TWI706917B - 水處理裝置、超純水製造裝置及水處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供可簡易且高度地去除水中的尿素之水處理裝置以及水處理方法、及可簡易地得到TOC濃度極低之高純度的超純水之超純水製造裝置。
本發明係具備胺基或四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物、與將接觸前述非水溶性聚合物的前述原水進行處理之生物活性碳的水處理裝置及水處理方法。再者，本發明係具有上述水處理裝置、與設置於該下游側之一次純水系統及二次純水系統的超純水製造裝置。
Description
本發明係關於水處理裝置、超純水製造裝置及水處理方法。
一般而言，由城市供水、井水、地下水、工業用水等之原水製造超純水的超純水製造裝置，大多由前處理裝置、一次純水系統及二次純水系統所構成。其中，前處理裝置係以例如凝聚沉澱裝置、加壓浮除裝置、過濾裝置等所構成，將原水中之混濁物去除而成為前處理水。一次純水系統係將例如脫氣裝置、逆滲透膜裝置、離子交換裝置、紫外線氧化裝置等組合所構成，將以前處理裝置進行處理所得之前處理水中的有機物、離子成分、溶存氣體等去除而製造一次純水。又，二次純水系統係以例如紫外線氧化裝置、混床式離子交換裝置及超過濾裝置等所構成，將以一次純水系統所製造之一次純水中的微量雜質進行處理而製造高純度之超純水。
近年來，對於超純水係對其純度之提昇的要求極度提高，伴隨此而要求總有機碳(TOC)成分之去
除。超純水中之TOC成分當中，尤其是尿素係由於分子量小而難以離子化，因此難以將其去除。因此，越將超純水中之TOC成分減低，TOC成分中之尿素的含有率越高。因此，為了高度減低超純水中之TOC，而要求從超純水製造裝置所供給的水中盡可能地去除尿素。
於專利文獻1中係揭示有於原水中添加尿素或尿素衍生物，及/或氨性之氮源之後，進行生物處理之尿素的去除方法。
然而，於添加尿素來進行生物處理的方法中，由於難以控制其添加量，因此有時尿素會殘留。又，若添加氨性之氮源，則有時無法去除此氨性氮，恐有導致被配置在超純水製造裝置之下游側的膜或樹脂之劣化之虞。又，因產生於下游側配置用以去除氨性之氮的裝置之必要等的理由，而有不適於製造超純水的情況。
〔專利文獻1〕國際公開第2011/135942號
本發明係為了解決上述之課題而完成者，其目的為提供可簡易且高度去除水中之尿素的水處理裝置及水處理方法。
又，以提供可簡易地得到TOC濃度極低之高純度的超純水之超純水製造裝置作為目的。
本發明之水處理裝置係將原水進行生物處理之水處理裝置，其特徵為，具備胺基或四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物、與用以將接觸前述非水溶性之聚合物的前述原水進行處理之生物活性碳。
於本發明之水處理裝置中，較佳為前述非水溶性聚合物係四級銨基被固定化之非水溶性聚合物。
於本發明之水處理裝置中，較佳為前述非水溶性之聚合物與前述生物活性碳係以混床式、或於前述生物活性碳的上游側層合有前述非水溶性之聚合物的複床式作設置。
於本發明之水處理裝置中，較佳為前述非水溶性之聚合物與前述生物活性碳之使用量，以前述非水溶性之聚合物/前述生物活性碳所表示之體積比計，為1/99~99/1。
於本發明之水處理裝置中，較佳為前述非水溶性之聚合物係具有前述胺基或前述四級銨基作為離子交換基的離子交換纖維或離子交換樹脂。
本發明之超純水製造裝置，其特徵為具備本發明之水處理裝置、設置於該下游側之一次純水系統及二次純水系統。
本發明之水處理方法，其特徵為，具備以下步驟：使原水接觸胺基或四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物的步驟、與用以將接觸前述非水溶性之聚合物的前述原水藉由生物活性碳進行處理的步驟。
