(57)【要約】【課題】アンモニアと微粒子を含む排水から回収される微粒子はアンモニアを処理するため純度が低下し、回収しても再利用することができなかった。【解決手段】アンモニアと微粒子を含む排水を処理する処理槽３内に、鉛直方向に浸漬させた複数の平膜ユニット４、７と、平膜ユニット４、７の下方に乾燥空気を散気する散気装置５、８を備え、アンモニアを散気装置５、８から散気された乾燥空気に吸収させながら平膜ユニット４、７により排水中の微粒子をろ過することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアと微粒子を含む排水を処理する処理槽内に、
鉛直方向に浸漬させた複数の平膜と、
前記平膜の下方に乾燥空気を散気する散気装置を備え、
アンモニアを前記散気装置から散気された乾燥空気に吸収させながら前記平膜により排水中の微粒子をろ過することを特徴とするアンモニアの除去装置。
【請求項２】
平膜が処理槽内を区画するように設置されていることを特徴とする、
請求項１記載のアンモニアの除去装置。
【請求項３】
散気装置には散気を制御する電磁弁が複数設けられていることを特徴とする、
請求項１または２記載のアンモニアの除去装置。
【請求項４】
複数の電磁弁を交互に開き、処理槽内の排水を循環させることを特徴とする、
請求項３記載のアンモニアの除去装置。
【請求項５】
乾燥空気を加熱し、前記乾燥空気の温度を処理槽内の排水の温度が４０℃以下になるように制御することを特徴とする、
請求項１から４のいずれかに記載のアンモニアの除去装置。
【請求項６】
排水に含まれる微粒子がフッ化カルシウムまたはシリカであることを特徴とする、
請求項１から５のいずれかに記載のアンモニアの除去装置。
【請求項７】
排水のｐＨが１０以上であることを特徴とする、
請求項１から６のいずれかに記載のアンモニアの除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理に使用されるろ過装置に関し、主に０．１μｍ以下の非常に微細な被除去物とアンモニアが含まれた流体の処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、産業廃棄物を減らすこと、また産業廃棄物を分別し再利用することまたは産業廃棄物を自然界に放出させないことは、エコロジーの観点から重要なテーマであり、２１世紀の企業課題である。
【０００３】
この産業廃棄物の中には、被除去物が含まれた色々な流体がある。これらは、汚水、排水、廃液等の色々な言葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明する。
【０００４】
これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用されたり、分別された被除去物または濾過できず残ったものを産業廃棄物として処理している。
【０００５】
特に水は、濾過により環境基準を満たすきれいな状態にして川や海等の自然界に戻されたり、また再利用される。
【０００６】
従来の方法としては、たとえば半導体のＣＭＰ工程から排出されるコロイド排水では、塩化鉄やＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）などの凝集剤を添加し、微粒子を凝集し粒子径を増加させろ過処理が行われている。アンモニア成分が含まれる場合には、次亜塩素酸による前処理を行い前記ろ過処理が行われている。微粒子を含まないアンモニア排水では、イオン交換樹脂での吸着処理や、逆浸透膜によりろ過処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５５７１９号公報
【特許文献２】特開２００７−９８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の薬剤を添加し、アンモニア処理してから膜処理する排水処理においては、清浄な処理水を得ることを目的に装置での薬剤添加量が制御されていたので、排水中の被除去物である微粒子を回収し、再利用するには薬剤など添加物の混入が多く、再利用する微粒子の純度を低下させ、再利用基準を満足する処理方法ではなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、排水から除去した微粒子の純度を低下させず、高純度な微粒子を効率よく回収する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】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明は、アンモニアと微粒子を含む排水を処理する処理槽内に、鉛直方向に浸漬させた複数の平膜と、前記平膜の下方に乾燥空気を散気する散気装置を備え、アンモニアを前記散気装置から散気された乾燥空気に吸収させながら前記平膜により排水中の微粒子をろ過するものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ろ過処理水に乾燥空気を散気し、アンモニアを乾燥空気に吸収し、同時に乾燥空気により、ろ過平膜表面上に堆積する微粒子を拡散させることにより、アンモニアを排水から除去し、ろ過処理も効率よく行うことができる。