TWI447076B

TWI447076B - 水處理裝置、水處理方法、膜分離活性污泥處理裝置、膜分離活性污泥處理方法、活性污泥處理裝置、活性污泥處理方法、廢水處理裝置及廢水處理方法

Info

Publication number: TWI447076B
Application number: TW98138283A
Authority: TW
Inventors: Katsuyoshi Tanida; Masahiko Miura; Shinichi Nonaka; Yoshio Takamura; Yukihiro Ogino; Mitsushige Shimada; Toshio Shibuya; Susumu Hasegawa; Kazuyoshi Yamamoto
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-11-11
Publication date: 2014-08-01
Also published as: TW201026616A; CN102209689A

Description

水處理裝置、水處理方法、膜分離活性污泥處理裝置、膜分離活性污泥處理方法、活性污泥處理裝置、活性污泥處理方法、廢水處理裝置及廢水處理方法

本發明係關於一種水處理裝置、水處理方法、膜分離活性污泥處理裝置、膜分離活性污泥處理方法、活性污泥處理裝置、活性污泥處理方法、廢水處理裝置及廢水處理方法。

先前以來，作為對含有有機物等之廢水進行淨化處理之水處理方法，已知有將活性污泥以及廢水混合後生成混合水，並對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水之方法。

如此之水處理方法通常係進行如下處理，即，對該含污泥生物處理水進行膜分離而獲得膜分離處理水、或對該含污泥生物處理水進行固液分離而獲得固液分離處理水。

然而，先前之水處理方法中存在如下問題：於對含污泥生物處理水進行膜分離之情形時，因含污泥生物處理水未充分進行膜分離，故無法高效獲得膜分離處理水。又，先前之水處理方法中亦存在如下問題：於對含污泥生物處理水進行固液分離之情形時，因含污泥生物處理水未充分進行固液分離，故無法高效獲得固液分離處理水。

亦即，先前之水處理方法中存在如下問題：無法高效地實施包括進而對含污泥生物處理水進行淨化之步驟在內的廢水淨化處理。

鑒於上述問題點，本發明之課題在於提供一種能高效地實施廢水淨化處理之水處理裝置、水處理方法、膜分離活性污泥處理裝置、膜分離活性污泥處理方法、活性污泥處理裝置、活性污泥處理方法、廢水處理裝置及廢水處理方法。

本發明係一種水處理裝置，其特徵在於：其係構成為混合活性污泥以及廢水混合進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水者，上述活性污泥係為生物凝聚而成者。

又，本發明係一種水處理方法，其特徵在於：其係混合活性污泥以及廢水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水者，且，使用上述活性污泥經生物凝聚而成者。

進而，本發明係一種膜分離活性污泥處理裝置，其特徵在於包括：生物處理部，其將藉由使活性污泥生物凝聚以生成凝聚污泥體之生物凝聚機構而生成之凝聚污泥體以及廢水混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水；以及淨化處理水生成部，其具有進行膜過濾之膜單元，且藉由膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得成為滲透水之淨化處理水。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因凝聚污泥體為凝聚而成者，故難以造成附著於過濾膜或阻塞過濾膜。又，因凝聚污泥體係藉由上述生物凝聚機構而生成者，故可抑制過濾膜之損壞。其結果，本發明具有如下效果：可提高過濾效率，進而，可抑制過濾膜之損壞，從而較先前更能延長過濾膜之壽命，又，可抑制過濾膜之清洗頻率或用於膜清洗之曝氣量，從而可抑制用於清洗之能量成本。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是，上述生物凝聚機構藉由載體來凝聚上述活性污泥，且自上述載體中分離生成上述凝聚污泥體。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因凝聚污泥體係自載體中分離而形成者，故具有如下優點：可使載體自身不與過濾膜進行接觸，故可進一步抑制過濾膜之損壞。又，因可自一個載體多次生成凝聚污泥體，故與先前之載體(流動載體)相比，具有易於使活性污泥凝聚之優點。

進而，採用藉由載體使上述活性污泥凝聚且自上述載體中分離生成上述凝聚污泥體者作為上述生物凝聚機構的膜分離活性污泥處理裝置，較好的是構成如下：於上述生物處理部內設有進行曝氣之曝氣機構，且上述載體以與上述膜單元隔離之方式進行配置，且包括附著上述活性污泥之附著體與支持該附著體之支持部，且藉由上述曝氣機構之曝氣而使上述附著體振動。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，而具有易於生成凝聚污泥體之優點。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，上述凝聚污泥體之粒徑為1μm~10mm。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因上述凝聚污泥體之粒徑為1μm以上，故凝聚污泥體易於沈澱從而混合水易於呈現固液分離性，故具有過濾膜難以產生阻塞之優點。又，因上述凝聚污泥體之粒徑為10mm以下，故具有可抑制因凝聚污泥體而產生過濾膜間閉塞之情形。

再者，凝聚污泥體之粒徑係指，利用顯微鏡對構成凝聚污泥體之集合體的粒子所測定之最長部分的長度之算術平均值(試樣數量：100個以上)。

進而，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成為：上述淨化處理水生成部包括重力沈澱槽，該重力沈澱槽係藉由凝聚污泥體之重力沈澱，而自上述含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更得以濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且上述膜單元構成為藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因易於使凝聚污泥體沈澱，故具有如下優點：易於形成上清水，又，可藉由利用膜單元過濾該上清水，而進一步抑制過濾膜之阻塞。故而，可降低過濾膜之清洗頻率或用於膜清洗之曝氣量。

又，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元膜對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水之膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，上述膜單元係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽內之液面下。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，具有如下優點：可使裝置之構造簡化，又，可使裝置小型化。

進而，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是包括自上述重力沈澱槽供給上述上清水且蓄積該上清水之上清水蓄積槽，且上述膜單元係作為浸漬膜而設置於上述上清水蓄積槽內之液面下。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，即便於重力沈澱槽之污泥濃縮水中所含之凝聚污泥體向上清水漂浮之情形時，亦可抑制該漂浮之凝聚污泥體接觸於浸透膜，故而具有可進一步抑制過濾膜之阻塞之優點。又，於過濾膜經化學藥品清洗後，亦具有如下優點：該化學藥品難以混入至含污泥生物處理水蓄積槽內，故含污泥生物處理水蓄積槽中之凝聚污泥體難以受到化學藥品之影響。

又，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，包括蓄積上述生物處理部所生成之含污泥生物處理水的含污泥生物處理水蓄積槽，且上述含污泥生物處理水蓄積槽與上述重力沈澱槽係藉由利用間隔板劃分成1個槽而形成。

進而，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，上述重力沈澱槽之底部設有污泥濃縮水排出口，上述底部係以向上述污泥濃縮水排出口傾斜之方式而形成為向下變細之錐狀。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，易於自上述重力沈澱槽中排出污泥濃縮水，使得污泥濃縮水中之凝聚污泥體懸浮之情形得以抑制，使上清水中所含之凝聚污泥體之量得以抑制，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。

又，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，於上述重力沈澱槽之內側設有傾斜板。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，由於可抑制所沈澱之凝聚污泥體再次懸浮，使得上清水中所含之凝聚污泥體之量得以抑制，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。又，具有如下優點：因易於提高水面積負荷而易於使重力沈澱槽小型化，或者因易於降低分離界面(上清水與污泥濃縮水之界面)故易於確保膜單元之設置空間。

進而，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，上述重力沈澱槽包括向該槽內分配供給上述含污泥生物處理水之分配器。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，可相對均等地將淨化處理水供給至上述重力沈澱槽，使破壞污泥濃縮水與上清水之界面之情形得以抑制，從而可抑制凝聚污泥體混入至上清水中之量。故而，具有過濾膜更難阻塞之優點。又，與設有中心孔作為對重力沈澱槽內供給上述含污泥生物處理水之機構的重力沈澱槽相比，具有如下優點：易於使重力沈澱槽小型化，或者易於確保膜單元之設置空間。

又，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置中，較好的是，上述重力沈澱槽包括迴轉供給機構，該迴轉供給機構沿該槽內周面使上述含污泥生物處理水一面迴轉，一面供給至該槽內。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因可抑制所沈澱之凝聚污泥體之懸浮，從而可抑制上清水中所含之凝聚污泥體之量，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。又，因可不僅藉由重力而且藉由離心力而使凝聚污泥體易於沈澱，故具有如下優點：可提高水面積負荷，易於使重力沈澱槽小型化，或者與設有中心孔作為對重力沈澱槽內供給上述含污泥生物處理水之機構的重力沈澱槽相比，易於使重力沈澱槽小型化，故易於確保膜單元之設置空間。

進而，本發明之膜分離活性污泥處理裝置，較好的是構成為包括對於藉由上述膜單元之膜過濾而獲得之非滲透水中所含之有機物進行氧化處理之非滲透水氧化處理部，且將經該非滲透水氧化處理部對有機物進行氧化處理之非滲透水作為上述混合水之一部分而傳送至上述生物處理部。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因可藉由氧化而使非滲透水中所含且難分解於凝聚污泥體中之物質(難分解性物質)分解成易分解於凝聚污泥體中之物質(易分解性物質)，使難分解性物質之蓄積得以抑制，從而可抑制積垢，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。

進而，構成為包括上述重力沈澱槽且藉由上述膜單元對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水的膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成如下，包括對上述上清水中所含之有機物進行氧化處理的上清水氧化處理部，且藉由對有機物經該上清水氧化處理部氧化處理之上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因可藉由氧化而使上清水中所含且難分解於凝聚污泥體中之物質(難分解性物質)分解成易分解於凝聚污泥體中之物質(易分解性物質)，使得難分解性物質之蓄積得以抑制，從而可抑制積垢，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成為上述淨化處理水生成部包括旋流器，該旋流器藉由離心力而自上述含污泥生物處理水生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更被濃縮之污泥濃縮水及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之旋流器處理水，且藉由上述膜單元對該旋流器處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因供給至膜單元之旋流器處理水中所含之凝聚污泥體的含量減少，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。又，與重力沈澱槽相比，旋流器可省空間，故而具有省空間且可使過濾膜難以阻塞之優點。

進而，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成如下，其包括濾網，該濾網自上述含污泥生物處理水生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之濾網處理水，且藉由上述膜單元對該濾網處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因供給至膜單元之濾網處理水中所含之凝聚污泥體之含量減少，故具有過濾膜更難阻塞之優點。又，與重力沈澱槽相比，濾網可更省空間，故具有省空間且過濾膜難阻塞之優點。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成如下，上述生物處理部包括藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體之生物凝聚槽、及將該生成之凝聚污泥體以及廢水混合而生成混合水且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水之含污泥生物處理水蓄積槽，由上述膜單元所生成之非滲透水成為與上述含污泥生物處理水蓄積槽內之含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更被濃縮者，且該膜分離活性污泥處理裝置中設有將上述非滲透水傳送至上述生物凝聚槽之非滲透水傳送機構。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因構成為使活性污泥經濃縮之非滲透水中所含之活性污泥進行凝聚，故具有可更高效地生成凝聚污泥體之優點。又，亦具有可有效利用用於回送非滲透水之能量之優點。

進而，本發明之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成如下，上述生物處理部包括藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體之生物凝聚槽、與將該生成之凝聚污泥體以及廢水混合而生成混合水且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水之含污泥生物處理水蓄積槽，上述淨化處理水生成部包括重力沈澱槽或者旋流器，該重力沈澱槽藉由重力沈澱而自上述含污泥生物處理水生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，該旋流器藉由離心力而自上述含污泥生物處理水生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之旋流器處理水，且藉由上述膜單元對上述上清水或者旋流器處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水，且該膜分離活性污泥處理裝置中設有將藉由上述重力沈澱槽或者旋流器所生成之污泥濃縮水傳送至上述生物凝聚槽之污泥濃縮水傳送機構。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因構成為濃縮有活性污泥之凝聚污泥體中所含之活性污泥被凝聚，故具有可更高效地生成凝聚污泥體之優點。又，亦具有可有效利用用於回送污泥濃縮水之能量之優點。

又，包括上述生物凝聚槽與上述含污泥生物處理水蓄積槽之膜分離活性污泥處理裝置較好的是構成如下，上述生物凝聚機構係藉由載體而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體分離生成上述凝聚污泥體者，上述載體包括附著有活性污泥之附著體與支持該附著體之支持部，且藉由水流而使上述附著體振動。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因構成為藉由水流而使上述附著體振動，故具有如下優點：可以較佳之能量效率使凝聚污泥體自載體中分離。又，因可高效地生成凝聚污泥體，故亦具有如下優點：可縮小載體之尺寸但不會使凝聚污泥體之生成效率下降。

又，本發明係一種膜分離活性污泥處理方法，其特徵在於包括：生物處理步驟，將使活性污泥生物凝聚而生成凝聚污泥體之生物凝聚機構所生成之凝聚污泥體以及廢水混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水；以及淨化處理水生成步驟，藉由使用膜單元進行膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水。

進而，本發明係一種水處理裝置，其特徵在於：其係包括於槽內藉由活性污泥對廢水進行生物處理之生物處理部者，且該水處理裝置構成為：上述槽內設有使活性污泥凝聚之載體，且包括對上述槽內添加凝聚劑之凝聚劑添加機構，且生物處理部藉由由該凝聚劑添加機構添加至上述槽內之凝聚劑與上述載體，而使上述槽內之活性污泥凝聚從而形成凝聚污泥體，且藉由該凝聚污泥體對廢水進行生物處理。

根據如此之水處理裝置，藉由併用凝聚劑與載體而使活性污泥凝聚，藉此使活性污泥首先附著於載體，並藉由自活性污泥中所存在之生物種(例如，細菌、原生動物、後生動物等)中排出之膠成分(生物體外聚合物)(例如，自生物種排出之代謝物等)而使活性污泥彼此結合，從而使活性污泥凝聚，且該凝聚之活性污泥藉由凝聚劑而進一步硬化，形成凝聚污泥體。而且，該凝聚污泥體上吸附漂浮之活性污泥，並藉由上述膠成分而使該凝聚污泥體進而成為更進一步凝聚者。如此凝聚而使粒徑增大之凝聚污泥體於槽內易於沈澱，難以自槽流出，且藉由該凝聚污泥體與廢水而生成新的活性污泥，該新的活性污泥亦被凝聚，故即便向使用活性污泥對廢水進行生物處理之槽內供給廢水之狀態下，亦可相對高效地生成凝聚之活性污泥。

再者，本發明中，所謂活性污泥之生物處理係指，對包含生物種(例如，細菌、原生動物、後生動物等)之活性污泥、與含有有機物等之廢水一面曝氣一面進行混合，從而利用上述生物種使該有機物分解。

又，凝聚劑係可使活性污泥凝聚之化學藥劑。

又，如此之水處理裝置中，較好的是，生物處理部構成為藉由添加至上述槽內之凝聚劑與上述載體而使上述槽內之活性污泥凝聚，形成凝聚污泥體，且使該凝聚污泥體自上述載體中分離，並藉由自該載體分離之凝聚污泥體來對廢水進行生物處理。

根據如此之水處理裝置，可自一個載體多次生成凝聚污泥體，與流動載體相比更易於使活性污泥凝聚，故而，可進一步高效地生成凝聚之活性污泥。

進而，構成為藉由自上述載體中分離之凝聚污泥體來對廢水進行生物處理之水處理裝置較好的是構成為：設置於上述槽內進行曝氣之曝氣機構，且上述載體包括附著上述活性污泥之附著體與支持該附著體之支持部，且藉由上述曝氣機構之曝氣而使上述附著體振動。

根據如此之水處理裝置，因曝氣機構使上述槽內產生水流而使附著體振動，使得凝聚污泥體自上述載體中分離，並且活性污泥亦可供給分解廢水有機物所需之氧，故可進一步高效地生成凝聚之活性污泥。

