TW201139295A - Water treatment method and method for producing ultrapure water - Google Patents

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201139295 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-_水的錢理方法以及使用經該 水處理方法所處理的處理水的超純水製造方法尤其是有 關於-種可高度去除原水中的尿素的水處理方法以及使用 經該水處理方法所處理的處理水的超純水製造方法。 【先前技術】 先前，由自來水、地下水、工業用水等原水來製造超 純水的超純水製造裝置基本上是由前處理裝置、一次纯水 製造裝置及二她水製紗㈣構成。其巾，前處理裝置 是由凝集、浮起、猶裝置所構成。—次純水製造裝置例 如是由2台逆滲透齡離裝置及混床式離子交換裝置、或 者離子交換純水裝置及逆滲透齡_㈣麻。另外， 二次，水製造裝置例如是由讎料線裝置、混床式 離子交換裝置及超濾膜分離裝置所構成。 此種超純水製造裝置巾，對其純度提高的要求提高 且伴隨此而謀求總有機碳（T〇tal 〇职也⑽加，t〇c 成分的去除。超純水中的取成分中，尿素的去除特別 T〇C成分’尿素的去除對咖成分的含有 k成的影響越A。因此’專利文獻1〜專利文獻3中記 有藉由自餘至超純水製造裝置中的水中去除尿素而充 減少超純水中的TOC。 裝置專置=置== 4 201139295 2處於前處理裝置中組入生物處理裝置，通入被 導體、生、先©、用水）與半導體清洗回收水的混合水’該半 源：尿的有？"成為生物處理反應的碳 水中含度。此外，存在料導體清洗回收 樣地成為氮情況，_子與尿素同 3二決專利文獻2的上述問題，而將被處理水（工 二Λ二半導體清洗回收水分別進行生物處理後加以混 ° 1 —次純水製造裝置及二次純水製造裝置中。 [先刖技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開平6_63592號公報 [專利文獻2]曰本專利特開平6-233997號公報 [專利文獻3]日本專利特開平Μ i·4號公報 ’若如專利文獻2所記載的水處理方法所述，於 〇 -子在生物處理裳置内的菌體的增殖量增加， 來自該生物處理裝置的菌體的流出量增加的問題。 另外’專利文獻2所記载的水處理方法中，若使用 為碳源的鋪子的含量乡时導财細 離子阻礙尿素分解的問題。 j仔在鉍 【發明内容】 ，發明是馨於上述問題而成，目的在 度分解原水中的T0C、尤其是尿素的水處理方法。= 5 201139295 的目的在於提供一種利用該水處理方法的超純水製 為了解決上述問題，第一，本發明提供-種水處理方 . ' ;原水中添加尿素或尿素衍生物、及/或氨性氣 源後進行生物處理（發明1)β /虱性氮 除，Sim(推定為概_的—種）參與尿素的去 m s發明υ，藉由在原水中添加尿素或尿 =物、及/或氨性氮源，可促進存在於生物處理 而为解尿素的硝化細菌群的增殖 、置内 去除性能。㈣曰殖因此可獲得良好的尿素 =’原水t的尿麵季節而大幅 期(2週〜1個月」= 細菌群失活、或者其原因在於，確化 ㈣水中添加尿素或尿素衍生物’則即便 度上升時，亦可二期間長期持續後尿素濃 細菌另==二載:水處理方法中，綱化 BOD) ί (Biochemical 〇xygen Demand , 測為如下處異物分解侧 藉由將作為氮源的尿素及尿素衍生物 6

201139295 L 分解，作為氨來攝取，而去除尿素及尿素衍生物。相對於 此’於硝化細菌群將氨氧化為亞破酸、硝酸的過程中，利 用具有藉由將尿素及尿素衍生物氧化為氨或者直接氧化為 亞^酸而去除尿素及尿素衍生物的機制的情況，上述發明 凊求項1) +，糾在原水巾添加氨性聽，可提高該 些石肖化細菌群的增殖、活性。施:目彳或 , = 為’利用活性提高的確 、，菌群，尿素及尿素衍生物的去除性能提高。 上述發明（發明丨）中，藉由在原水中添加尿 素或尿素衍生物、以及氨性氮源，將尿素 設為最低限度，並且#由添加氨性氮源而提高硝化 1群的增殖、活性’可對負荷變動獲得更高的效果。苴 =由於如下所述的原因。即，於原水的尿素 尿=_中，亦可藉由添加氨性氮源= 2料讀_活性’並且藉㈣微量的尿素或尿素衍生 添加’可將適合於去除尿素及尿餘生物的 =最健度。因此’於縣的尿素濃度降低的期間長期 纽诚度上升的情況，亦謂得紐 ，由於尿素及尿雜生物存在殘留於生物處 nr故而過剩量的添加欠佳，可藉由添加氨性 氮源來補充上述尿素及尿素衍生物。 上述發明（發明1)中，較佳為於上述 戈上蘇她物、蝴上糧== 值調整為5〜6.5而進行上述生物處理（發明2)。 對藉由在生物處理中添加氨性氮而使確化細菌群（氨 201139295 氧化菌群）増殖來提高尿素分解能力的水處理方法 ==知，即便硝化細菌群並不分解尿素，亦可藉 =5=成能量來增殖，根據運轉條件，有僅利用 +、錢氮而成為不分解尿素的系統的情況。 工蜚’已知尿纽尿素衍生物的濃度於自來水或 物的^ 1在季節變動，且根據給水的尿素及尿素衍生 物的濃度，硝化細菌群的活性亦變化 及尿素衍生物的濃度降低，則其活性亦降低右; 素及尿素衍生_濃度急遽上升，亦紐追隨= 在尿素及尿素衍生物洩漏至處理水中的情況。 因此認為，追隨給水中的尿素及尿素衍生物的濃度變 動=生轉縣的尿素濃度轉紐低，因此經常添加 乱性氮源轉_化細菌群的活性，但即便紐氮的

