TWI480233B - 膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法 - Google Patents

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Description

膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法
本發明係關於一種膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法。
迄今為止，膜分離活性污泥處理裝置例如具備：混合廢水及活性污泥而生成混合水，並將該混合水生物處理，從而獲得含污泥生物處理水的生物處理部；與利用過濾膜將含污泥生物處理水進行膜過濾之膜單元部；且其係用於淨化含有有機物等之廢水。
又，上述之膜分離活性污泥處理裝置，由於利用生物處理會引起生物種之增殖而使活性污泥增加，因此導致產生過剩污泥，因此，進而具備利用脫水將含有過剩污泥之含污泥之生物處理水分離成脫水污泥及脫水濾液的污泥脫水部。
再者，由於若將污泥脫水部所生成之脫水濾液直接放流至海洋或河川等之水環境中，還會有污染水環境之虞，故上述之膜分離活性污泥處理裝置係以將脫水濾液返送至生物處理部之方式構成(例如，專利文獻1、2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-305926號公報
專利文獻2：日本特開2009-28614號公報
然而，上述之膜分離活性污泥處理裝置，由於上述之脫水濾液所含有之溶解性微生物代謝物(SMP：Soluble Microbial Products)會導致過濾膜堵塞，因此會有產生過濾效率降低等之問題。
作為上述問題之對策，由於藉由膜過濾所獲得之透透過水具有十分高的水質且可豐富地生成，故考慮出一種以混合該透透過水及脫水濾液而生成混合水，且將該混合水作為淨化水獲得之方式構成之膜分離活性污泥處理裝置。
然而，在逐步追求純度更高之淨化水的現今，上述膜分離活性污泥處理裝置有無法充分對應此一期望之虞。
本發明係鑑於上述問題點及期望開發而成，其目的在於提供一種可在抑制水環境之污染、抑制過濾膜之堵塞下，獲得高純度淨化水之膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法。
本發明之膜分離活性污泥處理裝置包含：生物處理部，其係混合廢水及活性污泥生成混合水，並將該混合水作生物處理，從而獲得含污泥生物處理水；膜單元部，其係利用過濾膜將含污泥生物處理水進行膜過濾；及污泥脫水部，其係利用脫水將含污泥生物處理水分離成脫水污泥及脫水濾液；且，該膜分離活性污泥處理裝置之構成為具備：混合部，其係混合在上述膜單元部生成之透過水與上述脫水濾液，而獲得淨化水；第1脫水濾液移送路徑，其不對脫水濾液進行生物處理及膜過濾，而將其移送至上述混合部；及第2脫水濾液移送路徑，其係將脫水濾液返送至上述生物處理部；且，該膜分離活性污泥處理裝置調節分別被移送至第1脫水濾液移送路徑與第2脫水濾液移送路徑之脫水濾液之移送比例。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，由於可調節移送至第1脫水濾液移送路徑與第2脫水濾液移送路徑之脫水濾液之移送比例，以抑制會成為過濾膜之堵塞原因之脫水濾液之向生物處理部的移送量，且抑制會降低淨化水之純度之脫水濾液之向混合部的移送量，故可在抑制過濾膜之堵塞下，獲得高純度之淨化水。又，由於亦可抑制脫水濾液以原狀向水環境排放，故可抑制水環境之污染。
又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置，較好的是，其構成為包含測定在上述膜單元部經膜過濾之含污泥生物處理水中或脫水濾液中之溶解性微生物代謝產物(SMP)之濃度的SMP測定裝置，且該膜分離活性污泥處理裝置係基於測定值，而調節上述移送比例。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，SMP較多地存在於脫水濾液中，且SMP係過濾膜堵塞之原因物質，故具有可進一步確實地抑制過濾膜之堵塞，且獲得高純度之淨化水之優點。
再者，在具備上述SMP測定裝置，且基於測定值調節上述移送比例之膜分離活性污泥處理裝置中，較好的構成是，調節上述移送比例，以使上述SMP之濃度為基準值以下或小於基準值。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可進一步確實地抑制過濾膜之堵塞之優點。
