JPH0975722A

JPH0975722A - 流体の吸着処理方法、装置と炭素質吸着体

Info

Publication number: JPH0975722A
Application number: JP7264606A
Authority: JP
Inventors: Jiro Sasaoka; 治郎笹岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】炭素質吸着体の使用、廃炭再生条件の多様な組
合せによる生産物加工、環境、排気、廃水の低コスト浄
化処理と従来困難であった汚損流体、臭気、有機泥状
物、無機懸濁液を処理できる吸着体と使用法、再生時発
熱の利用。【構成】炭素吸着体として活性炭は勿論、広範囲の炭素
質をそのままあるいは炭化して使用し、または加工して
使用すること、撹拌または非撹拌吸着工程と酸化再生工
程を組み合わせて、短時間酸化雰囲気熱処理による高能
率部分的吸着活性の回復と使用、酸使用の付加、複合し
た温度調節、炭素性吸着物の製造と利用法の改良、吸着
汚染物の酸化発熱の利用によって、低または高濃度かつ
広範囲の気液、流動体を処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素質吸着体により流体
すなわち液体または気体の浄化、有価物の回収、環境浄
化を広範囲に経済的に行い、廃熱、炭素質の有効利用を
はかる。浄化に利用した廃炭素質吸着体の再生、再生廃
熱利用、低温酸化再生装置の木質、農林副生物、プラス
チック、石炭系、石油系物の低温燃焼熱源としての利用
と同時に炭化原料、新たな吸着剤としての利用、それら
の操作に適した粒子流動化熱媒体装置、運転障害が少な
く安価または高性能炭素質吸着−再生装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】従来、排水処理は微生物分解が最も安価
なものとされている。しかし微生物による分解処理困難
なものがあり、河川、海域に放出される難点があった。
活性炭による吸着高度処理は難分解性有機物をも処理で
きるが、吸着剤が高価であるだけでなく、廃炭の再生費
あるいは再生のための収集、輸送費、再生設備費、運転
費が高く、広く使用することは難しかった。分離膜方
式は電力消費、設備費ともに大でしかも閉塞性微粒子除
去用の活性炭予備処理を必要としていた。塩素、塩素系
薬品による分解は飲用水としては微量のクロロホルムに
よる障害があるとされ、オゾン等酸化剤による処理、電
解酸化等の化学的酸化分解も処理困難なものがあるだけ
でなく、コスト高であった。炭素性物質、例えば石炭、
ある種の石油物質、木質、農林副生物、プラスチック等
の廃棄物は焼却熱等を利用されることは少なかった。
粉末活性炭、粒状活性炭等は炭素質材料から製造でき、
気相、水や油、液の分離、精製、浄化、脱臭等にそのま
ままたは加工して簡便に利用できるが、粒度が細かいも
のは多くは強度が弱く砕け易く、廃粉末炭は時に粘性の
あるケーキになり廃棄が普通であった。粒状炭でも再生
は簡単ではなかった。吸着剤としての木炭も再生できな
かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明者はこれらの問題
の或部分を解決して安価に利用できる方法として活性炭
あるいは炭素質吸着体の再生について、先に日本特許第
１０３１４１８号、特願平３−２２８１２５および平３
−２８７４０３を提案した。しかし、或種の廃液、原液
を吸着浄化した廃活性炭を４００℃付近で低温空気酸化
再生する操作において、条件によって時々発火して通常
燃焼になる障害を除去する必要があった。また経済性の
向上と応用範囲の拡大が必要であった。本発明は、この
種の方法、装置の取扱および構造簡便化、性能改善、処
理能力の大幅な増加、後処理簡便化等をはかるものであ
る。そして環境の炭素質吸着剤による浄化、炭素質材料
利用と技術改良に関わるものである。粉粒技術流動燃焼
あるいは微粉炭燃焼で大規模で工業的に使用されている
が、在来型活性炭高温流動炉による炭化処理や活性炭再
生は損失が大きい難点があった。製造が比較的容易な環
境対策用粉末活性炭は強化、粗粒化が望まれていた。ま
た炭素質は比較的低温で空気酸化して炭素質吸着体にな
るとされているが有効な実用例はみられず、廃材等から
簡単に炭素質吸着材を製造し、これを近傍で使用する簡
易な技術が経済的で必要であった。廃水あるいは汚水を
粒状炭素質吸着体で処理すると実験的吸着容量の１０な
いし５０％程度に止まる場合がある。吸着不良の場合、
廃水等に多孔質吸着体の表面孔を塞ぐ物質が含まれるた
めと思われる。これは微粒子、ゲル状物の吸着による細
孔の閉塞、高粘度の油状物、粘性物による表面被覆等が
原因であると推測される。また濃厚廃液を処理し吸着量
が多い場合には酸化速度が大になるのが認められ、発熱
が大のため酸化温度の制御が簡単ではなかった。一方、
有機物の稀薄な水でも良質の活性炭を利用して精製し、
廃炭は高温加熱再生していたが、簡易な方法が求められ
ていた。低質の活性炭や粉末活性炭の使用、再生は使い
棄てで、不経済とされていた。工業排水の沈殿池、沈降
槽等の有機性沈降物、いわゆるヘドロ処理及びその廃水
処理の有効な方法は少なく、高コストだった。特に少量
の槽、溝の有機沈降泥、少量のヘドロ、油状物は問題で
末端の湖沼、海域へ流出し汚染の解決を困難にしてい
た。高濃度の塩類や微粒子を含む廃液、空気の浄化、除
湿における汚れた水や除湿溶液の浄化の活性炭による脱
色や浄化は活性炭の再生費が高く、低温酸化再生装置を
試みたが、時に高温燃焼に移行、暴走し制御困難になっ
た。

