JPH0312284A - 水処理方法 - Google Patents
水処理方法Info
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- JPH0312284A JPH0312284A JP1146858A JP14685889A JPH0312284A JP H0312284 A JPH0312284 A JP H0312284A JP 1146858 A JP1146858 A JP 1146858A JP 14685889 A JP14685889 A JP 14685889A JP H0312284 A JPH0312284 A JP H0312284A
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- treatment
- water
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Water Treatment By Sorption (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、微生物の有機物分解・除去作用やアンモニア
硝化作用等を利用した、上水の高度浄化処理ならびに下
水、し原廃水等の高度処理等の水処理技術に関し、更に
詳細には、活性炭の有する吸着機能と、活性炭に吸着し
た被吸着質を微生物の作用により分解する、生物再生機
能とを共に発揮することのできる水処理技術に関する。
硝化作用等を利用した、上水の高度浄化処理ならびに下
水、し原廃水等の高度処理等の水処理技術に関し、更に
詳細には、活性炭の有する吸着機能と、活性炭に吸着し
た被吸着質を微生物の作用により分解する、生物再生機
能とを共に発揮することのできる水処理技術に関する。
［従来の技術およびその課題］
従来の活性炭処理技術において、その主目的は、物理吸
着による溶存有機物の除去であった。
着による溶存有機物の除去であった。
しかし、・この従来技術において問題となるのが活性炭
の再生にかかるコストである。
の再生にかかるコストである。
通常の場合、活性炭から被吸着質を除去するための活性
炭の再生は水蒸気加熱によって行なわれ、その標準的コ
ストは、現在２００円／ｋｇ−活性炭前後となっている
。例えば、上水における再生周期は一般に８力月〜１年
であるが、使用活性炭量が極めて多いため、全遣水コス
トに占める活性炭再生処理費の割合は高く、ランニング
コストを低減させるためには、活性炭寿命を延ばす手段
の開発が求められていた。
炭の再生は水蒸気加熱によって行なわれ、その標準的コ
ストは、現在２００円／ｋｇ−活性炭前後となっている
。例えば、上水における再生周期は一般に８力月〜１年
であるが、使用活性炭量が極めて多いため、全遣水コス
トに占める活性炭再生処理費の割合は高く、ランニング
コストを低減させるためには、活性炭寿命を延ばす手段
の開発が求められていた。
そこで近年、活性炭による吸着と微生物による自己再生
を処理系内で同時に行なわしめる、いわゆる生物活性炭
処理に関する検討が盛んに進められている。
を処理系内で同時に行なわしめる、いわゆる生物活性炭
処理に関する検討が盛んに進められている。
しかしながら、従来検討されている生物活性炭処理に利
用されている活性炭は、もともと水処理用吸着剤として
開発されたものを転用したものであるため、微生物の有
する機能を十分に発揮しきれていないという問題もあっ
た。すなわち、微生物の大きさはミクロンのオーダーで
あり、現実に活性炭表面に付着した好気性微生物の大き
さを電子顕微鏡で観察しても１〜２０μｍのものが大部
分であった。これに対し、従来使用されている活性炭は
、細孔分布で評価すると、ミクロボアとトランジショナ
ルボア（≦細孔半径１００Ａ ）が大部分を占めるもの
であり、物理的吸着剤としては優れていても、微生物が
付着するためには細孔が細かすぎ、細孔内に吸着した被
吸着質を分解することが難しかった。
用されている活性炭は、もともと水処理用吸着剤として
開発されたものを転用したものであるため、微生物の有
する機能を十分に発揮しきれていないという問題もあっ
た。すなわち、微生物の大きさはミクロンのオーダーで
あり、現実に活性炭表面に付着した好気性微生物の大き
さを電子顕微鏡で観察しても１〜２０μｍのものが大部
分であった。これに対し、従来使用されている活性炭は
、細孔分布で評価すると、ミクロボアとトランジショナ
ルボア（≦細孔半径１００Ａ ）が大部分を占めるもの
