CN102976549B - 水处理方法和水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水处理方法和水处理装置。其能够高效地进行活性污泥处理和抑制过滤膜的堵塞，减少膜清洗、更换的频率。其包括：凝聚槽；流量计；有机物浓度测定器；凝聚剂供给装置；活性污泥处理槽；活性污泥浓度测定器；膜模块；和控制装置，其对基于流量计的测定值和有机物浓度测定器的测定值计算出的有机性废水负荷量的值，和基于活性污泥处理槽内的处理水的体积、活性污泥浓度测定器的测定值、活性污泥的相当的允许有机物负荷量计算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时增加凝聚剂的供给量，在该值较小时减少凝聚剂的供给量或停止供给凝聚剂。

Description

水处理方法和水处理装置

技术领域

本发明涉及对有机性废水进行活性污泥处理之后进行膜过滤处理的水处理方法和水处理装置。

背景技术

作为一种水处理方法，存在膜分离活性污泥法（MembraneBioReactor，膜生物反应器），其将有机性废水导入活性污泥处理槽进行活性污泥处理而除去有机物等，接着使其通过具有反渗透（RO）膜、超滤（UF）膜、微滤（MF）膜、中空纤维（HF）膜等过滤膜的膜模块，对浮游微生物、其它浮游物质（简称为SS）进行过滤处理以进行固液分离。

膜分离活性污泥法使用膜模块进行固液分离，因此具有能够省略最终沉淀场所、能够使装置小型化的优点。

但是，由于长时间的运行，在过滤膜的表面逐渐堆积SS等，存在过滤膜堵塞的问题。当过滤膜堵塞时，出现膜压力上升、过滤流束下降等，水处理装置整体的运转效率下降。

因此，如专利文献1、2所记载的那样，提出有下述方案：在有机性废水中添加凝聚剂，使有机物的一部分沉降分离以减少有机物浓度、SS等，减少施加于膜模块的负荷，减少过滤膜的清洗频率和更换频率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2920803号公报

专利文献2：日本特开2003－260486号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，当在有机性废水中添加过量的凝聚剂时，供给至活性污泥处理槽的有机物量变少，因此活性污泥处理槽内的微生物的活性下降，不能够充分减少有机物浓度。而且，当添加大量凝聚剂时，存在处理药剂成本变高的问题。

此外，当超过能够进行活性污泥处理的量的有机物被供给至活性污泥处理槽时，槽内的微生物的活性变大，粘性高的胞外聚合物（extracellular polymer）的生成量变多，容易促进过滤膜的堵塞。

于是，本发明的目的在于提供一种能够有效地对有机性废水进行活性污泥处理，并且抑制过滤膜的堵塞，减少膜清洗、膜更换的频率的水处理方法和水处理装置。

用于解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明的水处理方法将有机性废水供给至凝聚槽，供给凝聚剂使该有机性废水中的有机物凝聚，将凝聚处理后的有机性废水供给至活性污泥处理槽以进行活性污泥处理，使活性污泥处理后的处理水通过膜模块以进行膜过滤处理，该水处理方法的特征在于：

测定流入到上述凝聚槽的有机性废水的流入量、流入到上述凝聚槽的有机性废水的有机物浓度、上述活性污泥处理槽内的处理水的活性污泥浓度，

对基于上述有机性废水的流入量和该有机性废水的有机物浓度计算出的有机性废水负荷量的值，和基于上述活性污泥处理槽内的处理水的体积、该处理水的活性污泥浓度、上述活性污泥处理槽内的活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量计算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时，增加上述凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少上述凝聚剂的供给量或停止供给上述凝聚剂。

