説明

リン含有廃水の処理装置及び処理方法

【課題】不純物が少なく且つ高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、リン含有廃水の処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶パネルの製造工程には、硝子基板上に形成するゲート電極等の金属膜をエッチングする工程などの各種エッチング工程があるが、このエッチング液としてリン酸のようにリン含有の酸性薬品を使用する。使用した酸性薬品は、液体のまま回収してリサイクルする場合もあるが、多くは他の薬品と混合させて使用することから、廃水処理装置にて無害化処理することが多い。
【0003】
このリン含有の廃水を無害化する方法として、アルカリ剤による中和処理が有効であり、特に、アルカリ剤(あるいは中和剤)として、消石灰(水酸化カルシウム)が広く使われている。このような方法によって処理水のリン濃度を放流基準以下にする技術として、例えば、pH調整剤とともに、金属成分を鉄とする金属塩などの無機系凝集剤を加えてリン成分を凝集化する技術がある。しかしながら、このような処理では、無機系凝集剤に含まれる金属イオンが汚泥中の不純物として存在することになり、そのままの状態では廃棄物として処分する際に問題となることがあり、当然のことながら、汚泥を肥料として転用することはできない。
【0004】
また、リンのみならずフッ素を含有した廃水を処理する技術として、フッ素とリンを含む廃水にカルシウム化合物を供給して沈殿物を形成し、処理水を固液分離することによって分離された分離水にアルミニウム化合物を添加して沈殿物を形成する技術がある。しかしながら、リンのみならずフッ素も処理するために、大量のカルシウム化合物を供給する必要があり、加えて、大量の汚泥が生じてしまう。また、フッ素やアルミニウムが汚泥中の不純物として存在することになり、そのままの状態では廃棄物として処分する際に問題となることがあり、当然のことながら、汚泥を肥料として転用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−333467号公報
【特許文献2】特開2008−194585号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本実施形態の目的は、不純物が少なく、且つ、高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本実施形態によれば、
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置が提供される。
【0008】
また、本実施形態によれば、
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入してリン化合物を析出させ、前記中和剤により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入してリン化合物を凝集し、前記高分子凝集剤により凝集処理された廃水を処理水と汚泥とに分離し、分離された汚泥の少なくとも一部を脱水し、回収する、ことを特徴とするリン含有廃水処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、本実施形態におけるリン含有廃水の処理装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0011】
図1は、本実施形態におけるリン含有廃水処理装置1の構成を概略的に示す図である。すなわち、ここに示したリン含有廃水処理装置1は、原水槽11、中和槽12、凝集槽13、沈殿槽14、及び、脱水機15を備えている。
【0012】
原水槽11では、フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水が一時的に蓄えられる。このようなリン含有廃水は、例えば、エッチング液などの廃水であり、フッ酸などのフッ素含有廃水とは混合されることなく回収される。つまり、この原水槽11に蓄えられたリン含有廃水には、フッ素は含まれていない。当然のことながら、このリン含有廃水には、重金属も含まれていない。この原水槽11は、リン含有廃水を送液するための流路を介して中和槽12に繋がっている。
【0013】
なお、中和槽12に送液されるリン含有排水のpHを調整するために、pH調整剤を注入しても良い。pH調整剤は、例えば、硫酸である。このようなpH調整剤は、原水槽11から中和槽12に向けて送液されるリン含有廃水に対して、pH調整剤注入装置21によりpHが監視されながら適宜一定量注入される。
【0014】
