CN103068740A - 废水处理*** - Google Patents

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Abstract

废水处理***包括：曝气槽（2100），其通过对含有有机物质的废水进行曝气处理而自废水中使有机物质挥发去除，排出含有有机物质的曝气气体；废水处理装置（2200），其连接于上述曝气槽（2100），且包含通过与含有有机物质的废水接触来吸附有机物质、并通过与加热气体接触来使所吸附的有机物质脱附的吸附元件（2211、2221）；以及燃烧装置（2300），其连接于上述曝气槽（2100）以及上述废水处理装置（2200），使从上述曝气槽（2100）以及上述废水处理装置（2200）排出的含有有机物质的曝气气体与脱附气体的混合气体燃烧而使其氧化分解，排出分解气体。

Description

废水处理***
技术领域
本发明涉及一种通过从含有有机化合物的废水去除有机化合物来净化该废水的废水处理***。特别是涉及一种通过从排放自各种工厂、研究设施且含有有机化合物的工业废水高效地去除有机化合物来净化该工业废水的废水处理***。
背景技术
以往，作为对含有有机化合物的废水进行净化的废水处理装置而利用活性污泥处理装置。活性污泥处理装置是主要使用含有细菌（细菌类）、原生动物、次生动物等好氧性微生物群在内的活性污泥来净化废水的装置，例如在日本特开平9－10791号公报（以下称作“专利文献1”）中公开了其详细内容。
在活性污泥处理装置中，通过向上述活性污泥中供给废水并进行搅拌及曝气，从而使用微生物将该废水中所含有的有机化合物分解而去除，通过分离活性污泥来将该废水净化为清洁的净水并排出。
在上述活性污泥处理装置中，由于利用微生物进行有机化合物的分解，因此，连续且稳定地维持适合该微生物分解有机化合物的条件是非常困难的。因此，在采用具备活性污泥处理装置的废水处理***的情况下，存在难以稳定地维持废水的处理能力的问题。
另外，在处理还含有高浓度的对于微生物来说具有难分解性的有机化合物、对于微生物来说具有较高毒性的有机化合物的废水的情况下，仅利用活性污泥处理装置进行废水的净化是非常困难的。例如在处理含有1，4－二氧六环的废水的情况下，由于利用普通的微生物无法完全分解1，4－二氧六环，因此，需要活性污泥处理之外的处理方法。
因此，从活性污泥处理装置排出的水通常使用更换式废水处理装置进行处理，该更换式废水处理装置采用盒式的活性炭作为吸附材料，在该情况下，利用盒式的活性炭去除该水所含有的有机化合物，从更换式废水处理装置排出清洁的净水。
但是，在更换式废水处理装置中，若吸附材料的吸附能力因持续一定时间连续吸附有机化合物而达到饱和，则之后实质上不会进行吸附，需要更换新品的作业、或者从装置暂时拆下吸附材料并进行再生处理的作业。因而，在采用利用更换式废水处理装置对从活性污泥处理装置排出的水进行处理的废水处理***的情况下，无法连续地处理该水，需要每次都使废水处理***自身停止。
另外，水的净化与空气的净化不同，微生物的繁殖是不可避免的，吸附材料的寿命会缩短。因而，在采用利用更换式废水处理装置对从活性污泥处理装置排出的水进行处理的废水处理***的情况下，需要频繁地进行上述吸附材料的更换作业、再生处理作业，也存在其劳动力、运行成本增大的问题。
另外，在利用活性污泥处理装置大量地处理含有高浓度的有机化合物的废水的情况下，所需要的活性污泥的量也随之增大，装置的大型化、设置成本的增加是不可避免的。
此外，在活性污泥处理装置中，需要基于应当处理的废水所含有的有机化合物的量时常调节活性污泥的量而使其最佳化，但为此需要时常回收剩余的活性污泥并将其从装置排出，存在该剩余污泥的废弃要花费精力、成本的问题。因而，在如上所述那样增加活性污泥的量的情况下，存在应当废弃的剩余污泥的量也会增加、其运行成本也会大幅增加的问题。
为了解决该问题，在日本特开2006－55712号公报（以下称作“专利文献2”）、日本特开2008－188492号公报（以下称作“专利文献3”）及日本特开2010－142792号公报（以下称作“专利文献4”）中，公开了通过交替地进行吸附工序和脱附工序来高效且稳定地进行去除的吸脱附式的水处理装置和水处理***，该水处理***实现了水的连续净化，基本上不需要更换吸附材料，能够高效且稳定地去除大量有机物质。
但是，在专利文献2和专利文献4所述的水处理***中也存在技术问题。例如在专利文献4中，从活性污泥装置产生的剩余污泥在沉淀槽中分离。但是，即便是极其微量的剩余污泥，若该剩余污泥无法被分离而流出，则剩余污泥将贮存在连接于活性污泥装置的后段的吸脱附式的水处理装置的吸附材料中。
在加热气体中，由于剩余污泥不会从吸附材料脱离，因此，存在吸附材料的吸附能力在短时间内降低的情况，在形成这种状况的情况下，与更换式吸附装置同样，每次都需要使废水处理***停止，并需要更换吸附材料，导致花费精力、成本增大等成为问题。
另外，在废水中的有机化合物的浓度较高的情况下，为了降低对活性污泥的负荷，有时在向活性污泥装置导入废水之前，利用工业用水等稀释几十倍～几百倍。例如，在处理含有高浓度的1，4－二氧六环这样的对于微生物来说具有难分解性的有机化合物、对于微生物来说是具有较高毒性的有机化合物的废水的情况下，也存在进行进一步稀释的情况。
在这样的情况下，由于不仅进行活性污泥处理后的排水量也增大，而且因排水量的增大而导致吸附线速增大，由此，即使有机化合物量与未稀释的情况相同，也存在吸附能力降低的情况，连接于后续的吸脱附式的水处理装置的大型化、成本增大等成为课题。
另外，专利文献3所述的水处理***通过利用燃烧装置使含有在进行脱水工序和脱附工序时排出的有机物质在内的脱附气体氧化分解等来进行处理，由此构成了完善型的水处理***。
以使用催化剂的燃烧装置为例，通过将从脱附工序排出的脱附气体预热至例如300℃并供给至催化剂燃烧装置内，使其与催化剂接触，由此能够使脱附气体中的有机物质氧化分解。另外，在有机物质氧化分解时产生燃烧热量，出口气体温度高于入口气体温度，因此，通过进行出口气体和入口气体之间的热交换，能够削减预热所需要的运行成本。
但是，在上述专利文献2和专利文献3所述的水处理***中也存在技术问题。例如在从研究所、工厂等排出的废水中，根据吸附材料的不同，多数情况也含有难以高效地从废水去除的有机物质，吸附材料对于例如乙醛等低分子量、低沸点的有机物质的吸附能不太高，在仅使用专利文献2和专利文献3所述的水处理***对也含有该有机物质的废水进行处理的情况下，由于装置大型化、运行成本增大，因此，寻求更加高效的水处理***。
另外，在含有高浓度的上述列举的低沸点的有机物质的情况下，在脱水工序、脱附工序的初期，低沸点的有机物质除了从吸附材料脱附之外，有时也立即从附着于吸附材料的水等气化，排出暂时含有非常高浓度的有机物质的脱附气体。在这种情况下，在专利文献3所述的与燃烧装置组合的水处理***中，脱附气体中的有机物质的浓度变动较大，不稳定。即，燃烧装置内的有机物质的燃烧热量和燃烧装置的出口温度不稳定，因此，存在基于出口气体和入口气体之间的热交换的预热所需要的控制设备增大、或者装置构造非常复杂的问题。
另外，在采用铂金催化剂的燃烧装置的情况下，若受到脱附气体中的有机物质浓度变动的影响而暂时在超过约500℃的环境中继续进行处理，则铂金催化剂将发生烧结（粒状化），催化剂的处理能逐渐降低。另外，由于在废水中含有的上述列举的低沸点的有机物质的浓度越高，越可能排出暂时超过***下限的脱附气体，因此需要用外部空气进行稀释、或设置大型的缓冲罐等用于使脱附气体中的有机物质浓度均衡化的部件，从而燃烧装置大型化、成本增大，因此，要求脱附气体中的有机物质浓度变得均衡。
专利文献1：日本特开平9－10791号公报
专利文献2：日本特开2006－55712号公报
专利文献3：日本特开2008－188492号公报
专利文献4：日本特开2010－142792号公报
发明内容
本发明的一个技术方案的目的在于提供一种废水处理***，该废水处理***实现水的连续净化，且基本上不需要更换吸附材料，能够高效且稳定地去除多种大量的有机物质，并且，能够使从废水处理装置排出并使向燃烧装置供给的废气中的有机物质浓度变得稳定。
本发明的另一个技术方案的目的在于提供一种废水处理***，该废水处理***能够防止活性污泥处理装置大型化、防止运行成本增大，在不使***停止的前提下即使在含有生物分解性较低的有机化合物的废水中也能够连续地进行废水的净化，从而能够高效且稳定地处理废水。
本发明人等为了解决上述课题，基于深入研究的结果，终于完成了本发明。即，本发明如下所述。
在基于本发明的一个方面的废水处理***中，废水处理***通过从含有有机物质的废水去除有机物质来净化该废水，其中，该废水处理***包括：曝气槽，其通过对含有有机物质的废水进行曝气处理而从废水中使有机物质挥发去除，排出含有有机物质的曝气气体；废水处理装置，其连接于上述曝气槽，包含通过与含有有机物质的废水接触来吸附有机物质、并通过与加热气体接触来使吸附的有机物质脱附的吸附元件，通过向上述吸附元件供给废水，从而使有机物质吸附于上述吸附元件并作为处理水排出，通过向上述吸附元件供给加热气体，从而使有机物质从上述吸附元件脱附并作为含有有机物质的脱附气体排出；以及燃烧装置，其连接于上述曝气槽以及上述废水处理装置，通过使从上述曝气槽排出的有机物质的曝气气体与从废水处理装置排出的含有有机物质的曝气气体与脱附气体的混合气体燃烧而使其氧化分解，排出分解气体；上述废水处理装置通过使上述吸附元件的完成脱附处理后的部分转移到进行吸附处理的部分，并且使上述吸附元件的完成吸附处理后的部分转移到进行脱附处理的部分，从而能够连续地对处理水进行处理。
在另一个技术方案中，上述废水处理装置通过向上述吸附元件吹送气体而将附着于上述吸附元件的剩余的废水吹散，并将被该剩余的废水作为去除废水排出。
在另一个技术方案中，从上述废水处理装置排出的去除废水作为废水再次供给到上述废水处理装置。
在另一个技术方案中，上述吸附元件包含从由活性炭、活性碳纤维和沸石构成的组中选择的至少一种的吸附材料。
在另一个技术方案中，上述废水处理***构成为，使从上述燃烧装置排出的分解气体进行热交换来对上述废水处理装置的加热气体进行预热。
在基于本发明的另一个方面的废水处理***中，废水处理***通过从含有有机化合物的废水去除有机化合物来净化该废水，该废水处理***包括：曝气槽，其通过对含有有机物质的废水进行曝气处理而将曝气处理后的废水作为使有机化合物从废水中挥发去除有机化合物后的一次处理水排出，并且，该曝气槽排出含有有机化合物的曝气气体；废水处理装置，其包含通过与含有有机化合物的上述一次处理水接触来吸附有机化合物、并通过与加热气体接触来使吸附的有机化合物脱附的吸附元件，该废水处理装置通过向上述吸附元件供给上述一次处理水而使有机化合物吸附于上述吸附元件并作为二次处理水排出，通过向上述吸附元件供给加热气体而使有机化合物从上述吸附元件脱附并作为含有有机化合物的脱附气体排出，通过使上述吸附元件的完成脱附处理后的部分转移到进行吸附处理的部分，并使上述吸附元件的完成吸附处理后的部分转移到进行脱附处理的部分，从而能够连续地对二次处理水进行处理；活性污泥处理装置，其具有包含分解有机化合物的微生物在内的活性污泥，通过使上述二次处理水与该活性污泥接触而利用微生物分解而去除有机化合物，作为三次处理水排出；以及燃烧装置，其连接于上述曝气槽以及上述废水处理装置，使从上述曝气槽和废水处理装置排出的含有有机化合物的曝气气体与脱附气体的混合废气燃烧而使其氧化分解，排出分解气体。
在另一个技术方案中，上述废水处理装置通过向上述吸附元件吹送气体而将附着于上述吸附元件的剩余的废水吹散，该剩余的废水作为去除废水排出。
在另一个技术方案中，上述废水处理***构成为，将从上述废水处理装置排出的去除废水作为废水再次供给到上述废水处理装置。
在另一个技术方案中，上述吸附元件包含从由活性炭、活性碳纤维和沸石构成的组中选择的至少一种的吸附材料。
在另一个技术方案中，上述废水处理***构成为，使从上述燃烧装置排出的分解气体进行热交换来对上述废水处理装置的加热气体进行预热。
基于本发明的另一方面的废水处理***通过从含有有机化合物的废水去除有机化合物来净化该废水，该废水处理***包括废水处理装置和活性污泥处理装置。
上述废水处理装置具有通过与含有有机化合物的废水接触来吸附有机化合物、并通过与加热气体接触来使所吸附的上述有机化合物脱附的、含有吸附材料的吸附元件，通过向上述吸附元件供给含有有机化合物的废水，使有机化合物吸附于上述吸附元件，将通过吸附元件后的水作为一次处理水排出。之后，通过向上述吸附元件供给加热气体，使吸附于上述吸附元件的上述有机化合物脱附，作为含有上述有机化合物的脱附气体排出。
在此，上述废水处理装置通过使上述吸附元件的完成脱附处理后的部分转移到进行吸附处理的部分，并使上述吸附元件的完成吸附处理后的部分转移到进行脱附处理的部分，由此能够连续地对废水进行处理。
上述活性污泥处理装置连接于上述废水处理装置，且具有包含微生物的活性污泥，该微生物将从上述废水处理装置排出的一次处理水中的上述有机化合物分解，通过使一次处理水与活性污泥接触而利用微生物分解而去除上述有机化合物，并作为二次处理水排出。
在本发明的废水处理装置中，优选的是，上述废水处理装置通过向上述吸附元件吹送气体而将附着于上述吸附元件的剩余的废水吹散，将被吹散的废水作为去除废水排出。在该情况下，也优选从上述废水处理装置排出的去除废水作为废水再次供给到上述废水处理装置。
在本发明的废水处理装置中，优选上述吸附元件包含从活性炭、活性碳纤维和沸石中的至少任一种。
在本发明的废水处理装置中，优选的是连接燃烧装置，使从上述废水处理装置排出的脱附气体燃烧而使其氧化分解。
采用本发明的废水处理***，由于能够高效且连续地去除多种大量的有机物质，且基本上不必更换吸附材料，还能够以稳定的浓度向燃烧装置供给脱附气体中的有机物质，因此，具有能够以低成本、高能力稳定地从水中去除有机物质并对从废水处理装置排出的废气进行处理的优点。
采用本发明的废水处理***，能够形成可防止活性污泥处理装置大型化、防止运行成本增大，能够不使***停止地连续地净化废水、能够高效且稳定地处理尤其是含有高浓度的具有不易分解性的有机化合物的废水。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的废水处理***的***结构图。
图2是示出在本发明的实施方式1的废水处理***中能够利用的另一个废水处理装置的例子的示意图。
图3是示出在本发明的实施方式1的废水处理***中能够利用的另一个废水处理装置的例子的示意图。
图4是本发明的实施方式2的废水处理***的***结构图。
图5是本发明的实施方式3的废水处理***的***结构图。
图6是示出实施例1－1和比较例1－1的一次处理水中的“1，4－二氧六环”、“乙醛”和“乙二醇”的浓度的图。
图7是示出实施例1－1和比较例1－1中的、开始运转500小时的时刻下的二次处理水的各个浓度和量的图。
图8是示出实施例1－1和比较例1－1的脱附气体中的各个溶剂浓度的图。
图9是示出实施例1－1和比较例1－1中的、开始运转500小时之后的分解气体中的各个溶剂浓度的图。
图10是本发明的实施方式4的废水处理***的***结构图。
图11是示出在本发明的实施方式4的废水处理***中能够利用的另一个废水处理装置的例子的示意图。
图12是示出在本发明的实施方式4的废水处理***中能够利用的又一个废水处理装置的例子的示意图。
图13是本发明的实施方式5的废水处理***的***结构图。
