KR20090127131A - Method and apparatus for removing organic matters - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 전자 디바이스 제조 공장에서 배출되는 TOC 함유 배수의 회수 재이용에 적합하게 사용할 수 있는 수중 유기물의 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for removing organic matters in water which can be suitably used for recovery and reuse of TOC-containing wastewater discharged from an electronic device manufacturing plant.
전자 디바이스 제조 공정에서는, 기판 등의 세정을 위해 다량의 초순수가 사용되고 있고, 환경 부하의 저감, 수자원의 유효 활용 등의 관점에서, 린스 배수의 회수 재이용이 널리 행해지고 있다. 그러나, 린스 배수 중에는 알콜, 계면활성제 등의 유기물이 함유되어 있기 때문에, 린스 배수를 재이용하기 위해서는 이들 유기물을 제거해야 한다.BACKGROUND ART In the electronic device manufacturing process, a large amount of ultrapure water is used for cleaning substrates and the like, and recovery and reuse of rinse drainage has been widely performed in view of reducing environmental load, effective utilization of water resources, and the like. However, since the rinse drain contains organic substances such as alcohol and surfactant, these organic substances must be removed to reuse the rinse drain.
수중의 유기물을 제거하기 위한 종래 기술로서, 생물 처리, 오존 처리, 역침투막 분리 처리 등이 알려져 있다.As a conventional technique for removing organic matter in water, biological treatment, ozone treatment, reverse osmosis membrane separation treatment, and the like are known.
생물 처리는, 유기물 분해 반응에 장시간이 필요하여, 큰 설치 스페이스(반응조)를 필요로 한다. 또한, 프로세스에서 배출되는 린스 배수가 계면활성제를 함유하는 경우, 계면활성제는 생물 처리에 의해서는 충분히 분해되지 않는다.The biological treatment requires a long time for the organic substance decomposition reaction, and requires a large installation space (reactor). In addition, when the rinse drainage discharged from the process contains a surfactant, the surfactant is not sufficiently decomposed by biological treatment.
오존 처리에서는, 오존과 과산화수소, 오존과 자외선, 오존과 알칼리 등을 조합하여 TOC 성분을 산화한다(예컨대, 일본 특허 공개 제2000-279973호 공보, 일 본 특허 공개 평성 제10-85770호 공보, 일본 특허 공개 평성 제9-253695호 공보).In the ozone treatment, the TOC component is oxidized by combining ozone with hydrogen peroxide, ozone with ultraviolet light, ozone with alkali, and the like (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-279973, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-85770, Japan). Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-253695.
오존에 의해 매우 강한 산화력을 갖는 히드록실 라디칼이 발생하여, 그 강력한 산화력에 의해 유기물이 분해된다. 오존과 과산화수소는, 처리후에는 분해되어 산소 또는 수소가 되기 때문에, 2차 폐기물이 생성되지 않는다.Ozone generates hydroxyl radicals having a very strong oxidizing power, and organic substances are decomposed by the strong oxidizing power. Since ozone and hydrogen peroxide decompose after treatment to become oxygen or hydrogen, secondary waste is not produced.
그러나, 오존 처리 방법은, 유기물 구성 물질로서 질소 또는 황을 함유하는 유기물, 예를 들어 요소, 테트라메틸암모늄히드록시드, 디메틸술폭시드(DMSO) 등의 유기물의 분해 속도가 느리다. However, the ozone treatment method has a slow rate of decomposition of organic substances such as urea, tetramethylammonium hydroxide, and dimethyl sulfoxide (DMSO), which contain nitrogen or sulfur as organic constituents.
역침투막 분리 처리는, 수중의 불순물(이온류, 유기물, 미립자 등)을 효율적으로 제거하는 것이 가능하다.The reverse osmosis membrane separation treatment can efficiently remove impurities (ions, organics, fine particles, etc.) in water.
그러나, 원수(原水) 중의 TOC 농도가 높은 경우에는, 역침투막 분리 장치 내에서 미생물이 번식하여, 막차압이 상승한다. 원수가 계면활성제를 함유하면, 역침투막의 막면에 계면활성제가 부착되어, 역침투막의 투과 유속(流束)을 저하시킨다.However, when the TOC concentration in raw water is high, microorganisms propagate in the reverse osmosis membrane separation apparatus, and the membrane pressure increases. When raw water contains surfactant, surfactant adheres to the membrane surface of a reverse osmosis membrane, and the permeation flux of a reverse osmosis membrane is reduced.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-279973호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-279973
특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평성 제10-85770호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-85770
특허문헌 3 : 일본 특허 공개 평성 제9-253695호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-253695
본 발명은, 전자 디바이스 제조 공정에서 배출되는 린스 배수 등의 처리에 적합하게 사용할 수 있는, 수중의 유기물 제거 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for removing organic matter in water, which can be suitably used for treatment of rinse drainage and the like discharged from an electronic device manufacturing process.
