(57)【要約】【課題】生物処理、膜分離、ＲＯ処理及びイオン交換処理を行う有機物含有水の処理方法及び装置において、イオン交換装置の負荷軽減を図る。【解決手段】有機物含有水をＭＢＲ槽１にて生物処理し、該生物処理により得られた処理液を固液分離膜３で膜分離し、この膜分離により得られた分離水を逆浸透膜装置５で処理し、この逆浸透膜透過水をイオン交換処理する有機物含有水の処理方法及び装置において、該ＭＢＲ槽１のｐＨを６未満とする。【選択図】図１
2015006643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有水を生物処理槽にて生物処理し、
該生物処理により得られた処理液を膜分離し、
この膜分離により得られた膜分離水を逆浸透膜で処理し、
この逆浸透膜の透過水をイオン交換処理する有機物含有水の処理方法において、
該生物処理槽のｐＨを６未満とすることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記生物処理槽のｐＨを４．５〜５．５とすることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記生物処理槽のＴＯＣ負荷が０．２〜１．０ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄａｙであることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記生物処理槽のＤＯを０．５〜５．０ｍｇ／Ｌとすることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記逆浸透膜に導入される前記膜分離水のｐＨが５．０〜８．０であることを特徴とする有機物含有水の処理方法。
【請求項６】
有機物含有水を生物処理する生物処理槽と、
該生物処理槽からの処理液を膜分離する膜分離装置と、
該膜分離装置の分離水を逆浸透膜処理する逆浸透膜装置と、
該逆浸透膜装置の透過水をイオン交換処理するイオン交換装置と
を有する有機物含有水の処理装置において、
前記生物処理槽のｐＨを６未満に制御するｐＨ制御手段を備えたことを特徴とする有機物含有水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有水を処理する方法及び装置に係り、特に有機物含有水を生物処理、膜分離処理、逆浸透膜処理及びイオン交換処理して処理水とする有機物含有水の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶や半導体製造工場のように純水を使用しその排水を排出する設備等で、有機物を含む排水を生物処理し、その処理水を純水製造の原料として用いる水回収が進んでいる。このような水回収を行う有機物含有水の処理方法として、有機物含有水を生物処理、膜分離処理、逆浸透膜（ＲＯ）処理及びイオン交換処理によって処理する方法が特許文献１，２に記載されている。
【０００３】
特許文献３には、フラットパネルディスプレイ製造排水をカルシウム化合物によってリン酸カルシウム生成処理した後、生物処理し、濾過処理した後、イオン交換処理することが記載されている。また、特許文献３の００４５段落には、生物処理を浸漬膜型反応槽にて行ってもよいことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４８７１４号公報
【特許文献２】特開２００８−２４６３８６号公報
【特許文献３】特開２０１０−８９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機物含有水を生物処理する生物処理槽の好ましいｐＨは、特許文献１では６〜９であり（００１８段落）、特許文献３では６．５〜８．５である（００４１段落）。このｐＨ条件で生物処理を行うと、硝化反応が進行し、硝酸イオンが生成する。この硝酸イオンはＲＯ膜を透過し易いので、イオン交換装置の負荷が増大する。
【０００６】
本発明は、生物処理、膜分離、ＲＯ処理及びイオン交換処理を行う有機物含有水の処理方法及び装置において、イオン交換装置の負荷軽減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の有機物含有水の処理方法は、有機物含有水を生物処理槽にて生物処理し、該生物処理により得られた処理液を膜分離し、この膜分離により得られた膜分離水を逆浸透膜で処理し、この逆浸透膜の透過水をイオン交換処理する有機物含有水の処理方法において、該生物処理槽のｐＨを６未満とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、前記生物処理槽のｐＨを４．５〜５．５とすることが好ましい。
【０００９】
前記生物処理槽のＴＯＣ負荷は、０．２〜１．０ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄａｙであることが好ましい。また、前記生物処理槽のＤＯを０．５〜５．０ｍｇ／Ｌとすることが好ましい。
【００１０】
本発明では、前記逆浸透膜に導入される前記膜分離水のｐＨが５．０〜８．０であることが好ましい。
【００１１】
