JP4326489B2 - 排水処理装置および排水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、フッ酸分を含む被除去物を被処理水から分離する排水処理装置に関するものである。

現在、産業廃棄物を減らすこと、また産業廃棄物を分別し再利用することは、エコロジーの観点から重要なテーマである。この産業廃棄物の中には、被除去物が含まれた様々な流体がある。

これらは、汚水、排水、廃液等の色々な言葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明する。これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用される場合がある。更に、この排水から分別された被除去物を産業廃棄物として処理する場合もある。特に水は、濾過により環境基準を満たすきれいな状態にして川や海等の自然界に放流したり、または再利用される。

半導体装置を製造する工程の途中では大量の排水が発生する。そのうちエッチングの工程では、フッ酸等のフッ素分を含む排水が排出される。フッ素分の濃度が高い排水が自然界に流出すると、生態系のバランスを狂わせることが知られている。従って、排水からフッ素分の除去を行うことは、産業上にてきわめて重要なことである。

一方、フッ素分を含む排水の放流条件は水質汚濁防止法や地方自治体の条例等で基準値が決められている。具体的には、排水中に含まれるフッ素分の濃度は８ｍｇ／Ｌ以下でなければならない。更に、排出されるフッ素分の総量規制も行われる可能性がある。

上記したフッ素分の除去方法として、数々の除去方法が提案されている。排水中に含まれるフッ素分を除去する方法として、生物処理と化学的処理を別々の処理槽にて行う方法が提案されている（下記特許文献１参照）。フッ素分の除去を行う他の方法としては、複数の反応槽を用意した後に、一方の反応槽に収納された原水にカルシウム分を添加してゾル状の物質を含む種剤を形成し、この種剤を他方の収納槽に収納された原水に添加してフッ素分を処理する方法もある（下記特許文献２参照）。更には、高分子凝集剤を用いて排水中に含まれるフッ素分を凝集沈殿させて汚泥を得る処理方法もある。
特開２００１−５４７９２号公報 特開平６−３１２１９０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたフッ素分を含む廃水の処理方法では、複数回に渡る廃水の処理ステップが必要とされることから、設備が大がかりなものになってしまう問題があった。従って、廃水処理に斯かるコストが高くなる。更に、生物を用いた有機分の処理を行うことから、安定した廃水処理を行うことが困難である問題があった。

更に、上記特許文献２に記載された廃水の処理方法では、排水に含まれるフッ素分の濃度がきわめて低いことから、得られたフッ素分の固化を行うために凝集沈殿処理等の他の処理ステップが必要になる問題があった。

更にまた、市販の高分子凝集剤を用いた凝集沈殿法により排水中のフッ素分の除去を行うと、大量の汚泥が産業廃棄物として発生してしまう問題があった。更に、凝集剤が多量に混入した汚泥の再利用は困難である問題もあった。

従って、本発明の目的は、凝集剤を用いずに被処理水からフッ素分の除去を行う排水処理装置を提供することにある。

本発明の排水処理装置は、フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水を中和処理する中和手段と、前記被処理水にカルシウム分を添加してフッ化カルシウムを生成する生成手段と、前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離する分離手段と、水が注入されることにより前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムが除去されると共に、前記被除去物を脱水する脱水手段と、前記脱水手段から発生した前記被処理水を貯留させる受入槽と、を具備し、前記受入槽に貯留された前記被処理水は、前記分離手段が収納される槽に返送されることを特徴とする。

本発明の排水処理装置は、フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水が収納される第１の槽と、前記第１の槽に対してアルカリ源を添加して、前記被処理水を中和処理する中和手段と、中和処理された前記被処理水が収納される第２の槽と、前記第２の槽に対してカルシウム分を添加して、フッ化カルシウムを生成する生成手段と、前記フッ化カルシウムを含む前記被処理水が収納される第３の槽と、前記第３の槽に収納された前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離する分離手段と、水が注入されることにより前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムが除去されると共に、前記被除去物を脱水する脱水手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の排水処理方法は、フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水を中和処理し、前記被処理水にカルシウム分を添加してフッ化カルシウムを生成し、前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離し、水を前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物に注入することにより前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムを除去すると共に、前記被除去物を脱水し、前記脱水により発生した処理水を、前記分離を行う槽に返送することを特徴とする。

本発明の排水処理装置に依れば、中和手段によりフッ素分を含む被処理水を中和処理した後に、フッ化カルシウムを生成している。従って、被処理水に含まれるフッ素分を固定化する為に必要十分なカルシウム分を被処理水に添加することが可能となり、フッ化カルシウムの含有率が高い被除去物を得ることができる。従って、得られるフッ化カルシウムの再利用を容易にすることができる。更には、被処理水から高度にフッ素分を除去することができる。

＜第１の実施の形態＞
本実施の形態では、フッ素分を含む被処理水（排水）の処理を行う排水処理装置１０の構成と、それを用いた排水の処理方法を説明する。図１は排水処理装置１０の構成を示す図であり、図２は排水の処理方法を示すフローチャートであり、図３は実験結果を示すグラフである。

図１を参照して、排水処理装置１０の構成を説明する。本実施の形態の排水処理装置１０は、フッ酸を含む被処理水１２が収納されてその中和処理が行われる第１の処理槽１１Ａと、中和処理された被処理水１２に含まれるフッ素分にカルシウム分を添加してフッ化カルシウムを生成する第２の処理槽１１Ｂと、被処理水１２からフッ化カルシウムを分離する第３の処理槽１１Ｃと、固形状のフッ化カルシウムを得るフィルタープレス１７とを主に具備する。このような構成の排水処理装置１０により、被処理水からフッ素分が除去され、高純度のフッ化カルシウムを得ることができる。

先ず、処理される被処理水１２に付いて説明する。本形態にて処理される被処理水は、フッ素分を含む排水である。この排水は、半導体製造工場にて、エッチングを行う工程にて排出されるものである。より具体的には、半導体、ガラス、金属等のエッチングを行う工程から、フッ素分を含む排水が多量に排出される。これらのエッチングの工程では、エッチングの際の腐食性を向上させるためにフッ酸を用いる。ここで、フッ酸とは、フッ化水素（ＨＦ）の水溶液である。従って、この工程から排出される排水には、危険性が非常に高いフッ酸が含有されている。

