特表 2023-542144 流体処理方法および設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-05

(54)【発明の名称】流体処理方法および設備

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/28 20230101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

C02F1/28 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023517338

(86)(22)【出願日】2021-09-16

(85)【翻訳文提出日】2023-05-09

(86)【国際出願番号】 EP2021075524

(87)【国際公開番号】W WO2022058446

(87)【国際公開日】2022-03-24

(31)【優先権主張番号】2009442

(32)【優先日】2020-09-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517366002

【氏名又は名称】スエズ インテルナシオナール

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】デレイア，メラニエ

(72)【発明者】

【氏名】トリコテット，ルドヴィク

【テーマコード（参考）】

4D624

【Ｆターム（参考）】

4D624AA01

4D624AA04

4D624AA05

4D624AB04

4D624BA02

4D624BB01

4D624BC01

4D624CA01

4D624DA01

4D624DB02

4D624DB03

4D624DB06

4D624DB14

4D624DB18

(57)【要約】

本発明は、流体の下降流を処理ステーション内の粒状活性炭床を通過させることによって、汚染物質を含有する流体、特に液体、特に水を処理する方法に関し、この方法は、活性炭の少なくとも１回の注入および活性炭の少なくとも１回の抽出を含む、活性炭の部分的な更新を含む。本発明はまた、本発明の流体処理方法の実施に適した設備に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の下降流を処理ステーション内の粒状活性炭床を通過させることによって、汚染物質を含有する流体、特に液体、特に水を処理する方法であって、前記方法は、活性炭の少なくとも１回の注入および活性炭の少なくとも１回の抽出を含む、活性炭の部分的な更新を含む、方法。

【請求項2】

活性炭の各注入は、前記方法の中断段階中に行われる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

活性炭が注入され、活性炭が抽出されない少なくとも１つの中断段階を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

処理対象の流体の流れの中断と、
前記処理ステーションへの活性炭の注入と、
前記活性炭から微粒子を除去するステップと、
処理対象の流体の流れの再始動と、
を連続的に含む中断段階を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

微粒子を除去する前記ステップは、０．２ｍｍ未満のサイズを有する石炭微粒子を除去する、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

微粒子を除去する前記ステップは逆流で実施される、請求項４または５に記載の方法。

【請求項7】

前記活性炭床は固定活性炭床である、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記方法の下流の流体の必要性に適した中断段階を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

別個の中断段階中に実施される微粒子を除去する少なくとも１つのステップと少なくとも１つの洗浄ステップとを含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の方法を実施するための設備であって、前記設備は、処理ステーション（１）を備え、前記処理ステーションは、
活性炭粒子（２）と、
処理対象の前記流体を前記処理ステーションに供給するために構成された開口部（３）と、
粒状活性炭を前記処理ステーションに注入するために構成された開口部（４）と、
活性炭床を通過した後に処理済み流体を回収するために構成された開口部（５）と、
前記処理ステーションから粒状活性炭を抽出するために構成された開口部（６）と、
を備える、設備。

【請求項11】

前記処理ステーション（１）は、洗浄ステップまたは微粒子除去ステップ中に前記処理ステーションに空気を供給するために構成された開口部（７）をさらに備え、前記開口部（７）は、優先的には前記開口部（６）よりも低い高さに位置する、請求項１０に記載の設備。

【請求項12】

前記開口部（６）に接続された、前記処理ステーションの下流の液圧回路をさらに備える、請求項１０または１１に記載の設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、活性炭床に流体を通過させることによって、流体、特に水、特に飲料水化される水、および都市排水または産業排水を処理する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

流体の処理、特に飲料水の製造、または排水の処理のために、原水または排水に含まれる有機汚染物質の量の低減が、当該物質を吸着するステップによって提案され得る。

【0003】

実際、資源で観察される有機汚染物質（天然有機物および人為的または天然起源の微小汚染物質）の負荷の増加は、飲料水生産者および排水処理事業者がその処理施設を改修しなければならないことを意味し、これは品質目標を達成することができなくなっている。飲料水の製造業者は、新たな処理設備を設計する際に、有機汚染物質のそのような負荷の増加に直面する。最後に、自然環境に排出する前の産業またはサービス産業の排水、あるいは直接または間接的に飲用可能にされる排水（廃水）に関係するかどうかにかかわらず、排水処理オペレータはまた、有機汚染物質のより多い存在を考慮する処理から利益を得ることができる。有機汚染物質によるこのような著しい汚染を考慮することは、特に活性炭を使用する精製設備、特に粒状活性炭床（ＧＡＣ）によるろ過および／または吸着の設計または改修段階のような追加を含むことができる。