又，在構成為調節上述移送比例，以使上述SMP濃度為基準值以下或小於基準值之膜分離活性污泥處理裝置中，上述基準值較佳為20 mg/L以下。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可進一步確實地抑制過濾膜之堵塞之優點。
又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，其構成為包含測定上述脫水濾液中之有機物之濃度之有機物濃度測定裝置，且該膜分離活性污泥處理裝置係基於測定值，而調節上述移送比例。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，由於脫水濾液中之有機物幾乎均為SMP，故具有藉由測定有機物之濃度，可把握SMP之濃度的優點。又，由於現狀中測定脫水濾液中之有機物之濃度較測定SMP之濃度更簡便，故亦具有可簡便地進行測定之優點。
再者，在具備上述有機物濃度側定裝置，且基於測定值調節上述移送比例之膜分離活性污泥處理裝置中，較好的構成是，調節上述移送比例，以使上述有機物之濃度為基準值以下或小於基準值。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可進一步確實地抑制過濾膜之堵塞之優點。
又，在構成為調節上述移送比例，以使上述有機物之濃度為基準值以下或小於基準值的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，有機物濃度為總有機碳濃度，且上述基準值為30 mg/L以下。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可進一步確實地抑制過濾膜之堵塞之優點。
再者，本發明之膜分離活性污泥處理裝置，較好的是，其係以將上述淨化水作為第1淨化水獲得之方式而構成，包含將透過水移送至混合部之第1透過水移送路徑；且以不與脫水濾液混合地將透過水作為第2淨化水獲得之方式而構成，包含儲存第2淨化水之第2淨化水儲存槽、與將透過水移送至該第2淨化水儲存槽之第2透過水移送路徑；又，該膜分離活性污泥處理裝置調節分別被移送至第1透過水移送路徑、與第2透過水移送路徑之透過水之移送比例。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有將第1淨化水向系外之水環境排放時，可抑制水環境之污染，且將殘留之透過水作為再生水(各種用水)予以利用的優點。
又，在以調節上述透過水之移送比例之方式而構成之膜分離活性污泥處理裝置中，較好之構成為包含：測定透過水之不純度之透過水不純度測定裝置；測定脫水濾液之不純度之脫水濾液不純度測定裝置；測定移送至混合部之透過水之每單位時間之量之透過水量測定裝置；及測定移送至混合部之脫水濾液之每單位時間之量之脫水濾液量測定裝置；且根據上述透過水不純度測定裝置、脫水濾液不純度測定裝置、透過水量測定裝置、及脫水濾液量測定裝置之各測定值，求得第1淨化水之不純度，再基於第1淨化水之不純度，調節上述透過水之移送比例。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可以透過水稀釋脫水濾液，以進一步確實地使第1淨化水滿足作為該放流水之基準值，而獲得更多再生水之優點。
又，在構成為基於第1淨化水之不純度，調節上述透過水之移送比例之膜分離活性污泥處理裝置中，較好之構成為調節上述透過水之移送比例，以使上述第1淨化水之不純度為基準值以下或小於基準值。
根據上述之膜分離活性污泥處理裝置，具有可以透過水稀釋脫水濾液，以進一步確實地使第1淨化水滿足作為該放流水之基準值，而獲得更多再生水之優點。
又，本發明提供一種使用上述膜分離活性污泥處理裝置，從廢水獲得淨化水之膜分離活性污泥處理方法。
如上所述，根據本發明，可在抑制水環境之污染下，且抑制過濾膜之堵塞下，獲得高純度之淨化水。
以下，玆參照附圖說明本發明之一實施形態。
如圖1所示，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1具備：生物處理部2，其係混合廢水A及活性污泥而生成混合水，並將該混合水作生物處理，從而獲得含污泥生物處理水；膜單元部3，其係利用過濾膜將含污泥生物處理水進行膜過濾；污泥脫水部4，其係利用脫水將含污泥生物處理水分離成脫水污泥C及脫水濾液；及混合部5，其係混合上述膜單元部3中所生成之透過水與上述脫水濾液，而獲得淨化水B。
作為上述生物處理，具體可舉出的有活性污泥處理等。
