JPH10216776A - 有機性排水の生物処理方法 - Google Patents

有機性排水の生物処理方法

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JPH10216776A
JPH10216776A JP9029039A JP2903997A JPH10216776A JP H10216776 A JPH10216776 A JP H10216776A JP 9029039 A JP9029039 A JP 9029039A JP 2903997 A JP2903997 A JP 2903997A JP H10216776 A JPH10216776 A JP H10216776A
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JP
Japan
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aeration tank
ipa
tmah
biological treatment
tank
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Pending
Application number
JP9029039A
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English (en)
Inventor
Mikio Kitagawa
幹夫 北川
Yoshimi Taguchi
佳美 田口
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド
(TMAH)とイソプロピルアルコール(IPA)とを
含む有機性排水を効率的に生物処理する。 【解決手段】 直列に配置した複数の生物処理槽に順次
通水して生物処理し、前段側の生物処理槽で主にIPA
の処理を行い、後段側の生物処理槽で主にTMAHの処
理を行う。 【効果】 予めIPAを分解除去しておくことにより、
TMAHの分解も可能となる。高負荷で高度な処理が行
え、処理設備のコンパクト化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機性排水の生物処
理方法に係り、特に、テトラメチルアンモニウムヒドロ
オキサイド(TMAH)とイソプロピルアルコール(I
PA)とが混合状態で含まれる有機性排水を生物処理す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造工程や液晶製造工程では、T
MAHとIPAが多く使用されており、TMAHとIP
Aが含まれた有機性排水が排出されている。TMAHや
IPAは生物分解が可能であるため、一般に、これらの
有機性排水は活性汚泥処理で代表される好気性生物処理
で処理されている。
【0003】しかし、TMAHとIPAとが混在した有
機性排水を好気性生物処理すると、多くの場合、IPA
のみが分解され、TMAHの分解が十分に行われない。
IPAとともにTMAHも十分に分解させるためには、
非常に低い負荷量で処理させるか、或いは、IPA含有
排水とTMAH含有排水を完全に分離し、IPA含有排
水は通常の負荷量で、TMAH含有排水はIPA含有排
水の負荷量に対し1/3から1/5の低い負荷量で処理
させる必要がある。
【0004】また、これらの有機性排水は無機塩類の含
有量が非常に少ないため、処理方式に活性汚泥処理を採
用した場合、沈澱槽で円滑に固液分離し得る沈降性が良
好な活性汚泥のフロックが形成されにくい。従って、活
性汚泥は分散状のバルキングを呈し、沈澱槽からは絶え
ず微細な活性汚泥が流出するようになるため、高度な処
理水を得ることができない。
【0005】このため、曝気槽内や沈澱槽内に凝集剤や
粉末活性炭を投入し、汚泥の流出を防止しているのが現
状であるが、このように凝集剤等を投入することは、処
理費の高騰のみならず、処理水の有効利用の面でも好ま
しいことではない。
【0006】即ち、半導体や液晶製造などのハイテク産
業分野では、排水の再利用が進められているが、汚泥の
流出防止のために、硫酸バンドや塩化第二鉄などの無機
凝集剤を用いると、回収水の塩濃度や電気伝導度が高い
