JP2002079276A

JP2002079276A - 廃水処理方法および装置

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Publication number: JP2002079276A
Application number: JP2000275110A
Authority: JP
Inventors: Keiji Hirano; 啓二平野; Tsutomu Taira; 務多以良; Jun Tanaka; 順田中; Shigeto Yoshida; 重人吉田
Original assignee: Organo Corp; NEC Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp; NEC Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-03-19
Anticipated expiration: 2020-09-11
Also published as: JP4488396B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】含有物質の酸化処理工程を有する廃水の処理
において、終点を正確に検出することにより酸化処理工
程を最適な条件で運転でき、それによって過剰のオゾン
添加や過剰の紫外線照射を防止可能な、半導体製造工程
等からの廃水処理方法および装置を提供する。【解決手段】廃水を被処理水として循環させつつ廃水
中に含有されている物質を酸化処理するに際し、酸化処
理工程からの処理水の導電率を測定し、処理対象物質を
含有する廃水の元となる原液の段階で、一定の割合で導
電性を有する処理対象物質のトレース成分を添加し、該
原液を使用した後の廃水を処理するに際し、廃水の導電
率を測定して廃水中の前記トレース成分の濃度を測定す
ることにより廃水中の処理対象物質の濃度を検出し、該
処理対象物質の濃度に基づいて、廃水中に含有されてい
る処理対象物質の酸化処理の条件を処理前に決めること
を特徴とする廃水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水中の含有物質
の酸化処理を最適な条件で安価に行うことが可能な廃水
処理方法および装置に関し、とくに、臭気発生、発泡
性、微生物毒性等により生物処理が困難な物質を含有す
る廃水、例えば半導体製造工程から排出される有機物等
を高濃度で含有する難処理性の廃水の処理等に好適な廃
水処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に有機物等を含む廃水は生物処理
によって処理されることが多い。しかしながら、例えば
半導体製造工程では通常多くの有機化合物が使用されて
おり、半導体製造工程から排出される廃液には、アルキ
ルベンゼンスルホン酸（ＡＢＳ）等の界面活性剤や、ジ
メチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）あるいはフェノールを
含有する有機溶剤等等が高濃度で含有されており、これ
らの有機物は、発泡、臭気発生、微生物に対する毒性等
の問題があるため、一般的な活性汚泥システムでは処理
できない。このような生物処理の困難な難処理性の物質
を含有する廃水は通常、産業廃棄物となり、最終的に燃
焼により処理されるが、専用燃焼装置と特別な管理が必
要であり莫大な費用を伴う。したがって、これらの難処
理性の物質を含有する廃水を安全かつ安価に処理する技
術の確立が急務とされている。

【０００３】このような難処理性物質を含有する廃水を
処理するための方法としては、これまでにもいくつか提
案されているが、高濃度の廃水への対応や設備構成上の
問題により実現されていないのが実情である。たとえ
ば、有機物を数千ｐｐｍといった高濃度で含有する廃水
の処理方法として、（１）生物処理によって有機物を分
解する方法、（２）高温、高圧下での酸化処理によって
有機物を分解する方法、（３）アルカリ性条件下でのオ
ゾン添加によって有機物を酸化する方法（たとえば、特
開平１０−１７４９８４号公報）、（４）過酸化水素を
添加し紫外線を照射することによって有機物を分解する
方法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記（１）
の方法では、上述の如く含有有機物がＡＢＳやＤＭＳＯ
のようなものである場合、生分解性が悪いため除去する
のが困難であるという問題がある。また、（２）の方法
では、このような難処理性の有機物を酸化処理により除
去することは可能であるものの、設備が著しく高価とな
って処理コストが高くつくという欠点がある。また、
（３）および（４）の方法では、高濃度で処理対象物質
を含有する場合にも、ある程度有効に廃液の処理を行う
ことができることは認められるものの、処理対象物質の
含有量や種類が変動する被処理水に対し設備の最適化や
酸化処理工程の条件の最適化が難しいという問題があ
る。とくに、酸化処理工程における酸化反応の進行度合
い、中でも酸化反応の終点を測る手段がなかったため、
未処理の物質が残留しないように、酸化処理工程を過剰
条件に設定せざるを得ない場合が多かった。例えば、オ
ゾン添加による酸化処理ではオゾン添加量が過剰にな
り、紫外線／過酸化水素法では紫外線照射強度や時間が
過剰になることが多い。これら過剰のオゾン添加や過剰
の紫外線照射は、運転コストとともに設備導入時のコス
トを高騰させるという問題を招く。

【０００５】そのため結局、半導体製造工程から排出さ
れるＤＭＳＯ等の難処理性物質を高濃度で含有する廃水
は、専門の廃液処理業者による引き取り処分によって処
理しているのが実情であった。

