(57)【要約】【課題】水処理装置から排出される濃縮水の二次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、高効率で安定的に水処理することが可能な水処理システムを提供する。【解決手段】  吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を２機以上備えた水処理システムであって、  被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも１機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした水処理システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を２機以上備えた水処理システムであって、
被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも１機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした水処理システム。
【請求項２】
前記吸着素子に付着した余剰の水を除去してこれを除去水として排出する請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記吸着素子に付着した余剰の水の除去に水蒸気を使用する請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記除去水が、被処理水へ返送されるように構成された請求項２または３に記載の水処理システム。
【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水処理システム。
【請求項６】
前記濃縮水を処理する前記水処理装置から排出される処理水が、前記被処理水へ返送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水処理システム。
【請求項７】
前記被処理水を熱交換し、前記水処理装置から排出される脱着ガスを液化凝縮して濃縮水を得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水処理システム。
【請求項８】
前記吸着素子が、前記水処理装置ごとに異なる請求項１から７のいずれかに記載の水処理システム。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の水処理システムの後段に、水をガスと接触させて有機物質を揮発除去する曝気装置と、ガスを加熱して有機物質を分解させる燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
【請求項１０】
前記曝気装置から排出された曝気処理水が、前記水処理装置へ返送されるように構成された請求項９記載の水処理システム。
【請求項１１】
請求項１から８のいずれかに記載の水処理システムの後段に、液を加熱して有機物質を分解させる廃液燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
【請求項１２】
前記曝気装置または前記廃液燃焼装置へ供給される濃縮水が、液化凝縮を行わずに供給されるように構成された請求項９から１１のいずれかに記載の水処理システム。
【請求項１３】
前記燃焼装置または前記廃液燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記水処理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９から１２のいずれかに記載の水処理システム。
【請求項１４】
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９から１３のいずれかに記載の水処理システム。
【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水から有機物質を除去することで当該水を正常化する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産業排水、最終処分場から排出される浸出水、地下水等から有機物質を効率的に除去することで当該水を清浄化する水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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）を交互に行うことで、水中から有機物質を高効率で安定的に除去できる水処理装置が知られている。（例えば、特許文献１）。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る。
【０００３】
活性炭素繊維を吸着材として使用した場合、活性炭素繊維は吸着速度が速いので、特に低濃度の有機物質含有排水処理において高効率に有機物質を除去できる特性をもつことが一般的に知られている。また、前記水処理装置において、吸着除去された有機物質は、再生時に吸着材から脱離され、有機物質を含んだガス（脱着ガス）として排出され、燃焼装置などの二次処理装置にて二次処理することで、有機物質が分解、無害化され排水処理が完結する（例えば、特許文献２）。
【０００４】
