JP6332599B2 - Water treatment system - Google Patents

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Description

本発明は、有機物質を含有する水から有機物質を除去することで当該水を正常化する水処理システムに関し、特に、各種工場や研究施設等から排出される産業排水、最終処分場から排出される浸出水、地下水等から有機物質を効率的に除去することで当該水を清浄化する水処理システムに関する。   The present invention relates to a water treatment system that normalizes the water by removing the organic substance from the water containing the organic substance, and in particular, the industrial wastewater discharged from various factories and research facilities, and the final disposal site. The present invention relates to a water treatment system for purifying water by efficiently removing organic substances from leachate, groundwater and the like.

従来より、吸着材を用いて吸着による有機物質の除去(吸着工程)と吸着材の再生(脱着工程)を交互に行うことで、水中から有機物質を高効率で安定的に除去できる水処理装置が知られている。(例えば、特許文献1)。この水処理装置は、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、有機物質を高効率で安定的に除去することができる。   Conventionally, a water treatment device that can remove organic substances from water efficiently and stably by alternately removing organic substances by adsorption (adsorption process) and regenerating adsorbents (desorption process) using adsorbents. It has been known. (For example, patent document 1). This water treatment apparatus realizes continuous purification of water, basically does not require replacement of the adsorbent, and can stably remove organic substances with high efficiency.

活性炭素繊維を吸着材として使用した場合、活性炭素繊維は吸着速度が速いので、特に低濃度の有機物質含有排水処理において高効率に有機物質を除去できる特性をもつことが一般的に知られている。また、前記水処理装置において、吸着除去された有機物質は、再生時に吸着材から脱離され、有機物質を含んだガス(脱着ガス)として排出され、燃焼装置などの二次処理装置にて二次処理することで、有機物質が分解、無害化され排水処理が完結する(例えば、特許文献2)。   When activated carbon fiber is used as an adsorbent, it is generally known that activated carbon fiber has a property of removing organic substances with high efficiency, especially in wastewater treatment containing low concentrations of organic substances, because the adsorption rate is fast. Yes. In the water treatment apparatus, the adsorbed and removed organic substance is desorbed from the adsorbent during regeneration, and is discharged as a gas (desorption gas) containing the organic substance, and is discharged by a secondary treatment apparatus such as a combustion apparatus. By performing the next treatment, the organic substance is decomposed and detoxified, and the waste water treatment is completed (for example, Patent Document 2).

図1に被処理水中の有機物質濃度と吸着量の関係の一例を示す。図1に示すように、有機物質濃度に依存して吸着量は増大する傾向が知られている。すなわち、低濃度になる程、所定除去効率を得るために必要な吸着材量は増大するので、二次処理装置の大型化が課題であった。   FIG. 1 shows an example of the relationship between the concentration of organic substances in the water to be treated and the amount of adsorption. As shown in FIG. 1, it is known that the adsorption amount tends to increase depending on the organic substance concentration. That is, the lower the concentration, the larger the amount of adsorbent necessary to obtain the predetermined removal efficiency, so the enlargement of the secondary processing apparatus has been a problem.

特開2006−55712号公報JP 2006-55712 A 特開2006−55713号公報JP 2006-55713 A

本発明は、上記技術の課題を背景になされたもので、低濃度の有機物質を含む水処理において、低コストで高効率で、安定的に除去すると共に、二次処理装置を小型化した水処理システムを提供することを課題とするものである。   The present invention has been made against the background of the above-described technical problems, and in water treatment containing a low concentration organic substance, water can be stably removed at low cost with high efficiency, and the secondary treatment apparatus can be downsized. It is an object to provide a processing system.

本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、ついに本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、以下の通りである。
(1)吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を2機以上備えた水処理システムであって、
被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも1機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした水処理システム。
(2)前記吸着素子に付着した余剰の水を除去してこれを除去水として排出する(1)に記載の水処理システム。
(3)前記吸着素子に付着した余剰の水の除去に水蒸気を使用する(2)に記載の水処理システム。
(4)前記除去水が、被処理水へ返送されるように構成された(2)または(3)に記載の水処理システム。
(5)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の部材を含んでいる(1)から(4)のいずれかに記載の水処理システム。
(6)前記濃縮水を処理する前記水処理装置から排出される処理水が、前記被処理水へ返送されるように構成された(1)から(5)のいずれかに記載の水処理システム。
(7)前記被処理水を熱交換し、前記水処理装置から排出される脱着ガスを液化凝縮して濃縮水を得るように構成された(1)から(6)のいずれかに記載の水処理システム。
(8)前記吸着素子が、前記水処理装置ごとに異なる(1)から(7)のいずれかに記載の水処理システム。
(9)(1)から(8)のいずれかに記載の水処理システムの後段に、水をガスと接触させて有機物質を揮発除去する曝気装置と、ガスを加熱して有機物質を分解させる燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
(10)前記曝気装置から排出された曝気処理水が、前記水処理装置へ返送されるように構成された(9)記載の水処理システム。
(11)(1)から(8)のいずれかに記載の水処理システムの後段に、液を加熱して有機物質を分解させる廃液燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
(12)前記曝気装置または前記廃液燃焼装置へ供給される濃縮水が、液化凝縮を行わずに供給されるように構成された(9)から(11)のいずれかに記載の水処理システム。
(13)前記燃焼装置または前記廃液燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記水処理装置に供給される水蒸気の温度を上げるように構成された(9)から(12)のいずれかに記載の水処理システム。
(14)前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記曝気装置に供給されるガスの温度を上げるように構成された(9)から(13)のいずれかに記載の水処理システム。
As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
(1) The organic substance is adsorbed and removed by bringing the water to be treated containing the organic substance into contact with the adsorption element, the adsorbed organic substance is desorbed by bringing the water vapor into contact, and the desorbed gas is liquefied and condensed to be treated. A water treatment system comprising two or more water treatment devices that continuously perform adsorption, desorption, and condensation to obtain concentrated water containing organic substances having a higher concentration than water,
Concentrated water discharged by treating the water to be treated with the water treatment device at the preceding stage is supplied to the at least one other water treatment device installed at the subsequent stage of the water treatment device and treated. In the water treatment system, the concentrated water discharged from the subsequent water treatment device has a higher concentration than the concentrated water discharged from the previous water treatment device.
(2) The water treatment system according to (1), wherein excess water attached to the adsorption element is removed and discharged as removed water.
(3) The water treatment system according to (2), wherein water vapor is used to remove excess water adhering to the adsorption element.
(4) The water treatment system according to (2) or (3), wherein the removed water is returned to the water to be treated.
(5) The water treatment system according to any one of (1) to (4), wherein the adsorption element includes at least one member selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon fiber, and zeolite.
(6) The water treatment system according to any one of (1) to (5), wherein the treated water discharged from the water treatment device that treats the concentrated water is returned to the treated water. .
(7) The water according to any one of (1) to (6), wherein the water to be treated is heat-exchanged and the desorption gas discharged from the water treatment device is liquefied and condensed to obtain concentrated water. Processing system.
(8) The water treatment system according to any one of (1) to (7), wherein the adsorption element is different for each water treatment apparatus.
(9) An aeration apparatus that volatilizes and removes the organic substance by bringing water into contact with the gas and a gas that decomposes the organic substance by heating the gas after the water treatment system according to any one of (1) to (8) A water treatment system comprising a combustion device and configured to decompose organic substances in concentrated water discharged from the water treatment system and discharge clean gas.
(10) The water treatment system according to (9), wherein the aeration treated water discharged from the aeration apparatus is configured to be returned to the water treatment apparatus.
(11) A waste liquid combustion apparatus that heats the liquid and decomposes the organic substance is provided at a subsequent stage of the water treatment system according to any one of (1) to (8), and the concentrated water discharged from the water treatment system A water treatment system configured to decompose organic substances and discharge clean gases.
(12) The water treatment system according to any one of (9) to (11), wherein the concentrated water supplied to the aeration apparatus or the waste liquid combustion apparatus is supplied without performing liquefaction condensation.
(13) Any one of (9) to (12) configured to heat-exchange clean gas discharged from the combustion device or the waste liquid combustion device and raise a temperature of water vapor supplied to the water treatment device Water treatment system as described in.
(14) The water treatment system according to any one of (9) to (13), wherein the clean gas discharged from the combustion device is subjected to heat exchange, and the temperature of the gas supplied to the aeration device is increased. .

