JP2007083143A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図る。
【解決手段】 超純水製造装置５,希薄排水回収装置３４,雑用水回収装置および排水処理装置の各前段に、第１処理槽１〜第４処理槽を設置している。そして、各処理槽１,２,…を、マイクロナノバブル発生槽６,２３,…と嫌気測定槽７,２４,…とで構成している。したがって、各マイクロナノバブル発生槽６,２３,…で発生されたマイクロナノバブルによって、各嫌気測定槽７,２４,…内の微生物が活性化されて低濃度有機物の処理効率が向上される。さらに、上記各嫌気測定槽７,２４,…における各溶存酸素計１３,３０,…または各酸化還元電位計１４,３１,…の測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ９,２６,…の回転数が制御されて、マイクロナノバブルの発生が減少される。こうして、処理水中におけるマイクロナノバブルの含有量が適正に保たれる。
【選択図】図１

Description

この発明は、導入される水の前処理を行う前処理装置を含む水処理装置に関する。

水処理の処理装置や処理方法において、一般的な前処理装置や前処理方法として従来から幾つかの前処理装置や前処理方法がある。一例として、排水処理における生物処理装置の前処理装置として、沈澱,ろ過,pＨ調整,オゾン酸化および吸着等がある。

上記前処理装置の目的は、次工程の排水処理装置に対する生物学的,化学的あるいは物理学的な負荷を低減することであり、当該排水処理装置の規模の縮小,ランニングコストの低減,排水処理装置からの処理水の水質向上等が期待できる。

しかしながら、従来の前処理には、被処理水中におけるマイクロナノバブル濃度を格段に高めることによって高いマイクロナノバブル濃度を次工程まで長時間に渡り持続させ、膜装置に対する洗浄機能や弱い殺菌機能等の新たな機能によって処理を行うことはできない。ここで、上記マイクロナノバブルとは、直径が５０ミクロン以下で且つ１ミクロンよりも大きなマイクロバブルと直径が１ミクロン以下のナノバブルとの両方を含むものである。

また、従来の前処理には、ブロワーによる一般的な曝気は存在するが、上記マイクロナノバブルよる処理機能はない。尚、上記マイクロナノバブルよる前処理の場合には、次工程まで長時間溶存酸素を高濃度に持続させる機能がある。

ところで、従来、特開２００４‐１２１９６２号公報(特許文献１)に開示されたナノバブルの利用方法及び装置がある。このナノバブルの利用方法及び装置は、ナノバブルが有する浮力の減少,表面積の増加,表面活性の増大,局所高圧場の生成,静電分極の実現による界面活性作用および殺菌作用等の特性を活用したものである。より具体的には、それらの特性が相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能や物体表面の高速洗浄機能や殺菌機能によって、各種物体を高機能且つ低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることが開示されている。

しかしながら、
（１）マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されていない。
（２）(ａ)前処理装置,１次純水製造装置および２次純水製造装置で構成される超純水製造装置、(ｂ)希薄排水回収装置、(ｃ)雑用水回収装置、(ｄ)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

さらに、特開２００３‐３３４５４８号公報(特許文献２)に開示されたナノ気泡の生成方法がある。このナノ気泡の生成方法では、液体中において、(ｉ)液体の一部を分解ガス化する工程、(ii)液体中で超音波を印加する工程、または、(iii)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程、から構成されている。

しかしながら、
（３）マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されていない。
（４）(ａ)前処理装置,１次純水製造装置および２次純水製造装置で構成される超純水製造装置、(ｂ)希薄排水回収装置、(ｃ)雑用水回収装置、(ｄ)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

さらに、特開２００４‐３２１９５９号公報(特許文献３)に開示された廃液の処理装置がある。この廃液の処理装置では、マイクロバブル発生装置に、オゾン発生装置によって生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液とを加圧ポンプを介して供給している。そして、生成されたオゾンマイクロバブルを、ガス吹き出しパイプの開口部より上記処理槽内の廃液中に通気することが開示されている。

しかしながら、
（５）マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されていない。
（６）(ａ)前処理装置,１次純水製造装置および２次純水製造装置で構成される超純水製造装置、(ｂ)希薄排水回収装置、(ｃ)雑用水回収装置、(ｄ)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