【0004】

水処理の分野では、合成起源の有機微小汚染物質の出現を考慮することは、特にそれらが少量で存在する場合、依然として改善する必要がある。

【0005】

より具体的には、新興汚染物質の一部は、小分子、極性分子または親水性分子の形態の汚染物質であるかどうかにかかわらず、吸着が困難である。したがって、特に、農薬代謝産物は、粒状活性炭を用いた吸着工程などの吸着ステップの下流で見出すことができる。処理施設の終端におけるそのような新興汚染物質のレベルは、汚染物質が特別に規制されている場合、またはまだ規制されていない新興汚染物質について予想されなければならないリスクを伴い得る場合、規制閾値を超える可能性がある。

【0006】

さらに、定期的な更新のために装備されたものであっても、活性炭を用いた精製処理施設は、除去がより困難な新興汚染物質に適応するように設計されることなく、特定の従来の汚染物質用に設計されている。

【0007】

特許文献１の文献から、有機物または他の天然または人工の汚染物質を保持するために活性炭フィルタまたは活性炭反応器を使用することが知られている。特に、特許文献１は、活性炭床からなるフィルタを洗浄するさらなる段階で、かなりの膨張なしに粒状活性炭床を上昇流中で使用することを提案している。洗浄は、床の実質的な膨張によって行われる。そのようなタイプの方法は、一般に、炭素フィルタへの注入の上流で微粒子の処理を必要とし、流体の最小流量でのみ機能することができる。

【0008】

従来の炭素フィルタを水処理に使用する方法は知られているが、このようなタイプの方法は、活性炭を処理対象の流体の品質に調整し、汚染物質の量を維持し、連続的に制御するために使用することができない。

【0009】

したがって、水などの流体の処理を改善して、特に除去することが困難な新しい汚染物質を、特にそれらが小さい割合で存在する場合は含むようにする必要があり、その一方で必要な設備を単純化するか、さらには低減する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】ＦＲ３００３４７７

【発明の概要】

【0011】

そのような目標は、本発明の新しい方法によって達成される。

【0012】

本発明は、流体の下降流を処理ステーション内の粒状活性炭床を通過させることによって、汚染物質を含有する流体、特に液体、特に水を処理する方法に関し、当該方法は、活性炭の少なくとも１回の注入および活性炭の少なくとも１回の抽出を含む、活性炭の部分的な更新を含む。

【0013】

一実施形態によれば、活性炭の各注入は、本方法の中断段階中に行われる。

【0014】

優先的には、本発明の方法は、活性炭が注入され、活性炭が抽出されない少なくとも１つの中断段階を含む。

【0015】

優先的には、本発明の方法は、
処理対象の流体の流れの中断と、
処理ステーションへの活性炭の注入と、
活性炭から微粒子を除去するステップと、
処理対象の流体の流れの再始動と、
を連続的に含む中断段階を含む。

【0016】

優先的には、上記の実施形態によれば、微粒子を除去するステップは、０．２ｍｍ未満のサイズを有する炭素微粒子を排除することを可能にする。

【0017】

優先的には、微粒子を除去するステップは、逆流で実施される。

【0018】

本発明の一実施形態によれば、活性炭床は固定活性炭床である。

【0019】

優先的には、本方法は、本方法の下流の流体の必要性に適した中断段階を含む。

【0020】

一実施形態によれば、本発明の方法は、別個の中断段階中に実施される微粒子を除去する少なくとも１つのステップと少なくとも１つの洗浄ステップとを含む。

【0021】

本発明はさらに、本発明による方法を実施するための設備に関し、当該設備は、処理ステーション１を備え、当該処理ステーションは、
活性炭粒子２と、
処理対象の流体を処理ステーションに供給するために構成された開口部３と、
粒状活性炭を処理ステーションに注入するために構成された開口部４と、
活性炭床を通過した後に処理済み流体を回収するために構成された開口部５と、
処理ステーションから粒状活性炭を抽出するために構成された開口部６と、
を備える。

