(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる液中膜分離槽に、化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水を上から導入する工程と、
上記反応部に、ｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加してガリウム砒素含有排水と反応させる工程と、
上記液中膜部の液中膜で上記ガリウム砒素含有排水を水と水酸化ガリウムとに分離する工程と、
上記沈澱部で上記分離された水酸化ガリウムを沈殿濃縮する工程とを備え、
上記反応部は、上記液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２】
化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水が上から導入され、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から順に配置された液中膜分離槽を備え、
上記反応部は、上記液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、
さらに、上記反応部に、ｐＨ計が設置され、かつ、上記ｐＨ計が計測するｐＨに応じて制御されて上記反応部にｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加するｐＨ調整剤添加手段を有し、
上記ｐＨ調整剤添加手段で上記反応部に上記ｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加して上記ガリウム砒素含有排水と反応させ、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌し、
上記液中膜部で上記ガリウム砒素含有排水を水と水酸化ガリウムとに分離し、
上記沈澱部で分離された水酸化ガリウムを沈殿濃縮することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記液中膜が限外濾過膜であり、
上記反応部に、上記散気管が吐出した空気による気泡がぶつかるように配置された充填材が設置されていることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記充填材が、撹拌構造を有するラインミキサーであることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記液中膜部で分離された水を、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちのいずれか１つ、もしくは、それらの組み合わせで構成された前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルすることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項６】
請求項２に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記反応部,液中膜部,沈殿部,ｐＨ調整剤添加手段を第１反応部,第１液中膜部,第１沈殿部,第１ｐＨ調整剤添加手段として有する第１の液中膜分離槽と、
上記第１の液中膜分離槽の第１液中膜部からの処理水が上から導入され、第２反応部と、第２液中膜を有する第２液中膜部と、第２沈澱部とが上から順に配置された第２の液中膜分離槽とを備え、
さらに、上記第１反応部に、第１ｐＨ計が設置され、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌し、
上記第１液中膜部の第１液中膜で上記ガリウム砒素含有排水から水と水酸化ガリウムとを分離し、続いて、最下部の上記第１沈澱部で分離された上記水酸化ガリウムを沈殿濃縮し、
上記第２の液中膜分離槽では、
上記第２反応部は、上記第２液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、
さらに、上記第２反応部に、凝集剤としての塩化第２鉄を添加する凝集剤添加手段を有し、
上記凝集剤添加手段で上記第２反応部に上記凝集剤としての塩化第２鉄を添加して上記第１液中膜からの処理水と反応させ、かつ、上記第２液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記処理水を撹拌し、
上記第２液中膜部の第２液中膜で処理水と砒酸鉄とを分離し、続いて、最下部の第２沈澱部で砒酸鉄を沈殿,濃縮することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第２の液中膜部で分離された水を、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちのいずれか１つ、もしくは、それらの組み合わせで構成された前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルすることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上から上記ガリウム砒素排水が導入され、第３液中膜を有する第３液中膜部と、第３沈殿部とが上から順に配置された第３の液中膜分離槽を備え、
さらに、上記第３沈殿部での沈殿物を上記第２の液中膜分離槽の第２反応部に導入する沈殿物導入手段を備えることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項９】
請求項３に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記限外濾過膜の孔径が、０.１μｍ〜１.０μｍであることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第３の液中膜分離槽に、ガリウム砒素半導体製造プロセスで排水される現像液排水と砒素を含む排水が導入されることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第２の液中膜分離槽の最下部の第２沈澱部に沈殿濃縮した砒素含有スラリーを、上記第３の液中膜分離槽に返送することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１２】
請求項８に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第３の液中膜分離槽に、ガリウム砒素半導体製造プロセスから発生する窒素含有現像排水と砒素含有排水を導入して、砒素酸化細菌を培養し、上記培養した砒素酸化細菌を、上記第２液中膜分離槽に導入することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第２の液中膜分離槽の最下部の第２沈澱部に沈殿濃縮した砒素含有スラリーが、砒素酸化細菌を含有していることを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のガリウム砒素含有排水の処理装置において、
上記第２の液中膜分離槽における砒素含有排水中の３価の砒素を、上記砒素酸化細菌で５価の砒素に微生物酸化して排水処理することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記ガリウム砒素含有排水は、ガリウム砒素とガリウムリンを含有する化合物半導体排水であり、
上記液中膜分離槽が有する上記液中膜部の液中膜から得た処理水を、順次、砒素リン除去装置、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
上記逆浸透膜装置および上記電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記反応部に返送することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記液中膜分離槽を第１液中膜分離槽とし、
上記第１液中膜分離槽で濃縮した濃縮物を、上記第１液中膜分離槽の下に配置されていると共に反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第２の液中膜分離槽に導入して、さらなる濃縮を行うことを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記第１液中膜分離槽の液中膜および上記第２液中膜分離槽の液中膜からの処理水を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第３液中膜分離槽の上記反応部にｐＨ調整剤と凝集剤としての塩化第２鉄と共に導入し、
上記第３液中膜分離槽での沈殿物を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第４液中膜分離槽でさらに濃縮し、
一方、上記第３液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水および、上記第４液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水を、順次、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
上記逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記第１液中膜分離槽の反応部に返送することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水の一部と、化合物半導体製造プロセスから発生する有機物含有現像排水とを、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第５液中膜分離槽に導入して、この第５液中膜分離槽で砒素酸化細菌を培養濃縮し、この砒素酸化細菌を、上記第３液中膜分離槽に導入することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記第３液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、上記第５液中膜分離槽に返送することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記第５液中膜分離槽で培養した砒素酸化細菌を、上記第１液中膜分離槽および上記第３液中膜分離槽に導入することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記液中膜分離槽の上記沈澱部で、水酸化ガリウムを沈殿させて濃縮した後、さらに、蒸発装置で濃縮することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２２】
請求項１５に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記液中膜分離槽を第１液中膜分離槽とし、
上記第１液中膜分離槽の液中膜からの処理水を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第２液中膜分離槽の上記反応部にｐＨ調整剤と凝集剤としての塩化第２鉄と共に導入し、
上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水の一部と、化合物半導体製造プロセスから発生する有機物含有現像排水とを、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第３液中膜分離槽に導入して、この第３液中膜分離槽で砒素酸化細菌を培養濃縮し、この砒素酸化細菌を、上記第２液中膜分離槽に導入し、
上記第１液中膜分離槽で、沈殿させて濃縮した水酸化ガリウム含有液を蒸発装置に導入して濃縮し、
一方、上記第２液中膜分離槽で、沈殿させて濃縮した砒素リン含有液を蒸発装置に導入して濃縮することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水が、過酸化水素を含むことを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２４】
請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記化合物半導体排水に含まれるガリウム砒素と水を処理して、このガリウム,砒素と水をそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２５】
請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記化合物半導体排水に含まれるガリウム砒素と水を処理して、このガリウム,砒素と水をそれぞれ別個に回収し、上記ガリウム,砒素は有価物として回収し、一方、上記水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【請求項２６】
請求項１５から請求項２３のいずれか１項に記載のガリウム砒素含有排水の処理方法において、
上記ガリウム砒素含有排水中のガリウムと砒素と水を処理して、このガリウムと砒素と水をそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立することを特徴とするガリウム砒素含有排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有価金属としてのガリウムと有害金属としての砒素を含む排水からガリウムと砒素を回収して、それらをリサイクルするガリウム砒素含有排水の処理方法および処理装置に関する。さらに、この発明は、残った処理水に適当な前処理を実施して、超純水製造装置の原水としてリサイクルする化合物半導体(ガリウム砒素)排水等の完全クローズドシステムを構築できるガリウム砒素含有排水の処理方法および処理装置に関する。さらに、この発明は、有価金属としてのガリウムと有害金属としての砒素等を含む化合物半導体排水から、(1)ガリウム、(2)砒素リン混合物をそれぞれ別個に回収して、別の場所でそれらを有効にリサイクルし、残った水は最適な前処理を実施して超純水製造装置の原水としてリサイクルする化合物半導体(ガリウム砒素、ガリウムリン等)排水の完全クローズドシステムを実現するガリウム砒素含有排水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガリウム砒素含有排水は、凝集剤としての塩化第二鉄、中和剤および高分子凝集剤を添加して処理する、いわゆる、中和凝集沈殿法が最も一般的であった。この中和凝集沈殿法では、沈殿物は産業廃棄物として法的規制のもと、処理処分されていた。
【０００３】
一方、ガリウム砒素含有排水を、蒸発,濃縮させて濃縮物を回収し、蒸発した水は冷却して水に戻し、適当な前処理をして超純水製造装置の原水としてリサイクルする方法もある。
【０００４】
また、もう１つの従来技術として、特開２０００-１１７２７０号公報に記載のものがある。この従来技術は、金属含有排水のｐＨを水酸化ナトリウム等のアルカリ剤により調整して、金属水酸化物を形成させた後、１μｍ 〜１０μｍの孔径を有する膜分離装置に通水することにより、水と金属水酸化物を効率的に分離し、有価金属を回収して再利用している。さらに、前工程として、金属含有排水のｐＨを３〜４に調整して、クロムと鉄の水酸化物を分離回収して、金属を選択的に分離回収している。
【０００５】
この特開２０００-１１７２７０号公報に記載の従来技術の処理装置は、図５８に具体的に示すように、ｐＨ調整槽９４１、セラミックス膜等を充填したＭＦ膜分離装置９４２、ポンプ９４３、再ｐＨ調整槽９４４、ＲＯ膜分離装置９４５、再溶解槽９４６から構成されている。
【０００６】
そして、重金属を含有する排水を、ｐＨ調整槽９４１での滞留時間が３０分になるように供給する。続いて、ＭＦ膜分離装置９４２に接続したポンプ９４３を稼動させる。
【０００７】
処理水のポンプ９４３は、ｐＨ調整槽９４１に設置した液面スイッチと連動しており、ｐＨ調整槽９４１の水位によって制御される。ｐＨ調整槽９４１内で生成した金属水酸化物は、ＭＦ膜分離装置９４２内の膜によって濃縮される。
【０００８】
一方、濃縮水酸化金属は、再溶解槽９４６で溶解され、高濃度のニッケル、亜鉛溶液となり、工場のメッキ浴等で再利用される。
【０００９】
また、上記特開２０００-１１７２７０号公報に記載のもう１つの従来技術を、図５９を参照して説明する。この従来技術の処理装置は、鉄酸化細菌反応槽１０４８、ＭＦ膜分離装置１０４９、ｐＨ調整槽１０４１、ＭＦ膜分離装置１０４２、再ｐＨ調整槽１０４４、ＲＯ膜分離装置１０４５等から構成されている。
【００１０】
そして、鉄酸化細菌反応槽１０４８での排水のｐＨは、硫酸および苛性ソーダによって、ｐＨ３に制御され、栄養剤として窒素およびリンが添加されている。この鉄酸化細菌反応槽１０４８の内部には、鉄酸化細菌回収用ＭＦ膜分離装置１０４９が設置されている。このＭＦ膜分離装置１０４９は、シリカ−アルミナ系セラミックスで孔径が１０μｍのＭＦ膜を採用している。このＭＦ膜は、空気によって、膜内部から膜面を連続的に洗浄されている。
【００１１】
このＭＦ膜で生成した水酸化鉄,水酸化クロムおよび鉄酸化細菌の濃縮液は、一部が鉄酸化細菌反応槽１０４８に返送され、他の一部は引き抜かれ、乾燥,造粒された後、再利用されている。この鉄酸化細菌反応槽１０４８内には、水酸化鉄,水酸化クロムおよび鉄酸化細菌が蓄積し、ＭＬＳＳ(Ｍixed Ｌiquor Ｓuspended Ｓolids)濃度として、１００〜２００ｍｇ／ｌ(ミリグラム/リッター)で管理している。さらに、ｐＨ調整槽１０４１において、苛性ソーダ溶液によって、鉄酸化細菌処理水のｐＨを９に調整している。そして、撹拌した後、ニッケル,亜鉛の水酸化物を生成させている。
【００１２】
この後、ｐＨ調整槽１０４１から、ポンプ１０４３によって、ｐＨ調整槽１０４１の外部に設置したＭＦ膜分離装置１０４２に通水している。
【００１３】
また、今１つの従来技術(第３従来例)が、特開平９-２８５７８６号公報に記載されている。この第３従来例では、図６０に示す通り、砒素を含んだ原水に予め、砒素を沈殿させる薬品あるいは砒素を吸着する吸着材を添加した混合水１１７５を、膜濾過槽１１７４に流入させる。
【００１４】
または、原水を、膜濾過槽１１７４に流入させ、上記薬品あるいは吸着材を添加して混合水となして、原水中の砒素を沈殿させるか、あるいは、吸着材に吸着させるとともに、膜濾過槽１１７４内の混合水１１７６を槽１１７４内に設置した膜濾過装置１１７３(液中膜)によって固液分離する。その際、膜濾過槽１１７４への流入水量に対する膜濾過水１１７７の取出量を９９％以上として、添加した薬品を膜濾過槽１１７４内に高濃度に保持することによって、砒素の沈殿を促進している。なお、図６０において、１１７１は原水導入管、１１７２は凝集剤注入管、１１７５は処理槽、１１８８は貯水槽である。
【００１５】
この第３の従来技術は、３価の砒素を酸化するのに、酸化剤を添加するか、オゾン処理するか、どちらかの方法で５価の砒素に酸化した後、薬品または吸着材を添加した混合水を液中膜が設置してある膜濾過槽１１７４に導入して、砒素の沈殿あるいは吸着を促進して分離するものである。
【００１６】
また、今１つの従来技術(第４従来例)が、特許公報平３−６１５１４号公報に記載されている。この第４の従来技術は、ガリウムおよび砒素を含む排水から砒素を除去し、ガリウムを回収する排水の処理方法である。
【００１７】
具体的には、ガリウムおよび砒素を含む排水に可溶性第２鉄塩を添加し、アルカリ剤によってｐＨを調節してガリウムおよび砒素を水酸化第２鉄の沈殿と共沈させている。
【００１８】
そして、沈殿物を水に懸濁させ、アルカリ剤である水酸化ナトリウムを添加してｐＨをアルカリ側に調節することによってガリウムを沈殿物から溶出させ、沈殿物と分離させた後、水を蒸発乾固してガリウムを回収している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術としての特開２０００-１１７２７０号公報には、『金属含有排水のｐＨを調整して金属水酸化物を形成させた後、１μｍ〜１０μｍの孔径を有する膜分離装置に通水することにより、水と金属水酸化物とを分離することを特徴とする金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』と記載されている。
【００２０】
これに対し、半導体工場のガリウム砒素プロセスでは、工場内生産装置である裏面研磨装置では、孔径１μｍ以下(例えば、孔径０.４μｍ)のフィルターを用いて、装置内の液の循環を実施している。よって、０.４μｍ以上の粒子が排水される。０.４μｍ以上の粒子を捕捉するためには、０.４μｍの孔径を有する膜分離装置に通水する必要がある。
【００２１】
一方、ＭＦ膜の孔径は、１μｍ〜１０μｍ程度のものが一般的であること、および、孔径が小さくなるとポンプ動力が大きくなることを考慮に入れ、省エネルギー性も考慮して、採用するＭＦ膜の孔径を慎重に検討する必要がある。
【００２２】
また、ＵＦ(Ｕltra Ｆilter：限外濾過膜)は、０.００２μｍ〜０.４μｍ程度の孔径のＵＦが市販されているので、目的にあった機種を選定し、省エネとなるシステムを構築すればよい。
【００２３】
また、従来技術としての特開２０００-１１７２７０号公報に記載のものは、高濃度(１０％以上)に金属を回収できていないし、逆浸透膜で回収した金属イオンを排水処理に再利用することなく放流している。特開２０００-１１７２７０号公報のＭＦ膜分離装置は、ポンプで消費する電気エネルギーが大きい。
【００２４】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『金属含有排水のｐＨを調整して金属水酸化物を形成させるとともに、高分子凝集剤または液体キレート剤を併用して投入し、金属水酸化物のフロックを形成させた後、５０μｍ〜２００μｍの孔径を有する膜分離装置に通水することにより、水と金属水酸化物のフロックとを分離することを特徴とする金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。
【００２５】
この記載に対し、有価金属であるガリウムを回収するには、水酸化物となっているのはしかたがないとしても、凝集剤等の不純物が含まれないことが望まれる。具体的には、水酸化ガリウムのみが望まれるが、この従来技術では高分子凝集剤または液体キレート剤を併用して投入し、金属水酸化物のフロックを形成させている。
【００２６】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『３価クロム、２価鉄のイオンを含有する金属含有排水から、第１段階で、ｐＨを３〜４に調整して、２価鉄を３価鉄に酸化することにより、クロムと鉄の水酸化物を形成させた後、１μｍ〜１０μｍの孔径を有する膜分離装置に通水することにより、水と鉄およびクロムの水酸化物とを分離し、次に、当該処理水から、第２段階で、請求項１または２に記載の方法により、残部金属を分離回収することを特徴とする金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。
【００２７】
この従来技術を応用して、ガリウム砒素排水を処理した場合、砒素が３価から５価に酸化されて沈殿しやすくなり、沈殿物としての水酸化ガリウムとの混合物となり、ガリウムを製錬回収する際に面倒となる課題がある。
【００２８】
あくまでも、水酸化ガリウムと５価の砒素は区別して別々に回収することがコスト的なメリットがある。
【００２９】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『２価鉄を３価鉄に酸化する際に、鉄酸化細菌を用いることを特徴とする請求項３に記載の金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。これに対して、ガリウム砒素排水を処理する場合、鉄酸化細菌では役立たない課題がある。
【００３０】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『ニッケル、亜鉛、３価クロム、２価鉄のイオンを含有する金属含有排水から、請求項３または４に記載の方法により金属を分離回収する際、上記第２段階において、ｐＨを８〜１０に調整してニッケルおよび亜鉛の水酸化物を形成させ、水とニッケルおよび亜鉛の水酸化物とを分離することを特徴とする金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。
【００３１】
ところが、ガリウム砒素排水の場合、第２段階で砒素を酸化した後、すなわち、安定な不溶性塩とした後、凝集剤を添加して沈殿物を形成する必要があるのに対して、上記従来技術には、酸化の工程がない課題がある。
【００３２】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『膜分離装置としてセラミックスを素材とした膜を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。しかし、セラミックスを素材とした膜分離装置は、一般的に価格が高い。
【００３３】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『分離回収した金属水酸化物の濃縮物を、硫酸によりｐＨを０.５〜３に調整して金属を再溶解させ、金属の濃縮液を回収し再利用することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。
【００３４】
ところが、ガリウム砒素排水において、ガリウムを製錬する場合、ガリウムの濃度が、可能な限り高濃度のガリウムスラリーが求められているので、従来技術の膜分離後に、さらに、濃縮とか沈殿とかの濃縮沈殿工程が必要な課題がある。
【００３５】
また、上記従来技術(特開２０００-１１７２７０)には、『金属水酸化物を分離回収した後の処理水を逆浸透膜に通水して処理水を再利用することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の金属含有排水の処理および有価金属の回収方法。』が記載されている。
【００３６】
ところが、ガリウム砒素排水の場合、逆浸透膜に通水する前に前処理装置が必要であるのに対して、従来技術では、前処理工程がない。
【００３７】
また、上記従来技術(特開２０００−１１７２７０)では、ＭＦ膜分離装置に関係するポンプ(ポンプ１０４３、ポンプ１０５０)の動力が大きいことが、省エネ時代に至った現在では、課題である。
【００３８】
また、第３の従来技術(特開平９-２８５７８６)では、請求項１において『ヒ素を含んだ原水に予め、ヒ素を沈殿させる薬品あるいはヒ素を吸着する吸着材を添加した混合水を膜濾過槽に流入させるか、または原水を膜濾過槽に流入させ上記薬品あるいは吸着材を添加して混合水となして、原水中のヒ素を沈殿させるかあるいは吸着材に吸着させるとともに、膜濾過槽内の混合水を槽内に設置した浸漬型膜濾過装置によって固液分離し、浸漬型膜濾過装置の膜面を透過した膜濾過水を槽外へ取出すに際し、上記膜濾過槽への流入水量に対する膜濾過水の取出量を99パ-セント以上として、膜濾過槽内に薬品あるいは、吸着材を高濃度に保持することによって、砒素の沈殿あるいは吸着を促進することを特徴とする浸漬型膜濾過装置を用いた水処理設備の運転方法』としている。
【００３９】
この請求項１では、ヒ素は処理できるものの、ガリウム砒素排水のように、２つの金属を分離する工程はない。また、請求項２において『原水に酸化剤を添加するか、あるいは原水をオゾン処理することによって、原水中のヒ素を５価のヒ素イオンまで酸化することを特徴とする請求項１記載の浸漬型膜濾過装置を用いた水処理設備の運転方法』としている。この請求項２では、原水中のヒ素を５価のヒ素イオンまで酸化するのに、薬品を用いているので薬品代がかかる。
そこで、この発明の目的は、化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水を効率的に、かつ、安定して処理できるとともに、省エネルギーで、しかも排水から有価金属を有価物として回収して再利用でき、排水の完全クローズドシステムを確立することができるガリウム砒素含有排水の処理方法および処理装置を提供することにある。
【００４０】
また、この発明の今１つの目的は、添加した水酸化ナトリウムのナトリウムイオンを再利用できるとともに、排水を処理して超純水製造装置の原水として再利用できる完全クローズドシステムを確立することができるガリウム砒素含有排水の処理方法を提供することにある。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法は、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる液中膜分離槽に、化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水を上から導入する工程と、
上記反応部に、ｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加してガリウム砒素含有排水と反応させる工程と、
上記液中膜部の液中膜で上記ガリウム砒素含有排水を水と水酸化ガリウムとに分離する工程と、
上記沈澱部で上記分離された水酸化ガリウムを沈殿濃縮する工程とを備え、
上記反応部は、上記液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌することを特徴としている。
