JP6467886B2 - 廃水処理方法および廃水処理システム - Google Patents
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Description
有機物等を含む廃水の処理方法において、従来の標準活性汚泥法と比較し、膜分離活性汚泥法(MBR)は有効な手段である。ここで、MBRとは、活性汚泥法において最終沈殿槽を設けずに分離膜により固液分離を行う方法である。
そこで、MBRにより廃水を処理する際にアミジン系の凝集剤を添加する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。凝集剤は汚泥表面に吸着すると同時に難分解性物質等の有機物を吸着するので、膜閉塞を防止できる。
また、凝集剤添加初期の段階においては適切な凝集剤濃度であっても、凝集剤の添加を継続することによって活性汚泥への凝集剤吸着が飽和してしまい、凝集剤が処理水中に残存するようになってしまうおそれがあった。
[1] 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥法により、前記槽に凝集剤を添加して廃水を処理する方法において、前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、廃水処理方法。
[2] 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥法により、前記槽に凝集剤を添加して廃水を処理する方法において、前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量の凝集剤を添加する、廃水処理方法。
[3] 前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.2〜2.5倍量の凝集剤を添加する、[2]に記載の廃水処理方法。
[4] 前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、[2]または[3]に記載の廃水処理方法。
[5] 活性汚泥中の微生物による生物処理を行う標準活性汚泥法により廃水を事前に処理し、この処理された廃水を膜分離活性汚泥法により処理し、かつ標準活性汚泥法により発生した余剰汚泥を前記凝集剤未添加の活性汚泥として前記槽に添加する、[1]または[4]に記載の廃水処理方法。
[6] 前記槽に添加する凝集剤未添加の活性汚泥のMLSSが、6000〜35000mg/Lである、[1]、[4]、[5]のいずれか1つに記載の廃水処理方法。
[7] [1]〜[6]のいずれか1つに記載の廃水処理方法によって得られた処理水を逆浸透膜またはナノ濾過膜によって濾過処理する、廃水処理方法。
[8] 前記濾過処理により発生した濃縮水を濃縮処理する、[7]に記載の廃水処理方法。
[9] 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥処理装置を具備する廃水処理システムにおいて、前記槽に、凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段とを備え、前記汚泥添加手段は、前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、廃水処理システム。
[10] 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥処理装置を具備する廃水処理システムにおいて、前記槽に、凝集剤を添加する凝集剤添加手段を備え、前記凝集剤添加手段は、前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量の凝集剤を添加する、廃水処理システム。
[11] 前記凝集剤添加手段は、前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.2〜2.5倍量の凝集剤を添加する、[10]に記載の廃水処理システム。
[12] 前記槽に、凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段をさらに備え、前記汚泥添加手段は、前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、[10]または[11]に記載の廃水処理システム。
