(57)【要約】      （修正有）【課題】有機物含有排水を逆浸透（ＲＯ）膜分離装置を用いて処理・回収する際、ＲＯ膜分離装置内での有機物の膜面付着によるフラックスの低下、バイオファウリングを防止して長期にわたり安定な処理を行う。【解決手段】有機物含有排水のｐＨを９．５以上に調整してＲＯ膜分離装置２に通水した後、酸を添加してｐＨを４〜８に調整し、その後、塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加した後、活性炭装置３に通水する。ＲＯ給水のｐＨを９．５以上にすることによりＲＯ膜分離装置でのバイオファウリングを防止し、非イオン性界面活性剤の膜面付着を防止してフラックスの低下を防止する。ＲＯ透過水を活性炭（ＡＣ）処理することによりＴＯＣ値を更に低減する。ＡＣ給水をｐＨ４〜８に調整することにより活性炭塔での差圧の上昇を防止する。塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加することにより、活性炭塔でのスライムによる差圧上昇を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有排水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上に調整する第１のｐＨ調整工程と、
該第１のｐＨ調整工程で得られたｐＨ調整水を逆浸透膜分離処理する膜分離処理工程と、
該膜分離処理の透過水に酸を添加してｐＨを４〜８に調整する第２のｐＨ調整工程と、
該第２のｐＨ調整工程で得られたｐＨ調整水に塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加する抗菌処理工程と、
該抗菌処理水を活性炭処理する活性炭処理工程と
を備えてなる有機物含有排水の処理方法。
【請求項２】
請求項１において、該第１のｐＨ調整工程において、ｐＨを１０〜１２に調整することを特徴とする有機物含有排水の処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、該殺菌処理工程において、塩素系殺菌剤を残留塩素濃度で０．１〜１０ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする有機物含有排水の処理方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、該殺菌処理工程において、スライムコントロール剤を０．５〜１０ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする有機物含有排水の処理方法。
【請求項５】
有機物含有排水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上に調整する第１のｐＨ調整手段と、
該第１のｐＨ調整手段で得られたｐＨ調整水が導入される逆浸透膜分離装置と、
該逆浸透膜分離装置の透過水に酸を添加してｐＨを４〜８に調整する第２のｐＨ調整手段と、
該第２のｐＨ調整手段で得られたｐＨ調整水に塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加する薬品注入手段と、
該薬品注入手段で薬品が添加された水が導入される活性炭装置と
を備えてなる有機物含有排水の処理装置。
【請求項６】
請求項５において、該活性炭装置が活性炭充填塔を含むことを特徴とする有機物含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス製造工場等から排出される高濃度ないし低濃度有機物（ＴＯＣ）含有排水を逆浸透（ＲＯ）膜分離装置を用いて処理・回収する際、ＲＯ膜分離装置内での有機物の膜面付着によるフラックスの低下や、バイオファウリングを防止して長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得る有機物含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境基準ないし水質基準は益々厳しくなる傾向にあり、放流水についても高度に浄化することが望まれている。一方で、水不足解消の目的から、各種の排水を回収して再利用するためにも、高度な水処理技術の開発が望まれている。
【０００３】
このような状況において、ＲＯ膜分離処理は水中の不純物（イオン類、有機物、微粒子など）を効果的に除去することが可能であることから、近年、多くの分野で使用されるようになってきた。例えば、半導体製造プロセスから排出されるアセトン、イソプロピルアルコールなどを含む高濃度ＴＯＣあるいは低濃度ＴＯＣ含有排水を回収して再利用する場合、これをまず生物処理してＴＯＣ成分を除去し生物処理水をＲＯ膜処理して浄化する方法が広く採用されている（例えば、特開２００２−３３６８８６号公報）。
【０００４】
しかしながら、近年、生物処理排水をＲＯ膜分離装置に通水した場合、微生物による有機物分解で生成される生物代謝物により、ＲＯ膜の膜面が閉塞され、フラックスが低下するという問題が顕在化し始めるようになってきた。
【０００５】