图14是本发明的实施方式6的废水处理***的***结构图。
图15是使本发明的实施例的混合废气中的合计溶剂浓度在脱附时的历时变化形成曲线而得到的图表。
图16是使从本发明的实施例中的燃烧装置排出的分解气体温度在脱附时的历时变化形成曲线而得到的图表。
图17是示出实施例2－1、比较例2－1～2－4的原水浓度、二次处理水浓度和使用蒸气量的图。
图18是示出实施例2－1、比较例2－1～2－4的混合废气平均浓度、分解气体浓度和预热加热器使用电力的图。
图19是本发明的实施方式7的废水处理***的***结构图。
图20是示出在本发明的实施方式7的废水处理***中能够利用的另一个废水处理装置的例子的示意图。
图21是示出在本发明的实施方式7的废水处理***中能够利用的又一个废水处理装置的例子的示意图。
图22是本发明的实施方式8的废水处理***的***结构图。
图23是本发明的实施方式9的废水处理***的***结构图。
图24是表示实施例3－1、比较例3－1～3－3的原水、处理水、分解气体、蒸气量、电量和污泥量的图。
具体实施方式
下面，参照附图说明基于本发明的各实施方式的废水处理***。另外，在以下说明的各实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了存在特别记载的情况之外，本发明的范围并不一定限定于该个数、量等。另外，对于相同部件、相当的部件，有时标注相同的附图标记，且不反复进行重复的说明。另外，酌情组合各个实施方式的结构来进行使用是起初就预定的。
实施方式1
图1是本发明的实施方式1的废水处理***的***结构图。下面，参照该图1说明本实施方式的废水处理***1A的结构。
废水处理***1A
如图1所示，本实施方式的废水处理***1A主要包括废水处理装置1100和活性污泥处理装置1200。
废水处理装置1100
废水处理装置1100具有收纳有吸附元件1111的第1处理槽1110和收纳有吸附元件1121的第2处理槽1120。吸附元件1111、1121通过与含有有机化合物的废水接触来吸附上述废水所含有的有机化合物。
即，在废水处理装置1100中，通过向吸附元件1111、1121供给上述废水来利用吸附元件1111、1121吸附上述废水所含有的有机化合物，由此，上述废水被净化，并作为一次处理水被排出。
另外，吸附元件1111、1121通过与加热气体接触来使所吸附的上述有机化合物脱附。因而，在废水处理装置1100中，通过向吸附元件1111、1121供给加热气体来使上述有机化合物从吸附元件1111、1121脱附，由此，加热气体作为含有有机化合物的脱附气体被排出。
在第1处理槽1110和第2处理槽1120分别连接有配管线路L1001、L1002、L1003、L1004。配管线路L1001是用于将含有有机化合物的废水供给到第1处理槽1110和第2处理槽1120的配管线路，利用阀V1101、V1102切换该配管线路L1001相对于第1处理槽1110和第2处理槽1120的连接／非连接状态。
配管线路L1002是用于将加热气体供给到第1处理槽1110和第2处理槽1120的配管线路，利用阀V1103、V1104切换该配管线路L1002相对于第1处理槽1110和第2处理槽1120的连接／非连接状态。
配管线路L1003是用于将一次处理水从第1处理槽1110和第2处理槽1120排出的配管，利用阀V1105、V1106切换该配管线路L1003相对于第1处理槽1110和第2处理槽1120的连接／非连接状态。
配管线路L1004是用于将脱附气体从第1处理槽1110和第2处理槽1120排出的配管线路，利用阀V1107、V1108切换该配管线路L1004相对于第1处理槽1110和第2处理槽1120的连接／非连接状态。
第1处理槽1110和第2处理槽1120通过操作上述阀V1101～V1108的打开及关闭而交替作为吸附槽以及脱附槽发挥功能。具体地讲，在第1处理槽1110作为吸附槽发挥功能的情况下，第2处理槽1120作为脱附槽发挥功能，在第1处理槽1110作为脱附槽发挥功能的情况下，第2处理槽1120作为吸附槽发挥功能。即，在本实施方式的废水处理装置1100中，吸附槽和脱附槽随时间流逝而交替切换。
另外，配管线路L1001连接于第1处理槽1110以及第2处理槽1120中的、作为吸附槽发挥功能的槽，用于向该吸附槽供给含有有机化合物的废水。配管线路L1002连接于第1处理槽1110以及第2处理槽1120中的、作为脱附槽发挥功能的槽，用于向该脱附槽供给加热气体。
另外，配管线路L1003连接于第1处理槽1110以及第2处理槽1120中的、作为吸附槽发挥功能的槽，用于从该吸附槽排出一次处理水。配管线路L1004连接于第1处理槽1110以及第2处理槽1120中的、作为脱附槽发挥功能的槽，用于排出脱附气体。
另外，对于从废水处理装置1100排出的一次处理水，水中的有机化合物的含有量减少，特别是大幅度去除了对于微生物来说难以分解的有机化合物，且减轻了对接下来的活性污泥处理装置的处理负荷。
优选的是，吸附元件1111、1121含有活性炭、活性碳纤维或者沸石中的至少一种作为吸附材料。吸附元件1111、1121虽利用粒状、颗粒状、蜂窝状等的活性炭、沸石作为吸附材料，但更优选的是利用活性碳纤维。活性碳纤维因具有在表面形成有微孔的纤维状构造而与水的接触效率较高，特别是水中的有机化合物的吸附速度变快，与其他的吸附材料相比能够实现极高的吸附效率。
能够用作吸附元件1111、1121的活性碳纤维的物理性质虽没有特别的限定，但优选的是，BET比表面积为700m2／g～2000m2／g，孔容为0.4cm3／g～0.9cm3／g，平均细孔直径为
Figure BDA00002828277000141
其原因在于，在BET比表面积不足700m2／g，孔容不足0.4m3／g，平均细孔直径不足
Figure BDA00002828277000142
的情况下，有机化合物的吸附量变低。其原因还在于，在BET比表面积超过2000m2／g，孔容超过0.9m3／g，平均细孔直径超过
Figure BDA00002828277000143
的情况下，由于细孔直径变大，因此对分子量较小的物质等的吸附能力降低，或者强度变弱，或者原材料的成本升高而导致不够经济。
活性污泥处理装置1200
活性污泥处理装置1200主要具有曝气槽1210和沉淀槽1220。曝气槽1210包含曝气装置1211和未图示的搅拌装置，在曝气槽1210的内部填充有含有细菌（细菌类）、原生动物、次生动物等好氧性微生物群的活性污泥。曝气槽1210是通过向上述活性污泥供给从上述废水处理装置排出的一次处理水、使活性污泥和一次处理水接触并进行搅拌以及曝气、从而分解并去除一次处理水所含有的有机化合物的处理槽。
另一方面，沉淀槽1220是通过对在曝气槽1210中经过处理后的含有活性污泥的水进行固液分离而分离成活性污泥和二次处理水的处理槽。
在活性污泥处理装置1200中连接有配管线路L1003、L1005、L1006、L1007、L1008、L1009。配管线路L1003是用于向曝气槽1210供给一次处理水的配管线路。配管线路L1005是用于向曝气装置1211供给氧气的配管线路。配管线路L1006是用于从曝气槽1210排出含有活性污泥的水并将其供给至沉淀槽1220的配管线路。
配管线路L1007是用于将从沉淀槽1220排出的活性污泥中的剩余部分作为剩余污泥排出的配管线路。配管线路L1008是用于将从沉淀槽1220排出的活性污泥中的所需部分作为返送污泥而返送至曝气槽1210的配管线路。配管线路L1009是用于从沉淀槽1220排出二次处理水的配管线路。
在活性污泥处理装置1200中，经由配管线路L1003而供给至曝气槽1210的一次处理水在曝气槽1210内与活性污泥混合。该混合后的废水和活性污泥借助经由配管线路L1005而供给到曝气装置1211，并在从该曝气装置1211排出的氧气的作用下一边曝气一边被搅拌，由此进行有机化合物的分解。
含有分解后的活性污泥的水经由配管线路L1006被输送至沉淀槽1220，并在沉淀槽1220中被固液分离，其上层清液作为二次处理水经由配管线路L1009排出。
与供给至活性污泥处理装置1200的一次处理水相比，从该活性污泥处理装置1200排出的二次处理水的有机化合物的含量大幅度减少，被净化至能够向河流或者下水道排放的水平。
废水处理***1A的废水净化处理
接着，参照上述图1说明在本实施方式的废水处理***1A中进行的废水的净化处理的详细内容。另外，虽然以下的说明基于废水处理装置1100的第1处理槽1110作为吸附槽发挥功能、且第2处理槽1120作为脱附槽发挥功能的状态，但在切换这些吸附槽和脱附槽的情况下，也能够进行同样的处理。
如图1所示，含有有机化合物的废水经由配管线路L1001被导入至废水处理装置1100。被导入的上述废水被输送到第1处理槽1110并与吸附元件1111接触，上述废水所含有的有机化合物被吸附元件1111吸附。利用吸附元件1111吸附有机化合物后的水被导入至配管线路L1003，作为一次处理水从废水处理装置1100排出。
另一方面，在向废水处理装置1100导入上述废水的同时，经由配管线路L1002导入加热气体。导入的加热气体被输送至第2处理槽1120而与吸附元件1121接触，使吸附于吸附元件1121的有机化合物脱附。含有从吸附元件1121脱附的有机化合物的加热气体被导入至配管线路L1004，作为脱附气体从废水处理装置1100排出。
从废水处理装置1100排出的一次处理水经由配管线路L1003被导入至活性污泥处理装置1200。通过使导入的一次处理水与活性污泥接触来分解、去除该一次处理水所含有的有机化合物，去除有机化合物之后的水被导入至配管线路L1009，作为二次处理水从活性污泥处理装置1200排出。排出的二次处理水之后排放到河流或者作为普通的污水进行处理。
通过采用以上那样的废水处理***1A，废水处理装置1100作为活性污泥处理装置1200的预备处理装置而发挥功能，与仅利用活性污泥处理装置构筑废水处理***的情况相比，不仅利用活性污泥处理装置1200处理的废水中的有机化合物量降低，而且特别是难以进行基于活性污泥的生物分解。或者，对于微生物来说具有较高毒性的有机化合物在废水处理装置1100中被去除，因此，能够使活性污泥处理装置1200小型化。
并且，由于在含有难以进行生物分解的有机化合物的废水的情况下也能够进行处理，因此，能够使废水处理***1A整体的净化处理的处理能力变得稳定。因而，能够形成可防止活性污泥处理装置1200大型化、防止运行成本增大、能够高效且稳定地处理废水的废水处理***。
另外，通过形成如上的废水处理***1A，能够在活性污泥处理装置1200中连续地处理从废水处理装置1100排出的废水，因此，能够不使***停止地连续进行废气的净化。
因而，与使用具备盒式的吸附材料的更换式废水处理装置作为活性污泥处理装置的备用装置的情况相比，不需要将盒式的吸附材料更换为新品的作业、拆卸后的再生处理作业，不会导致其劳动力、运行成本增大。
另外，通过形成如上的废水处理***1A，能够在废水处理装置1100的第1处理槽1110和第2处理槽1120中交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理。通过采用如此交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理的结构，能够以低成本稳定地以较高的能力去除废水所含有的有机化合物。
因而，通过采用上述结构，能够形成可高效且稳定地对废水进行净化处理的废水处理***。另外，特别是通过形成如上的废水处理装置1100，能够抑制微生物繁殖，因此也能够防止产生藻类等。
并且，相对于仅具备活性污泥处理装置的现有的废水处理***，由于本实施方式这样的废水处理***1A仅通过增设废水处理装置1100就能够容易地实现，因此，能够有效利用现有的设备，在经济性方面也优异。
另外，在上述本实施方式的废水处理***1A中，虽举例示出采用第1处理槽1110和第2处理槽1120交替地替换为吸附槽和脱附槽的结构的废水处理装置1100的情况进行了说明，但也可以采用与其不同结构的废水处理装置。下面，参照图2和图3说明该例子。
图2和图3是示出在本实施方式的废水处理***中能够利用的另一个废水处理装置的例子的示意图。另外，在上述图2和图3中，仅图示废水处理装置所具备的吸附材料和配置在该吸附材料附近的构成要素，省略其他的构成要素的图示。
图2示出使用具有圆柱状外形的吸附材料1150的情况。如图2所示，在使用具有圆柱状外形的吸附材料1150的情况下，在构成为能够使流体沿着轴向流动的吸附材料1150的轴线中心设置旋转轴1161，利用致动器等驱动该旋转轴1161而使其旋转。
而且，靠近吸附材料1150的轴向的两端面连接在图2中未图示的配管线路L1001～L1004（参照图1），将吸附材料1150的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图2中利用区域1151表示的部分），将吸附材料1150的另外的一部分用作用于进行脱附处理的部分（图2中区域1152所示的部分）。
即，从轴向的一侧向吸附材料1150的利用区域1151表示的部分导入含有有机化合物的废水，从轴向的另一侧导出一次处理水，从轴向的一侧向吸附材料1150的利用区域1152表示的部分导入加热气体，从轴向的另一侧导出脱附气体。
在此，在图2所示的废水处理装置中，吸附材料1150将旋转轴1161作为旋转中心以预定的速度沿图中箭头A方向旋转。由此，吸附材料1150的完成吸附处理后的部分向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料1150的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，从而能够连续地进行净化处理。
另外，图3示出使用具有圆筒状外形的吸附材料1170的情况。如图3所示，在使用具有圆筒状外形的吸附材料1170的情况下，为了使流体能够沿着径向流动，将例如由金属制的框体1185包围的单位吸附单元1175沿周向上排列多个而形成圆筒状，利用未图示的致动器等驱动该吸附材料1170而使其绕轴线中心旋转。
而且，靠近吸附材料1170连接在图3中未图示的配管线路L1001～L1004（参照图1），将吸附材料1170的单位吸附单元的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图3中利用区域1171表示的部分），将单位吸附单元的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分（图3中利用区域1172表示的部分）。
即，从径向外侧向吸附材料1170的利用区域1171表示的单位吸附单元导入含有有机化合物的废水，朝向径向内侧导出一次处理水并朝向轴向的一侧排出，从径向内侧经由导入管1181向吸附材料1170的利用区域1172表示的单位吸附单元导入加热气体，朝向径向外侧导出脱附气体并经由导出管1182排出。
在此，在图3所示的废水处理装置中，吸附材料1170绕轴线中心以预定的速度沿图中箭头A方向阶段性地旋转。由此，吸附材料1170的完成吸附处理后的单位吸附单元向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料1170的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，从而能够连续地进行净化处理。
