JP2013523425A - 水溶性第4級アンモニウム澱粉を用いる混合液の調整方法 - Google Patents
水溶性第4級アンモニウム澱粉を用いる混合液の調整方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013523425A JP2013523425A JP2013501583A JP2013501583A JP2013523425A JP 2013523425 A JP2013523425 A JP 2013523425A JP 2013501583 A JP2013501583 A JP 2013501583A JP 2013501583 A JP2013501583 A JP 2013501583A JP 2013523425 A JP2013523425 A JP 2013523425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- starch
- quaternary ammonium
- treatment composition
- mbr
- gum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5263—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using natural chemical compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
膜バイオリアクター(MBR)システム内の混合液を調整する方法であって、水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉又は水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドを含有する処理組成物の有効量を混合液に添加する、混合液の調整方法を開示する。MBRシステムの混合液に上記処理組成物を添加することによりMBRシステムの流量を向上する方法も開示する。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
本発明は、膜バイオリアクター(MBR:membrane bioreactor)システムにおいて微生物混合液を調整し、該システムの流量を向上する方法に関する。
溶解有機物を除去するための汚水の生物学的な処理はよく知られており、自治体及び工場の両方で広く行われている。この生物学的プロセスは一般に、微生物がその成長を通して有機化合物を消費する「活性汚泥」プロセスとして知られている。このプロセスは、微生物又は「バイオマス(生物由来資源)」を沈降してそれを水から分離し、最終流出物の生物化学的酸素要求量(BOD)及び全浮遊物質(TSS)を低減するプロセスを完了する工程を必ず含む。沈降工程は典型的に、浄化装置で行われる。したがって、生物学的プロセスは良好な沈降特性を有するバイオマスを生じさせる必要があるという制約を受ける。時々有機物負荷が高くなったり、バイオマスに対して毒性をもつ汚染物質が出現したりする期間中にこれらの条件を維持するのは特に困難である。
通常、活性汚泥処理は、有機物質の汚泥への転換率が1kgの化学的酸素要求量(COD)当たり約0.5kg以下の汚泥であり、そのため処分しなければならないかなりの量の過剰な汚泥の発生をもたらす。過剰な汚泥処理のための費用は汚水処理場の総費用の40〜60%と見積られている。さらに、汚泥を埋め立てる従来の処分方法は二次汚染の問題を引き起こすおそれがある。したがって、過剰な汚泥の体積及び質量を低減する方法への関心が急速に増している。
汚水の処理に生物学的リアクターと併用する膜は、よく知られているが、広く利用されてはいない。これらのシステムでは、バイオマスの沈降の代わりに限外濾過(UF)、精密濾過(MF)又はナノ濾過(NF)膜が固液分離をする。膜はバイオリアクター槽又は隣接槽中に取り付けることができ、この場合バイオリアクター槽に対して混合液を連続的にポンプで排出・供給する際に、混合液から全浮遊物質(TSS)が典型的には5mg/L未満であり、浄化装置の20〜50mg/Lと比べると非常に少ない流出物を生じる。
さらに重要なことに、膜生物学的リアクター(MBR)は、膜が水からバイオマスをふるい取るので、生物学的プロセスをバイオマスを沈降する必要から切り離す。これにより、従来のシステムで望ましくない条件、例えば(1)10〜30g/Lの多い混合液浮遊物質(細菌負荷)、(2)長い汚泥滞留時間及び(3)短い水理学的滞留時間での生物学的プロセスの実施が可能になる。従来のシステムでは、このような条件は汚泥の体積増加及び不十分な沈降能力につながるおそれがある。
MBR運転の利益には、少ない汚泥生成、流出物からの完全な固形物除去、流出物殺菌、総COD、単一ユニットでの固形物及び栄養物除去、高い負荷率にする能力及び最小限の汚泥体積増加問題がある。欠点には曝気の制限、膜の汚れ(膜ファウリング)及び膜のコストがある。
膜ファウリングは、浮遊又は溶解物質の表面堆積によるものとすることができる。MBR膜は、細菌の凝集体又は「フロック」、遊離細菌、原生動物及び種々の溶解性微生物代謝産物(SMP)を含有するバイオマスとの界面になる。用語「SMP」は、基質代謝(通常、バイオマス成長)及びバイオマス腐敗からのバルク微生物混合液に関連する有機化合物を定義するのに採用した。
運転中、コロイド固体及びSMPは、膜の表面に堆積する可能性がある。コロイド粒子は、膜の表面に「ケーク層」とよばれる層を形成する。MBRプロセスは、上昇する粗い気泡を用いて乱流クロスフローの動きを膜の表面上にもたらすように設計される。このプロセスは、膜表面でのケーク層の形成を低減することにより、膜を通過する流量を維持するのに役立つ。
