JPH1176761A - アンモニア含有廃水の処理方法 - Google Patents
アンモニア含有廃水の処理方法Info
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Abstract
トリッピングによって除去し、アンモニア濃度の低下し
た処理廃水を得る際、蒸気ストリッピングに要する熱量
を低減し、エネルギーコストの軽減を計る。 【解決手段】 蒸気ストリッピング塔3から導出された
アンモニア含有蒸気を圧縮機12で加圧し、酸素含有ガ
スとともに予熱器13で加熱して気相反応器17に送
り、ここでアンモニアを酸化分解し、酸化分解生成ガス
を予熱器13、第1および第2熱交換器2,9に送り、
ここでアンモニア含有廃水および処理廃水を加熱する。
Description
廃水中のアンモニアを除去する処理方法に関する。
水などのアンモニア含有廃水中のアンモニアを除去する
方法として、蒸気ストリッピング法が知られている。こ
の方法は、アンモニア含有廃水を水蒸気ストリッピング
塔からの処理廃水と熱交換して加熱したのち、該塔に導
入し、該塔下部から水蒸気を吹き込むかあるいは塔底の
再沸器を水蒸気で加熱することにより廃水中のアンモニ
アを気相に放散させるもので、蒸気中に放散されたアン
モニアは空気などの酸素含有ガスとともに気相反応器に
送られ、ここで酸化分解されて窒素と水になって大気中
に放出されるようになっている。
量に消費するため熱エネルギーコストが嵩む欠点があ
る。このため、系内での熱エネルギーの効率的な回収が
必須とされるようになった。
は、アンモニア含有廃水中のアンモニアを蒸気ストリッ
ピング法によって除去する際に、熱エネルギーの回収が
効率的に行われ、エネルギー効率の高い処理方法を得る
ことにある。
リッピング塔から導出されたアンモニア含有蒸気を加圧
して酸素含有気体とともに気相反応器に送るか、気相反
応器を出てから加圧し、酸化分解した生成ガスを用い
て、蒸気ストリッピング塔の処理還流液を加熱する方法
によって解決される。
塔塔頂から導出されるアンモニア含有蒸気中の水蒸気の
保有する潜熱を、該ストリッピング塔塔底の再沸器の加
熱熱源として利用する。本発明は、蒸気ストリッピング
塔塔頂蒸気中のアンモニアを分解し、かつ塔頂蒸気中の
水蒸気の分圧を上昇させることによって、該水蒸気の潜
熱をストリッピング塔塔底再沸器の加熱熱源として利用
することを可能にするものである。本発明によれば、ア
ンモニアの分解反応の際に生成する水分の潜熱も合わせ
て再沸器の加熱源に利用される。アンモニアの気相分解
の工程と水蒸気分圧の昇圧の工程とは、相互の先行、後
行を問わない。以下、本発明を詳しく説明する。図1
は、本発明の処理方法を実施するに好適な処理装置の一
例を示すものである。アンモニア含有廃水は、まず管1
から第1熱交換器2に送られ、ここで80〜95℃に加
熱されて、蒸気ストリッピング塔3の上段に導入され
る。蒸気ストリッピング塔3は、棚段塔,充填塔あるい
は単段の蒸発缶であって、塔底では第2熱交換器(再沸
器)9によって加熱され、液の蒸発が起きる仕組となっ
ている。塔底には蒸気を吹き出す吹出部4が設けられ、
この吹出部4には管5を介して図示しないボイラからの
水蒸気が送り込まれ、吹出部4から塔3の上方に向けて
吹き出るようになっている。再沸器による塔底液の蒸発
のみでは、アンモニアのストリッピングが十分でない場
合には外部からのスチームが吹き込まれる。蒸気ストリ
ッピング塔の圧力は、減圧でも常圧でも、加圧でもよ
い。
る廃水と上昇する水蒸気とが、向流気液接触することに
より、廃水中のアンモニアが水蒸気中に放散され、アン
モニア濃度が低下した処理廃水が塔底から管6に排出さ
れる。この管6を流れる温度100〜110℃の処理廃
水は、二分され、その一部は管7から再沸器9に流れ、
蒸発が起って気液混相流となって蒸気ストリッピング塔
3に循環する。その残部は管10から上記第1熱交換器
2に送られ、管1から流入するアンモニア含有廃水を加
熱する。
ンモニア濃度200〜15000ppm、好ましくは5
00〜12000ppmのアンモニアを含む水蒸気が管
11に導出され、圧縮器12に送られて、水蒸気を後段
の熱交換器で凝縮させるに足る圧力分、通常0.1〜3
kg/cm2、好ましくは0.3〜1.5kg/cm2昇
圧させ、これに、ブロア14で加圧された酸素,富化酸
素,空気などの酸素含有気体が管15を介して混合され
る。この混合気体はアンモニアの酸化反応が開始する温
度より低い温度の場合には、予熱器13に送られ、ここ
で200〜300℃に加熱される。この混合気体は、つ
いで管16から気相反応器17に導入される。気相反応
器17は、その内部にアンモニア酸化触媒が充填された
ものであり、この触媒により、アンモニア含有蒸気中の
アンモニアが酸化分解されて、窒素ガスと水とに分解さ
れる。気相反応器17での反応条件は、入口温度100
〜450℃、好ましくは120〜350℃で、GHSV
1000〜50000l/hrである。
e,Ni,Co,Pt,Pd,Ru,V,Cu,Cr,
W,Moより選ばれた少なくとも1種の金属元素を、チ
タニア,ジルコニア,アルミナ,シリカ,活性炭および
これらの複合体の少なくとも1種の担体に担持もしくは
含有したものが用いられる。アンモニア含有蒸気に混合
される酸素含有気体の量は、アンモニア酸化反応に必要
な理論量に対して若干過剰に供給されるが、水蒸気の潜
熱の利用率で高めるためには過剰率は低いほど好まし
い。通常、理論量の1.0〜10倍の酸素量となるよう
