(57)【要約】【課題】限外ろ過の前工程の処理方法に応じて限外ろ過膜の洗浄頻度を制御できる水処理方法の提供。【解決手段】原水を前工程で処理する工程と、前工程を通過した一次処理水を限外ろ過膜に通す限外ろ過工程と、限外ろ過膜を薬品洗浄する洗浄工程とを含むサイクルを繰り返す水処理方法であって、洗浄工程が以下の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たす、水処理方法；条件（Ａ）  前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合は洗浄工程を８時間ごとに少なくとも１回行う；条件（Ｂ）  前工程が生物処理である場合は洗浄工程を１４日ごとに少なくとも１回行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を前工程で処理する工程と、
前記前工程を通過した一次処理水を限外ろ過膜に通す限外ろ過工程と、
前記限外ろ過膜を薬品洗浄する洗浄工程とを含むサイクルを繰り返す水処理方法であって、
前記洗浄工程が以下の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たす、水処理方法；
条件（Ａ）  前記前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合は前記洗浄工程を８時間ごとに少なくとも１回行う；
条件（Ｂ）  前記前工程が生物処理である場合は前記洗浄工程を１４日ごとに少なくとも１回行う。
【請求項２】
前記洗浄工程が前記条件（Ａ）を満たす、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記分離シートの上流に位置して前記原水に凝集剤を添加する第１の凝集剤添加工程、
前記分離シートを通過した水に無機凝集剤を添加する第２の凝集剤添加工程、および
前記第２の凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程を有する、請求項２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記第１の凝集剤添加工程で添加する前記凝集剤が高分子凝集剤である、請求項３に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記第２の凝集剤添加装置で添加する前記無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである、請求項３または４に記載の水処理方法。
【請求項６】
前記第２の凝集剤添加装置で添加する前記無機凝集剤の添加率が２５〜５５ｇ／ｍ３である、請求項３〜５のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項７】
前記分離シートが不織布である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項８】
前記洗浄工程が前記条件（Ｂ）を満たす、請求項１に記載の水処理方法。
【請求項９】
原水を生物処理する工程と、
前記生物処理後の原水に無機凝集剤を添加する凝集剤添加工程と、
前記凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程とを有する、請求項８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記凝集剤添加装置で添加する前記無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである、請求項９に記載の水処理方法。
【請求項１１】
前記無機凝集剤の添加率が１．５〜９ｇ／ｍ３である、請求項９または１０に記載の水処理方法。
【請求項１２】
前記洗浄工程が、次亜塩素酸ナトリウムを用いて有効塩素濃度１００ｍｇ／Ｌ以上で前記限外ろ過膜を２０〜４０分間浸漬する工程である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の水処理方法を用いる、水処理装置の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法および水処理装置の管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
震災等の災害時や停電時などの特別時（使用可能な電力や用水が限られた状況）には、生物処理用の空気供給に必要な電力確保が困難となる。そして、下水処理場における生物処理が実施不可能となる。そのため、災害発生直後には緊急措置として生物処理を省略し、未処理下水を緊急放流する場合があり、感染症の発生や近隣水系への悪影響が懸念される。
【０００３】
生物処理を省略する場合、既設沈殿池あるいは素堀りなどの仮設沈殿池に殺菌装置などから塩素剤を投入し、除菌したうえで緊急放流することが行われている。
また、生物処理を省略する場合、安価な手段な前工程により予め汚水を処理し、その後に限外ろ過膜を用いてより精密な処理を行うことも知られている。例えば、特許文献１には、汚染性有機物を含む排水を不織布担体を用いた生物処理装置で処理し、その処理水を内圧型の中空糸膜モジュールを用いた膜分離装置に通す排水処理方法が開示されている。
【０００４】
一方、前工程として生物処理を用い、その後に限外ろ過膜による膜処理を組み合わせた汚水の水処理方法が知られている。特許文献２には、生物処理をした汚水に対して、平均孔径０．５μｍ以上の膜による第一段の処理をしたのち、平均孔径０．５μｍ未満の膜による第２段の処理をする汚水の処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１６９０９７号公報
【特許文献２】特開２０００−００５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２では、限外ろ過膜を用いた水処理方法において、限外ろ過膜の洗浄頻度については記載がなかった。
本発明が解決しようとする課題は、限外ろ過の前工程の処理方法に応じて限外ろ過膜の洗浄頻度を制御できる水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、限外ろ過の前工程の処理方法に応じて限外ろ過膜の洗浄頻度を変更することにより、上記課題を解決できることを見出し、以下の発明を成すに至った。
【０００８】
本発明および本発明の好ましい態様は以下のとおりである。
［１］  原水を前工程で処理する工程と、
前工程を通過した一次処理水を限外ろ過膜に通す限外ろ過工程と、
限外ろ過膜を薬品洗浄する洗浄工程とを含むサイクルを繰り返す水処理方法であって、
洗浄工程が以下の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たす、水処理方法；
条件（Ａ）  前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合は洗浄工程を８時間ごとに少なくとも１回行う；
条件（Ｂ）  前工程が生物処理である場合は洗浄工程を１４日ごとに少なくとも１回行う。
［２］  洗浄工程が条件（Ａ）を満たす［１］に記載の水処理方法。
［３］  分離シートの上流に位置して原水に凝集剤を添加する第１の凝集剤添加工程、
分離シートを通過した水に無機凝集剤を添加する第２の凝集剤添加工程、および
第２の凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程を有する［２］に記載の水処理方法。
［４］  第１の凝集剤添加工程で添加する凝集剤が高分子凝集剤である［３］に記載の水処理方法。