[13] 活性汚泥中の微生物による生物処理を行う標準活性汚泥処理装置を膜分離活性汚泥処理装置の上流に具備し、標準活性汚泥処理装置により処理された廃水を前記槽に供給する流路と、標準活性汚泥処理装置により発生した余剰汚泥を前記凝集剤未添加の活性汚泥として前記槽に供給する流路とを備える、[9]または[12]に記載の廃水処理システム。
[14] 前記槽に添加する凝集剤未添加の活性汚泥のMLSSが、6000〜35000mg/Lである、[9]、[12]、[13]のいずれか1つに記載の廃水処理システム。
[15] 膜分離活性汚泥処理装置により固液分離された処理水を濾過処理する逆浸透膜濾過装置またはナノ濾過膜濾過装置をさらに具備する、[9]〜[14]のいずれか1つに記載の廃水処理システム。
[16] 前記逆浸透膜濾過装置またはナノ濾過膜濾過装置により発生した濃縮水を濃縮処理する蒸発濃縮装置をさらに具備する、[15]に記載の廃水処理システム。
本発明の廃水処理方法は、膜分離活性汚泥法(MBR)により廃水を処理するに際して、処理を行う槽(膜分離槽)に凝集剤を添加する方法である。本発明の廃水処理方法としては、例えば下記の第1の態様、第2の態様が挙げられる。
(A)本発明の廃水処理方法の第1の態様:
凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を膜分離槽に添加する廃水処理方法。
(B)本発明の廃水処理方法の第2の態様:
膜分離槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量の凝集剤を添加する廃水処理方法。
以下、本発明の第1の態様および第2の態様について、具体的な実施形態を示しながら説明する。
図1は、本発明の廃水処理方法の第1の態様における本発明の廃水処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。
この廃水処理システムは、原水槽(図示略)からの廃水を活性汚泥中の微生物によって生物処理すると同時に、分離膜として膜モジュール15によって汚泥と処理水(透過水)とに固液分離処理する膜分離活性汚泥処理装置10を具備する。
膜分離活性汚泥処理装置10は、膜分離槽(第1の曝気槽)11と;膜分離槽11内の底部近傍に配置された散気管12と;散気管12にエアを供給するブロア13と;散気管12とブロア13とを接続するエア導入管14と;膜分離槽11内かつ散気管12の上方に配置された膜モジュール15と;膜分離槽11に凝集剤を添加する凝集剤添加手段16と;膜分離槽11に凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段17と;処理水流路51の途中に設けられ、膜モジュール15内を減圧にすることによって汚泥と処理水(透過水)との固液分離を行い、かつ処理水を膜分離槽11の外へ送り出す吸引ポンプ18と;原水槽からの廃水を膜分離活性汚泥処理装置10に供給する廃水流路50と;膜分離活性汚泥処理装置10からの処理水を排出する処理水流路51と;膜分離活性汚泥処理装置10からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路52とを備える。
廃水処理システムは、図2に示すように、膜分離活性汚泥処理装置10の上流に、原水槽(図示略)からの廃水を活性汚泥中の微生物によって生物処理する標準活性汚泥処理装置20をさらに具備していてもよい。
なお、図2において図1と同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
廃水処理システムは、図2に示すように、膜モジュール15を透過し、処理水流路51から排出された処理水(透過水)を濾過処理する濾過装置30をさらに具備していてもよい。
逆浸透膜モジュールとしては、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回した円柱状の逆浸透膜エレメントを円筒状のケーシングに収納した、いわゆるスパイラル型逆浸透膜モジュール等が挙げられる。
逆浸透膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、セルロースアセテート等が挙げられ、芳香族ポリアミド又は架橋芳香族ポリアミドを含むポリアミドが好ましい。
ナノ濾過膜モジュールとしては、例えば、集水管のまわりにナノ濾過膜を巻き回した円柱状のナノ濾過膜エレメントを円筒状のケーシングに収納した、いわゆるスパイラル型ナノ濾過膜モジュール等が挙げられる。