本発明による水処理システムは、基本的に吸着材の交換の必要が無く、水中の有機物質を高い効率で連続的に除去するとともに、被処理水の減容化および有機物質濃度を高い倍率で濃縮された濃縮水として回収し、濃縮水を二次処理することで、二次処理装置を小型化でき、低コストで効率的に水処理ができる利点がある。   The water treatment system according to the present invention basically eliminates the need for replacement of the adsorbent, continuously removes organic substances in the water with high efficiency, and reduces the volume of treated water and the concentration of organic substances at a high magnification. By collecting the concentrated water as a concentrated solution and subjecting the concentrated water to secondary treatment, the secondary treatment apparatus can be downsized, and water treatment can be efficiently performed at low cost.

被処理水中の有機物質濃度と有機物質の吸着量の関係図の一例である。It is an example of the relationship figure of the organic substance density | concentration in to-be-processed water, and the adsorption amount of an organic substance. 本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。It is an example of the system block diagram of the water treatment system in embodiment of this invention. 本発明の実施に使用できる水処理装置の構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the water treatment apparatus which can be used for implementation of this invention. 本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。It is an example of the system block diagram of the water treatment system in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。It is an example of the system block diagram of the water treatment system in embodiment of this invention. 本発明の実施に使用できる曝気装置の構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the aeration apparatus which can be used for implementation of this invention. 本発明の実施に使用できる燃焼装置の構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the combustion apparatus which can be used for implementation of this invention. 本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。It is an example of the system block diagram of the water treatment system in embodiment of this invention. 本発明の実施に使用できる廃液燃焼装置の構成図の一例である。It is an example of the block diagram of the waste liquid combustion apparatus which can be used for implementation of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す図の実施の形態においては、同一または対応する部分については、適宜省略し、その説明についても繰り返さないことにする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments shown in the drawings, the same or corresponding parts are omitted as appropriate, and the description thereof will not be repeated.

図2は、本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の1つである。図2に示すように、本実施の形態における水処理システムは、前段の水処理装置100と、後段の水処理装置200を主として備えている。   FIG. 2 is one of the system configuration diagrams of the water treatment system in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the water treatment system according to the present embodiment mainly includes a front-stage water treatment apparatus 100 and a rear-stage water treatment apparatus 200.

水処理装置100は、吸着素子としての吸着材111、121がそれぞれ収容された第1処理槽110および第2処理槽120を有している。吸着材111、121は、被処理水を接触させることで被処理水に含有される有機物質を吸着する。したがって、水処理装置100においては、吸着材111、121に被処理水を供給することで有機物質が吸着材111、121によって吸着され、これにより被処理水が清浄化されて処理水1として排出されることになる。吸着材111、121は、供給される被処理水よりも少ない量の水蒸気を接触させることで吸着した有機物質が脱着される。第1処理層110および第2処理槽120から脱着ガスとして排出される水蒸気と脱着された有機物質は、凝縮器130によって液化凝縮されて、濃縮水1として水処理装置外へ排出される。   The water treatment apparatus 100 includes a first treatment tank 110 and a second treatment tank 120 in which adsorbents 111 and 121 as adsorption elements are accommodated, respectively. The adsorbents 111 and 121 adsorb organic substances contained in the water to be treated by contacting the water to be treated. Therefore, in the water treatment apparatus 100, by supplying the water to be treated to the adsorbents 111 and 121, the organic substance is adsorbed by the adsorbents 111 and 121, thereby cleaning the water to be treated and discharging it as the treated water 1. Will be. The adsorbents 111 and 121 are desorbed of the organic substances adsorbed by contacting a smaller amount of water vapor than the water to be treated. The water vapor discharged from the first treatment layer 110 and the second treatment tank 120 as the desorption gas and the desorbed organic substance are liquefied and condensed by the condenser 130 and discharged as the concentrated water 1 to the outside of the water treatment apparatus.

第1処理槽110および第2処理槽120には、被処理水の供給ライン、処理水の排出ライン、水蒸気の供給ライン、脱着ガスの排出ラインの配管が接続されており、各ラインにはバルブ等を用いて各処理槽に対して接続/非接続状態に切替えられる流路切替手段が接続された構成となっている。第1処理槽110と第2処理槽120とは、上述したバルブの開閉を操作することによって、交互に吸着槽および脱着槽として機能する。第1処理槽110が吸着槽として機能している場合には、第2処理槽120は脱着槽として機能する。具体的には、被処理水が第1処理槽110へ供給され、処理水1が第1処理槽110から排出されるように流路が確保される場合は、第2処理槽120は水蒸気が供給され、脱着ガスが第2処理槽120から排出される流路構成となる。本実施の形態における水処理装置100においては、吸着槽と脱着槽とが経時的に交互に切り替わるように構成されている。   The first treatment tank 110 and the second treatment tank 120 are connected with piping of a treated water supply line, a treated water discharge line, a water vapor supply line, and a desorption gas discharge line, and each line has a valve. Etc., the flow path switching means that is switched to the connected / disconnected state is connected to each processing tank. The 1st processing tank 110 and the 2nd processing tank 120 function as an adsorption tank and a desorption tank alternately by operating opening and closing of the valve mentioned above. When the 1st processing tank 110 is functioning as an adsorption tank, the 2nd processing tank 120 functions as a desorption tank. Specifically, when the water to be treated is supplied to the first treatment tank 110 and a flow path is secured so that the treated water 1 is discharged from the first treatment tank 110, the second treatment tank 120 has water vapor. The flow path configuration is such that the supplied and desorbed gas is discharged from the second processing tank 120. The water treatment apparatus 100 in the present embodiment is configured such that the adsorption tank and the desorption tank are alternately switched over time.

