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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173050
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】廃水処理システム
(51)【国際特許分類】
C02F 1/44 20230101AFI20241205BHJP
C02F 3/06 20230101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
C02F1/44 F
C02F3/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091171
(22)【出願日】2023-06-01
(71)【出願人】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002451
【氏名又は名称】積水アクアシステム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼井 啓司
(72)【発明者】
【氏名】松島 加奈
(72)【発明者】
【氏名】奥野 健太
(72)【発明者】
【氏名】金澤 正晃
(72)【発明者】
【氏名】豊島 有人
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 光行
【テーマコード（参考）】
4D003
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D003AA01
4D003AB09
4D003BA02
4D003CA02
4D003EA15
4D003EA22
4D003EA24
4D003FA01
4D006GA06
4D006GA07
4D006HA01
4D006HA41
4D006HA93
4D006KA01
4D006KA72
4D006KB25
4D006KB30
4D006MA01
4D006MA03
4D006MC18
4D006MC30
4D006MC39
4D006MC62
4D006MC63
4D006PA01
4D006PB08
4D006PC62
4D006PC67
(57)【要約】
【課題】特定の複数の廃水処理装置を組み合わせることにより懸濁物質の発生及び流出が少ない廃水処理システムを構築する。
【解決手段】廃水処理システム（５００）は、一方による処理を経た廃水を、他方が更に処理するように接続された、第１の廃水処理装置（１００）及び第２の廃水処理装置（２０１，２０２）を備える。第１の廃水処理装置（１００）は、廃水を貯留する第１の処理槽（５１）と、廃水に浸漬して配置され、酸素を含む気体を内側から廃水に供給し、且つ、廃水に接する外側表面に微生物を担持する気体供給体（１０）とを備える。第２の廃水処理装置（２０１，２０２）は、第２の処理槽（２１１）と微生物を担持する基板（２１２）とを備える、或いは、ろ過膜（２２１）を備える。
【選択図】図１２
【解決手段】廃水処理システム（５００）は、一方による処理を経た廃水を、他方が更に処理するように接続された、第１の廃水処理装置（１００）及び第２の廃水処理装置（２０１，２０２）を備える。第１の廃水処理装置（１００）は、廃水を貯留する第１の処理槽（５１）と、廃水に浸漬して配置され、酸素を含む気体を内側から廃水に供給し、且つ、廃水に接する外側表面に微生物を担持する気体供給体（１０）とを備える。第２の廃水処理装置（２０１，２０２）は、第２の処理槽（２１１）と微生物を担持する基板（２１２）とを備える、或いは、ろ過膜（２２１）を備える。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃水を処理する第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置を備える廃水処理システムであって、
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第１の処理槽と、
前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬して配置される気体供給体であって、酸素を含む気体を内側から前記廃水に供給し、且つ、前記廃水に接する外側表面に微生物を担持する前記気体供給体と、
を備え、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える、
ことを特徴とする廃水処理システム。
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第１の処理槽と、
前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬して配置される気体供給体であって、酸素を含む気体を内側から前記廃水に供給し、且つ、前記廃水に接する外側表面に微生物を担持する前記気体供給体と、
を備え、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える、
ことを特徴とする廃水処理システム。
【請求項2】
前記第２の廃水処理装置は、
前記第２の処理槽と、
前記基板と、
を備える、
請求項１に記載の廃水処理システム。
前記第２の処理槽と、
前記基板と、
を備える、
請求項１に記載の廃水処理システム。
【請求項3】
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第２の廃水処理装置が更に処理するように接続されている、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【請求項4】
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第２の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第１の廃水処理装置が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を更に処理する、第３の廃水処理装置を更に備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を更に処理する、第３の廃水処理装置を更に備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【請求項5】
前記廃水を貯留し、前記廃水中の沈降性成分を沈殿させる沈殿槽を更に備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【請求項6】
前記廃水を貯留し、消毒用薬剤により消毒する消毒槽を更に備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【請求項7】
前記第１の廃水処理装置において、
前記気体供給体は、前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬される防水透気性のシート積層体と、前記シート積層体が取り囲む内部空間とを備え、
前記気体供給体は、前記内部空間に供給された前記気体を、前記シート積層体を透過させて前記廃水に供給し、
前記シート積層体は、前記廃水と接する側に、前記微生物を担持する微生物支持層を備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
前記気体供給体は、前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬される防水透気性のシート積層体と、前記シート積層体が取り囲む内部空間とを備え、
前記気体供給体は、前記内部空間に供給された前記気体を、前記シート積層体を透過させて前記廃水に供給し、
前記シート積層体は、前記廃水と接する側に、前記微生物を担持する微生物支持層を備える、
請求項１又は２に記載の廃水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、廃水に含まれる微生物の活動を利用して廃水を浄化する装置が提案されており、その一種として、酸素透過膜（酸素溶解膜、防水透気性シート、防水酸素透過性フィルム、透気シート、防水透気シート等とも称される）を用いて反応槽内の廃水や、酸素透過膜表面に存在する微生物又はバイオフィルムに酸素を含む気体（例えば空気）を供給することにより、廃水に含まれる微生物を活動させて廃水を浄化する、ＭＡＢＲ（メンブレンエアレーションバイオフィルムリアクター）と呼ばれる廃水処理装置が知られている。
【0003】
例えば特許文献１には、直列に接続された第１ないし第ｎ（ｎは２以上）の反応槽を備え、各反応槽内で好気性生物処理を行う好気性生物処理装置において、少なくとも第１反応槽は、反応槽内に配置された酸素溶解膜によって酸素を被処理水に溶解させるＭＡＢＲ反応槽であり、少なくとも最終反応槽はＭＡＢＲ以外の反応槽であることを特徴とする好気性生物処理装置が記載されている。特許文献１によれば、前記好気性生物処理装置は、ＭＡＢＲが、反応槽から揮発性物質が排気中に気散することが無いという点で有利である一方で、極低濃度のＢＯＤ除去には不向きであるため、多段反応槽の最終槽にＭＡＢＲを設置すると大きな反応槽が必要となり場所、コストの点で不利になるという課題を解決するものである。特許文献１によれば、前記好気性生物処理装置は、臭気発生及び揮発性物質の揮発のない効率的な生物処理を可能にする。特許文献１では、前記好気性生物処理装置における最終反応槽として用いる、ＭＡＢＲ以外の反応槽の例として、汚泥浮遊反応槽又は担体流動反応槽が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開ＷＯ２０１８／１６８０２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
省エネルギーかつ処理効率が良く、汚泥発生量が少ない廃水処理システムが求められている。
【0006】
特許文献１において、ＭＡＢＲと組み合わせて用いられる汚泥浮遊反応槽又は担体流動反応槽による廃水処理は、いずれも、槽内でブロアによる曝気を行うことにより、廃水を撹拌しつつ酸素を供給して微生物を活性化させ槽内の廃水を浄化する。ブロアによる曝気を行う廃水処理では、供給された酸素により微生物が過剰に増殖するため、並びに、曝気により廃水が撹拌されるため、排出される処理水中に流出する懸濁物質（ＳＳ）の濃度が高くなる傾向がある。
【0007】
そこで本発明は、特定の複数の廃水処理装置を組み合わせることにより、ＳＳの発生及び流出が少ない廃水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第１観点は、廃水を処理する第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置を備える廃水処理システムであって、
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第１の処理槽と、
前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬して配置される気体供給体であって、酸素を含む気体を内側から前記廃水に供給し、且つ、前記廃水に接する外側表面に微生物を担持する前記気体供給体と、
を備え、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える、
ことを特徴とする。
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第１の処理槽と、
前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬して配置される気体供給体であって、酸素を含む気体を内側から前記廃水に供給し、且つ、前記廃水に接する外側表面に微生物を担持する前記気体供給体と、
を備え、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える、
ことを特徴とする。
【0009】
第２観点の廃水処理システムは、第１観点の廃水処理システムであって、
前記第２の廃水処理装置は、
前記第２の処理槽と、
前記基板と、
を備える。
前記第２の廃水処理装置は、
前記第２の処理槽と、
前記基板と、
を備える。
【0010】
第３観点の廃水処理システムは、第１観点又は第２観点の廃水処理システムであって、
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第２の廃水処理装置が更に処理するように接続されている。
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第２の廃水処理装置が更に処理するように接続されている。
【0011】
第４観点の廃水処理システムは、第１観点又は第２観点の廃水処理システムであって、
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第２の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第１の廃水処理装置が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を更に処理する、第３の廃水処理装置を更に備える。
前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、前記第２の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を、前記第１の廃水処理装置が更に処理するように接続されており、
前記第１の廃水処理装置による処理を経た前記廃水を更に処理する、第３の廃水処理装置を更に備える。
【0012】
第５観点の廃水処理システムは、第１観点又は第２観点の廃水処理システムであって、
前記廃水を貯留し、前記廃水中の沈降性成分を沈殿させる沈殿槽を更に備える。
前記廃水を貯留し、前記廃水中の沈降性成分を沈殿させる沈殿槽を更に備える。
【0013】
第６観点の廃水処理システムは、第１観点又は第２観点の廃水処理システムであって、
前記廃水を貯留し、消毒用薬剤により消毒する消毒槽を更に備える。
前記廃水を貯留し、消毒用薬剤により消毒する消毒槽を更に備える。
【0014】
第７観点の廃水処理システムは、第１観点又は第２観点の廃水処理システムであって、
前記第１の廃水処理装置において、
前記気体供給体は、前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬される防水透気性のシート積層体と、前記シート積層体が取り囲む内部空間とを備え、
前記気体供給体は、前記内部空間に供給された前記気体を、前記シート積層体を透過させて前記廃水に供給し、
前記シート積層体は、前記廃水と接する側に、前記微生物を担持する微生物支持層を備える。
前記第１の廃水処理装置において、
前記気体供給体は、前記第１の処理槽に貯留された前記廃水に浸漬される防水透気性のシート積層体と、前記シート積層体が取り囲む内部空間とを備え、
前記気体供給体は、前記内部空間に供給された前記気体を、前記シート積層体を透過させて前記廃水に供給し、
前記シート積層体は、前記廃水と接する側に、前記微生物を担持する微生物支持層を備える。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、ＳＳの発生及び流出が少ない廃水処理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１の廃水処理装置１００を示す鉛直断面図である。
【図2】第１の廃水処理装置１００を示す水平断面図である。
【図4A】気体供給体１０の鉛直断面図である。
【図4C】気体供給体１０の外観斜視図である。
【図5】気体送出層１２の外観斜視図である。
【図6】気体供給体１０の排気口１５および外部水侵入防止部１６の模式図である。
【図7】第１の処理槽内の廃水中に浸漬された気体供給体のシート積層体の表面に形成される微生物集合体、および微生物による少なくとも１つの有機物質または窒素源の分解について説明する模式図である。
【図8】気体供給体１０の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図9A】シート積層体２１，２１を袋状に形成する工程を示す模式図である。
【図11】第２の廃水処理装置２０１の斜視図である。
