してもよく、該混合物を反応させて得られた化合物を吸着剤として使用してもよい。 Examples of the adsorbent usable in the adsorbent processing apparatus 2108 include activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, alkaline earth metal aluminate, and the like. Among these, at least one adsorbent can be selected and used. When two or more compounds selected from silica, alumina, silica alumina, synthetic zeolite, alkaline earth metal aluminate, etc. are used in combination, a mixture of these may be used as the adsorbent. A compound obtained by reacting the mixture may be used as an adsorbent.
吸着剤処理装置2108において使用可能な吸着剤としては、木質系活性炭と石炭系活性炭等を挙げることができ、これらの中から少なくとも1種を選択して使用することができる。なお、2種以上の活性炭を組み合わせる場合には、該2種以上の活性炭を混合しても用いても、混合せずに夫々単独のものを複数個の充填塔に分けて用いてもよい。 Examples of the adsorbent that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include wood-based activated carbon and coal-based activated carbon, and at least one of them can be selected and used. In addition, when combining 2 or more types of activated carbon, even if it mixes and uses these 2 or more types of activated carbon, you may divide and use it individually for a some packed tower, without mixing.
吸着剤処理装置2108において使用可能なイオン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、中間塩基性イオン交換樹脂等を挙げることができ、これらの中から少なくとも1種を選択して用いることができる。なお、2種以上のイオン交換樹脂を組み合わせて用いる場合には、該2種以上のイオン交換樹脂を混合して用いても、混合せずに夫々単独のものを複数個の充填塔に分けて用いてもよい。 Examples of the ion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include a cation exchange resin, an anion exchange resin, and an intermediate basic ion exchange resin. At least one selected from these can be used. be able to. When two or more types of ion exchange resins are used in combination, even if the two or more types of ion exchange resins are used in combination, each of them is divided into a plurality of packed towers without mixing. It may be used.
吸着剤処理装置2108において使用可能な陽イオン交換樹脂としては、官能基としてカルボキシル基等の弱酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂と、スルホン酸基等の強酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂とがあり、本願の第2の発明においてはいずれも使用可能である。ただし、本願の第2の発明においては強酸性陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。これらの具体例としては、ダイヤイオンHP20(登録商標)、セパビーズSP825(登録商標)、セパビーズSP207(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)、AMBERLITE XAD4(登録商標)、AMBERLITE XAD7(登録商標)(以上いずれもローム&ハース社製)等が挙げられる。吸着剤処理装置2108において使用可能な陰イオン交換樹脂としては、弱塩基性陰イオン交換樹脂、強塩基性陰イオン交換樹脂のいずれも使用可能である。強塩基性陰イオン交換樹脂の具体例としてはダイヤイオンSA10A、SA12A、UBA120(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)等が挙げられる。また、弱塩基性陰イオン交換樹脂の具体例としてはダイヤイオンWA10、WA20、WA30等(登録商標)(以上いずれも三菱化学株式会社製)が挙げられる。また、吸着剤処理装置2108において使用可能な中間塩基性イオン交換樹脂としては、具体例としてIONAC−365(登録商標)(Sybron Corp.)等が挙げられる。 The cation exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 includes a weak acid cation exchange resin having a weak acid group such as a carboxyl group as a functional group and a strong acid cation exchange resin having a strong acid group such as a sulfonic acid group. Any of them can be used in the second invention of the present application. However, in the second invention of the present application, it is preferable to use a strongly acidic cation exchange resin. Specific examples thereof include Diaion HP20 (registered trademark), Sepa beads SP825 (registered trademark), Sepa beads SP207 (registered trademark) (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), AMBERLITE XAD4 (registered trademark), and AMBERLITE XAD7 (registered trademark). Trademark) (all of which are manufactured by Rohm & Haas). As an anion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108, either a weakly basic anion exchange resin or a strongly basic anion exchange resin can be used. Specific examples of the strongly basic anion exchange resin include Diaion SA10A, SA12A, UBA120 (registered trademark) (all of which are manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Specific examples of the weakly basic anion exchange resin include Diaion WA10, WA20, WA30 (registered trademark) (all of which are manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Further, examples of the intermediate basic ion exchange resin that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include IONAC-365 (registered trademark) (Sybron Corp.) and the like.
吸着剤処理装置2108において使用可能な合成ゼオライトとしては、ソーダライト、A型、X型、Y型等の各種合成ゼオライトを挙げることができ、これらの中から1種又は2種以上を選んで用いることができる。これらの中でもA型ゼオライトが好ましい。また、合成ゼオライトの好ましい細孔径は、0.2nm〜1.0nmである。 Examples of the synthetic zeolite that can be used in the adsorbent treatment apparatus 2108 include various synthetic zeolites such as sodalite, A type, X type, and Y type, and one or more of these are selected and used. be able to. Among these, A-type zeolite is preferable. Moreover, the preferable pore diameter of a synthetic zeolite is 0.2 nm-1.0 nm.
吸着剤処理装置2108において使用可能なアルミン酸アルカリ土類金属塩としては、具体的にはアルミン酸マグネシウム(Mg(AlO2)2)、アルミン酸カルシウム(Ca(AlO2)2)、アルミン酸バリウム(Ba(AlO2)2)等を挙げることができる。 Specific examples of alkaline earth metal aluminates that can be used in the adsorbent processing apparatus 2108 include magnesium aluminate (Mg (AlO 2 ) 2 ), calcium aluminate (Ca (AlO 2 ) 2 ), and barium aluminate. (Ba (AlO 2 ) 2 ) and the like.
吸着剤処理装置2108において用いる吸着剤は、大きな比表面積を有することが好ましい。具体的にはBET比表面積にして50m2/g以上が好ましく、100m2/g以上がより好ましい。吸着剤処理装置2108において用いる吸着剤の形状は、細かく粉砕した粉砕品(粉末状品)や、篩い分けを施した顆粒状のもの等が入手可能であり、いずれも使用可能である。工業的には固定床や流動床等に充填されて使用される場合が多いため、圧損を考慮すると顆粒状のものが好ましい。なお、粉砕状(粉末状)の吸着剤と顆粒状の吸着剤との混合物を使用してもよい。 The adsorbent used in the adsorbent processing apparatus 2108 preferably has a large specific surface area. Specifically, the BET specific surface area is preferably 50 m 2 / g or more, and more preferably 100 m 2 / g or more. As the shape of the adsorbent used in the adsorbent processing apparatus 2108, a finely pulverized product (powdered product), a granulated product obtained by sieving, and the like are available, and any of them can be used. Industrially, in many cases, it is used by being filled in a fixed bed, fluidized bed, etc., and in consideration of pressure loss, a granular form is preferable. A mixture of a pulverized (powdered) adsorbent and a granular adsorbent may be used.
吸着剤処理装置2108において、吸着剤とRO膜透過水bとを接触させる方式としては、充填塔を用いる方式(充填塔方式)、流動層方式、移動槽方式、及び攪拌槽方式等の各種方式を特に制限なく用いることができる。ただし、吸着処理と同時に並行して後述する吸着剤の賦活処理を行うことが容易である観点からは、充填塔方式が好ましい。 In the adsorbent treatment apparatus 2108, various methods such as a method using a packed tower (packed tower method), a fluidized bed method, a moving tank method, and a stirring tank method are used as a method for bringing the adsorbent into contact with the RO membrane permeated water b. Can be used without particular limitation. However, from the viewpoint that it is easy to perform the adsorbent activation treatment described later in parallel with the adsorption treatment, the packed tower method is preferable.
なお、吸着量の飽和に伴う吸着剤処理装置2108の停止時間を短縮できる観点からは、吸着と同時に並行して吸着剤の賦活を行うことが好ましい。例えば、吸着剤処理装置2108に充填塔方式を採用している場合には、複数の充填塔を設置して、一部の充填塔が吸着に使用されている間に他の充填塔の賦活を行う、いわゆるメリーゴーラウンド方式で運転する方法を好ましく採用することができる。 Note that, from the viewpoint of shortening the stop time of the adsorbent processing apparatus 2108 accompanying the saturation of the adsorption amount, it is preferable to activate the adsorbent in parallel with the adsorption. For example, when the adsorbent processing apparatus 2108 employs a packed tower system, a plurality of packed towers are installed, and other packed towers are activated while some of the packed towers are used for adsorption. A so-called merry-go-round driving method can be preferably employed.
吸着剤の賦活に用いる賦活剤、及び賦活処理条件は、用いる吸着剤によって異なる。イオン交換樹脂の場合、用いるイオン交換樹脂種によって異なるが、一般的に陽イオン交換樹脂の場合は、硫酸、塩酸、臭化水素酸、酢酸等が使用可能である。賦活処理の温度としては、陽イオン交換樹脂の耐熱性の観点から、最大100℃であり、好ましくは80℃付近である。一方、陰イオン交換樹脂や中間塩基性イオン交換樹脂の場合には、賦活剤としては苛性ソーダ、アンモニア、炭酸ソーダ等が使用可能である。賦活処理の温度としては、最大80℃であり、好ましくは60℃である。 The activator used for activation of the adsorbent and the activation treatment conditions differ depending on the adsorbent used. In the case of an ion exchange resin, it varies depending on the type of ion exchange resin used, but generally in the case of a cation exchange resin, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, acetic acid and the like can be used. The temperature of the activation treatment is a maximum of 100 ° C., preferably around 80 ° C., from the viewpoint of heat resistance of the cation exchange resin. On the other hand, in the case of an anion exchange resin or an intermediate basic ion exchange resin, caustic soda, ammonia, sodium carbonate or the like can be used as an activator. The activation treatment temperature is a maximum of 80 ° C., and preferably 60 ° C.
一方、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、合成ゼオライト、アルミン酸アルカリ土類金属塩から選ばれる1種又は2種以上を使用する場合(2種以上を混合及び反応させて得た生成物を用いる場合を含む)には、賦活剤としては酢酸、臭化水素酸、スチーム等が好ましく、賦活処理温度は20℃〜60℃を好ましく採用できる。 On the other hand, when using 1 type, or 2 or more types selected from silica, alumina, silica alumina, synthetic zeolite, and alkaline earth metal aluminate (when using a product obtained by mixing and reacting 2 or more types) In addition, as the activator, acetic acid, hydrobromic acid, steam and the like are preferable, and the activation treatment temperature is preferably 20 ° C to 60 ° C.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきたが、本願の第2の発明によれば、回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には前記工程(i)〜(vi)から排出され、生物処理に供された排水のうち好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上を透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, conventionally, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged to public water areas. According to the second invention of the present application, the wastewater can be recycled in the terephthalic acid production process through recovery and regeneration. Since the amount of water used is greatly increased, the amount of drainage can be reduced from one-half to about one-third compared to the conventional case. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, more preferably 80% or more of the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) and used for biological treatment is recovered as permeated water. However, it can be used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
(他の実施形態)
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、好気性生物処理を2段階で行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。排水処理システムを第1の曝気槽のみ有する構成とし、第1の沈殿槽及び第2の曝気槽を使用しない形態(1段階のみ)とすることも可能である。このように1段階のみで行う場合には、MF膜モジュールは、第1の曝気槽内に設置することができる。ただし、活性汚泥の固液分離状況が良好になり、沈殿槽への懸濁物質の流入を低減できる観点からは、上述した排水処理システム2100のように2段階で行うことが好ましい。なお、好気性生物処理を1段階で行う場合には、MF膜に接触する排水の汚染度が高いため、膜分離処理での処理能力が低下し易いために膜洗浄頻度が増加する傾向にある。排水処理システムの新規建設に際しては、1段階のみで行うことによる膜洗浄費用の増大と、設備費、運転経費の低減等とのコスト比較の上、1段階のみ及び2段階のいずれを採用するか選定すればよい。
(Other embodiments)
In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, the method for producing terephthalic acid in a form in which the aerobic biological treatment is performed in two stages is exemplified, but production of terephthalic acid according to the second invention of the present application is exemplified. The method is not limited to this form. It is also possible to adopt a configuration in which the waste water treatment system has only the first aeration tank and does not use the first precipitation tank and the second aeration tank (only one stage). Thus, when performing only in one step, the MF membrane module can be installed in the first aeration tank. However, from the viewpoint of improving the solid-liquid separation state of the activated sludge and reducing the inflow of suspended substances to the sedimentation tank, it is preferable to carry out in two stages as in the wastewater treatment system 2100 described above. In addition, when aerobic biological treatment is performed in one stage, the degree of contamination of the waste water that contacts the MF membrane is high, and the membrane cleaning frequency tends to increase because the treatment capability in the membrane separation treatment tends to decrease. . When constructing a new wastewater treatment system, whether only one stage or two stages will be adopted after comparing the cost of increasing the membrane cleaning cost with only one stage and reducing the equipment and operating costs. It only has to be selected.
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、MF膜モジュール2105が第2の曝気槽2103内に配設された排水処理システム2100を用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。MF膜モジュールの設置場所は曝気槽内に限定されるものではなく、外部に小容量の一つ以上の槽(容器)を設け、該槽内に該膜モジュールを配設して、活性汚泥を外部循環させながら膜分離する形態とすることも可能である。このような形態によれば、保守管理の手間を低減することが容易になる。
また、生物処理を1段階のみで行う場合にあってはMF膜モジュールを第1の沈殿槽の出口に、生物処理を2段階で行う場合にあってはMF膜モジュールを第2の沈殿槽の出口に配設する形態とすることも可能である。このような形態において使用可能なMF膜の具体例としては、「ステラポアーLFB」(登録商標)、「ステラポアーG」(登録商標)(いずれも三菱レイヨン株式会社製)、「トレフィルF」(登録商標)(東レ株式会社製)、「マイクローザ」(登録商標)(旭化成ケミカル株式会社製)等を挙げることができる。ただし、沈殿槽が不要になること、及び、曝気層内のMLSS濃度の高負荷処理が可能で設備を小型化できること等の観点からは、曝気槽(生物処理を1段階のみで行う場合にあっては第1の曝気槽、生物処理を2段階で行う場合にあっては第2の曝気槽)中にMF膜モジュールを設置する膜分離活性汚泥処理装置を採用することが好ましい。
In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the second aspect of the present invention, an example of the method for producing terephthalic acid using the wastewater treatment system 2100 in which the MF membrane module 2105 is disposed in the second aeration tank 2103 is illustrated. However, the method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application is not limited to this form. The installation location of the MF membrane module is not limited to the inside of the aeration tank. One or more tanks (containers) having a small capacity are provided outside, and the membrane module is provided in the tank to dispose activated sludge. It is also possible to adopt a form of membrane separation while circulating externally. According to such a form, it becomes easy to reduce the maintenance work.
When biological treatment is performed in only one stage, the MF membrane module is placed at the outlet of the first sedimentation tank. When biological treatment is conducted in two stages, the MF membrane module is placed in the second precipitation tank. It is also possible to adopt a form in which it is disposed at the outlet. Specific examples of the MF membrane that can be used in such a form include “STELLAPORE LFB” (registered trademark), “STELLAPORE G” (registered trademark) (both manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and “Trefill F” (registered trademark). ) (Manufactured by Toray Industries, Inc.), “Microza” (registered trademark) (manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.), and the like. However, from the viewpoints of eliminating the need for a sedimentation tank and enabling high-load processing of MLSS concentration in the aeration layer and reducing the size of the equipment, there is a need for an aeration tank (when biological treatment is performed in only one stage). In the case where the first aeration tank and biological treatment are performed in two stages, it is preferable to employ a membrane separation activated sludge treatment apparatus in which an MF membrane module is installed in the second aeration tank).
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、MF膜により膜分離を行うMF膜モジュール2105を有する排水処理システム2100を用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。MF膜の代わりに、後述する限外濾過膜(UF膜)を用いて膜分離を行う形態とすることも可能である。 In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, the terephthalic acid production method using the wastewater treatment system 2100 having the MF membrane module 2105 for performing membrane separation by the MF membrane is exemplified. The method for producing terephthalic acid according to the second invention is not limited to this form. Instead of the MF membrane, a membrane separation may be performed using an ultrafiltration membrane (UF membrane) described later.
