JP2003103111A - 浄化剤及びそれを用いた浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工場等からの廃液である汚泥物質に対して優
れた凝集沈殿作用を有する浄化剤及びそれを用いた浄化
方法を提供すること。すなわち、汚泥物質によって懸濁
状態の廃液を短時間に浄化し、しかも緻密でコンパクト
な沈殿物を形成させる浄化剤及びそれを用いた浄化方法
を提供すること。 【解決手段】 塩化カルシウムを含有することを特徴と
する廃液の浄化剤。塩化カルシウムを含有する廃液の浄
化剤を、廃液中に添加することにより、廃液中の懸濁物
質を凝集沈殿させることを特徴とする廃液の浄化方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種廃液の浄化剤
及びそれを用いた浄化方法に関する。さらに詳しくは、
各種工場からの廃液、一般家庭からの雑排水及び浄化槽
内の汚水等のいわゆる廃液を、短時間にコンパクトに凝
集沈殿させて浄化することができる廃液の浄化剤及びそ
れを用いた浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体工場等から排出される廃液は、地
球環境を守る観点から河川等に流出させる前に浄化する
ことが要求される。従来、このような各種工場からの廃
液を大量に処理する大規模な浄化手段として、一般に高
分子凝集剤が採用されている。また、半導体工場などか
ら排出される研磨粒子含有廃液中の研磨粒子を除去して
廃液を浄化する方法としては、例えばセラミックからな
る分離膜を用いて廃液中から研磨粒子を膜分離する方法
が知られている。

【０００３】しかしながら、上記従来の浄化方法は、汚
泥物質の凝集沈殿作用が必ずしも満足できるものではな
かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、その目的は、工場等からの廃液で
ある汚泥物質に対して優れた凝集沈殿作用を有する浄化
剤及びそれを用いた浄化方法を提供することにある。す
なわち、汚泥物質によって懸濁状態の廃液を短時間に浄
化し、しかも緻密でコンパクトな沈殿物を形成させる浄
化剤及びそれを用いた浄化方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、従来凝集剤とし
て知られていなかった特定の無機物質が半導体工場等の
工場廃液等を効果的に浄化し、上記課題が解決されるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、塩化カルシウムを含
有することを特徴とする廃液の浄化剤である。

【０００７】本発明の浄化剤は、さらに、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム及び塩化マグネシウムからなる群から
選ばれた塩化物の１種又は２種以上を配合することがで
きる。

【０００８】本発明の浄化剤によれば、本発明にかかる
浄化剤を工場廃液、汚水等の廃液中に添加すると、廃液
中の懸濁物質が沈殿し、これにより廃液が浄化される。
懸濁物質が凝集沈殿するまでの時間は短時間であり、浄
化速度は速い。また沈殿物は緻密でコンパクトである。
従って廃液処理時間が大幅に短縮されて、大量の廃液を
迅速に処理することが可能となる。

【０００９】本発明は、塩化カルシウムを含有する廃液
の浄化剤を、廃液中に添加することにより、廃液中の懸
濁物質を凝集沈殿させることを特徴とする廃液の浄化方
法である。本発明の廃液の浄化方法において、浄化剤に
は、さらに、塩化ナトリウム、塩化カリウム及び塩化マ
グネシウムからなる群から選ばれた塩化物の１種又は２
種以上を配合することができる。

【０００１０】本発明の方法において、本発明に係る浄
化剤を廃液中に添加することにより、廃液中の懸濁物質
を短時間で沈殿させることができる。この沈殿により廃
液が浄化される。また、沈殿物は緻密でコンパクトな沈
殿物である。従って廃液処理時間が大幅に短縮されて、
大量の廃液を迅速に処理することが可能となる。

【０００１１】本発明においては、前記塩化カルシウム
を配合した浄化剤、あるいは、さらに、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム及び塩化マグネシウムからなる群から
選ばれた塩化物の１種又は２種以上を配合した浄化剤
と、硫酸アルミニウムとをそれぞれ廃液中に添加するこ
とにより、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿させることを特
徴とする廃液の浄化方法である。

【０００１２】また、本発明においては、前記塩化カル
シウムを配合した浄化剤、あるいは、さらに、塩化ナト
リウム、塩化カリウム及び塩化マグネシウムからなる群
から選ばれた塩化物の１種又は２種以上を配合した浄化
剤と、アルカリ剤とをそれぞれ廃液中に添加することに
より、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿させることを特徴と
する廃液の浄化方法である。