これにより、回収スラッジの純度低下の原因となる排水成分以外の混入を回避することができ、再利用可能なスラッジとして回収するという効果をえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１のアンモニアの除去装置の構成図
【図２】同処理槽の平面図
【図３】本発明の実施の形態２のアンモニアの除去装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１記載のアンモニアの除去装置は、アンモニアと微粒子を含む排水を処理する処理槽内に、鉛直方向に浸漬させた複数の平膜と前記平膜の下方に乾燥空気を散気する散気装置を備え、アンモニアを前記散気装置から散気された乾燥空気に吸収させながら前記平膜により排水中の微粒子をろ過することができる。これにより、回収スラッジの純度低下の原因となる排水成分以外の混入を回避することができ、再利用可能なスラッジとして回収するという効果を奏する。
【００１４】
また、処理槽に浸漬された平膜が処理槽を区画するように設置するように固定してもよい。これにより、乾燥空気と接触する排水が増加し、アンモニアが空気に吸収されやすくなるという効果を奏する。
【００１５】
また、乾燥空気の散気装置には散気を制御する電磁弁が複数設けられていることにより、散気量を制御し平膜面上に堆積した微粒子の拡散量を調節し、ろ過処理を安定するという効果を奏する。
【００１６】
また、複数の電磁弁を交互に開き、処理槽内の排水を循環させることにより、乾燥空気に接触する排水量を増加させるという効果を奏する。
【００１７】
また、乾燥空気の温度は、処理槽内の排水温度が４０℃以下になるよう制御されることにより、平膜の原料である有機材料を劣化することなく、アンモニアのストリッピングを効率よくするという効果を奏する。
【００１８】
また、排水に含まれる被除去物がフッ化カルシウムまたはシリカでもよい。これにより、フッ化カルシウムはフッ酸の原料として再利用することができ、シリカはＣＭＰ用スラリーの原料等として再利用することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、排水のｐＨが１０以上であってもよい。これにより、排水中の非解離性のアンモニア量が増加してストリッピング効率が向上するという効果を奏する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に示すように、アンモニアと微粒子を含む排水１は、流量調節バルブ２を介して処理槽３に貯留される。処理槽３には複数の平膜２２で構成される第１の平膜ユニット４と第２の平膜ユニット７が浸漬され、各平膜ユニットは膜ユニットフレーム１６によって処理槽３に固定されている。
【００２２】
第１の平膜ユニット４と第２の平膜ユニット７（以下、第１と第２、２つ合わせて平膜ユニットと記載）の下方には、第１の散気装置５と第２の散気装置８が設置され、気体１５が散気ポンプ１０によって供給される。第２の散気装置８からの気体１５は第１の電磁弁６と第２の電磁弁９によって対応する平膜ユニットへの乾燥空気量が制御される。散気装置は平膜ユニットの下方に設置され、散気により発生する気泡が平膜間を通過するよう調整されている。ここで平膜ユニットの下方とは、散気装置と平膜ユニットを垂直に設置した場合は、平膜ユニットの直下および平膜ユニットの各平膜２２間の直下を言う。
【００２３】
処理槽３に浸漬された平膜ユニットは、ろ過流量計１２を介してろ過ポンプ１３に接続され、平膜ユニット内を吸引することにより、排水１がろ過処理され、排水１中の微粒子は平膜２２面上に堆積することとなる。処理槽３に貯留する排水量は、液面スイッチ１１により、適切な水位に制御されている。
【００２４】
排水１に含まれるアンモニアは、第１の散気装置５と第２の散気装置８から供給される気体１５の気泡と接触することにより、排水１中から気体１５へ吸収除去される。アンモニアの吸収に使用される気体１５によりできる平膜２２近傍の流体の流れにより、平膜２２面上に堆積した微粒子は剥離、拡散して平膜２２面上から取り除かれ、平膜２２は閉塞（目詰まり）が抑制され、ろ過が安定して行うことができる。
