專利名稱：水處理方法和水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有油分的廢水的水處理方法和水處理裝置。
背景技術(shù)：
作為水處理方法的一例，有下述膜分離活性污泥法(Membrane BioReactor,膜生物反應(yīng)器)，其將廢水導(dǎo)入到活性污泥處理槽進(jìn)行活性污泥處理以除去有機(jī)物等，接著使其通過包括反滲透(RO)膜、超濾(UF)膜、 微濾(MF)膜、中空纖維(HF)膜等過濾膜的膜模塊，對浮游微生物、其它浮游物質(zhì)(簡稱為SS)、異物雜質(zhì)進(jìn)行膜過濾處理并進(jìn)行固液分離。膜分離活性污泥法使用膜模塊進(jìn)行固液分離，因此具有能夠省略最終沉淀場所、能夠使裝置小型化的優(yōu)點(diǎn)。但是在對含有油分的廢水進(jìn)行膜過濾處理時(shí)，油分附著在膜上而產(chǎn)生堵塞，膜模塊的清洗頻率變大，存在水處理效率下降的問題。在專利文獻(xiàn)I中公開了下述內(nèi)容，在含油廢水中添加凝聚劑，使廢水中的油分和有機(jī)物凝聚沉淀以減少油分，從而抑制膜的堵塞?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平2 - 268893號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特公平6 - 59478號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在專利文獻(xiàn)I所公開的方法會產(chǎn)生大量的污泥，因此存在污泥處理成本變高的問題。此外，即使采用該方法，根據(jù)廢水的特性的不同，也可能將仍然沒有充分減少油分的廢水供給至膜模塊，不能夠充分抑制膜的堵塞。于是，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠長期維持膜模塊的膜過濾效率的水處理方法和水處理裝置。用于解決問題的方法為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的水處理方法將含有油分的廢水導(dǎo)入到發(fā)泡槽，在上述發(fā)泡槽中對上述廢水添加并混合表面活性劑，使上述廢水通過膜模塊來進(jìn)行膜過濾處理，該水處理方法的特征在于檢測上述發(fā)泡槽中的發(fā)泡量，以在該發(fā)泡量不超過規(guī)定值時(shí)使上述表面活性劑的添加量增加、在該發(fā)泡量超過規(guī)定值時(shí)使上述表面活性劑的添加量減少的方式，控制上述表面活性劑的添加量。根據(jù)本發(fā)明的水處理方法，將含有油分的廢水導(dǎo)入到發(fā)泡槽，在發(fā)泡槽中使含有油分的廢水與表面活性劑混合。此時(shí)，基于發(fā)泡槽中的發(fā)泡量控制表面活性劑的添加量，因此能夠大致不多不少地供給為了使廢水中的油分膠束化(micelle)所必需的表面活性劑。因此，能夠?qū)趶U水中的油分大致完全膠束化并乳化分散，能夠防止油分附著于膜。此夕卜，能夠使表面活性劑的添加量最佳化，因此能夠減少藥劑成本。本發(fā)明的水處理方法優(yōu)選在上述膜過濾處理中連續(xù)性地或間歇性地向上述膜模塊的膜面噴射表面活性劑。根據(jù)該方式，附著在膜模塊附近或膜模塊的油分通過與向膜面噴射的表面活性劑反應(yīng)而形成膠束，因此能夠有效地防止膜的堵塞。而且，由于表面活性齊U，蛋白質(zhì)等有機(jī)物變性(改性)膨脹，因此能夠防止油分以外的固態(tài)物質(zhì)等附著于膜。本發(fā)明的水處理方法優(yōu)選通過選自光學(xué)方法、電學(xué)方法和圖像方法的方法檢測上述發(fā)泡槽中的發(fā)泡量。本發(fā)明的水處理方法優(yōu)選使用生物分解性表面活性劑作為上述表面活性劑。