JP2010075834A - Treatment apparatus and treatment method - Google Patents
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Abstract
【課題】流体中に含まれる難分解性化合物を効率よく除去することが可能な処理技術を提供する。
【解決手段】難分解性化合物を含むPFCガス31が導入される処理槽19と、処理槽19内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出部54と、処理槽19内のナノバブル含有水中にPFCガス31を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生部79とを備える、難分解性化合物を含む流体を処理するための処理装置20を提供する。
【選択図】図1Disclosed is a treatment technique capable of efficiently removing a hardly decomposable compound contained in a fluid.
A treatment tank 19 into which a PFC gas 31 containing a hardly decomposable compound is introduced, a nanobubble-containing water discharge section 54 for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank 19, and a nanobubble-containing water in the treatment tank 19 Provided is a processing apparatus 20 for processing a fluid containing a hardly decomposable compound, which includes a micro / nano bubble generating unit 79 that generates micro / nano bubbles including PFC gas 31.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、難分解性化合物を含有する流体を処理するための処理装置及び処理方法に関するものである。 The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for processing a fluid containing a hardly decomposable compound.
ダイオキシン類、PCB(ポリ塩化ビフェニル)及び有機フッ素化合物類(例えば、パーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)又はパーフルオロオクタン酸(PFOA)等)などは化学的に安定な物質であって、耐熱性及び耐薬品性(例えば、耐酸性)に優れている。それゆえ、これら難分解性化合物は、界面活性剤、又は半導体製造における反射防止膜等の産業用材料として広く用いられている。 Dioxins, PCB (polychlorinated biphenyl) and organic fluorine compounds (for example, perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) or perfluorooctanoic acid (PFOA)) are chemically stable substances, Excellent chemical resistance (for example, acid resistance). Therefore, these hardly decomposable compounds are widely used as surfactants or industrial materials such as antireflection films in semiconductor production.
しかしながら、これら難分解性化合物が広く用いられれば用いられるほど、難分解性化合物が自然界に放出される可能性が増加する。 However, the more widely used these hardly decomposable compounds are, the more likely they are released to nature.
上述したように、難分解性化合物は化学的に安定な物質であるが故に、一度自然界に放出されれば、深刻な環境汚染の原因となり得る。例えば、北極熊、アザラシ及び鯨の体内から上述したような難分解性化合物が検出されており、難分解性化合物による環境汚染が国際的に深刻化しつつある。 As described above, since a hardly decomposable compound is a chemically stable substance, once it is released into nature, it can cause serious environmental pollution. For example, the above-mentioned hardly decomposable compounds have been detected in the polar bears, seals, and whales, and environmental pollution due to the hardly decomposable compounds is becoming increasingly serious internationally.
それゆえ、環境汚染を防止するために、産業用材料としてこれらの難分解性化合物を用いる工場からの排水を適切に処理するための水処理技術の開発が進められている。また、用水処理において、河川水等に残存するこれらの難分解性化合物を除去する水処理技術も同時に求められている。 Therefore, in order to prevent environmental pollution, development of water treatment technology for appropriately treating waste water from factories using these hardly decomposable compounds as industrial materials is being promoted. In water treatment, a water treatment technique for removing these hardly decomposable compounds remaining in river water and the like is also required at the same time.
例えば、従来から、PFOS、PFOA等の難分解性化合物を含有する排水の水処理技術としては、燃料を用いて水溶液のままで難分解性化合物を燃焼する燃焼方式、又は水溶液に対して高圧をかけることによって水溶液中の化合物を分解する超臨界方式が用いられている。 For example, conventionally, as a water treatment technique for wastewater containing refractory compounds such as PFOS and PFOA, a combustion method in which a refractory compound is burned in an aqueous solution using fuel, or a high pressure is applied to the aqueous solution. A supercritical method is used in which a compound in an aqueous solution is decomposed by application.
しかしながら、例えば、半導体工場などから排出される有機フッ素化合物含有排水中の有機フッ素化合物の濃度は、ppbオーダーであって濃度が低く、かつ排水量が1日あたり数十トン〜数百トンと非常に多い。この場合、上記従来の方法では、排水を処理しきれないのが現状である。 However, for example, the concentration of the organic fluorine compound in the organic fluorine compound-containing wastewater discharged from a semiconductor factory or the like is on the order of ppb, the concentration is low, and the amount of wastewater is several tens to several hundred tons per day. Many. In this case, in the present situation, the conventional method cannot completely treat the waste water.
また、用水処理においても、河川水や湖水の有機フッ素化合物濃度は、排水の場合よりもさらに低く、水量も多いため、処理は非常に困難である。 In addition, in the water treatment, the concentration of organic fluorine compounds in river water and lake water is much lower than in the case of drainage, and the amount of water is large, so that treatment is very difficult.
ところで、近年、小さな直径を有する気泡(バブル)には様々な作用効果があることが明らかになりつつあり、現在、このような気泡を作製する技術及びその効果に対する研究が進みつつある。そして、気泡を用いて、様々な有機物を分解しようとする試みもなされている。 By the way, in recent years, it has been clarified that bubbles having a small diameter have various functions and effects. Currently, research on techniques for producing such bubbles and their effects is being advanced. Attempts have also been made to decompose various organic substances using bubbles.
上記気泡は、その直径に応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブル及びナノバブルに分類することができる。具体的には、マイクロバブルは、その発生時において10μm〜数十μmの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは、その発生時において数百nm〜10μmの直径を有する気泡であり、ナノバブルは、その発生時において数百nm以下の直径を有する気泡である。なお、マイクロバブルは、発生後の収縮運動によって、その一部がマイクロナノバブルに変化することがある。また、ナノバブルは、長期に渡って液体中に存在することができるという性質を有している。 The bubbles can be classified into microbubbles, micronanobubbles and nanobubbles according to their diameters. Specifically, the microbubble is a bubble having a diameter of 10 μm to several tens of μm at the time of its generation, the micro-nano bubble is a bubble having a diameter of several hundred nm to 10 μm at the time of its generation, and the nanobubble is Bubbles having a diameter of several hundred nm or less at the time of generation. Note that a part of the microbubble may be changed to a micro / nanobubble by the contraction movement after the generation. Nanobubbles have the property that they can exist in a liquid for a long period of time.
例えば、従来から、様々なナノバブルの利用方法、及びナノバブルを利用した各種装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。より具体的には、特許文献1には、ナノバブルが、浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、又は静電分極の実現によって、界面活性作用及び殺菌作用を示すことが記載されている。さらに、特許文献1には、ナノバブルが有する界面活性作用及び殺菌作用を用いて、各種物体を洗浄する技術及び汚濁水を浄化する技術が記載されている。さらに、特許文献1には、ナノバブルを用いて生体の疲労を回復する方法が記載されている。なお、特許文献1では、水を電気分解するとともに、当該水に超音波振動を加えることによって、ナノバブルを作製している。
For example, various nanobubble utilization methods and various devices utilizing nanobubbles have been conventionally known (see, for example, Patent Document 1). More specifically, in
また、従来から、液体を原料としてナノバブルを作製する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。上記作製方法は、液体中において、1)上記液体の一部を分解ガス化する工程、2)上記液体に超音波を印加する工程、又は3)上記液体の一部を分解ガス化する工程及び上記液体に超音波を印加する工程、からなるものである。なお、液体の一部を分解ガス化する工程として、電気分解法又は光分解法を用いることができることが記載されている。 Conventionally, a method for producing nanobubbles using a liquid as a raw material is known (see, for example, Patent Document 2). In the liquid, the production method includes 1) a step of decomposing and gasifying part of the liquid, 2) a step of applying ultrasonic waves to the liquid, or 3) a step of decomposing and gasifying part of the liquid, and A step of applying ultrasonic waves to the liquid. It is described that an electrolysis method or a photolysis method can be used as a step of decomposing and gasifying a part of the liquid.
また、従来から、オゾンガスからなるマイクロバブル(オゾンマイクロバブル)を利用する廃液処理装置が用いられている(例えば、特許文献3参照)。上記廃液処理装置では、オゾン発生装置によって作製されたオゾンガスと廃液とを、加圧ポンプを用いて混合することによって、オゾンガスからなるマイクロバブルを作製している。そして、当該マイクロバブルが廃液中の有機物と反応することによって、廃液中の有機物が酸化分解される。
しかしながら、上記従来のバブルを利用した水処理技術では、水溶液中の難分解性化合物を効率よく除去できないという問題点を有している。 However, the conventional water treatment technology using bubbles has a problem in that the hardly decomposable compound in the aqueous solution cannot be efficiently removed.
また、近年、例えば半導体工場又は液晶工場において使用する難分解性化合物を含む気体(例えば、各種PFC(パーフルオロカーボン)ガス)が、温暖化の原因の一つとして重要視されており、特にPFCガスは、二酸化炭素の数千倍の温室効果を有すると考えられているため、このような気体中の難分解性化合物を削減することも重要な課題となっている。 In recent years, for example, gases containing persistent compounds that are used in semiconductor factories or liquid crystal factories (for example, various PFC (perfluorocarbon) gases) have been regarded as one of the causes of global warming. Since it is considered to have a greenhouse effect several thousand times that of carbon dioxide, it is an important issue to reduce such decomposable compounds in the gas.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は工場などから排出される流体に含まれる難分解性化合物を、効率よくかつ容易に除去することが可能な処理技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a processing technique capable of efficiently and easily removing a hardly decomposable compound contained in a fluid discharged from a factory or the like. It is to provide.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、以下の1)〜5)を見出し、本発明を完成させるに至った。つまり、
1)難分解性化合物(例えば、有機フッ素化合物など)を含む液体を分解処理することによって発生する分解物(PFC(パーフルオロカーボン)など)を含む気体と、工場等から排出される難分解性化合物を含む気体との両方に、ナノバブル含有水ミストを含ませ、それらを混合して処理することにより、難分解性化合物を効率よく処理できること、
2)ナノバブルの酸化力と活性炭の触媒作用とによる相乗効果を利用することによって、難分解性化合物を効率よく分解できること、
3)難分解性化合物を含む気体に、ナノバブル含有水ミストを多量に含有させることによって、難分解性化合物を効率よく処理できること、
4)上記気体を含むマイクロナノバブルを液中に導入することにより、ナノバブル含有水ミストを多量に含有する気体を効率よく発生させ得ること、
5)上記気体を含むマイクロナノバブルを液体中に導入し、さらに当該液体をナノバブル含有水吐出部においてせん断することによって、難分解性化合物を物理的に分解できること。
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found the following 1) to 5) and have completed the present invention. That means
1) A gas containing a decomposition product (such as PFC (perfluorocarbon)) generated by decomposing a liquid containing a hardly decomposable compound (for example, an organic fluorine compound) and a hardly decomposable compound discharged from a factory or the like Incorporating nanobubble-containing water mist into both the gas containing and being able to treat the hardly decomposable compound efficiently by mixing and treating them,
2) By utilizing the synergistic effect of the oxidizing power of nanobubbles and the catalytic action of activated carbon, it is possible to efficiently decompose difficult-to-decompose compounds,
3) The gas containing the hardly decomposable compound can efficiently treat the hardly decomposable compound by containing a large amount of nanobubble-containing water mist.
4) A gas containing a large amount of nanobubble-containing water mist can be efficiently generated by introducing micro-nano bubbles containing the gas into the liquid.
5) The hardly decomposable compound can be physically decomposed by introducing micro-nano bubbles containing the gas into the liquid and further shearing the liquid in the nano-bubble-containing water discharge section.
すなわち、本発明に係る処理装置は、難分解性化合物を含む流体を処理するための処理装置であって、難分解性化合物を含む第1の気体が導入される処理槽と、上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、上記処理槽内の上記ナノバブル含有水中に第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生手段とを備えていることを特徴としている。 That is, the processing apparatus which concerns on this invention is a processing apparatus for processing the fluid containing a hardly decomposable compound, Comprising: The processing tank into which the 1st gas containing a hardly decomposable compound is introduce | transduced, In the said processing tank The nanobubble-containing water discharging means for discharging the nanobubble-containing water and the micro-nanobubble generating means for generating the micro-nanobubbles containing the first gas in the nanobubble-containing water in the treatment tank are provided.
本発明に係る処理方法は、難分解性化合物を含む流体を処理するための処理方法であって、処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出工程と、上記処理槽内の上記ナノバブル含有水中に、難分解性化合物を含む第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生工程とを備えていることを特徴としている。 The treatment method according to the present invention is a treatment method for treating a fluid containing a hardly decomposable compound, and includes a nanobubble-containing water discharge step for discharging nanobubble-containing water into a treatment tank, and the nanobubbles in the treatment tank. And a micro / nano bubble generating step of generating micro / nano bubbles including a first gas containing a hardly decomposable compound in the contained water.
上記の構成により、処理槽内に吐出されたナノバブル含有水中に、難分解性化合物を含む第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させる。これにより、処理槽内において、第1の気体を含むマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に長時間滞留させることが可能であり、第1の気体に含まれる難分解性化合物をナノバブルにより効率よく分解することができる。 With the above configuration, micro-nano bubbles containing the first gas containing the hardly decomposable compound are generated in the nanobubble-containing water discharged into the treatment tank. Thereby, in the treatment tank, the micro-nano bubbles containing the first gas can be retained in the nano-bubble-containing water for a long time, and the hardly decomposable compound contained in the first gas is efficiently decomposed by the nano bubbles. Can do.
また、本発明に係る処理装置において、上記処理槽は、難分解性化合物を含む液体がさらに導入されるものであり、かつ活性炭をさらに含んでいることが好ましい。 Moreover, in the processing apparatus which concerns on this invention, it is preferable that the said processing tank further introduces the liquid containing a hardly decomposable compound, and also contains activated carbon.
上記の構成により、処理槽内の難分解性化合物を含む液体は、処理槽内に吐出されたナノバブル含有水により効率よく処理される。また、活性炭の触媒作用がナノバブルのラジカルによる酸化作用と相乗効果を奏し、効率よい分解に寄与する。 By said structure, the liquid containing the hardly decomposable compound in a processing tank is efficiently processed with the nanobubble containing water discharged in the processing tank. In addition, the catalytic action of activated carbon has a synergistic effect with the oxidation action of nanobubble radicals, contributing to efficient decomposition.
また、本発明に係る処理装置は、上記ナノバブル含有水吐出手段は、上記液体を用いてナノバブル含有水を作製し、上記処理槽内に吐出するものであることが好ましい。 In the treatment apparatus according to the present invention, it is preferable that the nanobubble-containing water discharge means prepares nanobubble-containing water using the liquid and discharges it into the treatment tank.
上記の構成によれば、難分解性化合物を含む液体を用いてナノバブル含有水を処理槽内に吐出する。このように、難分解性化合物を含む液体を用いてナノバブル含有水を作製することによって、当該液体中の難分解性化合物をより効率よく分解することができる。 According to said structure, nanobubble containing water is discharged in a processing tank using the liquid containing a hardly decomposable compound. Thus, by producing nanobubble containing water using the liquid containing a hardly decomposable compound, the hardly decomposable compound in the said liquid can be decomposed | disassembled more efficiently.
