专利名称：废水的处理方法
技术领域：
本发明涉及利用膜分离活性污泥法处理有机性废水的方法。
背景技术：
作为废水处理方法之一，有一种将膜筒浸渍在活性污泥槽，通过过 滤对活性污泥和处理液进行固液分离的膜分离活性污泥法。该方法进行
固液分离时，可以将活性污泥浓度(Mixed Liquor Suspended Solid,以下称 作MLSS)从5000mg/l极高地提高到20000mg/l。因此，该方法具有能够 减小活性污泥槽的容积，能够縮短活性污泥槽内的反应时间的优点。另 外，由于是利用膜进行过滤，所以处理水中不会混入悬浮物质(Suspended Solid,以下有时称作SS)。因此，该方法不需要最终沉淀槽，能够减少处 理设施的占地面积。并且，无论活性污泥的沉降性好坏，均可进行过滤， 所以减轻了活性污泥的管理。膜分离活性污泥法具有上述众多优点，所 以近年来得到了快速的普及。
膜筒使用平膜或中空纤维膜。特别是中空纤维膜，其膜自身的强度 高，所以与从有机性废水混入的夹杂物接触时，对膜表面的损害少，能 够经得起长期使用。另外，其还具有能够与过滤方向反方向地喷出过滤 水等介质以进行除去膜表面的附着物的反洗的优点。但是，随着活性污 泥或活性污泥中的微生物代谢所生成的生物源性聚合物在膜面的附着， 有效的膜面积减少，过滤效率降低。因此，需要一次次进行反洗，存在 不能长期稳定地进行过滤的问题。
对于这样的问题，例如日本特开2000-157846号公报(专利文献l)中 公开了从中空纤维膜筒的下部用空气等进行曝气的方法。该方法中，在 膜的振动效果和气泡向上方移动产生的搅拌效果的作用下，能够将附着 在膜表面和膜间的活性污泥凝聚物和由原水带入的夹杂物剥落，从而防
止这些物质的蓄积。具体地说，例如在中空纤维膜筒的下部设置底部环， 并且在底部环侧粘结固定层设置2个以上的贯通孔，利用来自筒下部的
曝气在底部环内形成空气积存部，从而由2个以上的贯通孔均匀地产生气泡。
但是，有机性废水中的有机物浓度剧烈变动的情况下，或者氧化剂、 酸性液体和碱性液体等流入了活性污泥槽内的情况下，有时微生物会向 体外排出异常的量的代谢产物(称作生物源性聚合物)。生物源性聚合物异 常地持续高浓度的状态时，即使曝气也不能充分剥离附着在膜外表面的 生物源性聚合物，膜过滤阻力升高。
另一方面，日本特开2005-40747号公报(专利文献2)中公开了一种 方法，其中，测定生物处理槽(曝气槽)中生物源性聚合物的量，适时地减 少生物处理槽中的生物源性聚合物的量，以防止膜面附着过量的聚合物。 该方法中，作为生物源性聚合物的量求出COD(化学需氧量，chemical oxygen demand)值进行代替。但是，COD值中还包括能够通过膜的微孔 而不附着在膜上的有机物的值。因此，对由于生物源性聚合物的附着所 引起的膜面积减少的风险进行的评价大大超出实际，由此导致超出必要 地降低生物源性聚合物的作业，从而存在废水处理的作业效率降低的可 能性。
另外，日本特开2002-1333号公报(专利文献3)中公开了一种减少过 滤性阻碍成分的方法，该过滤性阻碍成分由存在于生物处理槽内的高分 子有机化合物构成。该方法中，加入凝聚剂后，利用滤材分离过滤性阻 碍成分，或者通过进行离心分离来弃掉过滤性阻碍成分。因此，这是一 种非常费事的方法。
专利文献h日本特开2000-157846号公报
专利文献2:日本特开2005-40747号公报
专利文献3:日本特开2002-1333号公报
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种方法，该方法对由于生物源性聚合
物的附着所引起的膜面积的减少风险进行适度的评价，防止膜过滤阻力 的升高，从而高效地处理废水。
本发明人经深入研究后发现，附着在膜外表面并阻碍过滤的物质是 以糖、尤其是糖醛酸为主要成分的分子量从数十万到数百万的生物源性 聚合物。另外还发现，对有机物相对于活性污泥的量进行增减时，能够 控制活性污泥的水相中的生物源性聚合物。即，本发明涉及的废水处理 方法如下。
