有机排水的回收处理装置和回收处理方法
【专利摘要】在对有机排水的生物处理水通过过滤装置和逆渗透膜分离装置进行处理并进行回收和/或再利用时，能够防止回收处理系统的膜通量降低，能持续长期的稳定运转。其对有机排水进行生物处理，再将所得到的生物处理水通过过滤装置（2）过滤后，再通过逆渗透膜分离装置（4）进行脱盐处理。在将过滤装置（2）的逆洗排水、过滤装置（2）的药品清洗排水以及逆渗透膜分离装置（4）的浓缩水送至生物处理装置（1）进行生物处理时，将要送至生物处理装置（1）的水通过凝集·固液分离装置（5）进行处理后，再送至生物处理装置（1）。
【专利说明】有机排水的回收处理装置和回收处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机排水的回收处理装置和回收处理方法，详细地，涉及不会有回收处理系统的膜通量降低的问题，且能持续长期的稳定运转的有机排水的回收处理装置和回收处理方法。
【背景技术】
[0002]在电子产业、食品、纸浆产业等大量使用水的领域中，会排出大量的有机排水。一般从这些领域所排出的有机排水，通过活性污泥法、载体生物法、硝化?脱氮法、厌氧处理法等的生物处理，将排水中的BOD或N成分以生物学方式分解去除，使其降至放流基准值以下，然后，再放流。近年来，为了保护水资源，对将生物处理水的一部分或者全部进行再处理并回收?再利用。
[0003]该生物处理水中，通常含有若干通过生物处理法的分解所产生的菌体。在回收?再利用生物处理水时，为了分离去除这些菌体，首先以过滤器、或者以具备超滤(UF)膜或精密过滤(MF)膜的膜过滤装置进行过滤，之后根据需要以活性碳塔进行处理，然后，再以逆渗透(RO)膜分离装置进行脱盐处理(例如，专利文献I)。
[0004]图2是表示如上述的以往的有机排水的回收处理装置的系统图。有机排水以生物处理装置I进行处理，将生物处理水的一部分或全部以过滤装置2、活性碳塔3、以及RO膜分离装置4的顺序进行处理，而RO膜分离装置4的透过水作为回收水再利用。回收处理生物处理水的一部分的情况，生物处理水的残余部分则放流。RO膜分离装置4的浓缩水被回送至生物处理装置I的原 水导入侧，与有机排水一起进行生物处理。
[0005]过滤装置2为过滤器的情况，通常是定期地(I次/I日左右)进行水逆洗。UF或MF膜过滤装置的情况，除了水逆洗外，在通量大幅降低时，还进行酸和/或碱的药品清洗。针对活性碳塔3也进行水逆洗。这些逆洗排水或药品清洗排水，也和RO膜分离装置4的浓缩水一起被送至生物处理装置I的原水导入侧，与有机排水一起进行生物处理。
[0006][现有技术文献]
[0007][专利文献]
[0008][专利文献I]日本特开平6-328070号公报
【发明内容】
[0009][发明所要解决的课题]
[0010]在上述以往的有机排水的回收处理装置中，使用过滤器作为过滤装置2的情况下，在后级的RO膜分离装置4中的膜通量会降低。
[0011 ] 过滤装置若为具备UF膜或MF膜的膜过滤装置，虽能防止RO膜分离装置4的膜通量降低，但此时会有以下问题。
[0012]即，在UF膜过滤装置或MF膜过滤装置中，若持续运转，则膜通量会大幅地降低。而从运转开始经过几个月，即使进行药品清洗，在药品清洗后通量会回复，但其后I日~数日间通量会再次降低。最后即使进行药品清洗也无法回复到能维持稳定运转程度的通量。
[0013]本发明的课题是提供一种有机排水的回收处理装置和回收处理方法，其能够防止上述以往有机排水的回收处理系统中膜通量降低，并且可持续长期的稳定运转。
[0014][解决课题的方法]
