(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物質を吸着する吸着素子を交換可能に備えた交換式吸着装置を有する水処理システムであって、
有機物質を吸脱着する吸脱着素子を備え、被処理水から有機物質を前記吸脱着素子により吸着して第一処理水を排出し、前記吸脱着素子に吸着した有機物質を高温の水蒸気により脱着し、脱着した有機物を含有する水蒸気を液化凝縮して濃縮水とする濃縮装置を有し、
前記交換式吸着装置は、前記濃縮装置から排出された前記濃縮水に含有された前記有機物質を前記吸着素子により吸着して第二処理水を排出し、当該第二処理水を前記被処理水の少なくとも一部として前記濃縮装置に導入し、
前記有機物質は難分解性有機物質であり、
前記水蒸気の温度は３００度以上であり、水蒸気供給速度は前記吸脱着素子１ｋｇに対して９．６６ｋｇ／ｈ以下であることを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
前記濃縮装置は、前記吸脱着素子に付着した水を除去してこれを除去水として排出し、当該除去水を前記被処理水の少なくとも一部として自装置に再度供給することを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記濃縮装置は、前記吸脱着素子に付着した水の除去に水蒸気を使用することを特徴とする請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記吸脱着素子が、活性炭素繊維を含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記活性炭素繊維は、比表面積が１６００ｍ２／ｇ以上、平均細孔径が１６Å以上であることを特徴とする請求項４に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記吸着素子が、活性炭素繊維、活性炭、ゼオライト、および活性アルミナの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記濃縮水の有機物質濃度が、前記被処理水の１０倍以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記被処理水中の有機物質濃度が、０．５ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項
１から７のいずれか１項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被処理水から有機物質を除去することで当該被処理水を清浄化する水処理システムに関する。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、および上水等の水から難分解性有機物質を効率的に除去することで当該被処理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、有害有機物質を水から除去して浄化する装置としては、破砕炭、粒状炭、粉末炭などの吸着材を用いた交換式吸着装置が広く用いられている。交換式吸着装置は、吸着材を充填した槽に有機物質を含有した水を通流させ、吸着材により水中の有機物質を効率的に除去することができるシンプルな処理装置である。
【０００３】
この様な交換式吸着装置は、被処理水を活性汚泥装置、膜分離式活性汚泥装置（ＭＢＲ）、凝縮沈殿装置、蒸発濃縮装置、イオン交換装置、膜分離装置、曝気装置、促進酸化分解装置（ＡＯＰ）、フェントン反応装置などの水処理装置の後段に接続され、これらの水処理装置で処理されなかった難分解性有機物を最終的に除去するバックアップ装置として、様々な水処理システムに設置されており、広く普及している。
【０００４】
ここで言う難分解性有機物質とは、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢ）などのダイオキシン類、テトラサイクリン、オセルタミビル、リン酸オセルタミビル、ベザフィブラート、トリクロサンなどの抗生物質、ベザフィブラート、フェノフィブラートなどの抗脂血症剤成分、ジクロフェナク、サリチル酸、アセトアミノフェンなどの解熱鎮痛剤成分、カルバマゼピンなどの抗てんかん剤成分、フミン酸、フルボ酸などのフミン物質、ヘキサメチレンテトラミンなどを指す。これらの難分解性有機物質は低濃度においても生態系の影響や人体への残留性などの問題があるため、高度処理が求められている。
【０００５】
しかしながら、交換式吸着装置は、有機物質を一定時間吸着し続け吸着材の吸着能力が飽和に達すれば、新品への交換、もしくは一度装置から吸着材を取り出して再生が必要となる。よって、連続浄化ができず、交換の労力、コスト増大が問題であった。
【０００６】
