CN108602703A - 排水处理方法以及排水处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种在膜分离活性污泥法中能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化的排水处理方法以及排水处理装置。一种排水处理方法，将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理，并且利用设置于该处理槽内的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，在该排水处理方法中，使用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物占优势，并且对所述分离膜的堵塞状态进行测量，基于测量出的该分离膜的堵塞状态来进行所述微生物的活性化处理。优选的是，用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物至少包括向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。

Description

排水处理方法以及排水处理装置

技术领域

本发明涉及一种对生活排水、商业排水等包含有机物的排水进行活性污泥处理并且进行膜过滤处理的排水处理方法以及排水处理装置。

背景技术

作为排水处理方法之一，已知如下的膜分离活性污泥法(MBR：MembraneBioReactor，膜生物反应器)：将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理从而去除有机物等，接着，使该排水通过具备反渗透膜、超滤膜、微滤膜、中空纤维膜等分离膜的膜模块，对悬浮微生物、其它悬浮物质(简称为SS)进行过滤处理来进行固液分离。膜分离活性污泥法使用膜模块来进行固液分离，因此具有以下优点：能够省略最终沉淀池，从而能够使装置小型化。

然而，存在以下问题：由于长时间的运转，在膜模块中悬浮微生物、其它悬浮物质(SS)等逐渐堆积，分离膜堵塞。当分离膜堵塞时，发生膜压力的上升、过滤流束的下降等，排水处理装置整体的运转效率下降。另外，最终必须更换分离膜，若其更换间隔短则妨碍连续运转，而且也耗费用于该更换的成本。最近，明白了这种分离膜堵塞的主要原因在于呈现出利用鼓泡、反洗也无法剥掉的程度的牢固的附着性的、活性污泥中的微生物所产出的包含糖蛋白的沉积物(包括粘着性的微生物或其残骸等)。

关于膜分离活性污泥法，例如在下述专利文献1中尝试通过以下方式来解决分离膜堵塞的问题：将捕食作为分离膜堵塞的原因的分散性细菌的能力优异的小动物导入到处理槽，强化其摄食作用。另外，例如在下述专利文献2尝试以下方式来解决分离膜堵塞的问题：向分离膜提供能够减少或妨碍作为堵塞的原因的生物膜形成的微生物。

另一方面，在这种活性污泥处理中利用的污泥是以反应槽中的微生物为主要结构要素的、以排水中的有机物等为基质而生长的微生物的集块。因此，在活性污泥处理中排水中的有机物被净化，另一方面，与此相应地污泥产生量也增加。另外，并不是对于存在于反应槽的微生物完全不从外界混入微生物的封闭系统的处理，而是处于在自然界普遍存在的微生物始终混入的状态。因此，与生物处理有关的微生物是多种多样的，具有各种特性、功能。因此，根据处理对象的排水，在反应槽内占优势的微生物也不同。

因此，提出了使用以下方法来提高排水处理的效率的方案并使该方案进行了实用化：使芽孢杆菌占优势，该芽孢杆菌在排水处理环境下的微生物中增殖速度也快，大量生产出分解有机物的酶。在该情况下，为了使芽孢杆菌在处理槽内占优势并维持这种情况，还添加含有硅化合物、矿物质的活性剂(参照下述专利文献3、4)。

专利文献1：日本特开2007-260664号公报

专利文献2：日本特表2013-510710号公报

专利文献3：日本专利第4826982号公报

专利文献4：国际公开第2011/136188号

发明内容

发明要解决的问题

然而，关于膜分离活性污泥法中的分离膜堵塞的问题，在上述引用文献1的方法中，存在以下担忧：捕食分散性细菌的能力优异的小动物被投入到处理槽，它连对活性污泥处理有用的微生物都捕食，反而对排水处理能力造成妨碍。另外，在上述引用文献2的方法中，存在以下担忧：能够减少或妨碍作为堵塞的原因的生物膜形成的微生物被提供到处理槽内，因此由于其存在而导致处理槽内的微生物群的生长平衡崩溃，反而对排水处理能力造成妨碍。