【００４２】
この発明では、反応部にｐＨ調整剤を添加しているので、水酸化物を形成させて、液中膜で固液分離することができる。また、沈澱部で、エネルギーを使用することなく重力の作用で、金属を沈殿濃縮できる。
【００４３】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水が上から導入され、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から順に配置された液中膜分離槽を備え、
上記反応部は、上記液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、
さらに、上記反応部に、ｐＨ計が設置され、かつ、上記ｐＨ計が計測するｐＨに応じて制御されて上記反応部にｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加するｐＨ調整剤添加手段を有し、
上記ｐＨ調整剤添加手段で上記反応部に上記ｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加して上記ガリウム砒素含有排水と反応させ、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌し、
上記液中膜部で上記ガリウム砒素含有排水を水と水酸化ガリウムとに分離し、
上記沈澱部で分離された水酸化ガリウムを沈殿濃縮することを特徴としている。
【００４４】
この実施形態では、液中膜分離槽に金属含有排水を上から導入し、上記反応部にｐＨ調整剤を添加して反応させ、液中膜部で水と金属とを分離し、沈澱部で金属を沈殿濃縮する。これにより、水酸化物を形成させて、液中膜で固液分離できる。また、沈澱部において、エネルギーを使用することなく、重力の作用で、金属を沈殿濃縮できる。
【００４５】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記液中膜が限外濾過膜であり、上記反応部に、上記散気管が吐出した空気による気泡がぶつかるように配置された充填材が設置されている。
【００４６】
この実施形態では、上記液中膜が限外濾過膜であり、かつ、反応部にｐＨ計と充填材が設置されていて、反応部でのｐＨを４〜５に調整しているので、水酸化ガリウムを効率良く生成させて、その後、限外濾過膜である液中膜で、精度高く固液分離できる。
【００４７】
この実施形態では、液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出し、反応部に撹拌用充填材が存在しているので、反応部において、排水の撹拌が促進され、排水とｐＨ調整剤との反応が確実となり、水酸化ガリウムが効率良く生成する。また、反応部でのｐＨが４〜５に調整されているので、排水中のガリウムが選択的に水酸化ガリウムとして生成する。
【００４８】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記充填材が、撹拌構造を有するラインミキサーである。
【００４９】
この実施形態では、上記充填材がラインミキサー等の反応促進部材であるので、散気管から吐出する空気と、反応部の充填材とによって、排水の撹拌がより促進され、数分間の滞留時間でも、排水とｐＨ調整剤との反応がより確実となる。
【００５０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記液中膜部で分離された水を、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちのいずれか１つ、もしくは、それらの組み合わせで構成された前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルする。
【００５１】
この実施形態では、液中膜部で分離された水を前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルするので、水の有効利用ができクローズドシステムが完成する。
【００５２】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記反応部,液中膜部,沈殿部,ｐＨ調整剤添加手段を第１反応部,第１液中膜部,第１沈殿部,第１ｐＨ調整剤添加手段として有する第１の液中膜分離槽と、
上記第１の液中膜分離槽の第１液中膜部からの処理水が上から導入され、第２反応部と、第２液中膜を有する第２液中膜部と、第２沈澱部とが上から順に配置された第２の液中膜分離槽とを備え、
さらに、上記第１反応部に、第１ｐＨ計が設置され、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌し、
上記第１液中膜部の第１液中膜で上記ガリウム砒素含有排水から水と水酸化ガリウムとを分離し、続いて、最下部の上記第１沈澱部で分離された上記水酸化ガリウムを沈殿濃縮し、
上記第２の液中膜分離槽では、
上記第２反応部は、上記第２液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、
さらに、上記第２反応部に、凝集剤としての塩化第２鉄を添加する凝集剤添加手段を有し、
上記凝集剤添加手段で上記第２反応部に上記凝集剤としての塩化第２鉄を添加して上記第１液中膜からの処理水と反応させ、かつ、上記第２液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記処理水を撹拌し、
上記第２液中膜部の第２液中膜で処理水と砒酸鉄とを分離し、続いて、最下部の第２沈澱部で砒酸鉄を沈殿,濃縮する。
【００５３】
この実施形態の排水処理装置は、第１の液中膜分離槽と第２の液中膜分離槽を備えているので、２つのグループの沈殿物を分離,濃縮,沈殿できる。
【００５４】
上記第１の液中膜分離槽では、ｐＨ調整剤で形成される水酸化物を濃縮沈殿分離でき、また、第２の液中膜分離槽では、第１の液中膜分離槽で膜分離された後の処理水(分離水)に、凝集剤とｐＨ調整剤を添加することによって、フロック等のより大きな沈殿物が形成され、水酸化物を濃縮,沈殿,分離できる。
【００５５】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記第２の液中膜部で分離された水を、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちのいずれか１つ、もしくは、それらの組み合わせで構成された前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルする。
【００５６】
この実施形態では、第２の液中膜部で分離された水を前処理装置に導入して前処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルするので、２段の膜で処理した水を前処理することとなる。したがって、前処理装置への負荷が小さくなり、超純水製造装置の原水として容易にリサイクルできる。
【００５７】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上から上記ガリウム砒素排水が導入され、第３液中膜を有する第３液中膜部と、第３沈殿部とが上から順に配置された第３の液中膜分離槽を備え、
さらに、上記第３沈殿部での沈殿物を上記第２の液中膜分離槽の第２反応部に導入する沈殿物導入手段を備える。
【００５８】
この実施形態では、第１の液中膜からの当該処理水と第３液中膜分離槽からの沈殿物とを第２の液中膜分離槽の上から導入するので、この第２の液中膜分離槽において、混合された排水は、第３液中膜分離槽からの沈殿物の影響を受けながら処理される。また、第２反応部では、凝集剤とｐＨ調整剤が添加されるので、第２反応部では、フロック等のより大きな沈殿物が形成され、濃縮,沈殿,分離できる。
【００５９】
また、本発明のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記ガリウム砒素含有排水が、化合物半導体を含む排水であり、上記ｐＨ調整剤が苛性ソーダである。
【００６０】
この発明では、ガリウム砒素含有排水が、化合物半導体の排水であり、ｐＨ調整剤が苛性ソーダであるので、化合物半導体に関係する金属を苛性ソーダによって、水酸化物を形成できる。
【００６１】
また、本発明のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記化合物半導体を含む排水が、ガリウム砒素を含む排水である。
【００６２】
この発明では、化合物半導体の排水がガリウム砒素を含む排水であるので、ガリウムを水酸化ガリウムとして回収できる。
【００６３】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記限外濾過膜の孔径が、０.１μｍ〜１.０μｍである。
【００６４】
この実施形態では、上記限外濾過膜の孔径が、０.１μｍ〜１.０μｍであるので、微細な固形物を確実に分離できる。
【００６５】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記前処理装置は、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちのいずれか１つ、もしくは、それらの組み合わせである。
【００６６】
この実施形態では、前処理装置が、活性炭吸着装置、イオン交換装置、逆浸透膜装置のうちどれか、もしくは、それらの組み合わせであるので、前処理装置への処理水に、ある程度の有機物,イオンおよび微粒子等が存在していても、確実に、超純水製造装置の原水として前処理することができる。
【００６７】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記金属含有排水がガリウム砒素を含む排水であり、上記沈澱部で沈殿濃縮する金属が水酸化ガリウムである。
【００６８】
この実施形態では、金属含有排水がガリウム砒素を含む排水で、沈殿濃縮金属が水酸化ガリウムであるので、有価物として水酸化ガリウムをガリウムメーカーに引き渡し、ガリウムをリサイクルできる。
【００６９】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記凝集剤が塩化第二鉄であり、上記ｐＨ調整剤が苛性ソーダである。
【００７０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記凝集剤が塩化第二鉄であり、上記ｐＨ調整剤が苛性ソーダである。
【００７１】
上記実施形態によれば、凝集剤が塩化第二鉄で、ｐＨ調整剤が苛性ソーダであるので、砒素を砒酸鉄として不溶性塩にすることができる。
【００７２】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、金属含有排水がガリウム砒素を含む排水であり、
第１の液中膜分離槽における沈殿濃縮金属が水酸化ガリウムであり、
第２液中膜分離槽における沈殿濃縮金属が砒酸鉄である。
【００７３】
この実施形態では、金属含有排水がガリウム砒素を含む排水で、第１の液中膜分離槽における沈殿濃縮金属が水酸化ガリウムで、第２液中膜分離槽における沈殿濃縮金属が砒酸鉄であるので、２種類の金属を分別して回収でき、メーカーによる精錬が容易となる。
【００７４】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記第３の液中膜分離槽に、ガリウム砒素半導体製造プロセスで排水される現像液排水と砒素を含む排水が導入される。
【００７５】
この実施形態では、第３液中膜分離槽に、ガリウム砒素半導体製造プロセスで排水される現像排水と砒素を含む排水が導入されるので、第３液中膜分離槽で、現像排水中の窒素を栄養源に砒素酸化細菌を培養繁殖させることができる。
【００７６】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記第２の液中膜分離槽の最下部の第２沈澱部に沈殿濃縮した砒素含有スラリーを、上記第３の液中膜分離槽に返送する。
【００７７】
この実施形態では、第２液中膜分離槽の最下部の沈澱部に沈殿濃縮したスラリーを第３液中膜分離槽に返送するので、必要量の砒素酸化細菌を第３液中膜分離槽に返送して確保できると同時に、再度第２液中膜分離槽における砒素の３価から５価への酸化に役立たせることができる。
【００７８】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記第３の液中膜分離槽に、ガリウム砒素半導体製造プロセスから発生する窒素含有現像排水と砒素含有排水を導入して、砒素酸化細菌を培養し、上記培養した砒素酸化細菌を、上記第２液中膜分離槽に導入する。
【００７９】
この実施形態では、第３液中膜分離槽に現像排水と砒素含有排水を導入して砒素酸化細菌を培養し、上記培養した砒素酸化細菌を第２液中膜分離槽に導入するので、現像排水中の窒素成分を砒素酸化細菌の培養繁殖に役立たせることができる。また、培養した砒素酸化細菌を利用して、第２液中膜分離槽において、砒素の３価から５価への酸化を効率的に低コストで実施できる。
【００８０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理装置は、上記第２の液中膜分離槽の最下部の第２沈澱部に沈殿濃縮した砒素含有スラリーが、砒素酸化細菌を含有している。
【００８１】
この実施形態では、第２液中膜分離槽の最下部の沈澱部に沈殿濃縮したスラリーに砒素酸化細菌が含有しているので、スラリーをシステム内で必要量だけ循環し、最適システムを構築することができる。
【００８２】
また、一実施形態は、上記第２の液中膜分離槽における砒素含有排水中の３価の砒素を、上記砒素酸化細菌で５価の砒素に微生物酸化して排水処理する。
【００８３】
この実施形態では、砒素含有排水中の３価の砒素を砒素酸化細菌で５価の砒素に微生物酸化して排水処理するので、酸化剤としての薬品を使用することがなく、ランニングコストを低減できる。
【００８４】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、砒素含有排水中の３価の砒素を、砒素酸化細菌で５価の砒素にして、かつ、凝集剤とｐＨ調整剤を添加して排水処理する。
【００８５】
この実施形態では、砒素含有排水中の３価の砒素を砒素酸化細菌で５価の砒素にして、かつ凝集剤を添加して排水処理するので不溶性塩として砒素を捉えて、凝集剤とｐＨ調整剤によって大きなフロックとすることができる。
【００８６】
また、一参考例では、金属含有排水から金属を回収する金属含有排水の処理方法であって、
金属含有排水に、ｐＨ調整剤を添加して、第１液中膜分離装置に通水することにより、上記金属含有排水から水と金属水酸化物とを分離する工程と、
上記排水を、逆浸透膜分離装置に通水することにより、上記排水から、上記排水に溶解している別の金属を含有する濃縮液を分離する工程と、
上記別の金属を含有する濃縮液を、上記第１液中膜分離装置に返送して、上記ｐＨ調整剤とともに排水に添加する工程とを備える。
【００８７】
この参考例によれば、金属含有排水に、ｐＨ調整剤を添加して反応させて、金属水酸化物を形成させた後に、第１液中膜分離装置に通水すれば、金属水酸化物を第１液中膜分離装置で濃縮することができる。
【００８８】
また、上記第１液中膜分離装置を通過した別の金属は、逆浸透膜分離装置に通水することにより、今度は逆浸透膜分離装置であるが故、濃縮液側に移行し、上記別の金属を含む濃縮液を、再度ｐＨ調整剤として排水に返送し添加して、新しいｐＨ調整剤の使用量を減少させることができる。すなわち、ランニングコストを低減できる。
【００８９】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１液中膜分離装置の後段で、上記金属含有排水に、ｐＨ調整剤と凝集剤を添加して、第２液中膜分離装置に通水し、
続いて、ｐＨ調整剤を添加して、逆浸透膜分離装置に通水し、さらに、上記逆浸透膜分離装置の後段に配置した超純水製造装置に通し、
上記逆浸透膜分離装置からの濃縮液を、上記第１液中膜分離装置に返送して、上記ｐＨ調整剤とともに排水に添加する。
【００９０】
この参考例によれば、排水にｐＨ調整剤を添加して、水と第１金属水酸化物を生成し、この水と第１金属水酸化物を、第１液中膜分離装置で、水と第１金属水酸化物の濃縮物とに分離する。
【００９１】
続いて、第１液中膜分離装置の後段で、排水にｐＨ調整剤(例えば、水酸化ナトリウム)と凝集剤(例えば、塩化第二鉄)を添加し、続いて、第２液中膜分離装置によって、第２金属(砒素)が溶解している排水を、水と第２金属濃縮物とに分離できる。
【００９２】
さらに、上記第２液中膜分離装置の後段で、逆浸透膜分離装置によって、濃縮した金属(ナトリウムイオン)は、最初の第１液中膜分離装置の前段に返送,添加して、ｐＨ調整剤としてリサイクルできる。
【００９３】
この参考例によれば、第１,第２の液中膜分離装置によって、第１,第２の２種類の金属を分離回収できると同時に、最初に添加したｐＨ調整剤が含む金属(ナトリウム)をｐＨ調整剤としてリサイクルでき、ランニングコストを低減できる効果がある。
【００９４】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記逆浸透膜分離装置の後段に配置した電気脱イオン装置から得た水を、超純水製造装置に導入して、再利用し、
上記逆浸透膜分離装置および上記電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記第１液中膜分離装置に返送して、上記ｐＨ調整剤とともに上記排水に添加し、上記第１液中膜分離装置に通水する。
【００９５】
この参考例によれば、逆浸透膜分離装置の後に、電気脱イオン装置を配置して、イオンを電気的に除去して、後段の超純水製造装置の負荷を少なくして、超純水製造装置の水質を向上させることができる。
【００９６】
電気脱イオン装置は、イオン交換樹脂のように酸,アルカリで再生する必要もなく、当然として再生廃液は発生しないため、排水処理設備を削除することができる。すなわち、電気脱イオン装置を使用しているので、薬品としての化学物質を使用することなく、廃液を発生させることなくシステムを完成でき、環境に優しいシステムとなる効果がある。
【００９７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１液中膜分離装置の後段、かつ、上記第２液中膜分離装置の前段で、排水に、ｐＨ調整剤,凝集剤および金属酸化細菌を添加する。
【００９８】
この参考例によれば、第１液中膜分離装置の後段で、ｐＨ調整剤、凝集剤および金属酸化細菌を添加しているので、この金属酸化細菌によって、排水中の金属を酸化して金属を安定化することができる。
【００９９】
この参考例では、薬品としての酸化剤によって金属を酸化するのではなく、金属酸化細菌を用いて金属を酸化するので、薬品代を節約でき、ランニングコストを低減することができる。
【０１００】
また、一実施形態は、上記ガリウム砒素含有排水は、ガリウム砒素とガリウムリンを含有する化合物半導体排水であり、
上記液中膜分離槽が有する上記液中膜部の液中膜から得た処理水を、順次、砒素リン除去装置、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
上記逆浸透膜装置および上記電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記反応部に返送する。
【０１０１】
この実施形態によれば、金属としてのガリウムを回収することができ、また、分離水中の砒素やリンは砒素リン除去装置で除去し、さらに前処理して、超純水製造装置に水をリサイクルしている。よって、ガリウム、砒素、リンを含む排水の完全クローズドシステムを完成することができる。
【０１０２】
また、逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、第１液中膜分離槽の反応部に返送することによって、上記濃縮水中の金属(ナトリウムイオン)を返送してリサイクルでき、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムの使用量を低減でき、ランニングコストを低減できる。
【０１０３】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記液中膜分離槽を第１液中膜分離槽とし、
上記第１液中膜分離槽で濃縮した濃縮物を、上記第１液中膜分離槽の下に配置されていると共に反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第２の液中膜分離槽に導入して、さらなる濃縮を行う。
【０１０４】
この実施形態によれば、上記第１液中膜分離槽の下部に、第２液中膜分離槽が配置されているので、蒸発装置の様な多大なエネルギーを使用することなく、２段階の物理的な手段でもって、排水中の金属を濃縮することができ、濃縮液の濃度を高めることができる。
【０１０５】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記第１液中膜分離槽の液中膜および上記第２液中膜分離槽の液中膜からの処理水を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第３液中膜分離槽の上記反応部にｐＨ調整剤と凝集剤としての塩化第２鉄と共に導入し、
上記第３液中膜分離槽での沈殿物を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第４液中膜分離槽でさらに濃縮し、
一方、上記第３液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水および、上記第４液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水を、順次、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
上記逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記第１液中膜分離槽の反応部に返送する。
【０１０６】
この実施形態によれば、ガリウムと砒素を分離した後、ガリウムも砒素も２段の液中膜分離槽(第２液中膜分離槽と第４液中膜分離槽)で、蒸発装置の様な多大なエネルギーを使用することなく、それぞれに濃縮することができる。したがって、この実施形態によれば、ガリウムと砒素を、極力エネルギーを使用しないで濃縮できる。
【０１０７】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水の一部と、化合物半導体製造プロセスから発生する有機物含有現像排水とを、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第５液中膜分離槽に導入して、この第５液中膜分離槽で砒素酸化細菌を培養濃縮し、この砒素酸化細菌を、上記第３液中膜分離槽に導入する。
【０１０８】
この実施形態によれば、第５液中膜分離槽で培養濃縮した砒素酸化細菌を第３液中膜分離槽に導入するので、この第３液中膜分離槽において、３価の砒素を砒素酸化細菌によって、安定な５価の砒素として、濃縮分離することができる。また、薬品としての酸化剤を使用しないので、ランニングコストを低減することができる。
【０１０９】
また、砒素酸化細菌は、第５液中膜分離槽において化合物半導体製造プロセスより発生する現像排水中の有機物を栄養に繁殖し、また、化合物半導体排水に含まれる砒素をベースとして繁殖する。このため、砒素酸化細菌は、培養においても、コストのかかる栄養剤を使用する必要がなく、ランニングコストを低減できる。
【０１１０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記第３液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、上記第５液中膜分離槽に返送する。
【０１１１】
この実施形態によれば、第３液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、第５液中膜分離槽に返送しているので、上記濃縮液中の砒素酸化細菌をリサイクルでき、第５液中膜分離槽での砒素酸化細菌の培養速度を早めることができる。
【０１１２】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記第５液中膜分離槽で培養した砒素酸化細菌を、上記第１液中膜分離槽および上記第３液中膜分離槽に導入する。
【０１１３】
この実施形態によれば、砒素酸化細菌を、第１液中膜分離槽および第３液中膜分離槽に導入して、砒素酸化細菌が持つ有機物分解能力を利用して、３価の砒素を安定な５価の砒素とすることができるだけでなく、排水中の有機物をも分解して、より超純水製造装置に対する水質上の負荷を低減できる。
【０１１４】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記金属酸化細菌が、砒素酸化細菌である。
【０１１５】
この参考例によれば、薬品としての酸化剤を使用することなく金属を酸化することができ、ランニングコストを低減することができる効果がある。
【０１１６】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記液中膜分離槽の上記沈澱部で、水酸化ガリウムを沈殿させて濃縮した後、さらに、蒸発装置で濃縮する。
【０１１７】
この実施形態によれば、沈澱部で金属を沈殿濃縮した後、さらに蒸発装置で濃縮するので、上記金属を短時間で濃縮できる。また、蒸発装置を使用するので、濃縮濃度を、容易に希望の濃度まで高めることができる。
【０１１８】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記液中膜分離槽を第１液中膜分離槽とし、
上記第１液中膜分離槽の液中膜からの処理水を、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第２液中膜分離槽の上記反応部にｐＨ調整剤と凝集剤としての塩化第２鉄と共に導入し、
上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水の一部と、化合物半導体製造プロセスから発生する有機物含有現像排水とを、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる第３液中膜分離槽に導入して、この第３液中膜分離槽で砒素酸化細菌を培養濃縮し、この砒素酸化細菌を、上記第２液中膜分離槽に導入し、
上記第１液中膜分離槽で、沈殿させて濃縮した水酸化ガリウム含有液を蒸発装置に導入して濃縮し、
一方、上記第２液中膜分離槽で、沈殿させて濃縮した砒素リン含有液を蒸発装置に導入して濃縮する。
【０１１９】
この実施形態によれば、第１液中膜分離槽と第３液中膜分離槽において、それぞれ、別々の金属を希望の濃度まで短時間に濃縮することができる。
【０１２０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記ガリウム砒素とガリウムリンを含む化合物半導体排水が、過酸化水素を含む。
【０１２１】
この実施形態によれば、排水中の過酸化水素を嫌気性の微生物で分解処理し、超純水製造装置の原水としてリサイクルし易くなる。
【０１２２】
また、一実施形態は、上記化合物半導体排水に含まれるガリウム砒素と水を処理して、このガリウム,砒素と水をそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立する。
【０１２３】
この実施形態によれば、化合物半導体排水に含まれる金属と水を処理してそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立しているので環境に与える影響を最小限とする効果がある。
【０１２４】
また、一実施形態は、上記化合物半導体排水に含まれるガリウム砒素と水を処理して、このガリウム,砒素と水をそれぞれ別個に回収し、上記ガリウム,砒素は有価物として回収し、一方、上記水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立する。
【０１２５】
この実施形態によれば、化合物半導体排水に含まれる金属と水を処理してそれぞれ別個に回収し、金属は有価物として回収し、また水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立しているので、環境に与える影響を最小限とすることができると同時に、金属は有価物として回収し、経済性を高めることができる。
【０１２６】
また、一実施形態は、上記ガリウム砒素含有排水中のガリウムと砒素と水を処理して、このガリウムと砒素と水をそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立する。
【０１２７】
この実施形態によれば、ガリウム砒素排水に含まれるガリウム、砒素および水を処理して、それぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立しているので、環境に与える影響を最小限とすることができる。
【０１２８】
また、一実施形態は、ガリウム砒素排水中のガリウムと砒素と水を処理して、このガリウムと砒素と水をそれぞれ別個に回収し、上記ガリウムと砒素は有価物として回収し、一方、上記水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立する。
