JP6142574B2 - 膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法 - Google Patents
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Description
本発明は膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法に関する。
近年、水質向上、水の再利用のし易さ、余剰汚泥発生量の低減化、水リサイクルの必要性などの観点から、都市下水や食品、化学、電気電子などの工場で発生する廃水の処理法として膜分離活性汚泥法が普及しつつある。ここで、膜分離活性汚泥法とは、活性汚泥法において最終沈殿槽を設けず精密膜あるいは限外濾過膜等の分離膜により固液分離を行う方法である。
しかしながら、膜分離活性汚泥法においては、活性汚泥処理した処理水に膜閉塞を発生させる物質が含まれていると、分離膜の細孔を閉塞させ、分離膜を目詰まりさせて、膜間差圧を上昇させることがあった。
世界的に水の需要が増しており、再生水の必要性が一層高まり、低コストで維持管理が容易で効率的な水処理方法の開発が求められている。
しかしながら、膜分離活性汚泥法においては、活性汚泥処理した処理水に膜閉塞を発生させる物質が含まれていると、分離膜の細孔を閉塞させ、分離膜を目詰まりさせて、膜間差圧を上昇させることがあった。
世界的に水の需要が増しており、再生水の必要性が一層高まり、低コストで維持管理が容易で効率的な水処理方法の開発が求められている。
そこで、膜間差圧の上昇の抑制策として、種々の方法が開示されている。
例えば、膜分離活性汚泥装置の分離膜面上の流れに凝集剤を未反応で新鮮な状態でかつ高濃度に存在させる方法がある（特許文献１）。
また、水溶性重合体からなる高分子凝集剤や塩化第二鉄、硫酸バンドなどからなる無機凝集剤に活性炭を併用して膜分離活性汚泥装置に添加する方法（特許文献２）、制御装置を用いてアルミニウム系の無機凝集剤を膜分離活性汚泥装置に添加して膜間差圧の上昇を抑制する方法（特許文献３）もある。
例えば、膜分離活性汚泥装置の分離膜面上の流れに凝集剤を未反応で新鮮な状態でかつ高濃度に存在させる方法がある（特許文献１）。
また、水溶性重合体からなる高分子凝集剤や塩化第二鉄、硫酸バンドなどからなる無機凝集剤に活性炭を併用して膜分離活性汚泥装置に添加する方法（特許文献２）、制御装置を用いてアルミニウム系の無機凝集剤を膜分離活性汚泥装置に添加して膜間差圧の上昇を抑制する方法（特許文献３）もある。
しかしながら、特許文献１は注入方法については記載されているが、水溶性重合体の添加量については、具体的に記載されていない。また、特許文献２に記載の方法は、水溶性重合体の添加量をリン濃度で決定する方法が開示されているが、リンが含まれていない膜分離活性汚泥に対しては、適用出来ない。さらに、特許文献２および３に記載の方法では、無機凝集剤を添加によりスラッジ増加の問題があった。そこで、本発明者らは検討を重ねた結果、膜間差圧の上昇の抑制が、水溶性重合体を添加する際の膜の状態および活性汚泥と水溶性重合体の反応性に影響を受けることを見出し、本方法を発明するに到った。
本発明の目的は、膜分離活性汚泥装置において、活性汚泥処理がなされた処理水への水溶性重合体の添加方法を改良し、膜間差圧の上昇を安定的に抑制する方法を提供することにある。
本発明の目的は、膜分離活性汚泥装置において、活性汚泥処理がなされた処理水への水溶性重合体の添加方法を改良し、膜間差圧の上昇を安定的に抑制する方法を提供することにある。
すなわち、本発明は次のとおりである。
［１］被処理水を導入し該被処理水の有機物を活性汚泥と共に曝気処理し、凝集剤の添加された活性汚泥混合液を分離膜で固液分離する機能を備えた膜分離活性汚泥装置において、吸引ポンプによって分離膜に与えられる膜間差圧の上昇を抑制する方法であって、未使用の分離膜および洗浄により未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の分離膜を用い、分離膜で分離される以下の測定方法で求められる濃縮スラッジの変形率が３０％以下となるようにカチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方の水溶性重合体を膜分離活性汚泥装置に７０〜１００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする、膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法。
＜濃縮スラッジの変形率の測定方法＞
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
［１］被処理水を導入し該被処理水の有機物を活性汚泥と共に曝気処理し、凝集剤の添加された活性汚泥混合液を分離膜で固液分離する機能を備えた膜分離活性汚泥装置において、吸引ポンプによって分離膜に与えられる膜間差圧の上昇を抑制する方法であって、未使用の分離膜および洗浄により未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の分離膜を用い、分離膜で分離される以下の測定方法で求められる濃縮スラッジの変形率が３０％以下となるようにカチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方の水溶性重合体を膜分離活性汚泥装置に７０〜１００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする、膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法。
＜濃縮スラッジの変形率の測定方法＞
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
[２］前記カチオン性重合体が、下記一般式（１）及びまたは下記一般式（２）で表されるアミジン構造単位を有するカチオン性重合体であることを特徴とする上記１に記載の方法。
［一般式（１）、（２）中、Ｒ１〜Ｒ４は各々独立して水素原子またはメチル基である。Ｘ−、Ｙ−は各々陰イオンである。］
本発明の水溶性重合体の添加方法によれば、水溶性重合体の添加量を簡便に決定でき、安定的に膜間差圧の上昇を抑制できる。
以下に、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の範囲はそれらに限定されるものではない。
本発明において膜分離活性汚泥装置とは、活性汚泥法において最終沈殿槽を設けず精密膜等の分離膜により固液分離を行う装置を指す。すなわち、活性汚泥を含む曝気槽に原水を供給し、曝気により原水を生物処理し、得られた処理水を、分離膜に通しながら引き抜いて固液分離する装置である。
