(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有フッ素排水を、微生物を含む汚泥とカルシウムを含む汚泥を導入する反応槽で処理すると共に、
上記カルシウムを含む汚泥は、上記反応槽の後段で上記有機物含有フッ素排水のフッ素を薬品で処理する工程で生じた汚泥であり、
上記反応槽は、膜分離装置および曝気手段を有する曝気ゾーンと、上記微生物を含む汚泥が導入される生物汚泥ゾーンと、上記カルシウムを含む汚泥が導入される化学汚泥ゾーンとが、順に上から下に向かって配置された構成になっており、
上記反応槽の下部から有機物含有フッ素排水を導入して処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理方法。
【請求項２】
有機物含有フッ素排水を、微生物を含む汚泥とカルシウムを含む汚泥を導入する反応槽で処理すると共に、
上記カルシウムを含む汚泥は、上記反応槽の後段で上記有機物含有フッ素排水のフッ素を薬品で処理する工程で生じた汚泥であり、
上記反応槽は、膜分離装置および曝気手段を有する曝気ゾーンと、生物汚泥ゾーンと、化学汚泥ゾーンとが、順に上から下に向かって配置された構成になっており、
上記生物汚泥ゾーンに上記微生物を含む汚泥を導入する手段と、上記カルシウムを含む汚泥を上記化学汚泥ゾーンに導入する手段とを有し、
上記反応槽の下部から有機物含有フッ素排水を導入して処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記膜分離装置が液中膜であることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽の上記曝気ゾーンから上記反応槽の後段のフッ素を薬品で処理する工程を経て導入された排水のうちの未反応の薬品を含む汚泥を沈殿させる沈殿槽を有し、
上記カルシウムを含む汚泥を上記化学汚泥ゾーンに導入する手段は、
上記沈殿槽から上記未反応の薬品としてカルシウムを含む汚泥を返送汚泥として、上記反応槽の化学汚泥ゾーンに導入することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽がその化学汚泥ゾーンに連通して沈澱部を有し、かつ、
濃縮槽と、
上記沈殿部の汚泥を上記濃縮槽に導入する手段と、
脱水手段とを有し、
上記沈澱部の汚泥を上記濃縮槽に導入して濃縮し、その後脱水処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の有機物含有フッ素排水処理方法において、
上記有機物含有フッ素排水の有機物が、ＩＰＡやアセトンに由来する有機物と界面活性剤であることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理方法。
【請求項７】
請求項３に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜であることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記生物汚泥ゾーンに、導入された微生物を含む汚泥が濃縮された濃縮生物汚泥を有し、上記化学汚泥ゾーンに、導入されたカルシウムを含む汚泥が濃縮された濃縮化学汚泥を有していることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項９】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽は、曝気ゾーンと生物汚泥ゾーンの間に分離壁を有することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽の後段に、
消石灰が添加される消石灰反応槽と、
ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、
高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、
固液分離するための沈澱槽とを順に備え、
有機物含有フッ素排水を、上記反応槽、上記消石灰反応槽、上記ポリ塩化アルミニウム凝集槽、上記高分子凝集剤凝集槽、上記沈殿槽に、順次導入して処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記沈澱槽で沈澱した汚泥を上記反応槽の化学汚泥ゾーンに返送することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
樹脂塔を備え、
上記膜分離装置からの被処理水の一部を上記樹脂塔に導入して処理し、その処理水と上記沈澱槽からの処理水とを合流させて処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
イオン交換樹脂塔を備え、
上記膜分離装置からの被処理水の一部を、上記イオン交換樹脂塔に導入して処理した処理水を、上記沈澱槽からの処理水と合流させて処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
キレート樹脂塔を備え、
上記膜分離装置からの被処理水の一部を、上記キレート樹脂塔に導入して処理した処理水を、上記沈澱槽からの処理水と合流させて処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
活性炭塔、イオン交換樹脂塔、逆浸透膜装置、および超純水製造装置を備え、
上記膜分離装置からの被処理水の一部を、上記活性炭塔、上記イオン交換樹脂塔、上記逆浸透膜装置に順に導入して処理し、この逆浸透膜装置からの処理水を、さらに、上記超純水製造装置に導入して再利用することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１６】
請求項２に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽の後段に、
消石灰が添加される消石灰反応槽と、
ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、
高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、
固液分離するための膜分離装置を有する膜分離槽とを順に備え、
有機物含有フッ素排水を、上記反応槽、上記消石灰反応槽、上記ポリ塩化アルミニウム凝集槽、上記高分子凝集剤凝集槽、上記膜分離槽に、順次導入して処理することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽の曝気ゾーンに好気性微生物が繁殖しており、
上記反応槽の生物汚泥ゾーンに嫌気性微生物が繁殖しており、
上記有機物含有フッ素排水は、過酸化水素を含有していることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１８】
請求項１０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記反応槽の曝気ゾーンに好気性微生物が繁殖しており、
上記反応槽の生物汚泥ゾーンに嫌気性微生物が繁殖しており、
上記有機物含有フッ素排水は、硝酸性窒素を含有していることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記有機物含有フッ素排水は、上記過酸化水素と硝酸性窒素とを含有していることを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記有機物含有フッ素排水とシリコン排水とを上記反応槽に導入することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の有機物含有フッ素排水処理装置において、
上記有機物含有フッ素排水とシリコン排水と、有機塩素化合物を含む地下水とを上記反応槽に導入することを特徴とする有機物含有フッ素排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体工場から排水される有機物含有フッ素排水に対して、排水中の有機物とフッ素を同時に効果的に処理できて、排水処理装置から発生する汚泥量を最小量にした排水処理方法および排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来のフッ素に関する排水処理においては、１つの反応槽に化学汚泥ゾーンと生物汚泥ゾーンの両方が存在する排水処理装置は存在していない。
【０００３】
また、従来の一般の排水処理において、１つの反応槽に、(1)化学汚泥ゾーンと、(2)生物汚泥ゾーンと、(3)膜分離装置が設置された曝気ゾーンの３種類のゾーンが構築された排水処理装置は存在していない。
【０００４】
また、従来、排水中のフッ素と硝酸性窒素を、１つの反応槽において同時に処理できる排水処理装置は存在していない。
【０００５】
また、従来、フッ素以外の成分である硝酸性窒素を、他の排水処理設備から発生する高濃度の生物汚泥を再利用して処理して、廃棄物を削減するフッ素の排水処理方法や排水処理装置はなかった。
【０００６】
また、従来、反応槽からの沈澱物を、沈澱槽ではなく濃縮槽に直接移送して、脱水処理し、廃棄物を削減する排水処理方法や排水処理装置も存在していない。
【０００７】
〔第１従来例〕
次に、図１６を参照して、フッ素排水の排水処理に関する第１従来例について詳細に説明する。この第１従来例の排水処理装置は、未反応薬品を含む汚泥の再利用工程が全く存在していない。また排水中の硝酸性窒素も除去できない。
【０００８】
この排水処理装置では、フッ素排水は、原水槽１０１に導入される。原水槽１０１に貯留されたフッ素排水は、水質と水量が調整されて原水槽ポンプ１０２によって、消石灰反応槽１１４に移送され、この消石灰反応槽１１４において、添加された消石灰に由来するカルシウムと排水中のフッ素とが反応して反応物としてのフッ化カルシウム１３０となる。
【０００９】
しかし、消石灰反応槽１１４には反応を促進するための撹拌手段としての急速撹拌機１１５が設置されて撹拌されているものの、消石灰反応槽１１４内での排水の滞留時間が１時間以内であるため、未反応の消石灰が消石灰反応槽１１４から流出してポリ塩化アルミニウム反応槽１１６に流入する。このポリ塩化アルミニウム反応槽１１６にも急速撹拌機１１５が設置されており、消石灰反応槽１１４で反応生成した反応物としての微細なフッ化カルシウム１３０は、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムによって凝集してフロックを形成する。また、未反応の消石灰もポリ塩化アルミニウムによって凝集し、フロックを形成する。この消石灰による凝集フロックは、カルシウムイオンの形態ではないため、フッ素の処理には全く有効でない。薬品の無駄であり、未反応薬品１２９となる。
【００１０】
そして、高分子凝集剤凝集槽１１７において高分子凝集剤が添加され、上記フロックとなったフッ化カルシウム１３０は、より安定した大きなフロックとなる。一方、フッ素の処理には有効ではないが、消石灰に起因する未反応フロックも、高分子凝集剤が添加されることによってより安定した大きなフロックとなる。
【００１１】
このより安定した大きなフロックとしてのフッ化カルシウム１３０のフロックと、より安定した大きなフロックとしての消石灰フロックは、沈澱槽１１９に流入して沈澱し、沈澱槽かき寄せ機１２０によって沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられる。このかき寄せられたフロックは汚泥となる。すなわち、この汚泥量は、フッ化カルシウム１３０による汚泥と、未反応消石灰汚泥や未反応凝集剤汚泥すなわち未反応薬品１２９による汚泥の合計汚泥量であり、廃棄物が多く発生する原因となっていた。
【００１２】
そして、沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられた汚泥は、濃縮槽かき寄せ機１２３が設置されている濃縮槽１２２に流入して濃縮された後、フィルタープレスポンプ１２４によって、フィルタープレス１２５に移送されて脱水される。
【００１３】
尚、この排水処理装置から発生する汚泥量は多量であるため、フィルタープレス１２５は２台設置してある。また、濃縮槽１２２の上澄液は、オーバーフロー配管を通じて原水槽１０１に導入される(図示せず)。
【００１４】
ところで、今日の時代のニーズとしては、脱水された後の脱水ケーキ量すなわち汚泥量が少ない排水処理方法や排水処理装置が求められている。
【００１５】
ところが、上述の第１従来例では、上記したように、フッ化カルシウム汚泥と未反応の消石灰汚泥等(未反応薬品)を含む汚泥が発生するため、汚泥量が多い。工場排水の条件や排水処理設備の運転方法によっても異なるが、―般には、フッ化カルシウム汚泥量の倍以上が未反応薬品に関する汚泥である。
【００１６】
〔第２従来例〕
次に、図１７に、第２従来例として、第１従来例の沈澱槽１１９からの汚泥の一部を汚泥返送ポンプ１２１によって、原水槽１０１に返送する処理フローを示す。この第２従来例も、排水中のフッ素の処理はできるが硝酸性窒素の処理はできない。しかし、この第２従来例は、沈澱槽１１９からの汚泥の一部を原水槽１０１に返送するので、未反応薬品を含む汚泥がフッ素排水によって消費される。このため、第２従来例は、第１従来例と比較して発生汚泥量が少ない。
【００１７】
〔第３従来例〕
次に、図１８に、第３従来例として、第１従来例の沈澱槽１１９からの汚泥の一部を汚泥返送ポンプ１２１によって、消石灰反応槽１１４に返送する処理フローを示す。この第３従来例も、排水中のフッ素の処理はできるが硝酸性窒素の処理はできない。
【００１８】
しかし、この第３従来例は、消石灰反応槽１１４に沈澱槽１１９からの汚泥の一部を返送するので、消石灰反応槽１１４において、未反応薬品を含む汚泥がフッ素排水によって消費される。このため、この第３従来例は、第１従来例よりも、発生汚泥量が少ない。
【００１９】
〔第４従来例〕
次に、図１９に、第４従来例の処理フローを示す。この第４従来例の排水処理装置では、フッ素の処理と多少の硝酸性窒素の処理が可能である。多少の硝酸性窒素の処理が可能である理由は、返送汚泥反応槽１４３の上部において嫌気性微生物としての脱窒菌が発生し硝酸性窒素を処理するからである。しかし、一般の半導体工場のフッ素排水に含まれる硝酸性窒素を確実に処理するためには、脱窒菌の量は充分とは言えない。
【００２０】
この第４従来例の処理フローでは、フッ素排水は、原水槽１０１に導入される。原水槽１０１に貯留されたフッ素排水は、水質と水量が調整されて原水槽ポンプ１０２によって、返送汚泥反応槽１４３に移送される。
【００２１】
返送汚泥反応槽１４３においては、フッ素排水は、化学汚泥ゾーン１４５の下部の下部流入管１０４から導入される。上記したように、汚泥返送ポンプ１２１によって、返送汚泥反応槽１４３に、フッ素排水と沈澱槽１１９からの未反応薬品(未反応消石灰と未反応凝集剤の合計)１２９を含む汚泥とが導入されている。
