JPH09315809A - 活性炭の製造方法及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法 - Google Patents
活性炭の製造方法及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法Info
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- JPH09315809A JPH09315809A JP9009538A JP953897A JPH09315809A JP H09315809 A JPH09315809 A JP H09315809A JP 9009538 A JP9009538 A JP 9009538A JP 953897 A JP953897 A JP 953897A JP H09315809 A JPH09315809 A JP H09315809A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】灰分含有率の多い有機性汚泥を原料として、高
品質の活性炭を製造する。 【解決手段】有機性汚泥の脱水ケーキを４００〜７５０
℃で乾留・炭化し、賦活処理を行う前に酸洗を行い、汚
泥炭化物中の灰分を除去すると共に細孔構造を発達さ
せ、その後の賦活処理を効果的に行うことにより、直径
１０〜２０Åの範囲の細孔構造が発達した高品質な活性
炭を製造する。
品質の活性炭を製造する。 【解決手段】有機性汚泥の脱水ケーキを４００〜７５０
℃で乾留・炭化し、賦活処理を行う前に酸洗を行い、汚
泥炭化物中の灰分を除去すると共に細孔構造を発達さ
せ、その後の賦活処理を効果的に行うことにより、直径
１０〜２０Åの範囲の細孔構造が発達した高品質な活性
炭を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭の製造方法
及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法に関
し、さらに詳しくは、有機性汚泥の有効利用に係る技術
であって、有機性汚泥を脱水、炭化、酸洗、賦活処理す
ることによって、気相又は液相吸着用の高品質活性炭、
又は生物活性炭処理用の高品質活性炭を製造する方法に
関する。
及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法に関
し、さらに詳しくは、有機性汚泥の有効利用に係る技術
であって、有機性汚泥を脱水、炭化、酸洗、賦活処理す
ることによって、気相又は液相吸着用の高品質活性炭、
又は生物活性炭処理用の高品質活性炭を製造する方法に
関する。
【０００２】また、本発明は、前記活性炭を利用する有
機性排水の処理方法に関するものであって、活性炭を用
いて色度、ＣＯＤ、ＴＯＣ等を効率のよく低減する方法
に関し、活性炭として有機性汚泥から製造した汚泥活性
炭を利用したものである。また、本発明は、有機性汚泥
の汚泥活性炭としての有効利用を行う方法に関し、さら
には有機性排水の処理施設内における活性炭等の物流の
効率化技術を提供する。
機性排水の処理方法に関するものであって、活性炭を用
いて色度、ＣＯＤ、ＴＯＣ等を効率のよく低減する方法
に関し、活性炭として有機性汚泥から製造した汚泥活性
炭を利用したものである。また、本発明は、有機性汚泥
の汚泥活性炭としての有効利用を行う方法に関し、さら
には有機性排水の処理施設内における活性炭等の物流の
効率化技術を提供する。
【０００３】
【従来の技術】従来、下水道終末処理場や、し尿浄化槽
等で発生する有機性汚泥は、凝集剤を添加して脱水機で
脱水処理され、含水率８０％前後の脱水ケーキにされ、
その脱水ケーキは、そのまま埋立処分されたり、焼却処
分されて焼却灰として埋め立て処分されたり、さらに溶
融処理されて溶融スラグとして埋め立て処分されたりし
ている。現在、これら廃棄物の処分場の能力は限界に近
づいており、脱水ケーキあるいは焼却灰の適切な処理・
処分および有効利用が望まれている。
等で発生する有機性汚泥は、凝集剤を添加して脱水機で
脱水処理され、含水率８０％前後の脱水ケーキにされ、
その脱水ケーキは、そのまま埋立処分されたり、焼却処
分されて焼却灰として埋め立て処分されたり、さらに溶
融処理されて溶融スラグとして埋め立て処分されたりし
ている。現在、これら廃棄物の処分場の能力は限界に近
づいており、脱水ケーキあるいは焼却灰の適切な処理・
処分および有効利用が望まれている。
【０００４】有機性汚泥の有効利用としては、脱水ケー
キをコンポスト化して肥料として用いたり、焼却灰を成
形して焼成し、レンガ又は路盤材等として用いたり、溶
融スラグから建設資材用の骨材やインターロッキングブ
ロック等を製造したりしているが、その有効利用量は全
体の２５％程度にすぎない。有機性汚泥の有効利用方法
として、活性炭化することが提案されている。例えば、
特開平５−８１１号公報には、蛋白質汚泥を１５０〜６
００℃で炭化処理し、次いで７００〜１１００℃で水蒸
気、炭酸ガス、酸素を主体とするガス雰囲気下で賦活処
理を行った後、次いで酸処理し、不活性雰囲気下で４０
０〜１１００℃で加熱を行い、活性炭を製造する方法が
示されている。
キをコンポスト化して肥料として用いたり、焼却灰を成
形して焼成し、レンガ又は路盤材等として用いたり、溶
融スラグから建設資材用の骨材やインターロッキングブ
ロック等を製造したりしているが、その有効利用量は全
体の２５％程度にすぎない。有機性汚泥の有効利用方法
として、活性炭化することが提案されている。例えば、
特開平５−８１１号公報には、蛋白質汚泥を１５０〜６
００℃で炭化処理し、次いで７００〜１１００℃で水蒸
気、炭酸ガス、酸素を主体とするガス雰囲気下で賦活処
理を行った後、次いで酸処理し、不活性雰囲気下で４０
０〜１１００℃で加熱を行い、活性炭を製造する方法が
示されている。
【０００５】また、従来、有機性排水の活性汚泥処理水
