JPH0952087A

JPH0952087A - 水処理方法および水処理装置

Info

Publication number: JPH0952087A
Application number: JP7208737A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yamazaki; 和幸山嵜; Yoshihiro Hamaguchi; 喜弘浜口; Shigeki Matsumoto; 茂樹松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2015-08-16
Also published as: DE69612438T2; TW387863B; EP0758627A2; CN1103743C; JP3244404B2; CN1146977A; EP0758627B1; KR100190220B1; US5772891A; EP0758627A3; DE69612438D1; KR970010661A; US5707514A; MY113250A

Abstract

(57)【要約】【課題】排水を多種の薬品を添加することなく超純水
製造設備の原水として利用できる水処理装置を提供す
る。【解決手段】酸排水が導入される第１水槽４１と、第
１水槽４１からの排水を固液分離して上澄液を放出する
第２水槽４２と、上記上澄液が導入され、イオン交換樹
脂９３と曝気手段８８とを有し、膜フィルター９１を通
じて処理水を得るイオン交換処理槽４９と、イオン交換
樹脂９３を沈降させる沈降槽５０と、沈降槽５０のイオ
ン交換樹脂９３を第１水槽４１に導入するエアーリフト
ポンプ９５と、第２水槽４２のイオン交換樹脂９３をイ
オン交換処理槽４９に返送する返送エアーリフトポンプ
６１とを備えている。イオン交換樹脂４９は、イオン交
換処理槽４９で処理水のフッ素イオンをイオン交換し、
第１水槽４１で酸排水によって再生される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水処理方法と水
処理装置に関し、たとえば、イオン交換樹脂を半導体工
場からの酸排水あるいはアルカリ排水で再生して利用す
ることができ、資源を有効に利用できる水処理方法およ
び水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体工場からの酸排水は、各種
の薬品を使用して処理されている。そして、この処理水
は、再利用されることなく放流されていた。この処理水
が再利用されていない理由は、上記処理水の電気伝導度
が再利用できないぐらいに高いからである。また、従来
は、超純水製造装置から発生する使用済のイオン交換樹
脂は、再利用されておらず、産業廃棄物となっていた。

【０００３】以下に、さらに詳しく説明する。

【０００４】半導体工場から発生する排水の中で、水量
的に最も多いのが酸排水である。この酸排水には半導体
工場で多量に使用されている使用済みのフッ酸,硫酸,硝
酸等が含まれている。従来、消石灰,苛性ソーダ,硫酸,
ポリ塩化アルミニウム,高分子凝集剤などの各種の薬品
を多量に使用して酸排水が含有しているＦ^-やＳＯ₄ ^2-等
を凝集沈澱によって化学的に処理することによって、酸
排水を排水処理していた。したがって、この酸排水の処
理水の電気伝導度は比較的高く１４００〜１９００μs/
cmの範囲であった。一般の市水や工業用水の電気伝導度
が１００〜４００μs/cmであるから、酸排水の処理水の
電気伝導度がいかに高いかが理解できる。なお、市水と
は飲料水や水道水のことである。

【０００５】このように、酸排水を排水処理する際に使
用する多量の消石灰やポリ塩化アルミニウムや高分子凝
集剤などに起因して、上記処理水は電気伝導度が高く、
溶解塩類が多く、カチオンイオンの合計が大きく、アニ
オンイオンの合計が大きくなる。このため上記処理水
は、再利用不可能な水質になっていた。

【０００６】また、上記処理水は凝集剤を含んでいるか
ら、この処理水を超純水製造装置へ導入すると、凝集剤
がイオン交換樹脂の表面に付着してイオン交換能力を劣
化させたり、ＲＯ(Reverse Osmosis)膜(逆浸透膜)を目
詰まりさせる。このため、上記処理水を再利用できなか
った。

【０００７】一般に、半導体工場においては、フッ素を
含有している酸排水は、フッ素濃度が３０〜３００ppm
程度の場合が多い。従来、このような濃度のフッ素含有
排水は、消石灰,ポリ塩化アルミニウム等の薬品を添加
することによって、フッ化カルシウムおよびフッ化アル
ミニウムの微細なフロックを生成させる。さらには、高
分子凝集剤の添加によってより大きなフロックを生成さ
せ、その後フロックを沈澱させて分離させることによっ
て、フッ素が処理されている。その処理水の電気伝導度
は、上記したように薬品を使用しているので比較的高
く、１４００〜１９００μs／cmの範囲である。

【０００８】つぎに、図４に、従来の２段階の凝集沈澱
による排水処理装置を含んでいる半導体工場の水利用系
統を示す。図４に示すように、半導体工場１００からの
酸排水は、まず原水槽１０１に流入し、水量および水質
がある程度調整される。その後、酸排水は、原水ポンプ
１１２によって第１反応槽１０２へ移送される。

【０００９】次に、排水は、消石灰が添加された第１反
応槽１０２において撹拌機１１３によって撹拌反応処理
される。すると、第１反応槽１０２においてフッ素とカ
ルシウムが反応してフッ化カルシウムが生成される。こ
れにより、排水からフッ素が除去される。その後、上記
排水はアルミ剤が添加された第２反応槽１０３に移送さ
れて撹拌反応処理がなされる。この第２反応槽１０３に
おいて上記排水中の未反応のフッ素がアルミ剤と反応し
てフッ化アルミニウムが生成する。これにより、上記排
水から更にフッ素が除去される。

【００１０】次に、上記排水は第１凝集槽１０４に移送
されて高分子凝集剤が添加される。すると、第１反応槽
１０２での反応によって生じた微細なフッ化カルシウム
のフロックおよび第２反応槽１０３での反応によって生
じた微細なフッ化アルミニウムのフロックがより大きな
フロックに凝集される。次に、上記排水は、第１沈澱槽
１０５に導入されて、固液分離がなされる。

【００１１】上記工程だけでは、排水のフッ素濃度を目
的水質である１５ppm以下にすることができない。従っ
て、次に、排水を第３反応槽１０６，第２凝集槽１０７
および第２沈澱槽１０８へ順に移送し、さらにその後、
排水のＰＨが放流基準の範囲内に入るようにＰＨ調整槽
１０９を通過させてＰＨ調整後に、放流している。

【００１２】一方、半導体工場１００で洗浄にのみ使用
された純水等、比較的水質のよい中性の排水はそのまま
再利用される。つまり、上記中性排水は、超純水製造装
置１１５に導入され、この超純水製造装置１１５での各
種の処理を経た後、半導体工場に返送されて超純水とし
て使用される。図４に示すように、超純水製造装置１１
５には、工場からの中性排水の他にも、市水または工業
用水が導入されて、中性排水と混合される。こうして、
超純水が製造されて利用される。しかし、酸排水は、上
記したように再利用されていない。

【００１３】ところで、酸排水を再利用することができ
る完全クローズドシステムを備える半導体工場が、全国
に幾つか存在している。この完全クローズドシステムの
工場では、希薄な酸排水を活性炭ろ過器に通して有機物
の処理や過酸化水素の処理を行った後、この排水を弱ア
ニオン交換樹脂と、カチオン交換樹脂に通し、さらに微
生物の殺菌のために紫外線殺菌器およびその他各種処理
を行っている。

【００１４】また、今一つの酸排水を再利用できる水処
理方法としては、特開昭６３−６２５９２号公報に記載
されているものがある。この方法は、活性炭ろ過器に排
水を通した後、この排水を強酸性カチオン樹脂と弱塩基
性アニオン樹脂との混床塔で処理する。この処理によっ
て、排水を超純水にして再利用している。

【００１５】上記２つの水処理方法はいずれもイオン交
換樹脂を用いているから、イオン交換樹脂の再生処理や
性能が劣化したイオン交換樹脂の交換および廃棄が必要
であるという欠点がある。

【００１６】また、上記２つの水処理方法においても、
濃厚な酸排水は、再利用する比較的希薄な酸排水に合流
させずに、分別してタンクに貯留し、業者に引き取って
もらっているのが現状である。

【００１７】したがって、濃厚酸排水を含んでいる酸排
水を、再利用することができるような水処理装置および
水処理方法が求められている。

【００１８】ここで、図５を参照して、上記２つの水処
理方法でも用いられるイオン交換樹脂設備の一例として
のカチオン樹脂塔１２５の動作を説明する。カチオン樹
脂塔１２５には、一定量のカチオン樹脂が投入されてい
る。そして、被処理水は上記カチオン樹脂塔１２５の上
部入口１２５Ａから一定量づつ流入する。カチオン樹脂
塔１２５の出口１２５Ｃから放出する処理水の電気伝導
度が悪化した場合には、このカチオン樹脂塔１２５に下
部入口１２５Ｂから数％の塩酸または硫酸を通薬して、
カチオン樹脂を再生する。このカチオン樹脂を再生した
後の再生排水(塩酸や硫酸)は、カチオン樹脂塔１２５の
上部の出口配管１２５Ｄから排水される。

【００１９】超純水製造装置を構成するカチオン樹脂塔
１２５では、一般に工業用水や市水を直接カチオン樹脂
塔１２５に流入させるのではなく、図５に示すように、
前処理装置Ｈ１で前処理をしてからカチオン樹脂塔１２
５に流入させる。この前処理としては、凝集沈澱や凝集
濾過や活性炭吸着や逆浸透膜処理を単独または組み合わ
せた処理とする。

【００２０】このように超純水製造装置を構成するカチ
オン樹脂塔１２５には、工業用水や市水の水質を向上さ
せた前処理水が導入される。従って、カチオン樹脂塔１
２５は比較的水質の良い状態で使用されている。つま
り、比較的水質の良い状態すなわち前処理された前処理
水がカチオン樹脂塔１２５内に導入される。従って、カ
チオン樹脂塔の出口から放出される水質が悪化すると直
ちにカチオン樹脂を再生するか、再生しても水質が改善
されない場合は、このカチオン樹脂は超純水製造装置用
としては不適と判断して、カチオン樹脂を全量コストを
かけて交換していた。

【００２１】ところで、半導体工場は、図５に示したよ
うな大規模なイオン交換樹脂装置を必ず備えている。そ
して、この超純水製造装置は、多量のカチオン樹脂を有
している。そして、このカチオン樹脂は、この樹脂自体
のイオン交換性能が劣化すると産業廃棄物としてコスト
をかけて処分されていた。なぜならば、カチオン樹脂の
性能が劣化すると、採水量が減少してしまうだけでな
く、カチオン樹脂から有機物が溶出する問題があるから
である。とはいうものの、この樹脂は、イオン交換性能
が劣化しているのであって、イオン交換能力を全く失っ
てしまったのではない。

