JPH11267677A - 排水処理装置および排水処理方法 - Google Patents

排水処理装置および排水処理方法

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JPH11267677A JP10075399A JP7539998A JPH11267677A JP H11267677 A JPH11267677 A JP H11267677A JP 10075399 A JP10075399 A JP 10075399A JP 7539998 A JP7539998 A JP 7539998A JP H11267677 A JPH11267677 A JP H11267677A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素および界面活性剤等の有機物を含有し
た排水と、フッ素と有機物を含有した排ガスとを同時に
処理できて、イニシャルコストおよびランニングコスト
を低減できる排水処理装置および排水処理方法を提供す
る。 【解決手段】 この排水処理装置は、下部８で流動する
粒状の炭酸カルシウム鉱物１３とフロック状のフッ化カ
ルシウム１４および微生物１５を、上部７に導入して散
水する。したがって、上部７において、粒状の炭酸カル
シウム鉱物１３は排ガス中のフッ素を化学的に処理し、
フロック状のフッ化カルシウム１４も効果はすくないも
のの化学的に排ガス中の酸性成分を処理し、同時に微生
物１５は生物学的に排ガス中の有機物を処理する。そし
て、排ガス処理で利用されなかった粒状の炭酸カルシウ
ム鉱物１３とフッ化カルシウム１４と微生物１５は、再
び、下部８で排水を処理する。

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、フッ素と有機物
またはフッ素と有機物および過酸化水素を含有する排水
を処理するときに、同時にフッ素と有機物を含有する排
出ガスを処理することができる排水処理装置および排水
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に各種の産業施設や半導体
工場などから排出されるフッ素と有機物またはフッ素と
有機物および過酸化水素とを含有する排水(以下、排水
という。)は、それぞれ、別々に排水処理装置および排
ガス処理装置によって処理されていた。
【０００３】すなわち、まず、排水中のフッ素に関して
は、主として大量の消石灰を排水に加えることによって
難溶性のフッ化カルシウムを生成させて、それを沈殿さ
せて除去する。また、排水中の界面活性剤や有機溶剤な
どの有機物に関しては、上記フッ素を処理した後に上記
フッ素の処理とは別の処理水槽等で栄養剤を添加しなが
ら生物学的に処理するかもしくは、それら有機物濃度が
低い場合は活性炭吸着によって処理していた。
【０００４】一方、排ガス中のフッ素は、酸スクラバー
に代表される排ガス処理装置によって処理され、排ガス
中の有機溶剤等の有機物は活性炭が充填された排ガス処
理装置(具体的には活性炭吸着装置)によって処理されて
いた。上記排ガス中の有機物の代表としてはアセトンや
イソプロピルアルコール等の有機溶剤があげられる。そ
して、有機溶剤は一般に活性炭吸着装置によって吸着処
理される。
【０００５】一般に、活性炭吸着装置において、活性炭
吸着塔は２塔以上設置され、それぞれ交互に吸着と脱着
を繰り返すことによって連続的に有機溶剤を吸着処理す
るようになっている。しかし、活性炭吸着装置は、有機
溶剤自体を分解しないから、有機溶剤自体の総量は変化
しない。
【０００６】また、既存の半導体工場や液晶工場では、
設備更新による再開発が頻繁に実施されており、当初計
画した排ガス処理装置の能力が不足する現象が頻繁に発
生している。上記排ガス処理能力不足の理由は、生産装
置の台数が当初の予定より多く設置されることがあるこ
とと、新しい生産装置の導入に伴って生産装置の使用に
おいて処理すべき排ガスの風量が増加することとにあ
る。
【０００７】これに対し、従来の排ガス処理装置は、一
旦設置した後は、上記装置を改造することによって処理
能力を増加させることは困難である。したがって、排ガ
スの処理能力を向上させるためには、新たに新規の排ガ
ス処理装置を増設しなければならない。
【０００８】ところが、イニシャルコストおよびスペー
スの観点から排ガス処理装置を新規に設置することは計
画上非常に困難な場合が多い。
【０００９】このため、排ガス処理能力の不足が半導体
工場や液晶工場におけるスムーズな生産設備更新を妨げ
ていた。
【００１０】一方、排水処理装置に対する影響として
は、最近の脱フロン時代に至って、特に、半導体工場や
液晶工場では洗浄用フロンの代わりに各種の界面活性
剤、アセトン、アルコール等の組み合わせによる洗浄方
法は、その洗浄性の良さと部品に与えるダメージの少な
さから判断してフロン全廃に向けての重要な洗浄方法と
して期待されている。
【００１１】しかし、超純水と界面活性剤との組み合わ
せや各種酸による洗浄方法を実施すると、上記工場にお
いて特にフッ素処理に対してフッ化カルシウムの廃棄物
が極端に多くなるという問題点と残存界面活性剤による
処理水への水質影響という問題点とがある。
【００１２】また、界面活性剤は、特に、排水処理に利
用する微生物に対する殺菌性を有している場合もあるの
で、微生物処理が難しかった。
【００１３】従来の排水処理技術には、前記のような問
題点があることから、これを改善したフッ素と有機物を
含む排水とフッ素と有機物を含む排ガスを同時に処理す
る処理装置および処理方法として、図１３に示すもの
(特開平８−５７４９８号参照)が提案されている。
【００１４】図１３において、１０１は第１反応調整槽
である。この第１反応調整槽１０１の第１下部１０１ａ
には収容籠１１０Ａに収容された炭酸カルシウム鉱物１
０９Ａが充填されている。また、上記第１反応調整槽１
０１は、ブロワー１１７と、このブロワー１１７から延
びている配管１２０Ａと、この配管１２０Ａの先端に接
続された散気管１１１Ａとを有している。上記散気管１
１１Ａは第１反応調整槽１０１の第１下部１０１ａの底
に配置され、曝気手段を構成している。
【００１５】生産工程から排出されるフッ素と有機物を
含有する排水は、最初に第１反応調整槽１０１に導入さ
れる。
【００１６】上記第１反応調整槽１０１内の排水の水位
は炭酸カルシウム鉱物１０９Ａが埋没するように調整さ
れる。上記曝気手段によって、上記排水が強力に撹拌さ
れる。この撹拌によって、上記排水中のフッ素と炭酸カ
ルシウム鉱物１０９Ａから溶出するカルシウムが、時間
の経過とともに反応する。ここで、上記排水にはフッ
酸，硫酸等の酸が混在しており、上記排水の液性が酸性
になっているので、炭酸カルシウム鉱物１０９Ａからカ
ルシウムが溶出し易くなっている。したがって、上記反
応によって、結晶状のフッ化カルシウム(結晶種)が容易
に生成する。
【００１７】上記第１反応調整槽１０１の第１上部１０
１ｂには、炭酸カルシウム鉱物１０９Ａとプラスチック
製充填物１１３Ａが充填された第１反応散水部１０３が
配置されている。
【００１８】そして、上記第１反応散水部１０３よりも
下の排ガス導入用の空間Ｓ１には、この空間Ｓ１に連通
するとともに横方向に突設しているダクト１２９が設け
られている。このダクト１２９の先には排気ファン１１
２が取り付けられており、この排気ファン１１２によっ
て、工場からのフッ素と有機物を含有した排ガスを空間
Ｓ１に導入できるようになっている。
【００１９】第１反応散水部１０３の最下部には、格子
板１１５Ａが設けられている。この格子板１１５Ａは、
図１３に示すように、格子が垂直方向に延びており、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
さくなっている。したがって、上記ダクト１２９からの
排ガスは、上記格子板１１５Ａを容易に通過して第１反
応散水部１０３に達することができる。
【００２０】そして、上記第１反応散水部１０３を下か
ら上に通過することによって、フッ素が処理された排ガ
スつまり被処理ガスは、第１反応調整槽１０１の最上部
に連結されたダクト１２１を経由して、第２反応調整槽
１０２の第２上部１０２ｂに設けられている第２反応散
水部１０４の下の排ガス導入用の空間Ｓ２に導入され
る。
【００２１】第２反応調整槽１０２には、充填物として
炭酸カルシウム鉱物１０９Ｂと木炭１２３が充填されて
いる。そして、第２反応調整槽１０２の底には槽内を空
気によって撹拌する散気管１１１Ｂが配置されている。
第２反応調整槽１０２の底面１０２ｃは、発生したフッ
化カルシウムの結晶(結晶種)がエアリフトポンプ１１６
にて第２反応撒水部１０４に容易に導入できるように、
エアリフトポンプ１１６Ｂの口がある下端１１６ｂの方
向に向かって傾斜している。
【００２２】この第２反応調整槽１０２に充填されてい
る炭酸カルシウム鉱物１０９Ｂと木炭１２３は、微生物
にとっては微生物固定化担体であり、時間の経過と共に
炭酸カルシウム鉱物１０９Ｂと木炭１２３の表面には生
物膜が形成される。第２反応調整槽１０２に別の生物処
理場から発生する余剰汚泥つまり活性汚泥を投入した場
合には、上記微生物固定化担体に生物膜を速やかに付着
させることができる。そして、上記排水中の有機物は、
第２反応調整槽１０２の炭酸カルシウム鉱物１０９Ｂと
木炭１２３の表面に発生した生物膜の微生物によって処
理される。
【００２３】このように、排水中のフッ素の処理は、大
量の消石灰でなく、主に炭酸カルシウム鉱物を内蔵して
いる第１反応調整槽内で循環させて、炭酸カルシウム鉱
物と反応させ、結晶状のフッ化カルシウムとし、第２反
応調整槽を経て、凝集槽１０５で凝集し、沈殿槽１０６
で沈殿させている。排水中の有機溶剤や界面活性剤など
の有機物は、主に第２反応調整槽の炭酸カルシウム、木
炭などに固定化された微生物により処理している。
【００２４】一方、排ガスの処理部は、第１反応調整槽
と第２反応調整槽の上部に設けられ、排ガス中のフッ素
と有機物は、循環している排水に溶解し、反応調整槽内
の炭酸カルシウム鉱物との反応や微生物により処理され
る。すなわち、排水と排ガスの処理装置が一体化され、
設置面積を有効に利用している。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上記図１３に示したも
のは、半導体工場や液晶工場から排出されるフッ素や有
機物を効率的に処理するコンパクトな処理装置である
が、排水処理に関して以下の,,の問題があり、排
