JP4627028B2 - 排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法 - Google Patents

Description

本発明は、排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法に関し、特に、排水処理装置中のイオン交換装置内等に発生するバクテリアの繁殖防止方法に関する。特に、半導体デバイス、フラットパネルディスプレイ、シリコンウエハ、プリント基板等の電子部品産業において発生する排水の処理・回収装置に好適なバクテリア繁殖防止方法に関する。

Ｈ₂ Ｏ₂ 等の酸化剤、塩酸やふっ酸などの酸成分を含有する排水を処理して回収する方法として、各種の方法が知られている。例えば、特許文献１には、半導体製造工程等から排出される排水を、活性炭塔（以下、ＣＦと略称することもある。）、弱塩基性陰イオン交換樹脂塔（以下、ＷＡと略称することもある。）、強酸性陽イオン交換樹脂塔（以下、ＳＣと略称することもある。）、強塩基性陰イオン交換樹脂塔（以下、ＳＡと略称することもある。）の順に処理した後、純水製造装置に通水処理して回収再利用するようにした方法が開示されている。このような排水処理装置においては、バクテリアの繁殖により通水差圧が上昇するといった問題が生じることがあり、その繁殖防止方法の提案がされている。例えば、特許文献２には、ＣＦ後段のイオン交換装置の差圧上昇を防止するものが、特許文献３には、ＣＦの差圧上昇を防止するものが開示されている。

このうち上記特許文献２は、装置の運転停止・休止時（通水休止期間）に再生薬剤でイオン交換装置内を満たしておくものであるが、運転再開時に満たしておいた再生薬剤の押し出し・洗浄が必要となり、それによる排水が発生し、立ち上げ時間も必要になる。また、特許文献３は、前段のＣＦに関するものであり、ＷＡに相当する陰イオン交換樹脂の再生廃液をＣＦに接触させるといった趣旨のものである。ここには、ＷＡ自身およびその後段のバクテリアによる通水差圧上昇の問題点に関する記載はない。

しかし実際には、ＷＡの後段、特にＳＣの入口のディストリビュータやノズル付近で繁殖したバクテリアの影響でＳＣの通水差圧が上昇し、運転不能に陥るなどの問題が生じることがあった。
特公昭６１−１１９２号公報 特開平６−７９２６９号公報 特開平６−１４２６４６号公報

そこで本発明の課題は、上記のような排水処理装置中に配置された各種装置内のバクテリア繁殖を防止し、長期間安定した運転を行うことができるようにした、排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法は、少なくとも陰イオン交換装置を有する排水処理装置に対し、該陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を、排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入することを特徴とする方法からなる。つまり、バクテリアの繁殖しやすい他の装置の入口部に、陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を導入することにより、その部分のバクテリアの繁殖を防止する方法である。

この陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置としては、例えば、強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を一つの塔内に個別の層として形成した複層塔（以下、ＳＢ塔と略称することもある。）を挙げることができる。この場合、複層塔の採水時における上流側が強酸性陽イオン交換樹脂層であることが好ましい。

また、上記陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を、排水処理装置中の他の装置の入口に導入する際、該再生廃液又は再生排水が陽イオン交換樹脂層に接触しないように、押さえ水を逆向きに（つまり、再生廃液又は再生排水の導入方向とは逆向きに）通水しながら該陽イオン交換樹脂層の手前でイオン交換装置外に排出することが好ましい。また、この場合、再生廃液又は再生排水が下向流で、上記押さえ水が対向流であることが好ましい。

さらに、上記陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を導入するに際しては、配管を介して直接上記排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入することもできる。

このような本発明に係る方法においては、陰イオン交換樹脂の再生廃液又は再生排水は一般にＮａＯＨを含むアルカリ性であり、バクテリアの剥離、洗浄、殺菌効果がある。よってこれを利用して、他の装置の入口、ディストリビュータやノズル、途中の配管系内に接触させることで、従来生じていたバクテリアの繁殖による通水差圧の上昇を防止することができる。また、再生廃液の一部を使用するため、薬品の使用量が増加することもない。再生時期に合わせて定期的又は不定期に実施すればよい。通常のラインをそのまま使用することもできる。

陽イオン交換樹脂塔の入口に再生廃液を導入する場合には、陽イオン交換樹脂に再生廃液が接触するとＮａ形になってしまうので、陽イオン交換樹脂に接触しないように再生廃液を排出するようにする。この手法としては、再生廃液とは逆向きに押さえ水を流しながら陽イオン交換樹脂の手前で廃液を排出することにより、再生廃液を陽イオン交換樹脂に接触させないまま排出することができる。特に、ＳＢ塔など、樹脂がフリー空間がなく充填されている装置であれば、上記逆向きの押さえ水の流れとしての上向流があっても樹脂層が乱れず好適である。したがって、回収系では頻繁に装置のオン／オフがあるため、ＳＢ塔を下向流型のＳＢ塔とし、上記逆向きの押さえ水の流れを上向流とすることが好適である。つまりこの場合、再生廃液は下向流で押さえ水は上向流で通水しながら、陽イオン交換樹脂層に再生廃液が接触しないように手前で排出すればよい。

このように本発明に係る排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法によれば、陰イオン交換樹脂の再生廃液又は再生排水を利用して必要な部位にのみ効率よく導入することにより、効果的に排水処理装置中に配置された各種装置内のバクテリア繁殖を防止することができ、排水処理装置全体の運転を長期間安定して行うことができるようになる。