ものとなるため、回収再利用に不適当である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、半導体製
造工程や液晶製造工程から排出されるTMAHとIPA
が含まれる有機性排水の生物処理においては、次のよう
な問題がある。
【0008】 TMAHとIPAが共存した状態では
TMAHの分解が十分に行われない。 曝気槽を高負荷で運転することが困難である。 汚泥がバルキングしやすいため、沈澱槽に汚泥の流
出防止対策を講じる必要 がある。 〜より処理設備のコンパクト化が困難で、維持
管理費が多大となる。 高度な処理水を得にくい。 排水の回収再利用を行いにくい。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決し、TM
AHとIPAが含まれる有機性排水を工業的に有利に生
物処理する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の有機性排水の生
物処理方法は、TMAHとIPAが混合状態で含まれる
有機性排水の生物処理方法であって、生物処理槽を直列
に複数配置するとともに、前段側の生物処理槽で主にI
PAの処理を行い、後段側の生物処理槽で主にTMAH
の処理を行うことを特徴とする。
【0011】本発明者らは、TMAH及びIPAの生物
分解特性について検討した結果、TMAHとIPAは次
のような生物分解特性を示し、両者は互いに大きく相違
することを知見した。
【0012】(1) 炭素源としてIPAのみを基質とし
た場合、全くIPAに馴養されていない活性汚泥を用い
ても、汚泥当たりのTOC負荷量1Kg/Kg−SS・
dayの高負荷でも、1週間以内でTOC除去率95%
以上の分解が可能であった。
【0013】(2) 炭素源としてIPAのみを基質と
し、TOC除去率95%以上に分解している活性汚泥を
用い、炭素源としてTMAHのみの基質の分解を行わせ
た結果、TOC除去率95%を得るには、汚泥当たりの
TOC負荷量0.1Kg/Kg−SS・dayで1カ月
間の馴養期間が必要である。
【0014】(3) TMAHとIPAを共存させた基質
を用い、汚泥当たりのTOC負荷量0.1Kg/Kg−
SS・dayで活性汚泥処理を行った結果、IPAに起
因するTOCの除去は速やかに行われるが、TMAHが
残留していた。
【0015】上記知見に基き、更に検討を重ねた結果、
TMAHとIPAがともに含まれている有機性排水を生
物処理する場合、IPAの分解は速やかに行われるのに
対し、TMAHの分解は不十分となるが、予めIPAを
分解除去しておけば、TMAHの分解も可能であること
を見出し、本発明を完成させた。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1は本発明の有機性排水の生物処理方法
の実施に好適な生物処理装置を示す系統図である。
【0018】この装置は曝気槽を3段に直列配置したも
のであって、TMAHとIPAを含む有機性排水を第1
曝気槽1、第2曝気槽2及び第3曝気槽3に順次通水
し、第1曝気槽1で主にIPAを分解除去し、第3曝気
槽3で主にTMAHを分解除去する。最終段の第3曝気
槽3には、膜モジュール4が浸漬させており、この膜モ
ジュール4の透過液を取り出すことで、高度な処理水を
得る。この第3曝気槽3からは、槽内の汚泥混合液を第
1曝気槽1に返送する。この槽内液返送量は、有機性排
水の処理水量(流入水量)に対して3〜5倍程度とする
のが好ましい。
【0019】このように曝気槽を多段に設けてTMAH
及びIPAを処理するに当り、前段側の曝気槽で主にI
PAを分解除去し、後段側の曝気槽で主にTMAHを分
解除去するようにするためには、前段側の曝気槽、例え
ば第1曝気槽1において、排水中のIPAに起因するT
OC負荷量が曝気槽の汚泥当たり好ましくは1Kg/K
g−SS・day以下、より好ましくは0.2〜0.5
Kg/Kg−SS・dayとなるように、当該曝気槽の
容量や保持汚泥濃度を設定する。また、後段側の曝気
槽、例えば、第2曝気槽2及び第3曝気槽3において
は、排水中のTMAHに起因するTOC負荷量が曝気槽
の汚泥当たり好ましくは0.1Kg/Kg−SS・da
y以下、より好ましくは0.05Kg/Kg−SS・d
ay以下となるように、当該曝気槽の容量や保持汚泥濃
