JPS63182099A

JPS63182099A - 膜分離式排水処理装置

Info

Publication number: JPS63182099A
Application number: JP62012449A
Authority: JP
Inventors: Masao Kaneko; 金子　政雄; Minoru Takemura; 竹村　稔; Soji Iwazawa; 岩沢　壮治
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1988-07-27

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、特に半導体製造工場においてウェハ
ーの現像に使用される現像液であるコリンまたは水酸化
テトラメチルアンモニウム（丁ＨＡＨ）を含むコリン系
排水の処理を行う膜分離式排水処理装置に関する。

（従来の技術）排水には一般家庭からの生活排水と各種の製造工場から
の工場排水とがある。従来はどちらも活性汚泥処理で処
理されていた。この活性汚泥処理の主プロセスは第３図
に示すように、排水を曝気槽２１において活性汚泥で分
解し、沈殿池２２で汚泥を沈降分離し、上澄を処理とし
て放流するものである。

一般家庭からの生活排水中には雑多な有機物や塩類が含
まれているため、良好な処理ができる。

これは生活排水に含まれる有機物は活性汚泥が分解しや
すいうえに多くの塩類を含むために沈降性の優れた活性
汚泥となるからである。一般的には曝気槽の滞留時間が
５〜６時間で、沈殿池２２の滞留時間が５〜６時間で、
全体として１５時間程度で処理されている。

工場排水の場合は製造プロセスにより排水に含まれる有
機物が異なってくる。また、その種類も少ないため、沈
降性の良い汚泥とならないことが多く、沈殿池２２での
分離時間を２〜３日必要とすることか多い。このように
工場排水の処理は一般に生活排水より困難なうえに長時
間を必要とする。

これら工場排水のなかで、半導体製造工場におけるコリ
ン系排水の処理が有毒性と有機物負荷の点から要求され
ている。コリン系またはＴＭＡＨ系排水は半導体製造工
場のウェハの現像プロセスから排出される。コリン系ま
たはＴ）ｆＡＨ系の現像液は他の現像液よりも優れてい
るため使用されてぎている。コリン系の現像液は弐〇で
示され、Ｔ）ＩＡＨ系の現像液は式■で示される。

（ＨＯＣＨ２Ｃ８２Ｎ　（Ｃｌ　３）３）十〇Ｈ″′　
　　　　　　　　　　　　　・・・■（（ＣＨ３）＋Ｎ
）”ＯＨ−・・・◇◇上記のコリン系およびＴＨＡＩＩ
系現像液の排水を従来の活性汚泥法で処理すると、活性
汚泥は極めて沈降性が悪く、沈殿池２２に３日間滞留さ
せても十分ではなかった。また、活性汚泥の性状は変化
しやすく、常時監視する必要がめる。さらに、沈殿池２
２の汚泥を曝気槽２１へ返送したり、過剰に発生した汚
泥を沈殿池２３より明後き処理する必要が必る。この汚
泥の処理は業者による有償処理となる。

このコリン系またはＴＨＡＨ系排水の処理装置として逆
浸透膜による濃縮法を利用したものがある。

（発明が解決しようとする問題点）コリン系またはＴ）ＩＡＨ系排水の処理装置としては前
述の如く活性汚泥法と逆浸透膜による濃縮法とがあるが
、活性汚泥法には常時汚泥の性状を管理したり、過剰に
発生した汚泥の引扱きと処理をする必要があるうえに、
広大な沈殿池を必要とするという問題がある。また、逆
浸透膜による濃縮法では濃縮した排水はコリン系または
ＴＨＡＮ系排水のままであり、当然処理が必要となり、
業者が焼却処理しているのが現状である。

本発明の目的は維持管理が極めて容易で、汚泥の明後き
処理が不要であるうえに、設置スペースが小さくかつコ
リン系またはＴＭＡｔｌ系排水を無排水なものに処理す
ることができる膜分離式排水処理装置を提供することで
ある。

〔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装置は、コリン系または
水酸化テトラメチルアンモニウム系排水が流入する活性
汚泥を有する曝気槽を持つ。また、この曝気槽内の活性
汚泥を分離可能な限外ろ過膜を設ける。この限外ろ過膜
に対し、曝気槽内の活性汚泥を供給するポンプを設ける
。さらに限外ろ過膜による濃縮液を曝気槽へ返送する濃
縮液返送配管を設けている。

（作　用）従来技術では、コリン系またはＴ）ＩＡＨ系排水を処理
する活性汚泥の沈降性が悪いこと、および汚泥の常時管
理が必要ということが大きな問題である。

これらを検討した結果限外ろ過膜を利用した処理装置に
よるコリン系または丁ＨＡＨ系排水の処理を行い良好な
処理が可能なことを確認した。

この処理では、沈殿池を必要としないため広大な敷地を
必要としない。また、汚泥を流入するコリン系またはＴ
ＨＡＨ系排水の負荷に応じて一定１度に維持できる。さ
らに汚泥の用法きが不要なうえに、無公害な排水に処理
できる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図に示す。図において、１は活
性汚泥を有する曝気槽で、ここには排水が流入する。２
は限外ろ過膜で曝気槽１内の活性汚泥を膜分離する。曝
気槽１内の活性汚泥はポンプ３により限外ろ過膜２に供
給される。４は濃縮液返送配管で、限外ろ過膜２による
濃縮液を曝気槽１へ返送する。