根據(jù)該方式，能夠減少對周圍環(huán)境造成的影響。本發(fā)明的水處理方法優(yōu)選將通過上述發(fā)泡槽后的廢水導(dǎo)入到活性污泥處理槽進(jìn) 行活性污泥處理之后，通過上述膜模塊來進(jìn)行膜過濾處理。根據(jù)該方式，能夠利用活性污泥處理槽處理有機(jī)物、膠束化后的油分，能夠得到更清潔的處理水。此外，本發(fā)明的水處理裝置的特征在于，包括發(fā)泡槽，含有油分的廢水流入其中；發(fā)泡檢測器，其檢測上述發(fā)泡槽內(nèi)的發(fā)泡量；表面活性劑供給裝置，其向上述發(fā)泡槽供給表面活性劑；控制裝置，其以在上述發(fā)泡槽內(nèi)的發(fā)泡量不超過規(guī)定值時(shí)使上述表面活性劑的添加量增加、在上述發(fā)泡量超過規(guī)定值時(shí)使上述表面活性劑的添加量減少的方式控制上述表面活性劑的供給量；和膜模塊，其配置在上述發(fā)泡槽的下游。根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置，將含有油分的廢水導(dǎo)入到發(fā)泡槽，在發(fā)泡槽中混合含有油分的廢水和表面活性劑，基于發(fā)泡槽中的發(fā)泡量控制表面活性劑的添加量，因此能夠大致不多不少地供給為了使廢水中的油分膠束化所必需的表面活性劑。因此，能夠?qū)趶U水中的油分大致完全膠束化并乳化分散，由此能夠防止在膜模塊進(jìn)行膜過濾處理時(shí)油分附著于膜而堵塞。此外，能夠使表面活性劑的添加量最佳化，因此能夠減少藥劑成本。本發(fā)明的水處理裝置優(yōu)選還具有向上述膜模塊的膜面噴射表面活性劑的表面活性劑噴射裝置。根據(jù)該方式，附著于膜附近或附著于膜的油分通過與從表面活性劑噴射裝置噴射出的表面活性劑反應(yīng)而形成膠束，因此能夠有效地防止膜的堵塞。而且，由于表面活性劑，蛋白質(zhì)等有機(jī)物變性膨脹，因此能夠防止油分以外的固態(tài)物質(zhì)等附著于膜。本發(fā)明的水處理裝置優(yōu)選還包括配置在上述發(fā)泡槽的上游的油膜傳感器。而且，優(yōu)選還包括使由上述油膜傳感器沒有檢測出油膜的廢水繞過上述發(fā)泡槽而向下游流動的旁通線。根據(jù)該方式，能夠防止向沒有含有油分的廢水添加表面活性劑，因此能夠使表面活性劑的使用量更低。本發(fā)明的水處理裝置優(yōu)選上述發(fā)泡檢測器通過選自光學(xué)方法、電學(xué)方法和圖像方法的方法檢測發(fā)泡量。本發(fā)明的水處理裝置優(yōu)選上述表面活性劑是生物分解性表面活性劑。根據(jù)該方式，能夠減少對周圍環(huán)境造成的影響。本發(fā)明的水處理裝置優(yōu)選包括活性污泥處理槽，在該活性污泥處理槽的下游或該活性污泥處理槽內(nèi)配置有上述膜過濾處理裝置。根據(jù)該方式，能夠利用活性污泥處理槽處理有機(jī)物、膠束化后的油分，能夠得到更清潔的處理水。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，基于發(fā)泡槽中的發(fā)泡量控制表面活性劑的添加量，因此能夠大致不多不少地供給為了使廢水中的油分膠束化所必需的表面活性劑。因此，能夠?qū)趶U水中的油分大致完全膠束化，能夠防止油分附著于膜。此外，能夠使表面活性劑的添加量最佳化，因此能夠減少藥劑成本。


圖I是本發(fā)明的水處理裝置的第一實(shí)施方式的概要結(jié)構(gòu)圖。圖2是該水處理裝置的控制裝置的控制流程圖。圖3是本發(fā)明的水處理裝置的第二實(shí)施方式的概要結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的水處理裝置的第三實(shí)施方式的概要結(jié)構(gòu)圖。圖5是該水處理裝置的控制裝置的控制流程圖。
