JP6661898B2 - Water treatment system - Google Patents

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Description

本発明は、有機物質を含有する被処理水から有機物質を除去することで被処理水を清浄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有機物質を含有する産業被処理水、最終処分場から排出される浸出水および地下水から有機物質を効率的に除去することで被処理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 for purifying water to be treated by removing the organic material from the water to be treated containing the organic substance, and more particularly to an industrial system containing an organic substance discharged from various factories and research facilities. The present invention relates to a water treatment system for purifying treated water by efficiently removing organic substances from treated water, leachate discharged from a final disposal site, and groundwater.

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高効率で安定的に除去できる水処理装置が検討されている(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。   2. Description of the Related Art Conventionally, a water treatment apparatus capable of performing high-efficiency and stable removal by alternately performing removal of an organic substance by adsorption (adsorption step) and regeneration of an adsorbent (desorption step) using an adsorbent has been studied ( For example, Patent Document 1). This water treatment device realizes continuous purification of water, and basically does not require replacement of an adsorbent, and can stably remove organic substances with high efficiency.

吸着材の再生は、吸着された吸着材に加熱空気や水蒸気などの加熱ガスを通流し、吸着材から有機物質が離れる(脱着する)ことで成り立つ。   Regeneration of the adsorbent is achieved by flowing a heated gas such as heated air or water vapor through the adsorbed adsorbent and separating (desorbing) the organic substance from the adsorbent.

上記水処理装置の吸着材は、粒状活性炭やゼオライトなどが相当するが、吸着速度の非常に速い活性炭素繊維が好ましく、高効率に有機物質を除去できる特性をもつことが知られている。   The adsorbent for the water treatment apparatus is, for example, granular activated carbon or zeolite. However, it is known that activated carbon fibers having a very high adsorption speed are preferable, and have a property of efficiently removing organic substances.

しかしながら、上記水処理装置は、脱着工程完了直後の吸着材が加熱された状態で吸着工程へ移行する。よって、吸着工程の初期は吸着効率が低く、処理水中に有機物質がわずかにリークする可能性があった。これは高濃度の有機物質を含む被処理水を高効率に有機物質を除去する必要のある場合において顕著となる。これを解決するためには、上記水処理装置に充填する吸着材量を多くすれば良いが、装置の大型化やランニングコストの増大の課題があった。   However, the water treatment apparatus shifts to the adsorption step in a state where the adsorbent is heated immediately after the completion of the desorption step. Therefore, the adsorption efficiency was low in the initial stage of the adsorption step, and there was a possibility that the organic substance slightly leaked into the treated water. This becomes remarkable when it is necessary to remove the organic substance from the water to be treated containing a high concentration of the organic substance with high efficiency. In order to solve this, the amount of adsorbent to be filled in the water treatment apparatus may be increased, but there is a problem of increasing the size of the apparatus and increasing the running cost.

また、上記水処理装置は、脱着媒体として水蒸気を使用した場合、水蒸気を発生させるための水源が必要となるが、当該被処理水を水処理した処理水を利用可能であれば、水源の確保が不要となり、より低コストな水処理システムを構築できる改善点があった。   In addition, when water is used as the desorption medium, the water treatment apparatus requires a water source for generating steam. If the treated water obtained by water-treating the water to be treated can be used, the water source can be secured. Is no longer required, and there is an improvement that allows the construction of a lower cost water treatment system.