【０００６】そこで本発明の課題は、上記のような実情
に鑑み、含有物質の酸化処理工程を有する廃水の処理に
おいて、酸化反応の進行度合い、とくに酸化反応の終点
を正確に検出することにより酸化処理工程を最適な条件
で運転でき、あるいは、酸化処理の前に処理対象物質の
含有量を正確に検出することにより酸化処理工程の運転
条件を最適な条件に設定でき、それによって過剰のオゾ
ン添加や過剰の紫外線照射を防止可能な、半導体製造工
程等からの廃水の処理に好適な廃水処理方法および装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る廃水処理方法は、廃水を被処理水とし
て循環させつつ廃水中に含有されている物質を酸化処理
するに際し、酸化処理工程からの処理水の導電率を測定
し、その導電率の変化から酸化反応の進行度合い、とく
に酸化反応の終点を判定することを特徴とする方法から
なる。この方法は、酸化処理の進行に伴い、循環処理さ
れている処理水中の処理対象物質の含有量が減少し、酸
化処理による生成物質が増加し、それによって処理水の
導電率が変化することに着目し、その導電率の変化を検
出して酸化処理の進行度合いを判定できるようにし、と
くに変化が飽和した時点を酸化反応の終点として判定で
きるようにしたものである。

【０００８】上記方法における酸化処理工程としては、
オゾン添加による酸化処理、過酸化水素の添加と紫外線
の照射による酸化処理のいずれでもよい。オゾン添加に
よる酸化処理の場合には、酸化処理の対象となる物質毎
に被処理水のｐＨを調整し、オゾンを添加することによ
り被処理水中の物質を酸化処理することが好ましい。こ
のｐＨ調整では、オゾン添加前に被処理水のｐＨを初期
的に調整することができる。すなわち、酸化処理前に、
充分な量のアルカリや酸を添加してｐＨを調整しておけ
ば、上記導電率を変化させるものとして実質的に酸化処
理による生成物質のみとすることが可能になり、より正
確に酸化反応の終点を判定することが可能になる。被処
理水のｐＨは、処理対象物質に応じて、アルカリ条件下
あるいは中性又は酸性条件下に調整すればよい。

【０００９】また、オゾン添加による酸化処理の場合に
は、前段で、被処理水中に含有されている、オゾン酸化
処理に対して障害になる可能性のある低沸点化合物を、
その沸点以上に加熱することにより予め除去することが
好ましい。また、オゾンの溶解を促進するために被処理
水の脱気を行い、被処理水中の溶存酸素等を極力低減す
ることも、オゾン酸化処理の効率を向上する点で好まし
い。

【００１０】オゾン添加による酸化処理、過酸化水素の
添加と紫外線の照射による酸化処理のいずれの場合にお
いても、上記酸化反応の進行度合いの判定に基づいて、
酸化処理工程の運転を制御することができ、とくに酸化
反応の終点の判定に基づいて、酸化処理工程の運転を停
止することができ、過剰なオゾンの添加や過剰な紫外線
の照射を防止することができ、設備上、あるいは運転コ
スト上、最適な条件で酸化処理工程の運転を制御でき
る。

【００１１】本発明に係る方法では、廃水が、臭気発
生、発泡性、微生物毒性等により生物処理が困難な難処
理性の物質を含有する廃水である場合にあっても、上記
のように最適な条件下で酸化処理されるので、充分に迅
速にかつ安価にしかも効率よく含有物質が処理される。
酸化処理工程で廃水中の含有物質を生物処理が容易にな
るまで酸化処理した後には、処理水中の生成物質をさら
に生物処理により分解し、処理することができる。生物
処理は、対象となる物質に応じて好気性条件下または嫌
気性条件下で行えばよい。このようにすれば、従来生物
処理が困難であるとされてきた難処理性の物質が、最終
的には生物処理可能となり、上記のような酸化処理と、
生物処理との両方の利点を活かすことが可能になる。

【００１２】また、本発明に係るもう一つの廃水処理方
法は、処理対象物質を含有する廃水の元となる原液の段
階で、一定の割合で導電性を有する処理対象物質のトレ
ース成分を添加し、該原液を使用した後の廃水を処理す
るに際し、廃水の導電率を測定して廃水中の前記トレー
ス成分の濃度を測定することにより廃水中の処理対象物
質の濃度を検出し、該処理対象物質の濃度に基づいて、
廃水中に含有されている処理対象物質の酸化処理の条件
を処理前に決めることを特徴とする方法からなる。この
方法では、原液の段階で予め定められた一定の割合でト
レース成分が添加されるが、このトレース成分は、導電
性を有し、含有量に対応した原液および廃水の導電率を
示すことができるものであるとともに、処理対象物質の
含有量の変化に対応してその含有量が変化するものであ
る。したがって、酸化処理に入る前に、処理対象となる
廃水の導電率を測定すれば、トレース成分の濃度が原液
の段階からどの程度変化したかを正確に測定することが
でき、そのトレース成分の濃度の変化は、処理対象物質
の含有量の変化に対応しているから、廃水中における処
理対象物質の濃度が、酸化処理前に正確に把握できるこ
とになる。廃水における処理対象物質の濃度が正確に把
握できると、これから行う酸化処理について最適な条件
を処理前に決めることが可能になる。