【図12】第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１とを備え、第１の廃水処理装置１００での処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０１が更に処理するように、第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１が接続された廃水処理システム５００のブロック構成図である。
【図13】第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１とを備え、第２の廃水処理装置２０１での処理を経た廃水を、第１の廃水処理装置１００が更に処理するように、第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１が接続された廃水処理システム５００のブロック構成図である。
【図14】第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０２とを備え、第１の廃水処理装置１００での処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０２が更に処理するように、第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０２が接続された廃水処理システム５００のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の実施形態に係る廃水処理システムは、有機物質を含む廃水（有機性廃水）を処理する目的で好適に使用することができる。有機性廃水としては、例えば生活廃水、産業廃水等の易分解性の有機性廃水が例示できる。本発明の実施形態に係る廃水処理システムによる処理に適した有機性廃水としては、臭気を発生する物質を含む有機性廃水が例示でき、例えば、ゴミ処理場、下水処理場、パルプ製造工場から排出される揮発性悪臭物質、塩化ビニル樹脂製造工場から排出される揮発性毒物（ビニルクロライド、トリクロロエチレン等）、半導体工場から排出される、ＤＭＳＯ分解工程で発生する硫化メチル、メチルメルカプタン等の悪臭物質を含む有機性廃水が例示できる。
【0018】
以下、本発明の実施形態に係る廃水処理システム及びその構成要素について、図面を参照しながら説明する。説明の都合上、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置の実施形態について先に説明し、その後にそれらを含む廃水処理システムの実施形態について説明する。
【0019】
＜第１の廃水処理装置１００＞
図１は、本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いる第１の廃水処理装置１００を示す鉛直断面図である。図２は、第１の廃水処理装置１００を示す水平断面図である。図３は、第１の廃水処理装置１００を示す鉛直断面図であり、図１と直交する断面を示す。
図１は、本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いる第１の廃水処理装置１００を示す鉛直断面図である。図２は、第１の廃水処理装置１００を示す水平断面図である。図３は、第１の廃水処理装置１００を示す鉛直断面図であり、図１と直交する断面を示す。
【0020】
（第１の廃水処理装置１００）
本実施形態の第１の廃水処理装置１００は、廃水Ｗに含まれる微生物の働きを利用して、廃水Ｗ中の少なくとも１つの有機物または窒素源を分解して廃水Ｗの浄化処理を行う。図１～図３に示すように、第１の廃水処理装置１００は、第１の処理槽５１と、供給体ユニット５２と、気体供給源５３（図１参照）と、を備えている。
本実施形態の第１の廃水処理装置１００は、廃水Ｗに含まれる微生物の働きを利用して、廃水Ｗ中の少なくとも１つの有機物または窒素源を分解して廃水Ｗの浄化処理を行う。図１～図３に示すように、第１の廃水処理装置１００は、第１の処理槽５１と、供給体ユニット５２と、気体供給源５３（図１参照）と、を備えている。
【0021】
（第１の処理槽５１）
図１～図３に示すように、第１の処理槽５１は、廃水Ｗが貯留される有底の容器であって、互いに対向する側面に流入口５１ａと流出口５１ｂとが設けられている。本実施形態では、流入口５１ａと流出口５１ｂとが常時開放されている。廃水Ｗは、流入口５１ａから、流入口５１ａに対向する位置に配置された流出口５１ｂに向かって、連続的、もしくは、断続的に供給される（図３の矢印は、廃水Ｗの流れを示している）。第１の処理槽５１の容積については、特に限定されないが、例えば、１ｍ３以上１０，０００ｍ３以下の容積であればよい。
図１～図３に示すように、第１の処理槽５１は、廃水Ｗが貯留される有底の容器であって、互いに対向する側面に流入口５１ａと流出口５１ｂとが設けられている。本実施形態では、流入口５１ａと流出口５１ｂとが常時開放されている。廃水Ｗは、流入口５１ａから、流入口５１ａに対向する位置に配置された流出口５１ｂに向かって、連続的、もしくは、断続的に供給される（図３の矢印は、廃水Ｗの流れを示している）。第１の処理槽５１の容積については、特に限定されないが、例えば、１ｍ３以上１０，０００ｍ３以下の容積であればよい。
【0022】
図１に示すように、供給体ユニット５２は、気体供給体１０がユニット化されたものであり、第１の処理槽５１の内部に配置される。図示例では、供給体ユニット５２は、平行に配列された複数の気体供給体１０によって構成されている。供給体ユニット５２は、使用時において、各気体供給体１０の上端部分を除いた部分が廃水Ｗ中に浸漬されるように配置される。
【0023】
図１～図３には図示しないが、第１の廃水処理装置１００は、第１の処理槽５１に貯留した廃水Ｗを撹拌するための撹拌部を更に備えることができる。前記撹拌部としては、ブロワ（散気管）が挙げられる。図１２，１３には、ブロア６０を備えた第１の廃水処理装置１００を含む廃水処理システム５００の例を示す。第１の廃水処理装置１００が備えるブロア６０は曝気を目的とするものではなく、撹拌を目的とするものであるため、気体供給体１０の外側表面Ａに担持された微生物が剥がれない程度に穏やかに廃水Ｗを撹拌することが好ましい。例えば、第１の廃水処理装置１００が備えるブロア６０による撹拌を目的とする曝気強度は０．１ｍ３／ｍ３／ｈ以上、３．０ｍ３／ｍ３／ｈ以下であることが好ましく、また、曝気を実施するサイクル数は１回／日以上、１回／分以下でることが好ましく、１回あたりの曝気時間は１分以上、６０分以下程度であることが好ましい。また前記ブロア６０による吐出風圧は水圧以下のもので十分である。
【0024】
（気体供給体１０）
供給体ユニット５２を構成する各気体供給体１０は、第１の処理槽５１の廃水Ｗ中に浸漬された状態で、送気部１４から供給された酸素を含む気体を、その内側から廃水Ｗ中に供給する構造体である。各気体供給体１０の廃水Ｗと接する外側表面Ａに、微生物を担持する。気体供給体１０を介して廃水Ｗ中に酸素を含む気体が供給され、廃水Ｗ中の微生物が活性化される。酸素を含む気体の供給により活性化され、外側表面Ａに担持される微生物としては、好気性微生物及び嫌気性微生物から選択される１以上が挙げられ、例えば好気性微生物であることができる。前記微生物としては、細菌、菌類、微細藻類、原生動物、微小後生動物などが挙げられる。また、原生動物としては、鞭毛虫類、肉質虫類および繊毛虫類などが挙げられ。微小後生動物としては、輪虫類、線虫類、貧毛類などが挙げられる。酸素を含む気体は、具体的には、空気であってもよいし、純酸素であってもよい。図示の例では、気体供給源５３からの気体が送気部１４に供給されるようになっており、気体供給源５３として送気装置等を用いることができる。なお製造コストを安価に抑える観点から、気体供給源５３を使用せずに、送気部１４から大気中の空気をそのまま気体供給体１０に取り入れてもよい。
供給体ユニット５２を構成する各気体供給体１０は、第１の処理槽５１の廃水Ｗ中に浸漬された状態で、送気部１４から供給された酸素を含む気体を、その内側から廃水Ｗ中に供給する構造体である。各気体供給体１０の廃水Ｗと接する外側表面Ａに、微生物を担持する。気体供給体１０を介して廃水Ｗ中に酸素を含む気体が供給され、廃水Ｗ中の微生物が活性化される。酸素を含む気体の供給により活性化され、外側表面Ａに担持される微生物としては、好気性微生物及び嫌気性微生物から選択される１以上が挙げられ、例えば好気性微生物であることができる。前記微生物としては、細菌、菌類、微細藻類、原生動物、微小後生動物などが挙げられる。また、原生動物としては、鞭毛虫類、肉質虫類および繊毛虫類などが挙げられ。微小後生動物としては、輪虫類、線虫類、貧毛類などが挙げられる。酸素を含む気体は、具体的には、空気であってもよいし、純酸素であってもよい。図示の例では、気体供給源５３からの気体が送気部１４に供給されるようになっており、気体供給源５３として送気装置等を用いることができる。なお製造コストを安価に抑える観点から、気体供給源５３を使用せずに、送気部１４から大気中の空気をそのまま気体供給体１０に取り入れてもよい。
【0025】
図２や図３に示すように、各気体供給体１０は、平板状の部材であって、上下方向（深さ方向）と横方向（水平方向）とに沿って面が展開されるように配置されている。これにより、廃水Ｗとの接触面積が効率的に確保される。また、流入口５１ａと流出口５１ｂとを結ぶ直線に対して、各気体供給体１０の側面が平行になるように各気体供給体１０が配置されることで、流入口５１ａから第１の処理槽５１内に供給される廃水Ｗは、流出口５１ｂに向けて円滑に流れる。なお、供給体ユニット５２を構成する気体供給体１０の数は、必ずしも複数である必要はなく、単数であってもよい。
【0026】
気体供給体１０の間隔を、「気体供給体１０の厚みを含まない、隣り合う２つの気体供給体１０の外面の間の間隔」と定義すると、気体供給体１０の間隔は、５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。気体供給体１０の間隔が５ｍｍ未満である場合には、シート積層体２１上に増殖する微生物によって目詰まりを起こすおそれがある。気体供給体１０の間隔が２００ｍｍを超える場合には、廃水との接触効率が悪くなり、廃水処理性能が向上しにくくなる可能性がある。なお上記問題を確実に回避するために、気体供給体１０の間隔を１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【0027】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、気体供給体１０の鉛直断面図、別の方向の鉛直断面図、斜視図である。図４Ａ～４Ｃに示すように、気体供給体１０は、シート積層体２１と、シート積層体２１が取り囲む内部空間Ｂとを備え、更に、内部空間Ｂに配置された気体送出層１２と、内部空間Ｂに気体を供給する送気部１４と、排気口１５と、外部水侵入防止部１６を備えている。シート積層体２１は袋を構成し、その内部に内部空間Ｂが形成される。前記袋は、２枚のシート積層体２１，２１を重ね合わせて、これらシート積層体２１，２１の４方の端部を接着封止したものである。上端部（気体送出層１２における気体供給側の端部）には、気体供給源５３から気体供給体１０内へ空気を供給するための送気部１４を有している。気体供給体１０の内部空間Ｂには、気体送出層１２が挿入されており、気体送出層１２の外周はシート積層体２１によって覆われている。なお、気体供給体１０の内部空間Ｂは、気体供給体１０の外部に対して、送気部１４を除いて塞がれる。また、内部空間Ｂは、気体送出層１２によって複数の気体流路Ｓに区画される。
【0028】
気体供給体１０では、送気部１４が配管（一般的なチューブ、ホース、パイプ等）を介して気体供給源５３に接続されること、或いは、送気部１４が直接気体供給源５３に接続されることで、送気部１４を介して空気が気体供給体１０の内部空間Ｂに供給される。気体供給体１０の内部空間Ｂに供給された空気は、気体送出層１２が画成する複数の気体流路Ｓに沿って流れて、シート積層体２１を透過して外部の廃水Ｗへ供給される。また、シート積層体２１を透過しきれなかった余剰空気に関しては、排気口１５から外部へ排出される。
【0029】
（気体送出層１２）
図５は、気体送出層１２を示す斜視図である。気体送出層１２は、中空板状部材であり、紙、樹脂、金属のいずれかから形成される。気体送出層１２は、第１端側から供給された気体を第１方向に沿って送出する複数の気体流路Ｓを画成する構造体である。気体供給源５３（図１）からの気体は送気部１４を介して気体送出層１２の下端部（気体送出層１２における気体供給側の端部）に供給される。気体送出層１２は、下端部に供給された気体を、気体流路Ｓを通じて第１方向（図５中の２点差線参照）に送出し、側面の気体通過孔１３から放出する。また、気体通過孔１３から放出しきれなかった余剰空気は、排気口１５から外部へ排出される。
図５は、気体送出層１２を示す斜視図である。気体送出層１２は、中空板状部材であり、紙、樹脂、金属のいずれかから形成される。気体送出層１２は、第１端側から供給された気体を第１方向に沿って送出する複数の気体流路Ｓを画成する構造体である。気体供給源５３（図１）からの気体は送気部１４を介して気体送出層１２の下端部（気体送出層１２における気体供給側の端部）に供給される。気体送出層１２は、下端部に供給された気体を、気体流路Ｓを通じて第１方向（図５中の２点差線参照）に送出し、側面の気体通過孔１３から放出する。また、気体通過孔１３から放出しきれなかった余剰空気は、排気口１５から外部へ排出される。
【0030】
より具体的には図５に示すように、気体送出層１２は、複数の芯材１２ａと、表ライナ１２ｂと、裏ライナ１２ｃと、を有している。気体送出層１２の表裏面は、板状の部材である表ライナ１２ｂや裏ライナ１２ｃによって構成される。
【0031】
複数の芯材１２ａは、それぞれ第１方向に延びるものであって、第１方向と直交する方向に所定の間隔をあけて配列される。これら複数の芯材１２ａが表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間に挟み込まれることで、表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間の空間に、芯材１２ａによって区画された複数の気体流路Ｓが画成される。
【0032】
また各芯材１２ａは、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃ側から押圧された際に、表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間の空間が縮小しないように支持する支持部として機能する。図１～図３に示すように気体供給体１０が廃水Ｗ中に浸漬された状態では、芯材１２ａは、気体流路Ｓの断面積が水圧によって縮小しないように、表ライナ１２ｂと裏ライナ１２ｃとの間の空間を保持する。これにより、気体送出層１２（気体流路Ｓ）における気体送出量を十分に確保できる。
【0033】
表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃには、それぞれ複数の気体通過孔１３が形成されている。気体通過孔１３は、表ライナ１２ｂおよび裏ライナ１２ｃに形成された貫通孔であり、当該気体通過孔１３が気体流路Ｓとシート積層体２１とを連通させることで、気体流路Ｓを流れる気体は、シート積層体２１を介して廃水中に供給される。
【0034】
例えば、気体通過孔１３は、気体送出層１２の成形時に形成される。或いは気体送出層１２の成形後に表ライナ１２ｂや裏ライナ１２ｃの加工が行われることで、気体通過孔１３が形成されてもよい。表ライナ１２ｂや裏ライナ１２ｃには多孔性シートが用いられてもよい。また、十分な気体供給性能が得られれば、気体送出層１２に多孔性シートを用いてもよい。
【0035】
気体送出層１２を構成する各部材の素材としては、紙、セラミック、アルミニウム、鉄、プラスチック（ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂）等が挙げられる。
【0036】
なお強度面が優れることから、気体送出層１２の素材は、紙、アルミニウム、鉄、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂であることが好ましい。
【0037】