性能可維持’尿素及尿素魅物的絲紐_未必 持。 F 依據上述發明（發明2)，於上述發明（發明丨）中在 原水中添加氨㈣_情況，即便原水+的尿素及尿素衍 生物的濃度變動，亦可迅速地追隨該變動而高度分解尿 素，藉由將PH值調整為5〜6·5，於中性區域具有最佳值 的硝化細菌群的氨氧化活性及尿素分解活性中任一者與最 佳PH值相比均降低，但與氨氧化活性的降低相比，^素 分解活性的降低少。進而，離子狀態的氨增加，進入至硝 化細菌群的氨的量降低。藉此，硝化細菌群所消耗的尿素 增加，因此即便尿素濃度大幅變動，亦可維持硝化細菌群 8 201139295 的活性，可有效地分解、去除尿素。 上述發明（發明1)中，較佳為相對於上述尿素 度’上述氨性氮源以NH/-N/尿素計為1〇〇以下（發明 依據上述發明（發明3)，藉由將氨的濃度相對於料产 而設為⑽倍以下，可維持優先分解絲尿素的功能。又 上述發明（發明1)中，較佳為上述氨性 (發明4)。依據上述發明（發明4)，氣化銨等録鹽 為亞石肖酸離子⑽2·)，而適合“化細 斜的活性化，另外，該氣化錢等銨鹽的添加、控制 易，適合於將尿素的濃度維持為較低。 上述發明（發明D中，較佳為利用具有生 體的生物處理機構來進行上述生物處理（發明5)。另夕字载 =述發明（發明5)中，較佳為利用具有上述生物 體的时床的生物處理機構來進行上述生物處理（發= 6)〇進而，上述發明（發明5) 載體，(發明7)。依據二=== 理機構使用生物支持載體的生物膜法，1故而 =動=崎況相比更可抑躲自生物處 流出，處理的效果高，且可長時間維持該效果。菌體的 段進==)=佳為於上杜 E ^/發月8)。依據上述發明（發明8)，於生 存在衫氧化劑（次驗等）的情況多， 7二二…:化劑與氨性氮源反應而形成氯胺化合物 (ehl_lne)°氯胺與游離氣相比較氧化力低，但有於後 9 201139295 段的處理中引起處理構件的氧化劣化的可能性，因此町藉 由還原處理而使該氣胺化合物無害化。 ,另外，第二，本發明提供一種超純水製造方法，其特 徵在於.將利用上述發明（發明丨〜發明8)的水處理方法 所獲得的處理水在一次純水裝置及二次純水裝置中進行處 理而製造超純水（發明9 )。 依據上述發明（發明9)’由於在一次純水裝置及二次 純水裝置的前段的生物處理（水處理）中，被處理水（原 水）中的尿素經充分分解去除，故而可效率良好地製造高 純度的超純水。 [發明的效果] 依據本發明的水處理方法，可高度分解原水中的 TOC、尤其是尿素。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 [第一實施形態] 以下，參照隨附圖式來對本發明的實施形態進行說 明。圖1是表示本發明的第一實施形態的水處理方法的概 略圖。 圖1中，1為儲留有由前處理裝置供給的原水w的給 水槽，由該給水槽1供給的原水w於生物處理機構2中經 生物處理後’作為處理水wi而供給至一次純水襞置3中。 201139295 而且，於生物處理機構2的前段添加氨性氮源。 於上述處理流程中，成為處理對象的原水w是使用地 下水、河水、自來水、其他的工業用水、來自半導體製造 步驟的回收水等。另外，亦可為將該些水進行淨化處理; 成的原水。該淨化處理較佳為與超純水的製造步驟中的前 處理系統或者與其相同的處理。具體而言，較佳為凝集、 加壓浮起、過濾、等處理或該些處理的組合。 原水（處理對象水）中的尿素濃度較佳為5 pg/L〜2 〇 〇 Hg/L ’特佳為5 gg/L〜100 pg/L左右。 本實施形態中，所謂生物處理機構2，是指進行藉由 生物學作用而使污水等廢水中的污濁物f分解、穩定^的 處理的機構’分為好理及厭氧處理。財，有機物藉 ，生物處理而於有氧呼吸、硝酸呼吸、醱酵過程等中分解、 氣化，或進入微生物的體内，作為污泥而被去除。另外， 亦可進行氮（确化脫氮法）或磷（生物學的磷去除法）的 去除處理。通常將進行上魅物處理的機構稱从物反應 槽。上述生物處理機構2並無特別限制，較佳且

支持載體的固定床的機構。特佳為菌體的流出 方式的固定床。 L =將生誠理機構2設為固定床的情況，較佳為視需 月洗固定床。藉此，防止產生由生物（菌體）的增殖引 ，的固定床的閉塞、泥球化、尿素的分解去除效率的降低 等。對該清洗方法並無__ ’例如較佳為進行逆洗， 即，向與原水的通水方向相反的方向通人清洗水而使載體 11 201139295 、泥球的粉碎、 流動化，來進行堆積物的向系統外的排出 生物的一部分的剝離等。 另山外’對固定床的載_種類並鱗·制，可使用 、無煙煤Umhradte)、妙、彿石（咖丨㈣、離子 月曰、塑膠製成形品等，但為了於氧化劑及/或殺菌劑 =存，下實施生物處理，較佳為使用氧化劑及/或殺菌劑的 的載體。其中’於存在向生物處理機構中流入高 濃度氧化劑及/或殺_的可能性的情況，較佳為使用可分 解，，劑及/或殺_的活性碳等麵。於如上所述使用活 性碳^的情況’即便為被處理水中的氧化劑及/或殺菌劑的 濃度高的情況，亦防止菌體失活、滅絕。 向^物處理機構2中的通水速度較佳為設為sv 5 hr·1 〜50 hr1左右。向該生物處理機構2中的給水的水溫較佳 為常溫，例如l〇°C〜35t ’pH值較佳為大致中性，例如4 〜8。因此，較佳為視需要於生物處理機構的前段設置熱交 換機或pH調整劑添加機構。 於將該原水W導入至生物處理機構2中之前’添加氨 性氮源。該氨性氮源並無特別限制，可適宜使用銨鹽（無 機化合物）、氨水（氫氧化銨），以及可藉由蛋白等的生物 降解而生成錄離子或游離氨的有機物等。該些氨性氮源 中，較佳為氣化銨等無機銨鹽。

