專利名稱：水處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如從半導體工廠等排出的含氟成分的被處理水、或者含氮化合物等的被處理水的處理裝置。
背景技術：
以往，作為河或湖的富營養化的原因之一，周知為存在有氮化合物。另外，該氮化合物多存在于一般家庭的生活排水中或工廠排水中等排水中，且難以凈化處理，現狀是無法采取有效的對策。
一般在氮化合物的處理中，進行需氧厭氧生物處理，且是通過以下兩個工序進行的，即、將氨態氮轉化為亞硝酸態氮，進而將亞硝酸態氮轉化為硝酸態氮的硝化工序；和將硝酸態氮轉化為氮氣的脫氮工序。因此，需要兩個反應槽，并且處理時間遲緩，所以出現處理效率低下的問題。尤其，對氨進行氧化形成硝酸態氮的硝化工序的反應效率低，所以需要大的反應槽。
因此，在氮化合物的處理中，陽極例如采用鉑、銥、鈀等貴金屬材料，在作為處理對象的排水中流過電流，進行將排水中的氨態氮、亞硝酸態氮、硝酸態氮處理為氮氣的電解處理(例如，參照專利文獻1)。
但是，在對含高濃度的氮化合物的被處理水進行處理時，存在電力成本增大的問題。因此，只通過電解處理、將含高濃度的氮化合物的被處理水還原處理為氮氣，這樣就存在成本上顯著地產生負擔的問題。
因此，作為以往的對含氮化合物的被處理水進行處理的裝置，例如存在如專利文獻2或專利文獻3所示的水處理裝置。這些水處理裝置均具備電解處理機構和生物處理機構，通過將由電解處理機構處理后的被處理水進一步由生物處理機構進行處理，由此對被處理水中殘留的氮化合物有效地進行處理。由此，能夠抑制因只通過電解處理進行處理而產生的成本上漲，并且能夠改善因只通過生物處理機構進行處理而產生的處理效率的降低。
專利文獻1日本特開昭54-16844號公報專利文獻2日本特開2004-330182號公報專利文獻3日本特開2004-122032號公報另一方面，作為如上述的含有氮化合物的被處理水，存在例如從半導體制造工廠等排出的氫氟酸排水等。該氫氟酸排水是含有半導體的制造過程中的蝕刻工序所使用的氫氟酸的排水，該氫氟酸被稱為緩沖氫氟酸，除了氫氟酸之外，還使用將氟化銨、硝酸或過氧化氫水等調制成規定濃度的高濃度氫氟酸溶液。
因此，所述含高濃度的氮化合物的氫氟酸溶液，只在如上述的組合了對氮化合物進行處理的電解處理和生物處理的水處理裝置中，存在無法對含有氫氟酸的排水進行處理的問題。因此，含氫氟酸的狀態的排水由于不能直接放出到環境中，所以必須作為工業廢棄物進行處理，無論從環境適應性的方面，還是從處理成本的方面，都成為重要的課題。
另外，在上述各水處理裝置中，在電解處理后進行生物處理，且該生物處理在大型的單一的槽內，具有將硝酸態氮或亞硝酸態氮還原為氮氣的異養性細菌。在該槽內，通過供給電解處理后的被處理水，進行被處理水中殘留的硝酸態氮或亞硝酸態氮的還原處理。該情況下，既便是電解處理后的被處理水，被處理水中的氮化合物的濃度也會根據原水、即排水的氮化合物的濃度而較大地變動。因此，對應于被處理水的濃度，載荷相對于生物處理使用的槽內的細菌的變動增大。尤其在相對于上次處理結束時的被處理水的氮化合物濃度、下次處理的氮化合物濃度顯著增加時，載荷相對于細菌的狀態較大地變動，這使得細菌達到過載荷的狀態，由此導致處理效率的降低。
發明內容
本發明是為了解決以往的技術性課題而提出的發明，目的在于提供能夠將含氟成分的被處理水處理至可適應環境的狀態，還不會對含氮化合物的被處理水的濃度或量產生影響，可以進行氮化合物的處理的水處理裝置。
第一發明的水處理裝置的特征在于，包括氟成分除去裝置，其從混入了含有氟成分的被除去物的被處理水分離被除去物；電化學處理裝置，在被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；以及生物處理裝置，其對被處理水進行生物處理。
第二發明的水處理裝置的特征在于，包括電化學處理裝置，在被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；和生物處理裝置，其具有多個生物處理槽，對由電化學方法處理了的被處理水進行生物處理，基于被處理水中的硝酸濃度及/或被處理水的量切換生物處理槽的數目。
第三發明的水處理裝置的特征在于，在上述各發明中，電化學處理裝置具有pH調整機構，其在利用電化學方法的處理中調整被處理水的pH；pH檢測機構，其檢測被處理水的pH；ORP檢測機構，其檢測被處理水的氧化還原電位；結束判定機構，其判定利用電化學方法的處理的結束；以及控制機構，其控制向電極的通電，在利用電化學方法的處理中，被處理水的pH由pH調整機構調整到規定范圍內，并且結束判定機構基于pH檢測機構的檢測輸出及/或ORP檢測機構的檢測輸出判定結束，控制機構根據該判定輸出結束向電極的通電。
第四發明的水處理裝置的特征在于，在上述發明中，電化學處理裝置具有還原被處理水中的次鹵酸的次鹵酸還原處理機構、及判定次鹵酸的還原處理的結束的還原處理結束判定機構，在利用控制機構結束向電極的通電后，通過次鹵酸還原處理機構進行次鹵酸的還原處理，還原處理結束判定機構在ORP檢測機構輸出達到規定值以下時，判定還原處理結束，并結束次鹵酸還原處理機構的動作。
第五發明的水處理裝置的特征在于，在第三發明中，pH調整機構將被處理水的pH調整到5～8。
第六發明的水處理裝置的特征在于，在上述各發明中，具有在生物處理的前段除去被處理水中的氧的機構。
第七發明的水處理裝置的特征在于，在上述各發明中，生物處理裝置使用顆粒污泥對被處理水進行處理。
第八發明的水處理裝置是對被處理水進行生物處理的裝置，其特征在于，具有貯留顆粒污泥的生物處理槽，由該生物處理槽供給被處理水并進行生物處理，并且在生物處理槽內設置過濾膜，經由該過濾膜使生物處理槽內的被處理水流出到該生物處理槽外。
根據第一發明的水處理裝置，由于包括氟成分除去裝置，其從混入了含有氟成分的被除去物的被處理水分離被除去物；電化學處理裝置，在被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；以及生物處理裝置，其對被處理水進行生物處理，所以，可在氟成分除去裝置中除去例在如半導體工廠等中排出的氫氟酸排水等含有氟成分或氮化合物的被處理水的氟成分，并且可在電化學處理裝置及生物處理裝置中，對至少含有氮化合物的被處理水進行處理。