【０１２９】
この実施形態によれば、ガリウム砒素排水に含まれるガリウム、砒素および水を処理して、それぞれ別個に回収し、金属は有価物として回収し、また、水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立している。したがって、環境に与える影響を最小限とすることができると同時に、金属は有価物として回収して、経済性を高めることができる。
【０１３０】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記砒素の処理に微生物を使用する。この実施形態によれば、微生物の力で上記砒素を処理でき、薬品による処理と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０１３１】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記微生物は、金属酸化細菌である。この実施形態によれば、金属を低いコストで酸化することができる。
【０１３２】
また、一実施形態のガリウム砒素含有排水の処理方法は、上記金属酸化細菌が砒素酸化細菌である。この実施形態によれば、３価の砒素を低コストで５価の砒素に酸化することができる。
【０１３３】
また、一参考例は、金属含有排水から金属を回収する金属含有排水の処理方法において、排水に予め、ｐＨ調整剤を添加して反応させた後、
上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に通水することによって、上記排水から金属水酸化物を分離し、
次に、上記排水から金属水酸化物を分離して得た処理水を、逆浸透膜分離装置に通水することによって、上記処理水から、上記処理水に溶解している別の金属を含有する濃縮液を分離し、
上記別の金属を含有する濃縮液を、上記多段型液中膜分離装置の前段まで返送して、上記ｐＨ調整剤とともに、上記排水に添加する。
【０１３４】
この参考例によれば、排水に、ｐＨ調整剤を添加して反応させて、金属水酸化物を形成させた後に、上下複数段に液中膜が配設された液中膜分離装置に通水する。これにより、多量の金属水酸化物を、この液中膜分離装置で効率的に濃縮できる。すなわち、処理能力を向上できる。
【０１３５】
また、上下複数段に液中膜が配設された液中膜分離装置を通過したｐＨ調整剤に起因する別の金属(例えば、ナトリウムイオン)は、逆浸透膜分離装置に通水することによって、今度は逆浸透膜分離装置であるが故、濃縮液側に移行し、上記別の金属を含む濃縮液を、再度ｐＨ調整剤とともに排水に返送添加して、リサイクルし、新規ｐＨ調整剤の使用量を減少させることができる。
【０１３６】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段型液中膜分離装置を第１の多段型液中膜分離装置とし、この第１の多段型液中膜分離装置の後段で、ｐＨ調整剤と凝集剤を添加し、
次に、上下複数段に配設された液中膜と、反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と上記液中膜を振動させる振動板とを有する第２の多段型液中膜分離装置に通水し、
続いて、ｐＨ調整剤を添加して、逆浸透膜分離装置に通水し、
さらに、上記逆浸透膜分離装置の後段に配置した超純水製造装置に、上記逆浸透膜分離装置からの処理水を導入し、
上記逆浸透膜分離装置からの濃縮液を、上記第１の多段型液中膜分離装置の前段に返送して、上記ｐＨ調整剤とともに上記排水に添加する。
【０１３７】
この参考例によれば、排水にｐＨ調整剤を添加して、多量の水と多量の金属水酸化物を上下複数段に液中膜が配設された液中膜分離装置で、水と濃縮物とに効率的に分離し、続いて、ｐＨ調整剤(水酸化ナトリウム)と凝集剤(塩化第二鉄)を添加して、水の中に溶解している金属(砒素)を、多量の水と多量の濃縮物とに分離することができる。すなわち、処理能力を向上させることができる。
【０１３８】
また、さらに、逆浸透膜分離装置にて濃縮した金属(ナトリウムイオン)は、上下複数段に液中膜が配設された第１の液中膜分離装置の前段に、返送添加してリサイクルすることができる。
【０１３９】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記逆浸透膜分離装置で得た処理水を、電気脱イオン装置に通水し、この電気脱イオン装置から得た処理水を、超純水製造装置に導入して再利用し、
一方、上記逆浸透膜分離装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記第１の多段型液中膜分離装置の前段へ返送して、上記ｐＨ調整剤とともに上記排水に添加する。
【０１４０】
この参考例によれば、逆浸透膜分離装置の後段に、電気脱イオン装置を配置して、イオンを電気的に除去して、後段の超純水製造装置の負荷を少なくして、超純水製造装置の水質を向上させることができる。この電気脱イオン装置は、イオン交換樹脂のように酸,アルカリで再生する必要もなく、当然、再生廃液は発生しないので、排水処理設備を削減できる。
【０１４１】
また、電気脱イオン装置からの濃縮水(ナトリウムイオンを含む濃縮水)を、上下複数段に液中膜が配設された第１の液中膜分離装置に返送して通水するので、金属(ナトリウム)イオンをリサイクルできる。
【０１４２】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１の多段型液中膜分離装置の後段で、ｐＨ調整剤,凝集剤および金属酸化細菌を添加する。
【０１４３】
この参考例によれば、上下複数段に液中膜が配設された第１の液中膜分離装置の後段で、ｐＨ調整剤,凝集剤および金属酸化細菌を添加しているので、上下複数段に配設された液中膜の処理能力の向上と同時に、金属酸化細菌によって、排水中の金属を酸化して金属を安定化させることができる。
【０１４４】
特に、薬品としての酸化剤によって金属を酸化しないで、金属酸化細菌を用いて酸化するので、薬品代を節約でき、ランニングコストを低減することができる。
【０１４５】
また、一参考例は、ｐＨ調整槽で、化合物半導体排水に、ｐＨ調整剤を添加して反応させた後、
上記ｐＨ調整槽からの排水を、ｐＨ計が設置された上部と、上下複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動板とを含む液中膜部と、反応物を充填材に付着させる付着沈澱部とが上から順に配置されて構成される多段液中膜分離槽に、下から上に上向流で導入し、
まず、上記付着沈澱部で上記排水中の金属を物理的に付着,濾過して、上記排水から金属を１次分離し、続いて、上記液中膜部の液中膜で、上記排水から金属を２次分離し、
上記液中膜で得た処理水を、順次、砒素リン除去装置、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
一方、上記逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記ｐＨ調整槽に返送する。
【０１４６】
この参考例によれば、上記ｐＨ調整槽からの排水を、ｐＨ計が設置された上部,振動板と上下複数段に液中膜が配設された液中膜部,付着沈澱部から構成される多段液中膜分離槽に下から導入している。これにより、まず、ｐＨ計によって水槽内のｐＨを管理でき、また、振動板によって、液中膜部の上下複数段に配設された液中膜に振動を与えて、この液中膜への付着物を剥離させ、液中膜部の処理能力を向上できる。
【０１４７】
また、上記ｐＨ調整槽からの排水が、最初に、付着沈澱部に導入されるので、排水中の固形物を付着沈澱部の充填材に付着させて除去できる。なお、上記排水中の固形物とは、排水に最初から含まれていた固形物と、ｐＨ調整剤を添加することによって形成される水酸化物等の固形物を意味する。
【０１４８】
上記充填材に付着した固形物は水酸化物を含んでいるので、時間の経過とともに次第に大きくなり、その結果、沈澱し易くなり、沈殿して槽外に搬出することができる。
【０１４９】
また、逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水をｐＨ調整槽に返送することによって、上記濃縮水中の金属(一例としてナトリウム)イオンを、返送してリサイクルできる。
【０１５０】
なお、化合物半導体とは、複数の元素が組み合わさって半導体の役割を示す物質の総称で、ガリウム砒素、ガリウムリン、インジウムリン、窒化ガリウム、硫化亜鉛などがある。化合物半導体は、シリコンを凌ぐ高周波,高速特性や発光特性を得ることができる。
【０１５１】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段液中膜分離槽を第１液中膜分離槽とし、この第１液中膜分離槽の下方に配置した第２液中膜分離槽に、上記第１液中膜分離槽からの処理水および濃縮水を導入して処理する。
【０１５２】
この参考例によれば、上記第１液中膜分離槽の下方に配置されている第２液中膜分離槽で、上記排水を２段階で濃縮することができ、濃縮液の濃度を高めることができる。
【０１５３】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記ｐＨ調整槽を第１ｐＨ調整槽とし、上記第１液中膜分離槽の液中膜および第２液中膜分離槽の液中膜からの処理水を、第２ｐＨ調整槽にｐＨ調整剤と凝集剤と共に導入して反応させ、
続いて、上記第２ｐＨ調整槽からの処理水を、ｐＨ計が設置された上部と、上下複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動板とを含む液中膜部と、反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部とが上から順に配置されて構成される第３液中膜分離槽をなす多段液中膜分離槽に、下から上に上向流で導入して、上記処理水から金属を分離し、さらに、この金属を、上記第３液中膜分離槽の下方に設置した第４液中膜分離槽で更に濃縮する一方、
上記第３液中膜分離槽および第４液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水を、順次、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、超純水製造装置に導入し、
上記逆浸透膜装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、上記第１ｐＨ調整槽に返送する。
【０１５４】
この参考例によれば、排水の処理能力を向上させることができると同時に、上記第１と第３液中膜分離槽でもって、２種の金属(一例としてガリウムと砒素)を分離した後、この２種の金属(一例としてガリウムと砒素)も、２段の液中膜分離槽(第２液中膜分離槽と第４液中膜分離槽)で、それぞれ、濃縮できる。この参考例によれば、エネルギーを極力消費せずに、上記２種の金属を濃縮できる。
【０１５５】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第３液中膜分離槽に、現像排水と金属を含む化合物半導体排水の一部が導入される第５液中膜分離槽で培養濃縮した砒素酸化細菌を導入する。
【０１５６】
この参考例によれば、培養濃縮した砒素酸化細菌を第３液中膜分離槽に導入するので、この第３液中膜分離槽において、砒素酸化細菌によって、３価の砒素を安定な５価の砒素として、濃縮分離でき、また、薬品としての酸化剤を使用することがないので、ランニングコストを低減できる。
【０１５７】
また、上記砒素酸化細菌は、第５液中膜分離槽において、例えば化合物半導体製造プロセスから発生する現像排水中の有機物を栄養に繁殖し、また、化合物半導体排水に含まれる砒素をベースとして繁殖させているので、培養においてもコストのかかる栄養剤を使用することなく、ランニングコストを低減できる。
【０１５８】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第３液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、上記第５液中膜分離槽に返送する。
【０１５９】
この参考例によれば、第３液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、第５液中膜分離槽に返送しているので、濃縮液中の砒素酸化細菌をリサイクルでき、第５液中膜分離槽での砒素酸化細菌の培養速度を早めることができる。
【０１６０】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第５液中膜分離槽で培養した砒素酸化細菌を、上記第１液中膜分離槽および第３液中膜分離槽に導入する。
【０１６１】
この参考例によれば、砒素酸化細菌を、第１の液中膜分離槽および第３の液中膜分離槽に導入して、砒素酸化細菌が持つ有機物分解能力を利用して、３価の砒素を安定な５価の砒素とすることだけでなく、排水中の有機物をも分解して、より超純水製造装置に対する水質上の有機物負荷を低減することができる。
【０１６２】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、金属酸化細菌が砒素酸化細菌である。この実施形態によれば、薬品としての酸化剤を使用することなく、金属を酸化することができ、ランニングコストを低減できる。
【０１６３】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記付着沈澱部で金属を沈殿濃縮した後、さらに、蒸発装置に導入して濃縮する。
【０１６４】
この参考例によれば、付着沈澱部で金属を沈殿濃縮した後、さらに蒸発装置に導入して濃縮するので、短時間で濃縮することができる。また、蒸発装置を使用するので、濃縮濃度を希望の濃度まで容易に高めることができる。
【０１６５】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１液中膜分離槽で沈殿濃縮した液を、蒸発装置に導入して濃縮し、上記第３液中膜分離槽で沈殿濃縮した液を、蒸発装置に導入して濃縮する。
【０１６６】
この参考例によれば、上記第１液中膜分離槽と第３液中膜分離槽とからの濃縮液を、それぞれの蒸発装置に導入し、それぞれ、別々の金属を、希望の濃度まで短時間で濃縮できる。
【０１６７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、流入水が、過酸化水素含有ガリウム砒素を含有する化合物半導体排水である。
【０１６８】
この参考例によれば、排水中の過酸化水素を、砒素酸化細菌を高濃度に培養することで付随的に発生する嫌気性微生物の持つ還元性で、酸化剤としての過酸化水素を分解処理している。これにより、超純水製造装置の原水としてリサイクルし易い処理水が得られる。また、排水中の過酸化水素を嫌気性の微生物で分解処理するので、薬剤を使用する方法と比較してランニングコストを低減できる。
【０１６９】
また、一参考例は、化合物半導体排水に含まれる金属と水を物理処理と生物処理および化学処理して、ガリウムとそれ以外の金属とに分離して回収し、完全クローズドシステムを確立する。
【０１７０】
この参考例によれば、化合物半導体排水に含まれる金属と水を物理処理、生物処理および化学処理し、すなわち、３つの全ての処理(物理処理、生物処理および化学処理)をしているので、処理水の水質を向上できる。
【０１７１】
また、化合物半導体排水に含まれる金属を、ガリウムとそれ以外の金属とに分離して回収しているので、製錬メーカーにとっては、ガリウムをリサイクルし易いし、それ以外の金属もリサイクルし易いことになる。
【０１７２】
また、ガリウムとそれ以外の金属とを、それぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立しているので、環境に与える影響を最小限とすることができる。
【０１７３】
また、一参考例は、化合物半導体排水に含まれる金属と水を物理処理と生物処理および化学処理して、ガリウムとそれ以外の金属とに分離して回収し、金属は、有価物として、また、水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立する。
【０１７４】
この参考例によれば、化合物半導体排水に含まれる金属と水を、物理処理,生物処理および化学処理して、それぞれ別個に回収し、金属は有価物として回収し、また水は、超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立している。このように、この発明によれば、化合物半導体排水に対して、３つの処理を行っているので、処理が確実であると同時に、環境に与える影響を最小限とすることができる。また、金属は有価物として回収しているので、経済性を高めることができる。また、金属を有価物として回収すれば、廃棄物処理法の適用がなく、システムの管理も含めて、多くのメリットがある。
【０１７５】
また、一参考例は、ガリウム砒素,ガリウムリンを含有する排水中のガリウム,砒素,リンおよび水を、物理処理と生物処理および化学処理して、
それぞれ、ガリウム、砒素リン混合物として別個に回収し、完全クローズドシステムを確立する。
【０１７６】
この参考例によれば、ガリウム砒素、ガリウムリン排水に含まれるガリウム、砒素、リンおよび水を、物理処理、生物処理および化学処理しているので処理が確実である。また、(1)ガリウム、(2)砒素リン混合物として、それぞれ、別個に回収しているので、製錬メーカーにとっては、リサイクルし易い。また、完全クローズドシステムを確立しているので、環境に与える影響を最小限とすることができる。
【０１７７】
また、一参考例は、ガリウム砒素,ガリウムリンを含有する排水中のガリウム,砒素,リンおよび水を、物理処理と生物処理および化学処理して、
それぞれ、ガリウム、砒素リン混合物として別個に回収し、ガリウムと砒素リン混合物は有価物として回収し、また、上記水は、超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立する。
【０１７８】
この参考例によれば、ガリウム砒素、ガリウムリン排水中に含まれるガリウム、砒素、リンおよび水に対して、上記３つの処理をしているので、上記排水を確実に処理できる。また、この参考例では、ガリウム、砒素リン混合物を、それぞれ、別個に回収しているので、製錬メーカーにとっては、リサイクルしやすくなる。また、金属は、有価物として回収しているので、経済性を高めることができると同時に、廃棄物ではないので、廃棄物処理法の適用がなく、総合的に法的規制が少なくなるメリットがある。また、水は、超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立しているので、環境に与える影響を最小限とすることができる。
【０１７９】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記砒素の処理に微生物を使用する。この参考例によれば、上記砒素を微生物の力で処理することができ、薬品による方法と比較してランニングコストを低減できる。微生物処理は、一般に、ランニングコストが低いことが特徴である。
【０１８０】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記微生物が金属酸化細菌である。この参考例によれば、排水中の金属を低いコストで酸化できる。
【０１８１】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記金属酸化細菌が、砒素酸化細菌である。この参考例によれば、３価の砒素を低コストで５価の砒素に酸化することができる。
【０１８２】
また、一参考例は、付着沈澱部を有する下部と、液中膜が複数段に配設された中間部としての液中膜部と、ｐＨ計が設置された上部とから構成される多段液中膜分離槽に、上記下部から排水を導入して処理する。
【０１８３】
この参考例によれば、排水が含有する金属を、下部の付着濾過部で、付着によって１次処理し、続いて、複数段に液中膜が配設された中間部としての液中膜部に導入する。この中間部では、液中膜が複数段に配設されているので、水と金属との分離に関する処理能力を向上させ、続いて、上部でｐＨを管理して水と金属とを分離することができる。
【０１８４】
また、一参考例は、付着沈澱部を有する下部と、複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動装置とを有する中間部としての液中膜部と、ｐＨ計が設置された上部とから構成される多段液中膜分離槽に、上記下部から排水を導入して処理する。
【０１８５】
この参考例によれば、上記多段液中膜分離槽の中間部において、液中膜部の複数段に配設された液中膜を振動装置で振動させることで、液中膜への付着物質を剥離させ、処理能力を向上させることができる。
【０１８６】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段液中膜分離槽は、振動装置を備え、上記振動装置は、周波数発信機,振動板および信号線で構成されている。この参考例によれば、上記振動装置が周波数発信機、振動板および信号線で構成されているので、液中膜の処理能力を周波数発信機で調整することができる。
【０１８７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記液中膜を上下複数段に構成して、１つの散気管から吐出する空気によって、上記液中膜を洗浄する。この参考例によれば、１つの散気管から吐出する空気によって、上記上下複数段に構成した液中膜の全てを洗浄するので、空気を節約でき、省エネルギーを図れる。
【０１８８】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段液中膜分離槽は、上下複数段に構成した液中膜を、水平移動して取出すための取出口を有している。この参考例によれば、上下複数段に構成している液中膜を、水平移動させて、上記取出口から容易に引き出すことができる。なお、従来では、液中膜を水槽の上部から引き出す方式であったので、液中膜を複数段に構成できなかった。これに対し、この参考例では、液中膜を上下複数段に配設することによって、液中膜の面積を増やして、増加した面積分だけ処理能力を向上させることができる。
【０１８９】
また、一参考例は、金属含有排水から金属を回収する金属含有排水の処理方法において、排水に予め、第１ｐＨ調整槽でｐＨ調整剤を添加して反応させた後、生成した金属水酸化物を、泡沫分離槽に導入し、この泡沫分離槽で排水中に発生させた微細な気泡を上記金属水酸化物に付着させて、排水中を浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
上記金属水酸化物を分離した後の処理水を、
上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に通水することによって、上記処理水から、さらに、金属水酸化物を分離し、
次に、上記処理水を、逆浸透膜分離装置に通水することによって、上記処理水から、上記処理水に溶解している別の金属を含有する濃縮液を分離して、この別の金属を含有する濃縮液を、上記第１ｐＨ調整槽に返送し、
一方、上記泡沫分離槽と多段型液中膜分離装置で分離した金属水酸化物を蒸発装置に導入して濃縮し、
上記蒸発装置にて蒸発した水蒸気を冷却して水に戻し、上記逆浸透膜分離装置の前段の第２ｐＨ調整槽に導入する。
【０１９０】
この参考例によれば、金属含有排水を、第１ｐＨ調整槽、泡沫分離槽、多段型液中膜分離装置、逆浸透膜分離装置で処理して、処理水を得ることができ、泡沫分離槽で浮上分離した浮上物としての金属水酸化物と多段型液中膜分離装置で沈殿濃縮した濃縮物とを、直接、蒸発装置に導入して、短時間に金属含有スラリーを得ることができる。
【０１９１】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段型液中膜分離装置を第１多段型液中膜分離装置とし、上記第１多段型液中膜分離装置の後段に、ｐＨ調整剤と凝集剤を添加する反応槽を設置して、上記第１多段型液中膜分離装置からの処理水を反応させ、
上記反応槽からの処理水を、さらに、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する第２多段型液中膜分離装置に通水し、
続いて、ｐＨ調整剤を添加する第２ｐＨ調整槽、逆浸透膜分離装置に通水し、
さらに、上記逆浸透膜分離装置からの処理水を、上記逆浸透膜分離装置の後段に配置した超純水製造装置に導入する一方、
上記逆浸透膜分離装置からの濃縮液を上記第１ｐＨ調整槽に返送し、
一方、上記泡沫分離槽、第１多段型液中膜分離装置および第２多段型液中膜分離装置で分離した金属水酸化物を蒸発装置に導入して濃縮し、
また、上記蒸発装置にて蒸発した水蒸気を冷却して水に戻し、超純水製造装置への原水として利用する。
【０１９２】
この参考例によれば、金属含有排水を、第１ｐＨ調整槽、泡沫分離槽、多段型液中膜分離装置、反応槽、第２多段型液中膜分離装置、第２ｐＨ調整槽、逆浸透膜分離装置で処理して、その処理水を超純水製造装置に導入して超純水を製造して、その超純水を各生産装置に供給して再利用できる。
【０１９３】
また、泡沫分離槽で浮上,分離した浮上物としての金属水酸化物と、多段型液中膜分離槽で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置に導入して、第１の金属含有スラリーを得ることができ、かつ、第２多段型液中膜分離装置で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置に導入して、第２の金属含有スラリーを得ることができる。これによって、短時間で２種類の高濃度金属含有スラリーを得ることができる。
【０１９４】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記逆浸透膜分離装置からの処理水を、上記逆浸透膜分離装置の後段に配置した電気脱イオン装置に通水し、
この電気脱イオン装置からの処理水を、超純水製造装置に導入して再利用し、
一方、上記逆浸透膜分離装置および電気脱イオン装置からの濃縮水を、第１ｐＨ調整槽に返送して上記ｐＨ調整剤とともに導入することを特徴としている。
【０１９５】
この参考例によれば、金属含有排水を、第１ｐＨ調整槽、泡沫分離槽、第１多段型液中膜分離装置、反応槽、第２多段型液中膜分離装置、第２ｐＨ調整槽、逆浸透膜分離装置、および電気脱イオン装置で処理して、その処理水を超純水製造装置に導入して超純水を製造し、その超純水を各生産装置に供給して再利用できる。
【０１９６】
また、泡沫分離槽で浮上分離した浮上物としての金属水酸化物と多段型液中膜分離槽で沈殿濃縮した濃縮物を蒸発装置に導入して第１の金属含有スラリーを得ることができ、かつ、第２多段型液中膜分離装置で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置に導入して、第２の金属含有スラリーを得ることができる。これによって、短時間に、しかも、２種類の高濃度金属含有スラリーを得ることができる。この参考例によれば、電気脱イオン装置の存在によって、超純水製造装置に負荷をかけることなく、超純水を製造できる。
【０１９７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１多段型液中膜分離装置の後段に配置した反応槽に、ｐＨ調整剤、凝集剤および金属酸化細菌を添加する。
【０１９８】
この参考例によれば、上記第１多段型液中膜分離装置の後段に配置した反応槽に、ｐＨ調整剤、凝集剤および金属酸化細菌を添加する。したがって、この参考例によれば、薬品としての酸化剤を使用することなく、金属酸化細菌で金属を酸化するので、ランニングコストを低減することができる。
【０１９９】
また、一参考例は、ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水を、ｐＨ調整槽に導入して、ｐＨ調整剤を添加して反応させた後、
上記ｐＨ調整槽からの排水を、泡沫分離槽に導入し、この泡沫分離槽で排水中に発生させた微細な気泡を上記反応による金属水酸化物に付着させて、排水中を浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
続いて、上記金属水酸化物を分離した後の処理水を、
ｐＨ計が設置された上部、上下複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動板とを含む液中膜部、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部が上から下に順に配設されている多段型液中膜分離槽に、下から上に上向流で導入し、
まず、上記付着沈澱部で上記処理水中の金属を物理的に付着濾過して、上記処理水から金属を１次分離し、
続いて、上記液中膜部の液中膜で、上記処理水から金属水酸化物を２次分離し、上記液中膜で得た処理水を、順次、砒素リン除去装置、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、紫外線殺菌器、カートリッジポリッシャー、ウルトラフィルタ装置に導入して超純水を製造して各生産装置に供給し、この各生産装置からの排水は、上記ｐＨ調整槽に導入し、
一方、上記活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置およびウルトラフィルタ装置からの濃縮水も上記ｐＨ調整槽に返送導入し、
上記泡沫分離槽と多段型液中膜分離槽で濃縮した金属水酸化物を、蒸発装置に導入して金属水酸化物を濃縮し、この蒸発装置から得た水蒸気を冷却して水に戻し、この水を、上記多段型液中膜分離槽で分離した水と合流させて、上記砒素リン除去装置に導入する。