本実施の形態の排水処理装置１０を構成する各要素を以下に詳述する。

第１の経路Ｐ１は、パイプ等の水路であり、この経路によりフッ酸を含む被処理水１２が第１の処理槽１１Ａに輸送される。第１の経路Ｐ１の途中に、被処理水を輸送するためのポンプが介装されても良い。フッ酸排水は、ＰＨが２程度の強酸であるので、第１の処理槽１１Ａは耐酸性に優れるガラス等の材料から形成される。第１の経路Ｐ１から供給される被処理水１２には、フッ素分（Ｆ⁻）が１０、０００ｍｇ／Ｌ程度含まれている。

第１の処理槽１１Ａの容量は、下記する第２の処理槽１１Ｂおよび第３の処理槽１１Ｃの３倍程度の容量にすることが好ましい。このことにより、断続的に排出される被処理水１２を第１の処理槽１１Ａに貯留して、貯留された被処理水１２を第２の処理槽１１Ｂおよび第３の処理槽１１Ｃにて連続的に処理することができる。

第２の経路Ｐ２および第３の経路Ｐ３は、第１の薬品槽１５Ａに貯留された中和剤（ＮａＯＨ）を第１の処理槽１１Ａに供給する中和手段として機能している。ここでは、例えばＮａＯＨを２５重量％含む水溶液が中和剤として採用される。これらの経路により中和剤を供給することで、第１の処理槽１１Ａに貯留された被処理水１２のＰＨは、例えば７〜８の間に調整される。このように被処理水１２の中和処理を行うことにより、中和塩が形成されるが、この中和塩は後に除去される。中和塩の除去方法については後述する。

第２の経路Ｐ２は大型の第１のポンプＰｏ１が介装され、第２の経路Ｐ３には比較的小型の第２のポンプＰｏ２が介装されている。このように出力の異なるポンプが介装された複数の経路を用いて中和剤を供給することにより、被処理水１２の中和を早期に且つ正確に行うことができる。具体的には、コンスタントに中和剤を被処理水１２に供給すると、ＰＨが７付近でその値が急激に変化する。従って、ＰＨが低いとき（例えばＰＨが６未満）は、出力が大きい第１のポンプＰｏ１が介装された第２の経路Ｐ２により中和剤を供給することで、ＰＨを早期に変化させることができる。更に、ＰＨが高くなったら（例えばＰＨが６以上）出力が小さい第２のポンプＰｏ２が介装された第３の経路Ｐ３のみにより中和剤を供給することで、被処理水１２のＰＨを中性（ＰＨ＝７）付近に正確に制御することができる。第１の処理槽１１Ａにて、フッ化水素（ＨＦ）は、水素イオン（Ｈ^＋）とフッ素イオン（Ｆ⁻）に９９．９％以上解離される（下記式Ａ）。また、第１の処理槽１１Ａでは、この解離を促進させる為に、プロペラ等の攪拌手段により被処理水１２を攪拌しても良い。
式Ａ ＨＦ → Ｈ^＋＋Ｆ⁻

第４の経路Ｐ４は、第１の処理槽１１Ａにて中和処理された被処理水１２が、フッ素分の固定を行う第２の処理槽１１Ｂに輸送される経路である。第４の経路Ｐ４に介装されたポンプのＯＮ・ＯＦＦは、第１の処理槽１１Ａに貯留された被処理水１２の水量に応じて行っても良い。例えば、第１の処理槽１１Ａに貯留された被処理水１２の水量が、その容量の半分以上の時のみに、第４の経路Ｐ４に介装されたポンプを稼働させることができる。このことで、常に第１の処理槽１１Ａに、その容量の半分以上の被処理水１２を貯留させることができる。従って、第１の経路Ｐ１から大量の強酸の被処理水１２が第１の処理槽１１Ａに流入した場合でも、第１の処理槽１１Ａに貯留された被処理水１２のＰＨが急激に変化してしまうことが抑止されている。

第５の経路Ｐ５は、第２の薬品槽１５Ｂからカルシウム分を第２の貯留槽に供給する経路である。具体的には、第２の薬品槽１５Ｂに貯留された塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）の水溶液（例えば３０重量％）が、第５の経路Ｐ５を介して第２の処理槽１１Ｂに供給される。塩化カルシウムを加えることにより、被処理水１２に含まれるフッ素分は、ＣａＦ_２（フッ化カルシウム）として固定化される（下記式Ｂ）。塩化カルシウムは溶解度積が非常に高いので、被処理水１２に対して大量に供給することが可能である。例えば、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）が２００ｍｇ／Ｌ以上に成るように塩化カルシウムを被処理水１２に対して加えることで、被処理水１２に含まれるフッ素イオン（Ｆ⁻）の濃度を８ｍｇ／Ｌ以下にすることができる。このフッ素イオンの濃度は、一般的な放流基準を満たしている。
式Ｂ Ｃａ^２＋＋２Ｆ⁻→ＣａＦ_２

更に、第２の処理槽１１Ｂに貯留された塩化カルシウムは、固液分離を行う第２の処理槽１１Ｃに導入されても良い。このことにより、第３の処理槽１１Ｃの内部に於いてもフッ素分を固定化することができるので、濾過水に含まれるフッ素分を更に低減させることができる。

第２の処理槽１１Ｂには、上記した塩化カルシウムとは別に消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）が添加されても良い。添加された消石灰が、フッ素分を固定する為の種剤として機能するので、フッ素分の固定化を促進させることができる。

更に第２の処理槽１１Ｂでは、被処理水１２を熟成させることにより、フッ化カルシウムの粒子を例えば０．２５μｍ以上に大きくすることができる。このことにより、フッ化カルシウムの膜分離が容易になる利点がある。また、第２の処理槽１１Ｂでは、ＰＨが７から８の間に保たれる。これらのことにより、コロイド状の物質が生成されずに、後の工程に於いて濾過膜が閉塞せずに濾過が容易になる利点がある。

第６の経路Ｐ６は、フッ化カルシウムを含む被処理水１２を第２の処理槽１１Ｂから第３の処理槽１１Ｃに輸送する経路である。

第３の処理槽１１Ｃでは、フッ化カルシウムを含む被除去物を、被処理水１２から分離する。ここでは、第３の処理槽１１Ｃに収納された被処理水１２に浸漬された濾過膜１３の濾過作用により、被処理水１２から被除去物を分離する。

