(57)【要約】【課題】凝集剤の使用量の低減を図ることができながら、難生分解成分の除去効率の向上を図ることができる汚水処理方法および汚水処理装置を提供すること。【解決手段】汚水を硝化して硝化処理液を調製した後、硝化処理液の組成を維持しつつ、硝化処理液を複数の分割処理液に分割し、それらのうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤を添加して、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製する。次いで、凝集添加処理液を、凝集添加処理液の組成を維持しつつ、複数の分割処理液のうち、凝集剤を添加した分割処理液以外の分割処理液の少なくとも１つと混合して混合液を調製し、混合液を、液体成分と固体成分とに分離して、固体成分の少なくとも一部を、返送汚泥として、硝化工程に返送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を生物学的に硝化して、水分と汚泥とを含有する硝化処理液を調製する硝化工程と、
前記硝化処理液の組成を維持しつつ、前記硝化処理液を複数の分割処理液に分割する分割工程と、
前記複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤を添加して、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製する凝集工程と、
前記凝集添加処理液を、前記凝集添加処理液の組成を維持しつつ、前記複数の分割処理液のうち、前記凝集工程に供した分割処理液以外の分割処理液の少なくとも１つと混合して、混合液を調製する混合工程と、
前記混合液を、液体成分と固体成分とに分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程において分離される前記固体成分の少なくとも一部を、返送汚泥として、前記硝化工程に返送する返送工程と、
を含むことを特徴とする、汚水処理方法。
【請求項２】
前記分割工程において、前記凝集工程の前記凝集添加処理液のｐＨが、３．３以上６．０未満となるように、前記複数の分割処理液の流量を調整することを特徴とする、請求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項３】
前記硝化工程において、前記汚水のｐＨを、６．０以上８．０以下に調整することを特徴とする、請求項１または２に記載の汚水処理方法。
【請求項４】
前記固液分離工程において、分離膜により、前記液体成分と前記固体成分とを分離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汚水処理方法。
【請求項５】
汚水を生物学的に硝化し、水分と汚泥とを含有する硝化処理液を調製する生物処理ユニットと、
前記硝化処理液の通過方向の上流端部が、前記生物処理ユニットに接続される第１ラインと、
前記通過方向の上流端部および前記通過方向の下流端部が前記第１ラインに接続される第２ラインであって、前記硝化処理液の組成を維持しつつ、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液の一部を、分割処理液として分割した後、前記分割処理液を、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液に合流させる第２ラインと、
前記第２ラインに介在され、前記分割処理液に凝集剤を添加して、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製する凝集ユニットと、
前記第１ラインの前記通過方向の下流端部が接続され、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液と、前記第２ラインを通過する前記分割処理液とが合流された混合液を、液体成分と固体成分とに分離する固液分離ユニットと、
前記固液分離ユニットにおいて分離される前記固体成分の少なくとも一部を、返送汚泥として、前記生物処理ユニットに返送する返送ラインと、
を備えることを特徴とする、汚水処理装置。
【請求項６】
前記第１ラインにおける前記第２ラインの上流端部および前記第２ラインの下流端部の間、および／または、前記第２ラインの上流端部と前記凝集ユニットとの間に設けられる流量調整部材を、さらに備え、
前記流量調整部材は、前記凝集ユニットにおける前記凝集添加処理液のｐＨが３．３以上６．０未満となるように、前記第２ラインを通過する分割処理液の流量を調整することを特徴とする、請求項５に記載の汚水処理装置。
【請求項７】
前記固液分離ユニットは、前記液体成分と前記固体成分とを分離する分離膜を備えていることを特徴とする、請求項５または６に記載の汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理方法、および、汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、し尿や下水などの汚水（廃水）を、生物学的脱窒法により硝化脱窒処理することが知られている。このような硝化脱窒処理は、微生物（活性汚泥）によって、汚水中の有機物が分解されるとともに、アンモニア性窒素が亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化され、次いで、亜硝酸または硝酸性窒素が窒素に還元される。
【０００３】
また、汚水には、生物学的処理により分解が可能な成分（以下、易生分解成分とする。）とともに、生物学的処理により分解が困難な成分（以下、難生分解成分とする。）が含まれているため、生物学的処理がなされた生物処理水に、凝集剤を添加して、難生分解成分を凝集し除去することが検討されている。
【０００４】
しかし、生物処理水において、難生分解成分の凝集に必要な凝集剤の濃度を確保するには、多量の凝集剤を添加する必要があり、凝集剤の使用量、ひいては、ランニングコストが増大する。
【０００５】
また、凝集剤を生物処理水に添加すると、一般に、生物処理水のｐＨが低下する。また、凝集剤による難生分解成分の凝集は、硝化脱窒処理と比較して、低いｐＨ条件において効率良く実施される。
【０００６】
そのため、凝集剤を添加した後、微生物（活性汚泥）を、活性汚泥浮遊物濃度（ＭＬＳＳ濃度）の維持のために、比較的高いｐＨ条件が好適な硝化脱窒処理工程に返送すると、硝化脱窒処理において、汚水のｐＨが低下してしまい、汚水の処理効率が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、例えば、生物処理手段からの処理液の一部を分取し、その処理液の一部に、凝集剤を添加した後、水分と汚泥とに分離して、分離された汚泥を生物処理手段に返送するとともに、分離された水分を、生物処理手段からの、凝集工程に供した分割処理液以外の処理液と合流させて膜分離処理装置に送る有機性廃水の処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
そのような有機性廃水の処理方法では、生物処理手段からの処理液の一部（以下、分取処理液とする。）が分取され、凝集剤が添加されるので、凝集剤を処理液の全量に添加する場合と比較して、凝集剤の添加量の低減を図ることができる。また、分取処理液が処理液の一部であるので、凝集剤が添加された分取処理液を水分と汚泥とに分離し、汚泥を生物処理手段に返送しても、生物処理手段において、汚水のｐＨが低下することを抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１８１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の有機性廃水の処理方法では、難生分解成分を十分に除去できないという不具合がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、凝集剤の使用量の低減を図ることができながら、難生分解成分の除去効率の向上を図ることができる汚水処理方法および汚水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［１］本発明は、汚水を生物学的に硝化して、水分と汚泥とを含有する硝化処理液を調製する硝化工程と、前記硝化処理液の組成を維持しつつ、前記硝化処理液を複数の分割処理液に分割する分割工程と、前記複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤を添加して、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製する凝集工程と、前記凝集添加処理液を、前記凝集添加処理液の組成を維持しつつ、前記複数の分割処理液のうち、前記凝集工程に供した分割処理液以外の分割処理液の少なくとも１つと混合して、混合液を調製する混合工程と、前記混合液を、液体成分と固体成分とに分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離される前記固体成分の少なくとも一部を、返送汚泥として、前記硝化工程に返送する返送工程と、を含む、汚水処理方法である。