また材料コストを安価に抑える観点では、気体送出層１２の素材として、例えば、紙、ポリオレフィン、ポリスチレン、塩ビ、ポリエステル等の樹脂、アルミニウム等の金属等を使用することが好ましい。また、気体流路Ｓが第１方向（図５中の２点差線参照）に延びるように形成された段ボールを気体送出層１２として使用することでも、気体送出層１２の材料コストを安価に抑えることができる。
【0038】
当該気体送出層１２の気体通過孔１３を形成する孔形状は、円形状、多角形状（ハニカム構造を含む）など様々な形状の孔形状とすることができる。孔形状は特に限定は無いが、多角形状が好ましく、具体的には長方形もしくは正方形が好ましい。
【0039】
微生物の活性を維持するために、内部空間Ｂ及び内部空間Ｂが気体送出層１２により区画された気体流路Ｓにおける酸素濃度を維持することが好ましく、この方法として、内部空間Ｂに純酸素を所定量供給することで、酸素濃度を一定に維持することが挙げられる。当該純酸素を供給する方法としては、例えば、動力を用いた送気等が考えられる。
【0040】
ここで、シート積層体２１が取り囲む内部空間Ｂ及び気体送出層１２内に形成される気体流路Ｓの上下方向（浸漬時の深さ方向）における長さは、例えば、０．２ｍ以上、好ましくは０．８ｍ以上であってよいし、３．７ｍ以上であってもよい。また、当該長さは、例えば、６ｍ以下、好ましくは４ｍ以下であってよい。内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの上下方向に直交する横方向の長さは、例えば、０．２ｍ以上、好ましくは０．４ｍ以上であってよく、例えば、３．６ｍ以下、好ましくは１．８ｍ以下であってよい。
【0041】
ここで、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの上下方向の長さが上記下限値以上であることは、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの維持を容易にし且つ内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの換気を容易にして廃水処理能を向上させる点で好ましい。上記上限値以下であることは、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの換気による廃水処理能向上効果をより良好に得る点、および設置容易性の点などで好ましい。
【0042】
また、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓの横方向の長さが上記下限値以上であることは、廃水Ｗとの接触面積を効率的に確保して廃水処理効率を向上させる点で好ましい。上記上限値以下であることは、気体供給体１０全体の強度維持容易性および供給体ユニット５２の設置容易性の点などで好ましい。
【0043】
気体供給体１０の長さＬｓに対する廃水Ｗへの接水長さＬｗの割合は、例えば、８０％以上、９５％以下であればよい（長さＬｓ，Ｌｗについては図１参照）。上記長さＬｓに対する接水長さＬｗの割合が上記下限値以上であることは、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓから廃水Ｗに供給される酸素量を良好に確保し廃水処理効率を向上させる点で好ましい。上記長さＬｓに対する接水長さＬｗの割合が上記上限値以下であることは、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点で好ましい。
【0044】
あるいは、内部空間Ｂ及び気体流路Ｓへの廃水Ｗの侵入を防ぐ点では、廃水Ｗの水面が気体供給体１０（シート積層体２１）の開口２１ｂから２ｃｍ以上離間するように接水長さＬｗが設定されてもよい。
【0045】
（送気部１４）
気体供給体１０の内部空間Ｂへ酸素を含む気体を供給するための送気部１４の断面形状は、円形が好ましいが、四角形や六角形などの多角形でもよい。当該送気部１４は、図示しない配管（一般的なチューブ、ホース、パイプ等）を介して気体供給源５３に接続されること、或いは直接気体供給源５３に接続されることで、送気部１４を介して酸素を含む気体が気体供給体１０の内部空間Ｂに供給される。
気体供給体１０の内部空間Ｂへ酸素を含む気体を供給するための送気部１４の断面形状は、円形が好ましいが、四角形や六角形などの多角形でもよい。当該送気部１４は、図示しない配管（一般的なチューブ、ホース、パイプ等）を介して気体供給源５３に接続されること、或いは直接気体供給源５３に接続されることで、送気部１４を介して酸素を含む気体が気体供給体１０の内部空間Ｂに供給される。
【0046】
なお、送気部１４の外周面とシート積層体２１との接合は、接着剤等を用いる方法、熱融着、高周波ウェルダー、及び超音波ウェルダー等を用いる方法、或いは、機械的に挟み込む方法によって実現され得る。例えば、送気部１４の外周面とシート積層体２１とを接合する方法は、パウチ袋や、水処理用膜モジュールに用いられる、融着、接着や螺着、嵌着等の方法を適用できる。
【0047】
送気部１４もしくは送気部１４に接続される配管部材が、気体送出層１２に接続されていてもよい。この場合、気体を効率よく廃水Ｗ中へ供給するために、送気部１４もしくは送気部１４に接続される配管部材は、気体供給体１０の内部空間Ｂの最下部に気体を供給可能なものが好ましい。
【0048】
送気部１４は、配管と接続するための配管接続形状を有していてもよい。配管接続形状の具体例としては、ねじ込み、溶接、ＬＡカップリング、フランジ、接着、融着、Ｗフェルールジョイント、ワンタッチ継手形状、ワンタッチカップリング、レバー式カップリング、ワンタッチカプラー、パロット、ホースニップル、ユニオン、ＳＯ型ジョイントやスイベルジョイント等のジョイント、ブレードロック、ホースジョイント等が挙げられる。
【0049】
送気部１４の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。また、送気部１４として２連管等の多連管を用いてもよい。なお、空気の流入口が複数構成される場合には、例えばマニホールドやヘッダなどの分岐形状を有する部材を用いて、気体供給源５３から複数の流入口に空気を供給することが好ましい。
【0050】
また、送気部１４の素材は、軟質で可撓性を有するものであってもよいし、硬質で可撓性を有しないものであってもよい。素材の具体例としては、セラミック、アルミニウム、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅やそれらを含む合金、プラスチック（ポリオレフィン、ポリスチレン、AS、ABS、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド、ポリイミド、シリコーン系樹脂、熱可塑性エラストマー、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂（ユリア、メラミン樹脂）、不飽和ポリエステル、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ＡＸＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ＥＶＯＨ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン）からなる群より選択される１種以上を挙げることができる。
【0051】
（排気口１５）
排気口１５は、送気部１４を介して気体供給体１０へ供給された空気のうち、シート積層体２１を通じ透過しきれなかった余剰空気を気体供給体１０の外部へ排出する経路である。排気口１５は、剪断加工や打ち抜き加工などによりシート積層体２１の表面上部に形成される。この際、供給体ユニット５２の構築を目的として、気体供給体１０をユニット化するための固定箇所として、排気口１５を利用しても良い。例えば、重ね合わせられた２枚のシート積層体２１，２１において、鏡像の関係になるよう同様の位置に排気口１５を設ける。１または複数の気体供給体１０の排気口１５に棒状の固定用治具を挿入して供給体ユニット５２を構成してもよい。
排気口１５は、送気部１４を介して気体供給体１０へ供給された空気のうち、シート積層体２１を通じ透過しきれなかった余剰空気を気体供給体１０の外部へ排出する経路である。排気口１５は、剪断加工や打ち抜き加工などによりシート積層体２１の表面上部に形成される。この際、供給体ユニット５２の構築を目的として、気体供給体１０をユニット化するための固定箇所として、排気口１５を利用しても良い。例えば、重ね合わせられた２枚のシート積層体２１，２１において、鏡像の関係になるよう同様の位置に排気口１５を設ける。１または複数の気体供給体１０の排気口１５に棒状の固定用治具を挿入して供給体ユニット５２を構成してもよい。
【0052】
排気口１５は、図６に示すように、シート積層体２１の上辺の接着封止部から排気口１５の上端までの距離１５ａが０ｍｍ～１００ｍｍとなる位置に形成される。５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。排気口１５の位置が高いほど、第１の処理槽５１に浸漬された気体供給体１０の総表面積（有効膜面積）を増加させられるため、廃水Ｗ中への気体供給効率の観点から好ましい。
【0053】
排気口１５の形状は、円形が好ましいが、四角形や六角形などの多角形でもよい。排気口１５の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。排気口１５の形状が円形の場合、直径が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の円形排気口が２個以上５個以下であってもよい。排気口の開口部の総面積として、十分な排気量確保と有効膜面積確保との観点から、５００～５０００ｍｍ２が好ましい。５００～３０００ｍｍ２であってもよい。
【0054】
（外部水侵入防止部１６）
外部水侵入防止部１６は、雨水や結露水などの外部水が気体供給体１０内部に流入することを防ぐ目的で設けられる。外部水侵入防止部１６は、図４Ａ～図４Ｃ、図６に示すように、下部接着部１６ａおよび下部接着部１６ａと連続する側部接着部１６ｂを有している。２枚のシート積層体２１，２１を重ね合わせて、排気口１５の下部および側部を接着して、接着部１６ａ、１６ｂを形成する。排気口１５の下部および側部の一部は、下部接着部１６ａおよび側部接着部１６ｂによって囲われる。下部接着部１６ａおよび側部接着部１６ｂは、シート積層体２１の上辺接着部２１ｅおよび側部接着部２１ｃには連結しない形状で構築される。言い換えると、２枚のシート積層体２１，２１の間には、外部水侵入防止部１６と、シート積層体２１の上辺接着部２１ｅおよび側部接着部２１ｃとの間に、液体または気体の通過可能な内部空間Ｂが設けられている。
外部水侵入防止部１６は、雨水や結露水などの外部水が気体供給体１０内部に流入することを防ぐ目的で設けられる。外部水侵入防止部１６は、図４Ａ～図４Ｃ、図６に示すように、下部接着部１６ａおよび下部接着部１６ａと連続する側部接着部１６ｂを有している。２枚のシート積層体２１，２１を重ね合わせて、排気口１５の下部および側部を接着して、接着部１６ａ、１６ｂを形成する。排気口１５の下部および側部の一部は、下部接着部１６ａおよび側部接着部１６ｂによって囲われる。下部接着部１６ａおよび側部接着部１６ｂは、シート積層体２１の上辺接着部２１ｅおよび側部接着部２１ｃには連結しない形状で構築される。言い換えると、２枚のシート積層体２１，２１の間には、外部水侵入防止部１６と、シート積層体２１の上辺接着部２１ｅおよび側部接着部２１ｃとの間に、液体または気体の通過可能な内部空間Ｂが設けられている。
【0055】
図６に示すように、気体供給体１０において、排気口１５の下端から、外部水侵入防止部１６の下部接着部１６ａまでの、鉛直方向の距離１５ｂは、０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であってもよい。排気口１５の端部から、外部水侵入防止部１６の接着部１６ｂまでの水平方向の距離１５ｃは、０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってもよい。側部接着部１６ｂにおいて、排気口１５の最下端から融着最上部までの鉛直方向の距離１５ｄが、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。外部水侵入防止部１６において、下部接着部１６ａの両端部は、側部接着部１６ｂの下端と連続するように形成されている。排気口１５より流入した外部水１７は、外部水侵入防止部１６において一時的にトラップされ、一定量を超えると再び排気口１５から外部へ排出される。
【0056】
外部水侵入防止部１６の構築に際する、２枚のシート積層体２１，２１の接着方法としては、接着剤等を用いる方法、熱融着、高周波ウェルダー、及び超音波ウェルダー等を用いる方法が用いられる。
【0057】
（シート積層体２１）
シート積層体２１は、最外側層が液体（廃水）に接触するように液体中（廃水中）に浸漬された状態で、気体送出層１２が設置された内部空間Ｂに供給される酸素を含む気体を外側へ透過させることで、前記気体を液体中（廃水中）に供給する。当該シート積層体２１は、気体供給体１０が第１の処理槽５１内に浸漬された状態において、内部空間Ｂ（気体送出層１２）から外側（廃水Ｗ）へ前記気体を透過させ、かつ外側（廃水Ｗ）から内部空間Ｂ（気体送出層１２）へ廃水を透過させない特性、すなわち防水透気性、を有する。これにより、廃水Ｗ中の微生物は、図７に示すように、酸素を含む気体が継続的に供給されるシート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に集まってくる。よって、シート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に微生物が付着して、バイオフィルムが形成される。そして、廃水Ｗに含まれるか、もしくはシート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に保持されている微生物の働きによって、水中に溶解、もしくは分散している微小個体状の有機物、もしくは窒素化合物が分解されて、廃水が浄化される。
シート積層体２１は、最外側層が液体（廃水）に接触するように液体中（廃水中）に浸漬された状態で、気体送出層１２が設置された内部空間Ｂに供給される酸素を含む気体を外側へ透過させることで、前記気体を液体中（廃水中）に供給する。当該シート積層体２１は、気体供給体１０が第１の処理槽５１内に浸漬された状態において、内部空間Ｂ（気体送出層１２）から外側（廃水Ｗ）へ前記気体を透過させ、かつ外側（廃水Ｗ）から内部空間Ｂ（気体送出層１２）へ廃水を透過させない特性、すなわち防水透気性、を有する。これにより、廃水Ｗ中の微生物は、図７に示すように、酸素を含む気体が継続的に供給されるシート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に集まってくる。よって、シート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に微生物が付着して、バイオフィルムが形成される。そして、廃水Ｗに含まれるか、もしくはシート積層体２１の表面２１ａ（気体供給体１０の外側表面Ａ）に保持されている微生物の働きによって、水中に溶解、もしくは分散している微小個体状の有機物、もしくは窒素化合物が分解されて、廃水が浄化される。
【0058】
具体的には図４Ａに示すように、シート積層体２１は、基材２１－１と、気体透過性無孔層２１－２と、微生物支持層２１－３とを含む。図示の例では、シート積層体２１は、内側から外側に向けて、基材２１－１、気体透過性無孔層２１－２、微生物支持層２１－３の順に積層され、廃水Ｗに接触する最外側層が微生物支持層２１－３によって構成されている。なお図示の例とは異なり、シート積層体２１は、内側から外側に向けて、気体透過性無孔層２１－２、基材２１－１、微生物支持層２１－３の順に積層されたものであってもよい（この場合、図示の例とは逆に、気体透過性無孔層２１－２が、基材２１－１の内側に位置する）。このようにしても、基材２１－１を気体透過性無孔層２１－２で覆い、廃水Ｗに接触する最外側層を微生物支持層２１－３によって構成できる。
【0059】
（基材２１－１）
