JP4859863B2 - Water treatment method and water treatment apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水の処理において、両者を効率よく処理する水処理方法および水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment apparatus for efficiently treating both raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorinated organic compound.
フッ素系有機化合物は化学的に非常に安定な性質を持つため、撥水剤、表面処理剤、コーティング剤などさまざまな用途で広く使用されてきた。 Fluorine organic compounds have a very chemically stable nature and have been widely used in various applications such as water repellents, surface treatment agents, and coating agents.
そのフッ素系有機化合物の代表的な使用例に、半導体エッチング工程などでの使用が挙げられる。本工程では、半導体基板の現像に伴い、レジストと、0.002〜2重量%程度のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下、水酸化物としてTMAHと表記する場合がある)などのテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドと、パーフルオロオクタン酸(以下、PFOAと表記する場合がある)、パーフルオロオクタンスルホン酸(以下、PFOSと表記する場合がある)などの、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基などが結合しているフッ素系有機化合物とを含んだ洗浄水が排水される。そのため、TMAHなどと共存するPFOSなどのフッ素系有機化合物の処理が急務となっている。 A typical use example of the fluorine-based organic compound is use in a semiconductor etching process or the like. In this process, with development of the semiconductor substrate, a resist and tetraalkylammonium hydroxide such as about 0.002 to 2% by weight of tetramethylammonium hydroxide (hereinafter sometimes referred to as TMAH as a hydroxide). And perfluorooctanoic acid (hereinafter sometimes referred to as PFOA), perfluorooctanesulfonic acid (hereinafter sometimes referred to as PFOS), and the like, to alkyl groups in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms Then, washing water containing a fluorine-based organic compound to which a sulfo group, a carboxyl group or the like is bonded is drained. Therefore, treatment of fluorine-based organic compounds such as PFOS coexisting with TMAH and the like is urgently required.
排水中におけるTMAHなどと共存するフッ素系有機化合物の処理としては、特許文献1に示されるような紫外線照射法、非特許文献1に示されるような鉄粉を共存させた亜臨界水酸化法などの分解処理が提案されている。 Examples of the treatment of fluorine-based organic compounds that coexist with TMAH in wastewater include an ultraviolet irradiation method as shown in Patent Document 1, a subcritical water oxidation method in which iron powder as shown in Non-Patent Document 1 coexists, and the like. A decomposition process has been proposed.
一方、吸着による処理として、フッ素系有機化合物の処理のみに焦点を当てると、特許文献2のようなイオン交換樹脂を用いる方法や活性炭による吸着除去の方法などが提案されている。 On the other hand, focusing on only the treatment of a fluorine-based organic compound as a treatment by adsorption, a method using an ion exchange resin as in Patent Document 2 and a method of removing adsorption by activated carbon have been proposed.
しかし、特許文献1、非特許文献1のような分解処理については、元来、フッ素系有機化合物は非常に安定な物質であるために分解しにくく、さらにTMAHなどが共存すると、分解処理を適用するには多大なエネルギーが必要となる欠点があった。 However, with regard to the decomposition treatments such as Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, originally, the fluorine-based organic compound is a very stable substance, so it is difficult to decompose, and when TMAH or the like coexists, the decomposition treatment is applied. However, there was a drawback that a lot of energy was required.
