被処理水の処理方法
【課題】 分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、分離膜の膜間差圧を抑制する工程を適切なタイミングで効果的に実施する。
【解決手段】 被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行う。このように糖濃度を指標とすることにより、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握できる。
【解決手段】 被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行う。このように糖濃度を指標とすることにより、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水などの被処理水を処理する方法として、微生物を用いた浄化（活性汚泥処理）とともに、被処理水を固液分離する方法が広く実施されていて、固液分離の方法としては、砂濾過や重力沈殿等が行われている。しかし、これらの固液分離方法では、得られる処理水のＳＳ（浮遊物質）濃度が高くなり易いという問題や、広大な敷地を要するといった問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法として、近年、精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を備えた分離膜モジュール（膜分離装置）を用いて、被処理水を固液分離する方法が種々検討されている。このような分離膜を用いて被処理水を濾過処理すると、ＳＳをほとんど含まない処理水が得られる。
【０００４】
ところが、分離膜を用いて被処理水を処理する際、分離膜での固液分離が困難となるケースがある。すなわち、
（１）分画孔径の小さな精密濾過膜、限外濾過膜を用いて処理を行う場合、長期間の膜分離処理により、少しずつ膜面上の堆積物が蓄積され、分離膜の膜間差圧が上昇する（ケース（１））。
（２）ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）負荷が急激に増大した場合や、冬季等の低温期など微生物に環境ストレスがかかる場合において、一時的に微生物による被処理水の分解が十分に行われず、分離膜の濾過阻害成分が残ったままとなり、被処理水の分離性が悪化する。この際に濾過処理を濾過阻害成分が存在しない場合と同様な条件で行うと、分離膜の閉塞が進行し、急激な膜間差圧の上昇が認められる（ケース（２））。
【０００５】
ケース（１）のような堆積物の蓄積による膜間差圧の上昇を抑制する方法としては、分離膜の薬品洗浄を定期的に行う方法が有効であるが、ケース（２）のように被処理水の分離性の悪化による膜間差圧の上昇を抑制する方法として、ケース（１）の場合のように分離膜を薬品洗浄する方法を採用すると、洗浄作業を頻繁に行うことが必要となり、効率性の点などから問題がある。また、分離膜の濾過速度を低下させることで、分離膜の閉塞を緩和させる方法もあるが、このような方法では、処理能力が減少してしまうという問題が発生する。
【０００６】
被処理水の分離性を改善する方法としては、活性炭等の吸着剤を添加し、濾過性阻害成分を吸着除去する方法（特許文献１参照）が知られている。
さらに、処理水中の濾過阻害成分の除去方法として、凝集剤によって、被処理水を懸濁成分と濾過阻害成分を含む液体とに分離する方法（特許文献２参照）や、前処理設備または生物反応槽に凝集剤を添加して、被処理水中の溶解性有機物やリンを凝集させ、膜装置に供給される溶解性有機物やリン化合物の濃度を低減させる方法（特許文献３参照）がある。
また、膜間差圧の上昇をモニタリングする手法としては、活性汚泥の呼吸速度を測定する方法が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０９５６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３３３号公報
【特許文献３】特開平７−１５５７８４号公報
【特許文献４】特開平８−３３２４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載のように吸着剤や凝集剤を使用する方法においては、これらの方法を実施するタイミングをあらかじめ適切に判断することが、吸着剤や凝集剤を過剰に使用せずに、かつ、高い効果を得るために重要であるが、このようなタイミングの判断は従来非常に困難であった。
また、特許文献４に記載の方法では、活性汚泥の呼吸速度を測定することにより、分離膜の膜間差圧の上昇をモニタリングしようとしているが、活性汚泥の呼吸速度と膜間差圧を上昇させる物質の量との関係が明らかでないため、膜間差圧の上昇を正確に把握することは困難であった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされてもので、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握することで、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意検討の結果、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度の値と、被処理水の分離性の悪化による膜間差圧との間に相関関係があることを見出した。そして、糖濃度の値を指標として差圧抑制工程を実施することにより、差圧抑制工程を適切なタイミングで行うことができ、高い効果が得られることに想到して、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の被処理水の処理方法は、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法において、被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行うことを特徴とする。
前記遠心分離を８０００〜１２０００Ｇの重力加速度で行うことが好適である。
また、前記被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、前記糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内である場合に、前記差圧抑制工程を行うことが好ましい。
また、前記被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、前記糖濃度が前記活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍の範囲内である場合に、前記差圧抑制工程を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握することができるので、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。よって、本発明は、活性汚泥処理槽を複数使用して被処理水を処理する処理装置や、活性汚泥処理槽として嫌気槽や無酸素槽を有する処理装置など、被処理水の分離性が悪化しやすい装置で排水処理を行う場合において、特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の処理方法において好適に使用される処理装置の一例を示すものであって、生活系排水などの有機性排水が被処理水として供給されている活性汚泥処理槽１と、この活性汚泥処理槽１内に設置され、分離膜を具備した膜分離装置２とを備えて構成されている。この処理装置では、被処理水が活性汚泥処理槽１により活性汚泥処理され、膜分離装置２で固液分離、すなわち膜処理されることにより、処理水が得られるようになっている。
