JP2017109162A - 水処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも吸着剤の再生が利便性の面から満足のいくものである水処理方法を提供しようとするもの。
【解決手段】吸着剤が貯留される被処理水の浄化機構2と、前記被処理水中の汚れ成分が付着した吸着剤の脱水機構と、前記吸着剤の賦活機構9とを有し、被処理水中の汚れ成分が累積して付着した吸着剤を脱水機構8に送り、次いで賦活機構9に送り、賦活された吸着剤を浄化機構2に供給するようにした。前記被処理水の電解機構4を有し、被処理水中の汚れ成分を電解酸化した後、前記被処理水の浄化機構2に送るようにしてもよい。
【選択図】図1
Description
すなわち、CODを除去するための従来の最も代表的な除去技術は、凝集沈殿法である。この技術は、原水に硫酸アルミニウム、PAC、塩化第2鉄、硫酸第2鉄、ポリ硫酸第2鉄などの無機凝集剤を添加して攪拌し、CODを取り込んだフロックを形成させたのちフロックを沈殿させ、浄化処理水を得る技術である。無機凝集剤を添加して凝集フロックを形成させた後、フロックを分離する凝集沈殿などの凝集分離法は、簡単な装置、操作でCODが効果的に除去できることが特徴である。 しかし、大量の難脱水性凝集分離汚泥が発生し、その処理処分が非常に面倒であるという重大な欠点がある。一方、CODを高度に除去する場合は、凝集沈殿処理水に対し、活性炭吸着処理が行われるが、活性炭の再生が高額かつ煩雑であり、下水処理への実規模での実施例はない。
従来提案は、凝集分離法の上記問題点を解決し、利用価値の無い難脱水性凝集分離汚泥の発生を大幅に減少でき、かつ活性炭の再生が容易に実施できる新技術を提供することを課題とする。
従来提案の発明者等は、上記の課題を解決すべく研究した結果、COD含有水(原水)に無機凝集剤を添加して攪拌する凝集沈殿法と、CODを高度に除去する活性炭吸着処理法を組合せ、更に鉱酸による酸溶解処理とオゾン等による化学酸化処理を併用し、活性炭共存酸性液を、前記COD含有排水(原水)に返送すれば、COD成分が効率的に除去できるとともに、処分が面倒な難脱水性凝集分離汚泥の発生、及び高額かつ煩雑な活性炭の再生の問題も解決できることを見出し、この知見に基づき従来提案を完成するに至った、というものである。
しかし、この従来提案に於ける活性炭の再生は利便性の面から満足がいくものではなかったという問題があった。
(1)この発明の水処理方法は、吸着剤が貯留される被処理水の浄化機構と、前記被処理水中の汚れ成分が付着した吸着剤の脱水機構と、前記吸着剤の賦活機構とを有し、被処理水中の汚れ成分が累積して付着した吸着剤を脱水機構に送り、次いで賦活機構に送り、賦活された吸着剤を浄化機構に供給するようにしたことを特徴とする。
ここで、前記被処理水として、工場その他の排水、プールの水などを例示することが出来る。前記吸着剤として活性炭や吸着触媒などを例示することが出来る。前記吸着剤の脱水機構では、例えば熱風を送ることにより吸着剤を昇温して水分を蒸発させてその含水率を低減すると共に、スクリュー・コンベアの回転駆動により順次、前方に移送していくことが出来る。
前記吸着剤の賦活機構では、例えば900℃の熱風を送ることにより吸着剤を賦活すると共に、内壁に案内条が突設された筒体の回転駆動により順次、前方に移送していくことが出来る。
また、前記被処理水中の汚れ成分が付着した吸着剤の脱水機構を有するので、吸着剤の含水率を低くして賦活機構に於ける熱の使用効率を高めることが出来る。さらに、前記吸着剤の賦活機構を有するので、吸着平衡となったら吸着剤を昇温して再生することが出来ると共に、吸着剤に付着した汚れ成分を熱分解させることが出来る。
そのうえ、被処理水中の汚れ成分が累積して付着した吸着剤を脱水機構に送り、次いで賦活機構に送り、賦活された吸着剤を浄化機構に供給するようにしたので、被処理水を浄化する場所に於いて他の場所に移動することなくその場で吸着剤を再生することが出来る。
ここで、前記電解機構では、例えば塩化物イオンや臭化物イオンなどの塩の共存下で被処理水を電気分解することが出来る。また、被処理水中の汚れ成分を電解塩素(Cl2、HOCl、OCl−)や電解臭素などにより酸化・分解することが出来る。
被処理水中の汚れ成分として、例えば、有機物を主体としたCOD成分、アンモニア性窒素、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素などを電解塩素や電解臭素で酸化分解することが出来る。また、重金属類などの無機物は、pH調整等により凝集沈殿させて沈降除去することが出来る。
また、電解機構で被処理水を電気分解することにより、被処理水中の汚れ物質を電解塩素や電解臭素により酸化してその粒子径を大きくすることが出来る。次いで、前記被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させることにより、粒子径が大きくなった汚れ物質を吸着させて除去することが出来る。
これは、吸着剤の種類に応じて、吸着に適した汚れ物質の粒子径があるからである。
そして、被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させる浄化機構で、汚れ物質を大きく低減してCOD(化学的酸素要求量)を低下させることが出来る。