附圖標(biāo)記的說明I :發(fā)泡槽2 :攪拌裝置3 :表面活性劑儲存槽4 :活性污泥處理槽5 :膜模塊21 :發(fā)泡檢測器22:油膜傳感器30、31 :控制裝置LI L7 :配管Pl P3 :泵
具體實(shí)施例方式使用圖I說明本發(fā)明的水處理裝置的第一實(shí)施方式。從廢水源延伸出的配管LI與發(fā)泡槽I連接。在發(fā)泡槽I中配置有發(fā)泡檢測器21和攪拌裝置2。作為發(fā)泡檢測器21沒有特別限定。只要構(gòu)成為能夠通過選自光學(xué)方法、電學(xué)方法和圖像方法的方法檢測發(fā)泡量就能夠使用。作為通過光學(xué)方法檢測發(fā)泡量的裝置，能夠舉出光(激光)物位傳感器、Y射線物位傳感器等。作為通過電學(xué)方法檢測發(fā)泡量的裝置，能夠舉出泡沫電平檢測計(jì)、介電常數(shù)式電平開關(guān)等檢測與泡接觸時(shí)的電位變化的裝置等。作為通過圖像方法檢測發(fā)泡量的裝置，能夠舉出攝像機(jī)等影像自動識別裝置等。發(fā)泡檢測器21的測定結(jié)果被輸入控制裝置30。此外，在發(fā)泡槽I的上部連接有從表面活性劑儲存槽3伸出的配管L2。在配管L2插入安裝有泵Pl。泵Pl由控制裝置30驅(qū)動控制。在該實(shí)施方式中，表面活性劑儲存槽3、配管L2和泵Pl相當(dāng)于本發(fā)明的“表面活性劑供給裝置”。在發(fā)泡槽I的下游配置有活性污泥處理槽4。發(fā)泡槽I和活性污泥處理槽4經(jīng)由配管L3連接?；钚晕勰嗵幚聿?只要是在槽內(nèi)滯留有含有微生物的活性污泥，能夠通過微生物的作用分解有機(jī)物進(jìn)行活性污泥處理的處理槽就沒有特別限定。例如，能夠使用含有氨氧化細(xì)菌、亞硝酸氧化菌等好氣性微生物的曝氣槽(aeration tank)、含有亞硝酸氧化菌等好氣性微生物和脫氮菌等厭氧性微生物的間歇曝氣槽等。從活性污泥處理槽的下部延伸有用于抽出污泥的配管L4。在該實(shí)施方式中，膜模塊5位于活性污泥處理槽4內(nèi)，配置為浸在槽內(nèi)的處理液中。從膜模塊5的二次側(cè)(過濾后的處理水所流過的一側(cè))延伸有插入安裝有泵P2的配管L5，通過泵P2的動作，槽內(nèi)的處理水由膜模塊5進(jìn)行膜過濾處理。作為使用于膜模塊5的過濾膜，只要是一般的過濾膜就全部能夠使用。例如，能夠舉出反滲透(RO)膜、超濾(UF)膜、微濾(MF)膜、中空纖維(HF)膜等。此外，作為過濾膜的材質(zhì)，能夠舉出聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚醚砜、聚苯硫醚砜(Polyphenylene sulfidesulfone)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidenefluoride)、聚丙烯、聚乙烯等。此外，作為膜模塊5的形式?jīng)]有特別限定，能夠舉出中空纖維膜模塊、平膜型模塊、螺旋型模塊、管型模塊等。在膜模塊5的下方配置有曝氣(起泡)裝置6，在每規(guī)定時(shí)間進(jìn)行曝氣，以防止膜模塊5的堵塞。另外，在該實(shí)施方式中膜模塊5配置在活性污泥處理槽4內(nèi)，但也可以配置在活性污泥處理槽4的槽外。接著，使用圖I所示的水處理裝置說明本發(fā)明的水處理方法的第一實(shí)施方式。另夕卜，作為本發(fā)明的水處理方法的處理對象的廢水只要是含有油分的廢水即可，沒有特別限定。例如能夠舉出從化學(xué)工廠或食品工廠排出的工廠廢水等。首先，將廢水供給至發(fā)泡槽1，使攪拌裝置2動作對供給至槽內(nèi)的廢水進(jìn)行攪拌。而且，使泵Pl動作，供給規(guī)定量的表面活性劑，使廢水中的油分膠束化。