【００２２】しかしそれでも、超純水製造装置で能力が
低下したカチオン樹脂は再利用されることなく、コスト
をかけて産業廃棄物として処分していた。産業廃棄物と
してのイオン交換樹脂は、超純水製造装置よりも水質的
レベルが低い再利用装置では全く再利用されていない。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体工場からの酸排水の処理水は、各種の薬品を多量に使
用して処理されているので、この処理水の電気伝導度
が、１４００〜１９００μｓ／cmと高い。したがって、
そのままでは超純水製造設備の原水として利用するには
不適であった。

【００２４】したがって、現在でも、完全クローズドシ
ステムを利用した半導体工場は幾つか存在するが、その
実態は、酸排水の内の希薄酸排水をイオン交換樹脂等に
よって処理して再利用しているが、希薄酸排水と濃厚酸
排水が一緒になっている混合酸排水を再利用しているわ
けではない。

【００２５】また、超純水製造装置から産業廃棄物とし
て発生する能力が低下したイオン交換樹脂を再利用でき
ていなかった。

【００２６】また、カチオン樹脂塔１２５でイオン交換
樹脂を用いる場合には、使用したイオン交換樹脂の薬品
による再生作業が必要である。したがって、１つの樹脂
塔１２５が連続稼動することはできない。また、イオン
交換樹脂を再生するために別途薬品(再生液)が必要であ
る。したがって、イオン交換樹脂を再生液に通した後の
中和処理が必要であるから、中和処理の為のランニング
コストがかかるという問題がある。

【００２７】そこで、この発明の目的は、従来再利用さ
れていない濃厚酸排水と希薄酸排水との混合酸排水(ま
たは、濃厚アルカリ排水と希薄アルカリ排水との混合ア
ルカリ排水)を、多種の薬品を添加することなく超純水
製造設備の原水として利用できる処理水にすることがで
きる水処理方法および水処理装置を提供することにあ
る。

【００２８】また、この発明の今一つの目的は、従来産
業廃棄物となされていた使用済イオン交換樹脂を有効に
再利用することができる水処理方法および水処理装置を
提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明の水処理方法は、第１水槽に
アルカリ水または酸水を導入するステップと、イオン交
換処理槽に陰イオン水(陰イオン含有水)または陽イオン
水(陽イオン含有水)を導入して、この陰イオン水または
陽イオン水をアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂
でイオン交換処理して処理水を得るステップと、上記イ
オン交換処理槽にあるアニオン交換樹脂またはカチオン
交換樹脂を上記第１水槽に導入して、上記アルカリ水ま
たは酸水でアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を
再生するステップと、上記第１水槽で再生したアニオン
交換樹脂またはカチオン交換樹脂を上記イオン交換処理
槽に返送するステップとを備え、アニオン交換樹脂また
はカチオン交換樹脂を上記イオン交換処理槽と上記第１
水槽との間で循環させることを特徴としている。

【００３０】したがって、請求項１の発明によれば、イ
オン交換樹脂槽にあるアニオン交換樹脂またはカチオン
交換樹脂でもって、イオン交換樹脂槽に導入されたアニ
オン水またはカチオン水をイオン交換処理する。そし
て、このイオン交換処理した後のイオン交換樹脂を第１
水槽に導入する。そして、上記第１水槽に導入したアニ
オン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を、第１水槽に導
入されているアルカリ水または酸水でもって再生する。
そして、この再生したアニオン交換樹脂またはカチオン
交換樹脂を上記イオン交換処理槽に返送する。

【００３１】このように、この請求項１の発明によれ
ば、イオン交換樹脂槽でイオン交換に使用したイオン交
換樹脂を、第１水槽に導入されているアルカリ水または
酸水によって再生する。しかも、この再生時に、上記ア
ルカリ水または酸水は、上記イオン交換樹脂によって中
性に近づけられる。言い換えれば、この請求項１の発明
によれば、イオン交換樹脂槽でのイオン交換樹脂の使用
と、第１水槽でのイオン交換樹脂の再生とを繰り返すこ
とによって、第１水槽とイオン交換樹脂槽の両方におい
てイオン交換樹脂を水処理に役立てることができる。従
って、この請求項１の発明によれば、イオン交換樹脂を
水処理のために最も効率良く役立てることができる。し
かも、イオン交換樹脂を廃棄物として処分する必要もな
いから、廃棄物処理コストを削減することができる。従
って、請求項１の発明によれば、廃棄物量が少なくて、
資源を有効に利用でき、しかも、ランニングコストが低
い水処理方法を実現できる。

【００３２】また、この請求項１の発明によれば、イオ
ン交換樹脂槽におけるイオン交換樹脂でイオン交換して
処理水を得る。このイオン交換樹脂槽から得られた処理
水は、イオン交換されているので電気伝導度が小さくな
っており、超純水製造装置の原水として使用できる。し
たがって、水の有効利用を図ることができる。

【００３３】また、請求項２に記載の発明の水処理方法
は、請求項１に記載の水処理方法において、上記第１水
槽に導入するアルカリ水または酸水は、処理されるべき
アルカリ排水または酸排水であり、上記第１水槽で上記
アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を再生した後
のアルカリ排水または酸排水に所定の処理を施した被処
理水を上記イオン交換樹脂槽に導入することを特徴とし
ている。

【００３４】従って、請求項２の発明によれば、第１水
槽でアルカリ排水または酸排水を、イオン交換樹脂を再
生するために有効に利用すると同時に、このアルカリ排
水または酸排水をイオン交換樹脂を利用して中性に近づ
けることができる。したがって、１つの処理で再生と処
理とを同時に実行することができる。したがって、効率
の良い水処理を行うことができる。

【００３５】また、請求項２の発明によれば、アルカリ
排水または酸排水を処理する過程で生じた陰イオン水ま
たは陽イオン水を、イオン交換樹脂槽でイオン交換し
て、超純水製造装置の原水になる処理水を得ることがで
きる。したがって、請求項２の発明によれば、排水の再
利用効率を向上させることができる。

【００３６】また、請求項３に記載の発明の水処理装置
は、アルカリ水または酸水が導入される第１水槽と、ア
ニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を有し、陰イオ
ン水または陽イオン水が導入され、この陰イオン水また
は陽イオン水を上記アニオン交換樹脂またはカチオン交
換樹脂でイオン交換処理して処理水を得るイオン交換処
理槽と、上記イオン交換処理槽にあるアニオン交換樹脂
またはカチオン交換樹脂を上記第１水槽に導入するイオ
ン交換樹脂導入手段と、上記第１水槽でアルカリ水また
は酸水によって再生されたアニオン交換樹脂またはカチ
オン交換樹脂を上記イオン交換処理槽に返送するイオン
交換樹脂返送手段と、上記第１水槽で上記アニオン交換
樹脂またはカチオン交換樹脂を再生した後のアルカリ水
または酸水が導入され、このアルカリ水または酸水に所
定の処理を施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導
入する手段とを備えていることを特徴としている。

【００３７】したがって、請求項３の発明によれば、イ
オン交換樹脂槽にあるアニオン交換樹脂またはカチオン
交換樹脂でもって、イオン交換樹脂槽に導入されたアニ
オン水またはカチオン水をイオン交換処理する。そし
て、このイオン交換処理した後のイオン交換樹脂を、イ
オン交換樹脂導入手段で第１水槽に導入する。そして、
上記第１水槽に導入したアニオン交換樹脂またはカチオ
ン交換樹脂を、第１水槽に導入されているアルカリ排水
または酸排水でもって再生する。そして、この再生した
アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を、イオン交
換樹脂返送手段で上記イオン交換処理槽に返送する。

【００３８】このように、この請求項３の発明によれ
ば、イオン交換樹脂槽でイオン交換に使用したイオン交
換樹脂を、第１水槽に導入されているアルカリ水または
酸水によって再生する。しかも、この再生時に、上記ア
ルカリ水または酸水は、上記イオン交換樹脂によって中
性に近づけられる。言い換えれば、この請求項３の発明
によれば、イオン交換樹脂槽でのイオン交換樹脂の使用
と、第１水槽でのイオン交換樹脂の再生とを繰り返すこ
とによって、第１水槽とイオン交換樹脂槽の両方におい
てイオン交換樹脂を水処理に役立てることができる。従
って、この請求項３の発明によれば、イオン交換樹脂を
水処理のために最も効率良く役立てることができる。し
かも、イオン交換樹脂を廃棄物として処分する必要もな
いから、廃棄物処理コストを削減することができる。従
って、請求項３の発明によれば、廃棄物量が少なくて、
資源を有効に利用でき、しかも、ランニングコストが低
い水処理装置を実現できる。

【００３９】また、この請求項３の発明によれば、イオ
ン交換樹脂槽でイオン交換樹脂でイオン交換して処理水
を得る。このイオン交換樹脂槽から得られた処理水は、
イオン交換されているので電気伝導度が小さくなってお
り、超純水製造装置の原水として使用できる。したがっ
て、水の有効利用を図ることができる。

【００４０】また、請求項３の発明によれば、第１水槽
でイオン交換樹脂を再生した後のアルカリ水または酸水
に所定の処理を施した処理水を、イオン交換処理槽に導
入してイオン交換し、超純水製造装置の原水になる処理
水を得ることができる。したがって、請求項３の発明に
よれば、アルカリ水または酸水に所定の処理を施してか
ら、イオン交換して超純水製造装置の原水にできる。し
たがって、排水の再利用効率を向上させることができ
る。

【００４１】また、請求項４に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽は、
アルカリ水または酸水としてのアルカリ排水または酸排
水が導入されることを特徴としている。

【００４２】したがって、請求項４の発明によれば、第
１水槽でイオン交換樹脂を再生することと、アルカリ排
水または酸排水を中性に近づけることとを、１つの処理
で同時に実行することができる。従って、効率の良い水
処理を行うことができる。

【００４３】また、請求項５に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽で、
アルカリ水または酸水と、アニオン交換樹脂またはカチ
オン交換樹脂とを混合する曝気手段を備えていることを
特徴としている。

【００４４】したがって、請求項５の発明によれば、イ
オン交換樹脂を傷つけることなく、イオン交換樹脂をア
ルカリ水または酸水と混合させて、イオン交換樹脂の再
生を促進することができる。

【００４５】また、請求項６に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換処
理槽で、陰イオン水または陽イオン水と、アニオン交換
樹脂またはカチオン交換樹脂とを混合する曝気手段を備
えていることを特徴としている。

【００４６】したがって、請求項６の発明によれば、イ
オン交換樹脂を損傷,摩滅させることなく、イオン交換
樹脂を陰イオン水または陽イオン水と混合させて、イオ
ン交換樹脂による陰イオン水または陽イオン水のイオン
交換処理を促進させることができる。

