JP2657712B2 - 活性炭の再生方法 - Google Patents

活性炭の再生方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、活性炭の再生方法に係り、特に、被処理水
中の有機物を活性炭により吸着除去した際の処理後の活
性炭の再生方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、活性炭の再生方法としては、乾式あるいは湿式
の加熱再生法が広く行われている。また、苛性ソーダな
どの薬剤を用いた薬品再生法も再生装置の設備投資が少
なくてすみ、運転も容易であることなどの理由から行わ
れている。さらに、活性炭表面の吸着有機物を微生物の
働きにより分解する生物再生法も知られている。
しかしながら、加熱再生法の場合、一回の再生で活
性炭損失が3−10%と比較的大きいこと、高温で操作
するので炉内材質の消耗が激しい、温度、ガス条件を
厳密に制限する必要があり、装置が高価なことなどの
欠点がある。薬品再生法は、加熱炉のような特別な装置
を要しないものの、薬品や脱着再生液の後処理にコスト
がかかる等の問題点がある。一方、生物再生法は、特殊
な装置あるいは薬品などを必要としない長所があるが、
再生に長時間を要し、吸着性能の回復程度にも限界があ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、
水処理用として用いられた活性炭を、低コストで効率的
に再生する方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明では、活性炭によ
る被処理水中の有機物の吸着除去処理において、処理後
の再生すべき活性炭に被処理水より有機物濃度の低い水
を導入して、活性炭に吸着した有機物を脱着させた後、
好気的に曝気することを特徴とする活性炭の再生方法と
したものである。
次に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第1図は、本発明の一例を示すフロー概略図である。
第1図において、被処理水1は、活性炭3及び3′の充
填した活性炭充填槽2及び2′に流入し、処理水4とし
て放流される。ここで処理水4の一部は再生槽5に導か
れる。再生槽5では、活性炭充填槽2又は2′から取り
出された飽和吸着活性炭7から、処理水4により吸着さ
れた有機物が脱着された後、空気により曝気されて、脱
着した有機物が微生物の働きにより酸化分解する。この
時、活性汚泥などの好気性微生物を再生槽5に別途添加
してもよいが、下廃水あるいは下水の処理で使われてい
る活性炭のように、微生物がその表面に付着、増殖して
いるような場合、必ずしも好気性微生物を別途添加する
必要はない。
再生された活性炭8は活性炭充填槽2または2′に戻
され、再生槽5で用いた処理水4は引き抜き液6として
被処理水1とともに活性炭充填槽2に戻すか、そのまま
系外に排出する。
本発明は、活性炭表面に濃縮された有機物を再生槽に
おいて溶出させ、溶出した有機物を微生物を作用により
酸化分解することを特徴とする活性炭の再生方法であ
る。従って、活性炭に吸着された有機物の種類によって
は有機物の濃縮勾配のみでは液側に脱着されない場合も
ある。そのような場合には、塩酸、硫酸などの無機酸、
NaOH,Ca(OH)などのアルカリ、メタノール、エタノ
ールなどの有機溶媒あるいは被処理水中の有機物より親
和力の大きい他の物質例えばフェノール、安息香酸など
を補助的に使用して脱着させることも可動である。
この場合、再生槽5に活性炭充填槽から、一部の活性
炭を取り出して投入し、酸、アルカリ、有機溶剤等が脱
着を進行させた後、さらに別の活性炭と処理水を投入
し、空気を送り曝気再生する。酸あるいはアルカリを添
加して再生を行う際、pHは4.0−10.0に維持するのが良
い。なお、再生槽5での再生操作は数回行った方が効果
的であり、処理水4の代わりに水道水、井戸水、河川水
などの天然水を用いても良い。
〔作用〕 一般に、水中の有機物に対する活性炭の吸着力は、温
度、pH、共存物質、その他の条件によって大きく変化す
る。従って、被処理水中の有機物の性状と前記の諸条件
を検討することで、活性炭に吸着した有機物を液側に脱
着させることができる。また、有機物の種類によって
は、平衡吸着濃度を低下させることで容易に脱着させる
こともできる。本発明は、吸着有機物の活性炭からの脱
着操作を積極的に利用したものであり、脱着された有機