【００２２】
未反応薬品１２９を含む汚泥が汚泥返送ポンプ１２１によって導入されているので、返送汚泥反応槽１４３には、化学汚泥ゾーン１４５が常時構築されている。
【００２３】
化学汚泥ゾーン１４５においては、フッ素排水中のフッ素と未反応薬品１２９中のカルシウムが反応してフッ化カルシウム１３０となる。フッ素排水中のフッ素と未反応薬品１２９中のカルシウムとが反応してフッ化カルシウム１３０となることは、カルシウムのリサイクルとなり発生汚泥量の削減に役立つ。しかし、沈澱槽１１９からの未反応薬品(未反応消石灰と未反応凝集剤の合計)１２９を含む汚泥が、濃縮槽１２２に導入されるので、完全にリサイクルされてはいない。
【００２４】
一方、返送汚泥反応槽１４３の化学汚泥ゾーン１４５の上部においては、フッ素排水が返送汚泥によって中和されるので、微生物が自然発生する。化学汚泥ゾーン１４５の上部は曝気されていないので、嫌気性であり、脱窒菌等の嫌気性微生物が発生する。しかし、脱窒菌としての微生物量は、一般の半導体工場の排水に含まれる硝酸性窒素を高度に処理するには充分な量ではない。
【００２５】
また、発生汚泥量に関して記述すると、図１９の第４従来例の排水処理装置では、図１６の第１従来例の排水処理装置に比べて発生汚泥量が削減されているが、十分ではない。
【００２６】
図１９の第４従来例では、返送汚泥反応槽１４３が曝気されていないから、フッ化カルシウム１３０が沈澱する。
【００２７】
時間の経過とともに、返送汚泥反応槽１４３においては、沈澱したフッ化カルシウム１３０が多くなり、化学汚泥ゾーン１４５のゾーン高さが上昇する。化学汚泥ゾーン１４５の高さが上昇するとフッ化カルシウム１３０と被処理水(排水)が消石灰反応槽１１４に流入する。この消石灰反応槽１１４では、排水中のフッ素が、新たな消石灰に由来するカルシウムと反応して反応物としての新たなフッ化カルシウム１３０となる。ただし、すべてのカルシウムがフッ化カルシウム３０になるわけではなく、未反応のカルシウムすなわち未反応消石灰も存在する。
【００２８】
ここで注目すべき現象がある。つまり、消石灰反応槽１１４に返送汚泥反応槽１４３からのフッ化カルシウム１３０が多量に流入し、汚泥濃度が上昇すると消石灰のアルカリとしての中和作用が弱くなる現象がある。このため、消石灰が多量に消石灰反応槽１１４に添加される現象が発生する。さらに、消石灰反応槽１１４には、反応を促進するための撹拌手段である急速撹拌機１１５が設置されて撹拌されているが、消石灰反応槽１１４内での排水の滞留時間が１時間以内であることに起因し、また消石灰の中和作用が弱くなったことに起因して、未反応の消石灰が多くなる。この未反応の消石灰は、消石灰反応槽１１４から流出して次のポリ塩化アルミニウム反応槽１１６(ポリ塩化アルミニウム凝集槽)に流入する。そして、それらは、未反応消石灰や未反応凝集剤となり未反応薬品１２９を構成することなる。
【００２９】
次に、ポリ塩化アルミニウム反応槽１１６にも急速撹拌機１１５が設置されており、消石灰反応槽１１４で反応生成した反応物としての微細なフッ化カルシウム１３０は、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムによって凝集してフロックを形成する。また、未反応の消石灰もポリ塩化アルミニウムによって凝集し、フロックを形成する。この消石灰による凝集フロックは、フッ素の処理には全く有効でない。薬品の無駄であり、未反応薬品１２９としての位置付けとなる。そして、高分子凝集剤凝集槽１１７において高分子凝集剤が添加され、上記フロックとなったフッ化カルシウム１３０は、より安定した大きなフロックとなる。一方、フッ素の処理には有効ではないが、消石灰に起因する未反応フロックも、高分子凝集剤が添加されることによってより安定した大きなフロックとなる。
【００３０】
このより安定した大きなフロックとしてのフッ化カルシウム１３０のフロックと、より安定した大きなフロックとしての消石灰フロックは、沈澱槽１１９に流入し沈澱して、かき寄せ機１２０によって沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられる。そして、かき寄せられたフロックは汚泥となる。この汚泥量は、反応済のフッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応薬品１２９による汚泥の合計の汚泥量である。
【００３１】
そして、沈澱槽かき寄せ機１２０によって、沈澱槽１１９の底部の中心にかき寄せられた汚泥は、一部が、汚泥返送ポンプ１２１によって返送汚泥反応槽１４３に返送され、未反応薬品(未反応消石灰と未反応凝集剤)１２９が再利用される。よって、この排水処理装置より発生する汚泥量は、再利用しない第１従来例の排水処理装置と比較して削減されている。
【００３２】
また、一部のフッ化カルシウム１３０による汚泥と、未反応消石灰汚泥等の未反応薬品１２９による汚泥は、かき寄せ機１２３が設置されている濃縮槽１２２に流入して濃縮された後、フィルタープレスポンプ１２４によって、フィルタープレス１２５に移送されて脱水される。尚、上記したように、濃縮槽１２２の上澄液は、オーバーフロー配管によって、原水槽１０１に導入される(図示せず)。
【００３３】
この第４従来例の排水処理装置での沈澱槽１１９から発生する汚泥は、削減されたとは言え、フッ化カルシウム１３０による汚泥と未反応薬品１２９による汚泥とを含む汚泥を含有している。したがって、第１従来例の排水処理装置よりも、第４従来例の排水処理装置の方が、発生汚泥量が削減されているが充分とは言えないのである。すなわち、第４従来例の濃縮槽１２２には、未反応薬品１２９に起因する汚泥も導入され、この汚泥は、濃縮後にフィルタープレス１２５によって脱水処理されて廃棄物としての汚泥となっているのである。
【００３４】
〔第５従来例〕
次に、図２０に、第５従来例を示す。この第５従来例の排水処理装置は、排水中に含まれる多量の硝酸性窒素は処理できるが、排水中にフッ素が存在していた場合、処理できない。
【００３５】
図２０の第５従来例は、排水処理と排ガス処理の両方を高度に処理するため、かなり複雑な処理フローになっているが、微生物処理の中心となる反応槽は、反応槽上部３５９と反応槽下部３６０から構成されている部分である。
【００３６】
図２０に示す通り、膜分離装置としての膜フィルター３０９は反応槽上部３５９に設置されている。また、反応槽下部３６０には生物汚泥としての濃縮汚泥であるグラニュール汚泥３１２が形成されている。
【００３７】
また、上部３５９と下部３６０は、分離壁３１１で区分されている。排水は、下部の排水導入管３１３より、導入されて次第に上昇し、上部３５９に到達し、上部３５９に設置してある膜フィルター３０９によって精密に濾過される内容である。
【００３８】
膜フィルター３０９の下部には、膜フィルター用の散気管３１０が設置されており、膜フィルター３０９が汚泥によって閉塞しないよう、常時膜フィルター３０９を空気洗浄(曝気洗浄)している。
【００３９】
ところで、この第５従来例は、微生物処理を行う排水処理装置であるから、排水中の有機物や硝酸性窒素に対する生物処理は可能であるが、上記したように、排水中のフッ素に対する化学処理はできないという問題がある。すなわち、フッ素と有機物や硝酸性窒素を同時に含有している排水には１つの反応槽では対応できない。
【００４０】
したがって、この第５従来例では、フッ素と有機物や硝酸性窒素を同時に含有している排水に対しては、微生物処理装置と化学処理装置の両方を設計する必要があり、建設費が高くつくという問題がある。
【００４１】
〔第６従来例〕
次に、図２１に、「フッ素物含有水の処理方法」である第６従来例(特許公報第２５０３８０６)を示す。この第６従来例は、フッ素の高度処理を含めたフッ素の処理が可能であるが、１つの反応槽において排水中のフッ素と硝酸性窒素の同時処理はできない。
【００４２】
この第６従来例では、反応槽２０１で、フッ化物および硫酸イオンを含有する水にカルシウム化合物を加え、ｐＨを６〜８に調整した懸濁液を得る。次に、この得られた懸濁液を循環槽２０２に導入し、循環槽２０２から膜分離装置２０３へ導入された液を膜分離処理して透過液と濃縮液とに分離する。そして、膜分離工程から排出される濃縮液を循環槽２０２に循環させる一方、膜分離装置２０３からの透過液を、吸着塔２０４で吸着処理して、排水中のフッ素を高度に処理している。
【００４３】
この第６従来例の排水処理装置は、主として、反応槽２０１と循環槽２０２と膜分離装置２０３と吸着塔２０４とから構成されている。したがって、フッ素の高度処理や、吸着塔２０４が活性炭塔の場合対応可能となる低濃度有機物には有効である。
【００４４】
しかし、排水中に、高濃度有機物,硝酸性窒素,過酸化水素,有機塩素化合物が含まれている場合には、さらに別のそれぞれの排水処理設備が必要になり、排水処理装置の構成がより複雑になるという問題点がある。
【００４５】
また、排水中に有機物が高濃度に含有されていた場合、短時間の内に膜分離装置２０３や吸着塔２０４を閉塞させるという問題点がある。
【００４６】
また、循環槽２０２における未反応のカルシウム化合物は再利用されないので、汚泥の発生量が多いという問題点がある。
【００４７】
また、膜分離装置２０３が液中膜でない型の膜分離装置であるから、新たに、膜分離装置を設置するスペースが必要である。
【００４８】
また、吸着塔２０４を備えているので、排水中のフッ素を高度に処理できるが、処理水中のフッ素濃度を経済的濃度に自由に変更することはできない。
【００４９】
〔第７従来例〕
また、第７従来例として、公開特許公報である特開平６−８６９８８に記載の「フッ素イオンおよび過酸化水を含有する排水の処理方法」がある。
【００５０】
この排水処理方法は、フッ素イオンおよび過酸化水素を含有する排水に、アルカリ性カルシウム含有化合物としての消石灰を添加して、フッ素イオンをフッ化カルシウムとした後、アニオン性高分子凝集剤を添加して微細フロックを生成させる。次に、固液分離した後に、カタラーゼを添加して、過酸化水素を分解する。この方法では、沈澱槽からの汚泥が未反応の薬品を含んでいるので、発生汚泥量が多い問題と、排水中の過酸化水素を分解するためにカタラーゼを添加するのでランニングコストが高くなるという問題とがある。
【００５１】
また、この第７従来例では、排水中の硝酸性窒素や有機塩素化合物を処理できないから、それらを処理する場合には新たな処理設備が必要で建設費が高くなるという問題もある。
【００５２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、大きくは以下の項目である。
【００５３】
(１)  従来技術では、未反応薬品が完全に再利用されていない課題がある。したがって、未反応薬品を含む汚泥を効率的に再利用し、発生廃棄物量(汚泥量)を最低限とすることが課題である。
【００５４】
(２)  排水中の硝酸性窒素は、一般的には脱窒槽を新たに設置して処理しなければならないが、脱窒槽を別個に建設すると建設費が高くなる課題がある。すなわち、建設費が高価となることを回避するために、反応槽等の装置を工夫して硝酸性窒素が処理可能な反応槽を構築して、建設費用の低減を計ることが課題である。
【００５５】
(３)  従来技術では、吸着塔(樹脂塔)が設置してある排水処理装置の場合、排水中のフッ素を目標値に極力近づけて経済的に処理することができない。
【００５６】
したがって、吸着塔が設置されている排水処理装置において、例えば処理目標値を３ｐｐｍ(高度処理が必要な数値)以下まで処理する必要がある場合、極力その設定された数値(真の目標値は２．５ｐｐｍ〜２．９ｐｐｍが経済的な数値)を容易に確保できる新たな排水処理方法や排水処理装置を構築することが課題である。
【００５７】
(４)  半導体工場の酸排水に含まれるフッ素、有機物、硝酸性窒素、過酸化水素等を１つの反応槽で経済的に処理する方法や装置を提供することが課題である。また、場合によっては有機塩素化合物を含む地下水を経済的に処理しなければならない課題が発生する場合もある。すなわち、半導体工場の酸排水に含まれるフッ素,有機物,硝酸性窒素,過酸化水素,有機塩素化合物を１つの反応槽で経済的に処理する新たな排水処理方法や排水処理装置を構築することが課題である。
【００５８】
まず、上記課題(１)に関して詳細に説明する。
【００５９】
上述のように、排水中のフッ素を処理するには、消石灰、ポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤、高分子凝集剤を使用して排水処理することが一般であるが、反応槽や凝集槽において必ず未反応の薬品によるフロック(汚泥)ができ、それらが排水処理設備から発生する汚泥量の増加につながっている。
【００６０】
未反応の薬品によるフロックすなわち汚泥が発生する理由としては以下のことがあげられる。
【００６１】
(1)  建設費の関係から反応槽を格段に大きくできないので、反応槽での排水の滞留時間が短く、下記の化学反応式のような完全反応ができない問題がある。
【００６２】
２ＨＦ十Ｃａ(ＯＨ)2＝ＣａＦ2＋２Ｈ2Ｏ
具体的には、一般の排水処理設備の反応槽においては、下記の反応式となりフッ化カルシウム汚泥のみならず、未反応の消石灰フロックによる消石灰汚泥も発生する。
【００６３】
２ＨＦ＋２Ｃａ(ＯＨ)2＝ＣａＦ2(フッ化カルシウム汚泥)＋
２Ｈ2Ｏ＋Ｃａ(ＯＨ)2(消石灰汚泥)
消石灰汚泥は、酸によってカルシウムイオンを溶出すれば、薬品としての機能を果たすので再利用することが望ましい。
【００６４】
(2)  排水中のフッ素を１５ｐｐｍ以下まで処理しようとすると、フッ素量よりも過剰のカルシウムとしての消石灰を添加しないと排水中のフッ素を目的とするフッ素濃度(１５ｐｐｍ以下)まで処理できない。このことは、フッ素の排水処理における経験的内容であり、１５ｐｐｍ以下とするため過剰の消石灰を添加している。
【００６５】
また、前述した図１６の第１従来例の処理フローの排水処理装置における沈澱槽１１９からの未反応薬品を含む沈澱汚泥を新たに汚泥返送ポンプを設置して汚泥返送ポンプによって、沈澱汚泥を原水槽１０１や消石灰反応槽１１４へ返送して未反応薬品を再利用することが考えられる。
【００６６】
また、図１７の第２従来例のように、沈澱槽１１９からの未反応薬品を含む沈澱汚泥を汚泥返送ポンプ１２１によって原水槽１０１に返送する排水処理フローがある。
【００６７】
また、図１８の第３従来例のように、沈澱槽１１９からの未反応薬品を含む沈澱汚泥を汚泥返送ポンプ１２１によって消石灰反応槽１１４に返送する排水処理フローがある。
【００６８】
また、図１９に示す第４従来例の排水処理装置がある。この排水処理装置における沈澱槽１１９からの未反応薬品を含む沈澱汚泥を、汚泥返送ポンプ１２１によって、返送汚泥反応槽１４３へ返送して未反応薬品を再利用している。
