JP2008188492A - Water treatment system - Google Patents
Water treatment system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008188492A JP2008188492A JP2007022821A JP2007022821A JP2008188492A JP 2008188492 A JP2008188492 A JP 2008188492A JP 2007022821 A JP2007022821 A JP 2007022821A JP 2007022821 A JP2007022821 A JP 2007022821A JP 2008188492 A JP2008188492 A JP 2008188492A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- adsorption
- water treatment
- organic substance
- adsorbing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、有機物質を含有する水から有機物質を除去して浄化する装置に関し、特に各種工場、研究施設等から排出される有機溶剤等の有機物質を含有した産業排水の浄化に用いられる水処理システムに関するものである。 The present invention relates to an apparatus for removing and purifying organic substances from water containing organic substances, and in particular, water used for the purification of industrial wastewater containing organic substances such as organic solvents discharged from various factories and research facilities. It relates to a processing system.
従来より、有害有機物質を水から除去して浄化する装置としては、活性炭等の吸着材を用いた交換式吸着装置が広く用いられている。すなわち、活性炭等の吸着を充填した槽に有機物資を含有した水を通流させ、吸着材により水中の有害有機物質を効率的に除去する事ができるシンプルな処理装置である。 Conventionally, as an apparatus for removing harmful organic substances from water and purifying it, an exchangeable adsorption apparatus using an adsorbent such as activated carbon has been widely used. In other words, it is a simple processing apparatus that allows water containing organic substances to flow through a tank filled with adsorption of activated carbon or the like and efficiently removes harmful organic substances in water by the adsorbent.
しかしながら、交換式吸着装置は有害有機物質を一定時間吸着し続け、吸着材の吸着能力が飽和に達すれば、新品への交換もしくは一度装置から吸着材を取り出して再生が必要となって連続浄化ができず、更に、水の浄化は、空気の浄化と異なり、微生物の繁殖が不可避であり、吸着材の寿命を縮めることもあって、交換および再生への労力、コスト増大が問題であった。
かかる問題を解決するために、多量の吸着材を用いることで、交換周期を延長させる事も考えられるが、装置の大型化、設備投資が不可避となる。また、吸着材である活性炭の表面を適度に疎水化させる等の吸着能力を向上させることも検討されているが（例えば特許文献１参照）、微量の有害物質を除去するには有効であっても、多量の有害有機物質を高効率で処理する事が要請される場合には根本的な解決手段にはなっておらず、特に研究所や工場等で用いる場合に満足できるものではなかった。また、従来の浄化装置では、吸着材使用開始時と使用終了前（吸着材取替え直前）では有害物質吸着性能が変化しており、安定に浄化処理する事ができないという問題点も有していた。
However, the exchangeable adsorption device continues to adsorb harmful organic substances for a certain period of time, and if the adsorption capacity of the adsorbent reaches saturation, replacement with a new one or removal of the adsorbent from the device once and regeneration are necessary, and continuous purification is possible. In addition, the purification of water, unlike the purification of air, inevitably propagates microorganisms and shortens the life of the adsorbent, and there is a problem of increase in labor and cost for replacement and regeneration.
In order to solve such a problem, it is conceivable to extend the replacement cycle by using a large amount of adsorbent, but it is inevitable to enlarge the apparatus and invest in the equipment. In addition, it has been studied to improve the adsorption capacity such as appropriately hydrophobizing the surface of activated carbon as an adsorbent (see, for example, Patent Document 1), but it is effective for removing a trace amount of harmful substances. However, it is not a fundamental solution when it is required to process a large amount of harmful organic substances with high efficiency, and it is not satisfactory particularly when used in laboratories and factories. In addition, the conventional purification device has a problem that the toxic substance adsorption performance is changed at the start of use of the adsorbent and before the end of use (immediately before the replacement of the adsorbent), and the purification process cannot be stably performed. .
本発明は、従来技術の課題を背景になされたもので、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、多量有害有機物質を高効率且つ安定に除去することができる水処理システムを提供することを課題とするものである。 The present invention has been made against the background of the problems of the prior art, achieves continuous purification of water, basically eliminates the need for replacement of the adsorbent, and can remove a large amount of harmful organic substances with high efficiency and stability. It is an object of the present invention to provide a water treatment system that can be used.