ナノ濾過膜の材質としては、ポリエチレン系、芳香族ポリアミド系や架橋ポリアミド系を含むポリアミド系、脂肪族アミン縮合系ポリマー、複素環ポリマー系、ポリビニルアルコール系、酢酸セルロース系ポリマー等が挙げられる。
廃水処理システムは、図2に示すように、濾過装置本体31を透過しなかった濃縮水を濃縮処理する蒸発濃縮装置40をさらに具備していてもよい。
図1の廃水処理システムを用いた廃水処理方法は、下記のステップ(b)を有し、図2の廃水処理システムを用いた廃水処理方法は下記のステップ(b)と、必要に応じて下記の(a)、(c)、(d)を有する。
(a)標準活性汚泥処理装置20にて、原水槽(図示略)からの廃水を活性汚泥中の微生物によって生物処理するステップ。
(b)膜分離活性汚泥処理装置10にて、原水槽(図示略)からの廃水またはステップ(a)にて処理された廃水(上澄み液)を活性汚泥中の微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール15によって汚泥と処理水(透過水)とに固液分離するステップ。
(c)濾過装置30にて、膜モジュール15を透過した処理水(透過水)を逆浸透膜またはナノ濾過膜によって濾過処理するステップ。
(d)蒸発濃縮装置40にて、濾過装置本体31を透過しなかった濃縮水を濃縮処理するステップ。
廃水処理システムにて処理される廃水は、通常、易分解性物質や難分解性物質等の有機物を含んでいる。このような廃水としては、例えば生活廃水、工業廃水(化学、製薬、製紙、飲料、製油、半導体、電子等)、畜産廃水などが挙げられる。
廃水は、あらかじめ粗大な浮遊物質、土砂等を除去したり、pHを調整したり、希釈したりしてもよい。
ステップ(b)において処理される廃水は、事前に標準活性汚泥処理装置20で処理してもよい。
ステップ(a)では、まず、原水槽(図示略)に貯留された廃水を、廃水流路50を経て標準活性汚泥処理装置20の活性汚泥槽21に供給する。
活性汚泥槽21においては、ブロア23を作動させて散気管22からエアを導入し、活性汚泥中の微生物に酸素を与えることによって廃水の生物処理を行う。
沈殿槽25においては、活性汚泥槽混合水を、重力沈降によって汚泥と上澄み液とに固液分離する。
一方、分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路55を経て排出される。また、余剰汚泥には、微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、返送汚泥流路56を経て活性汚泥槽21に返送し、再び廃水の生物処理に用いる。さらに、標準活性汚泥処理装置20にて発生した余剰汚泥には凝集剤が添加されていないので、余剰汚泥の一部を凝集剤未添加の活性汚泥として、供給汚泥流路57を経て膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給することが好ましい。
廃水処理方法がステップ(a)を有さない場合は、原水槽(図示略)に貯留された廃水を、廃水流路50を経て膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給する。
廃水処理方法がステップ(a)を有する場合は、ステップ(a)にて処理された廃水(上澄み液)を、上澄み液流路54を経て膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給する。
また、膜分離槽11においては、吸引ポンプ18を作動させて膜モジュール15内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と処理水(透過水)とに固液分離する。この際、散気管12からエアを膜モジュール15に導入することによって、膜モジュール15の分離膜(例えば中空糸膜など)の表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。
凝集剤の添加量は、廃水中の有機物(特に難分解性物質)を凝集できる量であれば特に制限されないが、例えば膜分離槽11に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量が好ましく、0.2〜2.5倍量がより好ましく、0.25〜2.0倍量が特に好ましい。
しかし、凝集剤未添加の活性汚泥に凝集剤を吸着させれば、処理水中に溶解する凝集剤の割合も軽減できるので、膜モジュール15を通過する凝集剤の割合が少なくなる。よって、水質の高い処理水が得られる。
