JP2013193033A

JP2013193033A - 活性炭スラリーの製造方法

Info

Publication number: JP2013193033A
Application number: JP2012063280A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Sudo; 幸壽須藤
Original assignee: Kureha Ecology Management Co Ltd
Current assignee: Kureha Ecology Management Co Ltd
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-30
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: JP5951301B2

Abstract

【課題】活性炭をスラリー化し易く、均一なスラリーを得ることができる活性炭スラリーの製造方法を提供する。
【解決手段】活性炭スラリー形成部１０と、前記活性炭スラリー形成部の内部に配置された無底筒体２０と、前記無底筒体の内部に配置される攪拌翼とを有する活性炭スラリー製造装置により活性炭スラリーを製造する方法であって、前記攪拌翼により前記無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、前記渦巻流に巻き込まれた空気が、前記渦巻流の先端付近から又は前記底部連通孔２２を通過して水面に浮き上がる時点より前に、前記渦巻流に活性炭を投入し、前記上部連通孔２１及び前記底部連通孔を通じて前記活性炭スラリーを循環させる工程を含み、前記上部連通孔の上端から前記活性炭スラリー形成部における水面までの距離Δｈと、前記無底筒体の直径ｄとの関係が、０．１４≦Δｈ／ｄ＜０．７であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、活性炭スラリーの製造方法に関する。

活性炭は、浄水場における上水の異臭等の除去や、最近では放射能の除去に利用されている。浄水場に搬入される活性炭には、水分２．５〜１０％程度の乾燥活性炭（ドライ炭）及び水分約５０％の湿潤活性炭（ウェット炭）があり、後者は発塵及び粉塵爆発等を回避できる等の利点はあるが定量供給することが難しい。一般的には乾燥活性炭をスラリー化したものが多く用いられている。しかしながら、乾燥活性炭は粉体であるため取り扱いが難しく、濡れが悪い。貯水に攪拌しながら活性炭を投入する場合、活性炭が水中に巻き込まれ難く、水面上に活性炭が浮遊し、スラリー化に時間がかかりスラリー化し難くなる。また、激しく攪拌し空気を巻き込んだ場合には水面上にマット状の浮遊物を生じ、均一なスラリーを製造することができない。

従来の活性炭スラリーの製造技術として、（特許文献１）には、上部に給水管、下部にスラリー取り出し管及び内部に低速攪拌機を有する粉末活性炭スラリー貯留部と、上部に活性炭供給管及びエア抜き手段、内部に渦巻き流を形成する高速攪拌機を有するスラリー形成部とよりなり、スラリー形成部が粉末活性炭スラリー貯留部と上部連通孔及びスラリー形成部底部で連通し、スラリー形成部及びスラリー貯留部に液を循環させる活性炭スラリーの製造装置、及びこれを用いた製造方法が開示されている。

しかしながら、上記（特許文献１）に記載の技術では、依然として、活性炭が水中に巻き込まれ難く、水面上で活性炭が浮遊し、スラリー化に時間がかかる場合がある。また、激しく攪拌し空気を巻き込んだ場合には水面上にマット状の浮遊物が生じ、均一なスラリーが得られない場合があり改良の余地があった。

特開平９−２４８４３４号公報

本発明は、上記従来の状況に鑑み、活性炭をスラリー化し易く、均一なスラリーを得ることができる活性炭スラリーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意検討した結果、攪拌翼により形成した渦巻流に活性炭を投入してスラリー化する際に、その投入時期を最適化することによって活性炭をスラリー化し易く、均一なスラリーが得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。