であり、物理的吸着剤としては優れていても、微生物が
付着するためには細孔が細かすぎ、細孔内に吸着した被
吸着質を分解することが難しかった。
［課題を解決するための手段］
本発明者は、活性炭処理に用いる活性炭の優れた吸着能
を維持しつつ、これに高い微生物濃度を付与することが
できれば、被吸着質の吸着速度とその生物分解速度が都
合よくバランスし、長期間にわたり良好な処理効果を維
持でき、この結果、活性炭の再生周期を延ばすことがで
きると考えた。
を維持しつつ、これに高い微生物濃度を付与することが
できれば、被吸着質の吸着速度とその生物分解速度が都
合よくバランスし、長期間にわたり良好な処理効果を維
持でき、この結果、活性炭の再生周期を延ばすことがで
きると考えた。
そして、研究を進めた結果、微生物が数多く付着し、し
かも、有機物等の被吸着質の吸着が良い活性炭は一定の
条件を備えているもののみであることを見出し本発明を
完成した。
かも、有機物等の被吸着質の吸着が良い活性炭は一定の
条件を備えているもののみであることを見出し本発明を
完成した。
従って、本発明は、活性炭処理用の活性炭として、粒子
比重（密度）が０ 、６ ｇ ／ ｍ １以下、細孔半
径１μｍ以上の細孔容積が３０〜７０％、比表面積が１
１００ｍ２／ｇ以上である活性炭を用いることを特徴と
する水処理方法である。
比重（密度）が０ 、６ ｇ ／ ｍ １以下、細孔半
径１μｍ以上の細孔容積が３０〜７０％、比表面積が１
１００ｍ２／ｇ以上である活性炭を用いることを特徴と
する水処理方法である。
本発明で用いる、上記条件を備えた活性炭は従来水処理
の分野で使われている活性炭の賦活条件では製造するこ
とができず、賦活に当っての賦活時間、賦活温度あるい
は水蒸気添加率等の条件を、いわゆる過剰賦活といわれ
る条件にすることにより製造される。
の分野で使われている活性炭の賦活条件では製造するこ
とができず、賦活に当っての賦活時間、賦活温度あるい
は水蒸気添加率等の条件を、いわゆる過剰賦活といわれ
る条件にすることにより製造される。
過剰賦活は、例えば、賦活時間を通常の賦活より５〜５
０％程度長くあるいは短くしたり、賦活温度を１００〜
３００°Ｃ程度高くしたり、水蒸気添加率を５０〜２０
０％程度高める等の条件により行なわれる。このうち、
賦活時間については、他の条件設定や素材の程度（炭化
度）により通常値より短くなる場合もある。例えば、泥
炭等の炭化度の低い石炭を原料とする場合は、高温、高
水蒸気量で急速賦活を行なう必要がある。
０％程度長くあるいは短くしたり、賦活温度を１００〜
３００°Ｃ程度高くしたり、水蒸気添加率を５０〜２０
０％程度高める等の条件により行なわれる。このうち、
賦活時間については、他の条件設定や素材の程度（炭化
度）により通常値より短くなる場合もある。例えば、泥
炭等の炭化度の低い石炭を原料とする場合は、高温、高
水蒸気量で急速賦活を行なう必要がある。
また、木質系（木炭系）素材も本発明活性炭に要求され
る条件を満足する。
る条件を満足する。
本発明の活性炭に要求される条件は、比表面積、細孔割
合および粒子比重である。そして、上水中のトリハロメ
タン前駆物質を対象とし、総トリハロメタン生成能（Ｔ
ＴＨＭＦＰ）を指標として平衡濃度３０μｇ／ｌにおけ
る比表面積と吸着量の関係を示す第１図から明らかなよ
うに、比表面積が １１００ｍ’／ｇ以下になると被吸
着質の吸着量が著しく減少する。また、細孔の割合と吸
着量の関係を示す第２図から明らかなように、細孔半径
が１μｍ以上の細孔が７０％を越えると必然的に微細孔
割合が低下し、結果的に吸着面積が減少して吸着量が著
しく減少する。
合および粒子比重である。そして、上水中のトリハロメ
タン前駆物質を対象とし、総トリハロメタン生成能（Ｔ
ＴＨＭＦＰ）を指標として平衡濃度３０μｇ／ｌにおけ
る比表面積と吸着量の関係を示す第１図から明らかなよ
うに、比表面積が １１００ｍ’／ｇ以下になると被吸
着質の吸着量が著しく減少する。また、細孔の割合と吸
着量の関係を示す第２図から明らかなように、細孔半径
が１μｍ以上の細孔が７０％を越えると必然的に微細孔
割合が低下し、結果的に吸着面積が減少して吸着量が著
しく減少する。
一方、細孔半径が１μｍ以上の細孔が３０％以下の場合
は微細孔割合が増加し、分子量が大きな有機物質等の被
吸着質が侵入できない、いわゆるミクロボアが増えるた
め、吸着量の増大はほとんど期待できない。更に、粒子
比重と付着微生物量の関係を示す第３図から明らかなよ
うに、粒子比重が０．６ｇ／ｍｌより大きくなると、微
生物が付着できる細孔容積が減少するため、付着微生物