【0022】

一実施形態によれば、処理ステーション１は、洗浄ステップまたは微粒子除去ステップ中に処理ステーションに空気を供給するために構成された開口部７をさらに備え、当該開口部７は、優先的には開口部６よりも低い高さに位置する。

【0023】

一実施形態によれば、設備は、開口部６に接続された、処理ステーションの下流の液圧回路をさらに備える。

【0024】

本発明の方法は、活性炭の最適な使用に起因して、規制要件を満たす飲料水を得るために使用することができ、これはすべて、大きな機器を必要としない簡単な設備で行うことができる。

【0025】

より具体的には、有利な実施形態によれば、活性炭は、例えば中断ステップ中に処理ステーション内で直接実施することができる微粒子を除去するステップを使用して、前処理なしで処理ステーションに直接注入することができる。本発明の方法は、活性炭反応器（フィルタ）の洗浄ポンプが微粒子を除去するのに適しているので、微粒子を除去するための高価で大きな機器を不要にすることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態による処理ステーションを示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明は、流体の下降流を粒状活性炭（ＧＡＣ）の床を通過させることによって、汚染物質を含有する流体、特に液体、特に水を処理する方法に関し、本方法は、処理ステーションへの活性炭（新しいおよび／または再生）の少なくとも１回の注入および処理ステーションからの活性炭（使用済み）の少なくとも１回の抽出を含む、活性炭の部分的（または段階的）更新を含む。

【0028】

提案された処理方法は、処理対象の流体に含まれる汚染物質を除去することを目的とする。処理対象の流体は、水、特に飲料水化される水、および自然環境に排出する前の都市または工業排水（特に、液体廃棄物貯蔵排水である浸出液）、直接的または間接的のいずれかで飲料水化される排水（都市排水である廃水など）であってもよい。

【0029】

以下の文書において、「汚染物質」という用語は、有機物と微小汚染物質の両方を指す。微小汚染物質は、非常に低い濃度（マイクログラム／リットルまたはナノグラム／リットル）で環境中で検出可能な望ましくない物質として定義することができる。水中の微小汚染物質の存在は、少なくとも部分的には、人間の活動（工業的方法、農作業または薬物および化粧品残留物）に起因する。微小汚染物質は、そのような非常に低い濃度で、その毒性、その持続性およびその生物蓄積のために、または感覚刺激の問題（特に飲料水化される水を処理するときに関連する味または臭気）のために、生物に悪影響を及ぼす可能性があることを特徴とする。多くの（１１０，０００を超える分子が欧州の規制によって列挙されている）および多様な微小汚染物質が存在する。汚染物質の多様性により、それらの起源、それらの性質、またはそれらの非常に異なる化学的特性に従ってそれらを分類することができる。それにより、微小汚染物質は、天然起源（例えば、メチルイソボルネオールもしくはＭＩＢを含む土壌分解から生じる化合物、または細菌残留物）、植物起源（例えば、ミクロシスチンを含む藻類代謝産物）、動物またはヒト起源を有することができる。微小汚染物質は、その性質に従って分類することができ、例えば、ＰＯＣ（極性有機化合物）と略記される極性有機化合物またはＭＯＣ（金属有機化合物）と略記される有機金属化合物などである。微小汚染物質は、洗剤、金属、炭化水素、農薬、化粧品、または医薬品など、非常に異なる化学的特性を有し得る。

【0030】

特定の実施形態によれば、汚染物質は、汚染物質に含まれる微生物などの天然および／または合成有機物質である。一例として、限定されないが、処理対象の流体は、農薬および／または農薬代謝産物を含有し得る。

【0031】

優先的には、処理対象の流体は、水などの液体である。特に好ましい実施形態によれば、本発明の方法は、飲料水を処理する方法である。

【0032】

処理対象の水は原水と呼ぶことができ、処理対象の水は、例えば、水路から取り出すことができ地表水と呼ばれ、または掘削孔を通して取り出すことができ地下水と呼ばれる。処理対象の水はまた、都市排水（都市廃水としても知られる廃水など）または工業排水であり得る。