【０００４】

【問題を解決するための手段】活性炭吸着処理で発生す
る廃炭再生は空気あるいは遊離酸素を含むガスを流動化
ガスとする流動酸化再生で６００℃付近以下１５０℃付
近以上で実施され、高温熱再生に比し利点が多い。この
温度範囲以上では遊離酸素は急激に消費されて、過熱
し、活性炭をも燃焼し、再生損失を大きくする。これよ
り低温では酸化反応が遅く実用的でない。かつ処理すべ
き液に稀薄でよい遊離酸を添加し、あるいは活性炭、炭
素質吸着体浸漬に酸を少量利用することにより水の高度
処理は可能である。しかし高濃度液を前処理なし、ある
いは簡単な処理後直接吸着処理すると吸着層の固結が起
き易い、これを撹拌流動層吸着とすることによって微粒
子の層閉塞、したがって偏流とともに回避できることが
わかった。しかも低い流速で運転できるので炭素質吸着
体の上下粒子分布を大きくし、吸着理論段数を増加し、
吸着効率が改善される。濃厚液に含まれ易い析出粒子、
濾過の困難性から混入する微粒子とうの吸着体表面被
覆、孔閉塞による吸着体の急速失活は活性炭吸着操作適
用の大きな障害であったが、粒子の充填、排出の容易な
流動層を適用し失活吸着体粒子を速やかに再生炭に交換
することまたは再生すること、と高能率の低温酸化再生
または更に高能率の酸化熱分解再生を組み合わせること
によって、解決できた。低温酸化の温度域では熱分解あ
るいは炭化反応は燃焼に比して処理能力が大で廃炭の再
生、新炭の製造に有用である。炭化物はそのまま水処理
に使用できるが、廃炭の炭化反応の繰返しだけで炭素質
吸着剤を複数回使用することは難しい。本発明では酸化
室全域にわたり遊離酸素を含む酸化雰囲気で部分酸化反
応を進行させることによって単なる炭化だけの操作より
吸着容量が増加し、しかもその一部を取り出して遊離酸
素による酸化再生を追加することにより、再生装置の能
力を大幅に増大し、しかも吸着系に存在する炭素質吸着
剤の活性を必要な水準に維持できることを発見した。酸
化雰囲気での炭化処理、酸化再生処理とも６００℃付近
以下１５０℃付近以上で空気または遊離酸素を含む雰囲
気で酸化する。再生層排気中遊離酸素濃度は０．５％以
上１７％以下が適当で、前記温度以上では遊離酸素が系
内の必要な部分全域に遊離酸素を必要な濃度で存在させ
ることが困難で、この温度域以下では必要な酸化速度を
維持することが難しい。また、酸化室内で過熱を起こさ
ないために流動層を適する。小型装置では酸化熱分解は
流動層とし、酸化再生は固定層、移動層が利用できる。
吸着、再生兼用もできる。従来活性炭吸着または低温流
動酸化再生において粒子の凝結障害解決の例はない。し
かし本発明者は試験の結果、或種の液体、気体、濃厚
液、懸濁液等広範囲に活性炭あるいは炭素質吸着体を処
理に使用とすると屡々生ずる問題であることを知った。
従来は活性炭及びその再生が高コストで、濃厚液等や粘
着性障害を発生させる流体の処理に活性炭を使用せず、
障害あるものには使用されなかったものと思われる。本
発明は撹拌機の使用により凝結、粘着成分を含む高濃度
液、無機塩含有液の処理をも可能にした。また従来の高
温多段炉再生の水冷撹拌機は粒子移動に使うもので、機
械的強度は大きいが破損が多い。本発明による流動層撹
拌再生では、６００℃以下特に１５０℃付近以上の操作
温度で過熱の恐れを少なくし、撹拌器破損の恐れは少な
く、低動力で回転数も粒子粘着あるいは凝結の程度によ
って０．１〜６０回／分の程度で足り、作用が異なる。
材質は鉄あるいは普通のステンレス鋼を使用できる特徴
がある。高濃度処理、高濃度塩類の共存条件での吸着に
おける廃炭、あるいは湿廃炭の流動再生処理段または処
理部への直接供給は装置、操作の簡易化、効率化に有効
であるが流動層撹拌機を使用することにより、この時に
起き易い粒子の凝結、温度不安定ないし過熱による再生
不能が解決できた。この高温で凝結し、冷すと解消し、
再加熱で凝結しない現象は原因不明で実用の障害であっ
た。二段処理する場合には多くの場合、一段目だけの撹
拌で足りる。粘着物が分解するためである。また一段目
（酸化と熱分解部）は一般に比較的小型なので小型の撹
拌機ですむ利点がある。これは多段炉と異なる点であ
る。

【０００５】汚水や廃液、ヘドロ等の有機泥はは閉塞性
の有機または無機粒子あるいはゲル状物を含むことが多
い。閉塞性の粒子あるいはゲル状物は炭素質吸着体例
えば粒状活性炭の表面を覆い、または外表面付近の粗
孔、毛細管を閉塞し、あるいはその中の遅い拡散速度の
ために共存する比較的低分子量で拡散速度の速い有機物
の拡散を阻害し、吸着速度と吸着平衡を不利にする。ま
た排水の濃度変化が大きいこと、停止すると流動層、固
定層に関係なく微粒子等による固結閉塞のために層内短
絡が起き吸着効率は大幅に低下する。これらが従来、高
価な活性炭による濃厚汚水や排水の高度処理が行われな
かった理由の一つであった。このような場合には単純な
向流接触だけで吸着すると効率が良くないことがわかっ
た。閉塞性粒子が向流接触系の末端まで漏洩拡散して全
系にわたって、吸着を阻害するためと推測される。廃
水中に閉塞性有機物が多い場合には、通常の活性炭の内
部表面の吸着能は有効とはいえない。したがって粒度の
比較的小な粒子表面積の大きい吸着剤たとえば粉状炭化
物、粉状活性炭、で足りるが、吸着阻害物の除去効率の
向上は再生循環量を増加することによって達成され、表
面に吸着活性があり、あるいは外層を強化し外表面に近
い層の吸着能が大きいものの使用ができることになり、
前処理吸着部における吸着剤粒子表面利用の概念、酸化
雰囲気における高速の熱分解または酸化再生を導入する
と高価な活性炭は必ずしも必要でなくなった。たとえば
表面が活性化された活性コークスも使用できる。

【０００６】また有機性沈降物、ヘドロあるいはその懸
濁水は水分を多量に含み処理困難なものであったが、前
処理流動層吸着部に解砕して供給すると、有機ゲル状
物、有害物を優先吸着して除害し、吸着物は水分含量を
容易に減ずることができ、結果的に脱水される。炭素質
吸着剤を低温酸化再生すると通常の高温燃焼と異なり吸
着された汚物が熱分解し、残渣炭素は活性が高く選択的
に低温燃焼する。その自己発熱により低エネルギー費で
処理できる。ヘドロ吸着後の水はさらに高活性の炭素質
吸着剤で処理することにより浄化が進行する。もちろん
通常廃水同様、活性汚泥等の微生物処理あるいは吸着と
曝気流動活性炭処理と併用してもよい。排気の水蒸気は
潜熱利用できる。また廃材等の炭素質を吸着剤、同時低
温燃焼熱源として利用できる。活性コークス等は消耗し
ない吸着剤としてヘドロや油状懸濁物処理に適する。排
気は高温焼却または触媒分解が適当である。

【０００７】本発明により、一般には炭素質吸着体使用
量が比較的少ない水準でも、また原料炭素質、炭素質吸
着剤輸送の立地条件等によって、廃水浄化現場での炭素
質再生が有利になり、炭素性物質、例えば木質、農林副
生物、プラスチック、石炭系、石油系物質あるいはそれ
らの廃棄物、炭化物をそのまま、あるいは活性化して使
用することができる。吸着容量の小な活性炭は水あるい
は有機液の処理に使用すると脱水、乾燥等の処理費用が
高性能活性炭に比し高くなる欠点があったが、高濃度廃
液の処理では寧ろ熱過剰になるので、帯同する水分の蒸
発熱と自身の顕熱を利用すること、供給量の調節によっ
て再生熱を冷却し、容易に酸化再生条件を維持すること
ができる。酸化再生装置からの排気温度は再生温度に近
く１５０〜５００℃とすることによって、必要によって
比較的小規模の廃熱利用、例えば乾燥、温水回収、蒸発
式冷凍装置の熱源としての利用等を可能にする。装置規
模大な時は加圧流動酸化再生によって水蒸気潜熱利用を
さらに進めることができる。すなわち、有機物を多量に
含ませた炭素性吸着体は固体可燃物同様にエネルギーを
利用できる。廃吸着炭にさらに有機物を吸着処理後に再
生してもよい。

【０００８】本発明はこれらから選ばれた操作を組合
せ、流体を炭素質吸着体の複数の吸着−空気酸化（また
は遊離酸素を含むガスによる酸化）再生循環系で構成す
ることによって、上流側の循環量を比較的多くまたは比
較的小粒度の吸着体で処理し、それぞれの吸着処理と共
通または独立再生の循環系を有するものである。このよ
うにして炭素質吸着体で構成された複数の循環系で順次
処理して有機物または有害物を分画吸着し、複数循環系
の炭素質吸着体をそれぞれ流体から分離し、予備処理循
環系からの炭素質吸着体は再生装置との間で循環系を形
成し、次の吸着系では吸着された有機物または有害物を
気化または抽出装置にかけて有機物または有害物を分離
することもできる。酸化再生において、高い濃度の液ま
たは平衡濃度の関係で吸着量の多い条件で得られた炭素
質は酸化発熱が多いので、冷却所要熱量が多い。通常、
高濃度廃液の処理に大量の活性炭を使用すると劣化と水
分の蒸発に要する熱消費が大きく不利になる難点があっ
たが、本発明のような酸化再生によれば酸化再生は発熱
反応であるので廃液濃度が高く吸着量が多いほど経済的
に有利になる。これは従来の常識に反し、経済的高度処
理を容易にする。しかも一般に容易な高度処理は、従来
放流廃棄せざるを得なかった大量の稀薄汚水の有効なり
サイクル利用を可能にするとともに、廃熱利用もでき
る。大型装置では加圧空気流動層による酸化再生操作が
容易になる。本発明の低温酸化再生温度では発熱反応に
拘らず灰溶融障害はなく、加圧下で排気中水蒸気の凝縮
温度が上昇し、使用できる熱量が増加する。在来型高温
熱再生に比し大きな特徴である。