본 발명의 제1 양태의 유기물 제거 방법은, 유기물 함유 배수에 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가하는 약제 첨가 공정과, 이 약제 첨가 공정의 처리수에 자외선을 조사(照射)하는 자외선 산화 공정과, 이 자외선 산화 공정의 처리수 중의 산화제를 제거하는 산화제 제거 공정과, 이 산화제 제거 공정의 처리수를 탈이온 처리하는 탈이온 공정을 포함한다.The organic matter removal method of the first aspect of the present invention includes a drug addition step of adding a sulfur compound containing a peroxide group to organic matter-containing wastewater, an ultraviolet oxidation step of irradiating ultraviolet light to the treated water of the drug addition step; And an oxidant removal step of removing the oxidant in the treated water of the ultraviolet oxidation step, and a deionization step of deionizing the treated water of the oxidant removal step.
제2 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 양태에 있어서, 상기 약제 첨가 공정에서의 상기 황 화합물의 첨가량이, 상기 유기물 함유 배수의 TOC 농도에 대하여 10∼200 중량배인 것을 특징으로 한다.In the 1st aspect, the organic substance removal method of a 2nd aspect WHEREIN: The addition amount of the said sulfur compound in the said chemical | medical agent addition process is 10-200 weight times with respect to the TOC density | concentration of the said organic substance containing wastewater, It is characterized by the above-mentioned.
제3 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 또는 제2 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 공정에서의 자외선 조사량이, 단위 피처리수량당 0.05 kwh/㎥ 이상인 것을 특징으로 한다.The organic matter removing method of the third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the ultraviolet irradiation amount in the ultraviolet oxidation step is 0.05 kwh /
제4 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 내지 제3 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 공정에 유입되는 물의 pH가 4∼10인 것을 특징으로 한다.In the organic matter removal method of a 4th aspect, pH of the water which flows into the said ultraviolet oxidation process in 1st-3rd aspect is 4-10, It is characterized by the above-mentioned.
제5 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 내지 제4 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 공정에 유입되는 물에, 그 물 중의 용존 산소(DO) 농도가 그 물의 전체 유기 탄소(TOC) 농도에 대하여 DO/TOC≥3(중량비)이 되도록 산소를 용해시키는 산소 용해 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the organic matter removal method of a 5th aspect, in 1st-4th aspect, dissolved oxygen (DO) density | concentration in the water flows into the water which flows into the said ultraviolet oxidation process, and DO is compared with the total organic carbon (TOC) concentration of the water. And an oxygen dissolution step of dissolving oxygen such that / TOC? 3 (weight ratio).
제6 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 내지 제5 양태에 있어서, 상기 산화제 제거 공정에 유입되는 물의 pH가 5 이상인 것을 특징으로 한다.In the 1st-5th aspect, the organic substance removal method of 6th aspect WHEREIN: pH of the water which flows into the said oxidizing agent removal process is characterized by five or more.
제7 양태의 유기물 제거 방법은, 제1 내지 제6 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 산화제 제거 공정의 처리수를 탈기 처리하는 탈기 공정을 포함하며, 이 탈기 공정의 처리수가 상기 탈이온 공정에 공급되는 것을 특징으로 한다.The organic matter removal method of a 7th aspect WHEREIN: The degassing process of degassing the process water of the said oxidizer removal process in any one of 1st-6th aspect, The process water of this degassing process is supplied to the said deionization process. It is characterized by.
제8 양태의 유기물 제거 장치는, 유기물 함유 배수에 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가하는 약제 첨가 수단과, 이 약제 첨가 수단의 처리수에 자외선을 조사하는 자외선 산화 수단과, 이 자외선 산화 수단의 처리수 중의 산화제를 제거하는 산화제 제거 수단과, 이 산화제 제거 수단의 처리수를 탈이온 처리하는 탈이온 수단을 포함한다.The organic matter removing apparatus of the eighth aspect includes drug addition means for adding a sulfur compound containing a peroxide group to organic matter-containing waste water, ultraviolet ray oxidation means for irradiating ultraviolet light to the treated water of the drug addition means, and the ultraviolet oxidation means Oxidant removing means for removing the oxidant in the treated water and deionizing means for deionizing the treated water of the oxidant removing means.