の高度処理を目的として活性炭を利用した吸着装置があ
る。活性炭による吸着装置または再生装置には種々の装
置があり、また種々の装置を組み合わせてシステム化さ
れたもの等があるが、いずれの方法においても吸着用の
活性炭としては市販品を購入しており、維持管理費が高
額となる欠点があった。
の高度処理を目的として活性炭を利用した吸着装置があ
る。活性炭による吸着装置または再生装置には種々の装
置があり、また種々の装置を組み合わせてシステム化さ
れたもの等があるが、いずれの方法においても吸着用の
活性炭としては市販品を購入しており、維持管理費が高
額となる欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の活性炭製造方法
では、蛋白質汚泥を原料とし、炭化→賦活→酸洗という
工程を経て活性炭を製造している。この工程は、工業的
に広く用いられている活性炭の製造方法である。市販品
として市場に出ている活性炭の多くは、石炭、ヤシ殻、
木材、パルプ廃液、石炭又は石油系ピッチ、合成樹脂な
どを原料として製造されたものである。これらの原料
は、通常０．８〜１０％程度の灰分を含有している。活
性炭においては、灰分は不要な成分であり、その含有率
は少ないほうが望ましく、従って原料においても、灰分
含有率の少ないものが望ましい。しかし、下水汚泥など
の有機性汚泥は、通常ドライベースで２０％前後の灰分
を含んでおり、さらにこれを炭化処理することにより、
灰分含有率は５０％以上にもなる。
では、蛋白質汚泥を原料とし、炭化→賦活→酸洗という
工程を経て活性炭を製造している。この工程は、工業的
に広く用いられている活性炭の製造方法である。市販品
として市場に出ている活性炭の多くは、石炭、ヤシ殻、
木材、パルプ廃液、石炭又は石油系ピッチ、合成樹脂な
どを原料として製造されたものである。これらの原料
は、通常０．８〜１０％程度の灰分を含有している。活
性炭においては、灰分は不要な成分であり、その含有率
は少ないほうが望ましく、従って原料においても、灰分
含有率の少ないものが望ましい。しかし、下水汚泥など
の有機性汚泥は、通常ドライベースで２０％前後の灰分
を含んでおり、さらにこれを炭化処理することにより、
灰分含有率は５０％以上にもなる。
【０００７】活性炭の製造工程で必要な賦活処理とは、
原料中の炭素が、賦活ガス中の水蒸気、炭酸ガスまたは
酸素と反応して、気体状の一酸化炭素または二酸化炭素
となることによって、原料の表面が浸食され、細孔構造
の発達した活性炭を製造することである。このように、
原料中の炭素を一酸化炭素または二酸化炭素として気化
させているため、賦活処理における炭素の重量減少率
は、通常６０〜８０％にもなるものである。
原料中の炭素が、賦活ガス中の水蒸気、炭酸ガスまたは
酸素と反応して、気体状の一酸化炭素または二酸化炭素
となることによって、原料の表面が浸食され、細孔構造
の発達した活性炭を製造することである。このように、
原料中の炭素を一酸化炭素または二酸化炭素として気化
させているため、賦活処理における炭素の重量減少率
は、通常６０〜８０％にもなるものである。
【０００８】このような方法で灰分含有率の多い有機性
汚泥の賦活処理を行うと、有機性汚泥の表面の炭素が次
第に減少し、逆に灰分が表面に露出するようになり、最
終的には、表面が灰分の殻で覆われたような状態にな
る。最終的に、活性炭の灰分含有率は８０％前後にもな
る。このような状態になると、活性炭内部に残存してい
る炭素と、賦活ガスとの反応が効果的に行われなくな
り、得られた活性炭を酸洗して灰分の除去を行っても、
高品質な活性炭は得られない。
汚泥の賦活処理を行うと、有機性汚泥の表面の炭素が次
第に減少し、逆に灰分が表面に露出するようになり、最
終的には、表面が灰分の殻で覆われたような状態にな
る。最終的に、活性炭の灰分含有率は８０％前後にもな
る。このような状態になると、活性炭内部に残存してい
る炭素と、賦活ガスとの反応が効果的に行われなくな
り、得られた活性炭を酸洗して灰分の除去を行っても、
高品質な活性炭は得られない。
【０００９】本発明は、処理・処分法が問題となってい
る有機性汚泥を、高品質活性炭として有効利用する方法
を提供することを目的とするものであり、灰分含有率の
多い有機性汚泥を原料とした活性炭の製造法において、
活性炭として不要な成分である灰分を、賦活処理以前の
段階で、酸洗により除去することにより、高品質な活性
炭を製造する技術を提供するものである。
る有機性汚泥を、高品質活性炭として有効利用する方法
を提供することを目的とするものであり、灰分含有率の
多い有機性汚泥を原料とした活性炭の製造法において、
活性炭として不要な成分である灰分を、賦活処理以前の
段階で、酸洗により除去することにより、高品質な活性
炭を製造する技術を提供するものである。
【００１０】また、前述のように、有機性排水の活性汚
泥処理水の高度処理に使用する活性炭の維持管理費の低
減、及び有機性汚泥の有効利用が課題であり、これらを
解決する処理技術の開発が望まれている。本発明は、有
機性汚泥から製造された汚泥活性炭を利用する有機性排
水の処理方法を提供することを目的とする。
泥処理水の高度処理に使用する活性炭の維持管理費の低
減、及び有機性汚泥の有効利用が課題であり、これらを
解決する処理技術の開発が望まれている。本発明は、有
機性汚泥から製造された汚泥活性炭を利用する有機性排
水の処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】また、処理・処分法が問題となっている有
機性汚泥を、汚泥活性炭として有効利用する方法を提供
することも目的とする。
機性汚泥を、汚泥活性炭として有効利用する方法を提供
することも目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は有機性汚泥を脱
水処理し、得られた脱水ケーキを４００℃〜７５０℃で
乾留・炭化し、得られた炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の１
