WO2007034582A1

WO2007034582A1 - 水処理装置

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Publication number: WO2007034582A1
Application number: PCT/JP2006/303668
Authority: WO
Inventors: Kazuyuki Yamasaki; Kazuyuki Sakata; Kazumi Chuhjoh
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-03-29
Also published as: CN101268019B; US7803272B2; JP3893401B1; US20090145827A1; JP2007083143A; TWI302143B; TW200712007A; CN101268019A

Abstract

　超純水製造装置(５),希薄排水回収装置(３４),雑用水回収装置および排水処理装置の各前段に、第１処理槽(１)～第４処理槽を設置している。そして、各処理槽(１,２,…)を、マイクロナノバブル発生槽(６,２３,…)と嫌気測定槽(７,２４,…)とで構成している。したがって、各マイクロナノバブル発生槽(６,２３,…)で発生されたマイクロナノバブルによって、各嫌気測定槽(７,２４,…)内の微生物が活性化されて低濃度有機物の処理効率が向上される。さらに、上記各嫌気測定槽(７,２４,…)における各溶存酸素計(１３,３０,…)または各酸化還元電位計(１４,３１,…)の測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ(９,２６,…)の回転数が制御されて、マイクロナノバブルの発生が減少される。こうして、処理水中におけるマイクロナノバブルの含有量が適正に保たれる。

Description

水処理装置

技術分野

[0001] この発明は、導入される水の前処理を行う前処理装置を含む水処理装置に関する

背景技術

[0002] 水処理の処理装置や処理方法において、一般的な前処理装置や前処理方法として従来から幾つかの前処理装置や前処理方法がある。一例として、排水処理における生物処理装置の前処理装置として、沈澱,ろ過 ,ρΗ調整,オゾン酸化および吸着等がある。

[0003] 上記前処理装置の目的は、次工程の排水処理装置に対する生物学的,化学的あるいは物理学的な負荷を低減することであり、当該排水処理装置の規模の縮小,ラン二ングコストの低減,排水処理装置力もの処理水の水質向上等が期待できる。

[0004] し力しながら、従来の前処理には、被処理水中におけるマイクロナノバブル濃度を格段に高めることによって高いマイクロナノバブル濃度を次工程まで長時間に渡り持続させ、膜装置に対する洗浄機能や弱！ヽ殺菌機能等の新たな機能によって処理を行うことはできない。ここで、上記マイクロナノバブルとは、直径が 50ミクロン以下で且つ 1ミクロンよりも大きなマイクロバブルと直径が 1ミクロン以下のナノバブルとの両方を含むものである。

[0005] また、従来の前処理には、ブロワ一による一般的な曝気は存在する力上記マイクロナノバブルよる処理機能はない。尚、上記マイクロナノバブルよる前処理の場合には、次工程まで長時間溶存酸素を高濃度に持続させる機能がある。

[0006] ところで、従来、特開 2004- 121962号公報に開示されたナノバブルの利用方法及び装置がある。このナノバブルの利用方法及び装置は、ナノバブルが有する浮力の減少,表面積の増加,表面活性の増大,局所高圧場の生成,静電分極の実現による界面活性作用および殺菌作用等の特性を活用したものである。より具体的には、それらの特性が相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能や物体表面の高速洗浄機能や殺菌機能によって、各種物体を高機能且つ低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄ィ匕を行うことができることが開示されている。

[0007] しかしながら、

(1)マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されてヽな、。

(2) (a)前処理装置, 1次純水製造装置および 2次純水製造装置で構成される超純水製造装置、（b)希薄排水回収装置、（c)雑用水回収装置、（d)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

[0008] さらに、特開 2003-334548号公報に開示されたナノ気泡の生成方法がある。このナノ気泡の生成方法では、液体中において、 G)液体の一部を分解ガス化する工程、 ( ii)液体中で超音波を印加する工程、または、（m)液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程、カゝら構成されている。

[0009] しかしながら、

(3)マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されてヽな、。

(4) (a)前処理装置, 1次純水製造装置および 2次純水製造装置で構成される超純水製造装置、（b)希薄排水回収装置、（c)雑用水回収装置、（d)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

[0010] さらに、特開 2004-321959号公報に開示された廃液の処理装置がある。この廃液の処理装置では、マイクロバブル発生装置に、オゾン発生装置によって生成されたオゾンガスと処理槽の下部カゝら抜き出された廃液とを加圧ポンプを介して供給している。そして、生成されたオゾンマイクロバブルを、ガス吹き出しパイプの開口部より上記処理槽内の廃液中に通気することが開示されてヽる。

[0011] しかしながら、

(5)マイクロナノバブル発生槽で上記マイクロナノバブルを発生させ、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を計るために、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水を嫌気測定槽に導入して、溶存酸素濃度と酸化還元電位との値で最適化を計ることは開示されてヽな、。

(6) (a)前処理装置, 1次純水製造装置および 2次純水製造装置で構成される超純水製造装置、（b)希薄排水回収装置、（c)雑用水回収装置、（d)排水処理装置の各前段に、マイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とからなる処理槽を設置することも開示されてはいない。

