JP2007098272A - アンモニア含有水の処理方法および処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水の処理方法において、塩化ナトリウムなどの塩素含有薬剤の使用量を低減し、イオン負荷の増加を抑えて各種装置の大型化を抑制し、廃棄物の量および電力消費量を削減する。
【解決手段】アンモニア含有水の処理を、少なくともアンモニアを含む排水に、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、で行う。
【選択図】図１
【解決手段】アンモニア含有水の処理を、少なくともアンモニアを含む排水に、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、で行う。
【選択図】図１
Description
本発明は、アンモニア含有水を処理するための方法および当該方法に用いる処理装置に関する。
従来から、液晶製造工場や半導体製造工場においてはアンモニアを含む排水が発生するが、この排水を回収して純水として再利用するために、上記排水を蒸発濃縮する処理が行われている。また、(ＣＨ3)4ＮＯＨ（ＴＭＡＨ）やＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＯＨ（ＭＥＡ）などの揮発性窒素含有化合物を含む排水が出される場合も、当該排水を蒸発濃縮する処理が行われることがある。
ここで、アンモニアを含む排水を蒸発濃縮すると、塩などを含む濃縮水と、蒸発した水が凝集することにより生じる凝集水とが得られる。そして、アンモニアは凝集水中に混入することから、当該凝集水から、純水などの比較的クリーンで再利用可能な水を再生するためには、上記凝集水からアンモニアを分離ないしは分解して、除去することが必要となる。重要な点はアンモニアが再び蒸発濃縮装置へ戻らないようにすることである。
上記凝集水からアンモニアを除去する方法としては、例えばアンモニアを物理的に除去するアンモニアストリッピング法が挙げられる。本方法においては、上記凝集水中のｐＨを高めたり液温度を高めることにより、アンモニウムイオン（ＮＨ4 +）をアンモニアガス（ＮＨ3）として上記凝集水からアンモニアを除去する。しかし、上記アンモニアストリッピング法を用いると、必要な設備や装置が大型化したり、気体となったアンモニアガスを吸収したり分解したりする手段が別途必要となるという問題がある。
また、上記凝集水からアンモニアを除去する方法である塩素化法においては、アンモニアを塩素化（分解）するために次亜塩素酸を使用しなければならず、次亜塩素酸は強い酸化力を有しその取り扱いには最大限の注意を要するという問題がある。
生物処理により脱窒する方法（生物脱窒法）を用いる場合、アンモニアを含有する凝集水は、生物処理に必要な微量元素類を含む塩類の濃度が不足していることから、そのまま生物処理するには適していないという問題がある。上記凝集水をあえて生物処理する場合には、薬品の添加量を増加させて塩類濃度を上昇させることが必要となり、この場合には、純水として回収する場合のイオン負荷を増大させるという問題がある。
さらに、例えば特許文献１においては、イオン交換処理によって水溶液中に含まれるアンモニウムイオンをトラップすることが提案されているが、アンモニアの分解については記載されておらず、例えば特許文献２においては、アンモニアを濃縮した廃水とともに超臨界水反応させて分解する方法が開示されているが、超臨界水の調製や制御が比較的困難であり、超臨界水反応装置を用いなければならず、設備の建設コストや処理コストが高いという問題がある。
特開2003-236564号公報
特開平11-077089号公報
以上のように、従来の技術には、特に液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水、更にはアンモニアを含む凝集水、アンモニアを含む再生廃液およびアンモニアを含む濃縮液などから、アンモニアを分離ないしは分解して除去するために好適な方法がなかったため、本発明者らは、特にアンモニアを含む排水を蒸発濃縮して得られる凝集水を直接電解し、アンモニアを分解、除去する方法について鋭意検討した。
ところが、上記凝集水を直接電解しようとすると、電解のために塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの塩素を含む薬品を多量に添加する必要がある。さらに、電解後の水を純水として再利用する際にはイオン交換によるイオン除去が必要となるが、塩化ナトリウムなどの添加によりイオン負荷が増加するために、必要なイオン交換装置が大型になってしまったり、さらには、上記蒸発濃縮により得られる濃縮水（搬出液）の量が増加し、最終廃棄物の量が増加するという問題があった。また、凝集水を全量電解するため、電解装置が大型になり電力消費量も増加してしまうという問題もあった。
そこで、本発明は、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水、更にはアンモニアを含む凝集水、アンモニアを含む再生廃液およびアンモニアを含む濃縮液などから、低コストでより確実にアンモニアを分解・除去し得るアンモニア含有水の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
より具体的には、本発明は、特に上記アンモニアを含む排水などを直接電解することによる上述のような問題を解消し、塩化ナトリウムなどの添加剤の使用量が少なく、イオン負荷の増加を抑制してイオン交換装置の大型化を抑制し、特に、上記アンモニアを含む排水を蒸発濃縮して得られる濃縮水（搬出液）の量および電解装置における電力消費量の増加を抑制されることのできる、アンモニア含有水の処理方法および処理装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、
少なくともアンモニアを含む排水に、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
前記被処理液調製工程Ａから排出される前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、を具備すること、
を特徴とするアンモニア含有水の処理方法を提供する。
少なくともアンモニアを含む排水に、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
前記被処理液調製工程Ａから排出される前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、を具備すること、
を特徴とするアンモニア含有水の処理方法を提供する。
ここで、本発明におけるアンモニアの分解とは、アンモニアを例えば硝酸イオン、亜硝酸イオン、窒素ガス、二酸化窒素ガス、亜酸化窒素ガス（Ｎ2Ｏ）などの他の形に変換することを含む概念である。なお、本明細書におけるアンモニア成分については、イオン交換体に吸着したものを「アンモニウムイオン」とし、水に含まれるものを「アンモニア」とする。
また、本発明における「少なくともアンモニアを含む排水」は、例えば液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じる排水（アンモニア含有水）をいい、少なくともアンモニアを含んでいればよく、さらにアンモニアを生じ得る物質を含んでいてもよい。
半導体の製造工程では、種々の薬剤を使用してウエハの微細加工が行われるため、使用済みの種々の薬剤を含む溶液が排水として排出される。例えば、ウエハのフォトリソグラフィ工程で行う現像作業などでは、（ＣＨ3）4ＮＯＨ（ＴＭＡＨ）を含む処理液でウエハや液晶が処理されるため、主成分としてＴＭＡＨを含む有機系のアルカリ性排水が排出される。
半導体の製造工程では、種々の薬剤を使用してウエハの微細加工が行われるため、使用済みの種々の薬剤を含む溶液が排水として排出される。例えば、ウエハのフォトリソグラフィ工程で行う現像作業などでは、（ＣＨ3）4ＮＯＨ（ＴＭＡＨ）を含む処理液でウエハや液晶が処理されるため、主成分としてＴＭＡＨを含む有機系のアルカリ性排水が排出される。
また、ウエハの洗浄工程では、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏを含む洗浄水でウエハを洗浄することが多く、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2とを含む排水が排出される。
したがって、上記「少なくともアンモニアを含む排水」は、アンモニア以外に、アンモニアを生じ得るＴＭＡＨ、ＮＨ4ＯＨ、ＭＥＡ(モノエタノールアミン）およびＨ2Ｏ2などのうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。もちろん、上記以外にも、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて混入し得る物質を含む場合もある。
したがって、上記「少なくともアンモニアを含む排水」は、アンモニア以外に、アンモニアを生じ得るＴＭＡＨ、ＮＨ4ＯＨ、ＭＥＡ(モノエタノールアミン）およびＨ2Ｏ2などのうちの少なくともいずれかを含んでいてもよい。もちろん、上記以外にも、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて混入し得る物質を含む場合もある。
