(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水する生物処理方法において、
該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、
該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、
該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整する生物処理方法であって、
該最終段の生物処理槽からの処理水に対して、更に凝集分離、逆浸透膜分離、及びイオン交換処理のいずれか１つ以上の高度処理を行う生物処理方法であり、
該最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下に維持され、かつ該高度処理への給水のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度に基づいて前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記２以上の生物処理槽として、好気槽、硝化槽、再曝気槽の順で順次通水し、最終段の生物処理槽である再曝気槽内液のＭ−アルカリ度に相関する指標に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御する生物処理方法であって、該Ｍ−アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される該好気槽内液のｐＨであり、予め求められた前記Ｍ−アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御することを特徴とする生物処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記高度処理水を回収して再利用することを特徴とする生物処理方法。
【請求項６】
電子デバイス製造工程から排出される有機性排水が、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水される生物処理装置において、
該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、
該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、
該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に、酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整するｐＨ調整手段と、
該最終段の生物処理槽からの処理水が導入される、凝集分離手段、逆浸透膜分離手段、及びイオン交換処理手段のいずれか１つ以上の高度処理手段を有し、
該最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下に維持され、かつ該高度処理手段への給水のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、該ｐＨ調整手段における酸又はアルカリの添加量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする生物処理装置。
【請求項７】
請求項６において、前記制御手段は、前記最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度に基づいて前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
【請求項８】
請求項６において、前記２以上の生物処理槽として、好気槽、硝化槽、再曝気槽の順で順次通水され、最終段の生物処理槽である再曝気槽内液のＭ−アルカリ度に相関する指標に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御する生物処理装置であって、該Ｍ−アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される該好気槽内液のｐＨであり、前記制御手段は、予め求められた前記Ｍ−アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御する制御手段を有することを特徴とする生物処理装置。