また、本発明に係る処理装置は、上記液体が導入される原水槽と、上記原水槽内の上記液体を上記ナノバブル含有水吐出手段に移送する第1の移送手段と、上記処理槽内に設けられ、上記ナノバブル含有水と上記活性炭との混合溶液から上記活性炭を分離する分離手段と、上記分離手段により上記活性炭が分離された上記混合溶液を、上記処理槽内から上記原水槽に移送する第2の移送手段とを備えていることが好ましい。 Further, the treatment apparatus according to the present invention is provided in the raw water tank into which the liquid is introduced, a first transfer means for transferring the liquid in the raw water tank to the nanobubble-containing water discharge means, and the treatment tank. Separation means for separating the activated carbon from the mixed solution of the nanobubble-containing water and the activated carbon, and the mixed solution from which the activated carbon has been separated by the separation means is transferred from the treatment tank to the raw water tank. 2 transfer means.
上記の構成によれば、分離手段によって、処理槽内のナノバブル含有水と活性炭との混合溶液から活性炭を分離し、活性炭が分離された混合溶液が処理槽内から原水槽に移送される。原水槽内の難分解性化合物を含む液体は、その後ナノバブル含有水吐出手段に移送される。そして、ナノバブル含有水吐出手段は、原水槽に移送された混合溶液を用いてナノバブル含有水を作製し、処理槽に吐出する。このように、第1の気体を含むマイクロナノバブルを含むナノバブル含有水を処理槽と原水槽との間で循環させることによって、第1の気体を含むマイクロナノバブルを含むナノバブル含有水をさらにせん断してナノバブル含有水を作製し、処理槽に吐出する。 According to said structure, activated carbon is isolate | separated from the mixed solution of nanobubble content water and activated carbon in a processing tank by a isolation | separation means, and the mixed solution from which activated carbon was isolate | separated is transferred to the raw | natural water tank. The liquid containing the hardly decomposable compound in the raw water tank is then transferred to the nanobubble-containing water discharge means. And a nanobubble content water discharge means produces nanobubble content water using the mixed solution transferred to the raw | natural water tank, and discharges it to a processing tank. Thus, the nanobubble containing water containing the micronano bubble containing the first gas is further sheared by circulating the nanobubble containing water containing the micronano bubble containing the first gas between the treatment tank and the raw water tank. Nano bubble-containing water is prepared and discharged into a treatment tank.
これにより、より効率よく第1の気体に含まれる難分解性化合物を分解することができる。また、処理槽と原水槽との間を循環するナノバブル含有水に含まれる難分解性化合物を含む液体も効率よく処理することが可能であり、難分解性化合物をより効率よく分解することができる。さらに、処理槽内の活性炭は、分離手段により分離され、原水槽に移送されずに処理槽内に滞留するので、処理槽内において長時間触媒作用を発揮し、分解処理に寄与することができる。 Thereby, the hardly decomposable compound contained in the first gas can be decomposed more efficiently. In addition, it is possible to efficiently treat a liquid containing a hardly decomposable compound contained in nanobubble-containing water circulating between the treatment tank and the raw water tank, and it is possible to decompose the hardly decomposable compound more efficiently. . Furthermore, since the activated carbon in the treatment tank is separated by the separating means and stays in the treatment tank without being transferred to the raw water tank, it can exhibit a catalytic action for a long time in the treatment tank and contribute to the decomposition treatment. .
また、本発明に係る処理装置は、上記活性炭を、上記処理槽の容量に対して0.1(cm3/cm3)〜0.3(cm3/cm3)含んでいることが好ましい。上記の構成によれば、活性炭の触媒作用をより高めることができる。 The processing apparatus according to the present invention, the activated carbon preferably contains 0.1 (cm 3 / cm 3) ~0.3 (cm 3 / cm 3) with respect to the capacity of the treatment tank. According to said structure, the catalytic action of activated carbon can be improved more.
また、本発明に係る処理装置において、上記活性炭は粒状活性炭又は破砕微細活性炭であることが好ましい。このように活性炭として、難分解性化合物を吸着する粒状活性炭、又は粒状活性炭よりも微細であり表面積が大きい破砕微細活性炭を用いることによって、処理槽内における触媒作用をより効果的に発揮させることができる。すなわち、粒状活性炭又は破砕微細活性炭の触媒作用によって、ナノバブルによる酸化作用がさらに相乗的に強まり、難分解性化合物を効率よく分解することができる。 In the treatment apparatus according to the present invention, the activated carbon is preferably granular activated carbon or crushed fine activated carbon. Thus, by using granular activated carbon that adsorbs a hardly decomposable compound, or crushed fine activated carbon that is finer and larger in surface area than granular activated carbon, the catalytic action in the treatment tank can be more effectively exhibited. it can. That is, due to the catalytic action of granular activated carbon or crushed fine activated carbon, the oxidizing action by nanobubbles is further synergistically enhanced, and the hardly decomposable compound can be efficiently decomposed.
また、本発明に係る処理装置は、上記原水槽内に上記活性炭よりも体積の大きい大型活性炭をさらに備えていることが好ましい。上記の構成によれば、大型活性炭の触媒作用と吸着作用とにより、原水槽内の液体に含まれる難分解性化合物を、効率よく分解することができる。また、大型活性炭は体積が大きいため、ナノバブル含有水吐出手段に取り込まれることがなく、ナノバブル含有水吐出手段の性能を妨げない。 Moreover, it is preferable that the processing apparatus which concerns on this invention is further equipped with the large sized activated carbon with a volume larger than the said activated carbon in the said raw | natural water tank. According to said structure, the hard-to-decompose compound contained in the liquid in a raw | natural water tank can be decomposed | disassembled efficiently by the catalytic action and adsorption | suction action of large sized activated carbon. Moreover, since the large activated carbon has a large volume, it is not taken into the nanobubble-containing water discharging means, and does not hinder the performance of the nanobubble-containing water discharging means.
また、本発明に係る処理装置において、上記原水槽内に、上記液体を加熱する加熱手段をさらに備えていることが好ましい。上記の構成によれば、原水槽内の液体を加熱することにより、上記液体に含まれる難分解性化合物の分解効率を向上させることができる。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable to further provide the heating means which heats the said liquid in the said raw | natural water tank. According to said structure, the decomposition efficiency of the hardly decomposable compound contained in the said liquid can be improved by heating the liquid in a raw | natural water tank.
また、本発明に係る処理装置において、第1の気体と、上記液体を処理することによって発生した第2の気体と、を処理するための気体処理手段をさらに備えていることが好ましい。 The processing apparatus according to the present invention preferably further includes a gas processing means for processing the first gas and the second gas generated by processing the liquid.
上記の構成によれば、処理槽内の難分解性化合物を含む液体を処理することによって発生する第2の気体と、処理槽内において分解されずに残留する第1の気体とを、気体処理手段においてさらに分解処理することができる。 According to said structure, the 2nd gas generated by processing the liquid containing the hardly decomposable compound in a processing tank, and the 1st gas which remains without being decomposed | disassembled in a processing tank are gas-processed. It can be further decomposed in the means.
ここで、処理槽内においては、第1の気体を含むマイクロナノバブルと、難分解性化合物を含む液体を含むナノバブル含有水とが混合され、霧状のナノバブル含有水であるナノバブル含有水ミストを多量に含む、第1の気体と第2の気体との混合気体が、処理槽内の気相に発生する。そして、当該混合気体中の難分解性化合物及びその分解物は、ナノバブル含有水ミストに含まれるナノバブルによって分解が促進されるため、その後の気体処理手段においてより効率よく分解され得る。さらに、処理槽内のナノバブル含有水内において、第1の気体をナノバブルによってある程度分解することにより、気体処理手段において第1の気体の分解に要するエネルギーコストを抑えることができる。 Here, in the treatment tank, the micro-nano bubbles containing the first gas and the nano-bubble-containing water containing the liquid containing the hardly decomposable compound are mixed, and a large amount of nano-bubble-containing water mist that is atomized nano-bubble-containing water is added. The mixed gas of the first gas and the second gas is generated in the gas phase in the treatment tank. And since the decomposition | disassembly is accelerated | stimulated by the nanobubble contained in the nanobubble containing water mist, the hardly decomposable compound in the said mixed gas and its decomposition product can be decomposed | disassembled more efficiently in the subsequent gas treatment means. Furthermore, the energy cost required for the decomposition of the first gas in the gas processing means can be suppressed by decomposing the first gas to some extent by the nanobubbles in the nanobubble-containing water in the treatment tank.
また、本発明に係る処理装置において、上記気体処理手段は、熱分解装置、触媒分解装置、プラズマ分解装置、及びバーナー方式燃焼分解装置の少なくとも何れか1つを備えていることが好ましい。 In the processing apparatus according to the present invention, the gas processing means preferably includes at least one of a thermal decomposition apparatus, a catalytic decomposition apparatus, a plasma decomposition apparatus, and a burner type combustion decomposition apparatus.
気体処理手段が熱分解装置を備えていれば、高温(例えば1300℃など)にすることにより効率よく難分解性化合物を分解することができる。また、気体処理手段が触媒分解装置を備えていれば、触媒を使用することにより、効率よく難分解性化合物を分解することができる。また、気体処理手段がプラズマ分解装置を備えていれば、プラズマにより分解することによって、効率よく難分解性化合物を分解することができる。また、気体処理手段がバーナー方式燃焼分解装置を備えていれば、燃焼ガスを利用して、1300℃から1400℃などまでの温度において燃焼させて分解させることができる。 If the gas treatment means includes a thermal decomposition apparatus, the hardly decomposable compound can be efficiently decomposed at a high temperature (eg, 1300 ° C.). In addition, if the gas treatment means includes a catalyst decomposing apparatus, it is possible to efficiently decompose the hardly decomposable compound by using a catalyst. Moreover, if the gas treatment means includes a plasma decomposition apparatus, it is possible to efficiently decompose the hardly decomposable compound by decomposing with plasma. Further, if the gas treatment means includes a burner type combustion decomposition apparatus, it can be burned and decomposed at a temperature from 1300 ° C. to 1400 ° C. using combustion gas.
また、本発明に係る処理装置において、上記気体処理手段は、炭素数4〜9のパーフルオロカーボンガスを処理するための装置を備えていることが好ましい。上記の構成によれば、例えば処理槽内の液体に含まれる難分解性化合物が有機フッ素化合物を含む場合には、その分解により発生する第2の気体に含まれる炭素数4〜9のパーフルオロカーボンガスを、気体処理手段にて処理することができる。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said gas processing means is equipped with the apparatus for processing a C4-C9 perfluorocarbon gas. According to said structure, when the hardly decomposable compound contained in the liquid in a processing tank contains an organic fluorine compound, for example, it is a C4-C9 perfluorocarbon contained in the 2nd gas generated by the decomposition | disassembly. The gas can be processed by a gas processing means.
また、本発明に係る処理装置において、上記液体は、上記難分解性化合物を使用する装置から排出される液体であり、上記難分解性化合物を使用する装置から上記液体が排出されたときに、上記ナノバブル含有水吐出手段と上記マイクロナノバブル発生手段とを作動させるシーケンス制御手段をさらに備えていることが好ましい。 Moreover, in the processing apparatus according to the present invention, the liquid is a liquid discharged from an apparatus that uses the hardly decomposable compound, and when the liquid is discharged from an apparatus that uses the hardly decomposable compound, It is preferable to further comprise a sequence control means for operating the nanobubble-containing water discharging means and the micro / nanobubble generating means.
上記の構成によれば、シーケンス制御手段によって、当該液体が排出されたときに本発明に係る処理装置におけるナノバブル含有水吐出手段及びマイクロナノバブル発生手段を作動させるため、当該液体が排出されていないときには上記の手段を作動させず、必要時のみに作動させることができ、エネルギー消費を抑えることができる。 According to said structure, when the said liquid is not discharged | emitted in order to operate the nano bubble containing water discharge means and micro nano bubble generation means in the processing apparatus which concerns on this invention when the said liquid is discharged | emitted by the sequence control means. The above-described means can be operated only when necessary without operating the above means, and energy consumption can be suppressed.
また、本発明に係る処理装置において、上記シーケンス制御手段は、上記難分解性化合物を使用する装置からの、上記難分解性化合物を洗浄する洗浄水を供給する供給弁と、洗浄後の当該洗浄水を排出する排出弁とが開いたことを示す信号を受信したときに、上記ナノバブル含有水吐出手段と、上記マイクロナノバブル発生手段とを作動させることが好ましい。上記の構成によれば、難分解性化合物を使用する装置における供給弁及び排出弁からの信号によって、シーケンス制御手段は、当該液体が排出されるときを正確に認識することができる。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the sequence control means includes a supply valve for supplying cleaning water for cleaning the hardly decomposable compound from an apparatus using the hardly decomposable compound, and the cleaning after the cleaning. It is preferable to operate the nanobubble-containing water discharge means and the micro-nanobubble generation means when a signal indicating that the discharge valve for discharging water is opened is received. According to said structure, the sequence control means can recognize correctly when the said liquid is discharged | emitted with the signal from the supply valve and discharge valve in the apparatus which uses a hardly decomposable compound.
また、本発明に係る処理装置において、上記難分解性化合物を高濃度に含む高濃度液体として予め設定された上記液体を燃焼方式又は超臨界方式により処理するための高濃度液体処理手段をさらに備え、上記処理槽は、上記難分解性化合物を低濃度に含む低濃度液体として予め設定された上記液体を導入するものであることが好ましい。 The processing apparatus according to the present invention further includes a high-concentration liquid processing means for processing the liquid preset as a high-concentration liquid containing the hardly decomposable compound at a high concentration by a combustion method or a supercritical method. The treatment tank preferably introduces the liquid set in advance as a low concentration liquid containing the hardly decomposable compound at a low concentration.
上記の構成によれば、難分解性化合物を含む液体を、予め設定された濃度により高濃度液体及び低濃度液体に分別し、高濃度液体は、燃焼方式又は超臨界方式により処理し、また、低濃度液体は処理槽内において処理することにより、難分解性化合物を含む液体を濃度に応じて効率よく分解することが可能であり、コストのかかる燃焼方式又は超臨界方式による処理を低減させることができる。 According to the above configuration, the liquid containing the hardly decomposable compound is separated into a high-concentration liquid and a low-concentration liquid according to a preset concentration, and the high-concentration liquid is processed by a combustion method or a supercritical method. By treating the low concentration liquid in the treatment tank, it is possible to efficiently decompose the liquid containing the hardly decomposable compound according to the concentration, and to reduce the costly combustion method or supercritical method treatment. Can do.
また、本発明に係る処理装置において、上記マイクロナノバブル発生手段は、上記第1の気体をらせん流に変換するためのらせん状流路と、上記らせん状流路を通過した上記第1の気体を用いて、ナノバブル含有水中にマイクロナノバブルを発生させるためのきのこ状衝突体構造部とを備えていることが好ましい。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the micro / nano bubble generating means includes a spiral channel for converting the first gas into a spiral flow, and the first gas that has passed through the spiral channel. It is preferable to provide a mushroom-like impactor structure for generating micro-nano bubbles in the water containing nano bubbles.
上記の構成によれば、らせん状流路を通る第1の気体をらせん流に変換した後、きのこ状衝突体構造部のきのこ状衝突体への衝突及び分断を繰り返して、第1の気体を含むマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に発生させることができる。これにより、ナノバブル含有水中に第1の気体を含むマイクロナノバブルを効率よく発生させることができる。 According to said structure, after converting the 1st gas which passes along a spiral flow path into a spiral flow, the collision and division | segmentation to the mushroom-like collision body of a mushroom-like collision body structure part are repeated, and 1st gas is changed. The contained micro / nano bubbles can be generated in the water containing nano bubbles. Thereby, the micro nano bubble which contains the 1st gas in nano bubble content water can be generated efficiently.
