JP5112231B2 - Processing apparatus and processing method - Google Patents
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Description
本発明は、難分解性化合物を含有する液体及び気体を処理するための処理装置並びに処理方法に関するものである。 The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for processing a liquid and a gas containing a hardly decomposable compound.
ダイオキシン類、PCB(ポリ塩化ビフェニル)及び有機フッ素化合物類(例えば、パーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)またはパーフルオロオクタン酸(PFOA)等)などは化学的に安定な物質であって、耐熱性及び耐薬品性(例えば、耐酸性)に優れている。それゆえ、これら難分解性化合物は、界面活性剤、または半導体製造における反射防止膜等の産業用材料として広く用いられている。 Dioxins, PCB (polychlorinated biphenyl), and organic fluorine compounds (for example, perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) or perfluorooctanoic acid (PFOA)) are chemically stable substances, Excellent chemical resistance (for example, acid resistance). Therefore, these hardly decomposable compounds are widely used as surfactants or industrial materials such as antireflection films in semiconductor production.
しかしながら、これら難分解性化合物が広く用いられれば用いられるほど、難分解性化合物が自然界に放出される可能性が増加する。 However, the more widely used these hardly decomposable compounds are, the more likely they are released to nature.
上述したように、難分解性化合物は化学的に安定な物質であるが故に、一度自然界に放出されれば、深刻な環境汚染の原因となり得る。例えば、北極熊、アザラシ及び鯨の体内から上述したような難分解性化合物が検出されており、難分解性化合物による環境汚染が国際的に深刻化しつつある。 As described above, since a hardly decomposable compound is a chemically stable substance, once it is released into nature, it can cause serious environmental pollution. For example, the above-mentioned hardly decomposable compounds have been detected in the polar bears, seals, and whales, and environmental pollution due to the hardly decomposable compounds is becoming increasingly serious internationally.
それゆえ、環境汚染を防止するために、産業用材料としてこれらの難分解性化合物を用いる工場からの排水を適切に処理するための水処理技術の開発が進められている。また、用水処理において、河川水等に残存するこれらの難分解性化合物を除去する水処理技術も同時に求められている。 Therefore, in order to prevent environmental pollution, development of water treatment technology for appropriately treating waste water from factories using these hardly decomposable compounds as industrial materials is being promoted. In water treatment, a water treatment technique for removing these hardly decomposable compounds remaining in river water and the like is also required at the same time.
例えば、従来から、PFOS、PFOA等の難分解性化合物を含有する排水の水処理技術としては、燃料を用いて水溶液のままで難分解性化合物を燃焼する燃焼方式、または水溶液に対して高圧をかけることによって水溶液中の化合物を分解する超臨界方式が用いられている。 For example, conventionally, as a water treatment technique for wastewater containing refractory compounds such as PFOS and PFOA, a combustion method in which a refractory compound is burned in an aqueous solution using fuel, or a high pressure is applied to an aqueous solution. A supercritical method is used in which a compound in an aqueous solution is decomposed by application.
しかしながら、例えば、半導体工場などから排出される有機フッ素化合物含有排水中の有機フッ素化合物の濃度は、ppbオーダーであって濃度が低く、かつ排水量が1日あたり数十トン〜数百トンと非常に多い。この場合、上記従来の方法では、排水を処理しきれないのが現状である。 However, for example, the concentration of the organic fluorine compound in the organic fluorine compound-containing wastewater discharged from a semiconductor factory or the like is on the order of ppb, the concentration is low, and the amount of wastewater is several tens to several hundred tons per day. Many. In this case, in the present situation, the conventional method cannot completely treat the waste water.
また、用水処理においても、河川水や湖水の有機フッ素化合物濃度は、排水の場合よりもさらに低く、水量も多いため、処理は非常に困難である。 In addition, in the water treatment, the concentration of organic fluorine compounds in river water and lake water is much lower than in the case of drainage, and the amount of water is large, so that treatment is very difficult.
さらに、燃焼方式及び超臨界方式による処理は、建設費やランニングコストが高いという問題がある。また、上記方式以外にも活性炭吸着方式により排水または用水を処理することも可能であるが、活性炭は、被処理水に有機物が存在すれば、全ての有機物を吸着して、破過してしまい、活性炭を頻繁に取り替える必要がある。結果として、ランニングコストが高くなるという問題がある。 Furthermore, the treatment by the combustion method and the supercritical method has a problem that the construction cost and the running cost are high. In addition to the above method, it is also possible to treat wastewater or irrigation water by an activated carbon adsorption method. However, activated carbon adsorbs all organic matter and breaks through if the treated material contains organic matter. The activated carbon needs to be replaced frequently. As a result, there is a problem that the running cost becomes high.
ところで、近年、小さな直径を有する気泡(バブル)には様々な作用効果があることが明らかになりつつあり、現在、このような気泡を作製する技術及びその効果に対する研究が進みつつある。そして、気泡を用いて、様々な有機物を分解しようとする試みもなされている。 By the way, in recent years, it has been clarified that bubbles having a small diameter have various functions and effects. Currently, research on techniques for producing such bubbles and their effects is being advanced. Attempts have also been made to decompose various organic substances using bubbles.
上記気泡は、その直径に応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブル及びナノバブルに分類することができる。具体的には、マイクロバブルは、その発生時において10μm〜数十μmの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは、その発生時において数百nm〜10μmの直径を有する気泡であり、ナノバブルは、その発生時において数百nm以下の直径を有する気泡である。なお、マイクロバブルは、発生後の収縮運動によって、その一部がマイクロナノバブルに変化することがある。また、ナノバブルは、長期に渡って液体中に存在することができるという性質を有している。 The bubbles can be classified into microbubbles, micronanobubbles and nanobubbles according to their diameters. Specifically, the microbubble is a bubble having a diameter of 10 μm to several tens of μm at the time of its generation, the micro-nano bubble is a bubble having a diameter of several hundred nm to 10 μm at the time of its generation, and the nanobubble is Bubbles having a diameter of several hundred nm or less when generated. Note that a part of the microbubble may be changed to a micro / nanobubble by the contraction movement after the generation. Nanobubbles have the property that they can exist in a liquid for a long period of time.
例えば、従来から、様々なナノバブルの利用方法、及びナノバブルを利用した各種装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。より具体的には、特許文献1には、ナノバブルが、浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、または静電分極の実現によって、界面活性作用及び殺菌作用を示すことが記載されている。さらに、特許文献1には、ナノバブルが有する界面活性作用及び殺菌作用を用いて、各種物体を洗浄する技術及び汚濁水を浄化する技術が記載されている。さらに、特許文献1には、ナノバブルを用いて生体の疲労を回復する方法が記載されている。なお、特許文献1では、水を電気分解するとともに、当該水に超音波振動を加えることによって、ナノバブルを作製している。 For example, various nanobubble utilization methods and various devices utilizing nanobubbles have been conventionally known (see, for example, Patent Document 1). More specifically, in Patent Document 1, nanobubbles exhibit a surface-active action and a bactericidal action by reducing buoyancy, increasing surface area, increasing surface activity, generating a local high-pressure field, or realizing electrostatic polarization. It is described. Furthermore, Patent Document 1 describes a technique for cleaning various objects and a technique for purifying polluted water using the surface-active action and bactericidal action of nanobubbles. Furthermore, Patent Literature 1 describes a method for recovering fatigue of a living body using nanobubbles. In Patent Literature 1, nanobubbles are produced by electrolyzing water and applying ultrasonic vibration to the water.
また、従来から、液体を原料としてナノバブルを作製する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。上記作製方法は、液体中において、1)上記液体の一部を分解ガス化する工程、2)上記液体に超音波を印加する工程、または3)上記液体の一部を分解ガス化する工程及び上記液体に超音波を印加する工程、からなるものである。なお、液体の一部を分解ガス化する工程として、電気分解法または光分解法を用いることができることが記載されている。 Conventionally, a method for producing nanobubbles using a liquid as a raw material is known (see, for example, Patent Document 2). In the liquid, in the liquid, 1) a step of decomposing and gasifying part of the liquid, 2) a step of applying ultrasonic waves to the liquid, or 3) a step of decomposing and gasifying part of the liquid; A step of applying ultrasonic waves to the liquid. It is described that an electrolysis method or a photolysis method can be used as a step of decomposing and gasifying a part of the liquid.
また、従来から、オゾンガスからなるマイクロバブル(オゾンマイクロバブル)を利用する廃液処理装置が用いられている(例えば、特許文献3参照)。上記廃液処理装置では、オゾン発生装置によって作製されたオゾンガスと廃液とを、加圧ポンプを用いて混合することによって、オゾンガスからなるマイクロバブルを作製している。そして、当該マイクロバブルが廃液中の有機物と反応することによって、廃液中の有機物が酸化分解される。
しかしながら、上記従来のバブルを利用した水処理技術では、水溶液中の難分解性化合物を効率よく除去できないという問題点を有している。具体的には、上記従来のバブルを利用した方法では、難分解性化合物を分解できないという問題点を有している。 However, the conventional water treatment technology using bubbles has a problem in that the hardly decomposable compound in the aqueous solution cannot be efficiently removed. Specifically, the conventional method using a bubble has a problem that a hardly decomposable compound cannot be decomposed.
また、例えば半導体製造装置のように、難分解性化合物を使用する装置から排出される廃液は、当該装置から離れた場所に設置された廃液処理装置内に集められて分解処理されていた。従って処理される廃液中の不純物が増大し、バブルと難分解性化合物との反応効率が低下することによって、十分に難分解性化合物を分解することができないという問題を有している。 In addition, waste liquid discharged from an apparatus that uses a hardly decomposable compound, such as a semiconductor manufacturing apparatus, has been collected and decomposed in a waste liquid treatment apparatus installed at a location away from the apparatus. Therefore, the impurities in the waste liquid to be treated are increased, and the reaction efficiency between the bubbles and the hardly decomposable compound is lowered, so that the hardly decomposable compound cannot be sufficiently decomposed.
さらに、近年、例えば半導体工場または液晶工場において使用する難分解性化合物を含む気体(例えば、各種PFC(パーフルオロカーボン)ガス)が、温暖化の原因の一つとして重要視されており、この気体中の難分解性化合物を削減することも重要な課題となっている。 Further, in recent years, for example, gases containing persistent compounds used in semiconductor factories or liquid crystal factories (for example, various PFC (perfluorocarbon) gases) have been regarded as one of the causes of global warming. It is also an important issue to reduce the hardly decomposable compounds.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は工場などから排出される液体及び気体に含まれる難分解性化合物を、容易かつ効率よく除去することが可能な処理技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is a processing technique capable of easily and efficiently removing a hardly decomposable compound contained in a liquid and a gas discharged from a factory or the like. Is to provide.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の1)〜5)を見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、
1)難分解性化合物を含有する液体を、より高濃度の難分解性化合物を含む高濃度廃液と、より低濃度の難分解性化合物を含む低濃度廃液(液体)とに分割し、高濃度廃液を従来の燃焼方式等により処理し、ナノバブルを利用して低濃度廃液中の難分解性化合物を効率よく分解することによってガス化(第2の気体)し、難分解性化合物を含有する別の気体(第1の気体)とともに処理すること、
2)活性炭の存在下で、低濃度廃液をナノバブルにより処理すると、ナノバブルの酸化力と活性炭の触媒作用とによって難分解性化合物の分解が効率よく進行すること、
3)低濃度廃液中の難分解化合物を分解することにより、より炭素数の少ないPFC(パーフルオロカーボン)を含む化合物になること、
4)液体が導入された処理槽に存在している活性炭を強い曝気で攪拌すると、その一部が破砕されて破砕微細活性炭となり、液体中の破砕微細活性炭を高濃度に維持しながらナノバブルを吐出させることにより破砕微細活性炭の触媒作用とナノバブルの酸化作用とが相乗的に増加し、難分解性化合物の分解効率が向上すること、
5)液体中にナノバブルを吐出させるとナノバブル含有水は一部が霧状となり、この霧状のナノバブル含有水を、第1の気体及び第2の気体を分解する装置に導入して利用することができること。
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found the following 1) to 5) and have completed the present invention. In other words,
1) Dividing a liquid containing a hardly decomposable compound into a high concentration waste liquid containing a higher concentration of the hardly decomposable compound and a low concentration waste liquid (liquid) containing a lower concentration of the hardly decomposable compound, The waste liquid is treated by a conventional combustion method, etc., and gasified (second gas) by efficiently decomposing the hardly-decomposable compound in the low-concentration waste liquid using nanobubbles and containing the hardly-decomposable compound Processing with a gas (first gas) of
2) When low-concentration waste liquid is treated with nanobubbles in the presence of activated carbon, the decomposition of the hardly decomposable compound proceeds efficiently due to the oxidizing power of nanobubbles and the catalytic action of activated carbon.
3) By decomposing the hardly decomposable compound in the low-concentration waste liquid, it becomes a compound containing PFC (perfluorocarbon) having a lower carbon number,
4) When the activated carbon present in the treatment tank into which the liquid has been introduced is agitated with strong aeration, a part of the activated carbon is crushed into crushed fine activated carbon, and nanobubbles are discharged while maintaining the crushed fine activated carbon in the liquid at a high concentration. By doing so, the catalytic action of crushed fine activated carbon and the oxidation action of nanobubbles increase synergistically, and the decomposition efficiency of the hardly decomposable compound is improved,
5) When nanobubbles are discharged into the liquid, the nanobubble-containing water becomes partially mist-like, and this mist-like nanobubble-containing water is introduced into an apparatus for decomposing the first gas and the second gas. What can be done.
本発明に係る処理装置は、上記課題を解決するために、自装置外から導入され、難分解性化合物を含有する、液体及び第1の気体を処理するための処理装置であって、上記液体を処理する液体処理手段と、上記液体を処理することによって発生した第2の気体、及び上記第1の気体を処理する気体処理手段とを備えており、上記液体処理手段は、活性炭を内部に有し、上記液体が導入される処理槽と、上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、上記処理槽内に気体を圧送することによって、上記ナノバブル含有水を霧状にする気体圧送機構と、を備えており、上記気体処理手段は、上記第1の気体及び上記処理槽において発生した上記霧状のナノバブル含有水を含む上記第2の気体を混合する気体混合手段と、熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、またはバーナー方式燃焼分解装置を備え、上記気体混合手段によって混合された上記霧状のナノバブル含有水を含む混合気体を分解処理する混合気体分解処理手段とを備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a processing apparatus according to the present invention is a processing apparatus for processing a liquid and a first gas, which is introduced from the outside of the apparatus and contains a hardly decomposable compound. Liquid treatment means for treating the liquid, second gas generated by treating the liquid, and gas treatment means for treating the first gas, wherein the liquid treatment means contains activated carbon inside. The nanobubble-containing water is mist-like by having a treatment tank into which the liquid is introduced, nanobubble-containing water discharge means for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank, and pumping gas into the treatment tank a gas pumping mechanism to has a, the gas processing means, the first gas and the gas mixing means for mixing said second gas containing the mist of nano bubble-containing water generated in the treatment tank When Pyrolyzer, catalytic cracker, plasma decomposition unit, or burner system including a combustion decomposition apparatus, a mixed gas decomposing means for decomposing a mixed gas containing the mist of nano bubble-containing water that has been mixed by the gas mixing means It is characterized by having.
