废水处理方法_4

文档序号:8332177阅读:来源:国知局
2A的不同之处在于废水处理装置2200的结构。
[0239] 在本实施方式的废水处理系统2B中,用于向废水处理装置2200导入气体的配管 线路L2012连接于用于向废水处理装置2200导入加热气体的配管线路L2006,在配管线路 L2006、L2012中分别设有用于切换上述配管线路L2006、L2012相对于废水处理装置2200 的连接/非连接状态的阀V2209、V2210。
[0240] 另外,在本实施方式的废水处理系统2B中,用于从废水处理装置2200排出去除废 水的配管线路L2013连接于用于从废水处理装置2200排出脱附气体的配管线路L2007,在 配管线路L2007、L2013中分别设有用于切换上述配管线路L2007、L2013相对于废水处理装 置2200的连接/非连接状态的阀V221UV2212。另外,配管线路L2013的另一端连接于用 于向废水处理装置2200导入一次处理水的配管线路L2002。
[0241] 在本实施方式的废水处理系统2B的废水处理装置2200中,在吸附处理与脱附处 理之间实施脱水处理(清洗处理)。具体地讲,与上述本发明的实施方式4的废水处理系统 2A的情况相同,在废水处理装置2200中,通过操作阀V2201~V2208的打开和关闭来使第 1处理槽2210和第2处理槽2220交替地切换为吸附槽和脱附槽。
[0242] 在切换为脱附槽时,首先,该脱附槽与配管线路L2012 W及配管线路L2013连接, 通过经由配管线路L2012向脱附槽导入气体并向吸附材料吹送来吹散附着在吸附材料表 面的剩余废水,由此进行脱水处理。被吹散的去除废水经由配管线路L2013和配管线路 L2002再次向废水处理装置2200供给。
[0243] 然后,在进行该脱水处理预定时间之后,解除脱附槽与配管线路L2012 W及与配 管线路L2013的连接,将配管线路L2006 W及配管线路L2007连接于脱附槽,进行脱附处 理。另外,作为在进行脱水处理时导入至脱附槽的气体,优选使用高温且湿度更低的气体, 使用例如升温到预定温度的干燥空气较佳。
[0244] 通过采用W上说明的本实施方式的废水处理系统2B那样的结构,在采用上述本 发明的实施方式4的废水处理系统2A那样的结构的情况下所得到的效果的基础上,从吸附 元件221U2221脱附有机物质的脱附效率大幅度增加。因此,得到了能够形成可更高效且 稳定地对废水进行净化处理的废水处理系统的效果。
[0245] 另外,在上述本实施方式中,举例示出从废水处理装置2200排出的去除废水被再 次供给到该废水处理装置2200的情况进行了说明,但该去除废水也可W另外使用具备更 换式吸附元件的废水处理装置等进行净化处理。 悦4(5] 连施方式6
[0247] 图14是示出本发明的实施方式6的废水处理系统的结构的示意图。另外,在图14 中,省略与上述本发明的实施方式4的废水处理系统2A和实施方式5的废水处理系统2B 相同的部分的图示。下面,参照该图14说明本实施方式的废水处理系统2C的结构。
[0248] 废水化理系统2C
[0249] 如图14所示,本实施方式的废水处理系统2C与上述本发明的实施方式4的废水 处理系统2A和实施方式5的废水处理系统2B的不同之处在于燃烧装置2300的结构。
[0巧0] 在本实施方式的废水处理系统2C中,在燃烧装置2300中还连接有一个热交换 2311,该热交换器2311通过在燃烧装置2300中使从热交换器2310排出的分解气体与气体 进行热交换来对废水处理装置2200的脱附工序所需要的加热气体进行预热。
[0巧1] 配管线路L14是用于将气体供给到热交换器2311的配管线路。配管线路L2006是 用于将利用热交换器2311进行预热后的加热气体导入到废水处理装置2200的配管线路。 另外,配管线路L2014、L2011是用于将从热交换器2310排出的分解气体经由热交换器2311 排出到外部的配管线路。
[0巧2] 在本实施方式的废水处理系统2C的燃烧装置2300中,在热交换器2311中使用从 燃烧装置2300排出的分解气体对废水处理装置2200的加热气体实施预热。