処理水中への凝集剤の残存抑制効果は、凝集剤未添加の活性汚泥の添加量が多くなるほど得られやすくなる傾向にある。ただし、凝集剤未添加の活性汚泥を過剰に添加することは、(i)汚泥添加手段17が大型化する、(ii)膜分離槽11の菌叢を乱すおそれがあり、生物処理が円滑に行われにくくなる、(iii)凝集剤が活性汚泥に優先的に吸着してしまい、凝集剤の本来の目的である難分解性物質等の膜閉塞物質の除去効果が低下する、といった問題が生じるおそれがある。よって、凝集剤未添加の活性汚泥の添加量は、膜分離槽11に添加される凝集剤の添加量に対して、200倍以下のMLSSに相当する量が好ましい。
また、「MLSS」とは、活性汚泥の濃度の指標であり、JIS K 0102にしたがい、活性汚泥を蒸発・乾燥させた後の残量を測定することで求められる。
なお、本発明において「有効成分」とは、凝集剤100質量%中のカチオン性重合体の含有量を意味し、通常、10〜100質量%含有するのが好ましい。
X−、Y−は各々陰イオンであり、同一であってもよく、異なっていてもよい。陰イオンとしては、例えば、Cl−、Br−、1/2SO4 2−、CH3(CO)O−、H(CO)O−などが挙げられる。中でもCl−が好ましい。
R6は炭素数1〜4のアルキル基または水素原子である。
Z−は陰イオンである。陰イオンとしては、上記式(1)、(2)の説明において先に例示した陰イオンと同様である。
また、これらの組成は、カチオン性重合体の13C−NMR(13C−核磁気共鳴)を測定することにより求めることができ、具体的には、各繰り返し単位に対応した13C−NMRスペクトルのピーク(シグナル)の積分値より算出できる。
ステップ(b)において、膜モジュール15を透過した処理水(透過水)は、そのまま外部に放流してもよいが、処理水流路51を経て濾過装置30に移送し、逆浸透膜またはナノ濾過膜によって濾過処理することが好ましい。
濾過装置30において、逆浸透膜またはナノ濾過膜を透過した処理水は精製水となり、精製水流路58から排出される。一方、逆浸透膜またはナノ濾過膜を透過しなかった処理水は、濃縮水となって濃縮水流路59から排出される。
ステップ(c)において、逆浸透膜またはナノ濾過膜を透過しなかった処理水(濃縮水)は、そのまま外部に放流してもよいが、濃縮水流路59を経て蒸発濃縮装置40に移送し、濃縮処理することが好ましい。
蒸発濃縮装置40において、蒸発器41に送られた濃縮水は、図示略の伝熱器により加熱され蒸発し、水蒸気となる。水蒸気は図示略の冷却器により冷却されて凝縮し、凝縮水となり、凝縮水流路60から排出される。蒸発器41にて濃縮された濃縮水は濃縮廃水として濃縮廃水流路61から排出される。
蒸発濃縮装置40にて濃縮水を濃縮処理するに際して、蒸発濃縮装置40の腐食防止を目的として、濃縮水に水酸化ナトリウム等のアルカリを添加してもよい。
濃縮廃水は、そのまま外部に排出してもよいが、通常は、乾燥して固形物の状態にしてから排出される。
以上説明した本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第1の態様にあっては、MBRにより、凝集剤を添加して廃水を処理する際に、特定量の凝集剤未添加の活性汚泥を膜分離槽に添加する。よって、膜分離槽内には十分な量の活性汚泥が存在していることになるので、膜分離槽に凝集剤を過剰に添加しても凝集剤が活性汚泥に吸着していき、処理水中に残存しにくくなる。しかも、凝集剤が活性汚泥に吸着する際に難分解性物質等の有機物も吸着する。よって、凝集剤や難分解性物質等による膜モジュールの膜閉塞を抑制できる。また、凝集剤未添加の活性汚泥に凝集剤を吸着させれば、処理水中に溶解する凝集剤の割合も軽減できるので、膜モジュールを通過する凝集剤の割合が少なくなる。よって、水質の高い処理水が得られる。
なお、本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第1の態様は、図示例の廃水処理システムおよびこれを利用した廃水処理方法に限定されない。
例えば、図2に示す廃水処理システムでは、標準活性汚泥処理装置20により発生した余剰汚泥の一部を、凝集剤未添加の活性汚泥として膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給しているが、活性汚泥槽21中の活性汚泥を凝集剤未添加の活性汚泥として膜分離槽11に供給してもよい。ただし、余剰汚泥を凝集剤未添加の活性汚泥として添加した方が、廃棄処分される余剰汚泥の量を減らすことができるので好ましい。