量が激減し、生物活性炭処理を行なうことが難しくなる
。
は微細孔割合が増加し、分子量が大きな有機物質等の被
吸着質が侵入できない、いわゆるミクロボアが増えるた
め、吸着量の増大はほとんど期待できない。更に、粒子
比重と付着微生物量の関係を示す第３図から明らかなよ
うに、粒子比重が０．６ｇ／ｍｌより大きくなると、微
生物が付着できる細孔容積が減少するため、付着微生物
量が激減し、生物活性炭処理を行なうことが難しくなる
。
本発明の水処理方法は、上記した条件を満たす活性炭を
用いる以外はすでに公知の方法によって実施することが
できる。すなわち、上水を高度処理する場合の一般的な
処理フローシートは、 凝集・沈澱→砂ろ過→活性炭ろ過 であり、上記条件を満足した活性炭を充填したろ通塔に
被処理水を通過せしめれば良く、また、溶存有機物の生
物分解性を高める必要がある場合には、オゾン、過酸化
水素等の酸化剤により有８１物を予め化学分解した後、
本発明活性炭を充填したろ通塔を通過せしめれば良い。
用いる以外はすでに公知の方法によって実施することが
できる。すなわち、上水を高度処理する場合の一般的な
処理フローシートは、 凝集・沈澱→砂ろ過→活性炭ろ過 であり、上記条件を満足した活性炭を充填したろ通塔に
被処理水を通過せしめれば良く、また、溶存有機物の生
物分解性を高める必要がある場合には、オゾン、過酸化
水素等の酸化剤により有８１物を予め化学分解した後、
本発明活性炭を充填したろ通塔を通過せしめれば良い。
この場合、前記のフローシートに比べて微生物付着量が
多くなり、基質の分解が効果的に行なわれる。
多くなり、基質の分解が効果的に行なわれる。
なお、水質汚染が進んでいたり、溶存酸素が少ない水を
対象として好気性処理する場合に、活性炭層内を好気的
雰囲気に維持することが困難である場合には、充填塔内
をエアレーシヨンすることにより効果的な処理を行なう
ことができる。エアレーシヨンは、好ましくは充填層内
もしくはその下部より散気することにより実施される。
対象として好気性処理する場合に、活性炭層内を好気的
雰囲気に維持することが困難である場合には、充填塔内
をエアレーシヨンすることにより効果的な処理を行なう
ことができる。エアレーシヨンは、好ましくは充填層内
もしくはその下部より散気することにより実施される。
［発明の効果］
本発明の水処理方法によれば、活性炭に吸着した被吸着
質は、同じく活性炭に付着している微生物により効率良
く分解・除去されるため、活性炭の有する吸着能を長く
維持させることが可能となる。そしてその結果、活性炭
の再生周期を長くすることができ、水処理におけるラン
ニングコストが低減される。
質は、同じく活性炭に付着している微生物により効率良
く分解・除去されるため、活性炭の有する吸着能を長く
維持させることが可能となる。そしてその結果、活性炭
の再生周期を長くすることができ、水処理におけるラン
ニングコストが低減される。
［実施例］
次に実施例および参考例を挙げ、本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例になんら制限されるも
のではない。
明するが、本発明はこれら実施例になんら制限されるも
のではない。
参考例 １
泥炭を原料とし、これを賦活温度１１００″Ｃ２３倍量
の水蒸気添加により２時間賦活して活性炭Ａを得た。
の水蒸気添加により２時間賦活して活性炭Ａを得た。
実施例 ｌ
富栄養化が進んだ湖沼水を対象に、参考例で得た活性炭
を用い、第４図に示すフローシートおよび第１表に示す
処理条件で上水高度処理実験を行なった。
を用い、第４図に示すフローシートおよび第１表に示す
処理条件で上水高度処理実験を行なった。
基本的な処理工程は、湖水を水源とする浄水場の着水井
から試料水を採取し、これを凝集沈澱処理した後、オゾ
ン処理を行なって予備処理液を得た。次いでこれを生物
活性炭処理工程へ導入し、上水処理した。
から試料水を採取し、これを凝集沈澱処理した後、オゾ
ン処理を行なって予備処理液を得た。次いでこれを生物
活性炭処理工程へ導入し、上水処理した。
生物活性炭処理は、本発明方法と従来法の処理効果を比
較できるように予備処理液を４系列に等分し、それぞれ
を第２表で示す物性を有する活性炭を充填したカラムに
連続通水した。第２表の活性炭中、活性炭Ｂは従来法で
用いられているものであり、本発明の活性炭Ａと比べて
粒子比重が大きく、また、１μｍ以下の細孔割合および
比表面積が小さい。
較できるように予備処理液を４系列に等分し、それぞれ
を第２表で示す物性を有する活性炭を充填したカラムに