[0015]本发明人，为了解决上述课题而进行锐意研究的结果发现，有机排水的回收处理系统中膜通量降低的原因是:因生物处理所产生的包含在生物处理水中且被带入回收处理系统的胶状性有机物(比菌体细微的有机性物质)以及其在系统内的蓄积。
[0016]即，使用过滤器作为过滤装置2时，该胶状性有机物无法以过滤器去除，使得后级RO膜分离装置4的RO膜因胶状性有机物而堵塞造成通量降低。该RO膜分离装置4的浓缩水，在生物处理装置I被循环处理，但该浓缩水中被浓缩的胶状性有机物，无法以生物处理分解去除，且在生物处理系统中排出剩余污泥时也无法完全地排出系统外。因此，若持续运转，胶状性有机物蓄积在回收处理系统内，RO膜通量降低的问题变得更严重。
[0017]使用UF膜过滤装置或MF膜过滤装置作为过滤装置2时，生物处理水中的胶状性有机物可以通过这些膜过滤装置去除，因此，后级RO膜分离装置4的膜通量不会降低。但是，会因胶状性有机物造成UF膜或MF膜堵塞，使UF膜或MF膜过滤装置的通量降低。
[0018]胶状性有机物在UF膜过滤装置或MF膜过滤装置内被浓缩，且被包含在逆洗排水或药品清洗排水中。因而，由于在生物处理装置I处理逆洗排水或药品清洗排水，胶状性有机物蓄积在回收处理系统内，因高浓度地蓄积的胶状性有机物而导致UF膜或MF膜的膜通量降低。
[0019]为了防止因生物处理水中的胶状性有机物导致膜通量降低，考虑进行凝集处理作为过滤装置2的前处理。但是，即使进行了凝集处理的前处理，结果仍会有漏掉的胶状性有机物蓄积在回收处理系统内，因而无法充分防止膜通量降低。
[0020]本发明人发现，如此的生物处理水中的胶状性有机物在回收处理系统内的蓄积，能够通过对被循环处理的RO膜分离装置的浓缩水或过滤装置的逆洗排水、药品清洗排水进行凝集?固液分离来进行防止。又，也发现能够通过进行如此处理，提升所得到的回收水的水质。
[0021]本发明是根据上述知识及发现所完成的，以下为其要旨。
[0022][1] 一种有机排水的回收处理装置，
[0023]其具有:
[0024]对有机排水进行生物处理的生物处理设备，
[0025]包含导入来自该生物处理设备的生物处理水的至少一部分的过滤装置、以及导入该过滤装置的过滤水的逆渗透膜分离装置的回收处理设备，和
[0026]将该过滤装置的逆洗排水、该过滤装置的药品清洗排水、以及该逆渗透膜分离装置的浓缩水中的至少I种送回上述生物处理设备的原水导入侧的回送设备，
[0027]其特征在于，
[0028]其具有对通过该回送设备向上述生物处理设备的原水导入侧回送的水的至少一部分进行凝集处理后再进行固液分离的凝集处理设备和固液分离设备，并且该固液分离设备的处理水被送至上述生物处理设备。
[0029][2]如[I]所述的有机排水的回收处理装置，其中，其具有被导入上述过滤装置的过滤水的活性碳塔，并且该活性碳塔的处理水被导入上述逆渗透膜分离装置。
[0030][3]如[1]或[2]所述的有机排水的回收处理装置，其中，上述过滤装置是超滤膜过滤装置或精密过滤膜过滤装置。
[0031][4]如[1]至[3]中任一项所述的有机排水的回收处理装置，其中，上述固液分离设备是加压上浮分离装置或沉淀处理装置。
[0032][5] 一种有机排水的回收处理方法，
[0033]其具有:
[0034]对有机排水进行生物处理的生物处理工序，
[0035]对来自该生物处理工序的生物处理水的至少一部分通过过滤装置进行过滤后再通过逆渗透膜分离装置进行脱盐处理的回收处理工序，和
[0036]将该过滤装置的逆洗排水、该过滤装置的药品清洗排水以及该逆渗透膜分离装置的浓缩水中的至少1种送回至上述生物处理工序并进行生物处理的回送工序，
[0037]其特征在于，
[0038]在该回送工序中，对回送至上述生物处理工序的水的至少一部分进行凝集处理后再进行固液分离，再将得到的处理水回送至上述生物处理工序。
