【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は微量有機物含有水の生物学的処理方法
に係り、特に純水や超純水の製造設備に適用する
に好適な微量有機物含有水の生物学的処理方法に
関する。
〔先行技術〕
LSIや超LSIの製造においては、多量の純水や
超純水が用いられている。超純水は理論純水
（H2Oのみからなる水）の比抵抗18.24MΩ・cmに
極めて近く、17〜18MΩ・cmの比抵抗を有する純
水である。このような超純水や純水のような貧栄
養の水中においても、微生物は極めて微量ではあ
るが存在し、純水中にppbオーダーでも有機物質
が存在すると、微生物は増殖して、OR装置等の
純水製造装置にトラブルが生じる原因となる。
本出願人は、先に、電子工業等で用いられる超
純水のように、極めて微量の有機物を含有する水
中の微生物の増殖を抑制する方法として、生物固
定手段を内蔵した生物反応槽で生物学的に処理す
ることにより、水中のリン成分を除去してリン欠
乏水とする方法を見い出し、特許出願した（特願
昭59−231737、以下、「先願」という。）。
また、本出願人は、やはり微量有機物を含有す
る水中の微生物の増殖による問題を解決する超純
水製造装置として、膜処理装置及びイオン交換塔
を有する超純水製造装置において、更に、微量の
エネルギー源及び／又は栄養源の存在のもとに生
物処理する生物反応槽と、この生物反応槽で増殖
した菌体を分離・除去するための菌体分離器とか
らなる生物処理手段を付加した超純水製造装置に
ついて、先に特許出願した（特願昭59−231738、
以下「先願」という。）。
上記先願及び先願に開示される、微量有機
物を含有する水を貧栄養細菌により処理する方法
は、処理効率が高く、従来より一般に行なわれて
いる紫外線酸化法に比しランニングコストが低
く、極めて有効な処理方法である。
〔発明が解決しようとする問題点」
ところで、一般に原水を好気的に生物処理する
場合においては、原水中に含有される有機物を分
解するために、空気（酸素）の供給は不可欠であ
る。例えば、活性汚泥法では、通常、空気を供給
するための曝気工程が設けられている。
しかしながら、好気性生物処理において、その
装置のランニングコストの約１／３は曝気装置の
ブロワ等の動力費に占められており、曝気工程の
存在が処理コストを増大させる要因となつてい
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、このような好気性生物処理にお
ける曝気処理について鋭意研究を重ねた結果、微
量有機物を含有する水を好気性生物処理する場合
には、従来のように曝気処理を行なうことなく処
理できることを見い出し、本発明に到達した。
即ち、好気性生物処理法により、TOC濃度が
５mg／以下の水、例えばTOC濃度２〜５mg／
の水道水、半導体工場回収水等を処理する場合
においては、水中の溶存酸素量が十分に飽和値に
近いことから、曝気により酸素を供給する必要は
ないのである。
このようなことから、本発明においては、
TOC濃度５mg／以下の、微量有機物を含む水
を、貧栄養細菌を固定する生物固定手段を内蔵し
た生物反応槽で好気的に生物学的処理する方法に
おいて、生物学的処理するに必要な酸素として微
量有機物を含む水の溶存酸素を利用するようにし
た。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、処理する微量有機物含有水と
しては、TOC濃度５mg／以下、例えばTOC濃
度２〜５mg／、あるいはそれ以下の水道水、半
導体工場回収水等が挙げられる。
このような低TOC濃度の原水は、生物処理に
より生成する汚泥量が少ないため、通常の活性汚
泥処理法のような浮遊方式では、菌体を維持する
ことができないので、不適当である。このため、
本発明においては、貧栄養細菌を固定する生物固
定手段を内蔵した生物反応槽を用い、固定床方式
あるいは流動床方式で処理を行なう。
一般に、TOC濃度が数mg／以下の微量有機
物含有水に生存する生物は貧栄養細菌である。本
発明においては、この貧栄養細菌が微量有機物含
有水中の溶存酸素により活性化され、極めて高い
有機物処理効果を発揮する。
なお、このような貧栄養細菌の具体的菌種とし
ては、オリゴトロフイツクバクテリア
（Origotrophic bacteria）等が好適である。オリ
ゴトロフイツクバクテリアは超純水のような極度
にTOC濃度の低い水中において成育する微生物
であつて、これを用いることにより、処理水中の
TOC濃度を50ppb以下、例えば10〜1ppb以下程
度に、リン又は窒素濃度であれば10ppb以下程度
まで低減することが可能となる。
〔作用〕
TOC濃度が５mg／以下と低い水は、一般に
ほぼ飽和値の容存酸素を含有している。また、
TOCの低い水は、これを貧栄養細菌にて好気的
に生物学的処理を行うに必要な酸素量も少量で足
りる。本発明によれば、この溶存酸素を利用する
ことにより、曝気工程を設けることなく好気性生
物処理を行なうことが可能となる。
〔実施例〕
以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明
する。
実施例 １
第１図に示すように、充填材２として粒径0.7
mmの粒状セラミツクを内蔵した流動床式生物反応
槽１を用い、無曝気にて、合成水（酢酸濃度約１
mg−Ｃ／）の生物処理を行なつた。なお、第１
図中、３は原水供給配管、４は処理水排出配管、
５は循環ラインである。
その結果、第１表に示す如く、滞留時間（D.
T.）10分で流入水（合成水）中の酢酸は15μg―
Ｃ／以下となり、ほぼ完全に除去されたことが
認められた。また、流入水中の溶存酸素（D.O.）
は7.7mg／から5.3mg／に低下しており、好気
性処理に費やされたことが認められた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a biological treatment method for water containing trace amounts of organic matter, and particularly to a biological treatment method for water containing trace amounts of organic matter that is suitable for application to pure water or ultrapure water production equipment. . [Prior Art] A large amount of pure water or ultrapure water is used in the manufacture of LSIs and ultra-LSIs. Ultrapure water has a specific resistance of 17 to 18 MΩ·cm, which is extremely close to the specific resistance of theoretically pure water (water consisting only of H 2 O), 18.24 MΩ·cm. Even in oligotrophic water such as ultrapure water or pure water, microorganisms exist, albeit in extremely small amounts.If organic substances exist in the pure water, even on the order of ppb, the microorganisms will proliferate, causing the OR device to fail. This may cause trouble in other pure water production