此外，本发明的水处理装置的特征在于，包括：

储存有机性废水的凝聚槽；

计量流入到上述凝聚槽的有机性废水的流入量的流量计；

测定流入到上述凝聚槽的有机性废水的有机物浓度的有机物浓度测定器；

向上述凝聚槽内的有机性废水供给凝聚剂的凝聚剂供给装置；

配置在上述凝聚槽的下游的活性污泥处理槽；

测定上述活性污泥处理槽内的处理水的活性污泥浓度的活性污泥浓度测定器；

对活性污泥处理后的有机性废水进行膜过滤处理的膜模块；和

控制装置，其对基于由上述流量计测定的有机性废水的流入量和由上述有机物浓度测定器测定的有机性废水的有机物浓度计算出的有机性废水负荷量的值，和基于上述活性污泥处理槽内的处理水的体积、由上述活性污泥浓度测定器测定的该处理水中的活性污泥浓度、活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量计算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时，增加上述凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少上述凝聚剂的供给量或停止供给上述凝聚剂。

在本发明中，使用TOC计和/或UV计测定上述有机物浓度，使用MLSS计测定上述活性污泥浓度。

发明效果

根据本发明，将有机性废水负荷量的值和能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，其中，该有机性废水负荷量的值基于有机性废水的流入量和该有机性废水的有机物浓度计算得出，能够进行活性污泥处理的有机物量的值基于活性污泥处理槽内的处理水的体积、该处理水中的活性污泥浓度、活性污泥处理槽内的活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量计算得出，在有机性废水负荷量的值较大时，增加凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少凝聚剂的供给量或停止凝聚剂的供给，因此能够向活性污泥处理槽供给大致与能够进行活性污泥处理的有机物量相等的有机物。因此能够将槽内的微生物的活性维持为最佳状态，提高活性污泥处理效率、抑制胞外聚合物的生成，抑制过滤膜的堵塞。

附图说明

图1是本发明的水处理装置的概要结构图。

图2是控制装置的控制流程图。

附图标记说明

1：凝聚槽

2：搅拌装置

3：凝聚剂储存槽

4：活性污泥处理槽

5：膜模块

6：散气管

7：曝气装置

21：流量计

22：有机物浓度测定器

23：活性污泥浓度测定器

30：控制装置

31：第一运算部

32：第二运算部

33：判定部

L1～L6：配管

P1：凝聚剂供给泵

P2：送液泵

具体实施方式

使用图1说明本发明的水处理装置的一实施方式。

从有机性废水源延伸的配管L1与凝聚槽1连接。在该配管L1配置有对流过配管L1内的有机性废水的流量进行测定的流量计21；测定有机物浓度的有机物浓度测定器22。作为有机物浓度测定器22没有特别限定，能够使用现有技术中公知的装置。例如能够举出TOC计、UV计等。流量计21、有机物浓度测定器22的测定结果输入控制装置30。

在凝聚槽1内配置有搅拌装置2。此外，在凝聚槽1的上部连接有从凝聚剂储存槽3延伸的配管L2。在配管L2***安装有凝聚剂供给泵P1。凝聚剂供给泵P1被控制装置30驱动控制。在该实施方式中，凝聚剂储存槽3和凝聚剂供给泵P1与本发明的“凝聚剂供给装置”相当。此外，从凝聚槽1的下部延伸有用于抽出污泥的配管L3。

在凝聚槽1的下游配置有活性污泥处理槽4。凝聚槽1和活性污泥处理槽4经由配管L4连接。

活性污泥处理槽4只要是在槽内滞留有含有微生物的活性污泥、能够通过微生物的作用分解有机物进行活性污泥处理的处理槽即可，没有特别限定。例如，能够使用含有氨氧化菌、亚硝酸氧化菌等好气性微生物的曝气槽（aeration tank）、含有亚硝酸氧化菌等好气性微生物和脱氮菌等厌气性（厌氧性）微生物的间歇曝气槽等。从活性污泥处理槽的下部，伸出有污泥抽出用的配管L5。此外，在活性污泥处理槽4配置有测定槽内的活性污泥浓度的活性污泥浓度测定器23。作为活性污泥浓度测定器23没有特别限定，能够使用现有技术中公知的装置。例如能够举出MLSS计等。活性污泥浓度测定器23的测定结果输入控制装置30。

