JPH01151995A - 膜分離式排水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） （産業上の利用分野） 本発明は工場排水、特に半導体工場においてウェハーの
現状に使われるコリン系または水酸化テトラメチルアン
モニウム（ＴＭＡＨ）系現像液の排水の処理を行なう膜
分離式排水処理方法に関する。

（従来の技術） 工場排水に含まれる有機物負荷は、各工場の製造対象と
プロセスにより大きく異なる。また、排水に含まれる有
機物の種類は一般家庭からの生活排水に比較するとずっ
と少ない。

工場排水の処理も生活排水と同様に活性汚泥処理が一般
的である。しかし、生活排水の活性汚泥に比較して、工
場排水の活性汚泥は有機物の種類が少ないために沈降性
が悪い。したがって、沈降池での分離時間を長くする必
要がある。

この工場排水のうち、半導体製造工場でのコリン系また
はＴＭＡＨ系排水の処理が、有毒性と有機物負荷の点か
ら要求されてきている。半導体製造工場ではウェハーの
現象プロセスにおいて、コリン系またはＴＭＡＨ系の現
象液を使っている。

これは他の現像液よりもコリン系またはＴＭＡＨ系現象
液が現像特性の点で優れているためである。

このコリン系現像液は式■で、ＴＭＡＨ系現象液は式■
で示される。

（ＨＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ　　（ＣＨ３）３）十〇Ｈ−００
（（ＣＨ３）４Ｎ）”ＯＨ−■ 両者とも有機性の強アルカリであるため、活性汚泥処理
が候補となる。

しかし、コリン系またはＴＭＡＨ系の排水を従来の活性
汚泥法で処理すると、活性汚泥の沈降性が極めて悪く、
沈殿池に３日間滞留させても活性汚泥がかなり流出して
しまった。また、活性汚泥の性状は変化しやすく、通常
監視する必要がある。

さらには、沈殿池の汚泥を曝気槽に返送したり、余剰汚
泥を沈殿池から用法いて処理する必要もある。

本発明者は、このコリン系またはＴＭＡＨ系排水の処理
装置として、膜分離式排水処理装置を提案済みである。

この装置は、第３図に示すように、排水が流入する曝気
槽１とこの曝気槽１内の活性汚泥を膜分離する限外ろ過
膜２とを主体とした台ので、曝気槽１内の活性汚泥を限
外ろ過膜２ヘポンプ３によって供給すると共に、限外ろ
過膜２による濃度液を返送管４を介して曝気槽１へ返送
している。そして、曝気槽１へ流入したコリン系排水ま
たはＴＭＡＨ系排水は、曝気槽１内の活性汚泥により吸
収分解される。この曝気槽１内の活性汚泥は限外ろ過膜
２にポンプ３で圧送され、ここでろ過される。この時、
コリン系またはＴＭＡＨ系の有機物は活性汚泥に吸収さ
れているため、処理水中に流出せずに濃度液返送管４を
通り曝気槽１へ返送される。したがって上記ろ過水が処
理水となる。

この処理装置は曝気槽１内の活性汚泥濃度が排水中の有
機物負荷に対応した一定値でバランスしているため、従
来の活性汚泥処理で必要な余剰汚泥の引扱きが必要であ
る。そのうえ、汚泥の沈降性の維持管理も不要である。

更に、限外ろ過膜２を使って活性汚泥を分離するために
、広大なスペースを必要とした沈殿池が不要となり、小
スペースで設置可能という利点をもつ。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の膜分離式排水処理装置によるコリンまたはＴＭＡ
Ｈ系現像液含有排水の処理を継続すると、限外ろ過膜２
のろ退園には活性汚泥が徐々に付着し、透過水量が減少
してくる。