以上のごとく、従来、膜装置の前処理装置として各種の方式による装置があるが、低コストで、しかもメンテナンスが容易で、且つ、省エネルギーであるシンプルな装置を活用して、膜装置の閉塞現象を大幅に防止したり、膜装置の能力を向上させることが可能な前処理装置は存在していないのである。
特開２００４‐１２１９６２号公報 特開２００３‐３３４５４８号公報 特開２００４‐３２１９５９号公報

そこで、この発明の課題は、被処理水中にマイクロナノバブルを含有させて被処理水に対して処理を行う際に、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることができる水処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の水処理装置は、
外部から水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記導入された水中に上記マイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生槽と、
上記マイクロナノバブル発生槽から導入された水を嫌気性処理すると共に、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量を測定するための嫌気測定槽と
を備えたことを特徴としている。

上記構成によれば、嫌気測定槽において、マイクロナノバブル発生槽から導入された被処理水における上記マイクロナノバブルの含有量を測定することが可能になる。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブルの発生量を確認することができると共に、上記含有量の測定結果に基づいて上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることが可能になる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記嫌気測定槽は、少なくとも前処理装置を含む超純水製造装置における上記前処理装置の前段に設置されている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における前処理装置に導入される水に対する更なる前処理を行うことができる。したがって、上記前処理装置の処理負荷を低減することができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記嫌気測定槽は、少なくとも１次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記１次純水製造装置の前段に設置されている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における１次純水製造装置に導入される水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記１次純水製造装置の処理負荷を低減することができる。さらに、処理水中に上記マイクロナノバブルが含有されているため上記１次純水製造装置における膜の閉塞現象や膜に対する透過流量の減少に対して改善効果があり、膜装置の処理能力が増加する。したがって、上記１次純水製造装置における膜の寿命を長くしてランニングコストの低減を図ると共に、処理性能を向上させることができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記嫌気測定槽は、少なくとも１次純水製造装置および２次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記２次純水製造装置の前段に設置されている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における２次純水製造装置に導入される水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記２次純水製造装置の処理負荷を低減することができる。さらに、処理水中に上記マイクロナノバブルが含有されているため上記２次純水製造装置における膜の閉塞現象や膜に対する透過流量の減少に対して改善効果があり、膜装置の処理能力が増加する。したがって、上記２次純水製造装置における膜の寿命を長くしてランニングコストの低減を図ると共に、処理性能を向上させることができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
前処理装置,１次純水製造装置および２次純水製造装置を含む超純水製造装置と、
上記超純水製造装置で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイントと、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を処理して回収する希薄排水回収装置と、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置と、
上記雑用水回収装置によって回収された処理水を再利用するクーリングタワーおよびスクラバーと、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置と、
上記希薄排水回収装置の前段に配置された活性炭吸着装置と
を備え、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記活性炭吸着装置および上記希薄排水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記超純水製造装置における上記１次純水製造装置に導入して再利用するようになっている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、活性炭吸着装置および希薄排水回収装置に導入される工場内ユースポイントで発生した希薄排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記活性炭吸着装置および上記希薄排水回収装置の処理負荷を低減することができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記雑用水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記クーリングタワーおよびスクラバーで再利用するようになっている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、雑用水回収装置に導入される工場内ユースポイントで発生した濃厚排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記雑用水回収装置の処理負荷を低減することができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記排水処理装置によって再度処理して放流するようになっている。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、上記排水処理装置に導入される工場内ユースポイントで発生した濃厚排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記排水処理装置の処理負荷を低減することができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記マイクロナノバブル発生槽に添加されるマイクロナノバブル発生助剤が貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤タンクを備えている。

この実施の形態によれば、マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤が、上記マイクロナノバブル発生槽に添加される。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽において、上記マイクロナノバブルを効果的に且つ効率的に発生させることができる。すなわち、上記マイクロナノバブルの発生状態を最適にすることが可能になる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜された上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類あるいは食塩を含む塩類である。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類あるいは食塩を含む塩類であるため、容易に低コストで確保することができる。さらに、上記アルコール類や塩類は、後段の膜装置で除去し易いため上記膜装置に対して悪影響を及ぼすことがない。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記嫌気測定槽には、溶存酸素計および酸化還元電位計のうちの少なくとも何れかが設置されている。

上記マイクロナノバブルは水の中に長く存続することができるため、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブル発生器を駆動し続けると、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量が過剰となり、後段の処理装置に対して悪影響を及ぼす場合が生ずる。

