(57)【要約】  下廃水を活性汚泥で生物処理して生物処理水を得る生物処理ユニットと、前記生物処理水から固形分を除去して第１の処理水を得る第１の固液分離ユニットと、前記下廃水を被処理水とし、該被処理水に含まれる固形分を除去して第２の処理水を得る第２の固液分離ユニットとを備えた造水装置を用いた造水方法であって、前記下廃水を前記生物処理ユニットおよび前記第１の固液分離ユニットを用いて処理する第１処理工程と、前記下廃水を前記第２の固液分離ユニットで処理する第２処理工程と、前記生物処理ユニットの処理能力の程度を検出する第１の検出工程を含み、前記第１の検出工程の結果に基づいて前記第２処理工程で処理する下廃水量を調整する造水方法。
2014034827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下廃水、あるいは、予め固液分離処理された下廃水からなる被処理水を処理して処理水を製造する造水方法において、
（ａ）流入する前記被処理水を活性汚泥で処理して生物処理水を流出する生物処理ユニット、流入する前記生物処理水を固液分離要素で処理して第１の処理水を流出する第１の固液分離ユニット、および、流入する前記被処理水を固液分離要素で処理して第２の処理水を流出する第２の固液分離ユニットを有する造水装置が用いられ、
（ｂ）前記生物処理ユニットの処理能力の程度を検出する第１の検出工程、および／または、前記第１の処理水の質の程度および前記第２の処理水の質の程度、もしくは、前記第１の処理水と前記第２の処理水の混合からなる第３の処理水の質の程度を検出する第２の検出工程を有し、
（ｃ）前記第１の検出工程において検出される前記生物処理ユニットの処理能力の程度に基づいて、前記第２の固液分離ユニットにおける前記被処理水の処理量を制御、および／または、前記第２の検出工程において検出される処理水の質の程度に基づいて、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御してなる造水方法。
【請求項２】
前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記活性汚泥の処理活性の程度を検出することにより行われ、検出された前記活性汚泥の処理活性の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させる請求項１に記載の造水方法。
【請求項３】
前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記生物処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記生物処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させる請求項１に記載の造水方法。
【請求項４】
前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記活性汚泥の処理活性の程度を検出することにより行われるとともに、前記生物処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記活性汚泥の処理活性の程度および検出された前記生物処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させる請求項１に記載の造水方法。
【請求項５】
前記第２の検出工程における処理水の質の程度の検出が、前記第１の処理水と前記第２の処理水の混合からなる前記第３の処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記第３の処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御する請求項１に記載の造水方法。
【請求項６】
検出された前記第３の処理水の質の程度が、前記第３の処理水中の懸濁態成分に起因している場合は、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を増加させ、検出された前記第３の処理水の質の程度が、前記第３の処理水中の溶存態成分に起因している場合は、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を減少させる請求項５に記載の造水方法。
【請求項７】
前記活性汚泥の処理活性の程度の検出が、前記活性汚泥のＢＯＤ汚泥負荷の程度およびＯＵＲの程度の少なくとも一方を検出することにより行われ、検出された前記ＢＯＤ汚泥負荷の程度およびＯＵＲの程度の少なくとも一方が基準値を超える場合、当該基準値を超えないように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させる請求項２に記載の造水方法。
【請求項８】
前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記生物処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の一つあるいは複数について行われ、検出された前記ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の程度の一つあるいは複数がその基準値を超える場合、当該基準値を超えないように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させる請求項１に記載の造水方法。
【請求項９】
前記第２の検出工程における前記処理水の質の程度の検出が、前記処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の一つあるいは複数について行われ、検出されたＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の程度の一つあるいは複数がその基準値を満たすように、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御する請求項１に記載の造水方法。
【請求項１０】
前記第２の処理水の一部が、前記第３の処理水の質の程度に応じて、一時的に貯留され、この一時的に貯留された第２の処理水が、前記第３の処理水の質の程度の変化に応じて、前記第１の処理水に混合される請求項５に記載の造水方法。
【請求項１１】
前記第２の固液分離ユニットにおける固液分離要素が、ろ過膜からなる請求項１に記載の造水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下廃水、あるいは、予め固液分離処理された下廃水からなる被処理水を処理して処理水を製造する造水方法に関する。本発明の造水方法により得られる水（処理水）は、生活用水あるいは工業用水として使用することができ、更には、環境汚染への影響が少ない放流水とすることができる。
【背景技術】
【０００２】
大量の汚水が断続的に流入する下廃水処理、特に、雨天時の合流式下廃水処理においては、生物反応処理槽の最も高い浄化能力以上、すなわち、生物反応処理槽の処理能力以上の汚水が生物反応処理槽に流入し、十分な浄化処理が行われないまま、すなわち、環境汚染を考慮した放流水の水質の基準値を満たしていない状態で、生物反応処理槽から流出し、河川等へ放流される。この場合、環境負荷を増大させるという問題があった。【０００３】
この問題を解決するために、生物反応処理槽における可能処理水量に対する生物反応処理槽へ流入する汚水の量に応じて、生物反応処理槽に並列して設けられた汚水の代替処理装置により行われる汚水の処理条件（汚水の二次処理方法）を変更する技術が、多く報告されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、雨天時において、通常の下水処理能力量の範囲を越える流入水を、生物処理ラインとは別のラインに設置された上向流式の高速ろ過槽へ導入し、簡易処理を行う方法が提案されている。【０００５】