[0012] 以上のごとぐ従来、膜装置の前処理装置として各種の方式による装置があるが、低コストで、し力もメンテナンスが容易で、且つ、省エネルギーであるシンプルな装置を活用して、膜装置の閉塞現象を大幅に防止したり、膜装置の能力を向上させることが可能な前処理装置は存在してヽな、のである。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0013] そこで、この発明の課題は、被処理水中にマイクロナノバブルを含有させて被処理水に対して処理を行う際に、上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることができる水処理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0014] 上記課題を解決するため、この発明の水処理装置は、

外部力水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器を有して、上記導入された水中に上記マイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生槽と、

上記マイクロナノバブル発生槽から導入された水を嫌気性処理すると共に、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量を測定するための嫌気測定槽とを備えたことを特徴として！/ヽる。

[0015] 上記構成によれば、嫌気測定槽において、マイクロナノバブル発生槽カも導入された被処理水における上記マイクロナノバブルの含有量を測定することが可能になる。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブルの発生量を確認することができると共に、上記含有量の測定結果に基づいて上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることが可能になる。

[0016] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記嫌気測定槽は、少なくとも前処理装置を含む超純水製造装置における上記前処理装置の前段に設置されて!、る。

[0017] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における前処理装置に導入される水に対する更なる前処理を行うことができる。したがって、上記前処理装置の処理負荷を低減することができる。

[0018] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記嫌気測定槽は、少なくとも 1次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記 1次純水製造装置の前段に設置されている。

[0019] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における 1次純水製造装置に導入される水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記 1次純水製造装置の処理負荷を低減することができる。さらに、処理水中に上記マイクロナノバブルが含有されているため上記 1次純水製造装置における膜の閉塞現象や膜に対する透過流量の減少に対して改善効果があり、膜装置の処理能力が増加する。したがって、上記 1次純水製造装置における膜の寿命を長くしてランニングコストの低減を図ると共に、処理性能を向上させることができる。

[0020] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記嫌気測定槽は、少なくとも 1次純水製造装置および 2次純水製造装置を含む超純水製造装置における上記 2次純水製造装置の前段に設置されている。

[0021] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、超純水製造装置における 2次純水製造装置に導入される水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記 2次純水製造装置の処理負荷を低減することができる。さらに、処理水中に上記マイクロナノバブルが含有されているため上記 2次純水製造装置における膜の閉塞現象や膜に対する透過流量の減少に対して改善効果があり、膜装置の処理能力が増加する。したがって、上記 2次純水製造装置における膜の寿命を長くしてランニングコストの低減を図ると共に、処理性能を向上させることができる。

[0022] また、 1実施の形態の水処理装置では、

前処理装置, 1次純水製造装置および 2次純水製造装置を含む超純水製造装置と上記超純水製造装置で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイントと、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を処理して回収する希薄排水回収装置と、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置と、

上記雑用水回収装置によって回収された処理水を再利用するクーリングタワーおよびスクラバーと、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置と、

上記希薄排水回収装置の前段に配置された活性炭吸着装置と

を備え、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した希薄排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記活性炭吸着装置および上記希薄排水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記超純水製造装置における上記 1次純水製造装置に導入して再利用するようになっている。

[0023] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、活性炭吸着装置および希薄排水回収装置に導入される工場内ユースボイントで発生した希薄排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記活性炭吸着装置および上記希薄排水回収装置の処理負荷を低減することができる。 [0024] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記雑用水回収装置によって処理して回収し、この回収水を上記クーリングタワーおよびスクラバーで再利用するようになっている。

[0025] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、雑用水回収装置に導入される工場内ユースポイントで発生した濃厚排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記雑用水回収装置の処理負荷を低減することができる。

[0026] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記工場内ユースポイントにおいて発生した濃厚排水を上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽に導入して処理し、この処理水を上記排水処理装置によって再度処理して放流するようになって、る。

[0027] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽によって、上記排水処理装置に導入される工場内ユースポイントで発生した濃厚排水に対する前処理を行うことができる。したがって、上記排水処理装置の処理負荷を低減することができる。

[0028] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記マイクロナノバブル発生槽に添加されるマイクロナノバブル発生助剤が貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤タンクを備えて、る。

[0029] この実施の形態によれば、マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤力上記マイクロナノバブル発生槽に添加される。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽にお、て、上記マイクロナノバブルを効果的に且つ効率的に発生させることができる。すなわち、上記マイクロナノバブルの発生状態を最適にすることが可能になる。

[0030] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜された上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類あるいは食塩を含む塩類である。 [0031] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類あるいは食塩を含む塩類であるため、容易に低コストで確保することができる。さらに、上記アルコール類や塩類は、後段の膜装置で除去し易いため上記膜装置に対して悪影響を及ぼすことがない。

[0032] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記嫌気測定槽には、溶存酸素計および酸ィ匕還元電位計のうちの少なくとも何れかが設置されている。

[0033] 上記マイクロナノバブルは水の中に長く存続することができるため、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブル発生器を駆動し続けると、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量が過剰となり、後段の処理装置に対して悪影響を及ぼす場合が生ずる。

