JP2012005918A - 排水処理方法及び排水処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機性薬品を含有する有機性排水を微生物によって分解処理する生物処理工程と、該生物処理工程で処理された処理水を活性炭に担持された微生物によって処理する生物活性炭処理工程と、該生物活性炭処理工程で処理された処理水を物理化学的に酸化分解処理する酸化分解工程とを実施する排水処理方法および排水処理装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
この紫外線照射やオゾン添加による有機物の分解処理は、紫外線ランプやオゾン発生器などによって、紫外線やオゾンを排水と反応させることで排水中の有機物を酸化分解するもので、例えば、生物処理において発生した微生物の代謝物などの有機物成分も効果的に分解することができる。
このように、生物処理装置の処理能力が低下すると残留TOC濃度が高いまま紫外線照射などで酸化分解処理を行うことになり、酸化分解処理に高エネルギーを要することとなる。その結果、処理全体が高コストとなる。
先ず、排水処理装置について説明する。
図1は、本実施形態の排水処理装置についての概略フロー図である。
図中の符号1が排水処理装置を示している。
本実施形態の排水処理装置1は、微生物による有機物の分解処理である生物処理工程を行う生物処理装置2と、該生物処理装置2で処理された排水を、ろ過処理装置3および逆浸透処理装置4を経て導入する生物活性炭処理装置5と、該生物活性炭処理装置5で処理した排水を導入し物理化学的に酸化分解を行う紫外線処理装置6とを備えている。
前記逆浸透処理装置4は装置内に逆浸透膜を備えており、該逆浸透膜に排水を加圧接触させることによって排水が濃縮水と透過水に分離され、透過水を前記生物活性炭処理装置5へ導入する。
濃縮水は、蒸留したあと回収水として回収され、蒸留により残存した固形物(塩類等)は別途廃棄等される。尚、濃縮水は、排水処理して系外に放流してもよい。
紫外線ランプも公知のものが使用できるが、波長185から365nm、好ましくは185から254nmのものが適している。
前記イオン除去処理装置8は、イオン交換樹脂が充填された充填塔を備えており、該充填塔に排水を通水することで、イオン交換樹脂と排水が接触し、排水中のイオンがイオン交換樹脂に吸着されて、除去される。
まず、生物処理装置2が通常どおりの処理能力を維持している場合を説明する。
高濃度の有機性薬品を含有する排水とは、排水中に含まれるTOCが約10mg/L以上である排水をいう。
尚、本実施形態の排水処理装置では、TOCが約1000mg/L程度までの高濃度の有機性排水を処理することが可能である。
また、無機排水にはTOC濃度として10mg/L未満程度の微量の有機物が混入されていてもよい。
この生物処理装置2によって処理された排水は、前記ろ過処理装置3によって前記生物処理装置2から流失した微生物などが除去される。
さらに、排水は前記逆浸透処理装置4で濃縮水と透過水に分離されて、該透過水が前記生物活性炭処理装置5へ導入される。
通常は、前記イオン除去処理装置8での処理を経た後の無機排水のTOCは5mg/L未満である。
前記のように、TOC濃度が低い低濃度有機性排水および無機排水は前記生物処理装置2での生物処理工程を経ずに生物活性炭処理装置5に導入されるため、前記生物処理装置2での処理量を減らし、生物処理装置2への負荷を軽減することができる。
この生物活性炭処理装置5で処理された排水のTOC濃度は通常は約1mg/L以下になる。
前記紫外線処理装置6へ導入された排水に紫外線を照射し、排水中の有機物を物理化学的に酸化分解する酸化分解工程が実施される。このときの紫外線ランプの消費電力1.1kWh/m3、処理時間約20分程度で処理を行うことが好ましい。
例えば、前記半導体デバイスやフラットパネルディスプレイなどの製造工程の状況によっては、排出される排水中に微生物にとって有害性の高い薬品が混入したり、あるいは生物の活性が低下するような低温または高温などの温度の排水が排水処理装置1に導入される場合がある。
例えば、通常は、TOCが約120mg/L程度含まれている高濃度有機性排水を生物処理装置2によって約5mg/L程度にまでTOC濃度を低下させることができるが、能力が低下した場合には、例えば10〜12mg/L程度くらいまでしかTOC濃度が下がらないことがある。
しかし、本実施形態のように、一つの生物活性炭処理装置で処理を行うことで排水処理装置1の構造を簡易な構造にすることができる。
さらには、上記の異なる酸化分解手段を複数組み合わせて酸化分解を行ってもよい。
実施例1として、前記実施形態と同様の排水処理装置を用い、図2に示すような処理フローで通常の場合の排水処理を行った。
すなわち、まず、生物処理装置(株式会社神鋼環境ソリューション製、商品名BCF(バイオコンタクトフィルタ:セラミック担体使用の固定床方式生物処理装置 処理能力180m3/d)には、TOC濃度が約120mg/Lの高濃度有機性排水を導入して生物処理工程を実施した。
この時の生物処理装置の処理水のTOC濃度は約5.2mg/Lであった。