水処理装置100は、図3に示す装置構成とし、吸着槽から脱着槽に切替わった際に、吸着材111、121に付着する水分を除去(脱水)して除去水として排出してから、水蒸気供給による脱着を開始する装置の方が好ましい。吸着材111、121の付着水を事前に除去してから水蒸気脱着を行う方が、濃縮水量を減容化でき、濃縮倍率を高めることができるからである。付着水の除去手段は、自重抜き、圧縮空気・窒素・水蒸気などの高圧ガスでの高速パージ、真空ポンプなどを用いた吸引などの手段が使用できるが、水蒸気による高速パージが好ましい。付着水の除去手段を別途付帯する必要がなく、高効率に付着水を除去でき、加えて処理槽が加温されるため、脱着効率が高まるからである。なお、脱水に使用した水蒸気は付着水と接触した際に液化凝縮され、除去水の一部となる。   The water treatment apparatus 100 has the apparatus configuration shown in FIG. 3, and when the adsorption tank is switched to the desorption tank, the water adhering to the adsorbents 111 and 121 is removed (dehydrated) and discharged as removed water. An apparatus that initiates desorption by water vapor supply is preferred. This is because the amount of concentrated water can be reduced and the concentration rate can be increased by removing water adhering to the adsorbents 111 and 121 in advance and then performing water vapor desorption. As the means for removing adhering water, means such as self-weight removal, high-speed purge with a high-pressure gas such as compressed air, nitrogen, and water vapor, and suction using a vacuum pump can be used, but high-speed purge with water vapor is preferred. This is because there is no need to separately add a means for removing the adhering water, the adhering water can be removed with high efficiency, and the treatment tank is heated, so that the desorption efficiency is increased. The water vapor used for dehydration is liquefied and condensed when it comes into contact with the adhering water and becomes part of the removed water.

除去水は被処理水へ返送され、再度処理されるような構成が好ましい。除去水を他の水処理装置で別途処理する必要がなくなるからである。   It is preferable that the removed water is returned to the water to be treated and treated again. This is because it is not necessary to separately process the removed water with another water treatment apparatus.

吸着材111、121は、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の部材を含むことが好ましい。吸着材111、121としては、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭、活性炭素繊維やゼオライトが利用されるが、なかでも活性炭素繊維を利用することがより好ましい。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、水との接触効率が高く、特に水中の有機物質の吸着速度が速くなり、他の吸着材に比べて極めて高い吸着効率を実現できる部材である。   The adsorbents 111 and 121 preferably include at least one member selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon fiber, and zeolite. As the adsorbents 111 and 121, activated carbon, activated carbon fiber, or zeolite in the form of particles, granules or honeycombs is used, and it is more preferable to use activated carbon fiber. Since the activated carbon fiber has a fibrous structure with micropores on the surface, the contact efficiency with water is high, and the adsorption rate of organic substances in water is particularly high, which is extremely high compared to other adsorbents. It is a member that can realize adsorption efficiency.

吸着材111、121として利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、BET比表面積が700〜2000m/g、全細孔容積が0.4〜0.9cm/g、平均細孔径が17〜18Åのものが好ましい。これは、BET比表面積が700m/g未満、細孔容積が0.4m/g未満、平均細孔径が17Å未満のものでは、有機物質の吸着量が低くなるためであり、またBET比表面積が2000m/gを超え、全細孔容積が0.9m/gを超え、平均細孔径が18Åを超えるのものでは、細孔径が大きくなるため分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。 The physical properties of the activated carbon fibers that can be used as the adsorbents 111 and 121 are not particularly limited, but the BET specific surface area is 700 to 2000 m 2 / g, and the total pore volume is 0.4 to 0.9 cm 3 /. g, and those having an average pore diameter of 17 to 18 mm are preferred. This is because when the BET specific surface area is less than 700 m 2 / g, the pore volume is less than 0.4 m 3 / g, and the average pore diameter is less than 17 mm, the adsorption amount of the organic substance becomes low, and the BET ratio When the surface area exceeds 2000 m 2 / g, the total pore volume exceeds 0.9 m 3 / g, and the average pore diameter exceeds 18 mm, the adsorption capacity for substances having a low molecular weight decreases due to the large pore diameter. This is because the strength becomes weak, the cost of the material becomes high, and it becomes economically disadvantageous.

水処理装置の脱着媒体である水蒸気の蒸気圧、温度等は特に限定しないが、使用する吸着材の耐熱温度や物性などに応じて適宜設定すれば良い。ただし、水処理装置に供給する被処理水の質量よりも少ない質量の水蒸気により脱着することが必要である。水蒸気の質量の方が多い場合、有機物質が濃縮されず、被処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の有機物質を含有する濃縮水が得られない。   The vapor pressure, temperature, and the like of water vapor that is a desorption medium of the water treatment apparatus are not particularly limited, but may be set as appropriate according to the heat-resistant temperature and physical properties of the adsorbent used. However, it is necessary to desorb with water vapor having a mass smaller than that of the water to be treated supplied to the water treatment apparatus. When the mass of water vapor is larger, the organic substance is not concentrated, and concentrated water containing an organic substance having a higher concentration than the organic substance concentration in the water to be treated cannot be obtained.

また、凝縮器130は、冷却水、工業用水、冷水、ブラインなどの冷却媒体と脱着ガスを間接的に接触させて、熱交換により脱着ガスを液化凝縮させる装置が一般的に知られているが、冷却媒体に被処理水を用いても良い。別途、冷却媒体の供給がなくなるからである。この場合、被処理水は凝縮器130にて熱交換後、水処理装置100にて処理される流路構成となる。   The condenser 130 is generally known as a device that indirectly contacts a desorption gas with a cooling medium such as cooling water, industrial water, cold water, or brine, and liquefies and condenses the desorption gas by heat exchange. The water to be treated may be used as the cooling medium. This is because the cooling medium is not supplied separately. In this case, the water to be treated has a flow path configuration that is treated by the water treatment apparatus 100 after heat exchange in the condenser 130.

水処理装置200は、水処理装置100と同一の装置構成の水処理装置である。ただし、水処理装置100から排出される濃縮水1を被処理水として処理するように接続されており、水処理装置200に充填される吸着材量は水処理装置100に充填される吸着材量より少ないことが好ましい。図1を用いて前述した通り、被処理水中の有機物質濃度が高濃度になるほど、吸着量が増大するので、水処理装置200に充填する吸着材量は、水処理装置100に充填する吸着材量よりも少ない量で同等の処理性能が得られる。水処理装置100から排出される濃縮水1は、水処理装置200にて再度濃縮されるので、さらに濃縮倍率を向上することが可能となるからである。同様の理由で、水中の有機物質濃度に応じて、除去性能および濃縮倍率が向上する吸着材があれば、水処理装置100と水処理装置200に種類や物性の異なる吸着材を充填しても良い。   The water treatment device 200 is a water treatment device having the same device configuration as the water treatment device 100. However, the concentrated water 1 discharged from the water treatment apparatus 100 is connected to be treated as treated water, and the amount of adsorbent filled in the water treatment apparatus 200 is the amount of adsorbent filled in the water treatment apparatus 100. Less is preferred. As described above with reference to FIG. 1, the higher the concentration of the organic substance in the water to be treated, the more the adsorption amount increases. The same processing performance can be obtained with an amount smaller than the amount. This is because the concentrated water 1 discharged from the water treatment apparatus 100 is concentrated again by the water treatment apparatus 200, and therefore the concentration ratio can be further improved. For the same reason, if there is an adsorbent whose removal performance and concentration ratio are improved according to the concentration of organic substances in water, the water treatment apparatus 100 and the water treatment apparatus 200 may be filled with adsorbents of different types and physical properties. good.