作為表面活性劑沒有特別限定。例如能夠舉出脂肪酸鈉、烷基硫酸酯鈉、α -烯基磺酸鈉、月桂基硫酸鈉、月桂醇聚醚硫酸酯鈉、椰油酰谷氨酸鈉、椰油?；谆彼徕c、月桂醇磺基琥珀酸酯二鈉等陰離子表面活性劑、硬脂基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨等陽離子表面活性劑、椰油基甜菜堿、月桂酰兩性基乙酸鈉、椰油酰兩性基乙酸鈉、月桂基羥基磺基甜菜堿、月桂酰胺丙基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿等兩性表面活性劑等。其中，因?yàn)椴粫蜃匀唤缋鄯e，能夠使得對環(huán)境負(fù)載小，因此脂肪酸鈉、烷基硫酸酯鈉、α -烯基磺酸鈉等生物分解性表面活性劑被優(yōu)選使用。在發(fā)泡槽I中添加并混合表面活性劑而發(fā)泡的廢水向活性污泥處理槽4供給來進(jìn)行活性污泥處理。然后，將活性污泥處理后的處理水由膜模塊5進(jìn)行膜過濾處理，將過濾水送至排水系統(tǒng)，添加氯等向系統(tǒng)外排出。此外，累積于活性污泥處理槽4的底部的污泥定期從配管L3被抽出，送至未圖示的污泥處理系統(tǒng)，進(jìn)行干燥處理、脫水處理。像這樣進(jìn)行水處理，本發(fā)明中，通過控制裝置30以如下所述的方式控制泵Pl的動作來調(diào)整表面活性劑的供給量。以下，使用圖2的流程圖說明控制裝置30的控制。在步驟SI，判斷由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量是否為閾值以上。在由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量未滿下限閾值時(shí)，為了使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑不足，因此在步驟S2中，向泵Pl輸出使表面活性劑的添加量增加的指令，回到步驟SI。
另一方面，在由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量為下限閾值以上時(shí)，接著在步驟S3判斷是否為上限閾值以上。如果未滿上限閾值，則能夠判斷用于使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑大致不多不少地被供給，因此結(jié)束控制。另一方面，在為上限閾值以上時(shí)，為了使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑被過多地供給，因此在步驟S4，向泵Pl輸出使表面活性劑的添加量減少的指令，結(jié)束控制。根據(jù)本發(fā)明，基于發(fā)泡槽I中的發(fā)泡量控制表面活性劑的添加量，因此能夠大致不多不少地供給為了使廢水中的油分膠束化所必需的表面活性劑。因此，能夠使包含于廢水的油分大致完全膠束化，能夠防止油分附著于膜模塊5的膜。進(jìn)而，油分膠束化且乳化分散在廢水中，由此在活性污泥處理槽4中油分易于被進(jìn)行活性污泥處理，能夠使得油分更難以附著于膜模塊5的膜。因此，能夠抑制膜模塊5的清洗頻率、更換頻率。此外，能夠使 表面活性劑的添加量最佳化，因此能夠減少藥劑成本。使用圖3說明本發(fā)明的水處理裝置的第二實(shí)施方式。另外，對與第一實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上相同的部分標(biāo)注相同符號，省略其說明。該實(shí)施方式的水處理裝置，在活性污泥處理槽4內(nèi)配置有向膜模塊5的膜的一次偵儀被供給被過濾水的一側(cè))噴射表面活性劑的噴射口 7。噴射口 7與從表面活性劑儲存槽3延伸的插入安裝有泵P3的配管L6連接。泵P3以與泵P2同步或者在泵P2動作的期間以規(guī)定的定時(shí)間歇?jiǎng)幼鞯姆绞奖贿M(jìn)行時(shí)間控制。