JP4384829B2 - Powder activated carbon circulation type membrane treatment method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉末活性炭循環型膜処理方法及び装置に関し、詳しくは、膜分離装置を用いた上水,下水,排水等を浄化処理する設備等において、原水中に含まれる溶解性有機成分や固体成分だけでなく、低分子有機成分も同時に除去することができる粉末活性炭循環型膜処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
原水中に粉末活性炭を投入して生物処理と膜処理とを行い、粉末活性炭を循環使用する方法、即ち粉末活性炭循環型膜処理は、MF膜やUF膜では除去できない溶解成分のうち、低分子有機成分を粉末活性炭に吸着させるとともに、アンモニア性窒素等の溶解性有機物を膜分離汚泥中の微生物による生物学的酸化により酸化し、最終的に膜分離を行うことによって高度な分離除去を行うシステムとして知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような粉末活性炭循環型膜処理において、生物処理をより安定させるためには、水回収率を上げて処理槽内の生物量を増加させる必要がある。ところが、水回収率を上げると、活性炭に吸着せず、生物分解もされずに残った高分子有機物が、微生物(汚泥)や活性炭とともに分離膜の濃縮水中に濃縮されてしまうため、この高分子有機物によって膜孔が閉塞されてしまう可能性が高くなり、分離膜が閉塞し易くなって安定した運転状態が得られなくなってしまう。
【0004】
そこで本発明は、膜分離における水回収率を向上させて処理槽内の生物量を増加させながら、高分子有機物による分離膜の閉塞を抑制して安定した状態で良好な処理水質を得ることができる粉末活性炭循環型膜処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の粉末活性炭循環型膜処理方法は、微生物による生物処理を行う原水中に粉末活性炭を投入して処理槽に設けた分離膜による固液分離を行い、分離膜を透過した水を処理水として抜き出すとともに、分離膜を透過せずに濃縮された微生物及び粉末活性炭を原水に循環させる粉末活性炭循環型膜処理方法において、前記分離膜を第1分離膜として、該第1分離膜に加えて前記処理槽に設けた、前記第1分離膜よりも大きな孔径で、原水中の微生物及び粉末活性炭を透過させずに原水中の高分子有機物を透過水と共に透過させる孔径を有する第2分離膜による固液分離を、前記第1分離膜によるろ過処理と同時に行って、粉末活性炭に吸着せずかつ生物分解もされずに原水中に残存している高分子有機物を前記第2分離膜により高分子有機物含有透過水として原水中から引き抜いて循環系外へ排出するとともに、前記濃縮された微生物及び粉末活性炭の前記原水への循環を前記処理槽底部から抜き取ることにより行うことを特徴としている。
【0006】
また、本発明の粉末活性炭循環型膜処理装置は、微生物による生物処理を行う原水中に粉末活性炭を投入する粉末活性炭投入手段と、前記粉末活性炭を投入した原水を分離膜で固液分離する処理槽と、該処理槽で前記分離膜を透過した水を処理水として抜き出す透過水経路と、前記処理槽で分離膜を透過せずに濃縮された微生物及び粉末活性炭を原水に循環させる返送経路とを備えた粉末活性炭循環型膜処理装置において、前記分離膜を第1分離膜とし、さらに前記処理槽に、前記第1分離膜のろ過処理と同時に固液分離処理を行う第2分離膜を設け、該第2分離膜は、前記第1分離膜よりも大きな孔径で、原水中の微生物及び粉末活性炭を透過させずに原水中の高分子有機物を透過水と共に透過させる孔径を有し、前記第2分離膜を透過した高分子有機物含有透過水を循環系外に排出するドレン経路を設けるとともに、前記返送経路を前記処理槽底部に設けたことを特徴とし、特に、前記分離膜の公称孔径が0.1〜0.2μmであり、前記第2の分離膜の公称孔径が0.8〜2μmであることを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一形態例を示す粉末活性炭循環型膜処理装置の系統図である。この粉末活性炭循環型膜処理装置は、従来と同様の膜分離を行う第1分離膜11と、この第1分離膜11よりも大きな孔径を有する第2分離膜12とを備えた処理槽13の前段に、活性炭投入手段14及び撹拌機15を有する活性炭混合槽16を設けたものであって、原水は、流入経路21から活性炭混合槽16に流入し、処理水は、第1分離膜11の透過水経路22から抜き出される。また、処理槽13内で濃縮された汚泥は、ポンプ23によって返送経路24に抜き取られ、前記活性炭混合槽16に返送される。
【0008】
このような粉末活性炭循環型膜処理装置において、原水は、活性炭混合槽16内で撹拌機15で撹拌されながら、活性炭投入手段14から投入される粉末活性炭及び汚泥返送経路24から流入する返送汚泥、すなわち、生物処理を行うための微生物及び粉末活性炭を含む汚泥と混合し、経路25を通って処理槽13に流入する。
【0009】