如上所述的氨性氮源的添加量只要設為o·1 rng/L〜5 mg/L (NH/換算）即可。具體而言，只要以原水w中的 銨離子的濃度成為上述範圍内的方式添加即可。若原水W 12 201139295 晟 中的銨離子濃度小於o.l mg/L (Njj4+換算），則變得難以 維持硝化細菌群的活性，另一方面，即便超過5 mg/L(NH4+ 換算），亦不僅未獲得進一步的硝化細菌群的活 性，並且來 自生物處理機構2的洩漏量變得過多，因此欠佳。 藉由以原水W中的銨離子的濃度成為上述範圍内的 方式添加氨性氮源，可將經過約1〇天〜3〇天後的生物處 理機構2中的處理水W1中的尿素濃度維持為5 _以 下’尤其為2 pg/L以下。 本發明者們發現’藉由以上述方式於原水w中添加氨 性氮源，可魏可穩定地轉作為TOC的 物的令人驚_效果。推測其是由於如下所述的原因。;， ^知尿素及尿素彳杜_濃度在自來水、工業用水中會隨 季節而變動’若原水W中的尿素及尿素衍生物的漢度變 ，，則石肖餘_的时降低，較其後濃度急遽上升， ，無法追隨魏細_騎性，未完全分解，因輯漏至 4理水㈣’藉由添加氨 群的活性，可追隨原水W中_杳Β 田菌 動，將生物處理機構2中==:，的濃度變 較低。 巾的處理水W1的尿素濃度維持為 換時僅於生物載體交 添加、不添加的方者母7定期間反覆進行 源，亦發揮可減少氦性氮源的添加氨性氮 此外，蜗化細菌於溶氧的存在下，若弓丨誘物（氨性氮 13 201139295 掊續，m素衍生物等）不存在的狀態（空曝氣狀態） 舉.（π砟生降低。用以避免該活性降低的具體方案可列 經常或者間歇添加氨性氮源的方法（本實施形熊 尿辛H2)根據生物處黯水或者處理水+的氨性氮^ ’、y度來添加控制氨性氮源的方法；以及（3)與上 ^樣地㈣溶氧濃度的方法（藉由脫氧劑的添加、 劑的添加、除氣處理、氮氣曝氣的溶氧去除等）。就簡 及成本的觀點而言，認為本實施形態的方法（上述（1) 的方法）為更佳的方法。 ㈣^外祖於該原水W中可視需要進而添加氧化劑及/或 . 、所添加的氧化劑及/或殺菌劑的種類並無特別限 制》/—t使料使有效率地分解尿素㈣種優先化的氧化 劑，或殺_。具體而言，可適宜㈣錢_、二氧化 氯等氣系氧化劑，單氣胺（monochl〇ramine )、二氯胺 (dichl〇ramine)等氣胺劑（穩定化氣劑）等。 、依據以上所說明的本發明的第一實施形態的水處理方 法於包3有機物的原水中添加氨性氮源後進行生物處 理，因此_槪細_增殖，並且訪性提高，藉^ ^解ΐ除尿素。藉由在—次純水裝置及二次純水裝置的前 k進行利用上述水處理方法的水處理，可效率良好地製造 TOC漢度低的高純度超純水。 [弟一貫施形雜] 、接著，參照圖2對本發明的第二實施形態的水處理方 法進行說明。第二實施形態的水處理方法具有上述第一實 201139295 施形態中，除了於生物處理機構2的後段，且於一次純水 裝置之前具有還原處理機構4以外_同構成。 藉由採用如上所述的構成，於上述第—實施形態中使 ，氣系氧化劑（次氣酸等）且存在剩餘㈣情況，該些與 氨I·生氮源反應而形成⑽化合物。該氯胺化合物與游離氯 相比較氧化力低’但於後段的—次純水裝置3等中，存在 ^起該些構成要素的構件的氧化劣化的可能性，但可藉由 貫施還原處理而使該些氯胺化合物無害化。 此外，已知於使用活性碳作為生物處理機構2的生物 支持載體_絲的情況，活性碳可藉由卿反應而對氣 系氧化劑進行縣處理，但由於無法將氯胺化合物迅速還 原而容易洩漏，存在殘存而影響至後段的一次純水裝置3 的可能性，因此即便為使用活性碳的情況，亦較佳為設置 還原處理機構4。 ° 上述還原處理機構4例如可添加：氫氣等氣體；二氧 化硫等低級氧化物；硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、 亞硝酸鹽等低級含氧酸鹽；鐵(II)鹽等低原子價金屬鹽「曱 酸、乙二酸、L-抗壞血酸（L-ascorbicacid)等有機酸或其 鹽；肼（hydrazine)、醛（aldehyde)類、糖類等其他還原 劑。該些化合物中’可適宜使用亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、<鐵 (II)鹽、二氧化硫、亞硫酸氫鹽，或者乙二酸、L-抗^血酸 或者該些酸的鹽。另外’亦可設置活性碳塔作為還原處理 機構4，利用活性碳而進一步還原。 於添加還原劑的情況，還原劑的添加量較佳為根據氧 201139295 化劑濃度來適當調整。例如，於使用亞硫酸鈉作為還原劑 來還原殘留氯的情況，只要以亞硫酸離子（s〇32-)與次氯 酉文離子（CIO )成為當莫耳的方式添加即可，考慮到安全 率，添加1.2倍量〜3.0倍量即可。由於處理水的氧化劑濃 度存在變動，故而更佳為監視處理水的氧化劑濃度，較佳 為根據氡化劑濃度來控制還原劑添加量。另外，為簡便起 見，亦可使用疋期測定氡化劑濃度，適當設定符合測定濃 度的添加量的方法。此外，氧化劑濃度的檢測機構可列舉 氧化還原電位（Oxidation Reduction Potentia卜 ORP)，另 外關於殘留氯可列舉殘留氣計（極譜儀法等）。 [第三實施形態]

201139295· 原水（處理對象水）w中的尿素濃度較佳為 〜 200飓/L，特佳為5昭/L〜1〇〇 pg/L左右。 施形態中，所謂生物處理機構2，是指進行藉由 生物子作用而使污水等廢水中的污濁物f分解、穩定化的 =f機構’分為聽處理及職處理。通常有機物藉由 生物處理而於有氧呼吸、硝酸呼吸、輯過料中分解、 氣化’或進人微生物的體内，作為污泥而被去除。另外， 亦可進行氮（硝化脫氮法）或磷（生物學的磷去除法）的 =除處理。通常將進行上述生物處理的機構稱為生物反應 槽。如上所㈣錄處理機構2並無制_，較佳為具 有生物支持倾_定床的機構。特佳為菌^ 下向流方式的固定床。 lit將^物處理機構2設為固定床的情況，較佳為視需 要>月洗固定床。藉此，防止產生由生物（菌體）的增疫引 起的=定床的閉塞、泥球化、尿素的分解去除效率降低等。 對該清洗方法並無制_，例如難為進行逆洗，即， 向與原水的通水方向相反的方向通人清洗搞使載體流動 化’來進行堆積物的向系統外的排出、泥球的粉碎、生物 的一部分的剝離等。 、另外，對固定床的載體的種類並無特別限制，可使用 f 11¼ #煙煤、砂、濟石、離子交換樹脂、塑膠製成形 品等’但為了於氧化劑及/或殺随的存在下實施生物處 理，較佳為使用氧化劑及/或殺菌劑的消耗量少的載體。其 中於存在向生物處理機構中流入高濃度氧化劑及/或殺菌 17 201139295 $的可此性的纽’較佳為制可分解氧化劑及/或殺菌劑 ==石反等载體。於如上所述使用活性碳等的情況，即便 :理水中的氧化劑及/或殺_的濃度高的情況，亦防 止i體失活、滅絕。 〜5。1,物處理機構2巾的通水速度較佳為設為SV 5 hr l 二a r左右。向該生物處理機構2中的給水的水溫較佳 j吊溫，例如urc〜饥，pH值較佳為大致中性，例如4 換媳Π較料視需要於生物處理機構的前段設置熱交 換機或pH調整劑添加機構。 2中，_5施的形態中’於將該原水W導入至生物處理機構 尿妾添加尿素或尿素衍生物。藉由在原水W中添加 程物’即便原水W的尿素濃度降低且經過某 =的期間’亦可於生物處理機構2中維持最低限 素为解菌（推定為石肖化細菌的-種），於原水去:曾 素去除性能 尿素濃度上升的情況’亦可維持尿 添加於生物處理_ 2巾縣素絲素 在由於與本來的去除對象為同一成物中就 除尿素的菌體的方面有效而言，較尿適=於去 尿素由於分子量小且離子性尿素。然而， 2未完全去除的情況，即便在後段的一次構 渗透膜處理或離子交換處理中亦難以去除，的逆 純水的水質造成影響的風險，因 =在對所得超 為設為必要最小限度。 叫雜料添加量較理想 201139295 L. 另外，於添加尿素衍生物的情況，該尿素衍生物可使 用：曱基尿素（methylurea)、丁基尿素（butylurea)、苯 基尿素（phenyl urea)、萘基尿素（naphthylurea)、二甲基 尿素（dimethyl urea )、半卡肼（semjcarbazide )、尿素 ★(allantom)、瓜胺酸（citrulline)、其他白蛋白（诎伽^ 等蛋白質等。該尿素衍生物只要是與上述尿素相反，分子 置大至某程度且具有離子性的化合物，則即便未於生物處 理機構2巾元全去除’亦由於在後段的—次純水|置3的 逆滲透膜處理、離子錢處財難隸度的絲，故而 可避免對超純水水質的驗。另—方面，由於與作為本來 =去除縣的尿素不相同’故畴在未必可紐保持最適 δ於去除尿素的菌體的可能性。