一方、生物処理を用いず、これらのＴＯＣ含有排水を直接ＲＯ膜分離装置に通水した場合には、ＲＯ膜分離装置に流入するＴＯＣ濃度が高いため、ＲＯ膜分離装置内では微生物が繁殖しやすい環境となる。そこでＲＯ膜分離装置内でのバイオファウリングを抑制する目的から、通常はＴＯＣ含有排水にスライムコントロール剤を多量に添加することが行われているが、スライムコントロール剤は高価であるため、より安価なバイオファウリング抑制方法が求められている。
【０００６】
また、電子デバイス製造工場から排出される排水には、ＲＯ膜分離装置の膜面に付着し、フラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤が混入する場合があるため、従来、このような非イオン性界面活性剤含有排水には、ＲＯ膜分離処理を適用することはできなかった。
【特許文献１】特開２００２−３３６８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される高濃度ないし低濃度有機物含有排水をＲＯ膜分離装置を用いて処理・回収する際、ＲＯ膜分離装置内での有機物の膜面付着によるフラックスの低下、バイオファウリングを防止して長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得る有機物含有排水の処理方法及び処理装置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】
【０００８】
本発明の有機物含有排水の処理方法は、有機物含有排水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上に調整する第１のｐＨ調整工程と、該第１のｐＨ調整工程で得られたｐＨ調整水を逆浸透膜分離処理する膜分離処理工程と、該膜分離処理の透過水に酸を添加してｐＨを４〜８に調整する第２のｐＨ調整工程と、該第２のｐＨ調整工程で得られたｐＨ調整水に塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加する抗菌処理工程と、該抗菌処理水を活性炭処理する活性炭処理工程とを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の有機物含有排水の処理装置は、有機物含有排水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上に調整する第１のｐＨ調整手段と、該第１のｐＨ調整手段で得られたｐＨ調整水が導入される逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置の透過水に酸を添加してｐＨを４〜８に調整する第２のｐＨ調整手段と、該第２のｐＨ調整手段で得られたｐＨ調整水に塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加する薬品注入手段と、該薬品注入手段で薬品が添加された水が導入される活性炭装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、ＲＯ膜分離装置に導入する被処理水（以下「ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨを９．５以上に調整してＲＯ膜分離装置に通水した後、酸を添加してｐＨを４〜８に調整し、その後、塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加した後、活性炭処理を行う。
【００１１】
ＲＯ給水のｐＨを９．５以上に調整する理由は以下の通りである。
【００１２】
即ち、微生物はアルカリ性域では生息することができない。そのため、ＲＯ給水のｐＨを９．５以上調整することにより、ＲＯ膜分離装置内において、栄養源はあるが微生物が生息できない環境を作り出すことが可能となり、従来のような高価なスライムコントロール剤の添加を必要とすることなく、ＲＯ膜分離装置でのバイオファウリングを抑制することができる。
【００１３】
また、フラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤はアルカリ性領域では膜面から脱着することが知られており、ＲＯ給水のｐＨを９．５以上にすることによりＲＯ膜面へのこれらの成分の付着を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、ＲＯ膜分離処理後に活性炭処理を行う理由は以下の通りである。
【００１５】
即ち、ＲＯ給水のＴＯＣ濃度が高くなればなるほど、ＲＯ膜分離装置の透過水（以下「ＲＯ透過水」と称す場合がある。）のＴＯＣ値は悪化し、この透過水を回収、再利用するにあたり、ＴＯＣ値が無視できない程度となるが、活性炭処理により、このＲＯ膜分離装置からリークする透過水中の残留ＴＯＣを吸着除去できるため、最終処理水のＴＯＣ値の低減を図ることができる。
【００１６】
この活性炭処理に供するＲＯ透過水に添加する塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤は、活性炭塔内でスライムが繁殖し、塔内差圧が上昇するのを抑制する目的で添加される。
【００１７】
また、活性炭処理に供する水（以下「ＡＣ給水」と称す場合がある。）のｐＨを４〜８に調整する理由は以下の通りである。
【００１８】
