JP2000334451A - 窒素含有排水の物理化学的処理方法 - Google Patents
窒素含有排水の物理化学的処理方法Info
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属成分（Ｆｅ、Ｃｕ等）を含むアンモニア
態窒素含有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモニアス
トリッピング処理法で処理する場合に、前記金属成分に
起因する経時的な処理性能の低下を防止し、安定した処
理性能を持続させることにより、アンモニア態窒素の除
去を長期間にわたって安定に行う。 【解決手段】 金属成分を含むアンモニア態窒素含有排
水２のｐＨを９〜１２に調整し、この排水を陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０に通水した後に、触媒湿式酸化処
理法又はアンモニアストリッピング処理法によるアンモ
ニア態窒素除去装置１４で処理してアンモニア態窒素を
除去する。
態窒素含有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモニアス
トリッピング処理法で処理する場合に、前記金属成分に
起因する経時的な処理性能の低下を防止し、安定した処
理性能を持続させることにより、アンモニア態窒素の除
去を長期間にわたって安定に行う。 【解決手段】 金属成分を含むアンモニア態窒素含有排
水２のｐＨを９〜１２に調整し、この排水を陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０に通水した後に、触媒湿式酸化処
理法又はアンモニアストリッピング処理法によるアンモ
ニア態窒素除去装置１４で処理してアンモニア態窒素を
除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属成分が共存す
るアンモニア態窒素含有排水、特に発電所の復水脱塩装
置の再生排液のごとく、金属成分として鉄、銅、亜鉛等
の重金属イオンを含むが、硬度成分（Ｃａ、Ｍｇ）をほ
とんど含まないアンモニア態窒素含有排水の物理化学的
処理方法に関する。
るアンモニア態窒素含有排水、特に発電所の復水脱塩装
置の再生排液のごとく、金属成分として鉄、銅、亜鉛等
の重金属イオンを含むが、硬度成分（Ｃａ、Ｍｇ）をほ
とんど含まないアンモニア態窒素含有排水の物理化学的
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電所や各種の産業プラントから排出さ
れる排水や下水には、アンモニア態窒素が含まれるもの
がある。アンモニア態窒素については、現状ではすべて
の水域に関わる排水基準による規制はないが、近年閉鎖
性水域などにおいて富栄養化問題が深刻化しており、そ
のためアンモニア態窒素についての排水水質規制の動き
が活発化している。
れる排水や下水には、アンモニア態窒素が含まれるもの
がある。アンモニア態窒素については、現状ではすべて
の水域に関わる排水基準による規制はないが、近年閉鎖
性水域などにおいて富栄養化問題が深刻化しており、そ
のためアンモニア態窒素についての排水水質規制の動き
が活発化している。
【０００３】従来、排水中のアンモニア態窒素の除去方
法としては、生物学的硝化脱窒素処理が一般的であった
が、この生物学的処理法は、運転管理が難しい、広い設
置スペースが必要になる、発生汚泥の処理が必要にな
る、高濃度のアンモニア態窒素含有排水の処理に適さな
い（濃度５００ｍｇ／Ｌのアンモニア態窒素を除去する
のが限度）、といった問題があるため、生物学的処理法
に代わる新しいアンモニア態窒素除去方法が提案されつ
つある。
法としては、生物学的硝化脱窒素処理が一般的であった
が、この生物学的処理法は、運転管理が難しい、広い設
置スペースが必要になる、発生汚泥の処理が必要にな
る、高濃度のアンモニア態窒素含有排水の処理に適さな
い（濃度５００ｍｇ／Ｌのアンモニア態窒素を除去する
のが限度）、といった問題があるため、生物学的処理法
に代わる新しいアンモニア態窒素除去方法が提案されつ
つある。
【０００４】上述した新しいアンモニア態窒素除去方法
に関しては、物理化学的処理法として、触媒湿式酸化処
理法及びアンモニアストリッピング処理法が各社から提
案されている。これらの物理化学的処理法は、運転管理
が容易である、広い設置スペースを必要としない、汚泥
が発生しない、高濃度のアンモニア態窒素含有排水を処
理できる、といった利点を有している。
に関しては、物理化学的処理法として、触媒湿式酸化処
理法及びアンモニアストリッピング処理法が各社から提
案されている。これらの物理化学的処理法は、運転管理
が容易である、広い設置スペースを必要としない、汚泥
が発生しない、高濃度のアンモニア態窒素含有排水を処
理できる、といった利点を有している。
【０００５】ここで、物理化学的処理法を用いたアンモ
ニア態窒素含有排水の処理フローの一例を図２に示す。
図２において、２は排水貯槽、４は排水貯槽２に接続さ
れた配管、６は配管４に接続された熱交換器であり、上
記配管４にはポンプ８及びアルカリ添加機構１０が設け
られている。また、１２は熱交換器６に接続された加熱
器、１４は加熱器１２に接続された触媒湿式酸化処理法
又はアンモニアストリッピング処理法によるアンモニア
態窒素除去装置、１６は処理水流出管、１８は排ガス流
出管を示す。
ニア態窒素含有排水の処理フローの一例を図２に示す。
図２において、２は排水貯槽、４は排水貯槽２に接続さ
れた配管、６は配管４に接続された熱交換器であり、上
記配管４にはポンプ８及びアルカリ添加機構１０が設け
られている。また、１２は熱交換器６に接続された加熱
器、１４は加熱器１２に接続された触媒湿式酸化処理法
又はアンモニアストリッピング処理法によるアンモニア
態窒素除去装置、１６は処理水流出管、１８は排ガス流
出管を示す。
【０００６】本装置によるアンモニア態窒素含有排水の
処理は、次のように行われる。まず、排水貯槽２内の排
