專利名稱：含有機(jī)物排水的處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理后進(jìn)行好氧性生物處理并對好氧性生物處理水進(jìn)行膜分離處理的含有機(jī)物排水的處理裝置，尤其是涉及一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其作為厭氧性生物處理槽之后的好氧性生物處理槽采用了膜分離活性污泥式的好氧性生物處理槽，改善了好氧性生物處理污泥的膜過濾性而改善了膜的透過水量(通量)。
背景技術(shù)：
以往，作為含有機(jī)物排水的處理方法，已知有如下方法在對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理之后，進(jìn)行好氧性生物處理，并對好氧性生物處理水進(jìn)行固液分離(例如，專利文獻(xiàn)I)。此外，作為好氧性生物處理水的固液分離設(shè)備，也已知有采用膜分離裝置濃縮活性污泥的膜分離活性污泥法(例如，專利文獻(xiàn)2)。在作為好氧性生物處理水的固液分離設(shè)備采用膜分離裝置的情況下，在厭氧性生物處理中成為膜污染的原因的代謝產(chǎn)物的生成量比好氧性生物處理中少，因此，與對含有機(jī)物排水(原水)直接進(jìn)行好氧性生物處理后進(jìn)行膜分離處理的情況相比，在好氧性生物處理的前級進(jìn)行厭氧性生物處理的情況下，能夠降低膜污染，減少膜的藥品洗凈頻率。此外，作為含有機(jī)物排水的處理方法，已知有利用處于細(xì)菌的上游(生物鏈)的原生動物或后生動物等的微小動物的捕食作用的多級活性污泥法，其已經(jīng)得到實(shí)用化(例如，專利文獻(xiàn)3)。在多級活性污泥法中，首先，在第一生物處理槽中對含有機(jī)物排水進(jìn)行細(xì)菌處理，然后，氧化分解排水中含有的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化成非凝集性的細(xì)菌的菌體之后，通過第二生物處理槽中固著的微小動物捕食除去，由此，能夠減少剩余污泥的量以及在高負(fù)荷下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-175582號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2009-297688號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2006-51414號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如前所述，在用膜分離裝置對好氧性生物處理水進(jìn)行固液分離的情況下，通過在好氧性生、物處理的前級進(jìn)行厭氧性生物處理，能夠降低因代謝產(chǎn)物引起的膜污染，然而，在厭氧性生物處理中，與好氧性生物處理相比，粘質(zhì)物的生成量少，絮狀物的形成力弱，因此，會在厭氧性生物處理水進(jìn)而在好氧性生物處理水中含有直徑不足10 μ m的微細(xì)的SS成分。這些微細(xì)的SS成分，在膜分離處理中，會在膜表面形成致密的濾餅層，易使跨膜壓差上升。因此，在對厭氧性生物處理水進(jìn)行好氧性生物處理，并用膜分離裝置進(jìn)行固液分離，以獲得無SS成分的清澈的處理水的情況下，存在如下問題不能獲得高的膜通量；需要頻繁地進(jìn)行膜的藥品洗凈。本發(fā)明的課題在于，解決上述以往的問題，提供一種如下的含有機(jī)物排水的處理裝置，即在對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理后進(jìn)行好氧性生物處理并對好氧性生物處理水進(jìn)行膜分離處理時(shí)，改善好氧性生物處理污泥的膜過濾性而維持高的膜通量，降低藥品洗凈頻率。本發(fā)明人等為了解決上述課題專心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在膜分離活性污泥式的好氧性生物處理槽內(nèi)中設(shè)置生物固定床，對捕食微細(xì)SS成分的微小動物特別是除去能力高的蛭形輪蟲類的過濾捕食性微小動物供給立足點(diǎn)，使這些微小動物在好氧性生物處理槽內(nèi)優(yōu)先增加，通過這些微小動物有效地捕食厭氧性生物處理中生成的微細(xì)的SS，由此，改善好氧性生物處理污泥的膜過濾性，提高后級的膜分離裝置的膜通量。 