(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥を収容した活性汚泥槽に有機性廃水を流入させ、該有機性廃水を該活性汚泥によって生物処理し、該活性汚泥槽又はその後段に設置した分離膜装置によって該活性汚泥を固液分離する、膜分離活性汚泥装置による、廃水の処理方法であって、
前記活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に前記有機性廃水中の多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上になったときに、前記活性汚泥または前記有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させてから、前記分離膜装置による固液分離を行う、廃水処理方法。
【請求項２】
前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００以上になった時に、前記活性汚泥または前記有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させる、請求項１に記載の廃水処理方法。
【請求項３】
前記多価陽イオン捕捉手段が、キレート剤またはイオン交換樹脂である、請求項１または２に記載の廃水処理方法。
【請求項４】
前記固液分離の途中で、多価陽イオン捕捉手段を含む洗浄液で前記分離膜装置を洗浄する工程を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の廃水処理方法。
【請求項５】
活性汚泥が収容され、有機性廃水を生物処理する活性汚泥槽と、
前記活性汚泥槽中またはその後段に設置され、前記活性汚泥による処理液から前記活性汚泥を固液分離する分離膜装置と、を含む廃水処理装置であって、
前記活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度の測定手段および前記有機性廃水中の多価イオン濃度の測定手段と、前記活性汚泥または前記有機性廃水から多価陽イオンを除去する多価陽イオン捕捉手段と、を備える廃水処理装置。
【請求項６】
前記多価陽イオン捕捉手段が、キレート剤添加手段である、請求項５に記載の廃水処理装置。
【請求項７】
前記多価陽イオン捕捉手段が、イオン交換樹脂塔である、請求項５に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
さらに、前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に前記多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上になったときに、多価陽イオン捕捉手段を自動的に機能させる制御手段を備える、請求項５から７のいずれか１項に記載の廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機性廃水の処理をする膜分離活性汚泥法による廃水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理方法の一つとして、活性汚泥槽に膜カートリッジを浸漬し、ろ過により活性汚泥と処理液との固液分離を行う膜分離活性汚泥法がある。この方法は活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ：Mixed Liquor Suspended Solid）を５０００から２００００ｍｇ／Ｌと極めて高くして固液分離を行えるため、活性汚泥槽の容積を小さくできる、あるいは活性汚泥槽内での反応時間を短縮できるという利点を有する。また膜によるろ過のため、処理水中には浮遊物質（ＳＳ：Suspended Solid）が混入しないので、最終沈殿槽が不要となり処理施設の敷地面積を減らすことができること、活性汚泥沈降性の良否を問わず固液分離ができるため、活性汚泥管理も軽減されることなど多くのメリットがあり、近年急速に普及している。
【０００３】
膜カートリッジとしては平膜や中空糸膜が用いられている。膜分離活性汚泥法では、活性汚泥中の微生物が代謝する生物由来ポリマーや、活性汚泥自体、原水から持ち込まれる夾雑物などが膜面に付着することによって有効な膜面積が減少し、ろ過効率が低下するため、長期間の安定なろ過ができない場合がある。
【０００４】
膜表面の付着物を除去する方法として、ろ過方向とは逆方向にろ過水等の媒体を噴出させる逆洗がある。
【０００５】
