CN113614039A - 水处理装置以及水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的水处理装置(1)包括:第一预处理机构(2),对于含有氟以及铵的排水(w1),将pH调整到9~11的范围,并且添加水垢分散剂Sc;第一反渗透膜(3),设置在第一预处理机构的后段,将排水(w1)分离为一次透过水(w11)和一次浓缩水(w12);第二预处理机构(4),对于透过了第一反渗透膜(3)的一次透过水(w11),将pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂Slm;以及第二反渗透膜(5),设置在第二预处理机构(4)的后段,并且将一次透过水(w11)分离为二次透过水(w21)和二次浓缩水(w22)。

Description

水处理装置以及水处理方法
技术领域
本发明涉及水处理装置以及水处理方法。
本申请基于申请日为2019年3月28日在日本申请的日本特愿2019-062620号主张优先权,并在此援引其内容。
背景技术
在半导体的制造工序中,进行蚀刻、成膜等处理,并在这些处理中使用纯水。使用后的纯水作为排水排出。另外,有时在半导体的制造工厂中设置洗涤器等排气清洗设备,在该情况下,还产生来自洗涤器的排水。
在半导体的制造工厂中,这些排水被集中在一处,通过水处理装置进行净化处理。净化后的净化水被供给至纯水制造装置、或作为洗涤器用水被供给至洗涤器、或被排放到外部。供给至纯水制造装置或洗涤器的净化水成为纯水或洗涤器用水而在半导体工厂中被再利用。
在从半导体制造工序排出的排水中包含氟、氨等。另外,在洗涤器中,由于洗涤器用水的一部分蒸发,因此使洗涤器用水中的杂质成分浓缩。作为这样的杂质成分,例如能列举钙。因此,在半导体的制造工厂的水处理装置中,要求除去这些物质的能力。
在专利文献1中,作为含有氟的排水的处理方法,记载了如下的处理方法:在将排水反渗透膜分离为透过水和浓缩水时,通过将添加碱金属氢氧化物而将pH调整到8以上的含氟化物排水通水于反渗透膜,来进行反渗透膜分离。另外,在专利文献1中,记载了在进行反渗透膜分离后,进行除去残留在透过水中的氨性氮的脱氮工序。
但是,在专利文献1中记载的含有氟的排水的处理方法中,并没有设想到对来自通过蒸发来浓缩使用水那样的设备的排水进行处理的情况。例如,在来自洗涤器的排水中,通过将使用水的一部分蒸发而浓缩Ca,但在含有Ca以及氟的排水中会使CaF2析出,有时该CaF2会堵塞反渗透膜。
另外,在专利文献1中记载的含有氟的排水的处理方法中,在反渗透膜分离时将排水的pH调整到8以上,但在此时,排水中的氨有时会气化而被释放出。
而且,作为在专利文献1中记载的处理方法以外的含有氟的排水的处理方法,可考虑通过在排水中添加Ca,将氟变为CaF2来进行凝聚沉淀处理。但是,在纯水制造装置或洗涤器中再利用通过该方法处理后的处理水的情况下,需要除去处理水所含的高浓度的Ca。在该情况下,例如,还需要软水器那样的Ca除去设备。估计该情况下的软水器为相当大规模的设备,处理成本大幅增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-103260号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述情况而完成的,其课题在于,提供一种水处理装置以及水处理方法,用于获得能够用于纯水制造用原水、设备用水等的处理水。
用于解决问题的手段
为解决上述问题,本发明采用以下构成。
(1)一种水处理装置,其特征在于,包括:
第一预处理机构,对于含有氟以及铵的排水,将pH调整到9~11的范围并且添加水垢分散剂;
第一反渗透膜,设置在所述第一预处理机构的后段,将所述排水分离为一次透过水和一次浓缩水;
第二预处理机构,对于透过了所述第一反渗透膜的所述一次透过水,将pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂(slime inhibitor);以及