equipment. The present applicant previously developed a method for suppressing the growth of microorganisms in water containing extremely small amounts of organic matter, such as ultrapure water used in the electronics industry, etc., by using a biological reaction tank with built-in biological fixation means. They discovered a method of chemically treating water to remove phosphorus components and make it phosphorus-deficient water, and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 59-231737, hereinafter referred to as the "prior application"). In addition, the present applicant has also developed an ultrapure water production device having a membrane treatment device and an ion exchange tower, which solves the problem caused by the proliferation of microorganisms in water containing trace amounts of organic matter. Added biological treatment means consisting of a biological reaction tank for biological treatment in the presence of an energy source and/or nutrient source, and a bacterial cell separator for separating and removing bacterial cells grown in this biological reaction tank. We filed a patent application for ultrapure water production equipment earlier (Japanese Patent Application No. 59-231738,
Hereinafter referred to as "prior application". ). The method of treating water containing trace amounts of organic matter with oligotrophic bacteria, which is disclosed in the above-mentioned earlier application and the earlier application, has high treatment efficiency and lower running cost than the conventional ultraviolet oxidation method. This is an extremely effective treatment method. [Problems to be Solved by the Invention] Generally, when raw water is subjected to aerobic biological treatment, supply of air (oxygen) is essential in order to decompose organic matter contained in the raw water. For example, activated sludge methods usually include an aeration step for supplying air. However, in aerobic biological treatment, about 1/3 of the running cost of the equipment is accounted for by the power cost of the blower, etc. of the aeration equipment, and the existence of the aeration process has been a factor that increases the treatment cost. [Means for Solving the Problems] As a result of extensive research into aeration treatment in such aerobic biological treatment, the present inventors found that when water containing trace amounts of organic matter is subjected to aerobic biological treatment, The present invention was achieved by discovering that the treatment can be carried out without aeration treatment as in conventional methods. That is, by aerobic biological treatment, water with a TOC concentration of 5 mg/or less, for example, a TOC concentration of 2 to 5 mg/
When treating tap water, water recovered from a semiconductor factory, etc., the amount of dissolved oxygen in the water is sufficiently close to the saturation value, so there is no need to supply oxygen through aeration. For this reason, in the present invention,
A method of aerobically biologically treating water containing trace amounts of organic matter with a TOC concentration of 5 mg/less or less in a biological reaction tank equipped with a biological fixation means for fixing oligotrophic bacteria. Dissolved oxygen in water containing trace amounts of organic matter was used as oxygen. The present invention will be explained in detail below. In the present invention, examples of water containing trace organic matter to be treated include tap water, semiconductor factory recovered water, etc. with a TOC concentration of 5 mg/or less, for example, a TOC concentration of 2 to 5 mg/or less. Raw water with such a low TOC concentration is unsuitable because the amount of sludge produced by biological treatment is small, and bacterial cells cannot be maintained using a suspension method such as a normal activated sludge treatment method. For this reason,