又，構成為藉由上述凝聚劑以及上述載體而使活性污泥凝聚之水處理裝置中，較好的是，上述凝聚劑為聚脒。

根據如此之水處理裝置，藉由如此之凝聚劑與上述載體之進一步增效效應，而易於進一步高效地生成凝聚之活性污泥。

進而，構成為藉由上述凝聚劑以及上述載體而使活性污泥凝聚之水處理裝置中，較好的是，包括淨化處理水生成部，該淨化處理水生成部中包括進行膜過濾之膜單元，且藉由膜過濾而自經過上述生物處理而成為廢水之含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水。

又，本發明係一種水處理方法，其特徵在於：其係藉由活性污泥而於槽內對廢水進行生物處理者，該水處理方法包括對上述槽內添加凝聚劑之凝聚劑添加步驟，且利用由該凝聚劑添加步驟而添加至上述槽內之凝聚劑、與使活性污泥凝聚之載體，而使上述槽內之活性污泥凝聚，並藉由該凝聚之活性污泥對廢水進行生物處理。

進而，本發明係一種水處理裝置，其包括生物處理部，上述生物處理部具有複數行載體，該複數行載體中設有附著有活性污泥之附著體與支持該附著體之支持部，且藉由於槽內使活性污泥附著於上述附著體，而使該活性污泥凝聚，生成凝聚污泥體，並藉由該凝聚污泥體對廢水進行淨化處理，從而獲得含污泥生物處理水，該水處理裝置之特徵在於：具有於上述槽內進行曝氣之曝氣機構，且藉由該曝氣機構之曝氣而使一行附著體振動並與其他至少任一行支持部產生碰撞。

根據如此之水處理裝置，由於構成為藉由上述曝氣機構之曝氣而使槽內產生水流，使得一行附著體振動並與其他至少任一行支持部產生碰撞，故而凝聚污泥體因該碰撞之衝擊而易於自該附著體中分離，因此，使其他活性污泥附著於該附著體而分離，藉此進而形成凝聚污泥體，因而，可使凝聚污泥體之濃度升高。又，因槽內可配置較多載體，故會生成更多之凝聚污泥體，使得凝聚污泥體之濃度可更進一步升高。進而，因凝聚污泥體之濃度升高，故藉由凝聚污泥體與供給至槽內之廢水而生成新的活性污泥，其結果，可使凝聚污泥體之濃度更進一步升高。

再者，於本發明中，該凝聚污泥體之廢水淨化處理係指對包含生物種(例如，細菌、原生動物、後生動物等)之凝聚污泥體、與含有有機物等之廢水一面進行曝氣一面進行混合，從而利用上述生物種使上述有機物分解。

又，如此之水處理裝置中，較好的是，包括淨化處理水生成部，該淨化處理水生成部包括進行膜過濾之膜單元，且藉由膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水。

根據如此之水處理裝置，可藉由上述淨化處理水生成部而使廢水進一步淨化。

又，本發明係一種水處理方法，其特徵在於：其係使用水處理裝置對廢水進行淨化處理，該水處理裝置構成為藉由上述曝氣機構之曝氣而使一行附著體振動而並與其他之至少任一行支持部產生碰撞。

進而，本發明係一種活性污泥處理方法，其特徵在於：其係將活性污泥以及廢水混合而生成混合水，並對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水者，且使上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids，混合液懸浮固體)濃度)達到10,000mg/L以上，使BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量)對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下。

又，於本發明之活性污泥處理方法中，較好的是，使用上述活性污泥經載體而凝聚者。

又，本發明係一種活性污泥處理裝置，其特徵在於：其構成為使活性污泥以及廢水混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理，獲得含污泥生物處理水，該活性污泥處理裝置構成為：使上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)達到10,000mg/L以上，且使BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下。

進而，本發明係一種廢水處理方法，其特徵在於：其係將活性污泥以及廢水混合，於生物處理槽內進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水，且對該含污泥生物處理水進行固液分離而獲得淨化水者，該廢水處理方法實施如下步驟：高濃度化步驟，藉由配置於槽內或者槽外之膜單元而對含污泥生物處理水進行膜分離，將作為上述生物處理槽之膜濃縮槽內之活性污泥濃度提高，使MLSS濃度達到10,000mg/L以上，使BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下；以及淨化水生成步驟，將MLSS濃度得到提高之含污泥生物處理水之一部分排出至上述膜濃縮槽外並供給至固液分離槽中，且藉由固液分離而獲得作為固液分離處理水之淨化水。

根據如此之廢水處理方法，可藉由實施上述高濃度化步驟，而利用膜分離獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水。

又，根據如此之廢水處理方法，可藉由實施上述淨化水生成步驟，將MLSS濃度得到提高之含污泥生物處理水之一部分排出至上述膜濃縮槽外，藉此將上述膜濃縮槽內之溶解性微生物產物(SMP，Soluble Microbial Products)之一部分排出至該膜濃縮槽外，因此，可抑制SMP蓄積於上述膜濃縮槽內，故可抑制過濾膜之阻塞。

因此，根據如此之廢水處理方法，可利用膜分離而獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水，且可減少過濾膜阻塞之虞。

又，本發明之廢水處理方法中，較好的是實施如下步驟：廢水供給步驟，使用形成為與上述膜濃縮槽單獨分開之收容槽，對於分別傳送至該膜分離槽與該收容槽之廢水之傳送比例進行調節，將廢水供給至該膜分離槽與該收容槽；以及含污泥生物處理水供給步驟，將自上述膜濃縮槽排出之含污泥生物處理水收容於該收容槽內，且加入藉由固液分離而獲得之污泥濃縮水進行生物處理，將所生成之含污泥生物處理水供給至上述固液分離槽中。

根據如此之廢水處理方法，藉由實施上述廢水供給步驟，即便所流入之廢水之有機物濃度或水量產生變動，亦可將用於獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水之適當之廢水量注入至上述膜濃縮槽內，故而可高效獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水。

又，根據如此之廢水處理方法，由於該收容槽之含污泥生物處理水藉由污泥濃縮水而將活性污泥濃度提高，故即便將未傳送至上述膜分離槽之殘留之廢水大量地傳送至上述收容槽，亦可使該廢水中所含之有機物充分分解，故而可更進一步提高含污泥生物處理水中所含之活性污泥濃度。

進而，根據如此之廢水處理方法，可藉由將經濃縮之含污泥生物處理水收容於收容槽內，且將藉由固液分離而獲得之污泥濃縮水加入至收容槽內進行生物處理，而於該收容槽內使含污泥生物處理水之MLSS濃度達到10,000mg/L以上，且收容槽內亦可高效地獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水。

故而，根據如此之廢水處理方法，具有如下優點：可獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水，且可進一步減少過濾膜阻塞之虞。

進而，本發明之廢水處理方法中，較好的是，使用上述活性污泥經載體而凝聚者。

又，本發明係一種廢水處理裝置，其特徵在於：其係構成為包括生物處理部與固液分離部，且藉由上述生物處理部以及上述固液分離部而獲得淨化水者，該生物處理部係將活性污泥以及廢水混合於該生物處理槽中進行生物處理而獲得含污泥生物處理水，該固液分離部係對該含污泥生物處理水進行固液分離，上述生物處理部構成為：包括對含污泥生物處理水進行膜分離之膜單元，且利用該膜單元對含污泥生物處理水進行膜分離，使作為上述生物處理槽之膜濃縮槽內之活性污泥濃度提高，上述膜單元配置於槽內或者槽外，且上述廢水處理裝置構成為藉由上述生物處理部而將含污泥生物處理水之活性污泥濃度提高，使MLSS濃度達到10,000mg/L以上，且使BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下，進而上述廢水處理裝置構成為將MLSS濃度得到提高之含污泥生物處理水之一部分排出至上述膜濃縮槽外且供給至固液分離槽，且藉由固液分離而獲得作為固液分離處理水之淨化水。

如上所述，根據本發明，可高效地實施廢水淨化處理。

以下，參照圖式說明本發明之實施形態。

第1實施形態

首先，對於第1實施形態之作為水處理裝置之膜分離活性污泥處理裝置、及作為水處理方法之膜分離活性污泥處理方法進行說明。

先前，膜分離活性污泥處理裝置包括：將廢水與活性污泥混合進行生物處理而形成含污泥生物處理水之生物處理部、與具有進行膜過濾之膜單元且自藉由膜過濾而上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水之淨化處理水生成部，故就用途而言，上述膜分離活性污泥處理裝置係用於含有有機物等之廢水之處理中(例如，日本專利特開2007-289941號公報(專利文獻1))。

然而，如此之膜分離活性污泥處理裝置存在過濾膜會因活性污泥而阻塞，導致過濾效率下降或過濾膜損壞之虞。尤其是，於過濾膜產生損壞之情形時，存在耗費用於更換過濾膜之成本之問題。為抑制如此之阻塞，而進行對過濾膜進行曝氣等處理，但需要用於曝氣之能量。又，於產生如此之阻塞之情形時，必需頻繁實施如下對應處理，即，使膜單元中之水流逆流，並使用清洗水(較廢水更乾淨之水，或含有酸、鹼、氧化劑等化學藥品之水)沖洗阻塞於該過濾膜中之活性污泥、或對過濾膜進行曝氣等，故存在費事之虞，又，亦存在為清洗膜而必需頻繁中斷廢水處理之虞。又，若過濾膜阻塞、或頻繁實施清洗，則存在滲透水之回收速度下降之問題。進而，若頻繁實施清洗，則亦存在因清洗而使能量成本增加之問題。

如此，先前之膜分離活性污泥處理裝置存在廢水處理效率差之問題。

為應對如此之問題，而揭示有如下之膜分離活性污泥處理裝置，其藉由凝聚劑而使活性污泥凝聚，並使用粒徑增大之活性污泥使膜難以阻塞(例如，日本專利特開2006-15236號公報(專利文獻2))。又，亦揭示有如下之膜分離活性污泥處理裝置，其以塑膠等之粒狀載體為核心使活性污泥凝聚，並使用與該載體一同漂浮之活性污泥(例如，日本專利特開平9-308883號公報(專利文獻3))。

然而，於如專利文獻2般需要僅使用凝聚劑來凝聚活性污泥之情形時，若凝聚劑過少則活性污泥無法充分凝聚，從而幾乎無法抑制活性污泥對膜之阻塞，另一方面，若凝聚劑之量過多則凝聚劑自身會阻塞膜，從而存在損壞膜之虞。又，活性污泥於廢水處理之過程中可能增加，故需要根據活性污泥之增加而每次添加凝聚劑，從而亦存在耗費凝聚劑成本之問題。

又，於如專利文獻3般以塑膠等之粒狀流動載體為核心，使活性污泥凝聚，並使用與該載體一同漂浮之活性污泥之情形時，存在載體接觸過濾膜而損壞過濾膜之虞。又，因殘留未凝聚而漂浮之活性污泥，故依然存在與專利文獻1相同之問題。

鑒於上述問題點，第1實施形態之一課題在於提供一種可顯著提高過濾效率，並且可抑制過濾膜之損壞以及污染之廢水處理效率良好之膜分離活性污泥處理裝置。又，另一課題在於提供一種可顯著提高過濾效率，並且可抑制過濾膜之損壞以及污染之廢水處理效率良好之膜分離活性污泥處理方法。

首先，對第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置進行說明。

圖1係第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

如圖1所示，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1包括：生物處理部2，其將由使活性污泥生物凝聚而生成凝聚污泥體之生物凝聚機構所生成之凝聚污泥體以及廢水A混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水；以及淨化處理水生成部3，其具有進行膜過濾之膜單元31，且藉由膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水B。

作為上述生物處理，具體而言，可列舉活性污泥處理等。

活性污泥處理係對包含細菌、原生動物、後生動物等生物種之活性污泥、與含有有機物之廢水一面進行曝氣一面進行混合，並利用上述生物種使該有機物分解之處理。

又，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1構成為：將含污泥生物處理水傳送至淨化處理水生成部3，將作為滲透水之淨化處理水B傳送至滲透水蓄積部(未圖示)，將藉由上述膜單元31進行膜過濾而獲得之非滲透水E作為混合水之一部分傳送至生物處理部2，將污泥濃縮水C傳送至污泥濃縮水蓄積部(未圖示)及/或作為混合水之一部分傳送至生物處理部2。

進而，如圖1所示，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1包括：傳送含污泥生物處理水之含污泥生物處理水傳送路徑4a、傳送作為滲透水之淨化處理水B之淨化處理水傳送路徑4b、傳送污泥濃縮水C之污泥濃縮水傳送路徑4c、以及傳送非滲透水E之非滲透水傳送路徑4d。

廢水A只要含有可進行生物分解之有機物等即可，並無特別限定，作為該廢水A，可列舉例如生活廢水或食品工廠、化學工廠、電子產業工廠、紙漿工廠等工廠之廢水等。

如圖2所示，生物處理部2包括：蓄積所生成之含污泥生物處理水之含污泥生物處理水蓄積槽21、載體22、以及於含污泥生物處理水蓄積槽21內進行曝氣之生物處理曝氣機構23。

上述生物凝聚機構係藉由載體22而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體22中分離生成上述凝聚污泥體。

上述載體22配置成與上述膜單元31隔離。又，上述載體22包括附著有上述活性污泥之附著體22a與支持該附著體22a之支持部22b。進而，上述載體22構成為利用藉由上述生物處理曝氣機構23之曝氣而產生之水流，使上述附著體22a振動。

上述附著體22a形成為絲狀。

構成上述附著體22a之材料只要易於使上述活性污泥附著即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯、聚乙烯、碳纖維等。

構成上述支持部22b之材料只要能夠支持該附著體22a即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如聚酯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯、碳纖維等。

生物處理部2中根據需要而包括凝聚劑添加機構，該凝聚劑添加機構為進一步促進凝聚污泥體之生成而對混合有廢水A與活性污泥之水中添加凝聚劑。

作為凝聚劑，可使用先前公知之凝聚劑，可列舉例如聚氯化鋁、氯化鐵等無機系凝聚劑、有機系高分子凝聚劑等。

凝聚污泥體之粒徑較好的是1μm~10mm，更好的是10μm~1mm，進而更好的是50μm~500μm。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1因凝聚污泥體之粒徑為1μm以上，而使凝聚污泥體易於沈澱，使固液分離性提高，故而具有過濾膜難以阻塞之優點。又，因凝聚污泥體之粒徑為10mm以下，故具有可抑制因凝聚污泥體而使過濾膜間產生閉塞之優點。

如圖1所示，上述淨化處理水生成部3構成為包括重力沈澱槽32，該重力沈澱槽32藉由凝聚污泥體之重力沈澱而自上述含污泥生物處理水D生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且上述膜單元31藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B。

作為膜單元31所具有之過濾膜之種類，並無特別限定，但可列舉例如逆浸透膜(RO(Reverse Osmosis)膜)、超過濾膜(UF膜(Ultrafiltration Membrane))、微過濾模(MF膜(Microfiltration Membrane))等。

作為上述過濾膜之構造，可採用由醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等原材料而形成且形成為直徑為數mm之中空絲狀之被稱作所謂中空絲膜等之類型、或者作為薄板狀膜之被稱作平膜之類型等先前公知者。

平膜因膜之間隙通常為10mm左右，故於上述過濾膜之構造為平膜之情形時，自抑制因凝聚污泥體而產生之該間隙之閉塞之觀點考慮，上述凝聚污泥體之粒徑較好的是10mm以下。

中空絲膜因絲間之間隙為1mm左右，故於上述過濾膜之構造為中空絲膜之情形時，自抑制因凝聚污泥體而產生之該間隙之閉塞之觀點考慮，上述凝聚污泥體之粒徑較好的是1mm以下。

