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JPH1015357A - 排水の処理方法 - Google Patents

排水の処理方法

Info

Publication number
JPH1015357A
JPH1015357A JP17105596A JP17105596A JPH1015357A JP H1015357 A JPH1015357 A JP H1015357A JP 17105596 A JP17105596 A JP 17105596A JP 17105596 A JP17105596 A JP 17105596A JP H1015357 A JPH1015357 A JP H1015357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
membrane module
membrane
filtration membrane
raw water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17105596A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Tada
直樹 多田
Terutaka Watanabe
輝隆 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP17105596A priority Critical patent/JPH1015357A/ja
Publication of JPH1015357A publication Critical patent/JPH1015357A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】微粒子を除去する排水処理において、限外ろ過
膜または精密ろ過膜を用いて排水を膜処理する方法であ
り、微粒子の高濃縮を安定して行う実用的な排水の処理
方法を提供するものである。 【構成】2段以上の多段に連結した分離膜を用いて排水
を膜処理する方法において、該分離膜が限外ろ過膜また
は精密ろ過膜であって、第1段に原水流路幅0.1mm
以上2mm以下のろ過膜モジュールAを用い、後段には
原水流路幅5mm以上15mm以下のろ過膜モジュール
Bを用いることを特徴とする排水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2段以上の多段に連結
した分離膜として限外ろ過膜または精密ろ過膜を用いて
排水を膜処理する方法に関するものであり、詳しくは濃
縮をおこなうことによって、濃縮水の容量を減少させる
排水の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコンウエハーの研磨・切削排
水等の微粒子を含む排水は、薬品添加後に凝集沈殿処理
されていた。上記凝集沈殿処理では、処理水の清澄度が
不充分であり、また処理水は再利用できないことから、
近年限外ろ過法または精密ろ過法を用いて排水の微粒子
を除去性を高め、かつ処理水を半導体製造工程で再利用
する方法が実施されるようになってきた。
【0003】しかし、限外ろ過法や精密ろ過法は排水を
透過水(処理水)と濃縮水とに分離する方法であるた
め、濃縮水が産業廃棄物として発生するという問題点が
ある。従って、濃縮水容量をできるだけ小さくすること
が、環境保全にも経済的にも肝要であり、それを達成す
ることによって実用的な排水処理方法となる。
【0004】また、近年排水処理において使用される膜
モジュールとしては、大量処理に適した中空糸型やスパ
イラル型などが多く用いられる。ところが、大量処理に
適した膜モジュールは膜の充填密度が高いため処理すべ
き被処理水の流路が小さくなっている。従って、微粒子
を除去する場合、濃縮度を高めると膜モジュールの原水
流路を閉塞させ、その結果、処理能力の低下をもたら
す。そのため、シリコンウエハーの研磨・切削排水を処
理する場合、微粒子濃度は5000mg/L以下に抑え
る必要があり、排水中の微粒子濃度が10〜250mg
/Lであるため20から500倍までしか濃縮できなか
った。
【0005】かかる濃縮水の問題解決のため、濃縮度を
増大させるために濃縮水を遠心分離処理する方法が特願
