JP3434438B2 - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体工場や液
晶工場等から排出される過酸化水素,リンおよびフッ素
を含有する排水と有機物含有排水とを効率よく同時に処
理する排水処理方法、および、排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水質汚濁防止法の観点から、フッ素に加
えて過酸化水素およびリンを含んでいる排水の場合に
は、上記フッ素とＣＯＤ(化学的酸素要求量)を高める過
酸化水素およびリンの総てを所定濃度になるまで処理す
る必要がある。また、上記排水が有機物を含んでいる場
合には、その有機物も所定濃度になるまで処理する必要
がある。

【０００３】ここで、上記フッ素の除去は、フッ素濃度
の規制値をクリアするために必要である。また、過酸化
水素や有機物の除去は、処理水中の規制値としてのＣＯ
Ｄを低下させるために必要である。また、リンは、赤潮
の原因となるために，確実に規制値以下まで処理する必
要がある。

【０００４】従来、半導体工場等において、フッ素に加
えて、過酸化水素とリンとを含有したＰＨ２〜ＰＨ３の
混合排水の場合には、以下のようにして処理を行ってい
る。すなわち、最初に、フッ素とリンを消石灰等の薬品
によって化学的に中和処理する。こうして、上記フッ素
とリンが中和された後に、被処理水に重亜硫酸ソーダを
添加して、還元作用によって過酸化水素を処理する。あ
るいは、活性炭や木炭等の触媒を利用して処理するので
ある。

【０００５】一方、排水中のフッ素を除去するためのフ
ッ素除去装置として、図８に示すようなものがある。こ
のフッ素除去装置では、フッ素含有排水を２つの炭酸カ
ルシウム充填槽１,２に通し、炭酸カルシウム充填槽２
の流出水を循環槽３に導入する。そして、循環槽３内の
被処理水を膜分離装置４に導入して、後段の炭酸カルシ
ウム充填槽２から流出した炭酸カルシウム結晶を含む濃
縮水と透過水とに分離する。そうした後、上記分離され
た濃縮水を循環槽３に返送する。また、上記濃縮水の一
部を前段の炭酸カルシウム充填槽１に返送する。一方、
上記透過水は貯水槽５に排出される。

【０００６】上記フッ素除去装置によれば、排水中のフ
ッ素は炭酸カルシウム充填槽１,２の炭酸カルシウムと
反応して、フッ化カルシウムとなる。そして、所定の処
理期間が経過した後に、炭酸カルシウム充填槽１,２か
ら抜き出される。こうして、フッ素をフッ化カルシウム
として除去するのである。

【０００７】また、他のフッ素除去装置として、図９に
示すようなフッ化カルシウム回収装置がある。このフッ
化カルシウム回収装置では、炭酸カルシウム反応槽６内
のフッ素含有溶液に、炭酸カルシウムサイロ７内の炭酸
カルシウムを添加する。そして、５０℃〜１００℃の高
温処理と高温空気通気処理(または、高温減圧脱気処理)
を経て、フッ化カルシウムを回収するのである。尚、８
は通気のためのブロアであり、９は散気管である。

【０００８】一方、有機物を含むフッ素排水を処理する
排水処理装置として、図１０に示すようなものがある。
この排水処理装置では、充填材としての炭酸カルシウム
鉱物を強く流動させたり弱く流動させたりして、化学反
応と好気性微生物による生物反応とを巧みに利用して、
被処理水中のフッ素と有機物の両方を除去するものであ
る。尚、１１は第１水槽、１２は第２水槽(沈殿槽)、１
３は第３水槽(汚泥濃縮槽)、１４はポリ酸化アルミニウ
ムタンク、１５,１６はかき寄せ機、１７〜１９はブロ
ア、２０はラインミキサ、２１はディフューザ、２２,
２３は散気管である。また、２４a〜２４cは炭酸カルシ
ウム鉱物、２５は無機汚泥、２６は微生物汚泥である。

【０００９】また、図１１に示す排水処理装置は、炭酸
カルシウム鉱物を利用して有機物含有フッ素排水を処理
するものである。この排水処理装置では、上記炭酸カル
シウム鉱物は総て固定状態で使用するようになってい
る。したがって、排水中のフッ素とカルシウムとが反応
してできるフッ化カルシウムが、固定状態の炭酸カルシ
ウム鉱物の間に残存して、長期間塊として存在すること
になる。そして、その塊は次第に大きくなって槽内全体
に広がってしまい、結果として処理効率が低下すること
になる。尚、３１は第１反応調整槽、３２は第２反応調
整槽、３３は第３水槽(反応凝集槽)、３４は第４水槽
(沈殿槽)、３５は第５水槽(汚泥濃縮槽)、３６はフィル
タープレス、３７,３８は散水管、３９〜４１はブロ
ア、４２,４３は散気管、４４,４５はかき寄せ機であ
る。また、４６は炭酸カルシウム鉱物、４７は木炭、４
８はプラスチック製充填物である。

【００１０】一方、排水中の過酸化水素を除去する過酸
化水素除去装置として、図１２に示すような、粒状活性
炭を触媒として用いるものがある。この過酸化水素除去
装置は、処理槽５１内に触媒部５２と沈降部５３とを有
している。そして、動作時には、予め触媒部５２内に槽
有効容量の１％〜３５％の割合で粒状活性炭を充填す
る。そして、供給口５４から処理槽５１内に過酸化水素
含有排水を導入する。そうすると、この過酸化水素含有
排水は触媒部５２内に侵入してやがて触媒部５２内を満
たす。一方、水平供給口５５からも触媒部５２内に過酸
化水素含有排水を導入する。その結果、触媒部５２内に
渦巻き流が生じ、粒状活性炭と過酸化水素含有排水とが
接触して活性炭の触媒作用で水と酸素とに分解される。

【００１１】上記分解処理後の排水は、上記触媒部５２
からオーバーフローして沈降部５３に流れ込み、排出口
５６から排出される。その場合に、触媒部５２から排水
と共に沈降部５３に流れ込んだ粒状活性炭は、沈降部５
３内でしばらく滞留して沈殿し、開口５７から触媒部５
２内に戻される。したがって、沈降部５３の排出口５６
からは上澄み水のみが排出される。

【００１２】この種の過酸化水素除去装置は、半導体工
場の生産室から、過酸化水素排水が単独で排出される場
合の過酸化水素除去装置として用いられる。また、生産
室から、過酸化水素排水にリン含有フッ素排水が混合さ
れて排出される場合には、以下に示すように、リン含有
フッ素排水除去装置の前段に用いられる。混合排水 →
活性炭による過酸化水素除去装置 →消石灰と凝集剤に
よるリン含有フッ素排水除去装置 → 処理後の排水

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、集積回路を製造する一般の半導体工場において排出
されるフッ素含有排水には、過酸化水素やリンが混入し
ている。また、界面活性剤,アルコール,ＩＰＡ(イソプ
ロピルアルコール)あるいはアセトン等の有機物が混入
する場合もある。そのうち、ＩＰＡやアセトンは単独で
排出される場合もある。尚、上記混入の理由としては、
半導体の製造工程においてフッ酸,過酸化水素,リン酸,
ＩＰＡおよびアセトン等を使用することは一般的であ
り、其れらの薬品は同一処理のクリーンベンチ内で取り
扱うことも多く、上記薬品が排水量の比較的多いフッ素
含有排水に混入することが上げられる。

【００１４】上述したように、過酸化水素とリンとが混
入したフッ素含有排水の排水の処理方法として、消石灰
と凝集剤を添加してフッ素とリンを中和する方法が最も
一般的である。しかしながら、この消石灰等によるフッ
素とリンとの中和処理では、被処理水中のフッ素濃度を
一桁まで下げる場合には、過剰の消石灰や凝集剤を投入
しないと目的とするフッ素濃度に至らず、結果として未
反応の消石灰が沈殿槽に流入して汚泥の発生量が多くな
る。したがって、消石灰の過剰添加によって汚泥の発生
量が多くなると共にコストアップになるという問題があ
る。さらに、消石灰の過剰添加に加えて過酸化水素処理
時に重亜硫酸ソーダが添加されるので処理水の導電率が
高くなってしまう。したがって、得られる処理水は超純
水の製造に再利用することができないという問題もあ
る。

【００１５】そこで、フッ素含有排水を処理する際の発
生汚泥量を低減する方法として、上述のごとく、炭酸カ
ルシウムを用いてフッ素をフッ化カルシウムとして除去
する方法が開発されている。さらに、その発展方法とし
て、上述のごとく、炭酸カルシウム鉱物を用い、化学反
応と微生物による生物反応とを利用して被処理水中のフ
ッ素と有機物とを除去する方法が開発されている。しか
しながら、前者では、フッ素と同時に、過酸化水素,リ
ンおよび有機物を除去することはできない。また、後者
では、過酸化水素とリンを処理することはできないとい
う問題がある。

【００１６】また、排水中の過酸化水素を除去する装置
として、図１２に示す過酸化水素除去装置がある。しか
しながら、この過酸化水素除去装置では、活性炭の触媒
や薬品による処理を利用して過酸化水素を除去している
ために、ランニングコストやイニシャルコストが掛かる
という問題がある。また、この過酸化水素除去装置で
は、フッ素とリンと有機物とを除去することはできな
い。

【００１７】尚、上述したように、上記過酸化水素除去
装置をリン含有フッ素排水除去装置の前段に用いて、過
酸化水素排水にリン含有フッ素排水が混合された排水を
処理することができる。ところが、この２段処理には、
以下のような問題がある。

【００１８】すなわち、一般の半導体工場では有機物含
有フッ素排水の量は比較的多い、そこで、前段に設置さ
れる活性炭や木炭等(コストが大きい)を触媒とする過酸
化水素処理装置内の滞留時間を１時間としても滞留水量
は大きくなり、過酸化水素処理装置が大きくなって触媒
としての活性炭や炭やその他の薬品の量も多くなり、イ
ニシャルコストが莫大になる。また、大きな設置面積が
必要となる。

【００１９】また、上述のごとく過酸化水素処理装置内
の滞留水量が大きいために、過酸化水素処理装置内にお
ける水位変動も大きい。そして、活性炭の比重が１に近
いために大きな水位変動のあおりを受けて、一部の活性
炭が流れ出して後段のリン含有フッ素排水除去装置に流
れ込む場合が生ずる。その場合、リン含有フッ素排水除
去装置の炭酸カルシウム鉱物充填槽内で生成されたフッ
化カルシウムに活性炭が付着し、フッ化カルシウムが炭
酸カルシウム鉱物充填槽から後段に流出しなくなってし
まう。こうして、活性炭が付着したフッ化カルシウムが
次第に堆積していくと炭酸カルシウム充填槽内の処理効
率が低下することになる。

【００２０】尚、上記リン含有フッ素排水除去装置の前
段として、重亜硫酸ソーダ等の還元剤を用いて過酸化水
素を処理する装置を設置することも考えられる。しかし
ながら、この場合も、処理排水量が大きいことからラン
ニングコストが莫大になる。また、大きな設置面積が必
要となる。