また、従来、膜表面及び膜の間への活性汚泥や夾雑物等の蓄積を避けるために膜カートリッジの下部から空気等のばっ気を行い、膜の振動効果と気泡の上方への移動による撹拌効果によって、膜表面及び膜の間への活性汚泥凝集物や原水から持ち込まれる夾雑物などを剥離させている。例えば特開２０００−１５７８４６号公報（特許文献１）には、ろ過装置の中空糸膜カートリッジにおいて、カートリッジヘッドとスカートが分離されており、カートリッジヘッド側の中空糸膜端部の中空部が開口し、スカート側の中空糸膜端部の中空部が封止され、かつスカート側接着固定層に複数の貫通穴が設けられている構成が開示されている。このような構成によれば、ろ過装置におけるエアーバブリング運転時に、中空糸膜の外表面に堆積した懸濁物の剥離作用を大きくすると共に、剥離された懸濁物を中空糸膜カートリッジ外に排除しやすい。
【０００６】
しかしながら、活性汚泥槽へ流入する有機性廃水の組成によっては、活性汚泥処理条件を適切に設定しないと微生物は膜をつまらせる成分を多く分泌するためか、ばっ気や逆洗を行っても安定な固液分離ができなくなってしまうことがある。
【０００７】
一方、膜ろ過流束を低く設定することによって、目づまりを生じにくくすることができるが、このような方法を過度に行うと、廃水処理の効率が低下するという問題もある。
【０００８】
また、特開２００４−２９０７６５号公報（特許文献２）には、膜分離活性汚泥法において、処理槽または溶解性有機物含有液に抗生物質、アンカップラー、キレート剤からなる群から選ばれた少なくとも１種類を添加する方法が提案されている。実施例においては、抗生物質及び／又はアンカップラーを添加した場合に汚泥液の粘度が改善されたことが示されているが、キレート剤を添加する場合の詳細な条件については記載がない。
【０００９】
特開２０００−２６５１９３号公報（特許文献３）には、発酵食品用部材の洗浄廃水に所定のキレート化合物を添加して、活性汚泥処理する方法が開示されている。当該方法で用いられるキレート化合物は生分解しやすいため、活性汚泥による分解処理の際、負担を軽減することができる。しかしながら、キレート剤として汎用されているＥＤＴＡを添加した比較例では（実施例４）、１４日後もほとんど生分解されておらず、環境負荷が大きい。
【特許文献１】特開２０００−１５７８４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９０７６５号公報
【特許文献３】特開２０００−２６５１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のとおり、キレート剤には生分解性に劣るものもあり、過剰に添加すると環境負荷が大きくなるという問題があるため、必要十分に添加することが重要である。
【００１１】
そこで、本発明は、膜が目づまりする前に目づまりのリスクを適切に評価し、必要十分な対策をとることによって、活性汚泥と処理液との固液分離を安定的且つ効率よく行うことができるようにする方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、鋭意検討の結果、膜外表面に付着してろ過を阻害する物質がウロン酸を主成分とし、分子量が数十万から数百万の生物由来ポリマーであるウロン酸含有ポリマーであることを見いだした。さらにそのウロン酸中のカルボン酸同士がＣａ2+やＭｇ2+などの多価陽イオンによって分子間架橋を呈し、数多くの分子鎖が架橋して嵩高くなることによって分離膜が目づまりを起こすことを見いだした。そして、架橋の原因となる多価陽イオンを除去すれば、架橋された分子鎖同士をほぐすことができ、分離膜表面でつまることなく分離膜の細孔を通り抜けて系外へ排出されてゆくことを確認した。この際、活性汚泥水槽中のウロン酸ユニット濃度および／または有機性廃水中の多価陽イオン濃度を測定して目づまりのリスクを評価し、リスクが高くなった段階で多価陽イオンを除去すれば、必要十分に処理を行うことができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、
〔１〕活性汚泥を収容した活性汚泥槽に有機性廃水を流入させ、該有機性廃水を該活性汚泥によって生物処理し、該活性汚泥槽又はその後段に設置した分離膜装置によって該活性汚泥を固液分離する、膜分離活性汚泥装置による、廃水の処理方法であって、前記活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度が所定の値以上になったときに、前記活性汚泥または前記有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させてから、前記分離膜装置による固液分離を行う、廃水処理方法；
