(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を含む廃水を、
蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、
前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程とを含み、
前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項２】
常圧下での沸点が１００℃以上である有機物を含む廃水を、
蒸発濃縮処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、
前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程とを含み、
前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項３】
常圧下での沸点が１００℃未満である有機物を含む廃水を、
蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、
前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程とを含み、
前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項４】
前記処理水を再利用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項５】
さらに、前記処理水を、逆浸透膜又はナノろ過膜によってろ過処理し、前記逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とに分離するろ過分離工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項６】
前記ろ液を再利用することを特徴とする、請求項５に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項７】
さらに、前記濃縮水を、前記の蒸発分離工程に返送することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項８】
前記有機物を含む廃水の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が、２，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
【請求項９】
有機物を含む廃水を、蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離装置と、
前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理装置とを備え、
前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理システム。
【請求項１０】
前記処理水を再利用するための処理水流路を備えることを特徴とする、請求項９に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【請求項１１】
さらに、前記処理水を、逆浸透膜又はナノろ過膜によってろ過処理し、前記逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とに分離するろ過分離装置を備えることを特徴とする、請求項９に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【請求項１２】
前記ろ液を再利用するためのろ液流路を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【請求項１３】
さらに、前記濃縮水を、前記の蒸発分離装置に返送するための濃縮水返送路を備えることを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【請求項１４】
前記有機物を含む廃水の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が、２，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を含む廃水の処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業廃水や生活廃水は、廃水中に含まれる懸濁物質や有機物等を取り除く処理が施されてから、工業用水として再利用されたり、河川等に放流される。
