WO2014045840A1

WO2014045840A1 - 水処理システムおよび濾過膜モジュール並びに水処理方法

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Publication number: WO2014045840A1
Application number: PCT/JP2013/073320
Authority: WO
Inventors: 山本　和夫; チュン・チョン・ミン; 智宏飛野
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2015-03-18

Description

水処理システムおよび濾過膜モジュール並びに水処理方法

　本発明は、水処理システムおよび濾過膜モジュール並びに水処理方法に関し、詳しくは、好気性微生物の活性化を促すエアレーションと濾過膜による濾過とを用いて水処理する水処理システムおよびこの水処理システムに用いられる濾過膜モジュール並びに水処理方法に関する。

　従来、この種の水処理システムとしては、汚水に含まれる汚物を分解する微生物が担持された基材に汚水を接触させ汚物を分解することによって汚水から生物処理水を得る生物処理装置と、生物処理水を濾過膜に透過させて生物処理水に含まれる汚物を含む濃縮処理水と濾過水とに物理的に分離する膜濾過装置と、濃縮処理水を含む処理水を固液分離する固液分離装置と、固液分離装置により固液分離された分離水を生物処理装置に循環させる循環装置とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、膜濾過装置により分離された濃縮処理水が膜濾過装置内に滞留することなく外部に取り出されるため、濾過膜の閉塞を回避している。

特開２０１１－１４００１７号公報

　上述の水処理システムのように、生物処理と濾過膜を用いる水処理では、濾過膜に汚物が堆積して膜間差圧（濾過膜の両側の圧力差）が上昇すると、塩素などの薬剤を用いて逆流洗浄などにより濾過膜を洗浄し、濾過性能を回復させることが行なわれている。したがって、膜間差圧の上昇を抑制することができれば、濾過膜の洗浄頻度を少なくすることができると共にシステムの小型化と効率化とを図ることができる。

　本発明の水処理システムおよび濾過膜モジュール並びに水処理方法は、水処理システムの濾過膜における膜間差圧の上昇を抑制することを主目的とする。

　本発明の水処理システムおよび濾過膜モジュール並びに水処理方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

　本発明の水処理システムは、
　好気性微生物の活性化を促すエアレーションと濾過膜による濾過とを用いて水処理する水処理システムであって、
　前記濾過膜の上流側の少なくとも一部に、前記濾過膜による処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、
　前記アノードに対向するよう配置されたカソードと、
　を備え、
　水処理を行なうときには、前記アノードおよび前記カソードに直流電流を供給する、
　ことを特徴とする。

　この本発明の水処理システムでは、アノードの表面で有機物を酸化分解する直接的分解と、酸化分解等により生成した酸化的物質が有機物を分解する間接的分解と、が行なわれる。こうした有機物の直接的分解と間接的分解とにより、濾過膜に堆積する堆積量を少なくして、濾過膜の両側の圧力差としての膜間差圧の上昇を抑制することができる。この結果、水処理システムの小型化や効率化を図ることができる。なお、アノードは濾過膜の上流側の全面に亘って面的に配置されている必要はなく、その一部に面的に配置されていてもよい。

　こうした本発明の水処理システムにおいて、前記カソードは、前記アノードに対して前記濾過膜を挟んで対向するよう配置されているものとすることもできる。カソードはアノードに対向して配置されていればよいからである。この場合、前記アノードは、前記濾過膜に１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、前記カソードは、前記濾過膜に１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されている、ことを特徴とするものとすることもできる。これらの距離は適合値であり、大きすぎると、電流を流すのに必要な電圧が高くなり、小さすぎると、アノードと濾過膜との間に堆積物が溜まってしまうことに基づく。

　また、本発明の水処理システムにおいて、前記アノードの上流側に前記濾過膜と略平行に配置された前記濾過膜より目の粗い第２の濾過膜を備え、前記カソードは、前記第２の濾過膜の上流側に配置されている、ことを特徴とするものとすることもできる。このように濾過膜より目の粗い第２の濾過膜を備えることにより、有効径の大きな堆積物を第２の濾過膜に堆積させることができ、濾過膜の堆積量を少なくすることができる。この結果、濾過膜の両側の圧力差としての膜間差圧の上昇を抑制することができる。また、カソードを第２の濾過膜を挟んでアノードに対向するように配置するから、濾過膜の略全面に亘ってアノードとカソードを配置することができ、アノードによる有機物の酸化分解の効果を濾過膜全面に奏することができる。

　こうした第２の濾過膜を備える態様の本発明の水処理システムにおいて、前記第２の濾過膜は不織布により形成されているものとすることもできる。また、前記アノードは前記濾過膜に１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、前記第２の濾過膜は前記アノードに１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、前記カソードは前記第２の濾過膜に１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されている、ことを特徴とするものとすることもできる。これらの距離は適合値であり、大きすぎると、電流を流すのに必要な電圧が高くなり、小さすぎると、アノードと濾過膜との間に堆積物が溜まってしまうことに基づく。

　こうした本発明の水処理システムにおいて、アノードとしては、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂：チタンを二酸化イリジウムで被覆したもの）、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂：チタンを二酸化ルテニウムで被覆したもの）、二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）：チタンを二酸化イリジウムと二酸化ルテニウムとの混合物で被覆したもの）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）などを用いることができる。また、カソードとしては、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ：チタンを白金で被覆したもの）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）などを用いることができる。