また、特許文献２には、下水の計画流入水量の一定超過分以上の水量に対して、一次処理水を、生物処理ラインとそれとは別のラインに設置されたろ過槽へ導入して、処理を行う方法が提案されている。この場合の一定超過分の水量は、計画最大流入量の１．１乃至２．０倍と定義されている。【０００６】
更に、特許文献３には、同様に、生物処理の設定処理能力水量を超えたとき、沈砂池で処理された水を、生物処理ラインに隣接して設けられた浸漬型の精密ろ過膜およびオゾン処理により、簡易処理する方法が提案されている。【０００７】
一方、特許文献４には、雨天時越流水対策として導入した膜を用いた下廃水の処理設備を、雨天時だけではなく晴天時も使用する水処理方法が提案されている。この方法は、設備の効率的な運転を目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＪＰ２００７−０３８０９２Ａ
【特許文献２】ＪＰ２００５−２１８９９１Ａ
【特許文献３】ＪＰ２００２−０１１４６７Ａ
【特許文献４】ＷＯ２０１１／１３６０４３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に提案されている技術を適用しても、放流水質を満足しない汚水が環境中へと放出されることがあり、廃水の浄化処理の安定性は、十分に確保されているとは言えないのが、現状である。本発明は、この現状を極力改善することを目的とした新たな造水方法を提供するものである。【００１０】
特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に提案されている技術は、いずれも下廃水処理において、雨天等により、処理施設への流入水量が増加し、元来の下廃水処理可能水量を超過した場合の対処方法に関する技術である。従って、災害や、突発的な事故、運転トラブル等の事情により、生物処理槽の処理能力自体に変化があった場合の代替的な二次処理方法は、これらの文献には、開示あるいは示唆されてない。【００１１】
そのため、生物処理槽内の汚泥量や汚泥活性の程度に変化があり、下廃水の生物処理が十分に行われない場合に、水質基準を満足しない放流水が環境中へ流出されることが懸念される。よって、生物処理槽内の汚泥量や汚泥活性の程度等、活性汚泥の状態に応じて、下廃水を河川等へ放流可能な水質へ浄化するための生物処理に対する代替的な処理方法、および、生物処理と代替処理の双方の負荷の制御方法の検討が必要である。【００１２】
更に、下廃水処理における生物処理槽が平常に機能している場合においても、流入水質の悪化等の諸因により、処理水質の悪化および河川等への放流水質基準未達の水の放流が懸念される場合があり、処理水質に応じて、下廃水を河川等へ放流可能な水質へ浄化するための生物処理に対する代替的な処理方法、および、生物処理と代替処理の双方の負荷の制御方法の検討が必要である。【００１３】
しかしながら、生物処理と代替処理を並行して行った場合、概して、代替処理水質が生物処理水質に対して劣る場合があるため、トータルとして、河川等へ放流可能な水質に浄化可能であるとは必ずしも言えない。そのため、生物処理水と代替処理水の混合による、河川等への放流水質を適切なレベルに維持するための制御方法の検討が必要である。【００１４】
よって、本発明は、大量の汚水が断続的に流入する下廃水処理施設において、生物処理槽内の活性汚泥に対する負荷の変化、汚泥活性および処理水質の程度に応じた生物処理水量と代替処理水量の調整、および／または、生物処理水と代替処理水の混合の調整により、河川等への放流水の水質を適切なレベルに制御可能な造水方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するための本発明は、次の通りである。【００１６】
下廃水、あるいは、予め固液分離処理された下廃水からなる被処理水を処理して処理水を製造する造水方法において、
（ａ）流入する前記被処理水を活性汚泥で処理して生物処理水を流出する生物処理ユニット、流入する前記生物処理水を固液分離要素で処理して第１の処理水を流出する第１の固液分離ユニット、および、流入する前記被処理水を固液分離要素で処理して第２の処理水を流出する第２の固液分離ユニットを有する造水装置が用いられ、
（ｂ）前記生物処理ユニットの処理能力の程度を検出する第１の検出工程、および／または、前記第１の処理水の質の程度および前記第２の処理水の質の程度、もしくは、前記第１の処理水と前記第２の処理水の混合からなる第３の処理水の質の程度を検出する第２の検出工程を有し、
（ｃ）前記第１の検出工程において検出される前記生物処理ユニットの処理能力の程度に基づいて、前記第２の固液分離ユニットにおける前記被処理水の処理量を制御、および／または、前記第２の検出工程において検出される処理水の質の程度に基づいて、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御してなる造水方法。【００１７】
本発明において、前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記活性汚泥の処理活性の程度を検出することにより行われ、検出された前記活性汚泥の処理活性の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させることが好ましい。【００１８】
本発明において、前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記生物処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記生物処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させることが好ましい。【００１９】
本発明において、前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記活性汚泥の処理活性の程度を検出することにより行われるとともに、前記生物処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記活性汚泥の処理活性の程度および検出された前記生物処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させることが好ましい。【００２０】
本発明において、前記第２の検出工程における処理水の質の程度の検出が、前記第１の処理水と前記第２の処理水の混合からなる前記第３の処理水の質の程度を検出することにより行われ、検出された前記第３の処理水の質の程度が基準値を満たさない場合、当該基準値が満たされるように、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御することが好ましい。【００２１】
本発明において、検出された前記第３の処理水の質の程度が、前記第３の処理水中の懸濁態成分に起因している場合は、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を増加させ、検出された前記第３の処理水の質の程度が、前記第３の処理水中の溶存態成分に起因している場合は、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を減少させることが好ましい。【００２２】
本発明において、前記活性汚泥の処理活性の程度の検出が、前記活性汚泥のＢＯＤ汚泥負荷の程度およびＯＵＲの程度の少なくとも一方を検出することにより行われ、検出された前記ＢＯＤ汚泥負荷の程度およびＯＵＲの程度の少なくとも一方が基準値を超える場合、当該基準値を超えないように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させることが好ましい。【００２３】
