(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を処理水槽に導入して、上記排水が含有する有機物をマイクロナノバブルで活性化した微生物で分解して、上記処理水槽内でガス化する工程と、
上記ガス化で生じたガスを排ガス処理装置に導入してマイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理する工程と
を備え、
上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水であり、
さらに、上記排水が含有する有機フッ素化合物を活性炭で吸着する工程と、
上記活性炭に繁殖させた微生物をマイクロナノバブルで活性化して上記有機フッ素化合物を微生物分解する工程と
を有することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
排水が導入されると共に上記排水をマイクロナノバブルで活性化した微生物で処理することで、上記排水が含有する有機物を微生物分解してガス化する処理水槽と、
上記処理水槽でのガス化で生じたガスが導入されると共に上記ガスをマイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理する排ガス処理装置とを備え、
上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水であり、
さらに、上記排ガス処理装置で発生するフッ素イオンを含有する被処理水が導入されると共に上記被処理水にカルシウム剤を添加して、フッ化カルシウムを形成させて処理するカルシウム剤添加処理部を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項３】
排水が導入されると共に上記排水をマイクロナノバブルで活性化した微生物で処理することで、上記排水が含有する有機物を微生物分解してガス化する処理水槽と、
上記処理水槽でのガス化で生じたガスが導入されると共に上記ガスをマイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理する排ガス処理装置とを備え、
上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水であり、
さらに、上記排ガス処理装置で発生するフッ素イオンを含有する被処理水が導入されるキレート樹脂塔を備えることを特徴とする排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排水処理方法および排水処理システムに関し、例えば、半導体工場や液晶工場における排水処理方法および排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機フッ素化合物は、排水に含まれる成分の一例であるが、化学的に安定な物質である。この有機フッ素化合物は、特に、耐熱性および耐薬品性の観点から優れた性質を有するので、界面活性剤等の用途に用いられている。
【０００３】
しかしながら、この有機フッ素化合物は、化学的に安定な物質であるが故に微生物分解し難い。例えば、上記有機フッ素化合物の一例であるパーフルオロオクタスルホン酸(ＰＦＯＳ)やパーフルオロオクタン酸(ＰＦＯＡ)は、生態系での分解が進まないことから生態系への影響が懸念されている。
【０００４】
すなわち、上記パーフルオロオクタスルホン酸(ＰＦＯＳ)やパーフルオロオクタン酸(ＰＦＯＡ)は化学的に安定なので、熱分解させるためには、約１０００℃以上の高温を必要とする。また、上記パーフルオロオクタスルホン酸やパーフルオロオクタン酸は従来の微生物や光触媒等による処理では分解が極めて困難なのである。
【０００５】
ところで、従来技術として、ナノバブルの利用方法および装置が、特許文献１(特開２００４−１２１９６２号公報)に記載されている。この従来技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、静電分極の実現という現象による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用したものである。この従来技術では、より具体的には、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、殺菌機能によって各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができるとされている。
【０００６】
また、別の従来技術として、ナノ気泡の生成方法が、特許文献２(特開２００３−３３４５４８号公報)に記載されている。この従来技術は、液体中において、(i)液体の一部を分解ガス化する工程、(ii)液体中で超音波を印加する工程、または、(iii)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程から構成されている。
【０００７】
さらに、別の従来技術として、オゾンマイクロバブルを利用する廃液の処理装置が、特許文献３(特開２００４−３２１９５９号公報)に記載されている。この従来技術では、マイクロバブル発生装置にオゾン発生装置より生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液を加圧ポンプを介して供給している。また、この従来技術では、生成されたオゾンマイクロバブルをガス吹き出しパイプの開口部より処理槽内の廃液中に通気している。
