(57)【要約】【課題】特に有機酸やハイドロカーボンなどのように、ナノろ過膜や逆浸透膜のファウリングを生じ難い生物分解性有機物が主成分である工場廃水等の汚水を、ナノろ過膜や逆浸透膜にて再生処理する場合に好適な水処理方法を提供する。この水処理方法において、ナノろ過膜および／または逆浸透膜での生物代謝産物によるファウリングを抑制することができ、かつ生物処理設備をコンパクトに抑えることが可能となる水処理方法を提供する。【解決手段】被処理水２１をナノろ過膜および／または逆浸透膜を用いて膜分離処理することにより透過水と濃縮水とに分離し、前記濃縮水を生物処理し固液分離処理する。この生物処理し固液分離処理する方法として、膜分離活性汚泥法を用いる。【選択図】  図１
2009072766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水をナノろ過膜および／または逆浸透膜を用いて膜分離処理することにより透過水と濃縮水とに分離し、前記濃縮水を生物処理し固液分離処理することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記生物処理し固液分離処理する方法が、膜分離活性汚泥法であ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】
前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を後段のナノろ過膜および／または逆浸透膜で膜分離処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記後段のナノろ過膜および／または逆浸透膜が低ファウリング逆浸透膜であることを特徴とする請求項３に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を、生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜の被処理水として還流することを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理方法。
【請求項６】
前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を、活性炭処理、限外ろ過膜処理およびオゾン処理のうちいずれか１種以上の処理を行った後、生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜の被処理水として還流することを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場廃水等をナノろ過膜や逆浸透膜によって再生処理する水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水や産業廃水などの汚水を浄化処理する水処理設備としては、図２に示すようなものがある。図２において、曝気槽１に供給された汚水２は曝気槽内の微生物によって汚水中の有機物が酸化分解処理された後に、活性汚泥とともに混合溶液として沈殿池３に送られる。また、沈殿池３においては、沈殿する活性汚泥４と上澄み水（二次処理水）５とに分離され、活性汚泥４が曝気槽１に戻されるとともに、二次処理水５が凝集沈殿池６に送られる。この凝集沈殿池６において二次処理水５に含まれる浮遊物等が凝集剤の凝集作用により大部分がフロックとなって沈降するが、ここで除去出来なかった一部のフロックは、この後に続く砂濾過池７の濾過層で除去されて三次処理水８となって逆浸透膜分離装置９に送られる。そして、逆浸透膜分離装置９において、逆浸透膜１０を透過した液体分は塩類や色度成分が除去された清澄な水１１として取り出され、逆浸透膜１０を透過しなかった塩類や色度成分を含む濃縮液１２が分離排出される。
【０００３】
そして近年、生物処理槽内に精密膜あるいは限外ろ過膜モジュールを設置し、生物処理と固液分離を同時に行うことが可能な膜分離活性汚泥法が開発され普及しつつある。そしてこの膜分離活性汚泥法を用いて処理された処理水を、逆浸透膜等を用いて膜分離処理を行う下水および廃水処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
逆浸透膜によって膜分離処理を行うと、被処理水は膜を透過した透過水と、膜を透過しなかった濃縮水とに分離される。そこで逆浸透膜による膜分離処理で発生した濃縮水を前段の膜分離活性汚泥槽（生物処理槽）に還流する処理方法も提案されている。
【０００５】