連続通水した。第２表の活性炭中、活性炭Ｂは従来法で
用いられているものであり、本発明の活性炭Ａと比べて
粒子比重が大きく、また、１μｍ以下の細孔割合および
比表面積が小さい。
活性炭Ｃおよび活性炭りは、本発明の活性炭Ａの比較対
象として調製したものであり、活性炭Ｃは比表面積が小
さい点で、また活性炭りは細孔分布割合の点でそれぞれ
活性炭Ａと異なっている。
象として調製したものであり、活性炭Ｃは比表面積が小
さい点で、また活性炭りは細孔分布割合の点でそれぞれ
活性炭Ａと異なっている。
第
￥２
基 本 処
理
条
件
取 水 量
凝集剤
凝集剤注入率
オゾン注入率
オゾン反応時間
活性炭 ＳＶ
活性炭 ＬＶ
５０ ｍ３／日
硫酸ばん
４０ ｍｇ／Ｉ
２ り９／１
１０分
５（／ｈ
１０ 幻／ｈ
と
第
表
活性炭Ａ 活性炭Ｂ
（本発明方法） （従来法）
活性炭Ｃ
（比較法工）
活性炭Ｄ
（比較法ＩＩ）
平均粒子径 （ＩＩｌｆｆｌ）
充填密度 （ｇ／ｍｌ）
空隙率
粒子比重 （ｇｅＩｌｌ ）
真比重 （ｇ／ａ＋１）
細孔容積
全 体（口１／ｇ）
１μｍ以上（％）
比表面積 （鋭２／ｇ）
１．０
０．２０
０．４７
ｏ、３８
１．８０
１．０
０．４４
０．４５
ｏ、８０
１．８２
１．１
０．３０
０．４８
０．５８
１．８５
０．９５
０．３１
０．４８
０．６０
１．９０
２．１９ ０．７０ １．２４ １．１０
４５ ３１ ３９ １８２３８０
１１５０ ８９０ １２１０試験の結果を
第５図に示す。この結果から明らかなように、活性炭Ａ
を用いた本発明方法の処理効果は、従来法の処理効果を
常に上回っていた。また、本発明方法の破過率（１００
％−除去率）は５０％前後でほぼ平衡状態を維持してい
た。これに対し、従来法の場合、初期の破過速度は比較
的遅いが、粒子比重が大きいため細孔容積が小さくなり
、はぼ物理吸着だけによる処理系となる結果、活性炭が
飽和吸着に近くなると共に１００％近く破過してくる。
４５ ３１ ３９ １８２３８０
１１５０ ８９０ １２１０試験の結果を
第５図に示す。この結果から明らかなように、活性炭Ａ
を用いた本発明方法の処理効果は、従来法の処理効果を
常に上回っていた。また、本発明方法の破過率（１００
％−除去率）は５０％前後でほぼ平衡状態を維持してい
た。これに対し、従来法の場合、初期の破過速度は比較
的遅いが、粒子比重が大きいため細孔容積が小さくなり
、はぼ物理吸着だけによる処理系となる結果、活性炭が
飽和吸着に近くなると共に１００％近く破過してくる。
また、比較系のうち活性炭Ｃを用いる比較法Ｉでは、活
性炭の比表面積が他のものより小さいため、吸着容量が
小さく、活性炭の生物再生効果を期待する前に急速に活
性炭の破過が進む。一方、活性炭りを用いる比較法ＩＩ
では、活性炭の細孔容積は比較的大きいが、半径１００
Ａ以下の細孔が多いため十分な生物再生効果を得ること
はできない。
性炭の比表面積が他のものより小さいため、吸着容量が
小さく、活性炭の生物再生効果を期待する前に急速に活
性炭の破過が進む。一方、活性炭りを用いる比較法ＩＩ
では、活性炭の細孔容積は比較的大きいが、半径１００
Ａ以下の細孔が多いため十分な生物再生効果を得ること
はできない。
実施例２
被検水として、湖沼原水、凝集処理水およびオゾン処理
水を用い、ｔＲＴＨＭ生成能を指標として、本発明方法
によるＴＨＭ前駆物質の活性炭に対する吸着能力を比較
した。この結果を第６図に示す。
水を用い、ｔＲＴＨＭ生成能を指標として、本発明方法
によるＴＨＭ前駆物質の活性炭に対する吸着能力を比較
した。この結果を第６図に示す。
この結果から明らかなように、湖沼原水に直接本方法を
適用するよりも、凝集処理やオゾン処理した水に本発明
方法を適用するほうがＴＨＭ前駆物質等被吸着物質に対
する見掛けの吸着量が増大する点で有利であった。
適用するよりも、凝集処理やオゾン処理した水に本発明
方法を適用するほうがＴＨＭ前駆物質等被吸着物質に対
する見掛けの吸着量が増大する点で有利であった。
これは、活性炭処理の前でオゾン処理を付加することに
より、溶存有機物の生物分解性が高められ、活性炭層内
での生物再生機能が助長されるためである。
より、溶存有機物の生物分解性が高められ、活性炭層内
での生物再生機能が助長されるためである。
第１図は、比表面積と吸着量の関係を示す図面である。
第２図は、細孔の割合と吸着量の関係を示す図面である
。 第３図は、粒子比重と付着微生物量の関係を示す図面で
ある。 第４図は、連続生物活性炭処理のフローチャートを示す
