JP3350364B2

JP3350364B2 - 排水処理方法および排水処理装置

Info

Publication number: JP3350364B2
Application number: JP23660896A
Authority: JP
Inventors: 和幸山嵜; 和之坂田; 明津志横谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: US5895576A; KR100253159B1; KR19980024476A; JPH1080693A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工場や液晶
工場等から排出され、界面活性剤や有機溶剤等の有機物
に加えてフッ素や過酸化水素を含有している排水を少な
い槽数で効率良く処理することができる排水処理装置お
よび排水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水質汚濁防止法の観点から、排水がフッ
素や過酸化水素に加えて界面活性剤や有機溶剤等の有機
物を含んでいる場合には、このフッ素や過酸化水素と有
機物の両方を所定の濃度まで処理する必要がある。ま
た、上記有機物はＣＯＤ(化学的酸素要求量)やＢＯＤ
(生物学的酸素要求量)を上昇させる。従って、排水中の
界面活性剤等の有機物は、フッ素や過酸化水素とは化学
的に異物質であるが、確実に除去する必要がある。従
来、フッ素に加えて界面活性剤や有機溶剤等を含有した
有機物混合排水は、まず最初に、フッ素が消石灰等の薬
品によって化学的に処理され、次に、別の槽で界面活性
剤や有機溶剤等の有機物が生物学的処理方法や活性炭吸
着等の物理学的方法等によって処理されていた。この消
石灰等の薬品を使用したフッ素処理方法は処理工程で薬
品を添加するので、処理水の導電率が高い。したがっ
て、上記処理水は超純水製造装置へは再利用されていな
い。

【０００３】一方、従来、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は、図１５に示すものがあ
る。このフッ素除去装置は、フッ素含有排水を２つの炭
酸カルシウム充填槽５３３Ａと５３３Ｂとに通水して処
理するものである。(特開平５−２５３５７６号公報)。

【０００４】このフッ素除去装置は、フッ素含有排水を
炭酸カルシウム充填槽５３３Ａと５３３Ｂに２段階に通
水し流出水を循環槽５４２に導入する。そして、循環槽
５４２内の被処理水を膜分離装置５４３に導入して、こ
の被処理水を２段目の炭酸カルシウム充填槽５３３Ｂ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。さらに、上記濃縮水を循環槽５４２に返送
する。また、上記濃縮水の一部を１段目の炭酸カルシウ
ム充填槽５３３Ａに返送する。

【０００５】この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５３３Ａ、５３３Ｂの炭酸
カルシウムに固定化されて、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で、炭酸カルシウ
ム充填槽５３３Ａ、５３３Ｂからフッ化カルシウムを抜
き出すようにしている。

【０００６】また、今一つのフッ素除去装置としては、
図１６に示すフッ化カルシウム回収装置がある(特開平
５−２５４８２９号)。このフッ化カルシウム回収装置
において、炭酸カルシウムとの反応槽である炭酸カルシ
ウム反応槽６４４は、加熱設備としての蒸気配管６４７
と、空気通気設備としてのブロワー６３９と、散気管６
０２とを備えている。あるいは、上記炭酸カルシウム反
応槽６４４は、減圧脱気設備(図示せず)を備えている。

【０００７】このフッ化カルシウム回収装置は、具体的
には、炭酸カルシウムサイロ６４５からの炭酸カルシウ
ムをフッ素を含有する溶液に添加し、５０〜１００度Ｃ
の高温処理と、高温空気通気処理もしくは高温減圧脱気
処理を経て、フッ化カルシウムを回収する方法を採用し
ている。

【０００８】処理対象が有機物含有フッ素排水である場
合に、上述したようなフッ素除去設備は例えば図１７に
参照番号７７０で示すように、半導体工場の生産室７３
１で発生する有機物含有フッ素排水を処理する排水処理
系統７８０に組み込まれる。

【０００９】一般に、ＩＣ(集積回路)等を製造する半導
体工場の生産室７３１内には、図１７に示すように、い
わゆるエッチング装置７３７が設置されている。このエ
ッチング装置７３７は、フッ化水素やフッ化アンモニウ
ムを主成分とするエッチング剤を使用する。

【００１０】最近のＩＣの微細化の進展に伴い、このエ
ッチング剤に有機物としての界面活性剤を混入させるこ
とが多くなってきている。したがって、エッチング装置
７３７は、排水処理系統７８０に有機物を含有したフッ
素排水を流れ出させる。

【００１１】また、生産室７３１内には、エッチング装
置７３７とは別に有機溶剤使用装置７３２が存在してい
る。この有機溶剤使用装置７３２は、有機溶剤を使用し
てウエハ表面を有機溶剤で洗浄して乾燥させる。この有
機溶剤使用装置７３２は有機溶剤含有排水を排出する。
この有機溶剤含有排水もまた、排水処理系統７８０に導
入されて処理されるようになっている。つまり、有機溶
剤使用装置７３２が排出した有機溶剤を含む排水も配管
７２６を通って、原水槽７３５に流入させられる。

【００１２】このように、上記有機溶剤を含有した排水
と上記フッ素を含有した排水とは、有機物含有フッ素排
水となって配管７２６Ａを流れて、原水槽７３５に流入
する。その後、この排水は、原水槽ポンプ３６によって
配管７２６Ｂを通して上向流でもってフッ素除去装置７
７０に導入される。フッ素除去装置７７０の処理槽７３
３には炭酸カルシウム鉱物が充填されている。上述のよ
うに、処理槽７３３では、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から、上記
排水からフッ化カルシウムを分離することによって、排
水中のフッ素を除去することができる。

【００１３】ところで、上記フッ素除去装置７７０は、
界面活性剤や有機溶剤等の有機物をほとんど除去するこ
とができない。このフッ素除去装置７７０で処理された
後の排水は、配管７２７を通して沈澱槽７１３へ流入す
る。この沈澱槽７１３での排水のフッ素濃度は、フッ素
濃度計７１５によって検知される。この沈澱槽７１３に
おける排水の有機物濃度は比較的高い。したがって、上
記排水は、さらに沈澱槽７１３から本格的な生物処理装
置７４０に導入されて、排水中の界面活性剤や有機溶剤
等の有機物が生物学的に処理されるようになっている。

【００１４】一方、図１７において、エッチング装置７
３７からの酸系の排ガスは酸スクラバー７３４によって
処理され、有機溶剤使用装置７３２からの有機系の排ガ
スは活性炭吸着塔７３８Ａ，７３８Ｂによって処理され
る。

【００１５】次に、半導体工場や液晶工場等から界面活
性剤や有機溶剤等の有機物を含有した過酸化水素排水を
処理する排水処理装置について説明する。

【００１６】排水中に過酸化水素に加えて界面活性剤や
有機溶剤等の有機物が含まれている場合、この過酸化水
素も有機物も排水のＣＯＤ（化学的酸素要求量)を上昇
させる。したがって、排水中の過酸化水素と界面活性剤
や有機溶剤等の有機物とは確実に除去する必要がある。
従来、このような有機物含有過酸化水素排水は、まず最
初に活性炭等を触媒として過酸化水素が処理され、その
後別の槽で界面活性剤や有機溶剤等の有機物が処理され
ていた。

【００１７】図１９に示すように、従来、排水中の過酸
化水素を除去するための過酸化水素除去装置としては、
粒状活性炭を触媒とした除去方法が知らされている(特
開平６−９１２５８号公報)。この過酸化水素除去装置
８７０は、処理槽８３３内に底側の金網９０５と周壁９
０６とで仕切られ上方へ開いた触媒部９１１と、周壁９
０６を介して触媒部９１１の外側を取り巻く沈降部９１
２とを有している。触媒部９１１の下側周囲には、沈降
部９１２を触媒部９１１に連通させる開口９０７と、触
媒部９１１内に水平方向に排水を流入させるための供給
口９０４とが設けられている。動作時には予め、触媒部
９１１内に槽有効容量の１〜３５％の割合で粒状活性炭
が入れられる。

【００１８】この状態で配管８０７Ａから槽底の供給口
９０３を通じて、過酸化水素含有排水が処理槽８３３内
に導入される。この過酸化水素含有排水は、金網９０５
を通じて触媒部９１１内に侵入し、触媒部９１１を満た
す。一方、分岐された配管８０７Ｂから水平供給口９０
４を通じて、過酸化水素含有排水(この流量は弁９２０
によって調整できる。)が触媒部９１１内に導入され
る。この結果、触媒部９１１内上向流とともに渦巻き流
が生じて、粒状活性炭と過酸化水素含有排水とが接触
し、活性炭の触媒作用が水と酸素とに分解される。この
処理後の排水は、触媒部９１１からオーバーフローして
沈降部９１２に入り、バッフル板９１７の陰で設けられ
た排出口９１８から配管８２７を通じて排出される。こ
こで、上記処理後の排水とともに粒状活性炭が沈降部９
１２にオーバーフローしても、この粒状活性炭は沈降部
９１２でしばらく滞留して沈降し、開口９０７を通じて
触媒部９１１へ戻される。したがって、沈降部９１２の
排出口９１８からは上澄水のみが排出される。

【００１９】この種の過酸化水素除去装置は、例えば図
１８に示すように、半導体工場の生産室１０３１で発生
する有機物含有過酸化水素排水を処理する排水処理系統
１０８０に組み込まれることが多い。

【００２０】一般に、ＩＣ(集積回路)等を製造する半導
体工場の生産室１０３１内には、いわゆるＲＣＡ洗浄を
行うＲＣＡ洗浄装置１０３７や、アセトン、イソプロピ
ルアルコール等の有機溶剤を使用する有機溶剤使用装置
１０３２等の生産装置が多数設けられている。上記ＲＣ
Ａ洗浄とは、ＲＣＡ社によって開発された洗浄方法であ
って、典型的にはＮＨ₄ＯＨ、ＨＣlおよびＨ₂Ｏを使用
して有機物を除去する第１段階と、ＨＣl、Ｈ₂Ｏ₂およ
びＨ₂Ｏを使用してアルカリ金属や重金属を除去する第
２段階とを有している。最近のＩＣの微細化の進展とと
もに、前記ＮＨ₄ＯＨ、ＨＣlに界面活性剤が混入される
傾向がある。上記ＲＣＡ洗浄装置１０３７等からの過酸
化水素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物混合排水は配
管１０２６を通じて原水槽１０３５に流入して、この原
水槽１０３５で水量および水質がある程度調整される。

【００２１】一方、有機溶剤使用装置１０３２からの有
機物を含む排水も配管１０２６Ａを通じて、原水槽１０
３５に流入するようになっている。したがって、上記過
酸化水素を含んだ排水を上記有機物を含んだ排水とは、
配管１０２６Ａで合流して原水槽１０３５内で有機物含
有過酸化水素排水となって存在している。

【００２２】次に、この排水は、原水槽ポンプ１０３６
によって配管１０２６Ｂを通して過酸化水素除去装置１
０７０に導入される。過酸化水素除去装置１０７０の槽
１０３３において、排水中の過酸化水素が酸素と水に分
解される。ところが、この過酸化水素除去装置１０７０
では、界面活性剤や有機溶剤等の有機物はほとんど除去
できない。そこで、この処理後の排水は、配管１０２７
を通して処理水槽１０２８へ導入される。この処理水槽
１０２８での排水の過酸化水素濃度は、酸化還元電位計
１０３４によって検知される。そして、処理水槽１０２
８での排水の有機物濃度が高い場合は、さらに生物処理
装置(図示せず)に導入して、有機物を処理している。

【００２３】一方、図１８に示すように、ＲＣＡ洗浄装
置１０３７や有機溶剤使用装置１０３２が排出する有機
物を含んだ排ガス(有機物含有排ガス)は、有機物含有過
酸化水素排水の処理系統１０８０とは別に、有機物含有
排ガスのための処理系統１０９０によって処理される。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記にした
ように最近の微細化が進展したＩＣを製造する半導体工
場では、フッ素排水に界面活性剤や有機溶剤等の有機物
が混入する傾向がある。その理由は、ＩＣの微細化が進
展すればするほど、洗浄技術も向上させる必要があり、
最近では、洗浄薬品やエッチング剤に界面活性剤等の有
機物を混合させて洗浄効果やエッチング効果を増加させ
ているからである。

【００２５】したがって、図１７における半導体工場の
生産室７３１で発生するフッ素排水と界面活性剤や有機
溶剤等の有機物混合排水を経済的かつ合理的に処理する
必要がある。

【００２６】ところが、前記したように、従来は、排水
中のフッ素と界面活性剤や有機物とは異なる別の槽で処
理されていた。つまり、上記従来例の処理設備では、フ
ッ素除去装置と有機物処理のための生物処理装置との２
つの処理装置が必要である。このように２つの処理槽別
個に設置した場合、イニシャルコストが高いことが課題
であった。

【００２７】図１７に示す通り、半導体工場の生産室７
３１においては、エッチング装置７３７その他の生産装
置と有機溶剤使用装置７３２が多数存在している。そし
て、最近のＩＣの超微細化の進展にしたがって、フッ素
を含有するエッチング剤に界面活性剤の有機物を混入さ
せたり、有機溶剤を含有した薬品を洗浄乾燥に使用する
ようになってきている。したがって、これらの各種の薬
品(フッ素と界面活性剤や有機溶剤等に有機物)が混合さ
れた混合排水においては、排水中における有機物の含有
量が時代とともに増加している。

【００２８】しかしながら、上記従来の図１５や図１６
に示したフッ素除去装置もしくは、図１７に示したフッ
素除去装置７７０単独では、界面活性剤や有機溶剤等の
有機物に対しては、殆ど対応できないという問題があ
る。

【００２９】なぜならば、上記従来のフッ素除去装置に
は微生物が繁殖しなくて、生物処理機能が全くなく、界
面活性剤や有機溶剤等の有機物に対する処理効果が全く
無い状態で運転されているからである。

【００３０】また、過酸化水素排水に関しては、最近の
半導体工場では、過酸化水素排水に界面活性剤や有機溶
剤等の有機物が混入する傾向がある。ＩＣの微細化が進
展すればするほど、洗浄技術も向上させる必要があるか
ら、洗浄薬品に界面活性剤を混合させて洗浄効果を増加
させている。したがって、図１８における半導体工場の
生産室１０３１で発生する過酸化水素排水と界面活性剤
や有機溶剤等の有機物混合排水を合理的に処理する必要
がある。

【００３１】ところが、前記したように、従来、過酸化
水素は１つの専用の分解槽(過酸化水素除去装置１０７
０)でもって活性炭を触媒として水と酸素ガスに分解さ
れている。一方、界面活性剤や有機溶剤等の有機物は単
独で生物学的に処理されているか、または、活性炭吸着
塔で物理学的に吸着処理されていた。いずれにしても、
排水中の界面活性剤や有機溶剤等の有機物と過酸化水素
とは別々に処理されていた。したがって、過酸化水素除
去装置と有機物処理のための生物処理装置との２つの処
理装置が必要であるから、イニシャルコストが高いこと
が課題であった。

【００３２】図１８に示したように、半導体工場の生産
室１０３１においては、上記ＲＣＡ洗浄装置１０３７等
の生産装置と有機溶剤使用装置１０３２が多数存在して
いる。そして、生産工程の都合上、過酸化水素と界面活
性剤や有機溶剤等の有機物を含有した薬品等を洗浄に使
用しているので、生産室１０３１では、過酸化水素と界
面活性剤や有機溶剤等の有機物が混合された排水が発生
していた。

【００３３】しかしながら、上記従来の過酸化水素除去
装置１０７０は、単独では界面活性剤や有機溶剤等の有
機物に対しては、ほとんど対応処理できないという問題
がある。なぜならば、上記従来の過酸化水素除去装置１
０７０では、過酸化水素に殺菌作用があるから、粒状活
性炭に微生物が繁殖せず、活性炭に微生物を繁殖させて
の微生物処理が利用できないからである。