【００２１】上述のリン含有フッ素排水除去装置の前段
に過酸化水素除去装置を設置する場合の問題は、例え
ば、図８に示すフッ素除去装置の炭酸カルシウム充填槽
１に炭酸カルシウムに変えて活性炭や木炭を充填して、
過酸化水素とフッ素とを連続的に処理する場合にも当て
はまる。

【００２２】そこで、この発明の目的は、過酸化水素,
リン含有フッ素排水と有機物含有排水とを効率よく低コ
ストで同時に処理できる排水処理方法、および、排水処
理装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明の排水処理方法は、曝気手段に
よる曝気によって反応性充填物が被処理水中で流動して
いる処理槽の下部から過酸化水素・リン含有フッ素排水
を導入する一方,上記処理槽の上部から有機物含有排水
を導入して,上記反応性充填物による化学処理によって
フッ素を処理する一方,上記化学処理による生成物に繁
殖した好気性微生物によって有機物を生物処理する第１
工程と、上記第１工程後,上記被処理水を無曝気状態の
反応凝集槽に導入する第２工程と、上記第２工程後,上
記被処理水を沈殿槽に導入して上澄み液と汚泥とに分離
し,分離した汚泥を上記反応凝集槽に返送する第３工程
を備えて、上記返送された汚泥中に繁殖している嫌気性
微生物によって,上記反応凝集槽内において過酸化水素
を処理することを特徴としている。

【００２４】上記構成によれば、第１工程において、反
応性充填物による化学処理によってフッ素が処理される
一方、上記化学処理による生成物に繁殖した好気性微生
物によって有機物が生物処理される。さらに、第２工程
において、無曝気状態の反応凝集槽に導入された被処理
水中の過酸化水素が、第３工程で沈殿槽から返送された
汚泥中の嫌気性微生物によって処理される。こうして、
過酸化水素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水とが
同時に処理されて、被処理水中のフッ素,過酸化水素お
よび有機物が連続的に処理されて除去される。

【００２５】また、請求項２に係る発明の排水処理方法
は、請求項１に係る発明の排水処理方法において、上記
第２工程は、上記第１工程による処理水を無曝気状態の
反応凝集槽に導入し,無機凝集剤と高分子凝集剤を添加
して上記無機凝集剤による化学処理によってリンを処理
した後に,上記化学処理による生成物を凝集させる工程
を備えたことを特徴としている。

【００２６】上記構成によれば、請求項１に係る発明の
排水処理方法の上記第２工程において、添加された無機
凝集剤による化学処理によってリンが処理される。そう
した後に、上記化学処理による生成物が凝集される。こ
うして、被処理水中のフッ素,リン,過酸化水素および有
機物が連続的に処理されて除去される。

【００２７】また、請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは請求項２に係る発明の排水処理方法において、上記
反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であり、上記無機凝
集剤は消石灰であることを特徴としている。

【００２８】上記構成によれば、上記過酸化水素,リン
含有フッ素排水中のフッ素が炭酸カルシウム鉱物と反応
してフッ化カルシウムとなる。また、繁殖した好気性微
生物が上記フッ化カルシウムに包括固定されて、酸化剤
としての上記過酸化水素によって死滅させられないよう
に保護される。こうして、上記保護された好気性微生物
によって上記有機物含有排水中の有機物が効果的に分解
処理される。そして、上記酸化水素,リン含有フッ素排
水中のリンは、添加された消石灰によってリン酸カルシ
ウムとして凝集沈殿される。同時に、残留フッ素が上記
消石灰によって高度処理される。このように、上記フッ
素の処理に消石灰を使用しないようにして汚泥の大量発
生が押さえられる。

【００２９】また、請求項４に係る発明は、請求項３に
係る発明の排水処理方法において、上記返送される汚泥
は、嫌気性微生物を主体とする生物汚泥とフッ化カルシ
ウムおよび上記消石灰を主体とする無機汚泥との混合汚
泥であることを特徴としている。

【００３０】上記構成によれば、上記沈殿槽から返送さ
れる生物汚泥中の嫌気性微生物は、無機汚泥中のフッ化
カルシウムに包括固定されて、酸化剤としての上記過酸
化水素によって死滅させられないように保護されてい
る。したがって、この生物汚泥と無機汚泥との混合汚泥
が上記反応凝集槽に返送された場合に、この反応凝集槽
内における上記過酸化水素の分解処理が効果的に行われ
る。

【００３１】また、請求項５に係る発明の排水処理装置
は、曝気手段を有すると共に,反応性充填物が充填され
て,上記曝気手段による曝気によって上記反応性充填物
が流動状態になっており,下部から過酸化水素・リン含有
フッ素排水が導入される一方,上部から有機物含有排水
が導入されて,上記反応性充填物による化学処理によっ
てフッ素を処理する一方,上記化学処理による生成物に
繁殖した好気性微生物によって有機物を生物処理する処
理槽と、上記処理槽からの被処理水が導入される無曝気
状態の反応凝集槽と、被処理水が導入されて,導入され
た被処理水中の汚泥を沈殿させて分離する沈殿槽と、上
記沈殿槽において沈殿分離された汚泥を上記反応凝集槽
に返送する汚泥返送手段を備えて、上記返送された汚泥
中に繁殖している嫌気性微生物によって、上記反応凝集
槽内において過酸化水素を処理することを特徴としてい
る。

【００３２】上記構成によれば、処理槽において、反応
性充填物による化学処理によって、過酸化水素,リン含
有フッ素排水中のフッ素が処理される。一方、上記化学
処理による生成物に繁殖した好気性微生物によって、有
機物含有排水中の有機物が生物処理される。更に、反応
凝集槽において、沈殿槽から汚泥返送手段によって返送
された汚泥中の嫌気性微生物によって、上記過酸化水
素,リン含有フッ素排水中の過酸化水素が処理される。
こうして、過酸化水素,リン含有フッ素排水と有機物含
有排水とが同時に処理されて、被処理水中のフッ素,過
酸化水素および有機物が連続的に処理されて除去され
る。

【００３３】また、請求項６に係る発明は、請求項５に
係る発明の排水処理装置において、上記反応凝集槽は、
上記処理槽からの被処理水が導入されると共に、無機凝
集剤および高分子凝集剤が添加されて、上記無機凝集剤
による化学処理によってリンを処理し、上記化学処理に
よる生成物を反応凝集させる無曝気状態の反応凝集槽で
あることを特徴としている。

【００３４】上記構成によれば、上記反応凝集槽におい
て、添加された無機凝集剤による化学処理によって上記
過酸化水素,リン含有フッ素排水中のリンが処理され
る。こうして、被処理水中のフッ素,リン,過酸化水素お
よび有機物が連続的に処理されて除去される。

【００３５】また、請求項７に係る発明は、請求項５ま
たは請求項６に係る発明の排水処理装置において、上記
反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であり、上記無機凝
集剤は消石灰であることを特徴としている。

【００３６】上記構成によれば、上記過酸化水素,リン
含有フッ素排水中のフッ素が炭酸カルシウム鉱物と反応
してフッ化カルシウムとなる。また、繁殖した好気性微
生物が上記フッ化カルシウムに包括固定されて、酸化剤
としての上記過酸化水素によって死滅させられないよう
に保護される。こうして、上記保護された好気性微生物
によって上記有機物含有排水中の有機物が効果的に分解
処理される。さらに、上記過酸化水素,リン含有フッ素
排水中のリンは、消石灰によってリン酸カルシウムとし
て凝集沈殿される。同時に、残留フッ素が上記消石灰に
よって高度処理される。このように、上記フッ素の処理
に消石灰を使用しないようにして、汚泥の大量発生が押
さえられる。

【００３７】また、請求項８に係る発明は、請求項７に
係る発明の排水処理装置において、上記返送される汚泥
は、上記嫌気性微生物を主体とする生物汚泥とフッ化カ
ルシウムおよび上記消石灰を主体とする無機汚泥との混
合汚泥であることを特徴としている。

【００３８】上記構成によれば、上記沈殿槽から返送さ
れる生物汚泥中の嫌気性微生物は、無機汚泥中のフッ化
カルシウムに包括固定されて、酸化剤としての上記過酸
化水素によって死滅させられないように保護されてい
る。したがって、この生物汚泥と無機汚泥との混合汚泥
が上記反応凝集槽に返送された場合に、この反応凝集槽
内における上記過酸化水素の分解処理が効果的に行われ
る。

【００３９】また、請求項９に係る発明は、請求項５ま
たは請求項６に係る発明の排水処理装置において、上記
処理槽には、上記反応性充填物が流動している被処理水
から上記反応性充填物を分離する分離室が設けられてい
ることを特徴としている。

【００４０】上記構成によれば、上記曝気手段による曝
気によって流動している比重の大きい上記反応性充填物
と、この反応性充填物による化学処理によって生成され
た比重の小さい反応生成物および好気性微生物による生
物処理によって生成された比重の小さい微生物汚泥と
が、上記処理槽に設けられた分離室によって物理的に分
離される。こうして、未反応の反応性充填物は、比重が
大きいので被処理水と共に次段の反応凝集槽に導入され
ることなく上記処理槽内に滞留し続ける。

【００４１】また、請求項１０に係る発明は、請求項５
または請求項６に係る発明の排水処理装置において、上
記沈殿槽に設けられると共に、上記沈殿槽内における垂
直方向への水流を遮るように傾斜している傾斜板を備え
たことを特徴としている。

【００４２】上記構成によれば、上記傾斜板によって上
記汚泥の沈殿が促進される。また、上記傾斜板全体に上
記嫌気性微生物が付着固定化されて、被処理水中の残留
過酸化水素および残留有機物が高度処理される。

【００４３】また、請求項１１に係る発明は、請求項５
または請求項６に係る発明の排水処理装置において、上
記沈殿槽に設置されると共に,上記沈殿槽内の被処理水
のフッ素濃度を計測し,この計測したフッ素濃度を表す
信号を出力するフッ素濃度計と、上記フッ素濃度計から
の信号に基づいて,上記反応凝集槽への上記無機凝集剤
の添加量を制御する添加制御手段を備えたことを特徴と
している。

【００４４】上記構成によれば、上記沈殿槽内の被処理
水のフッ素濃度に応じて、上記反応凝集槽での残留フッ
素の高度処理に必要な量の上記無機凝集剤が上記反応槽
に添加される。こうして、必要最小限の無機凝集剤で残
留フッ素の高度処理が行われて、ランニングコストの低
減と発生汚泥量の低減とが図られる。

【００４５】また、請求項１２に係る発明は、請求項５
または請求項６に係る発明の排水処理装置において、上
記沈殿槽に設置されると共に,上記沈殿槽内の被処理水
の過酸化水素濃度を計測し,この計測した過酸化水素濃
度を表す信号を出力する過酸化水素濃度計測手段と、上
記過酸化水素濃度計測手段からの信号に基づいて,上記
処理槽への上記有機物含有排水の導入量を制御する有機
物含有排水導入制御手段を備えたことを特徴としてい
る。

