(57)【要約】【課題】エバポレータで廃液を濃縮する際のスケール生成量を少なくすることができるエバポレータによる廃液の濃縮方法を提供する。【解決手段】エバポレータによって炭酸含有廃液を濃縮する方法において、エバポレータに供給される廃液のｐＨを５〜５．７とする廃液の濃縮方法。エバポレータ缶内にスケールが付着してきた場合、シュウ酸含有液で洗浄する。このシュウ酸含有液として、ＩＴＯなどの導電膜のエッチング工程廃液を用いてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エバポレータによって炭酸含有廃液を濃縮する方法において、エバポレータに供給される廃液のｐＨを５〜５．７とすることを特徴とする廃液の濃縮方法。
【請求項２】
請求項１において、前記廃液は、Ｃａ濃度１０〜５０ｍｇ／Ｌ、無機態炭素濃度５０〜２００ｍｇ／Ｌであることを特徴とする廃液の濃縮方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記エバポレータの内面にスケールが付着した場合、シュウ酸を含む洗浄液によってスケールを溶解除去することを特徴とする廃液の濃縮方法。
【請求項４】
請求項３において、前記洗浄液は、導電膜のエッチング廃液を含むことを特徴とする廃液の濃縮方法。
【請求項５】
エバポレータによって炭酸含有廃液を濃縮する方法において、
該前記エバポレータの内面にスケールが付着した場合、シュウ酸を含む洗浄液によってスケールを溶解除去する方法であって、
該洗浄液は、導電膜のエッチング廃液を含むことを特徴とする廃液の濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエバポレータによって廃液を濃縮する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ、熱交換器、化学プラントなどの洗浄廃液には、酸化鉄などのスケール成分、洗浄に用いた酸、アルカリなどの洗浄剤成分、洗浄時の反応によって生じた塩などが多量に含まれている。この洗浄廃液を減容するために、エバポレータを用いることがある。このエバポレータによって洗浄廃液を濃縮する作業を継続すると、次第に内面特に加熱管にスケールが付着してくる。そこで、このエバポレータを定期的に又は付着スケール量に応じて洗浄薬剤を用いて洗浄する。
【０００３】
特許文献１には、伝熱管スケール除去用洗浄薬剤としてクエン酸、ギ酸、ＥＤＴＡなどが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０５０５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、エバポレータで廃液を濃縮する際のスケール生成量を少なくすることができるエバポレータによる廃液の濃縮方法を提供することを目的とする。また、本発明は、エバポレータに付着したスケールを除去するコストを低減することができる廃液の濃縮方法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】
【０００６】
本発明の廃液の濃縮方法は、エバポレータによって炭酸含有廃液を濃縮する方法において、エバポレータに供給される廃液のｐＨを５〜５．７とすることを特徴とするものである。
【０００７】
廃液の濃縮を行うことにより、エバポレータ内面にスケールが付着した場合、シュウ酸を含む洗浄液によってスケールを溶解除去することが好ましい。
【０００８】
シュウ酸を含む洗浄液は、導電膜のエッチング廃液を含むものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
炭酸含有廃液をエバポレータで濃縮すると、水の蒸発時に炭酸成分が炭酸ガスとして揮散し、濃縮液のｐＨが上昇し、炭酸カルシウムや硫酸カルシウムなどのカルシウムスケールが生成し易くなる。
【００１０】
本発明では、エバポレータに供給される廃液のｐＨを５〜５．７とすることにより、炭酸ガスが液から揮散しても濃縮廃液のｐＨが９以上には上昇せず、カルシウムスケールの生成が抑制される。
【００１１】
スケールがエバポレータ内面に付着した場合、シュウ酸含有洗浄液で洗浄することにより、Ｆｅ系スケール及びＭｎ系スケールも含めて除去することができる。
【００１２】
シュウ酸含有洗浄液として、シュウ酸を含有する導電膜エッチング廃液を用いると、洗浄薬剤コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る廃液の濃縮方法に用いられる加熱管式エバポレータの断面図である。
【図２】実施の形態に係る廃液の濃縮方法に用いられるフラッシュ型エバポレータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１５】