即，以在膜模塊5的膜過濾處理中連續(xù)或間歇地動作的方式被控制。另外，在該實(shí)施方式中，噴射口 7、表面活性劑儲存槽3、配管L6和泵P3相當(dāng)于本發(fā)明的“表面活性劑噴射裝置”。根據(jù)該水處理裝置，在利用膜模塊5對廢水進(jìn)行膜過濾處理的期間，從噴射口 7向膜模塊5的膜的一次側(cè)噴射表面活性劑，因此附著于膜模塊5的膜附近或附著于膜模塊5的油分，與向膜面噴射的表面活性劑發(fā)生反應(yīng)，由此形成膠束，因此能夠有效防止膜的堵塞。進(jìn)而，由于表面活性劑，蛋白質(zhì)等有機(jī)物改性膨脹，因此能夠防止油分以外的固態(tài)物質(zhì)向膜附著。使用圖4說明本發(fā)明的水處理裝置的第三實(shí)施方式。另外，對與第一、第二實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上相同的部分標(biāo)注相同符號，省略其說明。該水處理裝置在從廢水源延伸出的配管Lla配置有對流過配管Lla內(nèi)的廢水的油膜進(jìn)行檢測的油膜傳感器22和切換閥VI。與發(fā)泡槽I連接的配管Llb和與活性污泥槽4連接的配管L7從切換閥Vl延伸。作為油膜傳感器22沒有特別限定，能夠使用現(xiàn)有技術(shù)中公知的設(shè)備。例如能夠舉出激光掃描式、偏光分析式或UV光照射式等油膜檢測傳感器等。油膜傳感器22的測定結(jié)果被輸入控制裝置31。以下使用圖5的流程圖說明控制裝置31中的控制。在步驟Sll中判斷是否由油膜傳感器22檢測出油膜。在沒有檢測出油膜時(shí)，在步驟S12中，利用切換閥Vl斷開配管Lla和配管Llb的連接，將配管Lla和配管L7連接，完全停止泵P3的動作，結(jié)束控制。另一方面，在檢測出油膜時(shí)，在步驟S13中，利用切換閥Vl斷開配管Lla和配管L7的連接，將配管Lla和配管Llb連接。此外，使泵P3起動工作。另外，泵P3以與泵P2同步或者在泵P2動作的期間以規(guī)定的定時(shí)間歇?jiǎng)幼鞯姆绞奖贿M(jìn)行時(shí)間控制。接著，在步驟S 14中，判定由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量是否為閾值以上。在由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量未滿下限閾值時(shí)，為了使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑不足，因此在步驟S15中，向Pl輸出使表面活性劑的添加量增加的指令，回到步驟S14。另一方面，在由發(fā)泡檢測器21檢測出的發(fā)泡量為下限閾值以上時(shí)，接著在步驟S16判斷是否為上限閾值以上。如果未滿上限閾值，則能夠判斷用于使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑大致不多不少地被供給，結(jié)束控制。
另一方面，在為上限閾值以上時(shí)，為了使廢水中的油分完全膠束化所必需的表面活性劑被過多地供給，因此在步驟S17，向泵Pl輸出使表面活性劑的添加量減少的指令，結(jié)束控制。根據(jù)該實(shí)施方式的水處理裝置，不含有油分的廢水能夠繞過發(fā)泡槽地直接被供給至活性污泥處理槽4，因此能夠使表面活性劑的使用量進(jìn)一步最佳化，能夠高效地進(jìn)行水處理。
權(quán)利要求
1.一種水處理方法，其將含有油分的廢水導(dǎo)入發(fā)泡槽，在所述發(fā)泡槽中對所述廢水添加并混合表面活性劑，使所述廢水通過膜模塊來進(jìn)行膜過濾處理，該水處理方法的特征在于: 檢測所述發(fā)泡槽中的發(fā)泡量，以在該發(fā)泡量不超過規(guī)定值時(shí)使所述表面活性劑的添加量增加、在該發(fā)泡量超過規(guī)定值時(shí)使所述表面活性劑的添加量減少的方式，控制所述表面活性劑的添加量。
