膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法
【課題】 水環境の汚染を抑制し且つろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる膜分離活性汚泥処理装置を提供することにある。
【解決手段】 廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置にある。
【解決手段】 廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、膜分離活性汚泥処理装置は、例えば、廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部とが備えられてなり、有機物等が含有されてなる廃水を浄化するのに用いられている。
【０００３】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、生物処理により生物種が増殖し活性汚泥が増加してしまうことによって、余剰汚泥が発生してしまうことから、更に、余剰汚泥を有する汚泥含有生物処理水を脱水により脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部が備えられてなる。
さらに、汚泥脱水部で生成された脱水ろ液は直接海洋や河川等の水環境に放流されてしまうと水環境が汚染されてしまう虞があることから、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、脱水ろ液が生物処理部に返送されるように構成されてなる（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０５９２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、斯かる脱水ろ液に含まれる溶解性微生物代謝物（ＳＭＰ：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）によりろ過膜が目詰まりしてしまい、ろ過効率の低下が生じてしまう等の問題を有している。
【０００６】
斯かる問題の対処としては、膜ろ過によって得られる透過水は十分に高い水質を有し且つ豊富に生成され得ることから、該透過水及び脱水ろ液を混合して混合水を生成し該混合水を浄化水として得るように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置が考えられる。
【０００７】
しかしながら、より一層純度の高い浄化水が求められている昨今に於いて、斯かる膜分離活性汚泥処理装置では、この要望に十分に応えることができない虞がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点及び要望に鑑み、水環境の汚染を抑制し、且つろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥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】
【０００９】
本発明は、廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置にある。
【００１０】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、ろ過膜の目詰まりの原因となり得る脱水ろ液の生物処理部への移送量を抑制しつつ、浄化水の純度を低下し得る脱水ろ液の混合部への移送量を抑制するように、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とに移送される脱水ろ液の移送割合を調節することが可能であるため、ろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる。また、水環境に脱水ろ液をそのまま排出することも抑制し得るため、水環境の汚染を抑制し得る。
【００１１】
また、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記膜ユニット部で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１２】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、ＳＭＰが脱水ろ液に多く存在し、また、ＳＭＰがろ過膜の目詰まりの原因物質であることから、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができるという利点がある。
【００１３】
さらに、前記ＳＭＰ測定装置を備え測定値に基づいて前記移送割合が調節されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１４】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００１５】
また、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記基準値が２０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００１６】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００１７】
また、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１８】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、脱水ろ液中の有機物のほとんどがＳＭＰであることから、有機物の濃度を測定することで、ＳＭＰの濃度を把握することが可能であるという利点がある。また、現状では、脱水ろ液中の有機物の濃度を測定するほうが、ＳＭＰの濃度を測定するよりも簡便であることから、簡便に測定することができるという利点もある。
【００１９】
さらに、前記有機物濃度測定装置を備え測定値に基づいて前記移送割合が調節されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２０】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００２１】
また、前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、有機物濃度が全有機炭素濃度であって、前記基準値が３０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２２】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００２３】
さらに、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記浄化水を第１浄化水として得るように構成され、透過水を混合部に移送する第１透過水移送経路を備え、脱水ろ液と混合せずに透過水を第２浄化水として得るように構成され、第２浄化水を貯留する第２浄化水貯留槽と、透過水を該第２浄化水貯留槽に移送する第２透過水移送経路とを備え、第１透過水移送経路と、第２透過水移送経路とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２４】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、第１浄化水を系外の水環境に排出する際に、水環境の汚染を抑制しつつ、残りの透過水を再生水（各種用水）として利用することができるという利点がある。
【００２５】
また、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置と、混合部に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置と、混合部に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置とを備え、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２６】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実に第１浄化水が該放流水としての基準値を満たすように脱水ろ液を透過水で希釈しつつ、より多く再生水を得ることができるという利点がある。
【００２７】
また、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２８】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実に第１浄化水が該放流水としての基準値を満たすように脱水ろ液を透過水で希釈しつつ、より多く再生水を得ることができるという利点がある。
【００２９】
また、本発明は、前記膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水から浄化水を得る膜分離活性汚泥処理方法にある。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明によれば、水環境の汚染を抑制し、且つろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図２】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図３】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図４】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図５】他実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図６】他実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図７】ＳＭＰ濃度に対する５Ｃろ紙ろ過量。
【図８】参考例１に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図９】参考例２に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図１０】参考例３に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、廃水Ａ及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部２と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部３と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部４と、前記膜ユニット部３で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂを得る混合部５とを備えてなる。
