(57)【要約】【課題】有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することができる水処理方法および水処理装置を提供する。【解決手段】有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、撹拌装置２６を有する嫌気性流動床式反応槽１２にて嫌気処理する嫌気処理工程と、嫌気処理により得られた嫌気処理水を膜分離活性汚泥槽１４にて好気処理する好気処理工程と、を含む水処理方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、撹拌装置を有する嫌気性流動床式反応槽にて嫌気処理する嫌気処理工程と、
前記嫌気処理により得られた嫌気処理水を膜分離活性汚泥槽にて好気処理する好気処理工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理方法であって、
前記被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理工程においてＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満に低減することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水処理方法であって、
前記被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理工程において油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することを特徴とする水処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理方法であって、
前記嫌気性流動床式反応槽において、担体としてゲル状担体を用いることを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、嫌気処理するための、撹拌装置を有する嫌気性流動床式反応槽と、
前記嫌気処理により得られた嫌気処理水を好気処理するための膜分離活性汚泥槽と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の水処理装置であって、
前記被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理によりＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ未満に低減されることを特徴とする水処理装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の水処理装置であって、
前記被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理により油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ未満に低減されることを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の水処理装置であって、
前記嫌気性流動床式反応槽において、担体としてゲル状担体が用いられることを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水を対象とした水処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性汚泥法に比べて、沈殿池を削減可能、処理水質が良好等の利点から、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ法）が普及しつつある。しかし、被処理水の懸濁物質（ＳＳ）濃度が高濃度の場合、膜分離活性汚泥法での汚泥滞留時間が短くなり、膜の目詰まりが発生し易く、膜の薬品洗浄頻度が高くなる。被処理水に油脂が含まれる場合も、ＳＳ濃度が高濃度の場合と同様に膜の目詰まりが発生し易い。したがって、一般的には膜分離活性汚泥法による処理の前処理として固液分離処理（凝集沈殿法、加圧浮上法等）によってＳＳ成分、油脂等を除去した後、膜分離活性汚泥法で処理するが、固液分離処理から多量の汚泥が発生する問題がある。
【０００３】
特許文献１には、油脂を含有する有機性廃水について、膜分離活性汚泥法の前処理として固液分離処理ではなく好気性生物処理を行う処理方法が提案されているが、好気性生物処理は汚泥への転換率が高いため、依然として更なる余剰汚泥の削減が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３９９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することができる水処理方法および水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、撹拌装置を有する嫌気性流動床式反応槽にて嫌気処理する嫌気処理工程と、前記嫌気処理により得られた嫌気処理水を膜分離活性汚泥槽にて好気処理する好気処理工程と、を含む水処理方法である。
【０００７】
前記水処理方法において、前記被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理工程においてＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【０００８】