このような限外ろ過膜の性能劣化に対してはろ退園の洗
浄が必要である。ろ退園の洗浄方法には、スポンジボー
ルを通し、付着した活性汚泥等の汚物を機械的にはく離
させる方法と、洗浄薬液を限外ろ過膜に供給する洗浄方
法とがある。スポンジボール洗浄は自動化が容易である
が、ろ過膜表面付近の洗浄しか行なわれないため透過水
口の減少が短時間で発生する。また、頻繁にスポンジボ
ール洗浄を実施しても、第４図に示したように、透過水
量は経時的に減少する。これを回復させるには薬液を供
給しろ過膜を完全に洗浄しなければならない。

しかし、この薬液洗浄は限外ろ過膜を損傷したり、系内
に薬液が残存し活性汚泥の一部を不活性にしたりあるい
は殺したりすることがある。また、洗浄に必要な時間も
長い（２時間〜１日）ことから、可能な限り実施を避け
るべきである。

本発明の目的は、限外ろ過膜への活性汚泥等の汚物付着
を抑制し、薬液による洗浄を長時間必要とせずに安定し
た処理が継続可能な膜分離式排水処理方法を提供するこ
とにおる。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明による膜分離式排水処理方法は、曝気槽内に導入
された排水を、外部との流動を断った状態で活性汚泥と
共に曝気し、その後静置して活性汚泥を沈降させ、その
上澄水を限外ろ過膜にてろ過するものである。

（作　用） 本発明者は限外ろ過膜のろ過膜面への汚物付着は被ろ過
水の活性汚泥濃度に影響されることに着目した。すなわ
ち、活性汚泥濃度を薄くすればろ過膜への汚物付着が少
なくなる。

しかし、曝気槽内の活性汚泥濃度を下げるには汚泥の引
扱きが必要となり、膜分離式排水処理装置の長所を損な
うことになる。また、曝気槽の容積も大きくしなければ
ならず適用すべきでない。

本発明者は以上のことから、曝気槽内の活性汚泥を沈降
分離し、上澄液を限外ろ過膜でろ過することを試みた。

しかし、曝気槽内の活性汚泥は極めて沈降しにくく、上
澄液が得られなかった。これはポンプで常に循環してい
るため非常に微細な活性汚泥となりフロックを形成しな
ことが原因であることが判明した。そこで、曝気槽にお
いて、外部との流動を断った状態で曝気をし、その後静
置することで沈降性のよいフロックを形成させることが
できた。すなわち、このようにしてフロックを沈降させ
た上澄水をろ過することにより限外ろ過膜への汚物付着
を少なくし、安定した処理を長時間にわたって継続する
ことができる。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図に示す。曝気槽１と限外ろ過
膜２とポンプ３は第３図の膜分離式排水処理装置と同一
である。本発明では曝気槽１の上澄液を貯沼する上澄液
槽８を新たに設け、曝気槽１から配管１１および開閉弁
５を介して上澄液槽８へ上澄液を移送する。また、ポン
プ３の出口配管１２を分岐し、その一方は開匍弁６を介
して限外ろ過膜２に接続する。また、他方は開閉弁７を
介して曝気槽１へ接続する。限外ろ過膜２からの濃度液
返送管１０は上澄液槽８へと接続している。曝気槽１へ
は開閉弁９を介してエアーが供給される。

本発明者はろ過膜面への汚物付着が被ろ過水の活性汚泥
濃度に影響されることに着目した。活性汚泥濃度が濃い
ほどろ過膜面への付着が多くなるため、被ろ過水の活性
汚泥濃度を下げることにした。

被ろ過水の活性汚泥濃度を低下させる手法として、曝気
槽１内の活性汚泥濃度を低くすることが考えられるが、
このためには、曝気槽１内の余剰汚泥を引き後いて処分
しなければならなくなる。

また、活性汚泥濃度を低くすると、曝気槽１の容積を大
きくせざるをえなくなり、膜分離式排水処理装置の長所
を大きく損なうことになる。したがって、活性汚泥濃度
を低くすることは不敵である。