<1〉一种废水处理方法，其包括向容纳有包含微生物的活性污泥的活
性污泥槽中流入有机性废水的流入工序；和在所述活性污泥槽中对所述
有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽的分离膜装置对处 理液进行固液分离的分离工序，
该处理方法的特征在于，所述分离工序中，将所述活性污泥的水相 中的糖浓度维持在设定值内。
<2>如上述1所述的废水处理方法，其特征在于，所述糖浓度是糖醛 酸浓度。
<3>如上述1或2所述的废水处理方法，其特征在于，所述分离工序 中，对所述活性污泥槽中有机物相对于活性污泥的量进行增减，以使该 糖浓度维持在所述范围内。
<4>如上述3所述的废水处理方法，其特征在于，所述有机物相对于 活性污泥的量的增减如下进行对流入所述活性污泥槽中的有机性废水 量进行增减，或者，对流入所述活性污泥槽中的有机性废水量和经分离 膜装置进行了固液分离的滤液排到活性污泥槽外的排出量进行增减。
<5>如上述3所述的废水处理方法，其特征在于，所述有机物相对于 活性污泥的量的增减通过增减活性污泥浓度和/或活性污泥体积来进行。
<6>如上述1或2所述的废水处理方法，其特征在于，根据分离膜装 置的过滤通量确定所述糖浓度的设定值。
<7>如上述1、 2、 3、 6任一项所述的废水处理方法，其特征在于， 所述活性污泥的水相中的糖浓度如下求出利用孔径大于所述分离膜装 置的分离膜的滤材对所述活性污泥进行过滤，对所得到的滤液中的糖浓
度进行测定。
根据本发明的废水处理方法，通过监视活性污泥槽中的糖浓度和/或 糖醛酸浓度来掌握导致膜堵塞的生物源性聚合物的量，在糖浓度和/或糖
醛酸浓度增高的情况下，可以通过降低BOD-SS负荷来防止分离膜的堵
塞，从而长期稳定地进行固液分离。另一方面，糖浓度和/或糖醛酸浓度
远远低于设定值的情况下，也可以提高BOD-SS负荷，直至糖浓度和/或 糖醛酸浓度上升到设定值附近。由此，能够提高废水处理作业效率。
图1是显示进行本发明的废水处理方法的体系的一例的框图。 图2表示活性污泥的滤纸滤液中的糖浓度与膜过滤阻力的关系。 图3表示活性污泥中的COD差值与膜过滤阻力的关系。 图4表示活性污泥的滤纸滤液中的糖醛酸浓度与糖浓度的关系。 图5是活性污泥的滤纸滤液的GPC曲线图。 图6是活性污泥的滤纸滤液经膜过滤后的GPC曲线图。 图7表示活性污泥的水相中的BOD-SS负荷与糖浓度的关系。 图8是显示实施例1中的膜间差压、糖浓度和流入废水量的经时变 化的图。
图9是显示实施例2中的膜间差压、糖浓度和流入废水量的经时变 化的图。
符号说明
1有机性废水
2前处理设备
3流量调节槽
4活性污泥槽(曝气槽)
5中空纤维膜型分离膜装置
6底部环
7鼓风机
8抽吸泵
9滤液 10灭菌槽 11处理水
12污泥抽取泵
具体实施例方式
本发明的废水处理方法包括向容纳有包含^[生物的活性污泥的活性
污泥槽中流入有机性废水的流入工序；和将在该活性污泥槽中对经生物 处理的处理液用设置在活性污泥槽的分离膜装置对处理液进行固液分离 的分离工序。
流入工序中有从流入活性污泥槽的有机性废水中除去夹杂物的前处 理设备、调节流入活性污泥槽的有机性废水的流量的流量调节槽等。另 外，分离工序中有对废水进行生物处理的活性污泥槽和对处理后的液体 进行固液分离的膜分离装置、用于抽出滤液的抽吸泵等。
流入工序中，在一定的流量下， 一边调整流量一边将粗略除去了大 的固体成分等的有机性废水送入活性污泥槽。在该活性污泥槽中，有机 性废水中的有机物(BOD成分)被活性污泥中的微生物分解。活性污泥槽 的大小和有机性废水在活性污泥槽中的停留时间取决于有机性废水的排 水量、该废水中的有机物浓度。另外，活性污泥槽中的活性污泥浓度可 以设定在5g/L 15g/L左右。分离工序中，利用分离膜装置对活性污泥槽 中的活性污泥与有机性废水进行固液分离。设置于活性污泥槽的浸渍型 分离膜装置由分离膜和集水部构成，并且设置有底部环。由鼓风机将气 体送入该底部环，使上述膜摇动，并且，通过将水流冲到上述膜面来施 加剪切力，由此防止堵塞。分离膜装置的集水部管线连接抽吸泵，在抽 吸泵的作用下，膜的内面与外面产生压力梯度，从而实现固液分离。