工業廃水等の処理方法として、例えば特許文献１には、工業廃水を、逆浸透膜を使用した逆浸透膜（ＲＯ膜）モジュールに供給して、その透過水と非透過水とに分離し、前記非透過水をさらに蒸発濃縮装置に供給して濃縮処理する廃水の濃縮処理方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１の処理方法では、有機物を含む廃水（特に、高濃度有機物を含む廃水）を処理すると、廃水中に含まれる有機物が、逆浸透膜に目詰まりを生じさせたり、逆浸透膜を溶解する等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機物を含む廃水の処理方法として、活性汚泥中の微生物の作用により有機物を生物分解する生物処理と、分離膜により固液分離し分離膜を透過した処理水を得る膜処理とを組み合わせた膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）法がある。
ＭＢＲ法は、有機物を含む廃水の処理方法として有効な手段であるが、高濃度有機物を含む廃水を処理する場合には以下のような問題があった。
すなわち、有機物を生物分解する生物処理に要する時間は、廃水に含まれる有機物の濃度が高い程、長くなる。そのため高濃度有機物を含む廃水をＭＢＲ法で処理するには、活性汚泥中に前記廃水を長時間滞留させて生物処理を行う必要がある。一方、工場や家庭からは、逐次新たな廃水が排出される。そのため、ＭＢＲ工程の活性汚泥中に廃水を長時間滞留させて生物処理を行うと、その間、ＭＢＲ工程に新たな廃水を供給できず、工場や家庭から排出される廃水の排出量と、ＭＢＲ法により処理される廃水の処理量とのバランスが保てなくなる。
これを避けるためには、ＭＢＲ工程において生物処理が行われる活性汚泥槽を大きく形成して、単位時間あたりの生物処理を増やすことが考えられるが、この場合、廃水処理システムをコンパクトに構築できなくなる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、有機物を含む廃水（特に、高濃度有機物を含む廃水）をＭＢＲ法によりバランスよく処理できる廃水の処理方法及び処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の態様を有する。
［１］有機物を含む廃水を、蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程と、を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
［２］常圧下での沸点が１００℃以上である有機物を含む廃水を、蒸発濃縮処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程と、を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
［３］常圧下での沸点が１００℃未満である有機物を含む廃水を、蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程と、を含むことを特徴とする、有機物を含む廃水の処理方法。
［４］前記処理水を再利用することを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［５］さらに、前記処理水を、逆浸透膜又はナノろ過膜によってろ過処理し、前記逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とに分離するろ過分離工程を含むことを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［６］前記ろ液を再利用することを特徴とする、［５］に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［７］さらに、前記濃縮水を、前記の蒸発分離工程に返送することを特徴とする、［５］又は［６］に記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［８］前記有機物を含む廃水の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が、２，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［９］前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理方法。
［１０］有機物を含む廃水を、蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離装置と、前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理装置と、を備えることを特徴とする、有機物を含む廃水の処理システム。
［１１］前記処理水を再利用するための処理水流路を備えることを特徴とする、［１０］に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
［１２］さらに、前記処理水を、逆浸透膜又はナノろ過膜によってろ過処理し、前記逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とに分離するろ過分離装置を備えることを特徴とする、［１０］に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