中和槽12では、原水槽11から送液されたリン含有廃水に中和剤が注入される。中和剤は、アルカリ性であり、例えば、消石灰(水酸化カルシウム)である。このような中和剤は、中和剤注入装置22によりpHなどが監視されながら適宜注入される。この中和槽12は、中和処理された廃水を送液するための流路を介して凝集槽13に繋がっている。
【0015】
凝集槽13では、中和槽12から送液された廃水に高分子凝集剤が注入される。高分子凝集剤は、例えば、アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合物を主成分としたものである。すなわち、本実施形態においては、無機系の凝集剤は一切使用していない。このような高分子凝集剤は、高分子凝集剤注入装置23から注入される。この凝集槽13は、廃水を送液するための流路を介して沈殿槽14に繋がっている。
【0016】
沈殿槽14では、凝集槽13から送液された排水が処理水と汚泥とに分離される。この沈殿槽14において、処理水と汚泥とは、重力作用により分離される。この沈殿槽14において沈殿した汚泥の少なくとも一部は、脱水機15に供給される。脱水機15は、沈殿槽14から供給された汚泥を脱水する。また、沈殿槽14は、沈殿した汚泥の一部を返送するための流路を介して中和槽12に繋がっている。一方で、沈殿槽14において汚泥から分離された処理水(つまり、上澄み水)は、必要に応じて後段に供給される。
【0017】
図1に示した例では、リン含有廃水処理装置1は、さらに、原水槽31、pH調整槽32、及び、生物学的処理槽33を備えている。
【0018】
原水槽31では、有機系廃水が一時的に蓄えられる。このような有機系廃水は、例えば、現像液や剥離液のリンス水などである。この原水槽31は、原水槽11とは別個に設けられている。この原水槽31は、有機系廃水を送液するための流路を介してpH調整槽32に繋がっている。
【0019】
pH調整槽32では、原水槽31から送液された有機系排水と、沈殿槽14で分離された処理水とが混合され、pH調整剤が注入される。pH調整剤は、例えば、硫酸や水酸化ナトリウムである。このようなpH調整剤は、pH調整剤注入装置41によりpHが監視されながら適宜注入される。このpH調整槽32は、pH調整された処理水を送液するための流路を介して生物学的処理槽33に繋がっている。
【0020】
生物学的処理槽33では、pH調整槽32から送液された処理水が生物化学的に処理される。より具体的には、この生物学的処理槽33では、バクテリアなどの微生物により、有機物が分解され、また、処理水に含まれるリンが消費される。これにより、この生物学的処理槽33を経た処理水は、そのリン濃度が放流基準以下まで低下し、放流可能となる。
【0021】
次に、上述したリン含有廃水処理装置1におけるリン含有廃水の処理方法について簡単に説明する。
【0022】
リン含有廃水は、原水槽11に一旦蓄えられ、流量を調整しながら中和槽12へ送られる。中和槽12では、リン含有廃水のpHを調整しながら、中和剤注入装置22から中和剤として消石灰がリン含有廃水に注入される。
【0023】
なお、ここでは、リン含有廃水が原水槽11から中和槽12へ送液される際に、pH調整剤注入装置21からpH調整剤として硫酸を一定量注入してpHを下げている。これにより、中和槽12での消石灰の注入量を増やし、リンと消石灰との反応を促進させることができる。つまり、この中和槽12における中和処理により、リン化合物の析出を促進することができるとともに、廃水中のリン濃度を下げることができる。析出したリン化合物のほとんどは、中和槽12において廃水中に分散している。
【0024】
中和槽12においては、廃水のpHが7程度になるように調整するのが理想的であるが、廃水中のリンの濃度によっては、廃水のpHが8程度になる場合もある。中和槽12において、中和処理された廃水は、凝集槽13に送液される。凝集槽13では、高分子凝集剤注入装置23から高分子凝集剤が廃水に注入される。これにより、廃水中に分散していたリン化合物が凝集する。
【0025】
凝集槽13において、凝集処理された廃水は、沈殿槽14に送液される。沈殿槽14では、廃水が重力作用により沈降分離される。これにより、上澄み水である処理水と、凝集したリン化合物を含む沈殿物である汚泥とに分離される。廃水に含まれていたリンは、リン化合物として汚泥に含まれるため、処理水のリン濃度は大幅に減少する一方で、汚泥には高濃度のリンが含まれる。
【0026】
沈殿槽14において沈殿した汚泥の一部は、中和槽12へ返送され再利用される。これにより、汚泥に含まれる未反応の消石灰が再度中和槽12において廃水の中和処理に利用可能となり、消石灰の使用量を低減することが可能となる。
【0027】
