膜分离活性污泥法中的膜洗净方法

摘要

本发明提供膜分离活性污泥法中的膜洗净方法，能够有效刮去膜分离活性污泥法中的膜表而的附着物、防止膜过滤速度的下降。本发明1是：向生物反应槽中投入膜洗净粒子(4)，其与被处理水接触的面被亲水化，表面凹凸为100μm以上2500μm以下，其被从排气装置中喷出的气泡的空气升力作用或被由搅拌装置的搅拌作用而驱动，刮下分离膜部件(2)表面的附着物。本发明2使用无气孔的或者有封闭气孔的膜洗净粒子(4)。本发明3、4使用表面或内部负载有铜或银等抗菌成分的膜洗净粒子(4)。本发明5定期地将膜洗净粒子(4)置于厌氧条件，从而剥离粒子表面的微生物。

说明书

技术领域

本发明涉及在污水处理厂等的污水处理中使用的膜分离活性污法中的膜洗净方法。

背景技术

活性污泥处理有机性污水的情况下，在反应槽的后段设置沉淀分离槽来进行沉淀分离污泥的方法是常规的。但是，现有的方法中需要大型的沉淀分离槽，因此，在例如地域狭窄的都市区的污水处理厂等处，正在研究在膜分离活性污泥法中使用设置在反应槽内部的分离膜部件来进行固液分离，排出作为膜过滤水的处理液。该方法无需大型的沉淀分离槽。

但是在膜分离活性污泥法中，在短时间内污泥等附着在分离膜表面，可能会使膜过滤速度变低。在专利文献1中提出了以下方法：在分离膜部件下方设置空气喷出喷嘴，同时向生物反应槽中投入浮游固体，通过来自空气喷出喷嘴的气泡的空气升力作用，使浮游固体流动，从而通过浮游固体将分离膜表面的附着物刮下。在该专利文献1记载的发明中使用海绵状发泡树脂作为浮游固体。

然而，现有的海绵状的浮游固体是由内部的连通细孔内逐渐生成气泡，由于浮游固体的材质是疏水性的，所以很难散出气泡，浮游固体由于浮在生物反应槽上部，容易丧失膜洗净的效果。此外，逐渐地，海绵状浮游固体的表面容易覆盖微生物或者其体外物质，由于它们太柔软，所以无法完成刮下膜表面的附着物(鳞片层)的效果。而在使用浮游固体表面的凹凸低的膜洗净粒子的情况下，产生不能实现刮下膜表面的附着物(鳞片层)的效果等问题。

特许文献1：特开平9-136021号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种膜分离活性污泥法中的膜洗净方法，其解决了上述现有技术的问题，能够用于膜分离活性污泥法中有效地刮下膜表面的附着物，防止膜过滤速度的降低。

为解决上述技术问题，本发明的膜分离活性污泥法中的膜洗净方法的特征在于，向浸有分离膜部件的生物反应槽中投入膜洗净粒子，该膜洗净粒子的与被处理水相接触的表面是被亲水化的，与分离膜部件相接触的表面的凹凸是100μm以上2500μm以下；通过从空气分散装置中喷出的气泡的空气升力作用或由搅拌设备的搅拌作用使上述膜洗净粒子流动；刮下分离膜部件表面的附着物。而且，可以使用由无气孔或封闭气孔的材质构成的膜洗净粒子。

此外，可以使用在与被处理水接触的表面或内部承载抗菌成分的膜洗净粒子，该抗菌成分可以是银或铜。而且优选将膜洗净粒子定期地放置于厌氧状态，从而剥离粒子表面的微生物。

根据本申请1的发明，使膜洗净粒子流动，刮去分离膜部件表面的附着物，其中所述膜洗净粒子的与被处理水相接触的表面被亲水化，与分离膜部件相接触的表面的凹凸为100μm以上2500μm以下。而且由于与被处理水相接触的表面被亲水化，所以即使内部也生成气泡，气泡会快速地散出。进而，由于膜洗净粒子的与分离膜部件相接触的表面的凹凸为100μm以上2500μm以下，所以可以高效地刮去分离膜部件表面的附着物。因此，可以防止分离膜部件的膜过滤速度的降低。而且，在粒子是海绵状等的网目结构的情况下，与被处理水相接触的表面，这里是指粒子材料表面。