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項において、前記高度処理手段の処理水を回収する回収手段を有し、該回収水が再利用されることを特徴とする生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、液晶、プラズマディスプレイ等の電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理方法及び装置に係り、詳しくは、生物処理のためのｐＨ調整に必要な酸又はアルカリ使用量を低減し、更に続く後段の凝集工程における無機凝集剤の使用量や、逆浸透（ＲＯ）膜分離、イオン交換処理における塩類負荷を低減する生物処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や、液晶、プラズマディスプレイなどの電子ディスプレイといった電子デバイスの製造工程からは、イソプロパノール、エタノール、メタノール等のアルコールや、モノエタノールアミン等のアミンなどの低分子量有機物を含む排水が排出される。これらの有機性排水を回収して再利用する場合、一般的に生物処理が行われており（例えば、特許文献１）、生物処理水は、更に、凝集分離、ＲＯ膜分離、イオン交換処理で高度処理されて回収、再利用されている。
【０００３】
有機性排水の生物処理槽では、有機物除去、硝化、脱窒等の各槽内の生物反応に応じて、最適なｐＨとなるようにｐＨ調整が行われる。その最適ｐＨ値は、有機物除去、硝化、脱窒等のいずれの生物反応においても、通常、中性から弱アルカリ性（ｐＨ７〜８．５）である。
このため、複数の生物処理槽を多段に設けて生物処理を行う場合には、各生物処理槽にｐＨ計を設置し、各々の生物処理槽のｐＨが最適ｐＨ値の範囲内に入るように、それぞれの生物処理槽において、酸又はアルカリ（以下、「中和剤」と称す場合がある。）添加によるｐＨ調整（以下、「中和」と称す場合がある。）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に有機性排水を生物処理して有機物除去を行うと、有機物の分解に伴って炭酸ガスが発生し、発生した炭酸ガスを中和するために多量のアルカリが必要となる。例えば、グルコースは、下記反応式に従って生物分解され、生成した炭酸ガスを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で中和すると下記反応式に従って重炭酸ナトリウムが生成する。
Ｃ６Ｈ１２Ｏ６  ＋  ６Ｏ２→  ６Ｈ２Ｏ  ＋  ６ＣＯ２
６ＣＯ２  ＋  ６ＮａＯＨ  →  ６ＮａＨＣＯ３
具体的には、グルコース１８０ｍｇ／Ｌを分解すると、３２２ｍｇ／Ｌの炭酸ガスが発生し、その中和のために２４０ｍｇ／Ｌの水酸化ナトリウムを消費する。中和により生成する重炭酸ナトリウムは、５０４ｍｇ／Ｌで、後段の凝集処理工程では、この重炭酸ナトリウムの凝集処理のために、ほぼ等量の無機凝集剤が消費され、さらに続くＲＯ膜分離やイオン交換処理の負荷となる。
【０００６】
アミンを含む排水を生物処理して有機物（ＢＯＤ）除去し、更に硝化・脱窒まで行う場合は、高アルカリ度の原因であるアミンが硝酸にまで酸化されることから、最終生成物はＮａＮＯ３となり、完全に硝化するとｐＨは著しく低下してＭアルカリ度がマイナスになってしまうため、アミンと等モルのＮａＯＨを添加してもＭアルカリ度がゼロまでしか上がらない。このため、わずかにＮａＨＣＯ３を生成させてｐＨを中性に保つようにアルカリ（例えば水酸化ナトリウム）添加が行われる。しかし、反応途中では、有機物分解で炭酸ガスが生成するため、この中和のためにもアルカリが消費される結果、全体として多量のアルカリが必要となる。
また、一般的に、アミンを硝酸に酸化する硝化槽ではアルカリを添加し、硝酸を窒素として脱窒する脱窒槽では酸を添加する必要があるが、前段の硝化槽までのアルカリ添加量が過剰であると、脱窒槽での酸添加量も多く必要とすることとなる。
【０００７】
ここで、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水は、超純水などを使ってパネルやデバイスの洗浄を行ったり、各製造工程の洗浄廃液等が混合された混合排水である。このため、この有機性排水の塩類の含有率は、例えば塩類濃度として１００ｍｇ／Ｌ以下と低いものである。このように、排水中の塩類濃度が低い場合、排水の生物処理水に含まれる塩類の大部分が排水処理工程において添加した塩類、特に、生物処理工程での中和剤に起因することになる。したがって、このような排水の生物処理における中和剤使用量が多いことは、そのまま後段の処理における塩類負荷の増加につながる。
【０００８】
つまり、生物処理で使用された中和剤を相殺するために後段の処理における薬剤使用量も増える。例えば、生物処理で過剰のアルカリを添加すると、後段の凝集処理工程ではアルカリを消費するため無機凝集剤の使用量も増え、更にその後段のイオン交換処理では再生薬剤の使用量が増える。
【０００９】
通常、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理での中和剤使用量は全工程での塩類負荷の７０％程度を占めるため、生物処理における中和剤使用量の削減によるコスト削減効果は極めて大きい。
【００１０】
