(57)【要約】【課題】簡便なフローでＲＯ処理を効率よく行い、安定した処理水質を得ることができる電子産業排水の処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】ＴＯＣ濃度１００ｍｇ／Ｌ以下の原水を凝集槽１に導入し、凝集剤を添加手段１ａによって添加した後、撹拌機１ｂで撹拌し、次いで固定床型生物処理槽２に導入し、生物処理した後、膜分離槽３に導入する。膜分離槽３内にＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜などよりなる固液分離膜５が浸漬配置されている。この固液分離膜５を透過した水は、ＲＯ装置７に供給され、ＲＯ透過水が処理水として取り出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子産業排水に凝集剤を添加して凝集処理する凝集槽と、
該凝集槽からの液を生物処理する固定床型の生物処理槽と、
該生物処理された処理水を固液分離処理するための膜分離手段と、
該膜分離手段の膜透過水が供給される逆浸透膜装置と
を備えてなる電子産業排水の処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記膜分離手段は、生物処理槽に浸漬配置された固液分離膜であり、該槽内に固定床生物担体が設置されていることを特徴とする電子産業排水の処理装置。
【請求項３】
請求項１において、前記生物処理槽と、該生物処理槽とは別体の、固液分離膜が浸漬配置された膜分離槽とを備えたことを特徴とする電子産業排水の処理装置。
【請求項４】
請求項１において、前記膜分離手段は、前記生物処理槽内の液が循環通水される膜分離装置であることを特徴とする電子産業排水の処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項の電子産業排水の処理装置を用いて電子産業排水を処理する電子産業排水の処理方法。
【請求項６】
請求項５において、凝集槽に導入される電子産業排水のＴＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする電子産業排水の処理方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記膜分離手段における凝集処理液の汚泥濃度が３０００〜５００００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする電子産業排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子産業排水の処理装置及び処理方法に係り、特に電子産業排水を凝集、固定床による生物処理膜分離、及び逆浸透膜分離装置（以下ＲＯ装置ということがある。）により処理する電子産業排水の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶等の電子製品の製造工程から排出される電子産業排水の含有成分は、無機成分が主であり、有機成分がわずかに含まれている。無機成分を含む排水の処理にＲＯが用いられることがあるが、ＲＯで処理するためには、ＲＯにスケール障害を起こす無機成分やスライム障害を起こす有機成分を予め除去しておくことが望ましい。
【０００３】
従来、電子産業排水の処理には、無機成分と有機成分をそれぞれ別々のユニットで処理する方法が採用されているが、各ユニットにそれぞれ沈殿地を設ける必要があり、フローが複雑となっている。また、電子産業排水の処理工程に凝集処理を行うこともあるが、凝集剤を多量に使用する必要があった。
【０００４】
有機性排水の処理として、凝集槽→生物処理→膜分離装置もしくは凝集槽→膜分離活性汚泥槽のフローが公知である（特許文献２）。特許文献１，２の方法は、高分子のフミンによる膜の目詰まりを制御するためやリンを除去するために、凝集処理を行うものであり、電子産業排水のような無機成分を主として含む排水の処理は想定しない。また、ＲＯの前処理として適用することも想定されない。
【０００５】
また、上記フローをＲＯの前処理として適用した場合、フローを簡略化することができると考えられるが、ＲＯの前処理として適用することが考慮されておらず、有機成分（ＴＯＣ）の低い排水を処理しようとする場合には、無機汚泥が多くなりすぎ、流動床や浮遊法で構成された生物処理槽では、効果的に生物処理を行うことができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０２９７６７号公報