また、この例の活性汚泥処理槽１には、凝集剤、微生物製剤など、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制するための薬剤が投入されている薬剤タンク３と、薬剤タンク３内の薬剤を活性汚泥処理槽１に供給するための送液ポンプ４と、この送液ポンプ４の動作時間を制御するための間欠タイマー５とを備えた薬剤供給手段が接続されている。また、膜分離装置２の下方には散気管６が設置され、ここから分離膜に向けて散気（エアーバブリング）できるようになっている。
【００１３】
被処理水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は、３０００〜２００００ｍｇ／Ｌの範囲とすることが好ましい。３０００ｍｇ／Ｌ以上とすることによって、活性汚泥による微生物分解処理が促進され、未分解成分による分離膜の早期閉塞を防ぐことができる傾向にある。より好ましくは、５０００ｍｇ／Ｌ以上であり、さらに好ましくは７０００ｍｇ／Ｌ以上である。また、２００００ｍｇ／Ｌ以下とすることによって、活性汚泥の粘度上昇に起因する分離膜へのエアーバブリングの不均一や、分離膜の早期閉塞を避けることができる傾向にある。より好ましくは１５０００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは１２０００ｍｇ／Ｌ以下である。
【００１４】
膜分離装置２の具備する分離膜の形状としては、平膜タイプ、中空糸膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプ等を挙げることができ、これらから必要に応じて適宜選択できるが、ユニット化した際のユニット容積当たりの膜面積を多く採れる点から、中空糸膜タイプが好ましい。
【００１５】
分離膜の材質としては、セルロース系、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリスルフォン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリビニリデンフルオライド系、ポリ四フッ化エチレン、セラミック等が挙げられ、加工性、薬品耐性等の点を考慮して、必要に応じて適宜選択できる。
【００１６】
また、分離膜の孔径にも制限はなく、適宜設定できるが、０．００１〜１μｍの範囲が好ましい。孔径を０．００１μｍ以上とすることによって、濾過時の圧力を高くしなくても十分な濾過流量が得られる傾向にある。より好ましくは０．１μｍ以上である。また、孔径を１μｍ以下とすることによって、不純物が膜を透過しにくくなり、高い水質の処理水を得ることができる傾向にある。さらには、一般に精密濾過膜と呼ばれる膜を使用することが好ましい。
【００１７】
薬剤タンク３に投入される薬剤としては、活性汚泥処理槽１に投入されることで、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制できる薬剤であればよいが、凝集剤または微生物製剤が好適である。
凝集剤としては、例えば、市販の塩化第二鉄溶液（塩化鉄）、ポリ硫酸鉄溶液（ポリ鉄）、ポリ塩化アルミニウム溶液（ＰＡＣ）等の無機系凝集剤や、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系の高分子凝集剤等が挙げられる。これらのうち１種類以上を適宜選択して使用できるが、汎用性が高く、簡便に使用できる無機系凝集剤、または、少ない使用量で強固なフロックを形成させることができるカチオン系高分子凝集剤を用いるのが好ましい。より好ましくは強カチオン系高分子凝集剤である。
【００１８】
微生物製剤としては、例えば、一般に市販、使用されている活性微生物群、微生物栄養剤、微生物助剤等が挙げられる。
活性微生物群としては、細菌類として、好気性細菌、偏性好気性細菌、嫌気性細菌、または、桿状菌（バチルス属、バクテリウム属、ミクロバクテリウム属、フラロバクテリウム属、プセウドモナス属など）、糸状菌（ベキァトア属、ゲオトリカム属など））、枯草菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、脱臭菌などが挙げられる。
微生物栄養剤としては、グルコース、フルクトース、マントース、スクロース、ガラクトース、アラビノース、ペントース、デンプン、ウロン酸、デオキシ酸など、微生物の栄養源となるものが挙げられる。
微生物助剤としては、界面活性剤、粘土鉱物、ミネラルなどが挙げられる。
これら微生物製剤の中から１種類以上を適宜選択して使用できる。また、使用時の微生物製剤の形態は、液体状、乾燥粉末状、ペレット状の何れでも構わないが、生菌を含んでいる液体状がより好ましい。
【００１９】
図１のような処理装置で被処理水を処理する際に、被処理水をサンプリングし、これを遠心分離して得られた上澄み液の糖濃度を測定し、測定された糖濃度が特定の範囲内である場合に分離膜の差圧抑制工程を行うことで、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。
例えば、被処理水の活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ以上の時において、上澄み液の糖濃度が５ｍｇ／Ｌ以下である場合には、分離膜の差圧上昇が少なく、被処理水の安定した膜処理ができる傾向にある。よって、膜処理を開始する際の上澄み液の糖濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上である場合には、膜処理開始前または膜処理開始と同時に、差圧抑制工程を実施して、糖濃度を５ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。より好ましくは２ｍｇ／Ｌ以下とする。
また、連続的に被処理水を膜処理している場合において、活性汚泥処理槽１の被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となった時点で、差圧抑制工程を行うことが好ましい。また、活性汚泥処理槽１内の被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、糖濃度が活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍の範囲内となった時点で、差圧抑制工程を行うことが好ましい。このようにすると、安定して連続的に被処理水を膜処理できる傾向にある。
【００２０】
分離膜の差圧抑制工程としては、薬剤供給手段を作動させて、凝集剤および／または微生物製剤を被処理水に、間欠的または連続的に添加する方法が好適である。なお、薬剤を間欠的に添加する場合には、間欠タイマー５を適宜設定すればよく、連続的に添加する場合には間欠タイマー５を使用する必要はない。また、このような差圧抑制工程を実施するにあたっては、膜分離装置２での濾過運転を停止する必要はなく、被処理水を処理しながら、その分離性の改善をオンラインで行うことができる。
その他の差圧抑制工程としては、活性炭などの吸着剤を被処理水中に添加し、濾過性阻害成分を吸着除去する方法もあるが、十分な効果を得るためには非常に大量の吸着剤を添加する必要があるため、凝集剤および／または微生物製剤を被処理水に添加する方法が効果的である。
【００２１】
活性汚泥処理槽１内で微生物処理が良好に機能している間は、膜分離装置２による膜処理も良好に機能し、被処理水を安定に処理できるが、ケース（２）として先に述べたように、被処理水の性状変化によりその分離性が悪化すると、分離膜が閉塞して膜間差圧が急激に上昇し、固液分離処理に支障が生じると考えられる。本発明者らは、このような膜間差圧と、活性汚泥処理槽１内の被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度との間に相関関係があり、糖濃度の値を指標として差圧抑制工程を実施することにより、差圧抑制工程を高い効果が得られる適切なタイミングで行うことができることを見出した。すなわち、このように適切なタイミングで差圧抑制工程を実施することによって、被処理水の分離性を維持、改善でき、分離膜の閉塞や、急激な差圧上昇を抑え、排水処理量の低下をも防ぐことができる。また、このように適切なタイミングで差圧抑制工程を行うことにより、凝集剤、微生物製剤などの薬剤が有効に作用するため、これら薬剤の過剰な添加を抑えることもできる。
