WO2011136043A1

WO2011136043A1 - 廃水処理装置および廃水処理方法

Info

Publication number: WO2011136043A1
Application number: PCT/JP2011/059372
Authority: WO
Inventors: 小林憲太郎; 高畠寛生
Original assignee: 東レ株式会社
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-11-03
Also published as: JPWO2011136043A1

Abstract

　廃水に含まれる固形分を除去して第１の処理水を得る第１の固形分除去手段と、該第１の処理水の少なくとも一部が流入し、かつ、微生物含有液体を収容する反応槽と、該微生物含有液体から固形分を除去して第２の処理水を得る第２の固形分除去手段とを備えた廃水処理装置であって、該廃水の少なくとも一部、あるいは、該第１の処理水の少なくとも一部を第１の被処理水として、多孔質膜により固形分と透過水とに分離する膜処理手段に送水する第１の送水手段と、該第２の処理水の少なくとも一部を第２の被処理水として、該膜処理手段に送水する第２の送水手段とを備えたことを特徴とする廃水処理装置。　本発明によれば、雨水と汚水を同一の管渠で遮集する合流式下水道において、晴天時に配管や処理設備に廃水等が滞留することによる汚染や臭気発生の問題を解決し、再利用用途での処理水質の向上が達成できる。

Description

廃水処理装置および廃水処理方法

　本発明は、下水処理装置の雨天時越流水の処理装置に関し、さらには処理装置の効率的な運転方法に関する。

　雨水と汚水を同一の管渠で遮集する合流式下水道から流入する下水を処理する下水処理場では、雨天時には大量の雨水が下水管渠に流入することになる。合流式下水道の遮集管渠容量は、晴天時時間最大汚水量（計画汚水量）に遮集雨水量を加えて定めており、雨天時に遮集管渠容量を超越した水量は、雨水吐き室、ポンプ場などから河川等の公共水域に放流される。

　下水処理場では、計画汚水量の３倍程度の合流式下水を遮集して処理場に受け入れるよう設計されており、雨天時には流入下水の雨天時計画汚水量分を最初沈殿池、生物反応槽および最終沈殿池で処理し消毒した後に放流し、雨天時計画汚水量分を超過した下水は、沈砂池までの処理、あるいは最初沈殿池までの処理後に消毒して放流する簡易処理が行われている。

　簡易処理のみ行われた放流水は高濁度であるため、放流先の水質を汚染するとともに衛生学的にもリスクの高い放流水となり、放流先の水域での水質リスクを増加させている。近年その問題を解決すべく、雨天時の越流水対策として様々な技術が開発されている。

　特許文献１には雨天時計画汚水量を超過した流入下水を、繊維ろ材を充填したろ過槽に上向流で通水して処理する方法が開示されている。

　また、特許文献２には、初沈越流水を膜ろ過槽に送液し、金属製の膜を利用した吸引ろ過法式により、処理水質をより改善する処理技術が開示されている。

　これらの技術を用いることにより、簡易処理と比較して処理水の水質は改善され、環境への負荷も低減することができる。

　さらに特許文献３には、雨天時は、雨天時計画汚水量を超過した越流水を、浮上担体を用いた高速ろ過槽にて処理し、晴天時は二次処理水を同ろ過槽にて再処理することで、冬季にＳＳ量が増加した二次処理水からＳＳ成分を除去するといったように、晴天時に遊休設備となっている雨天時越流水処理設備を有効利用している。
特開2006-35136号公報特開2002-11467号公報特開2007-38092号公報

　しかしながら、特許文献１、２のような処理技術は雨天時のみの稼動を想定しており、晴天時には待機状態となり、配管や処理設備に廃水等が滞留することによってバイオフィルムによる汚染や臭気発生といった問題が発生するため、その対策に追加の費用が発生するといった課題がある。