このように構成すると、排水に塩が含まれていた場合とか、電解機構で必要な塩が蓄積していくことを抑制することができる。また、脱塩機構で吸着剤から回収した塩水を有隔膜電解機構で濃塩水と淡塩水とに分離し、前記塩分を電解機構で再利用することが出来る。
このように構成すると、塩濃度を増加させない場合と比較して吸着剤へのCOD(化学的酸素要求量)の吸着量を増大させることが出来る。ここで、塩は被処理水に対して1%〜30%含有させることができる。
被処理水を浄化する場所に於いて他の場所に移動することなくその場で吸着剤を再生することが出来るので、従来よりも利便性の面から吸着剤の再生が満足いくものである水処理方法を提供することが出来る。
図1のシステム・フロー図に示すように、この実施形態の水処理方法は、原廃液を流入させた原廃液調整槽1から2連並列の被処理水の浄化機構2(前段のA-1、A-2)に供給し、中間槽3を介して被処理水の電解機構4(陽極と陰極との間に電解通路を有する)に送り、被処理水中の汚れ成分を電解酸化した後、さらに電解凝集沈殿槽5を介して2連並列の被処理水の浄化機構2(後段のB-1、B-2)に送るようにした。
その後、中間槽3を経て2連並列のUF膜濾過槽6(UF1、UF2)を通して放流・再利用するようにした。被処理水の浄化機構2内(前段のA-1、A-2と後段のB-1、B-2)の汚れ成分が付着した吸着剤は、賦活用吸着剤の貯留槽7に移送して集めるようにしている。
前記吸着剤の賦活機構9では、900℃の熱風を送ることにより吸着剤を賦活すると共に、内壁に案内条が突設された筒体の回転駆動により順次、前方(図示、右方向)に移送していった。吸着剤の賦活後の排ガスは、アフター・バーナー装置12で900℃以上に昇温して有機物などを完全に熱分解して浄化した後に廃棄ガスとして排出するようにしている。
ここで、吸着剤の賦活機構9では、吸着剤の燃焼による目減りを抑制するため窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを吹き込んで、吸着剤の活性炭の酸化分解(C+O2→CO2)を抑制するようにしてもよい。
被処理水中の汚れ成分として、有機物を主体としたCOD成分、アンモニア性窒素、硝酸態窒素、亜硝酸態窒素などを電解塩素で酸化分解した。また、重金属類などの無機物は、前記電解凝集沈殿槽5においてpH調整により凝集沈殿させて沈降除去した。
そして、被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させる浄化機構2で、汚れ物質を大きく低減してCOD(化学的酸素要求量)を低下させることが出来た。
したがって、排水に塩が含まれていた場合とか、電解機構4で必要な塩が蓄積していくことを抑制することができた。また、脱塩機構で吸着剤から回収した塩水を有隔膜電解機構4で濃塩水と淡塩水とに分離し、前記塩分を電解機構4で再利用することが出来た。
この水処理方法では、吸着剤が貯留される被処理水の浄化機構2を有するので、被処理水中の汚れ成分を吸着剤に付着させて浄化してCODを低減していくことが出来た。
また、前記被処理水中の汚れ成分が付着した吸着剤の脱水機構8を有するので、吸着剤の含水率を低くして賦活機構9に於ける熱の使用効率を高めることが出来る。さらに、前記吸着剤の賦活機構9を有するので、吸着平衡となったら吸着剤を昇温して再生することが出来ると共に、吸着剤に付着した汚れ成分を熱分解させることが出来た。
そのうえ、被処理水中の汚れ成分が累積して付着した吸着剤を脱水機構8に送り、次いで賦活機構9に送り、賦活された吸着剤を浄化機構2に供給するようにしたので、被処理水を浄化する場所に於いて他の場所に移動することなくその場で吸着剤を再生することが出来、従来よりも利便性の面から吸着剤の再生が満足いくものであるという利点がある。
排水を浄化する被処理水の浄化機構2のタンク(内部に吸着剤が収容される)は下方に配置し、ここから鉛直方向に配設したモータMにより回転駆動されるスクリュー・コンベア13(例えば各方向*14から吸着剤が吸い込まれる)により吸着剤を順次上方に移送し、ホッパー10から吸着剤の脱水機構8に受け入れ、次いでその下方の吸着剤の賦活機構9に自然落下させて移行させるようにしている。なお、吸着剤の脱水機構8と吸着剤の賦活機構9とは、上記実施形態と同様の構造としている。
そして、原廃液を流入させた原廃液調整槽1から排水をポンプPにより被処理水の浄化機構2に供給し、この浄化機構2のタンクによる浄化後の排水を浄化済み排水槽15に貯留するようにしている。
この実施例のように、吸着剤の脱水機構8と吸着剤の賦活機構9と被処理水の浄化機構2とを上下方向に配置すると、排水処理を行う必要がある工場内に嵩低く設置することが出来るという利点を有する。
したがって、最初に電解機構4で被処理水を電気分解することにより、被処理水中の汚れ物質を電解塩素により分解してその粒子径を小さくすることが出来た。次いで、前記被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させることにより、粒子径が小さくなった汚れ物質を吸着させて除去することが出来た。
