JPH09117763A - ケミカルメカニカルポリッシング廃水処理方法 - Google Patents

ケミカルメカニカルポリッシング廃水処理方法

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JPH09117763A
JPH09117763A JP28024895A JP28024895A JPH09117763A JP H09117763 A JPH09117763 A JP H09117763A JP 28024895 A JP28024895 A JP 28024895A JP 28024895 A JP28024895 A JP 28024895A JP H09117763 A JPH09117763 A JP H09117763A
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JP
Japan
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hydrogen peroxide
tank
waste water
porous membrane
polymer porous
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JP28024895A
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Itsuki Koto
厳 古藤
Hirohisa Fukuda
博久 福田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子多孔質膜の劣化が少なく、濾過水が再
利用できるケミカルメカニカルポリッシング廃水の処理
方法を提供する。 【解決手段】 過酸化水素を含むケミカルメカニカルポ
リッシング廃水を高分子多孔質膜濾過装置を用いて処理
するに際し、該廃水中の過酸化水素を、過酸化水素分解
酵素等により前処理装置であらかじめ分解し、該濾過装
置に供給する。 【効果】 過酸化水素による高分子多孔質膜の劣化が少
なく、膜の寿命が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケミカルメカニカ
ルポリッシング(以下、CMPと呼ぶ)装置から排出す
る廃水(以下、CMP廃水ともいう)の処理方法に関す
る。さらに詳しくは、前処理装置でCMP廃水中の過酸
化水素を過酸化水素分解酵素で分解した後に高分子多孔
質膜濾過装置を用いて濾過することにより、再利用でき
る濾過水と無機砥粒を含む濃縮水に分離処理する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】CMP装置から排出する酸系スラリー廃
水には、大きさが0.01〜3μmのSiO2 又はAl
2 3 或いはMgO等の無機砥粒とH2 SO4 又はHF
等の無機酸及び過酸化水素を含み、いずれも懸濁してい
るためそのままの状態では排出できない。
【0003】先に、本発明者らは、この廃水の多孔質膜
による再生方法を提案したが、さらに検討した結果、処
理コスト、処理設備のスペース等の面から、多孔質膜と
しては無機系多孔質膜のものより高分子多孔質膜の方が
優れているものの、過酸化水素を含む酸系スラリー廃水
の場合は高分子多孔質膜が劣化するという問題点が明ら
かになった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高分
子多孔質膜濾過装置を用いたCMP廃水処理方法が抱え
る問題点解決すること、すなわち、高分子多孔質膜の劣
化が少なく、濾過水が再利用できるCMP廃水の処理方
法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、CMP廃水中の過酸化水素を過酸化水素分解剤
で分解することによって、前記の課題を解決しうること
を見出し、本発明をなすに至った。即ち、本発明は、C
MP廃水を高分子多孔質膜濾過装置を用いて処理するに
際し、該廃水中の過酸化水素を前処理装置であらかじめ
分解し、該濾過装置に供給することを特徴とするCMP
廃水処理方法であり、また、CMP廃水中の過酸化水素
を前処理装置であらかじめ分解するに際し、該廃水のp
Hを中性にした後に過酸化水素分解酵素を注入すること
を特徴とするCMP廃水処理方法である。
【0006】本発明において、前処理装置は、pH計、
攪拌機、液面レベル計、及び送液ポンプの付いた前処理
タンクと、定量注入ポンプの付いた過酸化水素分解剤タ
ンク及び注入ポンプの付いた中和剤タンクからなり、そ
れぞれの動きは、プログラマブルコントローラ(以下、