また、水処理装置200から排出される処理水2は、水処理装置100から排出される処理水1と混合して排出しても良いが、図4に示すように被処理水へ返送して水処理装置100で再度処理される構成が好ましい。除去効率を維持しながら、効率良く濃縮することができるからである。吸着材への被処理水の通液時においてショートパスを受けるなどを考慮した場合、水中の有機物質濃度が高濃度になるほど、処理水中の有機物質濃度に影響を与える。よって、水処理装置200から排出される処理水2中の有機物質濃度を、水処理装置100から排出される処理水1と同濃度まで有機物質を除去する場合、水処理装置200の実設計においては、吸着材量よりも充填量を増やしたり、多段で吸着処理するなどの、コストのかかるシステムを採用する可能性がある。それに対して、水処理装置200の処理水2中の有機物質濃度を、水処理装置100の被処理水中の有機物質濃度と同等とする処理効率に設定し、処理水2は水処理装置100にて再処理する流路構成にすることによって、上記のような水処理装置200のコストアップを回避できる。   Further, the treated water 2 discharged from the water treatment apparatus 200 may be mixed with the treated water 1 discharged from the water treatment apparatus 100 and discharged, but as shown in FIG. The structure processed again with the water treatment apparatus 100 is preferable. It is because it can concentrate efficiently, maintaining removal efficiency. In consideration of receiving a short path when the water to be treated is passed through the adsorbent, the higher the concentration of the organic substance in the water, the more the organic substance concentration in the treated water is affected. Therefore, in the actual design of the water treatment apparatus 200, when the organic substance concentration in the treated water 2 discharged from the water treatment apparatus 200 is removed to the same concentration as the treated water 1 discharged from the water treatment apparatus 100, There is a possibility of adopting a costly system such as increasing the filling amount rather than the amount of adsorbent or performing adsorption processing in multiple stages. On the other hand, the organic substance concentration in the treated water 2 of the water treatment apparatus 200 is set to a treatment efficiency equal to the organic substance concentration in the treated water of the water treatment apparatus 100, and the treated water 2 is supplied to the water treatment apparatus 100. Thus, the cost increase of the water treatment apparatus 200 as described above can be avoided by adopting the flow path configuration for reprocessing.

また、本発明の実施の形態では、水処理装置100と水処理装置200の二つの水処理装置を使用して説明するが、二つ以上用いて、濃縮水の濃縮倍率を高める装置構成にしても良い。例えば、水処理装置200から排出される濃縮水2を、水処理装置100や水処理装置200と同一の装置構成である図示しない水処理装置201にて処理しても良く、さらに同一の装置構成である図示しない水処理装置202で、水処理装置201から排出される濃縮水3を処理しても良い。前述の通り、濃縮されることによって有機物質濃度が上昇し、後段の水処理装置に必要な吸着材量は少なくなるので、後段になるほど、脱着に必要な蒸気量が減り、濃縮倍率が高めることができるからである。   In the embodiment of the present invention, the two water treatment devices, the water treatment device 100 and the water treatment device 200, will be described. However, two or more water treatment devices are used to increase the concentration rate of the concentrated water. Also good. For example, the concentrated water 2 discharged from the water treatment device 200 may be treated by a water treatment device 201 (not shown) having the same device configuration as the water treatment device 100 or the water treatment device 200, and the same device configuration. The concentrated water 3 discharged from the water treatment device 201 may be treated by a water treatment device 202 (not shown). As described above, the concentration of organic substances increases as a result of concentration, and the amount of adsorbent required for the latter-stage water treatment device decreases, so the later the lower the amount of steam necessary for desorption, the higher the concentration factor. Because you can.

図5は、本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の1つである。図5に示すように、本実施の形態における水処理システムは、水処理装置100と、水処理装置200と、曝気装置300と、燃焼装置400を主として備えていてもよい。   FIG. 5 is one of the system configuration diagrams of the water treatment system according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the water treatment system in the present embodiment may mainly include a water treatment device 100, a water treatment device 200, an aeration device 300, and a combustion device 400.

曝気装置300は、水処理装置200から排出された濃縮水2を処理するための装置であり、図6に示すように、曝気槽310と曝気槽310へ気泡ガスを供給するガス供給器320を有している。濃縮水2は曝気槽310へ供給され、ガス供給器320から発生する気泡と接触し、濃縮水中の有機物質がガスへ移行することで揮発除去されて曝気処理水と、有機物質を含んだ曝気ガスを排出する。   The aeration apparatus 300 is an apparatus for treating the concentrated water 2 discharged from the water treatment apparatus 200. As shown in FIG. 6, an aeration tank 310 and a gas supply unit 320 for supplying bubble gas to the aeration tank 310 are provided. Have. The concentrated water 2 is supplied to the aeration tank 310, comes into contact with bubbles generated from the gas supply device 320, and the organic substance in the concentrated water is volatilized and removed by shifting to the gas, and the aerated treated water and the aeration containing the organic substance Exhaust the gas.

図示しないが、曝気装置300から排出された曝気処理水は、水処理装置の処理水と混合して排出させても良いが、水処理装置100または水処理装置200に再度供給されるように構成した方が好ましい。高効率(例えば、99%以上の除去効率)に有機物質を除去させる場合は、曝気装置300の除去効率を高めるよりも、水処理装置100にて吸着処理した方が効率的であるからである。曝気装置300の曝気処理水は、水処理装置100または水処理装置200へ供給される被処理水と同等の有機物質濃度まで除去できる処理効率で良く、高除去効率に処理する必要はない。   Although not shown, the aerated treated water discharged from the aerated apparatus 300 may be mixed and discharged with the treated water of the water treatment apparatus, but is configured to be supplied to the water treatment apparatus 100 or the water treatment apparatus 200 again. Is preferable. This is because when the organic substance is removed with high efficiency (for example, 99% or more removal efficiency), it is more efficient to perform the adsorption treatment with the water treatment apparatus 100 than to increase the removal efficiency of the aeration apparatus 300. . The aeration treated water of the aeration apparatus 300 has a processing efficiency that can be removed to an organic substance concentration equivalent to the water to be treated supplied to the water treatment apparatus 100 or the water treatment apparatus 200, and does not need to be treated with high removal efficiency.

図示しないが、曝気装置300には、濃縮水2の供給に代えて、水処理装置200の凝縮器230にて脱着ガスを凝縮せずに直接、曝気槽310へ脱着ガスを供給しても良い。曝気槽内の水と脱着ガスが接触した際に液化凝縮されるので、凝縮する必要がなくなるからである。   Although not shown, instead of supplying the concentrated water 2 to the aeration apparatus 300, the desorption gas may be directly supplied to the aeration tank 310 without condensing the desorption gas by the condenser 230 of the water treatment apparatus 200. . This is because when the water in the aeration tank comes into contact with the desorption gas, it is liquefied and condensed, so there is no need to condense.