本発明に係る処理方法は、上記課題を解決するために、本発明に係る処理装置を用いて、自装置外から導入され、難分解性化合物を含有する、液体及び第1の気体を処理するための処理方法であって、上記処理槽内に上記液体を導入する導入工程と、上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出工程と、上記処理槽内に気体を圧送することによって、上記ナノバブル含有水を霧状にする気体圧送工程と、上記気体圧送工程において発生した上記霧状のナノバブル含有水を含む第2の気体、及び上記第1の気体を混合する気体混合工程と、上記気体混合工程において混合された上記霧状のナノバブル含有水を含む混合気体を、熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、またはバーナー方式燃焼分解装置によって分解処理する混合気体分解処理工程とを包含することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a processing method according to the present invention treats a liquid and a first gas, which are introduced from outside the own apparatus and contain a hardly decomposable compound , using the processing apparatus according to the present invention. a processing method for, by pumping the introducing step, the nanobubble-containing water discharge step of discharging nanobubbles containing water to the treatment tank, a gas into the processing bath for introducing the liquid into said processing bath The gas mixing step of mixing the second gas containing the mist-like nanobubble-containing water generated in the gas pumping step , and the first gas, by making the nanobubble-containing water mist-like decomposing the mixed gas containing the mist of nano bubble-containing water that has been mixed in the gas mixing step, the thermal decomposition apparatus, catalytic cracker, plasma decomposition unit, or by the burner type combustion cracker It is characterized in that it comprises a physical mixing gas decomposition treatment step.
上記構成によれば、本発明に係る処理装置は、難分解性化合物を含有する液体を処理する液体処理手段、及び難分解性化合物を含有する第1の気体を処理する気体処理手段を備えている。これにより、例えば、半導体製造装置などから排出される難分解性化合物を含有する廃液を処理すると同時に、半導体製造工場において該装置以外から排出される難分解性化合物を含有する廃ガスを処理することができる。このように、本発明に係る処理装置では、1つの装置において該廃液及び廃ガスを処理しているため、低コストであり効率
がよい。そして、熱分解装置では第1の気体及び第2の気体の混合気体を高温の熱によって処理しているので、混合気体の分解が促進されて効率よく分解することができる。また、触媒分解装置では当該混合気体を、触媒を用いて電気加熱によって処理しているので、比較的低温でも合理的に混合気体を分解することができる。また、プラズマ分解装置では当該混合気体をプラズマによって処理しているので、混合気体中の難分解性化合物をプラズマによって効率よく分解することができる。さらに、バーナー方式燃焼分解装置では当該混合気体をバーナー方式の燃焼によって処理しているので、混合気体中の難分解性化合物をバーナー方式の燃焼によって効率よく分解することができる。そして、気体圧送機構によってナノバブル含有水が存在している処理槽内に気体を圧送すると、ナノバブル含有水は霧状になる。この霧状のナノバブル含有水は、後段の混合気体分解処理手段に第2の気体とともに移送される。通常、PFCなどの難分解性化合物を含有する気体を分解処理する装置は、処理の際に水を供給する必要がある。しかしながら、本発明に係る処理装置では、霧状のナノバブル含有水を第2の気体に混合させて混合気体分解処理手段に移送するため、水を供給する必要がない。したがって、操作を簡素化することができる。
According to the said structure, the processing apparatus which concerns on this invention is equipped with the liquid processing means which processes the liquid containing a hardly decomposable compound, and the gas processing means which processes the 1st gas containing a hardly decomposable compound. Yes. Thus, for example, waste liquid containing a hardly decomposable compound discharged from a semiconductor manufacturing apparatus or the like is processed, and at the same time, waste gas containing a hardly decomposable compound discharged from other than the apparatus is processed at a semiconductor manufacturing factory. Can do. Thus, in the processing apparatus according to the present invention, since the waste liquid and the waste gas are processed in one apparatus, the cost is low and the efficiency is high. And in the thermal decomposition apparatus, since the mixed gas of 1st gas and 2nd gas is processed with high temperature heat, decomposition | disassembly of mixed gas is accelerated | stimulated and it can decompose | disassemble efficiently. Further, since the mixed gas is processed by electric heating using a catalyst in the catalyst decomposition apparatus, the mixed gas can be reasonably decomposed even at a relatively low temperature. Moreover, since the mixed gas is processed with plasma in the plasma decomposition apparatus, the hardly decomposable compound in the mixed gas can be efficiently decomposed with plasma. Furthermore, in the burner type combustion decomposition apparatus, since the mixed gas is processed by the burner type combustion, the hardly decomposable compound in the mixed gas can be efficiently decomposed by the burner type combustion. And if gas is pumped in the processing tank in which nanobubble containing water exists with a gas pumping mechanism, nanobubble containing water will become mist-like. This mist-like nanobubble-containing water is transferred together with the second gas to the subsequent mixed gas decomposition treatment means. Usually, an apparatus for decomposing a gas containing a hardly decomposable compound such as PFC needs to supply water during the treatment. However, in the processing apparatus according to the present invention, since water containing mist-like nanobubbles is mixed with the second gas and transferred to the mixed gas decomposition processing means, it is not necessary to supply water. Therefore, the operation can be simplified.
また、本発明に係る処理装置は、内部に活性炭を有する処理槽と該処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段とを備えている。これにより、難分解性化合物を十分に分解し、無害化することができる。つまり、難分解性化合物の一例であるパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)、パーフルオロオクタン酸(PFOA)またはそれらの分解物であるパーフルオロカーボン(PFC)は、炭素及びフッ素が含まれる化合物であり、これら炭素及びフッ素間の結合は非常に強固である。このような難分解性化合物を無害化するためには、炭素及びフッ素の強固な結合を分解しなくてはならない。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention is equipped with the processing tank which has activated carbon inside, and the nano bubble containing water discharge means which discharges nano bubble containing water in this processing tank. Thereby, the hardly decomposable compound can be sufficiently decomposed and rendered harmless. That is, perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), which is an example of a hardly decomposable compound, perfluorooctanoic acid (PFOA), or perfluorocarbon (PFC) which is a decomposition product thereof is a compound containing carbon and fluorine, The bond between these carbon and fluorine is very strong. In order to render such a hardly decomposable compound harmless, a strong bond between carbon and fluorine must be decomposed.
そこで、本発明に係る処理装置では、内部に活性炭を有する処理槽と該処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段とを備えることにより、活性炭が有する触媒作用と、ナノバブルが有する酸化作用との相乗効果により炭素及びフッ素の強固な結合を分解することができる。 Therefore, in the treatment apparatus according to the present invention, the catalytic action of the activated carbon and the nanobubbles are provided by including a treatment tank having activated carbon inside and a nanobubble-containing water discharge means for discharging the nanobubble-containing water into the treatment tank. A strong bond between carbon and fluorine can be decomposed by a synergistic effect with the oxidation action.
また、本発明に係る処理方法によれば、本発明に係る処理装置と同等の効果を奏することができる。 Moreover, according to the processing method which concerns on this invention, there can exist an effect equivalent to the processing apparatus which concerns on this invention.
また、本発明に係る処理装置において、上記気体混合手段は、きのこ状衝突体構造を有していることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said gas mixing means has a mushroom-like collision body structure.
上記構成によれば、難分解性化合物を含有する第1の気体と、難分解性化合物を含有する液体を処理することにより発生する第2の気体とを十分に混合することができる。これにより、混合気体分解処理手段において、第1の気体と第2の気体との混合気体を確実に分解処理することができる。 According to the said structure, the 1st gas containing a hardly decomposable compound and the 2nd gas generated by processing the liquid containing a hardly decomposable compound can fully be mixed. Thereby, the mixed gas decomposition processing means can reliably decompose the mixed gas of the first gas and the second gas.
また、本発明に係る処理装置において、上記液体が含有する難分解性化合物は、有機フッ素化合物であることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the hardly decomposable compound contained in the liquid is preferably an organic fluorine compound.
上記構成によれば、炭素及びフッ素間の結合が強固な有機フッ素化合物を効率よく分解して無害化することができる。 According to the said structure, the organic fluorine compound with a strong coupling | bonding between carbon and a fluorine can be decomposed | disassembled efficiently and detoxified.
そのような有機フッ素化合物としては、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド、及びパーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド誘導体からなる群より選択される少なくとも1つの有機フッ素化合物であることが好ましい。有機フッ素化合物が上記群から選択されるものであれば、効率よく分解して無害化することができる。 Such an organic fluorine compound is at least one selected from the group consisting of perfluorooctane sulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid, perfluorooctane sulfonic acid fluoride, and perfluorooctane sulfonic acid fluoride derivatives. One organic fluorine compound is preferred. If the organic fluorine compound is selected from the above group, it can be efficiently decomposed and rendered harmless.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1の気体が含有する難分解性化合物は、パーフルオロカーボンを含んでいることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, it is preferable that the hardly decomposable compound contained in the first gas contains perfluorocarbon.
上記構成によれば、環境汚染物質の1つである難分解性のパーフルオロカーボンを無害化して、効率よく処理することができる。 According to the above configuration, the hardly decomposable perfluorocarbon, which is one of the environmental pollutants, can be rendered harmless and processed efficiently.
また、本発明に係る処理装置において、上記処理槽は、上記液体を収容する槽であって上記活性炭を有する第1の処理槽と、上記第2の気体を収容する第2の処理槽とを備えていることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The said processing tank is a tank which accommodates the said liquid, Comprising: The 1st processing tank which has the said activated carbon, The 2nd processing tank which accommodates the said 2nd gas it is preferable to provide.
上記構成によれば、第1の処理槽において分解された難分解性化合物から発生する第2の気体を第2の処理槽へ移送することができる。 According to the above configuration, the second gas generated from the hardly decomposable compound decomposed in the first treatment tank can be transferred to the second treatment tank .
また、本発明に係る処理装置において、上記気体圧送機構は、上記第1の処理槽内の活性炭を任意に流動させることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said gas pumping mechanism makes the activated carbon in a said 1st processing tank flow arbitrarily.
上記構成によれば、例えば、液体中の難分解性化合物の濃度が比較的高い場合には、気体圧送機構の備わっている電動機の回転数を上げて、活性炭の流動速度を上昇させることができる。このように、活性炭の流動速度を加減することにより、難分解性化合物の濃度に応じた処理を行なうことができる。 According to the above configuration, for example, when the concentration of the hardly decomposable compound in the liquid is relatively high, the flow rate of the activated carbon can be increased by increasing the number of revolutions of the electric motor equipped with the gas pumping mechanism. . Thus, the process according to the density | concentration of a hardly decomposable compound can be performed by adjusting the flow rate of activated carbon.
また、本発明に係る処理装置において、上記活性炭は、粒状活性炭及び破砕微細活性炭を含んでいることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the activated carbon preferably includes granular activated carbon and crushed fine activated carbon.
上記構成によれば、微細化された破砕微細活性炭による触媒作用によって、効率よく難分解性化合物を分解することができる。 According to the said structure, a hardly decomposable compound can be decomposed | disassembled efficiently according to the catalytic action by the refined | pulverized fine activated carbon.
また、本発明に係る処理装置において、上記破砕微細活性炭は、上記第1の処理槽の容積に対し、100g/L以上含まれていることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said crushing fine activated carbon is contained 100g / L or more with respect to the volume of a said 1st processing tank.
上記構成によれば、破砕微細活性炭の効果的な触媒作用によって、さらに効率よく難分解性化合物を分解することができる。 According to the said structure, a hardly decomposable compound can be decompose | disassembled still more efficiently by the effective catalytic action of the crushing fine activated carbon.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1の処理槽は、上記ナノバブル含有水吐出手段が吐出したナノバブル含有水及び上記活性炭を含んでいる混合溶液から、該活性炭を分離する分離手段をさらに備えていることが好ましい。 Moreover, in the treatment apparatus according to the present invention, the first treatment tank further includes a separation means for separating the activated carbon from the mixed solution containing the nanobubble-containing water discharged by the nanobubble-containing water discharge means and the activated carbon. It is preferable to provide.
上記構成によれば、活性炭がナノバブル含有水吐出手段に吸引されるのを防ぐことができる。つまり、ナノバブル含有水吐出手段から吐出されたナノバブルを含有する液体は、第1の処理槽に導入されている活性炭と混合され、難分解性化合物が分解された後、ナノバブル含有水吐出手段を介して該液体を貯蔵している貯蔵槽に戻り、循環される。このとき、液体中に含まれる活性炭を分離手段によって分離することにより、ナノバブル含有水吐出手段は円滑な運転を継続させることができる。 According to the said structure, it can prevent that activated carbon is attracted | sucked by the nano bubble containing water discharge means. That is, the liquid containing nanobubbles discharged from the nanobubble-containing water discharging means is mixed with activated carbon introduced into the first treatment tank, and after the hardly decomposable compound is decomposed, the nanobubble-containing water discharging means is passed through. And return to the storage tank storing the liquid. At this time, by separating the activated carbon contained in the liquid by the separating means, the nanobubble-containing water discharging means can continue the smooth operation.
さらに、活性炭を微細化させた破砕微細活性炭を使用した場合であっても、分離手段によって分離することにより、ナノバブル含有水吐出手段の円滑な運転を維持することができる。 Further, even when crushed fine activated carbon obtained by refining activated carbon is used, smooth operation of the nanobubble-containing water discharge means can be maintained by separation by the separation means.
また、本発明に係る処理装置において、上記液体処理手段は、上記第2の気体を上記気体混合手段に送出する送出手段をさらに備え、上記気体処理手段は、上記混合気体分解処理手段によって分解された気体中の不純物を除去する不純物除去手段をさらに備え、上記液体処理手段及び上記気体処理手段は、シーケンス制御手段によってこの順に作動するように制御されていることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the liquid processing means further includes a sending means for sending the second gas to the gas mixing means, and the gas processing means is decomposed by the mixed gas decomposition processing means. It is preferable that an impurity removing unit for removing impurities in the gas is further provided, and the liquid processing unit and the gas processing unit are controlled to operate in this order by the sequence control unit.
上記構成によれば、処理の開始と同時に、シーケンス制御手段が自動的に処理装置を順次作動するように制御する。したがって、容易かつ効率よく分解処理を行なうことができる。 According to the above configuration, at the same time when the processing is started, the sequence control means automatically controls the processing devices so as to sequentially operate. Therefore, the decomposition process can be performed easily and efficiently.
また、本発明に係る処理装置において、上記シーケンス制御手段は、上記難分解性化合物を使用する装置から上記液体が排出されたとき、上記液体処理手段及び上記気体処理手段をこの順に作動させることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the sequence control means may operate the liquid processing means and the gas processing means in this order when the liquid is discharged from the apparatus using the hardly decomposable compound. preferable.
上記構成によれば、難分解性化合物を使用する装置から液体が排出された時点で、シーケンス制御手段が処理装置を順次作動させるため、必要時のみの運転となり、エネルギーを節約することができる。 According to the above configuration, when the liquid is discharged from the apparatus using the hardly decomposable compound, the sequence control means sequentially operates the processing apparatus, so that the operation is performed only when necessary, and energy can be saved.
また、本発明に係る処理装置において、上記シーケンス制御手段は、上記難分解性化合物を使用する装置において、上記難分解性化合物を洗浄する洗浄水の供給弁及び当該洗浄水の排出弁が開いたことを示す信号を受信したとき、上記液体処理手段及び上記気体処理手段をこの順に作動させることが好ましい。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the sequence control unit is configured to open a cleaning water supply valve and a cleaning water discharge valve for cleaning the hardly decomposable compound in the apparatus using the hardly decomposable compound. When the signal indicating this is received, the liquid processing means and the gas processing means are preferably operated in this order.
上記構成によれば、シーケンス制御手段が供給弁及びの排出弁が開いたことを示す信号を受信したとき処理装置を順次作動させるため、必要時のみの運転となり、エネルギーを節約することができる。 According to the above configuration, when the sequence control unit receives a signal indicating that the supply valve and the discharge valve are opened, the processing devices are sequentially operated. Therefore, the operation is performed only when necessary, and energy can be saved.
また、本発明に係る処理装置において、上記液体処理手段は、上記液体を溜める原水槽と、上記原水槽から上記処理槽内に上記液体を移送する移送手段と、上記原水槽内の上記液体を加熱するヒーターとをさらに備えていることが好ましい。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the liquid processing means, the raw water tank for storing the liquid, a transfer means for transferring the liquid to the treatment tank from the raw water tank, the liquid in the raw water tank It is preferable to further include a heater for heating.
