(57)【要約】【解決課題】本発明の目的は、大量の逆洗水と空気を用いることなく、逆洗を行なうことのできる排水処理装置および吸着材の再生方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、（ｉ）吸着材を充填した吸着層（２）、（ｉｉ）吸着層（２）の上方の逆洗時に吸着材が自由に展開しうる展開空間（３）、（ｉｉｉ）吸着層（２）の下方の空気吹込口（７）および浄水供給排出口（６）、（ｉｖ）展開空間（３）の上方の原水供給口（５）および排出口（４）、を有する槽（１）からなり、吸着材は、吸着剤および該吸着剤を担持する多孔質樹脂からなり、直径が０．２〜１．９ｍｍ、長さが０．５〜５ｍｍであり、充填嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする排水処理装置および吸着材の再生方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(ｉ)吸着材を充填した吸着層（２）、
(ｉｉ)吸着層（２）の上方の逆洗時に吸着材が自由に展開しうる展開空間（３）、
(ｉｉｉ)吸着層（２）の下方の空気吹込口（７）および浄水供給排出口（６）、
(ｉｖ)展開空間（３）の上方の原水供給口（５）および排出口（４）、
を有する槽（１）からなり、
吸着材は、吸着剤および該吸着剤を担持する多孔質樹脂からなり、直径が０．２〜１．９ｍｍ、長さが０．５〜５ｍｍであり、充填嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
吸着材の比重が１．１〜１．３ｇ／ｃｍ３である請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
吸着剤がハイドロタルサイトである請求項１記載の排水処理装置。
【請求項４】
樹脂がアラミドポリマーである請求項１記載の排水処理装置。
【請求項５】
請求項１記載の排水処理装置の吸着材に付着した固形物質を除去して吸着材を再生する方法であって、下記工程（Ａ）および（Ｂ）
（Ａ）  水を保持した槽（１）内に、空気吹込口（７）から０．５〜２分間空気を吹き込み、排出口（４）から排出して、槽（１）内で吸着材を展開させる工程、
（Ｂ）  浄水供給排出口（６）から浄水を１〜１０分間流し、排出口（４）から水を排出する工程、
からなる吸着材の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材を充填した排水処理装置および吸着材の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
濾過材（例えば、濾砂）を充填した濾過槽に排水を通水して、排水中に含まれる懸濁物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）を濾過材間の空隙に捕捉抑留し、捕捉したＳＳにより濾過材表面に濾過膜を形成して、より微細なＳＳを除去できることが知られている。
ところが、ＳＳ分が長期にわたって滞留すると油分・バクテリア等と一体となって固化してマッドボールが形成される。マッドボールが形成されると、濾過材のＳＳ捕捉量も減り、排水はショートパスしてＳＳが処理水側にリークし、処理水質が悪化する。
【０００３】
そこで、捕捉されたＳＳは、水や空気を使った逆洗により排水処理装置の系外へ排出する必要がある。この逆洗を効率的に実施するために、通常は濾過槽の下部から通水と空気の吹き込みの両方を実施し、これによって濾過槽内の充填物を浮上させてＳＳを濾過材から離脱させて排出することが行なわれる。
例えば、特許文献１には、逆洗時に下部流入口より逆洗浄水を空気と共に吹き込んで、残留するＳＳを浮上させ、濾過槽上部からＳＳを排出することが提案されている。また、濾過材を自由に展開させるための濾過材の展開部を設けている。この特許文献１に提案されている濾過装置では、濾過材として、例えば、プラスチックを芯部に持ち、濾過材の直径が２〜８ｍｍで、濾過材の表面から芯に向って占める割合が濾材全体の２分の１以上である繊維で形成された鞘部を持つものが使用されている。