また、最初に電解機構4で被処理水を電気分解することにより、被処理水中の汚れ物質を電解塩素により酸化してその粒子径を大きくすることが出来た。次いで、前記被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させることにより、粒子径が大きくなった汚れ物質を吸着させて除去することが出来た。
これは、吸着剤の種類に応じて、吸着に適した汚れ物質の粒子径があるからである。そして、被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させる浄化機構2で、汚れ物質を大きく低減してCOD(化学的酸素要求量)を低下させることが出来た。
したがって、先ず被処理水の浄化機構2で排水中の汚れ成分を大きく低減し、次いで電解機構4で被処理水を電気分解することにより、被処理水中の汚れ物質を電解塩素により分解してその粒子径を小さくすることが出来た。その後、前記被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させることにより、粒子径が小さくなった汚れ物質を吸着させて除去することが出来た。
また、電解機構4で被処理水を電気分解することにより、被処理水中の汚れ物質を電解塩素により酸化してその粒子径を大きくすることが出来た。その後、前記被処理水中の汚れ物質を吸着剤に付着させることにより、粒子径が大きくなった汚れ物質を吸着させて除去することが出来た。
そして、最終的に被処理水の浄化機構2において、排水中の汚れ成分を大きく低減することが出来た。
被処理水の塩濃度を増加させた場合に於ける、被処理水(工場排水)のCODの低減具合を、工程の順を追って具体的に説明する。この実施例では、化学工場の排水の水処理を行って浄化した。まず、排水のCODを10,000ppmに調整した。
図4に示すように、この実施例では被処理水の浄化機構2(A内、図2も参照)、被処理水の電解機構4、被処理水の浄化機構2(A内)の順に流すようにした。
詳細には、前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初10,000ppm(塩濃度0.79%)であったCODが、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には2,760ppm(塩濃度0.81%)に低減し、被処理水の電解機構4の通過後には2,750ppm(塩濃度0.81%)となり、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には580ppm(塩濃度0.82%)となった。
図4に示すように、この実施例では被処理水に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)、被処理水の電解機構4の順に流し、次いで塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流すようにした。
詳細には、先ず排水の塩濃度が3%となるように電導度を46,800μs/cmに調整した。前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。その後、電解後の排水に3%分の塩を追加した。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初10,000ppm(塩濃度0.79%)であったCODが、塩添加後には10,000ppm(塩濃度3.05%に増加)であり、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には1,720ppm(塩濃度3.05%)に大きく低減し、被処理水の電解機構4の通過後には1,440ppm(塩濃度3.03%)となり、3%の塩添加後には塩濃度5.64%に増加し、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には510ppm(塩濃度5.88%)に低減した。
図4に示すように、この実施例では被処理水に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流し、次いで塩を3%添加した後、被処理水の電解機構4に流し、更に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流すようにした。
詳細には、先ず排水の塩濃度が3%となるように電導度を46,800μs/cmに調整した。前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、通水後の排水に3%分の塩を追加した。その後、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。その後、電解後の排水に3%分の塩を追加した。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初10,000ppm(塩濃度0.79%)であったCODが、塩添加後には10,000ppm(塩濃度3.05%に増加)であり、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には1,880ppm(塩濃度3.05%)に大きく低減し、3%の塩添加後には塩濃度5.78%に増加し、被処理水の電解機構4の通過後には1,200ppm(塩濃度5.76%)となり、3%の塩添加後には塩濃度8.34%に増加し、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には320ppm(塩濃度8.40%)に低減した。