図１に被処理水中の有機物質濃度と吸着量の関係の一例を示す。図１に示すように、有機物質濃度に依存して吸着量は増大する傾向が知られている。すなわち、低濃度になる程、所定除去効率を得るために必要な吸着材量は増大するので、二次処理装置の大型化が課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５５７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−５５７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記技術の課題を背景になされたもので、低濃度の有機物質を含む水処理において、低コストで高効率で、安定的に除去すると共に、二次処理装置を小型化した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】
【０００７】
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。すなわち本発明は、以下の通りである。
（１）吸着素子に有機物質を含有する被処理水を接触させることで有機物質を吸着除去し、水蒸気を接触させることで吸着した有機物質を脱着させ、この脱着ガスを液化凝縮させて被処理水より高濃度の有機物質を含有する濃縮水を得る、吸着と脱着と凝縮を連続的に行う水処理装置を２機以上備えた水処理システムであって、
被処理水を前段の水処理装置で処理して排出される濃縮水を、前記水処理装置の後段に設置された少なくとも１機の別の水処理装置に被処理水として供給して処理することで前段の水処理装置から排出される濃縮水よりも後段の水処理装置から排出される濃縮水が高濃度となるようにした水処理システム。
（２）前記吸着素子に付着した余剰の水を除去してこれを除去水として排出する（１）に記載の水処理システム。
（３）前記吸着素子に付着した余剰の水の除去に水蒸気を使用する（２）に記載の水処理システム。
（４）前記除去水が、被処理水へ返送されるように構成された（２）または（３）に記載の水処理システム。
（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水処理システム。
（６）前記濃縮水を処理する前記水処理装置から排出される処理水が、前記被処理水へ返送されるように構成された（１）から（５）のいずれかに記載の水処理システム。
（７）前記被処理水を熱交換し、前記水処理装置から排出される脱着ガスを液化凝縮して濃縮水を得るように構成された（１）から（６）のいずれかに記載の水処理システム。
（８）前記吸着素子が、前記水処理装置ごとに異なる（１）から（７）のいずれかに記載の水処理システム。
（９）（１）から（８）のいずれかに記載の水処理システムの後段に、水をガスと接触させて有機物質を揮発除去する曝気装置と、ガスを加熱して有機物質を分解させる燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
（１０）前記曝気装置から排出された曝気処理水が、前記水処理装置へ返送されるように構成された（９）記載の水処理システム。
（１１）（１）から（８）のいずれかに記載の水処理システムの後段に、液を加熱して有機物質を分解させる廃液燃焼装置を備え、前記水処理システムから排出される濃縮水中の有機物質を分解し、清浄ガスを排出するように構成された水処理システム。
（１２）前記曝気装置または前記廃液燃焼装置へ供給される濃縮水が、液化凝縮を行わずに供給されるように構成された（９）から（１１）のいずれかに記載の水処理システム。
（１３）前記燃焼装置または前記廃液燃焼装置から排出される清浄ガスを熱交換し、前記水処理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（９）から（１２）のいずれかに記載の水処理システム。
（１４）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（９）から（１３）のいずれかに記載の水処理システム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による水処理システムは、基本的に吸着材の交換の必要が無く、水中の有機物質を高い効率で連続的に除去するとともに、被処理水の減容化および有機物質濃度を高い倍率で濃縮された濃縮水として回収し、濃縮水を二次処理することで、二次処理装置を小型化でき、低コストで効率的に水処理ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】被処理水中の有機物質濃度と有機物質の吸着量の関係図の一例である。
【図２】本発明の実施の形態における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水処理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】本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。
【図６】本発明の実施に使用できる曝気装置の構成図の一例である。
【図７】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。
【図８】本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の一例である。
【図９】本発明の実施に使用できる廃液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】
【００１０】