【００３４】
前記生物処理としては、具体的には、活性汚泥処理等を挙げることができる。
該活性汚泥処理は、細菌、原生動物、後生動物等の生物種を有する活性汚泥と、有機物を含む廃水とを曝気しながら混合して、該有機物を前記生物種で分解する処理である。
【００３５】
前記廃水Ａとしては、生物分解することができる有機物等を含有する廃水であれば、特に限定されるものではないが、例えば、生活廃水や、食品工場、化学工場、電子産業工場、パルプ工場等の工場の廃水等が挙げられる。
【００３６】
前記生物処理部２は、生成した汚泥含有生物処理水を貯留する汚泥含有生物処理水貯留槽２１と、汚泥含有生物処理水貯留槽２１内を曝気する曝気手段（図示せず）とを備えてなる。
【００３７】
前記膜ユニット部３は、前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の液面下に浸漬膜として設置されてなる。
尚、前記膜ユニット部３が前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１外に設置されるように構成されていてもよい。
【００３８】
前記膜ユニット部３が有するろ過膜の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、精密ろ過膜（ＭＦ膜）等のＳＭＰが透過しない膜が挙げられる。
【００３９】
前記ろ過膜の構造としては、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニールアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの素材により形成された直径数ｍｍの中空糸状に形成されたいわゆる中空糸膜などと呼ばれるタイプのものや、薄い板状の膜たる平膜と呼ばれるタイプのものなど従来公知のものを採用することができる。
【００４０】
前記汚泥脱水部４は、前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１から排出された汚泥含有生物処理水が供給され、該汚泥含有生物処理水が脱水により脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離されるように構成されてなる。
【００４１】
前記汚泥脱水部４としては、特に限定されるものではないが、例えば、真空脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス、ベルトプレス、スクリュープレス、多重円板脱水機、多重円板外胴型スクリュープレス等が挙げられる。
【００４２】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、汚泥含有生物処理水が汚泥脱水部４に、脱水汚泥Ｃが脱水汚泥貯留部（図示せず）に、脱水ろ液が混合部５及び生物処理部２に、透過水が混合部５に、浄化水Ｂが浄化水貯留部（図示せず）に移送されるように構成されてなる。
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、図１に示すように、汚泥含有生物処理水を汚泥脱水部４に移送する汚泥含有生物処理水移送経路６ａと、脱水汚泥Ｃを移送する脱水汚泥移送経路６ｂと、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部５に移送する第１脱水ろ液移送経路６ｃと、前記生物処理部２に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路６ｄと、透過水を移送する透過水移送経路６ｅと、浄化水Ｂを移送する浄化水移送経路６ｆとを備えてなる。
【００４３】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、第１脱水ろ液移送経路６ｃと第２脱水ろ液移送経路６ｄとにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる。
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記第１脱水ろ液移送経路６ｃ及び前記第２脱水ろ液移送経路６ｄに、それぞれ第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂが介装されており、各バルブ（第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂ）の開閉操作によって流路や流量が決定されるバルブ機構（図示せず）を備え、該バルブ機構（図示せず）により前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００４４】
さらに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記膜ユニット部３で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置（図示せず）を備えてなる。
前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）は、後述する実施例に記載の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度の測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００４５】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００４６】
前記基準値は、好ましくは、１００ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、３０ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００４７】
本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次ぎに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法について説明する。
【００４８】
本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法では、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水Ａから浄化水Ｂを得る。
【００４９】
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法では、廃水Ａを生物処理部２に供給し、生物処理部２において該廃水Ａと活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得、膜ユニット部３で該汚泥含有生物処理水を膜ろ過して透過水を得る。
そして、余剰汚泥が発生された場合には、余剰汚泥を有する汚泥含有生物処理水を汚泥脱水部４に移送し、汚泥脱水部４において脱水により該汚泥含有生物処理水を脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離する。
【００５０】
前記汚泥脱水部４において脱水した場合に於いては、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満に保持し得る状態では、図２に示すように、第２バルブ７ｂを解放し且つ第１バルブ７ａを閉塞して第２脱水ろ液移送経路６ｄから生物処理部２に脱水ろ液を返送する。また、膜ユニット３で得られた透過水を浄化水Ｂとして浄化水貯留部（図示せず）に移送する。
一方で、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満に保持し得ない状態になりそうな場合には、図３に示すように、第１バルブ７ａを解放し且つ第２バルブ７ｂを閉塞して第１脱水ろ液移送経路６ａから混合部５に脱水ろ液を移送する。また、膜ユニット３で得られた透過水と該移送された脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂとして浄化水貯留部（図示せず）に移送する。
【００５１】
尚、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法は、上記構成を有するものであったが、本発明の膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
【００５２】
即ち、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法は、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂの何れか一方を解放し他方を閉塞するが、本発明の膜分離活性汚泥処理方法は、図４に示すように、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂを解放してもよい。
【００５３】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）を備えてなるが、本発明の膜分離活性汚泥処理装置は、前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備えてもよい。
【００５４】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、前記有機物濃度測定装置の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記有機物濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００５５】
前記基準値は、有機物濃度が全有機炭素濃度である場合、好ましくは、１１０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、４０ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは、３０ｍｇ／Ｌ以下である。
尚、脱水ろ液の全有機炭素濃度は、廃水が生活廃水である場合、通常、脱水ろ液のＳＭＰ濃度よりも１０ｍｇ／Ｌ程度高い値である。
【００５６】
さらに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置は、浄化水Ｂの不純度を測定する不純度測定装置を備えてもよい。
