特許 7675505 凝集剤の投与方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-01

(45)【発行日】2025-05-13

(54)【発明の名称】凝集剤の投与方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/52 20230101AFI20250502BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20250502BHJP

【ＦＩ】

C02F1/52 Z

C02F1/44 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020116046

(22)【出願日】2020-07-06

(65)【公開番号】P2022013970

(43)【公開日】2022-01-19

【審査請求日】2023-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡島 康信

(72)【発明者】

【氏名】田中 健

【審査官】小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００５６４１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１０－５１３００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２９０８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２１５８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３４０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１６８１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３３５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１７８９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００２０９８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／５２

Ｃ０２Ｆ １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧と、現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧との差を、累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始することを特徴とする凝集剤の投与方法。

【請求項2】

ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧と、現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧との差を第２の時点から第１の時点までの時間で除した値を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始することを特徴とする凝集剤の投与方法。

【請求項3】

ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第１のろ過抵抗値とし、
現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第２のろ過抵抗値とし、
第１のろ過抵抗値と第２のろ過抵抗値との差を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始することを特徴とする凝集剤の投与方法。

【請求項4】

ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第１のろ過抵抗値とし、
現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第２のろ過抵抗値とし、
第１のろ過抵抗値と第２のろ過抵抗値との差を第２の時点から第１の時点までの時間で除した値を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始することを特徴とする凝集剤の投与方法。

【請求項5】

ろ過工程において、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量が第３の閾値未満になった場合、ろ過槽内への凝集剤の投与を停止することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の凝集剤の投与方法。

【請求項6】

ろ過膜を備え且つ外部から供給される被処理水が流入するろ過槽と、ろ過槽に隣接し且つろ過槽から溢流した被処理水が流入する監視槽とを有する処理槽において、ろ過膜を用いて被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程において、ろ過槽から溢流した被処理水が監視槽に流入するとともに、監視槽の被処理水の一部がろ過槽に送られ、膜間差圧が第６の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始し、
凝集剤の投与開始後に所定時間が経過したら、凝集剤の投与を停止し、
所定時間とは、ろ過膜が浸漬されているろ過槽の実滞留時間に、循環比に１を加えた値を乗じた時間であり、
実滞留時間とは、ろ過槽の所定の投与位置に投与された凝集剤がろ過槽から監視槽を流れてろ過槽の元の投与位置に戻ってくるまでに要する時間であり、
循環比とは、循環量を、外部からろ過槽に供給される被処理水の流入量で除した値であり、
循環量とはろ過槽から監視槽に流れる被処理水の時間当りの流量であることを特徴とする凝集剤の投与方法。

【請求項7】

ろ過膜を備えたろ過槽と、ろ過槽に隣接し且つ外部から供給される被処理水およびろ過槽から溢流した被処理水が流入する監視槽とを有する処理槽において、ろ過膜を用いて被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程において、ろ過槽から溢流した被処理水が監視槽に流入するとともに、監視槽の被処理水の一部がろ過槽に送られ、膜間差圧が第６の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始し、
凝集剤の投与開始後に所定時間が経過したら、凝集剤の投与を停止し、
所定時間とは、ろ過膜が浸漬されているろ過槽の実滞留時間に、循環比に１を加えた値を乗じた時間であり、
実滞留時間とは、ろ過槽の所定の投与位置に投与された凝集剤がろ過槽から監視槽を流れてろ過槽の元の投与位置に戻ってくるまでに要する時間であり、
循環比とは、循環量を、外部から監視槽に供給される被処理水の流入量で除した値であり、
循環量とはろ過槽から監視槽に流れる被処理水の時間当りの流量であることを特徴とする凝集剤の投与方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ろ過膜で被処理水をろ過して水処理を行う際、被処理水に投与する凝集剤の投与方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の水処理としては、例えば、膜分離活性汚泥法が知られている。膜分離活性汚泥法では、図７に示すように、ろ過槽１０１内に膜分離装置１０２を設けた処理装置１０３が用いられる。

【0003】

膜分離装置１０２は、ケーシング１０４内に並べられた複数の膜エレメント１０５と、膜エレメント１０５の下方から散気を行う散気装置１０６とを有している。

【0004】

膜エレメント１０５はろ板の表裏両面にろ過膜を溶着したものであり、ろ過膜を一次側から二次側へ透過した透過水（処理水）は透過水取出し流路１０７を通ってろ過槽１０１の外部に送り出される。また、廃水等の被処理水１０８が供給流路１０９からろ過槽１０１内に供給され、凝集剤１１０が凝集剤投与流路１１１からろ過槽１０１内の被処理水１０８に投与される。

【0005】

これによると、被処理水１０８を供給流路１０９からろ過槽１０１内に供給し、膜エレメント１０５でろ過槽１０１内の被処理水１０８をろ過することにより、被処理水１０８を汚泥と透過水とに固液分離し、透過水を透過水取出し流路１０７からろ過槽１０１の外部に取り出す。この際、散気装置１０６で散気を行うことにより、膜エレメント１０５のろ過膜の表面が洗浄される。

【0006】

また、凝集剤１１０を凝集剤投与流路１１１からろ過槽１０１内の被処理水１０８に投与することにより、凝集剤１１０が汚泥表面に吸着するとともに難分解性物質等の有機物を吸着するため、膜エレメント１０５のろ過膜の膜閉塞を防止することができる。

【0007】

尚、上記のような処理装置１０３は例えば下記特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１５－１６３３８８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら上記の従来形式では、凝集剤１１０をろ過槽１０１内の被処理水１０８に投与する際、凝集剤１１０の投与を開始する最適なタイミングが明確ではないため、凝集剤１１０の投与を開始する最適なタイミングが早過ぎて、凝集剤１１０が過剰に投与されたり、あるいは、凝集剤１１０の投与を開始する最適なタイミングが遅過ぎて、凝集剤１１０の投与量が不足する虞がある。

【0010】

また、凝集剤１１０の投与を開始した後、凝集剤１１０の投与を停止する最適なタイミングが明確ではないため、凝集剤１１０の投与を停止する最適なタイミングが遅過ぎて、凝集剤１１０が過剰に投与されたり、あるいは、凝集剤１１０の投与を停止する最適なタイミングが早過ぎて、凝集剤１１０の投与量が不足する虞がある。