本発明は、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理における中和を効率的に行うことにより、従来の生物処理で過剰に使用されていた中和剤の使用量を低減し、さらに続く後段の凝集工程における無機凝集剤の使用量や、ＲＯ膜分離、イオン交換処理における塩類負荷を低減する生物処理方法及び生物処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、生物活性が顕著に低下しない範囲内で中和剤使用量を低減する方法を見出した。すなわち、最終段の好気性生物処理槽を含めて少なくとも２槽の好気性生物処理槽を含む２以上の生物処理槽に、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を順次通水して生物処理する際に、最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度が所定値以下となるように他の生物処理槽において中和剤の添加を行うことにより、中和剤使用量を低減することができることを見出した。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１２】
［１］  電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水する生物処理方法において、該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整する生物処理方法であって、該最終段の生物処理槽からの処理水に対して、更に凝集分離、逆浸透膜分離、及びイオン交換処理のいずれか１つ以上の高度処理を行う生物処理方法であり、該最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下に維持され、かつ該高度処理への給水のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【００１３】
［２］  ［１］において、前記最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度に基づいて前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【００１４】
［３］  ［１］において、前記２以上の生物処理槽として、好気槽、硝化槽、再曝気槽の順で順次通水し、最終段の生物処理槽である再曝気槽内液のＭ−アルカリ度に相関する指標に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御する生物処理方法であって、該Ｍ−アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される該好気槽内液のｐＨであり、予め求められた前記Ｍ−アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
【００１５】
［４］  ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御することを特徴とする生物処理方法。
【００１７】
［５］  ［１］ないし［４］のいずれかにおいて、前記高度処理水を回収して再利用することを特徴とする生物処理方法。
【００１８】
［６］  電子デバイス製造工程から排出される有機性排水が、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水される生物処理装置において、該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に、酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整するｐＨ調整手段と、該最終段の生物処理槽からの処理水が導入される、凝集分離手段、逆浸透膜分離手段、及びイオン交換処理手段のいずれか１つ以上の高度処理手段を有し、該最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下に維持され、かつ該高度処理手段への給水のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、該ｐＨ調整手段における酸又はアルカリの添加量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする生物処理装置。
【００１９】
［７］  ［６］において、前記制御手段は、前記最終段の生物処理槽内液のＭ−アルカリ度に基づいて前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
【００２０】
