JPS60225641A - 繊維状活性炭の再生方法 - Google Patents

繊維状活性炭の再生方法

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JPS60225641A
JPS60225641A JP59082050A JP8205084A JPS60225641A JP S60225641 A JPS60225641 A JP S60225641A JP 59082050 A JP59082050 A JP 59082050A JP 8205084 A JP8205084 A JP 8205084A JP S60225641 A JPS60225641 A JP S60225641A
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JP
Japan
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water
activated carbon
treatment
regeneration
fibrous activated
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JP59082050A
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English (en)
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Kunitaro Kawazoe
河添 邦太朗
Motoyuki Suzuki
基之 鈴木
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ZOUSUI SOKUSHIN CENTER
Original Assignee
ZOUSUI SOKUSHIN CENTER
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

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】 本発明は繊維状活性炭の再生方法に関し、特に水処理に
おいて脱臭処理または有機塩素の吸着除去等の処理に用
いた繊維状活性炭を再生処理する方法に関するものであ
る。
産業上の利用分野 近年、水道水源である河川、湖沼等の富栄養化に伴ない
、水中微生物や藻類による水質汚濁、特に異臭の発生が
増大し、上水処理上の問題となっている。なかでもかび
臭は除去が困難で、かつ、利用者に与える不快感から一
番問題となっており、上水の臭気問題の大半はかび臭で
あるといっても過言ではない。かび臭の発生原因は主と
して湖沼や貯水池で増殖する放線菌や藍藻類によるもの
といわれ、かび実物質としてジにオスミンおよび2−メ
チルイソボルネオールが確認されてはいるが、その実態
は必ずしも明らかではない。
かび臭の除去方法としてはオゾンによる酸化方法および
活性炭による吸着除去法があるが、オゾン注入法は排オ
ゾンの大気汚染問題があり、またオゾン処理水は残留オ
ゾンの除去のため活性炭処理を併用する必要があって、
上水処理法としては必ずしも好ましい方法とはいえず、
現在最も採用されている脱臭法は活性炭によるものであ
る。
現在性われている活性炭による上水処理は粉末活性炭を
用いるものと粒状活性炭を用いる方法とがあるが、粉末
活性炭を用いる方法は活性炭の漏出の問題があるので、
処理後に凝集沈澱および濾過が必要で、そのため原水に
直接注入される。従って臭気物質以列のものも吸着され
るので、脱臭の目的のためには効率が悪く、春先から初
夏にかけてプランクトンの増殖によるかび臭の増大時に
は完全脱臭が困難であり、また使用活性炭を回収再生す
るのは不可能で、脱臭処理水量が増加するとコスト的に
も不利となる。
一方、粒状活性炭を用いる方法は、固定床と流動層の2
方式があるが、固定床は流動抵抗が大きく、かつ、この
流動抵抗は濾過を続けると増加してくるので、頻繁に逆
洗を行う必要があり、その点、流動方式の方が有利と思
われる。しがしながら粒状活性炭を用いる方法は、その
吸着速度に間顆があり、一般に脱臭を目的とした場合、