また、曝気槽１内の活性汚泥を沈降分離させ、上澄液を
限外ろ過膜２へ供給すれば有効と考え、実験した。しか
し曝気槽１内の活性汚泥は極めて沈降しにくく長時間静
置しても上澄液が得られなかった。これは活性汚泥をポ
ンプ３により常時限外ろ過膜２に供給しているために活
性汚泥が極めて微細なものとなりフロックを形成しにく
いことと、活性汚泥濃度が高いことが主原因でおること
が確認できた。

そこで本発明では、ポンプ３を停止し、外部との流動を
断った状態で曝気のみを行なう工程を付加した。その結
果、沈降性のよいフロックを形成でき、上澄液を得るこ
とができた。

すなわち、第２図に示す動作説明図のとおり、曝気、静
置、移送、ろ過、返送の５工程を行なう。

曝気工程では開閉弁９を開きエアーを曝気槽１内へ供給
し、微生物による好気処理を行なう。次に開閉弁９を閉
じ曝気を停止した静置工程に移る。

ここでは脱窒素処理のための嫌気性処理を行なうととも
にフロックを形成させ沈降分離も行なう。

この沈降分離により上澄液層とフロックを多量に含む沈
殿物層にわかれ、曝気工程における活性汚泥濃度に比べ
、上澄液中の汚泥濃度は大幅に低減される。実験では４
０％以下まで下がることを確認している。

次に移送工程では開閉弁５を開き、静止工程でできた曝
気槽１の向上澄液を上澄液槽８に移す。

続いて、ろ過工程では開閉弁５を閉じ、開閉弁６゜７．
９を開きポンプ３を運転する。すなわち、ポンプ３で加
圧した上澄液を限外ろ過膜２へ送り処理水を排出する。

濃度液は濃度液返送配管１０を通り上澄液槽８に戻され
る。この時、上澄液中の汚泥濃度は前述のとおり曝気槽
１内の汚泥濃度より大幅に低減されているため、限外ろ
過膜２への汚泥の付着が著しく少なくなった。本発明者
の実験によれば、第３図による膜分離式生物処理装置の
場合の薬液洗浄周期を２〜４倍伸ばすことが可能となっ
た。すなわち、第３図に示した装置の従来の薬液洗浄周
期が１５〜２５日でめったのに対し、本発明によれば２
ケ月以上に延長することが可能となった。

ろ過工程終了後は上澄液槽８の液を曝気槽１へ戻す返送
工程を実施する。返送工程は開閉弁６を閉じ、開閉弁７
を開いた後にポンプ３を運転することで実施できる。し
たがって、曝気槽１内の活性汚泥濃度は高くなり、曝気
槽１へ流入する排水中のコリンまたはＴＭＡＨの負荷量
に応じて一定濃度となる。

〔発明の効果〕

以上の説明のとおり、本発明によれば、曝気工程ではポ
ンプを停止し外部との流動を断つことにより、沈降性の
よい活性汚泥とし、活性汚泥濃度の低い上澄水をろ過で
きるので、限外ろ過膜への汚泥付着を抑制し、薬液洗浄
を長期間必要とせずに安定な処理が可能となった。　　

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による膜分離式排水処理方法の一実施例
に用いる装置例を示す系統図、第２図は本発明の詳細な
説明する図、第３図は従来の膜分離式排水処理装置の系
統図、第４図は第３図の装置の透過流量特性を示す説明
図でおる。 １・・・曝気槽、　　　　２・・・限外ろ過膜、３・・
・ポンプ、　　　　４・・・濃度液返送配管、５．６．
７・・・開閉弁、８・・・上澄液槽、９・・・開閉弁、
　　　　１０・・・濃度液返送配管、１１・・・配　管
、　　　　１２・・・出口配管。 ／１ 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 曝気槽内に導入された排水を、外部との流動を断った状
   態で活性汚泥と共に曝気し、その後静置して活性汚泥を
   沈降させ、その上澄水を限外ろ過膜にてろ過することを
   特徴とする膜分離式排水処理方法。