(57)【要約】【課題】ＭＢＲの活性汚泥性状を効果的に改善し、膜の目詰りをより確実に防止する。【解決手段】有機性排水をＭＢＲで処理するにあたり、ＭＢＲの活性汚泥にカチオン性ポリマーを添加して膜の目詰りを防止する。カチオン性ポリマーとして、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物を添加する。特定の架橋構造を有するカチオン性ポリマーを用いることにより、汚泥フロックの粗大化及び溶解性ＴＯＣの削減の効果を十分に得ることができ、ＭＢＲの活性汚泥性状を効果的に改善し、膜の目詰りをより確実に防止することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を処理するＭＢＲ内の活性汚泥の性状をカチオン性ポリマーの添加により改善して該ＭＢＲの膜の目詰りを防止する汚泥性状の改善方法であって、該カチオン性ポリマーが架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物であることを特徴とする汚泥性状の改善方法。
【請求項２】
請求項１において、前記架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物が、架橋構造を有するアルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルの共重合物であることを特徴とする汚泥性状の改善方法。
【請求項３】
有機性排水をＭＢＲで処理する方法において、該ＭＢＲの活性汚泥にカチオン性ポリマーを添加して膜の目詰りを防止する方法において、該カチオン性ポリマーが架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物であることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【請求項４】
請求項３において、前記ＭＢＲからの膜濾過水を直接逆浸透膜分離装置に給水して逆浸透膜分離処理することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水をＭＢＲ（メンブレンバイオリアクター）で処理するに当たり、ＭＢＲ内の活性汚泥性状を効果的に改善する方法に関する。
本発明はまた、この汚泥性状の改善方法を採用した有機性排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水などの有機性汚水を生物処理槽において活性汚泥処理し、生物処理槽内に浸漬設置した浸漬型膜分離装置で活性汚泥混合液を固液分離する膜分離活性汚泥法は、安定した水質の処理水を得ることができ、また、活性汚泥濃度を高めて高負荷処理を行えることから、広く普及しつつある。
しかし、活性汚泥を保持した生物処理槽内に浸漬配置された膜分離装置では、分離膜が目詰りし易いという欠点がある。
このような膜の目詰りは、生物処理槽内に浸漬した膜分離装置に限らず、活性汚泥混合液を膜分離処理する槽外型の膜分離装置であっても同様に起こり得る。
【０００３】
従来、ＭＢＲの汚泥性状を改善して膜の目詰りを防止するために、ＭＢＲ内の活性汚泥に２００，０００ダルトン以上の高分子量のカチオン性ポリマーを添加する方法が提案されている（特許文献１）。また、ＭＢＲにおける膜の透過流束を改善するために、カチオン系凝集剤を添加する際、凝集剤と汚泥とを予め混合して反応させた後、ＭＢＲに添加することも提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５０３５２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２５３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＢＲの汚泥性状を改善させて、膜の目詰りを確実に防止するためには、ＭＢＲ内の汚泥フロックの粗大化と溶解性ＴＯＣの削減が重要であるが、従来のカチオン性ポリマーでは、その効果が不十分であり、膜の目詰りの進行を抑えることができず、経時によりＭＢＲの膜濾過水量が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決し、ＭＢＲの活性汚泥性状を効果的に改善し、膜の目詰りをより確実に防止する汚泥性状の改善方法及び有機性排水の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の架橋構造を有するカチオン性ポリマーを用いることにより、汚泥フロックの粗大化及び溶解性ＴＯＣの削減の効果を十分に得ることができることを見出した。
【０００８】
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【０００９】
［１］  有機性排水を処理するＭＢＲ内の活性汚泥の性状をカチオン性ポリマーの添加により改善して該ＭＢＲの膜の目詰りを防止する汚泥性状の改善方法であって、該カチオン性ポリマーが架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物であることを特徴とする汚泥性状の改善方法。
【００１０】
［２］  ［１］において、前記架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物が、架橋構造を有するアルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルの共重合物であることを特徴とする汚泥性状の改善方法。
【００１１】