膜單元31係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽32內之液面下。

膜單元31中包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構一直或間歇地對過濾膜進行曝氣，將附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢除去。

如圖3所示，上述重力沈澱槽32之內側具有傾斜板33。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1因重力沈澱槽32之內側具有傾斜板33，因此可抑制所沈澱之凝聚污泥體再次懸浮，故可抑制上清水中所含之凝聚污泥體之量，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。又，具有如下優點：因易於提高水面積負荷故而易於使重力沈澱槽32小型化，或者因易於降低分離界面(上清水與污泥濃縮水之界面)故易於確保膜單元31之設置空間。

又，上述重力沈澱槽32中根據需要而包括分配器34，該分配器34如圖4所示向該槽32內分配供給上述含污泥生物處理水D。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1因重力沈澱槽32內包括該分配器34，故可相對均等地將含污泥生物處理水D供給至上述重力沈澱槽32，且可抑制破壞污泥濃縮水C與上清水之界面之情形，從而可抑制凝聚污泥體混入至上清水中之量。故而，具有過濾膜更難阻塞之優點。又，與重力沈澱槽32內設有中心孔作為供給上述含污泥生物處理水D之機構的重力沈澱槽32相比，具有如下優點：易於使重力沈澱槽32小型化，或者易於確保膜單元31之設置空間。

進而，上述重力沈澱槽32中根據需要而包括迴轉供給機構(未圖示)，該迴轉供給機構如圖5所示沿該槽32內周面使上述含污泥生物處理水D一面迴轉一面供給至該槽內。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1因上述重力沈澱槽32包括上述迴轉供給機構(未圖示)，因而可抑制所沈澱之凝聚污泥體之懸浮，故可抑制上清水中所含之凝聚污泥體之量，因此具有過濾膜更難阻塞之優點。又，因不僅藉由重力而且藉由離心力而使凝聚污泥體易於沈澱，故具有如下優點：可提高水面積負荷，且易於使重力沈澱槽32小型化，或者與重力沈澱槽32內設有中心孔作為供給上述含污泥生物處理水D之機構的重力沈澱槽32相比，易於使重力沈澱槽32小型化，且易於確保膜單元31之設置空間。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置1如圖1所示構成為，根據需要而包括對藉由上述膜單元31之膜過濾而獲得之非滲透水E中所含之有機物進行氧化處理之非滲透水氧化處理部5，且將有機物經該非滲透水氧化處理部5氧化處理之非滲透水E作為上述混合水之一部分而傳送至上述生物處理部2。

非滲透水氧化處理部5包括使上述有機物氧化之氧化機構(未圖示)。作為該氧化機構(未圖示)，可列舉例如：使紫外線(UV，Ultraviolet)照射該有機物之紫外線氧化機構、產生臭氧(O₃ )使該有機物臭氧分解之臭氧氧化機構、將次氯酸鈉(NaClO)添加至非滲透水E中使該有機物分解之次氯酸鈉氧化機構等。

非滲透水氧化處理部5包括臭氧排氣部(未圖示)，該臭氧排氣部係於利用臭氧使上述有機物氧化之情形時排放臭氧，以避免臭氧混入至生物處理部2內導致滅絕凝聚污泥體之生物種。

又，非滲透水氧化處理部5包括中和部(未圖示)，該中和部係於利用次氯酸鈉使上述有機物氧化之情形時，利用還原劑中和次氯酸鈉，以避免次氯酸鈉混入至生物處理部2內導致滅絕凝聚污泥體之生物種。

繼而，對第1實施形態之膜分離活性污泥處理方法進行說明。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理方法包括如下步驟：生物處理步驟，其將由使活性污泥生物凝聚而生成凝聚污泥體之生物凝聚機構所生成之凝聚污泥體以及廢水A混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水D；以及淨化處理水生成步驟，其藉由使用膜單元31進行膜過濾而自上述含污泥生物處理水D中獲得作為滲透水之淨化處理水B。

詳細而言，第1實施形態之膜分離活性污泥處理方法包括如下步驟：凝聚污泥體形成步驟，其將廢水A與活性污泥混合，並藉由上述生物凝聚機構而使活性污泥生物凝聚，從而生成凝聚污泥體；生物處理步驟，其將廢水A進而供給至上述生物處理部2中，將該廢水A以及上述凝聚污泥體混合，生成混合水，並對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水D，且經由含污泥生物處理水傳送路徑4a，將上述含污泥生物處理水D傳送至重力沈澱槽32；重力分離步驟，其藉由凝聚污泥體之重力沈澱，而自該傳送之含污泥生物處理水D中生成與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水C、及與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且經由污泥濃縮水傳送路徑4c而將污泥濃縮水C傳送至污泥濃縮水蓄積槽(未圖示)及/或作為混合水之一部分而傳送至生物處理部2；以及淨化處理水生成步驟，其利用膜單元3對該上清水進行過濾，獲得作為滲透水之淨化處理水B以及非滲透水E，並經由滲透水傳送路徑4b將滲透水傳送至滲透水蓄積槽(未圖示)，且經由非滲透水傳送路徑4d將非滲透水E作為混合水之一部分而傳送至生物處理部2。

第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置以及第1實施形態之膜分離活性污泥處理方法係以如上所述之方式構成，故具有以下優點。

亦即，第1實施形態中，凝聚污泥體係經凝聚者，故難以附著於過濾膜或阻塞過濾膜。又，凝聚污泥體係由上述生物凝聚機構而生成者，故可抑制過濾膜之損壞。其結果，第1實施形態中具有如下效果：可提高過濾效率，進而，可抑制過濾膜之損壞從而與先前相比延長過濾膜之壽命，又，可抑制清洗之頻率從而可抑制用於清洗之能量成本。

又，第1實施形態中，因上述生物凝聚機構係藉由載體22而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體22中分離生成上述凝聚污泥體，故可使載體22自身不與過濾膜接觸，從而可進一步抑制過濾膜之損壞。又，因可自一個載體22多次生成凝聚污泥體，故與先前之載體(流動載體)相比，具有易於使活性污泥凝聚之優點。

進而，第1實施形態構成為於上述生物處理部2內具備進行曝氣之生物處理曝氣機構23，且上述載體22配置成與上述膜單元31隔離且包括附著有上述活性污泥之附著體22a與支持該附著體22a之支持部22b，且藉由上述生物處理曝氣機構23之曝氣而使上述附著體22a振動，故具有易於生成凝聚污泥體之優點。

又，第1實施形態構成為包括上述重力沈澱槽32，且上述膜單元31藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，故易於使凝聚污泥體沈澱，因此易於形成上清水，又，因利用膜單元31對該上清水進行過濾，故具有可進一步抑制過濾膜之阻塞之優點。因此，可降低過濾膜之清洗頻率或用於膜清洗之曝氣量。

進而，第1實施形態中，上述膜單元31係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽32內之液面下，故具有如下優點：可簡化裝置之構造，又，可使裝置小型化。

又，第1實施形態構成為包括上述非滲透水氧化處理部5，且將有機物經該非滲透水氧化處理部5氧化處理之非滲透水E作為上述混合水之一部分而傳送至上述生物處理部2，故可藉由氧化而將非滲透水E中所含且難分解於凝聚污泥體中之物質(難分解性物質)分解成易分解於凝聚污泥體中之物質(易分解性物質)，從而抑制難分解性物質之蓄積，故可抑制積垢，因此具有過濾膜更難阻塞之優點。

再者，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置以及第1實施形態之膜分離活性污泥處理方法因上述構成而具有上述優點，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置、以及本發明之膜分離活性污泥處理方法並不限於上述構成，可進行適當設計更改。

例如，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置中，上述附著體22a形成為絲狀，但第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置中，例如亦可使上述附著體22a形成為球狀，且藉由上述生物處理曝氣機構23之曝氣而使上述支持部22b振動，藉此使附著體22a進行振動。

又，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置中，上述膜單元31係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽32內之液面下，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置亦可如圖6所示，包括上述上清水由上述重力沈澱槽32所供給且蓄積該上清水之上清水蓄積槽35，且上述膜單元31係作為浸漬膜而設置於上述上清水蓄積槽35內之液面下。

即便藉由上述浸漬膜對上述上清水蓄積槽35之上清水進行過濾，使重力沈澱槽32之污泥濃縮水C中所含之凝聚污泥體朝上清水漂浮之情形時，亦可抑制該漂浮之凝聚污泥體接觸浸透膜，故而，具有進一步抑制過濾膜之阻塞之優點。又，於過濾膜經化學藥品清洗之情形時，亦具有如下優點：該化學藥品難以混入至含污泥生物處理水蓄積槽21中，使得含污泥生物處理水蓄積槽21之凝聚污泥體難以受到化學藥品之影響。

進而，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置如圖1所示，含污泥生物處理水蓄積槽21與重力沈澱槽32係由隔離之不同之槽而形成，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置如圖6所示，含污泥生物處理水蓄積槽21與重力沈澱槽32亦可藉由利用槽間隔板6劃分1個槽而形成。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，而具有如下優點：可簡化裝置之構造，又，可使裝置小型化。

又，如此之膜分離活性污泥處理裝置如圖6所示，較好的是，上述重力沈澱槽32於底部32a設有污泥濃縮水排出口，且上述底部32a係以向上述污泥濃縮水排出口傾斜之方式而形成為向下變細之錐狀。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，易於自上述重力沈澱槽32中排出污泥濃縮水C，從而可抑制污泥濃縮水C之凝聚污泥體之懸浮，因此可抑制上清水中所含之凝聚污泥體之量，故具有過濾膜更難阻塞之優點。

又，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置構成為上述膜單元31藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置如圖7所示，亦可構成為膜單元31係過濾膜收容於壓力容器內之類型，進而，膜單元31設置於重力沈澱槽32之槽外，且上清水經由泵7受到加壓後供給至該膜單元31。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，可進行高壓力之過濾，故與膜單元31為浸漬膜之情形相比，具有可以高滲透通量回收滲透水，且變得易於利用化學藥品等進行清洗等之優點。

進而，如此之膜分離活性污泥處理裝置，較好的是，如圖7所示，可構成為包括對上述上清水中所含之有機物進行氧化處理之上清水氧化處理部8，且藉由對有機物經該上清水氧化處理部8氧化處理之上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，進而，亦可構成為藉由非滲透水酸化部5來對非滲透水E進行氧化處理後，將其作為混合水之一部分傳送至含污泥生物處理水蓄積槽21。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因可藉由氧化而使上清水中所含且難分解於凝聚污泥體中之物質(難分解性物質)分解成易分解於凝聚污泥體中之物質(易分解性物質)，從而抑制難分解性物質之蓄積，以抑制積垢，故而具有過濾膜更難阻塞之優點。

又，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置包括自含污泥生物處理水D生成污泥濃縮水C與上清水之重力沈澱槽，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置，如圖8所示，可構成為上述淨化處理水生成部3中包括旋流器9，該旋流器9藉由離心力而自上述含污泥生物處理水D中生成與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水C、及與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之旋流器處理水，且，上述膜單元31藉由對該旋流器處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，進而，亦可構成為將含污泥生物處理水D傳送至旋流器9，而將污泥濃縮水C傳送至污泥濃縮水蓄積部(未圖示)及/或作為混合水之一部分而傳送至生物處理部2。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因供給至膜單元31之旋流器處理水中所含之凝聚污泥體的含量減少，故具有過濾膜更難阻塞之優點。又，與重力沈澱槽32相比，旋流器9可省空間，故具有省空間且難以阻塞過濾膜之優點。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置可取代上述旋流器9而包括濾網，具體而言，本發明之膜分離活性污泥處理裝置可構成為包括自上述含污泥生物處理水D生成與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之濾網處理水的濾網，且上述膜單元31藉由對該濾網處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，進而，亦可構成為將含污泥生物處理水D傳送至濾網。

根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，因供給至膜單元之濾網處理水中所含之凝聚污泥體之含量減少，故具有如下過濾膜更難阻塞之優點。又，與重力沈澱槽32相比，濾網可省空間，故具有如下優點：省空間，且難以阻塞過濾膜。

進而，第1實施形態之膜分離活性污泥處理裝置中，上述含污泥生物處理水蓄積槽21生成凝聚污泥體，但本發明之膜分離活性污泥處理裝置，如圖9所示，亦可構成為上述生物處理部2包括生物凝聚槽24，其藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體；以及含污泥生物處理水蓄積槽21，其將該生成之凝聚污泥體以及廢水A混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水D；且，上述淨化處理水生成部3包括重力沈澱槽32，該重力沈澱槽32藉由重力沈澱而自上述含污泥生物處理水D中生成與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水C、及與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且上述膜單元31藉由對上述上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，且上述膜分離活性污泥處理裝置亦可包括將由上述重力沈澱槽32生成之污泥濃縮水C傳送至上述生物凝聚槽24之污泥濃縮水傳送機構10。

又，如此之膜分離活性污泥處理裝置中包括凝聚污泥體傳送路徑11，該凝聚污泥體傳送路徑11將由上述生物凝聚槽24所生成之凝聚污泥體傳送至含污泥生物處理水蓄積槽21。又，如此之膜分離活性污泥處理裝置中根據需要而包括於上述生物凝聚槽24內進行曝氣之生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)，但亦可為不包括該生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)之態樣。

進而，如此之膜分離活性污泥處理裝置形成為上述生物凝聚槽24與上述含污泥生物處理水蓄積槽21劃分成不同之槽。

又，如此之膜分離活性污泥處理裝置較好的是，上述生物凝聚機構係藉由載體22而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體22中分離生成上述凝聚污泥體，上述載體22包括附著有活性污泥之附著體22a與支持該附著體22a之支持部22b，且藉由自上述污泥濃縮水傳送機構10傳送至上述生物凝聚槽24之污泥濃縮水C之水流來使上述附著體22a振動。

又，如此之膜分離活性污泥處理裝置亦可取代生物凝聚槽24藉由載體22而使活性污泥凝聚之構成，而是作為生物凝聚槽24，可包括以污泥濃縮水C可以紊流傳送之方式使傳送路徑之長度延長者或路徑經細分化者，具體而言，可包括如圖10所示之流路呈Z字狀者、或如圖11所示之多管狀(蜂窩狀)者、或如圖12所示之設有靜態攪拌器(staticmixer)者。根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，可使活性污泥高速碰撞壁狀者，故具有可高效地生成凝聚污泥體之優點。

進而，如此之膜分離活性污泥處理裝置，如圖13所示，可構成為包括旋流器9而代替上述重力沈澱槽32，該旋流器9藉由離心力而自上述含污泥生物處理水D中生成與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水C、及與上述含污泥生物處理水D相比凝聚污泥體之含有率更少之旋流器處理水，且，上述膜單元31藉由對上述旋流器處理水進行膜過濾而生成上述淨化處理水B，該膜分離活性污泥處理裝置亦可包括將由上述旋流器9所生成之污泥濃縮水C傳送至上述生物凝聚槽24之污泥濃縮水傳送機構10。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置，如圖14所示，可構成為上述生物處理部2包括生物凝聚槽24，其藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體；以及含污泥生物處理水蓄積槽21，其將該生成之凝聚污泥體以及廢水A混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水D；且，由上述膜單元31所生成之非滲透水E成為與上述含污泥生物處理水蓄積槽21內之含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮者，該膜分離活性污泥處理裝置亦可具備將上述非滲透水E傳送至上述生物凝聚槽之非滲透水傳送機構12。

又，如此之膜分離活性污泥處理裝置構成為使含污泥生物處理水D經由泵13傳送至膜單元31，且根據需要將非滲透水E傳送至非滲透水蓄積槽(未圖示)。

進而，如此之膜分離活性污泥處理裝置，較好的是構成為上述生物凝聚機構係藉由載體22而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體22中分離生成上述凝聚污泥體者，上述載體22包括附著有活性污泥之附著體22a與支持該附著體22a之支持部22b，且藉由自上述非滲透水傳送機構12傳送至上述生物凝聚槽24之非滲透水E之水流而使上述附著體22a振動。