上記本発明のアンモニア含有水の処理方法は、
前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいて、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水にイオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより前記被処理液を得ること、が好ましい。
このような構成によれば、蒸発濃縮によって凝集水にアンモニアを集めることができるため、より確実にアンモニアを分解・除去することができる。
前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいて、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水にイオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより前記被処理液を得ること、が好ましい。
このような構成によれば、蒸発濃縮によって凝集水にアンモニアを集めることができるため、より確実にアンモニアを分解・除去することができる。
また、本発明のアンモニア含有水の処理方法は、
前記電解工程Ｂの後に、前記電解工程Ｂにおいて得られた前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備すること、が好ましい。
このような構成によれば、電解処理後の処理廃液に残された塩などを除去することができ、凝集水を純水などとして再利用することができる。
前記電解工程Ｂの後に、前記電解工程Ｂにおいて得られた前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備すること、が好ましい。
このような構成によれば、電解処理後の処理廃液に残された塩などを除去することができ、凝集水を純水などとして再利用することができる。
さらに、本発明のアンモニア含有水の処理方法は、
前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記電解工程Ｂの後に、前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいては、前記排水、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水および前記蒸発濃縮工程Ｄで得られた凝集水のうちの少なくともいずれかに、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、前記被処理液を得、
前記蒸発濃縮工程Ｃを前記蒸発濃縮工程Ｄとともに行い前記排水を前記処理廃水とともに蒸発濃縮すること、が好ましい。
前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記電解工程Ｂの後に、前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいては、前記排水、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水および前記蒸発濃縮工程Ｄで得られた凝集水のうちの少なくともいずれかに、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、前記被処理液を得、
前記蒸発濃縮工程Ｃを前記蒸発濃縮工程Ｄとともに行い前記排水を前記処理廃水とともに蒸発濃縮すること、が好ましい。
このような構成によれば、蒸発濃縮によって凝集水にアンモニアを集めることができるとともに、電解処理後の処理廃液に残されたアンモニアを再度凝集水に集めることができ、より確実にアンモニアを分解・除去することができ、アンモニアの循環を防止することができる。特に蒸発濃縮工程Ｃと蒸発濃縮工程Ｄとを同じ装置で同じタイミングで行うことができ有効である。
ここで、前記イオン交換処理は、イオン交換体を用いて前記排水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換工程と、
前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液を含む被処理液を得るイオン交換体再生工程と、を具備することが好ましい。
また、前記逆浸透膜処理は前記排水を逆浸透膜処理して濃縮液を含む被処理液を得る逆浸透膜工程を具備し、前記電気式脱イオン処理は前記排水を電気透析処理して濃縮液含む被処理液を得る電気透析工程を具備すればよい。
前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液を含む被処理液を得るイオン交換体再生工程と、を具備することが好ましい。
また、前記逆浸透膜処理は前記排水を逆浸透膜処理して濃縮液を含む被処理液を得る逆浸透膜工程を具備し、前記電気式脱イオン処理は前記排水を電気透析処理して濃縮液含む被処理液を得る電気透析工程を具備すればよい。
前記イオン交換体再生工程においては、酸として硫酸または塩酸を用いることができる。必要量以上の塩素成分が供給されることを抑制し、特に塩素成分に弱い蒸発濃縮装置の腐食を防止してその寿命低減を抑制するという観点からは、硫酸を用いるのが好ましい。また、電力消費量および最終廃棄物の量をより低減させるという観点からは、塩酸を用いるのが好ましい。
ただし、上記イオン交換体を硫酸で再生して得られる再生廃液ならびに逆浸透膜装置および電気透析装置において得られる濃縮液からなる被処理液は、塩素成分を含まない。そのため、電解工程Ｂに供する前に、上記被処理液には塩素または塩素イオンを含む薬品（塩素化合物）を添加する必要がある。添加する薬品としては、例えば塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）および次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）などが挙げられる。ただし、後述するように、周辺機器や蒸発濃縮装置の内部腐食防止のために、上記薬品の添加量は最小限とするのが好ましい。
また、前記電解工程Ｂの前に前記被処理液にアルカリ剤（例えば水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムからなる群より選択される少なくとも１種）を添加するのが好ましい。これによれば、被処理液のｐＨを電解に適したｐＨに確実に調整することができる。
また、被処理液調製工程Ａにおいて得られた脱イオン水から純水を製造することも可能である。これによれば、アンモニアや塩類が確実に除去された水を得ることができる。
なお、上記イオン交換処理において得られた脱イオン水の純度が高い場合には、ここでいう「純水」には当該脱イオン水も含まれる。
また、被処理液調製工程Ａにおいて得られた脱イオン水から純水を製造することも可能である。これによれば、アンモニアや塩類が確実に除去された水を得ることができる。
なお、上記イオン交換処理において得られた脱イオン水の純度が高い場合には、ここでいう「純水」には当該脱イオン水も含まれる。
さらに、本発明は、
少なくともアンモニアを含む排水を、イオン交換体を用いてイオン交換するイオン交換装置、または逆浸透膜処理して濃縮液を得る逆浸透膜装置もしくは電気式脱イオン装置（例えば電気再生式脱イオン装置）と、
前記イオン交換体を再生する際に生成する再生廃液または前記濃縮液を含む被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置と、を具備すること、を特徴とするアンモニア含有水の処理装置を提供する。
少なくともアンモニアを含む排水を、イオン交換体を用いてイオン交換するイオン交換装置、または逆浸透膜処理して濃縮液を得る逆浸透膜装置もしくは電気式脱イオン装置（例えば電気再生式脱イオン装置）と、
前記イオン交換体を再生する際に生成する再生廃液または前記濃縮液を含む被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置と、を具備すること、を特徴とするアンモニア含有水の処理装置を提供する。
本発明のアンモニア含有水の処理装置は、前記排水をあらかじめ蒸発濃縮して濃縮水と凝集水とを得る蒸発濃縮装置を具備することが好ましく、前記電解装置において得られた処理廃液を、前記排水とともに前記蒸発濃縮装置において蒸発濃縮することが好ましい。
さらに、前記イオン交換装置において得られた脱イオン水または逆浸透膜装置もしくは電気式脱イオン装置において得られた脱イオン水から純水を製造する純水装置を具備すること、が好ましい。
なお、本発明における「脱イオン水」とは、イオン交換処理後に得られるイオン交換水（イオン処理水）、ならびに逆浸透膜処理および電気式脱イオン処理後に得られる透過水（処理水）を含む概念である。
さらに、前記イオン交換装置において得られた脱イオン水または逆浸透膜装置もしくは電気式脱イオン装置において得られた脱イオン水から純水を製造する純水装置を具備すること、が好ましい。
なお、本発明における「脱イオン水」とは、イオン交換処理後に得られるイオン交換水（イオン処理水）、ならびに逆浸透膜処理および電気式脱イオン処理後に得られる透過水（処理水）を含む概念である。