ガス処理に関して以下の,の問題がある。
【００２６】 炭酸カルシウム鉱物は、充填された炭
酸カルシウム鉱物の間を排水が流れるようにするため、
直径２〜７ｃｍの比較的大きなものが選定され、すべて
固定状態で使用している。そのため、排水中のフッ素と
カルシウムが反応してできるフッ化カルシウムが、固定
状態の炭酸カルシウム鉱物と炭酸カルシウム鉱物との間
に残存して、長時間運転すると塊となる。そして、その
塊は、しだいに大きくなり槽内全体に広がる結果とな
り、排水と炭酸カルシウム鉱物との接触が少なくなり、
結果として処理効率が低下する問題がある。
【００２７】 工場規模での処理装置は数メートルに
達する高さであり、炭酸カルシウム鉱物の補充口は中央
部以上の高い位置になるので、直径２〜７ｃｍの大きさ
の炭酸カルシウム鉱物では自動的に補充し難い。
【００２８】 炭酸カルシウム鉱物は比較的安いもの
であるが、直径２〜７ｃｍの大きさのものは、市販され
ている量が少なく、特注品となるので、高いものとなっ
ている。
【００２９】 第１水槽上部の充填物としては、直径
５ｃｍ〜７ｃｍの炭酸カルシウム鉱物を充填していたの
で空気抵抗があり、設備規模の割には処理風量が少な
い。また、第２水槽上部の充填物としても、直径５ｃｍ
〜７ｃｍの木炭を充填していたので、これまた空気抵抗
があり、設備の割に処理風量が少ない。
【００３０】 結晶状のフッ化カルシウム(結晶種)
では、表面積が不足で排ガス処理能力が不足である。
【００３１】そこで、この発明の目的は、フッ素および
界面活性剤等の有機物を含有した排水と、フッ素と有機
物を含有した排ガスとを同時に処理できて、イニシャル
コストおよびランニングコストを低減できる合理的かつ
経済的な排水処理装置および排水処理方法を提供するこ
とにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の排水処理方法は、下部に導入した
排水中で粒状の炭酸カルシウム鉱物を流動させ、上記粒
状の炭酸カルシウム鉱物を含んだ排水を、上部に導入し
た排ガスに散水して、上部から下部，下部から上部に排
水を循環させることを特徴としている。
【００３３】この請求項１の発明では、下部で流動する
粒状の炭酸カルシウム鉱物を上部に導入して散水する。
したがって、下部において流動する炭酸カルシウム鉱物
で、排水中のフッ素を化学反応で処理でき、かつ、上部
において散水される炭酸カルシウム鉱物で、排ガス中の
フッ素を化学反応で処理できる。そして、上部での排ガ
ス処理で利用されなかった粒状の炭酸カルシウム鉱物
(すなわち未反応の炭酸カルシウム鉱物)は、再び下部に
導入されて、排水中のフッ素を化学的に処理する。した
がって、請求項１の発明によれば、粒状の炭酸カルシウ
ム鉱物の形状と性状とを巧みに利用して、下部での排水
処理と上部での排水処理を同時に実行できる。
【００３４】この請求項１の発明で使用する数ｍｍ程度
の粒状の炭酸カルシウムは、市場において最も多く生産
されているので、粒径２〜７ｃｍの炭酸カルシウムに比
して３分の１程度の低価格である。その上、上記粒状炭
酸カルシウム鉱物は表面積も大きいから、化学的な処理
能力も向上できる。したがって、コンパクトな処理装置
を実現でき、曝気に要する空気量も削減できるから、電
気代も節約できる。したがって、この発明を採用すれ
ば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減で
きる合理的かつ経済的な排水処理装置を構築できる。
【００３５】また、炭酸カルシウム鉱物が直径２〜７ｃ
ｍ程度のものは、水槽に補充するには圧搾空気を利用し
た既存の空気輸送タンクローリー車を使用できないが、
直径２ｍｍ以下の炭酸カルシウム鉱物ならば、既存の圧
搾空気を利用した空気輸送ローリー車を使用できる利点
がある。
【００３６】また、請求項２の発明の排水処理方法は、
下部に導入した排水中で粒状の炭酸カルシウム鉱物とフ
ロック状のフッ化カルシウムおよび微生物を流動させ、
上記粒状の炭酸カルシウム鉱物とフロック状のフッ化カ
ルシウムおよび微生物を含んだ排水を、上部に導入した
排ガスに散水して、上部から下部，下部から上部に排水
を循環させることを特徴としている。
【００３７】この請求項２の発明では、下部で流動する
粒状の炭酸カルシウム鉱物とフロック状のフッ化カルシ
ウムおよび微生物を、上部に導入して散水する。したが
って、上部において、粒状の炭酸カルシウム鉱物は排ガ
ス中のフッ素を化学的に処理し、フロック状のフッ化カ
ルシウムも効果はすくないものの化学的に排ガス中の酸
性成分を処理し、同時に微生物は生物学的に排ガス中の
有機物を処理する。そして、排ガス処理で利用されなか
った粒状の炭酸カルシウム鉱物(すなわち未反応の粒状
の炭酸カルシウム鉱物)とフッ化カルシウムと微生物
は、再び、下部で排水を処理する。
【００３８】したがって、この請求項２の発明は、下部
で排水を処理し、同時に上部で排ガスを処理して、フッ
素および有機物を含んだ排水と排ガスを同時に処理でき
る。なお、この排水中の有機物としては、界面活性剤や
有機溶剤があり、排ガス中の有機物としては、具体的に
はＩＰＡ(イソプロピルアルコール)やアセトン等があ
る。
【００３９】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の排水処理方法において、上記粒状の炭酸カル
シウム鉱物の粒径が０.１ｍｍ乃至２.０ｍｍであること
を特徴としている。
【００４０】この請求項３の発明では、前述したよう
に、粒径がよりおおきな炭酸カルシウム鉱物を採用する
場合に比べて、イニシャルコスト,処理能力,ランニング
コストにおいて有利になる。
【００４１】また、請求項４の発明の排水処理方法は、
下部に導入した排水中で粒状の炭酸カルシウム鉱物を流
動させ、上記下部で発生したフロック状のフッ化カルシ
ウムと微生物を含む排水を、付着媒体が配置され、排ガ
スが導入されている上部に散水して、上部から下部，下
部から上部に排水を循環させることを特徴としている。
【００４２】この請求項４の発明では、下部で発生した
フロック状のフッ化カルシウムと微生物を、上部の付着
媒体に散水する。粒状の炭酸カルシウム鉱物から発生し
たフロック状のフッ化カルシウムは、粘着性または付着
性があり、微生物を汚泥付着媒体に付着させる手助けを
する。このため、フロック状のフッ化カルシウムと微生
物は汚泥付着媒体に付着し、付着した分だけ、より一層
処理能力を向上できる。また、フロック状のフッ化カル
シウムは、効果は少ないものの化学的に排ガス中の酸性
成分を中和処理し、微生物は生物学的に排ガス中の有機
物を処理する。
【００４３】また、請求項５の発明は、請求項４に記載
の排水処理方法において、上記付着媒体を樹脂製にし、
かつ表面積を比較的大きくしたことを特徴としている。
【００４４】この請求項５の発明では、付着媒体を表面
積が比較的大きな樹脂製にしたから、より多くのフロッ
ク状のフッ化カルシウムと微生物を付着させることがで
き、有機物等の処理効果を増大できる。また、この付着
媒体を樹脂製網にすれば、空気抵抗が小さく、圧力損失
を発生させることなく、排ガスを処理できる。さらに、
樹脂製の網の中でも細かい目のものを選定すれば、網全
体の表面積を大きくして、より多くのフロック状のフッ
化カルシウムと微生物を付着させることができる。
【００４５】なお、大きな炭酸カルシウム鉱物だと、固
定方式であり、フッ化カルシウムがその場所から成長し
て、結晶種となり固まるが、流動方式の場合、粒状の炭
酸カルシウムが常に流動と曝気とによって撹拌されてい
る状態である。したがって、反応して発生したフッ化カ
ルシウムは、前記した条件によってフロック状のフッ化
カルシウムとなり、固まることはない。
【００４６】また、請求項６の発明の排水処理装置は、
排水が導入され、この排水中で粒状の炭酸カルシウム鉱
物が流動させられている下部と、排ガスが導入されると
ともに、上記下部から上記粒状の炭酸カルシウム鉱物を
含んだ排水が導入されて散水される上部とを備え、上部
から下部，下部から上部に排水を循環させることを特徴
としている。
【００４７】この請求項６の発明は、下部において流動
する炭酸カルシウム鉱物で、排水中のフッ素を化学反応
で処理でき、かつ、上部において散水される炭酸カルシ
ウム鉱物で、排ガス中のフッ素を化学反応で処理でき
る。そして、上部での排ガス処理で利用されなかった粒
状の炭酸カルシウム鉱物(すなわち未反応の炭酸カルシ
ウム鉱物)は、再び下部に導入されて、排水中のフッ素
を化学的に処理する。したがって、この請求項６の発明
によれば、粒状の炭酸カルシウム鉱物の形状と性状とを
巧みに利用して、下部での排水処理と上部での排ガス処
理を同時に実行できる。
【００４８】また、請求項７の発明の排水処理装置は、
下方から排水が導入され、この排水を撹拌する撹拌手段
によって、排水中で粒状の炭酸カルシウム鉱物が流動さ
せられている水槽下部と、上記水槽下部の排水の水面よ
りも上方に配置され、排ガスが導入されるようになって
おり、通水性を有するように構成された汚泥付着部を有
する水槽上部と、上記水槽下部内の上方から上記水槽上
部に排水を汲み上げ、この汲み上げた排水を上記水槽上
部に散水する排水循環手段と、上記水槽下部と水槽上部
の間の空間部に排ガスを導入する排ガス導入手段とを備
えたことを特徴としている。
【００４９】この請求項７の発明では、排水を水槽下部
の下方から導入し、導入された排水を撹拌手段で撹拌し
て、排水中で炭酸カルシウム鉱物を流動させるので、炭
酸カルシウム鉱物を排水中のフッ素と効率的に化学反応
させることができる。一方、水槽上部においては、通水
性を有するように構成された汚泥付着部に排水を汲み上
げ、この汲み上げた排水を散水し、かつ排ガスを水槽上
部と水槽下部の間の空間部に排ガスを導入する。この排
ガスは、上記散水に接触して、フッ素と有機物が除去さ
れる。また、上記汚泥付着部に付着している微生物によ
って、排ガス中の有機物と排水中の有機物が同時に処理
される。
【００５０】したがって、この請求項７の発明によれ
ば、水槽下部で排水中のフッ素を流動状態の炭酸カルシ
ウム鉱物でもって効率的に処理できる。また、水槽上部
では、排水と排ガスを同時に処理できるので、イニシャ
ルコストおよびランニングコストを低減できる合理的か
つ経済的な排水処理装置を提供できる。
【００５１】また、請求項８の発明の排水処理装置は、
導入された排水中で流動するように充填された粒状の炭
酸カルシウム鉱物と、上記排水を撹拌する撹拌手段と、
この撹拌手段で撹拌されない非撹拌領域とを有する水槽