［１３］前記ろ液を再利用するためのろ液流路を備えることを特徴とする、［１２］に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
［１４］さらに、前記濃縮水を、前記の蒸発分離装置に返送するための濃縮水返送路を備えることを特徴とする、［１２］又は［１３］に記載の有機物を含む廃水の処理システム。
［１５］前記有機物を含む廃水の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が、２，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする、［１０］〜［１４］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理システム。
［１６］前記有機物を含む廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドから選ばれる１種以上の化合物を含むことを特徴とする、［１０］〜［１５］のいずれかに記載の有機物を含む廃水の処理システム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の廃水の処理方法及び処理システムによれば、有機物を含む廃水をＭＢＲ法によりバランスよく処理できる。特に、高濃度有機物を含む廃水の処理方法及び処理方法として、最適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の廃水の処理システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の廃水の処理システムの他の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の廃水の処理システムの他の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の廃水の処理方法について、実施形態例を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態の有機物を含む廃水の処理方法に用いる処理システム１の概略構成図である。
処理システム１は、有機物を含む廃水を、蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離装置１０と、前記溶液Ｂ水を、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理装置２０と、を備える。
【００１１】
（蒸発分離装置１０）
蒸発分離装置１０は、蒸発分離器１１を備える。
蒸発分離装置１０には、有機物を含む廃水が貯留された原水槽４１からの廃水が供給される廃水流路１２と、蒸発分離器１１から前記有機物が濃縮された溶液Ａを排出する溶液Ａ流路１３と、該分離器１１から前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂを排出する溶液Ｂ流路１４とが接続されている。
【００１２】
蒸発分離器１１は、有機物を含む廃水を蒸発し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離できる形態であればよく、特に限定されない。
蒸発分離器１１としては、例えば、単効用又は多重効用方式、自己蒸気圧縮方式、多段フラッシュ方式、液膜流下方式等が挙げられる。
【００１３】
（膜分離活性汚泥処理装置２０）
膜分離活性汚泥処理装置２０は、活性汚泥槽２１と、活性汚泥槽２１内の底部近傍に配置された散気管２２と、活性汚泥槽２１内かつ散気管２２の上方に配置された分離膜モジュール２５と、を備える。膜分離活性汚泥処理装置２０には、該装置２０からの処理水を排出する処理水流路２６と、該装置２０からの余剰汚泥を排出する余剰汚泥流路２８とが接続されている。
上記散気管２２には、散気管２２にエアを供給するブロア２３と、散気管２２とブロア２３とを接続するエア導入管２４が接続されている。
上記処理水流路２６には、その流路の途中に吸引ポンプ２７が設けられている。前記吸引ポンプ２７により、分離膜モジュール２５内を減圧にすることができ、活性汚泥と処理水（透過水）とが固液分離される。さらに前記処理水が、処理水流路２６を経て、活性汚泥槽２１の外へ排出される。
【００１４】
分離膜モジュール２５としては、公知の分離膜（ろ過膜）を備えた公知の分離膜モジュールを用いることができる。
分離膜の種類としては、精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）が好ましい。
分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、袋状膜等が挙げられる。これらのうち、容積ベースで比較した場合に膜面積の高度集積が可能であることから、中空糸膜が好ましい。
【００１５】