本発明のアンモニア含有水の処理方法および処理装置によれば、上記のような構成により、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水、更にはアンモニアを含む凝集水、アンモニアを含む再生廃液およびアンモニアを含む濃縮液などから、低コストでかつより確実にアンモニアを分解・除去することができ、循環型のアンモニア含有水の処理方法および処理装置において、アンモニアの循環をより確実に防止することができる。
また、本発明によれば、特に上記アンモニアを含む排水などを直接電解することによる従来の問題を解消し、塩化ナトリウムの使用量やイオン負荷の増加が少なく、イオン交換装置の大型化を抑制し、上記アンモニアを含む排水を蒸発濃縮して得られる濃縮水（搬出液）の量および電解装置における電力消費量を抑え、アンモニアを分解・除去することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、また、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
［実施の形態１］
図１は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態１を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態１）の構成を説明するためのブロック図である。
図１は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態１を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態１）の構成を説明するためのブロック図である。
図１に示すように、本実施の形態のアンモニア含有水の処理装置１は、少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮して濃縮水（搬出液）と凝集水を得る蒸発濃縮装置１６、蒸発濃縮装置１６からの前記凝集水をイオン交換体によりイオン交換して、脱イオン水（イオン交換水）を得るイオン交換装置１８、ならびに、前記イオン交換体を再生する際に生成する再生廃液を電解して前記再生廃液に含まれるアンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置２０を含むことを特徴とし、クリーンルーム１２からの少なくともアンモニアを含む排水を回収するための排水回収装置１４および純水装置２２も含む。
上記アンモニア含有水の処理装置を用いた本実施の形態に係るアンモニア含有水の処理方法は、
（１）少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃと、
（２）前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水にイオン交換処理を施すことにより被処理液得る被処理液調製工程Ａと、
（３）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（４）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（４）の順に具備する。
（１）少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃと、
（２）前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水にイオン交換処理を施すことにより被処理液得る被処理液調製工程Ａと、
（３）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（４）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（４）の順に具備する。
そして、前記被処理液調製工程Ａにおいては、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水および前記蒸発濃縮工程Ｄで得られた凝集水にイオン交換処理を施し、前記蒸発濃縮工程Ｃを前記蒸発濃縮工程Ｄとともに行って前記排水を前記処理廃水とともに蒸発濃縮する。
ここで、上記（２）のイオン交換処理は、イオン交換体を用いて前記凝集水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換工程と、前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液からなる被処理液を得るイオン交換体再生工程とを具備する。
ここで、上記（２）のイオン交換処理は、イオン交換体を用いて前記凝集水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換工程と、前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液からなる被処理液を得るイオン交換体再生工程とを具備する。
以下に、本実施の形態についてより詳細に説明する。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
排水は排水回収装置１４によって回収され、排水回収装置１４からの排水は蒸発濃縮装置１６に供給されて蒸発濃縮される（蒸発濃縮工程Ｃ）。
排水回収装置１４では、排水の種類に応じて生物処理や逆浸透膜処理などの排水処理を行ってもよい。また、逆浸透膜処理などによって得られる透過水は純水装置に返送する構成としてもよい。
排水回収装置１４では、排水の種類に応じて生物処理や逆浸透膜処理などの排水処理を行ってもよい。また、逆浸透膜処理などによって得られる透過水は純水装置に返送する構成としてもよい。
蒸発濃縮装置１６は、少なくともアンモニアを含む排水を加熱して蒸発濃縮することができるものであれば特に制限はなく、種々の種類・方式のものを使用することが可能である。例えば、多重効用方式、多段フラッシュ方式および流下液膜方式などが挙げられる。これらの蒸発濃縮装置のうちのいずれを使用してもよいが、上記排水の性状によって最適な蒸発濃縮装置を選択するのが好ましい。
なお、蒸発濃縮装置１６で得られた濃縮水（搬出液）は廃棄物となり、上記排水の蒸発濃縮により得られる凝集水は再利用されるが、アンモニアを含有しているためイオン交換装置１８に供給されてその後の処理に供される。
なお、蒸発濃縮装置１６で得られた濃縮水（搬出液）は廃棄物となり、上記排水の蒸発濃縮により得られる凝集水は再利用されるが、アンモニアを含有しているためイオン交換装置１８に供給されてその後の処理に供される。
例えば、凝集水が１０００ｍ3／ｄａｙ発生する設備においては、この凝集水からアンモニアを直接電解するためには、例えば２５０ｍｇ／Ｌ（２５０ｋｇ／ｄａｙ）の多量の塩化ナトリウムを添加する必要があり、その電解の後に純水を製造しようとするとイオン負荷が多大となる。これに対し、本実施の形態においては、上記凝集水をまずイオン交換装置１８においてイオン交換処理することによって被処理液を調製する（被処理液調製工程Ａ）。
イオン交換装置１８としては、イオン交換樹脂などのイオン交換体を有し、上記凝集水に含まれるアンモニアを除去することができるものであれば特に制限はなく、種々のものを使用することができる。イオン交換装置１８においては、例えば従来公知のイオン交換樹脂を充填したイオン交換塔によるものなどが挙げられる。
上記のようなイオン交換装置１８においては、脱イオン水が得られ、イオン交換体を酸で洗浄し再生する際に、再生廃液からなる被処理液が得られる。アンモニアは上記凝集水から再生廃液側に濃縮されて追い出される。脱イオン水は用途によってはそのまま使用可能であるが、純水装置１２において純水の製造に用いることもできる。
上記脱イオン水から純水を製造するための純水装置１２としても特に制限はなく、従来公知のものを用いることができ、例えばイオン交換樹脂を具備する純水装置、逆浸透膜装置を具備する純水装置、および電気式脱イオン装置を具備する純水装置などが挙げられる。なお、純水装置において純水製造時に排出される排水については、必要に応じて排水回収装置１４へと送られる。
ここで、上記イオン交換装置１８の設計および運転、ならびに酸洗浄による再生は、必要に応じて種々の条件下により行うことができる。例えば、上記再生廃液のアンモニア濃度も適宜調整することができる。
また、上記イオン交換体は酸洗浄によって再生され、再生廃液が得られるが、酸洗浄の酸としては塩酸または硫酸を用いればよい。
また、上記イオン交換体は酸洗浄によって再生され、再生廃液が得られるが、酸洗浄の酸としては塩酸または硫酸を用いればよい。
酸洗浄の酸として塩酸を利用した場合は後述する電解のために塩化ナトリウムなどを添加しなくても酸化剤および電解質としての機能が発揮される。
一方、汎用されている塩酸溶液は約３５％と濃度が低いことや、塩酸の蒸気が発生してしまい周辺の装置を腐食してしまう可能性があることや、蒸発濃縮装置が材質的に塩素イオンに弱いことなどから、塩酸の代わりに硫酸を用いてもよい（硫酸再生）。特に、汎用されている硫酸溶液は高い濃度を有しているため、運搬および貯留には好ましい。ただし、この場合は、別途塩化ナトリウムなどを添加する必要がある。
