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JP2554560B2 - 活性炭の生物再生方法および装置 - Google Patents
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JP2554560B2 - 活性炭の生物再生方法および装置 - Google Patents

活性炭の生物再生方法および装置

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JP2554560B2
JP2554560B2 JP3108239A JP10823991A JP2554560B2 JP 2554560 B2 JP2554560 B2 JP 2554560B2 JP 3108239 A JP3108239 A JP 3108239A JP 10823991 A JP10823991 A JP 10823991A JP 2554560 B2 JP2554560 B2 JP 2554560B2
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packed bed
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水・し尿・産業排水
などの各種有機性汚水の処理に使用して、もはや有機物
吸着能力が飽和乃至は低下した活性炭を、効率的に生物
再生する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】活性炭処理方法は、広範な有機性汚濁物
質を活性炭の吸着作用により排水中から除去する方法で
あるが、活性炭の価格が高いために処理コストの増加が
問題となっている。処理コストの低減のためには、使用
済み活性炭の再生が有効である。現在行われている主な
再生方法は、活性炭を吸着塔から系外に抜き出し、別途
設けた再生装置内で加熱再生する方法である。しかし、
この方法は再生手段が煩雑であり、また再生に要するコ
ストが安くない。そこで再生手段を簡素化し、かつ再生
コストの低減化を目的として、活性炭を吸着塔内で微生
物の有機物分解作用により再生する方法が行われている
(例えば、特開昭63−178887号公報「水処理用
活性炭の再生方法」)。しかし従来の生物再生方法で
は、活性炭の再生率が高くないこと、また吸着塔内の液
中に活性炭を浸漬して曝気することで再生するために、
多くの活性炭が物理的な剪断によって破壊されることが
問題になっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来法にく
らべで活性炭の再生率が高く、かつ再生中に活性炭が破
壊しない生物再生方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記〜に
記載のものであり、これにより上記課題を解決できる。 有機物吸着能力が飽和乃至は低下した活性炭を吸着
塔内で生物再生する方法において、吸着塔内の液位を活
性炭充填層下端よりも低くあるいは活性炭充填層内に保
ちつつ活性炭充填層に少なくとも酸素および水を含むガ
スを通過させることを特徴とする活性炭の生物再生方
法。 吸着塔内の液位を活性炭充填層下端よりも低くある
いは活性炭充填層内に保ちつつ該吸着塔内の液内に空気
を通気して活性炭充填層に溶存酸素を含む湿潤空気を供
給することを特徴とする上記記載の活性炭の生物再生
方法。 有機物吸着能力が飽和乃至は低下した活性炭を吸着
塔内で生物再生する装置において、吸着塔に吸着塔内の
液位を活性炭充填層下端よりも低くあるいは活性炭充填
層内に保ちつつ活性炭充填層に少なくとも酸素および水
を含むガスを通過させるための装置を配備したことを特
徴とする活性炭の生物再生装置。
【0005】本発明は、吸着塔内の液位を活性炭充填層
下端よりも低くあるいは活性炭充填層内に保ちつつ活性
炭充填層に少なくとも酸素および水を含むガスを通過さ
せること、即ち、活性炭充填層内に被処理液を実質的に
存在させないか、あるいは一部浸漬状態となるように液
位を吸着塔内の活性炭充填層下端より低くまたは活性炭
充填層内に設定して活性炭充填層に少なくとも酸素およ
び水を含むガスを通過させることにより充填層に微生物
を繁殖させて活性炭により被処理液を通水して捕獲され
た活性炭に吸着した有機物を微生物呼吸により酸化分解
すると共に有機物を含む液を活性炭から脱離させて充填
層空間を通して落下させて除去することにより活性炭の
再生の効率を高めるものである。ここで、少なくとも酸
素および水を含むガスとは、酸素および水を含むもので
あれば、特に制限なく、微生物の繁殖が維持されるもの
であればよく、単なる通常の空気、相対湿度の高い空
気、空気と同じガス成分でその組成比が異なるもの、空
気と全く組成が異なりかつ微生物の成育に悪影響を与え
ない任意のガスからなるもの等が包含されるが、特に空
気を液と接触させ溶存酸素を含む湿潤空気としてから活
性炭と接触するようにするのが特に好ましい。また、少
なくとも酸素および水を含むガスの供給に際してはその
酸素量および水量を適宜時間的に変更して用いてもよ
い。いずれにせよ、活性炭と接触するときに酸素と湿気
を有し、微生物の繁殖が維持できればかまわない。ま
た、少なくとも酸素および水を含むガスは、加温して用
いてもよく、例えば、50〜60℃に加温することがで
きる。ここで、活性炭充填層に少なくとも酸素および水
