(57)【要約】【課題】有機物の含有量が少ない（即ち、ＢＯＤが低い）被処理水に対しても嫌気処理を行うことができ、メタンガスを回収することができる水処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】有機物を含有する被処理水の嫌気処理を行う嫌気処理工程を備える水処理方法であって、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液と被処理水とを半透膜を介して接触させることで、嫌気処理工程の前に被処理水の濃縮を行う濃縮工程を更に備え、該濃縮工程後の被処理水を嫌気処理工程へ供給して嫌気処理を行うことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含有する被処理水の嫌気処理を行う嫌気処理工程を備える水処理方法であって、
半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液と被処理水とを半透膜を介して接触させることで、嫌気処理工程の前に被処理水の濃縮を行う濃縮工程を更に備え、該濃縮工程後の被処理水を嫌気処理工程へ供給して嫌気処理を行うことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
有機物を含有する被処理水が供給されて嫌気処理される嫌気処理槽を備えた水処理装置であって、
嫌気処理槽の外側に設置されて嫌気処理槽に供給される前の被処理水の濃縮を行う濃縮装置を更に備え、該濃縮装置は、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液が供給されるドロー液供給部と、被処理水が供給される被処理水供給部とを備えると共に半透膜を介して被処理水とドロー液とが接触するように構成されており、
濃縮装置の被処理水供給部と、嫌気処理槽とが流体的に連結されるように構成されることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を含有する被処理水を嫌気処理する水処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水、河川水又は海水等の有機物を含有する被処理水を処理する水処理方法として、種々の方法が提案されている。例えば、好気的な活性汚泥法では、被処理水が活性汚泥と混合されることで、活性汚泥中の好気性微生物の作用によって、被処理水中の有機物は、好気的に分解され、主に二酸化炭素等として除去される。このため、斯かる活性汚泥法では、活性汚泥中の微生物の活性を維持するために、被処理水と活性汚泥とが混合された混合水の曝気が行われている。
【０００３】
また、食品加工工場、パルプ工場等の工場廃水のように、有機物の含有量が比較的多く、好気的な活性汚泥法による処理に適さない被処理水に対しては、嫌気処理を行う方法が提案されている。斯かる方法では、嫌気性細菌を含有する汚泥と被処理水とが混合されることで、斯かる汚泥中の嫌気性細菌の作用によって、被処理水中の有機物は、嫌気的に分解され、主にメタンガス等として除去される。このような嫌気処理では、有機物が分解される間、被処理水と汚泥とが混合された混合水の曝気は、通常、行われない。
【０００４】
ところで、上記のような水処理とは別に、近年、飲料水の確保等を目的として、海水を淡水化する技術が提案されている。例えば、半透膜を介して海水と接触した際に海水からの水分の浸透を受けて浸透圧を生じるように構成されたドロー液（ｄｒａｗ液）を用い、斯かるドロー液と海水とを半透膜を介して接触させることで、海水から水分をドロー液側に引き抜き、海水からの水分を含有したドロー液から水分を分離することで淡水を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８３４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した好気的な活性汚泥法では、曝気を行う際にブロア等の設備が必要となるため、それを稼動させるための動力が必要となり、エネルギーの消費が比較的大きい。一方、嫌気処理では、活性汚泥法のような曝気を必要としないため、エネルギーの消費を少なくすることができるが、有機物の含有量が少ない（即ち、ＢＯＤが低い）被処理水に対しては、嫌気性細菌の活性が不安定になるため、適用し難い。仮に、適用した場合であっても、メタンガスとしてのエネルギーの回収率が低く、実用的ではない。
【０００７】
そこで、本発明は、有機物の含有量が少ない（即ち、ＢＯＤが低い）被処理水に対しても、嫌気処理を適用することができると共にメタンガスを効率的に回収することができる水処理方法、および、水処理装置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】
