WO2016042901A1 - 生物処理方法及び生物処理装置 - Google Patents

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小野　徳昭
哲朗 深瀬
直樹 松渓
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Kurita Water Industries Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a biological treatment method and apparatus for organic wastewater discharged from electronic device manufacturing processes such as semiconductors, liquid crystals, and plasma displays. Specifically, the present invention reduces the amount of acid or alkali used for pH adjustment for biological treatment, and further uses the amount of inorganic flocculant in the subsequent agglomeration step, reverse osmosis (RO) membrane separation, ion The present invention relates to a biological treatment method and apparatus for reducing salt load in exchange treatment.
  • Waste water containing low molecular weight organic substances such as alcohols such as isopropanol, ethanol and methanol, and amines such as monoethanolamine is discharged from the manufacturing process of electronic devices such as semiconductors, liquid crystal displays, and plasma displays.
  • organic wastewater is collected and reused, biological treatment is generally performed (for example, Patent Document 1).
  • Biologically treated water is further processed and recovered and reused by coagulation separation, RO membrane separation, and ion exchange treatment.
  • pH adjustment is performed so as to obtain an optimum pH according to the biological reaction in each tank such as organic matter removal, nitrification, and denitrification.
  • the optimum pH value is generally neutral to weakly alkaline (pH 7 to 8.5) in any biological reaction such as organic substance removal, nitrification, and denitrification.
  • pH adjustment is performed by addition of acid or alkali (hereinafter sometimes referred to as “neutralization agent”).
  • the organic wastewater discharged from the electronic device manufacturing process is a mixed wastewater in which panels and devices are cleaned using ultrapure water or the like, and the cleaning waste liquid of each manufacturing process is mixed.
  • the content rate of the salt of this organic waste water is as low as 100 mg / L or less as salt concentration, for example.
  • salt concentration in the wastewater is low, most of the salts contained in the biologically treated water of the wastewater are attributed to the salts added in the wastewater treatment process, particularly the neutralizing agent in the biological treatment process. A large amount of neutralizing agent used in the biological treatment of wastewater leads to an increase in salt load in the subsequent treatment.
  • the amount of neutralizing agent added in biological treatment is large, the amount of chemical added in the subsequent treatment also increases to offset this.
  • the amount of inorganic flocculant used is increased in the subsequent flocculation treatment step, and the amount of regenerative agent used is increased in the subsequent ion exchange treatment.
  • the amount of neutralizing agent used in biological treatment of organic wastewater discharged from the electronic device manufacturing process accounts for about 70% of the salt load in all processes. For this reason, the cost reduction effect by reduction of the usage-amount of the neutralizing agent in biological treatment is very large.
  • the present invention reduces the amount of neutralizing agent used excessively in conventional biological treatment by efficiently performing neutralization in biological treatment of organic wastewater discharged from the electronic device manufacturing process, Furthermore, it aims at providing the biological treatment method and biological treatment apparatus which reduce the usage-amount of the inorganic flocculant in the subsequent agglomeration process, and the salt load in RO membrane separation and ion exchange treatment.
  • the present inventors have found a method for reducing the amount of neutralizing agent used within a range in which the biological activity is not significantly reduced as follows.
  • Biological treatment is performed by sequentially passing organic wastewater discharged from the electronic device manufacturing process through two or more biological treatment tanks including at least two aerobic biological treatment tanks including the aerobic biological treatment tank in the final stage.
  • the amount of neutralizing agent used can be reduced by adding a neutralizing agent in another biological treatment tank so that the M-alkalinity of the liquid in the biological treatment tank in the final stage is not more than a predetermined value.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a biological treatment method for sequentially passing organic wastewater discharged from an electronic device manufacturing process to two or more biological treatment tanks provided in series in multiple stages, at least two of the two or more biological treatment tanks Is an aerobic biological treatment tank, one of the aerobic biological treatment tanks is a final biological treatment tank, and at least one biological treatment tank other than the final biological treatment tank has an acid or alkali In which the pH of the biological treatment tank in the final stage is adjusted to be 50 mg / L as CaCO 3 or less by adding the acid or alkali.
  • the biological treatment method characterized by controlling quantity.
  • the addition amount of the acid or alkali is controlled based on the M-alkalinity of the liquid in the biological treatment tank in the final stage or an index correlated with the M-alkalinity.
  • Biological treatment method the addition amount of the acid or alkali is controlled based on the M-alkalinity of the liquid in the biological treatment tank in the final stage or an index correlated with the M-alkalinity.
  • the index correlating with the M-alkalinity is the pH of the liquid in the biological treatment tank to which the acid or alkali is added, and the previously determined M-alkalinity and the pH
  • the biological treatment method characterized by controlling the addition amount of the said acid or alkali based on correlation of these.
  • a nitrification tank is provided as an aerobic biological treatment tank other than the final biological treatment tank, and the pH of the nitrification tank is controlled to be a predetermined value or more.
  • a biological treatment method characterized by:
  • any one or more of coagulation separation, reverse osmosis membrane separation, and ion exchange treatment is further performed on the treated water from the biological treatment tank in the final stage.
  • a biological treatment method characterized by performing advanced treatment.
  • a biological treatment apparatus in which organic wastewater discharged from the electronic device manufacturing process is sequentially passed through two or more biological treatment tanks provided in series in multiple stages, at least two of the two or more biological treatment tanks
  • the tank is an aerobic biological treatment tank
  • one of the aerobic biological treatment tanks is a final biological treatment tank
  • at least one biological treatment tank other than the final biological treatment tank has an acid Or pH adjusting means for adjusting pH by adding an alkali, and the pH adjusting means so that the M-alkalinity of the liquid in the biological treatment tank at the final stage is maintained at 50 mg / L as CaCO 3 or less.
  • the biological treatment apparatus characterized by the above-mentioned.
  • the control means which controls the addition amount of the acid or alkali in is provided.
  • control means adds the acid or alkali of the pH adjusting means based on the M-alkalinity of the liquid in the biological treatment tank in the final stage or an index correlated with the M-alkaliness.
  • a biological treatment apparatus characterized by controlling the amount.
  • the index correlating with the M-alkalinity is the pH of the liquid in the biological treatment tank to which the acid or alkali is added, and the control means obtains the M-alkali obtained in advance.
  • the biological treatment apparatus characterized by controlling the amount of acid or alkali added to the pH adjusting means based on the correlation between the degree and the pH.