另外，在使用图2和图3所示的形状的吸附材料1150、1170的情况下，也可以利用填充有粒状物的材料、填充有纤维状物的材料构成该吸附材料1150、1170，但优选的是利用具有蜂窝状构造的材料构成。其原因在于，通过利用具有蜂窝状构造的材料构成吸附材料1150、1170，能够将压力损失抑制到极低，处理能力增大，并且，能够将垃圾等固态物所导致的堵塞的发生抑制为较低。
实施方式2
图4是示出本发明的实施方式2的废水处理***的结构的示意图。另外，在图4中，省略与上述本发明的实施方式1的废水处理***1A同样的部分的图示。下面，参照该图4说明本实施方式的废水处理***1B的结构。
废水处理***1B
如图4所示，本实施方式的废水处理***1B与上述本发明的实施方式1的废水处理***1A的不同之处在于废水处理装置1100的结构。
在本实施方式的废水处理***1B中，在用于向废水处理装置1100导入加热气体的配管线路L1002中连接有用于向废水处理装置1100导入气体的配管线路L1010、以及用于导入加热气体的配管线路L1011，在配管线路L1002、L1010、L1011中分别设有用于切换这些配管线路L1002、L1010、L1011相对于废水处理装置1100的连接／非连接状态的阀V1109、V1110。
另外，在本实施方式的废水处理***1B中，在用于从废水处理装置1100排出脱附气体的配管线路L1004中连接有用于从废水处理装置1100排出去除废水的配管线路L1012，在配管线路L1004、L1012中分别设有用于切换这些配管线路L1004、L1012相对于废水处理装置1100的连接／非连接状态的阀V1111、V1112。另外，配管线路L1012的另一端连接于用于向废水处理装置1100导入废水的配管线路L1001。
在本实施方式的废水处理***1B的废水处理装置1100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1的废水处理***1A的情况相同，在废水处理装置1100中，通过操作阀V1101～V1108的打开及关闭，使第1处理槽1110和第2处理槽1120交替地切换为吸附槽和脱附槽。
在切换为脱附槽时，首先，该脱附槽与配管线路L1010以及配管线路L1012连接，通过经由配管线路L1010向脱附槽导入气体并向吸附材料吹送，由此进行吹走附着于吸附材料表面的剩余废水的脱水处理。被吹走的去除废水经由配管线路L1012和配管线路L1001再次向废水处理装置1100供给。
然后，在进行该脱水处理经过预定时间之后，解除脱附槽与配管线路L1010以及与配管线路L1012的连接，将配管线路L1011以及配管线路L1004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，优选使用在高温下湿度较低的气体，例如，适合使用升温到预定温度的干燥空气。
通过采用以上说明的本实施方式的废水处理***1B的结构，在采用上述本发明的实施方式1的废水处理***1A的结构的情况下得到的效果的基础上，作为添加脱水处理的效果，由于来自吸附元件1111、1121的有机化合物的脱附效率大幅度增加，因此，得到了能够形成可以更加高效且稳定地对废水进行净化处理的废水处理***的效果。
另外，在上述本实施方式中，举例示出从废水处理装置1100排出的去除废水被再次供给至该废水处理装置1100的情况进行了说明，但该去除废水也可以另外使用具备更换式吸附元件的废水处理装置等进行进行净化处理。
实施方式3
图5是示出本发明的实施方式3的废水处理***的结构的示意图。下面，参照该图5说明本实施方式的废水处理***1C的结构。
废水处理***1C
如图5所示，本实施方式的废水处理***1C主要包括废水处理装置1100、活性污泥处理装置1200及燃烧装置1300。
燃烧装置1300是用于使从废水处理装置1100排出的脱附气体燃烧来进行氧化分解的装置，且该燃烧装置1300连接于配管线路L1004、L1013、L1014、L1015。燃烧装置1300具有热交换器1310和加热炉1320。热交换器1310用于预先加热被导入到加热炉1320的脱附气体，加热炉1320使用电加热器1321使导入的脱附气体燃烧。
配管线路L1004是用于将从废水处理装置1100排出的脱附气体供给至热交换器1310的配管线路。配管线路L1013是用于将利用热交换器1310进行预热后的脱附气体导入至加热炉1320的配管线路。另外，配管线路L1014、L1015是用于使脱附气体在加热炉1320燃烧所生成的分解气体经由热交换器1310排出到外部的配管线路。
作为燃烧装置1300，其种类并没有特别的限定，但能够使用例如在650℃～800℃的高温下使脱附气体直接氧化分解的直接燃烧装置、利用铂金催化剂等使脱附气体进行催化剂氧化反应从而使其氧化分解的催化剂燃烧装置、一边利用蓄热体进行热回收一边经济地进行直接氧化分解的蓄热式直接燃烧装置、通过组合铂金催化剂等和蓄热体来高效地使脱附气体进行催化剂氧化反应从而使其氧化分解的蓄热式催化剂燃烧装置等。通过使用该燃烧装置1300使脱附气体氧化分解，能够完全去除有害的有机化合物。
如图5所示，对于本实施方式的废水处理***1C，从废水处理装置1100排出的脱附气体经由配管线路L1004被输送到燃烧装置1300，并通过在加热炉1320中燃烧而氧化分解。在加热炉1320中生成的分解气体经由配管线路L1014、热交换器、配管线路L1015而从燃烧装置1300排出。该分解气体是对于主要含有二氧化碳和水蒸气的人体无害的气体。
通过采用以上那样的废水处理***1C，能够使从废水处理装置1100排出的脱附气体变得无害，形成作为废水处理来说完善的***。
以上说明的本发明的实施方式1～3的废水处理***1A、1B、1C的特征性结构能够互相组合。例如，也可以将包含图2和图3所示的结构的吸附材料1150、1170的废水处理装置应用于本发明的实施方式2和实施方式3的废水处理***1B以及废水处理***1C的废水处理装置1100。
另外，在该情况下，废水处理装置1100构成为，在用于对吸附材料1150、1170进行脱附处理的区域中设置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1150、1170连接上述配管线路L1011、L1012，在吸附处理与脱附处理之间进行脱水处理。
另外，在以上说明的本发明的实施方式1～3中，作为废水处理***所具备的活性污泥处理装置，虽举例示出连续地进行处理的连续式活性污泥处理装置进行了说明，但当然也可以使用分批进行处理的分批式活性污泥处理装置。
另外，在上述本发明的实施方式1～3中，作为废水处理***所具备的活性污泥处理装置，虽举例示出使用沉淀槽进行固液分离的装置进行了说明，但除此之外也能够使用利用设置于曝气槽的膜来进行膜分离的装置等各种结构的装置。这样，作为本发明能够应用的废水处理***所具备的活性污泥处理装置，可以采用任何形式的装置。
另外，在以上说明的本发明的实施方式1～3中，虽在没有特别示出泵、风机等流体输送部件、存储罐等流体贮存部件等构成元素的情况下进行了说明，但这些构成元素根据需要配置在适当的位置即可。
如此，本次公开的上述各实施方式在所有的方面都是例示，并不起限定作用。本发明的技术范围由权利要求限定，并且包含与权利要求的记载同等的意义和范围内的所有变更。
实施例1
下面，利用实施方式3的实施例更详细地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。另外，利用下述的方法进行评价。
BET比表面积
对于BET比表面积，以几个点测量在液体氮的沸点（－195.8℃）环境下、相对压力0.0～0.15的范围内使相对压力上升时的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）。
孔容
孔容是通过相对压力0.95下的氮气的气体吸附法测量的。
平均细孔直径
平均细孔直径利用下式求出。
dp＝40000Vp／S（其中，dp：平均细孔直径（?））
Vp：孔容（cc／g）
S：BET比表面积（m2／g）
有机化合物去除效果
以从酯聚合的生产设备排出的废水作为原水。该废水主要含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛14000mg／L、乙二醇5000mg／L的废水。另外，排水量为10L／hr，各溶剂的排出量为1，4－二氧六环10000mg／hr、乙醛140000mg／hr、乙二醇50000mg／hr。使温度30℃的水以空间速度（SV）5流动，测量运转500小时之后的废水处理装置、活性污泥处理装置、燃烧装置的出入口的1，4－二氧六环、乙二醇、乙醛浓度，计算各溶剂排出量来确认去除效果。
溶剂浓度评价
利用气相色谱法分析测量入口及／或出口的水浓度和气体。
实施例1－1
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
Figure BDA00002828277000251
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、厚度150mm的重量200g的吸附元件，将其设置于图2的减振切换方式的废水处理装置，将原水以处理水量10L／hr的方式导入，得到一次处理水。
接着，使用外部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50cm／sec。使用130℃的空气作为脱附工序的加热气体，将脱附的风速设为50cm／sec。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。
此时的一次处理水中的1，4－二氧六环浓度如图6所示为300mg／hr，去除率为97%。但是，乙醛和乙二醇浓度分别为126000mg／hr和45000mg／hr，去除率约为10%。
另外，如图8所示，脱附气体中的各溶剂浓度为1，4－二氧六环200ppm，乙醛1800ppm，乙二醇400ppm。
利用本实施例的废水处理装置净化后的水在500小时之后也依然能够以约97%的效率进行1，4－二氧六环的处理。由于连续进行吸附和脱附来进行处理，因此，性能不会降低，能够稳定地以高效率进行处理。
接着，使用由容量为600L的原水调整槽、容量为75L的稀释槽容量、容量均为1250L的两个载体流动曝气槽、容量为1250L的两个活性污泥槽和容量为2500L的沉淀槽构成的图5的活性污泥处理装置，以供给量10L／hr导入从废水处理装置排出的一次处理水，得到二次处理水。向上述载体流动曝气槽投入聚乙烯醇交联凝胶载体（直径约4mm）125L。
另外，由于上述一次处理水中的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水稀释20倍，并以200L／hr导入到载体流动曝气槽和活性污泥槽。图7示出运转开始500小时的时刻下的二次处理水的各浓度和量。
由于1，4－二氧六环浓度是生物难以分解的有机溶剂，因此，二次处理水中的1，4－二氧六环量为300mg／hr，没有降低。但是，生物分解性较高的乙二醇、乙醛分别大幅度地降低至400mg／hr、200mg／hr，能够良好地处理。
接着，作为燃烧装置的催化剂，在图5的燃烧装置中设置铂金催化剂0.4L，以风量0.4Nm3／min供给从上述废水处理装置排出的脱附气体，在利用热交换器和预热加热器升温到300℃之后使与催化剂接触，利用催化剂将脱附气体中的溶剂氧化分解，得到分解气体。图9示出运转开始500hr之后的分解气体中的各溶剂的浓度。
分解气体中的1，4－二氧六环、乙醛、乙二醇浓度分别为1ppm以下，能够良好地处理。另外，分解气体的平均温度为420℃，如图5所示，如果该分解气体通过热交换器在向燃烧装置供给的气体的预热中使用，则使用预热加热器所需要的电量为3kWh，能够以非常低的电量进行预热。
比较例1－1
使用由容量为600L的原水调整槽、容量为75L的稀释槽容量、容量均为1250L的两个载体流动曝气槽、容量为1250L的两个活性污泥槽和容量为2500L的沉淀槽构成的图5的活性污泥处理装置，以供给量10L／hr导入原水，得到处理水。向上述载体流动曝气槽投入聚乙烯醇交联凝胶载体（直径约4mm）125L。
另外，由于上述原水中的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水稀释20倍，以200L／hr导入到载体流动曝气槽和活性污泥槽。图6示出运转开始500小时的时刻下的处理水的各浓度和量。
生物分解性较高的乙二醇、乙醛分别大幅度地降低至600mg／hr、400mg／hr，能够良好地处理。但是，由于1，4－二氧六环浓度是生物难以分解的有机化合物，因此，处理水中的1，4－二氧六环量为10000mg／hr，没有降低。
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
Figure BDA00002828277000271
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、
Figure BDA00002828277000272
厚度150mm的重量200g的吸附元件，将其设置于图2的减振切换方式的废水处理装置，将从活性污泥装置排出的一次处理水以处理水量200L／hr的方式导入，得到二次处理水。
接着，使用外部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50cm／sec。使用130℃的空气作为脱附工序的加热气体，将脱附的风速设为50cm／sec。
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，形成切换循环。此时的二次处理水中的1，4－二氧六环浓度为5000mg／hr，乙醛浓度为550mg／hr，乙二醇浓度为350mg／hr，如图7所示，与实施例1－1相比，尤其1，4－二氧六环的处理效率显著降低。
另外，如图8所示，脱附气体中的各溶剂浓度为1，4－二氧六环100ppm、乙醛100ppm、乙二醇50ppm。
接着，作为燃烧装置的催化剂，在图5的燃烧装置中设置铂金催化剂0.4L，以风量0.4Nm3／min供给从上述废水处理装置排出的脱附气体，在利用热交换器和预热加热器升温到300℃之后，使其与催化剂接触，利用催化剂使脱附气体中的溶剂氧化分解，得到分解气体。
图9示出运转开始500hr之后的分解气体中的各溶剂的浓度。分解气体中的1，4－二氧六环、乙醛、乙二醇浓度分别为1ppm以下，能够良好地处理。但是，分解气体的平均温度为320℃，如图5所示，若通过热交换器在向燃烧装置供给的气体的预热中使用该分解气体，则使用预热加热器所需要的电量为15kWh，与实施例1－1相比较，在预热中需要5倍的电量。
实施方式4
图10是本发明的实施方式4的废水处理***的***结构图。下面，参照该图10说明本实施方式的废水处理***2A的结构。
废水处理***2A
如图10所示，本实施方式的废水处理***2A主要包括曝气槽2100、废水处理装置2200及燃烧装置2300。
曝气槽2100
曝气槽2100包括产生气泡的曝气装置2111。曝气槽2100通过从配管线路L2001供给含有有机溶剂的废水，由此废水中的有机物质挥发，从配管线路L2002排出废水中的有机物质降低了的一次处理水。另外，通过从配管线路L2003向曝气装置2111导入气体而从废水中挥发去除有机物质，作为含有挥发去除的有机物质的曝气气体从配管线路L2004排出。
废水处理装置2200