一方、汎用されている塩酸溶液は約３５％と濃度が低いことや、塩酸の蒸気が発生してしまい周辺の装置を腐食してしまう可能性があることや、蒸発濃縮装置が材質的に塩素イオンに弱いことなどから、塩酸の代わりに硫酸を用いてもよい（硫酸再生）。特に、汎用されている硫酸溶液は高い濃度を有しているため、運搬および貯留には好ましい。ただし、この場合は、別途塩化ナトリウムなどを添加する必要がある。
本実施の形態においては、酸洗浄の酸として塩酸を利用しているため、塩化ナトリウムなどを添加しなくてもよいし、また、酸洗浄の酸として硫酸を利用する場合であっても、添加する塩化ナトリウムなどの量は少なくて済むことから、イオン負荷が小さく、上記再生廃液の電解後に得られる処理廃液を蒸発濃縮した後に得られる濃縮水（搬出液）の量が減り、最終廃棄物の削減および処分費の低減が可能となる。
ただし、上記再生廃液には、電解装置２０に供給する前または電解装置２０における電解処理の前に、水酸化ナトリウムなどを添加するのが好ましい。これは、電解の際に、腐食防止の点と反応効率を向上させるという理由から、上記再生廃液のｐＨはほぼ中性（例えば６〜８）であるのが好ましいからである。
一方、上記再生廃液からなる被処理液を電解した後に得られる処理廃液を蒸発濃縮装置１６において蒸発濃縮（蒸発濃縮工程Ｄ）する際には、当該処理廃液のｐＨは装置腐食を防ぐ観点からアルカリ性（例えばｐＨ９〜１１）であるのが好ましいため、かかる点からも、上記再生廃液には水酸化ナトリムウムなどのアルカリ剤を添加しておくのが好ましい。
イオン交換装置１８で得られた再生廃液からなる被処理液を電解（電解工程Ｂ）するための電解装置２０としては、例えば陰極と、陽極と、陰極および陽極を接続する電源装置とを具備する従来から用いられている電解槽を用いることができ、上記再生廃液を電気化学的に酸化分解処理することによって次亜塩素系の強酸化物質を生成し、当該強酸化性物質によって上記再生廃液に含まれるアンモニア成分を電気分解する。
再生廃液中に含有されるＣｌ-イオンおよび水などに起因して、電解装置２０の陽極および陰極においては以下のような反応が代表的に起こる。
陽極：２Ｈ2Ｏ−２ｅ- →４Ｈ+＋Ｏ2
２Ｃｌ- →Ｃｌ2＋２ｅ-
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ → ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
陰極：２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- →２ＯＨ-＋Ｈ2
陽極：２Ｈ2Ｏ−２ｅ- →４Ｈ+＋Ｏ2
２Ｃｌ- →Ｃｌ2＋２ｅ-
Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ → ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
陰極：２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- →２ＯＨ-＋Ｈ2
陽極では、塩素が発生し、さらにその塩素が水と反応し、強力な酸化力を有する次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を生成する。一方、陰極では水の分解により水素が発生する。また、再生廃液中に含まれるアンモニアは、陽極で生成した次亜塩素酸によって、以下の式によって分解し除去される。
２ＮＨ3＋３ＨＣｌＯ → Ｎ2＋３ＨＣｌ＋３Ｈ2Ｏ
２ＮＨ3＋３ＮａＣｌＯ → Ｎ2＋３ＮａＣｌ＋３Ｈ2Ｏ（アルカリ性）
２ＮＨ3＋３ＨＣｌＯ → Ｎ2＋３ＨＣｌ＋３Ｈ2Ｏ
２ＮＨ3＋３ＮａＣｌＯ → Ｎ2＋３ＮａＣｌ＋３Ｈ2Ｏ（アルカリ性）
電解装置２０に含まれる電解槽には、陽極および陰極に付着する物質などを除去するために一定期間毎に逆電圧をかけたり、処理を停止して洗浄したりして電解効率を維持してもよい。電解装置２０における電解処理は連続処理でもバッチ処理でもよい。また、電解の時間、温度、電圧、電力量（電気量）および処理量(滞留時間)などは、再生廃液の性状などに依存するが、適宜選択することによって、本発明の効果を得ることができる。
なお、陽極および陰極としては、従来のものを用いることができ、例えば金属チタン板の表面を導電性の酸化ルテニウム、酸化イリジウムまたは白金が主成分の層で被覆した電極、金属チタン板の表面に白金や酸化イリジウムが主成分の層で被覆した電極などが挙げられる。また、導電性セラミックスからなる基材と、前記基材に添加または分散された金属触媒や酸化物触媒とを含む複合電極を用いることもできる。
以上のように、本実施の形態によれば、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水について、蒸発濃縮装置１６における蒸発濃縮後の凝集水のイオン交換をイオン交換装置１８で行ってから、電解装置２０において電解を行う。そのため、排水を全量電解処理する必要がないため、電解設備を小型化することができる。
また、凝集水をイオン交換する前に添加剤などを入れる必要がないため、イオン交換装置１８にかかるイオン負荷が小さくなり、小型のイオン交換装置を用いることができる。さらに、全量を電解処理する場合に比べ、添加剤の量を低減できるため、蒸発濃縮により得られる濃縮水（搬出液）に含まれる濃縮塩の量も少なくなって最終廃棄物の削減および処理コストの低減が可能となる。
［実施の形態２］
図２は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態２を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態２）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図２は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態２を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態２）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図２に示すように、本実施の形態のアンモニア含有水の処理装置１は、少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮して濃縮水（搬出液）と凝集水を得る蒸発濃縮装置１６、蒸発濃縮装置１６からの前記凝集水をそれぞれ逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理して濃縮液からなる被処理液を得る逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂ、ならびに、前記被処理液を電解して前記被処理液に含まれるアンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置２０を含むことを特徴とする。
上記アンモニア含有水の処理装置を用いた本実施の形態に係るアンモニア含有水の処理方法は、
（１）少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃと、
（２）前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水に逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより濃縮液からなる被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（３）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（４）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（４）の順に具備する。
（１）少なくともアンモニアを含む排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃと、
（２）前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水に逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより濃縮液からなる被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（３）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（４）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（４）の順に具備する。
以下に、本実施の形態についてより詳細に説明する。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
排水は、排水回収装置１４によって回収され、その後に蒸発濃縮装置１６に供給されて蒸発濃縮される（蒸発濃縮工程Ｃ）。また、上記実施の形態１と同様に、排水回収装置１４では排水の種類に応じて生物処理や逆浸透膜処理などの排水処理を行ってもよい。