特開2006−055712号公報JP 2006-055712 A

本発明は、上記技術の課題を背景になされたもので、水処理装置で処理した処理水中に有機物質がリークしてもバックアップ装置により、有機物質を低コストで高効率で安定的に除去できる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 in view of the problems of the above technology, and even if an organic substance leaks into treated water treated by a water treatment apparatus, the backup apparatus can stably remove the organic substance at low cost with high efficiency. It is an object to provide a water treatment 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)有機物質を含有する被処理水から有機物質を除去することで被処理水を清浄化する水処理システムであって、
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、前記吸着素子に前記有機物質を含有する被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処理水として排出する吸着工程と、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を排出する脱着工程を交互に実施する水処理装置と、
有機物質を水中で酸化分解する湿式酸化分解装置を備え、
前記水処理装置から排出された処理水が、前記湿式酸化分解装置へ供給され、水処理され、二次処理水として排出されるように構成されることを特徴とする水処理システム。
(2)前記水処理装置は、前記吸着素子に付着した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水の除去にガスの通流を使用する(2)に記載の水処理システム。
(4)前記水処理装置から排出された除去水が、被処理水として前記水処理装置に再度供給されるように構成された(2)または(3)に記載の水処理システム。
(5)前記湿式酸化分解装置が、フェントン法、促進酸化法および電気分解法のいずれかを用いた湿式酸化分解装置であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の水処理システム。
(6)前記加熱ガスが水蒸気である(1)〜(5)のいずれかに記載の水処理システム。
(7)前記二次処理水の一部を前記水蒸気の発生水源として使用する(6)記載の水処理システム。
(8)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)〜(7)のいずれかに記載の水処理システム。
(9)前記脱着ガスを曝気装置、燃焼装置および廃液燃焼装置の少なくとも1つの装置で後処理するように構成される(1)〜(8)のいずれかに記載の水処理システム。
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
(1) A water treatment system for purifying treated water by removing organic substances from treated water containing organic substances,
An adsorbing element for adsorbing the organic substance by contacting the water to be treated containing the organic substance and desorbing the adsorbed organic substance by contacting the heating gas, wherein the adsorbing element contains the organic substance; An adsorption step of adsorbing the organic substance to the adsorption element by supplying water and discharging it as treated water, and desorbing the organic substance from the adsorption element by supplying a heating gas to the adsorption element, A water treatment apparatus that alternately performs a desorption step of discharging a contained desorption gas,
Equipped with a wet oxidative decomposition device that oxidizes and decomposes organic substances in water,
A water treatment system, wherein treated water discharged from the water treatment device is supplied to the wet oxidative decomposition device, treated with water, and discharged as secondary treated water.
(2) The water treatment system according to (1), wherein the water treatment device removes water attached to the adsorption element and discharges the water as removed water.
(3) The water treatment system according to (2), wherein a gas flow is used to remove water attached to the adsorption element.
(4) The water treatment system according to (2) or (3), wherein the removed water discharged from the water treatment device is configured to be supplied to the water treatment device again as water to be treated.
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the wet oxidative decomposition apparatus is a wet oxidative decomposition apparatus using any one of the Fenton method, the accelerated oxidation method, and the electrolysis method. Water treatment system.
(6) The water treatment system according to any one of (1) to (5), wherein the heating gas is steam.
(7) The water treatment system according to (6), wherein a part of the secondary treatment water is used as a water source for generating the steam.
(8) The water treatment system according to any one of (1) to (7), wherein the adsorption element includes at least one member selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon fiber, and zeolite.
(9) The water treatment system according to any one of (1) to (8), wherein the desorbed gas is post-treated by at least one of an aeration device, a combustion device, and a waste liquid combustion device.

本発明による水処理システムは、水処理装置からわずかにリークした有機物質を含む処理水を、バックアップ装置として湿式酸化分解装置にて二次処理することによって、装置の大型化を防ぎつつ高効率に被処理水中の有機物質を処理でき、処理水を上記水処理装置の水蒸気(脱着媒体)の水源として使用することによって、低コストで水処理ができる。   In the water treatment system according to the present invention, the treated water containing the organic substance slightly leaked from the water treatment device is subjected to the secondary treatment in the wet oxidative decomposition device as a backup device, thereby preventing the device from being enlarged and achieving high efficiency. Organic substances in the water to be treated can be treated, and the treated water can be used at a low cost by using the treated water as a water source of steam (desorption medium) in the water treatment apparatus.