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、ついに本発明を完成するに到った。即ち本発明は、以下の通りである。
１．下記（１）と（２）を備えたことを特徴とする有機物質を含有する水から有機物質を吸着除去して水を浄化する水処理システム。
（１）有機物質を含有する水から有機物質を吸着除去して水を浄化する装置であって、有機物質を含有する水を、活性炭素繊維を含む吸着素子に通流させて該吸着素子に有機物質を吸着させる吸着工程と、該吸着素子に高温の加熱ガスを通流させて該吸着素子に吸着された有機物質を脱着する脱着工程とを交互に行う事を特徴とする水処理装置。
（２）上記水処理装置の脱着工程にて発生したガスを処理する為のガス燃焼分解処理装置。
２．有機物質を含有する水を、活性炭素繊維を含む吸着素子に通流させて該吸着素子に有機物質を吸着させる吸着工程と、該吸着素子に高温の加熱ガスを通流させて該吸着素子に吸着された有機物質を脱着する脱着工程との間に、ガスの通流により吸着素子内の水を除去するパージ工程を有することを特徴とする上記１に記載の水処理システム。
３．前記ガスの通流により吸着素子内の水を除去するパージ工程にて発生した水を水処理装置の入口に戻すように構成されていることを特徴とする上記１または２に記載の水処理システム。
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
1. A water treatment system for purifying water by adsorbing and removing an organic substance from water containing the organic substance, comprising the following (1) and (2).
(1) An apparatus for purifying water by adsorbing and removing an organic substance from water containing an organic substance, wherein the water containing the organic substance is passed through an adsorption element containing activated carbon fiber to the adsorption element. A water treatment apparatus characterized by alternately performing an adsorption process for adsorbing an organic substance and a desorption process for desorbing an organic substance adsorbed on the adsorption element by passing a high-temperature heated gas through the adsorption element.
(2) A gas combustion decomposition treatment apparatus for treating the gas generated in the desorption process of the water treatment apparatus.
2. An adsorption process in which water containing an organic substance is passed through an adsorption element containing activated carbon fibers to adsorb the organic substance to the adsorption element, and a high-temperature heated gas is passed through the adsorption element to pass through the adsorption element. 2. The water treatment system according to 1 above, further comprising a purge step of removing water in the adsorption element by gas flow between the desorption step of desorbing the adsorbed organic substance.
3. 3. The water treatment system according to 1 or 2 above, wherein water generated in a purge process for removing water in the adsorption element by the gas flow is returned to the inlet of the water treatment device. .
本発明による水処理システムは、多量の有害有機物質を高い効率で連続的に除去する事ができ、基本的に吸着材の交換の必要が無いため、低コストで、安定に、高い能力で水中の有害有機物質を除去する事ができる利点がある。 The water treatment system according to the present invention can remove a large amount of harmful organic substances continuously with high efficiency, and basically does not require the replacement of the adsorbent. There is an advantage that harmful organic substances can be removed.
本発明にかかる水処理システムは、有機物質を含有する水を吸着素子に通流させて該吸着素子に有機物質を吸着させる吸着工程設備と、該吸着素子に高温の加熱ガスを通流させて該吸着素子に吸着された有機物質を脱着する脱着工程設備を備え、かかる工程を交互に行う水処理装置を使用した水処理システムであることが好ましい。かかる構造を採用する事により、処理を連続的に行うことができるからである。 The water treatment system according to the present invention includes an adsorption process facility for allowing water containing an organic substance to flow through an adsorbing element and adsorbing the organic substance to the adsorbing element, and passing a high-temperature heating gas through the adsorbing element. It is preferable that the water treatment system includes a desorption process facility for desorbing the organic substance adsorbed on the adsorption element, and uses a water treatment apparatus that alternately performs the process. This is because the processing can be continuously performed by adopting such a structure.
より好ましい水処理システムに使用される水処理装置の構造としては、吸着素子が幾つかに分割されており、それらの吸着工程と脱着工程をダンパー等にて切替操作を行い、吸着と脱着を連続的に行う水処理装置であり、または、吸着素子が回転することができ、吸着工程で有機物質を吸着した吸着素子の部位が、吸着素子の回転により、脱着工程へ移動する構造を有する水処理装置である。かかる構造であれば、容易且つ安定に有害有機物質の吸着・脱着をおこなえるからである。 As the structure of the water treatment device used in a more preferable water treatment system, the adsorption element is divided into several parts, and the adsorption process and the desorption process are switched by a damper or the like, and the adsorption and desorption are continuously performed. A water treatment apparatus that can be rotated automatically, or has a structure in which the adsorbing element can rotate and the part of the adsorbing element that adsorbs the organic substance in the adsorption process moves to the desorption process by the rotation of the adsorbing element Device. This is because such a structure makes it possible to adsorb and desorb harmful organic substances easily and stably.
前記水処理装置の脱着工程により発生した有機物質を含有したガスを処理するガス燃焼分解処理装置は、特に限定されるものではないが、ガスを６５０〜８００℃の高温で直接酸化分解する直接燃焼装置や、触媒を使用してガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒燃焼装置や、蓄熱体を使用して熱回収を行い経済的に直接酸化分解する蓄熱式直接燃焼装置や蓄熱式触媒燃焼装置であってもよい。このような装置であれば、高効率・連続的に有害有機物質を分解処理できるからである。 The gas combustion decomposition treatment apparatus for treating the gas containing the organic substance generated by the desorption process of the water treatment apparatus is not particularly limited, but direct combustion that directly oxidizes and decomposes the gas at a high temperature of 650 to 800 ° C. Equipment, catalytic combustion equipment that catalyses and oxidatively decomposes gas using a catalyst, thermal storage direct combustion equipment and thermal storage catalytic combustion that recovers heat using a heat storage body and economically oxidatively decomposes It may be a device. This is because such an apparatus can continuously decompose harmful organic substances with high efficiency.
