JP7327540B1 - 有機性排水の嫌気性処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行うことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときには膜のアルカリ洗浄を行い、
膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う
ことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。
該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときに膜のアルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄手段と、
膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段と、
を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。
本発明で処理される有機性排水としては、飲料工場排水、食品工場排水、化学工場排水、電子工場排水、下水、し尿や浄化槽汚泥、排水処理汚泥などが例示されるが、これらに限定されない。
槽内汚泥濃度は8,000~60,000mg/L、好ましくは15,000~50,000mg/Lで、特に20,000~30,000mg/Lが、高負荷処理が可能、かつ、膜濾過性能が悪化しない点で好ましい。温度は25~40℃または45~60℃、好ましくは30~38℃、または50~58℃。槽内pHは6.5~8.0、好ましくは6.8~7.4で、必要に応じて槽外膜への汚泥循環ライン(膜から嫌気反応槽への戻りのライン)にNaOH、NaHCO3などのアルカリ剤やHClなどの酸剤を添加してpH調整を行う。
膜モジュール4としては、中空糸膜や平膜タイプの浸漬膜モジュールや、槽外設置型のチューブラ膜モジュールなど、一般にMBRに用いられる膜モジュールを用いることができるが、膜の運転、洗浄操作のし易さなどから槽外設置型のチューブラ膜モジュールが特に好ましい。槽外設置型のチューブラ膜モジュールは、内径3~10mmのチューブラ膜が内部に複数充填された膜モジュールであり、汚泥は各チューブラ膜の内部を流れる。透過水がチューブラ膜外に浸み出し、各チューブラ膜から浸み出した透過水が集められ、膜モジュールから処理水として排出される。膜の細孔径は0.01~1μm特に0.03~0.5μmが好ましい。
汚泥の膜濾過工程では、嫌気反応槽1から汚泥をチューブラ膜内の流速0.5~2m/sec、好ましくは0.8~1.5m/secで流し、膜モジュールを通過した濃縮汚泥が嫌気反応槽に戻る。このように、嫌気反応槽1と膜モジュール4との間を汚泥が循環する。濾過時のフラックスは0.05~0.8m/d、好ましくは0.15~0.5m/dとなるように処理水流量をバルブ開度などで調整する。
処理水槽の滞留時間は、処理水槽での微生物の増殖による逆洗水の汚濁を防止するため、0.5~8時間、特に1~4時間とするのが好ましい。
一定のフラックスで運転している際の膜間差圧について、濾過サイクル内における平均値が60~120kPa、好ましくは60~80kPaの間で設定した値に到達した場合にアルカリ洗浄を行う。運転時のフラックスが一定でない場合は、運転時のフラックスを次式に従って一定の膜間差圧(例えば、80kPa)での値に換算した換算フラックスが所定のフラックス(例えば、装置の設計フラックス)を下回った場合にアルカリ洗浄を行う。
[膜間差圧80kPa時の換算フラックス(m/d at 80kPa)]
=[運転時のフラックス(m/d)]/[運転時の平均膜間差圧(kPa)]×80(kPa)
飲料工場の高濃度有機性排液(CODcr濃度25,000mg/L、SS濃度10,000mg/L、T-N濃度1,000mgN/L)
水量250L/d
実容量:1m3
温度:35℃
汚泥濃度30,000mg/Lを維持するように適宜汚泥を引抜き、VSS/SS比0.85、CODcr槽負荷6.3kg/m3/d、汚泥負荷0.25kgCODcr/kgVSS/dとした。
内径5mmのPVDF製チューブラが110本充填された長さ1mの膜モジュール
膜面積:1.6m2
汚泥循環量:8m3/hr(膜面流速1m/sec)
バルブ16の開度を調整して100kPaの背圧をかけた。
濾過サイクル時の膜間差圧の平均値が80kPaに達したところで、酸洗浄(2%クエン酸溶液で4時間(10分循環→30分浸漬を6回繰り返し))、および、アルカリ洗浄(500mgCl/L次亜塩素酸ナトリウム溶液で2時間(10分循環→30分浸漬を3回繰り返し))を行った。
濾過サイクル時の膜間差圧の平均値が80kPaに達した(換算フラックスが0.18m/dat80kPaを下回った)際にはアルカリ洗浄(500mgCl/L次亜塩素酸ナトリウム溶液で2時間(10分循環→30分浸漬を3回繰り返し))を、膜間差圧の対数値の1週間の増加速度が0.04/dを超えた(換算フラックスの対数値の減少速度が、0.04/dを上回った)際には酸洗浄(2%クエン酸溶液で4時間(10分循環→30分浸漬を6回繰り返し))を実施して運転した。
それぞれ6ヶ月間運転したときの膜間差圧の推移、実施例における膜間差圧の対数値の変化速度の推移を図4、5に示す。
4 膜モジュール
13 処理水槽
30 薬液槽
Claims (9)
- 有機性排水を嫌気反応槽でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法において、
以下のアルカリ洗浄と酸洗浄とを別々に行う有機性排水の嫌気性処理方法であって、
膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときには膜のアルカリ洗浄を行い、
膜間差圧が上昇して前記所定の差圧値に達する前であり、かつ、膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して前記所定の換算フラックス値に達する前であり、かつ、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う
ことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。 - 濾過膜として管状膜を嫌気反応槽外に設け、嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする請求項1に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
- 嫌気反応槽内の汚泥濃度を15,000~50,000mg/Lに調整して処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
- アルカリ洗浄に、塩素系薬剤を用いることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
- 塩素系薬剤は次亜ハロゲン酸塩である請求項4に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。
- 酸洗浄に有機酸を用いることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
- 有機酸は、クエン酸、シュウ酸、及びスルファミン酸のいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
- 有機性排水をメタン発酵処理する嫌気反応槽と、
該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
以下のアルカリ洗浄手段によるアルカリ洗浄と以下の酸洗浄手段による酸洗浄が別々に行われる有機性排水の嫌気性処理装置であって、
膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときに膜のアルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄手段と、
膜間差圧が上昇して前記所定の差圧値に達する前であり、かつ、膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して前記所定の換算フラックス値に達する前であり、かつ、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段と、
を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。 - 前記濾過膜装置として管状膜装置が前記嫌気反応槽外に設けられており、該嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする請求項8に記載の有機性排水の嫌気性処理装置。
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