JP3233563B2

JP3233563B2 - 排水処理装置および排水処理方法

Info

Publication number: JP3233563B2
Application number: JP34260295A
Authority: JP
Inventors: 和幸山嵜; 明津志横谷; 和之坂田; 博牧野; 政典真田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: KR970042278A; US5849194A; JPH09174081A; KR100198191B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工場や液晶
工場等から排出され、界面活性剤や有機溶剤等の有機物
に加えてフッ素や過酸化水素を含有している排水を少な
い槽数で効率良く処理することができる排水処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】水質汚濁防止法の観点から、排水がフッ
素に加えて界面活性剤や有機溶剤等の有機物を含んでい
る場合には、このフッ素と有機物の両方を所定の濃度ま
で処理する必要がある。

【０００３】また、上記有機物はＣＯＤ(化学的酸素要
求量)やＢＯＤ(生物学的酸素要求量)を上昇させる。し
たがって、排水中の界面活性剤等の有機物は、フッ素と
は化学的に異物質であるが、確実に除去する必要があ
る。

【０００４】従来、フッ素に加えて界面活性剤や有機溶
剤等を含有した有機物混合排水は、まず最初に、フッ素
が消石灰などの薬品によって化学的に処理され、次に、
別の槽で界面活性剤や有機溶剤等の有機物が生物学的処
理方法や活性炭吸着等の物理学的方法等によって処理さ
れていた。この消石灰等の薬品を使用したフッ素処理方
法は、処理工程で薬品を添加するので、処理水の導電率
が高い。したがって、上記処理水は超純水製造装置へは
再利用されていない。

【０００５】一方、従来、排水中のフッ素を除去するた
めのフッ素除去装置としては、図１３に示すものがあ
る。このフッ素除去装置は、フッ素含有排水を２つの炭
酸カルシウム充填槽５３３Ａと５３３Ｂとに通水して処
理するものである(特開平５−２５３５７６号公報)。こ
のフッ素除去装置は、フッ素含有排水を炭酸カルシウム
充填槽５３３Ａと５３３Ｂに２段階に通水し、流出水を
循環槽５４２に導入する。そして、循環槽５４２内の被
処理水を膜分離装置５４３に導入して、この被処理水を
２段目の炭酸カルシウム充填槽５３３Ｂから流出した炭
酸カルシウム結晶を含む濃縮水と透過水とに分離する。
さらに、上記濃縮水を循環槽５４２に返送する。また、
上記濃縮水の一部を１段目の炭酸カルシウム充填槽５３
３Ａに返送する。

【０００６】このフッ素除去装置によれば、排水中のフ
ッ素は炭酸カルシウム充填槽５３３Ａ,５３３Ｂの炭酸
カルシウムに固定化されて、フッ化カルシウムとなる。
そして、所定の処理期間が経過した後で、炭酸カルシウ
ム充填槽５３３Ａ,５３３Ｂからフッ化カルシウムを抜
き出すようにしている。

【０００７】また、今一つのフッ素除去装置としては、
図１４に示すフッ化カルシウム回収装置がある(特開平
５−２５４８２９号公報)。このフッ化カルシウム回収
装置において、炭酸カルシウムとの反応槽である炭酸カ
ルシウム反応槽６４４は、加熱設備としての蒸気配管６
４７と、空気通気設備としてのブロワー６３９と、散気
管６０２とを備えている。あるいは、上記炭酸カルシウ
ム反応槽６４４は、減圧脱気設備(図示せず)を備えてい
る。

【０００８】このフッ化カルシウム回収装置は、具体的
には、炭酸カルシウムサイロ６４５からの炭酸カルシウ
ムをフッ素を含有する溶液に添加し、５０〜１００℃の
高温処理と、高温空気通気処理もしくは高温減圧脱気処
理を経て、フッ化カルシウムを回収する方法を採用して
いる。

【０００９】処理対象が有機物含有フッ素排水である場
合に、上述したようなフッ素除去設備は例えば図１５に
参照番号７７０で示すように、半導体工場の生産室７３
１で発生する有機物含有フッ素排水を処理する排水処理
系統７８０に組み込まれる。

【００１０】一般に、ＩＣ（集積回路）等を製造する半
導体工場の生産室７３１内には、図１５に示すように、
いわゆるエッチング装置７３７が設置されている。この
エッチング装置７３７は、フッ化水素やフッ化アンモニ
ウムを主成分とするエッチング剤を使用する。

【００１１】最近のＩＣの微細化の進展に伴い、このエ
ッチング剤に有機物としての界面活性剤を混入させるこ
とが多くなってきている。したがって、エッチング装置
７３７は、排水処理系統７８０に有機物を含有したフッ
素排水を流れ出させる。

【００１２】また、生産室７３１内には、エッチング装
置７３７とは別に有機溶剤使用装置７３２が存在してい
る。この有機溶剤使用装置７３２は、有機溶剤を使用し
てウエハ表面を有機溶剤で洗浄して乾燥させる。この有
機溶剤使用装置７３２は有機溶剤含有排水を排出する。
この有機溶剤含有排水もまた、排水処理系統７８０に導
入されて処理されるようになっている。つまり、有機溶
剤使用装置７３２が排出した有機溶剤を含む排水も配管
７２６を通って、原水槽７３５に流入させられる。

【００１３】このように、上記有機溶剤を含有した排水
と上記フッ素を含有した排水とは、有機物含有フッ素排
水となって配管７２６Ａを流れて、原水槽７３５に流入
する。その後、この排水は、原水槽ポンプ７３６によっ
て配管７２６Ｂを通して上向流でもってフッ素除去装置
７７０に導入される。フッ素除去装置７７０の処理槽７
３３には炭酸カルシウム鉱物が充填されている。上述の
ように、処理槽７３３では、排水中のフッ素が炭酸カル
シウム鉱物と反応してフッ化カルシウムとなるから、上
記排水からフッ化カルシウムを分離することによって、
排水中のフッ素を除去することができる。

【００１４】ところで、上記フッ素除去装置７７０は、
界面活性剤や有機溶剤等の有機物をほとんど除去するこ
とができない。このフッ素除去装置７７０で処理された
後の排水は、配管７２７を通して沈澱槽７１３へ流入す
る。この沈澱槽７１３での排水のフッ素濃度は、フッ素
濃度計７１５によって検知される。この沈澱槽７１３に
おける排水の有機物濃度は比較的高い。したがって、上
記排水は、さらに沈殿槽７１３から本格的な生物処理装
置７４０に導入されて、排水中の界面活性剤や有機溶剤
等の有機物が生物学的に処理されるようになっている。

【００１５】一方、図１４において、エッチング装置７
３７からの酸系の排ガスは酸スクラバー７３４によって
処理され、有機溶剤使用装置７３２からの有機系の排ガ
スは活性炭吸着塔７３８Ａ,７３８Ｂによって処理され
る。

【００１６】次に、半導体工場や液晶工場等からの界面
活性剤や有機溶剤等の有機物を含有した過酸化水素排水
を処理する排水処理装置について説明する。

【００１７】排水中に過酸化水素に加えて界面活性剤や
有機溶剤等の有機物が含まれている場合、この過酸化水
素も有機物も排水のＣＯＤ（化学的酸素要求量)を上昇
させる。したがって、排水中の過酸化水素と界面活性剤
や有機溶剤等の有機物とは確実に除去する必要がある。
従来、このような有機物含有過酸化水素排水は、まず最
初に活性炭等を触媒として過酸化水素が処理され、その
後別の槽で界面活性剤や有機溶剤等の有機物が処理され
ていた。

【００１８】図１７に示すように、従来、排水中の過酸
化水素を除去するための過酸化水素除去装置としては、
粒状活性炭を触媒とした除去方法が知られている(特開
平６−９１２５８号公報)。この過酸化水素除去装置８
７０は、処理槽８３３内に、底側の金網９０５と周壁９
０６とで仕切られ上方へ開いた接触部９１１と、周壁９
０６を介して接触部９１１の外側を取り巻く沈降部９１
２とを有している。接触部９１１の下側周囲には、沈降
部９１２を接触部９１１に連通させる開口９０７と、接
触部９１１内に水平方向に排水を流入させるための供給
口９０４とが設けられている。動作時には予め、接触部
９１１内に槽有効容量の１〜３５％の割合で粒状活性炭
が入れられる。

【００１９】この状態で、配管８０７Ａから槽底の供給
口９０３を通じて、過酸化水素含有排水が処理槽８３３
内に導入される。この過酸化水素含有排水は、金網９０
５を通じて接触部９１１内に侵入し、接触部９１１を満
たす。一方、分岐された配管８０７Ｂから水平供給口９
０４を通じて、過酸化水素含有排水(この流量は弁９２
０によって調節できる。)が接触部９１１内に導入され
る。この結果、接触部９１１内に上向流とともに渦巻き
流が生じて、粒状活性炭と過酸化水素含有排水とが接触
し、活性炭の触媒作用によって過酸化水素が水と酸素と
に分解される。この処理後の排水は、接触部９１１から
オーバーフローして沈降部９１２に入り、バッフル板９
１７の陰に設けられた排出口９１８から配管８２７を通
じて排出される。ここで、上記処理後の排水とともに粒
状活性炭が沈降部９１２にオーバーフローしても、この
粒状活性炭は沈降部９１２でしばらく滞留して沈降し、
開口９０７を通じて接触部９１１へ戻る。したがって、
沈降部９１２の排出口９１８からは上澄水のみが排出さ
れる。

【００２０】この種の過酸化水素除去装置は、例えば図
１５に示すように、半導体工場の生産室１０３１で発生
する有機物含有過酸化水素排水を処理する排水処理系統
１０８０に組み込まれることが多い。

【００２１】一般に、ＩＣ(集積回路)等を製造する半導
体工場の生産室１０３１内には、いわゆるＲＣＡ洗浄を
行うＲＣＡ洗浄装置１０３７や、アセトン，イソプロピ
ルアルコール等の有機溶剤を使用する有機溶剤使用装置
１０３２等の生産装置が多数設けられている。上記ＲＣ
Ａ洗浄とは、ＲＣＡ社によって開発された洗浄方法であ
って、典型的にはＮＨ₄ＯＨ、ＨＣlおよびＨ₂Ｏを使用
して有機物を除去する第１段階と、ＨＣl、Ｈ₂Ｏ₂およ
びＨ₂Ｏを使用してアルカリ金属や重金属を除去する第
２段階とを有している。最近のＩＣの微細化の進展とと
もに、前記ＮＨ₄ＯＨ、ＨＣlに界面活性剤が混入される
傾向がある。上記ＲＣＡ洗浄装置１０３７等からの過酸
化水素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物混合排水は配
管１０２６を通じて原水槽１０３５に流入して、この原
水槽１０３５で水量および水質がある程度調整される。

【００２２】一方、有機溶剤使用装置１０３２からの有
機物を含む排水も配管１０２６Ａを通じて、原水槽１０
３５に流入するようになっている。したがって、上記過
酸化水素を含んだ排水を上記有機物を含んだ排水とは、
配管１０２６Ａで合流して原水槽１０３５内で有機物含
有過酸化水素排水となって存在している。

【００２３】次に、この排水は、原水槽ポンプ１０３６
によって配管１０２６Ｂを通して過酸化水素除去装置１
０７０に導入される。過酸化水素除去装置１０７０の槽
１０３３において、排水中の過酸化水素が酸素と水に分
解される。ところが、この過酸化水素除去装置１０７０
では、界面活性剤や有機溶剤等の有機物はほとんど除去
できない。そこで、この処理後の排水は、配管１０２７
を通して処理水槽１０２８へ導入される。この処理水槽
１０２８での排水の過酸化水素濃度は、酸化還元電位計
１０３４によって検知される。そして、処理水槽１０２
８での排水の有機物濃度が高い場合は、さらに生物処理
装置(図示せず)に導入して、有機物を処理している。

【００２４】一方、図１５に示すように、ＲＣＡ洗浄装
置１０３７や有機溶剤使用装置１０３２が排出する有機
物を含んだ排ガス(有機物含有排ガス)は、有機物含有過
酸化水素排水の処理系統１０８０とは別に、有機物含有
排ガスのための処理系統１０９０によって処理される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うに最近の微細化が進展したＩＣを製造する半導体工場
では、フッ素排水に界面活性剤や有機溶剤等の有機物が
混入する傾向がある。その理由は、ＩＣの微細化が進展
すればするほど、洗浄技術も向上させる必要があり、最
近では、洗浄薬品やエッチング剤に界面活性剤等の有機
物を混合させて洗浄効果やエッチング効果を増加させて
いるからである。

【００２６】したがって、図１５における半導体工場の
生産室７３１で発生するフッ素排水と界面活性剤や有機
溶剤等の有機物混合排水を経済的かつ合理的に処理する
必要がある。

【００２７】ところが、前記したように、従来は、排水
中のフッ素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物とは異な
る別の槽で処理されていた。つまり、上記従来例の処理
設備では、フッ素除去装置と有機物処理のための生物処
理装置との２つの処理装置が必要である。このように２
つの処理槽を別個に設置した場合、イニシャルコストが
高いことが課題であった。

【００２８】図１５に示す通り、半導体工場の生産室７
３１においては、エッチング装置７３７その他の生産装
置と有機溶剤使用装置７３２等が多数存在している。そ
して、最近のＩＣの超微細化の進展にしたがって、フッ
素を含有するエッチング剤に界面活性剤等の有機物を混
入させたり、有機溶剤を含有した薬品を洗浄乾燥に使用
するようになってきている。したがって、これら各種の
薬品(フッ素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物)が混合
された混合排水においては、排水中における有機物の含
有量が時代とともに増加している。

【００２９】しかしながら、上記従来の図１３や図１４
に示したフッ素除去装置もしくは、図１５に示したフッ
素除去装置７７０単独では、界面活性剤や有機溶剤等の
有機物に対しては、殆ど対応できないという問題があ
る。

【００３０】なぜならば、上記従来のフッ素除去装置に
は微生物が繁殖しなくて、生物処理機能が全くなく、界
面活性剤や有機溶剤等の有機物に対する処理効果が全く
無い状態で運転されているからである。

【００３１】また、過酸化水素排水に関しては、最近の
半導体工場では、過酸化水素排水に界面活性剤や有機溶
剤等の有機物が混入する傾向がある。ＩＣの微細化が進
展すればするほど、洗浄技術も向上させる必要があるか
ら、洗浄薬品に界面活性剤を混合させて洗浄効果を増加
させている。したがって、図１６における半導体工場の
生産室１０３１で発生する過酸化水素排水と界面活性剤
や有機溶剤等の有機物混合排水を合理的に処理する必要
がある。

【００３２】ところが、前記したように、従来、過酸化
水素は１つの専用の分解槽(過酸化水素除去装置１０７
０)でもって活性炭を触媒として水と酸素ガスに分解さ
れている。一方、界面活性剤や有機溶剤等の有機物は単
独で生物学的に処理されるか、または、活性炭吸着塔で
物理学的に吸着処理されていた。いずれにしても、排水
中の界面活性剤や有機溶剤等の有機物と過酸化水素とは
別々に処理されていた。したがって、過酸化水素除去装
置と有機物処理のための生物処理装置との２つの処理装
置が必要であるから、イニシャルコストが高いことが課
題であった。

【００３３】図１６に示したように、半導体工場の生産
室１０３１においては、上記ＲＣＡ洗浄装置１０３７等
の生産装置と有機溶剤使用装置１０３２が多数存在して
いる。そして、生産工程の都合上、過酸化水素と界面活
性剤や有機溶剤等の有機物を含有した薬品等を洗浄に使
用しているので、生産室１０３１では、過酸化水素と界
面活性剤や有機溶剤等の有機物が混合された排水が発生
していた。

【００３４】しかしながら、上記従来の過酸化水素除去
装置１０７０は、単独では界面活性剤や有機溶剤等の有
機物に対しては、ほとんど対応処理できないという問題
がある。なぜならば、上記従来の過酸化水素除去装置１
０７０では、過酸化水素に殺菌作用があるから、粒状活
性炭に微生物が繁殖せず、活性炭に微生物を繁殖させて
の微生物処理が利用できないからである。

【００３５】そこで、この発明の目的は、１つの水槽の
中で、有機物を含有したフッ素排水や有機物を含有した
過酸化水素排水を効率良く合理的に処理できる排水処理
装置および排水処理方法を提供することにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の排水処理方法は、排水中で反応充
填物を強く流動させる強流動領域と、排水中で上記反応
充填物を弱く流動させる弱流動領域とを形成し、上記反
応充填物を上記強流動領域と弱流動領域との間で循環さ
せ、上記強流動領域では上記反応充填物の化学反応によ
って排水を処理し、上記弱流動領域では上記反応充填物
に繁殖した微生物によって排水を処理することを特徴と
している。

【００３７】この請求項１の発明の排水処理方法によれ
ば、強流動領域では反応充填物を強く流動させることに
よって、この反応充填物の活発な化学反応によって排水
を効率よく化学処理でき、かつ、弱流動領域では反応充
填物を弱く流動させることによって、反応充填物に微生
物を繁殖させて、この微生物によって排水中の有機物を
微生物処理することができる。したがって、この発明に
よれば、１つの同じ反応充填物を化学処理と生物処理と
の両方に活用することができる。したがって、有機物を
含有した排水を高い効率で処理することができる。

【００３８】請求項２の発明の排水処理装置は、排水が
流入する第１水槽を備え、この第１水槽は、反応充填物
と、この反応充填物を上記排水中で曝気しながら流動さ
せる曝気手段とを有する上部と、上記反応充填物が沈殿
させられて上記反応充填物が微生物の固定化担体として
働かされる下部とを有しており、上記第１水槽の上部で
は、上記反応充填物は上記曝気によって流動させられて
上記排水を化学反応によって処理し、上記第１水槽の下
部では、上記反応充填物に固定化された微生物によって
排水中の有機物を生物学的に処理することを特徴として
いる。

【００３９】この請求項２の発明によれば、第１水槽の
上部で、反応充填物を曝気しながら流動させる。したが
って、この反応充填物と排水との化学反応が促進される
ことになる。したがって、この発明によれば、第１水槽
の上部では、反応充填物の化学反応による排水処理を効
率よく行うことができる。そして、この上部から下降し
て下部に沈殿した反応充填物には微生物が繁殖する。し
たがって、この下部においては、上記反応充填物に固定
化された微生物によって排水中の有機物を生物学的に処
理することができる。

【００４０】このように、この請求項２の発明によれ
ば、第１水槽の上部では反応充填物の活発な化学反応に
よって排水を効率良く化学処理でき、かつ、第１水槽の
下部では反応充填物に固定化された微生物によって排水
中の有機物を生物処理することができる。したがって、
この発明によれば、１つの第１水槽において、１つの同
じ反応充填物を化学処理と生物処理の両方に活用するこ
とができる。したがって、１つの水槽の中で、有機物を
含有した排水を立体的かつ合理的に処理することができ
る。