［５］  第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである［３］または［４］に記載の水処理方法。
［６］  第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率が２５〜５５ｇ／ｍ３である［３］〜［５］のいずれか一項に記載の水処理方法。
［７］  分離シートが不織布である［１］〜［６］のいずれか一つに記載の水処理方法。
［８］  洗浄工程が条件（Ｂ）を満たす［１］に記載の水処理方法。
［９］  原水を生物処理する工程と、
生物処理後の原水に無機凝集剤を添加する凝集剤添加工程と、
凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程とを有する［８］に記載の水処理方法。
［１０］  凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムである［９］に記載の水処理方法。
［１１］  無機凝集剤の添加率が１．５〜９ｇ／ｍ３である［９］または［１０］に記載の水処理方法。
［１２］  洗浄工程が、次亜塩素酸ナトリウムを用いて有効塩素濃度１００ｍｇ／Ｌ以上で限外ろ過膜を２０〜４０分間浸漬する工程である［１］〜［１１］のいずれか一つに記載の水処理方法。
［１３］  ［１］〜［１２］のいずれか一つに記載の水処理方法を用いる、水処理装置の管理方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、限外ろ過の前工程の処理方法に応じて限外ろ過膜の洗浄頻度を制御できる水処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の水処理方法に用いられる水処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】分離シートを備えるろ過装置の一例を示す概略図である。
【図３】分離シートを備えるろ過装置の他の一例を示す概略図である。
【図４】分離シートを備えるろ過装置の他の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１２】
［水処理方法］
本発明の水処理方法は、原水を前工程で処理する工程と、
前工程を通過した一次処理水を限外ろ過膜に通す限外ろ過工程と、
限外ろ過膜を薬品洗浄する洗浄工程とを含むサイクルを繰り返す水処理方法であって、
洗浄工程が以下の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たす。
条件（Ａ）  前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合は洗浄工程を８時間ごとに少なくとも１回行う；
条件（Ｂ）  前工程が生物処理である場合は洗浄工程を１４日ごとに少なくとも１回行う。
この構成により、限外ろ過の前工程の処理方法に応じて限外ろ過膜の洗浄頻度を制御できる。
【００１３】
＜水処理装置＞
本発明の水処理方法に用いられる水処理装置は、特に制限は無い。
水処理装置としては、原水を前工程用装置および後工程用装置を通過させる水処理装置であって、
前工程用装置として生物処理槽および分離シートを備えるろ過装置を有し、
水処理装置が生物処理槽に接続する第１配管と、分離シートを備えるろ過装置に接続する第２配管と、第１配管および第２配管に切換可能な切換部材とを有し、
後工程用装置として限外ろ過膜を備えるろ過装置を有するものが好ましい。
この構成により、本発明に用いられる水処理装置は、有機汚濁を含む排水を膜分離処理し、菌を除去することができ、電力や用水が限られる特別時のフローと平常時のフローとを切り替えられることが好ましい。すなわち、本発明の水処理方法では、平常時に原水が第１配管を通過するように切換部材を切換え、特別時に原水が第２配管を通過するように切換部材を切換えることが好ましい。
切換部材を切換える方法としては特に制限は無く、手動または電動で、切換えることができる。切換部材が受信機を備え、遠隔操作によって切換えしてもよい。
【００１４】
この構成の水処理装置を用いることにより、特別時に処理水質の安定的な確保が可能となる。
特別時の状況に応じて、本発明の水処理方法を行わない場合に、後工程用装置として殺菌装置を用いてもよい。特別時は、現行では塩素による消毒処理が最も一般的であるが、現場における塩素剤の適正な使用量の見極めは困難であり安定した消毒効果の確保はできていない。
特別時の状況に応じて、後工程で限外ろ過膜を用いれば、耐塩素性病原微生物を含めた菌を分離除去することが可能であるため、感染症のリスクが極めて少なくなり、処理水質の安定的な確保が可能となる。しかしながら、懸濁物質を多く含む未処理の原水をそのまま膜ろ過で処理しようとすると膜が直ちに閉塞してしまうため、原水に適切な前処理を施した後に膜ろ過をすることが必要である。本発明に用いられる水処理装置によれば、特別時に生物処理を省略する場合、前処理を分離シートで行うように切換えることができる。分離シートによる前処理（前工程）を実施することで、限外ろ過膜を備えるろ過装置を用いて後工程をしやすくなる。
特別時に生物処理を省略するように切換部材を切換えることにより、従来課題を抱えていた災害時の生物処理に起因する汚泥処理の必要がなくなることが好ましい。また、低コスト化および災害時の省電力化の観点からも好ましい。
一方、平常時は生物処理槽に切換えることにより、処理流量の高い水処理をできる。平常時において、限外ろ過膜を備えるろ過装置を後工程用装置として用いることにより、処理水を再利用水として活用できる。なお、平常時には後工程用装置を駆動せず、生物処理槽として用いてもよい。
【００１５】
＜水処理装置の構成＞
水処理装置の構成の好ましい態様を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の水処理方法に用いられる水処理装置の一例を示す概略図である。
図１の水処理装置では、原水２を前工程用装置１０２および後工程用装置１０３を通過させる。
図１の水処理装置は、前工程用装置１０２として生物処理槽２０１および分離シートを備えるろ過装置２０２を有する。
図１の水処理装置は、生物処理槽２０１に接続する第１配管５１と、分離シートを備えるろ過装置２０２に接続する第２配管５２と、第１配管５１および第２配管５２に切換可能な切換部材４１とを有する。切換部材４１は、流路切換部として働く。第１配管５１および第２配管５２に切換可能な切換部材４１は、生物処理槽２０１および分離シートを備えるろ過装置２０２の上流に位置していればよく、前工程用装置１０２の内部に位置していても外部に位置してもよい。
第１配管５１および第２配管５２は、便宜的に配管と記載したが、流路を形成できれば特に形状は限定されない。第１配管５１および第２配管５２は、開放系となっていてもよく、閉鎖系となっていてもよい。
【００１６】
図１の水処理装置は、後工程用装置１０３として限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１および殺菌装置３０２を有する。
本発明では、後工程用装置１０３として限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１および殺菌装置３０２を有し、水処理装置が限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１に接続する第３配管５３と、殺菌装置３０２に接続する第４配管５４と、第３配管５３および第４配管５４に切換可能な切換部材４１とを有することが好ましい。第３配管５３および第４配管５４に切換可能な切換部材４１は、限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１および殺菌装置３０２の上流に位置していればよく、後工程用装置１０３の内部に位置していても外部に位置してもよい。
