JP2000107768A - 懸濁粒子を含む排水の処理方法 - Google Patents

懸濁粒子を含む排水の処理方法

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JP2000107768A
JP2000107768A JP10311558A JP31155898A JP2000107768A JP 2000107768 A JP2000107768 A JP 2000107768A JP 10311558 A JP10311558 A JP 10311558A JP 31155898 A JP31155898 A JP 31155898A JP 2000107768 A JP2000107768 A JP 2000107768A
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Hisafuku Yamaguchi
久福 山口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水処理に要する薬剤の使用量、発生する廃
棄物発生量が少なく、処理した水の透視度、濁度を改善
してそのまま用水として再利用できる、懸濁粒子を含む
排水の処理方法を提供する。 【解決手段】 懸濁粒子を凝集分離させる排水処理方法
において、懸濁粒子を含む排水に塩化希土ならびにアル
ミニウム塩もしくは鉄塩および有機カチオン凝集剤を添
加し、さらに高分子凝集剤を添加することにより、懸濁
粒子を凝集分離させることを特徴とする懸濁粒子を含む
排水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水の処理方法に
関し、特に各種工業において発生する懸濁粒子を含む排
水の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、各種工業において発生する懸濁粒
子を含む排水の処理は、例えばポリ塩化アルミニウムや
硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩や硫酸第二鉄等の
鉄塩からなる無機凝集剤を排水に添加し、さらに必要に
応じて中和剤で中和した後、高分子凝集剤を添加して懸
濁粒子を凝集分離し、処理水は放流する一方、凝集分離
した汚泥は廃棄している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来法では高
濃度の懸濁粒子を含む排水の凝集分離を行うためには、
多量の無機凝集剤および中和剤を排水に加える必要があ
り、例えば懸濁粒子3,000ppmを含む排水に対し
ては、ポリ塩化アルミニウム1,000ppm、消石灰
200ppmおよび高分子凝集剤3ppm程度の添加を
必要とする。アルミニウム塩や鉄塩は排水中で加水分解
して、Al(OH)やFe(OH)を生成し、さら
にこれらが重合体を形成して、懸濁粒子の荷電中和と吸
着によって凝集分離するため、これによって生じる汚泥
量が著しく多く、この大量の汚泥を廃棄するには相応の
場所や多額の経費を必要とする。汚泥中にはアルミニウ
ム分や鉄分が多量に含まれており、該汚泥から懸濁粒子
の有効成分を分離して再利用することは困難である。ま
た排水から汚泥を分離した処理水には、中和によって生
成した塩化カルシウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウ
ム等の塩類が多量に溶存するため、用水としてそのまま
利用することは困難で、一般には放流している。このよ
うに多量の廃棄物や塩類を含む放流水は、地球環境保全
上も大きな問題である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者は、以上
の問題に鑑み鋭意検討した結果、懸濁粒子を含む排水
に、塩化希土または塩化希土と有機カチオンを添加し
て、懸濁粒子の荷電を中和し、さらに高分子凝集剤を添
加することにより、懸濁粒子を凝集分離させる懸濁粒子
を含む排水の処理方法を先に提案した(特願平8−20
8223以下先願発明という)。先願発明によれば、懸
濁粒子を含む排水の処理方法において、排水処理に要す
る薬剤の使用量が低減し、処理によって生成した汚泥中
の有効成分を回収・再利用できるほか処理水もそのまま
再利用することが可能になった。しかし、各種工業にお
いて発生する懸濁粒子を含む排水には、一般に少量の化
学薬品や界面活性剤等を含むことが多いため、先願発明
による方法でも凝集分離が十分に進まないため、処理水
の透明度が十分満足出来ない場合もある。本願発明は、
先願発明の改良に係わるものであって、各種排水処理へ
の適用範囲を拡大することを目的とするものである。す
なわち本発明は、懸濁粒子を凝集分離させる排水処理方
法において、懸濁粒子を含む排水に塩化希土ならびにア
ルミニウム塩もしくは鉄塩および有機カチオン凝集剤を
添加し、さらに高分子凝集剤を添加することにより、懸
濁粒子を凝集分離させる懸濁粒子を含む排水の処理方法
を要旨とするものである。以下これを詳述する。
【0005】
【発明の実施の形態】各種工業から排出する懸濁粒子を
含む排水中で、懸濁粒子は通常0.1μm〜100μm
の粒子径をもっており、かつこれら懸濁粒子の表面は正
負何れかに帯電して水中で分散している。通常、懸濁粒
子は水中では負に帯電する場合が多い。以下、水中で負
に帯電している懸濁粒子の具体例として、シリコン粒子
について、本発明の原理を詳述する。半導体シリコンの
各製造工程からは、シリコンの懸濁粒子を含む排水が多
量に発生する。シリコンの懸濁粒子は通常0.1μm〜
100μmの粒子径をもち、排水中で負に帯電し、その
ゼータ電位は−15〜−25mVの範囲にある。この負
に帯電したシリコン粒子の荷電を中和する無機凝集剤と
して、本発明者は先願発明で、塩化希土を用いることを
初めて提案した。塩化希土は水に溶けて、主として三価
の陽イオンと塩化物イオンに電離する性質があり、希土
の陽イオンが、排水中で負に帯電して互いに反発しあっ
ているシリコン懸濁粒子の荷電を中和させ、シリコン粒
子を凝集しやすい状態とする。塩化希土は希土類17元
素(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y,
Sc)の塩化物の中のどの一種または二種以上の混合物
であってもよい。塩化希土の添加量は排水に対し、0.