本発明は、被処理水を導入し該被処理水の有機物を活性汚泥と共に曝気処理し、凝集剤の添加された活性汚泥混合液を分離膜で固液分離する機能を備えた膜分離活性汚泥装置において、吸引ポンプによって分離膜に与えられる膜間差圧の上昇を抑制する方法である。膜分離活性汚泥装置としては、上記の機能を備えている限り特に限定されず、前記先行文献に記載された膜分離活性汚泥装置などを使用することが出来る。曝気槽以外に、他の生物処理槽、例えば、別の曝気槽、嫌気槽、無酸素槽、好気処理槽などが独立に設けられても構わない。
膜分離活性汚泥装置において使用される分離膜は、精密ろ過膜、限外ろ過膜等で挙げられるが、高い透過流速が得られる点では、精密ろ過膜が好ましい。
分離膜の形状は、平膜、管状膜あるいは中空糸膜などいずれの形でも構わない。材質は、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリスルフォン系、ポリフッ化ビニリデン系等の各種材料からなるものが使用できる。
処理水の引き抜きは、分離膜の二次側（下流側）をポンプで吸引することによって行われる。引き抜きの際、処理水は分離膜を通過するが、フロック等の粒状物は通過しにくくなっている。そのため、処理水の引き抜きによって固液分離できるようになっている。
分離膜の形状は、平膜、管状膜あるいは中空糸膜などいずれの形でも構わない。材質は、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート系、ポリスルフォン系、ポリフッ化ビニリデン系等の各種材料からなるものが使用できる。
処理水の引き抜きは、分離膜の二次側（下流側）をポンプで吸引することによって行われる。引き抜きの際、処理水は分離膜を通過するが、フロック等の粒状物は通過しにくくなっている。そのため、処理水の引き抜きによって固液分離できるようになっている。
膜分離活性汚泥法では、曝気槽にて原水を活性汚泥処理している最中に、処理水を分離膜に通して引き抜く。処理水の引き抜き速度は、処理水によっても異なるが、概ね０．１〜１．５ｍ／日である。
原水または活性汚泥には、膜閉塞を発生させる物質（以下、「膜閉塞原因物質」という。）が含まれる。膜閉塞原因物質の具体例としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等の無機塩類、シリカ、水酸化鉄等の無機性コロイドのほか、糖、蛋白質等の有機性コロイド、溶解性有機物質、付着性微生物、懸濁物質等が挙げられる。
膜閉塞原因物質による膜閉塞によって引き抜き速度を高められず、０．１〜１．０ｍ／日となる場合には、本発明による膜閉塞の抑制効果は顕著となる。
膜閉塞原因物質による膜閉塞によって引き抜き速度を高められず、０．１〜１．０ｍ／日となる場合には、本発明による膜閉塞の抑制効果は顕著となる。
曝気槽に添加する「水溶性重合体」としては、カチオン性重合体、両性重合体よりなる群から選ばれる１種または２種以上が挙げられる。
「カチオン性重合体」とは、カチオン性単量体単位を有する重合体のことであり、カチオン性単量体単位のみであってもよいし、ノニオン性単量体単位を有してもよい。また、「カチオン性重合体」は、上記一般式（１）及びまたは上記一般式（２）で表されるアミジン構造単位を有するカチオン性重合体であってもよい。
「両性重合体」とは、カチオン性単量体単位およびアニオン性単量体単位を有する重合体のことであり、カチオン性単量体単位およびアニオン性単量体単位のみであってもよいし、ノニオン性単量体単位を有してもよい。
「カチオン性重合体」とは、カチオン性単量体単位を有する重合体のことであり、カチオン性単量体単位のみであってもよいし、ノニオン性単量体単位を有してもよい。また、「カチオン性重合体」は、上記一般式（１）及びまたは上記一般式（２）で表されるアミジン構造単位を有するカチオン性重合体であってもよい。
「両性重合体」とは、カチオン性単量体単位およびアニオン性単量体単位を有する重合体のことであり、カチオン性単量体単位およびアニオン性単量体単位のみであってもよいし、ノニオン性単量体単位を有してもよい。
カチオン性単量体単位は、カチオン性単量体に由来する。カチオン性単量体としては、第４級または第３級アンモニウム基含有カチオン性メタクリレート単量体、第４級アンモニウム基含有カチオン性アクリレート単量体、ジアリル第４級アンモニウム単量体などが挙げられる。具体的には、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートなどのメチルクロライド４級塩やベンジルクロライド４級塩、ジアリルジメチルアンモニウムのクロライド塩、ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの硫酸あるいは塩酸塩などが挙げられる。これらは単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
アミジン構造単位を有するカチオン性重合体において、一般式（１）、（２）中、Ｒ１〜Ｒ４は各々独立して水素原子またはメチル基であるが、全てが同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、Ｘ−、Ｙ−は各々独立して陰イオンであるが、全てが同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式（１）及び（２）において、Ｘ−，Ｙ−で表される陰イオンとしては、具体的には、Ｃｌ−、Ｂｒ−、１／２ＳＯ４ ２−、ＣＨ３（ＣＯ）Ｏ−、Ｈ（ＣＯ）Ｏ−などが挙げられる。
また、Ｘ−、Ｙ−は各々独立して陰イオンであるが、全てが同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式（１）及び（２）において、Ｘ−，Ｙ−で表される陰イオンとしては、具体的には、Ｃｌ−、Ｂｒ−、１／２ＳＯ４ ２−、ＣＨ３（ＣＯ）Ｏ−、Ｈ（ＣＯ）Ｏ−などが挙げられる。
ノニオン性単量体単位は、ノニオン性単量体に由来する。ノニオン性単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミドなどが挙げられる。これらは単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
アニオン性単量体単位は、アニオン性単量体に由来する。アニオン性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、２−アクリルアミド−２メチルプロパンスルホン酸、及びそのナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。これらは単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
カチオン性重合体、両性重合体のいずれにおいても、カチオン性単量体単位、ノニオン性単量体単位、アニオン性単量体単位以外のビニル系単量体単位を有してもよい。