本發(fā)明是基于上述見解而達(dá)成的，其要旨如下。(I) 一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其具有對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理的厭氧性生物處理槽；對從該厭氧性生物處理槽流出的厭氧性生物處理水進(jìn)行好氧性生物處理的好氧性生物處理槽；和對該好氧性生物處理槽的好氧性生物處理水進(jìn)行固液分離的膜分離設(shè)備，其特征在于，在該好氧性生物處理槽內(nèi)中設(shè)置有生物固定床。(2) 一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，在上述(I)中，相對于所述好氧性生物處理槽的容積，所述生物固定床的容積是I 30%。(3) 一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，在上述⑴或(2)中，所述膜分離設(shè)備是浸潰在所述好氧性生物處理槽內(nèi)的浸潰型膜分離裝置。(4) 一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，在上述(3)中，所述好氧性生物處理槽內(nèi)的一半側(cè)浸潰配置有所述生物固定床，另一半側(cè)浸潰配置有所述浸潰型膜分離裝置，在所述浸潰型膜分離裝置的下方設(shè)置有曝氣設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，通過在好氧性生物處理槽內(nèi)設(shè)置生物固定床，對捕食微細(xì)SS成分的微小動物特別是除去能力高的蛭形輪蟲類的過濾捕食性微小動物供給立足點(diǎn)，使這些微小動物在好氧性生物處理槽內(nèi)優(yōu)先增加,通過這些微小動物有效地捕食厭氧性生物處理中生成的微細(xì)的SS，由此，能夠改善好氧性生物處理污泥的膜過濾性，維持后級的膜分離裝置的高的膜通量，降低藥品洗凈頻率，有效地進(jìn)行處理。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的系統(tǒng)圖。圖2是表示實(shí)施例I及比較例I中的跨膜壓差的經(jīng)時(shí)變化的圖表。其中，附圖標(biāo)記說明如下I厭氧性生物處理槽2好氧性生物處理槽3 載體4生物固定床5膜模塊6散氣管
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的含有機(jī)物排水的處理裝置的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。圖I是表示本發(fā)明的含有機(jī)物排水的處理裝置的實(shí)施方式的一個(gè)例子的系統(tǒng)圖，圖I中，附圖標(biāo)記I為厭氧性生物處理槽，附圖標(biāo)記2為好氧性生物處理槽。在厭氧性生物處理槽I內(nèi)填充有載體3。在好氧性生物處理槽2內(nèi)的一半側(cè)浸潰配置有生物固定床4，另一半側(cè)浸潰配置有浸潰型膜模塊5，在膜模塊5的下方設(shè)置有散氣管(曝氣設(shè)備)6。附圖標(biāo)記PpP2為泵’附圖標(biāo)記PI為壓力計(jì)。圖I中，含有機(jī)物排水(原水)從配管11導(dǎo)入?yún)捬跣陨锾幚聿跧的底部，在厭氧性生物處理槽I內(nèi)向上進(jìn)行流動的期間進(jìn)行厭氧性生物處理。厭氧性生物處理水從配管12導(dǎo)入好氧性生物處理槽2。好氧性生物處理槽2內(nèi)的好氧性生物處理水用膜模塊5進(jìn)行固液分離，膜透過水作為處理水從配管13取出。剩余污泥從配管14取出。