該活性污泥處理係一面將含有細菌、原生動物、後生動物等之生物種之活性污泥、與含有有機物之廢水進行曝氣，一面將其混合，並以上述生物種分解該有機物之處理。
作為上述廢水A，只要為含有可作生物分解之有機物等之廢水即可，並無特別限定，例如可舉出生活廢水、或食品工廠、化學工廠、電子產業工廠、紙漿工廠等之工廠之廢水等。
上述生物處理部2具備：儲存所生成之含污泥生物處理水之含污泥生物處理水儲存槽21；及將含污泥生物處理水儲存槽21內予以曝氣之曝氣機構(未圖示)。
上述膜單元部3係作為浸漬膜而設置於上述含污泥生物處理水儲存槽21內之液面下。
又，上述膜單元部3之構成亦可為設置於上述含污泥生物處理水儲存槽21外。
作為具有上述膜單元部3之過濾膜之種類，並無特別限定，例如可舉出超濾膜(UF膜)、精密過濾膜(MF膜)等之SMP不會透過之膜。
作為上述過濾膜之結構，可採用由醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等之素材形成之以直徑數mm之中空線狀形成之稱為所謂的中空線膜等類型，或薄板狀之膜之稱為平膜之類型等之先前公知者。
上述污泥脫水部4之構成為被供給從上述含污泥生物處理水儲存槽21排放之含污泥生物處理水，且利用脫水，將該含污泥生物處理水分離成脫水污泥C及脫水濾液。
作為上述污泥脫水部4，並無特別限定，例如可舉出真空脫水機、離心脫水機、壓濾器、帶濾機、螺旋壓榨機、多重圓板脫水機、多重圓板外軀幹型螺旋壓榨機等。
又，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為：將含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4，將脫水污泥C移送至脫水污泥儲存部(未圖示)，將脫水濾液移送至混合部5及生物處理部2，將透過水移送至混合部5，將淨化水B移送至淨化水儲存部(未圖示)。
具體而言，如圖1所示，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1具備：將含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4之含污泥生物處理水移送路徑6a；移送脫水污泥C之脫水污泥移送路徑6b；不對脫水濾液進行生物處理及膜過濾，而將其移送至上述混合部5之第1脫水濾液移送路徑6c；將脫水濾液返送至上述生物處理部2之第2脫水濾液移送路徑6d；移送透過水之透過水移送路徑6e；及移送淨化水B之淨化水移送路徑6f。
又，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為調節被分別移送至第1脫水濾液移送路徑6c與第2脫水濾液移送路徑6d之脫水濾液之移送比例。
具體而言，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為：於上述第1脫水濾液移送路徑6c及上述第2脫水濾液移送路徑6d，分別介裝第1閥7a及第2閥7b，且具備利用各閥(第1閥7a及第2閥7b)之開閉操作而決定流路或流量之閥機構(未圖示)，利用該閥機構(未圖示)調節上述移送比例。
再者，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1具備SMP測定裝置(未圖示)，其係測定在上述膜單元部3經膜過濾之含污泥生物處理水中或脫水濾液中之溶解性微生物代謝產物(SMP)之濃度。
上述SMP測定裝置(未圖示)是指根據後述之實施例所記載之溶解性微生物代謝產物(SMP)之濃度之測定方法進行測定的裝置。
又，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為基於上述SMP測定裝置(未圖示)之測定值，而調節上述移送比例，具體而言係調節上述移送比例以使上述SMP之濃度為基準值以下或小於基準值。
上述基準值較佳為100 mg/L以下，更佳為30 mg/L以下，尤佳為20 mg/L以下。
本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置係如上述而構成，其次，說明本實施形態之膜分離活性污泥處理方法。
在本實施形態之膜分離活性污泥處理方法中，係使用本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置，而自廢水A獲得淨化水B。
具體而言，本實施形態之膜分離活性污泥處理方法，係將廢水A供給至生物處理部2，在生物處理部2中，將該廢水A與活性污泥混合而生成混合水，並將該混合水作生物處理，從而獲得含污泥生物處理水，且在膜單元部3，將該含污泥生物處理水進行膜過濾，而獲得透過水。
