排水処理方法
【課題】 水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できる、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有排水の嫌気処理による排水処理方法を提供することを課題としている。
【解決手段】 水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理する排水処理方法を提供する。
【解決手段】 水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理する排水処理方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと記載する場合もある）などの水酸化テトラアルキルアンモニウムが、半導体や液晶パネル製造のフォトリソグラフィー用のポジレジスト用現像液などとして用いられており、半導体や液晶の生産量の増加に伴って、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の発生量が増加している。
【０００３】
従来、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の処理方法としては、水酸化テトラアルキルアンモニウムを加熱により熱分解させる処理方法、水酸化テトラアルキルアンモニウムを逆浸透膜によって除去する処理方法、イオン交換樹脂を用いて除去する処理方法などが知られている。しかし、水酸化テトラアルキルアンモニウムを熱分解する処理方法では、加熱のために燃料等が必要であり、逆浸透膜やイオン交換樹脂を用いる方法では、除去した水酸化テトラアルキルアンモニウムの処分が必要である。従って、この種の処理方法は、処理コストが比較的高いという問題がある。
【０００４】
また、ＴＭＡＨなどの水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の処理方法としては、好気性微生物を利用した好気処理による排水処理方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、好気処理による排水処理方法は、微生物の増殖に伴って発生する廃棄物の量が比較的多く、酸素供給のための動力が必要であり、比較的排水処理コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
一方、ＴＭＡＨなどの水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を比較的低コストで処理できる排水処理方法として、嫌気性微生物を利用した嫌気処理（メタン発酵等）による排水処理方法が知られている。斯かる排水処理方法は、熱分解などによる処理方法と異なり熱分解のための燃料等を必要とせず、逆浸透膜やイオン交換樹脂を用いる処理方法と異なり回収除去された水酸化テトラアルキルアンモニウムのさらなる処分が不要となり得る。しかしながら、水酸化テトラアルキルアンモニウムなどの有機性物質の大部分を分解させるべく実施する嫌気処理において、水酸化テトラアルキルアンモニウムなどの有機性物質の分解活性が経時的に低下しやすく、その分解活性を高く保ちにくいという問題がある。
【０００６】
そこで、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できる、嫌気処理による排水処理方法が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点、要望点等に鑑み、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できる、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有排水の嫌気処理による排水処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明に係る排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理することを特徴とする。
【００１０】
上記構成からなる排水処理方法によれば、前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理するため、前記１価アルコールによって、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を高めることができる。前記１価アルコールにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムが分解されやすくなる原理としては、完全に解明されているわけではないが、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を、前記１価アルコールが高めるものと考えられる。即ち、前記１価アルコールを代謝するために嫌気性微生物の代謝活動が活発になり、これに伴って水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する代謝活動も活発になるものと考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る排水処理方法は、嫌気性微生物の水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を高め得る。従って、本発明の排水処理方法は、嫌気処理における水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の排水処理方法で用いる排水処理設備を表した模式図。
【図２】試験例１の排水処理におけるＳ−ＴＯＣ除去率を示すグラフ。
【図３】試験例１の排水処理における、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフ。
【図４】試験例２の排水処理におけるＳ−ＴＯＣ除去率を示すグラフ。
【図５】試験例２の排水処理における、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理する排水処理方法である。
【００１４】
以下、本発明に係る排水処理方法の一実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態の排水処理方法は、以下に述べる各工程を実施する。
即ち、本実施形態の排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と１価アルコールとを混合する混合工程と、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で嫌気性微生物を利用して嫌気処理する嫌気処理工程と、嫌気処理された前記排水を処理水と汚泥とに分離する分離工程とを実施する。
【００１６】
本実施形態の排水処理方法をより具体的に、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態の排水処理方法は、図１に示した排水処理設備を用いて実施できる。
即ち、前記混合工程では、例えば、前記排水が貯留されている原水槽１、及び、該原水槽１から供給された前記排水と前記１価アルコールとが混合される集合槽２を用いる。詳しくは、例えば原水槽１に貯留されている、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を前記集合槽２に供給し、該集合槽２に供給された前記排水に前記１価アルコールを添加する。このようにして、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と前記１価アルコールとを混合する。
【００１８】
前記嫌気処理工程では、嫌気性微生物を含んだグラニュール汚泥（粒状汚泥）が充填されているリアクター３に前記集合槽２から前記１価アルコールが添加された前記排水を供給し、前記リアクター３において、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で、前記汚泥に含まれた前記嫌気性微生物の嫌気的な代謝を利用して嫌気処理する。
【００１９】