【００３４】そこで、この発明の目的は、１つの水槽の
中で、有機物に加えてフッ素や過酸化水素を含んだ排水
を効率良く合理的に処理できる排水処理装置および排水
処理方法を提供することにある。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の排水処理方法は、同一水槽中で、
反応充填物を流動させる流動領域と、微生物のための固
定化担体を固定させる固定領域とを形成し、排水を上記
流動領域へ流入させ、上記排水を流動領域と固定領域と
の間で循環させ、上記流動領域では、上記反応充填物の
化学反応によって排水を処理し、上記固定領域では、繁
殖した微生物によって排水を処理することを特徴として
いる。

【００３６】この請求項１の発明の排水処理方法によれ
ば、流動領域では反応充填物を流動させることによっ
て、この反応充填物の活発な化学反応によって排水を効
率よく化学処理できる。

【００３７】また、上記排水を流動領域と固定領域との
間で循環させているから、流動領域で発生した微生物が
固定領域に導入され、固定領域に固定されている固定化
担体に微生物が効果的に繁殖する。そして、この微生物
によって排水中の有機物を微生物処理できる。

【００３８】したがって、この発明によれば、有機物を
含有したフッ素排水を、化学反応と微生物処理の両方
で、高効率処理できる。

【００３９】また、請求項２の発明の排水処理方法は、
請求項１に記載の排水処理方法において、上記固定化担
体が、上記反応充填物と同じ物質であることを特徴とし
ている。

【００４０】この請求項２の発明によれば、固定領域に
おいて、上記固定化担体に繁殖した微生物で排水の有機
物を微生物処理できる上に、排水の化学処理もできるか
ら、処理効率の向上を図れる。

【００４１】また、請求項３の発明の排水処理方法は、
請求項１に記載の排水処理方法において、上記水槽から
排出される処理水の濃度に応じて、上記循環の速度を変
えることを特徴としている。

【００４２】この請求項３の発明によれば、処理水の所
望の処理程度を実現できる。

【００４３】また、請求項４の発明の排水処理方法は、
前段の酸水槽に酸の注入下で排水を導入し、この酸水槽
内に反応充填物を流動させ、上記酸水槽からの排水中で
反応充填物を流動させる流動領域と、排水中で上記反応
充填物を固定させる固定領域とを形成し、上記排水を流
動領域と固定領域との間で循環させ、上記流動領域で
は、上記反応充填物の化学反応によって排水を処理し、
上記固定領域では、上記反応充填物に繁殖した微生物に
よって排水を処理することを特徴としている。

【００４４】この請求項４の排水処理方法によれば、ま
ず、前段の酸水槽において、酸の存在下で被処理水中の
被処理物質と反応充填物とを強力に化学反応させて、被
処理水中の被処理物質(フッ素)を低減させる。

【００４５】その後、流動領域で流動している反応充填
物の活発な化学反応によって被処理水を効率よく化学処
理する。更に、流動領域で発生した微生物が固定領域に
導入され、固定領域で固定されている反応充填物に、微
生物を効果的に繁殖させる。そして、この微生物によっ
て、排水中の有機物を微生物処理する。

【００４６】したがって、この請求項４の発明によれ
ば、有機物を含有する高濃度フッ素排水を、酸の存在下
で反応充填物を流動させる酸水槽での強力な化学反応に
よって処理し、つづいて、反応充填物の流動領域での化
学処理と反応充填物の生物処理との両方によって、排水
を効率良く処理できる。

【００４７】また、請求項５の発明の排水処理装置は、
排水が流入する第１水槽を備え、この第１水槽は、反応
充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しながら
流動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のた
めの固定化担体を有し、微生物が繁殖している中間部お
よび下部と、上記上部で処理した処理水を上記下部へ送
る循環手段とを有しており、上記第１水槽の上部では、
上記反応充填物は上記曝気によって流動させられて上記
排水を化学反応によって処理し、上記第１水槽の中間部
と下部では、上記微生物によって排水中の有機物を生物
学的に処理することを特徴としている。

【００４８】したがって、この発明によれば、１つの第
１水槽において、１つの同じ反応充填物を化学処理と生
物処理の両方に活用することができる。したがって、１
つの水槽の中で、有機物を含有したフッ素排水を合理的
に処理することができる。

【００４９】また、請求項６の発明の排水処理装置は、
酸の注入下で排水が導入され、反応充填物が流動させら
れている前段の酸水槽と、上記前段の酸水槽からの排水
が流入する第１水槽とを備え、この第１水槽は、反応充
填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しながら流
動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のため
の非流動の固定化担体を有する中間部と下部と、上記上
部で処理した処理水を上記下部へ送る循環手段とを有し
ており、上記第１水槽の上部では、上記反応充填物は上
記曝気によって流動させられて上記排水を化学反応によ
って処理し、上記第１水槽の中間部と下部では、上記固
定化担体に固定された微生物によって排水中の有機物を
生物学的に処理することを特徴としている。

【００５０】この請求項６の発明によれば、まず、前段
の酸水槽での酸の存在下で、反応充填物(たとえば炭酸
カルシウム鉱物)から強制的に反応物質(カルシウムイオ
ン)を溶出させ、この反応物を排水中の被処理物質(フッ
素)と化学反応させて被処理物質(フッ素)を前処理でき
る。

【００５１】続いて、第１水槽の上部で、反応充填物を
曝気しながら流動させる。したがって、この反応充填物
を排水との化学反応が促進される。したがって、酸水槽
ならびに第１水槽の上部では、反応充填物から溶出する
反応物質(カルシウムイオン)と被処理物質との化学反応
によって、排水を効率よく化学処理できる。

【００５２】そして、中間部と下部に固定化された固定
化担体(炭酸カルシウム鉱物)としての反応充填物には微
生物が繁殖し、この中間部と下部に繁殖して固定化され
た微生物によって排水中の有機物を効率よく生物学的に
処理できる。

【００５３】また、請求項７の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
中間部および下部が有する固定化担体は、上記反応充填
物と同じ物質で構成されていることを特徴としている。

【００５４】このように、反応充填物を微生物の固定化
担体として用いることで、中間部と下部での化学反応処
理を期待でき、かつ、微生物の繁殖状態を調節すること
が可能になる。

【００５５】また、請求項８の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
上部は、上記反応充填物を含んでいる排水から上記反応
充填物を分離する分離壁を備えていることを特徴として
いる。

【００５６】したがって、分離壁から反応充填物を流出
させることなく分離壁から処理水と微生物汚泥を流出さ
せることができる。

【００５７】また、請求項９の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
反応充填物が炭酸カルシウム鉱物であることを特徴とし
ている。

【００５８】この請求項９の発明によれば、有機物を含
有したフッ素排水を処理することができる。すなわち、
この請求項９の排水処理装置は、まず、炭酸カルシウム
鉱物を流動させた上部において、排水中のフッ素を炭酸
カルシウム鉱物と反応させてフッ化カルシウムを形成す
る。こうして、炭酸カルシウム鉱物を流動させた上部に
フッ素を含んだ排水を導入するから、フッ素と炭酸カル
シウム鉱物とを確実に接触させて化学反応させることが
でき反応生成物としてのフッ化カルシウムを円滑に形成
することができる。被処理水は、第１水槽上部で被処理
水中のフッ素のみが処理されてＰＨが中性に近かづく。

【００５９】次に、被処理水は循環手段でもって、上部
から下部に送られ、下部および中間部の炭酸カルシウム
鉱物に固定化された微生物によって生物学的に処理され
る。つまり、上記炭酸カルシウム鉱物表面に繁殖した微
生物は、排水中の界面活性剤や有機溶剤等の有機物を生
物学的に処理する。

【００６０】ところで、既に第１水槽の上部において炭
酸カルシウム鉱物によって被処理水のＰＨが中和されて
いる。したがって、上記下部と中間部では、有機物存在
下において固定状態である炭酸カルシウム鉱物の表面
に、各種の微生物が固定化して繁殖できる。そして、こ
の微生物が繁殖した炭酸カルシウム鉱物は、被処理水中
の有機物を生物学的に分解処理する能力がある。

【００６１】尚、微生物は炭酸カルシウム鉱物を固定化
担体として繁殖し易いことはいうまでもない。

【００６２】上記したように、第１水槽上部と比較して
下部と中間部では微生物生息環境が改善されているか
ら、炭酸カルシウム鉱物を固定化担体として各種の好気
性の微生物が急速に繁殖してくる。したがって、下部と
中間部に循環手段で送られて来た被処理水中の界面活性
剤等の有機物が生物学的に処理される。なお、上記循環
手段をラインミキサーで実現して、被処理水に空気を混
合すれば、好気性を維持でき生物学的処理に関してより
好条件となる。

【００６３】ところで、この下部と中間部において、上
部と同様に、処理水を急激に強く流動する状態にした場
合には、炭酸カルシウム鉱物同士が接触し、衝突して、
生物膜が剥離してしまうから、微生物が円滑に繁殖でき
ない。これに対して、固定状態での炭酸カルシウム鉱物
は、お互い同士の接触が少ないから、繁殖した微生物が
炭酸カルシウム鉱物から、はがれることが少ない。ま
た、炭酸カルシウム鉱物が天然品である場合には、その
表面がでこぼこであるから、炭酸カルシウム鉱物に各種
の微生物が比較的容易に繁殖する。

【００６４】また、請求項１０の発明の排水処理装置
は、請求項５に記載の排水処理装置において、上記反応
充填物が活性炭であることを特徴としている。

【００６５】この請求項１０の発明は、有機物を含有し
た過酸化水素排水を処理することができる。すなわち、
この排水処理装置は、最初に、活性炭を強く流動させた
上部において、排水中の過酸化水素を、活性炭と確実に
接触させて活性炭を触媒として水と酸素ガスとに円滑に
分解させることができる。

【００６６】また、下部では活性炭を固定しているか
ら、活性炭が本来持っている有機物に対する物理的吸着
機能を利用して有機物をも吸着処理する。また、第１水
槽の下部と中間部で固定されている活性炭に微生物を固
定化繁殖させて、過酸化水素排水中の界面活性剤や有機
溶剤等の有機物を生物学的に処理できる。活性炭が固定
されている状態で有機物が存在すれば、活性炭に各種の
微生物を固定化して繁殖させることができる。活性炭は
多孔質であるから、活性炭に各種の微生物が比較的容易
に繁殖する。この微生物は、活性炭の表面のみならず内
部にも繁殖する。そして、この繁殖した微生物が、被処
理水中の界面活性剤や有機溶剤等を主体とした有機物を
生物学的に処理する。

【００６７】このように、下部と中間部では、有機物の
吸着と同時に、活性炭に繁殖させた微生物によって、被
処理水中の有機物を生物学的に分解処理できる。

【００６８】また、第１水槽の下部と中間部では、活性
炭濃度が高い状態であり、かつ、被処理水がゆっくりと
上昇するから、活性炭は界面活性剤や有機溶剤等の有機
物を物理的に吸着する。したがって、被処理水中の有機
物濃度の指標としてのＣＯＤ(化学的酸素要求量)やＴＯ
Ｃ(全有機性炭素)の値を低減させることもできる。

【００６９】そして、上記活性炭が物理的に吸着した有
機物は、活性炭内部に繁殖した微生物によって今度は生
物学的に分解処理される。したがって、活性炭は、有機
物を物理学的に吸着した上で、内部に繁殖した微生物に
よって有機物を分解するというサイクルを繰り返す。し
たがって、この発明によれば、従来のような活性炭を水
槽から取り出して再生する作業の必要がない。このよう
な内部に微生物が繁殖した活性炭を生物活性炭という。

【００７０】また、請求項１１の発明の排水処理装置
は、請求項９に記載の排水処理装置において、上記第１
水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入され、こ
の処理水のフッ素濃度を測定するフッ素濃度計を有する
第２水槽と、上記フッ素濃度計が測定したフッ素濃度に
応じて、上記第１水槽の曝気手段の出力と循環手段の出
力を制御する曝気循環出力制御手段とを備えていること
を特徴としている。

【００７１】この曝気循環出力制御手段は、フッ素が確
実に処理されていないと判断した場合には、曝気手段の
吐出空気量と循環手段の循環量とを増大させる。する
と、第１水槽での炭酸カルシウム鉱物の曝気接触状態と
循環状態とが急激に増大して、第１水槽の上部で排水中
のフッ素を確実に処理できる。

【００７２】上記第２水槽のフッ素濃度計が検出した測
定値が所定の設定値に達したときに、上記制御手段が作
動するようにしておけばよい。この設定値は、目的とす
る処理水中のフッ素濃度よりも多少高い値に設定してお
けばよい。たとえば、目的とするフッ素濃度が５ppmな
ら、設定値を８ppmにすればよい。このようにしておけ
ば、処理水の水質低下を未然に防止することができる。
尚、第２水槽でのフッ素濃度が上昇する事例の１つとし
ては、第１水槽の上部で流動している炭酸カルシウム鉱
物に微生物が繁殖し過ぎた場合がある。

【００７３】また、請求項１２の発明の排水処理装置
は、請求項１０に記載の排水処理装置において、上記第
１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入され、
この処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位計を
有する第２水槽と、上記酸化還元電位計が測定した電位
に応じて、上記第１水槽の曝気手段の出力と循環手段の
出力を制御する曝気循環出力制御手段とを備えているこ
とを特徴としている。

【００７４】したがって、上記曝気循環出力制御手段
は、上記酸化還元電位計から得た酸化還元電位に基づい
て、排水中の過酸化水素が確実に分解されていないこと
を確認すると、第１水槽の曝気循環手段の出力を増大さ
せる。これにより、第１水槽の上部での活性炭の流動が
激しくなって、触媒反応による過酸化水素の分解を促進
させることができる。同時に、第１水槽の下部と中間部
に繁殖している微生物が過酸化水素で殺菌されることを
防止できる。また、第１水槽の曝気循環手段の出力を増
大させることは、上部における活性炭の表面に微生物が
繁殖することを防ぐ効果もある。上部で活性炭の表面に
微生物が繁殖した場合には、活性炭の触媒機能が低下す
るから、過酸化水素を分解する能力が低下するのであ
る。

【００７５】この排水処理装置では、フッ素の処理工程
で、多量の消石灰や凝集剤等の薬品を使用していないの
で、第２水槽での沈降分離を経た上澄水としての処理水
の導電率を８００μs／cm以下にできる。したがって、
濾過装置、軟水装置、逆浸透膜装置を追加するだけで、
超純水製造装置に再利用可能な処理水を得ることができ
る。

【００７６】なお、従来の装置では、消石灰や凝集剤等
の薬品を多量に使用していたから、得られた処理水の導
電率が高くて１４００μs／cm以上になっていたため
に、超純水製造装置に再利用することは困難であった。

【００７７】また、請求項１３の発明の排水処理装置
は、請求項１１または１２に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽で沈降分離した汚泥を上記第１水槽に
返送する汚泥返送手段を備えていることを特徴としてい
る。

【００７８】請求項１３の発明によれば、上記汚泥返送
手段が、沈澱槽として働く第２水槽で沈殿した微生物を
含む生物汚泥を第１水槽に返送する。したがって、第１
水槽での微生物濃度を高めることができる。したがっ
て、界面活性剤や有機溶剤等の有機物を、より合理的に
処理できる。また、第１水槽にポリ塩化アルミニウムを
微量(数ppm)添加する場合には、導電率をほとんど上昇
させることなく第２水槽で微細なフッ化カルシウムの反
応物を凝集させることができる。第２水槽で沈澱する汚
泥は、生物汚泥だけでなく、化学的な無機汚泥も含有し
ている。

