由含有機物的水中回收水的裝置及方法
2023-06-08 11:52:26
專利名稱：由含有機物的水中回收水的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及使用逆滲透(以下，有時簡稱為RO)膜裝置從含有機物的水中回收水的裝置以及方法，特別涉及適用於從電子部件構件類(例如，使用了晶片的半導體等、半導體設備、平板顯示設備、電子部件或它們的製造部件或構件等)製造工程廢水中回收再利用電子部件構件類製造工程用水的回收裝置以及回收方法。
背景技術：
目前，作為從電子部件構件類製造工程廢水中回收純淨水的回收方法，例如有方案提出將半導體洗滌廢水調整為pH 6～9，進行生物處理、除濁後，調整為pH 4～7，用第1RO膜分離裝置，除去供水中包含NH4+在內的離子或生物處理後仍然殘留的大部分有機物，進行滲透處理，將該滲透水調整為pH 7～9，進一步用第2RO膜分離裝置，利用RO膜的脫鹽功能將CO2作為HCO3-1有效地除去，並進行透過處理，從而回收純淨水(例如，專利文獻1)。
但是，在上述的回收方法中，工序數多，而且繁雜的pH調整操作多。另外，在將生物處理後的被處理水向RO膜分離裝置供給的情況下，存在發生RO膜阻塞或滲透通量降低的問題。
日本專利文獻1特開平6-328070號公報發明內容本發明的課題在於提供一種由含有機物的水中回收水的裝置以及方法，其減少工序數、特別是減少繁雜的pH調整工序，而且可長時間抑制RO膜的阻塞或滲透通量的降低，具有優良的耐久性。
本發明的發明者找到了RO膜的阻塞或通量降低的主要原因，其在於包含於生物處理水的生物處理時的菌體的代謝產物等有機物附著於膜面。而且，為了抑制這種有機物向膜面的附著，發現通過把向RO膜裝置供給的水(濾出水)的pH調整為大於等於9，優選大於等於10，能夠有效地解決上述問題。
為了解決上述課題，本發明的由含有機物的水中回收水的方法的特徵在於將含有機物的水進行生物處理後，將通過過濾該生物處理水而得到的濾出水的pH調節成鹼性之後，將從逆滲透膜裝置通水得到的滲透水作為處理水進行回收。在這種回收方法中，能夠減少工序數、特別減少繁雜的pH調整工序，而且可長時間抑制RO膜的阻塞或通量的降低。
上述的生物處理方法不特別限定，可使用公知的生物處理方法。
另外，上述生物處理水的過濾方法也不特別限定，例如可使用在濾料上使用了砂、活性炭的具有逆洗滌結構的裝置。
上述濾出水的pH可通過連續或間歇性添加例如苛性鈉等鹼進行調整。在間歇性調整pH時，如果將1次鹼添加時間設定為大於等於10分鐘、優選大於等於1小時，則可使RO膜裝置的性能更穩定。
在上述RO膜中，優選使用逆滲透複合膜，特別是通過使用高耐汙染性的逆滲透複合膜，可更顯著地顯現本發明的效果。
本發明的由含有機物的水中回收水的方法，在廣泛的生產領域，可適用於廢水等含有機物的水的處理水的回收，特別優選用於在從電子部件構件類製造工程中的電子部件構件類製造工程廢水中，回收可用於電子部件構件類的洗滌的高純度電子部件構件類製造工程用水。另外，本發明涉及的由含有機物的水中回收水的方法，可廣泛適用於含有機物的水的總有機物的濃度從低濃度到高濃度的情況，例如，在含有機物的水中包含的總有機碳為大於等於10mg/L的被高度汙染廢水也可適用。
為了解決上述課題，本發明的含有機物的水的水的回收裝置由如下構成，其特徵在於，其包括對含有機物的水進行生物處理的生物處理裝置，過濾生物處理水的過濾裝置，將濾出水的pH調整為鹼性的pH調整裝置，使調整為鹼性的濾出水透過，得到透過水的逆滲透膜裝置。這種回收裝置與現有的回收裝置相比，可減少工序數、特別是減少繁雜的pH調整工序的次數。另外，即使在要從被極度汙染的含有機物的水中回收水的情況下，也能適用。另外，因為能適當處理供給到RO膜分離裝置的水，所以，可抑制RO膜的阻塞或滲透通量的降低，可提高RO膜、進而回收裝置整體的耐久性。
上述生物處理裝置不被特別限定，可適用公知的生物處理裝置。
另外，上述生物處理水的過濾裝置也不被特別限定，例如，可使用在濾料上使用了砂、活性炭的具有逆洗滌結構的裝置。
