WO2023153026A1 - 有機性排水の嫌気性処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

有機性排水を嫌気反応槽１でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽１の汚泥を膜モジュール４で膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法及び装置において、膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の値に達した際、換算フラックスが低下して所定の値に達した際には膜のアルカリ洗浄を行い、膜間差圧の対数値の増加速度、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の値に達した際には膜の酸洗浄を行う。

Description

有機性排水の嫌気性処理方法及び装置

　本発明は、有機物含有排水をメタン発酵処理する嫌気性処理方法に関するものであり、特に、排水を嫌気処理した処理液を膜により固液分離する嫌気性処理方法及び装置に関する。

　有機性廃棄物を処理する方法として、メタン菌等の嫌気性微生物を用いて有機物を生物学的に分解する嫌気性処理方法（メタン発酵法）がある。この嫌気性処理方法として、発酵槽と膜分離槽の間で発酵汚泥を循環しながら、膜分離槽に浸漬した膜分離装置（浸漬型膜分離装置）によって発酵汚泥を固液分離（濃縮）し、膜分離装置の膜透過液を系外に取り出すとともに濃縮汚泥を発酵槽に返送することにより、発酵槽内のメタン菌濃度を維持するメタン発酵方法が、特許文献１に記載されている。

　特許文献２には、嫌気反応槽と膜分離部からなる嫌気ＭＢＲ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ）において、嫌気反応槽内の汚泥濃度を１５，０００～３０，０００ｍｇ／Ｌに調整して処理を行い、膜分離部を反応槽外に設けることが記載されている。特許文献２の方法では、炭素数６以下の有機物を含む排水に対して高負荷処理が可能であるとともに、濾過膜の洗浄や交換を反応槽とは別に行うことができる。

特開２０００－２４６６１号公報 特開２０１３－５６３２１号公報

　嫌気ＭＢＲでは、好気ＭＢＲと異なり、有機系の膜汚染とともに無機系の膜汚染が生じ易い。嫌気処理では、処理に伴い生成したＣＯ_２が曝気により放散されず、嫌気反応槽内の気相部のＣＯ_２分圧、汚泥のｐＨに応じた飽和濃度で液中に溶解している。この汚泥を膜濾過した際、膜の二次側では一次側に比べ圧力が低下するため、液中に溶解していたＣＯ_２が気化し、透過水のｐＨは元の汚泥に比べ高くなる。その結果、発酵槽内では溶解していた炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、ストラバイト（ＭｇＮＨ_４ＰＯ_４）などが膜の透過水側に析出し易い。こうした形での無機系の膜汚染は嫌気ＭＢＲに特有のものである。

　なお、嫌気ＭＢＲでは、槽外膜の場合は、一次側をポンプで加圧して汚泥を流通させることで、一次側と二次側で圧力差を生じさせて濾過する。また、槽内浸漬膜の場合は、二次側を大気開放したり、透過水を吸引したりすることで二次側を減圧することにより、一次側に対して圧力差を生じさせる（通常２０ｋＰａ以上程度）。

　そのため、嫌気ＭＢＲの膜の薬品洗浄は、クエン酸、シュウ酸などによる酸洗浄と、次亜塩素酸ナトリウム及び／又はＮａＯＨなどによるアルカリ洗浄を同時に（酸洗浄とアルカリ洗浄の間で、汚泥の濾過を行う通常運転を挟まない形で）行うことが多いが、洗浄薬品の溶解槽など洗浄設備が複数必要になったり、薬品洗浄の手間、時間を要したりする問題があった。

　また、酸洗浄とアルカリ洗浄を別々に（酸洗浄とアルカリ洗浄の間で、汚泥の濾過を行う通常運転を挟む形で）行う場合でも、どちらの洗浄をどのタイミングで行うのがよいか、明確な基準がない。現状では、一定期間ごとに交互に行ったり、まずは片方の洗浄を行い、濾過性能の回復が不充分なときはもう片方の洗浄を行ったりなどしているが、薬品洗浄頻度の増加、洗浄頻度が高いことによる膜の早期劣化、洗浄排液などの廃棄物の増加につながるという問題があった。

　本発明は、有機性排水を嫌気処理した処理液を膜により固液分離する嫌気性処理方法及び装置において、この固液分離膜の膜汚染に対するアルカリ洗浄、酸洗浄を効率的に行うことができ、安定した膜分離を行うことができるようにすることを課題とする。