以上を含む酸もしくは酸性水溶液を用いて灰分を洗い流
し、次いで水蒸気または炭酸ガスを含むガス中におい
て、６５０〜１１５０℃の温度に加熱し、賦活処理する
ことを特徴とする活性炭の製造方法である。
水処理し、得られた脱水ケーキを４００℃〜７５０℃で
乾留・炭化し、得られた炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の１
以上を含む酸もしくは酸性水溶液を用いて灰分を洗い流
し、次いで水蒸気または炭酸ガスを含むガス中におい
て、６５０〜１１５０℃の温度に加熱し、賦活処理する
ことを特徴とする活性炭の製造方法である。
【００１３】有機性汚泥を脱水処理し、その脱水ケーキ
を４００℃〜７５０℃に加熱・保持し、空気を供給しな
いか、又は酸素濃度の非常に低い雰囲気中において、い
わゆる「蒸し焼き」にすることにより、有機性汚泥の炭
化物を得ることができる。４００℃未満では乾留・炭化
が不十分となるので好ましくなく、７５０℃を越えると
炭化物の歩留まりが低下するので４００〜７５０℃とす
る。さらに好適には５００〜６５０℃である。有機性汚
泥としては、下水処理場汚泥、浄化槽汚泥又はし尿処理
場汚泥等を用いることができる。有機性汚泥を炭化して
汚泥炭化物とする汚泥炭化装置としては、箱型炉やロー
タリーキルン等を用いることができる。
を４００℃〜７５０℃に加熱・保持し、空気を供給しな
いか、又は酸素濃度の非常に低い雰囲気中において、い
わゆる「蒸し焼き」にすることにより、有機性汚泥の炭
化物を得ることができる。４００℃未満では乾留・炭化
が不十分となるので好ましくなく、７５０℃を越えると
炭化物の歩留まりが低下するので４００〜７５０℃とす
る。さらに好適には５００〜６５０℃である。有機性汚
泥としては、下水処理場汚泥、浄化槽汚泥又はし尿処理
場汚泥等を用いることができる。有機性汚泥を炭化して
汚泥炭化物とする汚泥炭化装置としては、箱型炉やロー
タリーキルン等を用いることができる。
【００１４】得られた汚泥炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の
１以上を含む酸もしくは酸性水溶液中に投じて汚泥炭化
物中の灰分の除去を行う。このとき汚泥炭化物を投じた
酸水溶液を攪拌し、さらに加熱するとより好ましい。灰
分の除去を行った後、濾過等の方法により汚泥炭化物と
酸水溶液とを分離する。この汚泥炭化物を水、好ましく
は熱水で洗浄し、汚泥炭化物に付着している酸を十分に
洗い落とす。このように、灰分含有率約５０％の汚泥炭
化物の酸洗を行うことにより、灰分含有率を２５％前後
まで低減することができる。酸洗を行うことは単に灰分
を除去するのみでなく、灰分が溶出した部位に空孔を生
じさせ、細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造の発達
した炭化物を得ることができる。
１以上を含む酸もしくは酸性水溶液中に投じて汚泥炭化
物中の灰分の除去を行う。このとき汚泥炭化物を投じた
酸水溶液を攪拌し、さらに加熱するとより好ましい。灰
分の除去を行った後、濾過等の方法により汚泥炭化物と
酸水溶液とを分離する。この汚泥炭化物を水、好ましく
は熱水で洗浄し、汚泥炭化物に付着している酸を十分に
洗い落とす。このように、灰分含有率約５０％の汚泥炭
化物の酸洗を行うことにより、灰分含有率を２５％前後
まで低減することができる。酸洗を行うことは単に灰分
を除去するのみでなく、灰分が溶出した部位に空孔を生
じさせ、細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造の発達
した炭化物を得ることができる。
【００１５】このようにして得られた酸洗汚泥炭化物
を、水蒸気または炭酸ガスを含むガス、好ましくは水蒸
気と窒素ガスの混合ガス、好ましくは炭酸ガスと窒素ガ
スの混合ガス、さらに好ましくは水蒸気と炭酸ガスと窒
素ガスとの混合ガス中で、６５０〜１１５０℃の温度に
加熱することにより、酸洗汚泥炭化物は賦活処理され
る。賦活処理温度は使用ガスや炭素源の種類により異な
るが、６５０℃未満では炭素源中に残存又は吸着してい
る不純物や一部の炭素をガス化除去する反応が乏しく、
１１５０℃を越える温度では不必要に強熱することとな
るので制限した。好ましくは８５０〜１０００℃であ
る。酸洗を行った炭化物を賦活処理することにより、酸
洗によって生じた細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔が
さらに発達した高品質の活性炭が得られる。本発明の賦
活処理に使用する賦活装置としてはロータリーキルン等
を用いることができる。
を、水蒸気または炭酸ガスを含むガス、好ましくは水蒸
気と窒素ガスの混合ガス、好ましくは炭酸ガスと窒素ガ
スの混合ガス、さらに好ましくは水蒸気と炭酸ガスと窒
素ガスとの混合ガス中で、６５０〜１１５０℃の温度に
加熱することにより、酸洗汚泥炭化物は賦活処理され
る。賦活処理温度は使用ガスや炭素源の種類により異な
るが、６５０℃未満では炭素源中に残存又は吸着してい
る不純物や一部の炭素をガス化除去する反応が乏しく、
１１５０℃を越える温度では不必要に強熱することとな
るので制限した。好ましくは８５０〜１０００℃であ
る。酸洗を行った炭化物を賦活処理することにより、酸
洗によって生じた細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔が
さらに発達した高品質の活性炭が得られる。本発明の賦
活処理に使用する賦活装置としてはロータリーキルン等
を用いることができる。
【００１６】得られた高品質活性炭は６５０ｍ2 ／ｇ以
上のＢＥＴ比表面積、６０ｍｌ／ｇ以上のメチレンブル
ー吸着能を有する。本発明により製造された高品質活性
炭は、気相または液相吸着用の活性炭、又は生物活性炭
処理の活性炭に好適である。また本発明により、従来廃