上記構成によれば、液体の温度を上昇させることができる。これにより、液体処理手段において、液体中の難分解性化合物の分解を促進させることができる。 According to the said structure, the temperature of a liquid can be raised. Thereby, in a liquid processing means, decomposition | disassembly of the hardly decomposable compound in a liquid can be accelerated | stimulated.
また、本発明に係る処理装置において、上記原水槽内には、上記活性炭よりも体積の大きい大型活性炭を備えていることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable to provide the large sized activated carbon with a volume larger than the said activated carbon in the said raw | natural water tank.
上記構成によれば、大型活性炭の触媒作用によってナノバブルの酸化作用を高めることができる。さらに、液体中の難分解性化合物を大型活性炭に一旦吸着させることにより、難分解性化合物を効果的に分解することができる。 According to the said structure, the oxidation effect | action of a nano bubble can be heightened by the catalytic action of large sized activated carbon. Furthermore, the hard-to-decompose compound can be effectively decomposed by once adsorbing the hard-to-decompose compound in the liquid to the large-sized activated carbon.
また、本発明に係る処理装置において、上記ナノバブル含有水吐出手段は、下記1)〜3)を備えるものであることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said nano bubble containing water discharge means is equipped with following 1) -3).
1)上記液体と第3の気体とを混合及びせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部
2)上記マイクロバブル含有水をさらにせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部
3)上記ナノバブル含有水をさらにせん断して多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第3気体せん断部
上記構成によれば、酸化力が強力なナノバブルを多量に発生させて難分解性化合物を効率よく分解することができる。
1) A first gas shearing section that mixes and shears the liquid and a third gas to produce microbubble-containing water. 2) A second gas shear that further shears the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. Part 3) Third gas shear part for further shearing the nanobubble-containing water to produce nanobubble-containing water containing a large amount of nanobubbles According to the above configuration, a large amount of nanobubbles with strong oxidizing power are generated to generate a hardly decomposable compound Can be efficiently decomposed.
また、本発明に係る処理装置において、上記第3の気体は、オゾンガスを含んでいることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said 3rd gas contains ozone gas.
上記構成によれば、オゾンガスを含むナノバブルが作製されるので、難分解性化合物をより強力に酸化分解することができる。 According to the said structure, since the nanobubble containing ozone gas is produced, a hardly decomposable compound can be oxidatively decomposed more strongly.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部に対して1.2リットル/分以下にて上記第3の気体を供給するための気体量調節手段をさらに備えていることが好ましい。 The processing apparatus according to the present invention preferably further includes a gas amount adjusting means for supplying the third gas to the first gas shearing portion at a rate of 1.2 liters / minute or less. .
上記構成によれば、ナノバブル含有水中のナノバブルの割合が増加する。したがって、より強力に難分解性化合物を酸化分解することができる。 According to the said structure, the ratio of the nanobubble in nanobubble containing water increases. Therefore, the hardly decomposable compound can be oxidatively decomposed more strongly.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部の内部の横断面は、楕円形または真円形であり、
上記第1気体せん断部の内部表面には、2本以上の溝が設けられていることえていることが好ましい。
Further, in the processing apparatus according to the present invention, the internal cross section of the first gas shearing part is an ellipse or a perfect circle,
It is preferable that two or more grooves are provided on the inner surface of the first gas shearing portion.
上記構成によれば、第1気体せん断部に供給される第3の気体を安定的にせん断することができる。これにより、マイクロバブルを多量に作製することができる。 According to the said structure, the 3rd gas supplied to a 1st gas shearing part can be sheared stably. Thereby, a large amount of microbubbles can be produced.
また、本発明に係る処理装置において、上記溝の深さは、0.3mm〜0.6mmであり、上記溝の幅は、0.8mm以下であることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The depth of the said groove | channel is 0.3 mm-0.6 mm, and it is preferable that the width | variety of the said groove | channel is 0.8 mm or less.
上記構成によれば、第1気体せん断部に供給される第3の気体を安定的にせん断し、マイクロバブルを多量に作製することができる。 According to the said structure, the 3rd gas supplied to a 1st gas shearing part can be sheared stably and a microbubble can be produced in large quantities.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部では、第1配管を介して上記液体が供給されるとともに、第2配管を介して上記マイクロバブル含有水が吐出され、上記第1配管の内腔の横断面における面積は、上記第2配管の内腔の横断面における面積よりも大きいことが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, in the first gas shearing section, the liquid is supplied through the first pipe, and the microbubble-containing water is discharged through the second pipe. It is preferable that the area in the cross section of the lumen of the pipe is larger than the area in the cross section of the lumen of the second pipe.
上記構成によれば、第1気体せん断部に供給される第3の気体を安定的にせん断し、マイクロバブルを多量に作製することができる。 According to the said structure, the 3rd gas supplied to a 1st gas shearing part can be sheared stably and a microbubble can be produced in large quantities.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部は、上記第3の気体と上記液体とを混合して上記処理槽へ移送するためのポンプをさらに備え、上記ポンプ内への第3の気体の取り込みは、上記ポンプの出力が最大値に達した時点以降に行なわれることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the first gas shearing section further includes a pump for mixing the third gas and the liquid and transferring the mixed gas to the processing tank, The gas 3 is preferably taken in after the time when the output of the pump reaches the maximum value.
上記構成によれば、液体中に空気が存在することにより生じるキャビテーションを防ぎ、ポンプの損傷を防止することができる。 According to the above configuration, cavitation caused by the presence of air in the liquid can be prevented, and damage to the pump can be prevented.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部は、上記第3の気体と液体とを混合して上記処理槽へ移送するためのポンプをさらに備え、上記ポンプ内への第3の気体の取り込みは、上記ポンプの動作開始時から60秒後以降に行なわれることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The said 1st gas shear part is further equipped with the pump for mixing the said 3rd gas and liquid, and transferring to the said processing tank, The 3rd into the said pump is carried out. The gas uptake is preferably performed after 60 seconds from the start of the operation of the pump.
上記構成によれば、キャビテーションが生じることのない安全条件として設定された60秒後に第3の気体を取り込むため、ポンプの損傷を確実に防止することができる。 According to the above configuration, the third gas is taken in after 60 seconds set as a safety condition in which cavitation does not occur, so that damage to the pump can be reliably prevented.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部の内部には、第3配管を介して上記第3の気体が供給され、上記第3配管は、上記第1気体せん断部の内側面に対して18度の角度をなすように、上記第1気体せん断部に接続されていることが好ましい。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the third gas is supplied to the inside of the first gas shearing part via a third pipe, and the third pipe is connected to the inside of the first gas shearing part. It is preferable to be connected to the first gas shearing portion so as to form an angle of 18 degrees with respect to the side surface.
上記構成によれば、第1気体せん断部に供給される第3の気体を安定的にせん断し、マイクロバブルを多量に作製することができる。 According to the said structure, the 3rd gas supplied to a 1st gas shearing part can be sheared stably and a microbubble can be produced in large quantities.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部の隔壁の厚さは、6mm〜12mmであることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the thickness of the partition of the said 1st gas shearing part is 6 mm-12 mm.
上記構成によれば、第1気体せん断部内の運動エネルギーを外部に逃がすことがない。したがって、第1気体せん断部に供給される第3の気体を安定的かつ効率よくせん断し、マイクロバブルを多量に作製することができる。 According to the said structure, the kinetic energy in a 1st gas shear part is not escaped outside. Therefore, the third gas supplied to the first gas shearing section can be sheared stably and efficiently, and a large amount of microbubbles can be produced.
また、本発明に係る処理装置において、上記液体処理手段によって上記液体を処理した後の廃液をさらに処理する廃液処理手段を備えていることが好ましい。 Moreover, the processing apparatus according to the present invention preferably includes a waste liquid processing means for further processing the waste liquid after the liquid is processed by the liquid processing means.
上記構成によれば、難分解性化合物を含有する液体を分解することにより発生したイオンを含む廃液をさらに処理することができる。 According to the said structure, the waste liquid containing the ion generated by decomposing | disassembling the liquid containing a hardly decomposable compound can be further processed.
本発明に係る処理方法は、上記難分解性化合物は、半導体製造時のフォトレジスト工程において使用するもの、液晶製造時のフォトマスク工程において使用するもの、半導体製造時のフォト工程において使用する反射防止膜に含まれているもの、またはプリント基板製造時のデスミア処理工程において使用するものであることが好ましい。 In the processing method according to the present invention, the above-mentioned hardly decomposable compound is used in a photoresist process at the time of manufacturing a semiconductor, used in a photomask process at the time of manufacturing a liquid crystal, or used in a photo process at the time of manufacturing a semiconductor. It is preferable that it is what is contained in a film | membrane or what is used in the desmear process process at the time of printed circuit board manufacture.
上記構成によれば、半導体製造工場、液晶製造工場、またはプリント基板製造工場から排出される難分解性化合物を含有する液体及び気体を分解処理することによって、環境汚染物質である難分解性化合物を無害化することができる。 According to the above configuration, the liquid and gas containing the hardly decomposable compound discharged from the semiconductor manufacturing factory, the liquid crystal manufacturing factory, or the printed circuit board manufacturing factory are decomposed, whereby the hardly decomposable compound that is an environmental pollutant is obtained. It can be detoxified.
本発明に係る処理装置によれば、自装置外から導入され、難分解性化合物を含有する、液体及び第1の気体を処理するための処理装置であって、上記液体を処理する液体処理手段と、上記液体を処理することによって発生した第2の気体、及び上記第1の気体を処理する気体処理手段とを備えており、上記液体処理手段は、活性炭を内部に有し、上記液体が導入される処理槽と、上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、上記処理槽内に気体を圧送することによって、上記ナノバブル含有水を霧状にする気体圧送機構と、を備えており、上記気体処理手段は、上記第1の気体及び上記処理槽において発生した上記霧状のナノバブル含有水を含む上記第2の気体を混合する気体混合手段と、熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、またはバーナー方式燃焼分解装置を備え、上記気体混合手段によって混合された上記霧状のナノバブル含有水を含む混合気体を分解処理する混合気体分解処理手段とを備えているので、工場などから排出される液体及び気体に含まれる難分解性化合物を、容易かつ効率よく除去することが可能な処理技術を提供することができる。 The processing apparatus according to the present invention is a processing apparatus for processing a liquid and a first gas, which is introduced from the outside of the apparatus and contains a hardly decomposable compound, and processes the liquid. And a second gas generated by processing the liquid, and a gas processing means for processing the first gas, the liquid processing means having activated carbon inside, and the liquid is A treatment tank to be introduced; nanobubble-containing water discharge means for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank; and a gas-feeding mechanism that makes the nanobubble-containing water mist by pumping gas into the treatment tank. comprises a, the gas processing means, a gas mixing means for mixing said second gas containing the mist of nano bubble-containing water generated in the first gas and the treatment tank, pyrolyzer, Catalyst Device, a plasma decomposition unit, or burner system including a combustion decomposition apparatus, since a mixed gas decomposing means for decomposing a mixed gas containing the mist of nano bubble-containing water that has been mixed by the gas mixing means, It is possible to provide a treatment technique capable of easily and efficiently removing a hardly decomposable compound contained in a liquid and a gas discharged from a factory or the like.
〔本発明に係る処理装置〕
本発明に係る処理装置は、難分解性化合物を含有する液体及び難分解性化合物を含有する第1の気体を処理するための処理装置であって、液体を処理する液体処理手段と、液体を処理することによって発生した第2の気体及び第1の気体を処理する気体処理手段とを備えており、液体処理手段は、活性炭を内部に有し、液体が導入される処理槽と、処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段とを備えており、気体処理手段は、第1の気体及び第2の気体を混合する気体混合手段と、該気体混合手段によって混合された混合気体を分解処理する混合気体分解処理手段とを備えていればよい。
[Processing apparatus according to the present invention]
A processing apparatus according to the present invention is a processing apparatus for processing a liquid containing a hardly decomposable compound and a first gas containing a hardly decomposable compound, and includes a liquid processing means for processing the liquid, and a liquid. Gas treatment means for treating the second gas generated by the treatment and the first gas, the liquid treatment means having activated carbon inside, a treatment tank into which the liquid is introduced, and a treatment tank A nanobubble-containing water discharging means for discharging nanobubble-containing water therein, and the gas processing means includes a gas mixing means for mixing the first gas and the second gas, and a mixture mixed by the gas mixing means. What is necessary is just to provide the mixed gas decomposition processing means which decomposes | disassembles gas.
本発明に係る処理装置によって処理される難分解性化合物を含有する液体は特に限定されないが、例えば、工場などから排出される有機フッ素化合物含有水、河川の水、または湖の水などが挙げられる。また、有機塩素化合物、ダイオキシン、農薬等を含有する液体も本発明に係る処理装置の処理対象とすることができる。 The liquid containing the hardly decomposable compound processed by the processing apparatus according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include organic fluorine compound-containing water discharged from a factory, river water, lake water, and the like. . Moreover, the liquid containing an organic chlorine compound, dioxin, an agricultural chemical, etc. can also be made into the process target of the processing apparatus which concerns on this invention.
また、当該液体に含まれる難分解性化合物も特に限定されないが、例えば、有機フッ素化合物が含まれ得る。有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド、及びパーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド誘導体が挙げられる。本発明の処理装置によって処理される難分解性化合物が上述の有機フッ素化合物であれば、炭素とフッ素との間の強固な結合を効率よく分解することができる。 Moreover, although the hard-to-decompose compound contained in the said liquid is not specifically limited, For example, an organic fluorine compound may be contained. Examples of the organic fluorine compound include perfluorooctanesulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluoroalkylsulfonic acid, perfluorooctanesulfonic acid fluoride, and perfluorooctanesulfonic acid fluoride derivatives. If the hardly decomposable compound to be treated by the treatment apparatus of the present invention is the above-mentioned organic fluorine compound, a strong bond between carbon and fluorine can be efficiently decomposed.
このような有機フッ素化合物を含有する液体は、一般に、半導体製造時のフォトレジスト工程、液晶製造時のフォトマスク工程、またはプリント基板製造時のデスミア処理工程における廃液として排出される。また、有機フッ素化合物を含有する液体は、例えば、半導体製造時のフォト工程において用いられる反射防止膜を含む廃液として排出されることもある。 Such a liquid containing an organic fluorine compound is generally discharged as a waste liquid in a photoresist process during semiconductor manufacturing, a photomask process during liquid crystal manufacturing, or a desmear treatment process during printed circuit board manufacturing. Moreover, the liquid containing an organic fluorine compound may be discharged | emitted as waste liquid containing the antireflection film used in the photo process at the time of semiconductor manufacture, for example.
さらに、第1の気体及び第2の気体に含まれる難分解性化合物も特に限定されず、上述の液体に含まれる難分解性化合物を含んでもよいが、例えば、炭素数4〜9までのパーフルオロカーボンが含まれ得る。 Further, the hardly decomposable compound contained in the first gas and the second gas is not particularly limited, and may contain the hardly decomposable compound contained in the liquid described above. Fluorocarbons can be included.
第1の気体は、例えば、半導体工場内において本発明の処理装置の処理対象となる廃液を排出している装置以外の各種装置から排出される気体を含む。第2の気体は、例えば、本発明の処理装置において処理した液体中の難分解性化合物が分解されることにより発生する気体を含む。 The first gas includes, for example, gas discharged from various apparatuses other than the apparatus that discharges the waste liquid to be processed by the processing apparatus of the present invention in the semiconductor factory. The second gas includes, for example, a gas generated by decomposing a hardly decomposable compound in the liquid processed in the processing apparatus of the present invention.
