JPH03181395A - 水溶性切削油廃液の浄化処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、水溶性切削油廃液中に含まれる難分解性有機
物を除去して廃液を浄化処理する方法に関する。

（従来の技術） 半導体シリコンウェーハ製造におけるスライス工程では
、クーラント液としてエタノールアミン類ノニオン系界
面活性剤、防錆剤等を主成分とする水溶性切削油が使用
されるが、この切削油廃液中には高濃度の難分解性有機
物が含まれている。

ところで、上記水溶性切削油はそれ自体高価であり、そ
の廃液の処理が容易ではないという理由から珪藻上等の
助剤を用いた助剤濾過法により廃液中に含まれる切削粉
を濾過することによって循環使用されることが多い。

（発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のように循環使用される切削油も１
〜２力月経過するとその液質か劣化するため、この循環
系の切削油は新規調整され、中規模の半導体シリコンア
エーハ製造工程においても、その際の交換廃液量は数１
０ｔ／月程度となり、該廃液のＣＯＤ（Ｍｎ）値（化学
的酸素消費量）及びＴＯＣ値（総溶解性有機炭素ｉｔ）
は共にａ、ｏｏｏ〜１２，０００−ｇ／文程度となる。

又、切削油廃液は平均粒径が数μｍの切削粉にヨル浮遊
物（５５）　ヲａ１００〜Ｊｌ、０００ｐｐｓ含ｔ？濁
液であるため、該廃液の一般的な処理法としては、浮遊
物（ＳＳ）除去を主目的とした凝集沈殿法かあるか、該
方法による廃液中の有機物の除去率は１０〜３０％程度
に過ぎない。

ところで、溶解性有機物を除去する一般的手法としては
、活性汚泥法か挙げられる。又、廃液を他の有機物廃液
と共に生物処理装置へ投入する方法もよく見受けられる
が、該方法では混合廃液として処理しているため、該混
合廃液中の溶解性力ｎｆｓかどの程度除去されているか
を解析によって知ることは困難であることか多く、本発
明者の解析によれば、常識的な半日〜２日程度の連続的
生物反応槽滞溜時間の処理では、溶解性有ｍ物は殆ど生
物分解を受けず、そのまま通過していることか多い、そ
して、廃液は生物阻害性物質も含んでいるため、固液分
ｌｌＩ＆槽での汚泥浮上現象が発生することか多い、更
に、廃液は回分的に排出されることが多いため、このこ
とか連続的生物処理する際の負荷変動、未馴致の要因と
なり得る。因に。

運転管理か良好で、馴致が十分である例でも、　２０〜
４０％程度の除去率しか得られない。

以上のように、水溶性有機物の処理が困難であるため、
未除去の該有機物は止むを得ずその放流規制４ｔＪに抵
触しない範囲で、切削油廃液を他系統の廃液で乃釈して
放流しているのが実情である。

しかしながら、放流規制の厳しい所では、希釈率が不足
することか多く、有機物の処理が不可避である場合には
、活性炭による物理化学的ｒ！！に着法によって有機物
を除去しているが、この方法によれば確実に７０〜９０
％程度の除去率を得ることができる。

ところが、上記活性度による物理化学的吸着法による平
衡吸Ｈ量は、　０．１Ｋｇ−丁ＱＣ／Ｋｇ−活性炭、程
度であり、膨大なランニングコストを要する。

尚、その他の方法として０３酸化法、紫外線照射法、Ｍ
分離法による前処理と生物処理とを組み合わせる方法等
があるが、何れの方法も膨大な設備費とランニングコス
トを要するという欠点がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、膨大な設備費及びランニングコストを要する
ことなく、水溶性切削油廃液中に多量に含まれる麹分解
有機物を効果的に除去することかできる水溶性切削油廃
液の浄化処理方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を遠戚すべく本発明は、難分解性有機物を多量
に含む水溶性切削油廃液を希釈することなく曝気装置を
有する反応槽に供給し、該反応槽において、吸着飽和に
至った粒状活性炭等の多孔質粒状担体を好気性微生物担
体として用いて前記水溶性切削油廃液を１〜２週間の長
期間に亘って好気的に生物酸化処理するようにしたこと
をその特徴とする。

