WO2013118530A1 - プラント排水の処理方法及び処理システム - Google Patents

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佳奈子 津田
祐介 篠田
雅世 篠原
和之 手嶋
敦 北中
谷口　雅英
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千代田化工建設株式会社
東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a plant wastewater treatment method and a treatment system that improve the treatment efficiency when treating a plant wastewater containing an organic compound in a membrane separation activated sludge treatment tank.
  • Patent Document 1 describes that Fischer-Tropsch reaction water is distilled in a primary treatment stage, subjected to anaerobic digestion and / or aerobic digestion in a secondary treatment stage, and solid-liquid separated in a tertiary treatment stage. .
  • the treated water containing acidic oxygenated hydrocarbons separated by distillation is biologically treated in the secondary treatment stage, the activated sludge containing microorganisms becomes active and the sludge collapses (atomization), resulting in atomization.
  • a problem was found in which sludge clogs the separation membrane in the tertiary treatment stage.
  • Patent Document 2 discloses that anaerobic microorganisms and plant wastewater containing organic compounds are passed through anaerobic biological treatment tank, aerobic biological treatment tank, solid-liquid separation means, and reverse osmosis membrane separation device (RO). Biological treatment with aerobic microorganisms is described. However, when the plant wastewater is treated with anaerobic organisms, a lot of suspended matter (SS component) may be generated in the treated water. Even if the suspended matter derived from this anaerobic treatment is treated in the aerobic organism, It was found to remain. As a result, when the aerobic biologically treated wastewater is subjected to solid-liquid separation, the separation membrane is clogged. Therefore, the separation membrane must be washed frequently, and the operable flux in the separation membrane is, for example, 0. Since the level is as low as 2 m 3 / m 2 / day, it is difficult to increase the overall processing efficiency.
  • SS component suspended matter
  • pretreatment means such as distillation and anaerobic biological treatment will reduce the activity of aerobic microorganisms (activated sludge) and lower the treatment efficiency, or atomized activated sludge or floating from anaerobic treatment As the amount of the active substance increases, there is a problem that the operable flux is lowered due to clogging of the separation membrane.
  • An object of the present invention is to provide a plant wastewater treatment method and a treatment system that improve the treatment efficiency when treating a plant wastewater containing an organic compound in a membrane separation activated sludge treatment tank beyond the conventional level. is there.
  • the method for treating plant wastewater of the present invention that achieves the above object is to mix a microorganism activating agent with plant wastewater containing an organic compound discharged from a chemical plant, petroleum plant or petrochemical plant, and discharge it as mixed treated water. It includes at least a mixing treatment step and an aerobic treatment step in which the mixed treatment water is subjected to an aerobic biological treatment and a solid-liquid separation treatment in a membrane separation activated sludge treatment tank.
  • the plant wastewater treatment system of the present invention comprises a mixing means for mixing a microorganism activating agent with a plant wastewater containing an organic compound discharged from a chemical plant, a petroleum plant or a petrochemical plant, and discharging the mixture as treated water, and the mixing treatment. It includes at least a membrane separation activated sludge treatment tank that performs aerobic biological treatment and solid-liquid separation treatment of water.
  • the microbial activator is added to the plant wastewater containing the organic compound and then the aerobic biological treatment in the membrane separation activated sludge treatment tank is performed. Clogging can be suppressed and the operable flux can be greatly improved. The reason for this is not clear, but it is thought that the addition of a microorganism activator increases the activity of activated sludge made of aerobic microorganisms and improves the coagulation of activated sludge.
  • the plant wastewater Prior to the mixing treatment step, contains at least one selected from anaerobic biological treatment, distillation, wet oxidation, dilution, screen filtration, carrier filtration, sand filtration, pH adjustment, oil removal treatment, and activated carbon treatment. It has a pretreatment process in which it is treated by a pretreatment means and discharged as pretreatment water, and the pretreatment water can be supplied to the mixing treatment process.
  • the plant wastewater is supplied to an anaerobic tank, an organic compound is decomposed by anaerobic biological treatment, and discharged as pretreated water, and this pretreated water is supplied to an anaerobic biological treatment tank.
  • Introducing an anaerobic biological treatment that further decomposes the organic compound and discharging the pretreated water may be included.
  • the preliminary treatment step may include a distillation step in which the plant wastewater is subjected to a distillation tower and separated into treated water containing acidic oxygenated hydrocarbons and organic compounds other than the acidic oxygenated hydrocarbons.
  • the water can be treated water containing acidic oxygenated hydrocarbons.
  • the plant wastewater is subjected to a distillation tower to separate the treated water containing acidic oxygenated hydrocarbons into organic compounds other than the acidic oxygenated hydrocarbons, and the acidic oxygenated hydrocarbons.
  • the pretreated water is introduced into a reverse osmosis membrane separator for pretreatment and separated into pretreated RO permeated water and pretreated RO concentrated water, and the pretreated water is Pretreated RO concentrated water can be obtained.
  • a post-treatment RO step in which at least a part of the treated water discharged from the aerobic treatment step is introduced into a reverse osmosis membrane separation device for post-treatment and separated into post-treatment RO permeate and post-treatment RO concentrated water. Can be included.
  • the microorganism activator preferably contains sugar, fat, protein, nitrogen, phosphorus and fibrous substances.
  • the microorganism activator has a pH of 6.0 to 8.0, a biochemical oxygen demand (BOD) of 60 to 1000 mg / l, a total nitrogen content of 15 to 100 mg / l, and a total phosphorus content. It is preferred to use an activator comprising at least a component that is 1.5 to 15 mg / l.
  • the mixing means for adding the microbial activator to the plant wastewater since the mixing means for adding the microbial activator to the plant wastewater is installed, the activated sludge activity and cohesiveness in the downstream membrane separation activated sludge treatment tank are increased. Clogging in the separation membrane can be suppressed, and the operable flux can be greatly improved.
  • the plant wastewater is anaerobic biological treatment tank, distillation tower, wet oxidizer, dilution means, screen filtration means, carrier filtration means, sand filtration means, pH adjustment means, oil removal treatment means, activated carbon treatment.
  • Pretreatment means for treating with at least one selected from the means and discharging as pretreatment water can be provided.
  • the pretreatment means includes an anaerobic organism that performs anaerobic biological treatment of the plant wastewater and discharges it as pretreated water, an anaerobic organism that further performs anaerobic biological treatment of the pretreated water, and discharges pretreated water. It can have a treatment tank.
  • the pretreatment means may be a distillation tower that distills the plant wastewater and separates it into treated water containing acidic oxygenated hydrocarbons and organic compounds other than the acidic oxygenated hydrocarbons. Furthermore, it can have a pretreatment reverse osmosis membrane separation device for separating the treated water containing the acidic oxygen-containing hydrocarbon into pretreated RO permeated water and pretreated RO concentrated water.
  • At least a part of the treated water discharged from the membrane separation activated sludge treatment tank is separated into post-treatment RO permeate and post-treatment RO concentrated water for reverse treatment.
  • a membrane separator can be placed downstream of the membrane separation activated sludge treatment tank.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of an embodiment of a treatment system used in the plant wastewater treatment method of the present invention.
  • FIG. 2 is a system diagram showing another example of the embodiment of the treatment system used in the plant wastewater treatment method of the present invention.
  • FIG. 3 is a system diagram showing still another example of the embodiment of the treatment system used in the plant wastewater treatment method of the present invention.
  • FIG. 4 is a system diagram showing still another example of the embodiment of the treatment system used in the plant wastewater treatment method of the present invention.
  • FIG. 5 is a system diagram schematically showing the processing system used in Example 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of an embodiment of a plant wastewater treatment method and treatment system according to the present invention.
  • 1 is a preliminary treatment means
  • 2 is a mixing means
  • 3 is a membrane separation activated sludge treatment tank.
  • the plant wastewater treatment system of the present invention necessarily has a mixing means 2 and a membrane separation activated sludge treatment tank 3. Further, as shown in FIG. 1, the preliminary processing means 1 can be provided upstream of the mixing means 2.
  • the mixing means 2 is means for mixing the microorganism activating agent 21 with the pretreated water 12 discharged from the plant waste water 11 or the pretreatment means 1, and may be an independent mixing tank or a mixing device such as a static mixer.
  • the aerobic microorganisms (activated sludge) in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 can be activated, and the aggregability thereof can be increased.
  • a membrane separation activated sludge treatment tank 3 is disposed downstream of the mixing means 2 and performs aerobic biological treatment and solid-liquid separation treatment of the mixed treated water 13.
  • the membrane-separated activated sludge treatment tank 3 is an aerobic biological treatment apparatus that is normally used, and has solid-liquid separation means that includes an air diffuser that supplies air into the tank and a separation membrane.
  • the separation membrane may be any separation membrane having a pore size smaller than the size of the aerobic microorganism. For example, an ultrafiltration membrane (UF membrane) and a microfiltration membrane (MF membrane) can be exemplified.
  • the activated sludge is activated by the microorganism activator 21, and the cohesiveness is increased. For this reason, it can suppress that the activity of activated sludge deteriorates or the activated sludge sags (disintegrates).
  • the pretreatment means is a distillation tower, the activated sludge does not sag and does not clog the separation membrane due to disintegration and atomization. Even if the pretreatment means is an anaerobic biological treatment tank, it is considered that the activated sludge highly activated does not clog the separation membrane due to the digestion of the floating substance derived from the anaerobic treatment. . In either case, the operating flux of the separation membrane can be made higher than the conventional level.
  • the aerobic treated water 14 is discharged by the separation membrane.
  • the aerobic treated water 14 can be used as process water (recycled water) such as a cooling tower, water for sprinkling, washing water for flush toilets, and the like. Further, it can be further purified by supplying it to a reverse osmosis membrane separator for post-treatment.
  • the preliminary treatment means 1 can be selected from normal treatment means performed on plant wastewater.
  • the pretreatment means 1 preferably from an anaerobic biological treatment tank, distillation tower, wet oxidizer, dilution means, screen filtration means, carrier filtration means, sand filtration means, pH adjustment means, oil removal treatment means, activated carbon treatment means It may include at least one processing means selected.
  • the pretreatment means 1 can particularly preferably treat the plant wastewater 11 by anaerobic biological treatment and / or distillation to decompose and / or remove organic compounds in the plant wastewater 11.
  • the water treated by the pretreatment means 1 is discharged as pretreatment water 12.
  • FIG. 2 is a system diagram showing another example of the embodiment of the method and system for treating plant wastewater of the present invention.
  • the pretreatment means 1 includes an anoxic tank 4 and an anaerobic biological treatment tank 5.
  • Each of the anaerobic tank 4 and the anaerobic biological treatment tank 5 is a treatment tank that performs anaerobic biological treatment.
  • the upstream treatment tank is referred to as an anaerobic tank
  • the downstream treatment tank is referred to as an anaerobic biological treatment tank.