【０００９】高濃度処理の利点を活かすには分散されて
存在する高濃度の汚染源において吸着浄化することが有
効である。また高濃度廃液と濯ぎ液のような低濃度の廃
液は混合排出するのが普通であったが、本発明では高濃
度液の処理が有利なので溶解度に無関係に、必要なら塩
類等による析出条件での吸着浄化もできる。分散個別型
で吸着と再生の現場組合せは従来と異なり多くの場合経
済的である。小型装置では前段（一段）熱分解（主とし
て炭化処理）とし、または主酸化再生段への湿廃炭直接
供給により乾燥機が省略できるだけでなく、供給量可変
機によって温度制御が容易になる。吸着装置と再生装置
を兼ねると移送が不要になる。さらに炭素性物質を処理
する場合、燃焼処理より流動炭化処理の方が処理能力が
大であり、乾留ガスのガス燃焼も小型高能力でガス量が
少ないので混焼も容易である。炭化物粉粒は流動床また
は固定床で空気供給の調整により低温燃焼可能であり、
反応が温和なので加圧低温燃焼も容易である。湿炭供
給、酸化層へ水注入、水噴霧等で温度調節できる。この
時排気に大量の水分が含まれれば、水蒸気露点上昇によ
って同じく熱の利用、貯蔵と発生が可能で炉耐火物は必
ずしも必要でない利点がある。

【００１０】酸化温度までの加熱昇温用処理部を兼ね、
二段目に炭化または熱処理した吸着炭を供給して始動で
きる利点がある。小型小断面処理部は全体として比較的
大型装置でも小電力の電熱を始動熱源として使用できる
利点がある。酸化反応が開始すると電熱を温度微細調節
に使用でき、時間比例式調節計器と半導体リレーによ
り、低温酸化再生に必要な程度の制御特性が簡便に得ら
れる。勿論、廃炭供給制御と併用も連動できる。電熱は
絶縁物支持の裸線コイルが伝熱面積大で適している。本
発明により容易に発生する炭素質は液体、気体の精製、
脱臭、水の浄化あるいは有効成分の吸着、分離等活性
炭、木炭と同様の本来の用途がある他、低温酸化燃焼に
よって付着あるいは吸着した有機物を除去再生でき、排
気、廃水の浄化は容易になり、炭素質自体低温燃焼で熱
発生できる。濾過助材にも利用できる。

【００１１】流動化装置の温度調節において、流動層の
加熱または冷却に流体あるいは水の吹き込みをせずに流
動層伝熱で加熱、冷却できる好都合な場合がある。これ
は活性炭あるいは炭素質吸着体の製造、再生のように最
初、着火のための加熱、ついで発熱反応開始後の冷却、
熱利用に好都合である。熱利用の場合、水注入による温
度調節より比較的高温の熱を利用できる。従来は流動層
の粒子磨滅による微粒子の発生が難点であったが、生理
的に害の少ない微粒子発生は許容でき、しかも微粒子が
価値あるものとして利用できこるとに着目し石灰質粒子
を利用することにより発明された。また活性炭流動層自
体を熱伝導に利用する場合に燃料を燃焼し、または高温
のまたは低温の燃焼ガスまたは空気を再生流動層に接す
る伝熱面に吸引すると常温ないし３００℃以下用の弁あ
るいはダンバーによって吸引調節できるので燃焼あるい
は吸引制御が容易になり、電熱利用を節約できる。一
方、炭素質吸着体が大量の可燃物を吸着し、または処理
加工すべき炭素質の易可燃残留成分が多い時には酸化再
生または酸化加工は熱余剰になり易く、処理装置の温度
制御、特に冷却は装置の暴走（過熱）防止のために重要
である。吸着物の種類と量によって再生熱としての利用
だけでなく、余剰熱を熱利用の対象にできる。例えば、
蒸発式の冷凍機、除湿機のてい６００℃以下の酸化再生
と例えば木炭吸着材の処理、木材チップの炭化、原燃料
・製品、あるいは工程（例えば乾燥工程、予熱工程）の
処理、廃棄物に要する熱を酸化再生発熱と組合せ利用で
きると好都合である。

【００１２】空気または遊離酸素分圧の高い燃焼ガス流
動部分酸化による内熱熱分解によって吸着された炭素質
の熱分解速度を大幅に増加することができる。一方、活
性炭による有害物あるいは有機物の吸着には吸着平衡が
成立している。しかし、吸着されたものが加熱分解によ
って別の物質に変化すれば、吸着平衡は破れて、改めて
吸着平衡が成立するように追加の吸着が進行する。よっ
て吸着に使用し平衡しまたは平衡に近く吸着した廃炭を
加熱して有機物を変質させれば再び使用できる。これは
活性炭あるいは炭素質吸着体の微細孔が閉塞するか、吸
着ナイトがなくなるまで吸着を繰り返すことができる。
熱分解は再生反応より反応速度を大きくできるので、稀
薄液を吸着した活性炭あるいは炭素質吸着体は微細孔の
閉塞は少ないので、吸着質を変質させることによって、
見かけの吸着量は追加されていく、熱分解速度は適当な
処理温度によって、秒の単位から１０分の程度であり、
再生反応速度は粒度、吸着質、活性炭または炭素質の性
質、金属質等の触媒性、助触媒性物質、空気あるいは燃
焼廃ガス等の含有遊離酸素、酸性物質等接触作用のある
気相、微粒子等の存在、接触状況によるが、０．１秒な
いし日を単位とする１５０℃付近以上の加熱下、酸化再
生処理または熱分解処理との組合せで、所要時間は流動
または輸送層熱分解が０．１秒乃至６０分の程度なので
処理速度は数倍ないし数十倍になり、装置は小型ですむ
ことになる。吸着に必要な孔あるいはサイトが塞がって
から、次に高温ないし低温の酸化再生にかけて再生する
ことによって処理能力は数倍ないし数十倍に増加し、小
型化が可能になるので従来使用できなかった規模、分野
に活性炭吸着法が適用可能になる。

【００１３】即ち流動熱分解と酸処理（稀薄であっても
よい。また毎回でなくてもよい）の併用によって目的が
達成される。必要によって稀薄酸処理を行いまたは浄化
すべき水または液相に酸添加、例えばｐＨ３〜３．５以
上７以下の酸性特に、４〜６程度の酸性で液を処理する
こと、すでに液が酸性であっても無機酸または有機スル
ホン酸、あるいは分解によって無機酸を発生する化合物
の添加が適当である。本発明で濃厚な廃液処理、硬度の
高い水、塩類濃度、含量が高いスラッジ、ヘドロ等の処
理に使用した炭素質吸着体、高含水炭素質吸着体の酸化
条件での炭化あるいは熱処理、低温酸化再生では酸、酸
性化合物の添加が有効である。炭化、熱分解操作におい
て、或程度の親水性が得られても必ずしも吸着力回復し
ないが、酸性物を吸着工程または吸着体再生工程で加え
ることによって吸着性能を回復できる。吸着能回復が良
くない吸着体を熱分解しても有効でない。また酸添加は
無機吸着体では細孔構造を破壊するので適切でない。