【００４１】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の排水処理装置において、上記下部に有る反応充填物を
含んでいる排水を汲み上げて、この反応充填物を含んで
いる排水を上記上部の排水面よりも上から上記上部に向
かって散水するエアーリフトポンプを備えていることを
特徴としている。

【００４２】この請求項３の発明によれば、上記エアー
リフトポンプによって、排水と反応充填物とを下部から
上部に循環させる。したがって、下部において微生物が
繁殖した反応充填物を、上部において曝気して反応充填
物から微生物を剥がすことができる。したがって、この
上部で微生物が剥がされた反応充填物は、再び化学反応
を活発に行うことができる状態になり、活発な化学反応
によって排水を効率良く化学処理できる。そして、この
上部で微生物が剥がされた反応充填物は、下部に沈降し
て沈殿することによって、再び微生物が繁殖し、この微
生物でもって今度は排水中の有機物を生物学的に処理す
ることとなる。

【００４３】このように、この請求項３の発明によれ
ば、エアーリフトポンプによって反応充填物を上部と下
部とに循環させながら、上部での化学反応処理と下部で
の微生物処理とを次々に繰り返すことができる。したが
って、この発明によれば、多次元的な処理内容と高い空
間効率とを両立することができる画期的な排水処理装置
を提供できる。

【００４４】また、請求項４の発明は、請求項２に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽は、上記上部に
有る反応充填物を含んでいる排水から上記反応充填物を
分離するスクリーンを備えていることを特徴としてい
る。

【００４５】したがって、この請求項４の発明によれ
ば、上記スクリーンから反応充填物を流出させることな
く処理水を分離することができる。

【００４６】また、請求項５の発明は、請求項２乃至４
のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上記反
応充填物が炭酸カルシウム鉱物であることを特徴として
いる。

【００４７】請求項５の発明は、有機物を含有したフッ
素排水を処理することができる。すなわち、最初に、こ
の装置は、炭酸カルシウム鉱物を強く流動させた上部領
域において、排水中のフッ素を炭酸カルシウム鉱物と反
応させてフッ化カルシウムを形成する。このように、炭
酸カルシウム鉱物を強く流動させた上部領域にフッ素を
含んだ排水を導入するから、フッ素と炭酸カルシウム鉱
物とを確実に接触させて化学反応させることができる。
したがって、反応生成物としてのフッ化カルシウムを円
滑に形成することができる。

【００４８】次に、反応後のフッ化カルシウムを曝気に
よって第１水槽の上部に保持し、比重の大きい炭酸カル
シウム鉱物だけを第１水槽の下部に集める。この下部
は、「あまり流動していない領域」である。この下部の
炭酸カルシウム鉱物は、エアーリフトポンプの入り口に
ゆっくりと移動する。

【００４９】次に、導入してくる原水と炭酸カルシウム
鉱物とをエアーリフトポンプの中で強力に反応させて、
フッ化カルシウムを形成させて、被処理水中のフッ素を
化学的に処理する。

【００５０】上記第１水槽の下部では、炭酸カルシウム
鉱物が「あまり流動していない」から、炭酸カルシウム
鉱物には微生物が固定化されて繁殖する。そして、この
炭酸カルシウム鉱物の微生物は、排水中の界面活性剤や
有機溶剤等の有機物を生物学的に処理する。

【００５１】この下部において、被処理水のＰＨが、炭
酸カルシウム鉱物によって中和されていて、かつ、炭酸
カルシウム鉱物があまり流動しない状態であれば、有機
物存在下において炭酸カルシウム鉱物に各種の微生物が
固定化して繁殖できる。したがって、この微生物が繁殖
した炭酸カルシウム鉱物は、被処理水中の有機物を生物
学的に分解処理する能力がある。特に、第１水槽の下部
の中でも下方に進むほど、微生物が盛んに繁殖すること
を期待できる。

【００５２】また、この請求項５の発明の排水処理装置
は、炭酸カルシウム鉱物を強く流動させた上部におい
て、排水中のフッ素を、化学反応によってフッ化カルシ
ウムを形成させることによって処理する。この炭酸カル
シウム鉱物を強く流動させる領域とは、上記上部のみで
なく、炭酸カルシウム鉱物濃度が高いエアーリフトポン
プの配管中の領域も含んでいる。上記上部では、炭酸カ
ルシウム鉱物濃度は低いものの曝気手段(散気管)による
曝気によって撹拌されている。

【００５３】炭酸カルシウム鉱物の表面に繁殖していた
微生物は、エアーリフトポンプの配管の中で強い曝気を
受けて、炭酸カルシウム鉱物表面から剥離するから、炭
酸カルシウム鉱物の表面が露出する。そして、エアーリ
フトポンプでは、曝気によって炭酸カルシウム鉱物の表
面と被処理水とが接触し、被処理水中のフッ素が１次的
化学的に処理される。また、エアーリフトポンプでは曝
気されているから、化学反応によって生成したフッ化カ
ルシウムが炭酸カルシウム鉱物表面を覆ってしまうこと
を回避できる。

【００５４】エアーリフトポンプで１次的にフッ素が処
理された被処理水は、エアーリフトポンプ出口から吐出
して、炭酸カルシウム鉱物濃度が低い第１水槽の上部に
落下導入される。エアーリフトポンプ出口の位置は第１
水槽の水位よりも上方であるから、被処理水が第１水槽
に落下して導入される際、空気中の酸素と空気中の微生
物が被処理水に混入する。

【００５５】そして、上部では、被処理水は流動状態の
炭酸カルシウム鉱物との充分な滞留時間の基で接触反応
し、被処理水中の未分解のフッ素を２次的に確実に化学
処理できる。

【００５６】次に、被処理水は自然下降して、炭酸カル
シウム鉱物の濃度が高い第１水槽の下部の「あまり流動
しない領域」に移動する。「あまり流動しない領域」で
は炭酸カルシウム鉱物の濃度が高いことに加えて、炭
酸カルシウム鉱物があまり流動しないことと、フッ素
が処理されているので微生物が繁殖しやすいことと、
被処理水が空気と接触して空気中の微生物が混入してい
ることと、微生物が繁殖しやすい有機物が存在するこ
とと、被処理水のＰＨが中性に近づいていることによ
って、微生物が「あまり流動しない領域」の炭酸カルシ
ウム鉱物に加速的に急速に繁殖してくる。この微生物が
急速に繁殖してくる領域は、第１水槽の下部のうち中間
から下方の領域である。尚、微生物は炭酸カルシウム鉱
物を固定化担体として繁殖し易いことはいうまでもな
い。

【００５７】上記,,,,の理由によって、下部
では微生物生息環境が改善されているから、炭酸カルシ
ウム鉱物を固定化担体として各種の好気性の微生物が急
速に繁殖してくる。したがって、下部では被処理水中の
界面活性剤等の有機物が生物学的に処理される。ところ
で、この下部を急激に強く流動する状態にした場合に
は、炭酸カルシウム鉱物同士が接触,衝突して、生物膜
が剥離してしまうから、微生物が円滑に繁殖できない。
これに対して、あまり流動しない炭酸カルシウム鉱物
は、お互い同士の接触が少ないから、繁殖した微生物が
炭酸カルシウム鉱物から剥がれることが少ない。また、
炭酸カルシウム鉱物が天然品である場合には、その表面
がでこぼこであるから、炭酸カルシウム鉱物に各種の微
生物が比較的容易に繁殖する。そして、この繁殖した微
生物が、被処理水中の界面活性剤や有機溶剤等を主体と
した有機物を生物学的に処理する。

【００５８】ところで、第１水槽の下部で微生物が急激
に繁殖すると、下部の炭酸カルシウム鉱物同士が微生物
の塊によって大きな炭酸カルシウム鉱物の塊となり、下
部の一部が閉塞しそうになる。しかし、第１水槽全体に
対する循環機構としてのエアーリフトポンプによる吸い
込み及びその後の循環とエアーリフトポンプ内の空気に
よる強力な曝気によって、塊が破壊されるから、下部が
閉塞することはない。

【００５９】また、請求項６の発明は、請求項２乃至４
のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上記反
応充填物が活性炭であることを特徴としている。

【００６０】請求項６の発明は、有機物を含有した過酸
化水素排水を処理することができる。すなわち、最初
に、この装置は、活性炭を強く流動させた上部領域にお
いて、排水中の過酸化水素を、活性炭を触媒として水と
酸素ガスとに分解する。このように、活性炭を強く流動
させた上部領域に過酸化水素を含んだ排水を導入するか
ら、過酸化水素と活性炭とを確実に接触させて、水と酸
素ガスへの分解を円滑に進行させることができる。

【００６１】次に、活性炭を下部のあまり流動していな
い領域に導入する。下部では活性炭をあまり流動させな
いから、活性炭が本来持っている有機物に対する物理的
吸着機能を利用して有機物を吸着処理する。この第１水
槽の下部では、上方は、さほど微生物が繁殖していない
から、物理学的吸着機能が期待できる。

【００６２】請求項６の排水処理装置は、第１水槽の下
部では、活性炭をあまり流動させないで、活性炭に微生
物を固定化して繁殖させて、過酸化水素排水中の界面活
性剤や有機溶剤等の有機物を生物学的に処理する。活性
炭があまり流動しない状態では、有機物が存在すれば各
種の微生物を活性炭に固定化繁殖できる。従って、下部
では、活性炭に繁殖させた微生物によって、被処理水中
の有機物を生物学的に分解処理することができる。特
に、第１水槽の下部の中でも下方に進むほど、微生物が
盛んに繁殖することを期待できる。

【００６３】また、この請求項６の排水処理装置は、活
性炭を強く流動させた領域において、排水中の過酸化水
素を、活性炭を触媒として水と酸素ガスとに分解する。
この活性炭を強く流動させる領域とは、上記上部だけで
はなく、活性炭濃度が高いエアーリフトフポンプの配管
中の領域も含んでいる。上記上部では、活性炭濃度が低
いものの曝気手段(散気管)による曝気によって撹拌され
ている。

【００６４】活性炭の表面に繁殖していた微生物は、エ
アーリフトフポンプの配管中で強い曝気を受けて、活性
炭表面から剥離するから、活性炭の表面が露出する。同
時に、エアーリフトポンプでは、曝気によって活性炭の
表面に繁殖していた微生物は過酸化水素を含む排水と接
触するから、表面よりも生息し易くて環境の良い活性炭
内部に移動する。そして、微生物が剥離された活性炭の
表面と被処理水とが曝気により接触して、被処理水中に
含有している過酸化水素を一次的に分解することができ
る。

【００６５】エアーリフトポンプで一次的に過酸化水素
が処理された被処理水は、エアーリフトフポンプ出口か
ら吐出して、活性炭濃度が低い第１水槽の上部に落下導
入される。エアーリフトフポンプ出口の位置は第１水槽
の水位よりも上方であるから、被処理水が第１水槽に落
下して導入される際、空気中の酸素と空気中の微生物が
混入する。

【００６６】そして、上部では、被処理水は流動状態の
活性炭と充分な滞留時間の基で接触反応し、被処理水中
の未分解の過酸化水素を水と酸素ガスに２次的に確実に
分解することができる。

【００６７】次に、被処理水は、自然下降して、活性炭
の濃度の高い第１水槽の下部の「あまり流動しない領域」
に移行する。「あまり流動しない領域」では活性炭の濃度
が高いことに加えて、活性炭があまり流動しないこと
と、過酸化水素が処理されているので微生物が繁殖し
やすいことと、被処理水が空気と接触して空気中の微
生物が混入すること、微生物が繁殖しやすい有機物が
存在することと、活性炭内部の微生物が生息環境の改
善により活性炭内部から出てくることによって、微生物
が「あまり流動しない領域」の活性炭に微生物が加速度的
に急速に繁殖してくる。この微生物が急速に繁殖してく
る領域は、第１水槽下部のうち中間から下方の領域であ
る。尚、微生物は活性炭を固定化担体として繁殖しやす
いことはいうまでもない。

【００６８】上記,,,,の理由によって、下部
では微生物生息環境が改善されているから、活性炭を固
定化担体として各種の好気性の微生物が急速に繁殖して
くる。従って、下部では被処理水中の界面活性剤等の有
機物が生物学的に処理される。ところで、この下部を急
激に強く流動する状態にした場合には、活性炭同士が接
触，衝突して、生物膜が剥離してしまうから、微生物が
円滑に繁殖できない。これに対して、あまり流動しない
活性炭は、お互い同士の接触が少ないから、繁殖した微
生物が活性炭から剥がれることが少ない。また、活性炭
は多孔質であるから、活性炭に各種の微生物が比較的容
易に繁殖する。この微生物は、活性炭の表面のみならず
内部にも繁殖する。そして、この繁殖した微生物が、被
処理水中の界面活性剤や有機溶剤等を主体とした有機物
を生物学的に処理する。

【００６９】一方で、第１水槽の下部のうち上方では、
活性炭濃度が高い状態であり、かつ、被処理水がゆっく
りと流下するから、活性炭は界面活性剤や有機溶剤等の
有機物を物理的に吸着する。したがって、、被処理水中
の有機物濃度の指標としてのＣＯＤ(化学的酸素要求
量）やＴＯＣ(全有機性炭素)の値を低減させることもで
きる。そして、上記活性炭が物理的に吸着した有機物
は、活性炭内部に繁殖した微生物によって今度は生物学
的に分解処理される。したがって、活性炭は、有機物を
物理的に吸着した上で、内部に繁殖した微生物によって
有機物を分解するというサイクルを繰り返す。したがっ
て、上記活性炭を第１水槽から取り出して再生する作業
の必要はない。

【００７０】ところで、第１水槽の下部で微生物が急激
に繁殖すると、下部の活性炭が微生物の塊によって一部
閉塞しそうになる。しかし、第１水槽全体に対する循環
機構としてのエアーリフトポンプによる吸い込みおよび
その後の循環とエアーリフトポンプ内の空気による強力
な曝気とがあるから、活性炭が閉塞することはない。

【００７１】また、請求項７の発明は、請求項５に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽内で上記排水を
処理して得た処理水が導入され、この処理水のフッ素濃
度を測定するフッ素濃度計を有する第２水槽と、上記フ
ッ素濃度計が測定したフッ素濃度に応じて、上記第１水
槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段とを備
えていることを特徴としている。

【００７２】この請求項７の発明の排水処理装置は、第
１水槽で炭酸カルシウム鉱物から剥離した微生物と被処
理水は、第２水槽に導入されて、沈澱物と上澄液とに分
離される。沈澱槽である第２水槽にフッ素濃度計が設置
してある。このフッ素濃度計は、第２水槽内の処理水の
フッ素濃度を検出し、曝気出力制御手段は、フッ素濃度
計が検出したフッ素濃度に応じて、第１水槽の曝気手段
の出力を制御する。この制御は、第１水槽の上部におい
て、炭酸カルシウム鉱物とフッ素とが確実に反応できる
ように曝気手段の出力つまり吐出空気量を制御するよう
な制御である。すなわち、第２水槽でフッ素濃度計が測
定したフッ素濃度に基づいて上記制御手段が、第１水槽
でフッ素が確実に処理されていないと判断した場合に
は、この制御手段は、曝気手段の吐出空気量を増大させ
る。すると、第１水槽での炭酸カルシウム鉱物の曝気接
触状態と循環状態とが激しくなり、第１水槽の上部で排
水中のフッ素を確実に処理できるようになる。

【００７３】上記第２水槽のフッ素濃度計が検出した測
定値が所定の設定値に達したときに、上記制御手段が作
動するようにしておけばよい。この設定値は、目的とす
る処理水中のフッ素濃度よりも多少高い値に設定してお
けばよい。たとえば、目的とするフッ素濃度が５ppmな
ら、設定値を８ppmにすればよい。このようにしておけ
ば、処理水の水質低下を未然に防止することができる。
尚、第２水槽でのフッ素濃度が上昇する事例の１つとし
ては、第１水槽の上部で流動している炭酸カルシウム鉱
物に微生物が繁殖し過ぎた場合がある。

【００７４】また、請求項８の発明は、請求項６に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽内で上記排水を
処理して得た処理水が導入され、この処理水の酸化還元
電位を測定する酸化還元電位計を有する第２水槽と、上
記酸化還元電位計が測定した電位に応じて、上記第１水
槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段とを備
えていることを特徴としている。

【００７５】この請求項８の発明によれば、酸化還元電
位計は第２水槽の処理水の酸化還元電位値を示してい
る。したがって、上記測定電位は第１水槽の上部で過酸
化水素が確実に分解されたか否かを表す値である。した
がって、上記曝気出力制御手段は、上記酸化還元電位計
から得た酸化還元電位に基づいて、排水中の過酸化水素
が確実に分解されていないことを確認すると、第１水槽
の曝気手段の出力を増大させる。これにより、第１水槽
の上部での活性炭の流動が激しくなって、触媒反応によ
る過酸化水素の分解を促進させることができる。同時
に、第１水槽の下部で繁殖している微生物が過酸化水素
で殺菌されることを防止できる。また、第１水槽の曝気
手段の出力を増大させることは、上部における活性炭の
表面に微生物が繁殖することを防ぐ効果もある。上部で
活性炭の表面に微生物が繁殖した場合には、活性炭の触
媒機能が低下するから、過酸化水素を分解する能力が低
下するのである。

【００７６】また、請求項９の発明は、請求項７に記載
の排水処理装置において、上記第２水槽で沈降分離した
汚泥を上記第１水槽に返送する汚泥返送手段を備えてい
ることを特徴としている。

【００７７】この請求項９の発明によれば、上記汚泥返
送手段が、沈澱槽として働く第２水槽で沈澱した微生物
を含む生物汚泥を第１水槽に返送する。したがって、第
１水槽での微生物濃度を高めることができる。したがっ
て、界面活性剤や有機溶剤等の有機物を、より合理的に
処理することができる。また、第１水槽にポリ塩化アル
ミニウムを微量（数ppm）添加する場合には、導電率を
ほとんど上昇させることなく第２水槽で微細なフッ化カ
ルシウムの反応物を凝集させることができる。第２水槽
で沈澱する汚泥は、生物汚泥だけでなく、化学的な無機
汚泥も含有している。

【００７８】請求項１０に記載の排水処理装置では、フ
ッ素の処理工程で、多量の消石灰や凝集剤等の薬品を使
用していないので、第２水槽での沈降分離を経た上澄水
としての処理水の導電率を８００μs/cm以下にできる。
したがって、濾過装置と逆浸透膜装置を追加するだけ
で、超純水製造装置に再利用可能な処理水を得ることが
できる。

【００７９】なお、従来の装置では、消石灰や凝集剤等
の薬品を使用していたから、得られた処理水の導電率が
高くて１４００μs/cm以上になっていたために、超純水
製造装置で再利用することは困難であった。