【特許文献２】特開平７−２２２９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、無機成分を主体とした低ＴＯＣ濃度の電子産業排水を、ＲＯ処理を含むプロセスによって処理する装置及び方法において、無機成分と有機成分とを同時に処理してＲＯのスケール障害やスライム障害を抑制することができ、また、凝集剤使用量を低減し、電子産業排水を安定して処理することができる電子産業排水の処理装置及び処理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】
【０００８】
本発明の電子産業排水の処理装置は、電子産業排水に凝集剤を添加して凝集処理する凝集槽と、該凝集槽からの液を生物処理する固定床型の生物処理槽と、該生物処理された処理水を固液分離処理するための膜分離手段と、該膜分離手段の膜透過水が供給される逆浸透膜装置とを備えてなる。
【０００９】
本発明の一態様では、前記膜分離手段は、固液分離膜が生物処理槽内に浸漬配置されており、該槽内に固定床生物担体が設置されている。
【００１０】
本発明の別の一態様の電子産業排水の処理装置は、生物処理槽と、該生物処理槽とは別体の、固液分離膜が浸漬配置された膜分離槽とを備えている。
【００１１】
本発明のさらに別の一態様では、前記膜分離手段は、前記生物処理槽内の液が循環通水される膜分離装置である。
【００１２】
本発明の電子産業排水の処理方法は、かかる本発明の電子産業排水の処理装置を用いて電子産業排水を処理する。
【００１３】
本発明方法では、凝集槽に導入される電子産業排水のＴＯＣ濃度が１００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。また、膜分離手段における凝集処理液の汚泥濃度が３０００〜５００００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。
【００１４】
なお、本発明で処理対象とする電子産業排水は、半導体や液晶等の電子製品の製造工程から排出される排水であり、Ｃｕ、Ａｌ等を含む無機成分を主体とした低ＴＯＣ濃度の排水である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、原水に凝集剤を添加して凝集処理し、生物処理した後、固液分離膜で固液分離し、この膜透過水をＲＯ給水とする。凝集処理液を生物処理した後、固液分離膜で膜分離処理するので、無機汚泥と有機汚泥とが一緒に除去される。このため、沈殿池を２個設けることが不要であり、装置フローが簡易である。また、凝集処理液を膜分離処理するため、凝集汚泥濃度が高くなり、この汚泥に溶解性成分が捕捉される。これにより、凝集剤添加量を少なくしても良好な処理水質が得られる。
【００１６】
本発明では、電子産業排水を凝集処理、生物処理し、さらに膜によって固液分離処理した後、ＲＯ装置に供給するので、ＲＯ装置におけるスケールやスライムを防止することができる。
【００１７】
本発明では、処理対象水は、無機成分を主体とした電子産業排水であるため、処理によって無機汚泥が多量に発生するが、無機汚泥と有機汚泥とを同時に処理することができる。
【００１８】
本発明では、生物処理に固定床を利用するので、多量の無機汚泥が生物処理槽へ流入しても、菌体を安定に保持することができ、所望の効果を得ることができる。
【００１９】
ちなみに、浮遊法（固定担体を用いないもの）の場合、凝集処理した無機汚泥が生物処理槽へ多く流入するため、無機汚泥を引き抜くと同時に菌を多量に引き抜く必要がある。また、流動床（スポンジ担体）の場合、スポンジが他工程へ流出するのを防ぐために、スクリーンを設置したり、底に貯まらないように、絶えず曝気を行う必要がある（コストアップとなる。）。また、流動粘性の高い、いわゆるドロドロの無機汚泥が流入するため、流動しているスポンジへの菌体の付着が困難になり、所望の効果が得られない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る電子産業排水の処理装置及び処理方法を示すフロー図である。
【図２】別の実施の形態に係る電子産業排水の処理装置及び処理方法を示すフロー図である。
【図３】別の実施の形態に係る電子産業排水の処理装置及び処理方法を示すフロー図である。
【図４】比較例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について図１〜３を参照してさらに詳細に説明する。
【００２２】
図１の電子産業排水の処理装置及び処理方法では、原水を凝集槽１に導入し、凝集剤を添加手段１ａによって添加した後、撹拌機１ｂで撹拌し、次いで生物処理槽を兼ねた膜分離槽３に導入する。膜分離槽３内に微生物の固定床４とＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜などよりなる固液分離膜５が浸漬配置されている。凝集処理水が固定床４の生物によって生物処理された後、固液分離膜５を透過し、ＲＯ装置７に供給され、ＲＯ透過水が処理水として取り出される。また、膜分離槽３の汚泥を一部、凝集槽１に返送し、凝集の際の核とすることもある。