  • the anaerobic tank 4 is equipped with anaerobic means for anaerobic gas, and anaerobic gas is aerated on the plant wastewater 11 to bring the inside of the tank closer to an anoxic state and perform anaerobic biological treatment of organic compounds.
  • the anoxic tank 4 may have means for adding a part of the extracted sludge 15 and part of the RO concentrated water and a means for adding a compound containing a nitrogen component and a phosphorus component. By ingesting components such as extracted sludge (activated sludge), RO concentrated water, nitrogen component and phosphorus component as nutrients, anaerobic microorganisms in the anaerobic tank 4 are activated and promote anaerobic biological treatment of organic compounds. .
  • An anaerobic biological treatment tank 5 is disposed downstream of the anaerobic tank 4, and the pretreated water 16 discharged from the anaerobic tank 4 is further subjected to anaerobic biological treatment.
  • the anaerobic biological treatment tank 5 can have means for adding the pH adjusting agent 22 and can be adjusted to a pH suitable for anaerobic microorganisms.
  • the anaerobic biological treatment tank 5 is preferably an upward flow anaerobic sludge blanket (UASB). This UASB is a commonly used anaerobic biological treatment apparatus and has high biodegradation efficiency.
  • the water treated in the anaerobic biological treatment tank 5 is discharged as preliminary treated water 12.
  • the pretreated water 12 performs an aerobic biological treatment and a solid-liquid separation treatment in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 as in the embodiment of FIG.
  • the membrane-separated activated sludge treatment tank 3 can have a means for adding the pH regulator 23 and can be adjusted to a pH suitable for the aerobic microorganism.
  • a reverse osmosis membrane separation device 6 for post-treatment is disposed downstream of the membrane separation activated sludge treatment tank 3, and a part of the aerobic treated water 14 is separated from the post-treated RO permeate 18 and the post-treated RO. Separated into concentrated water 19.
  • the post-treatment RO permeated water 18 can be used as pure water, drinking water raw water, boiler / cooling tower makeup water, or agricultural water.
  • a part 24 of the post-process RO concentrated water is returned from the reverse osmosis membrane separation device 6 to the anoxic tank 4 and can be added as a nutrient of microorganisms.
  • At least a part of the extracted sludge 15 extracted from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 can be returned to the anoxic tank 4, and a solubilizing means for solubilizing the extracted sludge (activated sludge) in the middle of the pipe. (Not shown) can be arranged.
  • FIG. 3 is a system diagram showing still another example of the embodiment of the method and system for treating plant wastewater of the present invention.
  • the pretreatment means 1 includes a distillation column 7.
  • the distillation tower 7 distills the plant waste water 11 to distill off, for example, organic compounds 32 other than the acidic oxygenated hydrocarbons, and discharges the treated water 31 containing the acidic oxygenated hydrocarbons as the pretreated water 12.
  • This pretreated water 12 is treated in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
  • Examples of the acidic oxygen-containing hydrocarbon include organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, and caprylic acid.
  • Examples of the organic compound 32 other than the acidic oxygen-containing hydrocarbon include non-acidic oxygen-containing hydrocarbons and oxygen-free hydrocarbons, and examples thereof include alcohols, aldehydes, ketones, and alkanes.
  • FIG. 4 is a system diagram showing still another example of the embodiment of the method and system for treating plant wastewater according to the present invention.
  • the pretreatment means 1 a distillation tower 7 and a pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8 are provided. Including.
  • the distillation tower 7 distills the plant waste water 11, thereby distilling, for example, an organic compound 32 other than the acidic oxygenated hydrocarbon, and discharging the treated water 31 containing the acidic oxygenated hydrocarbon.
  • a pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8 is disposed downstream of the distillation column 7 and separates the treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbons into a pretreated RO permeate 33 and a pretreated RO concentrated water 34.
  • the pretreated RO concentrated water 34 is discharged as the pretreated water 12 and treated in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
  • the post-treatment reverse osmosis membrane separation device 6 can be disposed downstream of the membrane separation activated sludge treatment tank 3 as in the embodiment of FIG. Thereby, at least a part of the aerobic treated water 14 can be separated into the post-treated RO permeate 18 and the post-treated RO concentrated water 19.
  • the plant wastewater to be treated is wastewater containing organic compounds discharged from a chemical plant, a petroleum plant or a petrochemical plant.
  • Plant wastewater discharged from chemical plants includes wastewater as a by-product of chemical reactions, such as by-product water produced in plants using the Fischer-Tropsch process, and washing water used when purifying main products. Is exemplified. It is also possible to treat the waste water used to clean the reactor and equipment.
  • Such plant wastewater containing medium and high concentration organic compounds cannot be used as pure water or drinking water or agricultural water. Moreover, the use as industrial water is also restricted.
  • the organic compound include lower hydrocarbons and water-soluble oxygen-containing hydrocarbons, and examples include alkanes, alcohols, ketones, aldehydes, and organic acids. These organic compounds may be a single species or a combination of a plurality of species.
  • the aerobic biological treatment is performed in the aerobic treatment step, followed by the solid-liquid separation treatment and the aerobic treatment. Regenerated as water 14.
  • the mixing process step and the aerobic process step will be described.
  • microorganism activator 21 examples include nutrients and / or fibrous substances taken by aerobic microorganisms.
  • the microorganism activator 21 is preferably exemplified by domestic wastewater, artificial sewage, wastewater from foods and food processing plants, kitchen wastewater, sludge digestion tank detachment liquid and the like. It is particularly preferable to use domestic wastewater.
  • domestic wastewater consists of domestic wastewater and / or human waste.
  • household wastewater includes kitchen wastewater, bath wastewater, laundry wastewater and the like.
  • human waste include flush toilet drainage, which can include fibrous materials such as toilet paper.
  • the microorganism activator 21 preferably contains sugar, fat, protein, nitrogen, phosphorus and fibrous substances. By containing these components, aerobic microorganisms can be activated. Moreover, by including a fibrous substance, this acts as a nucleus and can increase the cohesiveness of activated sludge. For this reason, it can suppress that activated sludge disintegrates and atomizes.
  • Artificial sewage is exemplified as a microbial activator that can be easily prepared to include the above-described nutrients. Table 1 illustrates the composition of artificial sewage.
  • microorganism activator 21 may be a liquid, a solid such as a powder or a granular material. Further, the microbial activator 21 may be mixed with pretreated water as it is, or the microbial activator 21 may be used as a solution or a dispersed suspension in water.
  • the microorganism activator 21 preferably has a pH of 6.0 to 8.0, a biochemical oxygen demand (BOD) of 60 to 1000 mg / l, a total nitrogen content of 15 to 100 mg / l, and a total phosphorus content. It is preferable to include at least a component whose amount is 1.5 to 15 mg / l.
  • the microbial activator 21 may contain components other than those described above as long as the activity of the microorganism is not inhibited.
  • the total nitrogen content is the sum of the contents of organic nitrogen, ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, and nitrate nitrogen, and the total phosphorus content is the phosphate phosphorus content.
  • Biochemical oxygen demand (BOD) is JIS K0201 21; organic nitrogen is JIS K0102 44; ammoniacal nitrogen is JIS K0102 42; nitrite nitrogen is JIS K0102 43.1; nitrate nitrogen is JIS K0102 43. 2.
  • the content of phosphate phosphorus shall be the value analyzed based on JIS K0102 46.1.
  • the mixing ratio of the pretreated water 12 and the microorganism activating agent 21 in the mixing treatment step is preferably 1 to 50 parts by weight of the microbial activator 21 and more preferably when the pretreated water 12 is 100 parts by weight. It may be 5 to 15 parts by weight.
  • Microbial activator 21 is added in the mixing treatment step, and the treated water containing nutrients for activated sludge (aerobic microorganisms) and fibrous substances that can be the core of activated sludge is discharged as mixed treated water 13 and is aerobic. Transferred to the process.
  • the mixed treated water 13 is introduced into the membrane separation activated sludge treatment tank 3, and aerobic biological treatment and solid-liquid separation treatment are performed.
  • the pH in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 is preferably adjusted to pH 6.5 to 8.0, more preferably pH 7.0 to 8.0.
  • the means for adjusting the pH is not particularly limited, and a normal pH adjusting method can be used, and a pH adjusting agent 23 made of an acid or an alkali can be appropriately added.
  • MLR membrane separation activated sludge treatment tank
  • the MBR has an aeration tube, and by supplying air, the organic compounds remaining in the mixed treated water 13 are decomposed and removed by aerobic biological treatment.
  • the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 ingests and activates abundant nutrients contained in the mixed treated water 13. For this reason, it is estimated that, for example, most floating substances derived from anaerobic treatment that may occur in the preliminary treatment step described later will be digested. Moreover, since a fibrous substance is contained, activated sludge becomes easy to aggregate and it is suppressed that it disintegrates or atomizes.
  • the treated water subjected to the aerobic biological treatment is solid-liquid separated by a separation membrane provided in the MBR tank and discharged as aerobic treated water 14 separated from the activated sludge in the tank.
  • the floating substance derived from the anaerobic treatment in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 can be almost eliminated, and the coagulation property of the activated sludge can be increased, so that clogging in the separation membrane is suppressed.
  • the operating flux can be greatly improved.
  • the treatment flux of the separation membrane is about 0.2 m 3 / m 2 / day, but the separation treatment flux is 0.6 to 0 by adding the above-mentioned domestic waste water. It can be improved about 3 times or more to .65 m 3 / m 2 / day.
  • the concentration of the activated sludge can be adjusted by extracting a part thereof as the extracted sludge 15. Furthermore, a part of the extracted sludge 15 can be used as a nutrient for anaerobic microorganisms. For this purpose, it is preferable to solubilize the extracted sludge, that is, to destroy or dissolve the shell (cell membrane) of the aerobic microorganism that is the activated sludge so that it can be easily absorbed as a nutrient of the microorganism. As a method for solubilizing the drawn sludge, a usual method can be used.
  • a method of treating drawn sludge with an alkali such as a sodium hydroxide aqueous solution, a method of crushing with a wet mill, a method of freezing, a method of ultrasonic treatment, a method of ozone treatment, and the like can be exemplified.
  • the pretreatment step is at least one selected from anaerobic biological treatment, distillation, wet oxidation, dilution, screen filtration, carrier filtration, sand filtration, pH adjustment, oil removal treatment, and activated carbon treatment.
  • anaerobic biological treatment / distillation treatment for decomposing / removing organic compounds in the plant waste water 11.
  • the organic compound in the plant wastewater 11 is decomposed by the anaerobic treatment shown in FIG. 2 and / or the distillation in the plant wastewater 11 by the distillation shown in FIGS. It is preferable to include a treatment step for removing the organic compound.
  • anaerobic treatment in the anaerobic tank 4 includes an anaerobic treatment in the anaerobic tank 4 and an anaerobic treatment in the anaerobic biological treatment tank 5.
