JP2015016393A

JP2015016393A - 水処理装置及び方法

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Publication number: JP2015016393A
Application number: JP2013143225A
Authority: JP
Inventors: 直輝太田; Naoteru Ota
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: JP6170766B2

Abstract

【課題】イオン交換樹脂の性能を十分に活用することができ、臭気物質や溶解性有機成分の濃度が高い原水を効率よく処理することができる水処理装置及び方法を提供する。
【解決手段】処理槽１１の下部に、あらかじめ設定された流速で上昇する水中で沈降する陰イオン交換樹脂と、前記流速で水に同伴されて上昇する活性炭とに原水を接触させる接触部１６を設けるとともに、前記処理槽の上部に、上昇する水から陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させる陰イオン交換樹脂分離部１８を設け、陰イオン交換樹脂分離部の上部に、陰イオン交換樹脂分離部を通過した活性炭を含む水を導出する処理水導出経路１９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理装置及び方法に関し、詳しくは、イオン交換樹脂及び活性炭を使用した水処理装置及び方法に関する。

カビ臭などの臭気物質やトリハロメタンの生成原因などとなる溶解性有機成分を含む原水を処理するための水処理装置として、原水に粉末状の活性炭及び粉末状のイオン交換樹脂を同時に混合し、前記臭気物質や溶解性有機成分を活性炭やイオン交換樹脂に吸着させた後、固液分離手段で活性炭及びイオン交換樹脂を固液分離することにより、臭気物質や溶解性有機成分を除去した処理水を得る水処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−２３００３８号公報

しかし、特許文献１に記載された水処理装置では、固液分離手段で活性炭及びイオン交換樹脂を同時に固液分離するため、イオン交換樹脂を再生して再利用する際には、固液分離手段の後段でイオン交換樹脂を活性炭から分離しなければならず、イオン交換樹脂の再利用が困難であり、設備的なコストも上昇することになる。また、イオン交換樹脂の性能を十分に活用することができず、イオン交換樹脂の無駄も多くなっていた。

そこで本発明は、イオン交換樹脂の性能を十分に活用することができ、臭気物質や溶解性有機成分の濃度が高い原水を効率よく処理することができる水処理装置及び方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の水処理装置は、臭気物質及び溶解性有機成分を含む原水を活性炭及び陰イオン交換樹脂を使用して除去処理する水処理装置において、処理槽の下部に、前記原水を、あらかじめ設定された流速で上昇する水中で沈降する陰イオン交換樹脂と、前記流速で水に同伴されて上昇する活性炭とに接触させる接触部を設けるとともに、前記処理槽の上部に、上昇する水から前記陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させる陰イオン交換樹脂分離部を設け、該陰イオン交換樹脂分離部の上部に、前記陰イオン交換樹脂分離部を通過した活性炭を含む水を導出する処理水導出経路を設けたことを特徴としている。

さらに、本発明の水処理装置は、前記接触部に前記陰イオン交換樹脂及び前記活性炭を前記原水に混合させる混合手段を備えていること、前記陰イオン交換樹脂分離部に陰イオン交換樹脂の沈降を促進する傾斜板を備えていること、前記処理槽の下部に、前記原水を導入する原水導入経路と、前記陰イオン交換樹脂を導入する陰イオン交換樹脂導入経路と、前記活性炭を導入する活性炭導入経路が接続されていること、前記活性炭が、前記原水にあらかじめ混合された状態で前記処理槽に導入されることを特徴としている。

また、本発明の水処理方法は、臭気物質及び溶解性有機成分を含む原水を活性炭及び陰イオン交換樹脂を使用して除去処理する水処理方法において、前記原水を、あらかじめ設定された流速で上昇する水中で沈降する陰イオン交換樹脂と、前記流速で水に同伴されて上昇する活性炭とを処理槽の下部で接触させる接触工程と、前記処理槽の上部を上昇する水中から前記陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させる陰イオン交換樹脂分離工程と、該陰イオン交換樹脂分離工程を終えて前記処理槽の上部に上昇した活性炭を含む水を導出する処理水を導出する処理水導出工程とを含むことを特徴としている。

本発明によれば、水に対する性状が異なる活性炭と陰イオン交換樹脂とを使用し、処理槽の上部に設けた陰イオン交換樹脂分離部を上昇する水中から陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させることにより、処理槽下部で陰イオン交換樹脂を原水に再び混合して再利用することができるので、原水中の臭気物質及び溶解性有機成分を効率よく処理することができる。