　また晴天時に利用することを想定した場合、特許文献１、２、３の処理技術では処理水は放流水レベルを脱せず、再利用用途に使用する場合にはこれらの処理技術では除去困難な大腸菌といった衛生学的な指標を満足するために、消毒等のさらなる処理が必要となり、これらの設備のみでは目的とする水質を達成することができないといった問題がある。

　本発明の課題は、上記問題を解決することにある。すなわち、雨天時越流水対策として導入した設備を雨天時だけでなく晴天時も使用することができ、設備を効率的に運転できるとともに、孔径の小さい多孔質膜を用いることで高品位な処理水を得ることができ、再利用水などの用途にも適用できる処理水を生産可能とする廃水処理装置および廃水処理方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の廃水処理装置は、廃水に含まれる固形分を除去して第１の処理水を得る第１の固形分除去手段と、該第１の処理水の少なくとも一部が流入し、かつ、微生物含有液体を収容する反応槽と、該微生物含有液体から固形分を除去して第２の処理水を得る第２の固形分除去手段とを備えた廃水処理装置であって、該廃水の少なくとも一部、あるいは、該第１の処理水の少なくとも一部を第１の被処理水として、多孔質膜により固形分と透過水とに分離する膜処理手段に送水する第１の送水手段と、該第２の処理水の少なくとも一部を第２の被処理水として、該膜処理手段に送水する第２の送水手段とを備えた廃水処理装置である。

　また、本発明の廃水処理方法は、上記廃水処理装置を用いた廃水処理方法であって、前記第１の送水手段が稼働と停止を繰り返す送水手段であり、前記廃水が所定水量以上のときに、該第１の送水手段を稼働する廃水処理方法である。

　本発明の廃水処理装置は、前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段、あるいは反応槽に送水する第３の送水手段を備えた上記廃水処理装置が好ましい。

　なお、本発明において、第１の被処理水とは、第１の処理水のうち膜処理手段に送水される水をいい、第２の被処理水とは、第２の処理水のうち膜処理手段に送水される水をいう。

　本発明の廃水処理装置は、前記第３の送水手段が前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段に送水する送水手段であり、前記第１の被処理水の少なくとも一部、あるいは第２の被処理水の少なくとも一部に固液分離を促進させる薬液を注入する薬液注入手段を備えた上記廃水処理装置が好ましい。

　本発明の廃水処理装置は、前記第２の処理水に消毒剤を混和する消毒手段を備え、前記透過水を該消毒手段の後段に送水する第４の送水手段を備えた上記廃水処理装置が好ましい。

　本発明の廃水処理方法は、前記第２の送水手段が稼働と停止を繰り返す送水手段であって、前記第１の送水手段が停止しているときに、前記第２の送水手段を稼働する上記廃水処理方法が好ましい。

　本発明の廃水処理方法は、前記第１の送水手段が停止しているときに、前記膜処理手段を薬液に所定時間接触させる薬液洗浄を実施する上記廃水処理方法が好ましい。

　本発明の廃水処理方法は、前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段、あるいは反応槽に送水する上記廃水処理方法が好ましい。

　本発明の廃水処理方法は、前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段に送水し、前記第１の被処理水の少なくとも一部、あるいは第２の被処理水の少なくとも一部に固液分離を促進させる薬液を注入する上記廃水処理方法が好ましい。

　本発明の廃水処理方法は、消毒手段により第２の処理水に消毒剤を混和した後、前記透過水を該消毒手段の後段に送水する上記廃水処理方法が好ましい。

　本発明によれば、雨天時越流水対策として導入した設備を雨天時だけでなく晴天時も使用することができ、設備を効率的に運転できるとともに、孔径の小さい多孔質膜を用いることで高品位な処理水を得ることができるため、再利用水などの用途にも適用できる処理水を生産可能となる。

本発明の廃水処理方法の一実施態様を示すフロー図である。本発明の廃水処理方法の他の実施態様を示すフロー図である。本発明の廃水処理方法の他の実施態様を示すフロー図である。本発明の廃水処理方法の他の実施態様を示すフロー図である。

　以下、本発明に関する廃水処理装置ならびに廃水処理方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明の範囲がこれらに限られるものではない。