[0034] この実施の形態によれば、上記嫌気測定槽には、溶存酸素計および酸化還元電位計のうちの少なくとも何れかが設置されている。したがって、上記溶存酸素計および酸ィヒ還元電位計による計測結果に基づいて、被処理水中の上記マイクロナノパブルによる後段の処理装置に対する影響を確認することができる。

[0035] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記嫌気測定槽には、ポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物が充填されている。

[0036] この実施の形態によれば、上記ポリ塩ィ匕ビユリデン充填物に繁殖している微生物が上記マイクロナノバブルによって活性ィ匕されて、被処理水中における低濃度の有機物の処理効率が向上される。

[0037] さらに、上記マイクロナノバブルの存在下において上記微生物によって酸素を消費させることができる。そして、酸素消費が行われている状態で上記マイクロナノバブル発生槽から上記マイクロナノバブルが多く流入した場合には、上記嫌気測定槽内の溶存酸素濃度や酸ィ匕還元電位が上昇することになる。したがって、上記嫌気測定槽内の溶存酸素濃度や酸ィ匕還元電位を測定することによって、上記マイクロナノパブルの持続状態を測定することが可能になる。

[0038] また、 1実施の形態の水処理装置では、

上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブル発生器は、キヤビテーシヨン型マイクロナノバブル発生器である。

[0039] この実施の形態によれば、上記マイクロナノバブル発生槽にはキヤビテーシヨン型マイクロナノバブル発生器が設けられている。したがって、被処理水が、半導体工場の希薄排水のような水質の良い回収水や水道水や淡水であっても、マイクロナノパブルを効率よく発生させることができる。

発明の効果

[0040] 以上より明らかなように、この発明の水処理装置は、嫌気測定槽において、マイクロナノバブル発生槽カゝら導入された被処理水におけるマイクロナノバブルの含有量を測定することが可能になる。したがって、上記マイクロナノバブル発生槽における上記マイクロナノバブルの発生量を確認することが可能になる。さらに、上記マイクロナノバブルの含有量の測定結果に基づいて上記マイクロナノバブルの発生状態の最適化を図ることが可能になる。

[0041] また、上記嫌気測定槽にポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物を充填すれば、このポリ塩ィ匕ビユリデン充填物に繁殖している微生物が上記マイクロナノバブルによって活性ィ匕されて、被処理水中における低濃度の有機物の処理効率を向上することができる。

[0042] また、上記マイクロナノバブル発生槽および上記嫌気測定槽を、超純水製造装置、工場内ユースポイントで発生した希薄排水を処理して回収する活性炭吸着装置および希薄排水回収装置、上記工場内ユースポイントで発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置、あるいは、上記工場内ユースポイントで発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置の前段に設置すれば、上記超純水製造装置を構成する各装置や、上記活性炭吸着装置および希薄排水回収装置や、上記雑用水回収装置や、上記排水処理装置の処理負荷を低減することができる。

[0043] また、上記嫌気測定槽に溶存酸素計および酸ィ匕還元電位計のうちの少なくとも何れかを設置すれば、上記溶存酸素計および上記酸化還元電位計による計測結果に基づいて、被処理水中の上記マイクロナノバブルによる後段の処理装置に対する影響を確認することができる。

[0044] また、上記マイクロナノバブル発生槽に、マイクロナノバブル発生助剤タンクに貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤を添加すれば、上記マイクロナノバブルを効果的に且つ効率的に発生させることができ、上記マイクロナノバブルの発生状態を最適にすることが可能になる。

図面の簡単な説明

[0045] [図 1]この発明の水処理装置における部分構成図である。

[図 2]図 1に続く部分構成図である。

[図 3]図 1および図 2とは異なる水処理装置における部分構成図である。

圆 4]図 3に続く部分構成図である。

符号の説明

[0046] 1…第 1処理槽、

2…第 2処理槽、

3…第 3処理槽、

4…第 4処理槽、

5…超純水製造装置、

6,23,37,49· ··マイクロナノバブル発生槽、

7,24,38,50· ··嫌気測定槽、

8, 25, 39, 51…マイクロナノバブル発生器、

9, 26,40,52· ··循環ポンプ、

10,27,41, 53· ··空気吸込管、

12,29,43,55…ポリ塩化ビニリデン充填物、

13, 30,44,56…溶存酸素計、

14,31,45,57· ··酸化還元電位計、

19· ··前処理装置、

20· - 1次純水製造装置、

21 · -2次純水製造装置、

22…工場内ユースポイント、

33· ··活性炭吸着装置、

34· ··希薄排水回収装置、

47…雑用水回収装置、 48· ··クーリングタワー及びスクラバー、

59· ··排水処理装置、

61, 63, 65, 67…マイクロナノバブル発生助剤タンク、

62, 64,66, 68· ··定量ポンプ

発明を実施するための最良の形態

[0047] 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。

[0048] (第 1実施の形態）

図 1及び図 2は、本実施の形態の水処理装置における概略構成図であり、具体的には、半導体工場や液晶工場における水処理装置の概略構成図である。本水処理装置は、従来の半導体工場や液晶工場における完全クローズドシステム型の水処理装置に、第 1処理槽 1,第 2処理槽 2,第 3処理槽 3および第 4処理槽 4を追加設置すると共に、マイクロナノバブルを被処理水に含有させて水処理を効率的に行うものである。ここで、第 1処理槽 1,第 2処理槽 2,第 3処理槽 3および第 4処理槽 4の夫々は、後に詳述するようにマイクロナノバブル発生槽と嫌気測定槽とから構成されて、る。