又，本發明之膜分離活性污泥處理裝置，如圖15~17所示，可構成為於上述含污泥生物處理水蓄積槽21以及上述生物凝聚槽24之水面下分別收容載體22。

如上所述，根據第1實施形態，可提供一種能夠顯著提高過濾效率，並且能夠抑制過濾膜之損壞以及污染且廢水處理效率良好之膜分離活性污泥處理裝置。又，可提供一種能夠顯著提高過濾效率，並且能夠抑制過濾膜之損壞以及污染且廢水處理效率良好之膜分離活性污泥處理方法。

故而，根據第1實施形態，可高效地實施廢水淨化處理。

第2實施形態

繼而，對第2實施形態之水處理裝置及水處理方法進行說明。

先前以來，作為對含有有機物等之廢水進行淨化處理之水處理方法，已知有於槽內藉由活性污泥來對該廢水進行生物處理者。如此之水處理方法中，藉由活性污泥中所含之微生物使廢水所含之有機物分解。故而，該方法中廢水之處理能力係依賴於槽內之活性污泥之濃度。為提高該槽內之活性污泥之濃度，先前係採取如下方法：於該槽之下游側設置沈澱池，於沈澱池內使自該槽流出之活性污泥沈澱分離，且將該沈澱之活性污泥回送至該槽中。

然而，如此之水處理方法中，通常存在如下問題：因活性污泥之沈澱速度小之故，而需要大規模之沈澱池。

自如此之觀點考慮，為提高活性污泥之沈澱速度，而提議使活性污泥凝聚化，且藉由該凝聚化之活性污泥來對廢水進行生物處理之方案。

例如，提議藉由載體來使活性污泥凝聚之方法(例如，日本專利特開2008-272625號公報(專利文獻4))、或藉由凝聚劑來使活性污泥凝聚之方法(例如，日本專利特開2006-015236號公報(專利文獻5))。

然而，於將凝聚劑添加至活性污泥中，使活性污泥凝聚之先前方法中，存在著於對槽內供給廢水且排出槽內之水之狀態下，凝聚劑使活性污泥凝聚之前，供給至槽內之凝聚劑立刻被排出至槽外，從而幾乎無法使活性污泥凝聚之問題，另一方面，存在著於停止對槽供給廢水以使活性污泥不與槽內之水一同被排出之狀態下，將無法供給活性污泥成長所需之有機物，結果，幾乎無法獲得凝聚之活性污泥。

又，於藉由載體來使活性污泥凝聚之方法中，可一方面將廢水供給至槽內一方面使活性污泥凝聚，但存在如下問題：因活性污泥藉由載體而凝聚之速度緩慢，故活性污泥充分凝聚為止將花費相當長之時間。

故而，第2實施形態之課題在於相對高效地生成凝聚之活性污泥。

本發明者們經過銳意研究後發現，於廢水供給至槽內之狀態下，即便僅利用凝聚劑使活性污泥凝聚，亦於凝聚劑無法充分發揮使活性污泥凝聚之作用之期間，該凝聚劑自槽內流出，但藉由併用凝聚劑與載體，而使凝聚劑促進載體凝聚活性污泥，其結果，可相對高效地生成凝聚之活性污泥，從而，可思及第2實施形態之完成。

如圖18所示，第2實施形態之水處理裝置201具有生物處理部202，其包括生物處理槽221，且於該生物處理槽221內藉由活性污泥來對廢水進行生物處理，生成含污泥生物處理水；以及，凝聚劑添加機構203，其將凝聚劑添加至上述生物處理槽221內。

又，第2實施形態之水處理裝置201根據需要而包括淨化處理水生成部204，該淨化處理水生成部204具有進行膜過濾之膜單元241，且藉由膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水。

第2實施形態之水處理裝置201構成為進而包括蓄積廢水之廢水槽205，且將廢水自該廢水槽205傳送至生物處理槽221內。

上述廢水只要含有能夠進行生物分解之有機物等即可，並無特別限定，作為該廢水，可列舉例如生活廢水，或食品工廠、化學工廠、電子產業工廠、紙漿工廠等工廠之廢水等。

上述凝聚劑添加機構203包括：凝聚劑槽231，其收容凝聚劑；以及凝聚劑傳送路徑233，其使該凝聚劑槽231之凝聚劑經由凝聚劑泵232而傳送至生物處理槽221內。

作為上述凝聚劑，可使用先前公知之疑集剤，且可列舉例如無機系凝聚劑、高分子凝聚劑等。

作為上述無機系凝聚劑，可列舉例如聚氯化鋁、氯化鐵、硫酸鋁(Aluminium sulfate)等。

作為上述高分子凝聚劑，可列舉陽離子系凝聚劑、陰離子系凝聚劑、非離子系凝聚劑。作為陽離子系凝聚劑，可列舉水溶性苯胺樹脂、聚脒、聚硫脲、聚伸乙亞胺、四級銨鹽、聚乙烯吡啶類等。作為陰離子系凝聚劑，可列舉海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉鹽(CMC(Carboxymethyl Cellulose)鈉鹽)、聚丙烯酸鈉、聚丙烯醯胺之部分水解鹽、順丁烯二酸共聚物等。作為非離子系凝聚劑，可列舉聚丙烯醯胺、聚氧乙烯、苛化澱粉等。

作為上述凝聚劑，自易於促進帶負電之活性污泥之凝聚之觀點考慮，適宜使用陽離子性聚合物之聚脒。

第2實施形態之水處理裝置201取決於生物處理槽221內所存在之活性污泥量或水量，但凝聚劑之傳送量對生物處理槽221之容積，較好的是20~80mg/L-容積/d。

又，第2實施形態之水處理裝置201構成為較好的是凝聚劑係1日添加1~4次。

上述生物處理部202如圖19所示，包括使活性污泥於上述生物處理槽221內凝聚之載體222、以及於上述生物處理槽221內進行曝氣之生物處理曝氣機構223。

上述生物處理部202構成為利用由上述凝聚劑添加機構203添加至上述生物處理槽221內之凝聚劑與上述載體222，使上述生物處理槽221內之活性污泥生物凝聚，形成凝聚污泥體，且利用該凝聚污泥體對廢水進行生物處理。

又，上述生物處理部202構成為利用添加至上述生物處理槽221內之凝聚劑與上述載體222，使上述生物處理槽221內之活性污泥凝聚，形成凝聚污泥體，且使該凝聚污泥體自上述或體222中分離，並藉由自該載體222中分離之凝聚污泥體來對廢水進行生物處理。

上述凝聚污泥體之粒徑較好的是1μm~10mm，更好的是10μm~1mm，進而更好的是50μm~500μm。

第2實施形態之水處理裝置201因凝聚污泥體之粒徑為1μm以上，故具有凝聚污泥體易於沈澱且固液分離性提高之優點，進而，因固液分離性提高，故亦具有過濾膜難以阻塞之優點。又，因凝聚污泥體之粒徑為10mm以下，故具有可利用該裝置之曝氣而充分進行攪拌混合，進而，可抑制因凝聚污泥體產生之過濾膜間之閉塞之優點。

上述載體222包括附著有上述活性污泥之附著體222a與支持該附著體222a之支持部222b。又，上述載體222構成為利用由上述生物處理曝氣機構223之曝氣而產生之水流使上述附著體222a振動。進而，上述載體222配置成與上述膜單元241隔離。

上述生物處理曝氣機構223包括使空氣200A成為氣泡自孔中散開之通風部223a。

上述生物處理槽221中，藉由間隔板221c而劃分成設有上述載體222之載體區域221a與設有上述通風部223a之通風部區域221b。該間隔板221c之上端側與下端側分別形成有上端側開口部221c1與下端側開口部221c2。

上述生物處理部202構成為藉由自通風部223a之孔散開之氣泡而形成水流，且將通風部區域221b之水自上端側開口部221c1傳送至載體區域221a，而將載體區域221a之水自下端側開口部221c2傳送至通風部區域221b。故而，上述生物處理部202之構成係通風部區域221b成為上升流之區域，載體區域221a之區域成為下降流之區域。

上述附著體222a係形成為絲狀。

作為構成上述附著體222a之材料，只要能夠易於使上述活性污泥附著即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯、聚乙烯、碳纖維等。

作為構成上述支持部222b之材料，只要能夠支持該附著體222a即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如聚酯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯、碳纖維等。

第2實施形態之水處理裝置201構成為當使活性污泥凝聚時，廢水一直被傳送至生物處理槽221。又，第2實施形態之水處理裝置201構成為廢水中之有機物之傳送量對生物處理槽221之容積(可收容於生物處理槽221內之水容量)較好的是2.0~4.0kgBOD/m³ -容積/d。

上述淨化處理水生成部204如圖18所示，構成為包括重力沈澱槽242，該重力沈澱槽242藉由凝聚污泥體之重力沈澱而自上述含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且上述膜單元241藉由對該上清水進行膜過濾而生成滲透水。

第2實施形態之水處理裝置201構成為將含污泥生物處理水傳送至淨化處理水生成部204，將滲透水作為淨化處理水傳送至淨化處理水槽206，將污泥濃縮水傳送至污泥濃縮水槽207及/或作為含污泥生物處理水之一部分傳送至生物處理部202。

作為上述膜單元241所具有之過濾膜之種類，並無特別限定，可列舉例如逆浸透膜(RO膜)、超過濾膜(UF膜)、微過濾模(MF膜)等。

作為上述過濾膜之構造，可採用由醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等原材料所形成且形成為直徑數mm之中空絲狀之被稱作所謂中空絲膜等之類型、或作為薄板狀膜之被稱作平膜之類型等先前公知者。

上述平膜因膜之間隙通常為10mm左右，故於上述過濾膜之構造為平膜之情形時，自抑制因凝聚污泥體而產生之該間隙之閉塞之觀點考慮，上述凝聚污泥體之粒徑較好的是10mm以下。

上述中空絲膜因絲間之間隙為1mm左右，故於上述過濾膜之構造為中空絲膜之情形時，自抑制因凝聚污泥體而產生之該間隙之閉塞之觀點考慮，上述凝聚污泥體之粒徑較好的是1mm以下。

上述膜單元241係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽242內之液面下。

上述膜單元241包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構藉由送入空氣200A作為氣泡而一直或者間歇地對過濾膜進行曝氣，將附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢去除。

第2實施形態之水處理裝置係以上述方式構成，繼而，對第2實施形態之水處理方法進行說明。

第2實施形態之水處理方法中，包括對上述生物處理槽221內添加凝聚劑之凝聚劑添加步驟，且藉由利用該凝聚劑添加步驟添加至上述生物處理槽221內之凝聚劑與上述載體222，而使上述生物處理槽221內之活性污泥凝聚，並藉由該凝聚之活性污泥來對廢水進行生物處理。

第2實施形態之水處理裝置以及水處理方法係以上述方式構成，故具有以下優點。

亦即，第2實施形態構成為包括上述重力沈澱槽242，且上述膜單元241藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水，從而可使凝聚污泥體易於沈澱，因此，可易於形成上清水，又，因利用膜單元241對該上清水進行過濾，故具有可進一步抑制過濾膜之阻塞之優點。因而，可降低過濾膜之清洗頻率或用於膜清洗之曝氣量。

又，第2實施形態中，上述膜單元241係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽242內之液面下，故具有可簡化裝置之構造，又，可使裝置小型化之優點。

進而，第2實施形態中，因上述載體222配置成與上述膜單元241隔離，故具有不會因載體222而損壞過濾膜之優點。

再者，第2實施形態之水處理裝置以及水處理方法因上述構成而具有上述優點，但本發明之水處理裝置以及水處理方法並不限於上述構成，可適當地進行設計更改。

亦即，第2實施形態之水處理裝置中，上述附著體222a係形成為絲狀，但亦可構成為例如上述附著體222a形成為球狀，且藉由生物處理曝氣機構223之曝氣而使上述支持部222b振動，藉此使附著體222a振動。

又，第2實施形態之水處理裝置構成為凝聚污泥體自上述載體222中分離，並藉由自該載體222中分離之凝聚污泥體來對廢水進行生物處理，但亦可構成為凝聚污泥體不自上述載體222中分離而是與該載體222一同漂浮。亦即，第2實施形態之水處理裝置中，上述附著體222a亦可不受支持部222b支持而進行漂浮。

進而，第2實施形態之水處理裝置構成為藉由上述膜單元241對該上清水進行膜過濾而生成滲透水，進而，上述水處理裝置構成為將滲透水作為淨化處理水而傳送至淨化處理水槽206，且如圖20所示，上述水處理裝置亦可構成為不包括上述膜單元241，將上述上清水作為淨化處理水而傳送至淨化處理水槽206。

如上所述，根據第2實施形態，可相對高效地生成凝聚之活性污泥。

故而，根據第2實施形態，可高效地實施廢水淨化處理。

第3實施形態

繼而，對第3實施形態之水處理裝置及水處理方法進行說明。

然而，先前以來，作為對含有有機物等之廢水進行淨化處理之水處理方法，已知有於槽內藉由活性污泥來對該廢水進行淨化處理之方法。如此之水處理方法中，藉由活性污泥中所含之微生物來使廢水所含之有機物分解。故而，該方法中廢水之處理能力係依賴於槽內之活性污泥之濃度。為提高該槽內之活性污泥之濃度，先前係採用如下方法：於該槽之下游側設置沈澱池，利用沈澱池將自該槽流出之活性污泥沈澱分離，並將該沈澱之活性污泥回送至該槽。

然而，如此之水處理方法中，通常存在如下問題：因活性污泥之沈澱速度小，而需要大規模之沈澱池。

自如此之觀點考慮，提出有如下方法：藉由使活性污泥附著於載體而形成凝聚之活性污泥(亦稱作「凝聚污泥體」)，並利用附著於載體之凝聚污泥體對廢水進行淨化處理。

例如，提出有如下水處理方法：使用具有複數行載體之水處理裝置，該載體中具有附著有活性污泥之附著體與支持該附著體之支持部，於槽內使活性污泥附著於上述附著體，藉此使該活性污泥凝聚，生成凝聚污泥體，並利用該凝聚污泥體對廢水進行淨化處理(例如，日本專利特開2001-029976號公報(專利文獻6))。

然而，如此之水處理方法中，若上述附著體上附著有活性污泥，則不會形成更多之凝聚污泥體，故存在未附著於該附著體之活性污泥將自槽內流出之問題。

又，為提高活性污泥之沈澱速度，而提出有如下方法：利用凝聚劑使活性污泥凝聚，形成漂浮之凝聚污泥體，並藉由該漂浮之凝聚污泥體來對廢水進行淨化處理(例如，日本專利特開2006-015236號公報(專利文獻7))。

然而，如此之水處理方法中，存在如下問題：於廢水供給至槽內且槽內之水被排出之狀態下，凝聚劑使活性污泥凝聚之前，供給至槽內之凝聚劑會立刻排出至槽外，從而幾乎無法使活性污泥凝聚，另一方面，存在如下問題：於停止對槽供給廢水以使活性污泥不與槽內之水一同被排出之狀態下，將無法供給活性污泥成長所需之有機物，其結果，將幾乎無法獲得凝聚污泥體。

故而，第3實施形態之課題在於相對高效地生成凝聚污泥體。

如圖21所示，第3實施形態之水處理裝置301包括生物處理部302，該生物處理部302具有生物處理槽321，且於該生物處理槽321內藉由活性污泥來對廢水進行淨化處理，從而生成含污泥生物處理水。