ところが、この特許文献１に提案されている濾過材は、その段落［００２２］に開示されているように、その比重が１．３８以上である。このために、充填された濾過材を展開部に浮上させて濾過材からマッドボールを離脱させるために、大量の逆洗水を必要とし、また、逆洗浄に用いる総水量、空気吹き込み量とも大きく、更には、空気を吹き込みのため高い圧力が必要とする。その上、特許文献１で使用されている濾過材は、その充填空隙の間にＳＳを捕捉するための機能しか有していない。
【特許文献１】特開平０８−１５０３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明の目的は、大量の逆洗水と空気を用いることなく、逆洗を行なうことのできる排水処理装置を提供することにある。また本発明の目的は、単なる濾過材と異なり、例えば、排水中のリンや硝酸イオンなどの懸濁物質以外の物質を捕捉できる排水処理装置を提供することにある。また本発明の目的は、少量の水および空気で吸着材の再生を行なうことができる吸着材の再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、吸着剤および該吸着剤を担持する多孔質樹脂からなる吸着材は、比重が極めて小さく、極めて少量の水および空気で逆洗ができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
すなわち、本発明は、
（ｉ）吸着材を充填した吸着層（２）、
（ｉｉ）吸着層（２）の上方の逆洗時に吸着材が自由に展開しうる展開空間（３）、
（ｉｉｉ）吸着層（２）の下方の空気吹込口（７）および浄水供給排出口（６）、
（ｉｖ）展開空間（３）の上方の原水供給口（５）および排出口（４）、
を有する槽（１）からなり、
吸着材は、吸着剤および該吸着剤を担持する多孔質樹脂からなり、直径が０．２〜１．９ｍｍ、長さが０．５〜５ｍｍであり、充填嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする排水処理装置である。
【０００７】
また本発明は、上記排水処理装置の吸着材に付着した固形物質を除去して吸着材を再生する方法であって、下記工程（Ａ）および（Ｂ）
（Ａ）  水を保持した槽（１）内に、空気吹込口（７）から０．５〜２分間空気を吹き込み、排出口（４）から排出して、槽（１）内で吸着材を展開させる工程、
（Ｂ）  浄水供給排出口（６）から浄水を１〜１０分間流し、排出口（４）から水を排出する工程、
からなる吸着材の再生方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の排水処理装置は、少量の空気および水により逆洗することができる。本発明の排水処理装置は、多孔質樹脂中に担持された吸着剤を用いるため、ＳＳ分だけでなく、排水中に溶解した不要物なども吸着除去することができる。本発明の吸着材の再生方法によれば、少量の水および空気で吸着材の再生を行なうことができる。
吸着材は、排水中に沈降した状態で使用されなければならないから、その真比重（多孔部の容積を考慮しない場合の比重）は水の比重１．０よりも大きくなければならない。ところが、本発明で吸着材として使用する樹脂自体が多孔体であるので、多孔を形成する部分に樹脂が存在しないので、その分だけ見掛け比重（多孔部の容積をも考慮した場合の比重）を真比重より小さくすることができる。このため、多孔中に水が進入したとしても、水の比重は約１．０であるので、多孔部に水を含んだ実質的な比重を見込んでもその比重をより低減することができる。
したがって、少ない水量の逆洗浄で短時間かつ低圧力下での空気吹き込み圧力で実施することができる。しかも、吸着槽に充填する充填材の容積は、充填槽の容積に対して高い比率で充填することができる。そのため、吸着槽をよりコンパクトに設計でき、設置スペースも取らない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
〈排水処理装置〉
図１は、本発明の排水処理装置を模式的に例示した正面図であって、装置の胴部は内部の吸着層（２）が見えるようにしてある。この図１において、符号１は槽、符号２は吸着層、符号３は展開空間、符号４は排出口、符号５は原水供給口、符号６は浄水供給排出口、符号７は空気吹込口、符号８は吸着材の排出口をそれぞれ示す。