【００１３】
このような方法によれば、硝化処理液が、複数の分割処理液に分割され、その複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤が添加されて、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が調製される。
【００１４】
そのため、凝集剤を硝化処理液の全量に添加する場合と比較して、少量の凝集剤を分割処理液に添加することにより、分割処理液における硝化処理液を、難生分解成分の凝集に最適なｐＨにまで低下させることができる。その結果、分割処理液中の難生分解成分を凝集させ、凝集汚泥を形成することができる。つまり、凝集剤の使用量の低減を図ることができながら、難生分解成分の除去効率の向上を図ることができる。
【００１５】
しかるに、凝集汚泥には、凝集剤が消費されずに残留している場合がある。この場合、特許文献１のように、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を、水分と凝集汚泥とに分離した後、凝集汚泥を硝化工程に返送すると、凝集汚泥が汚水中の易生分解成分と接触し、残留する凝集剤が易生分解成分の凝集に消費される。
【００１６】
その結果、凝集汚泥中に残留する凝集剤を、難生分解成分の凝集に効率的に利用できず、難生分解成分の除去効率が低下する。
【００１７】
一方、上記の方法によれば、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が、凝集添加処理液の組成を維持しつつ、凝集工程に供した分割処理液以外の分割処理液の少なくとも１つ（以下、他の分割処理液とする。）と混合され、混合液が調製される。
【００１８】
つまり、凝集汚泥を含む凝集添加処理液は、硝化工程において易生分解成分の濃度が低減された、他の分割処理液と混合される。
【００１９】
そのため、凝集汚泥中に残留する凝集剤は、他の分割処理液中に含まれる難生分解成分に効率的に作用し、その難生分解成分を凝集する。その結果、難生分解成分、例えば、リンの除去効率の向上を確実に図ることができる。
【００２０】
さらに、凝集添加処理液が硝化処理液の一部であるので、凝集添加処理液と他の分割処理液とを混合した混合液を、液体成分と固体成分とに分離し、その固体成分を硝化工程に返送しても、硝化工程において、汚水のｐＨが低下することを抑制できる。
【００２１】
［２］また、本発明は、前記分割工程において、前記凝集工程の前記凝集添加処理液のｐＨが、３．３以上６．０未満となるように、前記複数の分割処理液の流量を調整する、上記［１］に記載の汚水処理方法を含む。
【００２２】
このような方法によれば、凝集剤の添加量を一定に設定しても、複数の分割処理液の流量を調整することで、凝集添加処理液のｐＨを、３．３以上６．０未満に調整することができる。
【００２３】
そのため、簡易な方法でありながら、凝集添加処理液のｐＨを、凝集工程において好適な上記範囲に維持することができる。
【００２４】
その結果、凝集工程において、難生分解成分を確実に凝集させることができ、ひいては、難生分解成分の除去効率の向上をより一層確実に図ることができる。
【００２５】
［３］また、本発明は、前記硝化工程において、前記汚水のｐＨを、６．０以上８．０以下に調整する、上記［１］または［２］に記載の汚水処理方法を含む。
【００２６】
このような方法によれば、硝化工程において、汚水のｐＨが、６．０以上８．０以下に調整されるので、汚水のｐＨを、硝化工程において好適な上記範囲に維持することができる。
【００２７】
そのため、硝化工程において、アンモニア性窒素を確実に亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化させることができ、ひいては、アンモニア性窒素濃度の低減を確実に図ることができる。
【００２８】
［４］また、本発明は、前記固液分離工程において、分離膜により、前記液体成分と前記固体成分とを分離する、上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の汚水処理方法を含む。
【００２９】
しかるに、凝集添加処理液と他の分割処理液とを混合した混合液を、分離膜により、液体成分と固体成分とに分離する場合、難生分解成分が、分離膜に付着してファウリングが生じる場合がある。
【００３０】
しかし、上記の方法によれば、特許文献１と異なり、凝集汚泥中に残留する凝集剤が有効に活用されることで、混合液中の難生分解成分が効率良く凝集されているために、分離膜にファウリングが生じることを抑制できる。
【００３１】
［５］本発明は、汚水を生物学的に硝化し、水分と汚泥とを含有する硝化処理液を調製する生物処理ユニットと、前記硝化処理液の通過方向の上流端部が、前記生物処理ユニットに接続される第１ラインと、前記通過方向の上流端部および前記通過方向の下流端部が前記第１ラインに接続される第２ラインであって、前記硝化処理液の組成を維持しつつ、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液の一部を、分割処理液として分割した後、前記分割処理液を、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液に合流させる第２ラインと、前記第２ラインに介在され、前記分割処理液に凝集剤を添加して、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製する凝集ユニットと、前記第１ラインの前記通過方向の下流端部が接続され、前記第１ラインを通過する前記硝化処理液と、前記第２ラインを通過する前記分割処理液とが合流された混合液を、液体成分と固体成分とに分離する固液分離ユニットと、前記固液分離ユニットにおいて分離される前記固体成分の少なくとも一部を、返送汚泥として、前記生物処理ユニットに返送する返送ラインと、を備える、汚水処理装置である。
【００３２】
このような構成によれば、第１ラインの上流端部が生物処理ユニットに接続され、第２ラインの上流端部が第１ラインに接続されているので、生物処理ユニットにおいて硝化された硝化処理液は、第１ラインおよび第２ラインによって、複数の分割処理液として分割される。
【００３３】
そして、凝集ユニットが第２ラインに介在されており、かつ、第２ラインの下流端部が第１ラインに接続されているので、第２ラインを通過する分割処理液は、凝集ユニットにより、凝集剤が添加され、凝集汚泥を含む凝集添加処理液として調製された後、第１ラインを通過する分割処理液（硝化処理液）と合流される。
【００３４】
つまり、生物処理ユニットにおいて硝化された硝化処理液の一部に凝集剤が添加されるので、凝集剤を硝化処理液の全量に添加する場合と比較して、凝集剤の使用量の低減を図ることができる。
【００３５】
また、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が、第１ラインを通過する分割処理液（硝化処理液）と合流されるので、凝集汚泥中に残留する凝集剤を、第１ラインを通過する分割処理液（硝化処理液）中に含まれる難生分解成分に効率的に作用させることができ、難生分解成分、例えば、リンの除去効率の向上を図ることができる。
【００３６】
さらに、凝集添加処理液が硝化処理液の一部であるので、第２ラインを通過する凝集添加処理液と、第１ラインを通過する分割処理液（硝化処理液）との混合液を、固液分離ユニットにおいて、液体成分と固体成分とに分離し、その固体成分を返送ラインを介して、生物処理ユニットに返送しても、生物処理ユニットにおいて、汚水のｐＨが低下することを抑制できる。
【００３７】
［６］また、本発明は、前記第１ラインにおける前記第２ラインの上流端部および前記第２ラインの下流端部の間、および／または、前記第２ラインの上流端部と前記凝集ユニットとの間に設けられる流量調整部材を、さらに備え、前記流量調整部材は、前記凝集ユニットにおける前記凝集添加処理液のｐＨが３．３以上６．０未満となるように、前記第２ラインを通過する分割処理液の流量を調整する、上記［５］に記載の汚水処理装置を含む。