水はポンプ８の作動により熱交換器６に導入される。こ
のとき、アルカリ添加機構１０によって配管４を流れる
排水にアルカリが添加され、排水のｐＨが９〜１２程度
に調整される。次に、排水は加熱器１２、アンモニア態
窒素除去装置１４に順次通水され、アンモニア態窒素除
去装置１４において排水中のアンモニア態窒素が除去さ
れる。アンモニア態窒素除去装置１４の処理水は処理水
流出管１６に流出し、熱交換器６で排水と熱交換を行っ
た後、放流又は再利用される。また、アンモニア態窒素
除去装置１４で発生した排ガスは排ガス流出管１８から
排出される。なお、触媒湿式酸化処理法及びアンモニア
ストリッピング処理法の詳細は後述する。
処理は、次のように行われる。まず、排水貯槽２内の排
水はポンプ８の作動により熱交換器６に導入される。こ
のとき、アルカリ添加機構１０によって配管４を流れる
排水にアルカリが添加され、排水のｐＨが９〜１２程度
に調整される。次に、排水は加熱器１２、アンモニア態
窒素除去装置１４に順次通水され、アンモニア態窒素除
去装置１４において排水中のアンモニア態窒素が除去さ
れる。アンモニア態窒素除去装置１４の処理水は処理水
流出管１６に流出し、熱交換器６で排水と熱交換を行っ
た後、放流又は再利用される。また、アンモニア態窒素
除去装置１４で発生した排ガスは排ガス流出管１８から
排出される。なお、触媒湿式酸化処理法及びアンモニア
ストリッピング処理法の詳細は後述する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した物理化学的処
理法、すなわち触媒湿式酸化処理法又はアンモニアスト
リッピング処理法によってアンモニア態窒素含有排水の
処理を行う場合、排水中にアンモニア態窒素と金属成分
とが共存していると、アンモニア態窒素の除去が安定に
行われなくなるという問題があった。
理法、すなわち触媒湿式酸化処理法又はアンモニアスト
リッピング処理法によってアンモニア態窒素含有排水の
処理を行う場合、排水中にアンモニア態窒素と金属成分
とが共存していると、アンモニア態窒素の除去が安定に
行われなくなるという問題があった。
【０００８】すなわち、上記いずれの方法においても、
排水中にたとえＣａ2+等の硬度成分が含まれていなくて
も、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎといった重金属成分がイオン状で
存在すると、これら成分が処理装置（熱交換器、加熱
器、処理槽、配管等）内でスケールとして析出し、流路
の閉塞や気液接触効率の低下などが生じて、処理性能を
低下させるものであった。また、触媒湿式酸化処理法に
おいては、触媒の表面に金属成分がスケールとして付着
・析出し、これが触媒毒として作用したり、触媒同士が
付着する原因となったりして、触媒性能を低下させるも
のであった。さらに、触媒湿式酸化処理法又はアンモニ
アストリッピング処理法によってアンモニア態窒素含有
排水の処理を行う場合、触媒湿式酸化処理においては主
として装置構成材料の腐蝕防止の観点から、また、アン
モニアストリッピング処理においては除去効率の観点か
ら、一般に排水のｐＨを９〜１２程度に調整するが、排
水のｐＨをアルカリ側にすると前記金属成分から金属水
酸化物や金属錯体を主成分とする懸濁物質が生成し、こ
の懸濁物質が処理装置内に流入すると、前述した金属成
分のイオンと同様に処理性能を低下させるものであっ
た。
排水中にたとえＣａ2+等の硬度成分が含まれていなくて
も、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎといった重金属成分がイオン状で
存在すると、これら成分が処理装置（熱交換器、加熱
器、処理槽、配管等）内でスケールとして析出し、流路
の閉塞や気液接触効率の低下などが生じて、処理性能を
低下させるものであった。また、触媒湿式酸化処理法に
おいては、触媒の表面に金属成分がスケールとして付着
・析出し、これが触媒毒として作用したり、触媒同士が
付着する原因となったりして、触媒性能を低下させるも
のであった。さらに、触媒湿式酸化処理法又はアンモニ
アストリッピング処理法によってアンモニア態窒素含有
排水の処理を行う場合、触媒湿式酸化処理においては主
として装置構成材料の腐蝕防止の観点から、また、アン
モニアストリッピング処理においては除去効率の観点か
ら、一般に排水のｐＨを９〜１２程度に調整するが、排
水のｐＨをアルカリ側にすると前記金属成分から金属水
酸化物や金属錯体を主成分とする懸濁物質が生成し、こ
の懸濁物質が処理装置内に流入すると、前述した金属成
分のイオンと同様に処理性能を低下させるものであっ
た。
【０００９】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、アンモニア態窒素と金属成分とが共存するアン
モニア態窒素含有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモ
ニアストリッピング処理法により処理する場合に、前記
金属成分に起因する経時的な処理性能の低下を防止し、
安定した処理性能を持続させることにより、アンモニア
態窒素の除去を長期間にわたって安定に行うことができ
るようにした窒素含有排水の物理化学的処理方法を提供
することを目的とする。
もので、アンモニア態窒素と金属成分とが共存するアン
モニア態窒素含有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモ
ニアストリッピング処理法により処理する場合に、前記
金属成分に起因する経時的な処理性能の低下を防止し、
安定した処理性能を持続させることにより、アンモニア
態窒素の除去を長期間にわたって安定に行うことができ
るようにした窒素含有排水の物理化学的処理方法を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、金属成分を含むアンモニア態窒素含有排水
を触媒湿式酸化処理法により処理して排水中のアンモニ
ア態窒素を除去するに当たり、前記排水のｐＨを９〜１
