JP2007130585A - 活性炭吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着槽内の吸着層全体を十分に洗浄水と撹拌、混合してＳＳを除去し、外部に排出でき、廃炭の抜き出しと新炭使用時の洗浄も容易に実施可能な活性炭吸着装置。
【解決手段】吸着装置１は、吸着槽２に上部から原水を供給し、活性炭吸着層３を通過して化学物質が吸着除去された処理水を底部の集水箱６から外部に取り出す。吸着槽２内の上部を、小孔８が開設され原水４に浸漬された仕切り板７で原水供給部Ａと洗浄水排出部Ｂとに区画し、原水供給部Ａの上部に清水供給管９と、上方に活性炭投入口１０と活性炭加水器１１等とを設け、洗浄水排出部Ｂ側に、吸着材吸込み口１２ａを吸着層３内の下部に埋没し吸着材吐出し口１２ｂが仕切り板の原水上の位置で供給部Ａ側に開口したエアリフトポンプ１２と、該ポンプの水面寄りの位置に開閉切替え自在に接続した廃炭抜き取り管１５とを設け、排出部Ｂの上部に洗浄水排水管１６と排水トラフ１７とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、工場排水や下水等の水処理で処理水に含まれる化学物質を除去するのに使用される活性炭吸着装置に関する。

活性炭吸着装置は、従来から工場排水処理や下水処理などにおける後段の処理で数多く使用されているが、粒状活性炭を収容した吸着槽内に原水に伴ってＳＳ（懸濁物質）が流入してくると、ＳＳによる活性炭吸着層の目詰まりやＳＳの固化により、流入水の流れで流動する活性炭が流動しなくなり、吸着層内での原水の流れにショートパスを起こして、活性炭の吸着性能が十分に発揮されなくなる。また活性炭吸着層内に堆積したＳＳが腐敗することにより、吸着層を通過した処理水の水質悪化を招くことがある。

そこで、吸着性能を発揮させるための中間洗浄として、使用の途中で、吸着槽に洗浄水（清水または原水）を通水しながら活性炭吸着層の活性炭全体を撹拌、混合して、ＳＳを除去する洗浄を行っているが、十分な撹拌、混合が行われないために、活性炭全体を有効に洗浄することができない。

また新炭の活性炭を使用する際にも、新炭に含まれる微粉末炭や造粒時の油脂分を洗浄水で洗浄して除去する必要があるが、吸着槽に装入前に新炭を手作業で洗浄するのが現状であった。

さらに、化学物質の吸着により活性炭が破過に達した際、破過に至った活性炭を廃炭として吸着槽外に取り出す必要がある。流動層式および移動層式の吸着装置では、吸着槽の下部等のバルブなどを開ければ、自動的に活性炭が抜ける構造になってはいるが、実際は水が先に抜けてしまい、上部からホースなどで水をかけて流しながら搬出することを要している。固定床式の吸着装置では、吸着槽のマンホールから人力で廃炭を搬出しなければならない。

なお、活性炭の中間洗浄として、原水の供給停止後、吸着槽の下部から原水通水方向と逆方向に洗浄用の空気を導入し、吸着槽内を空気の泡により流動化して撹拌し、活性炭に付着しているＳＳを洗浄、除去し、ついで吸着槽の下部から空気に代えて洗浄水を通水して、流動化しているＳＳを脱離して活性炭上方に洗い流し、吸着槽の上部の排出管から外部に排出する活性炭吸着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２３３９７８号公報

上記特許文献の吸着装置では、空気による流動化で活性炭吸着層を撹拌するので撹拌力が弱く、またその撹拌も洗浄水を通水して混合することを行っていないので、活性炭の洗浄力が弱く、活性炭全体を有効に洗浄してＳＳを除去することができない。また該特許文献は、吸着槽からの破過に至った廃炭の抜き出しや新炭使用時の洗浄については何ら記載がない。