燃焼装置400は、曝気装置300から排出された曝気ガスを処理するための装置であり、図7に示すように、熱交換器410と加熱炉420とを備えている。曝気ガスは熱交換器410にて熱交換により予熱され、加熱炉420にて所定温度にてガス中の有機物質を酸化分解することで清浄化された処理ガスを排出する。処理ガスは熱交換器410を通過して曝気ガスと熱交換された後、清浄ガスとして装置外へ排出される。   The combustion apparatus 400 is an apparatus for processing the aerated gas discharged from the aeration apparatus 300, and includes a heat exchanger 410 and a heating furnace 420 as shown in FIG. The aerated gas is preheated by heat exchange in the heat exchanger 410, and the processing gas purified by oxidizing and decomposing an organic substance in the gas at a predetermined temperature in the heating furnace 420 is discharged. The processing gas passes through the heat exchanger 410 and is heat-exchanged with the aeration gas, and is then discharged out of the apparatus as a clean gas.

燃焼装置400としては、特にその種類が限定されるものではないが、例えばガスを650〜800℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置や、白金触媒等を利用して曝気ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒酸化装置、蓄熱体を利用して熱回収を行ないつつ経済的に直接酸化分解を行なう蓄熱式直接燃焼装置、白金触媒等と蓄熱体とを組み合わせて効率的に曝気ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する蓄熱式触媒酸化装置等を使用することが可能である。燃焼装置400を用いて曝気ガスを酸化分解させることにより、有機物質は完全に除去される。   The type of the combustor 400 is not particularly limited. For example, a direct combustor that directly oxidizes and decomposes gas at a high temperature of 650 to 800 ° C. or a catalyst using a platinum catalyst or the like as a catalyst. Catalytic oxidation device that oxidizes and decomposes by oxidation reaction, thermal storage direct combustion device that performs direct oxidative decomposition economically while performing heat recovery using a heat storage body, efficient aeration by combining a platinum catalyst etc. with a heat storage body It is possible to use a regenerative catalytic oxidizer or the like that oxidizes and decomposes gas by a catalytic oxidation reaction. The organic material is completely removed by oxidizing and decomposing the aerated gas using the combustion apparatus 400.

図示しないが、燃焼装置400としては、熱交換器410の後段に熱交換器を追加して、水処理装置へ供給する水蒸気と清浄ガスを熱交換させる構成としても良い。熱交換によって、水蒸気の温度が上昇し、水処理装置における脱着効率が向上し、濃縮水の減容化、濃縮倍率が向上する。図示しないが、水蒸気の代わりに曝気装置へ供給するガスを熱交換器にて熱交換しても良い。曝気効率が高まるからである。   Although not shown, the combustion apparatus 400 may have a configuration in which a heat exchanger is added after the heat exchanger 410 to exchange heat between water vapor and clean gas supplied to the water treatment apparatus. By the heat exchange, the temperature of the steam rises, the desorption efficiency in the water treatment device is improved, the volume of concentrated water is reduced, and the concentration rate is improved. Although not shown, the gas supplied to the aeration apparatus instead of water vapor may be heat exchanged by a heat exchanger. It is because aeration efficiency increases.

図8は、本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の1つである。図8に示すように、本実施の形態における水処理システムは、水処理装置100と、水処理装置200と、廃液燃焼装置500を主として備えていてもよい。   FIG. 8 is one of the system configuration diagrams of the water treatment system in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the water treatment system in the present embodiment may mainly include a water treatment device 100, a water treatment device 200, and a waste liquid combustion device 500.

廃液燃焼装置500は、水処理装置200から排出された濃縮水2を処理するための装置であり、図9に示すように、液体噴霧器510と、燃焼炉520と、バーナー530と、ガス供給器540を有している。濃縮水2は液体噴霧器510にてミスト状に噴霧され、ガス供給器540から供給される空気と混合されて、燃焼炉520へ供給され、バーナー530にて高温で燃焼することで、有機物質が分解され、清浄ガスとして大気放出される。廃液燃焼装置500を用いて、直接濃縮水2を燃焼させることで、有機物質は完全に除去される。   The waste liquid combustion apparatus 500 is an apparatus for processing the concentrated water 2 discharged from the water treatment apparatus 200. As shown in FIG. 9, a liquid sprayer 510, a combustion furnace 520, a burner 530, and a gas supplier 540. The concentrated water 2 is sprayed in a mist form by the liquid sprayer 510, mixed with the air supplied from the gas supply unit 540, supplied to the combustion furnace 520, and burned at a high temperature in the burner 530, whereby the organic substance is It is decomposed and released into the atmosphere as clean gas. By directly burning the concentrated water 2 using the waste liquid combustion apparatus 500, the organic substances are completely removed.

図示しないが、廃液燃焼装置500には、濃縮水2の供給に代えて、水処理装置200の凝縮器230にて脱着ガスを凝縮せず、また液体噴霧器を介さずに、直接、燃焼炉520へ脱着ガスを供給しても良い。凝縮器と液体噴霧器が必要なくなるからである。   Although not shown, in the waste liquid combustion apparatus 500, instead of supplying the concentrated water 2, the desorption gas is not condensed by the condenser 230 of the water treatment apparatus 200, and the combustion furnace 520 is directly connected without using the liquid sprayer. A desorption gas may be supplied. This is because a condenser and a liquid sprayer are not necessary.

図示しないが、廃液燃焼装置500としては、清浄ガスラインに熱交換器を接続させ、ガス供給器540から供給される空気や水処理装置へ供給する水蒸気と清浄ガスとを熱交換させる構成としても良い。熱交換によって、空気や水蒸気の温度が上昇し、廃液燃焼装置の処理効率が向上したり、水処理装置における脱着効率が向上し、濃縮倍率が高まるからである。   Although not shown, the waste liquid combustion apparatus 500 may have a configuration in which a heat exchanger is connected to the clean gas line to exchange heat between the air supplied from the gas supply unit 540 and the steam supplied to the water treatment apparatus and the clean gas. good. This is because the heat exchange increases the temperature of air and water vapor, improving the treatment efficiency of the waste liquid combustion apparatus, improving the desorption efficiency of the water treatment apparatus, and increasing the concentration ratio.

本発明の被処理水に含まれる本発明の水処理システムで処理可能な有機物質としては、特に限定されないが、アセトン、1,4−ジオキサン、2−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、酢酸、フェノール、アクリロニトリル、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。   Although it does not specifically limit as an organic substance which can be processed with the water treatment system of this invention contained in the to-be-processed water of this invention, Acetone, 1, 4- dioxane, 2-methyl- 1, 3- dioxolane, 1, 3 -Dioxolane, tetrahydrofuran, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, acetic acid, phenol, acrylonitrile, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethylene, N-methyl-2-pyrrolidone , Dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and the like.

以上の図2から9に示す水処理システムとすることにより、前記水処理装置(図2における水処理装置100)から排出される濃縮水を別の水処理装置(図2における水処理装置200)で再濃縮させることで、被処理水から有機物質の高い除去効率を維持しながら、被処理水中の有機物質を高効率に濃縮できるので、濃縮水の二次処理装置の大型化やランニングコストが増大することを防止することができる。   2 to 9, the concentrated water discharged from the water treatment device (water treatment device 100 in FIG. 2) is converted into another water treatment device (water treatment device 200 in FIG. 2). By re-concentrating, it is possible to concentrate organic substances in the water to be treated with high efficiency while maintaining high removal efficiency of organic substances from the water to be treated. The increase can be prevented.