棄物として扱われてきた有機性汚泥を高品質活性炭とし
て有効利用することができ、廃棄物の減容化、および廃
棄物処分場の確保等の問題解決に転写することができ
る。たとえば、本発明により下水処理場で発生した有機
性汚泥から製造した高品質活性炭を、 （ａ）気相吸着用として下水処理場等における臭気の脱
臭用 （ｂ）液相吸着用として下水二次処理水の高度処理の一
工程である活性炭吸着処理用 （ｃ）さらには生物活性炭処理用の活性炭 として用いることにより、当該処理場内で有効利用する
ことができる。
上のＢＥＴ比表面積、６０ｍｌ／ｇ以上のメチレンブル
ー吸着能を有する。本発明により製造された高品質活性
炭は、気相または液相吸着用の活性炭、又は生物活性炭
処理の活性炭に好適である。また本発明により、従来廃
棄物として扱われてきた有機性汚泥を高品質活性炭とし
て有効利用することができ、廃棄物の減容化、および廃
棄物処分場の確保等の問題解決に転写することができ
る。たとえば、本発明により下水処理場で発生した有機
性汚泥から製造した高品質活性炭を、 （ａ）気相吸着用として下水処理場等における臭気の脱
臭用 （ｂ）液相吸着用として下水二次処理水の高度処理の一
工程である活性炭吸着処理用 （ｃ）さらには生物活性炭処理用の活性炭 として用いることにより、当該処理場内で有効利用する
ことができる。
【００１７】すなわち、本発明は、有機性排水の処理に
当り、有機性排水を活性汚泥処理し、発生した有機性活
性汚泥から上記のような本発明の活性炭製造手段により
活性炭を製造し、得られた活性炭を前記有機性排水の活
性汚泥処理水中の有機物の吸着に利用することを特徴と
する前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法を提供
する。
当り、有機性排水を活性汚泥処理し、発生した有機性活
性汚泥から上記のような本発明の活性炭製造手段により
活性炭を製造し、得られた活性炭を前記有機性排水の活
性汚泥処理水中の有機物の吸着に利用することを特徴と
する前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法を提供
する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の活性炭の製造方法では賦
活処理を行う前に酸洗を行うことにより汚泥炭化物中の
灰分を除去し、さらに細孔直径１０〜２０Åの範囲の細
孔構造を発達させ、その後に賦活処理を効果的に行わせ
ることにより、細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造
が発達した高品質な活性炭を製造することができる。こ
のようにして製造された活性炭は、気相または液相中で
高い吸着能を示す。さらに、微生物を付着・増殖させる
能力にも優れているために、生物活性炭処理に用いた場
合、優れた処理効果を示す。
活処理を行う前に酸洗を行うことにより汚泥炭化物中の
灰分を除去し、さらに細孔直径１０〜２０Åの範囲の細
孔構造を発達させ、その後に賦活処理を効果的に行わせ
ることにより、細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造
が発達した高品質な活性炭を製造することができる。こ
のようにして製造された活性炭は、気相または液相中で
高い吸着能を示す。さらに、微生物を付着・増殖させる
能力にも優れているために、生物活性炭処理に用いた場
合、優れた処理効果を示す。
【００１９】さらに、本発明は、有機性排水の活性汚泥
処理に伴い発生する有機性汚泥活性炭を製造する汚泥活
性炭製造技術、この汚泥活性炭製造技術により製造され
た汚泥活性炭を活性炭吸着のために供給する汚泥活性炭
供給技術、また当該汚泥活性炭供給技術により供給され
た汚泥活性炭を用いて有機性排水の活性汚泥処理水の高
度処理を行う汚泥活性炭吸着技術を利用することによ
り、有機性排水の活性汚泥処理水中の色度、ＣＯＤ、Ｔ
ＯＣ等を低減させる有機性排水の処理方法であり、さら
には有機性汚泥を汚泥活性炭として有効利用する方法で
ある。
処理に伴い発生する有機性汚泥活性炭を製造する汚泥活
性炭製造技術、この汚泥活性炭製造技術により製造され
た汚泥活性炭を活性炭吸着のために供給する汚泥活性炭
供給技術、また当該汚泥活性炭供給技術により供給され
た汚泥活性炭を用いて有機性排水の活性汚泥処理水の高
度処理を行う汚泥活性炭吸着技術を利用することによ
り、有機性排水の活性汚泥処理水中の色度、ＣＯＤ、Ｔ
ＯＣ等を低減させる有機性排水の処理方法であり、さら
には有機性汚泥を汚泥活性炭として有効利用する方法で
ある。
【００２０】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。 比較例１ 下水処理場の余剰汚泥に高分子凝集剤を添加して、ベル
トプレスにより脱水して得られた脱水ケーキを原料と
し、窒素雰囲気中において箱型炉中で６５０℃まで昇温
し、さらに３０分間保持し、炭化物Ａを得た。炭化物Ａ
のＢＥＴ比表面積は１１０ｍ2 ／ｇ、メチレンブルー吸
着能は１０ｍｌ／ｇであった。
トプレスにより脱水して得られた脱水ケーキを原料と
し、窒素雰囲気中において箱型炉中で６５０℃まで昇温
し、さらに３０分間保持し、炭化物Ａを得た。炭化物Ａ
のＢＥＴ比表面積は１１０ｍ2 ／ｇ、メチレンブルー吸
着能は１０ｍｌ／ｇであった。
【００２１】この炭化物Ａを、箱型炉を用いて、水蒸気
濃度が１１％となるように水蒸気と窒素ガスとを混合し
た雰囲気ガス中において、９００℃に３０分間保持して
加熱し、賦活処理を行った。得られた活性炭ＢのＢＥＴ
比表面積は２００ｍ2 ／ｇ、メチレンブルー吸着能は２
０ｍｌ／ｇであった。 比較例２ 比較例１で得られた活性炭Ｂを、酸水溶液を用いて酸洗
し、その後蒸留水を用いて十分に洗浄を行った。得られ
た活性炭ＣのＢＥＴ比表面積は５８０ｍ2 ／ｇ、メチレ
ンブルー吸着能は５０ｍｌ／ｇであった。
濃度が１１％となるように水蒸気と窒素ガスとを混合し
