JP6862680B2 - Water treatment system - Google Patents
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Description
本発明は、有機化合物を含有する水(被処理水、原水)から有機化合物を除去して浄化する装置に関し、特に各種工場、研究施設の排水、最終処分場の浸出水、地下水等から有機溶剤等の有機化合物を除去する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for removing and purifying organic compounds from water containing organic compounds (water to be treated, raw water), and in particular, an organic solvent from wastewater from various factories and research facilities, leachate from a final disposal site, groundwater, etc. It relates to an apparatus for removing organic compounds such as.
有機化合物などを含有する水を浄化する装置として、例えば特許文献1記載の吸脱着式の水処理装置が知られている。この水処理装置は、吸着素子に有機化合物を含有する水を通流させて有機化合物を吸着させる吸着工程と、その後有機化合物を吸着した吸着素子にガスを供給して吸着素子に付着する付着水を除去するパージ(脱水)工程と、高温の加熱ガスを供給して吸着素子に吸着された有機化合物を脱離させて吸着素子を再生する脱着工程とを実施し、これらの工程を繰返し行うことで、吸着素子を再生しながら、基本的に吸着素子の交換なしに、連続的に水の浄化ができる。
As an apparatus for purifying water containing an organic compound or the like, for example, an adsorption / desorption type water treatment apparatus described in
特許文献1の水処理装置において、吸着素子に吸着除去された有機化合物は、再生時に吸着素子から脱離され、有機化合物を含んだガス(脱着ガス)として排出される。ここで、脱着媒体(加熱ガス)に水蒸気を使用した場合、脱着ガスを液化凝縮することで、有機化合物を高濃度に含有した濃縮水として回収できるので、濃縮装置としても機能する(例えば、特許文献2および特許文献3)。さらに、濃縮水は燃焼装置や湿式酸化分解装置などの二次処理装置で二次処理され、有機化合物は無害化し、水処理システムとして完結する。
In the water treatment apparatus of
水処理システムに上記濃縮装置を使用することで、被処理水を減容化し有機化合物濃度を縮減できるので、被処理水を直接、二次処理装置で処理する場合と比較して、システムの大型化を防ぎ省エネルギーに水処理が可能となる効果がある。このようなシステムにおいては、より濃縮倍率の高い濃縮装置を配置することによって、上記の効果が高まる。 By using the above concentrator in the water treatment system, the volume of water to be treated can be reduced and the concentration of organic compounds can be reduced. Therefore, the size of the system is larger than that in the case where the water to be treated is directly treated by the secondary treatment device. It has the effect of preventing water treatment and saving energy. In such a system, the above effect is enhanced by arranging a concentrator having a higher concentration ratio.
特許文献2や特許文献3などの濃縮装置では、脱着工程前に脱水を行い、吸着素子に付着する付着水を除去している。この脱水工程によって、吸着素子の付着水の脱離に必要な水蒸気量が減り、濃縮水に混入する付着水量が減るので濃縮倍率が高まる。そのため、付着水の脱水効率を向上することができれば、濃縮倍率が高まると言える。 In the concentrators such as Patent Document 2 and Patent Document 3, dehydration is performed before the desorption step to remove the adhering water adhering to the adsorption element. By this dehydration step, the amount of water vapor required for desorption of the adsorbed water of the adsorption element is reduced, and the amount of the adhering water mixed in the concentrated water is reduced, so that the concentration ratio is increased. Therefore, if the dehydration efficiency of the adhering water can be improved, it can be said that the concentration ratio is increased.
ここで、特許文献1〜3に開示の装置では、吸着速度が速く、高効率に有機化合物を除去できる活性炭素繊維を好適な吸着素子として使用している。本出願人らは、吸着素子として用いられる繊維径を太くした活性炭素繊維の不織布を開発し(特許文献4)、上述の水処理装置に適用することで、脱水効率の向上を可能としている(特許文献5)。
Here, in the apparatus disclosed in
上記のように、特許文献5より、不織布を構成する活性炭素繊維をより太くすることが、脱水効率が高まり、結果として濃縮倍率を向上させるに有効な手段と言える。しかし、特許文献4より、活性炭素繊維径を40μmを超えて太くすると、繊維が交絡せず、強度低下が起き、吸着素子として組織構造を保持しにくいことがわかる。そのため、活性炭素繊維径を40μmを超えて太くした吸着素子を用いると、上述の濃縮装置の処理槽への充填時や吸脱着操作の繰返しによって破損や繊維の脱落などの問題が発生することがある。 As described above, from Patent Document 5, it can be said that making the activated carbon fibers constituting the non-woven fabric thicker is an effective means for increasing the dehydration efficiency and, as a result, improving the concentration ratio. However, from Patent Document 4, it can be seen that when the diameter of the activated carbon fiber is increased to more than 40 μm, the fibers are not entangled, the strength is lowered, and it is difficult to maintain the tissue structure as an adsorption element. Therefore, if an adsorption element having an activated carbon fiber diameter of more than 40 μm is used, problems such as breakage and fiber dropout may occur due to the above-mentioned filling of the processing tank of the concentrator and repeated suction and desorption operations. is there.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、破損や繊維の脱落が抑制され、濃縮倍率の向上が可能な吸着素子が充填された濃縮装置を備え、より小型で省エネルギーにて水処理が可能な水処理システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a concentrator filled with an adsorption element capable of suppressing breakage and falling off of fibers and improving the concentration ratio. The purpose is to provide a water treatment system that is compact and capable of water treatment with energy saving.
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の構成からなる。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the means shown below, and have arrived at the present invention. That is, the present invention has the following configuration.
1.有機化合物を含有する被処理水から、当該有機化合物を除去および無害化する水処理システムであって、
有機化合物を含有する被処理水を、繊維束から成る活性炭素繊維の構造体を含む吸着素子に通流させて、該吸着素子に前記有機化合物を吸着させて処理水を排出する吸着工程と、前記吸着素子にガスを通気させて、前記吸着素子の付着水を除去する脱水工程と、前記吸着素子に水蒸気を通気させて前記吸着素子に吸着された前記有機化合物を脱着した後凝縮し、前記被処理水よりも前記有機化合物の濃度が高い濃縮水を排出する脱着工程と、を繰返し実行する濃縮装置と、前記濃縮装置から排出された濃縮水中の前記有機化合物を分解する分解処理装置と、を備えたことを特徴とする水処理システム。
2.有機化合物を含有する被処理水から、当該有機化合物を除去および無害化する水処理システムであって、吸着材が充填された槽であり、導入された前記被処理水から前記有機化合物を当該吸着材に吸着させて処理水を排出する処理槽と、前記吸着素子から付着水を除去するために前記処理槽にガスを通気させるガス通気部と、前記吸着素子から前記有機化合物を脱着するために前記処理槽に水蒸気を通気させる水蒸気通気部と、前記吸着素子から脱着された前記有機化合物を含有する脱着ガスを前記被処理水よりも前記有機化合物の濃度が高い濃縮水に濃縮する濃縮部と、前記濃縮部から排出された濃縮水中の前記有機化合物を分解する分解処理装置と、を備え、前記吸着素子は、繊維束から成る活性炭素繊維の構造体を含む、ことを特徴とする水処理システム。
3.前記繊維束の径が、100〜600μmである前記1または2に記載の水処理システム。
4.前記分解処理装置からの排出水を前記吸着素子に吸着させるルートを備えたことを特徴とする前記1から3のいずか1つに記載の水処理システム。
5.前記吸着素子から除去した付着水を、再度、前期吸着素子に吸着させるルートを備えた前記1まから4のいずれか1つに記載の水処理システム。
6.前記構造体が、織物または編物であることを特徴とする前記1から5のいずれか1つに記載の水処理システム。
7.前記構造体が、フライス編による編物であることを特徴とする前記1から5のいずれか1つに記載の水処理システム。
8.前記分解処理装置が、前記濃縮水を曝気処理して前記有機化合物を揮発させて曝気ガスとして排出させる曝気装置と、前記曝気ガスを燃焼するガス燃焼装置とを備えていることを特徴とする前記1から7のいずれか1つに記載の水処理システム。
9.前記分解処理装置が、フェントン法、促進酸化法、電気分解法のいずれか1つを用いて前記濃縮水を処理する処理装置であることを特徴とする前記1から7のいずれか1つに記載の水処理システム。
1. 1. A water treatment system that removes and detoxifies the organic compound from the water to be treated containing the organic compound.
