JP2012005941A - リン含有廃水の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不純物が少なく且つ高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、リン含有廃水の処理装置及び処理方法に関する。

液晶パネルの製造工程には、硝子基板上に形成するゲート電極等の金属膜をエッチングする工程などの各種エッチング工程があるが、このエッチング液としてリン酸のようにリン含有の酸性薬品を使用する。使用した酸性薬品は、液体のまま回収してリサイクルする場合もあるが、多くは他の薬品と混合させて使用することから、廃水処理装置にて無害化処理することが多い。

このリン含有の廃水を無害化する方法として、アルカリ剤による中和処理が有効であり、特に、アルカリ剤（あるいは中和剤）として、消石灰（水酸化カルシウム）が広く使われている。このような方法によって処理水のリン濃度を放流基準以下にする技術として、例えば、ｐＨ調整剤とともに、金属成分を鉄とする金属塩などの無機系凝集剤を加えてリン成分を凝集化する技術がある。しかしながら、このような処理では、無機系凝集剤に含まれる金属イオンが汚泥中の不純物として存在することになり、そのままの状態では廃棄物として処分する際に問題となることがあり、当然のことながら、汚泥を肥料として転用することはできない。

また、リンのみならずフッ素を含有した廃水を処理する技術として、フッ素とリンを含む廃水にカルシウム化合物を供給して沈殿物を形成し、処理水を固液分離することによって分離された分離水にアルミニウム化合物を添加して沈殿物を形成する技術がある。しかしながら、リンのみならずフッ素も処理するために、大量のカルシウム化合物を供給する必要があり、加えて、大量の汚泥が生じてしまう。また、フッ素やアルミニウムが汚泥中の不純物として存在することになり、そのままの状態では廃棄物として処分する際に問題となることがあり、当然のことながら、汚泥を肥料として転用することはできない。

特開平１１−３３３４６７号公報 特開２００８−１９４５８５号公報

本実施形態の目的は、不純物が少なく、且つ、高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供することにある。

本実施形態によれば、
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置が提供される。

また、本実施形態によれば、
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入してリン化合物を析出させ、前記中和剤により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入してリン化合物を凝集し、前記高分子凝集剤により凝集処理された廃水を処理水と汚泥とに分離し、分離された汚泥の少なくとも一部を脱水し、回収する、ことを特徴とするリン含有廃水処理方法が提供される。

図１は、本実施形態におけるリン含有廃水の処理装置の構成を概略的に示す図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態におけるリン含有廃水処理装置１の構成を概略的に示す図である。すなわち、ここに示したリン含有廃水処理装置１は、原水槽１１、中和槽１２、凝集槽１３、沈殿槽１４、及び、脱水機１５を備えている。

原水槽１１では、フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水が一時的に蓄えられる。このようなリン含有廃水は、例えば、エッチング液などの廃水であり、フッ酸などのフッ素含有廃水とは混合されることなく回収される。つまり、この原水槽１１に蓄えられたリン含有廃水には、フッ素は含まれていない。当然のことながら、このリン含有廃水には、重金属も含まれていない。この原水槽１１は、リン含有廃水を送液するための流路を介して中和槽１２に繋がっている。

なお、中和槽１２に送液されるリン含有排水のｐＨを調整するために、ｐＨ調整剤を注入しても良い。ｐＨ調整剤は、例えば、硫酸である。このようなｐＨ調整剤は、原水槽１１から中和槽１２に向けて送液されるリン含有廃水に対して、ｐＨ調整剤注入装置２１によりｐＨが監視されながら適宜一定量注入される。

中和槽１２では、原水槽１１から送液されたリン含有廃水に中和剤が注入される。中和剤は、アルカリ性であり、例えば、消石灰（水酸化カルシウム）である。このような中和剤は、中和剤注入装置２２によりｐＨなどが監視されながら適宜注入される。この中和槽１２は、中和処理された廃水を送液するための流路を介して凝集槽１３に繋がっている。