基材２１－１は、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である。前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である。基材２１－１の素材として、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ（ジメチルシロキサン）を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。
基材２１－１は、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である。前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である。基材２１－１の素材として、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ（ジメチルシロキサン）を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。
【0060】
微多孔膜である基材２１－１の製造方法は、特に限定されないが、例えば、相分離法、延伸開孔法、溶解再結晶法、粉末焼結法、発泡法、溶剤抽出のいずれかによって、基材２１－１を製造できる。また基材２１－１は、自己組織化ハニカム微多孔膜であってもよい。
【0061】
基材２１－１の厚みは、１０μｍ～５００μｍであることが好ましく、５０μｍ～２００μｍであることがより好ましい。基材２１－１の厚さは、ＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．１厚さの測定方法で測定される値である。
【0062】
基材２１－１の細孔径は、気体透過性無孔層の欠陥を防止する観点から、０．０１μｍ～５０μｍであることが好ましく、高い強度と気体透過性を保持する観点から、０．１μｍ～３０μｍであることがより好ましい。前記細孔径は、表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、その観察像から以下に示す方法により求めた細孔径である。観察倍率は、観察する対象物の細孔径が適切に算出できる倍率であれば、任意の倍率で観察することができる。
【0063】
（細孔径を求める方法）
ＳＥＭ観察で得られた像について、２値化処理を行い、画像解析的に、細孔径を算出する。算出の際には、細孔径は楕円近似を行い、楕円の長軸の長さを細孔径として、その平均値を評価する。
ＳＥＭ観察で得られた像について、２値化処理を行い、画像解析的に、細孔径を算出する。算出の際には、細孔径は楕円近似を行い、楕円の長軸の長さを細孔径として、その平均値を評価する。
【0064】
或いは、基材２１－１の細孔径は、毛管凝縮法による細孔径分布測定（パームポロシメトリ）から求められる平均細孔径であると定義される。パームポロシメトリでは、試料にかける気体の測定圧力を徐々に増加させていく際に測定される気体の透過流量から、大気圧と測定圧力との差圧と、気体透過流量との関係を求める、細孔径を求めるには、試料を表面張力が既知の湿潤液に浸漬した後の湿潤サンプルにて測定されるウェットカーブと、乾燥した試料で測定されるドライカーブを求める。それぞれ、所定の圧力範囲で徐々に圧力を増加させていくことにより、試料内の貫通細孔径に関する情報を得ることができる。平均細孔径はウェットカーブと、ドライカーブの１／２の傾きの曲線（ハーフドライカーブ）が交わる点Ｘを求め、これを方程式、ｄ＝２８６０×γ／ＤＰに代入して求める。前記方程式において、ｄは平均細孔径（ｍｍ）、γは湿潤液の表面張力（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、ＤＰは点Ｘにおける大気圧と気体圧力との差圧（Ｐａ）である。測定は、Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、パームポロメーター（ＣＦＰ－１５００－ＡＥＣ）を用いることができる。試験条件としては例えば、試験温度は室温（２０℃±５℃）、湿潤液はＧａｌｗｉｃｋ（表面張力１５．７ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、加圧気体は圧縮空気、用いる試料の直径は３３ｍｍ、供給圧力最大値は２５０ｐｓｉ、差圧の上昇速度は４ｐｓｉ／分で測定することができる。湿潤サンプル作成の際には、サンプルが浸漬されている湿潤液をデシケータに入れ、脱気することでサンプルを十分に湿潤させることができる。
【0065】
（気体透過性無孔層２１－２）
気体透過性無孔層２１－２とは、前記基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層２１－２の細孔径は、基材２１－１の細孔径と同様の方法で測定できる。
気体透過性無孔層２１－２とは、前記基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層２１－２の細孔径は、基材２１－１の細孔径と同様の方法で測定できる。
【0066】
気体透過性無孔層２１－２は、酸素を含む気体を少なくとも透過できるものであればよい。気体透過性無孔層２１－２を透過する気体としてはまた、酸素、二酸化炭素、窒素、水素、メタノール、エタノール等のアルコール類や有機溶剤、もしくはそれらの混合ガスが挙げられる。微生物を効果的に生育、活動させる観点から、前記気体は、純酸素、空気等の、酸素を含む気体であることが好ましい。気体透過性はＪＩＳ Ｋ ７１２６に定めた方法で測定できる。
【0067】
気体透過性無孔層２１－２は、熱可塑性樹脂でもよく、熱硬化性樹脂でもよい。当該熱硬化性樹脂は、熱硬化する樹脂であってもよく、紫外線の照射で硬化する樹脂であってもよい。また、有機過酸化物架橋、付加反応架橋、縮合架橋により硬化する樹脂であってもよい。
【0068】
気体透過性無孔層２１－２の素材としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂および、これらの材料のコポリマーから選ばれる熱硬化性ポリマーを含んでもよい。また、（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）ｎ（ｎ＝整数）のシロキサン骨格を有するポリ（ジメチルシロキサン）などのシリコーンベースのシリコーン樹脂を用いることができる。これらの中でも、特に、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。
【0069】
上記のポリウレタン樹脂としては、「アサフレックス ８２５」（旭化成社製）、「ペレセン ２３６３－８０Ａ」、「ペレセン ２３６３－８０ＡＥ」、「ペレセン ２３６３－９０Ａ」、「ペレセン ２３６３－９０ＡＥ」、（以上、ダウ・ケミカル社製）、「ハイムレンＹ－２３７ＮＳ」（大日精化工業社製）を用いることができる。
【0070】
シリコーン系樹脂やシリコーンポリマー、またはそれらを得るためのシリコーン系樹脂組成物の配合、組成は特に限定されない。シリコーン系樹脂組成物に用いられるモノマーは１官能基、２官能基、３官能基、４官能基のいずれでもよく、単独で用いても、２種類以上を用いてもよい。モノマーとしてハロゲン化アルキルシラン、不飽和基含有シラン、アミノシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン等を用いてもよい。用いられるモノマーとしては、例えば次の化学式で表されるモノマーが挙げられる。ＨＳｉＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＭｅＳｉＨＣｌ２、Ｍｅ３ＳｉＣｌ、ＭｅＳｉＣｌ３、Ｍｅ２ＳｉＣｌ２、Ｍｅ２ＨＳｉＣｌ、ＰｈＳｉＣｌ３、Ｐｈ２ＳｉＣｌ２、ＭｅＰｈＳｉＣｌ２、Ｐｈ２ＭｅＳｉＣｌ、ＣＨ２＝ＣＨＳｉＣｌ３、Ｍｅ（ＣＨ２＝ＣＨ）ＳｉＣｌ２、Ｍｅ２（ＣＨ２＝ＣＨ）ＳｉＣｌ、（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２）ＭｅＳｉＣｌ２、（ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２）ＳｉＣｌ３、ＣＨ１８Ｈ３７ＳｉＣｌ３（化学式中で「＝」は二重結合を、「Ｍｅ」はメチル基を、「Ｐｈ」はフェニル基を表す）。前記モノマーは単独で用いても、２種類以上を用いてもよい。他の有機基としては、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；ベンジル基、２－フェニルエチル基、３－フェニルプロピル基等のアラルキル基等を用いてもよい。これらの中でも、メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせが好ましい。メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせである成分は、合成が容易であり、化学的安定性が良好であるからである。また、特に耐溶剤性が良好なポリオルガノシロキサンを用いようとする場合には、更にメチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせと３，３，３－トリフルオロプロピル基との組み合わせであることが好ましい。また、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノアルコキシシランが含まれていてもよい。オルガノアルコキシシランとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても２種類以上を用いてもよい。Ｍｅ３ＳｉＯＣＨ３、Ｍｅ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２、ＭｅＳｉ（ＯＣＨ３）３、Ｓｉ（ＯＣＨ３）４、Ｍｅ（Ｃ２Ｈ５）Ｓｉ（ＯＣＨ３）２、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、ＰｈＳｉ（ＯＣＨ３）３、Ｐｈ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２、ＭｅＳｉＯＣ２Ｈ５、Ｍｅ２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４、Ｃ２Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、ＰｈＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３、Ｐｈ２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）２。
【0071】
さらに、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノシラノールが含まれていてもよい。オルガノシラノールとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても２種類以上を用いてもよい。Ｍｅ３ＳｉＯＨ、Ｍｅ２Ｓｉ（ＯＨ）２、ＭｅＰｈＳｉ（ＯＨ）２、（Ｃ２Ｈ５）３ＳｉＯＨ、Ｐｈ２Ｓｉ（ＯＨ）２、Ｐｈ３ＳｉＯＨ。
【0072】
シリコーン系樹脂に用いられるシリコーンポリマーを得るための反応方法としては例えば、クロロシランの加水分解、環状ジメチルシロキサンオリゴマーの開環重合等の過程を経てもよい。用いるポリマーとしては例えば、ジメチル系ポリマー、メチルビニル系ポリマー、メチルフェニルビニル系ポリマー、メチルフロロアルキル系ポリマー等が挙げられる。
【0073】
シリコーンポリマーを硬化させる方法、すなわち反応（加硫）させてシリコーン系樹脂を得る方法は特に限定されない。加熱加硫、室温加硫でもよい。反応前の状態として、ミラブル型シリコーン系樹脂組成物、液状ゴム型シリコーン系樹脂組成物のどちらを用いてもよい。ミラブル型シリコーン系樹脂組成物に使用されるポリマーは重合度が４０００～１００００程度のポリマーが好適に使用される。また、１液型でも２液型でもよい。反応方法としては例えば、シラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）間の脱水縮合反応、シラノール基と加水分解性基間の縮合反応、メチルシリル基（Ｓｉ－ＣＨ３）、ビニルシリル基（Ｓｉ－ＣＨ＝ＣＨ２）の有機過酸化物による反応、ビニルシリル基とヒドロシリル基（Ｓｉ－Ｈ）との付加反応、紫外線による反応、電子線による反応等を用いてもよい。
【0074】
（シラノール基間の脱水縮合反応）
触媒としてはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、またはコバルト、スズなどの有機酸塩、あるいはアミン系の触媒を使用してもよく、加熱によって反応を進行させてもよい。
触媒としてはオクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、またはコバルト、スズなどの有機酸塩、あるいはアミン系の触媒を使用してもよく、加熱によって反応を進行させてもよい。
【0075】
（シラノール基と加水分解性基間の縮合反応）
触媒として、酸、アルカリ、有機スズ化合物や有機チタン化合物などを添加してもよい。加水分解性基としては、アルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、アミノキシ基、プロペノキシ基等を用いてもよい。
触媒として、酸、アルカリ、有機スズ化合物や有機チタン化合物などを添加してもよい。加水分解性基としては、アルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、アミノキシ基、プロペノキシ基等を用いてもよい。
【0076】
（メチルシリル基、ビニルシリル基の有機過酸化物による反応）
反応を促進する過酸化物硬化剤として、有機過酸化物やアシル系有機過酸化物、アルキル系有機過酸化物等を添加してもよい。アシル系有機過酸化物としては例えば、ｐ－メチルベンゾイルパーオキサイド等を用いてもよい。アルキル系有機過酸化物としては例えば、２，５ジメチル－２，５ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンやジクミルパーオキサイド等を用いてもよい。反応温度は例えば１２０℃以上であり、また、２次加硫（ポストキュア）を行ってもよい。添加する過酸化物硬化剤の添加量は樹脂の固形分に対して０．１～１０質量％が好適である。
反応を促進する過酸化物硬化剤として、有機過酸化物やアシル系有機過酸化物、アルキル系有機過酸化物等を添加してもよい。アシル系有機過酸化物としては例えば、ｐ－メチルベンゾイルパーオキサイド等を用いてもよい。アルキル系有機過酸化物としては例えば、２，５ジメチル－２，５ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンやジクミルパーオキサイド等を用いてもよい。反応温度は例えば１２０℃以上であり、また、２次加硫（ポストキュア）を行ってもよい。添加する過酸化物硬化剤の添加量は樹脂の固形分に対して０．１～１０質量％が好適である。
【0077】
（アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応）
アルケニル基は例えばビニル基が好適に用いられる。反応温度は常温でもよく、加温してもよい。また、反応は開放系で実施してもよく、密閉系で実施してもよい。アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応に用いる組成物を得る過程では、窒素、リン、硫黄などを含む有機化合物、スズ、鉛などの金属のイオン性化合物、アセチレン等不飽和基を有する化合物、アルコール、水、カルボン酸を除去する添加剤を加えてもよいし、除去する工程を用いてもよい。
アルケニル基は例えばビニル基が好適に用いられる。反応温度は常温でもよく、加温してもよい。また、反応は開放系で実施してもよく、密閉系で実施してもよい。アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応に用いる組成物を得る過程では、窒素、リン、硫黄などを含む有機化合物、スズ、鉛などの金属のイオン性化合物、アセチレン等不飽和基を有する化合物、アルコール、水、カルボン酸を除去する添加剤を加えてもよいし、除去する工程を用いてもよい。
【0078】
アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応を用いる場合、ビニル基を有するポリシロキサンやハイドロジェンポリシロキサンが好適に用いられる。
【0079】