本発明の有機物含有水の処理装置は、有機物含有水を生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽からの処理液を膜分離する膜分離装置と、該膜分離装置の分離水を逆浸透膜処理する逆浸透膜装置と、該逆浸透膜装置の透過水をイオン交換処理するイオン交換装置とを有する有機物含有水の処理装置において、前記生物処理槽のｐＨを６未満に制御するｐＨ制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の有機物含有水の処理方法及び装置によると、生物処理槽のｐＨを６未満とすることにより、生物処理槽での硝化菌の生育が抑制され、硝酸の生成が抑制される。これにより、後段のイオン交換装置の負荷が軽減される。さらに、生物処理のｐＨを下げることにより、生物代謝物のうち、タンパク質が変性することで、膜分離時の膜差圧の上昇およびタンパク質等のリークがおさえられ、後段のＲＯの差圧上昇、フラックス低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る有機物含有水の処理方法及び装置を示すフロー図である。
【図２】別の実施の形態に係る有機物含有水の処理方法及び装置を示すフロー図である。
【図３】さらに別の実施の形態に係る有機物含有水の処理方法及び装置を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について図１〜３を参照してさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１の有機物含有水の処理方法及び装置では、原水（有機物含有水）を、浸漬型固液分離膜３を備えた生物処理槽（以下、ＭＢＲ槽ということがある。）１に導入する。原水が槽内の生物によって生物処理された後、固液分離膜３を透過し、ＲＯ装置５に供給され、ＲＯ濃縮水はライン６より系外に取り出される。ＲＯ透過水がイオン交換装置７でイオン交換処理され、脱イオン水が処理水として取り出される。ＭＢＲ槽１にはｐＨ制御手段としてｐＨ計（図示略）と酸添加手段１０が設けられている。なお、上記生物処理は浮遊法によるものであるが、担体を用いて槽内に流動床や固定床を形成しても良い。
【００１６】
ＲＯ装置５の濃縮水はライン６から系外に排出するのが好ましいが、一部をＭＢＲ槽１に返送してもよい。なお、図２及び図３に示すフローにおいても同様である。ＭＢＲ槽１の余剰汚泥は排泥ライン４によって排出される。
【００１７】
図１のフローでは、生物処理槽内に固液分離膜が浸漬設置されているが、図２のフローでは、生物処理槽１Ａと固液分離膜３を有した膜分離槽１Ｂとを別々に設置している。図２のフローでは、原水を生物処理槽１Ａに導入し、生物処理する。この生物処理水を膜分離槽１Ｂに導入し、ＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜等よりなる固液分離膜３によって膜分離処理し、膜透過水をＲＯ装置５に供給し、ＲＯ膜透過水をイオン交換装置７に通水し、脱イオン水を処理水として取り出す。
【００１８】
図３のフローは、図２のフローにおいて、膜分離槽１Ｂの代わりに槽外型膜分離装置８を設置したものである。生物処理槽１Ａからの生物処理水をこの槽外型膜分離装置８に循環させ、固液分離膜によって膜分離処理し、膜透過水をＲＯ装置５に供給し、ＲＯ膜透過水をイオン交換装置７に通水し、脱イオン水を処理水として取り出す。
【００１９】
膜分離装置８は、ベッセル内に固液分離膜のモジュールを設置したものである。膜分離装置８の濃縮水は生物処理槽１Ａに返送される。
【００２０】
図１〜３のいずれのフローにおいてもＭＢＲ槽１及び生物処理槽１ＡにはｐＨ計（図示略）と酸添加手段１０とが設けられている。なお、酸添加手段１０は、酸溶液タンクと薬注ポンプとで構成されている。ｐＨ計で検出されるｐＨが６未満好ましくは４．５以上６未満、特に好ましくは４．５〜５．５となるように酸が添加手段１０から添加される。ＭＢＲ槽１、生物処理槽１ＡのｐＨを６未満とすることにより、生物処理時の硝化が抑制され、硝酸の生成が抑制され、窒素成分はアンモニアの形態で存在するようになる。ＲＯ膜の硝酸の除去率は９５％程度であるが、アンモニアの除去率は９９％又はそれ以上であり、イオン交換装置７には硝酸イオン及びアンモニアが殆ど流入せず、イオン交換樹脂の負荷が極めて小さいものとなる。これにより、再生型イオン交換装置の場合、再生頻度が著しく減少する。
【００２１】
固液分離膜３及び膜分離装置８の固液分離膜としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜が好適である。膜形状は、平膜、管状膜、中空糸膜等が好適であり、膜材質は、ＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＰ、ポリスルホン、セルロース等が好適であるが、これに限定されない。好ましくはＭＦ膜であり、例えば０．０１〜１μｍの孔径を有するＰＶＤＦ膜が強度の観点から好適に使用できる。
【００２２】
イオン交換装置７のイオン交換樹脂は、ゲル型、ポーラス型など各種のものを用いることができる。イオン交換装置はカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混床であってもよく、カチオン交換樹脂床とアニオン交換樹脂床とを別個に設けたものであってもよい。後者の場合、ＲＯ透過水をカチオン交換樹脂→アニオン交換樹脂の順に通水することが好ましい。