由此，可將從工廠等排出的含有氟成分或至少含有氮化合物的排水處理至適于環境的狀態，實現排水處理的成本的降低，并且可提高對環境的適應性。
根據第二發明的水處理裝置，由于包括電化學處理裝置，在被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；和生物處理裝置，其具有多個生物處理槽，對由電化學方法處理了的被處理水進行生物處理，基于被處理水中的硝酸濃度及/或被處理水的量切換生物處理槽的數目，所以，不管被處理水中含有的處理對象濃度，即硝酸濃度或被處理水的量，可減輕施加于各生物處理槽的負荷。
由此，可實現各生物處理槽的處理效率的提高，作為整體可提高被處理水的處理效率。
根據第三發明的水處理裝置，由于在上述各發明中，電化學處理裝置具有pH調整機構，其在利用電化學方法的處理中調整被處理水的pH；pH檢測機構，其檢測被處理水的pH；ORP檢測機構，其檢測被處理水的氧化還原電位；結束判定機構，其判定利用電化學方法的處理的結束；以及控制機構，其控制向電極的通電，在利用電化學方法的處理中，被處理水的pH由pH調整機構調整到規定范圍內，并且結束判定機構基于pH檢測機構的檢測輸出及/或ORP檢測機構的檢測輸出判定結束，控制機構根據該判定輸出結束向電極的通電，由此可不必使用氨態氮濃度測定器等高額的傳感器，根據被處理水中的氨態氮的濃度，可以可靠地判斷氨態氮的處理結束時間。
由此，通過被處理水中的氨態氮的處理在途中結束，能夠避免處理后的被處理水中殘留氨態氮的不良情況，或通過必要以上地進行電解而消耗浪費的電力的不良情況。因此，可實現運轉成本的降低。尤其因為不用必要以上地進行電解，所以能夠抑制在被處理水中過度地生成次鹵酸的不良情況。
尤其，在利用電化學方法的處理中，被處理水由pH調整機構將pH調整到規定的范圍，所以不會對通過電化學方法在被處理水中生成的次鹵酸、與氨的脫氮反應中的單氯胺或二氯胺等中間生成物的生成產生較大影響。因此，被處理水的pH的變動不會對氧化還原電位的變動產生較大影響，可更加精密地判斷氨態氮的處理結束時間。
根據第四發明的水處理裝置，由于在上述發明中，電化學處理裝置具有還原被處理水中的次鹵酸的次鹵酸還原處理機構、及判定次鹵酸的還原處理的結束的還原處理結束判定機構，在利用控制機構結束向電極的通電后，通過次鹵酸還原處理機構進行次鹵酸的還原處理，還原處理結束判定機構在ORP檢測機構輸出達到規定值以下時，判定還原處理結束，并結束次鹵酸還原處理機構的動作，由此，可精密地判斷被處理水中殘留的次鹵酸的還原處理結束時間。
由此，由于能夠不會過度地、也不會不足地對被處理水中的次鹵酸進行還原處理，所以在后段的被處理水的生物處理中，能夠避免由次鹵酸帶來的不良影響，并且能夠避免浪費地使用次鹵酸還原機構，可消除運轉成本上漲的不良情況。
尤其，由于次鹵酸的還原處理結束時間是基于設置于電化學處理裝置的ORP檢測機構的檢測而生成的，所以在如上述那樣基于ORP檢測機構的檢測生成氨的脫氮反應結束時間時，可不必特意地設置用于檢測次鹵酸的機構，能夠判斷次鹵酸的還原處理結束時期。
因此，可抑制因被處理水中含有的次鹵酸對生物處理槽內的生物帶來不良影響、處理效率降低的不良情況。
根據第五發明的水處理裝置，由于在第三發明中，pH調整機構將被處理水的pH調整到5～8，所以不會對通過電化學方法在被處理水中生成的次鹵酸、與氨的脫氮反應中的單氯胺或二氯胺等中間生成物的生成產生較大影響。
另外，由于被處理水的pH不會達到4以下，所以可抑制通過電化學方法在被處理水中生成的次氯酸等次鹵酸作為氯氣等的鹵氣等而被排放到空氣中的不良情況。
根據第六發明的水處理裝置，在上述各發明中，其特征在于，具有在生物處理的前段除去被處理水中的氧的機構。
根據第七發明的水處理裝置，在上述各發明中，生物處理裝置使用顆粒污泥對被處理水進行處理，由此可實現使用于生物處理的厭氧性的微生物的處理效率的提高。
根據第八發明的水處理裝置，是對被處理水進行生物處理的裝置，具有貯留顆粒污泥的生物處理槽，由該生物處理槽供給被處理水并進行生物處理，并且在生物處理槽內設置過濾膜，經由該過濾膜使生物處理槽內的被處理水流出到該生物處理槽外，由此可抑制生物處理槽內的顆粒污泥混入流出到生物處理槽外的被處理水中，因該顆粒污泥環境負荷增加的不良情況。
圖1是作為本實施例的水處理裝置的概要說明圖；圖2是電解處理裝置及生物處理槽的概要說明圖；圖3是電解處理裝置的概要說明圖；圖4是表示ORP及pH相對于電解時間的變化的圖；圖5是表示硝酸態氮濃度、氨態氮濃度及游離氯濃度相對于電解時間的變化的圖；圖6是表示基于ORP的變化的控制內容的流程圖。
圖中，1-水處理裝置；2-氟成分除去裝置；3-電解處理裝置；4-生物處理裝置；5-貯留槽；6-電解槽；7-前處理槽；8-恒溫槽；9-生物處理槽；10-釋放槽；11-貯留罐；12-中和槽；17-中和劑添加裝置；18-硝酸傳感器；20-氯化鈣添加裝置；22-氮氣供給路徑；29、30-電極；34-pH傳感器；35-ORP傳感器；36-pH調整裝置；37、38-還原劑添加裝置；41-散氣裝置；42-氮氣供給路徑；43-循環配管；45-有機物供給裝置；46-稀釋水供給裝置；53-脫氮反應室；54-顆粒(granule)污泥；56-過濾膜；61-釋放配管。
具體實施例方式
以下，基于附圖對本發明的實施方式進行詳述。圖1是表示本發明的進行含有氟成分及氮化合物的被處理水的處理的水處理裝置1的概要的說明圖。本實施例的水處理裝置1，對作為被處理水的例如半導體工廠在蝕刻工序中使用的含氟成分的排水進行處理。更加具體地說，從進行半導體、玻璃、金屬等的蝕刻的工序，大量地排出含氟成分的排水。在這些蝕刻工序中，為了提高蝕刻時的腐蝕性而采用氫氟酸。在此，氫氟酸是指所謂緩沖氫氟酸，例如存在含有氟化氫(HF)為49％左右的濃氫氟酸、或作為氟化銨(NH4HF2、NH4F)含有氟成分的氫氟酸、或以規定比率含有氫氟酸和硝酸(HNO3)的濃氫氟酸等。除了危險性非常高的氫氟酸以外，這些是含有高濃度的氨或硝酸等氮化合物的物質，在該從工廠排出的排水中，由于含有高濃度的氟成分或氮化合物，所以為了排出到環境中，必須進行規定的處理。
