JP5463952B2 - 油分含有廃水の処理方法 - Google Patents
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Description
(1)油分含有廃水を活性汚泥処理槽内で生物処理し、活性汚泥処理槽内に設置された膜分離装置によって生物処理した水を膜分離処理する膜分離活性汚泥処理工程、を有する油分含有廃水の処理方法において、前記活性汚泥処理槽に流入する油分濃度X、固形物滞留時間SRTと水理学的滞留時間HRTの比(SRT/HRT比)で表される濃縮率、活性汚泥処理槽内の保持油分濃度Yが、次の関係を満たすよう油分濃度X、固形物滞留時間SRT、水理学的滞留時間HRTのうちの少なくとも1つを制御することを特徴とする油分含有廃水の処理方法。
X<(HRT/SRT)Y
(3)前記前処理工程として油分除去手段を設け、流入濃度を調整することを特徴とする(2)に記載の油分含有廃水の処理方法。
(4)前記油分除去手段が、加圧浮上分離装置、オイルスキマー、凝集沈殿装置、ストリッピング装置のうちから少なくとも一つから選ばれることを特徴とする(3)に記載の油分含有廃水の処理方法。
この濃縮率には上限があり、超過した場合には、処理水に流出したり、膜を詰まらせたりする。そこで、膜ろ過運転を安定に行うには、濃縮率の限界を超えないようSRTとHRTを調整した運転を行う。ここで、SRTは、反応槽内活性汚泥が新たに生成した汚泥によって全量入れ替わるのに必要な時間のことをいう。具体的には、引き抜き汚泥(余剰汚泥)量と反応槽内容積に基づいて求められ、次の関係式(式2)で表される。
また、HRTは、流入原水(被処理水)が槽内に滞留する時間のことをいう。具体的には流入液量と反応槽内容積に基づいて求められ、次の関係式(式3)で表される。
発明者らの検討の結果、連続的に流入する油分についても他の物質と同様の傾向が見られた。つまり、生分解性の高い油分は活性汚泥により生分解され、難分解性の油分は、膜で阻止され、槽内に蓄積され保持される。この油分保持濃度と膜の詰まりとの関連について、実施例1に示す膜分離活性汚泥実験装置を用い、連続的に油分を供給して検証した。具体的には、連続運転中、槽内活性汚泥の一部を遠心分離(3000rpm、5分間)し、上澄とそれ以外の汚泥に分けて(以下、それぞれ「上澄」「汚泥」と称す。)それぞれの油分濃度を測定した。経時的に測定した結果、槽内の上澄に保持可能な油分濃度の上限に達すると、膜を詰まらせることを見出した。さらに、槽内の汚泥は上澄より高い油分吸着効果があり、上澄に保持される油分濃度が上限に達した場合でも、汚泥が吸着効果を持つため、すぐには膜を詰まらせず、油分が槽内に保持されることを見出した。
(すなわち、X<(HRT/SRT)Yである。)
ここで、保持油分濃度Yは、濃縮率で表される上澄濃縮効果のみならず、汚泥に吸着される効果により、高くなる。汚泥には油分を上澄のα倍吸着する効果があり、保持量比を上澄:汚泥=1:αとすると、次の関係式(式5)で表すことができる。
αは油の性状によって異なるが、例えば、動粘度85mm2/s(at 40℃)の高粘性油分では3〜4、動粘度32mm2/s(at 40℃)の油分では1.5〜2である。
このような関係式に基づき、安定して膜ろ過運転可能な槽内保持油分濃度を満たすには、汚泥引き抜き量やその頻度を調整するとよい。また、油分分解効果のある薬剤添加や、凝集剤添加により、上澄の油分量を低減させたり、汚泥吸着効果を高めたりして、槽内油分の保持割合を調整しても良い。さらに、活性汚泥処理槽の槽内活性汚泥量(MLSS)を変更し、槽内保持濃度Yを高めてもよい。ここでいう槽内活性汚泥量(MLSS)は、活性汚泥内の浮遊物質濃度を表したものである。このMLSS測定方法は、浮遊物質濃度を定量化できる方法であれば、特に制限されるものではなく、例えば、下水試験法(日本下水道協会)に記載の蒸発残留物測定法や浮遊物質測定法などが好適に用いられる。また、市販されているMLSS濃度計などを用いてもかまわない。ここで好適に用いられるMLSS測定法は、活性汚泥を遠心分離やガラス繊維ろ紙により固液分離した後、残留固形物を105〜110℃で約2時間加熱乾燥させ、その質量から、浮遊物質濃度を算出するものである。
