TWI764935B - 好氣性生物處理方法 - Google Patents

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TWI764935B TW106132878A TW106132878A TWI764935B TW I764935 B TWI764935 B TW I764935B TW 106132878 A TW106132878 A TW 106132878A TW 106132878 A TW106132878 A TW 106132878A TW I764935 B TWI764935 B TW I764935B
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Abstract

本發明係一種好氣性生物處理方法，係經由配置於反應槽（3）內之氧溶解膜模組（32）而使氧溶解於該反應槽（3）內的被處理水，再將被處理水進行好氣性生物處理之好氣性生物處理方法，其特徵為在該反應槽（3）中經由使生物附著載體懸濁或流動之時，可防止生物附著於前述氧溶解膜模組（32）者。

Description

好氣性生物處理方法
本發明係有關將有機性的被處理水進行好氣性生物處理之方法，特別是有關作為呈使用氧溶解膜而使氧溶解於反應槽內的被處理水之MABR(膜曝氣生物膜反應器)方式之好氣性生物處理方法。
在經由MABR方式之好氣性生物處理方法中，係經由氧溶解膜而使氧溶解於被處理水中，進行好氣性生物處理。作為氧溶解膜係如專利文獻1，加以使用中空系膜者為多。
[專利文獻1]日本專利第4907992號公報
[0004]在以往的MABR中，經由附著於疏水性非多孔膜之生物，而處理排水中的有機性物質。此疏水性非多孔膜係雖有氧的溶解效率為高，且可以低壓力而氧溶解之優點，但經由附著有生物膜之情況，氧供給速度則大幅度地降低。由根據強曝氣或強攪拌等而生物膜未變厚地進行控制者，而可某種程度防止氧供給速度的低下，但即使如此，在矽中空系膜等中，氧供給速度則成為最大速度之 1/10以下。
本發明係其目的為提供：經由防止生物附著於氧溶解膜之時，可提高保持氧溶解膜之氧供給速度之好氣性生物處理方法。
本發明係將以下作為內容。
[1]一種好氣性生物處理方法，係經由配置於反應槽內之氧溶解膜而使氧溶解於該反應槽內的被處理水，再將被處理水進行好氣性生物處理之好氣性生物處理方法，其特徵為在該反應槽中經由使生物附著載體懸濁或流動之時，可防止生物附著於前述氧溶解膜者。
[2]如[1]之好氣性生物處理方法，其中，前述生物附著載體係為粒徑0.1~20mm，而加以添加前述反應槽之容積的1~50%者。
[3]一種好氣性生物處理方法，係經由配置於反應槽內之氧溶解膜而使氧溶解於該反應槽內的被處理水，再將被處理水進行好氣性生物處理之好氣性生物處理方法，其特徵為經由將該反應槽內之MLSS濃度作為10,000mg/L以上之時，可防止生物附著於前述氧溶解膜者。
[4]如[1]乃至[3]任一項之好氣性生物處理方法，其中，經由前述氧溶解膜之氧供給速度則作為平均為15g-O2/m2/day以上者。
在本發明之一形態的好氣性生物處理方法中，經由生物附著載體之懸濁或流動之時，加以防止(包含抑制)生物附著於氧溶解膜者。經由此而可安定得到高氧溶解速度。然而，為了氧溶解所必要之壓力係與以往相同。
為了流動在活性碳，海綿等之生物附著載體的動力係以經由幫浦的原水供給或些微的曝氣相當充分，而為此之成本係可低至無視程度。
在本發明之一形態中，經由將反應槽內之MLSS濃度作為高至10,000mg/L以上之時，可防止生物附著於氧溶解膜者。對於MLSS之混合所需之曝氣量係以為了氧供給的曝氣量之1/20以下為相當充分，而動力成本係可低至無視程度。
1:反應裝置
2:氧溶解膜模組
3:反應槽
4:配管
5:噴嘴
6:溝槽
7:流出口
8:配管
9:配管
11:聚氯乙烯管
12:矽管
13:原水槽
14:幫浦
15:配管
16:配管
17:pH計
18:藥注幫浦
19:藥液槽
31:曝氣槽
32:氧溶解膜模組
33:散氣管
34:固液分離裝置
35:配管
40:循環水槽
41:幫浦
42:原水供給管
圖1係顯示本發明之好氣性生物處理方法之反應裝置的模式性縱剖面圖。
圖2係實施例1之說明圖。
圖3係實施例2，3及比較例1之說明圖。
以下，參照圖面，對於本發明更詳細加以說明。圖1係進行本發明之好氣性生物處理方法之反應裝置的模式性縱剖面圖。此反應裝置1係於反應槽3內，加以設置氧溶解膜模組2。氧溶解膜模組2係加以配置1個或複數個。氧溶解膜模組2係上下多段地加以設置亦可。
原水係經由配管4及噴嘴5而加以供給至反應槽3之底部，形成活性碳等之載體的流動床F。通過流動床F的處理水係溢流至溝槽6，自流出口7流出。
氧溶解膜模組2係具備非多孔質之氧溶解膜，而透過膜的氧則因溶解於反應槽3內之被處理水之故，在反應槽3內未產生有氣泡。
來自鼓風機B的空氣係經由配管8而加以供給至氧溶解膜模組2，自氧溶解膜模組2流出的排氣係藉由配管9而加以排出。然而，空氣係於氧溶解膜模組2自上方流動於下方亦可，而亦可自下方流動於上方，且流動於橫方向亦可。通氣至複數之氧溶解膜之情況，亦可串聯地進行通氣，而並聯地進行通氣亦可。
作為前述載體係活性碳，沸石，砂，海綿，塑膠，纖維素，凝膠(例如，PVA、PEG、聚胺酯，聚乙烯等)，橡膠等之生物附著體為佳。
生物附著體之真比重係理想為0.9-2.5程度、特別理想為1.0~2.0。生物附著體之尺寸(根據JIS網目之粒徑)係0.1mm~20mm程度、特別是0.2mm~5mm程度為佳。
生物附著體係加以添加反應槽容積的1~50%、特別是5~40%程度者為佳。
在圖1中，形成載體的流動床，但使載體懸著亦可。經由反應槽內之液體的曝氣，液體的流動，及機械操作之1或2以上而使載體懸濁或流動者為佳。
如此，經由使載體懸濁或流動之時，可防止對於氧溶解膜之生物的附著，可提高保持自氧溶解膜之氧供給速度。
經由將反應槽之MLSS濃度，維持為高濃度，亦可防止對於氧溶解膜之生物的附著。MLSS濃度係維持於10,000mg/L以上、理想係維持於10,000~50,000mg/L、而特別理想係維持為20,000~30,000mg/L。