[0巧3] 通过采用W上说明的本实施方式的废水处理系统2C那样的结构,在采用上述本 发明的实施方式4的废水处理系统2A和废水处理系统2B那样的结构的情况下所得到的效 果的基础上,由于能够削减废水处理装置2200所需要的加热气体的升温所需要的热量,因 此,得到能够形成可更节能地对废水进行净化处理的废水处理系统的效果。另外,在上述本 实施方式中,也可W根据需要相应地追加加热器等加热部件。
[0巧4] W上说明的本发明的实施方式4~6的废水处理系统2A、12B、2C的特征性结构能 够互相组合。也可W将包含例如图11和图12所示那样的结构的吸附材料2250、2270的废 水处理装置应用于本发明的实施方式5的废水处理系统2B的废水处理装置2200。
[0巧5] 另外,在该情况下,废水处理装置2200构成为,在用于对吸附材料2250、2270进行 脱附处理的区域中设有用于进行脱水处理的区域,靠近位于用于进行该脱水处理的区域的 部分的吸附材料2250、2270连接上述配管线路L2012、L2013,从而能够在吸附处理与脱附 处理之间进行脱水处理。
[0256] 另外,在W上说明的本发明的实施方式4~6中,虽在没有特别示出累、风机等流 体输送部件、存储罐等流体贬存部件等构成元素的情况下进行了说明,但该些构成元素根 据需要配置在适当的位置即可。
[0257] 如此,本次公开的上述实施方式4~6在所有方面均是例示,并不起限制性作用。 本发明的技术范围由权利要求书划分,而且包含与权利要求的记载等同的含义W及范围内 的所有变更。 悦郎]连施例2
[0巧9] 下面,利用实施方式6的实施例更详细地说明本发明。本发明并不限定于该些实 施例。另外,利用下述的方法进行评价。
[0260] 邸T比表而巧
[0261] 对于邸T比表面积,W几个点测量在液体氮的沸点(一195. 8°C )环境下、在相对 压力0. 0~0. 15的范围内使相对压力上升时的氮向试样吸附的氮吸附量,利用BET曲线求 出试样单位质量的表面积(m2/g)。
[0262] 迅密
[0263] 孔容利用相对压力0. 95下的氮气的气体吸附法来测量。
[0264] 平巧细孔亩巧
[0265] 平均细孔直径利用下式求出。
[0%6] dp = 40000化/S(其中,dp ;平均细孔直径(A ))
[0267]化孔容(cc/g)
[0268] S ;BET 比表面积(m2/g) 悦~]有化物质去除效果
[0270] 原水采用含有1,4 -二氧六环lOOOmg/L、己醒14000mg/L的水。测量运转500小 时之后的曝气槽、废水处理装置、燃烧装置的进出的1,4 -二氧六环、己醒浓度,计算各有 机物质排出量确认去除效果。 悦川 有化物质浓麼评价
[0272] 利用气相色谱法分析测量入口及/或出口的水浓度和气体。
[0273] 连施例2 - 1
[0274] 在曝气温度60°C、曝气强度2. 5min-i、风量50L/min、滞留时间化r的条件下,向 有效曝气容量20L的曝气槽导入处理水量10L/虹的含有1,4 -二氧六环lOOOmg/L、己醒 14000mg/L的原水,得到一次处理水。
[0275] 此时的出口浓度为1,4 -二氧六环500mg/L W下、己醒5mg/L W下,能够从原水去 除1,4一二氧六环50%W上、己醒99.9%W上。另外,从曝气槽排出的曝气气体的有机物 质浓度为1,4 -二氧六环42化pm、己醒240(K)卵m。使用蒸气量为0. 4kg/虹,非常少。
[0276] 接着,作为废水处理装置的吸附材料,制作两个使用平均细孔直径17.1乂、邸T 比表面积1500mVg、总孔容0. 47mVg的活性碳纤维的、130化m巧、厚度150mm的重量 200g的吸附元件,将其设置于图11的减振切换方式的废水处理装置,W处理水量lOL/hr导 入上述的曝气处理后的一次处理水,得到二次处理水。
[0277] 接着,使用空气作为废水处理装置的进行脱水工序时的气体,将脱水的风速设为 40cm/sec。使用130°C的空气作为脱附工序的加热气体,将脱附的风速设为40cm/sec,将风 量设为30化/min。吸附工序的吸附时间设为60min,脱水工序的脱水时间设为5min,脱附工 序的脱附时间设为55min,从而形成切换循环。
[027引此时,如图17所示,二次处理水中的1,4 -二氧六环浓度为lOmg/L W下,己醒浓 度为Img/L W下,1,4 -二氧六环的去除率能够达到98% W上,己醒的去除率能够达到80% W上。另外,脱附气体中的各有机物质平均浓度为1,4 -二氧六环80化pm,己醒20ppm。