【００２２】
活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上であって、上澄み液の糖濃度が７ｍｇ／Ｌ未満の場合や、活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満であって、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度の０．０００７倍未満の場合は、活性汚泥処理槽１内の被処理水の性状はそれほど悪化しておらず、分離膜の閉塞も進行していない傾向にあるため、差圧抑制工程をあえて行う必要はないと考えられる。一方、活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上であって、上澄み液の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌを超える場合や、活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満であって、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度に対して０．００１倍を超える場合には、膜間差圧の上昇が進行していて、大量の薬剤を添加する必要が生じるなど、効果的に差圧抑制工程を実施することができない傾向にある。
【００２３】
なお、上述の上澄み液の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上になるという現象や、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度の０．００１倍以上になるという現象は、活性汚泥処理槽１内の平均水温が１５℃以下となる時季（秋季〜春季）に多く認められる傾向にあるが、活性汚泥処理槽１内の平均水温が２５℃以上の夏季においても希に認められ、必ずしも活性汚泥処理槽１内の水温に依存しない傾向がある。
【００２４】
被処理水の糖濃度の測定方法は、フェノール−硫酸法、アントロン−硫酸法などにより、発色した化合物の吸光度を測定することにより求めることが出来る。単糖類、多糖類の何れもグルコース換算にて定量することが出来る〔基礎生化学実験法 第５巻 ｐ１１８(２０００)〕。また、糖濃度の定量下限は、２ｍｇ／Ｌである。
糖の成分としては、グルコール、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ラムノース、フコース、キシロース等の中性糖、グルクツロン酸、ガラクツロン酸等の酸性糖、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン等のアミノ糖であり、これらが単独、あるいは、数種類組み合わさって構成されたものであると考えられる。
【００２５】
また、糖濃度を測定するための前処理としては、活性汚泥処理槽１内の被処理水を遠心分離するが、これは、仮に濾紙またはメンブレンフィルタなどを用いた被処理水の濾過を前処理として行うと、多糖類のような高分子の溶解性有機物は、厚密された懸濁物質などにより濾過・除去されてしまい、その結果、糖濃度の測定値にバラツキが認められたり、実際の量よりも小さい値が測定されたりして、好ましくないためである。
また、遠心分離の際の重力加速度は８０００〜１２０００Ｇの範囲が好適である。８０００Ｇ以下の場合には、被処理水中の懸濁物質が十分に除去しきれず、測定値にバラツキが認められ、再現性が得られ難い傾向にあり、一方、超遠心分離機を用いるなどして１２０００Ｇを超える重力加速度とすると、検出される糖濃度の値が小さいか、または、定量下限以下となってしまうため好ましくない。
これらの理由から、糖濃度を測定するための前処理としては、８０００〜１２０００Ｇの範囲の重力加速度での遠心分離が好ましい。より好ましくは１００００Ｇである。
【００２６】
分離膜の差圧抑制工程としては、上述したように、薬剤供給手段を作動させて、薬剤（凝集剤および／または微生物製剤）を被処理水に間欠的または連続的に添加する方法が好適である。ここで添加する薬剤の量には特に制限はないが、被処理水あたりの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上となるように添加することが好ましい。このように被処理水あたりの薬剤の濃度を１ｍｇ／Ｌ以上とすることによって、被処理水の分離性が良好に維持、改善される傾向にある。より好ましくは５ｍｇ／Ｌ以上である。また、被処理水あたりの薬剤の濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。これは、濃度を過剰に高くしても添加による効果は変わらない傾向にあり、さらに活性汚泥処理槽１内の微生物・細菌類などに悪影響を与える可能性があるためである。
【００２７】
また、薬剤の添加方法としては、薬剤を一括投入するのではなく、連続的または間欠的に添加することが好ましいが、これは、薬剤がより有効に作用し、その使用量を低減できる傾向にあるためである。さらには、被処理水あたりの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上となるような量の製剤を１日かけて連続的または間欠的に添加することがより好ましい。必要に応じて、初期にある程度多量に添加し、その後、少量を連続的に添加したり、間欠的に添加したりしてもよい。
【００２８】
このような薬剤の添加は、上澄み液の糖濃度の低下が見られ、分離膜の差圧が安定し、被処理水の分離性が改善された時点まで行うこと好適であり、水処理条件や被処理水の種類などに応じて適宜設定できるが、活性汚泥処理槽１内の微生物・細菌類などへの影響、余剰汚泥の増加、コストの問題、過剰の凝集剤、微生物製剤による水質及び分離膜の差圧への影響等も考慮すると、１〜４週間にわたって添加することを目安とするのが好ましい。
【００２９】
このような方法によれば、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握できるため、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。よって、このような方法は、活性汚泥処理槽１を複数使用して被処理水を処理する処理装置や、活性汚泥処理槽１として嫌気槽や無酸素槽を有する処理装置など、被処理水の性状が悪化しやすい装置で排水処理を行う場合において、特に有効である。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（試験例１）
図１に示した処理装置を用いて、以下の条件で生活系排水の処理を三菱レイヨン（株）排水試験場にて行った。
活性汚泥処理槽１のフラックス及び水理学的滞留時間は、それぞれ０．８ｍ３／ｍ２／Ｄａｙ、５時間である。また、膜分離装置２の分離膜としては、公称孔径０．４μｍの精密濾過用ポリビニリデンフルオライド製中空糸膜がスクリーン状に展開固定されたエレメントを用いた。
処理装置立ち上げ時の種汚泥は、排水試験場内に設置した他の膜分離活性汚泥処理装置から採取し、活性汚泥の活性汚泥濃度は、およそ１００００ｍｇ／Ｌとなるように供した。運転時の活性汚泥濃度は、１００００〜１２０００ｍｇ／Ｌとなるように、汚泥の引抜を行った。
膜分離装置２の濾過運転は７分吸引、１分停止の間欠運転とした。この際、膜分離装置２の下方に設置されている散気管６からの散気を常時実施した。散気量は中空糸膜部の投影面積当たり１００Ｎｍ３／ｍ２・ｈｒとした。