本発明は、上記の現状に鑑み、吸着槽内の活性炭吸着層を十分に洗浄水（清水または原水）と撹拌、混合して、活性炭に付着したＳＳを有効に洗浄、洗浄し、吸着槽外に排出することができ、また吸着槽からの廃炭の抜き出しと新炭使用時の洗浄も容易に実施することを可能とした活性炭吸着装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、収容された粒状活性炭が層状の活性炭吸着層をなす吸着槽に、該吸着槽の上部に設けられた原水供給管から原水を供給し、原水が活性炭吸着層を通過して化学物質が吸着除去された処理水を吸着槽の底部の集水材で形成した集水箱を介して外部に取り出す活性炭吸着装置において、前記吸着槽内の上部を、活性炭の通過を阻止する小孔が開設され下部が原水に浸漬された仕切り板によって前記原水供給管が設けられた原水供給部とその反対側の洗浄水排出部とに区画して、該吸着槽の原水供給部に清水供給管を設け、該原水供給部の上方に活性炭投入口と、活性炭加水器とを設けると共に、活性炭投入口に活性炭を搬送する搬送手段を設け、該吸着槽の洗浄水排出部側に、下端の吸着材吸込み口を前記活性炭吸着層内の下部に埋没し上端の吸着材吐出し口が前記仕切り板の原水上の位置で原水供給部側に開口し、かつ該吸込み口寄りの位置に空気吹き込み管が接続されたエアリフトポンプと、該エアリフトポンプの水面寄りの位置に開閉切替え自在に接続した廃炭抜き取り管とを設けると共に、該洗浄水排出部に洗浄水排水管と、該洗浄水排水管と前記仕切り板との間に排水トラフとを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、前記活性炭吸着層の使用の途中における中間洗浄時、前記吸着槽内に循環水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給し、該洗浄水の供給下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から活性炭吸着層の活性炭と水とを吸込み、撹拌混合して洗浄しながら上端の吐出し口から原水供給側に吐出し、吐出された活性炭を仕切り板で阻止すると共に、洗浄によって活性炭から除去された付着分を水と共に前記洗浄水排出部に移行し、前記排水トラフおよび前記洗浄水排水管を経て外部に排出するようにした。これにより、吸着槽内の活性炭吸着層全体を十分に洗浄水と撹拌、混合して、活性炭に付着したＳＳを洗浄、除去し、吸着槽外に排出することができ、活性炭全体の吸着性能を有効に発揮させることができる。

また、前記活性炭が化学物質の吸着により破過に達したときの廃炭の抜き取り時、前記廃炭抜き取り管を開に切替えると共に、前記吸着槽内に循環水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給し、該循環水の供給下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から吸着層の廃炭と水とを吸込んで、該廃炭抜き取り管を通って外部に排出することにより、廃炭の抜き取りを容易かつ確実に行うことができる。

さらに、前記吸着槽内に新炭の活性炭を装入して使用する新炭使用時、該吸着槽に洗浄水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給して該吸着槽内を充たし、該洗浄水の供給下に、前記搬送手段により搬送された新炭を前記新炭加水器で給水しながら前記新炭投入口から吸着槽内に投入し、該吸着槽内に必要量の新炭を収容した時点で、前記洗浄水の供給継続下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から新炭を水と共に吸込み、撹拌混合して洗浄しながら上端の吐出し口から原水供給部側に吐出し、吐出された新炭を仕切り板で阻止すると共に、洗浄によって新炭から除去された夾雑物を水と共に前記洗浄水排出部に移行し、前記排水トラフおよび前記洗浄水排水管を経て外部に排水することにより、新炭の洗浄を容易かつ確実に行うことができる。

本発明の活性炭吸着装置によれば、吸着槽内の活性炭吸着層を十分に洗浄水と撹拌、混合して、活性炭に付着したＳＳを有効に洗浄、除去し、吸着槽外に排出することができると共に、吸着槽からの廃炭の抜き出しと吸着槽への新炭装入時の洗浄も容易に実施することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の活性炭吸着装置の一実施形態を一部破断して示す斜視図である。