【００４６】上記構成によれば、上記沈殿槽内の被処理
水の過酸化水素濃度に応じて上記処理槽への有機物含有
排水の導入量が制御されて、上記処理槽内の有機物の量
が制御される。その結果、上記沈殿槽内の嫌気性微生物
の量が制御されて、上記沈殿槽内の被処理水が所定の過
酸化水素濃度になるように制御される。

【００４７】また、請求項１３に係る発明は、請求項５
または請求項６に係る発明の排水処理装置において、上
記沈殿槽において沈殿分離された汚泥が導入されて,こ
の汚泥中に繁殖している嫌気性微生物を濃縮培養する濃
縮嫌気性微生物培養槽と、上記濃縮嫌気性微生物培養槽
において嫌気性微生物が濃縮培養された濃縮汚泥を上記
反応凝集槽に返送する濃縮汚泥返送手段と、上記沈殿槽
に設置されると共に,上記沈殿槽内の被処理水の過酸化
水素濃度を計測し,この計測した過酸化水素濃度を表す
信号を出力する過酸化水素濃度計測手段と、上記過酸化
水素計測手段からの信号に基づいて,上記反応凝集槽へ
の上記濃縮汚泥の返送量を制御する汚泥返送制御手段を
備えたことを特徴としている。

【００４８】上記構成によれば、上記沈殿槽内の被処理
水の過酸化水素濃度に応じて、濃縮嫌気性微生物培養槽
から上記反応凝集槽への濃縮汚泥の返送量が制御され
て、上記沈殿槽内の被処理水が所定の過酸化水素濃度に
なるように制御される。

【００４９】また、請求項１４に係る発明は、請求項５
または請求項６に係る発明の排水処理装置において、上
記沈殿槽からの被処理水が導入されて,上記被処理水を
濾過する濾過装置と、上記濾過装置からの被処理水が導
入されて上記被処理水中のカルシウムイオン等を除去す
る軟水装置と、上記軟水装置からの被処理水が導入され
て上記被処理水中の残留イオン,残留有機物および微生
物等を除去する逆浸透膜装置と、上記逆浸透膜装置から
の処理水が導入されて超純水を製造する超純水製造装置
を備えたことを特徴としている。

【００５０】上記構成によれば、多量の消石灰および凝
集剤によらずに上記過酸化水素,リン含有フッ素排水中
のフッ素が処理される。したがって、上記沈殿槽におい
て汚泥が沈殿分離された上澄みの処理水の導電率は７０
０μs/cm以下になる。そのために、その処理水が、濾過
装置,軟水装置および逆浸透膜装置を順次透過すること
によって、超純水製造装置による超純水の製造が可能な
水質の処理水が得られる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。 ＜第１実施の形態＞ 図１は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。この排水処理装置は、過酸化水素,リン含有フッ
素排水と有機物含有排水とを同時に処理するものであ
り、排水中の過酸化水素,リン,フッ素および有機物を１
つの系列で巧みに且つ合理的に処理できる。

【００５２】この排水処理装置は、上記過酸化水素,リ
ン含有フッ素排水が導入貯留される第１水槽６１、有機
物含有排水が導入貯留される第２水槽６２、過酸化水
素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水とを炭酸カル
シウム鉱物によって同時に処理する第３水槽６３、第３
水槽６３からの被処理水を消石灰と反応させる第４水槽
６４、第４水槽６４からの被処理水中の反応生成物を凝
集する凝集槽としての第５水槽６５、第５水槽６５から
の被処理水中の凝集物を沈殿させる沈殿槽としての第６
水槽６６、第６水槽６６で沈降した汚泥中の微生物を濃
縮培養する第７水槽６７の各水槽を有している。そし
て、上記７つの水槽６１〜６７と、消石灰タンク６８
と、高分子凝集剤タンク６９と、フィルタープレス７０
によって概略構成されている。

【００５３】上記第１水槽６１には、工場の生産設備よ
り配管を通して過酸化水素,リン含有フッ素排水が導入
されて貯留される。同様に、第２水槽６２には、生産設
備からの有機物含有排水が導入されて貯留される。そし
て、第１水槽６１内の過酸化水素,リン含有フッ素排水
は、第１ポンプ７１によって、第３水槽６３の底部に配
設された導入管７２を介して第３水槽６３内に導入され
る。また、第３水槽６３には、第２水槽６２内の有機物
含有排水が、第２ポンプ７３によって導入される。この
ように、第１水槽６１と第２水槽６２とに区分すること
によって、目的に応じて、過酸化水素,リン含有フッ素
排水と有機物含有排水との導入量を調整することができ
るのである。

【００５４】上記第３水槽６３は、上槽６３aと下槽６
３bとで構成されている。下槽６３bの底部にはブロア７
４に接続された散気管７５が配設されており、下槽６３
b内には炭酸カルシウム鉱物７６が充填されている。そ
して、上述のように、第３水槽６３の下槽６３bに導入
された過酸化水素,リン含有フッ素排水中のフッ素は、
炭酸カルシウム鉱物７６と反応して細かいフッ化カルシ
ウム７７のフロックとなる。

【００５５】こうして、上記フッ素が処理された過酸化
水素,リンおよび有機物を含有した被処理水は、下槽６
３bから上槽６３aにゆっくり導入される。そして、生成
されたフッ化カルシウム７７を含む被処理水が散気管７
５からの空気によって曝気撹拌されることによって好気
性の微生物が繁殖し、この好気性微生物による生物処理
によって被処理水中の有機物が処理される。上槽６３a
は、上方が開口しており、一側には、分離壁７８で仕切
られて炭酸カルシウム鉱物７６とフッ化カルシウム７７
とを分離する分離室７９が設けられている。この分離室
７９の下部は傾斜壁８０によって上槽６３aに連通され
ている。

【００５６】上記分離室７９の目的は、下記のとおりで
ある。 生成された比重の小さいフッ化カルシウム７
７と未反応の比重の大きい炭酸カルシウム鉱物７６と
を、比重差を利用して分離する。 繁殖した好気性微
生物の生物処理によって生成された比重の小さい微生物
汚泥１００と、比重の大きい炭酸カルシウム鉱物７６と
を分離する。

【００５７】上記分離室７９は、流出管８１によって上
記第４水槽６４の上部に接続されている。第４水槽６４
は反応槽であり、消石灰タンク６８内の消石灰がポンプ
８２および電磁弁８３が介設されたループ配管８４を介
して供給される。そして、供給された消石灰は被処理水
中のリンと反応してリン酸カルシウムを生成する。ま
た、第４水槽６４内では、嫌気性の微生物によって被処
理水中の過酸化水素が処理される。８５は撹拌機であ
る。反応槽である第４水槽６４からの被処理水は、凝集
槽である第５水槽６５に流入する。第５水槽６５には、
高分子凝集剤タンク６９内の高分子凝集剤がポンプ８６
によって供給される。８７は撹拌機である。

【００５８】上記第５水槽６５は、流出管８８によって
上記第６水槽６６の上部に接続されている。凝集槽であ
る第５水槽６５で凝集された被処理水は、流出管８８に
よって沈殿槽である第６水槽６６に導入される。第６水
槽６６にはかき寄せ機８９が設置されており、沈降した
汚泥を底部の中心にかき寄せるようになっている。そし
て、汚泥と分離された処理水が、この排水処理装置によ
る最終的な処理水として取り出される。また、第６水槽
６６にはフッ素濃度計９０および上記過酸化水素濃度計
測手段として機能する酸化還元電位計９１が設置されて
いる。そして、フッ素濃度計９０からの信号によってル
ープ配管８４に介設された電磁弁８３の開度が制御され
て、第４水槽６４への消石灰の供給量が制御されるよう
になっている。

【００５９】上記第６水槽６６の底部に溜まった汚泥
は、底に設けられた汚泥配管９２を通って、濃縮嫌気微
生物培養槽である第７水槽６７に導入される。この第７
水槽６７において嫌気性微生物が濃縮培養された濃縮汚
泥は、かき寄せ機９３によって底部の中心にかき寄せら
れて、底に設けられた汚泥配管９４を通って、ポンプ９
５によって脱水機の一種であるフィルタープレス７０に
圧送される。そして、フィルタープレス７０によって脱
水される。尚、第７水槽６７からの汚泥配管９４にはポ
ンプ９８が介設された汚泥返送管９９の一端が接続され
て、反応槽である第４水槽６４に濃縮汚泥を返送できる
ようにしている。また、第６水槽６６からの汚泥配管９
２と汚泥返送管９９とを、ポンプ９７が介設された汚泥
返送管９６で連通して、第６水槽６６の汚泥を第４水槽
６４に返送できるようにしている。そして、濃縮汚泥返
送用のポンプ９８は、第３水槽６３への有機物含有排水
導入用の第２ポンプ７３と共に、酸化還元電位計９１か
らの信号によって吐出量がインバータ制御されるように
している。こうして、嫌気性微生物が濃縮培養された汚
泥を反応槽に返送することによって、反応槽における嫌
気性微生物による過酸化水素の処理を効率よく行わせる
のである。

【００６０】すなわち、本実施の形態における排水処理
装置では、上記第３水槽６３に炭酸カルシウム鉱物７６
を充填してカルシウム源とし、被処理水中のフッ素とカ
ルシウムとを反応させる。そして、生成されたフッ化カ
ルシウム７７を含む被処理水を曝気撹拌することによっ
て好気性の微生物を繁殖させて有機物の処理を行う。そ
うした後、第４水槽６４において、第６水槽６６又は第
７水槽６７からの返送汚泥中の嫌気性微生物による過酸
化水素の処理と、新たに少量添加された消石灰によるリ
ンの処理および既に第３水槽６３で１次処理が行われて
いるフッ素の２次処理(高度処理)とを行う。そして、次
の第５水槽６５においてフロックを凝集させ、第６水槽
６６において沈殿分離して上澄み液を処理水として排出
するのである。

【００６１】上記構成の排水処理装置は、次のように動
作する。先ず、上記第１ポンプ７１が駆動されて、流入
管７２から第３水槽６３の下槽６３bに過酸化水素,リン
含有フッ素排水が水平方向に均等に流入され、炭酸カル
シウム鉱物７６と反応してフッ化カルシウム７７が生成
される。その場合に、散気管７５から曝気空気が下槽６
３b内に均等に吐出されて、上記反応が撹拌促進され
る。

【００６２】上記炭酸カルシウム鉱物７６の直径は０.
５mm程度であり、多量に充填されている。そして、酸性
の被処理水によって炭酸カルシウム鉱物７６の表面を溶
解してカルシウムイオンを溶出させながら、この溶出さ
れたカルシウムイオンと被処理水中のフッ素とが化学反
応を起こしてフッ化カルシウム７７が生成されるのであ
る。

【００６３】上記流入管７２からの被処理水は、散気管
７５から吐出される空気と混合されて上槽７３aに向か
って上昇して行く。こうして、上槽６３a内に曝気空気
が導入され、この曝気空気によって上槽６３a内の被処
理水が撹拌されると同時に炭酸カルシウム鉱物７６が流
動する。したがって、炭酸カルシウム鉱物７６は被処理
水と盛んに接触することができ、被処理水中のフッ素と
の化学反応が促進されてフッ素の処理が確実となる。ま
た、流動している炭酸カルシウム鉱物７６の表面に微生
物が発生する場合がある。この場合には、上記曝気空気
によって微生物が剥離されて微生物汚泥１００となる。
したがって、炭酸カルシウム鉱物７６と被処理水とは流
動状態で十分に接触反応するのである。

