JP6428992B2 - 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前記排水を清浄化する排水処理システムであって、
ガスと前記排水を接触させて排水に含有される有機物質の一部を揮発除去した一次処理水を排出し、揮発除去した有機物質を含む曝気ガスを排出させる曝気装置と、
前記曝気装置に接続され、有機物質を含有する処理水を接触させることで有機物質を吸着し、水蒸気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、前記吸着素子に揮発除去されなかった有機物質を含有する一次処理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二次処理水として排出し、前記吸着素子に水蒸気を供給することで吸着した有機物質を前記吸着素子から脱着させて、前記一次処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスを排出する濃縮装置と、
前記曝気装置から排出される前記曝気ガスを燃焼して有機物質を酸化分解して清浄ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記濃縮装置は、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装置である、
ことを特徴とする排水処理システム。
(2)前記濃縮装置が、前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水を除去して、これを除去排水として排出する濃縮装置である(1)に記載の排水処理システム。
(3)前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水の除去に水蒸気を使用する(2)に記載の排水処理システム。
(4)前記濃縮装置から排出された除去排水が、前記濃縮装置に再度供給されるように構成された(2)または(3)に記載の排水処理システム。
(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排水処理システム。
(6)前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、前記曝気装置に再度供給されるように構成された(1)から(5)のいずれかに記載の排水処理システム。
(7)前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、液化凝縮され、濃縮水として前記曝気装置へ供給されるように構成された(1)から(6)のいずれかに記載の排水処理システム。
(8)前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記濃縮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(1)から(7)のいずれかに記載の排水処理システム。
(9)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(1)から(8)のいずれかに記載の排水処理システム。
(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)
排水(原水)は1,4−ジオキサン1200mg/L、アセトアルデヒド14000mg/L含む水とした。500時間運転後の濃縮装置、曝気装置、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)
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。
システムとしては、図4に示す実施の形態を使用した。
有効曝気容量100Lの曝気装置に曝気温度70℃、風量250L/minの条件で、排水20L/hおよび濃縮装置から排出される濃縮水を導入し、一次処理水を得た。その際の有機物質濃度は、1,4−ジオキサン180mg/L以下、アセトアルデヒド0.5mg/L以下、使用蒸気量は表2に示す通り5kg/hであった。
システムとしては、図4に示す実施の形態を使用した。
有効曝気容量85Lの曝気装置に曝気温度70℃、風量200L/minの条件で、排水20L/hおよび濃縮装置から排出される濃縮水を導入し、一次処理水を得た。その際の有機物質濃度は、1,4−ジオキサン180mg/L以下、アセトアルデヒド0.5mg/L以下、使用蒸気量は表2に示す通り4kg/hであった。
有効曝気容量160Lの曝気装置に曝気温度95℃、風量400L/min、滞留時間8hの条件で、原水を導入し、処理水を得た。その際の出口濃度は、表1に示す通り1,4−ジオキサン0.5mg/L以下、アセトアルデヒド0.5mg/L以下であった。ただし、使用蒸気量は表2に示す通り117kg/hであり、実施例1の23倍以上、実施例2の29倍以上必要であった。
濃縮装置の吸着材として平均細孔径18.0Å、BET比表面積1500m2/g、全細孔容積0.52m3/gの粒状活性炭を使用した130mmφで、厚み150mmの重量0.6kgの吸着素子を2個作成し、図4に記載の濃縮装置と同様の構成の濃縮装置に設置して、原水を処理水量20L/hになるように導入し、処理水を得た。
濃縮装置の脱着媒体に風量600L/min,130℃の加熱空気を使用し、脱着された1,4-ジオキサンおよびアセトアルデヒドを含む空気を脱着ガスとして回収した。それ以外の曝気装置および濃縮装置の操作条件は実施例1と同一条件で排水処理を実施した。加熱空気は水蒸気による熱交換式のヒーターを使用したが、その際必要とした水蒸気量は2kg/hであった。
110:曝気槽
120:ガス供給器
200:濃縮装置
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:燃焼装置
310:熱交換器
320:加熱炉
330:熱交換器
Claims (6)
- 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前記排水を清浄化する排水処理システムであって、
ガスと前記排水を接触させて排水に含有される有機物質の一部を揮発除去した一次処理水を排出し、揮発除去した有機物質を含む曝気ガスを排出させる曝気装置と、
前記曝気装置に接続され、有機物質を含有する処理水を接触させることで有機物質を吸着し、水蒸気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、前記吸着素子に揮発除去されなかった有機物質を含有する一次処理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二次処理水として排出し、前記吸着素子に水蒸気を供給することで吸着した有機物質を前記吸着素子から脱着させて、前記一次処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の脱着された有機物質と水蒸気とを含有するガスを排出する濃縮装置と、
前記曝気装置から排出される前記曝気ガスを燃焼して有機物質を酸化分解して清浄ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記濃縮装置は、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装置であり、かつ、吸着処理と脱着処理との間に、水蒸気を使用して前記吸着素子に付着した水分を除去して除去排水として排出する脱水処理を実行し、該除去排水を当該濃縮装置に再度供給させるとともに、前記脱水処理での前記吸着素子の水蒸気による加温後に前記脱着処理へ移行する装置である、
ことを特徴とする排水処理システム。 - 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の部材を含んでいる請求項1に記載の排水処理システム。
- 前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、前記曝気装置に再度供給されるように構成された請求項1または2に記載の排水処理システム。
- 前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、液化凝縮され、濃縮水として前記曝気装置へ供給されるように構成された請求項1から3のいずれか1項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清浄ガスを熱交換し、前記濃縮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1から4のいずれか1項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1から5のいずれか1項に記載の排水処理システム。
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