(57)【要約】      （修正有）【課題】水処理装置の大型化やランニングコストが増大することを防止しつつ、高効率で安定的に排水を処理することが可能な排水処理システムを提供する。【解決手段】有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで前記排水を清浄化する排水処理システムであって、ガスと前記排水を接触させて排水に含有される有機物質の一部を揮発除去する曝気装置１００と、前記曝気装置に接続され、有機物質を含有する処理水を接触させることで有機物質を吸着し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に水蒸気を供給することで吸着した有機物質を前記吸着素子から脱着させて、処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスを排出する濃縮装置２００と、前記曝気装置から排出される前記曝気ガスを燃焼して有機物質を酸化分解して清浄ガスを排出する燃焼装置３００を備える。【選択図】図２
2014217832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで前記排水を清浄化する排水処理システムであって、
ガスと前記排水を接触させて排水に含有される有機物質の一部を揮発除去した一次処理水を排出し、揮発除去した有機物質を含む曝気ガスを排出させる曝気装置と、
前記曝気装置に接続され、有機物質を含有する処理水を接触させることで有機物質を吸着し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に揮発除去されなかった有機物質を含有する一次処理水を供給することで有機物質を前記吸着素子に吸着させて二次処理水として排出し、前記吸着素子に水蒸気を供給することで吸着した有機物質を前記吸着素子から脱着させて、前記一次処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスを排出する濃縮装置と、
前記曝気装置から排出される前記曝気ガスを燃焼して有機物質を酸化分解して清浄ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記濃縮装置は、前記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能な装置である、
ことを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
前記濃縮装置が、前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水を除去して、これを除去排水として排出する濃縮装置である請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水の除去に水蒸気を使用する請求項２に記載の排水処理システム。
【請求項４】
前記濃縮装置から排出された除去排水が、前記濃縮装置に再度供給されるように構成された請求項２または３に記載の排水処理システム。
【請求項５】
前記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含んでいる請求項１から４のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項６】
前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、前記曝気装置に再度供給されるように構成された請求項１から５のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項７】
前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、液化凝縮され、濃縮水として前記曝気装置へ供給されるように構成された請求項１から６のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項８】
前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記濃縮装置に供給される水蒸気の温度を上げるように構成された請求項１から７のいずれかに記載の排水処理システム。
【請求項９】
前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記曝気装置に供給されるガスの温度を上げるように構成された請求項１から８のいずれかに記載の排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで当該排水を正常化する排水処理システムに関し、特に、各種工場や研究施設等から排出される有機物質を含有する産業排水から有機物質を効率的に除去することで当該産業排水を清浄化する排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水中から有機物質の除去方法として、曝気装置が広く知られている。この処理方法は、排水へ空気などのガスを導入して排水と接触させ、さらに必要に応じて曝気装置内を加温させることで、排水中の有機物質を揮発させて排水中から除去させる装置である。
【０００３】