本實施例的水處理裝置1具有氟成分除去裝置2，其進行被處理水中的含氟成分的被除去物的除去處理；電解處理裝置3，其對進行了氟成分除去處理之后的被處理水進行電化學處理；以及生物處理裝置4，其對進行了電化學處理之后的被處理水進行生物處理。
氟成分除去裝置2具有貯留罐11、中和槽12、反應槽13、膜分離裝置14、和壓力過濾器15。貯留罐11是用于暫時貯留從工廠等排出的含氟成分或氮化合物的排水、即被處理水的罐，通過配管16與后段的中和槽12連接，其中在配管16設置了未圖示的泵。此外，由于從貯留罐11輸送至中和槽12的被處理水通過利用氫氟酸或混酸等而形成為pH為2左右的強酸，因此氟成分除去裝置2由耐酸性優良的玻璃等材料形成。
中和槽12具有作為調制pH的機構的中和劑添加裝置17。在本實施例中，由于從貯留罐11輸送的被處理水的pH為2左右，所以填充于中和劑添加裝置17中的中和劑使用含有氫氧化鈉(NaOH)為25重量％的水溶液。另外，在該中和槽12內，設有用于檢測被處理水中的硝酸濃度的硝酸傳感器18，該硝酸傳感器18與未圖示的控制裝置連接。
并且，中和槽12通過配管19與后段的反應槽13連接，其中在配管19設有未圖示的泵。反應槽13具有作為鈣成分的添加機構的氯化鈣添加裝置20。氯化鈣添加裝置20是將例如30重量％左右的氯化鈣(CaCl2)水溶液添加到反應槽13內的被處理水中的裝置。
并且，反應槽13通過配管21與用于對該反應槽13內的被處理水進行膜分離處理的膜分離裝置14連接。該膜分離裝置14是在貯留被處理水的貯留槽內浸漬過濾膜14A的裝置。過濾膜14A被浸漬到收納于貯留槽內的被處理水中，具有對被處理水進行過濾的作用。作為采用的過濾膜14A，可全部采用可在流體中發揮過濾作用的過濾機構。
另外，在膜分離裝置14中具有散氣裝置14B，其在貯留被處理水的貯留槽內，從下方對過濾膜14A供給氣泡。該散氣可為空氣，在本實施例中，散氣裝置14B連接有與氮供給機構相連的氮氣供給路徑22，由此，向膜分離裝置14的過濾膜14A供給氮氣的氣泡。因此，通過使用氮氣之類的惰性氣體，可更加有效地進行后段的厭氧生物處理。
在該膜分離裝置14上連接對由配管23分離的固體物質、被固化了的被除去物進行處理的后段的壓力過濾器15。壓力過濾器15是使被除去物的含水率降低的裝置。在本實施例中，壓力過濾器15具有水的供給路徑24，用于向壓力過濾器15供給水，洗凈·除去收容于壓力過濾器15內的被除去物含有的例如氯化鈉等中和鹽。
另外，膜分離裝置14連接有配管25，配管25具有未圖示的泵，該泵用于將被過濾膜14A過濾處理了的被處理水輸送到獨立于氟成分除去裝置2而構成的貯留槽5中。
并且，貯留槽5通過設有作為輸送機構的泵26的配管27與構成電解處理裝置3的電解槽6連接。在此，電解處理裝置3由以下部分構成電解槽6，其構成內部具有未圖示的被處理水的流入口和流出口的電解室28；一對電極29、30，其在該電解室28內的被處理水中至少一部分浸漬地相對配置；用于對該電極29、30進行通電的電源31；及用于控制該電源31的所述控制裝置等。此外，也可在電解槽6內設置用于對內部進行攪拌的攪拌機構。
所述電極29及30例如由鉑(Pt)或鉑與銥(Ir)的混合物等貴金屬電極，或覆蓋了它們的不溶性導電體構成。此外，在本實施例中采用鉑電極。另外，在本實施例中，分別由貴金屬或覆蓋了這些貴金屬的導電體構成各電極29、30，但在不進行電極29、30的極性切換時，至少只使構成陽極的電極29由貴金屬或覆蓋了這些貴金屬的導電體構成，構成陰極的電極30可由其他的導電體構成。
另外，在上述中，貴金屬或覆蓋了貴金屬的導電體既可以在導電體上鍍貴金屬，也可為燒結物。
此外，在本實施例中，設有與該電解室28連通，由泵32進行循環的循環配管33，在該循環配管33上設有用于檢測從電解室28內流入的被處理水的pH的pH傳感器34、及用于檢測氧化還原電位(ORP)的ORP傳感器35。這些pH傳感器34及ORP傳感器35與控制裝置連接，該控制裝置構成通過電化學方法判定處理的結束的結束判定機構及/或判定被處理水中的次鹵酸的還原處理的結束的還原處理結束判定機構。另外，該電解槽6備有作為pH調整機構的pH調整裝置36。本實施例中的填充于pH調整裝置36中的調整劑使用的是含氫氧化鈉(NaOH)的水溶液。
此外，在本實施例中，電解槽6設有還原劑添加裝置37、38，來作為用于對被處理水中生成的次氯酸等次鹵酸進行還原處理的機構。在本實施例中，在還原劑添加裝置37中使用亞硝酸鈉溶液作為次氯酸的還原劑。另外，在還原劑添加裝置38中，使用草酸作為次氯酸的還原劑，進而作為發揮被處理水的pH調整功能的物質。另外，除了添加還原劑，還可通過催化劑或者曝氣(aeration)對次鹵酸進行還原。
并且，電解槽6經由配管40與前處理槽7連接。該前處理槽7是為了有效地進行后段的進行生物處理的生物處理裝置4的處理，對由電解槽6進行了電化學處理后的被處理水進行調整的槽。在該前處理槽7內設有散氣裝置41，在該散氣裝置41上，與所述散氣裝置14B同樣地連接有與氮供給機構連接的氮氣供給路徑42。
另外，在該前處理槽7上連接有與恒溫槽8連接的循環配管43。該恒溫槽8是進行加熱的裝置，以使該恒溫槽8內的被處理水的溫度避免達到例如+15℃以下。此外，該恒溫槽8的加熱，也可與該裝置1中產生熱的其他設備例如電解槽6進行熱交換等來利用廢熱。
此外，在前處理槽7上連接有用于供給生物處理中生物的活動所需要的有機物的有機物供給裝置45。本實施例中的有機物，例如使用甲醇，但除此之外，例如也可為乙醇、丙醇、異丙醇中的任一個，或者含有多個的醇類等。
另外，在前處理槽7上連接有用于稀釋處理的稀釋水供給裝置46，以使被處理水達到規定的硝酸濃度以下。在本實施例中，被處理水的硝酸濃度是采用預先在氟成分除去裝置2的中和槽12中由硝酸傳感器18檢測出的值來進行控制的。此外，該稀釋水供給裝置46通過循環配管47不僅可以向前處理槽7供給城市水等自來水，還可供給由本實施例的水處理裝置1處理后的被處理水，由此通過再利用來進行代替。
