TW201300329A - 以膜分離活性污泥裝置所進行之有機性排水的處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係提供一種有機性排水的處理方法，其即使是在如半導體製造工廠排水之以低分子有機化合物作為主要成分的排水中，也能夠保持高污泥濃度而進行穩定的運轉。本發明之有機性排水的處理方法，其係採用具備有機性排水流入的曝氣槽(1)及邊使曝氣槽(1)的污泥循環邊以分離膜(4)進行固液分離的膜分離槽(3)之膜分離活性污泥裝置的有機性排水的處理方法，其特徵在於，根據原水的有機物負荷量使污泥向該膜分離槽(3)的循環量在原水量的1.5~10倍之間進行切換。

Description

以膜分離活性污泥裝置所進行之有機性排水的處理方法
本發明有關一種藉由曝氣槽對有機性排水進行生物處理並以膜進行固液分離之處理方法。
根據使用包括有機性排水流入的曝氣槽及邊使曝氣槽的污泥循環邊以膜進行固液分離之膜分離槽的膜分離活性污泥裝置(MBR)的有機性排水的處理方法(例如，專利文獻1、2)，藉由使用膜，能夠良好地保持處理水的水質，另外，能夠維持曝氣槽的MLSS濃度高，使高負荷處理成為可能，而且由於不需要沉澱槽，因此能夠使裝置變小。
在該膜分離活性污泥處理方法中，若污泥濃度(MLSS)不足2,000mg/L，則BOD成分的分解能力變得不充分，BOD成分被大量吸附在分離膜模組的膜面，無法穩定地進行過濾處理。因此，在專利文獻3中，記載有在最初的運轉開始之前，預先加入種污泥使曝氣槽內的污泥濃度成為2,000mg/L以上之方法。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-50764專利文獻2：日本特開2004-8176專利文獻3：日本特開2000-189993
已知在膜分離活性污泥處理方法中，為了提高曝氣槽內之污泥濃度，使剩餘污泥的取出變少而使SRT(污泥滯留時間)過度變長時，污泥的自我消化產物會增加，容易污染膜。
因此，在開始進行時不能獲得充分量的種污泥的情況下、以及比計畫負荷低的負荷條件持續較長的情況下，無法保持高的污泥濃度，無法進行穩定的膜過濾。尤其，近年來，水回收的需求高，在MBR的適用不斷推進的液晶、半導體製造工廠的排水中，主要成分是污泥轉換率低的低分子有機化合物，因此，難以在不使SRT過度長的情況下保持高污泥濃度而進行穩定的運轉。
本發明之目的在於提供一種有機性排水之處理方法，其即使是在如半導體製造工廠排水的以低分子有機化合物作為主要成分的排水中，也能夠保持高污泥濃度而進行穩定的運轉。
本發明(申請專利範圍第1項)之有機性排水的處理方法，其係採用具備有機性排水流入的曝氣槽及邊使曝氣槽的污泥循環邊以膜進行固液分離的膜分離槽的膜分離活性污泥裝置之有機性排水的處理方法，其特徵在於，根據 原水的有機物負荷量將污泥向該膜分離槽的循環量設定為在原水量的1.5~10倍之間進行切換。
申請專利範圍第2項之有機性排水的處理方法，其特徵在於，在申請專利範圍第1項中，使污泥於膜分離槽中循環以使前述膜分離槽之污泥濃度成為3,000~20,000mg/L。
申請專利範圍第3項之有機性排水的處理方法，其特徵在於，在申請專利範圍第1或2項中，每1天取出曝氣槽及膜分離槽的全部保有污泥量的1/10~1/50作為剩餘污泥。
申請專利範圍第4項之有機性排水的處理方法，其特徵在於，在申請專利範圍第1~3項之任一項中，有機性排水係從液晶或半導體製造工廠排出的有機性排水。
根據本發明之有機性排水的處理方法，在採用具備有機性排水流入的曝氣槽及邊使曝氣槽之污泥循環邊以膜進行固液分離的膜分離槽之膜分離活性污泥裝置的有機性排水的處理方法中，根據原水的有機物負荷量將污泥向該膜分離槽的循環量在原水量的1.5~10倍之間進行切換，較好是使污泥於膜分離槽中循環以使膜分離槽之污泥濃度成為3000~20000mg/L。