　また、本発明の水処理システムにおいて、アノードとカソードに供給される直流電流は、電流密度として０．１ｍＡ／ｃｍ²～０．８ｍＡ／ｃｍ²の範囲内となるよう調整されているのが好ましい。これは、０．１ｍＡ／ｃｍ²未満では電極反応による有機物の酸化分解量が小さくなり、０．８ｍＡ／ｃｍ²を超えると、微生物による有機物の分解活性が低下してしまうことに基づく。したがって、電流密度を上述の範囲内とすることにより、電極反応による有機物の酸化分解と微生物による有機物の分解活性との双方により水処理を効率よく行なうことができる。

　さらに、本発明の水処理システムにおいて、アノードは、網目，格子，複数列のうちのいずれかにより面的に配置されているものとすることもできる。これは、非濾過水を濾過膜に通流させる必要性に基づいている。

　本発明の濾過膜モジュールは、
　好気性微生物の活性化を促すエアレーションを用いて水処理する水処理システムに用いられる濾過膜モジュールであって、
　濾過処理水を取り出すための中空部を形成するように配置された濾過膜と、
　前記濾過膜の外周側の少なくとも一部に、濾過処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、
　前記アノードに対向するよう配置されたカソードと、
　を備えることを要旨とする。

　この本発明の濾過膜モジュールでは、濾過膜は濾過処理水を取り出すための中空部を形成するように配置されており、アノードは濾過膜の外周側の少なくとも一部に濾過処理前の被処理水の濾過膜への通流が可能なように面的に配置されており、カソードはアノードに対向するよう配置されている。こうした濾過膜モジュールを対象の被処理水に浸漬させ、エアレーションを行なうと共にアノードとカソードとに直流電流を供給し、中空部から処理水を取り出すように作動させることにより、水処理を行なう。アノードの表面では有機物を酸化分解する直接的分解と、この酸化分解等により生成した酸化的物質が有機物を分解する間接的分解とが行なわれるから、濾過膜に堆積する堆積量を少なくして、濾過膜の両側の圧力差としての膜間差圧の上昇を抑制することができる。この結果、濾過膜モジュールの水処理における効率化を図ることができる。なお、アノードは濾過膜の外周側の少なくとも一部に配置されていればよく、全面に亘って面的に配置されている必要はない。

　こうした本発明の濾過膜モジュールにおいて、前記カソードは、前記濾過膜の外周側に前記アノードとによって前記濾過膜を挟むように配置されている、ものとすることもできる。

　また、本発明の濾過膜のモジュールにおいて、前記濾過膜より目が粗く前記アノードの外周側に配置された第２の濾過膜を備え、前記カソードは、前記第２の濾過膜の外周側に配置されている、ものとすることもできる。このように濾過膜より目の粗い第２の濾過膜を備えることにより、有効径の大きな堆積物を第２の濾過膜に堆積させることができ、濾過膜の堆積量を少なくすることができる。この結果、濾過膜の両側の圧力差としての膜間差圧の上昇を抑制することができる。

　さらに、本発明の濾過膜モジュールにおいて、アノードとしては、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂）、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂）、二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）を用いることができる。また、カソードとしては、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）を用いることができる。

　本発明の水処理方法は、
　好気性微生物の活性化を促すエアレーションと濾過膜による濾過とを用いて水処理する水処理方法であって、
　水処理中に、前記濾過膜の上流側の少なくとも一部に前記濾過膜による処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、前記アノードに対向するよう配置されたカソードとに、電流密度として０．１ｍＡ／ｃｍ²～０．８ｍＡ／ｃｍ²の範囲内の直流電流を印加する、
　ことを特徴とする。

　この本発明の水処理方法では、アノードの表面で有機物を酸化分解する直接的分解と、酸化分解等により生成した酸化的物質が有機物を分解する間接的分解と、が行なわれる。こうした有機物の直接的分解と間接的分解とにより、濾過膜に堆積する堆積量を少なくして、膜間差圧の上昇を抑制することができる。この結果、水処理システムの小型化や効率化を図ることができる。なお、アノードは濾過膜の一方の面側に全面に亘って面的に配置されている必要はなく、その一部に面的に配置されていてもよい。

本発明の第１実施例としての水処理システム２０の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の水処理システム２０の濾過膜２４を中心に図１中左側面から見た際の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の水処理システム２０におけるアノード４２による作用を比較例と共に模式的に示す説明図である。第１実施例における実験例の水処理システムの諸元を一覧表として示す説明図である。第１実施例における実験例における被処理水の組成を一覧表として示す説明図である。第１実施例における実験例で水処理を継続した際の第１実施例と比較例における時間と膜間差圧との関係を示す。第１実施例と比較例に対する実験例における洗浄日、全濾過抵抗、物理洗浄で回復可能な濾過抵抗（％）、物理洗浄で回復不能な濾過抵抗（％）を一覧表として示す説明図である。第１実施例と比較例に対する実験例の物理洗浄の際に濾過膜２４の表面に堆積したケーキ層中の溶解性細胞外高分子ポリマーと結合性細胞外高分子ポリマーの量を一覧表として示す説明図である。電流密度と基質消費速度との関係を示す説明図である。電流密度とアンモニア消費速度との関係を示す説明図である。第２実施例としての水処理システム１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の水処理システム１２０に用いられる濾過膜モジュール１２３の構成の概略を示す構成図である。第２実施例における実験例の水処理システムの諸元を一覧表として示す説明図である。第２実施例における実験例における被処理水の組成を一覧表として示す説明図である。第２実施例における実験例で用いるタイプＡの濾過膜モジュール１２３ＡとタイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂの構成を示す。タイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いたときの時間と膜間差圧との関係を示す説明図である。第２実施例における実験例の全濾過抵抗と物理洗浄で除去可能な濾過抵抗と物理洗浄で除去されない濾過抵抗を示す。タイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂを用いたときの時間と膜間差圧との関係を示す説明図である。変形例の濾過膜モジュール２２３の一例を示す構成図である。変形例の濾過膜モジュール２２３の一例を示す構成図である。