〔２〕前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）が、２０以上になったときに、前記活性汚泥または前記有機性廃水を前記多価陽イオン捕捉手段と接触させる、上記〔１〕に記載の廃水処理方法；
〔３〕活性汚泥を収容した活性汚泥槽に有機性廃水を流入させ、該有機性廃水を該活性汚泥によって生物処理し、該活性汚泥槽又はその後段に設置した分離膜装置によって該活性汚泥を固液分離する、膜分離活性汚泥装置による、廃水の処理方法であって、前記活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に前記有機性廃水中の多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上になった時に、前記活性汚泥または前記有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させてから、前記分離膜装置による固液分離を行う、廃水処理方法；
〔４〕前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００以上になった時に、前記活性汚泥または前記有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させる、上記〔３〕記載の廃水処理方法；
〔５〕前記多価陽イオン捕捉手段が、キレート剤またはイオン交換樹脂である、上記〔１〕から〔４〕のいずれか１項に記載の廃水処理方法；
〔６〕前記固液分離の途中で、多価陽イオン捕捉手段を含む洗浄液で前記分離膜装置を洗浄する工程を含む、上記〔１〕から〔５〕のいずれか１項に記載の廃水処理方法；
〔７〕活性汚泥が収容され、有機性廃水を生物処理する活性汚泥槽と、前記活性汚泥槽中またはその後段に設置され、前記活性汚泥による処理液から前記活性汚泥を固液分離する分離膜装置と、を含む廃水処理装置であって、前記活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度および／または前記有機性廃水中の多価イオン濃度の測定手段と、前記活性汚泥または前記有機性廃水から多価陽イオンを除去する多価陽イオン捕捉手段とを備える、廃水処理装置。
〔８〕前記多価陽イオン捕捉手段が、キレート剤添加手段である、上記〔７〕に記載の廃水処理装置；
〔９〕前記多価陽イオン捕捉手段が、イオン交換樹脂塔である、上記〔７〕に記載の廃水処理装置；および
〔１０〕さらに、前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）が所定の値以上となったとき、または、前記ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に前記多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上になったときに、多価陽イオン捕捉手段を自動的に機能させる制御手段を備える、上記〔７〕から〔９〕のいずれか１項に記載の廃水処理装置、に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、活性汚泥中のウロン酸ユニット濃度および／または有機性廃水中の多価陽イオン濃度を測定して膜に目づまりが生じる前に目づまりのリスクを評価し、必要十分に多価陽イオンを捕捉して目づまりを防ぐことができる。本発明によれば、必要以上にキレート剤を添加して、環境負荷を増大させるといった問題も生じることなく、長期間安定に固液分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る廃水処理方法の好ましい実施の形態を説明する。
【００１６】
まず、図１に示される一般的な膜分離活性汚泥装置を使用した廃水処理方法について説明する。図１において、膜分離活性汚泥槽内に流入する有機性廃水１は、細目スクリーンやドラムスクリーンなどの前処理設備２によって夾雑物を除去した後に流量調節槽３に一旦貯留される。その後、有機性廃水１は、分離膜装置における膜ろ過流束を一定に保つため、流量調節槽３から一定の流量で膜分離活性汚泥槽（ばっ気槽）４に供給される。
【００１７】