於本發明之水處理方法中，較佳係前述原水之pH為4~9。
依據本發明之水處理裝置及水處理方法，可簡易且高度去除水中之尿素。
依據本發明之超純水製造裝置，由於尿素被高度去除，因此可簡易地得到TOC濃度極低之高純度的超純水。
1、2、3‧‧‧水處理裝置
4‧‧‧超純水製造裝置
10‧‧‧儲存槽
20、21‧‧‧生物處理裝置
22‧‧‧具備胺基或四級銨基固定化聚合物之裝置
23‧‧‧生物活性碳裝置
41‧‧‧一次純水系統
42‧‧‧二次純水系統
〔第1圖〕係概略地顯示第1實施形態之水處理裝置的方塊圖。
〔第2圖〕係概略地顯示第2實施形態之水處理裝置的方塊圖。
〔第3圖〕係概略地顯示第3實施形態之水處理裝置的方塊圖。
〔第4圖〕係概略地顯示本發明之超純水製造裝置之實施形態的方塊圖。
〔第5圖〕係表示實施例及比較例之處理天數與尿素去除率的關係的圖表。
以下，參照附圖來詳細地說明本發明之實施形態。
第1圖係概略地顯示本實施形態之水處理裝置1的方塊圖。水處理裝置1係具備有將原水W儲存來進行供給的儲存槽10、與進行生物處理的生物處理裝置20。於生物處理裝置20中係填充有將胺基或四級銨基固定化的非水溶性之聚合物(胺基或四級銨基固定化聚合物)(AP)與生物活性碳(BAC)之混合的混床。被儲存在此儲存槽10的原水W係以生物處理裝置20進行處理，其後，例如供給至一次純水系統，進而二次純水系統而製造純水或超純水。
生物活性碳係讓微生物支撐在活性碳者，使用來進行生物處理。一般而言，有機物係藉由進行生物處理之微生物(菌體)而在氧呼吸、硝酸呼吸、發酵過程等被分解，而被氣體化，或被吸收到微生物之體內，作為污泥被去除。又，亦可藉由生物處理，而進行氮(硝化脫氮法)或磷(生物性磷去除法)之去除處理。以如此之微生物所進行的水處理一般稱為生物處理。
生物活性碳係例如以下方式準備。於包含微生物的污泥中添加成為微生物之營養源的碳源、磷、微量金屬、無機鹽。進一步因應需要，而吹入氧，並進行好氣處理。藉此，可培養微生物。將活性碳浸漬於可培養此微生物的活性污泥。藉此，微生物會支撐在活性碳所具有之細孔內而製作生物活性碳。通常，若於此生物活性碳流通含有TOC成分的水，則藉由被支撐在生物活性碳的微生物之上述作用來進行生物處理，而可去除水中之TOC成分。在如此之生物處理時，為了維持微生物之活性，而進行因應需要在供給的水中添加上述微生物之營養源。
此時，藉由於活性污泥中添加氨性氮作為營養源，而可得到使硝化菌群(氨氧化菌群)佔優勢的硝化菌污泥。其原因係可推測為，硝化菌群以外之微生物在氨性氮的存在下不易增殖，另一方面具有耐氨性之硝化菌群會進行增殖之故。針對尿素或氨性氮以外之添加物的物質及量可為通常硝化菌培養中所使用的物質及量。
例如，藉由將活性碳浸漬於上述所得之硝化菌污泥中，而可得到支撐有硝化菌群的生物活性碳。硝化菌群由於會將尿素代謝，因此藉由支撐有硝化菌的生物活性碳來進行生物處理，藉此去除水中之尿素。
於生物處理裝置20中所使用的生物活性碳，其總量係可為將活性碳浸漬於活性污泥中所得者，亦可為混合有浸漬於活性污泥中所得之生物活性碳、與未進行浸漬處理的活性碳者，但並不限定於此等之方法。
生物活性碳中之硝化菌群的支撐量係可將尿素之去除率作為指標來表示。作為生物活性碳係以可將尿素減低至較佳為0.02μg/L以下，更佳為0.005μg/L以下者為適宜。
作為被使用於生物活性碳的活性碳並無特別限定，可列舉將碳、椰殼、木炭等作為原料所製造者。針對活性碳之形狀並無特別限定，例如，可使用纖維狀、蜂巢狀、圓柱狀、破碎狀、粒狀、粉末狀、錠狀等者。其中，就容易支撐微生物的點而言，較佳為粒狀或破碎狀之活性碳。在使用粒狀或破碎狀之活性碳的情況，其粒度較佳為0.35~2.0mm，更佳為0.42~1.7mm。活性碳之粒度，例如，可藉由JIS標準篩等進行測定。