第３配管５３および第４配管５４は、便宜的に配管と記載したが、流路を形成できれば特に形状は限定されない。第３配管５３および第４配管５４は、開放系となっていてもよく、閉鎖系となっていてもよい。
【００１７】
＜平常時＞
本発明では、平常時に洗浄工程が条件（Ｂ）を満たすことが好ましい。
平常時の水処理方法の好ましい態様について、図面を参照して説明する。
図１の水処理装置では、任意に備えられていてもよい原水槽１０１から、第１配管５１を介して、生物処理槽２０１に原水２が供給される。
分離シートを備えるろ過装置２０２では、分離シート１によって原水２が前処理され、一次処理水３を得る。
本発明の水処理方法は、原水を生物処理する工程と、生物処理後の原水に無機凝集剤を添加する凝集剤添加工程と、凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程とを有することが好ましい。
生物処理槽である前工程用装置を通過した生物処理水、すなわち凝集剤添加工程を通過する前の水のＳＳ（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ）の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は生物処理水のＳＳが０．５ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、２ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理できる。生物処理水のＳＳの上限値は、２０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
生物処理水のｐＨの下限値は、５以上であることが好ましく、６以上であることがより好ましく、７以上であることが特に好ましい。生物処理水のｐＨの上限値は、１０であることが好ましく、９以下であることがより好ましく、８以下であることが特に好ましい。
生物処理水のＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は生物処理水のＢＯＤが０．５ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１．５ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理できる。生物処理水のＢＯＤの上限値は、２０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１０ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、５ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
生物処理水の濁度の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は生物処理水の濁度が０．５度以上であっても水処理でき、１度以上であっても水処理でき、１．５度以上であっても水処理できる。生物処理水の濁度の上限値は、２０度であることが好ましく、１０度以下であることがより好ましく、５度以下であることが特に好ましい。
【００１８】
凝集剤添加装置（不図示）により、生物処理槽２０１からの一次処理水３に凝集剤１０５を添加してもよい。この場合の凝集剤としては、無機凝集剤が好ましい。
本発明では、凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率が１．５〜９ｇ／ｍ３であることが好ましい。第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率の下限値は２ｇ／ｍ３以上であることがより好ましく、２．５ｇ／ｍ３以上であることが特に好ましい。第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率の上限値は６ｇ／ｍ３以下であることがより好ましく、４ｇ／ｍ３以下であることが特に好ましい。
無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄、ポリシリカ鉄が例示される。これらの中でも、硫酸バンドおよびＰＡＣが好ましく、ｐＨ調整せずに用いられる観点からＰＡＣがより好ましい。すなわち、本発明では、凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムであることが好ましい。
一次処理水３は、任意に備えられていてもよい後工程用集水槽１０４に一時的に集水されてもよい。
後工程用集水槽１０４から、後工程用装置１０３に一次処理水３が供給される。
【００１９】
平常時に前工程用装置を通過した一次処理水の少なくとも一部が第３配管を通過するように切換部材を切換えることが好ましい。この切換えにより、平常時に前工程用装置を通過した一次処理水が限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１に供給される。
限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１では、限外ろ過膜４によって一次処理水３が後処理され、濃縮水および処理水６を得る。濃縮水は、原水槽１０１に返送されてもよい。
本発明の水処理方法を行わない場合は殺菌装置３０２を用いてもよく、殺菌装置３０２では、一次処理水３が後処理（殺菌）され、処理水６を得る。
【００２０】
＜特別時＞
本発明では、特別時に洗浄工程が条件（Ａ）を満たすことが好ましい。
特別時の水処理方法の好ましい態様について、図面を参照して説明する。
図１の水処理装置では、任意に備えられていてもよい原水槽１０１から、第２配管５２を介して、分離シートを備えるろ過装置２０２に原水２が供給される。
本発明の水処理方法は、特別時に、分離シートの上流に位置して原水に凝集剤を添加する第１の凝集剤添加工程、分離シートを通過した水に無機凝集剤を添加する第２の凝集剤添加工程、および第２の凝集剤添加工程を通過した水を限外ろ過膜に通す第２のろ過工程を有することが好ましい。
第１の凝集剤添加装置（不図示）により、原水２に凝集剤１０５を添加してもよい。本発明では、第１の凝集剤添加工程で添加する凝集剤が高分子凝集剤であることが好ましい。
【００２１】
高分子凝集剤としては、特に制限はない。
高分子凝集剤としては、両性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤などを挙げることができる。これらの中でも、両性高分子凝集剤またはアニオン性高分子凝集剤が好ましい。高分子凝集剤が、両性高分子凝集剤であることが、透水性を高める観点から、より好ましい。
【００２２】
両性高分子凝集剤としては、アニオン性基を有する構造単位と、カチオン性基を有する構造単位を含む、高分子凝集剤を挙げることができる。
両性高分子凝集剤の第１の例としては、一端にラジカル重合性基を有し他端にアニオン性基を有する分子量が９０〜１００００の反応性単量体と、カチオン性単量体とを必須単量体として共重合させることにより得られる共重合体を挙げることができる。