【０００８】
しかし、上述のマイクロバブルやナノバブルを利用する従来の排水処理装置では、化学的に安定な物質である有機フッ素系化合物等の化合物を含有する排水を低コストで効率よく分解することができなかった。
【特許文献１】特開２００４‐１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００３‐３３４５４８号公報
【特許文献３】特開２００４‐３２１９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、有機物(例えば有機フッ素系化合物等)を効率よく分解できる排水処理方法および排水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、排水を処理水槽に導入して、上記排水が含有する有機物をマイクロナノバブルで活性化した微生物で分解して、上記処理水槽内でガス化する工程と、
上記ガス化で生じたガスを排ガス処理装置に導入してマイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理する工程とを備え、
上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水であり、
さらに、上記排水が含有する有機フッ素化合物を活性炭で吸着する工程と、
上記活性炭に繁殖させた微生物をマイクロナノバブルで活性化して上記有機フッ素化合物を微生物分解する工程と
を有することを特徴としている。
【００１１】
この発明の排水処理方法によれば、処理水槽において、マイクロナノバブルで活性化した微生物が上記排水が含有する有機物(例えば有機フッ素化合物等)を分解する。この有機物の分解で生じた排ガスは、排ガス処理装置に導入され、マイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理される。特に、マイクロナノバブルを含む洗浄水は排ガス中の成分の吸収に有効であることが実験により判明しているので、処理水槽からの排ガスを確実に処理できる。
【００１２】
また、この発明の排水処理方法では、上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水である。
【００１３】
この発明の排水処理方法によれば、上記排水が含有する有機フッ素化合物をマイクロナノバブルで活性化した微生物で分解し、この分解によって発生した有機フッ素化合物に起因する排ガスは排ガス処理装置に導入されて、マイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理される。
【００１４】
また、この発明の排水処理方法では、上記排水が含有する有機フッ素化合物を活性炭で吸着する工程と、上記活性炭に繁殖させた微生物をマイクロナノバブルで活性化して上記有機フッ素化合物を微生物分解する工程とを有する。
【００１５】
この発明の排水処理方法によれば、有機フッ素化合物を活性炭で吸着すると共に、この有機フッ素化合物を、活性炭に繁殖しマイクロナノバブルで活性化した微生物で分解する。これにより、有機フッ素化合物の分解が可能であることが実験により判明しており、有機フッ素化合物を効率的に分解できる。マイクロナノバブルは超微細空気であるので、活性炭の小孔に容易に入り込むのです。
【００１６】
また、一参考例の排水処理方法では、上記排ガス処理装置で発生する被処理水が廃液となる場合に、この廃液を業者引取り用配管に排出する工程を備える。
【００１７】
この参考例の排水処理方法によれば、排ガス処理装置で発生する廃液(例えば濃厚廃液)を業者引取り用配管に排出して、業者引取り処分とするので、排水処理設備にて排水を処理する必要を無くすることができる。また、排ガス処理装置から発生する被処理水が濃縮して比較的濃厚な廃液となるまでには、比較的長い時間を要するので、排水の発生量を抑制でき、環境負荷が少ない排水処理方法となる。
【００１８】
また、一参考例の排水処理方法では、上記排水が含有する有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタスルホン酸、または、パーフルオロオクタン酸、または、パーフルオロオクタスルホン酸とパーフルオロオクタン酸の混合物である。
【００１９】
この参考例の排水処理方法によれば、有機フッ素系化合物として、全世界で環境汚染の観点から問題になっているパーフルオロオクタスルホン酸(ＰＦＯＳ)、パーフルオロオクタン酸(ＰＦＯＡ)を微生物分解できる。
【００２０】
また、本発明の排水処理システムでは、排水が導入されると共に上記排水をマイクロナノバブルで活性化した微生物で処理することで、上記排水が含有する有機物を微生物分解してガス化する処理水槽と、
上記処理水槽でのガス化で生じたガスが導入されると共に上記ガスをマイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理する排ガス処理装置とを備え、
上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水であり、
さらに、上記排ガス処理装置で発生するフッ素イオンを含有する被処理水が導入されると共に上記被処理水にカルシウム剤を添加して、フッ化カルシウムを形成させて処理するカルシウム剤添加処理部を備える。
