JP2001170615A - 揮発性有機物の除去方法 - Google Patents

揮発性有機物の除去方法

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JP2001170615A JP35630599A JP35630599A JP2001170615A JP 2001170615 A JP2001170615 A JP 2001170615A JP 35630599 A JP35630599 A JP 35630599A JP 35630599 A JP35630599 A JP 35630599A JP 2001170615 A JP2001170615 A JP 2001170615A
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organic matter
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Motomu Koizumi
求 小泉
Satoshi Yamada
聡 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水中のアルコールやアルデヒド類等の揮発性
有機物を効率的に除去する。半導体や液晶製造工場等の
プロセス排水の回収再利用に当たり、予め揮発性有機物
を効率的に除去することにより、少ない酸化剤使用量に
て、該プロセス排水から低コストで効率的に有機物を除
去する。 【解決手段】 原水を加熱し、加熱した水をストリッピ
ングガスと向流接触させ、このガスを真空吸引する。ス
トリッピングガスを冷却して凝縮水とガスとに分離す
る。ストリッピング後の水は冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は揮発性有機物の除去
方法に係り、特に、半導体や液晶製造工場等のプロセス
排水の回収再利用に当たり、該排水中のアルコールやア
ルデヒド類を効率的に除去して水回収する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、有機物含有水中の有機物を除去す
る方法としては、次のような方法が提案され、実用化さ
れている。 オゾン(O3)注入と紫外線(UV)照射を併用し
て有機物を分解する方法 オゾン注入と過酸化水素(H22)添加とを併用し
て有機物を分解する方法 過硫酸塩(Na228)添加と加熱(90〜13
0℃)又は紫外線照射とを併用して有機物を分解する方
法 オゾン等の酸化剤と触媒とを併用して有機物を接触
分解する方法
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法はいず
れも酸化剤を用いて水中の有機物を酸化分解する方法で
あるため、被処理水中のTOC濃度に比例して多量の酸
化剤の添加が必要となる。
【0004】一方で、半導体や液晶製造工場等では、プ
ロセス排水を回収処理して再利用することが行われてい
るが、このプロセス排水の回収再利用に当たり、従来の
有機物除去方法を適用すると、TOC濃度の上昇に伴っ
て酸化剤使用量が増大するため、回収コストが高騰す
る。
【0005】このプロセス排水には各種の有機物が含有
されているが、その多くはメタノール、イソプロピルア
ルコール等のアルコール、或いは、アセトン等のアルデ
ヒド等の揮発性有機物である。従って、このような揮発
性有機物については、酸化分解することなく除去するこ
とができるならば、酸化剤使用量を大幅に低減して、回
収コストを低減することができる。
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、水中のアルコールやアルデヒド類等の揮発性有
機物を効率的に除去する方法を提供することを目的とす
る。
【0007】本発明は、特に、半導体や液晶製造工場等
のプロセス排水の回収再利用に当たり、予め揮発性有機
物を効率的に除去することにより、少ない酸化剤使用量
にて、該プロセス排水から低コストで効率的に有機物を
除去する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の揮発性有機物の
除去方法は、水中の揮発性有機物を除去する方法におい
て、該水を加熱する加熱工程と、加熱した水をストリッ
ピングガスと向流接触させるストリッピング工程と、ス
トリッピング後のストリッピングガスを吸引する吸引工
程と、吸引したストリッピングガスを冷却して凝縮水と
ガスとに分離する分離工程と、ストリッピング後の水を
冷却する冷却工程とを備えてなることを特徴とする。
【0009】本発明では加熱した水をストリッピングガ
スと向流接触すると共に吸引(例えば真空吸引)するこ
とにより、揮発性有機物の沸点を下げ、効率的にストリ
ッピングガス側へ移行させて除去することができる。
【0010】本発明では、ストリッピングガスを冷却し
て分離したガスは、活性炭と接触させて有機物を確実に
除去した後大気に放出するのが好ましい。一方、揮発性
有機物を含む凝縮水は生物処理するのが好ましい。
【0011】また、ストリッピング工程で揮発性有機物
を除去した後の水は冷却後又は冷却前にオゾン及び/又
は過酸化水素により残留有機物を除去することが好まし
い。この水は、この酸化分解による有機物の除去の他、
逆浸透(RO)膜分離処理で残留有機物の除去を行って
も良い。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0013】図1、2は本発明の揮発性有機物の除去方
法の実施の形態を示す系統図である。図1、2におい