【００７９】また、請求項１４の発明の排水処理装置
は、請求項１１または１２に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽から得られた処理水が導入される濾過
装置，逆浸透膜装置と、この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とを有す
ることを特徴としている。

【００８０】したがって、半導体工場から排出されるよ
うな排水を、半導体工場で使用されるような超純水にま
で処理することができるから、水利用サイクルを半導体
工場内で完結することができる。

【００８１】また、請求項１５の発明の排水処理装置
は、請求項８に記載の排水処理装置において、上記上部
は、上記分離壁を隔てて微生物汚泥撹拌部を備え、この
微生物汚泥撹拌部から得た被処理水を第１水槽下部の固
定化担体が固定化された部分に空気と混合して返送する
返送手段を備えていることを特徴としている。

【００８２】上記微生物汚泥撹拌部には、上記分離壁に
よって反応充填物が除かれた排水が導入される。そし
て、返送手段は、上記微生物汚泥撹拌部に導入された排
水と空気とを混合して下部に返送する。したがって、上
記下部において好気性の微生物を好気条件で繁殖させて
微生物処理効率を高めることができる。

【００８３】ところで、一部の被処理水が、微生物汚泥
攪拌部で生物処理されないで、沈澱槽としての第２水槽
に直接流入することも考えられるが、流入水質の有機物
濃度と処理水質の有機物濃度から判断して、目的水質を
確保する様に、返送手段による循環量を決定すれば良
い。

【００８４】また、請求項１６の発明の排水処理装置
は、請求項５また６に記載の排水処理装置において、上
記循環手段は、下部の反応充填物または固定化担体に埋
め込まれたストレーナを有し、上部からの処理水を上記
ストレーナから下部に吹き出させることを特徴としてい
る。

【００８５】この発明によれば、上記反応充填物または
固定化担体に上記ストレーナを埋設しているので、反応
充填物または固定化担体とストレーナの固定に役立てる
ことができる。したがって、ストレーナに付属する配管
を固定するアンカーを打ち込む必要がなく、水槽表面を
傷つけることがない。また、被処理水と空気との混合物
を上記ストレーナから均等に吐き出させることができ
る。

【００８６】また、このストレーナが、スリットから被
処理水と空気との混合物を吐き出させるようにすれば、
スリットが細かくても目詰まりしにくくなる。

【００８７】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態に基づいて詳細に説明する。

【００８８】〔第１形態〕図１に、この発明の排水処理
装置の第１の実施の形態としての有機物含有フッ素排水
の処理装置を示す。この第１形態は、排水中の界面活性
剤や有機溶剤等の有機物とフッ素とを１つの水槽で、巧
みにかつ合理的に処理できる排水処理装置である。

【００８９】この排水処理装置は、炭酸カルシウム鉱物
を比較的流動状態の基でフッ素除去に役立てる点と、こ
の炭酸カルシウム鉱物を固定状態の基で微生物の固定化
担体として利用して有機物除去に役立てる点とを主たる
処理原理としている。さらには、この２つの異なる処理
を１つの第１水槽１で実行するものである。したがっ
て、この第１形態は、建設費が低いことはもちろん、ラ
ンニングコストおよびメンテナンスコストの低い画期的
な有機物含有フッ素排水の処理装置である。

【００９０】図１に示すように、この第１形態は、第１
水槽１と第２水槽１３と第３水槽１６と脱水機としての
フィルタープレス１８とポリ塩化アルミニウムタンク４
９を有している。

【００９１】上記第１水槽１は上部１Ａと中間部１Ｂと
下部１Ｃを有している。上部１Ａは上方に向かって開口
している。上記上部１Ａには、有機物を含有したフッ素
排水が導入されるようになっている。また、この第１水
槽１には、粒状の炭酸カルシウム鉱物７Ａが添加され
る。

【００９２】この上部１Ａは、上部本体１Ａ‐１よりも
側方に突出した微生物汚泥撹拌部１２を有している。上
部本体１Ａ‐１と微生物汚泥撹拌部１２とは分離壁８で
仕切られているが、底部では互いに連通している。この
微生物汚泥撹拌部１２は底面をなす傾斜壁１２Ａを有し
ている。この撹拌部１２の底近傍には散気管２Ｂが配置
されており、この散気管２Ｂは配管３Ｂを介して第３ブ
ロワー２１に接続されている。また、この撹拌部１２か
らラインミキサー１０に至る配管に微生物汚泥撹拌部返
送ポンプ２３が接続されている。このラインミキサー１
０は、下部１Ｃ内に配置された複数のストレーナつまり
ディヒューザー２Ａ,２Ａ…に接続されている。この複
数のディヒューザー２Ａは、下部１Ｃに充填された大粒
の炭酸カルシウム鉱物７Ｃによって埋設されて固定され
ている。また、上記ラインミキサー１０は配管３Ａによ
って第１ブロワー１９に接続されている。

【００９３】そして、上記下部１Ｃの上の中間部１Ｂに
は中粒の炭酸カルシウム鉱物７Ｂが充填されている。

【００９４】そして、上記中間部１Ｂ上の上部１Ａの底
には散気管２Ｃが配置されている。この散気管２Ｃは配
管３Ｃによって第２ブロワー２０に接続されている。

【００９５】また、上記微生物汚泥撹拌部１２には、上
記ポリ塩化アルミニウムタンク４９から定量ポンプ４８
を経た管が配管されている。

【００９６】また、この撹拌部１２からは流出管９が水
平方向に延在している。この流出管９は上記第２水槽１
３の上方に達しており、水平方向の端で下方に屈曲して
いる。この第２水槽１３は沈澱槽である。この第２水槽
１３はかき寄せ機１４Ａとフッ素濃度計１５を有してい
る。このフッ素濃度計１５は信号伝達線２２でもって第
１ブロワー１９と第２ブロワー２０と微生物汚泥撹拌部
返送ポンプ２３に接続されている。上記フッ素濃度計１
５から信号伝達線２２に出力された信号に基づいて第１
ブロワー１９,第２ブロワー２０,返送ポンプ２３の出力
が制御されるようになっている。また、この第２水槽１
３から、この排水処理装置の最終的な処理水が取り出さ
れるようになっている。そして、この第２水槽１３の底
部には汚泥用の配管が接続されている。第２水槽１３の
底部に溜まった汚泥は上記汚泥用の管を通って第３水槽
１６に導入される。この第３水槽１６は濃縮槽である。
また、この第３水槽１６の底部にはもう１つの汚泥配管
が接続されており、この汚泥用管は汚泥ポンプ１７を介
してフィルタープレス１８に接続されている。フィルタ
ープレス１８は脱水機の１機種である。

【００９７】上記構成の排水処理装置は、まず、排水導
入管１１からの有機物含有フッ素排水が、第１水槽１の
上部１Ａの本体１Ａ‐１に流入し、散気管２Ｃによる曝
気下で炭酸カルシウム鉱物７Ａと反応しながら撹拌され
る。この後、上記排水は、微生物汚泥撹拌部１２に流入
する。そして、上記排水つまり被処理水は、この撹拌部
１２で発生した微生物と共に微生物汚泥撹拌部返送ポン
プ２３によってラインミキサー１０に導入される。

【００９８】そして、被処理水はラインミキサー１０で
第１ブロワー１９からの空気と混合されて第１水槽１の
下部１Ｃの底部にストレイナーつまりディヒューザー２
Ａを介して均等に導入される。

【００９９】この第１水槽１の下部１Ｃの底部に設置さ
れているディヒューザー２Ａは、有機物含有フッ素排水
と空気が混合された混合物を吐出する。また、上記ディ
ヒューザー２Ａは、大粒の炭酸カルシウム鉱物７Ｃによ
って埋設されており、下部１Ｃ内に安定に固定されてい
る。したがって、このディヒューザー２Ａは、上記混合
物を下部Ｃ内に安定かつ均等に吐出できる。

【０１００】ところで、ディヒューザー２Ａから下部１
Ｃに被処理水と空気が吐出される際の反作用でディヒュ
ーザー２Ａが揺れない様に、支持材料となる炭酸カルシ
ウム鉱物７Ｃとしては、比較的大きい直径２cm以上の炭
酸カルシウム鉱物７Ｃが設置されている。この炭酸カル
シウム鉱物７Ｃは、その表面に繁殖する微生物による生
物処理機能とディヒューザー２Ａの支持材料としての機
能とを有する。

【０１０１】中間部１Ｂには、下部１Ｃからの被処理水
と空気の混合物が略均等に吐出してくる。中間部１Ｂに
は、直径０.５cm以上で直径２cm以下の中粒の炭酸カル
シウム鉱物７Ｂが充填されている。この炭酸カルシウム
鉱物７Ｂには微生物が時間の経過とともに繁殖し、有機
物を含有している被処理水を生物学的に効率よく処理す
る。

【０１０２】次に、下部１Ｃより吐出した空気と被処理
水は中間部１Ｂを経て上部１Ａの下部より上方に向かっ
て流出し、上部１Ａ内の排水が曝気されて撹拌されると
同時に炭酸カルシウム鉱物７Ａが流動させられる。

【０１０３】ところで、この第１水槽１において、上部
１Ａの排水(被処理水)と炭酸カルシウム鉱物７Ａは散気
管２Ｃによって強く曝気されているから流動状態にあ
る。一方、中間部１Ｂと下部１Ｃの炭酸カルシウム鉱物
７Ｂと７Ｃは、流動状態ではなく固定状態である。した
がって、上部１Ａでは、上記炭酸カルシウム鉱物７Ａは
流動でもって排水と盛んに接触することによって、排水
中のフッ素との化学反応が促進される。したがって、こ
の炭酸カルシウム鉱物７Ａの化学反応によって、排水中
のフッ素をフッ化カルシウムにすることができる。この
フッ化カルシウムの比重は、炭酸カルシウム鉱物７の比
重よりも小さいから、上部１Ａの中の下部から分離壁８
を通って隣接する微生物汚泥撹拌部１２に至る。一方、
フッ化カルシウムよりも比重が大きな炭酸カルシウム鉱
物７Ａ(比重２.７)は、傾斜壁１２Ａに案内されるよう
に徐々に下降して上部１Ａの下部に向かって移動する。
ここでは、散気管２Ｃによる曝気があるので、上記炭酸
カルシウム鉱物７Ａは、再び流動状態となり、被処理水
中のフッ素との化学的反応に役立つ。

【０１０４】そして、上部１Ａにおいては、仮に炭酸カ
ルシウム鉱物７Ａに微生物が発生したとしても、散気管
２Ｃから吐出する空気によって、上記微生物は炭酸カル
シウム鉱物７Ａから剥離される。

【０１０５】よって、炭酸カルシウム鉱物７Ａの表面と
被処理水とが流動状態で常に充分に接触し反応する。上
記炭酸カルシウム鉱物７Ａとして、０.５mm以下の粒径
の炭酸カルシウム鉱物を選定し、かつ、上部１Ａでの被
処理水の滞留時間を４時間以上に設定すれば、排水中の
フッ素を確実に処理できる。

【０１０６】上記散気管２Ｃから吐出させる空気量は、
上部１Ａの容積１立方メートルについて、１日当たり１
２０m³(立方メートル)以上にすることが望ましい。上記
吐出空気量が少ないと、比重が２.７である重い炭酸カ
ルシウム鉱物７Ａを、確実な流動状態にすることができ
ない。上記散気管２Ｃが吐出する空気は、第２ブロワー
２０から空気配管３Ｃを経由して供給される。

【０１０７】また、上部１Ａに併設された微生物汚泥撹
拌部１２は、充填物である炭酸カルシウム鉱物７Ａと微
生物を分離し、かつ、微生物汚泥６を空気により撹拌し
て沈降させない。また、散気管２Ｂからの曝気撹拌によ
って、反応により形成された比重の軽いフッ化カルシウ
ムと未反応の比重の重い炭酸カルシウムとを分離し、同
時に好気性微生物を繁殖させるための溶存酸素を維持し
ている。

【０１０８】また、微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３に
よって下部１Ｃに導入される被処理水は、ＰＨが炭酸カ
ルシウム鉱物７Ａによって中和されているから、中間部
１Ｂの領域では、被処理水中の有機物を栄養源として微
生物が活発に繁殖する。この中間部１Ｂでの被処理水の
上昇速度は、１時間あたり１メートルを基準とすれば良
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。したがって、炭酸カル
シウム鉱物７Ｂには微生物が充分に繁殖できる。有機物
の濃度によっても異なるが、水処理における上昇速度１
メートル／時間以下の条件では、実際、微生物が良く繁
殖する。

【０１０９】また、この装置では上部１Ａにおいて被処
理水のＰＨが調整されているから、中間部１Ｂと下部１
Ｃでは閉塞の原因となるフッ化カルシウム結晶種の発生
はおこらない。仮に、上部１ＡにおけるＰＨ調整がなけ
れば、ＰＨ条件によっては中間部１Ｂや下部１Ｃにおい
てフッ化カルシウムの結晶種が発生したりしなかったり
する。

【０１１０】中間部１Ｂでの処理水の上昇速度は、第１
水槽１に投入した炭酸カルシウム鉱物７Ｂの量と微生物
汚泥撹拌部返送ポンプ２３の能力とによって決定され
る。第１水槽１に投入するべき炭酸カルシウム鉱物７Ｂ
の量は、被処理水中の有機物濃度によっても異なるが、
第１水槽１の全体容積の約２０％程度を目安にすればよ
い。

【０１１１】一般に、酸排水が流入する水槽は、耐酸の
ための表面処理が水槽表面に行われているので、ディヒ
ューザー固定のためにアンカーを打ちつけるとその処理
表面を傷つけ、酸による侵食がおこる。したがって、こ
の実施形態において、下部１Ｃに充填されている炭酸カ
ルシウム鉱物７Ｃの第１の役割は、水槽の内面を傷つけ
ることなくディヒューザー２Ａを固定することである。
そして、微生物を繁殖させて被処理水中の有機物を処理
することは上記炭酸カルシウム鉱物７Ｃの２次的な役割
である。

【０１１２】第１水槽１に投入するべき炭酸カルシウム
鉱物７Ｃの量は、第１水槽１の全体容積の約２０％程度
を目安にすればよい。そして、上部１Ａでは、炭酸カル
シウム鉱物７Ａは、上部１Ａ内を曝気する散気管２Ｃが
吐き出す気泡によって、効率的に流動されて撹拌され
る。

【０１１３】また、散気管２Ｂと２Ｃの吐出空気量は別
々に制御されているが、上記微生物汚泥撹拌部１２は傾
斜壁１２Ａを有している上に、炭酸カルシウム鉱物の比
重が２.７であるから、炭酸カルシウム鉱物７Ａが微生
物汚泥撹拌部１２から流出することはない。

【０１１４】したがって、炭酸カルシウム鉱物７Ａは、
上部１Ａ内を気泡と一緒に上部１Ａの底面から上部へと
循環移動し、排水と一緒に第１水槽１内を何度となく流
動循環する。

【０１１５】この第１形態では、充填材として粒径０.
５mm以下の炭酸カルシウム鉱物７Ａを採用した。したが
って、炭酸カルシウム鉱物７Ａは、反応のための表面積
が全体として大きく、被処理水中のフッ素との反応効率
が良い。また、散気管２Ｃの曝気との平衡関係を維持し
易い。この平衡関係とは、炭酸カルシウム鉱物７Ａ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
れている状態である。