又，第3實施形態之水處理裝置301中根據需要而包括凝聚劑添加機構303，其對上述生物處理槽321內添加凝聚劑；以及淨化處理水生成部304，其具有進行膜過濾之膜單元341，且藉由膜過濾而自上述含污泥生物處理水中獲得作為滲透水之淨化處理水。

第3實施形態之水處理裝置301構成為進而包括蓄積廢水之廢水槽305，且將廢水自該廢水槽305傳送至生物處理槽321內。

上述凝聚劑添加機構303中包括收容凝聚劑之凝聚劑槽331、以及使該凝聚劑槽331之凝聚劑經由凝聚劑泵332而傳送至生物處理槽321內之凝聚劑傳送路徑333。

作為上述凝聚劑，可使用先前公知之凝聚劑，可列舉例如無機系凝聚劑、高分子凝聚劑等。

作為上述高分子凝聚劑，可列舉陽離子系凝聚劑、陰離子系凝聚劑、非離子系凝聚劑。作為陽離子系凝聚劑，可列舉水溶性苯胺樹脂、聚脒、聚硫脲、聚伸乙亞胺、四級銨鹽、聚乙烯吡啶類等。作為陰離子系凝聚劑，可列舉海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉鹽(CMC鈉鹽)、聚丙烯酸鈉、聚丙烯醯胺之部分水解鹽、順丁烯二酸共聚物等。作為非離子系凝聚劑，可列舉聚丙烯醯胺、聚氧乙烯、苛化澱粉等。

上述生物處理部302如圖22所示，於上述生物處理槽321內具有使活性污泥凝聚之2行載體322，進而，具有於上述生物處理槽321內進行曝氣之生物處理曝氣機構323。

上述生物處理部302構成為藉由添加至上述生物處理槽321內之凝聚劑與上述載體322，而使上述生物處理槽321內之活性污泥生物凝聚，形成凝聚污泥體，且使該凝聚污泥體自上述載體322中分離，並利用自該載體322中分離之凝聚污泥體對廢水進行淨化處理。

上述載體322中包括附著有上述活性污泥之附著體322a與支持該附著體322a之支持部322b。又，上述載體322構成為利用藉由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而產生之水流使上述附著體322a振動。進而，上述載體322配置成與上述膜單元341隔離。

上述支持部322b係形成為絲狀。又，上述支持部322b設置成該絲之軸大致垂直於生物處理槽321內之水面。進而，支持部322b固定於生物處理槽321內。

構成上述支持部322b之材料只要能夠支持該附著體322a即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如聚酯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯、碳纖維等。

上述附著體322a係形成為絲狀。

構成上述附著體322a之材料只要上述活性污泥易於附著即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯、聚乙烯、碳纖維等。

上述附著體322a之直徑較好的是2~5mm，更好的是約3mm。上述附著體322a之長度較好的是75~150mm，更好的是約100mm。

載體322形成為複數個上述附著體322a跨及上述支持部322b之軸方向而呈放射線狀設置於該支持部322b。又，載體322形成為上述附著體係以5~10mm之間隔設置於上述支持部。

上述附著體322a構成為分別利用該附著體322a之軸方向之端部(接合端部)接合於上述支持部322b，且利用藉由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而產生之水流，使與該接合端部為相反側之端部(振動端部)振動。

第3實施形態之水處理裝置301構成為可藉由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而使一行附著體322a振動，並碰撞其他行支持部322b。

具體而言，第3實施形態之水處理裝置301構成為一行支持部322b與其他行支持部322b之距離L小於該一行附著體322a之長度r(L<r)。第3實施形態之水處理裝置301構成為較好的是0.2r≦L≦0.9r，更好的是0.3r≦L≦0.8r。第3實施形態之水處理裝置301因構成為0.2r≦L，故該附著體322a變得易於振動，因此，一行附著體322a碰撞其他行支持部322b而產生之衝擊變大。故而，具有如下優點：附著於該附著體322a之凝聚污泥體易於自該附著體322a中剝離，故易於生成凝聚污泥體。又，因構成為L≦0.9r，而使一行附著體322a易於碰撞其他行支持部322b(碰撞頻率增加)，故附著於該附著體322a之凝聚污泥體易於自該附著體322a中剝離，從而易於生成凝聚污泥體。

第3實施形態之水處理裝置301中，因凝聚污泥體之粒徑為1μm以上，故具有凝聚污泥體易於沈澱，固液分離性提高之優點，進而，因固液分離性提高，而亦具有過濾膜難以阻塞之優點。又，因凝聚污泥體之粒徑為10mm以下，故具有如下優點：可利用該裝置之曝氣來進行充分攪拌混合，進而，可抑制因凝聚污泥體而導致之過濾膜間之閉塞。

上述生物處理曝氣機構323中包括使空氣300A成為氣泡而自孔中散開之通風部323a。

上述生物處理槽321中，藉由間隔板321c而劃分成設有上述載體322之載體區域321a與設有上述通風部323a之通風部區域321b。該間隔板321c之上端側與下端側分別形成有上端側開口部321c1與下端側開口部321c2。

上述生物處理部302構成為藉由自通風部323a之孔中散開之氣泡而形成水流，且將通風部區域321b之水自上端側開口部321c1傳送至載體區域321a，而將載體區域321a之水自下端側開口部321c2傳送至通風部區域321b。故而，上述生物處理部302構成為通風部區域321b成為上升流區域，而載體區域321a之區域成為下降流區域。

第3實施形態之水處理裝置301構成為當使活性污泥凝聚時，則將一直使廢水向生物處理槽321傳送。又，第3實施形態之水處理裝置301構成為廢水中之有機物之傳送量對生物處理槽321之容積(可收容於生物處理槽321內之水容量)較好的是2.0~4.0kgBOD/m³ -容積/d。

上述淨化處理水生成部304如圖21所示，構成為包括重力沈澱槽342，該重力沈澱槽342藉由凝聚污泥體之重力沈澱而自上述含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體更濃縮之污泥濃縮水、及與上述含污泥生物處理水相比凝聚污泥體之含有率更少之上清水，且，上述膜單元341藉由對該上清水進行膜過濾而獲得作為淨化處理水之滲透水。

第3實施形態之水處理裝置301構成為將含污泥生物處理水傳送至淨化處理水生成部304，將滲透水作為淨化處理水而傳送至淨化處理水槽306，將污泥濃縮水傳送至污泥濃縮水槽307及/或作為含污泥生物處理水之一部分而傳送至生物處理部302。

作為上述膜單元341所具有之過濾膜之種類，並無特別限定，可列舉例如逆浸透膜(RO膜)、超過濾膜(UF膜)、微過濾模(MF膜)等。

上述膜單元341係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽342內之液面下。

上述膜單元341中包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構藉由送入空氣300A作為氣泡，一直或者間歇地對過濾膜進行曝氣，從而除去附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢。

第3實施形態之水處理裝置係以上述方式構成，而第3實施形態之水處理方法中係使用第3實施形態之水處理裝置對廢水進行淨化處理。

第3實施形態係以上述方式構成，故具有以下優點。

亦即，第3實施形態中，藉由併用由凝聚劑添加機構303添加之凝聚劑與載體322而使活性污泥凝聚，藉此使活性污泥首先附著於載體322，並藉由自活性污泥中所存在之生物種(例如，細菌、原生動物、後生動物等)排出之膠成分(生物體外聚合物)(例如，自生物種排出之代謝物等)而使活性污泥彼此結合，從而使活性污泥凝聚，且該凝聚之活性污泥藉由凝聚劑而進一步硬化，形成凝聚污泥體。而且，漂浮之活性污泥將吸附於該凝聚污泥體上，並藉由上述膠成分而使該凝聚污泥體成為進一步凝聚者。如此凝聚而使粒徑增大之凝聚污泥體具有如下優點：於生物處理槽321內易於沈澱，故難以自生物處理槽321中流出，且藉由該凝聚污泥體與廢水而生成新的活性污泥，該新的活性污泥亦得以凝聚，於將廢水供給至使用活性污泥對廢水進行淨化處理之生物處理槽321內之狀態下，亦可相對高效地生成凝聚污泥體。

又，第3實施形態中，因支持部322b固定於生物處理槽321內，故利用由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而產生之水流將使附著體322a振動，另一方面，支持部322b則不會振動，故而，一行附著體322a碰撞其他行支持部322b而產生之衝擊變大，其結果，具有如下優點：附著於該附著體322a之凝聚污泥體易於自該附著體322a中剝離，故易於生成凝聚污泥體。

進而，第3實施形態中構成為包括上述重力沈澱槽342，且上述膜單元341藉由對該上清水進行膜過濾而生成上述淨化處理水，藉此，可使凝聚污泥體易於沈澱，故而，具有如下優點：易於形成上清水，又，可藉由利用膜單元341對該上清水進行過濾，而進一步抑制過濾膜之阻塞。故而，具有可降低過濾膜之清洗頻率或用於膜清洗之曝氣量之優點。

又，第3實施形態中，因上述膜單元341係作為浸漬膜而設置於上述重力沈澱槽342內之液面下，故具有可簡化裝置之構造，又，可使裝置小型化之優點。

進而，第3實施形態中，因上述載體322配置成與上述膜單元341隔離，故具有不會因載體322而損壞過濾膜之優點。

再者，第3實施形態因上述構成而具有上述優點，但本發明並不限於上述構成，可適當地進行設計更改。

亦即，第3實施形態中包括凝聚劑添加機構303，但亦可構成為不使用凝聚劑而僅利用載體322來使活性污泥凝聚。

又，第3實施形態中包括2行載體322，但亦可包括3行以上載體322，於包括3行以上載體322之情形時，藉由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而使一行附著體322a振動，並碰撞其他之至少任一行支持部322b。

進而，第3實施形態中上述附著體322a係形成為絲狀，但亦可構成為例如上述附著體322a形成為球狀，且藉由上述生物處理曝氣機構323之曝氣而使上述支持部322b振動，藉此使附著體322a振動。

又，第3實施形態構成為上述膜單元341藉由對該上清水進行膜過濾而生成滲透水，進而，構成為將滲透水作為淨化處理水，傳送至淨化處理水槽306，但亦可如圖23所示，不具備上述膜單元341，而是將上述上清水作為淨化處理水，傳送至淨化處理水槽306。

如上所述，根據第3實施形態，可相對高效地生成凝聚污泥體。

故而，根據第3實施形態，可高效地實施廢水淨化處理。

第4實施形態

繼而，對作為第4實施形態之水處理裝置之活性污泥處理裝置、及作為水處理方法之活性污泥處理方法進行說明。

先前，活性污泥處理方法係將活性污泥以及廢水混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理，從而於生物處理槽內獲得含污泥生物處理水，且於固液分離槽內藉由固液分離而自該含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比活性污泥之含有率更少之固液分離處理水。

另一方面，如此之活性污泥處理方法通常自充分提高含污泥生物處理水之固液分離性之觀點考慮(固液分離性之指標即活性污泥沈澱率(SV30)係污泥體積指標(SVI，Sludge Volume Index)乘以活性污泥之濃度(MLSS濃度)所得者，根據如此之關係式，而認為若降低MLSS濃度則亦可降低SV30)，使上述含污泥生物處理水之MLSS濃度達到8,000mg/L以下，且自處理空間效率之觀點考慮，通常將BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定為大於0.2kgBOD/kgSS/d且0.4kgBOD/kgSS/d以下(例如，下水道設施計劃‧設計指南與解說後篇2001年版，社團法人日本下水道協會，p82-83(非專利文獻1)；水處理工程-理論與應用-，井出哲夫編，p25，技寶堂出版(股)，1976年(非專利文獻2))。

然而，先前之活性污泥處理方法中存在如下問題：無法充分對含污泥生物處理水進行固液分離，從而無法充分獲得固液分離處理水。

鑒於上述問題點，第4實施形態之課題在於提供一種可充分對含污泥生物處理水進行固液分離之活性污泥處理方法及活性污泥處理裝置。

本發明者們經銳意研究後發現，可藉由一方面使含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)處於特定範圍內，一方面使BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)處於特定範圍內，而使活性污泥生物凝聚，且可充分對含污泥生物處理水進行固液分離，從而可思及第4實施形態之完成。

首先，對第4實施形態之活性污泥處理裝置進行說明。

第4實施形態之活性污泥處理裝置構成為使活性污泥以及廢水混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理，從而獲得含污泥生物處理水。

作為上述廢水，只要含有能夠進行生物分解之有機物等即可，並無特別限定，可列舉例如生活廢水，或食品工廠、化學工廠、電子產業工廠、紙漿工廠等工廠之廢水等。

作為上述生物處理，具體而言，可列舉活性污泥處理等。

活性污泥處理係對含有細菌、原生動物、後生動物等生物種之活性污泥、與含有有機物之廢水一方面進行曝氣一方面加以混合，利用上述生物種使該有機物分解之處理。

具體而言，如圖24所示，第4實施形態之活性污泥處理裝置包括：生物處理部402，其將活性污泥以及廢水400A混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水；以及固液分離部403，其藉由固液分離而自該含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比活性污泥之含有率更少之固液分離處理水、及與上述含污泥生物處理水相比活性污泥更濃縮之污泥濃縮水400C。

又，第4實施形態之活性污泥處理裝置401構成為將由上述生物處理部402所獲得之含污泥生物處理水傳送至固液分離部403，將由上述固液分離部403所獲得之固液分離處理水作為淨化水400B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)，將上述污泥濃縮水400C傳送至污泥濃縮水蓄積部(未圖示)及/或作為混合水之一部分而傳送至生物處理部402。

具體而言，第4實施形態之活性污泥處理裝置401如圖24所示，構成為包括傳送含污泥生物處理水之含污泥生物處理水傳送路徑404a、傳送淨化水400B之淨化水傳送路徑404b、以及傳送污泥濃縮水400C之污泥濃縮水傳送路徑404c。

上述生物處理部402如圖25所示，包括蓄積所生成之含污泥生物處理水之含污泥生物處理水蓄積槽421、以及於該含污泥生物處理水蓄積槽421內進行曝氣之生物處理曝氣機構423。

又，上述生物處理部402中根據需要而包括使活性污泥生物凝聚而生成凝聚污泥體之生物凝聚機構。具體而言，上述生物處理部402中包括使活性污泥凝聚之載體422。更具體而言，上述生物處理部402構成為藉由載體422而使活性污泥凝聚，且使凝聚之活性污泥(凝聚污泥體)自上述載體422中分離。進而，上述生物處理部402構成為將凝聚之活性污泥(凝聚污泥體)以及廢水400A混合而生成混合水。

上述載體422包括附著有上述活性污泥之附著體422a與支持該附著體422a之支持部422b。又，上述載體422構成為利用由上述生物處理曝氣機構423之曝氣而產生之水流使上述附著體422a振動。

上述附著體422a係形成為絲狀。

構成上述附著體422a之材料只要易於使上述活性污泥附著即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯、聚乙烯、碳纖維等。

構成上述支持部422b之材料只要那個支持該附著體422a即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如聚酯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯等。

第4實施形態之活性污泥處理裝置401中，漂浮於上述含污泥生物處理水中之活性污泥之濃度(MLSS濃度)設定為10,000mg/L以上，且BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定為0.2kgBOD/kgSS/d以下。

又，第4實施形態之活性污泥處理裝置401通常構成為連續(根據需要，亦可分批)地向生物處理部402供給廢水400A，且將由生物處理部402所生成之含污泥生物處理水傳送至固液分離部403。

上述固液分離部403構成為藉由重力沈澱而自含污泥生物處理水中生成固液分離處理水與污泥濃縮水400C。

第4實施形態之活性污泥處理裝置係以上述方式構成，繼而，對第4實施形態之活性污泥處理方法進行說明。

第4實施形態之活性污泥處理方法中，將活性污泥以及廢水混合而生成混合水，且對該混合水進行生物處理從而獲得含污泥生物處理水。

又，第4實施形態之活性污泥處理方法中，上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)設定為10,000mg/L以上，且BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定為0.2kgBOD/kgSS/d以下。