[0279] 利用本实施例的废水处理装置进行净化后的水即使在500小时之后也能够W约 99. 5% W上的效率进行1,4 -二氧六环和己醒的处理。由于在曝气槽中使各有机物质挥发 去除之后,利用废水处理装置连续进行吸附和脱附,因此,性能不会降低,能够稳定地W高 效率进行处理。
[0280] 接着,若使从上述曝气槽排出的曝气气体的管道和从废水处理装置排出的脱附气 体的管道连接来测量混合废气的浓度,则如图18所示,1,4 -二氧六环为13化pm,己醒为 3400ppm。混合废气的合计有机物质浓度变动如图15所示那样非常小。
[0281] 接着,将销金催化剂0.化作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置,W风量 35化/min供给上述混合废气,在升温至300°C之后与催化剂接触,使混合废气中的有机物 质氧化分解,得到分解气体。图18示出运转开始500虹之后的分解气体中的各有机物质的 浓度。分解气体中的1,4 -二氧六环、己醒分别为0.1 ppm W下,能够良好地处理。
[0282] 另外,若随时间流逝测量燃烧装置的出口温度,则出口平均温度为450°C,如图16 所示,温度变动较小,能够向图10所示的热交换器310供给温度稳定的气体。另外,若W热 交换率60%进行估算,由于能够仅利用与来自燃烧装置的分解气体之间的热交换使混合废 气大致升温至300°C,因此,能够使预热加热器所使用的电力降至0.1 kWh W下。
[0283] 另外,若测量从图10所示的热交换器310排出的进行热交换之后的分解气体的温 度,则平均温度为300°C,若W图10所示的热交换器311的热交换率50%进行估算,由于能 够仅利用热交换使废水处理装置2200所需要的加热气体升温,因此,能够使加热所使用的 蒸气量降至0.化g/虹W下。
[0巧4] 比较例2 - 1
[0285] 作为废水处理装置的吸附材料,制作两个使用平均细孔直径1 了. 1A、bet比表面 积1500mVg、总孔容0. 47mVg的活性碳纤维的、190mmcp、厚度150mm的重量400g的吸 附元件,将其设置于图11的减振切换方式的废水处理装置,W处理水量10L/虹导入含有1, 4 -二氧六环lOOOmg/L、己醒14000mg/L的原水,得到一次处理水。
[0286] 接着,使用空气作为废水处理装置的进行脱水工序时的气体,将脱水的风速设为 40cm/sec,将风量设为6(K)L/min。使用130°C的空气作为脱附工序的加热气体,将脱附的风 速设为40cm/sec,将风量设为60化/min。吸附工序的吸附时间设为60min,脱水工序的脱水 时间设为5min,脱附工序的脱附时间设为55min,从而形成切换循环。
[0287] 此时,如图17所示,二次处理水(实际上虽是一次处理水,但为了容易与实施例 2 - 1相比较而在此记载为二次处理水)中的1,4 -二氧六环浓度为lOmg/L W下,己醒浓 度为13000mg/L W下,1,4 -二氧六环的去除率虽为97%W上,但己醒的去除率为约4%。
[0288] 另外,脱附气体中的各有机物质平均浓度为1,4 -二氧六环70ppm,己醒2(K)ppm。 在脱水工序和脱附工序的初期,脱附气体中的己醒浓度上升至SOOOppm,导致浓度变动非常 大的结果。
[0289] 虽然利用本比较例的废水处理装置进行净化后的水即使在500小时之后也能够 W 97% W上的效率进行1,4-二氧六环的处理,但己醒的处理效率为4%,与实施例2 - 1 相比较,处理效率显著降低。
[0290] 接着,将销金催化剂0. 9L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置,W风量 6(K)L/min供给从废水处理装置排出的脱附气体,在升温至300°C之后使其与催化剂接触, 使脱附气体中的有机物质氧化分解,得到分解气体。图18示出运转开始500小时之后的分 解气体中的各有机物质的浓度。分解气体中的1,4 -二氧六环、己醒分别为0.1 ppm W下, 能够良好地处理。