この実施の形態によれば、上記嫌気測定槽には、溶存酸素計および酸化還元電位計のうちの少なくとも何れかが設置されている。したがって、上記溶存酸素計および酸化還元電位計による計測結果に基づいて、被処理水中の上記マイクロナノバブルによる後段の処理装置に対する影響を確認することができる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記嫌気測定槽には、ポリ塩化ビニリデン充填物が充填されている。

この実施の形態によれば、上記ポリ塩化ビニリデン充填物に繁殖している微生物が上記マイクロナノバブルによって活性化されて、被処理水中における低濃度の有機物の処理効率が向上される。

さらに、上記マイクロナノバブルの存在下において上記微生物によって酸素を消費させることができる。そして、酸素消費が行われている状態で上記マイクロナノバブル発生槽から上記マイクロナノバブルが多く流入した場合には、上記嫌気測定槽内の溶存酸素濃度や酸化還元電位が上昇することになる。したがって、上記嫌気測定槽内の溶存酸素濃度や酸化還元電位を測定することによって、上記マイクロナノバブルの持続状態を測定することが可能になる。

また、１実施の形態の水処理装置では、
上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブル発生器は、キャビテーション型マイクロナノバブル発生器である。

この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽にはキャビテーション型マイクロナノバブル発生器が設けられている。したがって、被処理水が、半導体工場の希薄排水のような水質の良い回収水や水道水や淡水であっても、マイクロナノバブルを効率よく発生させることができる。

以上より明らかなように、この発明の水処理装置は、嫌気測定槽において、マイクロナノバブル発生槽から導入された被処理水におけるマイクロナノバブルの含有量を測定することが可能になる。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブルの発生量を確認することが可能になる。さらに、上記マイクロナノバブルの含有量の測定結果に基づいて上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることが可能になる。

また、上記嫌気測定槽にポリ塩化ビニリデン充填物を充填すれば、このポリ塩化ビニリデン充填物に繁殖している微生物が上記マイクロナノバブルによって活性化されて、被処理水中における低濃度の有機物の処理効率を向上することができる。

また、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽を、超純水製造装置、工場内ユースポイントで発生した希薄排水を処理して回収する活性炭吸着装置および希薄排水回収装置、上記工場内ユースポイントで発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置、あるいは、上記工場内ユースポイントで発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置の前段に設置すれば、上記超純水製造装置を構成する各装置や、上記活性炭吸着装置および希薄排水回収装置や、上記雑用水回収装置や、上記排水処理装置の処理負荷を低減することができる。

また、上記嫌気測定槽に溶存酸素計および酸化還元電位計のうちの少なくとも何れかを設置すれば、上記溶存酸素計および上記酸化還元電位計による計測結果に基づいて、被処理水中の上記マイクロナノバブルによる後段の処理装置に対する影響を確認することができる。

また、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤を添加すれば、上記マイクロナノバブルを効果的に且つ効率的に発生させることができ、上記マイクロナノバブルの発生状態を最適にすることが可能になる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１実施の形態）
図１及び図２は、本実施の形態の水処理装置における概略構成図であり、具体的には、半導体工場や液晶工場における水処理装置の概略構成図である。本水処理装置は、従来の半導体工場や液晶工場における完全クローズドシステム型の水処理装置に、第１処理槽１,第２処理槽２,第３処理槽３および第４処理槽４を追加設置すると共に、マイクロナノバブルを被処理水に含有させて水処理を効率的に行うものである。ここで、第１処理槽１,第２処理槽２,第３処理槽３および第４処理槽４の夫々は、後に詳述するようにマイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とから構成されている。

先ず、超純水製造装置５の前段に設置される第１処理槽１について詳細に説明する。上記第１処理槽１は、第１マイクロナノバブル発生槽６と第１嫌気測定槽７とで構成されている。そして、第１マイクロナノバブル発生槽６には、被処理水としての工業用水あるいは市水が導入される。