　本発明者による検討の結果、有機性排水を嫌気処理した処理液を膜により固液分離する嫌気性処理における膜間差圧の変化は、中間閉塞モデルで表現可能な膜表面への有機系膜汚染物質の蓄積と、中間閉塞モデルにおける閉塞係数の増加の形で表現可能な無機系汚染物質の膜細孔内での析出で近似できることが認められた。運転時のフラックスが一定の場合は膜間差圧の変化に、運転時のフラックスが変動する場合はフラックスを同じ膜間差圧に換算した換算フラックスの変化に対して異なる形で影響し、有機系汚染は膜間差圧、換算フラックスを濾過水量、時間に対して指数関数的に上昇、減少させ、無機系汚染はその変化速度を増加させると考えられる。

　本発明は、かかる知見に基づくものであり、以下を要旨とする。

［１］　有機性排水を嫌気反応槽でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法において、
　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行うことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。

［２］　有機性排水を嫌気反応槽でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法において、
　膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときには膜のアルカリ洗浄を行い、
　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う
ことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。

［３］　濾過膜として管状膜を嫌気反応槽外に設け、嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする［１］又は［２］に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。

［４］　嫌気反応槽内の汚泥濃度を１５，０００～５０，０００ｍｇ／Ｌに調整して処理を行うことを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。

［５］　アルカリ洗浄に、塩素系薬剤を用いることを特徴とする［２］に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。

［６］　塩素系薬剤は次亜ハロゲン酸塩である［５］に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。

［７］　酸洗浄に有機酸を用いることを特徴とする［１］ないし［６］のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。

［８］　有機酸は、クエン酸、シュウ酸、及びスルファミン酸のいずれかであることを特徴とする［７］に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。

［９］　有機性排水をメタン発酵処理する嫌気反応槽と、
　該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
　該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。

［１０］　有機性排水をメタン発酵処理する嫌気反応槽と、
　該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
　該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
　膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときに膜のアルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄手段と、
　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段と、
を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。

［１１］　前記濾過膜装置として管状膜装置が前記嫌気反応槽外に設けられており、該嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする［９］又は［１０］に記載の有機性排水の嫌気性処理装置。

　本発明によると、有機性排水を嫌気処理した処理液を膜により固液分離する嫌気性処理において、有機系、無機系それぞれの膜汚染に対するアルカリ洗浄、酸洗浄を効率的に行うことができ、安定した膜分離を行うことができるようになる。

実施の形態に係る有機性排水の嫌気性処理方法の説明図である。 逆洗工程の説明図である。 薬液洗浄工程の説明図である。 比較例の結果を示すグラフである。 実施例の結果を示すグラフである。

　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

　図１は実施の形態に係る有機性排水の嫌気性処理方法及び装置の汚泥濾過時のフローを示している。

　原水は、嫌気反応槽１に導入され、嫌気処理される。嫌気処理により生じた汚泥は、バルブ２ａ及びポンプ３を有した配管２を通って膜モジュール４に導入される。膜モジュール４の膜４ｍを透過した処理水は、配管５、バルブ６、配管７，８，１０、流量調整弁１１、配管１２を通って処理水槽１３に導入され、処理水として系外に取り出される。配管８に流量計９が設けられている。流量計９の検出流量が所定流量となるように流量調整弁１１の開度が調整される。また、流量計９の検出値は判定装置４１に入力される。

　膜モジュール４の膜４ｍを透過せず、濃縮された汚泥は、配管１４から、バルブ１６を有した配管１５を通って嫌気反応槽１に返送される。

　なお、図１ではバルブ２ａ，６，１６と流量調整弁１１が開とされ、その他のバルブは閉とされている。

　この実施の形態では、処理水槽１３内の水で膜モジュール４を逆洗する逆洗ラインが設けられている。この逆洗ラインは、ポンプ２０を有した配管２１、バルブ２３、配管２４，８，２５，バルブ２８，配管２９，５によって処理水槽１３内の処理水を膜モジュール４の２次側（膜４ｍの透過側）に供給するよう構成されている。