２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通
水した後に、前記触媒湿式酸化処理法による処理を行う
ことを特徴とする窒素含有排水の物理化学的処理方法を
提供する。
成するため、金属成分を含むアンモニア態窒素含有排水
を触媒湿式酸化処理法により処理して排水中のアンモニ
ア態窒素を除去するに当たり、前記排水のｐＨを９〜１
２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通
水した後に、前記触媒湿式酸化処理法による処理を行う
ことを特徴とする窒素含有排水の物理化学的処理方法を
提供する。
【００１１】また、本発明は、前記目的を達成するた
め、金属成分を含むアンモニア態窒素含有排水をアンモ
ニアストリッピング処理法により処理して排水中のアン
モニア態窒素を除去するに当たり、前記排水のｐＨを９
〜１２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層
に通水した後に、前記アンモニアストリッピング処理法
による処理を行うことを特徴とする窒素含有排水の物理
化学的処理方法を提供する。
め、金属成分を含むアンモニア態窒素含有排水をアンモ
ニアストリッピング処理法により処理して排水中のアン
モニア態窒素を除去するに当たり、前記排水のｐＨを９
〜１２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層
に通水した後に、前記アンモニアストリッピング処理法
による処理を行うことを特徴とする窒素含有排水の物理
化学的処理方法を提供する。
【００１２】本発明では、アンモニア態窒素含有排水を
触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピング処理
法で処理するに当たり、排水のｐＨを９〜１２に調整し
た後に、この排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水
する。排水のｐＨを９〜１２にすることによって排水中
の金属成分、例えばＦｅ、Ｃｕ、Ｚｎ等の重金属成分
は、金属水酸化物や金属錯体として析出する。析出した
金属水酸化物や、もともと排水中に含まれていた酸化鉄
微粒子等の懸濁物質は、陽イオン交換樹脂粒子充填層の
濾過材としての機能により陽イオン交換樹脂粒子充填層
に捕捉され、排水中から除去される。そのため、上記懸
濁物質が処理装置内に流入することに起因する処理性能
の低下が防止される。なお、万一、排水中にＣａ等の硬
度成分が混入した場合、Ｃａ、Ｍｇは排水のｐＨを９〜
１２にしてもイオン状であることが多いので陽イオン交
換樹脂粒子充填層の濾過作用では除去されないが、この
Ｃａ 2+、Ｍｇ2+はイオン交換により陽イオン交換樹脂粒
子に吸着され、排水中から除去される。そのため、Ｃａ
2+やＭｇ2+が処理装置内に流入することに起因する処理
性能の低下が防止される。さらに、ｐＨがアルカリ性の
領域においてはイオンとして存在するＦｅ等の金属成分
は微量であるが、この微量のイオン状の鉄等もイオン交
換により陽イオン交換樹脂粒子に吸着され、排水中から
除去される。そのため、イオン状の鉄等が処理装置内に
流入することに起因する処理性能の低下が防止される。
なお、本発明では懸濁物質を捕捉する濾過材として陽イ
オン交換樹脂粒子を用いるが、その理由は、膜よりも粒
状物の方が懸濁物質による目詰まりが生じにくく、メン
テナンス性に優れているためである。
触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピング処理
法で処理するに当たり、排水のｐＨを９〜１２に調整し
た後に、この排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水
する。排水のｐＨを９〜１２にすることによって排水中
の金属成分、例えばＦｅ、Ｃｕ、Ｚｎ等の重金属成分
は、金属水酸化物や金属錯体として析出する。析出した
金属水酸化物や、もともと排水中に含まれていた酸化鉄
微粒子等の懸濁物質は、陽イオン交換樹脂粒子充填層の
濾過材としての機能により陽イオン交換樹脂粒子充填層
に捕捉され、排水中から除去される。そのため、上記懸
濁物質が処理装置内に流入することに起因する処理性能
の低下が防止される。なお、万一、排水中にＣａ等の硬
度成分が混入した場合、Ｃａ、Ｍｇは排水のｐＨを９〜
１２にしてもイオン状であることが多いので陽イオン交
換樹脂粒子充填層の濾過作用では除去されないが、この
Ｃａ 2+、Ｍｇ2+はイオン交換により陽イオン交換樹脂粒
子に吸着され、排水中から除去される。そのため、Ｃａ
2+やＭｇ2+が処理装置内に流入することに起因する処理
性能の低下が防止される。さらに、ｐＨがアルカリ性の
領域においてはイオンとして存在するＦｅ等の金属成分
は微量であるが、この微量のイオン状の鉄等もイオン交
換により陽イオン交換樹脂粒子に吸着され、排水中から
除去される。そのため、イオン状の鉄等が処理装置内に
流入することに起因する処理性能の低下が防止される。
なお、本発明では懸濁物質を捕捉する濾過材として陽イ
オン交換樹脂粒子を用いるが、その理由は、膜よりも粒
状物の方が懸濁物質による目詰まりが生じにくく、メン
テナンス性に優れているためである。
【００１３】以下、本発明につきさらに詳しく説明す
る。本発明では、まず、アンモニア態窒素含有排水のｐ
Ｈを９〜１２に調整する。ｐＨが９未満であると金属成
分が水酸化物として完全に析出せず、また、ｐＨが１２
を越えても析出する水酸化物の量は増加せず、アルカリ
を無駄に消費することとなるので、いずれの場合も好ま
しくない。ｐＨの調整手段としては、例えば、アルカリ
添加機構によって排水にアルカリを添加する手段等を用
いることができる。
る。本発明では、まず、アンモニア態窒素含有排水のｐ
Ｈを９〜１２に調整する。ｐＨが９未満であると金属成
分が水酸化物として完全に析出せず、また、ｐＨが１２
を越えても析出する水酸化物の量は増加せず、アルカリ
を無駄に消費することとなるので、いずれの場合も好ま
