JP2006130367A

JP2006130367A - 有機物含有水からの水の回収装置および回収方法

Info

Publication number: JP2006130367A
Application number: JP2004319121A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kawada; 和彦川田
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25
Also published as: KR20060052370A; TW200621648A; CN100564288C; CN1769219A; TWI279394B

Abstract

【課題】煩雑なｐＨ調整工程を低減しつつ、しかもＲＯ膜の閉塞や流束の低下を長期間にわたり抑制でき、耐久性に優れた有機物含有水からの水の回収装置および回収方法を提供する。
【解決手段】有機物含有水を生物処理した後、該生物処理水をろ過することで得られるろ過水のｐＨをアルカリに調整した後、逆浸透膜装置を通水して得られた透過水を処理水として回収することを特徴とする有機物含有水からの水の回収方法および回収装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆浸透（以下、単にＲＯと言うこともある。）膜装置を用いた有機物含有水からの水の回収装置および回収方法に関し、とくに電子部品部材類（例えば、ウエハを用いた半導体等、半導体デバイス、平板ディスプレイデバイス、電子部品あるいはこれらの製造部品や部材等）製造工程排水からの、電子部品部材類製造工程用水の回収再利用に好適な回収装置および回収方法に関する。

従来、電子部品部材類製造工程排水からの純水の回収方法としては、例えば、半導体洗浄排水をｐＨ６〜９に調整し生物処理、除濁を行った後、ｐＨ４〜７に調整し第１ＲＯ膜分離装置で給水中のＮＨ₄ ⁺を含んだイオンや生物処理後なお残留する有機物の大部分を除去し透過処理し、該透過水をｐＨ７〜９に調整し、さらに第２ＲＯ膜分離装置でＣＯ₂をＨＣＯ₃ ^-としてＲＯ膜の脱塩機能により効率的に除去し透過処理し純水を回収するような回収方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

しかし、上記のような回収方法においては、工程数が多く、しかも煩雑なｐＨ調整の操作が多い。また、生物処理後の被処理水をＲＯ膜分離装置へ供給した場合には、ＲＯ膜の閉塞や透過流束の低下がおこるという問題があった。
特開平６−３２８０７０号公報

本発明の課題は、工程数、とくに煩雑なｐＨ調整工程を低減しつつ、しかもＲＯ膜の閉塞や流束の低下を長期間にわたり抑制でき、耐久性に優れた有機物含有水からの水の回収装置および回収方法を提供することにある。

本発明者はＲＯ膜の閉塞や流束の低下は、生物処理水に含まれる生物処理時の菌体の代謝物などの有機物が、膜面に付着することが主原因であることをつきとめた。さらにこのような膜面への有機物の付着を抑制するには、ＲＯ膜装置への供給水（ろ過水）のｐＨを９以上、好ましくは１０以上に調整することにより効果的に解決できることを見いだした。

上記課題を解決するために、本発明に係る、有機物含有水からの水の回収方法は、有機物含有水を生物処理した後、該生物処理水をろ過することで得られるろ過水のｐＨをアルカリに調整した後、逆浸透膜装置を通水して得られた透過水を処理水として回収することを特徴とする方法からなる。このような回収方法においては、工程数、とくに煩雑なｐＨ調整工程を低減しつつ、しかもＲＯ膜の閉塞や流束の低下を長期間にわたり抑制できる。

上記生物処理の方法は、とくに限定されるものではなく公知の生物処理方法を適用することができる。

また、上記生物処理水のろ過方法もとくに限定されるものではなく、例えばろ材に砂、活性炭を用いた逆洗浄機構を備えたものを用いることができる。

上記ろ過水のｐＨは、例えば苛性ソーダ等のアルカリを連続的または間欠的に添加して調整することができる。間欠的にｐＨを調整する場合には、１回のアルカリ添加時間を１０分以上、好ましくは１時間以上に設定するとＲＯ膜装置の性能をより安定させることができる。

上記ＲＯ膜には、逆浸透複合膜を用いることが好ましく、とくに高耐汚染性の逆浸透複合膜を用いることで本発明の効果をより顕著に発現させることができる。

本発明に係る有機物含有水からの水の回収方法は、広範な産業分野において排水等の有機物含有水からの処理水の回収に適用できるが、とくに電子部品部材類製造工程における電子部品部材類製造工程排水から、電子部品部材類の洗浄に利用可能な高純度の電子部品部材類製造工程用水の回収に用いて好適である。また、本発明に係る有機物含有水からの水の回収方法は、有機物含有水中の全有機物の濃度が低濃度のものから高濃度のものまで広く適用可能であり、例えば、有機物含有水中に含まれる全有機炭素が１０ｍｇ／Ｌ以上に高度に汚染された排水にも適用可能である。