經由將MLSS濃度，維持為高濃度，而防止對於氧溶解膜之附著之理由係不明確，但認為如以下的理由。也就是，當MLSS濃度高時，於浮游在槽內的污泥中，存在有許多的生物，而經由該生物而消耗有養分。因此，在膜表面生物盡可能增殖之養分則未遍及之故，認為加以抑制對於膜面的生物附著。另外，經由將MLSS濃度作為高濃度之時，認為可得到與存在有載體情況同樣的效果(例如，削去附著於膜表面的生物等)之故。
MLSS濃度係通常600~6000mg/L程度(例如，在廢水為800~2000mg/L、產業排水為4000~6000mg/L程度)，而在如此之濃度範圍中，由添加載體者，可提高保持氧供給速度者。
對於將MLSS保持為高濃度，係於反應槽內的處理液中設置過濾膜，將此過濾膜的透過水作為處理水而取出者為佳。
本發明方法係對於處理半導體製造排水、液晶製造排水、化學工程排水、食品製造排水、廢水等為最佳。
氧溶解膜模組2之氧溶解膜係亦可為中空系膜，平膜，螺旋膜之任一，但中空系膜為佳。膜的材質係通常使用於MABR，可使用矽(silicone)、聚乙烯，聚醯亞胺，聚胺酯等，但矽為最佳。亦可使用強度高，以非多孔聚合物塗佈多孔中空系之複合膜。
中空系膜係理想為內徑0.05~4mm，特別是為0.2~1mm、而厚度0.01~0.2mm，特別是為0.02~0.1mm。當內徑則較此小時，通氣壓力損失為大，當大時，表面積則變小而氧的溶解速度則降低。當厚度則較上述範圍為小時，物理性的強度則變小，而容易產生斷裂。相反地，當厚度較上述範圍為大時，氧透過阻抗則變大而氧溶解效率則下降。
中空系膜的長度係0.5~3m程度、而特別是1~2m程度為佳。當中空系膜過長時，生物膜則多量地附著情況，將引起斷裂，以及凝集成團子狀而表面積變小，以及氧溶解效率下降，壓力損失變大等之問題。當中空系膜過度短時，成本則變高。平膜，螺旋膜的長度亦由同樣的理由，0.5~1.5m為佳。
[實施例] [實施例1](經由載體流動床之生物膜附著防止)
如圖2所示，於內徑13mm、長度500mm之透明聚氯乙烯管11，放入25mL平均口徑0.7mm(JIS網目)之破碎碳(略圖示)，作為氧溶解膜而插入8支內徑0.5mm、外徑0.7mm之矽管12，密閉聚氯乙烯管11之上下。對於矽管12，以15mL/min而將空氣進行通氣。入口壓力係作成5kPa。
對於聚氯乙烯管11係將原水槽13內的合成排水(NH4-N400mg/L、NaHCO3：800mg/L、K2HPO4：100mg/L)，經由幫浦14及配管15，16，以40mL/min循環通水至原水槽13與透明聚氯乙烯管11。經由此通水而流動有破碎碳。對於原水槽13係設置pH計17，而pH則呈未成為7以下，經由藥注幫浦18而將NaOH水溶液，自藥液槽19加以添加。
由上述條件進行2個月連續運轉。其結果，矽管12出口氣體的氧濃度係為平均10.2%，而氧溶解效率係為約50%。期間，未斷定有對於矽管12之污泥附著。另外，處理水的NH4-N係檢出界限(50μg/L)以下。
自處理水量，除去氨濃度，算出矽膜之氧供給速度的結果為90~120g-O2/m2/day。
[實施例2](經由將MLSS作為高濃度之生物膜附著防止)
如圖3(a)，於3L之透明聚氯乙烯至曝氣槽31，呈成為10,000mg/L而添加硝化污泥，更且，設置捆住內徑0.5mm、外徑0.7mm、長度30cm的矽管800支之氧溶解膜模組32。
對於氧溶解膜模組32，以150mL/min而將空氣進行通氣。入口之壓力係5kPa。自曝氣槽底部的散氣管33，以於2分1次的頻率，由10秒6L/min之空氣量進行曝氣。
對於曝氣槽31係以7mL/min而將與實施例1相同的合成排水進行通液。對於曝氣槽31係設置MF平膜的固液分離裝置34，將過濾液作為處理液而自配管35排出。
以上述運轉條件進行2個月運轉。其結果，在2個月後，MLSS係成為12,000mg/L。期間，未斷定有對於氧溶解膜模組32之污泥附著。另外，處理水氨濃度係成為略10mg/L以下，而自除去氨量算出之矽膜的氧溶解速度係成為35~40g-O2/m2/day。
[比較例1]
如圖3(b)，自上述圖3(a)之裝置去除MF平膜的固液分離裝置34之情況以外，係運轉與實施例2同一之裝置。然而，曝氣係以於2分1次的頻率，由10秒1L/min加以進行。其他的條件係與實施例2相同。
其結果，對於運轉2個月後係幾乎未有浮游污 泥。對於氧溶解膜模組32係附著成長有厚度數毫米程度之生物膜。處理水氨濃度係290~340mg/L。自除去氨量所算出之矽膜的氧溶解速度係7~10g-O2/m2/day。
[實施例3](經由流動載體之生物膜附著防止)
如圖3(c)，使用與圖3(b)相同之反應裝置，於曝氣槽，添加1L 3mm角之聚氨酯海綿。然而，對於曝氣槽內部係於配管35的取水部附近，作為防止海綿(載體)的流出之載體分離手段而加以設置隔板。聚氨酯海綿則呈流動地，自設置於槽下部之原水供給管42，在上向流，自循環水槽40，經由幫浦41，以70mL/min，將原水與處理水的混合液進行通液。另外，曝氣係以於1分1次的頻率，由5秒1L/min加以進行。
進行2個月連續運轉的結果，來自配管35之處理水中的氨濃度係成為略檢出界限以下。期間，未斷定有對於氧溶解膜模組32之污泥附著。之後，使循環水槽40內之合成排水的NH4-N濃度，增加為600mg/L，又持續2個月運轉。
其結果，來自配管35之處理液中的氨濃度係成為0~20mg/L。矽膜的氧供給速度係成為45~55g-O2/m2/day。
以上之實施例1~3及比較例1的結果，經由本發明方法時，判定來自氧溶解膜之氧供給速度則增加為數倍以上者。
使用特定的形態而詳細說明過本發明，但當業者在未脫離本發明之內容與範圍，而可做各種變更及變形者。
本申請係依據在2017年3月16日所申請之日本專利申請2017-051092，而其全體則經由引用而加以援用。
1‧‧‧反應裝置
2‧‧‧氧溶解膜模組
3‧‧‧反應槽
4‧‧‧配管
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧溝槽
7‧‧‧流出口
9‧‧‧配管
B‧‧‧鼓風機
F‧‧‧流動床

