CN102295361A - 含磷废水的处理装置及处理方法 - Google Patents

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塚田和顺
佐藤雅昭
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东芝移动显示器有限公司
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Abstract

本发明提供一种含磷废水处理装置,其特征在于,其具备用于对用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水进行中和的中和槽、用于使利用上述中和槽进行了中和处理的废水中所含的磷化合物凝聚的凝聚槽、将上述凝聚槽的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥的沉淀槽、和对在上述沉淀槽中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水的脱水机。

Description

含磷废水的处理装置及处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及含磷废水的处理装置及处理方法。 背景技术
[0002] 液晶面板的制造工序中有对形成于玻璃基板上的栅电极等金属膜进行刻蚀的工序等各种刻蚀工序,作为其刻蚀液使用磷酸等含磷的酸性药品。所使用的酸性药品有时也直接以液体的状态进行回收、循环使用,但由于多数情况是与其他药品混合后使用,因此多利用废水处理装置进行无害化处理。
[0003] 作为对该含磷的废水进行无害化的方法,有效的是利用碱剂的中和处理,特别是作为碱剂(或中和剂)广泛使用消石灰(氢氧化钙)。作为利用这种方法使处理水的磷浓度达到放流标准以下的技术,例如有与PH调节剂一起添加金属成分为铁的金属盐等无机系凝聚剂、将磷成分凝聚化的技术。但是,这种处理中,无机系凝聚剂所含的金属离子会作为污泥中的杂质存在,在此状态下作为废弃物进行处置时存在问题,当然也无法将污泥转用为肥料。
[0004] 另外,作为对不仅含磷、还含氟的废水进行处理的技术,有向含氟和磷的废水提供钙化合物以形成沉淀物的技术、在通过对处理水进行固液分离所分离的分离水中添加铝化合物以形成沉淀物的技术。但是,为了不仅处理磷、还要处理氟,需要提供大量的钙化合物, 而且会产生大量的污泥。另外,氟或铝作为污泥中的杂质存在,在此状态下直接作为废弃物进行处置时存在问题,当然也无法将污泥转用为肥料。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平11-333467号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2008-194585号公报
发明内容
[0009] 发明预解决的课题
[0010] 本发明的目的在于提供能够对杂质少且含高浓度的磷的污泥进行回收的含磷废水的处理装置及处理方法。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明提供一种含磷废水处理装置,其特征在于,其具备用于对用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水进行中和的中和槽、用于使利用上述中和槽进行了中和处理的废水中所含的磷化合物凝聚的凝聚槽、将上述凝聚槽的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥的沉淀槽、和对在上述沉淀槽中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水的脱水机。
[0013] 本发明还提供一种含磷废水处理装置,其特征在于,其具备用于将用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水暂时存储的第1原水槽、用于对从上述第1原水槽送液的含磷废水进行中和的中和槽、用于使利用上述中和槽进行了中和处理的废水中所含的磷化合物凝聚的凝聚槽、将上述凝聚槽的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥的沉淀槽、对在上述沉淀槽中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水的脱水机、将有机系废水暂时存储的第2 原水槽、将从上述第2原水槽送液的有机系废水和在上述沉淀槽中分离的处理水混合的pH 调节槽、和对从上述PH调节槽送液的处理水进行生物学处理的生物学处理槽。