【0011】

本発明は、凝集剤の投与を最適なタイミングで開始することができ、凝集剤の投与開始後、凝集剤の投与を最適なタイミングで停止することができる凝集剤の投与方法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】

【0012】

上記目的を達成するために、本第１発明は、ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧と、現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧との差を、累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始するものである。

【0013】

これによると、膜負荷指数が大きくなるほど、被処理水中に含まれるファウラント（溶解性有機物等）の量が多くなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が大きくなる。このため、ろ過膜を透過する際の透過抵抗が増大し、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0014】

逆に、膜負荷指数が小さくなるほど、被処理水中に含まれるファウラントの量が少なくなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が小さくなる。このため、ろ過膜を透過する際の透過抵抗が減少し、ろ過膜にかかる負荷が小さくなる。
このように、ろ過工程時の膜負荷指数に基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜負荷指数を指標として凝集剤の投与を開始するため、凝集剤の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0016】

本第２発明は、ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧と、現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧との差を第２の時点から第１の時点までの時間で除した値を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始するものである。

【0017】

本第３発明は、ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第１のろ過抵抗値とし、
現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第２のろ過抵抗値とし、
第１のろ過抵抗値と第２のろ過抵抗値との差を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始するものである。

【0018】

本第４発明は、ろ過膜を用いてろ過槽内の被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数と定義し、
現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第１のろ過抵抗値とし、
現処理サイクルの１つ前の処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点での膜間差圧を膜面積当りで且つ時間当りの膜ろ過水量で除した値を、第２のろ過抵抗値とし、
第１のろ過抵抗値と第２のろ過抵抗値との差を第２の時点から第１の時点までの時間で除した値を累積付加抵抗と定義し、
膜負荷指数が第１の閾値以上になり、且つ、累積付加抵抗が第２の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始するものである。

【0019】

これによると、膜負荷指数が大きくなるほど、被処理水中に含まれるファウラント（溶解性有機物等）の量が多くなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が大きくなる。このため、ろ過膜を透過する際の透過抵抗が増大し、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0020】

逆に、膜負荷指数が小さくなるほど、被処理水中に含まれるファウラントの量が少なくなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が小さくなる。このため、ろ過膜を透過する際の透過抵抗が減少し、ろ過膜にかかる負荷が小さくなる。

【0021】

このように、ろ過工程時の膜負荷指数に基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができる。

【0022】

また、ろ過休止工程においてろ過膜の下方から散気を行うことにより、ろ過膜の膜面に付着したファウラントを除去し、ろ過膜を洗浄することができる。

【0023】

この際、累積付加抵抗が大きくなるほど、現処理サイクルの１つ前の処理サイクル（以下、前回処理サイクルと称する）のろ過休止工程においてろ過膜から除去されたファウラントの除去量が少なく、ろ過膜の洗浄効果が低くなる。このため、現処理サイクルのろ過工程開始時において、ろ過膜に付着したまま残留しているファウラントの量が多くなり、ろ過膜の透過性が低下する。

【0024】

逆に、累積付加抵抗が小さくなるほど、前回処理サイクルのろ過休止工程においてろ過膜から除去されたファウラントの除去量が多く、ろ過膜の洗浄効果が高くなる。このため、現処理サイクルのろ過工程開始時において、ろ過膜に付着したまま残留しているファウラントの量が少なくなり、ろ過膜の透過性が維持される。

【0025】

これにより、累積付加抵抗に基づいて、前回処理サイクルのろ過休止工程におけるろ過膜の洗浄効果を客観的に評価することができる。

【0026】

このように、膜負荷指数と累積付加抵抗とを指標として凝集剤の投与を開始するため、凝集剤の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0027】

本第５発明における凝集剤の投与方法は、ろ過工程において、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量が第３の閾値未満になった場合、ろ過槽内への凝集剤の投与を停止するものである。

【0028】

これによると、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量すなわちフラックス（ろ過流束）が減少するほど、ろ過膜にかかる負荷が小さくなり、上記膜ろ過水量が増大するほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0029】

このように膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量を指標として凝集剤の投与を停止するため、凝集剤の投与開始後、凝集剤の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0037】

本第６発明は、ろ過膜を備え且つ外部から供給される被処理水が流入するろ過槽と、ろ過槽に隣接し且つろ過槽から溢流した被処理水が流入する監視槽とを有する処理槽において、ろ過膜を用いて被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程において、ろ過槽から溢流した被処理水が監視槽に流入するとともに、監視槽の被処理水の一部がろ過槽に送られ、膜間差圧が第６の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始し、
凝集剤の投与開始後に所定時間が経過したら、凝集剤の投与を停止し、
所定時間とは、ろ過膜が浸漬されているろ過槽の実滞留時間に、循環比に１を加えた値を乗じた時間であり、
実滞留時間とは、ろ過槽の所定の投与位置に投与された凝集剤がろ過槽から監視槽を流れてろ過槽の元の投与位置に戻ってくるまでに要する時間であり、
循環比とは、循環量を、外部からろ過槽に供給される被処理水の流入量で除した値であり、
循環量とはろ過槽から監視槽に流れる被処理水の時間当りの流量であるものである。

【0038】

これによると、膜間差圧が大きくなるほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなるため、膜間差圧に基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜間差圧を指標として凝集剤の投与を開始するため、凝集剤の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0041】

また、凝集剤の投与を開始してから所定時間が経過した後、ろ過槽内への凝集剤の投与を停止することで、凝集剤の投与開始後、凝集剤の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0042】

本第７発明は、ろ過膜を備えたろ過槽と、ろ過槽に隣接し且つ外部から供給される被処理水およびろ過槽から溢流した被処理水が流入する監視槽とを有する処理槽において、ろ過膜を用いて被処理水をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して被処理水を処理する水処理における凝集剤の投与方法であって、
ろ過工程において、ろ過槽から溢流した被処理水が監視槽に流入するとともに、監視槽の被処理水の一部がろ過槽に送られ、膜間差圧が第６の閾値以上になった場合に、ろ過槽内への凝集剤の投与を開始し、
凝集剤の投与開始後に所定時間が経過したら、凝集剤の投与を停止し、
所定時間とは、ろ過膜が浸漬されているろ過槽の実滞留時間に、循環比に１を加えた値を乗じた時間であり、
実滞留時間とは、ろ過槽の所定の投与位置に投与された凝集剤がろ過槽から監視槽を流れてろ過槽の元の投与位置に戻ってくるまでに要する時間であり、
循環比とは、循環量を、外部から監視槽に供給される被処理水の流入量で除した値であり、
循環量とはろ過槽から監視槽に流れる被処理水の時間当りの流量であるものである。

