(57)【要約】【課題】１０重量％を超えるような高濃度の過酸化水素含有廃液を安全に処理可能な廃液処理装置を提供する【解決手段】過酸化水素含有廃液の処理装置１０は、廃液収容槽１２、分解剤収容槽１６、反応槽１６、冷却槽１８および排出槽２２を備えている。廃液収容槽１２および分解剤収容槽１４は、それぞれ反応槽１６に接続されており、過酸化水素含有廃液および分解剤をそれぞれ別々に反応槽１６に供給する。反応槽１６は、冷却槽１８の内部に配置されており、廃液中の過酸化水素の分解処理が行われる。冷却槽１８は、冷却液３０を収容しており、反応槽１６からオーバーフローした液体を受け入れる。排出槽２２は、過酸化水素の分解処理が完了した、廃液が反応槽１６から供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を収容する冷却槽と、
前記冷却槽内に配置された反応槽と、
前記反応槽に過酸化水素含有廃液および分解剤をそれぞれ別々に供給する供給手段と、
を少なくとも備え、
前記冷却槽が、前記反応槽からオーバーフローした液体を受け入れるように構成されることを特徴とする過酸化水素含有廃液処理装置。
【請求項２】
前記反応槽内の過酸化水素濃度に応じて、過酸化水素含有廃液および分解剤を前記反応槽に供給するように前記供給手段を制御する制御部をさらに備えることを特徴とした請求項１に記載の過酸化水素含有廃液処理装置。
【請求項３】
冷却液が収容された冷却槽内に配置された反応槽に過酸化水素含有廃液と分解剤を供給して過酸化水素含有廃液を突沸させるステップと、
所定時間経過後に、過酸化水素含有廃液を前記反応槽に追加するステップと、
を少なくとも含む過酸化水素含有廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも過酸化水素を含んだ廃液の処理装置に関し、特に高濃度の過酸化水素を安全に処理可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過酸化水素は強酸化剤として、半導体の洗浄液、殺菌剤、漂白剤等の様々な分野で使用されている。また、酸性溶液と混合された過酸化水素は、銅のエッチング液としても使用されている。通常、エッチング処理後のこのような酸性エッチング廃液は産業廃棄物の処理業者等に委託し、無害化処理が行われる。しかし、過酸化水素を含む溶液は、搬送中に過酸化水素の分解が進行し、爆発を起こしてしまうことがあるため、委託前に過酸化水素の分解処理が必要である。
【０００３】
過酸化水素の分解処理は、白金族金属を担持させた触媒を用いて行うことが一般的である（例えば特許文献１参照。）。白金触媒と過酸化水素含有溶液を接触させることで、過酸化水素が所定濃度以下になるまで分解が行われていた。白金触媒を用いることによって、長期間にわたり、安定して過酸化水素を分解することができるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５‐１８１９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金属エッチング用のエッチング液に含まれる過酸化水素は、白金触媒で好適に分解することが難しかった。これは、被処理溶液中の金属イオンが白金触媒による過酸化水素の分解を阻害しているためだと考えられる。金属イオンが含まれる溶液では、過酸化水素の分解に非常に時間がかかってしまい、効率が悪かった。
【０００６】
また、白金触媒では、１０重量％を超えるような高濃度の過酸化水素を処理することは困難であった。白金触媒による過酸化水素の分解は、時間がかかってしまうため、従来では高濃度の過酸化水素含有溶液を５重量％程度に希釈してから処理していた。このため、廃液の総量が増えてしまい、産廃の委託費用が高くなってしまうという問題点があった。また、高濃度の過酸化水素は、処理中に突沸が発生する危険性が高いため、安全性の観点から従来は敬遠されることが多かった。
【０００７】
本発明の目的は、高濃度の過酸化水素含有廃液を安全に処理可能な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、過酸化水素含有廃液の処理装置であって、冷却液を収容する冷却槽、冷却槽内に配置された反応槽と、反応槽に過酸化水素含有廃液および分解剤をそれぞれ別々に供給する供給手段を備えている。さらに、冷却槽が反応槽からオーバーフローした液体を受け入れるように構成される。
【０００９】
本発明の処理装置は、特に過酸化水素の濃度が１０重量％を超えるような高濃度の過酸化水素含有廃液を好適に処理することができる。過酸化水素含有廃液は、分解剤と共に供給手段によって反応槽に供給されると、分解剤と反応するが、廃液には過酸化水素が高濃度で含まれているため、突沸が発生する。反応槽内の液体は、冷却液によって温度上昇が抑制されており、沸騰状態で過酸化水素を急速に分解することが可能になる。また、万が一、沸騰によって反応槽内から液体がオーバーフローすることがあっても、冷却槽がオーバーフローした液体を受け入れることができる。