　次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

　図１は本発明の第１実施例としての水処理システム２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は第１実施例の水処理システム２０の濾過膜２４を中心に図１中左側面から見た際の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の水処理システム２０は、図示するように、処理槽２２に配置され処理水を取り出す中空部を形成する濾過膜２４と、処理槽２２に被処理水を供給する供給ポンプ２６と、濾過膜２４に形成された中空部の処理水を排出する排出ポンプ２８と、処理槽２２の底部近傍に配置されて被処理水に対してエアレーションを行なうエアレーション装置３０と、濾過膜２４の一方の面に第１の距離（第１実施例では、１．５ｃｍ）をもって被処理水の濾過膜２４への通流が良好に行なわれるように面的に配置されたアノード４２と、濾過膜２４の他方の面に第２の距離（第１実施例では、３．０ｃｍ）をもってアノード４２に対向するよう配置されたカソード４４と、アノード４２とカソード４４とに直流電流を供給する直流電源４８と、を備える。なお、第１実施例の水処理システム２０には、被処理水の溶存酸素やＰＨ，温度などを検出する各種水質センサ５２や、処理槽２２の水位を検出する水位センサ５４，濾過膜２４の両側の圧力差としての膜間差圧を検出するための圧力センサ５６などが取り付けられている。

　アノード４２は、第１実施例では、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂：チタンを二酸化イリジウムで被覆したもの）により形成されて水平方向に平行に配置された６本のアノード板４２ａ～４２ｆを導電性を有する複数の連結ライン４３により連結することにより構成されている。したがって、被処理水は、アノード板４２ａ～４２ｆの間を通って容易に濾過膜２４に流れることができる。アノード４２としては、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂）だけでなく、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂：チタンを二酸化ルテニウムで被覆したもの）や二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）：チタンを二酸化イリジウムと二酸化ルテニウムとの混合物で被覆したもの）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）などを用いることができる。これらのうちアノードにおける塩素生成効率としては、Ｔｉ／ＩｒＯ₂＞Ｔｉ／ＲｕＯ₂≒Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）＞＞ＢＤＤ＞Ｐｔとなる。

　カソード４４は、第１実施例では、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ：チタンを白金で被覆したもの）により形成されて水平方向に平行に配置された２枚のカソード板４４ａ，４４ｂを導電性を有する複数の連結ライン４５により連結することにより構成されている。カソード４４としては、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ）だけでなく、白金（Ｐｔ）や鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）などを用いることができる。

　こうして構成された第１実施例の水処理システム２０では、エアレーション装置３０によるエアレーションとアノード４２およびカソード４４への電流の印加を伴って被処理水の濾過処理が行なわれる。図３に、第１実施例の水処理システム２０におけるアノード４２による作用を比較例と共に模式的に示す。ここで、比較例としては、第１実施例の水処理システム２０からアノード４２およびカソード４４を除いたものである。被処理水中の有機物（例えば、結合性細胞外高分子ポリマーなど）は、加水分解や拡散などによりその一部は、コロイド状の溶解性有機物となるが、多くはそのままの形態を保持するため、比較例に示すように、濾過膜２４に堆積し、膜間差圧を上昇させる。一方、第１実施例では、アノード４２の電極表面で有機物が直接的に酸化分解されると共にアノード４２の電極反応によって生成される酸化的物質により有機物が間接的に酸化分解され、濾過膜２４の表面に付着した有機物も間接的に酸化分解される。即ち、第１実施例では、濾過膜２４の閉塞を引き起こす有機物量を減少すると共に濾過膜２４の表面に付着した有機物も酸化分解除去することにより、比較例に比して、膜間差圧の上昇を抑制することができる。また、有効孔径未満のコロイド状の溶解性有機物や溶質は濾過膜２４を透過するため、膜間差圧の上昇を更に抑制することができる。

　アノード４２の電極反応による酸化的物質の生成としては、以下のものを挙げることができる。
（１）ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）
（２）過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）
（３）オゾン（Ｏ₃）
（４）塩素および次亜塩素酸（イオン）（Ｃｌ₂，ＨＣｌＯ，ＣｌＯ^-）

　アノード４２において想定される反応は以下のとおりである。以下で、「Ｍ」は電極を形成する金属を示しており、「Ｒ」は有機物を示しており、「Products」は有機物が分解されて得られるものを示している。
（１）Ｍ＋Ｈ₂Ｏ→Ｍ（・ＯＨ）＋Ｈ⁺＋ｅ^-
（２）Ｍ（・ＯＨ）＋Ｒ→Ｍ＋Products
（３）Ｍ（・ＯＨ）→Ｍ＋（１／２）Ｏ₂＋Ｈ⁺＋ｅ^-
（４）２Ｍ（・ＯＨ）→２Ｍ＋Ｈ₂Ｏ₂
（５）・ＯＨ→・Ｏ＋Ｈ⁺＋ｅ^-＋Ｏ₂→Ｏ₃
（６）Ｍ＋Ｃｌ^-→Ｍ（・Ｃｌ）＋ｅ^-，２Ｍ（・Ｃｌ）→２Ｍ＋Ｃｌ₂
（７）Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ←→ＨＣｌＯ＋Ｃｌ^-＋Ｈ⁺
（８）ＨＣｌＯ←→ＣｌＯ^-＋Ｈ⁺