[0039][6]如[5]所述的有机排水的回收处理方法，其中，对上述过滤装置的过滤水通过活性碳塔进行处理后，再通过上述逆渗透膜分离装置进行脱盐处理。
[0040][7]如[5]或[6]所述的有机排水的回收处理方法，其中，上述过滤装置是超滤膜过滤装置或精密过滤膜过滤装置。
[0041][8]如[5]至[7]中任一项所述的有机排水的回收处理方法，其中，上述固液分离是加压上浮分离或沉淀处理。
[0042][发明效果]
[0043]根据本发明，能够防止在对有机排水进行生物处理并对生物处理水进行处理且回收的回收处理系统中的膜通量的降低，并能持续长期的稳定运转。本发明，可达到以下
i)-1v)的效果。
[0044]i)过滤装置为UF膜过滤装置或MF膜过滤装置时，能维持较高的膜通量，且使药品清洗频率减少。
[0045]ii)因为药品清洗频率减少，提升装置的运转效率，且降低药品清洗成本。
[0046]iii)过滤装置为UF膜过滤装置或MF膜过滤装置时，能防止该膜过滤装置的堵塞。过滤装置为过滤器时，在后级的RO膜分离装置中，能防止膜的堵塞。因而，能降低运转压力(通水压力),可大幅缩减动力费(电费)。
[0047]iv)减少回收处理系统内的水中的胶状性有机物的浓度。由此，回收水(R0膜分离装置的通过水)的水质提升，特别是能大幅降低TOC浓度，可大幅扩大回收水的用途。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1是表示本发明的有机排水的回收处理装置的实施方式的一个实例的系统图。
[0049]图2是表示以往有机排水的回收处理装置的系统图。
【具体实施方式】[0050]以下参考附图详细说明本发明的有机排水的回收处理装置和回收处理方法的实施方式。
[0051]图1是表示本发明的有机排水的回收处理装置的实施方式的系统图，其设置有:对过滤装置2的逆洗排水及药品清洗排水、活性碳塔3的逆洗排水以及RO膜分离装置4的浓缩水进行处理的凝集?固液分离装置5，在该方面与图2所表示的以往的有机排水的回收处理装置不同，其他方面为相同构成。图1中，对于能与图2所表示的部件达到相同功能的部件给予相同符号。
[0052]本发明中所处理的有机排水，是在半导体、液晶、其他电子产业领域、食品、纸浆产业领域等所排出的TOC(总有机碳)1~500mg/L左右的排水，如此的有机排水首先被导入生物处理装置1，通过活性污泥法、载体生物法、硝化?脱氮法、厌氧处理法等进行生物处理。该生物处理水的水质一般为T0C0.2~10mg/L、SS (悬浮物)I~400mg/L左右。
[0053]该生物处理水的一部分或全部被导入过滤装置2并除去菌体等的SS(悬浮物)。在回收处理生物处理水的一部分时，残余部分被放流。
[0054]过滤装置2是使用过滤器或UF膜或MF膜过滤装置。在图1的装置中，过滤装置2的处理水，在活性碳塔3进行处理后，再在RO膜分离装置4进行脱盐处理。该活性碳塔3并不是必要，也可以省略该工序将过滤装置2的处理水直接导入RO膜分离装置4。
[0055]将RO膜分离装置4的透过水作为回收水取出，在各使用场所进行再利用。RO膜分离装置4的浓缩水，被送至后述的凝集?固液分离装置5进行处理后，在生物处理装置I进行循环处理。该RO膜分离装置4中的水回收率优选为50~90%左右。
[0056]使用过滤器作为过 滤装置2的情况，过滤器定期地(例如，0.5~2日I次左右)，或者压差有上升倾向时，进行水逆洗。在使用UF膜或MF膜过滤装置作为过滤装置的情况，除了上述的水逆洗外，定期地(例如，7~30日I次左右)，或者通量显着降低时，进行使用酸和/或碱的药品清洗。这些水逆洗的排水及药品清洗排水，被送至后述的凝集?固液分离装置5并进行处理后，再送至生物处理装置I进行生物处理。