下部と、上記水槽下部よりも上方かつ上記水槽下部に導
入された排水の水面よりも上方に配置されており、通水
性を有するように構成された付着媒体を有する汚泥付着
部を有する水槽上部と、上記水槽下部の非撹拌領域から
フロック状のフッ化カルシウムと微生物を含有する排水
を汲み上げ、上記水槽上部の汚泥付着部に散水する第１
排水循環手段と、上記水槽下部の撹拌領域から上記炭酸
カルシウム鉱物,フロック状のフッ化カルシウム,微生物
を含有する排水を汲み上げ、上記水槽上部のうち汚泥付
着部以外に散水する第２排水循環手段と、上記下部と上
部の間の空間に排ガスを導入する排ガス導入手段とを備
えていることを特徴としている。
【００５２】この請求項８の発明では、導入された排水
中のフッ素が、撹拌された流動させられている粒状の炭
酸カルシウム鉱物によって効率的に化学反応し、排水中
のフッ素が処理される。また、排水中で繁殖している微
生物によって排水中の有機物を生物学的に処理できる。
一方、水槽上部では、通水性を有するように構成された
付着媒体を有する汚泥付着部に、フロック状のフッ化カ
ルシウムと微生物を付着させて、この微生物で排ガス中
の有機物を生物学的に処理できる。また、排ガス中のフ
ッ素は粒状の炭酸カルシウム鉱物と化学反応してフッ化
カルシウムになることで処理され、排ガス中の酸性成分
は炭酸カルシウム鉱物で中和される。そして、さらに、
汚泥付着部に付着しているフロック状のフッ化カルシウ
ムによって、効果は少ないものの排ガスの酸性成分が中
和される。
【００５３】また、請求項９の発明は、請求項７または
８に記載の排水処理装置において、上記撹拌手段は、曝
気による撹拌を行うことを特徴としている。
【００５４】この請求項９の発明では、上記撹拌手段に
よる曝気によって、水槽下部が曝気され、曝気により微
生物を繁殖させることができる。したがって、微生物に
よる排水中および排ガス中の有機物処理効率を高めるこ
とができる。
【００５５】また、請求項１０の発明の排水処理装置
は、第１水槽と第２水槽とを備え、上記第１水槽は、排
水が導入されて、排水を貯留した後、この排水を第２水
槽に導入する排水導入手段を有し、上記第２水槽は、請
求項７または８に記載の排水処理装置であり、上記第２
水槽からの排水が導入され、導入された排水を撹拌する
撹拌手段を有し、アルミ剤が添加されるようになってい
る第３水槽と、高分子凝集剤が添加されるようになって
いる第４水槽と、上記第４水槽からの排水が導入され、
上記排水を固液分離すると共に分離された上澄液を放出
する第５水槽と、上記第５水槽で沈殿によって形成され
た汚泥が導入され、この汚泥を沈降分離して濃縮する第
６水槽と、上記第６水槽で濃縮された汚泥が導入され、
この汚泥を脱水する脱水手段と、上記第５水槽で沈殿し
た汚泥または上記第６水槽で濃縮した汚泥を、上記第２
水槽または第３水槽の内の少なくとも１つに返送する汚
泥返送手段とを備えたことを特徴としている。
【００５６】この請求項１０の発明では、第１水槽に導
入された排水が、第１水槽での貯留後に、第２水槽に導
入されて、導入された排水中のフッ素が粒状の炭酸カル
シウム鉱物と撹拌によって効率的に化学反応し、排水中
のフッ素が処理される。
【００５７】また、排水中に繁殖した微生物によって排
水中の有機物を生物学的に処理できる。一方、第２水槽
下部の排水が上部に汲み上げられて散水されるので、第
２水槽上部の付着部には粒状の炭酸カルシウム鉱物,フ
ロック状のフッ化カルシウムおよび微生物が付着する。
そして、空間部からの排ガス中の有機物は、上記付着し
た微生物によって生物学的に処理される。また、排ガス
中のフッ素は炭酸カルシウム鉱物によって化学的に反応
処理される。また、排ガス中の酸性成分は、フロック状
のフッ化カルシウムによって効果は少ないものの化学的
に中和される。
【００５８】次に、第２水槽からの排水が第３水槽に導
入されて、アルミ剤が添加され、凝集反応が起こり、フ
ッ化カルシウムのフロックがより強度を増す。強度を増
すとは、より形の整ったフロックとなり沈降し易いフロ
ックとなることを意味する。また、第３水槽では、第２
水槽で処理されなかった未反応のフッ素とアルミ剤が反
応し、フッ素を更に処理している。
【００５９】次に、第３水槽から第４水槽に排水が導入
される。この第４水槽では高分子凝集剤が添加される。
高分子凝集剤の添加により、フッ化カルシウムのフロッ
クはさらに大きなフロックとなる。
【００６０】次に、第４水槽から沈殿槽としての第５水
槽に導入された排水は、上澄み液とフロックとしての汚
泥とが固液分離される。第５水槽で沈殿したフッ化カル
シウムの汚泥は、さらに、濃縮槽としての第６水槽に導
入されて濃縮される。前記第５水槽で沈殿したフッ化カ
ルシウム汚泥や第６水槽で濃縮された汚泥は、酸素の供
給が断たれることにより、排水中の微量の有機物を栄養
源に嫌気性の微生物が繁殖する。これにより、嫌気性の
微生物を含む汚泥は、汚泥返送手段によって、第２水槽
または第３水槽に返送されて、排水中に存在する酸化剤
としての過酸化水素を処理する。この酸化剤としての過
酸化水素を嫌気性微生物が処理する理由は、嫌気性の微
生物が還元性を有するからである。
【００６１】一方、第６水槽で濃縮された汚泥は、フィ
ルタープレスを用いて脱水ケーキにまで脱水処理でき
る。こうして、排水中のフッ素を分離して、脱水ケーキ
として排出できる。
【００６２】このように、この請求項１０の発明によれ
ば、第２水槽の下部で排水を処理すると同時に、第２水
槽の上部で排水と排ガスの両方を処理して、排水中のフ
ッ素,有機物および過酸化水素と排ガス中のフッ素およ
び有機物を同時に処理できる。
【００６３】また、請求項１１の発明は、請求項７，
８，９，１０のいずれか１つに記載の排水処理装置にお
いて、粒状の炭酸カルシウム鉱物の粒径を、０.１ｍｍ
乃至２ｍｍにしたことを特徴としている。
【００６４】この請求項１１の発明では、先述したよう
に、粒径がより大きな炭酸カルシウム鉱物を採用した場
合に比べて、イニシャルコスト,処理能力,ランニングコ
ストにおいて有利になる。
【００６５】また、請求項１２の発明は、請求項８乃至
１０のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上
記汚泥付着部に導入される汚泥が嫌気性の微生物汚泥を
含む汚泥であることを特徴としている。
【００６６】この請求項１２の発明では、汚泥が嫌気性
微生物を含むので、嫌気性の微生物汚泥を第２水槽に導
入して、排水中の酸化性を有する過酸化水素を還元処理
できる。また、嫌気性の微生物によって、排水中の有機
物と排ガス中の有機物を生物学的に処理できる。
【００６７】また、請求項１３の発明は、請求項１０に
記載の排水処理装置において、上記第３水槽は、導入さ
れた排水中の汚泥を固定する汚泥固定化手段を備えてい
ることを特徴としている。
【００６８】この請求項１３の発明では、第３水槽の汚
泥固定化手段に汚泥を固定できるから、第３水槽での微
生物濃度を一層高めることができ、排水中の過酸化水素
を生物学的により効率的に処理できる。また、第３水槽
でのアルミ剤濃度も高めることができ、排水中のフッ素
処理能力を向上できる。
【００６９】この第３水槽へは、第６水槽からの濃縮さ
れた汚泥が、返送手段で返送されてくるので、濃縮され
て付着性が高められた汚泥を、第３水槽の汚泥固定化手
段に高濃度に固定化できる。
【００７０】また、請求項１４の発明は、請求項１０に
記載の排水処理装置において、上記第３水槽に消石灰が
添加されることを特徴としている。
【００７１】この請求項１４の発明では、第３水槽で消
石灰を添加することによって、排水中のリンをリン酸カ
ルシウムにして、第５水槽で沈殿させ、沈殿物として処
理できる。
【００７２】また、請求項１５の発明は、請求項１０ま
たは１３に記載の排水処理装置において、上記第３水槽
に添加されるアルミ剤がポリ塩化アルミニウムであるこ
とを特徴としている。
【００７３】この請求項１５の発明では、第３水槽にお
いて、アルミ剤としてポリ塩化アルミニウムを使用し
て、凝集反応を起こし、フッ化カルシウムのフロックの
強度を増すことができる。
【００７４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００７５】〔第１の実施の形態〕図１に、この発明の
排水処理装置の第１の実施の形態を示す。この第１の実
施の形態は、フッ素および有機物を含んだ排水と、フッ
素および有機物を含んだ排ガスとを処理するものであ
る。
【００７６】この排水処理装置は、第１水槽５と第２水
槽６と第３水槽２８と第４水槽２９と第５水槽３０と第
６水槽３４とフィルタープレス３６を備えている。
【００７７】上記第１水槽５には、フッ素と有機物を含
んだ排水が排水配管２から流入する。上記排水は、第１
水槽ポンプ４によって、第２水槽６に移送され導入され
る。
【００７８】上記第２水槽６は反応調整槽であり、下方
から順に第２水槽下部８と空間部４０と第２水槽上部７
を備えている。第２水槽下部８は第２水槽下部下方４７
と第２水槽下部上方４６を有している。
【００７９】上記第２水槽下部８には、粒径略０.５ｍ
ｍの粒状炭酸カルシウム鉱物１３が、第２水槽下部８の
容量の約２０％〜５０％の範囲分だけ、流動状態で充填
されている。この第２水槽下部８は、底に配置された複
数の散気管１０を有し、この散気管１０は空気配管１１
によってブロワー１２に接続されている。このブロワー
１２,空気配管１１,散気管１０が曝気手段を構成してお
り、散気管１０が吹き出す空気によって炭酸カルシウム
鉱物１３を流動状態に維持するようになっている。
【００８０】より詳しくは、第２水槽下部下方４７にあ
る炭酸カルシウム鉱物１３は、比重が２.７であること
と、多量に充填されていることから、弱い流動状態であ
る。一方、第２水槽下部上方４６では、炭酸カルシウム
鉱物１３は、ブロワー１２が吹き出した空気で舞い上が
った状態になっており、強い流動状態になっている。
【００８１】この炭酸カルシウム鉱物１３は、第１水槽
５を経由して導入されたフッ素,有機物含有排水が含む
フッ酸，硫酸,硝酸等の酸によって、カルシウムが溶出
される。上記排水は、半導体工場や液晶工場の生産工程
で排出されるものである。
【００８２】上記第２水槽６内の排水の水位は、炭酸カ
ルシウム鉱物１３が必ず埋没するように調整される。ま
た、炭酸カルシウム鉱物１３が強い流動状態の部分(第
２水槽下部上方４６)と、炭酸カルシウム鉱物１３が弱
い流動状態の部分(第２水槽下部下方４７)とが構成され
るように、曝気条件が調整される。例えば、粒径が０.