本発明を実施するための形態の一例である。It is an example of a form for carrying out the present invention. 本発明を実施するための形態の一例である。It is an example of a form for carrying out the present 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 of the drawings shown below, the same or corresponding portions will be omitted as appropriate, and description thereof will not be repeated.

図1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1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、湿式酸化分解装置200とを主として備えている。   FIG. 1 is a system configuration diagram of a water treatment system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the water treatment system according to the present embodiment mainly includes a water treatment device 100 and a wet oxidative decomposition device 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一次処理水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加熱ガス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処理槽110および第2処理槽120から排出される加熱ガスと脱着された有機物質は、脱着ガスとして水処理装置100の外へ排出される。   The water treatment apparatus 100 has a first treatment tank 110 and a second treatment tank 120 in which adsorbents 111 and 121 as adsorption elements are respectively stored. The adsorbents 111 and 121 adsorb the organic substance contained in the water to be treated by bringing the water into contact with the water to be treated. Therefore, in the water treatment apparatus 100, the organic substance is adsorbed by the adsorbents 111 and 121 by supplying the water to be adsorbed to the adsorbents 111 and 121, whereby the water to be treated is purified and discharged as primary treated water. Will be done. Organic substances adsorbed to the adsorbents 111 and 121 are desorbed by contacting a smaller amount of heating gas than supplied water to be treated. The heated gas and the desorbed organic substance discharged from the first processing tank 110 and the second processing tank 120 are discharged to the outside of the water treatment apparatus 100 as a desorbed gas.

第1処理槽110および第2処理槽120には、被処理水(原水)の供給ライン、一次処理水の排出ライン、加熱ガスの供給ライン、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(原水)が第1処理槽110へ供給され、一次処理水が第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は加熱ガスが供給され、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 to pipes for a supply line for water to be treated (raw water), a discharge line for primary treatment water, a supply line for heating gas, and a discharge line for desorption gas, Each line is connected to a flow path switching unit that switches between a connected state and a disconnected state with respect to each processing tank using a valve or the like. The first processing tank 110 and the second processing tank 120 alternately function as an adsorption tank and a desorption tank by opening and closing the above-described valve. When the first processing tank 110 functions as an adsorption tank, the second processing tank 120 functions as a desorption tank. More specifically, if a flow path is secured so that the water to be treated (raw water) is supplied to the first treatment tank 110 and the primary treatment water is discharged from the first treatment tank 110, the second treatment tank 120 Has a flow path configuration in which a heating gas is supplied and a desorption gas is discharged from the second processing tank 120. The water treatment apparatus 100 according to the present embodiment is configured so that the adsorption tank and the desorption tank are alternately switched over time.

水処理装置100は、図1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脱着を行う方が、脱着効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。   The water treatment apparatus 100 has the apparatus configuration shown in FIG. 1, and removes (dehydrates) water adhering to the adsorbents 111 and 121 when switching from the adsorption tank to the desorption tank and discharges the water as removed water. An apparatus that initiates desorption by supplying steam is preferred. This is because the desorption efficiency can be improved by removing the water adhering to the adsorbents 111 and 121 in advance and then performing the desorption. As a means for removing the adhered water, means such as removal of its own weight, high-speed purging with high-pressure gas such as compressed air, nitrogen, and steam, and suction using a vacuum pump or the like can be used.

また、図示しないが、除去水は水処理装置100に再度供給されるように構成される方が好ましい。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。   Although not shown, it is preferable that the removed water is configured to be supplied to the water treatment apparatus 100 again. This is because there is no need to separately treat the removed water with another water treatment device.

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やゼオライトが利用されるが、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。   It is preferable that the adsorbents 111 and 121 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 or zeolite having a granular shape, a granular shape, a honeycomb shape or the like is used, and it is more preferable to use activated carbon fibers. Activated carbon fiber has a fibrous structure with micropores on the surface, so it has high contact efficiency with water, especially the speed of adsorption of organic substances in water is high, and is extremely high compared to other adsorbents It is a member that can realize the adsorption efficiency.