且，有過剩污泥產生之情形下，將含有過剩污泥之含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4，並在污泥脫水部4中，利用脫水將該含污泥生物處理水分離成脫水污泥C及脫水濾液。
在上述污泥脫水部4進行脫水之情形下，如圖2所示，在能夠將上述SMP之濃度保持於基準值以下或小於基準值的狀態下，開啟第2閥7b且關閉第1閥7a，將脫水濾液從第2脫水濾液移送路徑6d返送至生物處理部2。又，將在膜單元部3中所獲得之透過水作為淨化水而移送至淨化水儲存部(未圖示)。
另一方面，在不能將上述SMP之濃度保持於基準值以下或小於基準值的狀態時，如圖3所示，開啟第1閥7a且關閉第2閥7b，將脫水濾液從第1脫水濾液移送路徑6a移送至混合部5。又，將在膜單元部3中所獲得之透過水與該經移送之脫水濾液混合，而作為淨化水B移送至淨化水儲存部(未圖示)。
再者，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法為具有上述構成者，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置及膜分離活性污泥處理方法並不限定於上述構成，可進行適宜設計變更。
即，本實施形態之膜分離活性污泥處理方法，係開啟第1閥7a及第2閥7b中任意一者而關閉另一者，然而如圖4所示，本發明之膜分離活性污泥處理方法亦可開啟第1閥7a及第2閥7b。
又，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1具備上述SMP測定裝置(未圖示)，然而本發明之膜分離活性污泥處理裝置亦可具備測定上述脫水濾液中之有機物之濃度之有機物濃度測定裝置。
又，上述之膜分離活性污泥處理裝置之構成為基於上述有機物濃度測定裝置之測定值，調節上述移送比例，具體而言，係調節上述移送比例，以使上述有機物濃度為基準值以下或小於基準值。
上述基準值在有機物濃度為總有機碳濃度之情形下，較佳為110 mg/L以下，更佳為40 mg/L以下，尤佳為30 mg/L以下。
另，當廢水為生活廢水之情形，脫水濾液之總有機碳濃度通常為比脫水濾液之SMP濃度高10 mg/L左右之值。
再者，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置亦可具備測定淨化水B之不純度之不純度測定裝置。
作為上述不純度測定裝置，例如可舉出測定SS濃度之SS測定裝置、測定生化需氧量(BOD)之BOD測定裝置等。
上述SS測定裝置、BOD測定裝置分別是指根據後述之實施例所記載之SS濃度、BOD之測定方法而進行測定之裝置。
上述之膜分離活性污泥處理裝置之構成為，基於上述SMP測定裝置之測定值及上述不純度測定裝置之測定值至少一者之測定值，而調節上述移送比例，具體而言係調節上述移送比例，以使上述SMP之測定濃度為基準值以下或小於基準值，及/或使上述不純度測定裝置之測定濃度為基準值以下或小於基準值。
上述不純度之基準值在上述不純度為SS之濃度之情形下，較佳為40 mg/L以下，更佳為20 mg/L以下；在上述不純度為BOD之情形下，較佳為20 mg/L以下，更佳為10 mg/L以下。
又，如圖5所示，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成亦可為具備儲存脫水濾液之脫水濾液儲存部8，且將脫水濾液於返送至生物處理部前或移送至混合部前，儲存至脫水濾液儲存部8。
又，如圖6所示，本實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1之構成亦可為，將上述膜單元部3所生成之透過水之一部份移送至混合部5，利用混合部5獲得第1淨化水B1，且將利用混合部5獲得之第1淨化水B1移送至第1淨化水儲存槽(未圖示)，不將殘留之透過水移送至混合部5，而是將其作為第2淨化水B2移送至第2淨化水儲存槽(未圖示)。
上述之膜分離活性污泥處理裝置1具備：將透過水之一部分移送至混合部5之第1透過水移送路徑6e1；及不將殘留之透過水與脫水濾液混合，而是將其作為第2淨化水B2移送至第2淨化水儲存槽(未圖示)之第2透過水移送路徑6e2。
又，上述之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為，其調節分別被移送至第1透過水移送路徑6e1、與第2透過水移送路徑6e2之透過水的移送比例。具體而言，上述之膜分離活性污泥處理裝置1，係於第1透過水移送路徑6e1、及第2透過水移送路徑6e2，分別介裝第3閥7c及第4閥7d，且具備根據各閥(第3閥7c及第4閥7d)之開閉操作，決定流路或流量之閥機構(未圖示)，並藉由該閥機構(未圖示)，調節上述移送比例。