度を設定する。なお、各曝気槽は、DO(溶存酸素)濃
度3mg/L以上となるように曝気を行う。また、最終
段の曝気槽では、必要に応じてpH調整剤を添加して、
pH6.5〜7.5に調整することにより、凝集処理を
行う。
【0020】最終段の曝気槽(図1では第3曝気槽3)
に浸漬設置する膜モジュール4としては、MF(精密濾
過)膜モジュールやUF(限外濾過)膜モジュールが挙
げられるが、特に、分画特性が0.1μm付近のMF膜
を中空糸状にした中空糸膜モジュールが好ましい。
【0021】このように、最終段の曝気槽3に中空糸膜
モジュール4を浸漬設置して曝気槽3内から直接処理水
を得るようにすることにより、沈澱槽が不要となる。ま
た、曝気槽内の汚泥がバルキング状態であったり、分散
化していたりしても良好な処理水を得ることができ、汚
泥の性状管理が不要となる。しかも、充填材の設置や凝
集剤の添加を行うことなく、曝気槽内に20000〜3
0000mg/Lの高濃度な活性汚泥を保有することが
可能となるため、曝気槽の汚泥当たりのTOC負荷量を
0.1Kg/Kg−SS・day以下に設定しても、曝
気槽容量当たりのTOC負荷量は2〜3Kg/m3 ・d
ayとなり、従来の活性汚泥処理方式の10倍以上の高
負荷運転も可能となる。
【0022】この膜モジュール4からの処理水の排出手
段は、真空ポンプや減圧ポンプを用いて中空糸膜モジュ
ール4内部を減圧にして透過液を吸引する方法と、膜モ
ジュール4を浸漬した曝気槽3全体を加圧状態とし、そ
の槽内の圧力を利用して透過液を流出させる方法がある
が、構造面や運転操作面からは減圧にして透過液を吸引
する方法が適当である。この際、連続的に透過液を吸引
するより、10分〜30分間の所定時間吸引した後、数
分間の所定時間吸引を休止する、間欠吸引方式を採用す
る方が、膜表面の汚染物質の付着を防止することがで
き、有利である。
【0023】このような装置において、運転を長期間に
わたり継続し、膜モジュール4の透過液量が低下した時
には、膜面の洗浄を行い、膜表面の汚泥を剥離・除去す
る。この洗浄方式には、膜モジュール4を曝気槽3から
取り出し、水道水や工水で膜面の汚泥を洗い出した後、
過酸化水素や次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を含んだ洗浄
液中に浸漬する方法や、曝気槽3内に膜モジュール4を
設置した状態で、これらの酸化剤を含んだ洗浄液を膜の
透過液側(二次側)から圧入させる方法があり、いずれ
の方法も採用可能である。このような膜面の洗浄頻度は
運転条件、特に運転水温、負荷量、汚泥濃度、膜の設定
透過液量等によっても異なるが、水温25℃付近、負荷
量2〜3Kg−TOC/m3 ・day、汚泥濃度200
00〜30000mg/L、膜の設定透過液量0.3〜
0.5m3 /m2 ・day(但し、三菱レイヨン(株)
製ステラポアーを用いた場合)で運転した場合、洗浄頻
度は一般に3〜5ケ月間に1回である。
【0024】図1に示す装置は、本発明の有機性排水の
生物処理方法の実施に好適な装置の一例であって、本発
明は何ら図示の方法に限定されるものではない。
【0025】例えば、曝気槽は2段以上の複数段設けれ
ば良く、2段或いは、4段以上の多段配置であっても良
い。
【0026】本発明はTMAHとIPAとが混在する有
機性排水、特に、TMAHが100mg/L以上、IP
Aが100mg/L以上含まれる半導体製造工程や液晶
製造工程からの排水の処理に有効である。
【0027】
【実施例】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。
【0028】実施例1〜3,比較例1 図1に示す構成の小型連続試験装置を用いてTMAHが
1500mg/L、IPAが2300mg/L含まれて
いるTOC濃度2180mg/Lの半導体製造工程の有
機性排水の処理試験を行った。この試験装置の第1曝気
槽と第2曝気槽の容量は各々10L、第3曝気槽の容量
は100Lである(全容量は120L)。第3曝気槽内
には、中空糸状MF膜モジュールとして、有効表面積4
2 の三菱レイヨン(株)製ステラポアーL(分画特性
0.1μm、膜素材はポリエチレン)を1組設置した。
【0029】処理水は膜モジュールの透過液流出側から
減圧ポンプを用いて、減圧下(圧力−0.05〜−0.