因此，本发明的目的在于提供一种在膜分离活性污泥法中能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化的排水处理方法以及排水处理装置。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的排水处理方法将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理，并且利用设置于该处理槽内的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，该排水处理方法的特征在于，使用于改善所述分离膜的堵塞的状态的微生物占优势，并且对所述分离膜的堵塞状态进行测量，基于测量出的该分离膜的堵塞状态来进行所述微生物的活性化处理。

根据本发明的排水处理方法，在处理槽内进行活性污泥处理，并且利用设置于该处理槽内的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，因此不需要沉淀槽，能够简化装置结构。另外，使用于改善分离膜的堵塞状态的微生物占优势，根据分离膜的堵塞状态来进行该微生物的活性化处理，因此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞，至少在该微生物的活性化处理时以外的期间能够使处理槽内为适于活性污泥处理的环境。因此，能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，在表示所述分离膜的堵塞状态的指标超过规定的阈值时，进行所述微生物的活性化处理。据此，能够基于分离膜的堵塞状态来在更准确的时期以期望的时机消除分离膜的堵塞。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，将表示所述分离膜的堵塞状态的指标设为利用所述分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压，在所述水压的值低于规定值时，进行所述微生物的活性化处理。据此，能够简便地监视分离膜的堵塞状态，来在更准确的时期以期望的时机消除分离膜的堵塞。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物至少包括向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。据此，即使是呈现出利用鼓泡、反洗也无法剥掉的程度的牢固的附着性的、包含糖蛋白的沉积物，也能够将该沉积物分解/净化，实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，所述微生物的活性化处理包括使所述微生物向菌体外分泌的蛋白质分解酶和/或碳水化合物分解酶增加的处理。据此，利用像这样被活性化的微生物，即使是呈现出利用鼓泡、反洗也无法剥掉的程度的牢固的附着性的、包含糖蛋白的沉积物，也能够将该沉积物分解/净化，实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，所述微生物的活性化处理包括向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水添加铁化合物和/或镁化合物。据此，由于所添加的铁化合物、镁化合物而使得微生物向菌体外分泌的蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶的分泌增加，因此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞，至少在该微生物的活性化处理时以外的期间能够使处理槽内为适于活性污泥处理的环境。因此，能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，所述微生物的活性化处理包括向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水添加硅化合物的处理。据此，由于所添加的硅化合物，微生物的增殖被活性化，随之该微生物所分泌的蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶增加，因此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，在进行了所述分离膜的反洗处理或鼓泡之后测量所述分离膜的堵塞状态。据此，能够更准确地监视分离膜的堵塞状态。

另一方面，本发明的排水处理装置将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理，并且利用设置于该处理槽内的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，该排水处理装置的特征在于，具备：

供给用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂的单元；

测量所述分离膜的堵塞状态的单元；以及

控制单元，其基于测量出的该分离膜的堵塞状态，来控制向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水中供给所述活性剂的供给量。

根据本发明的排水处理装置，在处理槽内进行活性污泥处理，并且利用设置于该处理槽内的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，因此不需要沉淀槽，能够简化装置结构。另外，具备供给用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂的单元、测量分离膜的堵塞状态的单元、以及基于测量出的该分离膜的堵塞状态来控制向在处理槽中进行活性污泥处理的排水中供给活性剂的供给量的控制单元，因此，根据分离膜的堵塞状态来供给用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂，由此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞，至少在供给该微生物的活性剂时以外的期间能够使处理槽内为适于活性污泥处理的环境。因此，能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理装置中，优选的是，用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物至少包括向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。据此，即使是呈现出利用鼓泡、反洗也无法剥掉的程度的牢固的附着性的、包含糖蛋白的沉积物，也能够将该沉积物分解/净化，实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理装置中，优选的是，所述微生物的活性剂至少包括铁化合物或镁化合物。据此，由于作为活性剂供给的铁化合物、镁化合物而使得微生物向菌体外分泌的蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶的活性的分泌增加，因此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞，至少在供给该微生物的活性剂时以外的期间能够使处理槽内为适于活性污泥处理的环境。因此，能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化。

在本发明的排水处理装置中，优选的是，所述微生物的活性剂至少包括硅化合物。据此，由于作为活性剂供给的硅化合物，微生物的增殖被活性化，随之该微生物所分泌的蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶增加，因此能够以期望的时机消除分离膜的堵塞。

