(57)【要約】【課題】有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を好気処理し、膜分離モジュールで固液分離して処理水を得る排水処理装置において、膜分離モジュールの膜汚染を抑制し、洗浄頻度を少なくする。【解決手段】有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽１と、嫌気処理槽１の処理液を好気処理槽２で好気処理し、膜分離モジュール４で固液分離して処理水を得る排水処理装置において、膜分離モジュール４が槽外型膜分離モジュールであることを特徴とする有機性排水の処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を好気処理槽で好気処理し、膜分離モジュールで固液分離して処理水を得る排水処理装置において、膜分離モジュールが槽外型膜分離モジュールであることを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記有機性排水の全有機物のうち炭素数４以下の有機物の割合が７０％以上であることを特徴とする有機性排水の処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記有機性排水が液晶ディスプレイまたは半導体製造工場から排出されるものであることを特徴とする有機性排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水を嫌気処理し次いで好気処理した処理液を膜により固液分離する生物処理装置に関するものであり、特に有機性排水が、液晶ディスプレイまたは半導体製造工場から排出されるものであって、全有機物のうち炭素数４以下の有機物の割合が７０％以上である場合に好適な有機性排水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイまたは半導体製造工場などの電子産業工場ででは、モノエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ジエチレングリコールモノ−Ｎ−ブチルエーテル、イソプロピルアルコールなどプロセス工程で洗浄剤、剥離剤などとして使用される特定の低分子有機物を含む排水が排出される。従来、嫌気処理が適用されている、食品、飲料工場などのデンプン、糖、タンパクなどの高分子有機物を含む排水では、分解の過程で生成する種々の遅分解性成分の一部が処理水に残存することが多いが、電子産業工場排水に含まれる低分子有機物は、遅分解性の中間体を生成することなく、速やかに酢酸、メタンまで分解される。したがって、電子産業工場排水の嫌気処理では、ＢＯＤ３００〜５００ｍｇ／Ｌ程度の排水に対しても９５％以上の高い除去率で処理することができ、処理液は著しく有機物濃度が低くなる(ＢＯＤ２０ｍｇ／Ｌ以下)。
【０００３】
このような半導体工場等からの有機性排水を生物処理する装置として、有機性排水を嫌気処理した後、好気処理し、次いで固液分離するものが知られている（特許文献１，２）。特許文献２では、膜を硝化槽内に配置している。
【０００４】
嫌気処理では、膜汚染の原因となる代謝産物の生成が好気処理よりも少ないので、上記のように嫌気→好気→膜分離のプロセスによると、原水を直接好気処理して膜分離する場合よりも、膜汚染が低減され、膜の薬品洗浄頻度を少なくすることができる。また、嫌気処理を行うため、汚泥発生量の低減、曝気空気量の低減といった効果もある。
【０００５】
生物処理液を膜分離処理する分離膜モジュールには、膜モジュールを曝気槽内に浸漬させて濾過水を吸引する浸漬型と、曝気槽外に設けられた膜モジュールに槽内汚泥を循環し、処理水を吸引する槽外型があるが、槽外型は汚泥を膜モジュール内に高流速で循環させるため、浸漬型に比べ一般に動力費が嵩むことから、特許文献２のように浸漬型が広く普及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１７５５８２
【特許文献２】特開２００６−３０５５５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、電子産業工場排水の嫌気処理では、ＢＯＤ３００〜５００ｍｇ／Ｌ程度の排水に対しても９５％以上の高い除去率で処理することができ、処理液は著しく有機物濃度が低くなる(ＢＯＤ２０ｍｇ／Ｌ以下)。従って、電子産業排水の嫌気処理の後段の膜分離モジュールとして浸漬型を用いると、膜モジュールを浸漬させるスペースの確保のために曝気槽容量が大きくなり、好気処理槽は極めて低いＢＯＤ負荷及び槽内汚泥濃度で運転されることになる。
【０００８】