図面である。 第５図は、連続生物活性炭処理の破過率を示す図面であ
る。 第６図は、オゾン処理と生物活性炭処理を組合せた場合
と単独生物活性炭処理を比較した結果を示す図面である
。 以 上 第 図
。 第３図は、粒子比重と付着微生物量の関係を示す図面で
ある。 第４図は、連続生物活性炭処理のフローチャートを示す
図面である。 第５図は、連続生物活性炭処理の破過率を示す図面であ
る。 第６図は、オゾン処理と生物活性炭処理を組合せた場合
と単独生物活性炭処理を比較した結果を示す図面である
。 以 上 第 図
Claims (1)
- （１）活性炭処理用の活性炭として、粒子比重（密度）
が０．６ｇ／ｍｌ以下、細孔半 径１μｍ以上の細孔容積が３０〜７０％、 比表面積が１１００ｍ＾２／ｇ以上である活性炭を用い
ることを特徴とする水処理方法。（２）活性炭充填塔内
をエアレーシヨンすることを特徴とする第１項記載の水
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146858A JPH0729096B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1146858A JPH0729096B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312284A true JPH0312284A (ja) | 1991-01-21 |
| JPH0729096B2 JPH0729096B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=15417153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1146858A Expired - Lifetime JPH0729096B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | 水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729096B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012528716A (ja) * | 2009-06-03 | 2012-11-15 | バイオウォーター テクノロジー エーエス | 廃水の生物学的浄化のための方法及びリアクタ |
| CN104971694A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种无机-有机复合膨润土材料及其制备方法和应用 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1146858A patent/JPH0729096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ELIMINATION DE SUBSTANCES HUMIQUES PAR LE CHARBON ACTIF=1981 * |
| SCIENCES ET TECHNIQUES DELEAU=1988 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012528716A (ja) * | 2009-06-03 | 2012-11-15 | バイオウォーター テクノロジー エーエス | 廃水の生物学的浄化のための方法及びリアクタ |
| JP2015145006A (ja) * | 2009-06-03 | 2015-08-13 | バイオウォーター テクノロジー エーエス | 廃水の生物学的浄化のための方法及びリアクタ |
| US9758402B2 (en) | 2009-06-03 | 2017-09-12 | Biowater Technology AS | Method and reactor for biological purification of waste water |
| CN104971694A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种无机-有机复合膨润土材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0729096B2 (ja) | 1995-04-05 |
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