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、RO膜濾過装置2106においてRO膜を用いて膜分離を行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。RO膜に代えて、ルーズRO膜ともナノ濾過膜(NF膜)とも称される、UF膜とRO膜との中間に位置づけられる膜を用いることも可能である。このようなNF膜では、操作圧力が0.2MPa〜1.5MPa程度となり、RO膜を採用した場合よりも低圧運転が可能であるので、より小型のポンプを採用でき、また運転に要するエネルギーを低減することが可能である。なお、RO膜に代えてNF膜を採用した場合であっても、膜の構造、素材、製造法等はRO膜と同様とすることができる。 In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, the method for producing terephthalic acid in the form of performing membrane separation using the RO membrane in the RO membrane filtration device 2106 has been exemplified. The manufacturing method of the terephthalic acid of invention is not limited to the said form. Instead of the RO membrane, it is also possible to use a membrane positioned between the UF membrane and the RO membrane, which is also referred to as a loose RO membrane or a nanofiltration membrane (NF membrane). Such an NF membrane has an operating pressure of about 0.2 MPa to 1.5 MPa, and can be operated at a lower pressure than when the RO membrane is used. Therefore, a smaller pump can be used and the energy required for the operation can be reduced. It is possible to reduce. Even when an NF membrane is employed instead of the RO membrane, the membrane structure, material, manufacturing method, and the like can be the same as those of the RO membrane.
<A−2.テレフタル酸の製造における第2の実施形態>
図12は、第1の代表的なテレフタル酸の製造方法において、生物処理後に限外濾過膜(UF膜)による膜分離処理を行う実施形態を説明する図である。図12に示すように、本実施形態に係る排水処理プロセスにおいては、第1の曝気槽2101と、第1の沈殿槽2102と、第2の曝気槽2103aと、第2の沈殿槽2104aと、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110と、UF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106と、RO膜濾過装置2106に接続された再利用水槽2107と、再利用水槽2107に接続された吸着剤処理装置2108とを具備する排水処理システム2200を用いる。これらのうち第2の曝気槽2103a、第2の沈殿槽2104a、排水処理システム2200及びUF膜ユニット2110以外については第1の実施形態と同様であるため、図11におけるものと同一の符号を付し適宜説明を省略する。
<A-2. Second Embodiment in Production of Terephthalic Acid>
FIG. 12 is a diagram illustrating an embodiment in which a membrane separation process using an ultrafiltration membrane (UF membrane) is performed after biological treatment in the first representative method for producing terephthalic acid. As shown in FIG. 12, in the wastewater treatment process according to this embodiment, the first aeration tank 2101, the first precipitation tank 2102, the second aeration tank 2103 a, the second precipitation tank 2104 a, UF membrane unit 2110 connected to second sedimentation tank 2104a, RO membrane filtration device 2106 connected to UF membrane unit 2110, reused water tank 2107 connected to RO membrane filtration device 2106, and reused water tank 2107 A wastewater treatment system 2200 having an adsorbent treatment device 2108 connected to the slag is used. Among these, since the second aeration tank 2103a, the second settling tank 2104a, the waste water treatment system 2200, and the UF membrane unit 2110 are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG. The description will be omitted as appropriate.
(排水処理システム2200)
排水処理システム2200は、第1の曝気槽2101と、第1の曝気槽2101に接続された第1の沈殿槽2102と、第1の沈殿槽2102に接続された第2の曝気槽2103aと、第2の曝気槽2103aに接続された第2の沈殿槽2104aと、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110と、UF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106と、RO膜濾過装置2106に接続された再利用水槽2107と、再利用水槽2107に接続された吸着剤処理装置2108とを具備する。排水処理システム2200が排水処理システム2100と異なる点は、第2の曝気槽2103aにMF膜モジュール2105が配設されていない点、第2の沈殿槽2104aを使用する点、及び、第2の沈殿槽2104aの出口にUF膜ユニット2110を配設する点である。排水処理システム2200においては、排水は第1の曝気槽2101〜第2の沈殿槽2104aの各槽を順に移送され、好気性生物処理を2段階で行う。両曝気槽の運転条件等は排水処理システム2100と同様である。第1の曝気槽2101〜第2の沈殿槽2104aの各槽を順に移送されて好気性生物処理を2段階で行った透過水hは、第2の沈殿槽2104aに接続されたUF膜ユニット2110に移送される。
(Wastewater treatment system 2200)
The wastewater treatment system 2200 includes a first aeration tank 2101, a first precipitation tank 2102 connected to the first aeration tank 2101, a second aeration tank 2103 a connected to the first precipitation tank 2102, A second settling tank 2104a connected to the second aeration tank 2103a, a UF membrane unit 2110 connected to the second settling tank 2104a, an RO membrane filtration device 2106 connected to the UF membrane unit 2110, and RO A reuse water tank 2107 connected to the membrane filtration apparatus 2106 and an adsorbent treatment apparatus 2108 connected to the reuse water tank 2107 are provided. The wastewater treatment system 2200 is different from the wastewater treatment system 2100 in that the MF membrane module 2105 is not disposed in the second aeration tank 2103a, the second precipitation tank 2104a is used, and the second precipitation The UF membrane unit 2110 is disposed at the outlet of the tank 2104a. In the wastewater treatment system 2200, wastewater is sequentially transferred through the first aeration tank 2101 to the second settling tank 2104a, and aerobic biological treatment is performed in two stages. The operating conditions of both aeration tanks are the same as those of the wastewater treatment system 2100. The permeated water h, which is sequentially transferred through the first aeration tank 2101 to the second precipitation tank 2104a and subjected to the aerobic biological treatment in two stages, is a UF membrane unit 2110 connected to the second precipitation tank 2104a. It is transferred to.
(UF膜ユニット2110)
UF膜ユニット2110において、透過水hは限外濾過膜(UF膜)モジュールによって膜分離処理される。UF膜を透過したUF膜透過水iは、中間タンク(図示略)を介してUF膜ユニット2110に接続されたRO膜濾過装置2106に移送される。
(UF membrane unit 2110)
In the UF membrane unit 2110, the permeated water h is subjected to membrane separation treatment by an ultrafiltration membrane (UF membrane) module. The UF membrane permeated water i that has passed through the UF membrane is transferred to an RO membrane filtration device 2106 connected to the UF membrane unit 2110 via an intermediate tank (not shown).
UF膜モジュールが具備するUF膜は、孔径が概ね2nm〜200nmであり、RO膜よりは大きく、精密濾過膜(MF膜)よりは小さい。UF膜の材質としては、ポリサルフォン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリアミド膜、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリルから選ばれる1種又は2種以上の組み合わせを用いることができる。この中でも、排水中の不純物の影響を受けにくい等の観点からは、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、芳香族ポリアミド等が好ましい。 The UF membrane included in the UF membrane module has a pore diameter of approximately 2 nm to 200 nm, which is larger than the RO membrane and smaller than the microfiltration membrane (MF membrane). As the material of the UF membrane, one or a combination of two or more selected from polysulfone, polypropylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, aromatic polyamide membrane, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and polyacrylonitrile can be used. . Among these, polypropylene, polyvinylidene fluoride, aromatic polyamide and the like are preferable from the viewpoint of being hardly affected by impurities in the waste water.
UF膜ユニット2110が具備するUF膜モジュールとしては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型から選ばれる1種又は2種以上の組み合わせを用いることができる。中でも中空糸膜、及び/又はスパイラル膜型のUF膜モジュールが好ましい。UF膜ユニット2110において好ましく採用できるUF膜モジュールの具体例としては、「トレフィル(登録商標)」シリーズ(東レ株式会社製)、「キャピラリー型UF膜モジュール」シリーズ(日東電工株式会社製)、「マイクローザ(登録商標)」シリーズ(旭化成ケミカル株式会社製)、UF膜モジュール「モルセップ(登録商標)」(ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製)等が挙げられる。 As the UF membrane module included in the UF membrane unit 2110, one or a combination of two or more selected from a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, and a flat membrane type can be used. Of these, hollow fiber membranes and / or spiral membrane type UF membrane modules are preferred. Specific examples of UF membrane modules that can be preferably used in the UF membrane unit 2110 include the “Treafil (registered trademark)” series (manufactured by Toray Industries, Inc.), the “capillary type UF membrane module” series (manufactured by Nitto Denko Corporation), Rosa (registered trademark) ”series (manufactured by Asahi Kasei Chemical Co., Ltd.), UF membrane module“ Molsep (registered trademark) ”(manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd.), and the like.
UF膜分離処理は、基本的には水と、水に不溶な固体物質(固形物)及び一部の水可溶物質とを固液分離する処理である。UF膜ユニット2110における濾過(膜分離)操作は常圧下、加圧下、減圧下いずれでも行うことができるが、工業的には加圧下又は減圧下で行うことが好ましい。UF膜を挟む両空間の圧力差が大きいほど、処理能力が向上する。また、UF膜分離処理を行う温度としては10℃〜50℃が好ましく、より好ましくは15℃〜40℃である。処理能力(運転速度)としてはUF膜透過水iの日平均フラックス(単位:L/m2・d)にして10〜200で運転するのが好ましい。 The UF membrane separation process is basically a process for solid-liquid separation of water, a solid substance (solid matter) insoluble in water, and a part of the water-soluble substance. The filtration (membrane separation) operation in the UF membrane unit 2110 can be performed under normal pressure, under pressure, or under reduced pressure, but industrially, it is preferably performed under pressure or under reduced pressure. As the pressure difference between the two spaces sandwiching the UF membrane is larger, the processing capability is improved. Moreover, as temperature which performs a UF membrane separation process, 10 to 50 degreeC is preferable, More preferably, it is 15 to 40 degreeC. As processing capacity (operation speed), it is preferable to operate at a daily average flux (unit: L / m 2 · d) of the UF membrane permeated water i at 10 to 200.
濾過方法は、デッドエンド濾過(全量通過)とすることも不可能ではないが、UF膜の孔径は小さいため、デッドエンド濾過を採用した場合には、膜表面への堆積による膜の閉塞(ファウリング)が短時間で発生し易い。このため、通常はUF膜の表面に沿って、一定方向に透過水hを供給し、微粒子や不純物が濃縮された水(濃縮水)を連続的に排出しながら、又は送液側に戻しながら膜分離(濾過)を行う、クロスフロー方式を採用することが好ましい。クロスフロー濾過を行う場合の透過水hの線速度は、60m/分〜240m/分が好ましい。 Although it is not impossible to use dead-end filtration (all-pass) as the filtration method, the pore size of the UF membrane is small. Therefore, when dead-end filtration is used, the membrane is clogged by deposition on the membrane surface. Ring) is likely to occur in a short time. For this reason, normally, the permeated water h is supplied along a surface of the UF membrane in a certain direction, and water (concentrated water) in which fine particles and impurities are concentrated is continuously discharged or returned to the liquid feeding side. It is preferable to employ a cross flow method in which membrane separation (filtration) is performed. The linear velocity of the permeate h when performing cross flow filtration is preferably 60 m / min to 240 m / min.
固形物の圧縮性が強い場合、濾過速度が低下し、濾過の所要時間が長期化するので、プレコート材(濾過助剤)を添加して濾過速度の低下を抑制することが好ましい。濾過助剤としては一般には珪藻土、パーライト、活性炭等が使用可能であるが、コストを低減することが容易である等の観点からは安価な珪藻土、パーライト等を用いることが好ましい。 When the compressibility of the solid matter is strong, the filtration rate is lowered and the time required for filtration is prolonged. Therefore, it is preferable to add a precoat material (filter aid) to suppress the reduction of the filtration rate. Generally, diatomaceous earth, pearlite, activated carbon, etc. can be used as the filter aid, but it is preferable to use inexpensive diatomaceous earth, pearlite, etc. from the viewpoint of easy cost reduction.
(薬液タンク)
排水処理システム2200は、UF膜ユニット2110のUF膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;UF膜ユニット2110のUF膜モジュールを洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのUF膜ユニット2110のUF膜モジュールへの薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。制御部は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2の態様における制御部と同じ構成のものであり、説明を省略する。
UF膜ユニット2110のUF膜モジュールにおいても、MF膜モジュール2105等と同様に、膜表面への堆積が進行すると膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄等が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様にて例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様におけるステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The waste water treatment system 2200 includes a first chemical tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the UF membrane module of the UF membrane unit 2110; and an acid aqueous solution for cleaning the UF membrane module of the UF membrane unit 2110. A second chemical tank (not shown) for storing the chemical; and a controller (not shown) for controlling the supply of the chemical from the first chemical tank and the second chemical tank to the UF membrane module of the UF membrane unit 2110 It has further. A control part is a thing of the same structure as the control part in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application, and abbreviate | omits description.
In the UF membrane module of the UF membrane unit 2110 as well, as the MF membrane module 2105 and the like, as the deposition on the membrane surface proceeds, the transmembrane pressure difference increases. When the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) in the first and second aspects of the wastewater treatment method of the second invention of the present application.
(RO膜濾過装置2106)
UF膜ユニット2110での膜分離処理により得られたUF膜透過水iは、中間タンク(図示略)を経て、RO膜濾過装置2106に移送され、金属イオン類及び残存有機物等の除去を施される。UF膜の膜洗浄により発生したUF膜洗浄排水oは、第2の曝気槽2103aに移送され処理される。
(RO membrane filtration device 2106)
The UF membrane permeated water i obtained by the membrane separation process in the UF membrane unit 2110 is transferred to the RO membrane filtration device 2106 through an intermediate tank (not shown), where metal ions and residual organic substances are removed. The The UF membrane cleaning waste water o generated by the membrane cleaning of the UF membrane is transferred to the second aeration tank 2103a and processed.
本実施形態において処理される排水の、好気性生物処理後の水質としては、UF膜ユニット2110に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値で50mg/L以下、又は濁度(Turbidity)で50NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで100mg/L以下、BOD5で10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第2の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲内であれば膜分離による処理が可能である。 As the water quality after the aerobic biological treatment of the wastewater treated in the present embodiment, the concentration of the insoluble substance in water is 50 mg / L or less in terms of SS value or turbidity when flowing into the UF membrane unit 2110. 50 NTU or less, the concentration of water-soluble organic substance is 100 mg / L or less for COD Cr , 10 mg / L or less for BOD 5 and the conductivity is 500 to 10,000 μS / cm as an index of the concentration of water-soluble inorganic substance, and the pH is It preferably has a property of 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the second invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
上述した性状を有する排水を、UF膜ユニット2110以下、図12に示したフローにて処理すると、RO膜濾過装置2106から水質の良好なRO膜透過水kを回収することができる。RO膜透過水kの水質は、透過率にも依存するが、金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。RO膜透過水kは再利用水槽2107に蓄えられ、再利用水槽2107から工業用水l(冷却水)としてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は後述する吸着剤処理装置2108に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水mとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。なお、RO膜透過水kを工業用水(冷却水)lの供給及び吸着精製水mの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。
特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、UF膜ユニット2110及びRO膜濾過装置2106。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、上述した効果を奏することが一層容易になる。
When the wastewater having the above-described properties is processed by the flow shown in FIG. 12 after the UF membrane unit 2110, the RO membrane permeated water k with good water quality can be recovered from the RO membrane filtration device 2106. Although the water quality of the RO membrane permeated water k depends on the transmittance, most of the metal ions and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The RO membrane permeated water k is stored in the reuse water tank 2107 and supplied from the reuse water tank 2107 to the terephthalic acid production process as industrial water 1 (cooling water) or transferred to an adsorbent treatment device 2108 described later for further adsorption. It is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water m through the agent treatment. In addition, the ratio which distributes RO membrane permeate water k to supply of industrial water (cooling water) 1 and manufacture of adsorption purified water m can be selected as appropriate.
In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the UF membrane unit 2110 and the RO membrane filtration device 2106 in this embodiment), it becomes easier to achieve the above-described effects.
一方、RO膜濾過装置2106から排出されるRO膜濃縮水jには、各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が上述した範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。RO膜濃縮水jの放流に関してはRO膜濃縮水cと同様である。 On the other hand, the RO membrane concentrated water j discharged from the RO membrane filtration device 2106 contains various impurities in a concentrated manner. If the properties of the wastewater to be treated are within the above-described range, further treatment is performed. Water quality has been improved to such an extent that it can be discharged into public waters without applying water. The release of the RO membrane concentrated water j is the same as the RO membrane concentrated water c.