【００３８】
このような構成によれば、流量調整部材が、第１ラインにおける第２ラインの上流端部および下流端部の間、および／または、第２ラインの上流端部と凝集ユニットとの間に設けられているので、第２ラインを通過する分割処理液の流量を確実に調整できる。
【００３９】
そのため、凝集ユニットにおける凝集剤の添加量を一定に設定しても、第２ラインを通過する分割処理液の流量を調整することで、凝集添加処理液のｐＨを、３．３以上６．０未満に調整することができる。
【００４０】
その結果、簡易な構成でありながら、凝集添加処理液のｐＨを、凝集ユニットにおいて、好適な上記範囲に維持することができ、難生分解成分を確実に凝集させることができる。
【００４１】
［７］また、本発明は、前記固液分離ユニットは、前記液体成分と前記固体成分とを分離する分離膜を備えている、上記［５］または［６］に記載の汚水処理装置を含む。
【００４２】
このような構成によれば、特許文献１と異なり、凝集汚泥中に残留する凝集剤が有効に活用されることで、混合液中の難生分解成分が効率良く凝集されているために、混合液を、分離膜により、液体成分と固体成分とに分離しても、分離膜にファウリングが生じることを抑制できる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の汚水処理方法および汚水処理装置では、凝集剤の使用量の低減を図ることができながら、難生分解成分の除去効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の汚水処理装置の第１実施形態としての汚水処理施設の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の汚水処理装置の第２実施形態としての汚水処理施設の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の汚水処理装置の第３実施形態としての汚水処理施設の概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の汚水処理方法に係る各実施例および比較例における、凝集剤添加割合に対する、リン酸態リン濃度の相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
１．汚水処理方法
本発明の汚水処理方法の一実施形態は、汚水を生物学的に硝化して、硝化処理液を調製する硝化工程と、硝化処理液を複数の分割処理液に分割する分割工程と、複数の分割処理液のうち１つの分割処理液に凝集剤を添加して、凝集添加処理液を調製する凝集工程と、凝集添加処理液を、他の分割処理液（凝集工程に供した分割処理液以外の分割処理液）に合流させて、混合液を調製する混合工程と、混合液を液体成分と固体成分とに分離する固液分離工程と、固体成分を硝化工程に返送する返送工程とを含んでいる。
【００４６】
このような汚水処理方法では、まず、汚水を活性汚泥により生物学的に硝化する（硝化工程）。
【００４７】
汚水としては、例えば、下水や、し尿系汚水などが挙げられる。
【００４８】
下水は、下水道により回収される汚水であり、水洗式便所からのし尿排水、生活に伴ない発生する生活排水、雨水などを含んでいる。
【００４９】
し尿系汚水は、下水とは別途回収される汚水であり、汲み取り式便所の便壺に貯留されるし尿や、し尿や生活排水などを処理する浄化槽において生じる浄化槽汚泥などを含んでいる。
【００５０】
汚水は、単独使用または２種類以上併用することができる。汚水のなかでは、好ましくは、し尿系汚水が挙げられる。
【００５１】
汚水の浮遊物質（ＳＳ）濃度は、例えば、１５００ｍｇ／Ｌ以上１６０００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、ＳＳ濃度は、例えば、遠心分離法やガラス繊維ろ紙法により測定することができる。
【００５２】
汚水の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は、例えば、１５００ｍｇ／Ｌ以上９７００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、ＢＯＤは、例えば、２０℃で汚水を５日間培養し、その前後の溶存酸素量を計測することにより測定することができる。
【００５３】
汚水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）は、例えば、８００ｍｇ／Ｌ以上５５００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、ＣＯＤは、例えば、１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素要求量を計測することにより測定することができる。
【００５４】
汚水の溶解性ＣＯＤ(Ｓ−ＣＯＤ）は、例えば、５００ｍｇ／Ｌ以上４５００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、Ｓ−ＣＯＤは、例えば、汚水をろ紙でろ過した後、そのろ液の１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素要求量を計測することにより測定することができる。
【００５５】
汚水の総窒素量（Ｔ−Ｎ）は、例えば、３７０ｍｇ／Ｌ以上２６００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、Ｔ−Ｎは、例えば、汚水をケルダール法により前処理して、中和滴定法や総和法を行なうことにより測定することができる。
【００５６】
汚水のアンモニア性窒素(ＮＨ４−Ｎ）は、例えば、５０ｍｇ／Ｌ以上２３００ｍｇ／Ｌ以下である。なお、ＮＨ４−Ｎは、例えば、中和滴定法やイオン電極法により測定することができる。
【００５７】
汚水の総リン量（Ｔ−Ｐ）は、例えば、５７ｍｇ／Ｌ以上２５０ｍｇ／Ｌ以下である。なお、Ｔ−Ｐは、例えば、汚水を硝酸と硫酸とによる分解法で前処理した後に、モリブデン青吸光光度法により測定することができる。
【００５８】
汚水のリン酸態リン（ＰＯ４−Ｐ）は、例えば、５ｍｇ／Ｌ以上１６０ｍｇ／Ｌ以下である。なお、ＰＯ４−Ｐは、例えば、モリブデン青吸光光度法により測定することができる。
【００５９】
活性汚泥は、有機物を分解する従属栄養細菌と、アンモニア性窒素を酸化する硝化細菌とを、少なくとも含んでいる。また、活性汚泥は、詳しくは後述するが、返送工程により硝化工程に返送される返送汚泥に含有されていてもよい。
【００６０】
そして、汚水を活性汚泥により処理するには、汚水と活性汚泥とを混合し、汚水汚泥混合液を調製した後、汚水汚泥混合液に空気（酸素）を供給する（ばっ気する）。
【００６１】
このとき、活性汚泥に含まれる従属栄養細菌が、汚水中の有機物を分解するとともに、活性汚泥に含まれる硝化細菌が、アンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化する。
【００６２】
以上により、汚水が生物学的に硝化され、水分と活性汚泥とを含有する硝化処理液が調製される。
【００６３】
硝化工程における汚水（汚水汚泥混合液）のｐＨは、例えば、６．０以上、好ましくは、７．０以上、例えば、８．０以下、好ましくは、７．５以下である。
【００６４】
汚水（汚水汚泥混合液）のｐＨが上記下限以上上限以下であれば、硝化工程において、アンモニア性窒素を確実に亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化させることができ、ひいては、アンモニア性窒素濃度の低減を確実に図ることができる。
【００６５】
このように、硝化工程では、アンモニア性窒素が亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化されるので、硝化処理液は、亜硝酸または硝酸性窒素を含んでいる。
【００６６】
そのため、好ましくは、硝化処理液を活性汚泥により生物学的に脱窒して、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する（脱窒工程）。つまり、本実施形態では、汚水処理方法が脱窒工程をさらに含んでいる。
【００６７】
この場合、活性汚泥は、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する脱窒細菌をさらに含んでいる。
【００６８】
そして、硝化処理液を脱窒するには、硝化処理液を、溶存酸素が存在せず、亜硝酸または硝酸イオン中の酸素のみが存在する無酸素状態に維持する。