５ｍｍの炭酸カルシウム鉱物１３の場合、第２水槽下部
８の容積１ｍ3当たりのブロワー１２の吹き出し空気量
を１００〜１６０(ｍ3/日)に設定する。
【００８３】こうして、上記散気管１０が吹き出す空気
によって、第２水槽下部上方４６で排水が強力に撹拌さ
れる。一方、第２水槽下部下方４７では、弱い流動状態
下で粒状の炭酸カルシウム鉱物１３と排水が反応して、
フロック状のフッ化カルシウム１４を生成させる。
【００８４】次に、第２水槽下部８の上方に空間部４０
を挟んで配置されている第２水槽上部７の構造を説明す
る。この第２水槽上部７は、空間部４０との境界をなす
最低位置に整流板１９が配置されている。この整流板１
９は、空間部４０からの排ガスが通り抜ける複数の開口
１９Ａを有している。また、この第２水槽上部７は、上
記整流板１９の上方に所定間隔を隔てて、３本の散水管
２０,２１,２５を有している。この３本の散水管２０,
２１,２５は第２水槽上部７の水平方向の端から端に亘
って延在している。
【００８５】１段目の散水管２０は、ポンプ１７に接続
されており、このポンプ１７は第２水槽下部上方４６内
の下方で３つに分岐しているサクション配管４２に接続
されている。したがって、第２水槽下部上方４６で流動
している炭酸カルシウム鉱物１３,フロック状のフッ化
カルシウム１４,好気性微生物１５を含んだ排水は、サ
クション配管４２から吸い込まれ、ポンプ１７を経由し
て、１段目散水管２０からその下方領域(第１領域２４
Ａ)に散水される。
【００８６】図１に示すように、上記サクション配管４
２は第２水槽下部上方４６で複数に分岐しているから、
下部上方４６の広い領域から排水を汲み上げることがで
き、偏った汲み上げを防止できる。
【００８７】一方、２段目の散水管２１と３段目の散水
管２５は、ポンプ１８を経由して、サクション配管４１
に接続されている。このサクション配管４１は、分離室
４４内に開口している。ポンプ１８の駆動によって、サ
クション配管４１から分離室４４内の排水が汲み上げら
れて、散水管２１,２５からその下方領域(第２,第３領
域２４Ｂ,２４Ｃ)に散水される。この散水される排水に
は、フロック状のフッ化カルシウム１４および好気性微
生物１５が含まれているが、粒状の炭酸カルシウム鉱物
１３は含まれていない。炭酸カルシウム鉱物１３は分離
室４４から沈降して第２水槽下部下方４７に移動するか
らである。
【００８８】そして、上記空間部４０には、ファン吐出
ダクト２３が接続されており、このファン吐出ダクト２
３にはファン３が接続されている。そして、このファン
３には、排ガスダクト１が接続されている。この排ガス
ダクト１には、半導体工場や液晶工場からのフッ素,有
機物混合ガスが導入される。上記空間部４０に導入され
た排ガスは、整流板１９の開口１９Ａを通り、上昇風量
を調整されて散水管２０の下の第１領域２４Ａに導入さ
れる。この第１領域２４Ａにおいて、粒状炭酸カルシウ
ム鉱物１３とフロック状のフッ化カルシウム１４と好気
性微生物１５を含んだ排水が散水され、排ガス中のフッ
素と有機物が処理される。
【００８９】すなわち、排ガス中のフッ素は、１段目散
水管２０から散水されている粒状の炭酸カルシウム鉱物
１３と化学的に反応してフッ化カルシウムになる。ま
た、排ガス中の有機物は、散水されているフロック状の
フッ化カルシウム１４によって、効果は弱いものの中和
される。この排ガス中の酸性成分としては、具体的には
工場で使用するフッ酸に起因するフッ酸ミストや硫酸に
起因する硫酸ミストや硝酸に起因する硝酸ミスト等があ
る。このように、上記排ガス中のフッ素と酸性成分は、
空間部４０と１段目散水管２０下の第１領域２４Ａにお
いて、化学的に処理されて濃度が低下する。
【００９０】更に、上記排ガスは、２段目散水管２１下
の第２領域２４Ｂ、続いて、３段目散水管２５下の第３
領域２４Ｃに導入され、そこで散水されているフッ化カ
ルシウム１４と好気性微生物１５によって、排ガスの成
分が物理学的に吸収処理される。これにより、排ガス中
のフッ素，酸性成分および有機物がそれらフッ化カルシ
ウム１４の汚泥と好気性微生物１５の汚泥とによって、
吸収処理される。そして、このように処理された排ガス
は、天井の排気口２６から排出される。
【００９１】この第２水槽６で処理された分離室４４出
口の排水が中性になるように、第２水槽６を設計してお
くことが望ましい。具体的には、フッ素と有機物を含有
する上記排水のＰＨが３以下であるときには、撹拌強度
によっても異なるが、第２水槽６での排水の滞留時間を
２時間以上にすることが望ましい。また、第２水槽６の
下部８の容積１立方メートル当たり１日につき、１００
立方メートル以上の曝気空気量を確保した場合には、第
２水槽下部８内での排水の撹拌を十分に行うことがで
き、排水中のフッ素と粒状の炭酸カルシウム鉱物１３と
の反応を円滑にすることができる。したがって、この反
応によって生成したフロック状のフッ化カルシウム１４
を排ガス処理に有効に利用することができる。
【００９２】また、第２水槽下部８の底面は、分離室４
４の下方領域において、散気管１０が配置されている領
域から端壁に向かって上り坂に傾斜していて、この傾斜
面８Ａには散気管が配置されていない。これにより、分
離室４４では炭酸カルシウム鉱物１３が下降して傾斜面
８Ａに沿って下降していくから、分離室４４から炭酸カ
ルシウム鉱物１３が汲み上げられることを防げ、同時
に、分離室４４から炭酸カルシウム鉱物１３が流出する
ことを防げる。一方、比重が小さいフロック状のフッ化
カルシウム１４や好気性微生物１５は、散水管ポンプ１
８に汲み上げられたり、分離室４４から流出したりす
る。すなわち、反応物としてのフロック状のフッ化カル
シウム１４や好気性微生物１５は、最終的には分離室４
４から流出するが、フッ素の処理材料としての炭酸カル
シウム鉱物１３は、第２水槽下部８の分離室４４から水
槽外に流出しないようになっている。
【００９３】この第２水槽６に導入された排水は、ポン
プ１７と１８によって、第２水槽下部８から第２水槽上
部７、第２水槽上部７から空間部４０へ循環させる。こ
れにより、第２水槽下部８において排水中のフッ素を強
く流動している炭酸カルシウム鉱物１３と反応させて、
排水のフッ素濃度を２０ｐｐｍ以下に処理し、かつ、排
水のＰＨを７に近づける。さらには、第２水槽下部８の
上方４６において、フッ素を微生物の体内に取り込み蓄
積するという微生物による生物学的な処理を実行して、
排水のフッ素濃度を１５ｐｐｍ以下まで低減させる。
【００９４】次に、フッ素と有機物が処理された排水
(つまり被処理水)は、第３水槽(反応槽)２８に導入され
る。具体的には、第２水槽下部８で処理された排水は、
第２水槽下部８の分離室４４よりも上、かつ、上記空間
部４０よりも下の所定の位置に設けられたオーバーフロ
ー管(図示せず)を経由して、第３水槽２８へ移送され
る。
【００９５】第３水槽２８には、フロックの核を作るた
め、凝集剤としてのアルミ剤(ポリ塩化アルミニウム)が
添加され、第４水槽２９には、そのフロックを大きくす
るために高分子凝集剤が添加される。上記凝集剤は、排
水が中性に近いほど凝集効果が大きく、排水からフッ素
を効率的に除去することができる。
【００９６】上記第４水槽２９での処理を終えた排水
は、次に、第５水槽３０に移動される。この第５水槽３
０は、一般の沈殿槽と同じ処理を行う。そして、一般の
汚泥濃縮槽である第６水槽３４は、第５水槽３０からの
汚泥を濃縮する。そして、この濃縮された汚泥は、脱水
機としてのフィルタープレス３６に移送されて脱水され
る。
【００９７】この実施形態では、上記第２水槽６の第２
水槽上部７および空間部４０が排ガス処理装置を構成し
ている。また、この実施形態では、第２水槽下部８に粒
状の炭酸カルシウム鉱物１３を充填し、かつ、撹拌手段
としての曝気装置によって、排水の中和処理および排水
に含まれているフッ素を粒状の炭酸カルシウム鉱物１３
と反応させる。このことによって、排水のフッ素濃度を
低減させる処理と好気性微生物１５による排水中の有機
物とフッ素の処理を行うことができる。このフッ素の処
理とは、微生物体内にフッ素を蓄積することである。
【００９８】この構成の排水処理装置では、まず、工場
からのフッ素と有機物を含んだ排水が排水配管２から第
１水槽５に流入する。この第１水槽５は単なるピットと
しての役割をする。この第１水槽５の排水は、ポンプ４
で汲み上げられて、配管２７を通って流入管９から第２
水槽下部下方４７内に吹き出す。この吹き出し直後の排
水は、ＰＨが３以下の酸性であるので、粒状の炭酸カル
シウム鉱物１３を溶解させながら、カルシウムをイオン
化し、上記排水が含むフッ素をフッ化カルシウムのフロ
ックにする。この処理にともなって、炭酸ガスと水が生
成される。この実施形態では、第２水槽下部８が従来の
調整槽と反応槽とを兼ねているから、第２水槽下部８で
は従来の反応槽に比べて反応時間を長くすることができ
る。したがって、第２水槽下部８では、排水に含まれる
フッ素を６０％以上の除去率で処理できる。
【００９９】次に、第２水槽下部下方４７で、フッ素濃
度が２０ｐｐｍ以下で、かつ、中性に近づいた排水は、
第２水槽下部上方４６に上昇してくる。この第２水槽下
部上方４６での処理水の滞留時間を１時間以上にするこ
とが望ましい。
【０１００】この第２水槽下部上方４６では、排水が中
性に近づいていることと、微生物を含んでいる空気によ
る曝気が行われていることと、排水中に有機物が存在し
ていることとによって、微生物が繁殖して流動してい
る。そして、この流動している好気性微生物１５によっ
て、排水中の有機物が処理される。
【０１０１】この流動している好気性微生物１５は、第
２水槽上部７がなす排ガス処理設備、空間部４０、第２
水槽下部上方４６がなす排水処理設備を循環し、排水と
排ガスを生物学的に処理する。そして、界面活性剤や有
機溶剤等の有機物をＣＯＤ(化学的酸素要求量)としてと
らえた場合、有機物の除去率は４０％以上を期待でき
る。
【０１０２】第２水槽下部８にて処理された排水は、次
に、第３水槽２８に移送される。そして、第３水槽２８
において、無機凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム等
のアルミ剤が添加される。また、第４水槽２９には高分
子凝集剤が添加される。上記第３水槽２８では、フッ化
カルシウムの凝集以外にアルミ剤と排水に含まれるフッ
素とが反応し、フッ化アルミニウムとなり、かつ、余分
なアルミ剤が素早く水酸化アルミニウムのフロックに変