并且，該前處理槽7通過配管48與后段的生物處理裝置4連接。本實施例的生物處理裝置4具有多個生物處理槽9。在圖1所示的實施例中，具有通過分支配管52并聯連接三個生物處理單元51的共計六個生物處理槽9，該生物處理單元51對于兩個生物處理槽9、9而具有一個作為輸送機構的泵50。
在各生物處理槽9中形成有分別在下部或底面具有被處理水的流入口的脫氮反應室53，該脫氮反應室53內形成為不存在溶解氧的厭氧狀態。此外，供給到生物處理槽9的被處理水在前處理裝置7中，溶解氧已經被置換為氮氣。另外，在該脫氮反應室53的下部充填有顆粒(granule)污泥54，在上部設有氣固液分離機構55。
顆粒污泥54是如下物質，至少在厭氧性條件下，使將被處理水中的硝酸態氮或亞硝酸態氮還原為氮氣的異養性細菌(微生物)，例如Micrococcus denitrificans或Pseudomonas denitrificans或者Pseudomonasaerufinosa等自造粒化成約為0.5至2mm的粒狀。
此外，在本實施例中，脫氮反應室53內充填有顆粒污泥54，但除此之外，也可在脫氮反應室53內充填由載體支持的微生物，來進行脫氮處理。在所述情況下，可以提高脫氮反應室53內的微生物濃度，從而可以更加有效地對被處理水進行處理。
此外，在該脫氮反應室53內，在至少與由顆粒污泥構成的層接觸了的狀態下，在實施例中以一部分被埋設了的狀態設有過濾膜56。本實施例的過濾膜56由所謂平膜構成。該平膜的結構為，在矩形狀的框架的前后面裝備過濾器，從與形成于這些過濾器間的空間連通而形成的上部的取出口，將由過濾器進行了過濾處理的液體排出到外部。在本實施例中，過濾膜56的取出口與設置了泵57的配管58相連。并且，與各生物處理槽9連接的配管58全部與后段的釋放槽10連接。
釋放槽10是暫時貯留由前段的生物處理裝置4進行了處理后的被處理水的槽，在該釋放槽10內設有用于對被處理水中含有的有機物進行分解處理的散氣裝置59。該散氣裝置59連接有空氣供給路徑62。此外，釋放槽10連接有設置了泵60的釋放配管61，并且該釋放配管61在泵60的下游側連接有所述循環配管47。由此，可以將該處理后的被處理水作為稀釋水供給給前處理槽7。
根據以上的結構，對本實施例的水處理裝置1的處理動作進行說明。此外，詳細情況如上所述，被處理水是含有高濃度的氟成分或氮化合物的半導體工廠的排水。
(1)氟成分除去處理首先，被處理水在氟成分除去裝置2中，進行含有氟成分的被除去物的除去處理。作為由氫氟酸或混酸等形成的pH為2左右的強酸的被處理水，暫時貯留在貯留罐11中后，通過泵經由配管16被適當輸送到后段的中和槽12。
然后，在中和槽12中，由中和劑添加裝置17進行被處理水的pH調整。在該情況下，供給中和槽12的被處理水的pH為2左右，通過作為中和劑使用的25重量％的氫氧化鈉(NaOH)水溶液，被處理水例如被調整到pH7～8之間。此外，在中性附近，被處理水中的氟化氫的99.9％以上被離解成氫離子和氟化物離子。
然后，在中和槽12調整了pH的被處理水，經由配管19通過未圖示的泵被適當輸送至后段的反應槽13中。在反應槽13中，向pH已調整后的被處理水中所含有的氟成分中添加鈣成分，即通過氯化鈣添加裝置20添加例如30重量％左右的氯化鈣(CaCl2)水溶液，由此在被處理水中生成氟化鈣(CaF)。由此，被處理水中的氟成分作為氟化鈣而被固定。此外，該含有氟化鈣的被處理水形成泥漿狀的白濁的液體。
然后，反應槽13內的白濁的被處理水經由配管21被輸送至后段的膜分離裝置14。在該膜分離裝置14中，通過浸漬于貯留槽內的過濾膜14A，進行被處理水的過濾處理。在本實施例中，通過進行利用了在過濾膜14A的表面形成的自形成膜的過濾，進行氟化鈣和被處理水的固液分離。由此，含有氟化鈣的泥漿狀的白濁的被處理水通過該過濾膜14A的過濾作用，進行氟化鈣和被處理水的固液分離。
此外，上述的自形成膜可以是由在被處理水中生成的含有氟化鈣的被除去物構成的自形成膜。即，由被吸附于過濾膜14A的過濾面的被除去物過濾被處理水。另外，在進行氟化鈣的回收時，該自形成膜也從過濾膜14A剝離而被回收。
另外，通過膜分離裝置14分離的氟化鈣為了提高過濾效率，從反應槽13中的反應開始經過規定時間使被處理水熟化，由此對于使氟化鈣的粒子例如成長到0.25μm以上較為有效。在該情況下，氟化鈣的膜分離變得容易。
此外，在本實施例中的膜分離裝置14中設有散氣裝置14B，其在貯留被處理水的貯留槽內，從下方對過濾膜14A供給氣泡，由此，向過濾膜14A供給氮氣的氣泡。
因此，從散氣裝置14B產生的氣泡沿過濾膜14A的過濾面向上方移動。如此，通過從散氣裝置14B產生氣泡，可將形成于過濾膜14A的表面的自形成膜的厚度形成為一定值以下。由此，可抑制自形成膜的閉塞，確保某種程度的通量(flux)，可維持被處理水的過濾效率。
此外，在本實施例中，從散氣裝置14B產生的氣體采用了惰性氣體即氮氣。因此，在從散氣裝置14B向被處理水供給空氣時，有可能空氣中含有的二氧化碳氣體與被處理水中含有的鈣成分產生反應，使得氟化鈣的濃度降低。但是，由于從散氣裝置14B供給的氣體是惰性氣體即氮氣，所以能夠避免該危險性。
這樣由膜分離裝置14分離的固體物質、即被固化了的被除去物經由配管23而被輸送至壓力過濾器15。由于該壓力過濾器15如上述那樣連接有洗凈用的水供給路徑24，所以洗凈·除去收容于壓力過濾器15的被除去物含有的例如氯化鈉等中和鹽。
由此，中和鹽的大部分從壓力過濾器15被放出到外部，相比于中和鹽溶解度小的氟化鈣殘留于壓力過濾器15內，通過在該壓力過濾器15進行脫水，可以作為高純度的氟化鈣從被處理水中回收氟成分。具體地說，在由壓力過濾器15對被除去物進行脫水后，取出半固化的狀態的被除去物。在該狀態下，被除去物的含水率達到50重量％左右。然后，通過使被除去物干燥，形成固化了的被除去物的塊。在本實施例中，可獲得含有氟化鈣為85重量％的被除去物。