前記不純度測定装置としては、例えば、ＳＳ濃度を測定するＳＳ測定装置、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定するＢＯＤ測定装置等が挙げられる。
前記ＳＳ測定装置、ＢＯＤ測定装置は、それぞれ、後述する実施例に記載のＳＳ濃度、ＢＯＤの測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００５７】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、前記ＳＭＰ測定装置の測定値及び前記不純度測定装置の測定値の少なくとも一方の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記ＳＭＰの測定濃度を基準値以下若しくは未満にすべく、及び／又は前記不純度測定装置の測定濃度を基準値以下若しくは未満にすべく、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００５８】
前記不純度の基準値は、前記不純度がＳＳの濃度である場合には、好ましくは、４０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下であり、前記不純度がＢＯＤである場合には、好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００５９】
また、図５に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、脱水ろ液を貯留する脱水ろ液貯留部８を備え、脱水ろ液が生物処理部に返送される前若しくは混合部に移送される前に脱水ろ液貯留部８に貯留されるように構成されてもよい。
【００６０】
また、図６に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記膜ユニット部３で生成された透過水の一部が混合部５に移送され、混合部５により第１浄化水Ｂ１が得られ、混合部５により得られた第１浄化水Ｂ１が第１浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、残りの透過水が混合部５に移送されずに第２浄化水Ｂ２として第２浄化水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されてもよい。
【００６１】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、透過水の一部を混合部５に移送する第１透過水移送経路６ｅ１と、残りの透過水を、脱水ろ液と混合せずに、第２浄化水Ｂ２として第２浄化水貯留槽（図示せず）に移送する第２透過水移送経路６ｅ２とを備えてなる。
【００６２】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、第１透過水移送経路６ｅ１と、第２透過水移送経路６ｅ２とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。具体的には、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、第１透過水移送経路６ｅ１、及び第２透過水移送経路６ｅ２に、それぞれ第３バルブ７ｃ及び第４バルブ７ｄが介装されており、各バルブ（第３バルブ７ｃ及び第４バルブ７ｄ）の開閉操作によって流路や流量が決定されるバルブ機構（図示せず）を備え、該バルブ機構（図示せず）により前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００６３】
さらに、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置（図示せず）と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置（図示せず）と、混合部５に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置（図示せず）と、混合部５に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置（図示せず）とを備えてなる。
該透過水不純度測定装置及び脱水ろ液不純度測定装置としては、例えば、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定するＣＯＤ測定装置、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定するＢＯＤ測定装置等が挙げられる。
該ＣＯＤ測定装置は、下水試験方法上巻−１９９７年版−（（社）日本下水道協会）に従って測定する装置を意味する。具体的には、ＣＯＤは、試料に規定量の過マンガン酸カリウム、硫酸及び硝酸銀を加え、沸騰水浴中で３０分間反応させたときに消費された過マンガン酸カリウム量から酸素要求量を求める方法で、以下の手順によって測定したものを意味する。
(1)試料の適量を三角フラスコ300mlにとり蒸留水を加えて100mlとする。
(2)該三角フラスコを振り混ぜながら該三角フラスコ内に硝酸銀溶液（200g/L）5mlと硫酸(1+2)10mlを加える。
(3)さらに、該三角フラスコ内に0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液10mlを加えて振り混ぜる。
(4)沸騰水浴中に該三角フラスコを入れ３０分間加熱する。
(5)水浴から該三角フラスコを取り出し、直ちに該三角フラスコ内に蓚酸ナトリウム溶液（0.0125mol/L）10mlを加えて振り混ぜよく反応させる。
(6)該三角フラスコ内の水温を約６０℃に保ちながら、0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液を用いて、微紅色（約３０秒間保つようにする。）を呈するまで滴定する（滴定量ａ1（mL））。
(7)試料の代わりに蒸留水100mlについて全操作（(1)〜(6)）にわたり空試験を行い、滴定量をb1（mL）を求める。
(8)次式によって、１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素要求量（CODMn）の濃度を算出する。
CODMn（mg/L）＝（ａ1−ｂ1）×F×（1,000／試料量 ml）×0.2
F：0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液のファクター（無次元）
また、有機性組成の変動が小さく、浮遊物質が少ない試料に対しては、紫外線吸光光度法（UV吸光光度法）を用いることもできる。UV吸光光度法とは、水中の有機物質量と波長250nm付近の紫外線吸光度との間に相関があることから、試料の紫外線吸光度を測定し、あらかじめ求めた紫外線吸光度とCOD値との関係線より試料のCOD値を推定するものである。
前記ＢＯＤ測定装置は、後述する実施例に記載のＢＯＤの測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００６４】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。具体的には、これらの測定値から求められる第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
第１浄化水の不純度の基準値は、前記不純度がＣＯＤである場合には、好ましくは４０ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下であり、前記不純度がＢＯＤである場合には、好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下である。
【実施例】
【００６５】
次に、試験例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００６６】
（試験例１：ＳＭＰの濃度と膜透過性との関係）
有機性廃水と活性汚泥とを混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得、該汚泥含有生物処理水を脱水して、ＳＭＰの濃度（以下、「ＳＭＰ濃度」ともいう。）が異なる脱水ろ液を複数採取した。ろ過器上に５種Ｃ（ＪＩＳ Ｐ ３８０１−１９９５）のろ紙（アドバンテック東洋社製、直径１５ｃｍ）を載置し、ＳＭＰの濃度が異なる脱水ろ液を該ろ紙上にそれぞれ５０ｍＬ滴下し、滴下してから５分経過した時にろ紙を透過した透過水の量（５Ｃろ紙ろ過量）を測定した。
尚、ＳＭＰ濃度は、汚泥含有生物処理水を前記５種Ｃ（ＪＩＳ Ｐ ３８０１−１９９５）のろ紙でろ過して透過水（５Ｃ透過水）を得、また、最大孔径０．１μｍのろ紙（ミリポア社製、ＤＵＲＡＰＯＲＥ ０．１μｍ ＶＶＰＰ、直径４．７ｃｍ）でろ過して透過水（０．１μｍ透過水）を得、これらの透過水に含まれる全有機炭素（ＴＯＣ）濃度をＴＯＣ計（商品名：ＴＯＣ−５０００Ａ、島津製作所社製）（燃焼触媒酸化方式）で測定して、下記式（１）により算出した。
ＳＭＰ濃度＝ＴＯＣ濃度（５Ｃ透過水）−ＴＯＣ濃度（０．１μｍ透過水） （１）
【００６７】
尚、最大孔径０．１μｍのろ紙は、「精密ろ過膜エレメント及びモジュールのバブルポイント試験方法」（ＪＩＳ Ｋ ３８３２）に従って測定したバブルポイント値が４８０ｋＰａであるろ紙を意味する。ここで、バブルポイント値は、水に対する値を意味する。
【００６８】
上記試験例１の結果を、表１、図７に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
ＳＭＰ濃度が低いものほど、５Ｃろ紙ろ過量が高い値を示した。すなわち、ＳＭＰ濃度が低いほど、膜透過性が良好であることが示された。
また、ＳＭＰ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下になると、ＳＭＰ濃度が低いもの程、顕著に５Ｃろ紙ろ過量が高くなることが示された。
さらに、５Ｃろ紙ろ過量が１０ｍＬ／分以上であれば膜透過性が良好であるとされていることから、ＳＭＰ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下であれば、膜透過性が良好であることがわかる。
【００７１】
（試験例２）
参考例１
図８に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水たる浄化水Ｂを２８．９５Ｌ／ｄで得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、該脱水ろ液を汚泥含有生物処理水貯留槽２１に全量返送した。このように、廃水Ａから浄化水Ｂを得る作業を３０日間以上継続実施した。作業終了直前における透過水たる浄化水ＢのＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図８に示す。