根据本申请2的发明，由于是由无气孔或封闭气孔的材质组成的，膜洗净粒子不具有内部连通的气孔，不会因内部产生气泡，而造成浮在生物反应槽上部的现象，从而可以保持洗净效果。根据本申请3、4的发明，由于使用承载有银或铜等抗菌成分的膜洗净粒子，所以在膜洗净粒子的表面上很难附着微生物。因此，可以防止由于在膜洗净粒子的表面上形成柔软的微生物膜而使其刮去效果降低。进而，根据本申请5的发明，由于将膜洗净粒子定期地放置于厌氧状态，从而剥离粒子表面的微生物，所以可以防止刮去效果降低。因此，可以防止分离膜部件的膜过滤速度降低。

附图说明

图1.表示本发明的实施方式的截面图。

符号说明

1生物反应槽

2分离膜部件

3空气分散装置

4膜洗净粒子

A未净化水

B净化水

C空气或气体

具体实施方式

图1示出本发明的最佳实施方式，1是使用活性污泥进行未净化水的生物处理的生物反应槽，2是浸于生物反应槽1中的排出净化水B的分离膜部件。该生物反应槽1是进行生活污水、返流水、工厂排水、垃圾渗出水、粪便、农业排水、畜产排水、养殖业排水等各种各样排水的活性污泥处理、可以排出经分离膜部件2的澄清的净化水B的设备。而且，作为生物反应槽1，可以使用好氧槽、厌氧槽、硝化液循环法、AO法(厌氧-好氧法)、A₂O(厌氧-无氧-好氧法)等方法。而且，生物反应槽1之外另外设置膜分离槽也是可以的。

构成上述分离膜部件2的过滤膜是高分子膜或者陶瓷膜，且其膜形状可以是整块型、管状型、蜂窝型、平膜型等任意形状。膜是外压式或内压式的任一种，其截面形状是圆形或者多边形均可。但是从膜面积、洗净性方面，优选使用图示的平膜型的高分子膜或者陶瓷膜。

设置分离膜部件2的槽是好氧槽的情况下，在分离膜部件2的下方设置空气分散装置3，向生物反应槽1中供给空气或气体C。通过从该空气分散装置3喷出的气泡的空气升力作用，在分离膜部件2的表面附近产生上升流而除去膜面的附着物，为了更加提高该洗净效果，本发明向生物反应槽1中投入膜洗净粒子4。在厌氧槽的情况下，通过曝气、搅拌机、水泵、通过处理产生气体的自然搅拌等的搅拌装置的搅拌作用，使槽内流动。

用于本发明的膜洗净粒子4，被充分浸于被处理的水中，其在被处理水中的比重是0.9～2。具体地，由聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯等高分子材料构成，或者由陶瓷粒子等的无机材料构成，为了调整比重，发泡的情况下希望封闭气孔。由此，在膜洗净粒子4的内部不产生气泡，膜洗净粒子4不会上浮到水面附近。

而且，用于本发明的膜洗净粒子4的与被处理水相接触的表面是被亲水化的，附着有氢氧基(-OH)、羰基(＝CO)、羧基(-COOH)等亲水基；或者亲水性性物质：硅烷系、钛系、铬系偶合剂、过氧化甲硅烷基系等偶联剂、或者硅涂料等涂料、或者氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛等氧化物、或者粘土化合物、或者锆石等复合氧化物等。由此，如果在膜洗净粒子4内部产生气泡的情况下，气泡容易散出到水中。因此，不会象现有的海绵状膜洗净粒子那样，由于内部气泡上浮而失去洗净效果。优选如本申请2所示的，如果由无气孔或封闭气孔的材质构成，没有从表面到内部的连通细孔，由于不在内部产生气泡，所以不会由于内部的气泡而上浮从而失去洗净效果。

而且，用于本发明的膜洗净粒子4，其与分离膜部件相接触的表面的凹凸保持在100μm以上2500μm以下。该与分离膜部件相接触的表面的凹凸可以通过显微镜来测定。而且在使用具有如海绵状的网目结构的、被处理水侵入到内部的膜洗净粒子的情况下，保持孔径为100μm以上2500μm以下。如上所述，与分离膜部件相接触的表面的凹凸是100μm以上2500μm以下的膜洗净粒子4与膜面接触时的洗净效果优异。但是膜洗净粒子4的形状本身对洗净效果基本无影响，球形或立方体均可。其尺寸，对于高分子材料优选5～10mm范围，对于无机材料优选0.5～4mm。而且，当凹凸不满100μm时，分离膜部件的洗净效果小，而超出2500μm时，膜面与粒子的接触面积小而洗净效果变小。