しかしながら、この膜分離活性汚泥法の後で逆浸透膜により膜分離処理する廃水処理方法においては、膜分離活性汚泥法によって得られた透過水中に含まれる生物代謝産物が逆浸透膜を詰まらせる、いわゆるファウリングの問題があった。
【０００６】
また発生した廃水を全量生物処理しなくてはならず、処理に必要な活性汚泥槽（生物処理槽）数も多くなり、そのため操作も複雑になり、広い敷地面積を要するのみならず建設コスト、ランニングコストも高くなる問題があった。
【特許文献１】特開平４−３０５２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特に工場廃水等をナノろ過膜や逆浸透膜によって再生処理する水処理方法において、ナノろ過膜や逆浸透膜での生物代謝産物によるファウリングを抑制し、かつ生物処理設備をコンパクトに抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための本発明は、以下の構成からなる。
（１）被処理水をナノろ過膜および／または逆浸透膜を用いて膜分離処理することにより透過水と濃縮水とに分離し、前記濃縮水を生物処理し固液分離処理することを特徴とする水処理方法。
（２）前記生物処理し固液分離処理する方法が、膜分離活性汚泥法であることを特徴とする上記（１）に記載の処理方法。
（３）前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を後段のナノろ過膜および／または逆浸透膜で膜分離処理することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の水処理方法。
（４）前記後段のナノろ過膜および／または逆浸透膜が低ファウリング逆浸透膜であることを特徴とする上記（３）に記載の水処理方法。
（５）前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を、生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜の被処理水として還流することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の水処理方法。
（６）前記生物処理し固液分離処理して得られた処理水の少なくとも一部を、活性炭処理、限外ろ過膜処理およびオゾン処理のうちいずれか１種以上の処理を行った後、生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜の被処理水として還流することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の水処理方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の方法によれば、特に有機酸やハイドロカーボンなどのように、ナノろ過膜や逆浸透膜のファウリングを生じ難い生物分解性有機物が主成分である工場廃水等の汚水を、ナノろ過膜や逆浸透膜にて再生処理する水処理方法において、ナノろ過膜や逆浸透膜のファウリングを抑制することができ、かつ、生物処理設備をコンパクトに抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の水処理方法は、特に有機酸やハイドロカーボンなどのように、ナノろ過膜や逆浸透膜のファウリングを生じ難い生物分解性有機物が主成分である工場廃水等の汚水を処理する場合に好適であり、この汚水をナノろ過膜および／または逆浸透膜を用いて透過水と濃縮水とに分離し、濃縮水を生物処理し固液分離処理することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、ナノろ過膜および／または逆浸透膜の前段で生物処理を行わないため、生物代謝産物によるナノろ過膜および／または逆浸透膜のファウリングを抑制することができる。また本発明では、ナノろ過膜および／または逆浸透膜で透過水と濃縮水に分離した後の濃縮水のみを生物処理するため、生物処理設備をコンパクトに抑えることが可能となる。
【００１２】
図１に、本発明の水処理方法に用いられる水処理装置の概略図の一例を示す。ただし、本発明の水処理方法はこの実施形態に限られるものではない。
【００１３】
被処理水２１は加圧ポンプ２２にて、ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３に圧送し、透過水２４および濃縮水２５を得る。ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３で得られた濃縮水２５は、生物処理槽２７に送られ、生物処理されると共に、ろ過膜２６にて固液分離される。