に定められる。酸素量がこれ以上に過剰になると後述す
る熱交換の際に回収される熱量が低下する。
スは、反応ガスの予熱が必要な場合には管18から上記
予熱器13に送られ、ここで、アンモニア含有蒸気と酸
素含有気体との混合気体を加熱したのち、上記第2熱交
換器(再沸器)9に送られ、ここで上述の蒸気ストリッ
ピング塔3の底部から還流される廃水の一部と熱交換
し、この廃水を加熱し、自からは冷却され、含まれる水
蒸気の大部分は凝縮水となる。次いで冷却器20に送ら
れ、ここで100℃以下に冷却され、その一部が凝縮し
たのち、管21から気液分離器22に送られる。気液分
離器22において、分離された窒素ガスなどの放出ガス
は管23から系外に放出され、凝縮水は、ポンプ24で
加圧され、管25を通り蒸気ストリッピング塔3の塔底
からの処理廃水と合流して第1熱交換器2に流入し、ア
ンモニア含有廃水を加熱する。
にあっては、蒸気ストリッピング塔3から導出されるア
ンモニア含有蒸気を圧縮器12で昇圧し、予熱器13で
加熱して気相反応器17に送るようにしているので、ア
ンモニアの気相酸化反応を効率よく完全に行うことがで
きる。また、気相反応器17からの分解生成ガスの温
度,圧力も水蒸気が凝縮し得るものとなるので、第1お
よび第2熱交換器2,9および予熱器13における熱交
換効率が高められ、分解生成ガスが有する熱を効率よく
流入原廃水や還流廃水等に与えることができ、蒸気スト
リッピング塔3に吹き込む蒸気の温度,圧力あるいは流
量を低減することが可能となり、エネルギーコストを軽
減できる。
器17の途中にアンモニア含有蒸気を導入して気相反応
に供することもできる。
し、アンモニア含有廃水として温度25℃、アンモニア
濃度1020wt・ppmの廃水を第1熱交換器2に供
給し、ここで93℃に加熱して、蒸発缶型の蒸気ストリ
ッピング塔3に供給した。蒸気ストリッピング塔3に
は、温度150℃、圧力500kPa、重量比で供給廃
水1に対し2%の割合の水蒸気を吹き込んだ。該塔3底
部からアンモニア濃度80wt・ppmの処理廃水を抜
き出し、上部から温度100℃、アンモニア濃度900
0vol・ppm、圧力101kPaのアンモニア含有
蒸気を導出した。このアンモニア含有蒸気を圧縮器12
で220kPaまで加圧し、酸素をアンモニアの酸化に
必要な理論量の1.2倍混合して、予熱器13で200
℃まで加熱して気相反応器17に送給した。
−Ru/TiO2を充填した。気相反応器17ではアン
モニアの97.8%が除去され、その酸化物分解生成ガ
スは温度285℃、圧力200kPa、アンモニア濃度
200vol・ppmであり、これを予熱器13に送
り、さらに予熱器13から温度260℃、圧力185k
Paのガスを第2熱交換器9に送り、さらに処理廃水と
混合して第1熱交換器2に送ったのち、次工程に送っ
た。従来の方法では、吹き込みスチームは供給廃水に対
し、15%が必要であり、従って、従来の処理方法に比
べて蒸気ストリッピング塔3に供給される水蒸気の熱量
を87%低減できた。
リッピング塔3の塔頂から導出されるアンモニア含有蒸
気に加えられる酸素含有気体として、酸素濃度93vo
l%の酸素富化空気を用い、このものの添加量を変化さ
せて、気相反応器17で分解生成した生成ガスの有する
熱エネルギーが第2熱交換器9で回収される割合(回収
率)の変化を見た。結果を表1に示す。表1において水
蒸気の割合とは、水蒸気(標準状態換算)/反応器入口
ガス(標準状態換算)×100である。
したがって、回収率が低下することがわかり、回収率を
50%以上とするには水蒸気の割合は93vol%以上
とすべきであることがわかる。
ア含有廃水の処理方法にあっては、アンモニア含有廃水
に含まれるアンモニアを蒸気ストリッピングする際に必
要な熱エネルギーを低減でき、エネルギーコストを軽減
できる。
一例を示す構成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アンモニア含有廃水を蒸気ストリッピン
グ塔に供給し、廃水中のアンモニアを蒸気によって放散
せしめ、蒸気ストリッピング塔から導出されたアンモニ
ア含有蒸気を加圧したのち、酸素含有気体とともに気相
反応器に送り、ここでアンモニアを酸化分解し、生成し
た分解ガスを上記蒸気ストリッピング塔の加熱熱源とす
ることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理方法。 - 【請求項2】 アンモニア含有廃水を蒸気ストリッピン
グ塔に供給し、廃水中のアンモニアを蒸気によって放散
せしめ、蒸気ストリッピング塔から導出されたアンモニ
ア含有蒸気を酸素含有気体とともに気相反応器に送り、
ここでアンモニアを酸化分解し、生成した分解ガスを加
圧して前記蒸気ストリッピング塔の加熱熱源とすること
を特徴とするアンモニア含有廃水の処理方法。 - 【請求項3】 上記気相反応器に導入される気体中の水
蒸気の割合が93vol%以上であることを特徴とする
請求項1又は2記載のアンモニア含有廃水の処理方法。
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| JP24155497A JP4071323B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | アンモニア含有廃水の処理方法 |
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