本発明において、前記第１の検出工程における前記生物処理ユニットの処理能力の程度の検出が、前記生物処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の一つあるいは複数について行われ、検出された前記ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の程度の一つあるいは複数がその基準値を超える場合、当該基準値を超えないように、前記第２の固液分離ユニットに流入する前記被処理水の量を増加させることが好ましい。【００２４】
本発明において、前記第２の検出工程における前記処理水の質の程度の検出が、前記処理水のＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の一つあるいは複数について行われ、検出されたＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ濃度、Ｔ−Ｐ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、濁度の程度の一つあるいは複数がその基準値を満たすように、前記第２の処理水の前記第１の処理水への混合量を制御することが好ましい。【００２５】
本発明において、前記第２の処理水の一部が、前記第３の処理水の質の程度に応じて、一時的に貯留され、この一時的に貯留された第２の処理水が、前記第３の処理水の質の程度の変化に応じて、前記第１の処理水に混合されることが好ましい。【００２６】
本発明において、前記第２の固液分離ユニットにおける固液分離要素が、ろ過膜からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、生物処理ユニットの活性汚泥状態および／または処理水質の程度を指標に、生物処理（生物処理ユニットによる被処理水の処理）、および、代替処理（第２の固液分離ユニットによる被処理水の処理）の両処理水量を制御することで、単純な流入水量に依らない適切な被処理水の浄化を行うことが可能となる。更に、両処理水の混合比を制御することで、両処理を並列に行っている場合でも、基準に応じた放流水質を達成することが可能となる。【００２８】
また、本発明によると、災害や、突発的な事故、運転トラブル等の事態が起こった場合にも、両処理に過剰の負荷がかからないことから、処理設備の修繕やメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例の側面概略図である。
【図２】図２は、実施例１における被処理水の処理期間中のＢＯＤ汚泥負荷量、生物処理水量、および、第２の処理水量の変化を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例２における被処理水の処理期間中のＯＵＲ、生物処理水量、および、第２の処理水量の変化を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例３における被処理水の処理期間中のＢＯＤ濃度、生物処理水量、および、第２の処理水量の変化を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例４における被処理水の処理期間中の第１の処理水のＴ−Ｎ濃度、第２の処理水のＴ−Ｎ濃度、第３の処理水（第１の処理水と第２の処理水が混合した混合水）のＴ−Ｎ濃度、および、これらの処理水量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の造水方法を、いくつかの実施態様を用いて、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例の側面概略図である。図１に示す造水装置ＷＰＥは、生物処理ユニット１、第１の固液分離ユニット２、および、第２の固液分離ユニット３からなる。
【００３２】
生物処理ユニット１には、造水装置ＷＰＥの外側から、下廃水あるいは予め固液分離された下廃水からなる被処理水Ｗ１を、生物処理ユニット１に流入させる被処理水流通ラインＬ１が取り付けられている。また、生物処理ユニット１には、そこに流入した被処理水Ｗ１を活性汚泥で処理して得られる生物処理水Ｗ２を流出させる生物処理水流通ラインＬ２が取り付けられている。
【００３３】
第１の固液分離ユニット２には、生物処理ユニット１から導出された生物処理水流通ラインＬ２の下流端が取り付けられている。また、第１の固液分離ユニット２には、そこに流入した生物処理水Ｗ２を固液分離要素で処理して得られる第１の処理水Ｗ３を流出させる第１の処理水流通ラインＬ３が取り付けられている。
【００３４】
第２の固液分離ユニット３には、被処理水流通ラインＬ１から、分岐点Ｂ１において、分岐した被処理水流通ラインＬ４の下流端が取り付けられている。また、第２の固液分離ユニット３には、そこに流入した被処理水Ｗ１を固液分離要素で処理して得られる第２の処理水Ｗ４を流出させる第２の処理水流通ラインＬ５が取り付けられている。第２の処理水流通ラインＬ５の下流端は、結合点Ｃ１において、第１の処理水流通ラインＬ３に結合されている。結合点Ｃ１から、処理水Ｗ５の排出ラインＬ６が造水装置ＷＰＥの外側に向かい導出されている。処理水Ｗ５は、第１の処理水Ｗ３のみの場合、第２の処理水Ｗ４のみの場合、あるいは、第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４の混合からなる混合水の場合がある。この混合水を、第３の処理水Ｗ５と呼称する場合がある。
【００３５】
被処理水流通ラインＬ１には、分岐点Ｂ１と生物処理ユニット１との間の位置において、そこを流れる水の量の調整をするための弁Ｖ１が設けられている。被処理水流通ラインＬ４には、分岐点Ｂ１と第２の固液分離ユニット３との間の位置において、そこを流れる水の量の調整をするための弁Ｖ２が設けられている。第１の処理水流通ラインＬ３には、第１の固液分離ユニット２と結合点Ｃ１との間の位置において、そこを流れる水の量の調整をするための弁Ｖ３が設けられている。第２の処理水流通ラインＬ５には、第２の固液分離ユニット３と結合点Ｃ１との間の位置において、そこを流れる水の量の調整をするための弁Ｖ４が設けられている。
【００３６】
弁Ｖ３と弁Ｖ４との操作により、排出ラインＬ６を流れる処理水Ｗ５を、第１の処理水Ｗ３のみ、第２の処理水Ｗ４のみ、あるいは、第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４とが混合した第３の処理水（混合水）とすることができる。
【００３７】
被処理水流通ラインＬ１には、分岐点Ｂ１の上流側において、被処理水Ｗ１のＢＯＤ濃度の値を測定するＢＯＤ濃度測定装置４が取り付けられている。生物処理ユニット１には、活性汚泥中の浮遊物質濃度を示すＭＬＳＳの値を測定するＭＬＳＳ測定装置５、および、活性汚泥単位質量当たりの酸素消費速度であるＯＵＲの値を測定するＯＵＲ測定装置６が取り付けられている。
【００３８】
生物処理水流通ラインＬ２には、そこを流れる生物処理水Ｗ２の水質（例えば、ＢＯＤ濃度）を測定する生物処理水水質測定装置７が取り付けられている。第１の処理水流通ラインＬ３には、そこを流れる第１の処理水Ｗ３の水質（例えば、Ｔ−Ｎ濃度）を測定する第１の処理水水質測定装置８が取り付けられている。第２の処理水流通ラインＬ５には、そこを流れる第２の処理水Ｗ４の水質（例えば、Ｔ−Ｎ濃度）を測定する第２の処理水水質測定装置９が取り付けられている。排出ラインＬ６には、そこに第３の処理水（混合水）Ｗ５が流れる場合、第３の処理水（混合水）Ｗ５の水質（例えば、Ｔ−Ｎ濃度）を測定する混合水水質測定装置１０が取り付けられている。
【００３９】
図１に示す造水装置ＷＰＥにおける被処理水Ｗ１を処理して処理水Ｗ５を製造する造水方法は、次の通りである。
【００４０】