再者，上述之膜分離活性污泥處理裝置1具備：測定透過水之不純度之透過水不純度測定裝置(未圖示)；測定脫水濾液之不純度之脫水濾液不純度測定裝置(未圖示)；測定移送至混合部5之透過水之每單位時間之量的透過水量測定裝置(未圖示)；及測定移送至混合部5之脫水濾液之每單位時間之量的脫水濾液量測定裝置(未圖示)。
作為該透過水不純度測定裝置及脫水濾液不純度測定裝置，例如可舉出測定化學需氧量(COD)之COD測定裝置、測定生化需氧量(BOD)之BOD測定裝置等。
該COD測定裝置是指根據下水試驗方法上卷-1997年版-((社)日本下水道協會)進行測定之裝置。具體而言，COD是指基於在試料中添加規定量之高錳酸鉀、硫酸及硝酸銀，使其在沸騰水浴中反應30分鐘時所消耗之高錳酸鉀量，而求得需氧量的方法，根據以下之步驟進行測定者。
(1)　將適量試料裝入300 ml三角錐形瓶內，加入蒸餾水使其全量為100 ml。
(2)　一面搖勻該三角錐形瓶內容物，一面於該三角錐形瓶內添加硝酸銀溶液(200 g/L)5 ml與硫酸(1+2)10 ml。
(3)　其後，於該三角錐形瓶內添加0.005 mol/L高錳酸鉀溶液10 ml，搖勻。
(4)　於沸騰水浴中置入該三角錐形瓶，加熱30分鐘。
(5)　從水中取出該三角錐形瓶，立即於該三角錐形瓶內添加草酸鈉溶液(0.0125 mol/L)10 ml，搖勻使之充分反應。
(6)　一面將該三角錐形瓶內之水溫維持於大約60℃，一面使用0.005 mol/L高錳酸鉀溶液進行滴定(滴定量a1(ml))，直至呈現微紅色(維持大約30秒)。
(7)　代替試料，在全操作((1)~(6))中對蒸餾水100 ml進行空白試驗，求得滴定量b1(ml)。
(8)　根據下述算式，算出100℃之根據高錳酸鉀之需氧量(CODMn )之濃度。
CODMn (mg/L)=(a1-b1)×F(1,000/試料量ml)×0.2
F：0.005mol/L高錳酸鉀溶液之係數(無因次)
又，相對於有機性構成之變動小、且浮遊物質少之試料，亦可使用紫外線吸光光度法(UV吸光光度法)。UV吸光光度法是指由於水中之有機物質量與波長250 nm附近之紫外線吸光度之間有關聯，故測定試料之紫外線吸光度，並根據預先求得之紫外線吸光度與COD值之關係線推定試料之COD值者。
上述BOD測定裝置是指根據後述之實施例所記載之BOD之測定方法，進行測定之裝置。
又，上述之膜分離活性污泥處理裝置1之構成為，根據上述透過水不純度測定裝置、脫水濾液不純度測定裝置、透過水量測定裝置、及脫水濾液量測定裝置之各測定值，求得第1淨化水之不純度，並基於第1淨化水之不純度，調節上述透過水之移送比例。具體而言，係調節上述移送比例，以使根據該等之測定值求得之第1淨化水之不純度為基準值以下或小於基準值。
第1淨化水之不純度之基準值在上述不純度為COD之情形下，較佳為40 mg/L以下，更佳為20 mg/L以下；在上述不純度為BOD之情形下，較佳為20 mg/L以下，更佳為10 mg/L以下。
實施例
其次，舉出試驗例，進一步具體地說明本發明。
(試驗例1：SMP之濃度與膜透過性之關係)
將有機性廢水與活性污泥混合而生成混合水，將該混合水進行生物處理，從而獲得含污泥生物處理水，再將該含污泥生物處理水進行脫水，採取複數之SMP之濃度(以下，亦稱為「SMP濃度」)不同之脫水濾液。於過濾器上載置5種C(JIS P 3801-1995)濾紙(ADVANTEC東洋公司製，直徑15 cm)，並於該濾紙上，分別滴下50 mL之SMP之濃度不同的脫水濾液，滴下後經過5分鐘時，測定透過該濾紙之透過水之量(5C過濾紙過濾量)。
再者，SMP濃度，係以上述5種C(JIS P 3801-1995)之濾紙過濾上述含污泥生物處理水而獲得透過水(5C透過水)，且，以最大孔徑0.1 μm之濾紙(Millipore社製，DURAPORE 0.1 μm VVPP，直徑4.7 cm)進行過濾而獲得透過水(0.1 μm透過水)，並以TOC計(商品名：TOC-5000A，島津製作社製)(燃燒觸媒氧化方式)測定該等之透過水所含有之總有機碳(TOC)濃度，並藉由下述算式(1)算出。
SMP濃度=TOC濃度(5C透過水)-TOC濃度(0.1 μm透過水)(1)
再者，最大孔徑0.1 μm之濾紙是指根據「精密過濾膜元件及模組之泡點試驗方法」(JIS K 3832)所測定之泡點值為480 kPa之濾紙。此處，泡點值是指相對於水之值。