前記水処理方法において、前記被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理工程において油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【０００９】
前記水処理方法における前記嫌気性流動床式反応槽において、担体としてゲル状担体を用いることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、嫌気処理するための、撹拌装置を有する嫌気性流動床式反応槽と、前記嫌気処理により得られた嫌気処理水を好気処理するための膜分離活性汚泥槽と、を備える水処理装置である。
【００１１】
前記水処理装置において、前記被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理によりＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ未満に低減されることが好ましい。
【００１２】
前記水処理装置において、前記被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、前記嫌気処理により油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ未満に低減されることが好ましい。
【００１３】
前記水処理装置における前記嫌気性流動床式反応槽において、担体としてゲル状担体が用いられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施例１および比較例１の膜分離活性汚泥処理における膜分離部の吸引圧力（ｋＰａ）の経日変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。
【００１８】
水処理装置１は、有機性の懸濁物質（ＳＳ）成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、嫌気処理するための、撹拌装置２６を有する嫌気性流動床式反応槽１２と、嫌気処理により得られた嫌気処理水を好気処理するための膜分離活性汚泥槽１４と、を備える。水処理装置１は、被処理水を貯留するための被処理水槽１０を備えてもよい。
【００１９】
図１の水処理装置１において、被処理水槽１０の入口には、被処理水配管１８が接続されている。被処理水槽１０の出口と嫌気性流動床式反応槽１２の入口とは、ポンプ１６を介して被処理水配管２０により接続されている。嫌気性流動床式反応槽１２の出口と膜分離活性汚泥槽１４の入口とは、嫌気処理水配管２２により接続されている。膜分離活性汚泥槽１４には、膜３０が設置されており、膜３０には、処理水配管２４が接続されている。嫌気性流動床式反応槽１２には、例えば、嫌気性微生物が生物膜状となって付着している担体２８が投入されており、撹拌翼等を有する撹拌装置２６が設置されている。嫌気性流動床式反応槽１２は、槽内の担体２８を撹拌装置２６による撹拌により流動させながら、嫌気条件下で、被処理水を通水して生物処理するための撹拌型の嫌気性流動床式反応槽である。
【００２０】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１の動作について説明する。
【００２１】
有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水は、被処理水配管１８を通して必要に応じて被処理水槽１０に貯留された後、ポンプ１６により被処理水配管２０を通して嫌気性流動床式反応槽１２に送液される。この被処理水の送液開始前または送液開始後において、嫌気性流動床式反応槽１２に担体２８が投入される。嫌気性流動床式反応槽１２において、撹拌装置２６によって担体２８および被処理水が撹拌されながら、嫌気条件で生物処理が行われる（嫌気処理工程）。
【００２２】
嫌気処理により得られた嫌気処理水は、嫌気処理水配管２２を通して膜分離活性汚泥槽１４に送液され、膜分離活性汚泥槽１４において、槽内の微生物により好気条件（曝気や撹拌等による酸素供給）で生物処理が行われる（好気処理工程）。膜３０により好気処理水は汚泥と分離され（分離工程）、分離された好気処理水は処理水として処理水配管２４を通して排出されるとともに、膜分離活性汚泥槽１４内の汚泥が濃縮される。
【００２３】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１では、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水に対して、撹拌型の嫌気性流動床式反応槽と膜分離活性汚泥槽を組み合わせて、固液分離処理を行わずに、撹拌装置を有する嫌気性流動床式反応槽１２で嫌気処理した後、膜分離活性汚泥槽１４にて嫌気処理水を好気処理する。これにより、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することができる。
【００２４】
＜嫌気処理工程＞
［嫌気性流動床式水処理の反応槽形態］