【0033】

活性炭床を通過する前に、収集された水は、例えば粒子状またはコロイド状物質を保持するための凝集によって行われる分離を得るために、場合によっては、その後に、ろ過、特に砂ろ過が続く、例えばデカンタまたはフロータによる前処理段階、例えば清澄化、に供することができる。前処理の性質は、処理対象の流体の起源に依存し得る。処理対象の資源が地下水である場合、表面水と同様に、前処理ステップを特に省くことができる。排水の場合、例えば清澄化の上流で、生分解をさらに含む前処理を提供することが有利である。

【0034】

典型的には、本発明の方法は、少なくとも１つの処理ステーションを含む設備で実施される。処理ステーションは、流体入口および流体出口を備えることができる。処理ステーションは、新しいおよび／または再生ＧＡＣの注入のための入口と、使用済みＧＡＣの抽出のための出口とをさらに含む。優先的には、新しいおよび／または再生ＧＡＣの注入のための入口は、処理ステーションの使用済みＧＡＣの抽出のための出口よりも高い位置に配置されている。高さは、地球の重力に関して定義される。

【0035】

本発明によれば、流体の流れは下降流である。したがって、典型的には、処理ステーションは、その上部に流体入口（処理対象の流体）を備え、その下部に流体出口（処理済み流体）を備える。上部は、下部よりも高い高さに位置することが理解されよう。

【0036】

処理ステーションは、典型的には、このような下降流を可能にするために攪拌機を含まない。

【0037】

処理対象の流体の上昇流を使用する方法と比較して、下降流を使用する本発明の方法は、ピーク流量の０～１００％の間および圧力下で作用しやすいという利点を有する。さらに、本発明の下降流方法は、活性炭処理の下流でのろ過を必要とせずに飲料水を提供することを可能にする。

【0038】

本発明によれば、流体は、処理ステーション内の粒状活性炭床を通過する。

【0039】

提案された方法に使用される粒状活性炭は、典型的には、例えば、粒子の少なくとも８５～９０重量％に対して３００～２４００μｍの粒径分布を有する。与えられた寸法は、乾式ふるい分けまたは湿式ふるい分け場合の等価粒子直径の寸法である。

【0040】

優先的には、活性炭床は、典型的には０．３５～０．５５の範囲の見かけ比重を有する炭素の固定（または充填）床である。方法（製造段階）の実施中、活性炭床は、有利には、流動床とは対照的に、固定床である。言い換えれば、活性炭床は優先的には流動化されない。

【0041】

本発明の方法は、様々なタイプのＧＡＣで実施することができる。対照的に、ＧＡＣの流動床を有する先行技術の方法は、流動化されやすい特定のＧＡＣでのみ動作することができる。

【0042】

本発明の方法は、活性炭の少なくとも１回の注入および活性炭の少なくとも１回の抽出を含む活性炭の部分的更新を含む。

【0043】

活性炭の抽出は、中断段階中に実施することができるが、本発明の方法は、水損失および動作上の制約を低減するために、優先的には、製造段階中に実施される少なくとも１つの抽出を含む。優先的には、各抽出は製造段階中に行われる。

【0044】

典型的には、本発明の方法では、活性炭の各注入は中断段階中に行われるが、ただし、本発明の方法は、２つの製造段階の間に活性炭の１回のみの注入を含むことができる。

【0045】

中断段階中に粒状活性炭を注入することで、微粒子が混じるリスクが０に低下する。言い換えれば、処理済み水タンクの汚染のリスクはなく、ＧＡＣ反応器／フィルタのヘッド損失を不必要に増加させる媒体に微粒子が蓄積するリスクはない。ＧＡＣは、数個の微粒子と共に表面に沈降し、微粒子は、ろ過を再始動する（プロセスを再始動する）前に微粒子を除去する操作中に除去される。

【0046】

したがって、本発明の方法は、典型的には、中断段階および製造段階を含むが、
本方法の中断段階は、活性炭の注入も活性炭の抽出も含むことができない、
中断段階は、（ｉ）活性炭のいかなる抽出も伴わない活性炭の注入、または（ｉｉ）活性炭のいかなる注入も伴わない活性炭の抽出を含むことができる。