被処理水の塩濃度を増加させた場合に於ける、被処理水(工場排水)のCODの低減具合を、工程の順を追って具体的に説明する。この実施例では、化学工場の排水の水処理を行って浄化した。まず、排水のCODを11,400ppmに調整した。
図4に示すように、この実施例では被処理水の浄化機構2(A内、図2も参照)、被処理水の電解機構4、被処理水の浄化機構2(A内)の順に流すようにした。
詳細には、前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初11,400ppm(塩濃度0.04%)であったCODが、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には4,800ppm(塩濃度0.10%)に低減し、被処理水の電解機構4の通過後には3,933ppm(塩濃度0.10%)となり、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には1,320ppm(塩濃度0.19%)となった。
図4に示すように、この実施例では被処理水に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)、被処理水の電解機構4の順に流し、次いで塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流すようにした。
詳細には、先ず排水の塩濃度が3%となるように電導度を46,800μs/cmに調整した。前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。その後、電解後の排水に3%分の塩を追加した。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初11,400ppm(塩濃度0.04%)であったCODが、塩添加後には11,400ppm(塩濃度3.05%に増加)であり、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には3,100ppm(塩濃度3.06%)に大きく低減し、被処理水の電解機構4の通過後には1800ppm(塩濃度3.06%)となり、3%の塩添加後には塩濃度5.66%に増加し、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には400ppm(塩濃度5.84%)に低減した。
図4に示すように、この実施例では被処理水に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流し、次いで塩を3%添加した後、被処理水の電解機構4に流し、更に塩を3%添加した後、被処理水の浄化機構2(A内)に流すようにした。
詳細には、先ず排水の塩濃度が3%となるように電導度を46,800μs/cmに調整した。前段の被処理水の浄化機構2(A内)に560gの活性炭を貯留し、流量625cc/時で4時間通水を行った。次いで、通水後の排水に3%分の塩を追加した。その後、被処理水の電解機構4に流量625cc/時で通水し6A/dm2で電気分解を行った。その後、電解後の排水に3%分の塩を追加した。そして、後段の被処理水の浄化機構2(A内)(560gの活性炭を貯留)に流量625cc/時で通水した。
その結果、当初11,400ppm(塩濃度0.04%)であったCODが、塩添加後には11,400ppm(塩濃度3.05%に増加)であり、前段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には2,533ppm(塩濃度3.07%)に大きく低減し、3%の塩添加後には塩濃度5.72%に増加し、被処理水の電解機構4の通過後には1,920ppm(塩濃度5.68%)となり、3%の塩添加後には塩濃度8.38%に増加し、後段の被処理水の浄化機構2(A内)の通過後には360ppm(塩濃度8.46%)に低減した。
4 被処理水の電解機構
8 吸着剤の脱水機構
9 吸着剤の賦活機構
Claims (4)
- 吸着剤が貯留される被処理水の浄化機構(2)と、前記被処理水中の汚れ成分が付着した吸着剤の脱水機構(8)と、前記吸着剤の賦活機構(9)とを有し、被処理水中の汚れ成分が累積して付着した吸着剤を脱水機構(8)に送り、次いで賦活機構(9)に送り、賦活された吸着剤を浄化機構(2)に供給するようにしたことを特徴とする水処理方法。
- 前記被処理水の電解機構(4)を有し、被処理水中の汚れ成分を電解酸化した後、前記被処理水の浄化機構(2)に送るようにした請求項1記載の水処理方法。
- 前記被処理水の脱塩機構を有するようにし、前記脱塩機構で塩を洗浄した後に吸着剤の脱水機構(8)に送るようにした請求項1又は2記載の水処理方法。
- 前記被処理水の塩濃度を増加させて浄化機構(2)に送るようにした請求項1乃至3のいずれかに記載の水処理方法。
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