JPS58176111A - 活性炭の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水処理用活性炭、悪臭ガス脱臭用の活性炭など
、水相、気相から被吸着性物質を吸着した活性炭の再生
方法に関するものである。

従来、排水処理プロセスにおいて活性炭の使用が最も一
般化しているケースの−っは、し尿処理施設である。す
なわち、し尿の生物処理水中には生物によって除去でき
ない高濃度の黄色色度、　ＣＯＤが残留しており、これ
らを除去するのに凝集沈殿工程が採用されているが、凝
集沈殿処理によっても除去できない色度、　ＣＯＤが凝
集処理水中に残留する。このため、高度の放流水質が要
求される場合は、活性炭吸着処理によって凝集処理水中
のＣＯＤ　、色度を吸着除去しなければならない。

しかしながら、し尿の生物処理・凝集処理水の場合活性
炭のＣＯＤ吸着飽和量は、最も吸着容量が大きい活性炭
でもおよそＯ，ＯＳ〜０．１　ｆ＠ｃｏη、活性炭程度
と非常に小さいため、再生サイクルが短く、この結果と
して、活性炭処理経費が通常４００〜５００円／−、シ
尿と高額なものとなって諮り、例えば、し尿処理量２０
０Ｍ／日では年間２９２０〜３６５０万円と巨額になる
。また、悪臭ガスの脱臭用活性炭の処理経費も無視し得
ない。従って、活性炭処理経費を節減する良策を見出す
ことが急務となっているが、現在まで有効な解決策がな
かったのが実状である。

本発明は、し尿など有機性排水の生物処理工程を含む処
理施設から発生する汚泥中の有機成分のもつ発熱量を活
性炭の加熱再生用の熱源とする、極めて省エネルギ的な
活性炭再生法を提供することを目的とするものである。

すなわち本発明は、水相または気相より被吸着物質を吸
着した活性炭を加熱再生する方法において、少なくとも
有機性排水の生物処理工程から発生する余剰汚泥を含む
泥状物の脱水物を、ヒートポツプの冷媒凝縮部から発生
する熱によって乾燥すると共に、該乾燥物を燃焼せしめ
、その燃焼生成熱量を少なくとも前記活性炭の加熱再生
工程に供給することを特徴とする活性炭の再生方法であ
る。

次に本発明の一夾Ｍ態様を、し尿処理への適用を例にと
って図面を参照して説明する。

し尿（浄化槽汚泥が混入する場合がほとんどである）又
は消化脱離液１は活性汚泥処理、生物学的硝化脱窒未処
理、生物学的脱リン工程をもつ生物処理工程など任意の
生物処理工程２で処理されたのち、固液分離工程３にて
微生物群が分離され大部分が汚泥返送管４から生物処理
工程へ返送され残部が余剰生物汚泥５となる。

生物処理水６の水温は、生物処理工程２における微生物
の酸化熱によってし尿ｌの水温よりもかなり上昇してい
る。例えば、し尿を無希釈で生物学的硝化脱窒未処理す
ると、し尿ｌ−あたり、約４００００　ｋｊの微生物酸
化熱が発生し、この結果、生物処理水６の水温はし尿ｌ
の水温より加℃程度上昇することを本発明者らは確認し
ている。この微生物酸化熱による水温上昇効果は従来全
く利用されることがなかったが、本発明では後に詳述す
るように１この微生物酸化熱をヒートポンプ７の熱源と
して利用するのである。

しかして、生物処理水６中に残留する色度、ＳＳ、ＣＯ
Ｄ、リン酸、有機性窒素などを除去するために凝集槽８
にて硫酸ぽん土（ａｌｕｍ）　、塩化第２鉄（ＦｅＣ１
５）などの無機凝集剤９、および必要によ　　　：り高
分子凝集剤９′を添加して凝集フロック形成し、凝集沈
殿槽１０にて凝集汚泥１１を分離する。凝集沈殿処理水
１２は砂ｆ過槽１３にて微細なＳＳが除去され、砂ｒ過
処理水１４中の残留ＣＯＤ　、色度、有機性窒素などを
活性炭吸着塔１５にて除去する。１５′は活性炭処理水
である。