考慮到原水W巾的尿素濃度的㈣幅度，如上所述的 讀或尿素魅物的添加量較料賴泰最大尿素濃产 =的濃度。具體的濃雜佳為1 _〜2〇 J 添加濃度小於1 Mg/L，則變得難以保持對 =0 τ而言最低限度的必要尿素分解菌，另-方面若 =20 ’财物處理機構2中尿素未經完全去除 佳。後段的尿素爲提冑舰柄T()c的要目，因此欠 物-=二力實=中’藉由連同上述尿素或尿素衍生 充作Ϊ = ’㈣擔尿素或尿素衍生物的補 而提高尿素分解菌(推定為硝化細菌心m 19 201139295 性，可對負荷變動獲得更高的效果。 ^夕卜’於原水w的尿素濃度降低的期間 加乳性氮源而維持尿素分解菌的活性，I 素或尿素衍生物合併添加而將適合 的尿素去除性能〇晨度上升㈣況，亦可獲得充分 二 生氮源並無特別限制，可適宜使職 (…機化合物）、氣水（氫氧化錄），以及可藉 =降解*生成娜子或騎氨的有機鱗。該些氨性氣 源中，較佳為氯化銨等無機銨鹽。 一 如上所述的氨性氮源的添加量只要設為0 mg/L (NH4+換算）即可。呈驴而士 D ^ · 8 八 。，/、要以原水\¥中的 子的I度成為上述制㈣方式添加即可4 唯子2小於❹.1 mg/L (NH4+換算)，則變得難以 ^ ^_群的活性，另—方面，即便超過5 _ΝΗ4+ 、）林僅未麟進-步㈣化細g群的活性，並且 自生物處理機構2的洩漏量變得過多，因此欠佳。 水W中的讎子的濃度成為上述範圍内的 ^尿素或尿素衍生射進一步添加氨性氮源，可將經 過、々天〜30天後的生物處理機構2中的處理水W1中 的尿素濃度_為5祕以下，尤其為2 _以下。 藉由如上所述於原水w巾添加尿钱尿細生物與 視$要的虱性氮源，可穩定地分解作為TOC的尿素及尿素 20 201139295 =!辛下所述。即’已知原水w中的尿 在自來水、1業用水中隨季節而變 右〃7中的尿素及尿素衍生物的濃度變低，則雜各 ^菌群的活性降低，即便其纽度急遽 · ==’未完全分解，因輯漏至處理= =此，由在原水％中添加尿素或尿素衍生物及視兩 的乱性氮源來維持硝化細菌群的活性，可追隨原水^ ，尿素及尿讀生物的濃度魏，將生 _ 處理水W1的尿素濃度維持為較低。 機構2中的 ^述尿素或尿餘生物卩及作為任s添加 源的添加方法可適宜使用經常添加-定量的方法、二i 力:了 的方法中的任一種。藉由不經常添加，亦發揮ΐ 添衍生物以及作為任意添加物的氨性氮源的 调、H ’硝化細菌於溶氧的存在下，若引誘物（氨性氮 二素.、尿素衍生物等）*存在驗態（空曝氣狀離') 的方法氨性氮源的方法（本實施形態 =的濃度麵加控制氨性氮源的方法；； 地控，氧濃度的方法(藉由脫氧劑上 便性及二 ====厂。就簡 的方法）為更麵=4本實麟_方法（上述⑴ 201139295 此外’可於該原水w中視需要進而添加氧化劑及/或 殺菌劑。對所添加的氧化劑及/或殺菌劑的種類並無特別限 制，適宜使用可使有效率地分解尿素的菌種優先化的氧化 劑及/或殺菌劑。具體而言，可適宜使用次氯酸鈉、二氧化 ，等氣系氧化劑，單氯胺、二氯胺等氯胺劑（穩定化氣劑） 等。 依據本實施形態的水處理方法，於包含有機物的原水 中添加尿素或尿素衍生物後進行生物處理，因此即便於原 ^中的尿素的濃度降低的情況，亦可維持最低限度的尿素 分解菌（推定為硝化細菌的一種），即便原水的尿素濃度低 的期間長期持續後尿素濃度上升，亦可維持尿素去除性能。 [第四實施形態] 接著，參照圖4對本發明的第四實施形態的水處理方 法進行說明。第四實施形態的水處理方法具有上述第三實 施形態中’除了於生物處理機構2的後段，且於一次純水 裝置3之前具有還原處理機構4以外的相同構成。 藉由採用如上所述的構成，於上述第三實施形態中使 ，氣系氧化劑（次氯酸等）且存在剩餘氣的情況，該些與 氨性^源反應而形成氣胺化合物。職胺化合物與游離氣 相比較氧化力低，但於後段的—次純水裝置3等中存在引 起該些構成要素的構件的氧化劣㈣可紐，但可藉由實 施還原處理而使該些氣胺化合物無害化。 此外’已知於使用活性碳作為生物處理機構2的生物 支持載體的固定床的情況’活性碳可藉由觸媒反應而對氣 22 201139295 系氧化劑進4還原處理’但由於無法將氯胺化合物迅速還 原而容Μ漏’存在殘存而影響至後段的—次純水裝置3 的可能性，因此即便為使用活性碳的情況，雜佳為設置 還原處理機構4。 上述還原處理機構4例如可添加：氫氣等氣體；二氣 化硫等低級氧化物；硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氮鹽、 亞硝酸鹽等低級含氧酸鹽；鐵(植等低原子價金屬鹽；曱 酸、乙二酸、L·抗壞血酸等有機酸或其鹽；肼、麵、糖 類等其他縣劑。化合物巾，可適宜制闕酸鹽、 亞硫酸鹽、鐵(II)鹽、二氧化硫、亞硫酸氮鹽，或者乙二酸、 血酸或該些酸的鹽。另外，亦可設置活性碳塔作為 還原處理機構4，利用活性碳來進一步還原。 化劑广劑的添加量較佳_康氧 决來 於使用亞硫酸鈉作為還原劑 ，來控制還原劑添加量。另外，為簡便起 度的添則度:適當設定符合測 叫另外關於殘留氣可列舉殘留氣計(: [第五實施形態] 23 201139295 乂下，適當參照圖式，對本發明的第五實施形態的水 處理方去進行說明。圖5是表示本發明的第五實施形態的 水處理方法的概略圖。 此圖5中，7為由未圖示的原水儲存槽供給的原水貨的 月’J處理系統，在該前處理系統7中經處理的原水w暫時儲 留於給水槽1巾。而且，該給水槽1連接於生物處理機構 2在°亥生物處理機構2中經處理的原水w可作為處理水 而供給至一次純水裝置中。於該生物處理機構2的前 又又置未圖不的pH感測器及供給機構6，可由供給機構6 添加氨性氮源（NH4+-N)以及作為pH調整劑的硫酸。此 外，5為輸送管。 、又工尸的稱珉的生物處理裝置中，成為處理多 的原水W可使用地下水、河水、自來水、其他的工業用; 來自半導體製造步驟的回收水等。原水（處理對象水 中的尿錢度較佳為5 _〜細_，特 ⑽Pg/L左右。 ’ 另外，前處理系統7較佳為超純水的製造 般前處理系統或者與其相同的處理系統。具體而令， 用包含凝集、加壓浮起、過鮮的處理純。σ ° 水中Ϊ物是進行藉由生物學作用而使污水等 水中的Μ物質分解、穩定化的處理的機構 2厭氧處理。通常有機物藉由生物處理而於有H 石为酸令吸、輯過程等中分解、氣化 内，作編咐除。糾，_域（= 24 201139295. 或麟（生物學_去除法）的絲處理。