を含むガスを通過させる方法および装置は任意の手段が
適用できる。例えば、吸着塔内の液位を活性炭充填層下
端よりも低くあるいは活性炭充填層内に保ちつつ該吸着
塔内の液内に空気または任意のガスを通気することによ
り容易にこの目的を達することができるので好ましい。
また、該吸着塔内の液を完全に除去して直接制御された
酸素量、水量を有するガスを直接活性炭充填層に通して
もよい。あるいは、前記方法とこの方法の併用でもよ
い。この様に充填層下端よりも低い位置あるいは活性炭
充填層内に液位を設定する手段としては、充填層下部の
吸着塔内に任意の空間を設けるのが一般的である。この
空間は多孔板等により仕切られて形成されたものでも、
あるいは砂利等で該空間を埋めた層でもよい。この液位
を設定するための液排出手段は特に制限なく公知の手段
を適用できるが、例示すれば、再生前の吸着塔として機
能させた時に使用する集水装置に必要により液位調整口
を設けること、他の任意の排水口を塔壁に設ける等が挙
げられる。該集水装置は、本発明により脱離された有機
物、あるいは再生された活性炭表面を洗浄するための洗
浄水を充填層に供給するための装置としても機能でき
る。この場合、該充填層下端より下に液位を有する液に
空気を通してもしくは直接少なくとも酸素および水を含
むガスを直接活性炭充填層に供給する散気部材を充填層
下端より下に設けることが好ましい。尚、充填層内部に
散気装置を配備もしくは併用してもよい。散気部材は、
通常ブロワーと連絡され、所望の空気量が散気部材に設
けられる孔から供給される。また、上記集水装置と散気
部材は、一体的に構成してもよく、ブロック構造等でも
よい。本発明において、液にガス、好ましくは空気を通
して少なくとも酸素および水を含むガスを形成する場合
には、空気吹き込み量は充填面積1m3 当たり0.7m
3 /分以下、好ましくは0.5m3 /分以下である。ま
た、活性炭充填層に供給される少なくとも酸素および水
を含むガスの相対湿度としては、例えば、70%以上、
好ましくは90%以上がよい。本発明により脱離された
有機物等の汚濁物質の吸着塔からの排除方法は特に制限
はないが、一般的には洗浄水を充填層に供給して充填層
の上に設けた排出管により排出することできる。
【0006】
【作用】従来の生物再生方法の機構は、まず活性炭周囲
の液中有機物を微生物により分解することで液中有機物
濃度を低下させ、その結果活性炭内部に吸着されていた
有機物が拡散によって活性炭から脱離する。この繰り返
しにより活性炭が再生されると考えられる。従って、活
性炭を液中に浸漬する従来法では、活性炭周囲の液の有
機物濃度が高くなると有機物の脱離速度が低下し、結果
として再生率が低くなると考えられる。一方、本発明は
活性炭を液中に浸漬せず、微生物の生存に必要な水分と
酸素をガスにより活性炭充填層に供給し、有機物を微生
物処理して除去すると共に脱離有機物を含む液は活性炭
と直接接触しない吸着塔下部へ落ちるようになってい
る。従って、本発明は原理的に考えて、従来法よりも再
生率を高くすることができる。また、従来法では、浸漬
液中で活性炭を曝気するために、多くの活性炭が相互作
用の摩擦に起因する剪断力によって破壊する。その結
果、活性炭の歩留りが低下していた。一方、本発明は活
性炭を液中に浸漬しないために、活性炭同士が摩擦によ
って破壊することが少ない。その結果、活性炭の歩留り
向上が可能である。
【0007】
【実施例】本発明の効果を実施例に従って説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。図1に本発明
の方法が適用できる具体的装置の一例を示す。図1の活
性炭の生物再生装置1は、都市下水二次処理水のCOD
成分の除去を目的に設置された活性炭吸着塔を使用した
ものであり、該活性炭の生物再生装置1は、活性炭吸着
塔2と該塔内に配備された塔内の液位を制御するための
液位調整口3を有する集水装置4および活性炭充填層5
に溶存酸素を含む湿潤空気を供給するために空気を該塔
内液に通すための散気部材6を配備した構成である。上
記装置を用いた本発明の方法を説明する前に活性炭吸着
塔2の通常機能を説明すると、これは、該塔内2に有機
性汚水を導入し、活性炭充填層5にて濾過された処理水
7は集水装置4にて集水されて取り出される。この有機
性汚水の処理の継続により、活性炭充填層5に捕捉され
た有機物により活性炭の吸着機能が飽和もしくは低下す
る状態になったら、槽2内の液を液位調整口から排出す
ることにより液位8を活性炭充填層下端9よりも低い位
置に設定し、散気部材から空気10を液11に通すこと
により活性炭充填層5に溶存酸素を含む湿潤空気が供給
され、活性炭表面に微生物を繁殖させて充填層内に捕獲
されている有機物を該微生物により酸化除去すると共に
未酸化有機物を活性炭から脱離させて支持砂利層12に
滑落させることにより活性炭の再生を計るものである。
該脱離有機物の排出は空気の供給を止めあるいは所望に
より軽微な散気を供給する工程を含ませて、洗浄水13
を集水装置4から吸着塔2内に導入して有機物を洗浄水
に浮上させて洗浄排水14として排出することができ
る。尚、脱離有機物の除去は、直接吸着塔下部から吸引
除去等の方法で系外に除去することもできる。なお、実
施例では、活性炭充填層下端よりも低い位置に液位を設
定して行ったが、活性炭充填層内に液位を設定して一部
だけ浸漬させた状態としてもよい。
【0008】
【実験例】都市下水二次処理水のCOD成分の除去を目