1〜50ppmで十分である。しかしながら、半導体シ
リコンの加工には通常工業用水や上水を用いる工程と、
シリコンウヱーハー加工のように上水または純水にノニ
オン系またはアニオン系界面活性剤やアルカノールアミ
ン、グリコール類等が添加された加工排水も多量に排出
する。後者のシリコン加工排水の処理の場合、無機凝集
剤として、塩化希土の添加だけでは懸濁粒子の凝集分離
がまだ不十分な場合もあるため、種々検討した結果、塩
化希土の添加に加えて従来型の無機凝集剤であるアルミ
ニウム塩もしくは鉄塩を少量併用することによって、相
乗効果が発揮されることを見いだした。アルミニウム塩
として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄塩
として硫酸第二鉄、塩化第二鉄の何れか一種以上もしく
はアルミニウム塩と鉄塩の混合物であってもよい。この
場合、アルミニウム塩または鉄塩の添加量は、塩化希土
を併用しない従来法の添加量より遥かに少なくてよく、
添加量は排水中の懸濁粒子の濃度にもよるが、1〜10
0ppmで十分である。なお、塩化希土の添加に加え
て、有機カチオン凝集剤を併用すると、処理水の透明度
が向上し、かつ前記無機凝集剤の添加量を低減出来るこ
とは先願で提案した。具体的な成分としては、ポリアミ
ン系、ジシアンジアミド系、ポリアクリルアミド系、ポ
リメタクリル酸エステル系、ポリアミンサルホン系、ジ
アミン系等の強カチオン凝集剤が例示される。添加量は
排水に対し、0.1〜5ppmが好ましい。0.1pp
m未満の添加量では凝集が不十分となる。また5ppm
を超える添加量は無駄となる。高分子凝集剤は、荷電の
中和されたシリコン粒子をさらに大きなフロックに凝集
させるもので、例えば非イオン凝集剤または弱アニオン
凝集剤が用いられる。添加量は排水に対し、0.1〜5
ppmが必要である。0.1ppm未満ではシリコン粒
子のフロック形成が不十分となり、また5ppmを超え
る添加量は無駄となる。高分子凝集剤添加後のシリコン
粒子は速やかに凝集して沈降もしくは浮上する。通常は
沈降する場合が多い。上記のように、半導体シリコンの
製造工程で発生するシリコンの懸濁粒子を含む排水に、
塩化希土ならびにアルミニウム塩もしくは鉄塩からなる
無機凝集剤および有機カチオン凝集剤を添加することに
より、排水中のシリコン懸濁粒子のゼータ電位が低下
し、荷電が中和される。この排水にさらに高分子凝集剤
を添加することにより、容易に凝集・沈降が進行する。
これを分離・濾過すると再利用可能な処理水および回収
可能なシリコン粉を含む少量のケーキとなる。以上、本
発明の処理方法をシリコン粒子を含む排水について述べ
たが、本発明は先願発明と同様に、シリコン以外の無機
系の懸濁粒子を含む排水や、活性汚泥などの有機系の懸
濁粒子を含む排水の処理にも適用可能である。また本発
明の排水処理法は、連続式処理だけでなくバッチ式処理
も可能である。
【0006】
【実施例】次に、本発明を実施例、比較例を挙げて説明
する。 実施例1 シリコン単結晶のインゴットの工業用水(井戸水)によ
る切断・研磨工程から排出した、シリコン懸濁粒子(S
S濃度約500mg/l)を含む原排水(濁度200
0)をビーカーに200mlとった。これに塩化セリウ
ムの1.0重量%水溶液0.1ml(排水に対し5.0
ppm相当)および市販のポリ塩化アルミニウム(以下
PACと略す)の10倍希釈液0.1ml(排水に対し
50ppm相当)ならびにポリアクリル酸エステル系有
機カチオン凝集剤サンフロックC−109P(三洋化成
社製商品名)0.1重量%水溶液0.1ml(排水に対
し0.5ppm相当)加えて、ジャーテスターを用い
て、高速で5分間撹拌した。さらに非イオン系高分子凝
集剤サンフロックN−505P(三洋化成社製商品名)
0.1重量%水溶液0.1ml(排水に対し0.5pp
m相当)を加えて、再びジャーテスターで低速で2分間
撹拌して懸濁粒子を凝集沈降させ、10分間静置して、
その上澄み水の透視度、濁度を測定した。その結果を表
−1に示す。
【表−1】 実施例2 公知の無機凝集剤として、ポリ塩化アルミニウムに替え
て市販の硫酸第二鉄の10重量%水溶液を0.01ml
(排水に対し50ppm相当)を使用した他は実施例1
と同じ原排水で、同じ処方・方法で凝集テストを行っ
た。結果を表−1に併記する。 比較例1 ポリ塩化アルミニウムまたは硫酸第二鉄を併用しない
で、その他は実施例1と同じ原排水で、同じ処方・方法
で凝集テストを行った(先願発明と同じ処方・方法)。
結果を表−1に併記する。表−1から明らかなように、
先願発明による方法に比べて、本発明によればシリコン
懸濁粒子を含む排水を凝集処理した上澄み水の透視度、
濁度が格段に向上したことが分かる。 実施例2 シリコンウヱーハーのスライシング・ラッピング工程か
ら排出した、シリコン懸濁粒子SS約4,500ppm
(濁度27,000)、非イオン界面活性剤約100p
pm,アニオン界面活性剤約20ppm、グリコール類
他の有機物約500ppmを含む原排水200mlをビ
ーカーにとった。この排水に塩化セリウムの1.0重量
%水溶液0.2ml(排水に対し10ppm相当)およ
び市販のPACの10倍希釈液0.1ml(排水に対し