濾過膜１３は、処理槽１１に収納された被処理水１２に浸漬されて、被処理水１２の濾過を行う働きを有する。採用される濾過膜１３としては、流体中にて濾過を行うことが可能な濾過機構を全般的に採用可能である。本形態では、濾過膜１３の表面に形成された自己形成膜を用いた濾過を行うことで、フッ化カルシウムと被処理水１２との固液分離を行っている。この自己形成膜の詳細については後述する。

上記した自己形成膜は、被処理水１２中にて生成されたフッ化カルシウムを含む被除去物から成る自己形成膜でも良い。即ち、濾過膜１３の濾過面に吸着された被除去物により、被処理水１２が濾過される。また、フッ化カルシウムの回収を行う際には、この自己形成膜も、濾過膜１３から剥離して回収される。

散気装置１８は、被処理水１２中にて、下方から濾過膜１３に気泡を供給する働きを有する。具体的には、散気装置１８には、外部に設けた不図示のポンプ等から気体が供給される。そして、散気装置１８から発生した気泡１９は、濾過膜１３の濾過面に沿って上方に移動していく。このように、散気装置１８から気泡を発生させることにより、濾過膜１３の表面に形成される自己形成膜の厚みを一定以下にすることが可能となる。このことから、自己形成膜の閉塞を抑制し、有る程度のフラックスを確保しつつ、被処理水１２の濾過を行うことが可能となる。

散気装置１８から発生される気体としては、ヘリウム、ネオン、アルゴンまたは窒素等の不活性ガスを採用することができる。空気を散気装置１８から被処理水１２に供給した場合は、空気に含まれる炭酸ガスと被処理水１２に含まれるフッ素分とが反応して、フッ化カルシウムの濃度が低下する恐れがある。散気装置１８から供給されるガスとして不活性ガスを採用することにより、その恐れを排除することができる。

第７の経路Ｐ７は、濾過膜１３にて濾過された濾過水が通過する経路である。第７の経路Ｐ７の途中に設けられた貯留槽１５Ｃには、濾過水１６が貯留されている。第７の経路Ｐ７を通過する大部分の濾過水は、再利用されるか河川等の自然界に放流される。

第７の経路Ｐ７を通過した濾過水は、再利用や放流を行うための浄化処理が行われても良い。この浄化処理としては、ＰＨの調整、窒素分の除去、カルシウム分の除去等を行う。ＰＨの調整を行うためには、被処理水のＰＨを計測した後に、アルカリ性の物質あるいは酸性の物質を被処理水に添加する。窒素分の除去を行うためには、本形態では、電極を用いた脱窒方法を採用している。この脱窒方法の詳細については後述する。更に、被処理水１２中に含まれるカルシウム分は、電界処理を行うことで、ＣａＣＯ_３として被処理水１２の表面に浮上させて回収される。このような処理を行った被処理水は、再利用または放流される。

貯留槽１５Ｃは、濾過膜１３により濾過された濾過水の一部分が貯留され、その位置は第３の処理槽１１Ｃに貯留された被処理水１２の液面よりも上方に設定されている。貯留槽１５Ｃに貯留された濾過水は、濾過膜１３の表面に形成された自己形成膜を剥離させる際に、第７の経路Ｐ７を逆流させて用いられる。この事項の詳細は後述する。

第８の経路Ｐ８は、固形化された被除去物を、第３の処理槽１１Ｃからフィルタプレス１７に輸送する経路である。具体的には、濾過膜１３の表面に堆積した被除去物、第３の処理槽１１Ｃの下部に沈殿した被除去物が、フィルタプレス１７に輸送される。輸送される被処理水１２には、フッ化カルシウムが高純度に含まれている。

フィルタプレス１７には、フッ化カルシウムを含む被除去物が第８の経路Ｐ８により供給され、脱水処理を行うことにより被除去物の含水率を低下させる。フィルタプレス１７により脱水処理された被除去物の含水率は、例えば５０重量％程度である。更に、被除去物を乾燥すると、フッ化カルシウムの純度が８５重量％程度のブロックが得られる。被除去物に高純度に含まれるフッ化カルシウムは、フッ素源として再利用される。

第９の経路Ｐ９は、フィルタプレス１７に水を注入し、フィルタプレス１７に収納された被除去物に含有される中和塩を洗浄する経路である。フィルタプレス１７に水を注入することで、フィルタプレス１７に収納された被除去物に含まれるフッ化カルシウムの純度を向上させることができる。第１の処理槽１１Ａにて中和処理された被除去物には、１５重量％程度の中和塩（ＮａＣｌ）が含有されている。 第９の経路Ｐ９から、フィルタプレス１７に水を注入することで、中和塩の大部分はフィルタプレス１７から外部に放出される。また、中和塩と比較してサイズが大きいフッ化カルシウムは、フィルタプレス１７の内部に留まる。

受入槽１９には、フィルタプレス１７に注入された水が暫定的に貯留される。受入槽１９に貯留された処理水は、第１０の経路Ｐ１０を介して第３の処理槽１１Ｃに返送されて、濾過処理される。

第１１の経路Ｐ１１は、フィルタプレス１７にて脱水された被除去物が、フッ化カルシウムを生成する第２の処理槽１１Ｂに輸送される経路である。フィルタプレス１７には、濾過膜１８の表面に堆積した被除去物が収納されており、この被除去物はフッ化カルシウムを高濃度に含まれている。従って、主にフッ化カルシウムから成る被除去物を第２の反応槽に返送することにより、第２の処理槽１１Ｂに於ける化学反応を促進させて、被処理水１２に含有されるフッ素分の殆どをフッ化カルシウムとして固定化させることができる。

以上が本実施の形態である排水処理装置１０の構成である。ここで、上述した第２の処理槽１１Ｂおよび第３の処理槽１１Ｃは、同一の処理槽にしてもよい。このことにより、フッ素分の固定および固液分離を同一の槽で行うことが可能となり、設備全体を小型化することができる。

図２を参照して、次に、上記した排水処理装置１０を用いた排水処理方法を説明する。本実施の形態の排水処理方法は、フッ酸排水を貯留させる第１のステップＳ１と、被処理水を中和する第２のステップＳ２と、フッ化カルシウムを生成する第３のステップＳ３と、フッ化カルシウムの固液分離を行う第４のステップＳ４と、被除去物から中和塩を除去する第５のステップＳ５と、フッ化カルシウムを回収する第６のステップＳ６とから成る。図１も合わせて参照して、各ステップを詳細に説明する。

