高流束運転状態で維持する膜モジュールを備える曝気ゾーンにおいて、汚水に含まれた有機物質および窒素を処理するための生物学的汚水処理方法であって、曝気装置を装備し、バクテリアおよび流入汚水の混合物を含んで混合液を形成する液で充填された曝気ゾーンを提供することと、曝気槽内に5μm~150μmの孔径を有する膜を備える膜モジュールを提供することと、前記曝気ゾーンへ汚水流入水を提供することと、前記曝気ゾーン内の前記混合液を、前記処理済みの処理水として透過水を形成するために前記膜を通して前記混合液の第1の部分をろ過し、ろ過されない活性汚泥として前記残留部分を前記曝気ゾーン内に懸濁させたままに残すことと、前記混合液の第2の部分を前記曝気ゾーンから嫌気性ゾーンへ送ることと、前記曝気ゾーンからの前記混合液の前記第2の部分を前記嫌気性ゾーン内の前記液と混合することとによって処理することと、前記嫌気性ゾーンからの混合液を前記好気性ゾーンへ送ることとを含む、方法。硝酸塩を還元するために独立栄養脱窒のための電子供与体として硫化物を使用すること、および/または有機炭素を二酸化炭素へ酸化するための電子受容体として硫酸塩を使用することと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。硫酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、硫化物、および元素硫黄からなる群から選択された硫黄の添加を通して、硫化物および硫酸塩を提供することをさらに含む、請求項2に記載の方法。塩分汚水または海水を使用することをさらに含み、前記汚水および海水中の硫酸塩は、前記硫黄源として作用する、請求項2に記載の方法。前記曝気槽において2mg/Lの溶存酸素レベル、ならびに前記膜を扇動、研磨および/または洗浄するために気泡を提供するために曝気装置をさらに備える、請求項1に記載の方法。独立栄養硝化プロセスによって曝気ゾーンにおいて硝化を促進することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記硝酸塩を窒素ガスに還元するために有機炭素を使用して従属栄養脱窒を促進することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記膜として、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維または薄膜合成物からなる群から選択された材料を含む構造を有する膜を使用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記曝気ゾーンは、一次沈殿槽内の前処理を用いない汚水をさらに含めて、前記汚水流入水として受容する、請求項1に記載の方法。前記曝気ゾーンにおいて、その中に組み込まれたシート状の不織布材料膜を備える、高流束膜モジュールを使用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記膜を保持するために2つの薄型耐食性プレートであって、その上に穴を備えて提供されるプレートをさらに備える、請求項10に記載の方法。前記膜の全域に2~16m3/m2日の流束を確立することをさらに含む、請求項11に記載の方法。汚水処理装置であって、汚水流入水を受容し、懸濁バクテリアの液状混合物を有する、曝気ゾーンと、孔径が5μm~150μmの膜を使う膜モジュールと、前記曝気ゾーンに供給される酸素の速度を制御することによって、酸素超過を維持する曝気装置と、攪拌装置を装備し、懸濁バクテリアの混合物を含む、嫌気性ゾーンと、処理済み処理水として透過水を形成するために前記膜を通して前記曝気ゾーンの前記混合液の第1の部分をろ過し、前記曝気ゾーン内に懸濁した、ろ過されていない活性汚泥として前記残留部分を残すことと、前記曝気ゾーンの前記混合液の第2の部分を前記嫌気性ゾーンへ送ることと、が可能である分割処理セクションとを含み、前記嫌気性ゾーンの前記混合液の部分が前記好気性ゾーンへ再循環される、装置。前記曝気装置は、高流束運転状態において前記膜モジュールのファウリングのない状態を維持するために、前記膜を扇動するために曝気気泡を使用する膜洗浄機能をさらに備える、請求項13に記載の装置。硝酸塩を還元するために独立栄養脱窒のための電子供与体として硫化物を使用すること、および有機炭素を二酸化炭素に酸化するための電子受容体として硫酸塩を使用することと、が可能である構成をさらに備える、請求項13に記載の装置。