化し、フッ化アルミニウムを吸着する。このことによ
り、排水のフッ素濃度を５ｐｐｍ程度にまで低減でき
る。
【０１０３】上記水酸化アルミニウムのフロックは、中
性付近または弱いアルカリ付近で発生し易いことが知ら
れている。なお、上記第３水槽２８における反応時間は
１５分程度でよい。
【０１０４】そして、第４水槽２９において、高分子凝
集剤が添加され、第３水槽２８でのフロックが高分子凝
集剤によって、より大きな安定したフロックとなる。次
に、より大きな安定したフロックを含む排水は、沈殿槽
である第５水槽３０に導入される。この第５水槽３０で
は、数分間に１回程度の回転数で、かき寄せ機３２Ａを
回転させて、固液分離を行う。そして、上澄み液として
の排水は処理水として放出し、一方、沈殿して形成した
汚泥は、汚泥濃縮槽である第６水槽３４に導入される。
この第６水槽３４において、上記汚泥はかき寄せ機３２
Ｂによって、かき寄せられ、沈降分離によって、３時間
以上かけて濃縮される。その後、上記沈降分離によって
濃縮された汚泥は、脱水機としてのフィルタープレス３
６に移送されて脱水される。このフィルタープレス３６
で、最終的な廃棄物としての脱水ケーキが生成する。
【０１０５】このように、この第１実施形態によれば、
散気管１０からの曝気で粒状の炭酸カルシウム鉱物１３
を弱い流動状態にしつつ、排水と粒状の炭酸カルシウム
鉱物１３とを反応させているので、炭酸カルシウム鉱物
を固まらせることなく排水中のフッ素濃度を減少させる
ことができる。したがって、長時間の運転を行っても、
フッ素濃度を安定に除去できる。
【０１０６】また、水槽下部８の下方４７の化学的処理
と水槽下部８の上方４６に発生した微生物によって、排
水中のフッ素(微生物濃縮によるフッ素処理)と排水中の
界面活性剤や有機溶剤等の有機物を同時に同じ水槽６
で、生物学的に処理できる。
【０１０７】また、水槽下部上方４６における未反応の
粒状の炭酸カルシウム鉱物１３,反応後のフッ化カルシ
ウム１４および発生した微生物１５を水槽上部７に汲み
上げ、この水槽上部７の散水管２５,２１,２０から散水
するので、導入された排ガス中のフッ素と有機物とを１
つの槽６で同時に化学的かつ生物学的に処理できる。
【０１０８】また、従来のような大きな炭酸カルシウム
鉱物を処理に使用しないで、反応性の良い粒状の炭酸カ
ルシウム鉱物１３を使用するので、全体的に装置をコン
パクトにできる。そして、炭酸カルシウム鉱物１３が粒
状であるので、ランニングコストが安く、空気輸送が可
能になって、容易に水槽６内に補充できるという利点も
ある。
【０１０９】なお、上記実施形態では、粒状炭酸カルシ
ウム鉱物１３の粒径を、略０.５ｍｍとしたが、この粒
径は、０．１ｍｍから２ｍｍの範囲で設定すればよい。
【０１１０】また、上記実施形態では、排水循環手段を
２系統として、第２水槽下部８で曝気されている排水の
循環と、第２水槽下部８で曝気されていない排水の循環
とを行ったが、図２に示すように、排水循環手段を１系
統としてもよい。図２に示す排水循環手段は、図１に示
す排水循環手段のポンプ１８とサクション配管４１を取
り去り、散水管２０,２１,２５の３つともポンプ１７に
接続したものである。この構成の循環手段によれば、第
２水槽下部８で曝気されている排水だけを第２水槽上部
７に循環させることになる。また、図３に示すように、
図１に示す排水循環手段のポンプ１７とサクション配管
４２を取り去り、散水管２０,２１,２５の３つともポン
プ１８に接続してもよい。この場合に、分離室４４内の
曝気されていない排水だけを第２水槽上部７に循環させ
ることになる。
【０１１１】さらに、図１,図２,図３に示す例では、３
段の散気管２０,２１,２５を使用して排水を循環させた
が、上段の散気管２５だけを使用してもよい。しかし、
この場合には、下方で水の集合体ができて、排水処理効
率が少し低下する。
【０１１２】〔第２の実施の形態〕次に、図４に、この
発明の排水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第
２の実施の形態は、次の,の点のみが前述の第１の
実施の形態と異なる。したがって、前述の第１実施形態
と同じ構成部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略
する。
【０１１３】 １段目の散水管２０と２段目の散水管
２１との間に汚泥付着部２２Ａを配置し、２段目の散水
管２１と３段目の散水管２５との間に汚泥付着部２２Ｂ
を配置した点。
【０１１４】 ポンプ１８およびサクション配管４１
を取り去り、３本の散水管２０,２１,２５の全部をポン
プ１７に接続した点。
【０１１５】この第２実施形態では、上記汚泥付着部２
２Ａ,２２Ｂを樹脂製とし、排水によって腐食しない材
料で作製した。また、汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂの表面
積を大きくして、多くの微生物が付着するようにした。
そして、汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂを網状にして、排ガ
スが下から上に通過するときに圧力損失が発生しない構
造にした。
【０１１６】このような汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂに
は、付着性のあるフロック状のフッ化カルシウム１４の
助けによって、好気性微生物１５が多く付着する一方、
粒状の炭酸カルシウム鉱物１３は、３本の散水管２５,
２１,２０から散布されるが重いので、汚泥付着部２２
Ａ,２２Ｂに付着することなく、第２水槽下部８に落下
する。この粒状の炭酸カルシウム鉱物１３は、汚泥付着
部２２Ａ,２２Ｂを通って落下する際に排ガス中のフッ
素を処理し、酸性成分を中和する。
【０１１７】上記汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂに付着した
好気性微生物１５は、排ガス中の有機物と排水中の有機
物を処理することができる。汚泥付着部２２Ａ，２２Ｂ
に付着しているフッ化カルシウム１４は、効果が少ない
ながらも、排ガス中の酸性成分を中和するし、また、排
水中の酸性成分も同様に中和できる。
【０１１８】この第２実施形態では、汚泥付着部２２
Ａ,２２Ｂを備えたことによって、上部７での好気性微
生物１５の濃度を高めているので、排水および排ガス中
の有機物の処理能力を向上させることができる。
【０１１９】なお、この第２実施形態では、１段目の散
気管２０の下方には、汚泥付着部を配置せず、排ガスが
整流板１９から上方へ円滑かつ均一に上昇できるように
している。
【０１２０】〔第３の実施の形態〕次に、図５に、この
発明の第３実施形態を示す。この第３実施形態の排水処
理装置は、２段目の散水管２１と３段目の散水管２５が
ポンプ１８を経由して、分離室４４内に配置されたサク
ション配管４１に接続されている点だけが、図４の第２
実施形態と異なる。したがって、図４の第２実施形態と
同じ部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１２１】この第３実施形態では、分離室４４におい
て沈殿しない好気性微生物１５とフロック状のフッ化カ
ルシウム１４が、ポンプ１８によって汲み上げられて、
２段目散水管２１と３段目散水管２５から散水され、樹
脂製網で構成した汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂに付着す
る。この実施形態では、２段目,３段目散水管２１,２５
からは、炭酸カルシウム鉱物１３を含まず、フッ化カル
シウム１４と好気性微生物１５とを含んだ排水が散水さ
れる。このため、この第３実施形態では、網状の汚泥付
着部２２Ａ,２２Ｂには、第２実施形態に比べて、より
高濃度の好気性微生物が付着し、排水中および排ガス中
の有機物の処理能力が向上する。第２実施形態では、２
段目,３段目の散気管から炭酸カルシウム鉱物１３が散
水されるので、汚泥付着部の好気性微生物を剥がすこと
になり、第３実施形態に比べて、好気性微生物の濃度が
低くなる。
【０１２２】〔第４の実施の形態〕次に、図６に、この
発明の排水処理装置の第４実施形態を示す。この第４実
施形態は、図５に示した第３実施形態の３段目散水管２
５が、ポンプ１８に接続されておらず、ポンプ３３を経
て第５水槽３０の底に返送配管６１で接続されている点
だけが、前述の第３実施形態と異なる。
【０１２３】この第４実施形態では、沈殿槽としての第
５水槽３０の底に沈殿した汚泥が、汚泥返送用ポンプ３
３によって３段目散水管２５へ圧送され、この散水管２
５から上記汚泥を含んだ排水が散水される。上記汚泥
は、嫌気性微生物１６とフッ化カルシウム１４を含んで
いると同時に、嫌気性微生物１６がフッ化カルシウム１
４によって包括固定されている。したがって、３段目の
散水管２５下の汚泥付着部２２Ａには、フッ化カルシウ
ム１４によって包括固定化された嫌気性微生物１６が高
濃度に付着繁殖した状態で維持されている。
【０１２４】この第４実施形態では、３段目散水管２５
下の網状の汚泥付着部２２Ｂに高濃度に付着している嫌
気性微生物１６が、排ガス中のフッ素を体内に取り込ん
で処理すると同時に、排ガス中の有機物を微生物処理す
る。そして、嫌気性微生物によって処理された排ガス
は、排気口２６から排出される。
【０１２５】一方、１段目の散水管２０は粒状炭酸カル
シウム鉱物１３とフッ化カルシウム１４と好気性微生物
１５を含有した排水を散水し、２段目の散水管２１はフ
ッ化カルシウム１４と好気性微生物１５を含有した排水
を散水する。なお、３段目の散水管２５から落下した嫌
気性微生物１６は第２水槽下部８で１時間以上好気状態
にされて死滅し、分離室４４内では好気性微生物１５が
繁殖している。
【０１２６】この第４実施形態では、排水中の過酸化水
素は、汚泥付着部２２Ａの還元性を有する嫌気性微生物
と接触することによって、分解され処理される。
【０１２７】〔第５の実施の形態〕次に、図７に、この
発明の排水処理装置の第５実施形態を示す。この第５実
施形態は、３段目の散水管２５がポンプ１８に接続され
ていて、第５水槽３０の底から汚泥返送ポンプ３３を経
て第３水槽２８にまで延びる配管７１を備えた点のみ
が、前述の第４実施形態と異なる。
【０１２８】第５水槽３０の底に沈殿した汚泥は、フッ
化カルシウムによって包括固定化された嫌気性微生物１
