(57)【要約】【課題】特別に生産される酸素の消費なしに、生物処理槽でのＤＯ値が低下しない安定した運転が可能で、必要に応じ、分解成分にアンモニアが含まれていても簡易に臭気対策ができるようにする【解決手段】過酸化水素含有の有機性排水２を導入して、分解装置４により過酸化水素を水と酸素に分解して酸素を排気する分解処理系５と、分解処理系５とは別処理系となる有機性排水２を導入して生物曝気槽１１により生物処理する生物処理系１２と、分解装置４からの酸素を主成分とする排気ガス６またはこれに加え外気７を吸引して強制送風し、前記生物曝気槽内に供給されている有機性排水２を曝気させる送風装置２１と、を備えて、上記の課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素含有の無機性排水を導入して、分解装置により過酸化水素を水と酸素に分解して酸素を排気する分解処理系と、前記分解処理系とは別処理系となる有機性排水を導入して生物曝気槽により生物処理する生物処理系と、前記分解装置からの酸素を主成分とする排気ガスまたはこれに加え外気を吸引して強制送風し、前記生物曝気槽内に供給されている有機性排水を曝気させる送風装置と、を備えたことを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項２】
分解装置は、縦型筒状の触媒モジュールを収容している請求項１に記載の有機性排水の生物処理装置。
【請求項３】
生物曝気槽内のＤＯ値を計測するＤＯセンサと、このＤＯセンサが検出するＤＯ値に応じ前記送風装置が外気を吸引する量を調整する制御装置とを設けた請求項１、２のいずれか１項に記載の有機性排水の生物処理装置。
【請求項４】
分解処理系は、分解装置の上流に過酸化水素含有の無機性排水を、ｐＨ計が検出するｐＨ値に応じ、アルカリ側にｐＨ調整するｐＨ調整装置を備え、生物処理系は、生物曝気槽の上流に有機性排水を、ｐＨ計が検出するｐＨ値に応じ、中性にｐＨ調整するｐＨ調整装置を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機性排水の生物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機排液の生物処理装置に関し、例えば、半導体を製造する際に排出される有機排液を生物で処理する有機排液の生物処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体を製造する際に、例えばフォトリソグラフィ工程やレジスト類の剥離工程から、キシレン、エタノールアミン、ヒドラキシアミン、カテコールなどの廃油や、ジメチルホルムアミド等の廃アルカリが多量に廃出されることが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。特許文献１はこれら有機性排水の処理が、従来、専門業者に委託し、最終的には汚泥として処理するか、除燃剤として再使用しているが、コストが高くＣＯ2を多量に排出する問題があるとして、有機性排水を酵素で糖に分解したあと、生物で分解する技術を開示している。
【０００３】
一方、下記特許文献２は、有機廃水を活性汚泥により処理する汚泥処理方法の改良技術を示しており、返送汚泥を密閉式水槽中で気相部に送気される酸素ガス又は酸素富化ガスと接触させた後、有機廃水と混合して該返送汚泥中の溶存酸素を除去し、しかる後、空気曝気することで、Ｏ2の１００％近くを利用して活性汚泥の沈降化を図って処理効率を高め、動力費の削減を図る技術を開示している。
【０００４】
また、下記特許文献３は、排水中の有機物を好気性生物処理する排水処理方法において、好気性生物処理槽内の汚泥混合排水とオゾン含有ガスをエジェクタで混合して好気性生物処理槽内の汚泥混合排水中に吹き込むことにより、オゾン含有中の酸素の有効利用を図って、運転コストや設備コスト、最終処分コストを低廉化できる技術を開示している。
【０００５】
さらに、下記特許文献４は、筒状の触媒モジュールと、この触媒モジュールを適数収容した処理槽とを備え、触媒モジュールの内側は下部が開口し上部が指向性を有する排液導入部をなし、この排液導入部を囲う触媒部に通液性の繊維状活性炭層を有して、下部開口を通じ排液導入部に供給される排液を外周りへ通して処理槽内に貯留されながら、所定液位にて外部にオーバーフロ−させるようにして、過酸化水素含有排水など各種排液中の成分を分解する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−５４６９９号公報