  • a nitrification tank is provided as an aerobic biological treatment tank other than the last biological treatment tank, and the pH of the nitrification tank is controlled to be a predetermined value or more.
  • a biological treatment apparatus comprising control means for performing
  • a biological treatment apparatus comprising at least one advanced treatment means.
  • emitted from an electronic device manufacturing process can be reduced significantly compared with the conventional method, and the chemical
  • the flocculation process is performed after the biological treatment, the amount of the inorganic flocculant used for the flocculation process can be reduced.
  • the salt load can be reduced to reduce the frequency of ion exchange resin regeneration in the ion exchange treatment. It is possible to improve the processing efficiency such as the recovery rate.
  • FIG. 2 is a system diagram showing processing steps in Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 5 is a system diagram showing processing steps in Examples 2 to 4 and Comparative Example 2.
  • FIG. It is a systematic diagram which shows the other process process which can implement this invention.
  • the raw water to be treated in the present invention is organic waste water discharged from the electronic device manufacturing process.
  • the raw water to be treated in the present invention is organic waste water discharged from the electronic device manufacturing process.
  • the raw water is sequentially passed through two or more biological treatment tanks provided in series in multiple stages.
  • at least two of the two or more biological treatments are aerobic biological treatment tanks (hereinafter sometimes referred to as “aerobic tanks”), and one of them is the last biological treatment tank ( Hereinafter, it may be referred to as a “final tank”).
  • the final tank is an aerobic tank and it does not have at least one aerobic tank to which alkali is added, control based on the measurement of M-alkalinity of the liquid in the final tank cannot be performed.
  • an aerobic tank is provided as a final tank, and at least one aerobic tank is provided separately from the final tank to perform multistage biological treatment.
  • the biological treatment system in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements.
  • the nitrification tank and the re-aeration tank are aerobic tanks, and the denitrification tank is an anaerobic biological treatment tank (hereinafter sometimes referred to as “anaerobic tank”).
  • the above processing methods (1) to (3) correspond to FIGS. 1 to 3, respectively.
  • the sludge return line is not shown, but it may be a transient type or a circulating type.
  • M-alkalinity of the final tank In the present invention, the pH is adjusted by adding a neutralizing agent in a biological treatment tank other than this final tank so that the M-alkaline degree of the liquid in the aerobic tank of the final tank is maintained at 50 mg / L as CaCO 3 or less I do.
  • the M-alkalinity of the liquid in the final tank may be 50 mg / L as CaCO 3 or less, preferably 30 mg / L as CaCO 3 or less.
  • the pH is adjusted so that the M-alkaline degree exceeds 50 mg / L as CaCO 3 , the amount of alkali used in the biological treatment tank in the previous stage becomes extremely large, and the effect of reducing the amount of neutralizing agent used according to the present invention can be obtained. I can't.
  • the M-alkalinity is less than 0 mg / L as CaCO 3 , the dissolved carbon dioxide in the system will be insufficient, and the growth of nitrifying bacteria will be poor, and nitrification will not occur.
  • the lower limit of the M-alkalinity of the liquid in the final tank is 0 mg / L as CaCO 3 or more, preferably 10 mg / L as CaCO 3 or more.
  • the M-alkalinity of the final tank solution is influenced by the degree of aeration and phosphoric acid concentration in each biological treatment tank, in addition to the raw water state.
  • the final tank is an aerobic tank, a higher dissolved oxygen concentration is preferable.
  • the biological treatment tank to which the neutralizing agent, that is, the acid or alkali is added may be any tank other than the final tank.
  • the neutralizing agent may be added to only one tank or may be added to a plurality of tanks of two or more tanks.
  • the biological treatment tank is composed of three or more stages of tanks, trying to neutralize the final tank by adding alkali as a neutralizing agent, it is not possible to neutralize in the tank close to the raw water inflow part. Processing may be incomplete. In the final tank, biological treatment is not as active as other biological treatment tanks, so there is little generation of carbon dioxide gas due to biological reactions, so there is no need for neutralization.
  • a neutralizing agent may be added in the first-stage biological treatment tank and / or the second-stage biological treatment tank. desirable.
  • an alkali to the aerobic tank, or the aerobic tank and the nitrification tank, and add an acid to the denitrification tank.
  • addition of alkali to the nitrification tank or addition of acid to the denitrification tank can be made unnecessary by the control based on the M-alkalinity of the liquid in the final tank.
  • the treatment method (3) it is preferable to add alkali to the aerobic tank, or the aerobic tank and the nitrification tank.
  • addition of alkali to the nitrification tank can be made unnecessary by control based on the M-alkalinity of the final tank liquid.
  • M-alkalinity can be determined by simply measuring the acid consumption at pH 4.8, the alkali metal ion concentration excluding alkali metal ions derived from neutral salts. In the present invention, it is desirable to continuously measure the M-alkalinity of the liquid in the final tank with an automatic measuring device.
  • the M-alkalinity of the liquid in the final tank thus measured is 50 mg / L as CaCO 3 or less, preferably 0 to 50 mg / L as CaCO 3 , more preferably 10 to 30 mg / L as CaCO 3.
  • Add alkali in the previous aerobic tank so that
  • the amount of neutralizing agent added in the biological treatment tank in the previous stage is controlled based on the M-alkalinity of the liquid in the final tank. It is preferable to perform control based on the pH value in the biological treatment tank to which the neutralizing agent is added, along with control based on the M-alkalinity.
  • the aerobic tank of the final tank has a small amount of carbon dioxide generated by the biological reaction, and can utilize the low pH to volatilize the generated carbon dioxide by aeration.
  • the amount of carbon dioxide volatilized by aeration is larger than the amount of carbon dioxide generated by biological reaction, and the pH tends to rise rather. For this reason, in anticipation of this pH increase, in the aerobic tank in the previous stage where neutralization is performed, it is effective to reduce the amount of alkali added by adjusting the pH to be low as long as the biological activity can be maintained.
  • the pH of the first stage aerobic tank is 5.0 to 7.0, preferably 5.5 to 6.5, in other words, pH 5.0, preferably 5.5 so that the biological activity is maintained. Is not less than At the same time, the final tank is controlled so as not to exceed pH 7.0, preferably pH 6.5 so that the M-alkalinity of the final tank can be kept low. Even in such a control, in the aerobic tank as the final tank in the subsequent stage, a good biological treatment can be performed while suppressing a large drop in pH.
  • the pH of the nitrification tank maintains the biological activity. If the pH value is controlled as low as possible, the biological activity can be sufficiently maintained in other tanks. From this, it is better to control as follows.