【０２００】
この参考例によれば、ＰＨ調整槽,泡沫分離槽を通った、金属酸化物を泡沫分離した後の処理水を、多段液中膜分離槽に、下から上に上向流で導入しているので、水酸化ガリウムを効率的に濃縮,沈殿させることができる。また、液中膜が上下複数段に配設されているので、処理能力を向上させることができる。
【０２０１】
また、超純水製造装置が紫外線殺菌器、カートリッジポリッシャー、ウルトラフィルタ装置から構成されているので、超純水製造装置をコンパクトにまとめることができる。
【０２０２】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段型液中膜分離槽を第１多段型液中膜分離槽とし、
この第１多段型液中膜分離槽からの金属水酸化物を、この第１多段型液中膜分離槽の下方に配置した第２液中膜分離槽に導入し、
この第２液中膜分離槽からの金属水酸化物を蒸発装置に導入して、金属水酸化物を濃縮する一方、この蒸発装置から得た水蒸気を冷却して水に戻し、砒素リン除去装置に導入して処理する。
【０２０３】
この参考例によれば、多段型液中膜分離槽の下方に第２液中膜分離槽が配置されているので、２段階で高濃度に濃縮することができる。したがって、蒸発装置の負荷を低減でき、蒸発装置で使用するエネルギーを低減することができる。
【０２０４】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１多段型液中膜分離槽の液中膜および第２液中膜分離槽の液中膜からの水を、ｐＨ調整剤と凝集剤と共に、反応槽に導入して反応させ、
続いて、ｐＨ計が設置された上部、上下複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動板とを含む液中膜部、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部が上から下に順に配設されている第３多段型液中膜分離槽に下から上に上向流で導入して水と金属水酸化物を分離し、
上記金属水酸化物を、上記第３多段型液中膜分離槽の下方に配置した第４液中膜分離槽でさらに濃縮し、
上記第３多段型液中膜分離槽および第４液中膜分離槽の液中膜で分離した処理水を、順次、活性炭吸着装置、逆浸透膜装置、電気脱イオン装置で処理した後、紫外線殺菌器、カートリッジポリッシャー、ウルトラフィルタ装置に導入し、上記逆浸透膜装置、電気脱イオン装置およびウルトラフィルタ装置からの濃縮水を、上記ｐＨ調整槽に返送し、
上記第２液中膜分離槽からの金属水酸化物を、上記蒸発装置に導入して金属水酸化物を濃縮し、上記蒸発装置から得た水蒸気を冷却して水に戻し、上記第２液中膜分離槽で分離した水と合流させて、上記反応槽に導入し、
上記第４液中膜分離槽からの金属水酸化物を蒸発装置に導入して金属水酸化物を濃縮し、この蒸発装置から得た水蒸気を冷却して水に戻し、上記第４液中膜分離槽で分離した水と合流させて、上記活性炭吸着装置に導入して処理する。
【０２０５】
この参考例によれば、第１と第３の多段型液中膜分離槽によって、金属含有排水に含有される金属を、ガリウムとそれ以外の金属(砒素,リン等)に分離し、かつ、第１の多段型液中膜分離槽の下方には第２の液中膜分離槽が配置され、第３の多段型液中膜分離槽の下方には第４の液中膜分離槽が配置されている。したがって、第１,第３の多段型液中膜分離槽において、それぞれ２段に液中膜分離槽が配置されており、水酸化ガリウムと砒素リン含有スラリーを、高濃度に得ることができ、さらに、蒸発装置で濃縮できる。また、各２段の液中膜分離槽で濃縮しているので、その後段の蒸発装置の負荷を低減でき、蒸発装置で使用するエネルギーを低減できる。
【０２０６】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、第５液中膜分離槽に、現像排水と金属を含む化合物半導体排水の一部が導入され、この第５液中膜分離槽で培養濃縮した砒素酸化細菌を、上記反応槽を介して、上記第３多段型液中膜分離槽に導入する。
【０２０７】
この参考例によれば、第５液中膜分離槽で培養濃縮した砒素酸化細菌を、上記第３多段型液中膜分離槽に導入しているので、酸化剤としての薬品を使用する場合と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０２０８】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第３多段型液中膜分離槽で沈殿した濃縮液の一部を、上記第５液中膜分離槽に返送する。
【０２０９】
この参考例によれば、第３多段型液中膜分離槽で濃縮沈殿した濃縮物に含まれる砒素酸化細菌を、第５液中膜分離槽に返送するので、砒素酸化細菌をリサイクルできる。すなわち、砒素酸化細菌を有効利用することができる。
【０２１０】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第５液中膜分離槽で培養した砒素酸化細菌を、上記第１多段型液中膜分離槽および第３多段型液中膜分離槽に導入する。
【０２１１】
この参考例によれば、第５液中膜分離槽で培養した砒素酸化細菌を第１液中膜分離槽および第３多段型液中膜分離槽に導入するので、システム全体に砒素酸化細菌が行き渡り、微生物の処理の向上を期待できる。
【０２１２】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記金属酸化細菌が砒素酸化細菌である。この参考例によれば、上記金属酸化細菌が砒素酸化細菌であるので、砒素を選択的に酸化することができる。
【０２１３】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記各生産装置からのガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水のみならず、上記各生産装置からの現像排水も、上記ｐＨ調整槽に導入して処理する。
【０２１４】
この参考例によれば、各生産装置からの現像排水も、上記ｐＨ調整槽に導入して処理することによって、排水処理システムが単純となり、イニシャルコストを低減できる。また、現像排水は有機物主体の排水であるから、多段型液中膜分離槽内で、微生物を多量に繁殖させることができる。
【０２１５】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記第１多段型液中膜分離槽で沈殿濃縮した濃縮液と上記泡沫分離槽で浮上分離させた浮上物とを、蒸発装置に導入して濃縮し、
上記第１多段型液中膜分離槽の液中膜および上記蒸発装置からの処理水を、ｐＨ調整剤と凝集剤と共に、反応槽に導入して反応させ、
続いて、ｐＨ計が設置された上部、上下複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動板とを含む液中膜部、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部が上から下に順に配設されている第３多段型液中膜分離槽に下から上に上向流で導入して水と金属水酸化物を分離し、
また、上記第３多段型液中膜分離槽で沈殿濃縮した液を、蒸発装置に導入して濃縮することを特徴としている。
【０２１６】
この参考例によれば、第１多段型液中膜分離槽からの濃縮液を直接、蒸発装置に導入し、また、第３多段型液中膜分離槽からの濃縮液を直接、蒸発装置に導入しているので、短時間に濃縮できるメリットがある。
【０２１７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記ｐＨ調整槽への流入水が、過酸化水素を含有し、ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水である。
【０２１８】
この参考例によれば、過酸化水素を微生物で分解することができ、薬品としての酸化剤を使用しないので、ランニングコストを低減できる。
【０２１９】
また、一参考例は、ガリウム砒素等を含有した化合物半導体排水に含まれる金属と水を、ｐＨ調整槽でｐＨ調整剤を添加して反応させ、この反応で生成した金属水酸化物に、泡沫分離槽で排水中に発生させた気泡を付着させて排水中で浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
さらに、上記泡沫分離槽を通った処理水を、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に、下方から通水することによって、上記処理水から、さらに、金属水酸化物を分離し、
これにより、上記排水を、物理処理、生物処理、化学処理した後、
蒸発凝縮器にて処理して、ガリウムとそれ以外の金属および水とに分離して、それぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立する。
【０２２０】
この参考例によれば、ガリウム砒素等を含有した化合物半導体排水を、ｐＨ調整槽、泡沫分離槽、多段型液中膜分離装置でもって、物理処理、生物処理、化学処理した後、蒸発凝縮器にて処理して、(1)ガリウムと(2)それ以外の金属および(3)水とに分離して、それぞれ別個に回収できる。したがって、資源を有効にリサイクルすることができる。また、完全クローズドシステムを確立しているので、環境への影響を最小限としている。
【０２２１】
また、一参考例は、ガリウム砒素等を含有した化合物半導体排水に含まれる金属と水を、ｐＨ調整槽でｐＨ調整剤を添加して反応させ、この反応で生成した金属水酸化物に、泡沫分離槽で排水中に発生させた微細な気泡を付着させて排水中で浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
さらに、上記泡沫分離槽を通った処理水を、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に、下方から通水することによって、上記処理水から、さらに、金属水酸化物を分離し、
これにより、上記排水を、物理処理、生物処理、化学処理した後、
蒸発凝縮器にて処理して、ガリウムとそれ以外の金属と水とに分離して、それぞれ別個に回収し、金属は全て有価物として、また水は超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立する。
【０２２２】
この参考例によれば、ガリウム砒素等を含有した化合物半導体排水に含まれる金属と水を、ｐＨ調整槽、泡沫分離槽、多段型液中膜分離装置でもって、物理処理、生物処理、化学処理した後、蒸発凝縮器にて処理して、(1)ガリウムと(2)それ以外の金属と(3)水とに分離して、それぞれ別個に回収し、金属は全て有価物として、また、水は超純水製造装置の原水として回収している。したがって、システムの経済性を高めることができる。また、完全クローズドシステムを確立しているので環境への影響を最小限としている。
【０２２３】
また、一参考例は、ガリウム砒素、ガリウムリン排水中のガリウム、砒素、リンおよび水を、ｐＨ調整槽でｐＨ調整剤を添加して反応させ、この反応で生成した金属水酸化物に、泡沫分離槽で排水中に発生させた気泡を付着させて排水中で浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
さらに、上記泡沫分離槽を通った処理水を、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に、下方から通水することによって、上記処理水から、さらに、金属水酸化物を分離し、
これにより、上記排水を、物理処理、生物処理、化学処理した後、
蒸発凝縮器にて処理して、ガリウム、砒素リン混合物、水としてそれぞれ別個に回収し、完全クローズドシステムを確立することを特徴としている。
【０２２４】
この参考例によれば、上記排水を、物理処理、生物処理、化学処理した後、蒸発凝縮器にて処理して、(1)ガリウム、(2)砒素リン混合物、(3)水としてそれぞれ別個に回収しているので、貴重な資源をリサイクルできる。また、完全クローズドシステムを確立しているので、環境への影響を最小限としている。
【０２２５】
また、一参考例は、ガリウム砒素、ガリウムリン排水中のガリウム、砒素、リンおよび水を、ｐＨ調整槽でｐＨ調整剤を添加して反応させ、この反応で生成した金属水酸化物に、泡沫分離槽で排水中に発生させた微細な気泡を付着させて排水中で浮上させることで、上記金属水酸化物を泡沫分離し、
さらに、上記泡沫分離槽を通った処理水を、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による反応物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する多段型液中膜分離装置に、下方から通水することによって、上記処理水から、さらに、金属水酸化物を分離し、
これにより、上記排水を、物理処理、生物処理、化学処理した後、蒸発凝縮器にて処理して、ガリウム、砒素リン混合物、水としてそれぞれ別個に回収し、ガリウムと砒素リン混合物は有価物として回収し、また水は、超純水製造装置の原水として回収して、完全クローズドシステムを確立することを特徴としている。
【０２２６】
この参考例によれば、(1)ガリウム、(2)砒素リン混合物(3)水としてそれぞれ別個に有価物として回収しているので、貴重な資源を経済的にリサイクルできる。また、完全クローズドシステムを確立しているので、環境への影響を最小限としている。
【０２２７】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、砒素の処理に微生物を使用する。この参考例によれば、砒素の処理に薬品ではなく微生物を使用しているので、ランニングコストを低減できる。
【０２２８】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記微生物が金属酸化細菌である。この参考例によれば、微生物が金属酸化細菌であるので、金属を選択的に微生物酸化できる。
【０２２９】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記金属酸化細菌が砒素酸化細菌である。この参考例によれば、上記金属酸化細菌が砒素酸化細菌であるので、金属としての砒素を選択的に微生物酸化することができる。
【０２３０】
また、一参考例は、排水が含有する金属を付着させて沈殿させる付着沈澱部を有する下部と、複数段に液中膜が配設された液中膜部からなる中間部と、ｐＨ計が設置された上部とから構成される多段型液中膜分離槽に、下部から上記排水を導入して処理する。
【０２３１】
この参考例によれば、下部の付着沈澱部で比較的大きな粒子を処理でき、続いて、複数段に液中膜が配設された液中膜部で水と濃縮物とに分離でき、ｐＨ計が設置された上部で液のｐＨを測定して、最適ｐＨで処理を管理できる。
【０２３２】
また、一参考例は、金属含有排水を、第１に、泡沫分離槽にて導入して、上記金属含有排水が含有する金属に微細な気泡を付着させて泡沫分離し、
続いて、上記泡沫分離槽からの処理水を、上記金属含有排水が含有する金属を付着させて沈殿させる付着沈澱部を有する下部と、複数段に配設された液中膜とこの液中膜を振動させる振動装置とを含む液中膜部からなる中間部と、ｐＨ計が設置された上部とで構成された多段型液中膜分離槽に、下部より導入して膜分離処理する。
【０２３３】
この参考例によれば、金属含有排水を、第１に、泡沫分離槽にて泡沫分離しているので、前処理ができており、後段の処理における水質上の負荷を低減できる。
【０２３４】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記振動装置は、周波数発信機と振動板と、上記周波数発信機からの信号を上記振動板に伝達する信号線とで構成されている。
【０２３５】
この参考例によれば、上記振動装置が周波数発信機、振動板および信号線で構成されているので、液中膜の処理能力を周波数発信機で振動板を強弱に振動させて、自由に調整することができる。
【０２３６】
また、一参考例は、金属含有排水を、第１に、ｐＨ調整剤を添加して水酸化物を生成させ、第２に、上記水酸化物に、泡沫分離槽にて微細な気泡を付着させて泡沫分離し、第３に、上記泡沫分離槽から得た水を、上下複数段に構成した液中膜を、１つの散気管から吐出する空気によって洗浄する多段型液中膜分離装置に導入して処理する。
【０２３７】
この参考例によれば、水酸化物を泡沫分離槽にて泡沫分離しているので、前処理が確実にでき、液中膜の負荷を低減できる。また、下部の１つの散気管より吐出する空気により、上記複数段の液中膜を洗浄するので、少ない空気で効率的に上記多段液中膜の全てを洗浄できる。
【０２３８】
また、一参考例の金属含有排水の処理方法は、上記多段型液中膜分離装置は、上下複数段に構成してある液中膜を水平移動して取出すための取出口を有している。
【０２３９】
この参考例によれば、上下複数段に構成してある液中膜を、取出口から水平移動して容易に取出すことができ、液中膜の取り換え作業がとなる。
【０２４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０２４１】
(第１実施形態)
図１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第１実施形態の構成を示す。この第１実施形態の排水処理装置は、排水中の金属を回収するものである。
【０２４２】
この第１実施形態は、化合物半導体工場からの排水を処理する装置であり、より具体的には、ガリウム砒素排水を処理する排水処理装置であり、排水中のガリウム(水酸化ガリウム)を回収できる装置である。
【０２４３】
化合物半導体工場でのガリウム砒素排水(ガリウムと砒素の両方を含有している排水)としては、(1) ダイシング排水、(2) 濃厚エッチング排水、(3) 水洗水がある。
【０２４４】
上記(1),(2),(3)の混合排水、すなわち、酸性のガリウム砒素排水は、液中膜分離槽１の上部に位置する反応部２に導入されて、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤が添加される。
【０２４５】
図１に示すように、この実施形態の処理装置は、液中膜分離槽１で構成され、この液中膜分離槽１は、上から下に向かって順に、反応部２、液中膜部３、沈澱部４が配置され、全体として１つの槽をなしている。
【０２４６】
この液中膜分離槽１において、反応部２は、上部に位置し、ｐＨ計５１が設置されている。また、液中膜部３は、中間に位置し、液中膜５を有している。この液中膜５の下方には散気管８が配置され、槽外のブロワー９に接続されている。また、沈澱部４は、下部に位置している。
【０２４７】
この液中膜分離槽１の反応部２に導入された酸性排水は、反応部２において、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤が添加され、液中膜部３の液中膜５の下部に設置してある散気管８から吐出する気泡によって効率的に撹拌混合される。
【０２４８】
この反応部２の運転条件は、ｐＨ計である第１ｐＨ計５１によって制御される。この制御は、第１ｐＨ計５１が計測するｐＨが、ｐＨ４〜ｐＨ５の範囲で管理することが望ましいが絶対ではない。
【０２４９】
この反応部２において、気泡３２によって、排水が効率的に撹拌混合されることによって、排水中に溶解しているガリウムイオンは水酸化ガリウムとなり沈殿し易くなる。また、固形物としてのガリウム粒子は、そのまま沈殿するが、沈降速度は遅い。
【０２５０】
なお、液中膜５の下部に設置してある散気管８から吐出する気泡は、液中膜５の膜表面を常時洗浄しているので、微細な固形物によって、閉塞することはない。この液中膜５としては、限外濾過膜が該当し、具体的には、株式会社クボタ、株式会社ユアサコーポレーション、三菱レーヨン株式会社等の液中膜を選定すればよい。
【０２５１】
符号９は、ブロワーであり、散気管８へ空気を供給している。このブロワー９としては、一般的なルーツブロワーを選定すればよい。
【０２５２】
液中膜５から反応部２を貫通して上方へ延びている配管７には、処理水ポンプ６が接続されている。この処理水ポンプ６を運転することにより、液中膜５で水と濃縮物が分離されて、水は配管７を通って処理水ポンプ６で次工程へ送出されるか、または、処理水となる。この処理水となる場合は、この処理水の水質が目的の水質以下の場合である。
【０２５３】
一方、処理水を次工程へ送水する場合は、砒素等の濃度が目的濃度に至っていない場合である。符号１０はバルブであり、沈澱部４に沈殿した水酸化ガリウムなどのスラリーを引き出す際に開けることとなる。
【０２５４】
沈澱部４は、すり鉢状の形状であるので、沈殿物は自然と沈澱部４の中心部の深い部分に集まり、濃縮することとなる。
【０２５５】
また、液中膜分離槽１の反応部２は、上部で狭くなっているから、散気管８から吐出する気泡が上昇して、反応部２でガリウム砒素排水と接触する際に、気泡３２の密度が高くなり、撹拌効率が良くなる。また、沈澱部４は、最下部がすり鉢状になっているので、水酸化ガリウム等の固形物を自然沈降させることができる。
【０２５６】
この第１実施形態によれば、反応部２と、液中膜５を有する液中膜部３と、沈澱部４とが上から下に順に並んでいる液中膜分離槽１に、金属含有排水を上から導入し、かつ、上記反応部２に、ｐＨ調整剤を添加して反応させ、続いて、上記液中膜部３の液中膜５で水と金属とを分離し、続いて、上記沈澱部４で金属を沈殿濃縮する。このように、この第１実施形態では、反応部２にｐＨ調整剤を添加しているので、水酸化物を形成させて、液中膜５で固液分離することができる。また、沈澱部４で、エネルギーを使用することなく重力の作用で、金属を沈殿濃縮できる。
【０２５７】
(第２実施形態)
次に、図２に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第２実施形態の構成を示す。
【０２５８】
この第２実施形態は、反応部２に充填材１１が設置してある点のみが、前述の第１実施形態と異なる。したがって、この第２実施形態では、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２５９】
この第２実施形態では、反応部２に充填材１１が設置してある。この充填材１１が存在することで、反応部２において、気泡３２がストレートに空気中に出るのではなく、充填材１１とぶつかることになる。これにより、反応部２において、乱流を起こして、排水とｐＨ調整剤とが撹拌混合される。したがって、散気管８から吐出する空気と、反応部２の充填材１１とによって、排水の撹拌がより促進され、数分間の滞留時間でも、排水とｐＨ調整剤との反応がより確実となる。
【０２６０】
なお、上記充填材１１としては、反応部２において、乱流を起すような構造ならば、特に限定しないが、薬品と接触するので、耐薬品性の材料を選定する必要がある。具体的には、プラスチック製のテラレット、ラインミキサーを選定できる。
【０２６１】
(第３実施形態)
次に、図３に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第３実施形態の構成を示す。
【０２６２】
この第３実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、第１実施形態の処理水ポンプ６で、前処理装置３０、続いて超純水製造装置３１に処理水を送水している点のみが、第１実施形態と異なる。したがって、この第３実施形態では、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２６３】
この第３実施形態では、処理水ポンプ６で前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している。そして、処理水を、処理水ポンプ６によって前処理装置に導入して前処理し、その後さらに、処理水を一般的な超純水製造装置に導入して、リサイクルした。
【０２６４】
したがって、この第３実施形態は、特に、排水をリサイクルする必要のある工場に適合するシステムである。
【０２６５】
具体的に、この前処理装置３０は、基本的に処理水の水質によって決定する必要があるが、一般的には、処理水中の有機物を処理するための活性炭吸着装置、処理水中のイオンを処理するためのイオン交換装置、イオンや微粒子等を処理するための逆浸透膜装置を設置することとなる。
【０２６６】
この第３実施形態によれば、液中膜部３で分離された水を前処理装置３０に導入して前処理し、超純水製造装置３１の原水としてリサイクルするので、水の有効利用ができクローズドシステムが完成する。
【０２６７】
(第４実施形態)
次に、図４に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第４実施形態の構成を示す。
【０２６８】
この第４実施形態は、処理水ポンプ６で、前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している点のみが、前述の第２実施形態と異なる。したがって、この第４実施形態では、前述の第２実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２６９】
この第４実施形態では、処理水ポンプ６で、前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している。したがって、処理水を、処理水ポンプ６によって、前処理装置３０に導入して前処理し、その後さらに、処理水を一般的な超純水製造装置３１に導入してリサイクルできる。
【０２７０】
したがって、この第４実施形態は、特に、排水をリサイクルする必要のある工場に適合するシステムである。
【０２７１】
この前処理装置３０は、具体的に、処理水の水質によって基本的には決定する必要があるが、一般的には、処理水中の有機物を処理するための活性炭吸着装置、処理水中のイオンを処理するためのイオン交換装置、イオンや微粒子等を処理するための逆浸透膜装置を設置することとなる。
【０２７２】
(第５実施形態)
次に、図５に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第５実施形態の構成を示す。
【０２７３】
この第５実施形態は、前述の図１に示した第１実施形態の液中膜分離槽１に隣接して、この液中膜分離槽１と同様の構造の液中膜分離槽１２を備えている。つまり、この第５実施形態では、同様の液中膜分離槽を２槽直列に配置している。したがって、この第５実施形態では、前述の第１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２７４】
この第５実施形態では、液中膜分離槽１の後段に、第２液中膜分離槽１２を設置している。
【０２７５】
液中膜分離槽１の液中膜５で分離した処理水を、第２液中膜分離槽１２に導入し、凝集剤である塩化第２鉄を添加した。液中膜分離槽１の液中膜５で分離した処理水中の溶解している砒素は凝集剤である塩化第２鉄によってフロックとなる。
【０２７６】
第２液中膜分離槽１２は、第２反応部１３、第２液中膜１６を有する第２液中膜部１４、第２沈澱部１５が上から順に配列されて構成されている。この第２液中膜分離槽１２の各部１３,１４,１５の内容仕様(ｐＨ計５２,液中膜１６,散気管１９等)は、液中膜分離槽１と同様である。ただし、液中膜分離槽１に、ｐＨ調整剤が添加されるのに対し、第２液中膜分離槽１２には凝集剤としての塩化第２鉄が添加される。
【０２７７】
第２液中膜分離槽１２において、処理水中の溶解している砒素は、凝集剤である塩化第２鉄によってフロックとなり、第２液中膜１６によって、固形物と処理水とに分離され、砒素を含むフロックは、第２液中膜部１４の第２液中膜１６で濃縮され、次第に、第２沈澱部１５に自然沈降し、沈殿濃縮される。
【０２７８】
この第５実施形態では、液中膜分離槽１の沈澱部４の最下部より濃縮された水酸化ガリウムを引き抜くことができ、また、第２液中膜分離槽１２の第２沈澱部１５の最下部から、上記砒素を含むフロックをベースとした砒素含有スラリーを引き抜くことができる。
【０２７９】
したがって、この第５実施形態によれば、第１の液中膜分離槽１と第２の液中膜分離槽１２を備えているので、２つ種類のグループの沈殿物を分離,濃縮,沈殿できる。上記第１の液中膜分離槽１では、ｐＨ調整剤で形成される水酸化物(水酸化ガリウム)を濃縮沈殿分離でき、また、第２の液中膜分離槽１２では、第１の液中膜分離槽１で膜分離された後の処理水(分離水)に、凝集剤とｐＨ調整剤を添加することによって、フロック等のより大きな沈殿物が形成され、水酸化物(砒素含有スラリー)を濃縮,沈殿,分離できる。
【０２８０】
(第６実施形態)
次に、図６に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第６実施形態の構成を示す。
【０２８１】
この第６実施形態は、前述の第５実施形態の第１反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている点のみが、第５実施形態と異なる。したがって、この第６実施形態では、前述の第５実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２８２】
この第６実施形態では、第１反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている。
【０２８３】
上記第１,第２反応部２,１３に、充填材１１および充填材２１が設置されているので、反応部２,１３において、気泡３２がストレートに空気中に出るのではなく、充填材１１および充填材２１とぶつかることになる。これにより、反応部２,１３において、排水の乱流を起こして、排水とｐＨ調整剤および凝集剤とが円滑に撹拌混合される構造になっている。