【０００１３】また、本発明においては、前記塩化カル
シウムを配合した浄化剤、あるいは、さらに、塩化ナト
リウム、塩化カリウム及び塩化マグネシウムからなる群
から選ばれた塩化物の１種又は２種以上を配合した浄化
剤と、硫酸アルミニウムと、アルカリ剤とをそれぞれ廃
液中に添加することにより、廃液中の懸濁物質を凝集沈
殿させることを特徴とする廃液の浄化方法である。前記
アルカリ剤としては、無水炭酸ナトリウムであることが
好ましい。

【０００１４】本発明の方法において、本発明に係る浄
化剤と併せて、硫酸アルミニウム、アルカリ剤、又は硫
酸アルミニウム及びアルカリ剤をそれぞれ廃液中に添加
することにより、前記浄化剤添加による効果をさらに向
上させることができる。

【００１５】本発明においては、本発明の廃液の浄化方
法において、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿させた後、ろ
過処理工程を設けることが好ましい。また、本発明の廃
液の浄化方法において、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿さ
せた後、上層を除去した後、高吸水性ポリマーを添加す
ることが好ましい。

【００１６】これらのろ過処理工程の設置や高吸水性ポ
リマーの添加により、浄化処理効率はさらに向上する。

【００１７】本発明において、廃液とはすでに述べてい
るように半導体工場等の化学工場、染色工場、印刷工場
等工場からの廃液に止まらず、一般家庭からの雑排水、
浄化槽内の汚水等も含まれる概念である。また、廃液
は、廃液中の泥状物等のために懸濁状態、コロイド状態
になっており、本発明においては前記廃液中の懸濁物質
を凝集沈殿させて浄化するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳述する。

【００１９】第一の発明は、塩化カルシウムを含有する
廃液の浄化剤である。本発明において用いられる塩化カ
ルシウムとしては、特に制限されず、粉末又は水に溶解
して水溶液の状態で用いられる。本発明の塩化カルシウ
ムは、市販品を用いることが可能である。

【００２０】塩化カルシウムの配合量は、廃液中に含ま
れる懸濁粒子の種類、量に応じて設定されるが、例えば
浄化剤全量中３０〜１００質量％が好ましい。特に好ま
しい配合量は７０〜１００質量％である。

【００２１】本発明の浄化剤には、本発明の効果を損な
わない範囲で適宜他の成分を配合することができる。な
お、配合によって反応を起こす成分は浄化剤には配合で
きないが、後述するように浄化処理時に別々に添加する
方法をとるか、別々に用意しておき、例えばキットの形
で用いることも可能である。反応を起こすことなく適宜
配合できる成分としては、例えば、塩化カルシウム以外
の塩化物、水溶性高分子、粘土鉱物（ベントナイト
等）、脱色・脱臭剤、殺菌剤等が挙げられる。

【００２２】上記適宜配合できる成分のうち、塩化カル
シウム以外の塩化物（以下、特定塩化物という。）とし
ては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウ
ム等が挙げられる。これらの特定塩化物は１種又は２種
以上が任意に選択されて配合することができる。特定塩
化物の中では、特に、塩化ナトリウム、塩化カリウム及
び塩化マグネシウムからなる群から選ばれた塩化物の１
種又は２種以上が好ましい。特定塩化物は、塩化カルシ
ウムと同様の態様で使用することができる。

【００２３】また、水溶性高分子、特に凝集機能を有し
た水溶性高分子の配合は有効であり、このものの配合に
より後記ろ過工程を採用する場合のろ過工程を大幅に効
率化させることができる。

【００２４】本発明の塩化カルシウムを含有する廃液の
浄化剤は、廃液中に投入等の手段により、添加して用い
られる。好ましくは添加後、撹拌する。前記方法によ
り、廃液中の懸濁物質が、凝集沈殿され、廃液は浄化さ
れる。本発明方法において前記塩化カルシウムを含有す
る廃液の浄化剤には前記特定塩化物が配合されて用いる
こともできる。

【００２５】本発明においては、硫酸アルミニウムを本
発明に係る塩化カルシウム含有浄化剤と併用して廃液を
浄化することが好ましい。硫酸アルミニウムは、好まし
くは前記本発明の浄化剤と共に廃液中に投入等の手段に
より添加されて用いられる。

【００２６】硫酸アルミニウムを本発明の浄化剤ととも
に廃液中に添加して、好ましくは撹拌することにより、
浄化効果を相乗的に向上させることができる。すなわ
ち、懸濁物質をさらに迅速に凝集沈殿させ、緻密でコン
パクトな沈殿物がさらに短時間に生成する。