一方、余剰生物汚泥５と凝集汚泥１１は、汚泥脱水工程
（フィルタプレスが最適である）　１６に供給されて機
械的に脱水され水分６０〜６５チ程度の脱水ケーキ１７
となる。尚１８は脱水分離水である。

脱水ケーキ１７は通気乾燥器などの乾燥工程１９に供給
され、ヒートポンプ７の冷媒凝縮部２０（冷媒としては
フロン、アンモニアなどが利用される）にて加温された
空気２１が、乾燥工程１９に送風され、脱水ケーキ１７
が乾燥され、乾燥物２２（水分３０−程度に乾燥される
）は焼却炉２３（流動床炉、並流ロータリキルン及び旋
回気流焼却炉は焼却排ガス温度を７００〜８００℃程度
に設定することによって、乾燥物部から発生する悪臭ガ
ス（アルデヒドなどのこげ臭が主体）が焼却炉内で乾燥
物置の燃焼と同時に燃焼脱臭されるので最も好適である
）にて焼却される。尚、ムは燃焼用空気、西は燃焼生成
ガス、墓は焼却残液である。

焼却炉おに投入される乾燥物２２はヒートポンプ７を使
用することによって重油などの燃料を全く使用すること
なく極めて省エネルギ的に乾燥されているので、従来最
も広く行なわれている方法のように燃焼生成ガス２５の
保有熱によって脱水ケーキを乾燥する必要がない。この
結果、燃焼生成ガス怒の保有熱量のすべてが使用済の活
性炭２７の再生用熱源に利用できるという著しい利益を
得ることができる。

ヒートポンプ７の冷媒蒸発部２０′の熱源としては、前
述の微生物酸化熱によって昇温された生物処理水６を利
用するのが最も好適であるが、その他に夏期に生物処理
工程２の生物処理槽内の水温が微生物酸化熱によって微
生物活動にとって好ましくないほど上昇する場合（例え
ば、硝化菌は水温４０℃以上で硝化活性が著しく劣える
）には、冷媒蒸発部加′において前記生物処理槽内の冷
却部■から流出する温水Ｂをヒートポンプ冷媒の蒸発潜
熱によって冷却し、この際温水Ｂから奪った熱量をヒ−
トボンプ冷媒凝縮部２ｏにて空気２１の加温に利用する
方法を採用すると、生物処理槽の冷却と同時に脱水ケー
キ１７の乾燥が可能という一石二鳥の効果がある。

さらに別の方法としては、乾燥物２２の燃焼生成ガス５
の一部もしくは活性度再生炉あがら廃ガス２９によって
温水を生成し、これを冷媒蒸発部２０’に供給する方法
、又は燃焼生成ガス２５の一部もしくは廃ガス２９を直
接乾燥器１９に供給する方法も好ましい。

さて、再生を終えた活性炭３ｏは再生済活性戻貯槽３１
を経由し、活性炭吸着塔１５に供給される。尚３２は廃
活性炭の貯槽である。

活性炭再生炉詔としてはロータリキルン型、多段炉型、
外熱移動床型など任意のタイプが使用できるが、活性炭
の再生中に発生する悪臭ガスをアフターバーナーで燃焼
脱臭することが必要な型式は燃費が高くなるので避ける
べきであり、このような問題点がない外熱移動床型再生
炉が最も好適な機種の一つである。