【００２３】
ＲＯ装置７の濃縮水は系外に排出するのが好ましいが、原水槽ないし凝集槽１に返送してもよく、それらを併用してもよい。なお、図２及び図３に示すフローにおいても同様である。余剰汚泥は排泥ライン６によって排出される。
【００２４】
図１のフローでは、膜分離槽３内に固定床４が設置されているが、図２のフローでは、固定床４を有した生物処理槽２を設置している。図２のフローでは、凝集槽１からの凝集液を固定床４を有する生物処理槽２に導入し、固定床４の生物によって生物処理する。この生物処理水をＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜等よりなる固液分離膜によって膜分離処理し、膜透過水をＲＯ装置７に供給し、ＲＯ膜透過水を処理水として取り出す。また、膜分離槽３の汚泥を一部、凝集槽１に返送し、凝集の際の核とすることもある。
【００２５】
図３のフローは、図２のフローにおいて、膜分離槽３の代わりに槽外型膜分離装置８を設置したものである。生物処理槽２からの生物処理水をこの膜分離装置８に循環させ、固液分離膜によって膜分離処理し、膜透過水をＲＯ装置７に供給し、ＲＯ膜透過水を処理水として取り出す。
【００２６】
膜分離装置８は、ベッセル内に固液分離膜のモジュールを設置したものである。膜分離装置８の濃縮水は凝集槽１ないし生物処理槽２に返送される。
【００２７】
固液分離膜５及び膜分離装置８の固液分離膜としては、上記の通りＭＦ膜、ＵＦ膜又はＮＦ膜が好適である。膜形状は、平膜、管状膜、中空糸膜等が好適であり、膜材質は、ＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＰ、ポリスルホン、セルロース等が好適であるが、これに限定されない。
【００２８】
図１〜３のフローにおいて、原水は電子産業排水であり、通常は、無機成分を０．１〜１０００ｍｇ／Ｌ含み、ＴＯＣ濃度１００ｍｇ／Ｌ以下、例えば１０〜１００ｍｇ／Ｌ特に２０〜８０ｍｇ／Ｌ程度の希薄電子産業排水である。この無機成分としてはＣｕ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｒ、Ｗ、Ｆ、Ｓｉ、Ｃｅなどが例示される。
【００２９】
槽１に添加する凝集剤としては、無機凝集剤が好適であり、特に塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄、ポリ塩化アルミ、硫酸バンドなどの鉄系又はアルミニウム系無機凝集剤が好適である。無機凝集剤の添加量は５０〜５０００ｍｇ／Ｌ特に１００〜３０００ｍｇ／Ｌ程度が好適であるが、これに限定されない。なお、無機凝集剤と共に有機高分子凝集剤を添加してもよい。
【００３０】
凝集槽１内のｐＨは５．０〜８．５特に５．５〜８．０程度が好適であり、必要に応じ酸又はアルカリを添加してｐＨ調整を行うのが好ましい。
【００３１】
固定床４の材質は、セラミックス、泡ガラス、発泡コンクリートなどの無機質系担体、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのプラスチック製担体などが例示されるが、これらに限定されない。固定床の形状は、ハニカムチューブ、波板、ひも状接触材などが例示されるが、これらに限定されない。
【００３２】
槽内の固定床の充填率は１０〜８０％特に３０〜７０％程度が好適であり、ＴＯＣ負荷は０．１〜２．５ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄ程度が好適である。
【００３３】
生物処理槽を好気性処理槽とするときには、固定床担体を設置すると共に散気管を設置して曝気を行う。
【００３４】
膜分離手段における汚泥濃度すなわち図１，２の膜分離槽３内の汚泥濃度及び図３の膜分離装置８に導入される凝集処理液の汚泥濃度は３０００〜５００００ｍｇ／Ｌ特に５０００〜５００００ｍｇ／Ｌ程度が好適である。この汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）が３０００ｍｇ／Ｌ以上特に５０００ｍｇ／Ｌ以上であると、溶解性成分が荷電吸着あるいは疎水性相互作用等で汚泥に捕捉されるので、処理水質が向上する。
【００３５】
ＲＯ装置７のＲＯ膜としては、例えば、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などのいずれでもよく、ＲＯ膜形状は、スパイラル型、中空糸型、管状型等のいずれでもよい。
