JPH0747355A - Codを含む水の処理材及びその処理材の製造方法並びにcodを含む水の処理方法 - Google Patents

Codを含む水の処理材及びその処理材の製造方法並びにcodを含む水の処理方法

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JPH0747355A
JPH0747355A JP5211096A JP21109693A JPH0747355A JP H0747355 A JPH0747355 A JP H0747355A JP 5211096 A JP5211096 A JP 5211096A JP 21109693 A JP21109693 A JP 21109693A JP H0747355 A JPH0747355 A JP H0747355A
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JP
Japan
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water
polyurethane foam
activated carbon
water treatment
cod
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JP5211096A
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Katsuyuki Kataoka
克之 片岡
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な設備投資額で、且つ高いCOD除去効
果が長期間持続し、更に活性炭の人為的再生処理が不要
で、逆洗水量の削減が可能な水処理材を提供することで
ある。 【構成】 粉末活性炭を有機性高分子ゲルにより立体網
目状素材の網目構造内に固定化することを特徴とする水
処理材及び該水処理材の製造方法並びに該水処理材を用
いた水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上水、下水、各種廃
水、ダム貯水池、湖沼、河川等の水の中に含まれる微量
のCOD成分を効果的に除去する新規なCODを含む水
の処理材及びその処理材の製造方法並びにCODを含む
水の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、下水などの有機性廃水は、活
性汚泥法などの生物処理によってSS、COD成分等が
除去された後、公共水域に放流されているが、難分解性
のCOD成分は活性汚泥法などの生物処理法では除去さ
れないので、厳しいCOD規制のあるところでは問題に
なっている。一般に、CODを除去するには、活性炭吸
着法が効果的であるが、活性炭そのもののコストが高
く、再生も必要になる等の欠点があり、大規模の下水処
理には適用できず、現実に実施された例もなかった。こ
れに対して、最近、粒状活性炭の充填層に下水の活性汚
泥処理水を好気的な条件に保ちつつ通水すると、粒状活
性炭に微生物が増殖し、活性炭と微生物の複合作用によ
って活性炭を人為的に再生しないでも長期間ある程度の
COD除去率が得られることが報告されている。しかし
ながら、この方法によるCOD除去率は単に砂ろ過する
場合のCOD除去率よりやや向上するという程度であ
り、粒状活性炭のイニシャルコストなど設備投資額の高
さに比べると、この方法は魅力的な技術ではなかった。
なぜなら、水処理は非生産プロセスであり、生産物とし
てのコスト回収ができないため、設備投資は極力安価で
ある必要があるからである。また、この方法で用いる粒
状活性炭は比重が大きいので、活性炭充填層がSSによ
って閉塞したときの逆洗水量が多量になるという問題点
もあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来技術の問題を解決することにあり、具体的に
は、(1)安価な設備投資額で、且つ高いCOD除去効
果が長期間持続し、更に活性炭の人為的再生処理が不要
で、逆洗水量の削減が可能な水処理材及び水処理方法を
提供すること、並びに(2)粉末活性炭をベースにした
新規な水処理材の製造方法を開発することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、粉
末活性炭を有機性高分子ゲルによって立体網目状素材の
網目構造内に固定化してなることを特徴とする水処理
材、並びに該水処理材をCODを含む水(以下、「原
水」ともいう)と接触させることを特徴とする水処理方
法により達成される。更に、水処理方法としては、前記
水処理材を充填した固定充填層に原水を溶存酸素の存在
下で上向流もしくは下向流で流通せしめることを特徴と
する水処理方法が好ましい。上記本発明の水処理材は、
粉末活性炭を有機性高分子ゲルによって立体網目状素材
の網目構造内に固定化するという新規な方法により製造
される。
【0005】本発明の水処理材は、粉末活性炭をベース
にしていることにより、粒状活性炭を用いるよりも製造
原価が安い。更に、粉末活性炭を用いるためCOD成分
の吸着速度が早く、且つ吸着されたCOD成分を、立体
網目状素材の網目構造内のゲル部で増殖した微生物が徐
々に分解する。これらの作用により、本発明の処理材の
COD成分の吸着容量が大きくなり、COD除去効果が
高くなる。また、粉末活性炭に吸着したCOD成分をも
該微生物が分解してしまうため、その粉末活性炭の人為
的な再生処理をする必要がない。ここで、立体網目状素
材の網目構造内に微生物をも固定化するためには特別な
手段を使用する必要はなく、立体網目状素材の網目構造