第二反渗透膜,设置在所述第二预处理机构的后段,将所述一次透过水分离为二次透过水和二次浓缩水。
(2)如(1)所述的水处理装置,其特征在于,还包括:
氟除去机构,除去所述一次浓缩水中的氟。
(3)如(1)或(2)所述的水处理装置,其特征在于,还包括:
水槽,贮存所述二次透过水以将所述二次透过水供给至使用点;
钙除去机构,至少除去原水中的钙来制造无Ca水;以及
控制部,当所述二次透过水的水量低于所述使用点的需要量时,将由所述钙除去机构制造的所述无Ca水供给至所述水槽。
(4)一种水处理方法,其特征在于,
包括:
第一预处理工序,对于含有氟以及铵的排水,通过第一预处理机构将pH调整到9~11的范围,并且添加水垢分散剂;
第一反渗透膜分离工序,通过第一反渗透膜将所述第一预处理工序后的所述排水分离为一次透过水和一次浓缩水;
第二预处理工序,对于所述第一反渗透膜分离工序后的所述一次透过水,通过第二预处理机构将pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂;以及
第二反渗透膜分离工序,通过第二反渗透膜将所述第二预处理工序后的所述一次透过水分离为二次透过水和二次浓缩水,
依次进行所述第一预处理工序、所述第一反渗透膜分离工序、所述第二预处理工序、以及所述第二反渗透膜分离工序。
(5)如(4)所述的水处理方法,其特征在于,还进行氟除去工序,通过氟除去机构,除去所述一次浓缩水中的氟。
(6)如(4)或(5)所述的水处理方法,其特征在于,还进行以下工序:
当所述二次透过水的水量低于所述二次透过水的使用点的需要量时,
通过钙除去机构,至少除去原水中的钙来制造无Ca水,
将所述无Ca水供给至所述使用点。
(7)如(4)至(6)中任一项所述的水处理方法,其特征在于,所述排水包含在所述使用点使用后的使用水。
发明的效果
本发明的水处理装置通过使由第一预处理机构调整了pH以及添加了水垢分散剂的排水流过第一反渗透膜,能够在不使反渗透膜产生堵塞的状态下除去氟。另外,通过使由第二预处理机构调整了pH以及添加了粘泥抑制剂的一次透过水流过第二反渗透膜,能够除去铵。由此,能够得到能用作纯水制造装置的原水或设备用水的二次透过水。另外,在本发明的水处理装置中,由于从排水中除去氟时不需要添加Ca,因此不需要设置大规模的软水器。而且,在本发明的水处理装置中,由于在调整pH之后利用第二反渗透膜除去铵,因此能够在不使铵气化为氨的情况下除去铵。另外,根据本发明的水处理装置,即使是包含有机物的排水也能够进行处理而不用进行活性污泥法等生物处理。
另外,在本发明的水处理装置还包括将一次浓缩水中的氟除去的氟除去机构的情况下,氟除去机构只要将水量比排水少的一次浓缩水中的氟除去即可,氟除去机构所要求的处理能力相对较小,因而能够使水处理装置小型化。
另外,在本发明的水处理装置包括控制部且该控制部在二次透过水的水量低于使用点的需要量时,将由钙除去机构制造的无Ca水供给至二次透过水的水槽的情况下,能够在二次透过水相对于需要量不足时将无Ca水补充到水处理装置内。由此,在由水处理装置以及使用点构成水循环系统的情况下,能将在水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,预防水垢产生。而且,能够防止水处理装置的反渗透膜的堵塞、使用点处的水垢产生。
接下来,根据本发明的水处理方法,通过使由第一预处理机构调整了pH以及添加了水垢分散剂的排水流过第一反渗透膜,能够在不使反渗透膜产生堵塞的状态下除去氟。另外,通过使由第二预处理机构调整了pH以及添加了粘泥抑制剂的一次透过水流过第二反渗透膜,能够除去铵。由此,能够得到能用作纯水制造装置的原水或设备用水的二次透过水。另外,在本发明的水处理方法中,由于在从排水中除去氟时不需要添加Ca,因此不需要设置大规模的软水器。而且,在本发明的水处理方法中,由于在调整pH之后利用第二反渗透膜除去铵,因此能够在不使铵气化为氨的情况下除去铵。另外,根据本发明的水处理方法,即使是包含有机物的排水也能够进行处理而不用进行活性污泥法等生物处理。