[0049] 先ず、超純水製造装置 5の前段に設置される第 1処理槽 1について詳細に説明する。上記第 1処理槽 1は、第 1マイクロナノバブル発生槽 6と第 1嫌気測定槽 7とで構成されている。そして、第 1マイクロナノバブル発生槽 6には、被処理水としての工業用水あるいは巿水が導入される。

[0050] 上記第 1マイクロナノバブル発生槽 6は、その内部にはマイクロナノバブル発生器 8 が設置される一方、外部には循環ポンプ 9が設置されている。そして、循環ポンプ 9 によって、第 1マイクロナノバブル発生槽 6内の水をマイクロナノバブル発生器 8に圧送するようにしている。その結果、マイクロナノバブル発生器 8は、接続されている空気吸込管 10力も供給される空気を吸い込みながら、マイクロナノバブルを発生するのである。尚、空気吸込管 10にはバルブ 11が介設されており、最適なマイクロナノバブルが発生し易いように空気量が調整される。ここで、マイクロナノバブル発生器 8としては、特に限定するものではなぐ例えば株式会社オーラテックや株式会社ナノプラネット研究所等の製品を用いればよい。第 1マイクロナノバブル発生槽 6に導入された被処理水としての工業用水は、第 1マイクロナノバブル発生槽 6内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第 1嫌気測定槽 7に導入される。

[0051] 上記第 1嫌気測定槽 7には、ポリ塩化ビ-リデン充填物 12,溶存酸素計 13,酸化還元電位計 14およびポンプ 15が設置されている。ポリ塩化ビ-リデン充填物 12では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第 1嫌気測定槽 7内に上記マイクロナノバブルとポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 12とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

[0052] 上記溶存酸素計 13および酸化還元電位計 14は、第 1嫌気測定槽 7内の溶存酸素濃度および酸ィ匕還元電位を 1日中 (24時間)測定している。また、循環ポンプ 9は、ポンプの回転数力インバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計 13あるいは酸化還元電位計 14の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ 9の回転数が制御されて循環ポンプ 9の吐出量と吐出圧力とが減少し、マイクロナノバブル発生器 8で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

[0053] すなわち、上記第 1マイクロナノバブル発生槽 6で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、マイクロナノバブルが必要以上に多い場合には、後工程である 1次純水製造装置や 2次純水製造装置の環境に影響を及ぼす。そこで、上記マイクロナノバブルが多くなつて、第 1嫌気測定槽 7の溶存酸素計 13による溶存酸素濃度と酸ィ匕還元電位計 14の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸ィ匕還元電位値によってマイクロナノバブル発生器 8でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計 13による溶存酸素濃度と酸化還元電位計 14の測定値とを正常に保つ。こうして、溶存酸素計 13による溶存酸素濃度と酸化還元電位計 14の測定値とを正常に保つことによって、第 1嫌気測定槽 7内におけるマイクロナノバブルの含有量を正常に保って、上記 1次純水製造装置や上記 2次純水製造装置に対する過剰なマイクロナノバブルによる影響を防止するのである。

[0054] 尚、 16は溶存酸素計 13および酸ィ匕還元電位計 14力も循環ポンプ 9へ制御信号を伝送するための信号線であり、 17は溶存酸素計 13の検出部であり、 18は酸化還元電位計 14の検出部である。

[0055] 次に、上記第 1嫌気測定槽 7内の被処理水は、ポンプ 15によって超純水製造装置

5の一部を構成する前処理装置 19に導入される。前処理装置 19としては、凝集沈澱設備,急速ろ過設備および凝集ろ過設備等がある。

[0056] 次に、上記前処理装置 19を出た被処理水は、超純水製造装置 5の一部を構成する 1次純水製造装置 20に導入される。その場合、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水によって、 1次純水製造装置 20内の各膜装置における能力が向上されるため、上記各膜装置の膜交換の時期を大幅に長くしてランニングコストの低減を図ることができるのである。

[0057] 次に、上記 1次純水製造装置 20を出た被処理水は、超純水製造装置 5の一部を構成する 2次純水製造装置 21に導入される。ここで、 1次純水製造装置 20には逆浸透膜装置 (図示せず)や脱気装置 (図示せず)が設置されている。したがって、上記被処理水中のマイクロナノバブルは、被処理水が 1次純水製造装置 20を出た時点で抹消され、その効力を失う。そして、 2次純水製造装置 21を出た超純水は、超純水製造装置 5で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイント 22に送出される。

[0058] 上述のようにして、上記工場内ユースポイント 22に送出された超純水は、各生産装置 (図示せず)で使用された後、希薄排水および濃厚排水の 2種類に分類されると共に、希薄排水回収系,濃厚排水回収系および濃厚排水処理系の 3系列に分岐されて排出される。