【０００８】
本発明に係る水処理方法は、有機物を含有する被処理水の嫌気処理を行う嫌気処理工程を備える水処理方法であって、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液と被処理水とを半透膜を介して接触させることで、嫌気処理工程の前に被処理水の濃縮を行う濃縮工程を更に備え、該濃縮工程後の被処理水を嫌気処理工程へ供給して嫌気処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
斯かる構成によれば、濃縮工程では、浸透圧によって被処理水からドロー液側へ半透膜を介して水分が浸透することになる（正浸透）。これにより、逆浸透のように圧力を掛けたり、減圧したりする動力を用いることなく、被処理水の水分量を減少させて被処理水を濃縮させることができる。このため、有機物の含有量が少なく（即ち、ＢＯＤが低く）嫌気処理を適用し難い被処理水であっても、濃縮してＢＯＤを高くした状態で嫌気処理工程に供給することができるため、嫌気処理を適用することができる。
【００１０】
つまり、従来、好気的な活性汚泥法で処理するような（即ち、嫌気処理を適用し難い）被処理水であっても、嫌気処理を適用することができるため、曝気を伴う活性汚泥法を適用するよりも動力が少なくなり、被処理水の処理におけるエネルギーの消費を抑制することができる。また、活性汚泥法では、二酸化炭素として除去されていた炭素成分をメタンガスとして回収し、燃料や原料として利用することができるため、二酸化炭素の排出を抑制することができる。
【００１１】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることが好ましい。
【００１２】
斯かる構成によれば、ドロー液が海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることで、ドロー液の環境中への放出を容易に行うことができる。具体的には、ドロー液が海水である場合には、被処理水からドロー液側へは概ね水分のみが移動し、他の溶質は概ね半透膜によりドロー液側への移動が阻止され濃縮側（即ち、被処理水側）に残存する。このため、被処理水から水分が浸透したドロー液は、海水が希釈されたものとなる。このため、濃縮工程後のドロー液に対して、環境中へ排水するための処理（例えば、ｐＨ調整や不要な成分の除去等）を行う必要が無く、濃縮工程後のドロー液を直接海洋へ放出することが可能となる。一方、ドロー液が磁性体微粒子を含有する液体から構成される場合には、ドロー液から磁力により磁性体微粒子を分離することができる。このため、濃縮工程後のドロー液に対して、磁性体微粒子を除去する工程を行うことで、環境中への放出を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明に係る水処理装置は、有機物を含有する被処理水が供給されて嫌気処理される嫌気処理槽を備えた水処理装置であって、嫌気処理槽の外側に設置されて嫌気処理槽に供給される前の被処理水の濃縮を行う濃縮装置を更に備え、該濃縮装置は、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液が供給されるドロー液供給部と、被処理水が供給される被処理水供給部とを備えると共に半透膜を介して被処理水とドロー液とが接触するように構成されており、濃縮装置の被処理水供給部と、嫌気処理槽とが流体的に連結されるように構成されることを特徴とする。
【００１４】
斯かる構成によれば、濃縮装置を備えることで、被処理水供給部に供給された被処理水と、ドロー液供給部に供給されたドロー液とが半透膜を介して接触するため、浸透圧によって被処理水からドロー液側へ半透膜を介して水分が浸透することになる（正浸透）。これにより、逆浸透のように圧力を掛けたり、減圧したりする動力を用いることなく、被処理水の水分量を減少させて被処理水を濃縮させることができる。そして、被処理水供給部と、嫌気処理槽とが流体的に連結されることで、濃縮された被処理水が嫌気処理槽に供給されて、嫌気処理されることになる。このため、有機物の含有量が少なく（即ち、ＢＯＤが低く）嫌気処理を適用し難い被処理水であっても、濃縮してＢＯＤを高くした状態で嫌気処理槽に供給することができるため、嫌気処理を適用することができる。
【００１５】
つまり、従来、活性汚泥法で処理するような（即ち、嫌気処理を適用し難い）被処理水であっても、嫌気処理を適用することができるため、曝気を伴う活性汚泥法よりも動力が少なくなり、被処理水の処理におけるエネルギーの消費を抑制することができる。また、活性汚泥法では、二酸化炭素として除去されていた炭素成分をメタンガスとして回収し、燃料や原料として利用することができるため、二酸化炭素の排出を抑制することができる。