沈殿槽14において沈殿した汚泥の他の一部は、汚泥濃度を調整するため、脱水機15へ送られる。脱水機15では、供給された汚泥の脱水処理がなされる。このようにして脱水処理された汚泥には、リンが多く含まれ、かつ、無機凝集剤の金属物が含まれないことから、農業用の肥料などへの転用が可能である。
【0028】
沈殿槽14において、汚泥から分離された処理水は、そのpHが概ね7程度であるが、依然としてリン濃度が十分に下がらない(例えば、リン濃度が放流基準以下にならない)場合がある。このような処理水は、原水槽31から送液された有機系廃水とpH調整槽32で混合され、必要に応じてpH調整剤注入装置41からpH調整剤が注入されることにより、中和される(pHはほぼ7となる)。
【0029】
そして、pH調整槽32から送液された処理水は、生物学的処理槽33において、生物化学的に処理される。これにより、処理水に含まれるリンを消費させる、つまり、リン濃度を低下させることが可能となる。この生物化学的処理では、処理水のリン濃度が放流基準以下になるように処理される。
【0030】
本実施形態のリン含有廃水処理装置1においては、リン廃水を無害化する処理において、無機系の凝集剤を使用しないため、汚泥中に含まれる金属性の不純物を低減するとともに、高濃度のリン含有汚泥を回収することができる。このため、リン含有汚泥を肥料として有効に活用することが可能になる。また、pH調整剤や中和剤といった薬品の使用量を低減し、これに伴う汚泥の発生量を低減することができる。結果として、運転コストの増大を抑制することができ、安定した稼動が可能となった。
【0031】
また、フッ素含有廃水とともにリン含有廃水を処理する設備と比較して、小規模化が可能となる。
【0032】
本実施形態のリン含有廃水処理装置1によれば、一例として、リン濃度が100mg/lのリン含有廃水を処理することにより、リン濃度が1mg/l以下の処理水を安定的に得ることが出来た。また、25〜30%程度のリン酸を含有した汚泥を回収することが出来た。
【0033】
以上説明したように、本実施形態によれば、不純物が少なく、且つ、高濃度のリン含有汚泥を回収することが可能なリン含有廃水の処理装置及び処理方法を提供することができる。
【0034】
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【0035】
1…リン含有廃水処理装置
11…原水槽
12…中和槽
13…凝集槽
14…沈殿槽
15…脱水機
21…pH調整剤注入装置
22…中和剤注入装置
23…高分子凝集剤注入装置
31…原水槽
32…pH調整槽
33…生物学的処理槽
41…pH調整剤注入装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入する中和槽と、
前記中和槽により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入する凝集槽と、
前記凝集槽の廃水を処理水と汚泥とに分離する沈殿槽と、
前記沈殿槽で沈殿した汚泥の少なくとも一部を脱水する脱水機と、
を具備したことを特徴とするリン含有廃水処理装置。
【請求項2】
さらに、前記沈殿槽で分離された処理水を生物学的に処理する生物学的処理槽を具備したことを特徴とする請求項1に記載のリン含有廃水処理装置。
【請求項3】
さらに、前記中和槽に送液されるリン含有排水を一時的に蓄える原水槽と、
前記原水槽から前記中和槽に向けて送液されるリン含有廃水にpH調整剤を注入するpH調整剤注入装置と、
を具備したことを特徴とする請求項1または2に記載のリン含有廃水処理装置。
【請求項4】
フッ素含有廃水とは別系統で回収されたリン含有廃水に中和剤を注入してリン化合物を析出させ、
前記中和剤により中和処理された廃水に高分子凝集剤を注入してリン化合物を凝集し、
前記高分子凝集剤により凝集処理された廃水を処理水と汚泥とに分離し、
分離された汚泥の少なくとも一部を脱水し、回収する、
ことを特徴とするリン含有廃水処理方法。
【請求項5】
汚泥から分離された処理水を生物学的に処理することを特徴とする請求項4に記載のリン含有廃水処理方法。

【図1】
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【公開番号】特開2012−5941(P2012−5941A)
【公開日】平成24年1月12日(2012.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−143181(P2010−143181)
【出願日】平成22年6月23日(2010.6.23)
【出願人】(302020207)東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Fターム(参考)】