在该实施方式中，膜模块5位于活性污泥处理槽4内，以浸于槽内的处理液的方式配置。从膜模块5的二次侧（过滤水流通的一侧）延伸有安装有送液泵P2的配管L6，通过使送液泵P2动作，槽内的处理水由膜模块5进行膜过滤处理。

作为使用于膜模块5的过滤膜，只要是一般的过滤膜就全部能够使用。例如，能够举出反渗透（RO）膜、超滤（UF）膜、微滤（MF）膜、中空纤维（HF）膜等。此外，作为过滤膜的材质，能够举出聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚砜、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。此外，作为膜模块5的形式没有特别限定，能够举出中空纤维膜模块、平膜型模块、螺旋型模块、管型模块等。

散气管6配置在膜模块5的下方，与曝气装置7连接。至少在由膜模块5进行过滤的期间，曝气装置7从膜的下方曝气，防止膜模块5的堵塞。

另外，在该实施方式中，膜模块5配置在活性污泥处理槽4内，但是也可以配置在活性污泥处理槽4的槽外，使活性污泥处理槽4的活性污泥循环进行过滤。

接着，使用图1所示的水处理装置，说明本发明的水处理方法的一个实施方式。另外，作为本发明的水处理方法的处理对象的有机性废水，只要是含有有机物的废水即可，没有特别限定。例如，能够举出从化学工厂或食品工厂排出的工厂废水等。

首先，将有机性废水向凝聚槽1供给，使搅拌装置2动作以搅拌供给至槽内的有机性废水。然后，使凝聚剂供给泵P1动作，供给规定量的凝聚剂，使有机性废水中的有机物凝聚沉淀，使有机性废水的有机物浓度降低至规定浓度。

作为凝聚剂没有特别限定，例如能够举出聚氯化铝（PAC）、氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝等无机类凝聚剂、阳离子性凝聚剂、阴离子性凝聚剂等有机类高分子凝聚剂。能够根据有机物的种类、特性、处理状况等进行适宜的选择。

堆积于凝聚槽1的底部的污泥定期地从配管L3抽出，送至未图示的污泥处理***，进行干燥处理、脱水处理。

在凝聚槽1中调整成规定的有机物浓度的有机性废水向活性污泥处理槽4供给进行活性污泥处理。然后，活性污泥处理后的处理水由膜模块5进行膜过滤处理，将过滤水送至排水***，添加氯等向***外排出。此外，堆积在活性污泥处理槽4的底部的污泥定期从配管L3抽出，送至未图示的污泥处理***，进行干燥处理、脱水处理。

像这样进行水处理，本发明由控制装置30对凝聚剂供给泵P1的动作进行下述控制，调整凝聚剂的供给量，调整有机性废水的有机物浓度。

以下使用图2的流程图说明控制装置30的控制。

流量计21的测定值和有机物浓度测定器22的测定值输入第一运算部31，基于下式（1）运算有机性废水负荷量。

有机性废水负荷量＝有机性废水的流入量×有机性废水的有机物浓度……（1）

此外，活性污泥浓度测定器23的测定值、活性污泥处理槽4内的处理水的体积、活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量输入第二运算部32，基于下式（2），运算在活性污泥处理槽4中能够进行活性污泥处理的有机物量。

能够进行活性污泥处理的有机物量

＝活性污泥处理槽4内的处理水的活性污泥浓度×活性污泥处理槽4内的处理水的体积×活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量×安全率……（2）

另外，活性污泥处理槽4内的处理水的体积一定，因此作为设定值输入即可。

此外，活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量通过预先测定活性污泥的每单位质量的能够处理的有机物量并将该值作为设定值输入即可。另外，活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量在有机性废水的特性相同时为大致固定值，因此不需要每次进行测定。

此外，安全率例如设定为0.7～1.0的任意的值即可。

接着，由第一运算部31运算出的有机性废水负荷量的值和由第二运算部32运算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值输入判定部33。