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）とを交互に行うことで、高効率で安定的に除去できる吸脱着式排水処理装置が検討されている（例えば、特許文献１）。この排水処理装置は、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。
【０００７】
吸着材として活性炭素繊維を使用した場合、活性炭素繊維は吸着速度が速いので、少ない吸着材量で高効率に有機物質を除去できることが知られている。前記水吸脱着式排水処理装置において、吸着除去された有機物質は、吸着材の再生時に脱着媒体により吸着材から脱離され、有機物質を含んだガス（脱着ガス）として排出される。ここで、脱着媒体に水蒸気を使用した場合、脱着ガスを液化凝縮することで、有機物質を高濃度に含有した濃縮水として回収できる。そのため、この場合、吸脱着式排水処理装置は、濃縮装置としての機能も保持する。
【０００８】
そこで、本発明者らは、吸脱着式排水処理装置のこのような濃縮機能を利用して、吸脱着式排水処理装置を交換式吸着装置のバックアップ装置として付帯することで、交換式吸着装置を備えたシステムにおける交換式吸着装置の交換頻度を抑える特許を出願済みである（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４５１２９９３号
【特許文献２】特開２０１０−１４２７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような低濃度の有機物質をより低減しなければならない水処理において、交換式吸着装置に充填する吸着材の吸着性能をより十分に活用するための改善の余地がある。
【００１１】
特に交換式吸着装置の有機物質の除去原理は、ファンデルワールス力などに依存した物理吸着であり、図１に示すように被処理水中の有機物質濃度依存性があるため、難分解性有機物質濃度が低くなるほど除去効率は低くなる。このような問題を解決するためには、多量の吸着材を用いることも考えられるが、装置の大型化や設置コストの増大が不可避であり、必ずしも有効な対策とはなり得ない。
【００１２】
そこで、本発明は、上記技術の課題に鑑みなされたものであり、水中の有機物質を高効率に処理できると共に、交換式吸着装置に充填された吸着材の充填量と交換コストを低減させる水処理システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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）有機物質を吸着する吸着素子を交換可能に備えた交換式吸着装置を有する水処理システムであって、
有機物質を吸脱着する吸脱着素子を備え、被処理水から有機物質を前記吸脱着素子により吸着して第一処理水を排出し、前記吸脱着素子に吸着した有機物質を水蒸気により脱着し、脱着した有機物を含有する水蒸気を液化凝縮して濃縮水とする濃縮装置を有し、
前記交換式吸着装置は、前記濃縮装置から排出された前記濃縮水に含有された前記有機物質を前記吸着素子により吸着して第二処理水を排出し、当該第二処理水を前記被処理水の少なくとも一部として前記濃縮装置に導入する、ことを特徴とする水処理システム。
（２）前記濃縮装置は、前記吸脱着素子に付着した水を除去してこれを除去水として排出し、当該除去水を前記被処理水の少なくとも一部として自装置に再度供給することを特徴とする（１）に記載の水処理システム。
（３）前記濃縮装置は、前記吸脱着素子に付着した水の除去に水蒸気を使用することを特徴とする（２）に記載の水処理システム。
（４）前記吸脱着素子が、活性炭素繊維を含んでいることを特徴とする（１）から（３）に記載の水処理システム。
（５）前記活性炭素繊維は、比表面積が１６００ｍ２／ｇ以上、平均細孔径が１６Å以上であることを特徴とする（４）に記載の水処理システム。
（６）前記吸着素子が、活性炭素繊維、活性炭、ゼオライト、および活性アルミナの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする（１）から（５）に記載の水処理システム。
（７）前記濃縮水の有機物質濃度が、前記被処理水の１０倍以上であることを特徴とする（１）から（６）記載の水処理システム。
（８）前記有機物質が、難分解性有機物質であることを特徴とする（１）から（７）に記載の水処理システム。