废水处理装置2200具有分别收纳有吸附元件2211、2221的第1处理槽2210和第2处理槽2220。吸附元件2211、2221通过与废水接触来吸附一次处理水所含有的有机物质。
因而，在废水处理装置2200中，通过向吸附元件2211、2221供给废水来利用吸附元件2211、2221吸附有机物质，由此，废水被净化并作为二次处理水排出。
另外，吸附元件2211、2221通过与加热气体接触来对所吸附的有机物质进行脱附。因而，在废水处理装置2200中，通过向吸附元件2211、2221供给加热气体来使有机物质从吸附元件2211、2221脱附，由此，加热气体作为含有有机物质的脱附气体而排出。
在第1处理槽2210和第2处理槽2220中分别连接有配管线路L2002、L2005、L2006、L2007。配管线路L2002是用于将从曝气槽2100排出的一次处理水供给到第1处理槽2210和第2处理槽2220的配管线路，并利用阀V2201、V2202切换相对于第1处理槽2210和第2处理槽2220的连接／非连接状态。
配管线路L2006是用于将加热气体供给到第1处理槽2210和第2处理槽2220的配管线路，并利用阀V2203、V2204切换相对于第1处理槽2210和第2处理槽2220的连接／非连接状态。
配管线路L2005是用于从第1处理槽2210和第2处理槽2220排出二次处理水的配管，并利用阀V2205、V2206切换相对于第1处理槽2210和第2处理槽2220的连接／非连接状态。
配管线路L2007是用于从第1处理槽2210和第2处理槽2220排出脱附气体的配管线路，并利用阀V2207、V2208切换相对于第1处理槽2210和第2处理槽2220的连接／非连接状态。
第1处理槽2210和第2处理槽2220通过操作上述阀V2201～V2208的打开和关闭而交替地作为吸附槽和脱附槽而发挥功能，具体地讲，在第1处理槽2210作为吸附槽而发挥功能的情况下，第2处理槽2220作为脱附槽而发挥功能，在第1处理槽2210作为脱附槽而发挥功能的情况下，第2处理槽2220作为吸附槽而发挥功能。即，在本实施方式的废水处理装置2200中，吸附槽和脱附槽虽时间流逝而交替切换。
另外，配管线路L2002连接于第1处理槽2210和第2处理槽2220中的、作为吸附槽而发挥功能的槽，用于向该吸附槽供给一次处理水。配管线路L2006连接于第1处理槽2210和第2处理槽2220中的、作为脱附槽而发挥功能的槽，用于向该脱附槽供给加热气体。
另外，配管线路L2005连接于第1处理槽2210和第2处理槽2220中的、作为吸附槽而发挥功能的槽，用于从该吸附槽排出二次处理水。配管线路L2007连接于第1处理槽2210和第2处理槽2220中的、作为脱附槽而发挥功能的槽，用于排出脱附气体。
吸附元件2211、2221利用含有活性炭、活性碳纤维或者沸石中的至少任一种的吸附材料构成。作为吸附元件2211、2221，优选使用粒状、颗粒状、蜂窝状等的活性炭、沸石，但更优选使用活性碳纤维。由于活性碳纤维采用在表面具有微孔的纤维状构造，因此与水的接触效率较高，特别是吸附水中的有机物质的吸附速度变快，与其他的吸附材料相比是能够实现极高的吸附效率的构件。
能够用作吸附元件2211、2221的活性碳纤维的物理性质虽没有特别的限定，但优选BET比表面积为700m2／g～2000m2／g，孔容为0.4cm3／g～0.9cm3／g，平均细孔直径为
Figure BDA00002828277000301
Figure BDA00002828277000302
其原因在于，在BET比表面积不足700m2／g，孔容不足0.4cm3／g，平均细孔直径不足
Figure BDA00002828277000303
的情况下，有机物质的吸附量变低。其原因还在于，在BET比表面积超过2000m2／g，孔容超过0.9cm3／g，平均细孔直径超过
Figure BDA00002828277000304
的情况下，由于细孔直径变大，因此，对分子量较小的物质等的吸附能力降低、或者强度变弱、或者原材料的成本升高而不够经济。
燃烧装置2300
燃烧装置2300是使从曝气槽2100排出的曝气气体和从废水处理装置2200排出的脱附气体的混合废气燃烧来氧化分解的装置，该燃烧装置2300连接于配管线路L2008、L2009、L2010、L2011。
燃烧装置2300具有热交换器2310和加热炉2320，热交换器2310用于对导入至加热炉2320的曝气气体和脱附气体的混合废气进行预热，加热炉2320使用电加热器2321使导入的脱附气体燃烧。
配管线路L2008是用于使从曝气槽2100的配管线路L2004排出的曝气气体和从废水处理装置2200的配管线路L2007排出的脱附气体混合并作为混合废气供给至热交换器2310的配管线路，配管线路L2009是用于将利用热交换器2310进行预热后的脱附气体导入至加热炉2320的配管线路。
另外，配管线路L2010、L2011是用于使脱附气体在加热炉2320中燃烧而生成的分解气体经由热交换器2310排出到外部的配管线路。
作为燃烧装置2300，其种类虽没有特别限定，但能够使用例如在650℃～800℃的高温下使脱附气体直接氧化分解的直接燃烧装置、利用铂金催化剂等使脱附气体进行催化剂氧化反应来氧化分解的催化剂燃烧装置、一边利用蓄热体进行热回收一边经济地进行直接氧化分解的蓄热式直接燃烧装置、通过组合铂金催化剂等和蓄热体来高效地使脱附气体进行催化剂氧化反应从而氧化分解的蓄热式催化剂燃烧装置等。通过使用该燃烧装置2300使脱附气体氧化分解，能够完全去除有机物质。
废水处理***2A的废水净化处理
接着，参照图10说明在本实施方式的废水处理***2A中进行的废水净化处理的详细内容。另外，虽然以下说明基于废水处理装置2200的第1处理槽2210作为吸附槽而发挥功能、且第2处理槽2220作为脱附槽而发挥功能的状态，但在切换上述吸附槽和脱附槽的情况下，也能够进行同样的处理。
如图10所示，含有有机溶剂的废水经由配管线路L2001而导入到曝气槽2100。被导入的废水借助从配管线路L2003向曝气装置2111导入的气体进行曝气处理，通过从废水中挥发有机溶剂来从废水中去除有机溶剂，去除有机物质后的水被导入到配管线路L2002，作为一次处理水从曝气槽而排出，导入到废水处理装置2200。含有利用曝气处理从废水中挥发去除的有机物质的曝气气体被导入到配管线路L2004，作为曝气气体而排出。
从曝气槽2100排出的一次处理水被输送到第1处理槽2210并与吸附元件2211接触，该一次处理水所含有的有机物质被吸附元件2211吸附。有机物质被吸附元件2211吸附后的水被导入到配管线路L2005，作为二次处理水从废水处理装置2200排出。
另一方面，在导入上述废水的同时，加热气体经由配管线路L2006被导入到废水处理装置2200。所导入的加热气体被输送至第2处理槽2220并与吸附元件2221接触，使吸附于吸附元件2221的有机化合物脱附。含有从吸附元件2221脱附的有机物质的加热气体被导入至配管线路L2007，作为脱附气体从废水处理装置2200排出。
从曝气槽2100排出的曝气气体和从废水处理装置2200排出的脱附气体在配管线路L2008中被混合，作为混合废气被输送至燃烧装置2300，通过在加热炉2320中燃烧而被氧化分解。在加热炉2320中生成的分解气体被导入至配管线路L2011并从燃烧装置2300排出。该分解气体是对主要含有二氧化碳和水蒸气的人体无害的气体。
通过使用以上那样的废水处理***2A，由此曝气槽2100作为废水处理装置2200的预备处理装置而发挥功能。具体地讲，由于能够在曝气槽中大幅度去除废水中的特别是低沸点的有机物质，因此降低了对于废水处理装置的有机物质负荷量，因此，能够形成可防止废水处理装置2200大型化、运行成本增大并且能够高效且稳定地处理废水的废水处理***。
另外，根据废水中的有机物质的物理性质的不同，从废水处理装置2200排出的脱附气体存在浓度变动较大的情况，但由于从曝气槽2100排出的曝气气体为高浓度且是恒定的浓度，因此，能够通过混合曝气气体和脱附气体来抑制脱附气体的浓度变动。
因此，能够形成可使向燃烧装置2300供给的废气的有机物质气体浓度变得稳定、能够防止燃烧装置大型化、运行成本增大并且能够高效且稳定地对从曝气槽2100和废水处理装置2200排出的废水进行处理的废水处理***。
另外，通过形成如上的废水处理***2A，由于基本上无需更换吸附材料，因此，能够不使***停止地连续净化废气。即，与使用具备盒式的吸附材料的更换式废水处理装置作为曝气槽2100的后处理废水处理装置的情况相比，不需要将盒式的吸附材料更换为新品的作业、拆卸后的再生处理作业，不会导致其劳动力、运行成本增大。
另外，通过形成如上的废水处理***2A，由此在废水处理装置2200的第1处理槽2210和第2处理槽2220中交替地连续重复吸附处理和脱附处理。通过采用如此交替地连续重复吸附处理和脱附处理的结构，由此能够以低成本、高能力稳定地去除废水所含有的有机物质。因而，通过采用上述结构，能够形成可高效且稳定地对废水进行净化处理的废水处理***。
另外，在上述本实施方式的废水处理***2A中，举例示出采用第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的结构的废水处理装置2200的情况进行了说明，但也可以采用与其不同结构的废水处理装置。下面，参照图11和图12说明该例子。
图11和图12是示出能够在本实施方式的废水处理***中使用的另一个废水处理装置的例子的示意图。另外，在上述图11和图12中，仅图示了废水处理装置所具备的吸附材料和配置在该吸附材料附近的构成要素，省略其他的构成要素的图示。
图11示出使用具有圆柱状外形的吸附材料2250的情况。如图11所示，在使用具有圆柱状外形的吸附材料2250的情况下，在以流体能够沿着轴向流动的方式构成的吸附材料2250的轴线中心设置旋转轴2261，利用致动器等驱动该旋转轴2261而使其旋转。
而且，靠近吸附材料2250的轴向的两端面连接在图11中未图示的配管线路L2002、L2005、L2006、L2007（参照图10），将吸附材料2250的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图11中利用区域2251表示的部分），将吸附材料2250的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分（图11中利用区域2252表示的部分）。
即，在吸附材料2250的利用区域2251表示的部分中，从轴向的一个方向导入一次处理水，从轴向的另一个方向排出二次处理水，在吸附材料2250的利用区域2252表示的部分中，从轴向的一个方向导入加热气体，从轴向的另一个方向排出脱附气体。
在此，在图11所示的废水处理装置中，吸附材料2250将旋转轴2261作为旋转中心以预定的速度向图中箭头A方向旋转。由此，吸附材料2250的完成吸附处理后的部分向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料2250的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，能够连续地进行净化处理。
另外，图12示出使用具有圆筒状外形的吸附材料2270的情况。如图12所示，在使用具有圆筒状外形的吸附材料2270的情况下，例如，在周向上排列多个利用金属制的框体2285包围的单位吸附单元2275而形成圆筒状，利用未图示的驱动器等驱动该吸附材料2270绕轴线中心进行旋转驱动，使得流体能够沿着径向移动。
而且，靠近吸附材料2270连接在图3中未图示的配管线路LL2002、L2005、L2006、L2007（参照图10），将吸附材料2270的单位吸附单元的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图12中利用区域2271表示的部分），将单位吸附单元的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分（图12中利用区域2272表示的部分）。
即，在吸附材料2270的利用区域2271表示的单位吸附单元中，从径向外侧导入一次处理水，朝向径向内侧排出二次处理水进而朝向轴向的一个方向排出，在吸附材料2270的利用区域2272表示的单位吸附单元中，经由导入管2281从径向内侧导入加热气体，朝向径向外侧排出脱附气体进而经由导出管2282排出。
在此，在图12所示的废水处理装置中，吸附材料2270绕轴线中心以预定的速度向图中箭头A方向阶段性地旋转。由此，吸附材料2270的完成吸附处理后的单位吸附单元向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料2270的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，能够连续地进行净化处理。
另外，在使用图11和图12所示的形状的吸附材料2250、2270的情况下，虽也可以利用填充有粒状物的材料、填充有纤维状物的材料构成该吸附材料2250、2270，但利用具有蜂窝状构造的材料构成更佳。其原因在于，通过利用具有蜂窝状构造的材料构成吸附材料2250、2270，能够将压力损失抑制为极低，处理能力增大，并且，能够将垃圾等固态物所导致的堵塞的发生抑制为比较低。
实施方式5
图13是示出本发明的实施方式5的废水处理***的结构的示意图。另外，在图13中，省略与上述本发明的实施方式4的废水处理***2A同样的部分的图示。下面，参照该图13说明本实施方式的废水处理***2B的结构。
废水处理***2B
如图13所示，本实施方式的废水处理***2B与上述本发明的实施方式4的废水处理***2A的不同之处在于废水处理装置2200的结构。
在本实施方式的废水处理***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。
另外，在本实施方式的废水处理***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V2211、V2212。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。
在本实施方式的废水处理***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***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。
在切换为脱附槽时，首先，该脱附槽与配管线路L2012以及配管线路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。
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以及与配管线路L2013的连接，将配管线路L2006以及配管线路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。
通过采用以上说明的本实施方式的废水处理***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***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2211、2221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***的效果。