６を含んでいる。この嫌気性微生物１６は還元性を有す
るので、排水中に含まれる過酸化水素などの酸化剤を処
理することができる。
【０１２９】この第５実施形態では、第３水槽２８に、
汚泥返送ポンプ３３から、フッ化カルシウム１４で包括
固定化された還元性を有する嫌気性微生物１６が返送さ
れる。これにより、第３水槽２８において、還元性を有
する嫌気性微生物１６は、フッ化カルシウム１４によっ
て殺菌性を有する過酸化水素による死滅から保護されつ
つ、排水中の過酸化水素を処理することができる。
【０１３０】この第５実施形態では、嫌気性微生物１６
が、第４実施形態のように曝気状態で好気状態の第２水
槽６に返送されるのではなく、非曝気の第３水槽２８に
返送されるから、嫌気性微生物１６の還元性を維持でき
る。したがって、この第５実施形態では、第４実施形態
に比べて、過酸化水素の処理能力を向上できる。
【０１３１】〔第６の実施の形態〕次に、図８にこの発
明の第６実施形態を示す。この第６実施形態は、第６水
槽３４の底に配管接続されたポンプ４３を経由して第３
水槽２８まで延びている返送配管８１を備えた点だけ
が、前述の第５実施形態と異なる。
【０１３２】第６水槽３４の底には、フッ化カルシウム
１４によって包括固定化された還元性を有する嫌気性微
生物１６が高濃度に濃縮された濃縮汚泥がある。この濃
縮汚泥は、高濃度に濃縮されているので、第５水槽３０
にある沈殿汚泥に比べて、より一層還元性を有する。こ
の第６実施形態では、この第６水槽３４底の高濃度に濃
縮された還元性を有する汚泥を返送配管８１を経由して
第３水槽２８に返送するから、第５実施形態よりも一
層、嫌気性微生物１６の還元性を維持して、過酸化水素
をより効果的に分解し処理することができる。
【０１３３】〔第７の実施の形態〕次に、図９にこの発
明の第７実施形態を示す。この第７実施形態は、図６の
第４実施形態において、第５水槽３０の底から３段目散
水管２５に接続された返送配管６１を取り去り、第６水
槽３４の底に接続されたポンプ４３を経由して第２水槽
上部７の３段目の散水管２５に返送配管９２を接続した
ものである。
【０１３４】この第７実施形態は、第６水槽３４の底か
らの濃縮汚泥を返送ポンプ４３によって第２水槽６の３
段目散水管２５から下に散水するので、第４実施形態に
比べてより一層還元性のある嫌気性微生物１６を高濃度
に第２水槽下部８まで導入することができる。したがっ
て、この第７実施形態によれば、第４実施形態より一層
効果的に排水中の過酸化水素を処理できる。
【０１３５】また、この第７実施形態では、高濃度の嫌
気性微生物１６を３段目の散水管２５から散水するか
ら、汚泥付着部２２Ｂに微生物汚泥を高濃度に付着させ
て、排ガス中の有機物を効率良く処理できる。
【０１３６】〔第８の実施の形態〕次に、図１０に、こ
の発明の排水処理装置の第８実施形態を示す。この第８
実施形態は、第３水槽２８にアルミ剤としてのポリ塩化
アルミニウムと高分子凝集剤だけでなく消石灰を添加す
る点だけが図７に示した第５実施形態と異なる。
【０１３７】また、この第８実施形態では、排水配管２
に導入される排水が、フッ素,過酸化水素,有機物に加え
て、リンを含んでいる。この排水中にリンが含有されて
いる理由は、半導体工場や液晶工場での洗浄工程にリン
酸を使用しているからである。
【０１３８】この第８実施形態では、フッ素,過酸化水
素,有機物は、先述の第５実施形態と同様の処理内容と
なる一方、排水中のリンは、第３水槽２８において消石
灰を添加されることによって、リン酸カルシウムとなり
第５水槽３０で沈殿する。また、消石灰を第３水槽２８
に添加するから、排水中のリンだけでなく、フッ素も高
度に処理できる。
【０１３９】排水中のリンは、実装置での運転結果から
すれば、炭酸カルシウム鉱物から溶出するカルシウムと
は反応しない。したがって、第２水槽６ではリンの処理
はほとんどできない。
【０１４０】なお、この第８実施形態では、先述の第５
実施形態において第３水槽２８に消石灰を添加したが、
第１〜第７のどの実施形態においても第３水槽２８に消
石灰を添加すれば、排水中のリンの処理が可能になる。
【０１４１】〔第９の実施の形態〕次に、図１１に、こ
の発明の排水処理装置の第９の実施の形態を示す。この
第９実施形態は、図５に示した排水処理装置における網
状樹脂製の汚泥付着部２２Ａ,２２Ｂに替えて、プラス
チック製の充填物３９Ａ,３９Ｂを備えたものである。
【０１４２】このプラスチック製充填物３９Ａ,３９Ｂ
としては、具体的には、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トラレットやポールリング等を
選定すればよい。これらは、一般の排ガス処理装置にも
用いられており、空気抵抗が比較的少ないものである。
【０１４３】このプラスチック製充填物３９Ａ,３９Ｂ
は、網状の泥付着部２２Ａ,２２Ｂに比べて目が細かい
から、微生物等の付着量が多くなる。
【０１４４】〔第１０の実施の形態〕次に、図１２に、
この発明の排水処理装置の第１０実施形態を示す。この
第１０実施形態は、図１０に示した第８実施形態の排水
処理装置において、第３水槽２８内に汚泥固定化部４５
を配置したものである。この汚泥固定化部４５は、固定
化材料として例えば塩化ビニリデンを構成要素として含
んでいる。
【０１４５】この第１０実施形態では、フッ化カルシウ
ム１４によって包括固定化された嫌気性微生物１６は、
汚泥固定化部４５において高濃度に維持される。したが
って、この第１０実施形態によれば、図１０に示した第
８実施形態に比べて、第３水槽２８において、還元性を
有する嫌気性微生物を高濃度に維持することができ、排
水中の過酸化水素をより効果的に処理できる。
【０１４６】［第１実験例］次に、具体的な実験例とし
て、図１に示す第１実施形態と同じ構造の実験装置を用
いた排水処理実験例を説明する。この実験例では、第１
水槽５の容量を約１５０立方メートルとし、第２水槽下
部８の容量を約３００立方メートルとし、この大型な第
２水槽下部８の上にサイズは小さいが実験装置としての
第２水槽上部７を設置した。この第２水槽上部７の容量
を約７立方メートルとした。また、第３水槽(反応槽)２
８の容量を２２５立方メートルとし、第４水槽（凝集
槽）２９の容量を２５５立方メートルとした。また、第
５水槽(沈殿槽)３０の容量を９００立方メートルとし
た。
【０１４７】この実験装置で、ＰＨが２.２で、フッ素
濃度が１５２ｐｐｍで、ＣＯＤが１２ｐｐｍである有機
物含有排水を処理したところ、処理後の排水ではＰＨが
７.５になり、フッ素濃度が４.１ｐｐｍになり、ＣＯＤ
が７.２ｐｐｍになった。
【０１４８】また、第２水槽上部７への排ガスの入り口
のファン排出ダクト２３で排ガスが含有しているＨＦガ
スの濃度が２ｍｇ/ＮＭ3(ノルマル立方メートル)であっ
たときに、第２水槽上部７の最上部の排ガス出口の排気
口２６でのＨＦガスの濃度を０.６５ｍｇ/ＮＭ3(ノルマ
ル立方メートル)以下に低減できた。つまり、ＨＦガス
の濃度を３分の１以下に低減できた。また、排ガス中の
有機物の代表としてのアセトンを測定した場合、第２水
槽上部７への排ガスの入り口のファンと出ダクト２３で
のアセトン濃度が１ｍｇ/ＮＭ3であったときに、第２水
槽上部７の最上部の排ガス出口の排気口２６でのアセト
ン濃度は０.５ｍｇ/ＮＭ3以下であった。すなわち、ア
セトン濃度を２分の１以下に低減できた。
【０１４９】［第２実験例］次に、第２実験例を説明す
る。この第２実験例は、図９に示した第７実施形態の排
水処理装置と同じ構造の実験装置を用いて行った。この
第２実験例では、第１水槽５の容量を約１５０立方メー
トルとし、第２水槽下部８の容量を約３００立方メート
ルとし、この大型な第２水槽下部８の上にサイズは小さ
いが実験装置としての第２水槽上部７を設置した。この
第２水槽上部７の容量を約７立方メートルとした。ま
た、第３水槽(凝集槽)２８の容量を２５５立方メートル
とし、第４水槽(凝集槽)２９の容量を２２５立方メート
ルとし、第５水槽(沈殿槽)３０の容量を９００立方メー
トルとした。
【０１５０】この実験装置で排水処理を行った結果、処
理前に、ＰＨが２.１であり、フッ素濃度が１５０ｐｐ
ｍであり、ＣＯＤが１３ｐｐｍであり、過酸化水素が８
２ｐｐｍである有機物含有排水を、ＰＨが７.４、フッ
素濃度が４.７ｐｐｍ、ＣＯＤが５.２ｐｐｍ、過酸化水
素が１ｐｐｍの処理水にできた。
【０１５１】また、第２水槽上部７への排ガスの入り口
のファン吐出ダクト２３での排ガスのＨＦガスの濃度が
２ｍｇ/ＮＭ3(ノルマル立方メートル)であったときに、
第２水槽上部７の最上部の排ガス出口の排気口２６での
ＨＦガスの濃度を、０.４６ｍｇ/ＮＭ3以下に低減でき
た。つまり、ＨＦガスの濃度を４分の１以下に低減でき
た。
【０１５２】また、排ガス中の有機物の代表としてのア
セトンを測定した結果、第２水槽上部７への排ガスの入
り口のファン吐出ダクト２３でのアセトン濃度が１ｍｇ
/ＮＭ3であったときに、第２水槽上部７の最上部の排ガ
ス出口の排気口２６でのアセトン濃度は、０.２ｍｇ/Ｎ
Ｍ3以下であった。つまり、アセトン濃度を５分の１以
下に低減できた。
【０１５３】このように、具体的実験例においても、図
１の第１実施形態の排水処理装置よりも、図９の第７実
施形態の排水処理装置の方が、汚泥付着部２２Ａ,２２
Ｂの存在と第６水槽底からの汚泥返送とによって、特
に、ＣＯＤ,ＨＦガス，アセトン，過酸化水素の除去率
において優れている。
【０１５４】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の排水処理方法は、下部で流動する粒状の炭酸カルシ
ウム鉱物を上部に導入して散水する。したがって、下部
において流動する炭酸カルシウム鉱物で、排水中のフッ
素を化学反応で処理でき、かつ、上部において散水され
る炭酸カルシウム鉱物で、排ガス中のフッ素を化学反応
で処理できる。そして、上部での排ガス処理で利用され
なかった粒状の炭酸カルシウム鉱物(すなわち未反応の
炭酸カルシウム鉱物)は、再び下部に導入されて、排水
中のフッ素を化学的に処理する。したがって、請求項１
の発明によれば、粒状の炭酸カルシウム鉱物の形状と性
状とを巧みに利用して、下部での排水処理と上部での排
水処理を同時に実行できる。
【０１５５】この請求項１の発明で使用する数ｍｍ程度
の粒状の炭酸カルシウムは、市場において最も多く生産
されているので、粒径２〜７ｃｍの炭酸カルシウムに比
して３分の１程度の低価格である。その上、上記粒状炭