　なお、カソード４４では、以下の電極反応が生じる。
（１）２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^-

　次に、第１実施例の水処理システム２０による具体的な実験例を示す。実験例の水処理システムの諸元を図４の諸元表に示す。実験例では、図４に示すように、以下の諸元とした。
（１）処理槽２２の有効容量を５．５（Ｌ）
（２）濾過膜２４の膜材質をポリフッ化ビニリデン（PolyVinylidene DiFluoride：PVDF）
（３）濾過膜２４の公称孔径を０．４（μｍ）
（４）有効膜面積を５００（ｃｍ²）
（５）平均濾過フラックスを０．３５（ｍ³／ｍ²ｄ）（７分間オンで１分間オフのインターバル）
（６）エアレーション装置３０によるエアレーション流量（散気流量）を２（Ｌ／ｍｉｎ）
（７）処理槽２２における水理学的滞留時間を８．７（ｈｒ）
（８）汚泥滞留時間を１１０（ｄａｙ）

　実験例で用いた被処理水の組成を図５に示す。被処理水は、産業排水を想定し、電流密度を高めるために、一般的な都市下水よりも塩濃度（ＮａＣｌ）を高めのものとした。組成を以下に示す。
（１）グルコース（Glucose）をＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand：化学的酸素要求量）として３００（ｍｇ／Ｌ）
（２）酵母エキス（Yeast extract）を４０（ｍｇ／Ｌ）
（３）塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）をアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）の窒素（Ｎ）として３０（ｍｇ／Ｌ）
（４）リン酸一カリウム（ＫＨ₂ＰＯ₄）とリン酸水素二カリウム（Ｋ₂ＨＰＯ₄）をリン酸イオン（ＰＯ₄ ^-）としてのリン（Ｐ）として５（ｍｇ／Ｌ）
（５）塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を塩素イオン（Ｃｌ^-）として３５５（ｍｇ／Ｌ）
（６）塩化カルシウム・二水和物（ＣａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ）を１４（ｍｇ／Ｌ）
（７）塩化カリウム（ＫＣｌ）を３６（ｍｇ／Ｌ）
（８）硫酸マグネシウム七水和物（ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）を９０（ｍｇ／Ｌ）
（９）炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）を１２６（ｍｇ／Ｌ）
（１０）塩化鉄（III）・六水和物（ＦｅＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ）を０．４５（ｍｇ／Ｌ）
（１１）ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）を０．０４５（ｍｇ／Ｌ）
（１２）硫酸銅・五水和物（ＣｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏ）を０．００９（ｍｇ／Ｌ）
（１３）ヨウ化カリウム（ＫＩ）を０．０５４（ｍｇ／Ｌ）
（１４）塩化マンガン・二水和物（ＭｎＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ）を０．０３６（ｍｇ／Ｌ）
（１５）モリブデン酸ナトリウム・二水和物（Ｎａ₂ＭｏＯ₄・２Ｈ₂Ｏ）を０．０１８（ｍｇ／Ｌ）
（１６）硫酸亜鉛・七水和物（ＺｎＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）を０．００３（ｍｇ／Ｌ）
（１７）塩化コバルト・六水和物（ＣｏＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）を０．０４５（ｍｇ／Ｌ）

　図６に、実験例で水処理を継続した際の第１実施例と比較例における時間と膜間差圧との関係を示す。ここで、「膜間差圧」は、濾過膜２４の膜両側の圧力の差であり、膜間差圧が大きいほど膜目詰まりが大きいことを意味する。図中、白丸印（図中左上の凡例の上段）は比較例（アノードもカソードもないもの）であり、黒丸印（図中左上の凡例の下段）は第１実施例でアノード４２とカソード４４に印加した電流の電流密度を０．４（ｍＡ／ｃｍ²）としたときのものである。なお、図中、下向きの三角印（図中左上の凡例の中段）は参考例として第１実施例でアノード４２とカソード４４に電流を印加しない場合（電流密度を０（ｍＡ／ｃｍ²）としたとき）のものである。また、図中、下向き矢印は、ブラシにて濾過膜２４の表面のケーキ層を除去した後に水道水で逆流洗浄する物理洗浄を行なったことを示している。図示するように、比較例では、５７日間のうち、１４日、２７日、３３日、４４日、５５日の５回、膜間差圧の上昇により物理洗浄が行なわれている。参考例では、５７日間のうち、１４日、２７日、３３日、４４日、５７日の５回、膜間差圧の上昇により物理洗浄が行なわれている。第１実施例では、５７日間のうち、１６日、３６日、５７日の３回、膜間差圧の上昇により物理洗浄が行なわれている。この実験例から、第１実施例の水処理システム２０のアノード４２とカソード４４に電流を印加して水処理することにより、膜間差圧の上昇により物理洗浄の頻度を３／５程度に少なくすることができることが解る。第１実施例と比較例に対する実験例における物理洗浄を行なった洗浄日、全濾過抵抗、物理洗浄で回復可能な濾過抵抗の割合（％）、物理洗浄で回復不能な濾過抵抗の割合（％）の一覧を図７に示す。図示するように、第１実施例における物理洗浄で回復不能な濾過抵抗の割合（％）は比較例より小さくなっている。これにより、第１実施例の水処理システム２０でアノード４２とカソード４４に電流を印加して水処理したときの物理洗浄の洗浄効果は、比較例に比して良いことが解る。