蒸発濃縮装置１６としては、上記実施の形態１において説明したものと同様のものを用いることができる。
蒸発濃縮装置１６としては、上記実施の形態１において説明したものと同様のものを用いることができる。
つぎに、蒸発濃縮により得られた凝集水は、逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂに供給され、濃縮液からなる被処理液が得られる（被処理水調製工程Ａ）。
ここで、上記（２）の逆浸透膜処理に用いる逆浸透膜装置２４ａとしては、例えば、超低圧のスパイラル型逆浸透膜である日東電工（株）製のＥＳ２０や（株）東レ製のＳＵＬ−Ｇ２０などを用いることができる。
また、電気式脱イオン処理に用いる電気式脱イオン装置２４ｂとしては、例えば、（株）神鋼環境ソリューション製のＥ−Ｄｅｍｉなどを用いることができる。
ここで、上記（２）の逆浸透膜処理に用いる逆浸透膜装置２４ａとしては、例えば、超低圧のスパイラル型逆浸透膜である日東電工（株）製のＥＳ２０や（株）東レ製のＳＵＬ−Ｇ２０などを用いることができる。
また、電気式脱イオン処理に用いる電気式脱イオン装置２４ｂとしては、例えば、（株）神鋼環境ソリューション製のＥ−Ｄｅｍｉなどを用いることができる。
つぎに、上記被処理液は、電解装置２０に供給される。上記被処理液は電解装置２０において電解され、前記アンモニアが分解・除去されて処理廃液が得られる（電解工程Ｂ）。前記電解工程Ｂの後、前記処理廃液は蒸発濃縮装置１６に供給されて蒸発濃縮される（蒸発濃縮工程Ｄ）。ここで用いられる電解装置２０および蒸発濃縮装置１６も、上記実施の形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。
なお、本実施の形態においても、逆浸透膜装置または電気式脱イオン装置において得られた脱イオン水は、用途によってはそのまま使用可能であり、必要に応じて純水装置２２において純水の製造に用いることもできる。
また、本実施の形態における濃縮液（被処理液）は塩素イオン量が少ないか、または塩素イオンを含んでいないため、電解工程Ｂの前に電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
また、本実施の形態における濃縮液（被処理液）は塩素イオン量が少ないか、または塩素イオンを含んでいないため、電解工程Ｂの前に電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
以上のような本実施の形態によれば、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水について、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理をそれぞれ逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂで行ってから、電解装置２０において電解を行う。そのため、排水の全てを電解処理する必要がないため、電解設備を小型化することができる。
また、上記排水を逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理する前に添加剤を入れる必要がないため、逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂにかかる負荷が小さくなり、小型の逆浸透膜装置または電気式脱イオン装置を用いることができる。さらに、全量を電解処理する場合に比べ、添加剤の量を低減できるため、蒸発濃縮により得られる濃縮水（搬出液）に含まれる濃縮塩の量も少なくなって最終廃棄物の削減および処理コストの低減が可能となる。
［実施の形態３］
図３は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態３を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態３）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図３は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態３を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態３）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図３に示すように、本実施の形態のアンモニア含有水の処理装置１は、少なくともアンモニアを含む排水をイオン交換体によりイオン交換して、イオン交換水を得るイオン交換装置１８、前記イオン交換体を再生する際に生成する再生廃液からなる被処理液を電解して前記被処理液に含まれるアンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置２０、ならびに、前記処理廃液を蒸発濃縮して濃縮水（搬出液）と凝集水を得る蒸発濃縮装置１６を含むことを特徴とする。
本実施の形態は、排水の一部のみがアンモニアを含有し、もしくは高濃度でアンモニアを含有している場合に好適に用いることができる。
本実施の形態は、排水の一部のみがアンモニアを含有し、もしくは高濃度でアンモニアを含有している場合に好適に用いることができる。
上記アンモニア含有水の処理装置を用いた本実施の形態に係るアンモニア含有水の処理方法は、
（１）少なくともアンモニアを含む排水にイオン交換処理を施すことにより被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（２）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（３）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（３）の順に具備する。
（１）少なくともアンモニアを含む排水にイオン交換処理を施すことにより被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（２）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（３）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（３）の順に具備する。
ここで、上記（１）のイオン交換処理は、イオン交換体を用いて前記排水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換工程と、前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液からなる被処理液を得るイオン交換体再生工程とを具備する。
以下に、本実施の形態についてより詳細に説明する。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
排水は、排水回収装置１４内のイオン交換装置１８に供給される。イオン交換装置１８としては、上記実施の形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。イオン交換体を用いて前記排水をイオン交換処理することによってイオン交換水が得られ、前記イオン交換によりアンモニウムイオンを吸着したイオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液からなる被処理液を得る（被処理液調製工程Ａ）。
なお、イオン交換によって得られた脱イオン水は用途によってはそのまま使用可能であり、純水装置２２に返送し、純水の製造に用いることもできる。
また、再生に塩酸を使用しない場合には、アンモニアを含む再生廃液に塩素が含まれていないため、電解工程Ｂの前に電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
また、再生に塩酸を使用しない場合には、アンモニアを含む再生廃液に塩素が含まれていないため、電解工程Ｂの前に電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
つぎに、上記被処理液は電解装置２０に供給されて電解され、前記被処理液中のアンモニアが分解・除去されて処理廃液が得られる（電解工程Ｂ）。前記電解工程Ｂの後、前記処理廃液は蒸発濃縮装置１６に供給され、蒸発濃縮される（蒸発濃縮工程Ｄ）。ここで用いられる電解装置２０および蒸発濃縮装置１６としても、上記実施の形態１で説明したものと同様のものを用いることができる。
以上のような、本実施の形態によれば、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水について、イオン交換をイオン交換装置１８で行ってから、電解装置２０において電解を行う。そのため、排水を全量電解処理する必要がないため、電解設備を小型化することができる。
また、上記排水をイオン交換する前に添加剤を入れる必要がないため、イオン交換装置１８にかかるイオン負荷が小さくなり、小型のイオン交換装置を用いることができる。さらに、全量を電解処理する場合に比べ、添加剤の量を低減できるため、蒸発濃縮により得られる濃縮水（搬出液）に含まれる濃縮塩の量も少なくなって最終廃棄物の削減および処理コストの低減が可能となる。