本発明の水処理方法を実施するための水処理装置の第１形態例を示す説明図である。本発明の水処理方法を実施するための水処理装置の第２形態例を示す説明図である。

図１は、本発明の水処理装置の第１形態例を示している。この水処理装置は、処理槽１１の下部に、原水を導入する原水導入経路１２と、陰イオン交換樹脂を導入する陰イオン交換樹脂導入経路１３と、活性炭を導入する活性炭導入経路１４と、導入された原水、陰イオン交換樹脂及び活性炭を混合する混合手段である撹拌機１５とを備えた接触部１６を設け、処理槽１１の上部に、傾斜板１７を備えた陰イオン交換樹脂分離部１８を設けるとともに、該陰イオン交換樹脂分離部１８の上部で処理槽１１の上端に、陰イオン交換樹脂分離部１８を通過した活性炭を含む水を導出する処理水導出経路１９を設けている。

陰イオン交換樹脂導入経路１３から導入する陰イオン交換樹脂は、前記陰イオン交換樹脂分離部１８をあらかじめ設定された速度で上昇する水中で沈降する性状を有する陰イオン交換樹脂を使用する。また、活性炭導入経路１４から導入する活性炭は、前記陰イオン交換樹脂分離部１８を上昇する水に同伴されて上昇する性状を有する活性炭であれば、任意の形状の活性炭を使用することができ、例えば、この種の水処理に一般的に用いられている粉末活性炭を使用することができる。

陰イオン交換樹脂分離部１８は、処理槽１１の下部から上部に向かう上昇流中で相対的に密度が低い活性炭を、上昇する水に同伴させ、相対的に密度が高い陰イオン交換樹脂を上昇する水から分離して処理槽１１の下方に向かって沈降させる。また、図示しないモータで回転駆動される撹拌機１５の撹拌作用が及ばない位置に傾斜板１７を設けておくことにより、陰イオン交換樹脂を効率よく確実に分離することができる。

処理水導出経路１９は、処理槽１１の上端部に設けた越流部１１ａを越えた処理水を活性炭とともに導出する。処理水導出経路１９の下流側には、必要に応じて適宜な活性炭分離手段を設けておくことができる。

臭気物質及び溶解性有機成分を含む原水は、原水導入経路１２から処理槽１１の下部に位置する接触部１６に導入され、陰イオン交換樹脂導入経路１３から導入された陰イオン交換樹脂及び活性炭導入経路１４から導入された活性炭と混合して接触することにより、原水中の臭気物質及び溶解性有機成分が、活性炭及び陰イオン交換樹脂にそれぞれ吸着されて原水中から除去される。

活性炭及び陰イオン交換樹脂が混合した状態で処理槽１１内を上昇する水の中で、水より重い密度を有する陰イオン交換樹脂は、撹拌機１５による撹拌作用が及ばなくなると次第に水中を沈降していくようになり、陰イオン交換樹脂分離部１８で、傾斜板１７の作用もあって上昇する水から完全に分離し、処理槽１１の下方に沈降していく。そして、撹拌機１５による撹拌作用が及ぶ範囲に沈降すると、撹拌されている原水中に分散、浮遊して原水と混合した状態になる。

これにより、陰イオン交換能力に余裕を残している陰イオン交換樹脂を再利用することができ、陰イオン交換樹脂が備えるイオン交換能力を十分に活用することができる。したがって、陰イオン交換樹脂の使用量を削減できるとともに、陰イオン交換樹脂を再生するための薬剤の使用量も削減でき、陰イオン交換樹脂を再生する際に発生する再生廃液の量も低減することができる。すなわち、粉末活性炭及び陰イオン交換樹脂を用いて原水中の臭気物質及び溶解性有機成分を除去する水処理を効率よく低コストで行うことができる。

図２は、本発明の水処理装置の第２形態例を示している。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した水処理装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

この水処理装置は、原水導入経路１２の途中に活性炭混合槽２１を設け、該活性炭混合槽２１で、活性炭導入経路２２から導入される活性炭と原水とを撹拌機２３で十分に混合した後、原水導入経路１２を通して処理槽１１の下部に導入するように形成している。すなわち、処理槽１１の下部には、活性炭が混合した原水が原水導入経路１２から導入されるとともに、陰イオン交換樹脂導入経路１３から陰イオン交換樹脂が導入される。