処理水の臭気を許容臭気濃度(To)7以下に保つため
には処理水の空間速度(SV)は固定層で5〜10、流
動層で10〜15 (静止層高基準)程度であり、その
ため広い敷地面積を要する。
最近、各種の方法で作られた炭素質繊維を活性化化処理
した繊維状活性炭が、その吸着性能は粒状活性炭と同様
であるが、吸脱着速度が極めて速いことから、この繊維
状活性炭を上水処理における脱臭材として用いることが
試みられた結果、SVが40〜80という高速処理で充
分な脱臭性能が示された。また処理水の臭気濃度Toが
7を超えるまでの単位重量当りの処理水量は粒状活性炭
の1.5〜2倍であり、その結果」二本処理場における
脱臭処理のための敷地が大巾に縮小されうるということ
となった。
しかしながら、脱臭処理に使用される活性炭は、通水処
理の進行と共に水中の臭気成分と共に他の成分、特に溶
存有機化合物を吸着して、着量が増加し、それに伴なっ
て吸着力が低下し、遂には処理水のToが許容値である
7を超えるに至る。吸着量の増加によって吸着量の低下
した活性炭は再生処理されてその吸着力を回復し、再び
脱臭処理に使用される。この場合、再生処理による吸着
力の回復性の大きいことおよび再生処理の簡便であるこ
とが、上水処理の経済性の重要な課題となる。
また、最近地下水源のトリクロルエタン等の有機塩素に
よる汚染が問題となってきており、その除去の必要性が
生じている。更に、各種水源からの工業用水、排水の再
利用等において、水中に溶存する揮発性有機物質の除去
も問題となっている。
これらの場合においても活性炭による吸着処理が有効で
あり、従って吸着活性炭の再生処理の経済性が同様に問
題となる。
従来技術およびその問題点 従来使用されてきた粒状活性炭では、この再生処理は使
用ずみの粒状活性炭を分離して、別の再生処理装置に送
られ、そこで7’OO〜aoo′cの水蒸気、炭酸ガス
等の酸化性雰囲気中で処理される。従って再生処理のた
めの特別の高温処理設備を必要とし、かつ、高温での反
応による活性炭の損失が生ずる。この反応による重量減
少は再生の程度により異なるが、一般に5重量%前後で
あり、脱臭力の回復のみを目的としても3重量%程度の
損失は避けられない。
杢発明者等は前記の繊維状活性炭について、その高性能
を回復する再生方法について研究した結果、極めて温和
な条件により、再生による重量損失が殆んどなくそのす
ぐれた吸着力を回復する再生方法を見出した。
発明の構成 即ち本発明は、水の吸着処理に使用した繊維状活性炭を
70〜200’Cの熱水および/または水蒸気によって
処理することを特徴とする繊維状活性炭の再生方法であ
る。
本発明に用いられる繊維状活性炭は各種の炭素質繊維を
賦活活性化したものが用いられるが、好ましくは細孔半
径15R以上のトランジショナル・ボアの細孔容積の増
大された繊維状活性炭が用いられ、特に炭素質繊維に有
機酸カルシウム塩を吸着せしめて賦活化処理を行った繊
維状活性炭は、前に特願昭5 a −141,387号
として出願されており、この繊維状活性炭は処理水中の
有機化合物に対してすぐれた吸着性能を有し、本発明の
吸着処理にも有利に使用される。
繊維状活性炭を用いる水処理は、通常繊維状活性炭の充
填層に通水する形式が採用される。水中の全有機質炭素
(T OC)の除去を目的とする場合、その通水速度は
空間速度(SV)として15〜20が用いられるが、脱
臭を目的とする場合には40〜80の高速通水が可能で
ある。
臭気の測定は検水の臭気が殆んど感知できなくなるまで
無臭味水で希釈した場合の希釈倍数をもって臭気濃度(
TO)とする方法(日本水道協会上水試験法)によって
行い、処理水のTo許容値(例えば7程度)を超えたら
通水を止め、繊維状活性炭は再生処理される。
具体的手段 本発明による繊維状活性炭の再生処理は70°C以上2
00°C以下の熱水または水蒸気または両者の併用によ
って使用ずみ繊維状活性炭を処理することによって行わ
れる。
再生される繊維状活性炭は、水処理に用いた充填層より
取出して別の処理槽で再生処理を行ってもよいが、好ま
しくは水処理の充填層のま\再生処理される。
熱水または熱水蒸気による再生処理は任意の方式が採用
できるが、例えば以下のような各種の実施態様がある。