造水装置ＷＰＥに流入した下廃水あるいは予め固液分離処理された下廃水からなる被処理水Ｗ１は、活性汚泥を含む生物処理ユニット１によって、被処理水Ｗ１から有機物や窒素などの除去が行われ、生物処理水Ｗ２となった後、第１の固液分離ユニット２により、生物処理水Ｗ２から活性汚泥などの固形分の除去が行われ、第１の処理水Ｗ３となり、河川等環境中に放流される。この工程を、以下において、第１処理工程と呼称する場合がある。
【００４１】
一方、造水装置ＷＰＥは、被処理水Ｗ１に含まれる固形分を除去して、第２の処理水Ｗ４を得ることが可能な第２の固液分離ユニット３を備えることを特徴としている。この第２の固液分離ユニット３を用いた被処理水の処理フローは、次の通りである。
【００４２】
生物処理ユニット１に流入した被処理水Ｗ１は、災害や造水装置ＷＰＥの運転トラブルなどによる活性汚泥状態の悪化により生物処理ユニット１における処理能力が低下した場合、もしくは、被処理水Ｗ１の水質の悪化等の諸因により、生物処理水Ｗ２の水質の悪化が検出された場合、前記第１処理工程により処理される水量が減少し、第２の固液分離ユニット３へ移送される水量が増加する。生物処理ユニット１を経由することなく、第２の固液分離ユニット３へと振り向けられた被処理水Ｗ１は、第２の固液分離ユニット３により、第２の処理水Ｗ４となる。この工程を、以下において、第２処理工程と呼称する場合がある。
【００４３】
加えて、生物処理ユニット１と第１の固液分離ユニット２の中間地点に、
生物処理水水質測定装置７を設け、第１の固液分離ユニット２と第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４との混合点（結合点Ｃ１）の中間地点に、第１の処理水水質測定装置８を設け、第２の固液分離ユニット３と第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４との混合点（結合点Ｃ１）の中間地点に、第２の処理水水質測定装置９を設け、更に、第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４との混合点（結合点Ｃ１）の下流側に、混合水水質測定装置１０を設けることにより、それぞれの地点における水質のモニタリングが可能とされている。
【００４４】
第１の処理水水質測定装置８と第２の処理水水質測定装置９による水質の程度の測定結果、もしくは、混合水水質測定装置１０による水質の程度の測定結果に応じて、放流する処理水Ｗ５が、放流する環境に定められている水質基準を満たすよう、第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４との混合比が調整される。
【００４５】
生物処理ユニット１および第２の固液分離ユニット３の原水（被処理水）として扱われる下廃水は、予め固液分離処理され、大きな固形物が除去されている下廃水であることが好ましい。
【００４６】
この固液分離処理の手段としては、沈砂池や最初沈殿池、または、これらを組み合わせた手段が好ましく用いられる。また、浮上分離法のように、比重が水に近いものを、微細気泡に吸着させ、水表面に浮上させ分離する手段を用いることもできる。この際、沈殿性、浮上性を向上させるために、ポリ塩化アルミニウム（以下ＰＡＣと略記する）や塩化第二鉄（以下ＦｅＣｌ３と略記する）といった無機系凝集剤や高分子凝集剤を注入することも好ましい。
【００４７】
生物処理ユニット１としては、活性汚泥槽が好ましく用いられる。生物処理ユニット１において、曝気を行うことで、活性汚泥中の微生物により処理される水中の溶解性有機物成分やアンモニア性窒素を分解、除去することができる。更には、生物処理ユニット１の内部に、無酸素槽や嫌気槽を設け、窒素やリンの除去性能を高めることも好ましい。
【００４８】
生物処理の方法には、ステップエアレーション法、酸素活性汚泥法、オキシデーションディッチ法、長時間エアレーション法などがあり、特に限定されることはない。しかし、処理される下廃水が固液分離処理を経由することを考慮すると、生物処理ユニット１で行われる生物処理の方法としては、標準活性汚泥法、ステップエアレーション法、酸素活性汚泥法のいずれかが好ましい。
【００４９】
第１の固液分離ユニット２としては、最終沈殿池や膜分離が用いられる。しかし、低エネルギーで生物処理水の汚泥を取り除くという目的では、通常の下廃水処理においては、最終沈殿池が好適である。
【００５０】
最終沈殿池では、流出してきた活性汚泥を重力沈降により除去している。その際、ＰＡＣやＦｅＣｌ３などの凝集剤により、固液分離を促進させてもよい。
【００５１】
一方、生物処理ユニット１と固液分離ユニット２を組み合わせた膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）が用いられる場合もある。ＭＢＲは、生物処理ユニット１内に膜を浸漬させ、吸引ろ過をすることにより、固液分離を行う方法である。ＭＢＲを使用した場合、最終沈殿池のための面積を確保する必要がないため、省スペースで処理装置を確保したい場合に有効である。
【００５２】
第２の固液分離ユニット３には、膜分離装置、高速凝集沈殿装置、高速ろ過装置、遠心分離装置、浮上分離装置が適用可能である。しかし、環境負荷を低減可能な処理水が生産可能であるという観点から、膜分離装置が好ましい。
【００５３】
この膜分離装置に用いられる膜の種類としては、逆浸透膜、ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜がある。被処理水として濁度が高い水が想定される場合は、相対的に孔径の大きい精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜が好ましい。
【００５４】
本発明において好ましく使用される精密ろ過膜は、平均細孔径が０．０１μｍ乃至５ｍｍの膜である。本発明に好ましく使用される限外ろ過膜は、分画分子量が１，０００乃至２００，０００Ｄａの膜である。分画分子量とは、膜表面の細孔径を電子顕微鏡等で計測することが困難な場合に、平均細孔径の代わりに孔径の大きさの指標となるものである。
【００５５】
本発明の造水方法が適用されることが期待される濁度成分等の固形分を多く含む下廃水を処理する場合には、濁質等が膜の細孔に詰まりにくい、分画分子量が１，０００乃至２００，０００Ｄａの限外ろ過膜を用いることが好ましい。一般的に、分画分子量が小さくなるに従い、膜の単位面積当たりの透水量が悪化するため、分画分子量が１，０００乃至２００，０００Ｄａの限外ろ過膜を用いることが好ましい。分画分子量が１００，０００乃至２００，０００Ｄａの限外ろ過膜を用いることが更に好ましい。
【００５６】
膜の材質は、特に限定されない。有機素材を使用する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース等が使用できる。無機系素材を使用する場合、セラミック等が使用できる。この中でも、膜強度や耐薬液性の観点から、フッ素を含む有機素材やセラミック素材からなる膜が好ましい。
【００５７】
膜の形態としては、中空糸状、スパイラル状、チューブラー状、平膜状等が用いられる。また、ろ過方式としては、全量ろ過、クロスフローろ過が知られており、ろ過膜への通水方式にも、内圧型と外圧型等がある。これらは、いずれも状況やニーズに応じて、種々使い分けられる。
【００５８】
ただし、いずれの形式の膜、モジュール、ろ過方式を用いて処理した場合も、第２の処理水Ｗ４の水質の程度が、第１の処理水Ｗ３の水質の程度以上であることが好ましい。
【００５９】
第２の固液分離ユニット３の前段に、サイズの大きな固形分を除去するためのストレーナー等の固形分除去手段を備えることも好ましい。更に、第２の固液分離ユニット３の前段において、ユニットの原水（被処理水Ｗ１）に、ＰＡＣ等の凝集剤を添加し、フロックを形成させ、水中の微小汚濁物質を減少させることによる効率的な処理方法を用いることが好ましい。
【００６０】
次に、第２の固液分離ユニット３の処理水量を決定する方法について説明する。
【００６１】