【００２７】硫酸アルミニウムを併用する場合の添加量
は、廃液中に含まれる懸濁粒子の種類、量に応じて、ま
た排水基準ｐＨとの兼ね合い等で設定される。

【００２８】また、アルカリ剤も塩化カルシウム含有浄
化剤と併用される好ましい物質である。アルカリ剤は好
ましくは前記本発明の浄化剤とともに廃液中に投入等の
手段により添加されて用いられる。アルカリ剤を本発明
の浄化剤とともに廃液中に添加して、好ましくは撹拌す
ることにより浄化効果を向上させることができる。さら
にアルカリ剤は処理廃液のｐＨを調整する機能をも果た
すことができる。アルカリ剤の具体的な例としては、例
えば、無水炭酸ナトリウム等が挙げられる。

【００２９】アルカリ剤を併用する場合の添加量は、硫
酸アルミニウムと同様廃液中に含まれる懸濁粒子の種
類、量に応じて、また法規制等により設定される。

【００３０】本発明においては塩化カルシウム含有浄化
剤と硫酸アルミニウムとアルカリ剤とを併用することが
でき、本発明の特に好ましい態様である。この組み合わ
せにより特に優れた浄化効果が発揮される。これらの組
み合わせを用いる方法においては、前記本発明の浄化剤
と硫酸アルミニウムとアルカリ剤とを廃液中に別々に投
入等の手段により添加し、好ましくは撹拌する。これに
より、最も短い時間で廃液中の懸濁物質を凝集沈殿さ
せ、最も緻密でコンパクトな沈殿物を生成させることが
できる。

【００３１】硫酸アルミニウムとアルカリ剤とを併用す
る場合の添加量は、硫酸アルミニウム、アルカリ剤それ
ぞれ単独の場合と同様に設定される。

【００３２】なお、本発明の浄化方法においては、さら
に従来から公知の凝集剤、特に無機の凝集剤を併用する
ことができる。併用し得る無機凝集剤としては、鉄塩、
アルミニウム塩等を用いることができる。鉄塩として
は、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄などが使用可
能である。アルミニウム塩としては、アルミン酸ナトリ
ウム、ポリ塩化アルミニウム等が使用可能である。

【００３３】以上のように、本発明の前記塩化カルシウ
ム含有浄化剤は、好ましくは前記硫酸アルミニウム、ア
ルカリ剤等の他の添加物と共に、工場廃液又は汚水等の
廃液中に好ましくは投入して撹拌して用いられる。前記
投入により、廃液又は汚水等中の懸濁物質を包み込み、
短時間に緻密でコンパクトな沈殿物が沈殿し、上層と分
離される。この沈殿作用により廃液又は汚水が浄化さ
れ、透明又は透明に近い懸濁物ではない上澄液が生成さ
れるとともに、次工程にとって有利な沈殿物を形成させ
ることができる。

【００３４】本発明における次工程としては、特に限定
されないが、例えばろ過、遠心分離等の工程が挙げられ
る。本発明ではなかでもろ過することが好ましい。ろ過
処理により上澄液をさらにきれいにすることができ、ま
た、沈殿物をさらに緻密でコンパクトにすることがで
き、それぞれ廃棄しやすくなる。ろ過のための方法は特
に限定されず、例えばろ過器などの従来公知の装置を用
いて処理することができる。

【００３５】また、本発明においては、次工程として前
記浄化剤等により凝集沈殿させた廃液の上層を排出させ
た後、残存した沈殿物に高吸水性ポリマーを添加するこ
とが好ましい。前記ポリマーによる処理により沈殿物は
さらに緻密でコンパクトなものとなり、廃棄しやすくな
る。

【００３６】前記高吸水性ポリマーとしては、従来公知
のポリマーを用いることができるが、例えば、デンプン
・アクリルニトリル共重合体、デンプン・アクリロニト
リルグラフト重合体の加水分解物、デンプン・アクリル
酸グラフト重合体、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共
重合体の加水分解物、酢酸ビニル・アクリル酸塩共重合
体、ポリアクリル酸塩架橋体、ポリアクリル酸塩系重合
体、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース架橋体、ポリエチレンオキサイド系重合体等を
挙げることができる。特に好ましいものは吸収性能の点
でポリアクリル塩架橋体、ポリアクリル酸塩系重合体で
ある。高吸水性ポリマーの重合方法や共重合成分は、特
に限定されない。また、高吸水性ポリマーの使用形態に
ついても特に限定されないが、一般的には粉体である。