【発明の効果】

【0052】

以上のように本発明によると、凝集剤の投与を最適なタイミングで開始することができ、凝集剤の投与開始後、凝集剤の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】本発明の第１～第５の実施の形態における水処理装置の模式図である。

【図2】同、水処理装置を用いた凝集剤の投与方法であって、時刻に対する膜間差圧の変化を示すグラフである。

【図3】同、水処理装置を用いた凝集剤の投与方法であって、時刻に対する透過性の変化を示すグラフである。

【図4】本発明の第６～第１０の実施の形態における水処理装置の模式図である。

【図5】本発明の第１１の実施の形態における水処理装置の模式図である。

【図6】本発明の第１２の実施の形態における水処理装置の模式図である。

【図7】従来の水処理装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0055】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は有機物等を含む廃水２（被処理水の一例）を処理する処理槽である。この処理槽１は、ろ過槽３と、ろ過槽３に隣接する監視槽４とを有している。ろ過槽３と監視槽４とは溢流堰５を介して仕切られている。

【0056】

廃水２は供給流路７からろ過槽３に供給される。ろ過槽３に供給された廃水２は、溢流堰５を溢流することで、隣の監視槽４に流入する。監視槽４内にはポンプ８が設けられている。ポンプ８には、監視槽４内の廃水２をろ過槽３内に戻す戻り流路９が接続されている。

【0057】

ろ過槽３内には浸漬型の膜分離装置１１が設置されている。膜分離装置１１は、ケーシング１２内に設けられた複数の膜エレメント１３と、膜エレメント１３の下方に設けられた散気装置１４とを有している。

【0058】

膜エレメント１３は、ろ板と、ろ板の表裏両面に溶着されたろ過膜とを有している。ろ過膜を一次側から二次側に透過した廃水２は、透過水１６として、透過水取出し流路１７を通って処理槽１の外部に送り出される。また、凝集剤１９が凝集剤投与流路２０からろ過槽３内の廃水２に投与される。

【0059】

上記のような処理槽１を用いて廃水２を膜分離活性汚泥法で処理する。この際、膜エレメント１３を用いてろ過槽３内の廃水２をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して廃水２を処理する。

【0060】

ろ過工程では、廃水２を供給流路７からろ過槽３に供給し、膜分離装置１１の散気装置１４から散気を行いながら、膜エレメント１３のろ過膜の二次側を減圧することにより、ろ過槽３内の廃水２の一部が、ろ過膜を透過し、透過水１６として透過水取出し流路１７から処理槽１の外部に送り出される。

【0061】

また、ろ過槽３内の廃水２は、溢流堰５を溢流して、隣の監視槽４内に流入する。さらに、ポンプ８を駆動することにより、監視槽４内の廃水２が戻り流路９を通ってろ過槽３内に戻される。また、ろ過休止工程では、散気装置１４から散気を引き続き行いながら、膜エレメント１３によるろ過を停止する。
上記のような処理サイクルを繰り返して廃水２を処理している際、凝集剤１９を凝集剤投与流路２０からろ過槽３内の廃水２に投与することにより、凝集剤１９が廃水２中の活性汚泥に吸着し、粗大フロックが形成される。
このような凝集剤１９の投与方法を以下に説明する。

【0062】

図２は、各処理サイクル毎の膜エレメント１３の膜間差圧の変化を示したグラフであり、縦軸が膜間差圧、横軸が処理サイクルＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・・を実施している時刻を示している。ここで、ろ過工程時の時間当たりの膜間差圧の増加量を膜負荷指数Ａと定義する。すなわち、図２に示すように、ろ過工程を開始した直後の時間当たりの膜ろ過水量が安定した時点ｔ１における膜間差圧ｐ１と、ろ過工程を終了する直前の時点ｔ２における膜間差圧ｐ２との差（すなわちｐ２－ｐ１）をΔｐとし、上記両時点ｔ１，ｔ２間の時間をΔｔとすると、上記膜負荷指数Ａ［Ｐａ／分］は、
Ａ＝Δｐ／Δｔ
という関係式で示される。

【0063】

尚、ろ過工程を開始した直後の時間当たりの膜ろ過水量が安定した時点ｔ１とは、時間当たりの膜ろ過水量が予め設定された所定のフラックスに落ち着いた時点のことを意味する。

【0064】

そして、処理サイクルを複数回繰り返して行っている際、例えば図２に示すように、処理サイクルＣ３において、上記のようにして求められた膜負荷指数Ａが所定の膜負荷指数Ａ１（第１の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0065】

凝集剤１９の投与開始時においては、凝集剤１９を初期投与量Ｄ［ｍｇ／Ｌ］だけ投与する。尚、初期投与量Ｄは、
Ｄ＝Ｅ１×ｅｘｐ（Ｅ２×Ｆ）
という関係式で示される。
ここで、Ｅ１，Ｅ２は定数であり、Ｆはろ過膜の単位膜面積当たりで且つ単位時間当たりの膜ろ過水量（すなわちフラックス［ｍ^３／ｍ^２／分］である。

【0066】

その後、膜負荷指数Ａが目標膜負荷指数Ａ２以下に低下すると、凝集剤１９の投与量を初期投与量Ｄから所定割合低減させる。尚、目標膜負荷指数Ａ２は所定の膜負荷指数Ａ１よりも小さい数値に設定されている。

【0067】

その後、ろ過工程において、単位膜面積当たりで且つ単位時間当たりの膜ろ過水量Ｆ（フラックス）が所定の膜ろ過水量Ｆｓ（第３の閾値の一例）未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。

【0068】

上記のような凝集剤１９の投与方法によると、膜負荷指数Ａが大きくなるほど、廃水２中に含まれるファウラント（溶解性有機物等）の量が多くなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が大きくなる。このため、膜エレメント１３のろ過膜を透過する際の透過抵抗が増大し、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0069】