吸着材111、121として利用可能な活性炭素繊維の物性や原材料は、特に限定しない。除去対象である有機物質応じて適宜選定すれば良い。   The physical properties and raw materials of the activated carbon fibers that can be used as the adsorbents 111 and 121 are not particularly limited. What is necessary is just to select suitably according to the organic substance to be removed.

水処理装置100で使用する加熱ガスは、加熱空気、加熱窒素および水蒸気などが挙げられるが、水蒸気が好ましい。脱着効率が高いためである。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。   Examples of the heating gas used in the water treatment apparatus 100 include heated air, heated nitrogen, and steam, and steam is preferred. This is because the desorption efficiency is high. The vapor pressure, temperature and the like are not particularly limited, but may be appropriately set according to the heat-resistant temperature and physical properties of the used adsorbent.

本発明の実施の形態では、二つの吸着材および処理槽を使用して説明したが、二つ以上の処理槽を用いた装置構成としても良い。また、図示しないが、一つの吸着材および処理槽を用いた装置構成でも良い。例えば、吸着材111、処理槽110からなる一つの処理槽を使用した場合、処理槽110が脱着槽として機能している場合には、原水を一時的に貯水し、脱着工程が完了後、吸着槽として機能している切り替えサイクルでも良い。   Although the embodiment of the present invention has been described using two adsorbents and a processing tank, an apparatus configuration using two or more processing tanks may be used. Although not shown, an apparatus configuration using one adsorbent and a processing tank may be used. For example, when one treatment tank including the adsorbent 111 and the treatment tank 110 is used, and when the treatment tank 110 functions as a desorption tank, the raw water is temporarily stored, and after the desorption step is completed, the adsorption is performed. A switching cycle functioning as a tank may be used.

本発明の被処理水に含まれる有機物質は、特に限定されないが、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アクロレインなどのアルデヒド類、メチルエチルケトン、ジアセチル、メチルイソブチルケトン、アセトンなどのケトン類、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、酢酸ブチルなどのエステル類、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、ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール類、酢酸、プロピオン酸などの有機酸、フェノール類、トルエン、キシレン、シクロヘキサンなどの芳香族有機化合物、ジエチルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどのエーテル類、アクリロニトリルなどの二トリル類、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、エピクロロヒドリンなどの塩素有機化合物、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の有機化合物などが一例として挙げられる。   Organic substances contained in the water to be treated of the present invention are not particularly limited, but aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, and acrolein, ketones such as methyl ethyl ketone, diacetyl, methyl isobutyl ketone, and acetone, and 1,4-dioxane , 2-methyl-1,3-dioxolan, 1,3-dioxolan, tetrahydrofuran, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and butyl acetate, and alcohols such as ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol and butanol. Glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol; organic acids such as acetic acid and propionic acid; phenols; toluene, xylene and cyclohexane Any aromatic organic compounds, ethers such as diethyl ether and allyl glycidyl ether, nitriles such as acrylonitrile, chlorinated organic compounds such as dichloromethane, 1,2-dichloroethane, trichloroethylene and epichlorohydrin, N-methyl-2- Organic compounds such as pyrrolidone, dimethylacetamide, and N, N-dimethylformamide are exemplified.

湿式酸化分解装置200は、水処理装置100から排出された一次処理水を処理するための装置であり、過酸化水素と鉄を使用したフェントン法、オゾンと紫外線や過酸化水素などを併用した促進酸化法、水へ強制的に電圧をかける電気分解法などの方法を用いた装置があり、何れも反応によって生成したラジカル類によって水中の有機物質は酸化分解する方式であれば特に限定しない。   The wet oxidative decomposition device 200 is a device for treating the primary treated water discharged from the water treatment device 100, and is a Fenton method using hydrogen peroxide and iron, and promoted by using a combination of ozone, ultraviolet rays, hydrogen peroxide and the like. There are apparatuses using methods such as an oxidation method and an electrolysis method in which a voltage is forcibly applied to water, and any apparatus is not particularly limited as long as organic substances in water are oxidatively decomposed by radicals generated by the reaction.

