JP3842161B2 - 有機系排ガスの処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶及び半導体製造工程などにおいて排出される有機系排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶および半導体製造工程などにおいて、排出される有機系排ガスとしては、フォトレジストの剥離工程などで蒸発する剥離液由来のガスなどがある。剥離液は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）とジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）より構成される有機溶剤を含有していることが多い。かかる剥離液は、剥離工程に６０℃〜８０℃に加熱されるため、その７％程度が蒸発して排ガス経路に導入されることになる。排ガス組成は、工程で使用される材料のみならず、工程における処理雰囲気にも影響される。例えば、一般的なクリーンルームでは、２５℃、６０％ＲＨ程度にコントロールされている。
また、排ガスは、処理雰囲気が２５℃付近、ＲＨ５０〜６０％程度にコントロールされていることから、発生する排ガスは、比較的高温（３５℃程度）となる。
以上のことから、例えば、剥離工程からの排ガスは、水蒸気とともに、有機系ガスとしてモノエタノールアミン（ＭＥＡ）やジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などを含有していることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶および半導体製造工程で排出される有機系排ガスは大量である。特に、液晶の製造工程で使用される基板サイズも大きいため、剥離液も多く、それに従い、発生する排ガスも更に大量である。したがって、コストの観点からは回収再利用が好ましい。かかる有機系排ガスからの有機成分の分離回収には、冷却凝縮が用いられることが多い。しかしながら、大量の排ガスを処理するためには、莫大な量の冷水を要する。すなわち、水と冷却のためのコスト負担が大きくなりすぎるという問題がある。このため、現在までにおいて、有効な回収再生率を得ることができていない。
一方、環境の観点からは、有機系排ガスをそのままスクラバーに通して処理する方法があるが、大量の水と中和薬液が必要となり、スクラバーの運転管理状況によっては臭気を発生しやすくなるという問題があった。また、スクラバーでの処理水は排水処理として、活性汚泥処理装置に導入されるが、ＢＯＤ負荷の高い濃度の処理水が流れるため、装置が巨大になりすぎ、その管理方法にも問題があった。上記観点から有機成分を分離回収後、スクラバーや活性汚泥などにより処理して廃棄及び放出することが好ましい。
しかしながら、現在までのところ、有機系排ガスを資源として有効利用することも、また、効率的に排水処理を経て廃棄処理することも不充分であった。
【０００４】
そこで、本発明は、有機系排ガスから有機成分の再利用との廃棄処理との双方を達成することのできる、処理技術を提供することを目的とする。さらに、他の目的として、前記有機成分の再利用と廃棄処理とに加え排ガスの臭気対策との３点を達成することのできる、処理技術を提供することとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく、有機系排ガスからの有機成分の分離回収工程について検討したところ、冷却凝縮工程における処理内容を工夫することにより、有機成分の再利用と廃棄処理との双方、さらに、これに加えて放出ガスの環境（臭気）対策を一挙に達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。
【０００６】
（１）有機系排ガスの処理方法であって、
有機系排ガスを冷却凝縮する第１の冷却凝縮工程と、
第１の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、
この第１の冷却凝縮工程を経た排ガスを冷却凝縮する第２の冷却凝縮工程と、
第２の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程、
とを備える、方法。
（２）前記第２冷却凝縮工程に先だって、前記第１の冷却凝縮工程を経た排ガスのミスト分離工程を備える、（１）記載の方法。
（３）前記第１の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる水蒸気を飽和蒸気圧となる温度の近傍に冷却する、（１）又は（２）に記載の方法。
（４）前記第１の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる有機成分の７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下を回収し、前記第２の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる有機成分の１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下を回収する、（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
（５）前記第１の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、再生する工程と、
前記第２の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、排水処理する工程、とを備える、（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
（６）さらに、前記第２の冷却凝縮工程を経た排ガスを処理する工程を備える、（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
（７）有機系排ガスの処理方法であって、
有機系排ガスを冷却凝縮する工程と、
高濃度有機成分含有凝縮液を再生する再生工程と、
低濃度有機成分含有凝縮液を排水処理工程、
とを備える、方法。
（８）さらに、前記凝縮工程で凝縮されない残部の排ガスを処理する工程を備える、（７）記載の方法。
（９）有機系排ガスの処理装置であって、
有機系排ガスを凝縮する第１の凝縮器と、
前記第１の凝縮器を経た排ガスを凝縮する第２の凝縮器と、
第１の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第１の貯留部と、
第２の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第２の貯留部、
とを備える、装置。
（１０）前記凝縮装置は、前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とが排ガスが通過可能に連通されている、（９）記載の装置。
（１１）前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とは、ミスト分離手段によって連通されている、（９）又は（１０）記載の装置。
（１２）前記第１の凝縮器と前記第２の凝縮器と前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とがユニット化されている、（９）〜（１１）のいずれかに記載の装置。
（１３）前記第１の凝縮部及び前記第２の凝縮部には、それぞれ凝縮器内温度検出手段を備えている、（９）〜（１２）のいずれかに記載の装置。
（１４）凝縮液を回収再生する手段と、凝縮液を排水する手段、とを備える、（９）〜（１３）のいずれかに記載の装置。
（１５）前記回収再生手段及び前記排水処理手段には、前記第１の凝縮器からの凝縮液と前記第２の凝縮器からの凝縮液とが切替可能に供給されるようになっている、（１４）に記載の装置。
（１６）前記回収再生手段向け配管及び／又は前記排水処理手段向け配管には、水封性発揮手段を備える、（１４）又は（１５）に記載の装置。
（１７）前記第２の凝縮部を経た排ガスを処理する排ガス処理手段を備える、（９）〜（１６）のいずれかに記載の装置。
（１８）前記排ガス処理手段向け配管には、配管内での凝縮状態を維持する手段を備える、（１７）に記載の装置。
（１９）前記第１の凝縮器に有機系排ガスを供給する配管系および／または前記第２の凝縮器から排ガスを排出する配管系には、ミスト捕捉手段および／または凝縮手段を備える、（９）〜（１８）のいずれかに記載の装置。