物は再生槽内の微生物により急速に酸化分解される。そ
のため、従来の原水(被処理水)を再生槽に導いて行う
生物再生法あるいはBOD、窒素、リンなどの栄養源を別
途添加して行う方法に較べて、短時間にかつ効率的に再
生される。
第2図は、活性炭吸着有機物の生物分解特性を調べる
ために、クロル安息香酸(O−ClBa)とその分解菌を用
いて検討したものである。表−1の培地200mlに所定量
の粒状炭を添加し、72時間振とうし、平衡吸着状態にな
らしめる。その結果を表−2に示す。
その後、クロル安息香酸分解菌を添加して、液側のク
ロル安息香酸濃度と生物分解により遊離する塩素イオン
濃度を経時的に測定した。第2図中、破線で示したThcl
-は、活性炭添加後、液側に残存したクロル安息香酸
(o−ClBa)が完全に生物分解された場合に遊離される
塩素イオンの濃度を示したものである。
図より、液側のクロル安息香酸は、分解菌添加後急速
に分解され、それに伴って塩素イオンが遊離された。し
かしながら、液側に遊離される塩素イオンは、いずれの
実験系においても理論値(Thcl-)以上に遊離された。
このことは、活性炭に予め吸着されていたクロル安息香
酸が分解されることを示すものである。ただし、本実験
結果は回分系での現像であるために液側のクロル安息香
酸は一定ではなく、分解菌による消費に伴い低下する。
すなわち、活性炭に吸着されたクロル安息香酸は、平衡
吸着濃度の低下により脱着されやすい条件となり、液側
に脱着された結果、分解されたことが考えられる。
また、活性炭添加濃度5000mg/の実験系では、初期
平衡吸収濃度が低いためにクロル安息香酸の脱着速度が
遅く、そのために、塩素イオンの遊離に時間を要したこ
とが考えられる。
以上の結果より、活性炭に吸着された有機物は、微生
物により分解され、その際、活性炭からの脱着性が吸着
有機物の生物分解性を支配する重要な因子であることが
明らかとなった。
第3図は、クロル安息香酸の脱着性を調べた結果であ
る。600mg/のクロル安息香酸溶液に5000mg/の活性
炭を加えて、40時間、28℃の条件で振とうし(平衡吸着
濃度は200mg/となる)、所定量の純水により溶液の濃
度を変化させて、液側に溶出するクロル安息香酸濃度を
経時的に測定した。図から明らかなように、平衡吸着濃
度を200mg/から0mg/に変化させた系が最も高い脱着
性を示し、変化量が少ない程、脱着量も少ない結果とな
った。従って、第2図および第3図の結果より、クロル
安息香酸の場合、平衡吸着濃度の変化のみで活性炭から
脱着させることが可能であり、その際、平衡吸着濃度と
の濃度差が大きい程再生効果も大きいことが明らかとな
った。
表−3は、下水の高度処理で使用されている活性炭
を、昇こうにより処理し、表面に付着した微生物を死滅
させた後、各種の水に浸せきして、溶出してくるTOP量
を測定した結果である。
表3より被処理水よりは処理水の方が、またpHは高い
方が溶出してくるTOC量は多いという結果になった。こ
のように、下水のような多成分の有機物を含む水の場
合、前記のクロル安息香酸の例のように、濃度勾配のみ
では顕著な脱着効果は認められず、アルカリ条件に保つ
ことが効果的であった。これは、下水中にはフミン質な
どの物質が比較的多く含まれており、これらは一般に濃
度勾配のみでは脱着されにくく、陰性に荷電しているた
めにアルカリ条件で脱着させることが有効になっている
ものと考えられる。
従って、再生槽において、活性炭に吸着した有機物を
分解、除去するためには、吸着有機物の吸着性を十分検
討したうえで、再生槽の条件を設定することが必要とな
る。
〔実施例〕
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例−1 本発明の1実施例について、フェノール廃水(人工廃
水)を用いた場合について説明する。活性炭の再生は、
第1図において、活性炭充填槽2の上部から順に活性炭
を引き抜き、処理水を導いた再生槽5に活性炭7を投入
して空気で曝気した。実施の条件は次のとおりである。
(1)原水 フェノール人工廃水 水道水1に対して以下の薬品を溶解した。
フェノール100mg、硫酸アンモニウム20mg、リン酸第二
カリウム5mg (2)活性炭充填槽 直径100mm、高さ1500mm 活性炭層厚 700−800mm SV 1.50hr-(LV 500m/d) 通水開始前に、フェノールで馴致した活性汚泥を添加
し、フェノール分解菌を活性炭表面に付着させた。
(3)再生槽 直径300mm、高さ600mm 水張り容量 0.03m3 回分的に8時間曝気し、その後、水を引き抜き再度処理