凝集槽１３では、中和槽１２から送液された廃水に高分子凝集剤が注入される。高分子凝集剤は、例えば、アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合物を主成分としたものである。すなわち、本実施形態においては、無機系の凝集剤は一切使用していない。このような高分子凝集剤は、高分子凝集剤注入装置２３から注入される。この凝集槽１３は、廃水を送液するための流路を介して沈殿槽１４に繋がっている。

沈殿槽１４では、凝集槽１３から送液された排水が処理水と汚泥とに分離される。この沈殿槽１４において、処理水と汚泥とは、重力作用により分離される。この沈殿槽１４において沈殿した汚泥の少なくとも一部は、脱水機１５に供給される。脱水機１５は、沈殿槽１４から供給された汚泥を脱水する。また、沈殿槽１４は、沈殿した汚泥の一部を返送するための流路を介して中和槽１２に繋がっている。一方で、沈殿槽１４において汚泥から分離された処理水（つまり、上澄み水）は、必要に応じて後段に供給される。

図１に示した例では、リン含有廃水処理装置１は、さらに、原水槽３１、ｐＨ調整槽３２、及び、生物学的処理槽３３を備えている。

原水槽３１では、有機系廃水が一時的に蓄えられる。このような有機系廃水は、例えば、現像液や剥離液のリンス水などである。この原水槽３１は、原水槽１１とは別個に設けられている。この原水槽３１は、有機系廃水を送液するための流路を介してｐＨ調整槽３２に繋がっている。

ｐＨ調整槽３２では、原水槽３１から送液された有機系排水と、沈殿槽１４で分離された処理水とが混合され、ｐＨ調整剤が注入される。ｐＨ調整剤は、例えば、硫酸や水酸化ナトリウムである。このようなｐＨ調整剤は、ｐＨ調整剤注入装置４１によりｐＨが監視されながら適宜注入される。このｐＨ調整槽３２は、ｐＨ調整された処理水を送液するための流路を介して生物学的処理槽３３に繋がっている。

生物学的処理槽３３では、ｐＨ調整槽３２から送液された処理水が生物化学的に処理される。より具体的には、この生物学的処理槽３３では、バクテリアなどの微生物により、有機物が分解され、また、処理水に含まれるリンが消費される。これにより、この生物学的処理槽３３を経た処理水は、そのリン濃度が放流基準以下まで低下し、放流可能となる。

次に、上述したリン含有廃水処理装置１におけるリン含有廃水の処理方法について簡単に説明する。

リン含有廃水は、原水槽１１に一旦蓄えられ、流量を調整しながら中和槽１２へ送られる。中和槽１２では、リン含有廃水のｐＨを調整しながら、中和剤注入装置２２から中和剤として消石灰がリン含有廃水に注入される。

なお、ここでは、リン含有廃水が原水槽１１から中和槽１２へ送液される際に、ｐＨ調整剤注入装置２１からｐＨ調整剤として硫酸を一定量注入してｐＨを下げている。これにより、中和槽１２での消石灰の注入量を増やし、リンと消石灰との反応を促進させることができる。つまり、この中和槽１２における中和処理により、リン化合物の析出を促進することができるとともに、廃水中のリン濃度を下げることができる。析出したリン化合物のほとんどは、中和槽１２において廃水中に分散している。

中和槽１２においては、廃水のｐＨが７程度になるように調整するのが理想的であるが、廃水中のリンの濃度によっては、廃水のｐＨが８程度になる場合もある。中和槽１２において、中和処理された廃水は、凝集槽１３に送液される。凝集槽１３では、高分子凝集剤注入装置２３から高分子凝集剤が廃水に注入される。これにより、廃水中に分散していたリン化合物が凝集する。

凝集槽１３において、凝集処理された廃水は、沈殿槽１４に送液される。沈殿槽１４では、廃水が重力作用により沈降分離される。これにより、上澄み水である処理水と、凝集したリン化合物を含む沈殿物である汚泥とに分離される。廃水に含まれていたリンは、リン化合物として汚泥に含まれるため、処理水のリン濃度は大幅に減少する一方で、汚泥には高濃度のリンが含まれる。