以下、図面を参照して、本発明にかかる水処理システムについて詳細に説明する。図１は本発明の好ましい実施形態の例である。図１に例示した水処理システム使用される水処理装置は、有害有機物質を含有した水を、原水導入ライン１１を通じて吸着素子１２は吸着領域１３に送られ、吸着材により有機物質を吸着除去して浄化水として排出する吸着工程を有する。
Hereinafter, a water treatment system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of a preferred embodiment of the present invention. The water treatment apparatus used in the water treatment system illustrated in FIG. 1 sends water containing harmful organic substances to the
一方で吸着素子１２はパージ領域１４に送られ、ガスの通流により吸着素子表面に残存する水滴を除去するパージ工程を有することが好ましい。水滴を気流で除去することにより、加熱による有害有機物質の脱着が容易になるからである。パージガスを高温加熱気流とすることにより、後述する脱着工程を同時におこなってもよいが、エネルギーコスト等から考えて、パージ工程と脱着工程を別にすることが好ましい。
On the other hand, the
ここで除去された水は、有機物質を含むものであり、集積して焼却等してもよいが、戻りライン１５より装置入口の有機物質を含有する原水に戻すことが好ましい。かかる方法によれば、工程数を省略でき、効率的だからである。 The water removed here contains an organic substance and may be accumulated and incinerated. However, it is preferable to return to the raw water containing the organic substance at the inlet of the apparatus through the return line 15. This is because the number of steps can be omitted and this method is efficient.
また、吸着素子１２は回転し、パージ工程の後工程で脱着領域１６にて加熱ガスにより吸着素子を加熱する事で吸着した有害物質を脱着して再度吸着が行える状態に再生される脱着工程を有することが好ましい。加熱により有害有機物質を脱着した後、連続的に吸着工程に移動することができるからである。脱着工程により発生した有機物質を含有したガスは、直接燃焼装置や触媒燃焼装置、蓄熱式燃焼装置等の燃焼装置にて処理する事ができる。
Further, the
前記水処理装置の脱着工程で発生したガスの処理は、熱交換機器を経由して白金触媒１７を備えた触媒反応器１８に送られ、ガスを触媒酸化反応させて該ガス中の有機物質を分解除去する触媒燃焼装置を用いる。
The treatment of the gas generated in the desorption process of the water treatment device is sent to a catalytic reactor 18 equipped with a
上記の吸着工程→パージ工程→脱着工程を連続的に繰り返す事で、有機物質を含有する水から有機物質を経済的に吸着除去できる装置となる。かかる連続的な吸着−加熱脱着により、低コストで、安定に、高い能力で水中の有害有機物質を除去処理することができ、更には藻等の発生を防ぐことができる。 By continuously repeating the above-described adsorption process → purge process → desorption process, the apparatus can economically adsorb and remove organic substances from water containing organic substances. By such continuous adsorption-heat desorption, it is possible to remove and remove harmful organic substances in water at low cost, stably and with high capacity, and to prevent generation of algae and the like.
本発明にかかる吸着素子の構造は、粒状、粉体状、ハニカム状の活性炭やゼオライトがあるが、特に性能面から活性炭素繊維である事が好ましい。つまり、活性炭素繊維は表面にミクロ孔を有する事と繊維状構造である事で水との接触効率が高い事で、特に水中の有機物質の吸着速度が速くなり、他の構造に比べて極めて高い除去効率を発現でき、更にはパージ工程においてガスの流通により吸着素子表面の水滴を除去する際にも、容易に水滴の除去が可能となるからである。 The structure of the adsorbing element according to the present invention includes granular activated carbon and zeolite activated carbon and zeolite, and activated carbon fibers are particularly preferable from the viewpoint of performance. In other words, activated carbon fibers have micropores on the surface and a fibrous structure, so the contact efficiency with water is high, and in particular, the adsorption rate of organic substances in water is increased, which is extremely high compared to other structures. This is because high removal efficiency can be exhibited, and furthermore, when removing water droplets on the surface of the adsorption element by gas flow in the purge process, water droplets can be easily removed.
本発明にかかる、吸着素子の運転は、連続的であることが好ましいが、除去すべき有害有機物質の量、処理水の量等を勘案して、間欠運転としてもよい。有害有機物質の量があるいは処理水の量が少ないような条件では、連続運転であることまで要求されず、運転コストを削減できるからである。 Although the operation of the adsorption element according to the present invention is preferably continuous, it may be intermittent operation in consideration of the amount of harmful organic substances to be removed, the amount of treated water, and the like. This is because, under the condition that the amount of harmful organic substances or the amount of treated water is small, it is not required that the operation is continuous, and the operation cost can be reduced.
