WO2015002121A1 - 汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る汚水浄化処理方法は、膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコールを含む汚水を浄化処理する方法であって、処理系内に栄養剤を添加する処理方法である。上記栄養剤の添加は、曝気槽で行うとよい。上記栄養剤は、窒素を含有するとよい。上記栄養剤の初期添加量を窒素換算で５％以上２５％以下とするとよい。処理後の窒素量を測定する工程を有し、この測定結果により、化学的酸素要求量により効果を確認しつつ栄養剤の添加量を調整するとよい。また、栄養剤の曝気槽への添加は、処理系内に栄養剤を添加する機構によって行なってもよいし、人手によって処理系内に栄養剤を投入してもよい。

Description

汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置

　本発明は、汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置に関する。

　工業廃水、畜産汚水、下水等の汚水浄化処理では、処理効率の高い活性汚泥法が多く用いられている。特に、処理水と汚泥との分離を従来の沈殿法に代えて精密濾過膜（ＭＦ膜）又は限外濾過膜（ＵＦ膜）で行う膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）が注目されている。このＭＢＲ法による浄化処理装置には、曝気槽と膜分離槽とが設けられている別置型のものや、反応槽内に分離膜が浸漬されている一槽式のものなどがある。

　曝気槽は、大量に繁殖させた微生物に汚水中の有機物を中心とした汚濁物質を捕らえさせ、消費させることで汚水を浄化する槽である。この汚水を浄化する能力を持った微生物の塊を活性汚泥という。また、曝気とは水に空気を送って酸素を供給することである。微生物が生きていくためには酸素が必要な場合があり、活性汚泥法では曝気槽の中に下部からブロワーで空気を送ったり、表面を攪拌したりして、曝気が行われている。

　分離膜は、曝気槽において浄化された水（処理水）と活性汚泥とを分離するが、活性汚泥により目詰まり（ファウリング）の発生が不可避的に生じる。

　かかるファウリングを防止する手段として、以下の方法が提案されている。例えば活性汚泥中の油分については、生物分解性や動粘度から、汚水に含まれる油分を除去するための前処理方法や活性汚泥の処理条件を決定する。これにより、分離膜が油で詰まることなく安定してＭＢＲを運転する方法が提案されている（特開２０１１－１７７６０８号公報）。

特開２０１１－１７７６０８号公報

　ところで、染色工業等における工業廃水には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が含まれる。ＰＶＡは分解しにくく、ＭＢＲで汚水浄化する場合、分離膜の一次側に濃縮して付着しやすい。しかもＰＶＡは糊状であるため、短期間で分離膜の目詰まり（ファウリング）を進めてしまう。この分離膜の目詰まりが分離膜の一次側と二次側の差圧上昇を引き起こし、濾過特性を悪化させ、さらに未分解のＰＶＡや他の汚濁物質が処理水に流出し、処理水の水質が悪化する。

　上記従来のような分離膜の目詰まりを抑制してＭＢＲを運転する方法では、ＰＶＡを含む工業廃水の処理への適用は困難であり、ＰＶＡによる目詰まりの防止には満足できるものではない。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＭＢＲによりＰＶＡを含む汚水を浄化処理する際に、ファウリングの発生を抑制し、安定して汚水を浄化処理する方法及び装置の提供を目的とするものである。

　上記課題を解決するためになされた発明は、
　膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する方法であって、
　処理系内に栄養剤を添加する汚水浄化処理方法
である。

　上記課題を解決するためになされた別の発明は、
　膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する装置であって、
　処理系内に栄養剤を添加する機構
　を備える。

　本発明による汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置は、ＰＶＡを分解する微生物（ＰＶＡ分解菌）の菌体濃度を上昇させ、かつＰＶＡ分解菌の活動を活性化できる。このためＰＶＡの分解が進み、ファウリングが発生しにくくなり、ＰＶＡの処理状態を良好に持続することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る汚水浄化処理装置のブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る汚水浄化処理装置のブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る汚水浄化処理装置のブロック図である。

　１　曝気槽
　２　膜分離槽
　３　吸引ポンプ
　４　測定部
　５　調整部
　６　栄養剤添加機構
　７　分離膜
　８　汚水
　９　処理水
　１０　汚泥
　１１　栄養剤
　１２　嫌気槽
　１３　無酸素槽
　１４　好気槽
　１５　曝気槽
　１６　分離膜