第２の固液分離ユニット３による被処理水Ｗ１の処理、すなわち、前記第２処理工程での処理水量は、生物処理ユニット１中の汚泥の活性状態および／または生物処理水Ｗ２の質の程度により決定される。
【００６２】
ここで、生物処理ユニット１内の汚泥の活性状態は、定量的に測定、算出可能であり、汚泥の活性状態および汚泥に対する負荷を把握する一般的な指標であるＢＯＤ汚泥負荷および／またはＯＵＲによって決定されることが好ましい。
【００６３】
ＢＯＤ汚泥負荷は、次式で定義される。
【００６４】
式：［ (生物処理ユニット１への一日当たりの流入水量×流入水の平均ＢＯＤ）／（生物処理ユニット１の容積×活性汚泥（ＭＬＳＳ）濃度）］
生物処理ユニット１への流入水量、流入水の平均ＢＯＤ濃度、および、ＭＬＳＳ濃度を測定することで、ＢＯＤ汚泥負荷の変化を知ることができる。本発明においては、特に、生物処理ユニット１への流入水の平均ＢＯＤ濃度または生物処理ユニット１内のＭＬＳＳ濃度をモニタリングして、ＢＯＤ汚泥負荷の変化を判断することが好ましい。
【００６５】
モニタリング方法としては、ＢＯＤ濃度測定装置４およびＭＬＳＳ測定装置５は、オンライン、オフラインいずれでも構わないが、オペレーション管理上、オンラインであることが好ましい。ただし、災害時や運転トラブル時において、オンライン制御が不可能になる場合に備え、オフラインで制御可能な構成も備えることが更に好ましい。
【００６６】
ＢＯＤ濃度の測定には、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２に定められる工場排水試験方法が一般的に用いられる。しかしながら、この測定方法は、測定に５日間要するなど、問題点がある。そのため、ＢＯＤ濃度測定装置４には、リアルタイムでＢＯＤ濃度を測定可能な微生物電極法による生物化学的酸素消費量（ＢＯＤｓ）計測器（ＪＩＳ−Ｋ−３６０２）を用いることが好ましい。
【００６７】
また、ＭＬＳＳ濃度は、一般には、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２−１４．１「懸濁物質」の項に定められる方法で測定されるが、本発明では、ＭＬＳＳ測定装置５には、光学的方式を利用したものを用いることが好ましい。ＭＬＳＳ測定装置５は、浸漬型、サンプリング型を問わないが、管理上モニタリングが容易となるため、浸漬型であることが好ましい。
【００６８】
ＢＯＤ濃度の上昇またはＭＬＳＳ濃度の低下によって、生物処理ユニット１のＢＯＤ汚泥負荷が上昇する。予め設定されたＢＯＤ汚泥負荷の上限値を超過した場合、その値に応じて、超過分のＢＯＤ汚泥負荷に相当する量の被処理水Ｗ１が、バイパス（被処理水流通ラインＬ４）を通して、第２の固液分離ユニット３へ移送され、そこで処理される。
【００６９】
第２の固液分離ユニット３によりＢＯＤ汚泥負荷超過分の水量が処理されている間に、流入ＢＯＤ濃度または生物処理ユニット１内のＭＬＳＳ濃度が回復して、ＢＯＤ汚泥負荷が低下し、ＢＯＤ汚泥負荷の上限設定値を下回った場合は、その値に相当する被処理水Ｗ１の量を、生物処理ユニット１で処理する状態にする。
【００７０】
生物処理ユニット１内の活性汚泥の状態は、ＢＯＤ汚泥負荷とともに、ＯＵＲを指標に用いることも好ましい。ＯＵＲは、活性汚泥単位質量当たりの酸素消費速度のことである。ＯＵＲの値により、汚泥の量や活性状態を定量することができる。
【００７１】
ＯＵＲの測定法は、一般に、電極法が用いられ、本発明においても電極法で測定することができる。下水試験法（１９８４年、社団法人日本下水道協会）に定められた電極法によるＯＵＲの測定方法は、次の通りである。
【００７２】
器具は、酸素センサーを有した溶存酸素計、三角フラスコ、マグネチックスターラー、記録計、散気装置である。測定方法は、エアレーションタンク内混合液１Ｌを細孔瓶１Ｌにとり、１０乃至２０分間静置したのち、その上澄液をサイホンで別の細孔瓶に入れる。次いで、溶存酸素が約５ｍｇ／Ｌ以上になるように、散気装置を用いて、５乃至１０分間激しくエアレーションを行ったのち、沈殿した汚泥とよく攪拌する。この混合液を三角フラスコ３００ｍＬに満たし、空気が入らないように溶存酸素計のセンサー部を挿入する。直ちにマグネチックスターラーで攪拌しながら溶存酸素の経時変化を測定する。記録された減少曲線から、エアレーションタンク内混合液の単位時間当りの消費酸素量を次式により求める。
【００７３】
式：［ＯＵＲ（酸素消費速度）（ｍｇ／Ｌ・ｈ）＝酸素消費量（ｍｇ／Ｌ）／経時時間（ｈ）］
ＯＵＲの値によって第２の固液分離ユニット３の処理水量を制御する場合、ＯＵＲ測定装置６によって定量されたＯＵＲの値が、予め設定された下限値を下回った場合に、生物処理能力超過分の量の被処理水Ｗ１について、前記のように第２の固液分離ユニット３を介して処理を行う方法がとられる。
【００７４】
ここで、生物処理超過分の水量Ｑ１は、ＯＵＲの設定値をｒ０、ＯＵＲ測定装置６によって定量されたＯＵＲの値をｒ１、流入水量をＱ０とすると、次式で決定される。
【００７５】
式：［Ｑ１＝Ｑ０×（ｒ０−ｒ１）／ｒ０］
また、生物処理ユニット１により得られる生物処理水Ｗ２の質の程度によっても、第２の固液分離ユニット３で処理される被処理水Ｗ１の量を決定することも可能である。
【００７６】
被処理水Ｗ１の処理が、少なくとも第１処理工程を含む場合は、生物処理水水質測定装置７により検出される測定結果から、第２処理工程での処理水量が決定される。
【００７７】
一方、被処理水Ｗ１の処理が、全て第２処理工程で行われる場合には、第１処理工程における生物処理水水質測定装置７により検出される測定結果をみることは不可能である。この場合は、生物処理ユニット１内の汚泥の活性状態を指標に、その後の第１処理工程および第２処理工程の処理水量を制御する。
【００７８】
その場合、生物処理水水質測定装置７によって測定された各水質の程度が、設定した水質基準を超過した場合、少なくとも生物処理水水質が予め定められた基準を満足するまでの被処理水の量を、生物処理ユニット１前の分岐点Ｂ１から、バイパス（被処理水流通ラインＬ４）を通して、第２の固液分離ユニット３へ移送し、処理する。
【００７９】
このように、第１処理工程および第２処理工程で処理された処理水Ｗ５は、浄化された後、河川等へ放流される。この場合の第２処理工程における第２の固液分離ユニット３の処理水の水質、すなわち、第２の処理水Ｗ４の水質は、多くの場合、第１の処理水Ｗ３の水質よりも、放流水質基準の主要項目、特に、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｎなど、処理水中の溶存態成分に関わる項目において、劣ることが予想される。
【００８０】
よって、第１の処理水水質測定装置８および第２の処理水水質測定装置９、もしくは、混合水水質測定装置１０の測定結果に基づいて、第２の処理水Ｗ４を第１の処理水Ｗ３に、適切な混合比をもって混合することで、混合水水質測定装置１０で検出される水質項目が、放流水質基準を満たすような水へと変換できる。ここで、混合比の制御の基準となる水質項目については、必ずしも第２処理工程を選択する際に基準として用いた生物処理水Ｗ２の水質項目である必要は無い。
【００８１】
第１の処理水水質測定装置８および第２の処理水水質測定装置９の測定結果から、第１の処理水Ｗ３へ混合する第２の処理水Ｗ４の量を決定する場合、混合比は、第１の処理水量、第１の処理水水質測定値、第２の処理水量、第２の処理水水質測定値から決定される。すなわち、式：［（第１の処理水量×第１の処理水水質測定値＋第２の処理水量×第２の処理水水質測定値）／（第１の処理水量＋第２の処理水量）］により求められる値が、予め定められた基準値を超えないレベルで、第２の処理水量を調整し、混合水水質測定装置１０で混合後の水質をモニタリングする。
【００８２】