在本发明的排水处理装置中，优选的是，测量所述分离膜的堵塞状态的单元包括对利用所述分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压进行测量的单元。据此，能够简便地监视分离膜的堵塞状态。

发明的效果

根据本发明的排水处理方法以及排水处理装置，在膜分离活性污泥法中能够以对原来的活性污泥处理环境的影响少的方式实现分离膜的长寿命化。

附图说明

图1是表示用于实施基于本发明的排水处理方法的排水处理装置的一例的概要结构图。

图2是表示用于实施基于本发明的排水处理方法的排水处理装置的其它例的概要结构图。

图3是图1所示的排水处理装置的控制装置中的控制流程图。

图4是图2所示的排水处理装置的控制装置中的控制流程图。

图5是表示在试验例1中针对芽孢杆菌株A测定每菌体浓度的蛋白质分解活性而得到的结果的图表。

图6是表示试验例2中针对芽孢杆菌株A以550nm的吸光度来测定碘淀粉反应的显色而得到的结果的图表。

图7是表示在试验例3中针对芽孢杆菌株B测定每菌体浓度的蛋白质分解活性而得到的结果的图表。

图8是表示在试验例4中针对芽孢杆菌株B以550nm的吸光度来测定碘淀粉反应的显色而得到的结果的图表。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

图1是表示用于实施基于本发明的排水处理方法的排水处理装置的一例的概要结构图。该排水处理装置具备对排水进行活性污泥处理的处理槽1以及设置于处理槽1内的膜模块2，是利用所谓的膜分离活性污泥法的排水处理装置。将通过预处理工序去除了夹杂物后的排水经由流量调整槽导入到处理槽1，在处理槽1内经规定时间的滞留后进行活性污泥处理。将处理后的排水通过与膜模块2连通的配管吸引到吸引泵3，将利用该膜模块2所具备的分离膜进行固液分离而得到的液部作为处理水来取出。根据需要来利用污泥抽除泵4将剩余污泥排出到系统外。

作为成为处理对象的排水，只要是包含氮、有机物的排水则没有特别限定，例如能够列举出家庭排水或者来自谷物淀粉制造业、乳制品制造业、肉类中心、糖制造业、畜产食品制造业、畜牧业、肉制品制造业、肉类火腿/香肠制造业、水产加工产品制造业、水产食品制造业、有机化工制造业、无机化工制造业等的排水。

关于处理槽1，只要是能够进行活性污泥处理的处理槽，则没有特别限定，该活性污泥处理是以下的处理：包含微生物的活性污泥滞留在槽内或者被投入到槽内，利用该活性污泥中的微生物对排水的污浊成分进行分解、去除。例如，既可以是利用氨氧化菌、亚硝酸氧化菌等需氧性微生物的曝气槽等，也可以是利用亚硝酸氧化菌等需氧性微生物和脱氮菌等厌氧性微生物的间歇曝气槽等。

作为在膜模块2中使用的分离膜，只要是一般的过滤膜，则全部能够使用。例如，能够列举出反渗透(RO)膜、超滤(UF)膜、微滤(MF)膜、中空纤维(HF)膜等。另外，作为过滤膜的材质，能够列举出聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚砜、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。另外，作为膜模块2的方式，没有特别限定，能够列举出中空纤维膜模块、平膜型模块、螺旋型模块、管型模块等。

在该实施方式中，在处理槽1内底部且膜模块2的下方设置有散气板5，将来自鼓风机6的空气供给到散气板5，对在处理槽1内进行处理的排水实施曝气处理。该曝气处理的目的在于向槽内的活性污泥中的微生物供给氧，但是还起到通过其鼓泡作用来排除较弱地附着于膜模块2的夹杂物或者避免这种夹杂物附着于膜模块2的作用。

另外，从活性剂供给槽7利用活性剂注入泵8向处理槽1内的排水供给后述的提高用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性的活性剂。而且，在该配管的中途设置有阀9，通过开闭该阀9来调节活性剂的供给量。

另外，在与膜模块2连通的配管的中途设置有压力传感器10，对利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压进行监视。

(排水处理方法)

