JP5106182B2 - 水処理方法および水処理装置 - Google Patents
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Description
図1の水処理装置1において、現像廃液含有原水(以下、単に「原水」と呼ぶ場合がある)は、原水槽10に流入した後、原水配管28を通して無機凝集反応槽12に送液される。無機凝集反応槽12において、無機凝集剤が添加され、レジスト由来の樹脂などの無機凝集反応が行われる(無機凝集反応工程)。無機凝集反応槽12では、図示しないpH調整手段であるポンプなどによりpH調整剤が添加され、凝集分離処理におけるpHが調整されることが好ましい。このあと、無機凝集処理された無機凝集水は、無機凝集水配管30を通して高分子凝集反応槽14に送液される。高分子凝集反応槽14において、高分子凝集剤が添加され、高分子凝集反応が行われる(高分子凝集反応工程)。高分子凝集処理された高分子凝集水は、高分子凝集水配管32を通して凝集固液分離装置16に送液され、凝集固液分離装置16において、凝集固液分離処理が行われて、凝集処理水が得られる(凝集固液分離処理工程)。凝集固液分離処理工程においては、加圧浮上処理手段である加圧浮上装置により固液分離が行われることが好ましい。
凝集処理水は、ポンプ36により凝集処理水配管38を通して、生物反応槽20に送液される。生物反応槽20には、好気性の活性汚泥が存在する。一方、生物反応槽20の底部から、コンプレッサ56からの空気が曝気配管58を通して送気されている。生物反応槽20において、活性汚泥により原水中の有機物の分解処理が行われる(浸漬膜活性汚泥処理工程)。浸漬膜ユニット22の浸漬膜は吸引ポンプ40により吸引され、固液分離が行われる(固液分離工程)。固液分離された生物処理水は、生物処理水配管42を通して、生物処理水槽24に送液される。必要に応じて、所定の間隔で、生物処理水槽24の生物処理水の少なくとも一部は逆洗水として、逆洗ポンプ52により逆洗配管54、生物処理水配管42を通して浸漬膜ユニット22の浸漬膜に送液され、浸漬膜が逆洗されてもよい。
生物処理水を回収、再利用する場合には、さらにポンプ46によりフィルタ44を経由して生物処理水配管48を通してRO膜分離装置26に送液され、RO膜分離装置26において、RO膜によりRO膜処理が行われる(逆浸透膜処理工程)。RO膜処理された処理水は処理水配管50を通して系外に排出される。
本実施形態において、適用可能な現像廃液含有原水のTOC濃度は、水回収向けでは例えば、2000mgC/L以下、BOD濃度は、例えば、500mg/L以下である。また、水回収向け以外では例えば、TOC濃度は1500mgC/L以下、BOD濃度は3000mg/L以下である。
無機凝集処理においては、通常の凝集処理に使用されるポリ塩化アルミニウム(PAC)などの無機凝集剤を用いて、50〜500mg/L程度の濃度で実施することができる。
浸漬膜活性汚泥処理における生物反応槽20の処理条件としては、汚泥濃度が10,000mg/L以下、好ましくは、3,000〜8,000mg/Lの範囲、汚泥粘度が60mPa・s以下、好ましくは、50mPa・s以下、生物反応槽20の負荷が1.5kgBOD/m3/day以下、好ましくは0.4〜1.0kgBOD/m3/dayの範囲で運転することが好ましい。
浸漬膜は生物反応槽20内に浸漬し、浸漬膜の吸引ろ過によって生物処理水を得ることができるが、生物反応槽20の後段に別途、膜分離槽を設けて、そこに浸漬膜を浸漬することもできる。本実施形態では、定期的に逆洗可能な形態、代表的には中空糸膜、管状膜などを用いることが好ましいが、平膜などを用いることもできる。平膜では端部破損のおそれがあるため逆洗が困難である。浸漬膜としては、精密ろ過膜あるいは限外ろ過膜を用いることができる。浸漬膜の材質は、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などが適用でき、膜の詰まりにくさなどの点からPVDFが好ましい。膜の孔径は0.4μm以下、特に0.1μm以下が好ましい。膜の透過流速は、0.1〜0.8m/hr程度で運転することができ、より好ましくは0.2〜0.6m/hrの範囲で運転することができる。
RO膜としては、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などが使用でき、界面活性剤や微量有機物による汚染を受けにくいとされている膜表面の荷電を中性とした膜(例えば、日東電工製LF−10)や、従来の低圧RO膜に比べて低い操作圧力で運転できる超低圧型の膜(例えば、日東電工製ES−10)などの適用が好ましい。これらのRO膜のモジュール形状は、スパイラル型、中空糸型、管状型など、いずれの形状でも使用できる。