將上述試驗例1之結果顯示於表1、圖7。
由此顯示，SMP濃度越低者，5C濾紙過濾量越高之值。即，顯示SMP濃度越低，膜過濾性越良好。
又，另顯示在SMP濃度為20 mg/L以下之情形，SMP濃度越低，5C濾紙過濾量越顯著增高。
再者，由於只要5C濾紙過濾量為10 mL/5分鐘以上，則膜透過性被視為良好，故發現只要SMP濃度為20 mg/L以下，則膜透過性良好。
(試驗例2) 參考例1
如圖8所示，於含污泥生物處理水儲存槽21(水之收容容積：14.4 L)，以可使作為膜單元部3之浸漬膜(聚偏二氟乙烯(PVDF)，孔徑：0.1 μm，表面積：0.05 m2 )位於水面下的方式，置入該浸漬膜，而後置入廢水A(BOD濃度：1300 mg/L)與活性污泥，且混合該廢水A與活性污泥，生成混合水。
其後，置入29 L/d之上述廢水A，藉由上述膜單元部3，獲得28.95 L/d之作為透過水之淨化水B，進而將0.5 L/d之含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4進行脫水，從而以0.05 L/d獲得脫水污泥C，以0.45 L/d獲得脫水濾液，再將該脫水濾液全量返送至含污泥生物處理水儲存槽21。如此，繼續實施從廢水A獲得淨化水B之作業30天以上。測定臨作業完成前之作為透過水之淨化水B之BOD、脫水污泥C之SS濃度、及含污泥生物處理水儲存槽21內之含污泥生物處理水之MLSS濃度、SMP濃度、及5C濾紙過濾量。將結果顯示於圖8。
再者，BOD、MLSS濃度及SS濃度係根據下水試驗方法上卷-1997年版-((社)日本下水道協會)進行測定。
<BOD之測定方法>
BOD是指因溶存氧，水中之可分解之物質為生化安定化所需之氧氣量，係表示在20℃之環境下，5天所消耗之氧氣量者。具體而言，BOD係根據以下之步驟而測定。
(1)　取蒸餾水，預先在20℃附近通風放置，使溶存氧飽和。其後，對該蒸餾水1 L，分別以1 mL添加緩衝液、硫酸鎂溶液、氯化鈣溶液、及氯化鐵(III)溶液，獲得稀釋水。
(2)　於培養瓶添加相對因應稀釋倍率之瓶之容量之計算量的試料，以稀釋水填滿瓶內之殘留空間後，將瓶封口。
(3)　置入調整至20±1℃之溫度之恒溫器、或恒溫水槽培養5天。
(4)　測定培養前之稀釋試料(調製稀釋試料後經過15分鐘後者)之溶存氧量(DO1)(mgO/L)、與培養後之稀釋試料之溶存氧量(DO2)(mgO/L)。另，溶存氧量係由隔膜電極法而測定。
(5)　根據下述算式，從稀釋試料之培養前後之溶解氧量之差，算出試料中之BOD。
BOD(mg/L)=(DO1-DO2)/(試料量mL/稀釋試料量mL)
再者，緩衝液是指將磷酸氫二鉀(K2 HPO4 )21.75 g、磷酸二氫鉀(KH2 PO4 )8.5 g、磷酸氫二鈉十二水合物(Na2 HPO4 ‧12H2 O)44.6 g及氯化銨(NH4 Cl)1.7 g溶解於蒸餾水，形成為1 L者。硫酸鎂溶液是指將硫酸鎂七水合物(MgSO4 ‧7H2 O)22.5 g溶解於蒸餾水，形成為1 L者。氯化鈣溶液是指將氯化鈣(CaCl2 )27.5 g溶解於蒸餾水，形成為1 L者。氯化鐵(III)溶液是指將氯化鐵(III)六水合物(FeCl3 ‧6H2 O)0.25 g溶解於蒸餾水，形成為1 L者。
<MLSS之測定方法>
MLSS濃度係根據以下之步驟(離心分離法)而測定。
(1)　將試料50 ml裝入沉澱管，以轉數3,000 rpm進行離心分離10分鐘。
(2)　仔細地捨棄澄清液，於沉澱物中添加水10 ml，並使用玻璃棒充分攪拌，再次進行離心分離，捨棄澄清液。
(3)　一面用水洗淨沉澱物，一面使其流入預先測量好質量(a2)(mg)之蒸發皿。
(4)　在水浴上，使蒸發皿上之沉澱物蒸發乾燥。
(5)　將蒸發皿上之沉澱物以105~110℃加熱乾燥2小時後，在乾燥器中放置冷卻，並測量沉澱物及蒸發皿之合計質量(b2)(mg)。
(6)　根據下述算式，算出浮遊物質之濃度(mg/L)。
浮遊物質(mg/L)=(b2-a2)×(1,000/試料量(50 ml))
<SS之測定方法>
再者，SS濃度係根據以下之步驟(玻璃纖維濾紙法)而測定。
(1)　將玻璃纖維濾紙安裝於過濾器，注入適量通過綱眼2 mm之篩子之試料，進行吸濾。
(2)　用水將吸附於過濾器壁之浮游物質洗落至濾紙上，且將濾紙從過濾器取下。
(3)　將濾紙移至表盤，將每個表盤裝入乾燥器，以105~110℃加熱乾燥2小時，並在乾燥器中放置冷卻後，測量濾紙之質量。