另外,在本发明的水处理方法中,在进一步进行除去一次浓缩水中的氟的氟除去工序的情况下,氟除去工序只要将水量比排水少的一次浓缩水中的氟除去即可,氟除去所要求的处理能力相对较小,因而能够减少水处理中所需的能量。
另外,根据本发明的水处理方法,当二次透过水的水量低于使用点的需要量时,在将由钙除去机构制造的无Ca水供给至使用点的情况下,能够在二次透过水相对于需要量不足时补充无Ca水。由此,能够将在由水处理装置以及使用点构成的水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,预防水垢产生。而且,能够防止水处理装置的反渗透膜的堵塞或使用点处的水垢产生。
另外,根据本发明的水处理方法,当排水包含在使用点使用后的使用水时,能将在由水处理装置以及使用点构成的水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,预防水垢产生。而且,能够防止水处理装置的反渗透膜的堵塞或使用点处的水垢产生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的水处理装置的示意图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外,本实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体说明的方式,只要没有特别限定,并不限定于本发明。
作为本实施方式的水处理装置以及水处理方法的处理对象的排水w1是含有氟以及铵的排水。例如在半导体的制造工序中,排水w1包含用于蚀刻、成膜等处理后的纯水。另外,在排水w1中也包含从洗涤器等排气清洗设备中排出的排水,在本实施方式中,如后所述,也可以包含供给了二次透过水w21的使用点31的排水。在排水w1中,除了氟以及铵之外,有时还含有磷酸盐、过氧化氢、钙以及有机物等。在排水w1中,例如,存在包含1ppm~100ppm左右的氟、10ppm~500ppm左右的铵、0ppm~300ppm左右的过氧化氢、1ppm左右的钙、总有机碳量为1ppm~100ppm左右的有机物的情况。另外,本说明书中的铵是指铵离子。但是,在排水中以氨的形态存在的情况下,氨也包含在铵中。
(水处理装置)
在本实施方式中,通过图1所示的水处理装置1来处理这样的排水w1。以下,对本实施方式的水处理装置1以及水处理方法进行说明。
如图1所示,本实施方式的水处理装置1包括:第一预处理机构2、第一反渗透膜3、第二预处理机构4、以及第二反渗透膜5。另外,本实施方式的水处理装置1包括:氟除去机构11。而且,本实施方式的水处理装置1包括:贮存二次透过水的第一水槽6以及第二水槽7(水槽)、钙除去机构21、向钙除去机构21输送原水w3的原水供给部20、以及控制部22。第一水槽6与另一使用点32连接,第二水槽7与使用点31连接。而且,本实施方式的水处理装置1包括:中和处理机构41。而且,另外,本实施方式的水处理装置1包括:用于去除排水w1中的过氧化氢的过氧化氢除去机构51。但是,在排水w1中不含有过氧化氢的情况下,也可以省略过氧化氢除去机构51。
另外,本实施方式的水处理装置1包括用于使水在各装置之间流动的水路。即,如图1所示,通过水路L1连接过氧化氢除去机构51与第一反渗透膜3。另外,通过水路L2连接第一反渗透膜3与第二反渗透膜5。另外,通过水路L3连接第二反渗透膜5与第一水槽6。
另外,通过水路L4连接第一反渗透膜3与氟除去机构11。另外,通过水路L5连接氟除去机构11与中和处理机构41。另外,通过水路L6连接第二反渗透膜5与中和处理机构41。
而且,通过水路L7连接第一水槽6与第二水槽7。另外,通过水路L8连接原水供给部20与钙除去机构21。另外,通过水路L9连接钙除去机构21与第二水槽7。另外,通过水路L10连接第二水槽7与使用点31。另外,通过水路L11连接第一水槽6与另一使用点32。
过氧化氢除去机构51在处理含有过氧化氢的排水w1时使用。过氧化氢具有杀菌性,且其自身为COD源,因此无法直接排出到公共用水域。因此,需要对过氧化氢进行分解处理。作为过氧化氢除去机构51,例如,能够例示添加重亚硫酸钠等还原剂的机构或能连续通水的活性炭塔。在排水w1中含有过氧化氢的情况下,最初可以通过过氧化氢除去机构51来除去过氧化氢。