【００１６】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることが好ましい。
【００１７】
斯かる構成によれば、ドロー液が海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることで、ドロー液の環境中への放出を容易に行うことができる。具体的には、ドロー液が海水である場合には、被処理水からドロー液側へは概ね水分のみが移動し、他の溶質は概ね半透膜により阻止され濃縮側（即ち、被処理水側）に残存する。このため、被処理水から水分が浸透したドロー液は、海水が希釈されたものとなる。このため、濃縮装置から排出されるドロー液に対して、環境中へ排水するための処理（例えば、ｐＨ調整や不要な成分の除去等）を行う必要が無く、濃縮装置から排出されるドロー液を直接海洋へ放出することが可能となる。一方、ドロー液が磁性体微粒子を含有する液体から構成される場合には、ドロー液から磁力により磁性体微粒子を分離することができる。このため、濃縮装置から排出されるドロー液から磁力によって磁性体微粒子を除去することで、環境中への放出を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、有機物の含有量が少ない（即ち、ＢＯＤが低い）被処理水に対しても、嫌気処理を適用することができると共にメタンガスを効率的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一実施形態に係る水処理装置を示した概略図。
【図２】同本実施形態に係る水処理装置の濃縮装置を示した模式図。
【図３】第二実施形態に係る水処理装置の濃縮装置を示した模式図。
【図４】他の実施形態に係る水処理装置の濃縮装置を示した模式図。
【図５】更に他の実施形態に係る水処理装置を示した概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図１および２を参照しながら説明する。なお、以下の図面において同一又は相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２１】
本実施形態に係る水処理装置１は、有機物を含有する被処理水が嫌気処理されるように構成される。具体的には、水処理装置１は、被処理水が供給されて嫌気処理される嫌気処理槽２と、該嫌気処理槽２に供給される被処理水のＢＯＤを調整するＢＯＤ調整部３と、嫌気処理槽２から排出される被処理水から汚泥を分離する汚泥分離部４とを備える。
【００２２】
被処理水としては、特に限定されるものではないが、下水、河川水、海水等の比較的有機物の含有量が低い（即ち、ＢＯＤが低い）ものが適用される。具体的には、被処理水のＢＯＤとしては、１０００ｍｇ／Ｌ以上であってもよく、更には１０００ｍｇ／Ｌ未満であってもよく、更には２００ｍｇ／Ｌ以下であってもよい。
【００２３】
嫌気処理槽２としては、特に限定されるものではなく、例えば、メタン発酵法によって被処理水中の有機物を分解可能に構成される。嫌気処理槽２は、有機物を嫌気的に分解する嫌気性細菌を含有する汚泥（以下、嫌気性汚泥とも記す）が内部に供給されており、ＢＯＤ調整部３で調整された被処理水が内部に供給されることで、被処理水と嫌気性汚泥とが混合されて混合液が形成されるように構成される。嫌気処理槽２に供給される被処理水のＢＯＤとしては、特に限定されるものではなく、１０００ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、２０００ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。
【００２４】
ＢＯＤ調整部３は、嫌気処理槽２に供給される前の被処理水が所定のＢＯＤとなるように被処理水を濃縮可能に構成される。具体的には、ＢＯＤ調整部３は、被処理水（原水）に含有される夾雑物を除去する前処理部３ａと、被処理水の濃縮を行う濃縮装置３ｂとから構成される。前処理部３ａでは、夾雑物の除去と共に、被処理水の温度、ｐＨ、流量等の調節が行われてもよく、嫌気処理槽２での有機物の分解に必要な栄養成分が被処理水に添加されてもよい。添加される栄養分としては、例えばニッケルやコバルトのような微量必須金属類が挙げられる。
【００２５】
