(57)【要約】【課題】活性炭処理および逆浸透膜処理を行うことを前提とする排水処理系において、ｐＨ低下に起因する逆浸透膜処理の阻止率低下を防止し、目標とする高い阻止率をもって逆浸透膜処理できるようにした排水処理方法を提供する。【解決手段】排水に対し、活性炭処理を行った後、ｐＨを中性域に調整し、次いで逆浸透膜処理を行うことを特徴とする排水処理方法。【選択図】図２
2005111430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水に対し、活性炭処理を行った後、ｐＨを中性域に調整し、次いで逆浸透膜処理を行うことを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記排水が、少なくとも、酸解離度の小さい低分子量のイオン類を含有している、請求項１の排水処理方法。
【請求項３】
前記排水が、電子工業等における排水である、請求項２の排水処理方法。
【請求項４】
前記排水が、アンモニウムイオンを含んでいる酸性排水である、請求項２または３の排水処理方法。
【請求項５】
ｐＨを、５よりも高い中性域に調整する、請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理方法。
【請求項６】
活性炭処理を行う前に、ｐＨの粗調整を行う、請求項１〜５のいずれかに記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法に関し、とくに、逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」と略称することもある。）を含む処理系により、液晶、半導体工業等の電子工業における排水や、一般の製造業における各種回収水、工程排水を処理する排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子工業等における排水をＲＯ膜を含む処理系により処理する技術は各種知られている（たとえば、特許文献１）。回収水や排水（以下、「処理原水」または単に「原水」と言うこともある。）をＲＯ膜で処理する場合、原水が中性ではない場合には、通常、原水のｐＨを中性域に調整し、しかる後に、原水中に含まれる酸化剤やＲＯ膜処理に悪影響を及ぼす有機物等を活性炭で除去し、ＲＯ膜処理工程への粗大粒子の混入を防ぐために安全フィルターで濾過した後、ＲＯ膜処理する（たとえば、後述の比較例１の処理系）。
【特許文献１】特開２００２−１４３８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のように活性炭処理工程の入口でｐＨ調整を行うと、活性炭が新品もしくは運転初期の場合には問題が起こることはないが、長期的な使用によって活性炭が生物活性炭になると（つまり、生物が繁殖した状態になった場合）、原水中に含まれる成分が、たとえばアンモニアが生物分解されて硝酸等の酸を生成し、活性炭処理工程の出口でｐＨが低下してしまうことがあることが分かった。そして、ＲＯ膜の阻止率はｐＨに依存し、ｐＨ中性域で最も阻止率が高くなり、酸性およびアルカリ性の領域では阻止率は低下していく傾向にあることが分かった。特に酸解離度が小さく分子量の小さいイオン類（たとえば、フッ素イオンやアンモニウムイオン）を含んでいる場合には、その影響は大きくなり、阻止率の低下が大きな問題となることがあることが分かった。
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記のような知見に基づき、活性炭処理および逆浸透膜処理を行うことを前提とする排水処理系において、ｐＨ低下に起因する逆浸透膜処理の阻止率低下を防止し、目標とする高い阻止率をもって逆浸透膜処理できるようにした排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る排水処理方法は、排水に対し、活性炭処理を行った後、ｐＨを中性域に調整し、次いで逆浸透膜処理を行うことを特徴とする方法からなる。すなわち、従来、逆浸透膜処理のためのｐＨ調整は活性炭処理前に行われていたが、この逆浸透膜処理のためのｐＨの中性域への調整を、活性炭処理後でかつ逆浸透膜処理前に行うようにした方法である。もっとも、原水の液性が強酸性または強アルカリ性の場合には、活性炭処理前にｐＨの粗調整を行い、活性炭処理後でかつ逆浸透膜処理前に、さらに上記逆浸透膜処理のためのｐＨの中性域への調整を行うようにしてもよい。