カチオン性重合体、両性重合体の製造方法としては、公知の一般的な重合方法により製造することができる。
具体的には、各単量体単位を、重合開始剤の存在下で公知の方法で重合することにより製造することができる。重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸２，２’−アゾビズ−２−アミジノプロパン塩酸塩等のラジカル開始剤が挙げられる。重合方法としては、特に制限されず、水溶液重合、光重合、懸濁重合、エマルション重合等の方法を適用することができる。
カチオン性重合体が、アミジン構造単位を有するカチオン性重合体である場合には、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルカルボン酸アミドと、アクリロニトリルまたはメタアクリロニトリルのニトリル類とを塊状重合、水溶液沈殿重合、懸濁重合、乳化重合等の公知の方法で共重合した後、酸加水分解し、共重合により得られた共重合体中のシアノ基と一級アミノ基とを反応させてアミジン化する方法により製造できる。
具体的には、各単量体単位を、重合開始剤の存在下で公知の方法で重合することにより製造することができる。重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸２，２’−アゾビズ−２−アミジノプロパン塩酸塩等のラジカル開始剤が挙げられる。重合方法としては、特に制限されず、水溶液重合、光重合、懸濁重合、エマルション重合等の方法を適用することができる。
カチオン性重合体が、アミジン構造単位を有するカチオン性重合体である場合には、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルカルボン酸アミドと、アクリロニトリルまたはメタアクリロニトリルのニトリル類とを塊状重合、水溶液沈殿重合、懸濁重合、乳化重合等の公知の方法で共重合した後、酸加水分解し、共重合により得られた共重合体中のシアノ基と一級アミノ基とを反応させてアミジン化する方法により製造できる。
曝気槽に添加する水溶性重合体としては、膜間差圧の上昇をより抑制できる点から、カチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方が好ましい。カチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方が膜間差圧の上昇をより抑制できるのは、膜閉塞原因物質は概ねアニオン性を示すことが多く、カチオン性重合体および両性重合体は膜閉塞原因物質との相互作用が強いためと考えられる。そのため、水溶性重合体のカチオン当量は、高ければより好ましく、少なくとも２ｍｅｑ／ｇ以上ならば効果を発揮しやすい。カチオン性重合体と両性重合体を併用してもその効果は得られ、その添加は、カチオン性重合体と両性重合体を別々に添加する方法や、あるいはあらかじめ両者を混合したものを添加する方法のいずれでも良い。
さらに、カチオン性重合体の中でも、膜閉塞原因物質との相互作用がより強いことから、アミジン構造単位を主成分とするカチオン性重合体が好ましい。アミジン構造は荷電密度が高く疎水的であるため、膜閉塞原因物質や活性汚泥と強固なフロックを形成し、分離膜との相互作用も低くなるため、膜の目詰まりをより防止でき、膜間差圧上昇をより抑制できる。
さらに、カチオン性重合体の中でも、膜閉塞原因物質との相互作用がより強いことから、アミジン構造単位を主成分とするカチオン性重合体が好ましい。アミジン構造は荷電密度が高く疎水的であるため、膜閉塞原因物質や活性汚泥と強固なフロックを形成し、分離膜との相互作用も低くなるため、膜の目詰まりをより防止でき、膜間差圧上昇をより抑制できる。
本発明の特徴は、未使用の分離膜および洗浄により未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の分離膜を用い、分離膜で分離される以下の測定方法で求められる濃縮スラッジの変形率が３０％以下となるようにカチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方の水溶性重合体を膜分離活性汚泥装置に添加する点にある。
＜濃縮スラッジの変形率の測定方法＞
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
濃縮スラッジの変形率の値が低いほど、水溶性重合体により膜閉塞原因物質や活性汚泥と強固なフロックを形成していることを示す。３０％以下であれば、膜閉塞原因物質や活性汚泥と強固なフロックを形成し、汚泥の表面に水溶性重合体が必要十分量吸着されることで、その後の活性汚泥から分泌される膜閉塞原因物質もフロックから液相に放出されにくくなると考えられる。濃縮スラッジの変形率は、水溶性重合体の添加量により調整することができる。濃縮スラッジの変形率が３０％以下となる水溶性重合体の添加量は、水溶性重合体の添加量を変えて濃縮スラッジ変形率を測定し求めることができる。
水溶性重合体を添加する際の形態は、短時間で膜分離活性汚泥と混合できる点では水溶液が好ましい。その水溶液における水溶性重合体濃度は０．０５〜１質量％が好ましい。水溶性重合体濃度が前記下限値以上であれば、供給時間をより短時間にでき、前記上限値以下であれば、均一に混合させることができ、膜への付着をより防止できる。
また、水溶液の形態では、水溶性重合体の溶解性を向上させ、また、水溶液の保存安定性を向上させるために、固体酸を添加しても構わない。固体酸としては、スルファミン酸等が挙げられる。
また、水溶液の形態では、水溶性重合体の溶解性を向上させ、また、水溶液の保存安定性を向上させるために、固体酸を添加しても構わない。固体酸としては、スルファミン酸等が挙げられる。
曝気槽に添加する水溶性重合体としては、膜分離活性汚泥との混合に要する時間および膜閉塞原因物質とのフロック形成のしやすさの点から、０．５％塩粘度は、３〜４０ｍＰａ・ｓが好ましい。水溶性重合体の添加量が前記下限値以上であれば、膜閉塞原因物質と強固なフロックを形成できて、前記上限以下であれば、膜分離活性汚泥と短時間で均一に混合でき、膜間差圧上昇をより抑制できる。
膜閉塞による膜間差圧の上昇は、膜表面または膜孔内に糖、蛋白質等の有機性コロイド、溶解性有機物質などの膜閉塞原因物質が付着し始めることで、そこを起点として他の物質が次々と膜に付着し、膜閉塞が進行することに起因すると考えられる。水溶性重合体の添加によって、このような膜閉塞原因物質を活性汚泥とフロック化し膜と接する液相から除去されるとともに、汚泥の表面に水溶性重合体が必要十分量吸着することで、その後の活性汚泥から分泌される膜閉塞原因物質もフロックから液相に放出されにくくなると考えられる。
膜閉塞原因物質の１つである糖の濃度が汚泥中に１０ｍｇ／Ｌ以上存在すると、膜閉塞が生じやすく、水溶性重合体の添加による抑制効果を発揮しやすい。一方、汚泥中の糖の濃度が前記下限以下であれば、膜閉塞が発生しにくい。