［８］  ［６］において、前記２以上の生物処理槽として、好気槽、硝化槽、再曝気槽の順で順次通水され、最終段の生物処理槽である再曝気槽内液のＭ−アルカリ度に相関する指標に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御する生物処理装置であって、該Ｍ−アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される該好気槽内液のｐＨであり、前記制御手段は、予め求められた前記Ｍ−アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
【００２１】
［９］  ［６］ないし［８］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御する制御手段を有することを特徴とする生物処理装置。
【００２３】
［１０］  ［６］ないし［９］のいずれかにおいて、前記高度処理手段の処理水を回収する回収手段を有し、該回収水が再利用されることを特徴とする生物処理装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理における中和剤の使用量を従来法に比べて大幅に低減することができ、生物処理における薬剤コストを低減することができる。また、生物処理の後段で凝集処理を行う場合には、凝集処理に必要な無機凝集剤の使用量を削減することができ、後段でイオン交換処理やＲＯ膜分離処理を行う場合には、塩類負荷の低減で、イオン交換処理におけるイオン交換樹脂の再生頻度を低減することができ、また、ＲＯ膜分離処理においても、水回収率等の処理効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１及び比較例１における処理工程を示す系統図である。
【図２】実施例２〜４及び比較例２における処理工程を示す系統図である。
【図３】本発明を実施できる他の処理工程を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
［原水］
本発明で処理対象とする原水は、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水であり、その組成や性状には特に制限はないが、一般的には以下のような性状である。
【００２８】
＜半導体の超純水リンス排水の場合＞
導電率：１００ｍＳ／ｍ以下
塩濃度：０．１重量％以下
＜液晶パネル製造工程排水の場合＞
ｐＨ：８〜１２
ＴＯＣ：３０〜２０００ｍｇ／Ｌ
Ｔ−Ｎ：１０〜１０００ｍｇ／Ｌ
【００２９】
このような有機性排水中に生物処理に必要なリン源や窒素源が不足する場合には、必要に応じてリン源、窒素源を添加して生物処理に供する。
【００３０】
［生物処理方式］
本発明における生物処理は、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に上記の原水を順次通水するものである。本発明において、この２以上の生物処理のうち少なくとも２槽は好気性生物処理槽（以下「好気槽」と称す場合がある。）であり、そのうちの１槽は最終段の生物処理槽（以下「最終槽」と称す場合がある。）である。
即ち、最終槽が好気槽で、更に、アルカリの添加を行う好気槽を少なくとも１槽有していないと、最終槽の槽内液のＭ−アルカリ度の測定に基づく制御が行えないため、本発明では、最終槽として好気槽を設け、この最終槽とは別に少なくとも１槽の好気槽を設けて多段生物処理を行う。
【００３１】
本発明における生物処理方式は、上記の要件を満たすものであればよく、特に制限はないが、例えば、次のような生物処理方式が挙げられる。なお、硝化槽及び再曝気槽は好気槽であり、脱窒槽は嫌気性生物処理槽（以下「嫌気槽」と称す場合がある。）である。
(1)  好気槽→好気槽（→沈殿槽）
(2)  好気槽→硝化槽→脱窒槽→再曝気槽（→沈殿槽）
(3)  好気槽→硝化槽→再曝気槽（→沈殿槽）
なお、前記の処理方式(1)〜(3)はそれぞれ図１〜３に対応している。また、図には汚泥返送ラインは記載していないが、一過式でも循環式でもよい。
【００３２】
「最終槽のＭ−アルカリ度」
本発明においては、最終槽の好気槽の槽内液のＭ−アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下を維持するように、この最終槽以外の生物処理槽で中和剤添加によるｐＨ調整を行う。
この最終槽の槽内液のＭ−アルカリ度は５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下であればよいが、好ましくは３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下である。このＭ−アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３を上回るようにｐＨ調整を行う場合、前段の生物処理槽におけるアルカリ使用量が極端に多くなり、本発明による中和剤使用量の低減効果を得ることはできない。ただし、Ｍ−アルカリ度が０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３より小さいと系内の溶存炭酸ガスが不足して硝化細菌の増殖が不良となり、硝化が起こらなくなるため、Ｍ−アルカリ度の下限は０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以上、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以上である。