【０００７】
これらの方法によれば、有機系排ガスに対して、第１の凝縮工程と第２の凝縮工程とを行うことによって、有機成分の再生利用と活性汚泥処理とのそれぞれの工程に供給する凝縮液（有機成分）を分離回収することができる。このため、効率的かつ有効に再生利用と廃棄処理を実現することができる。
また、これらの装置によれば、有機系排ガスに対して異なる回収レベルの凝縮工程を容易に実施することができる。このため、回収再生手段と排水処理手段とにそれぞれ適した凝縮液を供給することができる。また、回収再生手段と活性汚泥処理手段などの排水処理手段とを備える装置を構成し、それぞれの機能を容易にかつ同時に達成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の有機系排ガスの処理方法は、有機系排ガスを冷却凝縮する第１の冷却凝縮工程と、第１の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、この第１の冷却凝縮工程を経た排ガスを冷却凝縮する第２の冷却凝縮工程と、第２の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程、とを備えている。
あるいは、有機系排ガスを冷却凝縮する工程と、高濃度有機成分含有凝縮液を再生する再生する工程と、低濃度有機成分含有凝縮液を活性汚泥などで排水処理する廃棄処理工程とを備えている。
また、これらの方法を実施するのに適した装置として、本発明では、有機系排ガスを凝縮する第１の凝縮器と、前記第１の凝縮器を経た排ガスを凝縮する第２の凝縮器と、第１の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第１の貯留部と、第２の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第２の貯留部、とを備える、装置を提供し、特に、第１の凝縮器に連通する第１の凝縮液貯留部と、この第１の凝縮液貯留部とは排ガスが通過可能に区画され、前記第２の凝縮器に連通する第２の凝縮液貯留部、とを備える装置を提供する。
以下、本発明の有機排ガス処理方法について説明するとともに、併せてこの処理方法に包含される各工程を実施するのに好ましい手段群としての本発明の装置について説明する。
【０００９】
図１には、本発明の方法ないし装置の概略構成が記載されている。
図１に示す処理方法は、第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程を実施するために装置２を中心とする処理工程の概要を示している。
【００１０】
（有機系排ガス）
本発明は、各種有機系排ガスに適用することができるが、好ましくは、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、プリント基板等の電子部品等の製造工程から排出される有機系排ガスに適用する。より好ましくは、クリーンルーム内で実施される各種製造工程からの排ガスである。かかる排ガスは、一定温度管理がなされており、本発明の凝縮工程を実施するための温度制御を比較的に容易に実施することができるからである。特に、２５℃程度にコントロールされるクリーンルームで発生する排ガスに好ましく適用できる。この場合には、排ガスの温度は３０℃〜４０℃程度であり、冷却凝縮により効率的に有機成分を回収できる。
【００１１】
電子部品製造工程においても、特に、フォトリソグラフィー工程後のフォトレジストの剥離工程で排出される剥離液成分を含有する有機系排ガスに適用することが好ましい。かかる剥離工程からの排ガスは、クリーンルームから排出されるとともに、高濃度排ガスであり、大量発生する排ガスでもあるからである。また、かかる排ガスには、比較的他の有機成分が混入しにくく、再生利用に都合がよいからである。
【００１２】
有機系排ガスは、通常、工程で気化した有機溶媒などの溶剤成分の他、水蒸気を含んでいる。フォトレジストの剥離工程で発生する有機系排ガスは、例えば、ＭＥＡ（ｂ．ｐ．約１７１℃）やＤＭＳＯ（ｂ．ｐ．約１８９℃）など比較的高沸点（１５０℃以上〜２００℃以下程度）の溶剤成分を含有している。なお、有機系排ガスは、剥離工程実施には、毎分１５ｍ3程度に排出されることが多い。
【００１３】
（予備的ないし追加の冷却凝縮工程）
本発明における第１の冷却凝縮工程を実施するのに先だって、有機系排ガス中の有機成分を効率的に回収するために、予備的に冷却凝縮工程を実施しておくことが好ましい。このような冷却凝縮工程の実施により、有機系排ガスが本来の冷却凝縮工程に到達するまでの配管系で生じるかもしれない凝縮液を積極的に回収でき、凝縮工程に到達する前の段階で有機系排ガス中の凝縮液（ミスト）を低減できる。したがって、当該工程は、ミスト捕捉工程ということもできる。
さらに、当該工程の実施により捕捉したミストや発生させた凝縮液を配管系から除去することにより、有機系排ガスの発生源である半導体製造装置への凝縮液や排ガスの逆流やそれによる汚染を防止することができる。
加えて、本工程によれば、製造工程で排出される各種濃度あるいは成分の有機排水を一定組成ないし濃度に調整する機能も達成する場合がある。
【００１４】
かかる予備的冷却凝縮工程は、有機系排ガスの発生源である半導体製造工程などから凝縮工程に至る配管系において実施することができる他、凝縮工程後、たとえば、スクラバーなどの排ガス処理工程への配管系においても実施することができる。排ガス処理手段への負荷を軽減できるからである（凝縮工程後においては、特に、追加の冷却凝縮工程ということができる）。
かかる予備的ないし追加の凝縮工程は、凝縮器を用いて行ってもよいが、好ましくは、特にそのような冷却手段を要する構成でなく、放熱性のよい配管などを用いることによる放冷などの自然冷却により凝縮を発生させるようにする。また、特に、ミストの捕捉には、有機系排ガスの移動方向に障壁を設けて衝突させるようにすることができる。生じた凝縮液は、トラップして自然排出するか、ポンプなどにより強制排出するかなどして、適宜配管系から排除するようにする。
【００１５】
図１に示す形態では、複数の製造装置４から連続的あるいは断続的に排出される有機系排ガスを、一旦、集合配管６に集合させることにより、簡易に予備的な冷却凝縮工程を実施できるようになっている。この形態では、凝縮手段として、集合配管６内における有機系排ガスの自然冷却を利用している。この場合、集合配管６は、放熱性の高い、ステンレスなどの金属製（好ましくは耐食性を有する）で構成することが好ましい。
このような構成によれば、各製造装置４からの有機系排ガス配管５を集合させるとともに、各排ガスを混合し、均一化し、共通の夾雑成分を冷却凝縮により除去することができる。したがって、安定した組成で後段の冷却凝縮工程に排ガスを供給できる。また、排ガスの供給量の調節も可能となる。
【００１６】
特に、図２に示すような構成を採用できる。すなわち、製造装置４からの有機系排ガス配管５の上方にヘッダー状に集合配管６を設け、側方から有機系排ガスから供給され上方に指向して有機系排ガスが排出されるような中空室を集合配管６内に形成している。この構成においては、集合配管６に対する配管５の接続部位を、集合配管６内に貯留が許容あるいは予期される凝縮液の最高の液面位を超えるような所定高さ位置とすることができる。このような構成により、一時的に凝縮液が貯留されてしまった場合においても、凝縮液による製造装置２の汚染を防止できる。また、側方から供給される有機系排ガスに対して集合配管６の内壁が障壁となっているため、有機系排ガスがこの内壁部位に衝突することにより（この場合内壁は衝突部材としてのミスト捕捉手段として機能しているということができる）、ミスト（液滴）を内壁に付着させて捕捉しやすくなっているとともに、放熱性のよい配管の壁部に接触することにより凝縮されやすくなっている。なお、図中、有機系排ガスの配管５を集合配管６の側部に連結される形態を例示したが、集合配管６の上方側であれば、製造装置４側への凝縮液の逆流を防止することができる。
【００１７】
さらに、図３に示す構成も採用することができる。この構成では、下方から有機系排ガスから供給され上方に指向して有機系排ガスが排出されるような配管７を備える中空室を集合配管６内に形成している。加えて、有機系排ガスの供給配管５の開口を、この中空室内の所定高さ位置となるように当該供給配管５を中空室内に突出状に設け、この開口に対して所定間隔を置いて対向状に有機系排ガスの衝突部材６ａをミスト捕捉手段として配置している。かかる構成を採用することにより、特に、有機系排ガスに含まれる凝縮成分（ミスト）をこの集合配管６に捕捉しやすくなっている。この結果、ミストが低減された有機系排ガスを冷却凝縮工程に供給することができる。