分离膜使用的膜筒可以使用平膜、中空纤维膜等公知的分离膜。其 中，中空纤维膜由于其膜自身的强度高，与有机性废水中的夹杂物接触 后，膜表面受到的损害少，能够经得住长期使用，因此其是优选的。另 外，过滤膜还可以进行反洗，通过与过滤方向反方向地喷出过滤水等来
除去膜表面的附着物。分离膜装置不仅可以浸渍设置于活性污泥槽内， 还可以与活性污泥槽连接设置。所以，本方法不仅适用于浸渍型的膜分 离活性污泥法，还适用于将分离膜装置设置于不同于活性污泥槽的其他 槽的情况、加压型分离膜装置的情况。这些方法的情况下，使活性污泥 在活性污泥槽与分离膜装置之间循环，浓縮液返回到活性污泥槽。根据 需要，分离膜可以是两个以上的系列。通过采取两个以上系列的分离膜， 分离膜能够每一个系列地进行分离作业或停止分离作业，从而能够调整 废水处理的速度。
作为在用于上述废水处理方法的处理中使用的装置，例如可以举出 图1所示的装置。
首先，流入活性污泥槽内的有机性废水1在前处理设备2中除去夹
杂物后，暂时蓄留在流量调节槽3中，然后从流量调节槽3以一定的流 量供给到活性污泥槽(曝气槽)4中。
活性污泥槽4中，有机性废水1中的有机物(BOD成分)被置于槽中 的活性污泥中的微生物分解除去。活性污泥槽4中的活性污泥混合液的 固液分离用浸渍在槽内的分离膜装置5进行。分离膜装置5的下部设置 有底部环6和鼓风机7，气体从鼓风机送入该底部环。用抽吸泵8抽吸经 分离膜装置5处理的滤液9，根据需要在灭菌槽10消毒后，作为处理水 ll放出。活性污泥槽4中，微生物在分解BOD成分的同时，将代谢产物 排放到体外。对于以该微生物的代谢产物中的糖、蛋白质为主要成分的 生物源性聚合物来说，特别是当有机物过量地流入活性污泥槽中的情况 下，或者流入水中的有机物浓度剧烈变化的情况下，氧化剂、酸性液体 和碱性液体等流入活性污泥槽内时，生物源性聚合物会明显地排到体外， 促进了分离膜的堵塞。本发明中，能够通过测定容纳在活性污泥槽4中 的活性污泥的水相中的糖浓度、优选糖醛酸浓度来正确评价生物源性聚 合物引起的分离膜发生堵塞的风险。
以本发明的方法进行处理能够得到效果的废水包括食品车间废水、 制糖车间废水、洗涤剂车间废水、淀粉车间废水、豆腐车间废水等，在 BOD为100mg/L以上的废水的情况下更加有效。
本发明中，需要将活性污泥的水相中的糖浓度维持在设定值内。在
此，上述糖浓度的设定值的上限需要为100mg/L以下。大于该值时，生 物源性聚合物、活性污泥对分离膜的膜堵塞变得明显，过滤压力增高。 该上限优选为80mg/L以下，更优选为50mg/L以下，最优选为约30mg/L。
糖浓度越低就越不易发生膜的堵塞，在这点上其是优选的，但废水 处理能力也会相应地降低。考虑到废水处理能力与堵塞的平衡，糖浓度 的下限需要为5mg/L，优选为10mg/L，更优选为约20mg/L。
另外，用糖醛酸浓度代替糖浓度并维持在上述设定值内时，能够更 准确地掌握膜的堵塞风险，在这点上，其是优选的。特别是流入活性污 泥槽的有机性废水含有大量的糖的情况下，使用糖浓度作为堵塞物质的 指标时，除了生物源性聚合物中的糖之外，还测定了有机性废水中的糖， 从而可能过高地评价堵塞物质的量。这种情况下，通过测定糖醛酸浓度， 就能够更准确地评价堵塞。糖醛酸浓度更优选的上限为50mg/L以下，更 优选为30mg/L以下，进一步优选为20mg/L以下，最优选为10mg/L。糖 醛酸浓度的优选的下限为3mg/L以上，更优选为5mg/L以上。
另外，各浓度优选根据过滤通量来确定。本发明中，通常将过滤通 量设定为0.1m/D 1.0m/D,从能有效进行废水处理的角度出发，优选设 定为0.4m/D 0.8m/D。以这种情况下的糖浓度为指标，最优选设定成下 述的范围。