  • plant wastewater 11 is supplied and aerated with anaerobic gas to remove oxygen and to perform a decomposition reaction by stirring and mixing anaerobic microorganisms.
  • the anaerobic gas is a gas that does not contain oxygen, and examples thereof include nitrogen, methane, and carbon dioxide. These gases may be used alone or as a mixture of plural kinds of gases.
  • a mixed gas containing methane and carbon dioxide is preferable. Further, a mixed gas containing methane and carbon dioxide generated by the treatment method of the present invention can be used.
  • Anaerobic microorganisms in this oxygen-free state biodegrade organic compounds in plant effluent, thereby cleaving the main chain of organic compounds to lower the molecular weight or decomposing them into organic acids.
  • a compound containing RO concentrated water, drawn sludge, nitrogen component and phosphorus component can be added to the anoxic tank 4 as a nutrient.
  • the nitrogen component include urea and ammonium salts.
  • phosphorus component phosphoric acid, a phosphate, etc. are good, for example.
  • the treated water in the anoxic tank 4 is discharged as pretreated water 16.
  • the pretreated water 16 is introduced into the anaerobic biological treatment tank 5 and further anaerobic biological treatment is performed.
  • the pretreated water 16 is introduced into the anaerobic biological treatment tank 5, it is preferably adjusted to pH 5.5 to 7.0, more preferably pH 6.0 to 6.7 by the pH adjusting means.
  • the pH adjusting means is not particularly limited, and a normal pH adjusting method can be used, and a pH adjusting agent 22 made of an alkali can be appropriately added.
  • the pH adjuster 22 can be an aqueous NaOH solution. The activity of anaerobic microorganisms can be increased by adding the pH adjuster 22 made of alkali.
  • the pH most suitable for the activity of the anaerobic microorganism is 7.0 to 7.5, but the pH is adjusted to 7.0 to 6.7 by adjusting the pH to 6.0 to 6.7 by the pH adjusting means.
  • the addition amount of the pH adjusting agent 22 can be reduced without significantly impairing the activity of the anaerobic microorganisms, and the purchase cost of the pH adjusting agent 22 can be reduced.
  • the quantity of sodium ion contained in the aerobic treated water 14 can be reduced, and the aerobic treated water 14 can be easily reused.
  • anaerobic biological treatment tank 5 a treatment tank of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) is preferably used.
  • UASB upflow anaerobic sludge blanket
  • the decomposed organic compound is further decomposed into methane and carbon dioxide and discharged as a mixed gas.
  • the surplus anaerobic microorganisms grown in the anaerobic biological treatment tank 5 can be appropriately taken out, stored and reused.
  • the treated water in the anaerobic biological treatment tank 5 is discharged as preliminary treated water 12.
  • the pretreated water 12 is subjected to the aerobic biological treatment and the solid-liquid separation treatment in the aerobic treatment step after the microbial activator 21 is added in the mixing treatment step, and is regenerated as the aerobic treatment water 14.
  • At least a part of the aerobic treated water 14 is supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separation device 6 as a post-treatment RO step.
  • the remainder of the aerobic treated water 14 can be used as process water (recycled water) 17 such as a cooling tower.
  • the aerobic treated water 14 supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separation device 6 is purified as a post-treated RO permeated water 18 from which dissolved substances are removed.
  • This post-process RO permeated water 18 can be used as pure water, raw water for drinking, or agricultural water. Moreover, you may use as boiler water, cooling water, and industrial water.
  • dissolved substances in the aerobic treated water 14 are discharged as post-treated RO concentrated water 19.
  • the dissolved substances include organic compound residues, nitrogen compounds, phosphorus compounds, and the like.
  • At least a portion 24 of the post-treatment RO concentrated water 19 can be returned to the anaerobic tank 4 in the pretreatment step. Since the post-process RO concentrated water 19 contains a nitrogen compound and a phosphorus compound, it can be used as a nutrient for anaerobic microorganisms and aerobic microorganisms.
  • the remainder of the drawn sludge 15 can be introduced into a methane fermentation tank and subjected to anaerobic biological treatment.
  • the extracted sludge is decomposed into a mixed gas containing methane and carbon dioxide and discharged.
  • the mixed gas containing methane and carbon dioxide discharged from the anaerobic biological treatment tank and the methane fermentation tank can be returned to the anoxic tank and aerated as an anaerobic gas. This reduces the cost of biological treatment.
  • the mixed gas may be returned to the main plant consisting of a chemical plant, a petroleum plant or a petrochemical plant.
  • the pretreatment process includes a process of distilling the plant waste water 11 in the distillation tower 7.
  • the supplied plant waste water 11 is distilled with steam, and an organic compound having a lower boiling point than water is distilled off.
  • the organic compound having a lower boiling point than water is the organic compound 32 excluding the acidic oxygen-containing hydrocarbon.
  • the treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbons mainly contains acidic oxygenated hydrocarbons as organic compounds, but may contain hydrocarbons excluding acidic oxygenated hydrocarbons having a boiling point higher than that of water.
  • the treated water 31 is discharged as the pretreated water 12, and after the microorganism activating agent 21 is added in the mixing treatment step, the aerobic treatment and the solid-liquid separation treatment are performed in the aerobic treatment step. Regenerated as water 14.
  • microorganism activating agent 21 By adding the microorganism activating agent 21 to the treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbons, it is possible to prevent the activated sludge in the membrane-separated activated sludge treatment tank 3 from dripping and atomizing.
  • the pretreatment step includes a step of distilling the plant waste water 11 with the distillation tower 7 and then performing membrane separation with the pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8. Distillation in the distillation column 7 is as described above.
  • the treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbons discharged from the distillation tower 7 is supplied to the pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8 and separated into the pretreated RO permeated water 33 and the pretreated RO condensed water 34.
  • the pretreatment RO permeated water 33 is purified reclaimed water, and can be used as pure water, raw water for drinking, or agricultural water.
  • the pretreated RO condensed water 34 is discharged as the pretreated water 12, and after the microorganism activating agent 21 is added in the mixing treatment step, the aerobic biological treatment and the solid-liquid separation treatment are performed in the aerobic treatment step. It is regenerated as target treated water 14.
  • the pretreated RO condensed water 34 has a stronger action of deactivating, disintegrating and atomizing the activated sludge than the treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbons discharged from the distillation column 7.
  • the microorganism activating agent 21 it is possible to prevent the activated sludge in the membrane separation activated sludge treatment tank 3 from dripping and atomizing.
  • the aerobic treated water 14 can be supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separation device 6 as a post-treatment RO step.
  • the aerobic treated water 14 supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separation device 6 is separated into a post-treated RO permeated water 18 from which dissolved substances have been removed and a post-treated RO condensed water 19 from which dissolved substances have been condensed. be able to.
  • Example 1 In the plant wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. 2, purification of plant water by-produced by the Fischer-Tropsch method was performed. UASB was used as the anaerobic biological treatment tank 5, and MBR was used as the membrane separation activated sludge treatment tank 3.
  • the water quality of the plant wastewater 11 is shown in the column of “Plant wastewater” in Table 2.
  • the plant wastewater 11 was supplied to the anoxic tank 4 at a flow rate of 19.8 mL / min to perform anoxic treatment.
  • the pretreated water 16 discharged from the anoxic tank 4 was introduced into the anaerobic biological treatment tank 5 together with a 5% NaOH aqueous solution 0.4 mL / min.
  • the anaerobic biological treatment tank 5 was stored (residence time: 40.8 hours) while adjusting the pH to 7.0 to 7.5, and anaerobic biological treatment was performed.
  • the quality of the pretreated water 12 discharged from the anaerobic biological treatment tank 5 is shown in the column “UASB treated water” in Table 2.
  • the water quality of the pretreated water 12 was greatly reduced in the content of non-acidic oxidized hydrocarbons such as alcohol and COD Cr .
  • the suspended solid amount (SS) increased almost 55 times.
  • Pretreated water 12 discharged from the anaerobic biological treatment tank 5 was supplied to the mixing means 2 and mixed with the domestic wastewater 21 (2 mL / min) having the water quality shown in Table 3.
  • the resulting mixed treated water 13 was introduced into the membrane separation activated sludge treatment tank 3 together with 0.07 mL / min of 1N hydrochloric acid.
  • the membrane separation activated sludge treatment tank 3 was adjusted to pH 7 to 8 and subjected to aerobic biological treatment, followed by solid-liquid separation by membrane separation.
  • the drawn sludge 15 was extracted from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 and a part thereof was returned to the anoxic tank 4.
  • the water quality of the aerobic treated water 14 discharged from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 is shown in the column “MBR treated water” in Table 2.
  • the water quality of the aerobic treated water 14 was greatly reduced in the content of all organic components and SS.
  • the treatment flux in the membrane separation was as high and stable as 0.60 m 3 / m 2 / day.
  • the obtained aerobic treated water 14 was supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separator 6 and operated at a water recovery rate of 65%.
  • the water quality of the post-processed RO permeated water 18 and the post-processed RO concentrated water 19 subjected to RO treatment is shown in the columns of “RO Permeated Water” and “RO Concentrated Water” in Table 2.
  • the water quality of the post-treatment RO permeate 18 was clean and was a level that passed the water quality standards of boiler water (48 to 103 bar) and cooling water of EPA'73.
  • a part 24 of the post-process RO concentrated water was circulated to the anoxic tank 4.
  • Example 1 The plant wastewater treatment method of Example 1 does not cause clogging in the separation membrane, and compared with Comparative Example 1 described later, the treatment flux in membrane separation is significantly increased, and the treatment efficiency is improved. Confirmed to do.
  • Comparative Example 1 In the plant wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. 2, purification of plant water by-produced by the Fischer-Tropsch method was performed without supplying the domestic wastewater 21 of Example 1 to the mixing means 2.
  • UASB was used as the anaerobic biological treatment tank 5
  • MBR was used as the membrane separation activated sludge treatment tank 3.
  • the water quality of the plant waste water 11 is shown in the column of “Plant waste water” in Table 4.
  • the plant wastewater 11 was supplied to the anoxic tank 4 at a flow rate of 19.8 mL / min to perform anoxic treatment.
  • the pretreated water 16 discharged from the anoxic tank 4 was introduced into the anaerobic biological treatment tank 5 together with a 5% NaOH aqueous solution 0.4 mL / min.
  • the anaerobic biological treatment tank 5 was stored (residence time: 40.8 hours) while adjusting the pH to 7.0 to 7.5, and anaerobic biological treatment was performed.
  • the quality of the pretreated water 12 discharged from the anaerobic biological treatment tank 5 is shown in the column “UASB treated water” in Table 4.
  • the water quality of the pretreated water 12 was greatly reduced in the content of non-acidic oxidized hydrocarbons such as alcohol and COD Cr .
  • suspended solid content (SS) increased almost 40 times.