  • the pH of the nitrification tank is 5.5 to 6.5, preferably 6.0 to 6.5.
  • the pH of the nitrification tank is not lower than 5.5, preferably 6.0 so that the biological activity is maintained. .
  • the pH is maintained at a level not exceeding pH 6.8, preferably pH 6.5 so that the M-alkalinity of the final tank can be kept low. Thereby, a favorable biological treatment can be performed while reducing the amount of alkali added.
  • the M-alkalinity of the liquid in the final tank may be 50 mg / L as CaCO 3 or less. it can. Therefore, in this treatment method, it is preferable to control the pH of the nitrification tank to be 5.5 to 6.5, particularly 6.0 to 6.5. Further, the pH can be adjusted only in the preceding aerobic tank or only in the preceding aerobic tank and denitrification tank without adjusting the pH in the nitrification tank. Thereby, the usage-amount of a neutralizing agent can be reduced.
  • the M-alkaline degree is not increased by the denitrification reaction as in the treatment method (2). Therefore, the following control may be performed. If the raw water properties are stable (for example, the TOC and TN fluctuation ranges are both within ⁇ 15% and the raw water flow fluctuation ranges are within ⁇ 15%), M-alkalinity has a certain correlation with the pH of the liquid in the aerobic tank to which alkali is added. For this reason, the M-alkalinity of the final tank solution and the pH of the tank solution of the aerobic tank to which alkali is added are measured, the correlation is obtained in advance, and the amount of alkali added based on this correlation May be controlled.
  • the treated water obtained by subjecting the biologically treated water in the present invention to further advanced treatment can be recovered and reused as washing water or its raw water in the electronic device manufacturing process.
  • the organic wastewater (raw water) treated in the following examples and comparative examples is liquid crystal panel production process wastewater, and the composition and properties are as follows.
  • the above-mentioned raw water was subjected to biological treatment by adding 6 mg / L of a phosphorus source necessary for biological treatment in terms of P.
  • Example 1 and Comparative Example 1 The raw water was biologically treated by the treatment method (1) in which nitrogen removal was not performed as shown in FIG.
  • the raw water was sequentially passed through the aerobic tank 1A and the aerobic tank 1B for biological treatment, and then solid-liquid separation was performed in the precipitation tank 2.
  • the total water residence time (HRT) of the tanks 1A and 1B was 24 hr.
  • Example 1 In the aerobic tank 1B, which is the final tank, while monitoring the M-alkalinity, the aerobic tank in the previous stage so that the M-alkalinity of the liquid in the aerobic tank 1B is 30 mg / L as CaCO 3 or less. Treatment was performed by adding NaOH to 1A. As a result, the pH of the aerobic tank 1A fluctuated in the range of 6.8 to 7.0.
  • Table 1 shows the pH of the aerobic tanks 1A and 1B, the M-alkalinity of the aerobic tank 1B, and the amount of NaOH used for the treatment of 1 L of raw water in Example 1 and Comparative Example 1.
  • Example 1 Comparative Example 1, the water quality of the obtained treated water (separated water in the precipitation tank) was almost the same.
  • Example 1 In treatment method (1), in Example 1, the amount of NaOH used for neutralization was reduced by 30% or more of Comparative Example 1, and pH control based on the M-alkalinity of the final tank reduced the amount of neutralizer used. It turns out that it is effective.
  • ferric chloride was added to biologically treated water (separated water in the precipitation tank) to perform the flocculation treatment.
  • the amount of ferric chloride used in Comparative Example 1 was 1 / 3 was able to perform the agglomeration treatment. It was confirmed that the amount of inorganic flocculant used in the subsequent flocculation treatment can be reduced by reducing the amount of alkali used in biological treatment.
  • Examples 2 to 4 and Comparative Example 2 Biological treatment of raw water was performed by the treatment method (2) for removing nitrogen shown in FIG.
  • the raw water was sequentially passed through the aerobic tank 1, the nitrification tank (aerobic tank) 3, the denitrification tank (anaerobic tank) 4, and the re-aeration tank (aerobic tank) 5, followed by solid-liquid separation in the precipitation tank 2. .
  • the water flow conditions were such that the total HRT of tanks 1, 3, 4, and 5 was 24 hours.
  • the M-alkalinity of the liquid in the re-aeration tank 5 is 50 mg / L as CaCO 3 or less while monitoring the M-alkalinity, and in the aerobic tank 1 NaOH was added to the aerobic tank 1 so that the pH did not drop below 6.0. NaOH was added to the nitrification tank 3 so that the pH of the nitrification tank 3 did not fall below 6.0. HCl was added to the denitrification tank 4 so that the pH of the denitrification tank 4 did not exceed 7.5.
  • the M-alkalinity of the liquid in the re-aeration tank 5 is 10 mg / L as CaCO 3 or less, and an aerobic tank NaOH was added to the aerobic tank 1 so that the pH of 1 did not fall below 6.0. HCl was added to the denitrification tank 4 so that the pH of the denitrification tank 4 did not exceed 7.5.
  • the M-alkalinity of the liquid in the re-aeration tank 5 is 30 mg / L as CaCO 3 or less while monitoring the M-alkalinity, and the aerobic tank 1 NaOH was added to the aerobic tank 1 so that the pH of the solution did not fall below 6.0.
  • ⁇ Comparative example 2> In the re-aeration tank 5 as the final tank, the M-alkalinity is not monitored, and the aerobic tank 1 and the nitrification tank 3 are set so that the pH of the aerobic tank 1 and the nitrification tank 3 does not fall below 6.5. To this was added NaOH. HCl was added to the denitrification tank 4 so that the pH of the denitrification tank 4 did not exceed 7.5. HCl was added to the re-aeration tank so that the pH of the re-aeration tank did not exceed 8.0.
  • Table 2 shows the pH and M-alkalinity of each reaction tank in Examples 2 to 4 and Comparative Example 2, the amounts of HCl and NaOH used for the treatment of 1 L of raw water, and the quality of the biological treated water obtained. .
  • Example 2 In the treatment method (2), in Example 2, compared to Comparative Example 2, the amount of NaOH and HCl used for neutralization was reduced while maintaining the M-alkalinity of the final tank low.
  • Example 3 compared to Example 2, the amount of NaOH used for neutralization was reduced by nearly 50%, and the amount of HCl used was also reduced by about 60%.
  • the treated water NH 4 —N of Example 3 was 0.5 mg / L, which was slightly inferior to that of Example 2, but was sufficiently reduced.