（１）活性炭スラリー形成部と、前記活性炭スラリー形成部の内部に配置され、前記活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔及び底部連通孔を備えた無底筒体と、前記無底筒体の内部で且つ前記上部連通孔の下端から前記無底筒体の下端までの間に配置される攪拌翼とを有する活性炭スラリー製造装置により活性炭スラリーを製造する方法であって、
前記活性炭スラリー製造装置に水を張り、前記攪拌翼により前記無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、前記渦巻流に巻き込まれた空気が、前記渦巻流の先端付近から又は前記底部連通孔を通過して水面に浮き上がる時点より前に、前記渦巻流に活性炭を投入し、前記上部連通孔及び前記底部連通孔を通じて前記活性炭スラリーを循環させる工程を含み、
前記上部連通孔の上端から前記活性炭スラリー形成部における水面までの距離Δｈと、前記無底筒体の直径ｄとの関係が、０．１４≦Δｈ／ｄ＜０．７である前記活性炭スラリーの製造方法。
（２）活性炭スラリー形成部と、前記活性炭スラリー形成部の内部に配置される攪拌翼とを有する活性炭スラリー製造装置により活性炭スラリーを製造する方法であって、
前記活性炭スラリー製造装置に水を張り、前記攪拌翼により前記活性炭スラリー形成部の内部に渦巻流を形成させ、前記渦巻流に巻き込まれた空気が、前記渦巻流の先端付近から水面に浮き上がる時点より前に、前記渦巻流に活性炭を投入し、前記活性炭スラリー形成部の中の活性炭スラリーを循環させる工程を含む前記活性炭スラリーの製造方法。
（３）製造された活性炭スラリーが着水井に移送され、前記着水井における活性炭の濃度が所定の値になるように、活性炭の量が制御されて活性炭スラリー製造装置に供給される上記（１）又は（２）に記載の活性炭スラリーの製造方法。
（４）着水井に移送される被処理水に応じて、前記着水井における活性炭の濃度が所定の値になるように、活性炭の量が制御されて活性炭スラリー製造装置に供給され、且つ一定量の水が前記活性炭スラリー製造装置に供給される上記（３）に記載の活性炭スラリーの製造方法。
（５）活性炭スラリー製造装置の無底筒体の内部に配置される攪拌翼の回転数を上げないで対応される上記（４）に記載の活性炭スラリーの製造方法。
（６）活性炭スラリー製造装置の無底筒体の内部に配置される攪拌翼の回転数を上げて対応される上記（４）に記載の活性炭スラリーの製造方法。
（７）製造された活性炭スラリーの移送が、エジェクターにより行われ、活性炭スラリー製造装置に供給される水の量ｑ_１と、前記エジェクターに供給される前記活性炭スラリーの移送用の水の量ｑ_２との関係が、ｑ_１＜ｑ_２である上記（４）〜（６）のいずれかに記載の活性炭スラリーの製造方法。
（８）活性炭スラリー製造装置に供給される水、及び／又はエジェクターに供給される水が、ろ過水である上記（７）に記載の活性炭スラリーの製造方法。
（９）被処理水が、着水井へ移送される水、活性炭スラリー製造装置に供給される水、及びエジェクターに供給される水に分水される上記（７）に記載の活性炭スラリーの製造方法。

本発明の方法によれば、活性炭の均一なスラリーを効果的に得ることができる。

本発明の活性炭スラリーの製造方法の一実施形態を示す図である。本発明の活性炭スラリーの製造方法の別の実施形態を示す図である。本発明の活性炭スラリーの製造方法に用いる装置を設置した浄水設備の概略図である。

以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の第１の実施形態を図１に基づき説明する。図１は、活性炭スラリーの製造方法を実施するための装置の断面を例示したものである。この活性炭スラリー製造装置１は、活性炭スラリー形成部１０と、活性炭スラリー形成部１０の内部に配置された無底筒体２０と、無底筒体２０の内部に配置された攪拌翼（上翼３０ａ、下翼３０ｂ）とから概略構成されている。無底筒体２０には、活性炭スラリー形成部１０に通じる上部連通孔２１及び底部連通孔２２が形成されている。また、上翼３０ａ及び下翼３０ｂは、双方とも上部連通孔２１の下端から無底筒体２０の下端（すなわち、底部連通孔２２）までの間に配置されている。

上部翼３０ａは、主に、無底筒体２０の内部に渦巻流Ｓを形成して活性炭を水中に巻き込む機能を有し、下翼３０ｂは、形成された活性炭スラリーを下方に輸送する機能を有する。攪拌翼は、例えば、プロペラ型、パドル型、インペラ型等の攪拌翼を適宜採用することができる。攪拌翼の羽根は２〜４枚であることが好ましく、また、ディスク付きのタービン型攪拌翼でない方が好ましいが、これに限定されるものではない。

活性炭スラリーを製造するには、まず、活性炭スラリー製造装置１にろ過水、被処理水等の水を張り、攪拌翼（上翼３０ａ、下翼３０ｂ）により無底筒体２０の内部に渦巻流Ｓを形成させる。そこで、渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点より前に活性炭を投入し、巻き込んだ活性炭をスラリー化しつつ上部連通孔２１及び底部連通孔２２を介して無底筒体２０の内部と活性炭スラリー形成部１０の内部（無底筒体２０の外側）との間を循環させることにより、目的の活性炭スラリーを得ることができる。製造した活性炭スラリーは、例えば活性炭スラリー形成部１０の上部から溢流で取り出すことができ、着水井等の別の設備に供給される。