通常將進行上述 生物處理的機構稱為生物反應槽。如上所述的生物處理機 ϋ並無特別限制，較佳為具有生物支持載體的固定床的 機構。特佳為菌體的流出少的下向流方式的固定床。 夺士物處理機構2設為固定床的情況’較佳為視需 /月；口定床。藉此，防止產生由生物（菌體）的增殖引 起的=定床的_、泥球化、尿素的分解去除效率降低等。 對該清洗方法並無_關，修較佳為雜逆洗，即， 的通水方向相反的方向通人清洗水而使載體流動 化’來進行堆積物的向系統外的排出、泥球的粉碎、生物 的一部分的剝離等。 、^外’對m定床的载體_類並無制聞，可使用 了Γ炭2煙煤、砂、沸石、離子交換樹脂、塑膠製成形 二於於氧化劑的存在下實施生物處理，較佳為使 劑法入至少的_。其中，於存在高濃度的氧化 八^彳卜=處理機構+的可能㈣情況，較佳為使用可 二解氧化_活性碳等_。於如上所述錢活性碳等的 :ΐ體:Ϊ是ί處理水令的氧化劑的濃度高的情況，亦防 止圍體失活、滅絕。 〜501 ΐ物處理機構2 +的通水速度較佳為設為sv 5 hr-1 為常亥生物處理機構2中的給水的水溫較佳 _ /JDL ' c〜35°c。因此，較佳為視需要於生物處 理機構的前段設置熱交換機。 0於生物處 由供給機構6添加至該生物處理機構2中的氨性氮源 25 201139295 =的有機物等。該一=為= 理方二用如上所述構成的裝置及添加劑等的水處 fc wH错由將原水W供給至前處理纽7巾來去除原 ^第-生砂，不财抑畅於該射絲而使後段 並且抑制第的有機物的分解去除效率降低， 生物處理機構2的壓力損失的增加。 的原視需要彻未圖示的熱交換11，_經前處理 水溫言的伴Λ於該原水W的水溫低的情況進行加溫，於 施溫預定水溫的方式，視需要實 羊越。另一方面，於水溫高的情況，必需使 地理，構2的處理槽或輸送管5的配管等具有耐熱 、ff 设備成本的增大。另外，於原水W的水溫低的情 況> 成加溫成本的增大。具體而言，若水溫為4(TC以下， 二生物反應基本上是水溫越高，生物活性及去除速度越提 二然而’若水溫超過贼，則相反，表現出生物活性及 2(/'效率。降低的傾向。由於以上原因’處理水溫較佳為 C〜40 C左右。因此，若原水w的初始溫度為上述範圍 内’則可不作任何處理。 如上所述，將視需要經溫度調整的原水W供給至生物 26 201139295l 處理機構2巾’分解去除錢物、尤其是尿铸難分解性 有機物。此時，不僅由供給機構6添加紐氮源，並且添 加硫酸而將原水W的pH值調整為5〜6.5。 如上所述的氨性氮源的添加量只要設為〇1 mg/L〜5 mg/L (NH4+換算）即可。具體而言，以原水…中的錢離 子的濃度絲上述範_时式私。若财Wtj7的麟 子濃度小於（U mg/L (ΜΗ/換算），則變得難轉持硝化 細菌群的活性，另一方面，即便超過5 mg/L (NH4+換算）， 亦不僅未獲得進-步_化細g群的活性，並且來自生物 處理機構2的洩漏量變得過多，因此欠佳。 稭由以原水vv τ ^软離卞的濃度成為上述範圍内的 方式添加錄該’可使_約1G天〜3G錢的生物處 ，機構2中的處理水W1中的尿素濃度為5 _以下，尤 其為2 pg/L以下。 八紐f ^以上述方式於原水W巾添加氨性㈣，可穩定地 刀=作為取的尿素及尿餘生物。糊其μ於如下所 。即’已知尿素及尿素衍生_濃度在自來水、 S t隨季節而變動，若原水〜中的尿素及尿素衍生 === =的确化細菌群的活性降低，其 尿*的濃度急獻升，亦無法追隨钮細菌群的活 斤力分解，因域漏至處理水％卜因此，藉由 狀細菌群藉由將氨性氮源氧化形成亞硝 素及r 1而維持活性。藉此，可追隨原水w中的尿 -讀何生物的濃度變動，將生物處理機構2中的處理 27 201139295 水的尿素濃度維持為較低。 換時的提力^ 用僅於生物載體交 源：揮可減少氨性氮源的=:::添加氨性氮 卜，硝化細菌於溶氧的存在 :續生態(;曝= 還砰劑的系力地控 = 容卢氧濃度的方法（藉由脫氧劑的添加、 便===氮氣曝氣的溶氧去除等)。就簡 的方法方法（上述⑴ 如下戶時將原水w的PH值調整為5〜6.5的原因為 菌群（氨氧二Γ圖6所示，具有尿素分解能力的硝化細 ===可同化尿素與氨的兩者，根據環境條件 :，利:基質變化，如，於高PH值或氨/尿素比高 憂先利用氨而尿素分解能力反而降低。因此，藉 值的石苗的、阳值調整為5〜以’於令性區域具有最佳 、.田菌群的氧氧化活性與尿素分解活性中任一者與 t 值相比均降低，但與氨氧化活性的降低相比，尿 、刀解活性的降低少。進而，離子狀態的氨增加，進入至 28 201139295 氨氧化菌巾的氨的餅低。藉此，由舰細g群分 素增加。藉由個’即便尿錢度大幅變動，亦 持硝化細_的活性，可有效地分解、去除尿素。、， 關於pH值的下限，若使原水w的 細菌群的活性變大。 由於相同的原因，由供給機構6添加的氨性氮源較佳 為以相對於原水w中的尿素的濃度，以ΝΗΛν/ 為2°以下的方式添加。若氨性氮源的漢 ΐΪί，度的1〇0倍，則作為尿素分解菌的硝化細菌 群優先分解氨性統，目此尿素的分魏力降低，尿素、農 度無法大幅追隨增大，尿素變得容易洩漏至處理水wi 中。此外，氨性氮源的添加量的下限若過少，則由該添加 獲得的硝化細菌的活性維持效果減輕，因此較佳 ΝΗ4+·Ν/尿素計設為1以上。 Μ 此外’可於該原水W中視需要進而添加氧化劑及/或 殺菌劑。對所添加的氧化劑及/或殺菌劑的種類並無特別限 制，適宜使用可使有效率地分解尿素的菌種優先化的氧^ 劑及/或殺菌劑。具體而言，可適宜使用次氯酸鈉、二氧化 氣等氯系氧化劑，單氯胺、二氣胺等氣胺劑（穩定化氣劑） 等。 依據本實施形態的水處理方法，藉由在原水中添加氨 性氮源，利用硝化細菌群（氨氧化菌）將氨性氮源氧化形 成亞硝酸離子（Ν〇2-)，可維持硝化細菌群的活性，分解^ 除尿素。此時，藉由將pH值調整為5〜6.5，硝化細菌群 29 201139295 所消耗的尿素增加，因此即便尿素濃度大幅變動，亦可維 持硝化細菌群的活性’可有效地分解、去除尿素。 [第六實施形態] 接著，參照圖7對本發明的第六實施形態的水處理方 法進行說明。第六實施形態的水處理方法具有上述第五實 施形態中，除了於生物處理機構2的後段且一次純水裝置 之前具有還原處理機構4以外相同的構成。 藉由採用如上所述的構成，於上述第五實施形態中使 用氣系氧化劑（次氣酸等）且存在剩餘氯的情況，該些與 氨性氮源反應而形成氣胺化合物。