本発明に係る処理装置の設置場所は特に限定されないが、例えば、難分解性化合物(例えば、有機フッ素化合物)を含む廃液を排出する半導体製造装置に隣接し、該半導体製造装置に連結してもよい。また、他の難分解性化合物を含む廃液を排出する装置に連結して使用することも可能である。 Although the installation location of the processing apparatus according to the present invention is not particularly limited, for example, it is adjacent to a semiconductor manufacturing apparatus that discharges a waste liquid containing a hardly decomposable compound (for example, an organic fluorine compound) and connected to the semiconductor manufacturing apparatus. Good. Moreover, it is also possible to connect and use it with the apparatus which discharges | emits the waste liquid containing another hardly decomposable compound.
次に、本発明に係る処理装置の具体的な構成について、以下の実施形態において詳細に説明する。 Next, a specific configuration of the processing apparatus according to the present invention will be described in detail in the following embodiments.
〔第1の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第1の実施形態について、図1を参照して以下に説明する。図1は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第1の実施形態を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る処理装置は、主に、液体処理部(液体処理手段)20、PFCガス混合装置(気体混合手段)32、及びPFCガス分解装置(混合気体分解処理手段)33から構成されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of a processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a treatment apparatus according to the present invention connected to a semiconductor manufacturing apparatus 1. As shown in FIG. 1, the processing apparatus according to this embodiment mainly includes a liquid processing unit (liquid processing means) 20, a PFC gas mixing apparatus (gas mixing means) 32, and a PFC gas decomposition apparatus (mixed gas decomposition processing). Means) 33.
まず、半導体製造装置1から排出された難分解性化合物を含有する液体(以下、「難分解性化合物含有液」と称することもある)が液体処理部20に導入されるまでの段階を説明する。本実施に係る処理装置は、半導体製造装置1の側に設置されている。これにより、例えば半導体製造装置1からの廃液の排出条件または状態を表わす信号に基づいて処理装置を稼動することが容易になる。つまり、半導体製造装置1と処理装置とを、信号の送受信により連動する設備とすることができる。
First, steps until a liquid containing a hardly decomposable compound discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 1 (hereinafter also referred to as “a hardly decomposable compound containing liquid”) is introduced into the
本実施の形態に係る処理装置と半導体製造装置1とを、信号の送受信により連動させる態様について、以下に説明する。この態様において、半導体製造装置1は、受け容器43に処理対象物2を処理するための難分解性化合物含有液(レジスト液、反射防止膜液等)を供給する、有機フッ素化合物含有液配管3を開閉する有機フッ素化合物含有液供給バルブ56と、有機フッ素化合物含有液排出配管60を開閉する有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58とを備えている。また、半導体製造装置1は、処理対象物2上を洗浄するための洗浄超純水を供給する、洗浄超純水配管4を開閉する洗浄超純水供給バルブ(洗浄水の供給弁)57と、洗浄超純水排出配管61を開閉する洗浄超純水排出バルブ(洗浄水の排出弁)59とを備えている。
A mode in which the processing apparatus according to the present embodiment and the semiconductor manufacturing apparatus 1 are interlocked by transmitting and receiving signals will be described below. In this embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus 1 supplies an organofluorine compound-containing liquid pipe 3 that supplies a receiving
ここで、有機フッ素化合物含有液排出配管60から排出される液体には、難分解性化合物である有機フッ素化合物が多く含まれる。よって、当該液体が、有機フッ素化合物を高濃度に含む高濃度液体として予め設定され、後述の高濃度液体処理手段によって処理されることとなる。また、洗浄超純水排出配管61から排出される液体には、処理対象物2上に残存する有機フッ素化合物が微量ながら含まれる。したがって、当該液体が、有機フッ素化合物を低濃度に含む低濃度液体として予め設定され、後述の液体処理部20によって処理されることとなる。より具体的にいえば、洗浄超純水排出バルブ59が開いたことを示す信号を半導体製造装置1がシーケンサー(シーケンス制御手段)53に送信し、シーケンサー53は当該信号を受信することで、予め低濃度液体として設定された液体が導入されることを識別することができる。なお、本実施に係る処理装置の処理対象となる難分解性化合物を含有する液体は、低濃度液体として設定された液体を指す。
Here, the liquid discharged from the organic fluorine compound-containing
このように、本実施形態に係る処理装置及び処理方法によれば、低濃度の難分解性化合物を含む低濃度液体をナノバブル及び活性炭を利用して処理し、高濃度の難分解性化合物を含む高濃度液体とは分離して処理するので、処理の対象となる液体を難分解性化合物の濃度に応じて適切に処理することが可能であり、低コストで効率よく難分解性化合物を分解することが可能である。また、処理の対象となる液体を難分解性化合物の濃度に応じて処理することによって、難分解性化合物を使用する装置から排出された難分解性化合物を含む液体を直接処理することが可能であり、当該装置に近接して難分解性化合物を処理することができる。その結果、難分解性化合物を使用する装置から排出されたガスのように、移送が困難な廃棄物についても首尾よく処理することができる。 Thus, according to the processing apparatus and processing method which concern on this embodiment, the low concentration liquid containing a low concentration hardly decomposable compound is processed using nanobubble and activated carbon, and a high concentration hardly decomposable compound is included. Since it is processed separately from the high-concentration liquid, it is possible to appropriately treat the liquid to be treated according to the concentration of the hardly-decomposable compound, and decompose the hardly-decomposable compound efficiently at a low cost. It is possible. In addition, by treating the liquid to be treated according to the concentration of the hardly decomposable compound, it is possible to directly treat the liquid containing the hardly decomposable compound discharged from the apparatus using the hardly decomposable compound. Yes, it is possible to treat the hardly decomposable compound in the vicinity of the apparatus. As a result, waste that is difficult to transfer, such as gas discharged from an apparatus that uses a hardly decomposable compound, can be treated successfully.
このように本発明において、有機フッ素化合物等の難分解性化合物を含有する液体を、予め高濃度液体として設定するか低濃度液体として設定するかについては、洗浄超純水等のように、当該液体を希釈するものがさらに導入されるか否かによって設定されてもよいが、これに限定されるものではない。例えば、難分解性物質を含む液体の濃度を人手によって測定し、測定結果に基づいて高濃度液体および低濃度液体のいずれかに設定し、低濃度液体として設定された液体を処理装置に導入してもよい。 As described above, in the present invention, whether to set a liquid containing a hardly decomposable compound such as an organic fluorine compound as a high concentration liquid or a low concentration liquid in advance, as in washing ultrapure water or the like, It may be set depending on whether or not a liquid-diluting liquid is further introduced, but is not limited to this. For example, the concentration of a liquid containing a hardly decomposable substance is manually measured, set to either a high-concentration liquid or a low-concentration liquid based on the measurement result, and the liquid set as the low-concentration liquid is introduced into the processing apparatus. May be.
有機フッ素化合物含有液排出配管60は、高濃度廃液タンク45に連結されており、高濃度液体は有機フッ素化合物含有液排出配管60を介して高濃度廃液タンク45に移送される。また、洗浄超純水排出配管61は、液体処理部20の低濃度廃液タンク(原水槽)5に連結されており、低濃度液体は洗浄超純水排出配管61を介して低濃度廃液タンク5に移送される。
The organic fluorine compound-containing
有機フッ素化合物含有液排出配管60に具備される入口バルブ73が、信号線44を介して送信される、半導体製造装置1の有機フッ素化合物含有液供給バルブ56及び有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58が開いていることを示す信号を受信したとき、入口バルブ73が開かれて、高濃度液体が高濃度廃液タンク45に導入される。
An organic fluorine compound-containing
一方、洗浄超純水供給バルブ57及び洗浄超純水排出バルブ59が開いたとき、洗浄超純水排出配管61を介して低濃度液体が低濃度廃液タンク5に導入される。洗浄超純水供給バルブ57及び洗浄超純水排出バルブ59が開いていることを示す信号は信号線44を介して液体処理部20のシーケンサー53に送信され、当該信号を受信したシーケンサー53によって、ナノバブル含有水吐出部(ナノバブル含有水吐出手段)54、ブロワー(気体圧送機構)23、及び排気ファン(送出手段)41が順次作動するように制御してもよい。また、低濃度液体が低濃度廃液タンク5に導入された後、または導入と同時にナノバブル含有水吐出部54、ブロワー23、及び排気ファン41が順次作動するように制御してもよい。さらに、低濃度液体が半導体製造装置1から排出されると同時にシーケンサー53によって、ナノバブル含有水吐出部54、ブロワー23、排気ファン41が順次作動するように制御してもよい。
On the other hand, when the cleaning ultrapure
有機フッ素化合物含有液供給バルブ56、洗浄超純水供給バルブ57、有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58、及び洗浄超純水排出バルブ59の開閉条件については、予め半導体製造装置1内に設置されたシーケンサー53によって設定されており、この条件に従って制御されるようになっている。すなわち、予め設定されたバルブ開閉条件によって液体が排出される配管が決まり、当該配管が連結された液体処理部20において処理されるようになっている。
The opening / closing conditions of the organic fluorine compound-containing
(高濃度液体処理手段)
高濃度液体処理手段は、入口バルブ73、高濃度廃液タンク45、高濃度液体を移送するための廃液配管46、移送ポンプ47、バルブ48の開閉により高濃度液体の導入が制御される専用容器A50、及びバルブ49の開閉により高濃度液体の導入が制御される専用容器B51を備えている。半導体製造装置1から排出された高濃度の有機フッ素化合物を含む高濃度液体は、有機フッ素化合物含有液排出配管60を経て、高濃度廃液タンク45に流入して貯留される。高濃度廃液タンク45の液位が上昇すると移送ポンプ47で専用容器A50又は専用容器B51に移送される。その後、専用容器を廃液を処分する焼却場等に運び、例えば燃焼温度1000度以上で焼却することによって、高濃度液体を処理する。
(High-concentration liquid processing means)
The high-concentration liquid processing means includes a dedicated container A50 in which the introduction of the high-concentration liquid is controlled by opening and closing the
(液体処理部20)
液体処理部20は、液体分解装置(処理槽)19、低濃度廃液タンク5、ナノバブル含有水吐出部54、及びシーケンサー53を備えている。液体分解装置19は、ナノバブル及び活性炭によって低濃度液体中の難分解性化合物を分解する下部液体処理部(第1の処理槽)22と、下部液体処理部22において分解された難分解性化合物から発生する分解物ガス52(第2の気体)を収容する上部気体収容部(第2の処理槽)21とを備えている。以下に、下部液体処理部22及び上部気体収容部21についてそれぞれ説明する。
(Liquid processing unit 20)
The
(下部液体処理部22)
本実施形態において、半導体製造装置1から移送され低濃度廃液タンク5に貯留された低濃度液体は、ナノバブル含有水吐出部54を介してナノバブル発生槽55でもある下部液体処理部22に導入される。ナノバブル含有水吐出部54は、低濃度廃液タンク5から移送される低濃度液体を用いて、ナノバブル含有水を作製すると共に、当該ナノバブル含有水を下部液体処理部22に吐出する。
(Lower liquid processing unit 22)
In this embodiment, the low-concentration liquid transferred from the semiconductor manufacturing apparatus 1 and stored in the low-concentration waste liquid tank 5 is introduced into the lower
このように、下部液体処理部22には、ナノバブル含有水吐出部54によって、ナノバブルを含有する低濃度液体がナノバブル流30として吐出される。そして、下部液体処理部22内においてナノバブルによってラジカルが発生し、当該ラジカルによって低濃度液体中の難分解性化合物が酸化分解されることになる。例えば、PFOS及びPFOAなどは安定な物質であることが知られているが、本実施の形態の処理装置であれば、これらの物質をも酸化分解することができる。
Thus, the nanobubble-containing
ここでラジカルとは、不対電子を有する原子、分子、又はイオンを意図しており、フリーラジカルと称することもある。ラジカルは、通常反応性が高いために、生成するとすぐに他の原子や分子との間で酸化還元反応を起し、安定な分子やイオンとなる。ラジカルは、安定な分子又はイオンになる際に、強い酸化力を示す。このラジカルの酸化力によって、炭素とフッ素との強固な結合が分解され、分解物がガス化する。ナノバブル含有水吐出部54において作製されたナノバブルの酸化力は、マイクロバブルや、マイクロナノバブルの酸化力と比較して、格段に強力である。
Here, the radical means an atom, molecule, or ion having an unpaired electron, and may be referred to as a free radical. Since radicals are usually highly reactive, as soon as they are generated, they undergo oxidation-reduction reactions with other atoms and molecules to become stable molecules and ions. A radical exhibits a strong oxidizing power when it becomes a stable molecule or ion. Due to the oxidizing power of this radical, the strong bond between carbon and fluorine is decomposed, and the decomposition product is gasified. The oxidizing power of nanobubbles produced in the nanobubble-containing
下部液体処理部22内では、活性炭26が流動している。本実施形態においては、活性炭26として、粒状活性炭である「クラレコール(登録商標)」(クラレケミカル株式会社製の製品)を用いた。ナノバブルを含有する低濃度液体は、下部液体処理部22内において活性炭26と混ざりあう。本発明者らは、ナノバブルのみにより低濃度液体を処理した場合に比して、活性炭26の存在下でナノバブルによって低濃度液体を処理した場合には、分解物ガス52の発生率が向上することを見出した。
In the lower
すなわち、活性炭26の存在下で、低濃度液体をナノバブルにより処理すると、ナノバブルの酸化力と活性炭26の触媒作用とによって、有機フッ素化合物の分解が効率よく進行することを見出した。したがって、下部液体処理部22内においては、ナノバブルの酸化作用と活性炭26の触媒作用とによって、低濃度液体中の難分解性化合物が効率よく分解される。特に、下部液体処理部22内に流動する活性炭26の濃度を高めることによって、活性炭26による触媒作用が向上するため、より効率よく有機フッ素化合物を分解することができる。
That is, it has been found that when a low-concentration liquid is treated with nanobubbles in the presence of activated
また、本発明者らは、低濃度液体を曝気することによって、低濃度液体中の難分解性化合物の分解が促進されることも見出した。すなわち、下部液体処理部22にはブロワー23から吐出され、空気配管24を経て空気を吐出する散気管28が設けられている。散気管28から吐出された空気によって、下部液体処理部22内の低濃度液体が曝気される。そして、分解によって発生した分解物ガス52が低濃度液体の液相及び液面近傍から曝気空気と共に除去されることによって、難分解性化合物の分解が促進される。
The present inventors have also found that aeration of a low-concentration liquid promotes decomposition of the hardly decomposable compound in the low-concentration liquid. That is, the lower
また、下部液体処理部22内の活性炭26は、比重が1よりも大きいので、下部液体処理部22内の空気の流れが弱いと、下部液体処理部22の底に沈降してしまう。このため、活性炭26が沈降しない程度に曝気する必要がある。活性炭26が沈降しない程度に曝気するのに必要な空気量は、例えば、下部液体処理部22の容量あたり50m3/時間/m3以上である。このような空気量で曝気することによって、活性炭26が沈降せずに流動すると同時に、低濃度液体中の有機フッ素化合物の分解物ガス52を確実に、液面まで移動させて除去することができる。
Moreover, since the specific gravity of the activated
さらに、散気管28から吐出される空気によって下部液体処理部22を曝気することによって、下部液体処理部22内の活性炭26が強い曝気で攪拌され、活性炭26の一部が破砕された破砕微細活性炭62が生じる。本発明者らは、このようにして生じた破砕微細活性炭62によって、活性炭26の触媒作用がさらに向上し、ナノバブルの酸化力との相乗効果により、難分解性化合物の分解効率がより一層向上することもまた見出した。破砕微細活性炭62の含有量としては、ナノバブル発生槽55の容積に対し、100g/L以上含まれていることが好ましい。
Furthermore, the lower
下部液体処理部22内において、ナノバブル及び活性炭26によって処理され、難分解性化合物が分解した処理水は、1次処理水排水管70を経て排出される。また、下部液体処理部22において処理された処理水の一部は、流通配管14を経て低濃度廃液タンク5に戻される。下部液体処理部22において1次処理水排水管70に連結された処理水排出口(図示せず)近傍には、当該処理水中に含まれる活性炭を分離する分離手段である、フィルター68及びスクリーン69が設けられている。また、流通配管14に連結された処理水排水口(図示せず)近傍には、フィルター17及びスクリーン18からなるフィルター部16が設けられている。
In the lower