また、特許文献2のようなイオン交換樹脂による処理方法については、フッ素系有機化合物を効率的に除去しうるが、0.002〜2wt%程度のTMAHなどが共存した場合、共存する多量の塩の影響でイオン交換樹脂の除去性能が大きく低下してしまう問題がある。活性炭吸着処理については、従来、活性炭処理はTMAHなどを生物処理した後に、仕上げの処理として活性炭処理を行っているため、処理対象の排水中には、生物処理により発生したSS成分やTMAHなどの分解副生成物などの吸着を阻害するような成分が、比較的高濃度で存在してしまう。その上、活性炭処理は最終処理工程であるために他の排水と混合して希釈され、フッ素系有機化合物の濃度が低下してしまうため、活性炭へのフッ素系有機化合物の吸着効率が著しく低下してしまう問題があった。 In addition, in the treatment method using an ion exchange resin as in Patent Document 2, a fluorine-based organic compound can be efficiently removed. However, when about 0.002 to 2 wt% of TMAH coexists, a large amount of coexisting salt is present. Therefore, there is a problem that the performance of removing the ion exchange resin is greatly lowered. As for the activated carbon adsorption treatment, conventionally, activated carbon treatment biologically treats TMAH and the like, and then performs activated carbon treatment as a finishing treatment. Therefore, in the wastewater to be treated, SS components generated by biological treatment, TMAH, etc. Components that inhibit the adsorption of decomposition byproducts and the like are present at a relatively high concentration. In addition, since the activated carbon treatment is the final treatment step, it is diluted with other wastewater and diluted, resulting in a decrease in the concentration of the fluorinated organic compound, which significantly reduces the adsorption efficiency of the fluorinated organic compound on the activated carbon. There was a problem.
このように、フッ素系有機化合物の単独処理ではさまざまな技術が提案されているが、原水中にテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とが共存した場合に、両者を効率よく処理できる技術に関する知見はほとんどない。 As described above, various techniques have been proposed for the sole treatment of a fluorine-based organic compound. However, when a tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound coexist in raw water, the present invention relates to a technique that can efficiently treat both. There is little knowledge.
本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水の処理において、両者を効率よく処理することができる水処理方法および水処理装置である。 The present invention is a water treatment method and a water treatment apparatus capable of efficiently treating both raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorinated organic compound.
本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水を活性炭処理する活性炭処理工程と、前記活性炭処理した活性炭処理液を生物処理する生物処理工程と、を含み、前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物である水処理方法である。 The present invention is seen containing activated carbon treatment step of activated carbon treatment raw water containing the tetraalkylammonium hydroxide and the fluorine-based organic compound, a biological treatment process of biological treatment with activated carbon treatment solution described above activated carbon treatment, wherein the fluorine-based In the water treatment method, the organic compound is a fluorine-based organic compound in which at least one group selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an amino group is bonded to an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms .
また、本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水のpHを7.5以下に調整するpH調整工程と、前記pH調整したpH調整液を活性炭処理する活性炭処理工程と、前記活性炭処理した活性炭処理液をpH5.5〜7.5の範囲内で生物処理する生物処理工程と、を含み、前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物である水処理方法である。 The present invention also includes a pH adjustment step for adjusting the pH of raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound to 7.5 or less, an activated carbon treatment step for treating the pH-adjusted pH-adjusted solution with activated carbon, the activated carbon treatment and the biological treatment step for biological treatment of activated carbon treatment liquid within the pH5.5~7.5 was, only containing the fluorine-based organic compound, the hydrogen atoms are replaced in all fluorine atom alkyl The water treatment method is a fluorine-based organic compound in which at least one group selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an amino group is bonded to the group .
また、本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水を活性炭処理する活性炭処理手段と、前記活性炭処理した活性炭処理液を生物処理する生物処理手段と、を有し、前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物である水処理装置である。 Further, the present invention is that the raw water containing the tetraalkylammonium hydroxide and fluorine-based organic compound possess and activated carbon treatment means for the activated carbon treatment, a biological treatment means for biological treatment of activated carbon treatment solution described above activated carbon treatment, the said fluorine-based organic compound, the alkyl group in which a hydrogen atom has been substituted in all fluorine atom, a sulfo group, a carboxyl group, at least one of the groups bonded to are fluorine organic compounds der Ru water treatment device selected from amino group It is.