【００４７】また、請求項７の発明の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹
脂導入手段と上記イオン交換樹脂返送手段は、夫々、上
記第１水槽と上記イオン交換処理槽とをつなぐ配管とエ
アリフトポンプとからなっていることを特徴としてい
る。

【００４８】したがって、請求項７の発明によれば、上
記エアリフトポンプと配管とで、イオン交換処理槽から
第１水槽(あるいは第１水槽からイオン交換処理槽)へイ
オン交換樹脂を損傷,摩滅させることなく効率良く運搬
することができる。

【００４９】また、請求項８に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹
脂槽には、膜フィルターが設置され、この膜フィルター
を介して、イオン交換樹脂を分離した処理水を放出する
処理水放出手段を備えていることを特徴としている。

【００５０】したがって、請求項８の発明によれば、上
記処理水放出手段によってイオン交換樹脂が分離された
処理水を、超純水製造装置の原水として使用できる。

【００５１】また、請求項９に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記所定の処理を
施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導入する手段
は、炭酸カルシウム鉱物を有し、上記第１水槽でカチオ
ン交換樹脂を再生した後の酸排水が導入され、上記酸排
水に上記炭酸カルシウム鉱物を溶かして中性に近づけた
液を放出する炭酸カルシウム鉱物槽を備えていることを
特徴としている。

【００５２】従って、請求項９の発明によれば、上記酸
排水を炭酸カルシウム鉱物で処理したときに、ＰＨが低
い酸水中にカルシウムイオンが溶け出すから、処理水が
カルシウムイオンを含む。そして、この処理水が含んで
いるカルシウムイオンは、上記イオン交換処理槽で、カ
チオン樹脂に結合される。つまり、カチオン樹脂は、上
記処理水から上記カルシウムイオンを交換的に除去す
る。そして、このカルシウムイオンと結合した使用後の
カチオン樹脂は、上記第１水槽に導入されて再生され
る。

【００５３】このように、この請求項９の発明によれ
ば、酸排水を炭酸カルシウム鉱物で処理した後の処理水
を、イオン交換処理槽に導入する陽イオン水としてい
る。したがって、この請求項９の発明によれば、まず、
酸排水は第１水槽でカチオン樹脂と反応して、カチオン
樹脂を再生する。このとき、酸排水のＰＨは増大して中
性に近づく。次に、この中性に近づいた酸排水は、上記
炭酸カルシウム鉱物と反応してさらに中性に近づく。そ
して、このＰＨが増大してカルシウムイオンを含んだ酸
排水は、イオン交換樹脂槽でカルシウムイオンが除去さ
れて、電気伝導度が低くなり、超純水製造装置の原水と
して使用できるような処理水になる。

【００５４】また、請求項９の発明では、炭酸カルシウ
ム鉱物の溶出による酸排水の中性化反応は、化学理論上
の等量反応となるようなゆっくりとした反応であるか
ら、反応沈殿物を最小限に抑えることができる。したが
って、廃棄物を最小限に抑えることができる。

【００５５】また、請求項１０に記載の水処理装置は、
請求項９に記載の水処理装置において、上記所定の処理
を施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導入する手
段は、上記炭酸カルシウム鉱物槽からの中性に近づけら
れた液が導入され、木炭とプラスチック充填物を有し、
上記液を上記木炭とプラスチック充填物に循環させて上
記液を微生物処理した液を陽イオン水として上記イオン
交換樹脂槽に放出する微生物処理槽を備えていることを
特徴としている。

【００５６】したがって、請求項１０の発明によれば、
上記プラスチック製充填物と木炭に繁殖した微生物によ
って、上記液が含んでいる有機物を処理できる。また、
上記プラスチック製充填物の存在により、槽内の液循環
効率を向上させることができる。

【００５７】さらには、上記微生物処理槽で上記木炭を
触媒として、上記液が含有した過酸化水素を水と酸素ガ
スに分解できる。同時に、上記液中の有機物を上記木炭
で吸着できる。

【００５８】したがって、請求項１０の発明によれば、
還元剤としてのNaHSO₃などの薬品を使用して過酸化水素
を処理していた従来に比べて、処理水中の電気伝導度を
低下させることができ、超純水製造装置の原水にするこ
とができる。

【００５９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の形態例に
基づいて詳細に説明する。

【００６０】〔第１例〕図１に、この発明の水処理装置
の第１例を示す。この第１例は、水処理装置であって、
第１水槽１と第２水槽２と第３水槽３と第４水槽４と第
５水槽５とイオン交換樹脂設備２６と逆浸透膜設備２７
とを備えている。

【００６１】上記第１水槽１は、撹拌手段としての散気
管８を有しており、半導体工場からのアルカリ排水が導
入される。散気管８はブロワー１０に接続されている。
また、この第１水槽１の上端には、導入エアーリフトポ
ンプ１５が固定されている。この第１水槽１は、後述す
るようにアニオン樹脂再生曝気槽の機能を有する。

【００６２】この第１水槽１に隣接して第２水槽２が設
けられている。この第２水槽２には、第１水槽１からの
処理水が導入される。この第２水槽２は、傾斜した底２
ａを有している。また、第２水槽２は、上下方向の略中
間に曝気撹拌手段としての散気管１１を有している。散
気管１１はブロワー１０に接続されている。また、この
第２水槽２内には、返送エアーリフトポンプ１２の入口
端部１２Ａが固定されており、この入口端部１２Ａは、
底２Ａの最低部に向かって開口している。この入口端部
１２Ａは、エアー導入手段としての散気管１３を有して
おり、散気管１３はブロワー１０に接続されている。こ
の第２水槽２からの処理水は、図示しない所定の排水処
理装置に導入されて排水処理されることになる。

【００６３】上記返送エアーリフトポンプ１２は、上記
第２水槽２から上方に延びており、上方に開口している
上開口端１２Ｂを有している。また、上記ポンプ１２
は、上記開口端１２Ｂのやや下方から図中右方に延在し
ている横延在部１２Ｃを有している。この横延在部１２
Ｃは、図中左から右に向かってやや下り坂になってい
る。そして、この横延在部１２Ｃは、第３水槽３の上方
で下方に屈曲して第３水槽３の上端に達している。

【００６４】一方、上記導入エアーリフトポンプ１５
は、上記第１水槽１の上端から上方に向かって延びてい
て、上記返送エアーリフトポンプ１２よりも上で右横に
屈曲している。そしてさらに、このエアーリフトポンプ
１５は左から右に向かってやや上り坂を形成しながら延
在しており、上記第４水槽４の上方で下方に屈曲してい
る。この下方屈曲部分は上方に延びていて上方に開口し
ている開口部１５Ａを有している。そして、上記エアー
リフトポンプ１５の下端部１５Ｂは、第４水槽４の傾斜
底４ａの最底端４ａ-１に向かって開口している。

【００６５】上記第３水槽３は、散気管１６を有してお
り、陰イオンとしてのＦ^-やＳＯ₄ ^2-を含んでいるアニオ
ン排水が導入される。散気管１６は、ブロワー２３に接
続されている。この第３水槽３には、イオン交換樹脂と
してのアニオン樹脂２１が導入されている。また、この
第３水槽３は、膜フィルター部１７を備えている。この
膜フィルター部１７は、横方向に並べられた複数の限外
濾過膜や精密濾過膜を有し、この膜フィルター部１７を
通過した処理水は、ポンプ２０で汲み上げられて、第５
水槽５に導入させるようになっている。

【００６６】この第３水槽３からのアニオン樹脂２１を
含んでいるアニオン排水は、隔壁Ｗの流出管(図示せず)
から、第４水槽４に導入される。そして、この第４水槽
４の最底端４ａ-１に開口しているエアーリフトポンプ
１５の下端部１５Ｂ内にはエアー導入手段としての散気
管２２が配置されている。この散気管２２はブロワー２
３に接続されている。

【００６７】一方、上記第３水槽３から上記第５水槽５
に導入された処理水は、ポンプ２４に汲み上げられて、
イオン交換樹脂設備２６に導入され、さらに、逆浸透膜
設備２７に導入される。このイオン交換樹脂設備２６と
逆浸透膜設備２７とが１次純水製造装置２８を構成して
いる。

【００６８】上記構成の水処理装置は、まず、上記アニ
オン樹脂再生曝気槽としての第１水槽１にアルカリ排水
が導入される。このアルカリ排水は、導入エアーリフト
ポンプ１５で第１水槽１に導入されたアニオン樹脂２１
を、再生する役割を果たす。つまり、上記アルカリ排水
は、上記アニオン樹脂２１が交換した陰イオンを追い出
して、アニオン樹脂２１のイオン交換能力を回復させ
る。このイオン交換能力が回復されたアニオン樹脂２１
は、隣接する第２水槽(第１沈澱槽)２に導入されて下降
し、傾斜した底２ａに沿って最低部２ａ-１に至る。こ
の最低部２ａ-１に達したアニオン樹脂２１は、返送エ
アーリフトポンプ１２の入口端部１２Ａから吸い込まれ
て、エアー３０と一緒に上方に移動する。このエアー３
０は、上記上開口端１２Ｂから放出される。一方、上記
アニオン樹脂２１は横延在部１２Ｃに沿って下り坂を下
り、さらに下降して、第３水槽３の上方から第３水槽３
内に返送される。この第３水槽３に返送されたアニオン
樹脂２１は、散気管１６で撹拌されているアニオン排水
から陰イオン(Ｆ^-やＳＯ₄ ^2-)を交換的に除去する。そし
て、この陰イオンが除去されたアニオン排水は、膜フィ
ルター１９を経由してポンプ２０で汲み上げられて、第
５水槽５に導入される。

【００６９】一方、上記第３水槽３の隔壁Ｗの流出管
(図示せず)から隣接する第４水槽４に達した使用済みア
ニオン樹脂２１は傾斜底４ａに沿って下降して最底端４
ａ-１に至る。すると、このアニオン樹脂２１は、エア
ーリフトポンプ１５の下端部１５Ｂに吸い込まれて、エ
アー３０と一緒に上方に移動する。そして、エアー３０
は上方の開口部１５Ａから放出される。一方、上記アニ
オン樹脂２１は、右から左に向かってエアーリフトポン
プ１５の下り坂を下り、さらに、第１水槽１の上方で垂
直に下降して、第１水槽１に至る。そして、第１水槽１
に到達したアニオン樹脂２１は、上述したように、アル
カリ排水によって再生される。

【００７０】そして、上記第５水槽５に導入されたアニ
オン排水は被処理水として、超純水製造装置２８のイオ
ン交換樹脂設備２６に導入されて、さらに、イオン交換
処理される。そして、上記処理水は、さらに逆浸透膜設
備２７を通って、１次純水として取り出される。