フィルター17及び68は、それぞれ処理水排出口により近いほうに配置され、スクリーン18及び69は、それぞれフィルター17又は68に重なるように配置されている。スクリーン18及び69によって、比較的サイズの大きな活性炭26を分離し、フィルター17及び68によって、より微細な破砕微細活性炭62を分離する。これにより、処理水から活性炭26及び破砕微細活性炭62が十分に分離され、活性炭26及び破砕微細活性炭62が下部液体処理部22から流出しないようになっている。フィルター17及び68並びにスクリーン18及び69に堆積した活性炭26及び破砕微細活性炭62は、散気管28から吐出された気泡27によって空気洗浄され、下部液体処理部22内を流動する。
The
本実施形態においては、フィルター17及び68として、合成樹脂製のスポンジを用い、スクリーン18及び69として、樹脂製のメッシュ状のシートを用いたが、これに限定されない。また、フィルター17及び68並びにスクリーン18及び69の交換、メンテナンス等のための、取り出し口63及び67が下部液体処理部22上部の両端に設けられている。
In this embodiment, a synthetic resin sponge is used as the
下部液体処理部22と低濃度廃液タンク5との間を繋ぐ流通配管14には、流通配管14の設計の自由度を上げるフランジ13及び15が設けられており、下部液体処理部22内の処理水を低濃度廃液タンク5に移送する。このとき下部液体処理部22から低濃度廃液タンク5に移送される処理水は、ナノバブルを含有している。当該処理水からは活性炭26及び破砕微細活性炭62が除去されているので、当該処理水を再度ナノバブル含有水吐出部54から下部液体処理部22に吐出するときに、閉塞現象が生じることはない。このように、下部液体処理部22内で処理された処理水は、下部液体処理部22と低濃度廃液タンク5との間を循環して、ナノバブル含有水が供給される。また、活性炭26及び破砕微細活性炭62が排出されずに下部液体処理部22に滞留することによって、これらの触媒作用による有機フッ素化合物の分解能を維持することができる。
The
ここで、ブロワー23としては、インバータ運転できるように、電動機の回転数制御が可能なものを用いることが好ましい。電動機を回転数制御することによって、下部液体処理部22内での活性炭26及び破砕微細活性炭62の流動状態を変更することが可能であり、フィルター68及びスクリーン69に活性炭26及び破砕微細活性炭62の堆積を防ぐことができる。
Here, as the blower 23, it is preferable to use a blower capable of controlling the rotation speed of the electric motor so that the inverter can be operated. By controlling the rotational speed of the electric motor, it is possible to change the flow state of the activated
ナノバブル発生槽55の具体的な構成は特に限定されず、適宜公知の水槽を用いることが可能である。なお、ナノバブル発生槽55は、底部に向かって先細るテーパ形状を構成する傾斜部25を備えていることが好ましい。上記構成によれば、ナノバブル含有水の吐出圧のみによって、下部液体処理部22内の低濃度液体をより効果的に攪拌することができる。そして、その結果、低濃度液体中に含まれる難分解性化合物の酸化分解反応をより促進することができる。なお、下部液体処理部22の底面と傾斜部25とがなす角度は特に限定されないが、例えば、30度〜60度であることが好ましく、40度〜50度であることがより好ましく、45度であることが最も好ましい。
The specific configuration of the
(ナノバブル含有水吐出部54)
次いで、ナノバブル含有水吐出部54について説明する。
(Nanobubble-containing water discharge part 54)
Next, the nanobubble-containing
ナノバブル含有水吐出部54は、廃液配管(第1配管、移送手段)6、気液混合循環ポンプ(ポンプ)7を有する第1気体せん断部8、廃液配管(第2配管)9、第2気体せん断部10、電動ニードルバルブ(気体量調節手段)11、空気配管(第3配管)12、及び第3気体せん断部29を備えている。
The nanobubble-containing
第1気体せん断部8には廃液配管6及び廃液配管9が接続されている。そして、廃液配管6は低濃度廃液タンク5に連結されており、廃液配管6を介して第1気体せん断部8に液体が供給されるとともに、空気配管12を介して第1気体せん断部8に気体(第3の気体)が供給される。そして、第1気体せん断部8の中で上記液体と上記気体とが混合及びせん断されて、その結果、マイクロバブル含有水が作製される。
A waste liquid pipe 6 and a
上記第1気体せん断部8に供給される液体は、半導体製造装置1から排出され低濃度廃液タンク5に貯留された低濃度液体、又は当該低濃度液体と、下部液体処理部22内で処理され、下部液体処理部22と低濃度廃液タンク5との間を循環する処理液との混合液であり得る。これにより、液体処理部20を小さく設計し、省スペース化を実現できる。
The liquid supplied to the first gas shearing unit 8 is processed in the low concentration liquid discharged from the semiconductor manufacturing apparatus 1 or stored in the low concentration waste liquid tank 5 or the low concentration liquid and the lower
また、第1気体せん断部8に供給される気体としては、特に限定されないが、例えば、空気、オゾン又は酸素であることが好ましい。また、上記気体は、オゾン又は酸素であることがさらに好ましい。上記構成であれば空気よりも多量のラジカルを発生させることができるので、より効果的に難分解性化合物を酸化分解することができる。なお、この場合には、空気配管12の電動ニードルバルブ11側の末端に、各気体を貯蔵し得るタンクを設けることが好ましい。なお、上記タンクの具体的な構成としては特に限定されず、適宜公知のタンクを用いることが可能である。
Moreover, it does not specifically limit as gas supplied to the 1st gas shearing part 8, For example, it is preferable that they are air, ozone, or oxygen. The gas is more preferably ozone or oxygen. If it is the said structure, since a large quantity of radicals can be generated rather than air, a hardly decomposable compound can be oxidatively decomposed more effectively. In this case, it is preferable to provide a tank capable of storing each gas at the end of the air pipe 12 on the
第1気体せん断部8内への低濃度液体の供給は、気液混合循環ポンプ7を動作させることによって行なわれる。また、第1気体せん断部8内への気体の供給、及び気体の供給量の調節は、電動ニードルバルブ11の開閉動作によって調節され得る。
The supply of the low-concentration liquid into the first gas shearing unit 8 is performed by operating the gas-liquid mixing circulation pump 7. Further, the supply of gas into the first gas shearing portion 8 and the adjustment of the supply amount of the gas can be adjusted by the opening / closing operation of the
電動ニードルバルブ11の開閉動作のタイミングは特に限定されない。例えば、まず気液混合循環ポンプ7の運転を開始することによって第1気体せん断部8内に低濃度液体を導入するとともに当該低濃度液体を攪拌させる。その後、気液混合循環ポンプ7の出力が最大値に達した時点以降に電動ニードルバルブ11を開いて、これによって第1気体せん断部8内に気体を供給することが好ましい。また、気液混合循環ポンプ7の運転を開始してから60秒後以降に電動ニードルバルブ11を開いて、これによって第1気体せん断部8内に気体を供給することが、より好ましい。
The timing of the opening / closing operation of the
気液混合循環ポンプ7の運転開始時に電動ニードルバルブ11を開くことも可能であるが、この場合、気液混合循環ポンプ7がキャビテーション現象を起し、その結果、気液混合循環ポンプ7が損傷する恐れがある。しかしながら、上記構成であれば、気液混合循環ポンプ7がキャビテーション現象を起すことを防止することができるので、その結果、気液混合循環ポンプ7が破損することを防ぐことができる。
Although it is possible to open the
電動ニードルバルブ11を開くことによって第1気体せん断部8内に供給される気体の量は特に限定されない。例えば、第1気体せん断部8に対して、1.2リットル/分以下にて気体を供給することが好ましい。上記構成であれば、効率よく多量のナノバブル含有水を作製することができる。
The amount of gas supplied into the first gas shearing portion 8 by opening the
図1に示すように、第1気体せん断部8には空気配管12を介して気体が供給される。空気配管12を第1気体せん断部8に接続させる場合、第1気体せん断部8上における空気配管12の接続位置、及び第1気体せん断部8に対する空気配管12の接続角度等は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, gas is supplied to the first gas shearing portion 8 via an air pipe 12. When the air pipe 12 is connected to the first gas shearing part 8, the connection position of the air pipe 12 on the first gas shearing part 8, the connection angle of the air pipe 12 with respect to the first gas shearing part 8, etc. are not particularly limited.
例えば、空気配管12は第1気体せん断部8の側面に接続されるとともに、第1気体せん断部8の内側面(すなわち、第1気体せん断部8の内面に対する接線)に対して略18度の角度をなすように接続されることが好ましい。換言すれば、空気配管12の接続箇所における局所を考えた場合、空気配管12は、気体と低濃度液体との混合物の運動方向に対して18度の角度をなすように第1気体せん断部8の内側面に接続されることが好ましい。 For example, the air pipe 12 is connected to the side surface of the first gas shearing portion 8 and is approximately 18 degrees with respect to the inner side surface of the first gas shearing portion 8 (that is, tangent to the inner surface of the first gas shearing portion 8). It is preferable that they are connected at an angle. In other words, when considering the locality at the connection location of the air pipe 12, the air pipe 12 forms an angle of 18 degrees with respect to the moving direction of the mixture of the gas and the low-concentration liquid. It is preferable to be connected to the inner surface of the.
マイクロバブルを効率的に作製するためには、効率的に気体をせん断する必要がある。このとき、低濃度液体を超高速回転させて負圧部を形成し、当該負圧部に気体を導入する。そして、気体と低濃度液体との回転速度の差により、効率的に気体をせん断させている。この場合、上記入射角度が18度であるときが、最も気体のせん断効率が高く、それゆえ、最も多くのマイクロバブルを作製することができる。 In order to efficiently produce microbubbles, it is necessary to efficiently shear gas. At this time, the low-concentration liquid is rotated at an extremely high speed to form a negative pressure portion, and gas is introduced into the negative pressure portion. The gas is efficiently sheared by the difference in rotational speed between the gas and the low-concentration liquid. In this case, when the incident angle is 18 degrees, the shearing efficiency of the gas is the highest, so that the largest number of microbubbles can be produced.
次いで、ナノバブル含有水吐出部54によってナノバブル含有水が作製される工程についてさらに詳細に説明する。なお、ナノバブル含有水は、大まかに言えば2つの工程(第1気体せん断工程及び第2気体せん断工程)を経て製造される。以下に、第1気体せん断工程及び第2気体せん断工程について説明する。
Next, the process of producing nanobubble-containing water by the nanobubble-containing
<第1気体せん断工程>
第1気体せん断工程では、気体と低濃度液体とから、マイクロバブル含有水が作製される。
<First gas shearing process>
In the first gas shearing step, microbubble-containing water is produced from the gas and the low-concentration liquid.
第1気体せん断工程では、第1気体せん断部8において、気液混合循環ポンプ7を用いて気体と低濃度液体との混合物の圧力が流体力学的に制御されるとともに、負圧部に対して気体が吸入される。なお、「負圧部」とは、気体と低濃度液体との混合物の中で周りと比較して圧力が小さな領域を意図する。そして、上記混合物を高速流体運動させて負圧部を形成しながら気体をせん断することによって、微細なマイクロバブルを発生させる。つまり、低濃度液体と気体とを効果的に自給混合するとともに、圧送する。これによって、より微細なマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水を形成することができる。 In the first gas shearing process, the pressure of the mixture of the gas and the low-concentration liquid is controlled hydrodynamically in the first gas shearing section 8 using the gas-liquid mixing circulation pump 7, and the negative pressure section Gas is inhaled. In addition, the “negative pressure part” intends a region where the pressure in the mixture of the gas and the low-concentration liquid is smaller than the surroundings. Then, fine microbubbles are generated by shearing the gas while moving the mixture at high speed to form a negative pressure portion. That is, the low-concentration liquid and the gas are effectively self-sufficiently mixed and pumped. Thereby, microbubble-containing water containing finer microbubbles can be formed.
気液混合循環ポンプ7としては特に限定されないが、揚程40m以上(4kg/cm2の圧力)の高揚程のポンプであることが好ましい。また、気液混合循環ポンプ7としてはトルクが安定している2ポールのポンプを用いることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8内のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能であり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルをより微細にせん断することができる。 Although it does not specifically limit as the gas-liquid mixing circulation pump 7, It is preferable that it is a pump with a high head of 40 m or more (pressure of 4 kg / cm < 2 >). The gas-liquid mixing circulation pump 7 is preferably a two-pole pump having a stable torque. According to the said structure, it is possible to apply a desired pressure with respect to the microbubble containing water in the 1st gas shearing part 8, As a result, the microbubble contained in microbubble containing water is sheared more finely be able to.
また、気液混合循環ポンプ7では、ポンプの圧力が制御されていることが好ましい。例えば、気液混合循環ポンプ7の回転数が、インバータ等の回転制御部(図示せず)によって制御されていることが好ましい。なお、上記回転制御部は、さらにシーケンサー(図示せず)によって制御され得る。上記構成によれば、上記第1気体せん断部8の中のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能となり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルを所望のサイズに揃えることができる。 Moreover, in the gas-liquid mixing circulation pump 7, it is preferable that the pressure of the pump is controlled. For example, it is preferable that the rotation speed of the gas-liquid mixing circulation pump 7 is controlled by a rotation control unit (not shown) such as an inverter. The rotation control unit can be further controlled by a sequencer (not shown). According to the said structure, it becomes possible to apply a desired pressure with respect to the microbubble containing water in the said 1st gas shearing part 8, As a result, the microbubble contained in microbubble containing water is made into a desired size. Can be aligned.
第1気体せん断部8の材料は特に限定されないが、ステンレス、プラスチック、又は樹脂であることが好ましい。上記材料の中では、ステンレスが最も好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水中に不純物が混入することを防止することができるとともに、第1気体せん断部8が振動することを防止することができる。 Although the material of the 1st gas shearing part 8 is not specifically limited, It is preferable that they are stainless steel, a plastics, or resin. Of the above materials, stainless steel is most preferred. According to the said structure, while being able to prevent an impurity from mixing in microbubble containing water, it can prevent that the 1st gas shearing part 8 vibrates.
また、第1気体せん断部8の厚さ(隔壁の厚さ)は特に限定されないが、6mm〜12mmであることが好ましい。一般的に、第1気体せん断部8の厚さが薄ければ、第1気体せん断部8中のマイクロバブル含有水の運動によって、第1気体せん断部8が振動する。つまり、マイクロバブル含有水の運動エネルギーが振動として外部に伝播して失われるので、マイクロバブル含有水の高速流体運動が低下し、その結果、せん断エネルギーが低下する。しかしながら、上記構成によれば、第1気体せん断部8の振動を防ぐことかできるので、効率よくマイクロバブルを作製することができる。 Moreover, the thickness (thickness of the partition wall) of the first gas shearing portion 8 is not particularly limited, but is preferably 6 mm to 12 mm. Generally, if the thickness of the first gas shearing portion 8 is thin, the first gas shearing portion 8 vibrates due to the movement of the water containing microbubbles in the first gas shearing portion 8. That is, since the kinetic energy of the microbubble-containing water propagates to the outside as vibration and is lost, the high-speed fluid motion of the microbubble-containing water decreases, and as a result, the shear energy decreases. However, according to the said structure, since the vibration of the 1st gas shearing part 8 can be prevented, a microbubble can be produced efficiently.