【００１３】この方法においても、酸化処理工程として
は、オゾン添加による酸化処理、過酸化水素の添加と紫
外線の照射による酸化処理のいずれでもよい。オゾン添
加による酸化処理の場合には、酸化処理の対象となる物
質毎に被処理水のｐＨを調整し、オゾンを添加すること
により被処理水中の物質を酸化処理することが好まし
い。また、酸化処理の前段で、被処理水中に含有されて
いる、オゾン酸化処理に対して障害になる可能性のある
低沸点化合物を、その沸点以上に加熱することにより予
め除去することが好ましい。また、オゾンの溶解を促進
するために被処理水の脱気を行い、被処理水中の溶存酸
素等を極力低減することも、オゾン酸化処理の効率を向
上する点で好ましい。

【００１４】オゾン添加による酸化処理、過酸化水素の
添加と紫外線の照射による酸化処理のいずれの場合にお
いても、酸化処理工程の運転条件が処理前に最適な条件
に設定されるので、過剰なオゾンの添加や過剰な紫外線
の照射を防止することができ、設備上、あるいは運転コ
スト上、最も有利な運転条件に制御できる。

【００１５】そしてこの方法においても、たとえ含有物
質が難処理性の物質であっても、上記のように最適な条
件下で酸化処理されるので、充分に迅速にかつ安価にし
かも効率よく含有物質が処理される。前述の方法同様、
酸化処理工程で廃水中の含有物質を生物処理が容易にな
るまで酸化処理した後には、処理水中の生成物質をさら
に生物処理により分解し、処理することができ、上記の
ような酸化処理と、生物処理との両方の利点を活かすこ
とが可能になる。

【００１６】本発明に係る廃水処理装置は、廃水を貯留
する貯槽と、廃水中に含有されている物質を酸化処理す
る酸化処理手段と、貯槽からの被処理水を酸化処理手段
に導入し、酸化処理手段からの処理水を貯槽に戻す循環
ラインとを有する廃水処理装置に、酸化処理手段からの
処理水あるいは貯槽中の被処理水の導電率を測定する手
段を設けたことを特徴とするものからなる。導電率手段
が貯槽中の被処理水に対して設けられる場合には、酸化
処理前の廃水の導電率の初期値も測定でき、導電率手段
が酸化処理手段からの処理水に対して設けられる場合に
は、導電率手段による測定値の変化から酸化処理手段に
よる酸化反応の進行度合いを測定可能となるので、その
酸化反応の進行度合い及び終点を判定する手段を有する
ことが望ましい。

【００１７】この装置においては、酸化処理の対象とな
る物質毎に被処理水のｐＨを調整する手段を有するとと
もに、前記酸化処理手段が、オゾンを添加する手段を含
む構成とすることができる。あるいは、酸化処理手段
が、被処理水に過酸化水素を添加するとともに紫外線を
照射する手段を含む構成とすることもできる。

【００１８】また、後段に、酸化処理手段により含有物
質が生物処理が容易になるまで酸化処理された処理水中
の生成物質をさらに分解処理する生物処理手段が接続さ
れた構成とすることもできる。また、前段に、被処理水
中に含有されている低沸点化合物をその沸点以上に加熱
することにより除去する手段が設けられた構成とするこ
ともできる。さらに、循環ライン中に、オゾンの溶解を
促進する脱気手段が設けられた構成とすることもでき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、
本発明の一実施態様に係る廃水処理装置、とくにオゾン
添加による酸化処理を行う廃水処理装置を示している。
廃水処理装置１には、本発明における酸化処理の対象と
なる物質を含有する廃水２、例えば、半導体製造工程等
３１から排出される、臭気発生、発泡性、微生物毒性等
により直接的には生物処理を行うことが困難な難処理性
の物質を含有する廃水２が供給される。本実施態様で
は、供給されてくる被処理水としての廃水２は、まず、
低沸点化合物除去装置３において、加熱装置４により、
廃水２中に含有されている低沸点化合物の沸点以上に加
熱され、廃水２中の低沸点化合物が除去された後、貯槽
５に送られる。貯槽５の上部には、必要に応じて開放さ
れる排ガス排出管６が付設されている。