作為厭氧性生物處理槽I的處理方式，沒有特別限定，除了如圖I所示的填充了流動性載體3的流動床式之外，還可以是固定床式處理槽，此外，也可以是如下兩種方法在槽內(nèi)以高密度形成沉降性大的顆粒污泥的污泥層，并向上流地進(jìn)行原水的通液而進(jìn)行高負(fù)荷高速處理的UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket :向上流厭氧性污泥床)法；用比該UASB法高度更高的反應(yīng)槽以高流速進(jìn)行原水的通液，并使污泥層以高展開率展開而以更高負(fù)荷進(jìn)行厭氧性處理的EGSB (Expanded Granule Sludge Blanket :厭氧膨脹顆粒污泥床)法。此外，既可以是將酸生成反應(yīng)和甲烷生成反應(yīng)在同一處理槽內(nèi)進(jìn)行的I相式，又可以是將各反應(yīng)以不同的處理槽進(jìn)行的2相式。采用了載體的流動床式處理槽、固定床式處理槽或者是如UASB、EGSB的采用了顆粒的處理槽，能夠進(jìn)行C0D&負(fù)荷5kg/m3 · d以上的高負(fù)荷處理，因此優(yōu)選。如圖I所示的好氧性生物處理槽2是在槽內(nèi)浸潰配置了膜模塊5的浸潰型膜分離活性污泥處理槽，但膜模塊并不限定于像這樣設(shè)置在好氧性生物處理槽2內(nèi)，也可采用在好氧性生物處理槽2外設(shè)置膜模塊的槽外設(shè)置型膜分離活性污泥法。槽外設(shè)置型膜分離活性污泥法的情況下，可在與處理槽2分開設(shè)置的曝氣槽內(nèi)浸潰膜模塊而獲得膜透過水，并將膜濃縮水循環(huán)至好氧性生物處理槽2。在浸潰型膜模塊以外，也可采用通常的膜模塊，但從動力比較小即可、及難以被施加剪切力而污泥的大小不會變小、不易發(fā)生膜的堵塞的情況下來看，優(yōu)選采用浸潰型膜模塊。作為膜的種類，可采用SS的固液分離性優(yōu)異的MF(精密過濾)膜、UF(超濾)膜，作為其型式并沒有特別限制，平膜、管狀膜、中空絲膜中任意一個(gè)都可采用。圖I的好氧性生物處理槽2中，在膜模塊5的下方設(shè)置有散氣管6，通過像這樣在膜模塊5的下方設(shè)置散氣管6，膜模塊5的膜面附著物因散氣進(jìn)行的曝氣流的洗凈作用而一部分被剝離除去，提高了膜透過性。作為在好氧性生物處理槽2內(nèi)設(shè)置的生物固定床4，只要是對捕食微細(xì)SS成分的微小動物特別是除去能力高的蛭形輪蟲類的過濾捕食性微小動物供給立足點(diǎn)即可，可使用、通常在接觸曝氣法中使用的塑料制的波板、網(wǎng)、蜂巢形狀的物質(zhì)、在纖維或繩上帶有絲帶的物質(zhì)、海綿板等固定在處理槽上的載體，特別優(yōu)選如海綿的多孔物質(zhì)。該情形下，多孔物質(zhì)的孔上棲息著微小動物，這些微小動物有效地捕食厭氧性生物處理中生成的微細(xì)的SS。作為多孔物質(zhì)的細(xì)孔徑，從微小動物的棲息方面來看，優(yōu)選200 1000 μ m程度。在好氧性生物處理槽2內(nèi)設(shè)置的生物固定床的容積，根據(jù)處理槽2內(nèi)的膜模塊的有無而不同，優(yōu)選相對于處理槽2的容積是I 30%，特別優(yōu)選是5 10%。生物固定床的容積過小，則不能使微小動物充分增殖，過大，則成本增加，除此之夕卜，容易使生物處理槽的攪拌混合不充分。在此，作為生物固定床的容積，是不考慮多孔物質(zhì)的孔的表觀容積；處理槽的容積是指除去槽內(nèi)浸潰的膜模塊的容積的容積。在好氧性生物處理槽2內(nèi)設(shè)置的生物固定床4，優(yōu)選設(shè)置在處理槽2內(nèi)曝氣引起的流動少的區(qū)域，即，通過散氣卷起的污泥向下流而沉入的區(qū)域。如此進(jìn)行，則處理微細(xì)的SS的微小動物容易通過固定床進(jìn)行棲息。 因此，在圖I的好氧性生物處理槽2中形成下述構(gòu)成在處理槽2內(nèi)的一半側(cè)上浸潰配置生物固定床4，在另一半側(cè)浸潰配置膜模塊5，在膜模塊5的下方設(shè)置散氣管6。另外，好氧性生物處理槽2，也可設(shè)置為多級，例如，將前級作為脫氮槽，將后級作為硝化槽，使污泥從硝化槽向脫氮槽循環(huán)。該情況下，優(yōu)選生物固定床設(shè)置在硝化槽，膜模塊設(shè)置在硝化槽或使硝化槽的污泥循環(huán)的另外的曝氣槽(膜浸潰槽)。作為好氧性生物處理槽2的其他處理?xiàng)l件，從膜過濾性、及處理效率方面考慮，優(yōu)選的是，CODcr負(fù)荷O. 7 5kg/m3 天，尤其是I 2. 