尚、ＢＯＤ、ＭＬＳＳ濃度及びＳＳ濃度は、下水試験方法上巻−１９９７年版−（（社）日本下水道協会）に従って測定した。
＜ＢＯＤの測定方法＞
ＢＯＤは、溶存酸素の存在のもとで、水中の分解可能な物質が、生物化学的に安定化するために要求する酸素の量をいい、20℃の環境下で5日間に消費された酸素量を表したものである。ＢＯＤは、具体的には、以下の手順によって測定した。
(1)蒸留水をとり、あらかじめ20℃近くでエアレーションして放置し、溶存酸素を飽和させた。そして、この蒸留水１Ｌに対して、緩衝液、硫酸マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液、及び塩化鉄（III）溶液それぞれ１ｍＬずつ加えて、希釈水を得た。
(2)培養瓶に、希釈倍率に応じた瓶の容量に対する計算量の試料を加え、残りの瓶内の空間を希釈水で満たした後、瓶を密栓した。
(3)20±1℃の温度に調整した恒温器、又は恒温水槽に入れて5日間培養した。
(4)培養前の希釈試料（希釈試料を調製してから１５分後のもの）の溶存酸素量（ＤＯ１）（ｍｇＯ／Ｌ）と、培養後の希釈試料の溶存酸素量（ＤＯ２）（ｍｇＯ／Ｌ）とを測定した。尚、溶存酸素量は、隔膜電極法により測定した。
(5)希釈試料の培養前後の溶存酸素量の差から次式によって、試料中のBODを算出した。
BOD（mg/L）＝（ＤＯ１−ＤＯ２）／（試料量 mL／希釈試料量 mL）
尚、緩衝液は、りん酸水素二カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）２１．７５ｇ、りん酸二水素カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）８．５ｇ、りん酸水素二ナトリウム十二水和物（Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ）４４．６ｇ及び塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）１．７ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。硫酸マグネシウム溶液は、硫酸マグネシウム七水和物（ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ）２２．５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。塩化カルシウム溶液は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）２７．５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。塩化鉄（III）溶液は、塩化鉄（III）六水和物（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）０．２５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。
＜ＭＬＳＳの測定方法＞
ＭＬＳＳ濃度は、以下の手順（遠心分離法）によって測定した。
(1)試料50mlを沈殿管にとり、回転数3,000rpmで10分間遠心分離した。
(2)上澄み液をていねいに捨て去り、沈殿物に水10mlを加えてガラス棒を用いてよくかき混ぜ、再び遠心分離して上澄み液を捨てた。
(3)あらかじめ質量（ａ2）（mｇ）をはかってある蒸発皿に沈殿物を水で洗浄しながら流し込んだ。
(4)水浴上で蒸発皿上の沈殿物を蒸発乾固した。
(5)蒸発皿上の沈殿物を105〜110℃で2時間加熱乾燥した後、デシケ―タ―中で放冷して、沈殿物及び蒸発皿の合計質量（ｂ2）（mｇ）をはかった。
(6)次式によって、浮遊物質の濃度（mg/L）を算出した。
浮遊物質（mg/L）＝（ｂ2−ａ2）×（1,000／試料量（50ml））
＜ＳＳの測定方法＞
さらに、ＳＳ濃度は、以下の手順（ガラス繊維ろ紙法）によって測定した。
(1)ガラス繊維ろ紙をろ過器に取り付け、網目2mmのふるいに通した試料の適量を注ぎ入れて吸引ろ過した。
(2)ろ過器の壁に付着した浮遊物質を水でろ紙上に洗い落とし、ろ紙をろ過器から取り外した。
(3)ろ紙を時計皿に移し、時計皿ごと乾燥器に入れて、105〜110℃で2時間加熱乾燥し、デシケ―タ―中で放冷した後、ろ紙の質量をはかった。
(4)ろ過前後のろ紙の質量の差（a3）（mg）を求め、次式によって試料中の浮遊物質の濃度（mg/L）を算出した。
浮遊物質（mg/L）＝ａ3×（1,000／試料量 ml）
【００７２】
参考例２
図９に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水を２８．５Ｌ／ｄで得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、透過水を全量混合部５に移送し、汚泥含有生物処理水貯留槽２１の代わりに混合部５に脱水ろ液を全量移送し、混合部５で透過水と該脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂを得た。このように、廃水から浄化水Ｂを得る作業を参考例１と同じ期間継続実施した。作業終了直前における透過水のＢＯＤ、浄化水ＢのＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図９に示す。
【００７３】
参考例３
図１０に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水を２８．５Ｌ／ｄで得、透過水の一部（１３．５Ｌ／ｄ）を混合部５に移送し、残りの透過水（１５Ｌ／ｄ）を混合部５に移送せずに第２浄化水Ｂ２として得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、汚泥含有生物処理水貯留槽２１の代わりに混合部５に脱水ろ液を全量移送し、混合部５で透過水と該脱水ろ液とを混合して第１浄化水Ｂ１を得た。このように、廃水から第１浄化水Ｂ１及び第２浄化水Ｂ２を得る作業を参考例１と同じ期間継続実施した。作業終了直前における透過水のＢＯＤ、第１浄化水Ｂ１のＢＯＤ、第２浄化水Ｂ２のＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図１０に示す。
【００７４】
参考例２、３における汚泥含有生物処理水の５Ｃろ紙ろ過量は、参考例１に比して、極めて高い値を示した。従って、参考例２、３は、参考例１よりも膜透過性が良いことが示された。
また、参考例３では、放流水としては耐えうるＢＯＤ濃度の浄化水（浄化水Ｂ１）を得つつ、参考例２に比してＢＯＤ濃度が極めて低い（６５ｍｇ／Ｌ）浄化水（浄化水Ｂ２）を得ることができた。
【符号の説明】
【００７５】
１：膜分離活性汚泥処理装置、２：生物処理部、３：膜ユニット部、４：汚泥脱水部、５：混合部、６ａ：汚泥含有生物処理水移送経路、６ｂ：脱水汚泥移送経路、６ｃ：第１脱水ろ液移送経路、６ｄ：第２脱水ろ液移送経路、６ｅ：透過水移送経路、６ｅ１：第１透過水移送経路、６ｅ２：第２透過水移送経路、６ｆ：浄化水移送経路、７ａ：第１バルブ、７ｂ：第２バルブ、７ｃ：第３バルブ、７ｄ：第４バルブ、８：脱水ろ液貯留部、２１：汚泥含有生物処理水貯留槽、Ａ：廃水、Ｂ：浄化水、Ｂ１：第１浄化水、Ｂ２：第２浄化水、Ｃ：脱水汚泥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、膜分離活性汚泥処理装置は、例えば、廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部とが備えられてなり、有機物等が含有されてなる廃水を浄化するのに用いられている。
【０００３】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、生物処理により生物種が増殖し活性汚泥が増加してしまうことによって、余剰汚泥が発生してしまうことから、更に、余剰汚泥を有する汚泥含有生物処理水を脱水により脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部が備えられてなる。
さらに、汚泥脱水部で生成された脱水ろ液は直接海洋や河川等の水環境に放流されてしまうと水環境が汚染されてしまう虞があることから、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、脱水ろ液が生物処理部に返送されるように構成されてなる（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０５９２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、斯かる脱水ろ液に含まれる溶解性微生物代謝物（ＳＭＰ：Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）によりろ過膜が目詰まりしてしまい、ろ過効率の低下が生じてしまう等の問題を有している。
【０００６】
斯かる問題の対処としては、膜ろ過によって得られる透過水は十分に高い水質を有し且つ豊富に生成され得ることから、該透過水及び脱水ろ液を混合して混合水を生成し該混合水を浄化水として得るように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置が考えられる。
【０００７】
しかしながら、より一層純度の高い浄化水が求められている昨今に於いて、斯かる膜分離活性汚泥処理装置では、この要望に十分に応えることができない虞がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点及び要望に鑑み、水環境の汚染を抑制し、且つろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥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】
【０００９】
本発明は、廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置にある。
【００１０】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、ろ過膜の目詰まりの原因となり得る脱水ろ液の生物処理部への移送量を抑制しつつ、浄化水の純度を低下し得る脱水ろ液の混合部への移送量を抑制するように、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とに移送される脱水ろ液の移送割合を調節することが可能であるため、ろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる。また、水環境に脱水ろ液をそのまま排出することも抑制し得るため、水環境の汚染を抑制し得る。
【００１１】