ビニル基を有するポリシロキサンは、粘度が２３℃において１～１０００００ｍＰａ・ｓの直鎖状のポリシロキサンが好適に用いられる。前記ポリシロキサンは１分子中にビニル基を１個以上含む。ビニル基を有するポリシロキサンの具体例としては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらのポリシロキサンは、一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0080】
ハイドロジェンポリシロキサンは粘度が２３℃において１～１０００００ｍＰａ・ｓの直鎖状ポリシロキサンが好適に用いられる。ハイドロジェンポリシロキサンは１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を１個以上含む。ハイドロジェンポリシロキサンの具体例としては、２３℃における粘度が１～１０００００ｍＰａ・ｓである限り、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジフェニルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェン
シロキシ基封鎖メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
シロキシ基封鎖メチルフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【0081】
アルケニル基とヒドロシリル基との付加反応に用いる樹脂組成物は、アルケニル基に対するケイ素原子に結合した水素原子のモル比は０．０１～２０モルが好適であり１～２モルがさらに好適である。
【0082】
反応触媒としては例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属を用いて、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類、ビニルシロキサンまたはアセチレン化合物との配位化合物等の白金化合物、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム等の白金族金属化合物等を用いることができる。また、シリコーンオイルとの相溶性が必要であることから、塩化白金酸をシリコーン変性した白金化合物が好適に用いられる。触媒を用いる場合、固形分質量から求められる添加量は０．０１ｐｐｍ～１００００ｐｐｍが好適であり、０．１ｐｐｍから１０００ｐｐｍがさらに好適である。
【0083】
ヒドロシリル基の合計量は、全シリコーン系樹脂組成物中のケイ素原子に結合したアルケニル基１モル当たり、通常、０．０１～２０モルであり、好ましくは０．１～１０モルである。該合計量が、前記範囲の下限未満であると、得られるシリコーン系樹脂組成物が十分に硬化しにくくなる傾向があり、前記範囲の上限を超えると、得られるシリコーン系樹脂組成物の硬化物の機械的特性および耐熱特性が低下しやすくなる傾向がある。
【0084】
反応制御剤はシリコーン系樹脂を調合ないし基材に塗工などの加工を施す際に、硬化前に増粘やゲル化をおこさないようにするために添加するものである。反応制御剤としては、アルケニル基を複数個有する低分子量のポリシロキサンや、アセチレンアルコール系の化合物等が用いられる。
【0085】
（紫外線による反応）
紫外線硬化型シリコーン系樹脂としては、ラジカル反応タイプ（アクリル型、メルカプト型）、ラジカル反応／縮合反応併用タイプ（メルカプト／イソプロペノキシ型、アクリル／アルコキシ型）、紫外線活性の白金触媒を使用した付加反応タイプを用いてよい。
紫外線硬化型シリコーン系樹脂としては、ラジカル反応タイプ（アクリル型、メルカプト型）、ラジカル反応／縮合反応併用タイプ（メルカプト／イソプロペノキシ型、アクリル／アルコキシ型）、紫外線活性の白金触媒を使用した付加反応タイプを用いてよい。
【0086】
アクリル型ラジカル反応タイプではシロキサンに結合したアクリル基を有する有機基を光増感剤の存在下でラジカル重合反応させる。
【0087】
メルカプト型ラジカル反応タイプでは、シロキサンに結合したメルカプト基を有する有機基とビニル基を有するポリシロキサンを光増感剤の存在下でラジカル付加反応させる。
【0088】
紫外線活性な白金触媒を使用した付加反応タイプに用いられる触媒としては、（メチルシクロペンタジエニル）トリメチル白金錯体やビスアセチルアセトナト白金（ＩＩ）錯体等が用いられ、３６５ｎｍを中心とした光源で硬化させることが好適である。
【0089】
光硬化反応に用いられる主な官能基として、アクリル基、エポキシ基を用いてもよい。紫外線による反応に用いる組成物には光開始剤を用いてもよい。
【0090】
（シリコーン系樹脂に粘着性（接着性）を付与する方法）
シリコーン系樹脂に粘着性（接着性）を付与する方法としては例えば、粘着性を付与するシリコーンポリマーを添加する方法が好適に用いられる。粘着性を付与するシリコーンポリマーとしては例えば、ＭＱレジンが好適に用いられる。ＭＱレジンとは１官能基のモノマー（Ｍ単位）と４官能基のモノマー（Ｑ単位）から合成された３次元構造をもつポリマーである。前記３次元構造を持つポリマーの分子量は好ましくは１０～１０００００であり、より好ましくは１００～１００００である。各官能基のモノマーの有機基としては、メチル基を用いるのが好適であるが、付加反応型のシリコーン系樹脂の場合、アルケニル基を用いることが好適である。シリコーン系樹脂に対するＭＱレジンの含有量はシリコーン系樹脂の強度と粘着性を両立する観点から、好ましくは固形分換算で１０～９９質量％であり、より好ましくは２０～８０質量％である。本発明においては、粘着性を付与するシリコーンポリマーを得る際に、適宜、２官能基のモノマー（Ｄ単位）、３官能基のモノマー（Ｔ単位）を添加してもよく、他の官能基を有するモノマーやオリゴマーを添加してもよい。
シリコーン系樹脂に粘着性（接着性）を付与する方法としては例えば、粘着性を付与するシリコーンポリマーを添加する方法が好適に用いられる。粘着性を付与するシリコーンポリマーとしては例えば、ＭＱレジンが好適に用いられる。ＭＱレジンとは１官能基のモノマー（Ｍ単位）と４官能基のモノマー（Ｑ単位）から合成された３次元構造をもつポリマーである。前記３次元構造を持つポリマーの分子量は好ましくは１０～１０００００であり、より好ましくは１００～１００００である。各官能基のモノマーの有機基としては、メチル基を用いるのが好適であるが、付加反応型のシリコーン系樹脂の場合、アルケニル基を用いることが好適である。シリコーン系樹脂に対するＭＱレジンの含有量はシリコーン系樹脂の強度と粘着性を両立する観点から、好ましくは固形分換算で１０～９９質量％であり、より好ましくは２０～８０質量％である。本発明においては、粘着性を付与するシリコーンポリマーを得る際に、適宜、２官能基のモノマー（Ｄ単位）、３官能基のモノマー（Ｔ単位）を添加してもよく、他の官能基を有するモノマーやオリゴマーを添加してもよい。
【0091】
ＭＱレジンはＱ単位の縮合物の末端をＭ単位で封止した構造が好適に用いられる。Ｑ単位に対するＭ単位のモル比は粘着性とシリコーン系樹脂の強度を両立する観点から０．４～１．２が好適であり、０．６～０．９がさらに好適である。
【0092】
シリコーンモノマーからシリコーンポリマー、シリコーン系樹脂を得る過程で添加剤を加えてもよい。添加剤としては例えば、補強剤（乾式シリカ、湿式シリカ等シリカ充填剤等）、分散剤、接着助剤（シランカップリング剤等）、接着促進剤（有機金属化合物等）、反応制御剤、増量剤（結晶性シリカ、炭酸カルシウム、タルク等）、耐熱向上剤（酸化鉄、酸化セリウム、酸化チタン等）、難燃剤（酸化チタン、カーボン等）、熱伝導性充填剤、導電剤、表面処理剤、顔料、染料、または希土類、チタン、ジルコン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル等の金属酸化物、水酸化物、炭酸塩、脂肪酸塩が挙げられる。
【0093】
シリカ充填剤としては例えば、公知の微粉末シリカを用いることができる。親水性の微粉末シリカであっても疎水性の微粉末シリカであってもよい。親水性の微粉末シリカとしては、例えば、沈降シリカ等の湿式シリカ、シリカキセロゲル、ヒュームドシリカ等の乾式シリカが挙げられる。疎水性の微粉末シリカとしては、例えば、親水性の微粉末シリカの表面を疎水化処理して得られる微粉末シリカが挙げられる。疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン等のオルガノシラザン；メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等のハロゲン化シラン；該ハロゲン化シランのハロゲン原子がメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基で置換されたオルガノアルコ
キシシラン等が挙げられる。疎水化処理方法としては、例えば、親水性の微粉末シリカを疎水化処理剤により１５０～２００℃、特に１５０～１８０℃で２～４時間程度加熱処理する方法が挙げられる。このようにして親水性の微粉末シリカの表面を予め疎水化処理して得た疎水性の微粉末シリカを本発明接着剤に配合してもよいし、また、本発明接着剤中に親水性の微粉末シリカとともに疎水化処理剤を配合することにより、本発明接着剤を調製する段階で該親水性の微粉末シリカの表面が疎水化処理されるようにしてもよい。
キシシラン等が挙げられる。疎水化処理方法としては、例えば、親水性の微粉末シリカを疎水化処理剤により１５０～２００℃、特に１５０～１８０℃で２～４時間程度加熱処理する方法が挙げられる。このようにして親水性の微粉末シリカの表面を予め疎水化処理して得た疎水性の微粉末シリカを本発明接着剤に配合してもよいし、また、本発明接着剤中に親水性の微粉末シリカとともに疎水化処理剤を配合することにより、本発明接着剤を調製する段階で該親水性の微粉末シリカの表面が疎水化処理されるようにしてもよい。
【0094】
シリカ充填剤の具体例としては、アエロジル（登録商標）５０、１３０、２００および３００（商品名、日本アエロジル社製）、キャボシル（登録商標）ＭＳ－５およびＭＳ－７（商品名、キャボット社製）、レオロジルＱＳ－１０２および１０３（商品名、トクヤマ社製）、ニプシルＬＰ（商品名、日本シリカ社製）等の親水性の微粉末シリカ；アエロジル（登録商標）Ｒ－８１２，Ｒ－８１２Ｓ、Ｒ－９７２およびＲ－９７４（商品名、デグッサ社製）、レオロジルＭＴ－１０（商品名、トクヤマ社製）、ニプシルＳＳシリーズ（商品名、日本シリカ社製）等の疎水性の微粉末シリカが挙げられる。
【0095】
微粉末シリカを用いる場合、配合量は、通常、固形分換算で１～５０質量％である。前記配合量が、１質量％未満ではシリカ充填剤による強度付与効果が不充分となりやすく、５０質量％を超えると、得られるシリコーン樹脂組成物は、著しく流動性に欠けたものとなりやすく、作業性が劣ったものとなりやすい。
【0096】
接着促進剤としては例えばチタンの有機酸塩で代表される有機チタン化合物を用いることができる。接着促進剤はシリコーン系樹脂組成物の硬化を更に促進し、その接着性を更に向上させるための触媒として用いることができる。接着促進剤は、一種単独で使用しても、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0097】
接着促進剤としては、例えば、チタンキレート化合物、アルコキシチタンまたはこれらの組み合わせが挙げられる。チタンキレート化合物の具体例としては、ジイソプロポキシビス（アセチルアセトナト）チタン、ジイソプロポキシビス（エチルアセトアセタト）チタン、ジブトキシビス（メチルアセトアセタト）チタン等が挙げられる。アルコキシチタンの具体例としては、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等が挙げられる。アルコキシチタン中のアルコキシ基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。
【0098】
接着促進剤の配合量は、固形分換算で０．０１～１０質量％が好適であり、０．１～５質量％がさらに好適である。該配合量が、前記範囲の下限未満であると、接着性向上効果が現れにくい場合があり、前記範囲の上限を超えると、得られる接着剤の表面硬化が速すぎる場合がある。
【0099】
シランカップリング剤は、ケイ素原子に結合したアルコキシ基と、金属や各種合成樹脂などの被着体と化学結合する反応基を１つの分子内に有する化合物であり、前記ケイ素原子に結合したアルコキシ基の代わりにアルケニル基や水素原子を有する化合物を用いてもよい。前記被着体と化学結合する反応基としては、エポキシ基やアクリル基を用いてもよい。
【0100】
シリコーン系樹脂を塗布する際には、塗布前の被塗布材にプライマーを塗布してもよい。前記プライマーとしては、縮合硬化型、付加硬化型等のシリコーン系樹脂を用いることができる。プライマーの塗工量としては０．１～１．２ｇ／ｍ２が好適である。
【0101】
シリコーン系樹脂としては例えば、「ＳＹＬＧＲＡＤ１８６」、「ＤＯＷＳＩＬ３－６５１２」、「ＳＹＬＧＲＡＤ５２７」、「ＤＯＷＳＩＬＸ３－６２１１」、「ＳＹＬＧＲＡＤ３－６６３６」、「ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８０」、「ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ９６０」、「ＤＯＷＳＩＬ７８１ Ａｃｅｔｏｘｙ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ」、「ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ ＳＥ９１８７」、「ＤＯＷＳＩＬ Ｑ１－４０１０」、「ＳＹＬＧＲＡＤ １－４１２８」、「ＤＯＷＳＩＬ ３１４０ ＲＴＶ Ｃｏａｔｉｎｇ」、「ＤＯＷＳＩＬ ＨＣ２１００」、「ＳＩＬ－ＯＦＦ Ｑ２－７７８５」、「シラシール３ＦＷ」、「シラシールＤＣ７３８ＲＴＶ」、「ＤＣ３１４５」、及び「ＤＣ３１４０」（以上、ダウコーニング社製）、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＲＴ７０７Ｗ」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＥＬ４３００」「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ Ｍ４４００」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ Ｍ８０１２」、「ＳＩＬＲＥＳ ＢＳ ＣＲＥＭＥ Ｃ」、「ＳＩＬＲＥＳ ＢＳ １００１」、「ＳＩＬＲＥＳ ＢＳ ２９０」、「ＥＬＡＳＴＳＩＬ ９１２」、「ＥＬＡＳＴＳＩＬ Ｅ４３Ｎ」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ Ｎ９１１１」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ Ｎ１９９」、「ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ ９８７ＧＲ」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＲＴ７７２」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＲＴ７４５」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＬＲ３００３／０５」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＬＲ３３４３／４０」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＬＲ３３７０／４０」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＬＲ３３７４／５０ＢＲ」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＥＬ１３０１」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＥＬ ４４０６」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＥＬ３５３０」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ ＥＬ ７１５２」、「ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ Ｒ４０１／１０ＯＨ」「ＳＩＬＰＵＲＥＮ ２１ＸＸシリーズ」（旭化成ワッカーシリコーン社製）、「ＫＥ－３４２３」、「ＫＥ－３４７」、「ＫＥ－３４７９」、「ＫＥ―１８３０」、「ＫＥ－１８２０」、「ＫＥ－１０５６」、「ＫＥ－１８００Ｔ」、「ＫＥ－６６」、「ＫＥ－１０３１」、「ＫＥ－１２」、「ＫＥ－１３００Ｔ」、「ＳＤ４５８４ＰＳＡ」、「ＫＳ－８４７Ｔ」、「ＫＦ－２００５」、「ＫＮＳ－３００２」、「ＫＲ－１００」、「ＫＲ－１０１－１０」、「ＫＲ－１３０」、「ＫＲ－３６００」、「ＫＲ－３７０４」、「ＫＲ－３７００」、「ＫＲ―３７０１」、「Ｘ－４０－３２３７」、「Ｘ－４０－３２９１－１」、「Ｘ－４０－３２４０」、「シーラント４５」、「シーラントマスター３００」、「シーラント７２」、「ＫＥ－４２」、「シーラント７０」、「ＫＥ－９３１－Ｕ」、「ＫＥ－９５１１－Ｕ」、「ＫＥ－５４１－Ｕ」、「ＫＥ－１５３－Ｕ」、「ＫＥ－３６１－Ｕ」、「ＫＥ－１９５０－１０」、「ＫＥＧ－２０００－４０」、「ＫＥ－２０１９－４０」、「ＫＥ－２０９０－５０」、「ＫＥ－２０９６－６０」（信越化学工業社製）等を用いることができる。シリコーン系樹脂にはさらに、触媒を添加してもよい。触媒としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸鉄、コバルト、錫などの有機酸塩、アミン系の触媒を用いることができる。また、有機錫化合物、有機チタン化合物、白金化合物も用いることができる。触媒としては、例えば、「ＣＡＴ－ＰＬ－５０Ｔ」（信越化学工業社製）、「ＮＣ－２５」（東レ・ダウコーニング社製）を用いることができる。また、塗布の際には、トルエンやキシレン、もしくは、アルコール類等の溶剤を添加してもよい。プライマーとしては「プライマーＡＱ－１」「プライマーＣ」、「プライマーＭＴ」、「プライマーＴ」、「プライマーＤ」、「プライマーＡ－１０」、「プライマーＲ－３」、「プライマーＡ－２０」（信越化学工業社製）等を用いることができる。