제9 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 양태에 있어서, 상기 약제 첨가 수단에서의 상기 황 화합물의 첨가량이, 상기 유기물 함유 배수의 TOC 농도에 대하여 10∼200 중량배인 것을 특징으로 한다.In the 8th aspect, the organic matter removal apparatus of 9th aspect WHEREIN: The addition amount of the said sulfur compound in the said chemical | medical agent addition means is 10-200 weight times with respect to the TOC density | concentration of the said organic substance containing wastewater.
제10 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 또는 제9 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 수단에서의 자외선 조사량이, 단위 피처리수량당 0.05 kwh/㎥ 이상인 것을 특징으로 한다.In the eighth or ninth aspect, the organic matter removing device of the tenth aspect is characterized in that the ultraviolet irradiation amount in the ultraviolet oxidation means is 0.05 kwh /
제11 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 내지 제10 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 수단에 유입되는 물의 pH가 4∼10인 것을 특징으로 한다.In the organic matter removing apparatus of the eleventh aspect, in the eighth to tenth aspect, the pH of the water flowing into the ultraviolet oxidation means is 4 to 10.
제12 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 내지 제11 양태에 있어서, 상기 자외선 산화 수단에 유입되는 물에, 그 물 중의 용존 산소(DO) 농도와, 그 물의 전체 유기 탄소(TOC) 농도의 비(중량비) DO/TOC가 3 이상이 되도록 산소를 용해시키는 산소 용해 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic matter removing apparatus of the twelfth aspect is the ratio of the dissolved oxygen (DO) concentration in the water and the total organic carbon (TOC) concentration of the water to the water flowing into the ultraviolet oxidation means according to the eighth to eleventh aspects. (Weight ratio) It is characterized by including the oxygen dissolving means which dissolves oxygen so that DO / TOC may be three or more.
제13 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 내지 제12 양태에 있어서, 상기 산화제 제거 수단에 유입되는 물의 pH가 5 이상인 것을 특징으로 한다.In the organic matter removing apparatus of the thirteenth aspect, in the eighth to twelfth aspect, the pH of the water flowing into the oxidant removing means is 5 or more.
제14 양태의 유기물 제거 장치는, 제8 내지 제13 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 산화제 제거 수단의 처리수를 탈기 처리하는 탈기 수단을 포함하며, 이 탈기 수단의 처리수가 상기 탈이온 수단에 공급되는 것을 특징으로 한다.The organic matter removing apparatus of the fourteenth aspect includes the degassing means for degassing the treated water of the oxidant removing means in any one of the eighth to thirteenth aspects, wherein the treated water of the degassing means is supplied to the deionizing means. It is characterized by.
본 발명에 의하면, 유기물 함유 배수, 특히 전자 디바이스 제조 공장 등에서 배출되는, 알콜이나 계면활성제, 나아가 요소, 테트라메틸암모늄히드록시드, 디메틸술폭시드 등의 질소나 황을 함유하는 화합물 등의 각종 유기물을 함유하는, 고농도 TOC 내지 저농도 TOC 함유 배수 중의 유기물을, 효율적으로 제거하여 매우 고순도의 처리수를 얻을 수 있다.According to the present invention, various organic substances such as compounds containing nitrogen and sulfur, such as alcohols and surfactants, and urea, tetramethylammonium hydroxide and dimethyl sulfoxide, which are discharged from organic matter-containing waste water, in particular, from an electronic device manufacturing plant, etc. The organic matter in the high concentration TOC to low concentration TOC containing wastewater contained can be removed efficiently, and the treated water of very high purity can be obtained.
따라서, 본 발명은, 전자 디바이스 제조 공정에서 배출되는 린스 배수 등의 유기물 함유 배수의 회수 재이용 등에 적합하게 사용할 수 있다.Therefore, this invention can be used suitably for collection | recovery reuse, etc. of organic substance containing wastewater, such as the rinse wastewater discharged | emitted in an electronic device manufacturing process.
도 1은 실시예 1에 있어서 자외선 산화 장치의 급수의 pH와 TOC 제거율과의 관계를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a graph which shows the relationship between pH of the water supply of a ultraviolet oxidation device, and TOC removal rate in Example 1. FIG.