An adsorption step in which water to be treated containing an organic compound is passed through an adsorption element containing a structure of activated carbon fibers composed of a fiber bundle, the organic compound is adsorbed on the adsorption element, and the treated water is discharged. A dehydration step of ventilating the adsorbing element with gas to remove adhering water to the adsorbing element and a dehydration step of ventilating the adsorbing element with water vapor to desorb and then condense the organic compound adsorbed on the adsorbing element. A concentrator that repeatedly executes a desorption step of discharging concentrated water having a higher concentration of the organic compound than the water to be treated, a decomposition treatment device that decomposes the organic compound in the concentrated water discharged from the concentrator, and a decomposition treatment device. A water treatment system characterized by being equipped with.
2. A water treatment system for removing and detoxifying the organic compound from the water to be treated containing the organic compound, which is a tank filled with an adsorbent, and adsorbs the organic compound from the introduced water to be treated. A treatment tank that adsorbs to a material and discharges treated water, a gas vent that allows gas to be ventilated through the treatment tank to remove adhering water from the adsorbing element, and a gas venting part for desorbing the organic compound from the adsorbing element. A steam aeration unit for aerating water vapor through the treatment tank, and a concentration unit for concentrating the desorbed gas containing the organic compound desorbed from the adsorption element into concentrated water having a higher concentration of the organic compound than the water to be treated. A water treatment apparatus comprising a decomposition treatment apparatus for decomposing the organic compound in the concentrated water discharged from the concentration unit, wherein the adsorption element contains a structure of activated carbon fibers composed of a fiber bundle. system.
3. 3. The water treatment system according to 1 or 2 above, wherein the fiber bundle has a diameter of 100 to 600 μm.
4. The water treatment system according to any one of 1 to 3, further comprising a route for adsorbing the discharged water from the decomposition treatment device to the adsorption element.
5. The water treatment system according to any one of 1 to 4, further comprising a route for adsorbing the adsorbed water removed from the adsorption element to the adsorption element in the previous term.
6. The water treatment system according to any one of 1 to 5, wherein the structure is a woven fabric or a knitted fabric.
7. The water treatment system according to any one of 1 to 5, wherein the structure is a knitted material obtained by milling.
8. The decomposition treatment device includes an aeration device that aerates the concentrated water to volatilize the organic compound and discharges the organic compound as an aeration gas, and a gas combustion device that burns the aeration gas. The water treatment system according to any one of 1 to 7.
9. The description in any one of 1 to 7 above, wherein the decomposition treatment apparatus is a treatment apparatus for treating the concentrated water by using any one of a Fenton method, an accelerated oxidation method, and an electrolysis method. Water treatment system.
本発明の上記構成によれば、吸着素子の破損や繊維の脱落を抑制し、吸着素子としての構造を保持でき、濃縮装置の濃縮倍率を向上できる。よって、濃縮水を処理する分解処理装置(二次処理装置)をより小型化でき、分解処理にかかるエネルギーを低減することができる、水処理システムを提供することができる。 According to the above configuration of the present invention, it is possible to suppress breakage of the adsorption element and falling off of fibers, maintain the structure as an adsorption element, and improve the concentration ratio of the concentrator. Therefore, it is possible to provide a water treatment system capable of further downsizing the decomposition treatment device (secondary treatment device) for treating concentrated water and reducing the energy required for the decomposition treatment.
本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明にかかる水処理システムは、有機化合物を含有する被処理水から、当該有機化合物を除去および無害化する水処理システムであり、濃縮装置と分解処理装置とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described in detail.
The water treatment system according to the present invention is a water treatment system that removes and detoxifies the organic compound from the water to be treated containing the organic compound, and includes a concentrator and a decomposition treatment device.
本発明に係る濃縮装置は、有機化合物を含有する被処理水を、繊維束から成る活性炭素繊維の構造体を含む吸着素子に通流させて、該吸着素子に前記有機化合物を吸着させて処理水を排出する吸着工程と、前記吸着素子にガスを通気させて、前記吸着素子の付着水を除去する脱水工程と、前記吸着素子に水蒸気を通気させて前記吸着素子に吸着された前記有機化合物を脱着した後凝縮し、前記被処理水よりも前記有機化合物の濃度が高い濃縮水を排出する脱着工程と、を繰返し実行する装置である。この構成により、吸着素子の交換無しに、水処理を連続的に行うことができる。 In the concentrator according to the present invention, water to be treated containing an organic compound is passed through an adsorption element containing a structure of activated carbon fibers composed of fiber bundles, and the organic compound is adsorbed on the adsorption element for treatment. An adsorption step of discharging water, a dehydration step of aerating gas through the adsorbent to remove adhering water from the adsorbent, and an organic compound adsorbed by the adsorbent by aerating water vapor through the adsorbent. Is a device that repeatedly performs a desorption step of desorbing and then adsorbing and discharging concentrated water having a concentration of the organic compound higher than that of the water to be treated. With this configuration, water treatment can be continuously performed without exchanging the adsorption element.