A系列では、油分を50mg/L含有する被処理水を用いて、連続ろ過運転した結果、運転19日で、膜ろ過圧力の上昇が見られた。この時の槽内保持油分濃度Yと濃縮率の積から安定運転可能な油分濃度Xは37mg/Lであった。
HRT=3.5日、SRT=40日、
上澄保持濃度200mg/L、汚泥保持濃度220mg/L
汚泥吸着効果α=1.1
X[mg/L]<37
本比較例では、安定運転可能な油分許容濃度の関係式を示すX<(HRT/SRT)Yを満たしていなかった為、膜ろ過圧力上昇を起こしたと考えられる。
(実施例1)
一方、B系列では、被処理水を予め油分含有前の被処理水で希釈し、流入油分濃度を25mg/L(1/2倍)に調整した条件で、連続ろ過運転を行った。安定運転可能な流入許容濃度Xと濃縮率と槽内保持油分濃度Yが、X<(HRT/SRT)Yの関係式を満たすよう、流入油分濃度Xを調整した運転を行った。
HRT=3.5日、SRT=40日、
上澄保持濃度200mg/L、汚泥保持濃度220mg/L
反応槽内容積=30L、単位時間当たりの引き抜き汚泥量=0.75L/日、
単位時間当たりの流入液量=8.5L/日
汚泥吸着効果α=1.1
X[mg/L]<37
連続運転した結果、約30日間安定運転可能であった。本実施例では、安定運転可能な油分許容濃度の関係式を満たした運転であった為、膜ろ過圧力上昇を起こさなかった。
(実施例2)
さらに、C系列では、油分を50mg/L含有する被処理水を用い、槽内汚泥引き抜き量を2倍にして、濃縮率を調整した条件で連続ろ過運転を行った。この時のXの上限は73.5mg/Lであり、流入油分濃度Xと槽内保持油分濃度Yが、油分許容濃度の関係式X<(HRT/SRT)Yを満たすよう、濃縮率を調整した運転を行った。
HRT=3.5日、SRT=20日、
上澄保持濃度200mg/L、汚泥保持濃度220mg/L
反応槽内容積=30L、単位時間当たりの引き抜き汚泥量=1.5L/日、
単位時間当たりの流入液量=8.5L/日
汚泥吸着効果α=1.1
X[mg/L]<73.5
本条件で、連続運転した結果、約40日間安定運転可能であった。本実施例では、安定運転可能な油分許容濃度の関係式を満たした運転であった為、膜ろ過圧力上昇を起こさなかった。
2:MF膜ろ過装置
3:活性汚泥処理槽
4:ろ過水槽
5:処理水
6:原水供給ポンプ
7:空気供給装置
8:散気装置
9:吸引ポンプ
10:汚泥引き抜きポンプ
11:引き抜き汚泥(余剰汚泥)
Claims (4)
- 油分含有廃水を活性汚泥処理槽内で生物処理し、活性汚泥処理槽内に設置された膜分離装置によって生物処理した水を膜分離処理する膜分離活性汚泥処理工程、を有する油分含有廃水の処理方法において、前記活性汚泥処理槽に流入する油分濃度X、固形物滞留時間SRTと水理学的滞留時間HRTの比(SRT/HRT比)で表される濃縮率、活性汚泥処理槽内の保持油分濃度Yが、次の関係を満たすよう油分濃度X、固形物滞留時間SRT、水理学的滞留時間HRTのうちの少なくとも1つを制御することを特徴とする油分含有廃水の処理方法。
X<(HRT/SRT)Y - 前記膜分離活性汚泥処理工程の前に油分含有廃水を前処理する前処理工程を有し、前記活性汚泥処理槽に流入する油分濃度X、および、槽内活性汚泥における上澄と汚泥とに含有される油分濃度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、前処理工程の条件および膜分離活性汚泥処理工程の運転条件のうちの少なくとも1つを制御することを特徴とする請求項1に記載の油分含有廃水の処理方法。
- 前記前処理工程として油分除去手段を設け、流入濃度を調整することを特徴とする請求項2に記載の油分含有廃水の処理方法。
- 前記油分除去手段が、加圧浮上分離装置、オイルスキマー、凝集沈殿装置、ストリッピング装置から選ばれることを特徴とする請求項3に記載の油分含有廃水の処理方法。
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