上記課題を解決するために、本発明に係る、有機物含有水からの水の回収装置は、有機物含有水を生物処理する生物処理手段と、生物処理水をろ過するろ過手段と、ろ過水のｐＨをアルカリに調整するｐＨ調整手段と、アルカリに調整されたろ過水を透過させ透過水を得る逆浸透膜手段とを有するものからなる。このような回収装置においては、従来の回収装置に比べ工程数、とくに煩雑なｐＨ調整工程の回数低減できる。また、極度に汚染された有機物含有水から水を回収しようとする場合であっても適用できる。また、ＲＯ膜分離手段へ供給される水が適切に処理されるので、ＲＯ膜の閉塞や透過流束の低下を抑制でき、ＲＯ膜、ひいては回収装置全体の耐久性を向上できる。

上記生物処理手段は、とくに限定されるものではなく公知の生物処理手段を適用することができる。

また、上記生物処理水のろ過手段もとくに限定されるものではなく、例えばろ材に砂、活性炭を用いた逆洗浄機構を備えたものを用いることができる。

上述のようにＲＯ膜の閉塞や流束の低下は、生物処理水に含まれる生物処理時の菌体の代謝物などの有機物が、膜面に付着することが主原因である。このような膜面への有機物の付着を抑制するには、ＲＯ膜装置への供給水（ろ過水）のｐＨを９以上、好ましくは１０以上に調整することがより効果的である。したがって、有機物含有水からの水の回収装置は、ろ過水にアルカリを添加しｐＨを９以上に調整する手段を有することが好ましい。アルカリの添加は連続的であってもよく間欠的であってもよい。間欠的にアルカリを添加しｐＨを９以上に調整する手段においては、１回のアルカリ添加時間を１０分以上、好ましくは１時間以上に設定するとＲＯ膜装置の性能をより安定させることができる。

上記逆浸透膜手段のＲＯ膜には、逆浸透複合膜を用いることが好ましく、とくに高耐汚染性の逆浸透複合膜を用いることで本発明の効果をより顕著に発現させることができる。

本発明に係る有機物含有水からの水の回収装置は、広範な産業分野において排水等の有機物含有水からの処理水の回収に適用できるが、とくに電子部品部材類製造工程における電子部品部材類製造工程排水から、電子部品部材類の洗浄に利用可能な高純度の電子部品部材類製造工程用水の回収装置として好適である。また、本発明に係る有機物含有水からの水の回収装置は、有機物含有水中の全有機物の濃度が低濃度のものから高濃度のものまで広く適用可能であり、例えば、有機物含有水中に含まれる全有機炭素が１０ｍｇ／Ｌ以上に高度に汚染された排水にも適用可能である。

本発明によれば、工程数、とくに煩雑なｐＨ調整工程を低減しつつ、しかもＲＯ膜の閉塞や流束の低下を長期間にわたり抑制できるので、装置の運転効率を大幅に向上できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る有機物含有水からの水の回収装置が組み込まれた、半導体製造設備における水の循環システム全体を示している。図１において、１は河川水、地下水および工業用水を前処理する前処理系、２は１次純水系、３は２次純水系を表している。１次純水系２を経て２次純水系３で作られた超純水は、半導体製造設備における各ユースポイント４に供給され、例えば半導体の洗浄等に使用される。半導体製造で使用された超純水は、半導体の製造に使用された有機薬品などの不純物を含んだ排水（有機物含有水）となり、排水配管５を介して有機物含有水からの水の回収装置６に送られる。該回収装置６により有機物等の不純物が除去された透過水は供給配管１６を介して、再び１次純水系２に供給される。このようにして、半導体製造設備における水の循環システムが構成されている。

有機物含有水からの水の回収装置６は、図２に示すように構成されている。排水配管５からの排水は、排水原水槽７に貯留される。排水原水槽７に貯留され他排水は、生物処理手段８において生物処理された後、第１中間槽９を介してろ過手段１０（砂ろ過塔）に供給される。ろ過手段１０によりろ過されたろ過水は、第２中間槽１１、活性炭塔１２を通過し、さらにｐＨ調整手段１３によりｐＨ調整された後、安全フィルタ１４を介してＲＯ膜手段１５に供給される。

なお、ｐＨ調整手段１３は、連続的にあるいは間欠的にアルカリを添加可能な手段から構成されている。

次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を限定するものではない。

実施例１
図２に示す装置により、原水として表１に示す水質の電子部品部材類製造工程排水（有機物含有水）の処理を行った。この際、ＲＯ膜手段１５への供給水はＮａＯＨによりｐＨ＝９に調整した。ＲＯ膜手段１５におけるＲＯ膜の処理流束の経時的変化を図３に示した。

実施例２
図２に示す装置により、原水として表１に示す水質の電子部品部材類製造工程排水（有機物含有水）の処理を行った。この際、ＲＯ膜手段１５への供給水はＮａＯＨによりｐＨ＝１０に調整した。ＲＯ膜手段１５におけるＲＯ膜の処理流束の経時的変化を図３に示した。

実施例３
図２に示す装置により、原水として表１に示す水質の電子部品部材類製造工程排水（有機物含有水）の処理を行った。この際、ＲＯ膜手段１５への供給水はＮａＯＨによりｐＨ＝１１に調整した。ＲＯ膜手段１５におけるＲＯ膜の処理流束の経時的変化を図３に示した。