ここで、第１の処理水Ｗ３と混合されない第２の処理水Ｗ４については、放流基準を既に満足している場合は、そのまま放流し、満足していない場合は、第２の処理水質測定装置９と混合点（結合点Ｃ１）の間に、中間タンク（図示せず）を設けて、その後の第１の処理水、もしくは生物処理水や流入下廃水への混合に対して、備える場合もある。その場合は、第２の処理水質測定装置９は、中間タンクに貯水されている水の水質も測定できることが好ましい。
【００８３】
また、混合水水質測定装置１０の測定結果のみから、第２の処理水Ｗ４の第１の処理水Ｗ３への混合量を決定することも可能である。その際、第２処理工程で膜処理などを施した場合、第２の処理水Ｗ４は、懸濁態成分については、極めて低濃度を確保できるが、溶存態成分については、生物処理水Ｗ２ほどの低濃度は期待できない。
【００８４】
よって、混合水水質測定装置１０で測定する項目が、懸濁態成分である場合は、混合する第２の処理水Ｗ４の量を、基準値に到達するまで増やす。一方、各水質測定装置で測定する項目が、溶存態成分である場合は、混合する第２の処理水Ｗ４の量を、基準値に到達するまで減らす。このようにすることで、予め定められた基準を超えない混合水質への変換が可能となる。この場合は、複雑な計算を組み込むことなく、定めた測定項目と、基準を超過しているか否かの判断のみで、第２の処理水Ｗ４の混合水量が調整可能となるメリットがある。
【００８５】
ここで、懸濁態と溶存態の定義については、懸濁態（粒子性）とは、通常、孔径０．４５乃至１μｍのろ過膜でろ過したとき、ろ過膜を通過できない成分をいい、溶存態（溶解性）とは，通常、孔径０．４５乃至１μｍのろ過膜を通過したろ液中に含まれる成分をいう。しかしながら、各水質項目のそれぞれの成分全てが、溶存態に該当するということはほとんどの場合ない。よって、本発明においては、特に、溶存態成分が何の水質項目に該当するか定義する必要がある。
【００８６】
生物処理水水質測定装置７、第１の処理水水質測定装置８、第２の処理水水質測定装置９および混合水水質測定装置１０で測定される水質の程度とは、河川や湖沼等、環境中に処理水Ｗ５を放流する際に基準となる項目であり、これらの項目の内の好ましい項目として、ＢＯＤや化学的酸素要求量（ＣＯＤ）などの有機物濃度指標、浮遊物質（ＳＳ）濃度、全リン（Ｔ−Ｐ）濃度、全窒素（Ｔ−Ｎ）濃度、濁度、または、衛生学的指標として大腸菌群数がある。
【００８７】
その中でも、環境中への負荷の大きさ、水質監視のしやすさの観点から、ＢＯＤ、ＣＯＤやＴ−Ｎが、特に好ましい。しかしながら、前記基準項目に含まれない、ウイルス濃度や重金属濃度、微量汚染化学物質濃度を指標とすることも可能である。ここで、前記懸濁態成分とは、ＳＳ濃度や濁度、大腸菌群数などを指し、前記溶存態成分とは、ＢＯＤ、ＣＯＤ、Ｔ−Ｐ、Ｔ−Ｎなどを指す。
【００８８】
生物処理水水質測定装置７、第１の処理水水質測定装置８、第２の処理水水質測定装置９および混合水水質測定装置１０において測定対象となる項目の内、ＢＯＤの測定方法については、前記した通りである。
【００８９】
ＣＯＤの測定には、一般に、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」に基づいた滴定法が用いられているが、本発明において、自動モニタリングを用いる場合は、ＪＩＳ−Ｋ−０８０６「化学的酸素消費量（ＣＯＤ）自動計測器」の規格に沿って製作されたＣＯＤ自動計測器を用いることが好ましい。
【００９０】
ＳＳ濃度の測定には、ＭＬＳＳ濃度測定と同様、一般には、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２−１４．１「懸濁物質」の項に定められる方法が用いられるが、本発明においては、光学的方式を利用したものを用いることが好ましい。
【００９１】
Ｔ−Ｐ濃度の測定には、一般に、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」に基づいたペルオキソ２硫酸カリウム分解法、硝酸・過塩素酸分解法、硝酸・硫酸分解法が用いられる。本発明においては、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２に基づき全自動化した装置を用いることが好ましい。
【００９２】
Ｔ−Ｎ濃度の測定には、一般に、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」に基づいた総和法もしくは紫外線吸光光度法が用いられる。本発明においては、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２に基づき全自動化した装置を用いることが好ましい。
【００９３】
濁度の測定には、ＪＩＳ−Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」に基づいた方法が一般的に用いられるが、本発明においては、ＪＩＳ−Ｋ−０８０１−１９８６「濁度自動計測器」に基づいた自動測定によりモニタリングすることが好ましい。
【００９４】
大腸菌群数の測定には、ＪＩＳ−Ｋ−０３５０−２０−１０「用水・排水中の大腸菌群試験方法」に基づいてモニタリングすることが好ましいが、自動監視の難易の高さから、大腸菌群数を指標項目にする場合は、適宜サンプリングされた水を、ＪＩＳ−Ｋ−０３５０−２０−１０に基づきマニュアル測定することが好ましい。
【００９５】
前記各水質項目の放流基準は、各国、各地域により、大きく異なるため、混合水水質測定装置１０において測定される値の基準をどこに設けるかは、使用環境の状況に応じて変更していく必要がある。
【００９６】
その中でも、ＢＯＤは１０乃至１２０ｍｇ／Ｌに、ＣＯＤは４０乃至２５０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ濃度は１０乃至１５０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ濃度は０．５乃至１２ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ濃度は１０乃至６０ｍｇ／Ｌ、大腸菌群数は４００乃至１０，０００個／ｃｍ３の範囲に基準を設けることが好ましい。
【実施例１】
【００９７】
図１に示した造水装置ＷＰＥにおいて、生物処理ユニット１の処理能力が低下し、ＢＯＤ汚泥負荷が上昇した場合の被処理水Ｗ１の処理方法について説明する。【００９８】
この例では、生物反応処理として、連続式の標準汚泥処理、第２の固液分離ユニット３として、加圧型の中空糸限外ろ過膜を用いた。【００９９】
前記連続式の標準汚泥処理を行う生物処理ユニット１への処理開始時の被処理水Ｗ１の流入水量が４０，０００ｍ３／日、流入平均ＢＯＤ濃度が１００ｍｇ／Ｌ、生物処理ユニット１の生物処理槽の容積が５，０００ｍ３、ＭＬＳＳ濃度が２，０００ｍｇ／Ｌであった。その結果、ＢＯＤ汚泥負荷は０．４ＢＯＤ−ｋｇ／ＭＬＳＳ−ｋｇ・日となり、この値を処理上限値とした。なお、ＢＯＤ汚泥負荷の値は、ＢＯＤ濃度測定装置４、および、ＭＬＳＳ測定装置５のモニタリング結果から自動算出した。【０１００】
被処理水の処理期間中のＢＯＤ汚泥負荷、生物処理ユニット１、第２の固液分離ユニット３のそれぞれの処理水量の変化を図２のグラフに示す。【０１０１】
図２のグラフにおいて、横軸Ｘ１は、処理開始からの日数を示し、単位は、［日］である。縦軸Ｙ１は、ＢＯＤ汚泥負荷量の値を示し、単位は、［ＢＯＤ−ｋｇ／ＭＬＳＳ−ｋｇ・日］である。縦軸Ｙ２は、処理水量の値を示し、単位は、［ｍ３／日］である。また、グラフにおいて、線Ａは、ＢＯＤ汚泥負荷量の変化を示し、線Ｂは、生物処理水Ｗ２の量の変化を示し、線Ｃは、第２の処理水Ｗ４の量の変化を示す。【０１０２】
処理開始２日後、造水装置ＷＰＥのトラブルにより、生物処理ユニット１の処理能力が低下し、ＢＯＤ汚泥負荷が１．２ＢＯＤ−ｋｇ／ＭＬＳＳ−ｋｇ・日となったため、被処理水Ｗ１の全量を第２の固液分離ユニット３へ流入させた。この処置をすることで、汚水の環境中への流出を防止することができた。【０１０３】