【００７１】このように、この第１例によれば、第３水
槽３において、アニオン樹脂２１でもってアニオン排水
からＦ^-やＳＯ₄ ^2-を交換的に除去し、かつ、この使用済
みのアニオン樹脂２１をエアーリフトポンプ１５で第１
水槽１に導入して、アルカリ排水でアニオン樹脂２１を
再生する。そして、この再生したアニオン樹脂２１を、
エアーリフトポンプ１２でもって第３水槽３に返送し
て、再びイオン交換処理させる。したがって、この第１
例は、第１水槽１での半導体工場からのアルカリ排水の
中和処理工程に、アニオン樹脂２１の再生処理工程を兼
ねさせている。つまり、この第１例では、アルカリ排水
の処理とアニオン樹脂２１の再生処理とを同時に実行す
ることができる。したがって、この第１例によれば、濃
厚アルカリ排水と希薄アルカリ排水との混合アルカリ排
水を、多種の薬品を添加することなく超純水製造設備２
８の原水として利用することができる。

【００７２】また、この第１例によれば、上記イオン交
換樹脂設備２６で使用済みとなったイオン交換樹脂を第
３水槽３に導入して再利用することができるから、産業
廃棄物量を低減させることができる上に、廃棄物の処理
コストを低減させることができる。

【００７３】尚、上記第１水槽１では、アニオン樹脂２
１を再生したときに、アニオン樹脂２１からのアニオン
を排水に含有させることになるが、アニオン濃度は低
く、その後の排水処理工程で除去されることになるから
問題はない。また、この第１例では、アルカリ排水によ
ってアニオン樹脂２１を再生したが、酸排水によってカ
チオン樹脂を再生するようにしてもよいことは言うまで
もない。この第１例は、半導体製造工場からの酸排水や
アルカリ排水は、酸やアルカリ物質以外の不純物は少な
いことに着目し利用している。

【００７４】〔第２例〕次に、図２にこの発明の水処理
装置の第２例を示す。この第２例は、半導体工場から大
量に発生する酸排水を処理して超純水製造装置で利用で
きるようにするものである。より詳しくは、この第２例
は、半導体工場からの業者引き取り酸排水と、濃厚
酸排水と、希薄酸排水とを混合した排水(以下、酸排水
と記す。)を超純水製造装置の原水に再利用するものであ
る。この第２例は、Ｈ₂Ｏ₂や有機物までも処理すること
が可能な例である。この第２例は、炭酸カルシウム鉱物
を用いて酸排水を処理して比較的水質の良い処理水を得
ている。

【００７５】図２に示すように、この第２例は、第１水
槽４１と第２水槽４２と第３水槽４３と第４水槽４４と
第５水槽４５と第６水槽４６と第７水槽４７と第８水槽
４８と第９水槽４９と第１０水槽５０と第１１水槽５１
を備えている。また、この第２例は、濃縮槽５２とフィ
ルタープレス５３を備えている。さらに、この第２例
は、イオン交換樹脂設備５４と逆浸透膜設備５５を有す
る１次純水製造装置５６を備えている。

【００７６】上記第１水槽４１は、底部に散気管５７を
有し、この散気管５７は第１ブロワー５８に接続されて
いる。この第１水槽４１には、半導体工場からの酸排水
が導入されるようになっている。この第１水槽４１に隣
接して第２水槽４２が配置されている。この第２水槽４
２は傾斜底４２ａを有している。また、この第２水槽４
２の上下方向の略中間には、撹拌手段としての散気管５
９が配置されている。この散気管５９は、第１ブロワー
５８に接続されている。そして、この第２水槽２内に
は、エアーリフトポンプ６１の入口端部６１Ａが固定さ
れている。この入口端部６１Ａは、第２水槽４２の傾斜
底４２ａの最低部４２ａ-１に向かって開口している。
また、この入口端部６１Ａ内には、空気導入手段として
の散気管６２が配置されている。この散気管６２は、上
記第１ブロワー５８に接続されている。

【００７７】上記エアーリフトポンプ６１は、上記入口
端部６１Ａから真っすぐ上方に向かって延在しており、
最上部は上方に向かって開口している開口端６１Ｂにな
っている。また、このエアーリフトポンプ６１は、開口
端６１Ｂの少し手前から横方向に延在している横部６１
Ｃを有し、横部６１Ｃの端は第９水槽４９の上方に達し
ている。この横部６１Ｃは第２水槽４２から第９水槽４
９に向かってわずかに下り坂になっている。そして、エ
アーリフトポンプ６１は、横部６１Ｃの端から下方に向
かって延びており、第９水槽４９に達している。

【００７８】上記第２水槽４２の隣には所定の間隔を隔
てて、第３水槽４３が配置されている。この第３水槽４
３には、第２水槽４２からの被処理水が導入されるよう
になっている。この第３水槽４３は、底部に曝気撹拌手
段としての散気管６３が配置されている。この散気管６
３は第２ブロワー７２に接続されている。この散気管６
３の上方には、格子板６４が固定されている。この格子
板６４の上には、粒径約１０ミリメートルの大粒の炭酸
カルシウム鉱物６５が積み重ねられている。この第３水
槽４３に隣接し、かつ密着されて第４水槽４４が配置さ
れている。この第４水槽４４の底部は先細の円錐形状に
なっており、最低部４４Ａは配管でもって濃縮槽５２に
接続されている。

【００７９】そして、この第４水槽４４に所定の間隔を
隔てて隣接する位置に、第５水槽４５が配置されてい
る。この第５水槽４５は、底部に散気管６６が配置され
ている。この散気管６６は、第３ブロワー６９に接続さ
れている。そして、この散気管６６の上方には、格子板
６７が固定されている。この格子板６７上には粒径約５
ミリメートルの小粒の炭酸カルシウム鉱物６８が積み重
ねられている。また、この第５水槽４５に隣接かつ密着
して第６水槽４６が配置されている。この第６水槽４６
は、先細円錐形状の底部４６Ａを有している。この底部
４６Ａは、配管を介して濃縮槽５２に接続されている。

【００８０】上記第６水槽４６に隣接して所定の間隔を
隔てて第７水槽４７が配置されている。この第７水槽４
７は、上段濡れ部４７Ａと下段浸漬部４７Ｂを有してい
る。下段浸漬部４７Ｂは、底部の散気管７０と、第１接
触循環部４７Ｂ‐１とその隣の第２接触循環部４７Ｂ‐
２を有している。底部の散気管７０は第４ブロワー７１
に接続されている。上記第１接触循環部４７Ｂ‐１は、
格子板７３上に交互に積み重ねられたプラスチック充填
物７５と木炭７６を有している。また、上記第２接触循
環部４７Ｂ‐２は、格子板７７上に交互に積み重ねられ
たプラスチック充填物７８と木炭８０を有している。ま
た、上記上段濡れ部４７Ａは、格子板８１とその上に交
互に積み重ねられたプラスチック充填物８２と木炭８３
を有している。また、この第７水槽４７は、下端開口部
８５Ａが上記第２接触循環部４７Ｂ‐２の最低部に隣接
しているエアーリフトポンプ８５を有している。このエ
アーリフトポンプ８５は、上記下端開口部８５Ａ内にエ
アー導入手段としての散気管８６を有している。そし
て、このエアーリフトポンプ８５は、下端開口部８５Ａ
から上方に延在しており、上記上段濡れ部４７Ａよりも
上で略水平に屈曲して水平方向に延在している。この水
平方向に延在している部分８５Ｂは散水管８７を構成し
ており、下側部分に複数の穴が形成されている。

【００８１】上記第７水槽４７につながるように隣接し
て第８水槽４８が配置されている。この第８水槽４８に
は上記第７水槽４７からの被処理水が導入される。ま
た、この第８水槽４８の底部４８Ａは第７水槽４７の底
部４７Ｄにつながっており、底部４７Ｄに向かって下り
坂になっている。また、上記第７水槽４７の底部４７Ｄ
も上記底部４８Ａと同じように傾斜している。この傾斜
した底部４７Ｄと４８Ａは、この底部４７Ｄ,４８Ａに
向かって下降してきた下降物を底部の散気管７０に導
き、この下降物を散気管７０から吹き出す空気と一緒に
上方に対流させる役割を有している。

【００８２】上記第８水槽４８に隣接して所定の間隔を
隔てて第９水槽４９が配置されている。この第９水槽４
９は、底部に散気管８８を有している。この散気管８８
は、第５ブロワー９０に接続されている。また、上記第
９水槽４９は、上部に膜フィルター部９１を有してい
る。この膜フィルター部９１は、横方向に配列されてい
る複数の限外濾過膜または精密濾過膜を有している。こ
こでは、水中に配置した限外濾過膜や精密濾過膜を用い
たが、この他膜フィルタとして逆浸透膜を使用すること
も可能である。この複数の限外濾過膜または精密濾過膜
は上下に対向している２つのパイプに取り付けられてい
る。この膜フィルター部９１には膜フィルター用ポンプ
９２が接続されており、このポンプ９２の駆動によっ
て、膜フィルター部９１を通過させられた処理水を、第
１１水槽５１に導入できるようになっている。また、こ
の第９水槽４９の最上部には、前述の返送エアーリフト
ポンプ６１の出口部６１Ｄが接続されている。この出口
部６１Ｄから、再生されたカチオン樹脂９３が第９水槽
４９に導入される。

【００８３】この第９水槽４９に隣接かつ密着して第１
０水槽５０が配置されている。この第１０水槽５０は、
第９水槽４９から離れる方向に向かって下り坂になって
いる底５０Ａを有している。そして、この底５０Ａの最
下部近傍に、導入エアーリフトポンプ９５の入口端部９
５Ａが固定されている。この入口端部９５Ａ内には、空
気導入手段としての散気管９６が配置されている。この
散気管９６は、上記第５ブロワー９０に接続されてい
る。また、上記導入エアーリフトポンプ９５は、上記入
口端部９５Ａから真っすぐ上方に向かって延在してお
り、最も上の部分が開口部９５Ｂになっている。上記導
入エアーリフトポンプ９５は、開口部９５Ｂのやや手前
で横方向に屈曲して、第１水槽４１に向かってやや下り
坂で延びている。上記導入エアーリフトポンプ９５は、
下り坂部９５Ｃの端で下方に屈曲して下方に延在してお
り、この下方延在部９５Ｄの下端出口は上記第１水槽４
１の最上部に固定されている。

【００８４】一方、上記第９水槽４９から上記第１１水
槽５１に導入された処理水は、処理水ポンプ９８によっ
て１次純水製造装置５６に導入されるようになってい
る。上記第１１水槽５１からの処理水は、イオン交換樹
脂設備５４でイオン交換処理された後、逆浸透膜設備５
５に導入されて濾過される。この１次純水製造装置５６
を経た処理水は、１次純水として、またその後の２次純
水製造装置によって処理され、超純水として半導体工場
で再利用されることになる。