  • the pretreated water 12 discharged from the anaerobic biological treatment tank 5 was introduced into the membrane separation activated sludge treatment tank 3 together with 1N hydrochloric acid 0.07 mL / min.
  • the membrane separation activated sludge treatment tank 3 was adjusted to pH 7 to 8 and subjected to aerobic biological treatment, followed by solid-liquid separation by membrane separation.
  • the drawn sludge 15 was extracted from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 and a part thereof was returned to the anoxic tank 4.
  • the water quality of the aerobic treated water 14 discharged from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 is shown in the “MBR treated water” column of Table 4. Although the water quality of the aerobic treated water 14 was reduced in the content of all organic components and SS, the treatment flux in membrane separation was greatly reduced to 0.20 m 3 / m 2 / day.
  • the obtained aerobic treated water 14 was supplied to the post-treatment reverse osmosis membrane separator 6 and operated at a water recovery rate of 65%.
  • the water quality of the RO treated post-treatment RO permeated water 18 and the post-treatment RO concentrated water 19 is shown in the columns of “RO Permeated Water” and “RO Concentrated Water” in Table 4. Further, a part 24 of the RO concentrated water was circulated to the anoxic tank 4.
  • Example 2 In the plant wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. 5, purification of plant water by-produced by the Fischer-Tropsch method was performed. Distillation tower 7 and pretreatment reverse osmosis membrane separator 8 were used as pretreatment means 1, and MBR was used as membrane separation activated sludge treatment tank 3.
  • the water quality of the plant wastewater 11 is shown in the “plant wastewater” column of Table 5.
  • the plant waste water 11 was distilled in the distillation tower 7, and 100 L of treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbon was stored in the water tank 9.
  • the water quality of this treated water 31 is shown in the column of “Distilled treated water” in Table 5.
  • 100 mL of 25% NaOH aqueous solution was added to 100 L of stored water to adjust the pH to 5.5.
  • the stored water whose pH has been adjusted is passed through the pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8 at a flow rate ratio of concentrated water amount of 4.9 L / min and permeated water amount of 0.9 L / min. Separated into water 34.
  • the water quality of the pretreated RO permeated water 33 and the pretreated RO concentrated water 34 subjected to RO treatment is shown in the columns of “Pre RO Permeated Water” and “Pre RO Concentrated Water” in Table 5.
  • a circulation operation for returning the pre-RO concentrated water 34 to the water tank 9 was performed, and the pre-treatment RO was operated until the amount of water in the water tank 9 reached 20 L (concentration 5 times). This 5-fold concentration was performed several times, and 90 L of pretreated RO concentrated water 34 was stored in the mixing means 2 to obtain pretreated water.
  • the domestic wastewater 21 was mixed at a ratio of 10 L to 90 L of this pretreated water to obtain a mixed treated water 13 (a domestic wastewater addition rate of 10% by weight).
  • the water quality of the domestic wastewater 21 is shown in the column “Living wastewater” in Table 5, and the water quality of the mixed treated water 13 is shown in the “Mixed treated water” column of Table 5, respectively.
  • a membrane separation activated sludge treatment tank 3 When the sheet was operated, it was possible to operate at a flux of 0.70 m 3 / m 2 / day and it was stable.
  • the water quality of the aerobic treated water 14 discharged from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 is shown in the “MBR treated water” column of Table 5.
  • the membrane differential pressure increased to 15 kPa as the operation flux was continued for 30 days.
  • the control value of the film differential pressure was 20 kPa or less.
  • Example 2 The plant wastewater treatment method of Example 2 was confirmed to be significantly higher in operating flux in membrane separation and improved in treatment efficiency compared to Comparative Example 2 described later.
  • Comparative Example 2 In the plant wastewater treatment system having the configuration shown in FIG. 5, the domestic wastewater 21 of the second embodiment is not supplied to the mixing means 2, but instead a nutrient source of nitrogen and phosphorus is added, and the Fischer-Tropsch method is used. The plant water produced as a by-product was purified. Distillation tower 7 and pretreatment reverse osmosis membrane separator 8 were used as pretreatment means 1, and MBR was used as membrane separation activated sludge treatment tank 3.
  • the water quality of the plant wastewater 11 is shown in the “plant wastewater” column of Table 6.
  • the plant waste water 11 was distilled in the distillation tower 7, and 100 L of treated water 31 containing acidic oxygenated hydrocarbon was stored in the water tank 9.
  • the water quality of this treated water 31 is shown in the column of “Distilled treated water” in Table 6.
  • 100 mL of 25% NaOH aqueous solution was added to 100 L of stored water to adjust the pH to 5.5.
  • the stored water whose pH has been adjusted is passed through the pretreatment reverse osmosis membrane separation device 8 at a flow rate of 4.9 L / min of concentrated water and 0.9 L / min of permeated water to concentrate the pretreated RO permeated water 33 and the pretreated RO. Separated into water 34.
  • the water quality of the pretreated RO permeated water 33 and the pretreated RO concentrated water 34 subjected to the RO treatment is shown in the columns “Pre RO Permeated Water” and “Pre RO Concentrated Water” in Table 6.