逆に、膜負荷指数Ａが小さくなるほど、廃水２中に含まれるファウラントの量が少なくなり、又は、ファウラントがろ過膜面に付着した際の透過比抵抗が小さくなる。このため、ろ過膜を透過する際の透過抵抗が減少し、ろ過膜にかかる負荷が小さくなる。

【0070】

このように、ろ過工程時の膜負荷指数Ａに基づいて膜エレメント１３のろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜負荷指数Ａを指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0071】

また、ろ過工程時の膜ろ過水量Ｆが減少するほど、膜エレメント１３のろ過膜にかかる負荷が小さくなり、膜ろ過水量Ｆが増大するほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。このように膜ろ過水量Ｆを指標として凝集剤１９の投与を停止するため、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0072】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の凝集剤１９の投与方法では、上記第１の実施の形態で示した膜負荷指数Ａに加えて累積付加抵抗Ｂを指標にして、凝集剤１９の投与を開始する。

【0073】

累積付加抵抗Ｂは以下のようにして求められる。

【0074】

図３は、ろ過膜の透過性の変化を示すグラフであり、縦軸が透過性（Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）、横軸が処理サイクルを実施している時刻を示している。透過性は以下の関係式で示される。
透過性＝フラックス／膜間差圧
ここで、現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点Ｔ１での透過性を第１の透過性Ｐｒｍ１とする。また、現処理サイクルの１つ前の処理サイクル（以下、前回処理サイクルと称する）のろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点Ｔ２での透過性を第２の透過性Ｐｒｍ２とする。上記第１の透過性Ｐｒｍ１の逆数を第１の透過抵抗値とし、上記第２の透過性Ｐｒｍ２の逆数を第２の透過抵抗値とし、第２の時点Ｔ２から第１の時点Ｔ１までの時間をΔＴとすると、累積付加抵抗Ｂは「第１の透過抵抗値と第２の透過抵抗値との差を第２の時点Ｔ２から第１の時点Ｔ１までの時間で除した値」として定義される。すなわち、累積付加抵抗Ｂは以下の関係式で示される。
Ｂ＝（第１の透過抵抗値－第２の透過抵抗値）／ΔＴ
＝（１／Ｐｒｍ１－１／Ｐｒｍ２）／ΔＴ
そして、膜負荷指数Ａが所定の膜負荷指数Ａ１（第１の閾値の一例）以上になり、且つ、上記のようにして求められた累積付加抵抗Ｂが所定の累積付加抵抗Ｂ１（第２の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0075】

凝集剤１９の投与開始時においては、凝集剤１９を初期投与量Ｄだけ投与し、その後、膜負荷指数Ａが目標膜負荷指数Ａ２以下に低下すると、凝集剤１９の投与量を初期投与量Ｄから所定割合低減させる。

【0076】

その後、ろ過工程において、単位膜面積当たりで且つ単位時間当たりの膜ろ過水量Ｆが所定の膜ろ過水量Ｆｓ未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。

【0077】

上記のような凝集剤１９の投与方法によると、ろ過工程時の膜負荷指数Ａに基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができる。

【0078】

また、ろ過休止工程において、散気装置１４で膜エレメント１３の下方から散気を行っているため、ろ過膜の膜面に付着したファウラントを除去し、ろ過膜を洗浄することができる。

【0079】

この際、累積付加抵抗Ｂが大きくなるほど、前回処理サイクルのろ過休止工程においてろ過膜から除去されたファウラントの除去量が少なく、ろ過膜の洗浄効果が低くなる。このため、現処理サイクルのろ過工程開始時において、ろ過膜に付着したまま残留しているファウラントの量が多くなり、ろ過膜の透過性が低下する。

【0080】

逆に、累積付加抵抗Ｂが小さくなるほど、前回処理サイクルのろ過休止工程においてろ過膜から除去されたファウラントの除去量が多く、ろ過膜の洗浄効果が高くなる。このため、現処理サイクルのろ過工程開始時において、ろ過膜に付着したまま残留しているファウラントの量が少なくなり、ろ過膜の透過性が向上する。

【0081】

これにより、累積付加抵抗Ｂに基づいて、前回処理サイクルのろ過休止工程におけるろ過膜の洗浄効果を客観的に評価することができる。

【0082】

このように、膜負荷指数Ａと累積付加抵抗Ｂとを指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0083】

また、膜ろ過水量Ｆを指標として凝集剤１９の投与を停止するため、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0084】

上記第２の実施の形態では、累積付加抵抗Ｂとして、第１の透過抵抗値と第２の透過抵抗値との差を第２の時点Ｔ２から第１の時点Ｔ１までの時間で除した値を用いて説明したが、第１の透過抵抗値と第２の透過抵抗値との差を累積付加抵抗Ｂとして定義してもよい。或いは、現処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第１の時点Ｔ１での膜間差圧と、前回処理サイクルのろ過工程の開始後における時間当たりの膜ろ過水量が安定した第２の時点Ｔ２での膜間差圧との差を第２の時点Ｔ２から第１の時点Ｔ１までの時間で除した値を、累積付加抵抗Ｂと定義してもよい。また、上記第１の時点Ｔ１での膜間差圧と上記第２の時点Ｔ２での膜間差圧との差を累積付加抵抗Ｂと定義してもよい。

【0085】

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の凝集剤１９の投与方法では、図１に示すように、監視槽４内の廃水２の水位を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。

【0086】

ろ過工程において、ろ過槽３と監視槽４との間で廃水２を循環させながら、膜エレメント１３を用いて廃水２をろ過する。

【0087】

例えば、供給流路７からろ過槽３に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］である場合、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの取出流量をＱ［ｍ^３／分］とし、監視槽４から戻り流路９を通ってろ過槽３に戻す廃水２の時間当りの流量を３Ｑ［ｍ^３／分］とし、その結果、ろ過槽３から溢流堰５を溢流して監視槽４に流出する廃水２の単位時間当りの流量が３Ｑ［ｍ^３／分］となるように調整している。