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，但该去除废水也可以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。
实施方式6
图14是示出本发明的实施方式6的废水处理***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***2A和实施方式5的废水处理***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***2C的结构。
废水处理***2C
如图14所示，本实施方式的废水处理***2C与上述本发明的实施方式4的废水处理***2A和实施方式5的废水处理***2B的不同之处在于燃烧装置2300的结构。
在本实施方式的废水处理***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。
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。
在本实施方式的废水处理***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。
通过采用以上说明的本实施方式的废水处理***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***2A和废水处理***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***的效果。另外，在上述本实施方式中，也可以根据需要相应地追加加热器等加热部件。
以上说明的本发明的实施方式4～6的废水处理***2A、12B、2C的特征性结构能够互相组合。也可以将包含例如图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***2B的废水处理装置2200。
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。
另外，在以上说明的本发明的实施方式4～6中，虽在没有特别示出泵、风机等流体输送部件、存储罐等流体贮存部件等构成元素的情况下进行了说明，但这些构成元素根据需要配置在适当的位置即可。
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以及范围内的所有变更。
实施例2
下面，利用实施方式6的实施例更详细地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。另外，利用下述的方法进行评价。
BET比表面积
对于BET比表面积，以几个点测量在液体氮的沸点（－195.8℃）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）。
孔容
孔容利用相对压力0.95下的氮气的气体吸附法来测量。
平均细孔直径
平均细孔直径利用下式求出。
dp＝40000Vp／S（其中，dp：平均细孔直径（））
Vp：孔容（cc／g）
S：BET比表面积（m2／g）
有机物质去除效果
原水采用含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛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、乙醛浓度，计算各有机物质排出量确认去除效果。
有机物质浓度评价
利用气相色谱法分析测量入口及／或出口的水浓度和气体。
实施例2－1
在曝气温度60℃、曝气强度2.5min－1、风量50L／min、滞留时间2hr的条件下，向有效曝气容量20L的曝气槽导入处理水量10L／hr的含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛14000mg／L的原水，得到一次处理水。
此时的出口浓度为1，4－二氧六环500mg／L以下、乙醛5mg／L以下，能够从原水去除1，4－二氧六环50%以上、乙醛99.9%以上。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420ppm、乙醛24000ppm。使用蒸气量为0.4kg／hr，非常少。
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
Figure BDA00002828277000411
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、
Figure BDA00002828277000412
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，以处理水量10L／hr导入上述的曝气处理后的一次处理水，得到二次处理水。
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℃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300L／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。
此时，如图17所示，二次处理水中的1，4－二氧六环浓度为10mg／L以下，乙醛浓度为1mg／L以下，1，4－二氧六环的去除率能够达到98%以上，乙醛的去除率能够达到80%以上。另外，脱附气体中的各有机物质平均浓度为1，4－二氧六环800ppm，乙醛20ppm。
利用本实施例的废水处理装置进行净化后的水即使在500小时之后也能够以约99.5%以上的效率进行1，4－二氧六环和乙醛的处理。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，能够稳定地以高效率进行处理。
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130ppm，乙醛为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。
接着，将铂金催化剂0.5L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置，以风量350L／min供给上述混合废气，在升温至300℃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500hr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、乙醛分别为0.1ppm以下，能够良好地处理。
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℃，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，若以热交换率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℃，因此，能够使预热加热器所使用的电力降至0.1kWh以下。
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℃，若以图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0.1kg／hr以下。
比较例2－1
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
Figure BDA00002828277000421
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、
Figure BDA00002828277000422
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，以处理水量10L／hr导入含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛14000mg／L的原水，得到一次处理水。
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600L／min。使用130℃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600L／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。
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10mg／L以下，乙醛浓度为13000mg／L以下，1，4－二氧六环的去除率虽为97%以上，但乙醛的去除率为约4%。
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，乙醛200ppm。在脱水工序和脱附工序的初期，脱附气体中的乙醛浓度上升至8000ppm，导致浓度变动非常大的结果。
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小时之后也能够以97%以上的效率进行1，4－二氧六环的处理，但乙醛的处理效率为4%，与实施例2－1相比较，处理效率显著降低。
接着，将铂金催化剂0.9L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置，以风量600L／min供给从废水处理装置排出的脱附气体，在升温至300℃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、乙醛分别为0.1ppm以下，能够良好地处理。
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℃，如图16所示，温度在310℃～500℃的范围内变动，若以图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℃，预热加热器所使用的电力需要为15kWh以上，需要实施例2－1的150倍以上的电力。
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℃，若以图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0.1kg／hr以下。
比较例2－2
在曝气温度90℃、曝气强度5.0min－1、风量500L／min、滞留时间10hr的条件下，向有效曝气容量100L的曝气槽导入处理水量10L／hr的含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛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10mg／L以下，乙醛浓度为1mg／L以下，能够从原水去除1，4－二氧六环99%以上、乙醛99.9%以上。
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80ppm、乙醛2400ppm。但是，使用蒸气量为18kg／hr以上，与实施例2－1相比较需要45倍以上。
接着，将铂金催化剂0.8L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置，以风量500L／min供给上述混合废气，在升温至300℃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500hr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、乙醛分别为0.1ppm以下，能够良好地处理。
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℃，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，若以热交换率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℃，预热加热器所使用的电力需要为8kWh。
比较例2－3
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
Figure BDA00002828277000451
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、
Figure BDA00002828277000452
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，以处理水量10L／hr导入含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛14000mg／L的原水，得到一次处理水。
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300L／min。使用130℃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300L／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。
此时的一次处理水中的1，4－二氧六环浓度为400mg／L以下，乙醛浓度为13500mg／L以下，1，4－二氧六环的去除率约为60%，乙醛的去除率约为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，乙醛500ppm，但在脱水工序和脱附工序的初期，脱附气体中的乙醛浓度上升至12000ppm，导致浓度变动非常大的结果。
接着，在曝气温度60℃、曝气强度2.5min－1、风量50L／min、滞留时间2hr的条件下，以处理水量10L／hr向有效曝气容量20L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。
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以下，乙醛浓度为5mg／L以下，1，4－二氧六环约为50%的去除率，乙醛为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，乙醛23000ppm。
利用本比较例的废水处理装置进行净化后的水即使在500小时之后也能够以99.5%以上的效率进行乙醛的处理，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。
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130ppm，乙醛为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。
接着，将铂金催化剂0.5L作为燃烧装置的催化剂设置于图10的燃烧装置，以风量350L／min供给上述混合废气，在升温至300℃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，乙醛500ppm，与实施例2－1相比较，产生催化剂燃烧效率非常低的结果。