濃縮装置３ｂは、図２に示すように、半透膜３ｃで仕切られた内部空間を備える。これにより、濃縮装置３ｂは、被処理水が供給される内部空間を有する被処理水供給部３ｄと、半透膜３ｃを介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液が供給される内部空間を有するドロー液供給部３ｅとを備える。そして、濃縮装置３ｂは、供給される被処理水とドロー液とが半透膜３ｃを介して接触するように構成される。つまり、本実施形態の濃縮装置３ｂは、被処理水供給部３ｄの内部空間とドロー液供給部３ｅの内部空間とが半透膜３ｃを介して併設されるように構成される（槽外型）。半透膜３ｃとしては、特に限定されるものではなく、一般的な正浸透膜や逆浸透膜を用いることができる。
【００２６】
被処理水供給部３ｄは、嫌気処理槽２と流体的に連結される。具体的には、被処理水供給部３ｄは、前処理部３ａに流体的に連結されて被処理水供給部３ｄ内へ被処理水を導入する被処理水導入部３１ｄと、嫌気処理槽２に流体的に連結されて被処理水供給部３ｄ内から被処理水を排出する被処理水排出部３２ｄとを備える。
【００２７】
ドロー液供給部３ｅは、ドロー液の供給源と流体的に連結されてドロー液供給部３ｅ内へドロー液を導入するドロー液導入部３１ｅと、ドロー液の排出先に流体的に連結されてドロー液供給部３ｅ内からドロー液を排出するドロー液排出部３２ｅとを備える。
【００２８】
ドロー液としては、特に限定されるものではなく、本実施形態では、海水が用いられる。つまり、本実施形態では、ドロー液の供給源および排出先としては、海洋Ｓを使用することができる。
【００２９】
汚泥分離部４は、嫌気処理槽２で処理された被処理水から嫌気性汚泥を分離可能に構成される。具体的には、嫌気処理槽２から排出される被処理水には、嫌気処理槽２から流出した嫌気性汚泥が含有されるため、汚泥分離部４は、嫌気処理水から嫌気性汚泥を分離すると共に、分離した嫌気性汚泥を嫌気処理槽２へ返送可能に構成される。
【００３０】
次に、上記のように構成される水処理装置１を用いて被処理水を処理する方法について説明する。
【００３１】
被処理水（原水）は、前処理部３ａに供給されて夾雑物が除去される。また、被処理水は、必要に応じて、前処理部３ａで温度、ｐＨ、流量等の調節が行われ、これによりファウリングを抑制することができる。前処理部３ａで処理された被処理水は、濃縮装置３ｂ（具体的には、被処理水供給部３ｄ）へ供給される。これに伴い、ドロー液供給部３ｅには、ドロー液として海水が供給される。
【００３２】
このように、被処理水供給部３ｄに被処理水が供給され、ドロー液供給部３ｅにドロー液が供給されることで、濃縮装置３ｂ内で被処理水と海水とが半透膜３ｃを介して接触した状態になると共に、浸透圧によって被処理水の水分が半透膜３ｃを透過して海水側に浸透（正浸透）する。これにより、被処理水供給部３ｄ内で、被処理水が濃縮されて被処理水のＢＯＤが上昇する（濃縮工程）。一方、ドロー液供給部３ｅ内では、被処理水からの水分の浸透を受けて海水が希釈される。
【００３３】
本実施形態では、被処理水排出部３２ｄおよびドロー液排出部３２ｅが半透膜３ｃの近傍に設けられ、被処理水とドロー液とが濃縮装置３ｂへ適度な流量で供給されることで、半透膜３ｃの近傍の被処理水（即ち、濃縮された被処理水）および海水（即ち、希釈された海水）が迅速に濃縮装置３ｂの外側に排出される。これにより、被処理水および海水が半透膜３ｃの近傍で滞留し、浸透効率が低下するのが防止される。
【００３４】
被処理水供給部３ｄから排出された被処理水は、嫌気処理槽２へ供給される。嫌気処理槽２では、濃縮装置３ｂでＢＯＤが調整された被処理水と嫌気性汚泥とが混合され、嫌気処理（メタン発酵）に適した条件（具体的には、ｐＨや温度等）で維持される。これにより、被処理水中の有機物が嫌気処理されて分解され、メタンガスが生成される（嫌気処理工程）。生成したメタンガスは、被処理水から分離されて嫌気処理槽２から排出される。嫌気処理槽２から排出されたメタンガスは、回収されて燃料や原料として使用することができる。
【００３５】
一方、メタンガスが分離された被処理水（即ち、有機物が除去された被処理水）は、嫌気処理槽２から排出されて汚泥分離部４に供給される。汚泥分離部４では、被処理水から嫌気性汚泥が分離され、その少なくとも一部が嫌気処理槽２へ返送される。汚泥分離部４で嫌気性汚泥から分離された被処理水は、河川や海洋等の環境中に放出可能な水質であれば、更に水処理されることなく環境中に放出することができるが、更に所望の水質となるように水処理された後、環境中へ放出されてもよい。なお、ドロー液供給部３ｅから排出された海水（即ち、被処理水からの水分で希釈された海水）は、海洋Ｓへ放出される。
【００３６】
以上のように、本発明に係る水処理方法および水処理装置によれば、有機物の含有量が少ない（即ち、ＢＯＤが低い）被処理水に対しても、嫌気処理を適用することができると共にメタンガスを効率的に回収することができる。
【００３７】