第一预处理机构2将流通于水路L1的排水w1的pH调整到9~11的范围,并且添加水垢分散剂Sc。作为第一预处理机构2,例如能够例示具有一次pH调整部2a以及一次药剂注入部2b的机构。一次pH调整部2a通过氢氧化钾等将排水w1的pH调整到9~11的范围。另外,一次药剂注入部2b向调整pH后的排水w1中添加水垢分散剂Sc。
第一反渗透膜3使调整了pH以及添加了水垢分散剂Sc的排水w1分离为一次透过水w11和一次浓缩水w12。排水w1通过通水于第一反渗透膜3来除去氟,并且除去磷酸盐、钙以及有机物,成为一次透过水w11。除去的氟等包含在一次浓缩水w12中。第一反渗透膜3例如可以在调整回收率以使一次浓缩水w12中的总有机碳量小于100mg/L的状态下操作。
第一反渗透膜3没有特别的限定,例如能够优选使用将渗透膜(膜)层叠多层而卷绕成紫菜卷状,并收纳在容器中的螺旋型模块。另外,在第一反渗透膜3中连接有将一次透过水w11输送至第二反渗透膜的水路L2和将一次浓缩水w12输送至氟除去机构11的水路L4。
通过第一反渗透膜3,排水w1中的氟被浓缩到一次浓缩水w12中,因此,成为氟除去机构11的处理对象的对象水的容积降低。由此,能够减小氟除去机构11的规模,另外,能够减轻氟除去机构11所要求的处理能力。
第二预处理机构4将流通于水路L2的一次透过水w11的pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂Slm。作为第二预处理机构4,例如能够例示具有二次pH调整部4a以及二次药剂注入部4b的机构。二次pH调整部4a通过硫酸等将一次透过水w11的pH调整到5~9的范围。另外,二次药剂注入部4b向调整pH后的一次透过水w11中添加粘泥抑制剂Slm。
第二反渗透膜5使调整了pH以及添加了粘泥抑制剂Slm的一次透过水w11分离为二次透过水w21和二次浓缩水w22。一次透过水w11通过通水于第二反渗透膜5来主要除去铵而成为二次透过水w21。除去的铵等包含在二次浓缩水w22中。第二反渗透膜5例如可以在调整回收率以使二次浓缩水w22中的总氮量成为排出基准以下的状态下操作。
第二反渗透膜5没有特别的限定,例如,能够优选使用将渗透膜(膜)层叠多层而卷绕成紫菜卷状,并收纳在容器中的螺旋型模块。另外,在第二反渗透膜5中连接有将二次透过水w21输送至第一水槽6的水路L3和将二次浓缩水w22输送至中和处理机构41的水路L6。
优选二次透过水w21中的Ca量小于1mg/L。
第一水槽6是贮存经由水路L3从第二反渗透膜5输送的二次透过水w21的水槽。在第一水槽6中连接有用于将二次透过水w21供给至第二水槽7的水路L7和用于将二次透过水w21供给至另一使用点32的水路L11。
第二水槽7是贮存经由水路L7从第一水槽6输送的二次透过水w21的水槽。另外,第二水槽7与水路L9连接,也能够贮存从钙除去机构21经由水路L9输送的无Ca水w4。另外,在第二水槽7中连接有用于将二次透过水w21、无Ca水w4供给至使用点31的水路L10。
氟除去机构11是用于除去一次浓缩水w12所含的氟的机构。作为氟除去机构11,例如能够例示在将一次浓缩水w12的pH调整为8以上之后,通过添加钙使氟转变为CaF2,并对该CaF2进行凝集分离的设备。另外,在氟除去机构11中连接有将由氟除去机构11处理的处理水w40输送至中和处理机构41的水路L5。
接下来,对原水供给部20、钙除去机构21以及控制部22进行说明。
原水供给部20是由自来水或工业用水构成的原水w3的供给源。原水供给部20将原水w3经由水路L8供给至钙除去机构21。
钙除去机构21除去原水w3所含的钙从而使其变为无Ca水w4。作为钙除去机构21,具体能够使用反渗透膜或去离子装置。另外,在钙除去机构21中连接有用于将无Ca水w4输送至第二水槽7的水路L9。在钙除去机构21是反渗透膜的情况下,将透过水作为无Ca水w4输送至第二水槽7,将浓缩水w5经由水路L12输送至中和处理机构41。在钙除去机构21为去离子装置的情况下,不需要水路L12,将去离子处理后的无Ca水w4输送至第二水槽7。