【００１０】
また、反応槽内の過酸化水素濃度に応じて、過酸化水素含有廃液および分解剤を反応槽に供給するように供給手段を制御する制御部をさらに備えることが好ましい。反応槽内の過酸化水素濃度の測定は、公知の過酸化水素濃度測定器を使用することが可能である。過酸化水素濃度が規定値以下になると、供給手段から廃液および分解剤を供給することで、最適なタイミングで過酸化水素含有廃棄の分解処理を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高濃度の過酸化水素含有廃液も安全に処理可能な装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】廃液処理装置の概要を示す図である。
【図２】制御手段のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る過酸化水素含有廃液の処理装置１０が示されている。処理装置１０は、廃液収容槽１２、分解剤収容槽１４、反応槽１６、冷却槽１８、流出防止槽２０、排出槽２２を備えている。本実施形態に係る処理装置１０は、金属エッチング廃液中に含まれる過酸化水素を分解するための処理システムである。
【００１４】
廃液収容槽１２は、金属エッチング廃液を収容している。過酸化水素を使用する金属エッチングとしては、銅のエッチングが挙げられる。銅のエッチングは、液晶パネルや半導体分野において盛んに行われており、エッチング液としては、過酸化水素水と酸性薬液を混合させたエッチング液が使用される。本実施形態において、廃液収容槽１２に収容されているエッチング廃液の過酸化水素濃度は、１４重量％である。
【００１５】
分解剤収容槽１４は、過酸化水素を分解するための分解剤を収容するための槽である。過酸化水素の分解剤としては、塩化第二鉄が挙げられる。本実施形態では、触媒を用いずに、液体分解剤を使用することで、金属イオンを含む廃液であっても短時間で過酸化水素を分解することが可能である。また、塩化第二鉄以外にも、塩化第一鉄や塩化銅水溶液等の金属含有水溶液を使用することができる。
【００１６】
反応槽１６は、廃液収容槽１２および分解剤収容槽１４に接続されており、それぞれの槽から過酸化水素含有廃液および分解剤が供給される。反応槽１６内で廃液と分解剤が反応し、過酸化水素の分解処理が行われる。また、反応槽１６の上部は少なくとも一部が開放されており、過酸化水素が分解した際に、気体が排出されるように構成される。
【００１７】
冷却槽１８は、冷却液３０を収容するように構成される。冷却槽１８の内部には反応槽１６が配置されている。冷却液３０は、反応槽１６内の液体の温度上昇を抑制するため、冷却液３０の液温は、１５〜３０℃に調整されることが好ましい。また、冷却槽１８は、反応槽１６内で被処理溶液が突沸等によってオーバーフローしても、被処理溶液を受け入れることが可能である。本実施形態では、冷却液３０として市水を使用しているが、冷却液は反応槽１６内の液体と反応して悪影響が出ないものであれば特に制限はない。
【００１８】
流出防止槽２０は、冷却槽１８の外部に配置されており、冷却槽１８からオーバーフローした液体を受け入れるように構成される。流出防止槽２０は、基本的に使用することはないが、万が一、冷却槽１８から液体がオーバーフローした際に、廃液の流出を防止するために配置される。
【００１９】
排出槽２２は、反応槽１６と接続されており、反応槽１６において過酸化水素が分解された被処理液を収容するように構成される。また、排出槽２２は、冷却槽１８および流出防止槽２２にも接続されており、反応槽１６内の液体が外部に流出した場合は、冷却液３０と共に排出槽２２に排出される。また、冷却液３０が排出された場合は、再び不図示の供給手段により冷却液が冷却槽１８に供給される。
【００２０】
処理装置１０を用いて過酸化水素の分解処理を行う際は、最初に廃液収容槽１２から反応槽１６に過酸化水素含有廃液が供給される。この際、冷却槽１８への流出を防止するために、反応槽１６への廃液供給量は、反応槽１６の容積の４０分の１以下にすることが好ましい。これを超えて廃液を供給すると、分解剤と反応した際の突沸で廃液が冷却槽１８に流入してしまうおそれが高い。
【００２１】
分解剤は、廃液を反応槽１６に供給した後に投入される。分解剤の投入量は、廃液中の過酸化水素の含有量の０．５〜０．７当量に調節される。分解剤の投入量が０．７当量より多くなると、最終的な廃液量が増加してしまうため好ましくない。また、分解剤の投入量が０．５当量未満になると、廃液中の過酸化水素が十分に分解されないおそれが高い。また、分解時に発生する酸素等の気体は、排気口２４より装置外部に排出される。廃液に含まれる成分と分解剤が反応して、有害な気体が発生する場合は、適宜無害化設備を導入する必要がある。