浸漬型膜モジュールを有した好気処理槽内の汚泥濃度が２，０００ｍｇ／Ｌ以下のように低いと、膜表面に濾過ケーク層が形成されず、逆に目詰まりしやすくなる他、汚泥の引抜き量を少なくして過度にＳＲＴを長くした場合、汚泥が分散化して目詰まりしやすくなる。このように、電子産業排水の嫌気処理の後段に設けた、浸漬型膜モジュールを有する好気処理槽では、膜汚染が激しく、洗浄頻度が増加してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を好気処理槽で好気処理し、膜分離モジュールで固液分離して処理水を得る排水処理装置において、膜分離モジュールの膜汚染を抑制し、洗浄頻度を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の有機性排水の処理装置は、有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を好気処理槽で好気処理し、膜分離モジュールで固液分離して処理水を得る排水処理装置において、膜分離モジュールが槽外型膜分離モジュールであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の有機性排水の処理装置は、請求項１において、前記有機性排水の全有機物のうち炭素数４以下の有機物の割合が７０％以上であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の有機性排水の処理装置は、請求項１又は２において、前記有機性排水が液晶ディスプレイまたは半導体製造工場から排出されるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、有機性排水を嫌気処理する嫌気処理槽と、嫌気処理槽の処理液を好気処理槽で好気処理し、膜分離モジュールで固液分離して処理水を得る排水処理装置において、該膜分離モジュールを槽外型とする。これにより、好気処理槽容積が膜の設置スペースに影響されず、好気処理槽のＢＯＤ負荷、汚泥濃度、ＳＲＴを膜汚染の少ない適切な条件で運転できるようになり、膜洗浄頻度が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る有機性排水の処理装置のフロー図である。
【図２】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】
【００１５】
図１は本発明の有機性排水の処理装置のフローを示すものであり、有機性排水は嫌気処理槽１で嫌気処理された後、好気処理槽２に導入され、散気管２ａから散気される空気によって曝気されて好気処理される。好気処理液がポンプ３により槽外の膜モジュール４に供給され、透過水が処理水として取り出される。濃縮水は好気処理槽２に返送される。
【００１６】
本発明が処理対象とする有機性排水は、液晶ディスプレイまたは半導体製造工場から排出されるものであって、全有機物のうち炭素数４以下の有機物の割合（重量割合）が７０％以上である排水が好適である。
【００１７】
このような炭素数４以下の有機物としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エチルアルコール、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などが例示される。
【００１８】
嫌気処理槽の処理方式は限定されないが、ＵＡＳＢ、ＥＧＳＢのようなグラニュールを用いたものや、流動床、固定床のような担体を存在させたものが、ＣＯＤｃｒ負荷５ｋｇ／ｍ３・ｄ以上の高負荷処理ができるという点から好ましい。なお、嫌気処理槽の前段に酸生成槽を設けてもよい。
【００１９】
嫌気性生物処理水を好気的に生物処理するための好気処理槽としては、有機物の分解効率に優れるものであれば良く、既知の好気性生物処理方式の生物反応槽が使用できる。例えば、活性汚泥を槽内に浮遊状態で保持する浮遊方式、活性汚泥を担体に付着させて保持する生物膜方式などを採用することができる。また、生物膜方式では固定床式、流動床式、展開床式など任意の微生物床方式でよく、更に担体として、活性炭、種々のプラスチック担体、スポンジ担体などがいずれも使用できる。
【００２０】
好気処理槽は、ＣＯＤｃｒ負荷０．５〜２ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に０．７〜１．５ｋｇ／ｍ３・ｄ（ＢＯＤ負荷０．３〜１．５ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に０．５〜１ｋｇ／ｍ３・ｄ）となるようにするのが好ましい。好気処理槽は、ＳＲＴが５〜１００ｄ、特に１０〜６０ｄとなる範囲で余剰汚泥の引抜きを行い、ＭＬＳＳ濃度2，０００〜１５，０００ｍｇ／Ｌ、特に３，０００〜６，０００ｍｇ／Ｌを維持するようにすることが膜濾過性の点から好ましい。好気処理槽を多段にし、前段を脱窒槽、後段を硝化槽として、硝化槽から脱窒槽に汚泥を循環するようにしてもよい。
【００２１】
この実施の形態では、膜モジュール４を槽外型としているので、好気処理槽容積が膜の設置スペースに影響されず、好気処理槽のＢＯＤ負荷、汚泥濃度、ＳＲＴを膜汚染の少ない適切な条件で運転できるようになり、膜洗浄頻度が少なくなる。膜分離モジュールの膜はＭＦ、ＵＦが好適である。汚泥とともに空気などのガスを散気することで膜表面の掃流速を高め、濾過性を向上することができる。膜表面の汚泥、ガスの掃流速は０．３〜３ｍ／ｓｅｃ、特に０．５〜１ｍ／ｓｅｃが、濾過性の向上と消費動力の観点から好ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例及び比較例について説明する。