胺基或四級銨基固定化聚合物係將胺基或四級銨基加以固定化的非水溶性之聚合物。於本發明之胺基或四級銨基固定化聚合物中，胺基係意味著構成一級~三級胺的胺基，進一步設為包含此等進行離子化而形成有銨離子之基者。作為胺基或四級銨基固定化聚合物所使用之聚合物，係可將胺基或四級銨基加以固定化，並且只要是非水溶性之聚合物則無特別限定。作為此聚合物，例如，可使用苯乙烯/二乙烯苯共聚物或聚乙烯醇、乙酸酯等之纖維素系、聚甲基丙烯腈或聚丙烯腈等之丙烯酸系、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯等之氯乙烯系、耐隆等之聚醯胺系、聚胺基甲酸酯等之胺基甲酸酯系之各種的聚合物。針對聚合物之形態亦無特別限定，可以樹脂狀、纖維狀、膜狀、
塊狀等之各種的形態進行使用。胺基或四級銨基固定化聚合物係可單獨使用1種亦可併用2種以上。
作為胺基係可為構成一級~三級胺之胺基或四級銨基之任一者。具有胺基或四級銨基固定化聚合物之胺基或四級銨基係可為1種，亦可為複數種。在此，構成一級~三級胺之胺基係可分別以-NH2、-NHR、-NR2所表示之基，四級銨基係以-N+R3所表示之基(式中，R係可彼此相同或相異之取代或非取代之烷基或者取代或非取代之羥烷基)。
就使以硝化菌所進行之尿素去除能提昇的點而言，特佳為四級銨基，其次依序為-NR2、-NHR、-NH2。胺基或四級銨基固定化聚合物之胺基或四級銨基的固定化方法，係可列舉例如：於聚合物骨架上鍵結胺基或四級銨基者，具體而言係以於聚合物之主鏈或構成分支的碳原子等鍵結胺基或四級銨基者為佳。為了更提昇尿素去除性能，更佳係於構成分支之碳原子等鍵結胺基或四級銨基者。
作為上述之胺基及四級銨基之取代基R，係可列舉例如：甲基、乙基、丁基等之烷基、羥甲基、羥乙基、羥丁基等之羥烷基。
作為將胺基或四級銨基進行固定化之聚合物，具體而言係以使用具有上述胺基或四級銨基作為離子交換基之離子交換纖維或離子交換樹脂。此等係由於內部具有廣的表面積，因此可將與處理對象水之接觸面積增
大。又，每單位容量之胺基或四級銨基之量為多。藉由此等，可提昇尿素之去除效率。進而，由於溶出物少，因此不會對處理水之水質造成不良影響。因而，在超純水之製造等、高度去除雜質的目的下適宜使用。
胺基或四級銨基固定化聚合物所具有之上述胺基或四級銨基的量，係以胺基或四級銨基固定化聚合物之每單位容量的官能基量(總交換容量)計，較佳為0.01當量/L(eq/L)~10當量/L(eq/L)，更佳為0.5當量/L(eq/L)~5當量/L(eq/L)。若胺基或四級銨基之量為0.01當量/L(eq/L)以上，則可良好地維持硝化菌群之菌相，而提昇尿素去除能。若胺基或四級銨基之量為10當量/L(eq/L)以下，則胺基或四級銨基固定化聚合物之安定性優異。
作為離子交換樹脂係可列舉：凝膠型離子交換樹脂、於凝膠型離子交換樹脂形成有孔徑100~1000埃之大孔隙的多孔型離子交換樹脂、具有比多孔型離子交換樹脂更微細的孔之高多孔性的高度多孔型離子交換樹脂。由於可增加每單位容量之胺基的量，因此更佳為多孔型或高度多孔型之離子交換樹脂。
又，作為離子交換樹脂係可列舉：將苯乙烯/二乙烯苯共聚物或丙烯酸系之聚合物作為樹脂骨架，而具有三甲基銨基(-N+(CH3)3)、二甲基羥乙基銨基(-N+(CH3)2(C2H5OH))等之四級銨基作為離子交換基的強鹼性陰離子交換樹脂、及具有甲基胺基、二甲基胺基等之
胺基或以-NH-(C2H4NH)nH所表示之聚胺型離子交換基等的弱鹼性陰離子交換樹脂。作為離子交換纖維係可使用於聚乙烯醇系之纖維鍵結有上述胺基或四級銨基的鹼性陰離子交換纖維等。
在使用弱鹼性陰離子交換樹脂或強鹼性陰離子交換樹脂作為胺基或四級銨基固定化聚合物的情況，其水分含量較佳為35~65質量%，更佳為40~50質量%。藉此，在與生物活性碳混合使用的情況，變得容易將微生物進行保持。