【００３６】
図１〜３のいずれのフローにおいても、槽の数が少なく、装置構成が簡便である。また、前述の通り、汚泥の分離に膜分離を用いるので、膜分離槽３内の液や膜分離装置６への導入液中の汚泥濃度が高く、汚泥に溶解性成分が捕捉されるので、凝集剤添加量を少なくしても十分にすぐれた水質の水をＲＯ装置７に供給し、良好な水質のＲＯ処理水が得られる。また、原水水質が変動しても安定した処理水質とすることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例について説明する。以下の実施例及び比較例では、原水としてメタノール、エタノール及びイソプロピルアルコールを含むＴＯＣ濃度３０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ＝６．２の電子産業排水を用いた。なお、この水中のＦｅ濃度は０ｍｇ／Ｌ、Ａｌ濃度は２３ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ濃度は１８ｍｇ／Ｌであった。
【００３８】
［実施例１］
図２に示すフローの装置によって電子産業排水を１０００Ｌ／ｈｒにて処理した。主な条件は次の通りである。  
凝集槽１の容積：２５０Ｌ
無機凝集剤：塩化第二鉄（濃度３８％、ｐＨ＝７に調整）
無機凝集剤添加量：１００ｍｇ／Ｌ
生物処理槽２の容積：８００Ｌ
固定床：ＰＰ製ハニカムチューブ、充填率６０％、ＴＯＣ負荷０．９ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄ
膜分離槽３の容積：１０００Ｌ
固液分離膜５：浸漬型中空糸ＭＦ膜（孔径０．４μｍ、三菱レイヨン株式会社製）、膜面積２５ｍ２
ＲＯ膜：芳香族ポリアミド型スパイラル糸膜（日東電工株式会社製）、膜面積２ｍ２
ＲＯ給水ｐＨ＝６．０、ＲＯ給水にスライムコントロール剤５ｐｐｍ（クリバータＥＣ５０３  栗田工業株式会社製）添加
【００３９】
処理結果は次の通りであった。  
ＭＦ膜濾過水水質：Ｆｅ＜０．１ｍｇ／Ｌ、Ａｌ＜０．１ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ＜０．１ｍｇ／Ｌ
膜分離槽３の汚泥濃度：１２０００ｍｇ／Ｌ
ＭＦ膜フラックス：０．８ｍ／ｄ（差圧上昇は１か月で７ｋＰａ）
ＲＯ膜フラックス：０．５７ｍ／ｄ（１か月後）
ＲＯ膜透過水ＴＯＣ：５８ｐｐｂ
【００４０】
［比較例１］
図４に示す装置により、電子産業排水を第１凝集槽１０で処理した後、第１沈殿池１１で汚泥を沈殿させ、生物担体槽１２で生物処理した後、第２凝集槽１３で凝集処理し、第２沈殿池１４で汚泥を沈殿させ、上澄水を二層濾過器１５で濾過した後、ＲＯ装置１６でＲＯ処理した。
【００４１】
主な条件は次の通りである。  
電子産業排水水量：１０００Ｌ／ｈｒ
第１凝集槽１０の容積：２５０Ｌ
第１沈殿池水面負荷：５０ｍ／ｄ
第２凝集槽１３の容積：２５０Ｌ
第２沈殿池水面負荷：２５ｍ／ｄ
凝集剤：３８％塩化第二鉄
第１凝集槽１０の凝集剤添加量：３００ｍｇ／Ｌ（ｐＨ７に調整）
第２凝集槽１３の凝集剤添加量：３００ｍｇ／Ｌ（ｐＨ６に調整）
生物担体槽１２：多孔質スポンジ担体充填率３０％、ＴＯＣ負荷０．８ｋｇ−ＴＯＣ／ｍ３／ｄ
二層濾過器１５：０．９ｍｍアンスラサイト＋０．４５ｍｍ砂、１０ｍ/ｈで通水
ＲＯ膜：芳香族ポリアミド型スパイラル膜（日東電工株式会社製）、膜面積２ｍ２
ＲＯ給水ｐＨ＝６．０、ＲＯ給水にスライムコントロール剤５ｐｐｍ（クリバータＥＣ５０３  栗田工業株式会社製）添加
【００４２】
結果は次の通りであった。  
二層濾過器１５の濾過水水質：Ｆｅ＜０．１ｍｇ／Ｌ
Ａｌ＜０．１ｍｇ／Ｌ
Ｃｕ＜０．１ｍｇ／Ｌ
ＲＯ膜フラックス：０．５２ｍ／ｄ（１か月後）
ＲＯ膜透過水ＴＯＣ：６７ｐｐｂ
【００４３】
なお、比較例１において、各凝集槽１０，１３への塩化第二鉄添加量を１００ｍｇ／Ｌとしたところ、二層濾過器１５の濾過水水質はＦｅ０．３ｍｇ／Ｌ、Ａｌ０．８ｍｇ／Ｌ、Ｃｕ１．２ｍｇ／Ｌであった。
【００４４】
以上の実施例及び比較例より、本発明によると、フローが簡易であるにもかかわらず、凝集剤添加量を少なくしても良好な処理水質となることが認められた。
【符号の説明】
【００４５】
１  凝集槽
２  生物処理槽
３  膜分離槽
４  固定床
５  固液分離膜
７  ＲＯ装置
８  膜分離装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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