(57)【要約】【課題】活性炭の破過や劣化を、経時的にリアルタイムで測定できる破過検知方法と吸着処理方法及びそれらの装置を提供する。【解決手段】吸着処理に用いる活性炭の寿命を、超音波の伝搬速度変化を観察してモニターし、その破過を検知する活性炭破過検知方法、及び、被処理物を処理する活性炭吸着層と、該活性炭吸着層の側面に配備した超音波発信機及び該発信された超音波を受信する受信機と、該受信した超音波から前記活性炭の破過を検知する検知装置とを有する活性炭破過検知装置としたものであり、また、被吸着物質を活性炭を用いて吸着処理する方法において、前記吸着処理中の活性炭を超音波の伝搬速度変化として観察しながらモニターし、その破過を検知する活性炭吸着処理方法としたものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着処理に用いる活性炭の寿命を、超音波の伝搬速度変化を観察してモニターし、その破過を検知することを特徴とする活性炭破過検知方法。
【請求項２】
被処理物を処理する活性炭吸着層と、該活性炭吸着層の側面に配備した超音波発信機及び該発信された超音波を受信する受信機と、該受信した超音波から前記活性炭の破過を検知する検知装置とを有することを特徴とする活性炭破過検知装置。
【請求項３】
被吸着物質を活性炭を用いて吸着処理する方法において、前記吸着処理中の活性炭を、超音波の伝搬速度変化として観察しながらモニターし、その破過を検知することを特徴とする活性炭吸着処理方法。
【請求項４】
活性炭を用いる被吸着物質の吸着処理装置において、前記被吸着物質が通る流路と、該流路に設けた活性炭吸着層と、該活性炭吸着層の側面に配備した超音波発信機及び該発信された超音波を受信する受信機と、該受信した超音波から前記活性炭の破過を検知する検知装置とを有することを特徴とする活性炭吸着処理装置。
【請求項５】
前記超音波は、周波数が１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚであることを特徴とする請求項４記載の活性炭吸着処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭の破過の検知に係り、特に、溶液中に活性炭を浸漬したり、活性炭塔に溶液を通水し溶液中の比吸着物質を活性炭により除去する際に、活性炭の劣化状況を測定することができる活性炭破過検知方法と吸着処理方法及びそれらの装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、活性炭の破過や劣化を測定する方法として、活性炭処理溶液中の被吸着物質の濃度を測定し、基準濃度を超えたか否かを判断し破過をモニターしていた。
また、原水中の比吸着物質濃度と流量から、活性炭吸着塔に流入した被吸着物質量を計算し、その値が活性炭の吸着容量に達した時を破過としていた。
前記方法の処理水中の被吸着物質の濃度測定においては、活性炭処理した処理水中の被吸着物質濃度はきわめて低く、リアルタイムに測定することは困難である。そのため、定期的に面倒な分析を行う必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、活性炭破過や劣化を経時的にリアルタイムで測定できる活性炭破過方法と装置及び吸着処理方法と装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、吸着処理に用いる活性炭の寿命を、超音波の伝搬速度変化を観察してモニターし、その破過を検知することを特徴とする活性炭破過検知方法、及び、被処理物を処理する活性炭吸着層と、該活性炭吸着層の側面に配備した超音波発信機及び該発信された超音波を受信する受信機と、該受信した超音波から前記活性炭の破過を検知する検知装置とを有することを特徴とする活性炭破過検知装置としたものである。
また、本発明は、被吸着物質を活性炭を用いて吸着処理する方法において、前記吸着処理中の活性炭を、超音波の伝搬速度変化として観察しながらモニターし、その破過を検知することを特徴とする活性炭吸着処理方法、及び、活性炭を用いる被吸着物質の吸着処理装置において、前記被吸着物質が通る流路と、該流路に設けた活性炭吸着層と、該活性炭吸着層の側面に配備した超音波発信機及び該発信された超音波を受信する受信機と、該受信した超音波から前記活性炭の破過を検知する検知装置とを有することを特徴とする活性炭吸着処理装置としたものである。
前記超音波は、周波数が１００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚであるのがよい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
活性炭を用いる吸着処理においては、活性炭の吸着が進むと、活性炭の細孔内に被吸着物質が捕捉され、活性炭の吸着能力が低下する。それと同時に、活性炭の見かけ密度が増大するため、活性炭に超音波を伝搬させると、その伝搬速度である音速に変化が生じる。その伝搬速度である音速の変化をモニターすれば、活性炭の劣化状況を観察することができる。
本発明は、前記超音波の性質と、活性炭に物質が吸着すると、細孔が閉塞され活性炭の密度が増大し、密度の増大と吸着力の減少には、相関関係があり、密度の変化を測定できれば、活性炭の吸着能力の低下の様子を観察することができるといいう知見に基づいてなされたものである。
【０００６】
即ち、超音波は、式１に示すように、媒体の密度によりその伝搬速度である音速は変化する。密度が大きくなると、音速が一般に減少することを利用し、活性炭の密度変化すなわち吸着能力の変化を測定する方法を見い出した。
（式１）：音速＝（Ｌ／ρ）１／２
Ｌ：縦波の弾性率　　ρ：静止状態における密度
活性炭吸着塔を横切るように超音波を照射し、その音速の変化を観察することにより、活性炭の吸着能力の変化の状況を観察することが可能となった。
送信機と受信機は、活性炭の充填方向に垂直に配置するのが良いが、充填層を斜めに横切るように配置してもよい。送信機と受信機を同一側面に配置し、超音波の反射波について伝搬速度を測定しても良い。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図１に、使用した装置の概略構成図を示す。
一辺４０ｍｍのアクリル製の四角いカラムに、活性炭を５０ｇ充填した。被吸着物質として２５ｇ／ｌのメチレンブルー溶液を用意した（試料）。２．５ＭＨｚの超音波をカラムの一方の面から照射し、反対側の面に受信機を配置した（伝搬距離、４８．４ｍｍ）。試料をカラム内に少量ずつ投入し、メチレンブルーを吸着させた。図２は、メチレンブルー添加量と音速及び処理水のメチレンブルー濃度の関係を示すグラフである。
音速が変化しない領域では、処理水にメチレンブルーがリークしていないが、処理水側にメチレンブルーがリークし出すと、音速が増大しだす。音速を観察し、音速が増大し始めたとき活性炭が劣化し出したと判断し、交換時期を予測することができる。
【０００８】
実施例２
図１に、使用した装置の概略構成図を示す。
直径２０ｃｍのアクリル製カラムに活性炭を充填し、生物処理したし尿処理水の色度成分の除去を行った。２．５ＭＨｚの超音波を照射し、伝搬速度の変化を測定した。活性炭の劣化と伝搬速度の測定結果を表１に示す。
【表１】
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【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、活性炭吸着塔に超音波を照射し、その伝搬速度を測定することで、活性炭の寿命をリアルタイムに観察することができ、活性炭交換時期の予測が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に用いた装置の概略構成図。
【図２】実施例１の結果を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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