また、本発明は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水のpHを7.5以下に調整するpH調整手段と、前記pH調整したpH調整液を活性炭処理する活性炭処理手段と、前記活性炭処理した活性炭処理液をpH5.5〜7.5の範囲内で生物処理する生物処理手段と、を有し、前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物である水処理装置である。 The present invention also includes a pH adjusting means for adjusting the pH of raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound to 7.5 or less, and an activated carbon treatment means for treating the pH-adjusted pH-adjusted solution with activated carbon. the activated carbon-treated activated carbon treatment solution have a, a biological treatment means for biological treatment in the range of PH5.5~7.5, the fluorine-based organic compound, the hydrogen atoms are replaced in all fluorine atom alkyl a group, a sulfo group, a carboxyl group, at least one fluorinated organic compound der groups bound of Ru water treatment device selected from the amino group.
本発明では、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水の処理において、活性炭処理を行った後に生物処理を行うことにより、両者を効率よく処理することができる。 In this invention, in the process of raw | natural water containing a tetraalkyl ammonium hydroxide and a fluorine-type organic compound, both can be processed efficiently by performing a biological treatment after performing an activated carbon treatment.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
本発明者らは鋭意検討の結果、活性炭処理において、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドの共存下においても、例えばpH7.5以下に調整することで、フッ素系有機化合物が効率よく吸着することを見出した。また、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドの処理においては、例えばpH5.5〜7.5に調整して生物処理を行うことで、もっとも効率的にテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを分解できることを見出した。これより、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水の処理において、従来では最終処理工程としていた活性炭処理を生物処理の前段にて行い、好ましくはそれぞれにおいて適切なpH条件下で処理することで、前段の活性炭処理でフッ素系有機化合物を効率よく除去し、後段の生物処理でテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを効率よく除去することができることがわかった。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the fluorine-based organic compound is efficiently adsorbed by adjusting the pH to, for example, 7.5 or lower even in the presence of tetraalkylammonium hydroxide in the activated carbon treatment. Moreover, in the process of tetraalkylammonium hydroxide, it discovered that tetraalkylammonium hydroxide could be decomposed | disassembled most efficiently by adjusting to pH 5.5-7.5, for example, and performing a biological process. As a result, in the treatment of raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorinated organic compound, the activated carbon treatment, which has been the final treatment step in the past, is carried out before the biological treatment, preferably under the appropriate pH conditions in each. Thus, it was found that the fluorine-based organic compound can be efficiently removed by the activated carbon treatment in the former stage, and the tetraalkylammonium hydroxide can be efficiently removed by the biological treatment in the latter stage.
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。水処理装置1は、pH調整手段であるpH調整槽10と、活性炭処理手段である活性炭処理装置12と、生物処理手段である生物処理槽14とを備える。
An example of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is schematically shown in FIG. The water treatment apparatus 1 includes a
図1の水処理装置1において、pH調整槽10の出口と活性炭処理装置12の入口、活性炭処理装置12の出口と生物処理槽14の入口とがそれぞれ配管などにより接続されている。
In the water treatment apparatus 1 of FIG. 1, the outlet of the
本発明の実施形態に係る水処理装置を用いた水処理方法を説明する。 A water treatment method using the water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水は、原水槽などから原水供給配管などを通して、pH調整槽10に送液される。ここで、pH調整剤貯槽などからポンプなどのpH調整剤添加手段などにより、酸、アルカリなどのpH調整剤が添加され、原水のpHが例えば7.5以下に調整される(pH調整工程)。なお、原水の特性によっては、このpH調整工程は必ずしも必要ない。
Raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound is sent from the raw water tank or the like to the