　なお、配管７，８の接続部と、前記の処理水用の配管２１末端のバルブ２３との間が配管２４で連通されている。また、配管８，１０の接続部と、配管５とが、配管２５、バルブ２８及び配管２９によって接続されている。

　膜モジュール４の逆洗を行うときには、図２のように、バルブ２a，１６，２３，２８を開とし、その他のバルブと流量調整弁１１を閉とする。また、ポンプ２０を作動させる。これにより、処理水槽１３内の処理水が配管２１，２４，８，２５，２９，５の順に流れて膜モジュール４の２次側に供給され、膜４ｍが逆洗される。膜４ｍの１次側に透過した逆洗排水は、嫌気反応槽からの汚泥とともに配管１４，１５を通って嫌気反応槽１に送水される。

　また、この実施の形態では、膜モジュール４を薬液洗浄するように薬液槽３０が設置されている。薬液槽３０の底部は、バルブ３２を有した配管３１によって配管２（バルブ２ａよりもポンプ３側）に接続されている。１次側の薬液洗浄排水を薬液槽３０に戻すように、汚泥返送用の配管１４，１５の接続部と薬液槽３０との間に配管３３が設けられ、この配管３３にバルブ３４が設けられている。

　また、処理水用の配管２５と薬液槽３０との間に配管３５が設けられ、この配管３５にバルブ３６が設けられている。

　膜モジュール４を薬液洗浄するときには、図３の通り、バルブ６，３２，３４，３６を開とし、その他のバルブと流量調整弁１１を閉とする。また、ポンプ３を作動させる。これにより、薬液槽３０内の薬液が、配管３１，２を通って膜モジュール４の１次側に供給される。膜モジュール４の１次側から配管１４に流出した洗浄排液は、該配管１４から配管３３を通って薬液槽３０に返送される。

　膜モジュール４の膜４ｍの２次側に透過した薬液は、配管５，７，８，２５，３５を通って薬液槽３０に返送される。なお、膜モジュール４内が薬液で満たされた後、ポンプ３を停止し、浸漬洗浄を行ってもよい。

　ポンプ３の下流側の配管２と、バルブ１６よりも上流側の配管１５と、配管５にそれぞれ圧力センサ４２，４３，４４が設けられ、検出値が判定装置４１に入力され、膜間差圧が算出される。流量計９の検出値からフラックスが算出され、算出されたフラックスおよび膜間差圧に基づいて膜の酸洗浄やアルカリ洗浄の要否が判定され、判定結果に基づいて膜の洗浄が行われる。

　本実施の形態では、膜モジュール４における膜濾過時の膜間差圧の対数値の上昇速度が所定の上昇速度値に達したとき、または、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに、膜の酸洗浄を行う。

　運転時のフラックスが一定であれば、膜の汚染が進むにつれて膜間差圧が上昇する。一方、膜間差圧は運転時のフラックスによって変わるため、フラックスが一定でない場合は予め、フラックスと膜間差圧の相関関数（例えば比例関係）を決めておき、膜間差圧とフラックスの実測値から相関関数を用いて特定の膜間差圧（固定値）におけるフラックスの値を換算フラックスとして算出し、換算フラックスで膜の汚染度合いを判断する

　なお、膜濾過時の膜間差圧が所定の差圧値にまで上昇したとき、もしくは、換算フラックスが低下して、規定の換算フラックス値に達した際には、膜のアルカリ洗浄を行うようにするのが好ましい。ただし、一定期間ごとにアルカリ洗浄を行うこともできるし、他の管理項目でアルカリ洗浄のタイミングを制御してもよい。また、アルカリ洗浄を行う際に同時に酸洗浄を行うこともできる。

＜有機性排水＞
　本発明で処理される有機性排水としては、飲料工場排水、食品工場排水、化学工場排水、電子工場排水、下水、し尿や浄化槽汚泥、排水処理汚泥などが例示されるが、これらに限定されない。

＜嫌気反応槽１＞
　槽内汚泥濃度は８，０００～６０，０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１５，０００～５０，０００ｍｇ／Ｌで、特に２０，０００～３０，０００ｍｇ／Ｌが、高負荷処理が可能、かつ、膜濾過性能が悪化しない点で好ましい。温度は２５～４０℃または４５～６０℃、特に３０～３８℃、または５０～５８℃が好ましい。槽内ｐＨは６．５～８．０、特に６．８～７．４が好ましい。必要に応じて槽外膜への汚泥循環ライン（膜から嫌気反応槽への戻りのライン）にＮａＯＨ、ＮａＨＣＯ_３などのアルカリ剤やＨＣｌなどの酸剤を添加してｐＨ調整を行う。