又、本発明は、前記生物酸化処理の前処理として、水溶
性切削油廃液中に含まれる生Ｔｈ阻害性物質を凝集沈殿
法によって予め除去するようにしたことをその特徴とす
る。

（作用） 本発明方法によれば、吸着飽和に至った粒状活性炭、セ
ラミック等の多孔質粒状担体の表面及び内部細孔には好
気性菌が付着し、これによって該多孔質粒状担体に強固
な生物膜が成長するため。

多孔質粒状担体は好気性微生物担体として機能する。

ところで、一般に切削油廃液は高濃度の難分解性有機物
の他に生物阻害物質をも含んでおり、これを希釈するこ
となく混合式活性汚泥処理しても、好気性菌は単時間で
活性を失い、凝集能力も失うため、沈殿池での固液分離
が不可能になることか多い。

然るに１本発明方法において多孔質粒状担体に強固に付
着した前記生物膜は原廃液のままの悪条件下ても活性を
失わず、徐々に難分解酸分に馴致されていきながら、廃
液中の溶解性有機物及び多孔質粒状担体内に濃縮されて
いる有機物を酸化分解するため、本発明方法によれば、
活性炭吸着法と同等の８０〜９０％程度の高い除去率を
得ることがてきる反面、ランニングコストを活性炭吸着
法におけるそれのｌ／３０〜１７４０程度に低く抑える
ことができる。＃に、多孔質粒状担体として吸Ｍ飽和に
至った粒状活性炭は繰り返し使用することができるため
、このこともランニングコストを下げる要因となる。

又１本発明によれば、原廃液を希釈することなくそのま
ま処理することかできるため、浄化設備の小型、コンパ
クト化及びコストタウンを図ることができる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明方法を実施するための浄化処理装置の構
成図であり、同図に示すように交換時期に至った水溶性
切削油廃液は希釈されることなくそのままバイブ１から
貯槽２に受けられ、該貯槽２の底部から供給されるエア
ーによって撹拌される。尚、この水溶性切削油廃液は半
導体ウェーハ製造におけるスライス工程でクーラント液
として使用されたものであって、これはエタノールアミ
ン類ノニオン系界面活性剤、防腐剤、防錆剤等を含み、
その中には高濃度の難分解性有機物が含まれている。

而して、貯槽２に受けられた廃液はポンプ３によってバ
イブ４を経て攪拌４！１５を有する凝集ＭＩ６に移送さ
れ、この中にはポリ塩化アルミニウム或いは塩化第２鉄
と消石灰とを組み合わせて威る無ａａ　集剤か数１，０
００〜数１０，０００ｍｇ／　１投入され、該廃液のＰ
Ｈが中性になった状態でアクリルアミド系の高分子凝集
剤か添加される。すると、廃液中のシリコン微粉及び溶
解性コロイド粒子が凝集作用を受け、これらシリコン微
粉及び溶解性コロイド粒子は凝集フロックとなって次段
の固液分離槽７において沈降分離せしめられる。この結
果。

固液分離槽７での上澄液はそのＳＳ濃度が数１０厘ｇ／
　ｆＬ以下に抑えられ、これに含まれる溶解性有機物も
１０〜３０％除去されている。又、この前処理としての
凝集沈殿においては、浮遊物（ＳＳ）を除去するたけて
なく、切削油に防食剤として含まれているペンシトリア
ールや防腐剤であるパラターシャリ−ブチル安息香酸等
もその大部分が除去される。これらの￥Ｓ質はその推定
生物阻害濃度が１０ｐｐ１以下であって、非常に毒性が
高いものであるため、後述の生物処理前にこれらの物質
の大部分を除去しておくことは、生物による有機物の酸
化分解を容易ならしめる上で重要である。