次いで、気液混合循環ポンプ7を有する第1気体せん断部8がマイクロバブルを発生させるメカニズムについてさらに詳細に説明する。 Next, the mechanism by which the first gas shearing part 8 having the gas-liquid mixing circulation pump 7 generates microbubbles will be described in more detail.
まず、第1気体せん断部8において、マイクロバブル含有水の構成成分である低濃度液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。具体的には、インペラと呼ばれる羽を超高速で回転させて、低濃度液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。このとき、第1気体せん断部8の中心部には、高速旋回する気体空洞部が形成される。 First, in the 1st gas shearing part 8, the multiphase swirl | vortex flow which consists of the low concentration liquid and gas which are the structural components of microbubble containing water is generated. Specifically, a wing called an impeller is rotated at an ultra high speed to generate a mixed phase swirl composed of a low-concentration liquid and a gas. At this time, a gas cavity that swirls at a high speed is formed at the center of the first gas shearing portion 8.
次いで、上記気体空洞部を圧力によって竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このとき、上記気体空洞部に対しては、当該気体空洞部の負圧を利用して、気体を自動的に供給させる。そして、さらにマイクロバブルを切断・粉砕しながら混相旋回流を回転させる。なお、上記切断・粉砕は、第1気体せん断部8の出口内外における気液二相流体の回転速度の差によって生じる。なお、上記回転速度の差は、500〜600回転/秒であることが好ましい。 Next, the gas cavity is narrowed in a tornado shape by pressure to generate a rotating shear flow that swirls at a higher speed. At this time, gas is automatically supplied to the gas cavity using the negative pressure of the gas cavity. Then, the multiphase swirl is rotated while further cutting and crushing the microbubbles. In addition, the said cutting | disconnection and grinding | pulverization arises by the difference in the rotational speed of the gas-liquid two-phase fluid in the inside and outside of the exit of the 1st gas shearing part 8. FIG. The difference in rotational speed is preferably 500 to 600 revolutions / second.
すなわち、第1気体せん断部8において、気液混合循環ポンプ7によってマイクロバブル含有水を高速流体運動させることによって負圧部を形成するとともに、流体力学的にマイクロバブル含有水の圧力を制御することによって上記負圧部に対して気体を供給している。その結果、第1気体せん断部8では、マイクロバブルを発生させることができる。すなわち、気液混合循環ポンプ7を用いて低濃度液体と気体とを効果的に自給混合しながら圧送することによりマイクロバブル含有水を製造することができる。 That is, in the first gas shearing portion 8, the gas-liquid mixing circulation pump 7 moves the microbubble-containing water at high speed fluid motion to form a negative pressure portion and hydrodynamically control the pressure of the microbubble-containing water. The gas is supplied to the negative pressure part. As a result, in the first gas shearing part 8, microbubbles can be generated. That is, the microbubble-containing water can be produced by pumping the low-concentration liquid and the gas by using the gas-liquid mixing / circulation pump 7 while effectively self-supplying and mixing them.
第1気体せん断部8内腔の横断面の形状は特に限定されないが、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。また、第1気体せん断部8の内腔表面は、鏡面仕上げによって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8の内部表面の摩擦が小さいので、気体と低濃度液体との混合物を高速旋回させることができるとともに、気体を効率良くせん断することができる。その結果、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。 The shape of the cross section of the lumen of the first gas shearing portion 8 is not particularly limited, but is preferably an ellipse, and most preferably a true circle. Moreover, it is preferable that the lumen | bore surface of the 1st gas shearing part 8 is formed by mirror surface finishing. According to the said structure, since the friction of the internal surface of the 1st gas shearing part 8 is small, while being able to rotate the mixture of gas and a low concentration liquid at high speed, a gas can be sheared efficiently. As a result, many fine microbubbles can be generated, and finally many nanobubbles can be generated.
また、第1気体せん断部8の内部表面(内腔表面)には、溝が設けられていることが好ましい。また、上記溝の数は特に限定されないが、2本以上設けられていることが好ましい。また、上記溝は、第1気体せん断部8の内部表面上に形成された凹形状を有するものであればよく、その形状は特に限定されない。例えば、上記溝は、深さ略0.3mm〜0.6mm、幅略0.8mm以下であることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8内の低濃度液体と気体との混合物の旋回乱流の発生を制御することができるので、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。 Moreover, it is preferable that a groove is provided on the inner surface (lumen surface) of the first gas shearing portion 8. Further, the number of the grooves is not particularly limited, but two or more grooves are preferably provided. Moreover, the said groove | channel should just have a concave shape formed on the internal surface of the 1st gas shearing part 8, The shape is not specifically limited. For example, the groove preferably has a depth of approximately 0.3 mm to 0.6 mm and a width of approximately 0.8 mm or less. According to the above configuration, the generation of the swirling turbulence of the mixture of the low-concentration liquid and the gas in the first gas shearing portion 8 can be controlled, so that many fine microbubbles can be generated, Eventually, many nanobubbles can be generated.
また、上記第1気体せん断部8へは、廃液配管6を介して低濃度液体が供給され、廃液配管9を介してマイクロバブル含有水が吐出されている。このとき、上記低濃度液体を供給する廃液配管6内腔の横断面の面積は、マイクロバブル含有水を吐出する廃液配管9の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水の吐出圧力を高めることができるので、安定的にマイクロバブルを発生させることができる。
Further, a low concentration liquid is supplied to the first gas shearing portion 8 via the waste liquid pipe 6, and microbubble-containing water is discharged via the
<第2気体せん断工程>
第2気体せん断工程では、上記第1気体せん断工程にて作製されたマイクロバブル含有水からナノバブル含有水が作製される。さらに詳細には、第1気体せん断部8によって作製されたマイクロバブル含有水を第2気体せん断部10にてさらにせん断して、これによって、ナノバブル含有水を作製している。
<Second gas shearing process>
In the second gas shearing step, nanobubble-containing water is produced from the microbubble-containing water produced in the first gas shearing step. More specifically, the microbubble-containing water produced by the first gas shearing portion 8 is further sheared by the second
なお、必要に応じて第3気体せん断部29をさらに備えることができる。第3気体せん断部29を備えれば、第2気体せん断部10によって作製されたナノバブルの大きさをさらに小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。
In addition, the 3rd
上記気液混合循環ポンプ7によって、マイクロバブル含有水が第1気体せん断部8から第2気体せん断部10へ、さらには第3気体せん断部29へ圧送される。マイクロバブル含有水が第1気体せん断部8から第2気体せん断部10へ、さらには第3気体せん断部29へと配管を介して圧送される場合には、マイクロバブル含有水が圧送される方向に向かって、徐々に又は段階的に配管の直径が小さくなることが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水をより高速で流体運動しながら竜巻状に細くすることができる。換言すれば、より高速で旋回する回転せん断流を発生させることができる。その結果、マイクロバブルからナノバブルを効率よく発生させることができるとともに、ナノバブル含有水中に超高温の極限反応場を形成することができる。
Microbubble-containing water is pumped from the first gas shearing portion 8 to the second
上記極限反応場が形成されると、ナノバブル含有水が局部的に高温高圧状態となり、当該局所にて不安定なフリーラジカルができるとともに、同時に熱が発生される。フリーラジカルは不対電子を有する原子又は分子であって、他の原子又は分子から電子を奪い取って安定化しようとする。それゆえ、フリーラジカルを含むナノバブル含有水は、強い酸化力を示すことになる。したがって上記構成によれば、フリーラジカルの作用によって、有機物などを酸化分解することができる。 When the above-mentioned extreme reaction field is formed, the water containing nanobubbles locally becomes a high-temperature and high-pressure state, and unstable free radicals are generated locally, and at the same time, heat is generated. A free radical is an atom or molecule having an unpaired electron, and tries to stabilize by taking an electron from another atom or molecule. Therefore, nanobubble-containing water containing free radicals exhibits a strong oxidizing power. Therefore, according to the said structure, organic substance etc. can be oxidatively decomposed | disassembled by the effect | action of a free radical.
また、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29は、ステンレス、プラスチック、又は樹脂によって形成されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the 2nd
また、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29内腔の横断面の形状は、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。上記構成によれば、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29の内部表面の抵抗(摩擦)が小さいので、マイクロバブル含有水を高速旋回させることができるとともに、マイクロバブル含有水を効率良くせん断することができ、その結果、多くのナノバブルを発生させることができる。
Further, the shape of the cross section of the lumen of the second
また、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29には、小孔が開いていることが好ましい。上記小孔の開口の直径は特に限定されないが、4mm〜9mmであることが好ましい。上記構成によれば、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29の内部におけるバブル含有水の旋回運動を制御することができる。つまり、上記構成によれば、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29内部の旋回乱流の発生を制御することができる。その結果、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29によって、安定にナノバブルを発生させることができる。なお、上記小孔の具体的なサイズは、ポンプの吸引最大値、モーター出力値、及びポンプ吐出圧力値によって決定することも可能である。
Moreover, it is preferable that a small hole is opened in the second
上述した気液混合循環ポンプ7、第1気体せん断部8、第2気体せん断部10及び第3気体せん断部29などの具体的な構成としては特に限定しないが、例えば市販のものを用いることが可能である。例えば、株式会社 協和機設社製のバビダスHYK型を用いることが可能であるが、これに限定されない。
Although it does not specifically limit as specific structures, such as the gas-liquid mixing circulation pump 7, the 1st gas shearing part 8, the 2nd
このようにして作製されたナノバブル含有水はナノバブル流30となって、下部液体処理部22内に吐出されることになる。そして、下部液体処理部22内では難分解性化合物の酸化分解反応が進行する。そして、当該反応によって生じるパーフルオロカーボン(PFC)を含む分解物はガス化して上部気体収容部21内へと拡散する。
The nanobubble-containing water thus produced becomes a
(上部気体収容部21)
次に、上部気体収容部21では、内部に拡散した分解物ガス52と、ナノバブル含有水ミスト(霧状のナノバブル含有水)76とを混合する。ここで、分解物ガス52とナノバブル含有水ミスト76とを混合させるのは、以下の理由からである。
(Upper gas accommodating part 21)
Next, in the upper
分解物ガス52に含まれている難分解性化合物であるPFCを分解するためには、次の反応式に示すように分解反応に水を必要とする。
In order to decompose PFC, which is a hardly decomposable compound contained in the
CF4+2H2O→4HF+CO2
C2F6+3H2O→6HF+CO2+CO
したがって、後述のPFCガス分解装置33においてPFCを分解するには、通常、水を供給しなくてはならない。しかしながら、本発明では、ナノバブル発生槽55内に散気管28から空気を吐出するとき、曝気空気量をブロワー23により調節することでナノバブル含有水ミスト76を発生させることが可能である。したがって、ナノバブル含有水ミスト76を分解物ガス52と混合させ、PFCガス混合装置32を介して移送することにより、PFCガス分解装置33における分解反応に必要な水として利用することができる。
CF 4 + 2H 2 O → 4HF + CO 2
C 2 F 6 + 3H 2 O → 6HF + CO 2 + CO
Therefore, in order to decompose PFC in the PFC
このように上部気体収容部21内においてナノバブル含有水ミスト76と混合された分解物ガス52は、排気ファン41を介してPFCガス混合装置32へと排気される。以下に、本実施の形態に係る気体処理手段を用いた気体処理について説明する。
The
(気体処理手段)
本実施の形態に係るPFCガス混合装置32では、難分解性化合物を含有する気体(第1の気体)と、液体処理部20における処理によって発生した分解物ガス52とを混合する。本実施の形態において難分解性化合物を含有する気体は、半導体工場内のエッチング装置(図示せず)から発生する工場内PFCガス31である。当該エッチング装置から発生した工場内PFCガス31は、PFCガス配管36を介してPFCガス混合装置32内へ導入される。
(Gas treatment means)
In the PFC
PFCガス混合装置32としては特に限定されないが、例えば、株式会社OHR流体工学研究所製のラインミキサーを用いることができる。また、PFCガス混合装置32の構造は特に限定されないが、きのこ状衝突体構造を有していることが好ましい。きのこ状衝突体構造とは、ガスに旋回流を起す部位、及びガスを微細に破砕する数多くの突起(きのこ状カッターと呼ばれる)のある部位から構成された衝突体構造を意味する。PFCガス混合装置32がきのこ状衝突体構造を有していれば、PFCガス混合装置32内に導入された工場内PFCガス31及び分解物ガス52を十分に混合することができる。これは、後述のPFCガス分解装置33で行なう分解反応において気体中の難分解性化合物を十分に分解することができるという点において有利である。次に、PFCガス混合装置32を用いた気体混合工程について説明する。
Although it does not specifically limit as the PFC
PFCガス混合装置32では、まずPFCガスの旋回流を起した後、PFCガスを微細に破砕する数多くの突起のある部位に導入し、さらに微細化して混合する。
In the PFC
また、PFCガス混合装置32は、工場内PFCガス31及び分解物ガス52中の難分解性化合物を、0.5μm以上3μm以下まで微細化するガス微細化機構(図示せず)を備えていることがより好ましい。これにより、難分解性化合物が微細化されて十分に混合することを容易とし、PFCガス分解装置33における分解反応を円滑に進めることができる。
The PFC
次いで、PFCガス混合装置32において混合された工場内PFCガス31及び分解物ガス52の混合気体は、PFCガス混合配管37を介してPFCガス分解装置33へと導入される。
Next, the mixed gas of the in-
PFCガス分解装置33としては特に限定されず、例えば、PFCガス熱分解装置、PFCガス触媒分解装置、PFCガスプラズマ分解装置、及びPFCガス燃焼分解装置を備えていてもよい。ここで、PFCガス分解装置33を用いた混合気体分解処理工程について、以下に説明する。
The PFC
PFCガス分解装置33では、まずPFCガス混合装置32から導入された混合気体に含まれる各種PFCガス(CF4、C2F6、NF3、SF6)を、H2Oの存在下において分解する。その反応式を下記に示す。
In the PFC
CF4+2H2O→4HF+CO2
C2F6+3H2O→6HF+CO2+CO
NF3+3/2H2O→3HF+1/2NO+1/2NO2
SF6+3H2O→6HF+SO3
また、上述したように、分解物ガス52にはナノバブル含有水ミスト76(H2O)が含まれていることが好ましい。上記構成によれば、PFCガス分解装置33における混合気体の分解反応には、通常水(H2O)を供給する必要があるが、分解物ガス52にナノバブル含有水ミスト76(H2O)が含まれていることにより、当該ミストを分解反応に必要な水(H2O)として使用することができる。
CF 4 + 2H 2 O → 4HF + CO 2
C 2 F 6 + 3H 2 O → 6HF + CO 2 + CO
NF 3 + 3 / 2H 2 O → 3HF + 1 / 2NO + 1 / 2NO 2
SF 6 + 3H 2 O → 6HF + SO 3
Further, as described above, it is preferable that the
ここで、PFCガス分解装置33内のナノバブル含有水ミスト76は、例えばPFCガス分解装置33内の温度が高温であるとき、特に有効に作用する。つまり、ナノバブル含有水ミスト76(H2O)が存在しているPFCガス分解装置33内が高温である場合、PFCの分解反応が促進され、容易に分解が進む。そのような温度としては、例えば、850℃〜1,400℃であることが好ましい。
Here, the nanobubble-containing
本実施の形態では、PFCガス混合装置32及びPFCガス分解装置が処理装置に一体化されている態様を示したが、これに限定されない。
In this Embodiment, although the PFC
PFCガス分解装置33において分解される混合気体中の難分解性化合物は、分解後、例えばフッ化水素(HF)、一酸化炭素、二酸化炭素、及び窒素酸化物などの分解物になる。このうち、フッ化水素は毒性を有するため、当該フッ化水素を含むガスを大気中に排出する前に無毒化する必要がある。そこで、本実施の形態に係る処理装置には、フッ化水素含有ガスを無毒化するための不純物除去手段として、スクラバー34を備えている。