前記分離工程では、前記嫌気処理工程で処理された処理水と汚泥とを分離する分離槽４と、前記嫌気処理工程で処理された処理水を貯留する処理水槽５とを用いる。詳しくは、前記排水を嫌気処理することに伴い前記リアクター３上部から排出される、汚泥を含む混合液を前記分離槽４において前記排水が処理された処理水と汚泥とに分離し、前記分離槽４で分離された処理水を前記処理水槽５へ供給して前記処理水を貯留し、さらに、前記分離槽４で分離された汚泥を前記集合槽２へ送る。
【００２０】
上記各工程のうち、まず前記嫌気処理工程について、その詳細を説明する。
【００２１】
前記嫌気処理工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で前記リアクター３において前記汚泥に含まれた前記嫌気性微生物を利用して嫌気的に嫌気処理する。即ち、前記嫌気処理工程は、前記１価アルコールと前記水酸化テトラアルキルアンモニウムを含む前記排水とが混合された状態で、嫌気性微生物の代謝活動を利用して嫌気的に実施するものである。
【００２２】
前記嫌気処理工程で処理される前記排水は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含んでいるものであれば特に限定されない。前記水酸化テトラアルキルアンモニウムは、半導体や液晶パネルの製造において、例えば、フォトリソグラフィーのためのポジ型フォトレジスト用現像液として用いられるものであり、半導体や液晶パネルの製造工場の排水に含まれ得る。また、水酸化テトラアルキルアンモニウムを製造している薬品製造工場からの排水にも含まれる。
【００２３】
前記嫌気処理工程で処理される前記排水は、水酸化テトラアルキルアンモニウムの他に様々な成分を含み得る。例えば、前記排水は、剥離溶解したレジスト成分や界面活性剤などを含み得る。
【００２４】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、水酸化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＨ）、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムなどが例示される。なかでも水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）は、上述したポジ型フォトレジスト用現像液として最も一般的に用いられているものであり、半導体や液晶パネルの製造工場の排水に含まれている通常の水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）が挙げられる。
【００２５】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが前記排水中に含まれている濃度としては、１２，０００ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。１２，０００ｍｇ／Ｌ以下であることにより、リアクター内に保持されている嫌気性微生物に対して好適な負荷となり、さらに、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解生成物であるアンモニア濃度を嫌気処理の許容範囲内に抑えることができ嫌気性微生物の生育が阻害されにくいため、水酸化テトラアルキルアンモニウムが効率よく分解され得るという利点がある。また、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが前記排水中に含まれている濃度としては、１００ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、５００ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。１００ｍｇ／Ｌ以上であることにより、嫌気性微生物の代謝に利用される有機性物質として前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが利用されやすくなり得るという利点があり、５００ｍｇ／Ｌ以上であることにより、さらに利用されやすくなり得るという利点がある。また、リアクター内の嫌気性微生物を容易に保持でき前記水酸化テトラアルキルアンモニウムのより高い除去率を維持することができ得るグラニュール汚泥を用いた処理の場合は、該濃度としては１５００ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。
【００２６】
前記１価アルコールは、分子中に１つのヒドロキシ基を有し水に任意の割合で溶解する水溶性の化合物である。該１価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。
前記１価アルコールは、１種を単独で用いることができ、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
前記１価アルコールとしては、前記嫌気処理により前記水酸化テトラアルキルアンモニウムがより分解されやすくなるという点で、イソプロピルアルコールが好ましい。
即ち、前記１価アルコールがイソプロピルアルコールであることにより、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性をより高めることができるという利点がある。
【００２８】
前記嫌気処理工程においては、前記１価アルコールを前記排水に添加するために前記１価アルコールを含む１価アルコール組成物を用いることができる。具体的には、該１価アルコール組成物としては、例えば、１価アルコールを含む廃液、工場から排出された１価アルコールを含む廃水等を用いることができる。１価アルコールを含む廃液としては、例えば液晶パネルなどの工業材料を製造する際に用いられた比較的高濃度の１価アルコールを含む廃液が挙げられ、１価アルコールを含む廃水としては、該工業材料の水洗において１価アルコールが洗浄水とともに工場等から排出された廃水等が挙げられる。斯かる１価アルコールを含む廃液や廃水を１価アルコールの供給源として用いることにより、１価アルコールを購入せずとも水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できると同時に１価アルコールを含む廃液や廃水を浄化することができるという利点がある。
【００２９】
前記１価アルコールの添加量は、特に限定されるものではないが、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５〜２重量部の有機炭素量となる量であることが好ましい。即ち、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して０．５〜２重量部の有機炭素量となる量の前記１価アルコールの存在下で前記排水を嫌気処理することが好ましい。前記１価アルコールの量が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５重量部以上の有機炭素量となる量であることにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解がより促進され、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性がより長時間保たれ得るという利点がある。
また、前記１価アルコールの添加量が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して２重量部以下の有機炭素量となる量であることにより、嫌気性微生物に代謝されてより低分子の化合物へと分解される有機性物質が減少するため、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るという利点がある。即ち、有機性物質の１種である前記１価アルコールを分解するための代謝活動がより低く抑えられ、その分、水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解するための代謝がより高くなり得るという利点がある。また、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るため、嫌気性微生物の代謝活動が限界に達しにくく、有機性物質である水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度が上昇した場合であっても、安定した排水処理が可能となり得るという利点がある。
【００３０】