【0088】

このとき、監視槽４内の廃水２の水位は、予め設定された第１の水位Ｌ１（第４の閾値の一例）と第２の水位Ｌ２（第５の閾値の一例）との間に保たれる。尚、第２の水位Ｌ２は第１の水位Ｌ１よりも低水位である。

【0089】

その後、供給流路７からろ過槽３に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］から例えば２Ｑ［ｍ^３／分］に増加した場合、流入量の増加にろ過量の増加が追い付かず、監視槽４内の廃水２の水位が上昇する。

【0090】

このため、監視槽４内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、透過水取出し流路１７から取り出される膜ろ過水の取り出し量が供給流路７からろ過槽３に供給される廃水２の流入量を上回るように、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を設計上の最大膜ろ過水量（最大フラックス）まで引き上げてろ過を行う。このような膜ろ過水量の調整を行うことにより、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0091】

従って、上記のように監視槽４内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始することで、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。尚、この場合、上記最大膜ろ過水量は、一定の上限があるが、例えば上記流入量２Ｑよりも多い量に設定されている。

【0092】

上記のように膜ろ過水量を設計上の最大膜ろ過水量にしてろ過を続け、監視槽４内の廃水２の水位が低下して第２の水位Ｌ２未満になった場合、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を最大膜ろ過水量から元の取出流量Ｑに引き下げてろ過を行う。このような膜ろ過水量の調整を行うことにより、ろ過膜にかかる負荷が小さくなる。

【0093】

従って、上記のように監視槽４内の廃水２の水位が第２の水位Ｌ２未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止することで、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0094】

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態の凝集剤１９の投与方法では、膜エレメント１３のろ過膜の膜間差圧および所定時間の経過を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。所定時間の一例としては滞留時間Ｔｓがある。滞留時間Ｔｓは、実滞留時間×（循環比＋１）で定義される。

【0095】

ここで、実滞留時間とは、図１の点線矢印で示すように、ろ過槽３の所定の投与位置２３に投与された凝集剤１９が、ろ過槽３から溢流堰５を越えて監視槽４に流入し、監視槽４から戻り流路９を通ってろ過槽３の元の投与位置２３に戻ってくるまでに要する時間である。

【0096】

また、循環比とは、循環量を、時間当たりの廃水２の流入量で除した値（すなわち、循環量／時間当たりの廃水２の流入量）である。尚、上記廃水２の流入量とは供給流路７からろ過槽３に流入する廃水２の量である。また、循環量とはろ過槽３から溢流堰５を越えて監視槽４に流れる廃水２の時間当たりの流量である。

【0097】

ろ過工程において、ろ過槽３と監視槽４との間で廃水２を循環させながら膜エレメント１３を用いて廃水２をろ過する。この際、例えば、供給流路７からろ過槽３に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量をＱ［ｍ^３／分］とし、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの流量をＱ［ｍ^３／分］とし、ろ過槽３から溢流堰５を溢流して監視槽４に流出する廃水２の単位時間当りの流量を３Ｑ［ｍ^３／分］とし、監視槽４から戻り流路９を通ってろ過槽３に流入する廃水２の時間当りの流量を３Ｑ［ｍ^３／分］とし、実滞留時間を７０［分］とすると、循環量は３Ｑ［ｍ^３／分］、時間当たりの膜ろ過水量（すなわち、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの流量）はＱ［ｍ^３／分］となる。これにより、循環比は、３Ｑ／Ｑ＝３となり、滞留時間Ｔｓは、７０×（３＋１）＝２８０［分］となる。

【0098】

ろ過工程において、膜エレメント１３のろ過膜の膜間差圧が所定の膜間差圧（第６の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0099】

これによると、膜間差圧が大きくなるほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなるため、膜間差圧に基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜間差圧を指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0100】

このようにして凝集剤１９の投与を開始した後、滞留時間Ｔｓ（所定時間の一例）が経過したら、ろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。これにより、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0101】

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の凝集剤１９の投与方法では、膜エレメント１３のろ過膜の膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（すなわちフラックス［ｍ^３／ｍ^２／分］）を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。

【0102】

すなわち、ろ過工程において、上記膜ろ過水量が予め設定された第１の膜ろ過水量（第７の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0103】

これによると、膜ろ過水量が増大するほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなるため、この膜ろ過水量を指標として凝集剤１９の投与を開始することにより、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0104】

その後、ろ過工程において、膜ろ過水量が予め設定された第２の膜ろ過水量（第８の閾値の一例）未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。尚、第２の膜ろ過水量は第１の膜ろ過水量よりも少ない水量に設定されている。

【0105】

これによると、膜ろ過水量が減少するほど、ろ過膜にかかる負荷が小さくなるため、この膜ろ過水量を指標として凝集剤１９の投与を停止することにより、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0106】

（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の水処理装置を図４に基づいて説明する。尚、先述した第１～第５の実施の形態と同じ部材については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0107】

処理槽５０は、ろ過槽３（好気槽）と、ろ過槽３に隣接する無酸素槽５１（監視槽の一例）とを有している。ろ過槽３と無酸素槽５１とは溢流堰５を介して仕切られている。無酸素槽５１内にはポンプ８が設けられている。ポンプ８には、無酸素槽５１内の廃水２をろ過槽３内に送る送り流路５２が接続されている。

【0108】

廃水２は、供給流路７から無酸素槽５１に供給され、ポンプ８によって、無酸素槽５１から送り流路５２を通ってろ過槽３内に送られた後、その一部が、ろ過槽３内から溢流堰５を溢流することで、無酸素槽５１に戻される。

【0109】

ろ過槽３内には浸漬型の膜分離装置１１が設置されている。

【0110】

上記のような処理槽５０を用いて廃水２を膜分離活性汚泥法で処理する。この際、ろ過工程とろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して廃水２を処理する。

【0111】

ろ過工程では、廃水２を供給流路７から無酸素槽５１に供給し、ポンプ８を駆動して、無酸素槽５１内の廃水２を送り流路５２からろ過槽３内に送り、膜分離装置１１の散気装置１４から散気を行いながら、膜エレメント１３のろ過膜の二次側を減圧する。これにより、ろ過槽３内の廃水２の一部が、ろ過膜を透過し、透過水１６として透過水取出し流路１７から処理槽１の外部に送り出される。