曝気装置の有機物質除去の原理は、有機物質の沸点や蒸気圧などの物性によって除去効率が決定される。例えば一定の曝気風量および温度条件のもとでは、図１に示すように、曝気時間が長時間になる程（排水中の有機物質濃度が低くなる程）、排水中の有機物質濃度の低減率が低下することが知られている。したがって、高効率（例えば、９９％以上の除去効率）に有機物質を除去させる場合や低濃度の有機物質含有排水から有機物質を除去させる場合、装置の大型化やランニングコストが増大する問題があった。
【０００４】
一方、吸着材を用いて吸着による有機物質の除去（吸着工程）と吸着材の再生（脱着工程）を交互に行うことにより高効率で安定的に除去できる水処理装置および水処理システムが検討されている（例えば、特許文献１〜３）。この水処理装置は、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、有機物質を高効率で安定的に除去することができ、排出される脱着ガスを燃焼装置で処理することで、排水中の有機物質を無害化するものである。また、排水中の有機物質濃度が高い場合、上述の曝気装置にて曝気処理した後に、水処理装置にて処理することで効率的に排水処理できることが知られていた。
【０００５】
前記水処理装置およびシステムは、排水中の有機物質を脱着ガスや曝気ガスなどにガス化させて排出し、燃焼装置などのガス処理装置で二次処理しているが、より効率良くガス化することによって、燃焼装置の小型化やランニングコストの削減が期待できるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５５７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−５５７１３号公報
【特許文献３】特願２０１０−１８２１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記背景の元になされたもので、水の連続浄化を実現し、基本的には吸着材の交換が必要なく、有機物質を高効率で安定的に除去すると共に、有機物質をより効率良くガス化させて、燃焼装置をより小型にして、ランニングコストを削減できる水処理システムを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、ついに本発明を完成するに到った。即ち本発明は、以下の通りである。
（１）有機物質を含有する排水から有機物質を除去することで前記排水を清浄化する排水処理システムであって、
ガスと前記排水を接触させて排水に含有される有機物質の一部を揮発除去した一次処理水を排出し、揮発除去した有機物質を含む曝気ガスを排出させる曝気装置と、
前記曝気装置に接続され、有機物質を含有する処理水を接触させることで有機物質を吸着し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着する吸着素子を含み、前記吸着素子に揮発除去されなかった有機物質を含有する一次処理水を供給することで有機物質を前記吸着素子に吸着させて二次処理水として排出し、前記吸着素子に水蒸気を供給することで吸着した有機物質を前記吸着素子から脱着させて、前記一次処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスを排出する濃縮装置と、
前記曝気装置から排出される前記曝気ガスを燃焼して有機物質を酸化分解して清浄ガスを排出する燃焼装置を備え、
前記濃縮装置は、前記吸着素子の脱着処理が完了した部分を吸着処理を行なう部分に移行させるとともに前記吸着素子の吸着処理が完了した部分を脱着処理を行なう部分に移行させることで連続的に処理水を処理可能な装置である、
ことを特徴とする排水処理システム。
（２）前記濃縮装置が、前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水を除去して、これを除去排水として排出する濃縮装置である（１）に記載の排水処理システム。
（３）前記吸着素子に付着した余剰の前記有機物質を含有する排水の除去に水蒸気を使用する（２）に記載の排水処理システム。
（４）前記濃縮装置から排出された除去排水が、前記濃縮装置に再度供給されるように構成された（２）または（３）に記載の排水処理システム。
（５）前記吸着素子が、活性炭、活性炭素繊維およびゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含んでいる（１）から（４）のいずれかに記載の排水処理システム。
（６）前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、前記曝気装置に再度供給されるように構成された（１）から（５）のいずれかに記載の排水処理システム。
（７）前記濃縮装置から排出された脱着された有機物質と水蒸気を含有するガスが、液化凝縮され、濃縮水として前記曝気装置へ供給されるように構成された（１）から（６）のいずれかに記載の排水処理システム。
（８）前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記濃縮装置に供給される水蒸気の温度を上げるように構成された（１）から（７）のいずれかに記載の排水処理システム。