　図８に、第１実施例と比較例に対する実験例の物理洗浄の際に濾過膜２４の表面に堆積したケーキ層中の溶解性細胞外高分子ポリマーと結合性細胞外高分子ポリマーの量を一覧表として示す。第１実施例では、比較例に比して、溶解性細胞外高分子ポリマーの量が減少している。これは、アノード４２の電極反応等により、濾過膜２４の閉塞を引き起こす有機物量が減少していること、濾過膜２４の表面に付着した有機物が間接的に酸化分解除去されていること、濾過膜２４を透過可能な有効孔径未満のコロイド状の溶解性有機物や溶質になっていること、などに基づく。これにより、第１実施例の水処理システム２０でアノード４２とカソード４４に電流を印加して水処理することにより、濾過抵抗の上昇を抑制することができるのが解る。

　図９は電流密度と基質消費速度との関係を示す説明図であり、図１０は電流密度とアンモニア消費速度との関係を示す説明図である。ここで、基質消費速度の単位中「ＴＯＣ」は、全有機炭素（Total Organic Carbon）を意味している。また、図中、丸印は６時間の通電後の状態を示し、下向き三角印は１２時間の通電後の状態を示し、四角印は１８時間の通電後の状態を示す。基質消費速度とアンモニア消費速度は、被処理水に含まれる微生物（好気性微生物）による水処理（生物処理あるいは微生物処理）の活性を示しているから、図示するように、電流密度が０．８（ｍＡ／ｃｍ²）以上となると、微生物による活性が低下する。これにより、第１実施例の水処理システム２０のアノード４２とカソード４４に印加する電流は、電流密度として０．１（ｍＡ／ｃｍ²）～０．８（ｍＡ／ｃｍ²）までの範囲内、特に微生物による水処理の活性が低下しない０．４（ｍＡ／ｃｍ²）前後であることが望ましいことが解る。

　以上説明した第１実施例の水処理システム２０によれば、エアレーションと濾過膜２４による濾過とを用いて水処理する際に、濾過膜２４の一方の面に第１の距離（第１実施例では、１．５ｃｍ）をもって被処理水の濾過膜２４への通流が良好に行なわれるように面的にアノード４２を配置すると共に濾過膜２４の他方の面に第２の距離（第１実施例では、３．０ｃｍ）をもってアノード４２に対向するようカソード４４を配置し、アノード４２とカソード４４とに直流電流を供給することにより、アノード４２における電極反応等により、濾過膜２４の閉塞を引き起こす有機物量を減少すると共に濾過膜２４の表面に付着した有機物をも酸化分解除去し、濾過膜２４における濾過抵抗の上昇を抑制することができる。この結果、比較例に比して、濾過膜２４の物理洗浄を行なう頻度を少なくすることができる。しかも、アノード４２とカソード４４とに印加する直流電流を電流密度として０．１（ｍＡ／ｃｍ²）～０．８（ｍＡ／ｃｍ²）の範囲内、更に好ましくは０．４（ｍＡ／ｃｍ²）前後とすることにより、微生物による水処理の活性の低下を抑制することができるから、微生物による水処理の効果に重畳的にアノード４２の電極反応による水処理の効果を加えることができる。これらの結果、水処理システム２０の小型化や高効率化を図ることができる。

　第１実施例の水処理システム２０では、濾過膜２４の一方の面に第１の距離として１．５ｃｍをもって面的にアノード４２を配置するものとしたが、濾過膜２４とアノード４２との距離は１．５ｃｍに限定されるものではなく、アノード４２が濾過膜２４に堆積するケーキ層に接触しない程度であればよいから、例えば１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内で適宜決めればよい。また、第１実施例の水処理システム２０では、濾過膜２４の他方の面に第２の距離として３．０ｃｍをもってアノード４２に対向するようカソード４４を配置するものとしたが、濾過膜２４とカソード４４との距離は３．０ｃｍに限定されるものではなく、濾過膜２４とカソード４４とが接触しない程度であればよいから、例えば１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内で適宜決めればよい。

　第１実施例の水処理システム２０では、６本のアノード板４２ａ～４２ｆを水平方向に略等間隔に配置し、これらを導電性を有する複数の連結ライン４３により連結することによってアノード４２を構成するものとしたが、アノードは、被処理水の濾過膜２４への通流が良好に行なわれるよう面的に配置されていればよいから、６本のアノード板４２ａ～４２ｆを垂直方向に略等間隔に配置するものとしたり、アノードを網目状に構成したり、アノードを格子状に構成したりしてもよい。

　第１実施例の水処理システム２０では、濾過膜２４の上流側のほぼ全面にアノード４２を配置すると共に濾過膜２４の下流側にアノード４２に対向するようカソード４４を配置するものとしたが、濾過膜の上流側に下方から濾過膜の面積の半分や１／４などのように一部にアノードを配置するものとしてもよい。

　なお、第１実施例の水処理システム２０では、濾過膜２４とアノード４２とカソード４４とにより濾過膜モジュール２３が形成されている。即ち、濾過膜モジュール２３は、処理水を取り出す中空部を形成する濾過膜２４と、濾過膜２４の一方の面に被処理水の濾過膜２４への通流が良好に行なわれるように面的に配置されたアノード４２と、濾過膜２４の他方の面にアノード４２に対向するよう配置されたカソード４４とにより形成されている。