た雰囲気ガス中において、９００℃に３０分間保持して
加熱し、賦活処理を行った。得られた活性炭ＢのＢＥＴ
比表面積は２００ｍ2 ／ｇ、メチレンブルー吸着能は２
０ｍｌ／ｇであった。 比較例２ 比較例１で得られた活性炭Ｂを、酸水溶液を用いて酸洗
し、その後蒸留水を用いて十分に洗浄を行った。得られ
た活性炭ＣのＢＥＴ比表面積は５８０ｍ2 ／ｇ、メチレ
ンブルー吸着能は５０ｍｌ／ｇであった。
【００２２】実施例１ 比較例１で得られた炭化物Ａを、酸水溶液を用いて酸洗
し、その後蒸留水を用いて十分に洗浄を行った。得られ
た炭化物Ａ’のＢＥＴ比表面積は４８０ｍ2 ／ｇ、メチ
レンブルー吸着能は２０ｍｌ／ｇであった。この炭化物
Ａ’を、箱型炉を用いて、水蒸気濃度が１１％となるよ
う水蒸気と窒素ガスとを混合した雰囲気ガス中におい
て、９００℃で３０分間保持して加熱し、賦活処理を行
った。得られた活性炭ＤのＢＥＴ比表面積は６９０ｍ2
／ｇ、メチレンブルー吸着能は７０ｍｌ／ｇであった。
比較例２で得られた活性炭ＣよりもＢＥＴ比表面積が２
割、メチレンブルー吸着能が４割向上した高品質の活性
炭が得られた。
し、その後蒸留水を用いて十分に洗浄を行った。得られ
た炭化物Ａ’のＢＥＴ比表面積は４８０ｍ2 ／ｇ、メチ
レンブルー吸着能は２０ｍｌ／ｇであった。この炭化物
Ａ’を、箱型炉を用いて、水蒸気濃度が１１％となるよ
う水蒸気と窒素ガスとを混合した雰囲気ガス中におい
て、９００℃で３０分間保持して加熱し、賦活処理を行
った。得られた活性炭ＤのＢＥＴ比表面積は６９０ｍ2
／ｇ、メチレンブルー吸着能は７０ｍｌ／ｇであった。
比較例２で得られた活性炭ＣよりもＢＥＴ比表面積が２
割、メチレンブルー吸着能が４割向上した高品質の活性
炭が得られた。
【００２３】比較例１、２および実施例１の結果を表１
にまとめた。また、炭化物Ａ、Ａ’および活性炭Ｂ、
Ｃ、Ｄの細孔分布を図１、２に示した。図１は実施例の
炭化物Ａ’及び活性炭Ｄの細孔直径（Å）と微分細孔容
積（ｃｃ／ｇ．ｄｅｃａｄｅ Å）との関係を示すもの
である。ここでｃｃ／ｇ．ｄｅｃａｄｅÅは細孔容積
（ｃｃ／ｇ）を細孔直径のログ微分を行ったときの単位
である。また図２は比較例の炭化物Ａ及び活性炭Ｂ，Ｃ
についてのものである。比較例の炭化物Ａでは細孔構造
は見られないが、実施例１の炭化物Ａ’では１０〜２０
Åの範囲で細孔構造が出現し、さらに活性炭Ｄではこの
細孔構造が発達している。比較例１の活性炭Ｂでは１５
〜２７Åの範囲に細孔構造がわずかに現れ、比較例２の
活性炭Ｃでは２２〜２７Åの範囲に細孔構造が出現し、
実施例１の活性炭Ｄよりも細孔直径が大きくなってしま
っている。
にまとめた。また、炭化物Ａ、Ａ’および活性炭Ｂ、
Ｃ、Ｄの細孔分布を図１、２に示した。図１は実施例の
炭化物Ａ’及び活性炭Ｄの細孔直径（Å）と微分細孔容
積（ｃｃ／ｇ．ｄｅｃａｄｅ Å）との関係を示すもの
である。ここでｃｃ／ｇ．ｄｅｃａｄｅÅは細孔容積
（ｃｃ／ｇ）を細孔直径のログ微分を行ったときの単位
である。また図２は比較例の炭化物Ａ及び活性炭Ｂ，Ｃ
についてのものである。比較例の炭化物Ａでは細孔構造
は見られないが、実施例１の炭化物Ａ’では１０〜２０
Åの範囲で細孔構造が出現し、さらに活性炭Ｄではこの
細孔構造が発達している。比較例１の活性炭Ｂでは１５
〜２７Åの範囲に細孔構造がわずかに現れ、比較例２の
活性炭Ｃでは２２〜２７Åの範囲に細孔構造が出現し、
実施例１の活性炭Ｄよりも細孔直径が大きくなってしま
っている。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例２ 以下、本発明の前記活性炭を利用する有機性排水の処理
方法の実施例を図３〜５に基づいて説明する。まず、汚
泥活性炭製造装置１１は脱水装置１２、炭化装置１３、
賦活装置１４、及び酸洗装置１５から構成されている。
脱水装置１２には、真空脱水機、遠心脱水機、フィルタ
プレス脱水機、ベルトプレス脱水機等を使用することが
できる。炭化装置１３として、箱型炉やロータリーキル
ン等を用いることができる。また炭化装置１３において
は、脱水ケーキを４００℃〜７５０℃に加熱・保持し、
空気を供給しないで、あるいは酸素濃度の十分に低い雰
囲気中において、いわゆる「蒸し焼き」にすることによ
り、有機性汚泥の炭化物が得られる。有機性汚泥とは、
下水処理場汚泥、浄化槽汚泥及びし尿処理場汚泥等のこ
とをいう。
方法の実施例を図３〜５に基づいて説明する。まず、汚
泥活性炭製造装置１１は脱水装置１２、炭化装置１３、
賦活装置１４、及び酸洗装置１５から構成されている。
脱水装置１２には、真空脱水機、遠心脱水機、フィルタ
プレス脱水機、ベルトプレス脱水機等を使用することが
できる。炭化装置１３として、箱型炉やロータリーキル
ン等を用いることができる。また炭化装置１３において
は、脱水ケーキを４００℃〜７５０℃に加熱・保持し、
空気を供給しないで、あるいは酸素濃度の十分に低い雰
囲気中において、いわゆる「蒸し焼き」にすることによ
り、有機性汚泥の炭化物が得られる。有機性汚泥とは、
下水処理場汚泥、浄化槽汚泥及びし尿処理場汚泥等のこ
とをいう。
【００２６】賦活装置１４としては、ロータリーキルン
等を用いることができる。また、賦活装置１４におい
て、汚泥炭化物を水蒸気又は炭酸ガスを含むガス、好ま
しくは水蒸気と窒素ガスの混合ガス、好ましくは炭酸ガ
スと窒素ガスの混合ガス、更に好ましくは水蒸気と炭酸
ガスと窒素ガスとの混合ガス中において、６５０〜１１
５０℃の温度において加熱することにより、汚泥活性炭
１６が得られる。
等を用いることができる。また、賦活装置１４におい
て、汚泥炭化物を水蒸気又は炭酸ガスを含むガス、好ま
しくは水蒸気と窒素ガスの混合ガス、好ましくは炭酸ガ
スと窒素ガスの混合ガス、更に好ましくは水蒸気と炭酸
ガスと窒素ガスとの混合ガス中において、６５０〜１１
５０℃の温度において加熱することにより、汚泥活性炭
１６が得られる。
【００２７】有機性汚泥を脱水装置１２、炭化装置１