このように処理装置を運転させ、その間、分離膜の膜間差圧と、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度を毎日測定した。これらの関係を図２に示す。なお、糖濃度測定は、フェノール−硫酸法にて行った。
【００３１】
図２に示すように、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度と、分離膜の膜間差圧との間には相関関係が認められた。そして、試験開始から２３日後、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度が７ｍｇ／Ｌまで上昇し、その後、膜間差圧が徐々に上昇しはじめ、試験開始から４０日後、膜間差圧が１０ｋＰａ以上となり、膜間差圧の上昇の前兆として、糖濃度の上昇が認められた。
よって、この場合には、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度を指標として膜間差圧の上昇を予測し、差圧抑制工程を行うことが有効であり、膜間差圧の上昇が認められるのは、糖濃度が７ｍｇ／Ｌ以上となった場合であることが示された。また、膜間差圧がおよそ１５ｋＰａを超えると、差圧抑制工程を行うことが非常に困難となる。その時の上澄み液の糖濃度は、図２のグラフから２０ｍｇ／Ｌ以上であった。また、膜間差圧がおよそ１０ｋＰａを超えると、差圧抑制工程を効果的に行うことが難しくなる傾向にある。その際の上澄み液の糖濃度は、１１ｍｇ／Ｌ程度である。よって、差圧抑制工程は、上澄み液の濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下のうちに行うことが好適であると示唆される。以上のことから、糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの際に差圧抑制工程を行うことが好適である。
【００３２】
（試験例２）
試験例１において試験開始から４５日後、活性汚泥処理槽１内の被処理水の活性汚泥濃度を、１００００ｍｇ／Ｌから４０００ｍｇ／Ｌに下げて運転を再開した。この時、膜の薬品洗浄などは行わず、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は５ｍｇ／Ｌで、糖濃度／活性汚泥濃度の比は、０．００１３であった。運転を継続したところ、５日間で１６〜１９ｋＰａまで膜間差圧が上昇した。
さらに、活性汚泥濃度を３０００ｍｇ／Ｌに下げ運転を再度、開始した。この時、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は３ｍｇ／Ｌで、糖濃度／活性汚泥濃度の比は、０．００１であった。運転を継続したところ、さらに膜間差圧は１０日間で１９〜２１ｋＰａまで徐々に上昇した。
よって、この場合には、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度の活性汚泥濃度に対する比率（糖濃度／活性汚泥濃度）を指標として、差圧抑制工程を行うことが有効であり、糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．００１を超えないうちに差圧抑制工程を行うことが好適であると示唆された。また、同条件で別途確認したところ、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．０００７となる前の段階では、膜間差圧の上昇は認められなかったことから、糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．０００７〜０．００１の際に差圧抑制工程を行うことが好適であると考えられる。
【００３３】
（実施例１）
試験例１において、試験開始から３７日後の被処理水（活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ、１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は１０ｍｇ／Ｌ）に、強カチオン系高分子凝集剤（ダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ）を被処理水あたり１ｍｇ／Ｌとなるように添加し、十分攪拌した後、この被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離し、得られた上澄み液の糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３４】
（実施例２）
試験例１において、膜間差圧が上昇したポリビニリデンフルオライド製中空糸膜を、３０００ｍｇ／Ｌの次亜塩素酸ナトリウムで３時間浸漬洗浄後、活性汚泥処理槽１内に戻し、試験開始から４５日後の被処理水（活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ、１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は２５ｍｇ／Ｌ）に対して、運転を再開した。洗浄直後の膜間差圧は５ｋＰａであったが、７日間で２０ｋＰａまで急上昇した。
次に、同様な膜洗浄を実施後、再度、運転を開始した。このとき、強カチオン系高分子凝集剤（ダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ）を被処理水当たり１ｍｇ／Ｌとなるように７日間連続添加した。その後、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離し、得られた上澄み液の糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３５】
（実施例３）
強カチオン系高分子凝集剤の代わりに、微生物製剤（(有)石川メンテナンス社製アクティブバイオ「菌太郎」）を用い、これを被処理水あたり５０ｍｇ／Ｌとなるように添加し、さらに２４時間攪拌した以外は、実施例１と同様の操作を行い、同様に糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３６】
（実施例４）
強カチオン系高分子凝集剤の代わりに、微生物製剤（(有)石川メンテナンス社製アクティブバイオ「菌太郎」）を用い、これを被処理水当たり５０ｍｇ／Ｌとなるように７日間連続添加した以外は、実施例２と同様の操作を行い、同様に糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の処理方法で使用される処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施例１における分離膜の膜間差圧と、被処理水の上澄み液の糖濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１ 活性汚泥処理槽
２ 膜分離装置
３ 薬剤タンク
４ 送液ポンプ
５ 間欠タイマー
６ 散気管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水などの被処理水を処理する方法として、微生物を用いた浄化（活性汚泥処理）とともに、被処理水を固液分離する方法が広く実施されていて、固液分離の方法としては、砂濾過や重力沈殿等が行われている。しかし、これらの固液分離方法では、得られる処理水のＳＳ（浮遊物質）濃度が高くなり易いという問題や、広大な敷地を要するといった問題があった。
【０００３】
このような問題を解決する方法として、近年、精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を備えた分離膜モジュール（膜分離装置）を用いて、被処理水を固液分離する方法が種々検討されている。このような分離膜を用いて被処理水を濾過処理すると、ＳＳをほとんど含まない処理水が得られる。
【０００４】
ところが、分離膜を用いて被処理水を処理する際、分離膜での固液分離が困難となるケースがある。すなわち、