て、同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【0014】図1の方法では、原水をまず熱交換器1で
後段の反応塔7の処理水と熱交換して予備加熱した後、
加熱器2で加熱する。この熱交換器1は必ずしも必要と
されないが、このように熱交換器1を設けて処理水で原
水を加熱すると共に、処理水を冷却することにより、熱
回収が図れ、加熱コストの低減の面で有利である。ま
た、加熱器2の型式としては特に制限はないが、スチー
ムを用いた熱交換器等を用いることができる。この原水
の加熱温度は低過ぎると揮発性有機物を効率的に除去し
得ず、高過ぎると水が揮発性有機物側へ移行してしま
い、揮発性有機物のみを選択的に分離することが困難と
なることから、40〜90℃とするのが好ましい。
【0015】加熱器1で加熱した水は、次いで、真空ポ
ンプ5で真空吸引されているストリッピング塔3の塔上
部から散水し、塔下部から導入したストリッピングガス
と向流接触させる。この散水方式には特に制限はないが
スプレー方式とするのが好ましい。ストリッピング塔3
は充填材を充填したものであっても、充填材のない空塔
式のものであっても良く、また、整流のための棚を設け
た多段式のものであっても良い。ストリッピングガスと
しては特に制限はないが、空気又は窒素ガス等の不活性
ガスが好適である。このストリッピングガスの流量は、
給水量の5〜30体積%程度とするのが好ましい。
【0016】このストリッピング塔3は、真空ポンプ5
により真空吸引されているため、加熱された原水中の揮
発性有機物は効率的にガス側へ移行する。
【0017】ストリッピング塔3のストリッピングガス
は、真空ポンプにより吸引され、冷却器4で冷却されて
凝縮水とガスとに分離される。この冷却器4の型式や構
造には特に制限はない。冷却温度は除去対象とする揮発
性有機物の沸点よりも10℃以上低い温度、即ち(該沸
点−10)℃以下とするのが好ましい。この冷却器3
は、図1に示す如く、真空ポンプ5の前段に設けても、
後段に設けても良い。
【0018】冷却器4で分離された凝縮水は、ストリッ
ピング塔で気化された揮発性有機物と水とを含む比較的
高濃度の有機物含有水であるため、この凝縮水は生物処
理工程に送給して嫌気性又は好気性生物処理を行うのが
好ましい。
【0019】一方、冷却器4で分離されたガスは、スト
リッピングガスとして用いた空気や窒素ガス等に若干の
揮発性有機物が混入したものであり、必要に応じて活性
炭塔6に通気して、有機物を吸着除去した後、大気に放
出する。この活性炭塔6の活性炭の種類や通気速度には
特に制限はなく、ガス中の有機物を十分に吸着除去でき
る条件であれば良い。活性炭塔6もまた、真空ポンプ5
の前段に設けても良い。
【0020】一方、ストリッピング塔3からの処理水
は、ポンプ7で反応塔8に送給し、残留有機物を酸化剤
で分解除去する。
【0021】図1では、反応塔8の入口側でオゾンを注
入すると共に、反応塔8に過酸化水素とアルカリを添加
してpH7以上、好ましくはpH8.5〜10で反応さ
せることにより、残留有機物を分解した後、熱交換器1
で原水と熱交換して冷却する。
【0022】この残留有機物の分解は、冷却後に行って
も良い。また、残留有機物の分解はオゾン単独処理又は
過酸化水素単独処理で行っても良いが、処理効率の面か
らはオゾンと過酸化水素との併用が好ましい。過酸化水
素による有機物の酸化分解に当たっては、必ずしもアル
カリを添加してpH調整する必要はないが、pHを7以
上とすることにより、反応効率を高めることができる。
また、この反応塔1の型式や反応時間には特に制限はな
く、残留有機物を十分に除去し得るように適宜決定され
る。
【0023】この反応塔8では、予め揮発性有機物が除
去されたストリッピング塔3の処理水中の残留有機物を
分解除去するのみであるため、少ない酸化剤使用量にて
短時間で効率的に残留有機物を除去することができ、有
機物濃度の低い高水質処理水を得ることができる。
【0024】なお、反応塔8の処理水は、必要に応じて
活性炭等に通水して酸化剤を除去するのが好ましい。
【0025】また、反応塔8が塔上部からストリッピン
グ塔3の処理水を散水し、塔下部からオゾンガスを導入
して向流接触する気液接触塔等のように、塔上部からオ
ゾン含有ガスが排出される場合には、この排ガスについ
ても活性炭塔に通気してオゾンを除去することが好まし
い。
【0026】図1の方法では、ストリッピング塔3の処
理水中の残留有機物を、酸化剤により酸化分解すること
により除去しているが、この残留有機物はRO膜分離処
理により除去することもできる。
【0027】図2の方法は、RO膜分離処理により残留
有機物を分解する方法であり、ストリッピング塔3の処
理水は、熱交換器1で冷却された後、RO膜分離装置9
で処理される。このようにRO膜分離処理を採用する場
合、RO膜分離装置9の給水が加熱処理された後の水で
あるため、RO膜面のスライム汚染が防止され、RO膜
分離装置を安定に運転することができる。特に、このR
O膜分離装置9に流入する水の水温を40〜45℃程度
に調整することにより、RO膜面へのスライム付着の抑
制、透過水量の向上等により、RO膜の運転圧力を低減
して効率的な処理を行える。
【0028】このような本発明の方法は、特に、含有さ
れる有機物の殆どがアルコールやアセトン等の揮発性有
機物である半導体や液晶製造工場等のプロセス排水の処
理に有効であり、少ない酸化剤使用量で有機物を効率的
に除去して、回収再利用が可能な高水質の処理水を得る
ことができる。
【0029】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0030】実施例1 純水(比抵抗10MΩ・cm、TOC30ppb)にイ