上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)設定為較好的是10000~30000mg/L，更好的是15000~20000mg/L。

BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定為較好的是0.01~0.19kgBOD/kgSS/d，更好的是0.05~0.15kgBOD/kgSS/d。

BOD容積負荷設定為較好的是0.1~6kgBOD/m³ /d，更好的是1~3kgBOD/m³ /d。

第4實施形態之活性污泥處理方法較好的是，以1天以上之持續時間，持續地使上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)達到10,000mg/L以上，且持續地使BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下。

再者，「以1天以上之持續時間，持續地使上述含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)處於特定範圍內，且持續地使BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)處於特定範圍內」亦包括「於持續期間內，暫時使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或暫時使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。例如，亦包括「於持續期間內之合計1/20期間內，使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。進而，亦包括「於持續期間內之合計1/10期間內，使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。

上述持續期間較好的是2天以上，更好的是7天以上，進而更好的是30天~20年。

第4實施形態之活性污泥處理裝置及活性污泥處理方法係以上述方式構成，故具有以下優點。

亦即，第4實施形態之活性污泥處理裝置具有如下優點：通常連續(根據需要，亦可分批)地向生物處理部402供給廢水400A，且將由生物處理部402所生成之含污泥生物處理水傳送至固液分離部403中，於該固液分離部403中對活性污泥進行固液分離，並將由該固液分離部403所生成之污泥濃縮水400C回送至生物處理部402，藉此，使得生物處理部402內之含污泥生物處理水之活性污泥易於高濃度化。

而且，第4實施形態之活性污泥處理裝置中，因生物處理部402之活性污泥難以自生物處理部402中流出，而具有如下優點，於生物處理部402之含污泥生物處理水之MLSS濃度小於10,000mg/L之情形時，該MLSS濃度易於達到10,000mg/L以上。又，第4實施形態之活性污泥處理裝置具有如下優點，於生物處理部402之含污泥生物處理水之MLSS濃度為10,000mg/L以上之情形時，易於維持該MLSS濃度為10,000mg/L以上。

再者，第4實施形態之活性污泥處理裝置及活性污泥處理方法因上述構成而具有上述優點，但本發明之活性污泥處理裝置及活性污泥處理方法並不限於上述構成，可適當地進行設計更改。

亦即，第4實施形態之活性污泥處理裝置401構成為通常連續(根據需要亦可分批)地向生物處理部402供給廢水400A，並將生物處理部402中所生成之含污泥生物處理水傳送至固液分離部403，但本發明之活性污泥處理裝置401如圖26所示，亦可構成為於生物處理部402具備對含污泥生物處理水進行膜過濾之膜單元424作為浸漬膜，於生物處理部402之污泥含有生物處理水之MLSS濃度小於10,000mg/L之情形時，藉由膜單元424之膜過濾而自上述固液分離處理水中獲得作為滲透水之淨化水400B。

如此之活性污泥處理裝置401因具備該膜單元424而具有如下優點，於生物處理部402之含污泥生物處理水之MLSS濃度小於10,000mg/L之情形時，該MLSS濃度將易於達到10,000mg/L以上。

又，如此之活性污泥處理裝置401構成為將藉由膜單元424所獲得之作為滲透水之淨化水400B傳送至淨化水蓄積部(未圖示)。

進而，如此之活性污泥處理裝置401中，包括傳送藉由膜單元424而獲得之作為滲透水之淨化水400B之淨化水傳送路徑404d。

又，第4實施形態之活性污泥處理裝置構成為將固液分離處理水作為淨化水400B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)，但本發明之活性污泥處理裝置亦可如圖27所示，構成為於固液分離部403內具有生成固液分離處理水以及污泥濃縮水400C之固液分離槽432、以及對固液分離處理水進行膜過濾之膜單元431，且藉由膜單元431之膜過濾而自上述固液分離處理水中獲得作為滲透水之淨化水400B。如此之活性污泥處理裝置因活性污泥成為沈澱性優良之凝聚污泥體，故固液分離槽432中污泥界面降低，從而可使膜單元431浸漬於固液分離槽432之上清水(固液分離處理水)部分，產生增大膜之滲透通量之效果。

再者，如此之活性污泥處理裝置亦可構成為，根據情形藉由膜單元431之膜過濾而自上述固液分離處理水中獲得作為滲透水之淨化水400B，且將非滲透水(固液分離處理水)排放至固液分離槽432外。

上述膜單元431係作為浸漬膜而設置於上述固液分離槽432內之液面下。又，膜單元431中包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構一直或者間歇地對過濾膜進行曝氣，除去附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢。

上述膜單元431如圖27所示設置為浸漬膜，但亦可如圖28所示，膜單元431構成為將過濾膜收容於容器內之類型，進而該膜單元431設置於固液分離槽432之槽外，且經由泵433對固液分離處理水加壓後，將該固液分離處理水供給至該膜單元431。

上述膜單元431設置於固液分離槽432之槽外之活性污泥處理裝置401構成為將由上述膜單元431所生成之非滲透水作為混合水之一部分，傳送至生物處理部402。具體而言，如此之活性污泥處理裝置401包括傳送非滲透水之非滲透水傳送路徑404e。

作為上述膜單元424、431之過濾膜之種類，並無特別限定，可列舉例如超過濾膜(UF膜)、微過濾模(MF膜)等。

作為上述過濾膜之構造，可採用由醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等原材料形成且形成為直徑為數mm之中空絲狀之被稱作所謂中空絲膜等之類型者、或者作為薄板狀膜之被稱作平膜之類型者等先前公知者。

進而，第4實施形態之活性污泥處理裝置構成為於上述含污泥生物處理水蓄積槽421內生成凝聚污泥體，但本發明之活性污泥處理裝置亦可如圖29所示，構成為於上述生物處理部402中具備藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體之生物凝聚槽425，且將由上述固液分離部403所生成之污泥濃縮水400C傳送至生物凝聚槽425，並將由上述生物凝聚槽425所生成之凝聚污泥體傳送至含污泥生物處理水蓄積槽421。

如此之活性污泥處理裝置因構成為使活性污泥經濃縮之污泥濃縮水400C中所含之活性污泥凝聚，而具有可進一步高效地生成凝聚污泥體之優點。又，亦具有可有效利用用以回送污泥濃縮水400C之能量之優點。

又，如此之活性污泥處理裝置亦可構成為：生物凝聚槽425以及含污泥生物處理水蓄積槽421兩者藉由生物凝聚機構而生成凝聚污泥體。

如此之活性污泥處理裝置包括：污泥濃縮水傳送機構404f，其將由上述固液分離部403所生成之污泥濃縮水400C傳送至上述生物凝聚槽425；以及凝聚污泥體傳送路徑404g，其將由上述生物凝聚槽425所生成之凝聚污泥體傳送至含污泥生物處理水蓄積槽421。

又，如此之活性污泥處理裝置中根據需要而包括於上述生物凝聚槽425內進行曝氣之生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)，但亦可為不包括該生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)之態樣。

進而，如此之活性污泥處理裝置形成為將上述生物凝聚槽425與上述含污泥生物處理水蓄積槽421劃分為不同之槽。

又，如此之活性污泥處理裝置較好的是，上述生物凝聚機構係藉由載體422而使上述活性污泥生物凝聚，且自上述載體422中分離生成上述凝聚污泥體者，上述載體422包括附著有活性污泥之附著體422a與支持該附著體422a之支持部422b，且藉由自上述污泥濃縮水傳送機構404f傳送至上述生物凝聚槽425之污泥濃縮水400C之水流而使上述附著體422a振動。

如此之活性污泥處理裝置因構成為藉由水流而使上述附著體422a振動，而具有可以較佳能量效率使凝聚污泥體自載體422中分離之優點。又，因可高效地生成凝聚污泥體，而亦具有可縮小載體422之尺寸而不會使凝聚污泥體之生成效率下降之優點。

又，如此之活性污泥處理裝置可取代生物凝聚槽425藉由載體422而使活性污泥凝聚之構成，而是作為生物凝聚槽425，可包括以污泥濃縮水400C可以紊流傳送之方式使傳送路徑之長度延長者或路徑經細分化者，具體而言，可包括如圖30所示之流路呈Z字狀者、或如圖31所示之多管狀(蜂窩狀)者、或如圖32所示之設有靜態攪拌器者。根據如此之膜分離活性污泥處理裝置，可使活性污泥高速碰撞壁狀者，故具有可高效地生成凝聚污泥體之優點。

如上所述，根據第4實施形態，可充分對含污泥生物處理水進行固液分離。

故而，根據第1實施形態，可高效地實施廢水淨化處理。

第5實施形態

繼而，對作為第5實施形態之水處理裝置之廢水處理裝置、及作為水處理方法之廢水處理方法進行說明。

先前，廢水處理方法係將活性污泥以及廢水混合於生物處理槽中進行生物處理，獲得含污泥生物處理水，且對該含污泥生物處理水進行固液分離從而獲得淨化水。

另一方面，如此之廢水處理方法，通常自充分提高含污泥生物處理水之固液分離性之觀點考慮(固液分離性之指標即活性污泥沈澱率(SV30)係污泥體積指標(SVI)乘以活性污泥之濃度(MLSS濃度)所得者，根據如此之關係式，而認為若降低MLSS濃度則亦可降低SV30)，使上述含污泥生物處理水之MLSS濃度達到8,000mg/L以下，自處理空間效率之觀點考慮，通常將BOD對上述活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定成大於0.2kgBOD/kgSS/d且0.4kgBOD/kgSS/d以下(例如，下水道設施計劃‧設計指針與解說後篇2001年版，社團法人日本下水道協會，p82-83(非專利文獻1)；水處理工程-理論與應用-，井出哲夫編，p25，技寶堂出版(股)，1976年(非專利文獻2))。

然而，先前之廢水處理方法中存在如下問題：無法充分對含污泥生物處理水進行固液分離，從而無法充分獲得作為固液分離處理水之淨化水。

對此，本發明者們經銳意研究後發現，可藉由使含污泥生物處理水之活性污泥之濃度(MLSS濃度)達到10,000mg/L以上，且使BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下，而生成固液分離性優良之含污泥生物處理水。

然而，含污泥生物處理水之MLSS濃度通常為8,000mg/L以下，如需自如此之通常之MLSS濃度之含污泥生物處理水中高效地獲得MLSS濃度為10,000mg/L以上之含污泥生物處理水，則考慮實施高濃度化處理，即，利用膜單元對含污泥生物處理水(例如，MLSS濃度為8,000mg/L以下者)進行膜分離，從而提高作為生物處理槽之膜濃縮槽內的活性污泥濃度。

然而，如此之方法中，導致膜單元之過濾膜阻塞的物質即溶解性微生物產物(SMP：Soluble Microbial Products)將於膜濃縮槽內被濃縮，從而因該溶解性微生物產物(SMP)而使過濾膜產生阻塞。

而且，因如此之阻塞，而存在無法充分對含污泥生物處理水進行膜分離，從而難以獲得淨化水之虞。另一方面，為除去阻塞過濾膜之溶解性微生物產物(SMP)，而需要利用化學藥品等對膜進行清洗，故亦會產生費事、或因化學藥品而損壞過濾膜等之問題。

鑒於上述問題點，第5實施形態之課題在於提供一種可利用膜分離而獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水，並且過濾膜之阻塞之虞較少的廢水處理方法及廢水處理裝置。

首先，對第5實施形態之廢水處理裝置進行說明。

第5實施形態之廢水處理裝置構成為使活性污泥以及廢水混合而生成混合水，對該混合水進行生物處理而獲得含污泥生物處理水，且對該含污泥生物處理水進行固液分離而獲得淨化水。

作為上述廢水只要含有可進行生物分解之有機物等即可，並無特別限定，可列舉例如生活廢水，或食品工廠、化學工廠、電子產業工廠、紙漿工廠等工廠之廢水等。

作為上述生物處理，具體而言，可列舉廢水處理等。

上述廢水處理係對包含細菌、原生動物、後生動物等生物種之活性污泥、與含有有機物之廢水一方面進行曝氣一方面加以混合，利用上述生物種使該有機物分解之處理。

具體而言，如圖33所示，第5實施形態之廢水處理裝置501中包括：生物處理部502，其將活性污泥以及廢水500A混合而生成混合水，且於生物處理槽521中對該混合水進行生物處理，獲得含污泥生物處理水；以及固液分離部503，其具有固液分離槽531，該固液分離槽531係藉由固液分離而自該含污泥生物處理水中生成與上述含污泥生物處理水相比活性污泥之含有率更少之固液分離處理水、及與上述含污泥生物處理水相比活性污泥更濃縮之污泥濃縮水500C。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為藉由上述生物處理部502以及上述固液分離部503而獲得淨化水500B。

進而，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為將廢水500A供給至生物處理部502。又，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為將生物處理部502中所生成之含污泥生物處理水傳送至固液分離部503，將固液分離部503中所生成之固液分離處理水作為淨化水500B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)，將固液分離部503中所生成之污泥濃縮水500C傳送至污泥濃縮水蓄積部(未圖示)及/或生物處理部502。

具體而言，第5實施形態之廢水處理裝置501中包括：供給廢水500A之廢水供給路徑504a、將含污泥生物處理水傳送至固液分離部503之含污泥生物處理水傳送路徑504b、將淨化水500B傳送至淨化水蓄積部(未圖示)之淨化水傳送路徑504c、將污泥濃縮水500C傳送至污泥濃縮水蓄積部(未圖示)之污泥濃縮水傳送路徑504d、以及將污泥濃縮水500C傳送(回送)至生物處理部502之污泥濃縮水回送路徑504e。

上述生物處理部502構成為包括對含污泥生物處理水進行膜過濾之膜單元524、以及於該膜濃縮槽521內進行曝氣之膜濃縮槽曝氣機構523，且藉由該膜單元524來對含污泥生物處理水進行膜分離，提高作為上述生物處理槽521之膜濃縮槽521內的活性污泥濃度。該膜濃縮槽521構成為經由廢水供給路徑504a供給有廢水500A。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為經由污泥濃縮水回送路徑504e，對活性污泥之濃度經膜單元524提高之含污泥生物處理水中添加污泥濃縮水500C。

進而，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為將MLSS濃度得到提高之含污泥生物處理水之一部分排出上述膜濃縮槽521外後供給至固液分離槽531，且藉由固液分離而獲得作為固液分離處理水之淨化水500B。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為將由上述膜單元524所獲得之滲透水作為淨化水500B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)。

具體而言，第5實施形態之廢水處理裝置501中包括滲透水傳送路徑504f，該滲透水傳送路徑504f將由上述膜單元524所獲得之滲透水作為淨化水500B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)。

上述膜單元524配置於槽內，具體而言，其係作為浸漬膜而設置於膜濃縮槽521內之液面下。又，膜單元524中包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構一直或者間歇地對過濾膜進行曝氣，將附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢去除。

作為上述膜單元524之過濾膜之種類，並無特別限定，可列舉例如超過濾膜(UF膜)、微過濾模(MF膜)等。

作為上述過濾膜之構造，可採用由醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等原材料而形成且形成為直徑為幾mm之中空絲狀之被稱作所謂中空絲膜等等類型、或者成為薄板狀之膜之被稱作平膜之類型等先前公知者。

又，上述生物處理部502中根據需要而包括使活性污泥凝聚之載體522。

具體而言，上述生物處理部502構成為藉由載體522而使活性污泥凝聚，且使凝聚之活性污泥(凝聚污泥體)自上述載體522中分離。進而，上述生物處理部502構成為將凝聚之活性污泥(凝聚污泥體)以及廢水500A混合而生成混合水。