シーケンスと呼ぶ)で制御する。前処理タンクの大きさ
及び濃縮水と処理水に分離する高分子多孔質膜濾過装置
の循環タンクの大きさと送液速度は、CMP廃水の排出
速度と過酸化水素が分解するのに必要な滞留時間を考慮
して決めるとよい。過酸化水素分解酵素の場合は、10
分好ましくは30分の滞留時間をとるとよい。
【0007】本発明で用いる過酸化水素分解剤は、亜硫
酸、亜燐酸、蓚酸、過マンガン酸、チオ硫酸、及び第一
鉄等の無機塩或いは過酸化水素分解酵素であるが、特に
過酸化水素分解酵素が好ましい。無機塩の添加量は、過
酸化水素の規定濃度と等量入れるとよい。また、過酸化
水素分解酵素の場合は、過酸化水素質量濃度の1/10
0以上、好ましくは1/30以上の濃度でよい。
【0008】本発明において、過酸化水素分解剤として
過酸化水素分解酵素を用いる場合は、過酸化水素の分解
率を上げるために、中和剤を用いてCMP廃水のpHを
中性にすることが好ましい。中和剤としては、KOH、
NaOH、Ca(OH)2 、及びNH4 OH等のアルカ
リ性水溶液がよい。該中和剤のいずれかを用いて、CM
P廃水のpHを5〜11、好ましくは6〜8になるよう
にする。
【0009】本発明において、中和剤と過酸化水素分解
酵素の添加順番はいずれが先でもかまわないが、中和剤
を先に添加したほうがより好ましい。本発明において、
前処理装置で過酸化水素が分解されたCMP廃水は、前
処理タンクの送液ポンプで高分子多孔質膜濾過装置に送
液される。本発明に用いる高分子多孔質膜濾過装置は、
液面レベル計の付いた循環タンク、濾液タンク、及び濃
縮液タンク、循環ポンプ及び逆洗ポンプ、高分子多孔質
膜、積算流量計、積算流量指示計、流量計、、圧力トラ
ンスミッタ、圧力計、温度計、濁度検知器、濁度計、電
導度計、pH計、自動弁、及びイオン交換樹脂塔と制御
盤からなり、シーケンス制御されるが、以上述べた計器
類を全て備える必要はなく、目的に応じて備えるとよ
い。タンクの材質、形状に制限はない。又、ポンプも特
に制限はないが、廃水中の砥粒でシール部が破損しにく
い構造のものを選択するとよい。
【0010】本発明で分離に用いる高分子多孔質膜は、
20〜500オングストロームのUF膜(限外濾過膜)
及び0.05〜1μmのMF膜(精密濾過膜)と呼ばれ
ている膜の中から、砥粒の大きさより小さい孔径のもの
を用いるとよい。又、過酸化水素分解酵素も濃縮除去し
たい時はUF膜を用いるとよい。高分子多孔質膜の材質
としては、ポリアクリロニトリル、ポリスルフォン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、
ポリテトラフルオロエチレン、酢酸セルロース、ポリア
ミド、ポリビニリデンクロライド、ポリエーテルサルフ
ォン等が挙げられる。 膜の形状は、管状膜、平板膜、
スパイラル膜、中空糸膜等いずれの形状を選択してもよ
い。
【0011】本発明の、高分子多孔質膜濾過装置を用い
る廃水処理法においては、膜濾過面と直交するように濾
過水を流す方法と膜濾過面と平行に濾過水を流す方法
(クロスフロー方式)が知られているが、クロスフロー
方式が好ましい。操作圧力は膜の耐圧性と濾過速度及び
濾過安定性を考慮して最適な値を定めるとよい。循環流
量は多い方がよく、1〜3m/秒の流速になるようにす
るとよい。
【0012】本発明に用いる高分子多孔質膜で、設定し
た濾液量を濾過し目的の濃度まで濃縮された液は、循環
ポンプによって濃縮液タンクに排出される。一方、濾過
水は、カチオン樹脂とアニオン樹脂からなるイオン交換
樹脂塔に通水され、イオン性物質が除去される。いうま
でもなく、イオン性物質の除去が必要でない時は交換樹
脂塔を必要としない。
【0013】本発明で用いる高分子多孔質膜の濾過水の
水質は、必要に応じて、濁度検知器、濁度計、電導度計
及びpH計等を設置して監視するとよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施例および比較例によって具体的に説明する。
【0015】
【実施例1】図1は、CMP廃水を前処理する装置の概
略フロー図であり、図中、1はCMP装置、2は前処理
タンク、3は中和剤タンク、4は過酸化水素分解剤タン
ク、5は液面レベル計、6は攪拌機、7はpH計、8は
中和剤注入ポンプ、9は過酸化水素分解剤注入ポンプ、
10は送液ポンプ、11は前処理されたCMP廃水を図
2の高分子多孔質膜濾過装置に送る送液配管を示す。図
2は前処理されたCMP廃水を処理する高分子多孔質膜
濾過装置であり、12は液面レベル計、13は積算流量
計と流量センサー、14は高分子多孔質膜、15はイオ
ン交換塔、16は循環ポンプ、17は循環タンク、濃縮