（１）分画孔径の小さな精密濾過膜、限外濾過膜を用いて処理を行う場合、長期間の膜分離処理により、少しずつ膜面上の堆積物が蓄積され、分離膜の膜間差圧が上昇する（ケース（１））。
（２）ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）負荷が急激に増大した場合や、冬季等の低温期など微生物に環境ストレスがかかる場合において、一時的に微生物による被処理水の分解が十分に行われず、分離膜の濾過阻害成分が残ったままとなり、被処理水の分離性が悪化する。この際に濾過処理を濾過阻害成分が存在しない場合と同様な条件で行うと、分離膜の閉塞が進行し、急激な膜間差圧の上昇が認められる（ケース（２））。
【０００５】
ケース（１）のような堆積物の蓄積による膜間差圧の上昇を抑制する方法としては、分離膜の薬品洗浄を定期的に行う方法が有効であるが、ケース（２）のように被処理水の分離性の悪化による膜間差圧の上昇を抑制する方法として、ケース（１）の場合のように分離膜を薬品洗浄する方法を採用すると、洗浄作業を頻繁に行うことが必要となり、効率性の点などから問題がある。また、分離膜の濾過速度を低下させることで、分離膜の閉塞を緩和させる方法もあるが、このような方法では、処理能力が減少してしまうという問題が発生する。
【０００６】
被処理水の分離性を改善する方法としては、活性炭等の吸着剤を添加し、濾過性阻害成分を吸着除去する方法（特許文献１参照）が知られている。
さらに、処理水中の濾過阻害成分の除去方法として、凝集剤によって、被処理水を懸濁成分と濾過阻害成分を含む液体とに分離する方法（特許文献２参照）や、前処理設備または生物反応槽に凝集剤を添加して、被処理水中の溶解性有機物やリンを凝集させ、膜装置に供給される溶解性有機物やリン化合物の濃度を低減させる方法（特許文献３参照）がある。
また、膜間差圧の上昇をモニタリングする手法としては、活性汚泥の呼吸速度を測定する方法が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０９５６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３３３号公報
【特許文献３】特開平７−１５５７８４号公報
【特許文献４】特開平８−３３２４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載のように吸着剤や凝集剤を使用する方法においては、これらの方法を実施するタイミングをあらかじめ適切に判断することが、吸着剤や凝集剤を過剰に使用せずに、かつ、高い効果を得るために重要であるが、このようなタイミングの判断は従来非常に困難であった。
また、特許文献４に記載の方法では、活性汚泥の呼吸速度を測定することにより、分離膜の膜間差圧の上昇をモニタリングしようとしているが、活性汚泥の呼吸速度と膜間差圧を上昇させる物質の量との関係が明らかでないため、膜間差圧の上昇を正確に把握することは困難であった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされてもので、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握することで、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意検討の結果、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度の値と、被処理水の分離性の悪化による膜間差圧との間に相関関係があることを見出した。そして、糖濃度の値を指標として差圧抑制工程を実施することにより、差圧抑制工程を適切なタイミングで行うことができ、高い効果が得られることに想到して、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明の被処理水の処理方法は、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法において、被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行うことを特徴とする。
前記遠心分離を８０００〜１２０００Ｇの重力加速度で行うことが好適である。
また、前記被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、前記糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内である場合に、前記差圧抑制工程を行うことが好ましい。
また、前記被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、前記糖濃度が前記活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍の範囲内である場合に、前記差圧抑制工程を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する場合において、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握することができるので、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。よって、本発明は、活性汚泥処理槽を複数使用して被処理水を処理する処理装置や、活性汚泥処理槽として嫌気槽や無酸素槽を有する処理装置など、被処理水の分離性が悪化しやすい装置で排水処理を行う場合において、特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の処理方法において好適に使用される処理装置の一例を示すものであって、生活系排水などの有機性排水が被処理水として供給されている活性汚泥処理槽１と、この活性汚泥処理槽１内に設置され、分離膜を具備した膜分離装置２とを備えて構成されている。この処理装置では、被処理水が活性汚泥処理槽１により活性汚泥処理され、膜分離装置２で固液分離、すなわち膜処理されることにより、処理水が得られるようになっている。
また、この例の活性汚泥処理槽１には、凝集剤、微生物製剤など、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制するための薬剤が投入されている薬剤タンク３と、薬剤タンク３内の薬剤を活性汚泥処理槽１に供給するための送液ポンプ４と、この送液ポンプ４の動作時間を制御するための間欠タイマー５とを備えた薬剤供給手段が接続されている。また、膜分離装置２の下方には散気管６が設置され、ここから分離膜に向けて散気（エアーバブリング）できるようになっている。
【００１３】
被処理水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）は、３０００〜２００００ｍｇ／Ｌの範囲とすることが好ましい。３０００ｍｇ／Ｌ以上とすることによって、活性汚泥による微生物分解処理が促進され、未分解成分による分離膜の早期閉塞を防ぐことができる傾向にある。より好ましくは、５０００ｍｇ／Ｌ以上であり、さらに好ましくは７０００ｍｇ／Ｌ以上である。また、２００００ｍｇ／Ｌ以下とすることによって、活性汚泥の粘度上昇に起因する分離膜へのエアーバブリングの不均一や、分離膜の早期閉塞を避けることができる傾向にある。より好ましくは１５０００ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは１２０００ｍｇ／Ｌ以下である。
【００１４】
膜分離装置２の具備する分離膜の形状としては、平膜タイプ、中空糸膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプ等を挙げることができ、これらから必要に応じて適宜選択できるが、ユニット化した際のユニット容積当たりの膜面積を多く採れる点から、中空糸膜タイプが好ましい。
【００１５】