昭63−43349などに開示されている。しかし、遠
心分離器を高速回転するためドラムや軸受けなどの磨耗
が激しく安定した運転が困難である。さらには、メンテ
ナンスのために労力と費用がかかり実用的ではない。従
って、微粒子を含む排水の処理において、高濃縮運転を
安定して実施できる方法であって、経済的に実用性を有
する方法が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決するためになされたものであって、微粒
子を除去する排水処理において、限外ろ過膜または精密
ろ過膜を用いて排水を膜処理する方法であり、微粒子の
高濃縮を安定して行う実用的な排水の処理方法を提供す
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の排水の処理方法
は、2段以上の多段に連結した分離膜を用いて排水を膜
処理する方法において、該分離膜が限外ろ過膜または精
密ろ過膜であって、第1段に原水流路幅 0.1mm以上2
mm以下のろ過膜モジュールAを用い、後段には原水流
路幅5mm以上15mm以下のろ過膜モジュールBを用
いることを特徴とする。
【0008】
【発明を実施の形態】本発明で用いられるろ過膜モジュ
ールAとして、原水流路幅 0.1mm以上2mm以下のろ
過膜モジュールを用いるが、上記原水流路幅とは、原水
が膜モジュール内を流れるときの流路大きさのことをい
う。上記原水流路幅が 0.1mm未満の場合は微粒子を含
む排水では流路が閉塞し、使用できなくなる。一方、上
記原水流路幅が2mmを越える場合は膜モジュール内の
膜の充填密度が低下し所定の処理を行うのに大量の膜モ
ジュールが必要となり、設備コスト、運転コストや設置
スペースがかさむため実用的ではない。
【0009】本発明の原水流路幅 0.1mm以上2mm以
下のろ過膜モジュールAとしては、特に限定されるもの
ではないが、大容量型の膜モジュールであることが好ま
しく、中空糸型膜モジュール、スパイラル型膜モジュー
ルやプレートアンドフレーム型膜モジュール等が挙げら
れる。
【0010】上記中空糸型膜モジュールであれば、中空
糸膜の内側から外側へ圧力をかける場合は、中空糸膜の
内部が円形の流路であって、中空糸膜の内径が原水流路
幅となり、中空糸膜の外側から内側へ圧力をかける場合
は、中空糸膜同士の間隔の隙間が流路となり中空糸膜同
士を隔てる距離が原水流路幅となる。
【0011】上記スパイラル型膜モジュールであれば、
膜を背中合わせに貼り合わせた膜封筒が渦巻き状に巻か
れており膜封筒同士の隙間が原水流路幅となる。
【0012】上記プレートアンドフレーム型膜モジュー
ルであれば、各プレートに貼られた膜同士を隔てる距離
が原水流路幅となる。上記ろ過膜モジュールAに用いら
れる限外ろ過膜または精密ろ過膜の膜材質としては、特
に限定されないが、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポ
リアクリロニトリル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデ
ンなどを用いることができ、好ましくは透過流束が高い
ポリスルホンやポリオレフィンが用いられる。
【0013】本発明で用いられる後段の原水流路幅5m
m以上15mm以下のろ過膜モジュールBにおいて、上
記原水流路幅が5mm未満の場合は微粒子濃度が500
0mg/Lを越えると流路が微粒子で閉塞してしまい、
短時間で透過流束の性能が低下するので、実用的でな
い。
【0014】一方、上記原水流路幅が15mmを越える
場合は膜モジュール内の膜の充填密度が低下し所定の処
理を行うのに大量の膜モジュールが必要となり、設備コ
スト、運転コストや設置スペースがかさむため実用的で
はない。本発明のろ過膜モジュールBとしては、管型
(チューブラー型)膜モジュール、浸漬型膜モジュール
や回転平膜型膜モジュール等が挙げられ、管型(チュー
ブラー型)膜モジュールが特に好ましく用いられる。
【0015】上記ろ過膜モジュールBに用いられる限外
ろ過膜または精密ろ過膜の膜材質としては、特に限定さ
れないが、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどを
用いることができ、好ましくは透過流束が高いポリスル