【００２０】貯槽５に貯留された被処理水としての廃水
２は、循環ライン７を介して、ポンプ８により酸化処理
手段としての酸化処理装置（反応塔）９へ送られ、酸化
処理装置９からの処理水は貯槽５に戻される。本実施態
様では、循環ライン７中の酸化処理装置９への送給ライ
ンには、処理対象となる物質毎に最適なｐＨに調整する
手段としてのｐＨ調整装置１０が接続されており、ｐＨ
調整装置１０からは、そのときの要求に応じて、被処理
水中にＮａＯＨやＨ₂ＳＯ₄等のｐＨ調整用のアルカリ
や酸が添加される。酸化処理装置９は、縦長の反応塔か
らなり、その下部には、オゾン発生器１１が接続されて
いる。オゾン発生器１１は、乾燥空気１２からオゾンを
生成し、生成したオゾンを酸化処理装置９中の被処理水
中に添加する。酸化処理装置９の上部には、排ガスライ
ン１３が接続されている。

【００２１】酸化処理装置９から貯槽５への循環ライン
７には、酸化処理装置９からの処理水の導電率を測定す
る導電率計１４が設けられている。また、本実施態様で
は、循環ライン７に、酸化処理装置９からの処理水のｐ
Ｈを検知するｐＨセンサ１５と、酸化処理装置９におけ
るオゾンの溶解を促進するために溶存酸素等を脱気する
脱気器１６が設けられている。

【００２２】本実施態様では、被処理水が循環ライン７
を介して貯槽５と酸化処理装置９との間を循環される間
に、オゾン添加による酸化処理工程で廃水中の難処理性
の物質が生物処理が容易になるまで酸化処理されるが、
所定の酸化処理が終了すると、処理水は生物処理装置１
７に送られ、処理水中の生成物質がさらに生物処理によ
り好気性条件下又は嫌気性条件下で分解され、処理され
る。生物処理装置１７としては、周知の活性汚泥システ
ムを採用できる。被処理水の循環ライン７を介しての循
環と、処理水の生物処理装置１７への送給の切替えは、
電磁弁１８、１９の開閉制御によって行われる。

【００２３】本実施態様では、上記のような装置の一連
の作動を、手動、自動のいずれでも制御できるようにな
っている。とくに自動制御のために、制御装置２０が設
けられている。制御装置２０には、導電率計１４、ｐＨ
センサ１５からの信号とともに、必要に応じて廃水の含
有成分や各部運転条件の設定値等の入力情報２１が入力
され、制御装置２０からは、加熱装置４、ポンプ８、ｐ
Ｈ調整装置１０、オゾン発生器１１、電磁弁１８、１９
に作動信号が出力される。

【００２４】上記のように構成された装置を用いて、本
発明に係る方法は、例えば次のように実施される。先
ず、処理対象物質を含有する廃水２は、低沸点化合物除
去装置３において、加熱装置４により、廃水２中に含有
されている低沸点化合物の沸点以上に加熱され、廃水２
中の低沸点化合物が加熱曝気により除去される。実際の
工場廃水には、例えば半導体製造工程からの、難処理性
の物質を含有する廃水には、多くの種類の有機物等を含
むとともに、低沸点化合物としてのイソプロピルアルコ
ール（ＩＰＡ）が含まれている場合が多い。ＩＰＡは一
般的な生物処理では容易に処理できるものの、オゾン酸
化処理による分解効率は非常に低く、しかも他の有機物
等のオゾン酸化反応を妨害する。したがってＩＰＡを多
量に含んだ廃水の場合、あらかじめＩＰＡを除去するこ
とが好ましく、図１に示したように加熱装置４を備えた
低沸点化合物除去装置３で加熱曝気するのが有効であ
る。

【００２５】低沸点化合物が除去された廃水２が、貯槽
５に送られ、貯槽５内に貯留される。低沸点化合物の除
去により、後述のオゾン添加による酸化反応が低沸点化
合物によっては阻害されないことになり、オゾン酸化処
理の効率が向上される。また、この低沸点化合物除去の
ための加熱後には、加熱された廃水を敢えて冷却する必
要はなく、そのままの温度条件にて貯槽５へと送ること
もできる。とくにＤＭＳＯを多量に含有する廃水の場合
には、高温での酸化処理の方が少ないオゾン量で高い処
理効率が得られる。

【００２６】貯槽５に貯留された被処理水としての廃水
２は、ポンプ８により循環ライン７を介して酸化処理装
置（反応塔）９に送られる。酸化処理装置９からの処理
水は循環ライン７を介して貯槽５に戻され、循環中に被
処理水中の処理対象物質、とくに難処理性の物質が、酸
化処理装置９において、オゾン発生器１１からのオゾン
添加により酸化処理される。本実施態様では、オゾン発
生器１１からのオゾンの添加量は単位時間当たり一定の
量に制御される。また本実施態様では、ｐＨセンサ１５
でそのときのｐＨが検知され、その信号が制御装置２０
に送られ、そのときの処理対象となる含有物質の種類に
応じて、最適な制御すべきｐＨの信号が制御装置２０か
ら出力され、その出力信号に基づいてｐＨ調整装置１０
が制御される。つまり、ｐＨ調整装置１０では、そのと
きの要求に応じて、被処理水中にＮａＯＨやＨ₂ＳＯ₄
等のｐＨ調整用のアルカリや酸が添加される。したがっ
て、酸化処理装置９ではオゾン発生器１１からのオゾン
添加により被処理水中の含有物質に対し酸化処理が行わ
れるが、このｐＨ調整により、処理対象となる物質毎に
最適なｐＨへの調整が可能になり、その最適なｐＨ条件
下での酸化処理が行われることになる。