また、本発明に係る処理装置において、上記マイクロナノバブル発生手段は、直径0.5μm以上3μm以下のマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に発生させるものであることが好ましい。 Moreover, in the processing apparatus according to the present invention, the micro / nano bubble generating means preferably generates micro / nano bubbles having a diameter of 0.5 μm or more and 3 μm or less in the water containing nano bubbles.
上記の構成によれば、第1の気体を含む超微細なマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に発生させるので、第1の気体とナノバブル含有水とが十分に混合され、かつ第1の気体がより長時間ナノバブル含有水中に保持されることとにより、第1の気体に含まれる難分解性化合物を、ナノバブルにより効率よく分解することができる。 According to said structure, since the ultrafine micro nano bubble containing 1st gas is generated in nanobubble containing water, 1st gas and nanobubble containing water are fully mixed, and 1st gas is longer. By being retained in the nanobubble-containing water for a long time, the hardly decomposable compound contained in the first gas can be efficiently decomposed by the nanobubbles.
また、本発明に係る処理装置は、上記マイクロナノバブル発生手段に導入される上記第1の気体の量を調節する、第1気体量調節手段をさらに備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the processing apparatus according to the present invention further includes first gas amount adjusting means for adjusting the amount of the first gas introduced into the micro / nano bubble generating means.
上記の構成によれば、マイクロナノバブル発生手段に導入される第1の気体の量を調節することにより、マイクロナノバブル発生手段から処理槽内に吐出される第1の気体の量を調節することができる。したがって、例えばマイクロナノバブル発生手段に導入される当該第1の気体の量を多くすることにより、処理槽内を強く曝気することができるため、処理槽内を効率よく撹拌できるとともに、ナノバブル含有水ミストを効率よく発生させることができる。また、マイクロナノバブル発生手段から処理槽内に吐出される第1の気体の量を調節することによって、処理槽内のナノバブル含有水中に発生させるマイクロナノバブルの量を調整することができる。 According to the above configuration, the amount of the first gas discharged from the micro / nano bubble generating means into the processing tank can be adjusted by adjusting the amount of the first gas introduced into the micro / nano bubble generating means. it can. Therefore, for example, by increasing the amount of the first gas introduced into the micro-nano bubble generating means, the inside of the treatment tank can be strongly aerated, so that the inside of the treatment tank can be efficiently stirred, and the nanobubble-containing water mist Can be generated efficiently. Moreover, the quantity of the micro nano bubble generated in the nano bubble containing water in a processing tank can be adjusted by adjusting the quantity of the 1st gas discharged in a processing tank from a micro nano bubble generating means.
さらに、例えば処理槽内に活性炭が備えられている場合には、当該曝気によって活性炭をよりよく流動させることができるので、活性炭の触媒作用が効果的に発揮され、分解効率が向上し得る。また、例えば粒状活性炭が備えられている場合には、処理槽内を強く曝気することにより、粒状活性炭から破砕微細活性炭を作製することができるため、活性炭の触媒作用を調節することができる。 Furthermore, for example, when activated carbon is provided in the treatment tank, the activated carbon can be made to flow better by the aeration, so that the catalytic action of activated carbon can be effectively exhibited and the decomposition efficiency can be improved. In addition, for example, when granular activated carbon is provided, pulverized fine activated carbon can be produced from granular activated carbon by strongly aeration of the inside of the treatment tank, so that the catalytic action of activated carbon can be adjusted.
また、本発明に係る処理装置において、上記難分解性化合物は、有機フッ素化合物であることが好ましい。上記の構成によれば、ナノバブルが有するラジカルによる酸化力により、有機フッ素化合物における炭素とフッ素との強固な結合を分解することができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the hardly decomposable compound is preferably an organic fluorine compound. According to said structure, the strong coupling | bonding of the carbon and fluorine in an organic fluorine compound can be decomposed | disassembled by the oxidizing power by the radical which nanobubble has.
また、本発明に係る処理装置において、上記有機フッ素化合物は、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド、及びパーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド誘導体からなる群より選択される少なくとも1つの有機フッ素化合物であることが好ましい。有機フッ素化合物が上記群から選択されるものであれば、効率よく分解して無害化することができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the organic fluorine compound comprises perfluorooctane sulfonic acid, perfluorooctanoic acid, perfluoroalkyl sulfonic acid, perfluorooctane sulfonic acid fluoride, and perfluorooctane sulfonic acid fluoride derivative. It is preferably at least one organic fluorine compound selected from the group. If the organic fluorine compound is selected from the above group, it can be efficiently decomposed and rendered harmless.
また、本発明に係る処理装置において、上記ナノバブル含有水吐出手段は、下記1)〜4)
1)供給液と供給ガスとを混合及びせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部
2)上記マイクロバブル含有水をさらにせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部
3)上記ナノバブル含有水をさらにせん断して多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第3気体せん断部
4)上記第3気体せん断部が吐出したナノバブル含有水をさらにせん断して、さらに多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第4気体せん断部
を、備えるものであることが好ましい。
Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The said nano bubble containing water discharge means is the following 1) -4).
1) A first gas shearing unit that mixes and shears a supply liquid and a supply gas to produce microbubble-containing water. 2) A second gas shearing unit that further shears the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. ) A third gas shearing section for further shearing the nanobubble-containing water to produce nanobubble-containing water containing a large amount of nanobubbles. 4) Further shearing the nanobubble-containing water discharged by the third gas shearing section to further increase the amount of nanobubbles. It is preferable to provide the 4th gas shearing part which produces nanobubble content water containing.
上記の構成であれば、多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を効率よく発生させることができる。また、ナノバブル含有水吐出手段が気体せん断部を少なくとも4つ備えていることにより、気体せん断部が3つ以下の場合よりも、多量かつ微細なナノバブルを含有させることができ、ナノバブルが有するラジカルによる酸化分解作用を強力にすることができる。 If it is said structure, the nanobubble containing water containing a lot of nanobubbles can be generated efficiently. In addition, since the nanobubble-containing water discharge means includes at least four gas shearing portions, a larger amount of fine nanobubbles can be contained than in the case where the number of gas shearing portions is three or less. The oxidative degradation action can be strengthened.
また、ナノバブル含有水吐出手段に、例えば難分解性化合物を含む液体及び第1の気体が取り込まれる場合には、少なくとも4つ備えられたせん断部によって難分解性化合物をせん断することにより、難分解性化合物を物理的に分解することができる。 In addition, when the nanobubble-containing water discharge means, for example, when the liquid containing the hardly decomposable compound and the first gas are taken in, the hardly decomposable compound is sheared by shearing at least four shearing portions. The chemical compound can be physically decomposed.
また、本発明に係る処理装置において、上記ナノバブル含有水吐出手段は、上記第1気体せん断部に供給される上記供給液及び上記供給ガスを混合するポンプと、上記第1気体せん断部に上記供給ガスを供給する第3配管と、上記第1気体せん断部に供給される上記供給ガスの量を調節する第2気体量調節手段とをさらに備えていることが好ましい。上記の構成によれば、ナノバブルを多量に含むナノバブル含有水を作製することができる。 Moreover, in the processing apparatus according to the present invention, the nanobubble-containing water discharge means includes the pump for mixing the supply liquid and the supply gas supplied to the first gas shearing section, and the supply to the first gas shearing section. It is preferable that the apparatus further includes a third pipe that supplies gas and a second gas amount adjusting unit that adjusts the amount of the supply gas supplied to the first gas shearing portion. According to said structure, the nanobubble containing water containing a lot of nanobubbles can be produced.
また、本発明に係る処理装置において、上記第2気体量調節手段は、上記第1気体せん断部に対して1.0リットル/分以下にて上記供給ガスを供給することが好ましい。上記の構成によれば、供給ガスの量が多くなりすぎないため、ナノバブルの発生を妨げず、多量のナノバブルを発生させることができる。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that a said 2nd gas quantity adjustment means supplies the said supply gas at 1.0 liter / min or less with respect to a said 1st gas shearing part. According to said structure, since the quantity of supply gas does not increase too much, generation | occurrence | production of a nano bubble is not prevented and a lot of nano bubbles can be generated.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部への上記供給ガスの取り込みは、上記ポンプの出力が最大値に達した時点以降に行われることが好ましい。上記の構成によれば、はじめは供給液のみを供給し、ポンプ出力が最大値に達した時点以降に供給ガスを導入することにより、キャビテーションを起こさないためポンプを損傷させない。 In the processing apparatus according to the present invention, it is preferable that the supply gas is taken into the first gas shearing section after the output of the pump reaches the maximum value. According to the above configuration, only the supply liquid is initially supplied and the supply gas is introduced after the pump output reaches the maximum value, so that cavitation does not occur and the pump is not damaged.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部への上記供給ガスの取り込みは、上記ポンプの動作開始時から60秒後以降に行われることが好ましい。上記の構成によれば、ポンプの動作開始時から60秒後以降にポンプ出力が最大値に達するため、上記構成であればキャビテーションを起こさないためポンプを損傷させない。 In the processing apparatus according to the present invention, it is preferable that the supply gas is taken into the first gas shearing section after 60 seconds from the start of the operation of the pump. According to the above configuration, since the pump output reaches the maximum value after 60 seconds from the start of the operation of the pump, the above configuration does not cause cavitation and the pump is not damaged.
また、本発明に係る処理装置において、上記第3配管は、上記第1気体せん断部の内側面に対して18度の角度をなすように、上記第1気体せん断部に接続されていることが好ましい。上記の構成であれば、第1気体せん断部において、マイクロバブルを多量に発生させることができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the third pipe may be connected to the first gas shearing portion so as to form an angle of 18 degrees with respect to the inner surface of the first gas shearing portion. preferable. With the above configuration, a large amount of microbubbles can be generated in the first gas shearing portion.
また、本発明に係る処理装置において、上記供給ガスは、オゾンガスを含んでいることが好ましい。上記の構成によれば、オゾンを含むナノバブルを含むナノバブル含有水を作製することができ、難分解性化合物を強力に酸化分解することができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the supply gas preferably contains ozone gas. According to said structure, the nanobubble containing water containing the nanobubble containing ozone can be produced, and a hardly decomposable compound can be oxidatively decomposed | disassembled strongly.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部の内部の横断面は、楕円形又は真円形であり、上記第1気体せん断部の内部表面には、2本以上の溝が設けられていることが好ましい。上記の構成によれば、溝を有することにより、第1気体せん断部における流体の旋回乱流を制御することができる。 Further, in the processing apparatus according to the present invention, the internal cross section of the first gas shearing portion is elliptical or perfectly circular, and two or more grooves are provided on the internal surface of the first gas shearing portion. It is preferable that According to said structure, it can control the swirling turbulent flow of the fluid in a 1st gas shear part by having a groove | channel.
また、本発明に係る処理装置において、上記溝の深さは、0.3mm〜0.6mmであり、上記溝の幅は、0.8mm以下であることが好ましい。上記の構成によれば、第1気体せん断部における流体の旋回乱流をより効果的に制御することができる。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: The depth of the said groove | channel is 0.3 mm-0.6 mm, and it is preferable that the width | variety of the said groove | channel is 0.8 mm or less. According to said structure, the swirling turbulent flow of the fluid in a 1st gas shear part can be controlled more effectively.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部では、第1配管を介して上記供給液が供給されるとともに、第2配管を介して上記マイクロバブル含有水が吐出され、上記第1配管の内腔の横断面の面積は、上記第2配管の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記の構成によれば、空気のせん断を合理的かつ安定的に行うことができ、マイクロバブルを多量に作製することができる。 Moreover, in the processing apparatus according to the present invention, the first gas shearing unit supplies the supply liquid via the first pipe and discharges the water containing microbubbles via the second pipe. The area of the cross section of the lumen of one pipe is preferably larger than the area of the cross section of the lumen of the second pipe. According to the above configuration, air can be sheared reasonably and stably, and a large amount of microbubbles can be produced.
また、本発明に係る処理装置において、上記第1気体せん断部の隔壁の厚さは、6mm〜12mmであることが好ましい。上記の構成であれば、第1気体せん断部において、マイクロバブルを安定的に発生させることができる。 Moreover, the processing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the thickness of the partition of the said 1st gas shearing part is 6 mm-12 mm. If it is said structure, a microbubble can be stably generated in a 1st gas shear part.
また、本発明に係る処理装置において、上記難分解性化合物は、半導体製造時のフォトレジスト工程において使用するもの、液晶製造時のフォトマスク工程において使用するもの、半導体製造時のフォト工程において使用する反射防止膜に含まれているもの、及びプリント基板製造時のデスミア処理工程において使用するもの、のうち何れか1つであることが好ましい。上記の構成によれば、難分解性化合物が上述したもののいずれかであっても、首尾よく処理することができる。 In the processing apparatus according to the present invention, the hardly decomposable compound is used in a photoresist process during semiconductor manufacturing, used in a photomask process during liquid crystal manufacturing, or used in a photo process during semiconductor manufacturing. It is preferable that any one of those contained in the antireflection film and those used in the desmear treatment process at the time of manufacturing the printed circuit board. According to said structure, even if a hardly decomposable compound is what was mentioned above, it can process successfully.
また、本発明に係る処理方法は、上記ナノバブル含有水吐出工程において、難分解性化合物を含む液体を用いてナノバブル含有水を作製し、上記処理槽内に吐出することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the processing method which concerns on this invention produces nanobubble containing water using the liquid containing a hardly decomposable compound in the said nanobubble containing water discharge process, and discharges it in the said processing tank.
上記の構成によれば、難分解性化合物を含む液体を用いてナノバブル含有水を作製して処理槽内に吐出する。これにより、マイクロナノバブルに含まれる第1の気体とともに、難分解性化合物を含む液体がナノバブルによって処理され、当該流体に含まれる難分解性化合物を効率よく分解することができる。 According to said structure, nanobubble containing water is produced using the liquid containing a hardly decomposable compound, and it discharges in a processing tank. Thereby, the liquid containing a hardly decomposable compound is processed by the nano bubbles together with the first gas contained in the micro / nano bubbles, and the hardly decomposable compound contained in the fluid can be efficiently decomposed.
本発明の処理装置によれば、難分解性化合物を含む第1の気体が導入される処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、上記処理槽内のナノバブル含有水中に第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生手段とを備えているので、流体に含まれる難分解性化合物を、効率よくかつ容易に除去することができる。 According to the treatment apparatus of the present invention, the nanobubble-containing water discharge means for discharging the nanobubble-containing water into the treatment tank into which the first gas containing the hardly decomposable compound is introduced, and the nanobubble-containing water in the treatment tank Since the micro-nano bubble generating means for generating the micro-nano bubbles containing one gas is provided, the hardly decomposable compound contained in the fluid can be efficiently and easily removed.