以往，在利用膜分离活性污泥法的排水处理装置中，随着运转的经过，膜模块的分离膜发生堵塞，因此需要的是，定期地附加与正常运转时相反的来自处理水侧的水压来进行反洗处理，一边排除附着于膜模块的夹杂物一边进行运转，或者测定固液分离后的处理水的水压，如果该水压低于规定值则取出膜模块来用药液进行清洗，或者最终更换膜模块。

在本发明的排水处理方法中，为了实现膜模块的分离膜的长寿命化，除了这种膜模块的维护以外或者代替这种维护的一部分，还使用于改善分离膜的堵塞状态的微生物占优势，根据分离膜的堵塞状态来进行该微生物的活性化处理。

关于用于改善分离膜的堵塞状态的微生物，根据近年的研究，明白了膜模块的分离膜堵塞的主要原因在于呈现出利用鼓泡、反洗也无法剥掉的程度的牢固的附着性的、活性污泥中的微生物所产出的包含糖蛋白的沉积物(包括粘着性的微生物或其残骸等)。而且，糖蛋白是导致牢固的附着性的物质。因此，通过分解并去除该糖蛋白，能够排除牢固地附着于膜模块的分离膜的沉积物，来改善分离膜的堵塞状态。作为能够分解并去除糖蛋白的微生物，例如能够列举出至少向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的、属于芽孢杆菌属的微生物、属于双歧杆菌属的微生物等。

关于上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物，能够从现有的微生物群中进行筛选来得到至少向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。例如，能够通过如下所述的简易酶活性测试，来进行蛋白质的分解性和碳水化合物的分解性优异的微生物的筛选。

(1)蛋白质的分解性

在包含0.2w/w％～1.0w/w％的浓度的酪蛋白的琼脂培养基的平板上，呈线状地接种菌来进行培养。包含酪蛋白的琼脂培养基为不透明～半透明，在生长菌后在菌的集群的周围出现透明的带的情况下，呈现出蛋白质的分解性(具有蛋白质的分解性)。

(2)碳水化合物的分解性

在包含0.2w/w％～1.0w/w％的浓度的可溶性淀粉的琼脂培养基的平板上，呈线状地接种菌来进行培养，在生长后在平板上注入碘液。在菌的集群的周围出现不是蓝色的透明的带的情况下，呈现出淀粉的分解性(具有淀粉的分解性)。

具体地说，能够使用作为芽孢杆菌的甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)CBMB205T(EU194897)株、枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilissubsp.subtilis)DSM 10T(AJ276351)株、枯草芽孢杆菌枯草亚种NBRC3009株、枯草芽孢杆菌枯草亚种ATCC6051株等。

另外，能够使用作为双歧杆菌的两岐双岐杆菌(Bifidobacterium bifidum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacteriuminfantis)等。

关于上述说明的微生物，一般来说，能够通过在芽孢杆菌、双歧杆菌中惯用的方法来进行其培养、保存、菌体分离等。例如，如果要列举营养培养基，则能够利用Nutrient培养基(0.3％肉提取物、0.5％蛋白胨)或者LB培养基(0.5％酵母提取物、1％胨、1％氯化钠)等培养基来进行其培养。

在本发明的排水处理方法中，使上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物占优势。“占优势”是指该微生物的数量在上述处理槽1内栖息的生物群内有优势。能够利用16SrDNA序列的决定等来随机地鉴定在处理槽1内栖息的生物群，求出属于目的种属的微生物相对于其它生物种以多少比例存在，并且，通过上述的简易酶活性测试等来求出在属于该种属的微生物中以多少比例包含具有目的性质的微生物，由此能够获知该微生物是否有优势。具体地说，使上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物在处理槽1内的1mL活性污泥中存在大致1×10⁷个～1×10¹⁰个菌数。

作为用于使上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物在处理槽1内占优势的手段，没有特别限制，例如能够列举出以下方法：将上述例示的芽孢杆菌、双歧杆菌作为种菌来添加到要投入的种污泥、或者添加到流入处理槽1前的排水、或者添加到流入处理槽1后的排水等，之后保持能够维持该芽孢杆菌、双歧杆菌的处理条件。即，通过在排水处理运转的初始阶段添加上述微生物，能够可靠地使该微生物的数量在处理槽1内栖息的生物群内有优势，之后只要保持以往方法的处理条件，就会成为在处理期间中上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物占优势的状态。另外，在使上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物占优势来进行排水处理之后得到的剩余污泥中，保持着该微生物占优势的生物群的平衡，因此，也可以从其它排水处理设施得到这种剩余污泥，在要进行新处理的排水处理设施启动时等将其作为种污泥来添加。或者，也可以在上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的优势衰弱的情况下，随时添加这样的种菌、种污泥。