【００８０】また、請求項１０の発明は、請求項８に記
載の排水処理装置において、上記第２水槽から得られた
処理水が導入される逆浸透膜処理装置と、この逆浸透膜
装置からの処理水が導入されて超純水を製造する超純水
製造装置とを有することを特徴とする。

【００８１】請求項１０の発明によれば、半導体工場か
ら排出されるような排水を、半導体工場で使用されるよ
うな超純水にまで処理することができるから、水利用サ
イクルを半導体工場内で完結することができる。

【００８２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の排水処理装置を
図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

【００８３】〔第１形態〕図１に、この発明の排水処理
装置の実施の第１形態としての有機物含有フッ素排水の
処理装置を示す。この第１形態は、排水中の界面活性剤
や有機溶剤等の有機物とフッ素とを１つの水槽で、巧み
にかつ合理的に処理できる排水処理装置である。

【００８４】この排水処理装置は、炭酸カルシウム鉱
物を比較的強い流動状態の基でフッ素処理のためのカル
シウム材料として利用してフッ素除去に役立てる点と、
この炭酸カルシウム鉱物を比較的弱い流動状態の基で
微生物の固定化担体として利用して有機物除去に役立て
る点とを主たる処理原理として、しかも、この,の
２つの異なる処理を１つの第１水槽１で実行するもので
ある。

【００８５】したがって、この第１形態は、建設費が低
いことはもちろん、ランニングコストおよびメンテナン
スコストの低い画期的な有機物含有フッ素排水の処理装
置である。

【００８６】図１に示すように、この第１形態は、第１
水槽１と第２水槽１３と第３水槽１６と脱水機としての
フィルタープレス１８とポリ塩化アルミニウムタンク４
９を有している。

【００８７】上記第１水槽１は上部１Ａと下部１Ｂを有
している。上部１Ａは上方に向かって開口している。こ
の上部１Ａは傾斜壁１Ａ‐1を有している。したがっ
て、上部１Ａは上下方向の略中央から下方に向かって先
細形状になっており、下端で下部１Ｂに連なっている。
この下部１Ｂは上下方向にストレートな側壁を有してい
る。そして、下部１Ｂの底面付近に排水導入管１１が配
置されている。この管１１には、有機物を含有したフッ
素排水が導入されるようになっている。また、この第１
水槽１には、粒状の炭酸カルシウム鉱物７が添加され
る。

【００８８】この第１水槽１の中には、エアーリフトポ
ンプ５が配置されている。このエアーリフトポンプ５
は、下部１Ｂの底部付近からまっすぐ上方に延びてお
り、上部１Ａを貫通して排水の水面を貫通して上部１Ａ
の上で略水平方向に屈曲して水平方向に所定の寸法だけ
延在してから垂直下方に屈曲して排水水面のやや上方ま
で延びている。そして、このエアーリフトポンプ５の最
下端はラッパ状に下方に開いており、このラッパ状の部
分の中に上記排水導入管１１の先端部が位置している。
また、このラッパ状の部分のやや上方にはエアーリフト
ポンプ用散気管２２が配置されている。この散気管２２
は空気配管でもって第１ブロワー１９に接続されてい
る。また、この第１ブロワー２２からは別の空気配管３
Ａが延びており、この空気配管３Ａの先端には、散気管
２Ａが接続されている。この散気管２Ａは上部１Ａの傾
斜壁１Ａ‐１に沿うように配置されている。また、この
散気管２Ａの側方やや上方にはもう１つの散気管２Ｂが
配置されている。この散気管２Ｂは空気配管３Ｂでもっ
て第２ブロワー２０に接続されている。そして、上記散
気管２Ａと散気管２Ｂとの間には、スクリーン８が配置
されている。このスクリーン８は、上部１Ａを仕切るよ
うに、傾斜壁１Ａ‐1から排水水面の上まで延びてい
る。このスクリーン８に仕切られていて上記散気管２Ｂ
を含んでいる部分が微生物汚泥撹拌部１２である。そし
て、上記撹拌部１２には、上記ポリ塩化アルミニウムタ
ンク４９から定量ポンプ４８を経た管が配管されてい
る。

【００８９】また、この撹拌部１２からは流出管９が水
平方向に延在している。この流出管９は上記第２水槽１
３の上方に達しており、水平方向の端で下方に屈曲して
いる。この第２水槽１３は沈澱槽である。この第２水槽
１３はかき寄せ機１４Ａとフッ素濃度計１５を有してい
る。このフッ素濃度計１５は信号伝達線２１でもって第
１ブロワー１９に接続されている。上記フッ素濃度計１
５から信号伝達線２１に出力された信号に基づいて第１
ブロワー１９の出力が制御されるようになっている。ま
た、この第２水槽１３から、この排水処理装置の最終的
な処理水が取り出されるようになっている。そして、こ
の第２水槽１３の底部には汚泥用の管が接続されてい
る。第２水槽１３の底部に溜まった汚泥は上記汚泥用の
管を通って第３水槽１６に導入される。この第３水槽１
６は濃縮槽である。また、この第３水槽１６の底部には
もう１つの汚泥配管が接続されており、この汚泥用管は
汚泥ポンプ１７を介してフィルタープレス１８に接続さ
れている。フィルタープレス１８は脱水機の１機種であ
る。

【００９０】上記構成の排水処理装置は、まず、排水導
入管１１から第１水槽１の下部１Ｂの底部に有機物含有
フッ素排水が導入される。そして、上記第１ブロワー１
９の稼働によって、散気管２Ａから上部１Ａの中に曝気
空気が導入される。この曝気空気によって、上部１Ａ内
の排水が曝気されて撹拌されると同時に強く流動させら
れる。また、同時に、上記エアーリフトポンプ用散気管
２２がエアーを吹き出して、エアーリフトポンプ５が稼
働し、下部１Ｂの底部付近にある排水が粒状の炭酸カル
シウム鉱物７および気泡１０と一緒に上方へ導かれる。
この上方へ導かれた排水と炭酸カルシウム鉱物７と気泡
１０は、エアーリフトポンプ５によって上部１Ａの上方
から排水水面に向かって散布される。この第１水槽１に
おいて、上部１Ａの排水と炭酸カルシウム鉱物７は散気
管２Ａによって強く曝気されているから強い流動状態に
ある。一方、下部１Ｂの排水と炭酸カルシウム鉱物７
は、散気管による直接の曝気にさらされない。したがっ
て、上部１Ａから下部１Ｂに流入した炭酸カルシウム鉱
物７は、自重でもって自然に下降してエアーリフトポン
プ５の下端に向かう。そして、このエアーリフトポンプ
５の下端に至った炭酸カルシウム鉱物７は、エアーリフ
トポンプ５の最下端のラッパ状に開いた部分から吸い込
まれて上方に移動する。したがって、エアーリフトポン
プ５の外側の下部１Ｂの中の領域では、炭酸カルシウム
鉱物７は、上部１Ａ内に比べて弱い流動状態にある。

【００９１】即ち、上部１Ａでは、上記炭酸カルシウム
鉱物７は強流動でもって排水と盛んに接触することによ
って、排水中のフッ素との化学反応が促進される。した
がって、この炭酸カルシウム鉱物７の化学反応によっ
て、排水中のフッ素をフッ化カルシウムにすることがで
きる。このフッ化カルシウムの比重は、炭酸カルシウム
鉱物７の比重よりも小さいから、上部１Ａの中の上部か
らスクリーン８を通って隣接する微生物汚泥撹拌部１２
に至る。一方、フッ化カルシウムよりも比重が大きな炭
酸カルシウム鉱物７(比重２.７)は、傾斜壁１Ａ‐1に案
内されるように徐々に下降して下部１Ｂに向かって移動
する。この下部１Ｂでは、散気管２Ａによる強い曝気は
ないから、上記炭酸カルシウム鉱物７は、上部１Ａでの
炭酸カルシウム鉱物７に比べて弱い流動状態であり、ゆ
っくりと下降する。そして、下部１Ｂの最下端付近で上
記炭酸カルシウム鉱物７はエアーリフトポンプ５によっ
て吸い込まれて、空気の気泡１０および排水と一緒に上
方に向かって移動する。この下部１Ｂでは、上記炭酸カ
ルシウム鉱物７は弱い流動状態であるから、時間経過に
したがって上記炭酸カルシウム鉱物７には比較的容易に
微生物が発生して繁殖し固定化される。この炭酸カルシ
ウム鉱物７の表面に繁殖した微生物は、排水つまり被処
理水が含んでいる界面活性剤などの有機物を生物学的反
応でもって処理することができる。更には、上記炭酸カ
ルシウム鉱物７に繁殖した微生物は、上記エアーリフト
ポンプ５内での散気管２２による曝気によって剥離され
る。したがって、このエアーリフトポンプ５を通って、
上部１Ａ内に戻された炭酸カルシウム鉱物７は、微生物
による閉塞が解消された状態になって生物学的な処理機
能がなくなって、再び排水中のフッ素との化学的な反応
が活発に行われる。

【００９２】ところで、このエアーリフトポンプ５内で
はフッ素を処理する１次の作用（すなわち炭酸カルシウ
ム鉱物７と排水中のフッ素との化学反応）は、ある程度
しか期待できない。その理由は、エアーリフト配管内の
炭酸カルシウム鉱物７の濃度は格段に高濃度であるもの
の、図１０に示すように、エアーリフト配管内を炭酸カ
ルシウム鉱物７が空気とともに移動する時間が数秒〜１
０秒であり、エアーリフトポンプ５内での炭酸カルシウ
ム鉱物７の滞留時間が秒単位と極端に短いからである。
エアーリフトポンプ５内での曝気の主たる作用は、あく
までも、微生物を炭酸カルシウム鉱物７の表面から剥離
させることであり、排水中のフッ素と微生物の剥離した
炭酸カルシウム鉱物７とを混合させて化学的に反応させ
ることは副次的な作用である。

【００９３】エアーリフトポンプ５によって微生物が剥
離されて吸い上げられた炭酸カルシウム鉱物７と排水
(被処理水)は、エアーリフトポンプ５内の曝気によっ
て、酸素が補給される。更には、上記被処理水は、エア
ーリフトポンプ５の出口から上部１Ａに落下するときの
曝露によって、酸素と空気中の微生物とが供給される。

【００９４】そして、上部１Ａにおいては、散気管２Ａ
から吐出する空気によって、微生物が剥離された炭酸カ
ルシウム鉱物７と被処理水とが流動状態で充分に接触反
応する。これにより、有機物含有フッ素排水中のフッ素
がより確実にフッ化カルシウムの反応物となり、被処理
水中のフッ素が処理されて被処理水のフッ素濃度が低下
する。上記炭酸カルシウム鉱物７として、０.５mm以下
の粒径の炭酸カルシウム鉱物を選定し、かつ、上部１Ａ
での被処理水の滞留時間を４時間以上に設定すれば、排
水中のフッ素を確実に処理できる。

【００９５】上記散気管２Ａから吐出させる空気量は、
上部１Ａの容積１立方メートルについて、１日当たり１
２０Ｍ³(立方メートル)以上にすることが望ましい。上
記吐出空気量が少ないと、比重が２.７である重い炭酸
カルシウム鉱物７を、確実な強い流動状態にすることが
できない。上記散気管２Ａが吐出する空気は、第１ブロ
ワー１９から空気配管３Ａを経由して供給される。

【００９６】また、上部１Ａを構成している槽は下の方
向に向かって先細形状になっているから、炭酸カルシウ
ム鉱物７は上記先細形状の槽に沿って自然と下部１Ｂに
集まり、下部１Ｂでの炭酸カルシウム鉱物７の濃度が上
部１Ａでの炭酸カルシウム鉱物７の濃度よりも高くな
る。また、上部１Ａの槽容積は、下部１Ｂの槽容積に比
べて格段に大きいので、下部１Ｂに沈降した炭酸カルシ
ウム鉱物７は高濃度に濃縮される。

【００９７】下部１Ｂの中の上方領域では、炭酸カルシ
ウム鉱物７はあまり流動せず、ゆるやかな流動状態（弱
流動状態)である。この弱流動状態の炭酸カルシウム鉱
物７は、微生物にとって繁殖するのに好適な環境条件で
ある。加えて、被処理水のＰＨが炭酸カルシウム鉱物７
によって中和されているから、下部１Ｂの中の上方領域
では、微生物が被処理水中の有機物を栄養源として活発
に繁殖する。下部１Ｂでの被処理水の流下速度は、１時
間あたり１メートルを基準とすれば良い。この流下速度
は、通常の水処理における活性炭吸着塔での流下速度と
同様である。従って、この速度で流下する炭酸カルシウ
ム鉱物７には微生物が充分に繁殖することができる。有
機物の濃度によっても異なるが、水処理における流下速
度１メートル／時間の条件では、実際、微生物が良く繁
殖する。

【００９８】ところで、被処理水中の有機物濃度によっ
ても異なるが、下部１Ｂでの流下速度を１メートル／時
間よりも大幅に遅くすると、下部１Ｂで炭酸カルシウム
鉱物７が閉塞することも有り得る。したがって、下部１
Ｂで流下速度１メートル／時間を保持することは重要で
ある。下部１Ｂでの流下速度は、第１水槽１に投入され
た炭酸カルシウム鉱物７とエアーリフトポンプ５の能力
とによって決定される。第１水槽１に投入するべき炭酸
カルシウム鉱物７の量は、第１水槽１の全体容積の約１
０％程度を目安にすればよい。

【００９９】また、第１水槽１の下部１Ｂ内の下方で微
生物が繁殖し過ぎて炭酸カルシウム鉱物７が閉塞しない
ように、エアーリフトポンプ５でもって、炭酸カルシウ
ム鉱物７を適度に吸い上げて上部１Ａに循環させるよう
にしている。つまり、第１水槽１の下部１Ｂに集まった
炭酸カルシウム鉱物７は、エアーリフトポンプ５によっ
て空気気泡１０と一緒に上部１Ａに移送される。炭酸カ
ルシウム鉱物７は、比重が２.７であるが粒径が０.５mm
以下なので、水中では比較的流動し易い物質である。

【０１００】そして、上部１Ａでは、炭酸カルシウム鉱
物７は、上部１Ａ内を曝気する散気管２が吐き出す気泡
１０とエアーリフトポンプ５の吸引による水流とによっ
て、効率的に流動されて撹拌される。そして、炭酸カル
シウム鉱物７は、傾斜壁１Ａ‐1に案内されるようにし
て、上部１Ａから次第に下部１Ｂに向かって下降し、
「あまり流動しない炭酸カルシウム鉱物部４」に移動す
る。このゆっくりと下降した炭酸カルシウム鉱物７は、
再びエアーリフトポンプ５にて吸い上げられ、気泡１０
と一緒に下部１Ｂから上部１Ａへと移動する。このよう
にして、上記炭酸カルシウム鉱物７は排水と一緒に第１
水槽１内を何度となく流動循環する。

【０１０１】この第１形態では、充填材として粒径０.
５mm以下の炭酸カルシウム鉱物７を採用した。したがっ
て、炭酸カルシウム鉱物７は、反応のための表面積が全
体として大きく、かつエアーリフトポンプ５でもって容
易にくみ上げることができる。さらには、上部１Ａでの
散気管２Ａの曝気との平衡関係を維持し易い。この平行
関係とは、炭酸カルシウム鉱物７が速やかに沈降せず
に、曝気によって流動状態が常に維持されている状態で
ある。このため、第１水槽１内には、広い範囲にわたっ
て、炭酸カルシウム鉱物７の流動状態が形成されてい
る。

【０１０２】なお、被処理水が第１水槽１の上部１Ａと
下部１Ｂに滞留する時間は、フッ素濃度と界面活性剤の
流入濃度によって決定すべきであるが、フッ素濃度が３
０〜３００ppmであり、界面活性剤や有機溶剤のＣＯＤ
濃度が数ppm程度であることから判断して、安全係数も
含めて、上部１Ａでの滞留時間を４時間以上にし、下部
１Ｂでの滞留時間を１時間以上にした。すなわち、第１
水槽１での被処理水の滞留時間を合計で５時間以上とし
た。

【０１０３】炭酸カルシウム鉱物は一般に市販されてお
り、炭酸カルシウム鉱物７の粒径は、各種存在している
から、炭酸カルシウム鉱物７として市販品を採用するこ
とが最も経済的である。炭酸カルシウム鉱物としては、
粒径１mmや０.５mmが最も安価であり、粒径が大きくな
るにしたがって単価が上昇する。したがって、反応効率
やコストを考えると、炭酸カルシウム鉱物の粒径を２mm
以下にすることが好ましい。炭酸カルシウム鉱物７の粒
径を２mm以上に大きくすると、第１水槽１での反応時間
を８時間以上にする必要があるから、粒径０.５ｍｍの
炭酸カルシウム鉱物７を採用した場合に比較して、第１
水槽１を大きくする必要が生じて槽のイニシアルコスト
を増大させることとなる。

【０１０４】次に、被処理水はスクリーン８を通過して
上部１Ａ内の上の側部である微生物汚泥撹拌部１２に移
動する。このとき、大部分の炭酸カルシウム鉱物７はス
クリーン８でせき止められるが、微生物汚泥６はスクリ
ーン８を通過する。つまり、スクリーン８によって、炭
酸カルシウム鉱物７と微生物汚泥６とが分離される。し
かし、炭酸カルシウム鉱物７の中には、スクリーン８を
通過する比較的小さい炭酸カルシウム鉱物７や曝気撹拌
によって時間の経過とともに粒径が小さく変化した炭酸
カルシウム鉱物７も存在する。そして、この粒径が小さ
な炭酸カルシウム鉱物７はスクリーン８を通過する。

【０１０５】微生物汚泥撹拌部１２内は、散気管２Ｂに
よって軽く曝気されている。この軽い曝気は、上記散気
管２Ａによる強い曝気に比べて弱い曝気である。したが
って、上記弱い曝気によって、スクリーン８を通過した
炭酸カルシウム鉱物８は沈降するが、微生物汚泥６は流
動する。

【０１０６】そして、この微生物汚泥撹拌部１２には、
ポリ塩化アルミニウムタンク４９からのポリ塩化アルミ
ニウムが定量ポンプ４８によって極微量だけ添加され
る。そして、スクリーン８を通過して撹拌部１２に侵入
してきた微細なフッ化カルシウムは、上記極く微量のポ
リ塩化アルミニウムによって凝集されて大きなフロック
になる。ここでは、上記ポリ塩化アルミニウムの添加量
を数ppm以下にして、導電率の上昇を抑えて、被処理水
を超純水製造装置への原水として再利用できるようにし
ている。しかし、被処理水を超純水製造装置への原水と
して再利用しない場合には、上記ポリ塩化アルミニウム
の添加量を数ppm以上にしても良い。