即ち、ＡＣ給水のｐＨが４未満であると、活性炭からＦｅなどといった無機イオンがリークし後段装置を汚染させる恐れがある。また、特に、塩素系殺菌剤を用いた場合、ｐＨ４未満では有害な塩素ガスが発生する恐れがある。ＡＣ給水のｐＨが８を超えると、活性炭自体の耐久性（耐アルカリ性）に問題が生じ、また、塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤に自己分解が生じ、その効果が低減してしまう恐れがある。このため、ｐＨ４〜８の範囲で活性炭処理を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の有機物含有排水の処理方法及び処理装置によれば、電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される高濃度ないし低濃度有機物含有排水、特に非イオン性界面活性剤を含有する排水をＲＯ膜分離装置を用いて処理・回収する際、ＲＯ膜分離装置内での有機物の膜面付着によるフラックスの低下、バイオファウリングを防止して長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の有機物含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の有機物含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２２】
タンク１を経て導入される原水（有機物含有排水）に、まずアルカリ剤を添加してｐＨ９．５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１０．５以上、例えばｐＨ１０．５〜１１に調整してＲＯ膜分離装置２に導入する。ここで使用するアルカリ剤としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど、原水のｐＨを９．５以上に調整できる無機物系アルカリ剤であれば良く、特に限定されない。
【００２３】
ＲＯ膜分離装置のＲＯ膜としては耐アルカリ性を有するもの、例えば、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などが好適に使用される。このＲＯ膜は、スパイラル型、中空糸型、管状型等、いかなる型式のものであっても良い。
【００２４】
なお、ＲＯ膜分離装置２の濃縮水は必要に応じて酸を添加してｐＨ中性に調整した後、系外へ排出される。ＲＯ膜分離装置２の透過水は、次いで酸を添加してｐＨ４〜８に調整し、更に塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加した後活性炭装置３に通水して活性炭処理する。ここで使用する酸としては、特に制限はなく、塩酸、硫酸などの鉱酸が挙げられる。
【００２５】
また、塩素系殺菌剤の種類は特に限定はなく次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどを挙げることができる。塩素系殺菌剤の添加濃度は残留塩素濃度で０．１〜１０ｍｇ／Ｌであることが好ましく、０．３〜２ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。残留塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ未満であると、スライム防止効果を十分に発揮しない恐れがある。残留塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌを超えると、装置に腐食を生ずる恐れがある。
【００２６】
また、スライムコントロール剤を用いる場合もその種類に特に限定はなく、例えば２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ベンゾイソチアゾリン−３−オンなどのイソチアゾリン系スライムコントロール剤などが挙げられる。スライムコントロール剤の添加濃度は０．５〜１０ｍｇ／Ｌであることが好ましく、１〜５ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。
【００２７】
活性炭装置３としては、粉末活性炭の撹拌槽、活性炭充填塔のいずれでも良いが、処理効率、処理水質の面から活性炭充填塔が好ましい。
【００２８】
活性炭塔に充填する活性炭種としては石炭系、椰子殻系等のいずれでも良く、破砕炭、造粒炭、成形炭、クロス状、繊維状等、その形状、種類等に特に制限はない。また、活性炭塔への活性炭充填方式は、流動床、膨張層、固定床などのいずれでもよいが、活性炭の流出が少ないところから固定床が好ましい。活性炭塔の通水方式は上向流通水であっても下向流通水であっても良い。
【００２９】
図１に示すように、原水をｐＨ９．５以上に調整した後ＲＯ膜分離処理し、その後ｐＨを４〜８に調整し、塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤を添加して活性炭処理することにより、ＲＯ膜分離装置におけるフラックスの低下、活性炭塔における差圧の上昇を引き起こすことなく、長期に亘り安定な処理を行って、ＴＯＣが高度に除去された高水質処理水を得ることができる。
【００３０】