分離膜の材質としては、有機材料（セルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ４フッ化エチレン等）、金属（ステンレス等）、無機材料（セラミック等）が挙げられる。分離膜の材質は、有機物を含む廃水の性状等に応じて適宜選択される。
【００１６】
分離膜の孔径は、処理の目的に応じて適宜選択すればよい。膜分離活性汚泥処理法において、分離膜の孔径は、０．００１〜３μｍが好ましい。孔径が０．００１μｍ未満では、膜の抵抗が大きくなりやすい。孔径が３μｍを超えると、活性汚泥を完全に分離することができないため、処理水（透過水）の水質が悪化するおそれがある。分離膜の孔径は、精密ろ過膜の範囲とされる０．０４〜１．０μｍがより好ましい。
分離膜モジュール２５は、活性汚泥槽２１内に１つ配置されてもよいし複数配置されてもよい。
【００１７】
膜分離活性汚泥処理装置２０においては、散気管２２と分離膜モジュール２５とが一体化された分離膜ユニットを用いてもよい。このような分離膜ユニットとしては、例えば特開２０１３−２０２５２４号公報に記載の分離膜ユニット等が挙げられる。
【００１８】
図１に示す処理システム１を用いた廃水の処理方法は、蒸発分離装置１０で有機物を含む廃水を蒸発濃縮処理又は蒸留処理し、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する蒸発分離工程と、前記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理装置２０で膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）法により処理して処理水を得る工程と、を含む。
【００１９】
（高濃度有機物を含む廃水）
本発明において「高濃度有機物を含む廃水」とは、ＭＢＲ法で一般に処理される有機物含有廃水よりも、有機物が高い濃度で含まれる廃水を意味し、例えば全有機炭素（ＴＯＣ）濃度が、２，０００ｍｇ／Ｌ以上の廃水である。本発明における高濃度有機物を含む廃水中のＴＯＣ濃度の下限値は、２，０００ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、３，０００ｍｇ／Ｌ以上がより好ましく、４，０００ｍｇ／Ｌ以上がさらに好ましい。本発明における高濃度有機物を含む廃水中のＴＯＣ濃度の上限値は、特に限定されないが、５０，０００ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、４０，０００ｍｇ／Ｌ以下がより好ましく、３０，０００以下がさらに好ましい。高濃度有機物を含む廃水中のＴＯＣ濃度が上記の好ましい範囲であると本発明の効果が得られやすくなる。
本発明の処理システムで処理される廃水は、蒸発分離工程によって、有機物が濃縮された溶液Ａと、有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離できれば、特に限定されない。前記廃水としては、例えば工場廃水（化学、製薬、製紙、飲料、製油、半導体、電子等）、生活廃水、畜産廃水等が挙げられる。
高濃度有機物を含む廃水は、蒸発分離装置１０に供給される前に、あらかじめ当該廃水中から粗大な浮遊物質や土砂等を取り除く処理や、ｐＨを調整する処理等が施されてもよい。
【００２０】
（蒸発分離工程）
蒸発分離工程では、まず、原水槽４１に貯留された有機物を含む廃水が、廃水流路１２を経て蒸発分離装置１０に供給される。
次いで、蒸発分離装置１０では、蒸発分離器１１により有機物を含む廃水を蒸発処理して、前記有機物が濃縮された溶液Ａと、前記有機物の濃度が低減された溶液Ｂとに分離する分離操作が行われる。
上記分離操作では、有機物を含む廃水に含まれる有機物の沸点により、以下の（ｉ）蒸発濃縮処理又は（ｉｉ）蒸留処理を行う。
【００２１】
（ｉ）蒸発濃縮処理
蒸発濃縮処理は、常圧下での沸点が１００℃以上である有機物を含む廃水を蒸発し、これを凝縮した凝縮分と、蒸発しなかった蒸発残分とに分離し、前記凝縮分を有機物の濃度が低減された溶液Ｂとして回収し、前記蒸発残分を有機物が濃縮された溶液Ａとして回収する処理である。
（ｉｉ）蒸留処理
蒸留処理は、常圧下での沸点が１００℃未満である有機物を含む廃水を蒸発し、これを凝縮した凝縮分と、蒸発しなかった蒸発残分とに分離し、前記凝縮分を有機物が濃縮された溶液Ａとして回収し、前記蒸発残分を有機物の濃度が低減された溶液Ｂとして回収する処理である。
上記（ｉ）蒸発濃縮処理と、（ｉｉ）蒸留処理は、廃水に含まれる有機物の沸点に応じて適宜選択される。
なお、常圧下での沸点が１００℃以上である有機物と、常圧下での沸点が１００℃未満の有機物の両方を含む廃水の場合には、前記廃水を蒸発し、これを凝縮した凝縮分と、蒸発しなかった蒸発残分とに分離する。そして、有機物の濃度が蒸発処理前の廃水よりも低減されている方を溶液Ｂとして回収し、有機物の濃度が蒸発処理前の廃水よりも高くなっている方を溶液Ａとして回収すればよい。