【００１４】炭素質の高温の水蒸気、炭酸ガスに対する
反応点の不均一性を利用して、微細孔をあけるものであ
った。この不均一点の存在は高温賦活によって発生する
もので、比較的低温で空気あるいは遊離酸素を含むガス
あるいは燃焼ガスによって同様に微細孔を開けようとし
ても必要な反応点の不均一性あるいは選択性が得られず
炭素質が実質的に均一に燃焼除去され所望の吸着に有用
な多孔性が得られない。そこで不均一性を得るために、
簡易な方法として既に細孔構造を持つ炭素質は有機物、
炭化物、炭素質吸着体一次炭、活性炭、廃活性炭、廃炭
素質吸着体等広範囲で、しかも質変動の大きい炭素質で
も廃吸着体の酸化熱処理再生が可能である。次に廃活性
炭、吸着浄化に使用した廃木炭、木質あるいは有機物、
石炭、石油炭化物、木炭粉、炭素質粉、粒、片、に炭素
質、有機物溶液、コロイドを吸収または吸着させ、高温
再生と異なり、必要によりアルカリ、金属またはそれら
の塩を含浸し、または吸着前に比較的高温の熱処理をし
て炭素質の反応性を減じた炭素骨格を形成し、これを吸
着または吸着浄化に使用した後、熱分解処理し、次いで
２００℃以上〜６００℃以下程度の比較的低温酸化ある
いは低温燃焼によって、吸着された炭素質を除去し再生
し、あるいは吸着、比較的高温熱処理を重ねた後吸着操
作に利用する。吸着−再生を繰り返して強度、吸着力の
低下した活性炭あるいは炭素質吸着体の強度、吸着力回
復に利用できる。これは完全再生が不要な低温酸化再生
の性質を利用するものである。

【００１５】粉末一次炭の高温賦活による活性炭の製造
は比較的容易である。また廃炭素質吸着剤処理で発生す
る活性あるいは低活性の微粉も処置に困るものであっ
た。本発明では新しい活性炭、廃活性炭、廃炭素質吸着
剤処理において発生する活性あるいは低活性の微粉に有
機物を吸着または吸収させ、または不揮発かつ分解物が
水溶性の無機塩を同様吸着または吸収させ、廃植物油ま
たは高沸点鉱物油、ピッチ等をそのまま、または水、溶
剤等に溶かしまたは分散して、浸し、混合または成型
し、５００℃以上で加熱分解し、次にそれより低い５０
０℃付近以下で空気または遊離酸素を含むガス、または
燃焼ガスで撹拌流動酸化処理して粒状の炭素質吸着材が
得られ、炭素性残渣で結合、増量し粉末飛散障害を抑制
できる。成型は公知の方法でできるが、濾過、遠心脱液
ケーキの解砕が簡易である。

【００１６】酸化再生において流動層に吹き込まれる空
気あるいは遊離酸素を含むガスの遊離酸素が排ガス中に
残留する条件が好ましい。残留酸素が存在することによ
って、低温熱分解再生では低温に拘らず吸着作用に有害
なタール障害を避けることができる。かかる条件では、
処理温度上昇は酸素消費率を上げ、さらに温度が上昇
し、自己制御性が乏しい。従って運転を安定に制御し継
続するためには温度変化時には速やかに対応することが
必要である。特に着火時には、予測制御が必要になるこ
とがある。過熱時は流入空気または遊離酸素量を減じ、
または遮断し自然または強制冷却し、着火温度以上の所
定の温度まで降下したら反応が停止しないように速やか
に流動化空気等を送入して酸化反応を再開継続すること
ができる。設定温度を外れて暴走の恐れが生じたら、こ
の操作を自動的に行うことによって、運転可能で、この
条件は実験的容易に求めることができる。同様に粉また
は粒状の炭素質を空気または遊離酸素を含むガスまたは
燃焼ガスを流動化ガスとして部分酸化しつつ再生する場
合に予め設定された温度範囲を超えた最高温度において
空気または遊離酸素含有ガスの送入量を停止しまたは減
少し最高温度より幅をもって低く、制御温度より低い下
限再開温度以上で空気等を送入量を開始する。この操作
をプログラムすることによって、容易な自動再生操作が
できる。さもなければ過剰の精密な温度制御が必要で装
置と制御系は複雑高価なものになる。制御機構を重畳し
てもよく、変動の多い排水、排気の処理、したがって変
動の多い廃吸着剤再生装置の自動運転を容易かつ信頼性
の高いものにする利点がある。無人運転の安全保持にも
有用である。

【００１７】処理量が少ない時、あるいは処理量が多く
ても簡易化したい場合、吸着塔装置本体と低温熱分解酸
化再生炉、酸化再生炉を兼ねることができる。耐水・耐
食性と耐熱性を兼ねた材質、例えば３０４、３１８ステ
ンレス鋼その他条件に適した材料を使用することによっ
て吸着と再生を弁切り替えで切り替え運転できる。廃炭
移動・輸送装置が省略でき、複数の装置を組み合わせて
も、なお運転が容易で設備は簡単になる。再生温度調節
に汚水を使用すれば、その分、能力増になる。活性炭の
代わりに木炭、鋸屑炭、タイヤチップ炭等を使用し、あ
るいは混用できる。

【００１８】繊維状活性炭再生に流動化熱媒体を使用す
ることができる。流動化熱媒体は液体熱媒体の使用が難
しい中温度の均一な加熱に適する。質粉塵粒子は人体に
不活性である利点があるが、摩耗粉化アルカリの付着が
問題であった。再生後の酸処理によって問題は解決でき
た。空気または燃焼ガスを流動化ガスとして炭酸カルシ
ウム流動層を形成し、繊維状活性炭を金属網に挟み、あ
るいは容器に入れて流動層に沈め、６００℃付近以下１
５０℃付近以上に粉粒活性炭同様の条件出再生処理でき
る。また流動化熱媒体は炭素質吸着体自体、あるいは炭
酸カルシウム熱媒体によって、炭素質再生装置の熱交換
媒体として間接加熱、間接除熱に使用することができ、
熱媒体としては高い再生温度からの熱利用が容易にな
り、乾燥装置、吸収冷凍または除湿用熱源として有用で
ある。炭酸カルシウム粉化による微粒子は回収し、石灰
質微粉体として利用できる。