また、膜閉塞原因物質の存在の指標としてろ紙ろ過量が知られている。ろ紙ろ過量とは、５０ｍＬの汚泥をろ過したときに５分間にろ紙を通過するろ過量であり、この値が２０ｍＬ以下では、膜閉塞原因物質による膜閉塞を生じやすく、本方法が効果的である。
一方、ろ過量が前記上限以上であれば、膜閉塞は発生しにくい。
また、膜閉塞が進行した状態で水溶性重合体を添加しても、膜間差圧の上昇は効果的に抑制できない。これは、水溶性重合体により糖、蛋白質等の有機性コロイド、溶解性有機物質などを除去し、また膜閉塞原因物質の放出を抑えても、既に膜表面に形成されている付着物に対するその他の物質の付着は抑制できないためと考えられる。
膜閉塞原因物質の１つである糖の濃度が汚泥中に１０ｍｇ／Ｌ以上存在すると、膜閉塞が生じやすく、水溶性重合体の添加による抑制効果を発揮しやすい。一方、汚泥中の糖の濃度が前記下限以下であれば、膜閉塞が発生しにくい。
また、膜閉塞原因物質の存在の指標としてろ紙ろ過量が知られている。ろ紙ろ過量とは、５０ｍＬの汚泥をろ過したときに５分間にろ紙を通過するろ過量であり、この値が２０ｍＬ以下では、膜閉塞原因物質による膜閉塞を生じやすく、本方法が効果的である。
一方、ろ過量が前記上限以上であれば、膜閉塞は発生しにくい。
また、膜閉塞が進行した状態で水溶性重合体を添加しても、膜間差圧の上昇は効果的に抑制できない。これは、水溶性重合体により糖、蛋白質等の有機性コロイド、溶解性有機物質などを除去し、また膜閉塞原因物質の放出を抑えても、既に膜表面に形成されている付着物に対するその他の物質の付着は抑制できないためと考えられる。
そこで、本発明においては、未使用の膜および洗浄により未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の膜を用いる。
次亜洗浄液を用いて膜を洗浄する際は、一般的に行われているとおり、次亜洗浄液に膜を浸漬後、水ですすぐことで、膜閉塞原因物質を除去できる。
また、活性汚泥処理での曝気量は特に制限されず、原水の流入量、原水中の有機物質含有量、活性汚泥の活性等に応じて適宜選択される。また、曝気量は、水溶性重合体を添加しているときと、添加していないときとで同じであってもよいし、異なってもよい。従来、膜分離活性汚泥装置における曝気量は、膜ケーキ層形成や膜閉塞抑制のために標準活性汚泥法よりも多くしていたが、本発明の水処理方法を適用し、膜洗浄頻度を標準活性汚泥法と同等とするのであれば、曝気量を少なくすることもできる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、下記実施例に限定されるものではない。
＜カチオン当量の測定＞
カチオン性重合体および両性重合体を脱塩水に溶解し、ｐＨ＝３．０において、トルイジンブルーを指示薬として、１／４００規定のＰＶＳＫ（ポリビニル硫酸カリウム）水溶液により滴定した。
カチオン性重合体および両性重合体を脱塩水に溶解し、ｐＨ＝３．０において、トルイジンブルーを指示薬として、１／４００規定のＰＶＳＫ（ポリビニル硫酸カリウム）水溶液により滴定した。
＜０．５％塩粘度の測定＞
カチオン性重合体および両性重合体の２．５ｇを４％ＮａＣｌ水溶液に溶解し、０．５％ポリマー水溶液の５００ｇを調製した。Ｂ型粘度計（東機産業社製）を用い、温度２５℃、回転速度６０ｒｐｍの条件で、前記０．５％ポリマー水溶液の攪拌を開始してから５分後の０．５％塩粘度を測定した。
カチオン性重合体および両性重合体の２．５ｇを４％ＮａＣｌ水溶液に溶解し、０．５％ポリマー水溶液の５００ｇを調製した。Ｂ型粘度計（東機産業社製）を用い、温度２５℃、回転速度６０ｒｐｍの条件で、前記０．５％ポリマー水溶液の攪拌を開始してから５分後の０．５％塩粘度を測定した。
＜カチオン性重合体および両性重合体＞
実施例および比較例では、膜分離活性汚泥に添加する水溶性重合体として、カチオン性重合体または両性重合体を用いた。
また、カチオン性重合体としては、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級塩の単独重合体であるＫＰ２０１Ｇ（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量３．９ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 １６ｍＰａ・ｓ）、または、アミジン重合体を主成分とするＫＰ７０００（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量５．４ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 ７ｍＰａ・ｓ）を用いた。
また、両性重合体としては、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級塩とジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級塩とアクリルアミドとアクリル酸の共重合体であるＫＡ４０５Ｄ（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量２ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 ２５ｍＰａ・ｓ）を用いた。
実施例および比較例では、膜分離活性汚泥に添加する水溶性重合体として、カチオン性重合体または両性重合体を用いた。
また、カチオン性重合体としては、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級塩の単独重合体であるＫＰ２０１Ｇ（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量３．９ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 １６ｍＰａ・ｓ）、または、アミジン重合体を主成分とするＫＰ７０００（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量５．４ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 ７ｍＰａ・ｓ）を用いた。
また、両性重合体としては、ジメチルアミノエチルメタクリレートのメチルクロライド４級塩とジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロライド４級塩とアクリルアミドとアクリル酸の共重合体であるＫＡ４０５Ｄ（ダイヤニトリックス（株）カチオン当量２ｍｅｑ／ｇ ０．５％塩粘度 ２５ｍＰａ・ｓ）を用いた。
＜水溶性重合体の添加による濃縮スラッジ変形率の測定方法＞