  • Example 4 the M-alkalinity of the final tank was slightly higher than in Example 3, but the amount of NaOH used for neutralization was the same as in Example 3. The amount of HCl used in Example 4 is zero. The treated water NH 4 —N of Example 4 was equivalent to that of Example 3 and was sufficiently reduced.
  • Example 4 If the pH can be adjusted in a range where the M-alkalinity falls within the predetermined range, the method of Example 4 may be used. However, if the M-alkalinity exceeds the predetermined range, an embodiment in which one tank for pH adjustment is added. It is preferable to adopt the method of No. 3.
  • treatment method (2) polysulfate was added to biologically treated water (separated water in the sedimentation tank) to perform flocculation treatment, and ion exchange treatment of the flocculated water was performed.
  • the aggregation treatment could be carried out at 1/4 of the amount of polysulfate used in Comparative Example 2.
  • the regeneration frequency of the ion exchange resin in the subsequent ion exchange treatment could be reduced to 1 ⁇ 4. It was confirmed that a reduction in the amount of neutralizing agent used in biological treatment can reduce the amount of inorganic flocculant used in the subsequent agglomeration treatment and a reduction in the frequency of regeneration of the ion exchange resin in the ion exchange treatment.

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Abstract

　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理における中和を効率的に行うことにより、従来の生物処理で過剰に使用されていた中和剤の使用量を低減し、さらに続く後段の凝集工程における無機凝集剤の使用量や、ＲＯ膜分離、イオン交換処理における塩類負荷を低減する。最終段の好気性生物処理槽を含めて少なくとも２槽の好気性生物処理槽を含む２以上の生物処理槽に、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を順次通水して生物処理する際に、最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下に維持されるように、最終段の生物処理槽以外の生物処理槽において中和剤を添加する。

Description

生物処理方法及び生物処理装置
　本発明は、半導体、液晶、プラズマディスプレイ等の電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理方法及び装置に関する。詳しくは、本発明は、生物処理のためのｐＨ調整に必要な酸又はアルカリ使用量を低減し、更に続く後段の凝集工程における無機凝集剤の使用量や、逆浸透（ＲＯ）膜分離、イオン交換処理における塩類負荷を低減する生物処理方法及び装置に関する。
　半導体や、液晶、プラズマディスプレイなどの電子ディスプレイといった電子デバイスの製造工程からは、イソプロパノール、エタノール、メタノール等のアルコールや、モノエタノールアミン等のアミンなどの低分子量有機物を含む排水が排出される。これらの有機性排水を回収して再利用する場合、一般的に生物処理が行われる（例えば、特許文献１）。生物処理水は、更に、凝集分離、ＲＯ膜分離、イオン交換処理で高度処理されて回収、再利用される。
　有機性排水の生物処理槽では、有機物除去、硝化、脱窒等の各槽内の生物反応に応じて、最適なｐＨとなるようにｐＨ調整が行われる。その最適ｐＨ値は、有機物除去、硝化、脱窒等のいずれの生物反応においても、通常、中性から弱アルカリ性（ｐＨ７～８．５）である。
　このため、複数の生物処理槽を多段に設けて生物処理を行う場合には、各生物処理槽にｐＨ計を設置し、各々の生物処理槽のｐＨが最適ｐＨ値の範囲内に入るように、それぞれの生物処理槽において、酸又はアルカリ（以下、「中和剤」と称す場合がある。）添加によるｐＨ調整（以下、「中和」と称す場合がある。）が行われている。
特開２０１３－２２５３６号公報
　一般に有機性排水を生物処理して有機物除去を行うと、有機物の分解に伴って炭酸ガスが発生し、発生した炭酸ガスを中和するために多量のアルカリが必要となる。例えば、グルコースは、下記反応式に従って生物分解され、生成した炭酸ガスを水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で中和すると下記反応式に従って重炭酸ナトリウムが生成する。
　　Ｃ６Ｈ１２Ｏ６　＋　６Ｏ２→　６Ｈ２Ｏ　＋　６ＣＯ２
　　６ＣＯ２　＋　６ＮａＯＨ　→　６ＮａＨＣＯ３
　グルコース１８０ｍｇ／Ｌを分解すると、３２２ｍｇ／Ｌの炭酸ガスが発生し、その中和のために２４０ｍｇ／Ｌの水酸化ナトリウムを消費する。中和により生成する重炭酸ナトリウムは、５０４ｍｇ／Ｌである。後段の凝集処理工程では、重炭酸ナトリウムの凝集処理のために、ほぼ等量の無機凝集剤が消費され、さらに続くＲＯ膜分離やイオン交換処理の負荷となる。
　アミンを含む排水を生物処理して有機物（ＢＯＤ）除去し、更に硝化・脱窒まで行う場合は、高アルカリ度の原因であるアミンが硝酸にまで酸化されることから、最終生成物はＮａＮＯ３となる。アミンを完全に硝化するとｐＨは著しく低下してＭアルカリ度がマイナスになってしまうため、アミンと等モルのＮａＯＨを添加してもＭアルカリ度がゼロまでしか上がらない。このため、わずかにＮａＨＣＯ３を生成させてｐＨを中性に保つようにアルカリ（例えば水酸化ナトリウム）添加が行われる。反応途中では、有機物分解で炭酸ガスが生成するため、この中和のためにもアルカリが消費される。その結果、全体として多量のアルカリが必要となる。
　アミンを硝酸に酸化する硝化槽ではアルカリを添加し、硝酸を窒素として脱窒する脱窒槽では酸を添加する必要がある。前段の硝化槽までのアルカリ添加量が過剰であると、脱窒槽での酸添加量も多くなる。
　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水は、超純水などを使ってパネルやデバイスの洗浄を行ったり、各製造工程の洗浄廃液等が混合された混合排水である。このため、この有機性排水の塩類の含有率は、例えば塩類濃度として１００ｍｇ／Ｌ以下と低いものである。排水中の塩類濃度が低い場合、排水の生物処理水に含まれる塩類の大部分が排水処理工程において添加した塩類、特に、生物処理工程での中和剤に起因することになる。排水の生物処理における中和剤使用量が多いことは、そのまま後段の処理における塩類負荷の増加につながる。