【００２１】
この発明の排水処理システムによれば、処理水槽において、マイクロナノバブルで活性化した微生物が上記排水が含有する有機物(例えば有機フッ素化合物等の有機化合物)を分解する。この有機物の分解で生じた排ガスは、排ガス処理装置に導入され、マイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理される。特に、マイクロナノバブルを含む洗浄水は排ガス中の成分の吸収に有効であることが実験により判明しているので、排ガスを確実に処理することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の排水処理システムでは、上記排水は、有機フッ素化合物を含有する排水である。
【００２３】
この発明の排水処理システムによれば、上記排水が含有する有機フッ素化合物をマイクロナノバブルで活性化した微生物で分解し、この分解によって発生した有機フッ素化合物に起因する排ガスは排ガス処理装置に導入されて、マイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理される。
【００２４】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽は、マイクロナノバブル発生機と、複数の網袋に収容された炭と、上記網袋と網袋の間に設置された網状管とを有する。
【００２５】
この参考例の排水処理システムによれば、処理水槽に設置したマイクロナノバブル発生機で排水中にマイクロナノバブルを発生させ、このマイクロナノバブルで活性化した微生物が複数の網袋に収容された炭(例えば活性炭)に繁殖する。そして、上記炭が吸着した有機物(例えば有機フッ素化合物等の有機化合物)を活性化した微生物によって比較的短時間で分解可能となる。
【００２６】
また、網袋の炭と網袋の炭との間に網状管が設置されているので、網状管を通る循環水流を常に確保することが可能となり、被処理水と炭(例えば活性炭)との接触効率を長く維持できることとなる。
【００２７】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記排ガス処理装置は、上記ガスにマイクロナノバブルを含有する洗浄水を散水する上部散水部と、マイクロナノバブル発生機を有すると共に上記上部散水部で散水された洗浄水が落下導入され、上記マイクロナノバブル発生機が発生するマイクロナノバブルを含有する洗浄水を上記上部散水部に導入する下部水槽部とを有する。
【００２８】
この参考例の排水処理システムによれば、排ガス処理装置の上部散水部において、有機物の分解で生じた排ガスにマイクロナノバブルを含有する洗浄水を散水することで、排ガス成分としての有機物(例えば有機フッ素化合物等の有機化合物)の分解物を洗浄水に効率的に吸収できる。
【００２９】
また、上記排ガス処理装置の下部水槽部では、上部散水部で散水された洗浄水が落下導入されてマイクロナノバブル発生機が発生するマイクロナノバブルが含有する洗浄水を上部散水部に導入するので、上部散水部と下部水槽部との間で洗浄水を循環使用できる。
【００３０】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽は、上部を覆う耐腐食性の蓋を有する。
【００３１】
この参考例の排水処理システムによれば、処理水槽の上部に耐腐蝕性の蓋が設置されているので、発生した排ガスが大気中に放散されるのを防ぐことができる。
【００３２】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽の上部空間部から上記排ガス処理装置内にガスを導入する排気ダクトと排気ファンを備える。
【００３３】
この参考例の排水処理システムでは、上記排気ダクトと排気ファンによって、上記処理水槽で発生した排ガスのほぼ全量を排ガス処理装置に確実に導入できる。
【００３４】
また、本発明の排水処理システムでは、上記排ガス処理装置で発生するフッ素イオンを含有する被処理水が導入されると共に上記被処理水にカルシウム剤を添加して、フッ化カルシウムを形成させて処理するカルシウム剤添加処理部を備える。
【００３５】
この発明の排水処理システムでは、カルシウム剤添加処理部は、排ガス処理装置からフッ素イオンを含有する被処理水が導入され、この被処理水中のフッ素イオンをカルシウムと反応させて、フッ化カルシウムの沈澱物として処理できる。
【００３６】
また、本発明の排水処理システムでは、上記排ガス処理装置で発生するフッ素イオンを含有する被処理水が導入されるキレート樹脂塔を備える。
【００３７】
この発明の排水処理システムによれば、上記被処理水が含有する有機フッ素化合物分解後のフッ素イオンやフッ素化合物を、キレート樹脂塔においてキレート樹脂で処理できる。
【００３８】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽が有する上記網袋に収容された炭は、木炭、活性炭、合成炭のうちの少なくとも１つである。
【００３９】
この参考例の排水処理システムによれば、排水処理条件、例えば、排水が含有する有機物の種類や濃度等の条件に応じて、木炭、活性炭、合成炭のうちのどれか、またはそれらの組み合わせを選定すればよい。
【００４０】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽が有する上記網袋に収容された炭は、活性炭である。