（９）前記燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記曝気装置に供給されるガスの温度を上げるように構成された（１）から（８）のいずれかに記載の排水処理システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による排水処理システムは、基本的に吸着材の交換の必要が無く、排水中の有機物質を高い効率で連続的に除去することができ、さらに水蒸気脱着による排水を減容化および有機物質濃度の濃縮された水として回収することで、燃焼装置への供給ガス風量を削減できるため、燃焼装置をより小型化でき、低コストで効率的に二次処理ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一定の曝気風量および温度条件における曝気時間に対する排水中の有機物質濃度の関係を表した図である。
【図２】本発明の実施の形態における排水処理システムのシステム構成図の一例である。
【図３】本発明の実施に使用できる濃縮装置の構成図の一例である。
【図４】本発明の実施の形態における排水処理システムのシステム構成図の一例である。
【図５】本発明の実施に使用できる燃焼装置の構成図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す図の実施の形態においては、同一または対応する部分については、適宜省略し、その説明についても繰り返さないことにする。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態における排水処理システムのシステム構成図の１つである。図２に示すように、本実施の形態における排水処理システムは、曝気装置１００と、濃縮装置２００と、燃焼装置３００とを主として備えている。
【００１３】
曝気装置１００は、排水を処理して一次処理水を排出するための装置であり、曝気槽１１０と曝気槽１１０へ気泡ガスを供給するガス供給器１２０を有している。排水は曝気槽１１０へ供給され、ガス供給器１２０から発生する気泡と接触し、排水中の有機物質の一部はガスへ移行することで揮発除去され、有機物質を含んだ曝気ガスを排出する。有機物質の一部が揮発除去された排水は一次処理水となり排出される。
【００１４】
濃縮装置２００は、曝気装置１００から排出された排水中の有機物質の一部が揮発除去されず含まれている一次処理水を処理して清浄化された二次処理水を排出するための装置であり、吸着素子としての吸着材２１１、２２１がそれぞれ収容された第１処理槽２１０および第２処理槽２２０を有している。吸着材２１１、２２１は、一次処理水を接触させることで一次処理水に含有される有機物質を吸着する。したがって、濃縮装置２００においては、吸着材２１１、２２１に排水を供給することで有機物質が吸着材２１１、２２１によって吸着され、これにより一次処理水が清浄化されて二次処理水として排出されることになる。吸着材２１１、２２１は、一次処理水量よりも少ない質量の水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着される。第１処理槽２１０および第２処理槽２２０から排出される脱着された有機物質と水蒸気とを含有するガスは凝縮器２３０を付帯させずに濃縮ガスとして装置外へ排出されるか、あるいは凝縮器２３０によって冷却凝縮されて、濃縮水として装置外へ排出される。以下、濃縮水を排出した場合で説明するが、濃縮ガスの場合においても同様の装置構成で良い。
【００１５】
第１処理槽２１０および第２処理槽２２０には、一次処理水の供給ライン、二次処理水の排出ライン、水蒸気の供給ライン、濃縮水の排出ラインの配管が接続されており、各ラインにはバルブ等を用いて各処理槽に対して接続／非接続状態に切替えられる流路切替手段が接続された構成となっている。第１処理槽２１０と第２処理槽２２０とは、上述したバルブの開閉を操作することによって、交互に吸着槽および脱着槽として機能する。第１処理槽２１０が吸着槽として機能している場合には、第２処理槽２２０は脱着槽として機能する。具体的には、一次処理水が第１処理槽２１０へ供給され、二次処理水が第１処理槽２１０から排出されるように流路が確保される場合は、第２処理槽２２０は水蒸気が供給され、濃縮水が第２処理槽２２０から排出される流路構成となる。本実施の形態における濃縮装置２００においては、吸着槽と脱着槽との切替は、経時的に交互に切替わるように構成されている。
【００１６】
濃縮装置２００は、図３に示す装置構成とし、吸着槽から脱着槽に切替わった際に、吸着材２１１、２２１に付着する水分を除去（脱水）して除去排水として排出してから、水蒸気供給による脱着を開始する装置の方が好ましい。吸着材２１１、２２１の付着水を事前に除去してから水蒸気脱着を行う方が、濃縮水量を減容化でき濃縮倍率を高めることができるからである。付着水の除去手段は、自重抜き、圧縮空気・窒素・水蒸気などの高圧ガスでの高速パージ、真空ポンプなどを用いた吸引などの手段が使用できるが、水蒸気による高速パージが好ましい。付着水の除去手段を別途付帯する必要がなく、高効率に付着水を除去でき、加えて吸着槽が加温されるため、濃縮倍率および脱着効率が高まるからである。なお、脱水に使用した水蒸気は付着水と接触した際に液化凝縮され、除去排水の一部となる。
【００１７】
また、除去排水は濃縮装置２００に再度供給されるように構成された方が好ましい。除去排水を他の排水処理装置で別途処理する必要がなくなるからである。
【００１８】