［本発明の実施形態の説明］
　上記課題を解決するためになされた発明は、
　膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する方法であって、
　処理系内に栄養剤を添加する汚水浄化処理方法
　である。

　当該浄化処理方法は、上記処理系内に栄養剤を添加することで、ＰＶＡ分解菌の活性化と膜分離により菌体濃度を上昇させることができ、かつ、上記栄養剤の添加によりＰＶＡ分解菌の活動を活性化できる。このことにより、ＰＶＡの分解が進み、ファウリングの発生が抑制される。

　当該汚水浄化処理方法は、上記汚水に曝気する微生物処理工程を有し、上記栄養剤の添加を上記微生物処理工程で行うとよい。上記栄養剤の添加を上記微生物処理工程で行うことにより、ＰＶＡ分解菌の菌体濃度を効果的に上昇させることができ、ＰＶＡの分解をより促進することができる。

　当該汚水浄化処理方法は、処理後の窒素量を測定する工程を有し、この測定工程で得られた窒素量に基づき栄養剤の添加量を調整するとよい。処理水の窒素量に応じて添加する栄養剤の添加量を調整することで、ＰＶＡの処理状態をより良好に持続することが可能となる。

　上記課題を解決するためになされた別の発明は、
　膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する装置であって、
　処理系内に栄養剤を添加する機構
　を備える。

　当該汚水浄化処理装置は、上記栄養剤を添加する機構が上記処理系内に上記栄養剤を添加することで、ＰＶＡ分解菌の活性度を上げさらに膜分離により菌体濃度を上昇させることができ、かつ、上記栄養剤の添加によりＰＶＡ分解菌の活動が活性化される。このことにより、ＰＶＡの分解が進み、ファウリングの発生が抑制される。

　当該汚水浄化処理装置は、上記汚水を微生物により処理する曝気槽を備え、上記曝気槽に栄養剤添加機構が付設されているとよい。上記栄養剤添加機構による上記栄養剤の添加を微生物により処理される曝気槽又は膜分離槽で行うことにより、ＰＶＡ分解菌の菌体濃度を効果的に上昇させることができ、よりＰＶＡの分解が進む。

　当該汚水浄化処理装置は、処理後の窒素量及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定する測定部をさらに備え、上記測定部で得られた窒素量に基づき栄養剤の添加量を調整するとよい。処理水のＣＯＤを確認しつつ、窒素量により添加する栄養剤の添加量を調整することで、ＰＶＡの処理状態をより良好に持続することが可能となる。

　上記栄養剤は、窒素を含有するとよい。また、上記栄養剤は、少量のリン成分等を含有してもよい。上記栄養剤が窒素を含有することで、ＰＶＡ分解菌の活動をより活性化することができ、ＰＶＡの分解を促進することができる。

　上記栄養剤の初期添加量としては、上記化学的酸素要求量に対して窒素換算で５％以上２５％以下が好ましい。上記栄養剤の初期添加量を上記範囲内とすることで、浄化処理開始時のＰＶＡ分解菌の活動が活性化され、ＰＶＡの分解をより促進することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
　本発明の実施形態に係る汚水浄化処理装置及び汚水浄化処理方法を以下に図面を参照しつつ説明する。

＜汚水浄化処理装置＞
　図１の当該汚水浄化処理装置は、膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含有する汚水８を浄化処理する装置であり、処理系内に栄養剤１１を添加する栄養剤添加機構６を備える。また、当該汚水浄化処理装置は、汚水８を微生物により処理する曝気槽１を備え、栄養剤添加機構６が曝気槽１に付設されている。また、当該汚水浄化処理装置は、曝気槽１で浄化された汚水８を、汚泥１０と処理水９とに固液分離する膜分離槽２を備える。また、当該汚水浄化処理装置は、処理後の処理水９の窒素量及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定する測定部４をさらに備え、測定部４で得られた窒素量に基づき栄養剤１１の添加量を調整する調整部５を備える。

（曝気槽）
　上記曝気槽１には好気性の微生物を含む汚泥が保持されており、曝気槽１に接続される汚水管を介して汚水８が曝気槽１内に導入される。続いて、曝気槽１において汚水８が生物学的に処理されて処理水９が生成される。曝気槽１は、処理液管によって膜分離槽２に接続されており、曝気槽１において生物学的に処理された水が汚泥を含んだ状態で、処理液管を介して膜分離槽２に供給される。なお、曝気槽１に導入される汚水８は、ＰＶＡが含まれている工業廃水である。