  • a circulating operation for returning the pretreated RO concentrated water 34 to the water tank 9 was performed, and the pretreated RO was operated until the amount of water in the water tank 9 reached 20 L (concentration 5 times). This 5-fold concentration was performed several times, and 90 L of pretreated RO concentrated water 34 was stored in the mixing means 2 to obtain pretreated water.
  • ammonium chloride nitrogen source: added concentration 287 mg / L
  • potassium dihydrogen phosphate phosphorus source: added concentration 66 mg / L
  • the quality of the mixed water to which the nutrient sources of nitrogen and phosphorus are added is shown in the “mixed water” column of Table 6.
  • the obtained mixed water was passed through the membrane separation activated sludge treatment tank 3 (capacity 30 L) at a flow rate of 16.2 mL / min, filtered for 9 minutes, stopped for 1 minute, with two flat membranes having an area of 0.03 m 2. When operated, the flux was 0.35 m 3 / m 2 / day.
  • the quality of the aerobic treated water 14 discharged from the membrane separation activated sludge treatment tank 3 is shown in the column “MBR treated water” in Table 6.
  • the membrane differential pressure increased to 22 kPa by continuing operation for 15 days with this operation flux. Since the control value of the film differential pressure exceeded 20 kPa, chemical cleaning of the film was required, and the number of times of chemical cleaning was more than twice that of Example 2. Moreover, while the processing speed (flux) fell to half or less compared with the Example, the quality of MBR process water was generally inferior.
  • Pretreatment means 2
  • Mixing means 3
  • Anoxic tank 5 Anaerobic biological treatment tank 6
  • Distillation tower 8 Pretreatment reverse osmosis membrane separation device 11
  • Plant wastewater 12 Preliminary Treated water 13 mixed treated water 14
  • aerobic treated water 15 drawn sludge 16 pretreated water 18 post-treated RO permeate 19 post-treated RO concentrated water 21 microbial activator 22, 23 pH regulator 31 containing acidic oxygenated hydrocarbon Treated water 32
  • Organic compounds excluding acidic oxygenated hydrocarbons 33
  • Pretreated RO permeate 34 Pretreated RO concentrated water

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Abstract

　有機物を含むプラント排水を膜分離活性汚泥処理槽で処理する効率を向上するようにしたプラント排水の処理方法及びシステムを提供する。有機化合物を含むプラント排水１１に微生物活性化剤２１を混合し混合処理水１３として排出する混合処理工程と、混合処理水１３を、膜分離活性汚泥処理槽３で、好気性生物処理及び固液分離処理する好気的処理工程を少なくとも含むことを特徴とする。

Description

プラント排水の処理方法及び処理システム
　本発明は、有機化合物を含むプラント排水を、膜分離活性汚泥処理槽で処理するときの処理効率を向上するようにしたプラント排水の処理方法及び処理システムに関する。
　近年、水資源の有効利用、特にリサイクル利用が重要視される中で、排水や下水を生物処理により浄化することが提案されている。なかでも有機化合物を含む水に対して活性汚泥処理を施すことにより、有機化合物を分解除去し浄化する方法が知られている。
　例えば特許文献１は、フィッシャー・トロプシュ反応水を、一次処理段階で蒸留し、二次処理段階で嫌気性消化及び／又は好気性消化し、三次処理段階で固液分離することを記載している。しかし蒸留により分離された酸性含酸素炭化水素を含む処理水を、二次処理段階で生物学的処理すると、微生物を含む活性汚泥の活性劣化、汚泥の崩壊（微粒化）を引き起こし、微粒化した汚泥が三次処理段階の分離膜を目詰まりさせる問題が見出された。
　また特許文献２は、有機化合物を含むプラント排水を、嫌気性生物処理槽、好気性生物処理槽、固液分離手段、逆浸透膜分離装置（ＲＯ）における各処理工程を通し、嫌気性微生物及び好気性微生物による生物学的処理することを記載している。しかしプラント排水を嫌気性生物処理すると、その処理水中に浮遊性物質（ＳＳ成分）が多く発生することがあり、この嫌気性処理由来の浮遊性物質が、好気性生物処理しても処理水中に残ることが見出された。これにより好気性生物処理した排水を固液分離処理するとき、分離膜の目詰まりを引き起こすため、分離膜の洗浄頻度を高くしなければならず、また分離膜における運転可能フラックスが、例えば０．２ｍ3／ｍ2／ｄａｙ程度と、かなり低いレベルになってしまうので、全体の処理効率を高くすることが困難であった。
　したがって、これらは有機化合物を含むプラント排水が、好気性生物処理に適していないことが原因と考えられる。また蒸留、嫌気性生物処理等の予備処理手段で処理することにより、好気性微生物（活性汚泥）の活性がより低下し処理効率が低下したり、微粒化した活性汚泥又は嫌気性処理由来の浮遊性物質が増えることにより、分離膜の目詰まりにより運転可能フラックスが低くなるという問題があった。
国際公開番号ＷＯ２００３／１０６３５４号 国際公開番号ＷＯ２０１１／０４３１４４号
　本発明の目的は、有機化合物を含むプラント排水を、膜分離活性汚泥処理槽で処理するときの処理効率を従来レベル以上に向上するようにしたプラント排水の処理方法及び処理システムを提供することにある。
　上記目的を達成する本発明のプラント排水の処理方法は、化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントから排出された有機化合物を含むプラント排水に、微生物活性化剤を混合し、混合処理水として排出する混合処理工程と、前記混合処理水を、膜分離活性汚泥処理槽で、好気性生物処理及び固液分離処理する好気的処理工程を少なくとも含むことを特徴とする。
　本発明のプラント排水の処理システムは、化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントから排出された有機化合物を含むプラント排水に微生物活性化剤を混合し混合処理水として排出する混合手段と、前記混合処理水を、好気性生物処理及び固液分離処理する膜分離活性汚泥処理槽を少なくとも含むことを特徴とする。
　本発明のプラント排水の処理方法によれば、有機化合物を含むプラント排水に微生物活性化剤を添加してから、膜分離活性汚泥処理槽における好気性生物処理を行うようにしたので、分離膜における目詰まりを抑制し、運転可能フラックスを大幅に改良することができる。この理由は定かでないが、微生物活性化剤の添加により、好気性微生物からなる活性汚泥の活性を高くすると共に、活性汚泥の凝集性を改良したためと考えられる。
　前記微生物活性化剤として、生活排水を使用することが好ましく、コストをかけずに好気性微生物を活性化し、処理効率を従来レベル以上に向上することができる。
　前記混合処理工程の前に、前記プラント排水を嫌気性生物処理、蒸留、湿式酸化、希釈、スクリーンろ過、担体ろ過、砂ろ過、ｐＨ調整、油分除去処理、活性炭処理から選ばれる少なくとも１つを含む予備処理手段で処理し、予備処理水として排出する予備処理工程を有し、前記予備処理水を前記混合処理工程へ供給することができる。
　前記予備処理工程としては、前記プラント排水を無酸素槽に供し、嫌気性生物処理により有機化合物を分解し、前処理水として排出する前処理工程と、この前処理水を嫌気性生物処理槽に導入し、前記有機化合物を更に分解する嫌気性生物処理を行い、前記予備処理水として排出する嫌気的処理工程を含むことができる。
　前記予備処理工程は、前記プラント排水を蒸留塔に供し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留工程を含むことができ、前記予備処理水を、酸性含酸素炭化水素を含む処理水にすることができる。
　また前記予備処理工程として、前記プラント排水を蒸留塔に供し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留工程と、前記酸性含酸素炭化水素を含む処理水を前処理用の逆浸透膜分離装置へ導入し前処理ＲＯ透過水と前処理ＲＯ濃縮水とに分離する前処理ＲＯ工程とから構成することができ、前記予備処理水を、前処理ＲＯ濃縮水にすることができる。
　更に前記好気的処理工程から排出された処理水の少なくとも一部を後処理用の逆浸透膜分離装置へ導入し、後処理ＲＯ透過水と後処理ＲＯ濃縮水とに分離する後処理ＲＯ工程を含むことができる。
　前記微生物活性化剤としては、糖、脂肪、蛋白質、窒素、燐及び繊維状物質を含むことが好ましい。また前記微生物活性化剤として、ｐＨが６．０～８．０、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）が６０～１０００ｍｇ／ｌ、全窒素含有量が１５～１００ｍｇ／ｌ、全燐含有量が１．５～１５ｍｇ／ｌである成分を少なくとも含む活性化剤を使用することが好ましい。
　本発明のプラント排水の処理システムは、プラント排水に微生物活性化剤を添加する混合手段を設置するようにしたので、下流の膜分離活性汚泥処理槽における活性汚泥の活性及び凝集性を高くして分離膜における目詰まりを抑制し、運転可能フラックスを大幅に改良することができる。
　前記混合手段の上流に、前記プラント排水を嫌気性生物処理槽、蒸留塔、湿式酸化装置、希釈手段、スクリーンろ過手段、担体ろ過手段、砂ろ過手段、ｐＨ調整手段、油分除去処理手段、活性炭処理手段から選ばれる少なくとも１つで処理し、予備処理水として排出する予備処理手段を設けることができる。
　前記予備処理手段としては、前記プラント排水の嫌気性生物処理を行い前処理水として排出する無酸素槽と、前記前処理水の嫌気性生物処理を更に行い、予備処理水を排出する嫌気性生物処理槽を有することができる。
　前記予備処理手段は、前記プラント排水を蒸留し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留塔にすることができる。更に前記酸性含酸素炭化水素を含む処理水を、前処理ＲＯ透過水と前処理ＲＯ濃縮水とに分離する前処理用の逆浸透膜分離装置を有することができる。