また、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記膜ユニット部で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１２】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、ＳＭＰが脱水ろ液に多く存在し、また、ＳＭＰがろ過膜の目詰まりの原因物質であることから、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができるという利点がある。
【００１３】
さらに、前記ＳＭＰ測定装置を備え測定値に基づいて前記移送割合が調節されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１４】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００１５】
また、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記基準値が２０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００１６】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００１７】
また、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００１８】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、脱水ろ液中の有機物のほとんどがＳＭＰであることから、有機物の濃度を測定することで、ＳＭＰの濃度を把握することが可能であるという利点がある。また、現状では、脱水ろ液中の有機物の濃度を測定するほうが、ＳＭＰの濃度を測定するよりも簡便であることから、簡便に測定することができるという利点もある。
【００１９】
さらに、前記有機物濃度測定装置を備え測定値に基づいて前記移送割合が調節されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２０】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００２１】
また、前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、有機物濃度が全有機炭素濃度であって、前記基準値が３０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２２】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実にろ過膜の目詰まりを抑制することができるという利点がある。
【００２３】
さらに、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記浄化水を第１浄化水として得るように構成され、透過水を混合部に移送する第１透過水移送経路を備え、脱水ろ液と混合せずに透過水を第２浄化水として得るように構成され、第２浄化水を貯留する第２浄化水貯留槽と、透過水を該第２浄化水貯留槽に移送する第２透過水移送経路とを備え、第１透過水移送経路と、第２透過水移送経路とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２４】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、第１浄化水を系外の水環境に排出する際に、水環境の汚染を抑制しつつ、残りの透過水を再生水（各種用水）として利用することができるという利点がある。
【００２５】
また、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置と、混合部に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置と、混合部に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置とを備え、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２６】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実に第１浄化水が該放流水としての基準値を満たすように脱水ろ液を透過水で希釈しつつ、より多く再生水を得ることができるという利点がある。
【００２７】
また、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置においては、好ましくは、前記第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００２８】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置によれば、より一層確実に第１浄化水が該放流水としての基準値を満たすように脱水ろ液を透過水で希釈しつつ、より多く再生水を得ることができるという利点がある。
【００２９】
また、本発明は、前記膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水から浄化水を得る膜分離活性汚泥処理方法にある。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明によれば、水環境の汚染を抑制し、且つろ過膜の目詰まりを抑制しつつ、純度の高い浄化水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図２】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図３】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図４】同実施形態の一状態を示す概略ブロック図。
【図５】他実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図６】他実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図７】ＳＭＰ濃度に対する５Ｃろ紙ろ過量。
【図８】参考例１に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図９】参考例２に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【図１０】参考例３に係る膜分離活性汚泥処理装置の概略ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、廃水Ａ及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部２と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部３と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部４と、前記膜ユニット部３で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂを得る混合部５とを備えてなる。
【００３４】
前記生物処理としては、具体的には、活性汚泥処理等を挙げることができる。
該活性汚泥処理は、細菌、原生動物、後生動物等の生物種を有する活性汚泥と、有機物を含む廃水とを曝気しながら混合して、該有機物を前記生物種で分解する処理である。
【００３５】
前記廃水Ａとしては、生物分解することができる有機物等を含有する廃水であれば、特に限定されるものではないが、例えば、生活廃水や、食品工場、化学工場、電子産業工場、パルプ工場等の工場の廃水等が挙げられる。
【００３６】
前記生物処理部２は、生成した汚泥含有生物処理水を貯留する汚泥含有生物処理水貯留槽２１と、汚泥含有生物処理水貯留槽２１内を曝気する曝気手段（図示せず）とを備えてなる。
【００３７】
前記膜ユニット部３は、前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の液面下に浸漬膜として設置されてなる。
尚、前記膜ユニット部３が前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１外に設置されるように構成されていてもよい。
【００３８】
前記膜ユニット部３が有するろ過膜の種類としては、特に限定されるものではないが、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、精密ろ過膜（ＭＦ膜）等のＳＭＰが透過しない膜が挙げられる。
【００３９】
前記ろ過膜の構造としては、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニールアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの素材により形成された直径数ｍｍの中空糸状に形成されたいわゆる中空糸膜などと呼ばれるタイプのものや、薄い板状の膜たる平膜と呼ばれるタイプのものなど従来公知のものを採用することができる。
【００４０】
前記汚泥脱水部４は、前記汚泥含有生物処理水貯留槽２１から排出された汚泥含有生物処理水が供給され、該汚泥含有生物処理水が脱水により脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離されるように構成されてなる。
【００４１】
前記汚泥脱水部４としては、特に限定されるものではないが、例えば、真空脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス、ベルトプレス、スクリュープレス、多重円板脱水機、多重円板外胴型スクリュープレス等が挙げられる。
【００４２】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、汚泥含有生物処理水が汚泥脱水部４に、脱水汚泥Ｃが脱水汚泥貯留部（図示せず）に、脱水ろ液が混合部５及び生物処理部２に、透過水が混合部５に、浄化水Ｂが浄化水貯留部（図示せず）に移送されるように構成されてなる。
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、図１に示すように、汚泥含有生物処理水を汚泥脱水部４に移送する汚泥含有生物処理水移送経路６ａと、脱水汚泥Ｃを移送する脱水汚泥移送経路６ｂと、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部５に移送する第１脱水ろ液移送経路６ｃと、前記生物処理部２に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路６ｄと、透過水を移送する透過水移送経路６ｅと、浄化水Ｂを移送する浄化水移送経路６ｆとを備えてなる。