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℃。若铂金催化剂在500℃以上燃烧，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。
比较例2－4
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350L／min稀释两倍，在铂金催化剂1.0L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、乙醛浓度0.1ppm以下，能够良好地处理。
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℃，但出口平均温度降低至370℃。若以图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℃，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。
实施方式7
图19是本发明的实施方式7的废水处理***的***结构图。下面，参照该图19说明本实施方式的废水处理***3A的结构。
废水处理***3A
如图19所示，本实施方式的废水处理***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。
曝气槽3100
曝气槽3100包括产生气泡的曝气装置3111以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。
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。既可以设置配管线路向曝气槽3100直接送入蒸气，也可以采用利用蒸气间接地对废水进行加温这样的曝气槽的构造，也可以使用电加热器对废水进行加温。
废水处理装置3200
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3211、3221的第1处理槽3210以及第2处理槽3220。吸附材料3211、3221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。
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3211、3221吸附有机化合物，由此对废水进行净化，作为二次处理水排出。另外，吸附材料3211、3221通过与加热气体接触来对所吸附的有机化合物进行脱附。
因而，在废水处理装置3200中，通过向吸附材料3211、3221供给加热气体来使有机化合物从吸附材料3211、3221脱附，由此，加热气体作为含有有机化合物的脱附气体而排出。
在第1处理槽2210和第2处理槽2220中分别连接有配管线路L3002、L3005、L3006、L3007。配管线路L3002是用于将从曝气槽3100排出的含有有机化合物一次处理水供给至第1处理槽3210以及第2处理槽3220的配管线路，并利用阀V3201、V3202切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接／非连接状态。
配管线路L3006是用于将加热气体供给至第1处理槽3210以及第2处理槽3220的配管线路，并利用阀V3203、V3204切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接／非连接状态。
配管线路L3005是用于将二次处理水从第1处理槽3210和第2处理槽3220排出的配管，并利用阀V3205、V3206切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接／非连接状态。
配管线路L3007是用于将脱附气体从第1处理槽3210和第2处理槽3220排出的配管线路，并利用阀V3207、V3208切换相对于第1处理槽3210和第2处理槽3220的连接／非连接状态。
第1处理槽3210和第2处理槽3220通过操作上述阀V3201～V3208的打开和关闭而交替地作为吸附槽和脱附槽发挥功能。具体地讲，在第1处理槽3210作为吸附槽发挥功能的情况下，第2处理槽3220作为脱附槽发挥功能，在第1处理槽3210作为脱附槽发挥功能的情况下，第2处理槽3220作为吸附槽发挥功能。
即，在本实施方式的废水处理装置3200中，吸附槽和脱附槽随时间流逝而交替切换。另外，配管线路L3002连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为吸附槽发挥功能的槽，并用于向该吸附槽供给一次处理水，配管线路L3006连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为脱附槽发挥功能的槽，用于向该脱附槽供给加热气体。
另外，配管线路L3005连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为吸附槽而发挥功能的槽，用于从该吸附槽排出二次处理水。配管线路L3007连接于第1处理槽3210和第2处理槽3220中的、作为脱附槽而发挥功能的槽，用于排出脱附气体。
吸附元件3211、3221由含有活性炭、活性碳纤维或者沸石中的至少任一种物质的吸附材料构成。作为优选的吸附材料3211、3221，使用粒状、颗粒状、蜂窝状等的活性炭、沸石，但更优选利用活性碳纤维。由于活性碳纤维采用在表面具有微孔的纤维状构造，因此与水的接触效率较高，特别是对水中的有机物质的吸附速度变快，是与其他的吸附元件相比能够实现极高的吸附效率的构件。
能够用作吸附材料3211、3221的活性碳纤维的物理性质并没有特别的限定，但优选BET比表面积为700m2／g～2000m2／g，孔容为0.4cm3／g～0.9cm3／g，平均细孔直径为
Figure BDA00002828277000501
Figure BDA00002828277000502
其原因在于，在BET比表面积不足700m2／g，孔容不足0.4cm3／g，平均细孔直径不足
Figure BDA00002828277000503
的情况下，有机化合物的吸附量变低。其原因还在于，在BET比表面积超过2000m2／g，孔容超过0.9cm3／g，平均细孔直径超过
Figure BDA00002828277000504
的情况下，由于细孔直径变大，因此，对分子量较小的物质等的吸附能力降低、或者强度变弱、或者原材料的成本升高而导致不够经济。
活性污泥处理装置3300
活性污泥处理装置3300主要具有曝气槽3310和沉淀槽3320。曝气槽3310包含曝气装置3311和未图示的搅拌装置，在曝气槽310的内部填充有含有细菌（细菌类）、原生动物、次生动物等好氧性微生物群的活性污泥。曝气槽3310是通过向上述活性污泥供给从上述废水处理装置3200排出的二次处理水来使活性污泥和二次处理水接触，并通过进行搅拌以及曝气来分解进而取出二次处理水所含有的有机化合物的处理槽。
另一方面，沉淀槽3320是通过使利用曝气槽3310进行处理后的含有活性污泥水固液分离而分离为活性污泥和三次处理水的处理槽。
在活性污泥处理装置3300中连接有配管线路L3005、L3009、L3010、L3011、L3012、L3013。配管线路L3005是用于向曝气槽3310供给二次处理水的配管线路。配管线路L3009是用于向曝气装置3311供给氧气的配管线路。配管线路L3010是用于从曝气槽3310排出含有活性污泥的水并供给到沉淀槽3320的配管线路。
配管线路L3011是用于将从沉淀槽3320排出的活性污泥中的剩余部分作为剩余污泥排出的配管线路。配管线路L3012是用于将从沉淀槽3320排出的活性污泥中的所需部分作为返送污泥返送至曝气槽3310的配管线路。配管线路L3013是用于从沉淀槽3320排出三次处理水的配管线路。
在活性污泥处理装置3300中，经由配管线路L3005而供给至曝气槽3310的二次处理水在曝气槽3310内与活性污泥混合。该混合的废水和活性污泥经由配管线路L3009而供给至曝气装置3311，借助从该曝气装置3311排出的氧气一边曝气一边被搅拌，由此进行有机化合物的分解。
含有分解后的活性污泥的水经由配管线路L3010而输送至沉淀槽3320，在沉淀槽3320中被固液分离，其上层清液作为三次处理水经由配管线路L3013排出。
从该活性污泥处理装置3300排出的三次处理水与供给至活性污泥处理装置3300的二次处理水相比，其有机化合物的含量大幅度减少，净化到能够排放到河流或者下水道的水平。
燃烧装置3400
燃烧装置3400是用于使从曝气槽3100排出的曝气气体和从废水处理装置3200排出的脱附气体的混合废气燃烧来进行氧化分解的装置，该燃烧装置3400连接于配管线路L3008、L3014、L3015、L3016。
燃烧装置3400具有热交换器3410和加热炉3420。热交换器3410用于对导入到加热炉3420的曝气气体和脱附气体的混合废气进行预热，加热炉3420使用电热加热器3421使导入的混合废气燃烧。
配管线路L3008是使从曝气槽3100的配管线路L3004排出的曝气气体和从废水处理装置3200的配管线路L3007排出的脱附气体混合，将其作为混合废气供给到热交换器3410的配管线路，配管线路L3014是用于将利用热交换器3410进行预热后的脱附气体导入到加热炉3420的配管线路。
另外，配管线路L3015、L3016是用于使脱附气体在加热炉3420中燃烧而生成的分解气体经由热交换器3410排出到外部的配管线路。
作为燃烧装置3400，其种类并没有特别的限定，但能够使用例如将混合废气在650℃～800℃的高温下直接氧化分解的直接燃烧装置、利用铂金催化剂等使混合废气进行催化剂氧化反应来将其氧化分解的催化剂燃烧装置、一边利用蓄热体进行热回收一边经济地进行直接氧化分解的蓄热式直接燃烧装置、通过组合铂金催化剂等和蓄热体使混合废气高效地进行催化剂氧化反应来将其氧化分解的蓄热式催化剂燃烧装置等。通过使用该燃烧装置3400使混合废气氧化分解，能够完全去除有机化合物。
废水处理***3A的废水净化处理
接着，参照图19说明在本实施方式的废水处理***3A中进行的废水净化处理的详细内容。另外，以下的说明基于废水处理装置3200的第1处理槽3210作为吸附槽而发挥功能、且第2处理槽3220作为脱附槽而发挥功能的状态，但在切换这些吸附槽和脱附槽的情况下，也能够进行同样的处理。
如图19所示，含有有机溶剂的废水经由配管线路L3001导入到曝气槽3100。被导入的废水进行加温曝气处理，有机化合物能够通过从废水中挥发而被去除，去除有机化合物后的水被导入到配管线路L3002，作为一次处理水从曝气槽3100排出。
从曝气槽3100排出的一次处理水经由配管线路L3002导入到废水处理装置3200。被导入的一次处理水输送到第1处理槽3210并与吸附材料3211接触，利用吸附材料3211吸附该一次处理水所含有的有机化合物。利用吸附材料3211吸附有机化合物后的水被导入到配管线路L3005，作为二次处理水从废水处理装置3200排出。
另一方面，在向废水处理装置3200导入上述废水的同时，加热气体经由配管线路L3006导入到废水处理装置3200。被导入的加热气体输送到第2处理槽3220并与吸附元件3221接触，使吸附于吸附元件3221的有机化合物脱附。含有从吸附元件3221脱附的有机化合物的加热气体被导入到配管线路L3007，作为脱附气体从废水处理装置3200排出。
从废水处理装置3200排出的二次处理水经由配管线路L3005导入到活性污泥处理装置3300。被导入的二次处理水通过与活性污泥接触来分解而去除该废水所含有的有机化合物，去除有机化合物后的水被导入到配管线路L3013，作为三次处理水从活性污泥处理装置3300排出。被排出的三次处理水之后向河流排放或者进行作为普通污水的处理。
从曝气槽3100排出的曝气气体和从废水处理装置3200排出的脱附气体在配管线路L3008中作为混合废气被输送到燃烧装置3400，通过在加热炉3420中燃烧而氧化分解。在加热炉3420中生成的分解气体被导入到配管线路L3016并从燃烧装置3400排出。该分解气体是对于主要含有二氧化碳和水蒸气的人体无害的气体。
通过形成以上那样的废水处理***3A，曝气槽3100和废水处理装置3200作为活性污泥处理装置3300的预备处理装置而发挥功能，与仅利用活性污泥处理装置3300构筑废水处理***的情况相比，不仅在活性污泥处理装置3300中处理的废水中的有机化合物负荷量降低，而且尤其难以进行基于活性污泥的生物分解。或者，对于微生物来说毒性较高的有机化合物在曝气槽3100和废水处理装置3200中被去除，因此，能够使废水处理***3A整体的净化处理的处理能力具有高性能。
因而，能够形成可防止活性污泥处理装置3300大型化、防止运行成本增大、能够高效且稳定地处理废水的废水处理***。
另外，通过形成如上的废水处理***3A（作用／效果），能够在活性污泥处理装置3300中连续地处理从废水处理装置3200排出的一次处理水，因此，能够不使***停止地连续净化废气。
因而，与使用包括盒式的吸附材料的更换式废水处理装置作为活性污泥处理装置3300的预备处理装置的情况相比，不需要将盒式的吸附材料更换为新品的作业、拆卸后的再生处理作业，不会导致其劳动力、运行成本增大。
另外，通过形成如上的废水处理***3A，能够在废水处理装置3200的第1处理槽3210和第2处理槽3220中交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理。如此，通过采用交替地连续重复进行吸附处理和脱附处理的结构，能够以低成本以及高能力稳定地去除废水所含有的有机化合物。
因而，通过采用上述结构，能够形成可高效且稳定地对废水进行净化处理的废水处理***。另外，特别是通过形成如上的废水处理装置3200，能够抑制微生物繁殖，因此也能够防止产生藻类等。
并且，相对于仅具备活性污泥处理装置的现有的废水处理***，由于本实施方式这样的废水处理***3A能够通过仅增设曝气槽3100、废水处理装置3200等容易地实现，因此，能够有效利用现有的设备，在经济性方面也优异。
另外，在上述本实施方式的废水处理***3A中，举例示出采用第1处理槽3210和第2处理槽3220交替地切换为吸附槽和脱附槽的结构的废水处理装置3200的情况进行了说明，但也可以采用与其不同结构的废水处理装置。下面，参照图20和图21说明该例。
图21和图21是示出能够在本实施方式的废水处理***中使用的另一个废水处理装置的例子的示意图。另外，在这些图20和图21中，仅图示废水处理装置所具备的吸附材料和配置在该吸附材料附近的构成要素，省略其他的构成要素的图示。
图20示出使用具有圆柱状外形的吸附材料3250的情况。如图20所示，在使用具有圆柱状外形的吸附材料3250的情况下，在构成为能够使流体沿着轴向流动的吸附材料3250的轴线中心设置旋转轴3261，利用致动器等驱动该旋转轴3261而使其旋转。
而且，靠近吸附材料3250的轴向的两端面连接在图20中未图示的配管线路L3002、L3005、L3006、L3007（参照图19），将吸附材料3250的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图20中利用区域3251表示的部分），将吸附材料3250的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分（图20中利用区域3252表示的部分）。