なお、このようなミスト捕捉手段としての衝突部材６ａの形態と設置態様は各種採用することができる。有機系排ガスの供給部位に対向状に衝突部材を設けて、有機系排ガスの供給部位と排出部位に凝縮液が混入しない範囲で各種の態様を採ることができる。
【００１８】
このようにして、捕捉したミストや発生させた凝縮液は、再生利用を目的として、回収廃液槽８に一旦貯留するようにすることが好ましい。
なお、ミスト捕捉ないし凝縮手段として図２および図３に示す構成は、いずれも、製造装置２から集合配管６に供給される有機系排ガスについての態様であるが、これに限定することなく、冷却凝縮工程に至るまでの配管途中にも別途適用することができる。すなわち、製造装置からの有機系排ガス配管５が集合する集合配管６の形態を採ることなく、配管の一部にかかる中空室構造を備える構成を採用すれば、配管途中でのミスト捕捉ないし凝縮する構成にも適用できる。
さらに、図２および図３に示す構成は、いずれも予備的冷却凝縮工程における実施態様であるが、追加の冷却凝縮凝縮工程を排ガス処理工程の前段に実施する場合においては、追加の冷却凝縮工程の実施態様としても適用できるものである。すなわち、製造装置２からの有機系排ガス配管５を、後述する第２の冷却凝縮工程から１または２以上の排ガスの供給用配管に置き換えることで、追加の冷却凝縮工程に適用することができる。
【００１９】
（第１の冷却凝縮工程）
有機系排ガスを第１の凝縮器１０に導入することにより第１の冷却凝縮工程を実施する。第１の凝縮器１０を始め後述する第２の凝縮器４０としては、従来公知の各種凝縮器を特に限定することなく用いることができる。凝縮器１０、４０において排ガスを冷却する手段も、各種用いることができるが、多管式、コイル式、スパイラル式など各種採用することができ。好ましくは、プレートフィン型の冷却手段を用いる。
【００２０】
第１の冷却凝縮工程においては、高濃度の排ガスが大量に導入される。このため、回収効率と冷却コストなどの観点から好ましい温度条件を設定することが望まれる。特に、第１の冷却凝縮工程では、凝縮液を回収し、再生し、再利用する工程へ供給するのに有効な温度条件を設定することが好ましい。
したがって、排ガスの組成を予測ないし検出して、効率よく有機成分のみを凝縮させるようにすることが好ましい。例えば、排ガスに含まれると予測される水蒸気が飽和蒸気圧となる程度の温度条件を設定することができる。このような温度条件であれば、水の凝縮を最大限防止した状態で有機成分を凝縮させることができる。
例えば、フォトレジストの剥離工程からの排ガスは、おおよそ３５〜４０℃の温度で第１の冷却凝縮工程に供給されてくる。この場合、排ガス組成にもよるが例えば、約７℃〜１０℃の冷水を供給して、凝縮器内の温度を前述のような最適な温度条件に基づいて設定することが好ましい。かかる温度条件は、２５℃、６０％ＲＨにコントロールされたクリーンルームから排出され、ＤＭＳＯとＭＥＡを含有する排ガスにおいて特に好適な条件である。
【００２１】
凝縮器１０、４０における有効かつ効率的な冷却凝縮工程の実現のためには、それぞれの凝縮器１０、４０内の温度検出手段１２，４２を備えていることが好ましい。供給される有機系排ガス温度をモニタリングすることで、冷却水の供給量などを調整することにより、温度条件を一定にあるいは適切に付与することができる。特に、第１の凝縮器１０においては、供給される排ガスの濃度が高く、あるいは変動幅もあるため、温度検出手段１２を設けることにより、効率的な冷却凝縮工程を実施することができる。好ましくは、さらに、凝縮器１０、４０に供給される排ガスの温度を検出する手段を備えるようにする。
さらに、温度検出手段１２、４２によって検出された温度に基づいて、冷却水の供給量制御を行う場合には、それぞれの凝縮器１０、４０への冷却水の流量検出手段を備えるようにすることが好ましい。冷却水流量をも検知し、温度―冷却水流量の比例制御、好ましくはＰＩＤ制御とするのが有効である。
【００２２】
第１の冷却凝縮工程で発生した凝縮液は、凝縮器１０に連通して備えられる第１の凝縮液貯留部１６に貯留される。第１の冷却凝縮工程において得られる凝縮液は、大量かつ高濃度のガスを処理して得られるため、後段の第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液よりも有機成分が高濃度となる。
第１の冷却凝縮工程で発生させた凝縮液は、第１の貯留部１６に貯留し、その後、配管１８を介して回収廃液槽８に供給することができる。その後、図示しない再生手段を備える再生工程へ供給することができる。第１の冷却凝縮工程によれば、効率的な範囲内において高濃度に有機成分を含有する凝縮液を得ることができるため、この凝縮液を再生することにより、有効な再利用を実現できる。
なお、図示はしないが、配管１８は、第１の貯留部１６からの凝縮液を必要に応じて、排水処理手段である活性汚泥処理設備５８へも供給するように切り換え可能に構成することもできる。
【００２３】
この装置２の末端には、排ガスの大気放出のためのブロアーが設けられている。このため、貯留部１６、４６の内部は負圧となる傾向がある。この場合、前記貯留部１６、４６へ回収廃液槽８や処理手段５８側からの雰囲気ガスの注入による温度条件などの変動を抑制するため、水封機能発揮手段１９，４９を備えさせて、貯留部１６，４６と、回収廃液槽８、活性汚泥処理設備５８との間でガスの遮断作用を発揮させることが好ましい。図１に示す水封発揮手段１９、４９では、配管１８，４８を、凝縮液を貯留可能にＵ字状に設けた部分により水封機能を発揮させている。また、この配管構造によれば、負圧の貯留部１６、４６への廃液槽８や活性汚泥処理設備５８からの液体の逆流も効果的に防止できる。
なお、貯留部１６，４６が負圧になる場合、貯留部１６、４６からの回収廃液槽８や活性汚泥処理設備５８に至る経路に自然落下による廃液の排出が困難になる場合がありうる。廃液の自然落下のために必要な勾配を採れない場合には、上記した遮断作用を備えるギアードポンプなどを使用することが有効である。
【００２４】
また、配管１８においては、第１の凝縮液の組成を検知するための検出手段、すなわち、有機成分濃度および／または水分検出手段を備えることが好ましい。かかる検出手段を備えることにより、有機成分や水分濃度によって、凝縮液を再生利用を目的とする回収廃液槽８に供給するか、あるいは、廃棄処理のために活性汚泥設備５８に供給するかを判断することができる。検出手段は、各種公知の検出手段から適宜選択して使用することができるが、好ましくは、導電率濃度測定手段などを使用する。
【００２５】
第１の冷却凝縮工程は、好ましくは、有機系排ガスの有機成分の７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下を回収できるように実施することが好ましい。かかる回収率範囲内で、再生用等として回収することで有効な再利用サイクルを実現できる。同時に、後段の第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液の有機成分濃度を低減して、活性汚泥処理工程における汚泥への負荷を有効に低減し、活性汚泥による安定的処理を達成できる。より好ましくは約８０％である。
【００２６】
（第２の冷却凝縮工程）
第１の冷却凝縮工程を経由することで有機成分が少なくとも部分的に除去された排ガスは、第２の冷却凝縮工程に供給される。
第２の冷却凝縮工程は、第１の冷却凝縮工程を経るため、相対的に低濃度の有機成分を含有し、かつ安定した濃度ないし組成の排ガスが供給される。したがって、得られる凝縮液も、第１の冷却凝縮工程で発生する凝縮液よりも低濃度の有機成分を含有していることとなる。
【００２７】
第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液は、主として、活性汚泥処理などの廃棄処理工程へ供給するようにすることが好ましい。当該凝縮液が低濃度であること、及びかつ組成が安定的であり、活性汚泥に対する負荷を軽減する、あるいは好適化することも可能であるからである。
第２の冷却凝縮工程の温度条件は、かかる観点から条件設定することが好ましい。例えば、第２の冷却凝縮工程からの排ガス組成にもよるが、例えば、約７〜１０℃に凝縮器内の温度を設定することが好ましい。
なお、第１の冷却凝縮工程からの排ガスが第２の凝縮器４０に到達する前には、当該排ガスをデミスター等のミスト分離手段２４を通過させることが好ましい。ミスト分離手段２４を通過させることにより、ミスト分の回収を増加させることができる。