如上述，RO膜的阻塞或通量的降低的主要原因是包含在生物處理水中的生物處理時的菌體的代謝產物等有機物附著於膜面。為了抑制這種有機物向膜面的附著，將向RO膜裝置供給的水(濾出水)的pH調整到大於等於9、優選大於等於10是更有效的。因此，含有機物的水的水的回收裝置優選具有在濾過水中添加鹼，調整pH到大於等於9的裝置。鹼的添加可以是連續性的，也可以是間歇性的。在間歇性添加鹼調整pH到大於等於9的裝置中，如果設定1次鹼添加時間大於等於10分鐘，優選大於等於1小時時，則可使RO膜裝置的性能更穩定。
上述逆滲透膜裝置的RO膜優選使用逆滲透複合膜，特別是，通過使用高耐汙染性的逆滲透複合膜，可更顯著地顯現本發明的效果。
本發明的含有機物的水的水的回收裝置，在廣泛的生產領域，可適用於廢水等的含有機物的水的處理水的回收，特別優選用作由電子部件構件類製造工程中回收電子部件構件類製造工程廢水中，回收可用於電子部件構件類的洗滌的高純度電子部件構件類製造工程用水的裝置。另外，本發明的含有機物的水的水的回收裝置，可廣泛適用於含有機物的水中的總有機物的濃度從低濃度到高濃度的情況，例如，也可適用於包含在含有機物的水中的總有機碳大於等於10mg/L的被高度汙染的廢水。
根據本發明，不但減少工序數、特別是減少繁雜的pH調整工序，而且可長時間抑制RO膜的阻塞或通量的下降，因此，可大幅提高裝置的運轉效率。
圖1是包含有本發明的一實施方式的組裝有從由含有機物的水中回收水的裝置的、半導體製造設備中的水循環系統的結構簡圖。
圖2是本發明的一實施方式的由含有機物的水中回收水的裝置的儀器系統簡圖。
圖3是表示實施例以及比較例的滲透通量的測定結果的特性圖。
圖4是表示連續添加NaOH的情況和間歇性添加NaOH的情況下的滲透通量測定結果特性圖。
符號說明1前處理系統21次淨水系統32次淨水系統4使用點5廢水管道7廢水原水槽6含水有機物的水回收裝置8生物處理裝置9第1中間槽10過濾裝置11第2中間槽12活性碳塔13pH調整裝置14安全過濾器15RO膜裝置16供給管道具體實施方式
以下，參照
本發明優選的實施方式。
圖1表示包括本發明的一實施方式的組裝有從含有機物的水中回收水的回收裝置的半導體製造設備中的整個水循環系統。在圖1中，1表示前處理河水、地下水以及工業用水的前處理系統，2表示1次淨水系統，3表示2次淨水系統。經由1次淨水系統2在2次淨水系統3製備的超純淨水被供給到半導體製造設備的各使用點4，例如被用於半導體的洗滌等。在半導體製造中使用的超純淨水成為含有半導體的製造中使用的有機藥品等雜質的廢水(含有機物的水)，通過廢水管道5被輸送到由含有機物的水中回收水的裝置6。將通過該回收裝置6除去有機物等雜質的透過水通過供給管道16再次供給到1次淨水系統2。這樣，構成半導體製造設備中的水循環系統。
由含有機物的水中回收水的裝置6具有如圖2所示的構成。來自廢水管道5的廢水存積在廢水原水槽7中。積存於廢水原水槽7中的廢水在生物處理裝置8進行生物處理後，通過第1中間槽9供給到過濾裝置10(砂過濾塔)。通過過濾裝置10過濾的濾出水，通過第2中間槽11、活性碳塔12，進一步通過pH調整裝置13調整pH後，通過安全過濾器14供給到RO膜裝置15。
而且，pH調整裝置13由可連續性或間歇性添加鹼的裝置構成。
實施例下面，列舉實施例更具體說明本發明，這僅是例示，並不限定本發明。
實施例1通過圖2所示的裝置，處理作為原水的表1所示的水質的電子部件構件類製造工程廢水(含有機物的水)。此時，向RO膜裝置15的供給的水，利用NaOH調整至pH＝9。圖3表示了RO膜裝置15中的RO膜的處理通量的經時變化。
實施例2通過圖2所示的裝置，處理作為原水的表1所示的水質的電子部件構件類製造工程廢水(含有機物的水)。此時，向RO膜裝置15的供給水，通過NaOH調整至pH＝10。圖3表示了RO膜裝置15中的RO膜的處理通量的經時變化。
實施例3通過圖2所示的裝置，處理作為原水的表1所示的水質的電子部件構件類製造工程廢水(含有機物的水)。此時，向RO膜裝置15的供給水，通過NaOH調整為pH＝11。圖3表示了RO膜裝置15中的RO膜的處理通量的經時變化。
實施例4通過圖2所示的裝置，處理作為原水的表1所示的水質的電子部件構件類製造工程廢水(含有機物的水)。此時，向RO膜裝置15的供給水，通過NaOH調整至pH＝11。另外，通過pH調整裝置添加NaOH，連續進行1小時，其後11小時不添加，反覆此周期。圖4表示了RO膜裝置15中的RO膜的處理通量的經時變化。為了比較，將連續進行NaOH的添加的實施例3的數據一併記在圖4中。