（９）前記被処理水中の有機物質濃度が、０．５ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする（１）から（８）に記載の水処理システム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水処理システムによると、吸脱着素子を備えた濃縮装置を備え、濃縮装置にて被処理水の有機物質を吸着および脱着後の濃縮水を交換式吸着装置に導入する。さらに、交換式吸着装置にて有機物質を吸着した後の第二処理水を濃縮装置に戻す。よって、濃縮装置にて被処理水中の有機物質を高効率に除去するとともに、被処理水量を減容化し、有機物濃度を濃縮することで、交換式吸着装置の吸着効率を高めることができる。そのため、交換式吸着装置の吸着材の交換頻度を抑え、小型化できる利点がある。
【００１５】
以上からわかるように、本発明により、被処理水中の有機物質を高効率に処理できると共に、交換式吸着装置に充填された吸着材の充填量と交換コストを低減させる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】有機物質濃度と吸着量の関係の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る水処理システムの構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る水処理システムの変形例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する構成、部分、材料等について図中同一の符号とし、その説明は繰り返さない。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態における水処理システム１０の構成図である。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１０は、濃縮装置１００と、交換式吸着装置２００とを主として備えている。
【００１９】
濃縮装置１００は、吸脱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。従って、濃縮装置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として排出される。
【００２０】
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を脱着する。第１処理槽１１０および第２処理槽１２０から排出された水蒸気と脱着された有機物質とは、凝縮器１３０によって冷却凝縮されて、濃縮水として濃縮装置１００外へ排出される。
【００２１】
第１処理槽１１０および第２処理槽１２０には、被処理水（原水）の供給ライン、第一処理水の排出ライン、水蒸気の供給ライン、および濃縮水の排出ラインの各配管が接続されている。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、流路切替手段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際には、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、第一処理水が第１処理槽１１０から排出されるように流路が確保される際には、第２処理槽１２０には水蒸気が供給され、濃縮水が第２処理槽１２０から排出される流路構成となる。本実施の形態の濃縮装置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。
【００２２】
濃縮装置１００は、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であると好ましい。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事前に除去しない場合よりも、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。
【００２３】
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。水蒸気による高速パージとすることで、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、除去水の一部となる。
【００２４】
また、水処理システム１０では、除去水は濃縮装置１００に再度供給されるように構成されるのが好ましい。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。ここで、図３に、水処理システム１０の変形例である、除去水を濃縮装置１００に再度供給する水処理システム１０Ａの構成を示す。水処理システム１０Ａは、除去水を濃縮装置１００に再度供給する構成以外は水処理システム１０と同様である。そのため、水処理システム１０Ａの説明は省略する。水処理システム１０Ａでは、除去水を再度供給する流れと、濃縮水を濃縮器１３０へ流す流れとの切り替えは、例えばバルブ等の切り替え手段で行う。
【００２５】