ソプロピルアルコール(IPA)を添加して、TOC5
0ppmに調整した水を原水として本発明に従って処理
した。
【0031】この水を70℃に加熱した後、ストリッピ
ング塔(直径100mm、高さ1m、充填剤なし)に1
00L/hrで通水し、ストリッピングガス(N
ス)10L/hrと向流接触させた。このストリッピン
グ塔から真空吸引したストリッピングガスを冷却塔(チ
ューブ型熱交換器、接触面積0.78m2、冷却水温1
5℃)でガス温30℃に冷却し、凝縮水3.1L/hr
を得た。この凝縮水はIPA1680ppm(TOC換
算)の水であった。
【0032】一方、ストリッピング後の水(水温64
℃、TOC4.8ppm)93L/hrは、オゾン15
ppm、H2230ppmを添加すると共にpH8.5
に調整し、反応塔で30分間反応させた後、23〜24
℃に冷却し、次いで活性炭で処理して残留する酸化剤を
分解除去した。この処理水のTOCは0.33〜0.3
6ppmであり、有機物が効率的に除去されていた。
【0033】比較例1 実施例1で処理したものと同じ原水について、ストリッ
ピング処理を行うことなく、O3とH22のみで有機物
の酸化分解処理を行った。
【0034】原水を64℃に加熱し、93L/hrで反
応塔に通水すると共にO330ppm、H2230pp
mを添加してpH8.5に調整し、60分間反応させ
た。その後、実施例1と同様にして活性炭で残留酸化剤
を分解除去をした。得られた処理水のTOCは18〜2
0ppmであった。
【0035】比較例2 比較例1において、O3濃度を60ppmとしたこと以
外は同様にして処理を行ったところ、得られた処理水の
TOCは5〜10ppmであった。
【0036】これらの結果を表1にまとめて示す。
【0037】
【表1】
【0038】表1より明らかなように、従来法ではオゾ
ン濃度を2倍以上にし、また反応時間を2倍にしても本
発明の処理水TOCを達成することはできない。
【0039】この結果から、本発明によれば酸化剤使用
量を大幅に削減して効率的な有機物除去を行えることが
わかる。
【0040】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の揮発性有機
物の除去方法によれば、水中のアルコールやアルデヒド
類等の揮発性有機物を効率的に除去することができる。
【0041】従って、本発明の方法によれば、半導体や
液晶製造工場等のプロセス排水の回収再利用に当たり、
予め揮発性有機物を効率的に除去することにより、少な
い酸化剤使用量にて、当該プロセス排水から低コストで
効率的に有機物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の揮発性有機物の除去方法の実施の形態
を示す系統図である。
【図2】本発明の揮発性有機物の除去方法の別の実施の
形態を示す系統図である。
【符号の説明】
1 熱交換器 2 加熱器 3 ストリッピング塔 4 冷却器 5 真空ポンプ 6 活性炭塔 8 反応塔 9 RO膜分離装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/58 C02F 1/58 A 1/72 1/72 Z 1/78 1/78 9/00 502 9/00 502A 502F 502H 502R 502Z 503 503C 504 504A 504E Fターム(参考) 4D006 GA04 KB12 KB17 KB21 KB30 PB08 PB32 PB70 PC01 4D011 AA12 AA15 AA16 AB01 AB03 AC01 AC04 AC06 AD02 AD03 4D037 AA13 AB11 BA24 BB05 BB06 BB07 CA01 CA03 CA07 CA11 CA12 4D038 AA08 AB09 BA04 BB01 BB03 BB06 BB16 BB17 BB19 4D050 AA13 AB14 BB02 BB09 CA01 CA03 CA06 CA09 CA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中の揮発性有機物を除去する方法にお
    いて、 該水を加熱する加熱工程と、 加熱した水をストリッピングガスと向流接触させるスト
    リッピング工程と、 ストリッピング後のストリッピングガスを吸引する吸引
    工程と、 吸引したストリッピングガスを冷却して凝縮水とガスと
    に分離する分離工程と、 ストリッピング後の水を冷却する冷却工程とを備えてな
    ることを特徴とする揮発性有機物の除去方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該分離工程で分離し
    たガスを活性炭と接触させることを特徴とする揮発性有
    機物の除去方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、該冷却工程で
    冷却する前の水又は冷却後の水にオゾン及び/又は過酸
    化水素を添加することを特徴とする揮発性有機物の除去
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2において、該冷却工程で
    冷却した水を逆浸透膜分離処理することを特徴とする揮
    発性有機物の除去方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項におい
    て、該分離工程で分離した凝縮水を生物処理することを
    特徴とする揮発性有機物の除去方法。
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