本活性炭吸着装置１は、収容した粒状活性炭が層状の活性炭吸着層３をなす断面円形の吸着槽２を有し、吸着槽２の上部の周壁には、先端部が下方に屈曲された原水供給管５が設けられ、吸着槽２の底部に上面が集水材（ストレーナ）６ａで形成された集水箱６が設けられている。そして原水供給管５から吸着槽２に原水４を供給し、原水４が活性炭吸着層３を通過して化学物質が吸着除去され、色、臭気等が吸着除去された処理水が集水箱６に集められ、集水箱６から吸着槽２外に取り出されるようになっている。

この吸着槽２には、該吸着槽内の上部を水平方向に略二分する鉛直方向の仕切り板７が差し渡してあり、仕切り板７によって吸着槽２内の上部が、原水供給管５が設けられた原水供給部Ａとその反対側の洗浄水排出部Ｂとに区画されている。仕切り板７の下部は、装置１の運転時の所定水位の原水４に浸漬している。この仕切り板７には、活性炭の通過を阻止する多数の小孔８が開設されている。小孔８は、仕切り板７の少なくとも原水４の水面下の部分および水面に近い水面上の部分に存在することを要する。本例では、仕切り板７として全面に小孔８が設けられた多孔板を使用した。集水箱６は吸着槽２の円形を２以上に分割、本例では２分割した大きさの箱状に設けられ、原水供給部Ａの下方に位置されている。集水材６ａはウエッジワイヤを少間隙で並べてなっており、この集水材６ａも２分割以上に分割されている。

吸着槽２の原水供給部Ａ側には、吸着槽２の周壁上部に、先端部が下方に屈曲された清水供給管９が設けられ、洗浄時等に該供給管９から吸着槽２に清水が供給される。原水供給部Ａの上方には、活性炭投入口としての下方向に縮小した断面矩形のホッパー１０と、該ホッパー１０を通って投入される活性炭に水を給水する、ホッパー１０に開口した給水管からなる活性炭加水器１１が設けられている。ホッパー１０の上方には、活性炭搬送手段２２（図６参照）の一端が位置されており、この活性炭搬送手段２２はバケットコンベアまたはチェーンコンベア等からなる。

吸着槽２の洗浄水排出部Ｂ側には、エアリフトポンプ１２が鉛直に設置されている。エアリフトポンプ１２の下端にはコーン状の吸着材吸込み口１２ａが設けられ、吸込み口１２ａは活性炭吸着層３内の下部に埋没され、吸着槽２の底部近くに達している。エアリフトポンプ１２の上端は吸着材吐出し口１２ｂとされ、吐出し口１２ｂは仕切り板７に取り付けられ、原水４上の位置で原水供給部Ａ側に開口している。エアリフトポンプ１２の途中には吸込み口１２ａ寄りの位置に、ブロア１３から延びる空気吹き込み管１４が接続され、空気吹き込み管１４の上方の水面寄りの位置には、吸着槽２の周壁に廃炭抜き取り管１５が接続されている。廃炭抜き取り管１５は、これに介設した切替え弁１５ａによって開閉切替え自在とされている。

吸着槽２の洗浄水排出部Ｂ側には、吸着槽２の周壁上部に、原水４の水面下に没した位置に洗浄水排水管１６が取り付けられ、該排水管１６と仕切り板７との間には排水トラフ１７が設けられている。排水トラフ１７は洗浄水排水管１６よりも下方に位置する半月状の底板１７ａと、その底板１７ａの直線部上に立設した上端が原水４の水面上に僅かに露出した立板１７ｂとからなっており、排水トラフ１７は洗浄水排水管１６の開口部の周囲を囲んで原水４から隔離するように設置されている。立板１７ｂの上端には、三角形の切欠き１７ｃが長手方向に並設されている。洗浄水排出部Ｂ側の吸着槽２の周壁の底部位置には、吸着槽２のドレン用排水管１８が設けられている。