【0047】

実際、活性炭の注入（新しい／または再生）を含み、活性炭の抽出なし（使用済み）である中断段階と、活性炭の抽出（使用済み）を含み、活性炭の注入なし（新しい／または再生）である別の中断段階と、を含む方法を想定することが可能である。

【0048】

ＧＡＣの更新は、部分的な更新である。典型的には、処理ステーション内に存在する活性炭の一部のみが、中断段階中に更新される。これは、活性炭の逐次更新とも呼ばれる。部分的更新（逐次的）は、活性炭の吸着能力を最適化する。実際、新しいおよび／または再生活性炭は、代謝産物などの処理がより困難な種を処理し、使用済み活性炭は、農薬などの処理がより容易な種を処理する。

【0049】

活性炭の注入および活性炭の抽出の両方を含む中断段階中、この中断段階中に抽出される活性炭の量および注入される活性炭の量は、互いに異なっていてもよく、典型的には、必要に応じて適合され、特に処理対象の流体の品質に応じて適合される。

【0050】

一例として、抽出される活性炭の割合は、処理ステーション内の活性炭の総体積の最大５０体積％まで、典型的には処理ステーション内の活性炭の総体積の１から５０体積％を表すことができる。

【0051】

一例として、注入される活性炭の量は、処理ステーション内の活性炭の総体積の最大５０体積％まで、典型的には処理ステーション内の活性炭の総体積の１から５０体積％を表すことができる。

【0052】

したがって、段階的な更新（部分的および逐次的）を行うと、ＧＡＣのライフサイクル効果が排除される：
すべての汚染物質（汚染物質代謝産物を含む）の濃度を出口で安定に保ち、厳密に許可された限界未満に保ちながら、サイクルの開始時に過剰品質を回避する、
破過のリスクを回避し、出口での汚染物質濃度の大幅な制御されない増加を伴うリスクを回避する。

【0053】

本発明による方法は、優先的には、サイクルを、必要性に適合させるための、特に処理対象の流体から除去されるべき汚染物質の濃度に適合させるための半自動方法である。特に、更新は、汚染物質の濃度に応じて調整することができ、例えば、抽出される活性炭の量と注入される活性炭の量は、必要に応じて互いに異なることができる。

【0054】

本発明による方法は、処理ステーションの完全な、時には長い停止を必要とする大々的なメンテナンス作業を省くことを可能にする。

【0055】

典型的には、本発明の方法は、少なくとも１つの中断段階および少なくとも１つの製造段階を含む。

【0056】

製造段階では、処理対象の流体は活性炭床を通過し、典型的には、流体は上部入口を介して処理ステーションに入り、活性炭床を通過し、下部出口を介して処理ステーションから出る。

【0057】

中断段階の間、処理対象の流体は処理ステーションに入らない。中断段階は、
使用済みＧＡＣの抽出段階、および／または、
新しいおよび／または再生ＧＡＣの注入段階、および／または、
優先的には逆流で微粒子を除去する段階、
再始動段階を含む。

【0058】

本発明によって定義される「使用済みＧＡＣ」という用語は、少なくとも１つの製造段階、すなわち処理対象の流体の通過を受けたＧＡＣを意味する。

【0059】

本発明によって定義される「新しいＧＡＣ」という用語は、製造段階を経ていない、すなわち処理対象の流体と接触していないＧＡＣを意味する。

【0060】

本発明によって定義される「再生ＧＡＣ」という用語は、１つまたは複数の製造段階を経た後、新しいＧＡＣの能力に近いろ過能力を回復するために、例えば熱的または化学的に処理されたＧＡＣを意味する。

【0061】

必要に応じて、中断段階は、同一または異なる量のＧＡＣを含む、抽出段階のみ、または注入段階のみ、またはその両方を含むことができる。優先的には、中断段階は、プロセスの下流の必要性に適合され、例えば飲料水処理の場合、プロセスの下流の水の必要性に適合される。