また、溶液Ｂとしては、上記分離操作前の廃水中の有機物濃度よりも、有機物濃度が低減されたものであればよい。例えば、廃水に含まれる有機物が水と共沸等して、上記分離操作後の溶液Ｂに廃水中の有機物が含まれる場合であっても、溶液Ｂ中の有機物濃度が、上記分離操作前の有機物濃度よりも低減されていれば、本発明の廃水の処理方法を適用できる。
【００２２】
上記分離操作により分離された溶液Ｂは、溶液Ｂ流路１４を経て、膜分離活性汚泥処理工程が行われる膜分離活性汚泥処理装置２０に移送される。
また、上記分離操作により分離された溶液Ａは、溶液Ａ流路１３を経て排出され、溶液Ａ貯留槽（図示略）に貯留される。この溶液Ａは産業廃棄物として処理されてもよい。
【００２３】
（膜分離活性汚泥処理工程）
膜分離活性汚泥処理法により処理して処理水を得る膜分離活性汚泥処理工程では、まず、上記蒸発分離工程で分離された溶液Ｂが、溶液Ｂ流路１４を経て膜分離活性汚泥処理装置２０の活性汚泥槽２１に供給される。
【００２４】
活性汚泥槽２１においては、溶液Ｂに対して、ブロア２３を作動させて散気管２２からエアを導入し、活性汚泥中の微生物に酸素を供給しながら生物処理が行われる。
さらに、活性汚泥槽２１においては、吸引ポンプ２７を作動させて分離膜モジュール２５内を減圧にすることによって活性汚泥と処理水（透過水）とに固液分離される。この際、散気管２２からエアを分離膜モジュール２５に導入することによって、分離膜モジュール２５の分離膜（例えば中空糸膜等）の表面を洗浄しながら、効率よく固液分離を行うことができる。
【００２５】
分離膜モジュール２５にて分離された処理水は、処理水流路２６を経て排出される。この処理水は、工業用水（例えば、各種ボイラーの冷却水、洗浄液の溶媒等の工程水）等として再利用されたり、そのまま外部に放流されるが、環境負荷を低減でき水資源を有効活用できる点から再利用されることが好ましい。上記処理水が再利用されることで、外部に廃水が排出されない（ＺＬＤ：ゼロリキッドディスチャージ）処理方法及び処理システムを提供できる。
また、分離膜モジュール２５にて分離された余剰汚泥は、余剰汚泥流路２８を経て排出され、余剰汚泥貯留槽（図示略）に貯留される。なお、余剰汚泥には微生物が含まれているため、余剰汚泥の一部を、膜分離活性汚泥処理装置２０の活性汚泥槽２１に返送し、再び溶液Ｂの生物処理に用いてもよい。また、余剰汚泥は産業廃棄物として処理されてもよい。
【００２６】
以上説明した本発明の第一実施形態においては、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）工程の前に、蒸発分離工程が行われることで、有機物濃度が低減された溶液Ｂに対してＭＢＲ工程が行われる。そのため、ＭＢＲ工程の活性汚泥中に溶液Ｂを長時間滞留させて生物処理を行わなくてよい。その結果、工場や家庭から排出される廃水の排出量と、蒸発分離工程及びＭＢＲ工程で処理される廃水の処理量とのバランスが良好に保たれる。
さらに、ＭＢＲ工程において活性汚泥槽を大きく形成しなくて済み、有機物を含む廃水の処理システムをコンパクトに構築できる。本発明の第一実施形態は、特に、高濃度有機物を含む廃水処理に、好適に用いることができる。
【００２７】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態の有機物を含む廃水の処理方法について説明する。なお、以下に記載する実施形態において、第一実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図２は、本実施形態の処理方法に用いる処理システム２の概略構成図である。処理システム２は、膜分離活性汚泥処理装置２０の下流側に、当該装置２０から排出された処理水を逆浸透膜又はナノろ過膜でろ過するろ過分離装置３０を備える以外は、第一実施形態で説明した処理システム１と同様の構成である。
【００２８】
ろ過分離装置３０は、逆浸透膜又はナノろ過膜を備えるろ過装置３１を備える。
ろ過分離装置３０には、膜分離活性汚泥処理装置２０からの処理水が供給される処理水流路２６と、ろ過装置３１の逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液を排出するろ液流路３２と、前記逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水を排出する濃縮水流路３３とが接続されている。
【００２９】
（ろ過分離装置３０）
ろ過分離装置３０は、逆浸透膜又はナノろ過膜を備えるろ過装置３１を備える。
ろ過装置３１は、１つ以上の逆浸透膜モジュール又はナノろ過膜モジュールを備える。
逆浸透膜又はナノろ過膜としては、特に限定されず、平膜、管状膜、中空糸膜、螺旋状膜等が挙げられる。
逆浸透膜又はナノろ過膜の材質としては、ポリアミド、ポリスルフォン、セルロースアセテート等が挙げられる。
逆浸透膜モジュール又はナノろ過膜モジュールは、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過したろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とを分離できる形態であればよく、特に限定されないが、例えば、集水管のまわりに逆浸透膜を巻き回した円柱状の逆浸透膜エレメントを円筒状のケーシングに収納した、いわゆるスパイラル型逆浸透膜モジュール等が挙げられる。