此外，在本實施例中，由于不使用高分子凝集劑等凝集劑來進行固液分離處理，所以可以從含有氟成分的被處理水高純度地獲得被固化了的氟化鈣(一般稱螢石)。通過使獲得的氟化鈣與強酸(例如硫酸)反應，可以作為氫氟酸在半導體制造工序等中進行再利用。進而，也可將在本實施例中獲得的高純度的氟化鈣作為混入鋼鐵中的焊劑來使用。另外，若向獲得的氟化鈣中添加鹽酸，則還可獲得氯化鈣。另外，為了再利用氟化鈣而添加的硫酸或鹽酸等是半導體工廠中常備的化學藥品，所以可不必在工廠內添加新的設備，能夠進行氟化鈣的再利用。
另一方面，由膜分離裝置14分離的液體物質、即、除去了氟化鈣之后的被處理水，通過泵經由配管25被輸送至貯留槽5內。由于貯留于該貯留槽5內的被處理水被除去了氟成分，所以含有硝酸、氨等氮化合物或氯、鈉、鈣等。被輸送至貯留槽5內的被處理水適當地通過泵26經由配管27被輸送至電解槽6內。
(2)電化學處理在電解槽6內貯留有被處理水的狀態下，通過所述控制裝置打開電源31，向電極29施加正電位、向電極30施加負電位。由此，電極29成為陽極，電極30成為陰極。
通過施加所述電位，由于各電極29、30是由可產生次鹵酸或臭氧或者活性氧的不溶性導電體構成的，所以在構成陽極的電極29側，被處理水中含有的氯化物離子(鹵化物離子)釋放出電子生成氯氣(鹵素)(反應A)。然后，該氯氣(鹵素)溶解于水生成次氯酸(次鹵酸)(反應B)。此時，同時還生成臭氧或者活性氧。以下，表示反應A、反應B。
反應A反應B此外，由于各電極29、30是不溶性導電體，所以可避免由于電解使得電極29、30溶解于被處理水中的不良情況，從而可使電極29、30的更換等維修作業簡單化。另外，如本實施例所述，電極是由貴金屬電極或在導電體上覆蓋了貴金屬的電極構成的，所以可更加有效地在被處理水中生成次鹵酸等。另外，由于電解含鈣的溶液，所以在陰極側產生氫氧化鈣等的水垢附著。為了防止該情況，實施極性轉換。
然后，生成的次氯酸(次鹵酸)與被處理水中含有的氨或銨離子(氨態氮)反應，經過了多個化學變化后，轉化為氮氣(反應C)。以下，表示反應C。
反應C
另外，被處理水中的氨或銨離子(氨態氮)與在構成陽極的電極29側產生的臭氧或者活性氧如反應D所示那樣反應，由此也被脫氮處理為氮氣。以下，表示反應D。
反應D由此，通過被處理水被電解處理，被處理水中的氨或者銨離子的氨態氮被脫氮處理為氮氣。
在如上所述的電解處理中，如上述反應C所示，氨與次氯酸反應，由此，形成單氯胺或二氯胺等中間生成物，通過這些中間生成物的反應進行生成氮氣的脫氮處理。在此，單氯胺或二氯胺等中間生成物的pH依賴性較高，在pH高于4.4時存在三氯胺，在pH為4.4～5時存在二氯胺，在pH低于8時存在單氯胺。因此，為了使單氯胺和二氯胺兩者存在于被處理水中，pH需要為5～8。
另一方面，如上述反應C所示，隨著氨態氮的脫氮處理的進行，被處理水中生成鹽酸。因此，與被處理水中的氨態氮的處理量成比例，被處理水的pH傾向于酸性。但是，如上所述，若pH降低到規定值以下，則因為由氨態氮和次氯酸的反應生成的單氯胺或二氯胺等中間生成物的生成受阻，所以最終難以進行脫氮處理而將氨轉換為氮氣。
另外，若被處理水的pH達到4以下的酸性，則被處理水中的次氯酸逐漸表示作為氯氣的狀態，氯氣擴散到空氣中，在處理上并不優選。
因此，在本實施例中，在該電解處理中等，基于pH傳感器34的輸出，通過pH調整裝置36添加作為調整劑的氫氧化鈉水溶液。由此調整被處理水的pH，抑制氯氣的產生。此外，在本實施例中，為了促進在氨的脫氮處理過程中生成的單氯胺或二氯胺等中間生成物的生成，控制裝置基于pH傳感器34的輸出，將被處理水的pH調整到5～8的范圍。
然后，控制裝置基于ORP傳感器35的輸出，確定該電解處理的終點，結束電解處理。
在此，參照圖3～圖5，對上述被處理水中的氨的處理結束判斷進行說明。圖3是電解處理裝置3的概要說明圖，圖4、圖5表示實驗結果。在電解槽6內，遵循上述反應A～反應C的化學反應，被處理水中的氨被還原處理為氮氣。在該情況下，若進行被處理水中的氨的處理，則蓄積于被處理水中的次氯酸的量引起氧化還原電位(ORP)變化。另外，根據如上述的被處理水中的氨的量的減少及利用由pH調整裝置36添加的作為調整劑的氫氧化鈉，pH產生變化。由此，在本實施例中，基于電解槽6內的被處理水的ORP及pH，推測氨的除去反應的進行程度，基于該推測，控制向電極29、30的供電。
圖4表示通過電解處理裝置3的電解反應除去氨態氮時的電解槽6的電解時間和被處理水的ORP及pH的關系的一例。圖5表示對應于圖4的通過電解處理裝置3的電解反應除去氨態氮時的硝酸態氮濃度、氨態氮濃度及游離氯濃度的關系。在圖4及圖5的實驗中，使用1000mL的模擬被處理水，該模擬被處理水的氯化物離子濃度為10000mg/L、硝酸態氮濃度為2000mg/L、氨態氮濃度為1000mg/L，以電流值3A、利用由氫氧化鈉構成的pH調整劑將pH調整為8，同時進行電解處理。
在圖5中，氨態氮逐漸減少，在電解時間大約為120分鐘左右時，氨態氮的除去結束。該氨態氮的除去結束的同時，被處理水中的游離氯、即、次氯酸急劇地增加。與此相對，在圖4中表示出，電解槽6的被處理水的ORP隨著經過處理時間，微小上下波動并減少，在電解時間大約為120分鐘左右時，急劇地增加。這是因為，被處理水的ORP受到電解槽6內的被處理水中含有的次氯酸(次鹵酸)、單氯胺或二氯胺的影響而產生了變化。
即，在被處理水中存在足夠的氨時，作為中間生成物的單氯胺或二氯胺的生成和消耗的平衡基本一定，對此，通過進行氨的除去處理，打破該單氯胺與二氯胺的生成和消耗的平衡，單氯胺或二氯胺減少，由此被處理水的ORP逐漸降低。而且，從除去了被處理水中的氨(氨態氮)的時刻，由電解生成的次氯酸(次鹵酸)不被消耗，而殘留于被處理水中，所以由于該次氯酸的上升，被處理水的ORP值急劇地上升。
在本實施例中，基于電解槽6內的被處理水的ORP的變化程度及pH值，推測氨態氮的除去反應的進行程度，基于該進行程度控制電極29、30之間流過的電流值，并且根據電解槽6內的被處理水的ORP變化的推移、電解槽6的被處理水的pH達到規定的值的情況的任一個或者兩方面，推測氨態氮的除去結束，控制向電極29、30供電。