本発明では、乾燥物ｎの燃焼装置として焼却炉コに代え
て熱分解炉を使用してもよい。

以上述べたように本発明によれば、次のような重要な効
果が得られ、活性炭吸着処理を著しく合理化することが
できる。

即ち、汚泥脱水ケーキをヒートポンプによる温風乾燥法
によって、重油などの有価燃料を消費することなく極め
て省エネルギ的に乾燥できるので、乾燥ケーキの燃焼生
成熱量によって、活性炭の再生所要熱量の全部もしくは
大部分をまかなうことが可能となる。この結果活性炭の
再生コストが大幅に節減できる。また、脱水ケーキ乾燥
工程への温風供給用のヒートポンプの低熱源として、し
尿など有機性廃水を活性汚泥などの做生物によって酸化
する場合に発生する生物酸化熱によって□□□〜３５Ｕ
程度に水温上昇を起した生物処理工程流出水などを利用
するようにしたのでヒートポンプの成績係数が向上し冷
媒圧縮機の駆動動力が少ないので、脱水ケーキを極めて
省エネルギ的に乾燥することができる。

次に、前記実施態様の説明において引用したフローシー
トに従って実施した本発明の実施例についで記す。

実施例 し尿の無希釈生物学的硝化脱窒素工程の余剰生物汚泥と
生物処理水の塩化第２鉄による凝集沈殿汚泥の混合汚泥
を圧搾機構付全自動ｐ布置定式フィルタプレスによって
脱水した結果、含水率６５〜６８チ（平均６７チ）の脱
水ケーキを得た。この脱水ケーキを破砕し、通気縦型乾
燥機の上部に供給し、前記生物学的硝化脱窒素工程の流
出水（水温３２〜４０℃）をヒートポンプ（冷媒はフロ
ンガス）の冷媒蒸発熱交換部に供給し、冷媒凝縮熱交換
部からの放熱によって空気を４５℃に加温した温風を前
記乾燥機の下部より供給した。この乾燥機から排出され
る乾燥物は水分（資）〜３３％であった。この乾燥物（
発熱量３０００　ｋｍ’／に４−　ｎ−５）を流動床式
焼却炉（流動媒体は硅砂）に供給し、焼却排ガスの出口
温度が８００〜８５０℃になるようにコントロールして
自燃焼却させた。

この無臭焼却排ガスを外熱縦型移動床式活性炭再生炉の
加熱部に供給し、凝集沈殿処理水の砂濾過処理水（ＣＯ
Ｄ６５〜７０■／ｌ　％色度１５０〜２００、ｐＨ６，
８〜７．０、ＳＳ５〜１０ｑ／ｌ）を粒状活性炭吸着塔
にて５ｖ＝１．ｏ　（１／ｈ）にて吸着処理し、活性炭
処理水Ｃ０Ｄ４０”９７７以上にプルクスルーするまで
通水した活性炭を前記の再生炉に供給し、加熱再生した
。

外熱縦型移動床式活性炭再生炉の活性炭移動速度は１０
−／ｈ、滞留時間は４時間とした。この条件で活性炭再
生に必要な熱量は７０００　ｋｄ、％、活性炭であり、
ヒートポンプにより乾燥した乾燥物を流動床焼却炉で燃
焼せしめた燃焼生成ガスの保有熱量によって、完全に再
生用熱量をまかなうことができた。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施態様を示すフローシートである。 １・・・し尿、２・・・生物処理工程、５・・・余剰生
物汚泥、６・・・生物処理水、７・・・ヒートポンプ、
１１・・・凝集汚泥、１５・・・活性炭吸着塔、１６・
・・汚泥脱水工程、１７・・・脱水ケーキ、１９・・・
乾燥工程、２０・・・冷媒凝縮部、２０′・・・冷媒蒸
発部、２１・・・空気、２２・・・乾燥物、お・・・焼
却炉、５・・・燃焼生成ガス、２７．３０・・・活性炭
、公・・・活性戻杓生炉、２９・・・廃ガス。 特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　千　　１）　　　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　活性炭の加熱再生方法において、少なくとも有機
   性汚泥を含む泥状物の脱水物をヒートポンプの冷媒凝縮
   部から発生する熱を利用して乾燥すると共に該乾燥物を
   燃焼せしめ、その燃焼生成熱量を活性炭の加熱再生工程
   に利用することを特徴とする活性炭の再生方法。 ２　前記ヒートポンプの冷媒凝縮部から発生する熱の熱
   源として、有機性排水の生物処理反応熱を使用する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。