　次に、本発明の第２実施例の水処理システム１２０について説明する。図１１は第２実施例としての水処理システム１２０の構成の概略を示す構成図であり、図１２は第２実施例の水処理システム１２０に用いられる濾過膜モジュール１２３の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の水処理システム２０は、図示するように、処理槽１２２に配置された濾過膜モジュール１２３と、処理槽１２２に被処理水を供給する供給ポンプ１２６と、濾過膜モジュール１２３から処理水を排出する排出ポンプ１２８と、処理槽１２２の底部近傍に配置されて被処理水に対してエアレーションを行なうエアレーション装置１３０と、濾過膜モジュール１２３に直流電流を供給する直流電源１４８と、を備える。なお、第２実施例の水処理システム１２０でも、被処理水の溶存酸素やＰＨ，温度などを検出する各種水質センサ１５２や、処理槽１２２の水位を検出する水位センサ１５４，濾過膜濾過膜モジュール１２３における膜間差圧を検出するための圧力センサ１５６などが取り付けられている。

　濾過膜モジュール１２３は、図１２に示すように、中空部１２４ａを形成する２枚の第１濾過膜１２４と、第１濾過膜１２４の両外側に第１濾過膜１２４と第１の距離（第２実施例では、１．５ｃｍ）をもって被処理水の第１濾過膜１２４への通流が良好に行なわれるように面的に配置された２つのアノード１４２と、２つのアノード１４２の両外側にアノード１４２と第２の距離（第２実施例では、３ｃｍ）をもって配置された第２濾過膜１２５と、第２濾過膜１２５の両外側に第２濾過膜１２５と第３の距離（第２実施例では、３．０ｃｍ）をもって被処理水の第２濾過膜１２５への通流が良好に行なわれるように面的に配置された２つのカソード１４４と、を備える。なお、排出ポンプ１２８は、中空部１２４ａの処理水を排出することになる。

　第１濾過膜１２４は、例えば、公称孔径が０．４μｍのポリエチレン膜（ＰＥ）を用いることができ、第２濾過膜１２５は、第１濾過膜１２４より目が粗い不織布を用いることができる。ここで、第２濾過膜１２５の役割は、被処理水中の比較的大きな浮遊物を除去することにより、第１濾過膜１２４の濾過閉塞を抑制することである。したがって、第２濾過膜１２５は、第１濾過膜１２４より目が粗いものであればよいから、不織布以外を用いてもよい。

　アノード１４２は、第１実施例のアノード４２と同様に、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂：チタンを二酸化イリジウムで被覆したもの）により形成されて水平方向に平行に配置された複数のアノード板を導電性を有する複数の連結ラインにより連結することにより構成されている。アノード１４２としては、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂）だけでなく、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂：チタンを二酸化ルテニウムで被覆したもの）や二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）：チタンを二酸化イリジウムと二酸化ルテニウムとの混合物で被覆したもの）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）などを用いることができる。これらのうちアノードにおける塩素生成効率としては、Ｔｉ／ＩｒＯ₂＞Ｔｉ／ＲｕＯ₂≒Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）＞＞ＢＤＤ＞Ｐｔとなる。

　カソード１４４も、第１実施例のカソード４４と同様に、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ：チタンを白金で被覆したもの）により形成されて水平方向に平行に配置された複数のカソード板を導電性を有する複数の連結ラインにより連結することにより構成されている。カソード１４４としては、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ）だけでなく、白金（Ｐｔ）や鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）などを用いることができる。

　こうして構成された第２実施例の水処理システム１２０では、エアレーション装置１３０によるエアレーションとアノード１４２およびカソード１４４への電流の印加を伴って被処理水の濾過処理が行なわれる。第２実施例でも、図３を用いて説明したように、アノード１４２の電極表面で有機物が直接的に酸化分解されると共にアノード１４２の電極反応によって生成される酸化的物質により有機物が間接的に酸化分解され、第１濾過膜１２４の表面に付着した有機物も間接的に酸化分解される。即ち、第２実施例でも、第１濾過膜１２４の閉塞を引き起こす有機物量を減少すると共に第１濾過膜１２４の表面に付着した有機物も酸化分解除去することにより、膜間差圧の上昇を抑制する。第２実施例では、第１濾過膜１２４の両外側に、第１濾過膜１２４より目の粗い第２濾過膜１２５を配置しているから、被処理水中の比較的大きな浮遊物については第２濾過膜１２５により捕捉するため、第１濾過膜１２４の膜間差圧の上昇を抑制することができる。

　アノード１４２の電極反応による酸化的物質の生成やアノード１４２において想定される反応、カソード１４４の電極反応などについては、第１実施例と同様であり、これらについては詳述した。

　次に、第２実施例の水処理システム１２０による具体的な実験例を示す。実験例の水処理システムの諸元を図１３の諸元表に示す。実験例では、図１３に示すように、以下の諸元とした。
（１）処理槽１２２の有効容量を１３（Ｌ）
（２）第１濾過膜１２４の膜材質をポリエチレン（polyethylene）
（３）第１濾過膜１２４の公称孔径を０．４（μｍ）
（４）第２濾過膜１２５の材質を不織布
（５）膜面積を第１濾過膜１２４で１（ｍ²）、第２濾過膜１２５で０．０９７（ｍ²）
（６）アノード１４２およびカソード１４４への印加電流を５（ｍＡ／ｃｍ²）（３０秒オンで２分３０秒オフのインターバル）
（７）平均濾過フラックスを第１濾過膜１２４で０．３１（ｍ³／ｍ²ｄ）、第２濾過膜１２５で３．１７（ｍ³／ｍ²ｄ）
（８）アノード１４２およびカソード１４４の面積を共に５０（ｃｍ²）

　実験例で用いた被処理水の組成を図１４に示す。被処理水は、一般的な下水を想定した。組成を以下に示す。
（１）グルコース（Glucose）をＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand：化学的酸素要求量）として１００（ｍｇ／Ｌ）
（２）塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）をアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）の窒素（Ｎ）として１０（ｍｇ／Ｌ）
（３）リン酸一カリウム（ＫＨ₂ＰＯ₄）とリン酸水素二カリウム（Ｋ₂ＨＰＯ₄）をリン酸イオン（ＰＯ₄ ^-）としてのリン（Ｐ）として２（ｍｇ／Ｌ）
（４）塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を塩素イオン（Ｃｌ^-）として１１８（ｍｇ／Ｌ）