嫌気性流動床式反応槽１２としては、被処理水と担体２８との接触効率が高いことや、高い油脂濃度や高いＳＳ濃度を有する被処理水でも処理が可能であることから、撹拌型の嫌気性流動床式反応槽が用いられる。撹拌型の嫌気性流動床式反応槽１２としては、撹拌装置による撹拌により担体が流動する形式のものであればよく、特に制限されるものではない。
【００２５】
被処理水が有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する場合、膜分離活性汚泥法の前処理として、固液分離処理（凝集沈殿法、加圧浮上法等）や好気性生物処理の代わりに、嫌気性生物処理を行うことが考えられる。しかし、槽内の担体を撹拌装置により撹拌しない従来の上向流型の嫌気性流動床式反応装置で有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する有機性の被処理水を処理しようとすると、担体にＳＳ成分または油脂等が付着して、担体が浮上したり、有機物を分解できるメタン発酵細菌等の付着が阻害されたりしてしまうため、長期間安定した高負荷処理を行うことができなかった。本発明者らは、膜分離活性汚泥法の前処理として、撹拌型の嫌気性流動床式反応槽を用いた処理を行うことによって、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することができることを見出した。
【００２６】
撹拌型の嫌気性流動床式反応槽１２であれば、撹拌装置２６により担体２８が撹拌されて、担体２８にせん断力が働くため、担体２８へのＳＳ成分または油脂等の付着が抑制されると考えられる。その結果、担体２８の浮上が抑制され、メタン発酵細菌等が担体２８へ付着されるため、またはメタン発酵細菌等が担体２８内部に固定化されるため、有機性の被処理水のメタン発酵を伴う嫌気性生物処理において、長期間安定した高負荷処理を行うことができると考えられる。したがって、嫌気性生物処理や膜分離活性汚泥法による処理の前に、有機性の被処理水からＳＳ成分または油脂を分離する前処理、例えば凝集沈殿処理、加圧浮上処理等を実施しなくてもよい。すなわち、高濃度の有機性のＳＳ成分または油脂を含有する被処理水を嫌気性流動床式反応槽１２に直接導入することができる。また、被処理水は撹拌装置２６によって撹拌されるため、嫌気性流動床式反応槽１２の入口等がＳＳ成分または油脂等で閉塞されることが抑制される。
【００２７】
撹拌装置２６は、嫌気性流動床式反応槽１２内の担体２８を撹拌することが可能な装置構成であればよく、特に制限されるものではない。撹拌装置２６としては、例えば、モータ、撹拌翼、モータと撹拌翼を接続するシャフト等を有する撹拌装置が挙げられる。嫌気性流動床式反応槽１２が、担体２８を撹拌する撹拌装置２６を有することにより、嫌気性流動床式反応槽１２からの担体２８の取り出しのとき、および嫌気性流動床式反応槽１２への担体２８の取り込みのときに嫌気性流動床式反応槽１２内にできるだけ偏りなく（できるだけ均一に）担体を取り出し、取り込むことができる。
【００２８】
担体２８の流動性を向上させる等の点で、嫌気性流動床式反応槽１２の内部に、ドラフトチューブ（不図示）を設置することが好ましいが、必ずしもドラフトチューブを設置しなくてもよい。ドラフトチューブは、嫌気性流動床式反応槽１２内に略垂直に設置され、上下が開口した円筒状等の筒状の管である。
【００２９】
水処理装置１は、例えば、嫌気性流動床式反応槽１２の嫌気処理水出口を囲むように設置されるスクリーン（不図示）を備えてもよい。このスクリーンにより、嫌気性流動床式反応槽１２からの担体２８の流出を抑制することが可能となる。スクリーンとしては、例えば、ウエッジワイヤースクリーン、金網、パンチングメタル等が挙げられる。
【００３０】
［担体］
嫌気性微生物を生物膜状に付着させる担体としては、嫌気性生物処理で従来使用される担体であればよく、特に制限されるものではない。担体としては、例えば、プラスチック製担体、スポンジ状担体、ゲル状担体等が挙げられる。特に、ゲル状担体を用いることで、高分子ポリマを産出しないメタン発酵菌等が、ゲル状担体の３次元の網目構造の孔に入り込む、またはゲル状担体の形状、荷電等の関係で付着しやすく、生物膜の保持に有効であり、また、撹拌による担体の流動性も高いため、プラスチック製担体、スポンジ状担体と比較して、高負荷処理が可能となる。ゲル状担体としては、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリウレタン等を含んでなる吸水性高分子ゲル状担体等が挙げられる。
【００３１】
担体２８の形状は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の径の球状または立方体状（キューブ状）、長方体、円筒状等のものが好ましい。特に、３〜８ｍｍ程度の径の球状、または円筒状のゲル状担体が好ましい。
【００３２】
嫌気性流動床式反応槽１２内部に流動状態を形成するために、担体２８の比重は、少なくとも１．０より大きく、真比重として、１．１以上、あるいは見かけ比重として１．０１以上のものが好ましい。
【００３３】
嫌気性流動床式反応槽１２への担体２８の投入量は、嫌気性流動床式反応槽１２の容積に対して１０〜５０％の範囲が好ましい。担体２８の投入量が嫌気性流動床式反応槽１２の容積に対して１０％未満であると反応速度が小さくなる場合があり、５０％を超えると担体２８が流動しにくくなり、長期運転において汚泥による閉塞等で被処理水がショートパスして処理水質が悪くなる場合がある。