(吸着剤処理装置2108)
RO膜透過水kをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置2108において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となり、その結果回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となること等は、RO膜透過水bにおける場合と同様である。吸着剤処理装置2108から回収された吸着精製水mは、吸着精製水eと同様に、プロセス水としてより好ましく利用することができる。吸着剤処理装置2108における吸着剤及び処理の詳細については既に述べたのと同様である。吸着剤処理装置2108から排出される吸着剤処理排水nは、第1の曝気槽2101に移送され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 2108)
When the RO membrane permeate k is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by applying an adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 2108. As a result, it is possible to expand the application range of the recovered and reclaimed water as in the RO membrane permeated water b. The adsorbed purified water m recovered from the adsorbent treatment apparatus 2108 can be more preferably used as process water, like the adsorbed purified water e. The details of the adsorbent and processing in the adsorbent processing apparatus 2108 are the same as those already described. The adsorbent processing waste water n discharged from the adsorbent processing apparatus 2108 is transferred to the first aeration tank 2101 and biologically processed again.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきたが、本実施形態(図12)においても、第1の実施形態(図11)と同様に、回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には前記工程(i)〜(vi)から排出され、生物処理に供された排水のうち好ましくは80%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは60%以上を膜透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged to public water areas in the past, but this embodiment (FIG. 12) is the same as in the first embodiment (FIG. 11). In addition, since the amount of water reused in the terephthalic acid production process is greatly increased by recovery and regeneration, the amount of wastewater can be reduced to about one-half to one-third compared to the conventional case. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, the wastewater discharged from the steps (i) to (vi) and used for biological treatment is preferably 80% or more, more preferably 70% or more, and still more preferably 60% or more as membrane permeated water. It can be recovered and used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
<B.第2の代表的なテレフタル酸の製造方法>
図13は、第2の代表的なテレフタル酸の製造方法における工程フロー及び物質フローを説明する図である。第2の代表的なテレフタル酸の製造方法は、下記工程(viii)〜(xii)を有するテレフタル酸製造プロセスと、排水処理プロセス(xiii)とを有する。
(viii)含水酢酸中、p−キシレンを酸化して、粗テレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「酸化反応工程(viii)」とも記す。)。
(ix)粗テレフタル酸スラリーを、p−キシレンを供給せずに、さらに高温条件下で追加的な酸化反応に供してテレフタル酸スラリーを得る工程(以下、「追酸化工程(ix)」とも記す。)。
(x)テレフタル酸スラリーを固液分離してテレフタル酸ケーキを得る工程(以下、「固液分離工程(x)」とも記す。)。
(xi)テレフタル酸ケーキを乾燥してテレフタル酸を得る工程(以下、「乾燥工程(xi)」とも記す。)。
(xii)固液分離後の母液から触媒、溶媒等の有価物を回収再生する工程(以下、「母液回収再生工程(xii)」とも記す。)。
(xiii)前記工程(viii)〜(xii)から排出される排水の全量又は一部を好気性生物処理後、公共水域へ放流する排水処理プロセス(以下、「排水処理プロセス(xiii)」とも記す。)。
<B. Second representative method for producing terephthalic acid>
FIG. 13 is a diagram illustrating a process flow and a substance flow in a second representative method for producing terephthalic acid. The second representative method for producing terephthalic acid has a terephthalic acid production process having the following steps (viii) to (xii) and a waste water treatment process (xiii).
(Viii) Step of oxidizing p-xylene in hydrous acetic acid to obtain a crude terephthalic acid slurry (hereinafter also referred to as “oxidation reaction step (viii)”).
(Ix) A step of obtaining a terephthalic acid slurry by subjecting the crude terephthalic acid slurry to an additional oxidation reaction under high temperature conditions without supplying p-xylene (hereinafter also referred to as “additional oxidation step (ix)”) .)
(X) A step of solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry to obtain a terephthalic acid cake (hereinafter also referred to as “solid-liquid separation step (x)”).
(Xi) A step of drying the terephthalic acid cake to obtain terephthalic acid (hereinafter also referred to as “drying step (xi)”).
(Xii) A step of recovering and regenerating valuable materials such as a catalyst and a solvent from the mother liquor after solid-liquid separation (hereinafter also referred to as “mother liquor recovery and regenerating step (xii)”).
(Xiii) Wastewater treatment process (hereinafter referred to as “wastewater treatment process (xiii)”) that discharges all or part of the wastewater discharged from the steps (viii) to (xii) to public water after aerobic biological treatment .)
(酸化反応工程(viii))
酸化反応工程(viii)では、酸化反応装置2511で含水酢酸を溶媒とし、触媒の存在下、分子状酸素含有ガスを用いてp−キシレンを酸化する工程である。該触媒としては、コバルト、マンガン等の遷移金属の化合物及び/又は臭化水素酸等のハロゲン化水素等が挙げられる。酸化反応工程(viii)により、粗テレフタル酸スラリー251’が得られる。反応温度は通常180℃〜230℃であり、好ましくは190℃〜210℃である。反応圧力は、少なくとも反応温度において、混合物が液相を保持できる圧力以上である必要があり、具体的には0.3MPa〜10MPa(絶対圧)が好ましく、1〜3MPa(絶対圧)がより好ましい。
(Oxidation reaction step (viii))
In the oxidation reaction step (viii), the oxidation reaction apparatus 2511 oxidizes p-xylene using hydrous acetic acid as a solvent and a molecular oxygen-containing gas in the presence of a catalyst. Examples of the catalyst include compounds of transition metals such as cobalt and manganese and / or hydrogen halides such as hydrobromic acid. Through the oxidation reaction step (viii), a crude terephthalic acid slurry 251 ′ is obtained. The reaction temperature is usually 180 ° C to 230 ° C, preferably 190 ° C to 210 ° C. The reaction pressure needs to be equal to or higher than the pressure at which the mixture can maintain the liquid phase at least at the reaction temperature. Specifically, the reaction pressure is preferably 0.3 MPa to 10 MPa (absolute pressure), more preferably 1 to 3 MPa (absolute pressure). .
酸化反応工程(viii)からは、酸化反応のために酸化反応装置2511に導入される分子状酸素含有ガスに同伴して、溶媒の酢酸、反応で副生する水、その他の不純物、未反応原料等を含有する高温高圧ガスが排出される。該高温高圧ガスは、吸収塔(図示略)等を通され、その過程で該高温高圧ガスから有価物、エネルギー等を回収して再利用に供した後、残ったガスを燃焼処理する。燃焼処理後の排ガスをアルカリ水等と接触洗浄した後、ガスは大気放出され、残った酸化排ガス洗浄水255’は排水処理システム2518に移送される。 From the oxidation reaction step (viii), acetic acid as a solvent, water produced as a by-product in the reaction, other impurities, unreacted raw materials accompanying the molecular oxygen-containing gas introduced into the oxidation reaction device 2511 for the oxidation reaction A high-temperature high-pressure gas containing etc. is discharged. The high-temperature high-pressure gas is passed through an absorption tower (not shown) and the like. In the process, valuables, energy, etc. are recovered from the high-temperature high-pressure gas and reused, and then the remaining gas is burned. After the exhaust gas after the combustion treatment is cleaned by contact with alkaline water or the like, the gas is released into the atmosphere, and the remaining oxidized exhaust gas cleaning water 255 ′ is transferred to the waste water treatment system 2518.
(追酸化工程(ix))
追酸化工程(ix)は、酸化反応で得られた粗テレフタル酸スラリー251’が追酸化反応装置2512に移送されて、分子状酸素含有ガスを供給して高温度でさらに酸化される工程である。追酸化工程(ix)により、テレフタル酸スラリー252’が得られる。反応温度は通常235℃〜290℃、好ましくは240℃〜280℃であり、圧力は通常3MPa〜10MPa(絶対圧)が好ましい。粗テレフタル酸スラリー251’中のテレフタル酸粒子の一部が溶解し、粒子中の酸化中間体、未反応原料等が酸化されて、不純物濃度が低減され精製効果が生じる。高温高圧の排ガスは酸化反応工程(viii)から生じる高温高圧ガスと同様に処理されて、残りの追酸化排ガス洗浄水256’は酸化反応工程(viii)の酸化排ガス洗浄水255’とともに、排水処理システム2518に移送される。
(Additional oxidation process (ix))
The additional oxidation step (ix) is a step in which the crude terephthalic acid slurry 251 ′ obtained by the oxidation reaction is transferred to the additional oxidation reaction device 2512 and supplied with a molecular oxygen-containing gas to be further oxidized at a high temperature. . A terephthalic acid slurry 252 ′ is obtained by the additional oxidation step (ix). The reaction temperature is usually 235 ° C. to 290 ° C., preferably 240 ° C. to 280 ° C., and the pressure is usually preferably 3 MPa to 10 MPa (absolute pressure). A part of the terephthalic acid particles in the crude terephthalic acid slurry 251 ′ are dissolved, and the oxidized intermediates, unreacted raw materials, etc. in the particles are oxidized, and the impurity concentration is reduced to produce a purification effect. The high-temperature and high-pressure exhaust gas is treated in the same manner as the high-temperature and high-pressure gas generated from the oxidation reaction step (viii), and the remaining supplemental oxidation exhaust gas cleaning water 256 ′ is treated with wastewater together with the oxidation exhaust gas cleaning water 255 ′ of the oxidation reaction step (viii). Transported to system 2518.
(固液分離工程(x)、及び母液回収再生工程(xii))
固液分離工程(x)は、固液分離装置2513においてテレフタル酸スラリー252’を固液分離してテレフタル酸ケーキ253’を得る工程である。固液分離する方法としては、テレフタル酸スラリー252’をそのまま固液分離機にかける方法等を例示できる。またテレフタル酸スラリー252’は加圧状態にあるので、圧力を下げると、溶解しているテレフタル酸が析出する。このため、テレフタル酸スラリー252’を晶析槽(図示略)に送って、放圧冷却を行い、溶解しているテレフタル酸を析出させてから、固液分離機にかけてもよい。なお、「放圧冷却」とは、対象液の圧力よりも低い圧力条件に設定した晶析槽に、この対象液を導入し、該晶析槽で放圧させることにより、膨張及び溶媒成分の気化により、冷却させることを意味する。
(Solid-liquid separation step (x) and mother liquor recovery and regeneration step (xii))
The solid-liquid separation step (x) is a step of obtaining a terephthalic acid cake 253 ′ by solid-liquid separation of the terephthalic acid slurry 252 ′ in the solid-liquid separation device 2513. Examples of the method for solid-liquid separation include a method in which the terephthalic acid slurry 252 ′ is directly applied to a solid-liquid separator. Further, since the terephthalic acid slurry 252 'is in a pressurized state, dissolved terephthalic acid is deposited when the pressure is lowered. For this reason, the terephthalic acid slurry 252 ′ may be sent to a crystallization tank (not shown) and subjected to pressure reduction cooling to precipitate dissolved terephthalic acid, and then applied to a solid-liquid separator. Note that “relief cooling” refers to the expansion of the solvent component by introducing the target liquid into a crystallization tank set to a pressure condition lower than the pressure of the target liquid and releasing the pressure in the crystallization tank. It means cooling by vaporization.
固液分離工程(x)からは、固液分離された母液及び洗浄液(以下、「母液等」とも記す。)が発生する。母液等の50%以上を酸化反応工程(viii)に戻して再利用する。母液等を再利用する比率は好ましくは70%以上であるが、系内での不純物蓄積による品質低下を防止するために母液を一部パージする必要がある。そのため、母液を再利用する比率は95%以下であり、好ましくは90%以下である。再利用に供されない酸化反応母液(パージ分)257’は溶媒回収装置2515に送られ、母液回収再生工程(xii)に供される。 From the solid-liquid separation step (x), solid-liquid separated mother liquor and cleaning liquid (hereinafter also referred to as “mother liquor”) are generated. More than 50% of the mother liquor is returned to the oxidation reaction step (viii) and reused. The ratio of reusing the mother liquor or the like is preferably 70% or more, but it is necessary to partially purge the mother liquor in order to prevent quality degradation due to impurity accumulation in the system. Therefore, the ratio of reusing the mother liquor is 95% or less, preferably 90% or less. The oxidation reaction mother liquor (purged) 257 'that is not reused is sent to the solvent recovery device 2515 and is supplied to the mother liquor recovery and regeneration step (xii).
母液回収再生工程(xii)において、酸化反応母液(パージ分)257’は溶媒回収装置2515で蒸発濃縮され、蒸発溶媒258’と、有価成分を含む母液濃縮スラリー259’とに分けられる。母液濃縮スラリー259’は触媒回収・再生装置2517に送られ、触媒が回収・再生される。回収・再生された触媒を固液分離した後、再生触媒回収分離母液261’が脱臭塔(図示略)から生じる洗浄排水とともに排水処理システム2518に送られる。一方、蒸発溶媒258’は酢酸等回収装置2516に送られ、脱水塔(図示略)に通されて酢酸を濃縮回収され、次いで蒸留塔(酢酸メチル回収塔)(図示略)で酢酸メチルを回収される。残った酢酸メチル回収塔底液260’の一部が、排水処理システム2518に送られる。 In the mother liquor recovery and regeneration step (xii), the oxidation reaction mother liquor (purging portion) 257 'is evaporated and concentrated by a solvent recovery device 2515, and divided into an evaporation solvent 258' and a mother liquor concentrated slurry 259 'containing valuable components. The mother liquor concentrated slurry 259 'is sent to the catalyst recovery / regeneration device 2517, where the catalyst is recovered / regenerated. After the recovered and regenerated catalyst is subjected to solid-liquid separation, the regenerated catalyst recovery / separation mother liquor 261 ′ is sent to a wastewater treatment system 2518 together with cleaning wastewater generated from a deodorization tower (not shown). On the other hand, the evaporated solvent 258 ′ is sent to an acetic acid recovery device 2516, passed through a dehydrating tower (not shown), concentrated and recovered, and then recovered with a distillation tower (methyl acetate recovery tower) (not shown). Is done. A part of the remaining methyl acetate recovery tower bottom liquid 260 ′ is sent to the wastewater treatment system 2518.
なお、酸化反応工程(viii)及び追酸化工程(ix)以外の工程で発生するベントガスは一括して洗浄塔(図示略)で洗浄されて酸化排ガス洗浄水255’及び追酸化排ガス洗浄水256’等とともに排水処理システム2518に送られる。 Note that vent gases generated in steps other than the oxidation reaction step (viii) and the additional oxidation step (ix) are collectively cleaned in a cleaning tower (not shown) to be oxidized exhaust gas cleaning water 255 ′ and additional oxidation exhaust gas cleaning water 256 ′. Are sent to the wastewater treatment system 2518.
(乾燥工程(xi))
乾燥工程(xi)は、乾燥装置2514でテレフタル酸ケーキ253’を乾燥し、テレフタル酸254’を得る工程である。乾燥装置2514から発生する排ガスは、洗浄塔(図示略)で洗浄され、洗浄により生じたベントガス洗浄水262’は排水処理システム2518に送られる。
(Drying process (xi))
The drying step (xi) is a step of drying the terephthalic acid cake 253 ′ with the drying device 2514 to obtain terephthalic acid 254 ′. The exhaust gas generated from the drying device 2514 is cleaned in a cleaning tower (not shown), and vent gas cleaning water 262 ′ generated by the cleaning is sent to a wastewater treatment system 2518.
(排水処理プロセス(xiii))
工程(viii)〜(xii)から排水処理システム2518に流入する排水には浮遊物質(SS)、重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす含窒素化合物等が含有されている。この流入排水中の不溶物質の濃度はSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで10000mg/L以下である。しかし、排水処理システム2518から流出する放流水263’は、水質の観点からそのままテレフタル酸製造プロセスで再利用することはできす、公共水域に大量に放流せざるを得ない。
(Wastewater treatment process (xiii))
Step (viii) ~ (xii) suspended solids in the waste water entering the waste water treatment system 2518 from (SS), heavy metals, alkali metal compounds results in an increase of COD Cr, nitrogen-containing compounds resulting in an increase of the total nitrogen content Has been. The concentration of insoluble substances in the inflow wastewater is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or 100 NTU or less in terms of turbidity, and the concentration of water-soluble organic substances is 10000 mg / L or less in terms of COD Cr . However, the discharged water 263 ′ flowing out from the waste water treatment system 2518 can be reused as it is in the terephthalic acid production process from the viewpoint of water quality, and must be discharged in large quantities in public water areas.
排水処理プロセス(xiii)は、例えば、下記のステップ(a)〜(f)、又はステップ(c)〜(f)を有する。
(a)曝気槽にて、工程(i)〜(vi)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理するステップ。
(b)沈殿槽にて、曝気槽にて生物処理された曝気槽混合水を固液分離するステップ。
(c)膜分離活性汚泥処理装置にて、沈殿槽からの上澄み液又は工程(i)〜(vi)からの排水を活性汚泥中の好気性微生物によって生物処理を行いながら、及び/又は、生物処理した後に、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップ。
(d’)必要に応じてナノ濾過膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水をナノ濾過膜によって濾過するステップ。
(e)次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップ。
(f)酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップ。
The wastewater treatment process (xiii) includes, for example, the following steps (a) to (f) or steps (c) to (f).
(A) A step of biologically treating the waste water from steps (i) to (vi) with aerobic microorganisms in activated sludge in an aeration tank.
(B) Solid-liquid separation of the aeration tank mixed water biologically treated in the aeration tank in the precipitation tank.