集水箱６は、仕切り板で２つ以上の独立した集水室、本例では２つの独立した集水室６ｂに分割されている。各集水室６ｂの上部には開閉弁１９ａ１を介挿した集水管１９ａが接続され、各集水管１９ａは共通集水管１９Ａに接続され、共通集水管１９Ａは開閉弁２０を介して図示しない集水本管に接続されている。各集水室６ｂの下部には開閉弁１９ｂ１を介挿した戻し管１９ｂが接続され、各戻し管１９ｂは共通戻し管１９Ｂに接続されている。また共通集水管１９Ａと共通戻し管１９Ｂとの間には逆洗循環ポンプ２１が介設されている。

本実施形態の活性炭吸着装置１の機械的構成は以上の通りである。本装置１を運転して原水を吸着処理するには、図２に示すように、吸着槽２に原水供給管５から原水４を所定の運転水位まで供給し、その水位を維持させた状態で原水４の供給を続け、活性炭吸着層３を１０〜６０分程度かけて流下させ活性炭と接触させる。これにより、原水に含まれている化学物質が活性炭に吸着され、原水の臭気や色等も除去される。このようにしてきれいに処理された処理水は、吸着層３の下部から集水箱６の各集水室６ｂに上面の集水材（ストレーナ）６ａを通って集められ、ついで処理水は吸着槽２の水圧によって各集水室６ｂの上部から各集水管１９ａを通って共通集水管１９Ａに流れ、共通集水管１９Ａから集水本管に放流されて、吸着槽２外に取り出される。

このような原水の処理を続けると、原水中に混入しているＳＳ（懸濁物質）により、活性炭吸着層３が目詰まりを起こし、原水の流れで流動する活性炭が流動しなくなり、吸着層３内での原水の流れにショートパスを起こして、活性炭の吸着性能が有効に利用されなくなる。このため、使用の途中で、半日〜５日に１回程度、活性炭吸着層３を中間的に洗浄する。

まず、集水箱６周りのバルブを全て閉じる。そして図３に示すように、吸着槽２に洗浄水として清水供給管９から清水または原水供給管５から原水（水処理の後段処理の原水は洗浄水として使用することができる）を供給し、ブロア１３を作動させて空気吹き込み管１４からエアリフトポンプ１２に空気を吹き込み、洗浄水供給下にエアリフトポンプ１２を運転する。エアリフトポンプ１２への空気の吹込みにより、エアリフトポンプ１２内の上方への空気の流れに随伴して下端の吸込み口１２ａから活性炭吸着層３の活性炭と水とが吸込まれ、エアリフトポンプ１２内を流れる間に水との撹拌混合により活性炭が洗浄されながら上端の吐出し口１２ｂに至り、原水供給部Ａ側に吐出される。この洗浄によって活性炭からＳＳなどの付着分が除去される。

上記の活性炭から除去された付着分は、水の流れと共に仕切り板７の小孔８を通る経路と仕切り板７の下側を回る経路で原水供給部Ａ側から流出して、洗浄水排出部Ｂ側に移行する。ついで排水トラフ１７の上端の切欠き１７ｃを水の流れと共に越流し、洗浄水排水管１６を経て吸着槽２外に排出される。一方、吐出された活性炭は、仕切り板７によって原水供給部Ａ側から洗浄水排水部Ｂ側に入るのを阻止され、比重により沈降する。洗浄水排出部Ｂ側の下方から舞い上がった活性炭は、排水トラフ１７の上端で阻止され、比重により沈降する。この中間洗浄を１０分〜６０分程度行う。

このように中間洗浄で、吸着槽２への洗浄水の供給下に、エアリフトポンプ１２で活性炭吸着層３から活性炭と水を吸い上げて撹拌混合するので、吸着層３の活性炭全体を十分に洗浄して、活性炭に付着したＳＳを除去し、吸着槽２外に排出することができる。したがって、吸着層全体の活性炭の吸着性能を有効に発揮させることができる。

