水处理装置，其包括除去水中含有的成分的单元和使用多孔成形体作为吸附剂的离子吸附单元，其中该多孔成形体包含含有有机聚合物树脂的原纤维和无机离子吸附剂。所述原纤维形成在所述外表面开口的连通孔，且具有内腔，每个内腔的至少一部分在所述原纤维的表面开孔。所述无机离子吸附剂被负载在所述原纤维的外表面上和所述原纤维的内腔的表面上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水处理装置和对水进行处理以减少和除去水(例如污 水、食品厂排水、化工厂排水、自来水、海水、河水、湖水和地下水中) 含有的特定离子或全部离子从而使其达到非常低的浓度的方法。
技术介绍
作为处理有机排水(例如污水和食品厂排水)的方法，已知有活性污 泥法、生物膜法和稳定池法等。但是，由于在这些方法的处理装置中产生 大量的剩余污泥，因此需要污泥处理装置，例如脱水器、干燥器和焚化器。 由于排水中的高砩浓度会引起诸如封闭水域内的富营养化等问题，因此通过COD和氮的浓度对排水中的磷浓度进行调控。近年来，已经提出许多产生少量的剩余污泥的有机排水处理方法，其 实例包括溶菌-潜在增殖法、维持代谢法、解偶联代谢法、维持代谢法和细 菌捕食法(非专利文献l)。溶菌-潜在增殖法溶解污泥来促进潜在的增殖 作用，除了专利文献1 (JP-A-07-l 16685)中描述的臭氧法和专利文献2 (JP-A-11-235598)中描述的嗜热菌法。维持代谢法的实例包括专利文献3 (JP-A-2005-46748 )中描述的膜生物反应器法，溶解污泥的实例包括氯法、 球磨法、高速旋转盘法、超声波法、水热法和化学试剂添加法。解偶联代 谢法的实例包括使用化学解偶联试剂的方法。细菌捕食法的实例包括两-步体系。上述的有机排水处理方法各自具有优点和缺点。但是，上述方法具有 下述问题与产生大量的剩余污泥的情况相比，其处理水中的磷浓度增大。 因此，需要一种能够产生少量的剩余污泥并且有效地降低处理水中的磷浓度的处理有机排水的方法。另一方面，作为处理几乎不含有有机成分(例如陶瓷厂排水的COD) 的无4几排水的方法，已知一种通过凝聚-沉淀处理或离子吸附处理来减少和 除去排水中含有的离子的方法。凝聚-沉淀法可以处理以较高浓度含有待除 去的离子的排水。但是，其需要加入大量化学试剂以实现其中将处理水中 待除去的离子的浓度调节为lmg/L或更低的所谓高级处理，不幸的是，还会产生大量的污泥。另一方面，虽然离子吸附处理在对排水的所述高级处理中表现优异，但是其需要大量吸附剂来吸附含有高浓度待除去的离子的排水，并且还会 增加吸附剂的再生频率。因此，不幸的是还需要大量的化学试剂用于再生 所述吸附剂，从而提高了运行成本。于是，考虑一种将凝聚沉淀处理与离子吸附处理串联组合以处理排水 的方法作为解决凝聚沉淀处理和离子吸附处理各自的问题的方法 (JP-A-10-314798 (专利文献4)和JP-A-2001-276814 (专利文献5))。 该方法粗略除去待除去的离子，即凝聚沉淀处理的排水中含有的离子，并 将其中待除去的离子已被清除至一定程度的凝聚沉淀处理水供至随后的离 子吸附处理。由于用于离子吸附处理的吸附剂通过进行吸附固定量而被饱 和，因此甚至在这种情况下也要使用再生溶液进行再生处理。该再生处理 会产生含有待除去的离子(即从所述吸附剂中脱附的离子)的再生排液。 不过，该处理将所述排液返回到所述凝聚-沉淀处理中以再次处理该排液。但是， 一直需要一种用于无机排水的更有效地提供含有低浓度待除去 的离子的处理水的方法。此外，作为由无机排7jC^供高纯度水的处理方法，已知使用反渗透膜 装置、电除盐装置、蒸馏装置和使用离子交换树脂的离子交换装置等的处 理方法。然而，出于各个处理方法的特性与用于处理的未净化水中含有的离子 的浓度之间的关系等原因，经常出现不能将某种类型的离子清除至所希望 水平的情况。例如，使用反渗透膜装置处理海水而制得的处理水(淡水)具有通常满足WHO水质指导值的7K质量。但是，难以只将硼调整至WHO推荐值 (0.5ppm)或更低。因此，JP-A-10-85743 (专利文献6)提出了 一种同时使用反渗透膜装 置和离子交换装置的处理海水的方法，其中所述离子交换装置使用硼选择 性的离子交换树脂以将硼浓度调整至WHO推荐值或更低。