次に、pH調整槽10においてpH調整されたpH調整液は、pH調整液配管などにより活性炭処理装置12に送液される。ここで、活性炭処理が行われ、主にフッ素系有機化合物が活性炭に吸着処理される(活性炭処理工程)。なお、原水の特性によっては、原水について活性炭処理が行われてもよい。
Next, the pH adjustment solution adjusted in pH in the
次に、活性炭処理装置12において活性炭処理された活性炭処理液は、活性炭処理液配管などにより生物処理槽14に送液される。ここで、活性炭処理液のpHが例えば5.5〜7.5の範囲内で生物処理が行われて、主にテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが分解され、処理液が得られる(生物処理工程)。処理液は、系外に排出される。
Next, the activated carbon treatment liquid treated with the activated carbon in the activated
なお、活性炭処理工程と生物処理工程とが前後しても、目的は達せられない。生物処理後に活性炭処理を行うと、上述したように、生物処理水には、生物処理により発生したSS成分やTMAHなどの分解副生成物などの吸着を阻害するような成分が、比較的高濃度で存在してしまい、活性炭へのフッ素系有機化合物の吸着効率が著しく低下してしまうからである。なお、活性炭処理装置12を設ける代わりに、pH調整工程において、pH調整槽10に粉炭などの活性炭を添加して、吸着処理をpH調整とともに行ってもよい。
Even if the activated carbon treatment process and the biological treatment process are mixed, the purpose cannot be achieved. When the activated carbon treatment is performed after the biological treatment, as described above, the biologically treated water has a relatively high concentration of components that inhibit the adsorption of SS components generated by the biological treatment and decomposition byproducts such as TMAH. This is because the adsorption efficiency of the fluorinated organic compound on the activated carbon is significantly reduced. Instead of providing the activated
本実施形態において処理対象となる原水は、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとフッ素系有機化合物とを含む原水であればよく特に制限はないが、さらに、フォトレジストなどのレジストに用いられるレジスト樹脂などのレジスト成分を含む場合がある。レジスト樹脂としては、フォトレジストなどのレジストに用いられる樹脂であればよく特に制限はない。フォトレジストの種類としては露光された部分が現像液に可溶になる(エッチングされる)ポジ型フォトレジストや露光された部分が現像液に不溶になるネガ型フォトレジストがある。このような原水としては、例えば、半導体のエッチング工程などから排出される現像廃液などがある。 The raw water to be treated in this embodiment is not particularly limited as long as it is a raw water containing a tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound, but further, a resist such as a resist resin used for a resist such as a photoresist. May contain ingredients. The resist resin is not particularly limited as long as it is a resin used for a resist such as a photoresist. As a kind of the photoresist, there are a positive type photoresist in which the exposed portion is soluble (etched) in the developer and a negative photoresist in which the exposed portion is insoluble in the developer. Such raw water includes, for example, development waste liquid discharged from a semiconductor etching process or the like.
原水に含まれるテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルエチルアンモニウムヒドロキシド、ジメチルジエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド(すなわち、コリン)、トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシドなどを挙げることができ、通常現像液に用いられるTMAH、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリンが好ましく、特にTMAHが好ましい。なお、本明細書において、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシドには、その塩も含まれる。 Examples of the tetraalkylammonium hydroxide contained in the raw water include tetramethylammonium hydroxide (TMAH), tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, methyltriethylammonium hydroxide, and trimethylethylammonium hydroxide. Dimethyldiethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide (ie choline), triethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, dimethyldi (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, diethyldi (2- Hydroxyethyl) ammonium hydroxide, methyltri (2-hydroxyethyl) ammonium Examples thereof include hydroxide, ethyltri (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetra (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide and the like, and TMAH, tetraethylammonium hydroxide and choline which are usually used in a developing solution are preferable, and TMAH is particularly preferable. Is preferred. In this specification, tetraalkylammonium hydroxide includes salts thereof.