【００１４】
本発明の被処理水２１とは、ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３に供給される供給水を指す。また被処理水２１の性状は、特に限定されないが、有機酸やハイドロカーボンなどのように、ナノろ過膜や逆浸透膜ではファウリングし難く、かつ生物分解性の有機物が主成分であることが好ましい。また廃水などの原水に対し、MF膜処理、UF膜処理、活性炭処理などの前処理を施したものを被処理水２１とし、ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３のファウリングを低減させても良い。
【００１５】
槽内に設置されるろ過膜２６の装置は、ろ過膜の取り扱い性や物理的耐久性を向上させるために、例えば、フレームの両面にろ過水流路材を挟んでろ過膜を接着した平膜エレメント構造をしていることが望ましい。ろ過膜２６の装置構造は特に限定されるものではなく、中空糸膜を用いたエレメントであっても構わないが、平膜エレメント構造は、膜面に平行な流速を与えた場合の剪断力による汚れの除去効果が高いことから、本発明に適している。なお、平膜エレメント構造には、回転平膜構造も含まれる。
【００１６】
ろ過膜２６の膜構造としては、多孔質膜や、多孔質膜に機能層を複合化した複合膜などが挙げられるが、特に限定されるものではない。これらの膜の具体例としては、ポリアクリロニトリル多孔質膜、ポリイミド多孔質膜、ポリエーテルスルホン多孔質膜、ポリフェニレンスルフィドスルホン多孔質膜、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜、ポリフッ化ビニリデン多孔質膜、ポリプロピレン多孔質膜、ポリエチレン多孔質膜等の多孔質膜などが挙げられるが、ポリフッ化ビニリデン多孔質膜やポリテトラフルオロエチレン多孔質膜は耐薬品性が高いため、特に好ましい。さらに、これら多孔質膜に機能層として架橋型シリコーン、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリルブタジエン、エチレンプロピレンラバー、ネオプレンゴム等のゴム状高分子を複合化した複合膜を挙げることができる。
【００１７】
またろ過膜２６の膜孔径は、活性汚泥を固形成分と溶解成分とに固液分離できる程度の孔径であることが好ましい。膜孔径が大きければ、膜透水性が向上するが、膜ろ過水に固形成分が含有する可能性が高くなる傾向がある。一方、膜孔径が小さければ、膜ろ過水に固形成分が含有する可能性が小さくなるが、膜透水性が低下する傾向がある。具体的には、０．０１〜０．５μｍとすることが好ましく、０．０５〜０．５μｍとすることがさらに好ましい。
【００１８】
生物処理槽２７は、濃縮水２５を貯え、ろ過膜２６を浸漬することができれば特に制限されるものではなく、コンクリート槽、繊維強化プラスチック槽などが好ましく用いられる。また、処理槽２７の内部が複数に分割されていてもかまわないし、複数に分割されている槽のうち一部を、ろ過膜２６を浸漬する槽として、他方を嫌気槽や脱窒槽として利用し、被処理水を互いの分割されている槽間で循環されるようにしてもよい。
【００１９】
生物処理槽２７に導入する活性汚泥は、廃水処理等に一般に利用されるものであり、種汚泥としては他の廃水処理施設の引き抜き汚泥などが通常使用される。また、膜分離活性汚泥法では、汚泥濃度として２，０００ｍｇ／Ｌ〜２０，０００ｍｇ／Ｌ程度で運転される。活性汚泥法は、微生物が廃水中の汚濁成分を餌として利用することにより、水の浄化を可能とするものである。
【００２０】
加圧ポンプ２２は、ろ過水を加圧することができれば特に制限されるものではなく、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦巻斜流ポンプ、斜流ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、歯車ポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなどを用いることができるが、逆浸透処理するために必要な圧力にまで容易に加圧できることから、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなどが好ましく用いられる。
【００２１】
ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３は、ろ過水中の溶質を、再生水として利用可能な濃度にまで低減することができる性能を有していることが要求される。具体的には、本発明は、海水やかん水のように、塩分やミネラル成分等、多種のイオン、たとえば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオンのような二価イオンや、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンのような一価イオン、また、フミン酸（分子量Ｍｗ≧１００，０００）、フルボ酸（分子量Ｍｗ＝１００〜１，０００）、アルコール、エーテル、糖類などをはじめとする溶解性有機物を阻止する性能を有することが求められる。ナノろ過膜とは、操作圧力が １．５ＭＰａ 以下，分画分子量が ２００ から１０００ で，塩化ナトリウムの阻止率９０％以下のろ過膜と定義されており、それより分画分子量の小さく、高い阻止性能を有するものを逆浸透膜という。また、逆浸透膜でもナノろ過膜に近いものはルースＲＯ膜とも呼ばれる。
【００２２】
ナノろ過膜や逆浸透膜は、中空糸膜や平膜の形状があり、いずれも本発明を適用することが出来る。また、取扱いを容易にするため中空糸膜や平膜を筐体に納めて流体分離素子（エレメント）としたものを用いることができる。この流体分離素子は、ナノろ過膜や逆浸透膜として平膜状の半透膜を用いる場合、例えば図５に示すように、多数の孔を穿設した筒状の中心パイプ３９の周りに、半透膜４０と、トリコットなどの透過水流路材４２と、プラスチックネットなどの供給水流路材４１とを含む膜ユニットを巻回し、これらを円筒状の筐体に納めた構造とするのが好ましい。複数の流体分離素子を直列あるいは並列に接続して分離膜モジュールとすることも好ましい。この流体分離素子において、供給水３５は、一方の端部からユニット内に供給され、他方の端部に到達するまでの間に半透膜４０を透過した透過水３７が、中心パイプ３９へと流れ、他方の端部において中心パイプ３９から取り出される。一方、半透膜４０を透過しなかった供給水３５は、他方の端部において濃縮水３６として取り出される。
【００２３】
半透膜４０の素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材を使用することができる。またその膜構造は、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜や、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い分離機能層を有する複合膜のどちらでもよい。
【００２４】
しかしながら、中でも高耐圧性と高透水性、高溶質除去性能を兼ね備え、優れたポテンシャルを有する、ポリアミドを分離機能層とした複合膜が好ましい。特に、海水を原水とするような場合には、第一の半透膜ユニットでは浸透圧以上の圧力をかける必要があり、実質的には少なくとも５ＭＰａの操作圧力が負荷されることが多い。この圧力に対して、高い透水性と阻止性能を維持するためにはポリアミドを分離機能層とし、それを微多孔性膜や不織布からなる支持体で保持する構造のものが適している。また、ポリアミド半透膜としては、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合反応により得られる架橋ポリアミドの分離機能層を支持体に有してなる複合半透膜が適している。
【００２５】
分離機能層は、酸やアルカリに対して化学的安定性が高い架橋ポリアミドからなるもの、もしくは架橋ポリアミドを主成分とするものからなることが好ましい。架橋ポリアミドは、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との界面重縮合により形成され、多官能アミンまたは多官能酸ハロゲン化物成分の少なくとも一方が３官能以上の化合物を含んでいることが好ましい。
【００２６】