作為弱鹼性陰離子交換樹脂，例如，可使用三菱化學股份有限公司製之DIAION系列(WA20、WA21J等)、LANXESS公司製之Lewatit系列、DOW公司製之DUOLITE系列等。作為強鹼性陰離子交換樹脂，例如，可使用三菱化學股份有限公司製之DIAION系列(SA10A、SA20A等)、LANXESS公司製之Lewatit系列、DOW公司製之DUOLITE系列等。
作為弱鹼離子交換纖維，例如，可使用Nichibi公司製之EF-SA-WA，作為強鹼離子交換纖維係可使用Nichibi公司製之IEF-SA等。
另外，可使用的離子交換樹脂或離子交換纖維並不限定於上述所記載的種類。又，在使用離子交換樹脂的情況，離子交換樹脂係可使用新品之離子交換樹脂，亦可使用使用完畢者，例如，在純水製造裝置內長期使用後的離子交換樹脂。
作為胺基或四級銨基固定化聚合物，其中，較佳係具有四級銨基作為離子交換基的強鹼性陰離子交換樹脂。
得到胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳之混床的方法並無特別限定，可在將上述準備的生物活性碳與胺基或四級銨基固定化聚合物收容於容器之後，以上向流方式通水進行混合的方法，或藉由攪拌機等進行混合的方法來製作。又，可以在混合有活性碳與胺基或四級銨基固定化聚合物的混床上，使用活性污泥來支撐微生物的方法製作。硝化菌之優勢化雖如上述般地於微生物中添加作為營養源之氨性氮源來進行，但其係可在將生物活性碳與胺基或四級銨基固定化聚合物混合之前進行，亦可在胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳混合之後進行。又，可使用預先使硝化菌群優勢化後的生物活性碳，亦可在製成混床之後再使硝化菌群優勢化。
胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳之比例，例如，在以胺基或四級銨基固定化聚合物/生物活性碳所表示之體積比為1/99~99/1之範圍內可得到本發明之效果，但就更提高尿素之去除率的點而言，較佳為1/9~9/1，更佳為3/7~7/3。
可將生物活性碳與胺基或四級銨基固定化聚合物之混床填充於例如具備有供給處理對象水之給水管及排出處理水之排出管的水處理塔等，而構成生物處理裝置20。
作為處理對象之原水W係可使用地下水、河川水、城市用水、其他工業用水、或將半導體工廠或液晶工廠等使用完畢的超純水回收後的回收水。在使用回收水的情況，較佳係將其進行離子交換處理或中和處理，將pH調製成例如後述之範圍來使用。又，處理對象水亦可為將此等之原水W以前處理系統或與其相同的裝置進行處理者。前處理系統係以例如凝聚沉澱裝置、加壓浮除裝置、過濾裝置等所構成，將原水中之混濁物去除。
原水W(處理對象水)中之尿素濃度係以5~200μg/L，尤其是5~100μg/L左右為適宜。又，為了將硝化菌群優勢化來提高尿素之去除率，較佳係原水W之溶存氧濃度(DO)為5~8mg/L。
原水W係被供給至生物處理裝置20，在此，尿素被去除。對於生物處理裝置20之通水方法並無特別限制，可為上向流方式、下向流方式之任一方式。就不易引起因菌導致之堵塞的點而言，較佳為上向流方式。
對於生物處理裝置20之通水速度較佳係設為SV5~50hr-1左右，更佳為SV5~20hr-1。對此生物處理裝置20所供給之處理對象水的水溫，就提昇微生物之活性的點而言，較佳為常溫附近，例如10~35℃，更佳為20~35℃左右。因而，較佳係因應需要而於生物處理裝置20的前段設置熱交換機者。
對生物處理裝置20所供給之處理對象水的pH，就即使於微生物之中也使硝化菌群優勢化的點而言，
較佳為中性~弱鹼性，例如pH4~9，更佳為pH5~8。