前記嫌気処理工程は、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度を測定しながら、その濃度の変化に応じて、添加する前記１価アルコールの量を所定量に制御して実施することができる。このようにして実施することにより、添加する１価アルコールを必要最小限にでき、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るという利点がある。
詳しくは、前記嫌気処理工程では、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの量を測定しつつ、該測定により求めた水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５〜２重量部の有機炭素量となる量の１価アルコールの存在下で前記排水を嫌気処理することが好ましい。
【００３１】
また、前記嫌気処理工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解率が比較的高いものとなった後に、１価アルコールを前記排水に加えなくとも水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解率が比較的高く維持され得る。前記排水に１価アルコールを加えないようにすることにより、用いる１価アルコールをより少なくすることができ、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がさらに低く抑えられ得る。
【００３２】
ここで、前記有機炭素量は、有機性物質に含まれている炭素原子の質量を示すものとして用いられる値である。即ち、分子構造の明確な化合物の場合は、該化合物の分子量に占める炭素原子の原子量の割合に、所定量の前記化合物の重量を乗じることにより求められる値である。また、各種１価アルコールそれぞれの含有率が不明な１価アルコール混合物などを用いる場合は、所定量の該混合物を所定量の水に溶解させて、その溶液の全有機炭素量を全有機炭素濃度計で測定し、該測定した値と溶解させた前記混合物量とから算出することにより、１価アルコール混合物の有機炭素量として求められる値である。
【００３３】
前記嫌気処理は、分子状酸素を供給し続ける必要がないため、そのために消費する電力費を抑制できる。従って、分子状酸素を供給し続ける必要のある、好気性微生物の好気的な代謝活動を利用する好気処理に比べて、低コストで実施できる。また、前記好気処理に比べて微生物の増殖速度が遅いものの、比較的高濃度の有機性物質を含む排水の処理に適しており、汚泥発生量も抑制できるため、余剰汚泥処理等も低コストで実施できる処理である。
なお、前記嫌気処理においては、嫌気性微生物の代謝活動により様々な有機性物質がより低分子の化合物へと分解され、また、様々な無機性物質が他の物質へと代謝され得る。前記嫌気処理において生成され得るものとしては、メタン、炭酸ガスなどの他、アンモニア、水素、硫化水素などが挙げられる。具体的には、前記嫌気処理により、処理される有機性物質の一部が分解されて、メタンなどを含むバイオガスが生成し得る。このバイオガスは、前記リアクター３から回収されて例えば燃料として用いられ得る。
【００３４】
前記嫌気処理工程において、前記１価アルコールを含む排水は、前記嫌気処理により処理される。即ち、前記嫌気処理において、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムは、汚泥に含まれた嫌気性微生物によって、より低分子の化合物へと分解され得る。また、前記嫌気処理において、前記１価アルコールは、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する能力を高め、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する活性をより長時間保たせ得る。
【００３５】
前記１価アルコールにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムが分解されやすくなる原理としては、完全に解明されているわけではないが、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を、前記１価アルコールが高めるものと考えられる。即ち、前記１価アルコールを代謝するために嫌気性微生物の代謝活動が活発になり、これに伴って水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する代謝活動も活発になるものと考えられる。
【００３６】
前記嫌気処理工程で用いられる前記汚泥としては、嫌気性微生物を含み、前記嫌気処理を実施させ得るものであれば、特に限定されないが、リアクター内に嫌気性微生物を高濃度に保持できる、また、処理水との固液分離が容易に行える等という点で前記グラニュール汚泥が好ましい。なお、プラスチック等の担体に嫌気性微生物を付着させた担体付着汚泥を用いることもできる。
また、前記汚泥としては、有機性排水を嫌気処理している汚泥を用いることができる。具体的には、化学工場排水、製紙排水、下水汚泥、食品排水、洗毛排水などの有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることができ、より具体的には、イソプロピルアルコールなどの１価アルコールを含む有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることが好ましい。
【００３７】
前記汚泥の反応槽内の濃度は、１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌが好ましく、２０，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌがより好ましい。また、反応槽内の排水の滞留時間としては、２〜４８時間程度が好ましく、４〜４８時間がより好ましい。
【００３８】
前記嫌気処理工程の方式は、特に限定されないが、高負荷運転が可能であり、装置がコンパクト化できるという点で、前記リアクター３でおこなわれる方式のように、グラニュール汚泥を用いた上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式を採用することが好ましい。
【００３９】
なお、前記嫌気処理工程は、リン、鉄等の嫌気性微生物のための栄養塩の存在下で実施することが好ましい。前記栄養塩の存在下で実施することにより、嫌気性微生物が生育しやすい環境となり得るため、嫌気性微生物の代謝活動が活発になり得るという利点がある。
【００４０】
次に、前記混合工程、および、前記分離工程それぞれについて、図面を参照しつつ詳細を説明する。
【００４１】
前記混合工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と前記１価アルコールとを混合する。
【００４２】
即ち、前記混合工程では、例えば、まず、原水槽１に貯留されている水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を集合槽２に供給する。供給する手段としては、一般的なポンプＰが用いられ得る。
【００４３】
なお、前記嫌気処理工程の効率を最適なものとすべく、前記集合槽２にある排水のｐＨをアルカリ水溶液などによりｐＨ調整することができる。アルカリ水溶液などは、タンク（図示せず）から前記集合槽２に供給することができる。前記嫌気処理におけるｐＨは、６〜８であることが好ましい。
【００４４】
次に、前記混合工程では、前記集合槽２に供給された前記排水に前記１価アルコールを添加する。前記１価アルコールは、前記リアクター３内での嫌気処理の効率を最適なものとすべく、所望の量が前記集合槽２に添加され得る。
【００４５】
前記混合工程では、上述したように、１価アルコールを含む廃液や廃水を用いて、前記１価アルコールと水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水とを混合することができる。
【００４６】
なお、本実施形態の前記混合工程では、前記１価アルコールを前記集合槽２に添加するが、必ずしもこのような方法に限定されない。例えば、１価アルコールを原水槽１に直接添加して１価アルコールと前記排水とを原水槽１で混合することができる。また、原水槽１と集合槽２とを接続する配管の途中、又は集合槽２とリアクター３とを接続する配管の途中で前記１価アルコールを添加したり、前記リアクター３に前記１価アルコールを添加したりすることにより、前記１価アルコールと前記排水とを混合する方法などが採用され得る。