【特許文献２】特開平１−１３５５９４号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９６７８号公報
【特許文献４】特開２００４−２６１６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１が開示する技術は、前段処理として、酵素により糖分に分解することを必須とし、特許文献２、３に開示の技術は、汚泥処理を効率よく行うために、製造費の掛かるオゾンや酵素の使用を必須としていて、それら要素成分の特別な製造が必要で、酵素は固定化法により回収、再利用を図ることが研究されているものの、その手法にもコストが掛かる結果、いずれの場合も未だイニシャルコストおよびランニングコストの高いものとなる。また、酵素、酸素の製造装置において排水のための管理処理が必須になることにもコストが掛かる。
【０００８】
特許文献４に開示する技術は、過酸化水素から分解される酸素は比較的少量であるため有効利用できずそのまま排出されているし、過酸化水素含有排水中にアンモニアが含まれている場合、酸素の排気と共にアンモ二アガスが排出されるので、周囲に悪臭が拡がる可能性があり、臭気対策を施す必要があって設備コストの増大となる。
【０００９】
そこで、本発明は、過酸化水素含有の無機性排水の分解装置による分解処理で生成される酸素を、有機性排水の生物処理に有効利用しながら、同酸素量が過酸化水素Ｈ2Ｏ2の濃度や排水量によって変化し、これに対応して生物処理槽のＤＯ値も変化することにつき、それらの変化に応じた強制送風にて不足酸素を応答性よく補給することで、特別に生産された酸素の消費なしに、生物処理槽でのＤＯ値が低下しない安定した運転が可能で、必要に応じ、分解成分にアンモニアが含まれていても簡易に臭気対策ができる、半導体製造工場からの排水処理に有効な有機性排水の生物処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するために、本発明の有機性排水の生物処理装置は、過酸化水素含有の無機性排水を導入して、過酸化水素を分解装置により水と酸素に分解して酸素を排気する分解処理系と、前記分解処理系とは別処理系となる有機性排水を導入して、生物曝気槽により生物処理する生物処理系と、前記分解装置からの酸素を主成分とする排気ガスまたはこれに加え外気を吸引して強制送風し、前記生物曝気槽内に供給されている有機性排水を曝気させる送風装置と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
このような構成では、過酸化水素含有の無機性排水を、分解処理系に導入して分解装置により過酸化水素を水と酸素に分解処理し排気した無機性処理液と、有機性排水を、生物曝気による活性汚泥の減容化、ＤＯ値の低下防止を図った有機性処理液とが得られる。特に、分解装置での酸素の発生量は少量でもこれを送風装置により分解装置から排気して生物曝気槽に強制送風し、生物曝気槽での生物処理に有効利用しながら、酸素に併せアンモニアが生成されことがあってもこれを酸素の有効利用経路内に拘束できるし、前記有効利用する酸素量が不足しても送風装置が外気を前記分解装置からの排気に伴ない吸引して共に強制送風することで不足酸素量を補える。
【００１２】
上記において、さらに、分解装置は、縦型筒状の貴金属を添着した活性炭の触媒モジュールを収容していることを特徴とすることができる。
【００１３】
このような構成では、上記に加え、さらに、触媒モジュールが縦型筒状であることにより通過する無機性排水との高い接触効率の基に効率よく分解することができると共に、分解した酸素や、これに併せ生成されることのあるアンモニアの上部への移動、抜けを邪魔せず、送風装置による単純な吸引排気によって酸素を無駄なく有効利用しながら生成されることのあるアンモニアをも酸素に随伴させて特定の範囲に封止できる。
【００１４】
上記において、さらに、生物曝気槽内のＤＯ値を計測するＤＯセンサと、このＤＯセンサが検出するＤＯ値に応じ前記送風装置が外気を吸引する量を調整する制御装置とを設けたことを特徴とすることができる。
【００１５】
このような構成では、上記に加え、さらに、生物曝気槽での生物処理において、分解装置からの酸素量に応じて制御装置により外気の吸引量が自動的に調整されて、外気による酸素補給が過不足なく適正に行える。