上記第１マイクロナノバブル発生槽６は、その内部にはマイクロナノバブル発生器８が設置される一方、外部には循環ポンプ９が設置されている。そして、循環ポンプ９によって、第１マイクロナノバブル発生槽６内の水をマイクロナノバブル発生器８に圧送するようにしている。その結果、マイクロナノバブル発生器８は、接続されている空気吸込管１０から供給される空気を吸い込みながら、マイクロナノバブルを発生するのである。尚、空気吸込管１０にはバルブ１１が介設されており、最適なマイクロナノバブルが発生し易いように空気量が調整される。ここで、マイクロナノバブル発生器８としては、特に限定するものではなく、例えば株式会社オーラテックや株式会社ナノプラネット研究所等の製品を用いればよい。第１マイクロナノバブル発生槽６に導入された被処理水としての工業用水は、第１マイクロナノバブル発生槽６内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第１嫌気測定槽７に導入される。

上記第１嫌気測定槽７には、ポリ塩化ビニリデン充填物１２,溶存酸素計１３,酸化還元電位計１４およびポンプ１５が設置されている。ポリ塩化ビニリデン充填物１２では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第１嫌気測定槽７内に上記マイクロナノバブルとポリ塩化ビニリデン充填物１２とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

上記溶存酸素計１３および酸化還元電位計１４は、第１嫌気測定槽７内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を１日中(２４時間)測定している。また、循環ポンプ９は、ポンプの回転数がインバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計１３あるいは酸化還元電位計１４の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ９の回転数が制御されて循環ポンプ９の吐出量と吐出圧力とが減少し、マイクロナノバブル発生器８で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

すなわち、上記第１マイクロナノバブル発生槽６で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、マイクロナノバブルが必要以上に多い場合には、後工程である１次純水製造装置や２次純水製造装置の環境に影響を及ぼす。そこで、上記マイクロナノバブルが多くなって、第１嫌気測定槽７の溶存酸素計１３による溶存酸素濃度と酸化還元電位計１４の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器８でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計１３による溶存酸素濃度と酸化還元電位計１４の測定値とを正常に保つ。こうして、溶存酸素計１３による溶存酸素濃度と酸化還元電位計１４の測定値とを正常に保つことによって、第１嫌気測定槽７内におけるマイクロナノバブルの含有量を正常に保って、上記１次純水製造装置や上記２次純水製造装置に対する過剰なマイクロナノバブルによる影響を防止するのである。

尚、１６は溶存酸素計１３および酸化還元電位計１４から循環ポンプ９へ制御信号を伝送するための信号線であり、１７は溶存酸素計１３の検出部であり、１８は酸化還元電位計１４の検出部である。

次に、上記第１嫌気測定槽７内の被処理水は、ポンプ１５によって超純水製造装置５の一部を構成する前処理装置１９に導入される。前処理装置１９としては、凝集沈澱設備,急速ろ過設備および凝集ろ過設備等がある。

次に、上記前処理装置１９を出た被処理水は、超純水製造装置５の一部を構成する１次純水製造装置２０に導入される。その場合、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水によって、１次純水製造装置２０内の各膜装置における能力が向上されるため、上記各膜装置の膜交換の時期を大幅に長くしてランニングコストの低減を図ることができるのである。

次に、上記１次純水製造装置２０を出た被処理水は、超純水製造装置５の一部を構成する２次純水製造装置２１に導入される。ここで、１次純水製造装置２０には逆浸透膜装置(図示せず)や脱気装置(図示せず)が設置されている。したがって、上記被処理水中のマイクロナノバブルは、被処理水が１次純水製造装置２０を出た時点で抹消され、その効力を失う。そして、２次純水製造装置２１を出た超純水は、超純水製造装置５で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイント２２に送出される。

上述のようにして、上記工場内ユースポイント２２に送出された超純水は、各生産装置(図示せず)で使用された後、希薄排水および濃厚排水の２種類に分類されると共に、希薄排水回収系,濃厚排水回収系および濃厚排水処理系の３系列に分岐されて排出される。

次に、上記希薄排水を回収するための希薄排水回収系について説明する。上記各生産装置からの希薄排水は、第２処理槽２に導入される。ここで、第２処理槽２は、第２マイクロナノバブル発生槽２３と第２嫌気測定槽２４とで構成されている。そして、被処理水としての上記希薄排水は、第２マイクロナノバブル発生槽２３に導入されることになる。

上記第２マイクロナノバブル発生槽２３は、その内部にはマイクロナノバブル発生器２５が設置される一方、外部には循環ポンプ２６が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器２５には、空気吸込管２７が設置されてバルブ２８によって吸い込み空気量が調節可能になっている。第２マイクロナノバブル発生槽２３に導入された被処理水としての上記希薄排水は、第２マイクロナノバブル発生槽２３内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第２嫌気測定槽２４に導入される。