また、本発明に係る濃縮装置は、以下の構成と言うこともできる。本発明に係る濃縮装置は、吸着材が充填された槽であり、導入された前記被処理水から前記有機化合物を当該吸着材に吸着させて処理水を排出する処理槽と、前記吸着素子から付着水を除去するために前記処理槽にガスを通気させるガス通気部と、前記吸着素子から前記有機化合物を脱着するために前記処理槽に水蒸気を通気させる水蒸気通気部と、前記吸着素子から脱着された前記有機化合物を含有する脱着ガスを前記被処理水よりも前記有機化合物の濃度が高い濃縮水に濃縮する濃縮部と、を備えた装置である。 Further, the concentrator according to the present invention can be said to have the following configuration. The concentrator according to the present invention is a tank filled with an adsorbent, and is composed of a processing tank in which the organic compound is adsorbed on the adsorbent from the introduced water to be treated and the treated water is discharged, and the adsorbing element. A gas venting unit that ventilates gas through the treatment tank to remove adhering water, a steam venting unit that ventilates water vapor through the treatment tank to desorb the organic compound from the adsorbing element, and desorption from the adsorbing element. It is an apparatus provided with a concentrating unit for concentrating the desorbed gas containing the organic compound in concentrated water having a concentration of the organic compound higher than that of the water to be treated.
好ましい濃縮装置の構造としては、吸着素子を複数備えており、吸着工程と脱水工程と脱着工程とをダンパー等にて切替操作を行い、吸着、脱水、脱着を連続的に行う濃縮装置である。また、吸着素子が回転可能に構成されており、吸着工程で有機化合物を吸着した吸着素子の部位が、吸着素子の回転により、脱水、脱着工程へ移動する構造を有する濃縮装置も好ましい装置の構造である。 A preferable structure of the concentrator is a concentrator that includes a plurality of adsorption elements and continuously performs adsorption, dehydration, and desorption by switching between the adsorption step, the dehydration step, and the desorption step with a damper or the like. Further, a concentrator having a structure in which the adsorption element is rotatably configured and the portion of the adsorption element that has adsorbed the organic compound in the adsorption step moves to the dehydration / desorption process by the rotation of the adsorption element is also preferable. Is.
本発明に係る分解処理装置は、濃縮装置から排出された濃縮水中の前記有機化合物を分解する装置である。一例としては、有機化合物質を含有する水を曝気処理し有機化合物を揮発させて曝気ガスとして排出させる曝気装置と、前記曝気ガスを燃焼するガス燃焼装置とを備えた処理装置である。別の例としては、フェントン法、促進酸化法、および電気分解法の少なくとも1つを用いて有機化合物質を含有する水を処理する湿式酸化分解装置である。分解処理装置によって、水中の有機化合物は分解され、水を清浄化できる。 The decomposition treatment apparatus according to the present invention is an apparatus for decomposing the organic compound in the concentrated water discharged from the concentrating device. One example is a processing device including an aeration device that aerates water containing an organic compound to volatilize the organic compound and discharges it as an aeration gas, and a gas combustion device that burns the aeration gas. Another example is a wet oxidative decomposition apparatus that treats water containing an organic compound using at least one of a Fenton method, an accelerated oxidation method, and an electrolysis method. The decomposition treatment device decomposes the organic compounds in the water and can purify the water.
そこで、本実施形態では、以下に、本発明に係る濃縮装置の一例として、図1に示すダンパー切替方式の濃縮装置100について説明する。また、本発明に係る分解処理装置の一例として、図3に示す曝気装置210とガス燃焼装置220とで構成される分解処理装置200A、および図4に示す促進酸化法を用いた湿式酸化分解装置である分化処理装置200Bについて説明する。
Therefore, in the present embodiment, the damper switching
図1は、本発明の実施の一形態の水処理システム300の構成を示している。図1に示すように、水処理システムは、濃縮装置100と分解処理装置200とを備えている。
FIG. 1 shows the configuration of the
図1に示すように、濃縮装置100は、それぞれ吸着素子11、12が充填された第1処理槽10および第2処理槽20を有している。処理槽の数は限定されない。第1処理槽10および第2処理槽20にはダンパーや弁(バルブV1〜V12)等が取付けられており、吸着工程、脱水工程および脱着工程は、これらのダンパーや弁等の開閉操作を行うことで流路を切替える制御にて実行される。
As shown in FIG. 1, the
吸着素子11、12は、被処理水(原水)を接触させることで被処理水に含有される有機化合物を吸着する。濃縮装置100では、第1処理槽10に被処理水を被処理水導入ラインL1から供給することで有機化合物が吸着素子11に吸着され、これにより被処理水が清浄化されて処理水排出ラインL2を通して処理水として排出される。同様に、第1処理槽20に被処理水を被処理水導入ラインL1から供給することで有機化合物が吸着素子12に吸着され、これにより被処理水が清浄化されて処理水排出ラインL2を通して処理水として排出される。
The
濃縮装置100は、吸着工程後に吸着素子11,12に付着した付着水をガスの通流により除去する脱水工程を実施する。第1処理槽10および第2処理槽20には、ガス供給ラインL5よりガスの通流が流通される。付着水をガスの通流により除去することにより、その後の加熱ガスによる有機化合物の脱着が容易になる。
The concentrating
脱水工程で供給するガスは、空気、窒素、不活性ガス、水蒸気などが挙げられるが、特に限定しない。脱水工程で排出される付着水は、戻水返却ラインL6より濃縮装置100入口の被処理水に戻すことが好ましい。かかる方法によれば、工程数を省略でき、効率的だからである。 Examples of the gas supplied in the dehydration step include air, nitrogen, an inert gas, and water vapor, but the gas is not particularly limited. It is preferable that the adhering water discharged in the dehydration step is returned to the water to be treated at the inlet of the concentrator 100 from the return water return line L6. This is because according to such a method, the number of steps can be omitted and it is efficient.
濃縮装置100は、脱水工程後に吸着素子11,12に吸着した有機化合物を水蒸気の通流により脱着する脱着工程を実施する。第1処理槽10および第2処理槽20には、加熱ガス供給ラインL3より水蒸気が通流される。
The concentrator 100 carries out a desorption step of desorbing the organic compounds adsorbed on the
脱着工程で供給される水蒸気は、水蒸気もしくは水蒸気を加熱した過熱水蒸気などが挙げられる。脱着工程にて脱着された有機化合物は水蒸気と混合されて脱着ガスとして脱着ガス排出ラインL4を通じて、冷却器30へ供給される。 Examples of the steam supplied in the desorption step include steam and superheated steam obtained by heating the steam. The organic compound desorbed in the desorption step is mixed with water vapor and supplied as desorption gas to the cooler 30 through the desorption gas discharge line L4.