即ち、上記水処理装置１は、濃縮装置３ｂ（濃縮工程）を備えることで、被処理水供給部３ｄに供給された被処理水と、ドロー液供給部３ｅに供給されたドロー液とが半透膜３ｃを介して接触するため、浸透圧によって被処理水からドロー液側へ半透膜３ｃを介して水分が浸透することになる（正浸透）。これにより、逆浸透のように圧力を掛けたり、減圧したりする動力を用いることなく、被処理水の水分量を減少させて被処理水を濃縮させることができる。そして、被処理水供給部３ｄと、嫌気処理槽２とが流体的に連結されることで、濃縮された被処理水が嫌気処理槽２に供給されて、嫌気処理されることになる。このため、有機物の含有量が少なく（即ち、ＢＯＤが低く）嫌気処理を適用し難い被処理水であっても、濃縮してＢＯＤを高くした状態で嫌気処理槽２に供給することができるため、嫌気処理を適用することができる（嫌気処理工程）。
【００３８】
つまり、従来、活性汚泥法で処理するような（即ち、嫌気処理を適用し難い）被処理水であっても、嫌気処理を適用することができるため、曝気を伴う活性汚泥法を適用するよりも動力が少なくなり、被処理水の処理におけるエネルギーの消費を抑制することができる。また、活性汚泥法では、二酸化炭素として除去されていた炭素成分をメタンガスとして回収し、燃料や原料として利用することができるため、二酸化炭素の排出を抑制することができる
【００３９】
また、ドロー液が海水から構成されることで、被処理水から水分が浸透したドロー液は、海水が希釈されたものとなる。このため、濃縮装置３ｂから排出される（濃縮工程後の）ドロー液に対して、環境中へ排水するための処理（例えば、ｐＨ調整や不要な成分の除去等）を行う必要が無く、濃縮装置３ｂから排出される（濃縮工程後の）ドロー液を直接海洋Ｓへ放出することが可能となる。
【００４０】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図３を用いて説明する。第二実施形態に係る水処理方法および水処理装置１は、第一実施形態に係る水処理方法および水処理装置１と比較すると、主に濃縮装置３００ｂの構成が異なるものである。具体的には、濃縮装置３００ｂは、第一実施形態に係る濃縮装置３ｂと比較すると、主に被処理水供給部３００ｄとドロー液供給部３００ｅの構成が異なる。従って、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして説明を省略する。
【００４１】
濃縮装置３００ｂは、ドロー液供給部３００ｅにおけるドロー液を供給する内部空間に、被処理水供給部３００ｄが配置されて構成される。該被処理水供給部３００ｄは、被処理水を供給する内部空間を備え、該内部空間が半透膜３ｃによってドロー液供給部３００ｅの内部空間から仕切られている。つまり、被処理水供給部３００ｄは、少なくとも一部が半透膜３ｃから構成され、少なくとも半透膜３ｃで構成された部分がドロー液供給部３００ｅの内部空間に位置する。なお、ドロー液供給部３００ｅは、槽外型のようにドロー液排出部３２ｅを備えていない。
【００４２】
斯かる構成の濃縮装置３００ｂでは、ドロー液供給部３００ｅに（具体的には、ドロー液を供給する設備Ｘから）ドロー液が供給されることで、被処理水供給部３００ｄ（具体的には、半透膜３ｃで構成された部分）がドロー液に浸漬された状態となる（浸漬型）。そして、被処理水供給部３００ｄに被処理水が供給されることで、半透膜３ｃを介して被処理水とドロー液とが接触した状態となり、被処理水からドロー液への水分の浸透が生じる。斯かる構成によれば、被処理水供給部３００ｄがドロー液内に浸漬された状態となるため、ドロー液側へ浸透した水分がドロー液供給部３００ｅ内に拡散され易い。このため、半透膜３ｃの近傍において被処理水側の濃度とドロー液側の濃度との差が少なくなって浸透圧が生じ難くなるのが防止される。これにより、被処理水からドロー液への水分の浸透が効率的に行われるため、被処理水の濃縮を効率的に行うことができる。なお、ドロー液供給部３００ｅ内のドロー液は、オーバーフローすることで、ドロー液供給部３００ｅ内から排出される。また、ドロー液と被処理水との半透膜３ｃを介した接触（言い換えれば、半透膜３ｃとの接触）を効率的に行うべく、攪拌装置等（図示せず）を用いてドロー液供給部３００ｅ内を撹拌して流量（ドロー液供給部３００ｅからのドロー液の排出量）を調節してもよい。
【００４３】
なお、本発明に係る水処理方法および水処理装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、上記した複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００４４】