The hardly decomposable compound in the mixed gas to be decomposed in the PFC
スクラバー34はPFCガス分解装置33とPFCガス分解後配管38によって接続しており、当該配管を経由してPFCガス分解装置33において生じたフッ化水素含有ガスが導入される。スクラバー34としては特に限定されず、例えば、洗浄水として水を用いる水スクラバー、洗浄水としてアルカリ性の水溶液を用いるアルカリ・スクラバーを用いることができる。そのようなスクラバー34を用いた不純物除去方法としては、例えば、セイコー化工機株式会社の湿式充填塔スクラバーTRS型を用いた方法が挙げられる。
The
本実施の形態において、不純物除去方法に使用される洗浄水としては特に限定されず、例えば、水またはアルカリ水を用いることができる。例えば、ガス中のフッ化水素が、液体としての洗浄水と気液接触し、液体としての洗浄水にフッ化イオンとして溶解することによって、気体中から除去されて無毒化する。そして、フッ化水素含有ガス中のフッ化水素はスクラバー34において取り除かれて洗浄水とともに廃液として排出され、フッ化水素が除去されたガスは処理排ガス39として処理装置外へ排出される。
In the present embodiment, the cleaning water used in the impurity removal method is not particularly limited, and for example, water or alkaline water can be used. For example, hydrogen fluoride in the gas comes into gas-liquid contact with the cleaning water as a liquid and dissolves as fluoride ions in the cleaning water as a liquid, thereby being removed from the gas and detoxified. Then, the hydrogen fluoride in the hydrogen fluoride-containing gas is removed by the
また、本実施の形態に係る処理装置は、PFCガス分解処理装置33及びスクラバー34にも信号線44が配設されている。したがって、PFCガス分解処理装置33及びスクラバー34についてもシーケンサー53の制御によって稼動するようになっている。
In the processing apparatus according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る処理装置は、スクラバー34及び下部液体処理部22から排出される廃液を処理するための消石灰凝集沈殿排水処理装置(廃液処理手段)35をさらに備えている。消石灰凝集沈殿排水処理装置35は、排水配管42によってスクラバー34と接続されており、スクラバー34から排出されるフッ素を含有する廃液が導入される。また、消石灰凝集沈殿排水処理装置35は、1次処理水排水管70によってナノバブル発生槽55とも接続されており、ナノバブル発生槽55から排出される廃液が導入される。
The processing apparatus according to the present embodiment further includes a slaked lime coagulation sedimentation wastewater treatment apparatus (waste liquid treatment means) 35 for treating the waste liquid discharged from the
消石灰凝集沈殿排水処理装置35としては、例えば、消石灰と高分子凝集剤が添加される凝集槽、及び形成されたフッ化カルシウムのフロック(集合体)を沈殿させるための沈澱槽から構成される排水処理装置を用いることが可能であり、無機凝集剤として消石灰(水酸化カルシウム)が添加され、有機凝集剤として高分子凝集剤が添加される。また、本実施の形態において、消石灰凝集沈殿排水処理装置35に添加され得る高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系有機凝集剤(栗田工業株式会社のクリフロック)を採用した。
The slaked lime coagulation sedimentation
消石灰凝集沈殿排水処理装置35では、まずスクラバー34及び下部液体処理部22から導入された廃液に上述の無機凝集剤及び有機凝集剤を添加する。これにより、スクラバー34から排出された廃液中に含まれるフッ素がカルシウムと反応し、フッ化カルシウムを形成して沈殿する。また、下部液体処理部22から排出された廃液は、難分解性化合物(例えば、PEOS)を分解したときに生じる硫酸イオンを含んでおり、無機凝集剤及び有機凝集剤の添加により、当該イオンが消石灰中のカルシウムと反応して硫酸カルシウムを形成し、無害化される。このように無害化された廃液は、2次処理水排水管71から排出される。
In the slaked lime coagulation sedimentation
以上のように、本実施の形態に係る処理装置によれば、液体処理部20において難分解性化合物を含有する液体を処理し、ナノバブルの酸化作用及び活性炭の触媒作用により難分解性化合物中の炭素とフッ素との強固な結合を切断して分解する。また、当該液体の処理によって発生した気体と本装置外から導入された難分解性化合物を含有する気体とを混合して、気体中の難分解性化合物を分解処理する。これにより、半導体装置などから排出される液体及び気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。
As described above, according to the processing apparatus according to the present embodiment, the
〔第2の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第2の実施形態について、図2を参照して以下に説明する。図2は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第2の実施形態を示す模式図である。第2の実施形態においては、PFCガス分解装置としてPFCガス熱分解装置72を用いている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を用いる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The second embodiment is different from the first embodiment except that a PFC gas
本実施の形態において、PFCガス分解装置として用いられるPFCガス熱分解装置72(カンケンテクノ株式会社製)は、セラミックヒーター(図示しない)を備えている。一般に、反応時の温度が上昇すると難分解性化合物の分解が促進されるため、PFCガス熱分解装置72内の温度をセラミックヒーターによって上昇させることにより、難分解性化合物の分解効率が向上する。また、PFCガス熱分解装置72における加熱手段としては、セラミックヒーターの他にも、電熱ヒーターが代用可能である。
In the present embodiment, a PFC gas thermal decomposition apparatus 72 (manufactured by Kanken Techno Co., Ltd.) used as a PFC gas decomposition apparatus includes a ceramic heater (not shown). In general, when the temperature during the reaction is increased, the decomposition of the hardly decomposable compound is promoted. Therefore, by increasing the temperature in the PFC gas
PFCガス熱分解装置72では、まず、PFCガス混合装置32から導入されたガスを加熱反応部(図示せず)に導入して熱分解処理する。該加熱反応部は、筒状の躯体、洗浄ガス導入管、及びヒーターから構成されている。なお、躯体の内周面及びヒーターの外周面の材質には、主にセラミックスが用いられる。
In the PFC gas
セラミックヒーターによって上昇させる温度としては、難分解性化合物に含まれるパーフルオロカーボンの種類、または導入される気体の量など種々の条件によって異なるが、特に1,300℃まで上昇させることが好ましい。これにより、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。 The temperature raised by the ceramic heater varies depending on various conditions such as the type of perfluorocarbon contained in the hardly decomposable compound or the amount of gas introduced, but it is particularly preferably raised to 1,300 ° C. Thereby, the hardly decomposable compound in gas can be decomposed | disassembled efficiently.
〔第3の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第3の実施形態について、図3を参照して以下に説明する。図3は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第3の実施形態を示す模式図である。第3の実施形態においては、PFCガス分解装置としてPFCガス触媒分解装置74を用いている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The third embodiment is different from the first embodiment except that a PFC gas
本実施の形態において、PFCガス分解装置としてPFCガス触媒分解装置74(株式会社日立製作所製)を用いた。PFCガス触媒分解装置74では、当該装置内に導入された難分解性化合物を含有する気体を、触媒を使用して電気加熱により処理する。
In the present embodiment, a PFC gas catalyst decomposition device 74 (manufactured by Hitachi, Ltd.) is used as the PFC gas decomposition device. In the PFC gas
触媒としては、例えば、Ni・Al触媒またはPd/Ni/Al触媒を用いることができる。また、電気加熱手段としては、例えば、電気炉を用いればよい。 As the catalyst, for example, a Ni · Al catalyst or a Pd / Ni / Al catalyst can be used. As the electric heating means, for example, an electric furnace may be used.
PFCガス触媒分解装置74では、まず、PFCガス混合装置32から導入されたガスに含まれるPFCガスを、電気加熱下の電気炉内において触媒と接触させる。その結果、反応時の温度が例えば約750℃という比較的低温においても当該PFCガスを分解することができる。なお、PFCガス触媒分解装置74には、分解時に発生したフッ化水素を即座に吸収する成分を含有する高性能触媒も含まれている。
In the PFC gas
〔第4の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第4の実施形態について、図4を参照して以下に説明する。図4は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第4の実施形態を示す模式図である。第4の実施形態においては、PFCガス分解装置としてPFCガスプラズマ分解装置75を用いている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a fourth embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The fourth embodiment is different from the first embodiment except that a PFC gas
本実施の形態において、PFCガス分解装置として用いられるPFCガスプラズマ分解装置75(大陽日酸株式会社製)はマイクロ波を利用した空洞共振器方式の装置であり、図示しないが、前処理部、プラズマ発生部、反応部、及びガス冷却器から構成されている。 In the present embodiment, a PFC gas plasma decomposition apparatus 75 (manufactured by Taiyo Nippon Sanso Corporation) used as a PFC gas decomposition apparatus is a cavity resonator type apparatus using microwaves, although not shown, a pre-processing unit , A plasma generation unit, a reaction unit, and a gas cooler.
PFCガスプラズマ分解装置75では、まず、PFCガス混合装置32から導入されたガスに含まれるPFCガスを、プラズマにより分解し、そこへH2OまたはO2を添加する。これらの添加は、一旦分解したPFCガスが再び結合してしまうのを防ぎ、処理可能なガスに転化する役割を果たす。その結果、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。
In the PFC gas
〔第5の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第5の実施形態について、図5を参照して以下に説明する。図5は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第5の実施形態を示す模式図である。第5の実施形態においては、PFCガス分解装置としてPFCガス燃焼分解装置77を用いている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a fifth embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The fifth embodiment differs from the first embodiment only in that a PFC gas combustion decomposition apparatus 77 is used as the PFC gas decomposition apparatus, and the other configuration is the same as in the first embodiment.
本実施の形態において、PFCガス分解装置として用いられるPFCガス燃焼分解装置77(大陽日酸株式会社製)は、図示しないが燃焼手段としてバーナーを備えている。上述したように、反応時の温度が上昇すると難分解性化合物の分解が促進されるため、PFCガス燃焼分解装置77内の温度をバーナーから燃料を投入して燃焼させ、上昇させることにより、難分解性化合物の分解効率が向上する。 In the present embodiment, a PFC gas combustion decomposition apparatus 77 (manufactured by Taiyo Nippon Sanso Co., Ltd.) used as a PFC gas decomposition apparatus includes a burner as a combustion means (not shown). As described above, since the decomposition of the hardly decomposable compound is promoted when the temperature during the reaction is increased, it is difficult to increase the temperature in the PFC gas combustion decomposition apparatus 77 by injecting fuel from the burner and increasing the temperature. The decomposition efficiency of the decomposable compound is improved.
PFCガス燃焼分解装置77では、まず、燃焼炉(図示せず)にPFCガス混合装置32から導入されたPFCガスを導入し、燃料と酸素ガスとを吹き込み燃焼させ、PFCガスをフッ化水素にまで分解する。そして、洗浄水によってフッ化水素を洗浄し、該フッ化水素を液相に移行させる。
In the PFC gas combustion decomposition apparatus 77, first, the PFC gas introduced from the PFC
バーナーによって上昇させる温度としては、難分解性化合物に含まれるパーフルオロカーボンの種類、または導入される気体の量など種々の条件によって異なるが、特に1,300℃まで上昇させることが好ましい。これにより、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。 The temperature raised by the burner varies depending on various conditions such as the type of perfluorocarbon contained in the hardly decomposable compound or the amount of gas introduced, but is preferably raised to 1,300 ° C. Thereby, the hardly decomposable compound in gas can be decomposed | disassembled efficiently.
〔第6の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第6の実施形態について、図6を参照して以下に説明する。図6は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第6の実施形態を示す模式図である。第6の実施形態においては、低濃度廃液タンク5内にヒーター64が設けられている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic view showing a sixth embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The sixth embodiment is the same as the first embodiment except that the
本実施形態において、低濃度廃液タンク5内にはヒーター64が設けられているので、低濃度廃液タンク5内の難分解性化合物を含有する液体の温度を調節することができる。一般に液体の温度が上昇すると当該化合物の分解が促進されるため、温度が上昇した液体を下部液体処理部22内でナノバブル及び活性炭により処理することによって、難分解性化合物の分解効率が向上する。しかしながら、当該液体の温度設定は、液体の基質の種類、ナノバブル含有水吐出部54の仕様、及び下部液体処理部22内の活性炭26の量、散気管28から吐出される空気量等によって異なるので、予め得た実験データに基づいて、総合的な観点(省エネ、コスト、分解性能等)から決定すればよい。
In this embodiment, since the
〔第7の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第7の実施形態について、図7を参照して以下に説明する。図7は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第7の実施形態を示す模式図である。第7の実施形態においては、低濃度廃液タンク5内に大型活性炭65が充填された大型活性炭収容容器66が設けられている点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view showing a seventh embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The seventh embodiment is the same as the first embodiment except that a large activated
本実施形態において、低濃度廃液タンク5にはナノバブル発生槽55に加えられた活性炭26よりも大きい大型活性炭65が充填された大型活性炭収容容器66が設けられているので、ナノバブルの酸化作用を強めることができる。
In the present embodiment, the low concentration waste liquid tank 5 is provided with a large activated
つまり、触媒作用として作用する活性炭には細孔があり、大型活性炭65にも同様に細孔がある。この大型活性炭65は大型であるため、充填される活性炭の量は大幅に増加する。その結果、活性炭量と活性炭の表面積とは大幅に増大し、触媒作用すなわち酸化作用を強めることができる。したがって、難分解性化合物を効率よく分解することができる。
That is, the activated carbon that acts as a catalyst has pores, and the large activated
また、低濃度廃液タンク5内に大型活性炭65を設置することにより、液体中の難分解性化合物が大型活性炭65に一旦吸着することもある。
Further, by installing the large activated
〔第8の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第8の実施形態について、図8を参照して以下に説明する。図8は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処置装置の第8の実施形態を示す模式図である。第8の実施形態においては、ナノバブル含有水吐出部54にナノバブルを作製するために導入される気体をオゾンガスに特定している点が異なるのみで、他は第1の実施形態と同様に構成されている。
[Eighth Embodiment]
An eighth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing an eighth embodiment of the treatment apparatus according to the present invention connected to the semiconductor manufacturing apparatus 1. The eighth embodiment is configured in the same manner as the first embodiment except that the gas introduced to produce nanobubbles in the nanobubble-containing
本実施形態において、ナノバブルを作製するために導入される気体がオゾンガスに限定されているため、作製されるナノバブルはオゾンナノバブルとなる。したがって、オゾン以外の空気によって作製されたナノバブルよりも、酸化力の強いナノバブルを作製することができるため、液体中の難分解性化合物をより強力に酸化分解することができる。 In this embodiment, since the gas introduced in order to produce a nano bubble is limited to ozone gas, the produced nano bubble becomes an ozone nano bubble. Therefore, since nanobubbles having stronger oxidizing power than nanobubbles produced by air other than ozone can be produced, it is possible to more strongly oxidize and decompose hardly decomposable compounds in a liquid.
図2に基づいて、有機フッ素化合物(PFOS)含有水を処理する処理装置を作製した。 Based on FIG. 2, the processing apparatus which processes an organic fluorine compound (PFOS) containing water was produced.