ここで、多官能アミンとは、一分子中に少なくとも２個の一級および／または二級アミノ基を有するアミンをいい、例えば、２個のアミノ基がオルト位やメタ位、パラ位のいずれかの位置関係でベンゼンに結合したフェニレンジアミン、キシリレンジアミン、１，３，５ートリアミノベンゼン、１，２，４−トリアミノベンゼン、３，５−ジアミノ安息香酸などの芳香族多官能アミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミンなどの脂肪族アミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、ピペラジン、１，３−ビスピペリジルプロパン、４−アミノメチルピペラジンなどの脂環式多官能アミン等を挙げることができる。中でも、膜の選択分離性や透過性、耐熱性を考慮すると芳香族多官能アミンであることが好ましく、このような多官能芳香族アミンとしては、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、１，３，５−トリアミノベンゼンが好適に用いられる。さらには、入手の容易性や取り扱いのしやすさから、ｍ−フェニレンジアミン（以下、ｍ−ＰＤＡと記す）を用いることがより好ましい。これらの多官能アミンは、単独で用いたり、混合して用いたりしてもよい。
【００２７】
多官能酸ハロゲン化物とは、一分子中に少なくとも２個のハロゲン化カルボニル基を有する酸ハロゲン化物をいう。例えば、３官能酸ハロゲン化物では、トリメシン酸クロリド、１，３，５−シクロヘキサントリカルボン酸トリクロリド、１，２，４−シクロブタントリカルボン酸トリクロリドなどを挙げることができ、２官能酸ハロゲン化物では、ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、ビフェニレンカルボン酸ジクロリド、アゾベンゼンジカルボン酸ジクロリド、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド、ナフタレンジカルボン酸クロリドなどの芳香族２官能酸ハロゲン化物、アジポイルクロリド、セバコイルクロリドなどの脂肪族２官能酸ハロゲン化物、シクロペンタンジカルボン酸ジクロリド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリド、テトラヒドロフランジカルボン酸ジクロリドなどの脂環式２官能酸ハロゲン化物を挙げることができる。多官能アミンとの反応性を考慮すると、多官能酸ハロゲン化物は多官能酸塩化物であることが好ましく、また、膜の選択分離性、耐熱性を考慮すると、多官能芳香族酸塩化物であることが好ましい。中でも、入手の容易性や取り扱いのしやすさの観点から、トリメシン酸クロリドを用いるとより好ましい。これらの多官能酸ハロゲン化物は、単独で用いたり、混合して用いたりしてもよい。
【００２８】
そして、微多孔性支持膜を含む支持体は、実質的には分離性能を有さない層であり、実質的に分離性能を有する架橋ポリアミドの分離機能層に機械的強度を与えるために設けられるもので、布帛や不織布などの基材上に微多孔性支持膜を形成したものなどが用いられる。
【００２９】
微多孔性支持膜は、それ自体も実質的には分離性能を有さない層で、実質的に分離性能を有する分離機能層に機械的強度を与えるために用いられるものであり、均一で微細な孔あるいは片面からもう一方の面まで徐々に大きな微細な孔をもっていて、その微細孔の大きさはその片面の表面が１００ｎｍ以下であるような構造の支持膜が好ましい。
【００３０】
上記の支持体は、ミリポア社製”ミリポアフィルターＶＳＷＰ”（商品名）や、東洋濾紙社製”ウルトラフィルターＵＫ１０”（商品名）のような各種市販フィルター材料から選択することもできるが、通常は、”オフィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメント・プログレス・レポート”Ｎｏ．３５９（１９６８）に記載された方法に従って製造できる。その素材にはポリスルホン、ポリアミド、ポリエステル、酢酸セルロース、硝酸セルロースやポリ塩化ビニル等のホモポリマーあるいはブレンドしたものが通常使用されるが、化学的、機械的、熱的に安定性の高い、ポリスルホンを使用するのが好ましい。
【００３１】
例えば、上記ポリスルホンのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を密に織ったポリエステル布あるいは不織布の上に一定の厚さに注型し、それをドデシル硫酸ソーダ０．５重量％およびＤＭＦ２重量％を含む水溶液中で湿式凝固させることによって、表面の大部分が直径数１０ｎｍ以下の微細な孔を有した微多孔性支持膜が得られる。微多孔性支持膜の素材としては、ポリスルホン以外にポリアミドやポリエステルも好ましく用いられる。
【００３２】
以下では、本発明の水処理方法の実施態様を示す処理フローについて概説する。
【００３３】