5kg/m3/天；B0D負(fù)荷O. 3 3kg/m3 天，尤其是 O. 5 2kg/m3 ·天；MLSS 濃度 2，000 20，000mg/L,尤其是 4，000 12，000mg/L。作為通過上述的本發(fā)明的含有機(jī)物排水的處理裝置處理的含有機(jī)物排水，是通常被生物處理的含有機(jī)物排水即可，沒有特別限定，例如，可舉出電子產(chǎn)業(yè)排水、化學(xué)工廠排水、食品工廠排水等。例如，在電子零件制造過程中，會從顯影工序、剝離工序、蝕刻工序、洗凈工序等大量地產(chǎn)生各種有機(jī)性排水，而且人們期望回收排水并凈化為純水程度以進(jìn)行再利用，因此，這些排水適于作為本發(fā)明的處理對象排水，通過將本發(fā)明的含有機(jī)物排水的處理裝置的處理水根據(jù)需要進(jìn)一步進(jìn)行高度處理，能夠獲得高純度水。作為上述的有機(jī)性排水，例如，可舉出含有異丙醇、乙醇等的有機(jī)性排水；含有單乙醇胺(MEA)、四甲基氫氧化銨(TMAH)等的有機(jī)氮、氨氮的有機(jī)性排水；含有二甲基亞砜(DMSO)等的有機(jī)硫化合物的有機(jī)性排水。實(shí)施例下面，列舉實(shí)施例及比較例對本發(fā)明進(jìn)行更具體地說明。[實(shí)施例I]將下述水質(zhì)的電子零件制造工廠的排水作為原水，用圖I所示的含有機(jī)物排水的處理裝置進(jìn)行處理。<原水水質(zhì)>CODcr : 1500 3000mg/L (平均 2000mg/L)T-N 30 70mg/L(平均 50mg/L)T-P 3. 0mg/L(Ca, Mg，K，其他微量金屬一起作為營養(yǎng)劑添加)作為厭氧性生物處理槽1，用槽容量10 (Φ 16CmXH60Cm的圓筒狀)的槽，其水力學(xué)的滯留時(shí)間是4. 8小時(shí)，并加溫至溫度35°C進(jìn)行處理。在厭氧性生物處理槽I中，填充有4L聚丙烯制圓筒狀載體(Φ 3mmX 5mm),將啤酒工廠的排水處理設(shè)施的顆粒作為種污泥投入500mL，馴養(yǎng)2個(gè)月之后，將處理水導(dǎo)入好氧性生物處理槽2。
作為好氧性生物處理槽2，使用槽容量I. 5L的槽，作為生物固定床4，使用細(xì)孔徑500μπι、厚度1cm的海綿板(表觀容積100mL(好氧性生物處理槽容積的7%))，固定在從膜模塊5的下部設(shè)置的散氣管6曝氣卷起的污泥沉降的位置上。作為膜模塊5，采用中空絲型的MF膜(旭化成化學(xué)(株)制造的“V ^々口一吁MF 7 二一 > (商品名)”，聚偏二氟乙烯制，孔徑O. 10 μ m)，并浸潰配置到散氣管6的上方。好氧性生物處理槽2，以電子部件制造工廠排水處理設(shè)備的活性污泥作為種污泥開始進(jìn)行處理，在膜模塊5中，通過6分鐘吸引過濾/2分鐘停止的循環(huán)、過濾時(shí)的通量O. 4m/d進(jìn)行吸引，由此，進(jìn)行膜分離處理，另一方面，以75mL/天取出剩余污泥(SRT 20天)O另外，跨膜壓差上升至30kPa時(shí)，提起膜模塊5，實(shí)施藥品洗凈(在有效率為O. 3%的NaC10+Na0H(調(diào)整pH為12)溶液中浸潰6小時(shí))。運(yùn)轉(zhuǎn)開始2周后(運(yùn)轉(zhuǎn)開始2周后作為運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)O天)，測定跨膜壓差的變化，將跨膜壓差的經(jīng)時(shí)變化示于圖2中。[比較例I]在實(shí)施例I中，除了沒有在好氧性生物處理槽2內(nèi)設(shè)置生物固定床以外，同樣地進(jìn)行處理，將跨膜壓差的經(jīng)時(shí)變化示于圖2。在實(shí)施例I及比較例I中，在厭氧性生物處理槽I中，對于10kg/m3 ·天的C0D&負(fù)荷，均在試驗(yàn)期間穩(wěn)定地獲得90%前后的除去率，好氧性生物處理槽2的處理水C0D&在10mg/L以下(比較例I :平均5. 4mg/L ;實(shí)施例I :平均5. Omg/L)穩(wěn)定地變化。