なお、図１は、本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。例えば、ＲＯ膜分離装置による処理は一段処理に限らず、２段以上の多段処理であっても良い。また、電子デバイス製造工場から排出されるＴＯＣ含有排水等では、基本的にはスケールの原因となるカルシウムイオンなどが混入するケースは少ないが、原水中にカルシウムイオンなどが混入する場合は、ＲＯ膜分離装置の前段に軟化装置を設置しても良い。また、ｐＨ調整や塩素系殺菌剤及び／又はスライムコントロール剤の添加のための混合槽を設けても良い。
【実施例】
【００３１】
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。
【００３２】
実施例１
非イオン系界面活性剤を含む電子デバイス製造工場排水（ｐＨ７．２，ＴＯＣ１０ｍｇ）を原水としてＮａＯＨを添加してｐＨ１０．５とした後、ＲＯ膜分離装置（日東電工製低圧芳香族ポリアミド型ＲＯ膜「ＮＴＲ−７５９」）で回収率９０％の条件でＲＯ膜分離処理を行った。ＲＯ透過水にＨＣｌを添加してｐＨ７に調整し、次いでＮａＣｌＯ
５ｍｇ／Ｌを添加した後活性炭装置（クラレケミカル社製活性炭「ＫＷ−１０−３２」充填塔）にＳＶ１０ｈｒ−１で通水した。
【００３３】
このときのＲＯ膜分離装置のフラックスとＲＯ濃縮水中の生菌数の経時変化を調べ、結果を図２，３に示した。また、活性炭塔の差圧の経時変化を調べ、結果を図４に示した。
【００３４】
なお、各ポイントでのＴＯＣ値は表１に示す通りであった。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
比較例１
ＲＯ給水のｐＨを７としたこと以外は実施例１と同条件で処理を行い、ＲＯ膜分離装置の膜フラックスとＲＯ濃縮水中の生菌数の経時変化をそれぞれ図２，３に示した。
【００３７】
比較例２
ＲＯ給水のｐＨを７とし、ＲＯ給水にイソチアゾリン系スライムコントロール剤（栗田工業（株）製「クリバータＥＣ−５０３」）を５ｍｇ／Ｌ添加したこと以外は実施例１と同条件で処理を行い、ＲＯ膜分離装置の膜フラックスと生菌数の経時変化をそれぞれ図２，３に示した。
【００３８】
図２より明らかな通り、実施例１においては通水開始５００ｈｒ後においてもフラックスの低下は観測されなかったのに対し、比較例１では通水開始３００ｈｒ後ですでに初期フラックスに対し半分程度に減少した。また、スライムコントロール剤を添加した比較例２においても通水開始３００ｈｒで初期フラックスの６０％程度に低下した。
【００３９】
また、図３より、実施例１及び比較例２においては、生菌数の増加は観測されなかったのに対し、比較例１では通水時間の増加と共に生菌数が増加している。
【００４０】
以上の結果から、比較例１においてはＲＯ膜内での微生物の繁殖及び非イオン性界面活性剤の膜面付着の相乗効果によりフラックスが低下し、比較例２ではスライムコントロール剤の添加により微生物の繁殖は抑制できても、非イオン性界面活性剤の膜面付着によりフラックスが低下するが、本発明に係る実施例１では、ＲＯ膜分離装置内での微生物の繁殖及び非イオン性界面活性剤の膜面付着の両方を同時に抑制できることが明らかである。
【００４１】
また、表１より明らかな通り、ＲＯ透過水中には０．５ｍｇ／ＬあったＴＯＣ値が、活性炭処理により０．１ｍｇ／Ｌ程度に低減しており、ＲＯ膜分離処理の後段で活性炭処理を行うことにより、更なるＴＯＣ値の低減化を図れることが分かる。
実施例２，３、比較例３
ＡＣ給水のｐＨをＨＣｌを用いて４（実施例２）、８（実施例３）、又は８．５（比較例３）としたこと以外は実施例１と同条件で処理を行い、活性炭塔内の差圧の経時変化を調べ、結果を図４に示した。
【００４２】
図４より、ＡＣ給水のｐＨを４〜８に調整した後、塩素系殺菌剤を添加することにより、活性炭塔内の差圧の上昇を抑制できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、電子デバイス製造分野、半導体製造分野、その他の各種産業分野で排出される高濃度ないし低濃度ＴＯＣ含有排水の放流、又は回収・再利用のための水処理に有効に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の有機物含有排水の処理方法及び処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実施例１及び比較例１，２におけるＲＯ膜分離装置のフラックスの経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例１及び比較例１，２におけるＲＯ膜分離装置の生菌数の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施例１〜３及び比較例３における活性炭塔の差圧の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１  タンク
２  ＲＯ膜分離装置
３  活性炭装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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