【００４７】
続いて、前記分離工程について説明する。前記分離工程では、嫌気処理された前記排水を処理水と汚泥とに分離する。
【００４８】
即ち、前記分離工程では、まず、前記排水を嫌気処理することに伴い前記リアクター３上部から排出される、前記汚泥を含む混合液を、前記排水が処理された処理水と前記汚泥とに分離する。該分離は、一般的な嫌気処理で使用される分離槽４を用いることにより実施することができる。
なお、分離工程は、上記のように分離槽４を用いて実施する代わりに、前記リアクター３上部に複数の傾斜板で構成されたＧＳＳ装置（気固液分離装置）などの固液分離手段を設けることで、実施することができる。
【００４９】
また、前記分離工程では、前記分離槽４で分離された処理水を貯留するための処理水槽５へ前記処理水を供給して前記処理水を貯留する。前記処理水の水酸化テトラアルキルアンモニウム濃度は、前記嫌気処理工程を実施することにより、嫌気処理される前の前記排水の濃度よりも低くなり得る。また、全有機炭素量（ＴＯＣ）などで示される前記処理水に含まれる有機性物質の濃度は、嫌気処理される前の前記排水よりも小さくなり得る。
【００５０】
さらに、前記分離工程では、分離された汚泥を前記集合槽２へ送る。分離された前記汚泥を前記集合槽２へ送って戻すことにより、反応槽内の嫌気汚泥濃度を高濃度に維持できるという利点がある。
なお、嫌気処理の方式が固定床式の場合は、前記分離槽４で分離した汚泥は、通常、リアクターに送らないものの、リアクター内の嫌気汚泥濃度が減少した場合には、前記分離槽４で分離された汚泥を前記リアクター３に送ることができる。これにより、嫌気汚泥濃度を回復できるという利点がある。
【００５１】
なお、前記嫌気処理工程の前または後に、さらに前記排水にその他の処理を施すような態様も本発明に含まれ得る。即ち、例えば、前記嫌気処理工程の後に好気性微生物の代謝活動を利用する好気処理を実施することもでき、また例えば、前記嫌気処理工程と異なる方式の嫌気処理を前記嫌気処理工程の前に実施することもできる。また、前記排水中のフォトレジストを前記排水から分離する工程を前記嫌気処理工程の前に実施することもできる。
【００５２】
本発明は、上記例示の排水処理方法に限定されるものではない。
また、一般の排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
【実施例】
【００５３】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５４】
（試験例１）
図１に示される排水処理フローに準じ、嫌気的に処理する排水処理を次のようにして実施した。
内径１００ｍｍφ、液面高さ６３５ｍｍの５Ｌ容積のリアクターに、食品工場排水処理設備（ＵＡＳＢ設備）のグラニュール汚泥を汚泥濃度が２５，０００ｍｇ／Ｌとなるように充填した。原水槽には、水酸化テトラアルキルアンモニウムとしての水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）または１価アルコールとしてのイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」ともいう）が適宜、所定量添加された排水、即ち、人工的に調製できる模擬排水を貯留しておいた。斯かる模擬排水を集合槽に送り、集合槽にある排水のｐＨ調整値は７．０とした。集合槽にある排水をリアクターの底部から供給した。リアクター内水温は３５℃となるように制御した。このような条件で、原水槽に適宜所定量のＴＭＡＨまたはＩＰＡを添加しながら、嫌気処理による排水処理を実施した。
具体的には、表１に示す条件で排水処理を実施した。即ち、開始５２日目までは、全有機炭素量（ＴＯＣ）が２６４０（ｍｇ／Ｌ）程度となるように、排水中のＴＭＡＨ濃度を５０００ｍｇ／Ｌに設定した。なお、１日当たりの排水の供給量を１．７Ｌとして排水処理を実施した。
試験開始後１０日目頃よりＴＯＣ除去率が上昇を始め、２０日目に１００％近くのＴＯＣ除去率となったが、２０日をこえると除去率が低下し始めたため、開始５２日目にグラニュール汚泥を開始時と同様のものに交換し、かつ、全有機炭素量（ＴＯＣ）が１３２０（ｍｇ／Ｌ）程度となるように、排水中のＴＭＡＨ濃度を２５００ｍｇ／Ｌに設定し、１日あたりの排水の供給量を３．７Ｌとして排水処理を続けた。
グラニュール汚泥を交換後、ＴＯＣ除去率は上昇を開始したが再び急激に低下し、１価アルコールを含まない排水については、嫌気処理によるＴＭＡＨの分解ができなかった。
ＴＭＡＨの分解性は、リアクター上部から排出されてから分離槽で分離された処理水をＮｏ．５Ｃのろ紙（ＪＩＳ Ｐ ３８０１〔ろ紙（化学分析用）〕に規定される５種Ｃに相当）によりろ過したろ過水の処理水ＴＯＣ濃度（Ｓ−ＴＯＣ）、および、集合槽に供給する排水の排水ＴＯＣ濃度（Ｓ−ＴＯＣ）を測定した値により評価した。より詳しくは、これら２種のＴＯＣ濃度を経時的に測定し、その時点における排水ＴＯＣ濃度と処理水ＴＯＣ濃度との差を排水ＴＯＣ濃度で除した値を溶解性ＴＯＣ除去率（Ｓ−ＴＯＣ除去率）として算出した。なお、ＴＯＣ濃度は、市販の全有機炭素濃度計を用いて測定した。Ｓ−ＴＯＣ除去率を示すグラフを図２に示す。
さらに、ＴＭＡＨの濃度をイオンクロマトグラフィー法で分析し、上記ＴＯＣ濃度と同様な方法により、除去率を算出した。ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフを図３に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
（試験例２）
表２に示す条件とした点以外は、試験例１と同様にして排水処理を開始した。
即ち、試験開始時は、全有機炭素量（ＴＯＣ）が９００（ｍｇ／Ｌ）となるように、排水中のＩＰＡ濃度を１５００ｍｇ／Ｌに設定した。なお、１日当たりの排水の供給量は３Ｌとした。
試験開始後２週間程度でＴＯＣ除去率が安定してきたため、２９日目にＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を８８０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）に調整した排水を１日当たり１．５Ｌ供給し、排水処理を続けた。
開始５６日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１０６０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を１５８０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始８５日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１３２０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を１３２０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始１０４日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を８８０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始１３３日目以降は、ＩＰＡの添加を中止し、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）に調整し、１日当たりの排水の供給量を３Ｌとした。
開始１７９日目で試験を終了した。
Ｓ−ＴＯＣ除去率を示すグラフを図４に、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフを図５にそれぞれ示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】
図４および図５から認識できるように、ＴＭＡＨの有機炭素重量の１重量部に対して０．５重量部以上の全有機炭素重量に相当する量のＩＰＡを添加することにより、ＴＭＡＨの分解活性を高く維持させることができる。しかも、ＩＰＡの添加を中止した後もＴＭＡＨの分解活性を比較的長く維持することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・原水槽
２・・・集合槽
３・・・リアクター
４・・・分離槽