　図１は本発明の廃水処理方法を実施する廃水処理装置の概略図である。

　この廃水処理装置は、第１の固形分除去手段１と、反応槽３と、第２の固形分除去手段２と、膜処理手段４とで構成されている。膜処理手段４には、廃水、あるいは第１の固形分除去手段１によって処理された第１の処理水の一部（α）を膜処理手段４に送水する送水手段１１と、第２の固形分除去手段２によって処理された第２の処理水の一部を膜処理手段４に送水する送水手段１２とが接続されている。

　従来、膜処理手段４に供給する送水手段としては、特許文献１、２に記載された技術のように初沈越流水を膜処理設備に送水するもの、あるいは下水二次処理水を膜処理設備に送水するものといった、一方の送水手段しか備えられていなかったが、本発明では膜処理手段４への複数の送水手段を備えることにより、様々な用途に対応した膜処理手段４の運転方法を提供できる。

　例えば、通常は雨天時越流水対策として廃水、あるいは第１の処理水の一部を処理する手段として膜処理手段４を使用するが、雨天時以外は第２の処理水を膜処理することで場内循環水や場内修景用水として使用するといった運転方法も可能となる。また、反応槽３の一部がメンテナンス等で稼動できない場合に、第１の処理水の一部を膜処理手段４に送水し処理することで膜処理手段４を反応槽３の代替処理として使用できる。また、反応槽３において微生物による処理水質が悪く、第２の固形分除去手段２での固形分の除去性が悪化した場合に、第２の処理水を膜処理手段４により処理することで、第２の固形分除去手段２で除去できなかった固形分を除去したりするといった目的にも使用できるようになる。このように、本発明の廃水処理装置は、膜処理手段４を様々な用途に使用することができる装置となる。

　処理対象となる廃水としては、下水や工場排水等が挙げられるが、特に合流式下水道からの流入があり、雨天時には流入水量が急増するような下水に好適である。

　第１の固液分除去手段１には、沈砂池や最初沈殿池、またはこれらを組み合わせたものが好ましく用いられる。また、浮上分離法のように比重が水に近いものを微細気泡に吸着させ水表面に浮上させ分離する方法も適用できる。この際、沈殿性、浮上性を向上させるためにポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣ）や塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）といった無機系凝集剤や高分子凝集剤を注入することも好ましい。

　第１の処理水が流入する微生物含有液体を収容した反応槽３には活性汚泥槽が好ましく用いられ、反応槽３を曝気することで、活性汚泥中の微生物により処理される水中の溶解性の有機物成分やアンモニア性窒素を分解、除去することができる。さらには反応槽３の内部に無酸素槽や嫌気槽を設け、窒素やリンの除去性能を高めるのも好ましい。

　反応槽３により処理された微生物含有液体は、第２の固液分除去手段２によってさらに固液分離が行われる。第２の固形分除去手段２には、最終沈殿池や膜分離活性汚泥法（メンブレンバイオリアクター：以下、ＭＢＲ）といったものが用いられる。最終沈殿池では流出してきた活性汚泥を重力沈降により除去している。その際、ＰＡＣやＦｅＣｌ_３等の凝集剤を使用して固液分離を促進させてもよい。一方、ＭＢＲは反応槽３内に膜を浸漬させ、吸引ろ過をすることにより固液分離を行う方法である。ＭＢＲを使用した場合、最終沈殿池のための面積を確保する必要がなく、省スペースで処理装置を確保したいといった場合には有効である。

　第１の送水手段１１には、第１の固形分除去手段から越流する第１の処理水の一部を、水頭差を利用して膜処理手段４に送水してもよい。また、第１の処理水の一部をポンプによって膜処理手段４に送水してもよい。さらには最初沈殿池と膜処理手段との間に流量調整層を設けることも好ましい。これにより膜処理手段４に送水する流量を制御することが容易になる。