本発明で用いる活性炭素繊維の物性は特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が９００〜２０００ｍ２／ｇで、細孔容積が０．４〜０．９ｃｍ３／ｇで平均細孔経が１７〜１８Åのものが好ましい。それはＢＥＴ比表面積９００ｍ２／ｇ以下、細孔容積０．４ｃｍ３／ｇ、細孔径が１７Å以下では、有機物質の吸着量が低くなり、ＢＥＴ比表面積２０００ｍ２／ｇ以下、細孔容積０．９ｃｍ３／ｇ、細孔径が１８Å以上なると、細孔径が大きくなる事で、分子量の小さい物質などの吸着能力が低下したり、強度が弱くなり、また素材のコストが高くなり経済的では無くなるからである。 The physical properties of the activated carbon fiber used in the present invention are not particularly limited, but the BET specific surface area is 900 to 2000 m 2 / g, the pore volume is 0.4 to 0.9 cm 3 / g, and the average pore diameter is Is preferably 17 to 18 mm. When the BET specific surface area is 900 m 2 / g or less, the pore volume is 0.4 cm 3 / g, and the pore diameter is 17 mm or less, the adsorption amount of the organic substance is low, the BET specific surface area is 2000 m 2 / g or less, and the pore volume is 0.00. If 9 cm 3 / g and the pore diameter is 18 mm or more, the pore diameter increases, so that the adsorption ability of a substance having a low molecular weight is reduced, the strength is weakened, and the cost of the material is increased, which is not economical. It is.
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、評価は下記の方法によりおこなった。
（ＢＥＴ比表面積）
ＢＥＴ比表面積は、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）雰囲気下、相対圧力０．０〜０．１５の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、ＢＥＴプロットにより試料単位質量あたりの表面積（ｍ２／ｇ）を求めた。
（細孔容積）
細孔容積は、相対圧０．９５における窒素ガスの気体吸着法により測定した。
（平均細孔径）
平均細孔径は、以下の式で求めた。
ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å））
Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
（平衡吸着量）
平衡吸着量（ｑ＊）は、５０％破過時間を測定し、以下の式で求めた。
ｑ＊（ｇ／ｇ）＝溶剤供給量×５０％破過時間／吸着材重量
（吸着帯厚み）
吸着帯厚み（１０％Ｚａ）は、１０％破過する破過時間を測定し、以下の式で求めた。
１０％Ｚａ＝（５０％破過時間−１０％破過時間）×２／（５０％破過時間）
（有機物質除去効果）
１０００ｍｇ／Ｌの濃度の各種溶剤を含有する原水を温度３０℃の水を空間速度（ＳＶ）２５で流し、１０時間後と５００時間運転後の各水処理装置出口のイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という）濃度を測定した。
（溶剤濃度評価）
入口・出口の水濃度をガスクロマトグラフ法により分析し測定した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
The evaluation was performed by the following method.
(BET specific surface area)
The BET specific surface area was measured by measuring several points of nitrogen adsorption on the sample when the relative pressure was raised in the range of 0.0 to 0.15 in the atmosphere of the boiling point of liquid nitrogen (-195.8 ° C), and a BET plot. Was used to determine the surface area (m 2 / g) per unit mass of the sample.
(Pore volume)
The pore volume was measured by a nitrogen gas adsorption method at a relative pressure of 0.95.
(Average pore diameter)
The average pore diameter was determined by the following formula.
dp = 40000 Vp / S (where dp: average pore diameter (径))
Vp: pore volume (cc / g)
S: BET specific surface area (m 2 / g)
(Equilibrium adsorption amount)
The equilibrium adsorption amount (q *) was determined by measuring the 50% breakthrough time and using the following equation.
q * (g / g) = solvent supply amount × 50% breakthrough time / adsorbent weight (adsorption zone thickness)
The adsorption band thickness (10% Za) was determined by the following formula by measuring the breakthrough time for breakthrough by 10%.
10% Za = (50% breakthrough time−10% breakthrough time) × 2 / (50% breakthrough time)
(Organic substance removal effect)
Raw water containing various solvents with a concentration of 1000 mg / L was passed through water at a temperature of 30 ° C. at a space velocity (SV) of 25, and isopropyl alcohol (hereinafter referred to as “IPA”) at the outlet of each water treatment apparatus after 10 hours and 500 hours of operation. The concentration was measured.
(Solvent concentration evaluation)
The water concentration at the inlet / outlet was analyzed and measured by gas chromatography.