【００６９】
これら図１７,１８,１９に示す第２,第３,第４従来例の排水処理フローによって、それぞれ、フッ素排水を排水処理すると、３つの排水処理フロー共に、時間経過に従って、系統内の汚泥濃度(フッ化カルシウム汚泥濃度と消石灰汚泥濃度の合算値)が上昇する。汚泥濃度が上昇することはさほど問題ないであろうと考えられていたが、しかし、運転の結果、消石灰反応槽１１４においては、汚泥濃度が高いと消石灰消費量が格段に増加する事実が判明した。
【００７０】
再利用する目的で、未反応の薬品としての未反応消石灰を、原水槽１０１やポリ塩化アルミニウム反応槽１１４や返送汚泥反応槽１４３に返送しても、消石灰反応槽１１４の汚泥濃度が１０００ｐｐｍ以上に上昇した場合、消石灰が添加される消石灰反応槽１１４においては、かえって消石灰の消費量が増加するマイナスの現象が発生することが判明した。この消石灰の消費量が増加する理由としては、汚泥濃度が高いと薬品としての消石灰の効力(ＰＨを上昇させる効力→具体的にはＰＨ２〜３のフッ素排水を中性もしくは弱アルカリまでＰＨ上昇させる効力)が打ち消されて消石灰の消費量が多くなることがある。すなわち、汚泥の緩衝作用によって、薬品としての消石灰がＰＨを高める効力が打ち消されたのである。なお、消石灰反応槽１１４での消石灰添加方法は、一般的なＰＨの設定による消石灰添加制御であり、オンオフ制御や比例制御が該当する。
【００７１】
上記汚泥の緩衝作用を、簡単な例で説明すると、水道水の一定量に１ｇの消石灰を添加するとＰＨが１０になったとする。次に、同じ量の汚泥水(汚泥濃度１０００ｐｐｍ)に１ｇの消石灰を添加するとＰＨが１０にならないで、ＰＨ８．５になる。これが、汚泥の緩衝作用を示す現象である。このため、ＰＨを１０に設定するためには、水道水では、１ｇの消石灰を添加すれば良いが、汚泥を多量に含む排水では、多量の消石灰が必要となるのである。
【００７２】
そして、図１６〜１９に示す第１〜第４従来例の排水処理フローでは、汚泥を沈澱槽１１９から濃縮槽１２２に引き抜いている限り、未反応の薬品を皆無(零)にすることはできない。未反応の薬品を皆無にするには排水処理システム全体を見直す必要がある。すなわち、未反応薬品を含む汚泥をすべて再利用し、かつ排水処理設備全体の機能性能を正常に保つには、目的にあった新たな水槽やシステムが必要となる。
【００７３】
その水槽の機能は、以下の内容を有していることが望ましい。
【００７４】
(1)  フッ素排水と未反応薬品を含む汚泥とが効率的に反応する返送汚泥反応槽(反応槽)が設置されている。
【００７５】
(2)  返送汚泥反応槽からは汚泥の流出が皆無となるように装置が構築されている。
【００７６】
(3)  反応後の反応物を容易に分離できて容易に系外に排出できる。
【００７７】
これら(1),(2),(3)のことを達成することによって、(１)の課題を達成でき、未反応薬品を含む汚泥を再利用して、かつ汚泥濃度上昇による薬品の過剰消費を防ぐ内容の排水処理装置を実現できる。
【００７８】
次に、(２)の課題について詳細に説明する。
【００７９】
排水中のフッ素と硝酸性窒素は化学的に異なる物質であるので、フッ素は化学処理で処理し、硝酸性窒素は生物処理で処理することが一般的である。このため、排水中のフッ素と硝酸性窒素は、別々の反応槽で処理していた。すなわち、フッ素は消石灰を添加する化学反応槽で処理し、硝酸性窒素は嫌気性微生物が繁殖している脱窒槽で処理していた。このように、フッ素と硝酸性窒素とを、それぞれ別個の槽で処理していたために、建設費が高くなるという問題があった。
【００８０】
また、排水中のフッ素濃度と硝酸性窒素濃度が高い場合には、その両方を効率的に、また経済的に１つの反応槽で同時を処理することはできなかったのである。
【００８１】
次に、(３)の課題について、図２１に示す第６従来例を参照して詳細に説明する。図２１に示す第６従来例は、フッ化物含有水の処理方法であり、上記したように大きくは、反応槽２０１,循環槽２０２,膜分離装置２０３,吸着塔２０４から構成されている。末端に吸着塔２０４が設置されているので、吸着塔２０４にアニオン交換樹脂、またはキレート樹脂、または活性アルミナ等の吸着材を充填して設置すれば、処理水の処理目標値、例えば３ｐｐｍ以下とした場合は、処理目標値の３ｐｐｍ以下は容易に達成でき、１ｐｐｍ以下となる。
【００８２】
しかし、例えば、処理目標値を３ｐｐｍ以下に設定した場合、２．５ｐｐｍから２．９ｐｐｍの範囲で常時処理することが経済的な排水処理方法であり、アニオン交換樹脂、またはキレート樹脂、または活性アルミナ等の吸着材の再生頻度も少なくなる。すなわちランニングコストを低減できる。
【００８３】
これに対して、図２１の第６従来例の排水処理方法では、全量の排水が吸着塔２０４を通過し、吸着材がフッ素を吸着するので、処理水中のフッ素濃度は、具体的には、１ｐｐｍ以下となり、再生頻度も頻繁となりランニングコストが高いという欠点がある。
【００８４】
一方、吸着塔２０４の再生期間を延期した場合には、処理水質が悪化して、例えば３ｐｐｍを維持できず、３ｐｐｍを超えることとなる。
【００８５】
次に、課題(４)について詳細に説明する。
【００８６】
半導体工場の酸排水には、一般的にフッ素，有機物，硝酸性窒素，過酸化水素等が含有されている。また、工場によっては、有機塩素化合物を含む地下水を処理する必要がある場合がある。フッ素と過酸化水素は、一般的には化学処理されるし、また、有機物と硝酸性窒素は―般的には微生物処理される場合が多い。すなわち、排水中のフッ素，有機物，硝酸性窒素，過酸化水素，有機塩素化合物を１つの反応槽で経済的に処理する方法や装置は存在しない課題がある。
【００８７】
そこで、この発明の目的は、廃棄物量を低減でき、かつ、イニシャルコストおよびランニングコストを低減できる排水処理方法と排水処理装置を提供することにある。
【００８８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の有機物含有フッ素排水処理方法は、有機物含有フッ素排水を、微生物を含む汚泥とカルシウムを含む汚泥を導入する反応槽で処理すると共に、
上記カルシウムを含む汚泥は、上記反応槽の後段で上記有機物含有フッ素排水のフッ素を薬品で処理する工程で生じた汚泥であり、
上記反応槽は、膜分離装置および曝気手段を有する曝気ゾーンと、上記微生物を含む汚泥が導入される生物汚泥ゾーンと、上記カルシウムを含む汚泥が導入される化学汚泥ゾーンとが、順に上から下に向かって配置された構成になっており、
上記反応槽の下部から有機物含有フッ素排水を導入して処理することを特徴としている。
また、この発明の有機物含有フッ素排水処理装置は、有機物含有フッ素排水を、微生物を含む汚泥とカルシウムを含む汚泥を導入する反応槽で処理すると共に、
上記カルシウムを含む汚泥は、上記反応槽の後段で上記有機物含有フッ素排水のフッ素を薬品で処理する工程で生じた汚泥であり、
上記反応槽は、膜分離装置および曝気手段を有する曝気ゾーンと、生物汚泥ゾーンと、化学汚泥ゾーンとが、順に上から下に向かって配置された構成になっており、
上記生物汚泥ゾーンに上記微生物を含む汚泥を導入する手段と、上記カルシウムを含む汚泥を上記化学汚泥ゾーンに導入する手段とを有し、
上記反応槽の下部から有機物含有フッ素排水を導入して処理することを特徴としている。
【００８９】
上記構成によれば、１つの反応槽に生物汚泥とカルシウムを含む化学汚泥を導入するので、排水中の有機物を生物汚泥に含まれる微生物によって処理し、フッ素をカルシウムを含む化学汚泥で処理することができる。
【００９０】
また、上記排水処理装置は、上記反応槽が膜分離装置を有している。
【００９１】
上記構成によれば、反応槽が膜分離装置を有しているので、生物汚泥や化学汚泥が反応槽から流出することが無くなり、生物汚泥と化学汚泥とを排水処理に有効に利用できる。
【００９２】
また、生物汚泥に含まれていた微生物も反応槽から流出することはなく、排水処理に有効に利用できる。
【００９３】
また、上記生物汚泥と化学汚泥が反応槽から流出することがないので、生物汚泥と化学汚泥を反応槽へ連続で導入すれば生物汚泥濃度と化学汚泥濃度を格段に高めることができ、排水処理効率を高めることができる。
【００９４】
尚、膜分離装置とは、簡単に言えば、被処理水を膜によって濾過し、浮遊物質を全く含まない、溶解しているイオン性の物質を含む処理水を確保する装置である。有機物含有フッ素排水を、カルシウムを含む化学汚泥と生物汚泥とが導入され、かつ膜分離装置を有する反応槽で処理することは、膜分離装置により、排水中に溶解しているイオン性の物質のみを処理水中に移動させる処理となる。したがって、微細な微生物，浮遊している微生物および反応後の微細なフッ化カルシウムは、濃縮側に留まり、処理水中には移行(移動)しない。
【００９５】
したがって、従来の凝集沈澱による処理水とは異なり、浮遊物質に関して高度な処理が可能となる。すなわち、従来の凝集沈澱による方法では、微細なフッ化カルシウムが処理水中に含まれることがあり、水質が悪化することがあった。
【００９６】
また、膜分離装置では、従来の排水処理における反応槽において浮遊しているがために流失していた少ない硝酸性窒素を処理する脱窒菌等の有用微生物を濃縮側(反応槽内)に留まらせて、従来の凝集沈澱法における反応槽で存在していた時よりも、はるかに多量の微生物を濃縮側(反応槽内)で繁殖させることが可能となる。したがって、多量の微生物により、排水中の有機物をより効果的に処理することが可能になる。
【００９７】
また、生物汚泥を膜分離装置が設置してある反応槽に、連続的に導入すれば微生物濃度は格段に高くなり処理効率が向上する。したがって、膜分離装置を有する反応槽によって、有機物含有フッ素排水をより効率的に処理できる。
【００９８】
また、反応槽内に膜分離装置が存在しない場合、化学汚泥が反応槽から流出して、次の消石灰反応槽に流入して、一旦できた化学汚泥からフッ素が再溶解し、処理水の水質を悪化させることがあった。
【００９９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置が液中膜である。
【０１００】
上記構成によれば、上記膜分離装置が液中膜(液の中に没している膜)であるので、反応槽内部の水面下に設置でき、膜分離装置として新たに設置場所を準備する必要がない。また、膜分離装置が液中膜であるから、膜表面が閉塞した場合は、膜表面を空気洗浄して、閉塞部分を容易に空気洗浄できる。
【０１０１】
また、上記排水処理装置では、上記反応槽は、膜分離装置を有する曝気ゾーンと、生物汚泥ゾーンと、化学汚泥ゾーンとが、順に上から下に向かって配置された構成になっており、上記反応槽の下部から有機物含有排水を導入して処理する。
【０１０２】
上記構成によれば、反応槽が上から下に向かって、膜分離装置を有する曝気ゾーン,生物汚泥ゾーン,化学汚泥ゾーンで構成され、かつ酸性を示す有機物含有フッ素排水を反応槽下部から導入している。したがって、まず、有機物含有フッ素排水のフッ素を処理(フッ素の１次処理)すると同時に排水を中性にすることができる。
【０１０３】
そして、化学汚泥によって中和された有機物含有フッ素排水は、下部の化学汚泥ゾーンから上昇して生物汚泥ゾーンに導入される。この生物汚泥ゾーンで、排水中の有機物は、生物汚泥に含まれている微生物によって生物学的に処理される。
【０１０４】
次に、排水は最上部の曝気ゾーンに導入されて、この曝気ゾーンに繁殖している好気性の微生物によって排水中の有機物が生物学的に処理される。この曝気ゾーンは、曝気されているが故に、好気性を維持しており、好気性微生物が繁殖している。また、この曝気ゾーンには膜分離装置が設置されているので、上記好気性の微生物が曝気ゾーンから流出することがない。そればかりか、膜分離装置が設置されていることによって、好気性微生物が濃縮され、好気性による微生物処理の処理効率を高めることができる。
【０１０５】
尚、曝気ゾーン，生物汚泥ゾーン，化学汚泥ゾーンのそれぞれの汚泥の中で比重が軽い順は曝気ゾーン，生物汚泥ゾーン，化学汚泥ゾーンの汚泥となり、凝集剤を含む重い化学汚泥が最下部となる。
【０１０６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記反応槽の化学汚泥ゾーンに、未反応の薬品を含む沈澱槽からの返送汚泥を導入することを特徴としている。
【０１０７】
上記構成によれば、上記反応槽の化学汚泥ゾーンに未反応の薬品を含む沈澱槽からの返送汚泥が導入されるので、未反応の薬品を含む汚泥を再利用することができると同時に未反応薬品が廃棄物としての汚泥になることを防止することができる。
【０１０８】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記反応槽がその化学汚泥ゾーンに連通して沈澱部を有し、かつ、その沈澱部の汚泥を濃縮槽に導入して濃縮し、その後脱水処理することを特徴としている。
【０１０９】
上記構成によれば、反応槽の化学汚泥ゾーンに連通して沈澱部を有しているので、化学汚泥ゾーンで反応後の反応物(フッ化カルシウム)を沈殿部に移動させることができる。また、上記反応物である沈澱部の汚泥を濃縮槽に導入して濃縮し、その後脱水処理するので、反応物を脱水ケーキとして処分することができる。
【０１１０】
尚、上記沈澱部から汚泥を濃縮槽に引き抜き、脱水処理することが、従来の排水処理方法にはない点であり、従来は、汚泥を沈澱槽から濃縮槽に引き抜いていた。
【０１１１】
また、他の実施形態の排水処理方法は、上記有機物含有フッ素排水の有機物が、ＩＰＡやアセトンに由来する有機物と界面活性剤である。
【０１１２】
上記構成によれば、半導体工場では、硝酸性窒素がフッ素排水に含有されているので、ＩＰＡ(イソプロピルアルコール)やアセトンや界面活性剤を硝酸性窒素を脱窒する際の水素供与体として利用することができる。
【０１１３】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜である。
【０１１４】
上記構成によれば、液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜であるのでミクロンの精度で濾過することができ、濾過水として、浮遊物質(ＳＳ＝suspended solid)を全く含まない濾過水を確保できると同時に生物汚泥と化学汚泥を反応槽に濃縮することができる。
【０１１５】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記生物汚泥ゾーンが濃縮生物汚泥で構成され、上記化学汚泥ゾーンが濃縮化学汚泥で構成されている。
【０１１６】
上記構成によれば、生物汚泥ゾーンが濃縮生物汚泥で構成され、上記化学汚泥ゾーンが濃縮化学汚泥で構成されている。したがって、濃縮汚泥であるが故に、生物汚泥の持つ脱窒性や有機物分解性が増加する。また、生物汚泥が濃縮されているが故に、生物汚泥ゾーンがより嫌気性となる。また、濃縮汚泥であるが故に、化学汚泥の持つ反応性が増加する。同時に、汚泥濃度が高濃度であるが故に、排水が化学汚泥ゾーンを通過する際にショートパスすることがなくなる。したがって、処理が安定する効果がある。