　ＣＯＤｃｒ槽負荷は４～２０ｋｇ／ｍ^３／ｄ、好ましくは６～１０ｋｇ／ｍ^３／ｄ、汚泥負荷としては０．０５～０．４ｋｇＣＯＤｃｒ／ｋｇＶＳＳ／ｄ、好ましくは０．１～０．３ｋｇＣＯＤｃｒ／ｋｇＶＳＳ／ｄで処理を行うことが好ましい。

＜膜モジュール４＞
　膜モジュール４としては、中空糸膜や平膜タイプの浸漬膜モジュールや、槽外設置型のチューブラ膜モジュールなど、一般にＭＢＲに用いられる膜モジュールを用いることができるが、膜の運転、洗浄操作のし易さなどから槽外設置型のチューブラ膜モジュールが特に好ましい。槽外設置型のチューブラ膜モジュールは、内径３～１０ｍｍのチューブラ膜が内部に複数充填された膜モジュールであり、汚泥は各チューブラ膜の内部を流れる。透過水がチューブラ膜外に浸み出し、各チューブラ膜から浸み出した透過水が集められ、膜モジュールから処理水として排出される。膜の細孔径は０．０１～１μｍ特に０．０３～０．５μｍが好ましい。

＜膜濾過と逆洗操作＞
　汚泥の膜濾過工程では、嫌気反応槽１から汚泥をチューブラ膜内の流速０．５～２ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．８～１．５ｍ／ｓｅｃで流し、膜モジュール４を通過した濃縮汚泥が嫌気反応槽１に戻る。このように、嫌気反応槽１と膜モジュール４との間を汚泥が循環する。濾過時のフラックスは０．０５～０．８ｍ／ｄ、好ましくは０．１５～０．５ｍ／ｄとなるように処理水流量をバルブ開度などで調整する。

　１０～６０分の濾過に対し、５～３０秒間、フラックス４～１０ｍ／ｄで処理水による逆洗を行う工程を繰り返す。

　なお、１～８時間毎に膜モジュール４の通泥方向を反転することで、嫌気反応槽１内に流入、または無機分の析出や膜面からの剥離などにより槽内で生成した粗大な固形粒子が膜入口に蓄積し、流路を閉塞させることを防止し、安定した濾過性能を保つことができる。膜モジュールを複数用いる際は、モジュールを直列、並列のいずれ、または両方の配置で用いてよいが、直列に配置する際はモジュール間に粗大な固形粒子が蓄積しないように、通泥方向を反転する際に、モジュール間の接続配管中の汚泥がモジュールを介さずに嫌気反応槽に返送されるような構成とするのが好ましい。

＜処理水槽＞
　処理水槽１３の滞留時間は、処理水槽での微生物の増殖による逆洗水の汚濁を防止するため、０．５～８時間、特に１～４時間とするのが好ましい。

＜膜の薬品洗浄＞
　一定のフラックスで運転している際の膜間差圧を監視し、濾過サイクル内における平均値が６０～１２０ｋＰａ、好ましくは６０～８０ｋＰａの間で設定した値に到達した場合にアルカリ洗浄を行う。運転時のフラックスが一定でない場合は、運転時のフラックスを次式に従って一定の膜間差圧（例えば、８０ｋＰａ）での値に換算した換算フラックスが所定のフラックス（例えば、装置の設計フラックス）を下回った場合にアルカリ洗浄を行う。

≪換算フラックスの算出式の一例≫
　［膜間差圧８０ｋＰａ時の換算フラックス（ｍ／ｄ　ａｔ　８０ｋＰａ）］＝［運転時のフラックス(ｍ／ｄ)］／［運転時の平均膜間差圧(ｋＰａ)］×８０(ｋＰａ)