５・・・処理水槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨと記載する場合もある）などの水酸化テトラアルキルアンモニウムが、半導体や液晶パネル製造のフォトリソグラフィー用のポジレジスト用現像液などとして用いられており、半導体や液晶の生産量の増加に伴って、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の発生量が増加している。
【０００３】
従来、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の処理方法としては、水酸化テトラアルキルアンモニウムを加熱により熱分解させる処理方法、水酸化テトラアルキルアンモニウムを逆浸透膜によって除去する処理方法、イオン交換樹脂を用いて除去する処理方法などが知られている。しかし、水酸化テトラアルキルアンモニウムを熱分解する処理方法では、加熱のために燃料等が必要であり、逆浸透膜やイオン交換樹脂を用いる方法では、除去した水酸化テトラアルキルアンモニウムの処分が必要である。従って、この種の処理方法は、処理コストが比較的高いという問題がある。
【０００４】
また、ＴＭＡＨなどの水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の処理方法としては、好気性微生物を利用した好気処理による排水処理方法が知られている（特許文献１）。しかしながら、好気処理による排水処理方法は、微生物の増殖に伴って発生する廃棄物の量が比較的多く、酸素供給のための動力が必要であり、比較的排水処理コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
一方、ＴＭＡＨなどの水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を比較的低コストで処理できる排水処理方法として、嫌気性微生物を利用した嫌気処理（メタン発酵等）による排水処理方法が知られている。斯かる排水処理方法は、熱分解などによる処理方法と異なり熱分解のための燃料等を必要とせず、逆浸透膜やイオン交換樹脂を用いる処理方法と異なり回収除去された水酸化テトラアルキルアンモニウムのさらなる処分が不要となり得る。しかしながら、水酸化テトラアルキルアンモニウムなどの有機性物質の大部分を分解させるべく実施する嫌気処理において、水酸化テトラアルキルアンモニウムなどの有機性物質の分解活性が経時的に低下しやすく、その分解活性を高く保ちにくいという問題がある。
【０００６】
そこで、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できる、嫌気処理による排水処理方法が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点、要望点等に鑑み、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できる、水酸化テトラアルキルアンモニウム含有排水の嫌気処理による排水処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明に係る排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理することを特徴とする。
【００１０】
上記構成からなる排水処理方法によれば、前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理するため、前記１価アルコールによって、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を高めることができる。前記１価アルコールにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムが分解されやすくなる原理としては、完全に解明されているわけではないが、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を、前記１価アルコールが高めるものと考えられる。即ち、前記１価アルコールを代謝するために嫌気性微生物の代謝活動が活発になり、これに伴って水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する代謝活動も活発になるものと考えられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る排水処理方法は、嫌気性微生物の水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を高め得る。従って、本発明の排水処理方法は、嫌気処理における水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の排水処理方法で用いる排水処理設備を表した模式図。
【図２】試験例１の排水処理におけるＳ−ＴＯＣ除去率を示すグラフ。
【図３】試験例１の排水処理における、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフ。
【図４】試験例２の排水処理におけるＳ−ＴＯＣ除去率を示すグラフ。
【図５】試験例２の排水処理における、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理する排水処理方法である。
【００１４】
以下、本発明に係る排水処理方法の一実施形態について説明する。
【００１５】
本実施形態の排水処理方法は、以下に述べる各工程を実施する。
即ち、本実施形態の排水処理方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と１価アルコールとを混合する混合工程と、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で嫌気性微生物を利用して嫌気処理する嫌気処理工程と、嫌気処理された前記排水を処理水と汚泥とに分離する分離工程とを実施する。
【００１６】
本実施形態の排水処理方法をより具体的に、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
本実施形態の排水処理方法は、図１に示した排水処理設備を用いて実施できる。
即ち、前記混合工程では、例えば、前記排水が貯留されている原水槽１、及び、該原水槽１から供給された前記排水と前記１価アルコールとが混合される集合槽２を用いる。詳しくは、例えば原水槽１に貯留されている、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を前記集合槽２に供給し、該集合槽２に供給された前記排水に前記１価アルコールを添加する。このようにして、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と前記１価アルコールとを混合する。
【００１８】
前記嫌気処理工程では、嫌気性微生物を含んだグラニュール汚泥（粒状汚泥）が充填されているリアクター３に前記集合槽２から前記１価アルコールが添加された前記排水を供給し、前記リアクター３において、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で、前記汚泥に含まれた前記嫌気性微生物の嫌気的な代謝を利用して嫌気処理する。
【００１９】
前記分離工程では、前記嫌気処理工程で処理された処理水と汚泥とを分離する分離槽４と、前記嫌気処理工程で処理された処理水を貯留する処理水槽５とを用いる。詳しくは、前記排水を嫌気処理することに伴い前記リアクター３上部から排出される、汚泥を含む混合液を前記分離槽４において前記排水が処理された処理水と汚泥とに分離し、前記分離槽４で分離された処理水を前記処理水槽５へ供給して前記処理水を貯留し、さらに、前記分離槽４で分離された汚泥を前記集合槽２へ送る。
【００２０】
上記各工程のうち、まず前記嫌気処理工程について、その詳細を説明する。
【００２１】
前記嫌気処理工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する前記排水を前記１価アルコールの存在下で前記リアクター３において前記汚泥に含まれた前記嫌気性微生物を利用して嫌気的に嫌気処理する。即ち、前記嫌気処理工程は、前記１価アルコールと前記水酸化テトラアルキルアンモニウムを含む前記排水とが混合された状態で、嫌気性微生物の代謝活動を利用して嫌気的に実施するものである。