【００２５】
図２に示すように、処理槽３に設置される平膜ユニットは、処理槽３内を区画するように均等に平膜２２が配置され、平膜２２より下方に設置された散気装置からの気泡が各平膜２２間に均等に供給されるようになっている。これにより、アンモニアが吸収されない区画がなく、処理水１４のアンモニア濃度の変動が抑制される。
【００２６】
更に、平膜２２に堆積した微粒子に含まれる成分とイオン交換して微粒子に付着したアンモニアや微粒子の細孔に浸入したアンモニアとも接触しアンモニアを吸収する。
【００２７】
また、散気を第１の電磁弁６と第２の電磁弁９により、交互に行うことにより処理槽３で濃縮された排水１を任意の方向に循環し、気体１５との接触を安定させてもよい。更に、気体１５の温度を調節し、平膜２２の製造材料である有機物が劣化することのない温度、たとえば４０℃まで加熱して運転することで、ストリッピングの効率を向上させても良い。乾燥空気を加熱する手段としては、スチームやヒーター、熱湯などを用いることができ、第１の電磁弁６と第２の電磁弁９に近い位置で加熱すれば、放熱のロスを少なくできる。
【００２８】
排水１に含まれる微粒子がフッ化カルシウムまたはシリカの場合、平膜面上に堆積しても自重により平膜面から滑落しやすいため、散気を間欠的に行い平膜面上に堆積したスラッジを処理槽３の下部に沈降分離させてもよい。また、吸引を間欠的に行い平膜内の圧力を変化させることにより、平膜面上に堆積したスラッジを平膜面から滑落させても良い。
【００２９】
沈降したスラッジは、処理槽３底部から回収ポンプ１７により排出し、回収したスラッジ１８として再利用される。一方、気体１５に吸収されたアンモニアは処理槽３上部からアンモニアガス１９として排気され、高濃度の場合には燃焼処理などの施設に送られ処理される。
【００３０】
従来は、アンモニアを除去するため、次亜塩素酸を添加しアンモニアをクロラミンに転換し、更にクロラミンを窒素ガス分解して処理していたが、この方法では、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）に含まれる塩化物イオン（Ｃｌ-）がスラッジに混入し、スラッジの純度を低下するため再利用することは困難であったが、本実施の形態の構成により、薬品を使用せずアンモニアを除去できるので、高純度な微粒子を効率よく回収できる。
【００３１】
（実施の形態２）
図３において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
図３に示すように、処理槽３に浸漬する第１の平膜ユニット４の両端が処理槽３に固定されるよう設置してもよい。フレームの有無で構成が異なるため、符号は変えて説明する。処理槽３に第１の平膜ユニット４を設置する場合は、第１の平膜ユニット４を均等に２分割するような部位に第１の散気パイプ２０と第２の散気パイプ２１を設置することにより、散気装置を代用することができる。
【００３３】
また、散気パイプにはそれぞれ第１の電磁弁６と第２の電磁弁９を設置し、散気装置の場合と同様な制御をすることができる。従来高濃度のアンモニアを含む排水は、比較的少量排出してくるので図３のようなコンパクトな処理装置で１日数トンの排水を処理することが適切である。更に、処理槽３に第１の平膜ユニット４を設置すると膜面積を処理槽内で最大化でき、処理装置の設置面積を少なくできる効果もある。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる被除去物の除去装置は、乾燥空気によりアンモニアを吸収しながらろ過処理を行うため微粒子の回収物であるスラッジの純度低下を抑制することができ、回収スラッジの再利用を可能とするものであるので、電子産業分野等から発生する排水に使用される処理装置等として有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１    排水
２    流量調節バルブ
３    処理槽
４    第１の平膜ユニット
５    第１の散気装置
６    第１の電磁弁
７    第２の平膜ユニット
８    第２の散気装置
９    第２の電磁弁
１０  散気ポンプ
１１  液面スイッチ
１２  ろ過流量計
１３  ろ過ポンプ
１４  処理水
１５  気体
１６  膜ユニットフレーム
１７  回収ポンプ
１８  スラッジ
１９  アンモニアガス
【図１】
2013193074.tif 000003
【図２】
2013193074.tif 000004
【図３】
2013193074.tif 000005