エバポレータにて濃縮される液としては、液晶などの電子部品製造工程排水を生物処理し、凝集及び加圧浮上処理した後、逆浸透膜（ＲＯ）処理した際のＲＯ濃縮液が好適である。このＲＯ濃縮液は、生物処理時に生じた炭酸成分を含んでいる。通常の場合、このＲＯ濃縮液のＴＯＣは１００〜３００ｍｇ／Ｌ、溶解性塩類濃度は５０００〜１５０００ｍｇ／Ｌ、Ｃａ濃度は１０〜５０ｍｇ／Ｌ、無機態炭素（ＩＣ）濃度５０〜２００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．５〜７．５程度である。
【００１６】
このＲＯ濃縮液を濃縮するための加熱管式エバポレータの構成の一例を図１に示す。この加熱管式エバポレータ１にあっては、原液は原液供給管２から缶３内に供給され、缶３内の底部の濃縮液と共に循環ポンプ４、配管５、ノズル６を介して缶３上部に噴霧され、液滴となって缶３内を下降する。缶３内には下段部加熱管７、中段部加熱管８及び上段部加熱管９がそれぞれ略水平に設けられている。缶３内を下降する液滴は、加熱管９〜７によって加熱され、その一部が蒸発し、濃縮される。濃縮された液滴は缶３の底部に落下する。蒸発により生じた蒸気は、ダクト１０、コンプレッサ１１、ダクト１２、チャンバ１３を介して下段部加熱管７に供給される。なお、ダクト１２の下部に蒸気供給管１４によって蒸気が供給され、上記蒸気と混合されて下段部加熱管７に供給される。なお、コンプレッサ１１は、蒸気を送気すると共に、断熱圧縮によって蒸気を加熱する機能を有する。
【００１７】
下段部加熱管７を出た蒸気は、チャンバ１６を介して中段部加熱管８に流通され、さらにチャンバ１７を介して上段部加熱管９に流通され、チャンバ１８に流入する。蒸気は、このチャンバ１８から配管１９、真空ポンプ２０を介して缶３外に取り出される。濃縮液は配管５から分岐した濃縮液取出配管２１によって缶３外に取り出される。チャンバ１６内の凝縮水は、凝縮水ポンプ２２によって取り出される。
【００１８】
チャンバ１６，１８間は下降管２４付きのプレート２３によって区画されている。チャンバ１３，１７間は下降管２６付きのプレート２５によって区画されている。プレート２３，２５上の液は、下降管２４，２６によって下側のチャンバ１６，１３に送られる。
【００１９】
なお、加熱管式エバポレータの構成はこれに限定されない。
【００２０】
本発明では、加熱管式エバポレータの代わりに、フラッシュ型エバポレータを用いてもよい。
【００２１】
フラッシュ型エバポレータの一例を図２に示す。廃液は、配管３１によって缶３２の底部に供給され、缶３２内の濃縮液と共に缶底から循環ポンプ３３及び配管３４を介して熱交換器４０に送られて加熱される。なお、配管３４からは濃縮液取出用配管３５が分岐している。配管３４からの濃縮液は、熱交換器４０の流入チャンバ４１から加熱管４２を通り、中継チャンバ４３、加熱管４４、流出チャンバ４５を経て加熱され、配管５０からノズル５１に送られ、缶３２内の上部に噴霧される。噴霧された液滴が缶３２内を落下する間に蒸発する。なお、缶３２内は真空ポンプ６６及び蒸気エゼクタ５３によって減圧されている。
【００２２】
缶３２の頂部はダクト５２を介して蒸気エゼクタ５３の吸入部に連通している。蒸気エゼクタ５３には作動流体として蒸気が配管５４を介して供給される。蒸気エゼクタ５３の排出流は、ダクト５５を介して熱交換器４０の熱源流体室４６に供給され、加熱管４２，４４内を流れる液を加熱する。熱交換器４０内は配管４７によってダクト５９に接続されており、真空ポンプ６６によって熱交換器４０内の蒸気及びガスがコンデンサ６０に吸引される。熱交換器４０内で生じた凝縮液は、配管４８を介してコンデンサ６０の底部に導入される。
【００２３】
コンデンサ６０はダクト５９を介して前記ダクト５２に接続されている。コンデンサ６０内は真空ポンプ６６によって減圧されるので、缶３２及び熱交換器４０内の蒸気等がコンデンサ６０内に吸引導入される。コンデンサ６０内の冷却管６２，６４に対しては、冷水が流入室６１、中継室６３及び流出室６５を介して流通される。コンデンサ６０内で生じた凝縮水及び配管４８を介して熱交換器４０から送水される凝縮水は、凝縮水ポンプ６８を介して取り出される。
【００２４】
このフラッシュ型エバポレータ３０は、缶３２内に加熱管が存在しないので、加熱管型エバポレータに比べるとスケール付着量が少ない。
【００２５】
本発明では、エバポレータにより廃液の濃縮を行うに際し、硫酸、塩酸などの酸を添加することにより、エバポレータに供給される廃液のｐＨを５〜５．７とする。これにより、缶内で濃縮される際に炭酸ガスが揮散しても濃縮液のｐＨが９以上にならず、炭酸カルシウムスケールや硫酸カルシウムスケールの生成が抑制され、スケール除去のための洗浄頻度を減少させることができる。なお、廃液のｐＨが５よりも低くなると、機器に酸腐食が生じるおそれがある。また、廃液のｐＨを５．７よりも高くすると、濃縮液のｐＨが９よりも高くなり、ＣａＣＯ３、ＣａＳＯ４の析出量が急激に増加する。
【００２６】