　また前記膜分離活性汚泥処理槽の下流に、膜分離活性汚泥処理槽から排出された処理水の少なくとも一部を、後処理ＲＯ透過水と後処理ＲＯ濃縮水に分離する後処理用の逆浸透膜分離装置を配置することができる。
図１は、本発明のプラント排水の処理方法に使用する処理システムの実施形態の一例を示す系統図である。 図２は、本発明のプラント排水の処理方法に使用する処理システムの実施形態の他の例を示す系統図である。 図３は、本発明のプラント排水の処理方法に使用する処理システムの実施形態の更に他の例を示す系統図である。 図４は、本発明のプラント排水の処理方法に使用する処理システムの実施形態の更に他の例を示す系統図である。 図５は、本発明の実施例２で使用した処理システムを模式的に示す系統図である。
　図１は、本発明のプラント排水の処理方法及び処理システムの実施形態の一例を示す系統図である。図１において、１は予備処理手段、２は混合手段、３は膜分離活性汚泥処理槽である。
　本発明のプラント排水の処理システムは、混合手段２及び膜分離活性汚泥処理槽３を必ず有する。また図１のように混合手段２の上流に予備処理手段１を設けることができる。
　混合手段２は、プラント排水１１または予備処理手段１から排出された予備処理水１２に、微生物活性化剤２１を混合する手段であり、独立した混合槽でも、スタティックミキサー等の混合装置でもよい。微生物活性化剤２１を添加することにより、膜分離活性汚泥処理槽３中の好気性微生物（活性汚泥）を活性化し、その凝集性を高くすることができる。
　膜分離活性汚泥処理槽３が、混合手段２の下流に配置され、混合処理水１３の好気性生物処理及び固液分離処理を行う。膜分離活性汚泥処理槽３は、通常使用される好気性生物処理装置であり、槽内に空気を供給する散気管と分離膜からなる固液分離手段を有している。分離膜としては、好気性微生物の大きさより孔径が小さい分離膜であればよい。例えば限外濾過膜（ＵＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）を例示することができる。
　膜分離活性汚泥処理槽３では、活性汚泥が微生物活性化剤２１により活性化され、凝集性が高くなる。このため活性汚泥の活性が劣化したり、活性汚泥がへたる（崩壊する）のを抑制することができる。
　したがって、後述するように予備処理手段が蒸留塔でも活性汚泥がへたること及び崩壊・微粒化して分離膜を目詰まりさせることがないと考えられる。また予備処理手段が嫌気性生物処理槽でも、高活性化した活性汚泥が、嫌気性処理由来の浮遊性物質を消化することにより、浮遊性物質が分離膜を目詰まりさせることがないと考えられる。いずれの場合も分離膜の運転フラックスを従来レベル以上に高くすることができる。
　膜分離活性汚泥処理槽３で生物処理された水は、分離膜により好気的処理水１４が排出される。好気的処理水１４は、冷却塔などのプロセス水（再利用水）、散水用水、水洗トイレ洗浄水等として使用することができる。また更に後処理用の逆浸透膜分離装置に供給し更に浄化することができる。
　本発明のプラント排水の処理システムにおいて、予備処理手段１は、プラント排水に対して行う通常の処理手段から選択することができる。予備処理手段１として、好ましくは、嫌気性生物処理槽、蒸留塔、湿式酸化装置、希釈手段、スクリーンろ過手段、担体ろ過手段、砂ろ過手段、ｐＨ調整手段、油分除去処理手段、活性炭処理手段から選ばれる少なくとも１つの処理手段を含むとよい。予備処理手段１は、特に好ましくはプラント排水１１を嫌気性生物処理及び／又は蒸留により処理し、プラント排水１１中の有機化合物を分解及び／又は除去することができる。予備処理手段１で処理された水は予備処理水１２として排出される。
　図２は、本発明のプラント排水の処理方法及び処理システムの実施形態の他の一例を示す系統図である。図２において、予備処理手段１は、無酸素槽４と嫌気性生物処理槽５を含む。無酸素槽４及び嫌気性生物処理槽５は、いずれも嫌気性生物処理を行う処理槽であり、上流側の処理槽を無酸素槽、下流側の処理槽を嫌気性生物処理槽という。
　無酸素槽４は、嫌気性ガスの曝気手段を備え、プラント排水１１に対し嫌気性ガスを曝気することにより槽内を無酸素状態に近づけ、有機化合物の嫌気性生物処理を行う。また無酸素槽４は、引抜き汚泥１５の一部やＲＯ濃縮水の一部の添加手段及び窒素成分及びリン成分を含む化合物の添加手段を有することができる。引抜き汚泥（活性汚泥）、ＲＯ濃縮水、窒素成分及びリン成分などの成分を栄養分として摂取することにより、無酸素槽４内の嫌気性微生物が活性化し、有機化合物の嫌気性生物処理を促進する。
　嫌気性生物処理槽５が、無酸素槽４の下流に配置され、無酸素槽４から排出された前処理水１６を更に嫌気性生物処理する。嫌気性生物処理槽５は、ｐＨ調節剤２２の添加手段を有することができ、嫌気性微生物に好適なｐＨになるように調節することができる。嫌気性生物処理槽５は、好ましくは上向流嫌気性スラッジブランケット（ＵＡＳＢ）である。このＵＡＳＢは、通常使用される嫌気性生物処理装置であり、生物分解の効率が高い。嫌気性生物処理槽５で処理された水は、予備処理水１２として排出される。予備処理水１２は、図１の実施形態と同様に、膜分離活性汚泥処理槽３において好気性生物処理及び固液分離処理を行う。膜分離活性汚泥処理槽３は、ｐＨ調節剤２３の添加手段を有することができ、好気性微生物に好適なｐＨになるように調節することができる。
　図２において、後処理用の逆浸透膜分離装置６が、膜分離活性汚泥処理槽３の下流に配置され、好気的処理水１４の一部を、後処理ＲＯ透過水１８及び後処理ＲＯ濃縮水１９に分離する。後処理ＲＯ透過水１８は、純水や飲用水の原水やボイラ／冷却塔の補給水や農業用水として利用することができる。また後処理ＲＯ濃縮水の一部２４が逆浸透膜分離装置６から無酸素槽４へ返送され、微生物の栄養素として添加することができる。
　更に膜分離活性汚泥処理槽３から抜き出された引抜き汚泥１５の少なくとも一部を無酸素槽４に返送することができ、その配管の途中に引抜き汚泥（活性汚泥）を可溶化する可溶化手段（図示せず）を配置することができる。
　図３は、本発明のプラント排水の処理方法及び処理システムの実施形態の更に他の一例を示す系統図である。図３において、予備処理手段１は、蒸留塔７を含む。
　蒸留塔７は、プラント排水１１を蒸留することにより、例えば酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物３２を留去し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１を予備処理水１２として排出する。この予備処理水１２は、図１に示した実施形態と同様に処理される。
　酸性含酸素炭化水素としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸などの有機酸を例示することができる。酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物３２としては、非酸性含酸素炭化水素、酸素を含まない炭化水素であり、例えばアルコール、アルデヒド、ケトン、アルカンなどを例示することができる。
　図４は、本発明のプラント排水の処理方法及び処理システムの実施形態の更に他の一例を示す系統図であり、予備処理手段１として、蒸留塔７、前処理用逆浸透膜分離装置８を含む。
　図４において、蒸留塔７は、プラント排水１１を蒸留することにより、例えば酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物３２を留去し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１を排出する。前処理用逆浸透膜分離装置８が、蒸留塔７の下流に配置され、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１を前処理ＲＯ透過水３３と前処理ＲＯ濃縮水３４に分離する。この前処理ＲＯ濃縮水３４が、予備処理水１２として排出され、図１に示した実施形態と同様に処理される。
　図３，４に例示された実施形態において、図２の実施形態と同様に、後処理用の逆浸透膜分離装置６を膜分離活性汚泥処理槽３の下流に配置することができる。これにより好気的処理水１４の少なくとも一部を、後処理ＲＯ透過水１８と後処理ＲＯ濃縮水１９に分離することができる。
　本発明において、処理対象とするプラント排水は、化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントから排出された有機化合物を含む排水である。化学プラントから排出されたプラント排水としては、例えばフィッシャー・トロプシュ法を使用したプラントで製造された副生成水など化学反応の副生物としての排水や、主生成物を精製するときに使用した洗浄水が例示される。また、反応装置や設備を洗浄するのに使用した排水を処理することもできる。
　このような中高濃度の有機化合物を含むプラント排水は、純水や飲用水の原水、或いは農業用水として利用することができない。また、工業用水としての利用も制限される。有機化合物としては、低級炭化水素や水溶性の含酸素炭化水素であり、例えばアルカン、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸等を例示することができる。これらの有機化合物は、単独種又は複数種の組合せであってもよい。
　これらのプラント排水は、食品工場、飲食店、厨房などからの排水とは異なり、生物処理を担う微生物の主要栄養分をほとんど含んでいない。すなわち化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントからのプラント排水には、糖（炭水化物）、脂肪、蛋白質、窒素、リンやカリウム、ナトリウム、カルシウム等の微量金属元素をほとんど含んでいない。このようなプラント排水を、嫌気性生物処理及び／又は蒸留した後、膜分離活性汚泥処理しようとすると、微生物の活性を高くすることができずに活性汚泥がへたり、活性汚泥が崩壊・微粒化したり、嫌気性処理由来の有機化合物の生物学的処理が十分に進まなかったりするため、分離膜の目詰まりが起こったりすることが見出された。本発明は、プラント排水を嫌気性生物処理及び／又は蒸留した後、微生物活性化剤を混合することにより、活性汚泥の活性を高くしたので、活性汚泥のへたりや微粒化（崩壊）を防ぎ、分離膜の目詰まりを抑制し運転フラックスを高くすることができる。
　本発明の処理方法では、混合処理工程においてプラント排水１１に微生物活性化剤２１が添加された後、好気的処理工程において好気性生物処理が行われ、固液分離処理されて好気的処理水１４として再生される。先ず混合処理工程及び好気的処理工程について説明する。
　混合処理工程で添加する微生物活性化剤２１としては、好気性微生物が摂取する栄養分及び／又は繊維状物質が挙げられる。微生物活性化剤２１としては、好ましくは生活排水、人工下水、食品及び食品加工工場からの排水、厨房排水、汚泥消化槽脱離液等が例示される。特に生活排水を使用することが好ましい。生活排水は、生活雑排水及び／又はし尿からなる。ここで生活雑排水は、台所排水、風呂排水、洗濯排水等からなる。し尿としては、水洗トイレ排水が例示され、トイレットペーパーなどの繊維状物質を含むことができる。微生物活性化剤２１を添加することによりコストをかけずに好気性微生物を活性化し、処理効率を従来レベル以上に向上することができる。
　微生物活性化剤２１としては、糖、脂肪、蛋白質、窒素、燐及び繊維状物質を含むものがよい。これら成分を含むことにより好気性微生物を活性化することができる。また繊維状物質を含むことにより、これが核として作用し活性汚泥の凝集性を高くすることができる。このため活性汚泥が崩壊し、微粒化するのを抑制することができる。上述した栄養素を含むように容易に調製することができる微生物活性化剤として人工下水が例示される。表１は人工下水の組成を例示するものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお微生物活性化剤２１は、液体、粉末や粒状体などの固体のいずれでもよい。また微生物活性化剤２１をそのまま予備処理水と混合してもよいし、或いは微生物活性化剤２１を水等に溶かした溶液又は分散させた懸濁液にして使用してもよい。
　また微生物活性化剤２１は、ｐＨが好ましくは６．０～８．０、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）が６０～１０００ｍｇ／ｌ、全窒素含有量が１５～１００ｍｇ／ｌ、全燐含有量が１．５～１５ｍｇ／ｌである成分を少なくとも含むことが好ましい。なお微生物活性化剤２１は、微生物の活性を阻害しない範囲において、上記以外の成分を含んでもよい。
　なお本明細書において、全窒素含有量は有機性窒素、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素の各含有量の合計とし、全燐含有量はりん酸態りんの含有量とする。また生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）はＪＩＳ　Ｋ０２０１　２１、有機性窒素はＪＩＳ　Ｋ０１０２　４４、アンモニア性窒素はＪＩＳ　Ｋ０１０２　４２、亜硝酸性窒素はＪＩＳ　Ｋ０１０２　４３．１、硝酸性窒素はＪＩＳ　Ｋ０１０２　４３．２、りん酸態りんの含有量はＪＩＳ　Ｋ０１０２　４６．１に基づき分析された値とする。