［３］  有機性排水をＭＢＲで処理する方法において、該ＭＢＲの活性汚泥にカチオン性ポリマーを添加して膜の目詰りを防止する方法において、該カチオン性ポリマーが架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物であることを特徴とする有機性排水の処理方法。
【００１２】
［４］  ［３］において、前記ＭＢＲからの膜濾過水を直接逆浸透膜分離装置に給水して逆浸透膜分離処理することを特徴とする有機性排水の処理方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カチオン性ポリマーとして、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物を用いることにより、汚泥フロックの粗大化及び溶解性ＴＯＣの削減の効果を十分に得ることができるため、ＭＢＲの活性汚泥性状を効果的に改善して、膜の目詰りをより確実に防止して、長期に亘り安定かつ効率的な処理を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明が適用されるＭＢＲについては特に制限はなく、活性汚泥を保持した生物処理槽内に膜モジュールを浸漬配置して固液分離する浸漬型ＭＢＲであってもよく、生物処理槽内の汚泥混合液を引き抜いて槽外に設けた膜モジュールで固液分離する槽外型ＭＢＲであってもよい。また、膜モジュールとしては、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜モジュール等を用いることができ、膜の形状についても特に制限はなく、平膜、管状膜、中空糸膜等、いずれであってもよい。
【００１６】
膜の材質としても特に制限はなく、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等、通常のＭＢＲに用いられているものを採用することができる。
【００１７】
また、ＭＢＲは好気性ＭＢＲであっても嫌気性ＭＢＲであってもよい。
【００１８】
好気処理の場合、ＭＢＲのＢＯＤ負荷は通常０．５〜５．０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ、好ましくは０．５〜２．０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙであり、嫌気処理の場合、ＭＢＲのＢＯＤ負荷は、通常１．０〜１０．０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙ、好ましくは２．０〜６．０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙである。
【００１９】
本発明においては、このようなＭＢＲにおいて、汚泥性状改善のために、カチオン性ポリマーとして、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物を添加する。
【００２０】
架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物のアルキルアミンとしては、モノアミンであってもよく、ジアミンであってもよく、３以上のアミノ基を有するものであってもよいが、アミノ基が多くなると架橋反応がさらに起こり易くなり、水に不溶なゲルを生成しやすくなることから、モノアミン又はジアミンが好ましい。また、アルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であっても環状であってもよいが、アルキル基の炭素数としては、直鎖状又は分岐鎖状では炭素数１〜１２、環状では炭素数５〜８が好ましい。また、アルキル基はフェニル基等の置換基を有するものであってもよい。
【００２１】
アルキルアミンとしては、具体的には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジベンジルアミン、メチルエチルアミン、エチルプロピルアミン、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、シクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６’−ジアミノヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノベンゼン、ピペラジンなどの１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
一方、ハロゲン化グリシジルエーテル化としては、例えば、エピクロルヒドリンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２３】
アルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルとの架橋構造を形成するための架橋剤としては、２個以上のグリシジルエーテル基を有する化合物が好ましく、具体的には、１，５−ヘキサジエンジエポキシド、１，７−オクタジエンジエポキシド、ブタジエンジエポキシド、ポリエチレングリコール（ｎ＝２〜３０）ジグリシジルエーテル、グリセリン・エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、エチレングリコール・エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物は、２種以上のアルキルアミンやハロゲン化グリシジルエーテルを含むものであってもよく、また架橋剤として２種以上のジグリシジルエーテル化合物を含むものであってもよい。