原水に含まれるフッ素系有機化合物としては、分子中にフッ素原子を含む有機化合物であればよく特に制限はないが、パーフルオロオクタン酸(PFOA)、パーフルオロデカン酸(PFDA)、パーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)、パーフルオロブタンスルホン酸(PFBS)などの、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基(−SO3H基)、カルボキシル基(−COOH基)、アミノ基(−NH2基)から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているパーフルオロアルキルスルホン酸類、パーフルオロアルキルカルボン酸類、パーフルオロアルキルアミン類などのフッ素系有機化合物であることが好ましく、水素原子が全てフッ素原子に置換された直鎖のアルキル基に、スルホ基(−SO3H基)、カルボキシル基(−COOH基)、アミノ基(−NH2基)から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物であることがより好ましい。なお、本明細書において、スルホ基(−SO3H基)、カルボキシル基(−COOH基)、アミノ基(−NH2基)から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物には、それらの塩も含まれる。
The fluorine-based organic compound contained in the raw water is not particularly limited as long as it is an organic compound containing a fluorine atom in the molecule, but perfluorooctanoic acid (PFOA), perfluorodecanoic acid (PFDA), perfluorooctanesulfone. An alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, such as acid (PFOS) and perfluorobutane sulfonic acid (PFBS), sulfo group (—SO 3 H group), carboxyl group (—COOH group), amino group It is preferably a fluorine-based organic compound such as perfluoroalkyl sulfonic acids, perfluoroalkyl carboxylic acids, perfluoroalkyl amines and the like to which at least one group selected from (—NH 2 group) is bonded, an alkyl group all straight chain substituted by a fluorine atom, a sulfo group (
本実施形態ではpH調整工程において、原水のpHを7.5以下に調整することが好ましい。pH7.5を超えると、レジスト成分を含む場合にはレジスト成分を沈殿させることにより除去することができず、さらに後段の活性炭処理工程においてアルカリ性下で存在するTMAHが活性炭を劣化させてしまい、フッ素系有機化合物の吸着能力が損なわれてしまう場合がある。 In this embodiment, it is preferable to adjust the pH of raw water to 7.5 or less in the pH adjustment step. When the pH exceeds 7.5, when the resist component is included, it cannot be removed by precipitating the resist component. Further, TMAH existing under alkalinity in the subsequent activated carbon treatment process deteriorates the activated carbon, and fluorine In some cases, the adsorption ability of organic organic compounds may be impaired.
pH調整工程において、原水のpHを5.5〜7.5の範囲に調整することがより好ましい。pH5.5を下回ると、活性炭処理は可能であるが、後段の生物処理工程の前段において、再度pHの調整が必要となってしまう手間が生じる場合がある。 In the pH adjusting step, it is more preferable to adjust the pH of the raw water to a range of 5.5 to 7.5. When the pH is lower than 5.5, activated carbon treatment is possible, but there may be a case where it becomes necessary to adjust the pH again in the previous stage of the biological treatment process of the latter stage.
pH調整剤としては、硫酸、塩酸などの酸、水酸化ナトリウムなどのアルカリなどが挙げられる。 Examples of the pH adjuster include acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, and alkalis such as sodium hydroxide.
通常、本実施形態において処理対象となる原水は、pH12以上のアルカリであることが多い。そこで、pH調整工程において、硫酸、塩酸などの酸により、原水のpHを7.5以下に調整することが好ましい。 In general, the raw water to be treated in this embodiment is often an alkali having a pH of 12 or more. Therefore, in the pH adjustment step, it is preferable to adjust the pH of the raw water to 7.5 or less with an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid.
pH調整工程において、原水がレジスト成分を含む場合には、pHの調整により、例えば、pH4〜7の範囲にpHを調整することにより、レジスト成分を凝集沈殿させることができる。このとき、次工程の活性炭処理における影響を低減するために、図2に示すように、pH調整槽10の後段かつ活性炭処理装置12の前段に、加圧浮上や沈降分離などによる固液分離手段である固液分離装置16を設置して、SSを除去してもよい(固液分離工程)。 In the pH adjustment step, when the raw water contains a resist component, the resist component can be coagulated and precipitated by adjusting the pH, for example, in the range of pH 4-7. At this time, in order to reduce the influence in the activated carbon treatment of the next step, as shown in FIG. May be installed to remove SS (solid-liquid separation step).