50ppm相当)ならびに有機カチオン凝集剤(銘柄は
実施例1に同じ)0.1重量%水溶液0.1ml(排水
に対し0.5ppm相当)加えて、ジャーテスターを用
いて高速で5分間撹拌した。さらに非イオン高分子凝集
剤(銘柄は実施例1に同じ)0.1重量%水溶液0.1
ml(排水に対し0.5ppm相当)を加えて、再びジ
ャーテスターで低速で2分間撹拌して凝集沈降させ、1
0分間静置して、その上澄み水の透視度、濁度を測定し
た。その結果を表−2に示す。なお、沈殿物を濾過した
後の汚泥の重量は2.2gであった。 比較例2 同じ原排水200mlにPAC1,500ppm相当を
添加した後、苛性ソーダ液で中和してから、同じ有機カ
チオン凝集剤を10ppm相当を加えてジャーテスター
で5分間撹拌した。更に同じ非イオン高分子凝集剤を3
ppm相当加えて、2分間撹拌して凝集テストを行い、
10分後の上澄み水の透視度、濁度を測定した。結果を
表−2に併記する。なお、沈殿物の濾過後の重量は3.
3gであった。
【表−2】 比較例2は従来公知の方法による排水処理の結果であ
り、本発明によれば、処理水の透視度、濁度が格段に向
上するほか、従来法に比べて、薬剤の使用量は有機カチ
オン凝集剤は1/20、PACは1/30、高分子凝集
剤は1/6に低減できる。また、発生する汚泥の量は2
/3に減少するという注目すべき効果のあることが分か
る。
【0007】
【発明の効果】(1)本発明によれば、先願発明に比べ
て、排水処理を行った処理水の透視度、濁度が大幅に改
善される。 (2)従来公知の排水処理方法である、アルミニウム塩
や鉄塩と高分子凝集剤を用いる方法に比べて、薬剤の使
用量が大幅に削減し、処理水の水質が改善されるほか、
廃棄物も減少し、環境汚染防止にも役立つ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D015 BA11 BA19 BB09 BB13 BB14 BB18 CA20 DA04 DA05 DA13 DA16 DA30 DB03 DB14 DB23 DB24 DB30 DC02 DC06 DC08 EA02 EA06 EA32 4D062 BA11 BA19 BB09 BB13 BB14 BB18 CA20 DA04 DA05 DA13 DA16 DA30 DB03 DB14 DB23 DB24 DB30 DC02 DC06 DC08 EA02 EA06 EA32

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 懸濁粒子を凝集分離させる排水の処理方
    法において、懸濁粒子を含む排水に塩化希土ならびにア
    ルミニウム塩もしくは鉄塩および有機カチオン凝集剤を
    添加し、さらに高分子凝集剤を添加することにより、懸
    濁粒子を凝集分離させることを特徴とする懸濁粒子を含
    む排水の処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、塩化希土とし
    て、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,G
    d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y,
    Scの塩化物から一種または二種以上の混合物を用いる
    懸濁粒子を含む排水の処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の記載において、アルミニウム
    塩として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、鉄
    塩として硫酸第二鉄、塩化第二鉄のいずれか一種以上を
    用いる懸濁粒子を含む排水の処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の記載において、有機カチオン
    凝集剤として、ポリアミン系、ジシアンジアミド系、ポ
    リアクリルアミド系、ポリメタクリル酸エステル系、ポ
    リアミンサルホン系、ジアミン系を用いる懸濁粒子を含
    む排水の処理方法。
  5. 【請求項5】 請求項1の記載において、高分子凝集剤
    として、非イオン系凝集剤または弱アニオン凝集剤を用
    いる懸濁粒子を含む排水の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004283723A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Nihon Hels Industry Corp 固形物を含有する懸濁液の処理方法およびそれに用いる処理装置
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JP2013176721A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Japan Organo Co Ltd シリコン含有排水の処理方法

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