　混合処理工程での予備処理水１２と微生物活性化剤２１との混合比は、予備処理水１２を１００重量部にするとき、微生物活性化剤２１が好ましくは１～５０重量部、より好ましくは５～１５重量部になるようにするとよい。
　混合処理工程で微生物活性化剤２１が添加され、活性汚泥（好気性微生物）にとっての栄養分、活性汚泥の核になり得る繊維状物質を含んだ処理水は混合処理水１３として排出され、好気的処理工程に移送される。
　好気的処理工程では、混合処理水１３が、膜分離活性汚泥処理槽３に導入され、好気性生物処理及び固液分離処理が行われる。膜分離活性汚泥処理槽３におけるｐＨは、好ましくはｐＨ６．５～８．０、より好ましくはｐＨ７．０～８．０に調節される。ｐＨを調節する手段は、特に制限されることはなく、通常のｐＨ調節方法を用いることができ、適宜、酸又はアルカリからなるｐＨ調節剤２３を添加することができる。膜分離活性汚泥処理槽３として、分離膜を備えた膜分離活性汚泥処理槽（ＭＢＲ）を使用することが好ましい。ＭＢＲは、散気管を有し、空気を供給することにより、混合処理水１３に残存した有機化合物が、好気性生物処理により分解・除去される。また膜分離活性汚泥処理槽３内の活性汚泥は、混合処理水１３中に含まれる豊富な栄養分を摂取し活性化する。このため例えば後述する予備処理工程で発生することがある嫌気性処理由来の浮遊性物質をほとんど消化するようになると推測される。また繊維状物質を含むため活性汚泥が凝集し易くなり、崩壊したり微粒化したりするのが抑制される。
　次に好気性生物処理された処理水が、ＭＢＲの槽内に備えられた分離膜により固液分離され、槽内の活性汚泥から分離された好気的処理水１４として排出される。
　本発明では、膜分離活性汚泥処理槽３内の嫌気性処理由来の浮遊性物質をほとんど消失させることができ、また活性汚泥の凝集性を高くすることができるので、分離膜における目詰まりを抑制し、運転フラックスを大幅に改良することができる。例えば生活排水を添加しないとき分離膜の処理流束が０．２ｍ3／ｍ2／ｄａｙ程度であったのが、上述した生活排水を添加することにより分離の処理流束が０．６～０．６５ｍ3／ｍ2／ｄａｙへと約３倍以上に改良することができる。
　また、膜分離活性汚泥処理槽３内では、活性汚泥が増えすぎた場合に、その一部を引抜き汚泥１５として取出すことにより、活性汚泥の濃度を調整することができる。更に引抜き汚泥１５の一部を嫌気性微生物の栄養素として利用することができる。このためには、引抜き汚泥を可溶化処理すること、すなわち活性汚泥である好気性微生物の殻（細胞膜）を破壊或いは溶解して、微生物の栄養素として吸収しやすくすることが好ましい。引抜き汚泥を可溶化処理する方法としては、通常の方法を使用することができる。例えば引抜き汚泥を、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリで処理する方法、湿式ミルにより破砕処理する方法、凍結処理する方法、超音波処理する方法、オゾン処理する方法等を例示することができる。
　本発明の処理方法において、予備処理工程としては、嫌気性生物処理、蒸留、湿式酸化、希釈、スクリーンろ過、担体ろ過、砂ろ過、ｐＨ調整、油分除去処理、活性炭処理から選ばれる少なくとも１つで処理することができる。なかでもプラント排水１１中の有機化合物を分解／除去する嫌気性生物処理／蒸留処理を行うことが好ましい。
　本発明の処理方法において、予備処理工程としては、図２に示した嫌気性処理によりプラント排水１１中の有機化合物を分解し、及び／又は図３，４に示した蒸留によりプラント排水１１中の有機化合物を除去する処理工程を含むことが好ましい。
　図２に示した予備処理工程は、無酸素槽４での嫌気性処理及び嫌気性生物処理槽５での嫌気性処理からなる。無酸素槽４では、プラント排水１１が供給され、嫌気性ガスで曝気することにより、酸素が除去されると共に、嫌気性微生物の撹拌混合により分解反応が行われる。嫌気性ガスは酸素を含まない気体であり、例えば窒素、メタン、二酸化炭素が例示される。これらの気体は単独でも、複数種の混合ガスでもよい。好ましくはメタン及び二酸化炭素を含む混合ガスであるとよい。また本発明の処理方法により発生したメタン及び二酸化炭素を含む混合ガスを使用することができる。
　この無酸素状態で嫌気性微生物が、プラント排水中の有機化合物を生物分解することにより、有機化合物の主鎖を切断し低分子量化したり、有機酸へ分解したりする。無酸素槽４には、ＲＯ濃縮水、引抜き汚泥、窒素成分及びリン成分を含む化合物を栄養素として添加することができる。窒素成分としては、例えば尿素、アンモニウム塩等が例示される。また、リン成分としては、例えばリン酸、リン酸塩等がよい。無酸素槽４での処理水は前処理水１６として排出される。
　次に、前処理水１６が、嫌気性生物処理槽５に導入され更に嫌気性生物処理が行われる。前処理水１６が嫌気性生物処理槽５に導入されると、ｐＨ調節手段により、好ましくはｐＨ５．５～７．０、より好ましくはｐＨ６．０～６．７に調節される。ｐＨ調節手段は、特に制限されることはなく、通常のｐＨ調節方法を用いることができ、適宜、アルカリからなるｐＨ調節剤２２を添加することができる。ｐＨ調節剤２２はＮａＯＨ水溶液とすることができる。アルカリからなるｐＨ調節剤２２を添加することにより、嫌気性微生物の活性を高くすることができる。なお、嫌気性微生物の活性に最も適したｐＨは７．０～７．５であるが、ｐＨ調節手段によりｐＨを６．０～６．７に調節することにより、ｐＨを７．０～７．５に調節する場合と比べて、嫌気性微生物の活性を大きく損ねることなくｐＨ調節剤２２の添加量を減らすことができ、ｐＨ調節剤２２の購入費を低減することができる。また、好気的処理水１４中に含まれるナトリウムイオンの量を減らすことができ、好気的処理水１４を再利用しやすくすることができる。
　本発明において、嫌気性生物処理槽５としては、上向流嫌気性スラッジブランケット（ＵＡＳＢ）の処理槽が好ましく使用される。嫌気性生物処理槽５内の嫌気性生物分解により、分解された有機化合物が、更にメタン及び二酸化炭素に分解され、混合ガスとして排出される。また、嫌気性生物処理槽５内で増殖し、余剰となった嫌気性微生物は、適宜取出して、保存し再利用することができる。嫌気性生物処理槽５での処理水は予備処理水１２として排出される。予備処理水１２は、上記の通り混合処理工程において微生物活性化剤２１が添加された後、好気的処理工程において好気性生物処理、固液分離処理され、好気的処理水１４として再生される。
　図２において、好気的処理水１４の少なくとも一部は、後処理ＲＯ工程として後処理用逆浸透膜分離装置６へ供給される。好気的処理水１４の残りは、冷却塔などのプロセス水（再利用水）１７として使用することができる。後処理用逆浸透膜分離装置６に供給された好気的処理水１４は、溶存物質が除去された後処理ＲＯ透過水１８として精製される。この後処理ＲＯ透過水１８は、純水や飲用水の原水や農業用水として利用することができる。また、ボイラ用水、冷却用水、工業用水として使用してもよい。一方、好気的処理水１４中の溶存物質は、後処理ＲＯ濃縮水１９として排出される。溶存物質としては、有機化合物の残存物や窒素化合物、リン化合物等が含まれている。この後処理ＲＯ濃縮水１９の少なくとも一部２４を、前処理工程の無酸素槽４に返送することができる。後処理ＲＯ濃縮水１９は、窒素化合物及びリン化合物を含有するため、嫌気性微生物及び好気性微生物の栄養素として活用することができる。
　一方、引抜き汚泥１５の残部は、メタン発酵槽に導入し嫌気性生物処理することができる。これにより引抜き汚泥がメタン及び二酸化炭素を含む混合ガスに分解され排出される。更に嫌気性生物処理槽やメタン発酵槽から排出したメタン及び二酸化炭素を含む混合ガスは、無酸素槽に返送し嫌気性ガスとして曝気することができる。これにより生物処理のコストが低減する。或いは、混合ガスを化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントからなる主プラントに返送してもよい。嫌気性生物処理槽から排出される混合ガスの組成比は、ＣＨ4／ＣＯ2＝８／２～７／３であり、天然ガスからＨ2／ＣＯ＝２の合成ガスを製造するフィッシャー・トロプシュ法のリフォーミング反応の原料にそのまま利用することができる。
　図３に示した実施形態において、予備処理工程は、蒸留塔７でプラント排水１１を蒸留する工程からなる。蒸留塔７では、供給されたプラント排水１１が、スチームで蒸留され、水より低沸点の有機化合物が留去される。水より低沸点の有機化合物は、酸性含酸素炭化水素を除く有機化合物３２である。一方、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１は、有機化合物として主に酸性含酸素炭化水素を含むが、水より沸点が高い酸性含酸素炭化水素を除く炭化水素を含んでもよい。この処理水３１が、予備処理水１２として排出され、混合処理工程において微生物活性化剤２１が添加された後、好気的処理工程において好気性生物処理、固液分離処理され、好気的処理水１４として再生される。
　酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１に、微生物活性化剤２１を添加することにより、膜分離活性汚泥処理槽３における活性汚泥がへたって微粒化するのを防ぐことができる。
　図４に示した実施形態において、予備処理工程は、プラント排水１１を蒸留塔７で蒸留し、次いで前処理用逆浸透膜分離装置８で膜分離する工程からなる。蒸留塔７における蒸留は上記の通りである。蒸留塔７から排出された、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１は、前処理用逆浸透膜分離装置８に供給され、前処理ＲＯ透過水３３と前処理ＲＯ凝縮水３４に分離される。前処理ＲＯ透過水３３は精製された再生水であり、純水や飲用水の原水や農業用水として利用することができる。前処理ＲＯ凝縮水３４は、予備処理水１２として排出され、混合処理工程において微生物活性化剤２１が添加された後、好気的処理工程において好気性生物処理、固液分離処理され、好気的処理水１４として再生される。
　従来、前処理ＲＯ凝縮水３４は、蒸留塔７から排出された酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１よりも、活性汚泥を不活性化し崩壊・微粒化させる作用が強かったが、本発明の微生物活性化剤２１を添加することにより、膜分離活性汚泥処理槽３における活性汚泥がへたって微粒化するのを防ぐことができる。
　なお図３，４には図示されていないが、好気的処理水１４の少なくとも一部は、後処理ＲＯ工程として後処理用逆浸透膜分離装置６へ供給することができる。後処理用逆浸透膜分離装置６に供給された好気的処理水１４は、溶存物質が除去された後処理ＲＯ透過水１８、及び溶存物質が凝縮された後処理ＲＯ凝縮水１９に分離することができる。
　以下において実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
　　　実施例１
　図２に示した構成からなるプラント排水の処理システムにおいて、フィッシャー・トロプシュ法により副生したプラント水の浄化処理を行った。嫌気性生物処理槽５としてＵＡＳＢを使用し、膜分離活性汚泥処理槽３としてＭＢＲを使用した。
　プラント排水１１の水質を表２の「プラント排水」の欄に示した。プラント排水１１を無酸素槽４へ１９．８ｍＬ／分の流量で供給し、無酸素処理した。無酸素槽４から排出した前処理水１６を、５％ＮａＯＨ水溶液０．４ｍＬ／分と共に嫌気性生物処理槽５に導入した。これにより嫌気性生物処理槽５をｐＨ７．０～７．５に調節しながら貯留（滞留時間：４０．８時間）し、嫌気性生物処理を行った。嫌気性生物処理槽５から排出した予備処理水１２の水質を表２の「ＵＡＳＢ処理水」の欄に示した。予備処理水１２の水質は、アルコール等の非酸性の酸化炭化水素の含有量、ＣＯＤCrが大幅に低減した。一方、浮遊物質量（ＳＳ）はほぼ５５倍に増加した。
　嫌気性生物処理槽５から排出した予備処理水１２を混合手段２に供給し、表３に示す水質の生活排水２１（２ｍＬ／分）と混合した。得られた混合処理水１３を、１Ｎの塩酸０．０７ｍＬ／分と共に、膜分離活性汚泥処理槽３へ導入した。これにより膜分離活性汚泥処理槽３をｐＨ７～８に調節し好気性生物処理を行った後、膜分離により固液分離した。なお膜分離活性汚泥処理槽３から引抜き汚泥１５を抜き出し、その一部を無酸素槽４に返送した。膜分離活性汚泥処理槽３から排出した好気的処理水１４の水質を表２の「ＭＢＲ処理水」の欄に示した。好気的処理水１４の水質は、すべての有機物成分およびＳＳの含有量が大幅に削減していた。膜分離における処理流束は０．６０ｍ3／ｍ2／ｄａｙと高く安定的であった。
　得られた好気的処理水１４を後処理用逆浸透膜分離装置６へ供給し、水回収率６５％で運転した。ＲＯ処理された後処理ＲＯ透過水１８及び後処理ＲＯ濃縮水１９の水質を表２の「ＲＯ透過水」及び「ＲＯ濃縮水」の欄に示した。後処理ＲＯ透過水１８の水質は清浄であり、ＥＰＡ‘７３のボイラ用水（４８～１０３バール）及び冷却水の水質基準に合格するレベルであった。なお後処理ＲＯ濃縮水の一部２４を無酸素槽４に循環させた。