上記第２嫌気測定槽２４には、ポリ塩化ビニリデン充填物２９,溶存酸素計３０,酸化還元電位計３１およびポンプ３２が設置されている。ポリ塩化ビニリデン充填物２９では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第２嫌気測定槽２４内に上記マイクロナノバブル(図示せず)とポリ塩化ビニリデン充填物２９とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

上記溶存酸素計３０および酸化還元電位計３１は、第２嫌気測定槽２４内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を１日中(２４時間)測定している。また、循環ポンプ２６は、ポンプの回転数がインバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計３０あるいは酸化還元電位計３１の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ２６の回転数が制御されて循環ポンプ２６の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器２５で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

すなわち、上記第２マイクロナノバブル発生槽２３で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなって、第２嫌気測定槽２４の溶存酸素計３０による溶存酸素濃度と酸化還元電位計３１の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器２５でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計３０による溶存酸素濃度と酸化還元電位計３１の測定値とを正常に保つのである。

尚、上記溶存酸素計３０および酸化還元電位計３１から循環ポンプ２６へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計３０の検出部、酸化還元電位計３１の検出部の番号は、省略する。

上記第２嫌気測定槽２４からの被処理水は、ポンプ３２によって、活性炭吸着装置３３を介して希薄排水回収装置３４に導入され、希薄排水回収装置３４によって目的水質まで処理される。その場合、活性炭吸着装置３３に導入される被処理水は、第２処理槽２によって処理されている。したがって、活性炭吸着装置３３および希薄排水回収装置３４の処理負荷を低減することができるのである。そして、希薄排水回収装置３４によって処理された処理水は、超純水製造装置５の１次純水製造装置２０に導入されて再利用される。

尚、３５は、上記活性炭吸着装置３３からの処理水を第２嫌気測定槽２４に戻すための配管に設けられたバルブである。また、３６は、活性炭吸着装置３３からの処理水を希薄排水回収装置３４に導入するための配管に設けられたバルブである。

次に、上記濃厚排水を回収するための濃厚排水回収系について説明する。上記各生産装置からの濃厚排水は、第３処理槽３に導入される。ここで、第３処理槽３は、第３マイクロナノバブル発生槽３７と第３嫌気測定槽３８とで構成されている。そして、被処理水としての上記濃厚排水は、第３マイクロナノバブル発生槽３７に導入されることになる。

上記第３マイクロナノバブル発生槽３７は、その内部にはマイクロナノバブル発生器３９が設置される一方、外部には循環ポンプ４０が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器３９には、空気吸込管４１と吸い込み空気量を調節するためのバルブ４２とが設置されている。第３マイクロナノバブル発生槽３７に導入された被処理水としての上記濃厚排水は、第３マイクロナノバブル発生槽３７内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第３嫌気測定槽３８に導入される。

上記第３嫌気測定槽３８には、ポリ塩化ビニリデン充填物４３,溶存酸素計４４,酸化還元電位計４５およびポンプ４６が設置されている。ポリ塩化ビニリデン充填物４３では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第３嫌気測定槽３８内に上記マイクロナノバブル(図示せず)とポリ塩化ビニリデン充填物４３とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

上記溶存酸素計４４および酸化還元電位計４５は、第３嫌気測定槽３８内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を１日中(２４時間)測定している。また、循環ポンプ４０は、ポンプの回転数がインバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計４４あるいは酸化還元電位計４５の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ４０の回転数が制御されて循環ポンプ４０の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器３９で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

すなわち、上記第３マイクロナノバブル発生槽３７で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなって、第３嫌気測定槽３８の溶存酸素計４４による溶存酸素濃度と酸化還元電位計４５の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器３９でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計４４による溶存酸素濃度と酸化還元電位計４５の測定値とを正常に保つのである。

尚、上記溶存酸素計４４および酸化還元電位計４５から循環ポンプ４０へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計４４の検出部、酸化還元電位計４５の検出部の番号は、省略する。

上記第３嫌気測定槽３８からの被処理水は、上記ポンプ４６によって、雑用水回収装置４７を介してクーリングタワー及びスクラバー４８に導入され、クーリングタワー及びスクラバー４８によって再利用される。その場合、雑用水回収装置４７に導入される被処理水は、第３処理槽３によって処理されている。したがって、雑用水回収装置４７の処理負荷を低減することができるのである。そして、上記クーリングタワー及びスクラバー４８によって再利用された後の処理水は、排水処理装置５９に導入されて目的水質まで処理される。こうして、排水処理装置５９によって処理された処理水は、放流されるのである。