參照圖6的流程圖，對本實施例的基于ORP的變化的控制內容，以下進行說明。首先，控制裝置在S1中將pH控制為規定的pH值8同時開始電解處理，然后，在S2中由ORP傳感器35測定電解槽6內的被處理水的ORP，并將該測定了的ORP值存儲為ORPmax。然后，在S3中測定ORP，并將該測定了的ORP值存儲為ORPa。
然后，在S4中，控制裝置計算出ORPmax與ORPa的差，若ORPmax小于ORPa，則在S5中由ORPmax置換ORPa并存儲，之后，返回到S3。另一方面，若ORPmax大于ORPa，則進入到S6的處理中，若從ORPmax減去ORPa后的值為100mV以下，則返回到S3，若大于100mV則進入到S7的處理。
然后，在S7中測定ORP，并將該測定了的ORP值存儲為ORPb。然后，在S8中，控制裝置計算出ORPmax與ORPb的差，若從ORPmax減去ORPb后的值為10mV以上，則返回到S7，若是小于10mV的情況，則在S9中繼續處理，使基于電極29、30的電解結束后，結束處理。由此，可判斷被處理水的處理反應結束時的ORP的變化的推移，并可判斷電解槽6內的被處理水的處理反應結束。
因此，根據ORP的變化，判斷電解槽6內的被處理水內的氨態氮的電解反應的進行狀況，由此能夠可靠地進行被處理水內的氨態氮的處理，并且可避免不必要地耗電的不良情況。
另一方面，被處理水的pH根據如上述的被處理水中的氨的量的減少及利用由pH調整裝置36添加的作為調整劑的氫氧化鈉，pH產生變化。若被處理水中的氨與次氯酸的反應結束，則由于被處理水中不再生成鹽酸，所以被處理水的pH不會傾向于酸性。因此，控制裝置定期定量地向被處理水中添加作為pH調整劑的氫氧化鈉，被處理水的pH相對于添加量，不會傾向于酸性，即在相對于pH調整程度向堿性側移動的時刻，推測氨的除去反應的進行程度，基于該推測，控制向電極29、30的供電。
由此，為了基于由ORP傳感器35檢測的被處理水的ORP的變化的程度而控制向電極29、30的通電，可不使用氨態氮濃度測定器等高額的傳感器，根據被處理水中的氨態氮的濃度，能夠可靠地判斷氨態氮的處理結束時期。
由此，通過被處理水中的氨態氮的處理在途中結束，能夠避免處理后的被處理水中殘留氨態氮的不良情況，或通過必要以上地進行電解而消耗浪費的電力的不良情況。因此，可實現運轉成本的降低。尤其因為不用必要以上地進行電解，所以能夠抑制在被處理水中過度地生成次鹵酸的不良情況。
尤其在本實施例中，基于被處理水的ORP的變化及pH的變化判斷氨態氮的處理結束時間，所以可更加精密地進行電解控制，并能夠可靠地省電。
另外，如上所述，因為電解槽6內的被處理水由pH調整裝置36將pH調整到5～8的范圍，所以不會對通過電化學方法在被處理水中生成的次鹵酸與氨的脫氮反應中的單氯胺或二氯胺等中間生成物的生成產生較大影響。因此，被處理水的pH的變動不會對ORP的變動產生較大影響，可更加精密地判斷氨態氮的處理結束時間。
另外，由于被處理水的pH不會達到4以下，所以能夠抑制被處理水中生成的次氯酸等次鹵酸作為氯氣等的鹵氣等而被排放到空氣中的不良情況。
電解處理結束后，控制裝置通過設置于電解槽6的還原劑添加裝置37及38，向被處理水中添加作為次氯酸(次鹵酸)的還原劑的亞硝酸鈉溶液及草酸。
在此，控制裝置基于所述ORP傳感器35及pH傳感器34的檢測，判斷次氯酸(次鹵酸)的還原結束時間。即，控制裝置基于pH傳感器34的檢測，通過pH調整裝置36將該被處理水的pH調整到規定的范圍，例如5～8的范圍，在電解處理后也繼續檢測被處理水的ORP。
由于ORP基于被處理水中的次氯酸(次鹵酸)的量而變動，所以通過檢測被處理水達到一定的范圍的pH的狀態下的ORP，在該ORP達到規定的值以下的時刻，可判斷次氯酸(次鹵酸)的還原處理結束。
尤其在本實施例中，在基于ORP判斷次氯酸(次鹵酸)的還原結束時，通過將被處理水的pH調整到一定的范圍，可減小依賴于pH的ORP的影響，從而可以更加高精度地判斷次氯酸(次鹵酸)的還原處理的結束時間。
由此，能夠不會過度地、也不會不足地對被處理水中的次氯酸(次鹵酸)進行還原處理，所以在后段的被處理水的生物處理中，能夠避免由次氯酸(次鹵酸)生成三鹵甲烷等的不良影響，并且避免浪費地使用次氯酸(次鹵酸)的還原劑，由此可消除運轉成本上漲的不良情況。
尤其在本實施例中，在電解處理結束后，由于在該電解槽6內繼續進行氧化劑的還原處理，所以不必只為了該還原處理而設置ORP傳感器35等高價的傳感器，而可以利用在電解處理中使用的ORP傳感器36。由此，可實現裝置的簡單化，并且可實現部件個數的削減。
由此，在被處理水中生成的次氯酸(次鹵酸)在被還原處理了的狀態下，被輸送至后段的生物處理裝置4中。因此，通過電化學處理中在被處理水中生成的次氯酸等氧化劑，可避免對在后段中使用的產生脫氮反應的脫氮細菌、即本實施例中的顆粒污泥54產生不良影響的不良情況。因此，利用由電解生成的氧化劑，可抑制后段的生物處理的處理效率低下的不良情況。
此外，在本實施例中，采用了草酸作為還原劑，所以通過該草酸也可將被處理水的pH維持在約為5～6。由此，可將被處理水調整到適于后段的生物處理的pH，從而可實現氮化合物的處理效率的提高。
此外，在本實施例中，采用了亞硝酸鈉及草酸作為還原劑，但并不限于該組合，也可為硫代硫酸鹽或者它們的組合，進而也可為其中的任一個。但是，在硫代硫酸鹽的情況下，優選在不會對后段的生物處理產生影響的范圍內使用該硫酸鹽。這是因為該硫代硫酸鹽在成本方面有利。
另外，在本實施例中，作為還原次氯酸(次鹵酸)的手段，采用了還原劑，但并不限于此，也可通過由金屬過氧化物等構成的催化劑或曝氣對被處理水中的次鹵酸進行還原處理。在所述情況下，也與采用了還原劑的情況相同，可容易地對被處理水中的次鹵酸進行還原處理，從而可容易地實現各生物處理槽9的處理效率的提高。另外，在所述情況下，次氯酸(次鹵酸)的還原處理的結束時間，與上述情況同樣地基于由ORP傳感器35檢測出的ORP進行判斷。
之后，在電解槽6內，在被處理水中的次鹵酸等氧化劑的還原處理結束后，控制裝置經由配管40將電解槽6內的被處理水輸送至后段的前處理槽7內。