【００２７】最適なｐＨに調整すべき、処理対象となる
物質としては各種のものが挙げられ、含有されている有
機物に応じてアルカリ側、あるいは中性又は酸性側のい
ずれにｐＨを調整するか決めればよい。例えば、廃水が
ＤＭＳＯのようなスルホキシド類有機硫黄化合物を含有
する廃水である場合には、ｐＨをアルカリ側、あるいは
中性又は酸性条件下のいずれに調整しても処理可能であ
る。ｐＨをアルカリ条件下に調整する場合には、添加オ
ゾンからＯＨラジカルが生成され、ＯＨラジカルを介し
て酸化反応が行われる。この酸化反応の過程において
は、ＤＭＳＯの場合、生成物質としてＭＳＡが生成さ
れ、このＭＳＡは導電性を呈するので、ＭＳＡの生成量
増加、つまり、酸化反応の進行に伴って処理水の導電率
が上昇する。

【００２８】また、廃水がフェノール類に代表されるベ
ンゼン環を有する有機物を含有する廃水である場合に
は、ｐＨを中性または酸性条件下に調整することが好ま
しい。フェノールを含有する廃水の場合には、シュウ酸
が生成されるため、やはり酸化反応の進行に伴って処理
水の導電率が上昇する。さらに、廃水がベンゼン環を有
する界面活性剤（例えば、ＡＢＳ）を含有する廃水であ
る場合には、ｐＨをアルカリ条件下に調整することによ
り高い酸化処理効率が得られる。さらに、廃水がアンモ
ニア又はイミノ基又はアミノ基（第一級から第三級アミ
ンを含む）を有する化合物を含有する廃水である場合に
も、ｐＨをアルカリ条件下に調整すればよい。

【００２９】上記酸化反応の進行に伴う処理水の導電率
の変化は、導電率計１４によって測定される。酸化処理
装置９からの処理水の導電率を測定することにより、酸
化反応の進行度合い、とくに酸化反応の実質的な終点を
判定することができる。

【００３０】例えば、図２、図３にアルカリ条件下での
ＤＭＳＯ含有廃水の酸化処理の例を示す。図２に示す方
法においては、ｐＨ調整装置１０によるアルカリ（例え
ば、ＮａＯＨ）の添加により、被処理水のｐＨは１０．
５以上のアルカリサイドに制御され、このｐＨ調整が続
行されつつ、オゾン添加による酸化処理が開始される。
オゾン添加による酸化処理が開始されると、処理の進行
に伴い、含有されていたＤＭＳＯが徐々に減少し、生成
物質としてのＭＳＡが徐々に増加する。このＭＳＡの増
加に伴い、処理水の導電率が徐々に上昇し、その変化が
導電率計１４によって測定される。やがて、被処理水中
のＤＭＳＯが実質的に無くなり、ＤＭＳＯに対する酸化
反応は終了するが、この酸化反応の終了によってＭＳＡ
の生成も止まるため、ＭＳＡの増加がなくなり、導電率
の上昇も実質的になくなる。つまり、導電率の上昇特性
が、酸化反応の終点で変化する。したがって、測定され
る導電率の変化から、酸化反応の終点が制御装置２０に
よって判定される。この判定に基づき、例えばオゾンの
添加を停止する制御を行えば、それ以上余剰なオゾンを
使用しなくて済み、使用オゾン量が低減される。

【００３１】図３に示す方法においては、オゾン添加に
よる酸化処理の前に、比較的多量のアルカリ（例えば、
ＮａＯＨ）を添加しておき、その後にはアルカリを添加
しない。被処理水は、初期的に添加されたアルカリによ
るイオン等により、高い導電率の初期値を示す。この状
態から、オゾン添加による酸化処理が開始され、前記同
様、処理の進行に伴い、含有されていたＤＭＳＯが徐々
に減少し、生成物質としてのＭＳＡが徐々に増加する。
また、このとき同時に、被処理水に酸化処理前に含有さ
れていた水酸化物イオンが、酸化処理の進行に伴い、徐
々に減少していく。この含有水酸化物イオンの減少によ
る処理水の導電率減少度合いの方が、ＭＳＡ増加による
導電率増加度合いよりも大きいので、結果的に、処理水
全体の導電率は、酸化処理の進行に伴い徐々に減少して
いく。この処理水の導電率の変化が導電率計１４によっ
て測定される。やがて、被処理水中のＤＭＳＯが実質的
に無くなり、ＤＭＳＯに対する酸化反応は終了すると、
上記イオンの減少およびＭＳＡの生成も止まるため、導
電率の変化は実質的になくなる。つまり、導電率の減少
特性が、酸化反応の終点で変化する。したがって、測定
される導電率の変化から、酸化反応の終点が制御装置２
０によって判定される。この判定に基づき、例えばオゾ
ンの添加を停止する制御を行えば、それ以上余剰なオゾ
ンを使用しなくて済み、使用オゾン量が低減される。