硫酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、硫化物、および元素硫黄からなる群から選択された硫黄の添加を通して、硫化物および硫酸塩を提供するための構成をさらに備える、請求項13に記載の装置。前記汚水および海水中の硫酸塩は、前記硫黄源として機能する、請求項15または16に記載の装置。独立栄養硝化によって前記曝気ゾーンにおける硝化を促進するための構成をさらに備える、請求項13に記載の装置。前記硝酸塩を窒素ガスに還元するために、有機炭素を使用して従属栄養脱窒を促進するための構成をさらに備える、請求項13に記載の装置。前記膜は、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維または薄膜合成物からなる群から選択された材料を含む、請求項13に記載の装置。シート状不織布材料膜を備える高流束膜モジュールをさらに備え、前記膜を保持するためにその上に孔を供えた薄型耐食性プレートが提供され、その中に組み込まれ、前記曝気槽内に位置付けられる、請求項13に記載の装置。前記膜モジュールは、2~16m3/m2日の膜の全域に流束を確立する、請求項13に記載の装置。前記曝気ゾーンは、一次沈殿槽内の前処理を用いない汚水をさらに含めて、前記汚水流入水として受容する、請求項13~22のいずれかに記載の装置。汚水処理装置であって、汚水流入水を受容し、懸濁バクテリアの液状混合を含むための曝気ゾーンを提供するための手段と、孔径が5μm~150μmの膜を使用する膜モジュールを提供するための手段と、前記曝気ゾーンに供給される酸素の速度を制御することによって、酸素超過を維持するための手段と、前記嫌気性ゾーンに曝気ゾーンからの液を提供するための手段と、前記曝気ゾーン内の前記混合液を、処理済みの処理水として透過水を形成するために、前記膜を通して前記混合液の第1の部分をろ過し、ろ過されていない活性汚泥として前記残留部分を前記好気性ゾーン内に懸濁させたままに残すことと、前記混合液の第2の部分を前記嫌気性ゾーンへ送ることとによって処理するための手段と、前記嫌気性ゾーンからの前記混合液を前記好気性ゾーンへ再循環するための手段とを含む、装置。高流束運転状態において前記膜モジュールのファウリングのない状態を維持するために、前記膜を扇動するように曝気気泡を提供するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。硝酸塩を還元するために独立栄養脱窒のための電子供与体として硫化物を提供し、有機炭素を二酸化炭素に酸化するための電子受容体として硫酸塩を提供するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。前記好気性ゾーンおよび嫌気性ゾーンのうちの少なくとも1つに対して塩性汚水または海水を使用するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。独立栄養硝化によって前記曝気ゾーンにおける硝化を促進するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。前記硝酸塩を窒素ガスに還元するために有機炭素を使用して従属栄養脱窒を促進するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。前記膜は、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維、または薄膜合成物からなる群から選択された材料を使用することをさらに含む、請求項24に記載の装置。前記膜が運転中に形状を実質的に変化しないように、前記膜を収容するための膜モジュールを提供し、かつ前記膜に対する物理的支持を提供するための手段をさらに備える、請求項24に記載の装置。前記膜モジュールは、2~16m3/m2日の前記膜の全域に流束を確立する、請求項29に記載の装置。前記曝気ゾーンは、前記汚水流入水として、一次沈殿槽における前処理を用いない汚水を受容する、請求項29に記載の装置。