図2に示す通り、湿式酸化分解装置200から排出される二次処理水の一部は水処理装置100の水蒸気の水源として、軟水器およびボイラー本体を含むボイラー設備300へ供給する構成が好ましい。湿式酸化分解装置200により、被処理水中の有機物質はほぼ完全に処理され、ボイラー300の給水として利用でき、水処理装置100で使用する水蒸気の発生に必要な水源を別に確保する必要がなくなるからである。   As shown in FIG. 2, it is preferable that a part of the secondary treatment water discharged from the wet oxidative decomposition device 200 be supplied to a boiler facility 300 including a water softener and a boiler body as a water source of steam of the water treatment device 100. The organic substance in the water to be treated is almost completely treated by the wet oxidative decomposition apparatus 200, and can be used as water supply for the boiler 300, so that it is not necessary to secure a separate water source for generating steam used in the water treatment apparatus 100. It is.

また、水処理装置100から排出される脱着ガスは、適宜後処理すれば良い。例えば、触媒酸化装置、直接燃焼装置、蓄熱燃焼装置などの燃焼装置にてガス処理しても良い。また、加熱ガスに水蒸気を使用する場合は排出される脱着ガスを液化凝縮させて有機物質を高濃度に含有する濃縮水として回収して、廃液燃焼装置などで直接処理しても良いし、濃縮水を曝気処理して有機物質を揮発(ガス化)させた後、上記の燃焼装置にてガス処理しても良い。   The desorbed gas discharged from the water treatment device 100 may be appropriately post-treated. For example, gas treatment may be performed by a combustion device such as a catalytic oxidation device, a direct combustion device, or a heat storage combustion device. When steam is used as the heating gas, the discharged desorbed gas is liquefied and condensed and collected as concentrated water containing a high concentration of organic substances, which may be directly processed by a waste liquid combustion device or may be concentrated. After the water is aerated and the organic substance is volatilized (gasified), the organic substance may be gas-treated by the above-described combustion apparatus.

以上の図1および2に示す水処理システムにより、水処理装置100は被処理水から高効率に有機物質を除去する装置として機能し、湿式酸化分解装置200は、水処理装置100から排出される一次処理水を二次処理するバックアップ装置として機能すると共に、水処理装置100に必要な水蒸気の水源をつくる装置として機能するので、水処理装置100の大型化やランニングコストが増大することを防止しつつ、高効率で安定的に水処理することが可能な水処理システムとすることができる。   With the water treatment system shown in FIGS. 1 and 2 described above, the water treatment device 100 functions as a device that efficiently removes organic substances from the water to be treated, and the wet oxidative decomposition device 200 is discharged from the water treatment device 100. As well as functioning as a backup device for secondary treatment of the primary treated water and as a device for creating a water source of steam required for the water treatment device 100, it is possible to prevent the water treatment device 100 from increasing in size and increasing running costs. In addition, a water treatment system capable of stably performing water treatment with high efficiency can be provided.

