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📀 出典のデータベース: 半導体 vs 公共下水:排水処理技術の工程別・物質別 徹底比較
処理工程・比較項目
08. 生物処理
🗓 更新日: 9/24/2025
公開中項目
半導体工場排水の処理技術・特徴
洗浄工程で使われるIPAやTMAHといった有機物を微生物の働きで分解します。好気性の活性汚泥法が一般的ですが、難分解性のTMAHには嫌気性処理も有効で、発生したメタンガスをエネルギー源として回収できます。また、膜分離活性汚泥法(MBR)も用いられ、高品質な処理水を得て工場内で再利用されることが多いです。
公共下水(自治体)の処理技術・特徴
生活排水などを浄化する下水処理で最も中核的な技術です。「標準活性汚泥法」で有機物を分解し、さらに窒素やリンも除去する「高度処理」として「嫌気無酸素好気法(A2O法)」などが導入されています。MBRも設置面積を小さくできるため導入が進んでいます。
主要な対象物質・論点
IPA、TMAH(半導体)、BOD、窒素、リン(公共)
課題・トレードオフ
微生物で有機物を除去する原理は共通ですが、対象物質が異なります。半導体は特定の難分解性有機物、公共は生活排水由来の多様な有機物と窒素・リンが対象です。安定した微生物群の管理や、MBRにおける膜の目詰まり対策が共通課題です。
出典URL
https://www.erca.go.jp/suishinhi/seika/db/pdf/end_houkoku/3-1904.pdf https://www.mlit.go.jp/common/001033454.pdf
すべての出典情報
水処理技術の紹介
電子・半導体工場の排水処理システム. 電子 ... 当社は効率的な排水処理システムをご提案します。 実績:排水量 150m3/日~2400m3/日 排水処理フロー例(フッ酸系排水).
JPH10216776A - 有機性排水の生物処理方法
... 排出されている。TMAHやIPAは生物分解が可能であるため、一般に、これらの有機性排水は活性汚泥処理で代表される好気性生物処理で処理されている。 【0003】しかし、TMAH ...
メチル基資化性メタン生成古細菌の活用による電子産業排水 ...
TMAHは生物分解の過程でメチル基が一つずつ外れて最終的にアンモニアに分解し、メチル基由来のメタノールからメタンが生成した。IPAは、アセトン、酢酸と水素が中間体 ...
環境基本方針/環境マネジメント体制/環境教育
半導体製造工場などで用いられたフッ酸(フッ化水素酸)は、これまで排水 ... テムや、都市下水などの低濃度有機物含有排水処理技術を独自に開発しており、環境 ...
ニュースリリース「有機系排水向け流動担体型高速嫌気処理 ...
学工場、半導体・液晶工場、下水等の多岐にわたる排水の処理に向けて積極的な提案、適用を進. めてまいります。 なお、流動担体型高速嫌気処理装置の ...
CSR REPORT 2019
最近では高効率な生物処理を可能とするグラニュール技術を利用した、工場から排出される窒素含有排水の高速処理シス. テムや、都市下水などの低濃度有機物含有排水処理 ...
下水処理の仕組み
STEP 1 沈砂池. 大きなごみや石、砂などをしずませて取り除きます。 · STEP 2 最初沈澱池. 沈砂池で取りのぞけなかった細かい汚れをゆっくり流して沈めます。 · STEP 3 反応 ...
高度処理ナレッジ集
... リン除去のAO法、窒素・リン同時除去のA2O法へと改造してきた。 (攪拌・循環). ・標準法の施設を利用し、嫌気槽、無酸素槽の撹拌には、曝気用エアーを使用した ...
資料3 下水道が有するポテンシャルと現状の取り組みについて
でバイオガス発電した場合:約4億kWh. 下水汚泥の持つエネルギーポテンシャル. 創エネポテンシャル※1. ※1: 消化率(50%)、消化ガスの有効利用率(90%)、消化 ...
海外の下水道分野及び 国内の他分野におけるAIの活用事例
数日先の運転操作を予測し、オート. パイロットとして機能し、自動運転を可能とする結果を示した。 また予測運転制御により送風量を15%削減した。 Royal Haskoning DHV社( ...