従来の活性汚泥プロセスに比べ、典型的なMBRユニットではフロック(粒子)寸法が非常に小さいと報告されている。小さい粒子は膜の孔を塞ぐおそれがあり、そのファウリング状態は可逆的でないことがある。MBR膜孔径は約0.04〜約0.4μmの範囲にあるので、これより小さな粒子は孔を塞ぐおそれがある。孔が塞がると、膜抵抗が上昇し、膜流量が低減する。
効率的で安定なMBRシステムの運転は、MBRシステム中のバイオマス生物学的個体群の状態及び特質に大きく依存する。混合液の特性、例えば粘度、細胞外高分子物質(EPS:extracellular polymeric substance)、フロック寸法及びコロイド状及び溶解性有機物質は、膜濾過性に影響をあたえる。従来のアプローチは大抵、MBRシステムの膜ファウリングを低減するのに、流体力学的及び空気浄化(air scouring)を最適化することに依拠しているが、新しい研究は、化学薬品を添加して活性汚泥を凝固し、凝集(フロック化)することにより、フロック中にコロイドと他の混合液成分を束縛することに向けられている。これらの濾過性向上化学薬品は、バルク相中の溶解性ファウラント(ファウリングを起こす物質)を低減するのに積極的に作用するだけでなく、膜の表面に形成されるケークの透水性も向上する。
近年、MBRシステムでの微生物混合液濾過性の向上及び膜流量の増加に向けられた研究が増加している。選択肢には、第二鉄及びアルミニウム塩、アルミニウムポリマーなどの無機凝固剤、粉末活性炭(PAC:powdered activated carbon)や別の種類の不活性粒子(例えば、樹脂)及び水溶性ポリマーの使用がある。無機凝固剤の使用は、汚泥の発生を増加させ、狭いpH範囲でのみ適用可能である。粉末活性炭のMBRシステムへの添加は、汚泥濃度を上昇させるだけでなく、PACで膜孔が塞がれることによる不可逆的な透過性低下、PACの研磨性による膜の摩耗も引き起こす。添加するPAC濃度が高い(例えば、600mg/L以上)場合、これらの問題は悪化し、さらなるファウリングが発現することもある。
したがって、膜流量を増加し、MBR効率を向上し、混合液濾過性を向上する効率的な処理が必要とされている。
膜バイオリアクター(MBR)システムで混合液を処理する方法であって、有効量の処理組成物を混合液に添加する混合液処理方法を開示する。処理組成物は、1)水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉及び2)水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドから選択される成分を含有する。
有効量の処理組成物を活性汚泥に添加して活性汚泥を調整し、MBRシステムの膜流量を増加する。
本発明を図面を参照してさらに説明する。図面は、本発明の実施形態を示すものであり、本発明を使用する手段のすべてを限定するものではない。
ここで用いるMBRは、膜バイオリアクター、即ち膜生物学的リアクターを意味する。
「混合液」又は「活性汚泥」は、汚水、汚水中の有機物質を分解するのに用いる微生物、細胞性種、細胞性副産物及び/又は廃棄物又は細胞性破片に由来する有機質含有物質の混合物を意味する。混合液は、コロイド状及び粒状物質(即ち、バイオマス/バイオソリッド)及び/又は溶解性分子又はバイオポリマー(即ち、多糖類、タンパク質など)も含有することができる。
「混合液浮遊物質」(MLSS:mixed liquor suspended solids)は、混合液中の有機物質を処理するバイオマス濃度を意味する。
「過剰な活性汚泥」は、バイオリアクター中で一定の汚泥齢を維持するのにバイオリアクターから連続的にポンプ移送される活性汚泥をいう。
本発明は、混合液を処理する方法に関し、水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉(I)又はカチオン第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンド(II)又は(I)と(II)との混合物を含有する処理組成物を混合液に添加することにより混合液を調整し、膜リアクターシステム(MBR)の流量を向上する。
用いることができるカチオン第4級澱粉(CQS:cationic quaternary starch)(I)に関しては、米国特許第4088600号に記載されている。基本的に、米国特許第4088600号に記載されているように、CQSは主に2つの部分、即ち澱粉部分と第4級アンモニウム塩部分からなる。澱粉部分は、多くの澱粉及び澱粉画分、例えば酸又は酵素で変性したトウモロコシ又はワキシー澱粉から製造できる。澱粉の例としては、トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、サゴ、米、小麦、ワキシーメイズ、穀物ソルガム、穀物澱粉から製造されたものそのまま又は変性形態、例えば酸、酸化剤などで変性したもの、アミロースとアミロペクチン、コーンスターチの直鎖状成分と分枝状成分、及びデキストリンが挙げられる。
CQSを形成するのに用いる第4級アンモニウム化合物は一般に次式で表される。
カチオン澱粉を製造する反応には、澱粉分子のヒドロキシル基を第4級アンモニウム反応物質の反応性Y基と反応させる工程を伴い、得られるカチオン澱粉生成物は次式で表される。
典型的に、2−ヒドロキシルプロピル、エチル又はo、p又はm−(α−ヒドロキシ−β−ハロエチル)ベンジルとなる。
N−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドを用いる典型的な例では、反応は簡略化すると以下のように進行することができる。