図２に戻り、吸着材１１１、１２１は、活性炭、活性炭素繊維またはゼオライトなどを利用できるが、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材料である。
【００２６】
吸着材１１１、１２１として利用可能な活性炭素繊維の物性や原材料は、特に限定しない。除去対象である有機物質に応じて適宜選定すればよい。水処理システム１０が処理する有機物質は以下で説明するように難分解性有機物質であり、難分解性有機物質には比較的分子サイズが大きく、高比表面積、細孔径の大きな活性炭素繊維が適している。そのため、吸着材１１１、１２１として利用可能な活性炭素繊維は、例えば、比表面積が１６００ｍ２／ｇ以上、平均細孔径が１６Å以上であるのが好ましい。
【００２７】
濃縮装置１００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１１１、１２１の耐熱温度や脱着する有機物質の物性などに応じて適宜設定すればよい。ただし、濃縮装置１００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。濃縮装置１００では、例えば、被処理水の１０倍以上に濃縮されることが好ましい。１０倍以上に濃縮すると、図１に示す通り、有機物質濃度に応じて吸着容量が上昇し、後述の交換式吸着装置２００の吸着材の吸着性能を十分活用することが可能となるからである。ここで、被処理水の１／１０以下の水蒸気量で脱着することにより、１０倍以上に濃縮することができる。
【００２８】
本発明の実施の形態では、濃縮装置１００は二つの吸着材１１１、１１２および処理槽１１０、１２０を使用するものとして説明したが、３つ以上の処理槽を用いた構成でもよい。また、１つの吸着材および処理槽を用いた構成でもよい。例えば、１つの吸着材および処理槽を使用した場合、処理槽が脱着槽として機能している場合には、被処理水を一時的に貯水し、脱着工程が完了後、吸着槽として機能するよう切り替えサイクルをおこなってもよい。
【００２９】
交換式吸着装置２００は、吸着材２１１が収納された処理槽２２０を有している。上述の通り、処理槽２２０へ濃縮水を通流させ、吸着材２１１により水中の有機物質を吸着して第二処理水を排出することによって、水を清浄化する装置である。吸着材２１１の吸着容量が飽和に達すると水中の有機物質の浄化能はなくなるので、新品に交換するか、取り出して再生させて再充填させることで、浄化能を維持することができる。
【００３０】
交換式吸着装置２００には、濃縮装置１００から排出された濃縮水が供給される。図１の通り、水中の有機物質濃度が高い方が、吸着容量が大きくなるので、吸着材２１１の交換もしくは再生頻度が少なくしたり、吸着材２１１の充填量を減らしたりすることができる。
【００３１】
また、交換式吸着装置２００から排出される第二処理水は被処理水と混合され、濃縮装置２００で再処理される構成が好ましい。このような構成とせず、第二処理水を第一処理水の有機物質濃度以下まで除去して、第一処理水と混合して放流することを想定すると、吸着材２１１の交換頻度や充填量を増やさなければならず、本発明の効果が得られないからである。従って、第二処理水は、濃縮装置１００の除去性能に影響の出ない程度に有機物が除去されたもの（例えば、被処理水の有機物質濃度程度まで除去されたもの）であればよい。
【００３２】
吸着材２１１は、活性炭素繊維、活性炭、ゼオライト、活性アルミナなどを利用できるが、除去対象の有機物質によって適宜選定すればよい。形状も繊維状、粒状、粉末などがあるが、特に限定されない。
【００３３】
以上の本実施の形態の水処理システム１０，１０Ａにより、濃縮装置１００は、被処理水から高効率に有機物質を除去するとともに、被処理水中の有機物質濃度を濃縮して、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の吸着容量を有効に活用する装置として機能する。よって、本発明によると、交換式吸着装置２００の大型化や吸着材の交換頻度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ことができる。また、交換式吸着装置２００は、濃縮装置１００の二次処理装置として機能するので、濃縮装置１００の後処理装置が不要となる利点もある。
【００３４】
以上において図２で説明した本発明の実施の形態の特徴的な各構成は、相互に組み合わせることが可能である。
【００３５】
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。
【００３６】