槽（１）は、胴部とその上部および下部にある鏡板からなる。上部の鏡板には、排出口（４）を有する。下部の鏡板には、浄水供給排出口（６）および空気吹込口（７）を有する。胴部の上部には、原水供給口（５）を有する。胴部の下部には、吸着材の排出口（８）を有する。下部の鏡板と胴部との間には、吸着材を支持する多孔板を有する。槽（１）中には、吸着材が充填され、吸着層の上方には逆洗時に吸着材が自由に展開しうる展開空間（３）を有する。
吸着槽（２）の胴部の断面形状は、好ましくは円形、矩形であり、高さ方向に対して断面形状を変えることができる。また吸着層（２）の容積は槽（１）全体の容積の半分以上である。吸着槽の高さＨと槽横方向Ｌの比率は任意に取ることができるが、好ましくはＨ／Ｌは１以上、より好ましくは１．２以上である。
吸着材は、吸着剤および該吸着剤を担持する多孔質樹脂からなる。吸着剤として、金属酸化物、金属、無機物、鉱物等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、シリカなどが挙げられる。金属としては、金、白金、銀、鉄、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、マンガンなどが挙げられる。無機物としては、活性炭、ハイドロタルサイト、石膏、セメントなどが挙げられる。鉱物としては雲母などが挙げられる。
【００１０】
樹脂としては、アラミドポリマー、アクリルポリマー、ビニルアルコールポリマー、セルロースポリマーなどが挙げられる。その中でも、アミド結合の８５モル％以上が芳香族ジアミンおよび芳香族ジカルボン酸成分よりなるポリマーが好ましい。その具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが挙げることができる。またマトリックスポリマーの５０ｗｔ％以上はポリメタフェニレンイソフタルアミドまたはポリパラフェニレンテレフタルアミドであることが好ましい。吸着材はハイドロタルサイト粉末を多孔質の樹脂で担持したものが好ましい。
【００１１】
吸着材は多孔質状である。吸着材は、直径が０．２〜１．９ｍｍ、好ましくは０．２〜１．０ｍｍである。吸着材は、長さが０．５〜５ｍｍであり、好ましくは０．５〜２．０ｍｍである。吸着材は、充填嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．２〜０．４ｇ／ｃｍ３である。吸着材の比重は、好ましくは１．１〜１．３ｇ／ｃｍ３、より好ましくは１．１〜１．２ｇ／ｃｍ３、より好ましくは１．１〜１．１５ｇ／ｃｍ３である。
吸着材は、吸着剤、樹脂および溶媒を含有するドープを凝固液中に押し出し樹脂を凝固させる、いわゆる樹脂の湿式成形法により製造することができる。
本発明の排水処理装置は、原水供給口（５）から処理する排水（原水）を供給し、処理された水を浄水供給排出口（６）から取り出す。原水として、例えば、生活排水，河川水、湖沼水、産業排水、海水、上水等が挙げられる。原水の供給量は、好ましくは０．０１〜０．２０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ、より好ましくは０．０１〜０．１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎである。
【００１２】
〈吸着材の再生方法〉
本発明の吸着材の再生方法は、本発明の排水処理装置の吸着材に付着した固形物質を除去して吸着材を再生する方法である。該方法は、工程（Ａ）および（Ｂ）からなる。
工程（Ａ）は、水を保持した槽（１）内に、空気吹込口（７）から０．５〜２分間空気を吹き込み排出口（４）から排出して、槽（１）内で吸着材を展開させる工程である。空気を吹き込む時間は、好ましくは０．５〜３．０分間である。水は浄水でも原水でもよい。空気の吹き込み量は、好ましくは０．０５〜０．５０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ、より好ましくは０．０５〜０．２０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎである。空気を吹き込むと共に、浄水供給排出口（６）から浄水を吹き込むこともできる。