　第２の送水手段１２も第１の送水手段１１と同様の手法で膜処理手段４に送水することが好ましい。

　膜処理手段４に用いる多孔質膜には精密ろ過膜や限外ろ過膜が好適である。本発明に使用する精密ろ過膜とは、平均細孔径が０．０１μｍ～５ｍｍである膜のことであり、マイクロフィルトレーション、ＭＦ膜などと略称されるものである。また、本発明に使用する限外濾過膜とは、分画分子量が１，０００～２００，０００Ｄａとなる膜のことであり、ウルトラフィルトレーション、ＵＦ膜などと略称されるものである。ここで、限外濾過膜は、孔径が小さすぎて膜表面の細孔径を電子顕微鏡等で計測することが困難であり、平均細孔径の代わりに分画分子量という値を孔径の大きさの指標とすることになっている。分画分子量とは、日本膜学会編膜学実験シリーズ第III巻人工膜編編集委員／木村尚史・中尾真一・大矢晴彦・仲川勤（１９９３共立出版）Ｐ９２に、『溶質の分子量を横軸に、阻止率を縦軸にとってデータをプロットしたものを分画分子量曲線とよんでいる。そして阻止率が９０％となる分子量を膜の分画分子量とよんでいる。』とあるように、限外濾過膜の膜性能を表す指標として当業者には周知のものである。本発明のように、濁度成分等の固形分を多く含む廃水を処理する場合には、濁質等が膜の細孔に詰まりにくい、分画分子量が１，０００～２００，０００ＤａのＵＦ膜を用いることが好ましい。一般的に分画分子量が小さくなるに従い膜の単位面積当たりの透水量が悪化するため、好ましくは分画分子量が１０，０００～２００，０００ＤａのＵＦ膜、さらに好ましくは１００，０００～２００，０００ＤａのＵＦ膜である。

　多孔質膜の形態としては、中空糸型や、平膜型や、スパイラル型や、チューブラ型を用いることができるが、コスト低減の点から、中空糸型であるほうが好ましい。

　多孔質膜の素材としては、本発明の主旨から特に限定されるものではないが、有機素材を使用する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース等が使用でき、無機素材を使用する場合はセラミック等が使用できる。この中でも膜強度や耐薬液性の観点からフッ素を含む有機素材やセラミックを素材とするものが好ましい。また、薬液洗浄回復性の観点から一般的に親水性素材とされるポリアクリロニトリルや酢酸セルロースを含む有機素材が好ましい。

　ＭＦ膜やＵＦ膜を収容する膜モジュールとしては、外圧式でも内圧式であっても差し支えはないが、前処理の簡便さの観点から外圧式である方が好ましい。また膜ろ過方式としては全量ろ過型モジュールでもクロスフローろ過型モジュールであっても差し支えはないが、エネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過型モジュールである方が好ましい。さらに加圧型モジュールであっても漬浸型モジュールであっても差し支えはないが、濁質成分の多い排水を安定的に処理するという観点から浸漬型モジュールを使用することが好ましい。

　また、膜処理手段４の前段にサイズの大きな固形分を除去するためのストレーナー等の固形分除去手段を備えることも好ましい。特に第１の被処理水（第１の処理水のうち膜処理手段に送水される水）として廃水を選択した場合、サイズの大きな固形分が膜モジュール内に流入し、膜表面を傷つけ膜分離機能を損傷させたり、膜に絡まり洗浄回復性を損なわせたりするといった悪影響があることから、固形分除去手段を備える場合にはこれを膜処理手段４の前段に設置することが好ましい。

　ここからは、本発明の廃水処理装置を用いた廃水処理方法について詳細に説明する。

　まず、第１の送水手段１１、第２の送水手段１２は稼働と停止を繰り返す送水手段であることが好ましい。稼働と停止は、ポンプの運転を制御することで達成してもよいし、送水手段中に備えられた弁の開閉を制御してもよい。