(4)　求得過濾前後之濾紙之質量差(a3)(mg)，再根據下述算式，算出試料中之浮遊物質之濃度(mg/L)。
浮遊物質(mg/L)=a3×(1,000/試料量ml)
參考例2
如圖9所示，於含污泥生物處理水儲存槽21(水之收容容積：14.4 L)，以可使作為膜單元部3之浸漬膜(聚偏二氟乙烯(PVDF)，孔徑：0.1 μm，表面積：0.05 m2 )位於水面下的方式，置入該浸漬膜，再置入廢水A(BOD濃度：1300 mg/L)與活性污泥，且混合該廢水A與活性污泥而生成混合水。
其後，置入29 L/d之上述廢水A，藉由上述膜單元部3，獲得28.5 L/d之透過水，且將0.5 L/d之含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4進行脫水，從而獲得0.05 L/d之脫水污泥C、0.45 L/d之脫水濾液，並將透過水全量移送至混合部5，代替含污泥生物處理水儲存槽21而將脫水濾液全量移送至混合部5，在混合部5混合透過水與該脫水濾液，獲得淨化水B。如此，繼續實施與參考例1相同之期間之自廢水A獲得淨化水B之作業。並測定臨作業完成前之透過水之BOD、淨化水B之BOD、脫水污泥C之SS濃度、及含污泥生物處理水儲存槽21內之含污泥生物處理水之MLSS濃度、SMP濃度、及5C濾紙過濾量。將結果顯示於圖9。
參考例3
如圖10所示，於含污泥生物處理水儲存槽21(水之收容容積：14.4 L)，以可使作為膜單元部3之浸漬膜(聚偏二氟乙烯(PVDF)，孔徑：0.1 μm，表面積：0.05 m2 )位於水面下的方式，置入該浸漬膜，再置入廢水A(BOD濃度：1300 mg/L)與活性污泥，且混合該廢水A與活性污泥而生成混合水。
其後，置入29 L/d之上述廢水A，藉由上述膜單元部3，獲得28.5 L/d之透過水，將透過水之一部份(13.5 L/d)移送至混合部5，且不將殘留之透過水(15 L/d)移送至混合部5，而作為第2淨化水B2獲得，再將0.5 L/d之含污泥生物處理水移送至污泥脫水部4進行脫水，從而獲得0.05 L/d之脫水污泥C、0.45 L/d之脫水濾液，且，代替含污泥生物處理水儲存槽21，而將脫水濾液全量移送至混合部5，在混合部5混合透過水與該脫水濾液，獲得第1淨化水B1。如此，繼續實施與參考例1相同之期間之自廢水A獲得第1淨化水B1及第2淨化水B2之作業。並測定臨作業完成前之透過水之BOD、第1淨化水B1之BOD、第2淨化水B2之BOD、脫水污泥C之SS濃度、及含污泥生物處理水儲存槽21內之含污泥生物處理水之MLSS濃度、SMP濃度、及5C濾紙過濾量。將結果顯示於圖10。
參考例2、3之含污泥生物處理水之5C濾紙過濾量，相較於參考例1，顯示極高之值。因此，參考例2、3較參考例1顯示有良好之膜過濾性。
又，在參考例3中，作為放流水可獲得可耐BOD濃度之淨化水(淨化水B1)，且可獲得BOD濃度比參考例2極低(65 mg/L)的淨化水(淨化水B2)。
1．．．膜分離活性污泥處理裝置
2．．．生物處理部
3．．．膜單元部
4．．．污泥脫水部
5．．．混合部
6a．．．含污泥生物處理水移送路徑
6b．．．脫水污泥移送路徑
6c．．．第1脫水濾液移送路徑
6d．．．第2脫水濾液移送路徑
6e．．．透過水移送路徑
6e1．．．第1透過水移送路徑
6e2．．．第2透過水移送路徑
6f．．．淨化水移送路徑
7a．．．第1閥
7b．．．第2閥
7c．．．第3閥
7d．．．第4閥
8．．．脫水濾液儲存部
21．．．含污泥生物處理水儲存槽
A．．．廢水
B．．．淨化水
B1．．．第1淨化水
B2．．．第2淨化水
C．．．脫水污泥
圖1係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
圖2係顯示該實施形態之一狀態之概略方塊圖。
圖3係顯示該實施形態之一狀態之概略方塊圖。
圖4係顯示該實施形態之一狀態之概略方塊圖。
圖5係其他實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
圖6係其他實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
圖7係相對於SMP濃度之5C濾紙過濾量。
圖8係參考例1之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
圖9係參考例2之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
圖10係參考例3之膜分離活性污泥處理裝置之概略方塊圖。
1．．．膜分離活性污泥處理裝置