吸着材２１１、２２１は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライトからなる群から選ばれる少なくとも１の部材を含むことが好ましい。吸着材２１１、２２１としては、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭やゼオライトが利用されるが、活性炭素繊維を利用することがより好ましい。活性炭素繊維は、表面にミクロ孔を有する繊維状構造を有しているため、水との接触効率が高く、特に水中の有機物質の吸着速度が速くなり、他の吸着材に比べて極めて高い吸着効率を実現できる部材である。
【００１９】
吸着材２１１、２２１として利用可能な活性炭素繊維の物性は、特に限定されるものではないが、ＢＥＴ比表面積が７００〜２０００ｍ２／ｇ、全細孔容積が０．４〜０．９ｃｍ３／ｇ、平均細孔径が１７〜１８Åのものが好ましい。これは、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ２／ｇ未満、全細孔容積が０．４ｍ３／ｇ未満、平均細孔径が１７Å未満のものでは、有機物質の吸着量が低くなるためであり、またＢＥＴ比表面積が２０００ｍ２／ｇを超え、全細孔容積が０．９ｍ３／ｇを超え、平均細孔径が１８Åを超えるのものでは、細孔径が大きくなることで分子量の小さな物質等の吸着能力が低下したり、強度が弱くなったり、素材のコストが高くなって経済的に不利になったりするためである。
【００２０】
濃縮装置の脱着媒体である水蒸気の蒸気圧、温度等は特に限定しないが、使用する吸着材の耐熱温度や物性などに応じて適宜設定すれば良い。ただし、濃縮装置に供給する一次処理水の質量よりも少ない質量の水蒸気により脱着することが好ましい。水蒸気の質量の方が多い場合、有機物質が濃縮されず、一次処理水中の有機物質濃度よりも高濃度の有機物質を含有する濃縮水が得られない。
【００２１】
また、濃縮装置２００から排出される濃縮水は、図４に示す通り、曝気装置１００にて再度処理するように返送する方が好ましい。曝気装置は高濃度の有機物質の揮発除去効率が高いためである。図示しないが、凝縮器２３０をなくして未凝縮の状態の水蒸気と有機物質の混合ガスを曝気装置１００へ返送しても良い。より高温のガスを曝気装置１００へ供給することになるので、曝気効率が高まるからである。また、濃縮倍率や濃縮水の有機物質濃度に応じて、濃縮水に対して適切な曝気条件がある場合は、曝気装置１００と別の曝気装置を設けて曝気処理させても良い。その他、濃縮水は別途産廃処理するなどの対応を行っても良い。
【００２２】
燃焼装置３００は、曝気装置１００から排出された曝気ガスを処理するための装置であり、熱交換器３１０と加熱炉３２０とを備えている。曝気ガスは熱交換器３１０にて熱交換により予熱され、加熱炉３２０にて所定温度にてガス中の有機物質を酸化分解することで清浄化された処理ガスを排出する。処理ガスは熱交換器３１０を通過して曝気ガスと熱交換された後、装置外へ排出される。
【００２３】
燃焼装置３００としては、特にその種類が限定されるものではないが、例えば曝気ガスを６５０〜８００℃の高温で直接的に酸化分解させる直接燃焼装置や、白金触媒等を利用して曝気ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する触媒燃焼装置、蓄熱体を利用して熱回収を行ないつつ経済的に直接酸化分解を行なう蓄熱式直接燃焼装置、白金触媒等と蓄熱体とを組み合わせて効率的に曝気ガスを触媒酸化反応させて酸化分解する蓄熱式触媒燃焼装置等を使用することが可能である。また、曝気ガスは必要に応じて空気などを用いて希釈して処理しても良い。燃焼装置３００を用いて曝気ガスを酸化分解させることにより、有機物質は完全に除去される。
【００２４】
燃焼装置３００としては、図５に示す通り、熱交換器３１０の後段に熱交換器３３０を接続させ、濃縮装置２００へ供給する水蒸気と処理ガスを熱交換させる構成としても良い。熱交換によって、水蒸気の温度が上昇し、濃縮装置２００における脱着効率が向上し、濃縮水の減容化、濃縮倍率が向上する。図示しないが、水蒸気の代わりに曝気装置へ供給するガスを熱交換器３３０にて熱交換しても良い。曝気効率が高まる効果が得られる。
【００２５】
以上の図２から５に示す排水処理システムとすることにより、曝気装置１００は濃縮装置２００の前処理装置として機能するとともに、濃縮装置２００から排出される濃縮水の処理装置として機能し、また、濃縮装置２００は、排水から高効率に有機物質を除去するとともに、濃縮水を排出することで曝気装置２００の曝気効率を向上する装置として機能するので、排水中の有機物質が効率良くガス化し、燃焼装置３００へ低風量、高濃度のガスを供給できるので、燃焼装置３００をより小型でき、熱交換率が向上することによってランニングコストが低減できる。
【００２６】
以上において図２から図５で説明した本発明の実施の形態の特徴的な構成は、相互に組み合わせることが可能である。
【００２７】
また、以上において説明した本発明の実施の形態においては、ポンプやファン等の流体搬送手段やストレージタンク等の流体貯留手段などの構成要素を特に示すことなく説明を行なったが、これら構成要素は必要に応じて適宜の位置に配置すればよい。
【００２８】
このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【実施例】
【００２９】
評価は下記の方法によりおこなった。
（ＢＥＴ比表面積）