膜分離活性汚泥槽４では、活性汚泥中の微生物によって有機性廃水１中の有機物（ＢＯＤ成分）が分解除去される。膜分離活性汚泥槽４における活性汚泥混合液の固液分離は槽内に浸漬された浸漬型分離膜装置５で行い、そのろ過液９は必要に応じて滅菌槽１０で消毒後、処理水１１として得られる。膜分離活性汚泥槽４では微生物は有機性廃水１中のＢＯＤ成分を分解するとともに増殖する。
【００１８】
本発明者らは上述のように、活性汚泥中の多価陽イオンを除去することで分離膜が目づまりするのを抑制できることを見いだした。特に、多価陽イオンによって架橋されるのは、ウロン酸含有ポリマーのカルボン酸の部分であるので、活性汚泥中のウロン酸濃度を測定し、所定の濃度を超えたときに、多価陽イオンを捕捉することによって、必要十分に目づまりのリスクを回避することができる。多価陽イオンは、ウロン酸濃度が２０ｍｇ／Ｌ、好ましくは３０ｍｇ／Ｌを超えたときに捕捉することが好ましい。
【００１９】
また、活性汚泥中のウロン酸ユニット濃度とともに有機性廃水中の多価陽イオン濃度を測定し、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上となったときに多価陽イオンを捕捉することによっても、必要十分に目詰まりのリスクを回避することができる。多価陽イオンは、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が、６００以上になったときに捕捉することが好ましい。
【００２０】
ウロン酸ユニット濃度を測定する場合には、活性汚泥を、ろ紙など分離膜装置の分離膜より大きな孔径を有するろ材によってろ過し、汚泥ろ液を得てから測定することが好ましい。この操作によって、活性汚泥中の浮遊物のみが当該ろ材に捕捉され、ウロン酸成分はろ紙を通過する。したがってそのろ液中のウロン酸ユニット濃度を測定すれば膜の目詰まり物質となるウロン酸含有ポリマーの濃度をより正確に測定することができる。
【００２１】
この時のろ材の孔径は、分離膜装置に備えられた分離膜孔径の好ましくは５倍以上、さらに好ましくは１０倍以上である。また、分離膜装置に備えられた分離膜の孔径の約１００倍以下を上限とし、１０μｍ以下であることがより好ましい。ろ材の素材は、ウロン酸成分の吸着が少ない親水性のものであることが好ましい。このようなろ材としては、例えば、セルロースを素材とするろ紙を用いることができる。
【００２２】
ウロン酸ユニット濃度は、ＮＥＬＬＹ  ＢＬＵＭＥＮＫＲＡＮＴＺ，ＧＵＳＴＡＶ  ＡＳＢＯＥ−ＨＡＮＳＥＮ著「Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｕｒｏｎｉｃ  Ａｃｉｄ」ＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬ  ＢＩＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ５４巻、４８４〜４８９貢（１９７３年発行）に記載の方法に従い、ポリウロン酸の一つであるポリガラクツロン酸を用いて作成した検量線により測定することができる。具体的には下記の手順で行えばよい。
１）０．５ｍＬの汚泥ろ液および既知濃度のポリガラクツロン酸水溶液を試験管にとり、各々に３．０ｍＬの０．０１２５ＭのＮａ2Ｂ4Ｏ7濃硫酸溶液を加える。
２）１）の各液をよく振とうし、沸騰湯浴中で５分間温め、その後氷水中で２０分間冷やす。
３）２）の各液に５０μＬの０．１５％ｍ−ヒドロキシジフェニルの０．５％ＮａＯＨ溶液を加える。
４）３）の各液をよく撹拌した後５分放置し、これらの５２０ｎｍ吸光度を測定し、既知濃度のポリガラクツロン酸水溶液の値と、汚泥ろ液の値とを比較して濃度を求める。
【００２３】
一方、有機性廃水中の多価陽イオンを測定する方法は特に限定されず、当業者であれば公知の方法やそれに準ずる方法を用いて容易に測定することができる。中でも活性汚泥槽４に流入する前の有機性廃水を、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法や、ＩＣＰ−質量分析（ＭＳ）法によって分析することが好ましく、これらの方法によれば何種類もの陽イオンを一度に分析できるので有利である。
【００２４】
多価陽イオンを捕捉する手段としては、活性汚泥槽４へ流入する有機性廃水１中の陽イオンの元素分析をあらかじめ行っておき、その元素に適したキレート剤を選択することができる。キレート剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やグリコールエーテルジアミン四酢酸（ＥＧＴＡ）が挙げられる。また、キレート剤が生分解性であるとさらに好ましい。キレート剤は、活性汚泥槽に投入してもよく、活性汚泥槽投入前の有機性廃水に投入してもよい。