　アルカリ洗浄は、次亜塩素酸ナトリウム、クロロスルファミン酸塩などの塩素系薬剤を水に溶解して、膜に循環、浸漬させる形で行う。薬剤の溶解濃度は、遊離塩素濃度として５００～３，０００ｍｇＣｌ／Ｌ、好ましくは５００～１，０００ｍｇＣｌ／Ｌである。必要に応じてＮａＯＨなどを添加して、ｐＨを１１～１２にすることで洗浄効果がより高められる。薬剤の水溶液を連続的に、または間欠的に薬液槽３０と膜モジュール４との間で循環させて、膜４ｍと接触する薬液が入れ替わるようにする。この際、バルブ３４の開度を絞ること等により、膜４ｍに５～３０ｋＰａ程度の背圧をかけて、透過水側にも薬液を浸透させ、透過水側に浸透した薬液も薬液槽３０に戻す。洗浄工程の間、薬液の循環を継続してもよく、薬液が膜の一次側と二次側に行き渡ったところで循環を一旦やめ、３０ｍｉｎ程度浸漬する操作を繰り返してもよい。膜洗浄時間は１時間～１日、好ましくは２～６時間がよい。

　濾過運転時の膜間差圧の一日平均値を求め、それ以前の膜間差圧からのそれぞれの対数値の変化速度が所定の値、例えば、０．０２～０．１ｄ^－１の間で設定した値を超えた際に酸洗浄を行う。同様に、同じ膜間差圧における換算フラックスの場合は、０．０２～０．１ｄ^－１の間で設定した値を超えた際に酸洗浄を行う。

　酸洗浄は、クエン酸、シュウ酸、スルファミン酸などの有機酸を水に溶解した薬液を膜に循環、浸漬させるようにして行う。薬剤の溶解濃度は好ましくは１～５％、特に好ましくは２～３％である。薬液を薬液槽３０と膜モジュール４との間で連続的、または間欠的に循環させる。この際、バルブ３４の開度を絞ること等により膜４ｍに５～３０ｋＰａ程度の背圧をかけて、透過水側に薬液が浸透するようにして、透過水側に浸透した薬液も薬液槽３０に戻すようにすることで透過水側を効果的に洗浄できる。また、必要に応じて薬液に塩酸などを添加して、ｐＨを１～３にすることで洗浄効果がより高められる。洗浄工程の間、循環を継続してもよく、薬液が膜の一次側と二次側に行き渡ったところで循環を一旦やめ、３０ｍｉｎ程度浸漬する操作を繰り返してもよい。膜洗浄時間は１時間～１日、好ましくは２～６時間がよい。

　以下の実施例及び比較例では、以下に説明する原水を、図１～３に示す嫌気性処理装置を用いて処理した。嫌気反応槽１、膜モジュール４の構成は以下の通りである。

＜原水＞
　飲料工場の高濃度有機性排液（ＣＯＤｃｒ濃度２５，０００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ濃度１０，０００ｍｇ／Ｌ、Ｔ－Ｎ濃度１，０００ｍｇＮ／Ｌ）
　水量２５０Ｌ／ｄ

＜嫌気反応槽＞
　実容量：１ｍ^３
　温度：３５℃
　汚泥濃度３０，０００ｍｇ／Ｌを維持するように適宜汚泥を引抜き、ＶＳＳ／ＳＳ比０．８５、ＣＯＤｃｒ槽負荷６．３ｋｇ／ｍ^３／ｄ、汚泥負荷０．２５ｋｇＣＯＤｃｒ／ｋｇＶＳＳ／ｄとした。

＜膜モジュール（内圧式管状膜）＞
　内径５ｍｍのＰＶＤＦ製チューブラが１１０本充填された長さ１ｍの膜モジュール
　膜面積：１．６ｍ^２
　汚泥循環量：８ｍ^３／ｈｒ（膜面流速１ｍ／ｓｅｃ）
　バルブ１６の開度を調整して１００ｋＰａの背圧をかけた。

　３０ｍｉｎ／濾過を行った後、逆洗を１０ｓｅｃ行うサイクルで運転した。

　濾過流量１２Ｌ／ｈｒ（フラックス０．１８ｍ／ｄ）となるように透過水の流量調整弁１１の開度を調整した。逆洗流量は４８０Ｌ／ｈｒ（フラックス：７．２ｍ／ｄ）とした。

［比較例１］
　濾過サイクル時の膜間差圧の平均値が８０ｋＰａに達したところで、酸洗浄（２％クエン酸溶液で４時間（１０分循環→３０分浸漬を６回繰り返し））、および、アルカリ洗浄（５００ｍｇＣｌ／Ｌ次亜塩素酸ナトリウム溶液で２時間（１０分循環→３０分浸漬を３回繰り返し））を行った。

