JP3560474B2 - 活性炭の再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水、下水、し尿などの高度処理において有機物を吸着した活性炭の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上水、下水、し尿等の処理における高度処理法の一つに活性炭吸着処理があり、この活性炭吸着処理によれば、活性炭が破過に達するまで安定して良好な処理水質を保つことができる。
【０００３】
破過に達した活性炭は再生させて繰り返し使用することができ、その再生方法としては、専用の再生炉を用いて１００℃で約３時間乾燥させた後に、７００℃に昇温させて約１時間保持することにより吸着した有機物を炭化させ（炭化処理）、次に水蒸気の存在下、９００〜１０００℃で約２時間加熱することによって残存する炭化物をガス化して除去している（賦活化処理）。
【０００４】
この方法によって再生された活性炭の吸着能は通常、未使用の活性炭の約９０％まで回復するが、一方では、平均して十数％（２〜２５％）程度の再生ロスが生じ、また再生を繰り返すことによって活性炭が劣化するため、最終的には廃棄処分している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の再生方法では、上記したように専用の再生炉が必要であり、しかもその再生炉の運転、特に水蒸気濃度、賦活化温度、賦活化時間等の制御が難しいため、高い再生ロスや強度減少等を招き易いだけでなく、活性炭の取り出しや運搬に手間がかかり、再生費用も高くつく。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するもので、容易にかつ低コストで活性炭を再生できる活性炭の再生方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の活性炭の再生方法は、上水、下水、し尿などの高度処理において有機物を吸着した活性炭の再生方法であって、吸着処理槽内に備えられた活性炭層に対して処理水を上向きに通水することによって、活性炭層の活性炭を吸着処理槽内で流動させるとともに、活性炭層の上方より槽内に曝気を行うことによって処理水中に酸素を供給し、生物易分解性有機物や栄養塩類等の栄養物質を添加することにより、吸着処理の間に活性炭に付着した微生物の生物活性を向上させ、この高活性の微生物によって、活性炭に対して吸着と脱着との平衡状態にある処理水中の生物難分解性有機物を生物分解し、その濃度低下に伴う生物難分解性有機物の平衡の崩壊によって、活性炭に吸着した生物難分解性有機物の脱着を促進することを特徴とする。
【０００８】
一般に、活性炭吸着処理では、被処理水の水質に拘わらず活性炭の表面に微生物が付着する。被処理水中に含まれる生物易分解性有機物は、活性炭表面の付着微生物によって生物分解されるが、生物難分解性有機物は付着微生物によっては分解されず、その多くが活性炭の表面に吸着して、活性炭を破過に至らしめる。破過とは、活性炭に対して有機物等の吸着と脱着とが平衡状態にあって、見かけ上は吸着による除去が生じない状態を言い、通常は破過に達した時点で活性炭の再生処理が行われる。
【０００９】
ところが、上記したようにして酸素と栄養物質とを供給して生物活性を向上させた微生物は、通常では分解できない生物難分解性有機物をも生物分解できるようになるため、ここでは、この高活性の微生物を利用して活性炭の再生を行う。
【００１０】
つまり、吸着処理槽の内部において、活性炭に付着した微生物の生物活性を向上させるとともに、この高活性の微生物を、活性炭を流動させることによって処理水中の有機物と効率よく接触させて、活性炭に対して吸着と脱着との平衡状態にある処理水中の生物難分解性有機物を生物分解し、その平衡状態を壊して、活性炭からの脱着を促進し、吸着部位の空いた活性炭とする。この際、槽内への曝気を活性炭層の上方で行っているため、曝気による活性炭の摩耗を伴うことなく、処理水を高い溶存酸素濃度に保つことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、上水、下水、し尿処理などの高度処理としての吸着処理を行う活性炭塔の装置構成を示し、反応槽１は、槽内の下部に活性炭層２を有しており、生物処理、砂濾過などの前工程からの被処理水を導く被処理水供給管３が槽上部に開口し、活性炭層２より下方に連通して処理水を導出する処理水導出管４の他端は貯水槽５へ導かれている。活性炭層２の上方と下方とには、槽外のコンプレッサ６などの空気源に連通した散気管７，８が設けられている。