於本實施形態之水處理裝置1中，藉由胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳而可減低水中之尿素的理由係如下述般推測。
以往，在藉由硝化菌群進行生物處理的情況，進行為了維持分解尿素之硝化菌群的菌相，並對其他的菌進行殺菌而於給水中添加氨性氮源。可推測，於生物處理裝置20中，胺基或四級銨基固定化聚合物之胺基或四級銨基所具有的氨性氮係發揮與被添加於水中之氨性氮相同作用。亦即，推測為，藉由將接觸胺基或四級銨基固定化聚合物的水於生物活性碳中連續通水，而利用胺基或四級銨基固定化聚合物所具有的氨性氮之作用，可維持硝化菌群之菌相並且硝化菌群被優勢化，而進行尿素之去除。
因而，胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳並不一定要如生物處理裝置20般地被混合，若將接觸胺基或四級銨基固定化聚合物的原水W藉由生物活性碳進行處理，則可得到與使用水處理裝置1者相同的效果。作為如此之水處理裝置1以外的構成之水處理裝置的例子，可列舉如第2圖所示之具有層合有胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳的複床之水處理裝置2，以及如第3圖所示之分別具有胺基或四級銨基固定化聚合物的單床與生物活性碳的單床之水處理裝置3。
水處理裝置2，係具備有具有從上游側起往下
游側依序層合有胺基或四級銨基固定化聚合物與生物活性碳的層合構造之生物處理裝置21。水處理裝置3係依序具備有具備胺基或四級銨基固定化聚合物的裝置22與生物活性碳裝置23。例如，針對水處理裝置2、3亦可得到與水處理裝置1相同的效果。
另外，上述所說明之各實施形態的水處理裝置，在藉此進行長期間水處理的情況，有時生物活性碳與胺基或四級銨基固定化聚合物、生物活性碳彼此或者胺基或四級銨基固定化聚合物彼此會相互附著而產生塊，於此情況中，雖進行以水所致之逆沖洗，但無須例如使用離子交換樹脂或離子交換纖維等之離子交換裝置般地藉由酸或鹼等之藥劑來進行再生。
依據以上說明之實施形態的水處理裝置，無須添加氨性氮源等之藥劑，而可將水中之尿素高度地去除。又，於將添加有氨性氮源的水以生物活性碳進行處理的方法中，從對於生物活性碳之通水開始起至尿素之去除率安定為止的啟動需要長期間，但依據實施形態之水處理裝置，則可縮短啟動期間。
接著，針對具備上述之實施形態之水處理裝置的超純水製造裝置進行說明。第4圖係概略地顯示實施形態之超純水製造裝置4的方塊圖。超純水製造裝置4，係於水處理裝置1(可為水處理裝置2或水處理裝置3)的下游側
具備一次純水系統41與二次純水系統42。
一次純水系統41係將例如離子交換裝置、逆滲透膜裝置、脫氣裝置、紫外線氧化裝置、再生型混床式離子交換裝置加以組合所構成。於一次純水系統41中，係從以上述實施形態之水處理裝置1去除尿素後的處理水，藉由作為離子交換裝置之陰離子交換裝置及陽離子交換裝置的組合來去除雜質離子，藉由逆滲透膜裝置來去除無機離子、有機物、微粒子等。進而，藉由脫氣裝置去除溶存氧或溶存碳等之溶存氣體。殘留的有機物在紫外線氧化裝置被分解去除之後，藉由再生型混床式離子交換裝置來去除微量的離子成分而製造一次純水。一次純水係例如TOC濃度為10μgC/L以下，比電阻率為17MΩ‧cm以上。
二次純水系統42，係去除一次純水中之微量有機物或微量粒子的裝置，其係將紫外線氧化裝置、膜脫氣裝置、非再生型混床式離子交換裝置、超過濾裝置組合所構成。藉此所得之超純水係例如TOC濃度為5μgC/L以下，比電阻率為17.5MΩ‧cm以上，尿素濃度被減低至5μg/L以下。
依據以上說明之實施形態的超純水製造裝置，無須於處理對象水中添加氨性氮源等之藥劑，而可將水中之尿素高度地去除，因此，可簡易地得到TOC濃度極低的超純水。又，於一次純水系統41之上游側處，相較於在對象處理水中添加氨性氮源，其後，以生物活性碳