【００４３】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、第１脱水ろ液移送経路６ｃと第２脱水ろ液移送経路６ｄとにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる。
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記第１脱水ろ液移送経路６ｃ及び前記第２脱水ろ液移送経路６ｄに、それぞれ第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂが介装されており、各バルブ（第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂ）の開閉操作によって流路や流量が決定されるバルブ機構（図示せず）を備え、該バルブ機構（図示せず）により前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００４４】
さらに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記膜ユニット部３で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置（図示せず）を備えてなる。
前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）は、後述する実施例に記載の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度の測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００４５】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００４６】
前記基準値は、好ましくは、１００ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、３０ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００４７】
本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次ぎに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法について説明する。
【００４８】
本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法では、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水Ａから浄化水Ｂを得る。
【００４９】
具体的には、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法では、廃水Ａを生物処理部２に供給し、生物処理部２において該廃水Ａと活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得、膜ユニット部３で該汚泥含有生物処理水を膜ろ過して透過水を得る。
そして、余剰汚泥が発生された場合には、余剰汚泥を有する汚泥含有生物処理水を汚泥脱水部４に移送し、汚泥脱水部４において脱水により該汚泥含有生物処理水を脱水汚泥Ｃ及び脱水ろ液に分離する。
【００５０】
前記汚泥脱水部４において脱水した場合に於いては、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満に保持し得る状態では、図２に示すように、第２バルブ７ｂを解放し且つ第１バルブ７ａを閉塞して第２脱水ろ液移送経路６ｄから生物処理部２に脱水ろ液を返送する。また、膜ユニット３で得られた透過水を浄化水Ｂとして浄化水貯留部（図示せず）に移送する。
一方で、前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満に保持し得ない状態になりそうな場合には、図３に示すように、第１バルブ７ａを解放し且つ第２バルブ７ｂを閉塞して第１脱水ろ液移送経路６ａから混合部５に脱水ろ液を移送する。また、膜ユニット３で得られた透過水と該移送された脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂとして浄化水貯留部（図示せず）に移送する。
【００５１】
尚、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法は、上記構成を有するものであったが、本発明の膜分離活性汚泥処理装置および膜分離活性汚泥処理方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
【００５２】
即ち、本実施形態の膜分離活性汚泥処理方法は、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂの何れか一方を解放し他方を閉塞するが、本発明の膜分離活性汚泥処理方法は、図４に示すように、第１バルブ７ａ及び第２バルブ７ｂを解放してもよい。
【００５３】
また、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記ＳＭＰ測定装置（図示せず）を備えてなるが、本発明の膜分離活性汚泥処理装置は、前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備えてもよい。
【００５４】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、前記有機物濃度測定装置の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記有機物濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００５５】
前記基準値は、有機物濃度が全有機炭素濃度である場合、好ましくは、１１０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、４０ｍｇ／Ｌ以下であり、さらに好ましくは、３０ｍｇ／Ｌ以下である。
尚、脱水ろ液の全有機炭素濃度は、廃水が生活廃水である場合、通常、脱水ろ液のＳＭＰ濃度よりも１０ｍｇ／Ｌ程度高い値である。
【００５６】
さらに、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置は、浄化水Ｂの不純度を測定する不純度測定装置を備えてもよい。
前記不純度測定装置としては、例えば、ＳＳ濃度を測定するＳＳ測定装置、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定するＢＯＤ測定装置等が挙げられる。
前記ＳＳ測定装置、ＢＯＤ測定装置は、それぞれ、後述する実施例に記載のＳＳ濃度、ＢＯＤの測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００５７】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置は、前記ＳＭＰ測定装置の測定値及び前記不純度測定装置の測定値の少なくとも一方の測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなり、具体的には、前記ＳＭＰの測定濃度を基準値以下若しくは未満にすべく、及び／又は前記不純度測定装置の測定濃度を基準値以下若しくは未満にすべく、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００５８】
前記不純度の基準値は、前記不純度がＳＳの濃度である場合には、好ましくは、４０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下であり、前記不純度がＢＯＤである場合には、好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは、１０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００５９】
また、図５に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、脱水ろ液を貯留する脱水ろ液貯留部８を備え、脱水ろ液が生物処理部に返送される前若しくは混合部に移送される前に脱水ろ液貯留部８に貯留されるように構成されてもよい。
【００６０】
また、図６に示すように、本実施形態の膜分離活性汚泥処理装置１は、前記膜ユニット部３で生成された透過水の一部が混合部５に移送され、混合部５により第１浄化水Ｂ１が得られ、混合部５により得られた第１浄化水Ｂ１が第１浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、残りの透過水が混合部５に移送されずに第２浄化水Ｂ２として第２浄化水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されてもよい。
【００６１】
斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、透過水の一部を混合部５に移送する第１透過水移送経路６ｅ１と、残りの透過水を、脱水ろ液と混合せずに、第２浄化水Ｂ２として第２浄化水貯留槽（図示せず）に移送する第２透過水移送経路６ｅ２とを備えてなる。
【００６２】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、第１透過水移送経路６ｅ１と、第２透過水移送経路６ｅ２とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。具体的には、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、第１透過水移送経路６ｅ１、及び第２透過水移送経路６ｅ２に、それぞれ第３バルブ７ｃ及び第４バルブ７ｄが介装されており、各バルブ（第３バルブ７ｃ及び第４バルブ７ｄ）の開閉操作によって流路や流量が決定されるバルブ機構（図示せず）を備え、該バルブ機構（図示せず）により前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
【００６３】
さらに、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置（図示せず）と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置（図示せず）と、混合部５に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置（図示せず）と、混合部５に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置（図示せず）とを備えてなる。