〔第1の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第1の実施形態について、図1を参照して以下に説明する。図1は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置20の第1の実施形態を示す模式図である。本実施形態に係る処理装置20は難分解性化合物を含む流体を処理するためのものであり、図1に示すように、処理槽19と、ナノバブル含有水吐出部(ナノバブル含有水吐出手段)54と、マイクロナノバブル発生部(マイクロナノバブル発生手段)79とを備えている。
[First Embodiment]
A first embodiment of a processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a
ここで、本発明に係る処理装置20によって処理される難分解性化合物は、特に限定されないが、例えば、有機フッ素化合物が含まれる。有機フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロオクタンスルホン酸、パーフルオロオクタン酸、パーフルオロアルキルスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド、及びパーフルオロオクタンスルホン酸フルオリド誘導体が挙げられる。また、有機フッ素化合物として、パーフルオロカーボン(PFC)を含み、例えば気体として存在する炭素数4〜9までのPFCや、CF4、CHF3、C3F8、SF6、NF3などのPFCなどを例示することもできる。
Here, although the hard-to-decompose compound processed by the
また、本発明に係る処理装置20において処理される難分解性化合物は、半導体製造時のフォトレジスト工程において使用するもの、液晶製造時のフォトマスク工程において使用するもの、半導体製造時のフォト工程において使用するもの、又はプリント基板製造時のデスミア処理工程において使用するもの、などであってもよい。例えば、半導体製造におけるフォトレジスト、液晶製造におけるフォトマスクにおいて、通常PFOSを使用する。また、半導体製造におけるフォト工程において使用される、反射防止膜の中に、通常PFOSが含まれている。また、プリント基板製造におけるデスミア処理をする際には、通常PFOSを含むエッチング液を使用する。本発明において処理する難分解性化合物は、このようなPFOSを含むものであってもよい。
In addition, the hardly decomposable compound processed in the
本発明の処理装置20によって処理する難分解性化合物が上述の有機フッ素化合物であれば、炭素とフッ素との間の強固な結合を効率よく分解することができる。本実施形態においては、難分解性化合物として有機フッ素化合物を例として説明する。
If the hardly decomposable compound to be treated by the
本実施形態において処理槽19は、上部処理槽21及び下部処理槽22を備えており、下部処理槽22内に有機フッ素化合物を含む第1の気体が導入される。有機フッ素化合物を含む第1の気体は、上述した有機フッ素化合物を含む気体であり、例えば、半導体工場内における各種装置から排出される気体などが含まれる。本実施形態においては、第1の気体として、半導体製造工程においてドライエッチングによる微細パターン加工を行う際に半導体製造装置1から排出されるPFCガス31を例として説明する。
In the present embodiment, the
下部処理槽22には、ナノバブル含有水吐出部54からナノバブル含有水が吐出される。マイクロナノバブル発生部79は、下部処理槽22内に設けられており、下部処理槽22内のナノバブル含有水中にPFCガス31を含むマイクロナノバブルを発生させる。これにより、下部処理槽22内において、マイクロナノバブルに含まれるPFCガス31をナノバブル含有水中のナノバブルによって分解する。ナノバブル含有水吐出部54及びマイクロナノバブル発生部79の詳細については、後述する。
Nanobubble-containing water is discharged from the nanobubble-containing
本実施形態においては、難分解性化合物を含有する液体をさらに下部処理槽22に導入して処理してもよい。すなわち、本実施形態において、処理装置20は、PFCガス31と難分解性化合物を含有する液体とを処理する。
In the present embodiment, a liquid containing a hardly decomposable compound may be further introduced into the
本発明に係る処理装置20によって処理される難分解性化合物を含有する液体としては、例えば、工場などから排出される有機フッ素化合物含有水、河川の水、または湖の水などが挙げられる。また、有機塩素化合物、ダイオキシン、農薬等を含有する液体も本発明に係る処理装置20の処理対象とすることができる。本実施形態において、下部処理槽22に導入して処理する液体として、半導体製造装置1から排出される有機フッ素化合物を含む液体(以下、「有機フッ素化合物含有液」と称することもある)を例として説明するが、本発明は特にこれに限定されない。
Examples of the liquid containing the hardly decomposable compound to be processed by the
本実施形態において、処理装置20は半導体製造装置1に連結されており、半導体製造装置1から排出される有機フッ素化合物含有液が、半導体製造装置1から処理装置20に導入されて処理される。まず、半導体製造装置1から排出される有機フッ素化合物含有液が、処理装置20に導入されるまでの段階を説明する。本実施形態に係る処理装置20は、半導体製造装置1の近傍に設置されている。これにより、例えば半導体製造装置1からの廃液の排出条件または状態を表わす信号に基づいて処理装置20を稼動することが容易になる。つまり、半導体製造装置1と処理装置20とを、信号の送受信により容易に連動させることができる。
In this embodiment, the
本発明に係る処理装置20の設置場所は特に限定されないが、例えば、クリーンルーム内の半導体製造装置1の近傍に設置し、クリーンルーム内において発生する有機フッ素化合物を含む流体を処理することが可能である。また、他の難分解性化合物を含む液体または気体を排出する装置に連結して使用することも可能である。
The installation location of the
本実施形態に係る処理装置20と半導体製造装置1とを、信号の送受信により連動させる態様について、以下に説明する。この態様において、半導体製造装置1は、受け容器43に処理対象物2を処理するための有機フッ素化合物含有液(レジスト液、反射防止膜液等)を供給する、有機フッ素化合物含有液配管3を開閉する有機フッ素化合物含有液供給バルブ56と、有機フッ素化合物含有液排出配管60を開閉する有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58とを備えている。また、半導体製造装置1は、処理対象物2上を洗浄するための洗浄超純水を供給する、洗浄超純水配管4を開閉する洗浄超純水供給バルブ(洗浄水を供給する供給弁)57と、洗浄超純水排出配管61を開閉する洗浄超純水排出バルブ(洗浄水を排出する排出弁)59とを備えている。
A mode in which the
ここで、有機フッ素化合物含有液排出配管60から排出される液体には、難分解性化合物である有機フッ素化合物が多く含まれる。よって、当該液体が、有機フッ素化合物を高濃度に含む高濃度液体として予め設定され、後述の高濃度液体処理手段によって処理されることとなる。また、洗浄超純水排出配管61から排出される液体には、処理対象物2上に残存する有機フッ素化合物が微量ながら含まれる。したがって、当該液体が、有機フッ素化合物を低濃度に含む低濃度液体として予め設定され、後述の処理装置20によって処理されることとなる。
Here, the liquid discharged from the organic fluorine compound-containing
より具体的にいえば、半導体製造装置1が、洗浄超純水供給バルブ57及び洗浄超純水排出バルブ59が開いたことを示す信号を、半導体製造装置1と処理装置20とに接続されたシーケンサー53で送信し、シーケンサー53が当該信号を受信することで、予め低濃度液体として設定された液体が処理装置20に導入されることを識別することができる。なお本実施形態において、予め低濃度液体として設定された液体は、処理装置20の処理対象となる有機フッ素化合物含有液であることが意図される。
More specifically, the
このように、本実施形態に係る処理装置20によれば、低濃度の有機フッ素化合物を含む有機フッ素化合物含有液をナノバブル及び活性炭を利用して処理し、高濃度の有機フッ素化合物を含む高濃度液体とは分離して処理することができるので、処理の対象となる液体を有機フッ素化合物の濃度に応じて適切に処理することが可能であり、低コストで効率よく有機フッ素化合物を分解することが可能である。また、処理の対象となる液体を有機フッ素化合物の濃度に応じて処理することによって、有機フッ素化合物を使用する装置から排出された有機フッ素化合物を含む液体を直接処理することが可能であり、当該装置に近接して有機フッ素化合物を処理することができる。その結果、有機フッ素化合物を使用する装置から排出されたガスのように、移送が困難な廃棄物についても首尾よく処理することができる。
Thus, according to the
このように本発明において、有機フッ素化合物を含有する液体を、予め高濃度液体として設定するか低濃度液体として設定するかについては、洗浄超純水等のように、当該液体を希釈するものがさらに導入されるか否かによって設定されてもよいが、これに限定されるものではない。例えば、有機フッ素化合物を含む液体の濃度を人手によって測定し、測定結果に基づいて高濃度液体および低濃度液体のいずれかに設定し、低濃度液体として設定された液体を処理槽19に導入してもよい。
As described above, in the present invention, the liquid containing the organic fluorine compound is previously set as a high-concentration liquid or a low-concentration liquid. Further, it may be set depending on whether or not it is introduced, but is not limited to this. For example, the concentration of the liquid containing the organic fluorine compound is manually measured, set to one of the high concentration liquid and the low concentration liquid based on the measurement result, and the liquid set as the low concentration liquid is introduced into the
有機フッ素化合物含有液排出配管60は、高濃度廃液タンク45に連結されており、有機フッ素化合物を高濃度に含む高濃度液体は有機フッ素化合物含有液排出配管60を介して高濃度廃液タンク45に移送される。また、洗浄超純水排出配管61は、処理装置20が備える低濃度廃液タンク(原水槽)5に連結されており、有機フッ素化合物含有液は洗浄超純水排出配管61を介して、処理装置20内の低濃度廃液タンク5に移送される。
The organic fluorine compound-containing
シーケンサー53は、有機フッ素化合物含有液供給バルブ56、有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58、有機フッ素化合物含有液排出配管60に具備される電動バルブ78、洗浄超純水供給バルブ57、及び洗浄超純水排出バルブ59に、信号線44を介して接続されている。したがって、各々のバルブにおける開閉状態を示す信号が、信号線44を介してシーケンサー53に送信される。また、シーケンサー53により、各々のバルブの開閉を制御することも可能である。つまり、有機フッ素化合物含有液供給バルブ56、洗浄超純水供給バルブ57、有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58、及び洗浄超純水排出バルブ59の開閉条件については、予めシーケンサー53によって設定されており、この条件に従って制御されるようになっていてもよい。
The
本実施形態においては、信号線44を介して、半導体製造装置1の有機フッ素化合物含有液供給バルブ56及び有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ58が開いていることを示す信号を、シーケンサー53が受信すると、電動バルブ78を開いて、高濃度液体を高濃度廃液タンク45に導入する。
In the present embodiment, when the
一方、シーケンサー53は、洗浄超純水供給バルブ57及び洗浄超純水排出バルブ59が開いたことを示す信号を、信号線44を介して受信すると、当該信号によって、洗浄超純水排出配管61を介して有機フッ素化合物含有液が低濃度廃液タンク5に導入されることを認識する。なお、シーケンサー53は、上述したように、洗浄超純水供給バルブ57及び洗浄超純水排出バルブ59が開いたことを示す信号により、有機フッ素化合物含有液が低濃度廃液タンク5に導入されることを認識してもよいが、特にこれに限定されない。例えば、有機フッ素化合物含有液が低濃度廃液タンク5に導入されたことを直接感知することによってもよい。
On the other hand, when the
本実施形態において、シーケンサー53はさらに、本処理装置に備えられた後述する各装置、つまりナノバブル含有水吐出部54における気液混合循環ポンプ(ポンプ)7、インバータ制御ブロワー(第1気体量調節手段)23、排気ファン41、PFCガス分解装置(気体処理手段)33、及びスクラバー34にも、信号線44を介して接続されている。シーケンサー53は、有機フッ素化合物含有液が低濃度廃液タンク5に導入されることを示す信号を受信すると、当該各装置を作動させる。上記の構成により、有機フッ素化合物含有液が処理装置20に導入されるときに当該各装置を作動させることができるので、必要時のみに作動させることができ、エネルギー消費を抑えることができる。なお、当該各装置を作動させるタイミングは、上述したものに限定されず、有機フッ素化合物含有液が低濃度廃液タンク5に導入された後、または導入と同時であってもよいし、有機フッ素化合物含有液が半導体製造装置1から排出されると同時であってもよい。
In the present embodiment, the
(高濃度液体処理手段)
本実施形態に係る高濃度液体処理手段は、燃焼方式により液体を処理する装置を備えており、電動バルブ78、高濃度廃液タンク45、高濃度液体を移送するための廃液配管46、移送ポンプ47、バルブ48の開閉により高濃度液体の導入が制御される専用容器A50、及びバルブ49の開閉により高濃度液体の導入が制御される専用容器B51を備えている。半導体製造装置1から排出された高濃度の有機フッ素化合物を含む高濃度液体は、有機フッ素化合物含有液排出配管60を経て、高濃度廃液タンク45に流入して貯留される。高濃度廃液タンク45の液位が上昇すると移送ポンプ47で専用容器A50又は専用容器B51に移送される。その後、専用容器A及び専用容器Bを廃液を処分する焼却場等に運び、例えば燃焼温度1000度以上で焼却することによって、高濃度液体を処理する。
(High-concentration liquid processing means)
The high-concentration liquid processing means according to the present embodiment includes a device for processing a liquid by a combustion method, and includes an
本発明に係る高濃度液体処理手段は、上述した燃焼方式により処理する装置からなっていてもよいが、特にこれに限定されず、例えば超臨界方式により処理する装置からなっていてもよい。 The high-concentration liquid processing means according to the present invention may be composed of an apparatus that performs processing by the combustion method described above, but is not particularly limited thereto, and may be composed of, for example, an apparatus that performs processing by a supercritical method.