分離膜の材質としては、セルロース系、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリスルフォン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリビニリデンフルオライド系、ポリ四フッ化エチレン、セラミック等が挙げられ、加工性、薬品耐性等の点を考慮して、必要に応じて適宜選択できる。
【００１６】
また、分離膜の孔径にも制限はなく、適宜設定できるが、０．００１〜１μｍの範囲が好ましい。孔径を０．００１μｍ以上とすることによって、濾過時の圧力を高くしなくても十分な濾過流量が得られる傾向にある。より好ましくは０．１μｍ以上である。また、孔径を１μｍ以下とすることによって、不純物が膜を透過しにくくなり、高い水質の処理水を得ることができる傾向にある。さらには、一般に精密濾過膜と呼ばれる膜を使用することが好ましい。
【００１７】
薬剤タンク３に投入される薬剤としては、活性汚泥処理槽１に投入されることで、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制できる薬剤であればよいが、凝集剤または微生物製剤が好適である。
凝集剤としては、例えば、市販の塩化第二鉄溶液（塩化鉄）、ポリ硫酸鉄溶液（ポリ鉄）、ポリ塩化アルミニウム溶液（ＰＡＣ）等の無機系凝集剤や、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系の高分子凝集剤等が挙げられる。これらのうち１種類以上を適宜選択して使用できるが、汎用性が高く、簡便に使用できる無機系凝集剤、または、少ない使用量で強固なフロックを形成させることができるカチオン系高分子凝集剤を用いるのが好ましい。より好ましくは強カチオン系高分子凝集剤である。
【００１８】
微生物製剤としては、例えば、一般に市販、使用されている活性微生物群、微生物栄養剤、微生物助剤等が挙げられる。
活性微生物群としては、細菌類として、好気性細菌、偏性好気性細菌、嫌気性細菌、または、桿状菌（バチルス属、バクテリウム属、ミクロバクテリウム属、フラロバクテリウム属、プセウドモナス属など）、糸状菌（ベキァトア属、ゲオトリカム属など））、枯草菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌、脱臭菌などが挙げられる。
微生物栄養剤としては、グルコース、フルクトース、マントース、スクロース、ガラクトース、アラビノース、ペントース、デンプン、ウロン酸、デオキシ酸など、微生物の栄養源となるものが挙げられる。
微生物助剤としては、界面活性剤、粘土鉱物、ミネラルなどが挙げられる。
これら微生物製剤の中から１種類以上を適宜選択して使用できる。また、使用時の微生物製剤の形態は、液体状、乾燥粉末状、ペレット状の何れでも構わないが、生菌を含んでいる液体状がより好ましい。
【００１９】
図１のような処理装置で被処理水を処理する際に、被処理水をサンプリングし、これを遠心分離して得られた上澄み液の糖濃度を測定し、測定された糖濃度が特定の範囲内である場合に分離膜の差圧抑制工程を行うことで、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。
例えば、被処理水の活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ以上の時において、上澄み液の糖濃度が５ｍｇ／Ｌ以下である場合には、分離膜の差圧上昇が少なく、被処理水の安定した膜処理ができる傾向にある。よって、膜処理を開始する際の上澄み液の糖濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上である場合には、膜処理開始前または膜処理開始と同時に、差圧抑制工程を実施して、糖濃度を５ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。より好ましくは２ｍｇ／Ｌ以下とする。
また、連続的に被処理水を膜処理している場合において、活性汚泥処理槽１の被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となった時点で、差圧抑制工程を行うことが好ましい。また、活性汚泥処理槽１内の被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、糖濃度が活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍の範囲内となった時点で、差圧抑制工程を行うことが好ましい。このようにすると、安定して連続的に被処理水を膜処理できる傾向にある。
【００２０】
分離膜の差圧抑制工程としては、薬剤供給手段を作動させて、凝集剤および／または微生物製剤を被処理水に、間欠的または連続的に添加する方法が好適である。なお、薬剤を間欠的に添加する場合には、間欠タイマー５を適宜設定すればよく、連続的に添加する場合には間欠タイマー５を使用する必要はない。また、このような差圧抑制工程を実施するにあたっては、膜分離装置２での濾過運転を停止する必要はなく、被処理水を処理しながら、その分離性の改善をオンラインで行うことができる。
その他の差圧抑制工程としては、活性炭などの吸着剤を被処理水中に添加し、濾過性阻害成分を吸着除去する方法もあるが、十分な効果を得るためには非常に大量の吸着剤を添加する必要があるため、凝集剤および／または微生物製剤を被処理水に添加する方法が効果的である。
【００２１】
活性汚泥処理槽１内で微生物処理が良好に機能している間は、膜分離装置２による膜処理も良好に機能し、被処理水を安定に処理できるが、ケース（２）として先に述べたように、被処理水の性状変化によりその分離性が悪化すると、分離膜が閉塞して膜間差圧が急激に上昇し、固液分離処理に支障が生じると考えられる。本発明者らは、このような膜間差圧と、活性汚泥処理槽１内の被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度との間に相関関係があり、糖濃度の値を指標として差圧抑制工程を実施することにより、差圧抑制工程を高い効果が得られる適切なタイミングで行うことができることを見出した。すなわち、このように適切なタイミングで差圧抑制工程を実施することによって、被処理水の分離性を維持、改善でき、分離膜の閉塞や、急激な差圧上昇を抑え、排水処理量の低下をも防ぐことができる。また、このように適切なタイミングで差圧抑制工程を行うことにより、凝集剤、微生物製剤などの薬剤が有効に作用するため、これら薬剤の過剰な添加を抑えることもできる。
【００２２】
活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上であって、上澄み液の糖濃度が７ｍｇ／Ｌ未満の場合や、活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満であって、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度の０．０００７倍未満の場合は、活性汚泥処理槽１内の被処理水の性状はそれほど悪化しておらず、分離膜の閉塞も進行していない傾向にあるため、差圧抑制工程をあえて行う必要はないと考えられる。一方、活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上であって、上澄み液の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌを超える場合や、活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満であって、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度に対して０．００１倍を超える場合には、膜間差圧の上昇が進行していて、大量の薬剤を添加する必要が生じるなど、効果的に差圧抑制工程を実施することができない傾向にある。