【0062】

一実施形態によれば、ＧＡＣの抽出は、ＧＡＣ供給ラインおよび／またはＧＡＣ抽出ラインに存在することができる例えば１つまたは複数のハイドロエジェクタを備える液圧回路によって実行される。ＧＡＣ抽出流量は、１００～１０００ｋｇ／ｈ、典型的には３００～７００ｋｇ／ｈ、例えば５００ｋｇ／ｈの範囲であり得る。ＧＡＣの抽出のために、水流が、例えば１～１０ｍ^３／ｈ、典型的には１．５～５ｍ^３／ｈの流量で、１～１０ｂａｒ、典型的には２～５ｂａｒの範囲の圧力で、１つまたは複数のハイドロエジェクタに供給するために使用され得る。

【0063】

一実施形態によれば、本発明の方法は、活性炭から微粒子を除去するステップであって、中断段階中に処理ステーションに活性炭を注入した後に実施される、優先的には中断段階中に処理ステーションに活性炭を注入する各ステップの後に実施される、活性炭から微粒子を除去するステップを含む。優先的には、微粒子を除去するステップは、中断段階中の再始動段階中に実施される。例えば、下流の水の必要性に応じて、中断段階は一定時間継続することができ、その後、微粒子を除去するステップが再始動段階中に実施される。

【0064】

したがって、微粒子を除去するステップが実施される場合、微粒子を除去するステップは、処理ステーション内で優先的に実施される。典型的には、微粒子を除去するステップは、０．２ｍｍ未満のサイズを有する炭素微粒子を除去する。

【0065】

微粒子を除去するステップにより、大きくかつ高価な機器を不要にすることができる、なぜなら、ＧＡＣを処理ステーションに注入する前に前処理なしで注入することができるからである。

【0066】

一実施形態によれば、微粒子を除去するステップは、優先的には水を含む第１の洗浄液の注入によって、（上昇流によって）逆流で実施される。一実施形態によれば、微粒子を除去するステップは、空気を注入し、続いて水を含む第１の洗浄液を注入することによって実施される。優先的には、微粒子を除去するステップは、空気注入ステップなしで、水を含む第１の洗浄液の注入のみによって行われる。

【0067】

微粒子を除去するステップのための第１の洗浄液は、原水、（本発明の方法によるＧＡＣ床の通過による）処理水、または、塩素化もしくは塩基性化もしくは消毒またはＵＶもしくはオゾン処理のいずれかまたはろ過の後続のステップ（本発明の方法によるＧＡＣ床の通過の下流）を経た処理水を含むことができる。

【0068】

微粒子を除去するステップ中または洗浄ステップ中に空気を注入する実施形態によれば、本発明の方法を実施するための処理ステーションは、典型的には流体およびＧＡＣのための入口と比較して低い高さで、下部に洗浄空気のための入口を備える。

【0069】

一般に、ＧＡＣを使用する従来技術の水処理方法は、ＧＡＣを処理ステーションに注入する前に、処理ステーションの上流で微粒子を除去するステップを実施し、これにより、追加の設備が必要となる。対照的に、本発明の方法は、中断段階中に処理ステーション内で微粒子を除去するステップを実施することにより、微粒子をより容易に管理でき、これにより、本方法を実施するために必要な設備が簡素化される。

【0070】

一実施形態によれば、本発明の方法は、中断段階中に、微粒子を除去するステップとは異なる、（上昇流によって）逆流で優先的に実行される洗浄ステップを含む。洗浄ステップは、実施される場合、最終的には空気の注入が先行する、水を含む第２の洗浄液の注入を含む。優先的には、洗浄ステップは、実施される場合、空気の注入と、それに続く第２の洗浄液の注入と、を含む。

【0071】

洗浄ステップのための第２の洗浄液は、微粒子を除去するステップのための第１の洗浄液と同一であっても異なっていてもよい。微粒子を除去するステップのための第２の洗浄液は、原水、（本発明の方法によるＧＡＣ床の通過による）処理水、または塩素化もしくは塩基性化もしくは消毒またはＵＶもしくはオゾン処理のいずれかまたはろ過の後続のステップ（本発明の方法によるＧＡＣ床の通過の下流）を経た処理水を含むことができる。

【0072】

微粒子を除去するステップは、それが一般に洗浄ステップよりも持続しないという点で洗浄ステップと区別することができる。微粒子を除去するステップは、優先的には、同じ中断段階中の各ＧＡＣ注入ステップの後、注入直後、および優先的には数時間の中断後に実施することができる再始動段階中に実施される。