活性炭は、従来知られた種々の活性炭を用いることができるが、粉末活性炭の粒度分布は、粒子径１０μｍ以下が５０％以下であることが好ましい。粒子径が小さいと、活性炭スラリーの見かけ粘度が高くなる。見かけ粘度が高いと、移送時の圧力損失が大きくなり、移送するためのポンプ能力を大きくしなければならない。また、攪拌翼の強度も必要になり、攪拌翼の選定の制限を受ける。活性炭スラリーの見かけ粘度が同程度で、スラリー中の活性炭濃度を高くできれば、活性炭スラリー製造装置を小さくでき、コストダウンが図れる。

また、粉末活性炭の粒度分布は、粒子径１０２μｍ以下が９０％以上であることが好ましい。粒子径の大きいものの割合が多いと、活性炭スラリーの沈降速度が速くなり、活性炭の浮遊時間が短くなって被処理水の処理能力が落ちるため好ましくない。また、浄水設備には一般的に積極的な攪拌機能がないため、大きい粒子の量を制限して処理能力を維持することが好ましい。

活性炭は、渦巻流Ｓに巻き込まれた空気が、渦巻流Ｓの先端付近から浮き上がる時点より前、又は底部連通孔２２を通過して無底筒体２０の外側を水面に向かって浮き上がる時点より前に投入することを要する。すなわち、攪拌翼を作動させ、渦巻流Ｓを形成させると、渦巻流Ｓのボルテックス角度α（ｔａｎ^−１（０．５ｄ／（ｈ_２−ｈ_３））×２；図１参照）はしだいに鋭角となり、ある時点を超えると渦巻流Ｓの先端付近から空気が巻き込まれ、活性炭スラリー形成部１０の水面上に浮上する、いわゆるエア抜け現象を生ずる。エア抜けとは、渦巻流の回転力が強くて空気の浮力に勝る場合には空気は引き込まれるが、その後、渦巻流の先端近傍において渦巻流の影響が弱くなると、空気の浮力が勝り、一旦引き込まれた空気が浮き上がる現象である。

また、活性炭の内部には細孔があり、活性炭が水でスラリー化される際には、細孔内の空気が水と置換されて出てくる。細孔内の空気が水と置換されないと、スラリー化が不完全となり、ほとんど濡れない活性炭が水面に浮上し、マット状の浮遊物を生ずる。そこで、渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点（渦巻流Ｓの先端付近が外部から観察し難い場合は、底部連通孔２２を通過した空気が浮き上がる時点）より前に活性炭を投入することにより、細孔内における水と空気の置換が進み、均一な活性炭スラリーを得ることができる。

活性炭を投入する前の真水の状態を攪拌する場合、渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点のボルテックス角度αは約３５°となる。同じ攪拌数（攪拌翼の回転数）であっても、無底筒体の直径が大きくなると攪拌周速度が速くなり、ボルテックス角度αが鋭角になってエア抜け現象が発生し易くなる傾向がある。ボルテックス角度αが鈍角（例えば、６０°超）になると、投入された活性炭が引き込まれ難くなり、活性炭が無底筒体内の水面に浮いて留まる。したがって、投入された活性炭が水中に引き込まれ易いようなボルテックス角度αにしながら、エア抜け現象が発生しない、渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点にできるだけ近い時点（ボルテックス角度αが可能な限り鋭角である時点）で活性炭を投入する。

なお、活性炭の投入に伴って、スラリー濃度が高くなり、溶液粘度が増大するためボルテックス角度αは自然に鈍角に変化する。真水の状態で「渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点より前」という条件を満たしていれば、エア抜けを生ずることがない。活性炭の投入時期の条件に関して、活性炭スラリー製造装置の新規稼働時に、上述の「渦巻流Ｓの先端付近から空気が浮き上がる時点より前」という条件を満たしていれば、例えば活性炭スラリー製造装置の定期掃除後等、装置の再稼働時にもエア抜けを生ずることなく同じ条件を適用して運転を行うことができる。