ステップＳ１では、半導体工場のエッチング設備等から排出される被処理水１２を、第１の処理槽１１Ａに貯留する。ここで、フッ酸である被処理水１２は、ＰＨが２程度の強酸である。

ステップＳ２では、第１の処理槽１１Ａ貯留された被処理水１２を中和する。この中和処理は、第１の薬品槽１５Ａに貯留されたＮａＯＨを、第１の処理槽１１Ａに添加することで行う。第１の処理槽１１Ａに貯留された被処理水１２のＰＨは、常にモニタリングされ、被処理水１２のＰＨが７〜８程度と成るように、ＮａＯＨが被処理水１２に添加される。ここで、中和剤としては、ＮａＯＨの他にもＫＯＨを採用することができる。中和処理された被処理水１２は、第４の経路Ｐ４を介して第３の処理槽に輸送される。

ステップＳ３では、フッ素分を含む被処理水１２にカルシウム分を加えることでフッ素分を固定してフッ化カルシウムを生成する。ここでは、添加されるカルシウム分として塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）の水溶液（例えば３０重量％）が採用される。被処理水１２にフッ素分が多量に含まれた場合でも、塩化カルシウムは溶解度が高いので、被処理水１２に対して多量に塩化カルシウムを添加することが可能となり、含有されるフッ素分の殆どを固定化することができる。含有されるフッ素分がフッ化カルシウムとして固定化された被処理水１２は、第３の処理槽１１Ｃに輸送される。

ステップＳ４では、膜濾過を行うことにより、フッ化カルシウムを含む被除去物を被処理水１２から分離する。濾過を行う機構としては、本実施の形態では、濾過膜１３の表面に堆積した被除去物から成る自己形成膜が採用される。濾過膜１３により濾過された濾過水は、外部に放出され、ＰＨ調整等の更なる処理が行われた後に、再利用されるかまたは自然界に放出される。自己形成膜を用いた濾過方法では、自己形成膜のフラックスが徐々に低下するので、定期的に自己形成膜を剥離して再び形成する。自己形成膜を剥離させる際は、貯留槽１５Ｃから濾過水を濾過膜に対して逆流させる。このことにより、濾過膜１３の表面に堆積した濾過膜は剥離され、第３の処理槽１１Ｃの下部に沈殿する。また、濾過膜１３により被処理水１２の濾過を行っている間は、散気装置１８により濾過膜１３の表面に気泡を通過させる。このことにより、濾過膜１３の表面に形成される自己形成膜の膜厚を制御して、濾過能力を保持させることができる。このステップにて濃縮された被除去物は、フィルタプレス１７に輸送される。

ステップＳ５では、フィルタプレス１７に水を注入することにより、被除去物に含有された中和塩（ＮａＣｌ）を洗浄して除去する。中和処理を経た被処理水１２には中和塩が含まれているので、被処理水１２から分離した被除去物にも、フッ化カルシウムの他に中和塩が含有されている。フィルタプレス１７に水を注入することにより、中和塩は水に溶解して外部に放出される。フッ化カルシウムは径が大きいので、水により洗浄されてもフィルタプレス１７から外部に放出されない。このステップにより、被除去物に含有されるフッ化カルシウムの濃度が向上される。

ステップＳ６では、フッ化カルシウムを回収する。具体的には、フィルタプレス１７により被除去部を脱水した後に、半固形化された状態の被除去物を取り出す。この状態で被除去物の含水率は５０重量％程度に成っている。次に、被除去物を乾燥させることで、固形化された被除去物のブロックが形成される。本形態では、フッ化カルシウムを８５重量％含む被除去物が得られる。

本実施の形態では、高分子凝集剤等の凝集剤を用いずに固液分離処理を行うことから、フッ素分を含む排水から、固定化されたフッ化カルシウムを高純度に得ることができる。得られたフッ化カルシウムは、強酸（例えば硫酸）と反応させることにより、フッ酸として半導体製造工程等にて再利用することができる。更には、本願で得られる高純度のフッ化カルシウムを、鉄鋼に混入されるフラックスとして用いることも可能である。また、得られたフッ化カルシウムに塩酸を添加したら、塩化カルシウムを得ることもできる。更にまた、フッ化カルシウムを再利用するために添加する硫酸や塩酸等は、半導体工場にて常備される薬品であるので、工場内に新たな設備を追加する事なく、フッ化カルシウムの再利用を行うことができる。

更に本実施の形態では、ＮａＯＨ等を用いて被処理水の中和処理を行った後に、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）によりフッ素分を固定している。従って、添加されるカルシウム分は、殆どが被処理水に含まれるフッ素分と反応するので、被除去物に対するフッ化カルシウムの割合を向上させることができる。

更にまた、中和処理を行うことにより発生する中和塩は、洗浄処理を行うことにより除去される。このことも、被除去物に対するフッ化カルシウムの純度を高めることに寄与する。

図３を参照して、次に、図１に示す濾過膜１３を用いて被処理水１２の濾過を行った実験を説明する。図３は、濾過処理を行う際のフラックスの経時変化を示すグラフである。このグラフにて横軸は処理を連続して行った時間を示し、縦軸はフラックスの大きさを示している。

先ず、この実験の条件を説明する。本実験では、０．１ｍ^２の面積の濾過膜に、７ｋＰａの吸引圧を与えて濾過を行った。被処理水では、フッ素イオンを１０００ｍｇ／Ｌ含む排水に塩化カルシウムを加えて、フッ素分がフッ化カルシウムとして固定化してある。フッ化カルシウムの径は、０．２５μｍ程度である。そして、処理される被処理水の量とフッラックスとを定期的に計量することで実験を行った。

この実験により、平均フラックスは０．４ｍ／ｄａｙであり、本形態の濾過膜１３は実用に十分耐えうることが証明された。更に、濾過膜により得られる濾過水に含まれるフッ素分の濃度は、３．５ｍｇ／Ｌであり、この値は一般的な放流基準を満たしている。

実験方法を具体的に説明すると、先ず、フッ化カルシウム等の被除去物を循環させることにより濾過膜の表面に自己形成膜を形成し、一定以上の透明度を有する濾過水が得られるようになった時点で、濾過を開始する。