【００１９】

【実施例１】図１は高濃度排水の処理に適した装置の例
である。処理すべき水は弁２８から導入し、吸着塔１、
２、３と順次通過させて有機物あるいは有害物を炭素質
吸着体で除去し、槽９に流出させる。塔１は撹拌流動吸
着塔である。通常竜度う層より低流速で流動化させるこ
とができ、成層的流動が可能なので吸着の理論段は多数
流動層に相当する高効率で運転できる。特に粘着成分を
含む廃水ではこのような運転は通常流動層では凝結障害
のため困難なものであった。吸着妨害物質を除去した排
水は塔１の出口６８から出て塔２、塔３と順次通過して
浄化され出口７０から槽９に流出する。塔３の吸着剤は
向流的接触のためには６９の弁を閉じ、弁７２、連絡管
の弁６６、通水弁６３を開いてを塔２に流体輸送するこ
とができる。多段塔でない場合には塔２を空塔にした後
に同じ操作をすることができる。塔１からの廃吸着体は
流動層から弁２９によって振動篩脱水機１１上に排出
し、水は槽１０に戻し、脱水された廃吸着体は貯槽１３
に入り供給機１９を経て流動空気酸化再生炉４に入る。
塔２からの廃吸着体は同様に再生炉６または７に入る。
塔４の流動化空気は裸のニクロム電熱線４４で常温以上
６００℃以下に予熱され、６００℃以下１５０℃の酸化
発熱がある適当な温度で炭化と酸化脱離で再生される。
滞在時間は０．１〜１０分以上特に２〜１５分が適当で
吸着部の処理能力によって選択できる。濃厚廃水あるい
は濃厚塩類溶液を処理した場合には吸着、付着、凝集等
により炭素質吸着体粒子の比重は重くなり、見かけ粒径
も大になる。したがって加熱、再生炉４は粒子固結、流
動層の凍結障害を起こし易いことがわかった。この障害
は撹拌機を装備することによって防止できることがわか
った。撹拌機回転、または往復回転速度は０．１〜５０
回／分の程度が適当であり高速では機械的故障が問題に
なり、低速または停止に近い状態では負荷が大きくな
り、固結速度と凍結強度に対抗できず、流動停止になる
ことがある。適当な回転速度は操作条件に応じ過負荷に
ならぬように実験的に容易に定めることができる。

【００２０】層の温度調節は廃炭供給量、炉の冷却量ま
たは熱損失、廃炭及び残渣炭の化学的、物理的性質、再
生用空気量、操業温度等によって定まり、これも計算を
加味して実験的に容易に求めることができる。温度調
節用注水ノズルまたは噴霧ノズル２４はでは自動調節が
便利である。小型装置では注水は固定流量で、空気予熱
温度の制御による再生温度調節が容易である。熱電対を
検出端とする電子式ＰＩＤ調節計３４でＳＳＲ５１を駆
動して電熱４４の発熱用電力量を制御し、吹き込み空気
温度を調節し、したがって再生層温度を精度良く調節で
きる。再生用空気量は流動化空気の他、別に流動層に入
る空気の反応率も考慮すべきである。再生炉４で処理さ
れた炭素質吸着体粒子は全部または一部をストリッパー
５で新しい空気または燃焼ガスその他のガスで流動化す
ることにより、または分離器８への気流搬送でストリッ
パーを兼ねて吸着塔１に戻す。吸着塔またはその内部は
多段であることが好ましく、新しい再生炭と廃炭を混合
しないのが効率的である。また小型装置では炉４単独と
ストリッパー５の組合せが簡易である。ストリッパー５
は図２のように炉４に内蔵してもよいが絞りや多孔板等
で４の有機物蒸気を含む排気が５へ侵入するのを制限す
るのがよい。炉４の処理粒子は回転調節弁等２１から溢
流して炉６、７を経て水流または気流輸送で塔３に返送
される。弁４８は水冷処理槽１８への炭素質取り出し弁
である。処理用の酸はノズル６１または槽１８に添加さ
れる。ただし活性炭製造における酸洗いのように強酸性
あるいは濃厚酸処理とする必要はない。一時的に６以下
〜３．５程度以上の酸性にするか、酸性で遊離酸を添加
するか、弱酸性処理するのが活性の継続に有効である、
酸は硫酸または塩酸が適し、廃ポリ塩化ビニルの燃焼ま
たは分解ガスの塩酸含有洗浄水のような粗、稀薄酸も利
用でき、多くの場合、再生毎の酸添加の必要はない。こ
のような点が活性炭賦活と異なる。更に、廃炭素質の短
時間の炭化熱処理でも低温酸化性雰囲気で活性化処理で
酸処理が有効であることを発見、発明した。各再生炉
４、６、７、ストリッパー５の排気は排気管８４、８
６、８７、８５から出てダスト分離機７７で粉末炭素質
を分離し、燃焼装置または接触燃焼装置で廃ガス処理し
て無害化し、さらに洗浄塔１６で水洗し、煙突から放出
する。装置の塔、槽、配管、制御系の例は本発明を限定
するものではなく特徴を保持するかぎり省略または追加
ができる。このような操作によって高濃度着色廃水の吸
着−廃活性炭再生工程の円滑な運転が可能になった。

【００２１】（操作条件）粒径０．４〜１．２ｍｍの石
炭系活性炭を使用した。再生活性炭を水槽の希硫酸を加
えてｐＨ４に調製した水に沈め、１塔（径１０ｃｍ、高
さ５ｍの塩ビ製流動吸着塔）のノズル７１から吸引し活
性炭を液とともにに充填した。２、３塔もそれぞれ同様
に充填した。色素製造廃水（比重１．１、有機物含量Ｃ
ＯＤとして、約２１，０００ｐｐｍ、濃黒色芒硝溶液、
槽底の沈降泥は撹拌混合して供給廃液とした。）９０Ｌ
／時を送り、３塔出口から無色透明の廃水ＣＯＤ５０ｐ
ｐｍを得た。弁２３を通過する再生活性炭量は５ｋｇ／
時であった。弁３５を通過する活性炭量は１０ｋｇ／時
であった。各炉径１５ｃｍ、再生用空気２０ｍ^３／時、
３５０〜４００℃、滞在時間は４、６、７塔各１０分で
あった。排気中遊離酸素４〜１４％であった。再生排気
はサイクロン７７で粉末炭を分離し、有害物分解炉７８
で４５０℃で酸化鉄担時活性炭触媒を通過した後、洗浄
塔１６を経て煙突へ放出される。この排気は必要により
循環流動化ガスとして空気を追加して使用できる。なお
廃水を飽和吸着して得た廃活性炭の嵩比重は０．８、加
熱分解再生したもの０．６、正常の酸化再生０．４、新
炭は０．３５であった。酸処理には硫酸を活性炭キログ
ラムあたり４グラム、再生活性炭浸漬水に滴下使用し
た。酸として塩酸も使用できた。繰返し再生でも吸着容
量は安定していた。なおこの廃水の場合、廃吸着炭の酸
化発熱は３００℃付近で活発化し、部分的炭化酸化再生
し、吸着に使用可能であった。３５０〜４５０℃では繰
返し再生品の吸着容量を新炭の６０〜１００％と任意に
調整できた。再生歩留は平均９５〜９９％でダストを含
めると９９％以上に達した。（対照例）同吸着装置を炉４なしで、通常型吸着−再生
装置としてを使用した時活性炭量は３０ｋｇ／時を要し
た。吸着剤再生塔に撹拌機を設けない時には過熱によっ
て高温燃焼が起き、連続運転はできなかった。酸を使用
しない場合、酸化再生操作しても吸着容量は急低下し、
繰返し使用はできなかった。なお、低温酸化再生におけ
る粒子の粘着または凝結現象は実験によって確認される
もので、吸着物質、吸着条件、再生条件によって発現が
異なることがわかった。これは例えば微粘着性粉粒石炭
のように冷却しても凝結しているのと異なり、障害原因
の解明困難であり、廃活性炭流動再生でも撹拌機を使用
した前例がない。湿炭直接再生の場合には特に撹拌機使
用が必要であった。これによって乾燥機なしで運転でき
ることも発見し、流動層の特性を利用し、再生部の温度
調節法を発明した。従来の高温熱再生炉の場合には多量
の塩類を含む廃炭の再生は水による塩類の洗浄除去が必
要であった。また多段炉は上部に撹拌湿炭乾燥部がある
が、再生部との関係は少なく、加熱速度と撹拌棒強度、
撹拌動力、雰囲気も異なる。