冷却器30は脱着ガスを冷却する装置である。脱着ガスは冷却器30にて冷却されて液化凝縮され、吸着素子11,12から脱着した有機化合物を含む水(濃縮水)として、濃縮装置100から濃縮水排出ラインL7を通じて排出される。冷却器30の冷却方式は特に限定しないが、例えば、冷媒(冷却水、冷水など)を使用して間接的に脱着ガスを冷却する方式を用いることができる。濃縮装置100から濃縮水排出ラインL7を通じて排出された濃縮水は、分解処理装置200に供給されて処理される。分解処理装置200の例については後段で詳細に説明する。分解処理装置200からの排水は返水ラインL8に濃縮装置100入口の被処理水に戻してもよい。
The cooler 30 is a device for cooling the desorbed gas. The desorbed gas is cooled by the cooler 30 and liquefied and condensed, and is discharged from the concentrating
濃縮装置100では、吸着素子が複数(ここでは2つ)の処理槽に分割して充填され、吸着工程を行う処理槽(吸着槽)と脱水および脱着工程を行う処理槽(脱着槽)とを交互に切替える構成となっている。しかし、例えば、処理槽を単槽とし、脱水および脱着工程中は被処理水を一時的にタンクなどに貯水し、次の吸着工程に一時貯水された被処理水も併せて吸着処理する構成であってもよい。
In the
吸着素子11,12は、繊維束から成る活性炭素繊維の構造体を有する。吸着素子11,12は、性能面から活性炭素繊維を用いる。つまり、活性炭素繊維は表面にミクロ孔を有することと構造であることで、水との接触効率が高く、特に水中の有機化合物の吸着速度が速くなり、他の吸着材に比べて、極めて高い除去効率を発現できる。
The
吸着素子11,12に用いる繊維束から成る活性炭素繊維の構造体は、原料である繊維を、後述する構造体に加工し、炭化・賦活して得ることができる。
The structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundles used for the
吸着素子11,12に用いる繊維束から成る活性炭素繊維の構造体の原料となる繊維は、特に限定されるものではないが、フェノール系繊維、セルロース系繊維、アクリロニトリル系繊維、ピッチ系繊維が好ましい。中でもフェノール系繊維がさらに好ましい。炭化・賦活後の活性炭素繊維の収率が高く、繊維強度が強いからである。
The fiber used as a raw material for the structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundles used for the
前記フェノール系繊維としては、フェノール樹脂に脂肪酸アミド類、リン酸エステル類、セルロース類よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物(配合物)を混合した混合物を紡糸して得られるフェノール系繊維を原糸としてもよい。さらに繊維強度が高まるからである。 The phenolic fiber is a phenolic fiber obtained by spinning a mixture of a phenol resin mixed with at least one compound (composite) selected from the group consisting of fatty acid amides, phosphate esters, and celluloses. May be used as the raw yarn. This is because the fiber strength is further increased.
繊維束から成る活性炭素繊維の構造体は、糸で形成された組織構造体であるのが好ましい。編物もしくは織物であるのがより好ましい。均一に繊維が交絡された不織布と比較して、糸で形成された組織構造のため、吸着素子内の活性炭素繊維の適度に粗密構造をとり、尚且つ規則正しく活性炭素繊維が配列する構造をとるので、低圧損となり、結果として脱水効率が高くなるからである。さらに編物が好ましい。同じ長さの経糸と緯糸の交錯によって格子状の組織構造が形成される織物と比較して、縦もしくは横方向に糸を編んで組織構造を形成する編物の方が、上述した粗密構造をとりやすいので、より低圧損で脱水効率が高くなるからである。繊維束から成る活性炭素繊維の構造体は、上記に限定されず、例えば、糸を固めてシート状にしたものであってもよい。 The structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundle is preferably a tissue structure formed of threads. It is more preferably knitted or woven. Compared to a non-woven fabric in which fibers are uniformly entwined, the structure is formed by yarn, so that the activated carbon fibers in the adsorption element have an appropriately coarse and dense structure, and the activated carbon fibers are regularly arranged. Therefore, a low pressure loss occurs, and as a result, the dehydration efficiency becomes high. Further, knitting is preferable. Compared to a woven fabric in which a grid-like structure is formed by interlacing warp and weft threads of the same length, a knitted fabric in which threads are knitted in the vertical or horizontal direction to form a structure has the above-mentioned coarse and dense structure. This is because it is easy, and the dehydration efficiency becomes higher due to the lower pressure loss. The structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundle is not limited to the above, and may be, for example, a sheet formed by hardening the yarn.
繊維束から成る活性炭素繊維の構造体が織物である場合、織物の組織は、一重組織、重ね組織、添毛組織、からみ組織など挙げられ、特に限定されるものではない。織物の例を図2の(b)に示す。 When the structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundle is a woven fabric, the structure of the woven fabric includes, and is not particularly limited, a single structure, a layered structure, a hair-attached structure, and an entangled structure. An example of a woven fabric is shown in FIG. 2 (b).
繊維束から成る活性炭素繊維の構造体が編物である場合、編物の組織構造は、フライス編(ゴム編)、天竺編(平編)、両面編(パール編)に分類されるニットの他、タック、ウェルトも含むよこ編、デンビー編、コード編、アトラス編などを含むたて編、またこれらの編組織を複合した編物(例えば、フライスとタック編を複合した両畦編など、が挙げられる。特に限定されるものではないが、フライス編が好ましい。適度な粗密構造をとるからである。編物の例を図2の(a)に示す。 When the structure of activated carbon fiber composed of fiber bundles is a knit, the structure of the knit is classified into milling (rubber), tenjiku (flat), double-sided (pearl), and other knits. Examples include horizontal knits including tack and welt, vertical knits including chords, atlases, and knits that combine these knitting structures (for example, double ridges that combine milling and tuck). Although not particularly limited, milling knitting is preferable because it has an appropriate coarse and dense structure. An example of knitting is shown in FIG. 2 (a).
吸着素子11,12に用いる繊維束から成る活性炭素繊維の構造体における繊維束の太さは、100〜600μmが好ましい。100μm未満の場合、繊維束の強度が低下し、吸着材として組織構造を保持できない可能性が生じ、600μmを超えると、より粗密構造をとるので、吸着工程時に被処理水のショートパスが生じるなどの吸着性能が低下する可能性があるからである。ここで、繊維束の太さは、構造体のSEM写真を用いて、複数個所の直径(太さ)の測定から求めることができる。他の方法にて計測してもよい。
The thickness of the fiber bundle in the structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundles used for the
また、繊維束として糸を用いる場合、糸は所定の番手の一本の糸で形成される単糸や、二本以上の単糸を撚って形成される撚糸などが挙げられるが、上記の繊維束から成る活性炭素繊維の構造体における繊維束の太さに収まれば、特に限定しない。また、原料の糸の繊度は、綿繊度で40番手単糸〜5番手単糸、またその繊度に相当する撚糸(20番手双糸など)が想定されるが、炭化・賦活によって、糸径が収縮するため、原料の繊度は、活性炭素繊維の構造体として、好適な糸径の範囲となる繊度であればよい。 Further, when a yarn is used as a fiber bundle, the yarn includes a single yarn formed by one yarn having a predetermined count, a twisted yarn formed by twisting two or more single yarns, and the like. It is not particularly limited as long as it fits in the thickness of the fiber bundle in the structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundle. The fineness of the raw material yarn is assumed to be 40th to 5th single yarn in cotton fineness, and twisted yarn (20th twin yarn, etc.) corresponding to the fineness, but the yarn diameter is increased by carbonization and activation. Since it shrinks, the fineness of the raw material may be any fineness within the range of the yarn diameter suitable for the structure of the activated carbon fiber.