有机性废水负荷量的值比能够进行活性污泥处理的有机物量的值小时，活性污泥处理槽4内的有机物不足，因此将减少凝聚槽1中的凝聚剂的供给量或者停止供给的指令输入凝聚剂供给泵P1。另外，在即使停止凝聚剂供给泵P1有机性废水负荷量的值还是较低的状态持续存在规定时间（期间）的情况下，可以将甲醇等有机物供给至活性污泥处理槽4，以补充不足部分（能够进行活性污泥处理的有机物和有机性废水负荷量的差值）的有机物。

另一方面，在有机性废水负荷量的值大于能够进行活性污泥处理的有机物量的值时，活性污泥处理槽4内的有机物过多，槽内的微生物容易生成胞外聚合物，因此将增加凝聚槽1中的凝聚剂的供给量的指令输入凝聚剂供给泵P1。

根据本发明，将如上所述运算出的有机性废水负荷量的值和能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时，增加凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少凝聚剂的供给量或停止凝聚剂的供给，因此能够向活性污泥处理槽4供给大致与能够进行活性污泥处理的有机物量相等的有机物。因此能够将槽内的微生物的活性维持为最佳状态，提高活性污泥处理效率、抑制胞外聚合物的生成，抑制过滤膜的堵塞。

Claims (4)

1.一种水处理方法，其将有机性废水供给至凝聚槽，供给凝聚剂使该有机性废水中的有机物凝聚，将凝聚处理后的有机性废水供给至活性污泥处理槽以进行活性污泥处理，使活性污泥处理后的处理水通过膜模块以进行膜过滤处理，该水处理方法的特征在于：

测定流入到所述凝聚槽的有机性废水的流入量、流入到所述凝聚槽的有机性废水的有机物浓度、所述活性污泥处理槽内的处理水的活性污泥浓度，

对基于所述有机性废水的流入量和该有机性废水的有机物浓度计算出的有机性废水负荷量的值，和基于所述活性污泥处理槽内的处理水的体积、该处理水的活性污泥浓度、所述活性污泥处理槽内的活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量计算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时，增加所述凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少所述凝聚剂的供给量或停止供给所述凝聚剂。

2.如权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：

在减少凝聚剂的供给量或停止供给凝聚剂时所述有机性废水负荷量的值依然较低的状态持续规定期间的情况下，根据所述有机性废水负荷量的值与能够进行所述活性污泥处理的有机物量的值的差，向所述活性污泥处理槽供给补充用有机物。

3.一种水处理装置，其特征在于，包括：

储存有机性废水的凝聚槽；

计量流入到所述凝聚槽的有机性废水的流入量的流量计；

测定流入到所述凝聚槽的有机性废水的有机物浓度的有机物浓度测定器；

向所述凝聚槽内的有机性废水供给凝聚剂的凝聚剂供给装置；

配置在所述凝聚槽的下游的活性污泥处理槽；

测定所述活性污泥处理槽内的处理水的活性污泥浓度的活性污泥浓度测定器；

对活性污泥处理后的有机性废水进行膜过滤处理的膜模块；和

控制装置，其对基于由所述流量计测定的有机性废水的流入量和由所述有机物浓度测定器测定的有机性废水的有机物浓度计算出的有机性废水负荷量的值，和基于所述活性污泥处理槽内的处理水的体积、由所述活性污泥浓度测定器测定的该处理水中的活性污泥浓度、活性污泥的每单位质量的允许有机物负荷量计算出的能够进行活性污泥处理的有机物量的值进行比较，在有机性废水负荷量的值较大时，增加所述凝聚剂的供给量，在有机性废水负荷量的值较小时，减少所述凝聚剂的供给量或停止供给所述凝聚剂。

4.如权利要求3所述的水处理装置，其特征在于：

在减少凝聚剂的供给量或停止供给凝聚剂时所述有机性废水负荷量的值依然较低的状态持续规定期间的情况下，根据所述有机性废水负荷量的值与能够进行所述活性污泥处理的有机物量的值的差，向所述活性污泥处理槽供给补充用有机物。