【００１６】
上記において、さらに、分解処理系は、分解装置の上流に過酸化水素含有の無機系排水
を、ｐＨ計が検出するｐＨ値に応じ、アルカリ側にｐＨ調整するｐＨ調整装置を備え、生物処理系は、生物曝気槽の上流に有機性排水を、ｐＨ計が検出するｐＨ値に応じ、中性にｐＨ調整するｐＨ調整装置を備えていることを特徴とすることができる。
【００１７】
このような構成では、上記に加え、さらに、分解処理系および生物処理系のいずれにおいても、それらに好適なアルカリ側ｐＨ、中和域ｐＨを、処理に供する原水のｐＨに応じて調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の有機性廃液の生物処理装置によれば、装置が簡単で、過酸化水素含有の無機性排水を分解処理系で分解処理して過酸化水素を水と酸素に分解処理し排気した処理ガス（酸素）と、有機性排水を生物処理系で生物曝気処理して活性汚泥の減容化、ＤＯ値の低下防止を図った有機性処理液とを得ながら、分解処理で発生する酸素を生物曝気槽に強制送風し生物処理に有効利用することで特別に酸素を製造する装置コスト、ランニングコストなしに酸素による生物曝気作用を高めるのに併せ、分解装置でアンモニアが生成されても酸素の有効利用経路内に拘束して周りへの発散による臭気弊害を防止できるし、生物曝気に有効利用する酸素量が不足しても分解装置からの排気に伴ない外気を吸引して強制送風することで特別な純酸素源なしに不足酸素量を補い、生物曝気槽内のＤＯ値を安定させ過不足のない活性汚泥の生物処理ができ、半導体製造工場からの排液処理に好適で、イニシャルコスト、ランニングコスト共に低減できる。
【００１９】
上記に加え、さらに、触媒モジュールが縦型筒状で有機性排水との高い接触効率の基に効率よく分解できるとともに、分解した酸素や、同時に生成されることのあるアンモニアの上部への抜けを邪魔せず単純な吸引排気にて捕集することにより、酸素を無駄なく有効利用できるものであり、同時に生成されたアンモニアも酸素に随伴させて特定の範囲に封止し、周囲への不用意な発散を確実に防止することができる。
【００２０】
上記に加え、さらに、分解装置からの酸素量に応じ外気の吸引量を自動的に調整して、外気による過不足ない酸素補給を得て、生物処理が過不足なく適正に行える。
【００２１】
上記に加え、さらに、分解処理系および生物処理系のそれぞれに、それらに好適なアルカリ性側ｐＨ、中和域ｐＨを、処理に供する原水のｐＨに応じて調整し、分解処理、生物処理効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施の形態の有機性排水の生物処理装置を示す概略ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る実施の形態の有機性排水の生物処理装置の１つの例につき、図１を参照しながら説明し本発明の理解に供する。以下の説明は本発明の具体例であって特許請求の範囲の記載内容を限定するものではないが、本発明のそれ以上の目的および特徴は以下の説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ自体単独で、あるいは可能な限り種々な組み合わせで複合して採用することができる。
【００２４】
図１に示す本実施の形態の有機性排水の生物処理装置１００は、半導体製造工場１などからの有機性排水２を生物処理する場合で、これに限られることはないが、過酸化水素Ｈ2Ｏ2を含有する無機性排水３を分解処理することを併せ行い、分解処理で生成される酸素を生物処理に巧みに有効利用して、簡単な装置でイニシャルコスト、ランニングコスト共に低減して排水処理ができるようにすることを意図している。そのために、過酸化水素含有の無機性排水３を導入して、分解装置４により過酸化水素を水と酸素に分解して酸素を
排気する分解処理系５と、分解処理系５とは別処理系となる有機性排水２を導入して、生物曝気槽１１により生物処理する生物処理系１２と、分解装置４からの酸素を主成分とする排気ガス６またはこれに加え外気７を吸引して強制送風し、生物曝気槽１１内に供給されている有機性排水２を曝気させる送風装置２１と、を備えたものとしている。
【００２５】