該透過水不純度測定装置及び脱水ろ液不純度測定装置としては、例えば、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）を測定するＣＯＤ測定装置、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）を測定するＢＯＤ測定装置等が挙げられる。
該ＣＯＤ測定装置は、下水試験方法上巻−１９９７年版−（（社）日本下水道協会）に従って測定する装置を意味する。具体的には、ＣＯＤは、試料に規定量の過マンガン酸カリウム、硫酸及び硝酸銀を加え、沸騰水浴中で３０分間反応させたときに消費された過マンガン酸カリウム量から酸素要求量を求める方法で、以下の手順によって測定したものを意味する。
(1)試料の適量を三角フラスコ300mlにとり蒸留水を加えて100mlとする。
(2)該三角フラスコを振り混ぜながら該三角フラスコ内に硝酸銀溶液（200g/L）5mlと硫酸(1+2)10mlを加える。
(3)さらに、該三角フラスコ内に0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液10mlを加えて振り混ぜる。
(4)沸騰水浴中に該三角フラスコを入れ３０分間加熱する。
(5)水浴から該三角フラスコを取り出し、直ちに該三角フラスコ内に蓚酸ナトリウム溶液（0.0125mol/L）10mlを加えて振り混ぜよく反応させる。
(6)該三角フラスコ内の水温を約６０℃に保ちながら、0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液を用いて、微紅色（約３０秒間保つようにする。）を呈するまで滴定する（滴定量ａ1（mL））。
(7)試料の代わりに蒸留水100mlについて全操作（(1)〜(6)）にわたり空試験を行い、滴定量をb1（mL）を求める。
(8)次式によって、１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素要求量（CODMn）の濃度を算出する。
CODMn（mg/L）＝（ａ1−ｂ1）×F×（1,000／試料量 ml）×0.2
F：0.005mol/L過マンガン酸カリウム溶液のファクター（無次元）
また、有機性組成の変動が小さく、浮遊物質が少ない試料に対しては、紫外線吸光光度法（UV吸光光度法）を用いることもできる。UV吸光光度法とは、水中の有機物質量と波長250nm付近の紫外線吸光度との間に相関があることから、試料の紫外線吸光度を測定し、あらかじめ求めた紫外線吸光度とCOD値との関係線より試料のCOD値を推定するものである。
前記ＢＯＤ測定装置は、後述する実施例に記載のＢＯＤの測定方法に従って測定する装置を意味する。
【００６４】
また、斯かる膜分離活性汚泥処理装置１は、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる。具体的には、これらの測定値から求められる第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく、前記移送割合が調節されるように構成されてなる。
第１浄化水の不純度の基準値は、前記不純度がＣＯＤである場合には、好ましくは４０ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下であり、前記不純度がＢＯＤである場合には、好ましくは２０ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下である。
【実施例】
【００６５】
次に、試験例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００６６】
（試験例１：ＳＭＰの濃度と膜透過性との関係）
有機性廃水と活性汚泥とを混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得、該汚泥含有生物処理水を脱水して、ＳＭＰの濃度（以下、「ＳＭＰ濃度」ともいう。）が異なる脱水ろ液を複数採取した。ろ過器上に５種Ｃ（ＪＩＳ Ｐ ３８０１−１９９５）のろ紙（アドバンテック東洋社製、直径１５ｃｍ）を載置し、ＳＭＰの濃度が異なる脱水ろ液を該ろ紙上にそれぞれ５０ｍＬ滴下し、滴下してから５分経過した時にろ紙を透過した透過水の量（５Ｃろ紙ろ過量）を測定した。
尚、ＳＭＰ濃度は、汚泥含有生物処理水を前記５種Ｃ（ＪＩＳ Ｐ ３８０１−１９９５）のろ紙でろ過して透過水（５Ｃ透過水）を得、また、最大孔径０．１μｍのろ紙（ミリポア社製、ＤＵＲＡＰＯＲＥ ０．１μｍ ＶＶＰＰ、直径４．７ｃｍ）でろ過して透過水（０．１μｍ透過水）を得、これらの透過水に含まれる全有機炭素（ＴＯＣ）濃度をＴＯＣ計（商品名：ＴＯＣ−５０００Ａ、島津製作所社製）（燃焼触媒酸化方式）で測定して、下記式（１）により算出した。
ＳＭＰ濃度＝ＴＯＣ濃度（５Ｃ透過水）−ＴＯＣ濃度（０．１μｍ透過水） （１）
【００６７】
尚、最大孔径０．１μｍのろ紙は、「精密ろ過膜エレメント及びモジュールのバブルポイント試験方法」（ＪＩＳ Ｋ ３８３２）に従って測定したバブルポイント値が４８０ｋＰａであるろ紙を意味する。ここで、バブルポイント値は、水に対する値を意味する。
【００６８】
上記試験例１の結果を、表１、図７に示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
ＳＭＰ濃度が低いものほど、５Ｃろ紙ろ過量が高い値を示した。すなわち、ＳＭＰ濃度が低いほど、膜透過性が良好であることが示された。
また、ＳＭＰ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下になると、ＳＭＰ濃度が低いもの程、顕著に５Ｃろ紙ろ過量が高くなることが示された。
さらに、５Ｃろ紙ろ過量が１０ｍＬ／分以上であれば膜透過性が良好であるとされていることから、ＳＭＰ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下であれば、膜透過性が良好であることがわかる。
【００７１】
（試験例２）
参考例１
図８に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水たる浄化水Ｂを２８．９５Ｌ／ｄで得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、該脱水ろ液を汚泥含有生物処理水貯留槽２１に全量返送した。このように、廃水Ａから浄化水Ｂを得る作業を３０日間以上継続実施した。作業終了直前における透過水たる浄化水ＢのＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図８に示す。
尚、ＢＯＤ、ＭＬＳＳ濃度及びＳＳ濃度は、下水試験方法上巻−１９９７年版−（（社）日本下水道協会）に従って測定した。
＜ＢＯＤの測定方法＞
ＢＯＤは、溶存酸素の存在のもとで、水中の分解可能な物質が、生物化学的に安定化するために要求する酸素の量をいい、20℃の環境下で5日間に消費された酸素量を表したものである。ＢＯＤは、具体的には、以下の手順によって測定した。
(1)蒸留水をとり、あらかじめ20℃近くでエアレーションして放置し、溶存酸素を飽和させた。そして、この蒸留水１Ｌに対して、緩衝液、硫酸マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液、及び塩化鉄（III）溶液それぞれ１ｍＬずつ加えて、希釈水を得た。
(2)培養瓶に、希釈倍率に応じた瓶の容量に対する計算量の試料を加え、残りの瓶内の空間を希釈水で満たした後、瓶を密栓した。
(3)20±1℃の温度に調整した恒温器、又は恒温水槽に入れて5日間培養した。
(4)培養前の希釈試料（希釈試料を調製してから１５分後のもの）の溶存酸素量（ＤＯ１）（ｍｇＯ／Ｌ）と、培養後の希釈試料の溶存酸素量（ＤＯ２）（ｍｇＯ／Ｌ）とを測定した。尚、溶存酸素量は、隔膜電極法により測定した。
(5)希釈試料の培養前後の溶存酸素量の差から次式によって、試料中のBODを算出した。
BOD（mg/L）＝（ＤＯ１−ＤＯ２）／（試料量 mL／希釈試料量 mL）
尚、緩衝液は、りん酸水素二カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）２１．７５ｇ、りん酸二水素カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）８．５ｇ、りん酸水素二ナトリウム十二水和物（Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ）４４．６ｇ及び塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）１．７ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。硫酸マグネシウム溶液は、硫酸マグネシウム七水和物（ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ）２２．５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。塩化カルシウム溶液は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）２７．５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。塩化鉄（III）溶液は、塩化鉄（III）六水和物（ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ）０．２５ｇを蒸留水に溶かして１Ｌとしたものを意味する。
＜ＭＬＳＳの測定方法＞
ＭＬＳＳ濃度は、以下の手順（遠心分離法）によって測定した。
(1)試料50mlを沈殿管にとり、回転数3,000rpmで10分間遠心分離した。
(2)上澄み液をていねいに捨て去り、沈殿物に水10mlを加えてガラス棒を用いてよくかき混ぜ、再び遠心分離して上澄み液を捨てた。
(3)あらかじめ質量（ａ2）（mｇ）をはかってある蒸発皿に沈殿物を水で洗浄しながら流し込んだ。
(4)水浴上で蒸発皿上の沈殿物を蒸発乾固した。
(5)蒸発皿上の沈殿物を105〜110℃で2時間加熱乾燥した後、デシケ―タ―中で放冷して、沈殿物及び蒸発皿の合計質量（ｂ2）（mｇ）をはかった。
(6)次式によって、浮遊物質の濃度（mg/L）を算出した。
浮遊物質（mg/L）＝（ｂ2−ａ2）×（1,000／試料量（50ml））
＜ＳＳの測定方法＞
さらに、ＳＳ濃度は、以下の手順（ガラス繊維ろ紙法）によって測定した。
(1)ガラス繊維ろ紙をろ過器に取り付け、網目2mmのふるいに通した試料の適量を注ぎ入れて吸引ろ過した。