　通常晴天時には、廃水は第１の固形分除去手段１によって処理され、微生物含有液体を収容した反応槽３にて生物処理された後、第２の固形分除去手段２にて固液分離され、第２の処理水へと処理されている。一方、雨天時に廃水が雨天時計画汚水量Ｑを超えると、従来は廃水や第１の処理水中の雨天時計画汚水量超過分αは未処理水や簡易処理水として系外に放流されていた。これに対し、本発明においては、第１の送水手段１１が稼働し、廃水の一部あるいは第１の処理水の一部（α）が膜処理手段４に送水され、処理される。この時、第２の送水手段１２は停止状態にある。この処理方法を用いることで、放流先への汚濁負荷量を減少させることが可能となる。また、廃水や第１の処理水の雨天時計画汚水量超過分αが、膜処理手段４の処理可能水量を越えた場合などは、廃水や第１の処理水の一部を、放流しおよび／または第２の処理水や透過水と混合してもかまわないし、消毒した後に放流しおよび／または第２の処理水や透過水と混合してもかまわない。

　ここで、本発明において、第１の固形分除去手段１によって処理された第１の処理水は、反応槽３に送水される水Ｑと膜処理手段４に送水される水αの２つに分岐される。そして、前記したとおり、膜処理手段４に送水される水を第１の被処理水という。

　一方、降雨が終了し廃水や第１の処理水が雨天時計画汚水量Ｑを下回ると、第１の送水手段１１は、再び廃水が雨天時計画汚水量Ｑを超えるまで停止する。従来、膜処理手段４のような雨天時越流水対策として導入された処理設備は、雨天時以外は停止しており、設備を効果的に使用できていなかった。さらには、配管やろ過装置内に水が滞留することによってバイオフィルムによる汚染や臭気といった問題が発生するが、これらの問題に対して対策を施す必要があり、稼働していない間のメンテナンスに追加の費用が発生することになる。

　本発明では、第１の送水手段１１が停止中に第２の送水手段１２が稼働し、第２の処理水の一部を膜処理手段４に送水し処理することによって、膜処理手段４等に水が滞留することを抑制できるため、上記の問題も軽減することができる。さらには、ＭＦ膜やＵＦ膜といった孔径の小さい多孔質膜を利用することにより、透過水の水質を再利用用途に適した水質に改善することが可能となる。この結果、透過水を再利用用途に利用でき、膜処理手段４を効率的に利用することができる。

　なお、雨天時計画汚水量Ｑは一般的には計画時間最大汚水量の３倍程度とされているが、処理状況を鑑みながら任意に設定してかまわない。

　また本発明の廃水処理方法では、第１の送水手段１１が停止している間に膜処理手段４の薬液洗浄を実施することが好ましい。

　膜処理手段４で用いられる多孔質膜は、原水をろ過するろ過工程中に、原水中の不純物が分離膜表面や内部に蓄積し、膜のろ過性が悪化する。そのため、定期的に膜ろ過水側から原水側へ膜ろ過水を逆流させることによって分離膜表面や内部に蓄積した不純物を剥離、除去したり（以下、逆洗）、分離膜モジュール下部から連続的、あるいは間欠的に空気を散気させることによって分離膜を揺動させたり、気泡によるせん断力により分離膜表面や分離膜間の流路に蓄積した不純物を剥離、除去したり（以下、空洗）する物理洗浄工程が必要となる。しかし、これらの物理洗浄によっても除去できない不純物が徐々に蓄積するために、薬液によってこれらの不純物を溶解、除去する薬液洗浄工程が必要となる。

　薬液洗浄工程に要する時間は、原水の水質や、薬液洗浄までの運転時間、分離膜モジュールへの不純物の蓄積度合い等によって適宜定めればよいが、一般的には２０～１８０分程度の範囲にすると、薬液による溶解、酸化、還元といった反応による洗浄効果と、膜の一次側に蓄積、固着した懸濁性の不純物を物理的に剥離、除去する洗浄効果を確保しつつ、薬液洗浄に要する時間を短縮できるので好ましい。また、薬液の通液中に同時に空洗を行うと、膜の一次側に蓄積、固着した懸濁性の不純物をより効果的に剥離、除去できるが、薬液を通液している間、連続的に空洗を行ってもよいし、間欠的に空洗を行ってもよく、適宜定めればよい。