沈殿槽１４において沈殿した汚泥の一部は、中和槽１２へ返送され再利用される。これにより、汚泥に含まれる未反応の消石灰が再度中和槽１２において廃水の中和処理に利用可能となり、消石灰の使用量を低減することが可能となる。

沈殿槽１４において沈殿した汚泥の他の一部は、汚泥濃度を調整するため、脱水機１５へ送られる。脱水機１５では、供給された汚泥の脱水処理がなされる。このようにして脱水処理された汚泥には、リンが多く含まれ、かつ、無機凝集剤の金属物が含まれないことから、農業用の肥料などへの転用が可能である。

沈殿槽１４において、汚泥から分離された処理水は、そのｐＨが概ね７程度であるが、依然としてリン濃度が十分に下がらない（例えば、リン濃度が放流基準以下にならない）場合がある。このような処理水は、原水槽３１から送液された有機系廃水とｐＨ調整槽３２で混合され、必要に応じてｐＨ調整剤注入装置４１からｐＨ調整剤が注入されることにより、中和される（ｐＨはほぼ７となる）。

そして、ｐＨ調整槽３２から送液された処理水は、生物学的処理槽３３において、生物化学的に処理される。これにより、処理水に含まれるリンを消費させる、つまり、リン濃度を低下させることが可能となる。この生物化学的処理では、処理水のリン濃度が放流基準以下になるように処理される。

本実施形態のリン含有廃水処理装置１においては、リン廃水を無害化する処理において、無機系の凝集剤を使用しないため、汚泥中に含まれる金属性の不純物を低減するとともに、高濃度のリン含有汚泥を回収することができる。このため、リン含有汚泥を肥料として有効に活用することが可能になる。また、ｐＨ調整剤や中和剤といった薬品の使用量を低減し、これに伴う汚泥の発生量を低減することができる。結果として、運転コストの増大を抑制することができ、安定した稼動が可能となった。

また、フッ素含有廃水とともにリン含有廃水を処理する設備と比較して、小規模化が可能となる。

本実施形態のリン含有廃水処理装置１によれば、一例として、リン濃度が１００ｍｇ／ｌのリン含有廃水を処理することにより、リン濃度が１ｍｇ／ｌ以下の処理水を安定的に得ることが出来た。また、２５〜３０％程度のリン酸を含有した汚泥を回収することが出来た。

以上説明したように、本実施形態によれば、不純物が少なく、且つ、高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１…リン含有廃水処理装置
１１…原水槽
１２…中和槽
１３…凝集槽
１４…沈殿槽
１５…脱水機
２１…ｐＨ調整剤注入装置
２２…中和剤注入装置
２３…高分子凝集剤注入装置
３１…原水槽
３２…ｐＨ調整槽
３３…生物学的処理槽
４１…ｐＨ調整剤注入装置

Claims (5)

1. フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、
   前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、
   前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、
   前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、
   を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置。
2. さらに、前記沈殿槽で分離された処理水を生物学的に処理する生物学的処理槽を具備したことを特徴とする請求項１に記載のリン含有廃水処理装置。
3. さらに、前記中和槽に送液されるリン含有排水を一時的に蓄える原水槽と、
   前記原水槽から前記中和槽に向けて送液されるリン含有廃水にｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入装置と、
   を具備したことを特徴とする請求項１または２に記載のリン含有廃水処理装置。
4. フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入してリン化合物を析出させ、
   前記中和剤により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入してリン化合物を凝集し、
   前記高分子凝集剤により凝集処理された廃水を処理水と汚泥とに分離し、
   分離された汚泥の少なくとも一部を脱水し、回収する、
   ことを特徴とするリン含有廃水処理方法。
5. 汚泥から分離された処理水を生物学的に処理することを特徴とする請求項４に記載のリン含有廃水処理方法。

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