【００２２】
前記嫌気処理工程で処理される前記排水は、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含んでいるものであれば特に限定されない。前記水酸化テトラアルキルアンモニウムは、半導体や液晶パネルの製造において、例えば、フォトリソグラフィーのためのポジ型フォトレジスト用現像液として用いられるものであり、半導体や液晶パネルの製造工場の排水に含まれ得る。また、水酸化テトラアルキルアンモニウムを製造している薬品製造工場からの排水にも含まれる。
【００２３】
前記嫌気処理工程で処理される前記排水は、水酸化テトラアルキルアンモニウムの他に様々な成分を含み得る。例えば、前記排水は、剥離溶解したレジスト成分や界面活性剤などを含み得る。
【００２４】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム（ＴＥＡＨ）、水酸化テトラプロピルアンモニウム（ＴＰＡＨ）、水酸化テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡＨ）、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムなどが例示される。なかでも水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）は、上述したポジ型フォトレジスト用現像液として最も一般的に用いられているものであり、半導体や液晶パネルの製造工場の排水に含まれている通常の水酸化テトラアルキルアンモニウムとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）が挙げられる。
【００２５】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが前記排水中に含まれている濃度としては、１２，０００ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。１２，０００ｍｇ／Ｌ以下であることにより、リアクター内に保持されている嫌気性微生物に対して好適な負荷となり、さらに、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解生成物であるアンモニア濃度を嫌気処理の許容範囲内に抑えることができ嫌気性微生物の生育が阻害されにくいため、水酸化テトラアルキルアンモニウムが効率よく分解され得るという利点がある。また、前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが前記排水中に含まれている濃度としては、１００ｍｇ／Ｌ以上が好ましく、５００ｍｇ／Ｌ以上がより好ましい。１００ｍｇ／Ｌ以上であることにより、嫌気性微生物の代謝に利用される有機性物質として前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが利用されやすくなり得るという利点があり、５００ｍｇ／Ｌ以上であることにより、さらに利用されやすくなり得るという利点がある。また、リアクター内の嫌気性微生物を容易に保持でき前記水酸化テトラアルキルアンモニウムのより高い除去率を維持することができ得るグラニュール汚泥を用いた処理の場合は、該濃度としては１５００ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。
【００２６】
前記１価アルコールは、分子中に１つのヒドロキシ基を有し水に任意の割合で溶解する水溶性の化合物である。該１価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどが挙げられる。
前記１価アルコールは、１種を単独で用いることができ、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
前記１価アルコールとしては、前記嫌気処理により前記水酸化テトラアルキルアンモニウムがより分解されやすくなるという点で、イソプロピルアルコールが好ましい。
即ち、前記１価アルコールがイソプロピルアルコールであることにより、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性をより高めることができるという利点がある。
【００２８】
前記嫌気処理工程においては、前記１価アルコールを前記排水に添加するために前記１価アルコールを含む１価アルコール組成物を用いることができる。具体的には、該１価アルコール組成物としては、例えば、１価アルコールを含む廃液、工場から排出された１価アルコールを含む廃水等を用いることができる。１価アルコールを含む廃液としては、例えば液晶パネルなどの工業材料を製造する際に用いられた比較的高濃度の１価アルコールを含む廃液が挙げられ、１価アルコールを含む廃水としては、該工業材料の水洗において１価アルコールが洗浄水とともに工場等から排出された廃水等が挙げられる。斯かる１価アルコールを含む廃液や廃水を１価アルコールの供給源として用いることにより、１価アルコールを購入せずとも水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性の低下を抑制できると同時に１価アルコールを含む廃液や廃水を浄化することができるという利点がある。
【００２９】
前記１価アルコールの添加量は、特に限定されるものではないが、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５〜２重量部の有機炭素量となる量であることが好ましい。即ち、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して０．５〜２重量部の有機炭素量となる量の前記１価アルコールの存在下で前記排水を嫌気処理することが好ましい。前記１価アルコールの量が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５重量部以上の有機炭素量となる量であることにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解がより促進され、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解活性がより長時間保たれ得るという利点がある。
また、前記１価アルコールの添加量が、水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して２重量部以下の有機炭素量となる量であることにより、嫌気性微生物に代謝されてより低分子の化合物へと分解される有機性物質が減少するため、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るという利点がある。即ち、有機性物質の１種である前記１価アルコールを分解するための代謝活動がより低く抑えられ、その分、水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解するための代謝がより高くなり得るという利点がある。また、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るため、嫌気性微生物の代謝活動が限界に達しにくく、有機性物質である水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度が上昇した場合であっても、安定した排水処理が可能となり得るという利点がある。
【００３０】
前記嫌気処理工程は、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウムの濃度を測定しながら、その濃度の変化に応じて、添加する前記１価アルコールの量を所定量に制御して実施することができる。このようにして実施することにより、添加する１価アルコールを必要最小限にでき、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がより低く抑えられ得るという利点がある。
詳しくは、前記嫌気処理工程では、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムの量を測定しつつ、該測定により求めた水酸化テトラアルキルアンモニウムの有機炭素量の１重量部に対して、０．５〜２重量部の有機炭素量となる量の１価アルコールの存在下で前記排水を嫌気処理することが好ましい。
【００３１】