吸着素子11,12に用いる繊維束から成る活性炭素繊維の構造体の上記以外の物性は特に限定されるものではないが、BET比表面積が900〜2500m2/gで、細孔容積が0.4〜0.9cm3/gで平均細孔経が14〜18Åのものが好ましい。BET比表面積が900m2/g未満、細孔容積が0.4cm3/g未満、細孔径が14Å未満では、有機化合物の吸着量が低くなる。BET比表面積が2500m2/gを超え、細孔容積が0.9cm3/gを超え、細孔径が18Åを超えると、細孔径が大きくなることで、有機化合物の吸着能力が低下したり、吸着素子の強度が弱くなったり、また素材のコストが高くなったりと、経済的では無くなる。
Physical properties other than the above are not particularly limited in the structure of the activated carbon fiber composed of the fiber bundles used for the
濃縮装置100が処理する被処理水に含まれる有機化合物は、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、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン (PCDD)、ポリ塩化ジベンゾフラン (PCDF)、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル (DL-PCB)などのダイオキシン類、テトラサイクリン、オセルタミビル、リン酸オセルタミビル、ベザフィブラート、トリクロサンなどの抗生物質、ベザフィブラート、フェノフィブラートなどの抗脂血症剤成分、ジクロフェナク、サリチル酸、アセトアミノフェンなどの解熱鎮痛剤成分、カルバマゼピンなどの抗てんかん剤成分、フミン酸、フルボ酸などのフミン物質、ヘキサメチレンテトラミン、ジオスミン、2−メチルイソボルネオールなどが、一例として挙げられる。本実施形態の濃縮装置100が処理する被処理水に含まれる有機化合物は、これらのうちの1種類あるいは複数種類であってもよい。
The organic compound contained in the water to be treated by the
図3および図4は、それぞれ、水処理システム300が備えた分解処理装置200の一例である、分解処理装置200A、分解処理装置200Bを示す構成図である。
3 and 4 are block diagrams showing a
図3に示すように、分解処理装置200Aは、曝気装置21とガス燃焼装置22とを備えている。濃縮装置100から排出される濃縮水を曝気装置21で曝気して有機化合物をガス化させ、ガス燃焼装置で燃焼することで有機化合物を分解する処理装置である。
As shown in FIG. 3, the
曝気装置21は、濃縮装置100から排出された、濃縮水排出ラインL7を通して供給される濃縮水を処理するための装置であり、曝気槽211と曝気槽211へ気泡ガスを供給するガス供給器212を有している。曝気槽211では、供給された濃縮水がガス供給器212から発生する気泡と接触し、濃縮水中の有機化合物がガスへ移行する。曝気槽211は、有機化合物濃度が低減された水(曝気水)と有機化合物を含んだ曝気ガスとを排出する。曝気水は、返水ラインL8を通して濃縮装置100の被処理水として再供給する構成が好ましい。
The
ガス燃焼装置22は、曝気装置21から排出された曝気ガスを処理するための装置である。ガス燃焼装置22は、熱交換器221と加熱炉222とを備えている。曝気槽21から排出された曝気ガスは曝気ガス排出ライン9Lを通ってガス燃焼装置22に供給され、曝気ガスは熱交換器221にて熱交換により予熱され、加熱炉222にて所定温度にてガス中の有機化合物を酸化分解することで清浄化された処理ガスを清浄ガス排出ラインL10から排出する。処理ガスは熱交換器221を通過して曝気ガスと熱交換された後、装置外へ排出される。
The gas combustion device 22 is a device for processing the aeration gas discharged from the
ガス燃焼装置22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、曝気ガスを650〜800℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置、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燃焼装置、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燃焼装置等を使用することが可能である。 The type of the gas combustion device 22 is not particularly limited, but for example, an aerated gas using a direct combustion device that directly oxidatively decomposes an aerated gas at a high temperature of 650 to 800 ° C., a platinum catalyst, or the like. Efficient combination of a catalyst combustion device that oxidatively decomposes the heat, a heat storage type direct combustion device that economically directly oxidatively decomposes heat while recovering heat using a heat storage body, a platinum catalyst, etc. It is possible to use a heat storage type catalytic combustion device or the like that oxidatively decomposes the exposed gas by performing a catalytic oxidation reaction.
図4は、分解処理装置200の別の一例である分解装置200Bの構成を示す図である。分解処理装置200Bは、濃縮装置100から排出される濃縮水を装置内で発生させたラジカル類によって水中の有機化合物を酸化分解する、促進酸化法を用いた湿式酸化分解装置である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a
図4に示すように、分解装置200Bは反応槽31を備えている。さらに、ラジカル類を発生させる機器としてオゾン発生器32、紫外線ランプ33、薬剤供給器34のうち、1つ以上を備える。
ここでいう薬剤は過酸化水素などの酸化剤である。反応槽31では、オゾン、薬剤、紫外線などが供給されることで、水中にヒドロキシラジカルなどのラジカル類が発生し、濃縮水中の有機化合物はラジカル類と酸化反応することで分解され、有機化合物濃度が低減された水を排出する。詳しくは説明しないが、フェントン法、電気分解法を用いた装置もラジカル類を発せさせて水中の有機化合物を酸化分解する湿式酸化分解装置である。
As shown in FIG. 4, the
The agent referred to here is an oxidizing agent such as hydrogen peroxide. In the
分解処理装置200Bにて処理されて有機化合物濃度が低減された水(分解水)は、返水ラインL8を通して濃縮装置100の被処理水として再供給する構成が好ましい。
The water (decomposed water) whose organic compound concentration has been reduced by being treated by the
図5は、オゾン添加量に対する有機化合物濃度の低減傾向の一例を示すグラフである。図5に示す通り、処理開始初期においては、有機化合物の低減量が多いが、有機化合物濃度の低減に伴い、低減量は小さくなる傾向を示すことが知られている。図5を基に、処理効率(分解率)と必要電力の関係の一例を図6に示す。図5の傾向を受けて、高効率に処理するに応じて膨大に電力が必要となる。これは、曝気装置21についても同様の傾向示すことが知られている。そのため、高効率(例えば、99.9%以上の除去効率)に有機化合物を処理する場合は、分解処理装置200,200A,200Bの除去効率を高めるよりも、濃縮装置100にて吸着処理した方が効率的である。
従って、分解処理装置200,200A,200Bの処理水(曝気水、分解水)は、濃縮装置100へ供給される被処理水と同等の有機化合物濃度まで除去できる処理効率でよく、高除去効率に処理する必要はない。
FIG. 5 is a graph showing an example of a decreasing tendency of the organic compound concentration with respect to the amount of ozone added. As shown in FIG. 5, it is known that the amount of reduction of the organic compound is large at the initial stage of the start of the treatment, but the amount of reduction tends to decrease as the concentration of the organic compound decreases. Based on FIG. 5, an example of the relationship between the processing efficiency (decomposition rate) and the required power is shown in FIG. In response to the tendency shown in FIG. 5, a huge amount of electric power is required for high-efficiency processing. It is known that this tends to be the same for the
Therefore, the treated water (aerated water, decomposed water) of the
図1から6を用いて説明した以上の本実施形態では、説明の簡略のため、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示していないが、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。 In the above-described embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, components such as a fluid transporting means such as a pump and a fan and a fluid storage means such as a storage tank are not shown for the sake of brevity. The elements may be arranged at appropriate positions 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 scope of claims and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。後段で説明する実施例および比較例についての各測定は、下記の方法により行った。 Examples will be shown below, and the present invention will be described in more detail. Each measurement of the example and the comparative example described later was carried out by the following method.