2.如權(quán)利要求I所述的水處理方法，其特征在于 在所述膜過濾處理中，連續(xù)性地或間歇性地向所述膜模塊的膜面噴射表面活性劑。
3.如權(quán)利要求I或2所述的水處理方法，其特征在于 通過選自光學(xué)方法、電學(xué)方法和圖像方法的方法檢測所述發(fā)泡槽中的發(fā)泡量。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的水處理方法，其特征在于 使用生物分解性表面活性劑作為所述表面活性劑。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的水處理方法,其特征在于 將通過所述發(fā)泡槽后的廢水導(dǎo)入到活性污泥處理槽進(jìn)行活性污泥處理之后，通過所述膜模塊來進(jìn)行膜過濾處理。
6.一種水處理裝置，其特征在于，包括 發(fā)泡槽，含有油分的廢水流入其中； 發(fā)泡檢測器，其檢測所述發(fā)泡槽內(nèi)的發(fā)泡量； 表面活性劑供給裝置，其向所述發(fā)泡槽供給表面活性劑； 控制裝置，其以在所述發(fā)泡槽內(nèi)的發(fā)泡量不超過規(guī)定值時(shí)使所述表面活性劑的添加量增加、在所述發(fā)泡槽超過規(guī)定值時(shí)使所述表面活性劑的添加量減少的方式控制所述表面活性劑的供給量；和 膜模塊，其配置在所述發(fā)泡槽的下游。
7.如權(quán)利要求6所述的水處理裝置，其特征在于 還具有向所述膜模塊的膜面噴射表面活性劑的表面活性劑噴射裝置。
8.如權(quán)利要求6或7所述的水處理裝置，其特征在于 還包括配置在所述發(fā)泡槽的上游的油膜傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的水處理裝置，其特征在于 還包括使由所述油膜傳感器沒有檢測出油膜的廢水繞過所述發(fā)泡槽而向下游流動的旁通線。
10.如權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的水處理裝置，其特征在于 所述發(fā)泡檢測器通過選自光學(xué)方法、電學(xué)方法和圖像方法的方法檢測發(fā)泡量。
11.如權(quán)利要求6 10中任一項(xiàng)所述的水處理裝置，其特征在于 所述表面活性劑是生物分解性表面活性劑。
12.如權(quán)利要求6 11中任一項(xiàng)所述的水處理裝置，其特征在于 還包括活性污泥處理槽，在該活性污泥處理槽的下游或該活性污泥處理槽內(nèi)配置有所述膜過濾處理裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠長期維持膜模塊的膜過濾效率的水處理裝置。該水處理裝置包括發(fā)泡槽(1)，含有油分的廢水流入其中；發(fā)泡檢測器(21)，其檢測發(fā)泡槽(1)內(nèi)的發(fā)泡量；表面活性劑供給裝置，其向發(fā)泡槽(1)供給表面活性劑；控制裝置(30)，以在發(fā)泡槽(1)內(nèi)的發(fā)泡量不超過規(guī)定值時(shí)使表面活性劑的添加量增加、在該發(fā)泡量超過規(guī)定值時(shí)使表面活性劑的添加量減少的方式控制表面活性劑的添加量；和膜模塊(5)，其配置在發(fā)泡槽(1)的下游。
文檔編號C02F9/04GK102963997SQ20121032069
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者中田榮壽, 田口和之, 花井洋輔, 安田圭吾, 當(dāng)山廣幸, 糸川和芳 申請人:富士電機(jī)株式會社