酸カルシウム鉱物は表面積も大きいから、化学的な処理
能力も向上できる。したがって、コンパクトな処理装置
を実現でき、曝気に要する空気量も削減できるから、電
気代も節約できる。したがって、この発明を採用すれ
ば、イニシャルコストおよびランニングコストを低減で
きる合理的かつ経済的な排水処理装置を構築できる。
【０１５６】また、請求項２の発明の排水処理方法は、
下部で流動する粒状の炭酸カルシウム鉱物とフロック状
のフッ化カルシウムおよび微生物を、上部に導入して散
水する。したがって、上部において、粒状の炭酸カルシ
ウム鉱物は排ガス中のフッ素を化学的に処理し、フロッ
ク状のフッ化カルシウムも効果はすくないものの化学的
に排ガス中の酸性成分を処理し、同時に微生物は生物学
的に排ガス中の有機物を処理する。そして、排ガス処理
で利用されなかった粒状の炭酸カルシウム鉱物(すなわ
ち未反応の粒状の炭酸カルシウム鉱物)とフッ化カルシ
ウムと微生物は、再び、下部で排水を処理する。
【０１５７】したがって、この請求項２の発明は、下部
で排水を処理し、同時に上部で排ガスを処理して、フッ
素および有機物を含んだ排水と排ガスを同時に処理でき
る。
【０１５８】また、請求項３の発明は、粒状の炭酸カル
シウム鉱物の粒径が０.１ｍｍ乃至２.０ｍｍであるか
ら、粒径がより大きな炭酸カルシウム鉱物を採用する場
合に比べて、イニシャルコスト,処理能力,ランニングコ
ストにおいて有利になる。
【０１５９】また、請求項４の発明の排水処理方法は、
下部で発生したフロック状のフッ化カルシウムと微生物
を、上部の付着媒体に散水する。粒状の炭酸カルシウム
鉱物から発生したフロック状のフッ化カルシウムは、粘
着性または付着性があり、微生物を汚泥付着媒体に付着
させる手助けをする。このため、フロック状のフッ化カ
ルシウムと微生物は汚泥付着媒体に付着し、付着した分
だけ、より一層処理能力を向上できる。また、フロック
状のフッ化カルシウムは、効果は少ないものの化学的に
排ガス中の酸性成分を中和処理し、微生物は生物学的に
排ガス中の有機物を処理する。
【０１６０】また、請求項５の発明は、付着媒体を表面
積が比較的大きな樹脂製にしたから、より多くのフロッ
ク状のフッ化カルシウムと微生物を付着させることがで
き、有機物等の処理効果を増大できる。また、この付着
媒体を樹脂製網にすれば、空気抵抗が小さく、圧力損失
を発生させることなく、排ガスを処理できる。さらに、
樹脂製の網の中でも細かい目のものを選定すれば、網全
体の表面積を大きくして、より多くのフロック状のフッ
化カルシウムと微生物を付着させることができる。
【０１６１】また、請求項６の発明の排水処理装置は、
下部において流動する炭酸カルシウム鉱物で、排水中の
フッ素を化学反応で処理でき、かつ、上部において散水
される炭酸カルシウム鉱物で、排ガス中のフッ素を化学
反応で処理できる。そして、上部での排ガス処理で利用
されなかった粒状の炭酸カルシウム鉱物(すなわち未反
応の炭酸カルシウム鉱物)は、再び下部に導入されて、
排水中のフッ素を化学的に処理する。したがって、この
請求項６の発明によれば、粒状の炭酸カルシウム鉱物の
形状と性状とを巧みに利用して、下部での排水処理と上
部での排水処理を同時に実行できる。
【０１６２】また、請求項７の発明の排水処理装置は、
排水を水槽下部の下方から導入し、導入された排水を撹
拌手段で撹拌して、排水中で炭酸カルシウム鉱物を流動
させるので、炭酸カルシウム鉱物を排水中のフッ素と効
率的に化学反応させることができる。一方、水槽上部に
おいては、通水性を有するように構成された汚泥付着部
に排水を汲み上げ、この汲み上げた排水を散水し、かつ
排ガスを水槽上部と水槽下部の間の空間部に排ガスを導
入する。この排ガスは、上記散水に接触して、フッ素と
有機物が除去される。また、上記汚泥付着部に付着して
いる微生物によって、排ガス中の有機物と排水中の有機
物が同時に処理される。したがって、この請求項７の発
明によれば、水槽下部で排水中のフッ素と有機物を流動
状態の炭酸カルシウム鉱物でもって効率的に処理でき
る。また、水槽上部では、排水と排ガスを同時に処理で
きるので、イニシャルコストおよびランニングコストを
低減できる合理的かつ経済的な排水処理装置を提供でき
る。
【０１６３】また、請求項８の発明の排水処理装置は、
導入された排水中のフッ素が、撹拌された流動させられ
ている粒状の炭酸カルシウム鉱物によって効率的に化学
反応し、排水中のフッ素が処理される。また、排水中で
繁殖している微生物によって排水中の有機物を生物学的
に処理できる。一方、水槽上部では、通水性を有するよ
うに構成された付着媒体を有する汚泥付着部に、フロッ
ク状のフッ化カルシウムと微生物を付着させて、この微
生物で排ガス中の有機物を生物学的に処理できる。ま
た、排ガス中のフッ素は粒状の炭酸カルシウム鉱物と化
学反応してフッ化カルシウムになることで処理され、排
ガス中の酸性成分は炭酸カルシウム鉱物で中和される。
そして、さらに、汚泥付着部に付着しているフロック状
のフッ化カルシウムによって、効果は少ないものの排ガ
スの酸性成分が中和される。
【０１６４】また、請求項９の発明は、請求項７または
８に記載の排水処理装置において、上記撹拌手段は、曝
気による撹拌を行う。上記撹拌手段による曝気によっ
て、水槽下部が曝気され、曝気により微生物を繁殖させ
ることができる。したがって、微生物による排水中およ
び排ガス中の有機物処理効率を高めることができる。
【０１６５】また、請求項１０の発明の排水処理装置
は、第１水槽に導入された排水が、第１水槽での貯留後
に、第２水槽に導入されて、導入された排水中のフッ素
が粒状の炭酸カルシウム鉱物と撹拌によって効率的に化
学反応し、排水中のフッ素が処理される。また、排水中
に繁殖した微生物によって排水中の有機物を生物学的に
処理できる。一方、第２水槽下部の排水が上部に汲み上
げられて散水されるので、第２水槽上部の付着部には粒
状の炭酸カルシウム鉱物,フロック状のフッ化カルシウ
ムおよび微生物が付着する。そして、空間部からの排ガ
ス中の有機物は、上記付着した微生物によって生物学的
に処理される。また、排ガス中のフッ素は炭酸カルシウ
ム鉱物によって化学的に反応処理される。また、排ガス
中の酸性成分は、フロック状のフッ化カルシウムによっ
て効果は少ないものの化学的に中和される。次に、第２
水槽からの排水が第３水槽に導入されて、アルミ剤が添
加され、凝集反応が起こり、フッ化カルシウムのフロッ
クがより強度を増す。強度を増すとは、より形の整った
フロックとなり沈降し易いフロックとなることを意味す
る。また、第３水槽では、第２水槽で処理されなかった
未反応のフッ素とアルミ剤が反応し、フッ素を更に処理
している。次に、第３水槽から第４水槽に排水が導入さ
れる。この第４水槽では高分子凝集剤が添加される。高
分子凝集剤の添加により、フッ化カルシウムのフロック
はさらに大きなフロックとなる。次に、第４水槽から沈
殿槽としての第５水槽に導入された排水は、上澄み液と
フロックとしての汚泥とが固液分離される。第５水槽で
沈殿したフッ化カルシウムの汚泥は、さらに、濃縮槽と
しての第６水槽に導入されて濃縮される。前記第５水槽
で沈殿したフッ化カルシウム汚泥や第６水槽で濃縮され
た汚泥は、酸素の供給が断たれることにより、排水中の
微量の有機物を栄養源に嫌気性の微生物が繁殖する。こ
れにより、嫌気性の微生物を含む汚泥は、汚泥返送手段
によって、第２水槽または第３水槽に返送されて、排水
中に存在する酸化剤としての過酸化水素を処理する。こ
の酸化剤としての過酸化水素を嫌気性微生物が処理する
理由は、嫌気性の微生物が還元性を有するからである。
一方、第６水槽で濃縮された汚泥は、フィルタープレス
を用いて脱水ケーキにまで脱水処理できる。こうして、
排水中のフッ素を汚泥として分離し、さらにフィルター
プレスにて脱水ケーキとして排出できる。
【０１６６】このように、この請求項１０の発明によれ
ば、第２水槽の下部で排水を処理すると同時に、第２水
槽の上部で排水と排ガスの両方を処理して、排水中のフ
ッ素,有機物および過酸化水素と排ガス中のフッ素およ
び有機物を同時に処理できる。
【０１６７】また、請求項１１の発明は、請求項７，
８，９，１０のいずれか１つに記載の排水処理装置にお
いて、粒状の炭酸カルシウム鉱物の粒径を、０.１ｍｍ
乃至２ｍｍにした。この請求項１１の発明では、先述し
たように、粒径がより大きな炭酸カルシウム鉱物を採用
した場合に比べて、イニシャルコスト,処理能力,ランニ
ングコストにおいて有利になる。
【０１６８】また、請求項１２の発明は、請求項８乃至
１０のいずれか１つに記載の排水処理装置において、上
記汚泥付着部に導入される汚泥が嫌気性の微生物汚泥を
含む汚泥である。この請求項１２の発明では、汚泥が嫌
気性微生物を含むので、嫌気性の微生物汚泥を第２水槽
に導入して、排水中の酸化性を有する過酸化水素を還元
処理できる。また、嫌気性の微生物によって、排水中の
有機物と排ガス中の有機物を生物学的に処理できる。
【０１６９】また、請求項１３の発明は、請求項１０に
記載の排水処理装置において、上記第３水槽は、導入さ
れた排水中の汚泥を固定する汚泥固定化手段を備えてい
る。この請求項１３の発明では、第３水槽の汚泥固定化
手段に汚泥を固定できるから、第３水槽での微生物濃度
を一層高めることができ、排水中の過酸化水素を生物学
的により効率的に処理できる。また、第３水槽でのアル
ミ剤濃度も高めることができ、排水中のフッ素処理能力
を向上できる。この第３水槽へは、第６水槽からの濃縮
された汚泥が、返送手段で返送されてくるので、濃縮さ
れて付着性が高められた汚泥を、第３水槽の汚泥固定化
手段に高濃度に固定化できる。
【０１７０】また、請求項１４の発明は、第３水槽で消
石灰を添加することによって、排水中のリンをリン酸カ
ルシウムにして、第５水槽で沈殿させ、沈殿物として処
理できる。
【０１７１】また、請求項１５の発明は、請求項１０ま
たは１３に記載の排水処理装置の第３水槽において、ア
ルミ剤としてポリ塩化アルミニウムを使用して、凝集反
応を起こし、フッ化カルシウムのフロックがより形の整
ったフロックとなり、沈降し易いフロックとすることが
できる。
【０１７２】以上のように、この発明によれば、曝気手
段で粒状の炭酸カルシウム鉱物を弱い流動状態にしつ
つ、排水と粒状の炭酸カルシウム鉱物とを反応させてい
るので、排水中のフッ素濃度を炭酸カルシウム鉱物が固
まることなく減少させることができる。従来、曝気によ
って容易に流動しない炭酸カルシウム鉱物は、長時間の