(繊維束の太さ)
繊維束太さ(直径)は、走査型電子顕微鏡(SEM)にて撮影を行い、SEM画像に映し出された多数の繊維束からランダムに100本の繊維束を選び、繊維束直径を測定し、その平均を繊維束の直径とした。
(Thickness of fiber bundle)
The fiber bundle thickness (diameter) was photographed with a scanning electron microscope (SEM), 100 fiber bundles were randomly selected from a large number of fiber bundles projected on the SEM image, and the fiber bundle diameter was measured. The average was taken as the diameter of the fiber bundle.
(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。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area is a BET plot obtained by measuring the amount of nitrogen adsorbed on the sample when the relative pressure is increased in the range of 0.0 to 0.15 under the boiling point (-195.8 ° C.) atmosphere of liquid nitrogen. The surface area per unit mass of the sample (m 2 / g) was determined by
(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。
(Pore volume)
The pore volume was measured by a gas adsorption method of nitrogen gas at a relative pressure of 0.95.
(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)
(Average pore size)
The average pore diameter was calculated by the following formula.
dp = 40,000 Vp / S (where dp: average pore size (Å))
Vp: Pore volume (cc / g)
S: BET specific surface area (m 2 / g)
(有機化合物濃度)
装置入口・出口の水中の有機化合物濃度は、ガスクロマトグラフ法により分析し測定した。
(Organic compound concentration)
The concentration of organic compounds in the water at the inlet and outlet of the device was analyzed and measured by gas chromatography.
(付着水分量)
付着水分量は、脱水操作後の吸着材の重量を測定し、以下の式で求めた。
付着水分量(g/g)=脱水操作後の吸着材重量(g)/絶乾時の吸着材重量(g)
(Amount of attached water)
The amount of adhering water was determined by measuring the weight of the adsorbent after the dehydration operation and using the following formula.
Adsorbed water content (g / g) = Adsorbent weight after dehydration operation (g) / Adsorbent weight when absolutely dry (g)
[実施例1]
本実施例1では、水処理システム300として、図1に示す濃縮装置100と、図3に示す曝気装置21およびガス燃焼装置22で構成された分解処理装置200Aと、を備えたシステムを構成した。さらに、本実施例1では、分解処理装置200Aにおいて、ガス処理装置22として触媒酸化装置、触媒として白金を使用し、加熱は電気ヒーターを使用した。
[Example 1]
In the first embodiment, as the
まず、フェノール系繊維を用いた綿繊度20番手の糸を使用したフライス編を炭化および賦活処理して、糸径(繊維束の直径)250μmの糸(繊維束)であり、比表面積1500m2/gの活性炭素繊維シート(繊維束から成る活性炭素繊維の構造体)を作製した。この活性炭素繊維シート20kgを積層した吸着素子を2つ作製し、図1に示す濃縮装置100の処理槽10,20それぞれに設置した。なお、活性炭素繊維シートの細孔容積は、0.60cm3/gであり、平均細孔径は、15Åであった。
First, a milled knitted yarn using a yarn having a cotton fineness of 20 counts using phenolic fibers is carbonized and activated to obtain a yarn (fiber bundle) having a yarn diameter (fiber bundle diameter) of 250 μm and a specific surface area of 1500 m 2 /. An activated carbon fiber sheet (structure of activated carbon fiber composed of a fiber bundle) of g was prepared. Two adsorption elements in which 20 kg of the activated carbon fiber sheets were laminated were produced and installed in the
吸着工程では、500mg/lのイソプロピルアルコールを含む原水を3000L/hで導入した。その際の処理水のイソプロピルアルコール濃度は、0.5mg/L以下であり、99.9%以上の除去が可能な良好な結果であった。 In the adsorption step, raw water containing 500 mg / l of isopropyl alcohol was introduced at 3000 L / h. The isopropyl alcohol concentration of the treated water at that time was 0.5 mg / L or less, which was a good result that 99.9% or more could be removed.
次に、脱水工程では、0.1MPaの水蒸気を供給し、吸着素子に付着する水分を脱水除去し、原水へ返送した。その際の付着水分量は、後段の表1に示す通り1.8g/gであった。 Next, in the dehydration step, 0.1 MPa of water vapor was supplied, the water adhering to the adsorption element was dehydrated and removed, and the water vapor was returned to the raw water. The amount of adhering water at that time was 1.8 g / g as shown in Table 1 in the latter part.
次に、脱着工程では、0.1MPaの水蒸気を供給した。脱着されたイソプロピルアルコールと水蒸気とは冷却器30にて液化凝縮され、濃縮水として回収した。その際の濃縮水量は120L/h、イソプロピルアルコール濃度は12500mg/Lであり、原水に対して25倍に濃縮されたことがわかった。なお、各処理槽は、脱着工程が完了した後、再び吸着工程へ移行して繰り返し処理を実施した。また、各処理槽は交互に脱着工程と吸着工程とを実施した。 Next, in the desorption step, 0.1 MPa of water vapor was supplied. The desorbed isopropyl alcohol and water vapor were liquefied and condensed in the cooler 30, and recovered as concentrated water. At that time, the amount of concentrated water was 120 L / h and the isopropyl alcohol concentration was 12500 mg / L, and it was found that the concentration was 25 times that of the raw water. After the desorption step was completed, each treatment tank moved to the adsorption step again and was repeatedly treated. In addition, each treatment tank was alternately subjected to a desorption step and an adsorption step.
次に、回収した濃縮水を図3に示す分解処理装置200Aに供給して処理した。濃縮水を、水蒸気を使用して60℃加温された曝気槽211へ供給し、曝気処理された曝気水として回収した。その際の曝気水のイソプロピルアルコール濃度は500mg/L以下であった。また、曝気水は濃縮装置100の原水に返送した。
Next, the recovered concentrated water was supplied to the
曝気ガスはガス燃焼装置22に供給されて300℃に加熱された後、触媒によって酸化分解され、清浄空気として排出された。 The aeration gas was supplied to the gas combustion device 22 and heated to 300 ° C., then oxidatively decomposed by a catalyst and discharged as clean air.