　この実施例１のプラント排水の処理方法は、分離膜での目詰まりが発生することなく、また後述する比較例１と比較し、膜分離における処理流束が大幅に高くなり、処理効率が向上することが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　　　比較例１
　図２に示した構成からなるプラント排水の処理システムにおいて、実施例１の生活排水２１を混合手段２へ供給しないようにして、フィッシャー・トロプシュ法により副生したプラント水の浄化処理を行った。嫌気性生物処理槽５としてＵＡＳＢを使用し、膜分離活性汚泥処理槽３としてＭＢＲを使用した。
　プラント排水１１の水質を表４の「プラント排水」の欄に示した。プラント排水１１を無酸素槽４へ１９．８ｍＬ／分の流量で供給し、無酸素処理した。無酸素槽４から排出した前処理水１６を、５％ＮａＯＨ水溶液０．４ｍＬ／分と共に嫌気性生物処理槽５に導入した。これにより嫌気性生物処理槽５をｐＨ７．０～７．５に調節しながら貯留（滞留時間：４０．８時間）し、嫌気性生物処理を行った。嫌気性生物処理槽５から排出した予備処理水１２の水質を表４の「ＵＡＳＢ処理水」の欄に示した。予備処理水１２の水質は、アルコール等の非酸性の酸化炭化水素の含有量、ＣＯＤCrが大幅に低減した。一方、浮遊物質量（ＳＳ）はほぼ４０倍に増加した。
　嫌気性生物処理槽５から排出した予備処理水１２を、１Ｎの塩酸０．０７ｍＬ／分と共に、膜分離活性汚泥処理槽３へ導入した。これにより膜分離活性汚泥処理槽３をｐＨ７～８に調節し好気性生物処理を行った後、膜分離により固液分離した。なお膜分離活性汚泥処理槽３から引抜き汚泥１５を抜き出し、その一部を無酸素槽４に返送した。膜分離活性汚泥処理槽３から排出した好気的処理水１４の水質を表４の「ＭＢＲ処理水」の欄に示した。好気的処理水１４の水質は、すべての有機物成分およびＳＳの含有量が削減したが、膜分離における処理流束は０．２０ｍ3／ｍ2／ｄａｙと大幅に低下した。
　得られた好気的処理水１４を後処理用逆浸透膜分離装置６へ供給し、水回収率６５％で運転した。ＲＯ処理された後処理用ＲＯ透過水１８及び後処理用ＲＯ濃縮水１９の水質を表４の「ＲＯ透過水」及び「ＲＯ濃縮水」の欄に示した。またＲＯ濃縮水の一部２４を無酸素槽４に循環させた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　　　実施例２
　図５に示した構成からなるプラント排水の処理システムにおいて、フィッシャー・トロプシュ法により副生したプラント水の浄化処理を行った。予備処理手段１として蒸留塔７及び前処理用逆浸透膜分離装置８を使用し、膜分離活性汚泥処理槽３としてＭＢＲを使用した。
　プラント排水１１の水質を表５の「プラント排水」の欄に示した。プラント排水１１を蒸留塔７で蒸留し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１を水槽９に１００Ｌ貯留した。この処理水３１の水質を表５の「蒸留処理水」の欄に示した。１００Ｌの貯留水に２５％ＮａＯＨ水溶液を１００ｍＬ添加しｐＨ５．５にした。ｐＨ調整した貯留水を前処理用逆浸透膜分離装置８へ濃縮水量４．９Ｌ／分、透過水量０．９Ｌ／分の流量比で通水し、前処理ＲＯ透過水３３及び後処理ＲＯ濃縮水３４に分離した。ＲＯ処理された前処理ＲＯ透過水３３及び前処理ＲＯ濃縮水３４の水質を表５の「前ＲＯ透過水」及び「前ＲＯ濃縮水」の欄に示した。前ＲＯ濃縮水３４を水槽９に戻す循環運転を行い、水槽９内の水量が２０Ｌになるまで前処理ＲＯを運転した（５倍濃縮）。この５倍濃縮を数回行い、前処理ＲＯ濃縮水３４を混合手段２に９０Ｌ貯留し、予備処理水とした。
　この予備処理水９０Ｌに対し、生活排水２１を１０Ｌの割合で混合し、混合処理水１３とした（生活排水添加率１０重量％）。生活排水２１の水質を表５の「生活排水」の欄、混合処理水１３の水質を表５の「混合処理水」の欄にそれぞれ示した。
　得られた混合処理水１３を、３２．４ｍＬ／分の流量で膜分離活性汚泥処理槽３（容量３０Ｌ）に通水し、９分ろ過、１分停止、面積０．０３ｍ2の平膜２枚で運転したところフラックス０．７０ｍ3／ｍ2／ｄａｙで運転可能で、安定的であった。膜分離活性汚泥処理槽３から排出した好気的処理水１４の水質を表５の「ＭＢＲ処理水」の欄に示した。
　この運転フラックスで３０日運転を継続して膜差圧は１５ｋＰａまで上昇した。膜差圧の管理値２０ｋＰａ以下であった。
　この実施例２のプラント排水の処理方法は、後述する比較例２と比較し、膜分離における運転フラックスが大幅に高くなり、処理効率が向上することが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　　　比較例２
　図５に示した構成からなるプラント排水の処理システムにおいて、実施例２の生活排水２１を混合手段２へ供給せず、代わりに窒素、リンの栄養源を添加するようにして、フィッシャー・トロプシュ法により副生したプラント水の浄化処理を行った。予備処理手段１として蒸留塔７及び前処理用逆浸透膜分離装置８を使用し、膜分離活性汚泥処理槽３としてＭＢＲを使用した。
　プラント排水１１の水質を表６の「プラント排水」の欄に示した。プラント排水１１を蒸留塔７で蒸留し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水３１を水槽９に１００Ｌ貯留した。この処理水３１の水質を表６の「蒸留処理水」の欄に示した。１００Ｌの貯留水に２５％ＮａＯＨ水溶液を１００ｍＬ添加しｐＨ５．５にした。ｐＨ調整した貯留水を前処理用逆浸透膜分離装置８へ濃縮水量４．９Ｌ／分、透過水量０．９Ｌ／分の流量比で通水し、前処理ＲＯ透過水３３及び前処理ＲＯ濃縮水３４に分離した。ＲＯ処理された前処理ＲＯ透過水３３及び前処理ＲＯ濃縮水３４の水質を表６の「前ＲＯ透過水」及び「前ＲＯ濃縮水」の欄に示した。前処理ＲＯ濃縮水３４を水槽９に戻す循環運転を行い、水槽９内の水量が２０Ｌになるまで前処理ＲＯを運転した（５倍濃縮）。この５倍濃縮を数回行い、前処理ＲＯ濃縮水３４を混合手段２に９０Ｌ貯留し、予備処理水とした。
　この予備処理水に対し、塩化アンモニウム（窒素源：添加濃度２８７ｍｇ／Ｌ）及びリン酸二水素カリウム（リン源：添加濃度６６ｍｇ／Ｌ）の割合で添加し、混合水とした。この窒素、リンの栄養源を添加した混合水の水質を表６の「混合水」の欄に示した。
　得られた混合水を、１６．２ｍＬ／分の流量で膜分離活性汚泥処理槽３（容量３０Ｌ）に通水し、９分ろ過、１分停止、面積０．０３ｍ2の平膜２枚で運転したところフラックスは０．３５ｍ3／ｍ2／ｄａｙであった。膜分離活性汚泥処理槽３から排出した好気的処理水１４の水質を表６の「ＭＢＲ処理水」の欄に示した。
　この運転フラックスで１５日運転を継続して膜差圧は２２ｋＰａまで上昇した。膜差圧の管理値２０ｋＰａを超えたため、膜の薬品洗浄が必要となり、薬品洗浄回数が実施例２と比べ２倍以上となった。また、処理速度（フラックス）が実施例と比べ半分以下に下がるとともに、ＭＢＲ処理水の水質が総じて劣った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　　１　予備処理手段
　　２　混合手段
　　３　膜分離活性汚泥処理槽
　　４　無酸素槽
　　５　嫌気性生物処理槽
　　６　後処理用逆浸透膜分離装置
　　７　蒸留塔
　　８　前処理用逆浸透膜分離装置
　　１１　プラント排水
　　１２　予備処理水
　　１３　混合処理水
　　１４　好気的処理水
　　１５　引抜き汚泥
　　１６　前処理水
　　１８　後処理ＲＯ透過水
　　１９　後処理ＲＯ濃縮水
　　２１　微生物活性化剤
　　２２，２３　ｐＨ調節剤
　　３１　酸性含酸素炭化水素を含む処理水
　　３２　酸性含酸素炭化水素を除く有機化合物
　　３３　前処理ＲＯ透過水
　　３４　前処理ＲＯ濃縮水

Claims (15)

  1. 　化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントから排出された有機化合物を含むプラント排水に、微生物活性化剤を混合し、混合処理水として排出する混合処理工程と、
    　前記混合処理水を、膜分離活性汚泥処理槽で、好気性生物処理及び固液分離処理する好気的処理工程を少なくとも含むことを特徴とするプラント排水の処理方法。
  2. 　前記微生物活性化剤として、生活排水を使用することを特徴とする請求項１に記載のプラント排水の処理方法。
  3. 　前記混合処理工程の前に、前記プラント排水を嫌気性生物処理、蒸留、湿式酸化、希釈、スクリーンろ過、担体ろ過、砂ろ過、ｐＨ調整、油分除去処理、活性炭処理から選ばれる少なくとも１つを含む予備処理手段で処理し、予備処理水として排出する予備処理工程を有し、前記予備処理水を前記混合処理工程へ供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラント排水の処理方法。
  4. 　前記予備処理工程が、前記プラント排水を無酸素槽に供し、嫌気性生物処理により有機化合物を分解し、前処理水として排出する前処理工程と、この前処理水を嫌気性生物処理槽に導入し、前記有機化合物を更に分解する嫌気性生物処理を行い、前記予備処理水として排出する嫌気的処理工程を含むことを特徴とする請求項３に記載のプラント排水の処理方法。
  5. 　前記予備処理工程が、前記プラント排水を蒸留塔に供し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留工程を含み、前記予備処理水が、酸性含酸素炭化水素を含む処理水であることを特徴とする請求項３に記載のプラント排水の処理方法。
  6. 　前記予備処理工程が、前記プラント排水を蒸留塔に供し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留工程と、前記酸性含酸素炭化水素を含む処理水を前処理用の逆浸透膜分離装置へ導入し前処理ＲＯ透過水と前処理ＲＯ濃縮水とに分離する前処理ＲＯ工程を含み、前記予備処理水が、前処理ＲＯ濃縮水であることを特徴とする請求項３に記載のプラント排水の処理方法。
  7. 　前記好気的処理工程から排出された処理水の少なくとも一部を後処理用の逆浸透膜分離装置へ導入し、後処理ＲＯ透過水と後処理ＲＯ濃縮水とに分離する後処理ＲＯ工程を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のプラント排水の処理方法。
  8. 　前記微生物活性化剤として、糖、脂肪、蛋白質、窒素、燐及び繊維状物質を含む活性化剤を使用することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のプラント排水の処理方法。
  9. 　前記微生物活性化剤として、ｐＨが６．０～８．０、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）が６０～１０００ｍｇ／ｌ、全窒素含有量が１５～１００ｍｇ／ｌ、全燐含有量が１．５～１５ｍｇ／ｌである成分を少なくとも含む活性化剤を使用することを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のプラント排水の処理方法。
  10. 　化学プラント、石油プラント又は石油化学プラントから排出された有機化合物を含むプラント排水に微生物活性化剤を混合し混合処理水として排出する混合手段と、
    　前記混合処理水を、好気性生物処理及び固液分離処理する膜分離活性汚泥処理槽を少なくとも含むことを特徴とするプラント排水の処理システム。
  11. 　前記混合手段の上流に、前記プラント排水を嫌気性生物処理槽、蒸留塔、湿式酸化装置、希釈手段、スクリーンろ過手段、担体ろ過手段、砂ろ過手段、ｐＨ調整手段、油分除去処理手段、活性炭処理手段から選ばれる少なくとも１つで処理し、予備処理水として排出する予備処理手段を有する請求項１０に記載のプラント排水の処理システム。
  12. 　前記予備処理手段が、前記プラント排水の嫌気性生物処理を行い前処理水として排出する無酸素槽と、前記前処理水の嫌気性生物処理を更に行い、予備処理水を排出する嫌気性生物処理槽を有することを特徴とする請求項１１に記載のプラント排水の処理システム。
  13. 　前記予備処理手段が、前記プラント排水を蒸留し、酸性含酸素炭化水素を含む処理水と、前記酸性含酸素炭化水素以外の有機化合物に分離する蒸留塔を有することを特徴とする請求項１１に記載のプラント排水の処理システム。
  14. 　前記予備処理手段が、前記酸性含酸素炭化水素を含む処理水を、前処理ＲＯ透過水と前処理ＲＯ濃縮水とに分離する前処理用の逆浸透膜分離装置を有することを特徴とする請求項１３に記載のプラント排水の処理システム。
  15. 　前記膜分離活性汚泥処理槽から排出された処理水の少なくとも一部を、後処理ＲＯ透過水と後処理ＲＯ濃縮水に分離する後処理用の逆浸透膜分離装置を有することを特徴とする請求項１０～１４のいずれかに記載のプラント排水の処理システム。
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