3Kg/cm2 )で排出した。また、第3曝気槽から第
1曝気槽に通水排水量の3倍量の槽内液を返送した。
【0030】各曝気槽では槽底部から曝気を行い、曝気
槽内のDO濃度を3mg/L以上に保持できる空気量を
散気した。また、第3曝気槽内にはpH計と連動したp
H調整剤注入設備を設置し、曝気槽内混合液のpHを
6.5〜7.5の範囲内に調整した。第1曝気槽及び第
2曝気槽内液のpHは調整しなかった。各曝気槽内液の
液温は20〜25℃であった。
【0031】有機性排水の通水量を、表1に示す如く5
0L/day〜120L/dayまで変化させ、曝気槽
の汚泥濃度を各槽とも20000〜25000mg/L
に調整し(従って、曝気槽容量当たりのTOC負荷量は
0.91〜2.18Kg/m3 ・dayであり、汚泥当
たりのTOC負荷量は0.046〜0.087Kg/K
g−SS・dayである。)、連続試験を3ケ月間継続
し、運転結果を表1に示した。
【0032】また、比較例として、上記連続試験が終了
した後、第1曝気槽、第2曝気槽を除き、第3曝気槽の
みを1ケ月間運転した。このときの通水量は100L/
day、曝気槽の汚泥濃度は25000mg/L(曝気
槽容量当たりのTOC負荷量は2.18Kg/m3 ・d
ay、汚泥当たりのTOC負荷量は0.087Kg/K
g−SS・day)とした。このときの運転結果を表1
に示した。
【0033】
【表1】
【0034】表1より明らかなように、曝気槽を複数段
に設けて処理した実施例1〜3において、最終処理水
(第3槽流出液)のTMAHは1mg/L以下、TOC
18〜31mg/Lの安定した高度な値が得られた。な
お、各曝気槽のTOC負荷量は、第1曝気槽で0.55
〜1.05kg/kg−ss・day、第2曝気槽で
0.25〜0.38kg/kg−ss・day、第3曝
気槽で0.06〜0.1kg/kg−ss・dayであ
った。また、各実施例における各曝気槽の流出水のTM
AH及びIPAの濃度は、表2に示す通りである。TO
C負荷量の高い第1曝気槽で主にIPAが分解され、負
荷量が0.1kg/kg−ss・day以下である第3
曝気槽でTMAHが1mg/L以下となっている。
【0035】比較例1においては、表1より明らかな通
り、処理水のTMAHは270〜350mg/L、TO
Cが150〜190mg/Lであり、実施例1〜3と比
べ明瞭な差を生じていた。
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の有機性排水
の生物処理方法によれば、 IPAのみならずTMAHの分解を十分に行って、
高度な処理水を安定して得ることができる。 高負荷処理が可能で、処理設備のコンパクト化が図
れる。 浸漬型膜を採用することにより、活性汚泥のバルキ
ングの問題を解消でき、維持管理が容易となる。また、
再利用可能な処理水を得ることができるようになる。 等の優れた効果を得ることができ、TMAHとIPAと
を含む有機性排水を工業的に有利に生物処理することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機性排水の生物処理方法の実施に好
適な生物処理装置を示す系統図である。
【符号の説明】
1 第1曝気槽 2 第2曝気槽 3 第3曝気槽 4 膜モジュール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テトラメチルアンモニウムヒドロオキサ
    イドとイソプロピルアルコールとが混合状態で含まれる
    有機性排水の生物処理方法であって、 生物処理槽を直列に複数配置するとともに、前段側の生
    物処理槽で主にイソプロピルアルコールの処理を行い、
    後段側の生物処理槽で主にテトラメチルアンモニウムヒ
    ドロオキサイドの処理を行うことを特徴とする有機性排
    水の生物処理方法。
JP9029039A 1997-02-13 1997-02-13 有機性排水の生物処理方法 Pending JPH10216776A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007054726A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Japan Organo Co Ltd 排水の処理方法および装置
JP2012183539A (ja) * 2012-06-01 2012-09-27 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 排水処理方法
JP2019098230A (ja) * 2017-11-30 2019-06-24 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 サイフォン式散気管、膜分離活性汚泥装置、及び水処理方法
CN113830888A (zh) * 2021-10-21 2021-12-24 李龙才 一种污水处理***及方法

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