【００３４】
担体２８の沈降速度は、１００〜１５０ｍ／ｈｒであることが好ましい。担体２８の沈降速度が１００ｍ／ｈｒ未満であると、担体２８が浮上し、嫌気性流動床式反応槽１２から流出しやすくなり、１５０ｍ／ｈｒを超えると、流動状態が悪くなり、被処理水がショートパスしたり、撹拌のエネルギーが大きくなったりする場合がある。
【００３５】
［嫌気性微生物付着担体］
生物膜とは、嫌気性微生物と、嫌気性微生物が産出する菌体外多糖等の生産物等が集合した膜状構造体であって、少なくとも１０μｍ以上の膜厚、好ましくは２０μｍ以上の膜厚を有するものである。上記膜厚は、担体２８表面上からの厚みであり、１０個〜２０個の担体２８の平均値である。なお、菌体外多糖等の生産物は、アルカリを用いて生物膜から多糖類を抽出し、抽出液中の糖濃度をＡｎｔｈｒｏｎｅ法により測定することが可能である。菌体外多糖等の生産物は粘着性を有し、生物膜の付着性に影響を与えるものであると考えられ、例えば、生物膜中に２０ｐｐｍ以上存在していることが好ましく、５０ｐｐｍ以上存在していることがより好ましい。
【００３６】
［嫌気性流動床式反応槽の運転条件］
本実施形態では、有機性の被処理水を生物処理するに当たり、被処理水のｐＨは６．０〜８．５の範囲が好ましく、６．５〜７．５の範囲がより好ましい。被処理水のｐＨ調整は、例えば、ｐＨ調整剤供給配管（図示せず）から、被処理水を貯留した被処理水槽１０等にｐＨ調整剤を供給することにより行われる。被処理水のｐＨが上記範囲外であると、生物処理による有機物の分解反応速度が低下する場合がある。
【００３７】
ｐＨ調整剤としては、塩酸等の酸剤、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤等が挙げられ、特に制限されるものではない。また、ｐＨ調整剤は、例えば、緩衝作用を持つ重炭酸ナトリウム、燐酸緩衝液等であってもよい。
【００３８】
本実施形態では、有機性の被処理水を生物処理するに当たり、嫌気性微生物の分解活性を良好に維持する等の点から、例えば、被処理水に栄養剤を添加することが好ましい。栄養剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、炭素源、窒素源、燐源、その他無機塩類（ニッケル、コバルト、鉄等の塩類）等が挙げられる。
【００３９】
本実施形態では、嫌気性流動床式反応槽１２の水温を２０℃以上となるように温度調整することが好ましい。通常、２０℃未満であると、分解反応速度が低下する傾向にある。嫌気性流動床式反応槽１２内の水温の温度調整方法は、特に制限されるものではないが、例えば、嫌気性流動床式反応槽１２にヒータ等の加熱装置等を設置して、ヒータ等の熱により嫌気性流動床式反応槽１２内の水温を調整する方法等が挙げられる。
【００４０】
＜好気処理工程＞
［膜］
本実施形態の水処理方法および水処理装置１には、膜分離活性汚泥法である浸漬膜活性汚泥法、槽外型膜分離活性汚泥法等を適用することができる。また、用いる膜（分離膜）３０としては、平膜、中空糸膜、クロスフロー膜等のいずれをも適用することができる。
【００４１】
膜３０の材質は、特に制限はないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、セラミック等が挙げられ、強度、薬品耐性等の点から、フッ素系樹脂またはセラミックが好ましい。
【００４２】
膜３０の孔径は、特に制限はないが、例えば、０．５μｍ以下が好ましく、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下の範囲がより好ましい。
【００４３】
運転の際の膜３０の透過流速は、例えば、０．１〜１．０ｍ／ｄａｙ程度で運転すればよく、０．２〜０．６ｍ／ｄａｙで運転することが好ましい。運転の際の膜３０の透過流速が０．１ｍ／ｄａｙ未満であると、設置する膜面積が過大となる場合があり、１．０ｍ／ｄａｙを超えると、膜の目詰まりが発生し易くなる場合がある。
【００４４】
［膜分離活性汚泥槽の運転条件］
膜分離活性汚泥法における膜分離活性汚泥槽１４の処理条件としては、汚泥濃度を例えば、１５，０００ｍｇ／Ｌ以下とすればよく、好ましくは３，０００〜１０，０００ｍｇ／Ｌの範囲にすればよい。汚泥濃度が３，０００ｍｇ／Ｌ未満であると、処理水水質が悪化する場合があり、１５，０００ｍｇ／Ｌを超えると、膜の目詰まりが発生し易くなる場合がある。
【００４５】
好気性の膜分離活性汚泥槽１４の負荷は、例えば、１．５ｋｇＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ以下で運転すればよく、好ましくは０．１〜１．０ｋｇＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙの範囲で運転することが好ましい。膜分離活性汚泥槽１４の負荷が０．１ｋｇＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ未満であると、反応槽容積が過大となる場合があり、１．５ｋｇＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙを超えると、処理水水質の悪化および膜の目詰まりが発生し易くなる場合がある。
【００４６】