澱粉−OH+ClCH2−CH(OH)−CH2N+(CH3)3Cl-+NaOH→
澱粉−O−CH2−CH(OH)−CH2N+(CH3)3Cl-+NaCl+H2O
一実施形態では、多くの第4級アンモニウムカチオン澱粉は、変性コーンスターチを様々な量のN−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド及び触媒としての水酸化ナトリウムと反応させることにより製造できる。これらの生成物の置換度(DS)を理論的に計算すると0.1〜0.45の範囲であることがわかる。置換度は無水グルコース単位当たりの第4級アンモニウム置換基のモル数、本例では下記単位のモル数と定義される。
澱粉−O−CH2−CH(OH)−CH2N+(CH3)3Cl-+NaCl+H2O
一実施形態では、多くの第4級アンモニウムカチオン澱粉は、変性コーンスターチを様々な量のN−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド及び触媒としての水酸化ナトリウムと反応させることにより製造できる。これらの生成物の置換度(DS)を理論的に計算すると0.1〜0.45の範囲であることがわかる。置換度は無水グルコース単位当たりの第4級アンモニウム置換基のモル数、本例では下記単位のモル数と定義される。
本発明の別の観点では、処理組成物は第4級アンモニウム澱粉/ガム混合物、即ちブレンド(CQS&G)であり、この処理組成物を混合液に添加する。CQS&Gブレンドは米国特許第5248449号に記載されている。これらブレンドは、主に3つの成分、即ち1)上記の第4級アンモニウム塩、2)上記の澱粉部分及び3)ガム成分からなる。一般に、CQS&Gブレンドは、澱粉と天然ガムの混合物を第4級アンモニウム化合物とpH約12〜13の範囲でアルカリ触媒の存在下で反応させることにより製造される。CQS&Gブレンドの1例はKlaraid PC2716という商品名でGE社から市販されている。これは11.2重量%の酸加水分解澱粉/ガム混合物及び13.9重量%の3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドの縮合物である。澱粉:グアーガムの重量比は約6.6:1である。
一実施形態では、カチオン第4級アンモニウム澱粉とガムとの組合せは、0.7〜3重量%、好ましくは1.0〜2.1重量%のガム、7〜30%、好ましくは12〜16重量%の澱粉及びカチオン電荷が約0.2〜2.0ミリ当量/gの範囲になるのを確実にするのに十分な量の第4級化合物を含有し、この目的を達成する第4級化合物の量は通常、2〜50重量%、好ましくは7〜33重量%である。
本発明で用いるのに適当な天然ガムとしては、カルボキシルメチルセルロース、グアー、ローカストビーン、カラヤ、アルギン酸エステル又は塩、例えばアルギン酸プロピレングリコールエステル及びアルギン酸ナトリウム、キサンタンガムなどが挙げられ、好ましくはグア−、カルボキシルメチルセルロース又はアルギン酸ガムである。
本発明のカチオン第4級アンモニウム変性澱粉−ガム組成物を製造する合成反応は通常、澱粉及びガム分子のヒドロキシル基を第4級アンモニウム反応物質の反応性Y基と反応させる工程を伴う。したがって、例えば、ガムがグアーガムであり、第4級アンモニウム化合物がN−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドであり、アルカリが水酸化ナトリウムである典型的な場合、反応は簡略化すると下記のように示すことができる。
典型的なCQS&Gブレンドは、0.1〜1.8、好ましくは0.2〜1.2の範囲の置換度(DOS)をもつ。置換度は澱粉及びガムが与える無水グルコース単位当たりの第4級アンモニウム置換基のモル数として定義される。
CQS&G処理組成物のグアーガム及び澱粉成分の配合例は、コーンスターチ:ガム(グアーガム)の重量比が約5〜15澱粉:1ガムである。ガム及び澱粉の重量の範囲の例は、0.7〜3%のガム及び7〜約30重量%の澱粉である。ブレンドの粘度は、好ましくは約10000cpsを超えない。使用できる投入量に関しては、CQS及びCQS&Gブレンドはそれぞれ、混合液中の処理組成物が約5〜約1000ppmとなる量で添加することができる。
一実施形態では、膜バイオリアクター(MBR)システム中の混合液を調整する方法は、有効量のCQS又はCQS&Gブレンドのどちらかを含有する処理組成物を混合液に添加する工程を含む。別の実施形態では、MBRシステムの流量を向上する方法は、有効量のCQS又はCQS&GブレンドをMBRの混合液に添加する工程を含む。
本発明の処理組成物、即ちCQS又はCQS&Gを用いて、MBRシステムのバイオマス又は活性汚泥を調整することができ、有効量の処理組成物を添加することによって汚泥の濾過特性を著しく向上できる。一実施形態では、有効量の処理組成物をMBRの混合液又は活性汚泥に添加することによって、汚泥濾過性を大幅に向上し、その結果、最大流量の処理に関連するMBRへのリスクを低減し、膜の清浄化要求を低減でき、かくしてMBRシステムを高流量に設計することができる。別の実施形態では、有効量の処理組成物を添加することによってMBRシステムでの混合液の濾過性の向上を可能にする。他の実施形態では、有効量の処理組成物を添加することによって汚泥の濾過特性を向上する。
本発明の処理組成物は、システムにそのまま或いは溶液状態で、連続的或いは断続的に添加できる。処理組成物は、膜表面で活性汚泥と直接接触させて添加すべきではなく、膜表面の上流に添加して活性汚泥との完全な混合を確実にするべきである。有効量の処理組成物をMBRシステムの活性汚泥に添加する。一実施形態では、処理組成物を混合液と完全に混合した後、それを膜表面と直接接触させる。別の実施形態では、ポンプ場、曝気ノズル又は汚泥又は混合液再循環パイプの近くの、十分な時間混合が起こるMBRの区域に処理組成物を供給することにより、混合を達成する。