　生物処理における中和剤の添加量が多いと、これを相殺するために後段の処理において添加する薬剤量も増える。例えば、生物処理で過剰のアルカリを添加すると、後段の凝集処理工程ではアルカリを消費するため無機凝集剤の使用量も増え、更にその後段のイオン交換処理では再生薬剤の使用量が増える。
　通常、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理での中和剤使用量は全工程での塩類負荷の７０％程度を占める。このため、生物処理における中和剤使用量の削減によるコスト削減効果は極めて大きい。
　本発明は、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理における中和を効率的に行うことにより、従来の生物処理で過剰に使用されていた中和剤の使用量を低減し、さらに続く後段の凝集工程における無機凝集剤の使用量や、ＲＯ膜分離、イオン交換処理における塩類負荷を低減する生物処理方法及び生物処理装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、以下の通り、生物活性が顕著に低下しない範囲内で中和剤使用量を低減する方法を見出した。
　最終段の好気性生物処理槽を含めて少なくとも２槽の好気性生物処理槽を含む２以上の生物処理槽に、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を順次通水して生物処理する際に、最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が所定値以下となるように、他の生物処理槽において中和剤の添加を行うことにより、中和剤使用量を低減することができる。
　本発明は、以下を要旨とする。
［１］　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水する生物処理方法において、該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整する生物処理方法であって、該最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下に維持されるように、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
［２］　［１］において、前記最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度又は該Ｍ－アルカリ度に相関する指標に基づいて前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
［３］　［２］において、前記Ｍ－アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される生物処理槽内液のｐＨであり、予め求められた前記Ｍ－アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
［４］　［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御することを特徴とする生物処理方法。
［５］　［１］ないし［４］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽からの処理水に対して、更に凝集分離、逆浸透膜分離、及びイオン交換処理のいずれか１つ以上の高度処理を行うことを特徴とする生物処理方法。
［６］　［５］において、前記高度処理水を回収して再利用することを特徴とする生物処理方法。
［７］　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水が、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水される生物処理装置において、該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に、酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整するｐＨ調整手段を有し、該最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下に維持されるように、該ｐＨ調整手段における酸又はアルカリの添加量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする生物処理装置。
［８］　［７］において、前記制御手段は、前記最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度又は該Ｍ－アルカリ度に相関する指標に基づいて前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
［９］　［８］において、前記Ｍ－アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される生物処理槽内液のｐＨであり、前記制御手段は、予め求められた前記Ｍ－アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
［１０］　［７］ないし［９］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御する制御手段を有することを特徴とする生物処理装置。
［１１］　［７］ないし［１０］のいずれかにおいて、前記最終段の生物処理槽からの処理水が導入される、凝集分離手段、逆浸透膜分離手段、及びイオン交換処理手段のいずれか１つ以上の高度処理手段を有することを特徴とする生物処理装置。
［１２］　［１１］において、前記高度処理手段の処理水を回収する回収手段を有し、該回収水が再利用されることを特徴とする生物処理装置。
　本発明によれば、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水の生物処理における中和剤の使用量を従来法に比べて大幅に低減することができ、生物処理における薬剤コストを低減することができる。また、生物処理の後段で凝集処理を行う場合には、凝集処理に必要な無機凝集剤の使用量を削減することができる。生物処理の後段でイオン交換処理やＲＯ膜分離処理を行う場合には、塩類負荷の低減で、イオン交換処理におけるイオン交換樹脂の再生頻度を低減することができ、ＲＯ膜分離処理においても、水回収率等の処理効率の向上を図ることができる。
実施例１及び比較例１における処理工程を示す系統図である。 実施例２～４及び比較例２における処理工程を示す系統図である。 本発明を実施できる他の処理工程を示す系統図である。
　以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［原水］
　本発明で処理対象とする原水は、電子デバイス製造工程から排出される有機性排水である。原水の組成や性状には特に制限はないが、一般的には以下のような性状である。
＜半導体の超純水リンス排水の場合＞
　　　導電率：１００ｍＳ／ｍ以下
　　　塩濃度：０．１重量％以下
＜液晶パネル製造工程排水の場合＞
　　　ｐＨ：８～１２
　　　ＴＯＣ：３０～２０００ｍｇ／Ｌ
　　　Ｔ－Ｎ：１０～１０００ｍｇ／Ｌ
　このような有機性排水中に生物処理に必要なリン源や窒素源が不足する場合には、必要に応じてリン源、窒素源を添加して生物処理に供する。
［生物処理方式］
　本発明における生物処理は、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に上記の原水を順次通水するものである。本発明において、この２以上の生物処理のうち少なくとも２槽は好気性生物処理槽（以下「好気槽」と称す場合がある。）であり、そのうちの１槽は最終段の生物処理槽（以下「最終槽」と称す場合がある。）である。
　最終槽が好気槽で、更に、アルカリの添加を行う好気槽を少なくとも１槽有していないと、最終槽の槽内液のＭ－アルカリ度の測定に基づく制御が行えないため、本発明では、最終槽として好気槽を設け、この最終槽とは別に少なくとも１槽の好気槽を設けて多段生物処理を行う。
　本発明における生物処理方式は、上記の要件を満たすものであればよく、特に制限はない。例えば、次のような生物処理方式が挙げられる。硝化槽及び再曝気槽は好気槽であり、脱窒槽は嫌気性生物処理槽（以下「嫌気槽」と称す場合がある。）である。
 (1)　好気槽→好気槽（→沈殿槽）
(2)　好気槽→硝化槽→脱窒槽→再曝気槽（→沈殿槽）