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。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態における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水処理システムは、前段の水処理装置１００と、後段の水処理装置２００を主として備えている。
【００１２】
水処理装置１００は、吸着素子としての吸着材１１１、１２１がそれぞれ収容された第１処理槽１１０および第２処理槽１２０を有している。吸着材１１１、１２１は、被処理水を接触させることで被処理水に含有される有機物質を吸着する。したがって、水処理装置１００においては、吸着材１１１、１２１に被処理水を供給することで有機物質が吸着材１１１、１２１によって吸着され、これにより被処理水が清浄化されて処理水１として排出されることになる。吸着材１１１、１２１は、供給される被処理水よりも少ない量の水蒸気を接触させることで吸着した有機物質が脱着される。第１処理層１１０および第２処理槽１２０から脱着ガスとして排出される水蒸気と脱着された有機物質は、凝縮器１３０によって液化凝縮されて、濃縮水１として水処理装置外へ排出される。
【００１３】
第１処理槽１１０および第２処理槽１２０には、被処理水の供給ライン、処理水の排出ライン、水蒸気の供給ライン、脱着ガス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１１０と第２処理槽１２０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１１０が吸着槽として機能している場合には、第２処理槽１２０は脱着槽として機能する。具体的には、被処理水が第１処理槽１１０へ供給され、処理水１が第１処理槽１１０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１２０は水蒸気が供給され、脱着ガスが第２処理槽１２０から排出される流路構成となる。本実施の形態における水処理装置１００においては、吸着槽と脱着槽とが経時的に交互に切り替わるように構成されている。
【００１４】
水処理装置１００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１１１、１２１に付着する水分を除去（脱水）して除去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１１１、１２１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、加えて処理槽が加温されるため、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、除去水の一部となる。
【００１５】
除去水は被処理水へ返送され、再度処理されるような構成が好ましい。除去水を他の水処理装置で別途処理する必要がなくなるからである。
【００１６】
吸着材１１１、１２１は、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の部材を含むことが好ましい。吸着材１１１、１２１としては、粒状、粒体状、ハニカム状等の活性炭、活性炭素繊維やゼオライトが利用されるが、なかでも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。
【００１７】
吸着材１１１、１２１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、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ため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。
【００１８】
水処理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、水処理装置に供給する被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必要である。水蒸気の質量の方が多い場合、有機物質が濃縮されず、被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。
【００１９】
また、凝縮器１３０は、冷却水、工業用水、冷水、ブラインなどの冷却媒体と脱着ガスを間接的に接触させて、熱交換により脱着ガスを液化凝縮させる装置が一般的に知られているが、冷却媒体に被処理水を用いても良い。別途、冷却媒体の供給がなくなるからである。この場合、被処理水は凝縮器１３０にて熱交換後、水処理装置１００にて処理される流路構成となる。
【００２０】
水処理装置２００は、水処理装置１００と同一の装置構成の水処理装置である。ただし、水処理装置１００から排出される濃縮水１を被処理水として処理するように接続されており、水処理装置２００に充填される吸着材量は水処理装置１００に充填される吸着材量より少ないことが好ましい。図１を用いて前述した通り、被処理水中の有機物質濃度が高濃度になるほど、吸着量が増大するので、水処理装置２００に充填する吸着材量は、水処理装置１００に充填する吸着材量よりも少ない量で同等の処理性能が得られる。水処理装置１００から排出される濃縮水１は、水処理装置２００にて再度濃縮されるので、さらに濃縮倍率を向上することが可能となるからである。同様の理由で、水中の有機物質濃度に応じて、除去性能および濃縮倍率が向上する吸着材があれば、水処理装置１００と水処理装置２００に種類や物性の異なる吸着材を充填しても良い。
【００２１】