（膜分離槽）
　上記膜分離槽２には分離膜７が液中に浸漬されて設けられている。膜分離槽２は、この分離膜７により汚泥１０と処理水９とを固液分離する。膜分離槽２は、汚泥返送管によって曝気槽１に接続されており、分離膜７によって分離された汚泥１０は、汚泥返送管を介して曝気槽１へ返送される。また、余剰の汚泥１０は、汚泥返送管から引き抜かれる。また、分離膜７によって分離された処理水９は、吸引ポンプ３によって当該汚水浄化処理装置外へ排出される。

　分離膜７としては、通常ＭＢＲに使用される膜であれば特に限定されず、精密濾過膜（ＭＦ膜）又は限外濾過膜（ＵＦ膜）を用いることができる。具体的には、分離膜７として、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セラミック等から形成された多孔質膜等を用いることができる。

　また、分離膜７の形態は、平膜又は中空糸膜のいずれの形態であってもよい。平膜とは、平面状又はシート状に成形した膜である。中空糸膜とは、内部が内径３ｍｍ程度以下の空洞である糸状の膜である。

　なお、膜分離槽２の底部には散気管を設けて、分離膜７を曝気洗浄できるようにしている。

（栄養剤添加機構）
　上記栄養剤添加機構６は、栄養剤１１を曝気槽１内へ連続添加する。栄養剤添加機構６から曝気槽１へ添加する栄養剤１１の添加量は、調整部５によって制御される。

　汚泥１０には、ＰＶＡ分解に関与する微生物であるＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属又はＸａｎｔｈｏｍｏｎａｓ属等の細菌などが含まれている。ここでは、これらの細菌を「ＰＶＡ分解菌」と呼ぶ。栄養剤１１を曝気槽１又は膜分離槽２へ添加することにより、ＰＶＡ分解菌の活性が上がり、汚水８中のＰＶＡ成分の分解が促進される。これにより、未分解のＰＶＡが低減されるので、上記膜分離槽２の分離膜７の膜面への未分解のＰＶＡの付着が低減され、分離膜７の膜差圧の上昇が抑制される。その結果、分離膜７のろ過性能の低下が抑制される。

　上記栄養剤添加機構６が添加する栄養剤１１は、窒素を含有する窒素化合物である尿素、アンモニア、モノエタノールアミン、アミノ酸、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等である。栄養剤１１には、ＤＡＰ（Ｄｉａｍｍｏｎｉｕｍ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ；リン酸水素二アンモニウム）等のリン成分が少量添加されていてもよい。

（測定部）
　上記測定部４は、膜分離槽２から排出される処理水９の一部を採取し、処理水９の窒素量を測定し、その測定結果を調整部５へ通知する。また、上記測定部４は、処理水９のＣＯＤも測定して、その測定結果を調整部５へ通知する。

　なお、図１では、測定部４が、膜分離槽２から排出される処理水９を測定する構成としているが、膜分離槽２内の処理水９の窒素量及びＣＯＤを測定する構成としてもよいし、吸引ポンプ３から排出された後の処理水９の窒素量及びＣＯＤを測定する構成としてもよい。

（調整部）
　上記調整部５は、当該汚水浄化処理装置の運転開始時には、曝気槽１へ導入される汚水８のＣＯＤに対して過剰の量の栄養剤１１を添加するように、栄養剤添加機構６を制御する。運転開始時に、栄養剤添加機構６から過剰に添加させる栄養剤１１の量の下限としては、汚水８のＣＯＤに対して窒素換算で５％の量が好ましく、１０％の量がより好ましい。また、このとき過剰に添加させる栄養剤１１の量の上限としては、汚水８のＣＯＤに対して窒素換算で２５％の量が好ましく、２０％の量がより好ましい。栄養剤１１の添加量が上記下限未満であると、当該汚水浄化処理装置の運転開始時におけるＰＶＡの分解量が少なくなり、未分解のＰＶＡが膜分離槽２の分離膜７に付着するおそれがある。また、栄養剤１１の添加量が上記上限を超えると、窒素分が汚染物として処理水９に含まれて排水されるおそれがある。