また、上部連通孔２１の上端から活性炭スラリー形成部１０における水面までの距離Δｈと、無底筒体２０の直径ｄとの関係が、０．１４≦Δｈ／ｄ＜０．７を満たすことが必要である。無底筒体２０において、上部連通孔２１の上方にある水面の位置が高過ぎるためにΔｈ／ｄが０．７以上になると、活性炭スラリーの循環が滞り、水面上に活性炭が餅状に練られて滞留し、均一な活性炭スラリーが得られない。また、Δｈ／ｄが０．１４より小さい場合には、上部連通孔２１と水面との距離が短いため、活性炭を投入する際の衝撃や攪拌の影響により、水面が上下に動き、上部連通孔に水のない空隙が生じ、その空隙から活性炭や水もしくは活性炭スラリーが飛散して活性炭が水中に引き込まれ難くなり、活性炭スラリーが循環できなくなる。上部連通孔の空隙から活性炭等が飛散しない好適な条件は、水面までの距離Δｈだけではなく、無底筒体２０の直径ｄの大きさに応じて実験的に求められる。好ましくは、０．３５≦Δｈ／ｄ＜０．７の範囲である。

なお、図１では、上部連通孔２１は無底筒体２０の側面の１箇所に形成されているが、２箇所以上設けても良い。複数の上部連通孔を設けることで、より大容量の活性炭スラリーを均一に製造することができる。複数の上部連通孔は、無底筒体２０の中心軸に対して対称の位置に設けることが好ましい。

また、図１の実施形態のように、均一な活性炭スラリーを製造するため、活性炭スラリー形成部１０、無底筒体２０、上翼３０ａ及び下翼３０ｂが同芯状になるよう配置することが好ましいが、場合により偏らせて配置することもできる。

攪拌翼の数は２つに限定されず、全ての攪拌翼が上部連通孔２１の下端から無底筒体２０の下端までの間に配置されていれば、３つ以上の攪拌翼を設けても良い。また、１つの攪拌翼（例えば、上翼のみ、あるいは下翼のみ）から構成することもできる。

第１の実施形態に係る製造装置を用いることにより、活性炭濃度が０重量％（真水）〜１０重量％、あるいはより高濃度の活性炭スラリーを均一な状態で得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づき説明する。図２は、活性炭スラリーの製造方法を実施するための装置の断面を示したものである。図２の活性炭スラリー製造装置１は、図１の装置において無底筒体２０がないタイプに相当し、活性炭スラリー形成部１０と、活性炭スラリー形成部１０の内部に配置される攪拌翼（上翼３０ａ、下翼３０ｂ）とから概略構成されている。

活性炭スラリーを製造するには、まず、活性炭スラリー製造装置にろ過水、被処理水等の水を張り、攪拌翼（上翼３０ａ、下翼３０ｂ）により活性炭スラリー形成部１０の内部に渦巻流Ｓを形成させる。渦巻流Ｓに活性炭を投入し、巻き込んだ活性炭をスラリー化しつつ活性炭スラリー形成部１０の中を循環させることにより、目的の活性炭スラリーを得ることができる。製造した活性炭スラリーは、例えば活性炭スラリー形成部１０の上部から取り出し、着水井等の別の設備に供給される。

そして、活性炭は、渦巻流Ｓに巻き込まれた空気が、渦巻流Ｓの先端付近から浮き上がる時点より前に投入することを要する。これにより、活性炭の細孔において水と空気の置換が進み、均一な活性炭スラリーを得ることができる。その他の構成については、上記第１の実施形態に準ずる。

第２の実施形態に係る製造装置を用いることにより、活性炭濃度が６重量％程度の、高濃度の活性炭スラリーを均一な状態で得ることができる。

また、第１及び第２の実施形態において、被処理水の臭気が強い等の理由により、臨時的に設計能力より高濃度の活性炭スラリーが要求される場合がある。その場合には、渦巻流に活性炭を追加投入し、活性炭の追加投入に応じて攪拌翼の回転数を上げることによって、活性炭を十分に水中へ引き込み、引き続き均一な活性炭スラリーを得ることができる。

次に、上記の活性炭スラリーの製造方法及び装置を、従来の浄水設備に組み込んで利用する場合について説明する。図３は浄水設備の概略を示している。川や地下水等から取水ポンプ３により取り込まれた被処理水Ｗは、着水井４、混和池５、フロック形成池６、沈殿池７、急速ろ過池８、混和池９及び浄水池１５を経由して、配水池に移送される。そして、本実施形態では、取水ポンプ３と着水井４の間に、上述の活性炭スラリー製造装置１、及び製造された活性炭スラリーを移送するためのエジェクター２が設置されている。