钙除去机构21只要能够将无Ca水w4中的Ca量降低至小于1mg/L即可。即,无Ca水w4是指Ca量被降低至小于1mg/L的水。
当二次透过水w21的供给量低于使用点31的需要量时,控制部22使由钙除去机构21生成的无Ca水w4供给至第二水槽7。控制部22监视第二水槽7中的贮水量,并且监视使用点31处的水使用量。然后,基于这些监视结果,向钙除去机构21以及原水供给部20发出指令,生成无Ca水w4,并将其供给至第二水槽7。而且,控制部22对从第二水槽7内向使用点31供给的无Ca水w4以及二次透过水w21的供给量进行控制。
作为控制部22,具体而言,例如,能够使用计算机,该计算机具有:接收第二水槽7中的贮水量以及使用点31处的水使用量的数据输入部、中央运算装置、存储器装置、将监视结果输出至原水供给部20以及钙除去机构21的数据输出部以及显示部。在存储器装置中保持有用于使控制部22动作的计算机程序。该计算机程序也可以通过中央运算装置执行。另外,第二水槽7、使用点31和控制部22可以通过有线电路连接,也可以通过无线电路连接。另外,原水供给部20、钙除去机构21和控制部22可以通过有线电路连接,也可以通过无线电路连接。
中和处理机构41是贮存由氟除去机构11处理后的处理水w40、从第二反渗透膜5输送的二次浓缩水w22等,并将该贮存水的pH调整到6~8的中性的设备。使由中和处理机构41进行了中和处理后的处理水w41能够向下水道或者公共水域排放。
使用点31是能将二次透过水w21或无Ca水w4用作设备用水的设备或设施。作为这样的设备的一例,例如,能够例示来自半导体制造工序的排气清洗设备(以下,简称为“排气清洗设备”。)或冷却塔等。优选的是,在使用点31使用后的二次透过水w21作为排水w1的一部分被水处理装置1再次处理。因此,也可以设置用于将使用点31的排水从使用点31向过氧化氢除去机构51的跟前或第一预处理机构2的跟前输送的水路。
另一使用点32是利用二次透过水w21的设备或者设施。作为这样的使用点32,例如能够例示能将二次透过水w21用作纯水制造的原水的纯水制造装置。
本实施方式的水处理装置1主要将二次透过水w21供给至使用点31。在二次透过水w21产生剩余的情况下,也可以将二次透过水w21供给至另一使用点32。因此,在水处理装置1中,也可以具有对二次透过水w21或者无Ca水w4的供给目的地进行调整的供给控制部。优选的是,供给控制部例如监视第一水槽6以及第二水槽7中的贮水量,并且监视使用点31以及使用点32处的水使用量,基于这些监视结果,控制水路L10以及水路L11中的通水量。上述的控制部22也可以具有该供给控制部的功能。
(水处理方法)
接下来,参照图1对本实施方式的水处理方法进行说明。
本实施方式的水处理方法包括:第一预处理工序、第一反渗透膜分离工序、第二预处理工序、以及第二反渗透膜分离工序。本实施方式的水处理方法对排水w1进行第一预处理工序,然后,依次进行对排水w1的第一反渗透膜分离工序、对一次透过水w11的第二预处理工序及第二反渗透膜分离工序。另外,本实施方式的水处理方法也可以对一次浓缩水w12进行氟除去工序。而且,在本实施方式的水处理方法中,当二次透过水w21的水量低于使用点31处的二次透过水w21的需要量时,也可以进行将无Ca水w4供给至使用点31的工序。以下,对各工序进行说明。
首先,在排水w1中含有过氧化氢的情况下,在过氧化氢除去机构51中,从排水w1中除去过氧化氢。在排水w1中不含过氧化氢的情况下,也可以省略在过氧化氢除去机构51中的处理。
接下来,在第一预处理工序中,通过一次pH调整部2a将流通于水路L1的排水w1的pH调整到9~11的范围,并且通过一次药剂注入部2b向调整pH后的排水w1中添加水垢分散剂Sc。通过将排水w1的pH调整到9~11的范围,从而预防因排水w1所含的有机物而引起的第一反渗透膜3的堵塞。即,在排水w1为中性的状态下,分解有机物的微生物会繁殖,有时会导致第一反渗透膜3被有机物以及微生物堵塞,因此提高排水w1的pH来抑制微生物的繁殖。如果排水w1的pH较低,则难以抑制微生物的繁殖。另外,如果排水w1的pH过高,则会在排水w1中析出金属氢氧化物或金属氧化物而堵塞第一反渗透膜3,因此在第一预处理工序中将排水w1的pH调整到9~11的范围。