内に微生物が増殖しやすい有機性高分子ゲルが存在する
ため、COD成分を含む水の処理を続けていると微生物
が自然に該ゲル部で増殖し、固定化される。本発明の水
処理材は、粒径が大きく、空隙部の穴の径も大きいの
で、SSによる充填層の閉塞が発生しにくい。SSによ
る閉塞が発生しても、本発明の処理材は比重が小さく、
本発明の処理材が充填された充填層を逆洗する場合に
は、少ない水量で処理材を流動化でき、洗浄できる。ま
た、粉末活性炭は高分子ゲルにより強固に網目構造体内
に付着しているため、洗浄時の流失がない。
【0006】まず、本発明の水処理材の製造法を説明す
る。立体網目状素材として、粒径10〜30mm程度の立
体網目状の角状ポリウレタンフォーム粒状物を用い、有
機性高分子ゲルとしてアルギン酸カルシウムゲルを用い
た場合について説明する。ポリウレタンフォーム粒状物
を粉末活性炭を懸濁させたアルギン酸ソーダ水溶液に浸
漬し、ポリウレタンフォームの網目内に、この懸濁液を
浸透させる。浸漬時間は5〜10分で充分である。その
あと、ポリウレタンフォーム粒状物をアルギン酸ソーダ
水溶液から取り出して、塩化カルシウム水溶液内に浸漬
させると、ポリウレタンフォーム粒状物の網目内に浸透
したアルギン酸イオンとカルシウムイオンが速やかに反
応して、アルギン酸カルシウムゲルが形成され、このゲ
ルによって粉末活性炭がポリウレタンフォーム粒状物の
立体的網目構造内に固定化される。塩化カルシウム水溶
液内の浸漬時間は、アルギン酸カルシウムゲルが網目構
造の全体にわたって充分形成されるようにするため、1
〜2時間とするのがよい。これにより、図1の本発明の
処理材の拡大断面図に示すように、粉末活性炭3がアル
ギン酸カルシウムゲル2によりポリウレタンフォーム粒
状物1の立体網目構造物内に固着できる。
【0007】次に、本発明の水処理材の大量製造法を上
記と同様のポリウレタンフォーム粒状物及びアルギン酸
カルシウムゲルを用いて説明する。大量製造法には、色
々な方法があるが、次の方法が最も簡便である。ポリウ
レタンフォーム粒状物を多数個入れたカゴ状容器を、粉
末活性炭を懸濁させたアルギン酸ソーダ水溶液のタンク
内に5〜6分間浸漬し、次にそこから取り出して塩化カ
ルシウム水溶液タンク内にカゴ状容器を1〜2時間浸漬
しておけば、本発明の水処理材を容易に大量生産でき
る。上記以外に本発明の水処理材の大量製造法として
は、シート状のポリウレタンフォームをベルト状に駆動
して、粉末活性炭を懸濁させたアルギン酸ソーダ水溶液
タンク内に浸漬したのち、塩化カルシウム水溶液タンク
内に浸漬してゲル化させたのち、カッターで粒状にカッ
トする方法が挙げられる。
【0008】本発明において用いることのできる立体網
目状素材としては、例えばプラスチックスの連続気泡を
造る発泡法により発泡して作成されるスポンジ小体であ
り、材質としては、スポンジとして吸水性のあるもので
あれば特に限定する必要はないが、プラスチックを素材
とするフォームが軽量で扱い易く好ましい。特に好まし
い材質としてはポリウレタンフォームまたはポリエチレ
ンフォームが挙げられる。その粒径は10〜30mm、好
ましくは15〜20mmであり、その形状は角形、球状、
その他種々の形状がとれるが、角形が好ましい。スポン
ジ小体の空隙率は90%以上である。本発明において、
立体網目状素材(例えば、ポリウレタンフォーム)の穴
の径(網目の大きさ)は重要因子であり、穴の径が小さ
すぎると粉末活性炭の吸着効果が著しく減少する。なぜ
なら、穴の径が小さすぎると有機性高分子(例えば、ア
ルギン酸カルシウム)ゲルによって立体網目状素材の表
面が覆われてしまい、粉末活性炭が立体網目構造内に保
持できなくなるからである。また、穴の径が大きすぎる
と、立体網目状素材のネットワークがまばらになり、強
度が小さくなってしまう。本発明にとって、立体網目状
素材の好適な穴の径(網目の大きさ)は0.5〜4mmで
あり、穴の径が0.5mm未満であると粉末活性炭を網目
内に固定化することが困難になる。
【0009】本発明において、粉末活性炭を固定化する
有機性高分子としては、アルギン酸ソーダの他に、ポリ
ビニルアルコール、ポリアクリル酸、キトサンなどが使
用できる。ただし、飲料水の製造に本発明を適用する場
合の有機性高分子としては、食品添加物として公認され
ているアルギン酸ソーダまたはポリアクリル酸ソーダを
使用することが安全上好ましい。また、上記有機高分子
のゲル化手段としては、紫外線照射、多価金属塩の添
加、架橋剤の添加、凍結等の各種の方法を適用できる。
本発明に用いることのできる粉末活性炭は、従来使用さ
れているものであればいずれのものでもよい。
【0010】このような方法により製造された本発明の
水処理材によって、各種のCOD含有水からCODを除
去するには、本発明の水処理材をCOD含有水と所要時
間接触させればよく、通常原水として下水の2次処理水
を用いる場合において、COD濃度(mg/リットル)
として5mg/リットルオーダーの低濃度の処理水を得
ることができる。
【0011】接触方法としては、本発明の水処理材を処
理槽ないしカラム内に充填した固定充填層に、COD含
有水を溶存酸素存在下で上向流もしくは下向流で流通し
て、接触させるのが好適である。本発明の水処理材は、
粒状物であっても、COD含有水が粒子の内部にまで容
易に達することができるので、粒状物全体をCOD成分
吸着に有効に利用できる。
【0012】本発明のCOD成分を含む水の処理材を利
用した水処理技術は、難分解性CODの除去に効果的に
適用できる。即ち、下水、廃水処理の場合は、あらかじ
め活性汚泥法などの生物処理によって、BOD成分や生
物分解可能なCOD成分を除去したのち、本発明の処理