エジェクター２は、従来知られた構成を適宜採用することができ、通常はノズル、ディフューザー及び吸入室を有している。ノズルを通過する高圧の流体が、吸入室内で吸入流体を同伴混合し、速度を減じながらディフューザーを通過し、吐出部においてほとんど損失なく圧力エネルギーを回復して排出される。図３の例では、被処理水Ｗが、着水井４へ移送される水（水の量ｑ）、活性炭スラリー製造装置１に供給される水（水の量ｑ_１）、及びエジェクター２に供給される水（水の量ｑ_２）に分水されている。エジェクター２に供給される水が、吸入室において吸入流体である活性炭スラリーを同伴混合し、着水井４に移送されるように構成されている。

活性炭スラリー製造装置１に供給される水の量ｑ_１は、活性炭スラリー製造装置１から排出される活性炭スラリーの量に相当する。そして、活性炭スラリー製造装置１に供給される水の量ｑ_１と、エジェクター２に供給される、活性炭スラリーの移送用の水の量ｑ_２との関係が、ｑ_１＜ｑ_２、好ましくはｑ_２≧２×ｑ_１である。エジェクター２は、通常、活性炭スラリーの搬送量が最大となるように設計する。エジェクター２に供給される水の量ｑ_２が少な過ぎると、エジェクターに空気が入り、配管の中で活性炭が蓄積され、活性炭スラリーが移送できなくなる恐れがあるため、ｑ_１及びｑ_２は上記の関係を満たすことが好ましい。

活性炭スラリー製造装置１に供給される水及び活性炭の量は、着水井４における活性炭の濃度が所定の値となるように供給されることが望ましい。着水井４の被処理水中の所望の活性炭濃度は、通常、３〜１００ｐｐｍである。活性炭スラリー製造装置１への水及び活性炭の投入量は、着水井４における被処理水中の所望の活性炭濃度（通常、３〜１００ｐｐｍ）と、そのときの取水量とから計算された時間当たりの重量である。例えば、所望の活性炭濃度が同じで、取水量が増加／減少した場合は、それに応じて活性炭の投入量は増加／減少する。また、被処理水の水質が汚染された場合、例えば臭気が高い（低い）場合には、活性炭濃度を高く（低く）するために、活性炭の投入量が増加（減少）される。さらに、取水量が０になった場合、すなわち浄水設備が停止した場合には、活性炭スラリー製造装置１への水及び活性炭の供給も停止される。この場合、活性炭スラリー形成部には活性炭スラリーが残っているため、攪拌翼は継続して回転させる。したがって、着水井の活性炭濃度が活性炭スラリーの供給条件であり、取水量や水質によって、水及び活性炭の投入量が変わる。

活性炭スラリー製造装置１に供給される水及び活性炭の量は、両方をコントロールしても良いが、水の量ｑ_１は一定量とし、投入する活性炭の量のみを変動させると、変動因子が少なくなり、調製し易い。このように通常の浄水場の稼働中における活性炭スラリー製造方法に関する例では、着水井に流れる被処理水に応じて、着水井における活性炭の濃度が所定の値になるように、活性炭スラリー製造装置に供給される活性炭の量により制御される。活性炭スラリー製造装置に供給される水は、一定量であることが好ましい。活性炭スラリー製造装置の設計能力範囲にある場合、通常、攪拌翼の回転数を上げないで対応される。活性炭の濃度を、臨時的に、設計能力より高濃度にする必要がある場合、スラリー化し易くするために、攪拌翼の回転数を上げて対応される。

図３の例では、被処理水を、着水井４へ移送される水、活性炭スラリー製造装置１に供給される水、及びエジェクター２に供給される水に分水しているが、これに限定されるものではない。例えば、活性炭スラリー製造装置に供給される水、及びエジェクターに供給される水を、別途ろ過水とすることができる。これにより、被処理水を分水する場合に比べて吸着能のより高い活性炭スラリーを着水井４に移送することができる。ろ過水としては、塩素処理前の水、あるいはアルカリ処理をしない水が好ましく、例えば図３の急速ろ過池８から取り込んだろ過水を利用することができる。