另外,在第一预处理工序中,向调整pH后的排水w1中添加水垢分散剂Sc。由此,抑制因排水w1所含的钙金属而引起的水垢生成,抑制第一反渗透膜3的堵塞,从而防止一次透过水w11的水量降低。作为水垢分散剂Sc,例如,能够优选使用乙二胺四乙酸盐等螯合剂、聚马来酸等聚合物分散剂或者它们的混合物。
接下来,在第一反渗透膜分离工序中,通过第一反渗透膜3将排水w1分离为一次透过水w11和一次浓缩水w12。通过第一反渗透膜3从排水w1中除去氟,进一步除去磷酸盐、钙以及有机物,得到一次透过水w11。除去的氟等包含在一次浓缩水w12中。将一次透过水w11经由水路L2输送至第二反渗透膜5。将一次浓缩水w12经由水路L4输送至氟除去机构11。
通过第一反渗透膜分离工序,将排水w1中的氟浓缩到一次浓缩水w12中,成为氟除去工序的处理对象的对象水的容积降低。由此,能够抑制在进行氟除去工序时应投入的能量。
接下来,在第二预处理工序中,通过二次pH调整部4a将流通于水路L2的一次透过水w11的pH调整到5~9的范围,并且通过二次药剂注入部4b向调整pH后的一次透过水w11中添加粘泥抑制剂Slm。通过将一次透过水w11的pH调整到5~9的范围,使残留在一次透过水w11中的氨转变为铵,预防氨气的飞散。即,由于在第一预处理工序中提高了排水w1的pH,从而排水w1中的铵可能转变为氨并以氨气的形式飞散,因此,通过降低第一反渗透膜分离工序后的一次透过水w11的pH,从而使氨转变为铵。当一次透过水w11的pH较低时,有时会生成粘泥而堵塞第二反渗透膜5。另外,当一次透过水w11的pH过高时,有时会残留氨。因此,在第二预处理工序中,将一次透过水w11的pH调整到5~9的范围。
另外,在第二预处理工序中,向调整pH后的一次透过水w11中添加粘泥抑制剂Slm。由此,通过抑制因残留在一次透过水w11中的有机物或微生物而生成粘泥,从而抑制第二反渗透膜5的堵塞,防止二次透过水w21的水量的降低。作为粘泥抑制剂Slm,例如能够优选使用氯氨基磺酸盐等使氯、溴等卤素稳定化的稳定化卤素、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等异噻唑酮化合物、2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺等卤代氰基乙酰胺化合物等。
接下来,在第二反渗透膜分离工序中,通过第二反渗透膜5将一次透过水w11分离为二次透过水w21和二次浓缩水w22。通过第二反渗透膜5从一次透过水w11中除去铵,进一步还除去磷酸盐、钙以及有机物,获得二次透过水w21。除去的铵等包含在二次浓缩水w22中。将二次透过水w21通过水路L3输送至第一水槽6,将二次浓缩水w22通过水路L6输送至中和处理机构41。
优选的是,二次透过水w21中的Ca量小于1mg/L。
将输送至第一水槽6的二次透过水w21贮存到第一水槽6之后,输送至第二水槽7。然后,从第二水槽7输送至使用点31,作为设备用水来使用。当使用点31为排气清洗设备时,二次透过水w21在排气清洗设备中作为洗涤器用水被使用后,作为排水被排出。将从排气清洗设备中排出的排水与从半导体制造工序中排出的其他排水一起输送至水处理装置1,再次进行本实施方式的水处理方法。
另外,当二次透过水w21的生成量超过在使用点31的水的需要量时,二次透过水w21有剩余。在该情况下,也可以将剩余量的二次透过水w21从第一水槽6供给至另一使用点32。该控制也可以通过之前说明的供给控制部来控制。当使用点31为纯水制造装置时,二次透过水w21通过纯水制造装置而成为纯水。纯水例如在半导体制造工序中被使用之后,作为排水被排出。将从半导体制造工序中排出的排水输送至水处理装置1,再次进行本实施方式的水处理方法。
接下来,对氟除去工序进行说明。