次に、上記濃厚排水を処理するための濃厚排水処理系について説明する。上記各生産装置からの濃厚排水は、第４処理槽４に導入される。ここで、第４処理槽４は、第４マイクロナノバブル発生槽４９と第４嫌気測定槽５０とで構成されている。そして、被処理水としての上記濃厚排水は、第４マイクロナノバブル発生槽４９に導入されることになる。

上記第４マイクロナノバブル発生槽４９は、その内部にはマイクロナノバブル発生器５１が設置される一方、外部には循環ポンプ５２が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器５１には、空気吸込管５３と吸い込み空気量を調節するためのバルブ５４とが設置されている。第４マイクロナノバブル発生槽４９に導入された被処理水としての上記濃厚排水は、第４マイクロナノバブル発生槽４９内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第４嫌気測定槽５０に導入される。

上記第４嫌気測定槽５０には、ポリ塩化ビニリデン充填物５５,溶存酸素計５６,酸化還元電位計５７およびポンプ５８が設置されている。ポリ塩化ビニリデン充填物５５では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第４嫌気測定槽５０内に上記マイクロナノバブル(図示せず)とポリ塩化ビニリデン充填物５５とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

上記溶存酸素計５６および酸化還元電位計５７は、第４嫌気測定槽５０内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を１日中(２４時間)測定している。また、循環ポンプ５２は、ポンプの回転数がインバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計５６あるいは酸化還元電位計５７の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ５２の回転数が制御されて循環ポンプ５２の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器５１で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

すなわち、上記第４マイクロナノバブル発生槽４９で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなって、第４嫌気測定槽５０の溶存酸素計５６による溶存酸素濃度と酸化還元電位計５７の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器５１でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計５６による溶存酸素濃度と酸化還元電位計５７の測定値とを正常に保つのである。

尚、上記溶存酸素計５６および酸化還元電位計５７から循環ポンプ５２へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計５６の検出部、酸化還元電位計５７の検出部の番号は、省略する。

上記第４嫌気測定槽５０からの被処理水は、ポンプ５８によって、上記排水処理装置５９に導入され、排水処理装置５９によって目的水質まで処理される。その場合、排水処理装置５９に導入される被処理水は、第４処理槽４によって処理されている。したがって、排水処理装置５９の処理負荷を低減することができるのである。そして、排水処理装置５９によって処理された処理水は、放流されるのである。

以上のごとく、本実施の形態においては、半導体工場や液晶工場における完全クローズドシステム型の水処理装置における超純水製造装置５,活性炭吸着装置３３,雑用水回収装置４７および排水処理装置５９の各前段に、第１処理槽１,第２処理槽２,第３処理槽３および第４処理槽４を設置している。

そして、上記超純水製造装置５の前段に設置された第１処理槽１を、第１マイクロナノバブル発生槽６と第１嫌気測定槽７とで構成している。したがって、第１マイクロナノバブル発生槽６で発生されたマイクロナノバブルによって、第１嫌気測定槽７内で繁殖している微生物が活性化されて、第１嫌気測定槽７内における上記低濃度有機物の処理効率が向上される。さらに、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水によって、１次純水製造装置２０内の各膜装置における能力が向上される。したがって、上記各膜装置の膜交換の時期を大幅に長くしてランニングコストの低減を図ることができる。

さらに、上記第１嫌気測定槽７には溶存酸素計１３および酸化還元電位計１４が設置されており、溶存酸素計１３あるいは酸化還元電位計１４の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ９の回転数が制御されて、マイクロナノバブル発生器８で発生するマイクロナノバブルが減少されるようになっている。したがって、１次純水製造装置２０および２次純水製造装置２１に対する過剰なマイクロナノバブルによる環境影響を防止することができる。

また、上記活性炭吸着装置３３,雑用水回収装置４７および排水処理装置５９の各前段に配置された第２処理槽２,第３処理槽３および第４処理槽４の夫々を、マイクロナノバブル発生槽２３,３７,４９と嫌気測定槽２４,３８,５０とで構成している。したがって、各マイクロナノバブル発生槽２３,３７,４９で発生されたマイクロナノバブルによって、各嫌気測定槽２４,３８,５０内で繁殖している微生物が活性化されて、各嫌気測定槽２４,３８,５０内における上記低濃度有機物の処理効率が向上される。