【0112】

また、ろ過槽３内の廃水２は、溢流堰５を溢流して、隣の無酸素槽５１に戻される。これにより、ろ過槽３と無酸素槽５１との間で廃水２が循環し、廃水２中のアンモニア性窒素がろ過槽３内で硝化されて硝酸になり、その硝酸が無酸素槽５１において脱窒されて窒素ガスになる。

【0113】

また、ろ過休止工程では、散気装置１４から散気を引き続き行いながら、膜エレメント１３によるろ過を休止する。
上記のような処理サイクルを繰り返して廃水２を処理している際、凝集剤１９を凝集剤投与流路２０からろ過槽３内の廃水２に投与することにより、凝集剤１９が廃水２中の活性汚泥に吸着し、粗大フロックが形成される。
このような凝集剤１９の投与方法としては、先述した第１の実施の形態と同様に、膜負荷指数Ａが所定の膜負荷指数Ａ１（第１の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。尚、凝集剤１９の投与開始時においては、凝集剤１９を初期投与量Ｄだけ投与する。

【0114】

その後、膜負荷指数Ａが目標膜負荷指数Ａ２以下に低下すると、凝集剤１９の投与量を初期投与量Ｄから所定割合低減させる。尚、目標膜負荷指数Ａ２は所定の膜負荷指数Ａ１よりも小さい数値に設定されている。

【0115】

その後、ろ過工程において、単位膜面積当たりで且つ単位時間当たりの膜ろ過水量Ｆ（フラックス）が所定の膜ろ過水量Ｆｓ（第３の閾値の一例）未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。

【0116】

上記のような凝集剤１９の投与方法によると、ろ過工程時の膜負荷指数Ａに基づいて膜エレメント１３のろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜負荷指数Ａを指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0117】

また、膜ろ過水量Ｆを指標として凝集剤１９の投与を停止するため、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0118】

（第７の実施の形態）
第７の実施の形態では、凝集剤１９の投与方法としては、図４に示した水処理装置において、先述した第２の実施の形態と同様に、膜負荷指数Ａおよび累積付加抵抗Ｂを指標にして、凝集剤１９の投与を開始する。

【0119】

すなわち、膜負荷指数Ａが所定の膜負荷指数Ａ１（第１の閾値の一例）以上になり、且つ、累積付加抵抗Ｂが所定の累積付加抵抗Ｂ１（第２の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0120】

凝集剤１９の投与開始時においては、凝集剤１９を初期投与量Ｄだけ投与し、その後、膜負荷指数Ａが目標膜負荷指数Ａ２以下に低下すると、凝集剤１９の投与量を初期投与量Ｄから所定割合低減させる。

【0121】

その後、ろ過工程において、単位膜面積当たりで且つ単位時間当たりの膜ろ過水量Ｆが所定の膜ろ過水量Ｆｓ未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。

【0122】

上記のような凝集剤１９の投与方法によると、ろ過工程時の膜負荷指数Ａに基づいて、ろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、累積付加抵抗Ｂに基づいて、前回処理サイクルのろ過休止工程におけるろ過膜の洗浄効果を客観的に評価することができる。

【0123】

このように、膜負荷指数Ａと累積付加抵抗Ｂとを指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0124】

また、膜ろ過水量Ｆを指標として凝集剤１９の投与を停止するため、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0125】

（第８の実施の形態）
第８の実施の形態では、凝集剤１９の投与方法としては、図４に示した水処理装置において、先述した第３の実施の形態と同様に、無酸素槽５１（監視槽）内の廃水２の水位を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。

【0126】

ろ過工程において、ろ過槽３と無酸素槽５１との間で廃水２を循環させながら、膜エレメント１３を用いて廃水２をろ過する。

【0127】

例えば、供給流路７から無酸素槽５１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］である場合、無酸素槽５１から送り流路５２を通ってろ過槽３に送られる廃水２の単位時間当りの流量が４Ｑ［ｍ^３／分］とし、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの取出流量をＱ［ｍ^３／分］とし、ろ過槽３から溢流堰５を溢流して無酸素槽５１に戻される廃水２の単位時間当りの流量が３Ｑ［ｍ^３／分］となるように調整している。

【0128】

このとき、無酸素槽５１内の廃水２の水位は、予め設定された第１の水位Ｌ１（第４の閾値の一例）と第２の水位Ｌ２（第５の閾値の一例）との間に保たれる。尚、第２の水位Ｌ２は第１の水位Ｌ１よりも低水位である。

【0129】

その後、供給流路７から無酸素槽５１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］から例えば２Ｑ［ｍ^３／分］に増加した場合、流入量の増加にろ過量の増加が追い付かず、無酸素槽５１内の廃水２の水位が上昇する。

【0130】

このため、無酸素槽５１内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、透過水取出し流路１７から取り出される膜ろ過水の取り出し量が供給流路７から無酸素槽５１に供給される廃水２の流入量を上回るように、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を設計上の最大膜ろ過水量（最大フラックス）まで引き上げてろ過を行う。このような膜ろ過水量の調整を行うことにより、ろ過膜にかかる負荷が大きくなる。

【0131】

従って、上記のように無酸素槽５１内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始することで、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。尚、この場合、上記最大膜ろ過水量は、一定の上限があるが、例えば上記流入量２Ｑよりも多い量に設定されている。

【0132】

上記のように膜ろ過水量を設計上の最大膜ろ過水量にしてろ過を続け、無酸素槽５１内の廃水２の水位が低下して第２の水位Ｌ２未満になった場合、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を最大膜ろ過水量から元の取出流量Ｑに引き下げてろ過を行う。このような膜ろ過水量の調整を行うことにより、ろ過膜にかかる負荷が小さくなる。

【0133】

従って、上記のように無酸素槽５１内の廃水２の水位が第２の水位Ｌ２未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止することで、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0134】

（第９の実施の形態）
第９の実施の形態では、凝集剤１９の投与方法としては、図４に示した水処理装置において、先述した第４の実施の形態と同様に、膜エレメント１３のろ過膜の膜間差圧および所定時間の経過を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。所定時間の一例としては滞留時間Ｔｓがある。滞留時間Ｔｓは、実滞留時間×（循環比＋１）で定義される。