以下の試験例（実施例及び比較例）において、水溶性重合体の膜分離活性汚泥に添加量を決めるため、以下の方法により、濃縮スラッジ変形率を測定した。
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
以下の試験例（実施例及び比較例）において、水溶性重合体の膜分離活性汚泥に添加量を決めるため、以下の方法により、濃縮スラッジ変形率を測定した。
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００
＜水溶性重合体の添加による膜間差圧上昇抑制効果の評価＞
以下の試験例（実施例及び比較例）において、水溶性重合体の添加による膜間差圧上昇抑制効果の評価は、膜分離活性汚泥装置において一定の通水量で膜濾過した際の膜間差圧上昇速度を計測することにより行った。その結果を表１、２、３および４にそれぞれ示す。
以下の試験例（実施例及び比較例）において、水溶性重合体の添加による膜間差圧上昇抑制効果の評価は、膜分離活性汚泥装置において一定の通水量で膜濾過した際の膜間差圧上昇速度を計測することにより行った。その結果を表１、２、３および４にそれぞれ示す。
＜糖濃度の測定＞
糖濃度とは、水に溶存、またはコロイド状で存在する多糖類濃度を示すものであり、紫外可視分光光度計（島津サイエンス（株）製 ＵＶ−３１００）により４９０ｎｍ付近の吸光度を測定し、標準液による検量線から算出した。
汚泥中の糖濃度の測定は、次のように実施した。すなわち、採取した汚泥を孔径０．４５μｍのシリンジフィルター（Ｗｈａｔｍａｎ（社）製 ２５ｍｍＧＤ／Ｘ Ｓｔｅｒｉｌｅ Ｓｙｒｉｎｇｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ）によりフィルターろ過して得られた処理液について、全糖濃度の測定を常法；フェノール硫酸法［Ｈｏｄｇｅ，Ｊ．Ｅ．ａｎｄ Ｈｏｆｒｅｉｔｅｒ，Ｂ．Ｔ．， Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１，３３８（１９６２）］に準じて実施した。
糖濃度とは、水に溶存、またはコロイド状で存在する多糖類濃度を示すものであり、紫外可視分光光度計（島津サイエンス（株）製 ＵＶ−３１００）により４９０ｎｍ付近の吸光度を測定し、標準液による検量線から算出した。
汚泥中の糖濃度の測定は、次のように実施した。すなわち、採取した汚泥を孔径０．４５μｍのシリンジフィルター（Ｗｈａｔｍａｎ（社）製 ２５ｍｍＧＤ／Ｘ Ｓｔｅｒｉｌｅ Ｓｙｒｉｎｇｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ）によりフィルターろ過して得られた処理液について、全糖濃度の測定を常法；フェノール硫酸法［Ｈｏｄｇｅ，Ｊ．Ｅ．ａｎｄ Ｈｏｆｒｅｉｔｅｒ，Ｂ．Ｔ．， Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１，３３８（１９６２）］に準じて実施した。
＜ろ紙ろ過量の測定＞
ろ紙ろ過量とは、径１８５ｍｍの５Ｃろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）を１６折りとし、漏斗に入れて５０ｍｌメスシリンダーに装着した後、ろ過流束低下原因物質除去後の汚泥５０ｍｌを流し入れ、５分後のろ過量を測定した。
ろ紙ろ過量とは、径１８５ｍｍの５Ｃろ紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）を１６折りとし、漏斗に入れて５０ｍｌメスシリンダーに装着した後、ろ過流束低下原因物質除去後の汚泥５０ｍｌを流し入れ、５分後のろ過量を測定した。
＜膜の次亜塩素酸洗浄と洗浄完了の確認＞
使用後に取り出した膜を濃度０．３％となるよう調整した次亜塩素酸水１Ｌに２０時間浸漬した後、膜を取り出して、これを水道水ですすいだ。すすぎ終わった膜を未使用品の膜を同じ流速で処理水を引抜いた際に、未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の膜間差圧の範囲となることを確認して、膜の洗浄完了を判断し未閉塞の膜とした。なお、未使用品の膜間差圧は２．０ｋＰａであった。
使用後に取り出した膜を濃度０．３％となるよう調整した次亜塩素酸水１Ｌに２０時間浸漬した後、膜を取り出して、これを水道水ですすいだ。すすぎ終わった膜を未使用品の膜を同じ流速で処理水を引抜いた際に、未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の膜間差圧の範囲となることを確認して、膜の洗浄完了を判断し未閉塞の膜とした。なお、未使用品の膜間差圧は２．０ｋＰａであった。
＜実施例１＞
中空糸精密ろ過膜（三菱レイヨン（株）製、ポリフッ化ビニリデン製「ＳＡＤＦ膜」）を幅０．０８８ｍに１９本均等に配置し、該中空糸精密ろ過膜の両端を環状支持体に接続した未閉塞の膜モジュール（有効膜長さ０．０７７ｍ、膜面積０．００１２ｍ２）を用意した。その膜モジュールを、膜長さ方向が鉛直方向に沿うように、曝気槽（横幅０．２ｍ、奥行き０．１ｍ、高さ０．３５ｍ）の内部の、散気管の上方に設置して、膜分離活性汚泥装置とした。
ＭＬＳＳが５０００ｍｇ／Ｌ、糖濃度１０ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が１０ｍＬ／５分のＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．２ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。それぞれの時点での測定は、圧力センサ（（株）キーエンス製、ＡＰ−１０Ｓ（達成圧型））を用いて計測し、各１日での差圧上昇値を２４時間で除した値を膜間差圧上昇速度として求めた。
中空糸精密ろ過膜（三菱レイヨン（株）製、ポリフッ化ビニリデン製「ＳＡＤＦ膜」）を幅０．０８８ｍに１９本均等に配置し、該中空糸精密ろ過膜の両端を環状支持体に接続した未閉塞の膜モジュール（有効膜長さ０．０７７ｍ、膜面積０．００１２ｍ２）を用意した。その膜モジュールを、膜長さ方向が鉛直方向に沿うように、曝気槽（横幅０．２ｍ、奥行き０．１ｍ、高さ０．３５ｍ）の内部の、散気管の上方に設置して、膜分離活性汚泥装置とした。
ＭＬＳＳが５０００ｍｇ／Ｌ、糖濃度１０ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が１０ｍＬ／５分のＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．２ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。それぞれの時点での測定は、圧力センサ（（株）キーエンス製、ＡＰ−１０Ｓ（達成圧型））を用いて計測し、各１日での差圧上昇値を２４時間で除した値を膜間差圧上昇速度として求めた。