［実施例１］
吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１１００ｍ２／ｇ、全細孔容積０．４７（ｍ３／ｇ）の活性炭素繊維を使用した５０ｍｍφで、厚み２２５ｍｍの重量３８ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の水処理システムに設置して１０００ｍｇ／ＬのＩＰＡを含む原水を導入した。その際の出口濃度の経時変化を確認した結果、表１に示すように吸着帯厚み（Ｚａ１０％）が４２ｍｍであり、平衡吸着量（ｑ＊）が０．１３（ｇ／ｇ）と良好な吸着速度と破過時間であった。
[Example 1]
An adsorbing element with an average pore diameter of 17.1 mm, an activated carbon fiber having a BET specific surface area of 1100 m 2 / g and a total pore volume of 0.47 (m 3 / g) as an adsorbent and a weight of 38 g and a weight of 225 mm. Two were prepared and installed in the damper-switching water treatment system of FIG. 2 to introduce raw water containing 1000 mg / L IPA. As a result of confirming the time-dependent change of the outlet concentration at that time, as shown in Table 1, the adsorption band thickness (Za 10%) was 42 mm, and the equilibrium adsorption amount (q *) was 0.13 (g / g) and good. Adsorption rate and breakthrough time.
次に、水処理装置の脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は１０ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は１０ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の出口のＩＰＡ濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下であり、表１に示すように除去率は９９％以上が可能であった。 Next, 130 degreeC air was used as heating gas in the desorption process of a water treatment apparatus, and the wind speed of desorption was 50 cm / sec. The adsorption cycle in the adsorption process was 10 min, and the desorption time in the desorption process was 10 min. At that time, the IPA concentration at the outlet was 10 mg / L or less, and as shown in Table 1, the removal rate could be 99% or more.
脱着工程で発生したガスを、白金触媒を使用した触媒燃焼装置に導入し触媒入口温度を３００℃にして触媒酸化分解処理を実施して処理した。除去率は９９％以上と良好であった。 The gas generated in the desorption process was introduced into a catalytic combustion apparatus using a platinum catalyst, and the catalyst inlet temperature was set to 300 ° C. to perform catalytic oxidative decomposition treatment. The removal rate was as good as 99% or more.
本実施例の水処理システムにより浄化された水は、１０時間後でも９９％以上の効率で処理が可能であった。吸着と脱着を連続して行い処理するため、性能低下がなく安定して高い効率で処理ができる。本システムを導入することで、有害有機物質の吸着−脱着−酸化分解をおこなうことによって、有害物質をほぼ完全に除去することができる。 The water purified by the water treatment system of this example could be treated with an efficiency of 99% or more even after 10 hours. Since adsorption and desorption are performed continuously, processing is stable and highly efficient with no performance degradation. By introducing this system, harmful substances can be almost completely removed by adsorption-desorption-oxidative decomposition of harmful organic substances.
［実施例２］
吸着材として平均細孔径１７．３Å、ＢＥＴ比表面積１６６０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．７２（ｍ３／ｇ）の活性炭素繊維を使用した５０ｍｍφで、厚み２２５ｍｍの重量３８ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の水処理システムに設置して１０００ｍｇ／ＬのＩＰＡを含む原水を導入した。その際の出口濃度の経時変化を確認した結果、表１に示す様な吸着帯厚み（Ｚａ１０％）が４９ｍｍであり、平衡吸着量（ｑ＊）が０．１１（ｇ／ｇ）と良好な吸着速度と破過時間であった。
[Example 2]
An adsorbing element having an average pore diameter of 17.3 mm, an activated carbon fiber having a BET specific surface area of 1660 m 2 / g and a total pore volume of 0.72 (m 3 / g) as an adsorbent and a weight of 38 g and a thickness of 225 mm. Two were prepared and installed in the damper-switching water treatment system of FIG. 2 to introduce raw water containing 1000 mg / L IPA. As a result of confirming the change with time in the outlet concentration at that time, the adsorption band thickness (Za 10%) as shown in Table 1 was 49 mm, and the equilibrium adsorption amount (q *) was 0.11 (g / g). Adsorption rate and breakthrough time.
次に、水処理装置の脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は１０ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は１０ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の出口のＩＰＡ濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下であり、表１に示す様に除去率は９９％以上が可能であった。 Next, 130 degreeC air was used as heating gas in the desorption process of a water treatment apparatus, and the wind speed of desorption was 50 cm / sec. The adsorption cycle in the adsorption process was 10 min, and the desorption time in the desorption process was 10 min. At that time, the IPA concentration at the outlet was 10 mg / L or less, and as shown in Table 1, the removal rate could be 99% or more.
脱着工程で発生したガスを、白金触媒を使用した触媒燃焼装置に導入し触媒入口温度を３００℃にして触媒酸化分解処理を実施して処理した。除去率は９９％以上と良好であった。 The gas generated in the desorption process was introduced into a catalytic combustion apparatus using a platinum catalyst, and the catalyst inlet temperature was set to 300 ° C. to perform catalytic oxidative decomposition treatment. The removal rate was as good as 99% or more.
本実施例の水処理装置により浄化された水は、１０時間後でも９９％以上の効率で処理が可能であった。吸着と脱着を連続して行い処理するため、性能低下がなく安定して高い効率で処理ができる。本システムを導入することで、有害有機物質の吸着−脱着−酸化分解をおこなうことによって、有害物質をほぼ完全に除去することができる。 The water purified by the water treatment apparatus of this example could be treated with an efficiency of 99% or more even after 10 hours. Since adsorption and desorption are performed continuously, processing is stable and highly efficient with no performance degradation. By introducing this system, harmful substances can be almost completely removed by adsorption-desorption-oxidative decomposition of harmful organic substances.