しくない。ｐＨの調整手段としては、例えば、アルカリ
添加機構によって排水にアルカリを添加する手段等を用
いることができる。
【００１４】本発明では、次に、ｐＨを調整した排水を
陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水する。この場合、陽
イオン交換樹脂の種類に限定はなく、弱酸性陽イオン交
換樹脂でも強酸性陽イオン交換樹脂でもよい。また、陽
イオン交換樹脂のイオン形については、万一、排水中に
Ｃａ2+やＭｇ2+が混入した場合でも、これらの硬度成分
を除去する点で、Ｃａ形、Ｍｇ形以外のイオン形である
ことが好ましく、特にＨ形、ＮＨ4形又はアルカリ金属
イオン形（Ｎａ形、Ｋ形等）が好ましい。
陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水する。この場合、陽
イオン交換樹脂の種類に限定はなく、弱酸性陽イオン交
換樹脂でも強酸性陽イオン交換樹脂でもよい。また、陽
イオン交換樹脂のイオン形については、万一、排水中に
Ｃａ2+やＭｇ2+が混入した場合でも、これらの硬度成分
を除去する点で、Ｃａ形、Ｍｇ形以外のイオン形である
ことが好ましく、特にＨ形、ＮＨ4形又はアルカリ金属
イオン形（Ｎａ形、Ｋ形等）が好ましい。
【００１５】本発明で用いる陽イオン交換樹脂の具体例
として、強酸性陽イオン交換樹脂はアンバーライト（登
録商標、以下同じ）ＩＲ１２０Ｂ、ＩＲ１２４、２００
Ｃ、ダイヤイオン（登録商標、以下同じ）ＳＫ１Ｂ、Ｓ
Ｋ１０２、ＰＫ２０８、ＰＫ２１２等、弱酸性陽イオン
交換樹脂はアンバーライトＩＲＣ５０、ＩＲＣ７６、ダ
イヤイオンＷＫ１０、ＷＫ２０等を挙げることができ
る。
として、強酸性陽イオン交換樹脂はアンバーライト（登
録商標、以下同じ）ＩＲ１２０Ｂ、ＩＲ１２４、２００
Ｃ、ダイヤイオン（登録商標、以下同じ）ＳＫ１Ｂ、Ｓ
Ｋ１０２、ＰＫ２０８、ＰＫ２１２等、弱酸性陽イオン
交換樹脂はアンバーライトＩＲＣ５０、ＩＲＣ７６、ダ
イヤイオンＷＫ１０、ＷＫ２０等を挙げることができ
る。
【００１６】本発明では、前記のようにｐＨを９〜１２
に調整した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水し
た後に、触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピ
ング処理法によって排水中のアンモニア態窒素を除去す
る。
に調整した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に通水し
た後に、触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピ
ング処理法によって排水中のアンモニア態窒素を除去す
る。
【００１７】触媒湿式酸化処理法は、触媒の存在下で酸
化剤を用いて被処理水中のアンモニア態窒素を窒素ガス
に酸化分解する方法である。触媒湿式酸化処理法では、
一般に、金属触媒の存在下、被処理水を所定温度（通常
１００〜３７０℃）に加熱するとともに、被処理水を液
相を保持する圧力にまで加圧し、かつ酸素含有ガス（例
えば空気）等を酸化剤として被処理水に供給する。触媒
としては、例えば、銀、金、白金、コバルト、ニッケ
ル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、
イリジウムやこれらの酸化物、塩化物、硫化物等から選
ばれる触媒成分を適宜担体に担持させたものが使用され
る。
化剤を用いて被処理水中のアンモニア態窒素を窒素ガス
に酸化分解する方法である。触媒湿式酸化処理法では、
一般に、金属触媒の存在下、被処理水を所定温度（通常
１００〜３７０℃）に加熱するとともに、被処理水を液
相を保持する圧力にまで加圧し、かつ酸素含有ガス（例
えば空気）等を酸化剤として被処理水に供給する。触媒
としては、例えば、銀、金、白金、コバルト、ニッケ
ル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、
イリジウムやこれらの酸化物、塩化物、硫化物等から選
ばれる触媒成分を適宜担体に担持させたものが使用され
る。
【００１８】アンモニアストリッピング処理法は、被処
理水のｐＨを上げてアンモニウムイオン（ＮＨ4 +）を揮
発性の遊離アンモニア（ＮＨ3）に変えたのち、被処理
水を多量の空気と接触させ、アンモニアを大気に逸散さ
せて窒素除去を行う方法である。アンモニアストリッピ
ング処理法では、通常、被処理水のｐＨを１１以上にす
るとともに、被処理水を所定温度に加熱する。
理水のｐＨを上げてアンモニウムイオン（ＮＨ4 +）を揮
発性の遊離アンモニア（ＮＨ3）に変えたのち、被処理
水を多量の空気と接触させ、アンモニアを大気に逸散さ
せて窒素除去を行う方法である。アンモニアストリッピ
ング処理法では、通常、被処理水のｐＨを１１以上にす
るとともに、被処理水を所定温度に加熱する。
【００１９】本発明においては、アンモニア態窒素含有
排水の通水時における陽イオン交換樹脂粒子充填層の前
後の差圧を監視し、該差圧が所定値に上昇した時点で、
陽イオン交換樹脂粒子充填層の洗浄を行うことが好まし
い。すなわち、陽イオン交換樹脂粒子充填層の前後の差
圧は懸濁物質の堆積に伴って上昇するが、上記差圧を監
視し、差圧が一定の値に達した時点で純水等を用いて陽
イオン交換樹脂粒子充填層を洗浄することにより、差圧
を低下させて初期差圧程度にまで回復させることができ
る。この場合、通水工程から洗浄工程への移行は自動制
御によって行ってもよく、運転員が日常的に監視を行
い、手動で洗浄工程への移行を行うようにしてもよい。
排水の通水時における陽イオン交換樹脂粒子充填層の前
後の差圧を監視し、該差圧が所定値に上昇した時点で、
陽イオン交換樹脂粒子充填層の洗浄を行うことが好まし
い。すなわち、陽イオン交換樹脂粒子充填層の前後の差
圧は懸濁物質の堆積に伴って上昇するが、上記差圧を監
視し、差圧が一定の値に達した時点で純水等を用いて陽