［実施の形態４］
図４は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態４を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態４）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図４は、本発明のアンモニア含有水の処理方法の実施の形態４を実施するために用いるアンモニア含有水の処理装置（すなわち本発明のアンモニア含有水の処理装置の実施の形態４）の構成を説明するためのブロック図である。上記実施の形態と重複する構成要素については説明を省略する。
図４に示すように、本実施の形態のアンモニア含有水の処理装置１は、イオン交換装置１８に代えて逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂを用いた以外は、上記実施の形態３のアンモニア含有水の処理装置と同じである。
即ち、本実施の形態のアンモニア含有水の処理装置１は、少なくともアンモニアを含む排水を逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理して濃縮液を得る逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂ、逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂにおいて得られる濃縮液からなる被処理液を電解して前記被処理液に含まれるアンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置２０、ならびに、前記処理廃液を蒸発濃縮して濃縮水（搬出液）と凝集水を得る蒸発濃縮装置１６を含むことを特徴とする。
本実施の形態も、前記実施の形態３と同様に、排水の一部のみがアンモニアを含有し、もしくは高濃度でアンモニアを含有している場合に好適に用いることができる。
本実施の形態も、前記実施の形態３と同様に、排水の一部のみがアンモニアを含有し、もしくは高濃度でアンモニアを含有している場合に好適に用いることができる。
上記アンモニア含有水の処理装置を用いた本実施の形態に係るアンモニア含有水の処理方法は、
（１）少なくともアンモニアを含む排水に逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより濃縮液からなる被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（２）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（３）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（３）の順に具備する。
（１）少なくともアンモニアを含む排水に逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより濃縮液からなる被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
（２）前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、
（３）前記電解工程Ｂの後に前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄとを、上記（１）〜（３）の順に具備する。
以下に、本実施の形態についてより詳細に説明する。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
本実施の形態においては、まず、液晶製造工場や半導体製造工場におけるクリーンルーム１２において、液晶製造や半導体製造過程で使用され（例えばウエハの洗浄、エッチング）、アンモニアを含む排水（リンス排水、スクラバー排水）が排出される。なお、この排水にはアンモニアだけではなく、例えばフッ素なども含まれる。
排水は、排水回収装置１４内の逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂに供給される。ここで、逆浸透膜装置２４ａおよび電気式脱イオン装置２４ｂとしては、上記実施の形態２において説明したものを用いることができる。
上記排水を逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理することによって、濃縮液からなる被処理液を得る（被処理液調製工程Ａ）。
上記排水を逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理することによって、濃縮液からなる被処理液を得る（被処理液調製工程Ａ）。
本実施の形態においても、被処理液調製工程Ａによって得られる脱イオン水は、用途によってはそのまま使用可能であり、また、純水装置２２に返送して純水の製造に用いることもできる。
また、上記アンモニアを含む濃縮液は、塩素や塩素イオンの量が少ないか、または含まれていないため、電解工程Ｂの前には電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
また、上記アンモニアを含む濃縮液は、塩素や塩素イオンの量が少ないか、または含まれていないため、電解工程Ｂの前には電解のために別途塩素または塩素イオンを含む薬品（例えば塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは次亜塩素酸ナトリウムなど）を添加する必要がある。
つぎに、上記被処理液は電解装置２０に供給され電解され、前記被処理液中のアンモニアが分解・除去されて処理廃液が得られる（電解工程Ｂ）。前記電解工程Ｂの後、前記処理廃液は蒸発濃縮装置１６に供給されて蒸発濃縮される（蒸発濃縮工程Ｄ）。
ここで用いられる電解装置２０および蒸発濃縮装置として１６も、上記実施の形態で説明したものと同様のものを用いることができる。
ここで用いられる電解装置２０および蒸発濃縮装置として１６も、上記実施の形態で説明したものと同様のものを用いることができる。
以上のような、本実施の形態によれば、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水について、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理をそれぞれ逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂで行ってから、電解装置２０において電解を行う。そのため、排水を全量電解処理する必要がないため、電解設備を小型化できる。
また、上記排水を逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理する前に添加剤を入れる必要がないため、逆浸透膜装置２４ａまたは電気式脱イオン装置２４ｂにかかる負荷が小さくなり、小型の逆浸透膜装置または電気式脱イオン装置を用いることができる。さらに、全量を電解処理する場合に比べ、添加剤の量を低減できるため、蒸発濃縮により得られる濃縮水（搬出液）に含まれる濃縮塩の量も少なくなって最終廃棄物の削減および処理コストの低減が可能となる。
以上、本発明の代表的な実施の形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。例えば凝集水中にアンモニア以外の成分（例えばＩＰＡやＤＭＳＯ）が含まれる場合は、ＵＶ酸化装置、生物活性炭、活性炭吸着塔などの装置をイオン交換装置１８の手前や排水回収装置１４に別途設けてもよい。
なお、電解処理によるアンモニアの分解により、硝酸性窒素や亜硝酸性窒素が生成しても、本発明においては電解後の処理水を蒸発濃縮処理するため、アンモニアの分解により生成した硝酸性窒素や亜硝酸性窒素は濃縮水として除去され、系外から排出される。
なお、電解処理によるアンモニアの分解により、硝酸性窒素や亜硝酸性窒素が生成しても、本発明においては電解後の処理水を蒸発濃縮処理するため、アンモニアの分解により生成した硝酸性窒素や亜硝酸性窒素は濃縮水として除去され、系外から排出される。
以下に、上述した本発明のアンモニア含有水の処理方法および処理装置の効果を確認するために行った実施例および比較例について説明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
《実施例１》
本実施例においては、図１に示す構成を有する本発明のアンモニア含有水の処理装置を用い、本発明のアンモニア含有水の処理方法を行った。
まず、液晶製造工場のクリーンルーム１４からの排水を排水回収装置１４にて回収し、「生物処理装置＋精密濾過膜装置（ＭＦ膜装置）＋逆浸透膜装置（ＲＯ膜装置）」にて処理し、この逆浸透膜装置にて得られた濃縮液を含む排水（アンモニアを含む排水）を蒸発濃縮装置１６に供給し、蒸発濃縮処理を行った（蒸発濃縮工程）。
ここで、蒸発濃縮装置１６への排水中のアンモニアイオン濃度は１５ｍｇ／Ｌであり、供給量は１０５５ｍ3／ｄａｙであった。蒸発濃縮装置１６から得られた凝集水のアンモニアイオン濃度は１５ｍｇ／Ｌであり、その発生量は１０００ｍ3／ｄａｙであった。得られた濃縮水（搬出水）５５ｍ3／ｄａｙは外部に排出した。