【００６９】
このとき、活性汚泥に含まれる従属栄養細菌が、硝化処理液中の有機物を分解するとともに、活性汚泥に含まれる脱窒細菌が、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する。なお、窒素は、硝化処理液から大気に放出されて除去される。
【００７０】
以上により、硝化処理液が生物学的に脱窒され、水分と活性汚泥とを含有する脱窒処理液が調製される。脱窒処理液は、脱窒された硝化処理液であり、硝化処理液の一例である。
【００７１】
脱窒工程における脱窒処理液（硝化処理液）のｐＨは、例えば、５．０以上、好ましくは、６．０以上、例えば、１０．０以下、好ましくは、９．０以下である。
【００７２】
なお、本実施形態において、脱窒工程は、硝化工程に続いて実施されているが、汚水処理方法が返送工程を含んでいるため、脱窒工程および硝化工程の順序は特に制限されず、脱窒工程を、硝化工程の前に実施することもできる。
【００７３】
次いで、水と活性汚泥とを含有する硝化処理液（好ましくは、脱窒処理液）を、硝化処理液の組成を維持しつつ、つまり、水分と活性汚泥とを分離することなく、複数の分割処理液に分割する（分割工程）。
【００７４】
硝化処理液の分割数（分割処理液の個数）としては、例えば、２以上、例えば、１０以下、好ましくは、５以下、さらに好ましくは、３以下、とりわけ好ましくは、２である。
【００７５】
複数の分割処理液のそれぞれの体積は、互いに同一であってもよく、異なってもよいが、後述する凝集工程におけるｐＨ調整の観点から好ましくは、互いに異なる。
【００７６】
各分割処理液の体積割合は、硝化処理液の全体積（複数の分割処理液の体積の総和）に対して、例えば、１体積％以上、好ましくは、２０体積％以上、さらに好ましくは、３０体積％以上、例えば、９５体積％以下、好ましくは、８０体積％以下、さらに好ましくは、７０体積％以下である。
【００７７】
次いで、複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤を添加する（凝集工程）。なお、以下の説明において、凝集剤が添加される分割処理液を添加対象処理液とする。
【００７８】
凝集剤は、汚水処理に用いられる公知の凝集剤であって、例えば、有機凝集剤、無機凝集剤などが挙げられる。
【００７９】
有機凝集剤としては、例えば、ポリアミン系凝集剤（例えば、ジメチルアミンとエピクロルヒドリンとの重合物など）、ポリアクリルアミド系凝集剤（例えば、アクリルアミドとアクリル酸ナトリウム（アクリル酸ソーダ）との重合物など）などが挙げられる。
【００８０】
無機凝集剤としては、例えば、アルミニウム系凝集剤（例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化アルミニウムなど）、鉄系凝集剤（例えば、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄など）などが挙げられる。
【００８１】
凝集剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。また、凝集剤のなかでは、好ましくは、無機凝集剤、さらに好ましくは、鉄系凝集剤、とりわけ好ましくは、ポリ硫酸第二鉄が挙げられる。
【００８２】
凝集剤の添加割合は、添加対象処理液の単位体積当たり、例えば、１００ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下である。
【００８３】
また、凝集剤が無機凝集剤である場合、無機凝集剤の添加割合は、金属換算で、添加対象処理液の単位体積当たり、例えば、１０ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは、２０ｍｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは、８０ｍｇ／Ｌ以上、例えば、６００ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは、５００ｍｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは、４５０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００８４】
凝集剤の添加割合が上記下限以上であれば、分割処理液中の難生分解成分を確実に凝集させることができ、凝集剤の添加割合が上記上限以下であれば、無機凝集剤の使用量の低減を確実に図ることができる。
【００８５】
また、複数の分割処理液の体積が互いに異なる場合、凝集剤は、好ましくは、相対的に体積の少ない分割処理液に添加される。これにより、凝集剤の添加量の低減を図ることができながら、凝集剤の添加割合を上記の範囲に確保することができる。
【００８６】
このように、添加対象処理液（分割処理液）に凝集剤が添加されると、硝化工程で生物分解されずに残存（溶解）する難生分解成分（例えば、リン、色度成分、難生分解性有機物など）が、凝集剤により互いに凝集して凝集汚泥（フロック）を形成する。
【００８７】
以上により、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が調製される。
【００８８】
このような凝集工程では、凝集添加処理液のｐＨが、硝化工程における汚水汚泥混合液のｐＨよりも低くなるように調整される。より具体的には、凝集添加処理液のｐＨは、例えば、３．３以上、好ましくは、４．５以上、例えば、６．０未満、好ましくは、５．５以下に調整される。
【００８９】
凝集添加処理液のｐＨが上記下限以上上限以下であれば、凝集工程において、難生分解成分を確実に凝集させることができる。
【００９０】
凝集添加処理液のｐＨを調整するには、例えば、後述する汚水処理施設１などにおいて、凝集剤の添加速度を一定に維持（設定）した状態で、凝集剤の添加割合が上記の範囲となるように、複数の分割処理液の流量を調整する。
【００９１】
複数の分割処理液の流量は、互いに同一であってもよいが、凝集添加処理液のｐＨ調整の観点から好ましくは、互いに異なる。
【００９２】
添加対象処理液の流量は、汚水処理方法で処理される汚水の投入量（後述する汚水処理施設１に投入される汚水の供給速度）に対して、例えば、１倍以上、好ましくは、２倍以上、例えば、８倍以下、好ましくは、５倍以下である。
【００９３】
添加対象処理液の流量割合は、硝化処理液の全流量（複数の分割処理液の流量の総和）に対して、例えば、５体積％以上、好ましくは、１０体積％以上、さらに好ましくは、２０体積％以上、例えば、８０体積％以下、好ましくは、５０体積％以下である。
【００９４】
これによって、凝集工程における凝集添加処理液のｐＨが上記の範囲に調整される。
【００９５】
次いで、凝集添加処理液を、凝集添加処理液の組成を維持しつつ、つまり、水分と凝集汚泥とを分離することなく、他の分割処理液と混合する（混合工程）。
【００９６】
以上によって、凝集添加処理液と他の分割処理液との混合液が調製される。
【００９７】
このとき、凝集汚泥は、他の分割処理液中の難生分解成分と接触する。すると、他の分割処理液中に含まれる難生分解成分は、凝集汚泥中に残留する凝集剤により、凝集される。
【００９８】
混合液のｐＨは、例えば、５．５以上、好ましくは、６．０以上、例えば、７．０以下、好ましくは、６．５以下である。
【００９９】
次いで、混合液を、液体成分と固体成分とに分離する（固液分離工程）。
【０１００】
混合液を液体成分と固体成分とに分離する方法としては、公知の固液分離方法が挙げられ、例えば、混合液を膜分離する方法、スクリュープレス、ベルトプレス、遠心分離、多重円盤脱水などが挙げられる。
【０１０１】
このような固液分離方法のなかでは、好ましくは、混合液を膜分離する方法が挙げられる。具体的には、混合液を、分離膜によって、分離膜を通過する液体成分と、分離膜を通過しない固体成分とに分離する。
【０１０２】
分離膜としては、例えば、多孔質構造を有する公知の分離膜が挙げられ、より具体的には、有機材料から形成される有機膜、無機材料から形成される無機膜などが挙げられる。
【０１０３】
有機膜を形成する有機材料としては、例えば、セルロース系ポリマー（例えば、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなど）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリスルホン、ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。