本発明の廃水処理方法の第2の態様における本発明の廃水処理システムは、図1に示すように、原水槽(図示略)からの廃水を活性汚泥中の微生物によって生物処理すると同時に、分離膜として膜モジュール15によって汚泥と処理水(透過水)とに固液分離処理する膜分離活性汚泥処理装置10を具備する。
また、廃水処理システムは、図2に示すように、膜分離活性汚泥処理装置10の上流に、標準活性汚泥処理装置20を具備していてもよいし、膜分離活性汚泥処理装置10の下流に濾過装置30や蒸発濃縮装置40を具備していてもよい。
膜分離活性汚泥処理装置10、標準活性汚泥処理装置20、濾過装置30、蒸発濃縮装置40としては、第1の態様における廃水処理システムの実施形態の説明において先に例示した各装置が挙げられる。
図1の廃水処理システムを用いた廃水処理方法は、下記のステップ(b)を有し、図2の廃水処理システムを用いた廃水処理方法は下記のステップ(b)と、必要に応じて下記の(a)、(c)、(d)を有する。
(a)標準活性汚泥処理装置20にて、原水槽(図示略)からの廃水を活性汚泥中の微生物によって生物処理するステップ。
(b)膜分離活性汚泥処理装置10にて、原水槽(図示略)からの廃水またはステップ(a)にて処理された廃水(上澄み液)を活性汚泥中の微生物によって生物処理すると同時に、膜モジュール15によって汚泥と処理水(透過水)とに固液分離するステップ。
(c)濾過装置30にて、膜モジュール15を透過した処理水(透過水)を逆浸透膜またはナノ濾過膜によって濾過処理するステップ。
(d)蒸発濃縮装置40にて、濾過装置本体31を透過しなかった濃縮水を濃縮処理するステップ。
廃水処理システムにて処理される廃水は、第1の態様における廃水と同じであり、ここでの説明を省略する。
ステップ(a)は、第1の態様におけるステップ(a)と同じステップであり、ここでの説明を省略する。
廃水処理方法がステップ(a)を有さない場合は、原水槽(図示略)に貯留された廃水を、廃水流路50を経て膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給する。
廃水処理方法がステップ(a)を有する場合は、ステップ(a)にて処理された廃水(上澄み液)を、上澄み液流路54を経て膜分離活性汚泥処理装置10の膜分離槽11に供給する。
また、膜分離槽11においては、吸引ポンプ18を作動させて膜モジュール15内を減圧にすることによって、混合水を汚泥と処理水(透過水)とに固液分離する。この際、散気管12からエアを膜モジュール15に導入することによって、膜モジュール15の分離膜(例えば中空糸膜など)の表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。
凝集剤の添加量は、膜分離槽11に供給される直前の廃水中の難分解性物質の濃度(CODcr−BOD5)から求められる難分解性物質の量に対して0.1〜2.75倍量であり、0.2〜2.5倍量が好ましく、0.25〜2.0倍量がより好ましい。凝集剤の添加量が0.1倍量以上であれば、凝集剤の効果、すなわち、凝集剤が汚泥表面に吸着すると同時に難分解性物質等の有機物を吸着する効果が十分に得られるので、難分解性物質等による膜モジュール15の膜閉塞を防止できる。
凝集剤の効果は、凝集剤の添加量が多くなるほど得られやすくなる傾向にある。ただし、凝集剤を過剰に添加すると、上述したように凝集剤が処理水中に残存し、この凝集剤が膜閉塞を引き起こしたり、凝集剤が処理水の汚染の原因となり処理水の水質が悪化したりするおそれがある。凝集剤の添加量が2.75倍量以下であれば、凝集剤が処理水中に残存しにくくなり、凝集剤による膜モジュール15の膜閉塞を抑制できる。また、水質の高い処理水が得られる。
また、「BOD5」とは、5日間生物化学的酸素要求量であり、JIS K 0102にしたがって測定する。
処理水中への凝集剤の残存抑制効果は、凝集剤未添加の活性汚泥の添加量が多くなるほど得られやすくなる傾向にある。ただし、凝集剤未添加の活性汚泥を過剰に添加することは、(i)汚泥添加手段17が大型化する、(ii)膜分離槽11の菌叢を乱すおそれがあり、生物処理が円滑に行われにくくなる、(iii)凝集剤が活性汚泥に優先的に吸着してしまい、凝集剤の本来の目的である難分解性物質等の膜閉塞物質の除去効果が低下する、といった問題が生じるおそれがある。よって、凝集剤未添加の活性汚泥の添加量は、膜分離槽11に添加される凝集剤の添加量に対して、200倍以下のMLSSに相当する量が好ましい。