【００４１】
この参考例の排水処理システムによれば、上記処理水槽が有する炭は、有機フッ素化合物に対する吸着量が最も大きい活性炭であるので、活性炭に吸着した有機フッ素化合物をマイクロナノバブルで活性化した微生物によって最大効率で分解処理することが可能となる。
【００４２】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽が有する上記網袋に収容された炭は、ヤシガラ活性炭である。
【００４３】
この参考例の排水処理システムによれば、上記網袋に収容する炭をヤシガラ活性炭としたので、調達が容易である。
【００４４】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記処理水槽は、マイクロナノバブル発生機と、散気管とを有し、上記マイクロナノバブル発生機が発生するマイクロナノバブルで上記処理水槽内に水流を発生させると共に上記散気管が吐出するバブルで上記処理水槽内に水流を発生させ、両水流を合流させる。
【００４５】
この参考例の排水処理システムによれば、マクロナノバブル発生機からの水流と散気管から発生するバブル起因の水流の両方を混合して水流を構成しているので、処理水槽内の撹拌能力を向上でき、有機フッ素化合物の除去率が高まる。
【００４６】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記排ガス処理装置は、上記下部水槽部に充填材が設置され、上記充填材は、ポリ塩化ビニリデン充填材、または、網袋に収容された炭である。
【００４７】
この参考例の排水処理システムによれば、排ガス処理装置の下部水槽部に充填材として設置されたポリ塩化ビニリデン充填材、または、網袋に収容された炭に微生物が繁殖することとなり、排ガス処理装置の下部水槽の微生物濃度を高めて、有機フッ素化合物の分解物の微生物処理をさらに促進できる。
【００４８】
また、一参考例の排水処理システムでは、上記ポリ塩化ビニリデン充填材は、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材またはリング型ポリ塩化ビニリデン充填材である。
【００４９】
この参考例の排水処理システムによれば、排ガス処理装置の下部水槽に設置したひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材またはリング型ポリ塩化ビニリデン充填材に微生物を高濃度に繁殖させて、有機フッ素化合物の分解物の微生物処理効率を向上できる。
【発明の効果】
【００５０】
この発明の排水処理方法によれば、処理水槽において、マイクロナノバブルで活性化した微生物が排水が含有する有機物(例えば有機フッ素化合物等の有機化合物)を分解する。この有機物の分解で生じた排ガスは、排ガス処理装置に導入され、マイクロナノバブルを含有する洗浄水で処理される。特に、マイクロナノバブルを含む洗浄水は排ガス中の成分の吸収に有効であることが実験により判明しているので、処理水槽からの排ガスを確実に処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５２】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明の排水処理装置の第１実施形態を模式的に示す。この第１実施形態は、処理水槽１と排ガス処理装置１５を備える。
【００５３】
この処理水槽１には、処理するべき有機フッ素化合物含有排水が導入される。処理水槽１は、上部空間部をなす水槽上部１１と水槽下部１２を有する。この処理水槽１の水槽下部１２には、活性炭３を収容した複数の網袋２が上下方向の略中央かつ左右方向の片側に設置されている。また、左右に隣接する網袋２の列と列との間に適当な間隔をおいて、上下方向に延びる網状管４が設置されている。この活性炭３を収容した網袋２と網状管４は、水槽下部１２に固定された多孔板５上に載置されており、多孔板５の端から上方に延びる側板５５と水槽下部１２の側壁との間に配置されている。被処理水である上記排水は上記網状管４内を流通し易いことから、隣接する網袋２内の活性炭３と被処理水である排水との接触性を向上できる。
【００５４】
多孔板５は、単に穴が複数開いている板で、材質はプラスチック製のものが一般であるが、多孔板５の材質としては排水で腐蝕しない材質ならば、特に材質を限定するものではない。また、活性炭３は、ヤシガラ系の活性炭と石炭系の活性炭が市販されているが、どちらを選定しても良い。また、網状管４は、処理水槽１内の循環水流が全ての活性炭３に接触する様に工夫したもので、材質はプラスチック製や塩化ビニール製の材質のものが市販されている。
【００５５】
また、処理水槽１内に繁殖する微生物を活性化するために、処理水槽１の内部にマイクロナノバブル発生機７およびその関連機器(空気吸い込み管９,循環ポンプ１０)等が設置されている。つまり、循環ポンプ１０でマイクロナノバブル発生機７へ水槽１内の被処理水を循環水として必要な量だけ供給すると共に、必要な量の空気が空気吸い込み管９とバルブ８によって調整されてマイクロナノバブル発生機７へ供給される。これにより、マイクロナノバブル発生機７は最適なマイクロナノバブルを発生する。
【００５６】
