JP3420914B2 - 吸着剤の再生方法 - Google Patents
吸着剤の再生方法Info
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Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸着剤の再生方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気体や液体の中から特定の成分を
選択的に捕集するために吸着剤が使用されている。この
吸着剤における吸着は非定常であり、吸着平衡によって
限定される関係に到達すると吸着剤は吸着能力を失う。
この失活した吸着剤を吸着質の脱着により再生する方法
としては、加熱再生、高温の不活性ガスや蒸気を通して
吸着質を追い出す方法がある。
選択的に捕集するために吸着剤が使用されている。この
吸着剤における吸着は非定常であり、吸着平衡によって
限定される関係に到達すると吸着剤は吸着能力を失う。
この失活した吸着剤を吸着質の脱着により再生する方法
としては、加熱再生、高温の不活性ガスや蒸気を通して
吸着質を追い出す方法がある。
【０００３】また、水処理に活性炭などを使用する場合
には、吸着質が容易に脱着しないので、たとえば破過
（飽和）に達した活性炭は、１００℃で約３時間加熱し
て乾燥させた後、７００℃で約１時間加熱して表面に吸
着した有機物を炭化させ（炭化処理）、さらに水蒸気の
存在下、９００〜１０００℃で約２時間加熱して表面の
炭化物をガス化させる（賦活化処理）ことによって再生
されている。再生された活性炭は、通常で未使用の活性
炭の約９０％程度まで吸着能が回復する。
には、吸着質が容易に脱着しないので、たとえば破過
（飽和）に達した活性炭は、１００℃で約３時間加熱し
て乾燥させた後、７００℃で約１時間加熱して表面に吸
着した有機物を炭化させ（炭化処理）、さらに水蒸気の
存在下、９００〜１０００℃で約２時間加熱して表面の
炭化物をガス化させる（賦活化処理）ことによって再生
されている。再生された活性炭は、通常で未使用の活性
炭の約９０％程度まで吸着能が回復する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の吸着剤の再生方法においては、例えば活性炭について
説明すると、専用の再生炉で行う必要があるために、活
性炭の取り出しや運搬に手間がかかり、再生費用が高く
なるだけなく、再生炉における水蒸気濃度や賦活化温度
や賦活化時間等の制御が難しく、十数％（２〜２５％）
程度の再生ロスが生じ、再生を繰り返す間に劣化が生じ
るという問題があった。
の吸着剤の再生方法においては、例えば活性炭について
説明すると、専用の再生炉で行う必要があるために、活
性炭の取り出しや運搬に手間がかかり、再生費用が高く
なるだけなく、再生炉における水蒸気濃度や賦活化温度
や賦活化時間等の制御が難しく、十数％（２〜２５％）
程度の再生ロスが生じ、再生を繰り返す間に劣化が生じ
るという問題があった。
【０００５】本発明は上記した課題を解決するもので、
活性炭等の吸着剤を容易に、かつ経済的に再生できるよ
うにすることを目的とするものである。
活性炭等の吸着剤を容易に、かつ経済的に再生できるよ
うにすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の吸着剤の再生方法は、吸着剤を充填し
た反応槽で被処理水を下向きに流し、吸着剤層を通過す
る間に被処理水中の吸着質を吸着剤に吸着して得られた
処理水を貯水槽へ送り、吸着質の吸着に伴い吸着能力が
低下した吸着剤の再生に際し、被処理水の供給を停止
し、貯水槽の処理水を反応槽内で上向きに流し、処理水
の上向流により吸着剤を反応槽内に上下方向に配置した
紫外線ランプと槽内周面に沿って流動させ、失活した吸
着剤に紫外線等の有効波長を有する光を紫外線ランプか
ら照射して予め吸着剤の表面に担持した光触媒を活性化
し、活性化した光触媒の触媒作用下において生成する化
学反応により、吸着した吸着質の化学的性質を変質させ
て脱着するものである。
ために、本発明の吸着剤の再生方法は、吸着剤を充填し
た反応槽で被処理水を下向きに流し、吸着剤層を通過す
る間に被処理水中の吸着質を吸着剤に吸着して得られた
処理水を貯水槽へ送り、吸着質の吸着に伴い吸着能力が
低下した吸着剤の再生に際し、被処理水の供給を停止
し、貯水槽の処理水を反応槽内で上向きに流し、処理水