도 2는 실시예 2에 있어서 자외선 산화 장치의 급수의 Na2S2O8/TOC(중량비)와 TOC 제거율과의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing a relationship between Na 2 S 2 O 8 / TOC (weight ratio) and TOC removal rate of water supply of an ultraviolet oxidation device in Example 2. FIG.
도 3은 실시예 3에 있어서 자외선 산화 장치의 급수의 DO/TOC(중량비)와 TOC 제거율과의 관계를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between DO / TOC (weight ratio) and TOC removal rate of water supply of the ultraviolet oxidation device in Example 3. FIG.
도 4는 실시예 4에 있어서 자외선 산화 장치에서의 자외선 조사량과 TOC 제 거율과의 관계를 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the relationship between the ultraviolet irradiation amount and the TOC removal rate in the ultraviolet oxidation device in Example 4. FIG.
이하에 본 발명의 유기물 제거 방법 및 장치의 실시형태를 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of the organic substance removal method and apparatus of this invention is described in detail.
본 발명은, 각종 유기물 함유 배수의 처리에 유효하지만, 특히 전자 디바이스 제조 공장에서 배출되는 유기물 함유 배수의 처리에 적합하다. 이 전자 디바이스 제조 공장으로부터의 배수는, 계면활성제나 질소함유 화합물 및 황함유 화합물 중 적어도 하나를 함유한다. 질소함유 화합물 및 황함유 화합물로는, 요소, 테트라메틸암모늄히드록시드, 디메틸술폭시드 등이 예시된다.The present invention is effective for treating various organic matter-containing wastewater, but is particularly suitable for the treatment of organic matter-containing wastewater discharged from an electronic device manufacturing plant. The wastewater from the electronic device manufacturing plant contains at least one of a surfactant, a nitrogen-containing compound and a sulfur-containing compound. Examples of the nitrogen-containing compound and the sulfur-containing compound include urea, tetramethylammonium hydroxide, dimethyl sulfoxide and the like.
원수 중에 현탁 물질이 존재하는 경우는, 미리 이 현탁 물질을 제거한 후, 본 발명의 처리에 제공하는 것이 바람직하다. 이 현탁 물질의 제거 수단으로는, 원수를 응집, 고액 분리 처리하여 원수에 포함되는 현탁 물질을 제거할 수 있는 것, 예컨대 압력 여과, 중력 여과, 정밀 여과, 한외 여과, 가압 부상, 침전 등이 적합하다.When a suspended substance exists in raw water, it is preferable to remove this suspension substance beforehand, and to provide it to the process of this invention. As the means for removing the suspended matter, raw material is agglomerated and solid-liquid separated to remove suspended substances contained in the raw water, such as pressure filtration, gravity filtration, microfiltration, ultrafiltration, pressure flotation, precipitation, and the like. Do.
본 발명에서는, 원수(유기물 함유 배수)에, 우선 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가하고, 필요에 따라 pH 조정제를 첨가하여 pH 4∼10으로 pH조정하며, 이 물을 자외선 산화 장치에 통수(通水)시킨다.In the present invention, a sulfur compound containing a peroxide group is first added to raw water (organic-containing wastewater), and a pH adjuster is added as necessary to adjust the pH to
원수에 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가하여 자외선 산화 처리를 행함으로써, 산화력이 매우 높은 황산 라디칼이 발생한다. 이 황산 라디칼은, 원수 중에 존재하는 유기물을 이온성 유기물로 형태 변화시킨다. 황산 라디칼은, 자외선 산화 처리만 또는 오존 처리에서 발생하는 히드록실 라디칼에 비해, 유기물을 분해하는 속도가 매우 빠르기 때문에, 적은 자외선 조사량에 의해 매우 효율적으로 유기물이 분해된다.By adding a sulfur compound containing a peroxide group to raw water and performing an ultraviolet oxidation treatment, sulfuric acid radicals having very high oxidizing power are generated. This sulfuric acid radical changes the organic substance present in raw water into an ionic organic substance. Since sulfuric acid radicals have a very high rate of decomposing organic matters compared to hydroxyl radicals generated only by ultraviolet oxidation treatment or ozone treatment, organic matters decompose very efficiently by a small amount of ultraviolet irradiation.