【００６４】一方、上記下槽６３b内の炭酸カルシウム
鉱物７６も散気管７５から吐出される空気によって流動
する。その場合の下槽６３b内の炭酸カルシウム鉱物７
６の流動は、炭酸カルシウム鉱物７６の比重が２.７と
重く、多量に充填されいるので、上槽６３aにおける流
動よりは弱い。ところが、下槽６３bには炭酸カルシウ
ム鉱物７６が多量に存在しており、被処理水のＰＨが低
いために炭酸カルシウム鉱物７６からカルシウムイオン
が多量に溶出しているので、流動は弱いものの、被処理
水中のフッ素と炭酸カルシウム鉱物７６中のカルシウム
イオンとは確実に反応することができるのである。

【００６５】こうして生成されたフッ化カルシウム７７
の比重は炭酸カルシウム鉱物７６の比重(２.７)よりも
小さい、したがって、分離壁７８の下を通って分離室７
９内に侵入したフッ化カルシウム７７は、分離室７９の
上層から流出管８１を通って無機汚泥となって第４水槽
６４に流れ込むことになる。これに対して、比重の大き
い炭酸カルシウム鉱物７６は、分離室７９内に侵入して
も傾斜壁８０上をゆっくり降下して下槽６３bに戻って
行くのである。

【００６６】ここで、上記炭酸カルシウム鉱物７６の充
填量は、被処理水中のフッ素濃度によっても異なるが、
第３水槽６３の全体容積の約５０％以下を目安にする。
そして、被処理水を導入してから１カ月以上維持できる
ように設定する。こうすることによって、炭酸カルシウ
ム鉱物７６の補給頻度を少なくして、メンテナンスコス
トを低減できるのである。その場合における１日当たり
の炭酸カルシウム鉱物７６からのカルシウムイオンの消
費量は、１日当たり流入する被処理水中のフッ素イオン
や硫酸イオン等の酸性成分の全量を中和する分の量であ
る。尚、本実施の形態においては、上述のように、１カ
月以上維持できるように多量の炭酸カルシウム鉱物７６
が充填されている。したがって、被処理排水の酸性の度
合いが変動しても、その変動を十分に吸収することがで
きる。

【００６７】上記フッ化カルシウム７７は、蛍石として
天然に存在する物質である。したがって、フッ化カルシ
ウム７７には微生物が繁殖しやすい。また、フッ化カル
シウム７７はフロック状を呈するので微生物を包み込む
(所謂、包括固定する)性質を有しており、被処理水中に
殺菌性を有する過酸化水素が存在しても微生物は繁殖可
能なのである。尚、微生物を包括固定したフッ化カルシ
ウム７７は有機物に対して透過性を有している。したが
って、有機物は包括固定されている好気性微生物によっ
て効果的に処理される。

【００６８】上記散気管７５から吐出させる空気量は、
上記上槽６３aの容積１ｍ³に付き、１日当たり８０ｍ³
以上に設定することが望ましい。上記空気の吐出量が極
端に少ない場合には、比重が２.７と重い炭酸カルシウ
ム鉱物７６を確実に流動状態にすることができないので
ある。

【００６９】上記被処理水は、上記流入管７２から下槽
６３bに導入されて主に下槽６３b内で炭酸カルシウム鉱
物７６と十分に反応している。したがって、上槽６３a
における被処理水は十分中和された状態になっている。
また、上槽６３aは、上述のように曝気状態にあるため
に十分好気性が維持されている。そして、上述のよう
に、殺菌性を有する過酸化水素が存在するものの、生成
されたフッ化カルシウム７７が微生物を包括固定する。
したがって、好気性の微生物は、被処理水中の有機物を
栄養源として繁殖でき、結果的に被処理水中の有機物が
処理される。尚、好気性微生物をより繁殖させたい場合
には、第２水槽６２から導入される有機物含有排水の水
量を増加させればよい。

【００７０】上記下槽６３bから上槽６３a側に向かう被
処理水の上昇速度は、第３水槽６３に充填される炭酸カ
ルシウム鉱物７６の量および過酸化水素,リン含有フッ
素排水の水質によって決定され、１時間当たり１ｍを基
準とすればよい。この上昇速度は、通常の水処理におけ
る活性炭吸着塔での上昇速度と同程度である。

【００７１】上述のように、上記上槽６３aでは、散気
管７５による曝気によって炭酸カルシウム鉱物７６が効
率良く流動されて撹拌されている。そして、分離室７９
に入った比重２.７の炭酸カルシウム鉱物７６は、傾斜
壁８０に沿って下槽６３bに戻る。こうして、下槽６３b
に戻った炭酸カルシウム鉱物７６は、再び曝気の気泡と
共に上槽６３aに向かって上昇することになる。このよ
うに、炭酸カルシウム鉱物７６は、第３水槽６３内を何
度となく循環移動して効率良く被処理水中のフッ素と反
応するのである。

【００７２】ところで、本実施の形態においては、充填
する炭酸カルシウム鉱物７６の粒径を０.５mm以下にし
ている。したがって、表面積を広くしてフッ素との反応
を効率良くできる。また、炭酸カルシウム鉱物７６の粒
径を０.５mm以下にすることによって、上槽６３aで散気
管７５による曝気との平衡関係を維持し易い。したがっ
て、第３水槽６３内は、広い範囲にわたって炭酸カルシ
ウム鉱物７６の流動状態が形成される。ここで、上記平
衡関係とは、炭酸カルシウム鉱物７６が速やかに沈降せ
ずに、曝気によって流動状態が常に維持されている状態
を言う。

【００７３】上記炭酸カルシウム鉱物７６が第３水槽６
３の上槽６３aと下槽６３bに貯留される量(この貯留量
によって炭酸カルシウム鉱物７６の濃度が決まる)は、
被処理水中のフッ素流入濃度によって決定すべきであ
る。また、被処理水の滞留時間はフッ素流入濃度によっ
て決定すべきである。本実施の形態では、フッ素濃度が
３０ppm〜３００ppm程度の場合には、安全係数も含め
て、上槽６３aにおける滞留時間を１時間以上にし、下
槽６３bにおける滞留時間を１時間以上にする。すなわ
ち、分離室７９を除く第３水槽６３での滞留時間を合計
で２時間以上にする。

【００７４】以上の如く、０.５mm以下の粒径の炭酸カ
ルシウム鉱物７６を選定し、且つ、被処理水の第３水槽
６３内での滞留時間を２時間以上に設定することによっ
て、被処理水中のフッ素を確実に処理することができる
のである。

【００７５】上記炭酸カルシウム鉱物７６は一般に市販
されているので、市販品を採用することが最も経済的で
ある。市販の炭酸カルシウム鉱物は、粒径１mmや０.５m
m程度が最も安価であり、粒径が大きくなるにしたがっ
て単価が上昇する。したがって、反応効率やコストを考
えると、炭酸カルシウム鉱物７６の粒径は２mm以下にす
るのが好ましい。水質によっても異なるが、粒径を２mm
より大きくすると第３水槽６３での反応時間を６時間以
上にする必要があることもあり、第３水槽６３が大きく
なって槽のイニシャルコストが増大してしまうのであ
る。

【００７６】上述のようにして、上記分離壁７８の下を
通って曝気されていない分離室７９内に侵入したフッ化
カルシウム７７からなる無機汚泥と微生物汚泥１００
は、比重が１に近いことから炭酸カルシウム鉱物７６か
ら分離されて分離室７９から流れ出して第４水槽６４に
流入する。

【００７７】上記第４水槽６４は反応槽であり、消石灰
タンク６８から添加された消石灰に由来するカルシウム
と被処理水中のリンと結合してリン酸カルシウムとして
処理される。また、被処理水中に残存しているフッ素が
フッ化カルシウムとなって、第３水槽６３における処理
に続いて消石灰にフッ素の高度処理が行われる。

【００７８】上記消石灰はスラリー状態で添加されるの
で、大部分の消石灰は第４水槽６４から流出して未反応
の消石灰となる。但し、その添加量は、既に炭酸カルシ
ウム鉱物７６によるフッ素処理が行われた被処理水のＰ
Ｈを例えば「４」から「８」まで上昇させるのに必要な量で
よい。したがって、フッ素を消石灰のみで処理する従来
の排水処理方法に比較して、消石灰の添加量が格段に少
ない量で済む。また、上述したように、第４水槽６４か
ら被処理水と共に流出した未反応の消石灰は、第６水槽
６６から汚泥返送配管９６,９９によって汚泥と共に第
４水槽６４に戻されて再利用される。こうして、消石灰
の使用を少なくして、汚泥の発生を極力少なくするよう
にしている。

【００７９】尚、上記第６水槽６６から汚泥返送配管９
６,９９によって返送されてくる汚泥は、無機汚泥と微
生物汚泥との混合汚泥であり、微生物汚泥には、特に曝
気機能がない水槽(第４水槽６４〜第６水槽６６)を循環
しているので嫌気性微生物が繁殖している。この嫌気性
微生物が繁殖している理由には、次のような理由が考え
られる。

【００８０】 被処理水中に微量の有機物が存在して
いる。この有機物としては、被処理水に含有されている
有機物の他に、第５水槽６５で添加されて返送される高
分子凝集剤に由来する有機物も含まれる。 天然成分
であるフッ化カルシウムが汚泥中に存在している。
第３水槽６３で好気性微生物が繁殖し、その好気性微生
物が第４水槽６４に流入して酸素を消費するのでより嫌
気状態となって好気性微生物が死滅し、この死滅した微
生物を食べて嫌気性微生物が繁殖する。 曝気性の無
い水槽の容積が十分ある。

【００８１】そして、上記嫌気性微生物は、一般に、被
処理水に対して脱窒素性を有すると共に還元性を有す
る。したがって、被処理水中の酸化剤としての過酸化水
素を分解処理することができる。

【００８２】被処理水中のリンが消石灰由来のカルシウ
ムと反応してリン酸カルシウムになることは経験的に知
られている。ところが、被処理水中の混在している炭酸
カルシウム鉱物から溶出するカルシウムとは余り反応し
ない。このことは、実験によって判明した。

【００８３】こうして、上記第４水槽６４において、被
処理水中のリンと過酸化水素とが処理され、フッ素が高
度処理された被処理水は、凝集槽である第５水槽６５に
流出する。

【００８４】上記凝集槽としての第５水槽６５には、高
分子凝集剤タンク６９から高分子凝集剤が添加される。
そして、被処理水中の微細なフッ化カルシウムやリン酸
カルシウムが大きなフロックとなり、沈澱し易くなって
第６水槽６６に流入する。

【００８５】上記第６水槽６６における沈澱時間は、３
時間以上に設定されている。この第６水槽６６では、先
すぼみに形成された底部に沈降した無機汚泥(フッ化カ
ルシウムや未反応の消石灰)と微生物汚泥とが掻き寄せ
機８９で掻き寄せられて、無機汚泥および微生物汚泥と
上澄み液とが分離される。そして、上澄み液は、処理水
として送り出される。