水を導き8時間曝気する。再生された活性炭は活性炭充
填槽下部に戻す。
なお、対照区として再生槽を設けない同型、同条件の
実験装置を設けた。
実施結果を第4図に示す。対照区では、活性炭処理水
質が徐々に悪化してきたのに対して、再生槽を設けた実
験区では、120日の実験期間中、処理水質にほとんど変
化なく、再生処理の効果は顕著であった。
実施例−2 本発明の他の実施例について説明する。第1図におい
て、活性炭充填槽2の上部から順に活性炭7を引き抜
き、処理水を導いた再生槽5に活性炭を投入して空気で
曝気した。再生槽のpHは8.5に調整した。実施の条件は
次のとおりである。
(1)原水(被処理水) K県K市下水処理場 二次処理水 平均水質:BOD 14mg/、 COD 13mg/、 TOC 11mg/、 SS 5mg/、 pH 6.8 (2)活性炭充填槽 平均水質:BOD 3mg/、 COD 6mg/、 TOC 5mg/、 SS 1mg/、 pH 6.5 (3)pH調整用薬剤 NaOH溶液 (4)活性炭充填槽 直径200mm、高さ2500mm 活性炭層厚 1000−1200mm SV 1.50hr-(LV 50m/d) (5)再生槽 直径500mm、高さ1000mm 水張り容量 0.1m3 回分的に12時間曝気し、その後、水を引き抜き再度処理
水を導き12時間曝気する。再生された活性炭は活性炭充
填槽下部に戻す。
なお、対照区として再生槽を設けない同型、同条件の
実験装置を設けた。
実験結果を第5図に示す。対照区では、活性炭処理水
質が徐々に悪化してきたのに対して、再生槽を設けた実
験区では、400日の実験期間中、処理水質にほとんど変
化なく、新炭補充の必要もなく処理できた。
実施例−3 第1図において、原水を再生槽に導く実験系(対照
区)を設けて、処理水を導いて再生を行った場合との、
再生能の比較を行った。その他は、実施例−2と同様の
条件で行った。
実施結果を第6図に示す。運転開始250日目に各実験
系ともに再生をおこなったが、原水を再生槽に導いた系
においては、その再生効果は不十分であり、処理水のTO
C濃度は約7mg/に上昇した。一方、処理水を用いた系
では、400日の運転期間中、処理水のTOC濃度は常に4mg/
前後と安定していた。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明により活性炭の再生方法を次の
ように改良することができる。
(1) 特殊な装置を必要とせず、オンサイトでの再生
が可能なため低コストでかつ処理性能も長期的に安定す
る。
(2) 活性炭に吸着した有機物を、積極的に脱着させ
る条件下で再生するため、従来の生物再生法に比べて効
率よく短時間に再生できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一例を示すフロー概略図であり、第
2図は活性炭吸着有機物の生物分解特性を調べるため
に、クロル安息香酸とその分解菌を用いて、液側のクロ
ル安息香酸濃度と生物分解により遊離する塩素イオン濃
度を経時的に測定したグラフであり、第3図は、クロル
安息香酸の脱着性を調べたグラフであり、第4図、第5
図及び第6図は実施例1〜3の実施結果を示すグラフで
ある。 1:原水(被処理水)、2,2′:活性炭充填槽、3,3′:活
性炭、4:処理水、5:再生槽、6:引き抜き液、7:飽和吸着
活性炭、8:再生活性炭、9:散気板、10:薬品添加、11:pH
コントローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−34876(JP,A) 特開 昭63−178887(JP,A) 特開 昭48−39394(JP,A) 特開 昭53−99096(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性炭による被処理水中の有機物の吸着除
    去処理において、処理後の再生すべき活性炭に被処理水
    より有機物濃度の低い水を導入して、活性炭に吸着した
    有機物を脱着させた後、好気的に曝気することを特徴と
    する活性炭の再生方法。
  2. 【請求項2】前記脱着は、酸、アルカリ、有機溶剤又は
    被処理水中の有機物より親和力の大きな物質を添加して
    行うことを特徴とする請求項1記載の活性炭の再生方
    法。
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