【００２５】
また、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物として、アルキルアミンやハロゲン化グリシジルエーテル、架橋剤が異なるものを２種以上用いてもよい。
【００２６】
このような架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物は、アルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルとの重合をある程度進めてから架橋剤を添加、もしくはアルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルと架橋剤を最初から混合して加熱重合することにより、架橋構造を有するアルキルアミンとハロゲン化グリシジルエーテルの共重合物として製造される。
【００２７】
また、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物は、５０重量％水溶液についてＢ型粘度計（２５℃）により測定した粘度が１０００〜１５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物の粘度が上記下限よりも小さいと汚泥フロックの粗大化が不十分であり、大きいと膜を詰まらせることがある。
【００２８】
架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物の添加箇所については特に制限はないが、ＭＢＲの生物処理槽への流入水、膜モジュールが浸漬された生物処理槽、膜モジュールが浸漬されていない生物処理槽のいずれであってもよく、膜モジュールで活性汚泥混合液が濾過される前に架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物が添加されていればよい。
【００２９】
架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物の添加量としては、添加による汚泥性状の改善効果が得られる程度であればよく、汚泥性状やその他の処理条件等により適宜決定されるが、通常、活性汚泥混合液に対して１０〜１００ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物の添加量が少な過ぎると汚泥性状の改善効果が低く、膜の目詰りを十分に防止し得ず、多過ぎると汚泥フロックが粗大化しすぎて、生物処理に影響がでる。
【００３０】
なお、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物は、通常、０．１〜５重量％水溶液として添加することが好ましい。
【００３１】
本発明によりＭＢＲの膜モジュールで膜濾過して得られる膜濾過水は、架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物による汚泥性状の改善で、濾過水質も非常に良好であることから、これを直接逆浸透（ＲＯ）膜分離装置の給水としてＲＯ膜分離処理することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３３】
なお、以下の実施例及び比較例において、添加薬剤としては以下のものを用いた。
薬剤Ａ：架橋構造を有するジメチルアミンとエピクロルヒドリンとの共重合物（架橋剤：１，５−ヘキサジエンジエポキシド）（５０重量％水溶液の粘度（２５℃）は２０００ｍＰａ・ｓ）
薬剤Ｂ：架橋構造を有さないジメチルアミンとエピクロルヒドリンの共重合物（５０重量％水溶液の粘度（２５℃）は２５０ｍＰａ・ｓ）
【００３４】
［実施例１〜３、比較例１〜３］
電子産業排水を原水として負荷０．５〜１．０ｋｇ−ＢＯＤ／ｍ３／ｄａｙで好気処理を行っているＭＢＲ内の汚泥を原泥として、ビーカー試験により、各薬剤の効果を確認した。このＭＢＲでは、膜モジュールとして、浸漬型中空糸ＵＦ膜（三菱レイヨン株式会社製，膜面積１２ｍ２）モジュールを用い、原水ＴＯＣは８０〜１００ｍｇ／Ｌ、処理水ＴＯＣは３〜５ｍｇ／Ｌ、汚泥濃度は４，０００〜８，０００ｍｇ／Ｌで処理を行っている。
このＭＢＲから採取した下記性状の原泥（活性汚泥混合液）に対して、薬剤Ａ又は薬剤Ｂを１重量％水溶液として表１に示す添加量（固形分添加量）で添加して混合した。
【００３５】
＜原泥性状＞
ＭＬＳＳ：７４００ｍｇ／Ｌ
溶解性ＴＯＣ：４３ｍｇ／Ｌ
汚泥の平均粒径：２０μｍ
５Ｃ濾紙による１０分間での濾過水量：２．０ｍＬ
【００３６】
薬剤添加混合後の処理汚泥について、溶解性ＴＯＣと汚泥の平均粒径、５Ｃ濾紙による１０分間での濾過水量を調べ、結果を表１に示した。
なお、汚泥の溶解性ＴＯＣは燃焼触媒酸化方式ＴＯＣ計（島津製作所製）により測定し、平均粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製）により測定した。
また、５Ｃ濾紙による１０分間での濾過水量は、汚泥を５Ｃ濾紙上に供給し、そのまま静置したときに濾液として得られた濾過水量である。
汚泥性状として、溶解性ＴＯＣは少ない程好ましく、平均粒径は大きいほど好ましく、濾過水量は多い程好ましい。
【００３７】
【表１】
2012206065.tif 000002
【００３８】
表１より、カチオン性ポリマーとして架橋構造を有するアルキルアミン・ハロゲン化グリシジルエーテル結合物を用いることにより、汚泥性状を効果的に改善して膜濾過性に優れた汚泥とすることができることが分かる。