両性高分子凝集剤の第２の例としては、分子内にアニオン性基としてカルボキシル基、スルホン酸基を有し、カチオン性基として第三級アミン、その中和塩、四級塩等を有する高分子凝集剤を挙げることができ、これらのイオン成分の他にノニオン性の構造単位が含まれていてもよい。両性高分子凝集剤に用いられるカチオン性基を有する構造単位を形成するためのカチオン性モノマー単位としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、アリルジメチルアミンもしくはこれらの中和塩、四級塩等が挙げられる。ノニオン性の構造単位を形成するためのノニオン性のモノマー単位としては（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等を挙げることができる。
両性高分子凝集剤の第３の例としては、重量平均分子量Ｍｗが１０００〜１００万のポリ（メタ）アクリル酸及び／又はその塩のみから成る高分子化合物Ａと、
ジメチルアミノエチルアクリレートの塩化メチル第４級塩及びジメチルアミノエチルメタクリレートの塩化メチル第４級塩から選択されるカチオン性単量体単位と、５〜９５モル％のアクリルアミド単量体単位とを有する、粉末状高分子化合物又はエマルション型高分子化合物である高分子化合物Ｂと、
を含んでなり、高分子化合物Ａが高分子化合物Ｂ１００質量部に対して、０．５〜８質量部含んでなるとともに高分子化合物Ａと高分子化合物Ｂとの一部が化学的に結合していることを特徴とする両性高分子凝集剤を挙げることができる。
これらの両性高分子凝集剤としては、特許第４１５６４４１号の［００１０］〜［００１６］、特許第４１７８６８７号の［００１４］〜［００５８］および［００６５］〜［００７９］、ならびに、特許第５９４０８８１号の［００２５］〜［００８５］および［００９７］〜［０１２５］の内容を本発明の趣旨に反しない範囲で用いることができる。これらの公報の内容は参照して本明細書に組み入れられる。
本発明ではこれらの両性高分子凝集剤の中でも、ポリアクリル酸エステル系を用いることが好ましい。
【００２３】
ノニオン性高分子凝集剤またはアニオン性高分子凝集剤としては、アクリルアミド系組成物を用いられる。アクリルアミド系組成物は、アクリルアミドモノマーあるいはアクリルアミドの同時加水分解物と、アクリルアミドモノマーと共重合し得る重合性モノマーとの混合物を重合させて重合体を得ることにより製造できる。
ノニオン性高分子凝集剤とはアニオン構成単位が２モル％以下のもののことを言う。
アニオン性高分子凝集剤としては、特許第４１５６４４１号の［０００９］、［００１５］および［００１６］の内容を本発明の趣旨に反しない範囲で用いることができる。この公報の内容は参照して本明細書に組み入れられる。
これらのアニオン性高分子凝集剤の中でも、ポリアクリルアミド系を用いることが好ましい。
【００２４】
カチオン性高分子凝集剤としては、ジアルキルアミン類とエピハロヒドリン重縮合物、アルキレンジアミン類とジアルキルアミン及びエピハロヒドリン重縮合物、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物塩、ジシアンジアミドとホルムアルデヒド重縮合物、ジシアンジアミドとホルムアルデヒドと塩化アンモニウム重縮合物、ポリアルキレンイミン、（メタ）アクリレート系カチオン性基を含む水溶性高分子、及びカチオン性界面活性剤が例示される。
【００２５】
高分子凝集剤の添加率（固形分）が、原水に対して０．５ｇ／ｍ３（ｐｐｍとほぼ同程度）以上であることが好ましく、１ｇ／ｍ３以上であることがより好ましく、３ｇ／ｍ３以上であることが特に好ましい。
高分子凝集剤の添加率の上限値は特に制限はなく、原水に対して３０ｇ／ｍ３以下であることが好ましく、５ｇ／ｍ３以下であることがより好ましく、４ｇ／ｍ３以下であることが特に好ましい。
【００２６】
分離シートを備えるろ過装置２０２では、分離シート１によって原水２が前処理され、一次処理水３を得る。
第２の凝集剤添加装置（不図示）により、一次処理水３に凝集剤１０５を添加してもよい。特別時の水処理方法では、後工程用装置１０３として限外ろ過膜を備えるろ過装置を用いる場合、一次処理水３に凝集剤１０５を添加することが好ましい。本発明では、第２の凝集剤添加装置で添加する凝集剤が無機凝集剤であることが好ましい。
本発明では、第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率が２５〜５５ｇ／ｍ３であることが好ましい。第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率の下限値は３０ｇ／ｍ３以上であることがより好ましく、３５ｇ／ｍ３以上であることが特に好ましい。第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤の添加率の上限値は５０ｇ／ｍ３以下であることがより好ましく、４５ｇ／ｍ３以下であることが特に好ましい。
無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄、ポリシリカ鉄が例示される。これらの中でも、硫酸バンドおよびＰＡＣが好ましく、ｐＨ調整せずに用いられる観点からＰＡＣがより好ましい。すなわち、本発明では、第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムであることが好ましい。
分離シートを備えるろ過装置２０２で使用済みの分離シート（使用済分離シート）を巻取ロールで巻き取ったものは、焼却処分することが可能である。
【００２７】
一次処理水３は、任意に備えられていてもよい後工程用集水槽１０４に一時的に集水されてもよい。後工程用集水槽１０４から、後工程用装置１０３に一次処理水３が供給される。特別時の水処理方法では、平常時の後工程用集水槽１０４とは別の後工程用集水槽１０４Ａに一時的に集水され、別の後工程用集水槽１０４Ａから、後工程用装置１０３に一次処理水３が供給されてもよい。この場合の一次処理水３の流れを図１の点線の矢印で示した。
【００２８】
本発明では、特別時に前工程用装置を通過した一次処理水が第３配管を通過するように切換部材を切換えることが好ましい。この切換えにより、特別時に前工程用装置を通過した一次処理水が限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１に供給される。
限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１では、限外ろ過膜４によって一次処理水３が後処理され、濃縮水および処理水６を得る。濃縮水は、原水槽１０１に返送されてもよい。
本発明の水処理方法を行わない場合は殺菌装置を用いてもよく、殺菌装置３０２では、一次処理水３が後処理（殺菌）され、処理水６を得る。
【００２９】
＜洗浄＞
本発明の水処理方法は、限外ろ過膜を薬品洗浄する洗浄工程とを含み、洗浄工程が以下の条件（Ａ）または条件（Ｂ）を満たす。
条件（Ａ）  前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合は洗浄工程を８時間ごとに少なくとも１回行う；
条件（Ｂ）  前工程が生物処理である場合は洗浄工程を１４日ごとに少なくとも１回行う。
条件（Ａ）を満たす場合の薬品洗浄の頻度は８時間ごとに少なくとも１回行うが、薬品洗浄の頻度をこれ以上多くしてもよい。
条件（Ｂ）を満たす場合の薬品洗浄の頻度は１４日ごとに少なくとも１回行うが、薬品洗浄の頻度をこれ以上多くしてもよい。
【００３０】
薬品洗浄に用いられる薬品としては特に制限は無く、公知の薬品を用いることができる。薬品洗浄に用いられる薬品としては、塩素原子を含む薬品が好ましく、次亜塩素酸ナトリウムがより好ましい。