ステップ(c)は、第1の態様におけるステップ(c)と同じステップであり、ここでの説明を省略する。
ステップ(d)は、第1の態様におけるステップ(d)と同じステップであり、ここでの説明を省略する。
以上説明した本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第2の態様にあっては、MBRにより廃水を処理する際に、膜分離槽に供給される直前の難分解性物質の量に対して特定量の凝集剤を膜分離槽に添加する。よって、難分解性物質等の有機物が凝集剤に吸着されるので、難分解性物質等による膜モジュールの膜閉塞を防止できる。しかも、凝集剤の添加量が適量であるため、処理水中に凝集剤が残存しにくくなり、凝集剤による膜モジュールの膜閉も抑制できる。また、水質の高い処理水が得られる。
なお、本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第2の態様は、図示例の廃水処理システムおよびこれを利用した廃水処理方法に限定されない。
例えば、図1、2に示す廃水処理システムの膜分離活性汚泥処理装置10は、膜分離槽11に凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段17を備えているが、汚泥添加手段17を省略してもよい。すなわち、本発明の廃水処理方法の第2の態様においては、ステップ(a)において、凝集剤未添加の活性汚泥を膜分離槽11に添加しなくてもよい。
凝集剤として、ポリアミジン系高分子凝集剤(三菱レイヨン株式会社製、「KP7000」)を用いた。
膜分離槽に、MLSSを8000mg/Lに調整した凝集剤未添加の活性汚泥を100mL供給した。この膜分離槽の活性汚泥100mLに対し、濃度0.3質量%に調整した凝集剤を、活性汚泥中での濃度が30mg/Lになるように添加した。すなわち、膜分離槽内の活性汚泥のMLSSに相当する量(MLSS量)は800mgであり、凝集剤の添加量は3mgである。
ついで、マグネチックスターラーにて穏やかに30分間攪拌した後、中空糸膜(三菱レイヨン株式会社製、「ステラポアSADF」)にて濾過した。
濾過液中のTOC(全有機炭素)濃度を測定した。結果を表1に示す。
なお、例1および以下の例2〜4は実施例に相当し、例5〜7は比較例に相当する。
活性汚泥中での濃度が表1に示すように凝集剤の添加量を変更した以外は、例1と同様にして濾過液中のTOC濃度を測定した。結果を表1に示す。
対して、活性汚泥中での凝集剤の添加量に対して凝集剤未添加の活性汚泥のMLSS量が50倍未満である例5〜7の場合、濾過液中のTOC濃度が10mg/L以上であった。
よって、本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第1の態様によれば、分離膜の閉塞を抑制し、水質の高い処理水を得ることができるといえる。
難分解性物質を含む廃水として、コークス製造プロセスから排出された廃水を用いた。コークス製造プロセスから排出される廃水にはフミン質などが含まれ、一般的に生物処理が困難な難分解性物質を多く含むことが知られている。
本例で用いた廃水のCODcrは3500mg/Lであり、BOD5は500mg/Lであった。よって、廃水中の難分解性物質の濃度(CODcr−BOD5)は3000mg/Lである。なお、CODcrおよびBOD5はJIS K 0102にしたがって測定した。
ついで、マグネチックスターラーにて穏やかに30分間攪拌した後、中空糸膜(三菱レイヨン株式会社製、「ステラポアSADF」)にて濾過した。
濾過液のCODcrをJIS K 0102にしたがって測定した。結果を表2に示す。
なお、例8および以下の例9、15は比較例に相当し、例10〜14は実施例に相当する。
廃水を添加した後、濃度0.3質量%に調整した凝集剤を、活性汚泥中での濃度が表2に示す値となるように添加した以外は、例8と同様にして濾過液のCODcrを測定した。結果を表2に示す。
対して、廃水中の難分解性物質の量に対して凝集剤の添加量が0.1倍量未満、または2.75倍量を超える例8、9、15の場合、濾過液のCODcrが50mg/L以上であった。
よって、本発明の廃水処理方法および廃水処理システムの第2の態様によれば、分離膜の閉塞を抑制し、水質の高い処理水を得ることができるといえる。
11 膜分離槽
15 膜モジュール
16 凝集剤添加手段
17 汚泥添加手段
20 標準活性汚泥処理装置