の上向流により吸着剤を反応槽内に上下方向に配置した
紫外線ランプと槽内周面に沿って流動させ、失活した吸
着剤に紫外線等の有効波長を有する光を紫外線ランプか
ら照射して予め吸着剤の表面に担持した光触媒を活性化
し、活性化した光触媒の触媒作用下において生成する化
学反応により、吸着した吸着質の化学的性質を変質させ
て脱着するものである。
【０００７】光触媒は、一定以上のエネルギーを有した
光が照射されると、価値電子帯から伝導帯に電子が移
り、酸化力の強いホール（穴）が表面に生じて活性化す
る。このホールの存在によって吸着質の酸化等の化学反
応が生成し、吸着質の化学的性質が変質して吸着剤から
脱着する。
光が照射されると、価値電子帯から伝導帯に電子が移
り、酸化力の強いホール（穴）が表面に生じて活性化す
る。このホールの存在によって吸着質の酸化等の化学反
応が生成し、吸着質の化学的性質が変質して吸着剤から
脱着する。
【０００８】例えば、ホールに水分子が接触すると、酸
化力の強い水酸化ラジカルが生成するとともに水を水素
に還元する。この酸化力の強いホールやラジカルに吸着
質が接触すると、吸着質は酸化され、吸着質が高分子の
有機物等である場合には酸化分解を引き起こして最終的
に二酸化炭素にまで分解される。
化力の強い水酸化ラジカルが生成するとともに水を水素
に還元する。この酸化力の強いホールやラジカルに吸着
質が接触すると、吸着質は酸化され、吸着質が高分子の
有機物等である場合には酸化分解を引き起こして最終的
に二酸化炭素にまで分解される。
【０００９】ここで、吸着剤としては、活性炭、ゼオラ
イト、またはセラミックス系吸着剤がある。ここで、光
触媒としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、または酸化鉄がある。
イト、またはセラミックス系吸着剤がある。ここで、光
触媒としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、または酸化鉄がある。
【００１０】また、酸素、オゾン、過酸化水素などの酸
化性物質の存在下において、吸着剤に紫外線等の有効波
長を有する光を照射すると、ホールの生成に伴って飛び
出した電子が酸素、オゾン、過酸化水素などの酸化性物
質に接触して酸化力の強いラジカルが生じる。例えば、
飛び出した電子に酸素が接触した場合には、過酸化ラジ
カルを経て過酸化水素ラジカルが生じる。このような酸
化力の強いラジカルは、吸着質の酸化や酸分解を引き起
こし、吸着質の脱着を促進する。
化性物質の存在下において、吸着剤に紫外線等の有効波
長を有する光を照射すると、ホールの生成に伴って飛び
出した電子が酸素、オゾン、過酸化水素などの酸化性物
質に接触して酸化力の強いラジカルが生じる。例えば、
飛び出した電子に酸素が接触した場合には、過酸化ラジ
カルを経て過酸化水素ラジカルが生じる。このような酸
化力の強いラジカルは、吸着質の酸化や酸分解を引き起
こし、吸着質の脱着を促進する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態においては、水処理装置
における活性炭を例に説明する。
基づいて説明する。本実施形態においては、水処理装置
における活性炭を例に説明する。
【００１２】図１において、水処理装置は、上水や下水
・し尿の二次処理水などの被処理水１を貯留する流量調
整槽２と、流量調整槽２より供給される被処理水１を活
性炭吸着処理する反応槽３と、反応槽３内で処理された
処理水４を受け入れて貯留する貯水槽５とを備えてい
る。
・し尿の二次処理水などの被処理水１を貯留する流量調
整槽２と、流量調整槽２より供給される被処理水１を活
性炭吸着処理する反応槽３と、反応槽３内で処理された
処理水４を受け入れて貯留する貯水槽５とを備えてい
る。
【００１３】反応槽３は、逆円錐形に形成されており、
槽内の下部に、表面に光触媒としての二酸化チタンを担
持した吸着剤としての活性炭６からなる活性炭層７が設
けられるとともに、槽内の中央位置に、紫外線ランプ８
が槽上部から下部にわたって設けられている。活性炭層
７は、たとえば粒径０．６〜２ｍｍの活性炭６を槽容積
の２分の１から３分の１充填することにより形成され
る。
槽内の下部に、表面に光触媒としての二酸化チタンを担
持した吸着剤としての活性炭６からなる活性炭層７が設
けられるとともに、槽内の中央位置に、紫外線ランプ８