【０２８４】
上記充填材１１,２１としては、特に限定しないが、薬品と接触するので、耐薬品性の材料を選定する必要がある。具体的には、上記充填材１１,２１としては、プラスチック製のテラレット、ラインミキサーを選定した。
【０２８５】
(第７実施形態)
次に、図７に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第７実施形態の構成を示す。
【０２８６】
この第７実施形態は、前述の第５実施形態の第２処理水ポンプ１７で前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している点のみが、第５実施形態と異なる。したがって、この第７実施形態では、前述の第５実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２８７】
この第７実施形態では、第５実施形態の第２処理水ポンプ１７で前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している。そして、処理水を、第２処理水ポンプ１７によって、前処理装置３０に導入して前処理し、その後さらに、上記処理水を一般的な超純水製造装置３１に導入してリサイクルした。したがって、この第７実施形態は、特に、排水をリサイクルする必要のある工場に適合するシステムである。
【０２８８】
上述の前処理装置３０は、具体的には、処理水の水質によって基本的には決定する必要があるが、一般的には、処理水中の有機物を処理するための活性炭吸着装置、処理水中のイオンを処理するためのイオン交換装置、イオンや微粒子等を処理するための逆浸透膜装置等を設置することとなる。
【０２８９】
したがって、この第７実施形態によれば、上記第２の液中膜部１４で分離された水を前処理装置３０に導入して前処理し、超純水製造装置３１の原水としてリサイクルするので、２段の液中膜(第１,第２の液中膜部３,１４)で処理した水を前処理することとなる。したがって、前処理装置３０への負荷が小さくなり、超純水製造装置３１の原水として容易にリサイクルできる水質にできる。
【０２９０】
(第８実施形態)
次に、図８に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第８実施形態の構成を示す。
【０２９１】
この第８実施形態は、前述の第７実施形態の反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている点のみが、第７実施形態と異なる。したがって、この第８実施形態では、前述の第７実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０２９２】
この第８実施形態では、第１反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている。この充填材１１および充填材２１の存在により、反応部２,１３において、気泡３２がストレートに空気中に出るのではなく、充填材１１および充填材２１とぶつかることとなる。これにより、第１,第２反応部２,１３に乱流を起こして、排水とｐＨ調整剤および凝集剤とが円滑に撹拌混合される構造になっている。
【０２９３】
なお、上記充填材１１,２１としては、特に限定しないが、薬品と接触するので、耐薬品性の材料を選定する必要がある。具体的には、上記充填材１１,２１としては、プラスチック製のテラレット、ラインミキサーを選定した。
【０２９４】
(第９実施形態)
次に、図９に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第９実施形態の構成を示す。
【０２９５】
この第９実施形態は、前述の第７実施形態と比較して、第３液中膜分離槽２２を備え、排水として現像排水が付加されている点が異なる。ガリウム砒素プロセスにおいても現像工程があり、現像排水が発生する。
【０２９６】
この第９実施形態では、バルブ２０を開けることによって、上記現像排水を、砒素を含むダイシング,研磨排水、濃厚エッチング排水等の一部と共に、第３液中膜分離槽２２に導入する。これにより、第３液中膜分離槽２２において、砒素酸化細菌を培養繁殖させる。
【０２９７】
この砒素酸化細菌は、現像排水中の窒素と濃厚エッチング排水中のリンを栄養として、時間の経過と共に繁殖してくる。一般に、窒素とリンが適当量あれば、この砒素酸化細菌が繁殖することが知られている。
【０２９８】
この第３液中膜分離槽２２は、上部の第３液中膜部２８と第３沈澱部２９から構成されており、上部の第３液中膜部２８には、第３液中膜２３が設置されている。
【０２９９】
この第３液中膜２３の下部には、配管によりブロワー９につながっている散気管２６が設置されている。この散気管２６は、第３液中膜２３の膜表面を気泡３２により、常時、洗浄している。
【０３００】
この第３液中膜分離槽２２で、培養されて繁殖した砒素酸化細菌は、沈殿して、第３沈澱部ポンプ２７によって、第３沈澱部２９の下部から、配管３０を通して、第２液中膜分離槽１２に導入される。
【０３０１】
一方、第３液中膜２３により分離された処理水(水)は、第３処理水ポンプ２４により配管３３を通して、前処理装置３０に導入される。この第３液中膜２３からの処理水は、第２液中膜分離槽１２の第２液中膜１６からの処理水とともに、前処理装置３０に導入される。そして、この前処理装置３０を通過した処理水は、超純水製造装置３１の原水としてリサイクルされる。
【０３０２】
上記第３液中膜分離槽２２から、第２液中膜分離槽１２に導入された砒素酸化細菌は、排水中の有害な３価の砒素(亜ヒ酸)を安定で無害な５価の砒素(ヒ酸)に、薬品としての酸化剤よりも安定的に、酸化する。
【０３０３】
また、第２液中膜分離槽１２には、凝集剤として塩化第２鉄が添加されているので、第２液中膜分離槽１２の第２反応部１３において、５価のヒ酸は鉄と難溶性塩を生成して、更に化学的に安定なフロックとなる。塩化第２鉄による鉄塩は、比重も大きくなる傾向があり、第２液中膜１６によっても濃縮し、その後、沈殿して高濃度の砒素含有スラリーとなり、バルブ２０を開くことによって、第２沈澱部１５から引き出される。
【０３０４】
このように、この第９実施形態によれば、第３液中膜分離槽２２に、ガリウム砒素プロセスで排水される現像排水と砒素を含む排水が導入されるので、第３液中膜分離槽２２で、現像排水中の窒素を栄養源に砒素酸化細菌を培養繁殖させることができる。
【０３０５】
また、この第９実施形態によれば、第２液中膜分離槽１２の最下部の沈澱部１５に沈殿濃縮したスラリーを第３液中膜分離槽２２に返送するので、必要量の砒素酸化細菌を第３液中膜分離槽２２に返送して確保できると同時に、再度第２液中膜分離槽１２における砒素の３価から５価への酸化に役立たせることができる。
【０３０６】
(第１０実施形態)
次に、図１０に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第１０実施形態の構成を示す。
【０３０７】
この第１０実施形態は、前述の第９実施形態と比較して、反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている点のみが、第９実施形態と異なる。したがって、この第１０実施形態では、前述の第９実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３０８】
この第１０実施形態では、反応部２に充填材１１が設置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている。この充填材１１および充填材２１の存在により、気泡３２がストレートに空気中に出るのではなく、充填材１１および充填材２１とぶつかることにより、排水に乱流を起こる。これにより、排水とｐＨ調整剤および凝集剤とが円滑に撹拌混合される。
【０３０９】
なお、上記充填材１１,２１としては、特に限定しないが、薬品と接触するので、耐薬品性の材料を選定する必要がある。具体的には、充填材１１,２１として、プラスチック製のテラレット、ラインミキサー等を選定した。
【０３１０】
(第１１実施形態)
次に、図１１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第１１実施形態の構成を示す。
【０３１１】
この第１１実施形態は、第２液中膜分離槽１２の下部の第２沈澱部１５の最下部に濃縮した砒素酸化細菌を含む砒素含有スラリーの一部を、配管３４を通して、第３液中膜分離槽２２に返送する点のみが、前述の第９実施形態と異なる。したがって、この第１１実施形態では、前述の第９実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３１２】
この第１１実施形態では、第２液中膜分離槽１２の下部の第２沈澱部１５の最下部に濃縮した砒素酸化細菌を含む砒素含有スラリーの一部を、バルブ２０,配管３４を経由して、第３液中膜分離槽２２に返送している。
【０３１３】
有効な砒素酸化細菌は、第２液中膜分離槽１２の第２沈澱部１５から、第３液中膜分離槽２２に返送,導入し、再度、栄養源としての窒素やりんを加えて、培養繁殖させて、その後、再び、第２液中膜分離槽１２に導入して、砒素の３価から５価への酸化に役立たせる。
【０３１４】
この第１１実施形態では、第２処理水ポンプ１７で、第２液中膜１６から、配管１８を経由して、前処理装置３０、続いて、超純水製造装置３１に処理水を送水している。この第１１実施形態では、処理水を、第２処理水ポンプ１７によって前処理装置３０に導入して前処理し、その後さらに、上記処理水を一般的な超純水製造装置３１に導入してリサイクルした。したがって、この第１１実施形態は、特に、排水をリサイクルする必要のある工場に適合するシステムである。
【０３１５】
前処理装置３０は、具体的には、処理水の水質によって、基本的に決定する必要があるが、一般的には、処理水中の有機物を処理するための活性炭吸着装置、処理水中のイオンを処理するためのイオン交換装置、イオンや微粒子等を処理するための逆浸透膜装置を設置することとなる。
【０３１６】
(第１２実施形態)
次に、図１２に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第１２実施形態の構成を示す。
【０３１７】
この第１２実施形態は、前述の第１１実施形態の反応部２に、充填材１１と第２反応部１３に充填材２１が設置してある点のみが、第１１実施形態と異なる。したがって、この第１２実施形態では、前述の第１１実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３１８】
この第１２実施形態では、反応部２に充填材１１が配置され、第２反応部１３に充填材２１が設置されている。この充填材１１および充填材２１の存在によって、気泡３２がストレートに空気中に出るのではなく、充填材１１および充填材２１とぶつかることになり、乱流を起こして、排水とｐＨ調整剤および凝集剤とが円滑に撹拌混合される。
【０３１９】
図１３(Ａ),(Ｂ)に、この第１２実施形態の第１の液中膜分離槽１,第２の液中膜分離槽１２,第３の液中膜分離槽２２での滞留時間のタイムチャートを示す。図１３(Ａ)は、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイムチャートであり、図１３(Ｂ)は、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイムチャートである。
【０３２０】
なお、上記充填材１１,２１としては、特に限定しないが、薬品と接触するので、耐薬品性の材料を選定する必要がある。具体的には、プラスチック製のテラレット、ラインミキサー等を選定した。
【０３２１】
(第１実験例)
次に、具体的な実験例として、図１に示す第１実施形態と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０３２２】
この第１実験例では、液中膜分離槽１の容量を１６０リットルとした。そして、株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚使用して実験した。
【０３２３】
このとき、流入ガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから２０００ppmの範囲であるが、液中膜分離槽１で処理することにより、５００００ppmの濃度のガリウムをスラリーで得ることができた。
【０３２４】
(第２実験例)
次に、具体的な実験例として、図１２に示す第１２実施形態と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０３２５】
この第２実験例では、第１液中膜分離槽１と第２液中膜分離槽１２の容量をそれぞれ１６０リットルとした。そして、それぞれの液中膜分離槽に株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚づつ合計２０枚使用して実験した。
【０３２６】
このとき、流入ガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから約２０００ppmの範囲であるが、液中膜分離槽１で処理することにより、約５００００ppmの濃度のガリウムを含むスラリーを、第１液中膜分離槽１のバルブ１０から得ることができた。また、第２液中膜分離槽１２のバルブ１２から、約１００００ppmの濃度の砒素を含むスラリーを得ることができた。
【０３２７】
(第１参考例)
図１４に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３２８】
この第１参考例は、化合物半導体工場からの金属含有排水を処理する方法であり、より具体的には、ガリウム排水の処理方法である。さらに、この実施形態では、ガリウム(水酸化ガリウム)とｐＨ調整剤としてのナトリウムイオンを回収可能な排水処理方法である。
【０３２９】
化合物半導体工場でのガリウム排水としては、(1)ダイシング排水、(2)濃厚エッチング排水、(3)水洗水がある。
【０３３０】
上記(1),(2),(3)の混合排水すなわち酸性のガリウム排水としての金属含有排水は、第１反応部１０１に導入され、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて反応し、水酸化ガリウムの水酸化物を形成する。この水酸化ガリウムは、次の液中膜分離装置１０２で濃縮されて、金属水酸化物として排出される。
【０３３１】
一方、液中膜分離装置１０２で分離された処理水は、第２反応部１０３に導入され、この第２反応部１０３において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて、ｐＨ調整される。上記処理水は、その後、第２反応部１０３  から逆浸透膜分離装置１０４に導入されて処理される。この逆浸透膜分離装置１０４では、上記処理水が含有する金属イオンであるナトリウムイオンが、濃縮され、第１反応部１０１に返送されて、酸性の金属含有排水としてのガリウム排水のｐＨ調整に再利用される。
【０３３２】
したがって、この第１参考例によれば、金属含有排水中のガリウムを、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムによって、水酸化ガリウムとし、次に、液中膜分離装置１０２によって、この水酸化ガリウムを濃縮して回収できる。また、ｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムが添加されたことにより、上記排水が含有するナトリウムイオンを、上記逆浸透膜分離装置１０４で濃縮して、第１反応部１０１に返送することによって、ｐＨ調整剤として再利用できる。これにより、ｐＨ調製剤の使用量を削減してランニングコストを低減できる。
【０３３３】
(第２参考例)
次に、図１５に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３３４】
この第２参考例を実行する排水処理システムは、次の(1),(2)の点のみが前述の第１参考例の排水処理システムと異なる。
【０３３５】
(1) 液中膜分離装置１０２の後に、ｐＨ調整剤と凝集剤が添加される第３反応部１０６および第２液中膜分離装置１０５が配置されている。
【０３３６】
(2) 逆浸透膜分離装置１０４の後に超純水製造装置１０７が配置されている。
【０３３７】
したがって、この第２参考例では、前述の図１４のシステム構成と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３３８】
化合物半導体工場では、ガリウム砒素を代表とする化合物半導体が使用され、ガリウム砒素排水が排出される。ガリウム砒素排水を確実に処理して得た水を超純水製造装置１０７の原水として再利用するための方法が、図１５の第１４実施形態である。
【０３３９】
この第２参考例では、まず、ガリウム砒素排水である金属含有排水中のガリウムを水酸化ガリウムとして、第１液中膜分離装置１０２で分離する。次に、第１液中膜分離装置１０２で得た砒素を含む処理水は、第３反応部１０６に導入され、この第３反応部１０６において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムと凝集剤としての塩化第２鉄とが添加されて、反応させられる。そして、次に、上記第３反応部１０６からの処理水は、第２液中膜分離装置１０５に導入され、この第２液中膜分離装置１０５で、上記処理水は、砒素と水に分離される。
【０３４０】
上記砒素は、第２液中膜分離装置１０５で、濃縮液に移行して、砒素含有スラリーとなる。
【０３４１】
一方、上記第２液中膜分離装置１０５で、砒素が分離されて、得た処理水は、第２反応部１０３に導入され、この第２反応部１０３において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加される。これにより、上記処理水は、ｐＨ調整されてから、逆浸透膜分離装置１０４に導入される。この逆浸透膜分離装置１０４に導入されて得た水は、超純水製造装置１０７に導入されて再利用される。
【０３４２】
このように、この第２参考例によれば、第１液中膜分離装置１０２で、排水中のガリウムを水酸化ガリウムとして分離して回収できると共に、第２液中膜分離装置１０５で、排水中の砒素を砒素含有スラリーとして分離して回収できる。また、上記逆浸透膜分離装置１０４を通した処理水を、超純水製造装置１０７の原水として使用できると共に、この逆浸透膜分離装置１０４で濃縮した金属(ナトリウムイオン)は、上記第１反応部１０１に返送され、ＰＨ調整剤として再利用される。
【０３４３】
(第３参考例)
次に、図１６に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第３参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３４４】
この第３参考例は、図１５の逆浸透膜分離装置１０４の後に、電気脱イオン装置１０８が配置してある排水処理システムを用いて、排水処理を行う方法である点のみが、前述の第２参考例と異なる。したがって、この第３参考例では、前述の第２参考例で用いた排水処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３４５】
この第３参考例では、電気脱イオン装置１０８は、逆浸透膜分離装置１０４の後に配置されていて、逆浸透膜分離装置１０４から導入された処理水の中に溶解しているイオンを、イオン交換膜とイオン交換樹脂を用いて、電気的に除去している。
【０３４６】
よって、この第３参考例によれば、超純水製造装置１０７に対して、イオン的な負荷を低減しているので、超純水製造装置１０７の水質が向上すると同時に、超純水製造装置１０７のランニングコストが下がる。一方、逆浸透膜分離装置１０４と電気脱イオン装置１０８の濃縮水は、ナトリウムイオンを含んでいるので、第１反応部１０１に返送してナトリウムイオンを再利用する。これにより、新規のｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムの使用量を低減できる。
【０３４７】
(第４参考例)
次に、図１７に、この発明のガリウム砒素含有排水の第４参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３４８】
この第４参考例は、図１６の第３反応部１０６に、金属酸化細菌培養槽１０９から金属酸化細菌を投入している点のみが、前述の第３参考例と異なる。したがって、この第４参考例では、前述の第３参考例での処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３４９】
この第４参考例では、第３反応部１０６に、金属酸化細菌培養槽１０９から金属酸化細菌を投入している。
【０３５０】
これにより、金属含有排水が、ガリウム砒素排水の場合、第３反応部１０６で３価の砒素が５価の砒素になされて、無毒化かつ安定化される。具体的には、上記金属酸化細菌として砒素酸化細菌を第３反応部１０６に投入した。
【０３５１】
なお、酸化工程として、酸化剤を使用する方法もあるが、金属酸化細菌を用いることで、ランニングコストを低減できる。
【０３５２】
(第１３実施形態)
次に、図１８に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１３実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。この排水処理システムは、全体として、ユニット最上部２１とユニット上部２２とで構成されている。このユニット最上部２１は、前処理装置１７と超純水製造装置１６で構成され、ユニット上部２２は、主として液中膜分離槽１からなる。
【０３５３】
この第１３実施形態では、ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有する化合物半導体排水を、液中膜分離槽１のうちの上部に配置されている反応部２に導入し、この反応部２に、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加する。
【０３５４】
この液中膜分離槽１は、反応部２、液中膜部３、沈澱部４で構成され、反応部２は上部に位置し、ｐＨ計１２が設置されている。また、液中膜部３は、中間に配置され、沈澱部４は下部に配置されている。
【０３５５】
上記ガリウム砒素等を含有する酸性の化合物半導体排水は、上記液中膜分離槽１の反応部２に導入され、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤が添加されて、液中膜部３の液中膜５の下部に設置してある散気管８から吐出する気泡１１によって効率的に撹拌されて混合される。
【０３５６】
上記反応部２での運転条件は、ｐＨ計１２によって制御されるが、反応部２内の処理水がｐＨ４〜ｐＨ５の範囲で管理することが望ましいが絶対ではない。
【０３５７】
この反応部２において、効率的に撹拌混合されることによって、排水中に溶解しているガリウムイオンは、水酸化ガリウムとなり、沈殿し易くなる。固形物としてのガリウム粒子は、そのまま沈殿するが沈降速度は遅い。
【０３５８】
なお、液中膜５の下部に設置してある散気管８から吐出する気泡は、液中膜５の膜表面を常時洗浄しているので、微細な固形物によって、閉塞することはない。液中膜５としては、限外濾過膜が該当し、具体的には株式会社クボタ、株式会社ユアサコーポレーション、三菱レーヨン株式会社等の液中膜を選定すれば良い。
【０３５９】
符号９は、ブロワーであり、散気管８へ空気を供給している。一般的なルーツブロワーを選定すればよい。また、符号２１は排水処理ユニットの最上部、符号２２はユニット上部を示す。
【０３６０】
処理水ポンプ６を運転することにより、液中膜５で処理水と濃縮物が分離される。この処理水は、配管７を通って処理水ポンプ６で、次工程をなす砒素リン除去装置７８に導入され、砒素とリンが除去される。砒素とリンが除去された後の処理水は、順に、活性炭吸着装置１３、逆浸透膜装置１４、電気脱イオン装置１５を経て、超純水製造装置１６に導入されて再利用される。
【０３６１】
一方、活性炭吸着装置１３からの逆洗水は、浮遊物質を含んでいるので、配管１８を通して、反応部２に導入されて、処理水として再利用される。
【０３６２】
また、逆浸透膜装置１４と電気脱イオン装置１５から得られる濃縮水は、配管１９と２０を経由して、反応部２に導入される。この濃縮水は、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが反応部２に添加されていることに起因して、ナトリウムイオンが含まれているから、水とナトリウムイオンが反応部２に導入されて再利用されることとなる。
【０３６３】
この実施形態では、上記液中膜分離槽１の立体的な構造を活用し、(1)上部の反応部２で反応させ、(2)中間部の液中膜部３で液中膜濃縮し、(3)下部の沈澱部４で水酸化物の持つ比重により沈澱濃縮している。
【０３６４】
(第１４実施形態)
次に、図１９に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１４実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３６５】
この第１４実施形態は、図１９の液中膜分離槽１の下方に、第２液中膜分離槽２４を配置している点と、液中膜分離槽１の反応部２に充填材２３が充填されている点のみが、前述の第１３実施形態を実行するシステムと異なる。したがって、この第１４実施形態では、前述の第１３実施形態を実行するシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３６６】
この第１４実施形態では、第２液中膜分離槽２４が第１液中膜分離槽１の下方に配置された排水処理システムを使用する。この第２液中膜分離槽２４は、上から反応部２５、第２液中膜部２６、沈澱部２７が順に配置されて、構成されている。なお、符号３２は、第２液中膜分離槽２４を示し、排水処理ユニットの下部を示している。
【０３６７】
この第１４実施形態では、液中膜分離槽１で濃縮して沈殿した濃縮液としての水酸化ガリウムを、第２液中膜分離槽２４でさらに物理的に濃縮することができる。第２液中膜分離槽２４は、ｐＨ計１２が設置された反応部２５を備えている。この反応部２５の役目は、水酸化ガリウムを曝気によって撹拌して第２液中膜２８での濃縮分離を効果的に実施させることである。
【０３６８】
また、液中膜分離槽１の反応部２に充填材２３が充填されていることにより、ｐＨ計１２が設置された反応部２内において、乱流をおこし、反応部２での、ｐＨ調整剤と化合物半導体排水との反応効率を高めることができる。
【０３６９】
この充填材２３としては、反応部２における反応効率を向上させるものならば特に限定しないが、耐薬品性の材質を選定すればよい。具体的には、テラレット等がある。
【０３７０】
なお、反応部２５におけるｐＨ計１２の設置目的は、単に反応部２５内のｐＨを監視するためのものである。
【０３７１】
(第１５実施形態)
次に、図２０に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１５実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３７２】
この第１５実施形態は、次の(1),(2)の点で、前述の第１４実施形態で用いた排水処理システムと異なる排水処理システムを用いて実行される。
【０３７３】
(1) 図１９に示した液中膜分離槽１と第２液中膜分離槽２４とは別に、液中膜５と第２液中膜２８からの分離水が、反応部３４に充填材２３を充填した第３液中膜分離槽３３に導入される点
(2) 上記第３液中膜分離槽３３からの濃縮液をさらに濃縮するための第４液中膜分離槽４０を備える点
したがって、この第１５実施形態の排水処理方法では、前述の第１４実施形態で使用した排水処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３７４】
この第１５実施形態では、図１９の第１４実施形態での液中膜５と液中膜２８からの分離水を、第３液中膜分離槽３３の反応部３４に導入する。この反応部３４には、充填材２３が充填されている。この第３液中膜分離槽３３の反応部３４では、処理水中に溶解している砒素やリンを、ｐＨ調整剤と塩化第２鉄等の凝集剤によって反応させて、フロック状態とし、次いで、第３液中膜３７によって、水と濃縮液に分離している。
【０３７５】
この第３液中膜３７によって分離された水は、ポンプ５０により、活性炭吸着装置１３に導入されて、前処理装置１７で処理され、第１４実施形態と同様に、超純水製造装置１６に対する原水としてリサイクルされる。
【０３７６】
一方、第３液中膜３７によって分離した濃縮液は、第３液中膜分離槽３３の第３沈澱部３６で沈殿,濃縮され、この沈殿,濃縮された濃縮液は、重力で、第４液中膜分離槽４０に導入され、さらに、第４液中膜４４と第４沈澱部４３で濃縮されて高濃度砒素およびリン含有スラリーとなる。
【０３７７】
そして、第４液中膜４４で分離された水は、ポンプ５１によって、活性炭吸着装置１３に導入されて、第１４実施形態と同様に、超純水製造装置１６に対する原水としてリサイクルされる。
【０３７８】
(第１６実施形態)
次に、図２１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１６実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３７９】