分离膜装置的过滤通量设定为0.2m7D时，糖浓度为80mg/L以下； 分离膜装置的过滤通量设定为0.4m/D时，糖浓度为50mg/L以下； 分离膜装置的过滤通量设定为0.6m/D时，糖浓度为30mg/L以下； 分离膜装置的过滤通量设定为0.8m/D时，糖浓度为10mg/L以下。 需要说明的是，0.6m/D的过滤通量是指24小时每1n^的过滤面积
通过0.6m3的滤液的运转。
对于糖浓度的测定方法没有特别限定，例如可举出利用苯酚硫酸法
进行测定，根据用葡萄糖制作的标准曲线确定糖浓度的方法。
对糖浓度和/或糖醛酸浓度进行测定时，优选将活性污泥用滤纸等孔
径大于分离膜装置的分离膜的滤材进行过滤，得到污泥滤液后再进行测
定。通过该操作，滤材仅捕获活性污泥中的悬浮物，糖成分通过滤纸。 所以，测定该滤液中的糖浓度和/或糖醛酸浓度就可以更准确地测定成为 膜的堵塞物质的生物源性聚合物的浓度。
滤材的孔径优选为分离膜装置具备的分离膜的孔径的5倍以上，进 一步优选为10倍以上。并且，优选以分离膜装置具备的分离膜的孔径的
约100倍以下作为上限，滤材的孔径上限更优选为10pm。另夕卜，亲水性 材料对糖成分的吸附少，所以优选滤材为亲水性材料。作为这样的滤材， 例如可以使用以纤维素为材料的滤纸。
糖醛酸浓度可以如下测定根据NELLY BLUMENKRANTZ， GUSTAV ASBOE-HANSEN著的《New Method for Quantitative Determination of Uremic Acid》ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 54巻、 484 489页(1973年发行)所记载的方法，使用作为聚糖醛酸之一的聚半 乳糖醛酸制作标准曲线，根据该标准曲线进行测定。具体地说，可以以 下述步骤进行测定。
1) 将0.5mL污泥滤液和浓度已知的聚半乳糖醛酸水溶液装入试管， 在试管中分别加入3.0mL的0.0125MNa2B4O7的浓硫酸溶液。
2) 充分振荡l)中的各液体，在沸腾热水浴中加热5分钟，其后，在 冰水中冷却20分钟。
3) 在2)的各液体中加入50|iL的0.15°/。间羟基联苯的0.5% NaOH溶液。
4) 充分搅拌3)中的各液体后，放置5分钟，测定这些溶液的520nm 吸光度，比较浓度已知的聚半乳糖醛酸水溶液的值和污泥滤液的值，求 出浓度。
糖浓度和/或糖醛酸浓度的经时变化可以通过定期地(例如数小时 数日 一次等)测定糖浓度和/或糖醛酸浓度来求出。
通过定期测定糖浓度和/或糖醛酸浓度，可以获知糖浓度和/或糖醛酸 浓度即生物源性聚合物的浓度增高的情况，从而能在膜发生堵塞前采取 对策。最优选一直监视糖浓度和/或糖醛酸浓度，并将浓度调整在规定范 围内。
为了使活性污泥的水相中的糖浓度和/或糖醛酸浓度落入设定值内，
可以举出例如对活性污泥槽中相对于活性污泥的量的有机物量[kg]进行 增减的方法。这被称作BOD-SS负荷，作为上述有机物量的指标，使用 每天流入活性污泥槽的BOD[kg/day]。
发明人发现，BOD-SS负荷与活性污泥的水相中的糖浓度和/或糖醛 酸浓度密切相关。BOD-SS负荷高是指相对微生物的量而言，成为微生物 的食物的有机物更加大量地存在的状况。在这种状况下，微生物活跃地 进行代谢，过量地排出了成为堵塞物质的生物源性聚合物即糖。反过来， 微生物处于饥饿状态时，代谢活动减缓，不排出生物源性聚合物。并且， 微生物消耗糖，所以糖浓度变得更低。
因此，糖浓度和/或糖醛酸浓度变高时，降低BOD-SS负荷，而糖浓 度和/或糖醛酸浓度变低时，增加BOD-SS负荷即可。从而能够防止生物 源性聚合物向膜附着，膜不会发生堵塞，能够稳定持续地进行固液分离。
作为BOD-SS负荷的增减方法，只需增减活性污泥槽内的有机物量 即可。作为具体的方法，可以举出下述的方法。例如，(l)对流入活性污 泥槽内的有机性废水的量进行增减的方法；(2)对流入活性污泥槽内的有 机性废水的量和经分离膜装置进行了固液分离的滤液排到活性污泥槽外 的排出量进行增减的方法；(3)增减过滤通量的方法等。