【００３０】
図２に示す処理システム２を用いた廃液の処理方法は、前述した蒸発分離工程及び膜分離活性汚泥処理工程に加えて、膜分離活性汚泥処理装置２０からの処理水を、ろ過分離装置３０に供給し、ろ過装置３１の逆浸透膜又はナノろ過膜でろ過するろ過分離工程を含む以外は、第一実施形態の処理方法と同様である。
【００３１】
（ろ過分離工程）
ろ過分離工程では、膜分離活性汚泥処理装置２０からの処理水が、ろ過分離装置３０に供給され、ろ過装置３１の逆浸透膜又はナノろ過膜を透過するろ液と、逆浸透膜又はナノろ過膜を透過しない濃縮水とに分離される。
上記ろ液は、ろ液流路３２を経て排出される。このろ液は、工業用水（例えば、各種ボイラーの冷却水、洗浄液の溶媒等の工程水）等として再利用されたり、そのまま外部に放流されるが、環境負荷を低減でき水資源を有効活用できる点から再利用されることが好ましい。上記ろ液が再利用されることで、外部に廃水が排出されない（ＺＬＤ：ゼロリキッドディスチャージ）処理方法及び処理システムを提供できる。なお、上記ろ液が外部に放流される場合には、ろ液に対し必要に応じてオゾン処理、紫外線照射等の処理が施されてもよい。
一方、上記濃縮水は、濃縮水流路３３を経て排出され、濃縮水貯留槽（図示略）に貯留される。この濃縮水は産業廃棄物として処理されてもよい。
【００３２】
本実施形態の処理方法においては、第一実施形態の処理方法と同様の作用効果が得られるほか、ろ過分離工程の前に、蒸発分離工程及び膜分離活性汚泥処理工程が行われることで、有機物濃度が低減された処理水に対してろ過分離工程が行われる。そのため、有機物を含む廃水を、直接、逆浸透膜ろ過装置又はナノろ過膜ろ過装置で処理した場合に生じる逆浸透膜又はナノろ過膜の目詰まりや、逆浸透膜又はナノろ過膜の溶解等による破損を抑制できる。本実施形態の処理方法によれば、有機物廃水に含まれる有機物が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の逆浸透膜又はナノろ過膜を溶解しやすい溶剤であっても、ろ過分離工程の前に、蒸発分離工程及び膜分離活性汚泥処理工程が行われ、これら溶剤の濃度が低減された処理水に対してろ過分離工程が行われるため、逆浸透膜又はナノろ過膜の溶解等による破損を抑制しやすくなる。
さらに、ろ過分離工程から得られるろ液は、膜分離活性汚泥処理工程から得られる処理水よりも水質がより高められ再利用しやすい。そのため、本実施形態の処理方法及び処理システムによれば、外部に廃水が排出されない（ＺＬＤ：ゼロリキッドディスチャージ）処理方法及び処理システムを構築しやすくなる。
本発明の第二実施形態は、特に、高濃度有機物を含む廃水処理に、好適に用いることができる。
【００３３】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態の有機物を含む廃水の処理方法について説明する。
図３は、本実施形態の処理方法に用いる処理システム３の概略構成図である。処理システム３は、濃縮水流路３３に一端が接続され、他端が原水槽４１に接続された濃縮水返送路３４を備える以外は、第二実施形態で説明した処理システム２と同様の構成である。
【００３４】
処理システム３を用いた有機物を含む廃水の処理方法においては、ろ過分離装置３０から排出された濃縮水の一部を、濃縮水流路３３及び濃縮水返送路３４を介して、原水槽４１に返送できる。
【００３５】
本実施形態の処理方法においては、第二実施形態の処理方法と同様の作用効果が得られるほか、ろ過分離工程で排出された濃縮水を原水槽に返送することで、該濃縮水に対して、再び、蒸発分離工程、分離膜活性汚泥処理工程及びろ過分離工程を行うことができる。これにより該濃縮水から再利用可能なろ液が得られる。そのため、産業廃棄物として処理される濃縮水量を削減でき、より環境負荷が低減された処理システムを構築できる。さらに、再利用できるろ液量を増やすことができ、水資源をより有効活用できる処理システムを構築できる。
本発明の第三実施形態は、特に、高濃度有機物を含む廃水処理に、好適に用いることができる。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本発明について、第一実施形態〜第三実施形態を示して説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
例えば、第一実施形態〜第三実施形態では、ＭＢＲ工程における膜分離活性汚泥処理装置として、活性汚泥処理槽内に分離膜を浸漬する浸漬型（一体型）の膜分離活性汚泥処理装置２０が用いられたがこれに限定されない。活性処理槽と、分離膜を浸漬した膜分離槽とをそれぞれ設け、活性処理槽での生物処理後に膜分離槽で膜分離を行うようにした、いわゆる槽外型（別置型）の膜分離活性汚泥処理装置が用いられてもよい。
【００３７】