【００２２】
反応槽１６内の廃液は分解剤との反応によって液温が急上昇し、突沸が発生する。被処理溶液を沸騰させることによって、より短時間で過酸化水素を分解することが可能になる。また、反応槽１６内の液体は、冷却液３０によって液温の上昇が抑制されるので、液温が上昇しすぎて制御できなくなるといった不具合が起こることもない。
【００２３】
万が一、分解処理中に反応槽１６から被処理液がオーバーフローしたとしても、冷却槽１８が被処理液を受け入れるように構成される。オーバーフローした液体は、冷却液３０によって希釈および冷却されるので、冷却槽１８にオーバーフローした過酸化水素が後工程において悪影響を及ぼすことはない。
【００２４】
一定時間経過した後に反応槽１６内の液体の過酸化水素の濃度が低下すると、廃液収容槽１２から反応槽１６に廃液を追加で供給する。なお、廃液の追加のタイミング等の処理装置１０の各動作は、制御部４０によって制御される。ここから、制御部４０について説明する。
【００２５】
図２は、制御部４０について示すブロック図である。制御部４０は、ＣＰＵ４２およびＲＯＭ４４を有しており、処理装置１０全体の制御を行う。ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４に格納されているプログラムに基づいて処理装置１０の各部に指示を出すように構成される。
【００２６】
ＣＰＵ４２は、濃度センサ４６および温度センサ４８、廃液収容槽１２、分解剤収容槽１４および熱交換器２６に接続されている。濃度センサ４６および温度センサ４８は、それぞれ反応槽１６に設置されている。濃度センサ４６は、反応槽１６内の過酸化水素濃度を測定し、温度センサ４８は、反応槽１６内の液体の温度を測定する。熱交換器２６は、冷却槽１８内に配置されており、冷却液３０の液温を調整するように構成される。
【００２７】
反応槽１６内で過酸化水素の分解が進行し、過酸化水素濃度が所定値以下になると、濃度センサ４６からＣＰＵ４２に信号が送られる。濃度センサ４６からの信号によって、ＣＰＵ４２の指示で廃液収容槽１２から反応槽１６に廃液を供給するように構成される。反応槽１６への廃液の供給量は、反応槽１６の容積の４０分の１以下が好ましい。また、廃液を反応槽１６に追加した後に、分解剤も追加される。分解剤の投入量は、廃液の投入用に応じて、適宜調節することが好ましい。
【００２８】
追加された廃液は、反応槽１６内で過酸化水素が分解された液体によって希釈されるため、被処理液の制御は徐々に容易になる。このため、反応槽１６内の水位は上昇してしまうが、反応槽１６から冷却槽１８に液体が溢れるおそれは低くなる。
【００２９】
反応槽１６内の温度センサ４８が所定値以上になると、ＣＰＵ４２から熱交換器２６に信号が送られ、熱交換器２６が冷却液３０の温度を低下させる。冷却液３０によって、反応槽１６内の液体の温度を一定に保つことができ、安定した状態で過酸化水素の分解処理を行うことが可能になる。
【００３０】
また、冷却液が循環するパイプを反応槽１６の底面や壁面に配置することもできる。冷却液は、電動ポンプ等の供給手段によって循環パイプに供給される。循環パイプを反応槽１６内に設けることにより、さらに効率的に廃液の温度上昇を抑制することが可能になる。
【００３１】
最終的に、過酸化水素濃度が所定値以下になった状態で反応槽１６内の水位が半分を超えると、反応槽１６内の液体が排出槽２２に排出される。本実施形態では、過酸化水素濃度が０．２重量％未満になった状態で、排出槽２２に排出するように制御される。排出槽２２内の液体は、後工程において更に処理されるか、産廃処理業者等の外部業者に委託される。
【００３２】
本実施形態では、安全な環境下において過酸化水素を分解させることにより、高濃度の過酸化水素含有廃液を短時間で効率的に処理することを可能にしている。また、銅のエッチング液に使用される廃液中には、金属イオンが含まれているが、塩化第二鉄のような金属イオンの影響を受けにくい薬液を使用して過酸化水素の分解を行っているため、白金触媒等の触媒による分解が困難な廃液であっても簡易に分解処理することができる。
【００３３】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１０‐処理装置
１２‐廃液収容槽
１４‐分解剤収容槽
１６‐反応槽
１８‐冷却槽
２０‐流出防止槽
２２‐排出槽
２４‐排出口
３０‐冷却液
４０‐CPU
４２‐ROM
【図１】
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【図２】
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