進行處理的方法，可縮短生物處理裝置之啟動期間，因此，無原水之浪費，而可有效率地製造超純水。
於活性污泥中添加尿素2mg/L、氨50mg/L，進行30日靜置，來馴養硝化菌污泥。使用含尿素之水來測定所得之硝化菌污泥的尿素去除能的結果，可將尿素去除至0.02mg/L為止。
將活性碳(DIAHOPE M006，Calgon Carbon Japan公司製，粒狀活性碳，粒徑0.425~1.7mm)之300mL浸漬於此硝化菌污泥中7日，其後取出，而得到生物活性碳。於此生物活性碳之300mL中，混合強鹼性陰離子交換樹脂(DIAION SA10A，三菱化學股份有限公司製，四級銨基量1.3莫耳/L以上)之100mL，來製作混床。混合比係以〔強鹼性陰離子交換樹脂/生物活性碳〕所表示之體積比計，為1/3。
將所得之混床填充於內徑25mm之管柱，將作為處理對象水之從厚木市城市用水去除氯來添加有尿素的水(溶存氧濃度5~6mg/L，pH=6~7，尿素濃度10~20μg/L)，以SV=10h-1進行通水。
測定從管柱所得之處理水中的尿素濃度，以通水開始時為0日，來調查尿素去除率之經時變化。將結
果以實線顯示於第5圖之圖表中。另外，尿素去除率係藉由下述式來算出。水溫並不調節而自然地通水。通水試驗之間的水溫為24~26℃。針對後述之各實施例及比較例的水溫亦為相同。
尿素去除率=〔1-(處理水中之尿素濃度/處理對象水中之尿素濃度)〕×100(%)
又，於實施例1中，在350日通水後，從管柱取出使用後的強鹼性陰離子交換樹脂，測定交換容量的結果為初期之交換容量的95%。因此，可確認離子交換樹脂並未成為銨離子之供給源。又，由於銨基並未減少，因此可預測即使於進一步繼續通水的情況，亦可繼續維持高尿素去除率。
除了不混合強鹼性陰離子交換樹脂的點、增加生物活性碳之使用量的點以外，將與實施例1相同地製作之生物活性碳填充於管柱，於與實施例1相同的處理對象水，以使濃度成為0.5mg/L的方式添加氨，以與實施例1相同的條件於管柱中通水。以與實施例1相同地，調查尿素去除率之經時變化。將結果與實施例1彙整而以虛線顯示於第5圖之圖表中。
活性碳之使用量為300mL，且將以強鹼性陰離子交換
樹脂/生物活性碳所表示之體積比設為1/1，除此之外，以與實施例1相同方式來製作混床。使用此混床，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率係在通水30日後超過85%，在50日後成為100%。
活性碳之使用量為300mL，且將以強鹼性陰離子交換樹脂/生物活性碳所表示之體積比設為1/8，除此之外，以與實施例1相同方式來製作混床。使用此混床，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率係在通水30日後超過80%，在50日後成為90%，之後，尿素之去除率係安定地推移。
活性碳之使用量為300mL，且將以強鹼性陰離子交換樹脂/生物活性碳所表示之體積比設為1/99，除此之外，以與實施例1相同方式來製作混床。使用此混床，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率係在通水30日後超過75%，在50日後成為88%，之後，尿素之去除率係安定地推移。
取代強鹼性陰離子交換樹脂，而使用弱鹼性陰離子交
換樹脂(DIAION WA30，三菱化學股份有限公司製，胺基量1.5莫耳/L以上)，除此之外，以與實施例1相同方式來製作混床。使用此混床，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率係在通水30日後超過95%，在50日後成為99%，之後，尿素之去除率係安定地推移。