Claims (3)

  1. 一種好氣性生物處理方法，係經由配置於反應槽內之氧溶解膜而使氧溶解於該反應槽內的被處理水，再將被處理水進行好氣性生物處理之好氣性生物處理方法，其特徵為該氧溶解膜係透過氧，將透過之氧溶解於該反應槽內之被處理水的疏水性非多孔性膜，在該反應槽中經由使生物附著載體懸濁或流動之時，可防止生物附著於前述氧溶解膜之好氣性生物處理方法中，前述氧溶解膜之氧供給速度則平均為15g-O2/m2/day以上者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之好氣性生物處理方法，其中，前述生物附著載體係為粒徑0.1~20mm，而加以添加前述反應槽之容積的1~50%者。
  3. 一種好氣性生物處理方法，係經由配置於反應槽內之氧溶解膜而使氧溶解於該反應槽內的被處理水，再將被處理水進行好氣性生物處理之好氣性生物處理方法，其特徵為該氧溶解膜係透過氧，將透過之氧溶解於該反應槽內之被處理水的疏水性非多孔性膜， 經由將該反應槽內之MLSS(混合液懸浮固體)濃度作為10,000mg/L以上之時，可防止生物附著於前述氧溶解膜之好氣性生物處理方法中，前述氧溶解膜之氧供給速度則平均為15g-O2/m2/day以上者。
TW106132878A 2017-03-16 2017-09-26 好氣性生物處理方法 TWI764935B (zh)

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