該氣胺化合物與游離氣 相比較氧化力低，但於後段的一次純水裝置等中，存在引 起該些構成要素的構件的氧化劣化的可能性，但可藉由實 施還原處理而使該些氣胺化合物無害化。 此外，已知於使用活性碳作為生物處理機構2的生物 支持載體的狀床的叙，活性碳可藉由麟反應對氣系 氧=劑進行還原處理，但由於無法將氣胺化合物迅速還原 而容易$漏’存在鱗㈣響至後段的―:欠純水裝置的可 能性，因辨便為❹活性碳的肢，紐佳為設置還原 處理機構4。 上述還原處理機構4例如可添加：氫氣等氣體；二氧 化硫等低級氧化物；硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、 亞確酸鹽等低級含氧酸鹽；鐵(11)鹽等低原子價金屬鹽；甲 酸、乙二酸、L·抗壞血酸等有機酸或其鹽；肼、賴、糖 類等其他還。該些化合物巾，可適宜制亞猶鹽、 201139295. 亞硫酸鹽、鐵(II)鹽、二氧化硫、亞硫酉曼氫鹽、乙二酸或其 鹽以及W/L壞血酸或其鹽。糾，亦可設置活性碳塔作為 還原處理機構6，利用活性碳而進一步還原。 於添加還原劑的情況’其添加量例如於還原劑為亞硫 酸鈉的情況’只要以亞硫酸離子（S〇32-)與次氯酸離子 (CIO )成為等莫耳以上的方式添加即可，考慮到安全性； 添加1.2倍量〜3·(Μ吾量即可。由於處理水的氧化劑濃度存 在變動’故而更佳為監視處理水的氧化劑濃度，較佳為根 據氧化劑濃度來控制還原劑添加量。另外，為簡便起見， 可使用定测魏倾濃度’適當設㈣合狀濃度的添 加量的方法。此外，氧化劑濃度的檢測機構可列舉氧化還 原電位（ORP)’另外關於殘留氯可列舉殘留氯計（極 法等）。 具體而言，於在生物處理的給水（原水）w中存在游 離氣的狀態下添加銨鹽等作為氨性氮源的情況，游離氯與 銨離子反應而生成氯胺（chloramine)。氣胺與游離氣相比 較，是即便利用活性碳亦難以去除的成分，有氣胺洩漏至 生物處理水中的情況。氯胺是與游離氯相比較氧化力低的 成分，但亦已知有藉由平衡反應而由氣胺再次生成游離氣 的情況，存在引起後段的一次純水處理系統等中的氡化劣 化的可能性。 另外，亦可於生物處理機構2中經處理的原水％中添 加殺黏菌劑（slime control agent)。殺黏菌劑主要是為了避 免由生物處理機構2的處理水中所含的菌體（由生物载體 31 201139295 剝離的菌體）所引起的後段處理中的故障（例如配管的堵 塞、差壓上升之類的黏液故障，R〇膜的生物污損等）而 視需要適當添加即可。 進而，亦可視需要利用菌體分離裝置來去除生物處理 機構2的處理水中所含的菌體。 該些還原劑及/或殺黏菌劑的添加或菌體分離裝置的 處理只要根據來自生物處理機構2的生物處理水的水質而 適當進行1種或者2種以上即可，若水f良好，則亦可不 進行。 依據上述第五實施形態及第六實施形態的水處理方 法，獲得高度分解、去除尿素的處理水W1，因此可藉由 將該處理水W1 _純水製紗置進—步纽 濃度極低的超純水。 [超純水製造方法] 接著’參照圖8，對利用至此說明的本發明實施形態 的水處理方法的超純水製造方法進行說明。 該超純水製造方法中’於將原水w在前處理系統u、 生物處理機構12、菌體分離機構13、還原處理機構i4中 處理之後，將處理水W1在-次純水裝置15及次系统（二 次純水裝置）19中進-步處理。此外，菌體分離機構13 可使，過®n n精密過軸分崎置、峨膜分離 裝置等。 -次純水裝置15是將第1轉_ (RQ)分離裝置 16、第2逆滲透膜（R0)分離裝置1?、及混床式離子交 32 201139295 換裝置18依此順序配置而成。其中’該一次純水處理系統 15的裝置構成並不限制於此種構成，例如亦可將逆滲透膜 分離裝置、離子交換處理裝置、電氣去離子交換處理裝置、 紫外線（ultraviolet ’ UV)氧化處理裝置等適當組合而構 成。 次系統19是將次槽20、熱交換器21、低壓紫外線氧 化裝置22、混床式離子交換裝置23、超濾膜（ultrafiltrati〇n membrane，UF膜）分離裝置24依此順序配置而成。其中， 該次系統19的裝置構成並不限制於此種構成，例如亦可將 除鼠處理裝置、UV氧化處理裝置、離子交換處理裝置（非 再生式）、超滤膜處理裝置（微粒子去除）等組合而構成。 以下對利用上述超純水製造系統的超純水製造方法進 行說明。首先’前處理系統11包含凝集、加壓浮起（沈澱）、 過濾（膜過濾）裝置等。該前處理系統u中，原水中的殮 洋物質或膠體物質被去除。另外，該前處理系統u中亦可 去除高分子系有機物、疏水性有機物等。 於來自該前處理系統11的流出水中添加尿素或尿素 衍生物、及/或氨性氮源（NHrN) ’視需要進而添加作 pH調整劑的硫酸來調整ρΗ值，或者添加氧化劑及/或殺 劑，利用生物處理機構12進行上述生物處理。設置於該 物處理機構12的下游側的菌體分離單元機構13中，二 f除自生物處理機構12中流出的微生物或載體微:子 等。該菌體分離單it機構13可省略。生物處理機構 流出水中，由於有如上所述含有氣胺化合物的情況，故而 33 201139295 利用還原處理機構14而使氣胺化合物無害化。於原水w 中的氣系氧化劑的濃度基本上不存在的情況，由於生物處 理機構12的流出水中亦基本上不含氣胺化合物，故而可省 略還原處理機構14中的還原劑的添加。 在一次純水處理裝置15中，利用第1逆滲透（RO) 膜分離裝置16、第2逆滲透（R〇)膜分離裝置17、及混 床式離子交換裝置18來去除生物處理機構12的處理水 W1中殘存的離子成分等。 進而，於次系統19中，將一次純水裝置15的處理 經過次槽20及熱交換器21而導入至低壓紫外線氧化裝】 22中，將所含有的T〇c成分離子化或分解。其中，ς离 子化的有機物是於後段的混床式離子交換裝置23中^ 除。該混床式離子交換裝置23的處理水可進一步於υρ用 分離裝置24中進行膜分離處理而獲得超純水。 ’ 依據上述超純水製造方法，可藉由在生物處理機 中充分分解去除尿素，於其後段的一次純水裝置15及^ > 統19中去除其他的T0C成分、金屬離子、其他 1 機離子成分，而效率良好地製造高純度的超純水‘。、 另外，依據上述超純水製造方法，於將原水w 生物處理機構12巾之前導人至前處理純u巾 ^ w中的濁質。因此，防止生物處理機構12中的尿 分解去除效率由於濁質崎低，並且抑制由 =6 處理機構12的壓力損失增加。另外，依據該超純水 法，由於在生物處理機構12的下游側設置有菌體分: 34