このマイクロナノバブル発生機７は、吐出する微細な泡(マイクロナノバブル)により水流６を発生している。この水流６が、処理水槽１内の循環水流となって、槽１内を撹拌している。マイクロナノバブル発生機７はマイクロナノバブル流を発生させることによって、被処理水としての有機フッ素化合物含有排水と微生物が繁殖した活性炭３との接触効率を高めている。ただし、処理水槽１内において、上記マイクロナノバブル流だけでは、循環水量が不足している場合は、水槽１内に散気管(図示せず)を設置して、この散気管から吐出するバブルが上昇する際に発生する上昇流によって、循環水量を確保する場合もある。
【００５７】
この第１実施形態では、被処理水としての有機フッ素化合物含有排水を、処理水槽１に導入し、マイクロナノバブル発生機７でマイクロナノバブルを発生させて運転すると、時間の経過とともに、活性炭３に活性化した微生物が繁殖する。活性炭３は、有機フッ素化合物を吸着する能力を有する。有機フッ素化合物を吸着した活性炭３には、活性化した微生物が繁殖しているので、活性炭３が吸着した有機フッ素化合物を、マイクロナノバブルで活性化した微生物が分解処理することとなる。
【００５８】
特に、微生物分解が困難と言われていた有機フッ素化合物は、最初に活性炭３に吸着され、その後、活性化した微生物により分解される。こうして、処理水槽１において、有機フッ素化合物などの有機物が分解処理されることになる。すなわち、処理水槽１内に設置した活性炭３において、排水が含有する有機フッ素化合物の吸着と分解とが短時間のうちに繰り返される。よって、活性炭３は常に再生された状態となる。
【００５９】
また、この処理水槽１において、有機フッ素化合物が分解された被処理水はピット４０に導入され、このピット４０に設置されているピットポンプ４１により、処理水として所定の場所に移送される。
【００６０】
一方、この処理水槽１内において、排水に含まれる有機フッ素化合物が分解されると、フッ素を含むガス(以下、フッ素ガスと言う)が発生することが、実験により確認された。よって、処理水槽１の水槽上部１１には処理水槽蓋３９が設置されており、この処理水槽蓋３９が水槽上部１１を覆っている。なお、処理水槽蓋３９は耐腐食性材料で作製されている。
【００６１】
そして、処理水槽１で発生したフッ素ガスを処理水槽蓋３９で覆われた水槽上部１１から排気ファン１４で排気ダクト１３を経由して排ガス処理装置１５に導入する。
【００６２】
図１に示すように、この排ガス処理装置１５は、上部散水部１６と下部水槽部１７とを備えている。処理水槽１から排ガス処理装置１５に流入して来るフッ素ガスは、排ガス処理装置１５で処理されて、排ガス処理装置１５の最上部の排気出口４２から排出される。この排ガス処理装置１５においては、下部水槽部１７の洗浄水を散水ポンプ２６で洗浄水配管１９を経由して上部散水部１６に移送して、散水ノズル１８からプラスチック充填材２０に散水している。
【００６３】
図１に示すように、排ガス処理装置１５の上部散水部１６は、多孔板２１と、多孔板２１の上に載置されたプラスチック充填材２０を有している。このプラスチック充填材２０としては、一例として、商品名テラレットと呼ばれるものを採用した。そして、この排ガス処理装置１５の上部散水部１６のプラスチック充填材２０のさらに上方に所定の距離をおいて散水ノズル１８が設置されている。
【００６４】
一方、排ガス処理装置１５の下部水槽部１７には、マイクロナノバブル発生機２３が設置されている。このマイクロナノバブル発生機２３は、配管によって循環ポンプ２７に接続されており、循環ポンプ２７は下部水槽部１７内の洗浄水を必要圧力状態でマイクロナノバブル発生機２３に供給している。マイクロナノバブル発生機２３に洗浄水を必要圧力状態で供給することで、マイクロナノバブルが効率よく発生する。なお、上記必要圧力とは、例えば、１.５ｋｇ/ｃｍ２以上を意味する。また、マイクロナノバブル発生機２３は、マイクロナノバブルを発生するために空気が必要となるが、必要な量の空気はバルブ２４と空気吸い込み管２５から確保している。
【００６５】
このように、排ガス処理装置１５では、下部水槽部１７内にマイクロナノバブル発生機２３が設置されて、マイクロナノバブルを発生しているので、下部水槽部内の洗浄水にマイクロナノバブルを含有させると同時に、マイクロナノバブルによる水流２２を起こして、下部水槽部１７内の洗浄水を撹拌している。そして、散水ポンプ２６は、下部水槽部１７内のマイクロナノバブルを含有した洗浄水を洗浄水配管１９を経由して、上部散水部１６の散水ノズル１８に送出している。これにより、散水ノズル１８からマイクロナノバブルを含有した洗浄水がプラスチック充填材２０に散水され、排気ダクト１３から導入されてきたフッ素ガスの成分(フッ素)を洗浄吸着して、プラスチック充填材２０,多孔板２１を通過して、下部水槽部１７に落下する。
【００６６】
ここで、マイクロナノバブルを含んだ洗浄水は、マイクロナノバブルを含んでいない洗浄水と比較すると、有機フッ素化合物由来のフッ素ガス中のフッ素の除去率が良いことを実験により確認できた。その理由は、マイクロナノバブルを含んだ洗浄水は気体中の汚れ成分に対する洗浄効果が増大するからであると考えられる。
【００６７】
こうして、排ガス処理装置１５では、フッ素ガス中のフッ素は洗浄水に溶解し、洗浄水はフッ素含有排水となり、次工程のキレート樹脂塔５６に導入され、この排水に含まれるフッ素が処理されることとなる。
【００６８】