【００８６】上記第６水槽６６での滞留時間(沈澱時間)
は、第３水槽６３の分離室７９の滞留時間(０.５時間以
内)に比較して十分長いので、分離室７９で沈降せずに
分離されなかったフッ化カルシウム７７や微生物汚泥１
００、および、未反応の消石灰も沈降する。

【００８７】こうして、上記第６水槽６６において沈降
した無機汚泥と微生物汚泥は、第７水槽６７に導入され
る。この第７水槽６７は、濃縮嫌気性微生物培養槽であ
り、被処理汚泥は５時間以上滞留される。そして、フッ
化カルシウムや未反応の消石灰を中心とした無機汚泥と
微生物汚泥とが、無酸素状態すなわち嫌気状態で時間を
かけてゆっくりと濃縮培養される。こうして濃縮培養さ
れた無機汚泥と微生物汚泥とは、第４水槽６４に返送す
る必要がない場合には、ポンプ９５によってフィルター
プレス７０に圧送されて脱水される。

【００８８】上記フィルタープレス７０は比較的脱水性
の強い脱水機であり、このフィルタープレス７０によっ
て、含水率６５％以下の脱水ケーキを得る。尚、フィル
タープレス７０によって得られる汚泥量は、炭酸カルシ
ウム鉱物７６を全く使用せずに消石灰および凝集剤を多
量に使用する従来の排水処理方法に比較して、汚泥量を
格段に少なくできるのである。

【００８９】尚、上記濃縮嫌気性微生物培養槽としての
第７水槽６７内の汚泥は、第３水槽６３内の汚泥の色が
白色から灰色であるのに対して、被処理水中の硫酸イオ
ンに基づく硫酸還元菌の繁殖によって黒っぽい灰色を呈
し、且つ、嫌気性微生物特有の匂いを呈する。したがっ
て、汚泥の色と匂いとによって汚泥中に嫌気性の還元菌
が繁殖しているか否かを判断できる。そして、第６水槽
６６の汚泥と第７水槽６７の汚泥を比較すると、第７水
槽６７の汚泥の方が黒っぽく臭気もある。したがって、
第６水槽６６よりも第７水槽６７の方で嫌気性が進んで
いることが分かる。但し、この汚泥の臭気は公害となる
ような臭気ではない。

【００９０】ここで、本実施の形態においては、上記第
６水槽６６にフッ素濃度計９０を取り付けている。そし
て、第６水槽６６内の被処理水のフッ素濃度が所定値よ
りも上昇すると、フッ素濃度計９０からの信号に基づく
調節計(図示せず)の制御によって、消石灰タンク６８か
ら第４水槽６４に消石灰を供給するループ配管８４に設
けられた電磁弁８３の開度が大きくなって消石灰の供給
量が増大する。こうして、残留フッ素の高度処理を活発
にして被処理水のフッ素濃度を所定値まで低下させるの
である。

【００９１】また、上記第６水槽６６には、上記過酸化
水素濃度計測手段として機能する酸化還元電位計９１が
取り付けられている。そして、この酸化還元電位計９１
からの信号に基づいて、第７水槽６７から第４水槽６４
への汚泥返送配管９９のポンプ９８、及び、第２水槽６
２から有機物含有排水を第３水槽６３に導入する第２ポ
ンプをインバータ制御している。したがって、沈殿槽と
しての第６水槽６６での過酸化水素濃度に比例して、第
７水槽６７から第４水槽６４への還元性を有する微生物
汚泥の返送量が増加して、過酸化水素がより効果的に処
理されるのである。また、第２水槽６２から、アルコー
ル,アセトン,ＩＰＡ等の有機物が含有された排水が多く
第３水槽６３に流入するので、有機物を栄養源に好気性
の微生物がより繁殖して酸素が多量に消費される。とこ
ろが、ブロア７４の吐出量は一定であるから酸素が余分
に消費された分だけ第３水槽６３内は嫌気性に近くな
る。すると、嫌気性の微生物が繁殖し易い状況になり、
第３水槽６３から第４水槽６４に被処理水が導入された
時点では、ポンプ９８による還元性を有する微生物汚泥
の返送量が増加していることとの相乗効果で嫌気性微生
物が増加する。こうして、嫌気性微生物による還元が増
加して過酸化水素がより分解されるのである。

【００９２】上述のように、本実施の形態における排水
処理装置によれば、上記第３水槽６３においてフッ素処
理に使用する炭酸カルシウム鉱物７６の補充頻度が少な
く、従来フッ素処理に使用した消石灰に比較して低価格
である。また、消石灰は、第４水槽６４でリンを処理し
残留フッ素を高度処理するために少量添加されるのみで
ある。したがって、ランニングコストを従来よりも低く
できる。さらに、本実施の形態の排水処理装置では、ス
ラリー状である消石灰の取り扱い量が少なく、発生する
汚泥量も少ない。したがって、消石灰添加用のポンプ８
２やループ配管８４、フィルタープレス７０、第４水槽
６４〜第７水槽６７等に対するメンテナンスを、従来よ
りも少なくできる。

【００９３】したがって、本排水処理装置は、上記過酸
化水素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水とを、低
いランニングコストおよびメンテナンスコストで同時に
処理できるのである。

【００９４】尚、本実施の形態においては、上記第３水
槽６３の散気管７５から吐出される空気量を、上槽６３
aの容積１ｍ³に付き１日当たり１２０ｍ³にした場合に
は、通常のフッ素濃度の処理が可能になっている。した
がって、散気管７５の吐出量を２００ｍ³以上にすれ
ば、炭酸カルシウム鉱物７６と被処理水中のフッ素との
反応が促進されて、フッ素の除去率が高められる。

【００９５】また、本実施の形態においては、上述のよ
うに、第７水槽６７から第４水槽６４への汚泥返送配管
９９のポンプ９８の吐出量を制御することによって、反
応槽である第４水槽６４や凝集槽である第５水槽６５に
繁殖する微生物の量を制御することができる。

【００９６】図２(a)には、過酸化水素,リン,フッ素の
濃度が通常濃度の場合における各槽での処理タイミング
チャートを示す。また、図２(b)には、過酸化水素,リ
ン,フッ素の濃度が低濃度の場合における各槽での処理
タイミングチャートを示す。

【００９７】＜第２実施の形態＞ 図３は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。この排水処理装置は、図１に示す第１実施の形態
の排水処理装置における第６水槽６６から第４水槽６４
への汚泥返送配管９６およびポンプ９７を除去した構成
を有している。

【００９８】第１水槽１０１,第２水槽１０２,第３水槽
１０３,第４水槽１０４,第５水槽１０５,第６水槽１０
６,第７水槽１０７,消石灰タンク１０８,高分子凝集剤
タンク１０９およびフィルタープレス１１０は、図１に
示す第１水槽６１,第２水槽６２,第３水槽６３,第４水
槽６４,第５水槽６５,第６水槽６６,第７水槽６７,消石
灰タンク６８,高分子凝集剤タンク６９およびフィルタ
ープレス７０と同様の構成を有して、同様に動作する。
また、第１実施の形態の場合と同様に、ポンプ１１２が
介設された汚泥返送配管１１１によって、第７水槽１０
７から濃縮汚泥を第４水槽１０４に返送できるようにな
っている。さらに、第１実施の形態の場合と同様に、第
６水槽６６に取り付けられたフッ素濃度計１１３からの
信号によって第４水槽１０４に消石灰タンク１０８から
の消石灰を供給する電磁弁１１４の開度が制御される。
さらに、第６水槽６６に取り付けられた酸化還元電位計
１１５からの信号によって、第２水槽１０２から有機物
含有排水を第３水槽１０３に導入する第２ポンプ１１
６、および、第７水槽１０７から第４水槽１０４へ濃縮
汚泥を返送するポンプ１１２がインバータ制御される。

【００９９】本実施の形態における汚泥の返送は、ポン
プ１１２による第７水槽１０７から第４水槽１０４への
返送のみとなる。第１実施の形態において、ポンプ９７
によって第６水槽６７から第４水槽６４へ返送される汚
泥の濃度と、ポンプ９８によって第７水槽６７から第４
水槽６４へ返送される汚泥の濃度とを比較すると、第７
水槽６７から返送される汚泥の方が濃縮されているので
格段に濃度が高い。したがって、ポンプ９７による第６
水槽６６から第４水槽６４への汚泥の返送を停止しても
過酸化水素,リン,フッ素および有機物の処理能力は大差
無い。

【０１００】したがって、本実施の形態においては、上
記第６水槽１０６から第４水槽１０４への汚泥返送手段
を無くして、第１実施の形態の排水処理装置と同等の過
酸化水素,リン,フッ素および有機物の処理能力を有する
排水処理装置を、より低コストで実現するのである。

【０１０１】＜第３実施の形態＞ 図４は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。この排水処理装置は、図１に示す第１実施の形態
の排水処理装置とは、第６水槽６６の構造が異なる構成
を有している。

【０１０２】第１水槽１２１,第２水槽１２２,第３水槽
１２３,第４水槽１２４,第５水槽１２５,第７水槽１２
７,消石灰タンク１２８,高分子凝集剤タンク１２９およ
びフィルタープレス１３０は、図１に示す第１水槽６
１,第２水槽６２,第３水槽６３,第４水槽６４,第５水槽
６５,第７水槽６７,消石灰タンク６８,高分子凝集剤タ
ンク６９およびフィルタープレス７０と同様の構成を有
して、同様に動作する。

【０１０３】本実施の形態における沈殿槽としての第６
水槽１２６は、第１実施の形態における第６水槽６６と
同様に、かき寄せ機１３１を有しており、沈降した汚泥
を底部の中心にかき寄せるようになっている。また、第
６水槽１２６内には、軸方向中央部が中心に向かって屈
曲した断面を有する円筒状の傾斜板１３２を同心円状に
複数枚設置されている。この傾斜板１３２は、塩化ビニ
ルの板で形成されており、上記半径方向に一定の間隔を
おいて配置されている。

【０１０４】上記炭酸カルシウム鉱物との反応によって
生成したフッ化カルシウムは、塩化ビニル製の板等に粘
着し易い。また、上記フッ化カルシウム汚泥に嫌気性微
生物が安定して包括固定され易い。そこで、本実施の形
態においては、上述の２点に着目して、嫌気性微生物を
含む粘着性のあるフッ化カルシウムを傾斜板１３２に張
り付けるのである。こうすることによって、傾斜板１３
２に張り付けられフッ化カルシウム汚泥中に繁殖してい
る嫌気性微生物によって、過酸化水素を更に効果的に処
理できるのである。また、第６水槽１２６内に上昇水流
がある場合は、被処理水中のフロック等の沈殿物は、傾
斜板１３２の存在によって軸に平行に上昇できずに傾斜
板１３２の面にぶつかる。したがって、浮遊物の処理能
力が増大するのである。