[0014] 本发明还提供一种含磷废水处理方法,其特征在于,向用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水中注入中和剂以使磷化合物析出,向利用上述中和剂进行了中和处理的废水中注入高分子凝聚剂以使磷化合物凝聚,将利用上述高分子凝聚剂进行了凝聚处理的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥,然后对所分离的污泥的至少一部分进行脱水、回收。
附图说明
[0015] 图1为概略地表示本实施方式的含磷废水的处理装置的构成的图。
[0016] 图2为用于说明生成含磷废水的过程的图。
具体实施方式
[0017] 以下参照附图详细地对本实施方式进行说明。需要说明的是,对各图中发挥相同或类似功能的构成要素使用相同的参照符号,并省略重复的说明。
[0018] 图1为概略地表示本实施方式的含磷废水的处理装置1的构成的图。即。这里所示的含磷废水处理装置1具备原水槽11、中和槽12、凝聚槽13、沉淀槽14和脱水机15。
[0019] 原水槽(第1原水槽)11将送液至中和槽12的含磷废水暂时存储。这种含磷废水为用不同于含氟废水的系统进行回收而得到的。这里的含磷废水例如是刻蚀液等的废水, 在不会与氢氟酸等含氟废水混合的情况下进行回收。即,在存储于该原水槽11的含磷废水中不含氟。当然,该含磷废水中也不含重金属。该原水槽11借助于用来对含磷废水进行送液的流路Pl与中和槽12相连接。
[0020] 其中,还可设置向从原水槽11送液至中和槽12的含磷废水中注入pH调节剂的pH 调节剂注入装置21。该pH调节剂注入装置21中,例如注入硫酸作为pH调节剂。这种pH 调节剂注入装置21 —边监视通过流路Pl送液的含磷废水的pH、一边向含磷废水中适当地注入pH调节剂。
[0021] 中和槽12用于对从原水槽11送液的含磷废水进行中和。中和剂注入装置22向中和槽12中注入中和剂。中和剂为碱性,例如为消石灰(氢氧化钙)。中和剂注入装置22 一边监视中和槽12的含磷废水的pH等、一边向含磷废水中适当地注入中和剂。该中和槽 12借助于用来对经过中和处理的废水进行送液的流路P2连接于凝聚槽13。
[0022] 凝聚槽13用于使利用中和槽12进行了中和处理后送液的废水中所含的磷化合物凝聚。高分子凝聚剂注入装置23向凝聚槽13中注入高分子凝聚剂。高分子凝聚剂例如以丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚物为主成分。即,本实施方式中,完全不使用无机系的凝聚剂。 该凝聚槽13借助于用来对废水进行送液的流路P3连接于沉淀槽14。
[0023] 沉淀槽14将从凝聚槽13送液的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥。该沉淀槽14中,处理水和污泥通过重力的作用而分离。该沉淀槽14借助于流路P4连接于脱水机15。另外,该沉淀槽14借助于流路P5连接于中和槽12。
5[0024] 脱水机15对在沉淀槽14中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水。即,将在沉淀槽 14中沉淀的污泥的至少一部分供至脱水机15。在脱水机15中对从沉淀槽14供给的污泥进行脱水。由此,含有磷化合物的污泥的回收成为可能。
[0025] 其中,在沉淀槽14中沉淀的污泥的一部分还可借助于流路P5返送至中和槽12。
[0026] 另一方面,在沉淀槽14中从污泥分离的处理水(即上清水)根据需要被供至后段。这里,沉淀槽14借助于用来对处理水进行送液的流路P6连接于pH调节槽32。
[0027] 在图1所示的例子中,含磷废水处理装置1还具备原水槽31、pH调节槽32及生物学处理槽33。
[0028] 原水槽(第2原水槽)31将有机系废水暂时存储。这种有机系废水例如为显影液或剥离液的淋洗水等。该原水槽31与原水槽11分别地设置。该原水槽31借助于用来对有机系废水进行送液的流路P7连接于pH调节槽32。
[0029] pH调节槽32将从原水槽31送液的有机系废水和在沉淀槽14中分离的处理水相混合。PH调节剂注入装置41将pH调节剂注入到pH调节槽32中。pH调节剂例如为硫酸或氢氧化钠。PH调节剂注入装置41 一边监视pH调节槽32的混合水的pH、一边向混合水中适当地注入PH调节剂。该pH调节槽32借助于用来对经过pH调节的处理水进行送液的流路P8连接于生物学处理槽33。即,该pH调节槽32位于沉淀槽14和生物学处理槽33之间。