　また、当該汚水浄化処理装置の運転開始後は、上記調整部５は、測定部４から通知される処理水９の窒素量及びＣＯＤに応じて、栄養剤添加機構６が曝気槽１へ添加する栄養剤１１の添加量を制御する。具体的には、上記調整部５は、ＣＯＤの値が低下していることを確認し、そのＣＯＤ値に対する窒素量が多い場合には、栄養剤添加機構６が曝気槽１へ添加する栄養剤１１の単位時間当たりの添加量を減らすように制御する。そして上記調整部５は、栄養剤添加機構６が曝気槽１へ添加する栄養剤１１の単位時間当たりの添加量を時間と共に減らしていき、最終的にその添加量が一定値に収斂するように制御する。

　当該汚水浄化処理装置の運転当初に過剰の量の栄養剤１１を曝気槽１に添加することで、速やかにＰＶＡ分解菌の菌体濃度が上昇する。菌体濃度が上昇した結果、ＰＶＡの分解がより進むようになる。一度ＰＶＡの分解が進み始めると、菌体濃度を維持するのに必要な栄養剤があればよいので、栄養剤を過剰に添加する必要がなくなる。そのため、運転開始後上記調整部５は、栄養剤１１の添加量を減少させるように制御している。

＜汚水浄化処理方法＞
　当該汚水浄化処理方法は、膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を含有する汚水を浄化処理する方法であって、処理系内に栄養剤１１を添加するものである。当該汚水浄化処理方法は、汚水８に曝気する微生物処理工程を有し、この微生物処理工程で栄養剤１１の添加を行う。また、当該汚水浄化処理方法は、処理後の窒素量及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定する工程を有し、この測定工程で得られた窒素量に基づき栄養剤１１の添加量を調整する。

（微生物処理工程）
　上記微生物処理工程では、当該汚水浄化処理装置の運転開始時には、曝気槽１へ汚水８を導入した後、栄養剤添加機構６が、汚水８の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）に対して過剰の量の栄養剤１１を曝気槽１へ添加する。

　当該汚水浄化処理装置の運転中は、曝気槽１内の汚水８の温度が、ＰＶＡの分解が進むのに適切な温度に維持される。このときの曝気槽１内の汚水８の温度の下限としては、２５℃が好ましく、２７℃がより好ましい。また、このときの曝気槽１内の汚水８の温度の上限としては、３８℃が好ましく、３５℃がより好ましい。曝気槽１内の汚水８の温度が上記下限未満のときには、ＰＶＡが分解されにくくなるおそれがある。また、曝気槽１内の汚水８の温度が上記上限を超えたときにも、ＰＶＡが分解されにくくなるおそれがある。具体的には、３０℃を目標として曝気槽１内の汚水８の温度を制御するとよい。また、ＳＲＴ（汚泥滞留時間）はできるだけ長く、できれば５０日程度以上が望ましい。

　当該汚水浄化処理装置の運転開始後も、継続して栄養剤添加機構６が曝気槽１へ栄養剤１１を添加する。このとき、調整部５によって決定される単位時間当たりの量に従って、栄養剤１１が栄養剤添加機構６から曝気槽１へ添加される。

　栄養剤１１が曝気槽１へ添加されることにより、曝気槽１内のＰＶＡ分解菌の活性が上がり、汚水８中のＰＶＡ成分の分解が促進される。これにより、曝気槽１で浄化された後の処理水９のＣＯＤは、汚水８のＣＯＤに対して大きく低下する。

（ＣＯＤ測定工程）
　上記ＣＯＤ測定工程では、測定部４が処理水９の一部を採取し窒素量及びＣＯＤを測定する。測定部４は、その測定結果を調整部５へ通知する。

（栄養剤添加量調整工程）
　上記栄養剤添加量調整工程では、調整部５が、処理水９のＣＯＤが低下していることを確認すると、処理水９の窒素量を低減させるために、栄養剤添加機構６から曝気槽１へ添加する栄養剤１１の単位時間当たりの量を時間と共に減らしていくように制御する。このとき、調整部５は、測定部４で測定された窒素量に応じて、曝気槽１へ添加する栄養剤１１の単位時間当たりの量を決定する。調整部５は、最終的に栄養剤１１の単位時間当たりの添加量が一定値に収斂するように制御する。