即，从轴向的一个方向朝吸附材料3250的利用区域3251表示的部分导入一次处理水，从轴向的另一个方向导出二次处理水，从轴向的一个方向朝吸附材料3250的利用区域3252表示的部分导入加热气体，从轴向的另一个方向导出脱附气体。
在此，在图20所示的废水处理装置中，吸附材料3250将旋转轴3261作为旋转中心以预定的速度向图中箭头A方向旋转。由此，吸附材料3250的完成吸附处理后的部分向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料3250的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，能够连续地进行净化处理。
另外，图21示出使用具有圆筒状外形的吸附材料3270的情况。如图21所示，在使用具有圆筒状外形的吸附材料3270的情况下，为了使流体能够沿着径向流动，例如在周向上排列多个被金属制的框体3285包围的单位吸附单元3275而形成圆筒状，利用未图示的致动器等驱动该吸附材料3270而使其绕轴线中心旋转。
而且，靠近吸附材料3270连接在图21中未图示的配管线路L3002、L3005、L3006、L3007（参照图19），将吸附材料3270的单位吸附单元的一部分用作用于进行吸附处理的部分（图21中利用区域3271表示的部分），将单位吸附单元的另外一部分用作用于进行脱附处理的部分（图21中利用区域3272表示的部分）。
即，从径向外侧向吸附材料3270的利用区域3271表示的单位吸附单元导入一次处理水，朝向径向内侧导出二次处理水，进而朝向轴向的一个方向排出，从径向内侧经由导入管3281向吸附材料3270的利用区域3272表示的单位吸附单元导入加热气体，朝向径向外侧导出脱附气体，进而经由导出管3282排出。
在此，在图21所示的废水处理装置中，吸附材料3270绕轴线中心以预定的速度向图中箭头A方向阶段性地旋转。由此，吸附材料3270的完成吸附处理后的单位吸附单元向进行脱附处理的区域移动，并且，吸附材料3270的完成脱附处理后的部分向进行吸附处理的区域移动。因而，在该废水处理装置中，同时进行吸附处理和脱附处理，能够连续地进行净化处理。
另外，在利用图20和图21所示那样的形状的吸附材料3250、3270的情况下，虽也可以采用利用填充有粒状物的材料、填充有纤维状物的材料构成该吸附材料3250、3270的结构，但利用具有蜂窝状构造的材料构成更佳。其原因在于，通过利用具有蜂窝状构造的材料构成吸附材料3250、3270，能够将压力损失抑制为极低，处理能力增大，并且能够将垃圾等固态物所导致的堵塞的发生抑制为比较低。
实施方式8
图22是示出本发明的实施方式8的废水处理***的结构的示意图。另外，在图22中，省略与上述本发明的实施方式7的废水处理***3A同样的部分的图示。下面，参照该图22说明本实施方式的废水处理***3B的结构。
废水处理***3B
如图22所示，本实施方式的废水处理***3B与上述本发明的实施方式7的废水处理***3A的不同之处在于废水处理装置3200的结构。
在本实施方式的废水处理***3B中，在用于向废水处理装置3200导入加热气体的配管线路L3006上连接有用于向废水处理装置100导入气体的配管线路L3017，在配管线路L3006、L3017中分别设有用于切换这些配管线路L3006、L3017相对于废水处理装置3200的连接／非连接状态的阀V3209、V3210。
另外，在本实施方式的废水处理***3B中，在用于从废水处理装置3200排出脱附气体的配管线路L3007上连接有用于从废水处理装置3200排出去除废水的配管线路L3018，在配管线路L3007、L3018中分别设有用于切换这些配管线路L3007、L3018相对于废水处理装置3200的连接／非连接状态的阀V3211、V3212。另外，配管线路L3018的另一端连接于用于向废水处理装置3200导入一次处理水的配管线路L3002。
在本实施方式的废水处理***3B的废水处理装置3200中，在吸附处理与脱附处理之间实施脱水处理（清理处理）。具体地讲，与上述本发明的实施方式7的废水处理***3A的情况相同，在废水处理装置3200中，通过操作阀V3201～V3208的打开和关闭来使第1处理槽3210和第2处理槽3220交替地切换为吸附槽和脱附槽。
在切换为脱附槽时，首先，该脱附槽与配管线路L3017以及配管线路L3018连接，进行经由配管线路L3017向脱附槽导入气体并朝向吸附材料吹送由此吹散附着在吸附材料表面的剩余废水的脱水处理。被吹散的去除废水经由配管线路L3018以及配管线路L3002再次朝向废水处理装置3200供给。
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L3017和配管线路L3018的连接，将配管线路L3006和配管线路L3007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到脱附槽的气体，优选使用高温且适度更低的气体，例如使用升温到预定温度的干燥空气较佳。
通过采用以上说明的本实施方式的废水处理***3B那样的结构，由于在采用上述本发明的实施方式7的废水处理***3A那样的结构的情况下所得到的效果的基础上，从吸附元件3211、3221脱附有机化合物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***的效果。
另外，在上述本实施方式中，举例示出从废水处理装置3200排出的去除废水再次供给到该废水处理装置3200的情况进行了说明，但该去除废水也可以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。
实施方式9
图23是示出本发明的实施方式9的废水处理***的结构的示意图。另外，在图23中，省略与上述本发明的实施方式7的废水处理***3A和实施方式8的废水处理***3B相同的部分的图示。下面，参照该图23说明本实施方式的废水处理***3C的结构。
废水处理***3C
如图23所示，本实施方式的废水处理***3C与上述本发明的实施方式7的废水处理***3A和实施方式8的废水处理***3B的不同之处在于燃烧装置3400的结构。
在本实施方式的废水处理***3C中，在燃烧装置3400中还连接有一个热交换器3411，通过在燃烧装置3400中使从热交换器3410排出的分解气体与气体进行热交换，由此对废水处理装置3200的脱附工序所需要的加热气体进行预热。
配管线路L3019是用于将气体供给到热交换器3411的配管线路。配管线路L3006是用于将利用热交换器3411进行预热后的加热气体导入到废水处理装置3200的配管线路。另外，配管线路L3019、L3011是用于将从热交换器3410排出的分解气体经由热交换器3411排出到外部的配管线路。
在本实施方式的废水处理***3C的燃烧装置3400中，在热交换器3411中，使用从燃烧装置3400排出的分解气体对废水处理装置3200的加热气体实施预热。
通过采用以上说明的本实施方式的废水处理***3C那样的结构，在采用上述本发明的实施方式7的废水处理***3A以及废水处理***3B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3200所需要的加热气体的升温所需要的热量，因此，得到了能够形成可更加节能地对废水进行净化处理的废水处理***的效果。另外，在上述本实施方式中，也可以根据需要在废水处理装置3200中追加蒸气加热器、电加热器等加热部件。
以上说明的本发明的实施方式7～9的废水处理***3A、3B、3C的特征性结构能够互相组合。例如，也可以将包含图20和图21所示那样的结构的吸附材料3250、3270的废水处理装置应用于本发明的实施方式8以及实施方式9的废水处理***3B以及废水处理***3C的废水处理装置3200。
另外，在该情况下，废水处理装置3200构成为，在用于对吸附材料3250、3270进行脱附处理的区域中设置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3250、3270连接上述配管线路L3017、L3018，从而能够在吸附处理与脱附处理之间进行脱水处理。
另外，在以上说明的本发明的实施方式7～9中，作为废水处理***所具备的活性污泥处理装置，举例示出连续地进行处理的连续式活性污泥处理装置进行了说明，但当然也可以利用分批式地进行处理的分批式活性污泥处理装置。
另外，在上述本发明的实施方式7～9中，作为废水处理***所具备的活性污泥处理装置，虽举例示出使用沉淀槽进行固液分离的装置进行了说明，但除此之外也能够使用利用设置于曝气槽的膜进行膜分离的装置等各种结构的装置。如此，本发明能够应用的废水处理***所具备的活性污泥处理装置可以是任何形式的装置。
另外，在以上说明的本发明的实施方式7～9中，在没有特别示出泵、风机等流体输送部件、存储罐等流体贮存部件等构成元素的情况下进行了说明，这些构成元素根据需要配置在适当的位置即可。
如此，本次公开的上述实施方式7～9在所有的方面都仅是例示，不起限定作用。本发明的技术范围由权利要求划分，而且包含与权利要求的记载等同的含义和范围内的所有变更。
实施例3
下面，利用实施方式9的实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，利用下述的方法进行评价。
BET比表面积
BET比表面积是以几个点测量在液体氮的沸点（－195.8℃）环境下、相对压力0.0～0.15的范围内使相对压力上升时的氮吸附于试样的氮吸附量，利用BET曲线求出试样单位质量的表面积（m2／g）。
孔容
孔容利用相对压力0.95下的氮气的气体吸附法来测量。
平均细孔直径
平均细孔直径利用下式求出。
dp＝40000Vp／S（其中，dp：平均细孔直径（
Figure BDA00002828277000611
））
Vp：孔容（cc／g）
S：BET比表面积（m2／g）
有机化合物去除效果
将主要含有1，4－二氧六环1000mg／L、乙醛14000mg／L、乙二醇16000mg／L的废水作为原水。另外，排水量设为2.1m3／hr，原水中的有机化合物量为1，4－二氧六环2.1kg／hr、乙醛29.4kg／hr、乙二醇33.6kg／hr。导入温度50℃的水，测量废水处理装置、活性污泥处理装置、燃烧装置的入口和出口的水和气体中的1，4－二氧六环、乙二醇、乙醛浓度，计算有机化合物量，确认去除效果。
有机化合物浓度评价
利用气相色谱法分析测量入口及／或出口的水和气体中的浓度。
实施例3－1
在曝气温度60℃、曝气强度2.5min－1、风量11Nm3／min、滞留时间2hr的条件下，向有效曝气容量4.2m3的曝气槽3100导入处理水量2.1m3／hr的含有1，4－二氧六环1000mg／L（2.1kg／hr）、乙醛14000mg／L（29.4kg／hr）、乙二醇16000mg／L（33.6kg／hr）的原水，得到一次处理水。
此时的一次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1.1kg／hr以下、乙醛0.01kg／hr以下、乙二醇33.6kg／hr以下。另外，从曝气槽3100排出的曝气气体的有机物质浓度为1，4－二氧六环420ppm、乙醛24000ppm、乙二醇1ppm。使用蒸气量为60kg／hr以下。
接着，作为废水处理装置3200的吸附材料，制作两个使用平均细孔直径
Figure BDA00002828277000621
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、重量50kg的吸附元件，以处理水量2.1m3／hr导入上述的进行曝气处理后的一次处理水，得到二次处理水。
接着，使用空气作为废水处理装置3200的脱水工序时的气体，将脱水的风量设为60Nm3／min。使用120℃的空气作为脱附工序的加热气体，将脱附的风速设为60Nm3／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，形成切换循环。
此时的二次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1g／hr以下，乙醛0.5g／hr以下，乙二醇32.6kg／hr。另外，脱附气体中的有机化合物浓度为1，4－二氧六环200ppm以下，乙醛10ppm以下，乙二醇100ppm以下。
接着，使用由容量为3m3的原水调整槽、容量为7m3的稀释槽、容量均为125m3的两个载体流动曝气槽、容量为125m3的两个活性污泥槽和容量为25m3的沉淀槽构成的活性污泥处理装置3300，导入从废水处理装置3200排出的二次处理水，得到三次处理水。向上述载体流动曝气槽投入聚乙烯醇交联凝胶载体（直径约4mm）12.5m3。
另外，由于上述三次处理水中的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水进行稀释，以21m3／hr导入到载体流动曝气槽以及活性污泥槽。此时的三次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1g／hr以下，乙醛浓度0.1g／hr以下，乙二醇浓度0.2kg／L以下，能够良好地处理。另外，产生的剩余污泥量较少，为0.6t／天，。
图24示出使用本实施例的废水处理***实施500小时之后的处理水中的有机化合物量、实用消耗量和污泥量。其结果是，即使在500小时之后也能够稳定地进行处理。
通过利用曝气槽3100使乙醛、1，4－二氧六环挥发去除，由此降低对废水处理装置3200以及活性污泥处理装置3300的负荷量，并且，通过利用废水处理装置3200高效地吸附去除在活性污泥处理装置3300中难以处理的1，4－二氧六环，并利用活性污泥处理装置3300中将乙二醇生物分解，由此能够高效地进行排水处理。另外，关于废水处理装置3200，因其连续地进行吸附和脱附地进行处理，故而性能不会降低，能够稳定地以高效率进行处理。
接着，若连接从上述曝气槽3100排出的曝气气体的管道和从废水处理装置3200排出的脱附气体的管道测量混合废气的浓度，则1，4－二氧六环为300ppm，乙醛为3400ppm，乙二醇为100ppm。
接着，在燃烧装置3400中设置铂金催化剂作为燃烧装置3400的催化剂，以风量71Nm3／min供给从上述曝气槽3100排出的曝气气体和从废水处理装置3200排出的脱附气体的混合废气，利用热交换器和预热加热器升温至300℃之后使其与催化剂接触，利用催化剂使混合废气中的有机化合物氧化分解，得到分解气体。分解气体中的1，4－二氧六环、乙醛、乙二醇浓度分别为1ppm以下，能够良好地处理。
另外，若随时间流逝测量燃烧装置3400的出口温度，则出口平均温度为450℃，若以热交换率60%进行估算，由于仅利用与来自燃烧装置3400的分解气体之间的热交换就能够使混合废气大致升温至300℃，因此，在预热加热器中使用电加热器时的消耗电力能够降至0.1kWh以下。
另外，若测量从图19所示的热交换器3410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℃，在以图19所示的热交换器3411的热交换率50%进行估算时，由于仅利用热交换就能够使废水处理装置3200所需要的加热气体升温，因此，使用蒸气加热器进行加热时的使用蒸气量能够降至0.1kg／hr以下。