【００２８】
第２の冷却凝縮工程で発生した凝縮液（第２の凝縮液）は、凝縮器４０の下部に、凝縮器４０に連通して備えられる第２の凝縮液貯留部４６に貯留される。第２の冷却凝縮工程において得られる凝縮液は、第１の冷却凝縮工程で発生される凝縮液よりも有機成分が低濃度となっている。
第２の冷却凝縮工程で発生させた凝縮液は、第２の貯留部４６に貯留した後、配管４８を介して、活性汚泥処理設備５８に供給するようにすることができる。活性汚泥処理設備５８では、活性汚泥の作用により、有機成分を分解し、排水を清浄化することができる。本処理法によれば、活性汚泥への負荷が軽減され、あるいは調節されているため、円滑に活性汚泥処理を行うことができ、また、その規模もコンパクト化することができる。なお、配管４８は、必要に応じて凝縮液を廃液槽８に供給できるように供給先を切り換え可能に形成されている。
【００２９】
第２の凝縮液の組成を検出するための検出手段を配管４８に設けることが好ましい。第２の凝縮液について有機成分および／または水分濃度を検出することにより、第２の凝縮液を再生利用のための廃液槽８に供給するかあるいは廃棄処理を目的とする活性汚泥手段５８に供給するかを判断できる。特に、第２の凝集液についてこのような判断が可能となることで、有機成分の有効利用が可能となる。
【００３０】
第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程を連続して実施するにあたっては、特にその装置構成を限定しないが、例えば、図１に示す装置構成を採用することができる。
図１に示す装置２においては、第１の凝縮液貯留部１６と第２の凝縮液貯留部４６とは、区画手段２０により各凝縮液の接触が遮断されるようになっている。また、第１の凝縮液貯留部１６と第２の凝縮液貯留部４６とは、一体化されて一つの貯留槽状に形成されている。そして、各貯留部１６、４６に連通するように、それぞれの貯留部１６、４６の上方に凝縮器１０、４０が装備されている。
【００３１】
一方、第１の冷却凝縮工程を経た排ガスは、第１の凝縮液貯留部１６から第２の凝縮液貯留部４６側へと通過できるように通気可能となっている。特に、図１に示す構成では、当該通気部分が、ミスト分離手段２４により構成されており、第１の冷却凝縮工程を経た排ガスは、第２の凝縮器４０側へ移動に伴ってミスト分離手段２４を通過できるようになっている。なお、ミスト分離手段２４としては、フィルター他、メッシュ、多孔質体などの各種多孔状体を使用することができる。
【００３２】
（排ガス処理工程）
第２の冷却凝縮工程を経た排ガスは、さらに有機成分が低減されている。好ましくは、かかる排ガスを排ガス処理工程に供給する。排ガス処理工程では、排ガスに対する各種浄化手段を採用することができる。例えば、排ガスに中和薬液を添加し、水で洗浄することは、残存する有機成分を水に溶解させ、臭気を効果的に低減ないし除去することができる。好ましくはスクラバーによる排ガス処理工程を実施する。
本発明の冷却凝縮工程を経ることにより、排ガスから有機成分が効率的に回収されているために、その後の排ガス処理工程で高い浄化度を達成することができる。したがって、当該排ガス処理工程を経たガスは、有機成分がよく除去されているので放出しても、環境や生体への影響が低減されており、また、当然臭気も低減されている。
【００３３】
第２の冷却凝縮工程を経た排ガスは、予めミスト分離手段６０を通過させた後、排ガス処理工程に供給することが好ましい。特に剥離液を構成する有機溶剤が凝縮すると、粘性が高いため、排ガス処理工程への経路、さらには当該経路を伝って排ガス処理工程にまで到達することもあるからである。また、排ガス処理工程でのスライムを発生させる微粒子などを除去することができる。
【００３４】
第２の冷却凝縮工程から排ガス処理工程までを実施するにあたっては、特に、その装置の形態を限定しないが、たとえば、図１に示す形態を採用できる。
図１に示す装置２では、第２の凝縮器４０の上方にデミスターなどのミスト分離手段６０を備え、さらに、その後段にスクラバーなどの排ガス処理手段７０を備えている。排ガス処理手段７０を経た排ガスは、大気中へ放出されるようになっている。なお、排ガス処理手段７０の排ガス処理液（洗浄液）は活性汚泥処理設備５８へと供給可能に形成されている。これにより、有機成分の活性汚泥による最終的な処理が可能となる。また、この配管７２による有機成分の供給は、活性汚泥への負荷の調節にも利用できる。
【００３５】
凝縮器４０から排ガス処理手段７０に至る配管６２においては、前記したように、ミスト捕捉手段ないし凝縮手段を付与して、追加の冷却凝縮工程を実施することができる。これにより排ガス処理手段への負荷を軽減することができる。
凝縮器４０を経た排ガスは低温（約１０℃）となっている場合もあり、このような場合には、そのような低温を維持して、凝縮レベルを維持するようにすることが好ましい。この温度が冬期などに下がり過ぎると、管内の水分が更に凝縮し、好ましくなく、また、夏期には管外側に結露が発生するなどの問題が生じるためである。かかる凝縮状態維持手段６４としては、たとえば、配管に装着される保温（断熱）手段であり、あるいは配管雰囲気を温度調節する空調手段などである。
【００３６】
なお、第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程に冷却水を供給するのにあたっては、まず、第２の冷却凝縮工程に冷却水を供給し経由させ、次いで第１の冷却凝縮工程に供給することにより、効率的に有機成分を回収でき、かつ冷却水の効率的な使用水量での運転が可能となる。
【００３７】
上記した形態では、排水処理工程ないし手段として活性汚泥による処理工程ないし手段について例示したが、これに限定する趣旨でなく、他の化学的微生物的工程ないし手段を活性汚泥により処理工程ないし手段に替えて採用することができる。
また、特に再生工程ないし再生手段については詳述しないが、従来公知の技術を適用することができる。
本発明によれば、有機系排ガスからの有機成分の再利用と廃棄処理との双方を達成することができると同時に、これらに必要な設備を軽減し、コンパクト化することができる。また、排ガス処理工程ないし排ガス処理手段を備える本処理技術によれば、排ガス処理工程後の排ガス中の有機成分を効果的に低減できる。このため、大気に還元されるガスは環境や生体への悪影響（臭気）が低減されたものとなっている。したがって、当該技術によれば、有機成分の再利用と廃棄処理に加えて、排ガスの浄化も同時にかつ容易に実現することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、有機系排ガスから有機成分の再利用と廃棄処理との双方を達成することのできる、処理技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理技術の工程及び装置の概略を示す図である。
【図２】ミスト捕捉手段あるいは凝縮手段の一形態を示す図である。
【図３】ミスト捕捉手段あるいは凝縮手段の他の一形態を示す図である。
【符号の説明】
２ 排ガス処理装置
４ 半導体製造装置
５ 有機系排ガス配管
６ 集合配管
７ 有機系排ガス配管
８ 回収廃液槽
１０、４０ 凝縮器
１２、４２ 温度検出手段
１６、４６ 凝縮液貯留部
１８、４８、６２、７２ 配管
１９、４９ 水封性発揮手段
２０ 区画手段
２４ ミスト分離手段
５８ 活性汚泥処理設備
６０ ミスト分離手段
６４ 凝縮状態維持手段
７０ 排ガス処理手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶及び半導体製造工程などにおいて排出される有機系排ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶および半導体製造工程などにおいて、排出される有機系排ガスとしては、フォトレジストの剥離工程などで蒸発する剥離液由来のガスなどがある。剥離液は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）とジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）より構成される有機溶剤を含有していることが多い。かかる剥離液は、剥離工程に６０℃〜８０℃に加熱されるため、その７％程度が蒸発して排ガス経路に導入されることになる。排ガス組成は、工程で使用される材料のみならず、工程における処理雰囲気にも影響される。例えば、一般的なクリーンルームでは、２５℃、６０％ＲＨ程度にコントロールされている。