以下に、本発明について、望ましい実施の形態とともに、詳細に説明する。
本発明に係る排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法においては、少なくとも陰イオン交換装置を有する排水処理装置に対し、該陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部が、排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入される。この場合、再生廃液又は再生排水が陽イオン交換樹脂層に接触しないように、押さえ水を逆向きに通水しながら該陽イオン交換樹脂層の手前でイオン交換装置外に排出することが好ましい。

図１は、本発明の一実施態様に係る排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法を適用した、排水処理装置の部分機器系統図を示しており、とくに、強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を一つの塔内に個別の層として形成した複層塔（ＳＢ塔）の入口部のバクテリア繁殖防止に本発明を適用した場合を示している。

図１には、排水処理装置１の一部が示されており、２は、弱塩基性陰イオン交換樹脂層３を有する弱塩基性陰イオン交換樹脂塔（ＷＡ塔）を示している。このＷＡ塔２に、被処理水としての原水と、再生薬液としてのＮａＯＨが導入されるようになっている。したがって、このＷＡ塔２の再生廃液又は再生排水はアルカリ性であり、バクテリアの剥離、洗浄、殺菌効果がある再生廃液又は再生排水となっている。この再生廃液又は再生排水が、本実施態様では直接、強酸性陽イオン交換樹脂層４と強塩基性陰イオン交換樹脂層５を一つの塔内に個別の層として形成した下降流型の複層塔（ＳＢ塔）６の入口部に導入されるようになっている。このＳＢ塔６では、通常の排水処理時には下降流で通水されて、処理水は下部側から排出されるようになっているが、上記のようにバクテリア繁殖防止のために入口部にＷＡ塔２の再生廃液又は再生排水が導入される時には、ＳＢ塔６の下部側から上向流にて押さえ水が通水され、塔内に導入された再生廃液又は再生排水および押さえ水は、ＳＢ塔６の上部、つまり、ＳＢ塔６の入口部と上層側の強酸性陽イオン交換樹脂層４との間の部分から排水として排出されるようになっている。これにより、導入された再生廃液又は再生排水は、バクテリア繁殖防止機能を発揮した後、強酸性陽イオン交換樹脂層４に接触することなくイオン交換塔（ＳＢ塔６）外へ排出される。

より具体的な実施形態としては、例えば以下のような条件を採用できる。
（１）ＷＡ塔としては、特に限定されないが、例えばロームアンドハース社製ＩＲＡ−９６ＲＦを使用できる。再生通薬・押出しは、例えばＳＶ（空間速度）：１〜５で使用される。特に、ＳＶ３〜４程度が好適である。
（２）ＳＢ塔としては、特に限定されないが、ロームアンドハース社製”ＡＭＢＥＲＪＥＴ”１５００Ｈおよび”ＡＭＢＥＲＪＥＴ”４４００ＯＨを使用できる。汚染防止用の押さえ水はＬＶ（線速度）：１〜５ｍ／Ｈ程度で使用される。ＬＶ＝１ｍ／Ｈ程度であっても汚染なく殺菌が実施できる。

以下に、実施例に基づいて説明する。
実施例１
ロームアンドハース社製ＩＲＡ−９６ＲＦを充填したＷＡ塔を３％ＮａＯＨの薬品を用いＳＶ＝４で再生を行い、ＳＶ＝３．６で薬品押出しを行なった。薬品押出し水をロームアンドハース社製”ＡＭＢＥＲＪＥＴ”１５００Ｈおよび”ＡＭＢＥＲＪＥＴ”４４００ＯＨを充填したＳＢ塔に導入することにより、その上部フリーボード部分（入口部）の殺菌を行なった。その際、押さえ水をＳＢ塔の下部側からＬＶ＝１ｍ／Ｈで通水した。

比較例１
殺菌は行なわずにＳＢ塔に通水した。

結果、実施例１では、１年以上にわたり差圧１ＭＰａ以下で適正な処理水量での運転ができた。これに対し、比較例１では、通水後１ヵ月後には１ＭＰａ以上の差圧が発生し、適正な設計水量が取れなくなった。

なお、上記実施態様および実施例においては、バクテリア繁殖防止の対象となる排水処理装置中の他の装置をＳＢ塔としたが、これに限定されず、陽イオン交換樹脂を充填したイオン交換塔を対象とすることができる。

本発明の一実施態様に係る排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法を適用した、排水処理装置の部分機器系統図である。

符号の説明

１ 排水処理装置
２ 弱塩基性陰イオン交換樹脂塔（ＷＡ塔）
３ 弱塩基性陰イオン交換樹脂層
４ 強酸性陽イオン交換樹脂層
５ 強塩基性陰イオン交換樹脂層
６ 下降流型の複層塔（ＳＢ塔）

Claims (6)

1. 少なくとも陰イオン交換装置を有する排水処理装置に対し、該陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を、排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入することを特徴とする、排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。
2. 前記陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置が、強酸性陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を一つの塔内に個別の層として形成した複層塔であることを特徴とする、請求項１に記載の排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。
3. 前記複層塔の採水時における上流側が強酸性陽イオン交換樹脂層であることを特徴とする、請求項２に記載の排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。
4. 前記陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を、前記排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入する際、該再生廃液又は再生排水が陽イオン交換樹脂層に接触しないように、押さえ水を逆向きに通水しながら該陽イオン交換樹脂層の手前でイオン交換装置外に排出することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。
5. 前記再生廃液又は再生排水が下向流で、前記押さえ水が対向流であることを特徴とする、請求項４に記載の排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。
6. 前記陰イオン交換装置の再生時に生じる再生廃液又は再生排水の少なくとも一部を、配管を介して直接前記排水処理装置中の他の装置としての陽イオン交換樹脂層を含むイオン交換装置の入口に導入することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の排水処理装置のバクテリア繁殖防止方法。

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