(2)ろ過器の壁に付着した浮遊物質を水でろ紙上に洗い落とし、ろ紙をろ過器から取り外した。
(3)ろ紙を時計皿に移し、時計皿ごと乾燥器に入れて、105〜110℃で2時間加熱乾燥し、デシケ―タ―中で放冷した後、ろ紙の質量をはかった。
(4)ろ過前後のろ紙の質量の差（a3）（mg）を求め、次式によって試料中の浮遊物質の濃度（mg/L）を算出した。
浮遊物質（mg/L）＝ａ3×（1,000／試料量 ml）
【００７２】
参考例２
図９に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水を２８．５Ｌ／ｄで得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、透過水を全量混合部５に移送し、汚泥含有生物処理水貯留槽２１の代わりに混合部５に脱水ろ液を全量移送し、混合部５で透過水と該脱水ろ液とを混合して浄化水Ｂを得た。このように、廃水から浄化水Ｂを得る作業を参考例１と同じ期間継続実施した。作業終了直前における透過水のＢＯＤ、浄化水ＢのＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図９に示す。
【００７３】
参考例３
図１０に示すように、汚泥含有生物処理水貯留槽２１（水の収容容積：１４．４Ｌ）に、膜ユニット部３としての浸漬膜（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、孔径：０．１μｍ、表面積：０．０５ｍ2 ）が水面下に位置し得るように該浸漬膜を入れ、更に、廃水Ａ（ＢＯＤ濃度：１３００ｍｇ／Ｌ）と活性汚泥を入れ、該廃水Ａと活性汚泥とを混合して混合水を生成した。
その後、前記廃水Ａを２９Ｌ／ｄで入れ、前記膜ユニット部３によって透過水を２８．５Ｌ／ｄで得、透過水の一部（１３．５Ｌ／ｄ）を混合部５に移送し、残りの透過水（１５Ｌ／ｄ）を混合部５に移送せずに第２浄化水Ｂ２として得、さらに汚泥含有生物処理水を０．５Ｌ／ｄで汚泥脱水部４に移送し脱水して、脱水汚泥Ｃを０．０５Ｌ／ｄ、脱水ろ液を０．４５Ｌ／ｄで得、汚泥含有生物処理水貯留槽２１の代わりに混合部５に脱水ろ液を全量移送し、混合部５で透過水と該脱水ろ液とを混合して第１浄化水Ｂ１を得た。このように、廃水から第１浄化水Ｂ１及び第２浄化水Ｂ２を得る作業を参考例１と同じ期間継続実施した。作業終了直前における透過水のＢＯＤ、第１浄化水Ｂ１のＢＯＤ、第２浄化水Ｂ２のＢＯＤ、脱水汚泥ＣのＳＳ濃度、並びに汚泥含有生物処理水貯留槽２１内の汚泥含有生物処理水のＭＬＳＳ濃度、ＳＭＰ濃度、及び５Ｃろ紙ろ過量を測定した。結果を図１０に示す。
【００７４】
参考例２、３における汚泥含有生物処理水の５Ｃろ紙ろ過量は、参考例１に比して、極めて高い値を示した。従って、参考例２、３は、参考例１よりも膜透過性が良いことが示された。
また、参考例３では、放流水としては耐えうるＢＯＤ濃度の浄化水（浄化水Ｂ１）を得つつ、参考例２に比してＢＯＤ濃度が極めて低い（６５ｍｇ／Ｌ）浄化水（浄化水Ｂ２）を得ることができた。
【符号の説明】
【００７５】
１：膜分離活性汚泥処理装置、２：生物処理部、３：膜ユニット部、４：汚泥脱水部、５：混合部、６ａ：汚泥含有生物処理水移送経路、６ｂ：脱水汚泥移送経路、６ｃ：第１脱水ろ液移送経路、６ｄ：第２脱水ろ液移送経路、６ｅ：透過水移送経路、６ｅ１：第１透過水移送経路、６ｅ２：第２透過水移送経路、６ｆ：浄化水移送経路、７ａ：第１バルブ、７ｂ：第２バルブ、７ｃ：第３バルブ、７ｄ：第４バルブ、８：脱水ろ液貯留部、２１：汚泥含有生物処理水貯留槽、Ａ：廃水、Ｂ：浄化水、Ｂ１：第１浄化水、Ｂ２：第２浄化水、Ｃ：脱水汚泥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項２】
前記膜ユニット部で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または前記脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項３】
前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項４】
前記基準値が２０ｍｇ／Ｌ以下である請求項３記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項５】
前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項６】
前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項５記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項７】
有機物濃度が全有機炭素濃度であって、前記基準値が３０ｍｇ／Ｌ以下である請求項６記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項８】
前記浄化水を第１浄化水として得るように構成され、透過水を混合部に移送する第１透過水移送経路を備え、脱水ろ液と混合せずに透過水を第２浄化水として得るように構成され、第２浄化水を貯留する第２浄化水貯留槽と、透過水を該第２浄化水貯留槽に移送する第２透過水移送経路とを備え、第１透過水移送経路と、第２透過水移送経路とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１〜７の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項９】
透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置と、混合部に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置と、混合部に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置とを備え、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項８記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項１０】
前記第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項９記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水から浄化水を得る膜分離活性汚泥処理方法。
【請求項１】
廃水及び活性汚泥を混合して混合水を生成し該混合水を生物処理して汚泥含有生物処理水を得る生物処理部と、ろ過膜により汚泥含有生物処理水を膜ろ過する膜ユニット部と、脱水により汚泥含有生物処理水を脱水汚泥及び脱水ろ液に分離する汚泥脱水部とを備えてなる膜分離活性汚泥処理装置であって、
前記膜ユニット部で生成された透過水と前記脱水ろ液とを混合して浄化水を得る混合部と、脱水ろ液を生物処理及び膜ろ過せずに前記混合部に移送する第１脱水ろ液移送経路と、前記生物処理部に脱水ろ液を返送する第２脱水ろ液移送経路とを備え、第１脱水ろ液移送経路と第２脱水ろ液移送経路とにそれぞれ移送される脱水ろ液の移送割合が調節されるように構成されてなる膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項２】
前記膜ユニット部で膜ろ過される汚泥含有生物処理水中または前記脱水ろ液中の溶解性微生物代謝産物（ＳＭＰ）の濃度を測定するＳＭＰ測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項３】
前記ＳＭＰの濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項４】
前記基準値が２０ｍｇ／Ｌ以下である請求項３記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項５】
前記脱水ろ液中の有機物の濃度を測定する有機物濃度測定装置を備え、測定値に基づいて、前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項６】
前記有機物の濃度を基準値以下若しくは未満にすべく前記移送割合が調節されるように構成されてなる請求項５記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項７】
有機物濃度が全有機炭素濃度であって、前記基準値が３０ｍｇ／Ｌ以下である請求項６記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項８】
前記浄化水を第１浄化水として得るように構成され、透過水を混合部に移送する第１透過水移送経路を備え、脱水ろ液と混合せずに透過水を第２浄化水として得るように構成され、第２浄化水を貯留する第２浄化水貯留槽と、透過水を該第２浄化水貯留槽に移送する第２透過水移送経路とを備え、第１透過水移送経路と、第２透過水移送経路とにそれぞれ移送される透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項１〜７の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項９】
透過水の不純度を測定する透過水不純度測定装置と、脱水ろ液の不純度を測定する脱水ろ液不純度測定装置と、混合部に移送される透過水の単位時間当たりの量を測定する透過水量測定装置と、混合部に移送される脱水ろ液の単位時間当たりの量を測定する脱水ろ液量測定装置とを備え、前記透過水不純度測定装置、脱水ろ液不純度測定装置、透過水量測定装置、及び脱水ろ液量測定装置のそれぞれの測定値から第１浄化水の不純度を求め、第１浄化水の不純度に基づいて、前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項８記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項１０】
前記第１浄化水の不純度を基準値以下若しくは未満にすべく前記透過水の移送割合が調節されるように構成されてなる請求項９記載の膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置を用いて、廃水から浄化水を得る膜分離活性汚泥処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４５８７１（Ｐ２０１１−４５８７１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７６９５（Ｐ２０１０−１５７６９５）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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