【００８５】上記構成の水処理装置は、まず、第１水槽
４１に、半導体工場からの酸排水が導入される。同時
に、この第１水槽４１には、導入エアーリフトポンプ９
５からのカチオン樹脂９３が導入される。このカチオン
樹脂９３は、上記第９水槽４９で処理水に対するイオン
交換を行ったために、使用済みである。従って、このカ
チオン樹脂９３は、陽イオンとしてのカルシウムイオン
Ｃa⁺⁺を含んでいる。そして、この第１水槽４１に導入
されたカチオン樹脂９３は、散気管５７による曝気状態
で上記酸排水と反応し、カチオン樹脂９３のカルシウム
イオンは遊離する(Ｃa-カチオン樹脂＋２Ｈ⁺→Ｃa⁺⁺＋
２Ｈ-カチオン樹脂)。これにより、上記カチオン樹脂９
３は再生する。そして、遊離したカルシウムイオンは、
酸排水中のフッ素イオンと効率良く反応して、フッ化カ
ルシウムが形成される。

【００８６】半導体工場においては、電子工業用の高品
質のフッ酸や硫酸を使用してウエハを洗浄し、続いてウ
エハを超純水で洗浄した排水が酸排水として工場から排
出されている。したがって、半導体工場からの酸排水
は、比較的きれいな排水であると言える。一方、従来、
カチオン樹脂再生のために用意される塩酸や硫酸といえ
ども工業用の品質レベルであるから、上記フッ酸や硫酸
に由来する酸排水は、カチオン樹脂のための再生薬品と
して十分に機能する。

【００８７】また、上記散気管５７が空気を吹き出し
て、上記酸排水とカチオン樹脂９３とを充分に撹拌して
接触させるから、上記遊離したカルシウムイオンと上記
フッ素由来のフッ素イオンとを効率良く反応させること
ができる。

【００８８】次に、上記処理された排水である被処理水
は、上記再生されたカチオン樹脂９３と一緒に、隣接す
る第２水槽４２に流入する。この第２水槽４２では、散
気管５９が上下方向の略中間で比較的少ない空気量で曝
気している。したがって、この第２水槽４２内では、比
重が比較的大きなカチオン樹脂９３は沈降する一方、微
細で沈降性が悪いフッ化カルシウムは沈降せずに、上記
処理水と一緒に次の第３水槽４３に導入される。

【００８９】一方、上記カチオン樹脂９３は、傾斜底４
２ａに沿って下降して、自動的に返送エアーリフトポン
プ６１の入口端部６１Ａに至る。すると、このカチオン
樹脂９３は、上記入口端部６１Ａから吸い込まれて、散
気管６２から吹き出す空気と一緒に上昇する。そして、
上記空気は開口端６１Ｂから排出される一方、上記再生
されたカチオン樹脂９３は、横部６１Ｃに流入する。そ
して、このカチオン樹脂９３は、このやや下り坂の横部
６１Ｃに沿って進行し、この横部６１Ｃの突き当たりで
下降させられる。そして、上記再生されたカチオン樹脂
９３は上記第９水槽４９に戻される。このように、上記
カチオン樹脂９３は、上記第１水槽４１で酸排水と反応
することによって、酸排水の処理と自分自身の再生とを
同時に行うことになる。更に、この再生されたカチオン
樹脂９３は、第９水槽４９に返送されて、処理水の陽イ
オンを交換的に除去する。つまり、この第２例によれ
ば、カチオン樹脂９３の再生とカチオン樹脂９３による
排水処理を同時進行させることができる。したがって、
排水処理の高効率化を図ることができる。また、上記カ
チオン樹脂９３として、超純水製造装置５６のイオン交
換樹脂設備５４で使用済みとなったイオン交換樹脂を用
いることによって、使用済みイオン交換樹脂を廃棄物に
することなく、排水処理に有効利用することができる。
同時に、廃棄物量を減らすことができるから、廃棄物の
廃棄費用を減らすことができる。

【００９０】また、この第２例によれば、カチオン樹脂
９３をエアーリフトポンプ６１と９５でもって槽間移動
させているから、この移動時にカチオン樹脂９３が傷つ
けられることがない。また、上記エアーリフトポンプ６
１と９５は、カチオン樹脂９３の移動方向に向かって下
り坂になっているから、カチオン樹脂９３の流れがスム
ーズになる。

【００９１】一方、上記第２水槽４２からの被処理水
は、第３水槽４３に流入する。この被処理水中の未反応
のフッ素イオンは、第３水槽４３(第１反応槽)に充填し
てある炭酸カルシウム鉱物６５から溶出するカルシウム
イオンと反応して結合し、フッ化カルシウムになる。更
に、炭酸カルシウムの存在により硫酸の中和も行える。
上記炭酸カルシウム鉱物６５は、散気管６３から噴出さ
れたエアによって曝気されているから、カルシウムイオ
ンの溶出が促進される。また、上記第２水槽４２から上
記第３水槽４３に導入される被処理水は、ＰＨが４以下
の酸性である。従って、上記炭酸カルシウム鉱物６５と
して直径が約１ｃｍ程度の比較的大径のものを使用する
事と曝気空気量を適性に維持する事によって、カルシウ
ムイオンの溶出時に炭酸カルシウム鉱物６５同士が互い
に溶着してしまうことを回避している。尚、この第２例
では、上記炭酸カルシウム鉱物６５として天然の石灰岩
を粉砕したものを用いたが、重質炭酸カルシウムを用い
てもよく、寒水石と呼ばれる商品を使用してもよい。

【００９２】また、この第３水槽４３の格子板６４は、
上下方向の投影面積が左右方向の投影面積よりも格段に
小さいものであるので、散気管６３からの曝気空気は、
格子板６４を容易に通過することができる。また、上記
格子板６４は、比較的大きな強度を有しており、比較的
重量が大きな炭酸カルシウム鉱物６５を支持できるよう
になっている。

【００９３】この第３水槽４３で処理された被処理水
は、次に第４水槽４４に流入する。この第４水槽４４で
は、上記被処理水は固液分離され、固体としてのフッ化
カルシウムが底部４４Ａに沈殿する。この沈殿したフッ
化カルシウムは、上記底部４４に接続されている管を経
由して濃縮槽５２に導入される。一方、この第４水槽４
４での上澄液は、つづいて第５水槽(第２反応槽)４５に
流入する。この第５水槽４５では、処理水中の未反応の
フッ素イオンが、炭酸カルシウム鉱物６８から溶出した
カルシウムイオンと反応してフッ化カルシウムが生成す
る。この第５水槽４５が有する炭酸カルシウム鉱物６８
の直径は約０.５ｃｍ程度であるので、第３水槽４３に
比べて第５水槽４５の方がフッ化カルシウムが生成する
反応性が高い。したがって、この第５水槽４５は、処理
水中のフッ素イオン濃度をさらに低下させることができ
る。

【００９４】このように、上記第５水槽４５でフッ素イ
オン濃度が一層低下させられた被処理水は、次に、第６
水槽４６に流入する。そして、この第６水槽４６では、
ろうと形状の底部４６Ａに沈殿物が沈殿する。この沈殿
物は、底部４６Ａに接続された管を経由して、濃縮槽５
２に導入される。この濃縮槽５２に導入された沈殿物
は、濃縮されてから次のフィルタープレス６３に導入さ
れて脱水処理される。このフィルタープレス６３では、
フィルタープレスの方式によっても多少異なるが、一般
に含水率６５％以下のケーキが得られる。

【００９５】一方、上記第６水槽４６での上澄液は被処
理水として、隣接する第７水槽４７に流入する。この第
７水槽４７は、過酸化水素分解槽として機能する。この
第７水槽４７では、上記被処理水は、まず、下段浸漬部
４７Ｂの第１接触循環部４７Ｂ‐１で散気管７０によっ
て曝気撹拌される。そして、上記被処理水は木炭７６と
プラスチック充填物７５に接触し、上記被処理水が含ん
でいる過酸化水素は上記木炭７６によって分解される。
また、有機物はプラスチック充填物７５に繁殖している
微生物によって分解される。

【００９６】続いて、上記被処理水は隔壁Ｗ１０で隔て
られた隣接の第２接触循環部４７Ｂ‐２に流入し、木炭
８０とプラスチック充填物７８に接触しながら反応し
て、被処理水中の過酸化水素が分解される。この過酸化
水素は木炭８０を触媒として水を酸素ガスとに分解され
る。

【００９７】続いて、上記被処理水は格子板７７を通り
抜けて、一部が上記第１接触循環部４７Ｂ‐１に戻り、
別の一部はエアーリフトポンプ８５の下端開口部８５Ａ
に達する。この開口部８５Ａに達した被処理水は、散気
管８６から吹き出す空気と一緒に上方に移動させられ
る。そして、上段濡れ部４７Ａに至った処理水は、散水
管８７の複数の穴から散水されて落下し、上段濡れ部４
７Ａを濡らす。上記被処理水は、上段濡れ部４７Ａに充
填された木炭８３とプラスチック充填物８２とを濡らし
ながら重力にしたがって下降する。このときに、上記被
処理水が含んでいる過酸化水素は、上記木炭８３を触媒
として、また、散水による気液の接触によって、より効
率的に分解される。

【００９８】このように、この第７水槽４７に導入され
た被処理水は、第１接触循環部４７Ｂ‐１と第２接触循
環部４７Ｂ‐２と上段濡れ部４７Ａとを循環しながら、
過酸化水素が分解される。尚、上記プラスチック充填物
７５,７８,８２としては、ラシヒリングや、ベルルサド
ルや、インタロックサドルや、テラレットや、ポールリ
ング等を選定すればよい。これらのプラスチック充填物
は多数の通気,通水部分を含んでいるから、被処理水が
移動し易い。したがって、特に上段濡れ部４７Ａにおい
て上端から下端に亘って処理水を均等に分布させること
ができる。したがって、木炭を触媒とする過酸化水素の
分解および気液の接触による過酸化水素の分解を促進で
きる。なお、この第２例では、第７水槽４７がエアーリ
フトポンプ８５を備えたが、エアーリフトポンプ８５に
替えて、通常使用されているポンプを備えてもよい。も
っとも、エアーリフトポンプ８５を備えた場合には、比
較的少ない動力費で多量の被処理水を移動させることが
できるという利点がある。また、エアーリフトポンプ８
５を使用した場合には被処理水を好気的に維持できるか
ら、好気性の微生物が繁殖し易くすることができる。し
たがって、特に、上段濡れ部４７Ａで好気性微生物が良
く繁殖し、この好気性微生物によって被処理水中の有機
物を効率良く処理することができる。