また、水処理装置２００から排出される処理水２は、水処理装置１００から排出される処理水１と混合して排出しても良いが、図４に示すように被処理水へ返送して水処理装置１００で再度処理される構成が好ましい。除去効率を維持しながら、効率良く濃縮することができるからである。吸着材への被処理水の通液時においてショートパスを受けるなどを考慮した場合、水中の有機物質濃度が高濃度になるほど、処理水中の有機物質濃度に影響を与える。よって、水処理装置２００から排出される処理水２中の有機物質濃度を、水処理装置１００から排出される処理水１と同濃度まで有機物質を除去する場合、水処理装置２００の実設計においては、吸着材量よりも充填量を増やしたり、多段で吸着処理するなどの、コストのかかるシステムを採用する可能性がある。それに対して、水処理装置２００の処理水２中の有機物質濃度を、水処理装置１００の被処理水中の有機物質濃度と同等とする処理効率に設定し、処理水２は水処理装置１００にて再処理する流路構成にすることによって、上記のような水処理装置２００のコストアップを回避できる。
【００２２】
また、本発明の実施の形態では、水処理装置１００と水処理装置２００の二つの水処理装置を使用して説明するが、二つ以上用いて、濃縮水の濃縮倍率を高める装置構成にしても良い。例えば、水処理装置２００から排出される濃縮水２を、水処理装置１００や水処理装置２００と同一の装置構成である図示しない水処理装置２０１にて処理しても良く、さらに同一の装置構成である図示しない水処理装置２０２で、水処理装置２０１から排出される濃縮水３を処理しても良い。前述の通り、濃縮されることによって有機物質濃度が上昇し、後段の水処理装置に必要な吸着材量は少なくなるので、後段になるほど、脱着に必要な蒸気量が減り、濃縮倍率が高めることができるからである。
【００２３】
図５は、本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の１つである。図５に示すように、本実施の形態における水処理システムは、水処理装置１００と、水処理装置２００と、曝気装置３００と、燃焼装置４００を主として備えていてもよい。
【００２４】
曝気装置３００は、水処理装置２００から排出された濃縮水２を処理するための装置であり、図６に示すように、曝気槽３１０と曝気槽３１０へ気泡ガスを供給するガス供給器３２０を有している。濃縮水２は曝気槽３１０へ供給され、ガス供給器３２０から発生する気泡と接触し、濃縮水中の有機物質がガスへ移行することで揮発除去されて曝気処理水と、有機物質を含んだ曝気ガスを排出する。
【００２５】
図示しないが、曝気装置３００から排出された曝気処理水は、水処理装置の処理水と混合して排出させても良いが、水処理装置１００または水処理装置２００に再度供給されるように構成した方が好ましい。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は、曝気装置３００の除去効率を高めるよりも、水処理装置１００にて吸着処理した方が効率的であるからである。曝気装置３００の曝気処理水は、水処理装置１００または水処理装置２００へ供給される被処理水と同等の有機物質濃度まで除去できる処理効率で良く、高除去効率に処理する必要はない。
【００２６】
図示しないが、曝気装置３００には、濃縮水２の供給に代えて、水処理装置２００の凝縮器２３０にて脱着ガスを凝縮せずに直接、曝気槽３１０へ脱着ガスを供給しても良い。曝気槽内の水と脱着ガスが接触した際に液化凝縮されるので、凝縮する必要がなくなるからである。
【００２７】
燃焼装置４００は、曝気装置３００から排出された曝気ガスを処理するための装置であり、図７に示すように、熱交換器４１０と加熱炉４２０とを備えている。曝気ガスは熱交換器４１０にて熱交換により予熱され、加熱炉４２０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４１０を通過して曝気ガスと熱交換された後、清浄ガスとして装置外へ排出される。
【００２８】
燃焼装置４００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酸化装置、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酸化装置等を使用することが可能である。燃焼装置４００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。
【００２９】
図示しないが、燃焼装置４００としては、熱交換器４１０の後段に熱交換器を追加して、水処理装置へ供給する水蒸気と清浄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、水処理装置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にて熱交換しても良い。曝気効率が高まるからである。
【００３０】
図８は、本発明の実施の形態における水処理システムのシステム構成図の１つである。図８に示すように、本実施の形態における水処理システムは、水処理装置１００と、水処理装置２００と、廃液燃焼装置５００を主として備えていてもよい。
【００３１】
廃液燃焼装置５００は、水処理装置２００から排出された濃縮水２を処理するための装置であり、図９に示すように、液体噴霧器５１０と、燃焼炉５２０と、バーナー５３０と、ガス供給器５４０を有している。濃縮水２は液体噴霧器５１０にてミスト状に噴霧され、ガス供給器５４０から供給される空気と混合されて、燃焼炉５２０へ供給され、バーナー５３０にて高温で燃焼することで、有機物質が分解され、清浄ガスとして大気放出される。廃液燃焼装置５００を用いて、直接濃縮水２を燃焼させることで、有機物質は完全に除去される。