比較例1通過圖2所示的裝置，處理作為原水的表1所示的水質的電子部件構件類製造工程廢水(含有機物的水)。此時，對向RO膜裝置15的供給水沒有進行pH調整。圖3表示了RO膜裝置15中的RO膜的處理通量的經時變化。
表1原水組成
由圖3可知，在實施例1(pH＝9)、實施例2(pH＝10)、實施例3(pH＝11)中，經時滲透通量的降低極小，能夠長時間進行穩定的水回收。特別是，正如實施例2、3所示，調整pH大於等於10的情況下，其效果顯著。與此相對，在比較例1的情況下，從最初開始發生滲透通量的下降，到第10日以後滲透通量下降到0.4左右，此後，發展為波動的狀態。因此，在比較例1的情況下，可認為從運轉開始到10日前後，RO膜整體幾乎完全被阻塞。
另外，如圖4可知，連續添加NaOH調整pH為11的實施例3以及間歇性添加NaOH調整pH為11的實施例4的滲透通量幾乎沒有差別，鹼的添加可採取連續、間歇中的任何一種。
產業實用性本發明的由含有機物的水中回收水的裝置以及回收方法，可廣泛用於從廢水等中回收水的回收裝置，特別適用於從電子部件構件製造工程廢水中進行純淨水的回收。
權利要求
1.一種由含有機物的水中回收水的方法，其特徵在於，將含有機物的水進行生物處理後，將通過過濾生物處理水得到的濾出水的pH調整到鹼性後，將對逆滲透膜裝置通水而得到的透過水作為處理水而回收。
2.根據權利要求1所述的由含有機物的水中回收水的方法，其中所述過濾是砂過濾以和/或活性碳過濾的任何一種。
3.根據權利要求1或2所述的由含有機物的水中回收水的方法，其中向所述濾出水連續添加鹼，將濾出水的pH調整到大於等於9。
4.根據權利要求1或2所述的由含有機物的水中回收水的方法，其中向所述濾出水間歇性添加鹼，將濾出水的pH調整到大於等於9。
5.根據權利要求1所述的由含有機物的水中回收水的方法，其中所述含有機物的水使用廢水。
6.根據權利要求5所述的由含有機物的水中回收水的方法，所述廢水是電子部件構件類製造工程的廢水。
7.根據權利要求1所述的由含有機物的水中回收水的方法，所述含有機物的水中所含的總有機碳大於等於10mg/L。
8.一種由含有機物的水中回收水的裝置，其特徵在於，包括對含有機物的水進行生物處理的生物處理裝置；過濾生物處理水的過濾裝置；將濾出水的pH調整為鹼性的pH調整裝置；以及，使調整為鹼性的濾出水透過，得到透過水的逆滲透膜裝置。
9.根據權利要求8所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述過濾裝置由砂過濾以和/或活性碳過濾裝置的任何一種構成。
10.根據權利要求8或9所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述pH調整裝置由連續性地向濾出水添加鹼而將pH調整到大於等於9的裝置構成。
11.根據權利要求8或9所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述pH調整裝置由間歇性地向濾出水添加鹼而將pH調整到大於等於9的裝置構成。
12.根據權利要求8所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述含有機物的水由廢水構成。
13.根據權利要求12所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述廢水是由電子部件構件類製造工程的廢水構成。
14.根據權利要求8所述的由含有機物的水中回收水的裝置，所述含有機物的水中所含總有機碳大於等於10mg/L。
全文摘要
本發明提供一種減少繁雜的pH調整工序，而且可長時間抑制RO膜的阻塞或通量的下降，耐久性優良的由含有機物的水中回收水的裝置以及回收方法，其特徵在於，將含有機物的水進行了生物處理後，將通過過濾該生物處理水而得到的濾出水的pH調整至鹼性後，將對逆滲透膜裝置通水而得到的透過水作為處理水而回收。
文檔編號C02F1/66GK1769219SQ20051012912
公開日2006年5月10日 申請日期2005年11月1日 優先權日2004年11月2日
發明者川田和彥 申請人:奧甘諾株式會社