(57)【要約】【課題】半導体製造工場排水のように低分子有機化合物を主成分とする排水であっても、汚泥濃度を高く保って安定した運転を行うことができる有機性排水の処理方法を提供する。【解決手段】有機性排水の流入する曝気槽１と、曝気槽１の汚泥を分離膜４で固液分離する有機性排水の処理方法において、該有機性排水中の全有機物に対するモノマー有機物の割合が７０％以上であり、該有機性排水に酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキス、及び糖蜜の少なくとも１種を添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を曝気槽に導入し、好気性処理した後、その汚泥混合液を膜で固液分離して処理水を得る有機性排水の処理方法であって、有機性排水がモノマー有機物を含んでいる有機性排水の処理方法において、
該有機性排水中の全有機物に対するモノマー有機物の割合が７０％以上であり、
該有機性排水に酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキス、及び糖蜜の少なくとも１種を添加することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記モノマー有機物は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、モノエタノールアミン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、メタノール及び酢酸からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記排水は、液晶ディスプレイ又は半導体製造工場から排出される排水であることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水を曝気槽で生物処理し、膜で固液分離する処理方法に係り、特に有機性排水中の有機物が低分子量有機物を主体とする排水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水の流入する曝気槽と、曝気槽の汚泥を循環させながら膜で固液分離する膜分離槽とを備えた膜分離活性汚泥装置（ＭＢＲ）を用いる有機性排水の処理方法（例えば特許文献１，２）によれば、膜を用いることによって、処理水の水質を良好に保つことができ、また、曝気槽のＭＬＳＳ濃度を高く維持でき、高負荷処理が可能となるうえに、沈殿槽が不要となるため、装置を小さくすることができる。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイ、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おり、こうした排水回収に、凝集沈殿、濾過といった生物処理の後処理が不要で、直接ＲＯ（逆浸透膜）で脱塩処理できるＭＢＲが適用される事例が増えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５０７６４
【特許文献２】特開２００４−８１７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下水や食品工場排水のＭＢＲでは、有機物同士が重合され分子量が大きい有機物が主成分であり、これらは微生物の細胞壁を通過できずに菌体外酵素により分解され、その際に生成する粘質物（バイオポリマー）により汚泥フロックが安定して形成される。その結果、汚泥の膜濾過性が良好に保たれる。
【０００６】
一方、液晶ディスプレイ、半導体製造工場の排水は、純水に現像工程やレジスト剥離工程で使用される溶剤が含まれている。これらの溶剤は、微生物が直接吸収できる程度の低分子有機物（以下、「モノマー有機物」という。）を主成分としており、分解の過程で粘質物がほとんど生成しないため、フロックが形成されず、分散した汚泥になりやすい。汚泥が分散すると、膜濾過時に膜表面に緻密なケーク層が形成されて目詰まりを起こすため、こうしたモノマー有機物を主成分とするＭＢＲではフラックス（膜透過水流束）を高く取れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、有機性排水を曝気槽に導入し、好気性処理した後、その汚泥混合液を膜で固液分離して処理水を得る有機性排水の処理方法であって、半導体製造工場排水のように低分子有機化合物を主成分とする排水であっても、フラックスを高くすることができる有機性排水の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明（請求項１）の有機性排水の処理方法は、有機性排水を曝気槽に導入し、好気性処理した後、その汚泥混合液を膜で固液分離して処理水を得る有機性排水の処理方法であって、有機性排水がモノマー有機物を含んでいる有機性排水の処理方法において、該有機性排水中の全有機物に対するモノマー有機物の割合が７０％以上であり、