吸着処理工程における吸着処理は、粉炭を用いた完全混合槽による処理、活性炭塔を用いた粒状活性炭による固定床による通水処理、粒状活性炭を用いた流動床による通水処理などのいずれでも用いることができるが、固液分離における利便性を考慮すると、固定床、または流動床による処理が好ましい。 Adsorption treatment in the adsorption treatment process should be any of treatment using a complete mixing tank using pulverized coal, water treatment using a fixed bed using granular activated carbon using an activated carbon tower, and water treatment using a fluidized bed using granular activated carbon. However, in consideration of convenience in solid-liquid separation, treatment with a fixed bed or a fluidized bed is preferable.
活性炭処理装置12への通水時のpHは、前述の通り、pH5.5〜7.5の範囲であることが好ましい。このとき、TMAHは極性が高い状態であるため、活性炭にほとんど吸着せず、後段へ流出する。活性炭処理装置12への通水時の空塔速度は、1〜20〔1/hr〕の範囲が好ましい。
As described above, the pH when water is passed through the activated
生物処理工程において、処理時のpHは5.5〜7.5となるように制御することが好ましいが、pH6〜7の範囲に制御することがより好ましい。処理時のpHが5.5〜7.5の範囲を外れると、TMAHの分解性能が悪化する場合がある。前述したように、pH調整工程において、原水のpHを5.5〜7.5の範囲に調整しておけば、生物処理工程において改めてpH調整を行わなくてよい。 In the biological treatment process, the pH during the treatment is preferably controlled so as to be 5.5 to 7.5, but more preferably in the range of pH 6 to 7. If the pH during the treatment is out of the range of 5.5 to 7.5, the decomposition performance of TMAH may be deteriorated. As described above, if the pH of the raw water is adjusted to the range of 5.5 to 7.5 in the pH adjustment step, it is not necessary to adjust the pH again in the biological treatment step.
また、生物処理工程において、リンを添加するほか、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、銅などの微量に必要とされる元素を添加することが好ましい。 In addition to adding phosphorus in the biological treatment process, it is preferable to add elements required for trace amounts such as sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, manganese, and copper.
生物処理の形態は、浮遊式、固定床、担体添加による流動床、浸漬膜活性汚泥法など、いずれのものでもよい。 Any type of biological treatment may be used, such as a floating type, a fixed bed, a fluidized bed by adding a carrier, or an immersion membrane activated sludge method.
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1〜4)
TMAHとフッ素系有機化合物とが共存する模擬排水について、表1に示す各pHについて活性炭による吸着処理を行った。
(Examples 1-4)
For simulated wastewater in which TMAH and a fluorine-based organic compound coexist, adsorption treatment with activated carbon was performed for each pH shown in Table 1.
純水にTMAHを0.18wt%、PFOSを100ppbとなるように添加し、模擬排水とした。この排水を三角フラスコに300mL分取した後、所定のpHになるように塩酸もしくは水酸化ナトリウムを用いて調整し、石炭系粉末活性炭を1000mg/L添加して、20℃、120rpmで20時間、回転振とうさせて、処理水中のTMAHの濃度を測定した。結果を表1に示す。処理水中のTMAHの濃度は、キャピラリ電気泳動(大塚電子(株)製、CAPI−3300型)により、測定した。 TMAH was added to pure water at 0.18 wt% and PFOS at 100 ppb to obtain simulated waste water. After 300 mL of this wastewater was collected in an Erlenmeyer flask, it was adjusted with hydrochloric acid or sodium hydroxide so as to have a predetermined pH, 1000 mg / L of coal-based powdered activated carbon was added, and 20 hours at 20 ° C., 120 rpm, The concentration of TMAH in the treated water was measured by shaking. The results are shown in Table 1. The concentration of TMAH in the treated water was measured by capillary electrophoresis (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., CAPI-3300 type).