(3)生物處理的前處理被輸送到前處理槽7內的被處理水，通過由散氣裝置41供給氮氣，被處理水中的溶解氧被氮氣置換。由此，被處理水形成為厭氧性而適于利用生物處理所使用的顆粒污泥54進行的處理。另外，前處理槽7內的被處理水經由循環配管43與恒溫槽8連接。因此，在該被處理水的溫度例如低于+15℃時，通過該恒溫槽8加熱被處理水，使其溫度達到例如+15℃以上。由此，前處理槽7內的被處理水的溫度被調整到適于后段的生物處理的+15℃以上。此外，該恒溫槽8的加熱，如上所述，也可通過與該裝置1中產生熱的其他設備例如電解槽6進行熱交換等，利用廢熱來進行。由此，可不必特意地設置發熱設備進行被處理水的升溫。
再者，由有機物供給裝置45向該前處理槽7內的被處理水供給后段的生物處理的生物活動所必要的有機物。此外，在本實施例中，作為有機物，由于使用含甲醇或異丙醇的醇類，所以不會對生物處理帶來不良影響，可進行在生物處理中所必要的有機物的供給，由此也可實現生物處理的處理效率的提高，另外，還可提高處理后的被處理水的環境適應性。
并且，所述控制裝置基于在氟成分除去裝置2的中和槽12設置的硝酸傳感器18的檢測，在被處理水的硝酸濃度高于規定的濃度時，在該前處理槽7內，通過稀釋水供給裝置46進行稀釋水的供給，將被處理水的硝酸濃度調整到規定的濃度以下。此外，作為稀釋水，不僅可使用城市水等自來水，還可通過循環配管47向前處理槽7供給由本實施例中的水處理裝置1處理后的被處理水，由此進行再利用。
如此，在將電解處理后的被處理水調整到適于生物處理的狀態后，控制裝置經由配管48將前處理槽7內的被處理水輸送到后段的生物處理裝置4。
(4)生物處理輸送到生物處理裝置4內的被處理水，由于通過前段之前的處理，處理了被處理水中含有的氟成分或氨等氮化合物，所以在該階段，被處理水中含有作為處理對象的硝酸。如上所述，從半導體工廠中的蝕刻工序排出的被處理水，不僅含有高濃度的氟成分，還含有高濃度的氨或硝酸。硝酸雖然通過前段的電解處理，一部分被進行了脫氮處理，但為了通過電解處理對被處理水中的所有硝酸進行脫氮處理，電解處理所需時間需要變得更長，所以存在導致運轉成本上漲的問題，從處理費用的方面看，進而從處理效率的方面看也不優選。
另外，從工廠排出的被處理水中的硝酸的濃度并非一定，高濃度的情況或基本沒有處理對象的情況等變動較大，所以該生物處理裝置4的處理載荷的變動也較大。
因此，在本實施例的生物處理裝置4中，在氟成分除去裝置2的中和槽12中基于由硝酸傳感器18預先檢測出的硝酸濃度，使使用的生物處理槽9的數目變動。
具體地說，在前段的前處理槽7中，由稀釋水供給裝置46進行某種程度的濃度的稀釋，但在由硝酸傳感器18檢測出的硝酸的濃度明顯高時，在本實施例中，使全部的三臺泵50運轉，在全部的六個生物處理槽9進行被處理水的生物處理。
被處理水經由分支配管52從各生物處理槽9的下部被分配供給到脫氮反應室53。輸送給脫氮反應室53的被處理水，通過電解處理如上述那樣，氮態氮的處理基本結束，所以基本不含有氨態氮。
從生物處理槽9的下部輸送給脫氮反應室53內的被處理水，通過向上流動在充填于內部的顆粒污泥54內上升。在這期間，被處理水中的硝酸態氮及亞硝酸態氮如上述那樣與脫氮菌接觸，被分解為氮氣。即，脫氮菌利用氧使有機物氧化而獲得能量，在本實施例中，由于脫氮反應室53內形成厭氧狀態，所以脫氮菌利用硝酸或亞硝酸中的氧，進行由前段的前處理槽7預先供給的甲醇等有機物的氧化分解。由此，被處理水中的硝酸態氮及亞硝酸態氮由脫氮菌進行脫氮處理，被還原為氮氣(反應F)。以下，表示反應F。此外，反應F中的氫由被處理水中添加的有機物供給。
反應F
如此，在被處理水的硝酸濃度高時，由于向各生物處理槽9分配供給被處理水并執行生物處理，所以不管被處理水中含有的硝酸濃度，可減輕施加于各生物處理槽9的載荷。
由此，可實現各生物處理槽9的處理效率的提高，作為整體可提高被處理水的處理效率。尤其，通過能夠向多個生物處理槽9分配供給，由此可減輕由被處理水向該生物處理槽9的導入、排出引起的對各槽9內的生物的載荷。
另外，在本實施例中，由于生物處理利用顆粒污泥54對被處理水進行處理，所以可更加有效地對被處理水中的硝酸態氮或亞硝酸態氮進行處理。
再者，被供給到各生物處理槽9的被處理水如上述那樣，在前處理槽7由稀釋水供給裝置46稀釋到規定的硝酸濃度以下，所以由此也可利用適于生物處理的硝酸濃度執行處理，從而可實現處理效率的提高。
此外，供給生物處理槽9的被處理水，由于通過恒溫槽8預先調整到規定的溫度，即+15℃以上，所以可在適于生物處理的溫度下執行生物處理。由此可避免例如該水處理裝置1設置在室外的情況等，因季節室外氣體溫度顯著降低，由此生物的活動降低，從而處理效率降低的不良情況。因此，可避免受到室外氣體溫度的影響，能夠維持生物處理的處理效率。
而且，脫氮反應室53內生成的氮氣或二氧化碳氣體，經由設在生物處理槽9的上部的氣固液分離機構55被排出到外部。另外，由脫氮菌進行了脫氮處理后的被處理水，通過使泵57運轉，經由過濾膜56，通過配管58輸送到后段的釋放槽10。
在此，在脫氮反應室53內進行了脫氮處理后的被處理水，經由過濾膜56被輸送至后段，所以與氮氣或二氧化碳氣體等一同上升了的顆粒污泥54被過濾膜56過濾處理，因此可抑制流入到后段的釋放槽10的不良情況。
尤其，過濾膜56，至少與脫氮反應室53的由顆粒污泥54形成的層接觸，在本實施例中以被埋設了的狀態而配置，所以可積極地由過濾膜56剝下并排出附著于顆粒污泥54的各粒子的表面的氮氣或二氧化碳氣體等。因此，由于從各顆粒污泥54的粒子的表面有效地除去氮氣或二氧化碳氣體，所以該顆粒污泥54的脫氮處理的有效面積增加，由此可實現脫氮處理效率的提高。
此外，在本實施例中，通過使泵57運轉，經由過濾膜56將被處理水輸送到釋放槽10，但并不限于此，例如通過密閉被處理水的供給路徑及流出路徑以外的脫氮反應室53，可不用特意使用泵等輸送機構，通過來自被處理水的供給路徑的供給，將在脫氮反應室53處理了的被處理水從流出路徑排出。由此，可實現裝置的簡單化，并且可實現部件成本的降低。
另外，在本實施例中，過濾膜56被埋設于顆粒污泥54而被設置，但并不限于此，通過在脫氮反應室53內或脫氮反應室53的外部將其設置于被處理水的流出路徑，顆粒污泥54被排出到處理槽外，利用該顆粒污泥可抑制環境載荷增加的不良情況。