(C) In the membrane-separated activated sludge treatment apparatus, while biologically treating the supernatant liquid from the sedimentation tank or the waste water from steps (i) to (vi) with aerobic microorganisms in the activated sludge and / or A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module after treatment
(D ′) A step of filtering permeated water that has permeated through the membrane module with a nanofiltration membrane in a nanofiltration membrane filtration device as necessary.
(E) A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution.
(F) An acid cleaning step of cleaning the membrane module with an acid aqueous solution.
ステップ(a)〜(c)、(e)、(f)は、第1〜2の態様におけるステップ(a)〜(c)、(e)、(f)と同じステップであり、説明を省略する。 Steps (a) to (c), (e), and (f) are the same steps as steps (a) to (c), (e), and (f) in the first and second aspects, and the description thereof is omitted. To do.
<B−1.テレフタル酸の製造における第3の実施形態>
図14は、第2の代表的なテレフタル酸の製造方法における一実施形態を説明する図である。以下、図14を参照しつつ、排水処理システム2518に流入する排水の公共水域への排水量を低減するための本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法の一実施形態について説明する。
<B-1. Third Embodiment in Production of Terephthalic Acid>
FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment of a second representative method for producing terephthalic acid. Hereinafter, an embodiment of the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application for reducing the amount of wastewater flowing into the wastewater treatment system 2518 to the public water area will be described with reference to FIG.
図14に記載の実施形態は、従来の好気性生物処理方法に替えて、曝気槽内にMF膜平膜を浸漬する膜分離活性汚泥処理装置を採用し、MF膜分離処理で得た透過水をナノ濾過膜(NF膜)分離装置に導入して、工業用水に使用可能な水質の用水を得る。さらにプロセス水として使用する水を供給するため、後述する吸着剤処理により、精製度(純度)を向上させるものである。 The embodiment described in FIG. 14 employs a membrane separation activated sludge treatment device in which an MF membrane flat membrane is immersed in an aeration tank instead of the conventional aerobic biological treatment method, and the permeated water obtained by the MF membrane separation treatment. Is introduced into a nanofiltration membrane (NF membrane) separation device to obtain water quality water that can be used for industrial water. Furthermore, in order to supply water used as process water, the degree of purification (purity) is improved by the adsorbent treatment described later.
図14に記載の実施形態においては、テレフタル酸製造プロセスからの排水を回収再生するにあたり、第1の曝気槽21010と、第1の沈殿槽21020と、第2の曝気槽21030と、第2の曝気槽21030内に配設されたMF膜モジュール21050と、MF膜モジュール21050の出側に接続されたナノ濾過膜濾過装置21060(以下、ナノ濾過膜を「NF膜」、ナノ濾過膜濾過装置を「NF膜濾過装置」とも記す。)と、NF膜濾過装置21060の出側に接続された再利用水槽21070と、再利用水槽21070に接続された吸着剤処理装置21080とを具備する排水処理システム21000を用いる。 In the embodiment described in FIG. 14, in collecting and regenerating waste water from the terephthalic acid production process, the first aeration tank 21010, the first precipitation tank 21020, the second aeration tank 21030, and the second An MF membrane module 21050 disposed in the aeration tank 21030, and a nanofiltration membrane filtration device 21060 connected to the outlet side of the MF membrane module 21050 (hereinafter referred to as “NF membrane” as a nanofiltration membrane, a nanofiltration membrane filtration device) A wastewater treatment system comprising: a reuse water tank 21070 connected to the outlet side of the NF membrane filtration apparatus 21060; and an adsorbent treatment device 21080 connected to the reuse water tank 21070. 21000 is used.
(排水処理システム21000)
排水処理システム21000は、第1の曝気槽21010と、第1の曝気槽21010に接続された第1の沈殿槽21020と、第1の沈殿槽21020に接続された第2の曝気槽21030と、第2の曝気槽21030内に配設されたMF膜モジュール21050と、MF膜モジュール21050の出側に接続されたNF膜濾過装置21060と、NF膜濾過装置21060の出側に接続された再利用水槽21070と、再利用水槽21070に接続された吸着剤処理装置21080とを具備する。図14において破線で表示している第2の沈殿槽21040は使用しないので不要である。排水処理システム21000に流入した排水は、第1の曝気槽21010から第2の曝気槽21030までを順に移送されながら2段階にて好気性生物処理を受ける。
排水処理システム21000は、膜分離活性汚泥処理装置を具備する。すなわち、第2の曝気槽21030内にMF膜モジュール21050が浸漬される形で配設されており、第2の曝気槽21030で2段階目の好気性生物処理を受けた排水はMF膜モジュール21050において膜分離処理される。MF膜モジュール21050が具備するMF膜を透過した水は透過水rとして取り出される。透過水rは、MF膜モジュール21050の出側に接続されているNF膜濾過装置21060に移送される。
(Wastewater treatment system 21000)
The wastewater treatment system 21000 includes a first aeration tank 21010, a first precipitation tank 21020 connected to the first aeration tank 21010, a second aeration tank 21030 connected to the first precipitation tank 21020, MF membrane module 21050 disposed in second aeration tank 21030, NF membrane filtration device 21060 connected to the exit side of MF membrane module 21050, and reuse connected to the exit side of NF membrane filtration device 21060 A water tank 21070 and an adsorbent treatment apparatus 21080 connected to the reuse water tank 21070 are provided. The second settling tank 21040 indicated by a broken line in FIG. 14 is not used because it is not used. The wastewater that has flowed into the wastewater treatment system 21000 undergoes aerobic biological treatment in two stages while being sequentially transferred from the first aeration tank 21010 to the second aeration tank 21030.
The wastewater treatment system 21000 includes a membrane separation activated sludge treatment apparatus. That is, the MF membrane module 21050 is disposed so as to be immersed in the second aeration tank 21030, and the wastewater that has undergone the second-stage aerobic biological treatment in the second aeration tank 21030 is the MF membrane module 21050. In the membrane separation treatment. Water that has permeated through the MF membrane included in the MF membrane module 21050 is taken out as permeated water r. The permeated water r is transferred to the NF membrane filtration device 21060 connected to the outlet side of the MF membrane module 21050.
(薬液タンク)
排水処理システム21000は、MF膜モジュール21050を洗浄する次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する第1の薬液タンク(図示略)と;MF膜モジュール21050を洗浄する酸水溶液を貯蔵する第2の薬液タンク(図示略)と;第1の薬液タンク及び第2の薬液タンクからのMF膜モジュール21050への薬液の供給を制御する制御部(図示略)とをさらに有する。制御部は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2の態様における制御部と同じ構成のものであり、説明を省略する。
MF膜モジュール21050において、膜表面への堆積による閉塞(ファウリング)防止は重要である。クロスフローや曝気する空気により、膜表面への堆積速度を低減することは可能であるが、長期的には目詰まりは避けられない。膜表面への堆積が進行すると、膜間差圧が上昇する。膜間差圧が一定値を超えると、薬液による膜洗浄が必要となる。膜洗浄に使用可能な薬液としては、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様にて例示したものが挙げられる。膜洗浄は、本願の第2の発明の排水処理方法の第1〜2態様におけるステップ(e)、(f)と同様に行う。
(Chemical tank)
The wastewater treatment system 21000 includes a first chemical liquid tank (not shown) for storing a hypochlorite aqueous solution for cleaning the MF membrane module 21050; and a second chemical liquid tank for storing an acid aqueous solution for cleaning the MF membrane module 21050. (Not shown); and a controller (not shown) for controlling the supply of the chemical solution from the first chemical solution tank and the second chemical solution tank to the MF membrane module 21050. A control part is a thing of the same structure as the control part in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application, and abbreviate | omits description.
In the MF membrane module 21050, prevention of fouling due to deposition on the membrane surface is important. Although the deposition rate on the film surface can be reduced by crossflow or aerated air, clogging is unavoidable in the long term. As deposition on the film surface proceeds, the transmembrane pressure difference increases. If the transmembrane pressure exceeds a certain value, membrane cleaning with a chemical solution is required. As a chemical | medical solution which can be used for film | membrane washing | cleaning, what was illustrated in the 1st-2nd aspect of the waste water treatment method of 2nd invention of this application is mentioned. Membrane cleaning is performed in the same manner as steps (e) and (f) in the first and second aspects of the wastewater treatment method of the second invention of the present application.
(NF膜濾過装置21060)
NF膜濾過装置21060はナノ濾過膜(NF膜)を具備する膜濾過装置である。NF膜濾過装置21060に流入した透過水rは、NF膜による膜分離処理を受け、NF膜透過水sとNF膜濃縮水tとを生じる。NF膜は2nmより小さい粒子や高分子を阻止する液体濾過膜であり、細孔径はMF膜やUF膜よりも小さく、一般的なRO膜よりは大きい。NF膜はルーズRO膜とも称され、一般的RO膜よりも低圧での運転が可能であるという特徴を有している。
(NF membrane filtration device 21060)
The NF membrane filtration device 21060 is a membrane filtration device including a nanofiltration membrane (NF membrane). The permeated water r flowing into the NF membrane filtration device 21060 is subjected to membrane separation processing by the NF membrane, and generates NF membrane permeated water s and NF membrane concentrated water t. The NF membrane is a liquid filtration membrane that blocks particles and polymers smaller than 2 nm, and has a pore diameter smaller than that of the MF membrane or UF membrane and larger than that of a general RO membrane. The NF membrane is also referred to as a loose RO membrane, and has a feature that it can be operated at a lower pressure than a general RO membrane.
NF膜濾過装置21060において使用可能なNF膜の素材としては、ポリエチレン系、芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系ポリマーを例示でき、これらから選ばれる1種又は2種以上の組み合わせ若しくは混合物を採用できる。本願の第2の発明の第3の態様においては、これら中でも特に芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系の素材によって構成されたNF膜の分離性能が高く、好ましく採用することができる。 Examples of NF membrane materials that can be used in the NF membrane filtration apparatus 21060 include polyethylene, aromatic polyamide, and polyamides including crosslinked polyamides, aliphatic amine condensation polymers, heterocyclic polymers, polyvinyl alcohol, and cellulose acetate. Examples of the polymer may include one or a combination or mixture of two or more selected from these. In the third aspect of the second invention of the present application, the separation performance of an NF membrane composed of a polyamide-based material including an aromatic polyamide-based material or a crosslinked polyamide-based material is particularly high, and can be preferably employed.
多くのポリアミド系複合NF膜は、表面の荷電がマイナスであるものが多いため、表面荷電を制御して、カチオン荷電型、アニオン荷電型の2種類のNF膜が販売されている。細孔と荷電の違いを組み合わせて、排水の分離対象を拡大することができる特徴を有している。NF膜濾過装置21060においては、カチオン荷電型NF膜及びアニオン荷電型NF膜のいずれも採用することが可能である。 Many of the polyamide-based composite NF membranes have negative surface charges, and therefore, two types of NF membranes of the cation charge type and the anion charge type are controlled by controlling the surface charge. By combining the difference between the pore and the charge, it has the feature that the separation target of waste water can be expanded. In the NF membrane filtration apparatus 21060, it is possible to employ either a cationic charge type NF membrane or an anion charge type NF membrane.
また、NF膜濾過装置21060に使用可能なNF膜モジュールとしては、中空糸膜型、スパイラル膜型、チューブラー膜型、平膜型、プリーツ型等を挙げることができ、この中から1種又は2種以上の組み合わせを選んで用いることができる。これらの中でも単位体積当たりのモジュールの膜面積が大きく、装置のコンパクト化に有利である等の観点から、スパイラル膜型モジュールが好ましい。これらの具体例としては「NTR−7250(登録商標)」、「NTR−7410(登録商標)」(いずれも日東電工株式会社製)、「フィルムテック(登録商標)」NFシリーズ(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー製)等が挙げられる。なお、NF膜モジュールの入側にプレフィルターを設置し、膜の保護をすることが好ましい。 Examples of the NF membrane module that can be used in the NF membrane filtration device 21060 include a hollow fiber membrane type, a spiral membrane type, a tubular membrane type, a flat membrane type, and a pleated type. Two or more combinations can be selected and used. Among these, the spiral membrane type module is preferable from the viewpoint that the membrane area of the module per unit volume is large, which is advantageous for making the apparatus compact. Specific examples of these include “NTR-7250 (registered trademark)”, “NTR-7410 (registered trademark)” (all manufactured by Nitto Denko Corporation), “Film Tech (registered trademark)” NF series (The Dow Chemical Company) and the like. In addition, it is preferable to install a prefilter on the entrance side of the NF membrane module to protect the membrane.
NF膜を用いるNF膜濾過装置21060における操作圧力は0.2MPa〜1.5MPaで一般的なRO膜よりも低圧で操作できる。また、水透過流速(フラックス)が大きく、高い処理効率を実現することが可能である。 The operation pressure in the NF membrane filtration apparatus 21060 using an NF membrane is 0.2 MPa to 1.5 MPa, and can be operated at a lower pressure than a general RO membrane. Moreover, the water permeation | transmission flow velocity (flux) is large and it is possible to implement | achieve high processing efficiency.
本実施形態において処理されるテレフタル酸製造プロセスからの排水には、浮遊物質(SS)、重金属、アルカリ金属、CODCrの増加をもたらす化合物、全窒素の増加をもたらす含窒素化合物等が含有されている。本実施形態において処理される排水の、好気性生物処理後の水質としては、NF膜濾過装置21060に流入する時点で、水中不溶物質の濃度がSS値で100mg/L以下、及び/又は濁度(Turbidity)で100NTU以下、水可溶性有機物質の濃度がCODCrで100mg/L以下、BOD5で10mg/L以下、水可溶性無機物質の濃度の指標として電気伝導度が500〜10,000μS/cm、pHが5.0〜9.5の性状を有することが好ましい。pHは通常8以上でありアルカリ性を示しているが、本願の第2の発明ではpHが5.0〜9.5の範囲内であれば膜分離による処理が可能である。 The wastewater from the terephthalic acid production process treated in the present embodiment contains suspended solids (SS), heavy metals, alkali metals, compounds that increase COD Cr , nitrogen-containing compounds that increase total nitrogen, and the like. Yes. The water quality of the wastewater treated in the present embodiment after the aerobic biological treatment is such that when it flows into the NF membrane filtration device 21060, the concentration of insoluble substances in water is 100 mg / L or less in terms of SS value and / or turbidity. (Turbidity) of 100 NTU or less, the concentration of water-soluble organic substance is 100 mg / L or less for COD Cr , 10 mg / L or less for BOD 5 and the electric conductivity is 500 to 10,000 μS / cm as an indicator of the concentration of water-soluble inorganic substance. It is preferable that the pH is 5.0 to 9.5. The pH is usually 8 or more, indicating alkalinity, but in the second invention of the present application, treatment by membrane separation is possible if the pH is in the range of 5.0 to 9.5.
NF膜濾過装置21060から回収されるNF膜透過水sの水質は、透過率にも依存するが、金属イオン及び残留有機物のほとんどが除去されて、高い水質となっている。NF膜透過水sは再利用水槽21070に蓄えられ、再利用水槽21070から工業用水(冷却水)uとしてテレフタル酸製造プロセスに供給されるか、又は吸着剤処理装置21080に移送されさらに吸着剤処理を経て吸着精製水vとしてテレフタル酸製造プロセスに供給される。このようにテレフタル酸製造プロセスからの排水を再生してテレフタル酸製造プロセスに再び供給することは、従来では不可能だったことである。なお、NF膜透過水sを工業用水(冷却水)uの供給及び吸着精製水vの製造に振り分ける比率は適宜選択することができる。
特に、複数の濾過膜装置(例えば本実施形態においては、MF膜モジュール21050及びNF膜濾過装置21060。)を組み合わせて膜分離処理を行うことにより、効果を奏することが一層容易になる。
The water quality of the NF membrane permeated water s collected from the NF membrane filtration device 21060 depends on the permeability, but most of the metal ions and residual organic substances are removed, and the water quality is high. The NF membrane permeated water s is stored in the reuse water tank 21070 and is supplied from the reuse water tank 21070 to the terephthalic acid production process as industrial water (cooling water) u, or transferred to the adsorbent treatment device 21080 for further adsorbent treatment. Then, it is supplied to the terephthalic acid production process as adsorbed purified water v. Thus, it has been impossible in the past to regenerate wastewater from the terephthalic acid production process and supply it again to the terephthalic acid production process. In addition, the ratio which distributes NF membrane permeated water s to supply of industrial water (cooling water) u and manufacture of adsorption purified water v can be selected suitably.
In particular, by performing a membrane separation process by combining a plurality of filtration membrane devices (for example, the MF membrane module 21050 and the NF membrane filtration device 21060 in this embodiment), it becomes easier to achieve the effect.