本発明では、洗浄工程が、次亜塩素酸ナトリウムを用いて有効塩素濃度１００ｍｇ／Ｌ以上で限外ろ過膜を２０〜４０分間浸漬する工程であることが好ましい。
薬品洗浄時の有効塩素濃度をこれ以上高くしてもよい。その場合、薬品洗浄時の有効塩素濃度に応じて、限外ろ過膜を浸漬する時間を変更してもよい。
【００３１】
限外ろ過膜を備えるろ過装置を洗浄する場合、逆洗などの物理洗浄をさらに行ってもよい。逆洗などの物理洗浄の頻度は特に制限は無く、１〜６０分ごとに少なくとも１回行うことが好ましく、２０〜４０分ごとに少なくとも１回行うことがより好ましい。
【００３２】
＜原水＞
原水としては、特に制限はない。
本発明では限外ろ過膜を通過した処理水が得られるため、屎尿処理場や下水処理場のような生物処理法を利用する場合に適した汚水などを原水として用いることができる。その他、原水としては、有機物、無機物、重金属類を含む各種類の産業排水などを用いることができる。
なお、原水は、被処理水と同義である。
原水のＳＳ（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ）の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は原水のＳＳが５０ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１００ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１２０ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理できる。原水のＳＳの上限値は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、３００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１５０ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
原水のｐＨの下限値は、５以上であることが好ましく、６以上であることがより好ましく、７以上であることが特に好ましい。原水のｐＨの上限値は、１０であることが好ましく、９以下であることがより好ましく、８以下であることが特に好ましい。
原水のＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は原水のＢＯＤが５０ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、１００ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理でき、２００ｍｇ／Ｌ以上であっても水処理できる。原水のＢＯＤの上限値は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、４００ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、３００ｍｇ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
原水の濁度の下限値は、特に限定されず低いほど条件としては好ましい。ただし、本発明の水処理装置は原水の濁度が５０度以上であっても水処理でき、１００度以上であっても水処理でき、１１０度以上であっても水処理できる。原水の濁度の上限値は、２００度であることが好ましく、１５０度以下であることがより好ましく、１２０度以下であることが特に好ましい。
【００３３】
＜生物処理槽＞
本発明の水処理方法に用いられる生物処理槽としては特に制限はなく、公知の生物処理槽を用いることができる。生物処理槽としては活性汚泥を用いるものが好ましい。また、生物処理槽としては、曝気装置を有するものが好ましい。
生物処理槽の構成の一例として、反応タンクと沈殿池を有する構成を挙げることができる。
平常時に原水を生物処理槽に通過させる場合、処理流量は特に制限は無く、例えば３０〜２００ｍ３／日とすることができ、５０〜１５０ｍ３／日であることが好ましい。
生物処理槽を通過した一次処理水を、限外ろ過膜を備えるろ過装置３０１に供給する場合、生物処理槽を通過した一次処理水に凝集剤を添加することが好ましい。
【００３４】
＜分離シートを備えるろ過装置＞
特別時に原水を、分離シートを備えるろ過装置に通過させることが好ましい。特別時に原水を、分離シートを備えるろ過装置に通過させる場合、分離シートの使用領域から汚泥が溢れないようにすることが好ましい。
本発明では、分離シートを備えるろ過装置が、分離シートを巻回してなる原反ロールと、原反ロールから分離シートを巻取ることができるように構成された巻取ロールとを有し、分離シートを備えるろ過装置が、原反ロールから巻取ロールへ分離シートを巻取りながら、原反ロールと巻取ロールとの間に存在する分離シートのいずれかの領域に原水を滴下することが好ましい。
【００３５】
（原水供給口）
前工程用装置は、原水供給口を有することが好ましい。
滴下する原水供給口は、分離シート（例えば分離シートを巻取る態様では原反ロール）に対して平行な向きに横長であることが好ましい。また、滴下する原水供給口の幅は、できるだけ分離シートの幅と同等であることが望ましい。できるだけ分離シート全体に原水を滴下したいためである。
原水供給口の幅は、分離シート（例えば分離シートを巻取る態様では原反ロール）の幅を１００％としたとき、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが最も好ましい。
【００３６】
（処理流量）
特別時に原水を分離シートを備えるろ過装置に通過させる場合、処理流量が２００ｍ３／日以下であることが好ましく、２００ｍ３／日以下であることがより好ましく、４５ｍ３／日以下であることが更に好ましい。
特別時に原水を分離シートを備えるろ過装置に通過させる場合、処理流量が３０ｍ３／日以上であることが好ましく、４５ｍ３／日以上であることがより好ましい。
【００３７】
（第１の凝集剤添加装置および第２の凝集剤添加装置）
水処理装置（好ましくはその中でも分離シートを備えるろ過装置）が、分離シートの上流に位置して原水に凝集剤を添加する第１の凝集剤添加装置、および、分離シートを通過した水に無機凝集剤を添加する第２の凝集剤添加装置のうち少なくとも一方を有することが好ましい。
水処理装置（好ましくはその中でも分離シートを備えるろ過装置）が、第１の凝集剤添加装置および第２の凝集剤添加装置を備えるろ過装置を有することがより好ましい。
水処理装置が、第１の凝集剤添加装置、第２の凝集剤添加装置および限外ろ過膜を備えるろ過装置を有することが好ましい。
【００３８】
−第１の凝集剤添加装置−
第１の凝集剤添加装置は、凝集剤添加部の他に、撹拌部を有することが好ましい。撹拌部は、スターラーまたはインラインミキサを備えることが好ましい。
第１の凝集剤添加装置で添加する凝集剤としては、特に制限は無い。公知の高分子凝集剤、無機凝集剤を用いることができる。本発明では、第１の凝集剤添加装置で添加する凝集剤が、高分子凝集剤であることが好ましい。
【００３９】
−第２の凝集剤添加装置−
第２の凝集剤添加装置で添加する凝集剤としては特に制限は無い。本発明では、第２の凝集剤添加装置で添加する無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムであることが好ましい。すなわち、第２の凝集剤添加装置により、分離シートを通過した水に無機凝集剤を添加することが好ましい。
【００４０】
（分離シート）
分離シートは、特に制限は無い。
分離シートの孔径は、特に制限はなく、限外ろ過膜の孔径よりも大きいことが好ましい。
