TWI361796B - - Google Patents

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TWI361796B
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Daisuke Okamura
Tomotaka Hashimoto
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Asahi Kasei Chemicals Corp
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Description

1361796 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種利用進行有機性廢水處理之浸潰型膜 分離活性污泥法之廢水處理方法。 .【先前技術】 作為廢水處理方法之一種之膜分離活性污泥法，係將膜 匣& /貝於活性污泥槽中，藉由過遽而進行活性污泥與處理 液之固液分離之方法。該方法可將活性污泥濃度（MLSS :
Mixed Liquor Suspended Solid，混合液懸浮固體）自 5〇〇〇 mgM提高至極高之20000 mg/丨進行固液分離，故具有可縮 小活性污泥槽之容積、或者可縮短活性污泥槽内之反應時 間之優點。又，因用膜進行過濾故於處理水中未混入有浮 游物質（SS : Suspended Solid，懸浮固體），由此無需最終 沈澱槽，可減少處理設施之用地面積，與活性污泥之沈積 性之良否無關均可進行gj液分離，故具有亦可減輕活性污 泥管理之負擔等眾多優點，近年來迅速普及。 膜1£可使用平板膜或中空織維膜。膜分離活性污泥法 中，有時因活性污泥中之微生物代謝之生物聚合物、活性 污泥自身、或廢水中所含之夹雑物等附著於膜表面上，導 致有效之膜面積減少，過較率降低，由此無法長時間穩 料，有時進行對職方向之反方㈣出《 水荨介質以除去膜表面之附著物之反洗。 先前，為了避免於該膜表面及膜之間積 物或夾雑物等，自膜L η 巧m 自龍之下部進行利用空氣等之曝氣，藉 124253.doc 1361796 由膜之振動效果及氣泡向上方移動 勒·^搜拌效果，而使活性 污泥凝聚物或夹雑物等自膜表面. 田次膜間剝離。例如日本專 利特開2000-157846號公報（專利文獻 、寸W又馱1)中揭不有具有如下 特徵之中空織維膜匣：於曝氣時， 马了使中空織維膜於容 許範圍内以最大限度振幅進行据叙八。，+ 仃振動，分別使匣頭以防水之 方式固定於中空織維膜束之复由 之其中一個端部外周，且使側緣 以防水放水之方式固定於中办敏 甲二織維臈束之另一個端部外 周，匣頭側之中空織維膜端部 1 < Τ二部開口，側緣側之中 二織維膜端部之中空部密封，B M y , 且於側緣側接著固定層設置 有複數個貫通孔。 =，若不根據流人活性污泥槽之有機性廢水之組成來 2地設^性污泥處理條件，則即使進行曝氣或反洗亦 有時無法進行穩定之固液分離。 ^ j⑽為其原因在於微生物 为；必較多之堵塞膜之成分。 另-方面’可藉由使活性污泥濃度上升或減少流入至活 泥之有機物量’或者設定較低之膜過遽通量，從而不 ㈣h ㈣方法，則存在廢水處 理效率降低之問題。 [專利文獻1]日本專利特開2000 15784ό號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 因此’本發明之目的在於 一 ^ ^ 、徒供一種可藉由於膜堵塞之前 適备评估堵塞之風險，採取必 高效地進行活性m _ 力’廣’而穩定且 陡π泥/、處理液之固液分離之方法。 s 124253.doc 1361796 [解決問題之技術手段] 本發明者進行積極研究之結果發現，附著於膜外表面上 之阻礙過濾之物質係以糖為主成分之分子量為數十萬至數 百萬之生物聚合物。進而，本發明者發現，有機廢水之生 物降解性之難易，依存於藉由生物分解而測定有機物濃度 之生化需氧量（BOD，Biochemical Oxygen Demand)，與可 測定有機性廢水中所含之幾乎全部有機成分之總有機碳 (TOC，Total Organic Carbon)、總需氧量（TOD，Total Oxygen Demand)、或使用重鉻酸_之化學需氧量（COD (Chemical Oxygen Demand)Cr)之比，由此研究如下方法， 即求出BOD與TOC、TOD或CODCr之比作為γ值，使用γ值 適當地評估膜之堵塞風險。 其結果發現，於對γ值為0.6以上且未滿1.5之難生物降解 性之有機性廢水進行處理時，若將BOD-污泥負荷設為 0.05-0.06x(5-0.6)[(kg/天）-B〇D/kg-MLSS]以下，則糖濃度 不會上升。又發現，若於γ值為Ι.5$γ<2.5時，將BOD-污泥 負荷調整為0_1-0.12父（5-0.6)[(1^/天）-6〇〇/1<^-1^1^5]以下， 且於對γ值為2.5以上之易生物降解性（ready biodegradability) 之有機性廢水進行處理時，將BOD-污泥負荷設定為0.3-0.24x(S-0.6)[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]以下，則糖濃度不會 上升，可穩定地持續過濾。 其中，δ表示平均膜過濾通量。所謂平均膜過濾通量是 指1天中之每單位膜面積之流量，藉由將自過濾流量減去 反洗流量所得之值除以膜面積而求出該平均膜過濾通量。 (S .) 124253.doc 1361796 若根據該等式，則可藉由減少平均膜過濾通量δ而提高 BOD-污泥負荷之上限值。由此，本發明者們亦確認，即 使糖濃度上升，若減少膜過濾通量亦可穩定地持續運轉。 其中BOD-污泥負荷用下述式表示。 BOD-污泥負荷 = (BODx平均膜過濾通量X膜面積）/(MLSSx活性污泥容 積） 根據式可明白，BOD-污泥負荷，係每單位污泥重量 (MLSS濃度X活性污泥容積），於1天中流入活性污泥槽之 BOD成分之量，且表示每1天中單位微生物所擔負之BOD 成分之量。