원수에 첨가하는 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물로는, 퍼옥시이황산나트륨염, 퍼옥시이황산암모늄염, 퍼옥시이황산칼륨염 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.As a sulfur compound containing the peroxide group added to raw water, a peroxy sodium sulfate salt, a peroxy ammonium sulfate salt, a peroxy potassium sulfate, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물은, 원수의 TOC 농도에 대하여 10∼200 중량배, 특히 10∼50 중량배 첨가되는 것이 바람직하다. 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물의 첨가량이 과도하게 적으면, 황산 라디칼의 생성이 충분하지 않아, TOC 제거율은 극단적으로 저하된다. 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물의 첨가량이 과도하게 많아도, TOC 제거율은 그다지 향상되지 않는다.It is preferable that the sulfur compound containing a peroxide group is added 10 to 200 weight times, especially 10 to 50 weight times with respect to TOC density | concentration of raw water. When the addition amount of the sulfur compound containing a peroxide group is too small, generation | occurrence | production of a sulfuric acid radical will not be enough and TOC removal rate will fall extremely. Even if the addition amount of the sulfur compound containing a peroxide group is excessively large, TOC removal rate does not improve very much.
자외선 산화 장치에 유입되는 물의 pH는 바람직하게는 4∼10이다. pH 4 미만의 물은, 자외선 산화 장치를 부식시킬 가능성이 있다. 한편, 이 물의 pH가 10을 넘으면, 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물의 자기(自己) 분해에 의해 유기물 분해에서의 반응 효율이 저하된다. 따라서, 원수에는, 필요에 따라, 수산화나트륨 등의 알칼리나, 황산, 염산 등의 산을 첨가하여, 바람직하게는 pH 4∼10, 보다 바람직하게는 4∼8로 pH 조정한다.The pH of the water flowing into the ultraviolet oxidation device is preferably 4 to 10. Water below
pH 조정제는, 원수에 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가하기 전에 첨가되어도 되고, 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 첨가한 후에 첨가해도 되며, 또한 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물과 함께 첨가해도 된다.A pH adjuster may be added before adding the sulfur compound containing a peroxide group to raw water, may be added after adding the sulfur compound containing a peroxide group, and may be added together with the sulfur compound containing a peroxide group.
자외선 산화 장치에서의 자외선 조사량은, 자외선 산화 장치에 유입되는 수 량에 대하여 0.05 kwh/㎥ 이상인 것이 바람직하다. 자외선 조사량이 0.05 kwh/㎥보다 적으면, 황산 라디칼 생성의 기가 되는 히드록시 라디칼의 발생이 충분하지 않기 때문에, TOC 제거율은 저하된다. 단, 자외선 조사량이 과도하게 많아도, TOC 제거율은 한계점에 도달하므로, 자외선 조사량은, 바람직하게는 0.05∼2 kwh/㎥이 된다.It is preferable that the ultraviolet irradiation amount in an ultraviolet oxidation apparatus is 0.05 kwh / m <3> or more with respect to the quantity which flows into an ultraviolet oxidation apparatus. When the amount of ultraviolet irradiation is less than 0.05 kwh /
자외선 산화 장치에 유입되는 물의 용존 산소(DO) 농도와 원수의 TOC 농도의 비(중량비) DO/TOC가 3보다 작으면, 자외선 산화 장치에서의 유기물의 분해 효율이 낮아진다. 이 때문에, 원수의 수질에 대응하여, 필요에 따라 산소 용해 수단을 설치하여, 자외선 산화 장치에 유입되는 물의 DO/TOC(중량비)가 3 이상이 되도록, 원수에 산소를 용해시키고 나서, 자외선 산화 장치에 통수시키는 것이 바람직하다.When the ratio (weight ratio) DO / TOC of the dissolved oxygen (DO) concentration of water flowing into the ultraviolet oxidation unit and the TOC concentration of the raw water is less than 3, the decomposition efficiency of organic matter in the ultraviolet oxidation unit is lowered. For this reason, in response to the quality of raw water, an oxygen dissolving means is provided as necessary to dissolve oxygen in the raw water so that the DO / TOC (weight ratio) of water flowing into the ultraviolet oxidation device is three or more, and then the ultraviolet oxidation device. It is preferable to pass water into.
산소 용해 수단으로는, 막용해법, 폭기법 등을 들 수 있다. 자외선 산화 장치의 급수의 DO/TOC는, 과도하게 높아도 TOC 제거율은 그다지 향상되지 않기 때문에, 자외선 산화 장치의 급수의 DO/TOC(중량비)는 3∼5 정도이다.Examples of the oxygen dissolving means include a membrane dissolution method and an aeration method. Even if the DO / TOC of the water supply of the ultraviolet oxidation device is excessively high, the TOC removal rate does not improve so much, so the DO / TOC (weight ratio) of the water supply of the ultraviolet oxidation device is about 3-5.