(3)　好気槽→硝化槽→再曝気槽（→沈殿槽）
　前記の処理方式(1)～(3)はそれぞれ図１～３に対応している。各図には汚泥返送ラインは記載していないが、一過式でも循環式でもよい。
「最終槽のＭ－アルカリ度」
　本発明においては、最終槽の好気槽の槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下を維持するように、この最終槽以外の生物処理槽で中和剤添加によるｐＨ調整を行う。
　最終槽の槽内液のＭ－アルカリ度は５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下であればよいが、好ましくは３０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下である。Ｍ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３を上回るようにｐＨ調整を行う場合、前段の生物処理槽におけるアルカリ使用量が極端に多くなり、本発明による中和剤使用量の低減効果を得ることはできない。Ｍ－アルカリ度が０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３より小さいと系内の溶存炭酸ガスが不足して硝化細菌の増殖が不良となり、硝化が起こらなくなる。このため、最終槽の槽内液のＭ－アルカリ度の下限は０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以上、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以上である。
　最終槽内液のＭ－アルカリ度は原水性状に加えて、各生物処理槽の曝気の程度やリン酸濃度等にも影響される。
　最終槽は好気槽であるため、溶存酸素濃度は高い方が好ましい。
［中和剤を添加する生物処理槽］
　本発明において、中和剤、即ち、酸又はアルカリを添加する生物処理槽は、最終槽以外の槽であればよい。中和剤は、１槽のみに添加しても２槽以上の複数の槽において添加してもよい。
　生物処理槽が３段以上の多段槽から構成される場合、最終槽に中和剤としてアルカリを添加して中和しようとすると、その分、原水流入部に近い槽において中和を行えず、処理不全になる場合がある。最終槽では生物処理は他の生物処理槽ほど活発ではないことから、生物反応による炭酸ガス発生量が少ないため、中和の必要がない。
　通常、生物反応は、１段目の槽ないしは２段目の槽において最も活発であるため、１段目の生物処理槽及び／又は２段目の生物処理槽において中和剤を添加することが望ましい。
　前記(1)の処理方式の場合は、前段の好気槽にアルカリを添加することが好ましい。
　前記(2)の処理方式の場合は、好気槽、或いは好気槽と硝化槽にアルカリを添加し、脱窒槽に酸を添加することが好ましい。ただし、本発明では、最終槽内液のＭ－アルカリ度に基づく制御で、硝化槽へのアルカリの添加や脱窒槽における酸の添加を不要とすることもできる。
　前記(3)の処理方式では、好気槽、或いは好気槽と硝化槽にアルカリを添加することが好ましい。ただし、前記(2)の処理方式と同様、本発明では最終槽内液のＭ－アルカリ度に基づく制御で硝化槽へのアルカリの添加を不要とすることもできる。
＜Ｍ－アルカリ度に基づく中和制御＞
　Ｍ－アルカリ度は、中性塩由来のアルカリ金属イオンを除いたアルカリ金属イオン濃度を、簡易的にｐＨ４．８における酸消費量を測定して求めることができる。本発明において、最終槽内液のＭ－アルカリ度は、自動測定装置で連続測定することが望ましい。
　Ｍ－アルカリ度を求めるには、フェノールフタレインを指示薬として、０．１または０．０５Ｎの硫酸溶液で自動滴定し、ｐＨ４．８となるまでに消費した硫酸の量をＣａＣＯ３換算すればよい。
　本発明では、このようにして測定した最終槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下、好ましくは０～５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３、より好ましくは１０～３０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３となるように前段の好気槽でアルカリを添加する。
　本発明においては、上記のように、最終槽の槽内液のＭ－アルカリ度に基づいて、前段の生物処理槽における中和剤の添加量の制御を行う。Ｍ－アルカリ度に基づく制御と共に、中和剤を添加する生物処理槽におけるｐＨ値に基づく制御を行うことが好ましい。この場合、最終槽の好気槽は、前述の通り、生物反応による炭酸ガス発生量が少ない上に、低ｐＨであることを利用して、生成した炭酸ガスを曝気により揮散させることができる。この場合、最終槽では生物反応による炭酸ガス発生量よりも曝気による炭酸ガス揮散量が多くなり、ｐＨはむしろ上昇する傾向がある。このため、このｐＨの上昇を見込んで、中和を行う前段の好気槽では、生物活性を維持できる範囲でｐＨを低く調整するのが、アルカリ添加量の削減に有効である。
　この観点から、例えば、前記(1)の処理方式では、次のように制御するのがよい。
　第１段目の好気槽のｐＨを５．０～７．０、好ましくは５．５～６．５、換言すれば、生物活性が維持されるようにｐＨ５．０、好ましくは５．５を下回らない程度とする。同時に、最終槽のＭ－アルカリ度が低く抑えられるようにｐＨ７．０、好ましくはｐＨ６．５を上回らない程度に制御する。このような制御でも、後段の最終槽の好気槽では、ｐＨの大きな低下を抑えて良好な生物処理を行える。
　前記(2)，(3)の処理方式のように硝化槽を有する場合、硝化槽は硝化反応で硝酸が生成するためｐＨが下がり易い槽であるため、硝化槽のｐＨが、生物活性が維持できる範囲でなるべく低くｐＨ値に制御すれば、他の槽では十分に生物活性を維持できる。このことから、次のように制御するのがよい。硝化槽のｐＨが５．５～６．５、好ましくは６．０～６．５、換言すれば、生物活性が維持されるようにｐＨ５．５、好ましくは６．０を下回らない程度とする。同時に、最終槽のＭ－アルカリ度が低く抑えられるようにｐＨ６．８、好ましくはｐＨ６．５を上回らない程度に維持する。これにより、アルカリ添加量を低減した上で良好な生物処理を行える。
　前述の通り、前記(2)の処理方式では、再曝気槽のｐＨが６．５以下であれば、最終槽の槽内液のＭ－アルカリ度を５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下とすることができる。よって、この処理方式において、硝化槽のｐＨは５．５～６．５、特に６．０～６．５となるように制御することが好ましい。さらに、硝化槽ではｐＨ調整せず、前段の好気槽のみ、あるいは前段の好気槽および脱窒槽のみでｐＨ調整することもできる。これにより、中和剤の使用量を低減できる。
　前記(3)の処理方式で処理する場合、前記(2)の処理方式のように脱窒反応でＭ－アルカリ度が上がることがないため、次のように制御してもよい。原水の性状が安定している状態（例えば、ＴＯＣ、Ｔ－Ｎの変動幅が共に±１５％以内、かつ原水流量の変動幅が±１５％以内の状態）であれば、最終槽内液のＭ－アルカリ度はアルカリを添加する好気槽の槽内液のｐＨと一定の相関関係がある。このため、最終槽内液のＭ－アルカリ度とアルカリを添加する好気槽の槽内液のｐＨとを測定し、その相関関係を予め求めておき、この相関関係に基づいてアルカリの添加量を制御してもよい。硝化槽のｐＨと最終槽内液のＭ－アルカリ度の間には以下の関係がある。したがって、本処理システムでは、硝化槽のｐＨが６．５を上回らない範囲で、好気槽及び／又は硝化槽にアルカリを自動薬注するように設定してもよい。
　　ｐＨ：５．５　→　Ｍ－アルカリ度：５～６
　　ｐＨ：６．０　→　Ｍ－アルカリ度：２１～２５
　　ｐＨ：６．５　→　Ｍ－アルカリ度：４６～４９
　　ｐＨ：７．０　→　Ｍ－アルカリ度：６６～６９
　　ｐＨ：７．５　→　Ｍ－アルカリ度：１４８～１５４
［高度処理］
　本発明では、生物処理における中和剤の使用量を低減することができるため、生物処理の後段に凝集分離、ＲＯ膜分離、イオン交換処理といった高度処理を行う場合に特に有効である。前述の通り、凝集処理における無機凝集剤使用量の低減、ＲＯ膜分離及びイオン交換処理における塩類負荷の低減といった効果を得ることができる。
　本発明における生物処理水を更に高度処理を施して得られた処理水は、これを回収して、電子デバイス製造工程の洗浄水またはその原水等として再利用することができる。