以上において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 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 embodiment of the present invention described above, components such as a fluid transfer unit such as a pump and a fan and a fluid storage unit such as a storage tank have been described without particular description. What is necessary is just to arrange | position in 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。   As described above, each of the above-described embodiments disclosed this time is an example in all respects, and is not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the appended claims, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the appended 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。
(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(m/g)
(有機物質除去効果)
被処理水(原水)は1,4−ジオキサン10000mg/Lもしくはイソプロピルアルコール(IPA)13000mg/Lを含む水とした。500時間運転後の水処理装置100、湿式酸化分解装置200として促進酸化(以下、「AOP」という)装置の入出の1,4−ジオキサン濃度を測定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。
The evaluation was performed by the following method.
(BET specific surface area)
The BET specific surface area is determined by measuring several points of the amount of nitrogen adsorbed on a sample when the relative pressure is increased in the range of 0.0 to 0.15 in an atmosphere of liquid nitrogen boiling point (-195.8 ° C.), and the BET plot is performed. Was used to determine the surface area (m 2 / g) per unit mass of the sample.
(Pore volume)
The pore volume was measured by a gas adsorption method of nitrogen gas at a relative pressure of 0.95.
(Average pore diameter)
The average pore diameter was determined by the following equation.
dp = 40000 Vp / S (where dp: average pore diameter (Å))
Vp: pore volume (cc / g)
S: BET specific surface area (m 2 / g)
(Effect of removing organic substances)
The water to be treated (raw water) was water containing 10,000 mg / L of 1,4-dioxane or 13000 mg / L of isopropyl alcohol (IPA). The removal effect was confirmed by measuring the concentration of 1,4-dioxane in and out of the accelerated oxidation (hereinafter, referred to as “AOP”) device as the water treatment device 100 and the wet oxidative decomposition device 200 after the operation for 500 hours.
(Evaluation of organic substance concentration)
Each water and gas was analyzed and measured by gas chromatography.

<実施例1>
システムとしては、図1に示す実施の形態を使用した。
水処理装置の吸着材として平均細孔径17.2Å、BET比表面積2050m/g、全細孔容積0.87m/gの活性炭素繊維を使用した重量20kgの吸着素子を2個作成し、1,4−ジオキサン10000mg/Lを含む被処理水を処理水量200L/hになるように導入し、一次処理水を得た。
<Example 1>
The embodiment shown in FIG. 1 was used as the system.
As an adsorbent for the water treatment apparatus, two adsorption elements having a weight of 20 kg using activated carbon fibers having an average pore diameter of 17.217, a BET specific surface area of 2050 m 2 / g, and a total pore volume of 0.87 m 3 / g were prepared To-be-treated water containing 10,000 mg / L of 1,4-dioxane was introduced so as to have a treated water volume of 200 L / h, to obtain primary treated water.

次に、自重抜きで吸着材の付着水を除去(脱水)した後、除去水は被処理水へ返送した。次に0.1MPa、120℃の水蒸気を吸着材に供給し脱着した。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−ジオキサンは液化凝縮して濃縮水として回収した。その際の一次処理水中の1,4−ジオキサン濃度は5mg/L以下であり、1,4−ジオキサンの除去率は99.9%以上が可能であった。   Next, after removing (dehydrating) water adhering to the adsorbent by removing its own weight, the removed water was returned to the water to be treated. Next, water vapor of 0.1 MPa and 120 ° C. was supplied to the adsorbent for desorption. The water vapor used for the desorption and the 1,4-dioxane desorbed from the adsorbent were liquefied and condensed and recovered as concentrated water. At that time, the concentration of 1,4-dioxane in the primary treatment water was 5 mg / L or less, and the removal rate of 1,4-dioxane could be 99.9% or more.

オゾン濃度150mg/L、過酸化水素濃度100mg/L添加条件で、水処理装置から排出された一次処理水をAOP装置へ導入し、二次処理水を得た。その際の1,4−ジオキサン濃度は、0.1mg/L以下であった。   Under the conditions of adding an ozone concentration of 150 mg / L and a hydrogen peroxide concentration of 100 mg / L, the primary treated water discharged from the water treatment device was introduced into the AOP device to obtain a secondary treated water. The 1,4-dioxane concentration at that time was 0.1 mg / L or less.

本実施例の水処理装置およびAOP装置により浄化された水は、500時間後でも二次処理水中の1,4−ジオキサン濃度が0.1mg/L以下の能力で水処理が可能であった。   The water purified by the water treatment device and the AOP device of the present example could be treated with a capacity of 0.1 mg / L or less of 1,4-dioxane in the secondary treatment water even after 500 hours.

