(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭充填層と逆洗水導入手段とを備える活性炭処理装置において、
該活性炭充填層は、通水方向に対して多段に設けられており、各活性炭充填層にそれぞれ殺菌剤を導入する手段が設けられている活性炭処理装置であって、
各活性炭充填層の高さが３０〜５０ｃｍであり、殺菌剤として塩素系殺菌剤を用い、逆洗水通水ＬＶ１０〜２０ｍ／ｈｒ、各活性炭充填層の入口部Ｃｌ２濃度５〜１０ｍｇ／ｌの条件で殺菌処理が行われることを特徴とする活性炭処理装置。
【請求項２】
活性炭充填層と逆洗水導入手段とを備える活性炭処理装置において、
該活性炭充填層の通水方向の末端部と途中部分とに殺菌剤を導入する手段が設けられている活性炭処理装置であって、
活性炭充填層における、殺菌剤を導入する手段間の小区画の高さが３０〜５０ｃｍであり、殺菌剤として塩素系殺菌剤を用い、逆洗水通水ＬＶ１０〜２０ｍ／ｈｒ、各小区画の入口部Ｃｌ２濃度５〜１０ｍｇ／ｌの条件で殺菌処理が行われることを特徴とする活性炭処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は活性炭処理装置に係り、特に、少量の殺菌剤で効果的に殺菌処理することができる活性炭処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種排水のＣＯＤや色度等の難生物分解性物質を処理する方法として、活性炭処理法がある。この方法は、活性炭充填層が形成された活性炭吸着塔内に、被処理排水を上向流又は下向流で通水することにより排水を活性炭と接触させ、活性炭の吸着作用等で、ＣＯＤや色度等を除去する方法である。
【０００３】
活性炭処理法における排水処理のメカニズムは、排水の通水初期においては、主に活性炭による吸着作用によるものであるが、通水を継続することにより、活性炭表面に生物膜が形成され、この生物膜による分解作用が主体となる。この生物膜が過度に成長すると、活性炭の吸着作用が低下し、総合的な処理効率は低下してくる。
【０００４】
このような生物膜の形成で吸着効率が低下した場合、活性炭充填層を逆洗すると共に、微生物の活性を低下させるための殺菌処理を施すことがある。具体的な殺菌方法としては、熱水殺菌、蒸気殺菌、塩素殺菌がある。
【０００５】
この熱水殺菌は、８０℃以上の熱水を１時間以上活性炭吸着塔に通水、保持する方法であるが、生菌量が多く、例えば、１０8個／ｍｌ以上の場合には、高温の熱水を長時間通水、保持する必要があり、工業的に有利な方法とは言えない。
【０００６】
また、蒸気殺菌は、１２０℃以上の蒸気を１５分以上通すことで、ほぼ完全な殺菌状態とすることができるが、吸着塔を耐高圧性のものとする必要があり、設備コストが嵩むという不具合がある。
【０００７】
これに対し、塩素殺菌であれば、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）等の塩素系殺菌剤を添加した薬液を一定量通水することで、上記のような問題を生じることなく、比較的良好な殺菌効果を得ることができる。この塩素殺菌法としては、特開平５−６４７８２号公報に、逆洗水にＮａＣｌＯ等を添加して逆洗を行う方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、排水の活性炭処理においては、下向流で排水を通水処理し、逆洗に当っては上向流洗浄の向流逆洗を行った場合に、最も良好な処理水質を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、塩素系殺菌剤は活性炭と接触すると分解してＣｌ- を生成して殺菌効果が失われるところから、下向流通水を行った活性炭吸着塔を、ＮａＣｌＯ等の塩素系殺菌剤を添加した逆洗水を用いて上向流洗浄を行った場合には、被処理排水の導入側であって、最も生物膜による汚染が激しい活性炭充填層の殺菌が不十分になり易い。即ち、この下降流通水・上向流逆洗の場合、逆洗水中に添加された塩素系殺菌剤はまず活性炭充填層下部の生物膜があまり付着していない活性炭と接触するため、塩素系殺菌剤中の塩素成分の多くが活性炭充填層の下部においてＣｌ-となってしまい、活性炭充填層の上部までは十分な量の未分解塩素系殺菌剤が供給されないことになる。この結果、生物膜付着量の多く、強い殺菌処理が必要な活性炭充填層上部の殺菌が不十分になってしまう。
【００１０】