バクテリアの懸濁増殖および膜モジュールを使用して、汚水中に含まれる有機物質および窒素を処理するための方法であって、バクテリアおよび流入汚水の混合物を含む液で充填された曝気ゾーンを提供することと、曝気槽内に5μm~150μmの孔径を有する膜を備える少なくとも1つの膜モジュールを提供することと、前記処理済み処理水として透過水を形成するために、前記膜を通して前記混合液の一部をろ過することとを含む、方法。前記膜として、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維、または薄膜合成物からなる群から選択された材料を備える構造を有する膜を使用することをさらに含む、請求項34に記載の方法。膜モジュールを使用することをさらに含み、その中に組み込まれたシート状膜を備え、耐食性プレートが、前記曝気槽内に前記膜を保持するために、その上に穴を備えて提供される、請求項34に記載の方法。前記曝気槽において溶存酸素レベル、ならびに前記膜を扇動、研磨および/または洗浄するために気泡を提供するために曝気装置を使用することをさらに含む、請求項34に記載の方法。前記膜の全域に2~16m3/m2日の流束を確立することをさらに含む、請求項34に記載の方法。前記曝気ゾーンは、一次沈殿槽内の前処理を用いない汚水をさらに含めて、前記汚水流入水として受容する、請求項34に記載の方法。独立栄養硝化プロセスによって曝気ゾーンにおいて硝化を促進することをさらに含む、請求項34に記載の方法。汚水中の有機炭素および窒素を分解するために活性汚泥を使用することが可能な膜バイオリアクターMBRであって、汚水流入水を受容し、バクテリアと混合する曝気ゾーンと、前記曝気ゾーン内に配置された、5μm~150μmの孔径を有する膜を備える膜モジュールと、前記処理済み処理水として透過水を形成するために、前記膜を通して前記混合液の一部を引き出すためのポンプと、を備える、MBR。前記膜は、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維、または薄膜合成物からなる群から選択された材料を備える構造を有する、請求項41に記載の装置。前記曝気槽は、一次沈殿槽内の前処理を用いない汚水をさらに含めて、前記汚水流入水として、受容する、請求項41に記載の装置。前記曝気装置は、高流束運転状態において前記膜モジュールのファウリングのない状態を維持するために、前記膜を扇動するために曝気気泡を使用する膜洗浄機能をさらに備える、請求項41に記載の装置。独立栄養硝化によって前記曝気ゾーンにおける硝化を促進するための構成をさらに備える、請求項41に記載の装置。膜モジュールは、2~16m3/m2日の膜の全域の流束を確立する、請求項41~45のいずれかに記載の装置。前記シート状膜を保持するために薄型腐食性プレートを備える膜モジュールをさらに備え、前記プレートはその上に孔が提供される、請求項41~46のいずれかに記載の装置。汚水中の有機炭素および窒素を分解するために活性汚泥を使用することが可能な膜バイオリアクターMBRであって、バクテリアおよび流入汚水の混合物を含む液で充填された曝気ゾーンを提供するための手段と、曝気槽内に5μm~150μmの孔径を有する膜を備える少なくとも1つの膜モジュールを提供するための手段と、前記処理済み処理水として透過水を形成するために、前記膜を通して前記混合液の一部をろ過するための手段と、を備える、MBR。前記膜は、不織布、プラスチック、ポリマー、ステンレス鋼、金属、セラミック、ガラス繊維、または薄膜合成物からなる群から選択された材料を備える構造を有する、請求項48に記載の装置。前記膜モジュールは、その中に組み込まれたシート状膜をさらに備え、耐食性プレートが、前記曝気槽内に前記膜を固定するために、その上に穴を備えて提供される、請求項48に記載の装置。前記曝気槽において溶存酸素レベルを提供するため、ならびに前記膜を扇動、研磨および/または洗浄するために気泡を提供するための手段を備える、請求項48に記載の装置。独立栄養硝化プロセスによって前記曝気ゾーンにおける硝化を促進するための手段をさらに備える、請求項48に記載の装置。前記曝気槽は、一次沈殿槽内の前処理を用いない排水をさらに含めて、前記汚水流入水として、受容する、請求項48に記載の装置。膜モジュールは、2~16m3/m2日の膜全体の流束を確立する、請求項48に記載の装置。概要本明細書に使用される場合、曝気ゾーンおよび連続的に酸素超過を有する槽という用語は、例えば、供給される酸素の速度が槽内の微生物によって消費される酸素の速度に等しいように、曝気の速度を制御することによって、維持される連続的酸素超過を有するゾーンを指す。