最終槽内液のＭ−アルカリ度は原水性状に加えて、各生物処理槽の曝気の程度やリン酸濃度等にも影響される。
最終槽は好気槽であるため、溶存酸素濃度は高い方が好ましい。
【００３３】
［中和剤を添加する生物処理槽］
本発明において、中和剤、即ち、酸又はアルカリを添加する生物処理槽は、最終槽以外の槽であればよく、１槽のみに添加しても２槽以上の複数の槽において添加してもよい。
【００３４】
特に生物処理槽が３段以上の多段槽から構成される場合、最終槽に中和剤としてアルカリを添加して中和しようとすると、その分、原水流入部に近い槽において中和を行えず、処理不全になる場合がある。また、最終槽では生物処理は他の生物処理槽ほど活発ではないことから、生物反応による炭酸ガス発生量が少ないため、中和の必要がない。
通常、生物反応は、１段目の槽ないしは２段目の槽において最も活発であるため、１段目の生物処理槽及び／又は２段目の生物処理槽において中和剤を添加することが望ましい。
【００３５】
従って、前記(1)の処理方式の場合は、前段の好気槽にアルカリを添加し、前記(2)の処理方式の場合は、好気槽、或いは好気槽と硝化槽にアルカリを添加し、脱窒槽に酸を添加することが好ましい。ただし、本発明では、最終槽内液のＭ−アルカリ度に基づく制御で、硝化槽へのアルカリの添加や脱窒槽における酸の添加を不要とすることもできる。
また、前記(3)の処理方式では、好気槽、或いは好気槽と硝化槽にアルカリを添加することが好ましい。ただし、前記(2)の処理方式と同様、本発明では最終槽内液のＭ−アルカリ度に基づく制御で硝化槽へのアルカリの添加を不要とすることもできる。
【００３６】
＜Ｍ−アルカリ度に基づく中和制御＞
Ｍ−アルカリ度は、中性塩由来のアルカリ金属イオンを除いたアルカリ金属イオン濃度を、簡易的にｐＨ４．８における酸消費量を測定して求めることができる。本発明において、最終槽内液のＭ−アルカリ度は、自動測定装置で連続測定することが望ましい。
Ｍ−アルカリ度を求めるには、フェノールフタレインを指示薬として、０．１または０．０５Ｎの硫酸溶液で自動滴定し、ｐＨ４．８となるまでに消費した硫酸の量をＣａＣＯ３換算すればよい。
本発明では、このようにして測定した最終槽内液のＭ−アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下、好ましくは０〜５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３、より好ましくは１０〜３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３となるように前段の好気槽でアルカリを添加する。
【００３７】
本発明においては、上記のように、最終槽の槽内液のＭ−アルカリ度に基づいて、前段の生物処理槽における中和剤の添加量の制御を行うが、Ｍ−アルカリ度に基づく制御と共に、中和剤を添加する生物処理槽におけるｐＨ値に基づく制御を行うことが好ましい。この場合、最終槽の好気槽は、前述の通り、生物反応による炭酸ガス発生量が少ない上に、低ｐＨであることを利用して、生成した炭酸ガスを曝気により揮散させることができ、最終槽では生物反応による炭酸ガス発生量よりも曝気による炭酸ガス揮散量が多くなり、ｐＨはむしろ上昇する傾向があるため、このｐＨの上昇を見込んで、中和を行う前段の好気槽では、生物活性を維持できる範囲でｐＨを低く調整するのが、アルカリ添加量の削減に有効である。
【００３８】
この観点から、例えば、前記(1)の処理方式では、第１段目の好気槽のｐＨを５．０〜７．０、好ましくは５．５〜６．５、換言すれば、生物活性が維持されるようにｐＨ５．０、好ましくは５．５を下回らない程度とし、かつ最終槽のＭ−アルカリ度が低く抑えられるようにｐＨ７．０、好ましくはｐＨ６．５を上回らない程度に制御すればよく、このような制御でも、後段の最終槽の好気槽では、ｐＨの大きな低下を抑えて良好な生物処理を行える。
【００３９】
また、前記(2)，(3)の処理方式のように硝化槽を有する場合、硝化槽は硝化反応で硝酸が生成するためｐＨが下がり易い槽であるため、硝化槽のｐＨが、生物活性が維持できる範囲でなるべく低くｐＨ値に制御すれば、他の槽では十分に生物活性を維持できることから、硝化槽のｐＨが５．５〜６．５、好ましくは６．０〜６．５、換言すれば、生物活性が維持されるようにｐＨ５．５、好ましくは６．０を下回らない程度とし、かつ最終槽のＭ−アルカリ度が低く抑えられるようにｐＨ６．８、好ましくはｐＨ６．５を上回らない程度に維持することで、アルカリ添加量を低減した上で良好な生物処理を行える。
