JPH10314760A - 過酸化水素除去装置及び過酸化水素含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度の過酸化水素含有排水を長期間にわた
り安定して処理できる過酸化水素除去装置及びその除去
方法を提供する。 【解決手段】 本過酸化水素除去装置１０は、二酸化
マンガン触媒を充填した第１充填層１２を有する第１除
去槽１４と、活性炭を充填した第２充填層１６を有し、
第１除去槽１４の下流に接続された第２除去槽１８とを
備えている。第１充填層１２の二酸化マンガン触媒は、
二酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）を０．５重量％の担持量で
格子状に成形したセラミック成形体に担持させたもので
ある。過酸化水素含有排水は、底部から第１除去槽に送
入され、第１充填層を上向流で通過する。第１充填層で
過酸化水素の一部が除去され、一次処理水として第１除
去槽の上部から流出する。一次処理水は、底部から第２
除去槽に送入され、第２充填層を上向流で通過して、第
２充填層で残部の過酸化水素が除去され、処理水として
第２除去槽の上部から流出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過酸化水素除去装
置及び過酸化水素含有排水の処理方法に関し、更に詳細
には、高濃度で過酸化水素を含有する過酸化水素含有排
水を長期にわたり安定して処理できるように、活性炭の
長寿命化を図った過酸化水素除去装置及び過酸化水素含
有排水の処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】過酸化水素水は、洗浄殺菌効果が高いの
で、洗浄液或いは殺菌液として種々の分野で使用されて
いる。例えば、半導体装置の製造工場では、過酸化水素
水は、例えば濃度数％〜１０数％の水溶液として、様々
な工程で、ウエハを洗浄するための洗浄液として使用さ
れている。また、ウエハ、半導体装置等の洗浄に使用さ
れる超純水の送水配管に沈着するスライム、微生物等を
洗浄殺菌するために、０．１５重量％〜０．２５重量％
の過酸化水素水溶液を使って、定期的に超純水の送水配
管を洗浄殺菌している。そのため、半導体装置の製造工
場は、種々の洗浄殺菌処理に使用した比較的大量の過酸
化水素含有排水が連続して或いは間欠的に排出されてい
る。半導体装置の製造工場等で洗浄液として使用され、
廃液として排出された過酸化水素含有排水は、過酸化水
素の残留濃度が高く、従って酸化能が強いために、その
ままの未処理排水として河川、下水等の公共水域に放流
することは、環境上から好ましくない。そこで、通常、
粒状活性炭を充填した容器に過酸化水素含有排水を通水
して、活性炭の還元反応的触媒作用により残留過酸化水
素を分解、消滅させ、酸化能を低下させた後に、河川、
下水等に放流している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、活性炭による
従来の過酸化水素含有排水の処理法では、半導体装置の
製造工場から流出するような、排水中の過酸化水素の濃
度が１，０００ｍｇ／リットル以上になる高濃度の過酸
化水素含有排水を処理しようとすると、活性炭の寿命が
極めて短く、短期間で使用不能、更には再生不能にな
り、活性炭を廃棄せざるを得ないことが多かった。しか
も、新しい活性炭に取り替えても、比較的短期間の後、
過酸化水素含有排水の処理水は、その過酸化水素濃度が
上昇し、かつ黒色の呈色を帯び、脱色処理を施さずにそ
のままで公共水域に放流することができない事態になる
ことが多かった。以上のように、活性炭による従来の過
酸化水素含有排水の処理方法により高濃度の過酸化水素
含有排水を処理しようとすると、活性炭の取り替えコス
トが嵩み、経済的な負担が大きくなるという問題があっ
た。そこで、本発明の目的は、活性炭の長寿命化を図
り、高濃度の過酸化水素含有排水を長期間にわたり安定
して過酸化水素除去処理できる装置及びその除去方法を
提供することである。

【０００４】活性炭は、当然、除去処理時間の経過と共
にその触媒活性が低下するが、本発明者らが、高濃度の
過酸化水素含有排水の処理の際、活性炭が極めて短期間
に過酸化水素分解活性を失い、しかも再生不能になる原
因を調べたところ、通常の触媒活性の低下メカニズムに
因るよりは寧ろ、活性炭が、過酸化水素含有排水中に高
濃度で含まれる過酸化水素と反応して酸化され、損傷
し、粉化することにより、使用不能になることが判っ
た。そして、処理水の黒色の呈色は、粉化した活性炭に
因ることも判った。そこで、本発明者らは、過酸化水素
の除去能を有し、しかも過酸化水素に対する耐性の高い
マンガン化合物を活性炭処理の前段に使用することを着
想し、実験を重ねて、本発明を完成するに到った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、得た知見に基づいて、本発明に係る過酸化水素除去
装置は、マンガン化合物を活性成分とする過酸化水素分
解用触媒を充填した第１充填層と、活性炭を充填した第
２充填層とを有し、過酸化水素含有排水を第１充填層に
通水して過酸化水素の少なくとも一部を除去した一次処
理水を流出し、次いで一次処理水を第２充填層に通水
し、残部の過酸化水素を除去してなる処理水を流出する
ようにしたことを特徴としている。