【００９９】この第７水槽４７では、下部の第１接触循
環部４７Ｂ‐１と第２接触循環部４７Ｂ‐２とで、被処
理水の過酸化水素が処理されるから、上段の濡れ部４７
Ａの木炭８３には微生物が繁殖し易い。排水(被処理水)
中の過酸化水素濃度が低濃度の場合は、時間の経過につ
れて上段濡れ部４７Ａだけでなく第１接触循環部４７Ｂ
‐１および第２接触循環部４７Ｂ‐２に充填した木炭７
６および８０にも過酸化水素資化菌が繁殖して有機物の
処理をする。この過酸化水素資化菌とは低濃度の過酸化
水素に馴れた微生物である。木炭７６と８０は微生物に
とっての微生物固定化担体であり、木炭の表面に生物膜
が形成される。したがって、第１接触循環部４７Ｂ‐１
に別の生物処理場から発生する余剰汚泥つまり生物膜汚
泥を投入した場合には、上記微生物固定化担体である木
炭７６,８０に生物膜を速やかに形成させることができ
る。また、上記第１接触循環部４７Ｂ‐１に定期的に生
物膜汚泥を投入すれば、目的とする生物膜を常時確保す
ることができる。そして、上記被処理水中の有機物は、
上段濡れ部４７Ａの木炭８３の表面に繁殖した微生物と
第１接触循環部４７Ｂ‐１の木炭７６の表面に繁殖した
微生物と第２接触循環部４７Ｂ‐２の木炭８０の表面に
繁殖した微生物とによって処理される。

【０１００】また。第１接触循環部４７Ｂ‐１と第２接
触循環部４７Ｂ‐２に充填する木炭７６と８０として
は、比重が１より大きく水中に埋没する備長炭を選定し
た。備長炭は有機物を吸着する作用があり、上記備長炭
つまり木炭７６と８０に吸着された前記有機物は木炭７
６,８０の内部に繁殖した微生物によって処理される。
上記微生物が繁殖した木炭７６,８０は一般的には活性
木炭と呼ぶこともできる。

【０１０１】次に、上記第７水槽４７から第８水槽４８
に被処理水が流入し、この流入処理水の上澄液が次の第
９水槽４９に導入される。この第９水槽４９はカチオン
樹脂ばっ気槽であって、第１水槽４１で酸排水によって
再生されたカチオン樹脂９３がエアーリフトポンプ６１
を通って連続的に返送されている。この第９水槽４９で
は、被処理水は散気管８８によって撹拌,曝気される。
ここで、上記被処理水は炭酸カルシウム鉱物由来のカル
シウムイオンを含んでいるから、カチオン樹脂９３は上
記被処理水からカルシウムイオンを交換的に除去する。
ここで、散気管８８から吐出する空気は、膜フィルター
部９１を洗浄するだけでなく、排水中のカルシウムイオ
ンとカチオン樹脂との置換交換を促進する役目も果たし
ている。

【０１０２】上記カルシウムイオンが除去された被処理
水は、ポンプ９２の吸引によって膜フィルター部９１を
通過させられる。この膜フィルター９１は、上記被処理
水からカチオン樹脂９３や、第８水槽(沈澱槽)４８で沈
殿しなかった微細な浮遊している微生物や反応物(例え
ば微細で沈殿しないフッ化カルシウム)を濾過する。も
っとも、この浮遊微生物は第９水槽４９で曝気されてい
るので、時間経過にしたがって消化されて消滅して行
く。

【０１０３】ところで、現時点において、槽内に設置す
る液中膜(膜フィルター)としての商品は具体的には、限
外濾過膜と精密濾過膜しか存在していない。膜フィルタ
ーとして、逆浸透膜を採用する場合は、逆浸透膜自体を
カチオン樹脂曝気槽である第９水槽４９内に設置せず槽
外に設置する必要がある。槽内に設置する液中型の逆浸
透膜は現在のところ存在していない。槽内に設置する液
中膜としての限外濾過膜としては、具体的１例として株
式会社クボタのＮＦシリーズがある。また、精密濾過膜
としては具体的１例として三菱レイヨン株式会社のステ
ラポアがある。それらは現時点での具体例であり、この
発明は当然のことながらメーカーと品種を上記したもの
に指定するものではない。逆浸透膜としては、酢酸セル
ロース系スパイラル型で運転圧力１０〜２５kg／cm²の
ものを選定すれば特にメーカーと品種が指定されるもの
ではない。なお、上記３種の分離膜のうち、逆浸透膜の
濾過精度が最も高く、２番目に濾過精度が高いのが限外
濾過膜であり、３番目に濾過精度が高いのが精密濾過膜
である。逆浸透膜はイオン低分子領域まで濾過可能であ
るが、限外濾過膜と精密濾過膜とはイオン低分子領域ま
では濾過できない。限外濾過膜は微粒子，バクテリア，
ウイルスのすべてとコロイド領域の溶存有機物の一部ま
で除去できる。また、精密濾過膜は、微粒子，バクテリ
ア，ウイルスの一部とコロイド領域の溶存有機物の一部
まで除去できる。

【０１０４】膜フィルター部９１はこの例では限外濾過
膜で構成したが、膜フィルター部９１を精密濾過膜で構
成してもよく逆浸透膜で構成してもよい。また、膜フィ
ルター部９１を限外濾過膜と逆浸透膜とを組み合わせて
構成してもよい。この組み合わせによれば、処理水の水
質向上に役立つことは言うまでも無い。

【０１０５】また、この第９水槽４９では、膜フィルタ
ー部９１は、散気管８８からの曝気空気によって常時洗
浄されているから、目詰まりを防ぐことができ、目詰ま
りに起因する処理水量の減少を最小限度に抑えることが
できる。また、膜フィルター部９１での目詰まりが予想
される被処理水を処理する場合には、膜フィルター用ポ
ンプ９２をタイマーでオンオフ運転して、膜フィルター
部９１で間欠濾過するようにすればよい。この間欠運転
によって、目詰まりを最小限に抑えることができるか
ら、濾過水量の減少を最小限度に抑えることができる。

【０１０６】図１に示す様に、膜フィルター部９１は、
上下のパイプ(または板)の間に左右方向に所定の間隔を
隔てて複数枚配列された限外濾過膜を有している。な
お、上記限外濾過膜に替えて精密濾過膜としてのステラ
ポアを備えている場合には、このステラポアは精密中空
糸膜フィルターであり、板状ではなく糸状である。よっ
てこの場合には、膜フィルター部は、所定の間隔を隔て
て糸が複数配列されている構造になる。

【０１０７】膜フィルター部９１としては、上記したよ
うに限濾過膜の他に精密濾過膜や逆浸透膜を使用しても
よく、その選定は、全体的な水処理装置システムの中で
の１次純水製造装置５６の最終的な目的水質に応じて決
定すれば良い。全体的なシステムの中で、メンテナンス
上で特に重要なことは、上記膜フィルター部９１の表面
を空気によって常に洗浄することである。

【０１０８】そして、膜フィルター用ポンプ９２によっ
て汲み上げられた処理水はポンプピットを構成する第１
１水槽５１に導入される。

【０１０９】一方、カルシウムイオンと置換交換したカ
チオン樹脂９３は、次の第１０水槽５０に流入し、下り
坂になっている底５０Ａに沿って下降して、エアーリフ
トポンプ９５の入口端部９５Ａから吸い込まれて、散気
管９６から導入されているエアと一緒に上方に移動す
る。さらに、上記カチオン樹脂９３は下り坂部９５Ｃと
下方延在部９５Ｄをスムースに傷つけられることなく通
過して第１水槽４１に導入される。そして、カチオン樹
脂再生曝気槽としての第１水槽４１において、カチオン
樹脂９３は酸排水によって再生され、繰り返し使用され
る。

【０１１０】また、ポンプピットとしての第１１水槽５
１に導入された処理水は処理水ポンプ９８によって汲み
上げられて、アニオン樹脂等が充填されたイオン交換設
備５４に導入される。このイオン交換樹脂設備５４で、
上記処理水はさらにイオン交換処理される。そして、カ
チオンイオンとアニオンイオンが処理された処理水は、
逆浸透膜設備５５に導入されて処理される。そして、最
終的に要求される超純水の水質によっては、この逆浸透
膜設備５５から放出された処理水は、図示しないさらな
る各種の設備を経由してより処理されて最終的に超純水
となる。

【０１１１】〔第３例〕次に、図３にこの発明の水処理
装置の第３例を示す。この第３例が、上記第２例と異な
っている点は、図２の第７水槽(過酸化水素分解槽)４７
と第８水槽(沈澱槽)４８と第４ブロワー７１を備えてい
ない点だけである。したがって、図３においては、図２
に示した構成部分と同じ構成部分には図２に記載された
番号と同じ番号を付した。

【０１１２】この第３例では、第６水槽４６からの処理
水は直接に第９水槽４９に流入する。この第３例は、工
場からの酸排水中に過酸化水素濃度が全く検出されない
か、あるいは過酸化水素水が検出されても極微量である
から過酸化水素水を処理する必要がない場合に使用され
る。

【０１１３】一般に半導体工場の場合、過酸化水素を含
有している排水を工場の生産装置の配管から単独で分別
できる。したがって、半導体工場によっては酸排水に過
酸化水素を混入させずに過酸化水素水だけを単独で処理
している工場もある。この様な半導体工場には、この第
３例の水処理装置が適合する。

【０１１４】したがって、この第３例の水処理装置によ
れば、上記過酸化水素を含有していない酸排水であれ
ば、第２例のような上段と下段に木炭とプラスチック製
充填物が充填されているバイオリアクター(第７水槽)を
使用することなく、１次純水製造設備５６の原水として
再利用することができるような高度処理水を得ることが
できる。

【０１１５】ただし、図３に示す第３例は、過酸化水素
や有機物を含有した排水を処理するには適していない。
その理由は、上述したように、第３例は木炭が全く使用
されていないので、微量の過酸化水素の処理能力が第２
例に比べて低いだけでなく、有機物の処理能力も第２例
に比べて低いからである。