【０１０５】尚、本実施の形態においても、第１実施の
形態の場合と同様に、第６水槽１２６および第７水槽１
２７から汚泥を第４水槽１２４に返送できるようになっ
ている。また、第６水槽１２６に取り付けられたフッ素
濃度計１３３からの信号によって、消石灰タンク１２８
から第４水槽１２４への消石灰供給量が制御される。さ
らに、第６水槽１２６に取り付けられた酸化還元電位計
１３４からの信号によって、第２水槽１２２から第３水
槽１２３への有機物含有排水の導入量および第７水槽１
２７から第４水槽１２４への汚泥返送量がインバータ制
御される。

【０１０６】＜第４実施の形態＞ 図５は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。この排水処理装置は、図４に示す第３実施の形態
の排水処理装置における第６水槽１２６から第４水槽１
２４への汚泥返送手段を除去した構成を有している。

【０１０７】第１水槽１４１,第２水槽１４２,第３水槽
１４３,第４水槽１４４,第５水槽１４５,第６水槽１４
６,第７水槽１４７,消石灰タンク１４８,高分子凝集剤
タンク１４９およびフィルタープレス１５０は、図４に
示す第１水槽１２１,第２水槽１２２,第３水槽１２３,
第４水槽１２４,第５水槽１２５,第６水槽１２６,第７
水槽１２７,消石灰タンク１２８,高分子凝集剤タンク１
２９およびフィルタープレス１３０と同様の構成を有し
て、同様に動作する。また、第３実施の形態の場合と同
様に、第７水槽１４７から濃縮汚泥を第４水槽１４４に
返送できるようになっている。

【０１０８】本実施の形態における汚泥の返送は、上記
第７水槽１４７から第４水槽１４４への返送のみとな
る。しかしながら、第３実施の形態において、第６水槽
１２６から第４水槽１２４へ返送される汚泥の濃度より
も第７水槽１２７から第４水槽１２４へ返送される汚泥
の濃度の方が格段に高いことから、第６水槽１２６から
第４水槽１２４への汚泥の返送を停止しても過酸化水
素,リン,フッ素および有機物の処理能力は大差無い。

【０１０９】したがって、本実施の形態においては、上
記第６水槽１４６から第４水槽１４４への汚泥返送手段
を無くして、第３実施の形態の排水処理装置と同等の過
酸化水素,リン,フッ素および有機物の処理能力を有する
排水処理装置を、より低コストで実現するのである。

【０１１０】尚、本実施の形態においても、上記各実施
の形態の場合と同様に、第６水槽１４６に取り付けられ
たフッ素濃度計１５１からの信号によって、消石灰タン
ク１４８から第４水槽１４４への消石灰供給量が制御さ
れる。さらに、第６水槽１４６に取り付けられた酸化還
元電位計１５２からの信号によって、第２水槽１４２か
ら第３水槽１４３への有機物含有排水の導入量および第
７水槽１４７から第４水槽１４４への汚泥返送量がイン
バータ制御される。

【０１１１】＜第５実施の形態＞ 図６は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。第１水槽１６１,第２水槽１６２,第３水槽１６
３,第４水槽１６４,第５水槽１６５,第６水槽１６６,第
７水槽１６７,消石灰タンク１６８,高分子凝集剤タンク
１６９およびフィルタープレス１７０は、図４に示す第
１水槽１２１,第２水槽１２２,第３水槽１２３,第４水
槽１２４,第５水槽１２５,第６水槽１２６,第７水槽１
２７,消石灰タンク１２８,高分子凝集剤タンク１２９お
よびフィルタープレス１３０と同様の構成を有して、同
様に動作する。

【０１１２】本実施の形態における排水処理装置は、更
に、上記第６水槽１６６からの処理水が導入される濾過
装置１７１、軟水装置１７２、逆浸透膜装置１７３およ
び超純水製造装置１７４を有している。

【０１１３】尚、本実施の形態においても、上記各実施
の形態の場合と同様に、第６水槽１６６に取り付けられ
たフッ素濃度計１７５からの信号によって、消石灰タン
ク１６８から第４水槽１６４への消石灰供給量が制御さ
れる。さらに、第６水槽１６６に取り付けられた酸化還
元電位計１７６からの信号によって、第２水槽１６２か
ら第３水槽１６３への有機物含有排水の導入量および第
７水槽１６７から第４水槽１６４への汚泥返送量がイン
バータ制御される。

【０１１４】上記構成において、上記第６水槽１６６か
ら排出されるフッ素,リン,過酸化水素及び有機物が除去
された処理水が、被処理水として濾過装置１７１に導入
される。そして、被処理水中に含まれる多少の浮遊物が
濾過装置１７１によって除去される。尚、濾過装置１７
１に充填される濾過材としてはアンスラサイトを用いて
いる。こうして浮遊物が除去された被処理水は軟水装置
１７２に導入される。軟水装置１７２では、被処理水中
に溶解しているカルシウムイオン等が主に除去される。
そして、さらに逆浸透膜装置１７３によって、残りのイ
オンと、有機物および微生物等が除去される。尚、逆浸
透膜装置１７３には、一般的な殺菌ユニット,ＰＨ調整
ユニットおよび精密フィルター等を有している。

【０１１５】以上のようにして、本実施の形態において
は、上記第１水槽１６１〜第７水槽１６７によって、フ
ッ素,リン,過酸化水素および有機物を除去し、濾過装置
１７１〜逆浸透膜装置１７３によって、浮遊物,残留イ
オン,残留有機物および微生物等を除去する。そして、
フッ素,リン,過酸化水素,有機物,浮遊物,残留イオンお
よび微生物等が確実に除去された処理水が超純水製造装
置１７４に導入され、超純水が得られるのである。

【０１１６】その場合に、本実施の形態においては、被
処理水中のフッ素やリンを処理する際に添加される消石
灰や高分子凝集剤等の薬品は必要最小限に制限されてい
る。特に、消石灰は、被処理水中のリンの処理と残留フ
ッ素の高度処理のみに使用するようにしている。したが
って、本実施の形態によれば、第６水槽１６６の上澄み
水の導電率を７００μs/cm以下にできる。したがって、
第６水槽１６６の上澄み水を超純水製造用に再利用でき
るのである。

【０１１７】＜第６実施の形態＞ 図７は、本実施の形態の排水処理装置における構成図で
ある。この排水処理装置は、図６に示す第５実施の形態
の排水処理装置における第６水槽１６６から第４水槽１
６４への汚泥返送手段を除去した構成を有している。

【０１１８】第１水槽１８１,第２水槽１８２,第３水槽
１８３,第４水槽１８４,第５水槽１８５,第６水槽１８
６,第７水槽１８７,消石灰タンク１８８,高分子凝集剤
タンク１８９,フィルタープレス１９０,濾過装置１９
１,軟水装置１９２,逆浸透膜装置１９３および超純水製
造装置１９４は、図６に示す第１水槽１６１,第２水槽
１６２,第３水槽１６３,第４水槽１６４,第５水槽１６
５,第６水槽１６６,第７水槽１６７,消石灰タンク１６
８,高分子凝集剤タンク１６９,フィルタープレス１７
０,濾過装置１７１,軟水装置１７２,逆浸透膜装置１７
３および超純水製造装置１７４と同様の構成を有して、
同様に動作する。また、第５実施の形態の場合と同様
に、第７水槽１８７から濃縮汚泥を第４水槽１８４に返
送できる。

【０１１９】本実施の形態における汚泥の返送は、上記
第７水槽１８７から第４水槽１８４への返送のみとな
る。しかしながら、第５実施の形態において、第６水槽
１６６から第４水槽１６４へ返送される汚泥の濃度より
も第７水槽１６７から第４水槽１６４へ返送される汚泥
の濃度の方が格段に高いことから、第６水槽１６６から
第４水槽１６４への汚泥の返送を停止しても過酸化水
素,リン,フッ素および有機物の処理能力は大差無い。

【０１２０】したがって、本実施の形態においては、上
記第６水槽１８６から第４水槽１８４への汚泥返送手段
を無くして、第５実施の形態の排水処理装置と同等の過
酸化水素,リン,フッ素および有機物の処理能力を有する
排水処理装置を、より低コストで実現するのである。

【０１２１】尚、本実施の形態においても、上記各実施
の形態の場合と同様に、第６水槽１８６に取り付けられ
たフッ素濃度計１９５からの信号によって、消石灰タン
ク１８８から第４水槽１８４への消石灰供給量が制御さ
れる。さらに、第６水槽１８６に取り付けられた酸化還
元電位計１９６からの信号によって、第２水槽１８２か
ら第３水槽１８３への有機物含有排水の導入量および第
７水槽１８７から第４水槽１８４への汚泥返送量がイン
バータ制御される。

【０１２２】＜実施例＞ 次に、上記排水処理装置を用いた排水処理の具体的実施
例について述べる。ここで、用いた排水処理装置は、図
１に示す排水処理装置と同一構造を有する排水処理装置
であり、第３水槽６３の容積を約６００ｍ³とし、その
うち分離室７９の容積を約１５０ｍ³とし、第４水槽６
４の容積を約２２５ｍ³とし、第５水槽６５の容積を約
２２５ｍ³とし、第６水槽６６の容積を約９００ｍ³と
し、第７水槽６７の容積を約１００ｍ³とした。

【０１２３】上記排水処理装置を用いて、ＰＨが２.
２，過酸化水素濃度が８６ppm,リン濃度が１２ppm,フッ
素濃度が１８３ppmである過酸化水素,リン含有フッ素排
水と、ＣＯＤが１８ppmである有機物含有排水との混合
排水に対する処理を行った。その結果、ＰＨを７.５に
し、過酸化水素濃度を１ppm(処理前の約１/８６)にし、
リン濃度を１ppm(処理前の約１/１２)にし、フッ素濃度
を６ppm(処理前の約１/３０)にし、ＣＯＤを２ppm(処理
前の約１/９)にすることができた。

【０１２４】次に、上記超純水製造装置を有する排水処
理装置を用いた排水処理の具体的実施例について述べ
る。ここで、用いた排水処理装置は、図７に示す排水処
理装置と同一構造を有する排水処理装置であり、第３水
槽１８３の容積を約６０ｍ³とし、そのうち分離室の容
積を約１５ｍ³とし、第４水槽１８４の容積を約２３ｍ³
とし、第５水槽１８５の容積を約２３ｍ³とし、第６水
槽１８６の容積を約９０ｍ³とし、第７水槽１８７の容
積を約１０ｍ³とした。また、濾過装置１９１および軟
水装置１９２の容積を夫々約２ｍ³とし、逆浸透膜装置
１９３を１ユニットとした。

【０１２５】上記排水処理装置を用いて、ＰＨが２.３,
過酸化水素濃度が８４ppm,リン濃度が１２ppm,フッ素濃
度が１８６ppmの過酸化水素,リン含有フッ素排水と、Ｃ
ＯＤが１６ppmの有機物含有排水との混合排水の処理を
行った。その結果、逆浸透膜装置１９３からの処理水の
ＰＨを７.５にし、過酸化水素濃度を０.１ppmにし、リ
ン濃度を０.１ppmにし、フッ素濃度を０.２ppmにし、Ｃ
ＯＤを０.０２ppmにすることができた。また、導電率が
８４４μs/cmである排水の処理を行った。その結果、逆
浸透膜装置１９３からの処理水の導電率を２２４μs/cm
以下にすることができ、超純水製造に再利用可能である
導電率７００μs/cm以下の処理水を得ることができた。