以上において図2から図9で説明した本発明の実施の形態の特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。   The characteristic configurations of the embodiments of the present invention described above with reference to FIGS. 2 to 9 can be combined with each other.

また、以上において説明した本発明の実施の形態においては、ポンプやファン等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を特に示すことなく説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。   Further, in the embodiments of the present invention described above, the description has been made without particularly showing the constituent elements such as the fluid conveying means such as the pump and the fan and the fluid storing means such as the storage tank. What is necessary is just to arrange | position to an appropriate position as needed.

このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   Thus, the above-described embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

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(m/g)を求めた。
(有機物質除去効果)
被処理水は1,4−ジオキサン1mg/Lを含む水とした。500時間運転後の水処理装置、曝気装置、燃焼装置の入出の1,4−ジオキサン濃度を測定し、除去効果を確認した。
(有機物質濃度評価)
各水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。
Evaluation was performed by the following method.
(BET specific surface area)
The BET specific surface area was measured by measuring the amount of nitrogen adsorbed on the sample when the relative pressure was raised in the range of 0.0 to 0.15 in the atmosphere of the boiling point of liquid nitrogen (-195.8 ° C), and a BET plot. Was used to determine the surface area (m 2 / g) per unit mass of the sample.
(Organic substance removal effect)
The water to be treated was 1,4-dioxane 1 mg / L. The removal effect was confirmed by measuring the 1,4-dioxane concentration of the water treatment device, the aeration device, and the combustion device after 500 hours of operation.
(Organic substance concentration evaluation)
Each water and gas was analyzed and measured by gas chromatography.

[実施例1]
システムとしては、図4および図5に示す実施の形態を使用した。
水処理装置100に、吸着材としてBET比表面積1650m/gの活性炭素繊維を各処理槽に重量130kgずつ充填し、1,4−ジオキサン1mg/Lを含有する被処理水を100m/hになるように導入し、処理水を得た。
[Example 1]
As the system, the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 was used.
The water treatment apparatus 100 is filled with activated carbon fibers having a BET specific surface area of 1650 m 2 / g as an adsorbent in each treatment tank in a weight of 130 kg and treated water containing 1 mg / L of 1,4-dioxane is 100 m 3 / h. Was introduced to obtain treated water.

次に、120℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去(脱水)した後、除去水は水処理装置100の被処理水へ返送した。続いて、120℃の水蒸気を吸着材に供給し脱着を実施した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着された1,4−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として排出した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、627kg/hであった。吸着時間は20minとして切替サイクルとした。その際の処理水中の1,4−ジオキサン濃度は、0.005mg/L以下まで除去が可能であった。また、濃縮水は水量700L/hで、水処理装置100の被処理水に対して約142倍に濃縮された。   Next, water at 120 ° C. was supplied to the adsorbent to remove (dehydrate) adhering water from the adsorbent, and the removed water was returned to the water to be treated of the water treatment apparatus 100. Subsequently, desorption was performed by supplying water vapor at 120 ° C. to the adsorbent. The water vapor used for desorption and 1,4-dioxane desorbed from the adsorbent were liquefied in a condenser and discharged as concentrated water. The amount of water vapor used for dehydration and desorption was 627 kg / h. The adsorption time was set to 20 min and a switching cycle was set. The 1,4-dioxane concentration in the treated water at that time could be removed to 0.005 mg / L or less. Concentrated water was 700 L / h, and was concentrated about 142 times as much as the water to be treated of the water treatment apparatus 100.

次に、水処理装置200に、吸着材としてBET比表面積1650m/gの活性炭素繊維を各処理槽に重量3.5kgずつ充填し、水処理装置100から排出された濃縮水を被処理水として供給し、処理水を得た。水処理装置200からは排出された処理水は、水処理装置100の被処理水と混合させ、水処理装置100に供給する被処理水に返送して再処理させた。 Next, activated carbon fibers having a BET specific surface area of 1650 m 2 / g as an adsorbent are filled in the water treatment device 200 in a weight of 3.5 kg in each treatment tank, and the concentrated water discharged from the water treatment device 100 is treated water. As a result, treated water was obtained. The treated water discharged from the water treatment apparatus 200 was mixed with the treated water of the water treatment apparatus 100, returned to the treated water supplied to the water treatment apparatus 100, and reprocessed.

次に、120℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去(脱水)した後、除去水は水処理装置200の被処理水へ返送した。次に120℃の水蒸気を吸着材に供給し脱着を実施した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着された1,4−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として排出した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、17kg/hであった。吸着時間は20minとして切替サイクルとした。濃縮水は水量19L/hで、水処理装置200の被処理水(水処理装置100の濃縮水)に対して約37倍に濃縮された。   Next, water at 120 ° C. was supplied to the adsorbent to remove (dehydrate) adhering water from the adsorbent, and the removed water was returned to the water to be treated in the water treatment apparatus 200. Next, water vapor at 120 ° C. was supplied to the adsorbent to perform desorption. The water vapor used for desorption and 1,4-dioxane desorbed from the adsorbent were liquefied in a condenser and discharged as concentrated water. The amount of water vapor used for dehydration and desorption was 17 kg / h. The adsorption time was set to 20 min and a switching cycle was set. The concentrated water was concentrated at about 37 times the water to be treated of the water treatment apparatus 200 (concentrated water of the water treatment apparatus 100) at a water amount of 19 L / h.

本実施例の水処理装置100および水処理装置200により、表2に示すように、被処理水量100m/hを19L/hまで減容化でき、5200倍以上の濃縮倍率で濃縮可能であった。 As shown in Table 2, the water treatment device 100 and the water treatment device 200 of this example can reduce the amount of water to be treated of 100 m 3 / h to 19 L / h, and can be concentrated at a concentration factor of 5200 times or more. It was.

次に、水処理装置200から排出された濃縮水を、曝気装置300へ供給し、水処理装置100の被処理水の1,4−ジオキサン濃度以下になるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置100の被処理水へ返送した。その際の、水蒸気量は73kg/hであった。   Next, the concentrated water discharged from the water treatment device 200 is supplied to the aeration device 300, and heated while supplying water vapor so that the concentration of water to be treated in the water treatment device 100 is 1,4-dioxane or less. Aeration treatment was performed. The discharged aerated treated water was returned to the treated water of the water treatment apparatus 100. The amount of water vapor at that time was 73 kg / h.

次に、曝気装置300から排出された曝気ガスを、燃焼装置400として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の1,4−ジオキサンを99%以上酸化分解させるように処理した。   Next, the aeration gas discharged from the aeration apparatus 300 is supplied to an electric heater type catalytic oxidation apparatus provided with a platinum catalyst as the combustion apparatus 400 to oxidize and decompose 1,4-dioxane in the aeration gas by 99% or more. Processed to let.