＜実施例２＞
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり７０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり７０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
＜比較例１＞
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり４０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率４０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり４０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率４０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
＜比較例２＞
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり２０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率６０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．０ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり２０ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率６０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．０ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
＜比較例３＞
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
曝気槽へ上澄み液中の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が１０ｍＬの活性汚泥に水溶性重合体としてＫＰ７０００を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（濃縮スラッジの変形率１５％）、活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（濃縮スラッジの変形率２５％）となるように添加した実施例１および２では、水溶性重合体を添加しなかった比較例３に比べて、膜間差圧上昇速度が低く抑えられていた。
また、濃縮スラッジの変形率が４０％（活性汚泥全量当たり２０ｍｇ／Ｌ)、６０％（４０ｍｇ／Ｌ）となるように水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた比較例２および３は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった比較例３と同じく、膜間差圧上昇速度が速かった。
また、濃縮スラッジの変形率が４０％（活性汚泥全量当たり２０ｍｇ／Ｌ)、６０％（４０ｍｇ／Ｌ）となるように水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた比較例２および３は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった比較例３と同じく、膜間差圧上昇速度が速かった。
＜実施例３＞
実施例１と同じＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．３ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。それぞれの時点での測定は、圧力センサ（（株）キーエンス製、ＡＰ−１０Ｓ（達成圧型））を用いて計測し、各１日での差圧上昇値を２４時間で除した値を膜間差圧上昇速度として求めた。
実施例１と同じＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．３ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。それぞれの時点での測定は、圧力センサ（（株）キーエンス製、ＡＰ−１０Ｓ（達成圧型））を用いて計測し、各１日での差圧上昇値を２４時間で除した値を膜間差圧上昇速度として求めた。
＜実施例４＞
ＫＰ２０１Ｇの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
ＫＰ２０１Ｇの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
＜実施例５＞
ＫＡ４０５Ｄの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率３０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．２ｋＰａであった。
ＫＡ４０５Ｄの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率３０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．２ｋＰａであった。
＜実施例６＞
ＫＰ２０１ＧおよびＫＡ４０５Ｄを０．３質量％の水溶液状を活性汚泥全量当たり各５０ｍｇ／Ｌずつ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）順次添加してから、処理水引き抜きを再開した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
ＫＰ２０１ＧおよびＫＡ４０５Ｄを０．３質量％の水溶液状を活性汚泥全量当たり各５０ｍｇ／Ｌずつ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）順次添加してから、処理水引き抜きを再開した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
＜比較例４＞
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．３ｋＰａであった。しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．３ｋＰａであった。しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