また、前記嫌気処理工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解率が比較的高いものとなった後に、１価アルコールを前記排水に加えなくとも水酸化テトラアルキルアンモニウムの分解率が比較的高く維持され得る。前記排水に１価アルコールを加えないようにすることにより、用いる１価アルコールをより少なくすることができ、嫌気性微生物の代謝活動に対する負荷がさらに低く抑えられ得る。
【００３２】
ここで、前記有機炭素量は、有機性物質に含まれている炭素原子の質量を示すものとして用いられる値である。即ち、分子構造の明確な化合物の場合は、該化合物の分子量に占める炭素原子の原子量の割合に、所定量の前記化合物の重量を乗じることにより求められる値である。また、各種１価アルコールそれぞれの含有率が不明な１価アルコール混合物などを用いる場合は、所定量の該混合物を所定量の水に溶解させて、その溶液の全有機炭素量を全有機炭素濃度計で測定し、該測定した値と溶解させた前記混合物量とから算出することにより、１価アルコール混合物の有機炭素量として求められる値である。
【００３３】
前記嫌気処理は、分子状酸素を供給し続ける必要がないため、そのために消費する電力費を抑制できる。従って、分子状酸素を供給し続ける必要のある、好気性微生物の好気的な代謝活動を利用する好気処理に比べて、低コストで実施できる。また、前記好気処理に比べて微生物の増殖速度が遅いものの、比較的高濃度の有機性物質を含む排水の処理に適しており、汚泥発生量も抑制できるため、余剰汚泥処理等も低コストで実施できる処理である。
なお、前記嫌気処理においては、嫌気性微生物の代謝活動により様々な有機性物質がより低分子の化合物へと分解され、また、様々な無機性物質が他の物質へと代謝され得る。前記嫌気処理において生成され得るものとしては、メタン、炭酸ガスなどの他、アンモニア、水素、硫化水素などが挙げられる。具体的には、前記嫌気処理により、処理される有機性物質の一部が分解されて、メタンなどを含むバイオガスが生成し得る。このバイオガスは、前記リアクター３から回収されて例えば燃料として用いられ得る。
【００３４】
前記嫌気処理工程において、前記１価アルコールを含む排水は、前記嫌気処理により処理される。即ち、前記嫌気処理において、前記排水に含まれる水酸化テトラアルキルアンモニウムは、汚泥に含まれた嫌気性微生物によって、より低分子の化合物へと分解され得る。また、前記嫌気処理において、前記１価アルコールは、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する能力を高め、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する活性をより長時間保たせ得る。
【００３５】
前記１価アルコールにより、水酸化テトラアルキルアンモニウムが分解されやすくなる原理としては、完全に解明されているわけではないが、嫌気性微生物が水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解し得る代謝活性を、前記１価アルコールが高めるものと考えられる。即ち、前記１価アルコールを代謝するために嫌気性微生物の代謝活動が活発になり、これに伴って水酸化テトラアルキルアンモニウムを分解する代謝活動も活発になるものと考えられる。
【００３６】
前記嫌気処理工程で用いられる前記汚泥としては、嫌気性微生物を含み、前記嫌気処理を実施させ得るものであれば、特に限定されないが、リアクター内に嫌気性微生物を高濃度に保持できる、また、処理水との固液分離が容易に行える等という点で前記グラニュール汚泥が好ましい。なお、プラスチック等の担体に嫌気性微生物を付着させた担体付着汚泥を用いることもできる。
また、前記汚泥としては、有機性排水を嫌気処理している汚泥を用いることができる。具体的には、化学工場排水、製紙排水、下水汚泥、食品排水、洗毛排水などの有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることができ、より具体的には、イソプロピルアルコールなどの１価アルコールを含む有機性排水を嫌気処理している嫌気汚泥を用いることが好ましい。
【００３７】
前記汚泥の反応槽内の濃度は、１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌが好ましく、２０，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌがより好ましい。また、反応槽内の排水の滞留時間としては、２〜４８時間程度が好ましく、４〜４８時間がより好ましい。
【００３８】
前記嫌気処理工程の方式は、特に限定されないが、高負荷運転が可能であり、装置がコンパクト化できるという点で、前記リアクター３でおこなわれる方式のように、グラニュール汚泥を用いた上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式を採用することが好ましい。
【００３９】
なお、前記嫌気処理工程は、リン、鉄等の嫌気性微生物のための栄養塩の存在下で実施することが好ましい。前記栄養塩の存在下で実施することにより、嫌気性微生物が生育しやすい環境となり得るため、嫌気性微生物の代謝活動が活発になり得るという利点がある。
【００４０】
次に、前記混合工程、および、前記分離工程それぞれについて、図面を参照しつつ詳細を説明する。
【００４１】
前記混合工程では、水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水と前記１価アルコールとを混合する。
【００４２】
即ち、前記混合工程では、例えば、まず、原水槽１に貯留されている水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水を集合槽２に供給する。供給する手段としては、一般的なポンプＰが用いられ得る。
【００４３】
なお、前記嫌気処理工程の効率を最適なものとすべく、前記集合槽２にある排水のｐＨをアルカリ水溶液などによりｐＨ調整することができる。アルカリ水溶液などは、タンク（図示せず）から前記集合槽２に供給することができる。前記嫌気処理におけるｐＨは、６〜８であることが好ましい。
【００４４】
次に、前記混合工程では、前記集合槽２に供給された前記排水に前記１価アルコールを添加する。前記１価アルコールは、前記リアクター３内での嫌気処理の効率を最適なものとすべく、所望の量が前記集合槽２に添加され得る。
【００４５】
前記混合工程では、上述したように、１価アルコールを含む廃液や廃水を用いて、前記１価アルコールと水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水とを混合することができる。
【００４６】
なお、本実施形態の前記混合工程では、前記１価アルコールを前記集合槽２に添加するが、必ずしもこのような方法に限定されない。例えば、１価アルコールを原水槽１に直接添加して１価アルコールと前記排水とを原水槽１で混合することができる。また、原水槽１と集合槽２とを接続する配管の途中、又は集合槽２とリアクター３とを接続する配管の途中で前記１価アルコールを添加したり、前記リアクター３に前記１価アルコールを添加したりすることにより、前記１価アルコールと前記排水とを混合する方法などが採用され得る。
【００４７】
続いて、前記分離工程について説明する。前記分離工程では、嫌気処理された前記排水を処理水と汚泥とに分離する。
【００４８】
即ち、前記分離工程では、まず、前記排水を嫌気処理することに伴い前記リアクター３上部から排出される、前記汚泥を含む混合液を、前記排水が処理された処理水と前記汚泥とに分離する。該分離は、一般的な嫌気処理で使用される分離槽４を用いることにより実施することができる。
なお、分離工程は、上記のように分離槽４を用いて実施する代わりに、前記リアクター３上部に複数の傾斜板で構成されたＧＳＳ装置（気固液分離装置）などの固液分離手段を設けることで、実施することができる。
【００４９】
また、前記分離工程では、前記分離槽４で分離された処理水を貯留するための処理水槽５へ前記処理水を供給して前記処理水を貯留する。前記処理水の水酸化テトラアルキルアンモニウム濃度は、前記嫌気処理工程を実施することにより、嫌気処理される前の前記排水の濃度よりも低くなり得る。また、全有機炭素量（ＴＯＣ）などで示される前記処理水に含まれる有機性物質の濃度は、嫌気処理される前の前記排水よりも小さくなり得る。
【００５０】