【０１０７】上記フロックを形成することによって、撹
拌部１２の中には化学的な無機汚泥５０が形成される。
この無機汚泥５０および上記微生物汚泥６は、比重が
２．７よりも低くて１に近いから、軽い曝気によって舞
い上がり、流出管９を経由して、第２水槽１３に流入す
る。尚、ポリ塩化アルミニウムを第２水槽１３ではなく
撹拌部１２に添加する理由は、第２水槽１３には急速撹
拌の機能がなく、ポリ塩化アルミニウムの凝集反応が円
滑に進行しないからである。

【０１０８】一方、スクリーン８を通過した小さい炭酸
カルシウム鉱物７は微生物汚泥撹拌部１２で沈降して、
傾斜した傾斜壁１Ａ‐1に沿って下降して、下部１Ｂに
向かって移動する。上記微生物汚泥撹拌部１２での第２
ブロワー２０からの吐出空気量は、第１水槽１の槽容量
１Ｍ³(立方メートル)について、１日当たり５Ｍ³以下で
良い。

【０１０９】次に、微生物汚泥撹拌部１２から流出管９
に流出した無機汚泥５０と微生物汚泥６を含む被処理水
は、第２水槽１３に流入する。この第２水槽１３は沈澱
槽であり、沈澱時間を３時間以上にしている。この第２
水槽１３では、先すぼみの底部に沈降した無機汚泥５０
と微生物汚泥６が、かき寄せ機１４でもってかき寄せら
れて、無機汚泥５０,微生物汚泥６と上澄液とが分離さ
れる。

【０１１０】ところで、この第１形態では、微生物汚泥
撹拌部１２での沈澱時間を３０分としている。従って、
微生物汚泥撹拌部１２での沈殿時間は、第２水槽１３で
の沈澱時間(３時間)に比べてかなり短い。したがって、
炭酸カルシウム鉱物７のような沈降性のよい物質は、微
生物汚泥撹拌部１２から流出する可能性は少ない。しか
し、無機汚泥５０や微生物汚泥６は汚泥撹拌部１２から
流出する。つまり、微生物汚泥撹拌部１２は、炭酸カル
シウム鉱物７と無機汚泥５０と微生物汚泥６との混合物
から無機汚泥５０と微生物汚泥６とを確実に分離して流
出管９に導くことができる。

【０１１１】そして、微生物汚泥撹拌部１２に比べて、
第２水槽１３での沈澱時間(３時間)は長いから、微生物
汚泥撹拌部１２で沈降しなかった無機汚泥５０と微生物
汚泥６が第２水槽(沈澱槽)１３では沈降する。この沈降
した無機汚泥５０と微生物汚泥６は第３水槽(濃縮槽)１
６に流入する。この濃縮槽１６での滞留時間は１０時間
以上であればよい。この濃縮槽１６では、ポリ塩化アル
ミニウムやフッ化カルシウムを中心とした無機汚泥５０
と微生物汚泥６とが時間をかけてゆっくりと濃縮され
る。ポリ塩化アルミニウム由来の無機汚泥５０や微生物
汚泥６は、一般の消石灰などの薬品添加による無機性の
汚泥と比較して脱水性がよくない。したがって、この第
３水槽１６で濃縮された汚泥をさらに、汚泥ポンプ１７
によってフィルタープレス１８に導入する。そして、こ
のフィルタープレス１８によって上記濃縮汚泥を脱水す
る。フィルタープレス１８は比較的脱水性の良い脱水機
である。フィルタープレス１８の処理能力によって多少
変動があるが、含水率６５％以下の脱水ケーキを得るこ
とが目標である。なお、このフィルタープレス１８から
発生する汚泥量は、消石灰や凝集剤を多量に使用する従
来のフッ素処理方法に比べて、格段に少ない。

【０１１２】また、この第１形態では、第２水槽１３内
部の被処理水のフッ素濃度が所定値よりも上昇すると、
第２水槽１３の中に設置されたフッ素濃度計１５と調節
計（図示せず）が信号伝達線２１に信号を出力する。そ
して、この信号を受けた第１ブロワー１９は、インバー
タ制御によって空気吐出量が増加させられる。すると、
散気管２および散気管２２から吐出する空気量が増える
から、第１水槽１の上部１Ａ内の曝気による撹拌および
上記エアーリフトポンプ５による槽内循環力が強力にな
る。その結果、強力な曝気と強力な循環によって、排水
中のフッ素と炭酸カルシウム鉱物７との化学反応が促進
されて、フッ化カルシウム化が促進され、被処理水中の
フッ素濃度が低下する。

【０１１３】ここで注目するべきことは、第１水槽１の
上部１Ａでの反応と下部１Ｂでの反応である。通常は、
第１水槽１の上部１Ａはエアーリフトポンプ５によって
流動撹拌されているから、上部１Ａでは炭酸カルシウム
鉱物７と被処理水中のフッ素との化学的な反応処理がな
される。一方、第１水槽１の下部１Ｂでは、界面活性剤
や有機溶剤等の有機物に対する生物学的な処理がなされ
る。この第１水槽１の下部１Ｂでは、炭酸カルシウム鉱
物７は生物処理における固定化担体としての機能を有し
ている。時間が経過するにしたがって、流動中の炭酸カ
ルシウム鉱物７の表面に微生物が繁殖してくるので、こ
の炭酸カルシウム鉱物７はフッ素の除去能力が低下して
くる。すると、沈澱槽である第２水槽１３での被処理水
のフッ素濃度が上昇し、このフッ素濃度上昇を検出した
フッ素濃度計１５からの信号によって第１ブロワー１９
のインバータ制御がなされて、散気管２Ａによる強力曝
気とエアーリフトポンプ５による強力循環とが実行され
る。これにより、第１水槽１の炭酸カルシウム鉱物７
は、下部１Ｂでの滞留時間が１時間以下になるから、第
１水槽１にある炭酸カルシウム鉱物７の大部分がフッ素
の分解に役立てられることになる。尚、この第１形態に
おいて、フッ素排水中の有機物濃度が通常よりも高い場
合には、第１水槽１内の循環回数が１回／時間以下にな
り、下部１Ｂの炭酸カルシウム鉱物７に微生物が通常よ
りも多く繁殖して、有機物処理能力が増大する。また、
上記第１形態では、散気管２Ａから吐出させる空気量を
上部１Ａの容積１立方メートルについて１日当たり１２
０ｍ³にしたときには、上部１Ａでの被処理水の滞留時
間を４時間以上にしたが、散気管２Ａから吐出させる空
気量を（２００ｍ³以上／日／上部１Ａの容積(m³)）に
したときには、図１０の欄に示すように、上部１Ａで
の滞留時間を１時間にして循環回数を多くすれば被処理
水を確実に処理することができる。なお、図１０の欄
にフッ素濃度が通常よりも高い時のタイミングチャート
を示す。

【０１１４】また、上述したように、エアーリフトポン
プ５の散気管２２から吐出されるエアー量によって、下
部１Ｂでの滞留時間を設定できる。つまり、上記エアー
量を小さくすれば、下部１Ｂでの滞留時間は長くなり、
微生物処理能力が増大する一方フッ素処理能力は減少す
る。このように、散気管２２から吐き出されるエアー量
を増減することによって、（フッ素処理能力／微生物処
理能力）を増減させることができる。

【０１１５】〔第２形態〕次に、図２に、この発明の排
水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第２の形態
は、図１に示した第１形態の第２水槽(沈澱槽)１３から
第１水槽１の上部１Ａに、汚泥を返送する汚泥返送管３
３を備えている点だけが、第１形態と異なる。従って、
この第２形態では、第１形態と異なる点を重点的に説明
する。

【０１１６】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５が取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈殿した無機汚泥５０およ
び微生物汚泥６は、汚泥返送管３３を通って、第１水槽
１の上部１Ａの排水面上に散水される。この第１水槽１
の上部１Ａに返送された無機汚泥５０は主として水酸化
アルミニウムのフロックであるから、被処理水中のフッ
素の処理に役立つ。また、上部１Ａに返送された微生物
汚泥６は被処理水中の有機物の処理に役立つ。

【０１１７】このように、この第２形態では、第２水槽
１３で沈澱した無機汚泥５０と微生物汚泥６を第１水槽
１の上部１Ａに返送することによって、第１水槽１での
無機汚泥濃度と微生物濃度を上昇させて、より合理的に
フッ素と有機物の処理効果を高めている。

【０１１８】〔第３形態〕次に、図３に、この発明の第
３形態を示す。この第３形態は、第２水槽１３からの被
処理水が導入される濾過装置２３と逆浸透膜装置２４と
超純水製造装置２５とを備えた点だけが、図１の第１形
態と異なる点である。したがって、この第３形態は、第
１形態と異なる点を重点的に説明する。

【０１１９】この第３形態は、有機物含有フッ素排水か
ら超純水を製造できるようにしたものである。第２水槽
１３からの多少の浮遊物を含む被処理水は、濾過装置２
３によって濾過されて浮遊物が除去される。濾過装置２
３の濾過材としてはアンスラサイトを用いた。

【０１２０】次に、濾過された被処理水は、逆浸透膜装
置２４によって、溶解しているイオンと有機物と含有し
ている微生物などまで確実に除去される。逆浸透膜装置
２４は、もちろん、一般的な殺菌ユニットおよびＰＨ調
整ユニットと逆浸透膜保護のための精密フィルターなど
を有している。

【０１２１】そして、この逆浸透膜装置２４からは、Ｐ
Ｈ、フッ素等のイオン、有機物、浮遊物、導電率等が確実に
処理された処理水を得ることができる。したがって、こ
の処理水を、従存の超純水製造装置２５に導入すること
によって、超純水を得ることができる。

【０１２２】〔第４形態〕次に、図４にこの発明の第４
形態を示す。この第４形態は、上記第２形態と上記第３
形態とを組み合わせたものである。すなわち、この第４
形態が図１の第１形態と異なる点は、第２水槽１３か
ら第１水槽１の上部１Ａに汚泥を返送する汚泥返送管３
３を備えている点と、第２水槽１３からの被処理水が
導入される濾過装置２３と逆浸透膜装置２４と超純水製
造装置２５とを備えた点の２点だけである。

【０１２３】従って、この第４形態は、上記第３形態と
同様に超純水を得ることができることはもちろん、第２
形態と同様に第１水槽１での排水処理効率を第１形態よ
りも向上できるから、第３形態よりも超純水製造能力を
向上させることができる。

【０１２４】〔実験例〕次に、具体的な実験例を説明す
る。具体的な有機物含有フッ素排水の処理実験例とし
て、例えば、図１に示した有機物含有フッ素排水の処理
装置と同じ構造の処理装置を使用する。この処理装置で
は、第１水槽１の容量を約１.６立方メートルとし、微
生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.１立方メートルと
し、第２水槽１３の容量を約０.４立方メートルとし、
第３水槽(濃縮槽)１６の容量を約０.３立方メートルと
した。

【０１２５】この実験において、処理前のＰＨが６.４
であり、フッ素濃度が１６３ppmであり、有機物として
のＴＯＣが６.１ppmであるフッ素及び界面活性剤や有機
溶剤等の有機物を含んだ排水を処理した。この排水を上
記処理装置でもって処理した結果、ＰＨを７.４にで
き、フッ素濃度を６ppm以下(処理前の約２７分の１）に
でき、ＴＯＣを１.５ppm(処理前の約４分の１)にでき
た。

【０１２６】次に、いま１つの実験例を説明する。この
実験例では、図３に示した有機物含有フッ素排水の再利
用装置と同じ構造の処理装置を使用して、有機物含有フ
ッ素排水の処理実験を行った。この処理装置では、第１
水槽１の容量を約１.６立方メートルとし、微生物汚泥
撹拌部１２の容量を約０.１立方メートルとし、第２水
槽１３の容量を約０.４立方メートルとし、濃縮槽１６
の容量を約０.３立方メートルとし、濾過装置２３の容
量を約０.３立方メートルとし、逆浸透膜装置２４を１
ユニットとした。

【０１２７】この実験において、、処理前のＰＨが６.
２であり、フッ素濃度が１６６ppmであり、有機物とし
てのＴＯＣが６.２ppmであり、導電率が１３４μs/cmで
ある有機物含有フッ素排水を処理した。この排水を上記
処理装置でもって処理した結果、超純水製造装置２５へ
の再利用水の水質として、ＰＨを７.３にでき、フッ素
濃度を０.５ppm(処理前の３３２分の１)以下にでき、Ｔ
ＯＣを０.５(処理前の約１２分の１)ppm以下にでき、導
電率を２６μs/cm(処理前の約５分の１)以下にすること
ができた。

【０１２８】次に、この発明の排水処理装置としての有
機物含有過酸化水素排水の処理装置を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【０１２９】〔第５形態〕図６に、この第５形態の有機
物含有過酸化水素排水の処理装置を示す。この第５形態
は、排水中の界面活性剤や有機溶剤等の有機物と過酸化
水素とを１つの水槽で、巧みにかつ合理的に処理できる
排水処理装置である。

【０１３０】この排水処理装置は、活性炭を比較的強
い流動状態の基で過酸化水素分解のための触媒として利
用して過酸化水素の除去に役立てる点と、この活性炭
を比較的弱い流動状態の基での吸着能力を利用して有機
物を吸着する点と、活性炭を比較的弱い流動状態の基
で微生物の固定化担体として利用して有機物分解に役立
てる点とを主たる処理原理とし、さらに、この,,
の異なる処理を１つの第１水槽１で実行するものであ
る。以下に説明するように、この第５形態は、過酸化水
素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物との両方を三次元
的に合理的に処理可能な処理装置である。

【０１３１】したがって、この第５形態は、建設費が低
いことはもちろん、ランニングコストおよびメンテナン
スコストの低い画期的な有機物含有過酸化水素排水の処
理装置である。

【０１３２】図６に示すように、この第５形態が、図１
に示した第１形態の排水処理装置と異なる点は、第１水
槽１に炭酸カルシウム鉱物７に替えて活性炭１０７が導
入されている点と、第１水槽１にフッ素排水に替えて過
酸化水素排水が導入される点と、ポリ塩化アルミニウム
タンク４９を有していない点と、フッ素濃度計１５に替
えて酸化還元電位計１１５を第２水槽１３に設置した点
との４つの点だけである。したがって、この第５形態
は、第１形態と異なっている点を重点的に説明する。ま
た、第１形態と同じ部分には同じ番号を付することとす
る。

【０１３３】また、この排水処理装置の各水槽での滞留
時間を、図９に示す。図９の欄には、通常の過酸化水
素濃度のときのタイミングチャートを示し、欄には過
酸化水素濃度が通常よりも高いときのタイミングチャー
トを示す。以下の動作説明においてこのタイミングチャ
ートを併せて参照すれば動作を理解し易い。

【０１３４】この構成の第５形態は、まず、排水導入管
１１から第１水槽１の下部１Ｂの底部に過酸化水素排水
が導入される。この過酸化水素排水は有機物を含んでい
る。そして、第１ブロワー１９の稼働によって、散気管
２Ａから上部１Ａの中に曝気空気が導入される。この曝
気空気によって、上部１Ａ内の排水が曝気されて撹拌さ
れると同時に強く流動させられる。また、同時に、エア
ーリフトポンプ用散気管２２がエアーを吹き出して、エ
アーリフトポンプ５が稼働し、下部１Ｂの底部付近にあ
る排水が粒状の活性炭１０７および気泡１０と一緒に上
方へ導かれる。この上方へ導かれた排水と活性炭１０７
と気泡１０は、エアーリフトポンプ５によって上部１Ａ
の上方から排水水面に向かって散水される。この第１水
槽１において、上部１Ａの排水と活性炭１０７は散気管
２Ａによって強く曝気されているから強い流動状態にあ
る。一方、下部１Ｂの排水と活性炭１０７は、散気管に
よる直接の曝気にさらされない。したがって、上部１Ａ
から下部１Ｂに流入した活性炭１０７は、自重でもって
自然に下降してエアーリフトポンプ５の下端に向かう。
そして、このエアーリフトポンプ５の下端に至った活性
炭１０７は、エアーリフトポンプ５の最下端のラッパ状
に開いた部分から吸い込まれて上方に移動する。したが
って、エアーリフトポンプ５の外側の下部１Ｂの中の領
域では、活性炭１０７は、上部１Ａ内に比べて弱い流動
状態にある。

【０１３５】すなわち、上部１Ａでは、上記活性炭１０
７は強流動でもって排水と盛んに接触することによっ
て、触媒反応による排水中の過酸化水素の分解が促進さ
れる。したがって、この活性炭１０７の触媒反応によっ
て、排水中の過酸化水素を分解することができる。活性
炭１０７は、傾斜壁１Ａ‐1に案内されるように徐々に
下降して下部１Ｂに向かって移動する。この下部１Ｂで
は、散気管２Ａによる強い曝気はないから、上記活性炭
１０７は、上部１Ａでの活性炭１０７に比べて弱い流動
状態であり、ゆっくりと下降する。そして、下部１Ｂの
最下端付近で上記活性炭１０７はエアーリフトポンプ５
によって吸い込まれて、空気の気泡１０および排水と一
緒に上方に向かって移動する。この下部１Ｂでは、上記
活性炭１０７は弱い流動状態であるから、時間経過にし
たがって上記活性炭１０７には比較的容易に微生物が発
生して繁殖し固定化される。この活性炭１０７の表面に
繁殖した微生物は、排水つまり被処理水が含んでいる界
面活性剤などの有機物を生物学的反応でもって処理する
ことができる。さらには、上記活性炭１０７に繁殖した
微生物は、上記エアーリフトポンプ５内での散気管２２
による曝気によって剥離される。したがって、このエア
ーリフトポンプ５を通って、上部１Ａ内に戻された活性
炭１０７は、微生物による閉塞が解消された状態になっ
て生物学的な処理機能がなくなって、再び排水中の過酸
化水素との触媒反応および有機物を吸着する作用が活発
に行われる。

【０１３６】ところで、このエアーリフトポンプ５内で
は過酸化水素を処理する１次の作用(すなわち活性炭１
０７の触媒反応による排水中の過酸化水素の分解)は、
ある程度しか期待できない。その理由は、エアーリフト
配管内の活性炭１０７の濃度は格段に高濃度であるもの
の、エアーリフト配管内を活性炭１０７が空気とともに
移動する時間が数秒であり、エアーリフトポンプ５内で
の活性炭１０７の滞留時間が秒単位と極端に短いからで
ある。エアーリフトポンプ５内での曝気の主たる作用
は、あくまでも、微生物を活性炭１０７の表面から剥離
させることであり、排水中の過酸化水素と微生物が剥離
した活性炭１０７とを混合させて活性炭１０７に触媒反
応させることは副次的な作用である。

【０１３７】エアーリフトポンプ５によって微生物が剥
離されて吸い上げられた活性炭１０７と排水(被処理水)
は、エアーリフトポンプ５内の曝気によって、酸素が補
給される。さらには、上記被処理水は、エアーリフトポ
ンプ５の出口から上部１Ａに落下するときの曝露によっ
て、酸素と空気中の微生物が供給される。

