(57)【要約】【課題】イソプロピルアルコール含有排水を効率よく生物処理することができるイソプロピルアルコール含有排水の処理方法を提供する。【解決手段】イソプロピルアルコールを含有する排水を嫌気性生物処理するイソプロピルアルコール含有排水の処理方法において、予めアセトン含有水で馴養した嫌気性生物によって嫌気性生物処理を行うことを特徴とするイソプロピルアルコール含有排水の処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソプロピルアルコールを含有する排水を嫌気性生物処理するイソプロピルアルコール含有排水の処理方法において、予めアセトン含有水で馴養した嫌気性生物によって嫌気性生物処理を行うことを特徴とするイソプロピルアルコール含有排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、嫌気性生物処理槽にアセトンを５０〜５０００ｍｇ／Ｌ含有する水を供給して５〜３０日馴養し、その後、イソプロピルアルコール含有排水を該嫌気性生物処理槽に供給することを特徴とするイソプロピルアルコール含有排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイソプロピルアルコール含有排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造、液晶製造等の電子産業工場において、イソプロピルアルコール（２−プロパノール、以下、ＩＰＡと記載することがある。）が主にプロセスのレジスト剥離工程後の洗浄用に使用されている。近年、これら電子産業工場では、有機物を含む排水を生物処理し、その処理水を純水製造の原料として用いる水回収が進んでいる。生物処理水を純水製造に再利用する場合、処理水を固液分離装置で処理して微生物体を分離した後、逆浸透膜分離装置で脱塩処理することがある（例えば、特開２００７−１７５５８２号公報）。
【０００３】
また、特開２００９−１４８７１４号公報には、有機物含有排水を嫌気ＭＢＲ（メンブレンバイオリアクター）で処理し、処理水を直接ＲＯ（逆浸透膜）装置に供給して排水回収する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７５５８２号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、イソプロピルアルコール含有排水を効率よく生物処理することができるイソプロピルアルコール含有排水の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】
【０００６】
請求項１のイソプロピルアルコール含有排水の処理方法は、イソプロピルアルコールを含有する排水を嫌気性生物処理するイソプロピルアルコール含有排水の処理方法において、予めアセトン含有水で馴養した嫌気性生物によって嫌気性生物処理を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２のイソプロピルアルコール含有排水の処理方法は、請求項１において、嫌気性生物処理槽にアセトンを５０〜５０００ｍｇ／Ｌ含有する水を供給して５〜３０日馴養し、その後、イソプロピルアルコール含有排水を該嫌気性生物処理槽に供給することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
ＩＰＡは馴養された菌体を用いることで生物分解が可能であり、嫌気条件では以下の経路で分解が進むことが知られている。
【０００９】
（ｉ）ＣＨ３ＣＨＯＨＣＨ３→ＣＨ３ＣＯＣＨ３＋Ｈ２        ΔＧ０＋２４．７ｋＪ
（ii）１／４ＣＯ２＋Ｈ２→１／４ＣＨ４＋１／２Ｈ２Ｏ            −３３．６ｋＪ
（iii）ＣＨ３ＣＯＣＨ３＋３Ｈ２Ｏ→ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＣＯ２＋４Ｈ２ 
＋６３．１ｋＪ
（iv）ＣＨ３ＣＯＯＨ→ＣＨ４＋ＣＯ２                            −２３．９ｋＪ
（ｖ）ＣＯ２＋４Ｈ２→ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ                        −１３４．５ｋＪ
全体で、ＣＨ３ＣＨＯＨＣＨ３＋１／２Ｈ２Ｏ→９／４ＣＨ４＋３／４ＣＯ２
−１０４．２ｋＪ
【００１０】
通常、種汚泥として利用される下水消化汚泥、食品工場廃水処理のＵＡＳＢグラニュールなどには、（ii）、（iv）、（ｖ）の反応に関わる菌体は充分に存在するものの、（ｉ）、（iii）の反応に関わる菌体は少なく、これらの反応が律速となる。しかし、（ｉ）、（iii）の反応は吸エルゴン反応であるため、生成物であるアセトン、酢酸をごく低濃度に維持しなければ反応がすぐに停止してしまう。従って、馴養されていない汚泥にＩＰＡ含有排水を供給しても（ｉ）の反応でアセトンがわずかに生成したところで反応がすぐに停止し、（iii）の反応も基質であるアセトン濃度が低いため、菌体がなかなか増殖せずに反応が進まず、その結果、（ｉ）、（iii）の反応のいずれもなかなか進まず、その馴養に４〜６ヶ月といった極めて長い時間を要するといった問題があった。
【００１１】