[0057]针对活性碳塔3也与过滤器相同，定期地(例如，I~2日I次左右)，或者压差有上升倾向时，进行水逆洗。该活性碳塔3的水逆洗的排水也被送至后述的凝集?固液分离装置5进行处理后，再送至生物处理装置I进行处理。
[0058]以下，将被导入凝集?固液分离装置5的过滤装置2的逆洗排水、药品清洗排水、活性碳塔3的逆洗排水、及RO膜分离装置4的浓缩水称为“回送水”。
[0059]本发明中，对于凝集?固液分离装置5的类型(型号)或使用的凝集剂的种类，并没有特别限制。被导入凝集?固液分离装置5的回送水中，包含在回收处理系统内的蓄积会导致产生问题的胶状性有机物，因此，为了对该胶状性有机物进行凝集、固液分离，作为凝集剂优选使用聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(铝硫酸盐)等铝系凝集剂；或三氯化铁、聚合硫酸铁等铁系凝集剂等的无机凝集剂中的I种或2种以上。
[0060]无机凝集剂的添加量，通常，优选为50~500mg/L左右。
[0061]作为凝集?固液分离装置5，可以使用一般的装置。为了避免因胶状性有机物造成膜堵塞的问题，作为固液分离装置，优选不使用膜的固液分离装置，而是使用加压上浮分离装置或沉淀处理装置。作为凝集?固液分离装置5，例如可采用:1)凝集处理槽与沉淀槽；
2)凝集处理槽与加压上浮分离槽；3)凝集沉淀槽；4)凝集加压上浮分离槽；等。[0062]在凝集?固液分离装置5对回送水进行凝集?固液分离所得到的固液分离水，几乎不包含成为膜通量降低的原因的胶状性有机物。通过将该凝集?固液分离装置5的处理水送至生物处理装置1，能防止胶状性有机物在系统内蓄积，防止回收处理系统中膜通量的降低，而能持续长期的稳定运转。
[0063]图1表示本发明的实施方式的一个实例，只要不超出本发明的主旨，并不限定于图中所表示。
[0064]如上所述，也可以省略活性碳塔。也可以串联地设置2级以上的RO膜分离装置。图1所示的装置以外的处理装置，例如也可设置紫外线照射装置、热交换器、脱气装置等。也可在各装置的入口侧设置用来将流入水调整成适当PH条件的pH调整设备等。
[0065][实施例] [0066]以下举出实施例及比较例更具体说明本发明。
[0067][实施例1]
[0068]将食品系有机排水(TOC:100mg/L)作为原水，以图1中表示的装置进行水的回收(原水量:15m3/小时(hr)、回收水量:10m3/小时)。
[0069]各装置的规格如以下所示，被导入回收处理系统的过滤装置2的生物处理水的水质为，TOC:10mg/L、SS:80mg/L。
[0070]生物处理装置1:流动床载体生物处理装置(八彳才7彳f〗SK,Biomighty SK),栗田工业株式会社制造。
[0071]过滤装置2:UF膜过滤装置“PF-15G”(操作压力:0.1MPa)，栗田工业株式会社制造。
[0072]活性碳塔3:固定床型，通水SV = 20hr^
[0073]RO膜分离装置4:超低压RO膜分离装置“KR0A-2032”(水回收率:66% )，栗田工业株式会社制造。
[0074]凝集?固液分离装置5:作为无机凝集剂添加300mg/L的PAC的凝集处理槽、和导入凝集处理水的加压上浮槽
[0075]在UF膜过滤装置2及活性碳塔3中，分别以I~2小时I次(UF膜过滤装置)、及I~2日I次(活性碳塔)的频率进行水逆洗，将逆洗排水与RO膜分离装置4的浓缩水一起送至凝集?固液分离装置5进行凝集、固液分离处理，然后，再送至生物处理装置I。被送至该生物处理装置I的凝集?固液分离装置5的处理水量平均为17m3/小时。