膜分離活性汚泥槽１４における汚泥負荷（ＢＯＤ−ＳＳ負荷）については、例えば、０．０１〜０．１５ｋｇＢＯＤ／ＳＳ／ｄａｙの範囲とすればよい。膜分離活性汚泥槽１４における汚泥負荷（ＢＯＤ−ＳＳ負荷）が適正範囲を外れた場合、処理水水質の悪化および膜の目詰まりが発生しやすくなる場合がある。
【００４７】
膜分離活性汚泥槽１４におけるｐＨは、例えば、６．０〜８．５の範囲となるように調整すればよく、６．５〜７．５の範囲となるように調整することが好ましい。
【００４８】
膜分離活性汚泥槽１４におけるＤＯ（溶存酸素）濃度は、例えば、０．５ｍｇ／Ｌ以上とすればよく、１．５〜３．５ｍｇ／Ｌの範囲にすることが好ましい。
【００４９】
膜分離活性汚泥槽１４において、栄養源、窒素源およびリン源のうち少なくとも１つを添加してもよい。栄養源としては、微生物が有機物を分解し、増殖していくために、窒素、リンのほか、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属類、鉄、マンガン、亜鉛等の金属類といった微量金属類等のうち少なくとも１つが挙げられる。窒素源としては、外部から尿素、アンモニア塩等を添加してもよい。リン源としては、外部からリン酸塩、リン酸を添加してもよい。また、膜分離活性汚泥槽１４で必要となる栄養源を事前に前段の例えば嫌気性流動床式反応槽１２や被処理水槽１０等において添加してもよい。
【００５０】
＜処理対象被処理水＞
本実施形態の水処理方法および水処理装置１における処理対象である被処理水は、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有し、例えば、食品製造工場、電子産業工場、パルプ製造工場、化学工場等から排出される有機物（油脂、有機性の懸濁物質（ＳＳ）、ならびに油脂および懸濁物質以外の有機物等）を含有する水である。被処理水が有機性のＳＳ成分および油脂を共に含む場合、本実施形態の水処理方法および水処理装置１がより有効となる。
【００５１】
被処理水中のＳＳ成分は、被処理水中に含まれる不溶性物質であり、例えば、デンプン、セルロース等の生分解可能な有機物、珪藻土、砂、金属等の無機物等である。本実施形態による本実施形態の水処理方法および水処理装置１では、特に生分解可能な有機性のＳＳ成分を含有する有機性の被処理水に対して有効である。
【００５２】
被処理水中の油脂は、被処理水とノルマルヘキサンとを混合することによりノルマルヘキサン側に抽出される物質であり、例えば、生分解可能な動植物油、鉱物油等が挙げられる。本実施形態の水処理方法および水処理装置１では、特に生分解可能な動植物油等を含有する有機性の被処理水に対して有効である。
【００５３】
油脂およびＳＳ成分以外の有機物は、油脂およびＳＳ成分以外のＢＯＤ成分であって、生分解可能な有機物であり、例えば、可溶性タンパク質、糖類、アミノ酸類、アルコール類、有機酸類、脂肪酸類等が挙げられる。
【００５４】
被処理水の油脂濃度は、ノルマルヘキサン抽出物質濃度として、例えば、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準じて、以下の方法によって求められる。まず、分液ロート中に被処理水を適量（２００〜１，０００ｍＬ程度）投入し、さらにメチルオレンジ溶液を滴下した上で、溶液の色が赤に変化するまで塩酸を滴下する。そして、ノルマルヘキサン４０ｍＬを投入して２分間激しく振り混ぜることを２回繰り返し、ノルマルヘキサン層のみを分離した上で、ろ過、脱水を行って、８０℃でノルマルヘキサンを揮発させることにより、ノルマルヘキサン抽出物質を得る。そして、得られたノルマルヘキサン抽出物質の質量と投入した有機物性排水の質量から、ノルマルヘキサン抽出物質濃度を求める。
【００５５】
ＳＳ濃度（懸濁物質濃度）は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ０１０２に準じて測定され、１０５℃、２時間乾燥させたときの残留物重量である。有機性のＳＳ濃度は、強熱減量分（６００℃、３０分間強熱時の減少分）として測定される。
【００５６】
撹拌型の嫌気性流動床式反応槽１２は、高い油脂濃度やＳＳ濃度を有する被処理水でも処理が可能であるが、対象とする被処理水の油脂濃度は、例えば、１００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは１００ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌである。また、被処理水のＳＳ濃度は、例えば、４００ｍｇ／Ｌ以上であり、好ましくは４００ｍｇ／Ｌ〜２０００ｍｇ／Ｌである。
【００５７】
本実施形態の水処理方法および水処理装置１において、被処理水が有機性のＳＳ成分を含む場合、嫌気処理によって嫌気処理水の有機性のＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。被処理水が油脂を含む場合、嫌気処理によって嫌気処理水の油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。被処理水が有機性のＳＳ成分および油脂を含む場合、嫌気処理によって嫌気処理水の有機性のＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満に低減し、油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【００５８】