この第１６実施形態は、図２１に示す第５液中膜分離槽５２が追加設置されている排水処理システムを使用する点のみが、前述の第１５実施形態と異なる。
【０３８０】
したがって、この第１６実施形態では、前述の第１５実施形態での排水処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３８１】
この第１６実施形態では、第５液中膜分離槽５２を備え、この第５液中膜分離槽５２には、第５液中膜５３が設置されている。また、符号５８は、第５沈澱部を示し、符号５７は、第５液中膜部を示している。
【０３８２】
この第５液中膜分離槽５２には、ガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部と現像排水とが導入されている。また、この第５液中膜分離槽５２は、散気管５５から吐出する空気によって曝気されているので、現像排水の有機物を栄養源として微生物が時間の経過と共に繁殖してくる。そして、ガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部が導入されることで、排水中の砒素をベースに、砒素酸化細菌が発生することとなる。
【０３８３】
この第１６実施形態で用いている排水処理装置を短時間に立ち上げる場合には、あらかじめ、別の場所で砒素酸化細菌を培養繁殖させておいて、次に、この砒素酸化細菌を、第５液中膜分離槽５２に投入して、砒素酸化細菌を早期に繁殖させることもできる。
【０３８４】
そして、この第５液中膜分離槽５２で繁殖させた砒素酸化細菌を、第３液中膜分離槽３３に導入して、液中膜分離槽１の液中膜５からの分離水と混合して、３価の砒素を、砒素酸化細菌で５価に酸化して安定化させる。
【０３８５】
この第３液中膜分離槽において、安定な５価の砒素として、濃縮分離できる。また、薬品としての酸化剤を使用しないので、ランニングコストを低減することができる。
【０３８６】
(第１７実施形態)
次に、図２２に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１７実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３８７】
この第１７実施形態は、図２１の第３沈澱部３６の沈殿濃縮液の一部を第５液中膜分離槽５２に返送している点のみが、第１６実施形態と異なる。したがって、この第１７実施形態では、図２１の排水処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３８８】
この第１７実施形態では、第３沈澱部３６の沈殿濃縮液の一部を、第５液中膜分離槽５２に返送する。これによって、砒素酸化細菌をリサイクルして、砒素酸化細菌を有効利用している。結果的には、第１７実施形態のシステム内で、砒素酸化細菌を一定濃度に保つことができる。また、第５液中膜分離槽５２内での砒素酸化細菌の培養速度を速めることができる。
【０３８９】
なお、図２８(Ａ)に、この第１７実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートを示し、図２８(Ｂ)に、この第１７実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートを示す。図２８(Ａ)と図２８(Ｂ)とを参照すれば分かるように、低濃度の場合には、通常濃度の場合と比較して、液中膜分離槽および第２液中膜分離槽での滞留時間を２分の１に短縮している。
【０３９０】
(第１８実施形態)
次に、図２３に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１８実施形態で使用する排水処理システムの構成を示す。
【０３９１】
この第１８実施形態は、図２２に示した第５液中膜分離槽５２の第５沈澱部５８で沈殿濃縮した液を、配管６０を経由して、液中膜分離槽１に返送している点のみが、前述の第１７実施形態と異なる。したがって、この第１８実施形態では、前述の第１７実施形態での排水処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３９２】
この第１８実施形態では、第５液中膜分離槽５２の第５沈澱部５８で沈殿濃縮した液を、配管６０を経由して、液中膜分離槽１に返送し、液中の砒素酸化細菌を使用して化合物半導体排水中の有機物を処理している。この砒素酸化細菌は、砒素の酸化を行うのは当然として、微生物であることから、排水中の有機物も分解処理できる。
【０３９３】
なお、図２７(Ａ)に、この第１８実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートを示し、図２７(Ｂ)に、この第１８実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートを示す。図２７(Ａ)と図２７(Ｂ)を比較すれば分かるように、低濃度の場合には、通常濃度の場合に比べて、第３および第４液中膜分離槽での滞留時間が、１時間だけ短くしている。
【０３９４】
(第１９実施形態)
次に、図２４に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１９実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３９５】
この第１９実施形態は、図１８の液中膜分離槽１の下部に蒸発装置７９を配置している点のみが、図１８に示す第１３実施形態での排水処理システムと異なる。したがって、この第１９実施形態では、前述の第１３実施形態でのシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３９６】
この第１９実施形態では、第１３実施形態での液中膜分離槽１から得られる沈殿濃縮液すなわち水酸化ガリウムを、蒸発装置７９によって、短時間に希望の濃度まで濃縮することができる。
【０３９７】
(第２０実施形態)
次に、図２５に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２０実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０３９８】
この第２０実施形態は、図２１(第１６実施形態)において、第２液中膜分離槽２４と第４液中膜分離槽４０の代替設備として、蒸発装置７９,７９を配置している排水処理システムを使用している点のみが、第１６実施形態と異なる。  したがって、この第２０実施形態では、前述の第１６実施形態でのシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０３９９】
この第２０実施形態では、液中膜分離槽１から得られる沈殿濃縮液すなわち水酸化ガリウムを、蒸発装置７９によって、短時間で希望の濃度まで濃縮できる。また、第３液中膜分離槽３３から得られる沈殿濃縮液である砒素リン含有スラリーを蒸発装置７９により、短時間で希望の濃度まで濃縮できる。
【０４００】
(第２１実施形態)
次に、図２６に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２１実施形態を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４０１】
この第２１実施形態では、流入水が、過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素,ガリウムリン等化合物半導体排水である点のみが、第１８実施形態と異なる。前述の第１８実施形態では、図２３に示すように、流入水が、ガリウム砒素、ガリウムリン等化合物半導体排水である。したがって、この第２１実施形態では、前述の第１８実施形態でのシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４０２】
この第２１実施形態では、流入水が、過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素、ガリウムリン等化合物半導体排水であるので、排水中に過酸化水素(過水)が含まれている。
【０４０３】
また、この第２１実施形態では、液中膜分離槽１と第２液中膜分離槽２４に、砒素酸化細菌が導入されているので、時間の経過とともに微生物濃度が上昇して、一部、嫌気性微生物も繁殖してくる。そして、嫌気性微生物が持つ還元性により、酸化剤としての過酸化水素(過水)が分解される。
【０４０４】
排水中の過酸化水素が分解されれば、超純水製造装置への原水としてリサイクルし易くなる。超純水製造装置への原水としてリサイクルし易くなる水質項目とは、過酸化水素以外のイオン、有機物、微粒子等全ての水質項目が処理されていることを意味している。
【０４０５】
(第３実験例)
次に、具体的な実験例として、図１８に示す第１３実施形態と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０４０６】
この第３実験例では、液中膜分離槽１の容量を１６０リットルとした。そして、株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚使用して実験した。
【０４０７】
このとき、流入化合物半導体排水中のガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから２０００ppmの範囲であるが、液中膜分離槽１で処理することにより、５００００ppmの濃度のガリウムをスラリーで得ることができた。
【０４０８】
そして、液中膜５から得た分離水を、砒素,リン除去装置および一連の前処理装置に導入して処理し、超純水製造装置の原水として再利用した。
【０４０９】
(第４実験例)
次に、具体的な実験例として、図１９に示す第１４実施形態と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０４１０】
この第４実験例では、液中膜分離槽１と第２液中膜分離槽２４の容量をそれぞれ１６０リットルとした。そして、それぞれの液中膜分離槽に株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚づつ合計２０枚使用して実験した。
【０４１１】
このとき、流入ガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから約２０００ppmの範囲であるが、液中膜分離槽１と第２液中膜分離槽２４で処理することにより、約８００００ppmの濃度のガリウムを含むスラリーを得ることができた。
【０４１２】
(第５参考例)
図２９に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第５参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４１３】
この第５参考例は、化合物半導体工場からの金属含有排水を処理する方法であり、より具体的には、ガリウム排水の処理方法であり、かつ、ガリウム(水酸化ガリウム)とｐＨ調整剤としてのナトリウムイオンの回収方法でもある。
【０４１４】
化合物半導体工場でのガリウム排水としては、(1)ダイシング排水、(2)濃厚エッチング排水、(3)水洗水がある。
【０４１５】
上記(1),(2),(3)の混合排水、すなわち酸性のガリウム排水としての金属含有排水は、第１ｐＨ調整槽４０１に導入されて、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて反応し、水酸化ガリウムの水酸化物を形成する。この水酸化ガリウムは、付着沈澱部と振動板を有する多段型液中膜分離装置４０２で濃縮されて、金属水酸化物(水酸化ガリウム)として排出される。
【０４１６】
この多段型液中膜分離装置４０２は、後の第９参考例で説明する図３３に示す多段型液中膜分離槽８１と同じ構造である。この多段型液中膜分離槽８１の構造は、後の第９参考例で詳しく説明するが、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による水酸化ガリウムの水酸化物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する。
【０４１７】
この多段型液中膜分離装置４０２によれば、後の第９参考例(図３３)で説明するように、多量の水酸化ガリウムの水酸化物を、効率的に濃縮して、処理能力を向上できる。
【０４１８】
上記多段型液中膜分離装置４０２で分離された処理水は、第２ｐＨ調整槽４０３に導入され、この第２ｐＨ調整槽４０３において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されてｐＨ調整される。次に、この第２ｐＨ調整槽４０３でｐＨ調整された処理水は、逆浸透膜分離装置４０４に導入されて、処理される。
【０４１９】
この逆浸透膜分離装置４０４において、濃縮されたナトリウムイオンは、第１ｐＨ調整槽４０１に返送されて、酸性の金属含有排水としてのガリウム排水のｐＨ調整に再利用される。これにより、ｐＨ調整剤に起因するナトリウムイオンをリサイクルでき、ｐＨ調整剤の使用量を削減できる。
【０４２０】
(第６参考例)
次に、図３０に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第６参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４２１】
この第６参考例は、前述の第５参考例と比較して、次の(1),(2)の点のみが、相異する。
【０４２２】
(1) 図２９の多段型液中膜分離装置４０２の後に、ｐＨ調整剤と凝集剤が添加される反応槽４０６と、付着沈澱部と振動板を有する第２の多段型液中膜分離装置４０５が配置されている点。この第２の多段型液中膜分離装置４０５は、後の第１１参考例で説明する図３５に示す多段型液中膜分離槽８０と同じ構造である。この多段型液中膜分離槽８０の構造は、後の第１１参考例で詳しく説明するが、上下複数段に配設された液中膜と、上記液中膜の下方に配置されて、上記反応による水酸化ガリウムの水酸化物を充填材に付着させて沈殿させる付着沈澱部と、上記液中膜を振動させる振動板とを有する。
【０４２３】
(2) 逆浸透膜分離装置４０４の後に、超純水製造装置４０７が配置してある点。
【０４２４】
したがって、前述の第５参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４２５】
化合物半導体工場では、ガリウム砒素を代表とする化合物半導体が使用され、ガリウム砒素排水が排出される。この図３０の第６参考例は、ガリウム砒素排水を確実に処理して得た水を超純水製造装置４０７の原水として再利用するものである。
【０４２６】
この第６参考例では、まず、ガリウム砒素排水である金属含有排水中のガリウムを水酸化ガリウムとして、第１の多段型液中膜分離装置４０２で分離する。次に、上記付着沈澱部と振動板を有する多段型液中膜分離装置１０２で得た砒素を含む処理水は、反応槽４０６に導入され、この反応槽４０６において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムと凝集剤としての塩化第２鉄とが添加されて反応させられる。
【０４２７】
次に、上記反応槽４０６からの処理水は、付着沈澱部と振動板を有する第２の多段型液中膜分離装置４０５で、砒素と水に分離される。この砒素は、上記第２の多段型液中膜分離装置４０５で、濃縮液に移行して、金属含有スラリーとしての砒素含有スラリーとなる。
【０４２８】
また、第２の多段型液中膜分離装置４０５で、砒素を分離して得た水は、第２ｐＨ調整槽４０３に導入され、この第２ｐＨ調整槽４０３において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて、ｐＨ調整され、逆浸透膜分離装置４０４に導入される。そして、この逆浸透膜分離装置４０４に導入して得た水を、超純水製造装置１０７にて再利用する。
【０４２９】
なお、上記逆浸透膜分離装置４０４によって得た濃縮液に含まれるナトリウムイオンは、第１ｐＨ調整槽４０１に返送されてｐＨ調整剤として再利用される。すなわち、ナトリウムイオンをｐＨ調整剤としてリサイクルできる。
【０４３０】
(第７参考例)
次に、図３１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第７参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４３１】
この第７参考例は、図３０の逆浸透膜分離装置４０４の後に、電気脱イオン装置４０８が配置したシステムを用いている点のみが、前述の第６参考例と異なる。したがって、この第７参考例では、前述の第６参考例で使用する処理システムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４３２】
この第７参考例では、電気脱イオン装置４０８は、逆浸透膜分離装置４０４の後に配置されて、イオン交換膜とイオン交換樹脂を用いて、水の中に溶解しているイオンを電気的に除去している。
【０４３３】
よって、超純水製造装置４０７に対して、イオン的な負荷を低減しているので、超純水製造装置４０７の水質が向上すると同時に、超純水製造装置４０７のランニングコストが下がる。一方、逆浸透膜分離装置４０４と電気脱イオン装置４０８の濃縮水は、ナトリウムイオンを含んでいるので、第１反応部４０１に返送して、ナトリウムイオンを再利用し、新規のｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムの使用量を低減する。
【０４３４】
(第８参考例)
次に、図３２に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第８参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４３５】
この第８参考例は、図３１の第３反応部４０６に、金属酸化細菌培養槽４０９から金属酸化細菌を投入している点と、電気脱イオン装置４０８からの処理水を超純水製造装置４１０に導入する点とが、前述の第７参考例と異なる。したがって、この第８参考例では、前述の第７参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４３６】
この第８参考例では、金属酸化細菌培養槽４０９から、第３反応部４０６に、金属酸化細菌として砒素酸化細菌を投入している。これが酸化工程をなし、金属含有排水がガリウム砒素排水である場合、第３反応槽４０６で、３価の砒素を５価にして、無毒化かつ安定化することができる。
【０４３７】
なお、酸化工程で酸化剤を使用する方法もあるが、金属酸化細菌を第３反応槽４０６へ投入することで、酸化工程でのランニングコストを低減できる。
【０４３８】
(第９参考例)
次に、図３３に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第９参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４３９】
この第９参考例では、ガリウム砒素,ガリウムリン等の化合物半導体排水を、ｐＨ調整槽９０に導入して、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加する。このｐＨ調整槽９０には、撹拌機８８が設置されていて、機械的な撹拌によって、水酸化ガリウムを形成する。形成された水酸化ガリウムは、沈殿し易くなることと、水酸化物であるためフロック状となり充填材に付着しやすくなる。
【０４４０】
このｐＨ調整槽９０における水酸化ガリウムを含む排水は、ｐＨ調整槽ポンプ８７によって、多段液中膜分離槽８１の下部に位置する付着沈澱部８４に、流入管９１から導入される。付着沈澱部８４は、充填材７２が上部に配置され、その下に、充填材７２に付着した金属水酸化物としての水酸化ガリウムを定期的に空気洗浄するための散気管９８が設置されている。この散気管９８は、空気配管によって、ブロワー７７に接続されている。このブロワー７７としては、一般的なルーツブロワーを選定すればよい。
【０４４１】
また、この付着沈澱部８４の下部は、水酸化ガリウムを沈殿させるための沈澱部９２で構成されている。この沈澱部９２に沈澱した水酸化ガリウムは、バルブ９３から取り出すことができる。
【０４４２】
この第９参考例では、付着沈澱部８４で１次処理された排水は、次に、液中膜部８３に移動して、液中膜８５によって、水と濃縮液とに分離される。液中膜８５は、処理能力を向上させるため、図３３に示すように、上下３段に配置された多段液中膜部８３を使用した。
【０４４３】
この液中膜８５は、散気管９８から吐出する空気によって、空気洗浄されているものの、時間の経過とともに、能力が低下してくる。その際は、この液中膜部８３に、ユニット収納されている液中膜８５を、水平に平行移動させて、液中膜取出し開口部９６から取出し、新しい液中膜８５と交換することができる。
【０４４４】
また、上記液中膜８５を多段に配置する理由としては、多段液中膜分離槽８１を、工場建屋内に設置する必要がある場合、面積当たりの処理能力を向上させて、工場建屋内の必要面積を最小限とするためである。
【０４４５】
また、液中膜部８３には、振動板１０１が上下３段に配置され、この振動板１０１を、可変型周波数発信器９９から信号線１００を経由して入力される信号によって、振動させる。この振動は、排水を媒介にして、液中膜８５を振動させて、液中膜８５の処理能力を向上させることができる。
【０４４６】
上記可変型周波数発信機９９は、信号線１００によって結線されている上記振動板１０１の駆動部(図示せず)に所定周波数の信号を入力することによって、上記振動板１０１を振動させる。また、上記可変型周波数発信機９９は、その出力信号を可変することで、振動板１０１の振動幅を調節することができ、これにより、液中膜８５の処理能力を変えることができる。
【０４４７】
また、液中膜部８３に設置してある散気管９８から吐出する空気すなわち気泡によって、上下３段構成の液中膜５の全てを、効率的に洗浄できる。
【０４４８】
なお、上記液中膜８５の下部に設置してある散気管９８から吐出する気泡は、液中膜８５の膜表面を常時洗浄しているので、微細な固形物によって、閉塞することはない。また、液中膜８５としては、株式会社クボタ、株式会社ユアサコーポレーション、栗田工業株式会社、三菱レーヨン株式会社等の液中膜を選定すれば良い。
【０４４９】
そして、上部８２に設置してあるｐＨ計９７によって、多段液中膜分離槽８１内のｐＨを測定し、この測定したｐＨ値に基いて、上記ｐＨ調整槽９０に添加するｐＨ調整剤の量を調整すればよい。このｐＨ調整槽９０の運転条件は、ｐＨ計８９によって、制御される(制御線は図示せず)が、槽内のｐＨ４〜ｐＨ５の範囲で管理することが望ましいが絶対ではない。
【０４５０】
また、上記液中膜部８３に設置してある液中膜８５は、配管やチューブによって処理水ポンプ８６と連結されており、この処理水ポンプ８６から、膜分離された水を得ることができる。この処理水ポンプ８６を運転することによって、液中膜８５で水と濃縮物が分離されて、水は配管やチューブを通って処理水ポンプ８６で、次工程である砒素リン除去装置７８に導入され、砒素とリンが除去される。
【０４５１】
この砒素リン除去装置７８で、処理水から砒素とリンが除去された後の水は、前処理装置１７を構成する活性炭吸着装置１３、逆浸透膜装置１４、電気脱イオン装置１５を順に経て、超純水製造装置１６に導入されて再利用される。
【０４５２】
一方、活性炭吸着装置１３からの逆洗水は、浮遊物質を含んでいるが、水をリサイクルするため、配管１８で、ｐＨ調整槽９０に返送,導入されて、水が再利用される。
【０４５３】
また、逆浸透膜装置１４と電気脱イオン装置１５からの濃縮水は、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムがｐＨ調整槽９０に添加されていることによって、ナトリウムイオンが含まれているから、それぞれ、配管１９,２０から、ｐＨ調整槽９０に導入されて、水とナトリウムイオンが再利用される。
【０４５４】
なお、図４２(Ａ)に、この第９参考例における、排水水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合での、液中膜分離槽８１および第２液中膜分離槽１２４での各滞留時間を表すタイミングチャートを示す。また、図４２(Ｂ)に、この第９参考例における、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合での、液中膜分離槽８１および第２液中膜分離槽１２４での各滞留時間を表すタイミングチャートを示す。図４２(Ａ)と図４２(Ｂ)を比較参照すれば分かるように、低濃度の場合には、各液中膜分離槽８１,１２４での滞留時間を２分の１に短縮させた。
【０４５５】
(第１０参考例)
次に、図３４に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１０参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４５６】
この第１０参考例は、図３３の多段液中膜分離槽８１の下方に、第２液中膜分離槽１２４を配置したシステムとしている点のみが、前述の第５実施形態と異なる。したがって、この第１０参考例では、前述の第９参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４５７】
この第１０参考例では、多段液中膜分離槽８１の下方に、第２液中膜分離槽１２４を配置した排水処理システムを採用している。この第２液中膜分離槽１２４は、第２上部１２５、第２液中膜部１２６、第２沈澱部１２７が上から下へ順に配設されて構成されている。
【０４５８】
この第２液中膜分離槽１２４は、多段液中膜分離槽８１で濃縮沈殿した濃縮液としての水酸化ガリウムを、さらに、物理的に濃縮することができる。
【０４５９】
この第２液中膜分離槽１２４は、ｐＨ計１２１が設置された第２上部１２５を有し、この第２上部１２５は、第２液中膜分離槽１２４内のｐＨを管理する役目を果している。第２液中膜分離槽１２４内の第２液中膜部１２６には、第２液中膜１２８が設置され、水酸化ガリウムを曝気によって撹拌して、水と濃縮液との濃縮分離を効果的に実施している。この曝気は、ブロワー１３１から発生する空気を、散気管１２９から吐出させることによって行われる。
【０４６０】
また、第２沈澱部１２７は、単に水酸化ガリウムを沈殿濃縮するための沈澱部であり、この第２沈澱部１２７に沈殿した水酸化ガリウムは、バルブ１３０から取り出すことができる。
【０４６１】
また一方、第２液中膜分離槽１２４内で分離された水は、処理水ポンプ８６によって、液中膜部３で分離された水と合流させて、上記砒素リン除去装置７８に導入されて処理される。
【０４６２】
(第１１参考例)
次に、図３５に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１１参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４６３】
この第１１参考例は、上述の第１０参考例の多段液中膜分離槽８１と第２液中膜分離槽１２４とは別に、液中膜８５と第２液中膜分離槽１２４(詳細は図示せず)からの分離水を、ｐＨ調整剤と凝集剤が添加される第２ｐＨ調整槽９０に導入した後、第３液中膜分離槽８０と第４液中膜分離槽１４０に導入して処理している。この第１１参考例は、この点だけが、前述の第１０参考例と異なる。したがって、この第１１参考例では、前述の第１０参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４６４】
この第１１参考例では、第２ｐＨ調整槽９０においては、撹拌機８８とｐＨ計８９とｐＨ調整槽ポンプ８７が設置され、砒素やリンを含む上記分離水をｐＨ調整しながら、凝集剤としての塩化第二鉄を添加して水酸化鉄のフロックを形成させる。
【０４６５】
そして、砒素やリンは水酸化鉄のフロックと共に、ｐＨ調整槽ポンプ８７によって、第３多段液中膜分離槽８０の第３付着沈澱部１３６に導入される。
そこで、砒素やリンは、水酸化鉄のフロックが沈殿する際に、共に沈殿(共沈)することとなり、沈殿して第４液中膜分離槽１４０に導入される。
【０４６６】
一方、沈殿しない砒素やリンを含む水酸化鉄のフロックは、第１の多段液中膜分離槽８１における水酸化ガリウムと同様の内容で、第３多段液中膜分離槽８０で処理される。
【０４６７】
すなわち、この第１１参考例では、ｐＨ調整槽９０で、砒素やリンをｐＨ調整剤と塩化第２鉄等の凝集剤によって反応させて、フロック状態とし、第３多段液中膜分離槽８０に導入して、液中膜８５によって、水と濃縮液に分離している。第３の多段液中膜分離槽８０の液中膜８５によって分離した水は、処理水ポンプ８６によって、活性炭吸着装置１３に導入されて、第１０参考例と同様に、超純水製造装置１６に対する原水としてリサイクルされる。
【０４６８】
一方、沈殿して第４液中膜分離槽１４０に導入された砒素やリンを含む水酸化鉄のフロックは、さらに濃縮されて高濃度砒素リン含有スラリーとなる。この第４液中膜分離槽１４０の構造は、詳細に図示しないが、上記第２液中膜分離槽１２４と同様である。
【０４６９】
そして、この第４液中膜分離槽１４０で分離された水は、活性炭吸着装置１３に導入されて、第１０参考例と同様に、超純水製造装置１６に対する原水としてリサイクルされる。
【０４７０】