作为排水的处理条件，只要遵循以往方法即可，典型地说，优选的是，例如将处理槽1内的处理排水的活性污泥的浓度(MLSS)管理为2000mg/L～2500mg/L的范围，将pH管理为中性附近、即6.5～7的范围。另外，也可以在处理槽1内阶段性地、连续性地或者间歇性地进行用于利用倾向于偏好厌氧性条件的微生物(脱氮菌、除磷菌、脱氮聚磷菌等)的活性的处理以及用于利用倾向于偏好需氧性条件的微生物(硝化菌、酵母、大肠杆菌等)的活性的处理。在该情况下，虽然也要看排水中的氮浓度、磷浓度等，但是优选的是进行管理使得该厌氧条件下的氧化还原电位为-150mV～-200mV的范围、该需氧条件下的溶解氧量为2.0mg/L～3.5mg/L的范围。例如，在图1所示的排水处理装置中，能够通过调整来自其散气板5的空气的供给来进行管理。其中，优选的是，在最终工序中进行使硝化菌进行作用的需氧条件下的处理，来结束处理槽1内的处理，以使在处理槽1内结束规定时间的处理后的排水中不残存作为臭气成分的氨。

在本发明的排水处理方法中，优选的是，根据分离膜的堵塞状态来进行上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性化处理。例如能够通过对在处理槽1中进行活性污泥处理的排水添加铁盐等铁化合物、镁盐等镁化合物等来进行该活性化处理。由此，使得上述微生物向菌体外分泌的蛋白质分解酶、碳水化合物分解酶的分泌增加。另外，也可以通过对在处理槽1中进行活性污泥处理的排水添加硅酸盐等硅化合物等来进行该活性化处理。由此，上述微生物的增殖被活性化。上述微生物的活性化处理也可以是包括这两方的处理。

例如，在图1所示的排水处理装置中，能够在活性剂供给槽7中积存至少含有铁化合物及镁化合物和硅化合物的活性剂，在期望时利用活性剂注入泵8添加到处理槽1内。在该情况下，活性剂所包含的铁化合物及镁化合物的合计量与硅化合物的含有比优选在质量换算下为0.5～5：1，更优选为2：1。另外，优选的是，在处理槽1内的排水中以使硅化合物相对于处理槽的BOD负荷量而言以0.1质量％～2质量％的浓度存在的方式添加硅化合物，更优选的是，以使硅化合物相对于处理槽的BOD负荷量而言以0.2质量％～1质量％的浓度存在的方式添加硅化合物。在铁化合物或镁化合物的情况下，优选的是，在处理槽1内的排水中以使两个化合物的合计换算后相对于处理槽的BOD负荷量而言以0.1质量％～2质量％的浓度存在的方式添加铁化合物或镁化合物，更优选的是，以使两个化合物的合计换算后相对于处理槽的BOD负荷量而言以0.4质量％～2质量％的浓度存在的方式添加铁化合物或镁化合物。

另外，也可以是，在活性剂中除了上述的铁盐等铁化合物、镁盐等镁化合物、硅酸盐等硅化合物以外还含有其它矿物质成分。能够列举出钙盐等钙化合物、铝盐等铝化合物、镍盐等镍化合物、钛盐等钛化合物等。

为了掌握分离膜的堵塞状态，例如，能够通过测量利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压是否低于任意地决定的规定值等来掌握。即，随着排水处理的运转的经过，分离膜堵塞，其膜压上升，另一方面，利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压下降，因此在该水压超过、低于预先决定的阈值的情况下，能够判定为是应该消除堵塞的时期。在该情况下，优选的是，在附加与正常运转时相反的来自处理水侧的水压来进行分离膜的反洗处理或者对分离膜进行鼓泡处理之后进行测量。据此，在排除了较弱地附着于膜模块2的夹杂物的基础上进行测量，因此能够更准确地掌握分离膜的堵塞状态。例如，在图1所示的排水处理装置中，利用设置于与膜模块2连通的配管的中途的压力传感器10来监视利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压。另外，通过使吸引泵3的吸引方向反转，能够附加来自处理水侧的水压。