［実施例３］
吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１１００ｍ２／ｇ、全細孔容積０．４７（ｍ３／ｇ）の活性炭素繊維を使用した５０ｍｍφで、厚み２２５ｍｍの重量３８ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の水処理システムに設置して１０００ｍｇ／Ｌのフェノールを含む原水を導入した。その際の出口濃度の経時変化を確認した結果、表１に示すように吸着帯厚み（Ｚａ１０％）が３９ｍｍであり、平衡吸着量（ｑ＊）が０．３８（ｇ／ｇ）と良好な吸着速度と破過時間であった。
[Example 3]
An adsorbing element with an average pore diameter of 17.1 mm, an activated carbon fiber having a BET specific surface area of 1100 m 2 / g and a total pore volume of 0.47 (m 3 / g) as an adsorbent and a weight of 38 g and a weight of 225 mm. Two were prepared and installed in the water treatment system of the damper switching type in FIG. 2 to introduce raw water containing 1000 mg / L phenol. As a result of confirming the change in the outlet concentration with time, as shown in Table 1, the adsorption zone thickness (Za 10%) is 39 mm, and the equilibrium adsorption amount (q *) is 0.38 (g / g), which is good. Adsorption rate and breakthrough time.
次に、水処理装置の脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は２０ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は２０ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の出口のＩＰＡ濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下であり、表１に示すように除去率は９９％以上が可能であった。 Next, 130 degreeC air was used as heating gas in the desorption process of a water treatment apparatus, and the wind speed of desorption was 50 cm / sec. The adsorption cycle in the adsorption process was 20 min, and the desorption time in the desorption process was 20 min. At that time, the IPA concentration at the outlet was 10 mg / L or less, and as shown in Table 1, the removal rate could be 99% or more.
脱着工程で発生したガスを、白金触媒を使用した触媒燃焼装置に導入し触媒入口温度を３００℃にして触媒酸化分解処理を実施して処理した。除去率は９９％以上と良好であった。 The gas generated in the desorption process was introduced into a catalytic combustion apparatus using a platinum catalyst, and the catalyst inlet temperature was set to 300 ° C. to perform catalytic oxidative decomposition treatment. The removal rate was as good as 99% or more.
本実施例の水処理装置により浄化された水は、１０時間後でも９９％以上の効率で処理が可能であった。吸着と脱着を連続して行い処理するため、性能低下がなく安定して高い効率で処理ができる。本システムを導入することで、有害有機物質の吸着−脱着−酸化分解をおこなうことによって、有害物質をほぼ完全に除去することができる。 The water purified by the water treatment apparatus of this example could be treated with an efficiency of 99% or more even after 10 hours. Since adsorption and desorption are performed continuously, processing is stable and highly efficient with no performance degradation. By introducing this system, harmful substances can be almost completely removed by adsorption-desorption-oxidative decomposition of harmful organic substances.
［比較例１］
吸着材として平均細孔径１７．９Å、ＢＥＴ比表面積１２０８ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５２（ｍ３／ｇ）で８／３２メッシュの粒状活性炭を使用した５０ｍｍφで、厚み２２５ｍｍの重量１８５ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の水処理システムに設置して１０００ｍｇ／ＬのＩＰＡを含む原水を導入した。その際の出口濃度の経時変化を確認した結果、表１に示すように吸着帯厚み（Ｚａ１０％）が２４８ｍｍであり、平衡吸着量（ｑ＊）が０．０４（ｇ／ｇ）と実施例に比べて著しく吸着速度が遅く、破過時間が短くなる結果となった。
[Comparative Example 1]
The adsorbent has an average pore diameter of 17.9 mm, a BET specific surface area of 1208 m 2 / g, a total pore volume of 0.52 (m 3 / g) and 8/32 mesh granular activated carbon, 50 mmφ, and a weight of 225 mm and a weight of 185 g. Two adsorbing elements were prepared and installed in the damper-switching water treatment system of FIG. 2 to introduce raw water containing 1000 mg / L of IPA. As a result of confirming the change with time in the outlet concentration at that time, as shown in Table 1, the adsorption band thickness (Za 10%) was 248 mm, and the equilibrium adsorption amount (q *) was 0.04 (g / g). As a result, the adsorption speed was remarkably slow and the breakthrough time was shortened.
次に、水処理装置の脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は１０ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は１０ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の出口のＩＰＡ濃度は２５０ｍｇ／以下であり、表１に示すように除去率は７５％と実施例に比べて初期除去効率が低い結果となった。 Next, 130 degreeC air was used as heating gas in the desorption process of a water treatment apparatus, and the wind speed of desorption was 50 cm / sec. The adsorption cycle in the adsorption process was 10 min, and the desorption time in the desorption process was 10 min. At that time, the IPA concentration at the outlet was 250 mg / less or less, and as shown in Table 1, the removal rate was 75%, which was lower than the initial removal efficiency.