濾過を開始した時点のフラックスは、０．７ｍ／ｄａｙ程度であり、濾過を継続するとフラックスは徐々に低下する。この原因は、濾過の経過に伴い自己形成膜の閉塞が進行するからである。濾過を開始してから１３０分経過した時点のフラックスは０．２ｍ／ｄａｙ程度である。この時点で自己形成膜を濾過膜から剥離して、被処理水中にて濃縮された被除去物を回収する。

自己形成膜の剥離および被除去物の回収が終了したら、新たな自己形成膜を濾過膜の表面に形成して、再び被処理水を濾過する。以上の工程を繰り替えることで、フッ化カルシウムを含む被除去物を、被処理水から分離することができる。

上述実験により、定期的に自己形成膜の剥離および再生を行うことで、十分なフラックスが確保できることが明らかになった。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、上記した排水処理装置１０から得られた処理水から窒素分等を除去する方法を説明する。図４は、窒素分を除去する第４の処理槽１１Ｄの構成を示す図である。

第４の処理槽１１Ｄには、処理装置１０によりフッ素分が除去された被処理水１２が導入される。そして、少なくとも一部分が被処理水１２に浸漬された電極対に、電圧を加印することにより、被処理水１２に含有された窒素分を除去している。このような窒素分除去の詳細を以下にて説明する。

被処理水中に浸漬される電極対は、アノード電極２０Ａとカソード電極２０Ｂとから成り、両電極に電圧を加印する電源２０Ｃを有する。また、これらの電源２０Ｃを制御するための制御手段や、タンク内の被処理水１２を攪拌するための攪拌手段が設けられても良い。

カソード電極２０Ｂは、周期表の第１ｂ族又は第２ｂ族、８族を含む導電体、若しくは、同族を導電体に被覆したものをその材料として採用することができる。具体的には、カソード電極２０Ｂは、銅、鉄、銅と亜鉛又は銅と鉄又は銅とニッケル又は銅とアルミニウムの合金又は焼結体から構成されている。

アノード電極２０Ａは、不溶性金属、例えば白金、イリジウム、パラジウム又はその酸化物などから構成される不溶性電極又はカーボンを採用することができる。また、アノード電極２０Ａを囲むように遮蔽壁を設けることで、アノード電極２０Ａから発生する酸素気泡が、カソード電極２０Ｂ側に移動してしまうのを防止することができる。

以上の様に構成された電極１２による窒素分の処理方法を説明する。

被処理水１２内に一対以上のアノード電極２０Ａおよびカソード電極２０Ｂを浸漬して通電する。これにより、カソード電極２０Ｂ側では、被処理水中に含まれる硝酸イオンは、還元反応により亜硝酸イオンに変換される（式Ｃ）。また、硝酸イオンの還元反応により生成された亜硝酸イオンは、更に、還元反応により、アンモニアに変換される（式Ｄ）。以下に、式Ｃ及び式Ｄを示す。
式Ｃ ＮＯ_３ ⁻＋Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→ＮＯ_２ ⁻＋２ＯＨ⁻
式Ｄ ＮＯ_２ ⁻＋５Ｈ_２Ｏ＋６ｅ⁻→ＮＨ_３（ａｑ）＋７ＯＨ⁻

一方、アノード電極２０Ａ側では、アノード電極２０Ａの表面から活性酸素や次亜塩素酸が発生し、これにより、被処理水中におけるアンモニアの脱窒作用により、窒素ガスを生成する（式Ｅ）。また、アノード５におけるアンモニアへの脱窒反応を促進させるため、被処理水内に、例えば塩素イオンや、ヨウ素イオンや、臭素イオンなどのハロゲンイオンや、これらハロゲンイオンを含む化合物、例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどを添加する。このとき、被処理水に添加される塩化ナトリウムの塩素イオンは、例えば、１０ｐｐｍ以上４００００ｐｐｍ以下とする。これにより、例えば塩化ナトリウムを被処理水に添加した場合には、塩化ナトリウムは、アノードにおいて、酸化され、塩素を生成し（式Ｆ）、生成された塩素は、被処理水中で、水と反応し、次亜塩素酸を生成する（式Ｇ）。そして、生成された次亜塩素酸は、被処理水中に存するアンモニアと反応し、複数の化学変化を経た後、窒素ガスに変換される（式Ｈ）。以下に、式Ｅ乃至式Ｈを示す。更に本形態では、塩化カルシウムを被処理水１２に添加する場合もあることから、被処理水１２中には、塩化カルシウムから電離した塩素イオンが存在する。このことから、被処理水１２から窒素分を除去するための電界処理が容易になる利点がある。
式Ｅ ＮＨ_３（ａｑ）＋３（Ｏ）→Ｎ_２↑＋３Ｈ_２Ｏ
式Ｆ ＮａＣｌ→Ｎａ^＋＋Ｃｌ⁻
２Ｃｌ⁻→Ｃｌ２＋２ｅ⁻
式Ｇ Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
式Ｈ ２ＮＨ_４＋４ＨＣｌＯ→Ｎ_２↑＋４ＨＣｌ＋４Ｈ_２Ｏ

これにより、被処理水中内の硝酸態窒素、亜硝酸態窒素及びアンモニア態窒素などの窒素化合物をタンク内において、処理可能となる。

更に、上記した電界処理により、被処理水中に含まれるカルシウム分もＣａＣＯ_３と成り、被処理水１２の表面に浮上する。そして、この浮上したＣａＣＯ_３を回収することで、被処理水１２に残留したカルシウム分を回収することができる。更に、回収したＣａＣＯ_３を再利用することも可能となる。更にまた、被処理水１２のＰＨを中性付近にするための中和処理を、この第３の処理槽にて行っても良い。

＜第３の実施の形態＞
本形態では、第１の実施の形態に於いて、被処理水１２に浸漬される濾過膜１３として適用可能な濾過機構の詳細を説明する。下記の形態では、自己形成膜を用いた濾過機構を説明するが、本発明には他の形態の濾過装置を適用することも可能である。

図５以降を参照して、本形態に用いるフィルタ装置は、フッ化カルシウムである被除去物が混入された流体（被処理水）を、被除去物から形成した自己形成膜から成るフィルタで除去するものである。