[0076]其结果，从运转开始大约I个月后，能以UF膜过滤装置2的膜通量为2m/天(day)进行稳定运转。又，所获得的回收水(R0膜分离装置4的透过水)的TOC浓度为0.2~0.5mg/L，具有显著良好的水质。
[0077][比较例I]
[0078]在实施例1中，不设置凝集?固液分离装置5，除了将UF膜过滤装置2及活性碳塔3的逆洗排水与RO膜分离装置4的浓缩水直接送至生物处理装置I外，其他进行相同的处理。其结果，从运转开始约I个月后，UF膜过滤装置2的膜通量为Im/天(day)，大致稳定，但长期而言有降低的倾向。又，所得的回收水(R0膜分离装置4的透过水)的TOC浓度为1.0~3.0mg/L,比实施例1差。
[0079]由以上结果得知，根据本发明，能使有机排水的回收处理装置持续长期的稳定运转。
[0080]已使用特定方案对本发明进行了详细说明，但对本领域技术人员而言，只要不脱离本发明的意图与范围可进行各种变更。
[0081]又，本申请是根据2011年10月13日所提出的日本专利申请(特愿2011-225993)而提出的，现以引用 的方式将其全体援引于此。
【权利要求】
1.一种有机排水的回收处理装置， 其具有: 对有机排水进行生物处理的生物处理设备， 包含导入来自该生物处理设备的生物处理水的至少一部分的过滤装置、以及导入该过滤装置的过滤水的逆渗透膜分离装置的回收处理设备，和 将该过滤装置的逆洗排水、该过滤装置的药品清洗排水、以及该逆渗透膜分离装置的浓缩水中的至少I种送回上述生物处理设备的原水导入侧的回送设备， 其特征在于， 其具有对通过该回送设备向上述生物处理设备的原水导入侧回送的水的至少一部分进行凝集处理后再进行固液分离的凝集处理设备和固液分离设备，并且该固液分离设备的处理水被送至上述生物处理设备。
2.如权利要求1所述的有机排水的回收处理装置，其中，其具有被导入上述过滤装置的过滤水的活性碳塔，并且该活性碳塔的处理水被导入上述逆渗透膜分离装置。
3.如权利要求2所述的有机排水的回收处理装置，其中，该活性碳塔的逆洗排水被送至上述凝集处理设备。
4.如权利要求1所述的有机排水的回收处理装置，其中，上述过滤装置是超滤膜过滤装置或精密过滤膜过滤装置。
5.如权利要求1至4中任一项所述的有机排水的回收处理装置，其中，上述固液分离设备是加压上浮分离装置或沉淀处理装置。`
6.一种有机排水的回收处理方法， 其具有: 对有机排水进行生物处理的生物处理工序， 对来自该生物处理工序的生物处理水的至少一部分通过过滤装置进行过滤后再通过逆渗透膜分离装置进行脱盐处理的回收处理工序，和 将该过滤装置的逆洗排水、该过滤装置的药品清洗排水以及该逆渗透膜分离装置的浓缩水中的至少I种送回至上述生物处理工序并进行生物处理的回送工序， 其特征在于， 在该回送工序中，对回送至上述生物处理工序的水的至少一部分进行凝集处理后再进行固液分离，再将得到的处理水回送至上述生物处理工序。
7.如权利要求6所述的有机排水的回收处理方法，其中，对上述过滤装置的过滤水通过活性碳塔进行处理后，再通过上述逆渗透膜分离装置进行脱盐处理。
8.如权利要求7所述的有机排水的回收处理方法，其中，将该活性碳塔的逆洗排水送至上述凝集处理设备。
9.如权利要求6所述的有机排水的回收处理方法，其中，上述过滤装置是超滤膜过滤装置或精密过滤膜过滤装置。
10.如权利要求6至9中任一项所述的有机排水的回收处理方法，其中，上述固液分离是加压上浮分离或沉淀处理。
【文档编号】C02F9/00GK103796957SQ201280043871
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月10日 优先权日:2011年10月13日
【发明者】老沼正芳 申请人:栗田工业株式会社