　このように、当該汚水浄化処理装置は、処理水９の窒素量を過剰な窒素量と考え、ＣＯＤが低下したことを確認しつつ、注入窒素量が過剰にならないように窒素の注入量（栄養剤１１の添加量）を補正している。例えば、調整部５は、処理水９の窒素量が１００ｍｇ／Ｌであった場合に栄養剤１１の添加量を１００ｍｇ／Ｌ減らすような制御をする。

　なお、処理水９中に亜硝酸態窒素（ＮＯ_２－Ｎ）が残留している場合には、ＮＯ_２－Ｎにより発生するＣＯＤを含む値が処理水９のＣＯＤ値として計測されるため、調整部５は、ＮＯ_２－Ｎにより発生するＣＯＤを計算して処理水９のＣＯＤの測定値を補正する。

〔利点〕
　当該汚水浄化処理装置は、栄養剤添加機構６が曝気槽１へ栄養剤１１を添加することにより、ＰＶＡ分解菌の菌体濃度を上昇させることができ、かつ栄養剤１１の添加によりＰＶＡ分解菌の活動が活性化されるので、ＰＶＡの分解が進み、分離膜のファウリングの発生が抑制される。

　また、当該汚水浄化処理装置は、曝気槽１に添加する栄養剤１１が窒素を含有しているので、ＰＶＡの分解を促進させることができる。

　また、当該汚水浄化処理装置は、栄養剤１１の初期添加量を、汚水８のＣＯＤに対して過剰に添加することで、当該汚水浄化処理装置の運転開始時のＰＶＡ分解菌の活動を活性化させ、ＰＶＡの分解を促進する。それととともに、その後、当該汚水浄化処理装置は、処理水９のＣＯＤ及び窒素量に応じて添加する栄養剤１１の量を制御することにより、ＰＶＡ分解菌が活性化された状態を維持しながら、処理水の窒素量を減らし、かつＣＯＤが低下していることを確認する。

〔他の実施形態〕
　今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　上記実施形態では、汚水８を直接曝気槽１に導入する構成としたが、一般的に用いられるスクリーンにより汚水８に含まれる固形物を分離し、その固形物を除去した後の汚水８を曝気槽１へ導入する構成としてもよい。これにより、固形物の混入による分離膜７のファウリングの発生を予防できる。

　また、上記実施形態では、栄養剤添加機構６によって栄養剤１１を自動的に曝気槽１に添加する構成としたが、栄養剤添加機構６ではなく、手動によって栄養剤１１を曝気槽１へ投入する構成としてもよい。具体的には、運転開始時は、過剰の量の栄養剤１１を手動で薬品袋より取り出して曝気槽１へ投入し、運転開始後は、調整部５によって算出された添加量の栄養剤１１を手動で薬品袋より計量して、曝気槽１へ投入する。

　また、上記実施形態では、測定部４を処理系内に常設する構成としたが、例えばハンディメータなどにより処理水９の窒素量及びＣＯＤを適時サンプリングする構成としてもよい。

　また、上記実施形態では、栄養剤１１を曝気槽１へ添加する構成としたが、栄養剤１１を膜分離槽２へ添加する構成としてもよい。また栄養剤１１を曝気槽１及び膜分離槽２の両方へ添加する構成としてもよい。

　また、上記実施形態では、曝気槽１により汚水８を浄化する構成としたが、図２に示す汚水浄化処理装置のように、嫌気槽１２、無酸素槽１３及び好気槽１４により浄化する構成としてもよい。なお、図２では、図１と同じ構成部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図２では、好気槽１４に栄養剤１１を添加する構成としているが、無酸素槽１３に栄養剤１１を添加する構成としてもよい。また好気槽１４及び無酸素槽１３の両方に栄養剤１１を添加する構成としてもよい。この構成とすることにより、ＰＶＡ分解菌をより活性化させることができ、浄化効率を向上させることができる。

　また、上記実施形態では、運転開始時に過剰の量の栄養剤１１を添加することによりＰＶＡ分解菌が活性化する。その後栄養剤１１の添加量を減らすことにより処理水９の過剰となった窒素量が低下するが、当該汚水浄化処理装置の処理系内に脱窒槽を設けて過剰の窒素を低下させてもよい。