CSR REPORT 2018
本事業では、東芝四日市工場で半導体のエッチング剤として. 使用されたフッ酸廃液から当社のエコクリスタにより回収した. 高純度な人工蛍石を、旭硝子千葉工場が有価物 ...
環境研究総合推進費 終了研究成果報告書
#### 環境研究総合推進費 終了研究成果報告書の概要
本報告書は、残留性有機汚染物質(POPs)とその候補物質(ポリ塩化ナフタレン(PCNs)、有機フッ素化合物(PFASs)、ヘキサクロロブタジエン(HCBD)、ヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)、ジコホル)が最終処分場から浸出する実態の把握、適切な分析法の開発、長期的な溶出予測手法の構築を目的とした研究成果をまとめたものです。研究は、地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所を研究代表機関とし、公益財団法人 ひょうご環境創造協会、公立大学法人 大阪市立大学、国立研究開発法人 国立環境研究所が分担機関として参画し、令和元年度から令和3年度にかけて実施されました。
#### 分析法開発と実態把握
本研究では、河川水と比較して有機物濃度、塩分濃度、pHが高い最終処分場の浸出水に対応できるPOPs等の分析法を構築しました。
* **PCNsの分析法**: ダイオキシン類分析の公定法(JIS K 0312)の改良により、ダイオキシン類とPCNs(全75異性体)の同時測定が可能な高分解能ガスクロマトグラフ質量分析計(GC-HRMS)を用いた汎用性の高い分析法を確立しました。
* **PFASsの分析法**: 高有機物濃度の浸出水でもPFOA・PFOSの定量下限値5 ng/Lを達成できるよう、メタノール洗浄の追加や固相抽出カートリッジ(Oasis WAX for PFAS analysisなど)の比較検討を行い、液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS/MS)による分析法を確立しました。特に短鎖PFASsの回収率向上に課題があるものの、活性炭カラムによるクリーンアップで改善が見られました。前駆物質であるテロマー類(FT-OHs)やスルホンアミド類(FOSA、FOSE)、GenXの分析法も確立し、一部試料からの検出を確認しています。
* **HCBD、ジコホル、HBCDの分析法**: HCBDについてはパージアンドトラップ-ガスクロマトグラフ質量分析(P&T-GC/MS)法による1,4-ジオキサン、VOCとの同時分析法を、ジコホルについてはGCライナーにガラスウールを使用しないGC-MS/MS法を、HBCDについてはジクロロメタンによる液液抽出とLC-MS/MSを組み合わせた分析法をそれぞれ構築しました。
#### POPsの濃度実態と浸出水処理過程での除去
全国の産業廃棄物および一般廃棄物管理型埋立処分場19埋立区画からの浸出水においてPOPs等の濃度実態が調査されました。
* **PCNsの濃度実態**: DiCNs-OcCN(2~8塩素化PCNs)濃度は8.0〜12,000 pg/Lの範囲で検出され、MoCNs-PeCNs(1~5塩素化PCNs)が主に検出されました。産業廃棄物処分場浸出水の方が一般廃棄物処分場よりも約10倍高濃度で、製品由来の異性体の割合が高い傾向が見られました。PCNs濃度と濁度、TOC、DOC、COD、TNの間には正の相関が認められましたが、埋立開始年代との明確な関係は見られませんでした。木くずを含有する処分場で濃度が高い傾向が見られました。
* **PFASsの濃度実態**: PFCAsおよびPFSAsの濃度は、産業廃棄物処分場で30~27000 ng/L、一般廃棄物処分場で3.0~280 ng/Lと、産業廃棄物処分場の方が高濃度でした。日本の浸出水中のPFOA、PFOS、PFHxS濃度は海外の処分場と比較して一桁低い値であり、これは埋立前に行われる焼却処理が高温下で多くのPFASsを分解しているためと推察されています。埋立開始年代とPFOA、PFOS、PFHxS濃度の変遷には、規制による製造・使用の変化が反映されている可能性が示唆されました。