【００２５】
有機性廃水中の多価陽イオン濃度に基づいてキレート剤の添加量を決めることによって、より効率よく必要十分に多価陽イオンを捕捉することができる。例えば、有機性廃水１中に含まれる多価陽イオンがＭｇ2+やＣａ2+である場合、キレート剤をＭｇ2+及びＣａ2+のモル濃度の１〜３倍、好ましくは約２倍当量程度の量を活性汚泥槽４へ添加すると、Ｍｇ2+やＣａ2+が効率的にキレート剤と結合するので好ましい。このように、キレート剤の添加量を決定することにより、過剰なキレート剤を添加して環境負荷が大きくなるのを防ぐことができる。
【００２６】
また、多価陽イオンを捕捉する手段として、イオン交換樹脂も使用できる。イオン交換樹脂の場合は、有機性廃水１をイオン交換樹脂に接触させてＭｇ2+やＣａ2+などの多価陽イオンをあらかじめ除去してから活性汚泥槽４へ流入させる方法や、イオン交換樹脂を活性汚泥槽４中へ分散させる方法がある。この場合も、有機性廃水中の多価陽イオン濃度に基づいて、イオン交換樹脂を導入する量を決めることによって、効率よく必要十分に多価陽イオンを捕捉することができる。イオン交換樹脂としては、例えば三菱化学製ダイアイオンＳＫ１Ｂ（Ｎａ）やオルガノ製アンバーライトＩＲ１２０Ｂ（Ｎａ）を用いることができる。
【００２７】
この他、イオン交換膜を用いた電気透析装置も用いることができる。このとき特に２価以上の陽イオンを選択的に濃縮できるイオン交換膜電気透析装置を用いるのが好ましい。
【００２８】
さらに、分離膜に目づまりが生じた場合には、多価陽イオン捕捉手段を含む液でウロン酸含有ポリマーの嵩高さを小さくすることによって膜面を洗浄することもできる。この場合、ろ過水や水道水などに多価陽イオン捕捉手段を添加して洗浄液とし、ろ過とは逆方向に当該洗浄液を分離膜装置へ流し込むことが好ましい。また、ろ過水や水道水などに多価陽イオン捕捉手段を添加した液を作製し、この液中に分離膜装置を浸すことがより好ましい。ここで、膜分離活性汚泥槽４が脱窒のために好気槽−無酸素槽である場合にも本発明は適用できる。また、分離膜装置は活性汚泥槽の後段に設けられる場合でも本発明を適用することができる。
【００２９】
本発明はまた、上述した本発明に係る廃水処理方法を好適に実施することができる廃水処理装置も提供する。本発明に係る廃水処理装置は、活性汚泥が収容され、有機性廃水を生物処理する活性汚泥槽と、活性汚泥槽中またはその後段に設置され、活性汚泥による処理液から活性汚泥を固液分離する分離膜装置とを含み、活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度および多価陽イオン濃度の測定手段と、活性汚泥または有機性廃水から多価陽イオンを除去する多価陽イオン捕捉手段とを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る廃水処理装置の例を、図４および図５を参照して説明する。
【００３１】
ウロン酸ユニット濃度測定手段は、例えば図に示されるウロン酸ユニット測定装置１３とすることができ、活性汚泥槽４に取り付けて、活性汚泥槽４の水相中のウロン酸ユニット濃度を設定した時間ごとに自動で測定する。ウロン酸ユニット測定手段１３は、例えば、液体クロマトグラフィーとすることができる。また、上述のとおり、ウロン酸ユニット濃度を測定するためには、活性汚泥をろ材でろ過することが好ましいので、ウロン酸ユニット測定装置１３が、かかるろ材を備えることも好ましい。
【００３２】
多価陽イオン濃度の測定手段は、例えば図中の陽イオン測定装置１４とすることができ、流量調節槽３と活性汚泥槽４との間の流路を通過する有機性廃水の濃度を測定できるように配置することができる。多価陽イオン濃度の測定手段１４は、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置や、ＩＣＰ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）とすることができる。陽イオン測定装置１４は、図に示されるように流量調節槽３と活性汚泥槽４の間に配置してもよいし、流量調節槽３よりも上流に配置してもよい。
【００３３】
多価陽イオン捕捉手段は、キレート剤添加手段や、イオン交換樹脂塔とすることができる。キレート剤添加手段は、例えば、図４に示されるＥＤＴＡ添加装置１５とすることができるが、これに限定されず、他の種類のキレート剤を投入するものであってもよいし、複数種類のキレート剤を用意し、多価陽イオンの種類によって異なるキレート剤を、適量投入できる構成とすることも好ましい。また、図４のようにキレート剤を活性汚泥槽に投入できるよう設置してもよいし、活性汚泥槽流入前の廃水にキレート剤を投入できるところ（例えば、流動調節槽３）に設置してもよい。