一方、NF膜濾過装置21060から排出されるNF膜濃縮水tには、各種不純物が濃縮されて含まれているが、処理される排水の性状が上述した範囲内であれば、これ以上の処理を施さずに公共水域へ放流することができる程度まで水質が向上されている。NF膜濃縮水tの公共水域への放流に関してはRO膜濃縮水cと同様である。 On the other hand, the NF membrane concentrated water t discharged from the NF membrane filtration device 21060 contains various impurities in a concentrated manner, but if the properties of the wastewater to be treated are within the above-described range, further treatment is performed. Water quality has been improved to such an extent that it can be discharged into public waters without applying water. The release of the NF membrane concentrated water t to the public water area is the same as the RO membrane concentrated water c.
(吸着剤処理装置21080)
NF膜透過水sをプロセス水として使用するにあたっては、吸着剤処理装置21080において各種吸着剤から選ばれる吸着剤を使用して吸着剤処理を施すことにより、さらに精製度(純度)を向上させることが可能となり、その結果回収再生した水の用途範囲を拡大することが可能となること等は、RO膜透過水bにおける場合と同様である。吸着剤処理装置21080において使用可能な吸着剤としては、吸着剤処理装置2108に関して挙げたものと同様のものを挙げることができ、吸着剤処理装置21080の運用も、吸着剤処理装置2108と同様に行うことができる。吸着剤処理装置21080から生じる吸着剤処理排水wは、第1の曝気槽21010に戻され、再度生物処理される。
(Adsorbent processing device 21080)
When the NF membrane permeated water s is used as process water, the degree of purification (purity) is further improved by performing an adsorbent treatment using an adsorbent selected from various adsorbents in the adsorbent treatment apparatus 21080. As a result, it is possible to expand the application range of the recovered and reclaimed water as in the RO membrane permeated water b. Adsorbents that can be used in the adsorbent processing apparatus 21080 can include the same adsorbents as those mentioned for the adsorbent processing apparatus 2108, and the operation of the adsorbent processing apparatus 21080 is the same as that of the adsorbent processing apparatus 2108. It can be carried out. The adsorbent processing waste water w generated from the adsorbent processing apparatus 21080 is returned to the first aeration tank 21010 and biologically processed again.
公共水域への排水量の観点から見ると、従来、生物処理後の排水を大量に公共水域へ排出してきたが、本実施形態(図14)においても、第1の実施形態(図11)及び第2の実施形態(図12)と同様に、回収及び再生により、テレフタル酸製造プロセスにおいて再利用される水量が大幅に増加するので、排水量を通常、従来に比べて2分の1から3分の1程度にまで低減できる。その結果として、資源としてくみ上げる地下水量も大幅に低減することができる。具体的には前記工程(viii)〜(xii)から排出され、生物処理に供された排水のうち好ましくは80%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは60%以上を膜透過水として回収し、テレフタル酸製造プロセスにおける冷却水及び/又はプロセス水として使用することができる。 From the viewpoint of the amount of wastewater discharged into public water areas, a large amount of wastewater after biological treatment has been discharged to public water areas in the past. In this embodiment (FIG. 14) as well, the first embodiment (FIG. 11) and the first embodiment Similar to the embodiment of FIG. 2 (FIG. 12), the amount of water reused in the terephthalic acid production process is greatly increased by recovery and regeneration. It can be reduced to about 1. As a result, the amount of groundwater pumped up as a resource can be greatly reduced. Specifically, preferably 80% or more, more preferably 70% or more, more preferably 60% or more of the wastewater discharged from the steps (viii) to (xii) and used for biological treatment is used as membrane permeated water. It can be recovered and used as cooling water and / or process water in the terephthalic acid production process.
(他の実施形態)
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、テレフタル酸製造プロセスからの排水を回収再生するにあたって第1の曝気槽21010、第1の沈殿槽21020、及び第2の曝気槽21030を用い、好気性生物処理を2段階で行う形態を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法は当該形態に限定されない。好気性生物処理を1段階のみで行う形態とすることも可能であり、かかる場合には、第1の曝気槽21010内にMF膜モジュール21050を配設すればよく、第1の沈殿槽21020及び第2の曝気槽21030は使用しないので不要となる。かかる場合においても、MF膜モジュール21050の態様は同様とすることができる。
(Other embodiments)
In the above description of the method for producing terephthalic acid according to the second aspect of the present invention, the first aeration tank 21010, the first settling tank 21020, and the second aeration tank are used for recovering and regenerating waste water from the terephthalic acid production process. Although the form which performs aerobic biological treatment in two steps using 21030 was illustrated, the manufacturing method of the terephthalic acid of 2nd invention of this application is not limited to the said form. The aerobic biological treatment may be performed in only one stage. In such a case, the MF membrane module 21050 may be disposed in the first aeration tank 21010, and the first precipitation tank 21020 and Since the second aeration tank 21030 is not used, it becomes unnecessary. Even in such a case, the aspect of the MF membrane module 21050 can be the same.
上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、RO膜濾過装置2106の下流側に吸着剤処理装置2108を配置してRO膜分離処理の後に吸着剤処理を行う形態、及び、NF膜濾過装置21060の下流側に吸着剤処理装置21080を配置してNF膜分離処理の後に吸着剤処理を行う形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法はこれらの形態に限定されるものではない。RO膜濾過装置やNF膜濾過装置等の濾過膜装置の上流側に吸着剤処理装置を配置し、膜分離処理に先立って吸着剤処理を行う形態とすることも可能である。 In the above description of the method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application, an adsorbent treatment device 2108 is disposed downstream of the RO membrane filtration device 2106, and the adsorbent treatment is performed after the RO membrane separation treatment, and An example of the method for producing terephthalic acid in which the adsorbent treatment device 21080 is disposed downstream of the NF membrane filtration device 21060 and the adsorbent treatment is performed after the NF membrane separation treatment is illustrated. The method for producing the acid is not limited to these forms. An adsorbent treatment device may be disposed upstream of a filtration membrane device such as an RO membrane filtration device or an NF membrane filtration device, and the adsorbent treatment may be performed prior to the membrane separation treatment.
また、上述した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法に関する説明では、膜分離活性汚泥処理装置とRO膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態、UF膜ユニットとRO膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態、及び、膜分離活性汚泥処理装置とNF膜濾過装置とを組み合わせて用いる形態のテレフタル酸の製造方法を例示したが、本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法はこれらの形態に限定されるものではない。濾過膜装置の組み合わせとして、例えば膜分離活性汚泥処理装置とUF膜ユニットとを組み合わせて用い、RO膜濾過装置及びNF膜濾過装置は用いない形態とすることも可能である。かかる場合においても、膜分離処理と組み合わせてさらに吸着剤処理を行い得ることは言うまでもない。濾過膜装置、及び吸着剤処理装置の取捨選択及び組み合わせは、回収再生した水に望まれる水質と再利用用途との関係を考慮して、適宜決めることができる。 Moreover, in the description regarding the manufacturing method of the terephthalic acid of 2nd invention of this application mentioned above, it combines the form which uses a membrane separation activated sludge processing apparatus and RO membrane filtration apparatus, and combines a UF membrane unit and RO membrane filtration apparatus. Although the form to use and the manufacturing method of the terephthalic acid of the form which uses a membrane separation activated sludge processing apparatus and the NF membrane filtration apparatus in combination were illustrated, the manufacturing method of the terephthalic acid of 2nd invention of this application is in these forms It is not limited. As a combination of the filtration membrane device, for example, a membrane separation activated sludge treatment device and a UF membrane unit may be used in combination, and the RO membrane filtration device and the NF membrane filtration device may not be used. Even in such a case, it goes without saying that the adsorbent treatment can be further performed in combination with the membrane separation treatment. The selection and combination of the filtration membrane device and the adsorbent treatment device can be appropriately determined in consideration of the relationship between the water quality desired for the recovered and reclaimed water and the reuse application.
(作用効果)
本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法によれば、生物処理と膜分離処理とを組み合わせているため、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を工業用水(冷却水)及び/又はプロセス水として再生利用でき、水源からの新規取水量及び公共水域への排水量を低減することが可能な、経済性及び環境適合性を高めたテレフタル酸の製造方法とすることができる。
(Function and effect)
According to the method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application, since biological treatment and membrane separation treatment are combined, a large amount of waste water generated when producing terephthalic acid is used as industrial water (cooling water) and / or A process for producing terephthalic acid with improved economic efficiency and environmental compatibility, which can be recycled as process water and can reduce the amount of new water taken from the water source and the amount of water discharged to public water bodies.
本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法において、生物処理を、好気性生物処理、又は、好気性生物処理と嫌気性生物処理との組み合わせとすることにより、テレフタル酸製造プロセス排水に含まれる有機物を分解することが容易になるので、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を再生することが容易になる。 In the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, the biological treatment is included in the wastewater from the terephthalic acid production process by using an aerobic biological treatment or a combination of an aerobic biological treatment and an anaerobic biological treatment. Since it becomes easy to decompose organic substances, it becomes easy to regenerate a large amount of waste water generated when terephthalic acid is produced.
本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法において、膜分離処理を、好ましくはMF膜モジュール及びUF膜モジュールからなる群より選ばれる少なくとも1種の膜モジュールにより行うことにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を再生することが一層容易になる。 In the method for producing terephthalic acid of the second invention of the present application, terephthalic acid is produced by performing the membrane separation treatment with at least one membrane module selected from the group consisting of an MF membrane module and a UF membrane module. It becomes easier to regenerate a large amount of drainage generated during the process.
本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法において、好ましくは透過水の少なくとも一部に吸着剤処理を行い、吸着精製水とする工程と、吸着精製水を回収する工程とをさらに有することにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を、工業用水(冷却水)として利用可能な水質を有する水に再生するだけでなく、プロセス水として利用可能な水質を有する水にまで再生することが可能となる。 In the method for producing terephthalic acid according to the second invention of the present application, preferably, the method further comprises a step of subjecting at least a part of the permeated water to an adsorbent treatment to obtain adsorbed purified water, and a step of recovering the adsorbed purified water. In addition to regenerating large amounts of wastewater generated during the production of terephthalic acid to water having water quality that can be used as industrial water (cooling water), it is also necessary to regenerate water that has water quality that can be used as process water. Is possible.
透過水の少なくとも一部に吸着剤処理を行い、吸着精製水とする工程と、吸着精製水を回収する工程とをさらに有する形態の本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法において、吸着剤処理を、好ましくは活性炭、イオン交換樹脂、合成ゼオライト、シリカアルミナ、ベントナイト、及びアルミン酸アルカリ土類金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の吸着剤により行うことにより、テレフタル酸を製造する際に生ずる大量の排水を、プロセス水として利用可能な水質を有する水にまで再生することが容易になる。 In the method for producing terephthalic acid according to the second aspect of the present invention, the method further comprises a step of subjecting at least a part of the permeated water to an adsorbent treatment to obtain an adsorbed purified water and a step of recovering the adsorbed purified water. When producing terephthalic acid, preferably by performing the treatment with at least one adsorbent selected from the group consisting of activated carbon, ion exchange resin, synthetic zeolite, silica alumina, bentonite, and alkaline earth metal aluminate. It is easy to regenerate a large amount of waste water generated in step 1 to water having water quality that can be used as process water.
また、以上説明した本願の第2の発明のテレフタル酸の製造方法にあっては、膜モジュールを洗浄する洗浄ステップを有し、該洗浄ステップとして、次亜塩素酸塩水溶液によって膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップと、酸水溶液によって膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップとをこの順に有し、且つ次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から次の酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、及び/又は膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに酸洗浄ステップを開始する。そのため、CODCrが高く、且つ重金属を含む排水を生物処理し、膜分離処理する間、膜モジュール35の膜間差圧を低く抑えることができる。
尚、次亜塩素酸塩洗浄ステップと酸洗浄ステップとの間に膜分離ステップを行ってもよい。
Moreover, in the manufacturing method of the terephthalic acid of 2nd invention of this application demonstrated above, it has the washing | cleaning step which wash | cleans a membrane module, and wash | cleans a membrane module with hypochlorite aqueous solution as this washing | cleaning step. It has a hypochlorite washing step and an acid washing step for washing the membrane module with an acid aqueous solution in this order, and the interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the next acid washing step is The acid washing step is started when it is within 48 hours and / or when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation. Therefore, the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 can be kept low during the biological treatment of the wastewater containing COD Cr and containing heavy metals and performing the membrane separation treatment.
A membrane separation step may be performed between the hypochlorite cleaning step and the acid cleaning step.
以下、本願の第1の発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the first invention of the present application will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
<実験例1−1〜1−2>
(排水)
触媒として酢酸コバルト及び酢酸マンガンを用い、助触媒として臭化水素の存在下、水及び酢酸を含む溶媒中にて、p−キシレンを液相酸化して粗テレフタル酸スラリーとした。次いで粗テレフタル酸スラリーを固液分離して母液と粗テレフタル酸ケーキとを得た。粗テレフタル酸ケーキは水洗、乾燥し、粗テレフタル酸として回収した。回収した粗テレフタル酸と水とを水添反応器に入れ、水素添加処理してテレフタル酸を含むスラリーとし、その後、テレフタル酸を回収した。上記固液分離において分離された母液から触媒を回収した後に、洗浄排水と共に排出された排水を用意した。この排水の性状を表1に示す。
<Experimental Examples 1-1 to 1-2>
(Drainage)
Cobalt acetate and manganese acetate were used as catalysts, and p-xylene was subjected to liquid phase oxidation in a solvent containing water and acetic acid in the presence of hydrogen bromide as a cocatalyst to obtain a crude terephthalic acid slurry. Next, the crude terephthalic acid slurry was subjected to solid-liquid separation to obtain a mother liquor and a crude terephthalic acid cake. The crude terephthalic acid cake was washed with water, dried and recovered as crude terephthalic acid. The recovered crude terephthalic acid and water were put into a hydrogenation reactor and subjected to hydrogenation treatment to form a slurry containing terephthalic acid, and then terephthalic acid was recovered. After recovering the catalyst from the mother liquor separated in the solid-liquid separation, waste water discharged together with the washing waste water was prepared. Table 1 shows the properties of this waste water.
(実験例1−1)
排水処理システムは、図1に示した構成を有するキレート樹脂による重金属濃度低減処理システムを設置し、該システムによる処理を経た処理排水を図2に記載の構成を有する排水処理システムに導入する構成とした。
重金属濃度低減ステップでは、まず排水のpHをpH調整槽101にて5.5とし、表2に示すキレート樹脂(Sybron Chemicals Inc. A LANXESS COMPANY社製、Lewatit(登録商標) Monoplus TP 207)が充填されたキレート樹脂塔102及び103に通液した。尚、キレート樹脂のイオンは、理論量でそのほぼ全量がナトリウム型に変換されている。排水中には重金属としてCoが5重量ppm含まれる他、微量のMnや有機化合物としてテレフタル酸およびパラトルイル酸が含まれている。キレート樹脂塔102および103は何れも略円筒形状の固定床流通反応器であり、キレート樹脂を充填する部分の内径と高さとの比は1.0:0.7であり、静置状態での高さの50%部分までキレート樹脂の粒子を充填した。キレート樹脂塔102,103への通液は流通方式であり、2基(102,103)が並列に配置され、切り替えられるようになっている。破過領域に達したキレート樹脂塔102または103に対しては、後述する再生、洗浄、イオン交換等の操作が行われるようになっている。
pH5.5に調整された排水の温度を55℃とし、線速度8.9m/hrにてキレート樹脂塔102へ通液した。通液処理後の排水は、貯槽104に送られ貯蔵された後、排水処理システム(図2)に送られた。キレート樹脂塔102出口における流出液中のCo濃度が1重量ppm以上となったときを破過領域とみなし、通液をキレート樹脂塔103へ切り替えることで、連続的に通液が行われた。
尚、通液後の処理排水中のCo濃度は、運転初期は0.01〜0.04重量ppm程度であった。その後、通液後の処理排水中のCo濃度は徐々に上昇したが、上記のように1重量ppm未満を維持することができた。この結果より、図8に示した排水処理システムへ送入される排水中のCo濃度は、通常では5重量ppmであるところ、重金属低減処理を行うことにより1重量ppm未満に抑制することができた。(尚、本実験例では、Co濃度が1重量ppm以上となった時を破過領域としたが、破過領域は運転初期のCo濃度を超える値であれば適宜設定することが可能であり、例えば排水の規制等に応じて適宜設定することができる。)
次に、破過領域に達したキレート樹脂塔102に、吸着されたCoや他の重金属類を再生(脱着)するために、再生剤として10重量%の臭化水素水溶液を用い、再生剤タンク106から通液を行った。このときの再生剤の温度は常温であり、通液速度は5m/hrとした。通液を1時間以上行うことにより、吸着されたCoの90%以上を脱離させた。再生されたCo等の重金属化合物は、再生剤の臭化水素水と共に触媒二次回収液タンク105に貯蔵され、触媒二次回収液としてp−キシレンの酸化反応工程において再利用された。
臭化水素水による再生操作が終了した後、キレート樹脂塔102に水を通液することにより洗浄を行い、樹脂中に残る微量金属類を除去した。その後、次の吸着に備えるために、再生液(臭化水素水溶液)により水素形になったキレート樹脂塔102に苛性ソーダタンク108及び予備タンク109から濃度5重量%の苛性ソーダ水溶液を通液した。この通液はアップフローとし、線速度は5m/hr、液の温度は35℃とした。
以上のようなキレート樹脂による吸着、洗浄、再生(脱着)、洗浄、イオン化の一連の繰り返し操作を、キレート樹脂塔102及び103で切り替えて行うことで、重金属低減処理を連続的に行った。
膜ユニットとしては、散気管32と膜モジュール35とが一体化された図3に示す膜ユニットを用いた。
曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30の水槽容量を表1に示す。
(Experimental example 1-1)
The wastewater treatment system has a configuration in which a heavy metal concentration reduction treatment system using a chelate resin having the configuration shown in FIG. 1 is installed, and treated wastewater that has been treated by the system is introduced into a wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. did.