【００３２】
図示しないが、廃液燃焼装置５００には、濃縮水２の供給に代えて、水処理装置２００の凝縮器２３０にて脱着ガスを凝縮せず、また液体噴霧器を介さずに、直接、燃焼炉５２０へ脱着ガスを供給しても良い。凝縮器と液体噴霧器が必要なくなるからである。
【００３３】
図示しないが、廃液燃焼装置５００としては、清浄ガスラインに熱交換器を接続させ、ガス供給器５４０から供給される空気や水処理装置へ供給する水蒸気と清浄ガスとを熱交換させる構成としても良い。熱交換によって、空気や水蒸気の温度が上昇し、廃液燃焼装置の処理効率が向上したり、水処理装置における脱着効率が向上し、濃縮倍率が高まるからである。
【００３４】
本発明の被処理水に含まれる本発明の水処理システムで処理可能な有機物質としては、特に限定されないが、アセトン、１，４−ジオキサン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、酢酸、フェノール、アクリロニトリル、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
【００３５】
以上の図２から９に示す水処理システムとすることにより、前記水処理装置（図２における水処理装置１００）から排出される濃縮水を別の水処理装置（図２における水処理装置２００）で再濃縮させることで、被処理水から有機物質の高い除去効率を維持しながら、被処理水中の有機物質を高効率に濃縮できるので、濃縮水の二次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することができる。
【００３６】
以上において図２から図９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。
【００３７】
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。
【００３８】
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】
【００３９】
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。
（有機物質除去効果）
被処理水は１，４−ジオキサン１ｍｇ／Ｌを含む水とした。５００時間運転後の水処理装置、曝気装置、燃焼装置の入出の１，４−ジオキサン濃度を測定し、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。
【００４０】
［実施例１］
システムとしては、図４および図５に示す実施の形態を使用した。
水処理装置１００に、吸着材としてＢＥＴ比表面積１６５０ｍ２／ｇの活性炭素繊維を各処理槽に重量１３０ｋｇずつ充填し、１，４−ジオキサン１ｍｇ／Ｌを含有する被処理水を１００ｍ３／ｈになるように導入し、処理水を得た。
【００４１】
次に、１２０℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は水処理装置１００の被処理水へ返送した。続いて、１２０℃の水蒸気を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−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として排出した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、６２７ｋｇ／ｈであった。吸着時間は２０ｍｉｎ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、０．００５ｍｇ／Ｌ以下まで除去が可能であった。また、濃縮水は水量７００Ｌ／ｈで、水処理装置１００の被処理水に対して約１４２倍に濃縮された。
【００４２】
次に、水処理装置２００に、吸着材としてＢＥＴ比表面積１６５０ｍ２／ｇの活性炭素繊維を各処理槽に重量３．５ｋｇずつ充填し、水処理装置１００から排出された濃縮水を被処理水として供給し、処理水を得た。水処理装置２００からは排出された処理水は、水処理装置１００の被処理水と混合させ、水処理装置１００に供給する被処理水に返送して再処理させた。
【００４３】
次に、１２０℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は水処理装置２００の被処理水へ返送した。次に１２０℃の水蒸気を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−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として排出した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、１７ｋｇ／ｈであった。吸着時間は２０ｍｉｎとして切替サイクルとした。濃縮水は水量１９Ｌ／ｈで、水処理装置２００の被処理水（水処理装置１００の濃縮水）に対して約３７倍に濃縮された。
【００４４】
本実施例の水処理装置１００および水処理装置２００により、表２に示すように、被処理水量１００ｍ３／ｈを１９Ｌ／ｈまで減容化でき、５２００倍以上の濃縮倍率で濃縮可能であった。
【００４５】
次に、水処理装置２００から排出された濃縮水を、曝気装置３００へ供給し、水処理装置１００の被処理水の１，４−ジオキサン濃度以下になるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置１００の被処理水へ返送した。その際の、水蒸気量は７３ｋｇ／ｈであった。