在已經(jīng)穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)的期間的跨膜壓差的上升速度，在比較例I中是I. 3kPa/天，在實(shí)施例I中是O. 54kPa/天，比較例I中需要以大約20天I次的頻率進(jìn)行藥品洗凈，與此相對，在實(shí)施例I中，能將藥品洗凈頻率下降為50天I次左右。進(jìn)一步地，過濾時(shí)的通量提高在O. 7m/天時(shí)，在比較例I中，跨膜壓差的上升速度上升至2. SkPa/天，需要超過10天I次的頻率進(jìn)行藥品洗凈，與此相對，在實(shí)施例I中，跨膜壓差的上升速度的增加很少，能夠維持在50天I次左右的洗凈頻率。此外，對厭氧生物處理水的SS分析的結(jié)果是，厭氧生物處理水中含有60 IOOmg/L的SS，并一直流入好氧性生物處理槽2中。對厭氧性物處理水及好氧性生物處理槽污泥的SS成分的粒徑分布測定的結(jié)果是，厭氧生物處理水中，粒徑不足10 μ m的微細(xì)的SS成分占40%，即使是在比較例I的好氧性生物處理槽污泥中粒徑不足10 μ m的微細(xì)的SS成分也占約10%。與此相對，在實(shí)施例I的好氧性生物處理槽污泥中，粒徑不足10 μ m的微細(xì)的SS成分顯著減少為約O. 3 %，由此可知，在好氧性生物處理槽內(nèi)，微細(xì)SS成分分解，并且導(dǎo)致提高膜過濾性。如此，根據(jù)本發(fā)明可知，在組合了厭氧性生物處理和膜分離活性污泥處理的處理中，能夠降低通過厭氧性生物處理生成的微細(xì)的SS成分引起的膜污染，減少膜的洗凈頻率，并維持高膜通量進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn) 。
權(quán)利要求
1.ー種含有機(jī)物排水的處理裝置，其具有對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理的厭氧性生物處理槽；對從該厭氧性生物處理槽流出的厭氧性生物處理水進(jìn)行好氧性生物處理的好氧性生物處理槽；和對該好氧性生物處理槽的好氧性生物處理水進(jìn)行固液分離的膜分離設(shè)備，其特征在干， 在該好氧性生物處理槽內(nèi)設(shè)置有生物固定床。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，相對于所述好氧性生物處理槽的容積，所述生物固定床的容積是I 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，所述膜分離設(shè)備是浸潰在所述好氧性生物處理槽內(nèi)的浸潰型膜分離裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含有機(jī)物排水的處理裝置，其特征在于，所述好氧性生物處理槽內(nèi)的一半側(cè)浸潰配置有所述生物固定床，另一半側(cè)浸潰配置有所述浸潰型膜分離裝置，在所述浸潰型膜分離裝置的下方設(shè)置有曝氣設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種含有機(jī)物排水的處理裝置，其在對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理后進(jìn)行好氧性生物處理并對好氧性生物處理水進(jìn)行膜分離處理時(shí)，改善好氧性生物處理污泥的膜過濾性而維持高膜通量，降低藥品洗凈頻率。本發(fā)明的含有機(jī)物排水的處理裝置，其具有對含有機(jī)物排水進(jìn)行厭氧性生物處理的厭氧性生物處理槽(1)；對從該厭氧性生物處理槽(1)流出的厭氧性生物處理水進(jìn)行好氧性生物處理的好氧性生物處理槽(2)；和對該好氧性生物處理槽(2)的好氧性生物處理水進(jìn)行固液分離的膜分離設(shè)備(5)，其特征在于，在該好氧性生物處理槽(2)內(nèi)設(shè)置有生物固定床(4)。
文檔編號C02F9/14GK102730903SQ20121009753
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者小松和也, 藤島繁樹 申請人:栗田工業(yè)株式會社