が槽上部から下部にわたって設けられている。活性炭層
７は、たとえば粒径０．６〜２ｍｍの活性炭６を槽容積
の２分の１から３分の１充填することにより形成され
る。
【００１４】ここで、水処理を目的としないならば、吸
着剤としては、活性炭の他に、ゼオライト、またはセラ
ミックス系吸着剤等を使用することができ、光触媒とし
ては、二酸化チタンの他に、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、または酸化鉄がある。
着剤としては、活性炭の他に、ゼオライト、またはセラ
ミックス系吸着剤等を使用することができ、光触媒とし
ては、二酸化チタンの他に、酸化亜鉛、硫化カドミウ
ム、または酸化鉄がある。
【００１５】流量調整槽２内の被処理水１を反応槽３へ
供給する被処理水供給管９は反応槽３の上部に開口して
おり、反応槽３内で処理された処理水４を貯水槽５へ送
る処理水管１０は反応槽４の底部に接続して設けられて
いる。さらに、反応槽３の下部に、貯水槽５内に貯留さ
れた処理水４を返送する返送管１１が開口し、反応槽３
の上部に、槽内の被処理水１や処理水４を排出する排水
管１２が設けられている。
供給する被処理水供給管９は反応槽３の上部に開口して
おり、反応槽３内で処理された処理水４を貯水槽５へ送
る処理水管１０は反応槽４の底部に接続して設けられて
いる。さらに、反応槽３の下部に、貯水槽５内に貯留さ
れた処理水４を返送する返送管１１が開口し、反応槽３
の上部に、槽内の被処理水１や処理水４を排出する排水
管１２が設けられている。
【００１６】上記した構成の水処理装置では、通常時
は、流量調整槽２内の被処理水１が被処理水供給管９を
通じて反応槽３へ供給される。反応槽３に流入した被処
理水１は槽内を下向きに流れて、たとえば１０〜２０分
間で活性炭層７を通過し、その間に、被処理水１中のＣ
ＯＤ成分等の有機物などが活性炭６に吸着され、有機物
などが除去された処理水４が処理水管１０を通じて貯水
槽５へ送られる。
は、流量調整槽２内の被処理水１が被処理水供給管９を
通じて反応槽３へ供給される。反応槽３に流入した被処
理水１は槽内を下向きに流れて、たとえば１０〜２０分
間で活性炭層７を通過し、その間に、被処理水１中のＣ
ＯＤ成分等の有機物などが活性炭６に吸着され、有機物
などが除去された処理水４が処理水管１０を通じて貯水
槽５へ送られる。
【００１７】そして、活性炭６が破過に近づいた時に、
あるいは定期的に、活性炭層７の逆洗も兼ねて、活性炭
６の再生が行われる。すなわち、反応槽３への被処理水
１の供給が停止され、貯水槽５内の処理水４が返送管１
１を通じて適当流量で反応槽３に供給されるとともに、
紫外線ランプ８により紫外線が照射される。
あるいは定期的に、活性炭層７の逆洗も兼ねて、活性炭
６の再生が行われる。すなわち、反応槽３への被処理水
１の供給が停止され、貯水槽５内の処理水４が返送管１
１を通じて適当流量で反応槽３に供給されるとともに、
紫外線ランプ８により紫外線が照射される。
【００１８】反応槽３に流入した処理水４は槽内を上向
きに流れて活性炭層７を通過し、その上向流により、活
性炭６が紫外線ランプ８と槽内周面に沿って仮想線で示
したように流動し、紫外線ランプ８に近づくほど強い紫
外線の照射を受ける。
きに流れて活性炭層７を通過し、その上向流により、活
性炭６が紫外線ランプ８と槽内周面に沿って仮想線で示
したように流動し、紫外線ランプ８に近づくほど強い紫
外線の照射を受ける。
【００１９】活性炭６が一定強度以上の紫外線を受ける
と、活性炭６に担持された光触媒である二酸化チタンの
表面にホール及びラジカルが生じ、生じたホールまたは
ラジカルの強い酸化力によって、活性炭６に吸着された
有機物などが酸化分解される。その結果、活性炭６の吸
着部位が空になり、活性炭６は、新たに有機物などが吸
着可能な状態に再生される。
と、活性炭６に担持された光触媒である二酸化チタンの
表面にホール及びラジカルが生じ、生じたホールまたは
ラジカルの強い酸化力によって、活性炭６に吸着された
有機物などが酸化分解される。その結果、活性炭６の吸
着部位が空になり、活性炭６は、新たに有機物などが吸
着可能な状態に再生される。
【００２０】槽内上部に達した処理水４は排水管１２を
通じて流出する。このようにして、反応槽３内で、活性
炭６による有機物などの吸着除去と活性炭６の再生とが
交互に繰り返し行われる。なお、活性炭６を反応槽３の
外部に取り出して再生させることも可能である。