为了掌握分离膜的堵塞状态，除了如上所述那样将利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压作为指标以外，例如，还能够通过测量利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的每单位时间的水量是否低于任意地决定的规定值等来掌握。即，随着排水处理的运转的经过，分离膜堵塞，其膜压上升，另一方面，利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的每单位时间的水量下降，因此在该每单位时间的水量超过、低于预先决定的阈值的情况下，能够判定为是应该消除堵塞的时期。

图2是表示用于实施基于本发明的排水处理方法的排水处理装置的其它例的概要结构图。在该排水处理装置中，除了活性剂供给槽7以外还具备另一个活性剂供给槽11，在这方面与图1所示的排水处理装置不同。与活性剂供给槽7同样地，从该活性剂供给槽11利用活性剂注入泵12向处理槽1内的排水供给提高上述用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性的活性剂。而且，在该配管的中途设置有阀13，通过开闭该阀13来调节活性剂的供给量。

在该实施方式中，能够从彼此独立的2个路径向处理槽1内添加上述活性剂。例如，能够从活性剂供给槽7导入上述硅化合物，并且从活性剂供给槽11导入上述铁化合物和镁化合物。原本硅酸盐等硅化合物的溶解度低，不得不经常作为悬浮液来供给，为了调整添加浓度而处理较为烦杂，但根据该方式，能够与硅酸盐等硅化合物相独立地，将上述铁化合物及镁化合物不伴有处理的烦杂度地供给到处理槽1内。另外，例如，也可以是，在处理槽1内上述微生物的菌数稳定地呈现减退倾向这样的情况下，无论堵塞状态如何都持续添加使微生物的增殖活性化的硅化合物，在应该消除堵塞的时期，使硅化合物的添加量增加，或者仅添加上述铁化合物及镁化合物，或者实施这两方的处理。

(排水处理装置)

本发明的排水处理装置为了实现膜模块的分离膜的长寿命化而具备：供给用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂的单元；测量分离膜的堵塞状态的单元；以及对向在处理槽中进行活性污泥处理的排水中供给活性剂的供给量进行控制的控制单元。

参照图1和图3来说明，在活性剂供给槽7中积存有上述活性剂，从该活性剂供给槽7利用活性剂注入泵8向处理槽1内上述活性剂。它构成本发明的“供给用于改善分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂的单元”。另外，在与膜模块2连通的配管的中途设置有压力传感器10，对利用分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压进行监视。它构成本发明的“测量分离膜的堵塞状态的单元”。并且，具备能够接收与压力传感器10中的处理水的水压值相应的信号、且向活性剂注入泵8或阀9发送驱动信号的控制装置14，它构成本发明的“对向在处理槽中进行活性污泥处理的排水中供给活性剂的供给量进行控制的控制单元”。

然后，压力传感器10中的处理水的水压值被输出到控制装置14的运算部15，与该运算部15中保存的任意决定的规定值进行对比，在低于该值的情况下，判断为是应该消除堵塞的时期(图3)。然后，与该判定相应的信号借助输出部16来驱动活性剂注入泵8或使其驱动量增加、或者开放阀9或使其开放量增加(图3)。由此，能够基于分离膜的堵塞状态来向处理槽1内供给上述活性剂，或者使其供给量增大。此外，既可以将压力传感器10中的处理水的水压值与控制装置14的运算部15中保存的任意决定的规定值进行对比，直到水压值变为规定值以上为止持续供给活性剂，也可以在规定时间结束供给活性剂。