[0291] 另外,若随时间流逝测量燃烧装置的出口温度,则出口平均温度为370°C,如图16 所示,温度在310°C~500°C的范围内变动,若W图10所示的热交换器310的热交换率60% 进行估算,在与来自燃烧装置的分解气体的热交换的基础上,预热加热器所引起的升温不 可避免,为了使混合废气升温至300°C,预热加热器所使用的电力需要为15kWh W上,需要 实施例2 - 1的150倍W上的电力。
[0292] 另外,若测量从图10所示的热交换器310排出的进行热交换之后的分解气体的温 度,则平均温度为300°C,若W图10所示的热交换器311的热交换率50%进行估算,能够仅 利用热交换使废水处理装置2200所需要的加热气体升温,因此,能够使加热所使用的蒸气 量降至0.化g/虹W下。 悦9引 比较例2 - 2
[0294] 在曝气温度90°C、曝气强度5. 0min-\风量5(K)L/min、滞留时间10虹的条件下,向 有效曝气容量1〇化的曝气槽导入处理水量10L/虹的含有1,4 -二氧六环lOOOmg/L、己醒 14000mg/L的原水。此时,如图17所示,二次处理水(实际上虽是一次处理水,但为了容易 与实施例2 - 1相比较而在此记载为二次处理水)中的1,4 -二氧六环浓度为lOmg/L W 下,己醒浓度为Img/L W下,能够从原水去除1,4 -二氧六环99% W上、己醒99.9% W上。
[0295] 另外,从曝气槽排出的曝气气体的有机物质浓度为1,4 -二氧六环80ppm、己醒 2400ppm。但是,使用蒸气量为18kg/hr W上,与实施例2 - 1相比较需要45倍W上。
[0296] 接着,将销金催化剂0.化作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置,W风量 5(K)L/min供给上述混合废气,在升温至30(TC之后使其与催化剂接触,使曝气气体中的有 机物质氧化分解,得到分解气体。图18示出运转开始500虹之后的分解气体中的各有机物 质的浓度。分解气体中的1,4 -二氧六环、己醒分别为0.1 ppm W下,能够良好地处理。
[0297] 另外,若随时间流逝测量燃烧装置的出口温度,则出口平均温度为360°C,如图16 所示,温度变动较小,能够向图10所示的热交换器310供给温度稳定的气体。但是,由于出 口平均温度较低,因此,若W热交换率60%进行估算,在来自燃烧装置的分解气体的热交换 的基础上,预热加热器所引起的预热不可避免,为了使曝气气体升温至300°C,预热加热器 所使用的电力需要为8kWh。 悦9引 比较例2 - 3
[0299] 作为废水处理装置的吸附材料,制作两个使用平均细孔直径1 了,1A、邸T比表面 积15001112/肖、总孔容0.471117肖的活性碳纤维的、130臟<1)、厚度150臟的重量200肖的吸附元 件,将其设置于图11的减振切换方式的废水处理装置,W处理水量lOL/hr导入含有1,4 -二氧六环lOOOmg/L、己醒14000mg/L的原水,得到一次处理水。
[0300] 接着,使用空气作为废水处理装置的进行脱水工序时的气体,将脱水的风速设为 40cm/sec,将风量设为3(K)L/min。使用130°C的空气作为脱附工序的加热气体,将脱附的风 速设为40cm/sec,将风量设为30化/min。吸附工序的吸附时间设为60min,脱水工序的脱水 时间设为5min,脱附工序的脱附时间设为55min,从而形成切换循环。
[030U 此时的一次处理水中的1,4 -二氧六环浓度为400mg/L W下,己醒浓度为 13500mg/L W下,1,4一二氧六环的去除率约为60%,己醒的去除率约为4%。另外,虽然脱 附气体中的各有机物质平均浓度为1,4 -二氧六环80ppm,己醒5(K)卵m,但在脱水工序和脱 附工序的初期,脱附气体中的己醒浓度上升至120(K)卵m,导致浓度变动非常大的结果。 [030引接着,在曝气温度60°C、曝气强度2. 5min-i、风量50L/min、滞留时间化r的条件 下,W处理水量lOL/hr向有效曝气容量2化的曝气槽导入从上述废水处理装置排出的一次 处理水,得到二次处理水。
[030引此时,如图17所示,二次处理水中的1,4 -二氧六环浓度为200mg/L W下,己醒浓 度为5mg/L W下,1,4 -二氧六环约为50%的去除率,己醒为99. 9%的去除率。另外,从曝 气槽排出的曝气气体的有机物质浓度为1,4 -二氧六环90ppm,己醒2300化pm。