【０１０４】
無機膜を形成する無機材料としては、例えば、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムの焼結体、酸化ジルコニウムの焼結体など）、カーボン、ガラスなどが挙げられる。
【０１０５】
このような分離膜のなかでは、好ましくは、無機膜、さらに好ましくは、セラミックスから形成される無機膜（セラミックス膜）が挙げられる。
【０１０６】
また、分離膜の形状としては、例えば、平膜、中空糸膜、チューブラー膜、モノリス膜などが挙げられる。
【０１０７】
また、分離膜の孔径範囲は、例えば、１ｎｍ以上、好ましくは、２ｎｍ以上、さらに好ましくは、０．０１μｍ以上、例えば、０．５μｍ以下、好ましくは、０．４μｍ以下である。
【０１０８】
このような固液分離工程は、公知の膜分離装置により実施することもできる。
【０１０９】
また、固液分離工程では、好ましくは、混合液にｐＨ調整剤が添加され、混合液のｐＨが、上記の硝化工程における汚水のｐＨの範囲と同様となるように調整される。
【０１１０】
ｐＨ調整剤は、塩基性調整剤であって、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、アンモニア水などが挙げられる。このようなｐＨ調整剤は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【０１１１】
以上によって、混合液が液体成分と固体成分とに分離される。
【０１１２】
液体成分は、実質的に水分からなり、処理水として得られる。
【０１１３】
処理水（液体成分）の体積割合は、混合液全量（液体成分と固体成分との総和）に対して、例えば、１体積％以上５０体積％以下である。
【０１１４】
処理水のＣＯＤは、例えば、１ｍｇ／Ｌ以上１５０ｍｇ／Ｌ未満である。
【０１１５】
処理水のＮＨ４−Ｎは、例えば、０．１ｍｇ／Ｌ以上５ｍｇ／Ｌ以下である。
【０１１６】
処理水のＰＯ４−Ｐは、例えば、０．０１ｍｇ／Ｌ以上２０ｍｇ／Ｌ未満である。
【０１１７】
処理水のｐＨの範囲は、例えば、上記の混合液のｐＨの範囲と同様である。
【０１１８】
固体成分は、活性汚泥および凝集汚泥を含有しており、返送汚泥として、硝化工程に返送される（返送工程）。
【０１１９】
返送汚泥（固体成分）の体積割合は、混合液全量（液体成分と固体成分との総和）に対して、例えば、５０体積％以上９９体積％以下である。
【０１２０】
返送汚泥（固体成分）のｐＨの範囲は、例えば、上記のｐＨ調整後の混合液のｐＨの範囲と同様である。
【０１２１】
そして、返送汚泥は、汚水と混合されて、再度、硝化工程に供される。
【０１２２】
返送汚泥の混合割合は、汚水１質量部に対して、例えば、１質量部以上２０質量部以下である。
【０１２３】
このように、本実施形態では、硝化工程、脱窒工程、分割工程、凝集工程、混合工程、固液分離工程および返送工程が、順次連続して繰り返され、汚泥がそれら工程を順次循環している。
【０１２４】
なお、汚泥の一部は、硝化工程における汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）を一定に維持するために、好ましくは、余剰汚泥として、繰り返される各工程から除去される。
【０１２５】
本実施形態では、返送汚泥を硝化工程へ返送する途中において、返送汚泥と汚水とが混合される前に、返送汚泥の一部が余剰汚泥として除去される。
【０１２６】
２．汚水処理施設
このような汚水処理方法は、例えば、図１に示すように、汚水処理装置の一例としての汚水処理施設１により連続的に実施される。
【０１２７】
汚水処理施設１は、生物処理ユニット２と、分割ユニット３と、凝集ユニット４と、固液分離ユニット５と、返送ライン６と、処理水ライン７とを備えている。
【０１２８】
生物処理ユニット２は、汚水を生物学的脱窒法により処理可能となるように構成されている。生物処理ユニット２は、硝化槽８と、脱窒槽９と、汚水供給ライン１０と、連結ライン１２とを備えている。
【０１２９】
硝化槽８には、ポンプ１３が設けられている。ポンプ１３は、硝化槽８内に空気（酸素）を供給するように構成されている。
【０１３０】
脱窒槽９は、硝化槽８に対して、汚水の処理方向（汚水の搬送方向）の下流側に配置されている。
【０１３１】
汚水供給ライン１０は、汚水を硝化槽８に供給する配管を備えている。汚水供給ライン１０の配管の上流端部は、汚水を貯留する汚水貯留槽（図示せず）に接続され、汚水供給ライン１０の配管の下流端部は、硝化槽８に接続されている。
【０１３２】
連結ライン１２は、硝化槽８と脱窒槽９とを連結する配管を備えている。連結ライン１２の配管の上流端部は、硝化槽８に接続され、連結ライン１２の配管の下流端部は、脱窒槽９に接続されている。
【０１３３】
分割ユニット３は、脱窒槽９に対して下流側に配置されており、第１ライン１５と、第２ライン１６と、第３ライン２８とを備えている。
【０１３４】
第１ライン１５は、第１配管１７と、バッファ槽１８とを備えている。
【０１３５】
第１配管１７は、脱窒槽９と固液分離ユニット５とを、バッファ槽１８を介して、連結する配管であって、脱窒処理液を脱窒槽９から固液分離ユニット５に移送する。第１配管１７の上流端部は、脱窒槽９に接続されており、第１配管１７の下流端部は、固液分離ユニット５に接続されている。つまり、第１ライン１５の脱窒処理液の通過方向の上流端部が、生物処理ユニット２に接続され、第１ライン１５の脱窒処理液の通過方向の下流端部が、固液分離ユニット５に接続されている。
【０１３６】
バッファ槽１８は、第１ライン１５に介在されている。バッファ槽１８の内容量は、脱窒処理液の１日当たりの流量（複数の分割処理液の流量の総和）に対して、例えば、０．０１倍以上０．５倍以下である。
【０１３７】
第２ライン１６は、第２配管１９と、流量調整部材の一例としてのバルブ２０とを備えている。
【０１３８】
第２配管１９は、第１ライン１５から分岐した後、Ｕターンするように、第１ライン１５に合流する配管である。第２配管１９の上流端部は、第１配管１７におけるバッファ槽１８よりも上流側に接続されており、第２配管１９の下流端部は、バッファ槽１８に接続されている。
【０１３９】
バルブ２０は、第２配管１９の途中部に設けられている。
【０１４０】
凝集ユニット４は、第２ライン１６に介在されており、凝集槽２４と、凝集剤供給ライン２５とを備えている。
【０１４１】
凝集槽２４は、第２配管１９におけるバルブ２０の下流側に介在されている。つまり、バルブ２０は、第２ライン１６の上流端部と凝集ユニット４との間に設けられている。
【０１４２】
凝集槽２４の内容量は、第２配管１９を通過する分割処理液の１日当たりの流量に対して、例えば、０．００５倍以上０．１倍以下である。
【０１４３】
凝集剤供給ライン２５は、凝集剤を凝集槽２４に供給する配管を備えている。凝集剤供給ライン２５の配管の上流端部は、凝集剤を貯留する凝集剤貯留槽（図示せず）に接続され、凝集剤供給ライン２５の配管の下流端部は、凝集槽２４に接続されている。
【０１４４】
第３ライン２８は、第１ライン１５から分岐した後、硝化槽８に分割処理液を返送する第３配管２９を備えている。第３配管２９の上流端部は、第１配管１７におけるバッファ槽１８よりも上流側に接続されており、第３配管２９の下流端部は、硝化槽８に接続されている。
【０１４５】
固液分離ユニット５は、分割ユニット３に対して下流側に配置されている。固液分離ユニット５は、固液分離槽２１と、分離膜２２と、調整剤供給ライン２３とを備えている。
【０１４６】
固液分離槽２１は、第１配管１７の下流端部が接続されている。
【０１４７】
分離膜２２は、固液分離槽２１内に収容されている。分離膜２２としては、上記の分離膜が挙げられる。
【０１４８】
調整剤供給ライン２３は、ｐＨ調整剤を固液分離槽２１に供給する配管を備えている。調整剤供給ライン２３の配管の上流端部は、ｐＨ調整剤を貯留する調整剤貯留槽（図示せず）に接続され、調整剤供給ライン２３の配管の下流端部は、固液分離槽２１に接続されている。
【０１４９】
また、固液分離ユニット５として、上記した膜分離装置を採用することもできる。
【０１５０】
返送ライン６は、返送配管１４と、余剰汚泥排出管１１とを備えている。
【０１５１】
返送配管１４は、返送汚泥を固液分離ユニット５から生物処理ユニット２に返送する配管である。返送配管１４の上流端部は、固液分離槽２１に接続され、返送配管１４の下流端部は、汚水供給ライン１０に接続されている。
【０１５２】
余剰汚泥排出管１１は、返送配管１４を通過する返送汚泥の一部を、余剰汚泥として排出するための配管である。余剰汚泥排出管１１の上流端部は、返送配管１４の途中部に接続されている。