<実施例2>
システムとしては、図2に示す実施の形態を使用した。
実施例1の二次処理水の一部をボイラー設備へ供給して水蒸気を発生させ、水処理装置へ供給する水蒸気として使用した。本実施例の水処理装置により浄化された水は、500時間後でも二次処理水中の1,4−ジオキサン濃度が0.1mg/L以下の能力で水処理が可能であった。
<Example 2>
The embodiment shown in FIG. 2 was used as the system.
Part of the secondary treatment water of Example 1 was supplied to a boiler facility to generate steam, and was used as steam to be supplied to a water treatment device. The water purified by the water treatment apparatus of the present example was capable of water treatment even after 500 hours, with the capacity of the 1,4-dioxane concentration in the secondary treatment water being 0.1 mg / L or less.

<実施例3>
システムとしては、図1に示す実施の形態を使用した。
水処理装置の吸着材として平均細孔径17.2Å、BET比表面積2050m/g、全細孔容積0.87m/gの活性炭素繊維を使用した重量20kgの吸着素子を2個作成し、図1の水処理装置に設置して、IPA13000mg/Lを含む被処理水を処理水量150L/hになるように導入し、一次処理水を得た。
<Example 3>
The embodiment shown in FIG. 1 was used as the system.
As an adsorbent for the water treatment apparatus, two adsorption elements having a weight of 20 kg using activated carbon fibers having an average pore diameter of 17.217, a BET specific surface area of 2050 m 2 / g, and a total pore volume of 0.87 m 3 / g were prepared The water to be treated containing 13000 mg / L of IPA was introduced into the water treatment apparatus shown in FIG. 1 so as to have a treated water volume of 150 L / h, and primary treated water was obtained.

次に、自重抜きで吸着材の付着水を除去(脱水)した後、除去水は原水へ返送した。次に0.1MPa、120℃の水蒸気を吸着材に供給し脱着した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着されたIPAは液化凝縮して濃縮水として回収した。その際の一次処理水中のIPA濃度は10mg/L以下であり、IPAの除去率は99.9%以上が可能であった。   Next, after removing (dehydrating) water adhering to the adsorbent by removing its own weight, the removed water was returned to the raw water. Next, water vapor of 0.1 MPa and 120 ° C. was supplied to the adsorbent for desorption. The water vapor used for the desorption and the IPA desorbed from the adsorbent were liquefied and condensed and recovered as concentrated water. At that time, the IPA concentration in the primary treatment water was 10 mg / L or less, and the removal rate of IPA could be 99.9% or more.

オゾン濃度100mg/L、過酸化水素濃度100mg/L添加条件で、水処理装置から排出された一時処理水をAOP装置へ導入し、二次処理水を得た。その際のIPA濃度は、0.1mg/L以下であった。   Under the conditions of adding an ozone concentration of 100 mg / L and a hydrogen peroxide concentration of 100 mg / L, the temporarily treated water discharged from the water treatment device was introduced into an AOP device to obtain secondary treated water. At that time, the IPA concentration was 0.1 mg / L or less.

本実施例の水処理装置により浄化された水は、500時間後でも二次処理水中のIPA濃度が0.1mg/L以下の能力で水処理が可能であった。   The water purified by the water treatment apparatus of the present example was able to be treated with an IPA concentration of 0.1 mg / L or less in the secondary treated water even after 500 hours.

<実施例4>
システムとしては、図2に示す実施の形態を使用した。
実施例3の二次処理水の一部をボイラー設備へ供給して水蒸気を発生させ、水処理装置へ供給する水蒸気として使用した。本実施例の水処理装置により浄化された水は、500時間後でも二次処理水中のIPA濃度が0.1mg/L以下の能力で水処理が可能であった。
<Example 4>
The embodiment shown in FIG. 2 was used as the system.
Part of the secondary treatment water of Example 3 was supplied to a boiler facility to generate steam, and was used as steam to be supplied to a water treatment device. The water purified by the water treatment apparatus of the present example was able to be treated with an IPA concentration of 0.1 mg / L or less in the secondary treated water even after 500 hours.