需要说明的是，增减有机物量的方法并不限于上述的方法，还可以 考虑下述的方法。例如，通过使用滤材分离固形有机物来从有机性废水 中减少有机物量的方法；通过减少剩余污泥抽取量来提高活性污泥浓度 的方法(即通过控制剩余污泥抽取量来增减活性污泥浓度的方法)；通过降 低活性污泥槽的液面高度来减少其中存在的活性污泥量的方法(即通过控 制活性污泥槽的液面来控制活性污泥的容积，从而增减活性污泥量的方 法)；在活性污泥槽中加入水的方法等。
其中，优选对流入活性污泥槽内的有机性废水的量进行增减的方法， 因为其是最简便的。具体地说，通过减少流入活性污泥槽内的有机性废 水的量，能够降低糖浓度和域糖醛酸浓度。另一方面，糖浓度和/或糖醛 酸浓度低于设定值的情况下，可以通过增加流入活性污泥槽内的有机性 废水量来提高糖浓度和/或糖醛酸浓度。如此进行能够在防止分离膜堵塞
的同时提高废水处理的效率。
流入活性污泥槽内的有机性废水的增减量和BOD-SS负荷的增减量 需要取决于每次要处理的有机性废水。例如，将流入活性污泥槽内的有
机性废水量减少例如一半的情况下，即将BOD-SS负荷减少一半的情况 下，掌握糖浓度和/或糖醛酸浓度有发生什么样的变化趋势。基于所得到 的趋势，确定如何增减有机性废水量。
具体的有机性废水的增减量取决于活性污泥槽的大小、活性污泥的 种类等，根据具体情况进行具体分析，例如糖浓度和/或糖醛酸浓度升高 时，作为参考标准，将BOD-SS负荷降低到0.02kg-BOD/(kg'day)时，糖 浓度和/或糖醛酸浓度能够在1周左右降低到原浓度的一半左右。
如上所述，在糖类、蛋白质和核酸之类的生物源性聚合物中，附着 在分离膜表面并导致堵塞的主要是以糖、尤其是糖醛酸为主要成分的聚 合物。所以，通过像本发明那样，将糖浓度和/或糖醛酸浓度维持在设定 值内，能够防止生物源性聚合物附着在膜表面而导致膜过滤阻力上升。 分离膜总归是要发生堵塞并需要清洗的，但采用本发明的方法能够将其 频率抑制到最小程度。并且，由于是使用糖浓度和/或糖醛酸浓度来评价 膜面积减少的风险，所以能够避免连同能够通过分离膜的生物源性聚合 物也一起检测出从而过大地评价风险的情况。从而能够充分必要地防止 生物源性聚合物在分离膜上的附着，防止废水处理的作业效率降低。
实施例
下面说明本发明的实施例，但本发明不受这些实施例的限定。 (附着在分离膜上的生物源性聚合物的确定)
通过以下的方法，在利用膜分离活性污泥法对从制糖车间和洗涤剂 车间排出的有机性废水进行处理时，确定堵塞分离膜的物质。
首先，将含有有机性废水的活性污泥用具有lpm孔径的滤纸 (ADVANTEC公司，纤维素制，5C(商品名))过滤，将所得到的滤液(以下 称作污泥滤液)用具有O.lpm孔径的中空纤维膜(旭化成化学社制造， PVDF制，膜面积0.02m2，有效膜长度15cm，内径/外径0.6/1.2mm)过 滤9分钟，反洗1分钟，以此作为一个循环，循环7次。
过滤阻力Rc存在下式(I)的关系。对由上述膜过滤实验的结果得到的 值(膜间差压、粘度、通量(Fhix))作图，画出Pn/OJ)与n的关系的近似曲 线，根据其斜率求出Rc。
Pn/(^J)=nxRc.........(I)
式(I)中，n表示过滤循环次数，Pn表示第n次循环的膜间差压的平 均值[pa]， p表示水的粘度[pa's]、 J表示过滤通量[m/D]。
滤液中的糖浓度根据苯酚硫酸法进行测定。制作标准曲线时，使用 葡萄糖确定浓度。其结果如图2所示，可知求出的过滤阻力值与滤液中 的糖浓度存在比例关系。
另一方面，对于糖醛酸浓度，依照上述的《New Method for Quantitative Determination of Uronic Acid 》 ANALYTICAL BIOCHEMISTRY 54巻、484 489页(1973年发行)的方法，按以下步骤 求出聚半乳糖醛酸浓度。具体地说，以下述的步骤进行。
1) 将0.5mL污泥滤液和浓度已知的聚半乳糖醛酸水溶液装入试管， 在试管中分别加入3.0mL的0.0125MNa2B407的浓硫酸溶液。