In the heavy metal concentration reduction step, first, the pH of the waste water is set to 5.5 in the pH adjustment tank 101, and the chelate resin shown in Table 2 (Lewatit (registered trademark) Monoplus TP 207, manufactured by Symphonic Chemicals Inc. A LANXESS COMPANY) is filled. The chelate resin towers 102 and 103 were passed through. Incidentally, the chelate resin ions are converted into sodium-type by theoretical amount. The wastewater contains 5 ppm by weight of Co as a heavy metal, and contains trace amounts of Mn and terephthalic acid and p-toluic acid as organic compounds. The chelate resin towers 102 and 103 are both fixed bed flow reactors having a substantially cylindrical shape, and the ratio of the inner diameter and the height of the portion filled with the chelate resin is 1.0: 0.7, The chelate resin particles were filled up to 50% of the height. The liquid flow through the chelate resin towers 102 and 103 is a circulation system, and two (102, 103) are arranged in parallel and can be switched. For the chelate resin tower 102 or 103 that has reached the breakthrough region, operations such as regeneration, washing, and ion exchange, which will be described later, are performed.
The temperature of the waste water adjusted to pH 5.5 was 55 ° C., and the solution was passed through the chelate resin tower 102 at a linear velocity of 8.9 m / hr. The waste water after the liquid passing treatment was sent to the storage tank 104 and stored, and then sent to the waste water treatment system (FIG. 2). When the Co concentration in the effluent at the outlet of the chelate resin tower 102 was 1 ppm by weight or more, it was regarded as a breakthrough region, and the liquid flow was continuously performed by switching to the chelate resin tower 103.
In addition, the Co concentration in the treated waste water after passing was about 0.01 to 0.04 ppm by weight in the initial stage of operation. Thereafter, the Co concentration in the treated waste water after passing through gradually increased, but could be maintained at less than 1 ppm by weight as described above. From this result, the Co concentration in the wastewater sent to the wastewater treatment system shown in FIG. 8 is normally 5 ppm by weight, but can be suppressed to less than 1 ppm by performing heavy metal reduction treatment. It was. (In this experimental example, the breakthrough region is defined when the Co concentration is 1 ppm by weight or more. However, the breakthrough region can be appropriately set as long as it exceeds the initial Co concentration. For example, it can be set as appropriate according to the regulation of drainage.)
Next, in order to regenerate (desorb) the adsorbed Co and other heavy metals on the chelate resin tower 102 that has reached the breakthrough region, a regenerant tank is used with a 10 wt% aqueous solution of hydrogen bromide as a regenerant. The solution was passed through 106. The temperature of the regenerant at this time was room temperature, and the liquid flow rate was 5 m / hr. By passing the liquid for 1 hour or longer, 90% or more of the adsorbed Co was desorbed. The regenerated heavy metal compound such as Co was stored in the catalyst secondary recovery liquid tank 105 together with the hydrogen bromide water as a regenerant, and was reused as a catalyst secondary recovery liquid in the oxidation reaction step of p-xylene.
After completion of the regeneration operation with hydrogen bromide water, washing was performed by passing water through the chelate resin tower 102 to remove trace metals remaining in the resin. Thereafter, in order to prepare for the next adsorption, a 5% by weight aqueous caustic soda solution was passed from the caustic soda tank 108 and the reserve tank 109 into the chelate resin tower 102 which was made into a hydrogen form by the regenerating solution (hydrogen bromide aqueous solution). This liquid flow was an up flow, the linear velocity was 5 m / hr, and the temperature of the liquid was 35 ° C.
The heavy metal reduction treatment was continuously performed by switching the chelating resin adsorption, washing, regeneration (desorption), washing, and ionization in a series of repetition operations in the chelate resin towers 102 and 103.
As the membrane unit, the membrane unit shown in FIG. 3 in which the air diffuser 32 and the membrane module 35 were integrated was used.
Table 1 shows water tank capacities of the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30.
重金属低減ステップを経た処理排水に対して、図2に示す構成を有する排水処理システムを用いて排水処理を行った。(実施例1−1及び1−2)
排水及び処理排水の性状及び処理水量は、表1に示した。
曝気槽10のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表1に示す値とした。
膜分離活性汚泥処理装置30のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表1に示す値とした。
沈殿槽20からの返送汚泥量は、表1に示す量とした。
沈殿槽20からの上澄み液及び膜モジュール35からの透過水の性状を表1に示す。
Wastewater treatment was performed on the treated wastewater subjected to the heavy metal reduction step using a wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. (Examples 1-1 and 1-2)
The properties of waste water and treated waste water and the amount of treated water are shown in Table 1.
The MLSS concentration, HRT (hydraulic residence time), and COD Cr volumetric load of the aeration tank 10 were as shown in Table 1.
MLSS concentration of the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, HRT (hydraulic retention time), COD Cr volumetric loading was set to values shown in Table 1.
The amount of returned sludge from the settling tank 20 was the amount shown in Table 1.
Table 1 shows the properties of the supernatant from the settling tank 20 and the permeated water from the membrane module 35.
(実験例1−2)
排水及び処理排水の性状及び処理水量を表1に示す値に変更し、曝気槽10のHRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷を表1に示す値に変更し、膜分離活性汚泥処理装置30のHRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷を表1に示す値に変更した以外は、実験例1−1と同様にして排水処理を行った。
沈殿槽20からの上澄み液及び膜モジュール35からの透過水の性状を表1に示す。
(Experimental example 1-2)
Change the properties of wastewater and treated wastewater and the amount of treated water to the values shown in Table 1, change the HRT (hydraulic residence time) and COD Cr volume load of the aeration tank 10 to the values shown in Table 1, and membrane separation activated sludge Except that the HRT (hydraulic residence time) and COD Cr volumetric load of the treatment apparatus 30 were changed to the values shown in Table 1, wastewater treatment was performed in the same manner as in Experimental Example 1-1.
Table 1 shows the properties of the supernatant from the settling tank 20 and the permeated water from the membrane module 35.
(結果)
実験例1−1、1−2は、透過水の水質が極めて良好で、連続的に処理を行うことができ、滞留時間も短かった。滞留時間が短いことは、設置面積を小さくできることを意味する。
(result)
In Experimental Examples 1-1 and 1-2, the water quality of the permeated water was very good, the treatment could be performed continuously, and the residence time was short. A short residence time means that the installation area can be reduced.
<実施例1−1〜1−2>
(実施例1−1)
実験例1−1と同じ排水処理システムにて排水処理を行った。
運転開始後の膜モジュール35の膜間差圧は、10kPaであった。
運転開始から175日後、膜モジュール35の膜間差圧が37kPaとなったところで膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は14kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
1回目の洗浄終了から10時間後、膜モジュール35の膜間差圧が14kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は14kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
2回目の洗浄終了から480時間後、膜モジュール35の膜間差圧が26kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は21kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
3回目の洗浄終了から720時間後、膜モジュール35の膜間差圧が22kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は21kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
4回目の洗浄終了から720時間後、膜モジュール35の膜間差圧が21kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は20kPaであった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
5回目の洗浄終了から10時間後、膜モジュール35の膜間差圧が20kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は21kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
<Examples 1-1 to 1-2>
(Example 1-1)
Wastewater treatment was performed in the same wastewater treatment system as in Experimental Example 1-1.
The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 after the start of operation was 10 kPa.
175 days after the start of operation, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 37 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution was passed through the membrane module 35 through 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module was washed by passing the liquid over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 14 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
Ten hours after the end of the first washing, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 14 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2 L of citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 by 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 14 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
480 hours after the end of the second washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 26 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 2% citric acid aqueous solution is added to the membrane module 35 by 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 21 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
720 hours after the end of the third washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 22 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 2 L of citric acid aqueous solution is added to the membrane module 35 by 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 21 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
720 hours after the end of the fourth washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 21 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution is filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module was washed by passing through the membrane at a rate of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 20 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
Ten hours after the end of the fifth washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 20 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 2 L of citric acid aqueous solution is added to the membrane module 35 by 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 21 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
(実施例1−2)
実験例1−1と同じ排水処理システムにて排水処理を行った。
運転開始後の膜モジュール35の膜間差圧は、10kPaであった。
運転開始から4200時間後、膜モジュール35の膜間差圧が23kPaとなったところで膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は23kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
1回目の洗浄終了から10時間後、膜モジュール35の膜間差圧が23kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は24kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
2回目の洗浄終了から456時間後、膜モジュール35の膜間差圧が17kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて膜モジュールを洗浄し、90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は16kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
3回目の洗浄終了から864時間後、膜モジュール35の膜間差圧が18kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に2重量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は17kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
4回目の洗浄終了から480時間後、膜モジュール35の膜間差圧が24kPaとなった時点で膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液することにより膜モジュールを洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は20kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件で再開した。
(Example 1-2)
Wastewater treatment was performed in the same wastewater treatment system as in Experimental Example 1-1.
The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 after the start of operation was 10 kPa.
4200 hours after the start of operation, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 23 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L sodium hypochlorite aqueous solution was added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module was washed by passing the solution over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 23 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
Ten hours after the completion of the first washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 23 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 2% by weight of citric acid aqueous solution is added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes and allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 24 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
456 hours after the end of the second washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 17 kPa, the membrane separation step is interrupted, 2 L of citric acid aqueous solution is added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed for 30 minutes with the flow rate of and then left for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 16 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
864 hours after the end of the third washing, the membrane separation step was interrupted when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 18 kPa, and 2 L of citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m 2. The membrane module was washed by letting it pass over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 17 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
480 hours after the end of the fourth washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 24 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution is filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module was washed by passing through the membrane at a rate of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 20 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
以下、本願の第2の発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実験例及び比較実験例>
(排水)
触媒として酢酸コバルト及び酢酸マンガンとし、助触媒として臭化水素の存在下、水及び酢酸を含む溶媒中にて、p−キシレンを液相酸化して粗テレフタル酸スラリーとした。次いで粗テレフタル酸スラリーを固液分離により母液と粗テレフタル酸ケーキとした。粗テレフタル酸ケーキは水洗、乾燥し、粗テレフタル酸として回収した。回収した粗テレフタル酸と水を水添反応器に入れ、水素を用いて水素添加処理し、テレフタル酸を含むスラリーとし、その後、テレフタル酸を回収した。前記固液分離において分離された母液から触媒を回収した後に、洗浄排水と共に排出された排水を用意した。この排水の性状を表3に示す。
Hereinafter, although the 2nd invention of this application is concretely explained by an example, the present invention is not limited to these.
<Experimental example and comparative experimental example>
(Drainage)
Cobalt acetate and manganese acetate were used as catalysts, and p-xylene was subjected to liquid phase oxidation in a solvent containing water and acetic acid in the presence of hydrogen bromide as a cocatalyst to obtain a crude terephthalic acid slurry. Next, the crude terephthalic acid slurry was made into a mother liquor and a crude terephthalic acid cake by solid-liquid separation. The crude terephthalic acid cake was washed with water, dried and recovered as crude terephthalic acid. The recovered crude terephthalic acid and water were put into a hydrogenation reactor and subjected to hydrogenation treatment using hydrogen to form a slurry containing terephthalic acid, and then terephthalic acid was recovered. After recovering the catalyst from the mother liquor separated in the solid-liquid separation, waste water discharged together with the washing waste water was prepared. Table 3 shows the properties of this drainage.
(実験例2−1)
排水処理システムとしては、図8の排水処理システムを用いた。
膜ユニットとしては、散気管32と膜モジュール35とが一体化された図3に示す膜ユニットを用いた。
曝気槽10及び膜分離活性汚泥処理装置30の水槽容量を表3に示す。
(Experimental example 2-1)
As the waste water treatment system, the waste water treatment system of FIG. 8 was used.
As the membrane unit, the membrane unit shown in FIG. 3 in which the air diffuser 32 and the membrane module 35 were integrated was used.
Table 3 shows the water tank capacities of the aeration tank 10 and the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30.
この排水システムを用いて排水処理を行った。
処理水量は、表3に示す水量とした。
曝気槽10のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表3に示す値とした。
膜分離活性汚泥処理装置30のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表3に示す値とした。
沈殿槽20からの返送汚泥量は、表3に示す量とした。
沈殿槽20からの上澄み液及び膜モジュール35からの透過水の性状を表3に示す。
Wastewater treatment was performed using this drainage system.
The amount of treated water was the amount of water shown in Table 3.
The MLSS concentration, HRT (hydraulic residence time), and COD Cr volumetric load in the aeration tank 10 were as shown in Table 3.
MLSS concentration of the membrane separation activated sludge treatment apparatus 30, HRT (hydraulic retention time), COD Cr volumetric loading was set to values shown in Table 3.
The amount of returned sludge from the settling tank 20 was the amount shown in Table 3.
Table 3 shows the properties of the supernatant from the settling tank 20 and the permeated water from the membrane module 35.
(実験例2−2〜2−3)
処理水量を表3に示す水量に変更し、曝気槽10のHRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷を表3に示す値に変更し、膜分離活性汚泥処理装置30のHRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷を表3に示す値に変更した以外は、実験例2−1と同様にして排水処理を行った。
沈殿槽20からの上澄み液及び膜モジュール35からの透過水の性状を表3に示す。
(Experimental Examples 2-2 to 2-3)
The amount of treated water was changed to the amount of water shown in Table 3, the HRT (hydraulic residence time) of the aeration tank 10 and the COD Cr volumetric load were changed to the values shown in Table 3, and the HRT (water The waste water treatment was performed in the same manner as in Experimental Example 2-1, except that the physical residence time) and the COD Cr volumetric load were changed to the values shown in Table 3.
Table 3 shows the properties of the supernatant from the settling tank 20 and the permeated water from the membrane module 35.
(比較実験例2−1)
排水処理システムとしては、図15に示す従来の排水処理システムを用いた。
第1の曝気槽1010及び第2の曝気槽1030の水槽容量を表3に示す。
(Comparative Experimental Example 2-1)
As the wastewater treatment system, a conventional wastewater treatment system shown in FIG. 15 was used.
Table 3 shows the water tank capacities of the first aeration tank 1010 and the second aeration tank 1030.
この排水システムを用いて排水処理を行った。
処理水量は、表3に示す水量とした。
第1の曝気槽1010のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表3に示す値とした。
第2の曝気槽1030のMLSS濃度、HRT(水理学的滞留時間)、CODCr容積負荷は、表3に示す値とした。
第1の沈殿槽1020からの返送汚泥量及び第2の沈殿槽1040からの返送汚泥量は、表3に示す量とした。
第1の沈殿槽1020からの上澄み液及び第2の沈殿槽1040からの上澄み液の性状を表3に示す。
Wastewater treatment was performed using this drainage system.
The amount of treated water was the amount of water shown in Table 3.
MLSS concentration in the first aeration tank 1010, HRT (hydraulic retention time), COD Cr volumetric loading was set to values shown in Table 3.
MLSS concentration in the second aeration tank 1030, HRT (hydraulic retention time), COD Cr volumetric loading was set to values shown in Table 3.
The amount of returned sludge from the first settling tank 1020 and the amount of returned sludge from the second settling tank 1040 were as shown in Table 3.