　以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
　以下の実施例及び比較例で処理した有機性排水（原水）は液晶パネル製造工程排水であり、組成及び性状は以下の通りである。
［原水の組成・性状］
＜組成＞
　　モノエタノールアミン　　：３００ｍｇ／Ｌ
　　ジエチレングリコールモノブチルエーテル　：２５０ｍｇ／Ｌ
　　テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）：５０ｍｇ／Ｌ
＜性状＞
　　ｐＨ：１０．５
　　ＴＯＣ：２９２ｍｇ／Ｌ
　　Ｔ－Ｎ：７７ｍｇ／Ｌ
　上記の原水には、生物処理に必要なリン源をＰ換算で６ｍｇ／Ｌ添加して生物処理に供した。
［実施例１・比較例１］
　図１に示す、窒素除去を行わない処理方式(1)で原水の生物処理を行った。原水を好気槽１Ａ、好気槽１Ｂに順次通水して生物処理した後、沈殿槽２で固液分離を行った。槽１Ａ，１Ｂの合計の水滞留時間（ＨＲＴ）は、２４ｈｒとした。
＜実施例１＞
　最終槽である好気槽１Ｂにおいて、Ｍ－アルカリ度をモニタリングしながら、好気槽１Ｂの槽内液のＭ－アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下となるように、前段の好気槽１ＡにＮａＯＨを添加して処理を行った。その結果、好気槽１ＡのｐＨは６．８～７．０の範囲で変動した。
＜比較例１＞
　好気槽１Ａ、１Ｂの各々において、ｐＨが７．０以上となるように、好気槽１Ａ及び１ＢにＮａＯＨを添加して処理を行った。その結果、好気槽１ＡのｐＨは７．０～７．２の範囲で変動した。
　実施例１及び比較例１における、好気槽１Ａ，１ＢのｐＨ及び好気槽１ＢのＭ－アルカリ度と、原水１Ｌの処理に要したＮａＯＨの使用量を表１に示す。
　実施例１と比較例１とで、得られた処理水（沈殿槽の分離水）の水質はほぼ同等であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上の結果から次のことが分かる。
　処理方式(1)において、実施例１では、中和のためのＮａＯＨ使用量が比較例１の３０％以上低減され、最終槽のＭ－アルカリ度に基づくｐＨ制御が中和剤使用量の低減に有効であることが分かる。
　処理方式(1)において、生物処理水（沈殿槽の分離水）に塩化第二鉄を添加して凝集処理を行ったところ、実施例１では比較例１の塩化第二鉄使用量の１／３で凝集処理を行うことができた。生物処理におけるアルカリ使用量の低減で後段の凝集処理における無機凝集剤使用量も削減できることが確認された。
［実施例２～４・比較例２］
　図２に示す窒素除去を行う処理方式(2)で原水の生物処理を行った。原水を好気槽１、硝化槽（好気槽）３、脱窒槽（嫌気槽）４、再曝気槽（好気槽）５に順次通水した後、沈殿槽２で固液分離を行った。通水条件は槽１，３，４，５の合計のＨＲＴを２４ｈｒとした。
＜実施例２＞
　最終槽である再曝気槽５において、Ｍ－アルカリ度をモニタリングしながら再曝気槽５の槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下となるように、かつ好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように、好気槽１にＮａＯＨを添加した。硝化槽３のｐＨが６．０を下回らないように硝化槽３にＮａＯＨを添加した。脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加した。
＜実施例３＞
　最終槽である再曝気槽５において、Ｍ－アルカリ度をモニタリングしながら、再曝気槽５の槽内液のＭ－アルカリ度が１０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下となるように、かつ、好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように好気槽１にＮａＯＨを添加した。脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加した。
＜実施例４＞
　最終槽である再曝気槽５において、Ｍ－アルカリ度をモニタリングしながら再曝気槽５の槽内液のＭ－アルカリ度が３０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下となるように、かつ、好気槽１のｐＨが６．０を下回らないように、好気槽１にＮａＯＨを添加した。
＜比較例２＞
　最終槽である再曝気槽５において、Ｍ－アルカリ度はモニタリングは行わず、好気槽１及び硝化槽３のｐＨがいずれも６．５を下回らないように、好気槽１及び硝化槽３にＮａＯＨを添加した。脱窒槽４のｐＨが７．５を超えないように脱窒槽４にＨＣｌを添加した。再曝気槽のｐＨが８．０を超えないように再曝気槽にＨＣｌを添加した。
　実施例２～４及び比較例２における各反応槽のｐＨ及びＭ－アルカリ度と、原水１Ｌの処理に要したＨＣｌ及びＮａＯＨの使用量と、得られた生物処理水の水質を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上の結果から次のこと分かる。
　処理方式(2)において、実施例２では比較例２と比較して、最終槽のＭ－アルカリ度を低く維持しつつ中和のためのＮａＯＨやＨＣｌの使用量は低減された。
　実施例３では実施例２と比較して、中和のためのＮａＯＨの使用量は５０％近く低減され、ＨＣｌの使用量も６０％程度低減された。実施例３の処理水ＮＨ４－Ｎは０．５ｍｇ／Ｌであり実施例２より若干劣るものの十分に低減されていた。
　実施例４では実施例３と比較して、最終槽のＭ－アルカリ度は若干高くなったが中和のためのＮａＯＨの使用量は実施例３と同等である。実施例４のＨＣｌの使用量はゼロである。実施例４の処理水ＮＨ４－Ｎは実施例３と同等で十分に低減されていた。
　以上の通り、実施例２～４はいずれも比較例２に対して、中和のためのＮａＯＨやＨＣｌの使用量を低減することができた。実施例３，４のように硝化槽で中和を行わない方式は、処理水中のＮＨ４－Ｎの高度処理が要求される場合を除けば生物処理としてはＮＨ４－Ｎを十分に除去でき、かつ、ＮａＯＨやＨＣｌの使用量をより低減できることが裏付けられた。
　Ｍ－アルカリ度が所定範囲におさまる範囲でｐＨ調整できるケースであれば実施例４の方式でよいが、Ｍ－アルカリ度が所定範囲を超える場合はｐＨ調整を行う槽を１槽多くする実施例３の方式を採用することが好ましい。
　処理方式(2)において、生物処理水（沈殿槽の分離水）にポリ硫酸塩を添加して凝集処理を行い、凝集処理水のイオン交換処理を行った。実施例４では比較例２のポリ硫酸塩使用量の１／４で凝集処理を行うことができた。その後のイオン交換処理でのイオン交換樹脂の再生頻度を１／４にすることができた。生物処理における中和剤使用量の低減で後段の凝集処理における無機凝集剤使用量の削減と、イオン交換処理におけるイオン交換樹脂の再生頻度の低減を図ることができることが確認された。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０１４年９月１６日付で出願された日本特許出願２０１４－１８７７９９に基づいており、その全体が引用により援用される。
　１，１Ａ，１Ｂ　好気槽
　２　沈殿槽
　３　硝化槽
　４　脱窒槽
　５　再曝気槽

Claims (12)

  1. 　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水を、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水する生物処理方法において、
    　該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、
    　該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、
    　該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整する生物処理方法であって、
    　該最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下に維持されるように、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