本発明では、ＩＰＡを含む排水を嫌気的に処理するにあたり、予め、アセトン含有水で嫌気性微生物群を馴養した後、イソプロピルアルコール含有排水を処理する。この馴養により、（iii）の反応に関わる菌体を増殖させることができ、アセトンの分解活性を高めた後、ＩＰＡを含む廃水を添加することで、アセトンの蓄積による（ｉ）の反応の停止を防ぎながら速やかに（ｉ）の反応に関わる菌体を増殖させることができる。なお、（iii）の反応において、生成物の酢酸が蓄積して反応が停止するのを防ぐため、アセトンで馴養する前に、酢酸を主成分とする液で充分に活性を高めておいても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明のイソプロピルアルコール含有排水の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
［イソプロピルアルコール含有排水］
本発明において、処理対象となるイソプロピルアルコール含有排水は、特に限定されるものではないが、例えば、電子産業排水、化学工場排水などが挙げられる。例えば、電子部品製造プロセスでは、現像工程、剥離工程、エッチング工程、洗浄工程などからイソプロピルアルコールを含有した各種の有機性排水が多量に発生し、しかも排水を回収して純水レベルに浄化して再使用することが望まれているので、これらの排水は本発明の処理対象排水として適している。
【００１５】
このようなイソプロピル含有排水は、イソプロピルアルコール以外にさらに、エチルアルコールなどのほか、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）などの有機態窒素、アンモニア態窒素を含有する有機性排水や、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などの有機硫黄化合物を含有してもよい。
【００１６】
［嫌気性生物処理］
排水を嫌気的に生物処理するための嫌気性生物処理手段としては、有機物の分解効率に優れるものであれば良く、各種の嫌気性生物処理方式の生物反応槽が使用できる。
【００１７】
嫌気性生物処理手段は、酸生成反応とメタン生成反応とを同一槽で行う１槽式でも、各反応を別の槽で行う２槽式でも良い。各反応槽は浮遊方式（撹拌方式）、汚泥床方式（スラッジブランケット方式）など任意の方式でよく、また、担体添加型、造粒汚泥型であってもよい。
【００１８】
嫌気性生物処理手段としては特に限定されないが、ＵＡＳＢ（上向流式嫌気性スラッジブランケット）やＭＢＲ（メンブレンバイオリアクター）方式の反応槽が、高負荷運転が可能であることから好ましい。
【００１９】
嫌気槽のＣＯＤｃｒ負荷は１〜３０ｋｇ／ｍ３・ｄ、特に２〜１０ｋｇ／ｍ３・ｄ程度が好ましい。嫌気槽の温度は２５〜４０℃、もしくは４５〜６０℃程度が好ましく、ＨＲＴは６〜７２ｈｒ程度、特に１２〜４８ｈｒ程度が好ましい。
【００２０】
嫌気性生物処理後、固液分離を行う場合の固液分離手段としては、各種のものを用いることができるが、膜分離が好適である。
【００２１】
固液分離を行う膜は、ＭＦ、ＵＦ、もしくはＮＦ（ナノフィルタ）などが好適である。膜形状は平膜、チューブラ膜、中空糸膜などのいずれでもよく、膜の配置も浸漬型、槽外型などのいずれでもよい。
【００２２】
［生物汚泥の馴養］
本発明では、イソプロピルアルコール含有排水の処理に先立って、汚泥をアセトン含有水によって馴養しておく。この馴養を行うには、イソプロピルアルコール含有排水を処理する嫌気性生物処理槽にまずアセトン含有水を供給して運転を行うのが好ましい。このアセトン含有水のアセトン濃度は５０〜５０００ｍｇ／Ｌ、特に２０〜２０００ｍｇ／Ｌ程度が好適であり、馴養期間は５〜３０日、特に１０〜２０日程度が好適である。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
［実施例１］
下水消化汚泥（ＴＳ１．８％、ＶＳ／ＴＳ比０．７０）を種汚泥として、下記の嫌気ＭＢＲにより、ＩＰＡを有機物源とする合成排水（ＩＰＡ１，２００ｍｇ／Ｌ（ＴＯＣ７２０ｍｇ／Ｌ）、Ｔ−Ｎ３０ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ３ｍｇ／Ｌ）の処理を行った。
＜嫌気ＭＢＲ＞
温度    ３７℃
実容量  ２Ｌ
ＨＲＴ  ２４ｈｒ
固液分離  チューブラー形式のＭＦ膜（旭化成ケミカルズ製  マイクローザＭＦ  ＵＭＰ−１５３）を槽内に浸漬し、処理水を吸引して処理水を得た。
ｐＨ    ７．２に調整
【００２５】
馴養開始から０〜１４日目は、アセトンを１，０００ｍｇ／Ｌ含有する水を通水し、１５日目から上記合成排水を通水した。ＴＯＣ濃度及びＴＯＣ除去率の経時変化を図１に示す。
【００２６】
［比較例１］
馴養開始から上記合成排水を通水したこと以外は実施例１と同様にして、イソプロピルアルコール含有排水の処理を行った。図１にＴＯＣ濃度、除去率の経時変化を示す。
【００２７】
図１の通り、比較例１では、馴養開始から６０日が経過してもＴＯＣ除去率は３０％程度までしか上昇しなかったのに対し、実施例１では５０日で除去率は９０％に達し、５５日以降、９７％以上の除去率（原水濃度７２０ｍｇ／Ｌに対し、２０ｍｇ／Ｌ以下）で推移した。１５日以降、処理水に残留するＴＯＣ成分を調べたところ、実施例１、比較例１ともにほとんどがＩＰＡであった。いずれもＩＰＡのアセトンへの分解（前記（ｉ）の反応）が律速であったが、比較例１ではそれがアセトン分解菌の馴養も遅らせていたのに対し、実施例１では予めアセトン分解菌を馴養したことで、（ｉ）の反応に関与する菌体の増殖がそのまま全体の除去活性の向上につながっていた。
【図１】
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