処理開始３日後から、生物処理ユニット１の復旧が進み、ＢＯＤ汚泥負荷が低下したため、生物処理ユニット１のＢＯＤ汚泥負荷が０．４ＢＯＤ−ｋｇ／ＭＬＳＳ−ｋｇ・日を超えない範囲で、生物処理ユニット２へ流入させる被処理水Ｗ１の量を増加させた。処理開始７日目には、ＢＯＤ汚泥負荷が０．４ＢＯＤ−ｋｇ／ＭＬＳＳ−ｋｇ・日となったため、４０，０００ｍ３／日の被処理水Ｗ１の全量を生物処理ユニット１にて処理した。これら処理の切り替えを行うことで、水質の低下した水（処理水Ｗ５）を放流することを防止することができた。【０１０４】
表１に、最初沈殿池にて簡易な固液分離が施された被処理水Ｗ１を加圧型の中空糸限外ろ過膜（第２の固液分離ユニット３）によって処理した場合の第２の処理水Ｗ３の水質データを示す。【０１０５】
【表１】
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【０１０６】
ろ過前に、前処理として、ＰＡＣを１００ｐｐｍ添加し、０．５ｍ／ｄの流束で、ろ過した水を採取し、各種の水質分析を行った。【０１０７】
ＳＳは０．１ｍｇ／Ｌ以下となり、被処理水Ｗ１中の浮遊物は、ほぼ完全に取り除かれていた。【０１０８】
ＢＯＤは１１ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤは１６ｍｇ／Ｌ以下となり、有機性汚濁物質についても、一般的な河川等への放流基準を下回る処理水質となった。【０１０９】
Ｔ−Ｐは、膜ろ過単独での除去率は高くならないが、凝集剤を添加し、膜ろ過を行うことで、０．１２ｍｇ／Ｌの処理水質となり、一般的な河川等への放流基準を十分下回るものとなった。【０１１０】
大腸菌群数やＭＳ２（ウイルス）についても、水質分析を行った。大腸菌群数は、定量限界以下となり、環境中への影響は、ほぼ無視可能なレベルまで除去できていた。ウイルスは、２．２ｌｏｇの除去率、つまり、９９．８％を膜で阻止できていた。【０１１１】
このように膜ろ過により高品位な水を生産できることから、処理水Ｗ５を放流する他に、再生水としての利用可能性も見出された。
【実施例２】
【０１１２】
図１に示した造水装置ＷＰＥにおいて、生物処理ユニット１の処理能力が低下し、ＯＵＲが低下した場合の被処理水Ｗ１の処理方法について説明する。【０１１３】
この例においても、生物反応処理として、連続式の標準汚泥処理、第２の固液分離ユニット３として、加圧型の中空糸限外ろ過膜を用いた。また、ＯＵＲの測定には電極法を用い、適宜活性汚泥状態のモニタリングを行った。【０１１４】
前記連続式の標準汚泥処理を行う生物処理ユニット１への処理開始時の被処理水Ｗ１の流入水量が４０，０００ｍ３／日、この条件において、有機物濃度指標（ＢＯＤ、ＣＯＤ）を基準値以下まで処理するのに必要な酸素消費速度、すなわち、ＯＵＲは１０ｍｇ／Ｌ・ｈであった。そのため、ＯＵＲがこの値以下となった場合、生物処理ユニット１で処理不可能な被処理水Ｗ１の量分を、第２の固液分離ユニット３へ流すシステムを構成した。【０１１５】
被処理水の処理期間中のＢＯＤ汚泥負荷、生物処理ユニット１、第２の固液分離ユニット３のそれぞれの処理水量の変化を図３のグラフに示す。【０１１６】
図３のグラフにおいて、横軸Ｘ２は、処理開始からの日数を示し、単位は、［日］である。縦軸Ｙ３は、図１に示す造水装置におけるＯＵＲ測定装置６で測定されたＯＵＲの値を示し、単位は、［ｍｇ／Ｌ・ｈ］である。縦軸Ｙ４は、処理水量の値を示し、単位は、［ｍ３／日］である。また、グラフにおいて、線Ｄは、ＯＵＲの変化を示し、線Ｅは、生物処理水量の変化を示し、線Ｆは、第２の処理水量の変化を示す。【０１１７】
処理開始３日後、ＯＵＲの値が、基準となる１０ｍｇ／Ｌ・ｈを下回り、８ｍｇ／Ｌ・ｈとなった。そのため、式：［Ｑ１＝Ｑ０×（ｒ０−ｒ１）／ｒ０］に基づき、生物処理ユニット1の許容量を超過した分Ｑ１の８，０００ｍ３／日を、第２の固液分離ユニット３へ流した。この処置をすることで、汚水の環境中への流出を防止することができた。【０１１８】
その後、ＯＵＲの値は低下傾向にあり、第２の固液分離ユニット３による処理水量は２０，０００ｍ３／日まで増加した。【０１１９】
処理開始７日後、ＯＵＲの値は１０ｍｇ／Ｌ・ｈまで回復したため、流入水量４０，０００ｍ３／日の全てを生物処理ユニット1で処理することとした。これら処理の切り替えを行うことで、水質の低下した水を放流することを防止することができた。
【実施例３】
【０１２０】
図１に示した造水装置ＷＰＥにおいて、生物処理ユニット１により得られた生物処理水の質の程度が変化した場合の被処理水Ｗ１の処理方法について説明する。【０１２１】
この例においても、生物反応処理として、連続式の標準汚泥処理、第２の固液分離ユニット３として、加圧型の中空糸限外ろ過膜を用いた。また、処理工程を制御する指標となる水質基準には、ＢＯＤ濃度を用いた。【０１２２】
前記連続式の標準汚泥処理を行う生物処理ユニット１への処理開始時の被処理水Ｗ１の流入水量が４０，０００ｍ３／日、放流に許容される処理水Ｗ５のＢＯＤ基準値を２０ｍｇ／Ｌとした。【０１２３】
被処理水の処理期間中の生物処理水水質測定装置７で測定されるＢＯＤ濃度、および、生物処理ユニット１、第２の固液分離ユニット３のそれぞれの処理水量の変化を図４のグラフに示す。【０１２４】
図４のグラフにおいて、横軸Ｘ３は、処理開始からの日数を示し、単位は、［日］である。縦軸Ｙ５は、図１に示す造水装置における生物処理水水質測定装置７で測定されたＢＯＤ濃度の値を示し、単位は、［ｍｇ／Ｌ］である。縦軸Ｙ６は、処理水量の値を示し、単位は、［ｍ３／日］である。また、グラフにおいて、線Ｇは、ＢＯＤ濃度の変化を示し、線Ｈは、生物処理水量の変化を示し、線Ｉは、第２の処理水量の変化を示す。【０１２５】
処理開始２日後、何らかの原因により生物処理水水質測定装置７で測定されたＢＯＤ濃度が、５０ｍｇ／Ｌと上昇した。そのため、生物処理水水質測定装置７で測定されるＢＯＤ濃度が基準値である２０ｍｇ／Ｌ以下となるよう被処理水Ｗ１の２０，０００ｍ３／日を第２の固液分離ユニット３へ流し、第１の処理水Ｗ３と第２の処理水Ｗ４とを混合した。この処置をすることで、汚水の環境中への流出を防止することができた。【０１２６】
処理開始５日後には、生物処理水水質測定装置７で測定されるＢＯＤ濃度が１０ｍｇ／Ｌまで低下したため、生物処理ユニット１へ流入させる被処理水Ｗ１を３０，０００ｍ３／日とし、残る１０，０００ｍ３／日の被処理水Ｗ１を第２の固液分離ユニット３へ流した。【０１２７】
処理開始６日後には、生物処理水水質測定装置７で測定されたＢＯＤ濃度が更に１０ｍｇ／Ｌと低下したため、４０，０００ｍ３／日の被処理水Ｗ１の全量を生物処理ユニット１にて処理した。これら処理の切り替えを行うことで、水質の低下した水を放流することを防ぐことができた。
【実施例４】
【０１２８】
図１に示した造水装置ＷＰＥおいて、第２処理工程が選択された場合に、放流水質を適切に保つため、第１の処理水Ｗ３の水質を第１の処理水水質測定装置８で、第２の処理水Ｗ４の水質を第２の処理水水質測定装置９によりそれぞれ検出し、検出した測定値に応じて、第２の処理水Ｗ４の第１の処理水Ｗ３への混合比を調整する処理方法について説明する。【０１２９】
この例においても、生物反応処理として、連続式の標準汚泥処理、第２の固液分離ユニット３として、加圧型の中空糸限外ろ過膜を用いた。また、処理工程を制御する指標となる水質基準には、Ｔ−Ｎ濃度を用いた。【０１３０】
前記連続式の標準汚泥処理を行う生物処理ユニット１への処理開始時の被処理水Ｗ１の流入水量が４，０００ｍ３／日、放流に許容される混合水（第３の処理水Ｗ５）のＴ−Ｎ濃度基準値を２０ｍｇ／Ｌとした。【０１３１】
被処理水の処理期間中の第1の処理水水質測定装置８で測定されるＴ−Ｎ濃度、第２の処理水水質測定装置９で測定されるＴ−Ｎ濃度、混合水水質測定装置１０で測定されるＴ−Ｎ濃度、第１の処理水量および混合する第２の処理水量の変化を図５のグラフに示す。【０１３２】