開示される技術は、固形物分離のための新種の膜モジュールを使用して、有機物質を含む汚水の処理方法を提供する。方法は、活性汚泥および1つ以上の膜モジュールを有する酸素超過曝気ゾーン内へ汚水流入水を導入することを含む。流入水は、曝気ゾーンで活性汚泥と混合され、混合液を形成する。処理済み処理水は、膜を通してろ過する真空ポンプの手段によって、反応槽から取り出される。従来のMBRプロセスでは、0.1μm~1μm以下の孔径を有する精密ろ過または超精密ろ過膜が使用される。対照的に、本開示技術において使用される膜は、5μm~150μmの孔径を有し、マクロろ過膜と称されてもよい。これらの大きい孔径の膜は、個別のバクテリアが通過することを可能にする可能性があるが、大きい生物塊が膜を通過することを停止するために有効である。したがって、活性汚泥は曝気槽に保持することができる。マクロろ過膜の大きい孔径を用いて、膜のバイオファウリングを最低抑制することができ、膜差圧TMPを低い値に保つことができ、非常に高い透過流束であっても膜のファウリングが発生しないことを意味する。フィルタのバイオファウリングを回避し、曝気槽内の溶存酸素レベルを制御するために、このシステムには、粗気泡散気装置および微細気泡散気装置という2種類の気散装置が提供される。粗気泡散気装置は主に、膜のファウリングを回避するために、膜モジュールをフラッシングするために使用され、一方、微細気泡散気装置は主に、溶存酸素を提供するために使用される。マクロろ過膜を構築するために使用された材料に応じて、適切な逆洗および膜の運転を促進するために、曝気槽内の膜を収容かつ固定するために、ハニカム膜モジュールを構築する必要があってもよい。汚泥発生を最低に抑制するために、方法に嫌気性ゾーンを追加することができる。これは、混合液の一部を曝気ゾーンから無酸素の嫌気性ゾーンへ送ることによって実装される。加えて、方法は、嫌気性ゾーン内の混合液を曝気ゾーンへ再循環することを含む。曝気ゾーンに提供された膜モジュールは引き続き、処理済み処理水を形成するように、混合液から固形物を分離するために使用される。方法はまた、汚泥発生を最低抑制するために、硫黄化合物を利用することもできる。硫酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、硫化物、または元素硫黄を含む硫黄化合物を、システムに添加することができる。可能な硫黄源は、海水、海水トイレ洗浄による食塩汚水、あるいは酸性鉱山廃水または化石燃料発電所の脱硫ユニットからの処理水等の工業廃水からの硫酸塩であり得る。曝気槽において、硫黄化合物は、硫酸塩に酸化される。硫酸塩の一部は、嫌気性ゾーンに入り、有機炭素の酸化のための電子受容体として作用し、二酸化炭素および硫化物を形成する。硫化物は、次いで、硫酸塩に変換するために、曝気槽に再循環される。硫酸塩の一部は、膜を通って透過性のあるシステムを離れる。汚泥滞留時間SRTおよび水理学的滞留時間HRTに応じて、アンモニア汚水から発生を硝化して硝酸塩に変換することは、曝気槽内で発生してもよい。形成された硝酸塩の一部は、大量の混合液に続いて、嫌気性ゾーンへ送られ、硝酸塩は、脱窒して窒素ガスに還元される。この構成において、脱窒および硫酸削減は、嫌気性ゾーンで発生し、有機炭素の二酸化炭素への酸化の50~70が発生する。嫌気性ゾーンへ送られる混合液内の高い溶存酸素レベルは、嫌気性ゾーンの性能に影響を与える場合がある。したがって、曝気槽内の溶存酸素は、約2mg/Lの低いレベルに保たれなければならない。方法は、先行の汚水処理技術に比べて、より小さい設置面積、より高い栄養素除去効率、およびより低い膜ファウリング発生頻度を提供する。これは、香港およびシンガポール等、土地が不足した地域において非常に適している。モデルプラントにおいて、この方法で使用された膜モジュールは、香港科技大学HKUSTによって製作される。膜は、HKUSTが設計したハニカムモジュール上に収容され、その中で膜は2つの薄型耐食性ハニカムプレートの間に保持される。耐食性ハニカムプレートは、膜を支え、膜を平坦な形状に保ち、膜モジュールの高い効率を可能にし、逆洗の効率を高める。プレートおよび膜は、膜の精密な嵌合を可能にするように、スクリュー、ナット、およびガスケット等の締結具によって膜フレーム上に設置、固定される。