【０１１６】

【実施例】次に、具体的な実施例を構築した。この実施
例は、図２に示した第２例の水処理装置において、第１
水槽(カチオン樹脂再生曝気槽)４１の容量を約０.６立
方メートルとした。また、第２水槽(再生カチオン樹脂
用第１沈澱槽)４の容量を約０.３立方メートルとした。
また、第３水槽(第１反応槽)４３の容量を約１.２立方
メートルとした。また、第４水槽(第２沈澱槽)４４の容
量を約０.４立方メートルとした。また、第５水槽(第２
反応槽)１０の容量を約１.２立方メートルとした。ま
た、第６水槽(第３沈澱槽)４６の容量を約０.４立方メ
ートルとした。また、第１接触循環部４７Ｂ‐１の容量
を約０.６立方メートルとした。また、第２接触循環部
４７Ｂ‐２の容量を０.４立方メートルとした。また、
上部の濡れ部(反応散水部)４７Ａの容量を０.５立方メ
ートルとした。また、第８水槽(第４沈澱槽)４８の容量
を０.２立方メートルとした。また、第９水槽(カチオン
樹脂曝気槽)４９の容量を０.６立方メートルとした。ま
た、第１０水槽(第５沈澱槽)５０の容量を０.４立方メ
ートルとした。また、カチオン樹脂(イオン交換樹脂)９
３の量は、第１,２水槽４１,４２の容量と第９,１０水
槽４９,５０の容量とを合計した容量の１０％程度とし
た。また、エアーリフトポンプ６１と９５による移送量
は排水処理量の３％程度とした。

【０１１７】したがって、上記第２水槽４２から第９水
槽４９への移送量である水処理量の３％分は、第２水槽
と第９水槽との間の排水処理槽を通らない未処理状態で
あるが、水処理量の９７％は上記水処理槽で処理され
る。したがって、排水全体としては処理されたことにな
る。

【０１１８】この実施例では、処理前に、ＰＨが２.９
であり、フッ素濃度が２０６ppmであり、電気伝導度が
１６００μs／cmであり、カチオンイオンの合計が６４p
pm、過酸化水素濃度が１１２ppm、ＴＯＣが１２ppm、Ｋ
ＭnＯ₄消費量が１１０ppmである酸排水を処理した。そ
の結果、処理後の排水はＰＨを７.２にでき、フッ素濃
度を１３ppmにでき、電気伝導度を３２０μs／cmにでき
た。また、カチオンイオンの合計を４０ppmにでき、過
酸化水素濃度を６ppm以下にできた。また、ＴＯＣを１p
pm以下にでき、ＫＭnＯ₄消費量を６ppm以下にできた。
このＫＭnＯ₄消費量は、純水製造に関する分析項目の一
つであって、主として有機物の量をＫＭnＯ₄の消費量で
表している。

【０１１９】ところで、図４に示した従来の酸排水処理
装置で、前記と同じ処理前の酸排水を処理した結果、処
理後の処理水は、ＰＨが７.５であり、フッ素濃度が１
４ppmであり、電気伝導度が１７８０μs／cmであった。
また、カチオンイオンの合計が８２０ppmであり、過酸
化水素濃度を６２ppmであり、ＴＯＣが９ppmであり、Ｋ
ＭnＯ₄消費量が８２ppmであった。

【０１２０】従って、この実施例によれば、上記従来例
に比べて、カチオンイオン濃度を約２０分の１に低下さ
せることができた。また、この実施例によれば、上記従
来例に比べて、過酸化水素濃度を約１０分の１に低下さ
せることができた。また、この実施例によれば、上記従
来例に比べて、ＴＯＣを約９分の１以下に低下させるこ
とができた。また、この実施例によれば、上記従来例に
比べて、ＫＭnＯ₄消費量を１３分の１以下にすることが
できた。すなわち、この実施例によれば、超純水装置に
供給できるような高度処理された処理水を得ることがで
きる。

【０１２１】尚、上記発明の実施の形態例では、炭酸カ
ルシウムを使用して排水を処理したが、消石灰を使用し
て排水を処理するようにしてもよい。ただし、この場
合、沈澱の為に凝集剤を用いるが、イオンになっている
凝集剤は膜フィルターで除去できずに、イオン交換樹脂
に付着する。このため、イオン交換樹脂によるイオン交
換効果は期待できなくなる。

【０１２２】また、上記第２例と第３例では、カチオン
樹脂を用いたが、アンモニア水等のアルカリ排水を処理
する場合には、アニオン樹脂を用いる。この場合、第３
水槽４３から第６水槽４６をアルカリを処理する処理水
槽にすればよい。

【０１２３】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１に記載の発明の水処理方法は、第１水槽にアルカリ水
または酸水を導入するステップと、イオン交換処理槽に
陰イオン水(陰イオン含有水)または陽イオン水(陽イオ
ン含有水)を導入して、この陰イオン水または陽イオン
水をアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂でイオン
交換処理して処理水を得るステップと、上記イオン交換
処理槽にあるアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂
を上記第１水槽に導入して、上記アルカリ水または酸水
でアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を再生する
ステップと、上記第１水槽で再生したアニオン交換樹脂
またはカチオン交換樹脂を上記イオン交換処理槽に返送
するステップとを備え、アニオン交換樹脂またはカチオ
ン交換樹脂を上記イオン交換処理槽と上記第１水槽との
間で循環させる。

【０１２４】したがって、請求項１の発明によれば、イ
オン交換樹脂槽でイオン交換に使用したイオン交換樹脂
を、第１水槽に導入されているアルカリ水または酸水に
よって再生する。しかも、この再生時に、上記アルカリ
水または酸水は、上記イオン交換樹脂によって中性に近
づけられる。言い換えれば、この請求項１の発明によれ
ば、イオン交換樹脂槽でのイオン交換樹脂の使用と、第
１水槽でのイオン交換樹脂の再生とを繰り返すことによ
って、第１水槽とイオン交換樹脂槽の両方においてイオ
ン交換樹脂を水処理に役立てることができる。従って、
この請求項１の発明によれば、イオン交換樹脂を水処理
のために最も効率良く役立てることができる。しかも、
イオン交換樹脂を廃棄物として処分する必要もないか
ら、廃棄物処理コストを削減することができる。従っ
て、請求項１の発明によれば、廃棄物量が少なくて、資
源を有効に利用でき、しかも、ランニングコストが低い
水処理方法を実現できる。

【０１２５】また、この請求項１の発明によれば、イオ
ン交換樹脂槽におけるイオン交換樹脂でイオン交換して
処理水を得る。このイオン交換樹脂槽から得られた処理
水は、イオン交換されているので電気伝導度が小さくな
っており、超純水製造装置の原水として使用できる。し
たがって、水の有効利用を図ることができる。

【０１２６】また、請求項２に記載の発明の水処理方法
は、請求項１に記載の水処理方法において、上記第１水
槽に導入するアルカリ水または酸水は、処理されるべき
アルカリ排水または酸排水であり、上記第１水槽で上記
アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を再生した後
のアルカリ排水または酸排水に所定の処理を施した被処
理水を上記イオン交換樹脂槽に導入する。

【０１２７】したがって、請求項２の発明によれば、第
１水槽でアルカリ排水または酸排水を、イオン交換樹脂
を再生するために有効に利用すると同時に、このアルカ
リ排水または酸排水をイオン交換樹脂を利用して中性に
近づけることができる。したがって、１つの処理で再生
と処理とを同時に実行することができる。したがって、
効率の良い水処理を行うことができる。

【０１２８】また、請求項２の発明によれば、アルカリ
排水または酸排水を処理する過程で生じた陰イオン水ま
たは陽イオン水を、イオン交換樹脂槽でイオン交換し
て、超純水製造装置の原水になる処理水を得ることがで
きる。したがって、請求項２の発明によれば、排水の再
利用効率を向上させることができる。

【０１２９】また、請求項３に記載の発明の水処理装置
は、アルカリ水または酸水が導入される第１水槽と、ア
ニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を有し、陰イオ
ン水または陽イオン水が導入され、この陰イオン水また
は陽イオン水を上記アニオン交換樹脂またはカチオン交
換樹脂でイオン交換処理して処理水を得るイオン交換処
理槽と、上記イオン交換処理槽にあるアニオン交換樹脂
またはカチオン交換樹脂を上記第１水槽に導入するイオ
ン交換樹脂導入手段と、上記第１水槽でアルカリ水また
は酸水によって再生されたアニオン交換樹脂またはカチ
オン交換樹脂を上記イオン交換処理槽に返送するイオン
交換樹脂返送手段と、上記第１水槽で上記アニオン交換
樹脂またはカチオン交換樹脂を再生した後のアルカリ水
または酸水が導入され、このアルカリ水または酸水に所
定の処理を施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導
入する手段とを備えている。

【０１３０】したがって、請求項３の発明によれば、イ
オン交換樹脂槽でイオン交換に使用したイオン交換樹脂
を、第１水槽に導入されているアルカリ水または酸水に
よって再生する。しかも、この再生時に、上記アルカリ
水または酸水は、上記イオン交換樹脂によって中性に近
づけられる。言い換えれば、この請求項３の発明によれ
ば、イオン交換樹脂槽でのイオン交換樹脂の使用と、第
１水槽でのイオン交換樹脂の再生とを繰り返すことによ
って、第１水槽とイオン交換樹脂槽の両方においてイオ
ン交換樹脂を水処理に役立てることができる。従って、
この請求項３の発明によれば、イオン交換樹脂を水処理
のために最も効率良く役立てることができる。しかも、
イオン交換樹脂を廃棄物として処分する必要もないか
ら、廃棄物処理コストを削減することができる。したが
って、請求項３の発明によれば、廃棄物量が少なくて、
資源を有効に利用でき、しかも、ランニングコストが低
い水処理装置を実現できる。

【０１３１】また、この請求項３の発明によれば、イオ
ン交換樹脂槽でイオン交換樹脂でイオン交換して処理水
を得る。このイオン交換樹脂槽から得られた処理水は、
イオン交換されているので電気伝導度が小さくなってお
り、超純水製造装置の原水として使用できる。したがっ
て、水の有効利用を図ることができる。

【０１３２】また、請求項３の発明によれば、第１水槽
でイオン交換樹脂を再生した後のアルカリ水または酸水
に所定の処理を施した処理水を、イオン交換処理槽に導
入してイオン交換し、超純水製造装置の原水になる処理
水を得ることができる。したがって、請求項３の発明に
よれば、アルカリ水または酸水に所定の処理を施してか
ら、イオン交換して超純水製造装置の原水にできる。し
たがって、排水の再利用効率を向上させることができ
る。

【０１３３】また、請求項４に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽は、
アルカリ水または酸水としてのアルカリ排水または酸排
水が導入される。

【０１３４】従って、請求項４の発明によれば、第１水
槽でイオン交換樹脂を再生することと、アルカリ排水ま
たは酸排水を中性に近づけることとを、１つの処理で同
時に実行することができる。したがって、効率の良い水
処理を行うことができる。

【０１３５】また、請求項５に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽で、
アルカリ水または酸水と、アニオン交換樹脂またはカチ
オン交換樹脂とを混合する曝気手段を備えている。

【０１３６】したがって、請求項５の発明によれば、イ
オン交換樹脂を傷つけることなく、イオン交換樹脂をア
ルカリ水または酸水と混合させて、イオン交換樹脂の再
生を促進することができる。