本実施形態の水処理システム１０で処理する被処理水中の有機物質は、難分解性有機物質とする。すなわち、ポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）、ポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）、ダイオキシン様ポリ塩化ビフェニル（ＤＬ−ＰＣＢ）などのダイオキシン類、テトラサイクリン、オセルタミビル、リン酸オセルタミビル、ベザフィブラート、トリクロサンなどの抗生物質、ベザフィブラート、フェノフィブラートなどの抗脂血症剤成分、ジクロフェナク、サリチル酸、アセトアミノフェンなどの解熱鎮痛剤成分、カルバマゼピンなどの抗てんかん剤成分、フミン酸、フルボ酸などのフミン物質、ヘキサメチレンテトラミンなどである。上述の通り、従来の交換式吸着装置は様々な水処理装置にて処理されなかった有機物質を最終的に除去するバックアップを目的とした装置であり、上記の有機物質が処理対象として該当する。
【００３７】
本実施形態の水処理システム１０で処理する被処理水中の有機物質濃度は、０．５ｍｇ／Ｌ以下とする。上述の通り、従来の交換式吸着装置の設置目的からして、除去すべき有機物質はある程度低減されていることが想定できるからである。本実施形態の水処理システム１０では、低濃度の有機物質を含む被処理水を濃縮装置１００で濃縮することによって、交換式吸着装置２００の処理能を最大限に活かす効果が得られるのであって、有機物質の濃度が高いとこの効果が得られなくなるからである。
【００３８】
なお、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】
上記説明した水処理システム１０Ａを用いた有機溶剤の回収を実施した。評価は下記の方法により行った。
（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）
被処理水（原水）はオセルタミビルを含む水とした。５００時間運転後の濃縮装置１００、交換式吸着装置２００の入出のオセルタミビルを測定して除去効果を確認した。
（有機物質濃度評価）
各水を液相クロマトグラフ法により分析し測定した。
【００４０】
［実施例］
実施例の水処理システムとして、上記実施の形態で説明した水処理システム１０Ａを使用した。本実施例の水処理システム１０Ａは、図３に示す構成であり、濃縮装置１００からの除去水を濃縮装置１００に再度供給す構成である。本実施例では、濃縮装置１００の吸着材１１１、１１２として、平均細孔径１７Å、ＢＥＴ比表面積２０５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．８７ｍ３／ｇの活性炭素繊維を使用した重量１００ｋｇの吸着素子を、処理槽１１０、１２０に充填した。また、交換式吸着装置２００の吸着材２１１として、平均細孔径１８Å、ＢＥＴ比表面積１３５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５８ｍ３／ｇの破砕炭を使用した重量１０ｔの吸着素子を、処理槽２２０に充填した。
【００４１】
上記した本実施例の水処理システム１０Ａにおいて、濃縮装置１００に、オセルタミビル０．０１ｍｇ／Ｌを含む被処理水を処理水量１０００ｍ３／日になるように導入し、第一処理水を得た。その際、第一処理水中のオセルタミビル濃度は０．００１ｍｇ／Ｌであり、オセルタミビルの除去率は９０％が可能であった
【００４２】
次に、自重抜きで吸着材１１１、１１２の付着水を除去（脱水）した後、除去水を被処理水へ返送した。次に、０．１ＭＰａ、３００℃の水蒸気を吸着材１１１、１１２に供給し脱着した。脱着に使用した水蒸気および吸着材１１１、１１２から脱着されたオセルタミビルは濃縮水として回収した。その際、濃縮水は水量４００Ｌ／日、オセルタミビル濃度は２５ｍｇ／Ｌであった。よって、２５００倍に被処理水が濃縮されたことがわかる。各工程の切替えは、吸着１６８ｈ、脱水９０ｓｅｃ、脱着３ｈとした。
【００４３】
次に、濃縮装置１００から排出された濃縮水を交換式吸着装置２００に導入し、第二処理水を得た。第二処理水中のオセルタミビル濃度は２ｍｇ／Ｌであり、除去率９２％であった。その後、第二処理水を濃縮装置１００の原水へ返送した。その結果、濃縮装置１００へ導入されるオセルタミビル濃度は０．０１１ｍｇ／Ｌとなった。
【００４４】
実施例の水処理システム１０Ａにより浄化された水は、２４時間／日、１ヶ月運転後でも９０％以上の効率でオセルタミビルの処理が可能であり、破砕炭の交換周期は１年であった。交換式吸着装置２００へ導入する濃縮水のオセルタミビル濃度は、被処理水に対して２５００倍に濃縮されていることがわかる。よって、実施例の水処理システム１０Ａは、吸着容量が高まり、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の吸着能を十分に活用できる利点がある。
【００４５】
[比較例１]