[0059] 次に、上記希薄排水を回収するための希薄排水回収系について説明する。上記各生産装置からの希薄排水は、第 2処理槽 2に導入される。ここで、第 2処理槽 2は、第 2マイクロナノバブル発生槽 23と第 2嫌気測定槽 24とで構成されて、る。そして、被処理水としての上記希薄排水は、第 2マイクロナノバブル発生槽 23に導入されることになる。

[0060] 上記第 2マイクロナノバブル発生槽 23は、その内部にはマイクロナノバブル発生器 25が設置される一方、外部には循環ポンプ 26が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器 25には、空気吸込管 27が設置されてバルブ 28によって吸い込み空気量が調節可能になっている。第 2マイクロナノバブル発生槽 23に導入された被処理水としての上記希薄排水は、第 2マイクロナノバブル発生槽 23内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第 2嫌気測定槽 24に導入される。

[0061] 上記第 2嫌気測定槽 24には、ポリ塩化ビ-リデン充填物 29,溶存酸素計 30,酸ィ匕還元電位計 31およびポンプ 32が設置されて!、る。ポリ塩化ビ-リデン充填物 29では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第 2嫌気測定槽 24内に上記マイクロナノバブル (図示せず)とポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 29 とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

[0062] 上記溶存酸素計 30および酸化還元電位計 31は、第 2嫌気測定槽 24内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を 1日中 (24時間)測定している。また、循環ポンプ 26は、ポンプの回転数力インバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計 30 あるいは酸ィ匕還元電位計 31の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ 26の回転数が制御されて循環ポンプ 26の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器 25で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

[0063] すなわち、上記第 2マイクロナノバブル発生槽 23で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなつて、第 2嫌気測定槽 24の溶存酸素計 30による溶存酸素濃度と酸化還元電位計 31の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器 25でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計 30 による溶存酸素濃度と酸ィ匕還元電位計 31の測定値とを正常に保つのである。

[0064] 尚、上記溶存酸素計 30および酸化還元電位計 31から循環ポンプ 26へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計 30の検出部、酸化還元電位計 31の検出部の番号は、省略する。

[0065] 上記第 2嫌気測定槽 24からの被処理水は、ポンプ 32によって、活性炭吸着装置 3 3を介して希薄排水回収装置 34に導入され、希薄排水回収装置 34によって目的水質まで処理される。その場合、活性炭吸着装置 33に導入される被処理水は、第 2処理槽 2によって処理されている。したがって、活性炭吸着装置 33および希薄排水回収装置 34の処理負荷を低減することができるのである。そして、希薄排水回収装置 3 4によって処理された処理水は、超純水製造装置 5の 1次純水製造装置 20に導入されて再利用される。

[0066] 尚、 35は、上記活性炭吸着装置 33からの処理水を第 2嫌気測定槽 24に戻すための配管に設けられたバルブである。また、 36は、活性炭吸着装置 33からの処理水を希薄排水回収装置 34に導入するための配管に設けられたバルブである。

[0067] 次に、上記濃厚排水を回収するための濃厚排水回収系について説明する。上記各生産装置からの濃厚排水は、第 3処理槽 3に導入される。ここで、第 3処理槽 3は、第 3マイクロナノバブル発生槽 37と第 3嫌気測定槽 38とで構成されている。そして、被処理水としての上記濃厚排水は、第 3マイクロナノバブル発生槽 37に導入されることになる。

[0068] 上記第 3マイクロナノバブル発生槽 37は、その内部にはマイクロナノバブル発生器 39が設置される一方、外部には循環ポンプ 40が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器 39には、空気吸込管 41と吸い込み空気量を調節するためのノレブ 42とが設置されてヽる。第 3マイクロナノバブル発生槽 37に導入された被処理水としての上記濃厚排水は、第 3マイクロナノバブル発生槽 37内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第 3嫌気測定槽 38に導入される。

[0069] 上記第 3嫌気測定槽 38には、ポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 43,溶存酸素計 44,酸ィ匕還元電位計 45およびポンプ 46が設置されて!、る。ポリ塩化ビ-リデン充填物 43では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第 3嫌気測定槽 38内に上記マイクロナノバブル (図示せず)とポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 43 とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

[0070] 上記溶存酸素計 44および酸化還元電位計 45は、第 3嫌気測定槽 38内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を 1日中 (24時間)測定している。また、循環ポンプ 40は、ポンプの回転数力インバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計 44 あるいは酸ィ匕還元電位計 45の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ 40の回転数が制御されて循環ポンプ 40の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器 39で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

[0071] すなわち、上記第 3マイクロナノバブル発生槽 37で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなつて、第 3嫌気測定槽 38の溶存酸素計 44による溶存酸素濃度と酸化還元電位計 45の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器 39でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計 44 による溶存酸素濃度と酸ィ匕還元電位計 45の測定値とを正常に保つのである。

[0072] 尚、上記溶存酸素計 44および酸化還元電位計 45から循環ポンプ 40へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計 44の検出部、酸化還元電位計 45の検出部の番号は、省略する。