なお、マイクロナノバブル発生機２３は、例えば、市販されているものを採用できるが、メーカーを限定するものではないが、ここでは、具体的一例として、株式会社  ナノプラネット研究所と株式会社オーラテックのものを採用した。マイクロナノバブル発生機２３の他の商品としては、一例として、西華産業株式会社のマイクロバブル水製造装置や資源開発株式会社のマイクロバブル水製造装置を採用することもできるが、目的にしたがって選定すれば良い。
【００６９】
ここで、３種類のバブルについて説明する。
【００７０】
(ｉ)  通常のバブル(気泡)は水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅する。
【００７１】
(ii) マイクロバブルは、直径が１０(μｍ)〜数１０(μｍ)以下の微細気泡で、水中で縮小していき、ついには消滅(完全溶解)してしまう。
【００７２】
(iii)  ナノバブルは、マイクロバブルよりさらに小さいバブル(直径が１(μｍ)以下の１００〜２００ｎｍ)でいつまでも水の中に存在することが可能なバブルといわれている。マイクロナノバブルとは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルと説明できる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、処理水槽１に導入される排水が有機化合物として有機フッ素化合物を含有したが、上記排水が有機フッ素化合物以外の揮発性有機化合物等の他の有機化合物もしくは有機物を含有していてもよい。また、上記実施形態では、処理水槽１に活性炭３を設置したが、活性炭３以外の炭を処理水槽１に設置してもよい。
【００７４】
(第２の実施の形態)
次に、図２に、この発明の排水処理装置の第２実施形態を示す。この第２実施形態は、図１のキレート樹脂塔５６に替えて、カルシウム剤添加処理部としてのカルシウム剤添加凝集沈澱設備を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００７５】
この第２実施形態は、排ガス処理装置１５の洗浄水中に含有されたフッ素を経済的に、また合理的に処理するものである。すなわち、この第２実施形態では、排ガス処理装置１５からのフッ素含有排水を、カルシウム剤添加処理部としてのカルシウム剤添加凝集沈澱設備５７で処理する。すなわち、このカルシウム剤添加凝集沈澱設備５７では、排ガス処理装置１５から導入された上記フッ素含有排水にカルシウム剤を添加して、上記フッ素含有排水中のフッ素イオンをカルシウムと反応させて、フッ化カルシウムの沈澱物として処理する。このカルシウム剤添加凝集沈澱設備５７によれば、排水処理としての経済的メリットとしてランニングコストが低い点があげられる。
【００７６】
すなわち、前述の第１実施形態で採用したキレート樹脂塔５６は、樹脂の再生作業を要すると共に樹脂が劣化する現象があり、第２実施形態で採用したカルシウム剤添加凝集沈澱設備５７で処理する場合と比較して、ランニングコストが高い排水処理システムである。もっとも、被処理水中のフッ素濃度が低い場合は、キレート樹脂塔を採用してもよい。
【００７７】
(第１の参考例)
次に、図３に、この発明の排水処理装置の第１参考例を示す。この第１参考例は、図１のキレート樹脂塔５６を有していない点と、排ガス処理装置１５の下部水槽部１７の底付近に業者引取り用配管６０を有する点とが、前述の第１実施形態と異なる。
【００７８】
この第１参考例は、排ガス処理装置１５の下部水槽部１７や散水部１６内のプラスチック充填材２０に微生物が発生、繁殖して、洗浄水中の有機成分が微生物により分解処理されることで、下部水槽部１７から排水する必要がない場合に好適となる。すなわち、前述の第１実施形態では、排ガス処理装置１５の下部水槽部１７でフッ素を含んだ被処理水が常時発生していたのに対して、この第１参考例では下部水槽部１７からフッ素を含んだ被処理水としての排水は発生しないかあるいは、排水が非常に少ない場合に相当する。
【００７９】
ただし、この第１参考例の排ガス処理装置１５の下部水槽部１７において、洗浄水の機能が極端に低下した場合は、業者引取り用配管６０に取り付けられたバルブ４３を開として、排水を業者引取り用配管６０から排出して業者引き取り処理とすることができる。
【００８０】
(第３の実施の形態)
次に、図４に、この発明の排水処理装置の第３実施形態を示す。この第３実施形態は、図１の処理水槽１に替えて処理水槽１Ｕを備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を主に説明する。
【００８１】
図４に示すように、この第３実施形態が備える処理水槽１Ｕは、図１の水槽下部１２に替えて、水槽下部１２Ｕを有する。この水槽下部１２Ｕは、上下方向のほぼ中央かつ左右方向の片側に散気管３０を設置した点が、図１の水槽下部１２と異なる。図４に示すように、この散気管３０は、水槽外に設置されたブロワー２８に空気配管２９で連結されている。
【００８２】
この第３実施形態では、水槽下部１２Ｕ内の被処理水は、マイクロナノバブル発生機７から発生するマイクロナノバブルによる水流６によって撹拌される。この点は、前述の第１実施形態と同様である。
【００８３】
ところで、マイクロナノバブル発生機７のマイクロナノバブルによる水流６だけでは、撹拌が不充分の場合がある。その場合、散気管３０に連結したブロワー２８を稼動させて散気管３０から吐出する空気で、水槽下部１２を撹拌することができる。
【００８４】