另一方面，参照图2和图4来说明，在该排水处理装置中，除了活性剂供给槽7以外还具备另一个活性剂供给槽11，由控制装置14将来自活性剂供给槽7的第一活性剂的供给量与来自活性剂供给槽11的第二活性剂的供给量彼此独立地进行控制，在这方面与图1所示的排水处理装置不同。在该方式中，压力传感器10中的处理水的水压值被输入到控制装置14的第一运算部17，与该运算部17中保存的任意决定的规定值进行对比，在低于该值的情况下，判断为是应该消除堵塞的时期(图4)。然后，与该判定相应的信号借助第一输出部18来驱动活性剂注入泵8或使其驱动量增加、或者开放阀9或使其开放量增加(图4)。另一方面，与压力传感器10中的处理水的水压值相应的信号还被输入到控制装置14的第二运算部19，与该运算部19中保存的任意决定的规定值进行对比，在低于该值的情况下，判断为是应该消除堵塞的时期。然后，与该判定相应的信号借助第二输出部20来驱动活性剂注入泵12或使其驱动量增加、或者开放阀13或使其开放量增加(图4)。由此，能够基于分离膜的堵塞状态来向处理槽1内供给来自活性剂供给槽7的第一活性剂或者使其供给量增大，并且，能够与此相独立地向处理槽1内供给来自活性剂供给槽11的第二活性剂或者使其供给量增大。此外，既可以将压力传感器10中的处理水的水压值与控制装置14的第一运算部17中保存的任意决定的规定值进行对比，直到水压值变为规定值以上为止持续从活性剂供给槽7供给第一活性剂，也可以在规定时间结束从活性剂供给槽7供给第一活性剂。另外，既可以将压力传感器10中的处理水的水压值与控制装置14的第二运算部19中保存的任意决定的规定值进行对比，直到水压值变为规定值以上为止持续从活性剂供给槽11供给第二活性剂，也可以在规定时间结束从活性剂供给槽11供给第二活性剂。

实施例

下面，列举实施例来进一步具体说明本发明，但是本发明的范围完全不限定于这些实施例。

<试验例1>

将芽孢杆菌属细菌的甲基营养型芽孢杆菌(下面称为“芽孢杆菌菌株A”。)接种到Nutrient培养基，以30℃培养一晚。此时，分别向培养基添加提高芽孢杆菌的活性的活性剂(包含硅酸盐的矿物质)、对该活性剂添加铁盐来使铁盐的含量增加到2倍的量所得之物、对该活性剂添加镁盐来使镁盐的含量增加到2倍的量所得之物、对该活性剂添加锰盐来使锰盐的含量增加到2倍的量所得之物、对该活性剂添加钙盐来使钙盐的含量增加到2倍的量所得之物，并使添加之物为2mg/mL来进行培养，将在培养液中分泌出的蛋白质分解酶活性进行了比较。

利用孔径为0.2μm的过滤器对上述的培养液进行过滤，将其滤液提供到荧光蛋白质分解酶测定试剂盒(赛默飞世尔科技公司)，来进行蛋白质分解活性的测定。该试剂盒由于蛋白质分解酶的存在而荧光强度上升，将测定出的荧光强度除以表示菌体浓度的600nm的吸光度，作为每单位菌体浓度的蛋白质分解酶活性来进行比较。

其结果，如图5所示，当将活性剂中的铁盐或镁盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株A的蛋白质分解酶活性上升。另一方面，当将活性剂中的锰盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株A的蛋白质分解酶活性下降。在将活性剂中的钙盐的含量增加为通常的2倍的量的情况下，为与使用以往的活性剂的情况同等的蛋白质分解酶活性。

<试验例2>

关于芽孢杆菌株A，对与试验例1同样地培养出的各个培养液中分泌出的淀粉分解酶活性进行了调查。

具体地说，利用孔径0.2μm的过滤器对上述的培养液进行过滤，在1mL其滤液中添加3mL的0.5w/w％水溶性淀粉，在60分钟后滴下碘溶液。如果残存有淀粉，则呈现碘淀粉反应特有的青紫色，如果淀粉被分解则不变色。以550nm的吸光度来测定该显色。

其结果，如图6所示，当将活性剂中的铁盐、镁盐或者钙盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株A的淀粉分解酶活性上升。另一方面，当将活性剂中的锰盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株A的淀粉分解酶活性下降。

<试验例3>

关于与芽孢杆菌属细菌的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为近缘的芽孢杆菌(Bacillus sp.)(下面称为“芽孢杆菌株B”。)，进行了与试验例1同样的试验。

其结果，如图7所示，当将活性剂中的铁盐或镁盐的含量增加到通常的2倍量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株B的蛋白质分解酶活性上升。另一方面，当将活性剂中的锰盐或钙盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株B的蛋白质分解酶活性下降。