イオン交換樹脂粒子充填層を洗浄することにより、差圧
を低下させて初期差圧程度にまで回復させることができ
る。この場合、通水工程から洗浄工程への移行は自動制
御によって行ってもよく、運転員が日常的に監視を行
い、手動で洗浄工程への移行を行うようにしてもよい。
【００２０】また、本発明では、陽イオン交換樹脂粒子
充填層の陽イオン交換樹脂は非再生運用とし、薬品によ
るイオン交換基の化学再生は行わないことが適当であ
る。化学再生を行うと、再生排水中にアンモニア態窒素
が含まれてしまい、その処理が別途必要となるためであ
る。非再生運用のため、陽イオン交換樹脂の最初のイオ
ン形がどのような形であっても、通水を一定の時間続け
ると陽イオン交換樹脂粒子充填層のイオン形分布は排水
と平衡な状態となる。しかし、イオン形が例えばＮＨ4 +
形に置換している場合でも、陽イオン交換樹脂の選択性
や特異的な吸着性から、イオン状の金属成分の少なくと
も一部は陽イオン交換樹脂に吸着される。すなわち、Ｎ
Ｈ4 +はイオン状の金属成分に比べて陽イオン交換樹脂に
対する選択性が弱いので、排水の通水によって陽イオン
交換樹脂に吸着されたＮＨ4 +（陽イオン交換樹脂をＨ形
又はアルカリ金属形で使用した場合）、あるいは通水当
初から樹脂に吸着されていたＮＨ4 +（陽イオン交換樹脂
をＮＨ4形で使用した場合）は排水中の金属イオンとイ
オン交換されて下流側に押し出されてしまうと考えられ
る。なお、陽イオン交換樹脂粒子充填層の流出水中にＮ
Ｈ4 +が含まれていても、このＮＨ4 +は後段の触媒湿式酸
化処理法又はアンモニアストリッピング処理法による処
理で除去されるので問題はない。また、陽イオン交換樹
脂の金属成分の吸着能力が大きく低下した場合には、陽
イオン交換樹脂の交換を行えばよい。
充填層の陽イオン交換樹脂は非再生運用とし、薬品によ
るイオン交換基の化学再生は行わないことが適当であ
る。化学再生を行うと、再生排水中にアンモニア態窒素
が含まれてしまい、その処理が別途必要となるためであ
る。非再生運用のため、陽イオン交換樹脂の最初のイオ
ン形がどのような形であっても、通水を一定の時間続け
ると陽イオン交換樹脂粒子充填層のイオン形分布は排水
と平衡な状態となる。しかし、イオン形が例えばＮＨ4 +
形に置換している場合でも、陽イオン交換樹脂の選択性
や特異的な吸着性から、イオン状の金属成分の少なくと
も一部は陽イオン交換樹脂に吸着される。すなわち、Ｎ
Ｈ4 +はイオン状の金属成分に比べて陽イオン交換樹脂に
対する選択性が弱いので、排水の通水によって陽イオン
交換樹脂に吸着されたＮＨ4 +（陽イオン交換樹脂をＨ形
又はアルカリ金属形で使用した場合）、あるいは通水当
初から樹脂に吸着されていたＮＨ4 +（陽イオン交換樹脂
をＮＨ4形で使用した場合）は排水中の金属イオンとイ
オン交換されて下流側に押し出されてしまうと考えられ
る。なお、陽イオン交換樹脂粒子充填層の流出水中にＮ
Ｈ4 +が含まれていても、このＮＨ4 +は後段の触媒湿式酸
化処理法又はアンモニアストリッピング処理法による処
理で除去されるので問題はない。また、陽イオン交換樹
脂の金属成分の吸着能力が大きく低下した場合には、陽
イオン交換樹脂の交換を行えばよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明方法の実施に用いる
排水処理装置の一例を示すフロー図である。本例の装置
は、図２に示した装置において、配管４のアルカリ添加
機構１０連結個所と熱交換器６との間に陽イオン交換樹
脂粒子充填塔２０を設けるとともに、この陽イオン交換
樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧を測定する差圧計２２
を設置したものである。したがって、図１において図２
の装置と同一の部分には、同一の参照符号を付してその
説明を省略する。
排水処理装置の一例を示すフロー図である。本例の装置
は、図２に示した装置において、配管４のアルカリ添加
機構１０連結個所と熱交換器６との間に陽イオン交換樹
脂粒子充填塔２０を設けるとともに、この陽イオン交換
樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧を測定する差圧計２２
を設置したものである。したがって、図１において図２
の装置と同一の部分には、同一の参照符号を付してその
説明を省略する。
【００２２】本装置によるアンモニア態窒素含有排水の
処理は、次のように行われる。まず、排水貯槽２内の排
水はポンプ８の作動により配管４を流れ、アルカリ添加
機構１０によってアルカリが添加され、ｐＨが９〜１２
に調整される。このｐＨ調整により、排水中の鉄イオン
等の金属成分が水酸化物として析出する。その後、排水
は陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通水され、ここで
前記の析出した金属水酸化物や排水中にもともと含まれ
る懸濁物質が陽イオン交換樹脂粒子充填層に捕捉される
とともに、金属水酸化物して析出せずに残留したイオン
状の金属成分が陽イオン交換樹脂粒子に吸着される。そ
の後、排水は熱交換器６、加熱器１２、アンモニア態窒
素除去装置１４に順次通水され、アンモニア態窒素除去
装置１４において排水中のアンモニア態窒素が除去され
る。この点は図２の装置と同じである。
処理は、次のように行われる。まず、排水貯槽２内の排
水はポンプ８の作動により配管４を流れ、アルカリ添加
機構１０によってアルカリが添加され、ｐＨが９〜１２
に調整される。このｐＨ調整により、排水中の鉄イオン
等の金属成分が水酸化物として析出する。その後、排水
は陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通水され、ここで
前記の析出した金属水酸化物や排水中にもともと含まれ
る懸濁物質が陽イオン交換樹脂粒子充填層に捕捉される
とともに、金属水酸化物して析出せずに残留したイオン
状の金属成分が陽イオン交換樹脂粒子に吸着される。そ
の後、排水は熱交換器６、加熱器１２、アンモニア態窒