表1に示すように有機物質除去効果としては、本実施例の水処理システムにより浄化された水は、500時間後でも処理水中の1,4−ジオキサン濃度が0.005mg/L以下で処理が可能であった。また、表3に示すように、本実施例にて使用した水蒸気量の合計は717kg/h、燃焼装置400の電気ヒーターに使用した電力は8kWであった。   As shown in Table 1, as an organic substance removal effect, the water purified by the water treatment system of this example can be treated with a 1,4-dioxane concentration of 0.005 mg / L or less in the treated water even after 500 hours. It was possible. As shown in Table 3, the total amount of water vapor used in this example was 717 kg / h, and the electric power used for the electric heater of the combustion device 400 was 8 kW.

[実施例2]
システムとしては、実施例1の水処理装置200の後段にさらに水処理装置201を追加して実施した。
水処理装置201に、吸着材としてBET比表面積2000m/gの活性炭素繊維を各処理槽に重量0.5kgずつ充填し、実施例1の水処理装置200から排出された濃縮水を被処理水として供給し、処理水を得た。水処理装置201からは排出された処理水は、水処理装置100に供給する被処理水に返送して混合して再処理させた。
[Example 2]
As a system, a water treatment device 201 was further added to the subsequent stage of the water treatment device 200 of Example 1.
The water treatment apparatus 201 is filled with activated carbon fibers having a BET specific surface area of 2000 m 2 / g as an adsorbent in each treatment tank in a weight of 0.5 kg, and the concentrated water discharged from the water treatment apparatus 200 of Example 1 is treated. Treated water was obtained by supplying as water. The treated water discharged from the water treatment device 201 was returned to the treated water supplied to the water treatment device 100, mixed and reprocessed.

次に、120℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去(脱水)した後、除去水は水処理装置200の被処理水へ返送した。次に120℃の水蒸気を吸着材に供給し脱着を実施した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着された1,4−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として回収した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、4kg/hであった。吸着時間は20minとして切替サイクルとした。濃縮水は水量4L/hで、水処理装置201の被処理水(水処理装置200の濃縮水)に対して約4倍に濃縮された。   Next, water at 120 ° C. was supplied to the adsorbent to remove (dehydrate) adhering water from the adsorbent, and the removed water was returned to the water to be treated in the water treatment apparatus 200. Next, water vapor at 120 ° C. was supplied to the adsorbent to perform desorption. The water vapor used for desorption and 1,4-dioxane desorbed from the adsorbent were liquefied in a condenser and recovered as concentrated water. The amount of water vapor used for dehydration and desorption was 4 kg / h. The adsorption time was set to 20 min and a switching cycle was set. Concentrated water was 4 L / h, and was concentrated about four times as much as the water to be treated of the water treatment apparatus 201 (concentrated water of the water treatment apparatus 200).

本実施例の水処理装置100、水処理装置200および水処理装置201により、表2に示すように、被処理水量100m/hを4L/hまで減容化でき、25000倍以上の濃縮倍率で濃縮可能であった。 As shown in Table 2, the water treatment apparatus 100, the water treatment apparatus 200, and the water treatment apparatus 201 of this example can reduce the volume of water to be treated of 100 m 3 / h to 4 L / h, and the concentration rate is 25000 times or more. It was possible to concentrate.

次に、水処理装置201から排出された濃縮水を、曝気装置300へ供給し、水処理装置100の被処理水の1,4−ジオキサン濃度以下になるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置100の被処理水へ返送した。その際の、水蒸気量は16kg/hであった。   Next, the concentrated water discharged from the water treatment apparatus 201 is supplied to the aeration apparatus 300 and heated while supplying water vapor so that the concentration of the water to be treated in the water treatment apparatus 100 is not more than 1,4-dioxane concentration. Aeration treatment was performed. The discharged aerated treated water was returned to the treated water of the water treatment apparatus 100. At that time, the amount of water vapor was 16 kg / h.

次に、曝気装置300から排出された曝気ガスを、燃焼装置400として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の1,4−ジオキサンを99%以上酸化分解させるように処理した。   Next, the aeration gas discharged from the aeration apparatus 300 is supplied to an electric heater type catalytic oxidation apparatus provided with a platinum catalyst as the combustion apparatus 400 to oxidize and decompose 1,4-dioxane in the aeration gas by 99% or more. Processed to let.

表1に示すように有機物質除去効果としては、本実施例の水処理システムにより浄化された水は、500時間後でも処理水中の1,4−ジオキサン濃度が0.005mg/L以下で処理が可能であった。また、表3に示すように、本実施例にて使用した水蒸気量の合計は664kg/h、燃焼装置400の電気ヒーターに使用した電力は2kWであった。   As shown in Table 1, as an organic substance removal effect, the water purified by the water treatment system of this example can be treated with a 1,4-dioxane concentration of 0.005 mg / L or less in the treated water even after 500 hours. It was possible. Further, as shown in Table 3, the total amount of water vapor used in this example was 664 kg / h, and the power used for the electric heater of the combustion apparatus 400 was 2 kW.

[参考例]
実施例1における水処理装置100から排出される濃縮水を、曝気装置300へ供給し、1,4−ジオキサン濃度が1mg/L以下となるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置100の被処理水へ返送した。その際の水蒸気量は671kg/hであった。
[Reference example]
Concentrated water discharged from the water treatment apparatus 100 in Example 1 is supplied to the aeration apparatus 300, and the heated aeration process is performed while supplying water vapor so that the 1,4-dioxane concentration is 1 mg / L or less. It was. The discharged aerated treated water was returned to the treated water of the water treatment apparatus 100. The amount of water vapor at that time was 671 kg / h.

次に、曝気装置300から排出された曝気ガスを、燃焼装置400として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の1,4−ジオキサンを99%以上酸化分解させるように処理した。その際の電力は、64kWであった。   Next, the aeration gas discharged from the aeration apparatus 300 is supplied to an electric heater type catalytic oxidation apparatus provided with a platinum catalyst as the combustion apparatus 400 to oxidize and decompose 1,4-dioxane in the aeration gas by 99% or more. Processed to let. The power at that time was 64 kW.

参考例に示す水処理システムにより浄化された水は、500時間後でも処理水中の1,4−ジオキサン濃度が0.005mg/L以下で処理が可能であったが、表3に示すように、使用した水蒸気量の合計は1300kg/h、燃焼装置400の電気ヒーターに使用した電力は64kWであった。   The water purified by the water treatment system shown in the reference example was able to be treated at 1,5-dioxane concentration of 0.005 mg / L or less even after 500 hours, as shown in Table 3, The total amount of water vapor used was 1300 kg / h, and the power used for the electric heater of the combustion apparatus 400 was 64 kW.

本発明により得られる水処理システムは、基本的に吸着材の交換の必要が無く、水中の有機物質を高い効率で連続的に除去するとともに、被処理水の減容化および有機物質濃度を高い倍率で濃縮された濃縮水として回収し、濃縮水を二次処理することで、二次処理装置を小型化でき、低コストで効率的に水処理ができるシステムであるため、産業界への寄与大である。   The water treatment system obtained by the present invention basically does not require replacement of the adsorbent, continuously removes organic substances in water with high efficiency, and reduces the volume of treated water and the concentration of organic substances. By collecting the concentrated water concentrated at a magnification and subjecting the concentrated water to secondary treatment, the secondary treatment equipment can be downsized and water treatment can be efficiently performed at low cost. It ’s big.