【０１３８】なお、エアーリフトポンプ５内において、
排水中の過酸化水素によって活性炭１０７の表面の微生
物がある程度殺菌されるが、活性炭１０７の内部の微生
物までもが殺菌されるわけではない。したがって、活性
炭１０７の内部の微生物は生き延びることができる。

【０１３９】そして、上部１Ａにおいては、散気管２Ａ
から吐出する空気によって、微生物が剥離された活性炭
１０７と被処理水とが流動状態で充分に接触反応する。
これにより、排水中の過酸化水素がより確実に分解され
て酸素ガスと水とになる。

【０１４０】上記散気管２Ａから吐出させる空気量は、
上部１Ａの容積１立方メートルについて、１日当たり１
２０Ｍ³(立方メートル)以上にすることが望ましい。上
記吐出空気量が少ないと、活性炭１０７を、確実な強い
流動状態にすることができない。上記散気管２Ａが吐出
する空気は、第１ブロワー１９から空気配管３Ａを経由
して供給される。

【０１４１】また、上部１Ａを構成している部分は下の
方向に向かって先細形状になっているから、活性炭１０
７は上記先細形状の部分に沿って自然と下部１Ｂに集ま
り、下部１Ｂでの活性炭１０７の濃度が上部１Ａでの活
性炭１０７の濃度よりも高くなる。また、上部１Ａの槽
容積は、下部１Ｂの槽容積に比べて格段に大きいので、
下部１Ｂに沈降した活性炭１０７は高濃度に濃縮され
る。

【０１４２】ところで、この第１水槽１の上部１Ａは、
過酸化水素の分解処理と有機物の分解処理の両方を行
い、かつ、下部１Ｂも過酸化水素の分解処理と有機物の
分解処理の両方を行う。したがって、基本的には、上部
１Ａの容積と下部１Ｂの容積とは同等とするのがよい
が、有機物の含有量が多い場合には下部１Ｂの容積を上
部１Ａの容積よりも大きくするのがよく、過酸化水素の
含有量が多い場合には上部１Ａの容積を下部１Ｂの容積
よりも大きくするのがよい。

【０１４３】第１水槽１の上部１Ａでの被処理水の滞留
時間は１時間以上であれば、確実に過酸化水素を分解で
きる。上部１Ａにおいては排水中の過酸化水素によって
浮遊している微生物が殺菌されるが、活性炭７内部の微
生物まで完全に殺菌されるわけではない。すなわち、活
性炭１０７の表面は過酸化水素を分解するための触媒と
しての役割を果たし、活性炭１０７の内部は微生物温存
のための「微生物のすみか」としての役目を果たす。した
がって、上部１Ａにおいて、活性炭１０７は、内部に微
生物を温存しつつ、充分な滞留時間によって過酸化水素
を確実に分解する。そして、過酸化水素が分解された被
処理水は、自然と下部１Ｂに導入される。

【０１４４】下部１Ｂの中の上方領域では、活性炭１０
７はあまり流動せず、ゆるやかな流動状態(弱流動状態)
である。このあまり流動しない活性炭１０７によって、
有機物を物理学的に吸着する効果がある。また、このあ
まり流動しない活性炭１０７は、上記活性炭１０７の内
部に温存されて生息していた微生物が繁殖するのに好適
である。この下部１Ｂの中の上方領域では、微生物が被
処理水中の有機物を栄養源として活発に繁殖する。下部
１Ｂでの被処理水の流下速度は、１時間あたり１メート
ルを基準とすれば良い。この流下速度は、通常の水処理
における活性炭吸着塔での流下速度と同様である。した
がって、この速度で流下する活性炭１０７は有機物を物
理学的に吸着することができるのはもちろん、この速度
で流下する活性炭１０７には微生物が充分に繁殖するこ
とができる。有機物の濃度によっても異なるが、水処理
における流下速度１メートル／時間の条件では、実際、
微生物が良く繁殖する。

【０１４５】ところで、被処理水中の有機物濃度によっ
ても異なるが、下部１Ｂでの流下速度を１メートル／時
間よりも大幅に遅くすると、下部１Ｂで活性炭１０７が
閉塞することも有り得る。したがって、下部１Ｂで流下
速度１メートル／時間を保持することは重要である。下
部１Ｂでの流下速度は、第１水槽１に投入された活性炭
１０７とエアーリフトポンプ５の能力とによって決定さ
れる。第１水槽１に投入するべき活性炭１０７の量は、
第１水槽１の全体容積の約２０％程度を目安にすればよ
い。

【０１４６】また、第１水槽１の下部１Ｂ内の下方で微
生物が繁殖し過ぎて活性炭１０７が閉塞しないように、
エアーリフトポンプ５でもって、活性炭１０７を適度に
吸い上げて上部１Ａに循環させるようにしている。つま
り、第１水槽１の下部１Ｂに集まった活性炭１０７は、
エアーリフトポンプ５によって空気気泡１０と一緒に上
部１Ａに移送される。活性炭１０７は、比重が１以上で
あるが、水中では比較的流動し易い物質である。

【０１４７】そして、上部１Ａでは、活性炭１０７は、
上部１Ａ内を曝気する散気管２Ａが吐き出す気泡１０と
エアーリフトポンプ５の吸引による水流とによって、効
率的に流動されて撹拌される。そして、活性炭１０７
は、傾斜壁１Ａ‐1に案内されるようにして、上部１Ａ
から次第に下部１Ｂに向かって下降し、「あまり流動し
ない活性炭部１０４」に移動する。このゆっくりと下降
した活性炭１０７は、再びエアーリフトポンプ５にて吸
い上げられ、気泡１０と一緒に下部１Ｂから上部１Ａへ
と移動する。このようにして、上記活性炭１０７は排水
(被処理水)と一緒に第１水槽１内を何度となく流動循環
する。このように、活性炭１０７は、微生物の繁殖と剥
離とが繰り返されて、１つの同じ活性炭１０７が、ある
ときは過酸化水素の分解を行い、別のときには有機物の
吸着,分解を行う。

【０１４８】活性炭１０７は、上部１Ａでの散気管２Ａ
の曝気との平衡関係を維持し易い。この平行関係とは、
活性炭１０７が速やかに沈降せずに、曝気によって流動
状態が常に維持されている状態である。このため、第１
水槽１内には、広い範囲にわたって、活性炭１０７の流
動状態が形成されている。この形態では、活性炭１０７
として、粒状活性炭を採用した。

【０１４９】なお、被処理水が第１水槽１の上部１Ａと
下部１Ｂに滞留する時間は、過酸化水素濃度と界面活性
剤の流入濃度によって決定すべきであるが、過酸化水素
濃度が３０〜５００ppmであり、界面活性剤や有機溶剤
のＣＯＤ濃度が数ppm程度であることから判断して、安
全係数も含めて、上部１Ａでの滞留時間を１時間以上に
し、下部１Ｂでの滞留時間を１時間以上にした。すなわ
ち、第１水槽１での被処理水の滞留時間を合計で２時間
以上とした。

【０１５０】もちろん、この場合、上部１Ａの容積と下
部１Ｂの容積とを同じに設定している。

【０１５１】次に、被処理水はスクリーン８を通過して
上部１Ａ内の上の側部である微生物汚泥撹拌部１２に移
動する。このとき、大部分の活性炭１０７はスクリーン
８でせき止められるが、微生物汚泥６はスクリーン８を
通過する。つまり、スクリーン８によって、活性炭１０
７と微生物汚泥６とが分離される。しかし、活性炭１０
７の中には、スクリーン８を通過する比較的小さい活性
炭１０７や曝気撹拌によって時間の経過とともに粒径が
小さく変化した活性炭１０７も存在する。そして、この
粒径が小さな活性炭１０７はスクリーン８を通過する。

【０１５２】微生物汚泥撹拌部１２内は、散気管２Ｂに
よって軽く曝気されている。この軽い曝気は、上記散気
管２Ａによる強い曝気に比べて弱い曝気である。したが
って、上記弱い曝気によって、スクリーン８を通過した
活性炭１０７は沈降するが、微生物汚泥６は流動する。
撹拌部１２の微生物汚泥６は、比重が１に近いから、軽
い曝気によって舞い上がり、流出管９を経由して、第２
水槽１３に流入する。

【０１５３】一方、スクリーン８を通過した小さい活性
炭１０７は微生物汚泥撹拌部１２で沈降して、傾斜した
傾斜壁１Ａ‐1に沿って下降して、下部１Ｂに向かって
移動する。上記微生物汚泥撹拌部１２での第２ブロワー
２０からの吐出空気量は、第１水槽１の槽容量１Ｍ³(立
方メートル)について、１日当たり５Ｍ³(立方メートル)
以下で良い。

【０１５４】次に、微生物汚泥撹拌部１２から流出管９
に流出した微生物汚泥６を含む被処理水は、第２水槽１
３に流入する。この第２水槽１３は沈澱槽であり、沈澱
時間を３時間にしている。この第２水槽１３では、先す
ぼみの底部に沈降した微生物汚泥６が、かき寄せ機１４
Ａでもってかき寄せられて、微生物汚泥６と上澄液とが
分離される。

【０１５５】ところで、この第５形態では、図９に示す
ように、微生物汚泥撹拌部１２での沈澱時間を３０分と
している。したがって、微生物汚泥撹拌部１２での沈殿
時間は、第２水槽１３での沈澱時間(３時間)に比べてか
なり短い。したがって、活性炭１０７のような沈降性の
よい物質は、微生物汚泥撹拌部１２から流出する可能性
は少ない。しかし、微生物汚泥６は汚泥撹拌部１２から
流出する。つまり、微生物汚泥撹拌部１２は、活性炭１
０７と微生物汚泥６との混合物から微生物汚泥６を確実
に分離して流出管９に導くことができる。

【０１５６】そして、微生物汚泥撹拌部１２に比べて、
第２水槽１３での沈澱時間が３時間と長いから、微生物
汚泥撹拌部１２で沈降しなかった微生物汚泥６が第２水
槽１３では沈降する。この沈降した微生物汚泥６は濃縮
槽である第３水槽１６に流入する。微生物汚泥６は、一
般の消石灰などの薬品添加による無機性の汚泥と比較し
て脱水性がよくない。したがって、この第３水槽１６で
濃縮された汚泥をさらに、汚泥ポンプ１７によってフィ
ルタープレス１８に導入する。そして、このフィルター
プレス１８によって上記濃縮汚泥を脱水する。

【０１５７】また、この第５形態では、第２水槽１３内
部の被処理水の酸化還元電位が所定値よりも上昇する
と、第２水槽１３の中に設置された酸化還元電位計１１
５と調節計(図示せず)が信号伝達線２１に信号を出力す
る。そして、この信号を受けた第１ブロワー１９は、イ
ンバータ制御によって空気吐出量が増加させられる。す
ると、散気管２および散気管２２が吐出する空気量が増
えるから、第１水槽１の上部１Ａ内の曝気による撹拌お
よび上記エアーリフトポンプ５による槽内循環力が強力
になる。その結果、強力な曝気と強力な循環によって、
排水中の過酸化水素に対する活性炭１０７の触媒反応が
促進されて、過酸化水素の分解が促進され、被処理水中
の過酸化水素濃度が低下する。

【０１５８】第１水槽１の上部１Ａでの反応と下部１Ｂ
での反応とに注目すると、通常は、上部１Ａとエアーリ
フトポンプ５内の活性炭１０７は、過酸化水素の分解に
おける触媒として機能する。一方、下部１Ｂの活性炭１
０７は、界面活性剤や有機溶剤等の有機物に対する物理
学的な吸着機能と微生物処理における固定化担体として
の機能とを有している。

【０１５９】そして、運転時間の経過にしたがって、第
１水槽１全体に亘って流動している活性炭１０７の表面
にも微生物が繁殖してくる。すると、活性炭１０７が過
酸化水素を分解する能力が低下してくる。この場合、沈
澱槽１３の過酸化水素濃度が上昇するので、上記したよ
うに、第１ブロワー１９の吐出量がインバータ制御され
て、強力曝気と強力循環が実行される。すると、活性炭
１０７が下部１Ｂに滞留する時間が１時間以下になるか
ら、第１水槽１の大部分の活性炭１０７を過酸化水素分
解に役立てることができ、上部１Ａでの活性炭１０７に
よる過酸化水素の分解を促進できる。尚、この第５形態
において、過酸化水素排水中の有機物濃度が通常よりも
高い場合には、水槽１内の循環回数が１回／時間以下に
なり、下部１Ｂの活性炭１０７に微生物が通常よりも多
く繁殖して、有機物処理能力が増大する。

【０１６０】〔第６形態〕次に、図７に、この発明の排
水処理装置の第６形態を示す。この第６形態は、第２水
槽１３からの被処理水が導入される濾過装置２３と逆浸
透膜装置２４と超純水製造装置２５とを備えた点だけ
が、図６の第５形態と異なる点である。したがって、こ
の第６形態は、第５形態と異なる点を重点的に説明す
る。

【０１６１】この第６形態は、有機物含有過酸化水素排
水から超純水を製造できるようにしたものである。第２
水槽１３からの多少の浮遊物を含む被処理水は、濾過装
置２３によって濾過されて浮遊物が除去される。濾過装
置２３の濾過材としてはアンスラサイトを用いた。

【０１６２】次に、濾過された被処理水は、逆浸透膜装
置２４によって、溶解しているイオンと有機物と含有し
ている微生物などまで確実に除去される。逆浸透膜装置
２４は、もちろん、一般的な殺菌ユニットおよびＰＨ調
整ユニットと逆浸透膜保護のための精密フィルターなど
を有している。

【０１６３】そして、この逆浸透膜装置２４からは、Ｐ
Ｈ、フッ素等のイオン、有機物、浮遊物、導電率等が確実に
処理された処理水を得ることができる。したがって、こ
の処理水を、従存の超純水製造装置２５に導入すること
によって、超純水を得ることができる。

【０１６４】〔第７形態〕次に、図８にこの発明の第７
形態を示す。この第７形態は、図６に示した第５形態の
第２水槽１３から第１水槽１の上部１Ａに、汚泥を返送
する汚泥返送管３３を備えている点だけが、第５形態と
異なる。したがって、この第７形態では、第５形態と異
なる点を重点的に説明する。

【０１６５】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５が取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈殿した微生物汚泥６は、
汚泥返送管３３を通って、第１水槽１の上部１Ａの排水
面上に散水される。この第１水槽１の上部１Ａに返送さ
れた微生物汚泥６は被処理水中の有機物の処理に役立
つ。

【０１６６】このように、この第７形態では、第２水槽
１３で沈澱した微生物汚泥６を第１水槽１の上部１Ａに
返送することによって、第１水槽１での微生物濃度を上
昇させて、より合理的に有機物の処理効果を高めてい
る。

【０１６７】尚、上記第１,第２,第３,第４および第５,
第６,第７形態の第１水槽１の形状は、図に示した形状
に限らず、漏斗形状であってもよい。さらには、図１２
に示すように、側壁間寸法が深さ方向に一定な形状であ
ってもよい。この場合には、水槽の製作が容易になる上
に据え付けが容易である。もっとも、この場合には、下
部での反応充填物の密度が幾分低下する。

【０１６８】この図１２に示した形態は、図２に示した
第２形態の第１水槽上部１Ａと下部１Ｂとは構造が異な
る上部１０１Ａと下部１０１Ｂを備え、かつ、図２のエ
アーリフトポンプ５に替えて４本のエアーリフトポンプ
１０５を備えている点だけが、上記第２形態を異なる。
したがって、第２形態と同じ部分には同じ参照番号を付
して、第１水槽１０１に関して重点的に説明する。

【０１６９】この第１水槽１０１においても、散気管１
０２Ａと１０２Ｂと１０２Ｃと１０２Ｄと１０２Ｅとが
吐き出す空気によって、上部１０１Ａでは、フッ素を含
んだ排水と炭酸カルシウム鉱物７とが強く流動撹拌され
ている。一方、下部１０１Ｂでは曝気による流動が無く
て、炭酸カルシウム鉱物７は自然沈降するから、下方領
域ほど炭酸カルシウム鉱物７の密度が高くなっている。

【０１７０】したがって、上部１０１Ａでは炭酸カルシ
ウム鉱物７が強く流動して、化学反応によって、排水中
のフッ素を除去する一方、下部１０１Ｂでは高密度に存
在するゆっくりと流動している炭酸カルシウム鉱物７に
繁殖した微生物によって排水中の有機物(界面活性剤や
有機溶剤)を効率良く処理することができる。

【０１７１】また、この第１水槽１０１は、図１２に示
したように、上部１０１Ａの横幅と下部１０１Ｂの横幅
とが略等しいから、図２に示したような下すぼみ形状の
水槽１に比べて、設置し易い上に設置スペースを有効に
活用できる利点がある。また、この水槽１０１は上記下
すぼみ形状の水槽に比べて、製作が容易であるという利
点もある。尚、この第１水槽１０１では、エアーリフト
ポンプ１０５を４本設置したが、排水の量や排水の滞留
時間に応じて、この設置本数を増減させてもよい。もっ
とも、図１２に示したように、第１水槽１０１の底面に
エアーリフトポンプ１０５を均等に並べて、被処理水お
よび炭酸カルシウム鉱物７を槽内に均等に循環させるよ
うにすることが望ましい。

【０１７２】〔実験例〕次に、具体的な実験例を説明す
る。例えば、図６に示した有機物含有過酸化水素排水の
処理装置と同じ構造の処理装置を、第１水槽１の容量を
約１．６m³とし、微生物汚泥撹拌部１２の容量を約０．
１m³とし、沈澱槽１３の容量を約０．４m³とし、濃縮槽
１６の容量を約０．３m³とした。

【０１７３】この実験において、処理前のpＨが６．１
であり、過酸化水素濃度が１１２ppmであり、有機物と
してのＴＯＣが５．２ppmである過酸化水素および界面
活性剤や有機溶剤等の有機物を含んだ排水を処理した。
この排水を上記処理装置でもって処理した結果、処理後
の排水のpＨを７．２にでき、過酸化水素濃度を１ppm以
下にでき、ＴＯＣを１．２ppmにすることができた。つ
まり、この実験によって、排水の過酸化水素の濃度を１
００分の１以下にでき、ＴＯＣの濃度を４分の１以下に
することができた。

【０１７４】次に、もう１つの実験を説明する。この実
験では、図７に示した有機物含有過酸化水素排水の再利
用装置と同じ構造の再利用装置を使用する。そして、第
１水槽１の容量を約１．６m³とし、微生物汚泥撹拌部１
２の容量を約０．１m³とし、沈澱槽１３の容量を約０．
４m³とし、濃縮槽１６の容量を約０．３m³とした。ま
た、濾過装置２３の容量を約０．３m³とし、逆浸透膜装
置２４を１ユニットとした。