比較例１として、交換式吸着装置２００のみの水処理システムについて検討した。つまり、比較例１の水処理システムは、実施例の水処理システム１０Ａにおいて濃縮装置１００を有していない構成である。比較例１では、交換式吸着装置２００の吸着材２１１として、平均細孔径１８Å、ＢＥＴ比表面積１３５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５８ｍ３／ｇの破砕炭を使用した重量１０ｔの吸着素子を、処理槽２２０に充填した。この比較例１の交換式吸着装置２００に、実施例と同条件で被処理水を導入し、処理水（実施例の第一処理水に対応）を得た。
【００４６】
処理水中のオセルタミビル濃度は０．００１ｍｇ／Ｌであり、除去率９０％であった。しかし、２４時間／日運転において１ヵ月後には除去能が低下し始めたため、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の交換が必要となった。つまり、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の交換頻度は、実施例の１２倍であった。
【００４７】
［比較例２］
比較例２として、交換式吸着装置２００のバックアップ装置として濃縮装置１００を、の交換式吸着装置２００の下流に設置した水処理システムについて検討した。つまり、比較例２の水処理システムは、実施例の水処理システム１０Ａにおいて交換式吸着装置２００と濃縮装置１００との配置が入れ替わった構成である。
【００４８】
比較例２では、交換式吸着装置２００の吸着材２１１として、平均細孔径１８Å、ＢＥＴ比表面積１３５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．５８ｍ３／ｇの破砕炭を使用した重量１０ｔの吸着素子を、処理槽２２０に充填した。また、濃縮装置１００の吸着材１１１、１２１として、平均細孔径１７Å、ＢＥＴ比表面積２０５０ｍ２／ｇ、全細孔容積０．８７ｍ３／ｇの活性炭素繊維を使用した重量１００ｋｇの吸着素子を、処理槽１１０、１２０に充填した。
【００４９】
上記の比較例２の水処理システムを用いて、実施例と同条件で被処理水を交換式吸着装置２００に導入し、第一処理水を得た。その際、第一処理水中のオセルタミビル濃度は０．００１ｍｇ／Ｌ以下であった。
【００５０】
次に、交換式吸着装置２００から排出された第一処理水を濃縮装置２００に導入し、第二処理水を得た。その後、自重抜きで吸着材１１１、１２１の付着水を除去した後、除去水を第一処理水へ返送した。次に０．１ＭＰａ、３００℃の水蒸気を吸着材１１１または吸着材１２１に供給し脱着した。脱着に使用した水蒸気および吸着材１１１または吸着材１２１から脱着されたオセルタミビルは、濃縮水として回収した。各工程の切替えは、吸着８４０ｈ、脱水９０ｓｅｃ、脱着３ｈとした。
【００５１】
その際の濃縮水は水量８０Ｌ／日、オセルタミビル濃度は１４ｍｇ／Ｌで１４０００倍に第一処理水が濃縮され、濃縮水は、交換式吸着装置２００への被処理水へ返送した。その結果、交換式吸着装置２００へ導入されるオセルタミビル濃度は０．０１１ｍｇ／Ｌであった。交換式吸着装置２００へ導入する濃縮水のオセルタミビル濃度は、被処理水に対して１．１倍に濃縮されたことがわかる。しかし、濃縮倍率は実施例と比べて低く、実施例１と比べて交換式吸着装置２００の吸着材２１１の吸着能を十分に活用できない。従って、比較例２では、２４時間／日運転において、１．５ヵ月後には交換式吸着装置２００の除去能が低下し始めたため、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の交換が必要となった。つまり、交換式吸着装置２００の吸着材２１１の交換頻度は、実施例の８倍であった。
【００５２】
以上の実施例および比較例１，２の交換式吸着装置２００の吸着材２１１の交換頻度を表１にまとめた。
【００５３】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の水処理システムは、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、および上水等の水から難分解性有機物質を除去して水を清浄化するシステムに有効に利用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０，１０Ａ  ：水処理システム
１００：濃縮装置
１１０：第１処理槽
１１１：吸着材
１１２：吸着材（吸脱着素子）
１２０：第２処理槽
１２１：吸着材（吸脱着素子）
１３０：凝縮器
２００：交換式吸着装置
２１１：吸着材（吸着素子）
２２０：処理槽
２２１：吸着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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