将在第一反渗透膜分离工序中生成的一次浓缩水w12经由水路L4输送至氟除去机构11,进行氟除去工序。在氟除去工序中,从一次浓缩水w12中除去氟。作为氟除去工序,例如能够例示在将一次浓缩水w12的pH调整为8以上之后,通过添加钙而将氟转变为CaF2,并对该CaF2进行凝集分离的工序。将氟除去工序后的处理水w40通过水路L5输送至中和处理机构41,进行中和工序。
中和工序收集处理水w40、从第二反渗透膜5输送的二次浓缩水w22等,并且将其pH调整到6~8的中性之后,排放到水处理装置1的外部。也可以排放到下水道或者公共水域。
接下来,对将无Ca水w4供给至使用点31的工序进行说明。
在本实施方式的水处理方法中,当向使用点31供给的二次透过水w21的供给量低于使用点31的需要量时,生成无Ca水w4并供给至使用点31。更具体而言,控制部22监视第二水槽7中的贮水量,并且监视使用点31处的水使用量。然后,在第二水槽7中的贮水量因向使用点31供给水而持续减少时,则判断为二次透过水w21的供给量低于使用点31的需要量,控制部22向原水供给部20以及钙除去机构21发出指令。
原水供给部20将由自来水或工业用水构成的原水w3供给至钙除去机构21。钙除去机构21除去原水w3所含的钙而使其成为无Ca水w4之后,向第二水槽7供给。然后,将贮存在第二水槽7中的二次透过水w21以及无Ca水w4输送至使用点31。在第二水槽7的二次透过水w21少的情况下,也可以仅将无Ca水w4输送至使用点31。优选的是,无Ca水w4中的Ca量小于1mg/L。
如以上说明的那样,本实施方式的水处理装置1通过使由第一预处理机构2调整了pH以及添加了水垢分散剂的排水w1流过第一反渗透膜3,能够在不使第一反渗透膜3产生堵塞的情况下除去氟。另外,通过使由第二预处理机构4调整了pH以及添加了粘泥抑制剂的一次透过水w11流过第二反渗透膜5,能够除去铵。由此,能够得到能用作纯水制造装置的原水或设备用水的二次透过水。另外,在本实施方式的水处理装置1中,在从排水w1中除去氟时不需要添加Ca,因此不需要设置大规模的软水器。而且,在本实施方式的水处理装置1中,在调整pH后利用第二反渗透膜5除去铵,因此能够在不使铵气化为氨的情况下除去铵。另外,根据本实施方式的水热处理装置1,即使是包含有机物的排水也能够进行处理而不用进行活性污泥法等生物处理。
另外,在本实施方式的水处理装置1具有除去一次浓缩水w12中的氟的氟除去机构11的情况下,氟除去机构11只要除去水量比排水w1少的一次浓缩水w12中的氟即可,氟除去机构11所要求的处理能力相对较小,从而能够使水处理装置1小型化。
另外,在本实施方式的水处理装置1具有控制部22且该控制部22在二次透过水w21的水量低于使用点31的需要量时,将由钙除去机构21制造的无Ca水w4供给至第二水槽7的情况下,能够在二次透过水w21相对于需要量不足的情况下将无Ca水w4补充到水处理装置1内。由此,在由水处理装置1以及使用点31构成水循环系统的情况下,能够将在水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,例如设为小于1mg/L,能够预防水垢产生,从而能够防止水处理装置1的第一反渗透膜3及第二反渗透膜5的堵塞或使用点31处的水垢产生。
接下来,根据本实施方式的水处理方法,通过使由第一预处理机构2调整了pH以及添加了水垢分散剂的排水流过第一反渗透膜3,从而能够在不使第一反渗透膜3堵塞的状态下除去氟。另外,通过使由第一预处理机构2调整了pH以及添加了粘泥抑制剂的一次透过水w11流过第二反渗透膜5,从而能够除去铵。由此,能够得到能用作纯水制造装置的原水或设备用水的二次透过水w21。另外,在本实施方式的水处理方法中,由于在从排水w1中除去氟时不需要添加Ca,因此不需要设置大规模的软水器。而且,在本实施方式的水处理方法中,由于在调整了pH之后利用第二反渗透膜5除去铵,因此能够在不使铵气化为氨的情况下除去铵。另外,根据本实施方式的水处理方法,即使是包含有机物的排水也能够进行处理而不用进行活性污泥法等生物处理。