本実施例においては、図１に示す構成を有する本発明のアンモニア含有水の処理装置を用い、本発明のアンモニア含有水の処理方法を行った。
まず、液晶製造工場のクリーンルーム１４からの排水を排水回収装置１４にて回収し、「生物処理装置＋精密濾過膜装置（ＭＦ膜装置）＋逆浸透膜装置（ＲＯ膜装置）」にて処理し、この逆浸透膜装置にて得られた濃縮液を含む排水（アンモニアを含む排水）を蒸発濃縮装置１６に供給し、蒸発濃縮処理を行った（蒸発濃縮工程）。
ここで、蒸発濃縮装置１６への排水中のアンモニアイオン濃度は１５ｍｇ／Ｌであり、供給量は１０５５ｍ3／ｄａｙであった。蒸発濃縮装置１６から得られた凝集水のアンモニアイオン濃度は１５ｍｇ／Ｌであり、その発生量は１０００ｍ3／ｄａｙであった。得られた濃縮水（搬出水）５５ｍ3／ｄａｙは外部に排出した。
ついで、イオン交換樹脂（カチオン交換樹脂）を５ｍ3充填し、空塔速度｛ＳＶ＝（処理量／樹脂量）｝が８．３ｈ-1という構成を有するイオン交換装置１８に上記凝集水を供給し、イオン交換することによって脱イオン水を得た（イオン交換工程）。得られたイオン交換水は純水装置２２に供給した。
また、イオン交換装置１８において用いたイオン交換樹脂を、当該イオン交換樹脂１Ｌに対して、１．５ｅｑの酸を用いて３、７日に一回洗浄し、上記イオン交換樹脂に吸着したアンモニアを除去するとともに当該アンモニアを含む再生廃液を得た（イオン交換体再生工程Ｃ）。
このとき、得られた上記再生廃液のアンモニア濃度は１７３０ｍｇ／Ｌで発生量が８．７ｍ3／ｄａｙであった。
また、イオン交換装置１８において用いたイオン交換樹脂を、当該イオン交換樹脂１Ｌに対して、１．５ｅｑの酸を用いて３、７日に一回洗浄し、上記イオン交換樹脂に吸着したアンモニアを除去するとともに当該アンモニアを含む再生廃液を得た（イオン交換体再生工程Ｃ）。
このとき、得られた上記再生廃液のアンモニア濃度は１７３０ｍｇ／Ｌで発生量が８．７ｍ3／ｄａｙであった。
また、上記再生廃液は、上述のような酸洗浄により、７４．３ｋｇ／ｄａｙの量の塩酸を含有していた。そして、上記再生廃液を電解装置２０に供給しながら、当該再生廃液に中和のために８１．４ｋｇ／ｄａｙの量で水酸化ナトリウムを添加した。
このように塩酸および水酸化ナトリウムを含む再生廃液を、金属チタン板の表面を酸化イリジウム層で被覆した陽極および陰極を具備する電解槽を具備する電解装置２０に導入し、再生廃液８．７ｍ3を電解槽にて電力量６０ＫＷｈ／ｍ3の条件で、電解処理を行った（電解工程）。
このように塩酸および水酸化ナトリウムを含む再生廃液を、金属チタン板の表面を酸化イリジウム層で被覆した陽極および陰極を具備する電解槽を具備する電解装置２０に導入し、再生廃液８．７ｍ3を電解槽にて電力量６０ＫＷｈ／ｍ3の条件で、電解処理を行った（電解工程）。
ここで、上記再生廃液を電解処理して得られた処理廃液には、１３７００ｍｇ／Ｌ（１１９ｋｇ／ｄａｙ）の濃度で塩化ナトリウムが含まれていた。かかる処理廃液は、蒸発濃縮装置１６に供給し、上記排水ａとともに蒸発濃縮処理した。
このとき、上記のような凝集水の処理に伴う、蒸発濃縮装置１６における濃縮水（搬出液）の増加量は０．６ｍ3／ｄａｙであった。また、電解装置１６の消費電力は５２０ｋＷｈ／ｄａｙであった。
このとき、上記のような凝集水の処理に伴う、蒸発濃縮装置１６における濃縮水（搬出液）の増加量は０．６ｍ3／ｄａｙであった。また、電解装置１６の消費電力は５２０ｋＷｈ／ｄａｙであった。
《実施例２》
実施例１において、イオン交換樹脂の洗浄に塩酸の代わりに硫酸を用いて酸洗浄を行ったところ塩酸洗浄時と同様に、アンモニア濃度１７３０ｍｇ／Ｌの再生廃液８．７ｍ3／ｄａｙを得た。
上記再生廃液は酸洗浄により９９．５ｋｇ／ｄａｙの量の硫酸を含有していたため、上記再生廃液を電解装置２０に供給しながら、中和のために水酸化ナトリウムを８１．２ｋｇ／ｄａｙ添加し、さらに電解のために塩化ナトリウムを７７．４ｋｇ／ｄａｙ添加した。この再生廃液を実施例１と同様の電解装置２０に導入し、再生廃液８．７ｍ3を電解槽にて電力量1００ｋＷｈ／ｍ3の条件で電解処理を行った。
実施例１において、イオン交換樹脂の洗浄に塩酸の代わりに硫酸を用いて酸洗浄を行ったところ塩酸洗浄時と同様に、アンモニア濃度１７３０ｍｇ／Ｌの再生廃液８．７ｍ3／ｄａｙを得た。
上記再生廃液は酸洗浄により９９．５ｋｇ／ｄａｙの量の硫酸を含有していたため、上記再生廃液を電解装置２０に供給しながら、中和のために水酸化ナトリウムを８１．２ｋｇ／ｄａｙ添加し、さらに電解のために塩化ナトリウムを７７．４ｋｇ／ｄａｙ添加した。この再生廃液を実施例１と同様の電解装置２０に導入し、再生廃液８．７ｍ3を電解槽にて電力量1００ｋＷｈ／ｍ3の条件で電解処理を行った。
ここで、上記再生廃液を電解処理して得られた処理廃液には、８９００ｍｇ／Ｌ（７７．４ｋｇ／ｄａｙ）の濃度で塩化ナトリウムを含み、１６６００ｍｇ／Ｌ（１４４ｋｇ／ｄａｙ）の濃度で硫酸ナトリウムを含んでいた。かかる処理廃液は、蒸発濃縮装置１６に供給し、上記排水ａとともに蒸発濃縮処理した。
このとき、上記のような凝集水の処理に伴う蒸発濃縮装置１６における濃縮水（搬出液）の増加量は１．１ｍ3／ｄａｙであった。また、電解装置１６の消費電力は８７０ｋＷｈ／ｄａｙであった。
このとき、上記のような凝集水の処理に伴う蒸発濃縮装置１６における濃縮水（搬出液）の増加量は１．１ｍ3／ｄａｙであった。また、電解装置１６の消費電力は８７０ｋＷｈ／ｄａｙであった。
《比較例》
本比較例においては、図５に示す構成を有する処理装置を用い、液晶製造工場のクリーンルーム１４において回収したアンモニアを含む排水を処理した。
図５は、本比較例において用いたアンモニア含有水の処理装置１００の構成を示す図である。イオン交換装置１８および電解装置２０以外の装置などの構成は、実施例１と同様とした。
本比較例においては、図５に示す構成を有する処理装置を用い、液晶製造工場のクリーンルーム１４において回収したアンモニアを含む排水を処理した。
図５は、本比較例において用いたアンモニア含有水の処理装置１００の構成を示す図である。イオン交換装置１８および電解装置２０以外の装置などの構成は、実施例１と同様とした。
図５に示す処理装置１００は、順に、少なくともアンモニアを含む排水を回収する排水回収装置１４、蒸発濃縮して凝集水および濃縮水を得る蒸発濃縮装置１６、蒸発濃縮装置１６からの前記凝集水を直接電解して前記凝集水に含まれるアンモニアを分解・除去し、処理水を得る電解装置２０、前記処理水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換装置１８（カチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃの２塔を含む）を含む。
上記のような処理装置１００を用い、まず排水回収装置１４において回収したアンモニアを含む排水（アンモニア濃度：１５ｍｇ／Ｌ）を、蒸発濃縮装置１６に供給し、蒸発濃縮処理を行った（蒸発濃縮工程）。ついで、上記凝集水を電解装置２０に導入し、電力量６ｋＷｈ／ｍ3の条件で、電解処理を行った（電解工程）。
ただし、本比較例においては凝集水を直接電解するため、電解装置１６に供給する前の凝集水に、２５０ｍｇ／Ｌ（２５０ｋｇ／ｄａｙ）の塩化ナトリウムを添加した。
ただし、本比較例においては凝集水を直接電解するため、電解装置１６に供給する前の凝集水に、２５０ｍｇ／Ｌ（２５０ｋｇ／ｄａｙ）の塩化ナトリウムを添加した。
電解装置２０により得られた処理水から、２５０ｋｇ／ｄａｙの塩化ナトリウムを除去するため、上記処理水をイオン交換装置１８においてイオン交換することによって脱イオン水を得た（イオン交換工程）。
ただし、イオン交換装置１８としてはカチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃの２塔からなるものを使用した。カチオン交換樹脂塔１８ｂにはカチオン交換樹脂を６．５ｍ3充填し、アニオン交換樹脂塔１８ｃには弱アニオン交換樹脂５．５ｍ3を充填した。
電解装置２０の処理水は、これらのカチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃに、それぞれ空塔速度６．４ｈ-1および７．６ｈ-1で通水した。
ただし、イオン交換装置１８としてはカチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃの２塔からなるものを使用した。カチオン交換樹脂塔１８ｂにはカチオン交換樹脂を６．５ｍ3充填し、アニオン交換樹脂塔１８ｃには弱アニオン交換樹脂５．５ｍ3を充填した。
電解装置２０の処理水は、これらのカチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃに、それぞれ空塔速度６．４ｈ-1および７．６ｈ-1で通水した。
また、イオン交換装置１８のカチオン交換樹脂塔１８ｂおよびアニオン交換樹脂塔１８ｃに用いたイオン交換体（イオン交換樹脂）を、硫酸（４６８ｋｇ／ｄａｙ）と水酸化ナトリウム（３８２ｋｇ／ｄａｙ）とを用いて洗浄し、上記イオン交換樹脂に吸着したナトリウムイオン、塩素イオンを除去するとともにこれらを含む再生廃液を得た（イオン交換体再生工程）。
イオン交換装置１８から排出された上記再生廃液に含まれる塩化ナトリウムおよび硫酸ナトリウムは９２８ｋｇ／ｄａｙであった。