該有機性排水に酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキス、及び糖蜜の少なくとも１種を添加することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の有機性排水の処理方法は、請求項１において、前記モノマー有機物は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、モノエタノールアミン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、イソプロピルアルコール、ジメチルスルホキシド、メタノール及び酢酸からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の有機性排水の処理方法は、請求項１又は２において、前記排水は、液晶ディスプレイ又は半導体製造工場から排出される排水であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機性排水の処理方法は、有機性排水を曝気槽に導入し、好気性処理した後、その汚泥混合液を膜で固液分離して処理水を得る有機性排水の処理方法において、有機性排水に酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキス、及び糖蜜の少なくとも１種を添加する。このように有機性排水に酵母エキス等を添加すると、酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、糖蜜は高分子有機化合物であることから、分解の過程で粘質物が生成される他、ビタミン類、有機物以外の微生物の成育に必要な微量元素が含まれており、これらが補充されることで汚泥の活性も高まり、良好なフロックが形成される。これにより、膜のフラックスを大きくとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る有機性排水の処理方法のフロー図である。
【図２】実施の形態に係る有機性排水の処理方法のフロー図である。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明において、処理対象となる有機性排水は、モノマー有機物を含有する有機性排水が好適であり、例えば、電子産業排水、化学工場排水、製紙工場排水などが挙げられる。例えば、電子部品製造プロセスでは、現像工程、剥離工程、エッチング工程、洗浄工程などから各種の有機性排水が多量に発生し、しかも排水を回収して純水レベルに浄化して再使用することが望まれているので、これらの排水は本発明の処理対象排水として適している。
【００１４】
モノマー有機物の具体例としては、ギ酸、酢酸、メタノール、メチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＢＤＧ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などが挙げられる。有機性排水中の全有機物に対するモノマー有機物の割合は７０重量％以上であり、好ましくは７０〜１００％特に８０〜１００％である。「全有機物」とは水中に含まれる各種有機態炭素化合物を総称するものとし、不揮発性のみならず、一般的なＴＯＣ系では測定されない揮発性有機物も含むものとする。
【００１５】
有機性排水の有機物濃度は特に限定されないが、本発明は特にＢＯＤが１００〜５，０００ｍｇ／Ｌの有機物含有排水の処理に適している。
【００１６】
本発明では、この有機性排水に、酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキス、糖蜜のいずれか１以上（以下、酵母エキス等ということがある。）を添加する。有機性排水に対する酵母エキス等の添加濃度は１〜３０ｍｇ／Ｌ、特に３〜１０ｍｇ／Ｌが、膜濾過性の改善効果とコストの点から好ましい。酵母エキス等は、有機性排水に直接添加してもよいし、有機性排水が導入される曝気槽に添加してもよい。酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、糖蜜は高分子有機化合物であることから、分解の過程で粘質物が生成される他、ビタミン類、有機物以外の微生物の成育に必要な微量元素が含まれており、これらが有機性排水に添加されることにより、汚泥の活性も高まり、良好なフロックが形成される。
【００１７】
本発明における酵母エキス、魚肉エキス、牛肉エキス、野菜エキスとは、酵母（ビール酵母、パン酵母、トルラ酵母など）、魚肉、牛肉、野菜をそれぞれ原料として、加熱や自己消化、酵素分解により抽出、濃縮されたエキスである。また、糖蜜（廃糖蜜も含む）とは、甘しゃ（Ｃａｎｅ）の糖汁から原糖（粗糖）を製造、又は原糖を精製する際や、てん菜からてん菜糖を生産する際などの砂糖製造時に発生する副産物（比重の大きい粘着性のある茶褐色の液体）であり、４０〜６０％の糖分が含まれている。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は浸漬膜を利用した活性汚泥処理装置の系統図であり、この装置は、曝気槽１、散気装置２、膜分離槽３を備えている。膜分離槽３には浸漬型膜分離膜４が槽内液に浸漬された状態で設けられ、分離膜４を透過させて槽内液を濃縮するように構成されている。原水を原水路１１から曝気槽１に導入し、散気装置２から空気を散気し、槽内の活性汚泥と混合して好気的に生物処理する。槽内液を系路１２から膜分離槽３に送り、膜分離する。