ＢＥＴ比表面積は、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）雰囲気下、相対圧力０．０〜０．１５の範囲で上昇させたときの試料への窒素吸着量を数点測定し、ＢＥＴプロットにより試料単位質量あたりの表面積（ｍ２／ｇ）を求めた。
（細孔容積）
細孔容積は、相対圧０．９５における窒素ガスの気体吸着法により測定した。
（平均細孔径）
平均細孔径は、以下の式で求めた。
ｄｐ＝４００００Ｖｐ／Ｓ（ただし、ｄｐ：平均細孔径（Å））
Ｖｐ：細孔容積（ｃｃ／ｇ）
Ｓ：ＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
（有機物質除去効果）
排水（原水）は１，４−ジオキサン１２００ｍｇ／Ｌ、アセトアルデヒド１４０００ｍｇ／Ｌ含む水とした。５００時間運転後の濃縮装置、曝気装置、燃焼装置の入出の１，４−ジオキサン、アセトアルデヒド濃度を測定し、各有機物質排出量を算出して除去効果を確認した。
（有機物質濃度評価）
各水およびガスをガスクロマトグラフ法により分析し測定した。
【００３０】
［実施例１］
システムとしては、図４に示す実施の形態を使用した。
有効曝気容量１００Ｌの曝気装置に曝気温度７０℃、風量２５０Ｌ／ｍｉｎの条件で、排水２０Ｌ／ｈおよび濃縮装置から排出される濃縮水を導入し、一次処理水を得た。その際の有機物質濃度は、１，４−ジオキサン１８０ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド０．５ｍｇ／Ｌ以下、使用蒸気量は表２に示す通り５ｋｇ／ｈであった。
【００３１】
濃縮装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１６５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量０．２ｋｇの吸着素子を２個作成し、図４の濃縮装置に設置して、一次処理水を２０Ｌ／ｈで導入し、二次処理水を得た。
【００３２】
次に、自重抜きで吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は原水へ返送した。次に０．２ＭＰａ，１２０℃の水蒸気を１．６ｋｇ／ｈで吸着材に供給し脱着を実施した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着された１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドは濃縮水として回収し、曝気装置へ返送した。吸着時間は２０ｍｉｎ、脱水時間は５ｍｉｎ、脱着時間は１５ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の処理水中の１，４−ジオキサン濃度は０．０５ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４−ジオキサンおよびアセトアルデヒドの除去率は９９．９９％以上が可能であった。
【００３３】
本実施例の濃縮装置により浄化された水は、５００時間後でも９９．９９％以上の効率で１，４−ジオキサンおよびアセトアルデヒドの処理が可能であった。曝気装置および濃縮装置の順に排水処理し、なおかつ濃縮装置から排出される高濃度の濃縮水を再曝気することで、高効率に、低コストで有機物質が除去できる。
【００３４】
次に、触媒としてパラジウム触媒０．５Ｌを設置した電気ヒーター式の触媒燃焼装置を用いて、上述の曝気ガスを風量２５０Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、曝気ガス中の有機物質を酸化分解させて、処理ガスを得た。運転開始５００ｈ後の処理ガス中の１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．５ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。その際の電力は、表２に示す通り０．０２０ｋＷ以下であった。
【００３５】
［実施例２］
システムとしては、図４に示す実施の形態を使用した。
有効曝気容量８５Ｌの曝気装置に曝気温度７０℃、風量２００Ｌ／ｍｉｎの条件で、排水２０Ｌ／ｈおよび濃縮装置から排出される濃縮水を導入し、一次処理水を得た。その際の有機物質濃度は、１，４−ジオキサン１８０ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド０．５ｍｇ／Ｌ以下、使用蒸気量は表２に示す通り４ｋｇ／ｈであった。
【００３６】
濃縮装置の吸着材として平均細孔径１７．１Å、ＢＥＴ比表面積１６５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．４７ｍ３／ｇの活性炭素繊維を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量０．２ｋｇの吸着素子を２個作成し、図４の濃縮装置に設置して、排水を処理水量２０Ｌ／ｈになるように導入し、二次処理水を得た。
【００３７】