【０００６】
このように活性炭処理後にｐＨ調整を行うことにより、活性炭処理直後にたとえｐＨが低下する条件になったとしても、逆浸透膜処理を行う前に、ｐＨは確実に望ましい中性域に調整されることになり、逆浸透膜処理では目標とする高い阻止率が達成される。しかも、活性炭処理による、原水中の酸化剤や逆浸透膜処理に悪影響を及ぼす有機物等の除去性能はそのまま維持されるから、活性炭処理と逆浸透膜処理がともに目標とする処理性能を十分に発揮でき、処理系全体として望ましい処理性能が長期間にわたって確保されることになる。
【０００７】
前述の如く、ｐＨ低下によるＲＯ膜阻止率低下への影響は、酸解離度が小さく分子量の小さいイオン類を含む排水の場合に大きいので、上記のような本発明に係る排水処理方法は、排水が、少なくとも、酸解離度の小さい低分子量のイオン類を含有している場合に特に有効である。酸解離度の小さい低分子量のイオン類としては、フッ素イオンやアンモニウムイオン、蟻酸、酢酸等のイオン類が例示される。
【０００８】
また、産業上の利用面からみると、本発明に係る排水処理方法は、電子工業等における排水に対して有効である。とくに、このような分野においては、排水が、アンモニウムイオンを含んでいる酸性排水である場合に有効に適用できる。
【０００９】
また、本発明に係る排水処理方法においては、活性炭処理後逆浸透膜処理前のｐＨ調整では、逆浸透膜処理で高い阻止率を発揮できる中性域にｐＨが調整されればよく、ｐＨ５よりも高い中性域に調整されればよい。好ましくはｐＨ５．５以上、さらに好ましくはｐＨ６以上の中性域に調整されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
このように、本発明に係る排水処理方法によれば、活性炭処理後逆浸透膜処理前に原水のｐＨを所定の中性域に調整することにより、ｐＨ低下に起因するＲＯ膜阻止率低下を確実に防止できるようになり、系全体として目標とする望ましい処理性能を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る排水処理方法を実施するための排水処理系１を示している。被処理水としての原水２は、活性炭３を充填した活性炭処理装置４に供給されて活性炭処理が行われた後、ｐＨ調整手段５により、ｐＨ調整用のアルカリまたは酸が注入されることにより、原水２のｐＨが所定の中性域に調整される。このｐＨの中性域への調整後に、原水２は、安全フィルター６、ポンプ７を介して、ＲＯ膜８が内蔵されたＲＯ膜処理装置９に送られ、逆浸透膜処理が行われて所定の処理水として取り出される。
【００１２】
図２は、本発明の別の実施態様に係る排水処理方法を実施するための排水処理系１１を示している。本実施態様では、活性炭処理前にｐＨの粗調整が行われ、活性炭処理後に上記同様、ｐＨの中性域への調整が行われる。たとえば、強酸性の原水２に対して、ｐＨ調整槽１（１２）、続いてｐＨ調整槽２（１３）にｐＨ調整用のアルカリとしてＮａＯＨが注入されてｐＨの粗調整が行われた後活性炭処理装置４で活性炭処理が行われる。活性炭処理後に、ｐＨ調整手段５により、ｐＨ調整用のアルカリとしてＮａＯＨがライン注入され、原水２のｐＨが所定の中性域に調整される。このｐＨの中性域への調整後に、原水２は、安全フィルター６、ポンプ７を介して、ＲＯ膜８が内蔵されたＲＯ膜処理装置９に送られ、逆浸透膜処理が行われて所定の処理水として取り出される。
【００１３】
上記のような排水処理系のうち、図２に示した排水処理系１１を用いて以下のような試験を行った（実施例１）。また、図２に示した排水処理系１１において、活性炭処理後逆浸透膜処理前におけるｐＨ調整手段５によるｐＨ調整を行わなかった場合を、つまり、図５に示す排水処理系２１を用いて行った試験を比較例１として示す。
【実施例】
【００１４】
実施例１、比較例１
図２に示した排水処理系１１（実施例１）、図５に示した排水処理系２１（比較例１）を用いて、フッ酸系の排水を処理して回収した。まず、試験に用いた排水の性状例とＲＯ膜処理装置９の運転条件を以下に示す。
（１）排水性状例：
ｐＨ：３
Ｃａ：０．２ｍｇ／ｌ
Ｎａ：１２０ｍｇ／ｌ
Ｆ  ：１００ｍｇ／ｌ
Ｃｌ：１０ｍｇ／ｌ
ＮＨ3 ：１１ｍｇ／ｌ
ＨＮＯ3 ：１３ｍｇ／ｌ
（２）ＲＯ膜処理装置運転条件：
有効圧力：０．５ＭＰａ
回収率：２５％
ＲＯ膜：東レ（株）製、ＳＵＬＧ１０
【００１５】