素除去装置１４に順次通水され、アンモニア態窒素除去
装置１４において排水中のアンモニア態窒素が除去され
る。この点は図２の装置と同じである。
【００２３】また、本装置では、差圧計２２によって通
水時における陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の前後の
差圧を測定し、差圧が所定値に上昇した時点で陽イオン
交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充填層
の純水等による逆洗（逆洗流路は図示せず）を行う。こ
れにより、陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の前後の差
圧が懸濁物質の堆積に伴って上昇していても、この差圧
を低下させて初期差圧程度にまで回復させることができ
る。
水時における陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の前後の
差圧を測定し、差圧が所定値に上昇した時点で陽イオン
交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充填層
の純水等による逆洗（逆洗流路は図示せず）を行う。こ
れにより、陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の前後の差
圧が懸濁物質の堆積に伴って上昇していても、この差圧
を低下させて初期差圧程度にまで回復させることができ
る。
【００２４】
【実施例】（実施例１）図１に示した排水処理装置を用
いてアンモニア態窒素含有排水の処理を行った。この場
合、アンモニア態窒素除去装置１４としては触媒湿式酸
化処理法によるものを使用した。排水としては、アンモ
ニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌ、鉄（溶解性鉄）濃度
１０ｍｇ／Ｌ、硬度成分濃度０ｍｇ／Ｌの模擬排水を用
いた。陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換
樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂であるアンバー
ライトＩＲ１２０ＢをＮａ形にして用いた。また、陽イ
オン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充
填層の容量は０．００５ｍ 3、アンモニア態窒素除去装
置１４（触媒充填塔）の容量は０．０５ｍ3、排水流量
は１ｍ3／ｄａｙ、通水時間は１０００時間とした。
いてアンモニア態窒素含有排水の処理を行った。この場
合、アンモニア態窒素除去装置１４としては触媒湿式酸
化処理法によるものを使用した。排水としては、アンモ
ニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌ、鉄（溶解性鉄）濃度
１０ｍｇ／Ｌ、硬度成分濃度０ｍｇ／Ｌの模擬排水を用
いた。陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換
樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂であるアンバー
ライトＩＲ１２０ＢをＮａ形にして用いた。また、陽イ
オン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充
填層の容量は０．００５ｍ 3、アンモニア態窒素除去装
置１４（触媒充填塔）の容量は０．０５ｍ3、排水流量
は１ｍ3／ｄａｙ、通水時間は１０００時間とした。
【００２５】通水開始後１０００時間経過時における水
質分析の結果を表１に示す。表１に示されるように、ア
ンモニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌの排水を原水とし
て１０００時間の処理を行った場合でも、処理水中のア
ンモニア態窒素濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下を維持してい
た。また、通水開始後１０００時間経過時に陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧は初期差圧よりも５
％上昇していたが、純水による逆洗を行ったところ、初
期差圧にまで回復した。さらに、触媒充填塔を開放点検
したところ、塔内に沈殿物やスケールは観察されなかっ
た。
質分析の結果を表１に示す。表１に示されるように、ア
ンモニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌの排水を原水とし
て１０００時間の処理を行った場合でも、処理水中のア
ンモニア態窒素濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下を維持してい
た。また、通水開始後１０００時間経過時に陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧は初期差圧よりも５
％上昇していたが、純水による逆洗を行ったところ、初
期差圧にまで回復した。さらに、触媒充填塔を開放点検
したところ、塔内に沈殿物やスケールは観察されなかっ
た。
【００２６】
【表１】
【００２７】（実施例２）図１に示した排水処理装置を
用いてアンモニア態窒素含有排水の処理を行った。この
場合、アンモニア態窒素除去装置１４としてはアンモニ
アストリッピング処理法によるものを使用した。排水及
び陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂
としては実施例１と同じものを用いた。また、陽イオン
交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充填層
の容量は０．００５ｍ3、アンモニア態窒素除去装置１
４（アンモニアストリッピング塔）の容量は０．０５ｍ
3、排水流量は１ｍ3／ｄａｙ、通水時間は１０００時間