［実施例１］
　濾過サイクル時の膜間差圧の平均値が８０ｋＰａに達した（換算フラックスが０．１８ｍ／ｄａｔ８０ｋＰａを下回った）際にはアルカリ洗浄（５００ｍｇＣｌ／Ｌ次亜塩素酸ナトリウム溶液で２時間（１０分循環→３０分浸漬を３回繰り返し））を、膜間差圧の対数値の１週間の増加速度が０．０４／ｄを超えた（換算フラックスの対数値の減少速度が、０．０４／ｄを上回った）際には酸洗浄（２％クエン酸溶液で４時間（１０分循環→３０分浸漬を６回繰り返し））を実施して運転した。

［結果及び考察］
　それぞれ６ヶ月間運転したときの膜間差圧の推移、実施例における膜間差圧の対数値の変化速度の推移を図４、５に示す。

　図４の通り、比較例１では、約５０日間隔で膜間差圧が８０ｋＰａに達し、６ヶ月間でアルカリ洗浄、酸洗浄を続けて行う洗浄を３回実施して、安定した膜分離を行うことができた。図５の通り、実施例１では、６ヶ月間でアルカリ洗浄３回、酸洗浄２回で膜の安定運転を行うことができ、比較例１よりも酸洗浄頻度を少なくすることができた。

　このように、本発明によると、嫌気反応槽及び膜モジュールを用いた有機性排水の嫌気性処理方法において、有機系、無機系それぞれの膜汚染に対するアルカリ洗浄、酸洗浄を効率的に行うことができ、安定した膜分離を行えるようになることが認められた。

　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０２２年２月９日付で出願された日本特許出願２０２２－０１８８３０に基づいており、その全体が引用により援用される。

　１　嫌気反応槽
　４　膜モジュール
　１３　処理水槽
　３０　薬液槽

 

Claims (11)

1. 　有機性排水を嫌気反応槽でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法において、
   　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行うことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
2. 　有機性排水を嫌気反応槽でメタン発酵処理し、該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る嫌気性処理方法において、
   　膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときには膜のアルカリ洗浄を行い、
   　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う
   ことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理方法。
3. 　濾過膜として管状膜を嫌気反応槽外に設け、嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
4. 　嫌気反応槽内の汚泥濃度を１５，０００～５０，０００ｍｇ／Ｌに調整して処理を行うことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
5. 　アルカリ洗浄に、塩素系薬剤を用いることを特徴とする請求項２に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
6. 　塩素系薬剤は次亜ハロゲン酸塩である請求項５に記載の有機性廃水の嫌気性処理方法。
7. 　酸洗浄に有機酸を用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
8. 　有機酸は、クエン酸、シュウ酸、及びスルファミン酸のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の有機性排水の嫌気性処理方法。
9. 　有機性排水をメタン発酵処理する嫌気反応槽と、
   　該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
   　該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
   を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
   　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、運転時のフラックスを同じ膜間差圧での値に換算した換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。
10. 　有機性排水をメタン発酵処理する嫌気反応槽と、
    　該嫌気反応槽の汚泥を膜濾過して処理水を得る濾過膜装置と、
    　該濾過膜装置の膜間差圧の検出手段と
    を有する有機性排水の嫌気性処理装置において、
    　膜濾過時の膜間差圧が上昇して所定の差圧値に達したとき、又は、換算フラックスが低下して所定の換算フラックス値に達したときに膜のアルカリ洗浄を行うアルカリ洗浄手段と、
    　膜間差圧の対数値の増加速度が所定の増加速度値に達したとき、又は、換算フラックスの対数値の減少速度が所定の減少速度値に達したときに膜の酸洗浄を行う酸洗浄手段と、
    を備えたことを特徴とする有機性排水の嫌気性処理装置。
11. 　前記濾過膜装置として管状膜装置が前記嫌気反応槽外に設けられており、該嫌気反応槽の汚泥を循環させて内圧式でクロスフロー濾過することを特徴とする請求項９又は１０に記載の有機性排水の嫌気性処理装置。
    
     

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