的に設置された活性炭吸着塔を使用して本発明と従来法
とを比較検討した。吸着塔の寸法は、内径800mm×
高さ3000mm、充填した活性炭は石炭系破砕炭(粒
径8〜32メッシュ)、活性炭充填高さは1000mm
である。この活性炭の履歴は、通水倍率(累積通水量/
活性炭充填容積)で示すと15000倍を経ており、C
OD除去率は当初85%であったものが20%まで低下
し、吸着能力は飽和に近い状態と考えられた。この吸着
塔の1塔(A塔と称する)を従来法で生物再生し、別の
1塔(B塔と称する)を本発明法により生物再生した。
即ち、A塔の液位は活性炭充填層全体が浸漬する液位と
し、B塔の液位は活性炭充填層の下部300mmとし
た。空気の通気速度は両者ともに、0.01Nm3 /m
2 ・分とした。図2にA塔の断面図を示す。従来法およ
びこの装置を以下簡単に本発明と異なる所を主体に説明
すると、液位8を活性炭充填層5の上部に設定し、散気
部材6から上記空気を充填層5に供給して上記作用の項
で説明した通りに活性炭の再生を計るものである。従っ
て、本発明における液位調整口3に相当する液位を充填
層下部に設定する部材は集水装置15では設けていない
点が最も異なる。図3に再生日数と再生率の関係を示
す。なお活性炭の再生率は、塔内から定期的に一部の活
性炭を抜き出し、3%NaOH溶液に24時間浸漬して、活性
炭から溶出したCOD 量(g-COD/kg−活性炭) を測定する
ことで求めた。再生率(−)は、次式(a) から算出し
た。 〔再生率〕=1−(測定日の溶出COD量/初日の溶出
COD量)…(a) 式 図3から明らかなように、従来法が2ヶ月で30〜40
%の再生率に留まったのに対して、本発明では2ヶ月で
55〜60%の再生率を得た。なお、本実施例が再生に
長時間を要したのは、活性炭に吸着されたCOD成分が
生物に難分解である下水二次処理水の残留CODであっ
たためと考えられる。
【0009】
【発明の効果】このように、本発明により活性炭を生物
再生することで、活性炭の再生率を向上できると共に、
活性炭の物理的な破壊を抑えることで歩留りを向上させ
ることが可能である。本発明は、今後の活性炭の生物再
生に広く取り入れられていくものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の具体的一例を説明するための断面図で
ある。
【図2】従来装置の具体的一例を説明するための断面図
である。
【図3】図1、2に示した装置を使用した実験例の結果
を示したグラフである。
【符号の説明】
1 活性炭の生物再生装置 2 活性炭吸着塔 3 液位調整口 4 集水装置 5 活性炭充填層 6 散気部材 7 処理水 8 液位 9 活性炭充填層下端 10 空気 11 液 12 支持砂利層 13 洗浄水 14 洗浄排水 15 集水装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三島 浩二 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イ ンフィルコ株式会社内 (72)発明者 中村 弘志 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イ ンフィルコ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−178887(JP,A) 特開 昭54−47886(JP,A) 特開 昭50−56394(JP,A) 特開 昭53−102872(JP,A) 特開 平3−38290(JP,A) 特開 平3−161087(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機物吸着能力が飽和乃至は低下した活
    性炭を吸着塔内で生物再生する方法において、吸着塔内
    の液位を活性炭充填層下端よりも低くあるいは活性炭充
    填層内に保ちつつ活性炭充填層に少なくとも酸素および
    水を含むガスを通過させることを特徴とする活性炭の生
    物再生方法。
  2. 【請求項2】 吸着塔内の液位を活性炭充填層下端より
    も低くあるいは活性炭充填層内に保ちつつ該吸着塔内の
    液内に空気を通気して活性炭充填層に溶存酸素を含む湿
    潤空気を供給することを特徴とする請求項1記載の活性
    炭の生物再生方法。
  3. 【請求項3】 有機物吸着能力が飽和乃至は低下した活
    性炭を吸着塔内で生物再生する装置において、吸着塔に
    吸着塔内の液位を活性炭充填層下端よりも低くあるいは
    活性炭充填層内に保ちつつ活性炭充填層に少なくとも酸
    素および水を含むガスを通過させるための装置を配備し
    たことを特徴とする活性炭の生物再生装置。
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CN1055418C (zh) * 1995-12-14 2000-08-16 山东省泰安制丝厂 压力溶气生物再生活性炭方法
CN1505545A (zh) * 2001-02-28 2004-06-16 出光兴产株式会社 吸附剂的再生方法
CN109835965A (zh) * 2019-03-07 2019-06-04 安徽华星化工有限公司 一种废盐精制用活性炭吸附装置

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