但是，由于所述硼选择性的离子交换树脂的硼吸附能力并不是非常大， 因此所述硼选择性的离子交换树脂存在经济问题，例如所述离子交换装置 的规^莫增大和所述离子交换树脂的再生频率和交换频率增加。甚至在电除盐装置处理自来水以制备超纯水时，取决于未净化水的类 型在未充分除去硼的情况下可能不能充分获得超纯水的水质。甚至在这种 情况下，使用利用所述硼选择性的离子交换树脂的离子交换装置对经电除 盐装置处理的水进行后处理(JP-A-8-89956 (专利文献7))。但是，该处 理存在经济问题，例如所述离子交换装置的皿增大和所述离子交换树脂 的再生频率和交换频率增加。如上所述，在多种水处理领域中需要能够有效地减少和除去水中含有 的离子至低浓度的装置和方法。专利文献l: JP-A-07-116685专利文献2: JP-A-11-235598专利文献3: JP-A-2005-46748专利文献4: JP-A-10-314798专利文献5: JP-A-2001-276814专利文献6: JP-A-10-85743专利文献7: JP-A-08-89956非专利文献1: Y. Wei等人，"Minimization of excess sludge production for biological wastewater treatment" ， Water Research, 37( 18 )， 4453-4467 (2003 )
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供一种水处理装置和一种水处理方法，其能够有效 地减少和除去水(例如污水、食品厂排水、化工厂排水、自来水、海水、 河水、湖水和地下水)中含有的特定离子或全部离子从而使其达到非常低 的浓度。解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术者进行了广泛的研究，结果发现具有特定 结构的多孔成形体对水中含有的多种离子显示非常高的吸附性能。本专利技术者发现通过将所述多孔成形体与水接触和将用于吸附和除去水中含有的离子的吸附单元与另外的除去水中含有的成分的单元组合可以解决上述问题，并且基于上述发现完成了本专利技术。也就是说，本专利技术如下所示。1. 一种水处理装置，其包括除去水中含有的成分的单元；和使用多孔成形体作为吸附剂的离子吸附单元，其中该多孔成形体包含含有有机聚合物树脂的原纤维，和无机离子吸附材料；所述原纤维形成在所述成形体的外表面开口的连通孔，且具有内腔， 每个所述内腔通过各内腔的至少一部分在所述原纤维的表面开孔；和所述无才几离子吸附材料,皮负载在所述原纤维的外表面上和所述原纤维 的内腔的表面上。2. 根据项1的水处理装置，其中所述多孔成形体在该成形体的表面附 近具有连通孔的最大孔径层。3. 根据项1或2的水处理装置，其中所述有机聚合物树脂包含选自乙 烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PS)和聚偏二氟 乙烯(PVDF)的至少一种。4. 根据项1~3中任一项的水处理装置，其中 所述无机离子吸附材料包含下式(I)代表的至少一种金属氧化物MNxOn mH20 (I)其中x为0 3; n为l 4; m为0~6; M和N彼此不同，并且为选自 Ti、 Zr、 Sn、 Sc、 Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、 Al、 Si、 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水处理装置，其包括： 除去水中含有的成分的单元；和 使用多孔成形体作为吸附剂的离子吸附单元，其中 该多孔成形体包含含有有机聚合物树脂的原纤维，和无机离子吸附材料； 所述原纤维形成在所述成形体的外表面开口的连通孔，且具有内腔，每个所述内腔通过各内腔的至少一部分在所述原纤维的表面开孔；和 所述无机离子吸附材料被负载在所述原纤维的外表面上和所述原纤维的内腔的表面上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：绿川一郎，大森昭浩，清水正，
申请(专利权)人：旭化成化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。