　また、図１や図２では、膜分離槽２を反応槽とは別に設ける別置型としたが、反応槽内に分離膜を設ける一槽式の構成としてもよい。

　図３に、曝気槽１５内に分離膜１６を設けた一槽式の汚水浄化処理装置のブロック図を示す。図３では、図１と同じ構成部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図３の分離膜１６の形態は中空糸膜である。このように一槽式とした場合、分離膜１６によって分離した汚泥を反応槽に返送する機構を設ける必要がなく、汚水浄化処理装置を小型で簡単な構造とすることができる。

　以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

　汚水浄化処理装置に導入する汚水として、染色工場の廃水（生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）濃度３９０ｍｇ／Ｌ）を用い、汚水浄化処理装置における水理学的滞留時間を７２時間とした。運転開始時には、曝気槽内の活性汚泥を、被処理水の活性汚泥浮遊物質（ＭＬＳＳ）濃度が８０００ｍｇ／Ｌとなるように供給した。また、運転中の被処理水のＭＬＳＳ濃度が７０００～１２０００ｍｇ／Ｌとなるように、適宜、活性汚泥の引き抜きを行った。

　［実施例１］
　図１に示す膜分離活性汚泥法による汚水浄化処理装置を用いて上記汚水の浄化処理を行った。膜分離槽の分離膜として、公称孔径０．１μｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の精密ろ過膜を装着した中空糸膜エレメントを用いた。

　運転開始時に、汚水のＣＯＤ（１１００ｍｇ／Ｌ）の２０％の窒素分を含む尿素を栄養剤として曝気槽に添加した。運転開始後は、膜分離槽で分離された後の処理水のＣＯＤ及び窒素量に応じて栄養剤の単位時間当たりの添加量を低減しながら、継続して栄養剤を曝気槽へ添加した。運転中、曝気槽内及び膜分離槽内の水温は、３０℃に維持した。

　［比較例１］
　従来の活性汚泥法により、上記汚水の浄化処理を行った。すなわち、汚水を曝気槽で浄化した後、その曝気槽で浄化した水を沈殿池に供給し、沈殿池で活性汚泥を自然に沈降させて上澄み液と分離し、その上澄み液を処理水として得た。

　［比較例２］
　実施例１と同様の膜分離活性汚泥法による汚水浄化処理装置を用いて、栄養剤を曝気槽へ添加せずに上記汚水の浄化処理を行った。実施例１とは、栄養剤を添加しない点のみが異なる。

（ＢＯＤの測定）
　上記実施例１及び比較例２について、２４日間以上運転した後の汚水浄化処理装置から排出される処理水のＢＯＤをＪＩＳ　Ｋ－０１０２（工場排水試験方法）に沿って測定した。

（ＣＯＤの測定）
　上記実施例１、比較例１及び比較例２について、２４日間以上運転した後の汚水浄化処理装置から排出される処理水のＣＯＤをＪＩＳ　Ｋ－０１０２（工場排水試験方法）に沿って測定した。実施例１及び比較例２については、膜分離槽内の水のＣＯＤも求めた。実施例１及び比較例２では、膜分離槽中の浮遊物質（ＳＳ）を１μｍ濾紙にて濾過した濾過水を分析してＣＯＤを求めた。

（ＰＶＡの測定）
　上記実施例１、比較例１及び比較例２について、２４日間以上運転した後の汚水浄化処理装置から排出される処理水中のＰＶＡを硼酸添加沃素比色法により測定した。実施例１及び比較例２については、膜分離槽内の水中のＰＶＡも求めた。

　表１に、これらの測定結果を示す。表１には、上記実施例１、比較例１及び比較例２の汚水浄化処理装置に導入した汚水（原水）についての測定値も示す。なお、表１において、「栄養剤添加ＭＢＲ」とは実施例１の汚水浄化処理装置を示し、「活性汚泥法沈殿池」とは比較例１の従来の活性汚泥法による汚水浄化処理装置の沈殿池を示し、「栄養剤添加なしＭＢＲ」とは比較例２の汚水浄化処理装置を示している。

　なお、表１に記載の「＜１」は、測定装置の最小計測値以下であったことを示すものであり、実施例１のＢＯＤが１ｍｇ／Ｌ以下であったことを示している。また、表１において、ＭＢＲの膜分離槽内のＢＯＤ、及び従来の活性汚泥法の沈殿池のＢＯＤは、測定していないことを示している。