Table 3 shows the properties of the supernatant liquid from the first precipitation tank 1020 and the supernatant liquid from the second precipitation tank 1040.
(結果)
実験例2−1〜2−3は、処理水水質が良好で、滞留時間も小さいため設置面積が小さくなる。一方、膜分離を用いない比較実験例2−1は、処理水質は実験例2−1より多少悪い程度であるが、第2の沈殿槽を用いるため、設置面積が大きくなる。
(result)
In Experimental Examples 2-1 to 2-3, the quality of treated water is good and the residence time is small, so the installation area is small. On the other hand, in Comparative Experimental Example 2-1, which does not use membrane separation, the quality of the treated water is somewhat worse than in Experimental Example 2-1, but the installation area increases because the second sedimentation tank is used.
<実施例>
(実施例2−1)
実験例2−1と同じ排水処理システムにて排水処理を行った。
運転開始後の膜モジュール35の膜間差圧は、10kPaであった。
運転開始から3744時間後、膜モジュール35の膜間差圧が20kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は14kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
1回目の洗浄から10時間後、膜モジュール35の膜間差圧が14kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は13kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
2回目の洗浄から888時間後、膜モジュール35の膜間差圧が19kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%クエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は18kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
3回目の洗浄から480時間後、膜モジュール35の膜間差圧が26kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は15kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
4回目の洗浄から1時間後、膜モジュール35の膜間差圧が15kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は14kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
5回目の洗浄から1440時間後、膜モジュール35の膜間差圧が19kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は18kPaとなった。
次いで、膜分離ステップを同じ条件で再開した。
<Example>
(Example 2-1)
Waste water treatment was performed in the same waste water treatment system as in Experimental Example 2-1.
The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 after the start of operation was 10 kPa.
After 3744 hours from the start of operation, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 20 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution was added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m. The membrane module 35 was washed by passing the solution at a flow rate of 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 14 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
Ten hours after the first washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 14 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2 L of a 2% by mass citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 at 1 m 2 of filtration membrane. The membrane module 35 was washed by passing the solution for 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 13 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
888 hours after the second washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 19 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2 L of a 2% by mass citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 at a rate of 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module 35 was washed by passing the liquid through over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 18 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
480 hours after the third washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 26 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution was filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module 35 was washed by passing through the membrane in an amount of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 15 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
One hour after the fourth washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 15 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2% by mass of a 2% by mass citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35/1 m 2 of filtration membrane. The membrane module 35 was washed by passing the solution for 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 14 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
After 1440 hours from the fifth washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reaches 19 kPa, the membrane separation step is interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution is filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module 35 was washed by passing through the membrane in an amount of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 18 kPa.
The membrane separation step was then resumed under the same conditions.
(実施例2−2)
実験例2−1と同じ排水処理システムにて排水処理を行った。
運転開始後の膜モジュール35の膜間差圧は、10kPaであった。
運転開始から3696時間後、膜モジュール35の膜間差圧が20kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は18kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
1回目の洗浄から216時間後、膜モジュール35の膜間差圧が53kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は16kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
2回目の洗浄から5時間後、膜モジュール35の膜間差圧が16kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%のクエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は14kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
3回目の洗浄から480時間後、膜モジュール35の膜間差圧が26kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%クエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は21kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
4回目の洗浄から744時間後、膜モジュール35の膜間差圧が22kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2質量%クエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は20kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
5回目の洗浄から816時間後、膜モジュール35の膜間差圧が21kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、2%クエン酸水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は20kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
6回目の洗浄から5時間後、膜モジュール35の膜間差圧が20kPaとなったところで、膜分離ステップを中断し、膜モジュール35に、3000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液を2L/濾過膜1m2の通液量で30分かけて通液して膜モジュール35を洗浄し、その後90分間静置した。膜モジュール35の膜間差圧は21kPaとなった。
膜分離ステップを同じ条件にて再開した。
(Example 2-2)
Waste water treatment was performed in the same waste water treatment system as in Experimental Example 2-1.
The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 after the start of operation was 10 kPa.
After 3696 hours from the start of operation, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 20 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2% by mass of citric acid aqueous solution was passed through the membrane module 35 through 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module 35 was washed by passing the liquid over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 18 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
216 hours after the first washing, when the transmembrane pressure of the membrane module 35 reached 53 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution was filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module 35 was washed by passing through the membrane in an amount of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 16 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
5 hours after the second wash, where the transmembrane pressure of the membrane module 35 becomes 16 kPa, membrane separation step is interrupted, the membrane module 35, a 2 mass% aqueous citric acid 2L / filtration membrane 1 m 2 The membrane module 35 was washed by passing the solution for 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 14 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
480 hours after the third washing, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 26 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2 L of a 2% by mass citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 at 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module 35 was washed by passing the liquid through over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 21 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
After 744 hours from the fourth washing, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 22 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2 L of a 2% by mass citric acid aqueous solution was added to the membrane module 35 at a filtration membrane of 1 m 2 . The membrane module 35 was washed by passing the liquid through over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 20 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
816 hours after the fifth washing, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 21 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 2% citric acid aqueous solution was passed through the membrane module 35 through 2 L / filtration membrane 1 m 2 . The membrane module 35 was washed by passing the liquid over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 20 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
Five hours after the sixth washing, when the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 reached 20 kPa, the membrane separation step was interrupted, and 3000 mg / L of sodium hypochlorite aqueous solution was filtered into the membrane module 35 at 2 L / filter. The membrane module 35 was washed by passing through the membrane in an amount of 1 m 2 over 30 minutes, and then allowed to stand for 90 minutes. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 was 21 kPa.
The membrane separation step was resumed at the same conditions.
<実験例3−1〜3−3>
(実験例3−1)
実験例3−1は、排水に対し膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る膜分離ステップにおいて、排水中の重金属が、前記膜モジュールの閉塞に影響することを確認するための実験である。
実験例3−1においては、重金属であるコバルトがほぼ除去された排水(実施例3−1)、及びコバルトを添加した排水(比較例3−1)それぞれについて膜分離槽内で固液分離を行い、膜分離槽内の膜モジュールの膜間差圧を経日的に測定した。
実験フローは、図16に示す通りで、以下に詳細に説明する。なお、実験例3−1においては、次亜塩素酸塩洗浄ステップ及び酸洗浄ステップは行っていない。
<Experimental examples 3-1 to 3-3>
(Experimental example 3-1)
Experimental Example 3-1 is for confirming that heavy metal in wastewater affects the blockage of the membrane module in the membrane separation step in which sludge and permeated water are obtained by performing solid-liquid separation with respect to wastewater. This is an experiment.
In Experimental Example 3-1, solid-liquid separation was performed in the membrane separation tank for the wastewater from which the heavy metal cobalt was almost removed (Example 3-1) and the wastewater to which cobalt was added (Comparative Example 3-1). The transmembrane pressure difference of the membrane module in the membrane separation tank was measured over time.
The experimental flow is as shown in FIG. 16, and will be described in detail below. In Experimental Example 3-1, the hypochlorite washing step and the acid washing step are not performed.
<実施例3−1>
まず、コバルトがほぼ除去された排水(排水中のコバルト濃度:0.5mg/L)を図8に示す既設曝気槽内に充填した。曝気槽内に充填された前記排水は、第2の曝気槽(図8及び図16の31)より、排水流路50’を経て汚泥とともに図16に示す実験装置の膜分離槽31’に供給した。供給する量は、膜分離槽31’での過度の濃縮を避けるため、ろ過水量の3倍以上とし、余剰分は、膜分離槽31’からオーバーフロー56’させて排出した。膜分離槽31’においては、吸引ポンプ36’を作動させて膜モジュール内を減圧にすることによって、前記排水を汚泥と透過水とに固液分離した。この際、散気管32’からエアを膜モジュール35’に導入し、膜モジュール35’の中空糸膜の表面を洗浄しながら、固液分離を行った。当該固液分離を行っている間の膜モジュール35’の膜間差圧を経日的に測定した。前記固液分離により得られた透過水は吸引ポンプ36’により透過水流路56’を通って、汚泥と分離した。
<Example 3-1>
First, wastewater from which cobalt was almost removed (cobalt concentration in wastewater: 0.5 mg / L) was filled in an existing aeration tank shown in FIG. The waste water filled in the aeration tank is supplied from the second aeration tank (31 in FIGS. 8 and 16) to the membrane separation tank 31 ′ of the experimental apparatus shown in FIG. did. In order to avoid excessive concentration in the membrane separation tank 31 ′, the amount to be supplied was set to 3 times or more of the amount of filtered water, and the excess was discharged from the membrane separation tank 31 ′ by overflow 56 ′. In the membrane separation tank 31 ', the drainage was solid-liquid separated into sludge and permeated water by operating the suction pump 36' to reduce the pressure inside the membrane module. At this time, air was introduced into the membrane module 35 ′ from the diffuser tube 32 ′, and solid-liquid separation was performed while washing the surface of the hollow fiber membrane of the membrane module 35 ′. The transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ during the solid-liquid separation was measured over time. The permeated water obtained by the solid-liquid separation was separated from the sludge through the permeated water flow path 56 ′ by the suction pump 36 ′.
なお、上記実験における各条件の詳細は以下の通りである。
・既設曝気槽内の排水中のコバルト濃度:0.5mg/L
・既設曝気槽からの排水流量:9L/min
・膜分離槽における膜モジュールの膜面積:0.073m2(PVDF製中空糸膜、公称孔径0.4μm)
・フラックス(流束):0.5m/day(7分吸引、1分停止)
・吸引時流速:29mL/min(0.073m2×0.8m/day×8/7)
・散気風量:20L/min
測定結果を図17に示す。
The details of each condition in the experiment are as follows.
・ Cobalt concentration in waste water in existing aeration tank: 0.5 mg / L
・ Drainage flow rate from existing aeration tank: 9L / min
Membrane area of membrane module in membrane separation tank: 0.073 m 2 (PVDF hollow fiber membrane, nominal pore diameter 0.4 μm)
・ Flux (flux): 0.5m / day (suction for 7 minutes, stop for 1 minute)
・ Suction flow rate: 29 mL / min (0.073 m 2 × 0.8 m / day × 8/7)
・ Air flow rate: 20L / min
The measurement results are shown in FIG.
(比較例3−1)
比較例3−1は、上記実施例3−1において、コバルトがほぼ除去された排水(コバルト含量0.5mg/L)を膜分離槽31’に供給した後、該膜分離槽に酢酸コバルト水溶液の入ったタンク91’からポンプにより酢酸コバルト水溶液を添加して、膜分離槽31’内の排水中のコバルト濃度を5mg/Lとしたこと以外は、実施例3−1を繰り返した。
測定結果を図17に示す。
(Comparative Example 3-1)
In Comparative Example 3-1, the waste water from which cobalt was almost removed (Cobalt content 0.5 mg / L) in Example 3-1 was supplied to the membrane separation tank 31 ′, and then the aqueous cobalt acetate solution was supplied to the membrane separation tank. Example 3-1 was repeated except that the cobalt acetate aqueous solution was added from the tank 91 ′ containing the water by a pump so that the cobalt concentration in the waste water in the membrane separation tank 31 ′ was 5 mg / L.
The measurement results are shown in FIG.
図17に示すように、実施例3−1では、排水中のコバルトがほぼ除去されていたため、濾過日数が経過しても膜モジュールの膜間差圧が低いまま安定していたが、排水中にコバルトを添加した比較例3−1では、濾過を開始してから約2週間で15kPa以上も膜間差圧が上昇した。以上の結果より、排水の固液分離を行う前段階として、排水中のコバルトを除去しておくことにより、膜モジュールの閉塞を回避でき効率的にその後の膜分離ステップを行うことができることがわかった。 As shown in FIG. 17, in Example 3-1, the cobalt in the wastewater was almost removed, so that even though the number of filtration days had elapsed, the transmembrane differential pressure of the membrane module was low and stable. In Comparative Example 3-1, in which cobalt was added, the transmembrane pressure difference increased by 15 kPa or more in about 2 weeks after the start of filtration. From the above results, it can be seen that by removing cobalt in the wastewater as a pre-stage for solid-liquid separation of the wastewater, it is possible to avoid clogging of the membrane module and perform the subsequent membrane separation step efficiently. It was.
(実験例3−2)
実験例3−2は、膜モジュール35’を洗浄する洗浄ステップにおいて、洗浄ステップを行うタイミング(膜モジュールの膜間差圧、及び次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から酸洗浄ステップの開始までの間隔)が、前記膜モジュールの閉塞に影響することを確認するための実験である。
本実験では、コバルトがほぼ除去された排水(排水中のコバルト濃度:0.5mg/L)を使用し、前記排水への酢酸コバルトの添加は行わなかった。
(Experimental example 3-2)
Experimental Example 3-2 is a cleaning step for cleaning the membrane module 35 ′. This is an experiment for confirming that the (interval) affects the blockage of the membrane module.
In this experiment, wastewater from which cobalt was almost removed (cobalt concentration in wastewater: 0.5 mg / L) was used, and cobalt acetate was not added to the wastewater.
実験例3−2では、実験例3−1と同様に排水の固液分離を行った後、図16中の第1の薬液タンク90’から薬液流路59’を通って0.3質量%の次亜塩素酸塩水溶液を膜モジュール35’に、ポンプ37’により供給して膜モジュール35’を洗浄した(次亜塩素酸塩洗浄ステップ)。前記次亜塩素酸塩水溶液の通液量は2L/濾過膜1m2であり、30分間通液した。前記次亜塩素酸塩水溶液の通液後、下記の時間、膜モジュール35’を静置した。膜モジュール35’の静置後に、第2の薬液タンク92’から薬液流路59’を通って2質量%のクエン酸を膜モジュール35’にポンプ37’により供給して膜モジュール35’を洗浄した(酸洗浄ステップ)。
なお、固液分離における実験条件は、フラックス(流束)を0.8m/day(7分吸引、1分停止)、吸引時流速を46mL/min(0.073m2×0.8m/day×8/7)としたこと以外は、実験例3−1の実験条件と同じである。
In Experimental Example 3-2, after solid-liquid separation of waste water was performed as in Experimental Example 3-1, 0.3% by mass from the first chemical liquid tank 90 ′ in FIG. 16 through the chemical liquid flow path 59 ′. The membrane module 35 'was washed by supplying the aqueous hypochlorite solution to the membrane module 35' by a pump 37 '(hypochlorite washing step). The amount of the hypochlorite aqueous solution passed was 2 L / filter membrane 1 m 2 and passed for 30 minutes. After the passage of the hypochlorite aqueous solution, the membrane module 35 'was allowed to stand for the following time. After the membrane module 35 'is left still, the membrane module 35' is cleaned by supplying 2% by mass of citric acid from the second chemical tank 92 'through the chemical channel 59' to the membrane module 35 'by the pump 37'. (Acid wash step).
The experimental conditions in the solid-liquid separation are as follows: flux (flux) is 0.8 m / day (suction for 7 minutes, stop for 1 minute), and suction flow rate is 46 mL / min (0.073 m 2 × 0.8 m / day ×). The experimental conditions are the same as those in Experimental Example 3-1, except that 8/7).
実施例3−2においては、膜モジュール35’の膜間差圧が3〜30kPaの範囲内である26kPaにおいて次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い(濾過開始から11日後)、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了から24時間後に酸洗浄ステップを開始した。
比較例3−2においては、膜モジュール35’の膜間差圧が30kPaを超えた40kPaで次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い(濾過開始から58日後)、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了時から48時間を超えた60時間後に酸洗浄ステップを開始した。
測定結果を図18及び19に示す。
In Example 3-2, a hypochlorite washing step was performed at 26 kPa where the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ was in the range of 3 to 30 kPa (11 days after the start of filtration), and hypochlorite was obtained. The acid wash step was started 24 hours after the end of the wash step.
In Comparative Example 3-2, the hypochlorite washing step was performed at 40 kPa where the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ exceeded 30 kPa (58 days after the start of filtration), and at the end of the hypochlorite washing step The acid wash step was started 60 hours after 48 hours.
The measurement results are shown in FIGS.
図18に示すように、膜モジュール35’の膜間差圧が3〜30kPaの範囲内において次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了から48時間以内に酸洗浄ステップを開始した実施例3−2においては、洗浄ステップ後も膜モジュール35’の膜間差圧が低いまま安定し、その後の濾過処理を継続することができた。
一方、図19に示すように、膜モジュール35’の膜間差圧が30kPaを超えてから次亜塩素酸塩洗浄ステップを行った比較例3−2においては、膜モジュール35’の膜間差圧が上昇しすぎてしまい、洗浄してからも膜間差圧は十分に減少しなかった。また、比較例3−2は、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了から48時間を超えて酸洗浄ステップを開始しているため、一時的に膜間差圧が減少するもののすぐに上昇してしまう結果となった。
As shown in FIG. 18, the hypochlorite washing step is performed within the range where the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ is 3 to 30 kPa, and the acid washing step is performed within 48 hours from the end of the hypochlorite washing step. In Example 3-2 that started the process, the membrane pressure difference of the membrane module 35 ′ was stable even after the cleaning step, and the subsequent filtration treatment could be continued.