また、排ガスは、処理雰囲気が２５℃付近、ＲＨ５０〜６０％程度にコントロールされていることから、発生する排ガスは、比較的高温（３５℃程度）となる。
以上のことから、例えば、剥離工程からの排ガスは、水蒸気とともに、有機系ガスとしてモノエタノールアミン（ＭＥＡ）やジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）などを含有していることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶および半導体製造工程で排出される有機系排ガスは大量である。特に、液晶の製造工程で使用される基板サイズも大きいため、剥離液も多く、それに従い、発生する排ガスも更に大量である。したがって、コストの観点からは回収再利用が好ましい。かかる有機系排ガスからの有機成分の分離回収には、冷却凝縮が用いられることが多い。しかしながら、大量の排ガスを処理するためには、莫大な量の冷水を要する。すなわち、水と冷却のためのコスト負担が大きくなりすぎるという問題がある。このため、現在までにおいて、有効な回収再生率を得ることができていない。
一方、環境の観点からは、有機系排ガスをそのままスクラバーに通して処理する方法があるが、大量の水と中和薬液が必要となり、スクラバーの運転管理状況によっては臭気を発生しやすくなるという問題があった。また、スクラバーでの処理水は排水処理として、活性汚泥処理装置に導入されるが、ＢＯＤ負荷の高い濃度の処理水が流れるため、装置が巨大になりすぎ、その管理方法にも問題があった。上記観点から有機成分を分離回収後、スクラバーや活性汚泥などにより処理して廃棄及び放出することが好ましい。
しかしながら、現在までのところ、有機系排ガスを資源として有効利用することも、また、効率的に排水処理を経て廃棄処理することも不充分であった。
【０００４】
そこで、本発明は、有機系排ガスから有機成分の再利用との廃棄処理との双方を達成することのできる、処理技術を提供することを目的とする。さらに、他の目的として、前記有機成分の再利用と廃棄処理とに加え排ガスの臭気対策との３点を達成することのできる、処理技術を提供することとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく、有機系排ガスからの有機成分の分離回収工程について検討したところ、冷却凝縮工程における処理内容を工夫することにより、有機成分の再利用と廃棄処理との双方、さらに、これに加えて放出ガスの環境（臭気）対策を一挙に達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。
【０００６】
（１）有機系排ガスの処理方法であって、
有機系排ガスを冷却凝縮する第１の冷却凝縮工程と、
第１の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、
この第１の冷却凝縮工程を経た排ガスを冷却凝縮する第２の冷却凝縮工程と、
第２の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程、
とを備える、方法。
（２）前記第２冷却凝縮工程に先だって、前記第１の冷却凝縮工程を経た排ガスのミスト分離工程を備える、（１）記載の方法。
（３）前記第１の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる水蒸気を飽和蒸気圧となる温度の近傍に冷却する、（１）又は（２）に記載の方法。
（４）前記第１の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる有機成分の７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下を回収し、前記第２の冷却凝縮工程では、前記有機系排ガスに含まれる有機成分の１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下を回収する、（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
（５）前記第１の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、再生する工程と、
前記第２の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、排水処理する工程、とを備える、（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
（６）さらに、前記第２の冷却凝縮工程を経た排ガスを処理する工程を備える、（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
（７）有機系排ガスの処理方法であって、
有機系排ガスを冷却凝縮する工程と、
高濃度有機成分含有凝縮液を再生する再生工程と、
低濃度有機成分含有凝縮液を排水処理工程、
とを備える、方法。
（８）さらに、前記凝縮工程で凝縮されない残部の排ガスを処理する工程を備える、（７）記載の方法。
（９）有機系排ガスの処理装置であって、
有機系排ガスを凝縮する第１の凝縮器と、
前記第１の凝縮器を経た排ガスを凝縮する第２の凝縮器と、
第１の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第１の貯留部と、
第２の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第２の貯留部、
とを備える、装置。
（１０）前記凝縮装置は、前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とが排ガスが通過可能に連通されている、（９）記載の装置。
（１１）前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とは、ミスト分離手段によって連通されている、（９）又は（１０）記載の装置。
（１２）前記第１の凝縮器と前記第２の凝縮器と前記第１の貯留部と前記第２の貯留部とがユニット化されている、（９）〜（１１）のいずれかに記載の装置。
（１３）前記第１の凝縮部及び前記第２の凝縮部には、それぞれ凝縮器内温度検出手段を備えている、（９）〜（１２）のいずれかに記載の装置。
（１４）凝縮液を回収再生する手段と、凝縮液を排水する手段、とを備える、（９）〜（１３）のいずれかに記載の装置。
（１５）前記回収再生手段及び前記排水処理手段には、前記第１の凝縮器からの凝縮液と前記第２の凝縮器からの凝縮液とが切替可能に供給されるようになっている、（１４）に記載の装置。
（１６）前記回収再生手段向け配管及び／又は前記排水処理手段向け配管には、水封性発揮手段を備える、（１４）又は（１５）に記載の装置。
（１７）前記第２の凝縮部を経た排ガスを処理する排ガス処理手段を備える、（９）〜（１６）のいずれかに記載の装置。
（１８）前記排ガス処理手段向け配管には、配管内での凝縮状態を維持する手段を備える、（１７）に記載の装置。
（１９）前記第１の凝縮器に有機系排ガスを供給する配管系および／または前記第２の凝縮器から排ガスを排出する配管系には、ミスト捕捉手段および／または凝縮手段を備える、（９）〜（１８）のいずれかに記載の装置。
【０００７】
これらの方法によれば、有機系排ガスに対して、第１の凝縮工程と第２の凝縮工程とを行うことによって、有機成分の再生利用と活性汚泥処理とのそれぞれの工程に供給する凝縮液（有機成分）を分離回収することができる。このため、効率的かつ有効に再生利用と廃棄処理を実現することができる。
また、これらの装置によれば、有機系排ガスに対して異なる回収レベルの凝縮工程を容易に実施することができる。このため、回収再生手段と排水処理手段とにそれぞれ適した凝縮液を供給することができる。また、回収再生手段と活性汚泥処理手段などの排水処理手段とを備える装置を構成し、それぞれの機能を容易にかつ同時に達成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の有機系排ガスの処理方法は、有機系排ガスを冷却凝縮する第１の冷却凝縮工程と、第１の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、この第１の冷却凝縮工程を経た排ガスを冷却凝縮する第２の冷却凝縮工程と、第２の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程、とを備えている。