さらに、上記各嫌気測定槽２４,３８,５０には溶存酸素計３０,４４,５６および酸化還元電位計３１,４５,５７が設置されており、各溶存酸素計３０,４４,５６あるいは各酸化還元電位計３１,４５,５７の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ２６,４０,５２の回転数が制御されて、各マイクロナノバブル発生器２５,３９,５１で発生するマイクロナノバブルが減少されるようになっている。したがって、処理水中におけるマイクロナノバブルの含有量を正常に保つことができる。

（第２実施の形態）
図３および図４は、本実施の形態の水処理装置における概略構成図である。本水処理装置は、図１および図２に示す上記第１実施の形態の水処理装置における第１マイクロナノバブル発生槽６,第２マイクロナノバブル発生槽２３,第３マイクロナノバブル発生槽３７および第４マイクロナノバブル発生槽４９の夫々に、マイクロナノバブル発生助剤を添加するものである。

そこで、図３および図４において、上記第１実施の形態の水処理装置の場合と同じ部分には同じ符号を付して、詳細は説明は省略する。以下、上記第１実施の形態とは異なる部分について説明する。

本実施の形態においては、図３及び図４に示すように、第１マイクロナノバブル発生槽６には、マイクロナノバブル発生助剤タンク６１からのマイクロナノバブル発生助剤が、定量ポンプ６２によって定量的に添加されるようになっている。また、第２マイクロナノバブル発生槽２３には、マイクロナノバブル発生助剤タンク６３からのマイクロナノバブル発生助剤が、定量ポンプ６４によって定量的に添加されるようになっている。また、第３マイクロナノバブル発生槽３７には、マイクロナノバブル発生助剤タンク６５からのマイクロナノバブル発生助剤が、定量ポンプ６６によって定量的に添加されるようになっている。また、第４マイクロナノバブル発生槽４９には、マイクロナノバブル発生助剤タンク６７からのマイクロナノバブル発生助剤が、定量ポンプ６８によって定量的に添加されるようになっている。

以上のごとく、各マイクロナノバブル発生槽６,２３,３７,４９にマイクロナノバブル発生助剤を添加する理由は、マイクロナノバブルの発生効率を向上させるためである。したがって、マイクロナノバブル発生器８,２５,３９,５１のタイプ変更等によって、マイクロナノバブルの発生状態が改善される場合もあるので、上記マイクロナノバブル発生助剤を添加することは絶対的条件ではない。例えば、マイクロナノバブル発生器８,２５,３９,５１としてキャビテーション型マイクロナノバブル発生器を用いた場合には、処理水が、上記希薄排水のような水質の良い回収水や水道水や淡水であってもマイクロナノバブルが発生する。したがって、その場合には、マイクロナノバブル発生槽６,２３,３７,４９に対するマイクロナノバブル発生助剤の添加は不要となる。

但し、上記マイクロナノバブル発生器８,２５,３９,５１のタイプ変更等によって上記マイクロナノバブルの発生状態が改善されない場合には、最後の手段として、上記マイクロナノバブル発生助剤を添加するのである。

尚、上記マイクロナノバブル発生助剤としては、具体的には少量のアルコールや食塩等の微量の塩類や少量の界面活性剤等が用いられる。その場合には、空気吸込管１０,２７,４１,５３から供給される空気量に対する上記マイクロナノバブルの発生率を１００％程度まで向上させることができる。然も、上記アルコール類や塩類は、後段の膜装置で除去し易いため、上記膜装置に対して悪影響を及ぼすことはない。

また、本実施の形態においては、上記第１マイクロナノバブル発生槽６,第２マイクロナノバブル発生槽２３,第３マイクロナノバブル発生槽３７および第４マイクロナノバブル発生槽４９に対して、個別のマイクロナノバブル発生助剤タンク６１,６３,６５,６７からマイクロナノバブル発生助剤を供給するようにしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、共通のマイクロナノバブル発生助剤タンクから夫々の定量ポンプによって供給するようにしても差し支えない。