[0073] 上記第 3嫌気測定槽 38からの被処理水は、上記ポンプ 46によって、雑用水回収装置 47を介してクーリングタワー及びスクラバー 48に導入され、クーリングタワー及びスクラバー 48によって再利用される。その場合、雑用水回収装置 47に導入される被処理水は、第 3処理槽 3によって処理されている。したがって、雑用水回収装置 47の処理負荷を低減することができるのである。そして、上記クーリングタワー及びスクラバ一 48によって再利用された後の処理水は、排水処理装置 59に導入されて目的水質まで処理される。こうして、排水処理装置 59によって処理された処理水は、放流されるのである。

[0074] 次に、上記濃厚排水を処理するための濃厚排水処理系について説明する。上記各生産装置からの濃厚排水は、第 4処理槽 4に導入される。ここで、第 4処理槽 4は、第 4マイクロナノバブル発生槽 49と第 4嫌気測定槽 50とで構成されて、る。そして、被処理水としての上記濃厚排水は、第 4マイクロナノバブル発生槽 49に導入されることになる。

[0075] 上記第 4マイクロナノバブル発生槽 49は、その内部にはマイクロナノバブル発生器 51が設置される一方、外部には循環ポンプ 52が設置されている。そして、マイクロナノバブル発生器 51には、空気吸込管 53と吸い込み空気量を調節するためのノレブ 54とが設置されている。第 4マイクロナノバブル発生槽 49に導入された被処理水としての上記濃厚排水は、第 4マイクロナノバブル発生槽 49内でマイクロナノバブルが含有された後、オーバーフローして第 4嫌気測定槽 50に導入される。

[0076] 上記第 4嫌気測定槽 50には、ポリ塩化ビ-リデン充填物 55,溶存酸素計 56,酸ィ匕還元電位計 57およびポンプ 58が設置されて!、る。ポリ塩化ビ-リデン充填物 55では、マイクロナノバブルを含有した被処理水中において微生物が繁殖しており、被処理水中における低濃度の有機物が上記微生物によって処理される。その際に、第 4嫌気測定槽 50内に上記マイクロナノバブル (図示せず)とポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 55 とが存在することによって、上記微生物が活性化されて、上記低濃度有機物の処理効率が向上されるのである。

[0077] 上記溶存酸素計 56および酸化還元電位計 57は、第 4嫌気測定槽 50内の溶存酸素濃度および酸化還元電位を 1日中 (24時間)測定している。また、循環ポンプ 52は、ポンプの回転数力インバータ制御されるようになっている。そして、溶存酸素計 56 あるいは酸ィ匕還元電位計 57の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると、循環ポンプ 52の回転数が制御されて循環ポンプ 52の吐出量と吐出圧力が減少し、マイクロナノバブル発生器 51で発生するマイクロナノバブルが減少するのである。

[0078] すなわち、上記第 4マイクロナノバブル発生槽 49で発生したマイクロナノバブルは長く水中に持続する。したがって、上記マイクロナノバブルが必要以上に多くなつて、第 4嫌気測定槽 50の溶存酸素計 56による溶存酸素濃度と酸化還元電位計 57の測定値とが上昇した場合には、溶存酸素濃度値および酸化還元電位値によってマイクロナノバブル発生器 51でのマイクロナノバブル発生量を減少させて、溶存酸素計 56 による溶存酸素濃度と酸ィ匕還元電位計 57の測定値とを正常に保つのである。

[0079] 尚、上記溶存酸素計 56および酸化還元電位計 57から循環ポンプ 52へ制御信号を伝送するための信号線、溶存酸素計 56の検出部、酸化還元電位計 57の検出部の番号は、省略する。 [0080] 上記第 4嫌気測定槽 50からの被処理水は、ポンプ 58によって、上記排水処理装置 59に導入され、排水処理装置 59によって目的水質まで処理される。その場合、排水処理装置 59に導入される被処理水は、第 4処理槽 4によって処理されている。したがつて、排水処理装置 59の処理負荷を低減することができるのである。そして、排水処理装置 59によって処理された処理水は、放流されるのである。

[0081] 以上のごとぐ本実施の形態においては、半導体工場や液晶工場における完全クローズドシステム型の水処理装置における超純水製造装置 5,活性炭吸着装置 33,雑用水回収装置 47および排水処理装置 59の各前段に、第 1処理槽 1,第 2処理槽 2,第 3処理槽 3および第 4処理槽 4を設置してヽる。

[0082] そして、上記超純水製造装置 5の前段に設置された第 1処理槽 1を、第 1マイクロナノバブル発生槽 6と第 1嫌気測定槽 7とで構成している。したがって、第 1マイクロナノバブル発生槽 6で発生されたマイクロナノバブルによって、第 1嫌気測定槽 7内で繁殖している微生物が活性化されて、第 1嫌気測定槽 7内における上記低濃度有機物の処理効率が向上される。さらに、上記マイクロナノバブルを含有した被処理水によつて、 1次純水製造装置 20内の各膜装置における能力が向上される。したがって、上記各膜装置の膜交換の時期を大幅に長くしてランニングコストの低減を図ることができる。