とした。
用いてアンモニア態窒素含有排水の処理を行った。この
場合、アンモニア態窒素除去装置１４としてはアンモニ
アストリッピング処理法によるものを使用した。排水及
び陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂
としては実施例１と同じものを用いた。また、陽イオン
交換樹脂粒子充填塔２０の陽イオン交換樹脂粒子充填層
の容量は０．００５ｍ3、アンモニア態窒素除去装置１
４（アンモニアストリッピング塔）の容量は０．０５ｍ
3、排水流量は１ｍ3／ｄａｙ、通水時間は１０００時間
とした。
【００２８】通水開始後１０００時間経過時における水
質分析の結果を表２に示す。表２に示されるように、ア
ンモニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌの排水を原水とし
て１０００時間の処理を行った場合でも、処理水中のア
ンモニア態窒素濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下を維持してい
た。また、通水開始後１０００時間経過時に陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧は初期差圧よりも５
％上昇していたが、純水による逆洗を行ったところ、初
期差圧にまで回復した。さらに、アンモニアストリッピ
ング塔を開放点検したところ、塔内に沈殿物やスケール
は観察されなかった。
質分析の結果を表２に示す。表２に示されるように、ア
ンモニア態窒素濃度２０００ｍｇ／Ｌの排水を原水とし
て１０００時間の処理を行った場合でも、処理水中のア
ンモニア態窒素濃度は１０ｍｇ／Ｌ以下を維持してい
た。また、通水開始後１０００時間経過時に陽イオン交
換樹脂粒子充填塔２０の前後の差圧は初期差圧よりも５
％上昇していたが、純水による逆洗を行ったところ、初
期差圧にまで回復した。さらに、アンモニアストリッピ
ング塔を開放点検したところ、塔内に沈殿物やスケール
は観察されなかった。
【００２９】
【表２】
【００３０】（比較例１）実施例１において、アルカリ
を添加した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通
水せず、熱交換器６に直接導入すること以外は、実施例
１と同様にしてアンモニア態窒素含有排水の処理を行っ
た。通水開始後９００時間経過時における水質分析の結
果を表３に示す。表３に示されるように、９００時間経
過時には処理水水質の低下が見られた。また、触媒充填
塔を開放点検したところ、塔の入口部分に沈殿が堆積し
ているのが観察された。この沈殿を蛍光Ｘ線分析法によ
り分析した結果、主成分は鉄であることが判明した。
を添加した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通
水せず、熱交換器６に直接導入すること以外は、実施例
１と同様にしてアンモニア態窒素含有排水の処理を行っ
た。通水開始後９００時間経過時における水質分析の結
果を表３に示す。表３に示されるように、９００時間経
過時には処理水水質の低下が見られた。また、触媒充填
塔を開放点検したところ、塔の入口部分に沈殿が堆積し
ているのが観察された。この沈殿を蛍光Ｘ線分析法によ
り分析した結果、主成分は鉄であることが判明した。
【００３１】
【表３】
【００３２】（比較例２）実施例２において、アルカリ
を添加した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通
水せず、熱交換器６に直接導入すること以外は、実施例
２と同様にしてアンモニア態窒素含有排水の処理を行っ
た。通水開始後９５０時間経過時における水質分析の結
果を表４に示す。表４に示されるように、９５０時間経
過時には処理水水質の低下が見られた。また、アンモニ
アストリッピング塔を開放点検したところ、塔の入口部
分に沈殿が堆積しているのが観察された。この沈殿を蛍
光Ｘ線分析法により分析した結果、主成分は鉄であるこ
とが判明した。
を添加した排水を陽イオン交換樹脂粒子充填塔２０に通
水せず、熱交換器６に直接導入すること以外は、実施例
２と同様にしてアンモニア態窒素含有排水の処理を行っ
た。通水開始後９５０時間経過時における水質分析の結
果を表４に示す。表４に示されるように、９５０時間経
過時には処理水水質の低下が見られた。また、アンモニ
アストリッピング塔を開放点検したところ、塔の入口部
分に沈殿が堆積しているのが観察された。この沈殿を蛍
光Ｘ線分析法により分析した結果、主成分は鉄であるこ
とが判明した。
【００３３】
【表４】
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アンモ
ニア態窒素と金属成分とが共存するアンモニア態窒素含
有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピ
ング処理法により処理する場合に、金属成分に起因する
経時的な処理性能の低下を防止し、安定した処理性能を
持続させることにより、アンモニア態窒素の除去を長期
間にわたって安定に行うことができる。
ニア態窒素と金属成分とが共存するアンモニア態窒素含
有排水を触媒湿式酸化処理法又はアンモニアストリッピ
ング処理法により処理する場合に、金属成分に起因する
経時的な処理性能の低下を防止し、安定した処理性能を
持続させることにより、アンモニア態窒素の除去を長期
間にわたって安定に行うことができる。
【図１】本発明に係る窒素含有排水の処理方法の実施に
用いる排水処理装置の一例を示すフロー図である。
用いる排水処理装置の一例を示すフロー図である。
【図２】物理化学的処理法を用いたアンモニア態窒素含
有排水の従来の処理フローの一例を示すフロー図であ
る。
有排水の従来の処理フローの一例を示すフロー図であ
る。