処理組成物の有効量はMBRシステムの混合液の濾過性に依存する。混合液の特性、例えば混合液浮遊物質(MLSS)濃度、粘度、細胞外高分子物質(EPS)、フロック寸法及びコロイド状及び溶解性有機物質のすべてが膜濾過性に影響を与えることがある。一実施形態では、処理組成物の有効量は、MBR中で活性な処理組成物が約5〜約1000ppmとなる量である。
典型的なMBRユニットでは、流入汚水をバイオリアクター槽内にポンプ移送するか、自然流入させ、そこで、汚水中の有機物質を生物分解する微生物と汚水を接触させる。送風機などの曝気手段により酸素をバイオマスに供給する。バイオリアクター中の得られた混合液は、加圧下で膜を通して濾過させるか、真空に引いて膜を通過させる。膜は、バイオリアクター槽に浸漬させておく、或いは汚水をバイオリアクター槽から連続的にポンプ移送させる独立した膜槽に設けることができる。浄化後の水はシステムから排出され、過剰な活性汚泥はバイオリアクター槽から汚泥保持槽にポンプ移送して一定の汚泥齢(SRT)を維持する。濾過膜は、逆流洗浄、化学洗浄又はその両方によって定期的に清浄化される。
MBRは様々な方式で構成できる。図1を参照すると、汚水10は多くの場合前処理して粗い固形物、浮遊物質及び種々の繊維材料を除去した後、MBRシステムに入れる。MBRシステムは無酸素槽20、好気性槽30及び膜槽40からなることができる。膜濾液50は、活性汚泥と分離され、膜槽40から出る。膜槽40からの活性汚泥は、無酸素槽へ再循環60されるか、或いは好気性槽へ再循環70される。膜槽40からの活性汚泥の一部80は、MBR中での適切な汚泥滞留時間(SRT:sludge retention time)を維持するために抜き取って処分する。本発明の処理組成物は、流入汚水10、無酸素槽20、好気性槽30又は膜槽40に添加できる。
MBRシステムは、以下の種類のリアクター、即ち嫌気性リアクター、無酸素リアクター及び好気性リアクターの2つ以上の組合せから構成できる。簡易MBRシステムはたった1つの好気性槽から構成でき、膜モジュールが好気性槽中に浸漬されている。或いは、膜バイオリアクターは、1つ又は2つ以上の好気性リアクター、1つ又は2つ以上の嫌気性消化装置又は1つ又は2つ以上の嫌気性消化装置と1つ又は2つ以上の好気性リアクターとの組合せを有する。MBRシステムは生物学的汚水処理及び膜濾過を組み合わせる。膜流量を増加するとき、本発明をすべてのMBRシステムに適用する。
MBRユニットに用いる膜には、限外、精密及びナノ濾過、内及び外表面、中空糸、円筒及び平面状、有機物、金属、セラミックなどがあるが、これらに限らない。商業用途の膜には、限外濾過フィルターの外表面をもつ中空糸、平板状(積層状)精密濾過フィルター及び精密濾過フィルターの外表面をもつ中空糸があるが、これらに限らない。
膜材料としては、塩素化ポリエチレン(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリビニルアルコール(PVA)、酢酸セルロース(CA)、再生セルロース(RC)及び無機物が挙げられるが、これらに限らない。
有効量の処理組成物を添加することによって、MBRシステムでの混合液濾過性を向上することが可能である。さらに、有効量の処理組成物を添加することによって、汚泥の濾過特性を向上する。有効量の処理組成物を添加することによって、汚泥濾過性を大幅に向上し、最大流量の処理に関連するMBRへのリスクを低減し、膜の清浄化要求を低減することができ、かくしてMBRシステムを高流量に設計することを可能にする。
以下に実施例を参照にして、本発明をさらに説明するが、これらの実施例は例示のためだけのものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
実施例1
実施例1〜2で試験した混合液試料は自治体の汚水処理場から採取した。試料は、MLSS濃度が10g/Lを超える活性汚泥再循環ラインから採取した。
実施例1〜2で試験した混合液試料は自治体の汚水処理場から採取した。試料は、MLSS濃度が10g/Lを超える活性汚泥再循環ラインから採取した。
各試験試料及び対照試料に対してJar Tester(登録商標、Phipps&Bird社)で標準ジャーテストを行って適切な混合を確実にした。混合液からの4つの500mlアリコートを4つのジャーに入れた。本発明の処理添加剤である、ポリマーAを各試料に素早く表1に示す量添加した。処理添加剤を添加せずに500mlの混合液を対照ジャーに入れることによって対照試料も準備した。すべての試料を200rpmで30秒間高速で攪拌し、その後、50rpmの遅い攪拌速度で15分間攪拌して試料を完全に混合した。
各試料(対照ジャーも含む)について混合液の濾過性を濾過時間(TTF:Time-to-Filter)試験法によって評価した。TTF試験法は標準法(Method#2710H、APHA、1992)を改変した。9cm濾紙(ワットマンGF/C、カタログNo.1822090)をブフナー漏斗に置き、湿潤させて密着させた。各処理済混合液試料及び対照ジャーから200mlサンプルを別々のブフナー漏斗(上記のように準備した)に加えた。圧力調整器を備えた真空ポンプを用いて51kPa(15インチHg)の真空圧力をかけた。各混合液試料の50ml(即ち、最初の試料体積の25%)を濾過するのに要する時間(25%TTF)及び100ml(即ち、最初の試料体積の50%)を濾過するのに要する時間(50%TTF)をそれぞれ測定した。これを表1に示す。
実施例2