1)繊維状活性炭を70〜100°Cの熱水中で攪拌し
、熱水を数十分毎に交換するか、またはSv1〜2程度
で流通せしめる方法。
2)繊維状活性炭の充填層より水を抜き、100〜20
0°Cの水蒸気を流通せしめる方法。
3)充填層中の水に水蒸気を通して加熱し、数十分処理
した後、熱水を抜き水蒸気のみで処理する方法。
繊維状活性炭に吸着された臭気成分筆の揮発性成分は一
般に水蒸気処理によって脱着されるが、揮発性の小さい
、高沸点有機質は、脱着後に熱水あるいは熱水の存在下
に水蒸気を通ずる水蒸気蒸留によって除去されると考え
られるので、揮発性成分以外の有機質、即ちTooが繊
維状活性炭上に遂次蓄積するのを最小限に市めるために
は熱水と水蒸気の併用が好ましい。通常は繊維状活性炭
充填層より水を抜いても繊維に付着している水が残留す
るので、水蒸気を通ずることにより、水が加熱され、水
蒸気蒸留の状態が得られるが、処理原水の状況により吸
着Tooの蓄積が大きいと考えられるときは、積極的に
熱水処理を用いる必要がある。
再生処理に用いる熱水は少なくとも70°C以上の温度
が必要であり、これより低い温度では再生不充分か、再
生処理に多量の水で長時間の処理を要し、経済的でない
。熱水蒸気の温度の上限は制約はないが、200°C以
上加熱することは脱臭の目的での再生では必ずしも必要
でなく、かつ、エネルギー上からも経済的でない。
再生処理に要する時間は、吸着量、再生温度、その他に
よって異なり、あらかじめテストしてめることが好まし
く、簡単に100°Cの熱水による30分処理を2〜3
回行うことによって充分再生されるが、規模が大きくな
った場合には熱水もしくは水蒸気の流通により1〜2時
間処理される。
発明の効果 本発明の方法は、水の吸着処理に繊維状活性炭を用いて
、使用ずみの繊維状活性炭を熱水または水蒸気で処理す
るという、極めて簡便な、かつ、温和な条件で再生する
ことによって、吸着能力をほぼ完全に回復することがで
きる。しかもこの再生処理による繊維状活性炭の重量損
失は実質的に生じない。またこの再生処理によって、吸
着された他の有機物質(T OO)も80%以上脱着さ
れるので、繊維状活性炭上に吸着TOCが蓄積すること
による吸着能力の低下が少なく、数十回の再生使用が可
能である。
以下、上水の脱臭について、実施例によって本発明の詳
細な説明するが、本発明は各種用水の溶存揮発性成分の
吸着除去に際しても同様に実施し得るものである。
実施例1 試料としてフェノール樹脂系のフェルト状活性炭素繊維
(クラレケミカル社製クラクチイブ1i’T25)を用
いた。この試料のBIT表面積は2110m 2/gで
、その細孔容積は0.8 ’73 cc 7gであった
(a)吸着 」―記試料の未使用品を直径100 mmの円板状に切
抜いたものを、内径100 mmのアクリル樹脂製カラ
ム内に積重ねて充填した。充填量は105.8g、充填
層の高さは155 mm (容積11.227、かさ比
重o、o s 7 g / cc)であった。
この充填カラムに浄水場における急速濾過池の出口水(
以下濾過水という)を50t/lhrの流量で通水し、
臭気成分の吸着除去を行った。その際の原水として濾過
水の臭気濃度(T O)と処理水のToの変化を第1図
に示す。濾過水のToは30から65の間で変動したが
、濾過水のTOに対する処理水のTOの比で示すと第2
図のとおりである。
この実験において、臭気成分と共に他の有機質炭素(T
OC)も吸着され、」二記通水期間における単位重量当
りのTOO吸着量は合計で36 、6mg−Toe/g
で、単位重量当りのTo吸着量は4074(To−4/
g)であった。またToが許容値7を超えるまでの積算
処理水量は66001(単位重量当り61.5j/g)
であった。
(b) 再生 第3図に示すように、」−記吸着実験で生した吸着活性
炭素繊組4を0.46g (乾燥型111:別試料によ
り測定)を湿潤状態のま\ガラスカラム乙に充填し、9
8−2°Cの恒温水槽5中に入れて、カラム6内にイオ
ン交換水1をポンプ2により流して活性炭素繊維に吸着
された臭気成分およびT。
C成分の脱着を行った。流出水を10m1づつフラクシ
ョンコレクター6で採取してTOCおよびTOを測定し
た。イオン交換水の通水時間は1.5hrで、通水量は