图24示出使用本实施例的废水处理***实施500小时之后的处理气体中的各有机化合物浓度、实用消耗量和污泥量。其结果是，即使在500小时之后也能够稳定地以较少的实用消耗量进行处理。由于在从上述废水处理装置3200排出的脱附气体的基础上，还混合从上述曝气槽3100排出的低风量且有机化合物浓度较高、并且浓度变动较小的曝气气体进行处理，因此，能够生成稳定的燃烧热量，能够削减热回收所导致的消耗能量。
比较例3－1
使用由容量为9m3的原水调整槽、容量为21m3的稀释槽、容量均为300m3的两个载体流动曝气槽、容量为300m3的两个活性污泥槽和容量为75m3的沉淀槽构成的活性污泥处理装置3300，导入在实施例3－1中使用的原水，得到处理水。向上述载体流动曝气槽投入聚乙烯醇交联凝胶载体（直径约4mm）30m3。
另外，由于原水的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水进行稀释，以55m3／hr导入到载体流动曝气槽以及活性污泥槽。如图24所示，此时的处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环2.1kg／hr以下，乙醛浓度0.5kg／hr以下，乙二醇浓度0.2kg／hr以下，能够良好地对乙醛、乙二醇进行处理，但完全无法处理1，4－二氧六环。另外，如图24所示，产生的剩余污泥量为2t／天，是实施例3－1的污泥量的约4倍。
比较例3－2
接着，作为废水处理装置3200的吸附材料，制作两个使用平均细孔直径
Figure BDA00002828277000651
BET比表面积1500m2／g、总孔容0.47m3／g的活性碳纤维的、重量100kg的吸附元件，以处理水量2.1m3／hr导入在实施例3－1中使用的原水，得到一次处理水。
接着，使用空气作为废水处理装置3200的进行脱水工序时的气体，将脱水的风量设为120Nm3／min。使用120℃的空气作为脱附工序的加热气体，将脱附的风速设为120Nm3／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，形成切换循环。此时的一次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1g／hr以下，乙醛28.4kg／hr以下，乙二醇31.6kg／L以下。另外，脱附气体中的有机化合物浓度为1，4－二氧六环120ppm，乙醛280ppm，乙二醇20ppm。
接着，使用由容量为3m3的原水调整槽、容量为21m3的稀释槽、容量均为300m3的两个载体流动曝气槽、容量为300m3的两个活性污泥槽以及容量为75m3的沉淀槽构成的活性污泥处理装置3300，导入从废水处理装置3200排出的一次处理水，得到二次处理水。向上述载体流动曝气槽投入聚乙烯醇交联凝胶载体（直径约4mm）30m3。
另外，由于上述一次处理水中的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水进行稀释，以55m3／hr导入到载体流动曝气槽和活性污泥槽。
如图24所示，此时的二次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1g／hr以下，乙醛浓度0.5kg／hr以下，乙二醇浓度0.2kg／hr以下，能够良好地处理。但是，产生的剩余污泥量为2t／天，是实施例3－1的污泥量的约4倍。
接着，在燃烧装置3400中设置铂金催化剂作为燃烧装置3400的催化剂，以风量120Nm3／min供给从上述废水处理装置3200排出的脱附气体，在利用热交换器和预热加热器升温至300℃之后使其与催化剂接触，利用催化剂使脱附气体中的有机化合物氧化分解，得到分解气体。分解气体中的有机化合物浓度如图24所示，1，4－二氧六环、乙醛、乙二醇分别为1ppm以下，能够良好地处理。
另外，若随时间流逝测量燃烧装置3400的出口温度，则出口平均温度为330℃，若以热交换率60%进行估算，由于仅利用与来自燃烧装置3400的分解气体之间的热交换无法使脱附气体升温至220℃，因此，如图24所示，为了预热至300℃而使用电加热器时的消耗电力为200kWh。
另外，若测量从热交换器3410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℃，若以热交换器411的热交换率50%进行估算，由于仅利用热交换就能够使废水处理装置3200所需要的加热气体升温，因此如图24所示，使用蒸气加热器进行加热时的使用蒸气量能够降至0.1kg／hr以下。
比较例3－3
在曝气温度80℃、曝气强度2.5min－1、风量55Nm3／min、滞留时间10hr的条件下，向有效曝气容量21m3的曝气槽3100导入在实施例3－1中使用的原水，得到一次处理水。
此时的一次处理水中的有机化合物量为1，4－二氧六环1g／hr以下、乙醛0.01kg／hr以下、乙二醇33.6kg／hr以下。
另外，从曝气槽3100排出的曝气气体的有机物质浓度为1，4－二氧六环120ppm、乙醛4500ppm、乙二醇1ppm以下。但是，如图24所示，加温所需要的投入蒸气量为1000kg／hr以上，使用非常多的蒸气量。
接着，使用与实施例3－1相同的的活性污泥处理装置3300，导入从上述曝气槽3100排出的一次处理水，得到二次处理水。另外，由于上述一次处理水中的有机化合物浓度较高，对于微生物负荷较高，因此，利用从稀释槽供给的工业用水进行稀释，以21m3／hr导入到载体流动曝气槽和活性污泥槽。
此时的二次处理水中的有机化合物量如图24所示，1，4－二氧六环为1g／hr以下，乙醛浓度为0.5g／hr以下，乙二醇浓度为0.2kg／hr以下，能够良好地处理。另外，产生的剩余污泥量较少，为0.6t／天。
接着，在燃烧装置3400中设置铂金催化剂作为燃烧装置的催化剂，以风量55Nm3／min供给从上述曝气槽3100排出的曝气气体，在利用热交换器和预热加热器升温至300℃之后使其与催化剂接触，利用催化剂使脱附气体中的有机化合物氧化分解，得到分解气体。此时的分解气体中的有机化合物浓度如图24所示，1，4－二氧六环、乙醛、乙二醇分别为1ppm以下，能够良好地处理。
另外，若随时间流逝测量燃烧装置3400的出口温度，则出口平均温度为450℃，若以热交换率60%进行估算，由于仅利用与来自燃烧装置3400的分解气体之间的热交换就基本能够使曝气气体升温至300℃，因此如图24所示，使用电加热器时的消耗电力能够降至0.1kWh以下。
本次公开的上述各实施方式以及各实施例在所有的方面都仅是例示，不应当被认为起限制作用。本发明的范围不利用上述说明进行表示，而是利用权利要求书进行表示，并意旨包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
附图标记说明
1A、1B、1C、2A、2B、2C、3A、3B、3C废水处理***；1100、2200、3200废水处理装置；1110、2210、3210第1处理槽；1111、1121、2211、2221吸附元件；1120、2220、3220第2处理槽；1150、1170、2250、2270、3211、3221、3250、3270吸附材料；1161、2261、3261旋转轴；1175、2275、3275单位吸附单元；1181、2281、3281导入管；1182、2282、3282导出管；1185、2285、3285框体；1200、3300活性污泥处理装置；1210、2100、3100、3310曝气槽；1211、2111、3111、3311曝气装置；1220、3320沉淀槽；1300、2300、3400燃烧装置；1310、2310、2311、3410、3411热交换器；1320、2320、3420燃烧炉；1321、2321电热加热器；3112加温装置；L1001～L1015、L2001～L2014、L3001～L3019配管线路；V1101～V1112、V2201～V2212、V3201～V3212阀。

Claims (15)

1.一种废水处理***，该废水处理***通过从含有有机物质的废水去除有机物质来对该废水进行净化，其特征在于，
该废水处理***包括：
曝气槽（2100），其通过对含有有机物质的废水进行曝气处理而从废水中使有机物质挥发去除，并使含有有机物质的曝气气体排出；
废水处理装置（2200），其连接于上述曝气槽（2100），且包含通过与含有有机物质的废水接触来吸附有机物质并通过与加热气体接触来使所吸附的有机物质脱附的吸附元件（2211、2221），通过向上述吸附元件（2211、2221）供给废水，从而使有机物质吸附于上述吸附元件（2211、2221）并作为处理水排出，通过向上述吸附元件（2211、2221）供给加热气体，从而使有机物质从上述吸附元件（2211、2221）脱附并作为含有有机物质的脱附气体排出；以及
燃烧装置（2300），其连接于上述曝气槽（2100）以及上述废水处理装置（2200），通过使从上述曝气槽（2100）以及上述废水处理装置（2200）排出的含有有机物质的曝气气体与脱附气体的混合气体燃烧来进行氧化分解，排出分解气体；
上述废水处理装置（2200）通过使上述吸附元件（2211、2221）的完成脱附处理后的部分转移至进行吸附处理的部分，并且使上述吸附元件（2211、2221）的完成吸附处理后的部分转移至进行脱附处理的部分，从而能够连续地对处理水进行处理。
2.根据权利要求1所述的废水处理***，其特征在于，
上述废水处理装置（2200）通过向上述吸附元件（2211、2221）吹送气体来吹散附着于上述吸附元件（2211、2221）的剩余的废水，并将该剩余的废水作为去除废水排出。
3.根据权利要求2所述的废水处理***，其特征在于，
从上述废水处理装置（2200）排出的去除废水作为废水被再次供给至上述废水处理装置（2200）。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的废水处理***，其特征在于，
上述吸附元件（2211、2221）包含从由活性炭、活性碳纤维和沸石构成的组选择的至少一种吸附材料。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的废水处理***，其特征在于，
上述废水处理***构成为，使从上述燃烧装置（2300）排出的分解气体进行热交换，从而对上述废水处理装置（2200）的加热气体进行预热。
6.一种废水处理***，该废水处理***通过从含有有机化合物的废水去除有机化合物来对该废水进行净化，其特征在于，
该废水处理***包括：
曝气槽（3100），其通过对含有有机物质的废水进行曝气处理而将曝气处理后的废水作为从废水中挥发去除有机化合物后的一次处理水排出，并排出含有有机化合物的曝气气体；
废水处理装置（3200），其包含通过与含有有机化合物的上述一次处理水接触来吸附有机化合物并通过与加热气体接触来使所吸附的有机化合物脱附的吸附元件（3211、3221），通过向上述吸附元件（3211、3221）供给上述一次处理水，使有机化合物吸附于上述吸附元件（3211、3221）并作为二次处理水排出，通过向上述吸附元件（3211、3221）供给加热气体，使有机化合物从上述吸附元件（3211、3221）脱附并作为含有有机化合物的脱附气体排出，通过使上述吸附元件（3211、3221）的完成脱附处理后的部分转移至进行吸附处理的部分，并且使上述吸附元件（3211、3221）的完成吸附处理后的部分转移至进行脱附处理的部分，从而能够连续地对二次处理水进行处理；
活性污泥处理装置（3300），其具有包含用于分解有机化合物的微生物在内的活性污泥，通过使上述二次处理水与该活性污泥接触，利用微生物分解而去除有机化合物，并作为三次处理水排出；以及
燃烧装置（3400），其连接于上述曝气槽（3100）以及上述废水处理装置（3200），使从上述曝气槽（3100）和废水处理装置（3200）排出的含有有机化合物的曝气气体与脱附气体的混合废气燃烧来进行氧化分解，排出分解气体。
7.根据权利要求6所述的废水处理***，其特征在于，
上述废水处理装置（3200）通过向上述吸附元件（3211、3221）吹送气体来吹散附着于上述吸附元件（3211、3221）的剩余的废水，并将该剩余的废水作为去除废水排出。
8.根据权利要求7所述的废水处理***，其特征在于，
上述废水处理***构成为，将从上述废水处理装置（3200）排出的去除废水作为废水再次供给至上述废水处理装置（3200）。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的废水处理***，其特征在于，
上述吸附元件（3211、3221）包含从由活性炭、活性碳纤维和沸石构成的组选择的至少一个构件。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的废水处理***，其中，
上述废水处理***构成为，使从上述燃烧装置（3400）排出的分解气体进行热交换，从而对上述废水处理装置（3200）的加热气体进行预热。
11.一种废水处理***，该废水处理***通过从含有有机化合物的废水去除有机化合物来对该废水进行净化，其特征在于，
该废水处理***包括：
废水处理装置（1100），其包含通过与含有有机化合物的废水接触来吸附有机化合物并通过与加热气体接触来使所吸附的有机化合物脱附的吸附元件（1111、1121），通过向上述吸附元件（1111、1121）供给废水，使有机化合物吸附于上述吸附元件（1111、1121）并作为一次处理水排出，通过向上述吸附元件（1111、1121）供给加热气体，使有机化合物从上述吸附元件（1111、1121）脱附，并作为含有有机化合物的脱附气体排出；以及
活性污泥处理装置（1200），其连接于上述废水处理装置（1100），具有包含用于分解有机化合物的微生物在内的活性污泥，通过使从上述废水处理装置（1100）排出的一次处理水与该活性污泥接触，利用微生物分解而去除有机化合物，并作为二次处理水排出；
上述废水处理装置（1200）通过使上述吸附元件（1111、1121）的完成脱附处理后的部分转移至进行吸附处理的部分，并且使上述吸附元件（1111、1121）的完成吸附处理后的部分转移至进行脱附处理的部分，从而能够连续地对废水进行处理。
12.根据权利要求11所述的废水处理***，其特征在于，
上述废水处理装置（1200）通过向上述吸附元件（1111、1121）吹送气体来吹散附着于上述吸附元件（1111、1121）的剩余的废水，并将该剩余的废水作为去除废水排出。
13.根据权利要求12所述的废水处理***，其特征在于，
从上述废水处理装置（1200）排出的去除废水作为废水再次供给至上述废水处理装置（1200）。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的废水处理***，其特征在于，
上述吸附元件（1111、1121）包含从由活性炭、活性碳纤维和沸石构成的组选择的至少一个构件。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的废水处理***，其特征在于，
该废水处理***具备燃烧装置，该燃烧装置连接于上述废水处理装置（1200），使从上述废水处理装置排出的脱附气体燃烧来进行氧化分解，并排出分解气体。
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