ホンやポリオレフィンが用いられる。
【0016】上記第1段と後段のろ過膜モジュールの膜
材質の組合せとしては、第1段としてポリスルホンまた
はポリオレフィン、後段としてポリオレフィンという組
合せが好ましく用いられる。
【0017】上記第1段と後段のろ過膜モジュールのモ
ジュール構造の組合せとしては、第1段としては中空糸
型膜モジュール、全ての後段において管型(チューブラ
ー型)膜モジュール型の組合せが好ましく用いられる。
【0018】本発明で用いられる後段のろ過膜モジュー
ルBにおいて、最終段に位置する上記ろ過膜モジュール
Bから排出される濃縮水中の0.1μm以上の微粒子濃度
が104 mg/L以上105 mg/L以下であることが
好ましい。
【0019】上記微粒子濃度が104 mg/L未満であ
れば、濃縮度が小さいため濃縮後であっても産業廃棄物
として発生する濃縮水容量が大きいという問題点があ
る。また、上記微粒子濃度が105 mg/Lを超える
と、ろ過膜モジュールBにおいても流路が微粒子で閉塞
し易く、短時間で透過流束の性能が低下することがある
ので、実用的でない。
【0020】上記後段のろ過膜モジュールBは、流路幅
が大きいため膜モジュール内の膜充填密度が小さく、所
定の処理量に対して膜モジュール台数が、上記膜充填密
度が小さい分だけ多く必要となる。しかし、第1段のろ
過膜モジュールAにおいて、原水が濃縮され、上記後段
のろ過膜モジュールBにおける処理量が減少しているた
め、ろ過膜モジュールBの台数増大を軽減している。
【0021】本発明において、第1段ろ過膜モジュール
Aに供給される原水に含まれる微粒子径が10μm以下
であることが好ましく用いられる排水の処理方法の構成
である。上記微粒子径が10μmを超えれば、微粒子濃
度が5000mg/L以下であっても、ろ過膜モジュー
ルAの流路が微粒子で閉塞し易く、短時間で透過流束の
性能が低下することがあるので、実用的でない。
【0022】本発明の排水の処理方法において、少なく
とも第1段と最終段のろ過膜モジュールの濃縮度を制御
しながら排水を膜処理することが好ましい。本発明の制
御とは、第1段と後段の膜モジュールにおいて、循環用
タンクおよび供給用ポンプを備えることによって、流量
などを検知して所定の濃縮度になるように制御すること
をいう。後段においては、すべての各段を制御してもよ
いし、一部を制御してもよいが、排出される濃縮水の濃
度保証面からは、最終段のろ過膜モジュールの濃縮度を
制御することが好ましい。
【0023】次に、本発明の排水の処理方法の基本的な
全体の液体の流れを説明する。図1は本発明の排水の処
理方法を実施する1実施態様である2段に連結した分離
膜による流れ図である。工程から排出される微粒子を含
む排水1は、原水タンク2に集められ、第1段加圧ポン
プ3から前処理フィルター4を通して第1段の限外ろ過
膜または精密ろ過膜であるろ過膜モジュールA5に送ら
れる。ろ過膜モジュールA5において、透過水A6と濃
縮水A8に分離される。通常、濃縮水A8の1部は、配
管7を通って、原水タンク2に循環される。残りの濃縮
水A81は、第2段原水タンク9に集められ、第2段加
圧ポンプ10から第2段前処理フィルター11を通っ
て、第2段の限外ろ過膜または精密ろ過膜であるろ過膜
モジュールB12に送られる。ろ過膜モジュールB12
において、透過水B16と濃縮水B13に分離される。
濃縮水B13の1部は、原水タンクB9に循環される。
残りの濃縮水B131は、第2段濃縮水タンク14に集
められる。さらに、加圧ポンプ15により、後段のろ過
膜モジュールBで処理することもできる。透過水A6お
よび透過水B16はそのまま排出されるか、あるいは工
程水として再利用される。
【0024】なお、第1段のろ過膜モジュールA5と後
段のろ過膜モジュールB12は、上記のように配し連結
するが、これら以外の所定のろ過膜モジュールBを後段
のろ過膜モジュールBとして何段にも連結することがで
きる。
【0025】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【0026】実施例1 本発明の実施例1における流れ図を図1に示した。図1
において、排水1としてシリコン研磨・切削排水を用
い、第1段のろ過膜モジュールAとして日東電工株式会
社製中空糸型限外ろ過膜モジュールNTU−3250−