本実施例において用いた処理装置において、低濃度廃液タンク5の容量は0.5m3、液体分解装置19の上部気体収容部21の容量は約1m3、下部液体処理部22の容量は約1m3、PFCガス混合装置32の容量は0.5m3、PFCガス分解装置33の容量は約1m3、スクラバー34の容量は約2m3とした。
In the processing apparatus used in this example, the capacity of the low concentration waste liquid tank 5 is 0.5 m 3 , the capacity of the upper
ナノバブル含有水吐出部54としては、3.7kwの気液混合循環ポンプ7を有するもの(株式会社協和機設製のHYK型)を用いた。また、下部液体処理部22には、「水処理用活性炭クラレコールGW(液相用)(登録商標)」(クラレケミカル株式会社製)を導入した。
As the nanobubble containing
このようにして構成した処理装置の低濃度廃液タンク5に低濃度の難分解性化合物を含有する低濃度液体を導入して、低濃度液体の処理に関する一連の設備を全て稼動した。試運転を開始して、12日後の低濃度廃液タンク5及び2次処理水配水管71から得られた液体中の各化合物濃度を比較した。その結果を表1に示す。なお、表1中の測定項目において、PFOS濃度はLC/MS/MS法(液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計法)、総フッ素量は燃焼イオンクロマトグラフ法、硫酸イオンはイオンクロマトグラフ法により測定した。
A low-concentration liquid containing a low-concentration hardly decomposable compound was introduced into the low-concentration waste liquid tank 5 of the treatment apparatus thus configured, and a series of facilities related to the treatment of the low-concentration liquid were all operated. The test operation was started, and the concentration of each compound in the liquid obtained from the low-concentration waste liquid tank 5 and the secondary treated
次に、スクラバー34出口における処理ガス39中の化合物濃度を測定した。その結果を表2に示す。なお、表2中の測定項目において、PFOS濃度及び分解物定性試験はガスクロマトグラフ−質量分析計法により測定した。
Next, the compound concentration in the processing gas 39 at the outlet of the
表1及び2に示す結果から、以下のa)〜c)が明らかになった。 From the results shown in Tables 1 and 2, the following a) to c) became clear.
a)低濃度廃液タンク5内の液体中のPFOS濃度と比較して、2次処理水配水管71から得られる液体中のPFOS濃度は格段に低く、PFOSが確実に分解されていた。
a) Compared with the PFOS concentration in the liquid in the low concentration waste liquid tank 5, the PFOS concentration in the liquid obtained from the secondary treated
b)低濃度廃液タンク5内の液体中の総フッ素量及び硫酸イオン濃度と比較して、2次処理水配水管71から得られる液体中の総フッ素量及び硫酸イオン濃度は格段に低く、これらが確実に分解されていた。
b) Compared with the total fluorine amount and sulfate ion concentration in the liquid in the low concentration waste liquid tank 5, the total fluorine amount and sulfate ion concentration in the liquid obtained from the secondary treated
c)スクラバー34出口における処理ガス39中のPFOS濃度が格段に低く、パーフルオロカーボン等分解物が検出されず、処理ガス39中の分解物が確実に分解されていた。
c) The concentration of PFOS in the processing gas 39 at the outlet of the
以上のように、本実施例に係る処理装置及び処理方法によれば、低濃度の難分解性化合物を含む低濃度液体をナノバブル及び活性炭を利用して処理し、高濃度の難分解性化合物を含む高濃度液体とは分離して処理するので、処理の対象となる液体を難分解性化合物の濃度に応じて適切に処理することが可能であり、低コストで効率よく難分解性化合物を分解することが可能である。 As described above, according to the processing apparatus and the processing method according to the present embodiment, a low-concentration liquid containing a low-concentration hardly-decomposable compound is treated using nanobubbles and activated carbon, and a high-concentration hardly-decomposable compound is treated. Since it is processed separately from the high-concentration liquid it contains, it is possible to appropriately treat the liquid to be treated according to the concentration of the hardly-decomposable compound, and efficiently decompose the hardly-decomposable compound at low cost. Is possible.
また、処理の対象となる液体を難分解性化合物の濃度に応じて処理することによって、難分解性化合物を使用する装置から排出された難分解性化合物を含む液体を直接処理することが可能であり、当該装置に近接して難分解性化合物を処理することができる。その結果、処理装置の設置スペースを縮小することが可能であり、省スペース化を実現できる。 In addition, by treating the liquid to be treated according to the concentration of the hardly decomposable compound, it is possible to directly treat the liquid containing the hardly decomposable compound discharged from the apparatus using the hardly decomposable compound. Yes, it is possible to treat the hardly decomposable compound in the vicinity of the apparatus. As a result, the installation space for the processing apparatus can be reduced, and space saving can be realized.
さらに、本実施例に係る処理装置及び処理方法によれば、ナノバブルによって多量のラジカルを発生させ、当該ラジカルによって、強力に難分解性化合物を酸化分解することができるという効果を奏する。 Furthermore, according to the processing apparatus and the processing method according to the present embodiment, there is an effect that a large amount of radicals are generated by nanobubbles, and the hardly decomposable compound can be strongly oxidatively decomposed by the radicals.
また、酸化分解によって生じた分解物はガス化するが、当該ガス化した分解物を効果的に除去することができるので、酸化分解反応の進行が抑制されることを防ぐことができるという効果を奏する。 In addition, the decomposition product generated by oxidative decomposition is gasified, but since the gasified decomposition product can be effectively removed, it is possible to prevent the progress of the oxidative decomposition reaction from being suppressed. Play.
また、除去された分解物は難分解性のPFCガスを含んでいるが、例えば半導体工場内で発生した他のPFCガスと混合して分解することができるので、低コストで効率よくPFCガスを処理することができるという効果を奏する。 In addition, although the removed decomposition product contains hardly decomposable PFC gas, it can be decomposed by mixing with other PFC gas generated in the semiconductor factory, for example, so that the PFC gas can be efficiently decomposed at low cost. There exists an effect that it can process.
なお、以上説示した各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the configurations described above, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and technical means disclosed in different embodiments and examples are appropriately combined. The obtained embodiments and examples are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、工業用水、農業用水、生活用水等の用水処理装置及び工業排水、農業排水、生活排水等の廃水処理装置を製造する分野に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of manufacturing industrial water, agricultural water, domestic water, and other wastewater treatment devices such as industrial wastewater, agricultural wastewater, and domestic wastewater.
1 半導体製造装置
2 処理対象物
3 有機フッ素化合物含有液配管
4 洗浄超純水配管
5 低濃度廃液タンク(原水槽)
6 廃液配管(第1配管、移送手段)
7 気液混合循環ポンプ(ポンプ)
8 第1気体せん断部
9 廃液配管(第2配管)
10 第2気体せん断部
11 電動ニードルバルブ(気体量調節手段)
12 空気配管(第3配管)
13 フランジ
14 流通配管
15 フランジ
16 フィルター部
17 フィルター(分離手段)
18 スクリーン(分離手段)
19 液体分解装置(処理槽)
20 液体処理部(液体処理手段)
21 上部気体収容部(第2の処理槽)
22 下部液体処理部(第1の処理槽)
23 ブロワー(気体圧送機構)
24 空気配管
25 傾斜部
26 活性炭
27 気泡
28 散気管
29 第3気体せん断部
30 ナノバブル流
32 PFCガス混合装置(気体混合手段)
31 工場内PFCガス(第1の気体)
33 PFCガス分解装置(混合気体分解処理手段)
34 スクラバー(不純物除去手段)
35 消石灰凝集沈殿排水処理装置(廃液処理手段)
36 PFCガス配管
37 PFCガス混合配管
38 PFCガス分解後配管
39 処理排ガス
40 排気ダクト
41 排気ファン(送出手段)
43 受け容器
44 信号線
45 高濃度廃液タンク
46 廃液配管
47 移送ポンプ
48 バルブ
49 バルブ
50 専用容器A
51 専用容器B
52 分解物ガス(第2の気体)
53 シーケンサー(シーケンス制御手段)
54 ナノバブル含有水吐出部(ナノバブル含有水吐出手段)
55 ナノバブル発生槽
56 有機フッ素化合物含有液電動バルブ
57 洗浄超純水電動バルブ(洗浄水の供給弁)
58 有機フッ素化合物含有廃液電動バルブ
59 洗浄超純水廃液電動バルブ(洗浄水の排出弁)
60 有機フッ素化合物含有液排出配管
61 洗浄超純水排出配管
62 破砕微細活性炭
63 取り出し口
64 ヒーター
65 大型活性炭
66 大型活性炭収容容器
67 取り出し口
68 フィルター
69 スクリーン
70 1次処理水排水管
71 2次処理水排水管
72 PFCガス熱分解装置
73 入口バルブ
74 PFCガス触媒分解装置
75 PFCガスプラズマ分解装置
76 ナノバブル含有水ミスト
77 PFCガス燃焼分解装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor manufacturing apparatus 2 Process target object 3 Organo fluorine compound containing
6 Waste liquid piping (first piping, transfer means)
7 Gas-liquid mixing circulation pump (pump)
8 First
10 Second
12 Air piping (third piping)
13
18 screen (separation means)
19 Liquid decomposition equipment (treatment tank)
20 Liquid processing part (liquid processing means)
21 Upper gas container (second treatment tank)
22 Lower liquid processing section (first processing tank)
23 Blower (gas pumping mechanism)
24 Air piping 25
31 Factory PFC gas (first gas)
33 PFC gas decomposition equipment (mixed gas decomposition treatment means)
34 Scrubber (impurity removal means)
35 Slaked lime coagulation sedimentation wastewater treatment equipment (waste liquid treatment means)
36 PFC gas piping 37 PFC
43 Receiving
51 Dedicated container B
52 Decomposed gas (second gas)
53 Sequencer (sequence control means)
54 Nano bubble-containing water discharge part (nano bubble-containing water discharge means)
55 Nano-
58 Electric fluorine compound-containing waste liquid
60 Organic fluorine compound-containing
Claims (28)
上記液体を処理する液体処理手段と、
上記液体を処理することによって発生した第2の気体、及び上記第1の気体を処理する気体処理手段とを備えており、
上記液体処理手段は、
活性炭を内部に有し、上記液体が導入される処理槽と、
上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、
上記処理槽内に気体を圧送することによって、上記ナノバブル含有水を霧状にする気体圧送機構と、を備えており、
上記気体処理手段は、
上記第1の気体及び上記処理槽において発生した上記霧状のナノバブル含有水を含む上記第2の気体を混合する気体混合手段と、
熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、またはバーナー方式燃焼分解装置を備え、上記気体混合手段によって混合された上記霧状のナノバブル含有水を含む混合気体を分解処理する混合気体分解処理手段とを備えていることを特徴とする処理装置。 A processing apparatus for processing a liquid and a first gas, which is introduced from outside the apparatus and contains a hardly decomposable compound,
Liquid processing means for processing the liquid;
A second gas generated by processing the liquid, and a gas processing means for processing the first gas,
The liquid processing means includes
A treatment tank having activated carbon therein and into which the liquid is introduced;
Nanobubble-containing water discharging means for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank;
A gas-feeding mechanism that mists the nanobubble-containing water by pumping gas into the treatment tank, and
The gas processing means includes
Gas mixing means for mixing the first gas and the second gas containing the mist-like nanobubble-containing water generated in the treatment tank ;
A mixed gas decomposition treatment means comprising a thermal decomposition apparatus, a catalytic decomposition apparatus, a plasma decomposition apparatus, or a burner type combustion decomposition apparatus, which decomposes the mixed gas containing the mist-like nanobubble-containing water mixed by the gas mixing means; A processing apparatus comprising:
上記気体処理手段は、上記混合気体分解処理手段によって分解された気体中の不純物を除去する不純物除去手段をさらに備え、
上記液体処理手段及び上記気体処理手段は、シーケンス制御手段によって、この順に作動するように制御されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の処理装置。 The liquid processing means further includes delivery means for delivering the second gas to the gas mixing means,
The gas treatment means further includes an impurity removal means for removing impurities in the gas decomposed by the mixed gas decomposition treatment means,
The liquid processing means and said gas processing means, the sequence control means, processing device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it is controlled to operate in this order.
上記液体を溜める原水槽と、
上記原水槽から上記処理槽内に上記液体を移送する移送手段と、
上記原水槽内の上記液体を加熱するヒーターとをさらに備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の処理装置。 The liquid processing means includes
A raw water tank for storing the liquid;
And transfer means for transferring the liquid to the treatment tank from the raw water tank,
Processing apparatus according to any one of claims 1 to 12, characterized by further comprising a heater for heating the liquid in the raw water tank.
1)上記液体と第3の気体とを混合及びせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部
2)上記マイクロバブル含有水をさらにせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部
3)上記ナノバブル含有水をさらにせん断して多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第3気体せん断部 The said nano bubble containing water discharge means is provided with following 1) -3), The processing apparatus of any one of Claims 1-15 characterized by the above-mentioned.
1) A first gas shearing section that mixes and shears the liquid and a third gas to produce microbubble-containing water. 2) A second gas shear that further shears the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. Part 3) A third gas shear part for further shearing the nanobubble-containing water to produce nanobubble-containing water containing a large amount of nanobubbles
上記第1気体せん断部の内部表面には、2本以上の溝が設けられていることを特徴とする請求項16〜18のいずれか1項に記載の処理装置。 The cross section inside the first gas shearing part is elliptical or true circular,
The processing apparatus according to any one of claims 16 to 18 , wherein two or more grooves are provided on an inner surface of the first gas shearing portion.
上記溝の幅は、0.8mm以下であることを特徴とする請求項19に記載の処理装置。 The depth of the groove is 0.3 mm to 0.6 mm,
The processing apparatus according to claim 19 , wherein the groove has a width of 0.8 mm or less.
上記第1配管の内腔の横断面における面積は、上記第2配管の内腔の横断面における面積よりも大きいことを特徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の処理装置。 In the first gas shearing section, the liquid is supplied through the first pipe, and the microbubble-containing water is discharged through the second pipe.
The area of cross section of the lumen of the first pipe, the processing apparatus according to any one of claims 16 to 20, characterized in that larger than the area of the cross section of the lumen of the second pipe.
上記ポンプ内への第3の気体の取り込みは、上記ポンプの出力が最大値に達した時点以降に行なわれることを特徴とする請求項16〜21のいずれか1項に記載の処理装置。 The first gas shearing unit further includes a pump for mixing the third gas and the liquid and transferring them to the treatment tank,
The processing apparatus according to any one of claims 16 to 21 , wherein the third gas is taken into the pump after the time when the output of the pump reaches a maximum value.
上記ポンプ内への第3の気体の取り込みは、上記ポンプの動作開始時から60秒後以降に行なわれることを特徴とする請求項22に記載の処理装置。 The first gas shearing unit further includes a pump for mixing the third gas and the liquid and transferring them to the treatment tank,
23. The processing apparatus according to claim 22 , wherein the third gas is taken into the pump after 60 seconds from the start of operation of the pump.
上記第3配管は、上記第1気体せん断部の内側面に対して18度の角度をなすように、上記第1気体せん断部に接続されていることを特徴とする請求項16〜23のいずれか1項に記載の処理装置。 The third gas is supplied into the first gas shearing section through a third pipe,
The third pipe is at an angle of 18 degrees with respect to the inner surface of the first gas shearing section, any of claims 16-23, characterized in that it is connected to the first gas shearing section The processing apparatus of Claim 1.
上記処理槽内に上記液体を導入する導入工程と、
上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出工程と、
上記処理槽内に気体を圧送することによって、上記ナノバブル含有水を霧状にする気体圧送工程と、
上記気体圧送工程において発生した上記霧状のナノバブル含有水を含む第2の気体、及び上記第1の気体を混合する気体混合工程と、
上記気体混合工程において混合された上記霧状のナノバブル含有水を含む混合気体を、熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、またはバーナー方式燃焼分解装置によって分解処理する混合気体分解処理工程とを包含することを特徴とする処理方法。 27. A treatment method for treating a liquid and a first gas, which is introduced from outside the own device and contains a hardly decomposable compound , using the treatment device according to any one of claims 1 to 26. ,
An introduction step of introducing the liquid to the treatment tank,
A nanobubble-containing water discharging step for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank;
A gas pumping step for making the nanobubble-containing water mist by pumping gas into the treatment tank;
A gas mixing step of mixing the second gas containing the atomized nanobubble-containing water generated in the gas pumping step , and the first gas;
A mixed gas decomposition treatment step of decomposing the mixed gas containing the atomized nanobubble-containing water mixed in the gas mixing step with a thermal decomposition device, a catalytic decomposition device, a plasma decomposition device, or a burner type combustion decomposition device ; A processing method characterized by including.
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