下向流通水・上向流逆洗の場合においても、充填層全体を十分に殺菌するためには、活性炭吸着塔内の活性炭充填層高さを低くするか、或いは、殺菌剤を高濃度に添加することが必要となる。しかしながら、活性炭充填層高さを低くする場合には、相対的に、活性炭吸着塔の塔径を大きくする必要があり、装置設置スペースの面で不利である。また、殺菌剤濃度を高めることは、薬剤コストの高騰を招く上に、塩素を分解することで活性炭が消耗するため、好ましいことではない。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決し、少量の殺菌剤で塔内を均一かつ効率的に殺菌処理することができる活性炭処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の活性炭処理装置は、活性炭充填層と逆洗水導入手段とを備える活性炭処理装置において、通水方向に対して多段に設けられた各活性炭充填層にそれぞれ殺菌剤を導入する手段を設けるか、或いは、活性炭充填層の通水方向の末端部と途中部分とに殺菌剤を導入する手段を設けたものであり、各活性炭充填層の高さ、或いは、活性炭充填層における、殺菌剤を導入する手段間の小区画の高さが３０〜５０ｃｍであり、殺菌剤として塩素系殺菌剤を用い、逆洗水通水ＬＶ１０〜２０ｍ／ｈｒ、各活性炭充填層又は各小区画の入口部Ｃｌ２濃度５〜１０ｍｇ／ｌの条件で殺菌処理が行われるものである。
【００１３】
本発明の活性炭処理装置では、多段に設けた活性炭充填層の各々に殺菌剤を導入するか、或いは、活性炭充填層の途中部分にも殺菌剤を導入することにより、塔内の活性炭を通水方向に対して複数に分割して殺菌処理することができる。このため、少量の殺菌剤使用量で塔内を均一かつ効率的に殺菌処理することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
【００１５】
図１，２は各々本発明の活性炭処理装置の一実施例を示す系統図である。
【００１６】
図１に示す活性炭処理装置１は、活性炭吸着塔２内に、活性炭充填層３Ａ，３Ｂ，３Ｃを多段（本実施例においては、３段であるが、２段或いは４段以上であっても良い。）に形成した多段方式のものであり、各活性炭充填層３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下部に殺菌剤導入手段を設けたものである。即ち、各活性炭充填層３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下部には、散水板４Ａ，４Ｂ，４Ｃが設けられ、ＮａＣｌＯ水溶液貯槽５内のＮａＣｌＯ水溶液が、ポンプＰ1 を備える配管６及び各分岐配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃを経て注入されるように構成されている。図中、７はポンプＰ2
を備える逆洗水導入配管であり、逆洗水貯槽８内の逆洗水は、配管７より活性炭吸着塔２の底部より導入され、逆洗排水は、活性炭吸着塔２の頂部より、配管９を経て系外へ排出される。
【００１７】
なお、この活性炭処理装置１の活性炭吸着塔２には、図示しない被処理水の導入配管と処理水の排出配管が設けられており、被処理水が上向流又は下向流、好ましくは下向流で通水処理されるように構成されている。
【００１８】
本実施例の活性炭処理装置１において、活性炭吸着塔２内の殺菌を行うには、ポンプＰ1 ，Ｐ2 を作動させて、ＮａＣｌＯ水溶液貯槽５内のＮａＣｌＯ水溶液を配管６及び各分岐配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃ、散水板４Ａ，４Ｂ，４Ｃを経て、各活性炭充填層３Ａ，３Ｂ，３Ｃに添加すると共に、逆洗水貯槽８内の逆洗水を所定の通水ＬＶで配管７より上向流通水して逆洗を行う。
【００１９】
これにより、各活性炭充填層３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、各々層毎に添加されるＮａＣｌＯにより均一かつ効果的に殺菌される。
【００２０】
なお、図１において、ＮａＣｌＯ水溶液注入配管６Ｃは、逆洗水導入配管７に接続し、ＮａＣｌＯを注入した逆洗水を最下段の散水板４Ｃから導入するようにしても良い。
【００２１】
図２に示す活性炭処理装置１Ａは、活性炭吸着塔２内に１層の活性炭充填層３のみを設けた単層方式のものであり、図２において、図１に示す部材と同一機能を奏する部材には、同一符号を付してある。
【００２２】
本実施例の活性炭処理装置１Ａでは、活性炭充填層３の通水方向の途中部分に散水板４Ａ，４Ｂ，４Ｃを設け、各散水板４Ａ，４Ｂ，４Ｃに、配管６及び配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃを経てＮａＣｌＯ水溶液を注入するように構成されると共に、活性炭充填層３の下部に設けられた散水板４Ｄに連通する逆洗水導入配管７にも、配管６及び配管６Ｄを経てＮａＣｌＯ水溶液を注入するように構成されている。
【００２３】
従って、本実施例の活性炭処理装置１Ａでは、配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ及び散水板４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを経て注入されるＮａＣｌＯ水溶液により、活性炭充填層３が散水板間の小区画３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ毎に殺菌されるようになり、各々の小区画３ａ〜３ｄが均一かつ効率的に殺菌される。
【００２４】