(下部処理槽22)
本実施形態において、半導体製造装置1から処理装置20に導入された有機フッ素化合物含有液はまず、低濃度廃液タンク5に運ばれ、低濃度廃液タンク5からナノバブル含有水吐出部54にさらに運ばれる。そして、ナノバブル含有水吐出部54は、低濃度廃液タンク5から運ばれた有機フッ素化合物含有液を用いてナノバブル含有水を作製して、当該ナノバブル含有水を処理槽19の下部処理槽22内に吐出する。
(Lower treatment tank 22)
In the present embodiment, the organic fluorine compound-containing liquid introduced from the
下部処理槽22内には、半導体製造装置1から導入された有機フッ素化合物含有液を用いて作製されたナノバブル含有水が、ナノバブル含有水吐出部54からナノバブル流30として吐出される。また、マイクロナノバブル発生部79が、下部処理槽22内のナノバブル含有水中に、半導体製造工場内において発生するPFCガス31を含有するマイクロナノバブルを発生させる。これにより、下部処理槽22内において、ナノバブル含有水に含まれる有機フッ素化合物と、マイクロナノバブルに含まれるPFCガス31とを、ナノバブルの酸化力により分解することができる。
In the
このように、下部処理槽22内においてナノバブル27によってラジカルが発生し、当該ラジカルによって、PFCガス31及び有機フッ素化合物含有液中の有機フッ素化合物が酸化分解される。例えば、PFOS、PFOAなどは安定な物質であることが知られているが、本発明に係る処理装置20であれば、これらの物質をも酸化分解することができる。
Thus, radicals are generated by the
ここでラジカルとは、不対電子を有する原子、分子、又はイオンを意図しており、フリーラジカルと称することもある。ラジカルは、通常反応性が高いために、生成するとすぐに他の原子や分子との間で酸化還元反応を起し、安定な分子やイオンとなる。ラジカルは、安定な分子又はイオンになる際に、強い酸化力を示す。このラジカルの酸化力によって、有機フッ素化合物における炭素とフッ素との強固な結合などが分解される。ナノバブル含有水吐出部54において作製されたナノバブルの酸化力は、マイクロバブルや、マイクロナノバブルの酸化力と比較して、格段に強力である。
Here, the radical means an atom, molecule, or ion having an unpaired electron, and may be referred to as a free radical. Since radicals are usually highly reactive, as soon as they are generated, they undergo oxidation-reduction reactions with other atoms and molecules to become stable molecules and ions. A radical exhibits a strong oxidizing power when it becomes a stable molecule or ion. Due to the oxidizing power of this radical, a strong bond between carbon and fluorine in the organic fluorine compound is decomposed. The oxidizing power of nanobubbles produced in the nanobubble-containing
本発明に係る処理装置20においては、下部処理槽22内に粒状活性炭26が流動していることが好ましい。本実施形態においては、粒状活性炭26として、「クラレコール(登録商標)」(クラレケミカル株式会社製)を用いている。ナノバブルを含有する有機フッ素化合物含有液は、下部処理槽22内において粒状活性炭26と混ざりあう。本発明者らは、ナノバブルのみにより有機フッ素化合物含有液を処理した場合に比して、活性炭の存在下でナノバブルによって有機フッ素化合物含有液を処理した場合には、有機フッ素化合物の分解物がガス化して生じる分解物ガス52の発生率が向上することを見出した。
In the
すなわち、活性炭の存在下で、有機フッ素化合物含有液をナノバブルにより処理すると、ナノバブルの酸化力と活性炭の吸着作用及び触媒作用とによって、有機フッ素化合物の分解が効率よく進行することを見出した。したがって、下部処理槽22内においては、ナノバブルの酸化作用と粒状活性炭26の吸着作用及び触媒作用とによって、有機フッ素化合物含有液中の有機フッ素化合物が効率よく分解される。特に、下部処理槽22内に流動する粒状活性炭26の濃度を高めることによって、粒状活性炭26による吸着作用及び触媒作用が向上するため、より効率よく有機フッ素化合物を分解することができる。したがって、本発明に係る処理装置20は、活性炭を、処理槽19の容量に対して0.1(cm3/cm3)〜0.3(cm3/cm3)含んでいることが好ましい。
That is, it has been found that when an organic fluorine compound-containing liquid is treated with nanobubbles in the presence of activated carbon, decomposition of the organic fluorine compound proceeds efficiently due to the oxidizing power of the nanobubbles and the adsorption and catalytic action of the activated carbon. Therefore, in the
また、マイクロナノバブル発生部79から吐出されるマイクロナノバブルによって下部処理槽22が曝気されることによって、下部処理槽22内の粒状活性炭26が強い曝気で攪拌され、粒状活性炭26の一部が破砕された破砕微細活性炭62が生じる。破砕微細活性炭62は、粒状活性炭26よりも表面積が大きいため、粒状活性炭26よりも吸着作用及び触媒作用が強いので、ナノバブルの酸化力との相乗効果により、難分解性化合物の分解効率がより一層向上する。本発明者らは、活性炭の触媒作用によって、さらに過酸化水素の分解をも促進させることを見出しており、したがって本発明に係る処理装置20において、活性炭は触媒的に作用し、ナノバブルが有する酸化分解力を増強させることができる。
In addition, when the
本発明に係る処理装置20において、処理槽19に含まれる活性炭は、粒状活性炭、破砕微細活性炭又はその両方であってもよく、また、触媒作用によりナノバブルの酸化力を増強させ得るものであれば、他の形状の活性炭であってもよい。
In the
下部処理槽22内において、ナノバブル含有水は、ナノバブルによって分解されずに残留するPFCガス31を含むマイクロナノバブル、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62とともに、マイクロナノバブル発生部79による曝気によって撹拌され、混合された混合溶液として存在する。本実施形態において、下部処理槽22内の混合溶液の一部は、流通配管(第2の移送手段)14を経て低濃度廃液タンク5に戻される。下部処理槽22内の流通配管14に連結された下部処理槽22における混合溶液排出口(図示せず)近傍には、フィルター17及びスクリーン18からなるフィルター部(分離手段)16が設けられており、当該フィルター部16によって、下部処理槽22から流通配管14を介して低濃度廃液タンク5に戻される混合溶液から、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が分離される。
In the
また、下部処理槽22内において、ナノバブル含有水、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62によって処理され、有機フッ素化合物が分解された混合溶液の一部は、1次処理水排水管70を経て排出される。下部処理槽22内の1次処理水排水管70に連結された下部処理槽22における混合溶液排出口(図示せず)近傍には、フィルター部16と同様に混合溶液中に含まれる粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62を分離する、フィルター68及びスクリーン69が設けられている。
In the
フィルター17及び68は、それぞれ混合溶液排出口の近くに配置され、スクリーン18及び69は、それぞれフィルター17又は68よりも液相側に、フィルター17又は68を覆うように配置されている。スクリーン18及び69によって、比較的サイズの大きな粒状活性炭26を分離し、フィルター17及び68によって、より微細な破砕微細活性炭62を分離する。これにより、混合溶液から粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が十分に分離され、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が下部処理槽22から流出しないようになっている。
The
本実施形態においては、フィルター17及び68として、合成樹脂製のスポンジを用い、スクリーン18及び69として、樹脂製の網目状のシートを用いたが、これに限定されない。また、フィルター17及び68並びにスクリーン18及び69の交換、メンテナンス等のための、取り出し口63及び67が下部処理槽22に設けられている。
In the present embodiment, a synthetic resin sponge is used as the
下部処理槽22と低濃度廃液タンク5との間を繋ぐ流通配管14には、流通配管14の設計の自由度を上げるフランジ13及び15が設けられており、下部処理槽22内の混合溶液を低濃度廃液タンク5に移送する。このとき下部処理槽22から低濃度廃液タンク5に移送される混合溶液は、ナノバブルと、ナノバブルにより分解されずに残留するPFCガス31を含むマイクロナノバブルとを含有している。当該混合溶液からは粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が除去されているので、当該混合溶液を再度ナノバブル含有水吐出部54から下部処理槽22に吐出するときに、閉塞現象が生じることはない。
The
このように、下部処理槽22内の混合溶液は、下部処理槽22と低濃度廃液タンク5との間を循環して、ナノバブル含有水が繰り返し供給されるため、ナノバブルによる酸化作用がより強力になる。また、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が排出されずに下部処理槽22内に滞留することによって、これらの触媒作用による有機フッ素化合物の分解能を維持することができる。
Thus, since the mixed solution in the
また、下部処理槽22内で処理された混合溶液中には、下部処理槽22内でナノバブルによって分解されずに残留するPFCガス31を含むマイクロナノバブルを含んでいるため、PFCガス31も下部処理槽22と低濃度廃液タンク5との間を循環し、ナノバブル含有水吐出部54に取り込まれる。そして、PFCガス31は、ナノバブル含有水吐出部54によって繰り返しせん断され、PFCガス31の炭素とフッ素との強固な結合が物理的に分解される。また、循環するPFCガス31を含む混合溶液を用いて、ナノバブル含有水吐出部54が繰り返しナノバブル含有水を作製し、下部処理槽22に吐出することによって、当該ナノバブル含有水中のPFCガス31をナノバブルの酸化力によっても効率よく分解することができる。ナノバブル27の酸化力及びナノバブル含有水吐出部54おける物理的な分解によって、PFCガス31の一部はフッ化水素(HF)等に分解され、液体中にフッ素イオンとして溶解する。
Moreover, since the mixed solution processed in the
下部処理槽22の具体的な形状については、特に限定されず、適宜公知の水槽を用いることが可能である。なお、下部処理槽22は、底部に向かって先細るテーパ形状を構成する傾斜部25及び55を備えていることが好ましい。上記構成によれば、マイクロナノバブル発生部79によるマイクロナノバブルの吐出圧と、ナノバブル含有水吐出部54によるナノバブル含有水の吐出圧とによって、下部処理槽22内の混合溶液をより効果的に攪拌することができる。その結果、下部処理槽22内の混合溶液に含まれる有機フッ素化合物の酸化分解反応をより促進することができる。なお、下部処理槽22の底面と傾斜部25とがなす角度は特に限定されないが、例えば、30度〜60度であることが好ましく、40度〜60度であることがより好ましく、45度〜55度であることが最も好ましい。また、上記角度として、使用する活性炭の種類や供給元に応じて、好ましい角度を選択することが好ましい。
The specific shape of the
(マイクロナノバブル発生部79)
マイクロナノバブル発生部79は、らせん状流路32及びカレントカッター(きのこ状衝突体構造部)37を備えている。マイクロナノバブル発生部79は、PFCガス31をらせん流に変換するらせん状流路32と、らせん流となったPFCガス31を微細に破砕する数多くの突起(きのこ状衝突体)を有するカレントカッター37とを備えている。マイクロナノバブル発生部79に送り込まれたPFCガス31を、らせん状流路32を通過させることによりらせん流に変換した後、カレントカッター37のきのこ状衝突体に衝突させ、衝突及びせん断を繰り返すことによって、PFCガス31を含むマイクロナノバブルを下部処理槽22内のナノバブル含有水中に発生させる。PFCガス31を含むマイクロナノバブルを下部処理槽22内のナノバブル含有水中に発生させることによって、PFCガス31をより長時間、ナノバブル含有水中に滞留させることが可能であり、PFCガス31をナノバブルにより効率よく分解することができる。
(Micro / Nano Bubble Generation Unit 79)
The micro / nano
本明細書において使用する限り、「マイクロナノバブル」は、直径が約数百nm〜10μmの気泡であるが、実際にはマイクロバブルとナノバブルとが混在している気泡群を指している。なお、「マイクロバブル」は、直径が約10〜50μmの気泡であり、水中において徐々に縮小し、最終的に消滅(完全溶解)するものである。また、「ナノバブル」は、直径が約1μm以下(約100〜200nm)の気泡であり、水中に長く存在することが可能である。 As used herein, “micronanobubble” refers to a group of bubbles in which microbubbles and nanobubbles are actually mixed, although it is a bubble having a diameter of about several hundred nm to 10 μm. “Microbubbles” are bubbles having a diameter of about 10 to 50 μm, and gradually shrink in water and finally disappear (completely dissolve). Further, “nano bubbles” are bubbles having a diameter of about 1 μm or less (about 100 to 200 nm), and can exist in water for a long time.
マイクロナノバブル発生部79は、PFCガス31を含む微細なマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に発生させるガス微細化機構を備えていることが好ましい。特に、下部処理槽22内のナノバブル含有水中に、PFCガス31を含む0.5μm以上3μm以下のマイクロナノバブルを発生させることがより好ましい。上記の構成により、より微細なPFCガス31を含むマイクロナノバブルをナノバブル含有水中に発生させることができるので、マイクロナノバブルに含まれるPFCガス31とナノバブル含有水とが十分に混合される結果、PFCガス31がナノバブルにより効率よく分解される。本発明に用いられるマイクロナノバブル発生部79としては、例えばラインミキサーなどが挙げられる。
The micro / nano
本発明に係る処理装置20は、マイクロナノバブル発生部79に導入するPFCガス31の導入量を調節するインバータ制御ブロワー23を備えていてもよい。本実施形態においてインバータ制御ブロワー23は、処理槽19の外側に設けられ、ガス配管24を介して処理槽19の下部処理槽22内に設けられたマイクロナノバブル発生部79に接続されている。インバータ制御ブロワー23は、ガス配管24を介してマイクロナノバブル発生部79にPFCガス31を送り込むとともに、その導入量をインバータ制御により調節している。つまり、マイクロナノバブル発生部79から下部処理槽22へのPFCガス31の吐出量は、インバータ制御ブロワー23により調節される。これにより、下部処理槽22内のナノバブル含有水中に発生するマイクロナノバブルの量が調節される。また、下部処理槽22内に吐出されるPFCガス31の吐出量が調節されることによって、下部処理槽22内のナノバブル含有水の攪拌状態が調節される。
The
インバータ制御ブロワー23としては、インバータ運転できる、すなわち電動機の回転数を制御できる型のものを採用することが好ましい。電動機の回転数を制御により、マイクロナノバブルの発生量を調節することによって、下部処理槽22内における粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62の流動状態を調節することができる。インバータ制御ブロワー23により調節される下部処理槽22内への曝気量は、粒状活性炭26が沈降しないレベルであることが好ましい。
As the inverter control blower 23, it is preferable to employ a type that can perform inverter operation, that is, can control the rotation speed of the electric motor. The flow state of the granular activated
さらに、インバータ制御ブロワー23により調節される下部処理槽22内への曝気量は、下部処理槽22の液相中における有機フッ素化合物の分解物ガス52及びPFCガス31を十分に攪拌し、これらのガスを下部処理槽22内の液面まで上昇させて上部処理槽21に放出させ得る曝気量であることが好ましい。上記の条件を満たすために、当該曝気量は、下部処理槽22の容積あたり50m3/時間/m3以上の曝気量であることが好ましい。また、曝気量をインバータ制御することによって、後述するスクリーン18及び69と、フィルター17及び68に、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62が堆積しないような曝気量に調節することができる。
Further, the amount of aeration into the
(ナノバブル含有水吐出部54)
次いで、ナノバブル含有水吐出部54について説明する。ナノバブル含有水吐出部54は、第1配管(第1の移送手段)6、気液混合循環ポンプ7を有する第1気体せん断部8、第2配管9、第2気体せん断部10、電動ニードルバルブ(第2気体量調節手段)11、第3配管12、第3気体せん断部80、及び第4気体せん断部29を備えている。本実施形態においてナノバブル含有水吐出部54は、低濃度廃液タンク5と処理槽19との間に設けられており、ナノバブル含有水吐出部54の第4気体せん断部29が処理槽19の下部処理槽22内に設けられ、下部処理槽22内にナノバブル含有水を吐出するようになっている。
(Nanobubble-containing water discharge part 54)
Next, the nanobubble-containing
第1気体せん断部8には第1配管6及び第2配管9が接続されている。そして、第1配管6は低濃度廃液タンク5に連結されており、第1配管6を介して第1気体せん断部8に液体(供給液)が供給されるとともに、第3配管12を介して第1気体せん断部8に気体(供給ガス)が供給される。そして、第1気体せん断部8の中で上記液体と上記気体とが混合及びせん断されて、その結果、マイクロバブル含有水が作製される。
A first pipe 6 and a
上記第1気体せん断部8に供給される液体は、半導体製造装置1から排出され低濃度廃液タンク5に貯留された有機フッ素化合物含有液、又は、当該有機フッ素化合物含有液と、下部処理槽22から低濃度廃液タンク5に移送された混合溶液との混合液、であり得る。これにより、処理装置20を小さく設計し、省スペース化を実現できる。
The liquid supplied to the first
また、第1気体せん断部8に供給される気体としては、特に限定されないが、例えば、空気、オゾン又は酸素であることが好ましい。また、上記気体は、オゾン又は酸素であることがさらに好ましい。上記構成であれば空気よりも多量のラジカルを発生させることができるので、より効果的に難分解性化合物を酸化分解することができる。なお、この場合には、第3配管12の電動ニードルバルブ11側の末端に、各気体を貯蔵し得るタンクを設けることが好ましい。なお、上記タンクの具体的な構成としては特に限定されず、適宜公知のタンクを用いることが可能である。
Moreover, it does not specifically limit as gas supplied to the 1st
第1気体せん断部8内への液体の供給は、気液混合循環ポンプ7を動作させることによって行なわれる。また、第1気体せん断部8内への気体の供給、及び気体の供給量の調節は、電動ニードルバルブ11の開閉動作によって調節され得る。
The liquid is supplied into the first
電動ニードルバルブ11の開閉動作のタイミングは特に限定されない。例えば、まず気液混合循環ポンプ7の運転を開始することによって第1気体せん断部8内に液体を導入するとともに当該液体を攪拌させる。その後、気液混合循環ポンプ7の出力が最大値に達した時点以降に電動ニードルバルブ11を開いて、これによって第1気体せん断部8内に気体を供給することが好ましい。また、気液混合循環ポンプ7の運転を開始してから60秒後以降に電動ニードルバルブ11を開いて、これによって第1気体せん断部8内に気体を供給することが、より好ましい。
The timing of the opening / closing operation of the electric needle valve 11 is not particularly limited. For example, first, by starting the operation of the gas-liquid
気液混合循環ポンプ7の運転開始時に電動ニードルバルブ11を開くことも可能であるが、この場合、気液混合循環ポンプ7がキャビテーション現象を起し、その結果、気液混合循環ポンプ7が損傷する恐れがある。しかしながら、上記構成であれば、気液混合循環ポンプ7がキャビテーション現象を起すことを防止することができるので、その結果、気液混合循環ポンプ7が破損することを防ぐことができる。
Although it is possible to open the electric needle valve 11 at the start of operation of the gas-liquid
電動ニードルバルブ11を開くことによって第1気体せん断部8内に供給される気体の量は特に限定されない。例えば、第1気体せん断部8に対して、1.0リットル/分以下にて気体を供給することが好ましい。上記構成であれば、効率よく多量のナノバブル含有水を作製することができる。
The amount of gas supplied into the first
図1に示すように、第1気体せん断部8には第3配管12を介して気体が供給される。第3配管12を第1気体せん断部8に接続させる場合、第1気体せん断部8上における第3配管12の接続位置、及び第1気体せん断部8に対する第3配管12の接続角度等は特に限定されない。
As shown in FIG. 1, gas is supplied to the first
例えば、第3配管12は第1気体せん断部8の側面に接続されるとともに、第1気体せん断部8の内側面(すなわち、第1気体せん断部8の内面に対する接線)に対して略18度の角度をなすように接続されることが好ましい。換言すれば、第3配管12の接続箇所における局所を考えた場合、第3配管12は、気体と液体との混合物の運動方向に対して18度の角度をなすように第1気体せん断部8の内側面に接続されることが好ましい。
For example, the third pipe 12 is connected to the side surface of the first
マイクロバブルを効率的に作製するためには、効率的に気体をせん断する必要がある。このとき、液体を超高速回転させて負圧部を形成し、当該負圧部に気体を導入する。そして、気体と液体との回転速度の差により、効率的に気体をせん断させている。この場合、上記入射角度が18度であるときが、最も気体のせん断効率が高く、それゆえ、最も多くのマイクロバブルを作製することができる。 In order to efficiently produce microbubbles, it is necessary to efficiently shear gas. At this time, the liquid is rotated at an extremely high speed to form a negative pressure portion, and a gas is introduced into the negative pressure portion. The gas is efficiently sheared by the difference in rotational speed between the gas and the liquid. In this case, when the incident angle is 18 degrees, the shearing efficiency of the gas is the highest, so that the largest number of microbubbles can be produced.