これにより、この第３実施形態では、マクロナノバブル発生機７からの水流６と散気管３０から発生するバブル起因の水流の両方を混合して水流を構成しているので、処理水槽１内の撹拌能力を向上でき、排水の有機フッ素化合物の除去率を高めることができる。
【００８５】
(第２の参考例)
次に、図５に、この発明の排水処理装置の第２参考例を示す。この第２参考例は、図１のキレート樹脂塔５６を有していない点と、排ガス処理装置１５に替えて排ガス処理装置１５Ｖを有する点とが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第２参考例では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００８６】
図５に示すように、この第２参考例では、排ガス処理装置１５Ｖの下部水槽部１７Ｖは槽内に、充填材として、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材３２と、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材３２を固定するための固定金具３１とが設置されている。
【００８７】
一例として、半導体工場において発生する排水に含まれる有機フッ素化合物を微生物分解するに際して、１次の微生物分解と、発生したガスの２次処理が必要となる。この発生したガスには、有機フッ素化合物の有機的な代謝物も予想される。
【００８８】
そこで、この第２参考例では、排ガス処理装置１５Ｖの下部水槽部１７Ｖにおいて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物分解するために、下部水槽部１７Ｖ内に、充填材として、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材３２を設置した。このひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材３２に、微生物を高濃度に培養繁殖させて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物処理する。よって、この第２参考例によれば、有機フッ素化合物の分解物の微生物処理をさらに促進できる。
【００８９】
なお、この第２参考例では、排ガス処理装置１５Ｖの下部水槽部１７Ｖで処理された処理水は次工程の処理設備(図示せず)へ導入される。
【００９０】
(第３の参考例)
次に、図６に、この発明の排水処理装置の第３参考例を示す。この第３参考例は、図１のキレート樹脂塔５６を有していない点と、排ガス処理装置１５に替えて排ガス処理装置１５Ｗを有する点とが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第３参考例では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９１】
図６に示すように、この第３参考例では、排ガス処理装置１５Ｗの下部水槽部１７Ｗは、槽内に、充填材として、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材３３とリング型ポリ塩化ビニリデン充填材３３を収容するための網３４が設置されている。
【００９２】
一例として、半導体工場において発生する排水に含まれる有機フッ素化合物を微生物分解するに際して、１次の微生物分解と、発生したガスの２次処理が必要となる。この発生したガスには、有機フッ素化合物の有機的な代謝物も予想される。
【００９３】
そこで、この第３参考例では、排ガス処理装置１５Ｗの下部水槽部１７Ｗにおいて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物分解するために、下部水槽１７Ｖ内に、充填材として、リング型ポリ塩化ビニリデン充填材３３を設置した。このリング型ポリ塩化ビニリデン充填材３３に、微生物を高濃度に培養繁殖させて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物処理する。よって、この第３参考例によれば、有機フッ素化合物の分解物の微生物処理をさらに促進できる。
【００９４】
なお、この第３参考例では、排ガス処理装置１５Ｗの下部水槽部１７Ｗで処理された処理水は次工程の処理設備(図示せず)へ導入される。
【００９５】
(第４の参考例)
次に、図７に、この発明の排水処理装置の第４参考例を示す。この第４参考例は、図１のキレート樹脂塔５６を有していない点と、排ガス処理装置１５に替えて排ガス処理装置１５Ｘを有する点とが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第４参考例では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【００９６】
図７に示すように、この第４参考例では、排ガス処理装置１５Ｘの下部水槽部１７Ｘは、槽内に充填材として、活性炭３６を収容した複数の網袋３５が上下方向の略中央かつ左右方向の片側に設置されている。また、左右に隣接する網袋３５の列と列との間に適当な間隔をおいて、上下方向に延びる網状管３８が設置されている。この活性炭３６を収容した網袋３５と網状管３８は、下部水槽部１７Ｘに固定された多孔板３７Ａ上に載置されており、多孔板３７Ａの端から上方に延びる側板となる多孔板３Ｂと下部水槽部１７Ｘの側壁との間に配置されている。