【００２２】

【実施例２】図１において比較的高濃度または、粘着性
物を含む排水処理のために塔１に粒度の小な活性炭を使
用した場合に、径１０ｃｍ撹拌吸着塔１を使用し、炉４
と炉７を撹拌式流動酸化再生炉として湿または乾廃炭を
供給し、粘着障害を避けつつ炭素質吸着体による吸着一
再生方式による水の浄化ができた。操作条件は実施例１
と同様であるが、弁２１は閉鎖していた。塔１の使用活
性炭の粒度は０．３〜１ｍｍであった。出口水は同様無
色透明でＣＯＤは３０ｐｐｍと改善された。塔１に同粒
度木炭粉末を使用したところ出口ＣＯＤは１２０ｐｐｍ
であったが。塔、２、３に０．３〜１ｍｍの活性炭を使
用し、さらに吸着塔を一塔追加したところ出口ＣＯＤは
２０ｐｐｍになった。

【００２３】

【実施例３】実施例１の予備処理として撹拌槽を使用
し、空気で曝気しつつ粉末活性炭で硫酸を少量滴下しｐ
Ｈ４．５とし酸性で３５℃、６０分処理した。吸着妨害
物である揮発性有機物と不溶性黒色ゲル状物をほぼ除去
できたものとみられ、処理液を実施例１同様処理したと
ころ出口ＣＯＤは２５ｐｐｍになった。真空濾過分離し
た粉末廃炭の再生は図１の炉４単独で流速が小で能力が
低下する以外同様に行うことができた。再生損失は粉塵
飛散が主であったが、粉末の凝結によって流動条件は粒
状活性炭と大差なく、高温加熱再生と異なり損失は少な
く、全回収率は９４％を超えた。実施例１〜３において
吸着物または付着物は炭素質吸着体の比重、強度を増
し、飛散及び摩耗損失を減ずる効果があった。廃液量が
少なく、本発明によって再生が容易になると再生炭を安
価に蓄積することができ、粉末炭も顆粒状再生炭として
回収できるので槽に充填し廃液を注入し、滞留させるこ
とによっても長時間処理に比較経済性を与えることがで
きる。気相の処理に利用した粒状活性炭、本発明による
顆粒状活性炭、濾過紙で包まれ、あるいは紙にすきこま
れた粉末活性炭等は液相処理に使用された廃活性炭より
容易であり、本発明による低温熱分解酸化再生または酸
化再生によって容易に吸着性能を回復できる。その場合
撹拌炉では包装容器等は解体することなく簡易に処理で
きる。繊維状活性炭もブロック間に通気性を確保して流
動炉に装入することにより再生できる。

【００２４】

【実施例４】実施例３の粉末廃炭を真空濾過器で濾過
し、濾過ケーキを粗砕きし、実施例１の４塔に循環粒状
廃炭とともに再生と過熱防止の温度制御用として供給し
た。再生された粉末炭はダスト分離器７７で分離され、
再利用される。粉末炭を利用するため、塔４は上部に粉
末炭の終端速度を考慮した拡大部を設けた。再生炭の吸
着力価が低下した時には、単独で回分再生によって吸着
力が再生できた。再生すべき廃炭に吸着された有機質の
量と燃焼熱によって再生による発生熱が異なり、従って
流動化空気は含水物キログラムあたり０．４〜０．８ｍ
^３の程度で、吸着条件と水切り条件による。したがって
温度調節は時に大幅な変動に対応する制御系が必要であ
る。このために流動化ガスの予熱温度のＰＩＤ制御、水
噴霧、自動停止、再開の選択、組合せが好ましい。図１
の制御はこのような系を示している。

【００２５】

【実施例５】実施例４の粉末活性炭濾過ケーキを乾燥、
粗砕、篩分し、５ｍｍ以下の顆粒状乾燥廃炭を得た。こ
れを図２の撹拌機付流動酸化再生装置４に入れ、燃焼ガ
スと空気の混合ガス（遊離酸素１０％）を流動化ガスと
して回分型で、３８０℃〜４５０℃、１２０分、熱分解
酸化再生処理した。図２において、廃炭はは廃炭貯槽１
３から可変回転弁１９、２０を経て撹拌流動炉４に供給
され、直接炉底への湿炭落下、固結を防止する固定また
は可動格子８０を通過し、で熱分解しつつ酸化する。弁
５０からストリッピング空気を供給し、主部を弁２２か
ら取り出し、前段吸着工程に戻す。残部は上部出口管か
ら酸化再生炉６に入りストリッパー５から弁２３を経
て、後段吸着工程に戻す。撹拌機回転数は６回転／分で
あった。弁８３は粗粒排出口であるが、回分再生では再
生炭の取り出し口になる。８８、８９、は空気供給器
で、粒子の移動を制御する。水噴霧で温度調節し、過熱
して５００℃に達したら流動化ガスを停止し、３８０℃
に温度降下したら流動化ガスを再送入した。顆粒状の活
性炭が収率６０％で得られ、吸着量（力価）は実施例３
の色素廃液について、もとの粉末活性炭の８０％であっ
たが、再生の繰返しでもこの吸着力水準を維持し吸着浄
化操作に支障はなかった。もとの活性炭に対するダスト
を含めた収率は９５〜１００％であり、残渣炭素が粉末
炭の結合材または増量剤になっていると考えられる。吸
着量（力価）測定は顆粒状炭を粉砕して比較し同等の脱
色になる再生炭添加量で測定した。なお発生ダストは再
生炭に混入再利用し、同様再生加工できた。再生炭は粉
末にして利用してもよいが、粗粒化され濾過性が改善さ
れた。低温酸化再生であるから、繰返し毎の完全再生は
不要で、酸処理はするが毎回は不必要で、活性低下はな
かった。低温酸化再生は無定形炭素組織の黒鉛化、吸着
炭素質の不活性化が無いためと考えられる。

【００２６】

【実施例６】図４は顆粒状活性炭または炭素質吸着体
の構造模型の例である。粉末活性炭粒子１０１相互を有
機物の炭化物によって結合されて片状または顆粒状であ
る。水に粉末活性炭を加えて真空濾過によって付着水を
除去し、これを色素の化学合成で得られた粗色素液に加
えて室温で３０分撹拌し、フイルタープレスで濾過脱液
し、弱い固結性を有するケーキを得た。風乾後１１０℃
で乾燥し、１０ｍｍ目の篩で砕きつつ篩い、図２の撹拌
流動炉に投入し、空気を流動化ガスとして回分型で加熱
しつつ４００℃まで１０分かけ、温度上昇した。２５０
℃付近で熱分解が始まり、４００℃で発煙終了した。さ
らに２０分酸化再生処理した。無水基準収率６０％、ダ
ストを含めた活性炭基準収率は９５％であった。酸添加
処理によってｐＨ４に調製した。このまま使用できる
が、苛性ソーダ、苛性カリ、アンモニア水によって中性
またはアルカリ性にして使用することができる。植物
油、鉱物油等油状高粘度有機物の処理に使用した廃活性
炭も同様に使用できる。顆粒化するために新または廃粉
末活性炭を処理することができ廃食用油が顆粒化添加剤
として利用できた。重質石油処理すると活性炭は強化さ
れ、再生した粉末の飛散性は抑制された。再生によって
脆くなった粒状炭はこのような処理によって圧潰強度を
回復した。指頭によって潰れなくなった。繰返し処理に
よってさらに強化された。添加剤に磁性酸化鉄やフェラ
イトを加え磁性付与もできた。このような酸、アルカリ
処理効果、強化処理効果は本発明による低温酸化再生に
共通していた。木炭粉、鋸屑炭化物も顆粒化によって粒
状の炭素質吸着剤としての使用が容易になった。