【００３４】
多価陽イオン捕捉手段としてイオン交換樹脂塔を用いる場合は、例えば、図５に示される陽イオン交換樹脂塔１６とすることができる。イオン交換樹脂塔は、流量調節槽と活性汚泥槽の間に通常のラインと並列に配置することができる。このような構成により、必要に応じてラインを切り替え、流量調節槽の有機性廃水をイオン交換樹脂塔経由で活性汚泥槽に流入させることが可能となる。
【００３５】
また、このときイオン交換樹脂塔の代わりにイオン交換膜を使った電気透析装置も用いることができる。
【００３６】
また、本発明に係る廃水処理装置は、ウロン酸ユニット濃度が所定の値以上となったとき、または、ウロン酸ユニット濃度及びウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に有機性廃水中の多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が所定の値以上になったときに、多価陽イオン捕捉手段を自動的に機能させる制御手段を備えることも好ましい。ここで、自動的に機能させるとは、例えば、多価陽イオン捕捉手段がキレート剤添加手段である場合には、適したキレート剤を選択して活性汚泥槽等に適量添加することを意味し、多価陽イオン捕捉手段がイオン交換樹脂塔である場合には、通常のラインからイオン交換樹脂塔にラインを切り替えることを意味する。
【実施例１】
【００３７】
本発明の実施例を以下に説明するが、それによって本発明が限定されることはない。
【００３８】
以下の方法により、本発明に係る廃水処理方法によれば膜ろ過圧力が安定に推移することを確認した。
【００３９】
まず有機性廃水を含む活性汚泥を、１μｍの孔径を有するろ紙（アドバンテック社、セルロース製、５Ｃ（商品名））でろ過し、得られたろ液（以下、「汚泥ろ液」と呼ぶ）を、０．１μｍの孔径を有する中空糸膜（旭化成ケミカルズ社製、ＰＶＤＦ製、膜面積（外表面）０．０２ｍ2、有効膜長さ１５ｃｍ、内径／外径：０．６／１．２ｍｍ）で、９分間ろ過、１分間逆洗を１サイクルとして７サイクル行った。
【００４０】
ろ過抵抗Ｒｃと、膜間差圧Ｐｎ等の間には、下記式（Ｉ）のような関係がある。上記の膜ろ過実験の結果得られた値（膜間差圧、粘度、Ｆｌｕｘ）をプロットして、Ｐｎ／（μＪ）とｎとの関係の近似線を描き、その傾きからＲｃを求めた。
【００４１】
Ｐｎ／（μＪ）＝ｎ×Ｒｃ………（Ｉ）
式（Ｉ）において、ｎはろ過サイクル数、Ｐｎはｎサイクル目の膜間差圧の平均値［Ｐａ］、μは膜ろ過水の粘度［Ｐａ・ｓ］、ＪはＦｌｕｘ［ｍ／Ｄ］を表す。
【００４２】
汚泥ろ液は２つ用意した。この汚泥ろ液中のウロン酸ユニット濃度はどちらも３５ｍｇ／Ｌであった。一方の汚泥ろ液に最終濃度が０．５ｍＭになるようにＥＤＴＡを添加した。もう一方は、何も加えずにろ過抵抗を測定した。
【００４３】
７０分経過後、ＥＤＴＡを加えていない方の汚泥ろ液では、ろ過抵抗値が６．１×１０11であるのに対し（図２）、ＥＤＴＡを加えた方はろ過抵抗値が２．８×１０11に維持された（図３）。このように、多価陽イオンを捕捉することによってろ過抵抗値を低下させることができることを確認した。
【実施例２】
【００４４】
図１の系の膜分離活性汚泥装置を３台用意し、１台（以下、「膜分離活性装置Ａ」という。）は図１のフローのままとした。もう１台（以下、「膜分離活性装置Ｂ」という。）には、図４に示されるように、流量調節槽３と活性汚泥槽４の間に多価陽イオン測定手段としてＩＣＰ発光分光装置１４（ＩＣＰＳ−７０００、島津製作所製）を取り付けるとともに、活性汚泥槽４にＥＤＴＡ自動添加装置１５を取り付け、活性汚泥槽４にウロン酸ユニット濃度測定手段として液体クロマトグラフィー１３を取り付けた。そして、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００を超えると、ＥＤＴＡ自動添加装置が作動して多価陽イオン濃度の２倍当量のＥＤＴＡが、流動調節槽３内の有機性廃水に自動的に添加されるよう設定した。
【００４５】