【0102】
気体透過性無孔層を形成する方法は、特に限定されず、リバースロールコーター、正回転ロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、ロッドコーター、スロットオリフィスコーター、エアドクタコーター、キスコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スプレーコーター、スピンコーター、押出コーター、ホットメルトコーター等を用いて基材に積層させることにより、気体透過性無孔層を製造できる。また、粉体コーティング、電着コーティング等の方法でも気体透過性無孔層を製造できる。基材を気体透過性無孔層の原料液に浸漬することでコーティングしてもよい。基材はシート状でも中空糸状でもよい。塗布の前工程において、プライマー塗布、コロナ処理等の前処理を行ってもよい。
【0103】
気体透過性無孔層２１－２の目付量は、１０ｇ／ｍ２以上、５００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、２０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。気体透過性無孔層２１－２の目付量は、気体透過性無孔層２１－２が積層される前の基材の目付量Ｅ（ｇ／ｍ２）と、気体透過性無孔層が積層された後の気体透過性無孔層２１－２と基材の目付量Ｆ（ｇ／ｍ２）の差、Ｄ（ｇ／ｍ２）として以下の関係式（式１）により求められる。
【0104】
［式１］
Ｄ＝Ｆ－Ｅ
気体透過性無孔層２１－２や基材の目付量はＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．２単位面積当たりの質量で測定される値である。
Ｄ＝Ｆ－Ｅ
気体透過性無孔層２１－２や基材の目付量はＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．２単位面積当たりの質量で測定される値である。
【0105】
気体透過性無孔層２１－２の厚みは、１０μｍ以上、５００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。上記の気体透過性無孔層２１－２の厚さはＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．１厚さの測定方法で測定される値である。
【0106】
（微生物支持層２１－３）
微生物支持層２１－３は、その表面もしくは内部に微生物を担持する層であり、内部に微生物が生育可能な空間を有し、水中の有機物が通過可能である。微生物支持層２１－３の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系及びメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。
微生物支持層２１－３は、その表面もしくは内部に微生物を担持する層であり、内部に微生物が生育可能な空間を有し、水中の有機物が通過可能である。微生物支持層２１－３の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系及びメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。
【0107】
微生物支持層２１－３の目付量は２ｇ／ｍ２以上、５００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、１０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。微生物支持層２１－３の目付量はＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．２単位面積当たりの質量で測定される値である。微生物支持層２１－３の目付量が２ｇ／ｍ２以上であることにより、表面に凹凸が生じるため微生物支持層２１－３に微生物が保持しやすくなるという効果を得ることができる。また、微生物支持層２１－３の目付量が５００ｇ／ｍ２以下であることにより、微生物支持層２１－３の内部に微生物が生育可能な空間が生じるため微生物が保持しやすくなり、前記空間により酸素を微生物に供給しやすくなるという効果を得ることができる。
【0108】
微生物支持層２１－３の厚みは、５μｍ以上、２０００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましい。微生物支持層２１－３の厚さはＪＩＳ Ｌ１９１３：２０１０一般不織布試験方法６．１厚さの測定方法で測定される値である。
【0109】
なお、基材２１－１の表面処理によって微生物支持層２１－３が形成されてもよい。このようにすれば、上記の表面処理で基材２１－１表面の粗さと膜電位を上げられるので、微生物付着性が向上する。例えば上記の表面処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合し、さらに、ジエチルアミン、もしくは、亜硫酸ナトリウムを反応させることが行われ得る。或いは上記の表面処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合した後に、アンモニア、もしくは、エチルアミンを反応させることが行われてもよい。
【0110】
【0111】
まず図８のステップＳ１１において、気体送出層１２を構成する段ボール等の部材が所定の位置へ配置される（配置ステップ）。
【0112】
次に図８のステップＳ１２では、気体送出層１２の表ライナ１２ｂや裏ライナ１２ｃに、それぞれ針材を用いて気体通過孔１３としての貫通孔を複数形成する（孔形成ステップ）。
【0113】
上記の針材としては、例えば、複数の針が表面に取り付けられたロール（針材）や、１本の針が取り付けられて手動で気体通過孔１３を形成可能な針材等を用いることができる。これらの針材を用いることで、気体送出層１２が板材等によって覆われている場合でも、容易に必要な気体通過孔１３を形成できる。なお上記のロールが使用される場合には、ロールと平面との間に気体送出層１２を通すことで、気体送出層１２に気体通過孔１３を形成できる。上記の平面は、例えば、平板の表面や、針が取り付けられていない他のロールの表面である。
【0114】
なお、表面に針が並べられた板を気体送出層１２の表面に押し付けることで気体通過孔１３が形成されてもよく、また、カッターナイフ等の刃物を用いて気体通過孔１３が形成されてもよい。
【0115】
次に図８のステップＳ１３では、２枚の略四角形のシート積層体２１，２１を重ね合わせて、シート積層体２１，２１の周縁同士を熱融着で接合することで、シート積層体２１，２１からなる袋を形成する。形成された袋の内部が内部空間Ｂである。
【0116】
具体的には図９Ａ、９Ｂに示すように、２つのロールＲ１，Ｒ２から繰り出されるシート積層体２１，２１を重ね合わせた状態で、シート積層体２１，２１の周縁の３辺同士が熱融着で接合されることで、熱融着された側部接着部２１ｃが形成される。そして、側部接着部２１ｃによって３方が封止された状態で、開口２１ｂとなる部分においてシート積層体２１，２１が切断される（図９Ａは、シート積層体２１，２１の斜視図であり、図９Ｂはシート積層体２１，２１の断面図である）。
【0117】
なお、シート積層体２１から袋を形成する方法は、上記に限定されるものではなく、例えば、筒状に成形されたシート積層体２１の一方の開口部のみを接着することで袋を形成してもよい。あるいは、１枚のシート積層体２１を半分に折りたたんで、左右の端部を熱融着して袋状に形成してもよい。もしくは、インフレーション成形などで、シート積層体２１からなる袋を成形してもよい。あるいは、中空糸状のシート積層体２１を連続成形によって得ることもできる。例えば、基材２１－１を連続的に気体透過性無孔層２１－２の原料液に浸漬し、必要に応じて熱処理や冷却等で固定しシート積層体２１を得てもよいし、中空形状の基材２１－１上に連続的に気体透過性無孔層２１－２の原料液を金型を利用して配置し、必要に応じて熱処理や冷却等で固定しシート積層体２１を得てもよい。
【0118】
熱融着の温度としては、熱可塑性樹脂から形成される基材２１－１の融点以上、熱分解温度以下が好ましい。
【0119】
また、シート積層体２１を接着する方法は、上記の熱融着に限定されるものではなく、例えば、両面テープ、接着剤等を用いてシート積層体２１が接着されてもよい。接着剤の材料としては、耐水性、防水性、耐薬品性、耐微生物分解性のうち少なくともひとつを有するものが好ましい。
【0120】
【0121】
（被覆ステップ）。
なお、気体送出層１２を開口２１ｂから挿入する方向としては、図１０の矢印の向きに沿って挿入される。
なお、気体送出層１２を開口２１ｂから挿入する方向としては、図１０の矢印の向きに沿って挿入される。
【0122】
送気部１４を袋内部２１ｄに挿入する。なお、送気部１４もしくは送気部１４に接続される配管部材を気体送出層１２に接続する場合、気体通過孔１３形成後に、あらかじめ送気部１４もしくは送気部１４に接続される配管部材を接続した気体送出層１２を、袋内部２１ｄに挿入する。
【0123】
次に図８のステップＳ１５では、開口２１ｂを接着し、気体供給体１０の内部が、気体供給体１０の外部に対して、送気部１４を除いて塞がれた状態とする。（封止ステップ）
【0124】
具体的には、開口２１ｂにおいて２枚の重なっているシート積層体２１，２１熱融着で接合する。送気部１４の外周面とシート積層体２１との接合は、接着剤等を用いる方法、熱融着、高周波ウェルダー、及び超音波ウェルダー等を用いる方法、或いは、機械的に挟み込む方法によって実現され得る。例えば、送気部１４の外周面とシート積層体２１とを接合する方法は、パウチ袋や、水処理用膜モジュールに用いられる、融着、接着や螺着、嵌着等の方法を適用できる。
【0125】
次に図８のステップＳ１６では、剪断加工や打ち抜き加工などにより、図４Ｃに示すようにシート積層体２１の上部に排気口を形成する。この際、排気口１５の形状は、円形が好ましいが、四角形や六角形などの多角形でもよく、排気口１５の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。（排気口形成ステップ）
【0126】
次に図８のステップＳ１７では、重ね合わせられた２枚のシート積層体２１，２１を接着する方法で、外部水侵入防止部１６を形成する。図４Ａ～４Ｃ、６に示すように排気口１５の下部および側部を囲い、かつシート積層体２１の上辺接着部２１ｅおよび側部接着部２１ｃには連結しない形状で構築する。
【0127】
外部水侵入防止部１６を形成するための、２枚のシート積層体２１，２１の接着方法としては、接着剤等を用いる方法、熱融着、高周波ウェルダー、及び超音波ウェルダー等を用いる方法が用いられる。
【0128】
また、図８のステップＳ１１～Ｓ１７は適宜に順番の変更が可能である。たとえば、ステップＳ１６の排気口１５を形成する前に、ステップＳ１７の外部水侵入防止部１６の形成を行ってもよい。
【0129】
＜第２の廃水処理装置＞
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第２の廃水処理装置を更に備え、
前記第２の廃水処理装置は、
廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える。
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第２の廃水処理装置を更に備え、
前記第２の廃水処理装置は、
廃水を貯留する第２の処理槽と、
前記第２の処理槽に貯留された前記廃水の液面に交差し、一部が前記廃水に浸漬し、別の一部が前記液面上の気相に露出して配置される基板であって、前記基板に交差する軸線の周りに回転し、且つ、微生物を表面に担持する前記基板と、
を備える、或いは、
前記第２の廃水処理装置は、
前記廃水をろ過するためのろ過膜、
を備える。
【0130】
前記第２の廃水処理装置は、ブロアによる曝気を必要とせずに廃水を浄化する。前記第２の廃水処理装置は、ブロアによる曝気を必要としないため、活性汚泥反応槽等のブロアによる曝気を行う廃水処理装置と異なり、懸濁物質（ＳＳ）（すなわち汚泥）の発生が少なく、かつ、排出される処理水中のＳＳ濃度が低いため好ましい。
【0131】
第２の廃水処理装置の具体的な実施形態として、第２の廃水処理装置２０１及び２０２を以下に説明する。
【0132】
（第２の廃水処理装置２０１）
図１１に外観の斜視図を示す第２の廃水処理装置２０１は、本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いることができる、ブロアによる曝気を必要とせずに廃水を浄化する第２の廃水処理装置の一実施形態である。図１２及び図１３に、本発明の一実施形態の廃水処理システム５００に含まれる第２の廃水処理装置２０１の鉛直断面模式図を示す。
図１１に外観の斜視図を示す第２の廃水処理装置２０１は、本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いることができる、ブロアによる曝気を必要とせずに廃水を浄化する第２の廃水処理装置の一実施形態である。図１２及び図１３に、本発明の一実施形態の廃水処理システム５００に含まれる第２の廃水処理装置２０１の鉛直断面模式図を示す。
【0133】
第２の廃水処理装置２０１は、廃水Ｗを貯留する第２の処理槽２１１と、第２の処理槽２１１に貯留された廃水Ｗの液面Ｗ１に交差し、一部が廃水Ｗに浸漬し、別の一部が液面Ｗ１上の気相Ｇに露出して配置される基板２１２とを備える。基板２１２は、基板２１２に交差する軸線Ｌの周りに回転し、微生物を表面２１２ａに担持する。第２の廃水処理装置２０１は、微生物を担持する基板２１２の回転に伴い、廃水Ｗを撹拌するとともに、気相Ｇに含まれる空気中の酸素を廃水に供給する。また、基板２１２上の微生物は、基板２１２の回転に伴い、気相Ｇに含まれる空気及び廃水Ｗに交互に接触することで活性化され、廃水Ｗ中の汚物を吸収して分解を行う。このため第２の廃水処理装置２０１は、廃水の撹拌と酸素供給を目的としたブロアによる曝気を必要としない。
【0134】
第２の処理槽２１１は、廃水Ｗを貯留できるものであればよく、コンクリート、金属、樹脂等の素材で構成することができる。第２の処理槽２１１及び基板２１２の上部を覆うように、第２の処理槽２１１に着脱可能に設けられた蓋体２１３が設けられていてもよい。蓋体２１３もまた、コンクリート、金属、樹脂等の素材で構成することができる。