なお、前述の通り、前記(2)の処理方式では、再曝気槽のｐＨが６．５以下であれば、最終槽の槽内液のＭ−アルカリ度を５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下とすることができることから、この処理方式において、硝化槽のｐＨは５．５〜６．５、特に６．０〜６．５となるように制御することが好ましい。さらに、硝化槽ではｐＨ調整せず、前段の好気槽のみ、あるいは前段の好気槽および脱窒槽のみでｐＨ調整することもでき、中和剤の使用量を低減できる。
【００４０】
また、前記(3)の処理方式で処理する場合、前記(2)の処理方式のように脱窒反応でＭ−アルカリ度が上がることがないため、原水の性状が安定している状態（例えば、ＴＯＣ、Ｔ−Ｎの変動幅が共に±１５％以内、かつ原水流量の変動幅が±１５％以内の状態）であれば、最終槽内液のＭ−アルカリ度はアルカリを添加する好気槽の槽内液のｐＨと一定の相関関係があるため、最終槽内液のＭ−アルカリ度とアルカリを添加する好気槽の槽内液のｐＨとを測定し、その相関関係を予め求めておき、この相関関係に基づいてアルカリの添加量を制御してもよい。硝化槽のｐＨと最終槽内液のＭ−アルカリ度の間には以下の関係がある。したがって、本処理システムでは、硝化槽のｐＨが６．５を上回らない範囲で、好気槽及び／又は硝化槽にアルカリを自動薬注するように設定してもよい。
ｐＨ：５．５  →  Ｍ−アルカリ度：５〜６
ｐＨ：６．０  →  Ｍ−アルカリ度：２１〜２５
ｐＨ：６．５  →  Ｍ−アルカリ度：４６〜４９
ｐＨ：７．０  →  Ｍ−アルカリ度：６６〜６９
ｐＨ：７．５  →  Ｍ−アルカリ度：１４８〜１５４
【００４１】
［高度処理］
本発明では、生物処理における中和剤の使用量を低減することができるため、生物処理の後段に凝集分離、ＲＯ膜分離、イオン交換処理といった高度処理を行う場合に特に有効であり、前述の通り、凝集処理における無機凝集剤使用量の低減、ＲＯ膜分離及びイオン交換処理における塩類負荷の低減といった効果を得ることができる。
【００４２】
本発明における生物処理水を更に高度処理を施して得られた処理水は、これを回収して、電子デバイス製造工程の洗浄水またはその原水等として再利用することができる。
【実施例】
【００４３】
以下に実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４４】
以下の実施例、参考例及び比較例で処理した有機性排水（原水）は液晶パネル製造工程排水であり、組成及び性状は以下の通りである。
【００４５】
［原水の組成・性状］
＜組成＞
モノエタノールアミン    ：３００ｍｇ／Ｌ
ジエチレングリコールモノブチルエーテル  ：２５０ｍｇ／Ｌ
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：５０ｍｇ／Ｌ
＜性状＞
ｐＨ：１０．５
ＴＯＣ：２９２ｍｇ／Ｌ
Ｔ−Ｎ：７７ｍｇ／Ｌ
なお、上記の原水には、生物処理に必要なリン源をＰ換算で６ｍｇ／Ｌ添加して生物処理に供した。
【００４６】
［実施例１・比較例１］
図１に示す、窒素除去を行わない処理方式(1)で原水の生物処理を行った。即ち、原水を好気槽１Ａ、好気槽１Ｂに順次通水して生物処理した後、沈殿槽２で固液分離を行った。槽１Ａ，１Ｂの合計の水滞留時間（ＨＲＴ）は、２４ｈｒとした。
【００４７】
＜実施例１＞
最終槽である好気槽１Ｂにおいて、Ｍ−アルカリ度をモニタリングしながら、好気槽１Ｂの槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、前段の好気槽１ＡにＮａＯＨを添加して処理を行った。その結果、好気槽１ＡのｐＨは６．８〜７．０の範囲で変動した。
【００４８】
＜比較例１＞
好気槽１Ａ、１Ｂの各々において、ｐＨが７．０以上となるように、好気槽１Ａ及び１ＢにＮａＯＨを添加して処理を行った。その結果、好気槽１ＡのｐＨは７．０〜７．２の範囲で変動した。
【００４９】
実施例１及び比較例１における、好気槽１Ａ，１ＢのｐＨ及び好気槽１ＢのＭ−アルカリ度と、原水１Ｌの処理に要したＮａＯＨの使用量を表１に示す。
なお、実施例１と比較例１とで、得られた処理水（沈殿槽の分離水）の水質はほぼ同等であった。
【００５０】
【表１】
0005929987.tif 000002
【００５１】
以上の結果から次のことが分かる。
処理方式(1)において、実施例１では、中和のためのＮａＯＨ使用量が比較例１の３０％以上低減され、最終槽のＭ−アルカリ度に基づくｐＨ制御が中和剤使用量の低減に有効であることが分かる。
この処理方式(1)において、生物処理水（沈殿槽の分離水）に塩化第二鉄を添加して凝集処理を行ったところ、実施例１では比較例１の塩化第二鉄使用量の１／３で凝集処理を行うことができ、生物処理におけるアルカリ使用量の低減で後段の凝集処理における無機凝集剤使用量も削減できることが確認された。
【００５２】
［参考例２・実施例３〜４・比較例２］