이어서, 자외선 산화 장치의 처리수는 잔류 산화제, 즉 유기물의 분해에 사용되지 않은 퍼옥시드기를 포함하는 황 화합물을 제거한 후, 탈이온 처리한다. 유기물 분해에 사용되지 않은 퍼옥시드 황계 산화제가 잔류하는 물을 그대로 탈이온 장치에 통수시킨 경우, 탈이온 장치의 이온 교환 수지나 이온 교환막 등의 산화 열화를 초래할 우려가 있다. 따라서, 자외선 산화 처리수는 탈이온 처리에 앞서 산화제를 제거한다.Subsequently, the treated water of the ultraviolet oxidation device is deionized after removing the residual oxidizing agent, that is, a sulfur compound containing peroxide groups not used for decomposition of organic matter. If water containing the peroxide sulfur-based oxidant which is not used for organic matter decomposition is passed through the deionizer as it is, there is a risk of oxidative deterioration of the ion exchange resin, ion exchange membrane or the like of the deionizer. Therefore, the ultraviolet oxidation treated water removes the oxidant prior to the deionization treatment.
이 산화제 제거 방법으로는, 중아황산나트륨 등의 환원제의 첨가, 활성탄 탑 의 설치, 팔라듐, 백금 등을 담지시킨 촉매 탑의 설치 등이 이용 가능하다. 여기서, 잔존하는 산화제는 산성 조건하에서는 안정적이므로, 환원 처리를 행하기 전에 pH를 5 이상으로 조정하는 것이 환원 효율상 바람직하다. 따라서, 자외선 산화 처리수에는, 필요에 따라 pH 조정제를 첨가하여 pH 5 이상, 바람직하게는 pH 5∼8로 pH 조정한 후, 산화제의 제거 처리에 제공한다.As this oxidizing agent removal method, addition of reducing agents, such as sodium bisulfite, installation of an activated carbon tower, installation of a catalyst tower carrying palladium, platinum, etc. can be utilized. Here, since the remaining oxidizing agent is stable under acidic conditions, it is preferable from the viewpoint of the reduction efficiency to adjust the pH to 5 or more before performing the reduction treatment. Therefore, the pH oxidation treatment water is added to the ultraviolet oxidation treatment water as necessary, and the pH is adjusted to
이어서, 산화제 제거 처리수는 탈이온 처리함으로써, 산화 처리에 의해 발생한 이온성 유기물을 제거한다. 이 이온성 유기물을 제거하는 탈이온 수단으로는, 역침투막 분리 장치, 이온 교환 장치, 전기 재생식 탈이온 장치 등을 들 수 있고, 이들의 2 이상의 조합이어도 된다.Subsequently, the oxidant removal treatment water is deionized to remove ionic organic substances generated by the oxidation treatment. As a deionization means which removes this ionic organic substance, a reverse osmosis membrane separation apparatus, an ion exchange apparatus, an electrical regenerative deionization apparatus, etc. are mentioned, A combination of two or more of these may be sufficient.
산화제가 제거된 처리수 중에는, 유기물 분해에 의해 생긴 이산화탄소(CO2)가 함유되어 있다. CO2 농도가 높은 물을 전기 재생식 탈이온 장치나 이온 교환 장치에 유입시킨 경우, 처리수 수질의 저하, 재생 빈도의 증가 등의 문제를 야기할 가능성이 있다. 따라서, 산화제가 제거된 처리수는 미리, 막 탈기, 진공 탈기, 질소 탈기 탑 등에 통수시켜, 탈기 처리하여 CO2를 제거하고, 그 후 탈이온 장치에 통수되어도 된다.The treated water from which the oxidant has been removed contains carbon dioxide (CO 2 ) generated by decomposition of organic matter. When water having a high CO 2 concentration is introduced into an electric regenerative deionization unit or an ion exchanger, there is a possibility that problems such as a decrease in the quality of treated water and an increase in the regeneration frequency may occur. Therefore, the treated water from which the oxidant has been removed may be previously passed through a membrane degassing, vacuum degassing, nitrogen degassing column or the like, degassed to remove CO 2 , and then passed through the deionizer.
본 발명에 따른 처리 프로세스는,The treatment process according to the invention,
원수의 응집 여과 및 활성탄 처리후After coagulation filtration of raw water and activated carbon treatment
원수의 응집 여과, 활성탄 처리 및 역침투막 처리후After coagulation filtration of raw water, activated carbon treatment and reverse osmosis membrane treatment
원수의 응집 여과, 활성탄 처리 및 이단 역침투막 처리후After coagulation filtration of raw water, activated carbon treatment and two-stage reverse osmosis membrane treatment
원수의 응집 여과, 활성탄 처리 및 이온 교환 처리후After coagulation filtration of raw water, activated carbon treatment and ion exchange treatment
등에 적용하기에 적합하다.It is suitable for application to the back.