[0083] さらに、上記第 1嫌気測定槽 7には溶存酸素計 13および酸ィ匕還元電位計 14が設置されており、溶存酸素計 13あるいは酸化還元電位計 14の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ 9の回転数が制御されて、マイクロナノバブル発生器 8で発生するマイクロナノバブルが減少されるようになつている。したがって、 1次純水製造装置 20および 2次純水製造装置 21に対する過剰なマイクロナノバブルによる環境影響を防止することができる。

[0084] また、上記活性炭吸着装置 33,雑用水回収装置 47および排水処理装置 59の各前段に配置された第 2処理槽 2,第 3処理槽 3および第 4処理槽 4の夫々を、マイクロナノバブル発生槽 23,37,49と嫌気測定槽 24,38,50とで構成している。したがって、各マイクロナノバブル発生槽 23,37,49で発生されたマイクロナノバブルによって、各嫌気測定槽 24,38,50内で繁殖している微生物が活性ィ匕されて、各嫌気測定槽 24,38 ,50内における上記低濃度有機物の処理効率が向上される。

[0085] さらに、上記各嫌気測定槽 24,38,50には溶存酸素計 30,44,56および酸ィ匕還元電位計 31 ,45,57が設置されており、各溶存酸素計 30,44,56あるいは各酸化還元電位計 31 ,45,57の測定値、または、両測定値が夫々に定められた一定の範囲を越えると循環ポンプ 26,40,52の回転数が制御されて、各マイクロナノバブル発生器 25 ,39,51で発生するマイクロナノバブルが減少されるようになっている。したがって、処理水中におけるマイクロナノバブルの含有量を正常に保つことができる。

[0086] (第 2実施の形態）

図 3および図 4は、本実施の形態の水処理装置における概略構成図である。本水処理装置は、図 1および図 2に示す上記第 1実施の形態の水処理装置における第 1 マイクロナノバブル発生槽 6,第 2マイクロナノバブル発生槽 23,第 3マイクロナノパブル発生槽 37および第 4マイクロナノバブル発生槽 49の夫々に、マイクロナノバブル発生助剤を添加するものである。

[0087] そこで、図 3および図 4において、上記第 1実施の形態の水処理装置の場合と同じ部分には同じ符号を付して、詳細は説明は省略する。以下、上記第 1実施の形態とは異なる部分にっ、て説明する。

[0088] 本実施の形態においては、図 3及び図 4に示すように、第 1マイクロナノバブル発生槽 6には、マイクロナノバブル発生助剤タンク 61からのマイクロナノバブル発生助剤 1S 定量ポンプ 62によって定量的に添加されるようになっている。また、第 2マイクロナノバブル発生槽 23には、マイクロナノバブル発生助剤タンク 63からのマイクロナノバブル発生助剤が、定量ポンプ 64によって定量的に添加されるようになっている。また、第 3マイクロナノバブル発生槽 37には、マイクロナノバブル発生助剤タンク 65からのマイクロナノバブル発生助剤力定量ポンプ 66によって定量的に添加されるようになっている。また、第 4マイクロナノバブル発生槽 49には、マイクロナノバブル発生助剤タンク 67からのマイクロナノバブル発生助剤力定量ポンプ 68によって定量的に添加されるようになって!/ヽる。

[0089] 以上のごとぐ各マイクロナノバブル発生槽 6, 23, 37,49にマイクロナノバブル発生助剤を添加する理由は、マイクロナノバブルの発生効率を向上させるためである。したがって、マイクロナノバブル発生器 8,25,39,51のタイプ変更等によって、マイクロナノバブルの発生状態が改善される場合もあるので、上記マイクロナノバブル発生助剤を添加することは絶対的条件ではない。例えば、マイクロナノバブル発生器 8, 25, 39,51としてキヤビテーション型マイクロナノバブル発生器を用、た場合には、処理水が、上記希薄排水のような水質の良い回収水や水道水や淡水であってもマイクロナノバブルが発生する。したがって、その場合には、マイクロナノバブル発生槽 6, 23, 37,49に対するマイクロナノバブル発生助剤の添カ卩は不要となる。

[0090] 但し、上記マイクロナノバブル発生器 8,25,39,51のタイプ変更等によって上記マイクロナノバブルの発生状態が改善されない場合には、最後の手段として、上記マイクロナノバブル発生助剤を添加するのである。

[0091] 尚、上記マイクロナノバブル発生助剤としては、具体的には少量のアルコールや食塩等の微量の塩類や少量の界面活性剤等が用いられる。その場合には、空気吸込管 10,27,41, 53から供給される空気量に対する上記マイクロナノバブルの発生率を 100%程度まで向上させることができる。然も、上記アルコール類や塩類は、後段の膜装置で除去し易いため、上記膜装置に対して悪影響を及ぼすことはない。

[0092] また、本実施の形態においては、上記第 1マイクロナノバブル発生槽 6,第 2マイクロナノバブル発生槽 23,第 3マイクロナノバブル発生槽 37および第 4マイクロナノパブル発生槽 49に対して、個別のマイクロナノバブル発生助剤タンク 61, 63, 65, 67からマイクロナノバブル発生助剤を供給するようにしている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなぐ共通のマイクロナノバブル発生助剤タンク力夫々の定量ポンプによって供給するようにしても差し支えな、。