上記構成において、半導体製造工場からのコリン系また
はＴＨＡＨ系排水を曝気槽１に流入させる。

曝気！Ｙ１１内では活性汚泥がコリン系またはＴＨＡＨ
系の有機物を吸収分解する。次に曝気槽１内の活性汚泥
を限外ろ過膜２にポンプ３で圧送し、ろ過を行う。コリ
ン系またはＴ）ＩＡＨ系の有機物は、活性汚泥に吸収さ
れているため、処理水中には流出せず、濃縮液返送配管
４を通り曝気槽１へ返送される。

活性汚泥はこのコリン系またはＴＨＡＩＩ系の有殿物を
吸収分解しながら増殖し、活性汚泥濃度を増加させる。

この増加量は曝気槽１へ流入するコリン系またはＴＨＡ
Ｈ系排水中のコリン系またはＴＨＡＨ系の有機物Ｈに対
応したものになる。一方、活性汚泥は２〜３週間で死ぬ
ため活性汚泥濃度を減少させる。したがって、曝気槽１
内の活性汚泥は一部が増殖し、一部が減少する。この増
殖と減少がバランスした活性汚泥濃度に維持されること
になる。

この活性層汚泥濃度は流入する排水のコリン系またはＴ
ＨＡＨ系有機物の負荷に対応して変化する。

負荷が高いほど活性汚泥濃度は高くなる。しかし、この
活性汚泥濃度は増殖と分解による減少とのバランスした
ものであり、余剰汚泥９発生はなく、系外へ引扱く必要
もない。

また、活性汚泥の分離は限外ろ過膜２を使って行うため
汚泥を完全に分離でき、沈殿池による分離のように汚泥
の沈降性を管理する必要がない。

したがって、従来の活性汚泥法に比較して汚泥の維持管
理は極めて容易である。

次にこの膜分離式の排水処理装置によるコリン系または
ＴＨＡＨ系排水の処理例を第２図を使用して説明する。

第２図はコリン系またはＴ）ＩＡＨ系排水の処理効率を
示したものであり、平均９０〜９５％の処理が連成でき
ている。

このように上述した膜分離式排水処理装置では、汚泥の
引扱きが不要なうえに、汚泥の維持管理が容易でかつ、
小さな設置スペースにより、従来、生物処理では処理が
困難といわれていたコリン系またはＴＨＡＨ系排水を無
公害な排水に処理することが可能となった。

ところで、上述の膜分離式排水処理装置では、コリン系
またはＴＨＡＨ系排水の処理を継続すると、コリン系ま
たはＴＭＡＨ系有機物を分解する活性汚泥が発生するが
、その増殖が低濃度に制限される。

また、その汚泥は粘着性が高いうえに微少径のため、限
外ろ過膜の壁面に付着しやすく透過する処理水量が少な
くなることがあった。

そこで、コリン系またはＴ）ＩＡＨ系排系中水中リン系
の有機物に負荷に応じて活性汚泥を増殖させ、限外ろ過
膜に対する負荷の少ない優れた活性汚泥とすることで、
コリン系またはＴＨＡＨ系排水をより一層良好に処理す
ることができる膜分離式排水処理装置を以下に説明する
。

ここで、コリン系またはＴＨＡＨ系排水のみでは活性汚
泥が高濃度に増殖しないのは微生物が増殖するために必
要な栄養塩の不足によるものと考えられる。コリン系お
よび丁）ＩＡＩＩ系の現像液には微生物が増殖するため
に最低必要な炭素、窒素、リンのうち、炭素と窒素しか
含まれていないことからリンを添加したところ活性汚泥
の著しい増殖が検証された。また、活性汚泥の性状も粘
着性が小さく限外ろ過膜への負荷の小さいことも確認で
きた。

以上のことから、曝気槽内の活性汚泥を流入するコリン
系またはＴＨＡＨ系排水中のコリン系またはＴＨＡＨ系
の有機物負荷に応じた活性汚泥濃度に増殖させるために
、曝気槽へリン酸系の中性塩を添加させるようにした。

この場合の一実施例を第３図に示す。図において、曝気
槽１、限外ろ過膜２、ポンプ３、濃縮液返送配管４は、
第１図に示した膜分離式排水処理装置と同一である。こ
こではこれらの構成に加えてざらに栄養塩貯留槽５と、
この栄養塩貯留槽５内の栄養塩溶液を曝気槽１へ供給す
るための薬液ポンプ６とを設けている。