この機器は、一体型HKUST膜モジュールを形成し、曝気ゾーン内に設置される。方法のために膜孔径の許容範囲を特定するため、0.5μm~220μmの孔径を有する膜が、臨界流束の判定のため、ならびに顕微鏡下で膜表面上のバイオマス蓄積を観察するために試験された。臨界流束は、MBRシステム内の膜の最大透過性および作業負荷を示すために重要なパラメータである。膜は、膜のファウリングを避けるために、臨界流束未満すなわち、臨界前流束で運転されなければならない。臨界流束が高ければ、より小さい膜が必要であることを意味する。膜間差圧TMPは、運転流束が臨界流束より高い場合、相当増加する。臨界流束を判定するために、異なる流束下で運転された膜の安定状態のTMPが測定される。図3は、膜の臨界前および臨界流束における運転時の膜間差圧TMPデータを示すグラフである。図3は、0.5μm、5μm、55μmおよび100μmの公称孔径を用いた臨界流束測定の結果を示す。臨界流束は、孔形が増加すると増加することを示し、5μmより大きい孔径が許容可能で、55μmより高い孔径が最適であり、臨界流束は、約16m3/m2日までである。これらは、個別の孔径が実質的に変動するため、公称孔径と見なされる。公称孔径は、製造元によって製造される孔径の概平均である。図4a~4fは、孔径が0.5μm~220μmの膜の表面上に蓄積した生物量を示す図で、共焦点レーザ顕微鏡CLSM下で観察された。図4a~4fは、顕微鏡下で観察された、バイオマスが蓄積した膜を示す。図4aは0.5μmの孔径のサンプルを示し、図4bは5μmの孔径のサンプルを示し、図4cは55μmの孔径のサンプルを示し、図4dは100μmの孔径のサンプルを示し、図4eは150μm孔径のサンプルを示し、図4fは220μmの孔径のサンプルを示す。膜上に蓄積したバイオマスが厚くなればなるほど、透過水からバイオマスをろ過する際の膜の効率が高くなる。写真は、孔径が220μmより大きい膜は、膜表面上に生物量を保持する上で非効率であることを示した。これは、孔径が220μmより大きい場合に、処理水が非常に混濁するようになるという観察も裏付ける。これら2つの試験の結果に基づいて、許容可能な孔径は5μm~150μmであり、最適な孔径は55μmである。孔径は、公称値であり、所与の膜は、製造技法に応じて、多様な孔径を有する可能性が高い。公称孔径は、5μm~150μm、または10μm~100μmの範囲にすることができる。単一の膜は、異なる径の孔を有することができ、記載の範囲内の孔を含み、または前述の範囲内の孔径のうち狭い範囲内の孔を有することができる。MEPTプラントの構成図5は、向上した汚水処理システムを示す模式図である。流入水供給導管501、曝気ゾーンまたは槽MEPT槽502、膜モジュール出口管507を備える膜モジュール503、曝気から嫌気接続管509、酸素‐沈殿‐嫌気OSA槽515が示される。OSA槽515は、嫌気性ゾーンを確立する。図5を参照すると、構成は、有機物質および窒素を含む汚水を処理するための完全な混合システムを採用する。汚水は、システムに入る前に、最初に3mmの砂粒除去およびスクリーニングを通過しなければならないが、懸濁固体物除去の必要はない。汚水は次いで、導管501を通って連続して酸素が超過しているMEPT槽502内へ送られる。曝気ゾーンの酸素超過は、酸素供給の速度が槽内の微生物による酸素消費の速度と等しいようになる。これによって、槽の全域で溶存酸素濃度は約2mg/Lとなる。曝気装置または曝気装置および機械的攪拌装置の組み合わせは、典型的に、酸素を提供し、混合された液体と固体を懸濁状態に保つ。曝気槽内の曝気装置または攪拌装置によって補充される酸素を使用して、従属栄養生物は、有機炭素を二酸化炭素に酸化し、独立栄養生物は、アンモニアを硝酸塩に、ならびにOSA槽515から再循環された混合液内に含まれる、硫化水素を硫酸塩に酸化する。MEPT槽502内の水理学的滞留時間は、典型的に、1.5~2時間であるが、これに限定されない。MEPT槽502内の混合液の懸濁固体は、約3000mg/Lであるが、これに限定されない。図6は、膜モジュール503の一実施形態の側面図を示す模式図である。出口507および耐食性ハニカムプレート6051つ図示を備えるモジュール503が示される。ハニカムプレート605は、孔径が10mmのハニカム開口部606を有する。