【0135】
基板２１２は、図示するように円形基板、すなわち円板体、であることが好ましいが、正方形、五角形以上の多角形等の任意の形状であってもよい。軸線Ｌは、好ましくは、基板２１２の平面視形状における重心位置（基板２１２が円板体である場合は円の中心）に垂直に交差する。第２の廃水処理装置２０１は、図示するように複数の基板２１２を備えることが好ましい。
【0136】
基板２１２は、高密度ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂材料、化学繊維、スチールウール等の繊維材料等の任意の材料から構成することができる。これらの材料を板状に成形して基板２１２とすることができる。図示する例では、複数の基板２１２は、軸線Ｌが一致し且つ水平方向に向くように配置され、その中心に、軸線Ｌに沿って回転軸２１４が嵌入固定されて連結されている。回転軸２１４により連結された複数の基板２１２は、第２の処理槽２１１の長手方向に沿って配置されている。回転軸２１４の両端部は、第２の処理槽２１１の両端部で軸支され、一端側が電磁モータ２１５の出力軸と連結されている。
【0137】
第２の処理槽２１１の一側面に廃水（原水又は他の廃水処理装置による処理を経た廃水）の送水管と接続されるインレットが設けられ、他側面には処理された廃水を排出するアウトレットが設けられている。第２の処理槽２１１には、廃水Ｗが、第２の処理槽２１１の深さの半分程度まで貯留される。
【0138】
第２の処理槽２１１内では、基板２１２は、基板２１２の下端から、基板２１２の鉛直方向の幅の３０％～７０％、好ましくは約４０％、の高さの位置までが、廃水Ｗに浸漬され、前記位置より上部が気相Ｇ中に露出して配置される。基板２１２の表面２１２ａやその内部には、汚物、苔、藻または泥が付着するとともに、複数種類の微生物が付着し生息している。これにより基板２１２は微生物を担持する。第２の処理槽２１１に貯留された廃水Ｗ中にも微生物は生息している。基板２１２に担持される微生物としては、好気性微生物及び嫌気性微生物から選択される１以上が挙げられる。前記微生物としては、細菌、菌類、微細藻類、原生動物、微小後生動物などが挙げられる。また、原生動物としては、鞭毛虫類、肉質虫類および繊毛虫類などが挙げられ。微小後生動物としては、輪虫類、線虫類、貧毛類などが挙げられる。
【0139】
回転軸２１４により連結された複数の基板２１２が、電磁モータ２１５により低速度で回転駆動されると、個々の基板２１２に付着繁殖した微生物が汚水と接触して、廃水に含まれる有機物などの汚物が生化学的に分解される。これらの微生物は、基板２１２の回転に伴って、気相Ｇに含まれる空気中から酸素を吸収するとともに、廃水中から汚物などの汚濁物質を吸収して分解する。これによって廃水Ｗが浄化される。
【0140】
（第２の廃水処理装置２０１）
本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いることができる、ブロアによる曝気を必要とせずに廃水を浄化する第２の廃水処理装置の別の一実施形態として、第２の廃水処理装置２０２が例示できる。図１４には、本発明の一実施形態の廃水処理システム５００に含まれる第２の廃水処理装置２０２の鉛直断面模式図を示す。
本発明の一実施形態の廃水処理システムに用いることができる、ブロアによる曝気を必要とせずに廃水を浄化する第２の廃水処理装置の別の一実施形態として、第２の廃水処理装置２０２が例示できる。図１４には、本発明の一実施形態の廃水処理システム５００に含まれる第２の廃水処理装置２０２の鉛直断面模式図を示す。
【0141】
第２の廃水処理装置２０２は、廃水をろ過するためのろ過膜２２１を備える膜ろ過装置である。第２の廃水処理装置２０２において、ろ過膜２２１は必要に応じて筐体２２２に収容される。
【0142】
ろ過膜２２１は、廃水処理に用いられるろ過膜を利用することができ、例えば多孔質膜が好ましい。ろ過膜２２１の形状は限定されず、中空糸膜、平膜等の各種形状のろ過膜を適宜使用することができる。ろ過膜２２１が中空糸膜である場合、第２の廃水処理装置２０２は膜モジュールとも呼ばれる。
【0143】
ろ過膜２２１を備える第２の廃水処理装置２０２において、ろ過の駆動力は、一次側からの加圧であっても、二次側からの吸引であっても、加圧と吸引の組み合わせであってもよいし、重力、水頭差又はサイフォン現象を利用したものであってもよい。図１４に示す例では、送水ポンプ５３０による一次側からの加圧と、送水ポンプ５３１による二次側からの吸引によりろ過を駆動する。
【0144】
ろ過膜２２１としては、限外ろ過膜、精密ろ過膜等の水処理膜として用いられる分画能を有するものが使用できる。ろ過膜２２１は１ｎｍ～０．１μｍの孔を有する樹脂膜であることが好ましい。このような微細な孔によって、水処理膜としての機能を果たすとともに、その密度等によって、例えば、限外ろ過膜又は精密ろ過膜の分画性を調整することができる。一般に、限外ろ過膜は孔の大きさが２～２００ｎｍ程度の膜であり、精密ろ過膜は５０ｎｍ～１０μｍ程度の膜である。
【0145】
ろ過膜２２１を構成する樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、ポリスルホン（ＰＳ）系樹脂、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂、酢酸セルロース（ＣＡ）系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂、ポリイミド（ＰＩ）系樹脂等の各種樹脂が例示できる。
【0146】
第２の廃水処理装置２０２では、供給される廃水を、ろ過膜２２１を通過した処理水と、ろ過膜２２１を通過しないろ過残さとに分画する。ろ過残さは必要に応じて更に処理することができる。
【0147】
＜第３の廃水処理装置＞
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置に加えて他の１以上の第３の廃水処理装置を更に備えてもよい。第３の廃水処理装置は、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置に直列接続することができる。
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置に加えて他の１以上の第３の廃水処理装置を更に備えてもよい。第３の廃水処理装置は、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置に直列接続することができる。
【0148】
第３の廃水処理装置としては、沈殿槽及び消毒槽が例示できる。
【0149】
【0150】
沈殿槽３１０は、廃水Ｗを貯留し、廃水Ｗ中の沈降性成分を沈殿させる。沈殿槽３１０には、好ましくは、沈降性成分を凝集させて沈殿を促進する凝集剤を供給するための、凝集剤供給ユニット３１１が接続されている。凝集剤としてはポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤、ポリアクリルアミド系の高分子凝集剤等が使用できる。図示しないが、沈殿槽３１０には撹拌部や温度調節部が更に付加されていてもよい。
【0151】
消毒槽３２０は、廃水Ｗを貯留し消毒用薬剤により消毒する。消毒槽３２０には、好ましくは、消毒用薬剤を供給するための、消毒用薬剤ユニット３２１が接続されている。消毒用薬剤としては次亜塩素酸カルシウム等の塩素剤が使用できる。図示しないが、消毒槽３２０には撹拌部や温度調節部が更に付加されていてもよい。
【0152】
＜廃水処理システム＞
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置を備える。前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されている。前記第１の廃水処理装置は、いわゆるＭＡＢＲであり、懸濁物質（ＳＳ）の発生及び流出が少ない。前記第２の廃水処理装置もまた、ブロアによる曝気が必要ないため、ＳＳの流出及び発生が少ない。このため、本実施形態の廃水処理システムによれば、廃水処理時のＳＳの流出及び発生を抑制することができる。また、本実施形態の廃水処理システムでは沈殿槽を必ずしも必要としないため、既存のシステムに比べて設置スペースを小さくすることが可能である。
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置を備える。前記第１の廃水処理装置及び前記第２の廃水処理装置は、一方による処理を経た前記廃水を、他方が更に処理するように接続されている。前記第１の廃水処理装置は、いわゆるＭＡＢＲであり、懸濁物質（ＳＳ）の発生及び流出が少ない。前記第２の廃水処理装置もまた、ブロアによる曝気が必要ないため、ＳＳの流出及び発生が少ない。このため、本実施形態の廃水処理システムによれば、廃水処理時のＳＳの流出及び発生を抑制することができる。また、本実施形態の廃水処理システムでは沈殿槽を必ずしも必要としないため、既存のシステムに比べて設置スペースを小さくすることが可能である。
【0153】
本発明の一実施形態の廃水処理システムは、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置をそれぞれ少なくとも１つ備えていればよく、第１の廃水処理装置及び第２の廃水処理装置の一方又は両方を複数備えていてもよい。
【0154】
【0155】
（図１２に示す廃水処理システム５００）
図１２に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００と、上述の第２の廃水処理装置２０１とを備え、第１の廃水処理装置１００による処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０１が更に処理するように直列に接続されている。
図１２に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００と、上述の第２の廃水処理装置２０１とを備え、第１の廃水処理装置１００による処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０１が更に処理するように直列に接続されている。
【0156】
第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）は、ブロアによる曝気が不要であるためＳＳの発生及び流出が少ない。また、気体供給体１０の外側表面Ａ上で微生物の増殖が効率的に生じるため処理効率が高く、懸濁物質の発生が少ない。ただし第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）のみでは、極低濃度の生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）の十分な除去には適さない場合がある。
【0157】
第２の廃水処理装置２０１では、基板２１２の表面２１２ａに担持された微生物が、基板２１２の回転により気相Ｇに露出して酸素を直接取り込むことができるため、ＢＯＤが低い廃水であっても効率的にＢＯＤを下げることができる。また第２の廃水処理装置２０１は、ブロアによる曝気を行わないためＳＳの発生と流出が少ないうえ、発生したＳＳが回転する基板２１２の表面２１２ａの微生物に取り込まれることでＳＳがさらに抑制される。
【0158】
このため、図１２に示す廃水処理システム５００は、ＳＳの発生と流出が少ないことに加えて、前段の第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）によりＢＯＤが低減した廃水を、後段の第２の廃水処理装置２０１により処理してＢＯＤを更に低減することが可能である。すなわち図１２に示す廃水処理システム５００は、ＳＳの発生と流出の抑制と、高いＢＯＤ除去効率を両立することが可能である。
【0159】
図１２に示す廃水処理システム５００は更に、第３の廃水処理装置として、沈殿槽３１０及び消毒槽３２０を備える。
【0160】
図１２に示す廃水処理システム５００による廃水の処理の流れの概略は次の通りである。
【0161】
廃水の原水が送水管５０１を介して送水ポンプ５０９により第１の廃水処理装置１００の第１の処理槽５１に、流入口５１ａから連続的に供給され貯留される。第１の廃水処理装置１００の気体供給体１０の内部に気体供給源５３から酸素を含む気体が供給され、気体供給体１０のシート積層体２１を透過して廃水Ｗに供給される。気体供給体１０の外側に微生物が担持され、前記微生物が廃水Ｗ中の有機物を分解する。このとき必要に応じて、第１の処理槽５１の廃水Ｗは、ブロア６０による空気により撹拌される。第１の処理槽５１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
【0162】
第１の廃水処理装置１００で処理された廃水Ｗは、流出口５１ｂから、好ましくは越水により、送水管５０２を介して第２の廃水処理装置２０１の第２の処理槽２１１に連続的に供給され貯留される。第２の廃水処理装置２０１において、回転軸２１４により連結された複数の基板２１２が、電磁モータ２１５により低速度で回転駆動されることで、個々の基板２１２に付着繁殖した微生物が汚水と接触して、廃水に含まれる有機物などの汚物が生化学的に分解される。第２の処理槽２１１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
【0163】
第２の廃水処理装置２０１で処理された廃水Ｗは、送水管５０３を介して送水ポンプ５１０により沈殿槽３１０に供給され貯留される。沈殿槽３１０では、廃水Ｗに凝集剤供給ユニット３１１から凝集剤が供給され、槽内で沈殿が生成する。
【0164】
沈殿槽３１０の上清液は、送水管５０４を介して消毒槽３２０に供給され貯留される。消毒槽３２０では、消毒用薬剤ユニット３２１から消毒用薬剤が供給され前記上清液と混合されて消毒される。消毒された処理水は送水管５０５を通じて排出される。
【0165】
（図１３に示す廃水処理システム５００）
図１３に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００と、上述の第２の廃水処理装置２０１とを備え、第２の廃水処理装置２０１による処理を経た廃水を、第１の廃水処理装置１００が更に処理するように直列に接続されている。
図１３に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００と、上述の第２の廃水処理装置２０１とを備え、第２の廃水処理装置２０１による処理を経た廃水を、第１の廃水処理装置１００が更に処理するように直列に接続されている。
【0166】
第２の廃水処理装置２０１では、基板２１２の表面２１２ａに担持された微生物が、基板２１２の回転により気相Ｇに露出して酸素を直接取り込むことができるため、ＢＯＤが高い廃水も効率的にＢＯＤを下げることができる。また第２の廃水処理装置２０１は、ブロアによる曝気を行わないため懸濁物質（ＳＳ）の発生と流出が少ないうえ、発生したＳＳが回転する基板２１２の表面２１２ａの微生物に取り込まれることでＳＳがさらに抑制される。
【0167】
第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）は、ＳＳの発生及び流出が少なく、処理効率が高い。また、第２の廃水処理装置２０１の後に第１の廃水処理装置１００による処理を行うことで、得られる処理水の水質を高めることができる。さらに、第２の廃水処理装置２０１による処理を経た廃水中に含まれる微生物が、第１の廃水処理装置１００での微生物膜としても活用できるため、馴養期間を短くすることが可能である。
【0168】
すなわち、図１３に示す廃水処理システム５００によれば、ＳＳの発生と流出が少なく、効率的に水質の高い処理水を生成することができる。
【0169】
図１３に示す廃水処理システム５００は更に、第３の廃水処理装置として、沈殿槽３１０及び消毒槽３２０を備える。
【0170】
図１３に示す廃水処理システム５００による廃水の処理の流れの概略は次の通りである。
【0171】
廃水の原水が、送水管５１３を介して送水ポンプ５２１により第２の廃水処理装置２０１の第２の処理槽２１１に連続的に供給され貯留される。第２の廃水処理装置２０１において、回転軸２１４により連結された複数の基板２１２が、電磁モータ２１５により低速度で回転駆動されることで、個々の基板２１２に付着繁殖した微生物が汚水と接触して、廃水に含まれる有機物などの汚物が生化学的に分解される。第２の処理槽２１１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