脱着工程で発生したガスを、白金触媒を使用した触媒燃焼装置に導入し触媒入口温度を３００℃にして触媒酸化分解処理を実施して処理した。除去率は９９％以上と良好であった。 The gas generated in the desorption process was introduced into a catalytic combustion apparatus using a platinum catalyst, and the catalyst inlet temperature was set to 300 ° C. to perform catalytic oxidative decomposition treatment. The removal rate was as good as 99% or more.
本実施例の水処理装置により浄化された水は、脱着操作を行わなければ７０分後には吸着材が飽和してしまい除去率は０％となり、安定して高い効率で処理する事ができなった。脱着操作を行えば、１０時間後でも７５％の効率での処理が可能であるが、初期性能が実施例に比べて低なる。 If the water purified by the water treatment apparatus of this embodiment is not desorbed, the adsorbent becomes saturated after 70 minutes and the removal rate becomes 0%, and cannot be treated stably and with high efficiency. It was. If the desorption operation is performed, processing with an efficiency of 75% is possible even after 10 hours, but the initial performance is lower than in the example.
［比較例２］
吸着材として平均細孔径１７．２Å、ＢＥＴ比表面積１２００ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５１（ｍ３／ｇ）の粒状活性炭をハニカム高さ１．５ｍｍ、ハニカムピッチ２．６ｍｍに加工したハニカムを使用した５０ｍｍφで、厚み２２５ｍｍの重量９８ｇの吸着素子を２個作成し、図２のダンパー切替方式の水処理システムに設置して１０００ｍｇ／ＬのＩＰＡを含む原水を導入した。その際の出口濃度の経時変化を確認した結果、表１に示すように吸着帯厚み（Ｚａ１０％）が８００ｍｍであり、平衡吸着量（ｑ＊）が０．０２（ｇ／ｇ）と実施例に比べて著しく吸着速度が遅く、破過時間が短くなる結果となった。
[Comparative Example 2]
As an adsorbent, granular activated carbon having an average pore diameter of 17.2 mm, a BET specific surface area of 1200 m 2 / g, and a total pore volume of 0.51 (m 3 / g) was processed to a honeycomb height of 1.5 mm and a honeycomb pitch of 2.6 mm. Two adsorbing elements with a honeycomb diameter of 50 mmφ and a thickness of 225 mm and a weight of 98 g were prepared and installed in the damper switching type water treatment system of FIG. 2 to introduce raw water containing 1000 mg / L of IPA. As a result of confirming the change with time in the outlet concentration at that time, as shown in Table 1, the adsorption band thickness (Za 10%) is 800 mm, and the equilibrium adsorption amount (q *) is 0.02 (g / g). As a result, the adsorption speed was remarkably slow and the breakthrough time was shortened.
次に、水処理装置の脱着工程における加熱ガスとして１３０℃の空気を使用し、脱着の風速を５０ｃｍ／ｓｅｃとした。吸着工程における吸着時間は１０ｍｉｎ、脱着工程における脱着時間は１０ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の出口のＩＰＡ濃度は８００ｍｇ／Ｌであり、表１に示すように除去率は２０％と実施例に比べて初期除去効率が著しく低い結果となった。 Next, 130 degreeC air was used as heating gas in the desorption process of a water treatment apparatus, and the wind speed of desorption was 50 cm / sec. The adsorption cycle in the adsorption process was 10 min, and the desorption time in the desorption process was 10 min. At that time, the IPA concentration at the outlet was 800 mg / L, and as shown in Table 1, the removal rate was 20%.
脱着工程で発生したガスを、白金触媒を使用した触媒燃焼装置に導入し触媒入口温度を３００℃にして触媒酸化分解処理を実施して処理した。除去率は９９％以上と良好であった。 The gas generated in the desorption process was introduced into a catalytic combustion apparatus using a platinum catalyst, and the catalyst inlet temperature was set to 300 ° C. to perform catalytic oxidative decomposition treatment. The removal rate was as good as 99% or more.
本実施例の水処理装置により浄化された水は、１０時間後でも２０％の効率で処理が可能であった。吸着と脱着を連続して行い処理しているので、初期除去率は低いが性能低下はなかったが、初期除去率が実施例に比べて低くなる。 The water purified by the water treatment apparatus of this example could be treated with an efficiency of 20% even after 10 hours. Since the adsorption and desorption are continuously performed and processed, the initial removal rate is low but the performance is not deteriorated, but the initial removal rate is lower than that of the example.
本発明の水処理システムは、水の連続浄化を実現し、基本的に吸着剤の交換が必要なく、多量有害有機物質を高効率且つ安定に除去することができる処理装置であるため、設備増大を必要とせずに、吸着剤交換作業を省略でき、コスト低減、有害物質安定除去でき、特に研究所や工場等の幅広い分野に利用することができ、産業界に寄与することが大である。 The water treatment system of the present invention is a treatment device that realizes continuous purification of water, basically does not require replacement of the adsorbent, and can remove a large amount of harmful organic substances with high efficiency and stability. Therefore, it is possible to omit the adsorbent replacement work, reduce costs and stably remove harmful substances, and can be used in a wide range of fields such as laboratories and factories.