單位為（kg/天）-BOD/kg-MLSS。 又，γ=ΒΟϋ/(αχβ)， β係選自上述有機性廢水中之總有機碳量（TOC)[mg/L]、 使用重鉻酸鉀之化學需氧量（CODCr)[mg/L]、總需氧量 (TOD)[mg/L]中之一個量， BOD表示上述有機性廢水中之生化需氧量[mg/L]， α係基於β之調整係數，於β 選擇TOC之情形時，設α=1·0 選擇CODCr之情形時，設α=0.33 選擇TOD之情形時，設α=0·33。 即，本發明係關於如下者： [1] 一種廢水處理方法，其包括： 流入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 污泥槽中；及 124253.doc 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機性廢水it料物處理，利㈣活H泥槽或者設置 於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分離；且 於上述流人步驟之前，根據表示上述有機性廢水之有機 物總量之指標及BOD值求出B0D_污泥負荷之上限值，且 將上述活性污泥槽之B0D_污泥負荷調整為不超過上述上 限值； [2] —種廢水處理方法，其包括： 流入步驟’使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 污泥槽中；及 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機性廢水進行生物處理，且利用該活性污泥槽或者設 置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行隨分離；且 於上述流人步驟之前’根據表示上述有機性廢水之有機 物總量之指標與BOD值之比率，及上述分離膜裝置之平均 膜過濾通量’ “B〇D_污泥負荷之上限值，且將上述活 性污泥槽之BOD-污泥負荷調整為不超過上述上限值； [3] —種廢水處理方法，其特徵在於包括： 抓入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 污泥槽中；及 刀離步驟’於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機性廢料行生物處理，㈣騎性污泥槽或者設置 於其後段之分離職置對該料Μ進行隨分離；且 於上述有機性廢水之γ值為〇 6‘γ<1.5時，將上述活性污 124253.doc 1361796 泥槽之BOD-污泥負荷調整為〇 〇5·〇 〇6χ(δ 〇 6)[(kg/天 BOD/kg-MLSS]以下[其中， 設γ=ΒΟΟ/(αχβ)， β表不選自上述有機性廢水中之總有機碳量（T〇c)[mg/L]、 使用重絡酸卸之化學需氧量（c〇Dcr)[mg/L]、總需氧量 (TOD)[mg/L]中之一個量， BOD係上述有機性廢水中之生化需氧量[mg/L]， α係基於β之調整係數，於p 選擇toc之情形時，sa=1 〇 選擇CODCr之情形時，設a=m 選擇TOD之情形時，設a=0.33 ; 又，將δ設為上述分離膜裝置之平均膜過濾通量，單位為 m3/(m2·天）]; [4] 一種廢水處理方法，其特徵在於包括： W入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 污泥槽中；及 刀離步驟力上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機性廢水進行生物處理，利线活性污㈣或者設置 於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分離；且 於上述有機性廢水之γ值為1<5“<2 5時，將上述活性污 泥槽之BOD- >可》尼負荷調整為〇 1〇 ΐ2^δ_〇 6)[㈣天> B〇D/kg规ss]以下[其中，γ及S設為與上述[3]相同]; [5] —種廢水處理方法，其特徵在於包括： 流入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 124253.doc 污泥槽中；及 刀離步驟’於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機⑷廢水進仃生物處理，利用該活,U泥槽或者設置 於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分離；且 於上述有機性廢水之γ值為Q2.5時，將上述活性污泥槽 之BOD /亏’尼負荷調整為〇 3 〇 24χ(δ 〇 6)[(心天）_B〇D/kg_ MLSS]以下[其中，將γ及s設為與上述[3]相同]; [6] 如上述[3]至[5]中任—項之廢水處理方法，其中該廢水 處理方法包括： 收入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活性 污泥槽中；及 分離步驟’於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對上 述有機性廢水進行生物處理，㈣該活性污泥槽或者設置 於其後奴之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分離丨且 於上述有機性廢水之γ值為γ<〇.6時，藉由將γ值較高之物 質混合於上述有機性廢水中，而使混合後之有機性廢水之 γ值為γ$0.6[其中將γ設為與上述相同]; [7] 如上述[1]至[6]中任一項之廢水處理方法，其中藉由使 選自由ί舌性污泥濃度、活性污泥容冑、流入至活性污泥槽 之有機物曼平均膜過遽通量及膜面積所組成之群組中之 一者以上增減，而調整上述活性污泥槽之BOD-污泥負 荷； [8] 如上述[3]至[6]中任一項之廢水處理方法，其中於上述 活性汀泥槽之BOD·污泥負荷超過所計算出之BOD-污泥負 124253.doc 12 荷之上限值的情形時’減少平均膜過濾通量，將該B〇d_ 巧泥負荷之上限值調整為超過該活性污泥槽之B〇D_污泥 負何；及 [9]如上述[3]至[6]中任一項之廢水處理方法，其中於上述 活〖生污泥槽之BOD-污泥負荷超過所計算出之b〇d·污泥負 荷之上限值的情形時，藉由使選自由活性污泥濃度、活性 >可泥容積、流入至活性污泥槽之有機物量及膜面積所組成 之群組中之一者以上增減’而將該活性污泥槽之B〇D_污 泥負荷調整為低於該上限值。 [發明之效果] 根據本發明’藉由有機性廢水之γ值適當地評估堵塞之 風險，基於此來調整B0D_污泥·負荷，藉此可於該堵塞風 險較高時，預先抑制活性污泥槽中膜之堵塞。又，於該風 險較低之情形時，可充分地活用固液分離能力並提高固液 分離效率。可藉由調整MLSS濃度、活性污泥容積、流入 活I"生/亏泥槽之有機物量及膜面積而簡單地控制污泥 負荷。即，例如，於難生物降解性之有機性廢水之情形（γ 值較低之情形）時，可藉由增加活性污泥量，或減少流入 /舌〖生污泥槽之有機物量，而相對於流入之有機物量設定較 多之微生物量，且設定更低之BOD-污泥負荷。另一方 面，於易生物降解性之有機性廢水之情形（γ值較高之情形） 夺因可°又疋更尚之BOD-污泥負荷之上限值，故可相對 於流入之有機物量設定較少之微生物量，提高固液分離效 率。 124253.doc ，又’可藉由減少平均膜過濾通量S，而提高BOD-污泥負 =限值…，即使將娜-污泥負荷之上限設定為 超過實際上之BOD·污泥鱼尹* ,士 尼負何之值，亦可預先防止膜之堵 • 塞。 •物2 ’於流人難生物降解性之有機性廢水m易生 ^解性之有機性廢水之條件進行處理，則有可能導致處 處理：：質惡化。然而’根據本發明之方法，可藉由調整 • 條件’而確保固定且良好之處理水質。 【實施方式】 明？下對本發明之廢水處理方法之較佳實施形態進行說 實摊月之廢水處理方法’例如可利用圖1所示之裝置而 實施。圖1中，技λ s时、 心衣置叫 1，於藉由〜:益、为離活性污泥槽内之有機性廢水 -之膜流量調整槽3中。其後，因將分離膜裝置 φ Μ^ 料為固定，故可將該錢性廢水1自流量 =槽以固定之流量供給至膜分離活性污泥槽(曝氣 性=二=2槽（曝氣槽）4中’微生物分解除去有機 膜裝置5心 （B〇D)°利用浸潰於槽内之浸潰型分離 液㈣，二膜分離活性污泥槽4中之活性污泥混合液之固 處理水夜9視需要於滅菌槽10中進行消毒後，成為 膜分離活十生、、令：Ρ Μ / ’匕槽(曝氣槽)4中，微生物分解有機性廢 124253.doc • 14· 1361796 水中之BOD成分且繁殖。 如上所述本發明者發現，對流入活性污泥槽之有機性廢 水進行水質分析（BOD及TOC或C0DCr4T0D之測定），採 用TOC、CODCr4 TOD中之任一者計算出γ值，且求出依存 於γ值之BOD-污泥負荷之上限值，若將實際之BOD-污泥負 荷值控制於該上限值以下，則可避免分離膜堵塞之風險。 有機性廢水之γ值之經時變化，可藉由例如於數天至數 週間以例如1次來定期測定BOD、TOC、TOD、CODCr值， 且求出 BOD/TOC、BOD/CODCr、或 BOD/TOD 而簡單求 出。 通常，使用TOC、TOD、CODCr中之任一者之情形時，γ 均為大致相同之值。於各γ值相異，且各γ值所屬於適用不 同式之範圍之情形時，業者可適當地選擇採用任一γ值， 但較好的是以更準確地測定有機物總量之順序，即TOD、 CODCr、TOC之優先順序採用。 再者，BOD、TOC、TOD、CODCr之各值，可用例如JIS (Japanese Industrial Standard，日本工業標準）K 0102 中所 記載之方法測定。 於γ值為0.6以上且未滿1.5之情形時，即，難生物降解性 之情形時，縮減自活性污泥槽之污泥抽出量使MLSS濃度 上升，或者使流入活性污泥槽之有機性廢水量減少或稀 釋，藉此將BOD-污泥負荷調整至0.05-0.06x(5-0.6)[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]以下。於γ值為1·5以上且未滿2.5之情 形時，將B0D-污泥負荷調整至0.1-0.12><(3-0.6)[汴呂/天）- 124253.doc 15 1361796
BOD/kg-MLss]以下。於丫值為2 5以上之情形時將B〇D 亏泥負荷調整至 G.3.G.24x(5-G.6)[(kg/天）-BOD/kg-NiLSS]以 下°稭此’ T防止分離狀堵塞，並敎^效地持續利 用分離膜進行固液分離而又不損害處理水之水質。 又，若減小分離膜裝置之平均膜過濾通量s，則可增大 用上述各式求出之B〇D_污泥負荷之上限值。由此，即使 將S值設定於提供超過實際B〇D•污泥負荷之上限值之範 圍，亦可防止分離膜之堵塞’並穩定且高效地持續利用分 離膜進行固液分離而又不損害處理水之水質。 再者，因膜分離活性污泥槽（曝氣槽）4脫氮，故本發明 亦適用於膜分離活性污泥槽為好氣槽·無氧槽之情形。 又，分離膜裝置設置於活性污泥槽之後段之情形亦可適用 本發明。 [實施例] 以下說明本發明之實施例，但本發明並未因此而受到限 定。 (實施例1〜3，比較例1、2) 利用以下方法確認藉由調整BOD·污泥負荷而膜分離活 性污泥法中之膜過濾通量變化。 首先’使用製糖工廠廢水（γ值：1 _9)、洗滌劑工廠廢水 (γ值：1.3)及豆腐工廠廢水（γ值：4.4)之3種有機性廢水進 行膜分離活性污泥實驗’評估各種BOD-污泥負荷時之穩 定膜過滤通量。分離膜裝置使用束紮有多根孔徑為〇1 之 PVDF (Polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙稀）製中空 124253.doc • 16 · 1361796 織維型精密過濾膜且膜面積為0 015 m2之膜組件。膜用之 曝氣係將空氣自膜組件之下部以200 L/h之流量送氣。其 中’將穩定膜過遽通量定義為膜過濾壓力自運轉開始經過 2〇天，自初始壓力僅上升1〇 kPa以内時之膜過濾通量。 