[0030] 生物学处理槽33对从pH调节槽32送液的处理水进行生物化学处理。更具体地说,在该生物学处理槽33中利用细菌等微生物将有机物分解,并将处理水所含的磷消耗。 由此,经过该生物学处理槽33的处理水的磷浓度降低至放流标准以下,变得能够放流。
[0031] 图2为用于说明生成存储于原水槽11中的含磷废水的过程的图。
[0032] 在原水槽11的前段设置刻蚀槽。这里所示的例子中,第1刻蚀槽51和第2刻蚀槽52设置在原水槽11的前段。第1刻蚀槽51借助于用来对含磷排水进行送液的流路Pll 连接于原水槽11。第2刻蚀槽52借助于用来对含磷排水进行送液的流路P12连接于原水槽11。
[0033] 在第1刻蚀槽51和第2刻蚀槽52中存储含有刻蚀所用的乙酸、硝酸和磷酸的废水。这种废水含有高浓度的磷,例如磷浓度为20%左右。如此生成的含磷废水借助于流路 Pll和流路P12被送液至原水槽11。
[0034] 接着,简单地说明上述含磷废水处理装置1中的含磷废水的处理方法。
[0035] 含磷废水暂时存储在原水槽11中,一边调节流量一边将含磷废水送至中和槽12 中。在中和槽12中一边监视含磷废水的pH、一边从中和剂注入装置22适当地将作为中和剂的消石灰注入到含磷废水中。
[0036] 其中,此处当将含磷废水从原水槽11送液至中和槽12时,从pH调节剂注入装置 21注入一定量的作为PH调节剂的硫酸来降低pH。由此,可增加中和槽12中的消石灰的注入量、促进磷与消石灰的反应。即,通过该中和槽12中的中和处理,能够促进磷化合物的析出,同时可以降低废水中的磷浓度。所析出的磷化合物的大部分在中和槽12中分散于废水中。
[0037] 中和槽12中优选按照废水的pH达到7左右进行调节,但根据废水中的磷浓度的不同,废水的PH也有达到8左右的情况。在中和槽12中进行了中和处理的废水被送液至
6凝聚槽13。凝聚槽13中,从高分子凝聚剂注入装置23将高分子凝聚剂注入至废水中。由此,分散于废水中的磷化合物发生凝聚。
[0038] 凝聚槽13中,将进行了凝聚处理的废水送液至沉淀槽14。在沉淀槽14中,废水通过重力的作用发生沉降分离。由此分离成上清水即处理水和凝聚的含有磷化合物的沉淀物即污泥。废水中所含的磷以磷化合物的形式含有在污泥中,因此处理水的磷浓度大幅度减少,而污泥中含有高浓度的磷。
[0039] 在沉淀槽14中沉淀的污泥的一部分被返送至中和槽12进行再利用。由此,污泥所含的未反应的消石灰可再次在中和槽12中用于废水的中和处理,从而可减少消石灰的
使用量。
[0040] 在沉淀槽14中沉淀的污泥的其他部分为了调节污泥浓度被送至脱水机15中。在脱水机15中进行所供给的污泥的脱水处理。如此进行了脱水处理的污泥中大量地含磷、且不含无机凝聚剂的金属物,因此可转用为农业用的肥料等。
[0041] 在沉淀槽14中从污泥中分离的处理水的pH大概为7左右,但仍然也有磷浓度不会充分降低(例如磷浓度不会达到放流标准以下)的情况。这种处理水在pH调节槽32中与从原水槽31送液的有机系废水混合,通过根据需要从pH调节剂注入装置41注入pH调节剂而被中和(即,混合水的PH基本达到7)。
[0042] 然后,从pH调节槽32送液的处理水在生物学处理槽33中被生物化学处理。由此, 可将处理水所含的磷消耗、即可降低磷浓度。该生物化学处理中,按照处理水的磷浓度达到放流标准以下进行处理。
[0043] 在本实施方式的含磷废水处理装置1中,在对磷废水进行无害化的处理时由于使用无机系的凝聚剂,因而可以在降低污泥中所含的金属性杂质的同时,将含高浓度的磷的污泥回收。由此,可以将含磷污泥作为肥料有效地充分利用。另外,还可减少PH调节剂或中和剂等药品的使用量、减少与此相伴的污泥的产生量。结果,可以抑制运行成本的增加、 可获得稳定的运行。
[0044] 另外,与同时对含氟废水和含磷废水进行处理的设备相比,可以小规模化。
[0045] 根据本实施方式的含磷废水处理装置1,作为一个例子,通过对磷浓度为IOOmg/ 1的含磷废水进行处理,可以稳定地获得磷浓度为lmg/1以下的处理水。另外,还可对含有 25〜30%左右的磷酸的污泥进行回收。
[0046] 如以上说明所述,根据本实施方式,可以提供能够对杂质少且含有高浓度的磷的污泥进行回收的含磷废水的处理装置及处理方法。
[0047] 需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式本身,在该实施的阶段可以在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形、具体化。另外,通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合,可形成各种发明。例如,还可从实施方式所公开的所有构成要素中将数个构成要素删掉。而且,还可适当组合不同实施方式的构成要素。