その際、集水箱６の一方の集水室６ｂの集水管１９ａの開閉弁１９ａ１と、他方の集水室６ｂの戻し管１９ｂの開閉弁１９ｂ１とを開き、集水箱６からの配管の他の開閉弁を全て閉じ、その状態で逆洗循環ポンプ２１を作動する。これによって、一方の集水室６ｂの上部からの水を集水管１９ａおよび戻し管１９ｂを通って他方の集水室６ｂの下部に圧送し、他方の集水室６ｂの集水材６ａに付着しているＳＳを逆洗して除去するようにすることが好ましい。開く開閉弁を、一方の集水室６ｂの戻し管１９ｂの開閉弁１９ｂ１と、他方の集水室６ｂの集水管１９ａの開閉弁１９ａ１とに変えて、同様な集水材６ａの逆洗を行う。これを交互に繰返す。これにより、活性炭吸着層３内のＳＳを含め、吸着槽２内のＳＳを排出する効果が向上する。

その後、使用が進んで活性炭が化学物質の吸着により破過に達したとき、活性炭を廃炭として吸着槽２から抜き出す。そのために、図４に示すように、切替え弁１５ａにより廃炭抜き取り管１５を開に切替えると共に、吸着槽２内に循環水として清水供給管９から清水または原水供給管５から原水を供給し、該清水の供給下にエアリフトポンプ１２を運転して、下端の吸込み口１２ａから吸着層３の廃炭と水とを吸込む。吸込まれた廃炭と水とは、エアリフトポンプ１２の廃炭抜き取り管１５の接続部で該管１５に流れ込み、管１５を通って吸着槽２外に排出される。吸込まれた水の一部はエアリフトポンプ１２の上端に達し、原水供給部Ａ側に吐出される。このように吸着槽２内に水を供給しながらエアリフトポンプ１２で廃炭を抜き出すので、廃炭を吸着槽２内に残すことなく完全に抜き取ることができる。

吸着槽２に新規に新炭の活性炭を装入して使用する新炭使用時は、つぎのようにする。先ず、図５に示すように、洗浄水として清水供給管９から清水または原水供給管５から原水を供給して空の吸着槽２内を充たし、以後も洗浄水の供給を続ける。ついで搬送手段２２により新炭２３を搬送してホッパー１０内に供給し、新炭加水器１１でホッパー１０内に清水を給水して新炭２３を加水しながら、ホッパー１０を通って吸着槽２内に投入し、吸着槽２内に運転に必要な量になるまで新炭２３を収容する。ついで洗浄水の供給継続下にエアリフトポンプ１２を運転して、下端の吸込み口１２ａから新炭と水とを吸込み、撹拌混合して洗浄しながら上端の吐出し口１２ｂから原水供給部Ａ側に吐出し、洗浄によって新炭から除去されたゴミや粉末炭などの夾雑物および新炭造粒時の油脂分を、仕切り板７の小孔８を通る経路と仕切り板７の下側を回る経路で洗浄水排出部Ｂに移行し、排水トラフ１７および洗浄水排水管１５を経て外部に排出する。これを１０〜３０分程度行う。

このように新炭の使用時、吸着槽２への洗浄水供給下に、エアリフトポンプ１２で新炭と水を吸い上げ撹拌混合するので、吸着層２内に投入された新炭全体を十分に洗浄して、新炭に混入したゴミや粉末炭などの夾雑物および新炭造粒時の油脂分を除去して、吸着槽２外に排出することができる。したがって、新炭全体の吸着性能を有効に発揮させることができる。

以上説明したように、本発明の活性炭吸着装置によれば、吸着槽内の活性炭吸着層を十分に洗浄水と撹拌、混合して、活性炭に付着したＳＳを有効に洗浄し、吸着槽外に排出することができると共に、吸着槽からの廃炭の抜き出しと吸着槽への新炭使用時の洗浄も容易に実施することができる。