結果表示於圖2中。任一情形下，於b〇D-污泥負荷較高 時穩定膜過濾通量變低，反之若設定較低之B〇d-污泥負 荷則穩定膜過濾通量變高。又，根據廢水之種類描畫不同 之曲線，BOD/TOC值即γ值為1.3之情形下，於BOD-污泥 負荷為0.03時，穩定膜過濾通量為〇·8 m/D(實施例1)， BOD-污泥負荷為〇.〇6時穩定膜過滤'通量為〇.3 m/D(比較例 1)。BOD/TOC值即γ值為1.9之情形下，於BOD-污泥負荷為 〇·〇?時，穩定膜過濾通量為0.7 m/D(實施例2)，於BOD-污 泥負荷為0_13時，穩定膜過濾通量為〇·2 m/D(比較例2)。 BOD/TOC值即γ值為4.4之情形下，即使BOD-污泥負荷為 m ’穩定膜過濾通量亦為0.65 m/D(實施例3)。 根據以上可確認，因不同之BOD/TOC值（=γ值），於藉由 分離膜裝置進行固液分離之步驟中應設定之BOD-污泥負 荷不同。 (實施例4〜9，比較例3〜8) 將使孔徑為0.1 μιη之旭化成化學（股）公司製PVDF製精密 過濾中空織維膜組件化而成之分離膜裝置，浸潰於活性污 泥容積為10 L的活性污泥槽中’藉由膜分離活性污泥法來 處理各種廢水。膜用之曝氣係將空氣自膜組件之下部以 200 NL/h之流量送氣。將活性污泥槽中之廢水之滯留時間 124253.doc • 17· 1361796 設為1 8小時。1天進行1次廢水之水質分析。 (1)將膜面積設定為0.022 m2，膜過濾通量設定為0.6 m/D，利用水將化學工廠廢水稀釋並調整至BOD : 300 mg/L，且藉由膜分離活性污泥法處理該化學工廠廢水。計 算出BOD-污泥負荷之上限值為0.05[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此時之TOC為500 mg/L，γ值為0.6。藉由將MLSS 設為12000 mg/L，而將BOD-污泥負荷設定為所計算出之 上限值以下之0.033[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。運轉開始後 不久之膜過濾壓力為4 kPa。自運轉開始第20天之膜過濾 壓力為10 kPa(實施例4)。 因過濾壓力穩定，故若於第21天使MLSS降低至6500 mg/L，將B0D-污泥負荷設定為上限值以上之0.061 [(kg/ 天）-B〇D/kg-MLSS]，則於第25天過濾壓力達到30 kPa(比 較例3)。 其後，將膜組件洗淨，膜過濾通量設定為0.35 m/D並運 轉。求出B0D-污泥負荷之上限值為0.065[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。於調整膜面積且將B0D-污泥負荷值維持於 0.061[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]時，相對於初始壓力為4 kPa，第20天壓力為10kPa(實施例10)。 進而，若藉由調整原水之稀釋倍率而將BOD-污泥負荷 設定為0.02[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，且將膜過濾通量設定 為1.0 m/D並運轉，則（BOD-污泥負荷之上限值為 0.026[(kg/天）-BOD/kg-MLSS])，其後之20天後之壓力為13 kPa(實施例16)。 124253.doc • 18· 1361796 因此，若於維持膜過濾通量為1.0 m/D之情形下調整原 水之稀釋倍率，藉此使BOD-污泥負荷提高至0.035[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]，貝ij其後之20天後之膜過濾壓力為40 kPa(比較例9)。 (2)將膜面積設定為0.022 m2，膜過濾通量設定為0.6 m/D，利用水將洗滌劑工廠廢水稀釋並調整至BOD : 350 mg/L，且藉由膜分離活性污泥法處理該洗滌劑工廠廢水。 計算出BOD-污泥負荷之上限值為0.05[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此時之TOC為260 mg/L，γ值為1.34。藉由將 MLSS設為12000 mg/L，而將BOD-污泥負荷設定為0.039 [(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。運轉開始後不久之膜過濾壓力 為5 kPa。自運轉開始第20天之膜過濾壓力為12 kPa(實施 例5)。 因過濾壓力穩定，故若使第21天MLSS降低至6500 mg/L，將 BOD-污泥負荷設定為 0.071[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS],貝丨J第25天之過濾壓力達到35 kPa(比較例4) 〇 其後，若將膜組件洗淨，調整膜面積且一面維持BOD-污泥負荷一面將膜過濾通量設定為0.2 m/D並運轉，則 (BOD-污泥負荷之上限值為0.074[(kg/天）-BOD/kg-MLSS])，相對於初始壓力為4 kPa，第20天之壓力為11 kPa(實施例11)。 進而，若藉由調整原水之稀釋倍率而將BOD-污泥負荷 設定為0.03[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，膜過濾通量設定為 0.8 m/D並運轉，則（BOD-污泥負荷之上限值為0.038[(kg/ 124253.doc •19- 1361796 天）-BOD/kg-MLSS])，其後之20天後之壓力為14 kPa(實施 例17)。因此，若於維持膜過濾通量為〇.8 m/D之情形下， 調整原水之稀釋倍率且將BOD-污泥負荷提高至0.045[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]，則其後之20天後之膜過濾壓力為35 kPa(比較例10)。 (3)將膜面積設定為0.022 m2 ’膜過濾通量設定為〇·6 m/D，利用水將染色工廠廢水稀釋並調整至BOD : 750 mg/L，藉由膜分離活性污泥法處理該染色工廠廢水。求出 BOD-污泥負荷之上限值為0.1[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此 時之CODCr為1400 mg/L，γ值為1.62。藉由將MLSS設為 10000 mg/L，而將B0D-污泥負荷設定為〇.1 [(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。運轉開始後不久之膜過濾壓力為4 kPa。 自運轉開始第20天之膜過濾壓力為11 kPa(實施例6)。 因過濾壓力穩定，故若於第21天將該工廠廢水調整為 BOD : 900 mg/L，將BOD-污泥負荷設定為〇· 12[(kg/天）_ BOD/kg-MLSS]，則第25天過濾壓力達到37 kPa(比較例 5)。 其後，若將膜組件洗淨，調整膜面積且一面維持B〇D-污泥負荷一面將膜過濾通量設定為〇.35 m/D並運轉，則 (BOD-污泥負荷之上限值為[0.l3(kg/天）-B〇D/kg_MLSS]) ’ 相對於初始壓力為5 kPa，第2〇天之壓力為10 kpa(實施例 12)。 進而若調整原水之稀釋借率將B〇D-污泥負荷設定為 0.035(kg/天）-BOD/kg-MLSS，膜過濾通量設定為丨.0 m/D並 (S .) 124253.doc • 20· 1361796 運轉，（BOD-污泥負荷之上限值為0.052[(kg/天）-BOD/kg-MLSS])，其後之20天後之壓力為13 kPa(實施例18)。因 此，若於維持膜過濾通量為1.0 m/D之情形下，調整原水 之稀釋倍率且使BOD-污泥負荷提高至0.06(kg/天）-BOD/kg-MLSS，則其後之20天後之膜過濾壓力達到38 kPa(比較例11)。 (4)將膜面積設定為0.022 m2，膜過濾通量設定為0.6 m/D，將半導體工廠廢水用水稀釋並調整至BOD : 750 mg/L，且藉由膜分離活性污泥法處理該半導體工廠廢水。 求出BOD-污泥負荷之上限值為0.1[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此時之CODCr為1000 mg/L，γ值為2.27，藉由將 MLSS設為10000 mg/L，而將BOD-污泥負荷設定為0· 1 [(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]。運轉開始後不久之膜過濾壓力為4 kPa。自運轉開始第20天之膜過濾壓力為9 kPa(實施例7)。 因過濾壓力穩定，故若於第2 1天將該工廠廢水調整為 BOD : 900 mg/L，將BOD-污泥負荷設定為0_12[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，貝|J第25天之過渡壓力達到40 kPa(比較例 6) 〇 其後，若將膜組件洗淨，調整膜面積且一面維持BOD-污泥負荷一面將膜過濾通量設定為0.35 m/D並運轉， (800-污泥負荷之上限值為0.13[(1^/天）300/1^-；\11^8])， 相對於初始壓力為4 kPa，第20天之壓力為10 kPa(實施例 13) ° 進而若調整原水之稀釋倍率將BOD-污泥負荷設定為 124253.doc •21 - 1361796 0.045[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，膜過濾通量設定為 1.0 m/D 並運轉，則（BOD-污泥負荷之上限值為0.052[(kg/天）-BOD/kg-MLSS])，其後之20天後之壓力為14 kPa(實施例 19)。由此若於維持膜過濾通量維持為1.0 m/D之情形下， 調整原水之稀釋倍率且將BOD-污泥負荷提高至0.055[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]，貝|丨其後之20天後之膜過濾壓力為41 kPa(比較例12)。 (5)將膜面積設定為0.022 m2，膜過濾通量設定為0.6 m/D，藉由膜分離活性污泥法處理酵素工廠廢水（BOD : 2500 mg/L)。求出BOD-污泥負荷之上限值為0.3[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此日夸之 TOC 為 900 mg/L，γ值為 2.78。藉 由將MLSS設為10000 mg/L，而將BOD-污泥負荷設定為 0.3 3 [(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。運轉開始後不久之膜過濾壓 力為4 kPa。自運轉開始第10天之膜過濾壓力為30 kPa(比 較例7)。 若將膜組件洗淨，第11天將酵素工廠廢水稀釋並調整為 BOD : 2200 mg/L，將 BOD-污泥負荷設定為 0.29[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，則相對於洗淨後不久之過濾壓力為5 kPa，第31天之過濾壓力為10kPa(實施例8)。 其後，若將膜組件洗淨，調整膜面積且一面維持BOD-污泥負荷一面將膜過濾通量設定為0.4 m/D並運轉，（BOD-污泥負荷之上限值為0.348[(kg/天）-BOD/kg-MLSS])，相對 於初始壓力為5 kPa，第20天之壓力為11 kPa(實施例14)。 進而若調整原水之稀釋倍率將BOD-污泥負荷設定為 (S .) 124253.doc -22- 1361796 0.18[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，將膜過濾通量設定為1.0 m/D並運轉，則（BOD-污泥負荷之上限值為0.204(kg/天）-BOD/kg-MLSS)，其後之20天後之壓力為15 kPa(實施例 20)。