【０１１７】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記反応槽は、曝気ゾーンと生物汚泥ゾーンの間に分離壁を有することを特徴としている。
【０１１８】
上記構成によれば、曝気ゾーンと生物汚泥ゾーンの間に分離壁を有しているので、ゾーンとゾーンの間を分離することができ、曝気ゾーンをより好気性に維持でき、生物汚泥ゾーンをより嫌気性に維持できる。すなわち、分離壁によって、曝気ゾーンの汚泥が水流によって下部の生物汚泥ゾーンに移動することが少なくなる。
【０１１９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、膜分離装置を有する曝気ゾーン,生物汚泥ゾーン,沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、有機物含有フッ素排水を順次導入して処理する。
【０１２０】
上記構成によれば、フッ素は、第１に、化学汚泥ゾーンで処理され、次に、消石灰反応槽でフッ化カルシウムとして処理される。さらに、生成した反応物としてのフッ化カルシウムは、ポリ塩化アルミニウム凝集槽および高分子凝集剤凝集槽で凝集され、さらには、沈澱槽でフッ化カルシウムと上澄液とが沈澱分離される。これにより、フッ素が処理される。
【０１２１】
また、有機物は、第１に、曝気されてない生物汚泥ゾーンで嫌気性の微生物によって分解処理され、第２に、曝気されている曝気ゾーンの好気性の微生物によって分解処理される。
【０１２２】
また、曝気ゾーンが膜分離装置を有しているので、曝気ゾーン側の汚泥濃度が高濃度になり、反応を効果的に進行させることができる。
【０１２３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記沈澱槽で沈澱した汚泥を上記反応槽の化学汚泥ゾーンに返送する。
【０１２４】
上記構成によれば、沈殿槽で沈澱した汚泥を上記反応槽の化学汚泥ゾーンに返送するので、沈澱槽で沈澱した汚泥の中に含まれる未反応薬品としての消石灰や凝集剤を反応槽の化学汚泥汚泥ゾーンで排水と接触反応させて再利用することができる。
【０１２５】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置からの被処理水の一部を樹脂塔に導入して処理し、その処理水と上記沈澱槽からの処理水とを合流させて処理する。
【０１２６】
上記構成によれば、上記膜分離装置からの被処理水を一部樹脂塔に導入して処理するので、樹脂塔を通過後は、フッ素濃度が１ｐｐｍ以下の処理水を容易に確保できる。一方、フッ素濃度の目的水質が１ｐｐｍ以上の場合(たとえば３ｐｐｍ)には、樹脂塔を通過した処理水を沈澱槽からの処理水と合流させて処理することによって、目的水質を容易に維持できる。なお、膜分離装置からの排水は、浮遊物質を全く含まないので、樹脂に浮遊物質が付着することが無く、樹脂塔に導入して処理し易い。
【０１２７】
ちなみに、従来技術(例えば、(特許公報第２５０３８０６号))では、排水の全量を膜分離装置と吸着塔に通水しているので、目的水質よりも良い水質となることが多く、吸着塔の再生等のランニングコストが高くなる。
【０１２８】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置からの被処理水の一部を、イオン交換樹脂塔に導入して処理し、上記沈澱槽からの処理水と合流させて処理することを特徴としている。
【０１２９】
上記構成によれば、上記膜分離装置からの被処理水の一部をイオン交換樹脂塔に導入して処理するので、イオン交換樹脂塔を通過した後はフッ素濃度が１ｐｐｍ以下の処理水を容易に確保できる。一方、フッ素濃度の目的水質が１ｐｐｍ以上(例えば３ｐｐｍ)の場合には、イオン交換樹脂塔を通過した処理水を、沈澱槽からの処理水と合流させて処理することによって、目的水質を容易に維持できる。
【０１３０】
また、一実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置からの被処理水の一部を、キレート樹脂塔に導入して処理し、上記沈澱槽からの処理水と合流させて処理する。
【０１３１】
上記構成によれば、上記膜分離装置からの被処理水の一部を、フッ素を選択的に処理可能なキレート樹脂塔に導入して処理するので、キレート樹脂塔を通過した後は、フッ素濃度が１ｐｐｍ以下の処理水を容易に確保できる。一方、フッ素の目的水質が１ｐｐｍ以上(例えば３ｐｐｍ)の場合には、キレート樹脂塔を通過した処理水を、沈澱槽からの処理水と合流させて処理することによって、目的水質を容易に維持できる。
【０１３２】
尚、キレート樹脂は、各種イオンの中からフッ素のみを選択的に処理することができる特徴を有している。
【０１３３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置からの被処理水の一部を、活性炭塔,イオン交換樹脂塔,逆浸透膜装置に導入して処理し、超純水製造装置に導入して再利用する。
【０１３４】
上記構成によれば、膜分離装置からの被処理水の一部を、活性炭塔,イオン交換樹脂塔,逆浸透膜装置に導入して処理するので、水質がかなり良くなり、超純水製造装置に再利用することができる。
【０１３５】
また、一実施形態の排水処理装置は、膜分離装置を有する曝気ゾーン,生物汚泥ゾーン,沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための膜分離装置を有する膜分離槽とに、有機物含有フッ素排水を順次導入して処理する。
【０１３６】
上記構成によれば、沈澱槽の代替として膜分離装置を有する膜分離槽で排水処理するので、沈澱槽の場合には発生することがある汚泥流出による水質悪化を、膜分離装置によって完全に防止できる。したがって、浮遊物質を全く含まない処理水を確保できる。
【０１３７】
また、他の実施形態の排水処理装置は、好気性微生物が繁殖していて膜分離装置を有する曝気ゾーン,嫌気性微生物が繁殖している生物汚泥ゾーン,カルシウムが存在していて沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、過酸化水素と有機物を含有したフッ素排水を、順次導入して処理する。
【０１３８】
上記構成によれば、生物汚泥ゾーンに繁殖した嫌気性徴生物が持つ還元性によって過酸化水素を処理することができる。過酸化水素は酸化剤であるので、一般的には還元剤で処理できる。
【０１３９】
また、嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーンと、曝気手段を有している曝気ゾーンであるが故に好気性微生物が繁殖した曝気ゾーンとで、有機物を処理することができる。また、フッ素については、カルシウムが存在する化学汚泥ゾーンと消石灰が添加される消石灰反応槽、およびポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽、さらには固液分離するための沈澱槽に、排水を順次導入することによって処理できる。
【０１４０】
また、一実施形態の排水処理装置は、好気性微生物が繁殖していて膜分離装置を有する曝気ゾーン,嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーン,カルシウムが存在していて沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、硝酸性窒素と有機物を含有したフッ素排水を順次導入して処理する。
【０１４１】
上記構成によれば、硝酸性窒素を嫌気性徴生物によって窒素ガスとして還元処理することができる。また、有機物を、嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーンと、曝気手段を有していて、好気性微生物が繁殖した曝気ゾーンで処理することができる。また、フッ素については、排水を、カルシウムが存在する化学汚泥ゾーンと消石灰が添加される消石灰反応槽、およびポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽、さらに固液分離するための沈澱槽に順次導入して処理できる。
【０１４２】
この構成では、排水中の硝酸性窒素を生物汚泥ゾーンの脱窒菌(嫌気性微生物)によって、排水中の有機物を水素供与体として利用し、窒素ガスまで処理できる。
【０１４３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、好気性微生物が繁殖していて膜分離装置を有する曝気ゾーン,嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーン,カルシウムが存在していて沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、過酸化水素,硝酸性窒素および有機物を含有したフッ素排水を、順次導入して処理する。
【０１４４】
上記構成によれば、過酸化水素を、生物汚泥ゾーンに繁殖した嫌気性微生物の還元性によって処理でき、また、硝酸性窒素を、嫌気性微生物によって窒素ガスとして還元処理できる。
【０１４５】
また、有機物は、嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーンと、曝気手段を有し、好気性微生物が繁殖した曝気ゾーンで処理できる。また、フッ素については、排水を、カルシウムが存在する化学汚泥ゾーンと、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽、さらに固液分離するための沈澱槽に、順次導入して処理できる。
【０１４６】
また、一実施形態の排水処理装置は、好気性微生物が繁殖していて膜分離装置を有する曝気ゾーン,嫌気性微生物が繁殖している生物汚泥ゾーン,カルシウムが存在していて沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、過酸化水素,硝酸性窒素および有機物を含有したフッ素排水とシリコン排水を、順次導入して処理する。
【０１４７】
上記構成によれば、過酸化水素については、生物汚泥ゾーンに繁殖した嫌気性微生物の還元性によって処理でき、硝酸性窒素については、嫌気性微生物によって窒素ガスとして還元処理することができ、有機物については、嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーンと曝気手段を有していて好気性微生物が繁殖した曝気ゾーンで処理することができる。
【０１４８】
また、フッ素については、排水を、カルシウムが存在する化学汚泥ゾーンと、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、順次導入することで処理できる。
【０１４９】
また、シリコン排水のシリコンについては、膜分離装置で物理的に濾過することによって処理できる。
【０１５０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、好気性微生物が繁殖していて膜分離装置を有する曝気ゾーン,嫌気性微生物が繁殖している生物汚泥ゾーン,カルシウムが存在していて沈殿部と連通している化学汚泥ゾーンで構成され、化学汚泥と生物汚泥が導入される反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、過酸化水素,硝酸性窒素および有機物を含有したフッ素排水とシリコン排水と有機塩素化合物を含む地下水とを、順次導入して処理する。
【０１５１】
上記構成によれば、過酸化水素は、生物汚泥ゾーンに繁殖した嫌気性微生物の還元性によって処理することができ、硝酸性窒素は、嫌気性微生物によって窒素ガスとして還元処理することができる。また、有機物は、嫌気性微生物が繁殖した生物汚泥ゾーンと、曝気手段を有していて好気性微生物が繁殖した曝気ゾーンで処理することができる。また、フッ素は、カルシウムが存在する化学汚泥ゾーンと、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、排水を順次導入することによって処理できる。
【０１５２】
また、シリコン排水のシリコンは、膜分離装置で物理的に濾過して処理することができ、有機塩素化合物は、シリコンの脱塩素化作用によって処理できる。
【０１５３】
また、一実施形態の排水処理方法は、フッ素排水を、カルシウムを含む化学汚泥が導入され、かつ膜分離装置を有する反応槽で処理することを特徴としている。
【０１５４】
上記構成によれば、フッ素を化学汚泥中のカルシウムと反応させてフッ化カルシウムとして処理でき、さらに、膜分離装置によって固形物としてのフッ化カルシウムと処理水とに物理的に分離処理できる。
【０１５５】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を、カルシウムを含む化学汚泥が導入され、かつ膜分離装置を有する反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、固液分離するための沈澱槽とに、順次導入して処理する。
【０１５６】
上記構成によれば、第１に、フッ素を、反応槽に有る化学汚泥中のカルシウムと反応させてフッ化カルシウムとして処理でき、さらに、反応槽に有る膜分離装置によって固形物としてのフッ化カルシウムと処理水とに物理的に処理できる。
【０１５７】
そして、第２に、消石灰が添加される消石灰反応槽，ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽，高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽，さらに固液分離するための沈澱槽に、処理水を順次導入することによって、処理水中のフッ素を処理できる。
【０１５８】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素排水を、カルシウムを含む化学汚泥が導入され、かつ第１の膜分離装置を有する反応槽と、消石灰が添加される消石灰反応槽と、ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽と、高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽と、第２の膜分離装置を有する膜分離槽とに、順次導入して処理する。
【０１５９】
上記構成によれば、第１に、排水中のフッ素を、化学汚泥中のカルシウムと反応させてフッ化カルシウムとして処理でき、さらに膜分離装置によって固形物としてのフッ化カルシウムと処理水とに物理的に分離処理できる。
【０１６０】