これにより、過酸化水素含有の無機性排水３を、分解処理系５に導入して分解装置４により過酸化水素を水と酸素に分解処理し排気した無機性処理液４１と、有機性排水２を、生物曝気による活性汚泥の減容化、ＤＯ値の低下防止を図った有機性処理液４２とが得られる。特に、分解装置４での酸素の発生量は少量でもこれを送風装置２１により分解装置４から排気して生物曝気槽１１内に強制送風し、生物曝気槽１１での生物処理に分解装置４からの排気ガス６中の酸素を有効利用しながら、酸素に併せアンモニアが生成されることがあっても、これを排気ガス６の一部として酸素の有効利用経路、具体的には分解処理系５での分解装置４から生物曝気槽１１内までに拘束できるし、前記有効利用する酸素量が不足しても送風装置２１が外気７をも前記分解装置４からの排気に伴ない吸引して共に強制送風することで不足酸素量を補える。
【００２６】
この結果、簡単な装置で、過酸化水素含有の無機性排水３を分解処理系５で分解処理して過酸化水素を水と酸素に分解処理し排気した無機性処理液４１と、有機性排水２を生物処理系１２で生物曝気処理して活性汚泥の減容化、ＤＯ値の低下防止を図った有機性処理液４２とを得ながら、分解処理での酸素を排気して生物曝気槽１１内に強制送風し生物処理に有効利用することで特別に酸素、純酸素を製造する装置コスト、ランニングコストなしに酸素による生物曝気作用を高めるのに併せ、分解装置４でアンモニアが生成されても酸素の有効利用経路内に拘束して周りへの発散による臭気弊害を防止できるし、生物曝気に有効利用する酸素量が不足しても分解装置４からの排気に伴ない外気７を吸引して強制送風することで特別な酸素源、純酸素源なしに不足酸素量を補い、生物曝気槽１１内のＤＯ値を安定させ過不足のない活性汚泥の生物処理ができ、水酸化テトラメチルアンモ二ウム（ＴＭＡＨ）を用いる現像工程を含む半導体製造工場１からの排水処理に有効であり、イニシャルコスト、ランニングコスト共に低減できる。
【００２７】
分解装置４は、例えば特許文献４で知られるような縦型筒状の白金又は金を添着した繊維状活性炭の触媒モジュール８を収容したものを採用している。このために、分解処理系５での分解装置４への有機性排水２の導入は下部から行い、送風装置２１による排気を上部から行うようにしている。また、送風装置２１による分解装置４からの酸素またはこれにアンモニアが加わって含む外気７の吸引、排気に伴う外気７を吸引しての生物曝気槽１１への送風のために、分解装置４内の分離ガスが充満する上部空間域４ａに設けた吸気経路９を通じて行うようにしてある。しかし、これらに限定されることはない。以上のように、触媒モジュール８が縦型筒状であることにより通過する無機性排水との高い接触効率の基に過酸化水素を水と酸素とに効率よく分解することができると共に、分解した酸素や、これに併せ生成されることのあるアンモニアの上部への移動、上部空間域４ａへの抜けを邪魔せず、送風装置２１による単純な吸引排気によって酸素を無駄なく有効利用しながら生成されることのあるアンモニアをも酸素に随伴させて特定の範囲に封止できる。
【００２８】
したがって、触媒モジュール８が縦型筒状で有機性排水との高い接触効率の基に効率よく分解できるし、分解した酸素や、同時に生成されることのあるアンモニアの上部への抜けを邪魔せず単純な吸引排気にて捕集し、酸素の無駄のない有効利用と、生成されることのあるアンモニアも酸素に随伴させて特定の範囲に封止して周りへの不用意な発散の回避とを確実に達成できる。
【００２９】
上記の分解装置４からの酸素の有効利用上、本実施の形態の生物処理装置１００は、生物曝気槽１１内のＤＯ値を計測するＤＯセンサ１３と、このＤＯセンサ１３が検出するＤ
Ｏ値に応じ前記送風装置２１が外気７を吸引する量を調整する制御装置２２とを設けてあり、制御装置２２は、ＤＯ値の検出情報の基に送風装置２１をインバータ制御により回転数をきめ細かく制御して外気の吸引量を調節するか、吸気経路９に設けたダンパ１０の開度を調整して外気７の吸引量を調節できるようにする。ダンパ１０の開度の調整は全開および全閉のいずれも含む。これにより、生物曝気槽１１での生物処理において、分解装置４からの酸素量に応じて外気７の吸引量が自動的に調整されて、外気による酸素補給が過不足なく適正に行える。結果、分解装置４からの酸素量に応じ外気７の吸引量を自動的に調整して、外気による過不足ない酸素補給を得て、生物処理が過不足なく適正に行える。このような自動的な調整のために、送風装置２１が吸引排気する分解装置４からの経路途中などに、排気ガス６の流量および酸素濃度を複合して測定した結果から酸素量を演算する酸素量検出装置４０を設けて、検出情報を制御装置２２でのモニタに供する。