실시예Example
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.An Example is given to the following and this invention is demonstrated to it further more concretely.
이하의 실시예에서는, 하기 수질의 킬레이트제 및 DMSO를 함유한 반도체 공장 프로세스 배수를 원수로 하여 처리했다.In the following examples, the semiconductor plant process wastewater containing the following water chelating agent and DMSO was treated as raw water.
<반도체 공장 프로세스 배수 수질> <Semiconductor Plant Process Drainage Water Quality>
TOC 농도 : 2 ㎎/LTOC concentration: 2 mg / L
TOC 성분 : 킬레이트제=0.1 ㎎/LTOC ingredient: chelating agent = 0.1 mg / L
DMSO=1.5 ㎎/LDMSO = 1.5 mg / L
기타=0.4 ㎎/LOther = 0.4 mg / L
DO : 3 ㎎/LDO: 3 mg / L
pH : 5.4pH: 5.4
또, 처리수의 TOC 농도는 SIEVERS사 제조 TOC계 「SIEVERS900」를 이용하여 측정하여, 원수의 TOC 농도에 대한 제거율을 구했다.In addition, the TOC density | concentration of treated water was measured using SIEVERS company TOC system "SIEVERS900", and the removal rate with respect to TOC density | concentration of raw water was calculated | required.
[실시예 1]Example 1
실험 1
반도체 공장 프로세스 배수를, pH 조정하지 않고, pH 5.4의 원수 그대로 공기 폭기하여, DO 6㎎/L(DO/TOC=3)로 한 후, 퍼옥시이황산나트륨을 TOC 농도에 대하여 20 중량배량 첨가했다. 그 후, 이 배수를 자외선 산화 장치에 통수시켜, 0.1 kwh/㎥의 조건으로 자외선을 조사했다.The semiconductor factory process wastewater was aerated with raw water of pH 5.4 without pH adjustment, and was made DO 6mg / L (DO / TOC = 3), and 20 weight-fold of sodium peroxydisulfate was added with respect to TOC density | concentration. Thereafter, the wastewater was passed through an ultraviolet oxidation device and irradiated with ultraviolet rays under the condition of 0.1 kwh /
이 자외선 산화 처리수에 pH 조정제로서 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 pH 6으로 조정했다. 그 후, 이 물을 활성탄[구리타공업(주) 제조 「클리콜 WG10-32」] 탑에 SV=20 hr-1의 조건으로 통수시켜 잔존 산화제의 분해 처리를 행했다. 이어서, 유기물 분해에 의해 생긴 이산화탄소를 막 탈기에 의해 제거한 후, 이 물을 전기 재생식 탈이온 장치에 통수시켜 유기산 및 잔류 이온을 제거했다.Sodium hydroxide aqueous solution was added to this ultraviolet oxidation treatment water, and it adjusted to pH6. Subsequently, this water was passed through an activated carbon [Kurita Industrial Co., Ltd. "Chicol WG10-32") tower on the conditions of SV = 20hr- 1 , and the residual oxidizing agent was decomposed | processed. Subsequently, the carbon dioxide produced by the decomposition of organic matter was removed by membrane degassing, and then the water was passed through an electric regenerative deionizer to remove organic acids and residual ions.
이 처리에 의한 TOC 제거율을 도 1에 나타냈다.The TOC removal rate by this process is shown in FIG.