例えば、第一実施形態の濃縮装置３ｂでは、被処理水とドロー液との流れる方向が並流となるように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、逆流となるように構成されてもよい。具体的には、被処理水が被処理水導入部３１ｄ（又は被処理水排出部３２ｄ）から被処理水供給部３ｄに導入されて被処理水排出部３２ｄ（又は被処理水導入部３１ｄ）から排出されると共に、ドロー液がドロー液排出部３２ｅ（又はドロー液導入部３１ｅ）からドロー液供給部３ｅに導入されてドロー液導入部３１ｅ（又はドロー液排出部３２ｅ）から排出されることで、逆流となるように構成しても良い。
【００４５】
また、第二実施形態では、ドロー液がオーバーフローすることでドロー液供給部３００ｅから排出されるように構成されているが、これに限定されるものではなく、ドロー液供給部３００ｅにおいてドロー液排出部３２ｅを備え、該ドロー液排出部３２ｅからドロー液を排出するように構成されてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態の濃縮装置３ｂ，３００ｂに代えて、図４に示す構成の濃縮装置３０１ｂを採用してもよい。濃縮装置３０１ｂは、上記実施形態に係る濃縮装置３ｂ，３００ｂと比較すると、主に被処理水供給部３０１ｄとドロー液供給部３０１ｅの構成が異なる。従って、以下では、上記実施形態と異なる点を中心に説明し、同一の構成に対しては同一の符号を付すこととして説明を省略する。
【００４７】
図４に示すように、濃縮装置３０１ｂは、複数のドロー液供給部３０１ｅが被処理水供給部３０１ｄを貫通するように配置されて構成される。ドロー液供給部３０１ｅは、一方向に伸びる管状の形状を有する。そして、ドロー液供給部３０１ｅは、被処理水供給部３０１ｄの内部空間に位置する領域が半透膜３ｃを用いて形成され、内部空間の外側の領域にドロー液導入部３１ｅおよびドロー液排出部３２ｅが形成される。
【００４８】
斯かる構成の濃縮装置３０１ｂでは、ドロー液供給部３０１ｅの内部空間がドロー液によって満たされると共に、ドロー液供給部３０１ｅにおける半透膜３ｃで形成された領域全体が被処理水に浸漬されるように被処理水供給部３０１ｄに被処理水が供給される。これにより、被処理水とドロー液とが半透膜３ｃを介して接触した状態となる。
【００４９】
また、上記実施形態では、ドロー液として、海水を用いているが、被処理水からの水分の浸透によって浸透圧が生じるように構成されたものであれば、特に限定されるものではない。例えば、ドロー液としては、溶質として、無機塩、糖、水可溶低沸点気体、磁性体微粒子、有機溶媒等の何れかを含有するものを用いることができる。更に、ドロー液として、例えば、海水と磁性体微粒子のように、海水と他の溶質を組合せてもよい。これらのドロー液を用いる場合、海水のように使用後に直接環境中へ放出することができないため、使用後のドロー液から溶質を除去することが必要となる。このため、ドロー液の溶質としては、容易に水分から分離可能なものを選択することが好ましい。斯かる場合、ドロー液から分離された溶質は、回収されて再度ドロー液の成分として使用することができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、濃縮装置３ｂから排出される被処理水は、嫌気処理槽２へ供給されているが、これに限定されるものではなく、濃縮装置３ｂで濃縮された被処理水が、再度、濃縮されるようにしてもよい。例えば、濃縮装置３ｂを複数使用したり、濃縮装置３ｂとは異なる濃縮装置を濃縮装置３ｂの前後の少なくとも一方に使用したりすることで、段階的に被処理水を濃縮してもよい。
【００５１】
また、上記実施形態における前処理部３ａとしては、特に限定されるものではないが、例えば、図５に示すように、被処理水（具体的には、下水等）から土砂など沈殿させて分離する沈砂池３０ａと、比重差を利用した重力沈降によって被処理水中の沈殿性有機物を分離・除去する沈殿池３１ａと、精密ろ過膜や限外ろ過膜を用いて被処理水の水質を調整する調整槽３２ａとを備えるものであってもよい。また、水処理装置１における汚泥分離部４としては、ナノ濾過膜を備えるものを用い、斯かる汚泥分離部４で嫌気処理水から嫌気性汚泥が分離されると共に、分離された嫌気性汚泥が嫌気処理槽２へ返送可能に構成されてもよい。なお、汚泥分離部４においては、ナノ濾過膜以外に精密ろ過膜や限外ろ過膜を適用してもよい。
【００５２】
また、水処理装置１の構成として、汚泥分離部４で嫌気性汚泥から分離された被処理水を半透膜によって濾過する最終処理部５を備えてもよい。該最終処理部５では、嫌気性汚泥が分離された被処理水と海水とが半透膜を介して接触することで、被処理水から海水側への水分の浸透が生じるように構成される。これにより、被処理水中の溶解成分が被処理水から除去される。除去された溶解成分は、嫌気処理槽２や最終処理部５へ返送されると共に、最終処理部５で処理された被処理水は、環境中へ排出される。
