JP5810488B2 - 排水処理システム - Google Patents
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Description
1.有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、
有機物質を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機物質を揮発除去させ、有機物質を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽と、
前記曝気槽に接続され、有機物質を含有する排水を接触させることで有機物質を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に排水を供給することで有機物質を前記吸着素子に吸着させて処理水として排出し、前記吸着素子に加熱ガスを供給することで有機物質を前記吸着素子から脱着させて有機物質を含有する脱着ガスとして排出する排水処理装置と、
前記曝気槽および前記排水処理装置に接続され、前記曝気槽および排水処理装置から排出された有機物質を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記排水処理装置は、前記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能なものである排水処理システム。
2.前記排水処理装置は、前記吸着素子にガスを吹き付けることで前記吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する上記1に記載の排水処理システム。
3.前記排水処理装置から排出された除去排水が、排水として前記排水処理装置に再度供給されるように構成された上記2に記載の排水処理システム。
4.前記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも1種の吸着材を含んでいる上記1から3のいずれかに記載の排水処理システム。
5.前記燃焼装置から排出される分解ガスを熱交換し、前記排水処理装置の加熱ガスを予熱するように構成された上記1から4のいずれかに記載の排水処理システム。
図1は、本発明の実施の形態1における排水処理システムのシステム構成図である。以下においては、この図1を参照して、本実施の形態における排水処理システム1Aの構成について説明する。
図4は、本発明の実施の形態2における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図4においては、上述の本発明の実施の形態1における排水処理システム1Aと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図4を参照して本実施の形態における排水処理システム1Bの構成について説明する。
図5は、本発明の実施の形態3における排水処理システムの構成を示す模式図である。なお、図5においては、上述の本発明の実施の形態1における排水処理システム1Aおよび実施の形態2における排水処理システム1Bと同様の部分の図示は省略している。以下においては、この図5を参照して本実施の形態における排水処理システム1Cの構成について説明する。
なお、評価は下記の方法によりおこなった。
(BET比表面積)
BET比表面積は、液体窒素の沸点(−195.8℃)雰囲気下、相対圧力0.0〜0.15の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、BETプロットにより試料単位質量あたりの表面積(m2/g)を求めた。
(細孔容積)
細孔容積は、相対圧0.95における窒素ガスの気体吸着法により測定した。
(平均細孔径)
平均細孔径は、以下の式で求めた。
dp=40000Vp/S(ただし、dp:平均細孔径(Å))
Vp:細孔容積(cc/g)
S:BET比表面積(m2/g)
(有機物質除去効果)
原水は1,4−ジオキサン1000mg/L、アセトアルデヒド14000mg/L含む水とした。500時間運転後の曝気槽、排水処理装置、燃焼装置の入出の1,4−ジオキサン、アセトアルデヒド濃度を測定し、各有機物質排出量を算出して除去効果を確認した。
(有機物質濃度評価)
入口・出口の水濃度およびガスをガスクロマトグラフ法により分析し測定した。
有効曝気容量20Lの曝気槽に曝気温度60℃、曝気強度2.5min−1、風量50L/min、滞留時間2hrの条件で処理水量10L/hrの1,4−ジオキサン1000mg/L、アセトアルデヒド14000mg/Lを含む原水を導入し、一次処理水を得た。その際の出口濃度は、1,4−ジオキサン500mg/L以下、アセトアルデヒド5mg/L以下であり、1,4−ジオキサンを50%以上、アセトアルデヒドを99.9%以上原水から除去することができた。また、曝気槽から排出される曝気ガスの有機物質濃度は、1,4−ジオキサン420ppm、アセトアルデヒド24000ppmとなった。使用蒸気量は0.4kg/hrと非常に少量であった。
排水処理装置の吸着材として平均細孔径17.1Å、BET比表面積1500m2/g、全細孔容積0.47m3/gの活性炭素繊維を使用した190mmφで、厚み150mmの重量400gの吸着素子を2個作成し、図2のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して、1,4−ジオキサン1000mg/L、アセトアルデヒド14000mg/Lを含む原水を処理水量10L/hrになるように導入し、一次処理水を得た。
有効曝気容量100Lの曝気槽に曝気温度90℃、曝気強度5.0min−1、風量500L/min、滞留時間10hrの条件で処理水量10L/hrの1,4−ジオキサン1000mg/L、アセトアルデヒド14000mg/Lを含む原水を導入した。その際、表1に示すとおり、二次処理水(現実には一次処理水であるが、実施例1との比較を容易にするため、二次処理水と記載する)中の1,4−ジオキサン10mg/L以下、アセトアルデヒド1mg/L以下であり、1,4−ジオキサンを99%以上、アセトアルデヒドを99.9%以上原水から除去することができた。また、曝気槽から排出される曝気ガスの有機物質濃度は、1,4−ジオキサン80ppm、アセトアルデヒド2400ppmとなった。しかし、使用蒸気量は18kg/hr以上であり、実施例1と比較して45倍以上必要であった。
排水処理装置の吸着材として平均細孔径17.1Å、BET比表面積1500m2/g、全細孔容積0.47m3/gの活性炭素繊維を使用した130mmφで、厚み150mmの重量200gの吸着素子を2個作成し、図2のダンパー切替方式の排水処理装置に設置して、1,4−ジオキサン1000mg/L、アセトアルデヒド14000mg/Lを含む原水を処理水量10L/hrになるように導入し、一次処理水を得た。
比較例3と同様の条件で排水処理を実施し、排出された混合排ガス350L/minを外気で2倍に希釈し、白金触媒1.0Lの燃焼装置にて、同様の処理をおこない、分解ガスを得た。運転開始500時間後の分解ガス中の各有機物質濃度を表2に示す。分解ガス中の1,4−ジオキサン、アセトアルデヒド濃度は0.1ppm以下であり、良好な処理能であった。
Claims (5)
- 1,4−ジオキサンおよびアセトアルデヒドを少なくとも含有する排水から有機物質を除去することで当該排水を清浄化する排水処理システムであって、
有機物質を含有する排水を曝気処理することで、排水中から有機物質を揮発除去させ、有機物質を含有する曝気ガスを排出させる曝気槽と、
前記曝気槽に接続され、有機物質を含有する排水を接触させることで有機物質を吸着し、加熱ガスを接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に排水を供給することで有機物質を前記吸着素子に吸着させて処理水として排出し、前記吸着素子に加熱ガスを供給することで有機物質を前記吸着素子から脱着させて有機物質を含有する脱着ガスとして排出する排水処理装置と、
前記曝気槽および前記排水処理装置に接続され、前記曝気槽および排水処理装置から排出された有機物質を含有する曝気ガスと脱着ガスの混合ガスを燃焼させて酸化分解して分解ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記排水処理装置は、前記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能なものである排水処理システム。 - 前記排水処理装置は、前記吸着素子にガスを吹き付けることで前記吸着素子に付着した余剰の排水を吹き飛ばしてこれを除去排水として排出する請求項1に記載の排水処理システム。
- 前記排水処理装置から排出された除去排水が、排水として前記排水処理装置に再度供給されるように構成された請求項2に記載の排水処理システム。
- 前記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも1種の吸着材を含んでいる請求項1から3のいずれかに記載の排水処理システム。
- 前記燃焼装置から排出される分解ガスを熱交換し、前記排水処理装置の加熱ガスを予熱するように構成された請求項1から4のいずれかに記載の排水処理システム。
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