2．．．生物處理部
3．．．膜單元部
4．．．污泥脫水部
5．．．混合部
6a．．．含污泥生物處理水移送路徑
6b．．．脫水污泥移送路徑
6c．．．第1脫水濾液移送路徑
6d．．．第2脫水濾液移送路徑
6e．．．透過水移送路徑
6f．．．淨化水移送路徑
7a．．．第1閥
7b．．．第2閥
21．．．含污泥生物處理水儲存槽
A．．．廢水
B．．．淨化水
C．．．脫水污泥

Claims (14)

  1. 一種膜分離活性污泥處理裝置，其包含：生物處理部，其係混合廢水及活性污泥而生成混合水，並將該混合水作生物處理，從而獲得含污泥生物處理水；膜單元部，其係利用過濾膜將含污泥生物處理水進行膜過濾；及污泥脫水部，其係利用脫水將含污泥生物處理水分離成脫水污泥及脫水濾液；且，該膜分離活性污泥處理裝置之構成為具備：混合部，其係混合上述膜單元部所生成之透過水與上述脫水濾液，而獲得淨化水；第1脫水濾液移送路徑，其未對脫水濾液進行生物處理及膜過濾，而將其移送至上述混合部；及第2脫水濾液移送路徑，其係將脫水濾液返送至上述生物處理部；且，該膜分離活性污泥處理裝置調節分別被移送至第1脫水濾液移送路徑與第2脫水濾液移送路徑之脫水濾液之移送比例，以抑制會成為過濾膜之堵塞原因之脫水濾液之向生物處理部的移送量，且抑制會降低淨化水之純度之脫水濾液之向混合部的移送量。
  2. 如請求項1之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為包含測定在上述膜單元部經膜過濾之含污泥生物處理水中或上述脫水濾液中之溶解性微生物代謝產物(SMP)之濃度的SMP測定裝置，且該膜分離活性污泥處理裝置係基於測定值，而調節上述移送比例。
  3. 如請求項2之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為調節 上述移送比例，以使上述SMP之濃度為基準值以下或小於基準值。
  4. 如請求項3之膜分離活性污泥處理裝置，其中上述基準值為20mg/L以下。
  5. 如請求項1之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為包含測定上述脫水濾液中之有機物之濃度之有機物濃度測定裝置，且該膜分離活性污泥處理裝置係基於測定值，而調節上述移送比例。
  6. 如請求項5之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為調節上述移送比例，以使上述有機物之濃度為基準值以下或小於基準值。
  7. 如請求項6之膜分離活性污泥處理裝置，其中上述有機物濃度為總有機碳濃度，且上述基準值為30mg/L以下。
  8. 如請求項1至7中任一項之膜分離活性污泥處理裝置，其係以將上述淨化水作為第1淨化水獲得之方式而構成，包含將透過水移送至混合部之第1透過水移送路徑；且以不與脫水濾液混合地將透過水作為第2淨化水獲得之方式而構成，包含儲存第2淨化水之第2淨化水儲存槽、與將透過水移送至該第2淨化水儲存槽之第2透過水移送路徑；又，該膜分離活性污泥處理裝置調節分別被移送至第1透過水移送路徑、與第2透過水移送路徑之透過水之移送比例。
  9. 如請求項8之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為包含：測定透過水之不純度之透過水不純度測定裝置；測 定脫水濾液之不純度之脫水濾液不純度測定裝置；測定移送至混合部之透過水之每單位時間之量之透過水量測定裝置；及測定移送至混合部之脫水濾液之每單位時間之量之脫水濾液量測定裝置；且根據上述透過水不純度測定裝置、脫水濾液不純度測定裝置、透過水量測定裝置、及脫水濾液量測定裝置之各測定值，求得第1淨化水之不純度，再基於第1淨化水之不純度，調節上述透過水之移送比例。
  10. 如請求項9之膜分離活性污泥處理裝置，其構成為調節上述透過水之移送比例，以使上述第1淨化水之不純度為基準值以下或小於基準值。
  11. 一種膜分離活性污泥處理方法，其係使用如請求項1至7中任一項之膜分離活性污泥處理裝置，從廢水獲得淨化水。
  12. 一種膜分離活性污泥處理方法，其係使用如請求項8之膜分離活性污泥處理裝置，從廢水獲得淨化水。
  13. 一種膜分離活性污泥處理方法，其係使用如請求項9之膜分離活性污泥處理裝置，從廢水獲得淨化水。
  14. 一種膜分離活性污泥處理方法，其係使用如請求項10之膜分離活性污泥處理裝置，從廢水獲得淨化水。
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