次いで、ナノバブル含有水吐出部54によってナノバブル含有水が作製される工程についてさらに詳細に説明する。なお、ナノバブル含有水は、大まかに言えば2つの工程(第1気体せん断工程及び第2気体せん断工程)を経て製造される。以下に、第1気体せん断工程及び第2気体せん断工程について説明する。
Next, the process of producing nanobubble-containing water by the nanobubble-containing
<第1気体せん断工程>
第1気体せん断工程では、気体と液体とから、マイクロバブル含有水が作製される。
<First gas shearing process>
In the first gas shearing step, microbubble-containing water is produced from the gas and the liquid.
第1気体せん断工程では、第1気体せん断部8において、気液混合循環ポンプ7を用いて気体と液体との混合物の圧力が流体力学的に制御されるとともに、負圧部に対して気体が吸入される。なお、「負圧部」とは、気体と液体との混合物の中で周りと比較して圧力が小さな領域を意図する。そして、上記混合物を高速流体運動させて負圧部を形成しながら気体をせん断することによって、微細なマイクロバブルを発生させる。つまり、液体と気体とを効果的に自給混合するとともに、圧送する。これによって、より微細なマイクロバブルを含有するマイクロバブル含有水を形成することができる。
In the first gas shearing process, in the first
気液混合循環ポンプ7としては特に限定されないが、揚程40m以上(4kg/cm2の圧力)の高揚程のポンプであることが好ましい。また、気液混合循環ポンプ7としてはトルクが安定している2ポールのポンプを用いることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8内のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能であり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルをより微細にせん断することができる。
Although it does not specifically limit as the gas-liquid
また、気液混合循環ポンプ7では、ポンプの圧力が制御されていることが好ましい。例えば、気液混合循環ポンプ7の回転数が、インバータ等の回転制御部(図示せず)によって制御されていることが好ましい。なお、上記回転制御部は、さらにシーケンサー(図示せず)によって制御され得る。上記構成によれば、上記第1気体せん断部8の中のマイクロバブル含有水に対して所望の圧力を加えることが可能となり、その結果、マイクロバブル含有水に含まれるマイクロバブルを所望のサイズに揃えることができる。
Moreover, in the gas-liquid
第1気体せん断部8の材料は特に限定されないが、ステンレス、プラスチック、又は樹脂であることが好ましい。上記材料の中では、ステンレスが最も好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水中に不純物が混入することを防止することができるとともに、第1気体せん断部8が振動することを防止することができる。
Although the material of the 1st
また、第1気体せん断部8の厚さ(隔壁の厚さ)は特に限定されないが、6mm〜12mmであることが好ましい。一般的に、第1気体せん断部8の厚さが薄ければ、第1気体せん断部8中のマイクロバブル含有水の運動によって、第1気体せん断部8が振動する。つまり、マイクロバブル含有水の運動エネルギーが振動として外部に伝播して失われるので、マイクロバブル含有水の高速流体運動が低下し、その結果、せん断エネルギーが低下する。しかしながら、上記構成によれば、第1気体せん断部8の振動を防ぐことかできるので、効率よくマイクロバブルを作製することができる。
Moreover, the thickness (thickness of the partition wall) of the first
次いで、気液混合循環ポンプ7を有する第1気体せん断部8がマイクロバブルを発生させるメカニズムについてさらに詳細に説明する。
Next, the mechanism by which the first
まず、第1気体せん断部8において、マイクロバブル含有水の構成成分である液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。具体的には、インペラと呼ばれる羽を超高速で回転させて、液体と気体とからなる混相旋回流を発生させる。このとき、第1気体せん断部8の中心部には、高速旋回する気体空洞部が形成される。
First, in the 1st
次いで、上記気体空洞部を圧力によって竜巻状に細くして、より高速で旋回する回転せん断流を発生させる。このとき、上記気体空洞部に対しては、当該気体空洞部の負圧を利用して、気体を自動的に供給させる。そして、さらにマイクロバブルを切断及び粉砕しながら混相旋回流を回転させる。なお、上記切断及び粉砕は、第1気体せん断部8の出口内外における気液二相流体の回転速度の差によって生じる。なお、上記回転速度の差は、500〜600回転/秒であることが好ましい。
Next, the gas cavity is narrowed in a tornado shape by pressure to generate a rotating shear flow that swirls at a higher speed. At this time, gas is automatically supplied to the gas cavity using the negative pressure of the gas cavity. Then, the mixed phase swirl is rotated while further cutting and crushing the microbubbles. Note that the cutting and pulverization are caused by the difference in the rotational speed of the gas-liquid two-phase fluid inside and outside the outlet of the first
すなわち、第1気体せん断部8において、気液混合循環ポンプ7によってマイクロバブル含有水を高速流体運動させることによって負圧部を形成するとともに、流体力学的にマイクロバブル含有水の圧力を制御することによって上記負圧部に対して気体を供給している。その結果、第1気体せん断部8では、マイクロバブルを発生させることができる。すなわち、気液混合循環ポンプ7を用いて液体と気体とを効果的に自給混合しながら圧送することによりマイクロバブル含有水を製造することができる。
That is, in the first
第1気体せん断部8内腔の横断面の形状は特に限定されないが、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。また、第1気体せん断部8の内腔表面は、鏡面仕上げによって形成されていることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8の内部表面の摩擦が小さいので、気体と液体との混合物を高速旋回させることができるとともに、気体を効率良くせん断することができる。その結果、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
The shape of the cross section of the lumen of the first
また、第1気体せん断部8の内部表面(内腔表面)には、溝が設けられていることが好ましい。また、上記溝の数は特に限定されないが、2本以上設けられていることが好ましい。また、上記溝は、第1気体せん断部8の内部表面上に形成された凹形状を有するものであればよく、その形状は特に限定されない。例えば、上記溝は、深さ略0.3mm〜0.6mm、幅略0.8mm以下であることが好ましい。上記構成によれば、第1気体せん断部8内の液体と気体との混合物の旋回乱流の発生を制御することができるので、多くの微細なマイクロバブルを発生させることができるとともに、最終的に多くのナノバブルを発生させることができる。
Moreover, it is preferable that a groove is provided on the inner surface (lumen surface) of the first
また、上記第1気体せん断部8へは、第1配管6を介して液体が供給され、第2配管9を介してマイクロバブル含有水が吐出されている。このとき、上記液体を供給する第1配管6内腔の横断面の面積は、マイクロバブル含有水を吐出する第2配管9の内腔の横断面の面積よりも大きいことが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水の吐出圧力を高めることができるので、安定的にマイクロバブルを発生させることができる。
Further, liquid is supplied to the first
<第2気体せん断工程>
第2気体せん断工程では、上記第1気体せん断工程にて作製されたマイクロバブル含有水からナノバブル含有水が作製される。さらに詳細には、第1気体せん断部8によって作製されたマイクロバブル含有水を第2気体せん断部10にてさらにせん断して、これによって、ナノバブル含有水を作製している。
<Second gas shearing process>
In the second gas shearing step, nanobubble-containing water is produced from the microbubble-containing water produced in the first gas shearing step. More specifically, the microbubble-containing water produced by the first
なお、必要に応じて第3気体せん断部80をさらに備えることができる。第3気体せん断部80を備えれば、第2気体せん断部10によって作製されたナノバブルの大きさをさらに小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。
In addition, the 3rd
また、必要に応じてさらに第4気体せん断部29をさらに備えることができる。第4気体せん断部29は、第3気体せん断部80によって作製されたナノバブルの大きさをさらに小さくすることができるとともに、ナノバブルの量を増加させることができる。
Moreover, the 4th
上記気液混合循環ポンプ7によって、マイクロバブル含有水が第1気体せん断部8から第2気体せん断部10へ、さらに第3気体せん断部80へ、さらに第4気体せん断部29へ圧送される。マイクロバブル含有水が第1気体せん断部8から第2気体せん断部10へ、さらに第3気体せん断部80、さらに第4気体せん断部29へと配管を介して圧送される場合には、マイクロバブル含有水が圧送される方向に向かって、徐々に又は段階的に配管の直径が小さくなることが好ましい。上記構成によれば、マイクロバブル含有水をより高速で流体運動しながら竜巻状に細くすることができる。換言すれば、より高速で旋回する回転せん断流を発生させることができる。その結果、マイクロバブルからナノバブルを効率よく発生させることができるとともに、ナノバブル含有水中に超高温の極限反応場を形成することができる。
Microbubble-containing water is pumped from the first
上記極限反応場が形成されると、ナノバブル含有水が局部的に高温高圧状態となり、当該局所にて不安定なフリーラジカルができるとともに、同時に熱が発生される。フリーラジカルは不対電子を有する原子又は分子であって、他の原子又は分子から電子を奪い取って安定化しようとする。それゆえ、フリーラジカルを含むナノバブル含有水は、強い酸化力を示すことになる。したがって上記構成によれば、フリーラジカルの作用によって、有機物などを酸化分解することができる。 When the above-mentioned extreme reaction field is formed, the water containing nanobubbles locally becomes a high-temperature and high-pressure state, and unstable free radicals are generated locally, and at the same time, heat is generated. A free radical is an atom or molecule having an unpaired electron, and tries to stabilize by taking an electron from another atom or molecule. Therefore, nanobubble-containing water containing free radicals exhibits a strong oxidizing power. Therefore, according to the said structure, organic substance etc. can be oxidatively decomposed | disassembled by the effect | action of a free radical.
また、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29は、ステンレス、プラスチック、又は樹脂によって形成されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the 2nd
また、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29内腔の横断面の形状は、楕円形であることが好ましく、真円形であることが最も好ましい。上記構成によれば、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29の内部表面の抵抗(摩擦)が小さいので、マイクロバブル含有水を高速旋回させることができるとともに、マイクロバブル含有水を効率良くせん断することができ、その結果、多くのナノバブルを発生させることができる。
Further, the shape of the cross section of the lumen of the second
また、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29には、小孔が開いていることが好ましい。上記小孔の開口の直径は特に限定されないが、4mm〜9mmであることが好ましい。上記構成によれば、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29の内部におけるバブル含有水の旋回運動を制御することができる。つまり、上記構成によれば、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29内部の旋回乱流の発生を制御することができる。その結果、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29によって、安定にナノバブルを発生させることができる。なお、上記小孔の具体的なサイズは、ポンプの吸引最大値、モーター出力値、及びポンプ吐出圧力値によって決定することも可能である。
Moreover, it is preferable that a small hole is opened in the second
上述した気液混合循環ポンプ7、第1気体せん断部8、第2気体せん断部10、第3気体せん断部80及び第4気体せん断部29などの具体的な構成としては特に限定しないが、例えば市販のものを用いることが可能である。例えば、株式会社協和機設社製のバビダスHYK型を用いることが可能であるが、これに限定されない。
Although it does not specifically limit as specific structures, such as the gas-liquid
(上部処理槽21)
下部処理槽22においては、ナノバブル27、粒状活性炭26及び破砕微細活性炭62によって、有機フッ素化合物含有水中の有機フッ素化合物及びマイクロナノバブルに含まれるPFCガス31が分解される。ここで、有機フッ素化合物が分解されてPFCを含む分解物ガス(第2の気体)52が生じ、分解されずに下部処理槽22に残留するPFCガス31と共に、下部処理槽22内を上昇して上部処理槽21に放出される。このとき、上部処理槽21に放出される分解物ガス52とPFCガス31との混合ガスには、ナノバブル含有水ミスト76が多量に含まれる。
(Upper treatment tank 21)
In the
ナノバブル含有水ミスト76は、霧状のナノバブル含有水である。下部処理槽22内のナノバブル含有水中にマイクロナノバブル発生部79からマイクロナノバブルを発生させるとき、ナノバブル含有水へのPFCガス31の吐出量をインバータ制御ブロワー23により調節することによって、ナノバブル含有水ミスト76を発生させることが可能である。例えば、酸素溶解が6%以上となるようにインバータ制御ブロワー23を調節することが好ましい。
The nanobubble-containing
上部処理槽21内に拡散したナノバブル含有水ミスト76を含むPFCガス31及び分解物ガス52は、PFCガス分解装置33に導入されてさらに分解される。
The
(PFCガス分解装置33)
PFCガス分解装置33は、処理槽19の外部に設けられ、上部処理槽21の上部に設けられた排気ダクト40に、PFCガス配管36を介して接続されている。上部処理槽21内に拡散したナノバブル含有水ミスト76を含むPFCガス31及び分解物ガス52は、上部処理槽21の上部に設けられた排気ダクト40まで上昇し、排気ダクト40に設けられた排気ファン41を介してPFCガス配管36を経て、PFCガス分解装置33に導入されて分解される。
(PFC gas decomposition unit 33)
The PFC
ところで、PFCガス31を分解するためには、次の反応式
CF4+2H2O→4HF+CO2
C2F6+3H2O→6HF+CO2+CO
NF3+3/2H2O→3HF+1/2NO+1/2NO2
SF6+3H2O→6HF+SO3
に示すように分解反応に水(H2O)を必要とする。
Meanwhile, in order to decompose the
C 2 F 6 + 3H 2 O → 6HF + CO 2 + CO
NF 3 + 3 / 2H 2 O → 3HF + 1 /
SF 6 + 3H 2 O → 6HF + SO 3
As shown in FIG. 4, water (H 2 O) is required for the decomposition reaction.