１１ 原水導入ライン
１２ 吸着素子
１３ 吸着領域
１４ パージ領域
１５ 戻りライン
１６ 脱着領域
１７ 触媒燃焼装置
２１ 原水
２２ 処理出口水
２３ 脱着空気
２４ 濃縮ガス
２５ 吸着素子
２６ 触媒燃焼装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
（１）有機物質を含有する水から有機物質を吸着除去して水を浄化する装置であって、有機物質を含有する水を、活性炭素繊維を含む吸着素子に通流させて該吸着素子に有機物質を吸着させる吸着工程と、該吸着素子に高温の加熱ガスを通流させて該吸着素子に吸着された有機物質を脱着する脱着工程とを交互に行う事を特徴とする水処理装置。
（２）上記水処理装置の脱着工程にて発生したガスを処理する為のガス燃焼分解処理装置。 A water treatment system for purifying water by adsorbing and removing an organic substance from water containing the organic substance, comprising the following (1) and (2).
(1) An apparatus for purifying water by adsorbing and removing an organic substance from water containing an organic substance, wherein the water containing the organic substance is passed through an adsorption element containing activated carbon fiber to the adsorption element. A water treatment apparatus characterized by alternately performing an adsorption process for adsorbing an organic substance and a desorption process for desorbing an organic substance adsorbed on the adsorption element by passing a high-temperature heated gas through the adsorption element.
(2) A gas combustion decomposition treatment apparatus for treating the gas generated in the desorption process of the water treatment apparatus.
The water treatment according to claim 1 or 2, wherein water generated in a purge step of removing water in the adsorption element by the gas flow is returned to the inlet of the water treatment device. system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007022821A JP2008188492A (en) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | Water treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007022821A JP2008188492A (en) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | Water treatment system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008188492A true JP2008188492A (en) | 2008-08-21 |
Family
ID=39749107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007022821A Withdrawn JP2008188492A (en) | 2007-02-01 | 2007-02-01 | Water treatment system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008188492A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010142791A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | System for treating exhaust |
| JP2010142793A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2010142792A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2010142729A (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2013111551A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyobo Co Ltd | Water treatment apparatus |
| JP2013111553A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyobo Co Ltd | Water treatment system |
| JP2017000993A (en) * | 2015-06-15 | 2017-01-05 | 東洋紡株式会社 | Water treatment system |
-
2007
- 2007-02-01 JP JP2007022821A patent/JP2008188492A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010142729A (en) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2010142791A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | System for treating exhaust |
| JP2010142793A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2010142792A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toyobo Co Ltd | Wastewater treatment system |
| JP2013111551A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyobo Co Ltd | Water treatment apparatus |
| JP2013111553A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyobo Co Ltd | Water treatment system |
| JP2017000993A (en) * | 2015-06-15 | 2017-01-05 | 東洋紡株式会社 | Water treatment system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008188492A (en) | Water treatment system | |
| JP2008188493A (en) | Water treatment apparatus | |
| WO2011114978A1 (en) | Method and device for treating gas discharged from a carbon dioxide recovery device | |
| JP5810488B2 (en) | Wastewater treatment system | |
| JP6393965B2 (en) | Wastewater treatment system | |
| JP6332599B2 (en) | Water treatment system | |
| JP2010221075A (en) | System for treating organic solvent-containing gas | |
| JP6311342B2 (en) | Wastewater treatment system | |
| JP2012035232A (en) | Wastewater treatment system | |
| JP4512993B2 (en) | Water treatment equipment | |
| JP2007000733A5 (en) | ||
| JP4512994B2 (en) | Water treatment system | |
| JP6332586B2 (en) | Water treatment device and water treatment system | |
| KR101310945B1 (en) | Apparatus for purification of polluted air with absorption means attached a catalyst and production method for absorption means attached a catalyst | |
| JP2009291676A (en) | Solvent refining apparatus | |
| JP2010142730A (en) | Wastewater treatment system | |
| JP6409589B2 (en) | Water treatment equipment | |
| JP5565106B2 (en) | Wastewater treatment equipment | |
| JP2006035042A (en) | Regeneration method of gas purifying apparatus, and gas purifying method using the same | |
| JP6699129B2 (en) | Water treatment system | |
| JP6428992B2 (en) | Wastewater treatment system | |
| JP5861547B2 (en) | Wastewater treatment system | |
| JP2009262121A (en) | System for treating organic solvent-containing gas | |
| KR20020061087A (en) | Adsorption and desorption system for organic solvent recovery | |
| KR20210122943A (en) | Concentrated Oxidation Rotor For VOCs Treatment Executing Combination Process of Adsorption Process and Catalytic Oxidation Process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100128 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110407 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20110524 |