次に、水蒸気を供給して吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は原水へ返送した。次に０．２ＭＰａ、１２０℃の水蒸気を０．８ｋｇ／ｈで吸着材に供給し脱着を実施した。脱着に使用した水蒸気および吸着材から脱着された１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドは濃縮水として回収し、曝気装置へ返送した。吸着時間は２０ｍｉｎ、脱水時間は５ｍｉｎ、脱着時間は１５ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の処理水中の１，４−ジオキサン濃度は０．０５ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は０．５ｍｇ／Ｌ以下であり、１，４−ジオキサンおよびアセトアルデヒドの除去率は９９．９９％以上が可能であった。
【００３８】
本実施例の濃縮装置により浄化された水は、５００時間後でも９９．９９％以上の効率で１，４−ジオキサンおよびアセトアルデヒドの処理が可能であった。曝気装置および濃縮装置の順に排水処理し、なおかつ濃縮装置から排出される高濃度の濃縮水を再曝気することで、高効率に、低コストで有機物質が除去できる。
【００３９】
次に、触媒として白金触媒０．０８Ｌを設置した電気ヒーター式の触媒燃焼装置を用いて、上述の曝気ガスを風量２００Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、曝気ガス中の有機物質を酸化分解させて、処理ガスを得た。運転開始５００ｈ後の処理ガス中の１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．１ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。その際の電力は、表２に示す通り０．０１６ｋＷ以下であった。
【００４０】
[比較例１]
有効曝気容量１６０Ｌの曝気装置に曝気温度９５℃、風量４００Ｌ／ｍｉｎ、滞留時間８ｈの条件で、原水を導入し、処理水を得た。その際の出口濃度は、表１に示す通り１，４−ジオキサン０．５ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド０．５ｍｇ／Ｌ以下であった。ただし、使用蒸気量は表２に示す通り１１７ｋｇ／ｈであり、実施例１の２３倍以上、実施例２の２９倍以上必要であった。
【００４１】
[比較例２]
濃縮装置の吸着材として平均細孔径１８．０Å、ＢＥＴ比表面積１５００ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５２ｍ３／ｇの粒状活性炭を使用した１３０ｍｍφで、厚み１５０ｍｍの重量０．６ｋｇの吸着素子を２個作成し、図４に記載の濃縮装置と同様の構成の濃縮装置に設置して、原水を処理水量２０Ｌ／ｈになるように導入し、処理水を得た。
【００４２】
次に、自重抜きで吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は原水へ返送した。次に０．２ＭＰａ、１２０℃の水蒸気を７．２ｋｇ／ｈで吸着材に供給し脱着を実施した。水蒸気および吸着材から脱着された１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドは３０℃の冷却水を用いて凝縮器にて冷却凝縮され濃縮水を得た。吸着時間は２０ｍｉｎ、脱水時間は５ｍｉｎ、脱着時間は１５ｍｉｎとして切替サイクルとした。その際の処理水中の１，４−ジオキサン濃度は１００ｍｇ／Ｌ以下、アセトアルデヒド濃度は１２０ｍｇ／Ｌであり、表１に示すように実施例１および実施例２と比較して除去効率の低い結果となった。
【００４３】
[比較例３]
濃縮装置の脱着媒体に風量６００Ｌ／ｍｉｎ，１３０℃の加熱空気を使用し、脱着された１，４-ジオキサンおよびアセトアルデヒドを含む空気を脱着ガスとして回収した。それ以外の曝気装置および濃縮装置の操作条件は実施例１と同一条件で排水処理を実施した。加熱空気は水蒸気による熱交換式のヒーターを使用したが、その際必要とした水蒸気量は２ｋｇ／ｈであった。
【００４４】
本実施例の濃縮装置により浄化された水は、５００時間後でも９９．９９％以上の効率で１，４−ジオキサンおよびアセトアルデヒドの処理が可能であった。
【００４５】
次に、触媒としてパラジウム触媒１．３Ｌを設置した電気ヒーター式の触媒燃焼装置を用いて、上述の曝気ガスと脱着ガスの混合ガス風量８５０Ｌ／ｍｉｎで供給し、３００℃に昇温した後、触媒に接触させ、混合ガス中の有機物質を酸化分解させて、処理ガスを得た。運転開始５００ｈ後の処理ガス中の１，４−ジオキサン、アセトアルデヒドはそれぞれ０．５ｐｐｍ以下であり、良好に処理できた。しかし、その際の電気ヒーターに使用した電力は、表２に示す通り１ｋＷと実施例１の５０倍以上、実施例２の６２倍以上の電力を必要とした。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
【表２】
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【符号の説明】
【００４８】
１００：曝気装置
１１０：曝気槽
１２０：ガス供給器
２００：濃縮装置
２１０：第１処理槽
２１１：吸着材
２２０：第２処理槽
２２１：吸着材
２３０：凝縮器
３００：燃焼装置
３１０：熱交換器
３２０：加熱炉
３３０：熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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