図２に示す窒素除去を行う処理方式(2)で原水の生物処理を行った。即ち、原水を好気槽１、硝化槽（好気槽）３、脱窒槽（嫌気槽）４、再曝気槽（好気槽）５に順次通水した後、沈殿槽２で固液分離を行った。通水条件は槽１，３，４，５の合計のＨＲＴを２４ｈｒとした。
【００５３】
＜参考例２＞
最終槽である再曝気槽５において、Ｍ−アルカリ度をモニタリングしながら再曝気槽５の槽内液のＭ−アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、かつ好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように、好気槽１にＮａＯＨを添加し、次いで硝化槽３のｐＨが６．０を下回らないように硝化槽３にＮａＯＨを添加し、さらに脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加した。
【００５４】
＜実施例３＞
最終槽である再曝気槽５において、Ｍ−アルカリ度をモニタリングしながら、再曝気槽５の槽内液のＭ−アルカリ度が１０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、かつ、好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように好気槽１にＮａＯＨを添加し、次いで、脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加した。
【００５５】
＜実施例４＞
最終槽である再曝気槽５において、Ｍ−アルカリ度をモニタリングしながら再曝気槽５の槽内液のＭ−アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ  ａｓ  ＣａＣＯ３以下となるように、かつ、好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように、好気槽１にＮａＯＨを添加した。
【００５６】
＜比較例２＞
最終槽である再曝気槽５において、Ｍ−アルカリ度はモニタリングは行わず、好気槽１及び硝化槽３のｐＨがいずれも６．５を下回らないように、好気槽１及び硝化槽３にＮａＯＨを添加し、また、脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加し、再曝気槽のｐＨが８．０を超えないように再曝気槽にＨＣｌを添加した。
【００５７】
参考例２、実施例３〜４及び比較例２における各反応槽のｐＨ及びＭ−アルカリ度と、原水１Ｌの処理に要したＨＣｌ及びＮａＯＨの使用量と、得られた生物処理水の水質を表２に示す。
【００５８】
【表２】
0005929987.tif 000003
【００５９】
以上の結果から次のこと分かる。
処理方式(2)において、参考例２では比較例２と比較して、最終槽のＭ−アルカリ度を低く維持しつつ中和のためのＮａＯＨやＨＣｌの使用量は低減された。
また、実施例３では参考例２と比較して、中和のためのＮａＯＨの使用量は５０％近く低減され、また、ＨＣｌの使用量も６０％程度低減された。さらに、処理水ＮＨ４−Ｎは０．５ｍｇ／Ｌであり参考例２より若干劣るものの十分に低減されていた。
一方、実施例４では実施例３と比較して、最終槽のＭ−アルカリ度は若干高くなったが中和のためのＮａＯＨの使用量は実施例３と同等であり、またＨＣｌの使用量はゼロであり、さらに処理水ＮＨ４−Ｎは実施例３と同等で十分に低減されていた。
以上のことから、実施例３〜４はいずれも比較例２に対して、中和のためのＮａＯＨやＨＣｌの使用量を低減することができた。そして、実施例３，４のように硝化槽で中和を行わない方式は、処理水中のＮＨ４−Ｎの高度処理が要求される場合を除けば生物処理としてはＮＨ４−Ｎを十分に除去でき、かつ、ＮａＯＨやＨＣｌの使用量をより低減できることが裏付けられた。
なお、Ｍ−アルカリ度が所定範囲におさまる範囲でｐＨ調整できるケースであれば実施例４の方式でよいが、Ｍ−アルカリ度が所定範囲を超える場合はｐＨ調整を１槽多くする実施例３の方式を採用することが好ましい。
この処理方式(2)において、生物処理水（沈殿槽の分離水）にポリ硫酸塩を添加して凝集処理を行い、凝集処理水のイオン交換処理を行ったところ、実施例４では比較例２のポリ硫酸塩使用量の１／４で凝集処理を行うことができ、また、その後のイオン交換処理でのイオン交換樹脂の再生頻度を１／４にすることができ、生物処理における中和剤使用量の低減で後段の凝集処理における無機凝集剤使用量の削減と、イオン交換処理におけるイオン交換樹脂の再生頻度の低減を図ることができることが確認された。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ，１Ｂ  好気槽
２  沈殿槽
３  硝化槽
４  脱窒槽
５  再曝気槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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