液タンクを示す。いずれの装置もシーケンス制御で作動
する装置である。
【0016】過酸化水素濃度は過マンガン酸カリウム滴
定法で測定した。CMP装置1から、過酸化水素とアル
ミナ砥粒を含むCMP廃水が前処理タンク2に100リ
ットル排出された。CMP廃水は白濁しており、pH
4.0、電気伝導度(以下ECと呼ぶ)240μs/c
m、過酸化水素濃度は1500mg/リットルであっ
た。
【0017】攪拌機6が回転し、中和剤タンク3中の1
%のNaOH水溶液が注入ポンプ8を経て前処理タンク
に注入された。その量は、pH計7からの電気信号を受
けて、pH計の指示値が7になるまで注入ポンプが作動
するようシーケンス制御して、添加された。次に、過酸
化水素分解剤タンク4中の一定量の過酸化水素分解酵素
が定量注入ポンプ9で前処理タンクに送られた。過酸化
水素分解酵素は、洛東化成工業株式会社製のエンチロン
OL−50を用い、CMP廃水100リットル中の過酸
化水素の1/20の質量に相当する7.5グラムを添加
した。10分間攪拌した後の過酸化水素濃度は45mg
/リットルであり、過酸化水素の分解率は97%であっ
た。
【0018】過酸化水素が分解された前処理タンクの液
は送液ポンプで送液配管を経て図2の循環タンク17に
送液した。送液された液は、循環ポンプ16を経て高分
子多孔質膜14に入り、そこで濾過液と濃縮液に分離さ
れた。濃縮液は循環タンク17に戻され、濾過液は積算
流量計と流量センサー13を経て、イオン交換塔を通し
た。
【0019】高分子多孔質過膜14は旭化成工業株式会
社製の限外濾過膜、ACV−3050(ポリアクリルニ
トリル膜、膜面積3.1m2 、中空糸内径1.4mm)
を用いた。クロスフロー方式で、濾過温度30℃、操作
平均圧力は100KPa、膜流路内の流速は2m/秒と
し、1.1リットル/分、m2 の濾過速度で分離処理し
た。
【0020】濾過水は無色透明、pH7.1 、EC3
μs/cmであり、洗浄水として使用した。6ヵ月稼働
後の膜の引張強さの保持率は90%であった。
【0021】
【比較例1】実施例1で得たCMP廃水を、前処理なし
で高分子多孔質膜濾過装置で、実施例1で用いた限外濾
過膜ACV−3050を用いて分離処理した。濾過装置
の運転条件は実施例1と同一にした。濾過水はイオン交
換塔を通さなかった。濾過水の過酸化水素濃度は145
0mg/リットルであり、、pH4.0、EC180μ
s/cmで再使用、又は放流できる水質ではなかった。
また、6ヵ月稼働後の膜の引張強さの保持率は46%で
あった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、酸系の過酸化水素を含
むCMP廃水を前処理装置で処理して高分子多孔質膜濾
過装置で濃縮するため、高分子多孔質膜の劣化が少く、
膜の寿命が長くなる。さらに、濾過水は洗浄水、工業用
水、冷却水、散水用水、及び農業用水としての水質基準
を満たすため、それらの用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCMP廃水処理装置の前処理装置概略
フロー図である。
【図2】本発明のCMP廃水処理装置の高分子多孔質膜
濃縮装置概略フロー図である。
【符号の説明】
1 CMP装置 2 前処理タンク 3 中和剤タンク 4 過酸化水素分解剤タンク 5 液面レベル計 6 攪拌機 7 pH計 8 中和剤注入ポンプ 9 定量注入ポンプ 10 送液ポンプ 11 送液配管 12 液面レベル計 13 積算濾液流量計と流量センサー 14 高分子多孔質膜 15 イオン交換塔 16 循環ポンプ 17 循環タンク 18 濃縮液タンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケミカルメカニカルポリッシング廃水を
    高分子多孔質膜濾過装置を用いて処理するに際し、該廃
    水中の過酸化水素を前処理装置であらかじめ分解し、該
    濾過装置に供給することを特徴とするケミカルメカニカ
    ルポリッシング廃水処理方法。
  2. 【請求項2】 ケミカルメカニカルポリッシング廃水中
    の過酸化水素を前処理装置であらかじめ分解するに際
    し、該廃水のpHを中性にした後に過酸化水素分解酵素
    を注入することを特徴とする請求項1記載のケミカルメ
    カニカルポリッシング廃水処理方法。
JP28024895A 1995-10-27 1995-10-27 ケミカルメカニカルポリッシング廃水処理方法 Withdrawn JPH09117763A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20030107