また、第２に、上記処理水を、消石灰が添加される消石灰反応槽，ポリ塩化アルミニウムが添加されるポリ塩化アルミニウム凝集槽，高分子凝集剤が添加される高分子凝集剤凝集槽に順次導入し、第３に、膜分離装置を有する膜分離槽に導入することによって、上記処理水中のフッ素を処理できる。
【０１６１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【０１６２】
〔第１の実施の形態〕
図１に、この発明の排水処理装置の第１の実施の形態を示す。この第１の実施の形態は、有機物含有フッ素排水を、原水槽(第１水槽)１に導入した後、原水槽ポンプ２で、液中膜を有する化学汚泥ゾーン生物汚泥ゾーン反応槽(第２水槽)３の下部に排水を導入し、反応槽３で処理した後、続いて消石灰反応槽(第３水槽)１４、ポリ塩化アルミニウム凝集槽(第４水槽)１６、高分子凝集剤凝集槽(第５水槽)１７、沈澱槽(第６水槽)１９に導入して排水を処理する。
【０１６３】
また、反応槽３の沈澱部６で発生した未反応薬品２９を含まない汚泥を濃縮槽２２に導入した後、フィルタープレス２５で脱水処理している。
【０１６４】
また、他の排水処理設備より発生する生物汚泥すなわち微生物汚泥３１は、反応槽３の反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２の下部に設置されている生物汚泥流入管１２より導入され、処理に利用されている。
【０１６５】
図１について、さらに詳細に説明する。
【０１６６】
有機物含有フッ素排水は、原水槽１に導入される。原水槽１に導入された有機物含有フッ素排水は、原水槽ポンプ２によって、反応槽３の下部に設置されている下部流入管４から反応槽３の上方に向かって流出する。反応槽３は、上部の反応槽上部(曝気ゾーン)３−１、中間部の反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２、下部の反応槽下部(化学汚泥ゾーン)３−３から構成されている。上部の反応槽上部(曝気ゾーン)３−１には、液中膜ポンプ７と連結した液中膜９が設置され、排水を濾過している。排水を濾過することによって濾過液と濃縮液とに物理的に分離される。
【０１６７】
また、上部の反応槽上部(曝気ゾーン)３−１と中間部の反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２の間には分離壁３３が配置されている。この分離壁３３は、略水平方向に所定寸法だけ突き出したテーパ形状になっている。この分離壁３３の役割は、曝気ゾーン３−１と生物汚泥ゾーン３−２との間の排水の対流を制限して、曝気ゾーン３−１の好気状態と生物汚泥ゾーン３−２の嫌気状態との分離を明確にすることにある。
【０１６８】
また、反応槽下部(化学汚泥ゾーン)３−３には、ＰＨが８．０〜８．５程度のアルカリ性を示す沈澱槽１９からの多量の返送汚泥が、反応槽下部３−３の上部に設置してある化学汚泥流入管１３から反応槽下部３−３に流入する。そして、長い滞留時間があるため、また、反応槽上部３―１に設置してある液中膜９により、中間部の生物汚泥ゾーン３−２が濃縮生物汚泥２６になっている。また、下部の化学汚泥ゾーン３−３は濃縮化学汚泥２８の状態になっている。この下部の化学汚泥ゾーン３−３には、撹拌機や散気管による曝気手段等の撹拌手段は何も無いので、化学汚泥が高濃度に濃縮した状態となることは当然である。
【０１６９】
一方、沈澱槽１９から下部の化学汚泥ゾーン３−３への返送汚泥は、未反応薬品２９を含む汚泥である。上記返送汚泥が、未反応薬品２９を含む汚泥であることは、消石灰反応槽１４，ポリ塩化アルミニウム凝集槽１６，高分子凝集剤凝集槽１７での反応や凝集状態では、各槽での対流時間が短いことと、過剰に薬品を添加していることに起因している。なお、上記沈澱槽１９から化学汚泥ゾーン３−３への返送汚泥は、ＰＨが８．０〜８．５程度の弱いアルカリ性を示す。このＰＨが８．０〜８．５程度の弱いアルカリ性を示す汚泥は、未反応の消石灰や未反応のポリ塩化アルミニウムや未反応の高分子凝集剤を含んでいる。
【０１７０】
一方、原水槽１から化学汚泥ゾーン３−３へ導入されたＰＨ２〜３の酸性の有機物含有フッ素排水は、濃縮化学汚泥２８のカルシウム等の成分を溶解させながら、有機物含有フッ素排水自体は、しだいにアルカリ成分によって中和されていく。この有機物含有フッ素排水の化学汚泥ゾーン３−３での滞留時間は、２時間以上を選定すれば、弱酸性から中性すなわちＰＨ７以下ＰＨ５以上の排水を得ることが可能となる。尚、反応槽３下部の化学汚泥ゾーン３−３でのＳＳ(浮遊物質)濃度としては３００００ｐｐｍ前後が好ましいが絶対ではない。
【０１７１】
沈殿槽１９から化学汚泥ゾーン３−３への未反応薬品２９を含む汚泥は、化学汚泥ゾーン３−３の上部の化学汚泥流入管１３より流入して、酸性の有機物含有フッ素排水中のフッ素を中心とした成分と反応する(フッ素の１次処理)。その代表が排水中のフッ素と未反応薬品２９中のカルシウムとの反応によるフッ化カルシウム３０の生成である。化学汚泥流入管１３より化学汚泥ゾーン３−３に流入した未反応薬品２９を含む汚泥は、化学汚泥ゾーン３−３の下部の下部流入管４から流入した有機物含有フッ素排水と反応した後、未反応薬品が消費される。よって、反応後の汚泥は、しだいに沈降して移動し、最下部の傾斜壁２７の上部を通過して沈澱部６に移動する。
【０１７２】
沈澱部６に移動した汚泥が、未反応薬品２９を含まないように、反応槽３への有機物含有フッ素排水の導入量と、沈澱槽１９からの反応槽３への返送汚泥量の導入量とを調整する必要がある。すなわち、沈澱部ポンプ８から濃縮槽(第７水槽)２２へ移送される汚泥のＰＨが中性から弱い酸性(具体的には、ＰＨ７以下)の汚泥となるように、有機物含有フッ素排水の反応槽３への導入量と沈澱槽１９からの返送汚泥量の導入量を調整することによって、沈澱部６において、未反応薬品２９を含まないような汚泥を確保できる。
【０１７３】
こうして、沈澱部６の汚泥は、未反応薬品を含まないフッ化カルシウム３０の汚泥となり、沈澱部ポンプ８から濃縮槽２２へ移送される。
【０１７４】
次に、有機物含有フッ素排水中のフッ素が、反応槽下部３−３の濃縮化学汚泥２８で一次処理され、かつある程度中和された排水は、反応槽中間部３−２に流入する。すなわち、ＰＨ７以下ＰＨ５以上の有機物含有フッ素排水は、上昇して反応槽中間部３−２に流入するのである。反応槽中間部３−２には、他の排水処理設備で発生した生物汚泥が流入して濃縮生物汚泥２６となっている。この中間部３−２で、生物汚泥が濃縮している理由は、反応槽中間部３−２に撹拌手段が存在しないことと、反応槽上部３−１に膜分離装置としての液中膜９が設置されて、濾過水のみを排出していることによる。
【０１７５】
この濃縮生物汚泥２６は、大多数の微生物が有機物含有フッ素排水中の酸素を消費することによって嫌気性になっている。そして、これらの嫌気性微生物が、排水中の有機物を基質(栄養源)として繁殖している。こうして、排水中の有機物が、嫌気性微生物によって１次処理される。
【０１７６】
尚、反応槽３の中間部(生物汚泥ゾーン)３−２でのＳＳ(浮遊物質)濃度としては２００００ｐｐｍ前後が好ましいが絶対ではない。
【０１７７】
上記したように、反応槽中間部３−２には生物汚泥が流入していることと、曝気ゾーン３−１に膜分離装置としての液中膜９が設置されて排水を濾過していることとによって、濃縮生物汚泥２６が形成されている。したがって、反応槽中間部３−２に流入したフッ素処理後の有機物を含有する排水は、濃縮生物汚泥２６中の嫌気性微生物を中心とした微生物汚泥３１によって生物学的に処理され有機物濃度が低下する。
【０１７８】
反応槽中間部３−２では、曝気手段が存在しないことに加えて、生物汚泥の濃度が高濃度となっていることによって、嫌気性の微生物が繁殖しているのである。
【０１７９】
上記したように、反応槽中間部３−２と反応槽上部３−１との間には分離壁３３が設置されている。この分離壁３３は、重い濃縮生物汚泥２６が反応槽上部３−１に移動しないように配慮された壁である。すなわち、分離壁３３は、反応槽上部３−１の循環水流が反応槽中間部３−２に影響を与えないようにすることができる。この反応槽上部３−１の循環水流の汚泥濃度と反応槽中間部３−２の汚泥濃度は高濃度であるが故に、この第１実施形態のような突起形状の分離壁３３であれば必要な分離機能を果たすことができる。
【０１８０】
より具体的には、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２の寸法が合わせて幅１ｍ(メートル)で奥行きが１ｍでかつ高さが２ｍ程度である場合に、上記分離壁３３の槽内への突起寸法を０．１ｍ程度にすれば、必要な分離機能を果たすことができる。すなわち、上記分離壁３３の突起寸法は、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２の大きさによって多少異なるが、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２の槽幅や奥行き寸法の約１０％程度でよい。
【０１８１】
次に、反応槽中間部３−２で排水中の有機物が嫌気性微生物である濃縮生物汚泥２６によって処理(有機物の１次処理)されて、次に、反応槽上部３−１に流入する。この反応槽上部３−１では、排水は好気状態で主として好気性の微生物によって、排水中の有機物が生物学的に処理される(有機物の２次処理)。
【０１８２】
上記したように、反応槽上部３−１には膜分離装置としての液中膜９が設置されている。また、液中膜９の下部には、液中膜９を空気洗浄するための散気管１０が設置されており、液中膜９を常に散気管１０より吐出する空気によって空気洗浄すると同時に反応槽上部３−１内を曝気し、好気性を維持している。
【０１８３】
なお、散気管１０は、配管によってブロワー１１と接続されている。このブロワー１１としては、一般的なルーツブロワーが選定されている。また、液中膜９としては、精密濾過膜や限外濾過膜を選定すれば良い。この精密濾過膜の代表としては、三菱レイヨン株式会社製の中空糸膜があり、限外濾過膜の代表としては、株式会社クボタ製の平膜がある。この限外濾過膜は、排水中の微粒子，バクテリア，ウイルス等の微生物のすべてとコロイド領域の溶存有機物の一部まで除去できる。また、精密濾過膜は、排水中の微粒子，バクテリアのすべてとウイルスの一部とコロイド領域の溶存有機物の一部まで除去できる。
【０１８４】
尚、反応槽３の上部３−１でのＳＳ(浮遊物質)濃度としては１００００ｐｐｍ前後が好ましいが絶対ではない。
【０１８５】
また、反応槽下部３−３や反応槽中間部３−２や反応槽上部３−１の滞留時間は、有機物含有フッ素排水の濃度が通常濃度(フッ素濃度として１００〜３００ｐｐｍ)の時は、それぞれ２時間とし合計６時間程度となるように、流入水の水量を調整すればよい。
【０１８６】
次に、排水中のフッ素が１次処理され、かつ、排水中の有機物が１次および２次処理された排水は、反応槽上部３−１に設置されている液中膜９によって濾過される。この濾過後の排水は、配管で液中膜９に接続されている液中膜ポンプ７によって消石灰反応槽１４に移送される。この消石灰反応槽１４には、急速撹拌機１５が設置されており、反応槽３で反応しきれなかった排水中のフッ素を新たな消石灰を添加して撹拌し反応させて、２次的に処理する。すなわち、排水中のフッ素に関しては、反応槽下部３−３での反応が１次的な粗い処理であり、消石灰反応槽１４での反応がフッ素の確実な２次的処理になる。
【０１８７】
この消石灰反応槽１４では、残存していた排水中のフッ素が、消石灰の添加と急速撹拌機１５の撹拌とによって、微細なフッ化カルシウムとなり、続いてポリ塩化アルミニウム反応槽１６に導入されて、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウムが添加されて大きなフロックとなる。そして、そのフロックを含む排水は、続いて、緩速撹拌機１８が設置してある高分子凝集剤凝集槽１７に導入され、高分子凝集剤の添加により、上記大きなフロックは、より安定した沈降し易いより大きなフロックとなる。このより安定した沈降し易いより大きなフロックは、次に、沈澱槽かき寄せ機２０を有する沈澱槽１９に流入し、フロックが沈澱槽１９の下部に沈澱する。この沈澱槽１９における上澄液が処理水となる。
【０１８８】
沈澱槽１９で沈澱したフロックすなわち汚泥は、消石灰反応槽１４,ポリ塩化アルミニウム反応槽１６,高分子凝集剤凝集槽１７で、消石灰が添加され,ポリ塩化アルミニウムが過剰に添加され,高分子凝集剤が添加されていることに起因して、未反応の消石灰,未反応のポリ塩化アルミニウム,未反応の高分子凝集剤を含んでいる。この沈澱槽１９で沈澱した汚泥のすべては、汚泥返送ポンプ２１によって、反応槽下部３−３の上部に返送される。
【０１８９】
これにより、未反応薬品２９が、全て、有機物含有フッ素排水の処理に再利用され、反応槽下部３−３の汚泥が沈澱して傾斜壁２７の上部を経て沈澱部６に移動する。この沈澱部６の汚泥は、さらに沈澱部ポンプ８によって、濃縮槽２２に移送されて濃縮された後、フィルタープレスポンプ２４によって、フィルタープレス２５に移送されて脱水処理される。
【０１９０】
この実施形態によれば、１つの反応槽３に生物汚泥３１とカルシウムを含む化学汚泥２８を導入するので、排水中の有機物を生物汚泥３１に含まれる微生物によって処理し、フッ素をカルシウムを含む化学汚泥２８で処理することができる。
【０１９１】
また、この実施形態によれば、反応槽３が膜分離装置としての液中膜９を有しているので、生物汚泥３１や化学汚泥２８が反応槽３から流出することが無くなり、生物汚泥３１と化学汚泥２８とを排水処理に有効に利用できる。また、生物汚泥３１に含まれていた微生物も反応槽３から流出することはなく、排水処理に有効に利用できる。また、上記生物汚泥３１と化学汚泥２８が反応槽３から流出することがないので、生物汚泥３１と化学汚泥２８を反応槽３へ連続で導入すれば生物汚泥濃度と化学汚泥濃度を格段に高めることができ、排水処理効率を高めることができる。
【０１９２】
また、この実施形態によれば、反応槽３が、上から下に向かって、膜分離装置９を有する曝気ゾーン３−１,生物汚泥ゾーン３−２,化学汚泥ゾーン３−３で構成され、かつ酸性を示す有機物含有フッ素排水を反応槽下部から導入している。したがって、まず、有機物含有フッ素排水のフッ素を処理(フッ素の１次処理)すると同時に排水を中性にすることができる。そして、化学汚泥２８によって中和された有機物含有フッ素排水は、下部の化学汚泥ゾーン３−３から上昇して生物汚泥ゾーン３−２に導入される。この生物汚泥ゾーン３−２で、排水中の有機物は、生物汚泥３１に含まれている微生物によって生物学的に処理される。次に、排水は、最上部の曝気ゾーン３−１に導入されて、この曝気ゾーン３−１に繁殖している好気性の微生物によって排水中の有機物が生物学的に処理される。この曝気ゾーン３−１は、曝気されているが故に、好気性を維持しており、好気性微生物が繁殖している。また、この曝気ゾーン３−１には液中膜９が設置されているので、上記好気性の微生物が曝気ゾーン３−１から流出させられることがない。そればかりか、液中膜９が設置されていることによって、好気性微生物が濃縮され、好気性による微生物処理の処理効率を高めることができる。