材を充填した槽に供給することにより、難分解性COD
成分を除去することができる。また、上水処理に適用す
る場合は、原水を凝集沈澱処理などによってSSを除去
した後、本発明の処理材の充填層に供給すればよい。本
発明のCOD成分を含む水の処理材は単独で用いてもよ
いが、リン吸着材等を併用すると活性炭では吸着できな
いリン酸イオンの除去も行えるので、これら他の併用に
何ら問題を生じない。
【0013】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を説明する
が、本発明がこれらに限定されるものではない。アルギ
ン酸ソーダ水溶液(濃度20g/リットル)に粉末活性
炭(粒径5〜10μm)10%重量懸濁させた懸濁液内
に、粒径10×20×20mmの角状ポリウレタンフォー
ム(網目径:約2mm、空隙率:97%)3500個を1
0分浸漬させ、ポリウレタンフォームの網目構造内に前
記サスペンジョンを良く浸透させた。しかるのち、ポリ
ウレタンフォーム粒状物を取り出して、15%CaCl
2溶液内に1時間浸漬させた。その結果、すべてのポリ
ウレタンフォーム粒状物の網目構造内に、粉末活性炭が
アルギン酸カルシウムゲルの作用によって固定された
(これを吸着剤PGと呼ぶ)。この吸着剤PGの比重
は、1.02であった。次に、吸着剤PGによって、下
水の3次処理試験を行った。実験条件を表−1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】表−1の条件で、6ヵ月試験を行った。1
ヵ月毎の処理水CODの値を表−2に示す。但し、原水
は吸着剤PGの充填カラムに下向流で流通させた。
【0016】
【表2】
【0017】表−2の結果から、本発明の吸着剤PG
は、処理水のCODが4.3〜6.7mg/リットルと
極めてCOD除去効果が大きいことが判る。更に、その
効果が、処理材の再生処理を施すことなく、長時間持続
することが認められた。
【0018】
【発明の効果】本発明の水処理材及びその製造方法並び
にそれを用いた水処理方法は、次のような効果がある。 (1) 粉末活性炭をベースにしているので、粒状活性炭
よりも製造原価が安く、極力コストを安くしなければな
らない廃水処理に好適である。 (2) 軽量で、ハンドリングが容易であり、充填作業も
簡単である。 (3) 水処理材の粒径が大きく、空隙部のポアサイズも
大きいので、SSによる充填層の閉塞が発生しにくい。 (4) 立体網目状素材の網目構造内のゲル部に微生物が
増殖しやすい。 (5) 粉末活性炭の再生が不要である。 (6) 粉末活性炭の付着が強固で、且つ本発明の処理材
が軽量なので、充填層を逆洗する場合に、少ない水量で
ろ材を流動化でき、逆洗水量を削減できる。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水処理材の1例の部分拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ポリウレタンフォーム粒状物 2 アルギン酸カルシウムゲル 3 粉末活性炭

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉末活性炭を有機性高分子ゲルによって
    立体網目状素材の網目構造内に固定化してなることを特
    徴とする水処理材。
  2. 【請求項2】 粉末活性炭を有機性高分子ゲルによって
    立体網目状素材の網目構造内に固定化することを特徴と
    する水処理材の製造方法。
  3. 【請求項3】 粉末活性炭を有機性高分子ゲルによって
    立体網目状素材の網目構造内に固定化してなる水処理材
    を、CODを含む水と接触させることを特徴とする水処
    理方法。
  4. 【請求項4】 前記水処理材を充填した固定充填層にC
    ODを含む水を溶存酸素の存在下で上向流もしくは下向
    流で流通せしめることを特徴とする請求項3記載の水処
    理方法。
JP5211096A 1993-08-04 1993-08-04 Codを含む水の処理材及びその処理材の製造方法並びにcodを含む水の処理方法 Pending JPH0747355A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962552A (en) * 1996-02-29 1999-10-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Ink composition and image recording method
US6740152B1 (en) 1999-09-10 2004-05-25 Fuji Xerox Co., Ltd. Recording liquid for ink printers, method of the manufacture thereof, and method of image recording
US7097295B1 (en) 1999-09-10 2006-08-29 Fuji Xerox Co., Ltd. Recording liquid for ink printers and method for recording images
KR100880917B1 (ko) * 2006-12-28 2009-02-04 울산대학교 산학협력단 활성탄 제조방법 및 그 활성탄
CN114181429A (zh) * 2021-12-16 2022-03-15 浙江工业大学 改性聚氨酯海绵填料、及其制备方法和用途

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