通じて流出する。このようにして、反応槽３内で、活性
炭６による有機物などの吸着除去と活性炭６の再生とが
交互に繰り返し行われる。なお、活性炭６を反応槽３の
外部に取り出して再生させることも可能である。
【００２１】図２に本発明の他の実施形態を示す。図２
において、反応槽３の底部には空気ポンプ１３が空気供
給管１４を通して接続してある。この構成においては、
上述した実施形態における水処理装置と同様にして吸着
剤が機能する。活性炭６の再生に際しては、反応槽３の
内部に、空気ポンプ１３から酸化性物質である酸素を含
む空気を吹込み、活性炭６に対する紫外線の照射を酸素
の存在下に行なう。酸化性物質としては、この他にオゾ
ン、過酸化水素がある。
において、反応槽３の底部には空気ポンプ１３が空気供
給管１４を通して接続してある。この構成においては、
上述した実施形態における水処理装置と同様にして吸着
剤が機能する。活性炭６の再生に際しては、反応槽３の
内部に、空気ポンプ１３から酸化性物質である酸素を含
む空気を吹込み、活性炭６に対する紫外線の照射を酸素
の存在下に行なう。酸化性物質としては、この他にオゾ
ン、過酸化水素がある。
【００２２】このとき、光触媒におけるホールの生成に
伴って飛び出した電子が酸素などの酸化性物質に接触し
て、酸化力の強いラジカルが生じ、このような酸化力の
強いラジカルが、吸着質の酸化や酸分解を引き起こし、
吸着質の脱着を促進する。
伴って飛び出した電子が酸素などの酸化性物質に接触し
て、酸化力の強いラジカルが生じ、このような酸化力の
強いラジカルが、吸着質の酸化や酸分解を引き起こし、
吸着質の脱着を促進する。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、失
活した吸着剤に紫外線を照射して予め吸着剤の表面に担
持した光触媒を活性化することにより、光触媒に生じる
ホールの存在によって吸着質の酸化等の化学反応を引き
起こして吸着質の化学的性質を変質させ、吸着剤から脱
着することができる。また、酸素、オゾン、過酸化水素
などの酸化性物質の存在下において、吸着剤に紫外線を
照射すると、ホールの生成に伴って飛び出した電子が酸
素、オゾン、過酸化水素などの酸化性物質に接触して、
酸化力の強いラジカルが生じ、酸化力の強いラジカルに
よって、吸着質の酸化や酸分解を引き起こし、吸着質の
脱着を促進することができる。
活した吸着剤に紫外線を照射して予め吸着剤の表面に担
持した光触媒を活性化することにより、光触媒に生じる
ホールの存在によって吸着質の酸化等の化学反応を引き
起こして吸着質の化学的性質を変質させ、吸着剤から脱
着することができる。また、酸素、オゾン、過酸化水素
などの酸化性物質の存在下において、吸着剤に紫外線を
照射すると、ホールの生成に伴って飛び出した電子が酸
素、オゾン、過酸化水素などの酸化性物質に接触して、
酸化力の強いラジカルが生じ、酸化力の強いラジカルに
よって、吸着質の酸化や酸分解を引き起こし、吸着質の
脱着を促進することができる。
【図１】本発明の吸着剤の再生方法を適用した水処理装
置の一実施形態を示した模式図である。
置の一実施形態を示した模式図である。
【図２】同水処理装置の他の実施形態を示した模式図で
ある。
ある。
１ 被処理水
３ 反応槽
４ 処理水
６ 活性炭
８ 紫外線ランプ
１３ 空気ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 品部 和宏
大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47
号 株式会社クボタ内
(72)発明者 中野 浩二
東京都八王子市散田町五丁目８番３号
株式会社日本フォトサイエンス内
(72)発明者 大庭 真治
大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47
号 株式会社クボタ内
(72)発明者 吉崎 耕大
大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47
号 株式会社クボタ内
(56)参考文献 特開 平９−66231（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−75434（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−301003（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01J 20/00 - 20/34