201139295 L 物處理機構l2、tf 統θ’故而亦發揮可將自生 構 中机出的生物或載體利用該些菌體分離機 「^水系統Μ及次系統Μ而良好去除的效果。 L貫例] [實例1] 平始1所示的流程’且使用在自來水（野木町水： 素，農度為10喊，平均T0C濃度為500 中 寻鴻要添加有試劑尿素（Kishida Chemical公司製造）的水。 外，生物處理機構2是使用將作為生物載體的粒狀 ^碳（Kuncoal WG!60，10/32網眼」，栗田工業公司製 造）於圓筒容器中填充1〇L而製成固定床的機構。此外， 生物處理機構2的粒狀活性碳是使用新碳。 首先’對自來水（未添加試劑尿素），以濃度成為約 500 Pg/L的方式添加尿素而製備原水w，將該原水w以 下向流通入生物處理機構2中。通水速度sv是設為2〇/hr (每小時通水流量+填充活性碳量）。對通水後的生物處理 水’持續70天進行尿素濃度的分析。將其結果示於圖9 中。此外，上述通水處理中，1天1次實施10分鐘的逆洗。 逆洗是利用生物處理水，以自圓筒容器下部向上部的上向 流’以LV=25m/hr (每小時通水流量+圓筒容器截面積） 實施。 尿素濃度的分析順序如下所述。即，首先’利用DPD 法來測定試驗水的總殘留氯濃度，以相當量的亞硫酸氫鈉 進行還原處理（然後，利用DPD法來測定總殘留氣，確認 35 201139295 為J於0.02 mg/L)。接著，將該經還原處 通人離子交換樹脂™樣」，栗田工業公 ^進仃去離子處理並利用旋轉蒸發器濃縮至10 'h Η、二曰’利用二乙醯基單肟法（diaCetylm〇n〇xime method)來定量尿素濃度。 w於，水趣期間未實施pH調整。試驗期間的 I ; .5另外，由於試驗期間的自來水的水溫小 μ 4而於生物處理機構2的前段配置溫度調節槽， 使水溫升溫至2〇t〜饥’供給至生物處理機構2中。進 而’由曲於斌驗期間的原水w的溶氧（DissoivedO·， ，以上，且生物處理機構2的處理水W1 的〉谷氧濃度為2 mg/L以上，故而刹齡氣并也外匕 實施溶氧濃度的調節。 判斷為並無溶氧不足，未 笛？s如所明7^自未添加氨性氮源的通水開始至通水 入^ /ft與生祕理水的尿素濃度大致為相同值 (約500 pg/L)，未確認到尿素的去除。 子:曲通水開始起第25天，對原水〜，以録離 為約！ mg/L (NH4+換算）的方式開始添加氯化錄 (Kislnda Chermcal公司製造）作為氨性氮源。 效""水開始起第3G天可確認尿素的去除 3起^續’尿素的去除性能提高，於自通水 Λ ,添加開始起約2週後)達成生物 處理水的尿素濃度2 pg/L以下。 由於其後㈣持生物處理水的尿素濃度2 _以下， 36 201139295 =自6= 起 =天停止添加_，於自通水開 天將給水尿素濃度由500 pg/L變更Α 1ΛΛ t，但生物處理水的尿素濃度為2 變化。一船切盔甘& „ 「禾確I忍到 殖或者其“。、、，。果為，雖然藉由添加氣化銨而菌體增 持其菌數及;it二:便於氯化链添加停止後，亦可維 ,、因此推測，以氯化銨為代表的氨性氮调 充^的=為例如僅於提昇時添加或者間歇添加，亦獲得、 [實例2] !〇〇 Ι^ιιιι 下的太h主 gL i物處理水的尿素成為2路/L以 槿2 2 出尿素分解能力賴構來作為生物處理機 天進扞屁·^ΐ實例1相同的方式進行通水試驗’持續70 天進仃尿纽度的分析。將其結果-併秘圖9中。 如圖9所明示，於自通水開始起通水第4天以後，處 W1的尿素，辰度經確認到若干降低傾向，但於350 pg/L 左右推移。 而且，於自通水開始起第40天以後，以與實例^ 的條件開始添加氣化銨。 其結果為，於自通水開始起第50天（自氯化銨添加開 。起10天後）達成生物處理水的尿素濃度2喊以下。 由於其後亦維持生物處理水的尿素濃度2 pg/L以下， 故而於自通水開始起第天停止添力口氣化銨，於自通水開 起第62天將給水尿素濃度由5〇〇 gg/L變更為1〇〇 37 201139295 但.處理切尿錢麵2岭町，未確認到 根據該些實例1及眘 氮源，可去除原水w中^素的結果可知，藉由添加氨性 [實例3] ” ° 使用圖3所示的滿起 平均尿素_ 5 地下水： :離子,lmg/L以下)中視需 試：辛 外，伟用* w Γ)來作為模擬原水（原水W)。此 外，用井水作為原水是為了模擬不含尿 有適度的魏奴的自雜氛而” 生物處理機構2是使用將作為生物載體的粒狀 活f生厌（Kumoal WG16〇，1〇/32網眼」，栗田工業公司製 造）於圓筒容II中填充2L而製成固絲的機構。、此外， 生物處理機構2的粒狀活性碳是使用利用試劑尿素實施馴 養而已表現出尿素分解能力的活性碳。 首先，對井水添加尿素約1〇〇pg/L而製備原水W。由 於該原水W的水溫為13t〜in：，故而以熱交換器加溫 至20°C〜22°c。另外’對該原水W實施空氣曝氣以使無 溶氧不足’浴氧（DO)濃度是設為6 mg/L〜8 mg/L。 將該原水W以下向流通入生物處理機構2中。通水速 度SV是設為20/hr (每小時通水流量+填充活性碳量）。對 於通水後的生物處理水（W1)，持續1週分析尿素濃度及 氨性氮源’算出其平均值。將結果連同原水w(給水）的 38 201139295. 尿素濃度及纽氮_平均濃度—起播表 上述通水處理中，〗车1 a盘 干此外， 田次實施1(3分鐘的逆洗。逆法y 用生物處理水，以自圓筒抑下部向 ^先疋利 者對井水添加尿素約10 /L而製備 通水後的生物處財（叫，·地持續，對 第5週）分析料濃度及氨 週〜 =二(給水)的尿素濃度及氨性氮:：均:: 進而，再次對井水添加尿素約1〇〇 Kg/L W’對通錢的生物處理水（W1)同樣地_ ^備原^ 週〜第6週）分析尿素濃度及氨性氮源，算出其平均值。 將結果連同財W(給水）的尿素濃度及紐氮源的平均 遭度一起不於表1中。 此外於通水武驗期間未實施pH調整。試驗期間的 pH值為6.8〜7.5。 尿素》農度的分析順序如下所述。即，首先，利用DPD 法來測定試驗水的總殘留氯濃度，以相當量的亞硫酸氫鈉 進行還原處理（然後，利用DPD法來測定總殘留氣，確認 為小於0.02 mg/L)。接著，將該經還原處理的試驗水以 50/hr的SV通入離子交換樹脂（rjQ^uMi」，栗田工業公 司製造）中，進行去離子處理並利用旋轉蒸發器濃縮至10 倍〜100倍後，利用二乙醯基單肟法來定量尿素濃度。 39 201139295 [表1] 尿素濃度 Og/L] [mg/L] 尿素濃度 l>g/L] NHrN濃度 [mg/L] 尿素濃度 [Kg/L] NH3-N濃度 [mg/L]