【０１９３】
また、この実施形態によれば、反応槽３の化学汚泥ゾーン３−３に、未反応の薬品を含む沈澱槽１９からの返送汚泥が導入されるので、未反応の薬品２９を含む汚泥を再利用することができると同時に未反応薬品２９が廃棄物としての汚泥になることを防止できる。
【０１９４】
また、この実施形態によれば、反応槽３の化学汚泥ゾーン３−３に連通して沈澱部６を有しているので、化学汚泥ゾーン３−３で反応後の反応物(フッ化カルシウム)を沈殿部６に移動させることができる。また、上記反応物である沈澱部６の汚泥を濃縮槽２２に導入して濃縮し、その後脱水処理するので、反応物を脱水ケーキとして処分できる。なお、沈澱部６から汚泥を濃縮槽２２に引き抜いて脱水処理することが、従来の排水処理方法にはない点であり、従来は、汚泥を沈澱槽から濃縮槽に引き抜いていた。
【０１９５】
なお、図２(ａ)に、有機物含有フッ素排水の有機物濃度とフッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示し、図２(ｂ)に、有機物含有フッ素排水の有機物濃度とフッ素濃度が低い濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示す。
【０１９６】
〔第２の実施の形態〕
次に、図３に、この発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第２の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１９７】
(1)  この第２実施形態では、図１の液中膜ポンプ７からの排水の全量を消石灰反応槽１４に移送したが、図３の第２実施形態では、上記排水の内の一部を、液中膜ポンプ７からの分岐配管４４に設けたバルブ４８Ａで調節して、樹脂塔３６に導入している。
【０１９８】
このように、液中膜ポンプ７からの排水の一部を、樹脂塔３６に導入する目的は、処理水中のフッ素を従来の消石灰や凝集剤による処理よりも低い値とするためである。
【０１９９】
例えば、処理水中のフッ素濃度を３ｐｐｍ以下とする場合がある。
【０２００】
この場合、樹脂塔３６に排水の全量を導入すると、処理水のフッ素濃度は１ｐｐｍ以下となり、フッ素の高度処理が達成されるものの、樹脂塔３６において薬品による再生や所定の使用期間後の樹脂の交換が頻繁に必要になって、ランニングコストが増加する。さらに、排水の全量を樹脂塔３６に導入することによる設備費用の増加すなわちイニシャルコストの増加等のデメリットがあり、経済的ではなくなる。このため、例えば、フッ素濃度３ｐｐｍ以下の目的水質に、過不足無く適合できるように、樹脂塔３６からの処理水と沈澱槽１９からの処理水を混合する排水処理装置(排水処理方法)が成り立つのである。
【０２０１】
なお、具体的には、樹脂塔３６として、イオン交換樹脂やキレート樹脂が該当する。また、前記バルブ４８Ａによる通水条件としては、樹脂によっても異なるが、一般的に、樹脂容量１ｍ3に対し１時間に排水４〜８ｍ3の範囲で通水すれば良い。
【０２０２】
この第２実施形態では、排水中のフッ素は、樹脂塔３６で処理された後、高度にフッ素が処理された処理水となり、その処理水は合流槽４７に導入され、沈澱槽１９からの処理水と混合され、急速撹拌機１５によって急速に撹拌される。こうして、水質が異なる上記２つの処理水は、水質が均一となり、目的とする新たな処理水となる。ここで、上記水質が異なる２つの処理水を混合する割合は、樹脂塔３６からの処理水のフッ素濃度と沈澱槽１９からの処理水のフッ素濃度を測定して割合を決定し、バルブ４８Ａ,４８Ｂの開度を調整すれば良い。合流槽４７における処理水のフッ素濃度は、フッ素濃度計４９により測定される。
【０２０３】
一方、樹脂塔３６における樹脂の再生は、塩酸等の再生薬品によって実施され、その高濃度フッ素を含む再生排水は、原水槽１に導入されて、再び、反応槽下部３−３において処理されることとなる。
【０２０４】
この排水処理設備の処理水管理としては、フッ素濃度計４９のフッ素濃度が目的濃度よりも高い場合には、樹脂塔３６への排水の導入量をバルブ４８Ａ,４８Ｂによって増加すれば良い。逆に、フッ素濃度計４９のフッ素濃度が目的濃度よりも低い場合には、樹脂塔３６への排水の導入量を減少させれば良いこととなる。
【０２０５】
この実施形態によれば、液中膜９からの被処理水の一部を、樹脂塔３６に導入して処理するので、樹脂塔３６を通過した後は、フッ素濃度が１ｐｐｍ以下の処理水を容易に確保できる。また、フッ素濃度の目的水質が１ｐｐｍ以上の場合(例えば３ｐｐｍ)には、樹脂塔３６を通過した処理水を沈澱槽１９からの処理水と合流させて処理することによって、目的水質を容易に維持できる。なお、液中膜９からの排水は、浮遊物質を全く含まないので、樹脂に浮遊物質が付着することが無く、樹脂塔３６に導入して処理し易い。
【０２０６】
尚、この第２実施形態では、フッ素濃度計４９として、一般的な電気化学計器株式会社製の排水用のフッ素濃度計ＨＣ型を採用した。
【０２０７】
〔第３の実施の形態〕
次に、図４に、この発明の排水処理装置の第３の実施の形態を示す。この第３の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第２実施形態と異なる。したがって、前述の第２実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２０８】
この第３実施形態は、前述の第２実施形態と比較して、樹脂塔３６をイオン交換樹脂塔３７にした点(1)が異なる。この点(1)以外は、前述の第２実施形態と全て同じ内容である。
【０２０９】
この第３実施形態では、イオン交換樹脂としては、具体的には、三菱化学株式会社製のアニオン交換樹脂であるダイヤイオンＳＡ型を採用した。この三菱化学株式会社製のアニオン交換樹脂であるダイヤイオンＳＡ型は、フッ素イオンや硫酸イオンや塩素イオン等のアニオンを除去できる。一方、排水中の共存イオンが多い場合には、樹脂再生を頻繁に実施することが必要になるという欠点がある。
【０２１０】
〔第４の実施の形態〕
次に、図５に、この発明の排水処理装置の第４の実施の形態を示す。この第４の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第３実施形態と異なる。したがって、前述の第３実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２１１】
この第４実施形態は、第３実施形態と比較して、イオン交換樹脂塔３７がキレート樹脂塔３８である点(1)が異なる。この点(1)以外は、第３実施形態と全て同じ内容である。
【０２１２】
キレート樹脂塔３８のキレート樹脂は、一般的に、排水中に各種のイオンが存在していても、処理目的とするイオンを選択的に除去できる特徴を有しているので、処理目的とするイオンの処理効率が良くなる。
【０２１３】
具体的には、この第４実施形態では、キレート樹脂として、ミヨシ油脂株式会社製のキレート樹脂であるエポラスＫ−１を採用した。ミヨシ油脂株式会社製のキレート樹脂であるエポラスＫ−１は、排水中のフッ素イオンを選択的に吸着除去でき、また吸着性能が優れているので、フッ素イオンを１ｐｐｍ程度の低濃度まで除去でき、塩酸等による再生が容易で、フッ素イオンを吸着したキレート樹脂は何回でも再生使用することができる特徴を有している。
【０２１４】
なお、図６(ａ)に、有機物含有フッ素排水の有機物濃度とフッ素濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示し、図６(ｂ)に、有機物含有フッ素排水の有機物濃度とフッ素濃度が低い濃度の場合における各槽での処理タイミングチャートを示す。
【０２１５】
〔第５の実施の形態〕
次に、図７に、この発明の排水処理装置の第５の実施の形態を示す。この第５実施形態は、次の点(1)のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２１６】
(1)  この第５実施形態では、液中膜ポンプ７からの排水を分岐管４４に導入し、活性炭塔３９,イオン交換樹脂塔３７,逆浸透膜装置４０に順に導入して処理した処理水を、超純水製造装置４１への原水として再利用するものである。
【０２１７】
この第５実施形態によれば、樹脂によってフッ素が高度に処理された排水を沈殿槽１９から取り出される処理水とするのではなく、超純水製造装置４１に導入している。このため、処理水のフッ素濃度を３ｐｐｍ以下に維持することはできないが、処理排水を超純水製造装置４１の原水として再利用できる利点がある。
【０２１８】
この第５実施形態では、排水は、液中膜ポンプ７によって活性炭塔３９、続いてイオン交換樹脂塔３７、続いて逆浸透膜装置４０に導入されて、排水中に溶解している各種イオン，有機物，微粒子が除去され、超純水製造装置４１のための原水となる。
【０２１９】
〔第６の実施の形態〕
次に、図８に、この発明の排水処理装置の第６の実施の形態を示す。この第６の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２２０】
(1)  第１実施形態においては、沈澱槽１９が存在していたが、第６実施形態では、沈澱槽１９は設置されておらず、沈澱槽１９の代替として膜分離槽４２が設置されている。
【０２２１】
この第６実施形態では、排水の固液分離を沈澱ではなく、膜分離槽４２による膜分離によって実施するので、沈澱における汚泥の流出による処理水の水質悪化は皆無となるメリットがある。すなわち、膜分離槽４２内に液中膜９９を設置して、排水を液中膜９９で濾過し処理水を液中膜ポンプ７７より得ている。また、液中膜９９の下部には、液中膜９９を常に空気洗浄するための散気管１１１が設置されている。図８に示すように、散気管１１１は配管によってブロワー１１に接続されている。なお、この第６実施形態では、膜分離槽４２における液中膜９９として、反応槽上部３−１に設置されている液中膜９９と同じメーカーの同じ型式のものを選定した。
【０２２２】
また、具体的には、膜分離槽４２の液中膜９９の大きさと能力は液中膜ユニットの枚数で設定される。ここで、膜分離槽４２内には、浮遊物質が少ないので、液中膜９９の設計枚数は、水量当たり、反応槽上部３−１の液中膜９の約半分の枚数で設計すれば、所定の濾過性能を達成できる。
【０２２３】
この実施形態によれば、沈澱槽の代替として液中膜９９を有する膜分離槽４２で排水処理するので、沈澱槽の場合には発生することがある汚泥流出による水質悪化を、液中膜９９によって完全に防止できる。したがって、浮遊物質を全く含まない処理水を確保できる。
【０２２４】
〔第７の実施の形態〕
次に、図９に、この発明の排水処理装置の第７の実施の形態を示す。この第７実施形態は、次の点(1)のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２２５】
(1)  前述の第１実施形態では、原水槽１に流入する排水は、有機物含有フッ素排水であったが、この第７実施形態では、過酸化水素および有機物含有フッ素排水である。
【０２２６】
すなわち、この第７実施形態では、過酸化水素と有機物が含有されているフッ素排水を原水槽１に流入させる。この実施形態では、原水槽１に、多成分を含むフッ素排水が導入されるが、原水槽１以降の装置構成は、先述した第１実施形態と全く同じである。
【０２２７】
この第７実施形態では、排水中の酸化性を示す過酸化水素は、反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２における嫌気性徴生物の還元性(すなわち酸化還元反応)によって処理される。この反応槽中間部３−２には、曝気手段が無く、かつ、生物汚泥が導入されるので、生物汚泥は時間の経過と共に沈澱して濃縮し、排水中の有機物を栄養源に嫌気性微生物が繁殖し、過酸化水素を還元反応によって処理するのである。
【０２２８】
一方、反応槽上部３−１には、液中膜９と液中膜ポンプ７が設置され、排水を濃縮側と非濃縮側に濾過分離している。このため、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２は、濃縮側となり、排水が一層濃縮されて嫌気性徴生物が高濃度に繁殖した状態となり、効率良く過酸化水素を処理できる。
【０２２９】
〔第８の実施の形態〕
次に、図１０に、この発明の排水処理装置の第８の実施の形態を示す。この第８の実施の形態は、次の点(1)のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２３０】
(1)  この第８実施形態では、硝酸性窒素および有機物含有フッ素排水を原水槽１に流入させる点と、沈澱槽１９に循環ポンプ５０を設置している点だけが前述の第１実施形態と異なる。
【０２３１】
この第８実施形態では、排水中の硝酸性窒素は、反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２における嫌気性徴生物の還元性によって、硝酸性窒素を還元して窒素ガスとして処理し、排水中の微量の有機物を水素供与体として窒素ガスまで処理する。すなわち、一般的な脱窒反応が行なわれる。
【０２３２】
この反応槽中間部３−２には、曝気手段がなく、かつ生物汚泥が導入されるので、生物汚泥は時間の経過と共に沈澱して濃縮し、排水中の有機物を栄養源に嫌気性微生物が繁殖し、硝酸性窒素を還元反応によって処理するのである。
【０２３３】
また、反応槽上部３−１に、液中膜９と液中膜ポンプ７が設置され、排水を濃縮側と非濃縮側に濾過分離している。したがって、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２は濃縮側となり、一層濃縮されて嫌気性微生物が高濃度に繁殖した状態となり、効率良く硝酸性窒素を還元処理できる。
【０２３４】
排水中の硝酸性窒素は、反応槽中間部３−２のみで処理され、他の槽では処理されない。沈澱槽１９に到達した硝酸性窒素を微量だけ含む排水は、循環ポンプ５０によって原水槽１に返送され、その後、再び反応槽中間部３−２において排水中の硝酸性窒素が、還元処理される。この循環は、硝酸性窒素の還元処理すなわち、脱窒反応において一般的に実施される内容である。
【０２３５】
〔第９の実施の形態〕
次に、図１１に、この発明の排水処理装置の第９実施形態を示す。この第９実施形態は、次の(1),(2)の点だけが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２３６】