【0073】

洗浄ステップの主な目的は、ろ過の影響を除くこと、特にＧＡＣ床の体積の隙間のＧＡＣ粒子間の懸濁物質（浮遊物質）を除去することである。

【0074】

微粒子を除去するステップの主な目標は、サイズが０．２ｍｍ未満の炭素微粒子を除去することである。

【0075】

一実施形態によれば、本方法は、微粒子を除去する少なくとも１つのステップと、優先的には２つの異なる中断段階の間に実施される少なくとも１つの洗浄ステップと、を含み、ただし、微粒子を除去するステップは洗浄ステップとは異なり、例えば、微粒子を除去するステップは一般に洗浄ステップよりも短い。

【0076】

そのような実施形態は、微粒子が通過するリスクを低減し、ＧＡＣの前処理が不要であるため、また、洗浄ポンプが洗浄ステップと微粒子を除去するステップとの両方を実行できるため、設備を節約し、そしてろ過サイクルを下流の必要性に適合させることができるため、運用の柔軟性を高める。

【0077】

一実施形態によれば、洗浄ステップは、活性炭の注入も抽出もない中断段階中に実施することができる。

【0078】

洗浄ステップは、例えば、製造時間数に応じて、または処理する水の量に応じて、または中断時間数に応じて、またはフィルタの目詰まり（フィルタの入口と出口との間の圧力変動）が検出された場合に開始することができる。

【0079】

本方法の実施中、本方法は、新しいおよび／または再生ＧＡＣを注入せず、使用済みＧＡＣを抽出しない中断段階を含むことができることに留意されたい。

【0080】

本発明による方法は、粒状活性炭床での処理ステップの下流でのろ過ステップの必要性を省くことを可能にする。それにより、典型的には、本発明の方法は、活性炭処理の下流での粒状ろ過または膜ろ過によるろ過ステップを含まない。従来技術の水処理方法は、水に濁りを加える傾向があり、これは、その後の下流処理を必要とする。本発明の方法は、一般に、濁りを加えない。

【0081】

したがって、本発明による方法は、典型的には２ＮＦＵ未満の濁度を有する原水を処理するための小型飲料水製造ユニットに特によく適しており、任意の種類の水を処理するための他の設備と組み合わせることもできる。

【0082】

より具体的には、本発明の方法は、減少した流体の流量で、典型的にはピーク流量未満で作動することができる。対照的に、ＧＡＣの流動床を用いる先行技術の方法は、最低１０％の流動化でしか機能することができず、これは、より高い流量を必要とする。

【0083】

下向きろ過は、大気圧（約１バール）から１５バールまたは５バールの圧力までの範囲の圧力で実施することができる。

【0084】

一実施形態によれば、活性炭床は、一般に１．５バールから１５バール、優先的には１．５バールから５バールの範囲の圧力で加圧される。このような加圧実施形態は、本方法が小型飲料水製造ユニットで実施される場合に特に適している。

【0085】

本方法がより大きな容量の設備に結合されている場合、大気圧下で下向きろ過が優先的に実施され、この場合、これは「重力」圧力と呼ばれる。

【0086】

本発明の方法は、少なくとも１つの処理ステーションを含む設備で実施することができる。処理ステーションは、圧力下で閉鎖処理ステーションであってもよく、または、本方法が大気圧で実施される場合、「開放」処理ステーションであってもよい。

【0087】

本発明はさらに、、本発明による方法を実施するための設備であって、少なくとも１つの処理ステーション１を備える設備に関し、当該処理ステーションは、
活性炭粒子２と、
処理対象の流体を処理ステーションに供給するために構成された開口部３と、
粒状活性炭を処理ステーションに注入するために構成された開口部４と、
活性炭床を通過した後に処理済み流体を回収するために構成された開口部５と、
処理ステーションから粒状活性炭を抽出するために構成された開口部６と、
を備える。

【0088】

一実施形態によれば、処理ステーションは、洗浄ステップまたは微粒子除去ステップ中に処理ステーションに空気を供給するために構成された開口部７をさらに備え、当該開口部７は、優先的には開口部４よりも低い高さに位置する。