図３に示すように、着水井４は通常１基であるが、場合により複数の着水井を連通させて設置しても良い。その場合、活性炭スラリーで処理された水を複数の着水井間で移送させるのにポンプを用いて行うことができる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例１〜１５）
活性炭スラリー形成部（直径２００ｍｍ、直胴径２８０ｍｍ）、無底筒体（直径８０ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）、及び攪拌翼を備えた図１に示す活性炭スラリー製造装置を用いて活性炭スラリーを製造した。なお、活性炭スラリー形成部の直径とは活性炭スラリー形成部の内径を指し、直胴径とは活性炭スラリー形成部の直胴部分の長さ（高さ）を指す。攪拌翼は無底筒体の内部に同芯状に配置し、無底筒体に活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から上部連通孔の上端までの距離ｈ_０：１６７ｍｍ）及び底部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から底部連通孔までの距離ｈ_１：２０ｍｍ）を設けた。さらに、攪拌翼として、上部連通孔の下端から下方向へ１３ｍｍの位置に上翼、及び無底筒体の底部連通孔から上方向へ３０ｍｍの位置に下翼を配置した。そして、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが１３〜５３ｍｍとなるようにろ過水を張り、上翼及び下翼により無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、巻き込まれた空気が底部連通孔を通過して水面に浮きあがる状態となる直前に、粉末活性炭（商品名：太閤Ｗ、二村化学株式会社製）１２．５ｋｇ／ｈを投入し、攪拌数ｎ_１を７００、７５０及び８００ｐｐｍとして、上部連通孔及び底部連通孔を通じて活性炭を循環させた。このときの渦巻流のボルテックス角度は３５．５〜４８．０°であった。２．７〜３．３分後、濃度が１０重量％の均一な活性炭スラリーが得られた。その後、ろ過水を１１２．５ｋｇ／ｈの一定量で供給し、活性炭を１２．５ｋｇ／ｈの一定量で供給することにより、連続的に濃度が１０重量％の活性炭スラリーが得られた。なお、実施例１４は上部連通孔の下端から下方向へ１３ｍｍの位置に上翼のみを設けた例、実施例１５は無底筒体の底部連通孔から上方向へ３０ｍｍの位置に下翼のみを設けた例である。

（比較例１〜１６）
攪拌数ｎ_１を７００〜１１００ｐｐｍとし、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが７３〜１１３ｍｍと長くなるようにろ過水を張って活性炭を循環させた以外は、上記実施例１と同様にして活性炭スラリーを製造した。
その結果、活性炭が練り込まれた餅状の浮遊物が上部に滞留する状態となり、活性炭のスラリー化が阻害された。

（比較例１７）
無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが５ｍｍと短く変更した以外は、上記実施例１と同様にして活性炭スラリーを製造した。
その結果、回転する攪拌翼の影響で上部連通孔から水及び活性炭スラリーが飛散した。

（比較例１８）
攪拌数ｎ_１を１１００ｐｐｍとし、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが９３ｍｍと長くなるようにろ過水を張って活性炭を循環させた以外は、上記実施例１と同様にして活性炭スラリーを製造した。
活性炭を投入する際、渦巻流に巻き込まれた空気は底部連通孔を通過して水面に浮き上がっている状態（いわゆるエア抜けの状態）であり、渦巻流のボルテックス角度は２０°であった。空気が巻き込まれた結果、水面上にマット状の浮遊物を生じ、均一な活性炭スラリーは得られなかった。

（実施例１６〜１８）
活性炭スラリー形成部（直径４８０ｍｍ、直胴径５５０ｍｍ）、無底筒体（直径１６０ｍｍ、長さ６００ｍｍ）、及び攪拌翼を備えた図１に示す活性炭スラリー製造装置を用いて活性炭スラリーを製造した。攪拌翼は無底筒体の内部に同芯状に配置し、無底筒体に活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から上部連通孔の上端までの距離ｈ_０：４００ｍｍ）及び底部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から底部連通孔までの距離ｈ_１：４０ｍｍ）を設けた。さらに、攪拌翼として、上部連通孔の下端から下方向へ５３ｍｍの位置に上翼、及び無底筒体の底部連通孔から上方向へ８０ｍｍの位置に下翼を配置した。そして、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが５０ｍｍとなるようにろ過水を張り、上翼及び下翼により無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、巻き込まれた空気が底部連通孔を通過して水面に浮きあがる状態となる直前に、粉末活性炭（商品名：太閤Ｗ、二村化学株式会社製）５０ｋｇ／ｈを投入し、攪拌数ｎ_１を６４２、７２９及び５８３ｐｐｍとして、上部連通孔及び底部連通孔を通じて活性炭を循環させた。このときの渦巻流のボルテックス角度は３５．４〜４５．８°であった。１０分後、濃度が１０重量％の均一な活性炭スラリーが得られた。その後、ろ過水を４５０ｋｇ／ｈの一定量で供給し、活性炭を５０ｋｇ／ｈの一定量で供給することにより、連続的に濃度が１０重量％の活性炭スラリーが得られた。