ο〜1週後 1週〜5週後 5週〜6週後 根據表1及資料的分析結果，利 2 μ二t生理機構2的處理水的尿素濃度為 為=模㈣水w的尿錢度調整 理水的 顯⑽蝴娜=== 為4。0§二處物處理水的尿素濃度約 性能的提高傾:或者降二=變果;= m傷素去叫 -π:::ι〇γ6ι：^

Ik)約〇·5 mg/L作為氨性氮 201139295 二中:六詞”目问的方法實施試驗。將結果 根據表1及資料的分析社

及氯化銨0.5mg/L的第！ ° =^素約10 Mg/L 果為’生物處理水的尿素遭度水 而，再次利用尿素試_模擬原 ^^ 尿素濃度約為2_以下，二=结 2知，fe由添加微量的尿素及氨性紐，可高度維持尿 素去除性能。此外，通賴驗朗，未於 ，的 =的去:性:面確認到大的差異，相對於給水氣化銨約 為〇·5 mg/L，處理水氰性氮濃度小於〇j mg/i^ [比較例1] 於實例3+’除了於週〜第5週期間，尿素及氨 性氮源均未添加以外’以與實例3相_方法實施試驗。 將結果一併示於表1中。 根據表1及資料的分析結果，尿素及氨性氮源均未添 加的第1週〜第5週的連續通水處理的結果為，生物處理 水的尿素濃度約為2 pg/L以下，穩定。進而，再次利用尿 素試劑將模擬原水的尿素濃度調整為約10〇 的第5週 第6週的連續通水處理的結果為，生物處理水的尿素濃 度約為80 pg/L，穩定，1週期間未確認到大的變化（尿素 去除性能的提高傾向或者降低傾向）。 由以上結果可確認，藉由在原水W中添加尿素或尿素 201139295 及氨性氮源’於原水w巾的尿素濃度變動的情況， j疋即便經過低濃度的_而濃度上料，亦可維持尿 素去除性能。—般認為其原因在於，於原水w中的尿素= 度降低^制、，亦可藉由添加尿纽氨性氮，而使以該些 尿素及氨性氮為攝取源的菌體維持最低限度量。 [實例5] 模擬原水w是細在自來水（野木町水4均尿素濃 度為10 pg/L ’平均TOC濃度為500吨/L，錢離子濃度小 於0.1 mg/L)中適當添加有試劑尿素（Kishida Chemical 公司製造）的火。 於圖5所示構成的褒置中，生物處理機構2是使用將 作為生物載體的粒狀活性碳（「Kuric〇al WG16〇，1〇/32網 ，」’栗田王業公司製造；)於圓筒容器中填充而製成固 定床的機構。此外，生物處理機構2的粒狀活性碳是藉由 將新碳清洗後’浸潰於添加有硝化污泥2〇〇 mL的自來水2 L中而填充，其後開始通水。 由於試驗期間自來水的水溫為25。〇〜28°C，pH值為 6.5〜7.5，故而利用熱交換器將模擬原水w的水溫調整為 約25 C。於此種生物處理裝置中，將模擬水丨於前處理系 統7中進行前處理後，由供給機構6添加硫酸，將模擬原 水的pH值調整為約6.0〜6.5，並且添加氯化銨（Kishida Chemical公司製造）作為氨性氮源，以銨離子濃度成為約 0.5 mg/L (Nil/換算）的方式添加。將添加有該些成分的 原水w以下向流通入至生物處理機構2中。通水速度sv 42 201139295 是設為20/hr (每小時通水流量+填充活性碳量）。此外於 上述通水處理中，1天1次實施分鐘的逆洗。逆洗是利 用生物處理水，以自圓筒容器下部向上部的上向流，以Lv =25 m/hr (每小時通水流量+圓筒容器截面積）實施。 於如上所述的通水條件下，持續6〇天實施原水w的 連續通水，進行處理水的尿素濃度的分析。此時，首先以 原水w的尿素濃度約100 gg/L通水27天，接著於第μ 天以後以原水W的尿素濃度約25pg/L通水至第41天（14 =’進而’自第42天起再次使縣W的尿素濃度成為約

Hg/L。將其結果連同原水的尿素濃度的變動一起示於 尿素濃度的分析順序如下所述。即，首先，利用卿 Ϊ來驗水的總殘留氯濃度，以相當量的亞硫酸氫鈉 ί Ιί at _練収_留氯，確認 5〇加的SV通入離子交換樹脂（「副Ml」， 司製造）中，進行去離子處理並利用旋轉器至二 倍〜⑽倍後，利用二乙醯基料法來定量尿至10 如圖10所明示，添加氨性氮源且將阳值^ ⑷_ 5 t ’於蝴2⑽蝴3為产= 2 μ/L以下，即便自第42天起再次使原水w的二= 成為約100 pg/L，亦可維持上述處理水的尿 素浪度

[實例6] H 於實例5中，除了以原水W的PH值成為7〇〜㈣ 43 201139295 方式進行調整以外’以相同的方式進行原的處理。分 析持續60天連續通入該原水W B夺的尿素濃度。將其結果 一併示於圖10中。 如圖10所明示’添加氧性氮源且將pH值調整為大致 中性的約7.0〜7.5的實例6中，軸於通水第21天處理 水的尿素濃錢為2咖，但自第42天起再次使原水w 的尿素濃度成為約H)G pg/L的結果為，處理水的尿素濃度 上升至10pg/L以上，其後的期間亦繼續維持在⑴呢几左 右。此外’可確認此間所添加的氨性氮源全部轉變為硝酸。 ’藉由將如土所述的生物處理裝置應用於超純水的製 造’可軸可破去除^水巾的尿素的超純水製造方法。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限^本發明，任何熟習此技藝者’在不脫離本i明之精神 2範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的第一實施形態的水處理方法的系 統圖。 圖2是表示本發明的第二實施形態的水處理方法的系 統圖。 圖3是表不本發明的第三實施形態的水處理方法的系 統圖。 圖4疋表示本發明的第四實施形態的水處理方法的系 統圖。 44 201139295 圖5是表示本發明的第五實施形態的水處理方法的系 統圖。 圖6是表示上述第五實施形態的作用效果的概略圖。 圖7是表示本發明的第六實施形態的水處理方法的系 統圖。 圖8是表示本發明的一實施形態的超純水製造方法的 系統圖。 圖9是表示實例1及實例2的尿素去除效果的圖表。 圖1〇是表示實例5及實例6的尿素去除效果的圖表。 【主要元件符號說明】 I :給水槽 2:生物處理機構 3:—次純水裝置 4:還原處理機構 5 :輸送管 6 :供給機構/還原處理機構 7 .前處理系統 II :前處理系統 12 13 14 生物處理機構 菌體分離機構 還原處理機構 15 次純水處理系統 次純水裝置/一次純水處理裝置/一次 >纯水系統/ 16 :第1逆參透膜（RO)分離装置 45 201139295 17 ··第2逆滲透膜（RO)分離裝置 18 :混床式離子交換裝置 19 :次系統（二次純水裝置） 20 ··次槽 21 :熱交換器 22 :低壓紫外線氧化裝置 23 :混床式離子交換裝置 24 :超濾膜分離裝置 W :原水 W1 :處理水 46

Claims (1)

1. 201139295 七、申請專利範固： 理，====含有機物的原水進行生物處 進行加尿錢尿物㈣、及/錢錄源後， 上述2原水處理方法，其中於 性====== 對於上述尿素月的产，圍第1項所述之水處理方法’其中相 100以下^、、辰又，上述氨性氣源以ΝΗΛΝ/展素計為 述氨職第1項所叙核财法，其中上 5.如申請專利範圍第1項所述之水處理方法，1㈣ 生物處理機構來進^ 用且t如U利範圍第5項所述之水處理方法’1中利 1述2:物支持載體的固定床的生物處理機構來進行 述生^^5項_之核理方法，其中上 8.如申請專利範圍第W所述之水處理方法， 上述生物處理的後段進行還原處理。 八 9· -種超純水製造方法，其概在於：將利用如申請 201139295 專利範圍第1項至第8項中任一項所述之水處理方法所獲 得的處理水在一次純水裝置及二次純水裝置中進行處理而 製造超純水。 48