【０１３７】また、請求項６に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換処
理槽で、陰イオン水または陽イオン水と、アニオン交換
樹脂またはカチオン交換樹脂とを混合する曝気手段を備
えている。

【０１３８】したがって、請求項６の発明によれば、イ
オン交換樹脂を損傷,摩滅させることなく、イオン交換
樹脂を陰イオン水または陽イオン水と混合させて、イオ
ン交換樹脂による陰イオン水または陽イオン水のイオン
交換処理を促進させることができる。

【０１３９】また、請求項７の発明の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹
脂導入手段と上記イオン交換樹脂返送手段は、夫々、上
記第１水槽と上記イオン交換処理槽とをつなぐ配管とエ
アリフトポンプとからなっている。

【０１４０】したがって、請求項７の発明によれば、上
記エアリフトポンプと配管とで、イオン交換処理槽から
第１水槽(あるいは第１水槽からイオン交換処理槽)へイ
オン交換樹脂を損傷,摩滅させることなく効率良く運搬
することができる。

【０１４１】また、請求項８に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹
脂槽には、膜フィルターが設置され、この膜フィルター
を介して、イオン交換樹脂を分離した処理水を放出する
処理水放出手段を備えている。

【０１４２】したがって、請求項８の発明によれば、上
記処理水放出手段によってイオン交換樹脂が分離された
処理水を、超純水製造装置の原水として使用できる。

【０１４３】また、請求項９に記載の水処理装置は、請
求項３に記載の水処理装置において、上記所定の処理を
施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導入する手段
は、炭酸カルシウム鉱物を有し、上記第１水槽でカチオ
ン交換樹脂を再生した後の酸排水が導入され、上記酸排
水に上記炭酸カルシウム鉱物を溶かして中性に近づけた
液を放出する炭酸カルシウム鉱物槽を備えている。

【０１４４】したがって、この請求項９の発明によれ
ば、酸排水を炭酸カルシウム鉱物で処理した後の処理水
を、イオン交換処理槽に導入する陽イオン水としてい
る。したがって、この請求項９の発明によれば、まず、
酸排水は第１水槽でカチオン樹脂と反応して、カチオン
樹脂を再生する。このとき、酸排水のＰＨは増大して中
性に近づく。次に、この中性に近づいた酸排水は、上記
炭酸カルシウム鉱物と反応してさらに中性に近づく。そ
して、このＰＨが増大してカルシウムイオンを含んだ酸
排水は、イオン交換樹脂槽でカルシウムイオンが除去さ
れて、電気伝導度が低くなり、超純水製造装置の原水と
して使用できるような処理水になる。

【０１４５】また、請求項９の発明では、炭酸カルシウ
ム鉱物の溶出による酸排水の中性化反応は、化学理論上
の等量反応となるようなゆっくりとした反応であるか
ら、反応沈殿物を最小限に抑えることができる。したが
って、廃棄物を最小限に抑えることができる。

【０１４６】また、請求項１０に記載の水処理装置は、
請求項９に記載の水処理装置において、上記所定の処理
を施した被処理水を上記イオン交換処理槽に導入する手
段は、上記炭酸カルシウム鉱物槽からの中性に近づけら
れた液が導入され、木炭とプラスチック充填物を有し、
上記液を上記木炭とプラスチック充填物に循環させて上
記液を微生物処理した液を陽イオン水として上記イオン
交換樹脂槽に放出する微生物処理槽を備えている。

【０１４７】したがって、請求項１０の発明によれば、
上記プラスチック製充填物と木炭に繁殖した微生物によ
って、上記液が含んでいる有機物を処理できる。また、
上記プラスチック製充填物の存在により、槽内の液循環
効率を向上させることができる。

【０１４８】さらには、上記微生物処理槽で上記木炭を
触媒として、上記液が含有した過酸化水素を水と酸素ガ
スに分解できる。同時に、上記液中の有機物を上記木炭
で吸着できる。

【０１４９】したがって、請求項１０の発明によれば、
還元剤としてのNaHSO₃などの薬品を使用して過酸化水素
を処理していた従来に比べて、処理水中の電気伝導度を
低下させることができ、超純水製造装置の原水にするこ
とができる。

【０１５０】以上のように本発明によれば、地球環境を
保全する時代にあって、省資源と省エネルギーを達成で
き、環境にやさしくかつ工場経営においても、合理的な
水処理装置および水処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の水処理装置の実施の形態の第１例
の構成を示す図である。

【図２】この発明の水処理装置の実施の形態の第２例
の構成を示す図である。

【図３】この発明の水処理装置の実施の形態の第３例
の構成を示す図である。

【図４】従来の酸排水処理装置の構成を示す図であ
る。

【図５】従来のカチオン樹脂塔の概念図である。

【符号の説明】

１…第１水槽、２…第２水槽、３…第３水槽、４…第４
水槽、５…第５水槽、８,１１,１３,１６,２２…散気
管、１０,２３…ブロワー、１２…返送エアーリフトポ
ンプ、１５…導入エアーリフトポンプ、１７…膜フィル
ター部、２０,２４…ポンプ、２１…アニオン樹脂、２
６…イオン交換樹脂設備、２７…逆浸透膜設備、２８…
１次純水製造設備、４１…第１水槽、４２…第２水槽、
４３…第３水槽、４４…第４水槽、４５…第５水槽、４
６…第６水槽、４７…第７水槽、４７Ａ…上段濡れ部、
４７Ｂ…下段浸漬部、４７Ｂ‐１…第１接触循環部、４
７Ｂ‐２…第２接触循環部、４８…第８水槽、４９…第
９水槽、５０…第１０水槽、５１…第１１水槽、５２…
濃縮槽、５３…フィルタープレス、５４…イオン交換樹
脂設備、５５…逆浸透膜設備、５６…超純水製造装置、
５７,６３,６６,７０,８８…散気管、５８…第１ブロワ
ー、５９,６２,６３,７０…散気管、６１…返送エアー
リフトポンプ、６４,６７,７３,７７…格子板、６５,６
８…炭酸カルシウム鉱物、７１…第４ブロワー、７２…
第２ブロワー、７５,７８,８２…プラスチック充填物、
７６,８０,８３…木炭、８５…エアーリフトポンプ、８
７…散水管、９０…第５ブロワー、９１…膜フィルター
部、９２,９８…ポンプ、９３…カチオン樹脂、９５…
導入エアーリフトポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/66 ５２１Ｃ０２Ｆ 1/66 ５２１Ｍ５３０５３０Ｂ５４０５４０Ａ５４０Ｃ５４０Ｄ５４０Ｊ 3/06 3/06 3/10 3/10 Ｚ 9/00 ５０１ 9/00 ５０１Ａ５０２５０２Ｅ５０２Ｊ５０２Ｚ５０３５０３Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１水槽にアルカリ水または酸水を導入
するステップと、イオン交換処理槽に陰イオン水または陽イオン水を導入
して、この陰イオン水または陽イオン水をアニオン交換
樹脂またはカチオン交換樹脂でイオン交換処理して処理
水を得るステップと、上記イオン交換処理槽にあるアニオン交換樹脂またはカ
チオン交換樹脂を上記第１水槽に導入して、上記アルカ
リ水または酸水でアニオン交換樹脂またはカチオン交換
樹脂を再生するステップと、上記第１水槽で再生したアニオン交換樹脂またはカチオ
ン交換樹脂を上記イオン交換処理槽に返送するステップ
とを備え、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を
上記イオン交換処理槽と上記第１水槽との間で循環させ
ることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】請求項１に記載の水処理方法において、上記第１水槽に導入するアルカリ水または酸水は、処理
されるべきアルカリ排水または酸排水であり、上記第１水槽で上記アニオン交換樹脂またはカチオン交
換樹脂を再生した後のアルカリ排水または酸排水に所定
の処理を施した被処理水を上記イオン交換樹脂槽に導入
することを特徴とする水処理方法。
【請求項３】アルカリ水または酸水が導入される第１
水槽と、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を有し、陰イ
オン水または陽イオン水が導入され、この陰イオン水ま
たは陽イオン水を上記アニオン交換樹脂またはカチオン
交換樹脂でイオン交換処理して処理水を得るイオン交換
処理槽と、上記イオン交換処理槽にあるアニオン交換樹脂またはカ
チオン交換樹脂を上記第１水槽に導入するイオン交換樹
脂導入手段と、上記第１水槽でアルカリ水または酸水によって再生され
たアニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂を上記イオ
ン交換処理槽に返送するイオン交換樹脂返送手段と、上記第１水槽で上記アニオン交換樹脂またはカチオン交
換樹脂を再生した後のアルカリ水または酸水が導入さ
れ、このアルカリ水または酸水に所定の処理を施した被
処理水を上記イオン交換処理槽に導入する手段とを備え
ていることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】請求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽は、アルカリ水または酸水としてのアルカ
リ排水または酸排水が導入されることを特徴とする水処
理装置。
【請求項５】請求項３に記載の水処理装置において、上記第１水槽で、アルカリ水または酸水と、アニオン交
換樹脂またはカチオン交換樹脂とを混合する曝気手段を
備えていることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】請求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換処理槽で、陰イオン水または陽イオン水
と、アニオン交換樹脂またはカチオン交換樹脂とを混合
する曝気手段を備えていることを特徴とする水処理装
置。
【請求項７】請求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹脂導入手段と上記イオン交換樹脂返送
手段は、夫々、上記第１水槽と上記イオン交換処理槽と
をつなぐ配管とエアリフトポンプとからなっていること
を特徴とする水処理装置。
【請求項８】請求項３に記載の水処理装置において、上記イオン交換樹脂槽には、膜フィルターが設置され、
この膜フィルターを介して、イオン交換樹脂を分離した
処理水を放出する処理水放出手段を備えていることを特
徴とする水処理装置。
【請求項９】請求項３に記載の水処理装置において、上記所定の処理を施した被処理水を上記イオン交換処理
槽に導入する手段は、炭酸カルシウム鉱物を有し、上記
第１水槽でカチオン交換樹脂を再生した後の酸排水が導
入され、上記酸排水に上記炭酸カルシウム鉱物を溶かし
て中性に近づけた液を放出する炭酸カルシウム鉱物槽を
備えていることを特徴とする水処理装置。
【請求項１０】請求項９に記載の水処理装置におい
て、上記所定の処理を施した被処理水を上記イオン交換処理
槽に導入する手段は、上記炭酸カルシウム鉱物槽からの
中性に近づけられた液が導入され、木炭とプラスチック
充填物を有し、上記液を上記木炭とプラスチック充填物
に循環させて上記液を微生物処理した液を陽イオン水と
して上記イオン交換樹脂槽に放出する微生物処理槽を備
えていることを特徴とする水処理装置。