以下の各試験試料及び対照試料に対してJar Tester(登録商標、Phipps&Bird社)で標準ジャーテストを行って適切な混合を確実にした。混合液からの4つの500mlアリコートを4つのジャーに入れた。本発明の処理添加剤であるポリマーBを表2に示すように各試料に添加した。処理添加剤を添加せずに500mlの混合液を対照ジャーに入れることによって対照試料も準備した。すべての試料を30秒間200rpmで高速攪拌し、その後、50rpmの遅い攪拌速度で15分間攪拌して試料を完全に混合した。
以下の各試験試料及び対照試料に対してJar Tester(登録商標、Phipps&Bird社)で標準ジャーテストを行って適切な混合を確実にした。混合液からの4つの500mlアリコートを4つのジャーに入れた。本発明の処理添加剤であるポリマーBを表2に示すように各試料に添加した。処理添加剤を添加せずに500mlの混合液を対照ジャーに入れることによって対照試料も準備した。すべての試料を30秒間200rpmで高速攪拌し、その後、50rpmの遅い攪拌速度で15分間攪拌して試料を完全に混合した。
各試料(対照ジャーも含む)について混合液の濾過性を実施例1で説明したTTF試験法によって評価した。各処理済混合液試料及び対照ジャーから200mlサンプルを別々のブフナー漏斗に加えた。圧力調整器を備えた真空ポンプを用いて51kPa(15インチHg)の真空圧力をかけた。各混合液試料の50ml(即ち、最初の試料体積の25%)を濾過するのに要する時間(25%TTF)を測定した。これを表2に示す。
ポリマーA(カチオン第4級アンモニウム変性澱粉ポリマー)は、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドとMelogelコーンスターチとの反応によって製造される。コーンスターチは約13.9重量%の量で存在し、生成物は約31重量%の活性成分を含有する。GE社からKlaraid PC2710として入手可能である。第4級アンモニウムは約18.2重量%の量で存在する。
ポリマーB(カチオン第4級アンモニウム変性酸加水分解澱粉ポリマー)は、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリドと加水分解澱粉の反応によって製造される。酸加水分解澱粉は約16.6%の量で存在し、生成物は約27重量%の活性成分を含有する。GE社からKlaraid PC2710として入手可能である。第4級アンモニウムは約5.4重量%の量で存在する。
以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明の要旨から逸脱することなく、当業者によるこれらの実施形態への種々の改変や置換が可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態だけでなく、本発明は特許請求の範囲に入る全ての実施形態を包含する。
Claims (18)
- 膜バイオリアクター(MBR)システムで混合液を処理する方法であって、1)水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉及び2)水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドから選択される成分を含有する処理組成物の有効量を混合液に添加する工程を含む方法。
- 処理組成物中に水溶性カチオン澱粉が存在し、水溶性カチオン澱粉が以下の式のものであり、処理組成物中の澱粉濃度が7〜30重量%の範囲である、請求項1記載の方法。
- 澱粉がトウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、サゴ、小麦、ワキシーメイズ、穀物ソルガム、穀物澱粉及びデキストリンからなる群から選択される、請求項2記載の方法。
- 処理組成物の置換度が0.2〜1.2の範囲である、請求項2記載の方法。
- 処理組成物の置換度が0.1〜1.8の範囲である、請求項2記載の方法。
- 水溶性第4級アンモニウム澱粉を前記混合液と混合した後に膜表面と直接接触させる、請求項2記載の方法。
- 水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉を激しい混合が起こるMBRの区域に供給することにより混合を実現する、請求項6記載の方法。
- 水溶性カチオン第4級アンモニウム澱粉を十分な時間混合が起こるMBRの区域に供給することにより混合を実現する、請求項6記載の方法。
- 処理組成物が約5ppm〜約1000ppmの量で前記混合液に供給される、請求項1記載の方法。
- 処理組成物中に水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドが存在し、カチオンアンモニウム変性澱粉が次式のものであり、
- ガムが、グアー、カルボキシルメチルセルロース、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ローカストビーン、カラヤ、アルギン酸ナトリウム及びキサンタンからなる群から選択される、請求項10記載の方法。
- 澱粉が、トウモロコシ、ジャガイモ、タピオカ、サゴ、米、小麦、ワキシーメイズ、穀物ソルガム、穀物澱粉及びデキストリンからなる群から選択される、請求項10記載の方法。
- 処理組成物の置換度が0.2〜1.2の範囲である、請求項10記載の方法。
- 処理組成物の置換度が0.1〜1.8の範囲である、請求項10記載の方法。
- 処理組成物中のガムの濃度が1.0〜2.1重量%の範囲であり、澱粉の濃度が12〜16重量%の範囲である、請求項10記載の方法。