因此，若於維持膜過濾通量為1.0 m/D之情形下，調 整原水之稀釋倍率使BOD-污泥負荷提高至0.25 [(kg/天）-BOD/kg-MLSS]，則其後之20天後之膜過濾壓力為43 kPa(比較例13)。 (6)將膜面積設定為0.022 m2，膜過濾通量設定為0.6 m/D，將肉品加工工廠廢水用水稀釋並調整至BOD : 2200 mg/L，且藉由膜分離活性污泥法處理該肉品加工工廠廢 水。求出BOD-污泥負荷之上限值為0.3[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]。此時之TOC為600 mg/L，γ值為3.67。藉由將 MLSS設定為10000 mg/L，而將BOD-污泥負荷設定為 0.29(kg/天）-BOD/kg-MLSS。運轉開始後不久之膜過濾壓 力為4 kPa。自運轉開始第20天之膜過濾壓力為11 kPa(實 施例9)。 因過濾壓力穩定，故若第21天將該工廠廢水調整為 BOD : 3000 mg/L，將BOD-污泥負荷設定為0.4(kg/天）-BOD/kg-MLSS，貝|J第25天過濾壓力達到40 kPa(比較例8)。 其後，若將膜組件洗淨，調整膜面積且一面維持BOD-污泥負荷一面將膜過濾通量設定為0.12 m/D並運轉， (BOD-污泥負荷之上限值為0.42(kg/天）-BOD/kg-MLSS)， 相對於初始壓力為5 kPa，第20天之壓力為12 kPa(實施例 15) ° 124253.doc -23- 1361796 進而若調整原水之稀釋倍率，將BOD-污泥負荷設定為 0.17(kg/天）-BOD/kg-MLSS，膜過濾通量設定為1.0 m/D並 運轉，（BOD-污泥負荷之上限值為0.20(kg/天）-BOD/kg-MLSS)，其後之20天後之壓力為13 kPa(實施例21)。因 此，若於維持膜過濾通量為1.0 m/D之情形下，調整原水 之稀釋倍率將BOD-污泥負荷提高至0.3(kg/天）-BOD/kg-MLSS，則其後之20天後之膜過濾壓力為39 kPa(比較例 14) ° 將以上綜合表示於表1中。 如上所述，若於γ值為， 0.6 $γ<1.5之情形時， 將 BOD-污泥負荷設定為 0.05-0.06x(S-0.6)[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]以下， 為1.5$γ<2.5之情形時， 將BOD-污泥負荷設定為0.1-0.12x(5-0.6)[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]以下， 為γ$2.5之情形時， 將BOD-污泥負荷設定為0.3-0.24x(3-0.6)[(kg/天）-BOD/kg-MLSS]以下，則不會產生膜之堵塞，可維持較低 之過濾壓力，且穩定地進行固液分離。 124253.doc -24- 1361796 [表i] 表1 γ值、BOD-污泥負荷及過濾壓力之關係
γ值 BOD-污泥負荷 過濾壓力[kPa] [(kg/天)-BOD/kg-MLSS] 膜過®逋重 初始 第20天 實施例1 1.3 0.03 0.8 5 10 實施例2 1.9 0.07 0.7 4 11 實施例3 4.4 0.12 0.65 5 11 實施例4 0.6 0.033 0.6 4 10 實施例5 1.35 0.039 0.6 5 12 實施例6 1.62 0.1 0.6 4 11 實施例7 2.27 0.1 0.6 4 9 實施例8 2.78 0.29 0.6 5 10 實施例9 3.67 0.29 0.6 4 11 實施例10 0.6 0.061 0.35 4 10 實施例11 1.35 0.071 0.2 4 11 實施例12 1.62 0.12 0.35 5 10 實施例13 2.27 0.12 0.35 4 10 實施例14 2.78 0.29 0.4 5 11 實施例15 3.67 0.4 0.12 5 12 實施例16 0.6 0.02 1.0 10 13 實施例17 1.35 0.03 0.8 11 14 實施例18 1.62 0.035 1.0 10 13 實施例19 2.27 0.045 1.0 11 14 實施例20 2.78 0.18 1.0 10 15 實施例21 3.67 0.17 1.0 10 13 比較例1 1.3 0.06 0.3 6 13 比較例2 1.9 0.13 0.2 5 14 比較例3 0.6 0.061 0.6 10 >30 比較例4 1.35 0.071 0.6 12 >35 比較例5 1.62 0.12 0.6 11 >37 比較例6 2.27 0.12 0.6 9 >40 比較例7 2.78 0.33 0.6 4 >30 比較例8 3.67 0.4 0.6 11 >40 比較例9 0.6 0.035 L0 13 >40 比較例10 1.35 0.045 0.8 14 >35 比較例11 1.62 0.06 1.0 13 >38 比較例12 2.27 0.055 1.0 14 >41 比較例13 2.78 0.25 1.0 15 >43 比較例14 3.67 0.3 1.0 13 >39 (實施例22) 124253.doc •25- 1361796 將使孔徑為（Μ㈣之PVDF製精密過渡中空織維膜組件 化而成之分離膜裝置（旗面積：〇〇15 m2)，浸潰於有效容 積為10 L的活性污泥槽中，藉由膜分離活性污泥法處理洗 務劑工廠廢水。將活性污泥槽中之廢水之滯留時間設為a 小時。1天進行1次廢水之水質分析。將膜過遽通量設定為 0.6 m/D。m用之曝氣係將空氣自膜組件之下部以2〇〇 L/h 之流量進行送氣。運轉結果表示於圖3中。 若於運轉開始前進行廢水之水質分析，則為B〇D: 7〇〇 mg/L > TOC ： 350 mg/L » C〇DCr ： ll〇〇 mg/L , T〇D ： 1150,因此時之丫值為〜2_〇,故將B〇D·污泥負荷設定為 0_07(kg/天）)-BOD/kg-MLSS且開始實驗。