另外,在本实施方式的水处理方法中,在进一步进行除去一次浓缩水w22中的氟的氟除去工序的情况下,氟除去工序只要除去水量比排水w1少的一次浓缩水w12中的氟即可,除去氟所要求的处理能力相对较小,因而能够减少水处理所需的能量。
另外,根据本实施方式的水处理方法,在当二次透过水w21的水量低于使用点31的需要量时,将由钙除去机构21制造的无Ca水w4供给至使用点31的情况下,能够在二次透过水w21相对于需要量不足的情况下补充无Ca水w4。由此,能够将在由水处理装置1以及使用点31构成的水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,例如设为小于1mg/L,从而预防水垢的产生。然后,能够防止水处理装置1的第一反渗透膜3及第二反渗透膜5的堵塞或使用点31处的水垢产生。
另外,根据本实施方式的水处理方法,在排水w1包含在使用点31处使用后的使用水的情况下,能够将在由水处理装置1以及使用点31构成的水循环系统内流通的水的Ca浓度抑制得较低,例如设为小于1mg/L,从而预防水垢的产生。然后,能够防止水处理装置1的第一反渗透膜3和第二反渗透膜5的堵塞或使用点31处的水垢产生。
附图标记的说明
1 水处理装置
2 第一预处理机构
2a 一次pH调整部
2b 一次药剂注入部
3 第一反渗透膜
4 第二预处理机构
4a 二次pH调整部
4b 二次药剂注入部
5 第二反渗透膜
6 第一水槽
7 第二水槽(水槽)
11 氟除去机构
20 原水供给部
21 钙除去机构
22 控制部
31 使用点
32 另一使用点
41 中和处理机构
Sc 水垢分散剂
Slm 粘泥抑制剂
w1 排水
w3 原水
w4 无Ca水
w5 Ca浓缩水
w11 一次透过水
w12 一次浓缩水
w21 二次透过水
w22 二次浓缩水
w40、w41 处理水。

Claims (7)

1.一种水处理装置,其特征在于,包括:
第一预处理机构,对于含有氟以及铵的排水,将pH调整到9~11的范围,并且添加水垢分散剂;
第一反渗透膜,设置在所述第一预处理机构的后段,将所述排水分离为一次透过水和一次浓缩水;
第二预处理机构,对于透过了所述第一反渗透膜的所述一次透过水,将pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂;以及
第二反渗透膜,设置在所述第二预处理机构的后段,将所述一次透过水分离为二次透过水和二次浓缩水。
2.如权利要求1所述的水处理装置,其中,还包括:
氟除去机构,除去所述一次浓缩水中的氟。
3.如权利要求1或2所述的水处理装置,其中,还包括:
水槽,贮存所述二次透过水以将所述二次透过水供给至使用点;
钙除去机构,至少除去原水中的钙来制造无Ca水;以及
控制部,当所述二次透过水的水量低于所述使用点的需要量时,将由所述钙除去机构制造的所述无Ca水供给至所述水槽。
4.一种水处理方法,其特征在于,
包括:
第一预处理工序,对于含有氟以及铵的排水,通过第一预处理机构将pH调整到9~11的范围,并且添加水垢分散剂;
第一反渗透膜分离工序,通过第一反渗透膜将所述第一预处理工序后的所述排水分离为一次透过水和一次浓缩水;
第二预处理工序,对于所述第一反渗透膜分离工序后的所述一次透过水,通过第二预处理机构将pH调整到5~9的范围,并且添加粘泥抑制剂;
第二反渗透膜分离工序,通过第二反渗透膜将所述第二预处理工序后的所述一次透过水分离为二次透过水和二次浓缩水,
依次进行所述第一预处理工序、所述第一反渗透膜分离工序、所述第二预处理工序、以及所述第二反渗透膜分离工序。
5.如权利要求4所述的水处理方法,其中,还进行氟除去工序,通过氟除去机构除去所述一次浓缩水中的氟。
6.如权利要求4或5所述的水处理方法,其中,还进行以下工序:
当所述二次透过水的水量低于所述二次透过水的使用点的需要量时,
通过钙除去机构,至少除去原水中的钙来制造无Ca水,
将所述无Ca水供给至所述使用点。
7.如权利要求4至6中任一项所述的水处理方法,其中,所述排水包含在所述使用点使用后的使用水。
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