３、及び賦活装置１４において処理を行うことにより汚
泥活性炭１６が得られるが（図３）、さらに高品質な汚
泥活性炭を得るためには、酸洗装置において酸洗処理を
行うことが好ましい、酸洗装置１５は賦活装置１４の後
段に設置することができ（図４）、さらに好ましくは炭
化装置１３の後段に設置することが望ましい（図５）。
酸洗装置１５において、汚泥炭化物あるいは汚泥活性炭
を塩酸、硫酸、硝酸の１つ以上を含む酸、もしくは酸性
水溶液中に投じて汚泥炭化物あるいは汚泥活性炭中の灰
分の除去を行うことにより、さらに高品質な汚泥活性炭
１６が得られる。このとき汚泥炭化物あるいは汚泥活性
炭を投じた酸水溶液を撹拌し、さらには加熱を行うとよ
り好ましい。
３、及び賦活装置１４において処理を行うことにより汚
泥活性炭１６が得られるが（図３）、さらに高品質な汚
泥活性炭を得るためには、酸洗装置において酸洗処理を
行うことが好ましい、酸洗装置１５は賦活装置１４の後
段に設置することができ（図４）、さらに好ましくは炭
化装置１３の後段に設置することが望ましい（図５）。
酸洗装置１５において、汚泥炭化物あるいは汚泥活性炭
を塩酸、硫酸、硝酸の１つ以上を含む酸、もしくは酸性
水溶液中に投じて汚泥炭化物あるいは汚泥活性炭中の灰
分の除去を行うことにより、さらに高品質な汚泥活性炭
１６が得られる。このとき汚泥炭化物あるいは汚泥活性
炭を投じた酸水溶液を撹拌し、さらには加熱を行うとよ
り好ましい。
【００２８】汚泥活性炭供給装置１７は、汚泥活性炭製
造装置１１において製造された汚泥活性炭１６を、汚泥
活性炭吸着装置４に供給するものであり、これにはベル
トコンベヤ等を用いることができる。汚泥活性炭吸着装
置は、装置内に汚泥活性炭１６が充填されており、充填
された汚泥活性炭１６中に活性汚泥処理水３を通水・接
触することにより、活性汚泥処理水３中の色度、ＣＯ
Ｄ、ＴＯＣ等を低減させる装置である。
造装置１１において製造された汚泥活性炭１６を、汚泥
活性炭吸着装置４に供給するものであり、これにはベル
トコンベヤ等を用いることができる。汚泥活性炭吸着装
置は、装置内に汚泥活性炭１６が充填されており、充填
された汚泥活性炭１６中に活性汚泥処理水３を通水・接
触することにより、活性汚泥処理水３中の色度、ＣＯ
Ｄ、ＴＯＣ等を低減させる装置である。
【００２９】図５に示した汚泥活性炭製造装置１１によ
り製造された汚泥活性炭１６は、比表面積が６９０ｍ2
／ｇ、メチレンブルー吸着能が７０ｍｌ／ｇであった。
この汚泥活性炭１６を充填した汚泥活性炭吸着装置４
に、ＣＯＤ濃度が６．４ｍｇ／Ｌである活性汚泥処理水
３を通水したところ、ＣＯＤ濃度が０．５９ｍｇ／Ｌま
で低減した。
り製造された汚泥活性炭１６は、比表面積が６９０ｍ2
／ｇ、メチレンブルー吸着能が７０ｍｌ／ｇであった。
この汚泥活性炭１６を充填した汚泥活性炭吸着装置４
に、ＣＯＤ濃度が６．４ｍｇ／Ｌである活性汚泥処理水
３を通水したところ、ＣＯＤ濃度が０．５９ｍｇ／Ｌま
で低減した。
【００３０】また、図５に一例として処理量を１０００
０００ｔ／年の下水処理場における汚泥活性炭の製造量
を示した。１００００００ｔ／年の有機性排水から５０
００ｔ／年の有機性汚泥が発生し、これより１２ｔ／年
の汚泥活性炭が得られる。このときの活性汚泥処理水の
ＣＯＤが１０ｍｇ／Ｌであると仮定すると、放流水のＣ
ＯＤを５ｍｇ／Ｌとするために必要な吸着装置の活性炭
は５０〜１００ｔ／年である。この吸着装置に汚泥活性
炭を使用すれば、購入活性炭を１２〜２４％削減するこ
とができる。
０００ｔ／年の下水処理場における汚泥活性炭の製造量
を示した。１００００００ｔ／年の有機性排水から５０
００ｔ／年の有機性汚泥が発生し、これより１２ｔ／年
の汚泥活性炭が得られる。このときの活性汚泥処理水の
ＣＯＤが１０ｍｇ／Ｌであると仮定すると、放流水のＣ
ＯＤを５ｍｇ／Ｌとするために必要な吸着装置の活性炭
は５０〜１００ｔ／年である。この吸着装置に汚泥活性
炭を使用すれば、購入活性炭を１２〜２４％削減するこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、有機性汚泥を脱水処理し、そ
の脱水ケーキを４００℃〜７５０℃で加熱して汚泥炭化
物とし、得られた汚泥炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の１以
上を含む酸もしくは酸性水溶液を用いて酸洗することに
より灰分を除去し、さらに細孔直径１０〜２０Åの範囲
に細孔構造を発達させ、このようにして得られた酸洗汚
泥炭化物を、水蒸気又は炭酸ガスを含むガス、水蒸気と
窒素ガスの混合ガス、炭酸ガスと窒素ガスの混合ガス、
または水蒸気と炭酸ガスと窒素ガスとの混合ガス中にお
いて、６５０〜１１５０℃で賦活処理することにより、
細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造が発達した、気
相又は液相吸着に好適な高品質活性炭、又は生物活性炭
処理に好適な高品質活性炭を製造することができた。
の脱水ケーキを４００℃〜７５０℃で加熱して汚泥炭化
物とし、得られた汚泥炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の１以
上を含む酸もしくは酸性水溶液を用いて酸洗することに
より灰分を除去し、さらに細孔直径１０〜２０Åの範囲
に細孔構造を発達させ、このようにして得られた酸洗汚
泥炭化物を、水蒸気又は炭酸ガスを含むガス、水蒸気と
窒素ガスの混合ガス、炭酸ガスと窒素ガスの混合ガス、
または水蒸気と炭酸ガスと窒素ガスとの混合ガス中にお
いて、６５０〜１１５０℃で賦活処理することにより、
細孔直径１０〜２０Åの範囲の細孔構造が発達した、気
相又は液相吸着に好適な高品質活性炭、又は生物活性炭
処理に好適な高品質活性炭を製造することができた。
【００３２】また、有機性汚泥から高品質活性炭製造す
ることにより、従来は埋立処分等されていた有機性汚泥
を、有効利用することができるようになった。さらに、