【００２３】
なお、上述の上澄み液の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上になるという現象や、上澄み液の糖濃度が活性汚泥濃度の０．００１倍以上になるという現象は、活性汚泥処理槽１内の平均水温が１５℃以下となる時季（秋季〜春季）に多く認められる傾向にあるが、活性汚泥処理槽１内の平均水温が２５℃以上の夏季においても希に認められ、必ずしも活性汚泥処理槽１内の水温に依存しない傾向がある。
【００２４】
被処理水の糖濃度の測定方法は、フェノール−硫酸法、アントロン−硫酸法などにより、発色した化合物の吸光度を測定することにより求めることが出来る。単糖類、多糖類の何れもグルコース換算にて定量することが出来る〔基礎生化学実験法 第５巻 ｐ１１８(２０００)〕。また、糖濃度の定量下限は、２ｍｇ／Ｌである。
糖の成分としては、グルコール、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ラムノース、フコース、キシロース等の中性糖、グルクツロン酸、ガラクツロン酸等の酸性糖、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン等のアミノ糖であり、これらが単独、あるいは、数種類組み合わさって構成されたものであると考えられる。
【００２５】
また、糖濃度を測定するための前処理としては、活性汚泥処理槽１内の被処理水を遠心分離するが、これは、仮に濾紙またはメンブレンフィルタなどを用いた被処理水の濾過を前処理として行うと、多糖類のような高分子の溶解性有機物は、厚密された懸濁物質などにより濾過・除去されてしまい、その結果、糖濃度の測定値にバラツキが認められたり、実際の量よりも小さい値が測定されたりして、好ましくないためである。
また、遠心分離の際の重力加速度は８０００〜１２０００Ｇの範囲が好適である。８０００Ｇ以下の場合には、被処理水中の懸濁物質が十分に除去しきれず、測定値にバラツキが認められ、再現性が得られ難い傾向にあり、一方、超遠心分離機を用いるなどして１２０００Ｇを超える重力加速度とすると、検出される糖濃度の値が小さいか、または、定量下限以下となってしまうため好ましくない。
これらの理由から、糖濃度を測定するための前処理としては、８０００〜１２０００Ｇの範囲の重力加速度での遠心分離が好ましい。より好ましくは１００００Ｇである。
【００２６】
分離膜の差圧抑制工程としては、上述したように、薬剤供給手段を作動させて、薬剤（凝集剤および／または微生物製剤）を被処理水に間欠的または連続的に添加する方法が好適である。ここで添加する薬剤の量には特に制限はないが、被処理水あたりの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上となるように添加することが好ましい。このように被処理水あたりの薬剤の濃度を１ｍｇ／Ｌ以上とすることによって、被処理水の分離性が良好に維持、改善される傾向にある。より好ましくは５ｍｇ／Ｌ以上である。また、被処理水あたりの薬剤の濃度は２００ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましい。これは、濃度を過剰に高くしても添加による効果は変わらない傾向にあり、さらに活性汚泥処理槽１内の微生物・細菌類などに悪影響を与える可能性があるためである。
【００２７】
また、薬剤の添加方法としては、薬剤を一括投入するのではなく、連続的または間欠的に添加することが好ましいが、これは、薬剤がより有効に作用し、その使用量を低減できる傾向にあるためである。さらには、被処理水あたりの濃度が１ｍｇ／Ｌ以上となるような量の製剤を１日かけて連続的または間欠的に添加することがより好ましい。必要に応じて、初期にある程度多量に添加し、その後、少量を連続的に添加したり、間欠的に添加したりしてもよい。
【００２８】
このような薬剤の添加は、上澄み液の糖濃度の低下が見られ、分離膜の差圧が安定し、被処理水の分離性が改善された時点まで行うこと好適であり、水処理条件や被処理水の種類などに応じて適宜設定できるが、活性汚泥処理槽１内の微生物・細菌類などへの影響、余剰汚泥の増加、コストの問題、過剰の凝集剤、微生物製剤による水質及び分離膜の差圧への影響等も考慮すると、１〜４週間にわたって添加することを目安とするのが好ましい。
【００２９】
このような方法によれば、被処理水の分離性の悪化による分離膜の膜間差圧の上昇を正確に把握できるため、差圧抑制工程を適切なタイミングで効果的に実施できる。よって、このような方法は、活性汚泥処理槽１を複数使用して被処理水を処理する処理装置や、活性汚泥処理槽１として嫌気槽や無酸素槽を有する処理装置など、被処理水の性状が悪化しやすい装置で排水処理を行う場合において、特に有効である。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（試験例１）
図１に示した処理装置を用いて、以下の条件で生活系排水の処理を三菱レイヨン（株）排水試験場にて行った。
活性汚泥処理槽１のフラックス及び水理学的滞留時間は、それぞれ０．８ｍ３／ｍ２／Ｄａｙ、５時間である。また、膜分離装置２の分離膜としては、公称孔径０．４μｍの精密濾過用ポリビニリデンフルオライド製中空糸膜がスクリーン状に展開固定されたエレメントを用いた。
処理装置立ち上げ時の種汚泥は、排水試験場内に設置した他の膜分離活性汚泥処理装置から採取し、活性汚泥の活性汚泥濃度は、およそ１００００ｍｇ／Ｌとなるように供した。運転時の活性汚泥濃度は、１００００〜１２０００ｍｇ／Ｌとなるように、汚泥の引抜を行った。
膜分離装置２の濾過運転は７分吸引、１分停止の間欠運転とした。この際、膜分離装置２の下方に設置されている散気管６からの散気を常時実施した。散気量は中空糸膜部の投影面積当たり１００Ｎｍ３／ｍ２・ｈｒとした。
このように処理装置を運転させ、その間、分離膜の膜間差圧と、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度を毎日測定した。これらの関係を図２に示す。なお、糖濃度測定は、フェノール−硫酸法にて行った。
【００３１】
図２に示すように、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度と、分離膜の膜間差圧との間には相関関係が認められた。そして、試験開始から２３日後、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度が７ｍｇ／Ｌまで上昇し、その後、膜間差圧が徐々に上昇しはじめ、試験開始から４０日後、膜間差圧が１０ｋＰａ以上となり、膜間差圧の上昇の前兆として、糖濃度の上昇が認められた。
よって、この場合には、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度を指標として膜間差圧の上昇を予測し、差圧抑制工程を行うことが有効であり、膜間差圧の上昇が認められるのは、糖濃度が７ｍｇ／Ｌ以上となった場合であることが示された。また、膜間差圧がおよそ１５ｋＰａを超えると、差圧抑制工程を行うことが非常に困難となる。その時の上澄み液の糖濃度は、図２のグラフから２０ｍｇ／Ｌ以上であった。また、膜間差圧がおよそ１０ｋＰａを超えると、差圧抑制工程を効果的に行うことが難しくなる傾向にある。その際の上澄み液の糖濃度は、１１ｍｇ／Ｌ程度である。よって、差圧抑制工程は、上澄み液の濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下のうちに行うことが好適であると示唆される。以上のことから、糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌの際に差圧抑制工程を行うことが好適である。
【００３２】
（試験例２）