　しかしながら、雨天時のように短期間に大量の廃水を処理する必要のある場合には、ろ過工程を２０分～１８０分程度停止するような薬液洗浄工程を実施することは困難であり、非効率的である。そこで、雨天時のように、廃水が雨天時計画汚水量Ｑ以上となり第１の送水手段１１が稼動している間は、ろ過工程と物理洗浄工程を繰り返し、雨が止み、廃水が雨天時計画汚水量Ｑを下回り、第１の送水手段１１が停止している間に薬液洗浄工程を実施することが好ましい。この洗浄方法により、雨天時のように短期間に大量の廃水を処理する必要のない間に、膜表面や内部に蓄積した固形分を取り除くことができるため、降雨終了後、ろ過性の悪化した膜を回復させることができ、また降雨前に膜のろ過性を回復させておき、降雨に備えるといった運転方法も可能となる。

　薬液洗浄には、一般的には塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等の酸を用いた酸洗浄と、苛性ソーダや次亜塩素酸ナトリウム等のアルカリを用いたアルカリ洗浄とがあり、膜に蓄積した不純物に応じてこれらを適宜組み合わせ、洗浄するのが好ましい。

　次に、図２に示すように、第３の送水手段１３を備えることにより、膜処理手段４により分離された固形分を含む排水を、第１の固形分除去手段１あるいは反応槽３に送水することも好ましい。上記のように膜処理手段４は定期的に逆洗、空洗、薬液洗浄することにより膜表面や内部に蓄積した固形分を除去している。この固形分を含む排水は、通常除濁、中和といった適切な処理を施し系外に排出するとともに、固形分は濃縮、脱水され系外に排出される。この固形分を含む排水を第１の固形分除去手段１あるいは反応槽３に送水して処理することで、系外に放出する際に必要となる処理にかかる費用を低減させることができる。

　次に、本発明の廃液処理装置においては、図３に示すように、第１の送水手段１１または第２の送水手段１２に薬液注入手段２１を設けることも好ましい。薬液には凝集剤が好ましく用いられる。凝集剤を使用することにより、廃水や第１の処理水中の微粒子が凝集し、フロックが形成される。このため、膜の内部に侵入し膜を詰まらせる原因となっていた微粒子径が増大し、膜の内部に侵入できなくなり、膜表面で捕捉されるようになる。膜表面に蓄積したフロックは、膜内部に侵入した微粒子と比較し、容易に物理洗浄工程で取り除くことができるため、膜のろ過性能の低下を防ぐことができる。凝集剤には有機系凝集剤、無機系凝集剤、高分子凝集剤のいずれも使用できる。またキレート剤のような被処理水中の金属イオン類を補足する薬液を使用することで、金属イオン類を含むキレート剤を膜分離により除去することができる。

　さらには、第１の処理水または第２の処理水に凝集剤を注入し膜処理手段４に送水し処理する場合、凝集剤を含む排水は第３の送水手段１３により第１の固液分除去手段１に送水することが好ましい。第１の処理水は、第１の固形分除去手段１で沈降しきれなかった成分を含んでいるが、凝集剤を注入することで、第１の固形分除去手段１で沈降しなかった成分が凝集フロックを形成して大きくなり、沈降性が向上する。そのため、排水中に含まれる凝集フロックを再び第１の固形分除去手段１に送水することで凝集フロックが沈降し、効率的に排水中の固形分を除去することが可能となる。

　次に、図４に示すように、膜処理手段４で処理した透過水を第２の処理水と混合することも好ましい。廃水、あるいは第１の処理水を膜処理手段４で処理した透過水は、微生物による分解、除去作用がなく物理的な除去作用のみであるため、溶解性有機物成分やアンモニア態窒素が残存することとなり、そのまま放流した場合には、環境に対して高負荷となる可能性があるが、微生物による分解、除去作用を経た第２の処理水と混合してやることで、溶解性有機物やアンモニア態窒素が希釈され、環境への負荷を低減させることが可能となる。