本発明の有機性汚泥活性炭を利用する有機性排水の処理
方法によれば、有機性汚泥を汚泥活性炭として有効利用
することができる。また、この汚泥活性炭を利用して活
性汚泥処理水中の色度、ＣＯＤ、ＴＯＣ等を効率よく低
減することができ、従来使用していた市販活性炭の購入
による維持管理費を削減することができる。さらには、
汚泥活性炭を当該処理場で使用することにより、活性炭
等の物流の効率化を図ることができる。
ることにより、従来は埋立処分等されていた有機性汚泥
を、有効利用することができるようになった。さらに、
本発明の有機性汚泥活性炭を利用する有機性排水の処理
方法によれば、有機性汚泥を汚泥活性炭として有効利用
することができる。また、この汚泥活性炭を利用して活
性汚泥処理水中の色度、ＣＯＤ、ＴＯＣ等を効率よく低
減することができ、従来使用していた市販活性炭の購入
による維持管理費を削減することができる。さらには、
汚泥活性炭を当該処理場で使用することにより、活性炭
等の物流の効率化を図ることができる。
【図１】実施例の炭化物Ａ’、活性炭Ｄの細孔直径と微
分細孔容積を示すグラフである。
分細孔容積を示すグラフである。
【図２】比較例の炭化物Ａ、活性炭Ｂ，Ｃの細孔直径と
微分細孔容積を示すグラフである。
微分細孔容積を示すグラフである。
【図３】有機性排水処理のフローシートである。
【図４】有機性排水処理のフローシートである。
【図５】有機性排水処理のフローシートである。
１ 有機性排水 ２ 活性汚泥処理装置 ３ 活性汚泥処理水 ４ 汚泥活性炭吸着装置 ５ 放流水 ６ 有機性汚泥 ７ 汚泥活性炭供給装置 １１ 活性炭製造装置 １２ 脱水装置 １３ 炭化装置 １４ 賦活装置 １５ 酸洗装置 １６ 汚泥活性炭 １７ 汚泥活性炭供給装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内野 和博 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 日向 博久 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 有機性汚泥を脱水処理し、得られた脱水
ケーキを４００℃〜７５０℃で乾留・炭化し、得られた
炭化物を塩酸、硫酸、硝酸の１以上を含む酸もしくは酸
性水溶液を用いて灰分を洗い流し、次いで水蒸気または
炭酸ガスを含むガス中で、６５０〜１１５０℃の温度に
加熱し、賦活処理することを特徴とする活性炭の製造方
法。 - 【請求項２】 前記有機性汚泥が、下水道終末処理場で
発生する汚泥、浄化槽汚泥、又はし尿処理場汚泥である
ことを特徴とする請求項１記載の活性炭の製造方法。 - 【請求項３】 前記水蒸気または炭酸ガスを含むガス
が、水蒸気と窒素ガスの混合ガス、炭酸ガスと窒素ガス
の混合ガス、または水蒸気と炭酸ガスと窒素ガスとの混
合ガスであることを特徴とする請求項１又は２記載の活
性炭の製造方法。 - 【請求項４】 有機性排水の処理に当り、有機性排水を
活性汚泥処理し、発生した有機性活性汚泥から請求項
１、２又は３に記載の手段により活性炭を製造し、得ら
れた活性炭を前記有機性排水の活性汚泥処理水中の有機
物の吸着に利用することを特徴とする前記活性炭を利用
する有機性排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9009538A JPH09315809A (ja) | 1996-03-27 | 1997-01-22 | 活性炭の製造方法及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171396 | 1996-03-27 | ||
| JP8-71713 | 1996-03-27 | ||
| JP9009538A JPH09315809A (ja) | 1996-03-27 | 1997-01-22 | 活性炭の製造方法及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09315809A true JPH09315809A (ja) | 1997-12-09 |
Family
ID=26344286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9009538A Withdrawn JPH09315809A (ja) | 1996-03-27 | 1997-01-22 | 活性炭の製造方法及び前記活性炭を利用する有機性排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09315809A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645543A1 (en) * | 2001-02-28 | 2006-04-12 | The Penn State Research Foundation | Micro-mesoporous active carbon and a method of treating it |
| US7202195B2 (en) | 2001-02-28 | 2007-04-10 | The Penn State Research Foundation | Method of heat treating carbonaceous material to enhance its adsorption of taste-and-odor-causing and other organic compounds from water |
| JP2009034641A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Toyobo Co Ltd | 脱臭浄化フィルタ |
| WO2010113720A1 (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-07 | ダイキン工業株式会社 | エーテル結合を有するフルオロカルボン酸の吸着方法と回収方法 |