【００３０】
さらに、分解処理系５は、分解装置４の上流に過酸化水素含有の無機性排水３を、ｐＨ計２３が検出するｐＨ値に応じ、水酸化ナトリウムＮａＯＨなどのｐＨ調整剤２５によりアルカリ側にｐＨ調整するｐＨ調整装置２４を備え、生物処理系１２は、生物曝気槽１１の上流に有機性排水２を、ｐＨ計１４が検出するｐＨ値に応じ、酸性ないしはアルカリ性の中和剤１５にて中性にｐＨ調整するｐＨ調整装置１６を備えたものとしている。なお、ｐＨ調整装置２４は、ｐＨ計２３を設けた前段槽２４ａに過酸化水素を含有する無機性排水３を導入してｐＨ値を計測し、前段槽２４ａに続く後段槽２４ｂに攪拌装置２６とｐＨ調整剤２５の供給装置２７とを設けて、前段槽２４ａから流入する無機性排水３を攪拌しながら供給するｐＨ調整剤２５によってアルカリ側にｐＨ調整するようにしてあり、ｐＨ調整装置１６は、ｐＨ計１４を設けた前段槽１６ａに有機性排水２を導入してｐＨ値を計測し、前段槽１６ａに続く後段槽１６ｂに攪拌装置１７と中和剤１５の供給装置１８とを設けて、前段槽１６ａから流入する有機性排水２を攪拌しながら供給する中和剤１５によって中和域にｐＨ調整するようにしてある。
【００３１】
これにより、分解処理系５および生物処理系１２のいずれにおいても、それらに好適なｐＨ、例えば、分解処理系５では弱アルカリ性のｐＨ、生物処理系１２では弱酸性のｐＨであり、中和域ｐＨを、処理に供する有機性排水２、無機性排水３などの原水のｐＨに応じて調整し、分解処理、生物処理効率を高められる。ここで、有機性排水２、無機性排水３に前記のようなアルカリ成分を含んでいることによるアルカリ度によっては、ｐＨ調整剤２５や中和剤１５の供与を省略し、また消費量を減量することができる。
【００３２】
なお、図示する例では、半導体製造工場からの有機性排水２、無機性排水３は、それぞれに対応した生物処理系１２や分解処理系５の最上流に設置した中継槽３１、３２に一旦貯留した上で、貯留量の変化や違いにかかわらず、それぞれの中継槽３１、３２から対応するｐＨ調整装置１６、２４の前段槽１６ａ、２４ａに専用のポンプ３３、３４により定量供給して、下流での各種処理の安定を図るようにしている。また、ｐＨ調整装置１６、２４の後段槽１６ｂ、２４ｂでのｐＨ調整後の有機性排水２、無機性排水３も専用のポンプ３５、３６により対応する生物曝気槽１１や分解装置４に、ポンプ３３、３４による原水供給量に見合って定量供給してそれらでの安定処理を確保できるようにしている。なお、分解処理系５での分解装置４への原水供給経路にフィルタ３７を設けて固形物を捕集し、分解装置４での触媒モジュールの目詰まりを防止し、分解性能の長期維持を図っている。また、分解装置４での無機性処理液４１や生物曝気槽１１での有機性処理液４２はそれぞれオーバーフローさせ、対応する処理液貯留槽３８、３９に流入させて貯留し、連続して、または定期的に、それぞれに専用のポンプ４３、４４により所定の場所に送る。河川に放流するには規制範囲内のものに処理する必要はあるが、処理負荷が小さく処理コストが低減する。また、処理液貯留槽３９などは建屋内に設置されて、点検やメンテナンスの作業環境域４６に位置しても、処理液貯留槽３９内に含まれるアンモニアガスは特定の排気経路４５にて、作業環境域４６外の、他に影響のない特定の場所に排気することで作業環境域４６や他の特定域に臭気を及ぼすことはない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、半導体製造工場などからの有機性排水を微生物処理するのに、過酸化水素を含有した無機性排水の分解処理をも併せ行い、分解処理により生成される酸素を微生物処理に有効利用しながら、不足酸素を外気の吸入で補えるようにして、イニシャルコスト、ランニングコストの低減が図れる。
【符号の説明】
【００３４】
１  半導体製造工場
２  有機性排水
３  無機性排水
４  分解装置
５  分解処理系
６  排気ガス
７  外気
８  触媒モジュール
９  吸気経路
１１  生物曝気槽
１２  生物処理系
１３  ＤＯセンサ
１４  ｐＨ計
１５  中和剤
１６  ｐＨ調整装置
２１  送風装置
２２  制御装置
２３  ｐＨ計
２４  ｐＨ調整装置
２５  ｐＨ調整剤
４０  酸素量検出装置
４１  無機性処理液
４２  有機性処理液
【図１】
2011000559.tif 000003