処理槽13内では、原水中のアンモニア性窒素等の溶解性有機物が微生物による生物学的酸化によって酸化され、溶解性の低分子有機成分が粉末活性炭に吸着され、さらに、不溶性の固体成分が第1分離膜11によって固液分離されることにより、これらが除去された処理水が透過水経路22から抜き出される。また、処理槽13内に濃縮された汚泥及び粉末活性炭は、槽底部から返送経路24に引き抜かれて活性炭混合槽16に循環する。このとき、一部の汚泥を余剰汚泥として経路26に分岐させ、回収槽27に引き抜くことができる。
【0010】
さらに、処理槽13では、前記第1分離膜11による通常のろ過処理と同時に、前記第2分離膜12による固液分離処理が行われ、活性炭に吸着せず、生物分解もされずに原水中に残存している高分子有機物が第2分離膜12を透過して原水中から分離される。すなわち、図2の説明図に示すように、通常の膜処理に用いられているMF膜やUF膜からなり、その孔径(公称孔径)が0.1〜0.2μmである第1分離膜11では、原水中に存在する微生物31や粉末活性炭32及びこれらに付着している低分子有機成分33、さらに、前記高分子有機物34が第1分離膜11の膜孔11aを透過しないので、該第1分離膜11の透過水35は、これらが含まれない清浄な処理水となる。
【0011】
一方、第1分離膜11よりも大きな孔径で、原水中の微生物31及び粉末活性炭32を透過させずに原水中の高分子有機物34を透過させる孔径、好ましくは、公称孔径が0.8〜2μmの第2分離膜12では、高分子有機物34が第2分離膜12の透過水36と共に膜孔12aを透過して原水中から分離され、透過水36と共にドレン経路28から回収槽27に引き抜かれる。
【0012】
このように、原水中に残存した高分子有機物34を透過水と共に第2分離膜12で原水中から引き抜くことにより、第1分離膜11の目詰まりの要因となる高分子有機物34の濃度を低くできるので、高分子有機物34によって第1分離膜11の膜孔が閉塞される可能性を低くすることができる。同時に、微生物31と粉末活性炭32とを効果的に濃縮した状態の返送汚泥を原水に循環混合することができるので、原水の生物処理が安定し、有機物濃度が下がり、高い回収率を維持したまま良好な生物分解と安定した膜の運転とを行うことができる。
【0013】
なお、第2分離膜12で引き抜く水量は、原水の状態や水回収率、生物分解の進行状況等の各種条件に応じて設定すればよいが、通常は、水回収率に見合う量をドレンとして循環系外の回収槽27に排出すればよい。また、両分離膜は、従来からこの種の処理に用いられている中空糸膜等を用いた各種膜分離手段を用いることが可能であり、膜の種類も特に限定されるものではなく、原水の状態に応じて適宜選択することができ、例えば、MF膜,UF膜を好適に使用でき、さらに、適宜なメッシュの網状体を使用することも可能である。
【0014】
さらに、回収槽27内のドレンに含まれる高分子有機物は、汚泥の脱水処理や濃縮処理を行うことによって汚泥から分離した後、再び原水に混合して再処理することができる。また、両分離膜の洗浄は従来と同様にして行うことができ、例えば、ブロワ17から膜下方の散気装置18を介してエアスクラビングを行うことによって洗浄することができ、必要に応じて薬品洗浄を行うことができる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粉末活性炭循環型膜処理における水回収率を向上させて処理槽内の生物量を増加させながら、高分子有機物による分離膜の閉塞を抑制して安定した運転状態で良好な処理水質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一形態例を示す粉末活性炭循環型膜処理装置の系統図である。
【図2】 第1分離膜及び第2分離膜におけるろ過状態を示す説明図である。
【符号の説明】
11…第1分離膜、12…第2分離膜、13…処理槽、14…活性炭投入手段、15…撹拌機、16…活性炭混合槽、21…流入経路、22…透過水経路、23…ポンプ、24…返送経路、27…回収槽、28…ドレン経路、31…微生物、32…粉末活性炭、33…低分子有機成分、34…高分子有機物、35…第1分離膜11の透過水、36…第2分離膜12の透過水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powdered activated carbon circulating membrane treatment method and apparatus, and more particularly, in a facility for purifying water, sewage, wastewater, etc. using a membrane separator, soluble organic components and solids contained in raw water The present invention relates to a powder activated carbon circulating membrane treatment method and apparatus capable of simultaneously removing not only components but also low molecular organic components.