　図１５に、実験例で用いるタイプＡの濾過膜モジュール１２３ＡとタイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂの構成を示す。図示するように、タイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａでは、アノード１４２とカソード１４４はモジュールの下方に配置されており、タイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂでは、アノード１４２とカソード１４４はモジュールの中央に配置されている。

　図１６に、タイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いたときの時間と膜間差圧との関係を示す。ここで、「膜間差圧」は、濾過膜モジュール１２３Ａの中空部１２４ａと処理槽１２２との圧力の差であり、膜間差圧が大きいほど膜目詰まりが大きいことを意味する。図中、白丸印（図中左上の凡例の上段）はタイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いて電流を印加したものであり、白三角印（図中左上の凡例の中段）はタイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いるが電流は印加しなかったものであり、白四角印（図中左上の凡例の下段）は第２濾過膜１２５とアノード１４２とカソード１４４とを備えない第１濾過膜１２４のみの濾過膜モジュールを用いた比較例である。図示するように、比較例に比して電流の印加がなくてもタイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いる方が膜間差圧は小さくなるが、電流を印加することにより、更に膜間差圧が小さくなっているのが解る。図１７に、実験例の全濾過抵抗と物理洗浄で除去可能な濾過抵抗と物理洗浄で除去されない濾過抵抗を示す。比較例に比して、電流の印加がなくてもタイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いる方が物理洗浄で除去されない濾過抵抗が小さくなるが、電流を印加することにより、更に物理洗浄で除去されない濾過抵抗が小さくなっている。これにより、電流を印加したタイプＡの濾過膜モジュール１２３Ａを用いて水処理したときの物理洗浄の効果は、比較例や電流を印加しない場合に比して良いことが解る。

　図１８に、タイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂを用いたときの時間と膜間差圧との関係を示す。図中、白丸印（図中左上の凡例の上段）はタイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂを用いて電流を印加したものであり、白三角印（図中左上の凡例の中段）はタイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂを用いるが電流を印加しなかったものであり、白四角印（図中左上の凡例の下段）は第２濾過膜１２５とアノード１４２とカソード１４４とを備えない第１濾過膜１２４のみの濾過膜モジュールを用いた比較例である。図示するように、比較例に比して電流の印加がなくてもタイプＢの濾過膜モジュール１２３Ｂを用いる方が膜間差圧は小さくなるが、電流を印加することにより、更に膜間差圧が小さくなっているのが解る。

　以上説明した第２実施例の水処理システム１２０によれば、エアレーションを伴って濾過膜モジュール１２３を用いてアノード１４２とカソード１４４に直流電流を印加することにより、アノード１４２における電極反応等によって、第１濾過膜１２４の閉塞を引き起こす有機物量を減少すると共に第１濾過膜１２４の表面に付着した有機物をも酸化分解除去し、第１濾過膜１２４における濾過抵抗の上昇を抑制することができる。この結果、比較例に比して、物理洗浄を行なう頻度を少なくすることができる。しかも、第２濾過膜１２５を第１濾過膜１２４の両外側（上流側）に配置することにより、被処理水中の比較的大きな浮遊物を除去するから、第１濾過膜１２４の濾過抵抗の上昇を更に抑制することができる。もとより、アノード１４２とカソード１４４とに印加する直流電流を電流密度として０．１（ｍＡ／ｃｍ²）～０．８（ｍＡ／ｃｍ²）の範囲内、更に好ましくは０．４（ｍＡ／ｃｍ²）前後とすることにより、微生物による水処理の活性の低下を抑制することができるから、微生物による水処理の効果に重畳的にアノード４２の電極反応による水処理の効果を加えることができる。これらの結果、水処理システム１２０の小型化や高効率化を図ることができる。

　第２実施例の水処理システム１２０では、第１濾過膜１２４から第１の距離として１．５ｃｍをもってアノード１４２を配置するものとしたが、第１濾過膜２４とアノード１４２との距離は１．５ｃｍに限定されるものではなく、アノード１４２が第１濾過膜１２４に堆積するケーキ層に接触しない程度であればよいから、例えば１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内で適宜決めればよい。また、第２実施例の水処理システム１２０では、アノード１４２から第２の距離として３．０ｃｍをもって第２濾過膜１２５を配置するものとしたが、アノード１４２と第２濾過膜１２５との距離は３．０ｃｍに限定されるものではなく、アノード１４２と第２濾過膜１２５とが接触しない程度であればよいから、例えば１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内で適宜決めればよい。さらに、第２実施例の水処理システム１２０では、第２濾過膜１２５から第３の距離として３．０ｃｍをもってカソード１４４を配置するものとしたが、第２濾過膜１２５とカソード１４４の距離は３．０ｃｍに限定されるものではなく、第２濾過膜１２５とカソード１４４とが接触しない程度であればよいから、例えば１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内で適宜決めればよい。

　第２実施例の水処理システム１２０では、複数のアノード板を水平方向に略等間隔に配置し、これらを導電性を有する複数の連結ラインにより連結することによってアノード１４２を構成するものとしたが、アノードは、被処理水の第１濾過膜１２４への通流が良好に行なわれるよう面的に配置されていればよいから、複数のアノード板を垂直方向に略等間隔に配置するものとしたり、アノードを網目状に構成したり、アノードを格子状に構成したりしてもよい。