エバポレータにより廃液を濃縮する運転を継続していると、加熱管や缶内面に次第にスケールが付着してくる。そこで、定期的又はスケール量に応じて缶３内を洗浄する。この洗浄には、ＮａＯＨ、シュウ酸又はスルファミン酸などの洗浄薬剤が使用されるが、スケールがＦｅ系スケールやＭｎ系スケールを含む場合には、シュウ酸を用いるのが好ましい。シュウ酸はステンレス腐食性を有するので、洗浄液中のシュウ酸濃度は、２〜１０ｗｔ％、特に約４〜７ｗｔ％程度が好適である。
【００２７】
なお、前述の通り、エバポレータ供給廃液のｐＨを５．７以下としたことにより、濃縮液のｐＨが９以下となっている。このｐＨ９以下の領域では、シュウ酸カルシウムは生成しないので、シュウ酸を用いて缶内を洗浄しても強固なシュウ酸カルシウムが生成することはない。
【００２８】
缶内の洗浄を行うには、シュウ酸含有洗浄液を缶頂部から缶内にスプレーし、缶底に落下した洗浄液を再度頂部からスプレーするなどの方法を採用することができる。缶内を洗浄液で満たし、この洗浄液を循環させてもよい。洗浄液は４０〜６０℃程度に加温されることが好ましい。
【００２９】
このシュウ酸の洗浄力はスルファミン酸に比べて高く、缶内面のスケールをほぼすべて除去することができる。そのため、従来必要とされていた高圧水によるジェット洗浄は不用となる。
【００３０】
シュウ酸含有洗浄液としては、ＩＴＯなどの導電膜エッチング工程からのシュウ酸含有廃液を用いてもよい。これにより、洗浄薬剤コストを低減することができる。
【００３１】
液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンスディスプレイ表示素子などに使用される透明導電膜としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛などがあり、なかでもＩＴＯ膜およびＩＺＯ膜が広く用いられている。透明導電膜としては、従来は、比抵抗や透過率などの透明導電膜としての基本特性が良好な多結晶ＩＴＯ膜が使用されてきたが、近年は、非晶質ＩＴＯ膜やＩＺＯ膜が多く使用されている。透明導電膜のパターニング方法としては、ガラスなどの基板上に透明導電膜をスパッタ法などにより成膜後、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成し、透明導電膜をエッチングすることで電極パターンを形成する方法が一般的である。
【００３２】
非晶質ＩＴＯ膜やＩＺＯ膜などの透明導電膜のエッチング液としては、安価で安定性に優れ、実用的なエッチング速度を有し且つＡｌ配線へのダメージが小さいシュウ酸水溶液が広く用いられている。
【００３３】
このシュウ酸含有エッチング廃液を洗浄液として用いる場合、上記の好適なシュウ酸濃度となるようにエッチング廃液にシュウ酸を追加添加したり、逆にエッチング廃液を水で希釈するのが好ましい。
【実施例】
【００３４】
［実施例１］
液晶製造工程排水を生物処理した後、凝集浮上処理し、次いでＲＯ処理した。このＲＯ処理により生じた濃縮液は、ＴＯＣ１２０ｍｇ／Ｌ、溶解性塩類７９００ｍｇ／Ｌ、Ｃａ濃度１５ｍｇ／Ｌ、ＩＣ濃度９０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０であった。このＲＯ濃縮液に硫酸を添加することによりｐＨを５．５とした後、図１に示す加熱管式エバポレータにて３０倍に濃縮した。濃縮液のｐＨは８．５であった。
【００３５】
この運転を２０日継続したところ、加熱管にスケールが付着してきた。このときのスケールを採取して分析した結果を表１に示す。
【００３６】
この缶３内をシュウ酸含有液で洗浄した。シュウ酸含有液としては、ＩＴＯエッチング工程廃液（シュウ酸濃度３ｗｔ％）に対しシュウ酸を添加してシュウ酸濃度５ｗｔ％とした液を５０℃に加温して用いた。この結果、スケールがほぼ完全に除去された。シュウ酸カルシウムは生成しなかった。
【００３７】
［比較例１］
実施例１において、前記ＲＯ濃縮液のｐＨを５．５に調整せず、原液のｐＨ７．０のままエバポレータに供給したこと以外は同様にして濃縮した。この結果、濃縮液のｐＨは９．５であり、運転開始後７日で加熱管にスケールが付着してきた。このスケールの分析値を表１に示す。
【００３８】
この缶内を実施例１と同様にして洗浄したが、加熱管にシュウ酸カルシウムが強固に析出し、スケールは十分には除去されなかった。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１から明らかな通り、実施例１の方法によると、スケールはカルシウム成分を殆ど含まず、シリカ系スケール及びマンガン系スケールを主体とするものとなる。
【符号の説明】
【００４１】
１  加熱管式エバポレータ
３  缶
７，８，９  加熱管
３０  フラッシュ型エバポレータ
３２  缶
４０  熱交換器
５３  エゼクタ
６０  コンプレッサ
【図１】
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【図２】
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