【０１１６】したがって、第１水槽１内には、広い範囲
にわたって、炭酸カルシウム鉱物７Ａの流動状態が形成
されている。なお、被処理水が第１水槽１の上部１Ａと
中間部１Ｂと下部１Ｃに滞留する時間は、フッ素濃度と
界面活性剤等の有機物の流入濃度によって決定すべきで
あるが、フッ素濃度が３０〜３００ppmであり、界面活
性剤や有機溶剤のＣＯＤ濃度が数ppm程度であることか
ら判断して、安全係数も含めて、上部１Ａでの滞留時間
を１時間以上にした。また、中間部１Ｂと下部１Ｃでの
滞留時間をそれぞれ３０分以上、計１時間にした。すな
わち、微生物汚泥撹拌部１２を除く第１水槽１での被処
理水の滞留時間を合計で２時間以上とした。

【０１１７】炭酸カルシウム鉱物は、各種市販されてお
り、粒径１.０mmや０.５mm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
７Ａについては、その粒径を２mm以下にすることが好ま
しい。炭酸カルシウム鉱物７Ａの粒径を２mm以上に大き
くすると、第１水槽１での反応時間を３時間以上にする
必要があるから、粒径０.５mmの炭酸カルシウム鉱物７
Ａを採用した場合に比較して、第１水槽１を大きくする
必要が生じて槽のイニシアルコストを増大させることと
なる。

【０１１８】被処理水が分離壁８の下部を通過して上部
１Ａの微生物汚泥撹拌部１２に移動するとき、大部分の
炭酸カルシウム鉱物７Ａは分離壁８で確実にせき止めら
れて撹拌部１２への被処理水流から分離される。また、
微生物汚泥６は比重が１に近いから微生物汚泥撹拌部１
２から流出して第２水槽１３に流入する。

【０１１９】微生物汚泥撹拌部１２内は、散気管２Ｂに
よって軽く曝気されている。この軽い曝気は、上記散気
管２Ｃによる強い曝気に比べて弱い曝気である。したが
って、上記弱い曝気下で、微生物汚泥６は流動して撹拌
部１２から流出するが、分離壁８を通過した炭酸カルシ
ウム鉱物７Ａは沈降する。

【０１２０】そして、この微生物汚泥撹拌部１２には、
ポリ塩化アルミニウムタンク４９からのポリ塩化アルミ
ニウムが定量ポンプ４８によって極微量(数ppmから数十
ppm)だけ添加される。極微量だけ添加すれば、固定領域
である中間部１Ｂと下部１Ｃにおいてポリ塩化アルミニ
ウムによる閉塞は発生しない。

【０１２１】そして、分離壁８を通過して微生物汚泥撹
拌部１２に侵入してきた微細なフッ化カルシウムは、上
記極く微量のポリ塩化アルミニウムによって凝集されて
大きなフロックになる。ここでは、上記ポリ塩化アルミ
ニウムの添加量を更に数ppm以下にして、導電率の上昇
を抑えて、被処理水を超純水製造装置への原水として再
利用できるようにしている。しかし、被処理水を超純水
製造装置への原水として再利用しない場合には、上記ポ
リ塩化アルミニウムの添加量を数ppm以上にしても良
い。

【０１２２】上記フロックを形成することによって、微
生物汚泥撹拌部１２の中には化学的な無機汚泥５０が形
成される。この無機汚泥５０および上記微生物汚泥６
は、比重が２.７よりも低くて１に近いから、軽い曝気
によって舞い上がり、流出管９を経由して、第２水槽１
３に流入する。尚、ポリ塩化アルミニウムを第２水槽１
３ではなく微生物汚泥撹拌部１２に添加する理由は、第
２水槽１３には急速撹拌の機能がなく、ポリ塩化アルミ
ニウムの凝集反応が円滑に進行しないからである。

【０１２３】一方、分離壁８を通過した小さい炭酸カル
シウム鉱物７Ａは微生物汚泥撹拌部１２で沈降して、傾
斜した傾斜壁１２Ａに沿って下降して、中間部１Ｂに向
かって移動する。上記微生物汚泥撹拌部１２での第３ブ
ロワー２１からの吐出空気量は、微生物汚泥撹拌部１２
の槽容量１ｍ³(立方メートル)について、１日当たり５
ｍ³以下で良い。

【０１２４】次に、微生物汚泥撹拌部１２から流出管９
に流出した無機汚泥５０と微生物汚泥６を含む被処理水
は、第２水槽１３に流入する。この第２水槽１３は沈澱
槽であり、沈澱時間を３時間以上にしている。この第２
水槽１３では、先すぼみの底部に沈澱した無機汚泥５０
と微生物汚泥６が、かき寄せ機１４Ａでもってかき寄せ
られる。この第２水槽１３では、被処理水は無機汚泥５
０,微生物汚泥６と上澄液とに分離される。

【０１２５】ところで、この第１形態では、微生物汚泥
撹拌部１２での沈澱時間を３０分としている。したがっ
て、炭酸カルシウム鉱物７Ａのような沈降性のよい物質
は、微生物汚泥撹拌部１２から流出する可能性は少な
い。そして、微生物汚泥撹拌部１２に比べて、第２水槽
１３での沈澱時間(３時間)は長いから、微生物汚泥撹拌
部１２で沈降しなかった無機汚泥５０と微生物汚泥６が
第２水槽(沈澱槽)１３では沈澱する。この沈澱した無機
汚泥５０と微生物汚泥６は第３水槽(濃縮槽)１６に流入
する。この濃縮槽１６での滞留時間は１０時間以上であ
ればよい。この濃縮槽１６では、ポリ塩化アルミニウム
やフッ化カルシウムを中心とした無機汚泥５０と微生物
汚泥６とが時間をかけてゆっくりと濃縮される。ポリ塩
化アルミニウム由来の無機汚泥５０や微生物汚泥６は、
一般の消石灰などの薬品添加による無機性の汚泥と比較
して脱水性がよくない。したがって、この第３水槽１６
で濃縮された汚泥をさらに、汚泥ポンプ１７によってフ
ィルタープレス１８に導入する。そして、このフィルタ
ープレス１８によって上記濃縮汚泥を脱水する。フィル
タープレス１８は比較的脱水性の良い脱水機である。フ
ィルタープレス１８の処理能力によって多少変動がある
が、含水率６５％以下の脱水ケーキを得ることが目標で
ある。なお、このフィルタープレス１８から発生する汚
泥量は、消石灰や凝集剤を多量に使用する従来のフッ素
処理方法に比べて、格段に少ない。

【０１２６】また、上部１Ａでは、時間が経過するにし
たがって、流動中の炭酸カルシウム鉱物７Ａの表面に微
生物が繁殖してくるので、この炭酸カルシウム鉱物７Ａ
はフッ素の除去能力が低下してくる。その結果、第２水
槽１３内部の被処理水のフッ素濃度が所定値よりも上昇
すると、第２水槽１３の中に設置されたフッ素濃度計１
５と調節計(図示せず)が信号伝達線２２に信号を出力す
る。そして、この信号を受けた第１ブロワー１９と第２
ブロワー２０は、インバータ制御によって空気吐出量が
増加させられる。同時に、微生物汚泥撹拌部返送ポンプ
２３の循環量も増加させられる。すると、散気管２Ｃお
よびディヒューザー２Ａから吐出する空気量が増えるか
ら、第１水槽１の上部１Ａ内の曝気による撹拌および槽
内循環が強力になる。その結果、強力な曝気と強力な循
環によって、排水中のフッ素と炭酸カルシウム鉱物７Ａ
との化学反応が促進されて、フッ化カルシウム化が促進
され、被処理水中のフッ素濃度が低下する。

【０１２７】尚、この第１形態において、フッ素排水中の
有機物濃度が通常よりも高い場合には、第１水槽１内の
循環回数を極力減少させて(具体的には１回/(２時間以
上))、固定化担体である炭酸カルシウム鉱物からの微生
物の剥離をなくし、中間部１Ｂと下部１Ｃの炭酸カルシ
ウム鉱物７Ｂと７Ｃに微生物を通常よりも多く繁殖保持
させて、有機物処理能力を増大させることができる。

【０１２８】また、上記第１形態では、散気管２Ｃから
吐出させる空気量を上部１Ａの容積１立方メートルにつ
いて１日当たり１２０m³にした時には、通常のフッ素濃
度の排水の処理が可能であるが、散気管２Ｃから吐出さ
せる空気量を２００ｍ³以上にすれば、炭酸カルシウム
鉱物と被処理水中のフッ素との反応が促進されて処理効
果すなわちフッ素の除去率が高まる。

【０１２９】図９のの欄に、この第１実施形態の通常
のフッ素濃度の時でのタイミングチャートを示し、図９
の欄にフッ素濃度が低い時のタイミングチャートを示
す。

【０１３０】また、前記した様に、微生物汚泥撹拌部返
送ポンプ２３から吐出される吐出量によって、中間部１
Ｂと下部１Ｃに繁殖する微生物量を制御することができ
る。すなわち、微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３の吐出
量を多くすれば、微生物の固定化担体である炭酸カルシ
ウム鉱物７Ｂ,７Ｃから微生物が剥離して、第１水槽１
から微生物量が減少する。一方、微生物汚泥撹拌部返送
ポンプ２３の吐出量を少なくすれば、微生物の固定化担
体である炭酸カルシウム鉱物７Ｂ,７Ｃから微生物が剥
離することを防止して、微生物を炭酸カルシウム鉱物７
Ｂ,７Ｃに保持することができる。

【０１３１】〔第２形態〕次に、図２に、この発明の排
水処理装置の第２の実施の形態を示す。この第２の形態
は、図１に示した第１形態の第２水槽(沈澱槽)１３から
第１水槽１の上部１Ａに、汚泥を返送する汚泥返送管３
３を備えている点だけが、第１形態と異なる。したがっ
て、この第２形態では、第１形態と異なる点を重点的に
説明する。

【０１３２】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５が取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈澱した無機汚泥５０およ
び微生物汚泥６は、汚泥返送管３３を通って、第１水槽
１の上部１Ａの排水面上に散水される。この第１水槽１
の上部１Ａに返送された無機汚泥５０は主として水酸化
アルミニウムのフロックであるから、微細なフッ化カル
シウムを取り込み、結果として被処理水中のフッ素の処
理に役立つ。また、上部１Ａに返送された微生物汚泥６
は被処理水中の有機物の処理に役立つ。

【０１３３】このように、この第２形態では、第２水槽
１３で沈澱した無機汚泥５０と微生物汚泥６を第１水槽
１の上部１Ａに返送することによって、第１水槽１での
無機汚泥濃度と微生物濃度を上昇させて、より合理的に
フッ素と有機物の処理効果を高めている。

【０１３４】〔第３形態〕次に、図３に、この発明の第
３形態を示す。この第３形態は、第２水槽１３からの被
処理水が導入される濾過装置２４と軟水装置２５と逆浸
透膜装置２６と超純水製造装置２７とを備えた点だけ
が、図１の第１形態と異なる点である。したがって、こ
の第３形態は、第１形態と異なる点を重点的に説明す
る。

【０１３５】この第３形態は、有機物含有フッ素排水か
ら超純水を製造できるようにしたものである。第２水槽
１３からの多少の浮遊物を含む被処理水は、濾過装置２
４によって濾過されて浮遊物が除去される。濾過装置２
４の濾過材としてはアンスラサイトを用いた。

【０１３６】次に、濾過された被処理水は、軟水装置２
５によって溶解しているカルシウムイオンが主に除去さ
れる。そして、さらに逆浸透膜装置２６によって、残り
の溶解しているイオンと有機物と含有している微生物な
どが確実に除去される。

【０１３７】逆浸透膜装置２６は、もちろん、一般的な
殺菌ユニットおよびＰＨ調整ユニットと逆浸透膜保護の
ための精密フィルターなどを有している。

【０１３８】そして、この逆浸透膜装置２６からは、Ｐ
Ｈ、フッ素等のイオン、有機物、浮遊物、導電率等が確
実に処理された処理水を得ることができる。したがっ
て、この処理水を、従存の超純水製造装置２７に導入す
ることによって、超純水を得ることができる。

【０１３９】〔第４形態〕次に、図４にこの発明の第４
形態を示す。この第４形態は、上記第２形態と上記第３
形態とを組み合わせたものである。すなわち、この第４
形態が図１の第１形態と異なる点は、第２水槽１３から
第１水槽１の上部１Ａに汚泥を返送する汚泥返送管３３
を備えている点と、第２水槽１３からの被処理水が導入
される濾過装置２４と軟水装置２５と逆浸透膜装置２６
と超純水製造装置２７とを備えた点の２点だけである。

【０１４０】従って、この第４形態は、上記第３形態と
同様に超純水を得ることができることはもちろん、第２
形態と同様に第１水槽１での排水処理効率を第１形態よ
りも向上できるから、第３形態よりも超純水製造能力を
向上させることができる。

【０１４１】〔実験例〕次に、具体的な実験例を説明す
る。具体的な有機物含有フッ素排水の処理実験例とし
て、例えば、図１に示した第１形態の有機物含有フッ素
排水の処理装置を使用する。この処理装置では、第１水
槽１の容量を約１.６立方メートルとし、微生物汚泥撹
拌部１２の容量を約０.４立方メートルとし、第２水槽
１３の容積を約０.４立方メートルとし、第３水槽(濃縮
槽)１６の容量を約０.３立方メートルとした。

【０１４２】この実験において、処理前のＰＨが６.３
であり、フッ素濃度が１６５ppmであり、有機物として
のＴＯＣが６.５ppmであるフッ素及び界面活性剤や有機
溶剤等の有機物を含んだ排水を処理した。この排水を上
記処理装置でもって処理した結果、ＰＨを７.５にで
き、フッ素濃度を６ppm以下（処理前の約２７分の１)に
でき、ＴＯＣを１.１ppm(処理前の約６分の１)にでき
た。

【０１４３】次に、いま１つの実験例を説明する。この
実験例では、図３に示した第３形態の処理装置を使用し
て、有機物含有フッ素排水の処理実験を行った。この処
理装置では、第１水槽１の容量を約１.６立方メートル
とし、微生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.４立方メー
トルとし、第２水槽１３の容量を約０.４立方メートル
とし、濃縮槽１６の容量を約０.３立方メートルとし、
濾過装置２４と軟水装置２５の容量をそれぞれ約０.２
立方メートルとし、逆浸透膜装置２６を１ユニットとし
た。

【０１４４】この実験において、処理前のＰＨが６.２
であり、フッ素濃度が１６６ppmであり、有機物として
のＴＯＣが６.２ppmであり、導電率が１３４４μs／cm
である有機物含有フッ素排水を処理した。この排水を上
記処理装置でもって処理した結果、超純水製造装置２７
への再利用水の水質として、ＰＨを７.３にでき、フッ
素濃度を０.５ppm(処理前の３３２分の１)以下にでき、
ＴＯＣを０.５ppm(処理前の約１２分の１)以下にでき、
導電率を２６４μs／cm(処理前の約５分の１)以下にす
ることができた。

【０１４５】次に、この発明の排水処理装置としての有
機物含有過酸化水素排水の処理装置を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【０１４６】〔第５形態〕図５に、この第５形態の有機
物含有過酸化水素排水の処理装置を示す。この第５形態
は、排水中の界面活性剤や有機溶剤等の有機物と過酸化
水素とを１つの水槽で、巧みにかつ合理的に処理できる
排水処理装置である。

【０１４７】この排水処理装置は、活性炭を比較的流動
状態の基で過酸化水素分解のための触媒として利用して
過酸化水素の除去に役立てる点と、この活性炭を固定状
態の基での吸着能力を利用して有機物を吸着する点と、
活性炭を固定状態の基で微生物の固定化担体として利用
して有機物分解に役立てる点とを主たる処理原理とし、
さらに、この異なる処理を１つの第１水槽１で実行する
ものである。以下に説明するように、この第５形態は、
過酸化水素と界面活性剤や有機溶剤等の有機物との両方
を三次元的に合理的に処理可能な処理装置である。