【００１２】
反応槽１にはまた、貯水槽５内の処理水Ｗを返送する処理水返送管９と、貯溜槽１０内の栄養物質Ｎを供給する栄養物質供給管１１とが下部に連通し、貯水槽５および系外にそれぞれ至る越流路１２，１３が上部に連通している。ここで、栄養物質Ｎは、易分解性有機物（グルコース、メタノール、エタノールなど）または栄養塩類（リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムなど）であり、通常は適当な濃度の水溶液として貯溜されている。
【００１３】
１４は排水路，１５，１６はポンプ、１７〜２４は弁である。
上記した構成における作用を説明する。
通常の活性炭吸着処理時には、被処理水供給管３を通じて反応槽１の内部に被処理水Ｗ０が供給されて活性炭層２を下向きに通水され、被処理水Ｗ０中に含まれる生物易分解性有機物は、活性炭粒子に自然発生的に付着した微生物によって生物分解され、大部分の生物難分解性有機物およびその他の汚濁物質は活性炭粒子に吸着し、それにより浄化された処理水Ｗが処理水導出管４を通じて貯水槽５へ導出され、排水路１４を通じて系外へ排出される。
【００１４】
活性炭吸着処理を続ける間に、活性炭粒子に付着した微生物などによって通水抵抗が大きくなるので、定期的にあるいは適宜に逆洗が行われる。その際には、被処理水Ｗ０の供給が停止された状態において、コンプレッサ６により散気管８を通じて曝気が行われるとともに、貯水槽５内の処理水Ｗが処理水返送管９を通じて任意の流量で返送されて活性炭層２を上向きに通水され、それにより流動する活性炭粒子より剥離された微生物などを含んだ洗浄排水が越流路１３を通じて系外に排出される。
【００１５】
また、逆洗を挟んで活性炭吸着処理を続ける間に活性炭が次第に破過に達するので、その段階で活性炭の再生が行われる。その際には、被処理水Ｗ０の供給が停止された状態において、貯水槽５内の処理水Ｗが処理水返送管９を通じ任意の流量で反応槽１へ返送されて活性炭層２を上向きに通水され、越流路１２を経て貯水槽５へと循環される。また、散気管７を通じて曝気が行われ、活性炭の摩耗を伴うことなく高い溶存酸素濃度が保たれるとともに、貯溜槽１０内の栄養物質Ｎが栄養物質供給管１１を通じて反応槽１内へ添加される。
【００１６】
これにより、活性炭粒子は処理水Ｗの循環と曝気とによって流動し、活性炭粒子に付着した微生物は、曝気により供給される溶存酸素の存在下、栄養物質Ｎを摂取して活性が向上する。その間、難分解性有機物（遅分解性有機物を含む）は活性炭粒子に対して吸着と脱着とを繰り返し、処理水Ｗ中の難分解性有機物は上記した高活性の微生物により分解され、それに伴って処理水Ｗ中の難分解性有機物の濃度が低下する結果、活性炭粒子からの難分解性有機物の脱着が促進される。このようにして、吸着していた有機物が脱着、分解されることによって、活性炭粒子の吸着部位が空き、活性炭粒子は新たに有機物を吸着可能な状態に再生される。
【００１７】
活性炭の再生が終了したら、栄養物質Ｎの添加および処理水Ｗの循環は停止されて通常の活性炭吸着処理が行われる。このようにして、反応槽１の内部で、活性炭吸着処理、および活性炭の再生が繰り返し行われる。
（実施例）
ＣＯＤＭｎ約７ｍｇ／Ｌの下水のオゾン処理水がＳＶ（空塔速度）３．５／ｈで１年半連続通水され、それによりほぼ吸着飽和に達した活性炭約３０Ｌを再生対象として、生物易分解性有機物としての１％メタノールを１．０ｍｌ／ｍｉｎで添加し、溶存酸素５ｍｇ／Ｌ以上が保たれるように空気曝気を行い、処理水をＳＶ１０〜２０／ｈで循環することによって、約３日間再生処理を行った。
【００１８】
活性炭の再生を評価するために、再生後の活性炭と再生前の活性炭と未使用の活性炭とについてＣＯＤＭｎ吸着量を調べた。結果を図２のグラフに示す。