上記構成において、曝気槽１にはコリン系または丁）Ｉ
ＡＩＩ系排水だけでなく栄養塩貯留槽５内の栄養塩溶液
も薬液ポンプ６により供給される。コリン系またはＴＨ
ＡＨ系排水は超純水といわれる不純物を極微量しか含ま
ない溶液とコリン系またはＴＨＡＨ系の現像液のみから
構成されているため、微生物にとっては栄養塩が不足し
、増殖が制限されてしまう。コリン系またはＴ）ＩＡＨ
系現像液は前述した式■、式■に示したように炭素と窒
素と水素と酸素のみから構成されているため、微生物が
必要とするリンが炭素および窒素に比較して極微量しか
存在しない。

そこで、コリン系またはＴ　Ｍ　ＡＨ系排水の他に種々
の栄養塩を添加し活性汚泥の増殖を実験により検証した
結果、リンの添加がコリン系またはＴＭＡＨ系の有機物
を分解する活性汚泥を増殖させる重要なファクタである
ことを確認した。−測定例を第４図に示す。第４図のと
おり、コリン系またはＴＨＡＨ系排水だけでは１５００
〜２０００　ｐｐｍまでしか増殖しなかりた活性汚泥が
、リン酸二カリウムの添加で約ｅｏｏｏ　ｐｐｍに増殖
した。また、グルコース、粉ミルク等の添加によっても
汚泥が増殖するが、これらによって増殖した微生物のほ
とんどはコリン系またはＴＭＡＨ系の有機物よりもグル
コース、粉ミルクの分解に適したものであった。したが
って、リン酸系の中性塩、たとえばリン酸一カリウム、
リン酸二カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナト
リウム等の添加が不可欠である。また、これらリン酸系
の中性塩とグルコース等の有機物の両者の添加は処理上
は支障なく、活性汚泥も増殖するため有効である。しか
し、運転コストが高くなり、ざにはグルコース等の有機
物を長期保管することが困難という問題もある。

このように、栄養塩を添加し、増殖させた活性汚泥は栄
養塩を添加しない場合より粘着性がはるかに小さいこと
も確認できた。このようにして増殖ざぜた活性汚泥によ
る処理を限外ろ過膜２を利用して行う。この活性汚泥も
曝気槽１に流入するコリン系またはＴ）ｉＡＨ系排水中
のコリン系の有機物負荷に応じた濃度でバランスするた
め、汚泥の引火きは不要でおる。

〔発明の効果〕

以上の説明のとおり、本発明の膜分離式排水処理装置に
よれば、汚泥の引扱きが不要なうえに、汚泥の維持管理
が容易で、かつ小さな設置スペースにより、従来生物処
理が困難といわれてきたコリン系またはＴＨＡＨ系排水
を無公害な排水に処理できる。また栄養塩を添加すれば
粘着性の少ない活性汚泥を、コリン系またはＴＨＡＨ系
排水中のコリンｍ度に、より一層適応した活性汚泥′ａ
度に増殖させることができ、コリン系排水を一層良好に
処理できる。

【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装置の一実施例
を示す系統図、第２図は第１図の膜分離式排水処理装置
のコリン系排水に対する処理効率を示す説明図、第３図
は第１図の装置を改良した膜分離式排水処理装置の一実
施例を示す系統図、第４図は第３図による栄養塩を添加
した場合の活性汚泥の増殖の一測定例を示す説明図、第
５図は従来装置の系統図である。１・・・曝気槽２・・・限外ろ過膜３・・・ポンプ４・・・濃縮液返送配管５・・・栄養塩貯貿槽６・・・薬液ポンプ代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　三俣弘文第１図第３図百喝Ｓ駁〔帽

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コリン系または水酸化テトラメチルアンモニウム
系排水が流入する活性汚泥を有する曝気槽と、この曝気槽内の活性汚泥を分離可能な限外ろ過膜と、この限外ろ過膜に対し曝気槽内の活性汚泥を供給するポ
ンプと、前記限外ろ過膜による濃縮液を曝気槽へ返送する濃縮液
返送配管と、を備えたことを特徴とする膜分離式排水処理装置。
（２）コリン系または水酸化テトラメチルアンモニウム
系排水が流入する活性汚泥を有する曝気槽と、この曝気槽内の活性汚泥を分離可能な限外ろ過膜と、この限外ろ過膜に対し曝気槽内の活性汚泥を供給するポ
ンプと、前記限外ろ過膜による濃縮液を曝気槽へ返送する濃縮液
返送配管と、前記曝気槽に対し栄養塩溶液を供給する栄養塩供給装置
と、を備えたことを特徴とする膜分離式排水処理装置。
（３）栄養塩としてリン酸一カリウム、リン酸二カリウ
ム、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム等のリン
酸塩を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の膜分離式排水処理装置。