<试验例4>

关于芽孢杆菌株B，进行了与试验例2同样的试验。

其结果，如图8所示，当将活性剂中的铁盐或镁盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株B的淀粉分解酶活性上升。另一方面，当将活性剂中的锰盐或钙盐的含量增加到通常的2倍的量时，与使用以往的活性剂的情况相比，芽孢杆菌株B的淀粉分解酶活性下降。

根据上述试验例1～4的结果可以明确的是，作为提高芽孢杆菌的活性的活性剂，以往以来使用的由包含硅酸盐的矿物质成分形成的活性剂的、该矿物质成分中的铁盐、镁盐的以下作用效果特别高：增加芽孢杆菌向菌体外分泌的蛋白质分解酶和碳水化合物分解酶的分泌，提高芽孢杆菌的酶活性。另一方面，可以明确的是，活性剂的矿物质成分中的锰盐的以下作用效果特别高：阻碍芽孢杆菌的酶活性。另外，以往已知活性剂的矿物质成分中的硅酸盐具有有助于芽孢杆菌的增殖的作用效果。因此，可以明确的是，通过个别地优化作为活性剂添加的这些矿物质的添加量，能够高效地进行芽孢杆菌的活性化处理。

附图标记说明

1：处理槽；2：膜模块；3：吸引泵；4：污泥抽除泵；5、散气板；6：鼓风机；7、11：活性剂供给槽；8、12：活性剂注入泵；9、13：阀；10：压力传感器；14：控制装置；15：运算部；16：输出部；17：第一运算部；18：第一输出部；19：第二运算部；20：第二输出部。

Claims (13)

1.一种排水处理方法，将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理，并且利用在该处理槽内设置的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，该排水处理方法的特征在于，

使用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物占优势，并且对所述分离膜的堵塞状态进行测量，基于所测量出的分离膜的堵塞状态来进行所述微生物的活性化处理。

2.根据权利要求1所述的排水处理方法，其特征在于，

在表示所述分离膜的堵塞状态的指标超过规定的阈值时，进行所述微生物的活性化处理。

3.根据权利要求2所述的排水处理方法，其特征在于，

将表示所述分离膜的堵塞状态的指标设为利用所述分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压，在所述水压的值低于规定值时，进行所述微生物的活性化处理。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的排水处理方法，其特征在于，

用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物至少包括向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的排水处理方法，其特征在于，

所述微生物的活性化处理包括使由所述微生物向菌体外分泌的蛋白质分解酶和/或碳水化合物分解酶增加的处理。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的排水处理方法，其特征在于，

所述微生物的活性化处理包括向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水添加铁化合物和/或镁化合物的处理。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的排水处理方法，其特征在于，

所述微生物的活性化处理包括向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水添加硅化合物的处理。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的排水处理方法，其特征在于，

在进行了所述分离膜的反洗处理或鼓泡之后测量所述分离膜的堵塞状态。

9.一种排水处理装置，将包含有机物的排水导入到处理槽来进行活性污泥处理，并且利用在该处理槽内设置的分离膜对活性污泥处理后的排水进行固液分离来取出处理水，该排水处理装置的特征在于，具备：

供给用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物的活性剂的单元；

测量所述分离膜的堵塞状态的单元；以及

控制单元，其基于所测量出的分离膜的堵塞状态，来控制向在所述处理槽中进行活性污泥处理的排水中供给的所述活性剂的供给量。

10.根据权利要求9所述的排水处理装置，其特征在于，

用于改善所述分离膜的堵塞状态的微生物至少包括向菌体外分泌蛋白质分解酶或碳水化合物分解酶的微生物。

11.根据权利要求9或10所述的排水处理装置，其特征在于，

所述微生物的活性剂至少包括铁化合物或镁化合物。

12.根据权利要求9～11中的任一项所述的排水处理装置，其特征在于，

所述微生物的活性剂至少包括硅化合物。

13.根据权利要求9～12中的任一项所述的排水处理装置，其特征在于，

测量所述分离膜的堵塞状态的单元包括对利用所述分离膜进行固液分离而得到的处理水的水压进行测量的单元。