第一実施形態においては、蒸発分離装置１０の下流に活性汚泥処理装置２０が配置されたがこれに限定されない。例えば、蒸発分離装置１０と活性汚泥処理装置２０の間に、蒸発分離装置１０からの溶液Ｂを一時的に貯留する受け槽が設けられてもよい。また、活性汚泥処理装置２０の下流に、活性汚泥処理装置２０からの処理水を一時的に貯留する受け槽が設けられてもよい。受け槽が設けられることで、上記溶液Ｂや処理水の流量を調整しやすくなる。
第二実施形態及び第三実施形態においては、活性汚泥処理装置２０の下流にろ過分離装置３０が配置されたがこれに限定されない。例えば、活性汚泥処理装置２０とろ過分離装置３０の間に、活性汚泥処理装置２０からの処理水を一時的に貯留する受け槽が設けられてもよい。また、ろ過分離装置３０の下流に、ろ過分離装置３０からのろ液を一時的に貯留する受け槽が設けられてもよい。
【００３８】
第一実施形態〜第三実施形態においては、溶液Ａ貯留槽（図示略）、余剰汚泥貯留槽（図示略）及び濃縮水貯留槽（図示略）は、それぞれ別箇に設けられたがこれに限定されない。例えば、溶液Ａ貯留槽と余剰汚泥貯留槽を一つの貯留槽とし、この貯留槽に、溶液Ａ流路１３と余剰汚泥流路２８を接続するようにしたり、溶液Ａ貯留槽、余剰汚泥貯留槽及び濃縮水貯留槽を一つの貯留槽とし、この貯留槽に、溶液Ａ流路１３、余剰汚泥流路２８及び濃縮水流路３３を接続するようにしてもよい。
さらに、第一実施形態〜第三実施形態における膜分離活性汚泥処理装置２０に、分離膜モジュール２５を洗浄するための洗浄装置を設けることや、各装置を接続する流路にポンプ等を設けることも任意である。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
本実施例においては、高濃度有機物を含む廃水を、第三実施形態に示した処理システム３を使用して、第三実施形態に示した処理方法により処理した。
本実施例における高濃度有機物を含む廃水としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を高濃度に含有する工程廃水を用いた。
【００４１】
前記工程廃水を原水槽４１に移送した。前記工程廃水の排出量は、１０．０ｍ３／ｄであった。また、工程廃水中の全有機炭素濃度（ＴＯＣ）は、４１００ｍｇ／Ｌ、工程廃水中のＤＭＡＣ濃度は、０．８２質量％であった。
また、原水槽４１に、下記ろ過分離工程で分離した濃縮水を返送するようにした。
【００４２】
（蒸発分離工程）
上記工程廃水及び上記濃縮水の混合廃水を、蒸発分離装置１０に供給して、以下の条件で溶液Ｂと溶液Ａとに分離した。
溶液Ｂの排出量：８．５ｍ３／ｄ。溶液Ｂ中のＤＭＡＣ濃度０．４質量％、ＴＯＣ１７００ｍｇ／Ｌ。
溶液Ａの排出量：２．０ｍ３／ｄ。溶液Ａ中のＤＭＡＣ濃度２．４質量％、ＴＯＣ１３０００ｍｇ／Ｌ。
【００４３】
（膜分離活性汚泥処理工程）
上記溶液Ｂを、膜分離活性汚泥処理装置２０に供給して、以下の条件で処理水を得た。
処理水（透過水）の排出量：８．５ｍ３／ｄ。処理水中のＤＭＡＣ濃度０．００４質量％、ＴＯＣ３５ｍｇ／Ｌ。
分離膜モジュールの膜面積：１８ｍ２（膜面積６ｍ２の中空糸膜モジュール×３基）。
分離膜モジュールの膜の種類：ポリフッ化ビニリデンを主成分とする公称孔径０．４μｍの中空糸形状のＭＦ膜。
【００４４】
（ろ過分離工程）
上記処理水を、逆浸透膜を備えるろ過装置３１に供給して、以下の条件でろ液と濃縮水とに分離した。
ろ液の排出量：８．０ｍ３／ｄ。ろ液中のＤＭＡＣ濃度０．０００２質量％、ＴＯＣ１．１ｍｇ／Ｌ。
濃縮水の排出量：０．５ｍ３／ｄ。濃縮水中のＤＭＡＣ濃度０．０６質量％、ＴＯＣ５５０ｍｇ／Ｌ。
逆浸透ろ過膜の膜面積：４７ｍ２（膜面積７．９ｍ２のＲＯ膜モジュール×６基）。
逆浸透ろ過膜：低圧スパイラル型逆浸透膜エレメント（日東電工株式会社製「ＥＳＰＡ２−４０４０」）。
上記ろ液を、製造工程における洗浄液として再利用した。また、上記濃縮水を原水槽４１に返送した。
【００４５】
上記のとおり、本発明を適用することで、製造工程から排出される工程廃水の排出量と、その処理量とのバランスに優れる処理方法及び処理システムを構築できた。また、ＭＢＲ工程において活性汚泥槽を大きく形成しなくて済み、処理システムをコンパクトに構築できた。さらに、ろ過分離工程の前に、蒸発分離工程及び膜分離活性汚泥処理工程が行われることで、ＤＭＡＣ濃度が低減された処理水に対してろ過分離工程が行われたため、ろ過装置３１の逆浸透膜の目詰まりや、逆浸透膜の溶解等による破損が生じなかった。さらに、ろ過分離工程から得られるろ液は水質に優れており、製造工程中の工程水（例えば、洗浄液）として再利用できた。これにより、外部に廃水が排出されない（ＺＬＤ：ゼロリキッドディスチャージ）処理方法及び処理システムを構築できた。
【符号の説明】
【００４６】
１〜３  処理システム
１０  蒸発分離装置
１１  蒸発分離器
２０  膜分離活性汚泥処理装置
２１  活性汚泥槽
２２  散気管
２５  分離膜モジュール
３０  ろ過分離装置
３１  ろ過装置
【図１】
0006690197.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006690197.tif 000004