【００９７】
この下部水槽部１７Ｘ内で、被処理水となる洗浄水は網状管３８内を流通し易いことから、隣接する網袋３５内の活性炭３６と被処理水となる洗浄水との接触性を向上できる。
【００９８】
一例として、半導体工場において発生する排水に含まれる有機フッ素化合物を微生物分解するに際して、１次の微生物分解と、発生したガスの２次処理が必要となる。この発生したガスには、有機フッ素化合物の有機的な代謝物も予想される。
【００９９】
そこで、この第４参考例では、排ガス処理装置１５Ｘの下部水槽部１７Ｘにおいて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物分解するために、下部水槽１７Ｘ内に、充填材として、網袋３５に入った活性炭３６および網状管３８を設置した。この充填材としての、網袋３５に入った活性炭３６に、微生物を高濃度に培養繁殖させて、有機フッ素化合物の有機的な代謝物をより効率的に微生物処理する。よって、この第４参考例によれば、有機フッ素化合物の分解物の微生物処理をさらに促進できる。
【０１００】
なお、この第４参考例では、排ガス処理装置１５Ｘの下部水槽部１７Ｘで処理された処理水は次工程の処理設備(図示せず)へ導入される。
【０１０１】
(第４の実施の形態)
次に、図８に、この発明の排水処理装置の第４実施形態を示す。この第４実施形態は、排ガス処理装置１５の排気出口４２を処理水槽１の上部空間部である水槽上部１１に接続する排気連絡配管６６を備えた点だけが、前述の第１実施形態と異なる。よって、この第４実施形態では、前述の第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、前述の第１実施形態と異なる部分を説明する。
【０１０２】
この第４実施形態では、排ガス処理装置１５の排気出口４２からの排ガスを排気連絡配管６６を通して、再度、水槽上部１１の中に取り組むことになる。したがって、排ガスは、排気ダクト１３,排気ファン４を経由して、排ガス処理装置１５にて繰り返し処理されることとなる。よって、排ガス処理性能の向上を図れる。したがって、この第４実施形態は、排ガス処理装置１５での１回だけの処理では、特に有機フッ素化合物に由来する排ガス成分に対する排ガス処理が不十分となる場合に有効となる。また、この第４実施形態の排水処理システムは、発生した排ガスにとっては閉鎖系となることから、発生する排ガス量が比較的少ない場合に好適である。
【０１０３】
(実験例)
図１の排水処理システムに対応する実験装置を製作した。この実験装置における処理水槽１の容量を約４ｍ３とし、排ガス処理装置１５の容量を約２ｍ３とした。この実験装置において、１ケ月の間、処理水槽１に工業用水を導入して試運転をおこなった。この試運転後、処理水槽１への排水入口での排水のＰＦＯＳ(パーフルオロオクタンスルホン酸)の濃度と排ガス処理装置１５の下部水槽１７の排水出口での排水のＰＦＯＳ(パーフルオロオクタンスルホン散)の濃度を測定し、ＰＦＯＳの除去率を測定したところ、８５％であった。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】この発明の排水処理装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】この発明の排水処理装置の第２実施形態を模式的に示す図である。
【図３】この発明の排水処理装置の第１参考例を模式的に示す図である。
【図４】この発明の排水処理装置の第３実施形態を模式的に示す図である。
【図５】この発明の排水処理装置の第２参考例を模式的に示す図である。
【図６】この発明の排水処理装置の第３参考例を模式的に示す図である。
【図７】この発明の排水処理装置の第４参考例を模式的に示す図である。
【図８】この発明の排水処理装置の第４実施形態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  処理水槽
２  網袋
３  活性炭
４  網状管
５  多孔板
６  水流
７  マイクロナノバブル発生機
８  バルブ
９  空気吸い込み管
１０  循環ポンプ
１１  水槽上部
１２  水槽下部
１３  排気ダクト
１４  排気ファン
１５、１５Ｖ、１５Ｗ、１５Ｘ  排ガス処理装置
１６  上部散水部
１７、１７Ｖ、１７Ｗ、１７Ｘ  下部水槽部
１８  散水ノズル
１９  洗浄水配管
２０  プラスチック充填材
２１  多孔版
２２  水流
２３  マイクロナノバブル発生機
２４  バルブ
２５  空気吸い込み管
２６  散水ポンプ
２７  循環ポンプ
２８  ブロワー
２９  空気配管
３０  散気管
３１  固定金具
３２  ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填材
３３  リング型ポリ塩化ビニリデン充填材
３４  網
３５  網袋
３６  活性炭
３７  多孔板
３８  網状管
３９  処理水槽蓋
４０  ピット
４１  ピットポンプ
４２  排気出口
４３  バルブ
５６  キレート樹脂塔
５７  カルシウム剤添加凝集沈殿設備
６０  業者引取り用配管
６６  排気連絡配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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