【０１５３】
処理水ライン７は、固液分離ユニット５から処理水を排出する配管を備えている。処理水ライン７の配管の上流端部は、固液分離ユニット５に接続されている。
【０１５４】
次に、汚水処理施設１における汚水処理動作について説明する。
【０１５５】
汚水処理施設１では、まず、汚水供給ライン１０を介して供給される汚水と、返送ライン６を介して返送される返送汚泥とが、上記の混合割合で混合され、汚水汚泥混合液が調製される。
【０１５６】
汚水の供給速度は、例えば、５ｍ３／日以上、好ましくは、１０ｍ３／日以上、例えば、６００ｍ３／日以下、好ましくは、５００ｍ３／日以下である。
【０１５７】
返送汚泥の返送速度は、例えば、２５ｍ３／日以上、好ましくは、５０ｍ３／日以上、例えば、６０００ｍ３／日以下、好ましくは、５０００ｍ３／日以下である。
【０１５８】
そして、汚水汚泥混合液は、硝化槽８に供給され、硝化槽８において、ばっ気されて、生物学的に硝化される。これによって、水分と活性汚泥とを含有する硝化処理液が調製される。
【０１５９】
なお、硝化槽８における汚水（汚水汚泥混合液）のｐＨの範囲は、上記した硝化工程における汚水のｐＨの範囲と同様である。
【０１６０】
次いで、硝化処理液は、連結ライン１２を介して、硝化槽８から脱窒槽９に送られる。
【０１６１】
そして、硝化処理液は、脱窒槽９において、無酸素状態に維持されて、生物学的に脱窒される。これによって、水分と活性汚泥とを含有する脱窒処理液が調製される。
【０１６２】
なお、脱窒槽９における硝化処理液のｐＨの範囲は、上記した脱窒工程における硝化処理液のｐＨの範囲と同様である。
【０１６３】
その後、脱窒処理液は、脱窒槽９から第１配管１７に流出する。そして、脱窒処理液は、第１配管１７と第２配管１９との接続部分、および、第１配管１７と第３配管２９との接続部分のそれぞれに到達すると、脱窒処理液の組成を維持しつつ、第１配管１７を通過する第１分割処理液と、第２配管１９を通過する第２分割処理液と、第３配管２９を通過する第３分割処理液とに分割される。
【０１６４】
第１分割処理液は、脱窒槽９とバッファ槽１８との間の第１配管１７を介して、バッファ槽１８に送られる。また、第３分割処理液は、第３ライン２８を介して、硝化槽８に返送され、硝化槽８内において、硝化処理液と混合される。
【０１６５】
また、第２分割処理液は、凝集ユニット４の凝集槽２４に到達する。また、凝集槽２４には、凝集剤が、凝集剤供給ライン２５を介して、一定の添加速度で供給されている。
【０１６６】
凝集剤の添加速度は、例えば、０．８ｋｇ／日以上、好ましくは、１．６ｋｇ／日以上、例えば、６４００ｋｇ／日以下、好ましくは、５３００ｋｇ／日以下である。
【０１６７】
これにより、第２分割処理液に凝集剤が添加されて、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が調製される。つまり、第２分割処理液が、添加対象処理液に対応する。
【０１６８】
このとき、凝集ユニット４における凝集添加処理液のｐＨの範囲が、上記の凝集工程における凝集添加処理液のｐＨの範囲と同様となるように、バルブ２０が、第１分割処理液、第２分割処理液および第３分割処理液のそれぞれの流量を適宜調整する。
【０１６９】
第１分割処理液の流量は、例えば、３ｍ３／日以上、好ましくは、６ｍ３／日以上、例えば、５６０２ｍ３／日以下、好ましくは、４６６８ｍ３／日以下である。
【０１７０】
第２分割処理液の流量は、例えば、１２ｍ３／日以上、好ましくは、２３ｍ３／日以上、例えば、６６５２ｍ３／日以下、好ましくは、６３０２ｍ３／日以下である。
【０１７１】
第３分割処理液の流量は、例えば、７５ｍ３／日以上、好ましくは、１００ｍ３／日以上、例えば、１５６００ｍ３／日以下、好ましくは、１８０００ｍ３／日以下である。
【０１７２】
また、第２分割処理液の流量は、第１分割処理液の流量に対して、例えば、０．０５倍以上、好ましくは、０．１倍以上、さらに好ましくは、０．２５倍以上、例えば、４倍以下、好ましくは、１．０倍以下、さらに好ましくは、０．６倍以下である。
【０１７３】
また、第２分割処理液の流量割合は、脱窒処理液の全流量（第１分割処理液、第２分割処理液および第３分割処理液の流量の総和）に対して、例えば、１．４体積％以上、好ましくは、２．８体積％以上、さらに好ましくは、５．６体積％以上、例えば、３５体積％以下、好ましくは、２２．４体積％以下、さらに好ましくは、２１．９体積％以下である。
【０１７４】
次いで、凝集添加処理液は、凝集槽２４とバッファ槽１８との間の第２配管１９を介して、バッファ槽１８に送られる。
【０１７５】
そのため、凝集添加処理液は、バッファ槽１８内において、第１分割処理液と合流され混合される。これにより、凝集添加処理液と第１分割処理液との混合液が調製される。なお、バッファ槽１８における混合液のｐＨの範囲は、上記の混合工程における混合液のｐＨの範囲と同様である。
【０１７６】
次いで、混合液は、バッファ槽１８と固液分離槽２１との間の第１ライン１５を介して、固液分離槽２１に送られる。そして、混合液は、固液分離槽２１内において、分離膜２２により、液体成分と固体成分とに分離される。
【０１７７】
このとき、固液分離槽２１には、ｐＨ調整剤が、調整剤供給ライン２３を介して供給される。
【０１７８】
ｐＨ調整剤の供給速度は、例えば、１ｋｇ／日以上、好ましくは、２ｋｇ／日以上、例えば、７６０ｋｇ／日以下、好ましくは、９１０ｋｇ／日以下である。
【０１７９】
これにより、固液分離槽２１における混合液のｐＨの範囲は、上記の硝化工程における汚水のｐＨの範囲と同様となるように調整される。
【０１８０】
そして、液体成分は、処理水として、固液分離ユニット５から処理水ライン７を介して排出される。処理水の排出速度は、例えば、７ｍ３／日以上８４０ｍ３／日以下である。
【０１８１】
また、固体成分は、固液分離ユニット５から返送配管１４を介して、汚水供給ライン１０に返送される。
【０１８２】
このとき、固体成分の一部は、余剰汚泥として、余剰汚泥排出管１１から汚水処理施設１外に排出される。余剰汚泥の排出速度は、例えば、１ｍ３／日以上１６２ｍ３／日以下である。
【０１８３】
また、余剰汚泥が除かれた固体成分は、返送汚泥として、上記の返送速度で、汚水供給ライン１０に流入する。
【０１８４】
なお、詳述しないが、汚水処理施設１には、通常、汚水に加え、各種洗浄用の水が流入する。
【０１８５】
３．作用効果
本実施形態では、硝化処理液が、複数の分割処理液に分割され、その複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤が添加されて、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が調製される。
【０１８６】
そのため、凝集剤を硝化処理液の全量に添加する場合と比較して、少量の凝集剤を分割処理液に添加することにより、難生分解成分の凝集に十分な程度まで、分割処理液における凝集剤の濃度を向上させることができる。
【０１８７】
より具体的には、硝化処理液の全量が１０Ｌであり、凝集剤の添加量が２００ｍｇである場合、凝集剤を硝化処理液の全量に添加すると、硝化処理液における凝集剤の濃度は、２０ｍｇ／Ｌとなる。この場合、硝化処理液のｐＨ低下が不十分であり、凝集に最適なｐＨとならないため、硝化処理液中の難生分解成分を凝集させることができない。
【０１８８】
一方、本実施形態のように硝化処理液を複数の分割処理液に分割し、例えば、１Ｌの添加対象処理液に、２００ｍｇの凝集剤を添加する場合、添加対象処理液における凝集剤の濃度は、２００ｍｇ／Ｌとなる。
【０１８９】
すると、添加対象処理液における硝化処理液を、難生分解成分の凝集に最適なｐＨにまで低下させることができ、添加対象処理液中の難生分解成分を凝集させ、凝集汚泥を形成することができる。
【０１９０】
つまり、例え、凝集剤の添加量が同一量であっても、凝集剤を硝化処理液の全量に添加した場合と比較して、硝化処理液を、複数の分割処理液に分割し、その複数の分割処理液のうち少なくとも１つの分割処理液に、凝集剤を添加する方が、難生分解成分の除去効率の向上を図ることができる。
【０１９１】
また、凝集汚泥を含む凝集添加処理液は、凝集添加処理液の組成を維持しつつ、他の分割処理液と混合され、混合液が調製される。
【０１９２】
そのため、凝集汚泥中に残留する凝集剤は、他の分割処理液中に含まれる難生分解成分に効率的に作用し、その難生分解成分を凝集する。その結果、難生分解成分、例えば、リンの除去効率の向上を確実に図ることができる。