【0135】

ここで、実滞留時間とは、図４の点線矢印で示すように、ろ過槽３の所定の投与位置２３に投与された凝集剤１９が、ろ過槽３内を循環し、ろ過槽３から溢流堰５を越えて無酸素槽５１に流入し、無酸素槽５１から送り流路５２を通ってろ過槽３の元の投与位置２３に戻ってくるまでに要する時間である。

【0136】

また、循環比とは、循環量／時間当たりの廃水２の流入量である。尚、上記廃水２の流入量とは供給流路７から無酸素槽５１に流入する廃水２の量である。また、循環量とはろ過槽３から溢流堰５を越えて無酸素槽５１に流れる廃水２の時間当たりの流量である。

【0137】

ろ過工程において、ろ過槽３と無酸素槽５１との間で廃水２を循環させながら膜エレメント１３を用いて廃水２をろ過する。この際、例えば、供給流路７から無酸素槽５１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量をＱ［ｍ^３／分］とし、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの流量をＱ［ｍ^３／分］とし、無酸素槽５１から送り流路５２を通ってろ過槽３に送られる廃水２の時間当りの流量を４Ｑ［ｍ^３／分］とし、ろ過槽３から溢流堰５を溢流して無酸素槽５１に戻される廃水２の単位時間当りの流量を３Ｑ［ｍ^３／分］とし、実滞留時間を７０［分］とすると、循環量は３Ｑ［ｍ^３／分］、時間当たりの膜ろ過水量（すなわち、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの流量）はＱ［ｍ^３／分］となる。これにより、循環比は、３Ｑ／Ｑ＝３となり、滞留時間Ｔｓは、７０×（３＋１）＝２８０［分］となる。

【0138】

ろ過工程において、膜エレメント１３のろ過膜の膜間差圧が所定の膜間差圧（第６の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0139】

これによると、膜間差圧が大きくなるほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなるため、膜間差圧に基づいてろ過膜にかかる負荷を客観的に評価することができ、この膜間差圧を指標として凝集剤１９の投与を開始するため、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0140】

このようにして凝集剤１９の投与を開始した後、滞留時間Ｔｓ（所定時間の一例）が経過したら、ろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。これにより、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0141】

（第１０の実施の形態）
第１０の実施の形態では、凝集剤１９の投与方法としては、図４に示した水処理装置において、先述した第５の実施の形態と同様に、膜エレメント１３のろ過膜の膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（すなわちフラックス［ｍ^３／ｍ^２／分］）を指標にして、凝集剤１９の投与開始および投与停止を行う。

【0142】

すなわち、ろ過工程において、上記膜ろ過水量が予め設定された第１の膜ろ過水量（第７の閾値の一例）以上になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を開始する。

【0143】

これによると、膜ろ過水量が増大するほど、ろ過膜にかかる負荷が大きくなるため、この膜ろ過水量を指標として凝集剤１９の投与を開始することにより、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。

【0144】

その後、ろ過工程において、膜ろ過水量が予め設定された第２の膜ろ過水量（第８の閾値の一例）未満になった場合、凝集剤投与流路２０からろ過槽３内への凝集剤１９の投与を停止する。尚、第２の膜ろ過水量は第１の膜ろ過水量よりも少ない水量に設定されている。

【0145】

これによると、膜ろ過水量が減少するほど、ろ過膜にかかる負荷が小さくなるため、この膜ろ過水量を指標として凝集剤１９の投与を停止することにより、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0146】

（第１１の実施の形態）
第１１の実施の形態を図５に基づいて説明する。尚、先述した第１～第１０の実施の形態と同じ部材については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0147】

第１１の実施の形態では、図５に示すように、処理槽１は先述した第１～第５の実施の形態の監視槽４や第６～第１０の実施の形態の無酸素槽５１を有しておらず、処理槽１内には浸漬型の膜分離装置１１が設置されている。

【0148】

廃水２は供給流路７から処理槽１に供給される。また、凝集剤１９は凝集剤投与流路２０から処理槽１内の廃水２に投与される。

【0149】

上記のような処理槽１を用いて廃水２を膜分離活性汚泥法で処理する。この際、膜エレメント１３を用いて処理槽１内の廃水２をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して廃水２を処理する。

【0150】

ろ過工程では、廃水２を供給流路７から処理槽１に供給し、膜分離装置１１の散気装置１４から散気を行いながら、膜エレメント１３のろ過膜の二次側を減圧することにより、処理槽１内の廃水２の一部が、ろ過膜を透過し、透過水１６として透過水取出し流路１７から処理槽１の外部に送り出される。

【0151】

また、ろ過休止工程では、散気装置１４から散気を引き続き行いながら、膜エレメント１３によるろ過を停止する。

【0152】

上記のような処理サイクルを繰り返して廃水２を処理している際、凝集剤１９を凝集剤投与流路２０から処理槽１内の廃水２に投与することにより、凝集剤１９が廃水２中の活性汚泥に吸着し、粗大フロックが形成される。
このような凝集剤１９の投与方法を以下に説明する。

【0153】

例えば、供給流路７から処理槽１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］である場合、膜エレメント１３を透過して透過水取出し流路１７から処理槽１の外部へ取り出される透過水１６の単位時間当たりの取出流量がＱ［ｍ^３／分］となるように調整している。

【0154】

このとき、処理槽１内の廃水２の水位は、予め設定された第１の水位Ｌ１（第９の閾値の一例）と第２の水位Ｌ２（第１０の閾値の一例）との間に保たれる。尚、第２の水位Ｌ２は第１の水位Ｌ１よりも低水位である。

【0155】

その後、供給流路７から処理槽１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］から例えば２Ｑ［ｍ^３／分］に増加した場合、流入量の増加にろ過量の増加が追い付かず、処理槽１に流入する廃水２の流入量が透過水取出し流路１７から処理槽１の外部へ取り出される透過水１６の取り出し量を上回って、処理槽１内の廃水２の水位が上昇する。

【0156】

このため、処理槽１内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を設計上の最大膜ろ過水量（最大フラックス）まで引き上げてろ過を行うと共に、凝集剤投与流路２０から処理槽１内への凝集剤１９の投与を開始する。このように、処理槽１内の廃水２の水位を指標として凝集剤１９の投与を開始することで、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。尚、この場合、上記最大膜ろ過水量は、一定の上限があるが、例えば上記流入量２Ｑよりも多い量に設定されている。