２ 排水貯槽 ４ 配管 ６ 熱交換器 ８ ポンプ １０ アルカリ添加機構 １２ 加熱器 １４ アンモニア態窒素除去装置 １６ 処理水流出管 １８ 排ガス流出管 ２０ 陽イオン交換樹脂粒子充填塔 ２２ 差圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/58 ＣＤＪ Ｃ０２Ｆ 1/58 ＣＤＪＰ 1/74 １０１ 1/74 １０１ Ｆターム(参考） 4D011 AA12 AA15 AD03 AD06 4D025 AA07 AB09 AB22 AB23 BA09 BA10 BB02 BB07 CA03 CA06 CA10 DA01 4D037 AA08 AB08 AB12 BA23 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 CA12 CA14 CA15 4D038 AA06 AB29 AB66 AB68 AB69 AB79 BA02 BB08 BB13 BB16 4D050 AA09 AB35 AB55 AB57 AB58 BB01 BC01 BC02 BC06 CA01 CA08 CA13
Claims (3)
- 【請求項１】 金属成分を含むアンモニア態窒素含有排
水を触媒湿式酸化処理法により処理して排水中のアンモ
ニア態窒素を除去するに当たり、前記排水のｐＨを９〜
１２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂粒子充填層に
通水した後に、前記触媒湿式酸化処理法による処理を行
うことを特徴とする窒素含有排水の物理化学的処理方
法。 - 【請求項２】 金属成分を含むアンモニア態窒素含有排
水をアンモニアストリッピング処理法により処理して排
水中のアンモニア態窒素を除去するに当たり、前記排水
のｐＨを９〜１２に調整し、該排水を陽イオン交換樹脂
粒子充填層に通水した後に、前記アンモニアストリッピ
ング処理法による処理を行うことを特徴とする窒素含有
排水の物理化学的処理方法。 - 【請求項３】 アンモニア態窒素含有排水の通水時にお
ける陽イオン交換樹脂粒子充填層の前後の差圧を監視
し、該差圧が所定値に上昇した時点で陽イオン交換樹脂
粒子充填層の洗浄を行うことを特徴とする請求項１又は
２に記載の窒素含有排水の物理化学的処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145934A JP2000334451A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 窒素含有排水の物理化学的処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145934A JP2000334451A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 窒素含有排水の物理化学的処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000334451A true JP2000334451A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15396461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145934A Pending JP2000334451A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 窒素含有排水の物理化学的処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000334451A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001009481A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 金属とアンモニアを含む排水の処理方法 |
| JP2003164877A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒素処理方法 |
| JP2008519299A (ja) * | 2004-11-08 | 2008-06-05 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 電子写真的に加工可能なトナー |
| JP2010104896A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Ohbayashi Corp | 水処理装置及び水処理装置の運転方法 |
| US7794592B2 (en) | 2006-06-29 | 2010-09-14 | Ralph Brown | Wastewater disinfection apparatus and methods |
| JP2013010073A (ja) * | 2011-06-29 | 2013-01-17 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 廃水の処理方法および処理装置 |
| CN105967311A (zh) * | 2015-04-09 | 2016-09-28 | 江苏九九久科技股份有限公司 | 流程简单的3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠废水的处理方法 |
| JP2017217607A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | オルガノ株式会社 | 水処理方法および装置、水処理装置の改造方法、並びに水処理装置改造用キット |
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-
1999
- 1999-05-26 JP JP11145934A patent/JP2000334451A/ja active Pending
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