一連の処理を、100時間実施した。100時間においても出口イソプロピルアルコール濃度は、0.5mg/L以下であり、安定して除去できる結果であった。後段の表1に示す通り、濃縮装置100の脱着に必要な水蒸気量は105kg/h、曝気装置21の加温に必要な水蒸気量は28kg/h、ガス燃焼装置22の加熱に必要な電気ヒーターの使用電力量は20kwであった。
A series of treatments was carried out for 100 hours. Even after 100 hours, the outlet isopropyl alcohol concentration was 0.5 mg / L or less, which was a result of stable removal. As shown in Table 1 in the latter stage, the amount of water vapor required for desorption of the
[実施例2]
本実施例2では、水処理システム300として、図1に示す濃縮装置100と、図4に示す促進酸化法を使用した促進酸化装置である分解処理装置200Bとを備えたシステムを構成した。また、本実施形態2では、分解処理装置200Bは、反応槽31に加え、オゾン発生器32および過酸化水素使用した薬剤供給器34を備えた装置として構成した。
[Example 2]
In the second embodiment, as the
まず、フェノール系繊維を用いた綿繊度20番手の糸を使用したフライス編を炭化および賦活処理して、糸径(繊維束の直径)250μmの糸(繊維束)であり、比表面積1500m2/gの活性炭素繊維シート(繊維束から成る活性炭素繊維の構造体)を作製した。この活性炭素繊維シート20kgを積層した吸着素子を2つ作成し、図1の濃縮装置100の処理槽10,20それぞれに設置した。なお、活性炭素繊維シートの細孔容積は、0.60cm3/gであり、平均細孔径15Åであった。
First, a milled knitted yarn using a yarn having a cotton fineness of 20 counts using phenolic fibers is carbonized and activated to obtain a yarn (fiber bundle) having a yarn diameter (fiber bundle diameter) of 250 μm and a specific surface area of 1500 m 2 /. An activated carbon fiber sheet (structure of activated carbon fiber composed of a fiber bundle) of g was prepared. Two adsorption elements in which 20 kg of the activated carbon fiber sheets were laminated were prepared and installed in the
吸着工程では、5mg/lの1,4−ジオキサンを含む原水を8000L/hで導入した。その際の出口1,4−ジオキサン濃度は、0.05mg/L以下であり、99.9%以上の除去が可能な良好な結果であった。
In the adsorption step, raw water containing 5 mg / l of 1,4-dioxane was introduced at 8000 L / h. At that time, the
次に、脱水工程では、0.1MPaの水蒸気を供給し、吸着素子に付着する水分を脱水除去し、原水へ返送した。その際の付着水分量は、後段の表1に示す通り1.8g/gであった。 Next, in the dehydration step, 0.1 MPa of water vapor was supplied, the water adhering to the adsorption element was dehydrated and removed, and the water vapor was returned to the raw water. The amount of adhering water at that time was 1.8 g / g as shown in Table 1 in the latter part.
次に、脱着工程では、0.1MPaの水蒸気を供給した。脱着された1,4−ジオキサンと水蒸気とは冷却器30にて液化凝縮され、濃縮水として回収した。その際の濃縮水量は120L/h、1,4−ジオキサン濃度は330mg/L以上であり、原水に対して65倍以上に濃縮されたことがわかった。なお、各処理槽は、脱着工程が完了した後、再び吸着工程へ移行して繰り返し処理を実施した。また、各処理槽は交互に脱着工程と吸着工程とを実施した。 Next, in the desorption step, 0.1 MPa of water vapor was supplied. The desorbed 1,4-dioxane and water vapor were liquefied and condensed in the cooler 30, and recovered as concentrated water. At that time, the amount of concentrated water was 120 L / h, the concentration of 1,4-dioxane was 330 mg / L or more, and it was found that the concentration was 65 times or more that of the raw water. After the desorption step was completed, each treatment tank moved to the adsorption step again and was repeatedly treated. In addition, each treatment tank was alternately subjected to a desorption step and an adsorption step.
次に、回収した濃縮水を図4に示す分解処理装置200Bへ供給して処理した。分解処理装置200Bの、オゾン発生器32からオゾン、および薬剤供給器34から過酸化水素を反応槽31へ供給し、濃縮水中の有機化合物を酸化分解し、分解水として回収した。回収した分解水中の1,4−ジオキサン濃度は5mg/L以下であった。回収した分解水は濃縮装置100の原水へ返送した。
Next, the recovered concentrated water was supplied to the
一連の処理を、100時間実施した。100時間においても出口1,4−ジオキサン濃度は、0.05mg/L以下であり、安定して除去できる結果であった。後段の表1に示す通り、濃縮装置100の脱着に使用する水蒸気量は105kg/h、実施例2の分解処理装置200Bのオゾン発生に必要な電力は0.6kwであった。
A series of treatments was carried out for 100 hours. Even after 100 hours, the
[比較例1]
フェノール系繊維であり、繊維径20μm、比表面積1500m2/gの不織布である活性炭素繊維シート20kgを積層した吸着素子を作成し、図1と同様の構成の濃縮装置に設置した。吸着工程では、500mg/lのイソプロピルアルコールを含む原水を3000L/hで導入した。その際の処理水のイソプロピルアルコール濃度は、0.5mg/L以下であり、99.9%以上の除去が可能な良好な結果であった。
[Comparative Example 1]
An adsorption element in which 20 kg of activated carbon fiber sheet, which is a phenolic fiber and is a non-woven fabric having a fiber diameter of 20 μm and a specific surface area of 1500 m 2 / g, was laminated was prepared and installed in a concentrator having the same configuration as in FIG. In the adsorption step, raw water containing 500 mg / l of isopropyl alcohol was introduced at 3000 L / h. The isopropyl alcohol concentration of the treated water at that time was 0.5 mg / L or less, which was a good result that 99.9% or more could be removed.
次に、脱水工程では、0.1MPaの水蒸気を供給し、吸着素子に付着する水分を脱水除去し、原水に返送した。その際の付着水分量は、後段の表2に示す通り2.4g/gであった。 Next, in the dehydration step, 0.1 MPa of water vapor was supplied, the water adhering to the adsorption element was dehydrated and removed, and the water vapor was returned to the raw water. The amount of adhering water at that time was 2.4 g / g as shown in Table 2 in the latter part.
次に、脱着工程では、0.1MPaの水蒸気を供給した。脱着されたイソプロピルアルコールと水蒸気とは冷却器30にて液化凝縮され、濃縮水として回収した。その際の濃縮水量は170L/h、イソプロピルアルコール濃度は8800mg/Lであり、原水に対して17倍に濃縮されたことがわかった。なお、各処理槽は、脱着工程が完了した後、再び吸着工程へ移行して繰り返し処理を実施した。また、各処理槽は交互に脱着工程と吸着工程とを実施した。 Next, in the desorption step, 0.1 MPa of water vapor was supplied. The desorbed isopropyl alcohol and water vapor were liquefied and condensed in the cooler 30, and recovered as concentrated water. At that time, the amount of concentrated water was 170 L / h and the isopropyl alcohol concentration was 8800 mg / L, and it was found that the concentration was 17 times that of the raw water. After the desorption step was completed, each treatment tank moved to the adsorption step again and was repeatedly treated. In addition, each treatment tank was alternately subjected to a desorption step and an adsorption step.