ろ過処理装置(本実施例ではMF膜を使用した装置を使用)、逆浸透処理装置(RO装置)へ順次導入し、高濃度有機性排水のRO処理水(TOC1.1mg/L)を得た。
それぞれの製造工程で行われる処理によって排水中の成分や濃度は異なるため、工程毎に排水を回収し、前記実施形態で示したように高濃度有機性排水、低濃度有機性排水および無機排水として振り分けた。
このときの混合水のTOC濃度が約2.3mg/Lであった。
生物活性炭処理における排水単位容積当たりの消費電力は0.2kWh/m3であった。この生物活性炭処理後の処理水のTOC濃度は約0.49mg/Lであった。
尚、紫外線酸化分解装置に導入する前に、酸素消費量の4倍量の過酸化水素を添加した。
紫外線酸化分解処理における排水単位容積当たりの紫外線照射電力は1.1kWh/m3であった。
この後、回収した回収水のTOC濃度は約0.15mg/Lまで低下していた。
実施例2として、図3のフローに示すように前記実施例1の装置の生物処理装置の処理能力が低下した場合について説明する。
すなわち、生物処理装置での処理後の処理水のTOC濃度は約10.1mg/Lであった。その後上記実施例と同様に、ろ過装置、逆浸透処理装置(RO装置)へ順次導入して得たRO処理水と、低濃度有機性排水およびイオン除去後の無機排水を実施例1と同様に生物活性炭処理装置で処理を行った。
生物活性炭処理における排水単位容積当たりの消費電力は0.2kWh/m3であった。この生物活性炭処理後の処理水のTOC濃度は約0.76mg/Lであった。
この時の紫外線酸化分解処理における排水単位容積当たりの紫外線照射電力は1.7 kWh/m3であり、回収した回収水のTOC濃度は前記実施例1と同程度の約0.15 mg/Lであった。
次に、比較例1として、生物活性炭処理装置がない以外は、前記実施例1と同様の構成からなる排水処理装置で、前記実施例1と同様に排水処理を行った場合を、図4に示すようなフローで処理した。
すなわち、高濃度有機性排水は前記実施例と同様に生物処理装置、ろ過処理装置、逆浸透処理装置へ順次導入し、高濃度有機性排水のRO処理水を得た。
この時の生物処理後の処理水のTOC濃度は約1.1mg/Lであった。
一方、上記実施例と同様のイオン除去処理を行った無機排水(TOC濃度2.3mg/L)および低濃度有機性排水(TOC濃度3.5mg/L)を、前記RO処理水と、あわせてそれぞれ100L/hで混合し、300L/hの処理量で前記実施例1と同様の、紫外線酸化分解装置に導入した。
尚、紫外線処理装置に導入する前に、酸素消費量の4倍量の過酸化水素を添加した。
紫外線による酸化分解処理における排水単位容積当たりの紫外線照射電力は3.3kWh/m3であった。
この後、回収した回収水のTOC濃度は約0.25mg/Lであった。
次に、比較例2として、前記比較例1と同様の構成からなる排水処理装置で、前記実施例2と同様に生物処理装置の処理能力が低下した場合を、図5に示すようなフローで処理した。
すなわち、生物処理装置での処理後の処理水のTOC濃度は約10.1mg/Lであった。その後上記実施例と同様に、ろ過装置、逆浸透処理装置(RO装置)へ順次導入して得たRO処理水と、低濃度有機性排水およびイオン除去後の無機排水を比較例1と同様に紫外線酸化分解装置で処理した。
この時の紫外線酸化分解処理における排水単位容積当たりの紫外線照射電力は5.5 kWh/m3であり、回収した回収水のTOC濃度は約0.25 mg/Lであった。
2:生物処理装置、
3:ろ過処理装置、
4:逆浸透処理装置、
5:生物活性炭処理装置、
6:紫外線処理装置、
7:回収槽
Claims (6)
- 有機性薬品を含有する有機性排水を微生物によって分解処理する生物処理工程と、該生物処理工程で処理された処理水を活性炭に担持された微生物によって処理する生物活性炭処理工程と、該生物活性炭処理工程で処理された処理水を物理化学的に酸化分解処理する酸化分解工程とを実施することを特徴とする排水処理方法。
- 前記有機性薬品を含有する有機性排水のうち、低濃度に有機性薬品を含有する低濃度有機性排水を、前記生物処理工程での処理を行なわずに前記生物活性炭処理工程で処理する請求項1に記載の排水処理方法。
- 前記酸化分解工程が紫外線照射及び/またはオゾンによって酸化分解を行う請求項1または請求項2に記載の排水処理方法。
- 有機性薬品を含有する有機性排水を微生物によって分解処理を行う生物処理装置と、
微生物を担持した活性炭が充填された充填層を備え、該充填層に前記生物処理装置で処理された処理水を通水して処理する生物活性炭処理装置と、
該生物活性炭処理装置で処理された処理水を物理化学的に酸化分解する酸化分解装置とを備えたことを特徴とする排水処理装置。 - 前記有機性薬品を含有する有機性排水のうち低濃度に有機性薬品を含有する低濃度有機性排水を前記生物処理装置を経ずに前記生物活性炭処理装置へ導入する導入路を備えた請求項4に記載の排水処理装置。
- 前記酸化分解装置が、紫外線照射装置及び/またはオゾン処理装置である請求項4または請求項5に記載の排水処理装置。
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