【０１７５】この実験において、処理前のpＨが６．２
であり、過酸化水素濃度が１２６ｐｐｍであり、有機物
としてのＴＯＣが５．８ｐｐｍであり、導電率が１２８
μs／cmである有機物含有過酸化水素排水を処理した。
そして、この排水を上記装置で処理した結果、超純水製
造装置２５への再利用水の水質は、pＨを７．３にで
き、過酸化水素濃度を０．５ppm以下にでき、ＴＯＣを
０．５ppm以下にでき、導電率を２２μs／cm以下にする
ことができた。すなわち、この実験によれば、過酸化水
素濃度を２５０分の１以下にすることができ、ＴＯＣを
１０分の１以下にすることができた。

【０１７６】〔第８形態〕次に、図５にこの発明の排水
処理装置の第８の実施の形態を示す。この第８形態は、
化学反応流動槽２０１と生物反応流動槽２１０と沈澱槽
２１６と汚泥濃縮槽２１９を備えている。さらに、この
第８形態は、ピット２２２とフィルタープレス２２１と
濾過器２２４とを有している。

【０１７７】上記化学反応流動槽２０１は、上部２０１
Ａと下部２０１Ｂとを有している。この上部２０１Ａ
は、側壁間距離が略一定で上に開口しているストレート
部２０１Ａ‐1とこのストレート部２０１Ａ‐1から下に
連なっていて下方に向かって先細になっている先細部２
０１Ａ‐2とを有している。この先細部２０１Ａ‐2は傾
斜壁２３３を有している。また、上記下部２０１Ｂは、
側壁間距離が上記ストレート部２０１Ａ‐1の側壁間距
離の約４分の１である細長い管形状である。

【０１７８】この化学反応流動槽２０１内に、エアーリ
フトポンプ２０５Ａが配置されている。このエアーリフ
トポンプ２０５Ａは、下部２０１Ｂの底部付近から上方
に向かって真っすぐに延びていて、上部２０１Ａを貫通
してストレート部２０１Ａ‐1の上で水平に屈曲してい
る。そして、この屈曲して水平になった部分は端部で垂
直下方に屈曲して、ストレート部２０１Ａ‐1の中程ま
で延びている。

【０１７９】また、上記上部２０１Ａの先細部２０１Ａ
‐2の傾斜壁２３３に沿って、曝気撹拌用の散気管２０
２Ａが配置されている。この散気管２０２Ａは、第１ブ
ロワー２２６に接続されている。また、上記エアーリフ
トポンプ２０５Ａの下端部内には散気管２０２Ｂが配置
されている。この散気管２０２Ｂは第１ブロワー２２６
に接続されている。

【０１８０】また、上記上部２０１Ａのストレート部２
０１Ａ‐1の上下方向の略中央に位置している側壁に、
流出管入口２０９Ａが形成されている。そして、この入
口２０９Ａの中に遮蔽板２１３が配置されている。そし
て、この流出管入口２０９Ａはバルブ２１５を介して流
出管出口２１４Ａに連なっている。この出口２１４Ａ
は、生物反応流動槽２１０の上部２１０Ａに連通してい
る。

【０１８１】生物反応流動槽２１０は、上記上部２１０
Ａと下部２１０Ｂを有している。上部２１０Ａはストレ
ート部２１０Ａ‐１とこのストレート部２１０Ａ‐１の
下端から下方に連なっている先細部２１０Ａ‐２とを有
している。この先細部２１０Ａ‐２は下方に向かって先
細になっており、傾斜壁２４３を有している。また、上
部２１０Ａは、分離板２４４によって区画されている分
離部２１２を有している。

【０１８２】先細部２１０Ａ‐２の下端には、下部２１
０Ｂが連なっている。この下部２１０Ｂは上記ストレー
ト部２１０Ａ‐１の幅の約４分の１の幅の狭いストレー
ト形状になってる。そして、この生物反応流動槽２１０
内にもエアーリフトポンプ２０５Ｂが配置されている。
このエアーリフトポンプ２０５Ｂは、上記下部２１０Ｂ
から上部２１０Ａの上まで真っすぐに延びていて、上端
が鉤形に屈曲している。そして、この鉤形状部分の下端
は上部２１０Ａのストレート部２１０Ａ‐１内に所定寸
法だけ入り込んでいる。また、上部２１０Ａの傾斜壁２
４３に沿って曝気撹拌用の散気管２０２Ｃが配置されて
いる。この散気管２０２Ｃは第１ブロワー２２６に接続
されている。また、上記エアーリフトポンプ２０５Ｂの
下端部内に配置されている散気管２０２Ｄも上記第１ブ
ロワー２２６に接続されている。また、上記分離部２１
２の底部には散気管２２８が配置されている。この散気
管２２８は第２ブロワー２２７に接続されている。そし
て、上記分離部２１２の上下方向の中程よりもやや上に
位置している側壁には流出管入口２０９Ｂが形成されて
いる。この流出管入口２０９Ｂは水平管を経て垂直な流
出管出口２１４Ｂに連なっている。この出口２１４Ｂは
沈澱槽２１６内に上方から下方に所定寸法だけ入り込ん
でいる。この沈澱槽２１６内には、かき寄せ機２１７Ａ
とフッ素濃度計２１８とが配置されている。そして、こ
の沈澱槽２１６の底部から汚泥濃縮槽２１９に向かって
汚泥導入管が延びている。この汚泥導入管は、沈澱槽２
１６で沈殿した汚泥を汚泥濃縮槽２１９に導く。そし
て、この汚泥濃縮槽２１９は、かき寄せ機２１７Ｂを有
しており、濃縮した汚泥をポンプ２０を経由して次段の
フィルタープレス２２１に導入する。一方、上記沈殿槽
２１６の処理水としての上澄み液はピット２２２に導入
される。このピット２２２には濾過器送水ポンプ２２３
に連なる管が挿入されていて、このポンプ２２３によっ
て汲み上げられた処理水は次の濾過器２２４に導入され
る。そして、この濾過器２２４を通過した処理水が最終
的な処理水となる。

【０１８３】ところで、上記沈澱槽２１６のフッ素濃度
計２１８は、沈澱槽２１６内の処理水のフッ素濃度を検
出して、この検出したフッ素濃度値を表す信号を調節計
(図示せず)を介して信号線２２５でもって第１ブロワー
２２６に伝達する。そして、この第１ブロワー２２６は
上記フッ素濃度値を表す信号に基づいたインバータ制御
によって出力が制御されるようになっている。

【０１８４】上記構成の排水処理装置は、フッ素を含有
した排水は流入管２５０から、第１水槽を構成する化学
反応流動槽２０１の上部２０１Ａに流入する。この化学
反応流動槽２０１は深いピットをなす下部２０１Ｂに向
かって傾斜している傾斜面２３３を有している。

【０１８５】上記エアーリフトポンプ２０５Ａを運転す
ると、化学反応流動槽２０１の下部２０１Ｂに集まった
炭酸カルシウム鉱物２０７がエアーリフトポンプ２０５
Ａによって気泡２０８とともに上部２０１Ａに移送され
る。そして、炭酸カルシウム鉱物２０７は比重が２．７
であることから、化学反応流動槽２０１内を気泡８によ
って流動撹拌されながら、傾斜面２３３に案内されるよ
うに、しだいに上部２０１Ａから下部２０１Ｂに向かっ
て下降し、下部２０１Ｂに移動する。そして、炭酸カル
シウム鉱物２０７は、エアーリフトポンプ２０５Ａによ
って吸い上げられ、気泡２０８と一緒に下部２０１Ｂか
ら上部２０１Ａへと上昇する。こうして、炭酸カルシウ
ム鉱物２０７は、化学反応流動槽２０１内を何度となく
流動循環する。

【０１８６】ここで、炭酸カルシウム鉱物２０７の粒径
として、１mm以下のサイズを採用することによって、炭
酸カルシウム鉱物がすぐに沈降することなく、曝気によ
って流動状態を常に維持できる。言い換えれば、炭酸カ
ルシウム鉱物の重力による下降と曝気による上昇との平
衡関係が維持される。化学反応流動槽２０１の上部２０
１Ａは、広い範囲にわたって形成されている流動状態の
炭酸カルシウム鉱物流動層２０６Ａを含んでいる。この
形態では、炭酸カルシウム鉱物２０７の粒径を平均０.
５mmとした。

【０１８７】なお、高濃度フッ素含有排水を処理する場
合には、この流動層２０６Ａへの流入管２５１を設置し
て、フッ素を含有した排水を、炭酸カルシウム鉱物２０
７の濃度が格段に高い流動層２０６Ａに直接に導入する
こともできる。

【０１８８】また、化学反応流動槽２０１での被処理水
の滞留時間は、フッ素を含有した排水による流入フッ素
濃度が３０〜３００ppm程度であることから判断して、
安全係数も含めて４時間とした。

【０１８９】また、基準となる化学反応流動槽２０１で
の散気管２０２Ａからの曝気空気量は、槽容量１ｍ³に
ついて、１日あたり１００ｍ³とした。

【０１９０】上記粒径０．５mmの炭酸カルシウム鉱物２
０７は、化学反応流動槽２０１に槽容量の５％〜２０％
の容量で充填される。炭酸カルシウム鉱物２０７の充填
量については特に限定しないが、充填量が少ないと、短
期間で炭酸カルシウム鉱物２０７の補充が必要になる。
多く充填しておけば長期間補充する必要がない。確実な
るフッ素との反応を求める場合や、流入水のフッ素濃度
の変動が激しい場合には、炭酸カルシウム鉱物２０７を
多く充填しておけば問題は少ない。化学反応流動槽２０
１の上部２０１Ａにおいては、散気管２０２Ａから吐出
している空気による曝気とエアーリフトポンプ２０５Ａ
による炭酸カルシウム鉱物２０７の循環によって、濃度
は低いものの、炭酸カルシウム鉱物２０７が常時舞い上
がっている状態を確保できる。

【０１９１】化学反応流動槽２０１の上部２０１Ａと下
部２０１Ｂを比較した場合、下部２０１Ｂの方が格段に
炭酸カルシウム鉱物２０７の濃度が高く、しかも下部２
０１Ｂは上部２０１Ａと比較してゆっくりとした流動状
態である。

【０１９２】また、１つの傾向であるが、下部２０１Ｂ
においては炭酸カルシウム鉱物２０７の濃度は上部２０
１Ａよりもかなり高い。また、下部２０１Ｂにおいて
は、炭酸カルシウム鉱物２０７は、散気管２０２Ａから
吐出している空気による曝気とエアーリフトポンプ２０
５Ａによる循環水流とによって、常時、ゆっくりとした
流動状態になっている。

【０１９３】上記したように、炭酸カルシウム鉱物流動
層２０６Ａ内に流入管２５１を設置すると反応効率が向
上するから、滞留時間をより短縮することができる。も
っとも、流入管２５１を設置しなくても、上部２０１Ａ
での滞留時間を十分にとれば、何ら問題なくフッ素を処
理できる。

【０１９４】化学反応流動槽２０１に炭酸カルシウム鉱
物２０７の流動層２０６Ａが形成されているので、排水
（被処理水）が炭酸カルシウム鉱物２０７によって流動
撹拌される工程を存在させることができる。したがっ
て、この流動槽２０１によれば、炭酸カルシウム鉱物２
０７が固定されている場合に比べて、フッ素排水中のフ
ッ素とカルシウムとの反応を確実に進行させることがで
き、しかも反応が早い。また、化学反応流動槽２０１に
おいては、フッ素排水の流入水量に変動があっても、バ
ルブ２１５を調節することによって、生物反応流動槽２
１０への流量をほぼ安定させることができる。化学反応
流動槽２０１へのフッ素排水の流量が増加した場合は、
化学反応流動槽２０１の水位が上昇して、生物反応流動
槽２１０への流量変動を防ぐ。したがって、上記流量変
動は、生物反応流動槽２１０の処理効果にほとんど影響
しない。

【０１９５】そして、化学反応流動槽２０１によってフ
ッ素が処理された被処理水は、遮蔽板２１３を通過する
ときに、化学反応流動槽２０１内に炭酸カルシウム鉱物
２０７を残す。一方、比重が炭酸カルシウム鉱物２０７
よりも軽いフッ化カルシウム２２９と被処理水は、流出
管入口２０９Ａとバルブ２１５と流出管出口２１４Ａを
通過して生物反応流動槽２１０に流入する。ただし、流
速を早くすると、比重の重い炭酸カルシウム鉱物２０７
までも生物反応流動槽２１０に吸い込むことも有り得
る。

【０１９６】このバルブ１５による流量調節は、生物反
応流動槽２１０の分離部２１２での、炭酸カルシウム鉱
物２０７と（フッ化カルシウム２２９や生物膜汚泥）と
の分離に役立つ。

【０１９７】生物反応流動槽２１０には炭酸カルシウム
鉱物２０７が充填されている。この生物反応流動槽２１
０の目的は、被処理水中のフッ素の２段目の高度処理
と、被処理水中の界面活性剤を代表とする有機物の処理
である。ここで言うフッ素の高度処理とは、化学反応流
動槽２０１で、１５ppm以下となった被処理水中のフッ
素を、今度は微生物を利用して高度に処理する内容を意
味している。この生物反応流動槽２１０では、低濃度の
フッ素を微生物の菌体内に濃縮蓄積させて被処理水中の
フッ素を処理し、かつ、微生物汚泥が持っている凝集性
を利用してフッ素を処理する。

【０１９８】炭酸カルシウム鉱物２０７は、酸性の条件
下ではフッ素との反応を行う一方、ＰＨが中性に改善さ
れることによって、今度は、微生物の固定化担体とな
る。特に、粒径１mm以下の炭酸カルシウム鉱物２０７
は、容易に微生物の固定化担体となる。生物反応流動槽
２１０における微生物培養は基本的には、フッ素含有排
水中の有機物を微生物の基質として利用するが、別の場
所で培養した微生物を添加してもよい。試運転調整を急
ぐ場合や、フッ素含有排水中の有機物が不充分な場合
は、微生物を初めから添加すれば、比較的容易に炭酸カ
ルシウム鉱物２０７に微生物を固定化することができ
る。また、時間をかければ第１ブロワー２２６から吐出
する空気に含まれている雑菌によって自然に繁殖させる
ことも可能である。

【０１９９】水槽２０１も水槽２１０も粒径１mm以下の
炭酸カルシウム鉱物２０７が充填されているので、外観
的には類似している。しかし、水槽２１０は、微生物が
添加されて培養されているから、生物反応流動槽であ
る。有機物の存在下、水槽２１０を太陽光または蛍光灯
で照射して、長期間運転していると、炭酸カルシウム鉱
物２０７の表面に藻類が発生繁殖して、白色から緑色に
変色する。これら発生繁殖した藻類が有機物の処理に有
効である。炭酸カルシウム鉱物２０７の表面に藻類を自
然発生させれば、淡水魚の飼育水の浄化に役立たせるこ
とができる。どちらにしても、炭酸カルシウム鉱物２０
７は自然界の産物で表面がでこぼこしているので、微生
物の固定化担体となり易い。

【０２００】ＩＣの微細化の進展という最近の傾向に起
因して、半導体工場での使用薬品の中に界面活性剤が混
入する傾向があり、フッ素を含有した排水中の界面活性
剤を代表とする有機物は益々増加する傾向にある。した
がって、被処理水中のフッ素処理と有機物処理がますま
す必要になっている。

【０２０１】生物反応流動槽２１０の構造は、大部分が
化学反応流動槽２０１と類似しているが、炭酸カルシウ
ム鉱物の分離部２１２を有している点で槽２０１と異な
っている。また、生物反応流動槽２１０に被処理水が滞
留する時間は、化学反応流動槽２０１に比べて、やや短
い３時間とした。また、生物反応流動槽２１０の基準曝
気空気量は槽容量１ｍ³について、１日当たり６０ｍ³と
した。

【０２０２】生物反応流動槽２１０も散気管２０２Ｃと
エアーリフトポンプ２０５Ｂを有しているが、炭酸カル
シウム鉱物２０７と反応物等を分離する分離部２１２を
有している点が化学反応流動槽２０１と異なっている。
分離部２１２は曝気手段としての分離用散気管２２８を
有している。この分離用散気管２２８は、軽い曝気を実
行することによって、フッ化カルシウム２２９を分離部
２１２から流出させる一方、炭酸カルシウム鉱物２０７
を沈降させる。これにより、炭酸カルシウム鉱物２０７
とフッ化カルシウム２２９とを分離できる。この分離
は、炭酸カルシウム鉱物２０７の比重がフッ化カルシウ
ム２２９の比重よりも大きいことを利用している。分離
部２１２での沈澱時間は３０分とした。

【０２０３】生物反応流動槽２１０から流出したフッ化
カルシウム２２９や生物膜汚泥を含む被処理水は、第３
水槽である沈澱層２１６に流入する。沈澱層２１６の沈
澱時間は３時間とした。また、沈澱槽２１６は、フッ化
カルシウム２２９や生物膜汚泥は沈降し、かき寄せ機２
１７Ａによってかき寄せられて上澄液と分離される。分
離部２１２に比べて、沈澱槽２１６の沈澱時間が長いか
ら、分離部２１２で沈降しなかったフッ化カルシウム２
２９や生物膜汚泥は沈澱槽２１６で沈降する。この沈降
したフッ化カルシウム２２９や生物膜汚泥は、汚泥濃縮
槽２１９に流入する。フッ化カルシウムと生物膜汚泥と
の混合汚泥は、従来の消石灰を使用した汚泥と比較して
脱水性がよくないので、汚泥ポンプ２０にて脱水性の良
いフィルタープレス２２１に導入されて脱水される。

【０２０４】一方、沈澱槽２１６の内部に設置されたフ
ッ素濃度計２１８は、沈澱槽２１６における被処理水の
フッ素濃度が設定値よりも上昇すると、この上昇を表す
信号を発生させ調節計(図示せず)を介して信号線２２５
に出力する。すると、第１ブロワー２２６の空気吐出量
がインバータ制御により増加させられて、化学反応流動
槽２０１と生物反応流動槽２１０での曝気による撹拌が
強くなり、かつ、エアーリフトポンプ２０５Ａと２０５
Ｂによる槽内循環が強力になる。その結果、被処理水中
のフッ素濃度は強力曝気と強力循環による反応によっ
て、フッ化カルシウム２２９への反応が迅速に進み、時
間の経過とともに沈澱槽２１６での被処理水中のフッ素
濃度が低下することとなる。

【０２０５】次に、沈澱槽２１６からの多少の浮遊物を
含む被処理水は、ピット２２２に流入して、濾過器送水
ポンプ２２３によって濾過器２２４に移送されて濾過さ
れる。そして、この濾過器２２４からは、ＰＨとフッ素
と有機物と浮遊物とが処理された処理水を得ることがで
きる。