【０１９３】
さらに、凝集添加処理液が硝化処理液の一部であるので、凝集添加処理液と他の分割処理液とを混合した混合液を、液体成分と固体成分とに分離し、その固体成分を硝化工程に返送しても、硝化工程において、汚水のｐＨが低下することを抑制できる。
【０１９４】
また、上記のように、凝集剤の添加量を一定に設定しても、複数の分割処理液の流量を調整することで、凝集添加処理液のｐＨを、３．３以上６．０未満に調整することができる。
【０１９５】
そのため、簡易な方法でありながら、凝集添加処理液のｐＨを、凝集工程において好適な範囲に維持することができる。
【０１９６】
その結果、凝集工程において、難生分解成分を確実に凝集させることができ、ひいては、難生分解成分の除去効率の向上をより一層確実に図ることができる。
【０１９７】
また、硝化工程において、汚水のｐＨが、６．０以上８．０以下に調整される。そのため、汚水のｐＨを、硝化工程において好適な範囲に維持することができる。その結果、硝化工程において、アンモニア性窒素を確実に亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化させることができ、ひいては、アンモニア性窒素濃度の低減を確実に図ることができる。
【０１９８】
また、固液分離工程において、混合液が、分離膜により、液体成分と固体成分とに分離される。
【０１９９】
しかし、凝集汚泥中に残留する凝集剤が有効に活用されることで、混合液中の難生分解成分が効率良く凝集されているために、分離膜にファウリングが生じることを抑制できる。
【０２００】
また、汚水処理施設１によれば、図１に示すように、第１ライン１５の上流端部が生物処理ユニット２に接続され、第２ライン１６の上流端部が第１ライン１５に接続されている。
【０２０１】
そのため、生物処理ユニット２において硝化脱窒された脱窒処理液は、第１ライン１５および第２ライン１６によって、複数（２つ）の分割処理液として分割される。
【０２０２】
そして、凝集ユニット４が第２ライン１６に介在されており、かつ、第２ライン１６の下流端部が第１ライン１５に接続されているので、第２ライン１６を通過する分割処理液は、凝集ユニット４により、凝集剤が添加され、凝集汚泥を含む凝集添加処理液として調製された後、第１ライン１５を通過する分割処理液（脱窒処理液）と合流される。
【０２０３】
つまり、脱窒処理液の一部に凝集剤が添加されるので、凝集剤を脱窒処理液の全量に添加する場合と比較して、凝集剤の使用量の低減を図ることができる。
【０２０４】
また、凝集汚泥を含む凝集添加処理液が、第１ライン１５を通過する分割処理液（脱窒処理液）と合流されるので、凝集汚泥中に残留する凝集剤を、第１ライン１５を通過する分割処理液（脱窒処理液）中に含まれる難生分解成分に効率的に作用させることができ、難生分解成分、例えば、リンの除去効率の向上を図ることができる。
【０２０５】
さらに、凝集添加処理液が脱窒処理液の一部であるので、第２ライン１６を通過する凝集添加処理液と、第１ライン１５を通過する分割処理液（脱窒処理液）との混合液を、固液分離ユニット５において、液体成分と固体成分とに分離し、その固体成分を返送ライン６を介して、生物処理ユニット２に返送しても、生物処理ユニット２において、汚水のｐＨが低下することを抑制できる。
【０２０６】
また、バルブ２０が第２ライン１６に設けられている。そのため、第２ライン１６を通過する分割処理液の流量を確実に調整できる。その結果、凝集ユニット４における凝集剤の添加量を一定に設定しても、第２ライン１６を通過する分割処理液の流量を調整することで、凝集添加処理液のｐＨを、３．３以上６．０未満に調整することができる。
【０２０７】
また、混合液を、分離膜２２により、液体成分と固体成分とに分離しても、凝集汚泥中に残留する凝集剤が有効に活用されることで、分離膜２２にファウリングが生じることを抑制できる。
【０２０８】
４．第２実施形態
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態では、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０２０９】
第２実施形態では、汚水と活性汚泥とを混合する前に、公知の除さ工程（例えば、重力沈降など）により、汚水に含まれる比較的比重の大きい浮遊物質が汚水から除去される。
【０２１０】
このような第２実施形態は、図２に示す汚水処理施設３０により、連続的に実施される。
【０２１１】
汚水処理施設３０は、図１に示す汚水処理施設１と同様に、生物処理ユニット２と、分割ユニット３と、凝集ユニット４と、固液分離ユニット５と、返送ライン６と、処理水ライン７とを備えている。
【０２１２】
また、汚水処理施設３０の生物処理ユニット２は、硝化槽８と、脱窒槽９と、汚水供給ライン１０と、連結ライン１２とに加え、除さ槽２７を備えている。
【０２１３】
除さ槽２７は、汚水供給ライン１０に介在されており、汚水供給ライン１０と返送ライン６との接続部分よりも上流に位置している。
【０２１４】
そして、汚水供給ライン１０を介して供給される汚水は、まず、除さ槽２７に流入し、除さ槽２７において、重力沈降により、比較的比重の大きい浮遊物質が除かれた後、返送ライン６を介して返送される返送汚泥と混合される。
【０２１５】
このような第２実施形態によっても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０２１６】
５．第３実施形態
次に、図３を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態では、上記した第１実施形態と同様の部材には同様の符号を付し、その説明を省略する。
【０２１７】
第１実施形態では、図１に示すように、脱窒処理液（硝化処理液）が、３つの分割処理液（具体的には、第１分割処理液、第２分割処理液および第３分割処理液）に分割され、第３分割処理液が、硝化槽８（硝化工程）に返送されているが、これに限定されない。
【０２１８】
例えば、第３分割処理液は、バッファ槽１８（混合工程）に流入させてもよい。
【０２１９】
このような第３実施形態は、図３に示す汚水処理施設３１により、連続的に実施される。
【０２２０】
汚水処理施設３１は、図１に示す汚水処理施設１と同様に、生物処理ユニット２と、分割ユニット３と、凝集ユニット４と、固液分離ユニット５と、返送ライン６と、処理水ライン７とを備えている。
【０２２１】
また、汚水処理施設３１の分割ユニット３において、第３ライン２８の第３配管２９は、第１ライン１５から分岐した後、Ｕターンするように、第１ライン１５に合流している。第３配管２９の上流端部は、第１配管１７におけるバッファ槽１８よりも上流側に接続されており、第３配管２９の下流端部は、バッファ槽１８に接続されている。
【０２２２】
そのため、第３分割処理液は、第３配管２９を介して、バッファ槽１８に流入し、バッファ槽１８内において、凝集添加処理液および第１分割処理液と混合される。
【０２２３】
また、第３配管２９の下流端部の接続先は、図３において仮想線で示すように、特に制限されず、例えば、返送ライン６の返送配管１４に接続してもよい。第３配管２９が返送配管１４に接続される場合、第３分割処理液は、返送汚泥と混合された後、汚水供給ライン１０に返送される。
【０２２４】
このような第３実施形態によっても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０２２５】
６．変形例
第１実施形態〜第３実施形態では、図１〜図３に示すように、バルブ２０が、第２配管１９に設けられているが、バルブ２０は、仮想線で示すように、第１ライン１５における第２配管１９の上流端部、および、バッファ槽１８（第２配管１９の下流端部）の間に設けることもできる。
【０２２６】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、バルブ２０が、流量調整部材の一例として対応するが、流量調整部材としては、例えば、ポンプや、越流堰などが挙げられる。
【０２２７】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、固液分離工程において、混合液にｐＨ調整剤が添加されるが、ｐＨ調整剤の添加のタイミングは、混合工程後であれば特に制限されない。
【０２２８】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、凝集剤の添加量（添加速度）を一定に維持し、複数の分割処理液の流量を調整することで、凝集工程における凝集添加処理液のｐＨを調整しているが、これに限定されず、複数の分割処理液の流量を一定に維持し、凝集剤の添加量（添加速度）を調整することで、凝集工程における凝集添加処理液のｐＨを調整することもできる。