由此，即使是在無法獲得充分量的種污泥而開始進行時或低負荷時，也能夠在不使SRT過度長的情況下保持適 當的污泥性狀、濃度，從而能夠穩定地以膜進行固液分離。
本發明中，作為處理對象的有機性排水，只要為通常被進行生物處理之含有機物排水即可，並無特別限定，例如，可列舉出電子產業排水、化學工廠排水、食品工廠排水等。例如，在電子零件製造製程中，在顯影步驟、剝離步驟、蝕刻步驟、洗淨步驟等中，大量產生各種有機性排水，而且，人們期望回收排水並淨化為純水程度而再使用，因此，這些排水適合作為本發明之處理物件排水。作為此種有機性排水，例如，可舉出含有異丙醇、乙醇等之有機性排水；含有單乙醇胺(MEA)、氫氧化四甲基銨(TMAH)等有機態氮、氨態氮的有機性排水；含有二甲基亞碸(DMSO)等有機硫化合物的有機性排水。有機性排水之有機物濃度並未特別限定，本發明尤其適合於BOD為300~5,000mg/L之含有機物排水的處理。
下面，根據附圖對本發明之實施形態進行說明。圖1係利用浸漬膜的活性污泥處理裝置的系統圖，該裝置具備曝氣槽1、散氣裝置2、膜分離槽3。在膜分離槽3中以浸漬在槽內液中的狀態設有浸漬型膜分離膜4，構成為使槽內液透過分離膜4而濃縮槽內液。將原水從原水流路11導入曝氣槽1，從散氣裝置2於空氣中進行散氣，並與槽內之活性污泥混合而進行需氧性生物處理。將槽內液從系 統流路12送入膜分離槽3，進行膜分離。
在膜分離槽3中驅動泵P，使槽內液透過浸漬型膜的分離膜4，作為處理水而排出。在膜分離槽3中維持槽內需氧，並從散氣裝置5於空氣中進行散氣以防止微生物向分離膜4表面附著。透過液作為處理水從處理水流路13排出，濃縮液從返送污泥系統流路14作為返送污泥返送至曝氣槽1。另外，該系統流路構成為從膜分離槽3將溢出的污泥(槽內液)返送至曝氣槽1，但也可構成為從膜分離槽3的下部進行返送。
本發明中，根據原水負荷將由系統流路12自曝氣槽1向膜分離槽3的污泥(曝氣槽1之槽內液)之循環量在原水量的1.5~10倍之間進行切換。在原水的BOD負荷低(例如，不足0.5kg/m3．d)的情況下，減少循環量，膜分離槽的污泥濃度較佳設定為3,000~20,000mg/L(3~20g/L)，尤佳設定為3,000~12,000mg/L。且，對循環量進行控制，以使膜分離槽的污泥濃度成為較好自3,000~20,000mg/L之間選擇之目標值的±20%以內的污泥濃度，尤佳成為±10%以內的污泥濃度。
曝氣槽1之BOD負荷宜為0.2~2kg/m3．d，尤其宜為0.5~1.2kg/m3．d。另外，也可串聯設置多個曝氣槽1。從膜過濾性的方面來看，曝氣槽1的MLSS濃度較佳為1,000~20,000mg/L，尤佳為3,000~12,000mg/L左右。
膜分離槽3之膜4，宜使用MF、UF，可以是平膜、管狀膜，中空絲膜的任何一種。藉由在膜面對空氣等氣體 進行散氣並洗淨，可提高過濾性。
作為剩餘污泥，較好是每1天取出與曝氣槽及膜分離槽的全部保有污泥量之1/10~1/50(作為SRT 10~50天)相當的量，尤佳為取出與1/20~1/30相當的量。該取出既可從槽1、3的任何一者進行，亦可從系統流路12或14進行。
實施例
下面，對實施例及比較例進行說明。下述實施例及比較例中使用的原水如下述，使用具有下述的曝氣槽及膜分離槽之圖1所示的裝置進行處理。
[原水]
液晶製造工廠的模擬排水(最初30天供給的原水，包括MEA 80mg/L、DMSO 40mg/L、以及營養無機鹽。BOD濃度100mg/L)。
原水供給量4m3/d
[曝氣槽及膜分離槽]
曝氣槽2m3。其構成為向膜分離槽以特定流量供給污泥，從膜分離槽溢出的污泥返回曝氣槽。
膜分離槽0.4m3。浸漬三菱縲縈(MITSUBISHI RAYON)製MF膜(膜面積6m2)，以7分鐘過濾/1分鐘停止的週期對膜過濾水進行吸取(實際通量(實效通量) 0.5m/d)。跨膜壓差超過30kPa時，取出膜，在NaOH+NaClO溶液(pH12，有效氯0.3%)中浸漬一晚並洗淨。