【0089】

微粒子を除去するステップの間または洗浄ステップの間、開口部３は、洗浄／微粒子除去のための水の、処理ステーションからの排出に使用することができ、開口部５は、洗浄液を処理ステーションに供給するために使用することができることに留意されたい。

【0090】

一実施形態によれば、設備は、出口６に接続された、処理ステーションの下流の液圧回路をさらに備える。

【0091】

本発明の方法に関連して記載された特徴は、本発明による設備にも適用可能である。

【0092】

本発明の設備に実装される処理ステーションの実施形態を図１に示す。図１に示すように、処理ステーション１は、
活性炭粒子２と、
処理対象の流体を処理ステーションに供給するために構成された開口部３と、
新しいおよび／または再生ＧＡＣを処理ステーションに注入するために構成された開口部４と、
最終的に、洗浄ステップ中または微粒子を除去するステップ中に空気を処理ステーションに供給するために構成された開口部７と、
活性炭床を通過した後に処理済み流体を回収するために構成された開口部５と、
使用済みＧＡＣを処理ステーションから抽出するために構成された開口部６と、
を備える。

【0093】

処理ステーションの開口部３は、開口部５よりも高い高さに位置することに留意されたい。

【0094】

優先的には、処理ステーションの開口部４は、開口部６よりも高い高さに位置する。

【0095】

優先的には、存在する場合、入口７は、出口６よりも低い高さに位置する。

【0096】

一実施形態によれば、微粒子除去および／または洗浄ステップ中、処理ステーションの開口部３は、微粒子除去および／または洗浄後に洗浄液を排出するために使用することができる。処理対象の水の供給ラインを、洗浄および／または微粒子除去ステップの後に洗浄液を排出する排出ラインと区別するために、バルブシステムが一般に設けられる。

【0097】

一実施形態によれば、微粒子除去および／または洗浄ステップ中、処理ステーションの開口部５は、微粒子除去および／または洗浄前に洗浄液を供給するために使用することができる。処理水の取り出しライン（ろ過後）を、洗浄および／または微粒子除去ステップの前に洗浄液を供給するための供給ラインと区別するために、バルブシステムを設けることができる。

【0098】

処理ステーションは、金属（閉鎖）フィルタまたはコンクリート（開放）容器であってもよい。

【0099】

一実施形態によれば、設備は、使用済みＧＡＣの抽出を容易にする液圧回路をさらに備える。一例として、そのような液圧回路は、使用済みＧＡＣを抽出するための水回路に結合された１つまたは複数のハイドロエジェクタを備えることができる。適切であれば、当該水回路は水ブースタを備えることができる。

【0100】

一実施形態によれば、設備は、新しいおよび／または再生ＧＡＣの注入を容易にする液圧回路をさらに備える。

【0101】

典型的には、本発明の設備は、新しいおよび／または再生ＧＡＣ貯蔵システムおよび使用済みＧＡＣ回収システムをさらに備える。貯蔵システムの一例として、貯蔵サイロまたは１つもしくは複数のバッグを挙げることができる。使用済みＧＡＣ回収システムの例は、オーバーフローまたはポンピングによるＧＡＣ排出システムを備えた回収ビンまたはＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）型タンクを含む。

【0102】

一実施形態によれば、使用済みＧＡＣ回収ビンは、使用済みＧＡＣ用のフィルタリングビンである。

【0103】

設備は、最終的に、処理ステーションの下流に、処理済み流体を回収するためのリザーバを備えることができる。

【0104】

優先的には、設備は、処理ステーションの下流に粒状または膜ろ過システムを含まない。

【0105】

設備は、当然ながら、必要に応じて流体および／またはＧＡＣ（新しい／再生または使用済み）および／または洗浄液を循環させるためのダクト、バルブおよび／またはポンプを含む。

【0106】

一実施形態によれば、設備は、処理ステーションの下流の必要性などの必要性に応じて中断段階の性質および期間を適合させるための制御装置を備える。したがって、必要性に応じて、中断段階は、新しいおよび／もしくは再生ＧＡＣの注入ならびに／または使用済みＧＡＣの抽出を含むことができる。本方法の実施中、本方法は、新しいおよび／または再生ＧＡＣを注入せず、使用済みＧＡＣを抽出しない中断段階を含むことができることに留意されたい。

【図1】

【国際調査報告】