本発明の活性炭吸着装置の一実施例を示す斜視図である。 図１の装置での原水の吸着処理を示す説明図である。 図１の装置での活性炭の中間洗浄を示す説明図である。 図１の装置での廃炭抜き取り作業を示す説明図である。 図１の装置での新炭投入時の作業を示す説明図である。

符号の説明

１ 活性炭吸着装置 ２ 吸着槽
３ 活性炭吸着層 ５ 原水供給管
６ 集水箱 ７ 仕切り板
８ 小孔 ９ 清水供給管
１０ ホッパー １１ 新炭加水器
１２ エアリフトポンプ １２ａ 吸着材吸込み口
１２ｂ 吸着材吐出し口 １４ 空気吹き込み管
１５ 廃炭抜き取り管 １６ 洗浄水排水管
１７ 排水トラフ

Claims (4)

1. 収容された粒状活性炭が層状の活性炭吸着層をなす吸着槽に、該吸着槽の上部に設けられた原水供給管から原水を供給し、原水が活性炭吸着層を通過して化学物質が吸着除去された処理水を吸着槽の底部の集水材で形成した集水箱を介して外部に取り出す活性炭吸着装置において、
   前記吸着槽内の上部を、活性炭の通過を阻止する小孔が開設され下部が原水に浸漬された仕切り板によって前記原水供給管が設けられた原水供給部とその反対側の洗浄水排出部とに区画して、
   該吸着槽の原水供給部に清水供給管を設け、該原水供給部の上方に活性炭投入口と、活性炭加水器とを設けると共に、活性炭投入口に活性炭を搬送する搬送手段を設け、
   該吸着槽の洗浄水排出部側に、下端の吸着材吸込み口を前記活性炭吸着層内の下部に埋没し上端の吸着材吐出し口が前記仕切り板の原水上の位置で原水供給部側に開口し、かつ該吸込み口寄りの位置に空気吹き込み管が接続されたエアリフトポンプと、該エアリフトポンプの水面寄りの位置に開閉切替え自在に接続した廃炭抜き取り管とを設けると共に、該洗浄水排出部に洗浄水排水管と、該洗浄水排水管と前記仕切り板との間に排水トラフとを設けたことを特徴とする活性炭吸着装置。
2. 前記活性炭吸着層の使用の途中における中間洗浄時、前記吸着槽内に洗浄水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給し、該洗浄水の供給下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から活性炭吸着層の活性炭と水とを吸込み、撹拌混合して洗浄しながら上端の吐出し口から原水供給側に吐出し、吐出された活性炭を仕切り板で阻止すると共に、洗浄によって活性炭から除去された付着分を水と共に前記洗浄水排出部に移行し、前記排水トラフおよび前記洗浄水排水管を経て外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の活性炭吸着装置。
3. 前記活性炭が化学物質の吸着により破過に達したときの廃炭の抜き取り時、前記廃炭抜き取り管を開に切替えると共に、前記吸着槽内に循環水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給し、該循環水の供給下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から吸着層の廃炭と水とを吸込んで、該廃炭抜き取り管を通って外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の活性炭吸着装置。
4. 前記吸着槽内に新炭の活性炭を装入して使用する新炭使用時、該吸着槽に洗浄水として前記清水供給管からの清水または前記原水供給管からの原水を供給して該吸着槽内を充たし、該洗浄水の供給下に、前記搬送手段により搬送された新炭を前記新炭加水器で給水しながら前記新炭投入口から吸着槽内に投入し、該吸着槽内に必要量の新炭を収容した時点で、前記洗浄水の供給継続下に前記エアリフトポンプを運転して、エアリフトポンプの下端の吸込み口から新炭を水と共に吸込み、撹拌混合して洗浄しながら上端の吐出し口から原水供給部側に吐出し、吐出された新炭を仕切り板で阻止すると共に、洗浄によって新炭から除去された夾雑物を水と共に前記洗浄水排出部に移行し、前記排水トラフおよび前記洗浄水排水管を経て外部に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の活性炭吸着装置。
   
   

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