(1)  硝酸性窒素,過酸化水素および有機物含有フッ素排水を原水槽１に流入させる。すなわち、第１実施形態では、排水は有機物含有フッ素排水であったが、この第９実施形態では、硝酸性窒素,過酸化水素および有機物が含有されている多成分含有フッ素排水である。
【０２３７】
(2)  この第９実施形態では、原水槽１以降の装置構成は、第１実施形態と略同じ構成であるが、沈澱槽１９に循環ポンプ５０を設置している。
【０２３８】
この第９実施形態では、排水中の硝酸性窒素と過酸化水素は、反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２における嫌気性徴生物の還元性によって、硝酸性窒素を還元して窒素ガスとして処理し、かつ、酸化性を示す過酸化水素を還元によって処理する。これにより、硝酸性窒素は排水中の微量の有機物を水素供与体として窒素ガスまで処理され、また過酸化水素は水と酸素ガスにまで処理される。
【０２３９】
一方、反応槽中間部３−２には、曝気手段がなく、かつ生物汚泥が導入されるので、時間の経過と共に生物汚泥が沈澱して濃縮し、排水中の有機物を栄養源に嫌気性微生物が繁殖し、硝酸性窒素と過酸化水素とを還元反応によって処理するのである。
【０２４０】
また、反応槽上部３−１に液中膜９と液中膜ポンプ７が設置され、排水を濃縮側と非濃縮側に濾過し分離している。このため、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２は濃縮側となり、排水が一層濃縮されて嫌気性微生物が高濃度に繁殖した状態となり、硝酸性窒素と過酸化水素とを効率良く還元処理できる。
【０２４１】
排水中の硝酸性窒素は、反応槽中間部３−２のみで処理され、他の槽では処理されない。沈澱槽１９に到達した硝酸性窒素を微量含む排水は、循環ポンプ５０によって原水槽１に返送され、その後再び反応槽中間部３−２において排水中の硝酸性窒素が還元処理される。この循環は、硝酸性窒素の還元処理すなわち、脱窒反応において一般的に実施される内容である。
【０２４２】
〔第１０の実施の形態〕
次に、図１２に、この発明の排水処理装置の第１０実施形態を示す。この第１０実施形態は、次の(1),(2)の点のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２４３】
(1)  この第１０実施形態では、第１に、硝酸性窒素,過酸化水素および有機物含有フッ素排水が原水槽１に導入され、第２に、シリコン排水が原水槽１に導入される。(第１実施形態では、原水槽１に流入する排水は、有機物含有フッ素排水であった。)
【０２４４】
(2)  沈澱槽１９に循環ポンプ５０を設置している点。(原水槽１以降の装置構成については、第１実施形態と同じ構成である。)
【０２４５】
排水中の硝酸性窒素と過酸化水素は、反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２における嫌気性徴生物の還元性によって、硝酸性窒素が還元されて窒素ガスとして処理され、かつ、酸化性を示す過酸化水素が還元によって処理される。上記硝酸性窒素は、排水中の微量の有機物を水素供与体として窒素ガスまで処理され、過酸化水素は水と酸素ガスまで処理される。
【０２４６】
一方、反応槽中間部３−２には、曝気手段が無く、かつ生物汚泥が導入されるので、生物汚泥は時間の経過と共に沈澱して濃縮し、排水中の有機物を栄養源に嫌気性微生物が繁殖し、硝酸性窒素と過酸化水素とを還元反応によって処理するのである。
【０２４７】
また、この第１０実施形態では、反応槽上部３−１に液中膜９と液中膜ポンプ７が設置され、排水を濃縮側と非濃縮側に濾過し分離している。したがって、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２は、濃縮側となり、排水は一層濃縮されて、嫌気性微生物が高濃度に繁殖した状態となり、硝酸性窒素と過酸化水素とを効率良く還元処理できる。
【０２４８】
一方、シリコン排水中の微細なシリコンは、反応槽下部３−３において、汚泥返送ポンプ２１によって返送される未反応薬品２９中のポリ塩化アルミニウムや高分子凝集剤によって凝集され、沈澱し易くなり、沈澱部６に移動して、沈澱部ポンプ８によって濃縮槽２２に導入される。
【０２４９】
なお、排水中の硝酸性窒素は反応槽中間部３−２のみで処理され、他の槽では処理されない。
【０２５０】
沈澱槽１９に到達した硝酸性窒素を微量だけ含む排水は、循環ポンプ５０によって原水槽１に返送されて、その後再び反応槽中間部３−２において排水中の硝酸性窒素が還元処理される。この循環は、硝酸性窒素の還元処理すなわち、脱窒反応において一般的に実施される内容である。
【０２５１】
〔第１１の実施の形態〕
次に、図１３に、この発明の排水処理装置の第１１の実施の形態を示す。この第１１の実施の形態は、次の点(1),(2)のみが前述の第１の実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２５２】
(1)  この第１１実施形態では、第１に硝酸性窒素,過酸化水素および有機物含有フッ素排水が原水槽１に導入され、第２にシリコン排水が原水槽１に導入され、第３に有機塩素系化合物を含有した井戸水が、井戸３４からポンプ３５で、原水槽１に導入される。(第１の実施の形態では、原水槽１に流入する排水は、有機物含有フッ素排水であった。)
(2)  沈澱槽１９に循環ポンプ５０を設置している点。
【０２５３】
この第１１実施形態では、排水中の硝酸性窒素と過酸化水素は、反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)３−２における嫌気性徴生物の還元性によって、硝酸性窒素を還元して窒素ガスとして処理し、かつ、酸化性を示す過酸化水素を還元によって処理する。これにより、硝酸性窒素は、排水中の微量の有機物を水素供与体として窒素ガスまで処理され、かつ、過酸化水素は水と酸素ガスまで処理される。
【０２５４】
反応槽中間部３−２には、曝気手段がなく、かつ生物汚泥が導入されるので、生物汚泥は時間の経過と共に沈澱して濃縮し、排水中の有機物を栄養源に嫌気性微生物が繁殖し、硝酸性窒素と過酸化水素とを還元反応によって処理する。また、反応槽上部３−１に液中膜９と液中膜ポンプ７が設置され、排水を濃縮側と非濃縮側に濾過分離しているので、反応槽上部３−１と反応槽中間部３−２は濃縮側となる。このため、排水は、一層濃縮されて嫌気性微生物が高濃度に繁殖した状態となり、硝酸性窒素と過酸化水素とを効率良く還元処理できる。
【０２５５】
一方、シリコン排水中の微細なシリコンは、反応槽下部３−３において、汚泥返送ポンプ２１によって返送される未反応薬品２９中のポリ塩化アルミニウムや高分子凝集剤によって凝集され、沈澱し易くなり、沈澱部６に移動し、沈澱部ポンプ８によって濃縮槽２２に導入される。
【０２５６】
また、有機塩素系化合物を含有した井戸水中の有機塩素系化合物は、反応槽下部３−３において、シリコン粒子が持つ脱塩素化作用によって処理される。シリコン粒子が凝集剤によって凝集しかつ高濃度沈澱しているので、有機塩素系化合物が効率的に処理される。
【０２５７】
一方、排水中の硝酸性窒素は、反応槽中間部３−２のみで処理され、他の槽では処理されない。沈澱槽１９に到達した硝酸性窒素を徴量含む排水は、循環ポンプ５０によって原水槽１に返送されて、その後再び反応槽中間部３−２において排水中の硝酸性窒素が還元処理される。この循環は、硝酸性窒素の還元処理すなわち、脱窒反応において一般的に実施される内容である。
【０２５８】
〔第１の参考例〕
次に、図１４に、この発明の排水処理装置の第１の参考例を示す。この第１の参考例は、次の点(1),(2)のみが前述の第１実施形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２５９】
(1)  第１実施形態において、流入排水が有機物含有フッ素排水であるのに対して、第１の参考例において、流入排水がフッ素排水である点。
【０２６０】
(2)  第１実施形態が、生物汚泥が導入されるため有機物処理能力を有する反応槽３を備えたのに対して、第１の参考例は反応槽３に替えて、液中膜を有する化学汚泥ゾーン反応槽５１を備えている点。この化学汚泥ゾーン反応槽５１は、生物汚泥が導入されることがなく、有機物処理能力を有していない。
【０２６１】
化学汚泥ゾーン反応槽５１は、生物汚泥が導入されないので、上記した反応槽３と異なり、排水中の有機物を処理する能力が無い。当然のこととして、この反応槽５１は、硝酸性窒素や過酸化水素を処理する能力も存在しない。
【０２６２】
しかし、この第１の参考例は、第１実施形態と同様に、汚泥返送ポンプ２１によって未反応薬品２９を、化学汚泥ゾーン反応槽５１に導入して再利用することができる。
【０２６３】
また、同時に、沈澱部６に沈澱したフッ化カルシウム３０を沈澱部ポンプ８によって、濃縮槽２２に直接導入することができる。したがって、未反応薬品２９を含まないフッ化カルシウム３０のみを、濃縮槽２２に導入し、その後脱水処理するので、廃棄物としての汚泥を削減できる。
【０２６４】
尚、化学汚泥ゾーン反応槽５１は、反応槽３が立体的であったのに対して、立体的でない構造である。
【０２６５】
〔第２の参考例〕
次に、図１５に、この発明の排水処理装置の第２の参考例を示す。この第２の参考例は、次の点(1)のみが前述の第１の参考例と異なる。したがって、前述の第１の参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２６６】
(1)  この第２の参考例では、沈澱槽１９の代替として、膜分離槽４２を備えた。
【０２６７】
したがって、この第２の参考例では、膜分離槽４２内に設置されている液中膜９と液中膜９と連結している液中膜ポンプ７から処理水を得るので、浮遊物質を全く含まない処理水を確保できる。また、液中膜９の下部には、液中膜９を常時空気洗浄するための散気管１０が設置されている。この散気管１０は、配管によってブロワー１１に接続されている。
【０２６８】
【実施例】
［第１実施例］
次に、具体的な実施例として、図１に示す第１実施形態と同じ構造の実験装置を用いた排水処理の実施例を説明する。
【０２６９】
この実施例では、原水槽１の容量を約２立方メートルとし、反応槽３の容量を約６立方メートルとし、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム反応槽１６、および高分子凝集剤凝集槽１７の、それぞれの容量を約１立方メートルとし、沈澱槽１９の容量を３立方メートルとし、濃縮槽２２の容量を約１立方メートルとした。
【０２７０】
この実験装置でもって、ＰＨが２．２で、フッ素濃度が１６３ｐｐｍ、有機物としてのＣＯＤ(Chemical Oxygen Demand)濃度が４２ｐｐｍ、硝酸性窒素濃度が３３ｐｐｍの排水を処理したところ、処理後の排水では、ＰＨが７．３で、フッ素濃度が６ｐｐｍ、ＣＯＤ濃度が２ｐｐｍ、硝酸性窒素濃度が３ｐｐｍとなった。
【０２７１】
［第２実施例］
また、次に、具体的な実施例として、図５に示す第４実施形態と同じ構造の実験装置を用いた排水処理の実施例を説明する。
【０２７２】
この第２実施例では、原水槽１の容量を約２立方メートルとし、反応槽３の容量を約６立方メートルとし、消石灰反応槽１４、ポリ塩化アルミニウム反応槽１６、および高分子凝集剤凝集槽１７の、それぞれの容量を約１立方メートルとした。また、沈澱槽１９の容量を３立方メートルとし、濃縮槽２２の容量を約１立方メートルとし、キレート樹脂塔３８の容量を０．３立方メートルとした。
【０２７３】
この実験装置でもって、ＰＨが２．４で、フッ素濃度が１８７ｐｍ、ＣＯＤ濃度が４５ｐｐｍ、硝酸性窒素濃度が３５ｐｐｍの排水を処理した。この処理に際し、特に、フッ素濃度を２．５ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下にすることを目的として、バルブ４８Ａ,４８Ｂによってキレート樹脂塔３８と消石灰反応槽１４への排水の導入量を調整した。その結果、処理後の排水では、ＰＨを７．６にでき、フッ素濃度を２．７ｐｐｍにでき、ＣＯＤ濃度を２ｐｐｍにでき、硝酸性窒素濃度を３ｐｐｍにすることができた。
【０２７４】
【発明の効果】
以上より、明らかなように、この発明の排水処理方法，排水処理装置は、生物汚泥とカルシウムを含む化学汚泥を導入する反応槽で、有機物含有フッ素排水を処理するので、排水中の有機物を生物汚泥中に含まれる微生物で処理できると同時に、カルシウムを含む化学汚泥で排水中のフッ素を処浬できる。したがって、１つの反応槽でもって、化学的な性状が異なる排水中の有機物と排水中のフッ素とを処理できるので、２つの反応槽が不必要となり、イニシャルコストを低減できる。
【０２７５】
また、一実施形態の排水処理装置は、反応槽が膜分離装置を有する反応槽であるので、膜分離装置によって排水を濃縮水と非濃縮水とに精密に分離することができる。したがって、非濃縮水側では、浮遊物質を全く含まない処理水を確保できる。また、膜分離装置によって得られた濃縮水は、上記生物汚泥や化学汚泥を濃縮した濃縮水となり、排水をさらに濃縮水側に含まれる高濃度汚泥によって効率的に処理できる。
【０２７６】
また、他の実施形態の排水処理装置は、上記膜分離装置が液中膜であるので、反応槽内部に水没させて設置でき、膜分離装置を設置するための別の新たな設置スペースが必要ではない。したがって、装置をコンパクトにでき、排水処理装置の設置スペースを小さくすることができる。
【０２７７】
また、一実施形態の排水処理装置は、反応槽が、上から下に向かって順に、(1)膜分離装置を有する空気を含む曝気ゾーン、(2)空気を含まない生物汚泥ゾーン、(3)重い化学汚泥ゾーンで構成されている。したがって、反応槽の上から下に向かって順に比重の軽い順番に汚泥ゾーンが配置されている。そして、化学汚泥は一般に重く、上記反応槽において一番最下部となり、酸性を示す有機物含有フッ素排水が最下部に導入されて、最初に、排水中のフッ素処理と中和処理が実施される。
【０２７８】
そして、排水中のフッ素処理と中和処理が最下部で実施された後に、続いて、中間の生物汚泥ゾーンに排水が導入されるので、生物汚泥ゾーンの微生物がフッ素や酸によって死滅することがなく、排水中の有機物が微生物によって安定的に分解処理される。
【０２７９】
また、他の実施形態の排水処理装置は、反応槽の化学汚泥ゾーンに、未反応の薬品を含む沈澱槽からの返送汚泥が導入されるので、未反応薬品を再利用することができ、未反応薬品に起因する発生汚泥量を削減でき、反応に未反応薬品を再利用できるので、薬品代を含むランニングコストを低減できる。
【０２８０】
また、一実施形態の排水処理装置は、反応槽がその化学汚泥ゾーンに連通して沈澱部を有し、かつ、沈澱部の汚泥を濃縮槽に導入して濃縮し、その後脱水処理するので、充分に反応しきった沈澱部の汚泥を脱水する(すなわち未反応薬品を含まない汚泥を脱水する)こととなる。したがって、発生汚泥量を削減でき、かつ、ランニングコストを低減できる。すなわち、資源を有効利用できる。
【０２８１】