  2. 　請求項１において、前記最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度又は該Ｍ－アルカリ度に相関する指標に基づいて前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
  3. 　請求項２において、前記Ｍ－アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される生物処理槽内液のｐＨであり、予め求められた前記Ｍ－アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理方法。
  4. 　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御することを特徴とする生物処理方法。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽からの処理水に対して、更に凝集分離、逆浸透膜分離、及びイオン交換処理のいずれか１つ以上の高度処理を行うことを特徴とする生物処理方法。
  6. 　請求項５において、前記高度処理水を回収して再利用することを特徴とする生物処理方法。
  7. 　電子デバイス製造工程から排出される有機性排水が、直列多段に設けられた２以上の生物処理槽に順次通水される生物処理装置において、
    　該２以上の生物処理槽のうち少なくとも２槽が好気性生物処理槽であり、
    　該好気性生物処理槽のうちの１槽は最終段の生物処理槽であり、
    　該最終段の生物処理槽以外の生物処理槽の少なくとも１槽に、酸又はアルカリを添加することによりｐＨ調整するｐＨ調整手段を有し、
    　該最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度が５０ｍｇ／Ｌ　ａｓ　ＣａＣＯ３以下に維持されるように、該ｐＨ調整手段における酸又はアルカリの添加量を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする生物処理装置。
  8. 　請求項７において、前記制御手段は、前記最終段の生物処理槽内液のＭ－アルカリ度又は該Ｍ－アルカリ度に相関する指標に基づいて前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
  9. 　請求項８において、前記Ｍ－アルカリ度に相関する指標は、該酸又はアルカリが添加される生物処理槽内液のｐＨであり、前記制御手段は、予め求められた前記Ｍ－アルカリ度と該ｐＨとの相関関係に基づいて、前記ｐＨ調整手段の酸又はアルカリの添加量を制御することを特徴とする生物処理装置。
  10. 　請求項７ないし９のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽以外の好気性生物処理槽として硝化槽を有し、該硝化槽のｐＨが所定値以上となるように制御する制御手段を有することを特徴とする生物処理装置。
  11. 　請求項７ないし１０のいずれか１項において、前記最終段の生物処理槽からの処理水が導入される、凝集分離手段、逆浸透膜分離手段、及びイオン交換処理手段のいずれか１つ以上の高度処理手段を有することを特徴とする生物処理装置。
  12. 　請求項１１において、前記高度処理手段の処理水を回収する回収手段を有し、該回収水が再利用されることを特徴とする生物処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108698866A (zh) * 2016-03-29 2018-10-23 栗田工业株式会社 生物处理方法及生物处理装置
CN109384345A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 一种高盐高钙污水低结垢处理装置及处理工艺
CN109384306A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 一种高钙高盐污水脱氮脱cod的处理工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020127383A (ja) * 2019-02-08 2020-08-27 学校法人 東洋大学 培養方法、培養装置、廃水処理方法及び廃水処理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58174294A (ja) * 1982-04-02 1983-10-13 Kyowa Kako Kk 無薬注高度脱窒素・脱燐方法
JPH06206093A (ja) * 1993-01-13 1994-07-26 Meidensha Corp 嫌気−好気活性汚泥処理の硝化促進方法及び装置
JPH07313994A (ja) * 1994-05-23 1995-12-05 Kurita Water Ind Ltd 超純水の製造方法
JP2011212670A (ja) * 2010-03-19 2011-10-27 Swing Corp 排水処理装置及び排水処理方法
JP2013022536A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Kurita Water Ind Ltd アミン含有排水の生物処理法及び処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005030654A1 (ja) * 2003-09-25 2005-04-07 Ebara Corporation 硝化処理方法及び装置
US8894857B2 (en) * 2008-03-28 2014-11-25 Evoqua Water Technologies Llc Methods and systems for treating wastewater
CN101607777B (zh) * 2009-07-30 2011-06-08 达斯玛环境科技（北京）有限公司 一种鲁奇炉煤气化污水处理与回用方法
US9315396B2 (en) * 2011-04-06 2016-04-19 Water Conservation Technology International, Inc. Water conservation methods combining osmotic membrane processed water for subsequent efficient use in cooling tower applications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58174294A (ja) * 1982-04-02 1983-10-13 Kyowa Kako Kk 無薬注高度脱窒素・脱燐方法
JPH06206093A (ja) * 1993-01-13 1994-07-26 Meidensha Corp 嫌気−好気活性汚泥処理の硝化促進方法及び装置
JPH07313994A (ja) * 1994-05-23 1995-12-05 Kurita Water Ind Ltd 超純水の製造方法
JP2011212670A (ja) * 2010-03-19 2011-10-27 Swing Corp 排水処理装置及び排水処理方法
JP2013022536A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Kurita Water Ind Ltd アミン含有排水の生物処理法及び処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108698866A (zh) * 2016-03-29 2018-10-23 栗田工业株式会社 生物处理方法及生物处理装置
CN109384345A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 一种高盐高钙污水低结垢处理装置及处理工艺
CN109384306A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 中国石油化工股份有限公司 一种高钙高盐污水脱氮脱cod的处理工艺

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