　また、第２の処理水の後段には一般的には消毒剤を混和する消毒手段２２が備えられており、第２の処理水中の微生物などを消毒した後、放流しているが、透過水を第２の処理水と混合する際は、消毒手段２２の後段で混合することが好ましい。透過水は膜処理により大腸菌等の微生物は除去できており、放流水質基準を満たしている。一方第２の処理水は放流水質基準を満たすには消毒が必要である。この時、透過水を消毒手段２２の前段で第２の処理水と混合した場合、透過水に含まれるアンモニア態窒素により、必要となる消毒剤の量が増加し、消毒にかかる費用が増加する。そのため、消毒手段２２の後段で透過水と第２の処理水を混合させ、消毒剤の注入量を増加させることなく消毒を実施することが好ましい。

　消毒手段２２には、次亜塩素酸ナトリウム溶液を混和するといった薬液を注入する方法を用いてもよいし、紫外線を照射することにより消毒する方法を用いてもよい。

（実施例１）
本発明の廃水処理装置ならびに廃水処理方法の一実施例を、図１を用いて説明する。
下水処理場への流入下水を、最初沈澱池、活性汚泥槽、最終沈殿池にて処理する下水処理場において、最初沈殿池越流水を東レ（株）製中空糸型ＰＶＤＦ製ＵＦ膜（公称分画分子量１５０，０００Ｄａ）を用いて膜処理した。その際の処理水質を表１に示した。

　表１に示したとおり、ろ過水中から大腸菌は検出されず、濁度も０．０度であった。一方、国土交通省の定める下水処理水の再利用水質基準等マニュアルでは、下水処理水を再利用する場合、表１に指針の一部を示したが、ろ過水は上記の項目を満たしており、再生水としても使用しうる水質であった。
（実施例２）
　最終沈殿池越流水を東レ（株）製中空糸型ＰＶＤＦ製ＵＦ膜（公称分画分子量１５０，０００Ｄａ）を用いて膜処理したことを除いて、実施例１に記載した方法と同様の方法で膜処理した際の処理水質を表２に示した。

表２に示したとおり、ろ過水中から大腸菌は検出されず、濁度も０．０度であった。一方、国土交通省の定める下水処理水の再利用水質基準等マニュアルでは、下水処理水を再利用する場合、表２に指針の一部を示したが、ろ過水は上記の項目を満たしており、再生水としても使用しうる水質であった。
（実施例３）
　本発明の廃水処理装置ならびに廃水処理方法の一実施例を、図３を用いて説明する。

　下水処理場への流入下水を、最初沈澱池、活性汚泥槽、最終沈殿池にて処理する下水処理場において、最終沈殿池越流水を東レ（株）製中空糸型ＰＶＤＦ製ＵＦ膜（公称分画分子量１５０，０００Ｄａ）を用いて膜処理した。
凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を使用し、最終沈殿池越流水に対してＰＡＣ濃度が１００ｐｐｍとなるよう注入し、ジャーテスタにて１５０ｒｐｍで３分撹拌後、ＵＦ膜でろ過した。膜ろ過圧力は１００ｋＰａとし、１サイクルのろ過水量は０．０３ｍ^３／ｍ^２、逆洗圧力は１５０ｋＰａ、逆洗水量は０．００１５ｍ^３／ｍ^２とした。なお逆洗水には蒸留水を使用した。
ろ過水は生産水として回収し、発生した逆洗排水は最初沈澱池の前段に返送することを想定して、流入下水９５０ｍＬに対して、逆洗排水５０ｍＬを添加した。スターラーで３分撹拌後、１Ｌメスシリンダーにて３０分静置し、３０分後の上清の濁度を測定した結果、濁度は８１度であった。なお、濁度の測定には笠原理化工業（株）製ＴＣＲ－３０を用いた。流入下水の濁度は１４１度であり、それと比較して４３％低減することができた。
（実施例４）
　ＵＦ膜での被処理水が最初沈澱池越流水であることを除いて、実施例１に示した方法と同様の方法で上清の濁度を測定した結果、濁度は９３度となり、流入下水の濁度と比較して３４％低減することができた。
（比較例１）
　凝集剤を添加しなかったことを除いて、実施例３に示した方法と同様の方法で上清の濁度を測定した結果、濁度は９９度となり、原水の濁度（１４１度）と比較して３０％の低減にとどまり、凝集剤を添加した場合よりも上清の濁度低減効果は小さい結果となった。
（比較例２）
　凝集剤を添加しなかったことを除いて、実施例４に示した方法と同様の方法で上清の濁度を測定した結果、濁度は９７度となり、原水の濁度（１４１度）と比較して３１％の低減にとどまり、凝集剤を添加した場合よりも上清の濁度低減効果は小さい結果となった。