]、51である。測定結果は第4図および第5図の曲線
Aで示す。
採取水中のTooの合計量は31.2mg−TOc/g
でToの合計量は2]−39(To−z/g)であった
。従って、Toeの脱着率は85.2%で、T。
の脱着率は52.5%となるが、Toに関しては流出水
の湿度が高いため、かなりの臭気成分の揮発が認められ
、実際の脱着率はかなり高いものと考えられる。この点
は次の再吸着実験からも裏付けられる。
(c) 再吸着 水道水(T OO: 4.2ppm)に2−メチルイソ
ボルネオールおよびジオスミンの等景況合物を加えてT
Olooの原水を調整し、これを試験用原水として使用
した。
上記(b)で再生処理された活性炭素繊維のカラムをそ
のまま用い、塞流で上記試験用原水を5V116で通水
した。得られた破過曲線を第6図に示す。
比較のため第2図の結果も破線で示した。両者を比較し
て、再生の効果は実用上充分であることが判る。
実施例2 実施例1の浄水場で濾過水の脱臭を行った試料を、恒温
水槽の温度を85−2°Cとした以外は実施例1と同様
にして再生処理を行い、流出水をフラクションコレクタ
ーに採取してTOCおよびTOを測定した。得られた結
果を第4図および第5図の曲線Bで示す。流出水中のT
oo合計量は28.9mg−TOC!/g (78,9
%)であり、To合計口は1890 (To l/’g
)(46,3%)であった。
この再生試料で実施例1と同様に試験用原水の脱臭を行
った結果、処理水のToが7に達するまでの通水量は4
3z/gであった。
実施例ろ 実施例1と同様に行ったが、再生処理温度のみ70±2
°Cとした。再生後の脱臭処理において、TOが7に達
するまでの通水量は25 t / gと低かった。そこ
で再生処理における通水量および通水時間を3倍の4.
51および(5hrとしたところ再生後の脱臭能力は4
717 gまで回復した。
実施例4 ポリアクリロニトリル系の活性炭素繊維(東邦ベスロン
社製、ファインガード特殊EN、’B I T表面積:
 1200m2/g、細孔容積: 0.743cc/g
)のフェルト状シートを直径]、 OOmmの円板状に
切抜いたものを内径100mmのステンレス製カラムに
積層充填した。充填量は109gで、充填層の高さは1
65mmであった。
実施例1と同様に浄水場でSV’75の流量で濾過水の
脱臭を行い、処理水のToが7に達するまでの処理水量
は62001であった。
次いでカラムより水を抜き、コ−50°Cの過熱水蒸気
を、、5kg/hrの流量で2hr流して再生処理を行
った。
再生終了後、再び濾過水を通水したところ、処理水をT
Oが7になるまでの通水量は65007で、すぐれた再
生能力を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は繊維状活性炭の脱臭破過曲線を示
す。第3図は熱水再生実験装置概念図で、第4図はTo
oの脱着曲線、第5図はToの脱着曲線を示す。第6図
は再生された繊維状活性炭の脱臭破過曲線である。 出願人 財団法人 造水促進センター 河添邦太朗 代理人 弁理士厚田桂一部 (FT)o工/($no)OJ。 第3図 第6図 f8fM1g当りグ)匣しに量 (t/g)(0工)β
響冨前 (7/方町 ○O工

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水の吸着処理に使用した繊維状活性炭を70〜2
    0.0°Cの熱水および/または水蒸気によって処理す
    ることを特徴とする繊維状活性炭の再生方法0
  2. (2)70°C以上の熱水で処理する特許請求の範囲第
    (1)項に記載の方法。
  3. (3)100°C以上の水蒸気で処理する特許請求の範
    囲第(1)項に記載の方法。
  4. (4)70°C以上の熱水で処理した後、100°C以
    上の水蒸気による処理を行う特許請求の範囲第(1)項
    に記載の方法。
JP59082050A 1984-04-25 1984-04-25 繊維状活性炭の再生方法 Pending JPS60225641A (ja)

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