したがって、接触部１６では、前記第１形態例に示した水処理装置と同様に、原水と活性炭及び陰イオン交換樹脂とが混合されて接触し、原水中の臭気物質及び溶解性有機成分が、活性炭及び陰イオン交換樹脂にそれぞれ吸着されて原水中から除去される。

以下、前記第１形態例と同様に、陰イオン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂分離部１８で上昇する水から分離して処理槽１１の下方に沈降し、接触部１６で再び原水と混合して再利用される。また、活性炭は、水と共に陰イオン交換樹脂分離部１８を上方に抜けて処理水導出経路１９から導出される。

また、活性炭混合槽２１を設けずに、図２に想像線で示す活性炭導入経路３１から原水導入経路１２に活性炭を直接導入し、原水導入経路１２内を流れる下水と活性炭とを混合してから処理槽１１に導入することもできる。

なお、陰イオン交換能力が低下した陰イオン交換樹脂は、処理槽の底部などの適宜な位置から抜き出すことにより、周知の再生方法で再生して再利用することができる。また、原水導入経路、陰イオン交換樹脂導入経路及び活性炭導入経路は、処理槽の適宜な位置に設けることが可能であり、これらの経路の先端部を処理槽内に挿入してもよい。処理槽内を浮遊した状態になる陰イオン交換樹脂を導入する陰イオン交換樹脂導入経路は、陰イオン交換樹脂分離部より下方の適宜な位置に設けることができ、処理槽内で上昇する原水及び活性炭を導入する原水導入経路及び活性炭導入経路は、できるだけ処理槽の底部に近い位置にこれらを導入できるように配置することが好ましい。

また、処理槽内に導入される原水の流速などで陰イオン交換樹脂や活性炭を原水に十分に混合できれば、撹拌機を省略することもできる。さらに、撹拌機を囲むようなドラフトチューブを設けて陰イオン交換樹脂及び活性炭と原水との混合を促進することもでき、処理槽上部における陰イオン交換樹脂分離部の流路面積を拡げて水の上昇速度を下げることにより、陰イオン交換樹脂の分離沈降を促進することもでき、傾斜板を省略することもできる。

１１…処理槽、１１ａ…越流部、１２…原水導入経路、１３…陰イオン交換樹脂導入経路、１４…活性炭導入経路、１５…撹拌機、１６…接触部、１７…傾斜板、１８…陰イオン交換樹脂分離部、１９…処理水導出経路、２１…活性炭混合槽、２２…活性炭導入経路、２３…撹拌機、３１…活性炭導入経路

Claims

臭気物質及び溶解性有機成分を含む原水を活性炭及び陰イオン交換樹脂を使用して除去処理する水処理装置において、処理槽の下部に、前記原水を、あらかじめ設定された流速で上昇する水中で沈降する陰イオン交換樹脂と、前記流速で水に同伴されて上昇する活性炭とに接触させる接触部を設けるとともに、前記処理槽の上部に、上昇する水から前記陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させる陰イオン交換樹脂分離部を設け、該陰イオン交換樹脂分離部の上部に、前記陰イオン交換樹脂分離部を通過した活性炭を含む水を導出する処理水導出経路を設けたことを特徴とする水処理装置。
前記接触部に、前記陰イオン交換樹脂及び前記活性炭を前記原水に混合させる混合手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
前記陰イオン交換樹脂分離部に、陰イオン交換樹脂の沈降を促進する傾斜板を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の水処理装置。
前記処理槽の下部に、前記原水を導入する原水導入経路と、前記陰イオン交換樹脂を導入する陰イオン交換樹脂導入経路と、前記活性炭を導入する活性炭導入経路が接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の水処理装置。
前記活性炭は、前記原水にあらかじめ混合された状態で前記処理槽に導入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の水処理装置。
臭気物質及び溶解性有機成分を含む原水を活性炭及び陰イオン交換樹脂を使用して除去処理する水処理方法において、前記原水を、あらかじめ設定された流速で上昇する水中で沈降する陰イオン交換樹脂と、前記流速で水に同伴されて上昇する活性炭とを処理槽の下部で接触させる接触工程と、前記処理槽の上部を上昇する水中から前記陰イオン交換樹脂を分離して処理槽下部に沈降させる陰イオン交換樹脂分離工程と、該陰イオン交換樹脂分離工程を終えて前記処理槽の上部に上昇した活性炭を含む水を導出する処理水を導出する処理水導出工程とを含むことを特徴とする水処理方法。