また、他の実施形態の排水処理方法は、有機物含有フッ素排水の有機物がＩＰＡ(イソプロピルアルコール)，アセトンおよび界面活性剤に由来する有機物である。したがって、それら有機物を、脱窒反応における水素供与体として利用できる。つまり、硝酸性窒素を含む排水に対して、新たにメタノール等の新品の有機物を添加することなく脱窒することができ、ランニングコストを低減できる。
【０２８２】
また、一実施形態の排水処理装置は、液中膜が限外濾過膜または精密濾過膜であるので、ミクロンの精度で排水を濾過することができ、浮遊物質を全く含まない濾過水を確保できる。したがって、後段に樹脂処理等を計画する場合には、樹脂表面に浮遊物質が付着することがなく、樹脂による処理効果を減少させることがなく、浮遊物質の影響を皆無にできる。すなわち、この発明によれば、樹脂処理等の後段処理の確実なる前処理が可能となり、後段処理を確実にすることができる。
【０２８３】
また、他の実施形態の排水処理装置は、生物汚泥ゾーンが濃縮生物汚泥で構成され、化学汚泥ゾーンが濃縮化学汚泥で構成されているので、濃縮生物汚泥中の微生物が多く、生物反応が効果的に実施できる。同時に、濃縮化学汚泥は、反応に寄与する化学成分が多く含有されていて、化学反応を効果的に実施できる。すなわち、生物反応と化学反応の両者をより効果的に進行させることができる。
【０２８４】
また、一実施形態の排水処理装置は、曝気ゾーンと生物汚泥ゾーンの間に分離壁があるので、両ゾーン間を分離でき、曝気ゾーンをより好気性に、生物汚泥ゾーンをより嫌気性に維持でき、より効果的な好気性処理および嫌気性処理を行える。
【０２８５】
また、他の実施形態の排水処理装置は、まず第１に、フッ素を化学汚泥ゾーンで処理でき、次に、消石灰反応槽でフッ化カルシウムとして処理でき、生成した反応物としてのフッ化カルシウムを、ポリ塩化アルミニウム凝集槽と高分子凝集剤槽で凝集できる。さらには、沈澱槽によって、フッ化カルシウムと上澄液とを沈澱分離でき、すなわち排水中のフッ素の処理ができる。
【０２８６】
また、排水中の有機物は、第１に、曝気されていない生物汚泥ゾーンの嫌気性の微生物によって分解処理され、第２に、曝気されている曝気ゾーンの好気性の微生物によって分解処理される。
【０２８７】
また、曝気ゾーンに膜分離装置を有しているので、ゾーン側の汚泥濃度が高濃度となり、反応をより効果的に進行させることができる。
【０２８８】
また、膜分離装置による透過水は全く浮遊物質を含まないので、その後の反応に浮遊物質による障害が発生しない。
【０２８９】
また、一実施形態の排水処理装置は、沈澱槽で沈澱した汚泥を反応槽の化学汚泥ゾーンに返送するので、沈澱槽で沈澱した汚泥の中に含まれる未反応薬品としての消石灰や凝集剤を、反応槽の化学汚泥ゾーンで排水と接触反応させて再利用することができる。すなわち、薬品代を節約できランニングコストを低減できると同時に資源を有効利用できる。
【０２９０】
また、他の実施形態の排水処理装置は、膜分離装置からの透過水(被処理水)の一部を、樹脂塔に導入して処理し、その処理水と沈澱槽からの処理水とを合流させて処理する。これにより、目的の水質濃度に合わせた水質を容易に、しかもランニングコストを低くした状態で確保できる。
【０２９１】
また、一実施形態の排水処理装置は、膜分離装置からの透過水(被処理水)の一部をイオン交換樹脂塔に導入して処理し、その処理水と沈澱槽からの処理水とを合流させて処理する。これにより、目的の水質濃度に合わせた水質を容易に、かつランニングコストを低くした状態で確保できる。
【０２９２】
また、他の実施形態の排水処理装置は、膜分離装置からの透過水(被処理水)の一部を、フッ素に対して選択的に処理可能なキレート樹脂塔に導入して処理し、その処理水と沈澱槽からの処理水とを合流させて処理する。したがって、目的の水質濃度に合わせた水質を容易に、しかもランニングコストを低くした状態で確保できる。
【０２９３】
また、一実施形態の排水処理装置は、膜分離装置からの透過水(被処理水)の―部を、活性炭塔、イオン交換樹脂塔、逆浸透膜装置に導入して処理するので、処理水質がかなり良くなり、処理水を超純水製造装置で再利用できる。したがって、排水を有効利用でき、排水のリサイクルが可能となる。
【０２９４】
また、他の実施形態の排水処理装置は、沈澱槽の代替として膜分離装置を有する膜分離槽で排水処理するから、沈澱槽では発生することがある沈澱槽からの汚泥の流出による水質悪化を、膜分離装置で完全に防止でき、処理水の水質を安定的に確保できる。
【０２９５】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が含有している有機物と過酸化水素を、１つの反応槽で、しかもフッ素処理とは異なるゾーンで処理している。そのため、過酸化水素を処理するための専用の反応槽(過水分解槽)が必要でなく、イニシャルコストを低減できる。
【０２９６】
また、過酸化水素を、還元剤としての薬品や触媒としての活性炭によって処理するのではなく、還元性を有する嫌気性の微生物が、膜分離装置によって濃縮され、かつ嫌気性微生物が有機物を栄養源にしながら過酸化水素を処理するから、ランニングコストを低減できる。
【０２９７】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が含有している有機物と硝酸性窒素を、１つの反応槽で、しかもフッ素処理とは異なるゾーンで処理している。このため、有機物や硝酸性窒素を処理するための専用の反応槽(曝気槽や脱窒槽)が必要でなく、イニシャルコストを低減できる。また、嫌気性微生物は、排水中の有機物を水素供与体として利用し、膜分離装置によって濃縮された嫌気性微生物(脱窒菌)が硝酸性窒素を処理する。したがって、従来のように薬品としての新品のメタノールを脱窒槽に添加する方法と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０２９８】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が含有している過酸化水素，有機物，および硝酸性窒素を、１つの反応槽で、しかもフッ素処理とは異なるゾーンで処理している。したがって、過酸化水素、有機物、および硝酸性窒素を処理するための専用の反応槽(過水分解槽、曝気槽、脱窒槽)が必要でなくなり、イニシャルコストを低減できる。
【０２９９】
すなわち、過酸化水素は還元剤としての薬品や触媒としての活性炭による処理ではなく、膜分離装置により濃縮された還元性を有する嫌気性微生物が有機物を利用しながら過酸化水素を処理するので、ランニングコストを低減できる。また、膜分離装置により濃縮された嫌気性微生物が排水中の有機物を水素供与体として利用し、かつ嫌気性徴生物(脱窒菌)が硝酸性窒素を処理するので、従来のように薬品としての新品のメタノールを脱窒槽に添加する方法と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０３００】
また、他の実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が含有している過酸化水素、有機物、硝酸性窒素とシリコン排水中のシリコンを、１つの反応槽で処理している。このため、過酸化水素、有機物、硝酸性窒素、シリコンを処理するための専用の反応槽(過水分解槽、曝気槽、脱窒槽、シリコン反応槽)が必要でなく、イニシャルコストを低減できる。
【０３０１】
すなわち、過酸化水素は還元剤としての薬品や触媒としての活性炭による処理ではなく、膜分離装置によって濃縮された還元性を有する嫌気性微生物が、有機物を利用しながら過酸化水素を処理するので、ランニングコストを低減できる。
【０３０２】
また、硝酸性窒素については、嫌気性微生物が排水中の有機物を水素供与体として利用し、かつ嫌気性微生物(脱窒菌)が硝酸性窒素を処理する。したがって、従来のように薬品としての新品のメタノールを脱窒槽に添加する方法と比較して、ランニングコストを低減できる。また、シリコン排水中のシリコン粒子は、膜分離装置と化学汚泥によって処理するので、新品の凝集剤を添加することなく処理でき、ランニングコストを低減できる。
【０３０３】
また、一実施形態の排水処理装置は、フッ素排水が含有している過酸化水素、有機物、硝酸性窒素とシリコン排水中のシリコンと有機塩素化合物を含む地下水を、１つの反応槽で処理している。
【０３０４】
したがって、過酸化水素、有機物、硝酸性窒素、シリコン、有機塩素化合物を処理するための専用の反応槽(過水分解槽、曝気槽、脱窒槽、シリコン反応槽、有機塩素化合物反応槽)が必要でなくなり、イニシャルコストを低減できる。
【０３０５】
すなわち、過酸化水素を、還元剤としての薬品や触媒としての活性炭によって処理するのではなく、膜分離装置によって濃縮された還元性を有する嫌気性微生物が有機物を利用しながら過酸化水素を処理するので、ランニングコストを低減できる。
【０３０６】
また、嫌気性微生物が排水中の有機物を水素供与体として利用し、この嫌気性微生物(脱窒菌)が硝酸性窒素を処理するので、従来のように薬品としての新品のメタノールを脱窒槽に添加する方法と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０３０７】
また、シリコン排水中のシリコンを、膜分離装置と化学汚泥によって処理するので、新品の凝集剤を添加することなくシリコンを処理でき、ランニングコストを低減できる。また、有機塩素化合物を含む地下水を、膜分離装置によって濃縮されたシリコン汚泥と混合して、シリコン汚泥が持つ脱塩素化反応によって有機塩素化合物を処理する。したがって、ランニングコストを低減できる。
【０３０８】
また、他の実施形態の排水処理方法は、カルシウムを含む化学汚泥を膜分離装置で高濃度に濃縮し、その中にフッ素排水を通して処理しているので、フッ素の処理を効率的に実施できる。また、新品の薬品を用いず化学汚泥によってフッ素排水を処理しているので、ランニングコストを低減できる。
【０３０９】
また、一実施形態の排水処理装置は、カルシウムを含む化学汚泥を膜分離装置で高濃度に濃縮し、その中にフッ素排水を通して処理しているので、フッ素の処理を効率的に実施できる。また、新品の薬品を使用せずに、化学汚泥によってフッ素排水を処理しているので、ランニングコストを低減できる。
【０３１０】
さらに、消石灰や凝集剤を添加して処理した後に、固液分離しているので、処理水中のフッ素濃度を低く抑えることができる。
【０３１１】
また、他の実施形態の排水処理装置は、カルシウムを含む化学汚泥を膜分離装置で高濃度に濃縮し、その中にフッ素排水を通して処理しているので、フッ素の処理を効率的に実施できる。
【０３１２】
また、新品の薬品を使用することなく、化学汚泥によってフッ素排水を処理しているから、ランニングコストを低減できる。さらにまた、消石灰や凝集剤を添加して処理した後、第２の膜分離装置を有する膜分離槽で排水を処理している。したがって、汚泥の流出による水質悪化が全く無く、処理水中のフッ素濃度を安定的に低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の排水処理装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】  図２(ａ)は通常濃度における上記第１実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図２(ｂ)は低濃度における上記第１実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図３】  この発明の排水処理装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図４】  この発明の排水処理装置の第３実施形態を示す構成図である。
【図５】  この発明の排水処理装置の第４実施形態を示す構成図である。
【図６】  図６(ａ)は通常濃度における第４実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートであり、図６(ｂ)は低濃度における第４実施形態の各処理槽での処理時間を示すタイミングチャートである。
【図７】  この発明の排水処理装置の第５実施形態を示す構成図である。
【図８】  この発明の排水処理装置の第６実施形態を示す構成図である。
【図９】  この発明の排水処理装置の第７実施形態を示す構成図である。
【図１０】  この発明の排水処理装置の第８実施形態を示す構成図である。
【図１１】  この発明の排水処理装置の第９実施形態を示す構成図である。
【図１２】  この発明の排水処理装置の第１０実施形態を示す構成図である。
【図１３】  この発明の排水処理装置の第１１実施形態を示す構成図である。
【図１４】  この発明の排水処理装置の第１の参考例を示す構成図である。
【図１５】  この発明の排水処理装置の第２の参考例を示す構成図である。
【図１６】  第１従来例の構成を示す図である。
【図１７】  第２従来例の構成を示す図である。
【図１８】  第３従来例の構成を示す図である。
【図１９】  第４従来例の構成を示す図である。
【図２０】  第５従来例の構成を示す図である。
【図２１】  第６従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…原水槽、２…原水槽ポンプ、
３…反応槽(液中膜を有する化学汚泥ゾーン生物汚泥ゾーン反応槽)、
３‐１…反応槽上部(曝気ゾーン)、
３‐２…反応槽中間部(生物汚泥ゾーン)、
３−３…反応槽下部(化学汚泥ゾーン)、
４…下部流入管、５…遮断壁、６…沈澱部、７…液中膜ポンプ、
８…沈澱部ポンプ、９…液中膜、１０…散気管、１１…ブロワー、
１２…生物汚泥流入管、１３…化学汚泥流入管、１４…消石灰反応槽、
１５…急速撹拌機、１６…ポリ塩化アルミニウム反応槽、
１７…高分子凝集剤凝集槽、１８…緩速撹拌機、１９…沈澱槽、
２０…沈澱槽かき寄せ機、２１…汚泥返送ポンプ、２２…濃縮槽、
２３…濃縮槽かき寄せ機、２４…フィルタープレスポンプ、
２５…フィルタープレス、２６…濃縮生物汚泥、２７…傾斜壁、
２８…濃縮化学汚泥、２９…未反応薬品、３０…フッ化カルシウム、
３１…微生物汚泥、３２…シリコン、３３…分離壁、３４…井戸、
３５…井戸ポンプ、３６…樹脂塔、３７…イオン交換樹脂塔、
３８…キレート樹脂塔、３９…活性炭塔、４０…逆浸透膜装置、
４１…超純水製造装置、４２…膜分離槽、４３…返送汚泥反応槽、
４４…分岐配管、４５…返送汚泥反応槽化学汚泥ゾーン、
４６…返送汚泥反応槽分離壁、４７…合流槽、４８Ａ,４８Ｂ…バルブ、
４９…フッ素濃度計、５０…循環ポンプ、
５１…液中膜を有する化学汚泥ゾーン反応槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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