C4K(原水流路幅=1.1mm)を用いた。上記中空
糸型限外ろ過膜の膜面積は計6m2 であり、膜材質はポ
リスルホン製で、分画分子量が20,000であった。
【0027】また、後段のろ過膜モジュールBとして日
東電工株式会社製管型限外ろ過膜モジュールNTU−2
020−P18B(原水流路幅=11.5mm)を用い
た。上記管型限外ろ過膜の膜面積は計0.76m2 であ
り、膜材質はやポリオレフィン製で、分画分子量が2
0,000であった。
【0028】以上の2段に連結した分離膜として限外ろ
過膜を用いて排水を膜処理し、第2段の濃縮水13を得
た。濃縮度は、第1段が500倍、第2段が4倍になる
ように制御し、定量ろ過運転を行った。ここで濃縮度と
は下記の式で表される。 第1段濃縮度=(排水1流量)/(第1段濃縮水A81流量) 第2段濃縮度=(第1段濃縮水A81流量)/(第2段濃縮水B131流量) 濃縮処理の結果をシリコン微粒子濃度を用いて表1に示
した。また、濃縮処理において、分離膜の交換頻度を表
2に示した実施例においては透過流束が高く維持さ
れ、交換頻度が比較例と比べて、飛躍的に小さくなって
いることが判る。
【表1】
【表2】
【0029】比較例1 実施例1の後段のろ過膜モジュールBを用いずに、同じ
第1段のろ過膜モジュールAのみを用いて、上記シリコ
ン研磨・切削排水を1段濃縮をした。濃縮度は、200
0倍になるように制御した。濃縮処理の結果をシリコン
微粒子濃度を用いて表1に示し、分離膜の交換頻度を表
2に示した。原水流路幅1.1mmのろ過膜モジュール
1段のみで濃縮を行った場合、透過流束は小さくなり、
微粒子による流路閉塞のため性能低下が早く、ろ過膜モ
ジュールの交換頻度が大きくなる。従って、経済性に乏
しく実用的な処理方法ではない。
【0030】比較例2 実施例1の後段のろ過膜モジュールBのみを用いて1段
処理を行った場合は、実施例1と比較して、ろ過膜モジ
ュール数が多くなり、ろ過膜モジュールコストで2倍以
上、ろ過膜モジュール設置スペースで4倍以上となり、
経済性に乏しく実用的な処理方法ではない。
【0031】
【発明の効果】本発明の排水の処理方法を用いることに
より、微粒子を含む排水の高濃縮運転を透過流束を低下
させずに安定して処理でき、経済的に実用性のある排水
処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す流れ図である。
【符合の説明】
1排水 2原水タンク 3第1段加圧ポンプ 4前処理フィルター 5ろ過膜モジュールA 6透過水A 8濃縮水A 12ろ過膜モジュールB 13濃縮水B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2段以上の多段に連結した分離膜を用いて
    排水を膜処理する方法において、該分離膜が限外ろ過膜
    または精密ろ過膜であって、第1段に原水流路幅0.1
    mm以上2mm以下のろ過膜モジュールAを用い、後段
    には原水流路幅5mm以上15mm以下のろ過膜モジュ
    ールBを用いることを特徴とする排水の処理方法。
  2. 【請求項2】最終段のろ過膜モジュールBから排出され
    る濃縮水中の0.1μm以上の微粒子濃度が104 mg/
    L以上105 mg/L以下であることを特徴とする請求
    項1記載の排水の処理方法。
  3. 【請求項3】第1段ろ過膜モジュールAに供給される原
    水に含まれる微粒子径が10μm以下であることを特徴
    とする請求項1または2記載の排水の処理方法。
  4. 【請求項4】少なくとも第1段と最終段のろ過膜モジュ
    ールの濃縮度を制御しながら排水を膜処理することを特
    徴とする請求項1、2または3記載の排水の処理方法。
JP17105596A 1996-07-01 1996-07-01 排水の処理方法 Pending JPH1015357A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003300072A (ja) * 2002-04-09 2003-10-21 Ngk Insulators Ltd 研磨排水の処理方法
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