【０００６】第１充填層と第２充填層とは、それぞれ別
の容器に充填しても良く、一つの容器の上部及び下部に
充填しても良い。マンガン化合物を活性成分とする過酸
化水素分解用触媒の第１充填層の充填量は、排水中の過
酸化水素濃度や触媒単位質量当たりのマンガン化合物の
担持量等によって異なるが、通常はＳＶが１から１０ｈ
ｒ^-1の範囲にあるようにする。第２充填層の活性炭の充
填量は、従来と同様であって、ＳＶが１から１０ｈｒ^-1
の範囲にあるようにする。マンガン化合物は、特に、二
酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）が好ましい。マンガン化合物
を担持させる担体には制約はないが、例えば二酸化マン
ガンの場合には、格子状又はハニカム状に成形したセラ
ミック成形体に０．１〜０．５重量％の範囲の担持量で
二酸化マンガンをバインダの介在により担持させたもの
を使用できる。

【０００７】本発明に係る過酸化水素含有排水の処理方
法は、活性成分としてマンガン化合物を担持してなる過
酸化水素分解用触媒を充填した充填層に、１，０００ｍ
ｇ／リットル以上の濃度で過酸化水素を含有する過酸化
水素含有排水を通水し、過酸化水素濃度の低下した一次
処理水を得る工程と、次いで、活性炭を充填した充填層
に一次処理水を通水し、過酸化水素濃度が更に低下した
処理水を得る工程とを備えることを特徴としている。本
発明方法では、一次処理水の過酸化水素濃度を過酸化水
素含有排水の数分の１〜数１０分の１に低下させること
ができるので、高濃度の過酸化水素含有排水を処理する
場合でも、従来に比べて活性炭の寿命を著しく長くでき
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例１ 本実施例は、本発明に係る過酸化水素除去装置の実施例
であって、図１は本発明に係る過酸化水素除去装置の構
成を示すフローシートである。本実施例の過酸化水素除
去装置１０は、図１に示すように、二酸化マンガンを活
性成分とする触媒を充填した第１充填層１２を有する第
１除去槽１４と、活性炭を充填した第２充填層１６を有
し、第１除去槽１４の下流に接続された第２除去槽１８
とを備えている。第１充填層１２の二酸化マンガン触媒
は、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）を０．５重量％の担持
量で格子状に成形したセラミック成形体に担持させたも
のである。また、第２充填層１６には、三菱化学（株）
製の商品名ダイヤホープ００６（平均粒径：１．０mm）
が充填されている。過酸化水素含有排水は、底部から第
１除去槽１４に送入され、第１充填層１２を上向流で通
過する。第１充填層１２で過酸化水素の一部が分解して
除去され、一次処理水として第１除去槽１４の上部から
流出し、一方、分解によって生成した酸素ガスは第１除
去槽１４の頂部に付設したガス排出管２８から大気中に
放出される。一次処理水は、底部から第２除去槽１８に
送入され、第２充填層１６を上向流で通過し、第２充填
層１６で残部の過酸化水素が除去され、処理水として第
２除去槽１８の上部から流出し、分解によって生成した
酸素ガスは第２除去槽１８の頂部のガス排出管３０から
放出される。

【０００９】実施例２ 本実施例は、本発明に係る過酸化水素除去装置の別の実
施例であって、図２は本発明に係る過酸化水素除去装置
の構成を示すフローシートである。本実施例の過酸化水
素除去装置２０は、図２に示すように、二酸化マンガン
触媒を充填した第１充填層２２を下部に、活性炭を充填
した第２充填層２４を上部にそれぞれ有する１本の除去
槽２６を備えている。第１充填層２２の二酸化マンガン
触媒は、二酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）を０．５重量％の
担持量で格子状に成形したセラミック成形体に担持させ
たものである。また、第２充填層２４には、三菱化学
（株）製の商品名ダイヤホープ００６（平均粒径：１．
０mm）が充填されている。過酸化水素含有排水は、底部
から除去槽２６に送入され、第１充填層２２を上向流で
通過し、第１充填層２２で過酸化水素の一部が除去さ
れ、一次処理水となる。一次処理水は、引き続き、槽内
の第２充填層２４を上向流で通過し、第２充填層２４で
残部の過酸化水素が除去され、処理水として除去槽２６
の上部から流出し、一方、分解によって生成した酸素ガ
スは除去槽２６の頂部に付設したガス排出管２５から大
気中に放出される。