また、もう１台（以下、「膜分離活性装置Ｃ」という。）には、図５に示されるように、流量調節槽３と活性汚泥槽４の間に多価陽イオン測定手段１４を設置するとともに、流量調節槽３から活性汚泥槽４への既存の配管に加え、イオン交換樹脂塔１６（三菱化学製ダイアイオンＳＫ１Ｂ（Ｎａ））を通るラインを新たに取り付けた。また、活性汚泥槽４には、ウロン酸ユニット濃度測定手段として、液体クロマトグラフィー１３を取り付けた。そして、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００を超えると、イオン交換樹脂塔を経由するラインに配管が自動的に切り替わり、活性汚泥槽４に流入する前に多価陽イオンが捕捉されるよう設定した。
【００４６】
膜分離活性汚泥装置Ａ〜Ｃで、ＢＯＤが７５０ｍｇ／Ｌの製糖工場廃水を処理した。当初、廃水中の糖濃度およびウロン酸ユニット濃度は、それぞれ３０ｍｇ／Ｌおよび０ｍｇ／Ｌであった。
【００４７】
いずれの膜分離活性汚泥装置においても、孔径０．１μｍの精密ろ過中空糸膜をモジュール化した分離膜装置（旭化成ケミカルズ社製、ＰＶＤＦ製、膜面積０．０１５ｍ2、有効膜長さ１５ｃｍ、内径／外径：０．６／１．２ｍｍ）を、有効容積１０Ｌの活性汚泥槽に浸漬させた。膜へのばっ気は、空気を膜モジュールの下部から２００ＮＬ／ｈの流量で送気した。
【００４８】
ＭＬＳＳ濃度は１０ｇ／Ｌで一定とし、活性汚泥槽４における廃水の滞留時間は１８時間とした。活性汚泥の液量は常に一定とし、１系列の分離膜装置を設置してろ過Ｆｌｕｘは０．６ｍ／Ｄに設定し、ろ液は全量活性汚泥槽外に排出した。初期の膜ろ過圧力はいずれも５ｋＰａであった。運転１５日目に前述の方法で活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度を測定するといずれも３０ｍｇ／Ｌで同じであった。このとき膜ろ過圧力はいずれも９ｋＰａであった。
【００４９】
また、製糖工場廃水中（流量調節槽３中）の多価陽イオンを調べると、いずれの膜分離活性汚泥装置においても、ほとんどがＣａ2+およびＭｇ2+であり、合計濃度は２２ｍｇ／Ｌであった。
【００５０】
膜分離活性汚泥装置Ａは、運転２０日目に膜ろ過圧力が２５ｋＰａに達し、分離膜の洗浄が必要になった。
【００５１】
膜分離活性汚泥装置Ｂでは、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００を超えた１５日目から、ＥＤＴＡが毎日自動的に添加された。運転２０日目の膜ろ過圧力は１２ｋＰａで、安定に固液分離を達成できた。
【００５２】
膜分離活性汚泥装置Ｃでは、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００を超えた１５日目で、製糖工場廃水が陽イオン交換樹脂塔（三菱化学製ダイアイオンＳＫ１Ｂ（Ｎａ））を経由するように流量調節槽から活性汚泥槽への配管を切り替え、て多価陽イオン濃度を５ｍｇ／Ｌに下げてから活性汚泥槽へ導入した。運転２０日目の膜ろ過圧力は１２ｋＰａで、安定に固液分離を達成できた。
【００５３】
このように目安としてウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）が３０ｍｇ／Ｌを超え、ウロン酸ユニット濃度（ｍｇ／Ｌ）に多価陽イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を乗じた値が６００を超えたときに多価陽イオンを捕捉することで分離膜の目づまりを防ぐことができた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る有機性廃水の処理方法の一例を示すブロック図である。矢印は流体の流れの方向を示す。
【図２】汚泥ろ液を使ってろ過抵抗を測定した時の、ろ過圧力の経時変化を表す図である。
【図３】ＥＤＴＡを添加した汚泥ろ液を使ってろ過抵抗を測定した時の、ろ過圧力の経時変化を表す図である。
【図４】本発明に係る廃水処理装置の一例を示すブロック図である。矢印は流体の流れの方向を示す。
【図５】本発明に係る廃水処理装置の一例を示すブロック図である。矢印は流体の流れの方向を示す。
【符号の説明】
【００５５】
１…有機性廃水、２…前処理設備、３…流量調節槽、４…膜分離活性汚泥槽（ばっ気槽）、５…中空糸膜型分離膜装置、６…スカート、７…ブロワー、８…吸引ポンプ、９…ろ過液、１０…滅菌槽、１１…処理水、１２…汚泥引き抜きポンプ、１３…ウロン酸ユニット測定装置、１４…多価陽イオン測定装置、１５…ＥＤＴＡ自動添加装置、１６…陽イオン交換樹脂塔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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