【００２３】
図１〜３のフローにおいて、原水は液晶や半導体等の製造工程から排出される電子産業排水であり、通常は、アンモニア性窒素（アンモニア態窒素）を５〜１００ｍｇ／Ｌ含み、ＴＯＣ濃度１００ｍｇ／Ｌ以下、例えば１０〜１００ｍｇ／Ｌ特に２０〜８０ｍｇ／Ｌ程度の希薄電子産業排水である。ＭＢＲ槽１及び生物処理槽１Ａには、ＴＯＣ負荷０．２〜１．０ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄａｙ、より好ましくは０．４〜０．８ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄａｙとなるように原水を導入することが好ましい。
【００２４】
ＭＢＲ槽１及び生物処理槽１ＡはＤＯ濃度０．５〜５．０ｍｇ／Ｌ、より好ましくは０．５〜３．０ｍｇ／Ｌとなるように散気管を設置して曝気を行うのが好ましい。ＭＢＲ槽１及び生物処理槽１Ａで硝化が生じる場合には曝気量を増大させるのが好ましい。
【００２５】
本発明では生物処理は通常浮遊法で行うが、微生物を担体に付着させてもよい。
担体の材質は、セラミックス、泡ガラス、発泡コンクリートなどの無機質系担体、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのプラスチック製担体などが例示されるが、これらに限定されない。また、流動床や固定床とすることができ、固定床とする場合、その形状は、ハニカムチューブ、波板、ひも状接触材などが例示されるが、これらに限定されない。槽内の担体の充填率は１０〜８０％特に３０〜７０％程度が好適である。
【００２６】
膜分離手段における汚泥濃度すなわち図１，２のＭＢＲ槽１及び膜分離槽１Ｂ内の汚泥濃度並びに図３の膜分離装置８に導入される生物処理液の汚泥濃度は３０００〜５００００ｍｇ／Ｌ特に５０００〜１５０００ｍｇ／Ｌ程度が好適である。
【００２７】
ＲＯ装置５のＲＯ膜としては、例えば、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などのいずれでもよく、ＲＯ膜形状は、スパイラル型、中空糸型、管状型等のいずれでもよい。ＲＯ給水のｐＨは５．０以上８．０以下であることが好ましい。ＲＯ給水のｐＨが８よりも高いと、ＲＯ膜によるアンモニア除去率が低下する。また、ＲＯ給水のｐＨが５より低いと、ＲＯ膜による脱塩率が低下する。
【００２８】
図１〜３のいずれのフローにおいても、前述の通り、イオン交換装置７の負荷が低く、良好な水質の処理水が長期にわたって安定して得られる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例について説明する。以下の実施例及び比較例では、原水としてメタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールを含むＴＯＣ濃度１００ｍｇ／Ｌ、ＮＨ４−Ｎ１００ｍｇ／Ｌ、ＰＯ４−Ｐ２ｍｇ／Ｌ、ｐＨ＝１０の電子産業排水を用いた。
【００３０】
［実施例１］
図１に示すフローの装置によって電子産業排水を１５００Ｌ／ｄａｙにて処理した。主な条件は次の通りである。  
ＭＢＲ槽１の容積：３００Ｌ
ＭＢＲ槽１のｐＨ：５．０となるように酸添加により調整
ＴＯＣ負荷：０．９ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄａｙ
ＭＢＲ槽のＤＯ：２．０ｍｇ／Ｌ
汚泥引抜：ＳＲＴ４０日となるように７．５Ｌ／ｄａｙで汚泥引抜
固液分離膜３：浸漬型中空糸ＭＦ膜（孔径０．４μｍ、三菱レイヨン株式会社製）、膜面積３ｍ２、７分濾過＋１分濾過停止の繰り返し
ＲＯ膜：芳香族ポリアミド型スパイラル糸膜（日東電工株式会社製）、膜面積２ｍ２
ＲＯ給水ｐＨ＝６．０
ＲＯ給水にスライムコントロール剤（栗田工業株式会社製クリバータＥＣ５０３）５ｐｐｍ添加
イオン交換樹脂：三菱化学株式会社製の強酸性カチオン交換樹脂１００ｍＬと強塩基性アニオン交換樹脂を２００ｍＬを別々にこの順に設け、ＳＶ＝５０［１/ｈｒ］で通水。
【００３１】
［実施例２，３、比較例１，２］
実施例１において、ＭＢＲ槽ｐＨを５．５（実施例２）、４．５（実施例３）、７．０（比較例１）、６．５（比較例２）としたこと以外は同様にして上記原水を処理した。結果（３ヶ月平均値）を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2015006643.tif 000003
【００３３】
表１の通り、本発明によると生物処理水中の硝酸イオン濃度が低く、イオン交換樹脂の再生頻度が少ない。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＭＢＲ槽
１Ａ  生物処理槽
１Ｂ  膜分離槽
３  固液分離膜
５  ＲＯ装置
７  イオン交換装置
８  槽外型膜分離装置
１０  酸添加手段
【図１】
2015006643.tif 000004
【図２】
2015006643.tif 000005
【図３】
2015006643.tif 000006