【００３２】このように、酸化処理の進行に伴い徐々に
変化する処理水の導電率を測定することにより、酸化処
理の進行度合いを把握することが可能になり、とくに測
定された導電率の特性の変化（変曲点）を検知すること
により、酸化反応の終点が検知される。

【００３３】上記説明は、ＤＭＳＯ含有廃水の場合につ
いて行ったが、例えば、フェノールを含有する廃水の場
合には、シュウ酸が生成されるため、やはり酸化反応の
進行に伴って処理水の導電率が上昇し、この導電率の特
性の変化（変曲点）を検知することにより、酸化反応の
終点が検知される。

【００３４】図１において、酸化処理装置９でオゾンに
より酸化処理された処理水は、循環ライン７を介して再
び貯水槽５へと戻されるが、このライン中に設けられた
脱気器１６によって処理水中から溶存酸素等が脱気され
ることにより、循環される水中へのオゾン溶解度が高め
られ、酸化処理装置９でのオゾン溶解度が高められて、
オゾンによる酸化処理の効率がより高められるととも
に、オゾン添加量をより低減することが可能になる。

【００３５】そして、導電率計１４からの信号に基づい
て、目標とするオゾン酸化処理が終了したと判定される
と、制御装置２０からの指令に基づき、電磁弁１８、１
９が切り替えられ、処理水が生物処理装置１７に送られ
る。送られる処理水には、難処理性の物質は実質的に含
有されておらず、容易に生物処理される生成物質のみが
含有されていることになる。この生物処理により、放流
可能な、あるいは回収使用可能な処理水へと処理され
る。生物処理装置１７としては、従来から周知の一般的
な仕様の装置を使用できる。

【００３６】上記の処理は、処理対象物質の酸化処理を
オゾン添加による酸化反応によって行うようにしたが、
本発明は、被処理水に過酸化水素を添加するとともに紫
外線を照射することにより被処理水中の物質を酸化処理
する方法にも適用できる。この場合、装置としては、図
１に示した装置におけるオゾン発生器１１が接続された
酸化処理装置の代わりに、過酸化水素添加／紫外線照射
装置を設ければよい。

【００３７】過酸化水素添加／紫外線照射による酸化処
理の場合においても、例えば図４にＤＭＳＯ含有廃水の
場合の例を示すように、酸化反応によりＤＭＳＯが徐々
に減少し、生成物質としてのＭＳＡが徐々に増加する、
この反応の進行に伴って、処理水の導電率は徐々に増加
し、酸化反応の終点に至ると、導電率の増加は実質的に
なくなる、あるいは、増加の度合いが極端に低下する。
したがって、処理水の導電率を測定し、その変化を検出
することにより、酸化反応の終点が正確に判定される。

【００３８】本発明においては、上記のような酸化反応
の進行に伴う導電率の変化を測定する方法の他に、酸化
処理前に処理対象物質のトレース成分を用いて酸化処理
の最適条件を決める方法を適用できる。すなわち、たと
えば図１に２点鎖線でしめしたように、半導体製造工程
等３１に使用する原液３２、つまり、処理対象物質を含
有する廃水の元となる原液３２の段階で、一定の割合に
て、導電性を有する処理対象物質のトレース成分３３を
添加し、該原液３２を使用した後の廃水２を処理するに
際し、廃水２の導電率を測定することにより、該廃水２
中の前記トレース成分３３の濃度を測定し、そのトレー
ス成分３３の濃度から、廃水２中の処理対象物質の濃度
を検出し、該処理対象物質の濃度に基づいて、廃水２中
に含有されている処理対象物質の酸化処理の条件を、実
際に酸化処理を行う前に決める廃水処理方法である。酸
化処理を行う前の廃水２の導電率の測定は、たとえば貯
槽５に設けた導電率計３４によって行う。