【００２３】
［実施例１］
図１に示すフローに従って、下記原水を下記条件で処理した。
【００２４】
＜原水＞
電子部品製造工場の排水（有機成分ＭＥＡ、ＴＭＡＨ、ＩＰＡ）
水質：ＢＯＤ３５０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ２０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ１ｍｇ／Ｌ（その他の無機塩とともに栄養剤として添加）
水量：４．１ｍ３／ｄ
【００２５】
＜嫌気処理槽＞
槽容量３００Ｌ（φ６００×Ｈ１１００ｍｍの円筒状）
温度２５℃
ビール工場の排水処理施設のグラニュールを種汚泥として６０Ｌ、ポリプロピレン製円筒状担体（φ３ｍｍ×５ｍｍ）を１２０Ｌ投入し、上向流にて通水。２ヶ月馴養の後、処理水を好気槽に導入した。
【００２６】
＜好気処理槽＞
槽容量１５０Ｌ
温度２５℃
電子部品製造工場排水処理設備の活性汚泥を種汚泥として立ち上げ、ｐＨ６．８になるように２０％ＮａＯＨで調整した。ＳＲＴ５０ｄとなるように汚泥を引抜いた。
【００２７】
＜膜モジュール＞
槽外型チューブラＵＦ膜（Ｎｏｒｉｔ製、孔径０．０３μｍ、膜面積５．１ｍ２／本×２本）
好気槽から４．２ｍ３／ｈｒ／本で汚泥（好気処理液）を循環するとともに、モジュール下部より空気を４．２Ｎｍ３／ｈｒ／本導入。  
５ｍｉｎ吸引／１０ｓｅｃ逆洗のサイクルで濾過及び逆洗を行った。処理水吸引時流量は０．２６ｍ３／ｈｒ／本、逆洗流量は１．５ｍ３／ｈｒ／本である。吸引終了時の膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時点で膜濾過を停止し、薬品洗浄（ＮａＯＣｌ溶液（有効塩素０．３％、ＮａＯＨでｐＨ１２に調整）をモジュールに導入し、２ｈｒ滞留）を行った。
【００２８】
［比較例１］
実施例１において、好気処理槽及び膜モジュールの代わりに浸漬型中空糸ＭＦ膜ユニット（三菱レイヨン製、孔径０．４μｍ、膜面積６ｍ２／枚×３枚）を槽内に浸漬配置した下記の好気ＭＢＲを用いた。
【００２９】
槽容量６５０Ｌ
温度２５℃
電子部品製造工場排水処理設備の活性汚泥を種汚泥として立ち上げ。  
ｐＨ６．８になるように２０％ＮａＯＨで調整。  
３０日目まではＳＲＴ５０ｄで汚泥を引抜き、それ以降は１５０ｄになるように引抜き量を減らした。  
膜ユニット下部から０．２５Ｎｍ３／ｍｉｎで曝気。  
７ｍｉｎ吸引／１ｍｉｎ停止のサイクルで、処理水吸引時流量０．５１ｍ３／ｈｒ（平均フラックス０．６ｍ／ｄ）。  
吸引終了時の膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時点で膜濾過を停止し、膜を引き上げ、薬品洗浄（ＮａＯＣｌ溶液（有効塩素０．３％、ＮａＯＨでｐＨ１２に調整）に２ｈｒ浸漬）を行った。
【００３０】
［結果］
嫌気処理槽では、比較例、実施例のいずれも、試験期間を通じて９５％以上の除去率が安定して得られ、嫌気処理水のＢＯＤは1０ｍｇ／Ｌ前後で、また好気ＭＢＲの処理水ＢＯＤは３ｍｇ／Ｌ以下で安定して推移した。
【００３１】
好気処理槽の運転開始後、３週間後（運転日数０）から膜間差圧の推移を測定し、図２に示した。
【００３２】
実施例１では薬品洗浄頻度を１回/月程度で運転できたのに対し、比較例１では当初１回／２週間程度の洗浄が必要であった。
【００３３】
好気槽の汚泥濃度は、実施例１では５，５００ｍｇ／Ｌ前後で推移したのに対し、比較例１では１，２００〜１，５００ｍｇ／Ｌであった。汚泥濃度が低すぎるため、膜が詰まりやすくなっていると考え、３０日目からＳＲＴを５０→１５０ｄに延ばしたところ、汚泥濃度は４，０００〜４，５００ｍｇ／Ｌまで上昇した。しかし、膜の交換頻度は、ＳＲＴ延長直後、１回／３週間程度に延びる傾向が見られたが、その後、再び１回／２週間程度に戻ってしまった。槽内ＴＯＣが、実施例１や３０日目までの比較例では８０〜１００ｍｇ／Ｌであったのに対し、比較例１でＳＲＴを延ばして１ヶ月が経過した以降は３００ｍｇ／Ｌ前後まで上昇しており、ＳＲＴを長くしたことで汚泥の自己消化産物が蓄積したことが影響したと考えられる。
【００３４】
以上の実施例及び比較例からも明らかな通り、嫌気処理と好気処理及び膜分離を組み合わせた有機性排水処理において、槽外膜を用いることにより、膜汚染の少ない適切な条件で運転できるようになり、膜の洗浄頻度を下げたり、より高いフラックスで運転したりできるようになる。
【符号の説明】
【００３５】
１  嫌気処理槽
２  好気処理槽
４  膜分離モジュール
【図１】
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【図２】
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