【００５３】
また、上記の各実施形態における水処理装置において、嫌気処理槽２に供給される被処理水の有機物濃度の変動を抑制して嫌気処理を安定させるため、濃縮装置３ｂの後に、ＴＤＳ計や導電率計、ＴＯＣ計等を設置してもよい。例えば、ＴＤＳや導電率と有機物(ＣＯＤやＢＯＤ)との相関を確認し、設定ＴＤＳや導電率を決めることで、濃い被処理水の場合は、濃縮率を低くし、薄い被処理水の場合は、濃縮率を高くする。これにより、濃縮装置３ｂの濃縮率を制御することができ、嫌気処理槽２へ送られる被処理水の有機物濃度を所望する濃度に保つことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…水処理装置、２…嫌気処理槽、３…ＢＯＤ調整部、３ａ…前処理部、３ｂ，３００ｂ，３０１ｂ…濃縮装置、３ｃ…半透膜、３ｄ，３００ｄ，３０１ｄ…被処理水供給部、３１ｄ…被処理水導入部、３２ｄ…被処理水排出部、３ｅ，３００ｅ，３０１ｅ…ドロー液供給部、３１ｅ…ドロー液導入部、３２ｅ…ドロー液排出部、４…汚泥分離部、Ｓ…海洋
【図１】
2015016392.tif 000003
【図２】
2015016392.tif 000004
【図３】
2015016392.tif 000005
【図４】
2015016392.tif 000006
【図５】
2015016392.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月11日(2014.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含有する被処理水の嫌気処理を行う嫌気処理工程を備える水処理方法であって、
半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液とＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ未満である被処理水とを半透膜を介して接触させることで嫌気処理工程の前に被処理水の濃縮を行う濃縮工程を更に備え、該濃縮工程後の被処理水を嫌気処理工程へ供給して嫌気処理を行うことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
有機物を含有する被処理水が供給されて嫌気処理される嫌気処理槽を備えた水処理装置であって、
嫌気処理槽の外側に設置されて嫌気処理槽に供給される前の被処理水の濃縮を行う濃縮装置を更に備え、該濃縮装置は、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液が供給されるドロー液供給部と、ＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ未満である被処理水が供給される被処理水供給部とを備えると共に半透膜を介して被処理水とドロー液とが接触するように構成されており、
濃縮装置の被処理水供給部と、嫌気処理槽とが流体的に連結されるように構成されることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
前記ドロー液は、海水、又は、磁性体微粒子を含有する液体から構成されることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る水処理方法は、有機物を含有する被処理水の嫌気処理を行う嫌気処理工程を備える水処理方法であって、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液とＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ未満である被処理水とを半透膜を介して接触させることで嫌気処理工程の前に被処理水の濃縮を行う濃縮工程を更に備え、該濃縮工程後の被処理水を嫌気処理工程へ供給して嫌気処理を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る水処理装置は、有機物を含有する被処理水が供給されて嫌気処理される嫌気処理槽を備えた水処理装置であって、嫌気処理槽の外側に設置されて嫌気処理槽に供給される前の被処理水の濃縮を行う濃縮装置を更に備え、該濃縮装置は、半透膜を介して被処理水から水分が浸透して浸透圧を生じるように構成されたドロー液が供給されるドロー液供給部と、ＢＯＤが１０００ｍｇ／Ｌ未満である被処理水が供給される被処理水供給部とを備えると共に半透膜を介して被処理水とドロー液とが接触するように構成されており、濃縮装置の被処理水供給部と、嫌気処理槽とが流体的に連結されるように構成されることを特徴とする。