あるいは、有機系排ガスを冷却凝縮する工程と、高濃度有機成分含有凝縮液を再生する再生する工程と、低濃度有機成分含有凝縮液を活性汚泥などで排水処理する廃棄処理工程とを備えている。
また、これらの方法を実施するのに適した装置として、本発明では、有機系排ガスを凝縮する第１の凝縮器と、前記第１の凝縮器を経た排ガスを凝縮する第２の凝縮器と、第１の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第１の貯留部と、第２の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第２の貯留部、とを備える、装置を提供し、特に、第１の凝縮器に連通する第１の凝縮液貯留部と、この第１の凝縮液貯留部とは排ガスが通過可能に区画され、前記第２の凝縮器に連通する第２の凝縮液貯留部、とを備える装置を提供する。
以下、本発明の有機排ガス処理方法について説明するとともに、併せてこの処理方法に包含される各工程を実施するのに好ましい手段群としての本発明の装置について説明する。
【０００９】
図１には、本発明の方法ないし装置の概略構成が記載されている。
図１に示す処理方法は、第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程を実施するために装置２を中心とする処理工程の概要を示している。
【００１０】
（有機系排ガス）
本発明は、各種有機系排ガスに適用することができるが、好ましくは、半導体デバイス、液晶ディスプレイ、プリント基板等の電子部品等の製造工程から排出される有機系排ガスに適用する。より好ましくは、クリーンルーム内で実施される各種製造工程からの排ガスである。かかる排ガスは、一定温度管理がなされており、本発明の凝縮工程を実施するための温度制御を比較的に容易に実施することができるからである。特に、２５℃程度にコントロールされるクリーンルームで発生する排ガスに好ましく適用できる。この場合には、排ガスの温度は３０℃〜４０℃程度であり、冷却凝縮により効率的に有機成分を回収できる。
【００１１】
電子部品製造工程においても、特に、フォトリソグラフィー工程後のフォトレジストの剥離工程で排出される剥離液成分を含有する有機系排ガスに適用することが好ましい。かかる剥離工程からの排ガスは、クリーンルームから排出されるとともに、高濃度排ガスであり、大量発生する排ガスでもあるからである。また、かかる排ガスには、比較的他の有機成分が混入しにくく、再生利用に都合がよいからである。
【００１２】
有機系排ガスは、通常、工程で気化した有機溶媒などの溶剤成分の他、水蒸気を含んでいる。フォトレジストの剥離工程で発生する有機系排ガスは、例えば、ＭＥＡ（ｂ．ｐ．約１７１℃）やＤＭＳＯ（ｂ．ｐ．約１８９℃）など比較的高沸点（１５０℃以上〜２００℃以下程度）の溶剤成分を含有している。なお、有機系排ガスは、剥離工程実施には、毎分１５ｍ3程度に排出されることが多い。
【００１３】
（予備的ないし追加の冷却凝縮工程）
本発明における第１の冷却凝縮工程を実施するのに先だって、有機系排ガス中の有機成分を効率的に回収するために、予備的に冷却凝縮工程を実施しておくことが好ましい。このような冷却凝縮工程の実施により、有機系排ガスが本来の冷却凝縮工程に到達するまでの配管系で生じるかもしれない凝縮液を積極的に回収でき、凝縮工程に到達する前の段階で有機系排ガス中の凝縮液（ミスト）を低減できる。したがって、当該工程は、ミスト捕捉工程ということもできる。
さらに、当該工程の実施により捕捉したミストや発生させた凝縮液を配管系から除去することにより、有機系排ガスの発生源である半導体製造装置への凝縮液や排ガスの逆流やそれによる汚染を防止することができる。
加えて、本工程によれば、製造工程で排出される各種濃度あるいは成分の有機排水を一定組成ないし濃度に調整する機能も達成する場合がある。
【００１４】
かかる予備的冷却凝縮工程は、有機系排ガスの発生源である半導体製造工程などから凝縮工程に至る配管系において実施することができる他、凝縮工程後、たとえば、スクラバーなどの排ガス処理工程への配管系においても実施することができる。排ガス処理手段への負荷を軽減できるからである（凝縮工程後においては、特に、追加の冷却凝縮工程ということができる）。
かかる予備的ないし追加の凝縮工程は、凝縮器を用いて行ってもよいが、好ましくは、特にそのような冷却手段を要する構成でなく、放熱性のよい配管などを用いることによる放冷などの自然冷却により凝縮を発生させるようにする。また、特に、ミストの捕捉には、有機系排ガスの移動方向に障壁を設けて衝突させるようにすることができる。生じた凝縮液は、トラップして自然排出するか、ポンプなどにより強制排出するかなどして、適宜配管系から排除するようにする。
【００１５】
図１に示す形態では、複数の製造装置４から連続的あるいは断続的に排出される有機系排ガスを、一旦、集合配管６に集合させることにより、簡易に予備的な冷却凝縮工程を実施できるようになっている。この形態では、凝縮手段として、集合配管６内における有機系排ガスの自然冷却を利用している。この場合、集合配管６は、放熱性の高い、ステンレスなどの金属製（好ましくは耐食性を有する）で構成することが好ましい。
このような構成によれば、各製造装置４からの有機系排ガス配管５を集合させるとともに、各排ガスを混合し、均一化し、共通の夾雑成分を冷却凝縮により除去することができる。したがって、安定した組成で後段の冷却凝縮工程に排ガスを供給できる。また、排ガスの供給量の調節も可能となる。
【００１６】
特に、図２に示すような構成を採用できる。すなわち、製造装置４からの有機系排ガス配管５の上方にヘッダー状に集合配管６を設け、側方から有機系排ガスから供給され上方に指向して有機系排ガスが排出されるような中空室を集合配管６内に形成している。この構成においては、集合配管６に対する配管５の接続部位を、集合配管６内に貯留が許容あるいは予期される凝縮液の最高の液面位を超えるような所定高さ位置とすることができる。このような構成により、一時的に凝縮液が貯留されてしまった場合においても、凝縮液による製造装置２の汚染を防止できる。また、側方から供給される有機系排ガスに対して集合配管６の内壁が障壁となっているため、有機系排ガスがこの内壁部位に衝突することにより（この場合内壁は衝突部材としてのミスト捕捉手段として機能しているということができる）、ミスト（液滴）を内壁に付着させて捕捉しやすくなっているとともに、放熱性のよい配管の壁部に接触することにより凝縮されやすくなっている。なお、図中、有機系排ガスの配管５を集合配管６の側部に連結される形態を例示したが、集合配管６の上方側であれば、製造装置４側への凝縮液の逆流を防止することができる。
【００１７】
さらに、図３に示す構成も採用することができる。この構成では、下方から有機系排ガスから供給され上方に指向して有機系排ガスが排出されるような配管７を備える中空室を集合配管６内に形成している。加えて、有機系排ガスの供給配管５の開口を、この中空室内の所定高さ位置となるように当該供給配管５を中空室内に突出状に設け、この開口に対して所定間隔を置いて対向状に有機系排ガスの衝突部材６ａをミスト捕捉手段として配置している。かかる構成を採用することにより、特に、有機系排ガスに含まれる凝縮成分（ミスト）をこの集合配管６に捕捉しやすくなっている。この結果、ミストが低減された有機系排ガスを冷却凝縮工程に供給することができる。
なお、このようなミスト捕捉手段としての衝突部材６ａの形態と設置態様は各種採用することができる。有機系排ガスの供給部位に対向状に衝突部材を設けて、有機系排ガスの供給部位と排出部位に凝縮液が混入しない範囲で各種の態様を採ることができる。
【００１８】
このようにして、捕捉したミストや発生させた凝縮液は、再生利用を目的として、回収廃液槽８に一旦貯留するようにすることが好ましい。
なお、ミスト捕捉ないし凝縮手段として図２および図３に示す構成は、いずれも、製造装置２から集合配管６に供給される有機系排ガスについての態様であるが、これに限定することなく、冷却凝縮工程に至るまでの配管途中にも別途適用することができる。すなわち、製造装置からの有機系排ガス配管５が集合する集合配管６の形態を採ることなく、配管の一部にかかる中空室構造を備える構成を採用すれば、配管途中でのミスト捕捉ないし凝縮する構成にも適用できる。