この第１１参考例によれば、上記第１〜第４中膜分離槽８１,１２４,８０,１４０によって、排水の処理能力を向上させることができると同時に、上記第１と第３液中膜分離槽８１,８０でもって、２種の金属(ガリウムと砒素)を分離した後、この２種の金属(ガリウムと砒素)も、２段の液中膜分離槽(第２液中膜分離槽１２４と第４液中膜分離槽１４０)で、それぞれ、濃縮できる。こうして、この実施形態によれば、エネルギーを極力消費せずに、上記２種の金属を濃縮できる。
【０４７１】
(第１２参考例)
次に、図３６に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１２参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４７２】
この第１２参考例は、図３５の構成に追加して、第５液中膜分離槽１５２が設置されている点のみが、前述の第１１参考例でのシステム構成と異なる。したがって、この第１２参考例では、前述の第１１参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４７３】
この第１２参考例では、第１１参考例での排水処理システムに、第５液中膜１５３が設置された第５液中膜分離槽１５２が付加されている。
【０４７４】
この第５液中膜分離槽１５２には、現像排水とガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部が導入されている。また、第５液中膜分離槽１５２は、散気管１５５から吐出する空気によって曝気されているので、現像排水の有機物を栄養源として微生物が時間の経過と共に繁殖してくる。
【０４７５】
そして、この第５液中膜分離槽１５２には、ガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部が導入されるので、排水中の砒素をベースに砒素酸化細菌が発生することとなる。
【０４７６】
この第１２参考例の排水処理方法で使用している排水処理装置を、短時間に立ち上げる場合には、別の場所で砒素酸化細菌を培養繁殖させておいて、これを第５液中膜分離槽１５２に投入して早期に繁殖させることもできる。
【０４７７】
そして、第５液中膜分離槽１５２で繁殖させた砒素酸化細菌を、ｐＨ調整槽９０を介して、第３多段液中膜分離槽８０に導入して、多段液中膜分離槽８１の液中膜８５からの分離水と混合して、３価の砒素を砒素酸化細菌で５価に酸化して安定化させることができる。この５価に酸化して安定化した砒素は、その後、前述の第１１参考例と同様の内容で処理されることとなる。
【０４７８】
この第１２参考例によれば、培養濃縮した砒素酸化細菌を第３液中膜分離槽８０に導入するので、この第３液中膜分離槽８０において、砒素酸化細菌によって、３価の砒素を安定な５価の砒素として、濃縮分離でき、また、薬品としての酸化剤を使用することがないので、ランニングコストを低減できる。
【０４７９】
また、上記砒素酸化細菌は、第５液中膜分離槽１５２において、例えば化合物半導体製造プロセスから発生する現像排水中の有機物を栄養に繁殖し、また、化合物半導体排水に含まれる砒素をベースとして繁殖させているので、培養においてもコストのかかる栄養剤を使用することなく、ランニングコストを低減できる。
【０４８０】
(第１３参考例)
次に、図３７に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１３参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４８１】
この第１３参考例は、図３６の第３沈澱部１３６の沈殿濃縮液の一部を第５液中膜分離槽１５２に返送しているシステムを採用している点のみが、前述の第１２参考例と異なる。したがって、この第１３参考例では、前述の第１２参考例と同じ構成の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４８２】
この第１３参考例では、第３沈澱部１３６での沈殿濃縮液の一部を、第５液中膜分離槽１５２に返送して、砒素酸化細菌をリサイクルする。これにより、砒素酸化細菌を有効利用している。結果的には、この第１３参考例のシステム内で、砒素酸化細菌を一定濃度に保つことができる。
【０４８３】
(第１４参考例)
次に、図３８に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１４参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０４８４】
この第１４参考例は、図３７における第５液中膜分離槽１５２の第５沈澱部１６１で沈殿,濃縮した液を、第１の多段液中膜分離槽８１に返送している点のみが、前述の第１３参考例と異なる。したがって、この第１４参考例では、前述の第１３参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４８５】
この第１４参考例では、第５液中膜分離槽１５２の第５沈澱部１６１で沈殿濃縮した液を、第１ｐＨ調整槽９０を経由して、第１多段液中膜分離槽８１に返送し、液中の砒素酸化細菌を使用して化合物半導体排水中の有機物を処理している。砒素酸化細菌は、砒素を酸化するのは当然として、微生物であることから、排水中の有機物も分解処理する。
【０４８６】
この第１４参考例によれば、砒素酸化細菌を、第１の液中膜分離槽８１および第３の液中膜分離槽８０に導入して、砒素酸化細菌が持つ有機物分解能力を利用して、３価の砒素を安定な５価の砒素とすることだけでなく、排水中の有機物をも分解して、より超純水製造装置に対する水質上の有機物負荷を低減することができる。
【０４８７】
(第１５参考例)
次に、図３９に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１５参考例を行う排水処理システムの構成を示す。
【０４８８】
この第１５参考例は、図３３における多段液中膜分離槽８１の下方に蒸発装置１７９を配置したシステムを採用している点のみが、前述の第９参考例と異なる。したがって、この第１５参考例では、前述の第９参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４８９】
この第１５参考例では、第９参考例の液中膜分離槽８１から得られる沈殿濃縮液すなわち水酸化ガリウムを蒸発装置１７９によって、短時間で希望の濃度まで濃縮することができる。
【０４９０】
(第１６参考例)
次に、図４０に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１６参考例を行う排水処理システムの構成を示す。
【０４９１】
この第１６参考例は、図３６(第１２参考例)の第２液中膜分離槽１２４と第４液中膜分離槽１４０の代替設備として蒸発装置７９を配置している排水処理システムを使用する点のみが、前述の第１２参考例と異なる。したがって、この第１６参考例では、前述の第１２参考例におけるシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４９２】
この第１６参考例では、第１の液中膜分離槽８１と第３液中膜分離槽８０から得られる沈殿濃縮液すなわち水酸化ガリウムおよび砒素リン含有スラリーを、蒸発装置７９,７９によって、短時間で希望の濃度まで濃縮することができる。
【０４９３】
(第１７参考例)
次に、図４１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１７参考例の構成を示す。
【０４９４】
図３８で説明した第１４参考例では、流入水がガリウム砒素,ガリウムリン等化合物半導体排水であるのに対して、この第１７参考例では、流入水が過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素,ガリウムリン等化合物半導体排水である点のみが、第１４参考例と異なる。したがって、この第１７参考例では、前述の第１４参考例におけるシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０４９５】
この第１７参考例では、流入水が過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素,ガリウムリン等化合物半導体排水であるので、排水中に過酸化水素(過水)が含まれている。
【０４９６】
この第１７参考例では、第１の液中膜分離槽８１と第２液中膜分離槽１２４に、砒素酸化細菌が導入されているので、時間の経過とともに微生物濃度が上昇して、嫌気性微生物も部分的に繁殖してくる。そして、この嫌気性微生物が持つ還元性によって、酸化剤としての過酸化水素(過水)が分解される。
【０４９７】
こうして、排水中の過酸化水素が分解されれば、超純水製造装置１６への原水としてリサイクルされやすくなる。この超純水製造装置１６への原水としてリサイクルされやすくなる水質項目としての、過酸化水素以外のイオン、有機物、微粒子等全ての水質項目が処理されていることを意味している。
【０４９８】
(第５実験例)
次に、具体的な実験例として、図３３に示す第９参考例で用いたのと同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０４９９】
この第５実験例では、多段液中膜分離槽８１の容量を１６０リットルとした。
そして、株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚使用して実験した。
【０５００】
このとき、流入化合物半導体排水中のガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから２０００ppmの範囲であるが、多段液中膜分離槽８１で処理することによって、５００００ppmの濃度のガリウムをスラリーで得ることができた。
【０５０１】
そして、液中膜８５から得た分離水を砒素,リン除去装置７８および一連の前処理装置１７に導入して処理し、超純水製造装置１６の原水として再利用した。
【０５０２】
(第６実験例)
次に、具体的な実験例として、図３４に示す第１０参考例で用いたのと同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０５０３】
この第６実験例では、多段液中膜分離槽８１と第２液中膜分離槽１２４の容量をそれぞれ１６０リットルとした。
【０５０４】
そして、それぞれの液中膜分離槽に株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚づつ合計２０枚使用して実験した。
【０５０５】
このとき、流入ガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから約２０００ppmの範囲であるが、第１の液中膜分離槽８１と第２液中膜分離槽１２４で処理することによって、約８００００ppmの濃度のガリウムを含むスラリーを得ることができた。
【０５０６】
(第１８参考例)
図４３に、本発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１８参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５０７】
この第１８参考例は、化合物半導体工場からの金属含有排水(より具体的にはガリウム排水)の処理方法であり、ガリウム（水酸化ガリウム）とｐＨ調整剤としてのナトリウムイオンを回収することが可能な排水処理方法である。
【０５０８】
化合物半導体工場でのガリウム排水としては、(1)ダイシング排水、(2)濃厚エッチング排水、(3)水洗水がある。
【０５０９】
上記(1),(2),(3)の混合排水、すなわち酸性のガリウム排水としての金属含有排水は、第１ｐＨ調整槽５０１に導入されて、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて反応し、水酸化ガリウムの水酸化物ガリウムフロックを形成する。
【０５１０】
そして、水酸化ガリウムフロックを含有した排水は、第１ｐＨ調整槽５０１から泡沫分離槽５４１に導入されて、水酸化ガリウムフロックに細かい気泡が付着して浮上する。この細かい気泡は、泡沫分離槽５４１の内部に設置された泡沫分離機５４２より発生する。
【０５１１】
そして、この泡沫分離槽５４１で、浮上した水酸化ガリウムフロックは、蒸発装置５７９に導入されて、濃縮される。
【０５１２】
図５７に、この泡沫分離槽５４１の詳細な構造を示す。図５７において、符号８４１が泡沫分離槽５４１である。この泡沫分離槽８４１(５４１)には、泡沫分離機８４２が設置されている。泡沫分離機８４２は、上部に空気を取り入れる為の吸気口８４７があり、取り入れられた空気は、中空シャフト８４５の中を通過して、最下部のインペラー８４６より、細かな空気すなわち、微細な気泡８１１となって吐出する。この泡沫分離槽８４１には、水酸化ガリウムフロックを含有した排水が排水入口管８４４より流入して、水酸化ガリウムフロックには微細な気泡８１１が付着して浮上する。
【０５１３】
気泡８１１が付着し浮上した水酸化ガリウムフロックは、泡沫分離槽８４１の上部の泡沫出口管８４８より流出する。また、泡沫分離槽８４１の下部には、処理水出口管８４９があり、水酸化ガリウムフロックが分離,除去された処理水が流出する。この水酸化ガリウムフロックが直接、処理水出口管８４９より流出しないように、邪魔板８５０が、処理水出口管８４９の近い位置に設置されている。
【０５１４】
一方、泡沫分離槽５４１で、水酸化ガリウムフロックが分離された処理水は、多少微細な水酸化ガリウムフロックを含んでいる。そして、処理水出口管８４９より、多少微細な水酸化ガリウムフロックを含む水は、付着沈澱部と振動板を有する多段型液中膜分離装置５０２に導入されて、水と濃縮液とに分離される。濃縮された濃縮液は、さらに、上記蒸発装置５７９に導入されて、濃縮され、高濃度金属含有スラリーとなる。
【０５１５】
また、蒸発装置５７９で発生した水蒸気は、冷却装置５８０に導入されて冷却され、水となり、第２ｐＨ調整槽５０３に導入されてｐＨ調整される。
【０５１６】
一方、多段型液中膜分離装置５０２で分離された水は、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが第２ｐＨ調整槽５０３に添加されてｐＨ調整され、その後逆浸透膜分離装置５０４に導入されて処理される。処理された水は処理水となり、放流される。
【０５１７】
また、逆浸透膜分離装置５０４によって、濃縮されたナトリウムイオンは、第１ｐＨ調整槽５０１に返送,導入されて酸性の金属含有排水としてのガリウム排水のｐＨ調整に再利用される。
【０５１８】
この第１７参考例によれば、金属(ガリウム)含有排水を、第１ｐＨ調整槽５０１、泡沫分離槽５４１、多段型液中膜分離装置５０２、逆浸透膜分離装置５０４で処理して、処理水を得ることができ、泡沫分離槽５４１で浮上分離した浮上物としての金属水酸化物(水酸化ガリウムフロック)と多段型液中膜分離装置５０２で沈殿濃縮した濃縮物(水酸化ガリウム)とを、直接、蒸発装置５７９に導入して、短時間に金属含有スラリーを得ることができる。
【０５１９】
なお、上記多段型液中膜分離装置５０２については、後述する第２２参考例(図４７)において詳細に説明する多段型液中膜分離装置６０１と同じ構造になっている。
【０５２０】
(第１９参考例)
次に、図４４にこの発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１９参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５２１】
この第１９参考例は、図４３(第１８参考例)での多段型液中膜分離装置５０２の後に、(1)ｐＨ調整剤と凝集剤が添加される反応槽５０６および、付着沈澱部と振動板を有する第２の多段型液中膜分離装置５０５が配置されていること、(2)逆浸透膜分離装置５０４の後に超純水製造装置５０７が配置している点が、前述の第１８参考例と異なる。
【０５２２】
また、この第１９参考例は、第２多段型液中膜分離装置５０５の濃縮水を蒸発装置５７９に導入して濃縮することと、蒸発装置５７９より発生した水蒸気を冷却装置５８０に導入し、得た水を第２ｐＨ調整槽５０３に導入している点が、前述の第１８参考例と異なる。したがって、この第１９参考例では、前述の第１８参考例で使用するシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５２３】
化合物半導体工場では、ガリウム砒素を代表とする化合物半導体が使用され、ガリウム砒素排水が排出される。この図４４で説明する第１９参考例は、ガリウム砒素排水を確実に処理して得た水を超純水製造装置５０７の原水として再利用する金属含有排水の処理方法である。
【０５２４】
まず、ガリウム砒素排水である金属含有排水中のガリウムを、第１ｐＨ調整槽５０１に、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムを添加することによって、水酸化ガリウムフロックとして、泡沫分離槽５４１および多段型液中膜分離装置５０２で分離する。次に、付着沈澱部と振動板を有する多段型液中膜分離装置５０２で得た砒素を含む水は、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムと凝集剤としての塩化第２鉄を反応槽５０６に添加して反応させる。そして、付着沈澱部と振動板を有する第２の多段型液中膜分離装置５０５で砒素濃縮物と水に分離する。
【０５２５】
なお、この第２の多段型液中膜分離装置５０５については、後述の第２４参考例(図４９)における多段液中膜分離装置６６９と同じ構造であり、第２４参考例において詳細に説明することとする。
【０５２６】
処理水中の砒素は、第２多段型液中膜分離装置５０５で濃縮液に移行して金属含有スラリーとしての砒素含有スラリーとなる。一方、砒素を分離して得た処理水は、第２ｐＨ調整槽５０３において、ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムが添加されて、ｐＨ調整され、さらに、逆浸透膜分離装置５０４に導入される。この逆浸透膜分離装置５０４に導入して得た処理水は、超純水製造装置５０７に導入される。
【０５２７】
そして、この超純水製造装置５０７で、製造した超純水は、各生産装置５８１で使用される。
【０５２８】
この各生産装置５８１からの金属含有排水は、最初の第１ｐＨ調整槽５０１に再度導入されて、排水を全く発生させることなく、完全クローズドシステムを完成している。
【０５２９】
尚、逆浸透膜分離装置５０４により得た濃縮液に含まれるナトリウムイオンは、第１ｐＨ調整槽５０１に返送してｐＨ調整剤として再利用し、新規のｐＨ調整剤の使用量を削減する。
【０５３０】
このように、この第１９参考例によれば、金属含有排水を、第１ｐＨ調整槽５０１、泡沫分離槽５４１、多段型液中膜分離装置５０２、反応槽５０６、第２多段型液中膜分離装置５０５、第２ｐＨ調整槽５０３、逆浸透膜分離装置５０４で処理して、その処理水を超純水製造装置５０７に導入して超純水を製造して、その超純水を各生産装置５８１に供給して再利用できる。
【０５３１】
また、泡沫分離槽５４１で浮上,分離した浮上物としての金属水酸化物と、多段型液中膜分離槽５０２で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置５７９に導入して、第１の金属含有スラリー(水酸化ガリウム)を得ることができる。かつ、第２多段型液中膜分離装置５０５で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置５７９に導入して、第２の金属含有スラリー(砒素リン含有スラリー)を得ることができる。これによって、短時間で２種類の高濃度金属含有スラリーを得ることができる。
【０５３２】
(第２０参考例)
次に、図４５に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２０参考例での排水処理システムの構成を示す。
【０５３３】
この第２０参考例は、前述の図４４(第１９参考例)と比較して、第１９参考例の逆浸透膜分離装置５０４の後に、電気脱イオン装置５０８が配置してある点と電気脱イオン装置５０８からの濃縮水を、他の濃縮水と合流させて、第１ｐＨ調整槽５０１に導入している点のみが、第１９参考例と異なる。
【０５３４】
したがって、この第２０参考例では、前述の第１９参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５３５】
電気脱イオン装置５０８は、逆浸透膜分離装置５０４の後に配置されて、水の中に溶解しているイオンを、イオン交換膜とイオン交換樹脂を用いて電気的に除去している。
【０５３６】
よって、超純水製造装置５０７に対して、イオン的な負荷を低減しているので、超純水製造装置５０７の水質が向上すると同時に、超純水製造装置５０７のランニングコストが下がる。一方、逆浸透膜分離装置５０４と電気脱イオン装置５０８の濃縮水は、ナトリウムイオンを含んでいるので第１反応部５０１に返送してナトリウムイオンを再利用し、新規のｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムの使用量を低減する。
【０５３７】
このように、この第２０参考例では、金属含有排水を、第１ｐＨ調整槽５０１、泡沫分離槽５４１、第１多段型液中膜分離装置５０２、反応槽５０６、第２多段型液中膜分離装置５０５、第２ｐＨ調整槽５０３、逆浸透膜分離装置５０４、および電気脱イオン装置５０８で処理して、その処理水を超純水製造装置５０７に導入して超純水を製造し、その超純水を各生産装置５８１に供給して再利用できる。
【０５３８】
また、泡沫分離槽５４１で浮上分離した浮上物としての金属水酸化物と多段型液中膜分離槽５０２で沈殿濃縮した濃縮物を蒸発装置５７９に導入して、第１の金属含有スラリー(水酸化ガリウム)を得ることができ、かつ、第２多段型液中膜分離装置５０５で沈殿,濃縮した濃縮物を蒸発装置５７９に導入して、第２の金属含有スラリー(砒素リン含有スラリー)を得ることができる。これによって、短時間に、しかも、２種類の高濃度金属含有スラリーを得ることができる。この第２０参考例によれば、電気脱イオン装置５０８の存在によって、超純水製造装置５０７に負荷をかけることなく、超純水を製造できる。
【０５３９】
(第２１参考例)
次に、図４６に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理および金属の回収方法の第２１参考例の構成を示す。
【０５４０】
この第２１参考例は、前述の図４５(第２０参考例)において、第２０参考例の反応槽５０６に金属酸化細菌培養槽５０９から金属酸化細菌を投入している点のみが、第２０参考例と異なる。したがって、この第２１参考例では、前述の第２０参考例でのシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５４１】
この第２１参考例では、第３反応部５０６に、金属酸化細菌培養槽５０９から金属酸化細菌を投入している。これにより、具体的には、金属含有排水が、ガリウム砒素排水の場合、反応槽５０６において、３価の砒素を５価の砒素にして、無毒化かつ安定化する酸化工程が行われる。
【０５４２】
なお、酸化工程で次亜塩素ナトリウム等の酸化剤を使用する方法もあるが、ランニングコストの関係から、金属酸化細菌を使用することが望ましい。より具体的には、金属酸化細菌として砒素酸化細菌を、金属酸化細菌培養槽５０９から投入している。
【０５４３】
(第２２参考例)
次に、図４７に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２２参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５４４】
この第２２参考例では、各生産装置６８１より発生するガリウム砒素、ガリウムリン等を含有する化合物半導体排水を、ｐＨ調整槽６２１に導入して、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加する。ｐＨ調整槽６２１には、撹拌機６３３が設置されていて、機械的な撹拌により、水酸化ガリウムフロックを形成する。
【０５４５】
この形成された水酸化ガリウムフロックは、沈殿しやすくなることと、水酸化物であるためフロック状となり気泡が付着しやすく、また、後述の充填材６２２にも付着しやすくなる。
【０５４６】
水酸化ガリウムフロックを含有した排水は、泡沫分離槽６４１に導入されて、水酸化ガリウムフロックに細かい気泡が付着して浮上する。細かい気泡は、泡沫分離槽６４１の内部に設置された泡沫分離機６４２より発生する。
【０５４７】
そして、浮上した水酸化ガリウムフロックは、泡沫分離槽６４１の上部より流出して蒸発装置６７９に導入され、水分が蒸発して、濃縮される。この泡沫分離槽６４１で水酸化ガリウムフロックが分離された排水は、泡沫分離槽ポンプ６４３により、第１の多段型液中膜分離槽６０１の下部に位置する付着沈澱部６０４に流入管６２３より導入される。
【０５４８】
この付着沈澱部６０４は、充填材６２２が上部に配置され、その下に充填材６２２に付着した金属水酸化物としての水酸化ガリウムを定期的に空気洗浄するための散気管６０８が設置されている。上記充填材６２２として、ティビーアール株式会社の商品名がモールコードと呼ばれている１００ｍｍの放射状輪状糸体を隙間が大きくできないように全体に設置した。この充填材６２２に付着した微細な水酸化ガリウムフロックは、時間の経過とともに、大きな水酸化ガリウムとなり、付着沈澱部６０４の下部に沈殿しやすくなる。
【０５４９】
散気管６０８は、ブロワー６０９と空気配管により接続されている。ブロワー６０９は、一般的なルーツブロワーを選定すればよい。
【０５５０】
尚、付着沈澱部６０４の下部は、水酸化ガリウムを沈殿させるための沈澱部６４４から構成されている。
【０５５１】
上記付着沈澱部６０４で、１次処理された排水は、次に、液中膜部６０３に移動して、液中膜６０５によって、水と濃縮液とに分離される。この液中膜６０５は、処理能力を向上させるため、この第２２参考例では、上下３段に構成した。
【０５５２】
そして、この液中膜６０５は、散気管６０８より吐出する空気により空気洗浄しているものの、時間の経過とともに、能力が低下してくる。
【０５５３】
その際は、ユニット(図示せず)に収納されている液中膜６０５を、液中膜取出し治具６０７を用いて、液中膜取出し開口部６０８より、水平に平行移動して取出し、新しい液中膜６０５と交換する。この液中膜６０５を上下多段に配置する理由としては、多段液中膜分離槽６０１を工場建屋内に設置する必要がある場合、面積当たりの処理能力を向上させて、工場建屋内の必要面積を最小限とする為である。
【０５５４】
また、液中膜部６０３には、液中膜６０５を振動させて、液中膜６０５の処理能力を向上させる振動板６２４が上下３段に配置されている。この振動板６２４は、振動幅を調整して処理能力を変更するための可変型周波数発信機６２6に信号線６２５で結線されている。すなわち、可変型周波数発信機６２６により、振動板６２４の振動幅を自由に調整して、液中膜６０５の処理能力を変更することができる。なお、上記振動板６２４の振動は、処理水を介在して、上記液中膜６０５に伝達される。
【０５５５】
また、液中膜部６０３に設置してある散気管６０８より吐出する空気すなわち気泡により、上下３段に配置された液中膜６０５を全て効率的に洗浄することができる。尚、液中膜６０５の下部に設置してある散気管６０８から吐出する気泡は、液中膜６０５の膜表面を常時洗浄しているので、微細な固形物によって、閉塞することはない。
【０５５６】
この液中膜６０５としては、株式会社クボタ、株式会社ユアサコーポレーション、栗田工業株式会社、三菱レーヨン株式会社等の液中膜を選定すれば良い。
【０５５７】
そして、上部６０２に設置してあるｐＨ計６２１により、多段型液中膜分離槽６０１内のｐＨを測定し、上記ｐＨ調整槽６４９に添加されているｐＨ調整剤の量を調整すれば良い。運転条件は、ｐＨ計６２１によって制御(制御線は図示せず)されるが、ｐＨ４〜ｐＨ５の範囲で管理することが望ましいが絶対ではない。
【０５５８】
液中膜部６０３に設置してある液中膜６０５は、配管やチューブによって処理水ポンプ６０６と連結されており、膜分離された水を得ることができる。この処理水ポンプ６０６を運転することによって、液中膜６０５で水と濃縮物が分離されて、水は配管やチューブを通って処理水ポンプ６０６で次工程である砒素リン除去装置６７８に導入されて砒素とリンが除去される。
【０５５９】
こうして、砒素とリンが除去された後の処理水は、活性炭吸着装置６１３、逆浸透膜装置６１４、電気脱イオン装置６１５を経て、超純水製造装置を構成する紫外線殺菌器６８２、カートリッジポリッシャー６８３、ウルトラフィルタ装置６８４に導入されて超純水が製造される。
【０５６０】
一方、活性炭吸着装置６１３からの逆洗水とウルトラフィルタ装置６８４からの濃縮水は、浮遊物質や微粒子を含んでいるが、水をリサイクルするためｐＨ調整槽６４９に返送導入されて水が再利用される。
【０５６１】
また、逆浸透膜装置６１４と電気脱イオン装置６１５からの濃縮水は、配管６１９と６２０から、ｐＨ調整槽６４９に導入される。ｐＨ調整剤としての水酸化ナトリウムがｐＨ調整槽６４９に添加されていることに起因し、上記濃縮水にはナトリウムイオンが含まれているので、水とナトリウムイオンが再利用されることとなる。
【０５６２】
尚、ウルトラフィルタ装置６８４からの濃縮水は、単に微粒子を含んでいるだけの水であるため、ｐＨ調整槽６４９にまで戻すのではなく、バルブ６１０から、紫外線殺菌器６８２の前段に戻すことも、しばしばある。
【０５６３】