開口部606の孔径は、ハニカムプレート605の構造的完全性の要件に応じて、かつモジュール503内の膜図7の717を支えるために選択される。1つ以上の膜モジュール503がMEPT槽502に設置され、透過水は、処理水としてモジュール503内の膜フィルタを通過し、一方、生物固体は、膜フィルタによって分離され、MEPT槽502内に残される。膜モジュール503は、微生物に酸素を供給するためだけでなく、膜のファウリングを避けるために膜を研磨するためにも相当量の気泡を必要とする。MEPT槽502からの混合液の一部は、次いで、接続管509を通ってOSA槽515へ流れる。OSA槽515内では、MEPT槽502からの混合液中に含まれた硝酸塩および硫酸塩は、電子受容体として作用し、有機炭素を二酸化炭素に酸化することによって、窒素ガスおよび硫化物に還元する。硝酸塩の一部はまた、独立栄養脱窒を通して硫化物を酸化するために電子受容体として作用してもよい。OSA槽515内の混合液の同じ量が、次いで、MEPT槽502に再循環される。OSA槽515の水理学的滞留時間は、典型的に、1.5~2時間であるが、これに限定されない。OSA槽515内の混合液の懸濁固体濃度は、約3000mg/Lであるが、これに限定されない。メンブレン強化一次処理MEPT反応槽膜バイオリアクターMBRシステムは、汚水を処理するために、バクテリア活性汚泥と呼ばれるが関与する生物学的処理を膜分離と組み合わせる。汚水は、砂粒除去、スクリーニング、および一次沈殿を通過した後、活性汚泥で充填され、酸素を供給し、膜を研磨するための気散装置が装備された曝気槽に入る。処理済みの処理水は、透過の形式で膜を通過することによって、汚泥から分離される。MBRは典型的に、曝気槽内に浸漬された平坦シート状または中空のファイバ膜モジュールを採用する。汚水処理システムのMEPT槽502は、一次沈殿のないMBRに類似する。MEPTにおいて使用される膜は、55μmの公称孔径を有し、マクロろ過膜と呼ばれる。汚水は、スクリーニングを通過した後、供給ポンプおよび管を通して曝気槽に入る。膜を通して透過水を引き出すために、膜モジュールに真空を印加することによって、反応槽から処理水を取り出す。粗気泡は、使用中、粗気泡が膜表面を越えて移動するように供給され、液流と混入または混合され、膜表面を研磨する。粗気泡は、膜表面からファウリング物質を除去するように機能する。このシステムにおいて、微生物活性を支援するために、さらなる曝気源を槽内部に提供することができる。この種の源は、微細泡によって提供される。特定のマクロろ過膜と共に、有機物質の分解および膜洗浄の両方のために曝気を組み合わせて使用することで、16m3/m2日までの非常に高い流束下で、TMPにおける相当な上昇とともに一定のろ過流量を可能にすることが示された。したがって、膜モジュールは、膜の全域で2~16m3/m2日の流束を確立するために使用される。MEPTプロセスは、生活排水または工業廃水の効率的な処理を提供し、硝化を加えた二次処理に類似する処理水を提供するために使用することができる。この種の浸漬型膜プロセスは、曝気槽内に浸水した膜モジュールを使用する。浸漬型膜によって、MEPTプロセスが、一次処理、生物学的処理、および汚泥の物理的分離を1つの段階に組み合わせることが可能になるので、膜バイオリアクターは、小型、効率的、経済的、および多用途である。膜モジュールこのシステムで使用された膜モジュール503はHKUSTで製作された。図6を参照すると、膜モジュールの種類は、長さ対幅対厚さが7:4.3:0.25の平坦なシートである。耐食性ハニカムプレート605は、膜モジュール503表面上に対称的に固定され、孔606の直径は10mmで、中心の間の間隔は20mmである。膜モジュール503からの処理水のための出口507は、膜モジュール503の上部に設置される。図7は、膜モジュール503の構造を示す図である。それぞれ、2つの薄型耐食性ハニカムプレート605a、605bを用いて保持される、2つの膜717、および2つのプレート605aと605bとの間に保持される、膜717にプレート605a、605bを固定するために使用された、ナットやボルト締結具等の締結具731、732が示される。使用された膜717は、不織布の平坦なシート状膜であり、公称孔径は5μm~150μmの範囲、最適な孔径は55μmである。この範囲の孔径全ては、このMEPTプロセスで使用することができる。