試験例１において試験開始から４５日後、活性汚泥処理槽１内の被処理水の活性汚泥濃度を、１００００ｍｇ／Ｌから４０００ｍｇ／Ｌに下げて運転を再開した。この時、膜の薬品洗浄などは行わず、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は５ｍｇ／Ｌで、糖濃度／活性汚泥濃度の比は、０．００１３であった。運転を継続したところ、５日間で１６〜１９ｋＰａまで膜間差圧が上昇した。
さらに、活性汚泥濃度を３０００ｍｇ／Ｌに下げ運転を再度、開始した。この時、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は３ｍｇ／Ｌで、糖濃度／活性汚泥濃度の比は、０．００１であった。運転を継続したところ、さらに膜間差圧は１０日間で１９〜２１ｋＰａまで徐々に上昇した。
よって、この場合には、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度の活性汚泥濃度に対する比率（糖濃度／活性汚泥濃度）を指標として、差圧抑制工程を行うことが有効であり、糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．００１を超えないうちに差圧抑制工程を行うことが好適であると示唆された。また、同条件で別途確認したところ、被処理水を１００００Ｇで遠心分離した後の上澄み液の糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．０００７となる前の段階では、膜間差圧の上昇は認められなかったことから、糖濃度／活性汚泥濃度の比が０．０００７〜０．００１の際に差圧抑制工程を行うことが好適であると考えられる。
【００３３】
（実施例１）
試験例１において、試験開始から３７日後の被処理水（活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ、１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は１０ｍｇ／Ｌ）に、強カチオン系高分子凝集剤（ダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ）を被処理水あたり１ｍｇ／Ｌとなるように添加し、十分攪拌した後、この被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離し、得られた上澄み液の糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３４】
（実施例２）
試験例１において、膜間差圧が上昇したポリビニリデンフルオライド製中空糸膜を、３０００ｍｇ／Ｌの次亜塩素酸ナトリウムで３時間浸漬洗浄後、活性汚泥処理槽１内に戻し、試験開始から４５日後の被処理水（活性汚泥濃度１００００ｍｇ／Ｌ、１００００Ｇの重力加速度で遠心分離した後の上澄み液の糖濃度は２５ｍｇ／Ｌ）に対して、運転を再開した。洗浄直後の膜間差圧は５ｋＰａであったが、７日間で２０ｋＰａまで急上昇した。
次に、同様な膜洗浄を実施後、再度、運転を開始した。このとき、強カチオン系高分子凝集剤（ダイヤニトリックス社製ＫＰ２０１Ｇ）を被処理水当たり１ｍｇ／Ｌとなるように７日間連続添加した。その後、被処理水を１００００Ｇの重力加速度で遠心分離し、得られた上澄み液の糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３５】
（実施例３）
強カチオン系高分子凝集剤の代わりに、微生物製剤（(有)石川メンテナンス社製アクティブバイオ「菌太郎」）を用い、これを被処理水あたり５０ｍｇ／Ｌとなるように添加し、さらに２４時間攪拌した以外は、実施例１と同様の操作を行い、同様に糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【００３６】
（実施例４）
強カチオン系高分子凝集剤の代わりに、微生物製剤（(有)石川メンテナンス社製アクティブバイオ「菌太郎」）を用い、これを被処理水当たり５０ｍｇ／Ｌとなるように７日間連続添加した以外は、実施例２と同様の操作を行い、同様に糖濃度を測定した。
その結果、糖濃度は定量下限（２ｍｇ／Ｌ）以下であった。また、膜間差圧は５ｋＰａ以下まで低下し、このようなタイミングでの差圧抑制工程が効果的であることが示された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の処理方法で使用される処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施例１における分離膜の膜間差圧と、被処理水の上澄み液の糖濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１ 活性汚泥処理槽
２ 膜分離装置
３ 薬剤タンク
４ 送液ポンプ
５ 間欠タイマー
６ 散気管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法において、
被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行うことを特徴とする被処理水の処理方法。
【請求項２】
前記遠心分離を８０００〜１２０００Ｇの重力加速度で行うことを特徴とする請求項１に記載の被処理水の処理方法。
【請求項３】
前記被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、
前記糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌである場合に、前記差圧抑制工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の被処理水の処理方法。
【請求項４】
前記被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、
前記糖濃度が前記活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍である場合に、前記差圧抑制工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の被処理水の処理方法。
【請求項１】
分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理水を処理する方法において、
被処理水を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制する差圧抑制工程を行うことを特徴とする被処理水の処理方法。
【請求項２】
前記遠心分離を８０００〜１２０００Ｇの重力加速度で行うことを特徴とする請求項１に記載の被処理水の処理方法。
【請求項３】
前記被処理水の活性汚泥濃度が１００００ｍｇ／Ｌ以上である際には、
前記糖濃度が７〜１０ｍｇ／Ｌである場合に、前記差圧抑制工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の被処理水の処理方法。
【請求項４】
前記被処理水の活性汚泥濃度が３０００ｍｇ／Ｌ以上で１００００ｍｇ／Ｌ未満である際には、
前記糖濃度が前記活性汚泥濃度に対して０．０００７〜０．００１倍である場合に、前記差圧抑制工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の被処理水の処理方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−７５７５４（Ｐ２００７−７５７５４Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６８１１３（Ｐ２００５−２６８１１３）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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