【０２２９】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、脱窒処理液（硝化処理液）が、３つの分割処理液に分割されているが、これに限定されず、脱窒処理液を、２つの分割処理液（具体的には、第１分割処理液および第２分割処理液）に分割することもできる。
【０２３０】
この場合、汚水処理施設１の分割ユニット３は、第１ライン１５および第２ライン１６を備え、第３ライン２８を備えない。また、脱窒処理液を、４つ以上の分割処理液に分割してもよい。
【０２３１】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、返送汚泥を汚水と混合する前において、返送汚泥の一部を余剰汚泥として除去しているが、これに限定されず、返送汚泥を汚水と混合した後、それらの混合物を、公知の濃縮機や脱水機などにより固液分離して、液体分を硝化工程に供給し、固体分を余剰汚泥として排出することもできる。
【０２３２】
これら変形例によっても、上記の第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【０２３３】
これら第１実施形態〜第３実施形態および変形例は、適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０２３４】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、それらに限定されない。以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「未満」として定義されている数値）に代替することができる。
【０２３５】
実施例１〜３
し尿系汚水（汚水）１Ｌを活性汚泥１０Ｌに添加し、汚水汚泥混合液を調製した後、汚水汚泥混合液に酸素を供給（ばっ気）した（硝化工程）。なお、し尿系汚水における各成分の濃度を表１に示す。
【０２３６】
これにより、硝化処理液を調製した。なお、硝化工程における汚水（汚水汚泥混合液）のｐＨは、６．７１であった。
【０２３７】
次いで、硝化処理液を、溶存酸素が存在せず、亜硝酸または硝酸イオン中の酸素のみが存在する無酸素状態に維持した（脱窒工程）。
【０２３８】
これにより、脱窒処理液（脱窒された硝化処理液）を調製した。なお、脱窒工程における硝化処理液（脱窒処理液）のｐＨは、６．９７であった。
【０２３９】
次いで、脱窒処理液（脱窒された硝化処理液）を、その組成を維持しつつ、２つの分割処理液、具体的には、第１分割処理液と第２分割処理液とに分割した（分割工程）。第１分割処理液および第２分割処理液のそれぞれは、２００ｍＬであった。
【０２４０】
次いで、第２分割処理液（２つの分割処理液のうち他方の分割処理液）に、ポリ硫酸第二鉄（凝集剤、商品名：ポリテツ、日鉄鉱業社製）を表２に示す処方で添加した（凝集工程）。
【０２４１】
これによって、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製した。なお、凝集工程における凝集添加処理液のｐＨを、表２に示す。
【０２４２】
次いで、凝集添加処理液を、その組成を維持しつつ、第１分割処理液（２つの分割処理液のうち一方の分割処理液）と混合して、混合液を調製した（混合工程）。
【０２４３】
次いで、混合液を０．５時間静置した後、混合液を、孔径が０．１μｍであるセラミックス膜（分離膜、明電舎社製）により、液体成分と固体成分とに分離した（固液分離工程）。
【０２４４】
そして、液体成分を処理水として得るとともに、固体成分を硝化工程に返送した。なお、処理水のｐＨを、表２に示す。
【０２４５】
比較例１〜３
凝集添加処理液を、５Ｃろ紙によりろ過して、ろ液と残渣とに分離し、そのろ液のみを、他方の分割処理液（他の分割処理液）と混合して、混合液を調製したこと以外は、実施例１と同様にして、処理水を得た。なお、残渣は、硝化工程に返送した。
【０２４６】
また、凝集工程における、ポリ硫酸第二鉄の添加量、凝集添加処理液のｐＨ、および、処理水のｐＨを、表２に示す。
【０２４７】
実施例４
図１に示す汚水処理施設において、し尿系汚水を流速１．０Ｌ／日で連続投入して、３０日間汚水処理を実施した。なお、汚水処理施設は、分割ユニットが、第１ラインおよび第２ラインを備える一方、第３ラインを備えない態様である。
【０２４８】
具体的には、し尿系汚水と返送汚泥（流速：１０Ｌ／日）とを混合して、汚水汚泥混合液を調製した。
【０２４９】
次いで、汚水汚泥混合液を、流速１１．０Ｌ／日で、硝化槽（内容量：１０Ｌ）に流入させた。そして、硝化槽において、ポンプにより、汚水汚泥混合液に酸素を供給（ばっ気）した（硝化工程）。これにより、硝化処理液を調製した。なお、硝化工程における硝化処理液（汚水）のｐＨは、６．７１であった。
【０２５０】
次いで、硝化槽を通過した硝化処理液を、流速１１．０Ｌ／日で、硝化槽から脱窒槽（内容量：１０Ｌ）に移送した。そして、脱窒槽において、硝化処理液を、溶存酸素が存在せず、亜硝酸または硝酸イオン中の酸素のみが存在する無酸素状態に維持した（脱窒工程）。これにより、脱窒処理液（脱窒された硝化処理液）を調製した。なお、脱窒工程における脱窒処理液のｐＨは、６．９７であった。
【０２５１】
次いで、脱窒槽を通過した脱窒処理液（脱窒された硝化処理液）を、その組成を維持しつつ、２つの分割処理液、具体的には、第１分割処理液と第２分割処理液とに分割した（分割工程）。第１分割処理液の流速は、７．７Ｌ／日であり、第２分割処理液の流速は、３．３Ｌ／日であった。
【０２５２】
次いで、第２分割処理液に、ポリ硫酸第二鉄を流速０．０１１Ｌ／日（鉄換算で、流速１６５０ｍｇ／日）で添加した（凝集工程）。つまり、ポリ硫酸第二鉄の添加割合は、鉄換算で、第２分割処理液１Ｌ当たり、５００ｍｇ／Ｌであった。
【０２５３】
これによって、凝集汚泥を含む凝集添加処理液を調製した。なお、凝集工程における凝集添加処理液のｐＨは、４．９８であった。
【０２５４】
次いで、凝集添加処理液を、その組成を維持しつつ、第１分割処理液と混合して、混合液を調製した（混合工程）。
【０２５５】
次いで、混合液を、流速１１．０Ｌ／日で、膜分離槽（内容量：３Ｌ）に流入させた。そして、膜分離槽内において、混合液を、セラミックス膜（孔径：０．１μｍ）により、液体成分と固体成分とに分離した（固液分離工程）。
【０２５６】
そして、液体成分を、処理水として流速１．０Ｌ／日で得るとともに、固体成分を流速１０Ｌ／日で、硝化工程に返送した。
【０２５７】
比較例４
脱窒槽を通過した脱窒処理液を分割しないこと、および、脱窒処理液の全量に、ポリ硫酸第二鉄を流速０．０３５Ｌ／日（鉄換算で、流速５５００ｍｇ／日）で添加すること以外は、実施例４と同様にして、処理水を得た。
【０２５８】
なお、ポリ硫酸第二鉄の添加割合は、鉄換算で、脱窒処理液１Ｌ当たり、５００ｍｇ／Ｌであった。また、ポリ硫酸第二鉄を添加後の脱窒処理液のｐＨは、６．８１であった。
【０２５９】
＜測定＞
１）リン酸態リン（ＰＯ４−Ｐ）濃度の測定
実施例１〜３および比較例１〜３の処理液について、モリブデン青吸光光度法により、リン酸態リン濃度を測定した。その結果を、表２および図４に示す。
【０２６０】
２）化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の測定
実施例４および比較例４の処理液について、１００℃における過マンガン酸カリウムによる酸素要求量を計測することにより、化学的酸素要求量を測定した。その結果を、表３に示す。
【０２６１】
３）色度の測定
実施例４および比較例４の処理液について、透過光測定法により、色度を測定した。その結果を、表３に示す。
【０２６２】
【表１】
2017060916.tif 000003
【０２６３】
【表２】
2017060916.tif 000004
【０２６４】
【表３】
2017060916.tif 000005
【符号の説明】
【０２６５】
１      汚水処理施設
２      生物処理ユニット
４      凝集ユニット
５      固液分離ユニット
６      返送ライン
１５    第１ライン
１６    第２ライン
３０    汚水処理施設
３１    汚水処理施設
【図１】
2017060916.tif 000006
【図２】
2017060916.tif 000007
【図３】
2017060916.tif 000008
【図４】
2017060916.tif 000009