また、上記超純水製造装置である紫外線殺菌器６８２、カートリッジポリッシャー６８３、ウルトラフィルタ装置６８４に導入されて製造された超純水は、各生産装置６８１に送水され、目的に応じて使用され、各生産装置６８１からガリウム砒素、ガリウムリン等を含有する化合物半導体排水が発生する。そして、このガリウム砒素、ガリウムリン等を含有する化合物半導体排水は、再びｐＨ調整槽６４９に導入されて完全クローズドシステムが完成する。
【０５６４】
(第２３参考例)
次に、図４８に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２３参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５６５】
この第２３参考例は、図４７(第２２参考例)の多段型液中膜分離槽６０１の下方に第２液中膜分離槽６３４を配置している点のみが、前述の第２２参考例と異なる。したがって、この第４４施形態では、前述の第２２参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５６６】
この第２３参考例では、多段型液中膜分離槽６０１の下方(下段)に、上から第２上部６３５、第２液中膜部６３６、沈澱部６３７から構成される第２液中膜分離槽６３４を配置している。
【０５６７】
したがって、この第２３参考例では、多段型液中膜分離槽６０１で、濃縮沈殿した濃縮液としての水酸化ガリウムを、第２液中膜分離槽６３４でさらに物理的に濃縮することができる。この第２液中膜分離槽６３４には、ｐＨ計６２１が設置された第２上部６３５が構成されているが、この第２上部６３５の役目は、第２液中膜分離槽６３４内のｐＨを管理するためである。
【０５６８】
この第２液中膜分離槽６３４内の第２液中膜部６３６には、第２液中膜６２８が設置され、水酸化ガリウムを曝気によって撹拌して水と濃縮液との濃縮分離を効果的に実施している。この曝気はブロワー６３１より発生する空気が散気管６２９から吐出させることによって行われる。また、この第２液中膜分離槽６３４の第２沈澱部６３７は、単に水酸化ガリウムを沈殿濃縮するための沈澱部である。
【０５６９】
この第２液中膜分離槽６３４内で分離された水は、処理水ポンプ６０６によって、多段型液中膜分離槽６０１の液中膜部６０３で分離された水と合流させて、砒素リン除去装置６７８に導入されて処理される。
【０５７０】
また、この第２液中膜分離槽６３４内の第２液中膜部６３６で濃縮された水酸化ガリウムは、蒸発装置６７９に導入されて蒸発濃縮される。この蒸発濃縮された濃縮物は、高濃度水酸化ガリウムとなり、メーカーに引き取られる。一方、上記蒸発装置６７９で蒸発した水蒸気は、冷却装置６８０で冷却されて水となり、砒素リン除去装置６７８に導入されて、処理される。
【０５７１】
このように、この第２３参考例によれば、多段型液中膜分離槽６０１の下方に第２液中膜分離槽６３４が配置されているので、２段階で高濃度に濃縮することができる。したがって、蒸発装置６７９の負荷を低減でき、蒸発装置３７９で使用するエネルギーを低減することができる。
【０５７２】
図５６(Ａ)に、この第２３参考例において、排水中のガリウムと砒素の濃度が、通常濃度の場合での液中膜分離槽６０１での滞留時間および第２液中膜分離槽６３４での滞留時間を表すタイミングチャートを示す。また、図５６(Ｂ)に、この第２３参考例において、排水中のガリウムと砒素の濃度が、低濃度の場合での液中膜分離槽６０１での滞留時間および第２液中膜分離槽６３４での滞留時間を表すタイミングチャートを示す。図５６(Ａ)と図５６(Ｂ)を比較参照すれば分かるように、低濃度の場合には、各液中膜分離槽における滞留時間を２分の１にした。
【０５７３】
(第２４参考例)
次に、図４９にこの発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２４参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５７４】
この第２４参考例は、多段型液中膜分離槽６０１と第２液中膜分離槽６６６(６３４)とは別に、液中膜６０５と第２液中膜分離槽６６６(６３４)からの分離水を、ｐＨ調整剤と凝集剤が添加される反応槽６７０に導入した後、第３液中膜分離槽６６９と第４液中膜分離槽６９０に導入して処理している。この第２４参考例は、この点が、前述の第２３参考例と異なる。したがって、この第２４参考例では、前述の第６実施形態と同じ構成部分については詳細な説明を省略する。
【０５７５】
この第２４参考例では、反応槽６７０においては、撹拌機６３３とｐＨ計６２１と反応槽ポンプ６８７が設置され、砒素やリンを含む上記第２液中膜分離槽６６６からの分離水をｐＨ調整しながら、凝集剤としての塩化第二鉄を添加して水酸化鉄のフロックを形成させる。そして、砒素やリンは、水酸化鉄のフロックと共に、反応槽ポンプ６８７によって、第３多段型液中膜分離槽６６９の第３付着沈澱部６６７に導入される。
【０５７６】
そこで、砒素やリンは、水酸化鉄のフロックが沈殿する際に、共に沈殿(共沈)することとなり、沈殿して第４液中膜分離槽６９０に導入される。
【０５７７】
一方、沈殿しない砒素やリンを含む水酸化鉄のフロックは、多段型液中膜分離槽６０１における水酸化ガリウムと同様の内容で、第３多段型液中膜分離槽６６９で処理される。
【０５７８】
すなわち、反応槽６７０で、砒素やリンをｐＨ調整剤と塩化第２鉄等の凝集剤により反応させてフロック状態とし、第３多段型液中膜分離槽６６９に導入して、液中膜６０５によって、水と濃縮液に分離している。
【０５７９】
この第３多段型液中膜分離槽６６９の液中膜６０５によって分離した水は、処理水ポンプ６０６により、活性炭吸着装置６１３に導入されて、第２３参考例と同様に、紫外線殺菌器６８２、カートリッジポリッツシャー６８３、ウルトラフィルタ装置６８４から構成される超純水製造装置に対する原水としてリサイクルされる。
【０５８０】
一方、沈殿して第４液中膜分離槽６９０(詳細は図示せず)に導入された砒素やリンを含む水酸化鉄のフロックは、さらに濃縮されて高濃度砒素リン含有スラリーとなる。
【０５８１】
そして、第４液中膜分離槽６９０で分離された水は、活性炭吸着装置６１３に導入されて、第２３参考例と同様に、超純水製造装置に対する原水としてリサイクルされる。この第４液中膜分離槽６９０で濃縮された砒素リン濃縮物は、蒸発装置６７９に導入されて蒸発濃縮される。この蒸発濃縮された濃縮物は、高濃度砒素リン含有スラリーとなり、メーカーに引き取られる。
【０５８２】
また、上記蒸発装置６７９で蒸発した水蒸気は、冷却装置６８０で冷却されて水となり、その水は、活性炭吸着装置６１３に導入されて、第２３参考例と同様に、上記超純水製造装置に対する原水としてリサイクルされる。
【０５８３】
このように、この第２４参考例によれば、第１と第３の多段型液中膜分離槽６０１,６６９によって、金属含有排水に含有される金属を、ガリウムとそれ以外の金属(砒素,リン等)に分離し、かつ、第１の多段型液中膜分離槽６００１の下方には第２の液中膜分離槽６６６が配置され、第３の多段型液中膜分離槽６６９の下方には、第４の液中膜分離槽６９０が配置されている。したがって、第１,第３の多段型液中膜分離槽６０１,６６９において、それぞれ２段に液中膜分離槽６６６,６９０が配置されており、水酸化ガリウムと砒素リン含有スラリーを、高濃度に得ることができ、さらに、蒸発装置６７９で濃縮できる。また、各２段の液中膜分離槽６０１,６６６と６６９,６９０で濃縮しているので、その後段の蒸発装置６７９,６７９の負荷を低減でき、蒸発装置で使用するエネルギーを低減できる。
【０５８４】
(第２５参考例)
次に、図５０に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２５参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５８５】
この第２５参考例は、図４９の第２４参考例に、第５液中膜分離槽６５２が追加設置されている点のみが、第２４参考例と異なる。したがって、この第２５参考例では、前述の第２４参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５８６】
この第２５参考例では、第５液中膜６５３が設置された第５液中膜分離槽６５２が、最後段に設置された排水処理システムを用いている。
【０５８７】
この第５液中膜分離槽６５２には、現像排水とガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部が導入されている。また、この第５液中膜分離槽６５２は、散気管６５５から吐出する空気によって、曝気されているので、現像排水の有機物を栄養源として微生物が時間の経過と共に繁殖してくる。そして、この第５液中膜分離槽６５２には、ガリウム砒素等の化合物半導体排水の一部が導入されるので、排水中の砒素をベースに砒素酸化細菌が発生することとなる。
【０５８８】
この第２５参考例での排水処理システムを短時間に立ち上げる場合には、別の場所で砒素酸化細菌を培養繁殖させておいて、この培養繁殖した砒素酸化細菌を、上記第５液中膜分離槽６５２に投入して早期に繁殖させることもできる。
【０５８９】
そして、この第５液中膜分離槽６５２で繁殖させた砒素酸化細菌を、反応槽６７０を介して、第３多段型液中膜分離槽６６９に導入して、多段型液中膜分離槽６０１の液中膜６０５からの分離水と混合して、３価の砒素を砒素酸化細菌で、生物学的に５価に酸化して安定化させることができる。こうして、５価に酸化して安定化した砒素は、前述の第２４参考例と同様の内容で処理されることとなる。
【０５９０】
このように、この第２５参考例によれば、現像排水と金属を含む化合物半導体排水の一部が導入される第５液中膜分離槽６５２で培養濃縮した砒素酸化細菌を、反応槽６７０を介して、第３多段型液中膜分離槽６６９に導入している。したがって、この第２５参考例によれば、第５液中膜分離槽６５２で培養濃縮した砒素酸化細菌を第３多段型液中膜分離槽６６９に導入しているので、酸化剤としての薬品を使用する場合と比較して、ランニングコストを低減できる。
【０５９１】
(第２６参考例)
次に、図５１に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２６参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５９２】
この第２６参考例は、第２５参考例の第３付着沈澱部６６７の沈殿濃縮液の一部を第５液中膜分離槽６５２に返送している点のみが、前述の第２５参考例と異なる。したがって、この第２６参考例では、前述の第２５参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５９３】
この第２６参考例では、第３の多段液中膜分離槽６６９の第３付着沈澱部３６での沈殿濃縮液の一部を、配管７０１,バルブ７０２を介して、第５液中膜分離槽６５２に返送して、砒素酸化細菌をリサイクルして砒素酸化細菌を有効利用している。結果的には、この第２６参考例のシステム内で、砒素酸化細菌を一定濃度に保つことができる。
【０５９４】
(第２７参考例)
次に、図５２に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２７参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５９５】
この第２７参考例は、前述の図５１(第２６参考例)において、第５液中膜分離槽６５２の第５沈澱部６５８で沈殿濃縮した液を、ポンプ６５６,バルブ７１０,配管７０３を経由して、多段型液中膜分離槽６０１に返送している点が、第２６参考例と異なる。したがって、この第２７参考例では、前述の第２６参考例でのシステムと同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０５９６】
この第２７参考例では、第５液中膜分離槽６５２の第５沈澱部６５８で沈殿濃縮した濃縮液を、多段型液中膜分離槽６０１に返送することによって、液中の砒素酸化細菌を使用して化合物半導体排水中の有機物を処理している。砒素酸化細菌は、砒素の酸化は当然として微生物であるので、排水中の有機物も分解処理する。
【０５９７】
この第２７参考例によれば、第５液中膜分離槽６５２で培養した砒素酸化細菌を、第１の多段型液中膜分離槽６０１および第３多段型液中膜分離槽６６９に導入しているので、システム全体に砒素酸化細菌が行き渡ることとり、微生物による処理能力の向上させることができる。
【０５９８】
(第２８参考例)
次に、図５３に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２８参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０５９９】
この第２８参考例は、図４７(第２２参考例)において、各生産装置６８１からの現像排水をｐＨ調整槽６４９に導入している点のみが、前述の第２２参考例と異なる。したがって、この第２８参考例では、前述の第２２参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０６００】
この第２８参考例では、現像排水をｐＨ調整槽６４９に導入している。
【０６０１】
化合物半導体工場では、少量の現像排水が発生するが、この第２８参考例では、この現像排水を、まず、ｐＨ調整槽６４９に導入してｐＨ調整し、次に、泡沫分離槽６４１を介して、多段型液中膜分離槽６０１に導入して、有機物である現像排水を、多段型液中膜分離槽６０１に繁殖した微生物によって処理している。この多段型液中膜分離槽６０１では、有機物の処理と同時に水酸化ガリウムの液中膜６０５による濃縮もできる内容となる。
【０６０２】
この第２８参考例によれば、各生産装置６８１からのガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水のみならず、各生産装置６８１からの現像排水も、上記ｐＨ調整槽６４９に導入して処理しているので、システムが単純となり、イニシャルコストを低減できる。また、現像排水は有機物主体の排水であるから、多段型液中膜分離槽６０１内で、微生物を多量に繁殖させることができ、処理に役立たせることができる。
【０６０３】
(第２９参考例)
次に、図５４に、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２９参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０６０４】
この第２９参考例は、図５２の第２７参考例において、第１に、第２液中膜分離槽６６６と第４液中膜分離槽６９０を削除して、直接、多段型液中膜分離槽６０１からの濃縮沈殿物を蒸発装置６７９に導入している。また、第２に、この第２９参考例では、第３多段型液中膜分離槽６６９からの濃縮沈殿物を蒸発装置６７９に直接導入している。この第２９参考例では、上記第１,第２の点のみが、前述の第２７参考例と異なる。したがって、この第２９参考例では、前述の第２７参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０６０５】
この第２９参考例では、第２７参考例の多段型液中膜分離槽６０１と第３多段型液中膜分離槽６６９から得られる濃縮沈殿物すなわち水酸化ガリウムおよび砒素リン含有スラリーを、蒸発装置６７９,６７９によって、短時間で希望の濃度まで濃縮できる。
【０６０６】
(第３０参考例)
次に、図５５に，この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第３０参考例を実行する排水処理システムの構成を示す。
【０６０７】
この第３０参考例は、図５１の第２６参考例では、流入水がガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水であるのに対して、過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有する化合物半導体排水である点のみが、前述の第２６参考例と異なる。したがって、この第３０参考例では、前述の第２６参考例と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０６０８】
この第３０参考例では、流入水が過酸化水素(過水)含有ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水であるので、排水中に過酸化水素(過水)が含まれている。
【０６０９】
そして、第１の多段型液中膜分離槽６０１と第２液中膜分離槽６６６に、砒素酸化細菌が導入されているので、時間の経過とともに微生物濃度が上昇して、一部、嫌気性微生物も繁殖してくる。そして、嫌気性微生物が持つ還元性により、排水中に含まれる酸化剤としての過酸化水素(過水)が分解される。
【０６１０】
こうして、排水中の過酸化水素が分解されれば、超純水製造装置への原水としてリサイクルされやすくなる。超純水製造装置への原水としてリサイクルされやすくなる水質項目とは、過酸化水素以外のイオン、有機物、微粒子等の全ての水質項目を意味している。
【０６１１】
このように、この第３０参考例によれば、ｐＨ調整槽６４９への流入水が、過酸化水素を含有し、ガリウム砒素、ガリウムリン等を含有した化合物半導体排水であるので、過酸化水素を微生物で分解することができ、また、薬品としての酸化剤を使用しないことから、ランニングコストを低減できる。
【０６１２】
(第７実験例)
次に、具体的な実験例として、図４７に示す第２２参考例と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０６１３】
この第７実験例では、多段型液中膜分離槽６０１の容量を１６０リットルとした。そして、株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚使用して実験した。
【０６１４】
この時、流入化合物半導体排水中のガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから２０００ppmの範囲であるが、多段型液中膜分離槽６０１と蒸発装置６７９で濃縮処理することによって、２００,０００ppmの濃度のガリウムをスラリーで得ることができた。
【０６１５】
そして、液中膜６０５から得た分離水を砒素,リン除去装置６７８および一連の活性炭吸着装置６１３等の前処理装置に導入して処理し、紫外線殺菌器６８２、カートリッジポリシャー６８３、およびウルトラフィルタ装置６８４等からなる超純水製造装置に導入して超純水を製造して、各生産装置６８１に供給して再利用した。
【０６１６】
(第８実験例)
次に、具体的な実験例として、図４８に示す第２３参考例と同じ構造の実験装置を用いた実験例を説明する。
【０６１７】
この第８実験例では、多段型液中膜分離槽６０１と第２液中膜分離槽６３４の容量をそれぞれ１６０リットルとした。そして、それぞれの液中膜分離槽に株式会社クボタのＡ４サイズの液中膜を１０枚づつ合計２０枚使用して実験した。
【０６１８】
この時、流入ガリウム濃度は、かなり変動するものの、約１００ppmから約２０００ppmの範囲であるが、多段液中膜分離槽６０１、第２液中膜分離槽６３４および蒸発装置６７９で濃縮することによって、約２００,０００ppmの濃度の水酸化ガリウムを含むスラリーを得ることができた。
【０６１９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法は、反応部と、液中膜を有する液中膜部と、沈澱部とが上から下に順に並んでいる液中膜分離槽に、化合物半導体工場から発生するガリウム砒素含有排水を上から導入する工程と、
上記反応部に、ｐＨ調整剤としての苛性ソーダを添加してガリウム砒素含有排水と反応させる工程と、
上記液中膜部の液中膜で上記ガリウム砒素含有排水を水と水酸化ガリウムとに分離する工程と、
上記沈澱部で上記分離された水酸化ガリウムを沈殿濃縮する工程とを備え、
上記反応部は、上記液中膜部に連なっている下部とこの下部よりも狭くなっている上部とを有し、かつ、上記液中膜下部に設置されている散気管から空気を吐出して、上記排水を撹拌する。
【０６２０】
この発明では、反応部にｐＨ調整剤を添加しているので、水酸化物を形成させて、液中膜で固液分離することができる。また、沈澱部で、エネルギーを使用することなく重力の作用で、金属を沈殿濃縮できる。
このように、この発明によれば、化合物半導体工場から発生する金属含有排水を効率的に、かつ、安定して処理できると共に、省エネルギーで、しかも排水から有価金属を有価物として回収再利用できる。また、添加した水酸化ナトリウムのナトリウムイオンを再利用できるとともに、排水を処理して超純水製造装置の原水として再利用できる完全クローズドシステムを確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理装置の第３実施形態を示す構成図である。
【図４】  この発明の第４実施形態を示す構成図である。
【図５】  この発明の第５実施形態を示す構成図である。
【図６】  この発明の第６実施形態を示す構成図である。
【図７】  この発明の第７実施形態を示す構成図である。
【図８】  この発明の第８実施形態を示す構成図である。
【図９】  この発明の第９実施形態を示す構成図である。
【図１０】  この発明の第１０実施形態を示す構成図である。
【図１１】  この発明の第１１実施形態を示す構成図である。
【図１２】  この発明の第１２実施形態を示す構成図である。
【図１３】  図１３(Ａ)は、上記第１２実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートであり、図１３(Ｂ)は、上記第１２実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートである。
【図１４】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第１参考例を説明する図である。
【図１５】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第２参考例を説明する図である。
【図１６】  この発明のガリウム砒素含有排水の処理方法の第３参考例を説明する図である。
【図１７】  この発明の第４参考例を説明する図である。
【図１８】  この発明の第１３実施形態を説明する図である。
【図１９】  この発明の第１４実施形態を説明する図である。
【図２０】  この発明の第１５実施形態を説明する図である。
【図２１】  この発明の第１６実施形態を説明する図である。
【図２２】  この発明の第１７実施形態を説明する図である。
【図２３】  この発明の第１８実施形態を説明する図である。
【図２４】  この発明の第１９実施形態を説明する図である。
【図２５】  この発明の第２０実施形態を説明する図である。
【図２６】  この発明の第２１実施形態を説明する図である。
【図２７】  図２７(Ａ)は、上記第１８実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートであり、図２７(Ｂ)は、上記第１８実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートである。
【図２８】  図２８(Ａ)は、上記第１７実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートであり、図２８(Ｂ)は、上記第１７実施形態において、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートである。
【図２９】  この発明の第５参考例を示す構成図である。
【図３０】  この発明の第６参考例を示す構成図である。
【図３１】  この発明の第７参考例を示す構成図である。
【図３２】  この発明の第８参考例を示す構成図である。
【図３３】  この発明の第９参考例を示す構成図である。
【図３４】  この発明の第１０参考例を示す構成図である。
【図３５】  この発明の第１１参考例を示す構成図である。
【図３６】  この発明の第１２参考例を示す構成図である。
【図３７】  この発明の第１３参考例を示す構成図である。
【図３８】  この発明の第１４参考例を示す構成図である。
【図３９】  この発明の第１５参考例を示す構成図である。
【図４０】  この発明の第１６参考例を示す構成図である。
【図４１】  この発明の第１７参考例を示す構成図である。
【図４２】  図４２(Ａ)は、この発明の第９参考例において、排水中のガリウムと砒素の濃度が通常濃度の場合のタイミングチャートであり、図４２(Ｂ)は、排水中のガリウムと砒素の濃度が低濃度の場合のタイミングチャートである。
【図４３】  この発明の第１８参考例を示す構成図である。
【図４４】  この発明の第１９参考例を示す構成図である。
【図４５】  この発明の第２０参考例を示す構成図である。
【図４６】  この発明の第２１参考例を示す構成図である。
【図４７】  この発明の第２２参考例を示す構成図である。
【図４８】  この発明の第２３参考例を示す構成図である。
【図４９】  この発明の第２４参考例を示す構成図である。
【図５０】  この発明の第２５参考例を示す構成図である。
【図５１】  この発明の第２６参考例を示す構成図である。
【図５２】  この発明の第２７参考例を示す構成図である。
【図５３】  この発明の第２８参考例を示す構成図である。
【図５４】  この発明の第２９参考例を示す構成図である。
【図５５】  この発明の第３０参考例を示す構成図である。
【図５６】  この発明の第２３参考例のタイミングチャートである。
【図５７】  この発明の上記参考例の泡沫分離槽の構造図である。
【図５８】  第１の従来例を示す構成図である。
【図５９】  第２の従来例を示す構成図である。
【図６０】  第３の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
１… 液中膜分離槽、２… 反応部、３…液中膜部、４…沈澱部、
５…液中膜、６…処理水ポンプ、７…配管、８…散気管、９…ブロワー、
１０…バルブ、１１…充填材、１２…第２液中膜分離槽、１３…第２反応部、
１４…第２液中膜部、１５…第２沈澱部、１６…第２液中膜、
１７…第２処理水ポンプ、１８…配管、１９…散気管、２０…バルブ、
２１…充填材、２２…第３液中膜分離槽、２３…第３液中膜、
２４…第３処理水ポンプ、２５…配管、２６…散気管、
２７…第３沈澱部ポンプ、２８…第３液中膜部、２９…第３沈澱部、
３０…前処理装置、３１…超純水製造装置、３２…気泡、４１…ｐＨ調整槽、
４２…ＭＦ膜分離装置、４３…ポンプ、４４…再ｐＨ調整槽、
４５…ＲＯ膜分離装置、４６…再溶解槽、４７…ポンプ、
４８…鉄酸化細菌反応槽、４９…鉄酸化細菌回収用ＭＦ膜分離装置、
５０…ポンプ、５１…第１ｐＨ計、５２…第２ｐＨ計、
１０１…第１反応部、１０２…液中膜分離槽、１０３…第２反応部、
１０４…逆浸透膜分離装置、１０５…第２液中膜分離槽、
１０６…第３反応部、１０７…超純水製造装置、
１０８…電気脱イオン装置、１０９…金属酸化細菌培養槽、
２１…ユニット最上部、２２…ユニット上部、２３…充填材、
２４…第２液中膜分離槽、２５…反応部、２６…第２液中膜部、
２７…沈澱部、３３,４７…第３液中膜分離槽、
４０,４８…第４、３７…第３液中膜、４４…第４液中膜、
５２…第５液中膜分離槽、５３…第５液中膜、５７…第５液中膜部、
５８…第５沈澱部、７９…蒸発装置、
４０１…第１ＰＨ調整槽、４０２…多段型液中膜分離槽、
４０３…第２ＰＨ調整槽、４０４…逆浸透膜装置、
４０５…第２の多段型液中膜分離槽、４０７…超純水製造装置、
４０８…電気脱イオン装置、４１０…超純水製造装置、
７８…砒素リン除去装置、８０…第３多段液中膜分離槽、
８１…多段型液中膜分離槽、８２…上部、
８３…多段液中膜部、８４…付着沈澱部、７２…充填材、
９０…第２ＰＨ調整槽、９１…流入管、
９９…可変型周波数発振機、１０１…振動板、１２４…第２液中膜分離槽、
１２５…第２上部、１２６…第２液中膜部、１２７…第２沈澱部、
１２８…第２液中膜、１３４…上部、１３５…多段液中膜部、
１３６…付着沈澱部、１４０…第４液中膜分離槽、
１５２…第５液中膜分離槽、１６０…第５液中膜部、１６１…第５沈澱部、
１７９…蒸発装置、
５０１…第１ＰＨ調整槽、５０２…多段型液中膜分離装置、
５０３…第２ＰＨ調整槽、５０４…逆浸透膜分離装置、
５０５…第２多段型液中膜分離装置、５０６…反応槽、
５０７…超純水製造装置、５０８…電気脱イオン装置、
５０９…金属酸化細菌培養槽、５４１…泡沫分離槽、５７９…蒸発装置、
５８０…冷却装置、６０１…多段型液中膜分離装置、６０２…上部、
６０３…液中膜部、６０４…付着沈澱部、６０５…液中膜、
６０７…液中膜取り出し治具、６０８…開口部、
６２２…充填材、６２４…振動板、６３４…第２液中膜分離槽、
６３５…第２上部、６３６…第２液中膜部、６３７…第３沈澱部、
６４１…泡沫分離槽、６４２…泡沫分離機、６４９…ＰＨ調整槽、
６５２…第５液中膜分離槽、
６６４…上部、６６５…液中膜部、６６７…付着沈澱部  、
６６６…第２液中膜分離槽、６６９…第２多段型液中膜分離装置、
６７０…反応槽、６７９…蒸発装置、６８０…冷却装置、
６８１…各生産装置、６８２…紫外線殺菌器、
６８４…ウルトラフィルタ装置、６９０…第４液中膜分離槽、
８１１…気泡、８４１…泡沫分離槽、８４２…泡沫分離機。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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