Claims (17)

1. 一种含磷废水处理装置,其特征在于,其具备:用于对用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水进行中和的中和槽; 用于使利用上述中和槽进行了中和处理的废水中所含的磷化合物凝聚的凝聚槽; 将上述凝聚槽的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥的沉淀槽; 和对在上述沉淀槽中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水的脱水机。
2.根据权利要求1所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备向所述中和槽中注入中和剂的中和剂注入装置。
3.根据权利要求2所述的含磷废水处理装置,其特征在于,所述中和剂注入装置注入氢氧化钙作为中和剂。
4.根据权利要求1所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备向所述凝聚槽中注入高分子凝聚剂的高分子凝聚剂注入装置。
5.根据权利要求4所述的含磷废水处理装置,其特征在于,所述高分子凝聚剂注入装置注入以丙烯酰胺和丙烯酸钠的共聚物为主成分的物质作为高分子凝聚剂。
6.根据权利要求1所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备对送液至所述中和槽的含磷废水进行暂时存储的原水槽。
7.根据权利要求6所述的含磷废水处理装置,其特征在于,存储于所述原水槽的含磷废水含有从刻蚀槽送液的乙酸、硝酸和磷酸。
8.根据权利要求6或7所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备向从所述原水槽送液至所述中和槽的含磷废水中注入PH调节剂的pH调节剂注入装置。
9.根据权利要求1所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备将在所述沉淀槽中沉淀的污泥的一部分返送至所述中和槽的流路。
10.根据权利要求1所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备对在所述沉淀槽中分离的处理水进行生物学处理的生物学处理槽。
11.根据权利要求10所述的含磷废水处理装置,其特征在于,所述生物学处理槽含有将磷消耗的微生物。
12.根据权利要求10或11所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其在所述沉淀槽和所述生物学处理槽之间还具备对处理水的PH进行调节的PH调节槽。
13. —种含磷废水处理装置,其特征在于,其具备:用于将用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水暂时存储的第1原水槽; 用于对从上述第1原水槽送液的含磷废水进行中和的中和槽; 用于使利用上述中和槽进行了中和处理的废水中所含的磷化合物凝聚的凝聚槽; 将上述凝聚槽的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥的沉淀槽; 对在上述沉淀槽中沉淀的污泥的至少一部分进行脱水的脱水机; 将有机系废水暂时存储的第2原水槽;将从上述第2原水槽送液的有机系废水和在上述沉淀槽中分离的处理水混合的pH调节槽;和对从上述pH调节槽送液的处理水进行生物学处理的生物学处理槽。
14.根据权利要求13所述的含磷废水处理装置,其特征在于,其还具备向所述pH调节槽中注入pH调节剂的pH调节剂注入装置。
15.根据权利要求14所述的含磷废水处理装置,其特征在于,所述pH调节剂注入装置注入硫酸或氢氧化钙作为PH调节剂。
16. 一种含磷废水处理方法,其特征在于,向用不同于含氟废水的系统回收的含磷废水中注入中和剂以使磷化合物析出, 向利用上述中和剂进行了中和处理的废水中注入高分子凝聚剂以使磷化合物凝聚, 将利用上述高分子凝聚剂进行了凝聚处理的废水分离为处理水和含有磷化合物的污泥,对所分离的污泥的至少一部分进行脱水、回收。
17.根据权利要求16所述的含磷废水处理方法,其特征在于,其对从污泥中分离的处理水进行生物学处理。
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