　第２実施例の水処理システム１２０では、第１濾過膜１２４の下部や中央部にアノード１４２とカソード１４４とを配置するものとしたが、第１濾過膜１２４の全面にアノードとカソードを配置するものとしてもよい。

　図１９は、変形例の濾過膜モジュール２２３の構成の概略を示す構成図であり、図２０は、図１９におけるＡ－Ａ断面を示す断面図である。第２実施例の水処理システム１２０では、濾過膜モジュール１２３として、扁平な中空部１２４ａが形成されるように２枚の第１濾過膜１２４を対向するように配置し、その両外側に２つのアノード１４２、２枚の第２濾過膜１２５、２つのカソード１４４をその順に配置するものとしたが、図１９および図２０の変形例の濾過膜モジュール２２３に示すように、円管状の複数の濾過膜管２２４を複数配置し、その両外側に２つのアノード２４２、２枚の第２濾過膜２２５、２つのカソード２４４をその順に配置するものとしてもよい。このように複数の濾過膜管２２４を用いる場合には、環状にアノードと第２濾過膜とカソードとを配置するものとしてもよい。

　以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

　本発明は、水処理システムや濾過膜モジュールの製造産業や下水処理や廃水処理などの水処理施設における水処理産業に利用可能である。

Claims

　好気性微生物の活性化を促すエアレーションと濾過膜による濾過とを用いて水処理する水処理システムであって、
　前記濾過膜の上流側の少なくとも一部に、前記濾過膜による処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、
　前記アノードに対向するよう配置されたカソードと、
　を備え、
　水処理を行なうときには、前記アノードおよび前記カソードに直流電流を供給する、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項１記載の水処理システムであって、
　前記カソードは、前記アノードに対して前記濾過膜を挟んで対向するよう配置されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項２記載の水処理システムであって、
　前記アノードは、前記濾過膜に１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、
　前記カソードは、前記濾過膜に１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項１記載の水処理システムであって、
　前記アノードの上流側に前記濾過膜と略平行に配置された前記濾過膜より目の粗い第２の濾過膜を備え、
　前記カソードは、前記第２の濾過膜の上流側に配置されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項４記載の水処理システムであって、
　前記第２の濾過膜は不織布により形成されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項４または５記載の水処理システムであって、
　前記アノードは、前記濾過膜に１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、
　前記第２の濾過膜は、前記アノードに、１．０ｃｍ～３．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されており、
　前記カソードは、前記第２の濾過膜に１．０ｃｍ～５．０ｃｍの範囲内の距離をもって配置されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項１ないし６のうちのいずれか１つの請求項に記載の水処理システムであって、
　前記アノードは、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂）、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂）、二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）のうちのいずれかにより形成されており、
　前記カソードは、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）のうちのいずれかにより形成されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項１ないし７のうちのいずれか１つの請求項に記載の水処理システムであって、
　前記アノードおよび前記カソードに供給される直流電流は、電流密度として０．１ｍＡ／ｃｍ²～０．８ｍＡ／ｃｍ²の範囲内となるよう調整されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　請求項１ないし８のうちのいずれか１つの請求項に記載の水処理システムであって、
　前記アノードは、網目，格子，複数列のうちのいずれかとして面的に配置されている、
　ことを特徴とする水処理システム。
　好気性微生物の活性化を促すエアレーションを用いて水処理する水処理システムに用いられる濾過膜モジュールであって、
　濾過処理水を取り出すための中空部を形成するように配置された濾過膜と、
　前記濾過膜の外周側の少なくとも一部に、濾過処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、
　前記アノードに対向するよう配置されたカソードと、
　を備える濾過膜モジュール。
　請求項１０記載の濾過膜モジュールであって、
　前記カソードは、前記濾過膜の外周側に前記アノードとによって前記濾過膜を挟むように配置されている、
　ことを特徴とする濾過膜モジュール。
　請求項１０記載の濾過膜モジュールであって、
　前記濾過膜より目が粗く前記アノードの外周側に配置された第２の濾過膜を備え、
　前記カソードは、前記第２の濾過膜の外周側に配置されている、
　ことを特徴とする濾過膜モジュール。
　請求項１０ないし１２のうちのいずれか１つの請求項に記載の濾過膜モジュールであって、
　前記アノードは、二酸化イリジウム被覆チタン（Ｔｉ／ＩｒＯ₂）、二酸化ルテニウム被覆チタン（Ｔｉ／ＲｕＯ₂）、二酸化イリジウム・二酸化ルテニウム混合被覆チタン（Ｔｉ／（ＩｒＯ₂＋ＲｕＯ₂）、ボロン・ドープド・ダイアモンド（ＢＤＤ：Boron-doped diamond）、白金（Ｐｔ）、酸化鉛（ＰｂＯ₂）のうちのいずれかにより形成されており、
　前記カソードは、白金被覆チタン（Ｔｉ／Ｐｔ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）のうちのいずれかにより形成されている、
　ことを特徴とする濾過膜モジュール。
　好気性微生物の活性化を促すエアレーションと濾過膜による濾過とを用いて水処理する水処理方法であって、
　水処理中に、前記濾過膜の上流側の少なくとも一部に前記濾過膜による処理前の被処理水の前記濾過膜への通流が可能なように面的に配置されたアノードと、前記アノードに対向するよう配置されたカソードとに、電流密度として０．１ｍＡ／ｃｍ²～０．８ｍＡ／ｃｍ²の範囲内の直流電流を印加する、
　ことを特徴とする水処理方法。