【0157】

上記のように膜ろ過水量を設計上の最大膜ろ過水量にしてろ過を続けることにより、透過水取出し流路１７から処理槽１の外部へ取り出される透過水１６の取り出し量が処理槽１に流入する廃水２の流入量を上回り、処理槽１内の廃水２の水位が次第に低下する。そして、処理槽１内の廃水２の水位が第２の水位Ｌ２未満になった場合、凝集剤投与流路２０から処理槽１内への凝集剤１９の投与を停止すると共に、膜ろ過水量を最大膜ろ過水量から元の取出流量Ｑに戻す。

【0158】

このように、処理槽１内の廃水２の水位を指標として凝集剤１９の投与を停止することで、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0159】

（第１２の実施の形態）
第１２の実施の形態は、先述した第１１の実施の形態の変形例であって、図６に示すように、膜分離装置１１は処理槽１の外部に設置されている。膜分離装置１１はケーシング１２内に設けられた複数の膜エレメント１３を有している。尚、膜エレメント１３は中空糸膜等のろ過膜を有している。

【0160】

処理槽１内の底部には、膜分離装置１１の入口に廃水２を供給するポンプ６６が設置され、ポンプ６６と膜分離装置１１の入口との間に、入口側流路６７が接続されている。

【0161】

また、膜分離装置１１の出口には、膜分離装置１１内で濃縮された廃水２を処理槽１内に戻す出口側流路６８が接続されている。

【0162】

上記のような処理槽１を用いて廃水２を膜分離活性汚泥法で処理する。この際、膜エレメント１３を用いて処理槽１内の廃水２をろ過するろ過工程とろ過を休止するろ過休止工程とを１処理サイクルとし、この処理サイクルを繰り返して廃水２を処理する。

【0163】

ろ過工程では、廃水２を供給流路７から処理槽１に供給し、ポンプ６６を駆動して、処理槽１内の廃水２を入口側流路６７から膜分離装置１１の入口に供給し、膜エレメント１３のろ過膜の二次側を減圧することにより、廃水２の一部が、ろ過膜を透過し、透過水１６として透過水取出し流路１７から処理槽１の外部に送り出される。この際、ろ過膜を透過しなかった廃水２は、濃縮されて、出口側流路６８から処理槽１内に戻される。

【0164】

また、ろ過休止工程では、膜エレメント１３によるろ過を停止する。

【0165】

上記のような処理サイクルを繰り返して廃水２を処理している際、凝集剤１９を凝集剤投与流路２０から処理槽１内の廃水２に投与することにより、凝集剤１９が廃水２中の活性汚泥に吸着し、粗大フロックが形成される。

【0166】

このような凝集剤１９の投与方法を以下に説明する。

【0167】

例えば、供給流路７から処理槽１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］である場合、透過水取出し流路１７から取り出される透過水１６の単位時間当たりの取出流量をＱ［ｍ^３／分］とし、処理槽１内から入口側流路６７を通って膜分離装置１１の入口に供給される廃水２の時間当りの流量を３Ｑ［ｍ^３／分］とし、その結果、膜分離装置１１の出口から出口側流路６８を通って処理槽１内に戻される廃水２の単位時間当りの流量が２Ｑ［ｍ^３／分］となるように調整している。

【0168】

このとき、処理槽１内の廃水２の水位は、予め設定された第１の水位Ｌ１（第９の閾値の一例）と第２の水位Ｌ２（第１０の閾値の一例）との間に保たれる。尚、第２の水位Ｌ２は第１の水位Ｌ１よりも低水位である。

【0169】

その後、供給流路７から処理槽１に供給される廃水２の単位時間当たりの流入量がＱ［ｍ^３／分］から例えば２Ｑ［ｍ^３／分］に増加した場合、流入量の増加にろ過量の増加が追い付かず、処理槽１に流入する廃水２の流入量が透過水取出し流路１７から処理槽１の外部へ取り出される透過水１６の取り出し量を上回って、処理槽１内の廃水２の水位が上昇する。

【0170】

このため、処理槽１内の廃水２の水位が第１の水位Ｌ１以上になった場合、膜面積当たりで且つ時間当たりの膜ろ過水量（フラックス）を設計上の最大膜ろ過水量（最大フラックス）まで引き上げてろ過を行うと共に、凝集剤投与流路２０から処理槽１内への凝集剤１９の投与を開始する。このように、処理槽１内の廃水２の水位を指標として凝集剤１９の投与を開始することで、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで開始することができる。尚、この場合、上記最大膜ろ過水量は、一定の上限があるが、例えば上記流入量２Ｑよりも多い量に設定されている。

【0171】

上記のように膜ろ過水量を設計上の最大膜ろ過水量にしてろ過を続けることにより、透過水取出し流路１７から処理槽１の外部へ取り出される透過水１６の取り出し量が処理槽１に流入する廃水２の流入量を上回り、処理槽１内の廃水２の水位が次第に低下する。そして、処理槽１内の廃水２の水位が第２の水位Ｌ２未満になった場合、凝集剤投与流路２０から処理槽１内への凝集剤１９の投与を停止すると共に、膜ろ過水量を最大膜ろ過水量から元の取出流量Ｑに戻す。

【0172】

このように、処理槽１内の廃水２の水位を指標として凝集剤１９の投与を停止することで、凝集剤１９の投与開始後、凝集剤１９の投与を最適なタイミングで停止することができる。

【0173】

上記各実施の形態では、被処理水の一例として廃水２を挙げたが、廃水２以外の有機物等を含む水であってもよい。

【符号の説明】

【0174】

１ 処理槽
２ 廃水（被処理水）
３ ろ過槽
４ 監視槽
１９ 凝集剤
２３ 所定の投与位置
５１ 無酸素槽（監視槽）
Ｃ１～Ｃ５ 処理サイクル
Ｌ１ 第１の水位（第４の閾値，第９の閾値）
Ｌ２ 第２の水位（第５の閾値，第１０の閾値）
Ｐｒｍ１ 第１の透過性
Ｐｒｍ２ 第２の透過性
Ｔ１ 第１の時点
Ｔ２ 第２の時点
ｐ１，ｐ２ 膜間差圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】