【０１２６】尚、上記各実施の形態においては、上記過
酸化水素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水とを同
時処理する場合を例に説明している。しかしながら、こ
の発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも過
酸化水素含有排水を嫌気性微生物によって分解処理する
工程あるいは装置を含んでいればよいのである。また、
上記第３水槽６３,１０３,１２３,１４３,１６３,１８
３に充填される炭酸カルシウム鉱物７６は、フッ素を処
理できる他の反応性充填物であっても差し支えない。ま
た、第４水槽６４,１０４,１２４,１４４,１６４,１８
４に添加される消石灰は、リンを処理できる他の無機凝
集剤であっても差し支えない。また、上記濃縮嫌気性微
生物培養槽としての第７水槽６７,１０７,１２７,１４
７,１６７,１８７は必ずしも必要ではないが、設置した
方が高濃度の嫌気性微生物によってより効率よく過酸化
水素を処理できる。

【０１２７】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明の排水処理方法は、第１の工程において、曝気に
よって反応性充填物が被処理水中で流動している処理槽
の下部から過酸化水素,リン含有フッ素排水を導入する
一方、上部からは有機物含有排水を導入して、上記反応
性充填物による化学処理によってフッ素を処理すると共
に、好気性微生物によって有機物を生物処理し、第２工
程において、上記第１工程での処理水を無曝気状態の反
応凝集槽に導入し、第３工程において、上記第２工程で
の処理水を沈殿槽で上澄み液と汚泥とに分離し、分離し
た汚泥を上記反応凝集槽に返送して、上記返送された汚
泥中に繁殖している嫌気性微生物で上記反応凝集槽内に
おいて過酸化水素を処理するので、過酸化水素,リン含
有フッ素排水と有機物含有排水とを同時に処理して、被
処理水中のフッ素,過酸化水素および有機物を連続的に
処理できる。

【０１２８】さらに、上記反応性充填物は、被処理水中
の酸度(フッ素濃度や硫酸濃度)に応じて解け出すので余
剰に解け出すことはない。したがって、汚泥の大量発生
を無くすことができる。また、例えば１カ月以上の長期
間分の充填が可能となり、薬品投入に関するランニング
コストを押さえることができる。さらに、上記沈殿槽で
分離した汚泥を上記反応凝集槽に返送するので、返送汚
泥中に混在している未反応の凝集剤を再利用できる。す
なわち、この発明によれば、過酸化水素,リン含有フッ
素排水と有機物含有排水とを、効率よく低コストで同時
に処理できるのである。

【０１２９】また、請求項２に係る発明の排水処理方法
における上記第２工程は、上記第１工程での処理水を無
曝気状態の反応凝集槽に導入し、無機凝集剤と高分子凝
集剤を添加して上記無機凝集剤による化学処理でリンを
処理して生成物を凝集させる工程を備えているので、被
処理水中のフッ素,リン,過酸化水素および有機物を連続
的に処理することができる。

【０１３０】また、請求項３に係る発明の排水処理方法
における上記反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であ
り、上記無機凝集剤は消石灰であるので、上記過酸化水
素,リン含有フッ素排水中のフッ素が炭酸カルシウム鉱
物と反応してフッ化カルシウムとなって除去される。し
たがって、繁殖した好気性微生物を上記フッ化カルシウ
ムに包括固定して、酸化剤としての上記過酸化水素から
保護できる。その結果、上記保護された好気性微生物に
よって、上記有機物含有排水中の有機物を効果的に分解
処理できる。

【０１３１】さらに、上記無機凝集剤として消石灰を添
加するので、上記過酸化水素,リン含有フッ素排水中の
リンをリン酸カルシウムとして凝集沈殿できると共に、
残留フッ素を上記消石灰によって高度処理できる。すな
わち、この発明によれば、上記フッ素の１次処理に消石
灰を使用せずに適量ずつ溶解する炭酸カルシウム鉱物を
使用することによって、汚泥の大量発生を押さえて、過
酸化水素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水との同
時処理を効率よく低コストで実現可能である。また、消
石灰の使用量を少なくすることによって、消石灰スラリ
ー経路のメンテナンスを少なくできる。

【０１３２】また、請求項４に係る発明の排水処理方法
における上記返送される汚泥は、嫌気性微生物を主体と
する生物汚泥とフッ化カルシウムおよび上記消石灰を主
体とする無機汚泥との混合汚泥であるので、上記沈殿槽
から返送される生物汚泥中の嫌気性微生物は、無機汚泥
中のフッ化カルシウムに包括固定されており、上記過酸
化水素から保護されている。したがって、上記生物汚泥
と無機汚泥との混合汚泥が上記反応凝集槽に返送された
場合に、この反応凝集槽内における上記過酸化水素の分
解処理が効果的に行われる。さらに、上記沈殿槽から返
送される無機汚泥中の未反応の消石灰は、上記反応凝集
槽に返送されて再利用される。

【０１３３】また、請求項５に係る発明の排水処理装置
は、曝気手段による曝気によって反応性充填物が流動状
態になっている処理槽の下部から過酸化水素,リン含有
フッ素排水を導入する一方、上部からは有機物含有排水
を導入して、上記反応性充填物による化学処理によって
フッ素を処理する一方、好気性微生物による生物処理に
よって有機物を処理し、上記処理槽からの被処理水を無
曝気状態の反応凝集槽に導入し、沈殿槽において導入さ
れた被処理水から沈殿分離された汚泥を汚泥返送手段に
よって上記反応凝集槽に返送して、上記返送汚泥中に繁
殖している嫌気性微生物によって、上記反応凝集槽内に
おいて過酸化水素を処理するので、過酸化水素,リン含
有フッ素排水と有機物含有排水とを同時に処理して、被
処理水中のフッ素,過酸化水素および有機物を連続的に
処理できる。

【０１３４】さらに、上記反応性充填物は、被処理水中
の酸度(フッ素濃度や硫酸濃度)に応じて解け出すので余
剰に解け出すことはない。したがって、汚泥の大量発生
を無くすことができると共に、長期間分の充填が可能と
なり、ランニングコストを押さえることができる。さら
に、上記沈殿槽で分離した汚泥を上記反応凝集槽に返送
するので、返送汚泥中に混在している未反応の凝集剤を
再利用できる。すなわち、この発明によれば、過酸化水
素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水とを、効率よ
く低コストで同時に処理できるのである。

【０１３５】また、請求項６に係る発明の排水処理装置
における上記反応凝集層は、上記処理層からの被処理水
が導入されると共に、無機凝集剤及び高分子凝集剤が添
加されて、上記無機凝集剤による化学処理によってリン
を処理して生成物を反応凝集させる無曝気状態の反応凝
集層であるので、上記被処理水中のフッ素,リン,過酸化
水素および有機物を連続的に処理できる。

【０１３６】また、請求項７に係る発明の排水処理装置
における上記反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であ
り、上記無機凝集剤は消石灰であるので、上記過酸化水
素,リン含有フッ素排水中のフッ素が炭酸カルシウム鉱
物と反応してフッ化カルシウムとなって除去される。し
たがって、繁殖した好気性微生物を上記フッ化カルシウ
ムに包括固定して、酸化剤としての過酸化水素から保護
できる。その結果、上記保護された好気性微生物によっ
て、上記有機物含有排水中の有機物を効果的に分解処理
できる。

【０１３７】さらに、上記無機凝集剤として消石灰を添
加するので、上記過酸化水素,リン含有フッ素排水中の
リンをリン酸カルシウムとして凝集沈殿できると共に、
残留フッ素を上記消石灰によって高度処理できる。すな
わち、この発明によれば、上記フッ素の１次処理に消石
灰を使用せずに適量ずつ溶解する炭酸カルシウム鉱物を
使用することによって汚泥の大量発生を押さえて、過酸
化水素,リン含有フッ素排水と有機物含有排水との同時
処理を効率よく低コストで実現可能である。また、消石
灰の使用量を少なくすることによって、消石灰スラリー
経路のメンテナンスを少なくできる。

【０１３８】また、請求項８に係る発明の排水処理装置
における上記返送汚泥は、上記嫌気性微生物を主体とす
る生物汚泥とフッ化カルシウムおよび上記消石灰を主体
とする無機汚泥との混合汚泥であるので、上記沈殿槽か
ら返送される生物汚泥中の嫌気性微生物は、無機汚泥中
のフッ化カルシウムに包括固定されており、上記過酸化
水素から保護されている。したがって、この生物汚泥と
無機汚泥との混合汚泥が上記反応凝集槽に返送された場
合に、この反応凝集槽内における上記過酸化水素の分解
処理が効果的に行われる。

【０１３９】さらに、上記沈殿槽から返送される無機汚
泥中の未反応の消石灰は、上記反応凝集槽に返送されて
残留フッ素の高度処理とリンの処理とに再利用される。
こうして、上記反応凝集槽内における残留フッ素および
リンの処理が効率的に行われる。

【０１４０】また、請求項９に係る発明の排水処理装置
における上記処理槽には、上記反応性充填物が流動して
いる被処理水から上記反応性充填物を分離する分離室が
設けられているので、上記曝気手段による曝気によって
流動している比重の大きい上記反応性充填物と、この反
応性充填物による化学処理によって生成された比重の小
さい反応生成物及び好気性微生物による生物処理によっ
て生成された比重の小さい微生物汚泥とを、上記分離室
によって物理的に分離できる。したがって、未反応の反
応性充填物が被処理水と共に次段の反応凝集槽に導入さ
れることを防止できる。

【０１４１】また、請求項１０に係る発明の排水処理装
置は、上記沈殿槽に設けられると共に、上記沈殿槽内に
おける垂直方向への水流を遮るように傾斜している傾斜
板を備えたので、上記傾斜板によって上記汚泥の沈殿を
促進できる。さらに、上記傾斜板全体に上記嫌気性微生
物が付着固定化されて、被処理水中の過酸化水素および
残留有機物を高度処理できる。

【０１４２】また、請求項１１に係る発明の排水処理装
置は、上記沈殿槽内の被処理水のフッ素濃度を計測する
フッ素濃度計と、上記フッ素濃度計からの信号に基づい
て上記反応凝集槽への無機凝集剤の添加量を制御する添
加制御手段を備えたので、上記沈殿槽内の被処理水のフ
ッ素濃度に応じて、上記反応凝集槽での残留フッ素の高
度処理に必要な量の上記無機凝集剤を上記反応槽に添加
できる。したがって、必要最小限の無機凝集剤で残留フ
ッ素の高度処理を行って、ランニングコストの低減と発
生汚泥量の低減とを図ることができる。