具体的に説明すると、本形態のフィルタ装置は、有機高分子の第１のフィルタ２１表面に、被除去物であるフッ化カルシウムから形成した第２のフィルタ２２となる自己形成膜が形成されたものである。この自己形成膜である第２のフィルタ２２を用いて、被除去物が入った被処理水が濾過される。

第１のフィルタ２１は、自己形成膜を付着させることができれば原理的に考えて有機高分子系、セラミック系とどちらでも採用可能である。ここでは、平均孔径０．２５μｍ、厚さ０．１ｍｍのポリオレフィン系の高分子膜を採用した。このポリオレフィン系から成るフィルタ膜の表面写真を図６（Ｂ）に示した。

また、第１のフィルタ２１はフレーム２４の両面に設けられた平膜構造を有し、流体に垂直になるように浸漬されている。フレーム２４の中空部２５からポンプ２６により吸引することで、ろ液２７を取り出せる。

次に、第２のフィルタ２２は第１のフィルタ２１の表面全体に付着され、被除去物の凝集した粒子を吸引することで固形化された自己形成膜である。この自己形成膜は、ゲル状あるいはケーキ状に凝集したものでも良い。

上記した被除去物の自己形成膜である第２のフィルタ２２を形成し、被除去物を取り除く濾過について説明する。フッ化カルシウムが混入された流体（被処理水）は、微粒子の状態で被処理水１２中に拡散している。

図６（Ａ）を参照して、第１のフィルタ２１は多数のフィルタ孔２１Ａを有し、このフィルタ孔２１Ａの開口部および第１のフィルタ２１の表面に層状に形成されている被除去物の自己形成膜が第２のフィルタ２２である。第１のフィルタ２１の表面にはフッ化カルシウムから成る被除去物の凝集粒子があり、この凝集粒子はポンプからの吸引圧力により第１のフィルタ２１を介して吸引され、流体の水分が吸い取られるために乾燥（脱水）してすぐに固形化して第１のフィルタ２１表面に第２のフィルタ２２が形成される。

第２のフィルタ２２は被除去物の凝集粒子から形成されるので直ちに所定の膜厚になり、この第２のフィルタ２２を利用して被除去物の凝集粒子の濾過が開始される。従ってポンプ２６で吸引しながら濾過を続けると、第２のフィルタ２２の表面には凝集粒子の自己形成膜が積層されて厚くなり、やがて第２のフィルタ２２は目詰まりして濾過を続けられなくなる。この間に被除去物のフッ化カルシウムは固形化されながら、第２のフィルタ２２の表面に付着して被処理水が第１のフィルタ２１を通過して濾過水として取り出される。

図６（Ａ）において、第１のフィルタ２１の片面には、被除去物が混入された被処理水があり、第１のフィルタ２１の反対面には、第１のフィルタ２１を通過した濾過水が生成されている。矢印の方向に被処理水は吸引されて流れ、この吸引により被処理水１２中の凝集粒子が第１のフィルタ２１に近づくにつれて固形化されていく。更に、いつかの凝集粒子が結合した自己形成膜が第１のフィルタ２１表面に吸着されて第２のフィルタ２２が形成される。この第２のフィルタ２２の働きで溶液中の被除去物は固形化されながら被処理水の濾過が行われる。

このように第２のフィルタ２２を介して溶液の被処理水をゆっくりと吸引することで、被処理水中の水が濾過水として取り出せ、被除去物は乾燥して固形化し第２のフィルタ２２表面に積層されて被除去物の凝集粒子は自己形成膜として捕獲される。

第１のフィルタ２１は被処理水に垂直に立って浸漬され、被処理水は被除去物が分散した状態となっている。ポンプ２６により第１のフィルタ２１を介して被処理水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第１のフィルタ２１の表面に被除去物の凝集粒子が互いに結合して、第１のフィルタ２１の表面に吸着される。なおフィルタ孔２１Ａより径の小さい凝集粒子Ｓ１は第１のフィルタ２１を通過するが、第２のフィルタ２２を成膜する工程では濾過水は再び被処理水に循環されるので問題はない。この成膜する工程では、極めて微弱な吸引圧力で吸引されているので凝集粒子Ｓ１はいろいろな形状の隙間を形成しながら積層され、極めて膨潤度の高い柔らかな自己形成膜の第２のフィルタ２２となる。被処理水中の水はこの膨潤度の高い自己形成膜を浸透して吸引されて第１のフィルタ２１を通過して濾過水として取り出され、最終的に被処理水は濾過されることになる。

また、被処理水の底面から空気の気泡Ａを送ることで、第１のフィルタ２１の表面に沿って被処理水に並行流を形成している。これは第２のフィルタ２２が第１のフィルタ２１の表面全体に均一に付着するためと第２のフィルタ２２に隙間を形成して柔らかく付着するためである。具体的には１．８リットル／分のエアー流量に設定をしているが、第２のフィルタ２２の膜質により選択される。

次に濾過工程では、この第２のフィルタ２２の表面に微弱な吸引圧力によりフッ化カルシウムから成る凝集粒子Ｓ１が吸着されながら徐々に積層される。このときに精製水は第２のフィルタ２２および更に積層される凝集粒子Ｓ１を浸透して第１のフィルタ２１から濾過水として取り出される。

しかし、長時間濾過を続けると、第２のフィルタ２２表面には厚く自己形成膜が付着されるために上述した隙間もやがて目詰まりを起こし、濾過水は取り出せなくなる。このために濾過能力を再生するにはこの積層された自己形成膜を除去することが必要になる。

続いて、図７を参照してより具体化されたフィルタ装置を説明する。

図７において、処理槽１１の上方には、被処理水供給手段としてパイプ２４が設けられている。このパイプ２４は被除去物が混入した流体を処理槽１１に導入する。ここではフッ酸を含む排水にカルシウム分が添加されてフッ化カルシウムを含有する排水が、処理槽１１に導入される。

処理槽１１に貯められた被処理水１２の中には、第２のフィルタが形成されたフィルタ装置２３が複数個設置される。このフィルタ装置２３の下方には、例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽に使うバブリング装置の如き、散気装置１８が設けられ、ちょうどフィルタ装置２３の表面を通過するようにその位置が調整されている。この散気装置１８はフィルタ装置２３の底辺全体に渡って配置され、気泡をフィルタ装置２３の全面に均一に供給出来るようになっている。２５はエアーポンプである。