【００３９】この酸化処理前に廃水２の導電率を測定す
る方法においても、酸化処理としては、前述したのと同
様、オゾン添加による酸化処理、過酸化水素添加／紫外
線照射による酸化処理のいずれの方法も採用できる。オ
ゾン添加による酸化処理の場合には、酸化処理の効率を
高めるために、酸化処理の対象となる物質毎に被処理水
のｐＨを調整する方法、酸化処理の前段で、被処理水中
に含有されている低沸点化合物をその沸点以上に加熱す
ることにより予め除去する方法、オゾンの溶解を促進す
るために被処理水の脱気を行う方法が有効である。ま
た、いずれの酸化処理においても、とくに廃水が、臭気
発生、発泡性、微生物毒性等により生物処理が困難な物
質を含有する廃水である場合、酸化処理工程で廃水中の
物質を生物処理が容易になるまで酸化処理した後、処理
水中の生成物質をさらに生物処理により分解し、処理す
る方法を採用することができる。

【００４０】原液の段階で添加するトレース成分として
は、導電性を有し、処理対象物質の含有量の変化に対応
して、トレース成分の含有量も変化するものであればよ
い。例えばＤＭＳＯを含有する原液の場合には、トレー
ス成分としてフッ素イオン成分を使用でき、原液におけ
るＤＭＳＯ濃度とそのトレース成分の濃度との比を予め
定めておき、半導体製造工程等３１で使用された後の廃
液２のトレース成分の濃度がその導電率を測定すること
により測定される。ＤＭＳＯの濃度は、通常サンプルを
採ってオフラインで測定することは可能であっても、オ
ンラインで測定することは困難であるが、上記のように
導電率の測定を介してトレース成分の濃度を測定すれ
ば、そのトレース成分の濃度と対応関係にあるＤＭＳＯ
の濃度が容易に測定されることになる。

【００４１】導電率計３４からの信号に基づき、制御装
置２０でＤＭＳＯの濃度が演算され、処理前の廃水２の
ＤＭＳＯの濃度に応じて、最適な酸化処理条件が決めら
れ、その指令に基づいて、酸化処理装置９が運転され
る。したがって、余剰なオゾン使用や、余剰な紫外線照
射を伴うことなく、効率よく、かつ、安価に酸化処理が
行われる。

【００４２】この方法では、酸化反応の終点を敢えて監
視しなくても、最初に（実際の処理前に）ほぼ最適な運
転条件が設定されることになる。ただし、より効率の良
い処理を目指すために、前述した酸化反応の終点判定方
法を併用してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る廃水
処理方法および装置によれば、導電率の測定を介して、
酸化反応の進行度合い、とくに酸化反応の終点を正確に
検出することにより、あるいは、トレース成分を用いて
酸化処理の前に処理対象物質の含有量を正確に検出する
ことにより、酸化処理工程の運転条件を最適な条件に設
定することができ、それによって過剰のオゾン添加や過
剰の紫外線照射を防止でき、半導体製造工程等からの廃
水を、効率よく安価に処理することができる。この本発
明に係る廃水処理方法および装置は、とくにランニング
コスト面、装置コスト面で有利なものであり、とくに半
導体製造工程からの難処理性物質含有廃水の処理に極め
て有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る廃水処理装置の機器
系統図である。

【図２】本発明に係る一方法をＤＭＳＯ含有廃液に適用
した場合の特性図である。

【図３】本発明に係る別の方法をＤＭＳＯ含有廃液に適
用した場合の特性図である。

【図４】本発明に係るさらに別の方法をＤＭＳＯ含有廃
液に適用した場合の特性図である。

【符号の説明】

１廃水処理装置２廃水３低沸点化合物除去装置４加熱装置５貯槽６排ガス排出管７循環ライン８ポンプ９酸化処理装置１０ｐＨ調整装置１１オゾン発生器１２乾燥空気１３排ガスライン１４、３４導電率計１５ｐＨセンサ１６脱気器１７生物処理装置１８、１９電磁弁２０制御装置２１入力情報３１半導体製造工程等３２原液３３トレース成分