使用與實施例1相同之強鹼性陰離子交換樹脂與生物活性碳，生物活性碳之使用量為300mL，將混合比以強鹼性陰離子交換樹脂/生物活性碳(體積比)計設為3/1，除此之外，以與實施例1相同方式來製作混床。使用此混床，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率之推移係與實施例1(第5圖之實線)相同。
不將與實施例1相同之強鹼性陰離子交換樹脂與生物活性碳進行混合，而將生物活性碳層合於強鹼性陰離子交換樹脂的上方(相對於處理對象水，強鹼性陰離子交換樹脂為上游側，生物活性碳為下游側)，除此之外，以與實施例1相同方式來製作複床。除了於此複床上，將處理對象水以上向流方式通水以外，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率之推移
係與實施例1(第5圖之實線)相同。
將與實施例1相同之強鹼性陰離子交換樹脂100mL浸漬於硝化菌污泥中7日之後，取出而填充於管柱，以與實施例1相同的條件，進行尿素之去除率的測定。於本例中，尿素去除率係在通水30日後超過30%，在50日後成為45%，之後，尿素之去除率係安定地推移。
由各實施例及比較例的結果，得知依據實施形態的水處理裝置，無須添加氨性氮源等之藥劑，而可將水中之尿素高度地去除。又，由第5圖，得知依據實施例之水處理裝置，相較於將添加有氨性氮源的水以生物活性碳進行處理的方法，可縮短從對生物活性碳之通水開始起至尿素之去除率安定為止的啟動期間。
1‧‧‧水處理裝置
10‧‧‧儲存槽
20‧‧‧生物處理裝置
Claims (7)
- 一種水處理裝置，其係用以將含有尿素之原水進行生物處理之水處理裝置，其特徵為，具備：胺基或四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物、與用以將接觸前述非水溶性之聚合物的前述原水中之前述尿素進行分解處理之生物活性碳，前述非水溶性之聚合物與前述生物活性碳之使用量，以前述非水溶性之聚合物/前述生物活性碳所表示之體積比計，為1/99~99/1，前述胺基或四級銨基固定化之非水溶性之聚合物所具有之上述胺基或四級銨基的量，係以胺基或四級銨基固定化之非水溶性之聚合物之每單位容量的官能基量(總交換容量)計，為0.01當量/L(eq/L)~10當量/L(eq/L)。
- 如請求項1之水處理裝置，其中，前述非水溶性聚合物係四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物。
- 如請求項1之水處理裝置，其中，前述非水溶性之聚合物與前述生物活性碳，係以混床式、或於前述生物活性碳的上游側層合有前述非水溶性之聚合物的複床式作設置。
- 如請求項1之水處理裝置，其中，前述非水溶性之聚合物係具有前述胺基或前述四級銨基作為離子交換基的離子交換纖維或離子交換樹脂。
- 一種超純水製造裝置，其特徵為，具備：如請求 項1之水處理裝置、與設置於該下游側之一次純水系統及二次純水系統。
- 一種水處理方法，其特徵為，具備以下步驟：使含有尿素之原水接觸胺基或四級銨基被固定化之非水溶性之聚合物的步驟、與將接觸前述非水溶性之聚合物的前述原水中之前述尿素藉由生物活性碳進行分解處理的步驟，前述非水溶性之聚合物與前述生物活性碳之使用量，以前述非水溶性之聚合物/前述生物活性碳所表示之體積比計，為1/99~99/1，前述胺基或四級銨基固定化之非水溶性之聚合物所具有之上述胺基或四級銨基的量，係以胺基或四級銨基固定化之非水溶性之聚合物之每單位容量的官能基量(總交換容量)計，為0.01當量/L(eq/L)~10當量/L(eq/L)。
- 如請求項6之水處理方法，其中，前述原水之pH為4~9。
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