すなわち、本実施形態の水処理方法および水処理装置１では、被処理水がＳＳ成分を含み、被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、嫌気処理工程においてＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【００５９】
本実施形態の水処理方法および水処理装置１では、被処理水が油脂を含み、被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、嫌気処理工程において油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【００６０】
本実施形態の水処理方法および水処理装置１では、被処理水がＳＳ成分および油脂を含み、被処理水に含まれるＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌ以上であり、かつ被処理水に含まれる油脂濃度が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、嫌気処理工程においてＳＳ濃度を４００ｍｇ／Ｌ未満、かつ油脂濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に低減することが好ましい。
【００６１】
嫌気処理によって嫌気処理水の有機性のＳＳ濃度および油脂濃度のうち少なくとも１つを上記濃度にすることによって、後段の膜分離活性汚泥槽による好気処理工程において、膜の目詰まりが発生しにくくなる。
【００６２】
＜処理水＞
本実施形態の水処理方法および水処理装置１により、処理水（好気処理水）のＳＳ濃度を２ｍｇ／Ｌ以下に低減することができる。または、処理水（好気処理水）の油脂濃度を５ｍｇ／Ｌ以下に低減することができる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６４】
＜実施例１＞
［対象被処理水］
被処理水として食品工場排水（ＣＯＤＣｒ濃度１，０００〜５，０００ｍｇ／Ｌ）を用いた。用いた食品工場排水の試験中のＳＳ濃度は２００〜８００ｍｇ／Ｌ（最大１，５００ｍｇ／Ｌ、平均４３０ｍｇ／Ｌ）であり、油脂濃度は５０〜２００ｍｇ／Ｌ（最大２６０ｍｇ／Ｌ、平均１１０ｍｇ／Ｌ）であり、水量は４０〜６０ｍ３／ｄａｙであった。被処理水のＳＳ濃度に対する有機性ＳＳ濃度の比率は９９％以上であることから、被処理水のＳＳは全て有機性ＳＳとみなすことができる。被処理水のＳＳ濃度／ＣＯＤＣｒ濃度は、０．０７〜０．３６（平均０．１８）、油脂濃度／ＣＯＤＣｒ濃度は０．０１〜０．０８（平均０．０５）であった。
【００６５】
［試験方法］
嫌気性流動床式反応槽としては容積３０ｍ３のものを用いた。球状のポリビニルアルコール製のゲル状担体（細孔径４〜２０μｍ、直径４ｍｍ、比重１．０２５、沈降速度４ｃｍ／ｓｅｃ）を嫌気性流動床式反応槽の容積に対して３０％投入し、撹拌翼を有する撹拌装置で槽内を撹拌することで担体を常時流動させた。膜分離活性汚泥槽としては容積９５ｍ３のものを用い、膜としてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製の中空糸膜を使用した。
【００６６】
＜比較例１＞
嫌気性流動床式反応槽を用いずに処理を行った以外は、実施例１と同様に処理を行った。
【００６７】
［試験結果］
表１に実施例１における被処理水と嫌気処理水の平均水質を示す。嫌気性流動床式反応槽にて有機性のＳＳ濃度、油脂濃度をそれぞれ２００ｍｇ／Ｌ、４６ｍｇ／Ｌまで低下させ、後段の膜分離活性汚泥槽に流入させた。図２に実施例１および比較例１の膜分離活性汚泥処理における膜分離部の吸引圧力（ｋＰａ）の経日変化を示す。比較例１では約４０日で吸引圧力が−１０〜−１２ｋＰａまで上昇した。吸引圧力の上昇は膜の目詰まりを示しており、吸引圧力が上昇し易い状況では頻繁に膜の薬品洗浄を実施する必要がある。一方、実施例１では吸引圧力が−１０ｋＰａに到達するまでの期間が比較例１の３倍以上である約１３０日間となり、膜の目詰まりを改善することが可能となった。また、汚泥への転換率が比較例１では０．３ｇ−ＳＳ／ｇ−ＢＯＤ（０．２ｇ−ＳＳ／ｇ−ＣＯＤＣｒ）であったのに対して、実施例１では０．０８ｇ−ＳＳ／ｇ−ＢＯＤ（０．０５ｇ−ＳＳ／ｇ−ＣＯＤＣｒ）となり、汚泥の発生量も１／３以下に削減することが可能であった。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
このように、実施例の水処理方法および処理装置により、有機性のＳＳ成分および油脂のうち少なくとも１つを含有する被処理水の処理において、膜分離活性汚泥槽の処理を安定させつつ、汚泥の発生量を抑制することが可能となることを確認した。
【符号の説明】
【００７０】
１  水処理装置、１０  被処理水槽、１２  嫌気性流動床式反応槽、１４  膜分離活性汚泥槽、１６  ポンプ、１８，２０  被処理水配管、２２  嫌気処理水配管、２４  処理水配管、２６  撹拌装置、２８  担体、３０  膜。
【図１】
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【図２】
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