- 水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドを前記混合液と混合した後に膜表面と直接接触させる、請求項10記載の方法。
- 水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドを激しい混合が起こるMBRの区域に供給することにより混合を実現する、請求項16記載の方法。
- 水溶性第4級アンモニウム澱粉/ガムブレンドを十分な時間混合が起こるMBRの区域に供給することにより混合を実現する、請求項16記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2010/000410 WO2011120192A1 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Methods of conditioning mixed liquor using water soluble quaternary ammonium starches |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013523425A true JP2013523425A (ja) | 2013-06-17 |
Family
ID=44711280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013501583A Pending JP2013523425A (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 水溶性第4級アンモニウム澱粉を用いる混合液の調整方法 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8778185B2 (ja) |
EP (1) | EP2552837B1 (ja) |
JP (1) | JP2013523425A (ja) |
CN (1) | CN102892715A (ja) |
AU (1) | AU2010350184B2 (ja) |
BR (1) | BR112012024640A2 (ja) |
CL (1) | CL2012002651A1 (ja) |
ES (1) | ES2635129T3 (ja) |
HU (1) | HUE034388T2 (ja) |
PT (1) | PT2552837T (ja) |
TW (1) | TWI582049B (ja) |
WO (1) | WO2011120192A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107530636A (zh) * | 2015-03-31 | 2018-01-02 | 水技术国际有限责任公司 | 用于处理废水的增强膜生物反应器方法 |
NL2019171B1 (en) * | 2017-07-04 | 2019-01-14 | Stichting Wetsus European Centre Of Excellence For Sustainable Water Tech | Method and system for production of natural polyelectrolytes such as microbial extracellular polymeric substances |
WO2023085942A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Van Opdorp Robert Martinus | Membrane bioreactor, method of operating a membrane bioreactor, and use of a membrane bioreactor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0938415A (ja) * | 1995-07-25 | 1997-02-10 | Kurita Water Ind Ltd | 泥水用凝集剤 |
JPH1076277A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Lion Corp | 水処理用薬剤組成物およびそれを用いた水処理方法 |
JP2010503527A (ja) * | 2006-09-13 | 2010-02-04 | ナルコ カンパニー | 膜バイオリアクタ性能の改善方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3606731A (en) * | 1969-11-20 | 1971-09-21 | Texaco Inc | Water treating process |
US4088600A (en) | 1976-11-30 | 1978-05-09 | Chemed Corporation | Demulsification using cationic starches of the quaternary ammonium type |
US5248449A (en) * | 1990-03-27 | 1993-09-28 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Emulsion breaking using cationic quaternary ammonium starch/gums |
US20040168980A1 (en) * | 2002-01-04 | 2004-09-02 | Musale Deepak A. | Combination polymer treatment for flux enhancement in MBR |