次に、濃縮水を、実施例1と同じ分解処理装置200Aにて処理したところ、実施例1と同様の処理性能であった。
Next, when the concentrated water was treated with the same
一連の処理を、100時間実施した。100時間においても出口イソプロピルアルコール濃度は、0.5mg/L以下であり、安定して除去できる結果であった。しかし、後段の表2に示す通り、比較例1の濃縮装置の脱着に必要な水蒸気量は125kg/h、の曝気装置21の加温に必要な水蒸気量は40kg/h、ガス燃焼装置22の加熱に必要な電気ヒーターの使用電力量は29kwと、実施例1と比べて処理エネルギーが必要であった。
A series of treatments was carried out for 100 hours. Even after 100 hours, the outlet isopropyl alcohol concentration was 0.5 mg / L or less, which was a result of stable removal. However, as shown in Table 2 in the latter stage, the amount of water vapor required for attachment / detachment of the concentrator of Comparative Example 1 is 125 kg / h, the amount of water vapor required for heating the
[比較例2]
フェノール系繊維であり、繊維径20μm、比表面積1500m2/gの不織布である活性炭素繊維シート20kgを積層した吸着素子を作成し、図1と同様の構成の濃縮装置に設置した。吸着工程では、5mg/lの1,4−ジオキサンを含む原水を1500L/hで導入した。その際の出口1,4−ジオキサン濃度は、0.05mg/L以下であり、99.9%以上の除去が可能な良好な結果であった。
[Comparative Example 2]
An adsorption element in which 20 kg of activated carbon fiber sheet, which is a phenolic fiber and is a non-woven fabric having a fiber diameter of 20 μm and a specific surface area of 1500 m 2 / g, was laminated was prepared and installed in a concentrator having the same configuration as in FIG. In the adsorption step, raw water containing 5 mg / l of 1,4-dioxane was introduced at 1500 L / h. At that time, the
次に、脱水工程では、0.1MPaの水蒸気を供給し、吸着素子に付着する水分を脱水除去した。その際の付着水分量は、後段の表2に示す通り2.4g/gであった。 Next, in the dehydration step, 0.1 MPa of water vapor was supplied to dehydrate and remove the water adhering to the adsorption element. The amount of adhering water at that time was 2.4 g / g as shown in Table 2 in the latter part.
次に、脱着工程では、0.1MPaの水蒸気を供給した。脱着された1,4−ジオキサンと水蒸気とは冷却器にて液化凝縮され、濃縮水として回収した。その際の濃縮水量は170L/h、1,4−ジオキサン濃度は235mg/Lであり、原水に対して47倍に濃縮されたことがわかった。なお、各処理槽は、脱着工程が完了した後、再び吸着工程へ移行して繰り返し処理を実施した。また、各処理槽は交互に脱着工程と吸着工程とを実施した。 Next, in the desorption step, 0.1 MPa of water vapor was supplied. The desorbed 1,4-dioxane and water vapor were liquefied and condensed in a cooler and recovered as concentrated water. At that time, the amount of concentrated water was 170 L / h and the concentration of 1,4-dioxane was 235 mg / L, and it was found that the concentration was 47 times that of the raw water. After the desorption step was completed, each treatment tank moved to the adsorption step again and was repeatedly treated. In addition, each treatment tank was alternately subjected to a desorption step and an adsorption step.
次に、濃縮水を実施例2と同じ分解処理装置200Bにて処理したところ、実施例2と同様の処理性能であった。
Next, when the concentrated water was treated with the same
一連の処理を、100時間実施した。100時間においても出口イソプロピルアルコール濃度は、0.5mg/L以下であり、安定して除去できる結果であった。しかし、後段の表2に示す通り、比較例2の濃縮装置の脱着に必要な水蒸気量は125kg/h、湿式酸化分解装置300のオゾン発生に必要な電力は1kwと、実施例2と比べて処理エネルギーが必要であった。
A series of treatments was carried out for 100 hours. Even after 100 hours, the outlet isopropyl alcohol concentration was 0.5 mg / L or less, which was a result of stable removal. However, as shown in Table 2 in the latter stage, the amount of water vapor required for desorption of the concentrator of Comparative Example 2 is 125 kg / h, and the electric power required for ozone generation of the wet
なお、上記開示した実施形態および各実施例はすべて例示であり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有効であり、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内のすべての変更・修正・置き換え等を含むものである。 It should be noted that the above-disclosed embodiments and examples are all examples and are not restrictive. The technical scope of the present invention is valid depending on the scope of claims, and includes the description of the claims and the meaning equivalent to the description and all changes, modifications, replacements, etc. within the scope.
本発明による濃縮装置は、各種工場や研究施設の排水、最終処分場の浸出水、地下水等から有機溶剤等の有機化合物を除去する装置に好適に利用することができ、産業界に大いに寄与できる。 The concentrator according to the present invention can be suitably used for a device for removing organic compounds such as organic solvents from wastewater of various factories and research facilities, leachate of final disposal sites, groundwater, etc., and can greatly contribute to the industrial world. ..
10 第1処理槽
20 第2処理槽
11,12 吸着素子
21 曝気装置
22 ガス燃焼装置
31 反応槽
100 濃縮装置
200,200A,200B 分解処理装置
300 水処理システム
L1 被処理水導入ライン
L2 処理水排出ライン
L3 加熱ガス供給ライン
L4 脱着ガス排出ライン
L5 ガス供給ライン
L6 戻水返却ライン
L7 濃縮水排出ライン
L8 返水ライン
L9 曝気ガス排出ライン
L10 清浄ガス排出ライン
V1〜V12 バルブ
10
Claims (7)
吸着素子が充填された槽であり、導入された前記被処理水から前記有機化合物を当該吸着素子に吸着させて処理水を排出する処理槽と、
前記吸着素子から付着水を脱水して除去するために前記処理槽にガスを通気させるガス通気部と、
前記吸着素子から前記有機化合物を脱着するために前記処理槽に水蒸気を通気させる水蒸気通気部と、
前記吸着素子から脱着された前記有機化合物を含有する脱着ガスを前記被処理水より前記有機化合物の濃度が高い濃縮水に濃縮する濃縮部と、
前記濃縮部から排出された濃縮水中の前記有機化合物を分解する分解処理装置と、を備え、
前記吸着素子は、繊維束から成る活性炭素繊維の構造体を含み、当該構造体が編物であることを特徴とする水処理システム。 A water treatment system that removes and detoxifies the organic compound from the water to be treated containing the organic compound.
A tank filled with an adsorption element, and a treatment tank in which the organic compound is adsorbed on the adsorption element from the introduced water to be treated and the treated water is discharged.
A gas aeration unit that allows gas to be aerated in the treatment tank to dehydrate and remove adhering water from the adsorption element.
A water vapor aeration unit that allows water vapor to be aerated in the treatment tank in order to desorb the organic compound from the adsorption element.
A concentrating unit that concentrates the desorbed gas containing the organic compound desorbed from the adsorbing element into concentrated water having a higher concentration of the organic compound than the water to be treated.
A decomposition treatment device for decomposing the organic compound in the concentrated water discharged from the concentrating unit is provided.
The suction device is seen containing a structure of the activated carbon fibers of fiber bundle, water treatment system, wherein the structure is a knitted fabric.
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