On the other hand, as shown in FIG. 19, in Comparative Example 3-2 in which the hypochlorite cleaning step was performed after the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ exceeded 30 kPa, the transmembrane difference of the membrane module 35 ′. The pressure increased excessively, and the transmembrane pressure did not decrease sufficiently even after washing. In Comparative Example 3-2, since the acid cleaning step is started over 48 hours from the end of the hypochlorite cleaning step, the transmembrane differential pressure temporarily decreases, but increases immediately. As a result.
(実験例3−3)
実験例3−3は、比較例3−1と同様に膜分離槽31’内で排水に酢酸コバルトを添加し、膜分離槽31’内の排水中のコバルト濃度を5mg/Lとしたこと以外は、実験例3−2を繰り返した。
比較例3−3−1においては、膜モジュール35’の膜間差圧が3〜30kPaの範囲内である20kPaにおいて次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い(濾過開始から14日後)、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了時から24時間後に酸洗浄ステップを開始した。
比較例3−3−2においては、膜モジュール35’の膜間差圧が30kPaを超えた41kPaで次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い(濾過開始から15日後)、次亜塩素酸塩洗浄ステップ終了時から48時間を超える60時間後に酸洗浄ステップを開始した。
測定結果を図20、21に示す。
(Experimental example 3-3)
Experimental Example 3-3 was the same as Comparative Example 3-1, except that cobalt acetate was added to the wastewater in the membrane separation tank 31 ′, so that the cobalt concentration in the wastewater in the membrane separation tank 31 ′ was 5 mg / L. Repeated Experimental Example 3-2.
In Comparative Example 3-3-1, a hypochlorite washing step was performed at 20 kPa where the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ was in the range of 3 to 30 kPa (14 days after the start of filtration). The acid wash step was started 24 hours after the end of the acid salt wash step.
In Comparative Example 3-3-2, the hypochlorite washing step was performed at 41 kPa where the transmembrane pressure difference of the membrane module 35 ′ exceeded 30 kPa (15 days after the start of filtration), and the hypochlorite washing step The acid wash step was started 60 hours later than 48 hours from the end.
The measurement results are shown in FIGS.
図20に示すように、比較例3−3−1においては、膜モジュール35’の膜間差圧が3〜30kPaの範囲内において次亜塩素酸塩洗浄ステップを行ったが、排水中にコバルトを含んでいるので、次亜塩素酸塩洗浄終了時から24時間で酸洗浄を行っても、一時的に膜モジュール35’の膜間差圧は減少するものの、その後の膜間差圧の上昇速度は速くなった。また、図21に示すように、比較例3−3−2においては、次亜塩素酸塩洗浄後、膜間差圧が上昇した後に酸洗浄を行っても、洗浄効果がほとんど得られない結果となった。 As shown in FIG. 20, in Comparative Example 3-3-1, the hypochlorite washing step was performed within the range where the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 ′ was 3 to 30 kPa. Therefore, even if acid cleaning is performed 24 hours after the end of hypochlorite cleaning, the transmembrane differential pressure of the membrane module 35 'temporarily decreases, but the subsequent transmembrane differential pressure increases. The speed has increased. In addition, as shown in FIG. 21, in Comparative Example 3-3-2, the cleaning effect was hardly obtained even after acid cleaning after hypochlorite cleaning and after the transmembrane differential pressure increased. It became.
本発明の排水処理方法は、CODCrが高く且つ重金属を含む排水(例えばテレフタル酸製造プロセスにおいて排出される排水等。)の処理に有用である。
本発明のテレフタル酸の製造方法は、地球環境の保護及び水資源の節約による経費節減が求められる昨今においてテレフタル酸を工業的に製造する際に好適に用いることができる。
The wastewater treatment method of the present invention is useful for treating wastewater that is high in COD Cr and contains heavy metals (for example, wastewater discharged in a terephthalic acid production process).
The method for producing terephthalic acid according to the present invention can be suitably used for industrial production of terephthalic acid in recent years where cost savings are required by protecting the global environment and saving water resources.
10 曝気槽
20 沈殿槽
30 膜分離活性汚泥処理装置
35 膜モジュール
40 逆浸透膜濾過装置
42 逆浸透膜
90 第1の薬液タンク
92 第2の薬液タンク
101 pH調整槽(調整槽)
102 処理塔(キレート樹脂塔)
103 処理塔(キレート樹脂塔)
104 処理排水タンク(貯槽)
105 触媒二次回収液タンク(回収液タンク)
106 再生剤タンク
107 脱着操作終末液タンク
108 苛性ソーダタンク
109 苛性ソーダ予備タンク
211 酸化反応装置
212 第1の固液分離装置
213 水素添加処理装置
214 晶析装置
215 第2の固液分離装置
216 乾燥装置
217 溶媒回収装置
218 酢酸等回収装置
219 触媒回収・再生装置
220 p−トルイル酸等回収装置
221 排水処理システム
211’ 粗テレフタル酸スラリー
212’ 粗テレフタル酸
213’ 水素添加処理液
214’ テレフタル酸スラリー
215’ テレフタル酸ケーキ
216’ テレフタル酸
217’ 酸化排ガス洗浄水
218’ 酸化反応母液(パージ分)
219’ 蒸発溶媒
220’ 母液濃縮スラリー
221’ 酢酸メチル回収塔底液
222’ 再生触媒回収分離母液
223’ 晶析時発生凝縮水
224’ テレフタル酸分離母液
225’ p−トルイル酸等分離母液
226’ ベントガス洗浄水
227’ 放流水
2511 酸化反応装置
2512 追酸化反応装置
2513 固液分離装置
2514 乾燥装置
2515 溶媒回収装置
2516 酢酸等回収装置
2517 触媒回収・再生装置
2518 排水処理システム
251’ 粗テレフタル酸スラリー
252’ テレフタル酸スラリー
253’ テレフタル酸ケーキ
254’ テレフタル酸
255’ 酸化排ガス洗浄水
256’ 追酸化排ガス洗浄水
257’ 酸化反応母液(パージ分)
258’ 蒸発溶媒
259’ 母液濃縮スラリー
260’ 酢酸メチル回収塔底液
261’ 再生触媒回収分離母液
262’ ベントガス洗浄水
263’ 放流水
2100、2200、21000 排水処理システム
2101、21010 第1の曝気槽
2102、21020 第1の沈殿槽
2103、2103a、21030 第2の曝気槽
2104、2104a、21040 第2の沈殿槽
2105、21050 MF膜モジュール
2106 RO膜濾過装置
2107、21070 再利用水槽
2108、21080 吸着剤処理装置
2110 UF膜ユニット
21060 NF膜濾過装置
a、h、r 処理水
b、k RO膜透過水
c、j RO膜濃縮水
d、l、u 工業用水(冷却水)
e、m、v 吸着精製水
f、n、w 吸着剤処理排水
i UF膜透過水
o UF膜洗浄水
s NF膜透過水
t NF膜濃縮水
1010 第1の曝気槽
1020 第1の沈殿槽
1030 第2の曝気槽
1040 第2の沈殿槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Aeration tank 20 Precipitation tank 30 Membrane separation activated sludge processing apparatus 35 Membrane module 40 Reverse osmosis membrane filtration apparatus 42 Reverse osmosis membrane 90 1st chemical | medical solution tank 92 2nd chemical | medical solution tank 101 pH adjustment tank (regulation tank)
102 Treatment tower (chelate resin tower)
103 Treatment tower (chelate resin tower)
104 Disposal wastewater tank (storage tank)
105 Catalyst secondary recovery liquid tank (recovered liquid tank)
106 Regenerant tank 107 Desorption operation final liquid tank 108 Caustic soda tank 109 Caustic soda preliminary tank 211 Oxidation reactor 212 First solid-liquid separator 213 Hydrogenation processor 214 Crystallizer 215 Second solid-liquid separator 216 Dryer 217 Solvent recovery device 218 Acetic acid recovery device 219 Catalyst recovery / regeneration device 220 p-Toluic acid recovery device 221 Wastewater treatment system 211 ′ Crude terephthalic acid slurry 212 ′ Crude terephthalic acid 213 ′ Hydrogenation treatment liquid 214 ′ Terephthalic acid slurry 215 ′ Terephthalic acid cake 216 'Terephthalic acid 217' Oxidation exhaust gas cleaning water 218 'Oxidation reaction mother liquor (for purging)
219 'Evaporating solvent 220' Mother liquor concentrated slurry 221 'Methyl acetate recovery tower bottom liquid 222' Regenerated catalyst recovery separation mother liquor 223 'Condensed water generated during crystallization 224' Terephthalic acid separation mother liquor 225 'Separated mother liquor such as p-toluic acid 226' Vent gas Washing water 227 ′ Discharged water 2511 Oxidation reaction device 2512 Additional oxidation reaction device 2513 Solid-liquid separation device 2514 Drying device 2515 Solvent recovery device 2516 Acetic acid recovery device 2517 Catalyst recovery / regeneration device 2518 Wastewater treatment system 251 ′ Crude terephthalic acid slurry 252 ′ Terephthalic acid slurry 253 'Terephthalic acid cake 254' Terephthalic acid 255 'Oxidation exhaust gas cleaning water 256' Additional oxidation exhaust gas cleaning water 257 'Oxidation reaction mother liquor (purged)
258 'Evaporating solvent 259' Mother liquor concentrated slurry 260 'Methyl acetate recovery tower bottom liquid 261' Regenerated catalyst recovery separation mother liquor 262 'Vent gas cleaning water 263' Effluent water 2100, 2200, 21000 Wastewater treatment system 2101, 21010 First aeration tank 2102 21020 First sedimentation tank 2103, 2103a, 21030 Second aeration tank 2104, 2104a, 21040 Second sedimentation tank 2105, 21050 MF membrane module 2106 RO membrane filtration device 2107, 21070 Reuse water tank 2108, 21080 Adsorbent treatment Equipment 2110 UF membrane unit 21060 NF membrane filtration device a, h, r treated water b, k RO membrane permeated water c, j RO membrane concentrated water d, l, u Industrial water (cooling water)
e, m, v Adsorbed purified water f, n, w Adsorbent-treated wastewater i UF membrane permeated water o UF membrane washed water s NF membrane permeated water t NF membrane concentrated water 1010 First aeration tank 1020 First sedimentation tank 1030 Second aeration tank 1040 Second settling tank
Claims (50)
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内であることを特徴とする、排水処理方法。 A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10,000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by weight,
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The waste water treatment method, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始することを特徴とする、排水処理方法。 A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10,000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 to 200 ppm by weight,
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The waste water treatment method, wherein the acid cleaning step is started when a transmembrane differential pressure of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane differential pressure after the start of operation.
前記排水処理プロセスが、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する、洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内であることを特徴とする、テレフタル酸の製造方法。 A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) having a washing step for washing the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The method for producing terephthalic acid, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
前記排水処理プロセスが、
(1)前記排水中の重金属を回収して、処理排水とする、重金属濃度低減ステップと、
(2)前記処理排水の生物処理を行いながら又は前記処理排水の生物処理を行った後に、膜モジュールによる固液分離を行って汚泥と透過水とを得る、膜分離ステップと、
(3)前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップと
を有し、
前記洗浄ステップは、
次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、次亜塩素酸塩洗浄ステップと、
酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する、酸洗浄ステップと
を上記順に有し、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始することを特徴とする、テレフタル酸の製造方法。 A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
(1) A heavy metal concentration reduction step for recovering heavy metals in the waste water to be treated waste water;
(2) A membrane separation step for obtaining sludge and permeate by performing solid-liquid separation with a membrane module while performing biological treatment of the treated wastewater or after biological treatment of the treated wastewater;
(3) a cleaning step of cleaning the membrane module;
The washing step includes
A hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution;
The membrane module is washed with an acid aqueous solution, and has an acid washing step in the order described above.
The method for producing terephthalic acid, characterized in that the acid washing step is started when a transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane pressure difference after starting operation.
p−キシレンを酸化し粗テレフタル酸とするステップと、
該粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とするステップと
を有することを特徴とする、請求項8〜24のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。 The terephthalic acid production process comprises
oxidizing p-xylene to crude terephthalic acid;
The method for producing terephthalic acid according to any one of claims 8 to 24, further comprising a step of purifying the crude terephthalic acid to form terephthalic acid.
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、排水処理方法。 A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 mass ppm to 200 mass ppm,
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The waste water treatment method, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始する、排水処理方法。 A wastewater treatment method for treating wastewater having COD Cr of 3000 mg / L to 10000 mg / L and a heavy metal concentration of 0.1 mass ppm to 200 mass ppm,
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The wastewater treatment method, wherein the acid cleaning step is started when a transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than a transmembrane pressure difference after the start of operation.
前記排水処理プロセスが、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記次亜塩素酸塩洗浄ステップの終了から前記酸洗浄ステップの開始までの間隔が、48時間以内である、テレフタル酸の製造方法。 A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The method for producing terephthalic acid, wherein an interval from the end of the hypochlorite washing step to the start of the acid washing step is within 48 hours.
前記排水処理プロセスが、
前記排水の生物処理を行いながら及び/又は前記排水の生物処理を行った後、膜モジュールによって汚泥と透過水とに固液分離する膜分離ステップと、
前記膜モジュールを洗浄する洗浄ステップとを有し、
前記洗浄ステップとして、まず、次亜塩素酸塩水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する次亜塩素酸塩洗浄ステップを行い、次に、酸水溶液によって前記膜モジュールを洗浄する酸洗浄ステップを行い、
前記膜モジュールの膜間差圧が、運転開始後の膜間差圧よりも3kPa〜30kPa高くなったときに前記酸洗浄ステップを開始する、テレフタル酸の製造方法。 A method for producing terephthalic acid having a wastewater treatment process for treating wastewater discharged in a terephthalic acid production process,
The wastewater treatment process
A membrane separation step for solid-liquid separation into sludge and permeate by a membrane module while performing biological treatment of the wastewater and / or after biological treatment of the wastewater;
A washing step for washing the membrane module,
As the cleaning step, first, perform a hypochlorite cleaning step of cleaning the membrane module with a hypochlorite aqueous solution, then perform an acid cleaning step of cleaning the membrane module with an aqueous acid solution,
The method for producing terephthalic acid, wherein the acid washing step is started when the transmembrane pressure difference of the membrane module becomes 3 kPa to 30 kPa higher than the transmembrane pressure difference after the start of operation.
p−キシレンを酸化し粗テレフタル酸とする工程と、
該粗テレフタル酸を精製しテレフタル酸とする工程と
を有する、請求項37〜40のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。 The terephthalic acid production process comprises
oxidizing p-xylene into crude terephthalic acid;
The method for producing terephthalic acid according to any one of claims 37 to 40, comprising a step of purifying the crude terephthalic acid to form terephthalic acid.
逆浸透膜濾過装置にて、膜モジュールを透過した透過水を逆浸透膜によって濾過するステップをさらに有する、請求項37〜44のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。 The wastewater treatment process
45. The method for producing terephthalic acid according to any one of claims 37 to 44, further comprising a step of filtering the permeated water that has permeated through the membrane module with a reverse osmosis membrane filtration device.
前記透過水の少なくとも一部に、さらに吸着剤処理を行い、吸着精製水とするステップと、
前記吸着精製水を回収するステップと
をさらに有する、請求項37〜45のいずれか1項に記載のテレフタル酸の製造方法。 The wastewater treatment process
At least a part of the permeated water is further subjected to an adsorbent treatment to obtain purified purified water;
The method for producing terephthalic acid according to any one of claims 37 to 45, further comprising: recovering the adsorbed purified water.
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CN109201006A (en) * | 2018-09-03 | 2019-01-15 | 中成未来新材料(福建)有限公司 | A kind of environmental-protection adsorption material and preparation method thereof based on burning ash |
JP6617860B1 (en) * | 2019-05-27 | 2019-12-11 | 三菱電機株式会社 | Membrane separation activated sludge system and membrane cleaning device |
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JP6617860B1 (en) * | 2019-05-27 | 2019-12-11 | 三菱電機株式会社 | Membrane separation activated sludge system and membrane cleaning device |
WO2020240666A1 (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | Membrane separation activated sludge system and membrane cleaning device |
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