運転(２ケ月以上の運転)によって固まりを生じ、排水中
のフッ素濃度の除去性能が低下していた。これに対し、
本発明では、長時間の運転によってもフッ素濃度を安定
的に除去することができる。
【０１７３】また、水槽下部の下方の化学的処理と水槽
下部の上方に発生した微生物によって、排水中のフッ素
(微生物濃縮によるフッ素処理)と排水中の界面活性剤や
有機溶剤等の有機物を同時に同じ水槽で、生物学的に処
理できる。すなわち、図１３に示すように１槽目でフッ
素の処理を行い２槽目で有機物の処理を行っていた従来
の２槽の水槽を１槽に合理化できる。
【０１７４】また、水槽下部上方における未反応の粒状
の炭酸カルシウム鉱物,反応後のフッ化カルシウムおよ
び発生した微生物を水槽上部に汲み上げ、この水槽上部
の散水管から散水するので、導入された排ガス中のフッ
素と有機物とを１つの槽で同時に化学的かつ生物学的に
処理できる。
【０１７５】また、従来のような大きな炭酸カルシウム
鉱物を処理に使用しないで、反応性の良い粒状の炭酸カ
ルシウム鉱物を使用するので、全体的に装置をコンパク
トにできる。そして、炭酸カルシウム鉱物が粒状である
ので、ランニングコストが安く、空気輸送が可能になっ
て、容易に水槽内に補充できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の排水処理装置の第１実施形態を示
す図である。
【図２】 上記第１実施形態の変形例を示す図である。
【図３】 上記第１実施形態のもう１つの変形例を示す
図である。
【図４】 この発明の排水処理装置の第２実施形態を示
す図である。
【図５】 この発明の排水処理装置の第３実施形態を示
す図である。
【図６】 この発明の排水処理装置の第４実施形態を示
す図である。
【図７】 この発明の排水処理装置の第５実施形態を示
す図である。
【図８】 この発明の排水処理装置の第６実施形態を示
す図である。
【図９】 この発明の排水処理装置の第７実施形態を示
す図である。
【図１０】 この発明の排水処理装置の第８実施形態を
示す図である。
【図１１】 この発明の排水処理装置の第９実施形態を
示す図である。
【図１２】 この発明の排水処理装置の第１０実施形態
を示す図である。
【図１３】 従来の排水処理装置を示す図である。
【符号の説明】
１…排ガスダクト、２…排水配管、３…ファン、４…第
１水槽ポンプ、５…第１水槽、６…第２水槽、７…第２
水槽上部、８…第２水槽下部、９…流入管、１０…散気
管、１１…空気配管、１２…ブロワー、１３…炭酸カル
シウム鉱物、１４…フッ化カルシウム、１５…好気性微
生物、１６…嫌気性微生物、１７…１段目散水管ポン
プ、１８…散水管ポンプ、１９…整流板、２０…１段目
散水管、２１…２段目散水管、２２Ａ,２２Ｂ…汚泥付
着部、２３…ファン吐出ダクト、２４Ａ,２４Ｂ,２４Ｃ
…第１，第２，第３領域、２５…３段目散水管、２６…
排気口、２７…排水配管、２８…第３水槽(反応槽)、２
９…第４水槽(凝集槽)、３０…第５水槽(沈殿槽)、３１
…撹拌機、３２Ａ,３２Ｂ…かき寄せ機、３３…嫌気性
汚泥返送ポンプ、３４…第６水槽(濃縮槽)、３５…フィ
ルタープレス供給ポンプ、３６…フィルタープレス、３
７…分離壁、３８…格子板、３９…プラスチック製充填
物、４０…空間部、４１…サクション配管、４２…サク
ション配管、４３…嫌気性汚泥返送ポンプ、４４…分離
室、４５…汚泥固定化部、４６…第２水槽下部上方、４
７…第２水槽下部下方。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/10 Ｃ０２Ｆ 3/10 Ｚ 3/30 3/30 Ｂ (72)発明者 藤本 輝彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 松本 茂樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 荻本 孝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下部に導入した排水中で粒状の炭酸カル
    シウム鉱物を流動させ、上記粒状の炭酸カルシウム鉱物
    を含んだ排水を、上部に導入した排ガスに散水して、上
    部から下部，下部から上部に排水を循環させることを特
    徴とする排水処理方法。
  2. 【請求項２】 下部に導入した排水中で粒状の炭酸カル
    シウム鉱物とフロック状のフッ化カルシウムおよび微生
    物を流動させ、上記粒状の炭酸カルシウム鉱物とフロッ
    ク状のフッ化カルシウムおよび微生物を含んだ排水を、
    上部に導入した排ガスに散水して、上部から下部，下部
    から上部に排水を循環させることを特徴とする排水処理
    方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の排水処理方法
    において、 上記粒状の炭酸カルシウム鉱物の粒径が０.１ｍｍ乃至
    ２.０ｍｍであることを特徴とする排水処理方法。
  4. 【請求項４】 下部に導入した排水中で粒状の炭酸カル
    シウム鉱物を流動させ、 上記下部で発生したフロック状のフッ化カルシウムと微
    生物を含む排水を、付着媒体が配置され、排ガスが導入
    されている上部に散水して、 上部から下部，下部から上部に排水を循環させることを
    特徴とする排水処理方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の排水処理方法におい
    て、 上記付着媒体を樹脂製にし、かつ表面積を比較的大きく
    したことを特徴とする排水処理方法。
  6. 【請求項６】 排水が導入され、この排水中で粒状の炭
    酸カルシウム鉱物が流動させられている下部と、 排ガスが導入されるとともに、上記下部から上記粒状の
    炭酸カルシウム鉱物を含んだ排水が導入されて散水され
    る上部とを備え、 上部から下部，下部から上部に排水を循環させることを
    特徴とする排水処理装置。
  7. 【請求項７】 下方から排水が導入され、この排水を撹
    拌する撹拌手段によって、排水中で粒状の炭酸カルシウ
    ム鉱物が流動させられている水槽下部と、 上記水槽下部の排水の水面よりも上方に配置され、排ガ
    スが導入されるようになっており、通水性を有するよう
    に構成された汚泥付着部を有する水槽上部と、上記水槽
    下部内の上方から上記水槽上部に排水を汲み上げ、この
    汲み上げた排水を上記水槽上部に散水する排水循環手段
    と、 上記水槽下部と水槽上部の間の空間部に排ガスを導入す
    る排ガス導入手段とを備えたことを特徴とする排水処理
    装置。
  8. 【請求項８】 導入された排水中で流動するように充填
    された粒状の炭酸カルシウム鉱物と、上記排水を撹拌す
    る撹拌手段と、この撹拌手段で撹拌されない非撹拌領域
    とを有する水槽下部と、 上記水槽下部よりも上方かつ上記水槽下部に導入された
    排水の水面よりも上方に配置されており、通水性を有す
    るように構成された付着媒体を有する汚泥付着部を有す
    る水槽上部と、 上記水槽下部の非撹拌領域からフロック状のフッ化カル
    シウムと微生物を含有する排水を汲み上げ、上記水槽上
    部の汚泥付着部に散水する第１排水循環手段と、 上記水槽下部の撹拌領域から上記炭酸カルシウム鉱物,
    フロック状のフッ化カルシウム,微生物を含有する排水
    を汲み上げ、上記水槽上部のうち汚泥付着部以外に散水
    する第２排水循環手段と、 上記下部と上部の間の空間に排ガスを導入する排ガス導
    入手段とを備えていることを特徴とする排水処理装置。
  9. 【請求項９】 請求項７または８に記載の排水処理装置
    において、 上記撹拌手段は、曝気による撹拌を行うことを特徴とす
    る排水処理装置。
  10. 【請求項１０】 第１水槽と第２水槽とを備え、 上記第１水槽は、排水が導入されて、排水を貯留した
    後、この排水を第２水槽に導入する排水導入手段を有
    し、 上記第２水槽は、請求項７または８に記載の排水処理装
    置であり、 上記第２水槽からの排水が導入され、導入された排水を
    撹拌する撹拌手段を有し、アルミ剤が添加されるように
    なっている第３水槽と、 高分子凝集剤が添加されるようになっている第４水槽
    と、 上記第４水槽からの排水が導入され、上記排水を固液分
    離すると共に分離された上澄液を放出する第５水槽と、 上記第５水槽で沈殿によって形成された汚泥が導入さ
    れ、この汚泥を沈降分離して濃縮する第６水槽と、 上記第６水槽で濃縮された汚泥が導入され、この汚泥を
    脱水する脱水手段と、上記第５水槽で沈殿した汚泥また
    は上記第６水槽で濃縮した汚泥を、上記第２水槽または
    第３水槽の内の少なくとも１つに返送する汚泥返送手段
    とを備えたことを特徴とする排水処理装置。
  11. 【請求項１１】 請求項７，８，９，１０のいずれか１
    つに記載の排水処理装置において、 粒状の炭酸カルシウム鉱物の粒径を、０.１ｍｍ乃至２
    ｍｍにしたことを特徴とする排水処理装置。
  12. 【請求項１２】 請求項８乃至１０のいずれか１つに記
    載の排水処理装置において、 上記汚泥付着部に導入される汚泥が嫌気性の微生物汚泥
    を含む汚泥であることを特徴とする排水処理装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の排水処理装置にお
    いて、 上記第３水槽は、導入された排水中の汚泥を固定する汚
    泥固定化手段を備えていることを特徴とする排水処理装
    置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０に記載の排水処理装置にお
    いて、 上記第３水槽に消石灰が添加されることを特徴とする排
    水処理装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０または１３に記載の排水処
    理装置において、 上記第３水槽に添加されるアルミ剤がポリ塩化アルミニ
    ウムであることを特徴とする排水処理装置。
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