【０１４８】したがって、この第５形態は、建設費が低
いことはもちろん、ランニングコストおよびメンテナン
スコストの低い画期的な有機物含有過酸化水素排水の処
理装置である。

【０１４９】図５に示すように、この第５形態が、図１
に示した第１形態の排水処理装置と異なる点は、第１水
槽１に炭酸カルシウム鉱物７Ａ,Ｂ,Ｃに替えて活性炭３
０７Ａ,Ｂ,Ｃが充填されている点と、第１水槽１にフッ
素排水に替えて過酸化水素排水が導入される点と、ポリ
塩化アルミニウムタンク４９を有していない点と、フッ
素濃度計１５に替えて酸化還元電位計１１５を第２水槽
１３に設置した点との４つの点だけである。したがっ
て、この第５形態は、第１形態と異なっている点を重点
的に説明する。また、第１形態と同じ部分には同じ番号
を付することとする。

【０１５０】また、この排水処理装置の各水槽での滞留
時間を、図１０に示す。図１０の欄には、通常の過酸
化水素濃度のときのタイミングチャートを示し、欄に
は過酸化水素濃度が通常よりも低いときのタイミングチ
ャートを示す。以下の動作説明においてこのタイミング
チャートを併せて参照すれば動作を理解し易い。

【０１５１】この構成の第５形態は、まず、排水導入管
１１から第１水槽１の上部１Ａの水面に過酸化水素排水
が導入される。この過酸化水素排水は有機物を含んでい
る。そして、第２ブロワー２０の稼動によって、散気管
２Ｃから上部１Ａの中の曝気空気が導入される。この曝
気空気によって、上部１Ａ内の排水が曝気されて撹拌さ
れると同時に強く流動させられる。この第１水槽１にお
いて、上部１Ａの排水と活性炭３０７Ａは散気管２Ｃに
よって曝気されているから流動状態にある。一方、中間
部１Ｂと下部１Ｃの活性炭３０７Ｂと３０７Ｃは、固定
状態である。

【０１５２】すなわち、上部１Ａでは、上記活性炭３０
７Ａは流動でもって排水と盛んに接触することによっ
て、触媒反応による排水中の過酸化水素の分解が促進さ
れる。したがって、この活性炭３０７Ａの触媒反応によ
って、排水中の過酸化水素を分解することができる。活
性炭３０７Ａは、傾斜壁１２Ａに案内されるように徐々
に下降して中間部１Ｂの上部に向かって移動する。この
中間部１Ｂの上部である上部１Ａでは、散気管２Ｃによ
る曝気があるから、上記活性炭３０７Ａは、常に傾斜壁
１２Ａによって循環曝気されている状態である。

【０１５３】被処理水は、上部１Ａで反応撹拌された
後、分離壁８の下部から微生物汚泥撹拌部１２に流入す
る。

【０１５４】そして、被処理水は分離された微生物と共
に、微生物汚泥撹拌部１２に設置してある微生物汚泥撹
拌部返送ポンプ２３により、空気とともにラインミキサ
ー１０に導入される。

【０１５５】続いて、被処理水は、ラインミキサー１０
からディヒューザー２Ａを介して下部１Ｃに導入され
る。

【０１５６】上部１Ａでの活性炭３０７Ａに比べて、中
間部１Ｂと下部１Ｃの活性炭３０７Ｂと３０７Ｃは活性
炭の粒径が大きいので、ラインミキサー１０からの被処
理水と空気の混合物がディヒューザー２Ａから吐出する
が、ディヒューザー２Ａ自体は安定している。また、下
部１Ｃの活性炭３０７Ｃは固定状態であり、被処理水は
ディヒューザー２Ａから均等に上昇する。

【０１５７】この中間部１Ｂと下部１Ｃでは、上記活性
炭３０７Ｂと３０７Ｃは固定状態であるから、時間経過
にしたがって上記活性炭３０７Ｂと３０７Ｃには比較的
容易に微生物が発生して繁殖し固定化される。この活性
炭３０７Ｂと３０７Ｃの表面に繁殖した微生物は、排水
つまり被処理水が含んでいる界面活性剤などの有機物を
生物学的反応でもって処理できる。

【０１５８】一方、上部１Ａにおいては、活性炭３０７
Ａの表面には微生物がある程度繁殖するものの、散気管
２Ｃから吐出する空気によって、微生物が剥離される。
よって、活性炭３０７Ａと被処理水とが流動状態で充分
に接触反応する。これにより、排水中の過酸化水素がよ
り確実に分解されて酸素ガスと水とになる。

【０１５９】上記散気管２Ｃから吐出させる空気量は、
上部１Ａの容積１立方メートルについて、１日当たり６
０ｍ³(立方メートル)以上にすることが望ましい。上記
吐出空気量が少ないと、活性炭３０７Ａを、確実な流動
状態にすることができない。上記散気管２Ｃが吐出する
空気は、第２ブロワー２０から空気配管３Ｃを経由して
供給される。

【０１６０】ところで、程度の差はあるものの、この第
１水槽１の上部１Ａは、過酸化水素の分解処理と有機物
の分解処理の両方を行い、かつ、中間部１Ｂと下部１Ｃ
も過酸化水素の分解処理と有機物の分解処理の両方を行
う。基本的には、上部１Ａの容積を、中間部１Ｂの容積
と下部１Ｃの容積との合計容積と同等とするのがよい。
しかし、被処理水中の有機物の含有量が多い場合には中
間部１Ｂと下部１Ｃの合計容積を上部１Ａの容積よりも
大きくするのがよい。一方、過酸化水素の含有量が多い
場合には、上部１Ａの容積を中間部１Ｂと下部１Ｃの合
計容積よりも大きくするのがよい。

【０１６１】第１水槽１の上部１Ａでの被処理水の滞留
時間は、１時間以上であれば、確実に過酸化水素を分解
できる。上部１Ａにおいては排水中の過酸化水素によっ
て浮遊している微生物が殺菌されるが、活性炭３０７Ａ
内部の微生物まで完全に殺菌されるわけではない。すな
わち、活性炭３０７Ａの表面は過酸化水素を分解するた
めの触媒としての役割を果たし、活性炭３０７Ａの内部
は微生物温存のための「微生物のすみか」としての役目を
果たす。したがって、上部１Ａにおいて、活性炭３０７
Ａは、内部に微生物を温存しつつ、充分な滞留時間によ
って過酸化水素を確実に分解する。そして、過酸化水素
が分解された被処理水は、微生物汚泥撹拌部１２に導入
され、活性炭３０７Ａが沈降分離されて、その後微生物
汚泥撹拌部返送ポンプ２３によってラインミキサー１０
に導入される。そこで被処理水は、第１ブロワー１９よ
り吐出する空気と混合されて、ディヒューザー２Ａを介
して下部１Ｃ内にほぼ均等に吐出される。

【０１６２】この中間部１Ｂと下部１Ｃの領域では、微
生物が被処理水中の有機物を栄養源として活発に繁殖す
る。中間部１Ｂと下部１Ｃでの被処理水の上昇速度は、
１時間あたり１メートルを基準とすれば良い。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
度と同様である。したがって、この速度で被処理水が上
昇する条件での活性炭３０７Ｂと３０７Ｃには有機物を
物理学的に吸着することができるのはもちろん、この活
性炭３０７Ｂと３０７Ｃには微生物が充分に繁殖でき
る。有機物の濃度によっても異なるが、水処理における
上昇速度１メートル／時間の条件では、実際、微生物が
良く繁殖する。

【０１６３】ところで、比較的粒径の大きい活性炭を選
定しており、かつ、被処理水と空気を混合しているもの
の、中間部１Ｂと下部１Ｃでの上昇速度を１メートル／
時間よりも大幅に遅くすると、被処理水中の有機物濃度
によっても異なるが、中間部１Ｂと下部１Ｃで活性炭３
０７Ｂと３０７Ｃが閉塞することも有り得る。したがっ
て、中間部１Ｂと下部１Ｃで被処理水の上昇速度１メー
トル／時間を保持することは重要である。中間部１Ｂと
下部１Ｃでの上記上昇速度は、投入された活性炭３０７
Ｂと３０７Ｃの合計量と微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２
３の能力と第１ブロワー１９の吐出空気量とによって決
定される。

【０１６４】第１ブロワー１９の吐出空気の目的は被処
理水の溶存酸素濃度を高めることと活性炭３０７Ｂと３
０７Ｃが閉塞することを防ぐことである。

【０１６５】第１水槽１に投入するべき活性炭３０７Ｂ
と３０７Ｃの合計量は、第１水槽１の全体容積の約４０
％程度を目安にすればよいが、あくまでも水質によって
決定すれば良い。

【０１６６】また、使用する活性炭３０７Ａは粒径１.
０mmから２.０mm程度を、また活性炭３０７Ｂは、粒径
４.０mmから６.０mm程度を、また活性炭３０７Ｃは粒径
７.０mm以上の活性炭を選定すればよいが絶対的条件で
はない。

【０１６７】また、前記した様に、第１水槽１の中間部
１Ｂと下部１Ｃ内で微生物が繁殖し過ぎて活性炭３０７
Ｂと３０７Ｃが閉塞しないように、第１ブロワー１９か
ら吐出する空気を下部１Ｃ内より吐出させている。

【０１６８】そして、上部１Ａでは、活性炭３０７Ａ
は、上部１Ａ内を曝気する散気管２Ｃが吐き出す気泡と
微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３の下部から上部への循
環による水流とによって、効率的に流動されて撹拌され
る。そして、活性炭３０７Ａは、傾斜壁１２Ａによって
上部１Ａの底に戻され、微生物汚泥撹拌部１２より流出
することはない。

【０１６９】活性炭３０７Ａでは、微生物の繁殖と剥離
とが繰り返されて、１つの同じ活性炭３０７Ａが、ある
ときは過酸化水素の分解を行い、別のときには有機物の
吸着を行う。

【０１７０】上部１Ａでの活性炭３０７Ａは、散気管２
Ｃの曝気との平衡関係を維持し易い。この平衡関係と
は、活性炭３０７Ａ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である。このた
め、第１水槽１内には、広い範囲にわたって、活性炭３
０７の流動状態が形成されている。この形態では、活性
炭３０７として、粒状活性炭を採用した。

【０１７１】なお、被処理水が第１水槽１の上部１Ａと
中間部１Ｂと下部１Ｃに滞留する時間は、過酸化水素濃
度と界面活性剤の流入濃度によって決定すべきである
が、過酸化水素濃度が３０〜５００ppmであり、界面活
性剤や有機溶剤のＣＯＤ濃度が数ppm程度であることか
ら判断して、安全係数も含めて、上部１Ａでの滞留時間
を１時間以上にし、中間部１Ｂと下部１Ｃでの滞留時間
を１時間以上にした。すなわち、第１水槽１での被処理
水の滞留時間を合計２時間以上とした。

【０１７２】もちろん、この場合、上部１Ａの容積を、
中間部１Ｂと下部１Ｃの合計容積とを同じに設定してい
る。

【０１７３】次に、被処理水は、活性炭３０７Ａとは分
離されて分離壁８の下部より、微生物汚泥撹拌部１２に
流入する。このとき、大部分の活性炭３０７は分離壁８
で分離されるが、微生物汚泥６は微生物汚泥撹拌部１２
内に流入し上昇してくる。

【０１７４】こうして、分離壁８によって、活性炭３０
７Ａと微生物汚泥６とが分離される。しかし、活性炭３
０７Ａの中には、分離壁８の下部から侵入するような比
較的小さい活性炭３０７Ａも存在する。たとえば、曝気
撹拌によって時間の経過とともに粒径が小さく変化した
活性炭３０７Ａが存在する。そして、この粒径が小さな
活性炭３０７Ａは微生物汚泥撹拌部１２から第２水槽１
３に流出する。

【０１７５】また、それら上昇してきた粒径が小さい活
性炭３０７Ａは、微生物汚泥６とともに、微生物汚泥撹
拌部返送ポンプ２３によって、配管を経てラインミキサ
ー１０に流入し、そこで空気と混合することによって、
被処理水中の溶存酸素濃度を好気性の微生物が繁殖しや
すい様に高められた状態で、ディヒューザー２Ａから吐
出されて下部１Ｃに導入される。

【０１７６】そして、さらに被処理水は、下部１Ｃから
中間部１Ｂ、そして上部１Ａに上昇する。すなわち、微
生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３によって被処理水の循環
ラインが形成されることとなる。

【０１７７】また、被処理水は、微生物汚泥撹拌部１２
で活性炭３０７Ａと分離されて、微生物汚泥撹拌部返送
ポンプ２３によりラインミキサー１０を介して下部１Ｃ
より中間部１Ｂに導入される。固定領域では、活性炭
３０７Ｂ,Ｃの濃度が高いことに加えて、活性炭３０
７Ｂ,Ｃが固定されていることと、過酸化水素が処理
されているので微生物が繁殖しやすいことと、被処理
水が空気と接触して空気中の微生物が混入しているこ
と、微生物が繁殖しやすい有機物が存在することと、
活性炭３０７Ｂ,Ｃ内部の微生物が生息環境の改善に
より活性炭内部から出てくることと、上部１Ａで発生
した微生物が返送ポンプ２３によって導入されているこ
とによって、微生物が固定領域の活性炭３０７Ｂ,Ｃに
加速度的に急速に繁殖してくる。

【０１７８】ところで、第１水槽１の中間部１Ｂと下部
１Ｃで微生物が急激に繁殖すると、中間部１Ｂと下部１
Ｃの活性炭が微生物の塊によって一部閉塞しそうにな
る。しかし、第１水槽全体に対する循環機構と空気によ
る強力な曝気とがあるから、活性炭が閉塞することはな
い。

【０１７９】一方、微生物汚泥撹拌部１２内は、散気管
２Ｂによって軽く曝気されている。この軽い曝気は、上
記散気管２Ｃによる強い曝気に比べて弱い曝気である。
したがって、分離壁８によって大部分の活性炭３０７Ａ
は沈降するが、上記弱い曝気によって、比重が１に近い
微生物汚泥６は流動して微生物汚泥撹拌部１２より流出
して第２水槽１３に導入される。

【０１８０】一方、分離壁８で分離された活性炭３０７
Ａは、傾斜した傾斜壁１２Ａに沿って下降して、上部１
Ａの下部に向かって移動する。上記微生物汚泥撹拌部１
２での第３ブロワー２１からの吐出空気量は、微生物汚
泥撹拌部１２の容量１ｍ³(立方メートル)について、１
日当たり５ｍ³(立方メートル)以下で良い。

【０１８１】次に、微生物汚泥撹拌部１２から流出管９
に流出した微生物汚泥６を含む被処理水は、第２水槽１
３に流入する。この第２水槽１３は沈澱槽であり、沈澱
時間を３時間にしている。この第２水槽１３では、先す
ぼみの底部に沈降した微生物汚泥６が、かき寄せ機１４
Ａでもってかき寄せられて、微生物汚泥６と上澄液とが
分離される。

【０１８２】ところで、この第５形態では、図１０に示
すように、微生物汚泥撹拌部１２での沈澱時間を３０分
としている。したがって、微生物汚泥撹拌部１２での沈
澱時間は、第２水槽１３での沈澱時間(３時間)に比べて
かなり短い。したがって、活性炭３０７Ａのような沈降
性のよい物質は、微生物汚泥撹拌部１２から流出する可
能性は少ない。しかし、微生物汚泥６は汚泥撹拌部１２
から流出する。つまり、微生物汚泥撹拌部１２は、活性
炭３０７Ａと微生物汚泥６との混合物から微生物汚泥６
を確実に分離して流出管９に導くことができる。