　また、原水、膜分離槽内の水、各汚水浄化処理装置で処理された処理水について、水温及びｐＨ値も測定したが、水温は、いずれも２０℃以上３０℃以下の範囲内の温度であり、ｐＨ値は、いずれも７．５以上８．６以下の範囲内の値であった。

　表１の結果より、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）による汚水浄化処理装置を用いた場合は、従来の沈殿法による汚水浄化処理装置を用いた場合に比べて、ＣＯＤ及びＰＶＡが共に小さく、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）を用いることにより処理水のＣＯＤ及びＰＶＡを大きく低減できることがわかる。

　ＭＢＲにおける栄養剤の添加の有無についてみると、栄養剤を添加しない場合に比べて、栄養剤を添加した場合のＣＯＤが低下しており、ＰＶＡについては著しく（１／１０以下に）低下していることがわかる。窒素を含有する尿素を栄養剤として添加したことにより、ＰＶＡ分解菌の活性が上がりＰＶＡ成分の分解が促進されたためであり、栄養剤の添加がＰＶＡの分解の促進に大きく影響を与えていることがわかる。

　また、栄養剤の添加の有無を異ならせたＭＢＲの場合について、汚水浄化処理装置の運転前後における分離膜の膜差圧を確認した。栄養剤を添加した場合には、汚水浄化処理装置の運転前後において分離膜の膜差圧の変化が確認できなかった。これに対し、栄養剤を添加しなかった場合には、運転後の膜差圧が、運転前の膜差圧に比べて０．３４ｋＰａ／ｄ上昇していた。これは、栄養剤を添加しなかった場合には、未分解のＰＶＡが膜一次側に濃縮し分離膜に付着したと考えられ、この結果から、栄養剤の添加により分離膜のファウリングの発生を予防できるといえる。

＜栄養剤添加量による影響の検討＞
　実施例１では、運転開始から１４日経過後以降は、栄養剤の添加量が、１時間当たり汚水のＣＯＤの５～１０％の窒素分を含む量に収斂した。

　実施例１において、運転開始時の栄養剤の添加量を汚水のＣＯＤの２０％の窒素分を含む量としたところ、運転開始から１４日経過後以降に、栄養剤の添加量が、１時間当たり汚水のＣＯＤの５～１０％の窒素分を含む量に収斂した。この場合、運転開始から１４日経過後の処理水のＰＶＡは９ｍｇ／Ｌであり、実施例１と同様のＰＶＡの低下があった。

　本発明の汚水浄化処理方法及び汚水浄化処理装置は、上述のようにＰＶＡの分解を促進させ、ファウリングの発生を抑制し、ＰＶＡの処理状態を良好に持続させることができるので、例えば、ＰＶＡを含む工業廃水等が多量に含まれる汚水を処理する汚水浄化処理装置等として好適に用いられる。

Claims (10)

1. 　膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する方法であって、
   　処理系内に栄養剤を添加する汚水浄化処理方法。
2. 　上記汚水に曝気する微生物処理工程を有し、
   　上記栄養剤の添加を上記微生物処理工程で行う請求項１に記載の汚水浄化処理方法。
3. 　上記栄養剤が、窒素を含有するものである請求項１又は請求項２に記載の汚水浄化処理方法。
4. 　処理後の窒素量を測定する工程を有し、
   　この測定工程で得られた窒素量に基づき栄養剤の添加量を調整する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の汚水浄化処理方法。
5. 　上記栄養剤の初期添加量を上記汚水の化学的酸素要求量に対して窒素換算で５％以上２５％以下とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚水浄化処理方法。
6. 　膜分離活性汚泥法によりポリビニルアルコールを含有する汚水を浄化処理する装置であって、
   　処理系内に栄養剤を添加する機構を備える汚水浄化処理装置。
7. 　上記汚水を微生物により処理する曝気槽を備え、
   　上記曝気槽に栄養剤添加機構が付設されている請求項６に記載の汚水浄化処理装置。
8. 　上記栄養剤が、窒素を含有するものである請求項６又は請求項７に記載の汚水浄化処理装置。
9. 　処理後の窒素量及び化学的酸素要求量を測定する測定部をさらに備え、
   　上記測定部で得られた窒素量に基づき栄養剤の添加量を調整する請求項６、請求項７又は請求項８に記載の汚水浄化処理装置。
10. 　上記栄養剤の初期添加量が上記化学的酸素要求量に対して窒素換算で５％以上２５％以下である請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の汚水浄化処理装置。

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