フィルタ装置２３に固定されたパイプ２５は、フィルタ装置２３で濾過された濾過流体が流れ、バルブＶ１を介して吸引を行うマグネットポンプ３５に接続される。パイプ２９はマグネットポンプ３５からコントロールバルブＣＶ１を介してバルブＶ３およびバルブＶ４に接続されている。またパイプ２５のバルブＶ１の後に第１の圧力計３０が設けられ、吸引圧力Ｐｉｎを測定している。更にパイプ２９のコントロールバルブＣＶ１の後には流量計２８および第２の圧力計２７が設けられ、流量計２８で一定の流量になるように制御している。またエアーポンプ２５からのエアー流量はコントロールバルブＣＶ２で制御される。

パイプ２４から供給された被処理水１２は、処理槽１１に貯められ、フィルタ装置２３により濾過される。このフィルタ装置に取り付けられた第２のフィルタ２２の表面は、気泡が通過し、気泡の上昇力や破裂により並行流を発生させ、第２のフィルタ２２に吸着する被除去物を動かし、フィルタ装置２３の全面に均一に吸着させてその濾過能力が低下しないように維持されている。

ここで前述したフィルタ装置２３、具体的には処理槽１１の中に浸漬されるフィルタ装置２３について図８を参照しながら説明する。

図８（Ａ）に示す符号３０は、額縁の如き形状のフレームであり、フィルタ装置２３全体を支持する機能を有する。このフレーム３０の両面には第１のフィルタ２１となるフィルタ膜３１、３２が貼り合わされ固定されている。そしてフレーム３０、フィルタ膜３１、３２で囲まれた内側の空間３３には、パイプ３４を吸引することにより、フィルタ膜３１、３２により濾過された路液が流入する。そしてフレーム３０にシールされて取り付けられているパイプ３４を介して濾過水が取り出されている。フィルタ膜３１、３２とフレーム３０は、被処理水がフィルタ膜以外から前記空間３３に侵入しないように完全にシールされている。

図８（Ａ）のフィルタ膜３１、３２は、薄い樹脂膜であるため、吸引されると内側に反り、破壊に至る場合もある。これを解決したものが、図８（Ｂ）である。図８（Ｂ）では、空間３３が９個しか示されていないが、実際は数多く形成される。また実際に採用したフィルタ膜３１は、約０．１ｍｍ厚さのポリオレフィン系の高分子膜である。更に、図８（Ｂ）に示す如く、薄いフィルタ膜が袋状に形成されており、ここではＦＴで示した。この袋状のフィルタＦＴの中に、パイプ３４が一体化されたフレーム３０が挿入され、前記フレーム３０と前記フィルタＦＴが貼り合わされている。符号ＲＧは、押さえ手段であり、フィルタＦＴが貼り合わされた枠を両側から押さえるものである。そして押さえ手段の開口部ＯＰからは、フィルタＦＴが露出している。

図８（Ｃ）は、フィルタ装置２３自身を円筒形にしたものである。パイプ３４に取り付けられたフレームは、円筒形で、側面には開口部ＯＰ１、ＯＰ２が設けられている。開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２に対応する側面が取り除かれているため、開口部間には、フィルタ膜３１を支持する支持手段ＳＵＳが設けられることになる。そして側面にフィルタ膜３１が貼り合わされる。

続いて、図７に示す機構を参照して、実際の濾過方法を具体的に説明する。まず処理槽１１にフッ素分を含む被除去物が混入された被処理水１２をパイプ２４を介して入れる。その後、この処理槽１１の中に第２のフィルタ２２が形成されていない第１のフィルタ２１のみのフィルタ装置２３を浸漬し、パイプ２５を介してポンプ３５で微弱な吸引圧力で吸引しながら被処理水を循環させる。循環経路はフィルタ装置２３、パイプ２５、バルブＶ１、ポンプ３５、パイプ２９、コントロールバルブＣＶ１、流量計２８、光センサー２６、バルブＶ３であり、被処理水は処理槽１１から吸引され再び処理槽１１に戻される。

循環させることによりフィルタ装置２３の第１のフィルタ２１には、第２のフィルタ２２が成膜され、最終的には目的のフッ化カルシウムの被除去物が捕獲される様になる。

すなわち、ポンプ３５により第１のフィルタ２１を介して被処理水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、被除去物の粒子は容易に固形化して第１のフィルタ２１の表面に吸着される。固形化した凝集粒子は第１のフィルタ２１のフィルタ孔２１Ａより大きいものが第１のフィルタ２１表面に吸着して積層され、自己形成膜より成る第２のフィルタ２２を形成する。なお凝集粒子は第１のフィルタ２１を通過するが、第２のフィルタ２２の成膜とともに被処理水中の水は自己形成膜を通路として吸引されて精製水として取り出され、被処理水は濾過されるようになる。

光センサー２６で濾過水に含まれる凝集粒子の濃度を監視し、凝集粒子が所望の混入率よりも低いことを確認して濾過を開始する。濾過が開始される時は、バルブＶ３が光センサー２６からの検出信号で閉じられ、バルブＶ４が開かれて前述した循環経路は閉じられる。従って、バルブＶ４から精製水が取り出される。散気装置１８からは常時エアーポンプ２５から供給される空気の気泡がコントロールバルブＣＶ２で調整されてフィルタ装置２３の表面に供給されている。

そして連続して濾過が続けられると、処理槽１１の被処理水中の水は精製水として処理槽１１の外に取り出されるので、被処理水中の被除去物の濃度は上がってくる。すなわち、被処理水１２は濃縮されて粘度を増してくる。このために処理槽１１にはパイプ２４から被処理水を補充して、被処理水の濃度の上昇を抑えて濾過の効率を上げる。しかし、フィルタ装置２３の第２のフィルタ２２表面に自己形成膜が厚く付着して、やがて第２のフィルタ２２は目詰まりを起こし、濾過が行えない状態になる。

フィルタ装置２３の第２のフィルタ２２が目詰まりを起こすと、第２のフィルタ２２の濾過能力の再生を行う。すなわち、ポンプ３５を停止し、フィルタ装置２３に加わる負の吸引圧力を解除する。

図９に示すその模式図を参照して、その再生工程を更に詳述する。図９（Ａ）は濾過工程のフィルタ装置２３の状態を示している。第１のフィルタ２１の中空部は微弱な吸引圧力によりは外側と比較すれば負圧となっているので、第１のフィルタ２１は内側に窪んだ形状になっている。従って、その表面に吸着される第２のフィルタ２２も同様に内側に窪んだ形状になっている。更に第２のフィルタ２２の表面に徐々に吸着される自己形成膜も同様である。