（比較例１９）
下翼を無底筒体の外側（底部連通孔より下側）に設けた以外は、上記実施例１６と同様にして活性炭スラリーを製造した。
その結果、処理能力が不足し、活性炭のスラリー化が阻害された。

（実施例１９）
活性炭スラリー形成部（直径５４０ｍｍ、直胴径６５０ｍｍ）、無底筒体（直径１８０ｍｍ、長さ７００ｍｍ）、及び攪拌翼を備えた図１に示す活性炭スラリー製造装置を用いて活性炭スラリーを製造した。攪拌翼は無底筒体の内部に同芯状に配置し、無底筒体に活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から上部連通孔の上端までの距離ｈ_０：４５０ｍｍ）及び底部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から底部連通孔までの距離ｈ_１：６０ｍｍ）を設けた。さらに、攪拌翼として、上部連通孔の下端から下方向へ６０ｍｍの位置に上翼、及び無底筒体の底部連通孔から上方向へ９０ｍｍの位置に下翼を配置した。そして、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが９０ｍｍとなるようにろ過水を張り、上翼及び下翼により無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、巻き込まれた空気が底部連通孔を通過して水面に浮きあがる状態となる直前に、粉末活性炭（商品名：太閤Ｗ、二村化学株式会社製）６４ｋｇ／ｈを投入し、攪拌数ｎ_１を４９５ｐｐｍとして、上部連通孔及び底部連通孔を通じて活性炭を循環させた。このときの渦巻流のボルテックス角度は３９．９°であった。１２分後、濃度が１０重量％の均一な活性炭スラリーが得られた。その後、ろ過水を５７６ｋｇ／ｈの一定量で供給し、活性炭を６４ｋｇ／ｈの一定量で供給することにより、連続的に濃度が１０重量％の活性炭スラリーが得られた。

（実施例２０）
活性炭スラリー形成部（直径９００ｍｍ、直胴径１０８０ｍｍ）、無底筒体（直径３００ｍｍ、長さ１１３０ｍｍ）、及び攪拌翼を備えた図１に示す活性炭スラリー製造装置を用いて活性炭スラリーを製造した。攪拌翼は無底筒体の内部に同芯状に配置し、無底筒体に活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から上部連通孔の上端までの距離ｈ_０：７５０ｍｍ）及び底部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から底部連通孔までの距離ｈ_１：１００ｍｍ）を設けた。さらに、攪拌翼として、上部連通孔の下端から下方向へ１００ｍｍの位置に上翼、及び無底筒体の底部連通孔から上方向へ１５０ｍｍの位置に下翼を配置した。そして、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが１５０ｍｍとなるようにろ過水を張り、上翼及び下翼により無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、巻き込まれた空気が底部連通孔を通過して水面に浮きあがる状態となる直前に、粉末活性炭（商品名：太閤Ｗ、二村化学株式会社製）１８０ｋｇ／ｈを投入し、攪拌数ｎ_１を３４０ｐｐｍとして、上部連通孔及び底部連通孔を通じて活性炭を循環させた。このときの渦巻流のボルテックス角度は４２．９°であった。１９分後、濃度が１０重量％の均一な活性炭スラリーが得られた。その後、ろ過水を１６２０ｋｇ／ｈの一定量で供給し、活性炭を１８０ｋｇ／ｈの一定量で供給することにより、連続的に濃度が１０重量％の活性炭スラリーが得られた。

（実施例２１）
活性炭スラリー形成部（直径１８００ｍｍ、直胴径２１６０ｍｍ）、無底筒体（直径６００ｍｍ、長さ２２１０ｍｍ）、及び攪拌翼を備えた図１に示す活性炭スラリー製造装置を用いて活性炭スラリーを製造した。攪拌翼は無底筒体の内部に同芯状に配置し、無底筒体に活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から上部連通孔の上端までの距離ｈ_０：１５００ｍｍ）及び底部連通孔（活性炭スラリー形成部の底部から底部連通孔までの距離ｈ_１：２００ｍｍ）を設けた。さらに、攪拌翼として、上部連通孔の下端から下方向へ２００ｍｍの位置に上翼、及び無底筒体の底部連通孔から上方向へ３００ｍｍの位置に下翼を配置した。そして、無底筒体の上部連通孔の上端から活性炭スラリー形成部の水面までの距離Δｈが２１０ｍｍとなるようにろ過水を張り、上翼及び下翼により無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、巻き込まれた空気が底部連通孔を通過して水面に浮きあがる状態となる直前に、粉末活性炭（商品名：太閤Ｗ、二村化学株式会社製）７１０ｋｇ／ｈを投入し、攪拌数ｎ_１を２００ｐｐｍとして、上部連通孔及び底部連通孔を通じて活性炭を循環させた。このときの渦巻流のボルテックス角度は４９．７°であった。３７分後、濃度が１０重量％の均一な活性炭スラリーが得られた。その後、ろ過水を６３９０ｋｇ／ｈの一定量で供給し、活性炭を７１０ｋｇ／ｈの一定量で供給することにより、連続的に濃度が１０重量％の活性炭スラリーが得られた。