US6723245B1 (en) | 2002-01-04 | 2004-04-20 | Nalco Company | Method of using water soluble cationic polymers in membrane biological reactors |
US6872312B1 (en) | 2003-01-15 | 2005-03-29 | Nalco Company | Method of using high molecular weight water soluble polymers in membrane bioreactor systems |
CN1253388C (zh) * | 2004-05-12 | 2006-04-26 | 东华大学 | 一种污染流体的处理方法及其设备 |
US8017014B2 (en) | 2005-06-01 | 2011-09-13 | Nalco Company | Method for improving flux in a membrane bioreactor |
WO2007006153A1 (en) | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Zenon Technology Partnership | Process control for an immersed membrane system |
CN1990392B (zh) | 2005-12-07 | 2011-04-06 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 一种高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂及其合成方法 |
US8231013B2 (en) * | 2006-12-05 | 2012-07-31 | The Research Foundation Of State University Of New York | Articles comprising a fibrous support |
EP2150356A4 (en) * | 2007-05-26 | 2012-05-30 | Stonybrook Water Purification | HIGH FLOW FLUID SEPARATION MEMBRANES COMPRISING A CELLULOSE LAYER OR CELLULOSE DERIVATIVE |
US7611632B1 (en) * | 2008-11-07 | 2009-11-03 | General Electric Company | Method of conditioning mixed liquor using a tannin containing polymer |
US9174883B2 (en) * | 2009-04-16 | 2015-11-03 | Feed Resource Recovery, Inc. | Waste recovery, conversion, and utilization |
-
2010
- 2010-03-31 WO PCT/CN2010/000410 patent/WO2011120192A1/en active Application Filing
- 2010-03-31 JP JP2013501583A patent/JP2013523425A/ja active Pending
- 2010-03-31 US US12/935,175 patent/US8778185B2/en active Active
- 2010-03-31 ES ES10848654.9T patent/ES2635129T3/es active Active
- 2010-03-31 HU HUE10848654A patent/HUE034388T2/hu unknown
- 2010-03-31 EP EP10848654.9A patent/EP2552837B1/en active Active
- 2010-03-31 BR BR112012024640A patent/BR112012024640A2/pt active Search and Examination
- 2010-03-31 CN CN2010800659682A patent/CN102892715A/zh active Pending
- 2010-03-31 AU AU2010350184A patent/AU2010350184B2/en active Active
- 2010-03-31 PT PT108486549T patent/PT2552837T/pt unknown
-
2011
- 2011-03-31 TW TW100111429A patent/TWI582049B/zh active
-
2012
- 2012-09-25 CL CL2012002651A patent/CL2012002651A1/es unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0938415A (ja) * | 1995-07-25 | 1997-02-10 | Kurita Water Ind Ltd | 泥水用凝集剤 |
JPH1076277A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Lion Corp | 水処理用薬剤組成物およびそれを用いた水処理方法 |