【００２７】

【実施例７】実施例１の装置において、撹拌炭化酸化再
生塔４に管２４から鋸屑を別の供給機で追加供給した。
酸化再生の発熱を冷却し温度調節が容易になった。粉末
炭がサイクロン７７で捕集され、循環使用した。一部を
取り出し、実施例３の粉末活性炭の代わりに炭素質吸着
剤として利用できた。再生された粒状活性炭の使用には
支障なかった。炭素質吸着体に吸着された有機物の酸化
除去の発生熱が再生工程に供給される湿廃炭の乾燥熱等
の所要熱に不足する時には廃大材片、廃木炭粉、廃紙等
を酸化再生炉４等に投入できる。吸着量が少ない時、再
生の進行に従い活性炭内表面の炭素質の低温燃焼比率が
大になるが、補助炭素源はその燃焼損失を減ずる効果が
ある。しかも、回分型再生においては、再生の進行に伴
い、吸着された有機物炭素質の酸化脱離、消失による可
燃物不足に起因する酸化温度の低下を防止する。

【００２８】

【実施例８】図３は流動吸着塔と流動再生炉を兼ねた水
浄化装置の例である。同じ装置を直列あるいは並列に連
結し、段数の増加、あるいはきりかえ運転を行うことが
できる。電熱等の過熱器４４は弁９５で他の炉運転に切
り替え連結できる。浸水防止のため水位と装置圧損失を
考慮した比較高位に設置され、水位検出器９４を持つ。

【００２９】

【実施例９】図２の装置において、内径１５ｃｍ、高さ
２．５ｍの流動低温酸化炉とし、２５ｍ^３／時の空気を
流動化ガスとする廃粒状活性炭酸化再生流動炉４に有機
物をＣＯＤとして１５，０００ｐｐｍ含む汚水２Ｌ／時
を噴霧した。汚水は接触分解処理され、洗浄塔１６出口
で無臭であった。炉温度は３９０〜４５０℃に制御さ
れ、再生活性炭量３ｋｇ／時で、もとの吸着容量の９０
％に調節した。水処理した廃活性炭あるいは気相脱臭に
使用した廃活性炭でも同様再生と廃液脱臭できた。（対照例）空炉で同温度で空気を搬送ガスとして同量の
汚水を蒸発した。、同じ市販金属担持酸化脱臭触媒分解
炉を同温度４５０℃で使用したが、臭気は残った。

【００３０】

【実施例１０】図４において粉末活性炭１０１が廃有機
物の炭化物１０２で結合し、顆粒状活性炭に再生されて
いる。新しい粉末活性炭を使用し、重質油、植物油等で
処理し、ケーキ状にしたものでも破砕し、低温酸化処理
すると、活性炭細孔に侵入した結合剤が活性炭の接触作
用によって優先的に酸化除去され、粒子間の結合剤はゆ
っくり酸化されるので強度が保持される。このようにし
て作られた顆粒状活性炭は粉末活性炭のように取扱で油
煙状ダストを発生しない。図５は同様にして表面を強化
しまたは強化被覆した粒状活性炭である。低温酸化再生
を繰返し強度が低下した場合、上記処理を行い、あるい
は繰り返すことによって強度を回復したことが圧潰試
験、磨滅試験、目視によって判定できた。

【００３１】

【実施例１１】図６は架橋によって取り出し不安定また
は取り出し不能になりやすい粉粒あるいはチップ等の取
扱に適した貯槽である。高濃度廃水を処理して発生した
廃活性炭の酸化再生では湿った粉粒炭を直接貯槽１３の
上部に投入すると、振動機１１４で駆動する振動上底１
０５の主落下口１１７から上下による開閉および架橋現
象解消用振動中央主弁１０９を経て、下部空間に落下す
る。また上底に設けた複数の落下口１１５からも落下
し、底部の死角を解消している。１０７は底１１５の振
動によって従動的に振動して閉塞を避けつつ排出する。
弁１１５は上下しても機械駆動、振動してもよい。下部
空間に湿った粉粒が堆積しても架橋するので滞在量を制
限して防止し、円滑に可変回転供給弁２１に供給する。
炉に湿った廃炭を供給すると高価な乾燥機が省略できる
だけでなく、炉の温度調節も容易になる。１１４は振動
機で、１１１は弁操作棒兼振動伝達棒である。副弁１０
７は図７のように格子状、篩状、多孔板頭部で例えば棒
１１８あるいは主弁１０９のように上下してもよい。

【００３２】稀薄な液を処理した廃炭は低温酸化熱分解
再生で容易に吸着活性を回復し、その２回以上有効回数
の吸着操作の実施後ごとに行われる低温酸化再生との組
合せができ、実施例１以下は吸着・廃炭再生法、あるい
は装置は高能率で適用できる。また本発明による撹拌流
動低温酸化再生炉は容器入り、布、プラスチックあるい
は紙袋入りの炭素質吸着剤を解体せずに投入、処理で
き、省力、省エネルギーの廃活性炭リサイクルに有用で
ある。以上の実施例の操作、装置の選択、組合せは本発
明に関し、なんら限定するものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上のように液相、気相の吸着操作、廃
炭素質吸着材の低温酸化再生、炭素質粉粒の炭素残渣、
添加炭素性物の低温酸化燃焼、活性化等の新規な操作、
安定性改善、摩耗強度または機械的強度の強化、あるい
は酸化分解だけ、もしくは塔、炉の兼用による廃炭の簡
易な再生等を可能にするものである。本発明の低温酸化
再生は比較的短時間の低温酸化熱分解再生反応を有効に
使用すること、液相処理では撹拌機を使用すること、
水、汚水、別の炭素性物の再生炉冷却への利用、熱利用
により、高濃度廃液の吸着浄化で発生した多量の有機物
吸着廃炭の再生における大量発熱、低濃度廃液の場合の
廃炭再生の少ない熱発生、不安定な廃炭条件、コロイド
粒子、粘着性物障害、気相処理では煙霧質等閉塞性物等
への効率的対応を可能にする。また、湿廃炭の安定供給
機構利用により乾燥機の省略を可能にし、高い融通性を
得、大型吸着または再生操作は勿論、従来小規模では辺
地で難かしかった水、汚染水、産業排水、生活排水等の
処理コスト節減、環境の浄化、廃棄物リサイクル、浸出
水、ヘドロ処理に成功したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】撹拌流動吸着・廃炭流動熱分解酸化および酸
化再生炉からなる水浄化装置。