さらに、前記分離工程では、分離された汚泥を前記集合槽２へ送る。分離された前記汚泥を前記集合槽２へ送って戻すことにより、反応槽内の嫌気汚泥濃度を高濃度に維持できるという利点がある。
なお、嫌気処理の方式が固定床式の場合は、前記分離槽４で分離した汚泥は、通常、リアクターに送らないものの、リアクター内の嫌気汚泥濃度が減少した場合には、前記分離槽４で分離された汚泥を前記リアクター３に送ることができる。これにより、嫌気汚泥濃度を回復できるという利点がある。
【００５１】
なお、前記嫌気処理工程の前または後に、さらに前記排水にその他の処理を施すような態様も本発明に含まれ得る。即ち、例えば、前記嫌気処理工程の後に好気性微生物の代謝活動を利用する好気処理を実施することもでき、また例えば、前記嫌気処理工程と異なる方式の嫌気処理を前記嫌気処理工程の前に実施することもできる。また、前記排水中のフォトレジストを前記排水から分離する工程を前記嫌気処理工程の前に実施することもできる。
【００５２】
本発明は、上記例示の排水処理方法に限定されるものではない。
また、一般の排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
【実施例】
【００５３】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５４】
（試験例１）
図１に示される排水処理フローに準じ、嫌気的に処理する排水処理を次のようにして実施した。
内径１００ｍｍφ、液面高さ６３５ｍｍの５Ｌ容積のリアクターに、食品工場排水処理設備（ＵＡＳＢ設備）のグラニュール汚泥を汚泥濃度が２５，０００ｍｇ／Ｌとなるように充填した。原水槽には、水酸化テトラアルキルアンモニウムとしての水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）または１価アルコールとしてのイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」ともいう）が適宜、所定量添加された排水、即ち、人工的に調製できる模擬排水を貯留しておいた。斯かる模擬排水を集合槽に送り、集合槽にある排水のｐＨ調整値は７．０とした。集合槽にある排水をリアクターの底部から供給した。リアクター内水温は３５℃となるように制御した。このような条件で、原水槽に適宜所定量のＴＭＡＨまたはＩＰＡを添加しながら、嫌気処理による排水処理を実施した。
具体的には、表１に示す条件で排水処理を実施した。即ち、開始５２日目までは、全有機炭素量（ＴＯＣ）が２６４０（ｍｇ／Ｌ）程度となるように、排水中のＴＭＡＨ濃度を５０００ｍｇ／Ｌに設定した。なお、１日当たりの排水の供給量を１．７Ｌとして排水処理を実施した。
試験開始後１０日目頃よりＴＯＣ除去率が上昇を始め、２０日目に１００％近くのＴＯＣ除去率となったが、２０日をこえると除去率が低下し始めたため、開始５２日目にグラニュール汚泥を開始時と同様のものに交換し、かつ、全有機炭素量（ＴＯＣ）が１３２０（ｍｇ／Ｌ）程度となるように、排水中のＴＭＡＨ濃度を２５００ｍｇ／Ｌに設定し、１日あたりの排水の供給量を３．７Ｌとして排水処理を続けた。
グラニュール汚泥を交換後、ＴＯＣ除去率は上昇を開始したが再び急激に低下し、１価アルコールを含まない排水については、嫌気処理によるＴＭＡＨの分解ができなかった。
ＴＭＡＨの分解性は、リアクター上部から排出されてから分離槽で分離された処理水をＮｏ．５Ｃのろ紙（ＪＩＳ Ｐ ３８０１〔ろ紙（化学分析用）〕に規定される５種Ｃに相当）によりろ過したろ過水の処理水ＴＯＣ濃度（Ｓ−ＴＯＣ）、および、集合槽に供給する排水の排水ＴＯＣ濃度（Ｓ−ＴＯＣ）を測定した値により評価した。より詳しくは、これら２種のＴＯＣ濃度を経時的に測定し、その時点における排水ＴＯＣ濃度と処理水ＴＯＣ濃度との差を排水ＴＯＣ濃度で除した値を溶解性ＴＯＣ除去率（Ｓ−ＴＯＣ除去率）として算出した。なお、ＴＯＣ濃度は、市販の全有機炭素濃度計を用いて測定した。Ｓ−ＴＯＣ除去率を示すグラフを図２に示す。
さらに、ＴＭＡＨの濃度をイオンクロマトグラフィー法で分析し、上記ＴＯＣ濃度と同様な方法により、除去率を算出した。ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフを図３に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
（試験例２）
表２に示す条件とした点以外は、試験例１と同様にして排水処理を開始した。
即ち、試験開始時は、全有機炭素量（ＴＯＣ）が９００（ｍｇ／Ｌ）となるように、排水中のＩＰＡ濃度を１５００ｍｇ／Ｌに設定した。なお、１日当たりの排水の供給量は３Ｌとした。
試験開始後２週間程度でＴＯＣ除去率が安定してきたため、２９日目にＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を８８０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）に調整した排水を１日当たり１．５Ｌ供給し、排水処理を続けた。
開始５６日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１０６０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を１５８０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始８５日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１３２０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を１３２０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始１０４日目以降は、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）、ＩＰＡの全有機炭素（ＴＯＣ）を８８０（ｍｇ／Ｌ）に調整した。
開始１３３日目以降は、ＩＰＡの添加を中止し、ＴＭＡＨの全有機炭素量（ＴＯＣ）を１７６０（ｍｇ／Ｌ）に調整し、１日当たりの排水の供給量を３Ｌとした。
開始１７９日目で試験を終了した。
Ｓ−ＴＯＣ除去率を示すグラフを図４に、ＴＭＡＨ濃度測定によるＴＭＡＨの除去率を示すグラフを図５にそれぞれ示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】
図４および図５から認識できるように、ＴＭＡＨの有機炭素重量の１重量部に対して０．５重量部以上の全有機炭素重量に相当する量のＩＰＡを添加することにより、ＴＭＡＨの分解活性を高く維持させることができる。しかも、ＩＰＡの添加を中止した後もＴＭＡＨの分解活性を比較的長く維持することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・原水槽
２・・・集合槽
３・・・リアクター
４・・・分離槽
５・・・処理水槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、
上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理することを特徴とする排水処理方法。
【請求項１】
水酸化テトラアルキルアンモニウムを含有する排水の排水処理方法であって、
上向流式嫌気性汚泥床（ＵＡＳＢ）方式によって前記排水を１価アルコールの存在下で嫌気処理することを特徴とする排水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８３５３９（Ｐ２０１２−１８３５３９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２６０７２（Ｐ２０１２−１２６０７２）
【出願日】平成２４年６月１日（２０１２．６．１）
【分割の表示】特願２００９−７０３６０（Ｐ２００９−７０３６０）の分割
【原出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１日（２０１２．６．１）
【分割の表示】特願２００９−７０３６０（Ｐ２００９−７０３６０）の分割
【原出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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