　本発明は、下水処理場、とくに合流式下水場にて雨天時越流水を処理するにあたり、好適に利用できる。

１：第１の固形分除去手段
２：第２の固形分除去手段
３：反応槽
４：膜処理手段
１１：第１の送水手段
１２：第２の送水手段
１３：第３の送水手段
１４：第４の送水手段
２１：薬液注入手段
２２：消毒手段
Ｑ＋α：雨天時流入下水量
Ｑ：雨天時計画汚水量
α：雨天時計画汚水量超過分

Claims

廃水に含まれる固形分を除去して第１の処理水を得る第１の固形分除去手段と、該第１の処理水の少なくとも一部が流入し、かつ、微生物含有液体を収容する反応槽と、該微生物含有液体から固形分を除去して第２の処理水を得る第２の固形分除去手段とを備えた廃水処理装置であって、該廃水の少なくとも一部、あるいは、該第１の処理水の少なくとも一部を第１の被処理水として、多孔質膜により固形分と透過水とに分離する膜処理手段に送水する第１の送水手段と、該第２の処理水の少なくとも一部を第２の被処理水として、該膜処理手段に送水する第２の送水手段とを備えた廃水処理装置。
請求項１に記載の廃水処理装置を用いた廃水処理方法であって、前記第１の送水手段が稼働と停止を繰り返す送水手段であり、前記廃水が所定水量以上のときに、該第１の送水手段を稼働する廃水処理方法。
前記第２の送水手段が稼働と停止を繰り返す送水手段であって、前記第１の送水手段が停止しているときに、前記第２の送水手段を稼働する請求項２に記載の廃水処理方法。
前記第１の送水手段が停止しているときに、前記膜処理手段を薬液に所定時間接触させる薬液洗浄を実施する請求項２または３に記載の廃水処理方法。
前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段、あるいは反応槽に送水する第３の送水手段を備えた請求項１に記載の廃水処理装置。
前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段、あるいは反応槽に送水する請求項２～４のいずれかに記載の廃水処理方法。
前記第３の送水手段が前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段に送水する送水手段であり、前記第１の被処理水の少なくとも一部、あるいは第２の被処理水の少なくとも一部に固液分離を促進させる薬液を注入する薬液注入手段を備えた請求項５に記載の廃水処理装置。
前記多孔質膜により分離された固形分を含む排水の少なくとも一部を前記第１の固形分除去手段に送水し、前記第１の被処理水の少なくとも一部、あるいは第２の被処理水の少なくとも一部に固液分離を促進させる薬液を注入する請求項６に記載の廃水処理方法。
前記第２の処理水に消毒剤を混和する消毒手段を備え、前記透過水を該消毒手段の後段に送水する第４の送水手段を備えた請求項１、５および７のいずれかに記載の廃水処理装置。
消毒手段により第２の処理水に消毒剤を混和した後、前記透過水を該消毒手段の後段に送水する請求項２～４、６および８のいずれかに記載の廃水処理方法。