＜実施例７＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．３ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．３ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
＜実施例８＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例４と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例４と同様に行った。
＜実施例９＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．２ｋＰａであったこと以外は実施例５と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．２ｋＰａであったこと以外は実施例５と同様に行った。
＜実施例１０＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例６と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例６と同様に行った。
＜比較例５＞
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例７と同様に行った。膜間差圧が１２．３ｋＰａの時から１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例７と同様に行った。膜間差圧が１２．３ｋＰａの時から１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
曝気槽へ上澄み液中の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が１０ｍＬの活性汚泥に水溶性重合体を添加した実施例３〜１０では、膜間差圧上昇速度が低く抑えられていた。
また、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた実施例３および実施例７は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった実施例４，５、６、８、９および１０よりも、膜間差圧上昇速度が低く、１４日目でも差圧は小さかった。
水溶性重合体を添加しなかった比較例４および５では、膜間差圧上昇速度が速かった。
また、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた実施例３および実施例７は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった実施例４，５、６、８、９および１０よりも、膜間差圧上昇速度が低く、１４日目でも差圧は小さかった。
水溶性重合体を添加しなかった比較例４および５では、膜間差圧上昇速度が速かった。
＜実施例１１＞
実施例１と同じＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。膜間差圧２０ｋＰａとなった時に、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加した。添加後１日目の膜間差圧は４３．８ｋＰａ、膜間差圧上昇速度は１．２ｋＰａ／時であった。次いで、引き抜きを停止し、未閉塞の膜（膜間差圧２．１ｋＰａ）に交換後に引き抜きを再開し、添加後２日目および膜交換後１７日目の膜間差圧上昇速度を測定すると、それぞれ０．０１５ｋＰａ／時、０．０２５ｋＰａ／時と低く抑えられていた。
実施例１と同じＡ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１０％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。膜間差圧２０ｋＰａとなった時に、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加した。添加後１日目の膜間差圧は４３．８ｋＰａ、膜間差圧上昇速度は１．２ｋＰａ／時であった。次いで、引き抜きを停止し、未閉塞の膜（膜間差圧２．１ｋＰａ）に交換後に引き抜きを再開し、添加後２日目および膜交換後１７日目の膜間差圧上昇速度を測定すると、それぞれ０．０１５ｋＰａ／時、０．０２５ｋＰａ／時と低く抑えられていた。
＜比較例６＞
水溶性重合体を添加後１日目に膜を交換しなかったこと以外は、実施例１１と同様に行った。しかしながら、添加後１日目以降に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加後１日目に膜を交換しなかったこと以外は、実施例１１と同様に行った。しかしながら、添加後１日目以降に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
曝気槽の糖濃度が１０ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が１０ｍＬとなった活性汚泥に未洗浄の膜で水溶性重合体の添加を行った実施例７では、添加後１日目まで膜間差圧上昇速度が速かったが、未閉塞の膜に交換すると、交換後１７日目でも、膜間差圧上昇速度が低く抑えられた。
一方、曝気槽への水溶性重合体を添加したが、膜を交換せずに継続した比較例３では、膜間差圧上昇速度が速かった。
一方、曝気槽への水溶性重合体を添加したが、膜を交換せずに継続した比較例３では、膜間差圧上昇速度が速かった。
＜実施例１２＞
ＭＬＳＳが４０００ｍｇ／Ｌ、糖濃度１５ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が５ｍＬ／５分のＢ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１５％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．３ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。
ＭＬＳＳが４０００ｍｇ／Ｌ、糖濃度１５ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が５ｍＬ／５分のＢ社の化学工場排水処理設備の活性汚泥（ｐＨ６．７）を採取し、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加したところ、活性汚泥の濃縮スラッジの変形率が１５％であった。この活性汚泥を実施例１と同じ膜分離化成汚泥装置に４０００ｍＬ充填し、曝気量９Ｌ／分として、ＫＰ７０００の０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ添加して、化学工業排水を流速０．４２ｍ／日となるよう供給を開始した。このときの膜間差圧は２．３ｋＰａであった。添加後１日目及び１４日目の膜間差圧を測定した。