[0002]
[Prior art]
A method in which powdered activated carbon is introduced into raw water to perform biological treatment and membrane treatment, and powdered activated carbon is circulated and used, that is, powder activated carbon circulation type membrane treatment is a low molecular weight component that cannot be removed by MF membranes or UF membranes. A system that adsorbs organic components to powdered activated carbon, oxidizes soluble organic substances such as ammonia nitrogen by biological oxidation by microorganisms in membrane separation sludge, and performs advanced separation and removal by finally performing membrane separation Known as.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a powdered activated carbon circulation membrane treatment, in order to make the biological treatment more stable, it is necessary to increase the water recovery rate and increase the amount of biological matter in the treatment tank. However, when the water recovery rate is increased, the polymer organic matter that is not adsorbed on the activated carbon and is not biodegraded is concentrated in the concentrated water of the separation membrane together with microorganisms (sludge) and activated carbon. The possibility of the membrane pores being blocked by the organic matter is increased, and the separation membrane is likely to be blocked, so that a stable operation state cannot be obtained.
[0004]
Therefore, the present invention can improve the water recovery rate in membrane separation and increase the amount of organisms in the treatment tank, while suppressing clogging of the separation membrane by polymer organic matter and obtaining good treated water quality in a stable state. An object of the present invention is to provide a powder activated carbon circulation type membrane treatment method and apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the powder activated carbon circulating membrane treatment method of the present invention performs solid-liquid separation using a separation membrane provided in a treatment tank by introducing powdered activated carbon into raw water for biological treatment with microorganisms, and a separation membrane. In the powder activated carbon circulation membrane treatment method in which the permeated water is extracted as treated water and the concentrated microorganisms and powdered activated carbon are circulated to the raw water without passing through the separation membrane, the separation membrane is used as the first separation membrane, In addition to the first separation membrane, the pore size provided in the treatment tank is larger than the first separation membrane, and allows the macromolecular organic matter in the raw water to permeate with the permeated water without allowing the microorganisms and powdered activated carbon in the raw water to permeate. second frequency separation membrane of solid-liquid separation by the line I at the same time as the filtering processing by the first separation membrane, a polymer organic material which does not adsorb to the powdered activated carbon and without being also biodegradable remaining in the raw water having a It said first Thereby discharged into the circulation outside of have pull disconnect from raw water as the polymer organic substance-containing permeated water by partial separation membrane, be done by withdrawing the circulation to raw water of the concentrated microorganisms and powdered activated carbon from said processing bath bottom It is characterized by.
[0006]
Also, powdered activated carbon recycling film processing apparatus of the present invention, the solid-liquid separation and powdered activated carbon dosing means to inject powdered activated carbon in the raw water to perform the biological treatment, the raw water was charged the powdered activated carbon in the separation membrane due to microbial treatment a tank, a permeate path for extracting water having passed through the separation membrane in the processing tank as treated water, and return path for circulating the microorganisms and powdered activated carbon which has been concentrated separation membrane without being transmitted in the processing bath to the raw water in powdered activated carbon recycling film processing apparatus provided with the above separation membrane as a first separation layer, the more the processing bath, the second minute separation membrane simultaneously performed solid-liquid separation treatment and filtration of the first separation membrane provided, the second minute separation membrane is in the larger pore size than the first separation membrane, have a pore size that transmits raw water a polymer organic material together with the permeate without transmitting microorganisms and powdered activated carbon in the raw water, transmitted through the second minute separation membrane Rutotomoni provided drain path for discharging a polymer organic material-containing permeate out circulation, the return path is characterized in that provided in the processing tank bottom, in particular, the nominal pore size of the separation membrane from 0.1 to 0 2 μm, and the nominal pore size of the second separation membrane is 0.8 to 2 μm.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a system diagram of a powdered activated carbon circulating membrane treatment apparatus showing one embodiment of the present invention. This powder activated carbon circulation type membrane treatment apparatus includes a
[0008]
In such a powdered activated carbon circulation type membrane treatment apparatus, raw water is stirred with the
[0009]
In the treatment tank 13, soluble organic substances such as ammonia nitrogen in raw water are oxidized by biological oxidation by microorganisms, soluble low-molecular organic components are adsorbed on the powdered activated carbon, and insoluble solid components are added first. By the solid-liquid separation by the 1
[0010]
Further, in the treatment tank 13, a solid-liquid separation process using the
[0011]
On the other hand, the pore diameter is larger than that of the
[0012]
In this way, by pulling out the high molecular
[0013]
The amount of water withdrawn by the
[0014]
Furthermore, the polymer organic matter contained in the drain in the
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, while improving the water recovery rate in the powdered activated carbon circulation membrane treatment and increasing the amount of organisms in the treatment tank, the blockage of the separation membrane by the polymer organic matter is suppressed and stabilized. A good quality of treated water can be obtained in the operated state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a powdered activated carbon circulating membrane treatment apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing filtration states in a first separation membrane and a second separation membrane.
[Explanation of symbols]
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