現像廃液含有原水向けの浸漬膜適用評価を現場の実排水、模擬排水を用いて実験した。テストには、PVDF製中空糸型浸漬膜を用いて、浸漬膜の吸引圧力、処理水質、後段RO膜の目詰まりについての評価を実施した。用いた実験装置を図2に示す。
原水:電子産業工場の模擬排水、および実排水 TOC濃度80mgC/L(原水BOD濃度:200mg/L)
実施例1:実排水を以下の条件で凝集処理後、SSを加圧浮上により分離した水を使用
(凝集条件)原水にPAC100mg/L添加後、pHを6.0±0.2に調整し、アニオンポリマ(オルガノ(株)製、OA−23)1mg/L添加して凝集
比較例1:実排水と同じ基質、組成の模擬排水(レジスト由来のSSは含まず)
比較例2:実排水(原水のSS30mg/L)
通水流量:17L/day
生物反応槽(MBR槽)、浸漬膜ユニット、RO膜は、以下のような実験装置を用いて実施した。
[生物反応槽]
生物反応槽容量:1L
膜分離槽容量:2.5L
pH:6前後で制御
水温:20〜22℃
滞留時間:4.9時間
汚泥濃度(MLSS):7,000〜8,000mg/L
BOD−SS負荷:0.10〜0.12kgBOD/kgSS/day
DO:1〜2mgO/L
送気風量:0.5L/min
[浸漬膜ユニット]
PVDF製中空糸型浸漬膜(旭化成製、孔径0.1μm)
浸漬膜のフラックス:0.6m/day
[RO膜]
膜:日東電工製 LF−10 水回収率70%
図3に各条件で実施した際の浸漬膜の吸引圧力を示す。比較例1と比較例2との結果から、溶存している基質は同等であるにも関わらず、膜の吸引圧力の上昇が顕著に異なることを見出した。実排水を用いた比較例2では、通常実用化されているフラックス0.6m/dayで3日で薬品洗浄を必要とする差圧30kPaに達してしまい、実用化困難であることが判明した。これに対し、実排水中に含有されるSSを凝集処理した水を用いた実施例1では吸引圧力の上昇が抑制され、安定することを確認した。
Claims (8)
- レジスト樹脂を含有する現像廃液含有原水を、浸漬膜を用いて活性汚泥処理を行う浸漬膜活性汚泥処理工程を含む水処理方法であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理工程の前に、前記現像廃液含有原水のpHを5.5〜7の範囲に調整し、無機凝集剤を添加した後に、高分子凝集剤を添加する凝集分離処理工程を含むことを特徴とする水処理方法。 - 請求項1に記載の水処理方法であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理工程における負荷を0.4〜1.5kgBOD/m3/dayの範囲とすることを特徴とする水処理方法。 - 請求項1または2に記載の水処理方法であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理工程における汚泥濃度を3,000〜10,000mg/Lの範囲とすることを特徴とする水処理方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の水処理方法であって、
逆浸透膜を用いて、前記活性汚泥処理を行った生物処理水の分離処理を行う逆浸透膜処理工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。 - レジスト樹脂を含有する現像廃液含有原水を、浸漬膜を用いて活性汚泥処理を行う浸漬膜活性汚泥処理手段を備える水処理装置であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理手段の前段に、前記現像廃液含有原水のpHを5.5〜7の範囲に調整し、無機凝集剤を添加した後に、高分子凝集剤を添加する凝集分離処理手段を備えることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5に記載の水処理装置であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理手段における負荷を0.4〜1.5kgBOD/m3/dayの範囲とすることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5または6に記載の水処理装置であって、
前記浸漬膜活性汚泥処理手段における汚泥濃度を3,000〜10,000mg/Lの範囲とすることを特徴とする水処理装置。 - 請求項5〜7のいずれか1項に記載の水処理装置であって、
逆浸透膜を用いて、前記活性汚泥処理を行った生物処理水の分離処理を行う逆浸透膜処理手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
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