表1より、TMAHは活性炭にほとんど吸着しないことがわかる。 Table 1 shows that TMAH hardly adsorbs on activated carbon.
次に、TMAHとフッ素系有機化合物とが共存する模擬排水について、表2に示す各pHについて活性炭による吸着処理を行った。 Next, the simulated waste water in which TMAH and the fluorine-based organic compound coexist was subjected to adsorption treatment with activated carbon for each pH shown in Table 2.
純水にTMAHを0.18wt%、PFOSを100ppbとなるように添加し、模擬排水とした。この排水を三角フラスコに300mL分取した後、所定のpHになるように塩酸もしくは水酸化ナトリウムを用いて調整し、120cm3の石炭系粒状活性炭を充填したカラムに、下降流にて、空塔速度5〔1/hr〕で通水した。その結果を表2に示す。処理水中のPFOSの濃度は、LC−MS/MS(HPLC:Agilent1100、質量分析装置:3200QTRAP)により測定した。 TMAH was added to pure water at 0.18 wt% and PFOS at 100 ppb to obtain simulated waste water. After 300 mL of this wastewater was collected in an Erlenmeyer flask, it was adjusted with hydrochloric acid or sodium hydroxide so as to have a predetermined pH, and was dropped into a column packed with 120 cm 3 of coal-based granular activated carbon in a downward flow. Water was passed at a speed of 5 [1 / hr]. The results are shown in Table 2. The concentration of PFOS in the treated water was measured by LC-MS / MS (HPLC: Agilent 1100, mass spectrometer: 3200QTRAP).
表2より、PFOSはTMAH共存下でも活性炭に吸着処理されていることがわかる。 From Table 2, it can be seen that PFOS is adsorbed on activated carbon even in the presence of TMAH.
次に、TMAHが残存している排水に対して、TMAHを処理するために生物処理を行った。このとき、TMAH負荷が1.0kgTMAH/m3/dayとなるように、TMAH分解菌を馴養した担体添加型流動床へ連続通水した。処理中のpHは、所定の値となるように、塩酸もしくは水酸化ナトリウムを用いて調整し、栄養塩としてリンを5mg/L、オルガミン10(オルガノ株式会社製)を0.1mL/Lとなるように添加した。結果を表3に示す。 Next, biological treatment was performed on the waste water in which TMAH remained in order to treat TMAH. At this time, water was continuously passed through a carrier-added fluidized bed acclimatized with TMAH-degrading bacteria so that the TMAH load was 1.0 kg TMAH / m 3 / day. The pH during the treatment is adjusted with hydrochloric acid or sodium hydroxide so as to be a predetermined value, and phosphorus is 5 mg / L as nutrient salt and Organamine 10 (manufactured by Organo Corporation) is 0.1 mL / L. Was added as follows. The results are shown in Table 3.
表3より、TMAHが良好に分解できていることがわかる。特にpH7.5以下、さらにはpH5.5〜7.5の範囲において、TMAHが良好に分解できていることがわかる。 From Table 3, it can be seen that TMAH can be satisfactorily decomposed. In particular, it can be seen that TMAH can be satisfactorily decomposed in the range of pH 7.5 or less, and further in the range of pH 5.5 to 7.5.
以上の結果より、活性炭処理→生物処理によってTMAHおよびPFOSが効率よく除去できることがわかる。 From the above results, it can be seen that TMAH and PFOS can be efficiently removed by activated carbon treatment → biological treatment.