2) 充分振荡l)中的各液体，在沸腾热水浴中加热5分钟，其后，在 冰水中冷却20分钟。
3) 在2)的各液体中加入50ML的0.15。/。间羟基联苯的0.5n/。NaOH溶液。
4) 充分搅拌3)中的各液体后，放置5分钟，测定这些溶液的520nm 吸光度，比较浓度己知的聚半乳糖醛酸水溶液的值和污泥滤液的值，求 出浓度。
其结果如图4所示，可知上述污泥滤液中的糖浓度与糖的一种即糖 醛酸的浓度大致存在比例关系。
另外，用高速液相色谱法对膜过滤前的液体和膜过滤后的滤液进行 分子量分布的测定，其结果分别见图5和图6。对分子量已知的各种PVA 进行高速液相色谱法，求出溶出的保留时间与分子量的关系，利用该关 系，将横轴表示的保留时间换算成分子量，图5和图6的横轴记载的是 该换算而来的分子量。如图所示，图5中在分子量为数十万到数百万的 部分存在的峰的高度在图6中变小，由此可知，经膜过滤，具有这样的
分子量的物质减少了。
由以上的结果可以推测，膜分离活性污泥法中，膜的堵塞物质是以 糖为主要成分的分子量从数十万到数百万的含糖醛酸的聚合物。
另外，使用在污泥滤液中以4种浓度40mg/L、 60mg/L、 80mg/L、 100mg/L溶解聚半乳糖醛酸所得到的液体，测定过滤阻力。其结果如图2 所示，可知溶解了聚半乳糖醛酸的液体的斜率大于活性污泥滤纸滤液的 斜率。也就是说，可知在糖中较多地含有糖醛酸的液体的过滤阻力大。
另一方面，根据日本特开2005-40747号公报(专利文献2)的方 去， 用与上述同样的滤纸过滤活性污泥，求出所得到的滤液的COD与将该滤 液进一步用上述的中空纤维膜进行过滤得到的滤液的COD的差，作为 COD差值，在图3中作图。COD差值中还包含了基于能够通过膜的成分 的值，所以，与采用糖浓度的情况相比，采用COD差值时，过滤阻力值 的误差大。
因此，通过上述实验确认到，只要测定活性污泥的水相中的糖浓度、 更优选糖醛酸浓度，就能够准确评价生物源性聚合物中附着到分离膜表 面的物质的量。
(能够控制糖浓度的确认)
根据以下的方法确认通过增减BOD-SS负荷能够控制活性污泥的水 相中的糖浓度。
首先，利用图1所示的工序，以连续运转的方式对制糖车间废水、 洗涤剂车间废水以及豆腐车间废水这3类有机性废水进行膜分离活性污 泥处理。通过用水稀释这些废水来改变BOD-SS的值，测定各种BOD-SS 负荷下的活性污泥的水相中的糖浓度和糖醛酸浓度。糖浓度如下计算 利用苯酚硫酸法对将活性污泥用滤纸(ADVANTEC公司，纤维素制，5C(商 品名))过滤得到的滤液进行测定，根据用葡萄糖制作的标准曲线求出糖浓 度。另外，糖醛酸浓度以与上述相同的步骤根据聚半乳糖醛酸的标准曲 线求出。使用与上述相同的中空纤维膜作为分离膜进行膜分离处理。
所得到的结果见图7。活性污泥槽中的BOD-SS负荷高时，糖浓度 和糖醛酸浓度也增高，反过来，较低地设定BOD-SS负荷时，糖浓度和
糖醛酸浓度变低。
由此确认，通过控制BOD-SS负荷这一极为简单的工序，能够对糖
浓度和糖醛酸浓度进行控制以将其维持在设定值内。 (实施例l和比较例1)
利用图1所示的工序，以连续运转的方式用膜分离活性污泥法对
BOD为750mg/L的制糖车间的废水进行处理。该废水中的糖浓度和糖醛 酸浓度分别为60mg/L和Omg/L。
将作为分离膜装置5的对孔径为0.1 jjm的精密过滤中空纤维膜进行 组件化后的分离膜装置(旭化成化学社制造，PVDF制，膜面积0.015m2， 有效膜长度15cm,内径/外径0.6/1.2mm)浸渍在有效容积为IOL的活性 污泥槽4中。活性污泥槽中的MLSS浓度恒定在10g/L,活性污泥槽4中 的废水停留时间设定为18小时。处理开始时的过滤压力为4kPa。活性污 泥的液量总保持恒定，分离膜装置5以相同膜面积分成2个系列，每个 系列的过滤通量均设定为0.6m/D,滤液全部排出到活性污泥槽4外。设 定活性污泥槽4的水相中的糖浓度以使上限为50mg/L、下限为20mg/L。 另夕卜，设定糖醛酸浓度以使上限为18mg/L、下限为5mg/L。对膜曝气时， 将空气从膜组件的下部以200L/h的流量送气。