又，上述載體522如圖34所示，設於膜濃縮槽521內之水面下。又，上述載體522中包括附著有上述活性污泥之附著體522a與支持該附著體522a之支持部522b。進而，上述載體522構成為利用由曝氣產生之水流，使上述附著體522a振動。

上述附著體522a係形成為絲狀。

構成上述附著體522a之材料只要易於使上述活性污泥附著即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如丙烯酸系樹脂、聚酯、聚乙烯、碳纖維等。

構成上述支持部522b之材料只要能夠支持該附著體522a即可，並無特別限定，作為該材料，可列舉例如聚酯、丙烯酸系樹脂、聚乙烯等樹脂或者不鏽鋼等金屬。

進而，上述生物處理部502如圖33所示包括：收容槽525，其形成為與上述膜濃縮槽521不同之槽，收容自上述膜濃縮槽521中所排出之含污泥生物處理水；收容槽曝氣機構526，其於該收容槽525內進行曝氣；以及含污泥生物處理水傳送路徑504g，其將排出至上述膜濃縮槽521外之含污泥生物處理水傳送至收容槽525。

進而，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為藉由污泥濃縮水回送路徑504e而向收容槽525內之含污泥生物處理水中添加污泥濃縮水500C進行生物處理，並將所生成之含污泥生物處理水供給至上述固液分離槽531。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為藉由廢水供給路徑504a而將廢水500A供給至上述收容槽525，又，上述廢水處理裝置501構成為藉由含污泥生物處理水傳送路徑504b而將收容槽525之含污泥生物處理水傳送至固液分離部503。

進而，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為對分別傳送至膜分離槽521與收容槽525之廢水500A之傳送比例進行調節後，將廢水500A供給至該膜分離槽521與該收容槽525。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501中，藉由上述生物處理部502來提高含污泥生物處理水之活性污泥濃度，使MLSS(漂浮之活性污泥)濃度達到10,000mg/L以上，且將BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)設定為0.2kgBOD/kgSS/d以下。

上述固液分離槽531構成為藉由重力沈澱而自含污泥生物處理水中生成固液分離處理水與污泥濃縮水500C。

第5實施形態之廢水處理裝置係以上述方式構成，繼而，對第5實施形態之廢水處理方法進行說明。

第5實施形態之廢水處理方法係將活性污泥以及廢水500A混合進行生物處理而獲得含污泥生物處理水，且對該含污泥生物處理水進行固液分離，從而獲得作為固液分離處理水之淨化水500B。

又，第5實施形態之廢水處理方法實施如下步驟：高濃度化步驟，其藉由上述膜單元524而於上述膜濃縮槽521內對含污泥生物處理水進行膜分離，提高該含污泥生物處理水之活性污泥濃度，使MLSS濃度達到10,000mg/L以上，且使BOD對活性污泥之負荷(BOD污泥負荷)達到0.2kgBOD/kgSS/d以下；以及淨化水生成步驟，其將MLSS濃度經提高之含污泥生物處理水之一部分排出至上述膜濃縮槽521外後供給至上述固液分離槽531，且藉由固液分離而獲得作為固液分離處理水之淨化水500B。

上述含污泥生物處理水之MLSS濃度較好的是10000~30000mg/L，更好的是15000~20000mg/L。

上述BOD污泥負荷較好的是0.10~0.19kgBOD/kgSS/d，更好的是0.05~0.15kgBOD/kgSS/d。

BOD容積負荷較好的是0.1~6kgBOD/m³ /d，更好的是1~3kgBOD/m³ /d。

第5實施形態之廢水處理方法中，較好的是以1天以上之持續時間，持續地使上述含污泥生物處理水之MLSS濃度達到10,000mg/L以上，且使上述BOD污泥負荷達到0.2kgBOD/kgSS/d以下。

再者，「以1天以上之持續時間，持續地使上述含污泥生物處理水之MLSS濃度處於特定範圍內，且持續地使上述BOD污泥負荷處於特定範圍內」亦包括「於持續期間內，暫時使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或暫時使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。例如，亦包括「於持續期間內之合計1/20期間內，使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。進而，亦包括「於持續期間內之合計1/10期間內，使該MLSS濃度處於特定範圍外之狀態及/或使該BOD污泥負荷處於特定範圍外之狀態」之情形。

又，第5實施形態之廢水處理方法實施如下步驟：廢水供給步驟，其使用收容槽525，對分別傳送至膜分離槽521與該收容槽525之廢水500A之傳送比例進行調節後，將廢水500A供給至膜分離槽521與收容槽525；以及含污泥生物處理水供給步驟，其將自膜濃縮槽521中所排出之含污泥生物處理水收容於收容槽525內，且添加藉由固液分離而獲得之污泥濃縮水500C進行生物處理，並將所生成之含污泥生物處理水供給至固液分離槽531。

進而，第5實施形態之廢水處理方法中，上述活性污泥使用經載體522所凝聚者。

再者，第5實施形態之廢水處理裝置及廢水處理方法具有上述構成，但本發明之廢水處理裝置及廢水處理方法並不限於上述構成，可適當地進行設計更改。

亦即，第5實施形態之廢水處理裝置501中包括收容槽525，但如圖35所示，本發明之廢水處理裝置501亦可為不包括收容槽525之態樣。

如此之廢水處理裝置501亦可構成為經由含污泥生物處理水傳送路徑504b，將由膜濃縮槽521排出之含污泥生物處理水傳送至固液分離部503。

又，如此之廢水處理裝置501亦可構成為對膜濃縮槽521內之含污泥生物處理水中添加污泥濃縮水500C。

進而，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為將固液分離處理水作為淨化水500B而傳送至淨化水蓄積部(未圖示)，但本發明之廢水處理裝置亦可如圖36所示，構成為於固液分離部503中具備對固液分離處理水進行膜過濾之膜單元532，且藉由膜單元532之膜過濾而自上述固液分離處理水中獲得作為滲透水之淨化水500B。此情形時，第5實施形態之廢水處理裝置501亦可構成為部分排放膜單元532之非滲透水。如此之廢水處理裝置501可抑制SMP蓄積於固液分離槽531中，從而可抑制過濾膜之阻塞。

上述膜單元532係作為浸漬膜而設置於上述固液分離槽531內之液面下。又，膜單元532中包括膜曝氣機構(未圖示)，該膜曝氣機構一直或者間歇地對過濾膜進行曝氣，將附著於該過濾膜之凝聚污泥體等污垢去除。

上述膜單元532如圖36所示設置成浸漬膜，但亦可如圖37所示，膜單元532係將過濾膜收容於容器內之類型，進而該膜單元532構成為設置於固液分離槽531之槽外，且經由泵533對固液分離處理水加壓之後，將該固液分離處理水供給至該膜單元532。該情形時，第5實施形態之廢水處理裝置501亦因上述理由而構成為部分排放膜單元532之非滲透水。

上述膜單元532設置於固液分離槽531之槽外的廢水處理裝置係構成為將由上述膜單元532所生成之非滲透水作為混合水之一部分而傳送至生物處理部502。具體而言，該廢水處理裝置包括傳送該非滲透水之非滲透水傳送路徑504h。

又，第5實施形態之廢水處理裝置501係構成為於膜濃縮槽521內生成凝聚污泥體，但本發明之廢水處理裝置亦可構成為取代膜濃縮槽521，而於收容槽525內生成凝聚污泥體，又，亦可構成為於膜濃縮槽521以及收容槽525內生成凝聚污泥體。

又，如圖38所示，第5實施形態之廢水處理裝置501構成為於上述生物處理部502內具有藉由上述生物凝聚機構而生成凝聚污泥體之生物凝聚槽527，且將由上述固液分離部503所生成之污泥濃縮水500C傳送至生物凝聚槽527，將由上述生物凝聚槽527所生成之凝聚污泥體傳送至收容槽525。再者，上述廢水處理裝置501亦可構成為將由上述生物凝聚槽527所生成之凝聚污泥體傳送至膜濃縮槽521。

如此之廢水處理裝置501因構成為使活性污泥經濃縮之污泥濃縮水500C中所含之活性污泥凝聚，故具有可進一步高效地生成凝聚污泥體之優點。又，上述廢水處理裝置501亦具有可有效利用用於回送污泥濃縮水500C之能量之優點。

如此之廢水處理裝置501包括污泥濃縮水傳送路徑504i，其將由上述固液分離部503所生成之污泥濃縮水500C傳送至上述生物凝聚槽527；以及，凝聚污泥體傳送路徑504j，其將由上述生物凝聚槽527所生成之凝聚污泥體傳送至膜濃縮槽521。

又，如此之廢水處理裝置501中根據需要而包括於上述生物凝聚槽527內進行曝氣之生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)，但上述廢水處理裝置501亦可為不包括該生物凝聚槽曝氣機構(未圖示)之態樣。

進而，如此之廢水處理裝置501中，上述生物凝聚槽527形成為與上述膜濃縮槽521以及收容槽525不同之槽。

又，如此之廢水處理裝置501較好的是構成為上述生物凝聚機構係藉由載體522而使上述活性污泥凝聚，且自上述載體522中分離生成上述凝聚污泥體者，上述載體522中包括附著有活性污泥之附著體522a與支持該附著體522a之支持部522b，且利用自上述污泥濃縮水傳送路徑504i傳送至上述生物凝聚槽527之污泥濃縮水之水流而使上述附著體522a振動。

如此之廢水處理裝置501因構成為藉由水流而使上述附著體522a振動，而具有可以較佳能量效率使凝聚污泥體自載體522中分離之優點。又，因可高效地生成凝聚污泥體，而具有可縮小載體522之尺寸而不會使凝聚污泥體之生成效率下降之優點。

又，如此之廢水處理裝置501可取代生物凝聚槽527藉由載體522而使活性污泥凝聚之構成，而是作為生物凝聚槽527，可包括以污泥濃縮水500C可以紊流傳送之方式使傳送路徑之長度延長者或路徑經細分化者，具體而言，可包括如圖39所示之流路呈Z字狀者、或如圖40所示之多管狀(蜂窩狀)者、或如圖41所示之設有靜態攪拌器者。根據如此之廢水處理裝置501，可使活性污泥高速碰撞壁狀者，故具有可高效地生成凝聚污泥體之優點。

進而，如此之廢水處理裝置501係配置於槽內，但亦可配置於槽外。具體而言，如圖42所示，如此之廢水處理裝置501亦可構成為膜單元524係將過濾膜收容於容器內之類型，進而設置於膜濃縮槽521之槽外，且含污泥生物處理水經由泵528受到加壓之後被供給至該膜單元524。

上述膜單元524設置於膜濃縮槽521之槽外之廢水處理裝置501構成為將由上述膜單元524所生成之非滲透水作為混合水之一部分而傳送至膜濃縮槽521。具體而言，如此之廢水處理裝置501中包括非滲透水傳送路徑504k，該非滲透水傳送路徑504k將該非滲透水作為混合水之一部分而傳送至膜濃縮槽521。

如上所述，根據第5實施形態，可利用膜分離而獲得固液分離性優良之含污泥生物處理水，且可減少過濾膜阻塞之虞。

故而，根據第5實施形態，可高效地實施廢水淨化處理。

實施例

繼而，列舉試驗例對本發明進而加以具體說明。

首先，對於第1實施形態進而加以具體說明。

(試驗例1)

使用含污泥生物處理水蓄積槽(容積：10.6L，內部尺寸：115cm(寬度)×145cm(縱深)×640cm(高度))、作為載體之Biofringe(註冊商標)(NET公司製造)、以及作為生物處理曝氣機構之泵，將活性污泥以及廢水混合，生成凝聚污泥體，從而生成試驗例1之含污泥生物處理水。

具體而言，首先，向上述含污泥生物處理水蓄積槽內加入廢水(係含有1000mg/L以魚肉萃取物‧蛋白腖為主成分之BOD，且利用作為pH緩衝成分之NaHCO₃ 而調整為pH值7.0之廢水)以及活性污泥(以下，將此時稱作「初始注入時」)。而且，藉由生物處理曝氣機構來進行一天曝氣，將廢水與活性污泥混合，並利用載體使活性污泥凝聚。之後，分別以自初始注入時起1週內(初始注入時起之1天除外)為2.5L/d，1~2週內為5L/d，2~3週內為10L/d，3~5週內為15L/d，5~7週內為23L/d，7~8週內為30L/d之固定速度，注入廢水，且將廢水與活性污泥一面進行混合一面進行曝氣，並利用載體使活性污泥凝聚，且使活性污泥自載體中分離，生成凝聚污泥體，從而生成試驗例1之含污泥生物處理水。再者，曝氣係以10L/min之空氣量進行。又，將上述含污泥生物處理水蓄積槽內之污泥排出，以使上述含污泥生物處理水蓄積槽內之MLSS達到9,000~10,000mg/L。

(試驗例2)

除了將上述含污泥生物處理水蓄積槽內之污泥排出，以使上述含污泥生物處理水蓄積槽內之MLSS達到5,000~6,000mg/L以外，以與試驗例1相同之方法，生成表1所示之MLSS為5,660mg/L、MLVSS為5,270mg/L之試驗例2之含污泥生物處理水。

(試驗例3)

除了不設置作為載體之Biofringe(註冊商標)以外，以與試驗例1相同之方法，生成表1所示之與試驗例1之淨化處理水之MLSS以及MLVSS程度相同之試驗例3之含污泥生物處理水。

(試驗例4)

除了不設置作為載體之Biofringe(註冊商標)以外，以與試驗例2相同之方法，生成表1所示之與試驗例2之淨化處理水之MLSS以及MLVSS程度相同之試驗例4之含污泥生物處理水。

試驗例之含污泥生物處理水用於下述試驗。

試驗例之含污泥生物處理水中之MLSS、MLVSS、活性污泥沈澱率(SV30)係依據JIS B 9944(「活性污泥處理裝置之試驗方法」)而測定。又，計算出MLVSS對MLSS之比(VSS/SS比)。

於過濾器上載置5號C(JIS P 3801)之濾紙(Advantech公司製造，直徑為18.5cm)，將50mL試驗例之含污泥生物處理水滴下至該濾紙上，於滴下經過5分鐘之後，測定出透過濾紙之濾液(滲透水)之量(滲透水量)。

試驗例之含污泥生物處理水中之黏度係藉由黏度計(商品名：Viscotester VT-03F，RION公司製造)而測定。

於試驗例之含污泥生物處理水中利用上述5號C之濾紙進行過濾，獲得濾液(滲透水)。利用TOC儀(Total Organic Carbon Analyzer，總有機碳分析儀)(商品名：TOC-5000A，島津製作所公司製造)測定出該滲透水中所含之總有機碳(TOC)濃度(滲透水中之TOC(5C))。

於試驗例之含污泥生物處理水中利用最大孔徑為0.1μm之濾紙(Advantech公司製造)進行過濾，獲得濾液。利用上述TOC儀測定出該濾液中所含之總有機碳(TOG)濃度(滲透水中之TOC(0.1μm))。

試驗例之含污泥生物處理水中之溶解性微生物產物(Soluble Microbial Products(SMP))濃度由下述式(1)計算出。

SMP=TOC(5C)-TOC(0.1μm)(1)

如圖43所示，將試驗例1以及試驗例3之含污泥生物處理水分別添加至500L之水箱51中，將作為膜單元之浸漬膜52(聚偏二氟乙烯(PVDF，Polyvinylidene Fluoride)製，孔徑：0.1μm，表面積：0.05m³ )浸漬於該水箱51內之含污泥生物處理水53中，一方面一直利用攪拌機54對含污泥生物處理水53進行攪拌且利用鼓風機55進行曝氣，一方面進行膜過濾，並利用壓力資料記錄器56(商品名：DAQSTATION DX120，橫河電機公司製造)測定膜差水壓(膜間差壓)。膜差水壓之經時變化如圖44所示。於溫度為25℃且滲透水之通量為0.6m/d之條件下進行測定。