分離シートの形状は特に制限は無く、精密ろ過膜、不織布などを用いることができる。本発明では、分離シートが不織布であることが特に好ましい。不織布が、乾式法、湿式法、又は、スパンボンド法のいずれかの方法で製造されたことが好ましく、乾式法で製造されたことがより好ましい。乾式法の中でも、エアレイド方法（支持体にエアーで吹き付ける方法。例えば、おしぼりを製造する方法）で製造されたことが好ましい。
分離シートは、坪量が１０〜３００ｇ／ｍ２であることが好ましい。分離シートの坪量の下限値は１５ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、２０ｇ／ｍ２以上であることが特に好ましい。分離シートの坪量の上限値は１００ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、５０ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。
分離シートの材料は、特に制限はない。分離シートの繊維材料が、セルロース系繊維、化学修飾セルロース系繊維、熱可塑性繊維、強化繊維からなる群より選択される１種類以上であることが好ましく、セルロース系繊維、化学修飾セルロース系繊維、強化繊維からなる群より選択される１種類以上であることがより好ましく、セルロース系繊維であることが特に好ましい。
セルロース系繊維としては、植物由来のパルプであることが好ましい。植物由来のパルプとしては、クラフトパルプ、溶解パルプ、メカニカルパルプなどを挙げることができ、クラフトパルプが好ましい。分離シートが、植物由来のパルプを５０質量％以上含むことが好ましく、６０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むこと（分離シートのパルプ含有率が９０質量％以上であること）が特に好ましい。分離シート中の植物由来のパルプの上限値は特に制限はなく、９９質量％以下であることが好ましく、９８質量％以下であることがより好ましく、９７質量％以下であることが特に好ましい。
強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維、アルミナ繊維、又は、チラノ繊維であることが好ましい。
分離シートのかさ密度（見かけ比重とほぼ同義）は０．０５〜０．３０ｇ／ｍ３であることが好ましく、０．０８〜０．２０ｇ／ｍ３であることがより好ましく、０．１１〜０．１６ｇ／ｍ３であることが特に好ましく、０．１３〜０．１６ｇ／ｍ３であることがより特に好ましい。かさ密度がこの範囲内であると、分離シートが目詰まりしにくい。
分離シートの表面がカチオン性に帯電されていることが好ましい。懸濁物質（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ；ＳＳ）は通常アニオンである。分離シートも通常アニオン性に帯電されている。表面処理により、分離シートの表面をカチオン性に帯電することで、ＳＳを吸着しやすくなる。分離シートの表面をカチオン性に帯電する方法としては、凝集剤をあらかじめ分離シートに含浸させる方法を挙げることができる。含浸させる凝集剤としてはカチオン性の凝集剤が好ましい。カチオン性高分子凝集剤としては、ジアルキルアミン類とエピハロヒドリン重縮合物、アルキレンジアミン類とジアルキルアミン及びエピハロヒドリン重縮合物、ポリジアリルジメチルアンモニウム塩化物塩、ジシアンジアミドとホルムアルデヒド重縮合物、ジシアンジアミドとホルムアルデヒドと塩化アンモニウム重縮合物、ポリアルキレンイミン、（メタ）アクリレート系カチオン性基を含む水溶性高分子、及びカチオン性界面活性剤が例示される。カチオン性無機凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第一鉄を挙げることができる。
図１にフローチャートとして示したとおり、原水２に凝集剤１０５を添加しておき、まず原水中のＳＳを粗大化してもよい。表面がカチオン性に帯電された分離シートは、任意に設定される保管期限内に使用することが好ましい。
分離シートは、その他に、親水化剤を含むことが好ましい。
分離シートとしては市販のものを用いてもよい。例えば、王子キノクロス株式会社製、商品名キノクロスなどの不織布を好ましく用いることができる。
【００４１】
分離シートは、平膜であっても、ロール状の膜であってもよい。ロール状の膜は、原反ロールから巻きだして平膜の分離シートとして用いてもよい。
分離シートは、固定されていても、移動可能であってもよい。
【００４２】
（使用済分離シート）
除去対象物を捕捉した分離シート（使用済分離シート）は、焼却処理することが可能である。
【００４３】
（分離シートを巻取る態様）
分離シートを巻取る態様では、前工程用装置が、分離シートを巻回してなる原反ロールと、原反ロールから分離シートを巻取ることができるように構成された巻取ロールとを有し、
前工程用装置が、原反ロールから巻取ロールへ分離シートを巻取りながら、原反ロールと巻取ロールとの間に存在する分離シートのいずれかの領域に原水を滴下する。
図２および図４は本発明に用いられる前工程用装置の一例を示す概略図であり、分離シートを巻取る態様に用いられる前工程用装置の一例に関する。
なお、分離シートを巻取る態様では、巻取ロールを用いる態様を示したが、使用済分離シートは必ずしも巻取ロールで巻き取る必要はない。すなわち、本発明に用いられる水処理装置には、巻取ロールを有さない態様も含まれる。使用済分離シートを巻き取らず、分離シートを自重で脱水させることができる。この場合、原反ロール（分離シート）を動かす動力は、ベルトコンベアなどでよい。
分離シートを巻取る態様の前工程用装置において、原水２は分離シート１を通過して一次処理水３となる。一次処理水３は任意の方法で限外ろ過膜を備える後工程用装置に送ることができる。
【００４４】
（原水供給口）
分離シートを巻取る態様では、分離シート１が平膜となっている部分の分離シート１の鉛直上方向に、原水供給口１３を有することが好ましい。
【００４５】
（原反ロール）
図２および図４では、前工程用装置が、分離シートを巻回してなる原反ロール１１と、原反ロール１１から分離シート１を巻取ることができるように構成された巻取ロール１２とを有する。
分離シートを巻取る態様では、原反ロールから巻き出された分離シートを巻き取っていくことで常に新鮮な分離シートで前処理が可能である。
分離シートを巻き取ることで脱水を兼ねることができる。図４では、巻取ロール１２に吸水材３２を接触させた態様を示した。吸水材３２としては、任意の大きさにカットした分離シートが好ましく、カットした分離シートを巻取ロール１２の下に敷くことが好ましい。脱水のしぼり水中の汚泥を吸着できる。
【００４６】
（巻取ロール）
巻取ロールは、原反ロールよりも上方に位置していてもよいし、同じ高さに位置していてもよい。
原水が透過する分離シートの面と水平面とがなす角度（水平からの傾斜角度）が０〜７５度（°）であることが好ましく、０〜２０度であることがより好ましい。一方、水平からの傾斜角度を１５〜７５度としてもよい。図２には、水平からの傾斜角度が１５度の例が示されている。図４には、水平からの傾斜角度が０度の例が示されている。
原反ロールの幅（従って、分離シートの幅）は１００ｍｍ〜２０００ｍｍであることが好ましい。同様に、巻取ロールの幅は１００ｍｍ〜２０００ｍｍであることが好ましい。
【００４７】
巻取ロールにおける分離シートの巻取り速度は１ｍ／分〜６０ｍ／分の範囲とすることができる。
分離シートの巻取り速度が１５ｍ／分以下であることが好ましく、４．０ｍ／分以下であることがより好ましく、３．０ｍ／分以下であることが更に好ましく、２．０ｍ／分以下であることが特に好ましく、１．５ｍ／分以下であることがより特に好ましい。