Claims (4)
- 【請求項１】 吸着剤を充填した反応槽で被処理水を下
向きに流し、吸着剤層を通過する間に被処理水中の吸着
質を吸着剤に吸着して得られた処理水を貯水槽へ送り、
吸着質の吸着に伴い吸着能力が低下した吸着剤の再生に
際し、被処理水の供給を停止し、貯水槽の処理水を反応
槽内で上向きに流し、処理水の上向流により吸着剤を反
応槽内に上下方向に配置した紫外線ランプと槽内周面に
沿って流動させ、失活した吸着剤に紫外線等の有効波長
を有する光を紫外線ランプから照射して予め吸着剤の表
面に担持した光触媒を活性化し、活性化した光触媒の触
媒作用下において生成する化学反応により、吸着した吸
着質の化学的性質を変質させて脱着することを特徴とす
る吸着剤の再生方法。 - 【請求項２】 吸着剤が、活性炭、ゼオライト、または
セラミックス系吸着剤であることを特徴とする請求項１
記載の吸着剤の再生方法。 - 【請求項３】 光触媒が、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫
化カドミウム、または酸化鉄であることを特徴とする請
求項１または２記載の吸着剤の再生方法。 - 【請求項４】 酸素、オゾン、過酸化水素などの酸化性
物質の存在下において、吸着剤に紫外線等の有効波長を
有する光を照射し、吸着剤に吸着した有機物などの吸着
質を酸化分解することを特徴とする請求項１〜３の何れ
か１項記載の吸着剤の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16483297A JP3420914B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 吸着剤の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16483297A JP3420914B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 吸着剤の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH119993A JPH119993A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3420914B2 true JP3420914B2 (ja) | 2003-06-30 |
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ID=15800784
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16483297A Expired - Lifetime JP3420914B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 吸着剤の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101391688B1 (ko) | 2012-12-07 | 2014-05-21 | 경희대학교 산학협력단 | 선택적 이산화탄소 포집용 건식흡착제의 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6673738B2 (en) | 2001-11-28 | 2004-01-06 | K.K. Ueda Shikimono Kojyo | Photocatalytic active carbon, colored photocatalytic active carbon, coloring active carbon, and deodorant and adsorption product using them |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16483297A patent/JP3420914B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH119993A (ja) | 1999-01-19 |
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