【図２】廃炭素質吸着体の撹拌式流動熱分解酸化炉付撹
拌流動低温酸化再生炉。

【図３】吸着塔と低温酸化再生炉を兼ねた水浄化装置。

【図４】粉末活性炭からなる顆粒炭。

【図５】炭化層で表面強化した粒状炭。

【図６】架橋し易い粉粒体に適した貯槽。廃炭貯槽。

【図７】粉粒貯槽副弁

【符号の説明】

１、２、３吸着塔４、６、７流動空気酸化再生炉５ストリッパー
８分離器９、１０、１７、１８槽１３廃炭貯槽１１、１２振動篩脱水機１６洗浄塔１９供給
機２１回転調節弁等、３４温度調節計２４噴霧
ノズル２８、２９弁、４４裸のニクロム電熱線ま
たは絶縁ヒーター６８、７０出口６３通水弁６５撹拌機６９、７２弁、６６
連絡管の弁、５１ＳＳＲ６１酸ノズル７１活
性炭吸引ノズル７７サイクロン、７８有害物接触
分解または燃焼炉、１０１粉末活性炭核１０２被
覆多孔炭素層または浸透強化表面１０３粉末または粒状炭核１０５振動する上底、１１５同複数の落下開口１
０６緩衝材１０９中央弁１１１操作棒兼振動伝達棒１１３
撹乱片１１４振動機１１６レベル測定計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 53/81 Ｃ０２Ｆ 1/28 ＤＢ０１Ｊ 20/34 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＢＣ０２Ｆ 1/28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を炭素質吸着体で処理し、吸着処理部
の単数または複数箇所から使用済炭素質吸着体を取り出
す流体の吸着処理法において、（イ）取り出した炭素質
吸着体の一部または全部を、空気または遊離酸素を含む
ガス雰囲気中で、６００℃付近以下１５０℃付近以上で
短時間の酸化分解を含む熱処理、または流動熱分解をし
て、吸着処理部に戻すこと。（ロ）吸着処理すべき流体
に酸を添加しまたは炭素質吸着体を酸処理すること、か
らなる流体処理法。
【請求項２】流体を炭素質吸着体で処理し、前段吸着処
理部と後段吸着処理部の単数または複数箇所から使用済
炭素質吸着体を取り出す流体の吸着処理法において、
（イ）前段吸着処理部から取り出した炭素質吸着体の一
部または全部を、空気または遊離酸素を含むガスを流動
化ガスとして６００℃付近以下１５０℃付近以上で流動
層を使用する熱分解または酸化分解を含む熱処理をし
て、前段吸着処理部に戻すこと。（ロ）取り出した炭素
質吸着体残部を６００℃付近以下１５０℃付近以上で酸
化再生して前段または後段吸着部に戻すこと。（ハ）前
段吸着部と同種または別種の炭素質吸着体で後段吸着処
理を行い、廃炭素質吸着体の再生には単数または複数の
低温酸化再生炉を使用すること、（ニ）吸着処理すべき
流体に酸を添加しまたは炭素質吸着体を酸処理するこ
と、からなる流体処理法。
【請求項３】炭素質吸着体を使用する液または廃水の処
理において、撹拌流動層吸着装置と、撹拌流動層低温熱
分解酸化再生装置または撹拌流動層低温酸化再生部とか
ら選ばれた一つまたは組合わせからなる流体処理方法。
【請求項４】稀薄または濃厚な有機物含有汚水を炭素質
吸着剤で処理する場合に、吸着装置が撹拌流動床または
撹拌槽、から選ばれた一つまたは組合せと、廃吸着剤を
再生する撹拌流動再生炉とからなる請求項１または３記
載の流体処理装置。
【請求項５】有機質または無機質を吸着した炭素質吸着
体を再生する場合に、湿または乾有機質、炭化有機質、
有機物を付着しまたは吸着した炭素質から選ばれた一つ
または組合せを廃吸着体の熱分解酸化再生または酸化再
生室に添加して、６００℃以下１５０℃付近以上で空気
または遊離酸素を含む気相雰囲気で処理し、添加物を分
離しまたは分離することなく吸着体として使用する処理
方法。
【請求項６】低温熱分解酸化再生室の温度調節に水、無
機物または有機物を含む溶液または汚水を注入または噴
霧する請求項１または３記載の流体の処理方法。
【請求項７】有機物を含む液または沈降物を解砕して得
た懸濁液を、炭素質吸着体の撹拌流動層で吸着処理し、
得られた廃炭素質吸着体を撹拌流動熱分解・低温酸化装
置または低温酸化再生装置から選ばれた一つまたは組合
せ装置で再生し、再生吸着剤を吸着工程に再使用する有
機物を含む液または沈降物の処理法。
【請求項８】添加する炭素質が、木質、石炭質、石油質
またはそれらの炭化物から選ばれ炉内の粉粒平均最小流
動速度が廃炭素質吸着体より比較的大きいものである請
求項５または７記載の流体の処理法。
【請求項９】処理すべき流体に酸を添加しまたは炭素質
吸着体を酸処理する請求項５または７記載の流体の処理
法。
【請求項１０】炭素質吸着体を６００℃以下１５０℃付
近以上で流動低温熱分解または酸化処理する炭素質吸着
体の酸化再生装置において、流動層加熱手段を有し、複
数であり得る第一流動層部と、１個以上の炭素質供給装
置と、第一流動層との間で炭素質吸着体の相互流通可能
な複数であり得る第二流動層部とからなる炭素質吸着体
の酸化再生装置。
【請求項１１】汚染物を吸着した炭素質を空気または遊
離酸素を含むガスまたは燃焼ガスを再生用ガスとして部
分酸化しつつ６００℃以下で加熱再生する場合に、予め
設定された温度制御範囲を超えた最高温度において空気
または遊離酸素含有ガスの送入量を停止し、または減少
し、制御温度下限より低い再開温度で空気または遊離酸
素含有ガスの送入量を回復する炭素質の処理方法。
【請求項１２】泥状物または粉粒体貯蔵または供給装置
装置において、泥状物または粉粒体貯留部とその底部付
近にあり排出用複数口または格子からなる支持底と振動
機構と排出したものを集める斜面と、斜面上の排出物の
堆積量を計測する機構と移動または供給機構とからなる
貯蔵または供給装置。
【請求項１３】貯留容器の支持底が多孔板または篩構造
と孔、スリットまたは網目からなり各間隙または穴に複
数の可動的挿入体構造を設け、支持底上に撹拌機構を設
けまたは設けない請求項１２記載の供給装置。
【請求項１４】多孔性炭化物または活性炭に汚染物、有
機、物有機性高沸点物質からえらばれた物質をを融解
物、溶液、懸濁質から選ばれた状態で吸収させ、遊離酸
素を含有する雰囲気中で６００℃以下で炭化処理し、次
に遊離酸素を含む酸化雰囲気中で６００℃付近以下１５
０℃付近以上の流動層で低温酸化または再生する操作を
１度または２度以上繰返し処理された炭素質吸着体。
【請求項１５】処理または再生された炭素質吸着体が粉
状、粒状または顆粒状である請求項１４記載の炭素質吸
着体。
【請求項１６】低温熱分解酸化処理再生または低温酸化
再生において再生炉またはストリッパー出口ガス中に残
留遊離酸素を存在させる炭素質吸着体の再生法。
【請求項１７】流動層または間歇流動層の流動化ガスの
予熱用に、絶縁されまたは絶縁されていない電熱発熱体
を流動化ガス吹き込み流路に設け、ガスを直接接触して
予熱する電熱加熱器と、酸化再生層温度を測定し電熱発
熱体の電力を調節する温度調節器と、炭素質吸着体の流
動層とからなる炭素質吸着体の処理装置。
【請求項１８】流体の吸着処理室が流動酸化再生室を兼
ねた請求項３または１７記載の炭素質吸着体の処理装
置。
【請求項１９】流動化粉粒炭酸カルシウムを被加熱物に
直接または電熱面を介して間接に接触させる流動化熱媒
体装置と、流動化空気温度を電力制御する電熱発熱体ま
たは燃料バーナー排気導入装置からなる物体処理装置。
【請求項２０】廃繊維状活性炭を６００℃付近以下１５
０℃付近以上で流動熱媒体装置で低温酸化再生処理し、
処理後に酸浸漬処理する活性炭酸化再生処理法。
【請求項２１】産業廃水、住宅浄化、風呂、洗濯、調
理、食器洗浄において発生する汚染水を電導度または槽
排水の切り替え度数計で切り替えて濃厚部分と希薄部分
に分けて処理する請求項３または１１記載の炭素質吸着
体処理方法。
【請求項２２】再生を常圧または加圧で操作する排気熱
または排気中の水蒸気熱を利用する請求項３記載の炭素
質吸着体の再生方法。
【請求項２３】空気または流動化ガスの予熱器が再生炉
底より実質的に高位に配置された請求項１または１９記
載の炭素質吸着体処理装置。
【請求項２４】廃炭素質吸着剤を低温熱分解酸化、酸処
理の後、アルカリ処理し、６００℃以下で空気または遊
離酸素含有ガス雰囲気で処理した炭素質吸着剤。