실험 2
상기 반도체 공장 프로세스 배수에 퍼옥시이황산나트륨과 함께 산(염산)을 첨가하여 pH 4로 한 후, 실험 1과 동일한 절차로 물을 처리했다. 이 처리에 의한 TOC 제거율을 도 1에 나타냈다.Acid (hydrochloric acid) was added to the semiconductor plant process drainage with sodium peroxydisulfate to
실험 3
상기 반도체 공장 프로세스 배수에 퍼옥시이황산나트륨과 함께 알칼리(NaOH)를 첨가하여 pH 10으로 하여 자외선 산화 장치에 통수시킨 후, 실험 1과 동일한 절차로 물을 처리했다. 이 처리에 의한 TOC 제거율을 도 1에 나타냈다.Alkaline (NaOH) was added to the semiconductor plant process drainage along with sodium peroxydisulphate and passed through the UV oxidation apparatus at a pH of 10, and then water was treated in the same procedure as in
실험 4
상기 반도체 공장 프로세스 배수에 퍼옥시이황산나트륨과 함께 알칼리(NaOH)를 첨가하여 pH 10.5로 한 후, 실험 1과 동일한 절차로 물을 처리했다. 이 처리에 의한 TOC 제거율을 도 1에 나타냈다.Alkaline (NaOH) was added to the semiconductor plant process drain with sodium peroxydisulfate to pH 10.5, and water was treated in the same procedure as in
도 1에서, 자외선 산화 장치의 급수의 pH가 4∼10의 범위인 경우에 양호한 결과를 얻을 수 있고, pH가 10을 넘으면 TOC 제거율이 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 이것은 알칼리 영역에서의 퍼옥시이황산나트륨의 자기 분해에 기인하는 것이다.In Fig. 1, good results can be obtained when the pH of the water supply of the ultraviolet oxidation device is in the range of 4 to 10, and when the pH exceeds 10, it can be seen that the TOC removal rate rapidly decreases. This is due to the self decomposition of sodium peroxydisulfate in the alkaline region.
[실시예 2]Example 2
실시예 1의 실험 1에서, 퍼옥시이황산나트륨의 첨가량을 원수 TOC값에 대하여 1∼300 중량배의 범위로 변경한[Na2S2O8/TOC=1∼300(중량비)] 것 외에는 동일하게 처리하고, Na2S2O8/TOC와 TOC 제거율의 관계를 도 2에 나타냈다.In
도 2에서, 퍼옥시이황산나트륨 첨가량의 증가에 따라, TOC 제거율이 향상되지만, Na2S2O8/TOC=200배량을 넘으면 TOC 제거율이 거의 변동이 없어지는 것, 즉 Na2S2O8/TOC=10∼200의 범위가 바람직한 것을 알 수 있다.In Fig. 2, as the amount of sodium peroxydisulfate added increases, the TOC removal rate is improved, but when Na 2 S 2 O 8 / TOC = 200 times, the TOC removal rate is almost unchanged, that is, Na 2 S 2 O 8 / It turns out that the range of TOC = 10-200 is preferable.
[실시예 3]Example 3
실시예 1의 실험 1에서, 원수의 공기 폭기량을 컨트롤하고, 자외선 산화 장치의 급수의 DO/TOC를 1.5∼4의 범위로 변경한 것 외에는 동일하게 처리하고, DO/TOC와 TOC 제거율의 관계를 도 3에 나타냈다.In
도 3에서, DO/TOC의 증가에 따라 TOC 제거율이 향상되고, DO/TOC=3배량을 넘으면, TOC 제거율이 거의 변동이 없어지는 것, 즉 DO/TOC≥3으로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.In Fig. 3, it can be seen that the TOC removal rate improves with increasing DO / TOC, and when the DO / TOC = 3 times, the TOC removal rate is almost unchanged, that is, DO / TOC≥3. .
[실시예 4]Example 4
실시예 1의 실험 1에서, 자외선 산화 장치에서의 자외선 조사량을 0.01 kwh/㎥∼0.7 kwh/㎥의 범위로 변경한 것 외에는 동일하게 처리하고, 자외선 조사량과 TOC 제거율의 관계를 도 4에 나타냈다.In
도 4에서, 자외선 조사량의 증가와 함께 TOC 제거율이 향상되고, 조사량 0.05 kwh/㎥ 이상에서 TOC 제거율이 거의 변동이 없어지는 것, 즉 자외선 조사량은 0.05 kwh/㎥ 이상으로 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.In Fig. 4, it can be seen that the TOC removal rate is improved with the increase of the ultraviolet irradiation amount, and that the TOC removal rate is almost unchanged at an irradiation dose of 0.05 kwh /
본 발명을 특정 형태를 이용하여 상세히 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고서 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자에게 분명하다.Although this invention was demonstrated in detail using the specific form, it is clear for those skilled in the art for various changes to be possible, without leaving | separating the intent and range of this invention.
본 출원은, 2007년 3월 16일부로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 2007-068881)에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.This application is based on the JP Patent application (Japanese Patent Application 2007-068881) of an application on March 16, 2007, The whole content is integrated by reference.
Claims (14)
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JPJP-P-2007-068881 | 2007-03-16 | ||
JP2007068881A JP5211518B2 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Organic substance removing method and apparatus |
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