まず、被処理水２１は、ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３によって、透過水２４と濃縮水２５とに分離される。ナノろ過膜および／または逆浸透膜２３の運転条件（ろ過流束、回収率など）は、使用するナノろ過膜や逆浸透膜の種類によって、また、被処理水水質や透過水水質の要求によって適宜決定することが出来るが、ろ過流束は、膜のファウリングを最小限にすることを念頭に置いて決定することが好ましい。被処理水に対する透過水の割合である回収率に関しては、高い方が好ましいが、高くするほど、透過水質が悪化することに留意する必要がある。また、回収率が高すぎると溶けきれなくなった溶質が膜面で析出し、膜を傷つけたり、流路を閉塞したりするため、析出しない範囲に回収率を設定することが必要である。もちろん、析出防止のためにスケール防止剤を添加すれば、析出がある程度抑えられるため、回収率を高く設定することも可能である。また、回収率が高過ぎる場合は、被処理水流量を減少させれば、回収率を高く維持できるが、被処理水流量を著しく小さい量まで減少させると膜面での滞留が生じやすくなる（すなわち、濃度分極が大きくなって性能低下を生じる）ため、被処理水流量を推奨範囲に維持する必要がある。そのため、被処理水流量を適正範囲に維持する目的で、ナノろ過膜や逆浸透膜を多段にして、回収率を上げても良い。
【００３４】
その後、濃縮水２５は生物処理槽へ送られ生物処理槽２７内で生物処理される。生物処理は、濃縮水２５の成分濃度、固液分離後の処理水の要求水質などによって様々な組合せが可能である。例えば、濃縮水２５の有機物濃度（ＣＯＤ、ＢＯＤ、ＴＯＣ等）が高い（例えば２，０００ｍｇＣＯＤ／Ｌ以上）場合には、まず嫌気処理を行ってから、好気処理を行うことが好ましい。また、濃縮水２５の窒素成分濃度が有機物成分比で高い（例えば、ＣＯＤ／Ｎ比２０以下）場合には、硝化脱窒法を導入することが好ましい。また、濃縮水２５のリン成分濃度が有機物成分比で高い（例えば、ＣＯＤ／Ｐ比１００以下）場合には、生物学的リン除去法や凝集剤添加リン除去法を導入することが好ましい。
【００３５】
また生物処理後に固液分離する方法としては、重力沈殿法、砂ろ過法、MF（精密ろ過）膜やUF（限外ろ過）膜による膜ろ過法などがあげられる。そして、上記のように生物処理には好気処理を含むことが好ましいが、その好気処理と固液分離を同じ槽内で行えるという点で、濃縮水２５を生物処理し固液分離処理する方法として、膜分離活性汚泥法を採用することが好ましい。
【００３６】
また膜分離活性汚泥法は、重力沈殿式の活性汚泥法と比較し、高濃度の活性汚泥を生物処理槽内に保持することが可能であり、省スペース、余剰汚泥（廃棄物）発生量の低減などのメリットがある。濃縮水２５は被処理水２１を濃縮したものであり、必然的に含有成分濃度は高くなるが、含有成分濃度が高いほど、そのメリットは顕著となる。また、膜分離活性汚泥法によって得られる処理水は、生物処理後に、重力沈殿法や砂ろ過法によって固液分離処理される場合に比べ、処理水質が優れる特長も有しており、後述のように、生物処理し固液分離処理した処理水をさらにナノろ過膜および／または逆浸透膜で処理する場合にもナノろ過膜および／または逆浸透膜のファウリングを抑制できるというメリットを持つ。
【００３７】
膜分離活性汚泥法としては、生物処理が行われる生物処理槽２７内の少なくとも一部のスペースにろ過膜２６を設置し、生物処理される水中にろ過膜を浸漬する方法（浸漬型）としてもよく、生物処理槽２７内の活性汚泥を、生物処理槽２７の外部に設置したろ過膜２６を含む膜ろ過装置に送液する方法（外部循環型）としてもよいが、省エネルギー、省スペースの観点から、前者の浸漬型の方が好ましい。また、膜ろ過を行い膜透過水を得る方法として、膜ろ過の二次側から吸引ポンプで引き抜く方法や水頭差を利用する方法等がある。ろ過膜に接触する活性汚泥の濃度は、２，０００ｍｇ／Ｌ〜２０，０００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。また、ろ過膜の下方部に散気装置を設置し、該散気装置に連通して設置された曝気装置（ブロア等）から、酸素を含むガス（エア等）を供給し、膜表面に付着した活性汚泥成分を膜表面から剥離させながら、膜ろ過を行うことが好ましい。被処理水の生物処理槽２７における滞留時間は通常１時間〜７２時間であるが、被処理水性状や生物処理条件に応じて最適なものを採択するのがよい。また、凝集剤を添加する装置を設置して、生物処理槽３内に貯えられた活性汚泥を含む被処理水に凝集剤を添加しても構わない。膜ろ過流束（単位膜面積あたりの膜ろ過流量）は、０．１〜１．０ｍ／ｄであることが好ましい。また濃縮水２５を嫌気処理した後に、膜分離活性汚泥処理を行っても構わない。
【００３８】