此外，如本申请3所示的，可能使用与在分离膜部件接触的表面或内部承载有抗菌成分的膜洗净粒子4。作为抗菌成分，具用防止微生物繁殖功能的很多成分是已知的，由于有机性药品易流失且对活性污泥可能会有不好的影响，所以优选使用银或铜等金属。如上所述，如果使用在与分离膜部件接触的表面或内部承载有抗菌成分的膜洗净粒子4，就不会在膜洗净粒子的表面形成柔软的微生物膜，能够防止刮下效果的降低。而且，如果粒子全体不覆盖微生物或微生物代谢物的膜，那么会保持分离膜的洗净效果。

上述膜洗净粒子4相对于生物反应槽1的槽容积，优选投入的体积比是0.1～5％。如果比该范围小，洗净效果减小，而超过该范围增加量也不会提高洗净效果。因此，可以防止用于膜分离活性污泥法中的分离膜部件的膜过滤速度降低。

如上所述，本申请3、4的发明是使用在与分离膜部件接触的表面或内部承载银或铜等抗菌成分的膜洗净粒子4，由此防止生物膜的附着，本申请5的发明是通过定期将膜洗净粒子4置于厌氧状态，剥离粒子表面的微生物。作为将膜洗净粒子4设置为厌氧状态的方法，可以采用将膜洗净粒子4从生物反应槽1取出放入厌氧槽的方法，或者将生物反应槽1本身或者生物反应槽的一部分定期地变为厌氧状态。在好氧状态中形成于膜洗净粒子4表面的微生物膜，通过置于厌氧状态很容易被剥离，因此可以防止膜洗净粒子4刮下效果降低。

实施例1

为了研究膜洗净粒子的效果，使用两种类型的立方体状粒子(亲水性聚氨酯海绵体、疏水性聚氨酯海绵体)，进行比较实验。亲水性聚氨酯海绵体的亲水化是通过将与被处理水相接触的表面用聚乙二醇覆盖来处理。粒子表面的凹凸均为1.0mm。生物反应槽使用包括脱氮槽和硝化槽的硝化液循环型装置。作为分离膜部件，是6个高分子平膜，每个的有效面积是0.4m²，浸于硝化槽得到净化水。处理对象污水是垃圾渗出水。投入的膜洗净粒子与硝化槽的容积比是0.7％。此外，生物处理槽中运行的MLSS(浮游固形物浓度)是5000mg/L。膜过滤速度开始是0.6m/日，测定四周后的膜过滤速度。表1示出膜过滤速度的比较结果。如表1所示，在使用亲水化的聚氨酯海绵体的情况下，经过四周后，膜过滤速度没有降低。

表1

  膜洗净粒子  实验开始时的膜过滤速度  四周后的膜过滤速度  亲水化的聚氨酯海绵体  0.6m/日  0.6m/日  疏水性的聚氨酯海绵体  0.6m/日  0.3m/日

实施例2

为了研究膜洗净粒子的效果，使用凹凸不同的5种球状粒子(亲水性聚氨酯海绵体)进行比较实验。粒子表面的凹凸分别为50μm、100μm、1000μm、2500μm、3000μm。生物反应槽使用包括脱氮槽和硝化槽的硝化液循环型装置。作为分离膜部件，是6个高分子平膜，每个的有效面积是0.4m²，浸于硝化槽中得到净化水。处理对象污水是生活污水。投入的膜洗净粒子与硝化槽的容积比是0.7％。此外，生物处理槽中运行的MLSS(浮游固形物浓度)是5000mg/L。膜过滤速度开始是0.8m/日，测定四周后的膜过滤速度。表2示出膜过滤速度的比较结果。如表2所示，在使用本发明的数据范围内的亲水化的聚氨酯海绵体的情况下，经过四周后，膜过滤速度未降低。

表2

  膜洗净粒子的凹凸  实验开始时的膜过滤速度  四周后的膜过滤速度  50μm  0.8m/日  0.6m/日  100μm  0.8m/日  0.8m/日  1000μm  0.8m/日  0.8m/日  2500μm  0.8m/日  0.8m/日  3000μm  0.8m/日  0.6m/日