フッ酸を含む原水は、まずｐＨ調整槽１でＮａＯＨの添加によりｐＨを４〜５に粗調整し、次にｐＨ調整槽２でｐＨ６．８まで調整した。ｐＨ調整後の排水は活性炭処理装置４に供給され、原水中の酸化剤やＲＯ膜処理に悪影響を及ぼす有機物などが除去される。この時、活性炭処理後のｐＨは６．８から５．０まで低下していた。この後、ｐＨ調整を行わない比較例１と、ｐＨ調整手段５によるライン注入によってｐＨ調整を行った実施例１のそれぞれの原水を、ＲＯ膜への粗大粒子の混入を防ぐために安全フィルター６で濾過した後、ＲＯ膜処理装置９で処理した。ｐＨ調整手段５によるｐＨ調整は、ｐＨ５．５、ｐＨ６、ｐＨ６．５、ｐＨ７の４段階で実施した。その時の各ｐＨによるＲＯ膜処理における阻止率の変化を図３に示す。ｐＨ調整を行わなかった比較例１ではＲＯ膜処理における阻止率が３８％と低いが、ｐＨ調整を行って中性域に持っていくと阻止率は上がり、ｐＨ６．５では９５％以上の阻止率まで持っていくことができた。
【００１６】
今回の排水の性状および運転条件ではこのような結果となったが、ＲＯ膜処理における阻止率は排水の性状（低阻止率となるイオン類の種類とその濃度）や運転条件（有効圧力、水温、回収率）によって変わってくる。また、必要な処理水質も装置、処理系によって異なる。また、ｐＨ調整するためには薬品が必要となる。よって、調整するｐＨについては必要な処理水質と薬品コストを考慮して決定するのが望ましい。
【００１７】
ちなみに活性炭処理装置の入出口の水質分析結果から、原水からアンモニアの濃度が減少し、硝酸の濃度が増加していること、アンモニアの濃度減少分が硝酸の濃度増加分に相当することを確認した。また、新品活性炭ではｐＨの低下は起こらないことも確認した（結果を表１、２に示す）。表１は、活性炭処理装置の入口、出口（活性炭入口、出口）および新品の場合の活性炭処理装置の出口（新品出口）における水質の変化を示している。表２は、ｐＨ低下原因をアンモニアの硝化と推定した場合の硝酸濃度の変化を示している。つまり、表２に示した結果から、アンモニアの濃度減少分が硝酸の濃度増加分に相当することが確認できた。
【００１８】
また、０．０５％ＮａＣｌと０．０５％ＮａＦについての阻止率のｐＨ依存性を確認した結果を図４に示す（ＲＯ膜処理における有効圧力：０．５ＭＰａ）。図４に示すように、ＮａＣｌのような強塩基（または強酸）の塩類と異なり、フッ素イオンのような弱酸を含む場合にはｐＨの影響を大きく受けることを確認できた。したがって、本発明に係る排水処理方法は、特に、酸解離度の小さい低分子量のイオン類を含有している場合に特に有効であることが分かる。
【００１９】
【表１】
2005111430.tif 000003
【００２０】
【表２】
2005111430.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る排水処理方法は、各種産業分野における排水の処理、とくに電子工業等における排水の処理に有効であり、中でも、少なくとも酸解離度の小さい低分子量のイオン類を含有している排水の処理に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施態様に係る排水処理方法を実施するための排水処理系の概略機器系統図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る排水処理方法を実施するための排水処理系の概略機器系統図である。
【図３】実施例１、比較例１における活性炭処理後のｐＨによるＲＯ膜処理での阻止率の変化を示す特性図である。
【図４】実施例１、比較例１における阻止成分に関するｐＨによるＲＯ膜処理での阻止率の変化を示す特性図である。
【図５】比較例１に係る排水処理方法を実施するための排水処理系の概略機器系統図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１１  排水処理系
２  原水（排水）
３  活性炭
４  活性炭処理装置
５  ｐＨ調整手段
６  安全フィルター
７  ポンプ
８  ＲＯ膜（逆浸透膜）
９  ＲＯ膜処理装置（逆浸透膜処理装置）
１２  ｐＨ調整槽１（粗調整用）
１３  ｐＨ調整槽２（粗調整用）
【図１】
2005111430.tif 000005
【図２】
2005111430.tif 000006
【図３】
2005111430.tif 000007
【図４】
2005111430.tif 000008
【図５】
2005111430.tif 000009