【０２０６】ところで、上記化学反応流動槽２０１の下
部２０１Ｂにおいても、炭酸カルシウム鉱物２０７の表
面に微生物が繁殖して、この微生物による有機物の処理
を行うことができる。ただし、この第８形態の水槽２０
１の深さに占める下部２０１Ｂの深さの割合は、第１形
態の水槽１の深さに占める下部１Ｂの深さの割合に比べ
て小さい。この第８形態では、下部２０１Ｂの深さが浅
いから、第１形態の水槽１に比べて、微生物処理能力が
少ない。この点については、２つの水槽２０１と２１０
とを設けて、水槽２０１では微生物処理よりも化学反応
処理を重点的に行い、水槽２１０では化学反応よりも微
生物処理を重点的に行うことによって、微生物処理能力
が不足しないようにしている。

【０２０７】この形態では、下部２０１Ｂと２１０Ｂの
深さを浅くした分だけ、水槽２０１と２１０を製造し易
くなる利点がある。

【０２０８】〔実験例〕次に具体的な実験例を説明す
る。図５に示したフッ素含有排水処理装置と同じ構造の
排水処理装置を構築し、反応流動槽２０１の容量を約
０.６ｍ³とし、反応流動槽２１０の容量を約０.５ｍ³と
し、沈澱槽２１６の容量を約０.４ｍ³とし、濾過器２２
４の容量を約０.１ｍ³としてフッ素処理実験を行った。

【０２０９】この場合、ＰＨが２.２であり、フッ素濃
度が１２２ppmであり、ＣＯＤが２５ppmであるフッ素と
界面活性剤を含んだ処理前の排水を、処理後は、ＰＨを
７.２にでき、フッ素濃度を５.６ppmにでき、ＣＯＤを
３.６ppmにすることができた。しかも、汚泥発生容量に
ついては、従来の約２０％以下に低減することができ
た。

【０２１０】〔第９形態〕次に、図１１にこの発明の第
９形態を示す。この第９形態は、図５に示した第８形態
と比較して次の,,の点だけが異なる。すなわち、
この第９形態は、生物反応流動槽２１０に、炭酸カルシ
ウム鉱物２０７だけでなく活性炭３０７も導入されてい
る点が上記第８形態と異なっている。また、この第９形
態は、濾過器２２４の後段に、ピット２２２Ｂと逆浸
透膜２３１とピット２２２Ｃとを備え、さらに、このピ
ット２２２Ｃの後段に超純水製造装置２３５を備えた点
が上記第８形態と異なる。さらに、この第９形態は、
濾過器２２４から化学反応流動槽１の上部１Ａに処理水
を返送するための返送管２３３と、上記逆浸透膜２３１
から流動槽１の上部１Ａに処理水を返送するための返送
管２３４とを備えた点が上記第８形態と異なる。したが
って、この第９形態は、上記第８形態と異なっている点
を重点的に説明し、上記第８形態と同じ部分には同じ番
号を付する。

【０２１１】この第９形態は、フッ酸と過酸化水素と界
面活性剤とを含有した排水を処理することができる装置
である。化学反応流動槽２０１には、粒径１mm以下の炭
酸カルシウム鉱物２０７が充填されている。また、生物
反応流動槽２１０には、粒径１mm以下の炭酸カルシウム
鉱物２０７と粒径３mm以上の活性炭３０７が充填されて
いる。また、沈澱槽２１６には、フッ素濃度計と酸化還
元電位計とを含んだ計測器２１８が設置されている。ま
た、生物反応流動槽２１０は、分離部２１２の入口を構
成するスクリーン２０８を有している。このスクリーン
２０８は、２mm角のメッシュになっている。

【０２１２】この排水処理装置は、フッ素を含有した排
水を、流動状態の炭酸カルシウム鉱物２０７と直接に接
触反応させるので、効果的な撹拌反応工程が存在するこ
ととなり、反応が迅速に進行し、排水中のフッ素イオン
とカルシウムとの反応時間を短縮できる。また、この迅
速なる反応によって、フッ化カルシウム２２９を生成さ
せて、沈澱槽２１６で、沈殿物としてのフッ化カルシウ
ム２２９と上澄液とを分離できるので、排水中からフッ
素を迅速に除去することができる。

【０２１３】また、フッ素を含有した排水を直接に炭酸
カルシウム鉱物流動層２０６に導入すれば、過剰のカル
シウムが存在している流動層２０６に、直接に排水を導
入することになる。したがって、最も迅速にかつ確実に
反応を進行させることができ、排水のフッ素濃度が変動
しても、処理能力を安定化できる。

【０２１４】また、一般に、２〜３の範囲のＰＨの低い
フッ素含有排水を化学反応流動槽２０１に導入すると、
常時流動循環状態となっている粒径１mm以下の炭酸カル
シウム鉱物２０７中のカルシウムが容易に溶出し、化学
的反応によって迅速にフッ化カルシウム２２９が生成す
る。これにより、被処理水中のＰＨは改善されて中性に
近かづく。そして、生物反応流動槽２１０においても、
散気管２０２Ｃによる曝気機能とエアーリフトポンプ２
０５Ｂによる移送循環機能とによって、粒径１mm以下の
炭酸カルシウム鉱物２０７が常時流動循環状態となって
いる。この生物反応流動槽２１０では、炭酸カルシウム
鉱物２０７は、微生物の固定化担体として機能してお
り、表面に繁殖した微生物の反応によって、被処理水中
の界面活性剤を中心とした有機物を生物学的に処理する
ことができる。なお、粒径１mm以下の炭酸カルシウム鉱
物２０７は曝気によって流動するから、長期間運転して
も固まることはない。

【０２１５】また、生物反応流動槽２１０の分離部２１
２では、比重２.７の重い未反応の炭酸カルシウム鉱物
２０７は沈降するが、比重２以下のフッ化カルシウム２
２９や剥離した微生物汚泥は、沈澱槽２１６へ流出させ
られる。そして、沈澱槽２１６では、フッ化カルシウム
２２９や微生物汚泥と上澄液とを充分な沈澱時間をかけ
て沈降分離できる。また、この沈澱槽２１６での上澄液
中の微細な浮遊物は、その後の濾過によって確実に除去
することができる。

【０２１６】そして、この濾過した被処理水をさらに逆
浸透膜２３１で処理することによって、被処理水に含ま
れていた各種のイオン、溶解性有機物、微粒子、微生物
等を確実に除去でき、超純水製造装置２３５で利用可能
な処理水を得ることができる。また、逆浸透膜２３１に
よって、濃縮されたカルシウムイオンや硫酸イオンを主
体としたイオンや有機物を含む濃縮水は化学反応流動槽
２０１に返送される。この返送されたカルシウムイオン
はフッ素との反応に役立てられる。また、上記返送され
た有機物は生物反応流動槽２１０によって、生物学的に
処理される。

【０２１７】また、沈澱槽２１６のフッ素濃度計と過酸
化水素濃度計を含んだ計測器２１８が、沈澱槽２１６内
の処理水のフッ素濃度と過酸化水素濃度とを測定して、
この測定値を表す信号を、調節計(図示せず)を介して信
号線２２５に出力する。この信号に基づいて、第１ブロ
ワー２２６がインバータ制御される。この制御によっ
て、水槽２０１と水槽２１０での炭酸カルシウム鉱物２
０７の流動状態を変化させる。つまり、フッ素濃度や過
酸化水素濃度が低い場合は、第１ブロワー２２６の吐出
空気量を少なく制御する一方、フッ素濃度と過酸化水素
濃度が高い場合には、第１ブロワー２２６からの吐出空
気量を増加させる。この制御によって、水槽２０１と水
槽２１０での処理能力を増減させて、沈澱槽２１６での
フッ素濃度と過酸化水素濃度とが所定の設定値を越えな
いようにしている。より具体的に説明すると、通常の運
転では、水槽２０１は化学反応流動槽であり、水槽２１
０は生物反応流動槽であるが、沈殿槽２１６への流入水
のフッ素濃度や過酸化水素濃度が急激に上昇した場合
は、第１ブロワー２２６がインバータ制御されて、曝気
空気量が急激に増大するから、水槽２１０の炭酸カルシ
ウム鉱物２０７の表面と活性炭３０７の表面の生物膜が
剥離される。すると、水槽２１０が化学反応流動槽にな
って、フッ素と過酸化水素の処理を行うことになる。よ
り詳しくは、沈澱槽２１６のフッ素濃度と過酸化水素濃
度が所定の設定値よりも上昇すると、インバータ制御に
より第１ブロワー２２６の吐出空気量が通常の２〜４倍
まで増加する。すると、散気管２０２Ａ,２０２Ｃとエ
アーリフトポンプ２０５Ａ,２０５Ｂからの吐出空気量
が通常の２〜４倍に増加する。すると、上部２０１Ａ,
下部２０１Ｂと上部２１０Ａ,下部２１０Ｂとの全てが
化学反応流動槽に変じて、フッ素および過酸化水素の処
理能力が倍増する。言い換えれば、上部２０１Ａ,２１
０Ａの炭酸カルシウム鉱物２０７と、下部２０１Ｂ,２
１０Ｂの炭酸カルシウム鉱物２０７とが、以前よりも増
して充分に接触,混合,循環されて、槽２０１および２１
０全体の過剰なる炭酸カルシウム鉱物がフッ素との反応
に役立てられる完全混合系を作り出すことができる。し
たがって、フッ素との反応効率を高め、しかも反応を迅
速にして、上昇したフッ素濃度を確実に低下させること
ができる。したがって、この形態によれば、従来に比べ
て反応槽容量が小さくてもフッ素除去が可能なる利点が
ある。なお、この炭酸カルシウム鉱物２０７とフッ素と
の反応の結果、第１ブロワー２２６の曝気洗浄によっ
て、炭酸カルシウム鉱物２０７よりも低比重のフッ化カ
ルシウム２２９が、次第に流出管とバルブ２１５を通っ
て定量的に水槽２０１から水槽２１０に押し出される。
そして、上記フッ化カルシウム２２９は、さらに、水槽
２１０での曝気洗浄によって、水槽２１０から水槽２１
６へ押し出される。一方、水槽２１０で発生した生物膜
汚泥も炭酸カルシウム鉱物２０７よりも比重が軽いか
ら、曝気によって水槽２１０から水槽２１６へ押し出さ
れる。

【０２１８】また、過酸化水素についても、沈殿槽２１
６での濃度が上昇すると、第１ブロワー２２６の曝気状
態が強力になるので、水槽２１０に充填されている活性
炭３０７表面の生物膜が剥離される。この結果、水槽２
１０にある活性炭３０７は、有機物処理に替えて、過酸
化水素を分解する触媒として働くこととなる。

【０２１９】また、この形態によれば、水槽２１０が、
散気管２２８を有した分離部２１２を内蔵しており、こ
の分離部２１２では、比重差に起因して、炭酸カルシウ
ム鉱物２０７は沈殿して壁２４３に沿って沈降する一
方、フッ化カルシウム２２９や生物膜汚泥は管２０９Ｂ
を通って沈殿槽２１６に流出する。そして、水槽２１０
の分離部２１２での沈殿時間と沈澱槽２１６の沈澱時間
には、大きな差を設けているので、分離部２１２から流
出したフッ化カルシウム２２９や生物膜汚泥は沈澱槽２
１６では確実に沈澱する。

【０２２０】上記したように、この第９形態によれば、
排水中のフッ素だけでなく過酸化水素も除去できるか
ら、洗浄にフッ酸と、過酸化水素と、界面活性剤とを使
用する半導体の新洗浄法を実行したときに発生する排水
(被処理水)を処理することができる。

【０２２１】また、この第９形態によれば、後段の水槽
２１０では、ＰＨが中性に近づいているから、前段の水
槽２０１に活性炭を導入した場合に比べて活性炭による
過酸化水素の分解効率が良い。

【０２２２】尚、上記第５,第６,第７,第９形態では、
反応充填物として粒状の活性炭を用いたが、繊維状の活
性炭を使用してもよい。また、活性炭に替えて比重が
１.０以上の木炭を使用してもよい。

【０２２３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の排水処理方法は、排水中で反応充填物を強く流動さ
せる強流動領域と、排水中で上記反応充填物を弱く流動
させる弱流動領域とを形成し、上記反応充填物を上記強
流動領域と弱流動領域との間で循環させ、上記強流動領
域では上記反応充填物の化学反応によって排水(被処理
水)を処理し、上記弱流動領域では上記反応充填物に繁
殖した微生物によって排水(被処理水)を処理する。

【０２２４】この請求項１の発明の排水処理方法によれ
ば、強流動領域では反応充填物を強く流動させることに
よって、この反応充填物の活発な化学反応によって排水
(被処理水)を効率よく化学処理でき、かつ、弱流動領域
では反応充填物を弱く流動させることによって、反応充
填物に微生物を繁殖させて、この微生物によって排水中
の有機物を微生物処理することができる。したがって、
この発明によれば、１つの同じ反応充填物を化学処理と
生物処理との両方に活用することができる。したがっ
て、有機物を含有した排水(被処理水)を高い効率で処理
することができる。

【０２２５】また、請求項２の発明の排水処理装置は、
排水(被処理水)が流入する第１水槽を備え、この第１水
槽は、反応充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝
気しながら流動させる曝気手段とを有する上部と、上記
反応充填物が沈殿させられて上記反応充填物が微生物の
固定化担体として働かされる下部とを有しており、上記
第１水槽の上部では、上記反応充填物は上記曝気によっ
て流動させられて上記排水(被処理水)を化学反応によっ
て処理し、上記第１水槽の下部では、上記反応充填物に
固定化された微生物によって排水(被処理水)中の有機物
を生物学的に処理するものである。

【０２２６】したがって、この請求項２の発明によれ
ば、第１水槽の上部で、反応充填物を曝気しながら流動
させて、この反応充填物と排水(被処理水)との化学反応
を促進できる。したがって、この発明によれば、第１水
槽の上部では、反応充填物の化学反応による排水処理を
効率よく行うことができる。そして、この上部から下降
して下部に沈殿した反応充填物には微生物が繁殖し、反
応充填物に固定化された微生物によって排水(被処理水)
中の有機物を生物学的に処理することができる。

【０２２７】このように、この請求項２の発明によれ
ば、第１水槽の上部では反応充填物の活発な化学反応に
よって排水(被処理水)を効率良く化学処理でき、かつ、
第１水槽の下部では反応充填物に固定化された微生物に
よって排水中の有機物を生物処理することができる。し
たがって、この発明によれば、１つの第１水槽におい
て、１つの同じ反応充填物を化学処理と生物処理の両方
に活用することができる。したがって、１つの水槽の中
で、有機物を含有した排水(被処理水)を立体的かつ効率
良く処理することができる。したがって、イニシャルコ
ストとランニングコストを低減できる。

【０２２８】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の排水処理装置において、上記下部に有る反応充填物を
含んでいる排水(被処理水)を汲み上げて、この反応充填
物を含んでいる排水(被処理水)を上記上部の排水面より
も上から上記上部に向かって散水するエアーリフトポン
プを備えている。

【０２２９】従って、この請求項３の発明によれば、上
記エアーリフトポンプによって、排水(被処理水)と反応
充填物とを下部から上部に循環させ、下部において微生
物が繁殖した反応充填物を、上部において曝気して反応
充填物から微生物を剥がすことができる。したがって、
この上部で微生物が剥がされた反応充填物は、再び化学
反応を活発に行うことができる状態になり、活発な化学
反応によって排水(被処理水)を効率良く化学処理でき
る。そして、この上部で微生物が剥がされた反応充填物
は、下部に沈降して沈殿することによって、再び微生物
が繁殖し、この微生物でもって今度は排水中の有機物を
生物学的に処理することとなる。

【０２３０】このように、この請求項３の発明によれ
ば、エアーリフトポンプによって反応充填物を上部と下
部とに循環させながら、上部での化学反応処理と下部で
の微生物処理とを次々に繰り返すことができる。したが
って、この発明によれば、多次元的な処理内容と高い空
間効率とを両立することができる画期的な排水処理装置
を提供できる。

【０２３１】また、請求項４の発明は、請求項２に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽は、上記上部に
有る反応充填物を含んでいる排水(被処理水)から上記反
応充填物を分離するスクリーンを備えている。

【０２３２】したがって、この請求項４の発明によれ
ば、上記スクリーンから反応充填物を流出させることな
く処理水を分離することができる。

【０２３３】また、請求項５の発明は、請求項２乃至４
のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上記反
応充填物が炭酸カルシウム鉱物である。

【０２３４】したがって、請求項５の発明は、有機物を
含有したフッ素排水を処理することができる。すなわ
ち、最初に、この装置は、炭酸カルシウム鉱物を強く流
動させた上部領域において、排水中のフッ素を炭酸カル
シウム鉱物と反応させてフッ化カルシウムを形成する。

【０２３５】上記第１水槽の下部では、炭酸カルシウム
鉱物が「あまり流動していない」から、炭酸カルシウム
鉱物には微生物が固定化されて繁殖する。そして、この
炭酸カルシウム鉱物の微生物は、排水中の界面活性剤や
有機溶剤等の有機物を生物学的に処理できる。

【０２３６】また、この請求項５の発明の排水処理装置
は、炭酸カルシウム鉱物を強く流動させた上部におい
て、排水中のフッ素を、化学反応によってフッ化カルシ
ウムを形成させることによって処理する。この炭酸カル
シウム鉱物を強く流動させる領域とは、上記上部のみで
なく、炭酸カルシウム鉱物濃度が高いエアーリフトポン
プの配管中の領域も含んでいる。上記上部では、炭酸カ
ルシウム鉱物濃度は低いものの曝気手段(散気管)による
曝気によって撹拌されている。

【０２３７】炭酸カルシウム鉱物の表面に繁殖していた
微生物は、エアーリフトポンプの配管の中で強い曝気を
受けて、炭酸カルシウム鉱物表面から剥離するから、炭
酸カルシウム鉱物の表面が露出する。そして、エアーリ
フトポンプでは、曝気によって炭酸カルシウム鉱物の表
面と被処理水とが接触し、被処理水中のフッ素が１次的
化学的に処理される。また、エアーリフトポンプでは曝
気されているから、化学反応によって生成したフッ化カ
ルシウムが炭酸カルシウム鉱物表面を覆ってしまうこと
を回避できる。エアーリフトポンプで１次的にフッ素が
処理された被処理水は、エアーリフトポンプ出口から吐
出して、炭酸カルシウム鉱物濃度が低い第１水槽の上部
に落下導入される。上部では、被処理水は流動状態の炭
酸カルシウム鉱物との充分な滞留時間の基で接触反応
し、被処理水中の未反応のフッ素を２次的に確実に化学
処理できる。