ところが、図９（Ｂ）を参照して、再生工程ではこの微弱な吸引圧力が停止されてほぼ大気圧に戻るので、フィルタ装置２３の第１のフィルタ２１は元の状態に戻る。これにより第２のフィルタ２２およびその表面に吸着された自己形成膜も同様に戻る。この結果、まず自己形成膜を吸着していた吸引圧力がなくなるので、自己形成膜はフィルタ装置２３への吸着力を失うと同時に外側に膨らむ力を受ける。これにより、吸着した自己形成膜は自重でフィルタ装置２３から離脱を始める。更に、この離脱を進めるために散気装置１８からの気泡の量を２倍程度に増加させると良い。実験に依れば、フィルタ装置２３の下端から離脱が始まり、雪崩の様に第１のフィルタ２１表面の第２のフィルタ２２の自己形成膜が離脱し、処理槽１１の底面に沈降する。その後、第２のフィルタ２２は前述した循環経路で被処理水を循環させて再度成膜を行うと良い。この再生工程で第２のフィルタ２２は元の状態まで戻り、被処理水の濾過を行える状態まで復帰し、再び被処理水の濾過を行う。

更に、この再生工程で中空部２５に濾過水を逆流させると、第１のフィルタ２１が元の状態に戻るのを助け且つ濾過水の静水圧が加わり更に外側に膨らむ力を加わる。更に、第１のフィルタ２１の内側からフィルタ孔２１Ａを通して濾過水が第１のフィルタ２１と第２のフィルタ２２の境界にしみ出して第１のフィルタ２１の表面から第２のフィルタ２２の自己形成膜が離脱するのを促進する。上記逆流は、図１に示す貯留槽１５Ｃに暫定的に貯留された濾過水１６を、濾過膜に流入させることで行うことができる。

上述のように第２のフィルタ２２を再生させながら濾過を続けると、処理槽１１に収納された被処理水の被除去物の濃度が上昇し、やがて被処理水もかなりの粘度を有する。従って、被処理水の被除去物の濃度が所定の濃度を超えたら、濾過作業を停止し沈殿させるために放置する。すると処理槽１１の底に濃縮スラリーが貯まり、このケーキ状の濃縮スラリーを回収する。回収された濃縮スラリーは圧縮または熱乾燥してその中に含まれる水を除去して更にその量を圧縮する。更に、このスラリーはフッ酸原として再利用することができる。

本発明の排水処理装置を説明する概要図である。 本発明の排水処理装置を用いた処理方法を説明するフロー図である。 本発明の排水処理装置の特性を説明する特性図である。 本発明の排水処理装置を説明する概要図である。 本発明の排水処理装置に適用されるフィルタ装置を説明する図である。 本発明のフィルタ装置の動作原理を説明する図（Ａ）、第１のフィルタの拡大図（Ｂ）である。 本発明の具体化されたフィルタ装置を説明する図である。 本発明のフィルタ装置を説明する斜視図（Ａ）、斜視図（Ｂ）、斜視図（Ｃ）である。 本発明のフィルタ装置の再生を説明する断面図（Ａ）、断面図（Ｂ）である。

符号の説明

１０ 処理装置
１１Ａ 第１の処理槽
１１Ｂ 第２の処理槽
１１Ｃ 第３の処理槽
１１Ｄ 第４の処理槽
１２ 被処理水
１３ 濾過膜
１５Ａ 第１の薬品層
１５Ｂ 第２の薬品層
１５Ｃ 貯留槽
１６ 濾過水
１７ フィルタープレス
１８ 散気装置
１９ 受入層
２０Ａ 電源
２０Ｂ カソード
２０Ｃ アノード

Claims (8)

1. フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水を中和処理する中和手段と、
   前記被処理水にカルシウム分を添加してフッ化カルシウムを生成する生成手段と、
   前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離する分離手段と、
   水が注入されることにより前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムが除去されると共に、前記被除去物を脱水する脱水手段と、
   前記脱水手段から発生した前記被処理水を貯留させる受入槽と、を具備し、
   前記受入槽に貯留された前記被処理水は、前記分離手段が収納される槽に返送されることを特徴とする排水処理装置。
2. フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水が収納される第１の槽と、
   前記第１の槽に対してアルカリ源を添加して、前記被処理水を中和処理する中和手段と、
   中和処理された前記被処理水が収納される第２の槽と、
   前記第２の槽に対してカルシウム分を添加して、フッ化カルシウムを生成する生成手段と、
   前記フッ化カルシウムを含む前記被処理水が収納される第３の槽と、
   前記第３の槽に収納された前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離する分離手段と、
   水が注入されることにより前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムが除去されると共に、前記被除去物を脱水する脱水手段と、
   を具備することを特徴とする排水処理装置。
3. 前記脱水手段から発生した前記被処理水を貯留させる受入槽を更に具備し、
   前記受入槽に貯留された前記被処理水は、前記第３の槽に返送されることを特徴とする請求項２記載の排水処理装置。
4. 前記脱水手段はフィルタプレスであり、
   前記被除去物が収納された前記フィルタプレスに水を注入して、前記被除去物に含まれる前記中和塩を前記水と一緒に前記フィルタプレスの外部に放出させた後に、前記被除去物が脱水されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の排水処理装置。
5. 前記分離手段は、前記被処理水に浸漬された濾過装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の排水処理装置。
6. 前記濾過装置の表面に形成された自己形成膜により、前記被処理水を濾過することを特徴とする請求項５記載の排水処理装置。
7. 前記自己形成膜は、フッ化カルシウムを含む膜であることを特徴とする請求項６記載の排水処理装置。
8. フッ素分を含む被除去物が混入された被処理水を中和処理し、
   前記被処理水にカルシウム分を添加してフッ化カルシウムを生成し、
   前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物を前記被処理水から分離し、
   水を前記フッ化カルシウムを含む前記被除去物に注入することにより前記被除去物に含まれる中和塩である塩化ナトリウムを除去すると共に、前記被除去物を脱水し、
   前記脱水により発生した処理水を、前記分離を行う槽に返送することを特徴とする排水処理方法。

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