30 濾過装置
40 蒸発濃縮装置
54 上澄み液流路
57 供給汚泥流路
Claims (16)
- 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥法により、前記槽に凝集剤を添加して廃水を処理する方法において、
前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、廃水処理方法。 - 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥法により、前記槽に凝集剤を添加して廃水を処理する方法において、
前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量(質量比)の凝集剤を添加する、廃水処理方法。 - 前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.2〜2.5倍量(質量比)の凝集剤を添加する、請求項2に記載の廃水処理方法。
- 前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、請求項2または3に記載の廃水処理方法。
- 活性汚泥中の微生物による生物処理を行う標準活性汚泥法により廃水を事前に処理し、この処理された廃水を膜分離活性汚泥法により処理し、かつ標準活性汚泥法により発生した余剰汚泥を前記凝集剤未添加の活性汚泥として前記槽に添加する、請求項1または4に記載の廃水処理方法。
- 前記槽に添加する凝集剤未添加の活性汚泥のMLSSが、6000〜35000mg/Lである、請求項1、4、5のいずれか一項に記載の廃水処理方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の廃水処理方法によって得られた処理水を逆浸透膜またはナノ濾過膜によって濾過処理する、廃水処理方法。
- 前記濾過処理により発生した濃縮水を濃縮処理する、請求項7に記載の廃水処理方法。
- 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥処理装置を具備する廃水処理システムにおいて、
前記槽に、凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段とを備え、
前記汚泥添加手段は、前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、廃水処理システム。 - 活性汚泥中の微生物による生物処理と、分離膜による固液分離処理とを同一の槽内で行う膜分離活性汚泥処理装置を具備する廃水処理システムにおいて、
前記槽に、凝集剤を添加する凝集剤添加手段を備え、
前記凝集剤添加手段は、前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.1〜2.75倍量(質量比)の凝集剤を添加する、廃水処理システム。 - 前記凝集剤添加手段は、前記槽に供給される直前の廃水中の難分解性物質の量に対して、0.2〜2.5倍量(質量比)の凝集剤を添加する、請求項10に記載の廃水処理システム。
- 前記槽に、凝集剤未添加の活性汚泥を添加する汚泥添加手段をさらに備え、
前記汚泥添加手段は、前記凝集剤の添加量に対して、50倍以上のMLSSに相当する量の凝集剤未添加の活性汚泥を前記槽に添加する、請求項10または11に記載の廃水処理システム。 - 活性汚泥中の微生物による生物処理を行う標準活性汚泥処理装置を膜分離活性汚泥処理装置の上流に具備し、標準活性汚泥処理装置により処理された廃水を前記槽に供給する流路と、標準活性汚泥処理装置により発生した余剰汚泥を前記凝集剤未添加の活性汚泥として前記槽に供給する流路とを備える、請求項9または12に記載の廃水処理システム。
- 前記槽に添加する凝集剤未添加の活性汚泥のMLSSが、6000〜35000mg/Lである、請求項9、12、13のいずれか一項に記載の廃水処理システム。
- 膜分離活性汚泥処理装置により固液分離された処理水を濾過処理する逆浸透膜濾過装置またはナノ濾過膜濾過装置をさらに具備する、請求項9〜14のいずれか一項に記載の廃水処理システム。
- 前記逆浸透膜濾過装置またはナノ濾過膜濾過装置により発生した濃縮水を濃縮処理する蒸発濃縮装置をさらに具備する、請求項15に記載の廃水処理システム。
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