【００４８】
（支えとなる構造物）
原反ロールと巻取ロールとの間に位置する分離シートの下方に、強度保持用の金網などの支えとなる構造物を設けることが好ましい。この構造物は、使用する分離シートより透水性が良いものであることが好ましい。図２および図４には、支えとなる構造物１４として、金網を用いた例を示した。図２には、支えとなる構造物１４として、金網を用いた例を示した。
【００４９】
（横壁）
分離シートを備えるろ過装置が分離シートの流れ方向に沿って位置する横壁を有し、横壁が分離シートの面よりも高いことが好ましい。横壁が分離シートの面よりも１ｃｍ以上高いことが好ましく、上限値としては１００ｃｍ以下の高さであることが好ましい。
分離シートが平膜となっている部分の両側に、横壁を設けて、原水が横方向に流れない（原水２が分離シート１を通過して鉛直下方向に滴下する）ようにすることが好ましい。分離シートの面よりも高い横壁が、分離シートの流れ方向に沿って設けられることが好ましい。図２には、分離シート１が平膜となっている部分の両側に、横壁１５を設けた例を示した。
分離シート１の横壁１５の間の使用領域を、ろ過幅として用いることができる。ろ過幅は３ｃｍ以上であることが好ましく、上限値としては２００ｃｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
（スプレー）
原反ロールから巻き出された分離シート１に対し、スプレー３１を用いて分離シート１の表面電荷のコントロールが可能な材料（凝集剤など）を添加してもよい。
【００５１】
（滑落防止用バー）
水処理装置の分離シートを巻取る態様において、原反ロールと巻取ロールとの間に、分離シート上の除去対象物（例えば汚泥）が下方へ滑落するのを防ぐための構造物（例えば、棒状の構造物）を設けることが好ましい。棒状の構造物（滑落防止用バー）は、巻取ロールと原水滴下位置の間で、かつ、巻取ロールで分離シートが巻き取られる位置と同じ高さあるいはそれよりも高い位置に、ロールに平行に設けることが好ましい。これにより、バーの上を分離シートが通過することで、巻取直前の除去対象物（使用済分離シート）が下方へ滑落するのを防ぐことができる。この形態を図３に示す。図３には、棒状の構造物２２として、滑落防止用バーを用いた例を示した。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を水平方向から見た場合を示す。
分離シート上の除去対象物（不図示）は、棒状の構造物２２さえ越えれば、原反ロール１１側に逆流しないで、巻取ロール１２側に回収できる。そのため、原水滴下位置２１は、棒状の構造物２２および原反ロール１１側の間であり、かつ、棒状の構造物２２の近傍であることが好ましい。原水滴下位置２１と棒状の構造物２２との距離を短くすることで、分離シート上の除去対象物（不図示）は棒状の構造物２２を超えやすくなる。
なお、水処理装置が棒状の構造物を有さない場合、原水滴下位置は、巻取ロールの近傍であることが好ましい。
【００５２】
＜後工程用装置＞
本発明に用いられる水処理装置は、後工程用装置として限外ろ過膜を備えるろ過装置を有し、さらに殺菌装置を有していてもよい。
【００５３】
＜限外ろ過膜を備えるろ過装置＞
一般に、懸濁物質を多く含む未処理の原水をそのまま限外ろ過膜処理しようとすると膜が直ちに閉塞してしまう。これに対し、本発明では、原水に適切な前処理を施した後に、限外ろ過膜を通過させ、洗浄工程を行うことにより安定して連続的に限外ろ過膜処理ができる。
【００５４】
（限外ろ過膜）
限外ろ過膜としては特に制限は無く、公知の限外ろ過膜を用いることができる。限外ろ過膜としては市販のものを用いてもよい。例えば、王子エンジニアリング株式会社製、ＯＪＩ−ＣＬＥＡＲ（登録商標）などを好ましく用いることができる。
限外ろ過膜は、孔径の下限値が０．００１μｍ以上であることが好ましく、０．０５μｍ以上であることがより好ましく、０．０１μｍ以上であることが特に好ましい。孔径の上限値が０．０５μｍ以下であることが好ましく、０．０４μｍ以下であることがより好ましく、０．０３μｍ以下であることが特に好ましい。
【００５５】
水処理装置は、限外ろ過膜を逆洗浄できる逆洗浄装置を備えることが好ましい。
逆洗浄装置としては特に制限は無く、公知の逆洗浄装置を用いることができる。
逆洗浄を実施するタイミングは特に制限は無く、限外ろ過膜が閉塞しないで長期間の安定運転ができるように定めることができる。
【００５６】
＜殺菌装置＞
水処理装置は、限外ろ過膜を備えるろ過装置以外の殺菌装置を有していてもよい。
水処理装置に用いられる殺菌装置としては特に制限はなく、公知の殺菌装置を用いることができる。殺菌装置としては塩素剤などを投入できるものが好ましい。
【００５７】
＜その他の装置＞
水処理装置は、その他の装置を有していてもよい。
例えば、後工程用装置の後段階（下流）として、逆浸透膜を備えるろ過装置を有していてもよい。なお、後工程用装置の後段階（下流）として、そのまま放流（例えば、災害時の緊急放流など）してもよい。
また、水を各装置間で移動させる方法としては特に制限は無く、公知のポンプなどを用いてもよく、重力による移動を用いてもよい。災害時の利用の観点から、水を各装置間で移動させる方法は、重力による移動であることが好ましい。すなわち、上流側から順に上から下に水が移動するように各装置を配置することが好ましい。
水処理装置は、後工程用装置の下流に、実質的に沈殿槽を有さないことが、低コスト化の観点から好ましい。
【００５８】
＜処理水＞
本発明の水処理方法により、処理水を製造することが好ましい。処理水は、再利用水として用いてもよく、殺菌水、滅菌水または無菌水として用いてもよい。必要に応じて、処理水を緊急放流することもできる。
【００５９】
［水処理装置の管理方法］
水処理装置の管理方法は、本発明の水処理方法を用いる。水処理装置の管理方法により、安定して連続的に限外ろ過をすることができる。
特に、原水を前工程用装置および後工程用装置を通過させる水処理装置であって、前工程用装置として生物処理槽および分離シートを備えるろ過装置を有し、水処理装置が生物処理槽に接続する第１配管と、分離シートを備えるろ過装置に接続する第２配管と、第１配管および第２配管に切換可能な切換部材とを有し、後工程用装置として限外ろ過膜を備えるろ過装置を有する水処理装置を用いる場合に、安定して連続的に限外ろ過をすることができる。
【実施例】
【００６０】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」、「％」は質量基準である。
【００６１】
［実施例１〜３］
＜水処理装置＞
実施例１〜３の水処理装置では、図１に記載の水処理装置を用い、特別時に原水が第２配管を通過して分離シートを備えるろ過装置に導入されるように、前工程用装置の切換部材を切換えた。分離シートを備えるろ過装置として、図２〜４に記載の分離シートを巻取る態様の水処理装置を用いた。分離シートを備えるろ過装置では、坪量４０ｇ／ｍ２、かさ密度０．１５ｇ／ｃｍ３、パルプ含有率９０％、幅２５ｃｍの不織布を使用した。各実施例で用いた不織布はエアレイド方法で製造されたものである。分離シートを備えるろ過装置は、分離シートの流れ方向に沿って位置する横壁を２列有する。分離シートを巻取る態様の水処理装置において、水平からの傾斜角度を０°にした。ろ過と同時に、使用後の分離シートは巻き取って回収し、廃棄する。
また、前工程用装置を通過した一次処理水が第３配管を通過して限外ろ過膜を備えるろ過装置に導入されるように、後工程用装置の切換部材を切換えた。限外ろ過膜（ＵＦ膜）として、孔径０．０２μｍ、有効長１００ｃｍのポリフッ化ビニリデン製の中空子膜を用いた。