設初始活性污泥 之MLSS濃度為10 g/L，調整污泥抽出量將河1^8濃度保持 於1〇 g/L。根據γ值，將B0D_污泥負荷設定於適當範圍 内，藉此至第7天為止過滤壓力亦不上升，可穩定地運 轉。 第7〜15天之廢水之水質分析結果，γ值為約12。自運轉 第10天左右過濾壓力開始上升，第丨5天過濾壓力達到27 kPa停止運轉。 將膜組件洗淨且更換污泥’設定初始投入污泥之MLSS 為1 5 g/L並再次開始運轉。一面觀察MLSS測定值一面調整 污泥抽出里以將MLSS保持於1 5 g/L。廢水之水質分析結 果，運轉開始第16〜30天γ值為約2，故於第16天用水稀釋 廢水，調整流入活性污泥槽之有機物量且將BOD-污泥負 荷設定為0.05(kg/天）-BOD/kg-MLSS時，其後6天間過滤壓 -26 · 124253.doc 1361796 力不上升。 為了於運轉第22天減少送向活性污泥之空氣量，而增加 污泥抽出量以將MLSS保持於5 g/L。此時之BOD-污泥負荷 為0.15(1^/天）-8〇〇/1^-\11^8。1^1^8下降後不久壓力開始 上升，運轉第27天過濾壓力達到13 kPa，故連接另一個有 效容積為1 〇 L之活性污泥槽且將BOD-污泥負荷設定為 0.075(kg/天））-BOD/kg-MLSS。若如此則過濾壓力降低至11 kPa為止。 如上所述可確認，即使BOD-污泥負荷之調整方法，採 用活性污泥濃度之增減、活性污泥容積之增減、或流入活 性污泥槽之有機物量之增減中之任一方法來調整BOD-污 泥負荷並用於本發明，亦不會產生膜之堵塞，可穩定地進 行固液分離。 (實施例23) 藉由膜分離活性污泥法處理化學藥劑工廠廢水。將膜過 濾通量設定成始終為0.6 m/D並運轉。膜用之曝氣係將空 氣自膜組件之下部以200 L/h之流量送氣。 若於運轉開始前進行水質分析，則BOD : 30 mg/L， TOC : 100 mg/L，γ值為0.3。將使孔徑為0.1 μιη之PVDF製 精密過濾中空織維膜組件化而成之分離膜裝置（膜面積： 0.15 m2)，浸潰於有效容積為10 L的活性污泥槽中，將 MLSS濃度設定為10 g/L，開始運轉。此時，BOD-污泥負 荷為0.027(kg/天）-BOD/kg-MLSS。初始膜過濾壓力為5 kPa，於運轉第20天壓力上升至20kPa為止。 124253.doc -27- 1361796 因此，藉由使蛋白脒溶解於此廢水中，而調整為bod: 160 mg/L，TOC : 150 mg/L，設定 γ 值為 。將具有 〇 〇3 m2膜面積之分離膜裝置浸潰於有效容積為1〇 l之活性污泥 槽令’將MLSS濃度設定為1〇 g/L，開始運轉。此時， BOD-污泥負荷為〇.〇29(kg/天）-BOD/kg-MLSS。初始臈過濾 壓力為5 kPa，20天後之膜過濾壓力為8 kPa。
如上所述可確認’對於γ值為未滿〇.6之有機性廢水而 言’添加蛋白腺這一 γ值較大之物質，且適用本發明，藉 此不會產生膜之堵塞’且可穩定地進行固液分離。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之有機性廢水之處理方法之一例的 塊圖。 '方 荷與此時之穩定膜 圖2係表示不同γ值時之b〇D-污泥 過濾通量之關係圖。
圖3係表示實施例22中之膜間差壓之經時變化圖。 【主要元件符號說明】 1 有機性廢水 2 預處理設備 3 流量調整槽 4 膜分離活性污泥槽（曝氣槽） 5 中空織維臈型分離膜裝置 6 側緣 7 鼓風機 8 抽吸泵 124253.doc •28- 1361796 9 過慮液 10 滅菌槽 11 處理水
124253.doc -29-

Claims (1)

  1. 1361796 ψ 十、申請專利範圍： 第096135616號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(1〇〇年1〇月） 卜i)年月 曰修正本 1. 一種廢水處理方法，其包括： 流入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 性污泥槽中；及 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對 上述有機性廢水進行生物處理，利用該活性污泥槽或者 設置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且
    於上述流入步驟之前，根據表示上述有機性廢水之有 機物總量之指標及BOD值算出γ值，根據上述γ值求出 BOD-污泥負荷之上限值，且將上述活性污泥槽之BOD-污泥負荷調整為不超過上述上限值。 [其中， 設γ=ΒΟϋ/(αχβ) ’ β係表示選自上述有機性廢水中之總有機碳量（TOC) [mg/L]、使用重鉻酸鉀之化學需氧量（CODCr)[mg/L]、總 需氧量（T〇D)[mg/L]中之一個量， BOD係上述有機性廢水中之生化需氧量[mg/L]， α係基於β之調整係數，於β 選擇為TOC之情形時，設α=1.0 ; 選擇為CODCr之情形時，設α=0.33 ; 選擇為TOD之情形時，設α=0·33 ; 又，將δ設為上述分離膜裝置之平均膜過濾通量，單位 為 m3/(m2·天）]。 124253-1001026.doc 1361796 2· 一種廢水處理方法，其包括： 流入步驟’使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 性污泥槽中；及 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對 上述有機性廢水進行生物處理，且利用該活性污泥槽或 者設置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且 於上述流入步驟之前，根據表示上述有機性廢水之有 機物總量之指標與BOD值之比率所算出之γ值，及上述 分離膜裝置之平均膜過滤通量，求出B 〇D-污泥負荷之上 限值，且將上述活性污泥槽之B0D_污泥負荷調整為不超 過上述上限值。 [其中， 設γ=ΒΟϋ/(αχβ)， β係表示選自上述有機性廢水中之總有機碳量（T〇c) [mg/L]、使用重鉻酸鉀之化學需氧量（c〇Dcr)[mg/L]、總 需氧量（TOD)[mg/L]中之一個量， BOD係上述有機性廢水中之生化需氧量[mg/L], α係基於β之調整係數，於β 選擇為TOC之情形時，設α=1 .〇 ; 選擇為CODCl^情形時，設α=〇.33 ; 選擇為TOD之情形時，設α=〇_33 ; 又，將δ設為上述分離膜裝置之平均膜過濾通量，單位 為 m3/(m2·天）]。 124253-1001026.doc 1361796 3. 一種廢水處理方法，其特徵在於包括： 流入步騾，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 性污泥槽中；及 刀_步驟，於上述活性污泥槽令利用上述活性污泥對 上述有機性廢水進行生物處理，利用該活性污泥槽或者 设置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且 於上述有機性廢水之γ值為〇 6$γ<15時，將上述活性 /亏泥槽之BOD-污泥負荷調整為〇 〇5·〇 〇6χ(δ 〇 6)[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]以下 [其中， 設γ=ΒΟϋ/(αχβ)， β係表示選自上述有機性廢水中之總有機碳量（T〇c) [mg/L]、使用重鉻酸鉀之化學需氧量（c〇Dcr)[lng/L]、總 需氧量（TOD)[mg/L]中之一個量，
    bod係上述有機性廢水中之生化需氧量[mg/L]， α係基於β之調整係數，於β 選擇為TOC之情形時，設α=1.0 ; 選擇為CODCr之情形時，設α=〇 33 ; 選擇為TOD之情形時，設α=〇.33 ; 又，將δ設為上述分離膜裝置之平均膜過濾通量，單位 為 m3/(m2* 天）]。 4· 一種廢水處理方法’其特徵在於包括： 流入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 124253-1001026.doc 1361796 性污泥槽中；及 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對 上述有機性廢水進行生物處理，利用該活性污泥槽或者 設置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且 於上述有機性廢水之γ值為1·5‘ γ<2.5時，將上述活性 污泥槽之BOD-污泥負荷調整為〇.i-〇.i2x(5-〇.6)[(kg/天）- * BOD/kg_MLSS]以下 [其中，γ及δ設為與請求項3相同]。 Φ 5. 一種廢水處理方法，其特徵在於包括： 流入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 性污泥槽中；及 分離步驟，於上述活性污泥槽中利用上述活性污泥對 上述有機性廢水進行生物處理，利用該活性污泥槽或者 設置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且 於上述有機性廢水之γ值為丫^2 5時，將上述活性污泥 槽之B〇D_污泥負荷調整為〇.3-0.24x(5-0.6)[(kg/天）· BOD/kg-MLSS]以下 [其中，γ及δ設為與請求項3相同]。 6, 一種廢水處理方法，其特徵在於包括： 机入步驟，使有機性廢水流入至收容有活性污泥之活 性污泥槽中；及 ^ 分離步驟，於上述活性污泥槽令利用上述活性污泥對 124253-1001026.doc 1361796 上述有機性廢水進行生物處理，利用該活性污泥槽或者 設置於其後段之分離膜裝置對該活性污泥進行固液分 離；且 於上述有機性廢水之γ值為〇 6$γ<1 5時，將上述活性 污泥槽之BOD-污泥負荷調整為〇 〇5 〇 〇6χ(δ 〇 6)[(kg/ 天）-BOD/kg-MLSS]以下 [其中， 設γ=ΒΟϋ/(αχβ)， β係表示選自上述有機性廢水中之總有機碳量 (T〇C)[mg/L]、適用重鉻酸鉀之化學需氧量（c〇d… [mg/L]及總需氧量（T〇D)[mg/L]中之一個量， BOD係上述有機性廢水中之生化需氧量㈣几]， α係基於β之調整係數，於β 選擇為TOC之情形時，設α= 1 .〇 ; 選擇為CODcr之情形時，sa=〇.33 ; 選擇為TOD之情形時，設a=〇 33 ; 又，將δ設為上述分離膜裝置之平均膜過濾通量，單位 為 m3/(m2·天）]; 於上述有機性廢水之γ值為㈣树，藉由將作較高之 物質混合於上述有機,( 生廢7匕φ，& Α α 另微^曆水中，而使混合後之有機性廢 水之γ值為γ^0.6。 如請求項1至6中任一項之廢水處理方法其中， 藉由使選自由活性污泥濃度、活性污泥容積、流入至 活性污泥槽之有機物量、平均膜過遽通量及膜面積所組 124253-1〇〇] 026.doc 1361796 成之群組中之一者以上予以增減’而調整上述活性污泥 槽之BOD-污泥負荷。 8. 如請求項3至6中任一項之廢水處理方法，其中， 於上述活性污泥槽之BOD-污泥負荷超過所計算出之 BOD-污泥負荷之上限值的情形時，減少平均膜過遽通 量’將該BOD-污泥負荷之上限值調整為超過該活性污泥 槽之BOD-污泥負荷。 9. 如請求項3至6中任一項之廢水處理方法，其中， 於上述活性污泥槽之BOD-污泥負荷超過所計算出之 BOD-污泥負荷之上限值的情形時，藉由使選自由活性污 泥濃度、活性污泥容積、流入至活性污泥槽之有機物量 及膜面積所組成之群組中之一者以上予以增減，而將該 活性污泥槽之BOD-污泥負荷調整為低於該上限值。 124253-1001026.doc
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