以上の結果を下表にまとめて示す。

１活性炭スラリー製造装置
２エジェクター
３取水ポンプ
４着水井
５混和池
６フロック形成池
７沈殿池
８急速ろ過池
９混和池
１０活性炭スラリー形成部
１５浄水池
２０無底筒体
２１上部連通孔
２２底部連通孔
３０ａ上翼
３０ｂ下翼

Claims

活性炭スラリー形成部と、前記活性炭スラリー形成部の内部に配置され、前記活性炭スラリー形成部と通じる上部連通孔及び底部連通孔を備えた無底筒体と、前記無底筒体の内部で且つ前記上部連通孔の下端から前記無底筒体の下端までの間に配置される攪拌翼とを有する活性炭スラリー製造装置により活性炭スラリーを製造する方法であって、
前記活性炭スラリー製造装置に水を張り、前記攪拌翼により前記無底筒体の内部に渦巻流を形成させ、前記渦巻流に巻き込まれた空気が、前記渦巻流の先端付近から又は前記底部連通孔を通過して水面に浮き上がる時点より前に、前記渦巻流に活性炭を投入し、前記上部連通孔及び前記底部連通孔を通じて前記活性炭スラリーを循環させる工程を含み、
前記上部連通孔の上端から前記活性炭スラリー形成部における水面までの距離Δｈと、前記無底筒体の直径ｄとの関係が、０．１４≦Δｈ／ｄ＜０．７である前記活性炭スラリーの製造方法。
活性炭スラリー形成部と、前記活性炭スラリー形成部の内部に配置される攪拌翼とを有する活性炭スラリー製造装置により活性炭スラリーを製造する方法であって、
前記活性炭スラリー製造装置に水を張り、前記攪拌翼により前記活性炭スラリー形成部の内部に渦巻流を形成させ、前記渦巻流に巻き込まれた空気が、前記渦巻流の先端付近から水面に浮き上がる時点より前に、前記渦巻流に活性炭を投入し、前記活性炭スラリー形成部の中の活性炭スラリーを循環させる工程を含む前記活性炭スラリーの製造方法。
製造された活性炭スラリーが着水井に移送され、前記着水井における活性炭の濃度が所定の値になるように、活性炭の量が制御されて活性炭スラリー製造装置に供給される請求項１又は２に記載の活性炭スラリーの製造方法。
着水井に移送される被処理水に応じて、前記着水井における活性炭の濃度が所定の値になるように、活性炭の量が制御されて活性炭スラリー製造装置に供給され、且つ一定量の水が前記活性炭スラリー製造装置に供給される請求項３に記載の活性炭スラリーの製造方法。
活性炭スラリー製造装置の無底筒体の内部に配置される攪拌翼の回転数を上げないで対応される請求項４に記載の活性炭スラリーの製造方法。
活性炭スラリー製造装置の無底筒体の内部に配置される攪拌翼の回転数を上げて対応される請求項４に記載の活性炭スラリーの製造方法。
製造された活性炭スラリーの移送が、エジェクターにより行われ、活性炭スラリー製造装置に供給される水の量ｑ_１と、前記エジェクターに供給される前記活性炭スラリーの移送用の水の量ｑ_２との関係が、ｑ_１＜ｑ_２である請求項４〜６のいずれかに記載の活性炭スラリーの製造方法。
活性炭スラリー製造装置に供給される水、及び／又はエジェクターに供給される水が、ろ過水である請求項７に記載の活性炭スラリーの製造方法。
被処理水が、着水井へ移送される水、活性炭スラリー製造装置に供給される水、及びエジェクターに供給される水に分水される請求項７に記載の活性炭スラリーの製造方法。