【００３７】以下に、半導体工場からの研磨粒子含有廃
液を処理するケースを例にとり、本発明の方法をさらに
具体的に説明する。図１に処理フロの一例を示した。製
品の研磨は製品研磨機で研磨液タンクから循環ポンプに
て送られた研磨液によって研磨される。研磨液は、例え
ば水に研磨剤を混入し、界面活性剤を入れてコロイド状
にしたものである。使用済みの研磨液は研磨液タンクに
戻され、再度研磨液として使用される。一方、使用済み
の研磨液によって研磨液タンク内が汚れてくると定期的
に原液を研磨粒子含有廃液として排水し、その排水液は
廃水処理装置に導入される。一般に、研磨粒子含有廃液
は酸化セリウムを含む研磨液の使用後の廃液である。な
お、図１においては、廃液処理装置に製品の洗浄を行っ
た排水（製品の洗浄水）も同時に導入されている。

【００３８】次いで、廃水処理装置内の廃液に、本発明
の浄化剤を添加し、充分に混合する。混合すると反応し
て、例えば沈殿を生じるような成分は前記浄化剤とは別
のタンクに収納しておき、添加時に廃液処理装置内で混
合されるようにする。図１では、浄化剤と硫酸アルミニ
ウムとアルカリ剤が別々のタンク（注薬装置）から添加
されている。この際、浄化剤だけでも、また浄化剤と硫
酸アルミニウムの組み合わせでも、また浄化剤とアルカ
リ剤の組み合わせでも構わない。前記それぞれの添加は
ｐＨを調整しながらフロックができるまで撹拌を続け
る。続いて、前記混合によって固液分離が完了するのを
待って２層以上に分離した廃水処理装置内の層のうち透
明水相を排水する。一方、沈殿物は乾燥され、廃棄され
るが、好ましくは高吸水性ポリマーを添加した後、廃棄
される。なお、廃液処理装置内の廃液は遠心分離等によ
って２層分離を促進させても構わない。また、廃液処理
装置内の浄化処理廃液は、さらにろ過器を通過させた
後、透明水相を排水し、沈殿物を廃棄しても構わない。
以上は、半導体工場からの研磨粒子含有廃液を処理する
方法について説明したが、他の廃液、汚水等に対しても
同様の方法で処理することができる。

【００３９】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例で用いた実験用廃液は、酸化セリウム
を含む研磨液の使用後の工場廃液であり、ｐＨ値は９．
９、アルカリ度は１９８０度である。この廃液は数日間
静置しても沈殿を生じない。

【００４０】［実施例１］ （実験）１００ｍｌビーカーに実験用廃液１００ｍｌ取
り、撹拌機で撹拌しながら表１〜３記載の各試料（塩化
カルシウム１０重量％水溶液、硫酸アルミニウム１０重
量％水溶液、塩化マグネシウム１０重量％水溶液）を一
定量ずつ加え、１０分間撹拌後直ちに１００ｍｌ比色管
に移して静置し、１時間後に上澄液の濁り具合を観察
し、ｐＨを測定し、また凝集沈殿の容量を測定した。

【００４１】（結果）結果を表１〜３に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】表１〜３より、塩化カルシウム、硫酸アル
ミニウム、塩化マグネシウムいずれも試料注入量２．０
ｍｌで上澄液が透明になる点では同じであるが、試料注
入量２．０ｍｌでの凝集沈殿量は、硫酸アルミニウム、
塩化マグネシウムがそれぞれ、３７ｍｌ、３２ｍｌであ
るのに対し、塩化カルシウムは２２ｍｌになっている。
このことから、塩化カルシウムは他のものによるフロッ
クより緻密であり、コンパクトな沈殿物が得られてお
り、沈降が早いことが分かる。

【００４６】［実施例２］実施例１と同様にして実験を
行い、表５の結果を得た。なお、実験に用いた試料は、
表４記載組成の浄化剤、浄化剤１００重量部に対して２
５重量部の硫酸アルミニウム及び１００重量部の無水炭
酸ナトリウムである。これらの試料は廃液に別々に加え
た。

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】［実施例３］実施例１と同様にして実験を
行い、表７の結果を得た。なお、実験に用いた試料は、
表６記載組成の浄化剤、浄化剤１００重量部に対して２
５重量部の硫酸アルミニウム及び１００重量部の無水炭
酸ナトリウムである。これらの試料は廃液に別々に加え
た。