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０１Ｎ 27/10 Ｇ０１Ｎ 27/10 33/18 33/18 ＢＦＺ１０６１０６Ｂ (72)発明者多以良務東京都港区芝５丁目７番１号日本電気株式会社内 (72)発明者田中順東京都江東区新砂１丁目２番８号オルガノ株式会社内 (72)発明者吉田重人東京都江東区新砂１丁目２番８号オルガノ株式会社内Ｆターム(参考） 2G060 AA06 AE18 AF08 FA15 KA07 4D027 CA00 CA03 4D028 AB00 BA00 CA01 CB01 4D037 AA13 AB04 AB13 AB16 BA01 BA18 BA23 BB06 BB09 CA07 CA12 4D050 AA13 AB02 AB04 AB15 AB18 BB02 BB09 BC09 CA03 CA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水を被処理水として循環させつつ廃水
中に含有されている物質を酸化処理するに際し、酸化処
理工程からの処理水の導電率を測定し、その導電率の変
化から酸化反応の進行度合いを判定することを特徴とす
る廃水処理方法。
【請求項２】導電率の変化から酸化反応の終点を判定
する、請求項１の廃水処理方法。
【請求項３】酸化処理の対象となる物質毎に被処理水
のｐＨを調整し、オゾンを添加することにより被処理水
中の物質を酸化処理する、請求項１または２の廃水処理
方法。
【請求項４】オゾン添加前に被処理水のｐＨを調整す
る、請求項３の廃水処理方法。
【請求項５】被処理水のｐＨをアルカリ条件下に調整
する、請求項３または４の廃水処理方法。
【請求項６】被処理水のｐＨを中性又は酸性条件下に
調整する、請求項３または４の廃水処理方法。
【請求項７】前段で、被処理水中に含有されている低
沸点化合物をその沸点以上に加熱することにより予め除
去する、請求項１ないし６のいずれかに記載の廃水処理
方法。
【請求項８】オゾンの溶解を促進するために被処理水
の脱気を行う、請求項１ないし７のいずれかに記載の廃
水処理方法。
【請求項９】被処理水に過酸化水素を添加するととも
に紫外線を照射することにより被処理水中の物質を酸化
処理する、請求項１または２の廃水処理方法。
【請求項１０】酸化反応の進行度合いの判定に基づい
て、酸化処理工程の運転を制御する、請求項１ないし９
のいずれかに記載の廃水処理方法。
【請求項１１】酸化処理工程で廃水中の物質を生物処
理が容易になるまで酸化処理した後、処理水中の生成物
質をさらに生物処理により分解し、処理することを特徴
とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載の廃水処
理方法。
【請求項１２】処理対象物質を含有する廃水の元とな
る原液の段階で、一定の割合で導電性を有する処理対象
物質のトレース成分を添加し、該原液を使用した後の廃
水を処理するに際し、廃水の導電率を測定して廃水中の
前記トレース成分の濃度を測定することにより廃水中の
処理対象物質の濃度を検出し、該処理対象物質の濃度に
基づいて、廃水中に含有されている処理対象物質の酸化
処理の条件を処理前に決めることを特徴とする廃水処理
方法。
【請求項１３】酸化処理が、被処理水としての廃水に
オゾンを添加することにより行われる、請求項１２の廃
水処理方法。
【請求項１４】酸化処理の対象となる物質毎に被処理
水のｐＨを調整し、オゾンを添加することにより被処理
水中の物質を酸化処理する、請求項１３の廃水処理方
法。
【請求項１５】酸化処理の前段で、被処理水中に含有
されている低沸点化合物をその沸点以上に加熱すること
により予め除去する、請求項１３または１４の廃水処理
方法。
【請求項１６】オゾンの溶解を促進するために被処理
水の脱気を行う、請求項１３ないし１５のいずれかに記
載の廃水処理方法。
【請求項１７】廃水に過酸化水素を添加するとともに
紫外線を照射することにより廃水中の処理対象物質を酸
化処理する、請求項１２の廃水処理方法。
【請求項１８】酸化処理工程で廃水中の物質を生物処
理が容易になるまで酸化処理した後、処理水中の生成物
質をさらに生物処理により分解し、処理することを特徴
とする、請求項１２ないし１７のいずれかに記載の廃水
処理方法。
【請求項１９】廃水が、臭気発生、発泡性、微生物毒
性等により生物処理が困難な物質を含有する廃水であ
る、請求項１ないし１８のいずれかに記載の廃水処理方
法。
【請求項２０】廃水を貯留する貯槽と、廃水中に含有
されている物質を酸化処理する酸化処理手段と、貯槽か
らの被処理水を酸化処理手段に導入し、酸化処理手段か
らの処理水を貯槽に戻す循環ラインとを有する廃水処理
装置に、酸化処理手段からの処理水あるいは貯槽中の被
処理水の導電率を測定する手段を設けたことを特徴とす
る廃水処理装置。
【請求項２１】さらに、前記導電率手段による測定値
の変化から酸化処理手段による酸化反応の進行度合いを
判定する手段を有する、請求項２０の廃水処理装置。
【請求項２２】酸化処理の対象となる物質毎に被処理
水のｐＨを調整する手段を有するとともに、前記酸化処
理手段が、オゾンを添加する手段を含む、請求項２０ま
たは２１の廃水処理装置。
【請求項２３】前記酸化処理手段が、被処理水に過酸
化水素を添加するとともに紫外線を照射する手段を含
む、請求項２０または２１の廃水処理装置。
【請求項２４】後段に、前記酸化処理手段により含有
物質が生物処理が容易になるまで酸化処理された処理水
中の生成物質をさらに分解処理する生物処理手段が接続
されている、請求項２０ないし２３のいずれかに記載の
廃水処理装置。
【請求項２５】前段に、被処理水中に含有されている
低沸点化合物をその沸点以上に加熱することにより除去
する手段が設けられている、請求項２２または２４の廃
水処理装置。
【請求項２６】前記循環ライン中に、オゾンの溶解を
促進する脱気手段が設けられている、請求項２２、２
４、２５のいずれかに記載の廃水処理装置。