In the present invention, a biological reaction tank containing a bioimmobilization means for immobilizing oligotrophic bacteria is used, and the treatment is carried out in a fixed bed system or a fluidized bed system. In general, organisms that survive in water containing trace amounts of organic matter with a TOC concentration of several milligrams per milligram or less are oligotrophic bacteria. In the present invention, these oligotrophic bacteria are activated by dissolved oxygen in water containing trace amounts of organic matter, and exhibit extremely high organic matter treatment effects. In addition, as a specific species of such oligotrophic bacteria, oligotrophic bacteria and the like are suitable. Oligotrophic bacteria are microorganisms that grow in water with extremely low TOC concentrations, such as ultrapure water.
It becomes possible to reduce the TOC concentration to 50 ppb or less, for example, about 10 to 1 ppb or less, and the phosphorus or nitrogen concentration to about 10 ppb or less. [Operation] Water with a low TOC concentration of 5 mg/low or less generally contains almost the saturation value of stored oxygen. Also,
Water with a low TOC requires only a small amount of oxygen to perform aerobic biological treatment using oligotrophic bacteria. According to the present invention, by utilizing this dissolved oxygen, aerobic biological treatment can be performed without providing an aeration step. [Example] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below. Example 1 As shown in Fig. 1, the filler 2 had a particle size of 0.7.
Synthetic water (acetic acid concentration approximately 1
mg-C/) was subjected to biological treatment. In addition, the first
In the figure, 3 is the raw water supply pipe, 4 is the treated water discharge pipe,
5 is a circulation line. As a result, as shown in Table 1, the residence time (D.
T.) Acetic acid in inflow water (synthetic water) is 15 μg in 10 minutes.
C/ or less, indicating almost complete removal. Also, dissolved oxygen (DO) in the influent water
The amount decreased from 7.7mg/ to 5.3mg/, indicating that it was spent on aerobic treatment.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
以上詳述した通り、本発明の方法は、微量有機
物含有水を無曝気にて好気性生物処理するもので
あり、曝気工程が不要であることから、ブロワの
動力費等がなくなり、ランニングコストの低廉
化、設備の簡素化を図ることができる。従つて、
本発明によれば、微量有機物含有水を、極めて低
い処理コストで効果的に生物処理することができ
る。
As detailed above, the method of the present invention performs aerobic biological treatment of water containing trace amounts of organic matter without aeration, and since an aeration process is not required, power costs for blowers, etc. are eliminated, and running costs are reduced. Cost reduction and equipment simplification can be achieved. Therefore,
According to the present invention, water containing trace amounts of organic matter can be effectively biologically treated at extremely low treatment costs.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は実施例１において用いた生物反応槽の
構成を示す図である。
１…生物反応槽、２…充填材。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the biological reaction tank used in Example 1. 1... Biological reaction tank, 2... Filling material.