横軸Ｘ４は、処理開始からの日数を示し、単位は、［日］である。縦軸Ｙ７は、Ｔ−Ｎ濃度の値を示し、単位は、［ｍｇ／ｌ］である。縦軸Ｙ８は、処理水量の値を示し、単位は、［ｍ３／日］である。また、グラフにおいて、線Ｊは、図１に示す造水装置における第１の処理水水質測定装置８で測定されたＴ−Ｎ濃度の変化を示し、線Ｋは、図１に示す造水装置における第２の処理水水質測定装置９で測定されたＴ−Ｎ濃度の変化を示し、線Ｌは、図１に示す造水装置における混合水水質測定装置１０で測定されたＴ−Ｎ濃度の変化を示し、線Ｍは、第１の処理水量の変化を示し、線Ｎは、第１の処理水に混合する第２の処理水量の変化を示す。【０１３３】
運転開始初期はトラブルが無く、第１処理工程のみが選択されていたため、第２検出工程は動作しなかった。【０１３４】
運転開始２日目に、第１検出工程の結果に伴い第２処理工程が選択された。その水量は、第１処理工程が１，０００ｍ３／日、第２処理工程が３，０００ｍ３／日であった。その際、第1の処理水水質測定装置８で測定されたＴ−Ｎ濃度は１０ｍｇ／Ｌであり、第２の処理水水質測定装置９は３０ｍｇ／Ｌであった。【０１３５】
第１の処理水Ｗ３に混合させる第２の処理水Ｗ４の量の決定方法は、前記式：［（第１の処理水量×第１の処理水水質測定値＋第２の処理水量×第２の処理水水質測定値）／（第１の処理水量＋第２の処理水量）］で示される。【０１３６】
混合水のＴ−Ｎ濃度が２０ｍｇ／Ｌを超過しないまでの混合可能な第２の処理水量は、前記式からの計算上、１，０００ｍ３／日であったため、その量を第１の処理水Ｗ３に混合した。結果として、混合水水質測定装置１０で測定されたＴ−Ｎ濃度は２０ｍｇ／Ｌであったため、混合水をそのまま放流した。一方、混合されずに残った２，０００ｍ３の第２の処理水Ｗ４については、結合点Ｃ１の手前に設置した中間タンク（図示せず）に貯留させた。【０１３７】
その後、同様の混合形態が4日目まで続き、中間タンクには、計６，０００ｍ３の第２の処理水Ｗ４が貯留されることになった。【０１３８】
運転開始５日目に、第１検出工程に変化があったため、第１処理工程で処理される水量が２，０００ｍ３／日、第２処理工程で処理される水量が２，０００ｍ３／日と、それぞれ変化した。その際、第1の処理水水質測定装置８で測定されたＴ−Ｎ濃度は１０ｍｇ／Ｌであり、第２の処理水水質測定装置９は３０ｍｇ／Ｌと、それまでと同様であった。前記式で再度計算の結果、混合水のＴ−Ｎ濃度が２０ｍｇ／Ｌを超過しない第２の処理水量は２，０００ｍ３／日であったため、第２の処理水Ｗ４の全量を、第１の処理水Ｗ３と混合して放流した。【０１３９】
運転開始６日目、７日目には、更に第１検出工程に変化があったため、第１処理工程で処理される水量が３，０００ｍ３／日、第２処理工程で処理される水量が１，０００ｍ３／日と、それぞれ変化した。その際、第1の処理水水質測定装置８で測定されたＴ−Ｎ濃度は１０ｍｇ／Ｌであり、第２の処理水水質測定装置９は３０ｍｇ／Ｌと、それまでと同様であった。前記式で再度計算の結果、混合水のＴ−Ｎ濃度が２０ｍｇ／Ｌを超過しない第２の処理水量は３，０００ｍ３／日であったため、第２の処理水Ｗ４の１，０００ｍ３全量を、第１の処理水Ｗ３と混合して放流すると共に、それまで中間タンクに貯留させていた第２の処理水Ｗ４のうちの２，０００ｍ３を、第１の処理水Ｗ３に混合し放流した。【０１４０】
運転開始８日目には、第１検出工程の結果が通常範囲に回復したため、被処理水Ｗ１の全量を第１処理工程で処理した。その際、第1の処理水水質測定装置８で測定されたＴ−Ｎ濃度は１０ｍｇ／Ｌであり、第２の処理水水質測定装置９で測定されたＴ−Ｎ濃度は３０ｍｇ／Ｌであり、計算上、第２の処理水Ｗ４を、４，０００ｍ３／日の値で、混合できる計算であったため、中間タンクに貯留していた残り２，０００ｍ３の第２の処理水Ｗ４を第１の処理水Ｗ３に混合して放流した。その際に混合水水質測定装置１０で測定されたＴ−Ｎ濃度は１７ｍｇ／Ｌであった。このような処理をすることで、水質基準を満たす水へと変換でき、処理水Ｗ５を放流することができた。
【実施例５】
【０１４１】
図１に示した造水装置ＷＰＥおいて、第２処理工程が選択された場合に、放流水質を適切に保つため、混合水の水質を混合水水質測定装置１０で検出し、検出結果に応じて、第２の処理水Ｗ４の第１の処理水Ｗ３への混合比を調整する処理方法について説明する。【０１４２】
この例においても、生物反応処理として連続式の標準汚泥処理、第２の固液分離ユニット３として加圧型の中空糸限外ろ過膜を用いた。また、処理工程を制御する指標となる水質基準には、懸濁態成分としてＳＳ濃度を、溶存態成分としてＴ−Ｎ濃度を用いた。【０１４３】
前記連続式の標準汚泥処理を行う生物処理ユニット１への処理開始時の流入水量が４，０００ｍ３／日、放流に許容される混合水のＳＳ濃度基準値を３０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ濃度基準値を２０ｍｇ／Ｌとした。【０１４４】
被処理水の処理期間中の混合水水質測定装置１０で測定されるＳＳ濃度、Ｔ−Ｎ濃度、および、第１の処理水Ｗ３に混合する第２の処理水Ｗ４の量を表２に示す。【０１４５】
【表２】
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【０１４６】
運転開始直後から、生物処理ユニット１のトラブルにより、２，０００ｍ３／日の被処理水Ｗ１が第２処理工程により処理されていた。放流直前の混合水水質測定装置１０でＳＳ濃度を監視したところ、放流基準値を超過する５０ｍｇ／Ｌが計測された。ＳＳ濃度は懸濁態成分の指標水質であるため、第１の処理水Ｗ３に混合させる第２の処理水Ｗ４の量を増やす調整を行い、２，０００ｍ３／日の第２の処理水Ｗ４を第１の処理水Ｗ３に混合した結果、混合水のＳＳ濃度は５ｍｇ／Ｌまで低下し、放流水質を十分満足するものとなった。【０１４７】
一方、その後、Ｔ−Ｎ濃度を監視したところ、放流基準値を超過する３０ｍｇ／Ｌが計測された。Ｔ−Ｎ濃度は溶存態成分の指標水質であるため、第１の処理水Ｗ３に混合させる第２の処理水Ｗ４の量を減らす調整を行い、１，０００ｍ３／日の第２の処理水Ｗ４のみを第１の処理水Ｗ３に混合した結果、混合水のＴ−Ｎ濃度は１５ｍｇ／Ｌまで低下し、放流水質を十分満足するものとなった。このような処理をすることで各水質の最終値は、ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ濃度が１５ｍｇ／Ｌとなり、放流水質基準を満たす処理水Ｗ５を環境中へ放流することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明の造水方法は、災害時や運転トラブルによる生物処理機能低下時、雨天等による急激な下廃水の流入量の増大に伴う、突発的な処理水質悪化時の下廃水の浄化方法として利用できる。
【符号の説明】
【０１４９】
１  生物処理ユニット
２  第１の固液分離ユニット
３  第２の固液分離ユニット
４  ＢＯＤ濃度測定装置
５  ＭＬＳＳ測定装置
６  ＯＵＲ測定装置
７  生物処理水水質測定装置
８  第１の処理水水質測定装置
９  第２の処理水水質測定装置
１０  混合水水質測定装置
Ｂ１  分岐点
Ｃ１  結合点
Ｌ１  被処理水流通ライン
Ｌ２  生物処理水流通ライン
Ｌ３  第１の処理水流通ライン
Ｌ４  被処理水流通ライン
Ｌ５  第２の処理水流通ライン
Ｌ６  排出ライン
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４  弁
Ｗ１  被処理水
Ｗ２  生物処理水
Ｗ３  第１の処理水
Ｗ４  第２の処理水
Ｗ５  処理水
ＷＰＥ  造水装置
【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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【国際調査報告】
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