再者，試驗例3之含污泥生物處理水中，因膜阻塞而無法於開始測定之後立即於通量為0.6m/d之條件下對滲透水進行回收，故而，試驗例3於圖44中表示換算成滲透水之通量為0.6m/d時之膜差水壓之值。換算值係由下述式(2)計算出。

膜差水壓(換算值)=膜差水壓(實測值)×0.6m/d÷滲透通量(m/d)(實測值)(2)

上述試驗之結果如表1、圖44所示。

試驗例1、2之含污泥生物處理水中，MLSS、MLVSS之程度相同，且與包含未凝聚之活性污泥之試驗例3、4之含污泥生物處理水相比，SV30、黏度、SMP、滲透水中TOC(5C)、滲透水中TOC(0.1μm)呈現較低之值。

又，如圖44所示，試驗例1之含污泥生物處理水之膜過濾中，與試驗例3之含污泥生物處理水之膜過濾相比，呈現出膜間之差壓小且穩定，可抑制過濾膜之污染之情形。

繼而，對第2實施形態進而加以具體說明。

(試驗例5)

使用生物處理槽(可收容水之容積(載體區域：115mm(寬度)×115mm(縱深)×640mm(高度)，通風部區域：40mm(寬度)×115mm(縱深)×640mm(高度)))、載體(附著體：丙烯酸系樹脂製，支持部：聚酯製)(Biofringe(註冊商標)(NET公司製造)、凝聚劑(聚脒)、以及作為生物處理曝氣機構之泵，將活性污泥以及廢水混合而生成凝聚污泥體，從而生成試驗例5之含污泥生物處理水。

具體而言，首先，將載體配置於生物處理槽內，向生物處理槽內添加廢水(係含有1000mg/L之以魚肉萃取物‧蛋白腖為主成分之BOD且利用作為pH緩衝成分之NaHCO₃ 而調整成pH值7.0之廢水)以及活性污泥(種污泥)，以使活性污泥達到約2000mg/L(以下，將此時稱作「初始供給時」)。

而且，藉由生物處理曝氣機構而以6L/分鐘進行曝氣，將廢水與活性污泥充分混合之後，以活性污泥之每一單位乾燥重量為33mg/g之添加量，添加作為凝聚劑之聚脒。

之後，如圖50所示一面增加BOD負荷量一方面供給廢水，且以1天1次20mg/L-容積供給上述凝聚劑，並且以6L/分鐘進行曝氣實施運轉。

再者，因將廢水供給至生物處理槽中而無法完全收納於生物處理槽內之含污泥生物處理水被傳送至重力沈澱槽(可收容水之容積：16cm(直徑)×30cm(高度))。又，將重力沈澱槽之上清水作為淨化處理水而傳送至淨化處理水槽。

(試驗例6)

除了不實施凝聚劑之添加以外，以與試驗例5相同之方法，生成含污泥生物處理水以及淨化處理水。

再者，如圖50所示，一方面以與試驗例5相同之程度增加BOD負荷量，一方面供給廢水。

(試驗例7)

除了生物處理槽內未設置載體以外，以與試驗例5相同之方法，生成含污泥生物處理水以及淨化處理水。

將試驗例之含污泥生物處理水以及淨化處理水用於下述試驗。

(含污泥生物處理水之MLSS濃度)

由試驗例所得之含污泥生物處理水之MLSS濃度係依據JIS B 9944(「活性污泥處理裝置之試驗方法」)，自初始供給時起每隔數天進行測定。

(淨化處理水之SS濃度)

由試驗例所得之淨化處理水之SS濃度係依據JIS K0102(「工廠廢水試驗方法」)，自初始供給時起每隔數天進行測定。

(廢水以及淨化處理水之TOC濃度)

試驗例5中所用之廢水以及試驗例5中所得之淨化處理水，自初始供給時起每隔數天進行回收，且分別以最大孔徑為0.1μm之濾紙(Advantech公司製造)進行過濾，獲得濾液。利用TOC儀(商品名：TOC-5000A，島津製作所公司製造)測定該等濾液中所含之總有機碳(TOC)濃度。

上述試驗結果如圖45~51所示。

再者，運轉天數第0天係表示上述初始供給時中所屬之天。

TOC去除率係由下述式(3)進行計算。

TOC去除率(%)=(廢水之TOC濃度(mg/L)-淨化處理水之TOC濃度(mg/L))/廢水之TOC濃度(mg/L)×100(3)

若以相同之運轉天數進行比較，與未添加凝聚劑之試驗例6以及生物處理槽內未設置載體之試驗例7相比，如圖45、46所示，試驗例5中之含污泥生物處理水之MLSS濃度呈現較高之值。進而，與試驗例6相比，如圖47所示，試驗例5中之淨化處理水之SS濃度(亦稱作「處理水SS濃度」)呈現較低之值。又，試驗例5如圖48所示，淨化處理水之SS濃度與試驗例7程度相同，但與試驗例7相比，污泥自身之壓密性良好，且可目測確認重力沈澱槽中之污泥界面較低。可認為其係由於與試驗例6以及試驗例7相比，於試驗例5中，活性污泥得以凝聚，故於重力沈澱槽中易於沈澱分離。

又，於試驗例5中如圖49所示，運轉天數30天以後之廢水中的TOC濃度之平均值為615mg/L，同時期之淨化處理水中的TOC濃度之平均值為42.8mg/L。故而，該時期中的TOC之去除率為93.0%，故可明確，試驗例5獲得了良好之處理水質。

進而，於試驗例5中，如圖50所示，可階段性地增加負荷，於約40天之後便能達到2.5kgBOD/m³ /d。為提高容積負荷，需要增加與該BOD容積負荷相應之量的MLSS，但如試驗例5所示，生物處理槽內設置載體且添加凝聚劑之情形時，可抑制SS與淨化處理水一同流出，從而可迅速增加MLSS濃度，故可儘早實現BOD之高負荷。故而，可知上述方式有利於高負荷運轉之早期起動。再者，所謂「可增加BOD容積負荷」係指增加容積負荷之後，能夠處理性能無惡化(TOC去除率不惡化，試驗中TOC去除率≧80%)地持續運轉。

又，與試驗例6以及試驗例7相比，試驗例5如圖51所示，TOC之去除率呈現較高之值，故可明確能夠獲得良好之處理水質。

繼而，對第4、5實施形態加以進而具體之說明。

(例1)

使用槽(可收容水之容量：10L，內部尺寸：0.15m(寬度)×0.15m(縱深)×0.45m(高度))、作為載體之Biofringe(註冊商標)(NET公司製造)、以及作為生物處理曝氣機構之泵，使活性污泥凝聚，並將該凝聚之活性污泥(凝聚污泥體)與廢水混合，生成混合水，且對該混合水進行生物處理，從而獲得含污泥生物處理水。具體而言，以使槽內之MLSS濃度達到特定值，且使對於槽內之活性污泥之BOD負荷(BOD污泥負荷)達到特定值之方式維持30~90天以上，對混合水進行生物處理，獲得含污泥生物處理水。

再者，以使槽內之MLSS濃度達到特定值，且使對於槽內之活性污泥之BOD負荷(BOD污泥負荷)達到特定值之方式進行維持之期間若為10天以上，則不會因上述期間之不同而對SV30、SVI、5C滲透量產生影響。

例1中實施之混合水之生物處理中的MLSS濃度與BOD污泥負荷之組合如圖52所示。

再者，MLSS濃度以及BOD污泥負荷係依據JIS B 9944-1978而測定及計算。

(例2)

除了未使用載體以外，以與例1相同之方法，獲得含污泥生物處理水。

例2中實施之混合水之生物處理中的MLSS濃度與BOD污泥負荷之組合如圖53所示。

將例示中之含污泥生物處理水用於下述試驗。

(SV30、SVI之測定)

例示中之含污泥生物處理水之活性污泥沈澱率(SV30)以及污泥體積指標(SVI)係依據JIS B 9944-1978而測定及計算。

(5C滲透量之測定)

於過濾器上載置5號C(JIS P 3801)之濾紙(Advantech東洋公司製造，直徑為15cm)，且將50mL之例示中之含污泥生物處理水滴下至該濾紙上，於滴下經過5分鐘後，測定滲透濾紙之濾液(滲透水)之量(5C滲透量)。

關於上述試驗之結果，例1示於表2中，例2示於表3中。再者，於表2、表3中，以算術平均值表示SVI、MLSS濃度、SV30、5C滲透量。

與BOD污泥負荷超過0.2kgBOD/kgSS/d且MLSS濃度小於10,000mg/L條件下之試驗例8及12、MLSS濃度小於10,000mg/L條件下之試驗例9及13、BOD污泥負荷超過0.2kgBOD/kgSS/d條件下之試驗例10及14相比，試驗例11及15之含污泥生物處理水中之SV30以及SVI呈現較低之值。

又，與試驗例8~10、試驗例12~14相比，試驗例11及15之含污泥生物處理水中之5C滲透量呈現較高之值。

1．．．膜分離活性污泥處理裝置

2．．．生物處理部

3．．．淨化處理水生成部

4a．．．含污泥生物處理水傳送路徑

4b．．．淨化處理水傳送路徑

4c．．．污泥濃縮水傳送路徑

4d．．．非滲透水傳送路徑

5．．．非滲透水氧化處理部

6．．．槽間隔板

7．．．泵

8．．．上清水氧化處理部

9．．．旋流器

10．．．污泥濃縮水傳送機構

11．．．凝聚污泥體傳送路徑

12．．．非滲透水傳送機構

13．．．泵

21．．．含污泥生物處理水蓄積槽

22．．．載體

22a．．．附著體

22b．．．支持部

23．．．生物處理曝氣機構

24．．．生物凝聚槽

31．．．膜單元

32．．．重力沈澱槽

32a．．．底部

33．．．傾斜板

34．．．分配器

35．．．上清水蓄積槽

51．．．水箱

52．．．浸漬膜

53．．．含污泥生物處理水

54．．．攪拌機

55．．．鼓風機

56．．．壓力資料記錄器

200A．．．空氣

201．．．水處理裝置

202．．．生物處理部

203．．．凝聚劑添加機構

204．．．淨化處理水生成部

205．．．廢水槽

206．．．淨化處理水槽

207．．．污泥濃縮水槽

221．．．生物處理槽

221a．．．載體區域

221b．．．通風部區域

221c．．．間隔板

221c1．．．上端側開口部

221c2．．．下端側開口部

222．．．載體

222a．．．附著體

222b．．．支持部

223．．．生物處理曝氣機構

223a．．．通風部

231．．．凝聚劑槽

232．．．凝聚劑泵

233．．．凝聚劑傳送路徑

241．．．膜單元

242．．．重力沈澱槽

300A．．．空氣

301．．．水處理裝置

302．．．生物處理部

303．．．凝聚劑添加機構

304．．．淨化處理水生成部

305．．．廢水槽

306．．．淨化處理水槽

307．．．污泥濃縮水槽

321．．．生物處理槽

321a．．．載體區域

321b．．．通風部區域

321c．．．間隔板

321c1．．．上端側開口部

321c2．．．下端側開口部

322．．．載體

322a．．．附著體

322b．．．支持部

323．．．生物處理曝氣機構

323a．．．通風部

331．．．凝聚劑槽

332．．．凝聚劑泵

333．．．凝聚劑傳送路徑

341．．．膜單元

342．．．重力沈澱槽

400A．．．廢水

400B．．．淨化水

400C．．．污泥濃縮水

401．．．活性污泥處理裝置

402．．．生物處理部

403．．．固液分離部

404a．．．含污泥生物處理水傳送路徑

404b．．．淨化水傳送路徑

404c．．．污泥濃縮水傳送路徑

404d．．．淨化水傳送路徑

404e．．．非滲透水傳送路徑

404f．．．污泥濃縮水傳送機構

404g．．．凝聚污泥體傳送路徑

421．．．含污泥生物處理水蓄積槽

422．．．載體

422a．．．附著體

422b．．．支持部

423．．．生物處理曝氣機構

424．．．膜單元

425．．．生物凝聚槽

431．．．膜單元

432．．．固液分離槽

433．．．泵

500A．．．廢水

500B．．．淨化水

500C．．．污泥濃縮水

501．．．廢水處理裝置

502．．．生物處理部

503．．．固液分離部

504a．．．廢水供給路徑

504b．．．含污泥生物處理水傳送路徑

504c．．．淨化水傳送路徑

504d．．．污泥濃縮水傳送路徑

504e．．．污泥濃縮水回送路徑

504f．．．滲透水傳送路徑

504g．．．含污泥生物處理水傳送路徑

504h．．．非滲透水傳送路徑

504i．．．污泥濃縮水傳送路徑

504j．．．凝聚污泥體傳送路徑

504k．．．非滲透水傳送路徑

521．．．生物處理槽(膜濃縮槽)

522．．．載體

522a．．．附著體

522b．．．支持部

523．．．膜濃縮槽曝氣機構

524．．．膜單元

525．．．收容槽

526．．．收容槽曝氣機構

527．．．生物凝聚槽

528．．．泵

531．．．固液分離槽

532．．．膜單元

533．．．泵

A．．．廢水

B．．．淨化處理水

C．．．污泥濃縮水

D．．．含污泥生物處理水

E．．．非滲透水

圖1係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖2係圖1之AA箭視剖面圖。

圖3係一實施形態之淨化處理水生成部之概略圖。

圖4係一實施形態之淨化處理水生成部之概略圖。

圖5係一實施形態之淨化處理水生成部之概略圖。

圖6係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖7係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖8係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖9係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖10係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖11係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖12係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖13係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖14係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖15係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖16係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖17係一實施形態之膜分離活性污泥處理裝置之概略圖。

圖18係一實施形態之水處理裝置之概略圖。

圖19係一實施形態之生物處理部之概略圖。

圖20係一實施形態之水處理裝置之概略圖。

圖21係一實施形態之水處理裝置之概略圖。

圖22係一實施形態之生物處理部之概略圖。

圖23係一實施形態之水處理裝置之概略圖。

圖24係一實施形態之活性污泥處理裝置之概略圖。

圖25係圖1之AA箭視剖面圖。

圖26係一實施形態之活性污泥處理裝置之概略圖。

圖27係一實施形態之活性污泥處理裝置之概略圖。

圖28係一實施形態之活性污泥處理裝置之概略圖。

圖29係一實施形態之活性污泥處理裝置之概略圖。

圖30係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖31係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖32係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖33係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖34係圖1之AA箭視剖面圖。

圖35係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖36係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖37係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖38係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖39係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖40係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖41係一實施形態之生物凝聚槽之概略圖。

圖42係一實施形態之廢水處理裝置之概略圖。

圖43係試驗例中使用之淨化處理水生成部之概略圖。

圖44係對試驗例1以及試驗例3之含污泥生物處理水進行膜過濾時之膜間差壓的經時變化。

圖45係試驗例5以及試驗例6中所得之含污泥生物處理水之MLSS濃度的經時變化。

圖46係試驗例5以及試驗例7中所得之含污泥生物處理水之MLSS濃度的經時變化。

圖47係試驗例5以及試驗例6中所得之淨化處理水之SS濃度的經時變化。

圖48係試驗例5以及試驗例7中所得之淨化處理水之SS濃度之經時變化。

圖49係試驗例5中使用之廢水以及試驗例5中使用之淨化處理水之TOC濃度的經時變化。

圖50係試驗例5至7中之BOD容積負荷之經時變化。

圖51係試驗例5至7中之TOC去除率之經時變化。

圖52係例1中實施之混合水之生物處理中的MLSS濃度與BOD污泥負荷之組合。

圖53係例2中實施之混合水之生物處理中的MLSS濃度與BOD污泥負荷之組合。