そして、固液分離槽７の底部に溜ったスラッジは排泥ポ
ンプ８によってバイブ９を経て脱水機ｌＯに送られて脱
水処理されるが、凝集ケーキは容器１１に回収され、濾
液はバイブ１２を経て固液分子１４６７に戻され、この
濾液と上澄液はバイブ１３を経て次段の生物反応槽１４
に移送される。

尚、生物反応槽１４の容量としては１回分的交換廃液の
処理の場合には処理液量相当が必要であり１本実施例の
ような連続的廃液処理の場合には１〜２週間分の反応時
間相当分が必要となる。

前記生物反応槽１４に供給された廃液中には曝気装ｆｆ
１１５によってエアーを供給し、該廃液中の溶存ｍ素濃
度を４〜８ｐｐｍの範囲に雌持する。これと同時に１粒
径が２〜４　ｍ／ｍの粒状活性炭又は成形活性炭を廃液
中に投入する。尚、活性炭としては、何回も使用されて
吸着飽和に至った老廃炭の方がよいが、初回は新炭を使
用せざるを得ないため、既設の生物処理系統の余剰泥を
数１００〜数１．０００ｐｐｍ程度投入する０本実施例
において使用された活性炭は、ツルミコールＧ　Ｌ　−
２０〜４０Ｓ（メーカー商品型番）であって、これは嵩
密度：０．４１ｇ／−文、粒度；２２〜４２メツシユ（
９９，２％）、沃素吸着能；　１，０２０ｍｇ／ｇ−Ａ
Ｃ、メチレンブルー脱色能；　ｌ８０ｍｇ／ｇ−ＡＣの
物性を有し、生物反応槽１４内の廃液ｍ３当り約５０！
！加えられる。

而して、活性炭は生物反応槽１４内で浮遊流動しながら
短期間で溶解性有機物によって吸着飽和に達するが、こ
れの表面及び内部細孔には徐々に好気性菌が付着して強
固な生物膜か成長するため、該活性炭は好気性微生物担
体として機能する。

ところで、前述のように、切削油廃液は高濃度の難分解
性有機物の他に生物阻害物質をも含んでおり、これを希
釈することなく混合式活性汚泥処理しても、好気性菌は
短時間で活性を失い、凝集能力も失うため、沈殿池での
固液分離が不可能になることが多い。

然るに１本実施例においては、活性炭に強固に付着した
前記生物膜は原廃液のままの悪条件下でも活性を失わず
、徐々に難分解成分に馴致されていきながら、廃液中の
溶解性力Ｉａ物及び活性度内に濃縮されている有機物を
酸化分解していく、即ち、活性炭内では酸化分解→新た
な吸着→酸化分解というプロセスが同時並行して行なわ
れているものと思われる。

尚、生物反応槽１４における廃液中の溶存酸素濃度は前
述のように４〜Ｅ３ａｇ／ｌとし、通常の標準活性汚泥
法のそれよりも高い値に設定する方がよい、又、活性炭
の量は見かけ容量て処理廃液量の１７２０程度以上か好
ましい、そして、活性炭は微粒化して流出する分を除け
ば、基本的には新炭を補充する必要はなく、むしろ、新
炭を使用するよりも、十分に廃液に馴致され、生物膜を
有する老廃炭を繰り返し使用する方がよい。

而して、１〜２週間の長期に亘って生物反応槽１４での
生物酸化処理を施された廃液は１次段の沈殿槽１６に逐
次投入され、ここで固液分離され、上澄液はバイブ１７
から放流せしめられ、沈殿槽１６の底部に溜ったスラッ
ジはポンプ１８によってバイブ１９を経て生物反応槽１
４に戻され、該生物反応槽１４内の活性炭及び汚泥の量
が一定に保たれる。

第２図に本発明方法によって処理された廃液のＣＯＤ値
、有機物の除去率を反応時間に対してそれぞれカーブａ
、ｂ、ｃにて示す、尚、カーブａ、ｂは本実施例のよう
に生物酸化処理の前処理として凝集沈殿法によって生物
阻害性物質を除去した場合のＣＯＤ値、除去率をそれぞ
れ示し、カーブＣは斯かる前処理を施さないで、生物酸
化処理のみを施した場合の除去率を示す。