グラフより、再生後の活性炭は未使用の活性炭と比較して若干劣るものの、十分に吸着能を回復していることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、破過に達した活性炭を吸着処理槽の内部で生物再生することができ、従来の再生方法に比べて、専用の再生炉が不要であり、水蒸気濃度、賦活化温度、賦活化時間等の制御という再生炉の運転の煩雑さから開放されるだけでなく、活性炭の取り出しや運搬の手間を大幅に削減することができ、再生費用も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における活性炭の再生方法が行われる活性炭塔の装置構成を示した説明図である。
【図２】再生後の活性炭と再生前の活性炭と未使用の活性炭とにおけるＣＯＤＭｎ吸着量を示したグラフである。
【符号の説明】
１ 反応槽（吸着処理槽）
２ 活性炭層
７ 散気管
Ｗ 処理水
Ｎ 栄養物質
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水、下水、し尿などの高度処理において有機物を吸着した活性炭の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上水、下水、し尿等の処理における高度処理法の一つに活性炭吸着処理があり、この活性炭吸着処理によれば、活性炭が破過に達するまで安定して良好な処理水質を保つことができる。
【０００３】
破過に達した活性炭は再生させて繰り返し使用することができ、その再生方法としては、専用の再生炉を用いて１００℃で約３時間乾燥させた後に、７００℃に昇温させて約１時間保持することにより吸着した有機物を炭化させ（炭化処理）、次に水蒸気の存在下、９００〜１０００℃で約２時間加熱することによって残存する炭化物をガス化して除去している（賦活化処理）。
【０００４】
この方法によって再生された活性炭の吸着能は通常、未使用の活性炭の約９０％まで回復するが、一方では、平均して十数％（２〜２５％）程度の再生ロスが生じ、また再生を繰り返すことによって活性炭が劣化するため、最終的には廃棄処分している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の再生方法では、上記したように専用の再生炉が必要であり、しかもその再生炉の運転、特に水蒸気濃度、賦活化温度、賦活化時間等の制御が難しいため、高い再生ロスや強度減少等を招き易いだけでなく、活性炭の取り出しや運搬に手間がかかり、再生費用も高くつく。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するもので、容易にかつ低コストで活性炭を再生できる活性炭の再生方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の活性炭の再生方法は、上水、下水、し尿などの高度処理において有機物を吸着した活性炭の再生方法であって、吸着処理槽内に備えられた活性炭層に対して処理水を上向きに通水することによって、活性炭層の活性炭を吸着処理槽内で流動させるとともに、活性炭層の上方より槽内に曝気を行うことによって処理水中に酸素を供給し、生物易分解性有機物や栄養塩類等の栄養物質を添加することにより、吸着処理の間に活性炭に付着した微生物の生物活性を向上させ、この高活性の微生物によって、活性炭に対して吸着と脱着との平衡状態にある処理水中の生物難分解性有機物を生物分解し、その濃度低下に伴う生物難分解性有機物の平衡の崩壊によって、活性炭に吸着した生物難分解性有機物の脱着を促進することを特徴とする。
【０００８】
一般に、活性炭吸着処理では、被処理水の水質に拘わらず活性炭の表面に微生物が付着する。被処理水中に含まれる生物易分解性有機物は、活性炭表面の付着微生物によって生物分解されるが、生物難分解性有機物は付着微生物によっては分解されず、その多くが活性炭の表面に吸着して、活性炭を破過に至らしめる。破過とは、活性炭に対して有機物等の吸着と脱着とが平衡状態にあって、見かけ上は吸着による除去が生じない状態を言い、通常は破過に達した時点で活性炭の再生処理が行われる。
【０００９】
ところが、上記したようにして酸素と栄養物質とを供給して生物活性を向上させた微生物は、通常では分解できない生物難分解性有機物をも生物分解できるようになるため、ここでは、この高活性の微生物を利用して活性炭の再生を行う。
【００１０】