[運轉方法]
將液晶製造工廠的排水處理設施之活性污泥作為種污泥，以使曝氣槽及膜分離槽之污泥濃度成為1,500mg/L之量的方式投入，在從通水開始到第30天的第1期，供給上述濃度的模擬排水，在第31~60天的第2期，供給第1期(0~30天)的2倍濃度的模擬排水，在第61~90天的第3期，供給第1期的3倍濃度的模擬排水。BOD負荷如下。
第1期(0~30天)：0.2kg/m3．d第2期(31~60天)：0.4kg/m3．d第3期(61~90天)：0.6kg/m3．d
<比較例1>
以使從曝氣槽1向膜分離槽3的循環量為一定(20m3/d(原水量的5倍))，並且以SRT20天從曝氣槽1取出污泥之方式進行運轉。
<比較例2>
以使從曝氣槽1向膜分離槽3的循環量為一定(20m3/d(原水量的5倍))，並且調整污泥取出量以使膜 分離槽的污泥濃度成為3,000mg/L以上而進行運轉。
<實施例>
以SRT20天進行從曝氣槽1取出污泥，並且在7~20m3/d(相對於原水量1.8~5倍)之間調整循環量而使膜分離槽3的污泥濃度成為3,000mg/L而進行運轉。
[結果]
比較例1、2及實施例1，在整個期間，處理水的BOD濃度均不足5mg/L。
將污泥濃度之推移顯示於圖2，將跨膜壓差之推移顯示在圖3。對於膜的洗淨間隔，在第3期(61~90天)中，比較例1、2及實施例1均在15天左右就看不到差異，而在負荷、污泥濃度低的第1期及第2期的期間中，在比較例1、比較例2中，壓差上升激烈，洗淨頻率顯著變短，與此相對，在實施例中，可維持20~30天的洗淨間隔。
對於成為膜堵塞之原因的槽內生物代謝產物(槽內TOC)濃度，在比較例2中，在直至減少了污泥的取出量的20天左右維持在高位，除此以外，在任何一個系統中均未看到差異。本實施例中的壓差上升速度的降低，被認為是由於藉由維持膜分離槽之污泥濃度高，生物代謝產物向膜表面的吸附得到抑制而引起。
由以上實施例及比較例可知，根據本發明，即使是在不能獲得充分量的種污泥開始進行時或低負荷時，也能夠 在膜分離槽中保持膜過濾之適當污泥濃度，可穩定地進行利用膜進行固液分離。
1‧‧‧曝氣槽
2‧‧‧散氣裝置
3‧‧‧膜分離槽
4‧‧‧分離膜
5‧‧‧散氣裝置
11‧‧‧原水流路
12‧‧‧系統流路
13‧‧‧處理水流路
14‧‧‧系統流路
圖1係本發明之實施形態之有機性排水的處理方法之流程圖。
圖2係表示實驗結果之圖表。
圖3係表示實驗結果之圖表。
1‧‧‧曝氣槽
2‧‧‧散氣裝置
3‧‧‧膜分離槽
4‧‧‧分離膜
5‧‧‧散氣裝置
11‧‧‧原水流路
12‧‧‧系統流路
13‧‧‧處理水流路
14‧‧‧系統流路

Claims (4)

  1. 一種有機性排水的處理方法，其係採用具備有機性排水流入的曝氣槽及一邊使曝氣槽的污泥循環一邊以膜進行固液分離之膜分離槽的膜分離活性污泥裝置的有機性排水的處理方法，其特徵在於，根據原水的有機物負荷量使污泥向該膜分離槽的循環量在原水量的1.5~10倍之間進行切換。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機性排水的處理方法，其中使污泥於膜分離槽中循環以使前述膜分離槽的污泥濃度成為3,000~20,000mg/L。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之有機性排水的處理方法，其中每1天取出曝氣槽及膜分離槽的全部保有污泥量的1/10~1/50作為剩餘污泥。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之有機性排水的處理方法，其中有機性排水係從液晶或半導體製造工廠排出之有機性排水。
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