[0093] また、上記各実施の形態においては、超純水製造装置 5を構成する前処理装置 19 の前段のみに処理槽 1を配置している。し力しながら、この発明はこれに限定されるものではなぐ 1次純水製造装置 20の前段あるいは 2次純水製造装置 21の前段にもマイクロナノバブル発生槽および嫌気測定槽を含む処理槽を配置し、マイクロナノパブルによって 1次純水製造装置 20あるいは 2次純水製造装置 21における膜の寿命を長くして、ランニングコストの低減を図ることも可能である。

[0094] また、上記各嫌気測定槽 7,24,38,50には、溶存酸素計 13,30,44,56と酸化還元電位計 14,31,45,57との両方を設置している力何れか一方のみを設置しても構わない。

Claims

請求の範囲

[1] 外部力水が導入されると共に、マイクロバブルとナノバブルとの両方を含むマイクロナノバブルを発生するマイクロナノバブル発生器 (8,25,39,51)を有して、上記導入された水中に上記マイクロナノバブルを含有させるマイクロナノバブル発生槽 (6,23, 37,49)と、

上記マイクロナノバブル発生槽 (6, 23,37,49)カゝら導入された水を嫌気性処理すると共に、被処理水中における上記マイクロナノバブルの含有量を測定するための嫌気測定槽 (7,24,38,50)と

を備えたことを特徴とする水処理装置。

[2] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記嫌気測定槽 (7)は、少なくとも前処理装置 (19)を含む超純水製造装置 (5)における上記前処理装置 (19)の前段に設置されていることを特徴とする水処理装置。

[3] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記嫌気測定槽 (7,24)は、少なくとも 1次純水製造装置 (20)を含む超純水製造装置 (5)における上記 1次純水製造装置 (20)の前段に設置されていることを特徴とする水処理装置。

[4] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記嫌気測定槽 (7,24)は、少なくとも 1次純水製造装置 (20)および 2次純水製造装置 (21)を含む超純水製造装置 (5)における上記 2次純水製造装置 (21)の前段に設置されてヽることを特徴とする水処理装置。

[5] 請求項 1に記載の水処理装置において、

前処理装置 (19),1次純水製造装置 (20)および 2次純水製造装置 (21)を含む超純水製造装置 (5)と、

上記超純水製造装置 (5)で製造された超純水を使用する工場内の箇所である工場内ユースポイント (22)と、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した希薄排水を処理して回収する希薄排水回収装置 (34)と、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した濃厚排水を処理して回収する雑用水回収装置 (47)と、

上記雑用水回収装置 (47)によって回収された処理水を再利用するクーリングタヮ一およびスクラバー (48)と、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した濃厚排水を処理して放流する排水処理装置 (59)と、

上記希薄排水回収装置 (34)の前段に配置された活性炭吸着装置 (33)とを備え、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した希薄排水を上記マイクロナノパブル発生槽 (23)および上記嫌気測定槽 (24)に導入して処理し、この処理水を上記活性炭吸着装置 (33)および上記希薄排水回収装置 (34)によって処理して回収し、この回収水を上記超純水製造装置 (5)における上記 1次純水製造装置 (20)に導入して再利用するようになって！/ヽることを特徴とする水処理装置。

[6] 請求項 5に記載の水処理装置において、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した濃厚排水を上記マイクロナノパブル発生槽 (37)および上記嫌気測定槽 (38)に導入して処理し、この処理水を上記雑用水回収装置 (47)によって処理して回収し、この回収水を上記クーリングタワーおよびスクラバー (48)で再利用するようになってヽることを特徴とする水処理装置。

[7] 請求項 5に記載の水処理装置において、

上記工場内ユースポイント (22)において発生した濃厚排水を上記マイクロナノパブル発生槽 (49)および上記嫌気測定槽 (50)に導入して処理し、この処理水を上記排水処理装置 (59)によって再度処理して放流するようになっていることを特徴とする水処理装置。

[8] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記マイクロナノバブル発生槽 (6, 23,37,49)に添カ卩されるマイクロナノバブル発生助剤が貯溜されたマイクロナノバブル発生助剤タンク (61,63,65,67)を備えたことを特徴とする水処理装置。

[9] 請求項 8に記載の水処理装置において、

上記マイクロナノバブル発生助剤タンク (61, 63,65,67)に貯溜された上記マイクロナノバブル発生助剤は、アルコール類ある、は食塩を含む塩類であることを特徴とする水処理装置。

[10] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記嫌気測定槽 (7,24,38,50)には、溶存酸素計 (13,30,44,56)および酸化還元電位計 (14,31,45,57)のうちの少なくとも何れかが設置されていることを特徴とする水処理装置。

[11] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記嫌気測定槽 (7,24,38,50)には、ポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 (12,29,43,55)が充填されて!ゝることを特徴とする水処理装置。

[12] 請求項 1に記載の水処理装置において、

上記マイクロナノバブル発生槽 (6, 23,37,49)における上記マイクロナノバブル発生器 (8,25,39,51)は、キヤビテーシヨン型マイクロナノバブル発生器であることを特徴とする水処理装置。