【００１９】
膜分離槽３ではポンプＰを駆動し、槽内液を浸漬型膜の分離膜４を透過させ、処理水として排出する。膜分離槽３では槽内を好気的に維持するとともに分離膜４表面への微生物付着防止のために散気装置５から空気を散気する。透過液は処理水として処理水路１３から排出し、濃縮液は返送汚泥系路１４から返送汚泥として曝気槽１に返送する。なお、この実施の形態では分離膜４を膜分離槽３に浸漬配置しているが槽外型膜分離モジュールとし、この槽外型膜分離モジュールの濃縮水を曝気槽１に返送するようにしてもよい。
【００２０】
また、膜分離槽を省略し、図２のように曝気槽１内に分離膜４を浸漬配置してもよい。
【００２１】
曝気槽１のＢＯＤ負荷は０．３〜２ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に０．５〜１．５ｋｇ／ｍ３・ｄが好適である。なお、曝気槽１を直列に複数設置してもよい。曝気槽１のＭＬＳＳ濃度は３，０００〜２０，０００ｍｇ／Ｌ、特に６，０００〜１２，０００ｍｇ／Ｌ程度であることが、膜濾過性の点から好ましい。
【００２２】
膜分離槽３の膜４は、ＭＦ、ＵＦが好適であり、平膜、チューブラ膜、中空糸膜のいずれでもよい。膜面に空気などのガスを散気して洗浄することにより濾過性が高められる。
【００２３】
余剰汚泥として、１日あたり曝気槽及び膜分離槽の全保有汚泥量の１／１０〜１／５０（ＳＲＴ１０〜５０日とする）、特に１／２０〜１／３０に相当する量を引き抜くようにするのが好ましい。
【実施例】
【００２４】
＜実施例１＞
以下、実施例及び比較例について説明する。下記の原水を、下記の曝気槽を有した図２に示す装置を用いて処理を行った。
【００２５】
［原水］
液晶製造工場の模擬排水ＭＥＡ８０ｍｇ／Ｌ、ＤＭＳＯ８０ｍｇ／Ｌ、ＴＭＡＨ２５０ｍｇ／Ｌ、及び栄養無機塩を含む。ＢＯＤ濃度５００ｍｇ／Ｌ。）
原水供給量４ｍ３／ｄ
【００２６】
［曝気槽］
曝気槽１．５ｍ３。
【００２７】
槽内に三菱レイヨン製ＭＦ膜（膜面積６ｍ２）を浸漬し、７ｍｉｎ濾過／１ｍｉｎ休止のサイクルで膜濾過水を吸引。膜間差圧が３０ｋＰａを超えたところで、膜を取り上げ、ＮａＯＨ＋ＮａＣｌＯ溶液（ｐＨ１２、有効塩素０．３％）に一晩浸漬して洗浄。
【００２８】
［運転方法］
液晶製造工場の排水処理施設の活性汚泥を種汚泥として投入した。ＢＯＤ濃度５００ｍｇ／Ｌ、ＴＯＣ濃度１８０ｍｇ／Ｌの排水で１ヶ月馴養後、６ヶ月運転した。最初の３ヶ月は実効フラックス０．５ｍ／ｄで運転し、その後の３ヶ月は処理水を一部曝気槽に返送して、原水量一定のまま、実効フラックスを０．７ｍ／ｄに高めて運転した。原水あたり５ｍｇ／Ｌの酵母エキス（極東製薬製）を添加した。膜間差圧の推移を図３に示す。
【００２９】
＜比較例１＞
酵母エキスを添加しなかったこと以外は実施例１と同一条件にて運転を行った。膜間差圧の推移を図４に示す。
【００３０】
［結果］
比較例１、実施例１のいずれも全期間を通じ、処理水のＢＯＤ濃度は５ｍｇ／Ｌ未満であった。
【００３１】
膜の薬品洗浄頻度は、比較例１で、フラックス０．５ｍ／ｄにおいて２５日前後、０．７ｍ／ｄにおいて１０日前後であったのに対し、実施例１では、フラックス０．５ｍ／ｄにおいて３０日前後、０．７ｍ／ｄにおいて２０日前後であり、実施例１では、特に高フラックス条件において、膜目詰まりの進行が抑制され、洗浄頻度を低減することができた。
【００３２】
試験期間中の汚泥の平均粒径は、比較例１の３０μｍ前後（平均２８μｍ）に対し、実施例１では５０〜６０μｍ（平均５２μｍ）で推移しており、酵母エキスの添加により，汚泥の分散化を防ぐことができた。また、汚泥の膜濾過性の指標である、５Ｃ濾紙濾過量（汚泥５０ｍＬを５Ｃ濾紙で５ｍｉｎ濾過したときの濾液量）は、比較例の２〜３ｍＬに対し、実施例１では１８〜２０ｍＬであり、実施例１では膜濾過性が改善されていた。
【００３３】
以上の実施例及び比較例より明らかな通り、本発明によって、モノマー有機物を主成分とする、液晶ディスプレイ、半導体製造工場の排水に対しても、膜濾過性の良好な汚泥性状を保ち、高フラックスでの運転を可能にすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  曝気槽
３  膜分離槽
４  分離膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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