JP2010503527A (ja) * | 2006-09-13 | 2010-02-04 | ナルコ カンパニー | 膜バイオリアクタ性能の改善方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2635129T3 (es) | 2017-10-02 |
CL2012002651A1 (es) | 2013-02-22 |
TWI582049B (zh) | 2017-05-11 |
EP2552837A1 (en) | 2013-02-06 |
EP2552837B1 (en) | 2017-06-21 |
AU2010350184A1 (en) | 2012-10-25 |
US8778185B2 (en) | 2014-07-15 |
PT2552837T (pt) | 2017-08-18 |
WO2011120192A8 (en) | 2012-11-01 |
US20130037483A1 (en) | 2013-02-14 |
EP2552837A4 (en) | 2013-09-25 |
CN102892715A (zh) | 2013-01-23 |
BR112012024640A2 (pt) | 2016-06-07 |
WO2011120192A1 (en) | 2011-10-06 |
HUE034388T2 (hu) | 2018-02-28 |
AU2010350184B2 (en) | 2016-04-28 |
TW201202148A (en) | 2012-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lin et al. | A review on anaerobic membrane bioreactors: applications, membrane fouling and future perspectives | |
Deng et al. | Effects of hydraulic retention time and bioflocculant addition on membrane fouling in a sponge-submerged membrane bioreactor | |
AU2009243029B2 (en) | Method of conditioning a mixed liquor containing nonionic polysaccharides and/or nonionic organic molecules | |
SK288076B6 (sk) | Method of using water soluble polymers in a membrane biological reactor | |
WO2010053826A2 (en) | Method of conditioning mixed liquor using a tannin contaning polymer | |
Díaz et al. | Effect of sludge characteristics on membrane fouling during start-up of a tertiary submerged membrane bioreactor | |
JP6326425B2 (ja) | 水を飲用にするプロセス | |
Truong et al. | Integration of aerobic granular sludge and membrane filtration for tapioca processing wastewater treatment: fouling mechanism and granular stability | |
JP2013523425A (ja) | 水溶性第4級アンモニウム澱粉を用いる混合液の調整方法 | |
Bokhary et al. | Anaerobic membrane bioreactors: Basic process design and operation | |
WO2011039832A1 (ja) | 有機性排水の処理方法及び処理装置 | |
JP2014008431A (ja) | 有機性排水の嫌気性消化処理方法及び装置 | |
CN103717538B (zh) | 可饮用化方法 | |
JP5466864B2 (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
WO2015002121A1 (ja) | 汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置 | |
Delgado et al. | Submerged Membrane Bioreactor at Substrate‐Limited Conditions: Activity and Biomass Characteristics | |
JP2012206043A (ja) | 有機性排水の処理装置 | |
JP2012206065A (ja) | 汚泥性状の改善方法及び有機性排水の処理方法 | |
JP4911730B2 (ja) | 有機性廃水の処理方法 | |
Remy et al. | EFFECT OF LOW DOSAGES OF POWDERED ACTIVATED CARBON ON MBR PERFORMANCE | |
KR20130126640A (ko) | 막 생물 반응기 시스템의 개선 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140527 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141028 |