【００６２】
＜特別時フローにおける薬品洗浄の評価＞
原水として、ＳＳが１２８ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．２、ＢＯＤ２４０ｍｇ／Ｌ、濁度１１２度、大腸菌群数１．２×１０６個／ｃｍ３（ｎ＝２１）の下水原水を用いた。
原水に対し、両性高分子凝集剤を添加した。原反ロールから巻取ロールへ送り出した分離シート上に、高分子凝集剤を添加した原水を流し、分離シートを通過させることにより連続的にろ過した。分離シートの横壁の間の使用領域であるろ過幅は５ｃｍとした。
不織布を通過した水（不織布ろ過水）に対して無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を以下の添加率で添加して一次処理水を得た。
無機凝集剤の添加率は、Ａｌ２Ｏ３換算で、実施例１では２０ｇ／ｍ３、実施例２では４０ｇ／ｍ３、実施例３では６０ｇ／ｍ３とした。
実施例２で得られた一次処理水を限外ろ過膜を備えるろ過装置に導入し、運転時間８時間、物理洗浄３０分毎として、８時間後に次亜塩素酸Ｎａによる洗浄を逆洗と併用して行い、原水ろ過膜を通過させた際の差圧を測定した。次亜塩素酸Ｎａによる洗浄は、容積３０Ｌのハウジングに２５ｇ−１２％Ｃｌの次亜塩素酸Ｎａを添加し、限外ろ過膜を３０分間浸漬した。また、この際の有効塩素濃度は１００ｍｇ／Ｌであった。
運転を再開したところ、差圧が運転開始時の値まで回復することが確認された。
なお、実施例１および３でも同様に、前工程が凝集剤を添加した水を分離シートに通す工程である場合に次亜塩素酸Ｎａによる薬品洗浄を８時間ごとに１回行うことにより、差圧が十分に回復することが確認された。
以上より、８時間に１回の薬品洗浄で安定稼働したと評価した。
【００６３】
＜特別時フローにおける無機凝集剤の添加率の評価＞
実施例１〜３における運転時間と差圧との関係から、初期差圧と５回目の物理洗浄後の差圧上昇量から差圧上昇速度を算出した。得られた結果を、下記表１にまとめた。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
上記表１より、無機凝集剤の添加率が３０〜５０ｇ／ｍ３であることが、差圧上昇量を小さくする観点から好ましいことがわかった。
【００６６】
実施例２における分離シートろ過水は、ｐＨ７．２、ＢＯＤ１３５ｍｇ／Ｌ、濁度６６度、大腸菌群数９．５×１０５個／ｃｍ３（ｎ＝１５）であった。実施例２における一次処理水は、ＳＳが２１０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．２、濁度１５度（上澄み）、大腸菌群数９．６×１０４個／ｃｍ３（上澄み）（ｎ＝５）であった。実施例２で限外ろ過装置を通過して得られた処理水は、ＳＳが０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．２、ＢＯＤ２７ｍｇ／Ｌ、濁度０度、大腸菌群数０個／ｃｍ３（ｎ＝８）、大腸菌は不検出（ｎ＝６）であった。
【００６７】
［実施例１１〜１４］
＜水処理装置＞
実施例１１〜１４の水処理装置では、図１に記載の水処理装置を用い、平常時に原水が第１配管を通過して生物処理槽に導入されるように、前工程用装置の切換部材を切換えた。生物処理槽として、活性汚泥を用いた曝気装置を備えた生物処理槽を用いた。
また、生物処理槽である前工程用装置を通過した一次処理水が第３配管を通過して限外ろ過膜を備えるろ過装置に導入されるように、後工程用装置の切換部材を切換えた。限外ろ過膜（ＵＦ膜）として、孔径０．０２μｍ、有効長１００ｃｍのポリフッ化ビニリデン製の中空子膜を用いた。
【００６８】
＜平常時フローにおける薬品洗浄の評価＞
原水を生物処理槽で曝気しながら処理し、生物処理水を得た。
生物処理槽である前工程用装置を通過した生物処理水は、ＳＳが３．３ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．４、ＢＯＤ１．７ｍｇ／Ｌ、濁度１．６度、大腸菌群数６６０（ｎ＝１３）個／ｃｍ３の生物処理水であった。
実施例１１では、生物処理水に対して無機凝集剤を添加せず（０ｇ／ｍ３）、そのまま一次処理水とした。生物処理水に対して無機凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を以下の添加率で添加して一次処理水を得た。
無機凝集剤の添加率は、Ａｌ２Ｏ３換算で、実施例１２では１ｇ／ｍ３、実施例１３では３ｇ／ｍ３、実施例１４では１０ｇ／ｍ３とした。
実施例１３で得られた一次処理水を限外ろ過膜を備えるろ過装置に導入し、運転時間１４日間、物理洗浄３０分毎として、１４日間後に次亜塩素酸Ｎａによる洗浄を逆洗と併用して行い、原水ろ過膜を通過させた際の差圧を測定した。次亜塩素酸Ｎａによる洗浄は、容積３０Ｌのハウジングに２５ｇ−１２％Ｃｌの次亜塩素酸Ｎａを添加し、限外ろ過膜を３０分間浸漬した。また、この際の有効塩素濃度は１００ｍｇ／Ｌであった。
運転を再開したところ、差圧が十分に回復することが確認された。なお、１４日間の連続運転後の差圧は初期差圧から３〜４ｋＰａ増加した程度に抑えられており、安定した差圧の推移が確認された。
なお、実施例１１、１２および１４でも同様に、前工程が生物処理である場合に次亜塩素酸Ｎａによる薬品洗浄を１４日間ごとに１回行うことにより、差圧が十分に回復することが確認された。
以上より、１４日間に１回の薬品洗浄で安定稼働したと評価した。
【００６９】
＜平常時フローにおける無機凝集剤の添加率の評価＞
運転時間３時間までで得られた実施例１１〜１４における運転時間と差圧との関係を測定した。
得られた結果から、１回目の物理洗浄直後と４回目の物理洗浄直後の差圧の差を、差圧上昇量として算出した。得られた結果を、下記表２にまとめた。
【００７０】
【表２】
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【００７１】
上記表２より、無機凝集剤の添加率が１．５〜９ｇ／ｍ３（Ａｌ２Ｏ３換算）であることが、差圧上昇量を小さくする観点から好ましいことがわかった。
【００７２】
実施例１３で限外ろ過装置を通過して得られた処理水は、ＳＳが０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．６、ＢＯＤ０．７ｍｇ／Ｌ、濁度０度、大腸菌群数０個／ｃｍ３（ｎ＝１３）、大腸菌は不検出（ｎ＝７）であった。
【００７３】
以上の各実施例より、限外ろ過の前工程の処理方法に応じて、限外ろ過膜の洗浄頻度を制御する水処理方法を提供できることがわかった。
【符号の説明】
【００７４】
１    分離シート
２    原水
３    一次処理水
４    限外ろ過膜
６    処理水
１１    原反ロール
１２    巻取ロール
１３    原水供給口
１４    支えとなる構造物
１５    横壁
２１    原水滴下位置
２２    棒状の構造物
３１    スプレー
３２    吸水材
４１    切換部材
５１    第１配管
５２    第２配管
５３    第３配管
５４    第４配管
１０１  原水槽
１０２  前工程用装置
１０３  後工程用装置
１０４  後工程用集水槽
１０４Ａ  別の後工程用集水槽
１０５  凝集剤
２０２  分離シートを備えるろ過装置
２０１  生物処理槽
３０１  限外ろ過膜を備えるろ過装置
３０２  殺菌装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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