【０２３８】次に、被処理水は自然下降して、炭酸カル
シウム鉱物の濃度が高い第１水槽の下部の「あまり流動
しない領域」に移動する。「あまり流動しない領域」で
は炭酸カルシウム鉱物の濃度が高いことに加えて、炭
酸カルシウム鉱物があまり流動しないことと、フッ素
が処理されているので微生物が繁殖しやすいことと、
被処理水が空気と接触して空気中の微生物が混入してい
ることと、微生物が繁殖しやすい有機物が存在するこ
とと、被処理水のＰＨが中性に近づいていることによ
って、微生物が「あまり流動しない領域」の炭酸カルシ
ウム鉱物に加速的に急速に繁殖してくる。この微生物が
急速に繁殖してくる領域は、第１水槽の下部のうち中間
から下方の領域である。

【０２３９】上記,,,,の理由によって、下部
では微生物生息環境が改善されているから、炭酸カルシ
ウム鉱物を固定化担体として各種の好気性の微生物が急
速に繁殖してくる。したがって、下部では被処理水中の
界面活性剤等の有機物が生物学的に処理される。ところ
で、この下部を急激に強く流動する状態にした場合に
は、炭酸カルシウム鉱物同士が接触,衝突して、生物膜
が剥離してしまうから、微生物が円滑に繁殖できない。
これに対して、あまり流動しない炭酸カルシウム鉱物
は、お互い同士の接触が少ないから、繁殖した微生物が
炭酸カルシウム鉱物から剥がれることが少ない。また、
炭酸カルシウム鉱物が天然品であり、その表面がでこぼ
こであるから、炭酸カルシウム鉱物に各種の微生物が比
較的容易に繁殖する。そして、この繁殖した微生物が、
被処理水中の界面活性剤や有機溶剤等を主体とした有機
物を生物学的に処理する。ところで、第１水槽の下部で
微生物が急激に繁殖すると、下部の炭酸カルシウム鉱物
同士が微生物の塊によって大きな炭酸カルシウム鉱物の
塊となり、下部の一部が閉塞しそうになる。しかし、第
１水槽全体に対する循環機構としてのエアーリフトポン
プによる吸い込みと空気による強力な曝気によって、塊
が破壊されるから、下部が閉塞することはない。

【０２４０】また、請求項６の発明は、請求項２乃至４
のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上記反
応充填物が活性炭である。

【０２４１】したがって、請求項６の発明は、有機物を
含有した過酸化水素排水を処理することができる。すな
わち、最初に、この装置は、活性炭を強く流動させた上
部領域において、排水中の過酸化水素を、活性炭を触媒
として水と酸素ガスとに分解する。このように、活性炭
を強く流動させた上部領域に過酸化水素を含んだ排水を
導入するから、過酸化水素と活性炭とを確実に接触させ
て、水と酸素ガスへの分解を円滑に進行させることがで
きる。

【０２４２】次に、活性炭を下部のあまり流動していな
い領域に導入する。下部では活性炭をあまり流動させな
いから、活性炭が本来持っている有機物に対する物理的
吸着機能を利用して有機物を吸着処理する。この第１水
槽の下部では、上方は、さほど微生物が繁殖していない
から、物理学的吸着機能が期待できる。

【０２４３】請求項６の排水処理装置は、第１水槽の下
部では、活性炭をあまり流動させないで、活性炭に微生
物を固定化して繁殖させて、過酸化水素排水中の界面活
性剤や有機溶剤等の有機物を生物学的に処理する。活性
炭があまり流動しない状態では、有機物が存在すれば各
種の微生物を活性炭に固定化繁殖できる。従って、下部
では、活性炭に繁殖させた微生物によって、被処理水中
の有機物を生物学的に分解処理することができる。特
に、第１水槽の下部の中でも下方に進むほど、微生物が
盛んに繁殖することを期待できる。

【０２４４】また、この請求項６の排水処理装置は、活
性炭を強く流動させた領域において、排水中の過酸化水
素を、活性炭を触媒として水と酸素ガスとに分解する。
この活性炭を強く流動させる領域とは、上記上部だけで
はなく、活性炭濃度が高いエアーリフトフポンプの配管
中の領域も含んでいる。上記上部では、活性炭濃度が低
いものの曝気手段(散気管)による曝気によって撹拌され
ている。

【０２４５】活性炭の表面に繁殖していた微生物は、エ
アーリフトフポンプの配管中で強い曝気を受けて、活性
炭表面から剥離するから、活性炭の表面が露出する。同
時に、エアーリフトポンプでは、曝気によって活性炭の
表面に繁殖していた微生物は過酸化水素を含む排水と接
触するから、表面よりも生息し易くて環境の良い活性炭
内部に移動する。そして、微生物が剥離された活性炭の
表面と被処理水とが曝気により接触して、被処理水中に
含有している過酸化水素を一次的に分解することができ
る。

【０２４６】エアーリフトポンプで一次的に過酸化水素
が処理された被処理水は、エアーリフトフポンプ出口か
ら吐出して、活性炭濃度が低い第１水槽の上部に落下導
入される。エアーリフトフポンプ出口の位置は第１水槽
の水位よりも上方であるから、被処理水が第１水槽に落
下して導入される際、空気中の酸素と空気中の微生物が
混入する。

【０２４７】そして、上部では、被処理水は流動状態の
活性炭と充分な滞留時間の基で接触反応し、被処理水中
の未分解の過酸化水素を水と酸素ガスに２次的に確実に
分解することができる。

【０２４８】次に、被処理水は、自然下降して、活性炭
の濃度の高い第１水槽の下部の「あまり流動しない領域」
に移行する。「あまり流動しない領域」では活性炭の濃度
が高いことに加えて、活性炭があまり流動しないこと
と、過酸化水素が処理されているので微生物が繁殖し
やすいことと、被処理水が空気と接触して空気中の微
生物が混入していること、微生物が繁殖しやすい有機
物が存在することと、活性炭内部の微生物が生息環境
の改善により活性炭内部から出てくることによって、微
生物が「あまり流動しない領域」の活性炭に微生物が加速
度的に急速に繁殖してくる。この微生物が急速に繁殖し
てくる領域は、第１水槽下部のうち中間から下方の領域
である。尚、微生物は活性炭を固定化担体として繁殖し
やすいことはいうまでもない。

【０２４９】上記,,,,の理由によって、下部
では微生物生息環境が改善されているから、活性炭を固
定化担体として各種の好気性の微生物が急速に繁殖して
くる。したがって、下部では被処理水中の界面活性剤等
の有機物が生物学的に処理される。ところで、この下部
を急激に強く流動する状態にした場合には、活性炭同士
が接触，衝突して、生物膜が剥離してしまうから、微生
物が円滑に繁殖できない。これに対して、あまり流動し
ない活性炭は、お互い同士の接触が少ないから、繁殖し
た微生物が活性炭から剥がれることが少ない。また、活
性炭は多孔質であるから、活性炭に各種の微生物が比較
的容易に繁殖する。この微生物は、活性炭の表面のみな
らず内部にも繁殖する。そして、この繁殖した微生物
が、被処理水中の界面活性剤や有機溶剤等を主体とした
有機物を生物学的に処理する。

【０２５０】一方で、第１水槽の下部のうち上方では、
活性炭濃度が高い状態であり、かつ、被処理水がゆっく
りと流下するから、活性炭は界面活性剤や有機溶剤等の
有機物を物理的に吸着する。したがって、被処理水中の
有機物濃度の指標としてのＣＯＤ(化学的酸素要求量や
ＴＯＣ(全有機性炭素)の項目を低減させることもでき
る。そして、上記活性炭が物理的に吸着した有機物は、
活性炭内部に繁殖した微生物によって今度は生物学的に
分解処理される。したがって、活性炭は、有機物を物理
的に吸着した上で、内部に繁殖した微生物によって有機
物を分解するというサイクルを繰り返す。したがって、
上記活性炭を第１水槽から取り出して再生する作業の必
要はない。したがって、ランニングコストを格段に低減
できる。

【０２５１】ところで、第１水槽の下部で微生物が急激
に繁殖すると、下部の活性炭が微生物の塊によって一部
閉塞しそうになる。しかし、第１水槽全体に対する循環
機構としてのエアーリフトフポンプによる吸い込みと空
気による強力な曝気とがあるから、活性炭が閉塞するこ
とはない。

【０２５２】また、請求項７の発明は、請求項５に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽内で上記排水を
処理して得た処理水が導入され、この処理水のフッ素濃
度を測定するフッ素濃度計を有する第２水槽と、上記フ
ッ素濃度計が測定したフッ素濃度に応じて、上記第１水
槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段とを備
えている。

【０２５３】この請求項７の発明の排水処理装置は、第
１水槽で炭酸カルシウム鉱物から剥離した微生物と被処
理水は、第２水槽に導入されて、沈澱物と上澄液とに分
離される。沈澱槽である第２水槽にフッ素濃度計が設置
してある。このフッ素濃度計は、第２水槽内の処理水の
フッ素濃度を検出し、曝気出力制御手段は、フッ素濃度
計が検出したフッ素濃度に応じて、第１水槽の曝気手段
の出力を制御する。この制御は、第１水槽の上部におい
て、炭酸カルシウム鉱物とフッ素とが確実に反応できる
ように曝気手段の出力つまり吐出空気量を制御するよう
な制御である。すなわち、第２水槽でフッ素濃度計が測
定したフッ素濃度に基づいて上記制御手段が、第１水槽
でフッ素が確実に処理されていないと判断した場合に
は、この制御手段は、曝気手段の吐出空気量を増大させ
る。すると、第１水槽での炭酸カルシウム鉱物の曝気接
触状態と循環状態とが激しくなり、第１水槽の上部で排
水中のフッ素を確実に処理できるようになる。

【０２５４】上記第２水槽のフッ素濃度計が検出した測
定値が所定の設定値に達したときに、上記制御手段が作
動するようにしておけばよい。この設定値は、目的とす
る処理水中のフッ素濃度よりも多少高い値に設定してお
けばよい。

【０２５５】また、請求項８の発明は、請求項６に記載
の排水処理装置において、上記第１水槽内で上記排水を
処理して得た処理水が導入され、この処理水の酸化還元
電位を測定する酸化還元電位計を有する第２水槽と、上
記酸化還元電位計が測定した電位に応じて、上記第１水
槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段とを備
えている。

【０２５６】この請求項８の発明によれば、酸化還元電
位計が測定した電位は、第２水槽の処理水の酸化還元電
位を代表している。したがって、上記測定電位は第１水
槽の上部で過酸化水素が確実に分解されたか否かを表す
値である。したがって、上記曝気出力制御手段は、上記
酸化還元電位計から得た酸化還元電位に基づいて、排水
中の過酸化水素が確実に分解されていないことを確認す
ると、第１水槽の曝気手段の出力を増大させる。これに
より、第１水槽の上部での活性炭の流動が激しくなっ
て、触媒反応による過酸化水素の分解を促進させること
ができる。同時に、第１水槽の下部で繁殖している微生
物が過酸化水素で殺菌されることを防止できる。また、
第１水槽の曝気手段の出力を増大させることは、上部に
おける活性炭の表面に微生物が繁殖することを防ぐ効果
もある。上部で活性炭の表面に微生物が繁殖した場合に
は、活性炭の触媒機能が低下するから、過酸化水素を分
解する能力が低下するのである。

【０２５７】また、請求項９の発明は、請求項７に記載
の排水処理装置において、上記第２水槽で沈降分離した
汚泥を上記第１水槽に返送する汚泥返送手段を備えてい
る。

【０２５８】この請求項７の発明によれば、上記汚泥返
送手段が、沈澱槽として働く第２水槽で沈澱した微生物
を含む生物汚泥を第１水槽に返送する。したがって、第
１水槽での微生物濃度を高めることができる。したがっ
て、界面活性剤や有機溶剤等の有機物を、より合理的に
処理することができる。また、第１水槽にポリ塩化アル
ミニウムを微量（数ppm）添加する場合には、導電率を
ほとんど上昇させることなく第２水槽で微細なフッ化カ
ルシウムの反応物を凝集させることができる。第２水槽
で沈澱する汚泥は、生物汚泥だけでなく、化学的な無機
汚泥も含有している。

【０２５９】請求項９に記載の排水処理装置では、フッ
素の処理工程で、多量の消石灰や凝集剤等の薬品を使用
していないので、第２水槽での沈降分離を経た上澄みと
しての処理水の導電率を８００μs/cm以下にできる。し
たがって、濾過装置と逆浸透膜装置を追加するだけで、
超純水製造装置に再利用可能な処理水を得ることができ
る。

【０２６０】また、請求項１０の発明は、請求項８に記
載の排水処理装置において、上記第２水槽から得られた
処理水が導入される逆浸透膜処理装置と、この逆浸透膜
装置からの処理水が導入されて超純水を製造する超純水
製造装置とを有している。

【０２６１】この請求項１０の発明によれば、半導体工
場から排出されるような排水を、半導体工場で使用され
るような超純水にまで処理することができるから、水利
用サイクルを半導体工場内で完結することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の排水処理装置の第１の実施の形態
であるフッ素排水処理装置を示す概念図である。

【図２】上記第１形態の変形例としての第２の形態を
示す概念図である。

【図３】上記第１形態の変形例としての第３形態を示
す概念図である。

【図４】上記第１形態の変形例としての第４形態を示
す概念図である。

【図５】この発明の第８形態を示す概念図である。

【図６】この発明の第５形態である過酸化水素排水処
理装置を示す概念図である。

【図７】上記第５形態の変形例としての第６形態を示
す概念図である。

【図８】上記第５形態の変形例としての第７形態を示
す概念図である。

【図９】上記第５,第６,第７形態のタイムチャートで
ある。

【図１０】上記第１,第２,第３,第４形態のタイムチ
ャートである。

【図１１】この発明の第９形態を示す概念図である。

【図１２】上記第１から第９形態の第１水槽と異なっ
た形状の第１水槽を備えた排水処理装置の構造を示す図
である。

【図１３】従来のフッ素含有排水の処理装置の概念図
である。

【図１４】今一つの従来例の概念図である。

【図１５】従来の排水処理系統と排ガス処理系統とを
示す概念図である。

【図１６】また別の従来の排水処理系統と排ガス処理
系統とを示す概念図である。

【図１７】従来の過酸化水素除去装置の概念図であ
る。

【符号の説明】

１…第１水槽、１Ａ…上部、１Ｂ…下部、２Ａ,２Ｂ…
散気管、３Ａ,３Ｂ…空気配管、４…あまり流動しない
活性炭部、５…エアーリフトポンプ、６…微生物汚泥、
７…炭酸カルシウム鉱物、８…スクリーン、９…流出
管、１０…気泡、１１…流入配管、１２…微生物汚泥撹
拌部、１３…第２水槽(沈澱槽)、１４…かき寄せ機、１
５…フッ素濃度計、１６…第３水槽(濃縮槽)、１７…汚
泥ポンプ、１８…フィルタープレス、１９…第１ブロワ
ー、２０…第２ブロワー、２１…信号伝達線、２２…エ
アーリフトポンプ用散気管、２３…濾過装置、２４…逆
浸透膜装置、２５…超純水製造装置、４９…ポリ塩化ア
ルミニウムタンク、５０…無機汚泥、１０７…活性炭、
２０１…化学反応流動槽、２０２Ａ,２０２Ｂ…散気
管、２０５Ａ,２０５Ｂ…エアーリフトポンプ、２０６
Ａ,２０６Ｂ…炭酸カルシウム鉱物流動層、２０７…炭
酸カルシウム鉱物、２０８…気泡、２１０…生物反応流
動槽、２１２…分離部、２１６…沈澱槽、２１８…フッ
素濃度計、２１９…汚泥濃縮槽、２２４…濾過器、２２
９…フッ化カルシウム、２３１…逆浸透膜、３０７…活
性炭、７１５…酸化還元電位計、７２６Ａ,Ｂ…配管、
７２７…配管、７２９…排ガス、７３０…生産室排気フ
ァン、７３１…生産室、７３２…有機溶剤使用装置、７
３３…処理槽、７３５…原水槽、７３６…原水槽ポン
プ、７３７…エッチング装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牧野博大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者真田政典大阪府大阪市平野区加美南４丁目３番41 号シャープテクノシステム株式会社内 (56)参考文献特開平１−171693（ＪＰ，Ａ) 特開平５−4090（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−54784（ＪＰ，Ａ) 特開平９−52087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/02 - 3/10 C02F 1/28,1/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排水中で反応充填物を強く流動させる強
流動領域と、排水中で上記反応充填物を弱く流動させる
弱流動領域とを形成し、上記反応充填物を上記強流動領
域と弱流動領域との間で循環させ、上記強流動領域では
上記反応充填物の化学反応によって排水を処理し、上記
弱流動領域では上記反応充填物に繁殖した微生物によっ
て排水を処理することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】排水が流入する第１水槽を備え、この第１水槽は、反応充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しな
がら流動させる曝気手段とを有する上部と、上記反応充
填物が沈殿させられて上記反応充填物が微生物の固定化
担体として働かされる下部とを有しており、上記第１水槽の上部では、上記反応充填物は上記曝気に
よって流動させられて上記排水を化学反応によって処理
し、上記第１水槽の下部では、上記反応充填物に固定化
された微生物によって排水中の有機物を生物学的に処理
することを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】請求項２に記載の排水処理装置におい
て、上記下部に有る反応充填物を含んでいる排水を汲み上げ
て、この反応充填物を含んでいる排水を上記上部の排水
面よりも上から上記上部に向かって散水するエアーリフ
トポンプを備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】請求項２に記載の排水処理装置におい
て、上記第１水槽は、上記上部に有る反応充填物を含んでい
る排水から上記反応充填物を分離するスクリーンを備え
ていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】請求項２乃至４のいずれか１つに記載の
排水処理装置において、上記反応充填物が炭酸カルシウム鉱物であることを特徴
とする排水処理装置。
【請求項６】請求項２乃至４のいずれか１つに記載の
排水処理装置において、上記反応充填物が活性炭であることを特徴とする排水処
理装置。
【請求項７】請求項５に記載の排水処理装置におい
て、上記第１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入
され、この処理水のフッ素濃度を測定するフッ素濃度計
を有する第２水槽と、上記フッ素濃度計が測定したフッ素濃度に応じて、上記
第１水槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段
とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】請求項６に記載の排水処理装置におい
て、上記第１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入
され、この処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電
位計を有する第２水槽と、上記酸化還元電位計が測定した電位に応じて、上記第１
水槽の曝気手段の出力を制御する曝気出力制御手段とを
備えていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項９】請求項７に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽で沈降分離した汚泥を上記第１水槽に返送
する汚泥返送手段を備えていることを特徴とする排水処
理装置。
【請求項１０】請求項７に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽から得られた処理水が導入される逆浸透膜
処理装置と、この逆浸透膜装置からの処理水が導入され
て超純水を製造する超純水製造装置とを有することを特
徴とする排水処理装置。