(比較例1)
比較例1として、TMAHを0.2wt%、PFOSを平均100ppb含む排水を用いて、図2に示すように、pH調整槽50におけるpH調整→生物処理槽54における生物処理→活性炭処理装置52における活性炭処理を行った。各工程のpHは7.5で一定となるように調整した。まず排水は、pH調整槽50でpH7.5に設定し、その際に発生したSSは、後段の加圧浮上により除いた。その後、生物処理を行った。そのときのTMAHの負荷は1.0kgTMAH/m3/dayであった。後段の活性炭処理では、石炭系粒状活性炭を充填した活性炭塔に、空塔速度5〔1/hr〕で通水した。その結果、最終処理水において、TMAHは1mg/L以下であったが、PFOSは2.6μL/L残存していた。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, using waste water containing 0.2 wt% of TMAH and an average of 100 ppb of PFOS, as shown in FIG. 2, pH adjustment in the
以上より、工程を活性炭処理→生物処理とすることで、特にpH調整→活性炭処理→生物処理とすることで、TMAHおよびPFOSを効率よく除去できることがわかる。 From the above, it can be seen that TMAH and PFOS can be efficiently removed by changing the process to activated carbon treatment → biological treatment, in particular, pH adjustment → activated carbon treatment → biological treatment.
1,3 水処理装置、10,50 pH調整槽、12,52 活性炭処理装置、14,54 生物処理槽、16 固液分離装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記活性炭処理した活性炭処理液を生物処理する生物処理工程と、
を含み、
前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物であることを特徴とする水処理方法。 An activated carbon treatment step in which raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorinated organic compound is treated with activated carbon;
A biological treatment step for biologically treating the activated carbon treatment liquid treated with the activated carbon;
Only including,
The fluorine-based organic compound is a fluorine-based organic compound in which at least one group selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an amino group is bonded to an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Water treatment method.
前記pH調整したpH調整液を活性炭処理する活性炭処理工程と、
前記活性炭処理した活性炭処理液をpH5.5〜7.5の範囲内で生物処理する生物処理工程と、
を含み、
前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物であることを特徴とする水処理方法。 A pH adjusting step for adjusting the pH of raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound to 7.5 or less;
An activated carbon treatment step of treating the pH-adjusted liquid adjusted with activated carbon,
A biological treatment step of biologically treating the activated carbon treatment liquid treated with activated carbon within a range of pH 5.5 to 7.5;
Only including,
The fluorine-based organic compound is a fluorine-based organic compound in which at least one group selected from a sulfo group, a carboxyl group, and an amino group is bonded to an alkyl group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Water treatment method.
前記活性炭処理した活性炭処理液を生物処理する生物処理手段と、
を有し、
前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物であることを特徴とする水処理装置。 Activated carbon treatment means for subjecting raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound to activated carbon;
A biological treatment means for biologically treating the activated carbon treatment liquid treated with the activated carbon;
I have a,
The fluorine-based organic compound, the alkyl group in which a hydrogen atom has been substituted in all fluorine atom, a sulfo group, a carboxyl group, at least fluorine-based organic compound der Rukoto which one group is attached is selected from amino group A water treatment device characterized.
前記pH調整したpH調整液を活性炭処理する活性炭処理手段と、
前記活性炭処理した活性炭処理液をpH5.5〜7.5の範囲内で生物処理する生物処理手段と、
を有し、
前記フッ素系有機化合物が、水素原子が全てフッ素原子に置換されたアルキル基に、スルホ基、カルボキシル基、アミノ基から選ばれる少なくとも一つの基が結合しているフッ素系有機化合物であることを特徴とする水処理装置。 PH adjusting means for adjusting the pH of raw water containing tetraalkylammonium hydroxide and a fluorine-based organic compound to 7.5 or less;
Activated carbon treatment means for treating the pH-adjusted liquid adjusted with activated carbon;
A biological treatment means for biologically treating the activated carbon treatment liquid treated with the activated carbon within a range of pH 5.5 to 7.5;
I have a,
The fluorine-based organic compound, the alkyl group in which a hydrogen atom has been substituted in all fluorine atom, a sulfo group, a carboxyl group, at least fluorine-based organic compound der Rukoto which one group is attached is selected from amino group A water treatment device characterized.
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