なお、図１の如く、活性炭充填層を多段に設けた場合の各充填層３Ａ〜３Ｃの高さ（第１図のＬ）、或いは、図２の、単層の活性炭充填層３における散水板間の小区画３ａ〜３ｄの高さ（第２図のＬ’）が過度に高い場合、本発明による殺菌効率の改善効果が十分に得られず、殺菌剤濃度の低減が図れない。逆に、このＬ，Ｌ’の値が過度に小さいと装置が複雑化する。従って、Ｌ，Ｌ’は３０〜５０ｃｍとする。また、逆洗時においては、充填層展開率３０％以上、特に３０〜８０％で逆洗を行うのが好ましい。
【００２５】
本発明の活性炭処理装置において、殺菌剤としては、ＮａＣｌＯの他、ＮａＣｌＯ2 、サラシ粉等を用いることができ、特にＮａＣｌＯ等の塩素系殺菌剤の添加量が、各活性炭充填層のＣｌ2濃度、即ち、逆洗排水のＣｌ2 濃度が５〜１０ｍｇ／ｌとなるように各殺菌剤導入手段から注入する。
【００２６】
特に、本発明においては、生菌数１０5 〜１０8 個／ｍｌの活性炭吸着塔に対して、逆洗水通水ＬＶ１０〜２０ｍ／ｈｒ、活性炭充填層の入口部Ｃｌ2濃度５〜１０ｍｇ／ｌの条件で殺菌処理を行う。
【００２７】
また、殺菌処理時間については、長い程殺菌効果が高いが、反面、活性炭がＣｌ2 を徐々に分解することにより活性炭寿命が短くなる。一般に、塔内生菌数が１０6個／ｍｌの場合において、活性炭充填層入口部Ｃｌ2 濃度５ｍｇ／ｌで殺菌した場合、１分以内で生菌数１０個／ｍｌ以下に殺菌することが可能であるが、Ｃｌ2濃度変化を考慮した場合、２０分程度の殺菌処理を行うのが好ましい。
【００２８】
なお、前述の如く、活性炭処理装置においては、被処理水を下向流で通水し、上向流で逆洗水を通水する向流洗浄を行うのが、処理水質の面から最も好適であるが、本発明の活性炭処理装置では、これに限らず、上向流通水及び上向流逆洗の並（順）流洗浄を適用しても良い。
【００２９】
【実施例】
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
実施例１，２、参考例１〜３
図１に示すような本発明の活性炭処理装置を用いて、活性炭の逆洗を行った。
【００３１】
直径３０ｍｍ，高さ３０００ｍｍの塩化ビニル製カラムに２０／４０メッシュの活性炭を、高さ５０ｃｍに充填した活性炭充填層を１段、２段又は３段に形成したものを各々準備し、各カラムに水道水を通水処理することにより、活性炭により生菌を繁殖させカラム流出水の生菌数を約１０6 個／ｍｌとした。
【００３２】
各々のカラムに各層の入口部のＣｌ2 濃度が表１の値となるようにＮａＣｌＯ水溶液を注入すると共に、逆洗水として水道水を一定のＬＶ（１０ｍ／ｈｒ）で通水し（逆洗時の活性炭展開率３０％）、逆洗開始から１０分後の逆洗排水中の残留Ｃｌ2濃度と、生菌数を調べ、結果を表１に示した。
【００３３】
【表１】
0003918199.tif 000002
【００３４】
なお、逆洗水の通水ＬＶを２０ｍ／ｈｒ，充填層展開率８０％として上記と同様の操作を行った場合も同様の結果が得られたが、逆洗水の通水ＬＶを５ｍ／ｈｒとして、上記と同様の操作を行ったところ、層高０．５ｍ，充填層の入口Ｃｌ2 濃度２００ｍｇ／ｌの場合であっても残留Ｃｌ2 は不検出となり、逆洗水の通水ＬＶが低いとＣｌ2の分解が促進されることが確認された。
【００３５】
これらの結果から、各充填層入口Ｃｌ2 濃度を５〜１０ｍｇ／ｌとし、逆洗水通水ＬＶ１０〜２０ｍ／ｈｒとした場合において、効率的な逆洗を行えることがわかる。
【００３６】
比較例１
実施例１，２及び参考例１〜３において、最下段の活性炭充填層にのみＮａＣｌＯ水溶液の注入を行ったところ、層高０．５ｍの場合には、実施例１，２、参考例１〜３と同様の操作が行われるため、同様の結果が得られたが、層高１ｍ及び１．５ｍの場合には、各充填層の入口Ｃｌ2 濃度２００ｍｇ／ｌでも、残留Ｃｌ2 は不検出となり、生菌数は３００〜７００個／ｍｌで、十分な殺菌効果が得られなかった。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の活性炭処理装置によれば、少ない殺菌剤使用量で塔内を均一かつ効率的に殺菌することができるため、活性炭充填層高の低減、即ち、装置設置スペースの増大を招くことなく、活性炭処理装置を低コストにかつ効率的に殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の活性炭処理装置の一実施例を示す系統図である。
【図２】  本発明の活性炭処理装置の他の実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 活性炭処理装置
２ 活性炭吸着塔
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 活性炭充填層
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 散水板
５ ＮａＣｌＯ水溶液貯槽
８ 逆洗水貯槽
【図１】
0003918199.tif 000003
【図２】
0003918199.tif 000004