[0304] 利用本比较例的废水处理装置进行净化后的水即使在500小时之后也能够W 99. 5% W上的效率进行己醒的处理,但1,4 -二氧六环的处理效率为80%,与实施例2 - 1 相比较,处理效率显著降低。
[0305] 接着,若使从上述曝气槽排出的曝气气体的管道和从废水处理装置排出的脱附气 体的管道连接,测量混合废气的浓度,则1,4 -二氧六环为13化pm,己醒为3400ppm,但如图 15所示,与实施例2- 1的情况相比较,受到从废水处理装置排出的脱附气体的浓度变动的 影响,也导致混合废气的浓度变动较大的结果。
[0306] 接着,将销金催化剂0. 5L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置,W风量 35化/min供给上述混合废气,在升温至300°C之后使其与催化剂接触,使混合废气中的有 机物质氧气化分解,得到分解气体。图18示出运转开始500小时之后的分解气体中的各有 机物质的浓度。分解气体中的有机物质浓度为1,4 -二氧六环40ppm,己醒50化pm,与实施 例2 - 1相比较,产生催化剂燃烧效率非常低的结果。
[0307] 若随时间流逝测量燃烧装置的出口温度,则出口平均温度为430。但如图16所 示,温度变动不稳定,暂时上升至790°C。若销金催化剂在50(TCW上燃烧,会发生烧结(粒 状化),催化剂活性逐渐降低,因此,在比较例2 - 3的情况下,必须寻求降低出口温度的方 法,导致作为催化剂燃烧装置无法维持处理功能的结果。
[030引 比较例2 - 4
[0309] 在与比较例2 - 3同样的条件下实施排水处理,利用外部空气将排出的混合废气 35化/min稀释两倍,在销金催化剂1.化的燃烧装置中进行同样的处理,得到分解气体。图 18示出运转开始500小时之后的分解气体中的各有机物质的浓度。分解气体中的1,4 -二 氧六环、己醒浓度0. 1卵m W下,能够良好地处理。
[0310] 若随时间流逝测量燃烧装置的出口温度,则如图16所示,能够将暂时的温度上升 抑制至500°C,但出口平均温度降低至370°C。若W图10所示的热交换器310的热交换率 60%进行估算,在与来自燃烧装置的分解气体的热交换的基础上,预热加热器所引起的升 温不可避免,为了使混合废气升温至300°C,预热加热器所使用的电力需要为15kWh,需要 实施例2 - 1的150倍的电力。
[03川 连施方式7
[0312] 图19是本发明的实施方式7的废水处理系统的系统结构图。下面,参照该图19 说明本实施方式的废水处理系统3A的结构。
[031引 废水化理系统3A
[0314] 如图19所示,本实施方式的废水处理系统3A主要包括曝气槽3100、废水处理装置 3200、活性污泥处理装置3300及燃烧装置3400。
[03巧]曝气槽3100
[0316] 曝气槽3100包括产生气泡的曝气装置3111 W及用于将废水加温至预定温度的加 温装置3112。曝气槽3100通过从配管线路L3001供给含有有机化合物的废水来使废水中的 有机化合物挥发,从配管线路L3002排出有机化合物挥发后的废水。另外,配管线路L3003、 L3004是通过将气体导入到曝气装置3111而使有机化合物从废水中挥发去除,作为含有有 机化合物的曝气气体排出的配管线路。
[0317] 在曝气槽3100中,优选使用加温装置3112将废水加温至预定温度进行曝气。其原 因在于,通过加温,废水中的有机化合物的挥发量进一步增大,能够从废水中去除有机化合 物。曝气槽3100的废水加温方法并没有特别的限定。既可W设置配管线路向曝气槽3100 直接送入蒸气,也可w采用利用蒸气间接地对废水进行加温该样的曝气槽的构造,也可w 使用电加热器对废水进行加温。
[031引 废水化理装晉3200
[0319] 废水处理装置3200具有分别收纳有作为吸附元件的吸附材料321U3221的第1 处理槽3210 W及第2处理槽3220。吸附材料321U3221通过与含有有机化合物的一次处 理水接触来吸附一次处理水所含有的有机化合物。
[0320] 因而,在废水处理装置3200中,通过向吸附材料3211、3221供给含有有机化合物 的废水而利用吸附材料321U3221吸附有
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