本発明の水処理システムは、水処理装置からわずかにリークした有機物質を含む処理水を、バックアップ装置として湿式酸化分解装置にて二次処理することによって、装置の大型化を防ぎつつ高効率に被処理水中の有機物質を処理でき、処理水を上記水処理装置の水蒸気(脱着媒体)の水源として使用することによって、低コストで水処理ができるため産業界への寄与大である。   In the water treatment system of the present invention, the treated water containing the organic substance slightly leaked from the water treatment device is subjected to the secondary treatment in the wet oxidative decomposition device as a backup device, thereby preventing the device from being enlarged and achieving high efficiency. Organic substances in the water to be treated can be treated, and by using the treated water as a water source of steam (desorption medium) in the water treatment apparatus, water treatment can be performed at low cost, which greatly contributes to the industry.

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:湿式酸化分解装置
300:ボイラー設備
100: Water treatment device 110: First treatment tank 111: Adsorbent 120: Second treatment tank 121: Adsorbent 130: Condenser 200: Wet oxidative decomposition device 300: Boiler equipment

Claims (7)

有機物質を含有する被処理水から有機物質を除去することで被処理水を清浄化する水処理システムであって、
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、前記吸着素子に前記有機物質を含有する被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処理水として排出する吸着工程と、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を排出する脱着工程を交互に実施する水処理装置と、
有機物質を水中で酸化分解する装置を備え、
前記水処理装置から排出された処理水が、前記酸化分解する装置へ供給され、水処理され、二次処理水として排出されるように構成され、
前記加熱ガスが水蒸気であり、前記二次処理水の一部を前記水蒸気の発生水源として使用することを特徴とする水処理システム。
A water treatment system for purifying treated water by removing organic substances from treated water containing organic substances,
An adsorbing element for adsorbing the organic substance by contacting the water to be treated containing the organic substance and desorbing the adsorbed organic substance by contacting the heating gas, wherein the adsorbing element contains the organic substance; An adsorption step of adsorbing the organic substance to the adsorption element by supplying water and discharging it as treated water, and desorbing the organic substance from the adsorption element by supplying a heating gas to the adsorption element, A water treatment apparatus that alternately performs a desorption step of discharging a contained desorption gas,
Equipped with a device to oxidatively decompose organic substances in water,
Treated water discharged from the water treatment device is supplied to the oxidative decomposition to apparatus, are water treatment, is configured to be discharged as the secondary treated water,
A water treatment system, wherein the heating gas is steam, and a part of the secondary treatment water is used as a water source for generating the steam.
前記水処理装置は、前記吸着素子に付着した水を除去してこれを除去水として排出する請求項1に記載の水処理システム。   The water treatment system according to claim 1, wherein the water treatment device removes water attached to the adsorption element and discharges the water as removed water. 前記吸着素子に付着した水の除去にガスの通流を使用する請求項2に記載の水処理システム。   The water treatment system according to claim 2, wherein a gas flow is used to remove water attached to the adsorption element. 前記水処理装置から排出された除去水が、被処理水として前記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または3に記載の水処理システム。   The water treatment system according to claim 2, wherein the removed water discharged from the water treatment device is configured to be supplied to the water treatment device again as water to be treated. 前記酸化分解する装置が、フェントン法、促進酸化法および電気分解法のいずれかを用いた装置であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の水処理システム。   The water treatment system according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxidative decomposition apparatus is an apparatus using any one of the Fenton method, the accelerated oxidation method, and the electrolysis method. 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1〜5のいずれかに記載の水処理システム。   The water treatment system according to any one of claims 1 to 5, wherein the adsorption element includes at least one member selected from the group consisting of activated carbon, activated carbon fiber, and zeolite. 前記脱着ガスを曝気装置、燃焼装置および廃液燃焼装置の少なくとも1つの装置で後処理するように構成される請求項1〜6のいずれかに記載の水処理システム。   The water treatment system according to any one of claims 1 to 6, wherein the desorbed gas is post-treated by at least one of an aeration device, a combustion device, and a waste liquid combustion device.
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