第２図から明らかなように、本発明方法によって約２週
間の長期に亘って生物酸化処理すると。

従来の活性炭吸着法と同等の８０〜９０％程度の高い除
去率を得ることかでき、前処理を施した方が施さない場
合に比して高い除去率が得られる０反面１本発明方法を
用いれば、ランニングコストを活性炭吸着法におけるそ
れの１／３０〜１７４０程度に低く抑えることかできる
。特に、活性炭を前述のように繰り返し使用することか
できることは、ランニングコストの低減に寄与している
。

又１本発明方法によれば、ｙＸ廃液を希釈することなく
そのまま処理することができるため、浄化設備の小型、
コンパクト化及びコストダウンも図ることかできる。

尚、以上の実施例では多孔質粒状担体として、特に吸着
飽和に至った粒状活性炭を用いたが、粒状活性炭の代り
にセラミック等を用いることもてきる。

ところで、以上は廃液を連続処理する例について述べた
か、第３図、第４図に示す装置を用いてそれぞれ回分処
理、回分的連続処理するようにしてもよい。

即ち、第３図に示す例では、前記実施例における貯槽２
、凝集槽６．固液分離槽７、生物反応槽１４及び沈殿槽
１６（第１図参照）の機能を単一の槽２０に受は持たせ
ており、バイブｌから槽２０に供給される原廃液は、こ
の槽２０内で前記実施例において説明した一連の浄化処
理を受ける。そして、このように構成することによって
。

装置の一層の小型コンパクト化か可能となる。

尚、第３図中、２１は槽２０の底部に溜ったスラッジを
脱水機２２に移送するポンプ、２３．２４はそれぞれ凝
集ケーキ、活性炭泥ケーキを回収するための容器である
。

又、第４図に示す例では、２つの槽Ａ、Ｂを用意してお
き、図示のように例えばバイブｌから原廃液を一方の槽
Ａに受は入れている間に他方の槽Ｂで前記一連の浄化処
理をするようにして装置の小型、コンパクト化を区って
いる。尚、第４図中、３０．３１はポンプ、３２は脱水
機、３３゜３４は凝集ケーキ、活性炭泥ケーキを回収す
るための容器である。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、難分解有機
物を多量に含む水溶性切削油廃液を希釈することなく曝
気装置を有する反応槽に供給し、該反応槽において、吸
着飽和に至った粒状活性炭等の多孔質粒状担体を好気性
微生物担体として用いて前記水溶性切削油廃液を１〜２
週間の長期間に亘って好気的に生物酸化処理するように
したため、膨大な設備費及びランニングコストを要する
ことなく、水溶性切削油廃液中に多量に含まれる難分解
有機物を効果的に除去することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための浄化処理装置の構
成図、第２図は本発明方法によって浄化処理された廃液
のＣＯＯ値及び有ａＩ！物の除去率を時間に対して示し
たグラフ、第３図、第４図は浄化処理装置の別の構成例
を示す図である。 ２・・・貯槽、６・・・凝集槽、７・・・固液分離槽、
１４・・・生物反応槽、１５・・・曝気装置、１６・・
・沈殿槽。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）難分解性有機物を多量に含む水溶性切削油廃液を
   希釈することなく曝気装置を有する反応槽に供給し、該
   反応槽において、多孔質粒状担体を好気性微生物担体と
   して用いて前記水溶性切削油廃液を１〜２週間の長期間
   に亘って好気的に生物酸化処理するようにしたことを特
   徴とする水溶性切削油廃液の浄化処理方法。
2. （２）前記多孔質粒状担体として、吸着飽和に至った粒
   状活性炭を用いることを特徴とする請求項１記載の水溶
   性切削油廃液の浄化処理方法。
3. （３）前記生物酸化処理の前処理として、前記水溶性切
   削油廃液中に含まれる生物阻害性物質を凝集沈殿法によ
   って予め除去するようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の水溶性切削油廃液の浄化処理方法。