実施例４
図２に示す装置により、原水として表１に示す水質の電子部品部材類製造工程排水（有機物含有水）の処理を行った。この際、ＲＯ膜手段１５への供給水はＮａＯＨによりｐＨ＝１１に調整した。また、ｐＨ調整手段によるＮａＯＨの添加は、１時間連続で行い、その後１１時間は添加を行わない周期を繰り返した。ＲＯ膜手段１５におけるＲＯ膜の処理流束の経時的変化を図４に示した。比較のためＮａＯＨの添加を連続的に行った実施例３のデータを図４に併記した。

比較例１
図２に示す装置により、原水として表１に示す水質の電子部品部材類製造工程排水（有機物含有水）の処理を行った。この際、ＲＯ膜手段１５への供給水にはｐＨ調整を行なわなかった。ＲＯ膜手段１５におけるＲＯ膜の処理流束の経時的変化を図３に示した。

図３から明らかなように実施例１（ｐＨ＝９）、実施例２（ｐＨ＝１０）、実施例３（ｐＨ＝１１）においては、経時的透過流束の低下が極めて小さく、長期間にわたり安定した水回収がなされていることが分かる。とくに実施例２、３のように、ｐＨ＝１０以上に調整した場合にはその効果が顕著に現れている。これに対し、比較例１の場合には、当初から透過流束の低下が起こり、１０日目以降の透過流束は０．４程度にまで低下し、それ以降は横這い状態に推移している。したがって、比較例１の場合には運転開始から１０日前後でＲＯ膜全体が略完全に閉塞されたものと考えられる。

また、図４から明らかなように、ＮａＯＨを連続的に添加しｐＨを１１に調整した実施例３、およびＮａＯＨを間欠的に添加しｐＨを１１調整した実施例４の透過流束はほとんど差がなく、アルカリの添加は連続的、間欠的のいずれであってもよいことが分かる。

本発明に係る有機物含有水からの水の回収装置および回収方法は、排水等から水を回収する回収装置として広範に適用可能であるが、とくに電子部品部材類製造工程排水からの純水の回収に好適なものである。

本発明の一実施態様に係る有機物含有水からの水の回収装置が組み込まれた、半導体製造設備における水の循環システムの概略構成図である。本発明の一実施態様に係る有機物含有水からの水の回収装置の概略機器系統図である。実施例および比較例における透過流束の測定結果を示す特性図である。ＮａＯＨを連続的に添加した場合と間欠的に添加した場合における透過流束の測定結果を示す特性図である。

符号の説明

１前処理系
２１次純水系
３２次純水系
４ユースポイント
５排水配管
６有機物含有水からの水の回収装置
８生物処理手段
９第１中間槽
１０ろ過手段
１１第２中間槽
１２活性炭塔
１３ｐＨ調整手段
１４安全フィルタ
１５ＲＯ膜手段
１６供給配管

Claims

有機物含有水を生物処理した後、生物処理水をろ過することで得られるろ過水のｐＨをアルカリに調整した後、逆浸透膜装置を通水して得られた透過水を処理水として回収することを特徴とする有機物含有水からの水の回収方法。
前記ろ過が砂ろ過及び／または活性炭ろ過のいずれかである、請求項１の有機物含有水からの水の回収方法。
前記ろ過水に連続的にアルカリを添加し、ろ過水のｐＨを９以上に調整する、請求項１または２の有機物含有水からの水の回収方法。
前記ろ過水に間欠的にアルカリを添加し、ろ過水のｐＨを９以上に調整する、請求項１または２の有機物含有水からの水の回収方法。
前記有機物含有水に排水を用いる、請求項１ないし４のいずれかに記載の有機物含有水からの水の回収方法。
前記排水が電子部品部材類製造工程の排水である、請求項５の有機物含有水からの水の回収方法。
前記排水に含まれる全有機炭素が１０ｍｇ／Ｌ以上である、請求項1ないし６のいずれかに記載の有機物含有水からの水の回収方法。
有機物含有水を生物処理する生物処理手段と、生物処理水をろ過するろ過手段と、ろ過水のｐＨをアルカリに調整するｐＨ調整手段と、アルカリに調整されたろ過水を透過させ透過水を得る逆浸透膜手段とを有する有機物含有水からの水の回収装置。
前記ろ過手段が、砂ろ過手段及び／または活性炭ろ過手段のいずれかからなる、請求項８の有機物含有水からの水の回収装置。
前記ｐＨ調整手段が、ろ過水に連続的にアルカリを添加しｐＨを９以上に調整する手段からなる、請求項８または９の有機物含有水からの水の回収装置。
前記ｐＨ調整手段が、ろ過水に間欠的にアルカリを添加しｐＨを９以上に調整する手段からなる、請求項８または９の有機物含有水からの水の回収装置。
前記有機物含有水が排水からなる、請求項８ないし１１のいずれかに記載の有機物含有水からの水の回収装置。
前記排水が電子部品部材類製造工程の排水からなる、請求項１２の有機物含有水からの水の回収装置。
前記排水に含まれる全有機炭素が１０ｍｇ／Ｌ以上である、請求項８ないし１３のいずれかに記載の有機物含有水からの水の回収装置。