【０１４３】また、請求項１２に係る発明の排水処理装
置は、上記沈殿槽内の被処理水の過酸化水素濃度を計測
する過酸化水素濃度計測手段と、上記過酸化水素濃度計
測手段からの信号に基づいて上記処理槽への有機物含有
排水の導入量を制御する有機物含有排水導入制御手段を
備えたので、上記沈殿槽内における被処理水の過酸化水
素濃度に応じて上記処理槽への有機物含有排水の導入量
を制御して、上記処理槽内の有機物の量を制御できる。
そして、結果的に上記沈殿槽内の嫌気性微生物の量を制
御して、上記沈殿槽内の被処理水を所定の過酸化水素濃
度になるように維持できる。

【０１４４】また、請求項１３に係る発明の排水処理装
置は、上記沈殿槽において沈殿分離された汚泥中の嫌気
性微生物を濃縮培養する濃縮嫌気性微生物培養槽と、上
記濃縮嫌気性微生物培養槽から濃縮汚泥を上記反応凝集
槽に返送する濃縮汚泥返送手段と、上記沈殿槽内の被処
理水の過酸化水素濃度を計測する過酸化水素濃度計測手
段と、上記過酸化水素計測手段からの信号に基づいて上
記反応凝集槽への濃縮汚泥の返送量を制御する汚泥返送
制御手段を備えたので、上記沈殿槽内の被処理水の過酸
化水素濃度に応じて、濃縮嫌気性微生物培養槽から上記
反応凝集槽への濃縮汚泥の返送量を制御して、上記沈殿
槽内の被処理水を所定の過酸化水素濃度になるように維
持できる。

【０１４５】また、請求項１４に係る発明の排水処理装
置は、請求項１０に係る発明の排水処理装置における上
記沈殿槽からの被処理水が導入されて上記被処理水を濾
過する濾過装置と、上記濾過装置からの被処理水が導入
されて上記被処理水中のカルシウムイオン等を除去する
軟水装置と、上記軟水装置からの被処理水が導入されて
上記被処理水中の残留イオン,残留有機物および微生物
等を除去する逆浸透膜装置と、上記逆浸透膜装置からの
処理水が導入されて超純水を製造する超純水製造装置を
備えたので、多量の消石灰および凝集剤によらずに上記
過酸化水素,リン含有フッ素排水中のフッ素を処理し
て、上記沈殿槽における上澄みの処理水の導電率を７０
０μs/cm以下にできる。したがって、その処理水を、上
記濾過装置,軟水装置および逆浸透膜装置を順次透過す
ることによって、上記超純水製造装置による超純水の製
造が可能な水質の処理水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の排水処理装置における一例を示す構
成図である。

【図２】図１に示す排水処理装置による処理タイミング
チャートを示す図である。

【図３】図１とは異なる排水処理装置の構成図である。

【図４】図１および図３とは異なる排水処理装置の構成
図である。

【図５】図１,図３および図４とは異なる排水処理装置
の構成図である。

【図６】図１,図３〜図５とは異なる排水処理装置の構
成図である。

【図７】図１,図３〜図６とは異なる排水処理装置の構
成図である。

【図８】従来のフッ素除去装置を示す図である。

【図９】図８とは異なる従来のフッ素除去装置を示す図
である。

【図１０】従来の有機物を含むフッ素排水を処理する排
水処理装置を示す図である。

【図１１】従来の有機物含有フッ素排水を処理する排水
処理装置を示す図である。

【図１２】従来の過酸化水素除去装置を示す図である。

【符号の説明】

６１,１０１,１２１,１４１,１６１,１８１…第１水
槽、６２,１０２,１２２,１４２,１６２,１８２…第２
水槽、６３,１０３,１２３,１４３,１６３,１８３…第
３水槽、６４,１０４,１２４,１４４,１６４,１８４…
第４水槽、６５,１０５,１２５,１４５,１６５,１８５
…第５水槽、６６,１０６,１２６,１４６,１６６,１８
６…第６水槽、６７,１０７,１２７,１４７,１６７,１
８７…第７水槽、６８,１０８,１２８,１４８,１６８,
１８８…消石灰タンク、６９,１０９,１２９,１４９,１
６９,１８９…高分子凝集剤タンク、７０,１１０,１３
０,１５０,１７０,１９０…フィルタープレス、７３,１
１６…第２ポンプ、 ７５…散気管、７６…炭
酸カルシウム鉱物、 ７７…フッ化カルシウム、
７９…分離室、 ８０…傾斜壁、８
３,１１４,１７７…電磁弁、９０,１１３,１３３,１５
１,１７５,１９５…フッ素濃度計、９１,１１５,１３
４,１５２,１７６,１９６…酸化還元電位計、９６,９
９,１１１…汚泥返送配管、 １００…微生物汚泥、１
３２…傾斜板、 １７１,１９１…濾
過装置、１７２,１９２…軟水装置、 １７３,
１９３…逆浸透膜装置、１７４,１９４…超純水製造装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/28 Ｃ０２Ｆ 3/28 Ｚ (72)発明者 田中 憲幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−305295（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−246289（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/28 - 3/34 101

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曝気手段による曝気によって反応性充填
   物が被処理水中で流動している処理槽の下部から過酸化
   水素,リン含有フッ素排水を導入する一方、上記処理槽
   の上部から有機物含有排水を導入して、上記反応性充填
   物による化学処理によってフッ素を処理する一方、上記
   化学処理による生成物に繁殖した好気性微生物によって
   有機物を生物処理する第１工程と、 上記第１工程後、上記被処理水を無曝気状態の反応凝集
   槽に導入する第２工程と、 上記第２工程後、上記被処理水を沈殿槽に導入して上澄
   み液と汚泥とに分離し、分離した汚泥を上記反応凝集槽
   に返送する第３工程を備えて、 上記返送された汚泥中に繁殖している嫌気性微生物によ
   って、上記反応凝集槽内において過酸化水素を処理する
   ことを特徴とする排水処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の排水処理方法におい
   て、 上記第２工程は、上記第１工程による処理水を無曝気状
   態の反応凝集槽に導入し、無機凝集剤と高分子凝集剤を
   添加して上記無機凝集剤による化学処理によってリンを
   処理した後、上記化学処理による生成物を凝集させる工
   程を備えたことを特徴とする排水処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の排水処
   理方法において、 上記反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であり、上記無
   機凝集剤は消石灰であることを特徴とする排水処理方
   法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の排水処理方法におい
   て、 上記返送される汚泥は、上記嫌気性微生物を主体とする
   生物汚泥とフッ化カルシウムおよび上記消石灰を主体と
   する無機汚泥との混合汚泥であることを特徴とする排水
   処理方法。
5. 【請求項５】 曝気手段を有すると共に、反応性充填物
   が充填されて、上記曝気手段による曝気によって上記反
   応性充填物が流動状態になっており、下部から過酸化水
   素,リン含有フッ素排水が導入される一方、上部から有
   機物含有排水が導入されて、上記反応性充填物による化
   学処理によってフッ素を処理する一方、上記化学処理に
   よる生成物に繁殖した好気性微生物によって有機物を生
   物処理する処理槽と、 上記処理槽からの被処理水が導入される無曝気状態の反
   応凝集槽と、被 処理水が導入されて、導入された被処理水中の汚泥を
   沈殿させて分離する沈殿槽と、 上記沈殿槽において沈殿分離された汚泥を上記反応凝集
   槽に返送する汚泥返送手段を備えて、 上記返送された汚泥中に繁殖している嫌気性微生物によ
   って、上記反応凝集槽内において過酸化水素を処理する
   ことを特徴とする排水処理装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の排水処理装置におい
   て、 上記反応凝集槽は、上記処理槽からの被処理水が導入さ
   れると共に、無機凝集剤および高分子凝集剤が添加され
   て、上記無機凝集剤による化学処理によってリンを処理
   し、上記化学処理による生成物を反応凝集させる無曝気
   状態の反応凝集槽であることを特徴とする排水処理装
   置。
7. 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載の排水処
   理装置において、 上記反応性充填物は炭酸カルシウム鉱物であり、上記無
   機凝集剤は消石灰であることを特徴とする排水処理装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の排水処理装置におい
   て、 上記返送される汚泥は、上記嫌気性微生物を主体とする
   生物汚泥とフッ化カルシウムおよび上記消石灰を主体と
   する無機汚泥との混合汚泥であることを特徴とする排水
   処理装置。
9. 【請求項９】 請求項５または請求項６に記載の排水処
   理装置において、 上記処理槽には、上記反応性充填物が流動している被処
   理水から上記反応性充填物を分離する分離室が設けられ
   ていることを特徴とする排水処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項５または請求項６に記載の排水
    処理装置において、 上記沈殿槽に設けられると共に、上記沈殿槽内における
    垂直方向への水流を遮るように傾斜している傾斜板を備
    えたことを特徴とする排水処理装置。
11. 【請求項１１】 請求項５または請求項６に記載の排水
    処理装置において、 上記沈殿槽に設置されると共に、上記沈殿槽内の被処理
    水のフッ素濃度を計測し、この計測したフッ素濃度を表
    す信号を出力するフッ素濃度計と、 上記フッ素濃度計からの信号に基づいて、上記反応凝集
    槽への上記無機凝集剤の添加量を制御する添加制御手段
    を備えたことを特徴とする排水処理装置。
12. 【請求項１２】 請求項５または請求項６に記載の排水
    処理装置において、 上記沈殿槽に設置されると共に、上記沈殿槽内の被処理
    水の過酸化水素濃度を計測し、この計測した過酸化水素
    濃度を表す信号を出力する過酸化水素濃度計測手段と、 上記過酸化水素濃度計測手段からの信号に基づいて、上
    記処理槽への上記有機物含有排水の導入量を制御する有
    機物含有排水導入制御手段を備えたことを特徴とする排
    水処理装置。
13. 【請求項１３】 請求項５または請求項６に記載の排水
    処理装置において、 上記沈殿槽において沈殿分離された汚泥が導入されて、
    この汚泥中に繁殖している嫌気性微生物を濃縮培養する
    濃縮嫌気性微生物培養槽と、 上記濃縮嫌気性微生物培養槽において嫌気性微生物が濃
    縮培養された濃縮汚泥を上記反応凝集槽に返送する濃縮
    汚泥返送手段と、 上記沈殿槽に設置されると共に、上記沈殿槽内の被処理
    水の過酸化水素濃度を計測し、この計測した過酸化水素
    濃度を表す信号を出力する過酸化水素濃度計測手段と、 上記過酸化水素計測手段からの信号に基づいて、上記反
    応凝集槽への上記濃縮汚泥の返送量を制御する汚泥返送
    制御手段を備えたことを特徴とする排水処理装置。
14. 【請求項１４】 請求項５または請求項６に記載の排水
    処理装置において、 上記沈殿槽からの被処理水が導入されて上記被処理水を
    濾過する濾過装置と、 上記濾過装置からの被処理水が導入されて上記被処理水
    中のカルシウムイオン等を除去する軟水装置と、 上記軟水装置からの被処理水が導入されて上記被処理水
    中の残留イオン,残留有機物および微生物等を除去する
    逆浸透膜装置と、 上記逆浸透膜装置からの処理水が導入されて超純水を製
    造する超純水製造装置を備えたことを特徴とする排水処
    理装置。