つまり、吸着処理槽の内部において、活性炭に付着した微生物の生物活性を向上させるとともに、この高活性の微生物を、活性炭を流動させることによって処理水中の有機物と効率よく接触させて、活性炭に対して吸着と脱着との平衡状態にある処理水中の生物難分解性有機物を生物分解し、その平衡状態を壊して、活性炭からの脱着を促進し、吸着部位の空いた活性炭とする。この際、槽内への曝気を活性炭層の上方で行っているため、曝気による活性炭の摩耗を伴うことなく、処理水を高い溶存酸素濃度に保つことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、上水、下水、し尿処理などの高度処理としての吸着処理を行う活性炭塔の装置構成を示し、反応槽１は、槽内の下部に活性炭層２を有しており、生物処理、砂濾過などの前工程からの被処理水を導く被処理水供給管３が槽上部に開口し、活性炭層２より下方に連通して処理水を導出する処理水導出管４の他端は貯水槽５へ導かれている。活性炭層２の上方と下方とには、槽外のコンプレッサ６などの空気源に連通した散気管７，８が設けられている。
【００１２】
反応槽１にはまた、貯水槽５内の処理水Ｗを返送する処理水返送管９と、貯溜槽１０内の栄養物質Ｎを供給する栄養物質供給管１１とが下部に連通し、貯水槽５および系外にそれぞれ至る越流路１２，１３が上部に連通している。ここで、栄養物質Ｎは、易分解性有機物（グルコース、メタノール、エタノールなど）または栄養塩類（リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウムなど）であり、通常は適当な濃度の水溶液として貯溜されている。
【００１３】
１４は排水路，１５，１６はポンプ、１７〜２４は弁である。
上記した構成における作用を説明する。
通常の活性炭吸着処理時には、被処理水供給管３を通じて反応槽１の内部に被処理水Ｗ０が供給されて活性炭層２を下向きに通水され、被処理水Ｗ０中に含まれる生物易分解性有機物は、活性炭粒子に自然発生的に付着した微生物によって生物分解され、大部分の生物難分解性有機物およびその他の汚濁物質は活性炭粒子に吸着し、それにより浄化された処理水Ｗが処理水導出管４を通じて貯水槽５へ導出され、排水路１４を通じて系外へ排出される。
【００１４】
活性炭吸着処理を続ける間に、活性炭粒子に付着した微生物などによって通水抵抗が大きくなるので、定期的にあるいは適宜に逆洗が行われる。その際には、被処理水Ｗ０の供給が停止された状態において、コンプレッサ６により散気管８を通じて曝気が行われるとともに、貯水槽５内の処理水Ｗが処理水返送管９を通じて任意の流量で返送されて活性炭層２を上向きに通水され、それにより流動する活性炭粒子より剥離された微生物などを含んだ洗浄排水が越流路１３を通じて系外に排出される。
【００１５】
また、逆洗を挟んで活性炭吸着処理を続ける間に活性炭が次第に破過に達するので、その段階で活性炭の再生が行われる。その際には、被処理水Ｗ０の供給が停止された状態において、貯水槽５内の処理水Ｗが処理水返送管９を通じ任意の流量で反応槽１へ返送されて活性炭層２を上向きに通水され、越流路１２を経て貯水槽５へと循環される。また、散気管７を通じて曝気が行われ、活性炭の摩耗を伴うことなく高い溶存酸素濃度が保たれるとともに、貯溜槽１０内の栄養物質Ｎが栄養物質供給管１１を通じて反応槽１内へ添加される。
【００１６】
これにより、活性炭粒子は処理水Ｗの循環と曝気とによって流動し、活性炭粒子に付着した微生物は、曝気により供給される溶存酸素の存在下、栄養物質Ｎを摂取して活性が向上する。その間、難分解性有機物（遅分解性有機物を含む）は活性炭粒子に対して吸着と脱着とを繰り返し、処理水Ｗ中の難分解性有機物は上記した高活性の微生物により分解され、それに伴って処理水Ｗ中の難分解性有機物の濃度が低下する結果、活性炭粒子からの難分解性有機物の脱着が促進される。このようにして、吸着していた有機物が脱着、分解されることによって、活性炭粒子の吸着部位が空き、活性炭粒子は新たに有機物を吸着可能な状態に再生される。
【００１７】
活性炭の再生が終了したら、栄養物質Ｎの添加および処理水Ｗの循環は停止されて通常の活性炭吸着処理が行われる。このようにして、反応槽１の内部で、活性炭吸着処理、および活性炭の再生が繰り返し行われる。
（実施例）