| CN102718312A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 铁基活性污泥的制取及再生方法、再生铁基活性污泥处理生活污水的方法 |
| CN102718379A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 铁基活性污泥的制取及再生方法、再生铁基活性污泥处理低浓度重金属污水方法 |
| CN103523775A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 华南农业大学 | 污泥的处理方法及其获得的农用污泥生物炭 |
| US8642804B2 (en) | 2007-09-04 | 2014-02-04 | Daikin Industries, Ltd. | Method of adsorbing and method of recovering fluorine-containing compound |
| CN112979275A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种高有机质含量污泥制备吸附型多孔砖的方法 |
| CN113213564A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-06 | 深圳市金海威景观设计工程有限公司 | 一种利用污泥残渣制备水处理药剂的方法 |
| CN114602934A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-06-10 | 中科仁创(广州)环保科技开发有限公司 | 一种餐厨垃圾综合处理的方法和装置 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP9009538A patent/JPH09315809A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7202195B2 (en) | 2001-02-28 | 2007-04-10 | The Penn State Research Foundation | Method of heat treating carbonaceous material to enhance its adsorption of taste-and-odor-causing and other organic compounds from water |
| EP1645543A1 (en) * | 2001-02-28 | 2006-04-12 | The Penn State Research Foundation | Micro-mesoporous active carbon and a method of treating it |
| JP2009034641A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Toyobo Co Ltd | 脱臭浄化フィルタ |
| US8642804B2 (en) | 2007-09-04 | 2014-02-04 | Daikin Industries, Ltd. | Method of adsorbing and method of recovering fluorine-containing compound |
| US9199862B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-12-01 | Daikin Industries, Ltd. | Method for adsorbing fluorocarboxylic acid having ether bond and method for collecting same |
| WO2010113720A1 (ja) | 2009-03-31 | 2010-10-07 | ダイキン工業株式会社 | エーテル結合を有するフルオロカルボン酸の吸着方法と回収方法 |
| CN102718312A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 铁基活性污泥的制取及再生方法、再生铁基活性污泥处理生活污水的方法 |
| CN102718379A (zh) * | 2012-07-14 | 2012-10-10 | 哈尔滨工业大学 | 铁基活性污泥的制取及再生方法、再生铁基活性污泥处理低浓度重金属污水方法 |
| CN103523775A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 华南农业大学 | 污泥的处理方法及其获得的农用污泥生物炭 |
| CN112979275A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种高有机质含量污泥制备吸附型多孔砖的方法 |
| CN112979275B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-04-11 | 中冶成都勘察研究总院有限公司 | 一种高有机质含量污泥制备吸附型多孔砖的方法 |
| CN113213564A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-06 | 深圳市金海威景观设计工程有限公司 | 一种利用污泥残渣制备水处理药剂的方法 |
| CN114602934A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-06-10 | 中科仁创(广州)环保科技开发有限公司 | 一种餐厨垃圾综合处理的方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050519 |