另一方面，在如下情況下由所述硝酸傳感器18檢測出的硝酸的濃度低于規定的值，可不必使用所有的生物處理槽9，可進行被處理水中的硝酸態氮及亞硝酸態氮的脫氮處理，在該情況下，使一臺或兩臺泵50運轉，將使用的生物處理槽9的臺數減少到兩臺或四臺，進行被處理水的生物處理。
通過進行如下控制這樣隨著被處理水中的硝酸濃度降低，使供給被處理水的生物處理槽9的數目減少，隨著硝酸濃度增高，使供給被處理水的生物處理槽的數目增加，如此根據對應于硝酸濃度的生物處理槽9的數目對被處理水進行處理。由此，可有效地進行生物處理，從而可實現處理效率的提高。
在該情況下，使用的生物處理單元51的選擇，并非始終使用相同的單元51，定期地執行順次切換使用的生物處理單元51的控制。由此，可避免因只使用一部分生物處理槽9而引起各生物處理槽9之間的載荷差距的不良情況。
然后，通過散氣裝置59從空氣供給路徑62向由生物處理裝置4處理了并被輸送到釋放槽10的被處理水供給空氣。由此，進行因過剩地添加到被處理水中而殘留下的有機物的分解處理。在對該有機物進行了分解處理后，通過泵60經由釋放配管61向河川等環境中排出被處理水。在該狀態下，被處理水的氟成分被除去處理，并且高濃度的硝酸或氨等也被有效地進行了除去處理，因此，即使排放到環境中，也不會對該環境帶來負荷。因此，不必將從工廠排出的被處理水作為工業廢棄物來進行處理，無論在環境方面還是在處理成本方面都較為適宜。
此外，即使在由生物處理裝置4進行了處理并被輸送到釋放槽10之后，例如由硝酸傳感器18檢測出的硝酸濃度明顯偏高，需要比通常情況更高的處理時，也可以經由循環配管47將輸送到釋放槽10的被處理水輸送到前處理槽7，再次進行在生物處理裝置4中的處理。
如上所述，根據本發明的水處理裝置1，能夠在氟成分除去裝置2中除去例如在半導體工廠等排出的氫氟酸排水等含有氟成分或氮化合物的被處理水中的氟成分，并且能夠在電化學處理裝置3及生物處理裝置4中，對除去了氟成分且至少含有氮化合物的被處理水進行處理。
由此，可將從工廠等排出的含有氟成分或至少含有氮化合物的排水處理至適于環境的狀態，能夠實現排水處理的成本的降低，并且可提高對環境的適應性。
另外，由于被處理水是通過電化學方法被處理后又被進行了生物處理的被處理水，所以相比于只通過電化學方法進行處理的情況，可明顯到達運轉成本的降低，并且可提高被處理水的處理效率。
此外，在本實施例中，由于以含有氟成分的被處理水的處理作為例子進行了列舉，所以具有氟成分除去裝置2，但在對不需要氟成分的處理的被處理水進行處理時，通過由除該氟成分除去裝置2之外的水處理裝置1進行處理，可有效地處理含有高濃度的氮化合物的被處理水。
此外，在本實施例中，按所述順序設置氟成分除去裝置2、電解處理裝置3、生物處理裝置4，由此進行被處理水的處理，但各裝置的處理的順序并不限定于此，即使在任一個的順序變更時，也可進行被處理水的處理。
權利要求
1.一種水處理裝置，其特征在于，包括氟成分除去裝置，其從混入了含有氟成分的被除去物的被處理水分離所述被除去物；電化學處理裝置，在所述被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；以及生物處理裝置，其對所述被處理水進行生物處理。
2.一種水處理裝置，其特征在于，包括電化學處理裝置，在被處理水中浸漬至少一對電極的至少一部分，所述電化學處理裝置利用電化學方法對其進行處理；和生物處理裝置，其具有多個生物處理槽，對由所述電化學方法處理了的所述被處理水進行生物處理，基于所述被處理水中的硝酸濃度及/或所述被處理水的量切換所述生物處理槽的數目。
3.根據權利要求1或2所述的水處理裝置，其特征在于，所述電化學處理裝置具有pH調整機構，其在利用所述電化學方法的處理中調整所述被處理水的pH；pH檢測機構，其檢測所述被處理水的pH；ORP檢測機構，其檢測所述被處理水的氧化還原電位；結束判定機構，其判定利用所述電化學方法的處理的結束；以及控制機構，其控制向所述電極的通電，在利用所述電化學方法的處理中，所述被處理水的pH由所述pH調整機構調整到規定范圍內，并且所述結束判定機構基于所述pH檢測機構的檢測輸出及/或所述ORP檢測機構的檢測輸出判定結束，所述控制機構根據該判定輸出結束向所述電極的通電。
4.根據權利要求3所述的水處理裝置，其特征在于，所述電化學處理裝置具有還原所述被處理水中的次鹵酸的次鹵酸還原處理機構、及判定次鹵酸的還原處理的結束的還原處理結束判定機構，在利用所述控制機構結束向所述電極的通電后，通過次鹵酸還原處理機構進行次鹵酸的還原處理，判定還原處理結束，并結束所述次鹵酸還原處理機構的動作。
5.根據權利要求3所述的水處理裝置，其特征在于，所述pH調整機構將所述被處理水的pH調整到5～8。
6.根據權利要求1～5中任一項所述的水處理裝置，其特征在于，具有在所述生物處理的前段除去所述被處理水中的氧的機構。
7.根據權利要求1～6中任一項所述的水處理裝置，其特征在于，所述生物處理裝置使用顆粒污泥對所述被處理水進行處理。
8.一種水處理裝置，對被處理水進行生物處理，其特征在于，具有貯留顆粒污泥的生物處理槽，由該生物處理槽供給所述被處理水并進行生物處理，并且在所述生物處理槽內設置過濾膜，經由該過濾膜使所述生物處理槽內的所述被處理水流出到該生物處理槽外。
全文摘要
提供一種能夠將含有氟成分的被處理水處理至可適應環境的狀態，還不會對含有氮化合物的被處理水的濃度產生影響，可進行氮化合物的處理的水處理裝置。其包括從混入了含有氟成分的被除去物的被處理水分離被除去物的氟成分除去裝置(2)；將至少一對電極(29)、(30)的至少一部分浸漬到分離了被除去物的被處理水中，利用電化學方法進行處理的電化學處理裝置(3)；以及對利用電化學方法進行了處理的被處理水進行生物處理的生物處理裝置(4)。
文檔編號C02F1/58GK1911840SQ20061011014
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月7日 優先權日2005年8月9日
發明者井關正博, 山田淳, 梅澤浩之, 小泉友人, 小川唯 申請人:三洋電機株式會社