此外，如下求出糖浓度利用苯酚硫酸法对用滤纸(孔径lpm， ADVANTEC公司，纤维素制，5C)过滤活性污泥得到的滤液进行测定， 根据用葡萄糖制作的标准曲线求出糖浓度。另外，糖醛酸浓度以与上述 相同的步骤根据聚半乳糖醛酸的标准曲线求出。
一日一次地测定活性污泥的水相中的糖浓度和糖醛酸浓度，结果见 图8。运转开始经过约1周后，活性污泥的水相中的糖浓度和糖醛酸浓度 急剧上升，在第11日，糖浓度和糖醛酸浓度分别达到50mg/L和20mg/L。 于是，停止分离膜装置5的1个系列，由此将滤液向活性污泥槽外的排 出量和废水向活性污泥槽内流入的量减半，从而分别能够将糖浓度和糖 醛酸浓度降低到20mg/L和5mg/L。其后也用1个系列继续运转，此时， 如图8所示，膜间差压没有急剧上升，能够稳定地运转。
用与实施例1相同的体系对与实施例1相同的废水进行处理。处理
幵始后经过20日，糖浓度变为80mg/L，糖醛酸浓度变为35mg/L，继续 在该条件下处理。于是，过滤压力超过了 25kPa，从而必须进行分离膜的 清洗。
(实施例2)
利用图1所示的工序，以连续运转的方式用膜分离活性污泥法对 BOD为250mg/L制糖车间的废水进行处理。该废水中的糖浓度和糖醛酸 浓度分别为30mg/L和Omg/L。将作为分离膜装覃5的对孔径为0.1,的 精密过滤中空纤维膜进行组件化后的分离膜装置(旭化成化学社制造， PVDF制，膜面积0.015m2，有效膜长度15cm,内径/外径0.6/1.2mm) 浸渍在有效容积为10L的活性污泥槽中。MLSS浓度恒定为10g/L，活性 污泥槽4中的废水停留时间设定为18小时。处理开始时的过滤压力为 4kPa。活性污泥的液量总保持恒定，设置1个系列的分离膜装置，过滤 通量设定为0.6m/D，滤液全部排出到活性污泥槽4夕卜。设定活性污泥木曹 4的水相中的糖浓度以使上限为70mg/L、下限为10mg/L。另外，设定糖 醛酸浓度以使上限为20mg/L、下限为5mg/L。对膜曝气时，将空气从膜 组件的下部以200L/h的流量送气。
糖浓度与上述同样地求出利用苯酚硫酸法对用滤纸(孔径l)im， ADVANTEC公司，纤维素制，5C)过滤活性污泥得到的滤液进行测定， 根据用葡萄糖制作的标准曲线求出糖浓度。另外，糖醛酸浓度以与上述 相同的步骤根据聚半乳糖醛酸的标准曲线求出。
一日一次地测定活性污泥的水相中的糖浓度和糖醛酸浓度，结果见 图9。运转开始经过约1周后，活性污泥的水相中的糖浓度和糖醛酸浓度 分别为5mg/L和2mg/L程度，远低于设定值。于是，在从运转开始的第 8日，将分离膜装置的膜面积增设到此前的2倍，使向活性污泥槽流入的 废水量增加到2倍。其后，糖浓度和糖醛酸浓度分别升高到20mg/L和 7mg/L，但没有再增高。如此地将流入废水量增加到2倍，膜间差压也没 有急剧上升，能够稳定地运转。
(实施例3)
利用图1所示的工序，以连续运转的方式用膜分离活性污泥法对
BOD为750mg/L的淀粉车间的废水进行处理。该废水中的糖浓度和糖醛 酸浓度分别为800mg/L和0mg/L。该废水中的糖浓度为约800mg/L。浸 渍作为分离膜的与实施例2相同的分离膜装置。MLSS浓度恒定为10g/L， 活性污泥槽中的制糖车间废水的停留时间设定为18小时。活性污泥的量 总保持在恒定，设置l个系列的分离膜装置，过滤通量设定为0.6m/D， 滤液全部排出到活性污泥槽4夕卜。对膜曝气时，将空气从膜组件的下部 以200L/h的流量送气。
如下求出糖浓度利用苯酚硫酸法对用滤纸(孔径lpm， ADVANTEC 公司制5C)过滤活性污泥得到的滤液进行测定，根据用葡萄糖制作的标准 曲线求出糖浓度。另外，糖醛酸浓度以与上述相同的步骤根据聚半乳糖 醛酸的标准曲线求出。
初期过滤压力为5kPa。运转开始后第25日，糖浓度以葡萄糖换算 为80mg/L，但测定糖醛酸浓度时，以聚半乳糖醛酸换算的值为17mg/L。 膜间差压也没有上升，相对于10kPa的初期值，运转第25日为13kPa。 可知，如此测定糖醛酸浓度时，能更准确地预测堵塞。