第２の廃水処理装置２０１で処理された廃水Ｗは、送水管５１４を介して送水ポンプ５２２により第１の廃水処理装置１００の第１の処理槽５１に、流入口５１ａから連続的に供給され貯留される。第１の廃水処理装置１００の気体供給体１０の内部に気体供給源５３から酸素を含む気体が供給され、気体供給体１０のシート積層体２１を透過して廃水Ｗに供給される。気体供給体１０の外側に微生物が担持され、当該微生物が廃水Ｗ中の有機物を分解する。このとき必要に応じて、第１の処理槽５１の廃水Ｗは、ブロア６０による空気により撹拌される。第１の処理槽５１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
第２の廃水処理装置２０１で処理された廃水Ｗは、送水管５１４を介して送水ポンプ５２２により第１の廃水処理装置１００の第１の処理槽５１に、流入口５１ａから連続的に供給され貯留される。第１の廃水処理装置１００の気体供給体１０の内部に気体供給源５３から酸素を含む気体が供給され、気体供給体１０のシート積層体２１を透過して廃水Ｗに供給される。気体供給体１０の外側に微生物が担持され、当該微生物が廃水Ｗ中の有機物を分解する。このとき必要に応じて、第１の処理槽５１の廃水Ｗは、ブロア６０による空気により撹拌される。第１の処理槽５１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
【0172】
第１の廃水処理装置１００で処理された廃水Ｗは、流出口５１ｂから送水管５１５を通じて、好ましくは越水により、沈殿槽３１０に供給され貯留される。沈殿槽３１０では、廃水Ｗに凝集剤供給ユニット３１１から凝集剤が供給され、槽内で沈殿が生成する。
【0173】
沈殿槽３１０の上清液は、送水管５１６を介して消毒槽３２０に供給され貯留される。消毒槽３２０では、消毒用薬剤ユニット３２１から消毒用薬剤が供給され前記上清液と混合されて消毒される。消毒された処理水は送水管５１７を通じて排出される。
【0174】
（図１４に示す廃水処理システム５００）
図１４に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）と、上述の第２の廃水処理装置２０２（膜ろ過装置）とを備え、第１の廃水処理装置１００による処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０２が更に処理するように直列に接続されている。
図１４に示す廃水処理システム５００は、上述の第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）と、上述の第２の廃水処理装置２０２（膜ろ過装置）とを備え、第１の廃水処理装置１００による処理を経た廃水を、第２の廃水処理装置２０２が更に処理するように直列に接続されている。
【0175】
第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）は、ブロアによる曝気が不要であるため懸濁物質（ＳＳ）の発生及び流出が少ない。また、気体供給体１０の外側表面Ａ上で微生物の増殖が効率的に生じるため処理効率が高く、ＳＳの発生が少ない。
【0176】
第２の廃水処理装置２０２（膜ろ過装置）は、ブロアによる曝気が不要であり、かつ、固形分が除去されるため、ＳＳ濃度の低い処理水を排出することができる。
【0177】
このため図１４に示す廃水処理システム５００によれば、廃水を処理して、有機物が分解されＳＳ濃度が低減された処理水を排出することができる。
【0178】
図１４に示す廃水処理システム５００による廃水の処理の流れの概略は次の通りである。
【0179】
廃水の原水が送水管５２５を介して送水ポンプ５２９により第１の廃水処理装置１００の第１の処理槽５１に、流入口５１ａから連続的に供給され貯留される。第１の廃水処理装置１００の気体供給体１０の内部に気体供給源５３から酸素を含む気体が供給され、気体供給体１０のシート積層体２１を透過して廃水Ｗに供給される。気体供給体１０の外側に微生物が担持され、当該微生物が廃水Ｗ中の有機物を分解する。このとき必要に応じて、第１の処理槽５１の廃水Ｗは、ブロア６０による空気により撹拌される。第１の処理槽５１内の廃水Ｗの滞留時間は１０時間以内とすることが好ましく、１．５時間以上、８時間以内とすることが更に好ましい。
【0180】
第１の廃水処理装置１００で処理された廃水Ｗは、流出口５１ｂから送水管５２６を通じて、送水ポンプ５３０により第２の廃水処理装置２０２に供給され、ろ過膜２２１に向けて加圧される。同時に廃水Ｗは送水管５２７の側から送水ポンプ５３１により吸引される。これにより廃水Ｗのうち、ろ過膜２２１を通過できる成分が、処理水として送水管５２７を通じて排出される。一方で、廃水Ｗのうち、ろ過膜２２１を通過できない成分はろ過残さとして送水管５２８を通じて回収される。
【実施例0181】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例により限定されるものではない。
【0182】
(実施例１)
図１～３に示す、第１の処理槽５１及び複数の気体供給体１０を備える第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）と、図１１に示す、第２の処理槽２１１及び複数の円形基板２１２とを備える第２の廃水処理装置２０１（回転円板）とを、廃水が先に第１の廃水処理装置１００により処理され、次に第２の廃水処理装置２０１により処理されるように直列接続した、実施例１の廃水処理システムを構築した。
図１～３に示す、第１の処理槽５１及び複数の気体供給体１０を備える第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）と、図１１に示す、第２の処理槽２１１及び複数の円形基板２１２とを備える第２の廃水処理装置２０１（回転円板）とを、廃水が先に第１の廃水処理装置１００により処理され、次に第２の廃水処理装置２０１により処理されるように直列接続した、実施例１の廃水処理システムを構築した。
【0183】
第１の処理槽５１として、積水アクアシステム株式会社製の容積４．５ｍ３のパネルタンクを用いた。複数の気体供給体１０の、廃水に浸漬された部分の膜表面積は１３８ｍ２であった。第２の廃水処理装置２０１として、積水アクアシステム株式会社製の装置を用いた。第１の処理槽５１の下部には図１２～１３に示すようにブロア６０が設置され、槽内を均一に保つため曝気強度１ｍ３／ｍ３にて間欠的に空気を供給した。
【0184】
廃水として、純水中の８０％以上の界面活性剤が含有されるものを用いた。廃水中のＢＯＤ負荷は１０ｋｇ－ＢＯＤ/日と安定していた。廃水を、ポンプを用いて一日当たりの水量が一定量なるように、３０日間連続的に実施例１の廃水処理システムに供給し処理した。
【0185】
(実施例２)
廃水が先に第２の廃水処理装置２０１（回転円板）により処理され、次に第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）により処理されるように、第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１とを直列接続したことを除いて、実施例１の廃水処理システムと同様に、実施例２の廃水処理システムを構築した。実施例２の廃水処理システムを用いて、実施例１と同じ条件で、３０日間、廃水を処理した。
廃水が先に第２の廃水処理装置２０１（回転円板）により処理され、次に第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）により処理されるように、第１の廃水処理装置１００と第２の廃水処理装置２０１とを直列接続したことを除いて、実施例１の廃水処理システムと同様に、実施例２の廃水処理システムを構築した。実施例２の廃水処理システムを用いて、実施例１と同じ条件で、３０日間、廃水を処理した。
【0186】
（比較例１）
活性汚泥法による廃水処理を行う２つの処理水槽を直列接続して比較例１の廃水処理システムを構築した。この比較例１の廃水処理システムを用い、その前段側の処理水槽に、廃水を、ＢＯＤ負荷が１０ｋｇ－ＢＯＤ／日となるように連続的にポンプにより供給したこと以外は、実施例１と同じ条件で、３０日間、廃水を処理した。
活性汚泥法による廃水処理を行う２つの処理水槽を直列接続して比較例１の廃水処理システムを構築した。この比較例１の廃水処理システムを用い、その前段側の処理水槽に、廃水を、ＢＯＤ負荷が１０ｋｇ－ＢＯＤ／日となるように連続的にポンプにより供給したこと以外は、実施例１と同じ条件で、３０日間、廃水を処理した。
【0187】
（比較例２）
第１の処理槽５１として、容積４５Ｌのアクリル製水槽を用い、複数の気体供給体１０の、廃水に浸漬された部分の膜表面積を１３．８ｍ２とした、図１～３に示す第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）を２台用意し、それらを直列接続して、比較例２の廃水処理システムを構築した。この比較例２の廃水処理システムに、実施例１と同じ廃水を、ＢＯＤ負荷が１０ｋｇ－ＢＯＤ／日となるように、３０日間、連続的にポンプにより供給したこと以外は、実施例１と同じ条件で廃水を処理した。
第１の処理槽５１として、容積４５Ｌのアクリル製水槽を用い、複数の気体供給体１０の、廃水に浸漬された部分の膜表面積を１３．８ｍ２とした、図１～３に示す第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）を２台用意し、それらを直列接続して、比較例２の廃水処理システムを構築した。この比較例２の廃水処理システムに、実施例１と同じ廃水を、ＢＯＤ負荷が１０ｋｇ－ＢＯＤ／日となるように、３０日間、連続的にポンプにより供給したこと以外は、実施例１と同じ条件で廃水を処理した。
【0188】
（比較例３）
実施例１で用いた第２の廃水処理装置２０１（積水アクアシステム株式会社製）（回転円板）を２台用意し、それらを直列接続して、比較例３の廃水処理システムを構築した。この比較例３の廃水処理システムに、実施例１と同じ廃水を、実施例１と同じ水量となるように、３０日間、連続的にポンプにより供給し処理した。
実施例１で用いた第２の廃水処理装置２０１（積水アクアシステム株式会社製）（回転円板）を２台用意し、それらを直列接続して、比較例３の廃水処理システムを構築した。この比較例３の廃水処理システムに、実施例１と同じ廃水を、実施例１と同じ水量となるように、３０日間、連続的にポンプにより供給し処理した。
【0189】
（発生汚泥測定方法）
ＪＩＳ Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に規定される懸濁物質の測定方法に従い、各実施例比較例の廃水処理システムに供給する廃水の原水、１段目の装置による処理（「前段」と称する）終了時の処理水、及び、２段目の装置による処理（「後段」と称する）終了時の処理水の懸濁物質濃度（ＳＳ濃度）をそれぞれ測定した。各段階の試料のＳＳ濃度の測定は、通水開始から終了まで、７日間に１回行い、平均値を求めた。前段終了時の処理水のＳＳ濃度及び後段終了時の処理水のＳＳ濃度を、それぞれ、前段発生汚泥量及び後段発生汚泥量とした。
ＪＩＳ Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に規定される懸濁物質の測定方法に従い、各実施例比較例の廃水処理システムに供給する廃水の原水、１段目の装置による処理（「前段」と称する）終了時の処理水、及び、２段目の装置による処理（「後段」と称する）終了時の処理水の懸濁物質濃度（ＳＳ濃度）をそれぞれ測定した。各段階の試料のＳＳ濃度の測定は、通水開始から終了まで、７日間に１回行い、平均値を求めた。前段終了時の処理水のＳＳ濃度及び後段終了時の処理水のＳＳ濃度を、それぞれ、前段発生汚泥量及び後段発生汚泥量とした。
【0190】
比較例１の廃水処理システムでの前段発生汚泥量及び後段発生汚泥量をそれぞれ１００％とした場合の、実施例１及び２、比較例２及び３の廃水処理システムでの前段発生汚泥量及び後段発生汚泥量の割合をそれぞれ、前段及び後段の「発生汚泥量（％）」とした。
【0191】
（ＢＯＤ測定濃度）
ＪＩＳ Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に規定される生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）の測定方法に従い、各実施例比較例の廃水処理システムに供給する廃水の原水、前段終了時の処理水、及び、後段終了時の処理水のＢＯＤをそれぞれ測定した。各段階の試料のＢＯＤの測定は、通水開始から終了まで、７日間に１回行い、平均値を求めた。各実施例比較例の廃水処理システムを用いた廃水処理において、前段終了時の処理水のＢＯＤ及び後段終了時の処理水のＢＯＤの、原水のＢＯＤに対する割合を、それぞれ処理水ＢＯＤ濃度（％）として求めた。
ＪＩＳ Ｋ０１０２（工場排水試験方法）に規定される生物化学的酸素消費量（ＢＯＤ）の測定方法に従い、各実施例比較例の廃水処理システムに供給する廃水の原水、前段終了時の処理水、及び、後段終了時の処理水のＢＯＤをそれぞれ測定した。各段階の試料のＢＯＤの測定は、通水開始から終了まで、７日間に１回行い、平均値を求めた。各実施例比較例の廃水処理システムを用いた廃水処理において、前段終了時の処理水のＢＯＤ及び後段終了時の処理水のＢＯＤの、原水のＢＯＤに対する割合を、それぞれ処理水ＢＯＤ濃度（％）として求めた。
【0192】
【表1】
【0193】
活性汚泥法による処理を２段階行う比較例１の廃水処理システムでは、ＢＯＤを十分に低減できたが、多量の汚泥（ＳＳ）を発生した。
【0194】
これに対し、第１の処理槽５１及び複数の気体供給体１０を備える第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）と、第２の処理槽２１１及び複数の円形基板２１２とを備える第２の廃水処理装置２０１（回転円板）とを直列接続した実施例１及び２の廃水処理システムは、ＢＯＤを比較例１の廃水処理システムと同程度又はそれ以上に効率的に低減することが可能であった。しかも、汚泥（ＳＳ）の発生を比較例１の廃水処理システムでの汚泥発生量の１０％にまで抑制することができた。特に、第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）による処理を先に行い、第２の廃水処理装置２０１（回転円板）による処理を後に行う実施例１の廃水処理システムは、比較例１の廃水処理システムよりもＢＯＤを低減することができた。
【0195】
第１の廃水処理装置１００（ＭＡＢＲ）による処理を２段階で行う比較例２の廃水処理システムは、ＢＯＤを低減することができるが、実施例１及び２の廃水処理システムほど顕著に汚泥（ＳＳ）の発生を抑制することはできなかった。
【0196】
第２の廃水処理装置２０１（回転円板）による処理を２段階で行う比較例３の廃水処理システムは、ＢＯＤを実施例１と同程度に低減することはできるが、汚泥（ＳＳ）の発生を抑制する性能は、実施例１、実施例２及び比較例２の廃水処理システムと比べて劣っていた。
【0197】
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【符号の説明】
【0198】
１０ ：気体供給体
２１ ：シート積層体
２１－１ ：基材
２１－２ ：気体透過性無孔層
２１－３ ：微生物支持層
５１ ：第１の処理槽
１００ ：第１の廃水処理装置
２０１，２０２ ：第２の廃水処理装置
２１１ ：第２の処理槽
２１２ ：基板
２１２ａ ：基板の表面
２２１ ：ろ過膜
３１０ ：沈殿槽
３２０ ：消毒槽
５００ ：廃水処理システム
Ａ ：外側表面
Ｂ ：内部空間
Ｇ ：気相
Ｌ ：軸線
Ｗ ：廃水
Ｗ１ ：液面
２１ ：シート積層体
２１－１ ：基材
２１－２ ：気体透過性無孔層
２１－３ ：微生物支持層
５１ ：第１の処理槽
１００ ：第１の廃水処理装置
２０１，２０２ ：第２の廃水処理装置
２１１ ：第２の処理槽
２１２ ：基板
２１２ａ ：基板の表面
２２１ ：ろ過膜
３１０ ：沈殿槽
３２０ ：消毒槽
５００ ：廃水処理システム
Ａ ：外側表面
Ｂ ：内部空間
Ｇ ：気相
Ｌ ：軸線
Ｗ ：廃水
Ｗ１ ：液面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】