【０１８３】そして、微生物汚泥撹拌部１２に比べて、
第２水槽１３での沈澱時間が３時間と長いから、微生物
汚泥撹拌部１２で沈降しなかった微生物汚泥６が第２水
槽１３では沈降する。この沈降した微生物汚泥６は濃縮
槽である第３水槽１６に流入する。微生物汚泥６は、一
般の消石灰などの薬品添加による無機性の汚泥と比較し
て脱水性がよくない。したがって、この第３水槽１６で
濃縮された汚泥をさらに、汚泥ポンプ１７によってフィ
ルタープレス１８に導入する。そして、このフィルター
プレス１８によって上記濃縮汚泥を脱水する。

【０１８４】また、この第５形態では、第２水槽１３内
部の被処理水の酸化還元電位が所定値よりも上昇する
と、第２水槽１３の中に設置された酸化還元電位計１１
５と調節計(図示せず)が信号伝達線２２に信号を出力す
る。そして、この信号を受けた第１ブロワー１９と第２
ブロワー２０および微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３
は、インバータ制御によって空気吐出量と被処理水吐出
量が増加させられる。すると、ディヒューザー２Ａと散
気管２Ｃが吐出する空気量と循環水量が増えるから、第
１水槽１の上部Ａ内の曝気による撹拌と微生物汚泥撹拌
部返送ポンプ２３の循環水量による撹拌が強力になる。
その結果、強力な曝気と強力な循環によって、排水中の
過酸化水素に対する活性炭３０７の触媒反応が促進され
て、過酸化水素の分解が促進され、被処理水中の過酸化
水素濃度が低下する。

【０１８５】第１水槽１の上部１Ａでの反応と中間部１
Ｂと下部１Ｃでの反応とに注目すると、通常は、上部１
Ａ内の活性炭３０７Ａは、過酸化水素の分解における触
媒として機能する。一方、中間部１Ｂと下部１Ｃの活性
炭３０７Ｂと３０７Ｃは、界面活性剤や有機溶剤等の有
機物に対する物理学的な吸着機能と微生物処理における
固定化担体としての機能とを有している。

【０１８６】そして、運転時間の経過にしたがって、第
１水槽１の上部１Ａ全体にわたって流動している活性炭
３０７Ａの表面にも微生物が繁殖してくる。すると、活
性炭３０７Ａが過酸化水素を分解する能力が低下してく
る。この場合、沈澱槽１３の過酸化水素濃度が上昇する
ので、上記したように、第１ブロワー１９と第２ブロワ
ー２０の吐出量および微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３
の循環量がインバータ制御されて、強力曝気と強力循環
が実行される。すると、活性炭３０７Ａの表面に発生繁
殖した微生物が剥離されることとなる。

【０１８７】そして、第１水槽１上部１Ａの大部分の活
性炭３０７Ａは、過酸化水素の分解に役立てることがで
き、上部１Ａでの活性炭３０７Ａによる過酸化水素の分
解をより促進することができる。尚、この第５形態にお
いて、過酸化水素排水中の有機物濃度が通常よりも高い
場合には、水槽１内の循環回数を（１回／時間）以下に
して、中間部１Ｂと下部１Ｃの活性炭３０７Ｂと３０７
Ｃに微生物を通常よりも多く繁殖させ、有機物処理能力
を増大させる。

【０１８８】〔第６形態〕次に、図６にこの発明の第６
形態を示す。この第６形態は、図５に示した第５形態の
第２水槽１３から第１水槽の上部１Ａに、汚泥を返送す
る汚泥返送管３３を備えている点だけが、第５形態と異
なる。したがって、この第６形態では、第５形態と異な
る点を重点的に説明する。

【０１８９】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５が取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈澱した微生物汚泥６は、
汚泥返送管３３を通って、第１水槽１の上部１Ａの排水
面上に散水される。この第１水槽１の上部１Ａに返送さ
れた微生物汚泥６は被処理水中の有機物の処理に役立つ
こととなる。

【０１９０】このように、この第７形態では、第２水槽
１３で沈澱した微生物汚泥６を第１水槽１の上部１Ａに
返送することによって、第１水槽１での微生物濃度を上
昇させて、より合理的に有機物の処理効果を高めてい
る。

【０１９１】〔第７形態〕次に、図７に、この発明の排
水処理装置の第７形態を示す。この第７形態は、第２水
槽１３からの被処理水が導入される濾過装置２４と逆浸
透膜装置２６と超純水製造装置２７とを備えた点だけ
が、図５の第５形態と異なる点である。したがって、こ
の第７形態は、第５形態と異なる点を重点的に説明す
る。

【０１９２】この第７形態は、有機物含有過酸化水素排
水から超純水を製造できるようにしたものである。第２
水槽１３からの多少の浮遊物を含む被処理水は、濾過装
置２４によって濾過されて浮遊物が除去される。濾過装
置２４の濾過材としてはアンスラサイトを用いた。

【０１９３】次に、濾過された被処理水は、逆浸透膜装
置２６によって、溶解しているイオンと有機物と含有し
ている微生物などまで確実に除去される。逆浸透膜装置
２６は、もちろん、一般的な殺菌ユニットおよびＰＨ調
整ユニットと逆浸透膜保護のための精密フィルターなど
を有している。

【０１９４】そして、この逆浸透膜装置２６からは、Ｐ
Ｈ、有機物、浮遊物、導電率等が確実に処理された処理
水を得ることができる。したがって、この処理水を、従
存の超純水製造装置２７に導入することによって、超純
水を得ることができる。

【０１９５】〔第８形態〕次に、図８にこの発明の第８
形態を示す。この第８形態は、有機物含有過酸化水素排
水から超純水を製造できるようにしたものである。

【０１９６】したがって、この第８形態では、第６形態
と異なる点を重点的に説明する。

【０１９７】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５に取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈澱した微生物汚泥６は、
汚泥返送管３３を通って、第１水槽１の上部１Ａの排水
面上に散水される。この第１水槽１の上部１Ａに返送さ
れた微生物汚泥６は、被処理水中の有機物の処理に役立
つこととなる。

【０１９８】このように、この第８形態では、第２水槽
１３で沈澱した微生物汚泥６を第１水槽１の上部１Ａに
返送することによって、第１水槽１での微生物濃度を上
昇させて、より合理的に有機物の処理効果を高めてい
る。

【０１９９】次に、被処理水は濾過装置２４に導入され
て濾過される。濾過された被処理水は、逆浸透膜装置２
６によって、溶解しているイオンと有機物と含有してい
る微生物などまで確実に除去される。逆浸透膜装置２６
は、もちろん、一般的な殺菌ユニットおよびＰＨ調整ユ
ニットと逆浸透膜保護のための精密フィルターなどを有
している。

【０２００】そして、この逆浸透膜装置２６からは、Ｐ
Ｈ、有機物、浮遊物、導電率等が確実に処理された処理
水を得ることができる。したがって、この処理水を、従
存の超純水製造装置２７に導入することによって、超純
水を得ることができる。

【０２０１】尚、上記第１,第２,第３,第４および第５,
第６,第７,第８形態の第１水槽１の形状は、図１示した
形状に限らない。

【０２０２】〔実験例〕次に、具体的な実験例を説明す
る。たとえば、図５に示した第５形態の有機物含有過酸
化水素排水の処理装置を、第１水槽１の容量を約１.６m
³とし、微生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.１m³とし、
沈澱槽１３の容量を約０.４m³とし、濃縮槽１６の容量
を約０.３m³とした。

【０２０３】この実験において、処理前のpＨが６.３で
あり、過酸化水素濃度が１１８ppmであり、有機物とし
てのＴＯＣが５.８ppmである過酸化水素および界面活性
剤や有機溶剤等の有機物を含んだ排水を処理した。この
排水を上記処理装置でもって処理した結果、処理後の排
水のpＨを７.２にでき、過酸化水素濃度を１ppm以下に
でき、ＴＯＣを１.２ppmにすることができた。つまり、
この実験によって、排水の過酸化水素の濃度を１００分
の１以下にでき、ＴＯＣの濃度を４分の１以下にするこ
とができた。

【０２０４】次に、もう１つの実験を説明する。この実
験では、図７に示した第７形態の有機物含有過酸化水素
排水の再利用装置を使用する。そして、第１水槽１の容
量を１.６m³とし、微生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.
１m³とし、沈澱槽１３の容量を約０.４m³とし、濃縮槽
１６の容量を約０.３m³とした。また、濾過装置２４の
容量を約０.３m³とし、逆浸透膜装置２６を１ユニット
とした。

【０２０５】この実験において、処理前のpＨが６.４で
あり、過酸化水素濃度が１３２ppmであり、有機物とし
てのＴＯＣが６.６ppmであり、導電率が１３１μs／cm
である有機物含有過酸化水素排水を処理した。そして、
この排水を上記装置で処理した結果、超純水製造装置２
７への再利用水の水質は、pＨを７.４にでき、過酸化水
素濃度を０.５ppm以下にでき、ＴＯＣを０.５ppm以下に
でき、導電率を２０μs／cm以下にすることができた。
すなわち、この実験によれば、過酸化水素濃度を２５０
分の１以下にすることができ、ＴＯＣを１０分の１以下
にすることができた。

【０２０６】尚、上記第５、第６、第７、第８形態で
は、反応充填物として粒状の活性炭を用いたが、繊維状
の活性炭を使用してもよい。また、活性炭に替えて比重
が１.０以上の木炭などを使用してもよい。

【０２０７】〔第９形態〕図１１に、この発明の排水処
理装置の実施の第９形態としての有機物含有フッ素排水
の処理装置を示す。この第９形態の排水処理装置は、前
段の酸水槽６２で、酸を注入しつつ比較的流動状態の基
で炭酸カルシウム鉱物をフッ素処理のためのカルシウム
材料として利用して、前処理としてのフッ素除去に役立
てる点が、前述した第１形態と異なる。

【０２０８】また、この第９形態は、第１水槽１におい
て、今度は酸を注入しない条件で炭酸カルシウム鉱物を
比較的流動状態の基でフッ素処理のためのカルシウム材
料として利用してフッ素除去に役立てる点と、この炭酸
カルシウム鉱物を固定状態の基で微生物の固定化担体と
して利用して有機物除去に役立てる点とを主たる処理原
理として、フッ素除去反応および有機物除去反応の２つ
の異なる処理を１つの第１水槽１で実行する点が前述の
第１形態と共通している。

【０２０９】したがって、この第９形態は、有機物含有
高濃度フッ素排水に対する処理設備としては、建設費が
低いことはもちろん、ランニングコストおよびメンテナ
ンスコストの低い利点は第１形態と同様である。

【０２１０】したがって、以下では、第１形態と同じ部
分には同じ番号を付して説明を省略し、第１形態と異な
っている点を重点的に説明する図１１に示すように、こ
の第９形態は、酸水槽６２と第１水槽１と第２水槽１３
と第３水槽１６と脱水機としてのフィルタープレス１８
とポリ塩化アルミニウムタンク４９と酸タンク６１を有
している。

【０２１１】上記酸水槽６２は、槽内部に散気管２Ｄと
直径１mm以下の炭酸カルシウム鉱物７Ｄを有している。
散気管２Ｄは配管３Ｄで第２ブロワー２０に接続されて
いる。

【０２１２】有機物含有高濃度フッ素排水は、流入配管
１１より酸水槽６２に流入する。また、この酸水槽６２
には酸タンク６１から酸タンク注入ポンプ６０によって
酸が注入される。この酸としては特に限定しない。酸水
槽６２内の炭酸カルシウム鉱物７Ｄからカルシウムイオ
ンを溶出させる酸ならば特に限定しない。ここでは、酸
として最も一般的な硫酸を用いた。硝酸でも構わない
が、硝酸は、成分中に窒素を含有しているので、窒素規
制が厳しい地域では適さない。したがって、場所やコス
トを検討して酸を選定すべきである。

【０２１３】硫酸が注入された酸水槽６２内の炭酸カル
シウム鉱物７Ｄからは容易にカルシウムイオンが溶出す
る。そこへ、流入配管１１より有機物含有高濃度フッ素
排水が流入すると容易にフッ化カルシウムを形成して、
被処理水中のフッ素濃度を低減させる。

【０２１４】上部１Ａには、酸水槽６２でフッ素が前処
理された有機物を含有したフッ素排水が導入される。ま
た、この第１水槽１には、粒状の炭酸カルシウム鉱物７
Ａが添加される。上部１に併設された微生物汚泥撹拌部
１２は、充填物である炭酸カルシウム鉱物７Ａと微生物
を分離し、かつ、微生物汚泥６を空気で撹拌して沈降さ
せない。

【０２１５】微生物汚泥撹拌部１２における空気撹拌の
目的は下記,,にある。

【０２１６】微生物汚泥６を沈降させない。

【０２１７】反応により形成された比重の軽いフッ
化カルシウムと未反応の比重の重い炭酸カルシウム７Ａ
を撹拌によって分離する。

【０２１８】好気性の微生物を繁殖させるために被
処理水中の溶存酸素を維持する。

【０２１９】上記排水処理装置は、まず、排水流入管１
１からの有機物含有高濃度フッ素排水が、酸水槽６２に
流入し、酸が注入され、かつ反応撹拌された後、続いて
第１水槽１の上部に流入する。

【０２２０】そして、第１水槽の上部１Ａに流入し、反
応撹拌された後、微生物汚泥撹拌部１２に流入する。そ
して、被処理水は発生した微生物と共に微生物汚泥撹拌
部返送ポンプ２３によってラインミキサー１０に導入さ
れる。

【０２２１】そして、被処理水はラインミキサー１０で
第１ブロワー１９からの空気と混合されて、第１水槽１
の下部１Ｃの底部にディヒューザー２Ａを介して均等に
導入される。ディヒューザー２Ａは、有機物含有フッ素
排水と空気との混合物を吐出する。ここで、炭酸カルシ
ウム鉱物７Ｃに埋まるようにしてディヒューザー２Ａが
固定されている。したがって、ディヒューザー２Ａは、
上記混合物を安定して下部１Ｃ内に均等に吐出できる。

【０２２２】ところで、フッ素排水のような酸排水は、
水槽の表面を酸によって侵食するので、水槽表面は、耐
酸としての樹脂ライニング等の処理がされている。その
ような水槽にディヒューザー固定のために、水槽のコン
クリート躯体にアンカーを打ち付けると樹脂ライニング
表面を傷つけ、その部分より酸排水がコンクリート躯体
を侵食して漏水の原因となる。もっとも、ディヒューザ
ー２Ａ設置後に水槽表面の固定した部分を確実に耐酸樹
脂で防水処理する方法もあるが、ディヒューザー２Ａの
数が水槽内には相当設置されるので、経済的でない。

【０２２３】これに対し、この実施形態のように、ディ
ヒューザー２Ａを炭酸カルシウム鉱物７Ｃで埋設して固
定した場合には、水槽内面を傷つける心配が無いから、
上記不具合を解消できる。

【０２２４】中間部１Ｂには、下部１Ｃからの被処理水
と空気の混合物が略均等に吐出してくる。均等に吐出す
るのは、ディヒューザー２Ａ付きの配管が水槽底面に水
平に維持され、かつディヒューザー２Ａの吐出口がスリ
ット構造となっているからである。中間部１Ｂには、直
径０．５cm以上で直径２cm以下の炭酸カルシウム鉱物７
Ｂが充填されている。炭酸カルシウム鉱物７Ｂには微生
物が時間の経過とともに繁殖し、有機物を含有している
被処理水を生物学的に効率よく処理する。