薄型耐食性ハニカムプレート605a、605bは、膜の形状が運転中に変化せず、それによって、高レベルの安定性で膜モジュール503を維持するように、膜717を保持するために使用される。MEPTシステムにおいて、透過流束は、従来の膜バイオリアクターよりも10倍を超えて大きく、逆洗流束は、透過流束よりもさらに大きい。したがって、膜717は、膜717の形状の変化を避けるために、膜モジュール503内のハニカムプレート605a、605bによってしっかり固定位置に保持されなければならない。このシステムで使用された薄型耐食性ハニカムプレート605a、605bは、1mmの厚さで、気泡フラッシングの効率性を提供し、膜表面上のバイオケーキの成長を制御することができる。ボルトおよびナット731、732は、前側から逆側またはこの逆に膜モジュール503全体を通して設置される。各ボルト間の距離は50mmで、膜717が膜モジュール503内部に密閉して嵌合される。膜バイオリアクターシステムは、効果的かつ効率的な膜洗浄方法を利用する。一般的に使用される物理的洗浄方法として、処理水を使用する逆洗、および混合液中の粗気泡を使用する研磨が挙げられる。以下の例では、化学または槽外洗浄は必要ない。1の処理水を使用する逆洗は1日2回実施され、1分間の逆洗後、膜間差圧TMPは典型的に0.09バール未満である。曝気ゾーン図8は、曝気ゾーンMEPT槽502の平面模式図であり、曝気気散装置、ならびに流入水および再循環の流入の分布を示し、曝気気散装置、ならびに流入水および再循環の流入の分布を示す。MEPT槽502、膜モジュール503、曝気孔808、気散装置809、流入水のための孔813、再循環された混合液のための孔815、および弁821~825を示す。粗気泡を生成するための5mmの直径を有する曝気孔808は、MEPT槽502の底部上に設計され、膜モジュール503の研磨を効率的に実施することができる、膜モジュール503の両側に位置付けられる。気散装置809は、槽内に対称的に溶存酸素を提供するように、MEPT槽502内に均等に設置される。流入水およびOSA槽515から再循環された混合液は、所望の水理学滞留時間HRTを保証するために、槽の底部からMEPT層502内へ流れる。直径8mmを有する孔813は、流入水のために使用され、一方、直径10mmを有する孔815は、再循環された混合液のために使用される。MEPT槽502の外側に設置された弁821~825は、プログラマブルロジックコントローラPLCパネルによって制御される。酸素‐沈殿‐嫌気OSA槽汚水処理システムの嫌気性槽OSA槽115は、汚泥最低抑制反応槽である。酸素または硝酸塩を使用する従属栄養酸化反応は、嫌気性メタン生成反応の収率係数0.1gVSS/gCODよりもはるかに高い、汚泥収率係数0.4gVSS/gCODを有するので、嫌気性メタン生成反応を促進するために、曝気槽から嫌気性槽へ混合液または汚泥を移すことによって、全体的な汚泥発生を削減することができる。しかしながら、メタン生成反応の反応率が従属栄養酸化よりもはるかに低いので、そのような反応には、汚泥最低抑制を効率的に有効にするために、非常に長いHRTおよびSRTが必要である。MBRプロセスは、従来の活性汚泥プロセスよりも高い汚泥濃度で運転することができるため、OSAプロセスは、二次沈殿を適用することなく、MBRプロセスに追加することができる。一方、曝気槽内の硝酸塩の一部も嫌気性ゾーンに入るので、嫌気性ゾーンで従属栄養脱窒が発生する。しかしながら、この反応は高い汚泥収率要因を有するので、OSA反応槽の汚泥最低抑制効果が削減されてしまう。香港の下水は、500mgSO42-/Lの硫酸塩または167mgS/Lおよび400mg/LのCODを含み、十分な硫酸還元の潜在性を示す。硫酸還元反応は、低い汚泥収率の0.2gVSS/gで還元された硫酸塩も有するので、硫黄循環を使用して汚泥最低抑制の機会を提供する。その上、硫酸塩還元バクテリアSRBは、メタン生成バクテリアよりも高い特定の成長率および低いモノーMonodの飽和定数を有するので、有機物質の分解のためにメタン生成バクテリアよりも優れている可能性があり、OSA用途に適している。さらに、硫化物による独立栄養脱窒もまた非常に低い汚泥収率を有し、硫酸塩を用いた汚泥最低抑制は、硝酸塩レベルによって影響されない。硫酸塩の硫化物への還元は、強酸から弱酸への変化であり、pHの上昇を招く。