* **浸出水処理施設における除去**:
* **PCNs**: 凝集沈殿処理でDiCNs、TrCNs、TeCNs、PeCNsの平均除去率はそれぞれ47%、67%、87%、80%と効果的に除去されました。活性炭吸着処理では高い除去率が得られ、PCNsはMDL以下またはMDL近傍まで減少しました。
* **PFASs**: 凝集処理と生物処理(活性汚泥処理)での除去率はPFASsの種類によって-10%~87%と幅があり、除去効率は低い傾向でした。一方、活性炭吸着処理では、PFHxA、PFHpA、PFOA、PFNA、PFBS、PFOSが90%以上の高い除去率で効果的に除去されました。RO膜処理では短鎖(C4-C9)PFCAsとPFSAsの平均除去率は99%以上でした。しかし、これらの処理で捕捉されたPFASsは、分解されなければ廃棄物として最終処分場に戻る可能性があるため、分解できる処理工程の実証が不可欠と指摘されています。
#### 溶出挙動の解明と長期予測シミュレーション
* **PCNsの溶出挙動と吸着特性**: 国内の焼却残渣34種類における全PCNs含有量は48~1,800,000 pg/gと幅広く、低塩素化物が主流でした。ダイオキシン対策の加熱脱塩素化処理がPCNsのリスク低減にも有効であることが確認されました。拡散チューブ試験により、焼却飛灰中のPCNsの有効拡散係数は最大でも2.3×10⁻¹³~2.9×10⁻¹³ m²/sと推定され、溶出挙動は拡散よりも移流の影響が大きいことが示唆されました。バッチ試験ではフミン酸がPCNsの溶出促進因子の一つであることを確認し、カラム実験にフミン酸溶液を溶媒として採用した結果、フミン酸の存在が高塩素化物の溶出を促進することが示されました。PCNsの累積溶出率は非常に低く(含有量の0.004~0.007%程度)、長期間にわたる溶出継続の可能性が示唆されました。
* **PFASsの吸着特性と挙動に及ぼす微生物反応**: 文献調査から、PFASsの排出挙動は固相の有機炭素含有量に加え、炭素鎖長に大きく影響を受けると推測されました。PCNsの固相(カオリン、真砂土、赤土)に対する分配係数(log Kd)は、塩素数が増加するにつれて高くなる傾向が見られ、有機炭素含有量が高いほど分配係数が高くなりました。微生物分解によるPFOAやPFOSの生成経路も整理されており、最終処分場条件下での微生物反応がPFASsの挙動に影響を及ぼす可能性が指摘されています。
* **数値シミュレーションによる長期挙動予測**: PFASsについては、1次元移流分散解析により、炭素鎖数による挙動の違いが示されました。短鎖PFCAs(PFBA(C4), PFHxS(C6))は比較的早く浸出水に排出される一方、長鎖PFCAs(PFDA(C10))は処分場内に留まる可能性が示唆されました。PCNsについては、カラム溶出試験結果を用いた覆蓋型一般廃棄物最終処分場のシミュレーションにより、保護土や中間覆土の吸着性能が将来的なPCNs排出に影響することが分かりました。特に、塩素数の小さいMoCNsやDiCNsは、処分場廃止後も長期にわたり系外へ排出される可能性があることが示唆されました。
#### 環境政策等への貢献
本研究成果は、環境省の令和3年度POPs廃棄物の検定方法等策定業務において、PFOA、PFOS、PFHxSの分析法構築に関する知見が分析法ガイドラインの作成に活用されました。また、PFOA、PFOS含有廃棄物の処理に関する技術的留意事項の策定においても貢献が見込まれています。これにより、最終処分場の長期的な適正管理に資する分析法や挙動予測に関する知見が提供されました。
AIを活用した下水処理場 水処理運転操作の取組状況
国内において、下水道水処理施設を対象としたAI活用の実証研究として以下の5つの実証事例が挙げられる。 過去のデータで学習し、送風量などのガイダンスを表示することは ...
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