(实施例4)
用与实施例1相同的方法对与实施例1中处理的相同的废水进行处 理。其中，作为分离膜装置5，使用对孔径为0.1(om的精密过滤中空纤维 膜进行组件化后的分离膜装置(旭化成化学社制造，PVDF制，膜面积 0.022m2，有效膜长度15cm、内径/夕卜径0.6/1.2mm)。
各实施例中， 一日一次地测定活性污泥的水相中的糖醛酸浓度和糖 浓度，对于此时的糖醛酸浓度，求出从运转开始经20日后膜过滤压力相 比于初期压力的上升也为10kPa以内时的过滤通量。结果见表1。
糖醛酸浓度糖浓度过滤通量过滤压力[kPa][mg/L][m/D;j初期20日后
实施例4-1790.8411
实施例4-212150.8425
实施例4-318280.649
实施例4-422350.6530
实施例4-528470.4510
实施例4-633530.4533
17
由该实验结果可知，糖醛酸浓度与通量值最好的条件如下。
分离膜装置的过滤通量设定为0.8m/D时，糖醛酸浓度为10mg/L以
下；
分离膜装置的过滤通量设定为0.6m/D时，糖醛酸浓度为20mg/L以
下；
分离膜装置的过滤通量设定为0.4m/D时，糖醛酸浓度为30mg/L以下。
产业上的可利用性
本发明提供一种处理废水的方法，该方法能够对由于生物源性聚合 物附着于膜表面所引起的有效膜面积减小的风险正确地进行评价，在防 止膜过滤阻力上升的同时有效率地处理废水。所以，本发明能够有效地 用于各种工业废水等的再生处理。
权利要求
1、一种废水处理方法，其包括向容纳有包含微生物的活性污泥的活性污泥槽中流入有机性废水的流入工序；和在所述活性污泥槽中对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽的分离膜装置对处理液进行固液分离的分离工序，该处理方法的特征在于，所述分离工序中，将所述活性污泥的水相中的糖浓度维持在设定值内。
2、 如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，所述糖浓度是 糖醛酸浓度。
3、 如权利要求1或2所述的废水处理方法，其特征在于，所述分离 工序中，对所述活性污泥槽中有机物相对于活性污泥的量进行增减，以 使该糖浓度维持在所述范围内。
4、 如权利要求3所述的废水处理方法，其特征在于，所述有机物相 对于活性污泥的量的增减如下进行对流入所述活性污泥槽中的有机性 废水量进行增减，或者，对流入所述活性污泥槽中的有机性废水量和经 分离膜装置进行了固液分离的滤液排到活性污泥槽外的排出量进行增 减。
5、 如权利要求3所述的废水处理方法，其特征在于，所述有机物相 对于活性污泥的量的增减通过增减活性污泥浓度和/或活性污泥体积来进 行。
6、 如权利要求1或2所述的废水处理方法，其特征在于，根据分离 膜装置的过滤通量确定所述糖浓度的设定值。
7、 如权利要求1、 2、 3、 6任一项所述的废水处理方法，其特征在 于，所述活性污泥的水相中的糖浓度如下求出利用孔径大于所述分离 膜装置的分离膜的滤材对所述活性污泥进行过滤，对所得到的滤液中的 糖浓度进行测定。
全文摘要
本发明提供一种废水处理方法，其包括向容纳有包含微生物的活性污泥的活性污泥槽中流入有机性废水的流入工序；和在所述活性污泥槽中对所述有机性废水进行生物处理并利用设置于该活性污泥槽的分离膜装置对处理液进行固液分离的分离工序，该处理方法的特征在于，所述分离工序中，将所述活性污泥的水相中的糖浓度维持在一定范围内。根据本发明的方法，能够对由于生物源性聚合物附着于膜表面所引起的有效膜面积减小的风险正确地进行评价，在防止膜过滤阻力上升的同时有效率地处理废水。
文档编号C02F3/12GK101389572SQ20078000650
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月19日 优先权日2006年2月23日
发明者冈村大祐, 桥本知孝 申请人:旭化成化学株式会社