さらに、図２および図３に示す構成は、いずれも予備的冷却凝縮工程における実施態様であるが、追加の冷却凝縮凝縮工程を排ガス処理工程の前段に実施する場合においては、追加の冷却凝縮工程の実施態様としても適用できるものである。すなわち、製造装置２からの有機系排ガス配管５を、後述する第２の冷却凝縮工程から１または２以上の排ガスの供給用配管に置き換えることで、追加の冷却凝縮工程に適用することができる。
【００１９】
（第１の冷却凝縮工程）
有機系排ガスを第１の凝縮器１０に導入することにより第１の冷却凝縮工程を実施する。第１の凝縮器１０を始め後述する第２の凝縮器４０としては、従来公知の各種凝縮器を特に限定することなく用いることができる。凝縮器１０、４０において排ガスを冷却する手段も、各種用いることができるが、多管式、コイル式、スパイラル式など各種採用することができ。好ましくは、プレートフィン型の冷却手段を用いる。
【００２０】
第１の冷却凝縮工程においては、高濃度の排ガスが大量に導入される。このため、回収効率と冷却コストなどの観点から好ましい温度条件を設定することが望まれる。特に、第１の冷却凝縮工程では、凝縮液を回収し、再生し、再利用する工程へ供給するのに有効な温度条件を設定することが好ましい。
したがって、排ガスの組成を予測ないし検出して、効率よく有機成分のみを凝縮させるようにすることが好ましい。例えば、排ガスに含まれると予測される水蒸気が飽和蒸気圧となる程度の温度条件を設定することができる。このような温度条件であれば、水の凝縮を最大限防止した状態で有機成分を凝縮させることができる。
例えば、フォトレジストの剥離工程からの排ガスは、おおよそ３５〜４０℃の温度で第１の冷却凝縮工程に供給されてくる。この場合、排ガス組成にもよるが例えば、約７℃〜１０℃の冷水を供給して、凝縮器内の温度を前述のような最適な温度条件に基づいて設定することが好ましい。かかる温度条件は、２５℃、６０％ＲＨにコントロールされたクリーンルームから排出され、ＤＭＳＯとＭＥＡを含有する排ガスにおいて特に好適な条件である。
【００２１】
凝縮器１０、４０における有効かつ効率的な冷却凝縮工程の実現のためには、それぞれの凝縮器１０、４０内の温度検出手段１２，４２を備えていることが好ましい。供給される有機系排ガス温度をモニタリングすることで、冷却水の供給量などを調整することにより、温度条件を一定にあるいは適切に付与することができる。特に、第１の凝縮器１０においては、供給される排ガスの濃度が高く、あるいは変動幅もあるため、温度検出手段１２を設けることにより、効率的な冷却凝縮工程を実施することができる。好ましくは、さらに、凝縮器１０、４０に供給される排ガスの温度を検出する手段を備えるようにする。
さらに、温度検出手段１２、４２によって検出された温度に基づいて、冷却水の供給量制御を行う場合には、それぞれの凝縮器１０、４０への冷却水の流量検出手段を備えるようにすることが好ましい。冷却水流量をも検知し、温度―冷却水流量の比例制御、好ましくはＰＩＤ制御とするのが有効である。
【００２２】
第１の冷却凝縮工程で発生した凝縮液は、凝縮器１０に連通して備えられる第１の凝縮液貯留部１６に貯留される。第１の冷却凝縮工程において得られる凝縮液は、大量かつ高濃度のガスを処理して得られるため、後段の第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液よりも有機成分が高濃度となる。
第１の冷却凝縮工程で発生させた凝縮液は、第１の貯留部１６に貯留し、その後、配管１８を介して回収廃液槽８に供給することができる。その後、図示しない再生手段を備える再生工程へ供給することができる。第１の冷却凝縮工程によれば、効率的な範囲内において高濃度に有機成分を含有する凝縮液を得ることができるため、この凝縮液を再生することにより、有効な再利用を実現できる。
なお、図示はしないが、配管１８は、第１の貯留部１６からの凝縮液を必要に応じて、排水処理手段である活性汚泥処理設備５８へも供給するように切り換え可能に構成することもできる。
【００２３】
この装置２の末端には、排ガスの大気放出のためのブロアーが設けられている。このため、貯留部１６、４６の内部は負圧となる傾向がある。この場合、前記貯留部１６、４６へ回収廃液槽８や処理手段５８側からの雰囲気ガスの注入による温度条件などの変動を抑制するため、水封機能発揮手段１９，４９を備えさせて、貯留部１６，４６と、回収廃液槽８、活性汚泥処理設備５８との間でガスの遮断作用を発揮させることが好ましい。図１に示す水封発揮手段１９、４９では、配管１８，４８を、凝縮液を貯留可能にＵ字状に設けた部分により水封機能を発揮させている。また、この配管構造によれば、負圧の貯留部１６、４６への廃液槽８や活性汚泥処理設備５８からの液体の逆流も効果的に防止できる。
なお、貯留部１６，４６が負圧になる場合、貯留部１６、４６からの回収廃液槽８や活性汚泥処理設備５８に至る経路に自然落下による廃液の排出が困難になる場合がありうる。廃液の自然落下のために必要な勾配を採れない場合には、上記した遮断作用を備えるギアードポンプなどを使用することが有効である。
【００２４】
また、配管１８においては、第１の凝縮液の組成を検知するための検出手段、すなわち、有機成分濃度および／または水分検出手段を備えることが好ましい。かかる検出手段を備えることにより、有機成分や水分濃度によって、凝縮液を再生利用を目的とする回収廃液槽８に供給するか、あるいは、廃棄処理のために活性汚泥設備５８に供給するかを判断することができる。検出手段は、各種公知の検出手段から適宜選択して使用することができるが、好ましくは、導電率濃度測定手段などを使用する。
【００２５】
第１の冷却凝縮工程は、好ましくは、有機系排ガスの有機成分の７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下を回収できるように実施することが好ましい。かかる回収率範囲内で、再生用等として回収することで有効な再利用サイクルを実現できる。同時に、後段の第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液の有機成分濃度を低減して、活性汚泥処理工程における汚泥への負荷を有効に低減し、活性汚泥による安定的処理を達成できる。より好ましくは約８０％である。
【００２６】
（第２の冷却凝縮工程）
第１の冷却凝縮工程を経由することで有機成分が少なくとも部分的に除去された排ガスは、第２の冷却凝縮工程に供給される。
第２の冷却凝縮工程は、第１の冷却凝縮工程を経るため、相対的に低濃度の有機成分を含有し、かつ安定した濃度ないし組成の排ガスが供給される。したがって、得られる凝縮液も、第１の冷却凝縮工程で発生する凝縮液よりも低濃度の有機成分を含有していることとなる。
【００２７】
第２の冷却凝縮工程で発生する凝縮液は、主として、活性汚泥処理などの廃棄処理工程へ供給するようにすることが好ましい。当該凝縮液が低濃度であること、及びかつ組成が安定的であり、活性汚泥に対する負荷を軽減する、あるいは好適化することも可能であるからである。
第２の冷却凝縮工程の温度条件は、かかる観点から条件設定することが好ましい。例えば、第２の冷却凝縮工程からの排ガス組成にもよるが、例えば、約７〜１０℃に凝縮器内の温度を設定することが好ましい。
なお、第１の冷却凝縮工程からの排ガスが第２の凝縮器４０に到達する前には、当該排ガスをデミスター等のミスト分離手段２４を通過させることが好ましい。ミスト分離手段２４を通過させることにより、ミスト分の回収を増加させることができる。
【００２８】
第２の冷却凝縮工程で発生した凝縮液（第２の凝縮液）は、凝縮器４０の下部に、凝縮器４０に連通して備えられる第２の凝縮液貯留部４６に貯留される。第２の冷却凝縮工程において得られる凝縮液は、第１の冷却凝縮工程で発生される凝縮液よりも有機成分が低濃度となっている。
第２の冷却凝縮工程で発生させた凝縮液は、第２の貯留部４６に貯留した後、配管４８を介して、活性汚泥処理設備５８に供給するようにすることができる。活性汚泥処理設備５８では、活性汚泥の作用により、有機成分を分解し、排水を清浄化することができる。本処理法によれば、活性汚泥への負荷が軽減され、あるいは調節されているため、円滑に活性汚泥処理を行うことができ、また、その規模もコンパクト化することができる。なお、配管４８は、必要に応じて凝縮液を廃液槽８に供給できるように供給先を切り換え可能に形成されている。
【００２９】
第２の凝縮液の組成を検出するための検出手段を配管４８に設けることが好ましい。第２の凝縮液について有機成分および／または水分濃度を検出することにより、第２の凝縮液を再生利用のための廃液槽８に供給するかあるいは廃棄処理を目的とする活性汚泥手段５８に供給するかを判断できる。特に、第２の凝集液についてこのような判断が可能となることで、有機成分の有効利用が可能となる。