また被処理水２１に対するナノろ過膜および／または逆浸透膜の透過水の割合を高めるために、図３または図４に例示するように生物処理し固液分離処理して得られた処理水をナノろ過膜および／または逆浸透膜で更に処理しても構わない。
【００３９】
図３は、生物処理し固液分離処理した処理水を、生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜２３とは別のナノろ過膜および／または逆浸透膜２９によって処理する水処理方法に用いる水処理装置の一例である。この際、生物処理後段のナノろ過膜および／または逆浸透膜２９は、溶存有機物が膜面に付着するケミカルファウリング（化学的汚れ）や、溶存有機物を栄養源にして微生物が増殖して膜面に付着するバイオファウリング（生物的汚れ）が起こりにくい低ファウリング逆浸透膜であることが好ましい。低ファウリング逆浸透膜の例としては、東レ株式会社製ＴＭＬ２０、日東電工株式会社製ＬＦ１０（膜表面の荷電を中性とし、親水性基を導入し、荷電物質の吸着や鉄コロイドなどの重金属の影響を受けにくくした膜）、Ｈｙｄｒａｎａｕｔｉｃ社製ＬＦＣ１、ＬＦＣ３、ダウ社製ＢＷ３０−３６５ＦＲなどの逆浸透膜が挙げられる。また、ろ過水中の溶質や懸濁物質の濃度が低ければ、逆浸透膜として、２ｎｍ程度より小さい粒子や高分子を阻止する液体分離膜であるナノフィルトレーション膜を使用しても特に問題はない。この際の運転条件の決定方法に関しても、前述のナノろ過膜や逆浸透膜と同様にして決定することが可能であるが、生物処理では、基本的に塩分除去は困難であるので、塩分濃度が上がった分、浸透圧の影響やスケール析出の可能性についてより注意を払う必要がある。
【００４０】
また図４は、生物処理し固液分離処理した処理水の一部を生物処理の前段のナノろ過膜および／または逆浸透膜に還流する水処理方法に用いる水処理装置の一例である。
【００４１】
この際、還流する生物処理し固液分離処理した処理水の割合は、高い方が、被処理水２１に対するナノろ過膜および／または逆浸透膜での透過水の回収率が高くなり好ましいが、透過水質の悪化および溶質の析出などによるナノろ過膜および／または逆浸透膜のファウリングを引き起こす危険性があるため、注意する必要がある。また還流する割合は、生物処理前段のナノろ過膜や逆浸透膜の種類によって、また、被処理水２１および／または還流する水の水質や透過水水質の要求によって適宜決定することが出来、還流する水の水質を監視して、水質悪化時には還流を少なくしたり停止したりすることも可能である。
【００４２】
また、ろ過流束は、膜のファウリングが発生しないように設定される必要があり、ナノろ過膜や逆浸透膜の供給水質によって決定されるべきものであるが、平膜を用いた場合は、１０〜２０Ｌ／ｍ２・ｈ程度に設定するのが好ましい。なお、生物処理し固液分離処理した処理水をナノろ過膜や逆浸透膜に還流する手前に、活性炭処理、UF（限外ろ過）膜処理、オゾン処理などの後処理を行い、生物代謝産物などによるナノろ過膜や逆浸透膜のファウリング物質を低減させる方法もとることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の水処理方法は、主に、産業廃水処理に適用することができるが、その適用範囲はこれらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の水処理方法に用いる水処理装置の一例を示す概略図である。
【図２】従来の水処理方法に用いる水処理装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の水処理方法に用いる水処理装置の別の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の水処理方法に用いる水処理装置のさらに別の一例を示す概略図である。
【図５】逆浸透膜流体分離素子の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
２１：被処理水
２２：加圧ポンプ
２３：ナノろ過膜／逆浸透膜
２４：ナノろ過膜／逆浸透膜での透過水
２５：ナノろ過膜／逆浸透膜での濃縮水
２６：ろ過膜
２７：生物処理槽
２８：生物処理し固液分離処理した処理水
２９：生物処理の後段のナノろ過膜／逆浸透膜
３５：供給水
３６：濃縮水
３７：透過水
３８：テレスコープ防止板
３９：中心パイプ
４０：半透膜
４１：供給水流路材
４２：透過水流路材
【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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