また、上記各実施の形態においては、超純水製造装置５を構成する前処理装置１９の前段のみに処理槽１を配置している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、１次純水製造装置２０の前段あるいは２次純水製造装置２１の前段にもマイクロナノバブル発生槽および嫌気測定槽を含む処理槽を配置し、マイクロナノバブルによって１次純水製造装置２０あるいは２次純水製造装置２１における膜の寿命を長くして、ランニングコストの低減を図ることも可能である。

また、上記各嫌気測定槽７,２４,３８,５０には、溶存酸素計１３,３０,４４,５６と酸化還元電位計１４,３１,４５,５７との両方を設置しているが、何れか一方のみを設置しても構わない。

この発明の水処理装置における部分構成図である。 図１に続く部分構成図である。 図１および図２とは異なる水処理装置における部分構成図である。 図３に続く部分構成図である。

符号の説明

１…第１処理槽、
２…第２処理槽、
３…第３処理槽、
４…第４処理槽、
５…超純水製造装置、
６,２３,３７,４９…マイクロナノバブル発生槽、
７,２４,３８,５０…嫌気測定槽、
８,２５,３９,５１…マイクロナノバブル発生器、
９,２６,４０,５２…循環ポンプ、
１０,２７,４１,５３…空気吸込管、
１２,２９,４３,５５…ポリ塩化ビニリデン充填物、
１３,３０,４４,５６…溶存酸素計、
１４,３１,４５,５７…酸化還元電位計、
１９…前処理装置、
２０…１次純水製造装置、
２１…２次純水製造装置、
２２…工場内ユースポイント、
３３…活性炭吸着装置、
３４…希薄排水回収装置、
４７…雑用水回収装置、
４８…クーリングタワー及びスクラバー、
５９…排水処理装置、
６１,６３,６５,６７…マイクロナノバブル発生助剤タンク、
６２,６４,６６,６８…定量ポンプ。

Claims (12)

1. 外部から水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記導入された水中に上記マイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生槽と、
   上記マイクロナノバブル発生槽から導入された水を嫌気性処理すると共に、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量を測定するための嫌気測定槽と
   を備えたことを特徴とする水処理装置。
2. 請求項１に記載の水処理装置において、
   上記嫌気測定槽は、少なくとも前処理装置を含む超純水製造装置における上記前処理装置の前段に設置されていることを特徴とする水処理装置。
3. 請求項１に記載の水処理装置において、
   上記嫌気測定槽は、少なくとも１次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記１次純水製造装置の前段に設置されていることを特徴とする水処理装置。
4. 請求項１に記載の水処理装置において、
   上記嫌気測定槽は、少なくとも１次純水製造装置および２次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記２次純水製造装置の前段に設置されていることを特徴とする水処理装置。
5. 請求項１に記載の水処理装置において、
   前処理装置,１次純水製造装置および２次純水製造装置を含む超純水製造装置と、
   上記超純水製造装置で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイントと、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を処理して回収する希薄排水回収装置と、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置と、
   上記雑用水回収装置によって回収された処理水を再利用するクーリングタワーおよびスクラバーと、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置と、
   上記希薄排水回収装置の前段に配置された活性炭吸着装置と
   を備え、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記活性炭吸着装置および上記希薄排水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記超純水製造装置における上記１次純水製造装置に導入して再利用するようになっていることを特徴とする水処理装置。
6. 請求項５に記載の水処理装置において、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記雑用水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記クーリングタワーおよびスクラバーで再利用するようになっていることを特徴とする水処理装置。
7. 請求項５に記載の水処理装置において、
   上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記排水処理装置によって再度処理して放流するようになっていることを特徴とする水処理装置。
8. 請求項１に記載の水処理装置において、
   上記マイクロナノバブル発生槽に添加されるマイクロナノバブル発生助剤が貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤タンクを備えたことを特徴とする水処理装置。
9. 請求項８に記載の水処理装置において、
   上記マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜された上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類あるいは食塩を含む塩類であることを特徴とする水処理装置。
10. 請求項１に記載の水処理装置において、
    上記嫌気測定槽には、溶存酸素計および酸化還元電位計のうちの少なくとも何れかが設置されていることを特徴とする水処理装置。
11. 請求項１に記載の水処理装置において、
    上記嫌気測定槽には、ポリ塩化ビニリデン充填物が充填されていることを特徴とする水処理装置。
12. 請求項１に記載の水処理装置において、
    上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブル発生器は、キャビテーション型マイクロナノバブル発生器であることを特徴とする水処理装置。
    

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