したがって、PFCガス分解装置33においてPFCガスを分解するには、通常、水(H2O)を供給しなくてはならない。しかしながら、本実施形態に係るPFCガス分解装置33には、分解されるガスと共に水を含むナノバブル含有水ミスト76が導入されるため、さらに水を供給する必要がない。
Therefore, in order to decompose the PFC gas in the PFC
ここで、PFCガス分解装置33内に導入されたナノバブル含有水ミスト76は、例えばPFCガス分解装置33内の温度が高温であるとき、特に有効に作用する。つまり、ナノバブル含有水ミスト76が存在しているPFCガス分解装置33内が高温である場合、PFCガスの分解反応が促進され、PFCガス31の分解が容易に促進される。そのような温度としては、例えば、850℃〜1400℃であることが好ましい。
Here, the nanobubble-containing
PFCガス分解装置33は、例えば、PFCガス熱分解装置、PFCガス触媒分解装置、PFCガスプラズマ分解装置、及びPFCガス燃焼分解装置の少なくとも何れか1つを備えていてもよいが、これに限定されない。上記の各装置については後述する。PFCガス分解装置33に用いられる装置は、処理対象となる難分解性化合物を含むガスの濃度、成分などによって、決定すればよい。
The PFC
PFCガス分解装置33において分解されるPFCガスなどの難分解性化合物は、例えばフッ化水素(HF)、一酸化炭素、二酸化炭素、及び窒素酸化物などに分解される。このうち、フッ化水素は毒性を有するため、フッ化水素を含むガスを大気中に排出する前に無毒化する必要がある。そこで、本実施形態において、処理装置20は、フッ化水素含有ガスを無毒化するための不純物除去手段として、スクラバー34を備えている。
The hardly decomposable compound such as PFC gas that is decomposed in the PFC
スクラバー34は、PFCガス分解後配管38によってPFCガス分解装置33に接続されており、PFCガス分解後配管38を介してPFCガス分解装置33において生じたフッ化水素含有ガスが導入される。スクラバー34としては、例えば、洗浄水が水である水スクラバーや、洗浄水がアルカリ性を示すアルカリスクラバーなどを用いることができるが、これに限定されない。また、スクラバー34の具体例としては、湿式充填塔スクラバーTRS型(セイコー化工機株式会社製)などが挙げられる。スクラバー34では、ガス中のフッ化水素を、洗浄水に気液接触させ、洗浄水中にフッ素イオンとして溶解させることによって、ガス中からフッ素を除去して無毒化する。
The
本実施形態において、フッ化水素含有ガス中のフッ化水素は、スクラバー34において取り除かれて洗浄水とともに廃液として排出され、排水配管42によって後述する排水処理装置35へと移送される。スクラバー34においてフッ化水素が除去され無害化されたガスは、処理ガス39として処理装置20外に排出される。
In the present embodiment, hydrogen fluoride in the hydrogen fluoride-containing gas is removed by the
処理装置20は、スクラバー34及び下部処理槽22から排出される廃液を処理するための排水処理装置35をさらに備えていてもよい。排水処理装置35は、排水配管42によってスクラバー34と接続されており、スクラバー34から排出されるフッ化水素などを含有する廃液が導入される。また、排水処理装置35は、1次処理水排水管70によって下部処理槽22に接続されており、下部処理槽22から排出される廃液が導入される。
The
本実施形態に係る排水処理装置35は、無機凝集剤として消石灰(水酸化カルシウム)を備えており、また有機凝集剤として高分子凝集剤を備えている。このような高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系有機凝集剤(栗田工業株式会社製のクリフロック)などを用いることができる。スクラバー34及び下部処理槽22から排水処理装置35に移送された廃液中のフッ素は、消石灰中のカルシウムと反応し、フッ化カルシウムを形成して沈殿する。また、下部処理槽22から排出された廃液は、有機フッ素化合物(例えば、PEOS)を分解したときに生じる硫酸イオンを含んでおり、この硫酸イオンが消石灰中のカルシウムと反応して硫酸カルシウムを形成し、無害化される。このように無害化された廃液は、2次処理水排水管71から処理水として排出される。また、排水処理装置35は、例えば、消石灰及び高分子凝集剤を備える凝集槽と、形成されたフッ化カルシウムのフロック(集合体)を沈殿させる為の沈澱槽とを備えていてもよい。
The waste
以上のように、本発明に係る処理装置20によれば、有機フッ素化合物のような難分解性化合物を含有する液体及び気体を処理し、ナノバブルの酸化作用及び活性炭の触媒作用により有機フッ素化合物中の炭素とフッ素との強固な結合を切断して分解する。また、有機フッ素化合物を含有する液体を処理することによって発生した分解物ガスと、PFCガス31とを、さらにPFCガス分解装置33において分解処理する。これにより、半導体製造装置1などから排出される液体及び気体中の有機フッ素化合物を効率よく分解することができる。
As described above, according to the
また、本発明に係る処理装置20によれば、PFCガス31の一部を、ナノバブル含有水中において処理した後、処理されずに残ったPFCガス31をPFCガス分解装置33において気体処理するので、気体処理におけるエネルギー消費を抑えることができる。
Further, according to the
〔第2の実施形態〕
本発明に係る処理装置20の第2の実施形態について、図2を参照して以下に説明する。図2は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置20の第2の実施形態を示す模式図である。第2の実施形態においては、PFCガス31の分解装置として、PFCガス熱分解装置72を用いている点が第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the
本実施形態において、PFCガス熱分解装置72は、セラミックヒーター(図示しない)を備えている。一般に、反応時の温度が上昇すると難分解性化合物の分解が促進されるため、本実施形態においてPFCガス熱分解装置72内の温度をセラミックヒーターによって上昇させることにより、難分解性化合物の分解効率を向上させる。PFCガス熱分解装置72における加熱手段としては、セラミックヒーターの他にも、電熱ヒーターなどを用いることができる。
In the present embodiment, the PFC
PFCガス熱分解装置72としては、どのような方式を用いる装置でもよいが、例えば筒状の躯体と洗浄ガス導入管とヒーターとで構成されている加熱反応部を備える装置などが挙げられる。上記の装置においては、例えば躯体の内周面、ヒーターの外周面の材質はセラミックスであり、PFCガスを加熱反応部に導入して熱分解処理する。
The PFC
PFCガス熱分解装置72内の温度は、導入される難分解性化合物の種類、または導入される気体の量など種々の条件によって異なるが、例えば1,300℃まで上昇させることが好ましい。これにより、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。
The temperature in the PFC gas
〔第3の実施形態〕
本発明に係る処理装置20の第3の実施形態について、図3を参照して以下に説明する。図3は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置20の第3の実施形態を示す模式図である。第3の実施形態においては、PFCガス31の分解装置として、PFCガス触媒分解装置74を用いている点が第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the
本実施形態において、PFCガス触媒分解装置74は、当該装置内に導入された難分解性化合物を含有する気体を、触媒を使用して電気加熱により処理する。触媒としては、例えば、Ni・Al触媒又はPd/Ni/Al触媒を用いることができる。また、電気加熱手段としては、例えば、電気炉を用いることができる。PFCガス触媒分解装置74では、排ガス中のPFCガスを電気炉において電気加熱し、さらに触媒と接触させることで、約750℃において、当該PFCガスを分解することができる。つまり、PFCガス触媒分解装置74は、第2の実施形態におけるPFCガス熱分解装置よりも低温において分解することができる。また、PFCガス触媒分解装置74は、発生したフッ化水素を即座に吸収する成分を含む高性能触媒を含んでいることが好ましい。
In this embodiment, the PFC gas
〔第4の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第4の実施形態について、図4を参照して以下に説明する。図4は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置20の第4の実施形態を示す模式図である。第4の実施形態においては、PFCガス31の分解装置として、PFCガスプラズマ分解装置75を用いている点第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a fourth embodiment of the
PFCガスプラズマ分解装置75は、排ガス中のPFCガスをプラズマにより分解し、そこに水や酸素を添加することにより、分解したPFCガスの再結合を防ぎ、処理可能なガスに転化する装置である。その結果、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。
The PFC gas
PFCガスプラズマ分解装置75としては、例えば、前処理部、プラズマ発生部、反応部、及びガス冷却器から構成されている、マイクロ波を利用した空洞共振器方式の装置であってもよい。
The PFC gas
〔第5の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第5の実施形態について、図5を参照して以下に説明する。図5は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置の第5の実施形態を示す模式図である。第5の実施形態においては、PFCガス31の分解装置として、PFCガス燃焼分解装置77を用いている点が第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a fifth embodiment of the processing apparatus according to the present invention connected to the
本実施形態において、PFCガス燃焼分解装置77は、図示しないが燃焼手段としてバーナーを備えている。上述したように、反応時の温度が上昇すると難分解性化合物の分解が促進されるため、PFCガス燃焼分解装置77内の温度を上昇させることにより、難分解性化合物の分解効率が向上する。
In the present embodiment, the PFC gas
PFCガス燃焼分解装置77では、燃料炉にPFCガスを導入し、バーナーに燃料と酸素ガスを吹き込んで燃焼させて、PFCガスをフッ化水素まで分解する。その後洗浄水にて洗浄し、フッ化水素を洗浄水に移行させる。
In the PFC gas
バーナーによって上昇させる温度としては、導入される難分解性化合物の種類、または導入される気体の量など種々の条件によって異なるが、例えば1,300℃まで上昇させることが好ましい。これにより、気体中の難分解性化合物を効率よく分解することができる。 The temperature raised by the burner varies depending on various conditions such as the kind of the hardly decomposable compound to be introduced or the amount of gas to be introduced, but it is preferably raised to 1,300 ° C., for example. Thereby, the hardly decomposable compound in gas can be decomposed | disassembled efficiently.
〔第6の実施形態〕
本発明に係る処理装置20の第6の実施形態について、図6を参照して以下に説明する。図6は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置20の第6の実施形態を示す模式図である。第6の実施形態においては、低濃度廃液タンク5内にヒーター64が設けられている点のみが第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号付してその説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the
本実施形態において、低濃度廃液タンク5内にはヒーター64が設けられているので、低濃度廃液タンク5内の難分解性化合物を含有する液体の温度を調節することができる。一般に液体の温度が上昇すると当該化合物の分解が促進されるため、温度が上昇した液体を下部処理槽22に移送し、下部処理槽22内でナノバブル及び活性炭により処理することによって、難分解性化合物の分解効率が向上する。しかしながら、当該液体の温度設定は、液体に含まれる難分解性化合物の種類、ナノバブル含有水吐出部54の仕様、下部処理槽22内の粒状活性炭26の量、及びマイクロナノバブル発生部79から吐出されるPFCガス31の吐出量等によって異なるので、予め得た実験データに基づいて、総合的な観点(省エネ、コスト、分解性能等)から決定すればよい。
In this embodiment, since the
〔第7の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第7の実施形態について、図7を参照して以下に説明する。図7は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置の第7の実施形態を示す模式図である。第7の実施形態においては、低濃度廃液タンク5内に大型活性炭65が充填された大型活性炭収容容器66が設けられている点が第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view showing a seventh embodiment of the processing apparatus according to the present invention connected to the
本実施形態において、低濃度廃液タンク5には下部処理槽22に含まれる粒状活性炭26よりも大きい大型活性炭65が充填された大型活性炭収容容器66が設けられている。
In the present embodiment, the low concentration waste liquid tank 5 is provided with a large activated
ここで、触媒作用として作用する活性炭には、通常、細孔が開いている。大型活性炭65にも同様に細孔が開いており、また大型であるが故に、低濃度廃液タンク5が含む活性炭の量及び表面積が多くなるため、低濃度廃液タンク5が含む大型活性炭65は、強い触媒作用を有する。低濃度廃液タンク5には、下部処理槽22から移送されたナノバブル27を含んでおり、したがって大型活性炭65が有する触媒作用は、低濃度廃液タンク5において、ナノバブルによる酸化作用をより強めることができるので、液体に含まれる難分解性化合物を効率よく分解することができる。また、大型活性炭65は吸着作用も有しているため、難分解性物質を吸着させた後にナノバブルの酸化力によって分解することもできる。
Here, the activated carbon that acts as a catalyst usually has pores. Similarly, the large activated carbon 65 has pores and is large, so that the amount and surface area of the activated carbon contained in the low concentration waste liquid tank 5 is increased. Has strong catalytic action. The low-concentration waste liquid tank 5 contains the
〔第8の実施形態〕
本発明に係る処理装置の第8の実施形態について、図8を参照して以下に説明する。図8は、半導体製造装置1に連結された本発明に係る処理装置の第8の実施形態を示す模式図である。第8の実施形態においては、ナノバブル含有水吐出部54にナノバブルを作製するために導入される気体をオゾンガスに特定している点のみが第1の実施形態と異なっており、他は第1の実施形態と同様に構成されている。よって、本実施形態では、第1の実施形態と異なる点のみについて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
[Eighth Embodiment]
An eighth embodiment of the processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing an eighth embodiment of the processing apparatus according to the present invention connected to the
本実施形態において、ナノバブルを作製するために導入される気体をオゾンガスに限定しているため、作製されるナノバブルはオゾンナノバブルとなる。したがって、オゾン以外の気体によって作製されたナノバブルよりも、酸化力の強いナノバブルを作製することができるため、液体中の難分解性化合物をより強力に酸化分解することができる。 In this embodiment, since the gas introduced in order to produce a nanobubble is limited to ozone gas, the produced nanobubble turns into an ozone nanobubble. Therefore, since nanobubbles having a stronger oxidizing power than nanobubbles produced by a gas other than ozone can be produced, the hardly decomposable compound in the liquid can be more strongly oxidized and decomposed.