イオン交換装置１８から排出された上記再生廃液に含まれる塩化ナトリウムおよび硫酸ナトリウムは９２８ｋｇ／ｄａｙであった。
上記洗浄により得られた再生廃液は、蒸発濃縮装置１６に供給し、排水とともに蒸発濃縮処理した。このとき、イオン交換装置１８からの再生廃液５３ｍ3／ｄａｙを蒸発濃縮装置１６にて蒸発濃縮する必要が生じた。そして、上記のような凝集水の処理に伴う、蒸発濃縮装置１６における濃縮水（搬出液、２０％）は４．６ｍ3／ｄａｙに増加し、蒸発濃縮装置１６での処理液量が５３ｍ3／ｄａｙ増加し、蒸発濃縮装置１６が大型となった。また、電解装置２０の消費電力は６０００ｋＷｈ／ｄａｙであった。
ここで、上記実施例および比較例において必要であった薬品、廃棄物および装置について、対比して表１に示す。
ここで、上記実施例および比較例において必要であった薬品、廃棄物および装置について、対比して表１に示す。
表１からわかるように、本発明の実施例のアンモニア含有水の処理方法および処理装置によれば、凝集水を純水原水に回収することを前提として、以下のような効果が得られた。（１）比較例のように凝集水に塩化ナトリウムを添加して電解処理した場合、処理水を純水原水として回収するためにはカチオン交換樹脂塔およびアニオン交換樹脂塔が必要となるが、実施例によれば塩化ナトリウムを添加する前にイオン交換するためにカチオン交換樹脂塔のみの設置で済んだ。（２）実施例では比較例に比べて本処理に係わる廃棄物量を１／４〜１／７に削減でき、最終廃棄物の削減および処分費の低減が可能となった。（３）実施例では比較例に比べて電解装置の消費電力量を約１／７〜１／１１に削減することができた。
すなわち、上記比較例では、ＮａＣｌ使用量が増加するばかりでなく、ＮａＣｌをイオン交換で除去するため、この再生用ＮａＯＨ、Ｈ2ＳＯ4の使用量が増加し、結果として蒸発濃縮装置の濃縮水が多くなるというデメリットがあるが、本発明の実施例においてはかかるデメリットを回避することができる。
本発明のアンモニア含有水の処理方法および処理装置によれば、上記のような構成により、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて生じるアンモニアを含む排水、更にはアンモニアを含む凝集水、アンモニアを含む再生廃液およびアンモニアを含む濃縮液などから、低コストでかつより確実にアンモニアを分解・除去することができ、循環型のアンモニア含有水の処理方法および処理装置において、アンモニアの循環をより確実に防止することができる。
また、本発明によれば、特に上記アンモニアを含む排水などを直接電解することによる従来の問題を解消し、塩化ナトリウムなどの添加によるイオン負荷の増加を抑制してアニオン交換樹脂塔の設置を不要とし、上記アンモニアを含む排水を蒸発濃縮して得られる濃縮水（搬出液）の量および電解装置における電力消費量の増加を抑え、アンモニアを分解・除去することができる。
したがって、本発明のアンモニア含有水の処理方法および処理装置は、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて好適に用いることができる。
したがって、本発明のアンモニア含有水の処理方法および処理装置は、液晶製造工場や半導体製造工場の回収プロセスにおいて好適に用いることができる。
１０、１００・・・アンモニア含有水の処理装置
１４・・・クリーンルーム
１６・・・蒸発濃縮装置
１８・・・イオン交換装置
１８ａ・・・逆浸透膜装置
１８ｂ・・・カチオン交換樹脂塔１８ｂ
１８ｃ・・・アニオン交換樹脂塔１８ｃ
２０・・・電解装置
２２・・・純水装置
２４ａ・・・逆浸透膜装置
２４ｂ・・・電気式脱イオン装置
１４・・・クリーンルーム
１６・・・蒸発濃縮装置
１８・・・イオン交換装置
１８ａ・・・逆浸透膜装置
１８ｂ・・・カチオン交換樹脂塔１８ｂ
１８ｃ・・・アニオン交換樹脂塔１８ｃ
２０・・・電解装置
２２・・・純水装置
２４ａ・・・逆浸透膜装置
２４ｂ・・・電気式脱イオン装置
Claims (16)
- 少なくともアンモニアを含む排水に、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより、被処理液を得る被処理液調製工程Ａと、
前記被処理液調製工程Ａから排出される前記被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解工程Ｂと、を具備すること、
を特徴とするアンモニア含有水の処理方法。 - 前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいて、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水にイオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより前記被処理液を得ること、
を特徴とする請求項１記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記電解工程Ｂの後に、前記電解工程Ｂにおいて得られた前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備すること、
を特徴とする請求項１または２記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記被処理液調製工程Ａの前に、前記排水を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｃを具備し、
前記電解工程Ｂの後に、前記電解工程Ｂにおいて得られた前記処理廃液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程Ｄを具備し、
前記被処理液調製工程Ａにおいて、前記排水、前記蒸発濃縮工程Ｃで得られた凝集水および前記蒸発濃縮工程Ｄで得られた凝集水のうちの少なくともいずれかに、イオン交換処理、逆浸透膜処理または電気式脱イオン処理を施すことにより前記被処理液を得、
前記蒸発濃縮工程Ｃを前記蒸発濃縮工程Ｄとともに行い前記排水を前記処理廃液とともに蒸発濃縮すること、
を特徴とする請求項１記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記イオン交換処理が、
イオン交換体を用いて前記排水をイオン交換して脱イオン水を得るイオン交換工程と、
前記イオン交換工程によりアンモニウムイオンを吸着した前記イオン交換体を酸で洗浄し、アンモニアを含む再生廃液を含む被処理液を得るイオン交換体再生工程と、を具備すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記逆浸透膜処理が、
前記排水を逆浸透膜処理して濃縮液を含む被処理液を得る逆浸透膜工程を具備すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記電気式脱イオン処理が、
前記排水を電気透析膜とイオン交換樹脂とを組み合わせて用いて電気再生式脱イオン処理して濃縮液を含む被処理液を得る電気式脱イオン工程を具備すること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンモニア含有水の処理方法。 - 前記イオン交換体再生工程において酸として硫酸を用いること、を特徴とする請求項５記載のアンモニア含有水の処理方法。
- 前記イオン交換体再生工程において酸として塩酸を用いること、を特徴とする請求項５記載のアンモニア含有水の処理方法。
- 前記電解工程Ｂの前に前記被処理液にアルカリ剤を添加すること、を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のアンモニア含有水の処理方法。
- 前記電解工程Ｂの前に前記被処理液に塩素化合物を添加すること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のアンモニア含有水の処理方法。
- 前記被処理液調製工程Ａにおいて得られた脱イオン水から純水を製造すること、を特徴とする請求項５記載のアンモニア含有水の処理方法。
- 少なくともアンモニアを含む排水を、イオン交換体を用いてイオン交換するイオン交換装置、または逆浸透膜処理して濃縮液を得る逆浸透膜装置もしくは電気式脱イオン処理して濃縮液を得る電気式脱イオン装置と、
前記イオン交換体を再生する際に生成する再生廃液または前記濃縮液を含む被処理液を電解して前記アンモニアを分解・除去し、処理廃液を得る電解装置と、を具備すること、
を特徴とするアンモニア含有水の処理装置。 - 前記排水をあらかじめ蒸発濃縮して濃縮水と凝集水とを得る蒸発濃縮装置を具備すること、を特徴とする請求項１３記載のアンモニア含有水の処理装置。
- 前記電解装置において得られた処理廃液を、前記排水とともに前記蒸発濃縮装置において蒸発濃縮すること、を特徴とする請求項１４記載のアンモニア含有水の処理装置。
- 前記イオン交換装置、前記逆浸透膜装置または前記電気式脱イオン装置において得られた脱イオン水から純水を製造する純水装置を具備すること、を特徴とする請求項１３または１４記載のアンモニア含有水の処理装置。
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