【００３０】
第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程を連続して実施するにあたっては、特にその装置構成を限定しないが、例えば、図１に示す装置構成を採用することができる。
図１に示す装置２においては、第１の凝縮液貯留部１６と第２の凝縮液貯留部４６とは、区画手段２０により各凝縮液の接触が遮断されるようになっている。また、第１の凝縮液貯留部１６と第２の凝縮液貯留部４６とは、一体化されて一つの貯留槽状に形成されている。そして、各貯留部１６、４６に連通するように、それぞれの貯留部１６、４６の上方に凝縮器１０、４０が装備されている。
【００３１】
一方、第１の冷却凝縮工程を経た排ガスは、第１の凝縮液貯留部１６から第２の凝縮液貯留部４６側へと通過できるように通気可能となっている。特に、図１に示す構成では、当該通気部分が、ミスト分離手段２４により構成されており、第１の冷却凝縮工程を経た排ガスは、第２の凝縮器４０側へ移動に伴ってミスト分離手段２４を通過できるようになっている。なお、ミスト分離手段２４としては、フィルター他、メッシュ、多孔質体などの各種多孔状体を使用することができる。
【００３２】
（排ガス処理工程）
第２の冷却凝縮工程を経た排ガスは、さらに有機成分が低減されている。好ましくは、かかる排ガスを排ガス処理工程に供給する。排ガス処理工程では、排ガスに対する各種浄化手段を採用することができる。例えば、排ガスに中和薬液を添加し、水で洗浄することは、残存する有機成分を水に溶解させ、臭気を効果的に低減ないし除去することができる。好ましくはスクラバーによる排ガス処理工程を実施する。
本発明の冷却凝縮工程を経ることにより、排ガスから有機成分が効率的に回収されているために、その後の排ガス処理工程で高い浄化度を達成することができる。したがって、当該排ガス処理工程を経たガスは、有機成分がよく除去されているので放出しても、環境や生体への影響が低減されており、また、当然臭気も低減されている。
【００３３】
第２の冷却凝縮工程を経た排ガスは、予めミスト分離手段６０を通過させた後、排ガス処理工程に供給することが好ましい。特に剥離液を構成する有機溶剤が凝縮すると、粘性が高いため、排ガス処理工程への経路、さらには当該経路を伝って排ガス処理工程にまで到達することもあるからである。また、排ガス処理工程でのスライムを発生させる微粒子などを除去することができる。
【００３４】
第２の冷却凝縮工程から排ガス処理工程までを実施するにあたっては、特に、その装置の形態を限定しないが、たとえば、図１に示す形態を採用できる。
図１に示す装置２では、第２の凝縮器４０の上方にデミスターなどのミスト分離手段６０を備え、さらに、その後段にスクラバーなどの排ガス処理手段７０を備えている。排ガス処理手段７０を経た排ガスは、大気中へ放出されるようになっている。なお、排ガス処理手段７０の排ガス処理液（洗浄液）は活性汚泥処理設備５８へと供給可能に形成されている。これにより、有機成分の活性汚泥による最終的な処理が可能となる。また、この配管７２による有機成分の供給は、活性汚泥への負荷の調節にも利用できる。
【００３５】
凝縮器４０から排ガス処理手段７０に至る配管６２においては、前記したように、ミスト捕捉手段ないし凝縮手段を付与して、追加の冷却凝縮工程を実施することができる。これにより排ガス処理手段への負荷を軽減することができる。
凝縮器４０を経た排ガスは低温（約１０℃）となっている場合もあり、このような場合には、そのような低温を維持して、凝縮レベルを維持するようにすることが好ましい。この温度が冬期などに下がり過ぎると、管内の水分が更に凝縮し、好ましくなく、また、夏期には管外側に結露が発生するなどの問題が生じるためである。かかる凝縮状態維持手段６４としては、たとえば、配管に装着される保温（断熱）手段であり、あるいは配管雰囲気を温度調節する空調手段などである。
【００３６】
なお、第１の冷却凝縮工程と第２の冷却凝縮工程に冷却水を供給するのにあたっては、まず、第２の冷却凝縮工程に冷却水を供給し経由させ、次いで第１の冷却凝縮工程に供給することにより、効率的に有機成分を回収でき、かつ冷却水の効率的な使用水量での運転が可能となる。
【００３７】
上記した形態では、排水処理工程ないし手段として活性汚泥による処理工程ないし手段について例示したが、これに限定する趣旨でなく、他の化学的微生物的工程ないし手段を活性汚泥により処理工程ないし手段に替えて採用することができる。
また、特に再生工程ないし再生手段については詳述しないが、従来公知の技術を適用することができる。
本発明によれば、有機系排ガスからの有機成分の再利用と廃棄処理との双方を達成することができると同時に、これらに必要な設備を軽減し、コンパクト化することができる。また、排ガス処理工程ないし排ガス処理手段を備える本処理技術によれば、排ガス処理工程後の排ガス中の有機成分を効果的に低減できる。このため、大気に還元されるガスは環境や生体への悪影響（臭気）が低減されたものとなっている。したがって、当該技術によれば、有機成分の再利用と廃棄処理に加えて、排ガスの浄化も同時にかつ容易に実現することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、有機系排ガスから有機成分の再利用と廃棄処理との双方を達成することのできる、処理技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理技術の工程及び装置の概略を示す図である。
【図２】ミスト捕捉手段あるいは凝縮手段の一形態を示す図である。
【図３】ミスト捕捉手段あるいは凝縮手段の他の一形態を示す図である。
【符号の説明】
２ 排ガス処理装置
４ 半導体製造装置
５ 有機系排ガス配管
６ 集合配管
７ 有機系排ガス配管
８ 回収廃液槽
１０、４０ 凝縮器
１２、４２ 温度検出手段
１６、４６ 凝縮液貯留部
１８、４８、６２、７２ 配管
１９、４９ 水封性発揮手段
２０ 区画手段
２４ ミスト分離手段
５８ 活性汚泥処理設備
６０ ミスト分離手段
６４ 凝縮状態維持手段
７０ 排ガス処理手段
Claims (2)
- ＭＥＡ及びＤＭＳＯを含有する有機系排ガスの処理方法であって、
有機系排ガスを冷却凝縮する第１の冷却凝縮工程と、第１の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、
第１の冷却凝縮工程を経た排ガスを冷却凝縮する第２の冷却凝縮工程と、第２の冷却凝縮工程における凝縮液を貯留する工程と、
前記第１の冷却凝縮工程に先だって、前記有機系排ガスを予備的に冷却凝縮する予備冷却凝縮工程と、
前記第２の冷却凝縮工程に先だって、前記第１の冷却凝縮工程を経た排ガス中のミストを分離するミスト分離工程と、
前記第１の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、再生する工程と、
前記第２の冷却凝縮工程の凝縮液を回収し、排水処理する工程と、
前記第２の冷却凝縮工程を経た排ガスを処理する工程と、を備える、有機系排ガスの処理方法。 - ＭＥＡ及びＤＭＳＯを含有する有機系排ガスの処理装置であって、
有機系排ガスを凝縮する第１の凝縮器と、
前記第１の凝縮器を経た排ガスを凝縮する第２の凝縮器と、
前記第１の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第１の貯留部と、
前記第２の凝縮器から発生する凝縮液を貯留する第２の貯留部と、を備え、
前記第１の貯留部と前記第２の貯留部は、ミスト分離手段によって連通されており、
前記第１の凝縮器及び前記第２の凝縮器には、それぞれ凝縮器内温度検出手段が設けられており、
有機系排ガスの発生源である製造装置から前記第１の凝縮器に至る配管の途中には、有機系排ガスを予備冷却するための集合配管が設けられており、この集合配管内には、側方から有機系排ガスが供給され上方に指向して有機系排ガスが排出されるような中空室が形成されており、
前記第１の貯留部には、前記第１の凝縮器から発生する凝縮液を回収して再生するための回収廃液槽に向かう配管が接続されており、この配管には、Ｕ字状に形成された水封機能発揮手段が設けられており、
前記第２の貯留部には、前記第２の凝縮器から発生する凝縮液を排水処理するための活性汚泥処理設備に向かう配管が接続されており、この配管には、Ｕ字状に形成された水封機能発揮手段が設けられている、有機系排ガスの処理装置。
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