【００１０】本発明方法による実験例 本発明に係る過酸化水素除去装置及び過酸化水素含有排
水の処理方法を評価するために、実施例１の過酸化水素
除去装置１０を使用して、次のような実験を行った。半
導体装置の製造工場から流出した過酸化水素濃度１０，
０００ｍｇ／リットルの過酸化水素含有排水を第１除去
槽１４に１０ｈｒ^-1のＳＶで通水し、次いで一次処理水
を第２除去槽１８に１０ｈｒ^-1のＳＶで通水し、１か月
以上にわたり過酸化水素含有排水を処理した。通水開始
から１か月経過時点の一次処理水の過酸化水素濃度は８
５０ｍｇ／リットルであり、また処理水の過酸化水素濃
度は検出できない程度に低く、かつ活性炭の劣化又は粉
化を示す黒色の呈色は認められなかった。本実験例は、
本発明装置及び本発明方法が１０，０００ｍｇ／リット
ルの高濃度の過酸化水素含有排水を１か月以上にわたり
安定して処理でき、かつ活性炭は１か月以上にわたる使
用でも、劣化していないことを実証している。

【００１１】従来方法による比較実験例 比較のために、実験例と同じ過酸化水素含有排水を第２
除去槽１８に１０ｈｒ ^-1のＳＶで通水したところ、処理
水の過酸化水素濃度は、通水初期には低かったが、通水
開始から５日後には、４０００ｍｇ／リットルに上昇
し、処理水は黒色を呈していた。比較実験例は、５日間
の過酸化水素含有排水の処理により、活性炭の劣化が著
しく進行したことを示している。

【００１２】実験例と比較実験例との対比から、本発明
装置及び本発明方法が、過酸化水素含有排水の処理、特
に高濃度の過酸化水素含有排水の処理に効果的であるこ
とが判る。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、過酸化水素除去装置と
して、マンガン化合物を活性成分とする過酸化水素分解
用触媒を充填した第１充填層と、活性炭を充填した第２
充填層とを有する除去槽を備え、過酸化水素含有排水を
第１充填層に通水して過酸化水素の少なくとも一部を除
去した一次処理水を流出し、次いで一次処理水を第２充
填層に通水し、残部の過酸化水素を除去することによ
り、過酸化水素による活性炭の劣化を防止して、高濃度
の過酸化水素含有排水を長期にわたり安定して処理でき
る装置を実現している。また、本発明方法は、マンガン
化合物を活性成分とする過酸化水素分解用触媒を充填し
た充填層に、１，０００ｍｇ／リットル以上の濃度で過
酸化水素を含有する過酸化水素含有排水を通水し、次い
で、活性炭を充填した充填層に一次処理水を通水するこ
とにより過酸化水素濃度の極めて低い処理水を得ること
ができる。これにより、活性炭の寿命が従来に比べて著
しく長くなり、高濃度の過酸化水素含有排水を長期にわ
たり安定して処理し、過酸化水素を含まない処理水にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の過酸化水素除去装置の構成を示すフ
ローシートである。

【図２】実施例２の過酸化水素除去装置の構成を示すフ
ローシートである。

【符号の説明】

１０ 実施例１の過酸化水素除去装置 １２ 第１充填層 １４ 第１除去槽 １６ 第２充填層 １８ 第２除去槽 ２０ 実施例２の過酸化水素除去装置。 ２２ 第１充填層 ２４ 第２充填層 ２６ 除去槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンガン化合物を活性成分とする過酸化
   水素分解用触媒を充填した第１充填層と、活性炭を充填
   した第２充填層とを有し、 過酸化水素含有排水を第１充填層に通水して過酸化水素
   の少なくとも一部を除去した一次処理水を流出し、次い
   で一次処理水を第２充填層に通水し、残部の過酸化水素
   を除去してなる処理水を流出するようにしたことを特徴
   とする過酸化水素除去装置。
2. 【請求項２】 活性成分としてマンガン化合物を担持し
   てなる過酸化水素分解用触媒を充填した充填層に、１，
   ０００ｍｇ／リットル以上の濃度で過酸化水素を含有す
   る過酸化水素含有排水を通水し、過酸化水素濃度の低下
   した一次処理水を得る工程と、 次いで、活性炭を充填した充填層に一次処理水を通水
   し、過酸化水素濃度が更に低下した処理水を得る工程と
   を備えることを特徴とする過酸化水素含有排水の処理方
   法。