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的内容を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope indicated in the claims. In other words, embodiments obtained by appropriately combining technical contents disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
〔実施例1〕
図2に基づいて、有機フッ素化合物(PFOS)含有水を処理する処理装置20を作製した。
[Example 1]
Based on FIG. 2, the
本実施例において用いた処理装置20において、低濃度廃液タンク5の容量は0.5m3、処理槽19の上部処理槽21の容量は約0.3m3、下部処理槽22の容量は約1m3、PFCガス熱分解装置72の容量は約1m3、スクラバー34の容量は約2m3とした。
In the
ナノバブル含有水吐出部54としては、3.7kwの出力を有する電動機により構成された気液混合循環ポンプ7を備える、株式会社協和機設製のHYK型を用いた。また、下部処理槽22には、水処理用活性炭「クラレコールGW(液相用)(登録商標)」(クラレケミカル株式会社製)を導入した。
As the nanobubble containing
マイクロナノバブル発生部79には、PFCガス31を導入した。またインバータ制御ブロワー23によって調節される、マイクロナノバブル発生部79から下部処理槽22に吐出されるPFCガス31の吐出量は、下部処理槽22の容積あたり80m3/時間/m3とした。
The
このようにして構成した処理装置20の低濃度廃液タンク5に、低濃度の有機フッ素化合物を含有する液体を導入して、処理設備に関する一連の設備を全て稼動した。稼動し始めて12日後に、低濃度廃液タンク5内、及び1次処理水排水管70から得られる液体中のPFOS濃度、総フッ素量及び硫酸イオン濃度を測定した。PFOS濃度はLC/MS/MS法(液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計法)、総フッ素量は燃焼イオンクロマトグラフ法、硫酸イオン濃度はイオンクロマトグラフ法により測定した。その結果を表1に示す。
A liquid containing a low-concentration organic fluorine compound was introduced into the low-concentration waste liquid tank 5 of the
また、稼動し始めて12日後に、スクラバー34から排出された処理ガス39中のPFOS濃度を測定し、さらに分解物定性試験を行った。測定はガスクロマトグラフ−質量分析計法を用いて行った。その結果を表2に示す。
Further, 12 days after the start of operation, the PFOS concentration in the processing gas 39 discharged from the
表1及び表2に示す結果から、以下のa)〜d)が明らかになった。
a)低濃度廃液タンク5内の液体中のPFOS濃度と比較して、1次処理水排水管70から得られる液体中のPFOS濃度が格段に低かったため、下部処理槽22においてPFOSが分解されたことが明らかになった。
b)低濃度廃液タンク5内の液体中の総フッ素量と比較して、1次処理水排水管70から得られる液体中の総フッ素量が格段に高かったため、PFCガス31に含まれるPFCが、下部処理槽22において分解されてフッ化水素(HF)等になり、フッ素イオンとして液体中に溶解したことが明らかになった。
c)低濃度廃液タンク5内の液体中の硫酸イオン濃度と比較して、1次処理水排水管70から得られる液体中の硫酸イオン濃度が格段に高かったため、下部処理槽22においてPFOSが分解され、硫酸イオンとなったことが明らかになった。
d)スクラバー34から排出された処理ガス39中のPFOS濃度が格段に低く、またパーフルオロカーボン等分解物が検出されなかったことから、気体としての分解物が確実に分解されたことが明らかになった。
From the results shown in Tables 1 and 2, the following a) to d) became clear.
a) Compared with the PFOS concentration in the liquid in the low concentration waste liquid tank 5, the PFOS concentration in the liquid obtained from the primary treated
b) Compared with the total fluorine amount in the liquid in the low concentration waste liquid tank 5, the total fluorine amount in the liquid obtained from the primary treated
c) Compared with the sulfate ion concentration in the liquid in the low-concentration waste liquid tank 5, the PFOS concentration in the liquid obtained from the primary treated
d) Since the concentration of PFOS in the processing gas 39 discharged from the
〔実施例2〕
ナノバブルによる酸化分解に、さらに活性炭を組み合わせた場合の効果を調べるために、実施例1で用いた装置と同様の装置を用いて、以下の通り実験した。
[Example 2]
In order to investigate the effect of further combining activated carbon with oxidative decomposition by nanobubbles, the following experiment was performed using the same apparatus as that used in Example 1.
本実施例では、半導体工場から排出された有機フッ素化合物を含有する液体を下部処理槽22に20リットル導入し、以下の条件1)〜4)
1)下部処理槽22内をマイクロナノバブル発生部により曝気する
2)下部処理槽22内をマイクロナノバブル発生部により曝気するとともに、ナノバブル含有水を吐出させる
3)下部処理槽22内をマイクロナノバブル発生部により曝気するとともに、ナノバブル含有水を吐出させ、さらに破砕微細活性炭を添加する
により処理装置20を稼動した。
In the present embodiment, 20 liters of a liquid containing an organic fluorine compound discharged from a semiconductor factory is introduced into the
1) The inside of the
本実施例においては、ナノバブル含有水吐出部として、株式会社協和機設社製のHYK型を用い、破砕微細活性炭として、水処理用活性炭「クラレコールGW(液相用)(登録商標)」(クラレケミカル株式会社製)を用いた。 In this example, HYK type manufactured by Kyowa Kikai Co., Ltd. was used as the nanobubble-containing water discharge section, and activated carbon for water treatment “Kuraray Coal GW (for liquid phase) (registered trademark)” ( Kuraray Chemical Co., Ltd.) was used.
処理装置20を6日間稼働した後に、下部処理槽22内の液体におけるPFOS濃度、全有機炭素(TOC)濃度、化学的酸素要求量(COD)を測定した。PFOS濃度はLC/MS/MS法(液体クロマトグラフ−タンデム型質量分析計法)、全有機炭素濃度は燃焼触媒酸化法、化学的酸素要求量は過マンガン酸カリ消費法により測定した。その結果を表3に示す。
After operating the
表3に示す結果から、ナノバブル含有水を吐出させるとともに破砕微細活性炭を添加することにより、PFOS濃度、全有機炭素量、化学的酸素要求量が大きく低下したことから、破砕微細活性炭が触媒的に作用し、ナノバブルによる酸化分解力を高めたことが明らかになった。 From the results shown in Table 3, the PFOS concentration, the total organic carbon content, and the chemical oxygen demand were greatly reduced by discharging the nanobubble-containing water and adding the crushed fine activated carbon. It was revealed that the oxidative degradation power by nanobubbles was enhanced.
本発明は、工業用水、農業用水、生活用水等の用水処理装置及び工業排水、農業排水、生活排水等の廃水処理装置を製造する分野に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of manufacturing industrial water, agricultural water, domestic water, and other wastewater treatment devices such as industrial wastewater, agricultural wastewater, and domestic wastewater.
1 半導体製造装置
2 処理対象物
3 有機フッ素化合物含有液配管
4 洗浄超純水配管
5 低濃度廃液タンク(原水槽)
6 第1配管(第1の移送手段)
7 気液混合循環ポンプ(ポンプ)
8 第1気体せん断部
9 第2配管
10 第2気体せん断部
11 電動ニードルバルブ(第2気体量調節手段)
12 第3配管
13 フランジ
14 流通配管(第2の移送手段)
15 フランジ
16 フィルター部(分離手段)
17 フィルター
18 スクリーン
19 処理槽
20 処理装置
21 上部処理槽
22 下部処理槽
23 インバータ制御ブロワー(第1気体量調節手段)
24 ガス配管
25 傾斜部
26 粒状活性炭
27 ナノバブル
29 第4気体せん断部
30 ナノバブル流
31 PFCガス(第1の気体)
32 らせん状流路
33 PFCガス分解装置(気体処理手段)
34 スクラバー
35 排水処理装置
36 PFCガス配管
37 カレントカッター(きのこ状衝突体構造部)
38 PFCガス分解後配管
39 処理ガス
40 排気ダクト
41 排気ファン
42 排水配管
43 受け容器
44 信号線
45 高濃度廃液タンク
46 廃液配管
47 移送ポンプ
48、49 バルブ
50 専用容器A
51 専用容器B
52 分解物ガス(第2の気体)
53 シーケンサー(シーケンス制御手段)
54 ナノバブル含有水吐出部(ナノバブル含有水吐出手段)
55 傾斜部
56 有機フッ素化合物含有液供給バルブ
57 洗浄超純水供給バルブ(洗浄水を供給する供給弁)
58 有機フッ素化合物含有廃液排出バルブ
59 洗浄超純水排出バルブ(洗浄水を排出する排出弁)
60 有機フッ素化合物含有液排出配管
61 洗浄超純水排出配管
62 破砕微細活性炭
63 取り出し口
64 ヒーター
65 大型活性炭
66 大型活性炭収容容器
67 取り出し口
68 フィルター
69 スクリーン
70 1次処理水排水管
71 2次処理水排水管
72 PFCガス熱分解装置
74 PFCガス触媒分解装置
75 PFCガスプラズマ分解装置
76 ナノバブル含有水ミスト
77 PFCガス燃焼分解装置
78 電動バルブ
79 マイクロナノバブル発生部
80 第3気体せん断部
DESCRIPTION OF
6 First piping (first transfer means)
7 Gas-liquid mixing circulation pump (pump)
8 First
12 3rd piping 13
15
17
24 Gas piping 25
32
34
38 Pipe after PFC gas decomposition 39
51 Dedicated container B
52 Decomposed gas (second gas)
53 Sequencer (sequence control means)
54 Nano bubble-containing water discharge part (nano bubble-containing water discharge means)
55 Inclined part 56 Organic fluorine compound-containing liquid supply valve 57 Cleaning ultrapure water supply valve (supply valve for supplying cleaning water)
58 Organic fluorine compound-containing waste
60 Organic fluorine compound-containing
Claims (33)
上記処理槽内にナノバブル含有水を吐出するナノバブル含有水吐出手段と、
上記処理槽内の上記ナノバブル含有水中に第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生手段とを備えていることを特徴とする難分解性化合物を含む流体を処理するための処理装置。 A treatment tank into which a first gas containing a hardly decomposable compound is introduced;
Nanobubble-containing water discharging means for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank;
A processing apparatus for processing a fluid containing a hardly decomposable compound, comprising: micro / nano bubble generating means for generating micro / nano bubbles including a first gas in the nano bubble-containing water in the processing tank.
上記原水槽内の上記液体を上記ナノバブル含有水吐出手段に移送する第1の移送手段と、
上記処理槽内に設けられ、上記ナノバブル含有水と上記活性炭との混合溶液から上記活性炭を分離する分離手段と、
上記分離手段により上記活性炭が分離された上記混合溶液を、上記処理槽内から上記原水槽に移送する第2の移送手段とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の処理装置。 A raw water tank into which the liquid is introduced;
First transfer means for transferring the liquid in the raw water tank to the nanobubble-containing water discharge means;
Separation means provided in the treatment tank and separating the activated carbon from a mixed solution of the nanobubble-containing water and the activated carbon;
The processing apparatus according to claim 3, further comprising: a second transfer unit that transfers the mixed solution from which the activated carbon has been separated by the separation unit to the raw water tank from the inside of the treatment tank.
上記難分解性化合物を使用する装置から上記液体が排出されたときに、上記ナノバブル含有水吐出手段と上記マイクロナノバブル発生手段とを作動させるシーケンス制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項2〜11の何れか1項に記載の処理装置。 The liquid is a liquid discharged from a device using the hardly decomposable compound,
The apparatus further comprises sequence control means for operating the nanobubble-containing water discharge means and the micro / nanobubble generation means when the liquid is discharged from the apparatus using the hardly decomposable compound. The processing apparatus of any one of 2-11.
上記処理槽は、上記難分解性化合物を低濃度に含む低濃度液体として予め設定された上記液体を導入するものであることを特徴とする請求項2〜13の何れか1項に記載の処理装置。 A high-concentration liquid treatment means for treating the liquid preset as a high-concentration liquid containing the hardly decomposable compound at a high concentration by a combustion method or a supercritical method;
The treatment according to any one of claims 2 to 13, wherein the treatment tank introduces the liquid set in advance as a low concentration liquid containing the hardly decomposable compound at a low concentration. apparatus.
上記第1の気体をらせん流に変換するためのらせん状流路と、
上記らせん状流路を通過した上記第1の気体を用いて、ナノバブル含有水中にマイクロナノバブルを発生させるきのこ状衝突体構造部とを備えていることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の処理装置。 The micro-nano bubble generating means is
A helical flow path for converting the first gas into a helical flow;
15. A mushroom-like impactor structure that generates micro-nano bubbles in nanobubble-containing water using the first gas that has passed through the spiral flow path. The processing apparatus according to item 1.
1)供給液と供給ガスとを混合及びせん断してマイクロバブル含有水を作製する第1気体せん断部
2)上記マイクロバブル含有水をさらにせん断してナノバブル含有水を作製する第2気体せん断部
3)上記ナノバブル含有水をさらにせん断して多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第3気体せん断部
4)上記第3気体せん断部が吐出したナノバブル含有水をさらにせん断して、さらに多量のナノバブルを含むナノバブル含有水を作製する第4気体せん断部 The said nano bubble containing water discharge means is equipped with following 1) -4), The processing apparatus in any one of Claims 1-19 characterized by the above-mentioned.
1) A first gas shearing unit that mixes and shears a supply liquid and a supply gas to produce microbubble-containing water. 2) A second gas shearing unit that further shears the microbubble-containing water to produce nanobubble-containing water. ) A third gas shearing section for further shearing the nanobubble-containing water to produce nanobubble-containing water containing a large amount of nanobubbles. 4) Further shearing the nanobubble-containing water discharged by the third gas shearing section to further increase the amount of nanobubbles. 4th gas shear part which produces nano bubble content water containing
上記第1気体せん断部に供給される上記供給液及び上記供給ガスを混合するポンプと、
上記第1気体せん断部に上記供給ガスを供給する第3配管と、
上記第1気体せん断部に供給される上記供給ガスの量を調節する第2気体量調節手段と
をさらに備えていることを特徴とする請求項20に記載の処理装置。 The nanobubble-containing water discharge means is
A pump for mixing the supply liquid and the supply gas supplied to the first gas shearing section;
A third pipe for supplying the supply gas to the first gas shearing section;
21. The processing apparatus according to claim 20, further comprising second gas amount adjusting means for adjusting an amount of the supply gas supplied to the first gas shearing portion.
上記第1気体せん断部の内部表面には、2本以上の溝が設けられていることを特徴とする請求項20〜26の何れか1項に記載の処理装置。 The cross section inside the first gas shearing part is oval or perfect circle,
27. The processing apparatus according to claim 20, wherein two or more grooves are provided on the inner surface of the first gas shearing portion.
上記溝の幅は、0.8mm以下であることを特徴とする請求項27に記載の処理装置。 The depth of the groove is 0.3 mm to 0.6 mm,
28. The processing apparatus according to claim 27, wherein a width of the groove is 0.8 mm or less.
上記第1配管の内腔の横断面の面積は、上記第2配管の内腔の横断面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項20〜28の何れか1項に記載の処理装置。 In the first gas shearing section, the supply liquid is supplied through the first pipe, and the microbubble-containing water is discharged through the second pipe.
The processing apparatus according to any one of claims 20 to 28, wherein an area of a cross section of the lumen of the first pipe is larger than an area of a cross section of the lumen of the second pipe.
上記処理槽内の上記ナノバブル含有水中に、難分解性化合物を含む第1の気体を含むマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生工程とを備えていることを特徴とする難分解性化合物を含む流体を処理するための処理方法。 A nanobubble-containing water discharge step for discharging nanobubble-containing water into the treatment tank;
A fluid containing a hardly decomposable compound, comprising: a micro / nano bubble generating step for generating micro / nano bubbles containing a first gas containing a hardly decomposable compound in the nanobubble-containing water in the treatment tank. Processing method for processing.
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