密閉された嫌気性環境において、硫酸塩の還元から生成される硫化物は、pHが上昇すると、水に溶ける傾向があり、それによって、十分な量の溶解硫化物を生成し、独立栄養硫化物酸化を通して、酸素によって硫酸塩に酸化される、曝気槽へ再循環されることを可能にする。このプロセスは低い汚泥収率要因も有するので、システムの汚泥発生率は、この硫酸塩-硫化物-硫酸塩循環によって最低に抑制される。図9は、硫黄が関与する好気性ゾーンMEPT槽502および嫌気性ゾーンOSA槽515内の反応の機構を示す図である。従属栄養硫黄還元913として記載される炭素循環、独立栄養脱窒914として記載される硫黄循環、独立栄養硝化915として記載される窒素循環、および独立栄養硫化物酸化916として記載される別の硫黄循環の表現が示される。プロセスは、炭素、窒素、硫黄の3つの元素が関与する反応となる。MEPT槽502で消費されない有機炭素の部分、細菌量の形式の有機炭素、独立硝化915を通じてMEPT槽502内のアンモニアを酸化することから発生する硝酸塩、および汚水から発生する硫酸塩は、OSA槽515内へ送り込まれる。これらは、3つの元素の主な発生源である。OSA槽515で、有機炭素は、硫酸塩還元を達成するために電子を提供し、二酸化炭素に酸化され、一方、硫酸塩は、従属栄養硫酸塩還元913を通じて、硫酸塩還元バクテリアによって、硫化物に還元される。硝酸塩は、硫化物を硫酸塩に酸化する独立栄養脱窒914、または有機炭素を二酸化炭素に酸化する従属栄養脱窒という、2つの競合する反応を通じて窒素ガスに還元される。MEPT槽502に再循環された混合液は、MEPT槽502内で、独立栄養硫化物酸化916を通じて、酸素によって、再び硫酸塩に酸化される、溶解硫化物を含む。有機炭素の一部もまた、MEPT槽502で、酸素によって二酸化炭素に酸化される。このプロセスは、プロセスの3つの主要な微生物集団である、硫酸塩還元バクテリア、独立栄養脱窒、および独立栄養硝化の全てが低い増殖収率を有するため、余剰汚泥発生を実質的に削減させる。増殖収率は、バクテリア成長率に応じる。増殖収率が低ければ低いほど、消費される基質例えば炭素の単位あたりに生成される細菌量は少なくなる。したがって、低い増殖収率は、汚泥発生を最低抑制する上で、生物学的汚水プロセスにとって利点である。MEPT-OSA運転の例一次沈殿を通過させず、1日あたり2.7m3のスクリーニングした食塩汚水の流入水を用いてMEPT-OSA反応槽を4ヵ月間にわたって運転した。使用された膜は、公称孔径が55μmの不織布膜である。膜モジュールの寸法は、0.7m×0.43m×0.025mで、0.42の多孔率を備える。曝気槽の寸法は0.38m×0.54m×0.97mで、嫌気性槽の寸法は0.4m×0.4m×1.25mである。システムの総容量は400Lで、反応槽の各々はほぼ200Lに等しい。総HRTは3.5時間で、SRTは36日である。流入水は曝気槽に入った。曝気槽の混合液の一部は次いで、再循環率が流入水流入率に等しい嫌気性槽に入った。曝気槽内の空気対水の比率は、約20~25m3/m3で、一方、嫌気性槽内の混合液は、40~60rpm/分で運転する機械的攪拌装置を用いて混合された。曝気槽および嫌気性槽両方の平均MLSSは、3000~3500mg/Lである。この例の透過流束は、10.8~11m3/m2日に維持された。膜の逆洗は、12時間毎に実施された。これらの運転状態の下で、濁度が10NTU未満、SSが20mg/L未満、CODが50mg/L未満、およびアンモニアが5mg/L未満の濁度の安定した処理水を達成することができた。運転期間全体で、TMPは、逆洗前が常時0.2バール未満であり、逆洗後は0.09バールに減少したので、膜のファウリングは全く発生しなかった。膜の化学または槽外洗浄は全く実施されなかった。結論本明細書および請求項において使用された原料、反応状態等の数を表現する全ての数字は、例として与えられ、約という用語によって全ての事例で修飾されると理解されたい。したがって、その逆が示されない限り、本明細書および添付の請求項に記載の数的パラメータは、本開示によって取得されることが追求される所望の特性に応じて変動してもよい、近似値である。発明の性質を説明するために本明細書に記載および図示された、詳細、材料、ステップおよび部品の配置における多数の追加の変更は、当業者によって、添付の請求項に明示される本発明の原則および範囲内において行われてもよいことが理解されるであろう。