【００４６】
次に、曝気装置３００から排出された曝気ガスを、燃焼装置４００として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の１，４−ジオキサンを９９％以上酸化分解させるように処理した。
【００４７】
表１に示すように有機物質除去効果としては、本実施例の水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも処理水中の１，４−ジオキサン濃度が０．００５ｍｇ／Ｌ以下で処理が可能であった。また、表３に示すように、本実施例にて使用した水蒸気量の合計は７１７ｋｇ／ｈ、燃焼装置４００の電気ヒーターに使用した電力は８ｋＷであった。
【００４８】
［実施例２］
システムとしては、実施例１の水処理装置２００の後段にさらに水処理装置２０１を追加して実施した。
水処理装置２０１に、吸着材としてＢＥＴ比表面積２０００ｍ２／ｇの活性炭素繊維を各処理槽に重量０．５ｋｇずつ充填し、実施例１の水処理装置２００から排出された濃縮水を被処理水として供給し、処理水を得た。水処理装置２０１からは排出された処理水は、水処理装置１００に供給する被処理水に返送して混合して再処理させた。
【００４９】
次に、１２０℃の水蒸気を吸着材に供給して吸着材の付着水を除去（脱水）した後、除去水は水処理装置２００の被処理水へ返送した。次に１２０℃の水蒸気を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−ジオキサンは凝縮器にて液化され濃縮水として回収した。脱水および脱着に使用した水蒸気量は、４ｋｇ／ｈであった。吸着時間は２０ｍｉｎとして切替サイクルとした。濃縮水は水量４Ｌ／ｈで、水処理装置２０１の被処理水（水処理装置２００の濃縮水）に対して約４倍に濃縮された。
【００５０】
本実施例の水処理装置１００、水処理装置２００および水処理装置２０１により、表２に示すように、被処理水量１００ｍ３／ｈを４Ｌ／ｈまで減容化でき、２５０００倍以上の濃縮倍率で濃縮可能であった。
【００５１】
次に、水処理装置２０１から排出された濃縮水を、曝気装置３００へ供給し、水処理装置１００の被処理水の１，４−ジオキサン濃度以下になるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置１００の被処理水へ返送した。その際の、水蒸気量は１６ｋｇ／ｈであった。
【００５２】
次に、曝気装置３００から排出された曝気ガスを、燃焼装置４００として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の１，４−ジオキサンを９９％以上酸化分解させるように処理した。
【００５３】
表１に示すように有機物質除去効果としては、本実施例の水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも処理水中の１，４−ジオキサン濃度が０．００５ｍｇ／Ｌ以下で処理が可能であった。また、表３に示すように、本実施例にて使用した水蒸気量の合計は６６４ｋｇ／ｈ、燃焼装置４００の電気ヒーターに使用した電力は２ｋＷであった。
【００５４】
［参考例］
実施例１における水処理装置１００から排出される濃縮水を、曝気装置３００へ供給し、１，４−ジオキサン濃度が１ｍｇ／Ｌ以下となるように、水蒸気を供給しながら加温曝気処理を行った。排出された曝気処理水は水処理装置１００の被処理水へ返送した。その際の水蒸気量は６７１ｋｇ／ｈであった。
【００５５】
次に、曝気装置３００から排出された曝気ガスを、燃焼装置４００として白金触媒を設置した電気ヒーター式の触媒酸化装置に供給して、曝気ガス中の１，４−ジオキサンを９９％以上酸化分解させるように処理した。その際の電力は、６４ｋＷであった。
【００５６】
参考例に示す水処理システムにより浄化された水は、５００時間後でも処理水中の１，４−ジオキサン濃度が０．００５ｍｇ／Ｌ以下で処理が可能であったが、表３に示すように、使用した水蒸気量の合計は１３００ｋｇ／ｈ、燃焼装置４００の電気ヒーターに使用した電力は６４ｋＷであった。
【００５７】
【表１】
2015134319.tif 000003
【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明により得られる水処理システムは、基本的に吸着材の交換の必要が無く、水中の有機物質を高い効率で連続的に除去するとともに、被処理水の減容化および有機物質濃度を高い倍率で濃縮された濃縮水として回収し、濃縮水を二次処理することで、二次処理装置を小型化でき、低コストで効率的に水処理ができるシステムであるため、産業界への寄与大である。
【符号の説明】
【００６１】
１００：水処理装置
１１０：第１処理槽
１１１：吸着材
１２０：第２処理槽
１２１：吸着材
１３０：凝縮器
２００：水処理装置
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：曝気装置
３１０：曝気槽
３２０：ガス供給器
４００：燃焼装置
４１０：熱交換器
４２０：加熱炉
５００：廃液燃焼装置
５１０：液体噴霧器
５２０：燃焼炉
５３０：バーナー
５４０：ガス供給器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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