【０２２５】下部１Ｃより吐出した空気と被処理水は中
間部１Ｂを経て上部１Ａの下部より上方に向かって吐出
し、そのことにより上部１Ａ中に曝気空気が導入され
る。この曝気空気によって、上部１Ａ内の排水が曝気さ
れて撹拌されると同時に炭酸カルシウム鉱物が流動させ
られる。

【０２２６】この第１水槽１において、上部１Ａの排水
(被処理水)と炭酸カルシウム鉱物７Ａは散気管２Ｃによ
って強く曝気されているから流動状態にある。一方、中
間部１Ｂと下部１Ｃの炭酸カルシウム鉱物７Ｂと７Ｃ
は、流動状態ではなく固定状態である。

【０２２７】上記酸水槽６２の炭酸カルシウム鉱物７Ｄ
として、１mm以下の粒径の炭酸カルシウム鉱物を選定
し、また、上記炭酸カルシウム鉱物７Ａとして、０．５
mm以下の粒径の炭酸カルシウム鉱物を選定し、かつ、酸
水槽６２の滞留時間を０.５時間、上部１Ａでの被処理
水の滞留時間を１時間以上に設定すれば、排水中のフッ
素を確実に処理できる。

【０２２８】上記散気管２Ｃと散気管２Ｄから吐出させ
る空気量は、上部１Ａの容積１立方メートルについて、
１日当たり１２０m³(立方メートル)以上にすることが望
ましい。上記吐出空気量が少ないと、比重が２.７であ
る重い炭酸カルシウム鉱物７Ａを、確実な流動状態にす
ることができない。上記散気管２Ｃと散気管２Ｄが吐出
する空気は、第２ブロワー２０から空気配管３Ｃを経由
して供給される。

【０２２９】また、微生物汚泥撹拌部返送ポンプ２３に
より下部１Ｃに導入される被処理水は、pＨが炭酸カル
シウム鉱物７Ａによって中和されているから、中間部１
Ｂの領域では、微生物が被処理水中の有機物を栄養源と
して活発に繁殖する。中間部１Ｂでの被処理水の上昇速
度は、１時間当たり１メートルを基準とすればよい。有
機物の濃度によっても異なるが、水処理における上昇速
度１メートル／時間の条件では、実際、微生物がよく繁
殖する。

【０２３０】この第９形態では、充填材として粒径１mm
以下の炭酸カルシウム鉱物７Ｄを採用した。また、一
方、充填材として粒径０．５mm以下の炭酸カルシウム鉱
物７Ａを採用した。したがって、炭酸カルシウム鉱物７
Ｄと炭酸カルシウム鉱物７Ａは、反応のための表面積が
全体として大きく、被処理水中のフッ素との反応効率が
良い。

【０２３１】さらには、粒径０.５mm以下の炭酸カルシ
ウム鉱物７Ａは上部１Ａでの散気管２Ａの曝気との平衡
関係を維持し易い。この平衡関係とは、炭酸カルシウム
鉱物７Ａ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である。このため、第１水槽
１内には、広い範囲にわたって、炭酸カルシウム鉱物７
Ａの流動状態が形成されている。

【０２３２】なお、被処理水が酸水槽６２に滞留する時
間は、酸注入量やフッ素濃度と界面活性剤の流入濃度に
よって決定すべきであるが、フッ素濃度が７００ppmの
場合０.５時間を目安とする。しかし、これが絶対的条
件ではない。

【０２３３】また、第１水槽１の上部１Ａと中間部１Ｂ
と下部１Ｃに滞留する時間は、同様にフッ素濃度と界面
活性剤の流入濃度によって決定すべきであるが、フッ素
濃度が３０〜３００ppm程度まで低減されていることに
より、また界面活性剤や有機溶剤のＣＯＤ濃度が数ppm
程度であることから判断して、安全係数も含めて、上部
１Ａでの滞留時間を１時間以上にした。そして、中間部
１Ｂと下部１Ｃでの滞留時間をそれぞれ３０分以上、合
計１時間以上にした。すなわち、微生物汚泥撹拌部１２
を除く第１水槽１での被処理水の滞留時間を合計で２時
間以上とした。

【０２３４】この第９形態では、第２水槽１３内部の被
処理水のフッ素濃度が所定値よりも上昇すると、第２水
槽１３の中に設置されたフッ素濃度計１５と調節計(図
示せず)が信号伝達線２２に信号を出力する。そして、
この信号を受けた第１ブロワー１９と第２ブロワー２０
は、インバータ制御によって空気吐出量が増加させられ
ると、散気管２Ｃと２Ｄおよびディヒューザー２Ａから
吐出する空気量が増える。すると、酸水槽６２内のみな
らず、第１水槽１の上部１Ａ内の曝気による撹拌が強力
になる。その結果、強力な曝気によって、排水中のフッ
素と炭酸カルシウム鉱物７Ｄと７Ａとの化学反応が促進
されて、フッ化カルシウム化が促進され、被処理水中の
フッ素濃度が低下する。

【０２３５】ここで注目すべきことは、第１水槽１の上
部１Ａでの反応と中間部１Ｂおよび下部１Ｃでの反応で
ある。通常は、第１水槽１の上部１Ａは曝気空気によっ
て流動撹拌されているから、上部１Ａでは炭酸カルシウ
ム鉱物７Ａと被処理水中のフッ素との化学的な反応処理
がなされる。一方、第１水槽１の中間部１Ｂおよび下部
１Ｃでは、界面活性剤や有機溶剤等の有機物に対する生
物学的な処理がなされる。この第１水槽１の中間部１Ｂ
および下部１Ｃでは、炭酸カルシウム鉱物７Ｂと炭酸カ
ルシウム鉱物７Ｃは生物処理における固定化担体として
の機能を有している。

【０２３６】なお、この第９実施形態のタイミングチャ
ートは、第１実施形態のタイミングチャート(図９)と同
じである。

【０２３７】〔第１０形態〕次に、図１２に、この発明
の排水処理装置の第１０の実施の形態を示す。この第１
０の形態は、図１１に示した第９形態の第２水槽(沈澱
槽)１３から第１水槽１の上部１Ａに汚泥を返送する汚
泥返送管３３を備えている点だけが、第９形態と異な
る。従って、この第１０形態では、第９形態と異なる点
を重点的に説明する。

【０２３８】上記汚泥返送管３３にはポンプ３５が取り
付けられている。そして、このポンプ３５を運転するこ
とによって、第２水槽１３で沈澱した無機汚泥５０およ
び微生物汚泥６は、汚泥返送管３３を通って、第１水槽
１の上部１Ａの排水面上に散水される。この第１水槽１
の上部１Ａに返送された無機汚泥５０は主として水酸化
アルミニウムのフロックであるから、被処理水中のフッ
素の処理に役立つ。

【０２３９】水酸化アルミニウムのフロックが、被処理
水中のフッ素の処理に役立つ理由は、微細なフッ化カル
シウムを大きな水酸化アルミニウムのフロックによって
包み込み、水酸化アルミニウムのフロックの中にフッ化
カルシウムを含有した状態となるので、結果的に被処理
水中のフッ素の処理が可能となる。

【０２４０】そして、水酸化アルミニウムのフロックが
フッ化カルシウムを包み込んだ状態の汚泥を無機汚泥５
０としている。また、上部１Ａに返送された微生物汚泥
６は被処理水中の有機物の処理に役立つ。

【０２４１】このように、この第１０形態では、第２水
槽１３で沈澱した無機汚泥５０と微生物汚泥６を第１水
槽１の上部１Ａに返送することによって、第１水槽１で
の無機汚泥濃度と微生物濃度を上昇させて、より合理的
にフッ素と有機物の処理効果を高めている。

【０２４２】〔第１１形態〕次に、図１３に、この発明
の第１１形態を示す。この第１１形態は、第２水槽１３
からの被処理水が導入される濾過装置２４と軟水装置２
５と逆浸透膜装置２６と超純水製造装置２７とを備えた
点だけが、図１１の第９形態と異なる点である。従っ
て、この第１１形態は、第９形態と異なる点を重点的に
説明する。

【０２４３】この第１１形態は、有機物含有フッ素排水
から超純水を製造できるようにしたものである。第２水
槽１３からの多少の浮遊物を含む被処理水は、濾過装置
２４によって濾過されて浮遊物が除去される。濾過装置
２４の濾過材としてはアンスラサイトを用いた。

【０２４４】次に、濾過された被処理水は、軟水装置２
５によって溶解しているカルシウムイオンが主に除去さ
れる。そして、さらに逆浸透膜装置２６によって、残り
の溶解しているイオンと有機物と含有している微生物な
どが確実に除去される。

【０２４５】逆浸透膜装置２６は、もちろん、一般的な
殺菌ユニットおよびpＨ調整ユニットと逆浸透膜保護の
ための精密フィルターなどを有している。

【０２４６】そして、この逆浸透膜装置２６からは、p
Ｈ、フッ素等のイオン、有機物、浮遊物、導電率等が確
実に処理された処理水を得ることができる。したがっ
て、この処理水を、従存の超純水製造装置２７に導入す
ることによって、超純水を得ることができる。

【０２４７】〔第１２形態〕次に、図１４にこの発明の
第１２形態を示す。この第１２形態は、上記第１０形態
と上記第１１形態とを組み合わせたものである。すなわ
ち、この第１２形態が図１１の第９形態と異なる点は、
第２水槽１３から第１水槽１の上部１Ａに汚泥を返送す
る汚泥返送管３３を備えている点と、第２水槽１３から
の被処理水が導入される濾過装置２４と軟水装置２５と
逆浸透膜装置２６と超純水製造装置２７とを備えた点の
２点だけである。

【０２４８】したがって、この第１２形態は、上記第１
１形態と同様に超純水を得ることができることはもちろ
ん、第１０形態と同様に第１水槽１での排水処理効率を
第９形態よりも向上できるから、第１１形態よりも超純
水製造能力を向上させることができる。

【０２４９】〔実施例〕次に、具体的な実験例を説明す
る。具体的な有機物含有高濃度フッ素排水の処理実験例
として、例えば、図１１に示した有機物含有高濃度フッ
素排水の処理装置と同じ構造の処理装置を使用する。こ
の処理装置では、酸水槽６２の容量を約０.４立方メー
トルとし、第１水槽１の容量を約１.６立方メートルと
し、微生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.４立方メート
ルとし、第２水槽１３の容量を約０.４立方メートルと
し、第３水槽(濃縮槽)１６の容量を約０.３立方メート
ルとした。

【０２５０】この実験において、処理前のpＨが２.２で
あり、フッ素濃度が７２３ppmであり、有機物としての
ＴＯＣが６.５ppmであるフッ素および界面活性剤等の有
機物を含んだ排水を処理した。この排水を上記処理装置
でもって処理した結果、pＨを７.５にでき、フッ素濃度
を６ppm以下(処理前の約１２１分の１)にでき、ＴＯＣ
を１.１ppm(処理前の約６分の１)にできた。

【０２５１】次に、いま１つの実験例を説明する。この
実験例では、図１３に示した有機物含有高濃度フッ素排
水の再利用装置と同じ構造の処理装置を使用して、有機
物含有高濃度フッ素排水の処理実験を行った。この処理
装置では、酸水槽６２の容量を約０.４立方メートルと
し、第１水槽１の容量を約１.６立方メートルとし、微
生物汚泥撹拌部１２の容量を約０.４立方メートルと
し、第２水槽１３の容量を約０.４立方メートルとし、
濃縮槽１６の容量を約０.３立方メートルとし、濾過装
置２４と軟水装置２５の容量をそれぞれ約０.２立方メ
ートルとし、逆浸透膜装置２６を１ユニットとした。

【０２５２】この実験において、処理前のpＨが２.２で
あり、フッ素濃度が７３２ppmであり、有機物としての
ＴＯＣが６.２ppmであり、導電率が１３４４μs／cmで
ある有機物含有フッ素排水を処理した。この排水を上記
処理装置でもって処理した結果、超純水製造装置２７へ
の再利用水の水質として、pＨを７.３にでき、フッ素濃
度を０.５ppm(処理前の約１４６０分の１)以下にでき、
ＴＯＣを０.５(処理前の約１２分の１)ppm以下にでき、
導電率を２６４μs／cm(処理前の約５分の１)以下にす
ることができた。

【０２５３】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の排水処理方法は、同一水槽中で、反応充填物を流動
させる流動領域と、微生物のための固定化担体を固定さ
せる固定領域とを形成し、排水を上記流動領域へ流入さ
せ、上記排水を流動領域と固定領域との間で循環させ、
上記流動領域では、上記反応充填物の化学反応によって
排水を処理し、上記固定領域では、繁殖した微生物によ
って排水を処理する。

【０２５４】この請求項１の発明の排水処理方法によれ
ば、流動領域では反応充填物を流動させることによっ
て、この反応充填物の活発な化学反応によって排水を効
率よく化学処理できる。また、上記排水を流動領域と固
定領域との間で循環させているから、流動領域で発生し
た微生物が固定領域に導入され、固定領域に固定されて
いる固定化担体に微生物が効果的に繁殖する。そして、
この微生物によって排水中の有機物を微生物処理でき
る。

【０２５５】したがって、この発明によれば、有機物を
含有したフッ素排水を、化学反応と微生物処理の両方
で、高効率処理できる。

【０２５６】また、請求項２の発明の排水処理方法は、
請求項１に記載の排水処理方法において、上記固定化担
体が、上記反応充填物と同じ物質である。

【０２５７】この請求項２の発明によれば、固定領域に
おいて上記固定化担体に繁殖した微生物で排水の有機物
を微生物処理できる上に、排水の化学処理もできるか
ら、処理能率の向上を図れる。

【０２５８】また、請求項３の発明の排水処理方法は、
請求項１に記載の排水処理方法において、上記水槽から
排出される処理水の濃度に応じて、上記循環の速度を変
える。

【０２５９】この請求項３の発明によれば、処理水の所
望の処理程度を実現できる。

【０２６０】また、請求項４の発明の排水処理方法は、
前段の酸水槽に酸の注入下で排水を導入し、この酸水槽
内に反応充填物を流動させ、上記酸水槽からの排水中で
反応充填物を流動させる流動領域と、排水中で上記反応
充填物を固定させる固定領域とを形成し、上記排水を流
動領域と固定領域との間で循環させ、上記流動領域で
は、上記反応充填物の化学反応によって排水を処理し、
上記固定領域では、上記反応充填物に繁殖した微生物に
よって排水を処理する。

【０２６１】したがって、この請求項４の発明によれ
ば、有機物を含有する高濃度フッ素排水を、酸の存在下
で反応充填物を流動させる酸水槽での強力な化学反応に
よって処理し、つづいて、反応充填物の流動領域での化
学処理と反応充填物の生物処理との両方によって、排水
を効率良く処理できる。

【０２６２】また、請求項５の発明の排水処理装置は、
排水が流入する第１水槽を備え、この第１水槽は、反応
充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しながら
流動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のた
めの固定化担体を有し、微生物が繁殖している中間部お
よび下部と、上記上部で処理した処理水を上記下部へ送
る循環手段とを有しており、上記第１水槽の上部では、
上記反応充填物は上記曝気によって流動させられて上記
排水を化学反応によって処理し、上記第１水槽の中間部
と下部では、上記微生物によって排水中の有機物を生物
学的に処理する。

【０２６３】したがって、この発明によれば、１つの第
１水槽において、１つの同じ反応充填物を化学処理と生
物処理の両方に活用することができる。したがって、１
つの水槽の中で、有機物を含有したフッ素排水を合理的
に処理することができる。また、１つの水槽の中で、有
機物を含有した排水を立体的かつ効率良く処理すること
ができ、イニシャルコストとランニングコストを低減で
きる。