100:水処理装置
110:第1処理槽
111:吸着材
120:第2処理槽
121:吸着材
130:凝縮器
200:水処理装置
210:第1処理槽
211:吸着材
220:第2処理槽
221:吸着材
230:凝縮器
300:曝気装置
310:曝気槽
320:ガス供給器
400:燃焼装置
410:熱交換器
420:加熱炉
500:廃液燃焼装置
510:液体噴霧器
520:燃焼炉
530:バーナー
540:ガス供給器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Water treatment apparatus 110: 1st process tank 111: Adsorbent 120: 2nd process tank 121: Adsorbent 130: Condenser 200: Water treatment apparatus 210: 1st process tank 211: Adsorbent 220: 2nd process tank 221: Adsorbent 230: Condenser 300: Aeration device 310: Aeration tank 320: Gas supply device 400: Combustion device 410: Heat exchanger 420: Heating furnace 500: Waste liquid combustion device 510: Liquid sprayer 520: Combustion furnace 530: Burner 540: Gas supply

Claims (12)

吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を2機以上備えた水処理システムであって、
被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも1機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした構成であり、
前記水処理装置は、前記吸着と前記脱着との間に、水蒸気を使用して前記吸着素子に付着した余剰の水を除去してこれを除去水として排出する構成であり、かつ、前記水蒸気による前記吸着素子の加温後に前記脱着へ移行する構成であり、
前記水処理装置のうち最後段に配置された水処理装置は、前記脱着ガスを濃縮水でまたは脱着ガスのままで排出する水処理システム。
Organic substances are adsorbed and removed by bringing the water to be treated containing organic substances into contact with the adsorption element, and the adsorbed organic substances are desorbed by bringing water vapor into contact with the adsorption element, and this desorbed gas is liquefied and condensed to be higher than the treated water. A water treatment system comprising two or more water treatment devices that continuously perform adsorption, desorption, and condensation to obtain concentrated water containing a concentration of organic substances,
Concentrated water discharged by treating the water to be treated with the water treatment device at the preceding stage is supplied to the at least one other water treatment device installed at the subsequent stage of the water treatment device and treated. The concentrated water discharged from the subsequent water treatment device is higher in concentration than the concentrated water discharged from the previous water treatment device .
The water treatment device is configured to remove excess water adhering to the adsorption element using water vapor between the adsorption and the desorption, and to discharge the water as removed water, and using the water vapor It is configured to shift to the desorption after heating of the adsorption element,
The water treatment device arranged at the last stage of the water treatment device is a water treatment system that discharges the desorption gas with concentrated water or as the desorption gas .
前記除去水が前記被処理水へ返送されるように構成された請求項に記載の水処理システム。 The water treatment system according to claim 1 , wherein the removed water is returned to the treated water. 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の部材を含んでいる請求項1または2に記載の水処理システム。   The water treatment system according to claim 1 or 2, wherein the adsorption element includes at least one member selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon fiber, and zeolite. 前記濃縮水を処理する前記水処理装置から排出される処理水が、前記被処理水へ返送されるように構成された請求項1からのいずれか1項に記載の水処理システム。 The treated water discharged from the water processing apparatus for processing a concentrated water, the water treatment system according configured to claim 1, any one of 3 to be returned the to the water to be treated. 前記被処理水を熱交換し、前記水処理装置から排出される脱着ガスを液化凝縮して濃縮水を得るように構成された請求項1からのいずれか1項に記載の水処理システム。 The water to be treated was heat exchange, water treatment system according to claim 1 configured to obtain a liquefied condensed into concentrated water desorption gas discharged in any one of 4 from the water treatment system. 前記吸着素子が、前記水処理装置ごとに異なる請求項1からのいずれか1項に記載の水処理システム。 The suction device, water treatment system according to any one of 5 different claims 1 to each of the water treatment system. 請求項1からのいずれか1項に記載の水処理システムの後段に、水をガスと接触させて有機物質を揮発除去する曝気装置と、ガスを加熱して有機物質を分解させる燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される前記濃縮水または前記脱着ガス中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。 Downstream of the water treatment system according to any one of claims 1 to 6, and aeration device for volatilization removal of organic matter and water is contacted with a gas, a combustion apparatus for decomposing organic matter by heating the gas wherein the concentrated water or decompose the organic material in the desorption gas, configured water treatment systems so as to discharge the cleaned gas is discharged from the water treatment system. 前記曝気装置から排出された曝気処理水が前記水処理装置へ返送されるように構成された請求項記載の水処理システム。 The water treatment system of claim 7, wherein configured to aeration treatment water discharged from the aeration device is returned to the pre Kisui processor. 前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記水処理装置に供給される水蒸気の温度を上げるように構成された請求項7または8に記載の水処理システム。 The water treatment system according to claim 7 or 8 , wherein the clean gas discharged from the combustion device is heat-exchanged to increase the temperature of water vapor supplied to the water treatment device. 前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記曝気装置に供給されるガスの温
度を上げるように構成された請求項7から9のいずれか1項に記載の水処理システム。
The water treatment system according to any one of claims 7 to 9 , wherein heat treatment is performed on clean gas discharged from the combustion device, and the temperature of the gas supplied to the aeration device is increased.
吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を2機以上備えた水処理システムであって、
被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも1機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした構成であり、
前記水処理装置のうち最後段に配置された水処理装置は、前記脱着ガスを濃縮水でまたは脱着ガスのままで排出する構成であり、
前記最後段に配置された水処理装置から排出された濃縮水または脱着ガスを加熱して当該濃縮水または当該脱着ガス中の有機物質を分解して清浄ガスを排出する廃液燃焼装置を備えた、水処理システム。
Organic substances are adsorbed and removed by bringing the water to be treated containing organic substances into contact with the adsorption element, and the adsorbed organic substances are desorbed by bringing water vapor into contact with the adsorption element, and this desorbed gas is liquefied and condensed to be higher than the treated water. A water treatment system comprising two or more water treatment devices that continuously perform adsorption, desorption, and condensation to obtain concentrated water containing a concentration of organic substances,
Concentrated water discharged by treating the water to be treated with the water treatment device at the preceding stage is supplied to the at least one other water treatment device installed at the subsequent stage of the water treatment device and treated. The concentrated water discharged from the subsequent water treatment device is higher in concentration than the concentrated water discharged from the previous water treatment device.
The water treatment device arranged at the last stage of the water treatment device is configured to discharge the desorption gas with concentrated water or as a desorption gas,
A waste liquid combustion apparatus that heats the concentrated water or desorption gas discharged from the water treatment device arranged at the last stage to decompose organic substances in the concentrated water or the desorption gas and discharge clean gas , Water treatment system.
前記廃液燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記水処理装置に供給される水蒸気の温度を上げるように構成された請求項11に記載の水処理システム。  The water treatment system according to claim 11, wherein the clean gas discharged from the waste liquid combustion apparatus is heat-exchanged to raise the temperature of water vapor supplied to the water treatment apparatus.
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