ＣＯＤＭｎ約７ｍｇ／Ｌの下水のオゾン処理水がＳＶ（空塔速度）３．５／ｈで１年半連続通水され、それによりほぼ吸着飽和に達した活性炭約３０Ｌを再生対象として、生物易分解性有機物としての１％メタノールを１．０ｍｌ／ｍｉｎで添加し、溶存酸素５ｍｇ／Ｌ以上が保たれるように空気曝気を行い、処理水をＳＶ１０〜２０／ｈで循環することによって、約３日間再生処理を行った。
【００１８】
活性炭の再生を評価するために、再生後の活性炭と再生前の活性炭と未使用の活性炭とについてＣＯＤＭｎ吸着量を調べた。結果を図２のグラフに示す。
グラフより、再生後の活性炭は未使用の活性炭と比較して若干劣るものの、十分に吸着能を回復していることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、破過に達した活性炭を吸着処理槽の内部で生物再生することができ、従来の再生方法に比べて、専用の再生炉が不要であり、水蒸気濃度、賦活化温度、賦活化時間等の制御という再生炉の運転の煩雑さから開放されるだけでなく、活性炭の取り出しや運搬の手間を大幅に削減することができ、再生費用も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における活性炭の再生方法が行われる活性炭塔の装置構成を示した説明図である。
【図２】再生後の活性炭と再生前の活性炭と未使用の活性炭とにおけるＣＯＤＭｎ吸着量を示したグラフである。
【符号の説明】
１ 反応槽（吸着処理槽）
２ 活性炭層
７ 散気管
Ｗ 処理水
Ｎ 栄養物質
Claims (1)
- 上水、下水、し尿などの高度処理において有機物を吸着した活性炭の再生方法であって、吸着処理槽内に備えられた活性炭層に対して処理水を上向きに通水することによって、活性炭層の活性炭を吸着処理槽内で流動させるとともに、活性炭層の上方より槽内に曝気を行うことによって処理水中に酸素を供給し、生物易分解性有機物や栄養塩類等の栄養物質を添加することにより、吸着処理の間に活性炭に付着した微生物の生物活性を向上させ、この高活性の微生物によって、活性炭に対して吸着と脱着との平衡状態にある処理水中の生物難分解性有機物を生物分解し、その濃度低下に伴う生物難分解性有機物の平衡の崩壊によって、活性炭に吸着した生物難分解性有機物の脱着を促進することを特徴とする活性炭の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15046698A JP3560474B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 活性炭の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15046698A JP3560474B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 活性炭の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342385A JPH11342385A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3560474B2 true JP3560474B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=15497542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15046698A Expired - Fee Related JP3560474B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | 活性炭の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3560474B2 (ja) |
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1998
- 1998-06-01 JP JP15046698A patent/JP3560474B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11342385A (ja) | 1999-12-14 |
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