【０２６４】また、請求項６の発明の排水処理装置は、
酸の注入下で排水が導入され、反応充填物が流動させら
れている前段の酸水槽と、上記前段の酸水槽からの排水
が流入する第１水槽とを備え、この第１水槽は、反応充
填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しながら流
動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のため
の非流動の固定化担体を有する中間部と下部と、上記上
部で処理した処理水を上記下部へ送る循環手段とを有し
ており、上記第１水槽の上部では、上記反応充填物は上
記曝気によって流動させられて上記排水を化学反応によ
って処理し、上記第１水槽の中間部と下部では、上記固
定化担体に固定された微生物によって排水中の有機物を
生物学的に処理する。

【０２６５】この請求項６の発明によれば、まず、前段
の酸水槽での酸の存在下で、反応充填物(たとえば炭酸
カルシウム鉱物)から強制的に反応物質(カルシウムイオ
ン)を溶出させ、この反応物を排水中の被処理物質(フッ
素)と化学反応させて被処理物質(フッ素)を前処理でき
る。続いて、第１水槽の上部で、反応充填物を曝気しな
がら流動させる。従って、この反応充填物と被処理物質
（フッ素）との化学反応が促進される。したがって、酸
水槽ならびに第１水槽の上部では、反応充填物から溶出
する反応物質(カルシウムイオン)と被処理物質との化学
反応によって、高濃度フッ素排水を効率よく２段階で化
学処理できる。また、中間部と下部に固定化された固定
化担体(炭酸カルシウム鉱物)としての反応充填物には微
生物が繁殖し、この中間部と下部に繁殖して固定化され
た微生物によって排水中の有機物を効率よく生物学的に
処理できる。

【０２６６】また、請求項７の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
中間部および下部が有する固定化担体は、上記反応充填
物と同じ物質で構成されている。

【０２６７】このように、同じ物質で反応充填物と固定
化担体を構成することで、運転条件によって化学反応処
理または生物反応処理もしくはその両方が可能になる。

【０２６８】また、請求項８の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
上部は、上記反応充填物を含んでいる排水から上記反応
充填物を分離する分離壁を備えている。

【０２６９】したがって、分離壁から反応充填物を流出
させることなく分離壁から処理水と微生物汚泥を流出さ
せることができる。

【０２７０】また、請求項９の発明の排水処理装置は、
請求項５または６に記載の排水処理装置において、上記
反応充填物が炭酸カルシウム鉱物である。

【０２７１】この請求項９の発明によれば、炭酸カルシ
ウム鉱物を流動させた上部において、排水中のフッ素を
炭酸カルシウム鉱物と反応させてフッ化カルシウムを形
成する。こうして、被処理水は、第１水槽上部で被処理
水中のフッ素のみが処理されてＰＨが中性に近かづく。
次に、被処理水は循環手段でもって、上部から下部に送
られ、下部および中間部の炭酸カルシウム鉱物に固定化
された微生物によって生物学的に処理される。固定状態
での炭酸カルシウム鉱物は、お互い同士の接触が少ない
から、繁殖した微生物が炭酸カルシウム鉱物から、はが
れることが少ない。また、炭酸カルシウム鉱物が天然品
である場合には、その表面がでこぼこであるから、炭酸
カルシウム鉱物に各種の微生物が比較的容易に繁殖す
る。

【０２７２】また、請求項１０の発明の排水処理装置
は、請求項５に記載の排水処理装置において、上記反応
充填物が活性炭である。

【０２７３】この請求項１０の発明の排水処理装置は、
最初に、活性炭を強く流動させた上部において、排水中
の過酸化水素を、活性炭と確実に接触させて活性炭を触
媒として水と酸素ガスとに円滑に分解させることができ
る。また、下部では活性炭を固定しているから、活性炭
が本来持っている有機物に対する物理的吸着機能を利用
して有機物をも吸着処理する。また、第１水槽の下部と
中間部で固定されている活性炭に微生物を固定化繁殖さ
せて、過酸化水素排水中の界面活性剤や有機溶剤等の有
機物を生物学的に処理できる。

【０２７４】また、請求項１１の発明の排水処理装置
は、請求項９に記載の排水処理装置において、上記第１
水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入され、こ
の処理水のフッ素濃度を測定するフッ素濃度計を有する
第２水槽と、上記フッ素濃度計が測定したフッ素濃度に
応じて、上記第１水槽の曝気手段の出力と循環手段の出
力を制御する曝気循環出力制御手段とを備えている。

【０２７５】この曝気循環出力制御手段は、フッ素が確
実に処理されていないと判断した場合には、曝気手段の
吐出空気量と循環手段の循環量とを増大させる。する
と、第１水槽での炭酸カルシウム鉱物の曝気接触状態と
循環状態とが急激に増大して、第１水槽の上部で排水中
のフッ素を確実に処理できる。

【０２７６】また、請求項１２の発明の排水処理装置
は、請求項１０に記載の排水処理装置において、上記第
１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入され、
この処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電位計を
有する第２水槽と、上記酸化還元電位計が測定した電位
に応じて、上記第１水槽の曝気手段の出力と循環手段の
出力を制御する曝気循環出力制御手段とを備えている。

【０２７７】したがって、上記曝気循環出力制御手段
は、上記酸化還元電位計から得た酸化還元電位に基づい
て、排水中の過酸化水素が確実に分解されていないこと
を確認すると、第１水槽の曝気循環手段の出力を増大さ
せる。これにより、第１水槽の上部での活性炭の流動が
激しくなって、触媒反応による過酸化水素の分解を促進
させることができる。同時に、第１水槽の下部と中間部
に繁殖している微生物が過酸化水素で殺菌されることを
防止できる。また、第１水槽の曝気循環手段の出力を増
大させることは、上部における活性炭の表面に微生物が
繁殖することを防ぐ効果もある。上部で活性炭の表面に
微生物が繁殖した場合には、活性炭の触媒機能が低下す
るから、過酸化水素を分解する能力が低下するのであ
る。

【０２７８】また、請求項１３の発明の排水処理装置
は、請求項１１または１２に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽で沈降分離した汚泥を上記第１水槽に
返送する汚泥返送手段を備えている。

【０２７９】請求項１３の発明によれば、上記汚泥返送
手段が、沈澱槽として働く第２水槽で沈殿した微生物を
含む生物汚泥を第１水槽に返送する。したがって、第１
水槽での微生物濃度を高めることができる。したがっ
て、界面活性剤や有機溶剤等の有機物を、より合理的に
処理できる。

【０２８０】また、請求項１４の発明の排水処理装置
は、請求項１１または１２に記載の排水処理装置におい
て、上記第２水槽から得られた処理水が導入される濾過
装置，逆浸透膜装置と、この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とを有す
る。

【０２８１】したがって、半導体工場から排出されるよ
うな排水を、半導体工場で使用されるような超純水にま
で処理することができるから、水利用サイクルを半導体
工場内で完結することができる。

【０２８２】また、請求項１５の発明の排水処理装置
は、請求項８に記載の排水処理装置において、上記上部
は、上記分離壁を隔てて微生物汚泥撹拌部を備え、この
微生物汚泥撹拌部から得た被処理水を第１水槽下部の固
定化担体が固定化された部分に空気と混合して返送する
返送手段を備えている。

【０２８３】この請求項１５の発明によれば、微生物汚
泥撹拌部から微生物を含有した処理水を空気と混合して
下部に送出するから、被処理水中の溶存酸素を高めて下
部や中間部における充填材において、好気性の微生物が
繁殖して有機物を分解しやすい効果がある。

【０２８４】また、請求項１６の発明の排水処理装置
は、請求項５また６に記載の排水処理装置において、上
記循環手段は、下部の反応充填物または固定化担体に埋
め込まれたストレーナを有し、上部からの処理水を上記
ストレーナから下部に吹き出させる。

【０２８５】この発明によれば、上記反応充填物または
固定化担体に上記ストレーナを埋設しているので、反応
充填物または固定化担体とストレーナの固定に役立てる
ことができる。したがって、ストレーナに付属する配管
を固定するアンカーを打ち込む必要がなく、水槽表面を
傷つけることがない。また、被処理水と空気との混合物
を上記ストレーナから均等に吐き出させることができ
る。また、このストレーナが、スリットから被処理水と
空気との混合物を吐き出させるようにすれば、スリット
が細かくても目詰まりしにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の排水処理装置の第１の実施の形態
であるフッ素排水処理装置を示す概念図である。

【図２】上記第１形態の変形例としての第２の形態を
示す概念図である。

【図３】上記第１形態の変形例としての第３形態を示
す概念図である。

【図４】上記第１形態の変形例としての第４形態を示
す概念図である。

【図５】この発明の第５の形態である過酸化水素排水
処理装置を示す概念図である。

【図６】上記第５形態の変形例としての第６形態を示
す概念図である。

【図７】上記第５形態の変形例としての第７形態を示
す概念図である。

【図８】上記第５形態の変形例としての第８形態を示
す概念図である。

【図９】上記第１,第２,第３,第４形態のタイムチャ
ートである。

【図１０】上記第５,第６,第７,第８形態のタイムチ
ャートである。

【図１１】この発明の排水処理装置の第９形態の有機
物含有フッ素排水処理装置を示す概念図である。

【図１２】上記第９形態の変形例としての第１０形態
の概念図である。

【図１３】上記第９形態の変形例としての第１１形態
の概念図である。

【図１４】上記第９形態の変形例としての第１２形態
の概念図である。

【図１５】従来のフッ素含有排水の処理装置の概念図
である。

【図１６】今一つの従来例の概念図である。

【図１７】従来の排水処理系統と排ガス処理系統とを
示す概念図である。

【図１８】また別の従来の排水処理系統と排ガス処理
系統とを示す概念図である。

【図１９】従来の過酸化水素除去装置の概念図であ
る。

【符号の説明】

１…第１水槽、１Ａ…上部、１Ｂ…中間部、１Ｃ…下
部、２Ａ…ディヒューザー、２Ｂ…散気管、２Ｃ…散気
管、２Ｄ…散気管、３Ａ,３Ｂ,３Ｃ…空気配管、６…微
生物汚泥、７Ａ,７Ｂ,７Ｃ,７Ｄ…炭酸カルシウム鉱
物、８…分離壁、９…流出管、１１…流入配管、１２…
微生物汚泥撹拌部、１３…第２水槽(沈澱槽)、１４…か
き寄せ機、１５…フッ素濃度計、１６…第３水槽(濃縮
槽)、１７…汚泥ポンプ、１８…フィルタープレス、１
９…第１ブロワー、２０…第２ブロワー、２１…第３ブ
ロワー、２２…信号伝達線、２３…微生物汚泥撹拌部返
送ポンプ、２４…濾過装置、２５…軟水装置、２６…逆
浸透膜装置、２７…超純水製造装置、４９…ポリ塩化ア
ルミニウムタンク、５０…無機汚泥、６１…酸タンク、
６２…酸水槽、３０７Ａ,Ｂ,Ｃ…活性炭、１１５…酸化
還元電位計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特許3233563（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/02 - 3/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一水槽中で、反応充填物を流動させる
流動領域と、微生物のための固定化担体が固定された固
定領域とを形成し、排水を上記流動領域へ流入させ、上
記排水を流動領域と固定領域との間で循環させ、上記流
動領域では、上記反応充填物の化学反応によって排水を
処理し、上記固定領域では、繁殖した微生物によって排
水を処理することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】請求項１に記載の排水処理方法におい
て、上記固定化担体が、上記反応充填物と同じ物質からなる
ことを特徴とする排水処理方法。
【請求項３】請求項１に記載の排水処理方法におい
て、上記水槽から排出される処理水の濃度に応じて、上記循
環の速度を変えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項４】前段の酸水槽に酸の注入下で排水を導入
し、この酸水槽内に反応充填物を流動させ、上記酸水槽からの排水中で反応充填物を流動させる流動
領域と、上記排水中で上記反応充填物を固定させる固定
領域とを形成し、上記排水を流動領域と固定領域との間で循環させ、上記
流動領域では、上記反応充填物の化学反応によって排水
を処理し、上記固定領域では、上記反応充填物に繁殖し
た微生物によって排水を処理することを特徴とする排水
処理方法。
【請求項５】排水が流入する第１水槽を備え、この第１水槽は、反応充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しな
がら流動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のための固定化担体を有し、微生物が繁殖し
ている中間部および下部と、上記上部で処理した処理水を上記下部へ送る循環手段と
を有しており、上記第１水槽の上部では、上記反応充填物は上記曝気に
よって流動させられて上記排水を化学反応によって処理
し、上記第１水槽の中間部と下部では、上記微生物によ
って排水中の有機物を生物学的に処理することを特徴と
する排水処理装置。
【請求項６】酸の注入下で排水が導入され、反応充填
物が流動させられている前段の酸水槽と、上記前段の酸水槽からの排水が流入する第１水槽とを備
え、この第１水槽は、反応充填物と、この反応充填物を上記排水中で曝気しな
がら流動させる曝気手段とを有する上部と、微生物繁殖のための非流動の固定化担体を有する中間部
と下部と、上記上部で処理した処理水を上記下部へ送る循環手段と
を有しており、上記第１水槽の上部では、上記反応充填物は上記曝気に
よって流動させられて上記排水を化学反応によって処理
し、上記第１水槽の中間部と下部では、上記固定化担体
に固定された微生物によって排水中の有機物を生物学的
に処理することを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】請求項５または６に記載の排水処理装置
において、上記中間部および下部が有する固定化担体は、上記反応
充填物と同じ物質で構成されていることを特徴とする排
水処理装置。
【請求項８】請求項５または６に記載の排水処理装置
において、上記上部は、上記反応充填物を含んでいる排水から上記反応充填物を
分離する分離壁を備えていることを特徴とする排水処理
装置。
【請求項９】請求項５または６に記載の排水処理装置
において、上記反応充填物が炭酸カルシウム鉱物であることを特徴
とする排水処理装置。
【請求項１０】請求項５に記載の排水処理装置におい
て、上記反応充填物が活性炭であることを特徴とする排水処
理装置。
【請求項１１】請求項９に記載の排水処理装置におい
て、上記第１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入
され、この処理水のフッ素濃度を測定するフッ素濃度計
を有する第２水槽と、上記フッ素濃度計が測定したフッ素濃度に応じて、上記
第１水槽の曝気手段の出力と循環手段の出力を制御する
曝気循環出力制御手段とを備えていることを特徴とする
排水処理装置。
【請求項１２】請求項１０に記載の排水処理装置にお
いて、上記第１水槽内で上記排水を処理して得た処理水が導入
され、この処理水の酸化還元電位を測定する酸化還元電
位計を有する第２水槽と、上記酸化還元電位計が測定した電位に応じて、上記第１
水槽の曝気手段の出力と循環手段の出力を制御する曝気
循環出力制御手段とを備えていることを特徴とする排水
処理装置。
【請求項１３】請求項１１または１２に記載の排水処
理装置において、上記第２水槽で沈降分離した汚泥を上記第１水槽に返送
する汚泥返送手段を備えていることを特徴とする排水処
理装置。
【請求項１４】請求項１１または１２に記載の排水処
理装置において、上記第２水槽から得られた処理水が導入される濾過装
置，逆浸透膜装置と、この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とを有する
ことを特徴とする排水処理装置。
【請求項１５】請求項８に記載の排水処理装置におい
て、上記上部は、上記分離壁を隔てて微生物汚泥撹拌部を備
え、この微生物汚泥撹拌部から得た被処理水を第１水槽下部
の固定化担体が固定化された部分に空気と混合して返送
する返送手段を備えていることを特徴とする排水処理装
置。
【請求項１６】請求項５また６に記載の排水処理装置
において、上記循環手段は、ストレーナを有し、上部からの被処理
水をストレーナから下部に吹き出させることを特徴とす
る排水処理装置。