＜実施例１３＞
ＫＰ２０１Ｇの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．２ｋＰａであった。
ＫＰ２０１Ｇの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．２ｋＰａであった。
＜実施例１４＞
ＫＡ４０５Ｄの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率３０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
ＫＡ４０５Ｄの０．３質量％の水溶液を活性汚泥全量当たり１００ｍｇ／Ｌ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率３０％）添加した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
＜実施例１５＞
ＫＰ２０１ＧおよびＫＡ４０５Ｄを０．３質量％の水溶液状を活性汚泥全量当たり各５０ｍｇ／Ｌずつ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）順次添加してから、処理水引き抜きを再開した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
ＫＰ２０１ＧおよびＫＡ４０５Ｄを０．３質量％の水溶液状を活性汚泥全量当たり各５０ｍｇ／Ｌずつ（活性汚泥の濃縮スラッジの変形率２５％）順次添加してから、処理水引き抜きを再開した以外は実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．１ｋＰａであった。
＜比較例７＞
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．４ｋＰａであった。しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。化学工業排水の供給を開始した時の膜間差圧は２．４ｋＰａであった。しかしながら、１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
＜実施例１６＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．３ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．３ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
＜実施例１７＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．２ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．２ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
＜実施例１８＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
＜実施例１９＞
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が膜間差圧は１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
水溶性重合体を添加した時の膜間差圧が膜間差圧は１２．１ｋＰａであったこと以外は実施例３と同様に行った。
＜比較例８＞
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。膜間差圧が１２．４ｋＰａの時から１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
水溶性重合体を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に行った。膜間差圧が１２．４ｋＰａの時から１４日目よりも前に膜間差圧が５０ｋＰａ以上となり、一定量の処理水の引抜きが不可能となったため実験を中止した。
曝気槽へ上澄み液中の糖濃度が１５ｍｇ／Ｌ、ろ紙ろ過量が５ｍＬの活性汚泥に水溶性重合体を添加した後、未閉塞の膜に交換して行った実施例１２から１９では、膜間差圧上昇速度が低く抑えられていた。
また、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた実施例１２および実施例１６は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった実施例１３，１４、１５、１７、１８および１９よりも、膜間差圧上昇速度が低く、１４日目でも差圧は小さかった。
水溶性重合体を添加しなかった比較例７および８では、膜間差圧上昇速度が速かった。
また、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いた実施例１２および実施例１６は、水溶性重合体としてＫＰ７０００を用いなかった実施例１３，１４、１５、１７、１８および１９よりも、膜間差圧上昇速度が低く、１４日目でも差圧は小さかった。
水溶性重合体を添加しなかった比較例７および８では、膜間差圧上昇速度が速かった。
Claims (2)
- 被処理水を導入し該被処理水の有機物を活性汚泥と共に曝気処理し、凝集剤の添加された活性汚泥混合液を分離膜で固液分離する機能を備えた膜分離活性汚泥装置において、吸引ポンプによって分離膜に与えられる膜間差圧の上昇を抑制する方法であって、未使用の分離膜および洗浄により未使用時の初期膜間差圧＋１０ｋＰａ以下の分離膜を用い、分離膜で分離される以下の測定方法で求められる濃縮スラッジの変形率が３０％以下となるようにカチオン性重合体および両性重合体の少なくとも一方の水溶性重合体を膜分離活性汚泥装置に７０〜１００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする、膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法。
＜濃縮スラッジの変形率の測定方法＞
水溶性重合体を添加し混合した汚泥３００ｍＬを４８メッシュのナイロン製のろ布の上に載せた内径が３６ｍｍからなる透明なろ過筒でろ過する。ろ液が無くなったときのスラッジの高さをＡｃｍとし、ろ過筒を取り除いた後のスラッジの高さをＢｃｍとし、以下の式により変形率を求める。
濃縮スラッジ変形率（％）＝（１−Ｂ／Ａ）×１００ - 前記カチオン性重合体が、下記一般式（１）及びまたは下記一般式（２）で表されるアミジン構造単位を有するカチオン性重合体であることを特徴とする請求項１に記載の水溶性重合体の添加方法。
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