【００５０】

【表６】

【００５１】

【表７】

【００５２】［実施例４］実施例１と同様にして実験を
行い、表９の結果を得た。なお、実験に用いた試料は、
表８記載組成の浄化剤及び浄化剤９０重量部に対して１
０重量部の硫酸アルミニウムである。これらの試料は廃
液に別々に加えた。

【００５３】

【表８】

【００５４】

【表９】

【００５５】上記表５、７及び９より、塩化カルシウ
ム、硫酸アルミニウム及び無水炭酸ナトリウムを併用し
た場合（実施例２）、塩化カルシウム、塩化ナトリウ
ム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム及び無水炭酸ナトリウムを併用した場合（実施例
３）、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシ
ウム及び硫酸アルミニウムを併用した場合（実施例
４）、いずれも前記塩化カルシウム単独の場合よりもさ
らに廃液の凝集沈降速度が早く、緻密でコンパクトな沈
殿物が得られることが分かる。

【００５６】なお、実際の半導体製造工場現場にて、同
様の処理試験を行ったところ、良好な結果が得られるこ
とを確認している。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
本発明にかかる浄化剤を工場廃液、汚水等の廃液中に添
加すると、廃液中の懸濁物質が沈殿し、これにより廃液
が浄化される。懸濁物質が凝集沈殿するまでの時間が短
時間であり、浄化速度は速い。また沈殿物は緻密でコン
パクトである。従って、廃棄処理時間が大幅に短縮され
て、大量の廃液を迅速に処理することが可能となる。さ
らに、本発明によれば、前記浄化剤を、硫酸アルミニウ
ム、アルカリ剤等の他の添加剤とともに廃液中に添加す
ることにより、前記効果はさらに向上する。また、前記
浄化剤等の添加処理によって沈殿物を生成させた後、ろ
過処理工程を設けることにより、浄化処理率はさらに向
上する。さらに、前記浄化剤等の添加処理によって沈殿
物を生成させ、上層を除去した後、前記沈殿物に高吸水
性ポリマーを添加することにより、浄化処理効率はさら
に向上する。また、本発明で用いた原料は安価であり、
経済的にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃液処理フローの一例を示す図である。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D015 BA11 BA19 BB06 CA20 DA04 DA05 DA08 DA13 DA15 DA16 DA19 DA22 DA39 DA40 EA32 EA35 EA39 FA03 FA11 4D059 AA06 BE53 BE70 DB11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化カルシウムを含有することを特徴と
   する廃液の浄化剤。
2. 【請求項２】 さらに、塩化ナトリウム、塩化カリウム
   及び塩化マグネシウムからなる群から選ばれた塩化物の
   １種又は２種以上を配合することを特徴とする請求項１
   記載の廃液の浄化剤。
3. 【請求項３】 塩化カルシウムを含有する廃液の浄化剤
   を、廃液中に添加することにより、廃液中の懸濁物質を
   凝集沈殿させることを特徴とする廃液の浄化方法。
4. 【請求項４】 浄化剤が、さらに、塩化ナトリウム、塩
   化カリウム及び塩化マグネシウムからなる群から選ばれ
   た塩化物の１種又は２種以上が配合されたものである、
   請求項３記載の廃液の浄化方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の浄化剤と硫酸アル
   ミニウムとを廃液中に添加することにより、廃液中の懸
   濁物質を凝集沈殿させることを特徴とする廃液の浄化方
   法。
6. 【請求項６】 請求項１又は２記載の浄化剤とアルカリ
   剤とを廃液中に添加することにより、廃液中の懸濁物質
   を凝集沈殿させることを特徴とする廃液の浄化方法。
7. 【請求項７】 請求項１又は２記載の浄化剤と硫酸アル
   ミニウムとアルカリ剤とを廃液中に添加することによ
   り、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿させることを特徴とす
   る廃液の浄化方法。
8. 【請求項８】 アルカリ剤が、無水炭酸ナトリウムであ
   る請求項６又は７記載の廃液の浄化方法。
9. 【請求項９】 請求項３乃至８のいずれか一項に記載の
   廃液の浄化方法において、廃液中の懸濁物質を凝集沈殿
   させた後、ろ過処理工程を設けることを特徴とする前記
   廃液の浄化方法。
10. 【請求項１０】 請求項３乃至８のいずれか一項に記載
    の廃液の浄化方法において、廃液中の懸濁物質を凝集沈
    殿させた後、上層を除去した後、高吸水性ポリマーを添
    加することを特徴とする前記廃液の浄化方法。