工程（Ｂ）は、浄水供給排出口（６）から浄水を１〜１０分間流し、排出口（４）から槽（１）内の水を排出する工程である。浄水を流す時間は、好ましくは０．５〜３．０分間である。浄水の量は、好ましくは０．５〜２．０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ、より好ましくは１．０〜２．０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎである。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものではない。
【００１４】
〈参考例〉吸着材の調製
吸着材は以下のようにして調製した。ポリメタフェニレンイソフタルアミド（帝人（株）製、登録商標：コーネックスをＮＭＰで溶解したポリマー溶液中に、リン吸着剤｛化学組成式：Ｍｇ２＋０．６８３Ａｌ３＋０．３１７ＯＨ−２．０３３Ｃｌ−０．２３８（ＣＯ３２−）０．０２３、平均粒径１０μｍ、製品名ＴＰＥＸ（登録商標）、富田製薬（株）製｝をポリマー１００重量部に対して、１０００重量部の割合で混合分散しドープを調製した。
ドープを、φ０．９ｍｍ×１０ホールの口金から凝固液（水）の中に吐出しストランド状に成形した。得られた成形体を、純水で十分洗浄を行った後、ロータリーカッターで長さ１．５ｍｍにカットし粒状体とした。この粒状体を１２０℃で２時間、恒温乾燥機で乾燥を行った。その結果、得られた粒状体は、多孔質の樹脂からなり、この多孔質樹脂中でリン吸着剤が保持されており、リン吸着剤が粒状体全重量の９０重量％を含め、直径は０．９ｍｍであり、長さが１〜１．５ｍｍの円柱形状であった。
吸着材の充填嵩密度は０．３５ｇ／ｃｍ３であった。充填嵩密度は、５Ｌメスシリンダー内に乾燥した吸着材１ｋｇを充填し、メスシリンダー内の高さ目盛りを読んで充填容積を読み取り、「充填重量／充填容積」によって充填嵩密度を算定した。
【００１５】
〈実施例１〉排水処理装置の組み立て
図１に示す上部および下部に鏡板を有する円筒状の槽（１）を用意した。槽（１）の胴径は８００ｍｍ、高さ１２００ｍｍであった。上部の鏡板には、排出口（４）を取り付けた。下部の鏡板には、浄水供給排出口（６）および空気吹込口（７）を取り付けた。胴部の上部には、原水供給口（５）を取り付けた。
胴部の下部には、吸着材の排出口（８）を取り付けた。下部の鏡板と胴部との間には、吸着材を支持する多孔板を設置した。槽（１）中に、吸着材を１５０ｋｇ投入した。吸着層の充填高さは８５０ｍｍで、吸着層の上方には逆洗時に吸着材が自由に展開しうる展開空間（３）を確保した。
【００１６】
〈実施例２〉浄化、逆洗、浄水のサイクル
（浄化）
実施例１で得られた排水処理装置に、１ｍｇ／Ｌの懸濁物質を含む生活排水を原水として原水供給口（５）より毎分３０Ｌで流し続けた。処理された水は、浄水供給排出口（６）から取り出した。
【００１７】
（逆洗）
逆洗は一日一回行った。逆洗は、原水の供給を止め、槽（１）内に原水を保持したまま、空気吹込口（７）から０．０７５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎの量で、２分間空気を吹き込み、槽（１）内で吸着材を展開させた。空気は排出口（４）から排出した。次いで、浄水供給排出口（６）から浄水を、１．０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎで１分間流し排出口（４）から槽（１）内の水を排出した。
【００１８】
（浄化）
逆洗が終了した後、再び原水供給口（５）より生活排水の通水を開始し、浄水供給排出口（６）から取り出した。浄化、逆洗、浄化のサイクルを繰り返した結果、原水（生活廃水）を送水する際の圧力は、１８０日間ほぼ一定の値で推移し、０．０５〜０．０７ＭＰａで送水圧の上昇は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の排水処理装置は、種々の排水の処理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の排水処理装置を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１  槽
２  吸着層
３  展開空間
４  排出口
５  原水供給口
６  浄水供給排出口
７  空気吹込口
８  吸着材の排出口
【図１】
2009262037.tif 000003