(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア含有排水にアルカリを添加し、これを放散塔においてアンモニア回収塔との間を循環する空気と接触させることにより被処理水中からアンモニアを空気中に移動させる方法において、前記放散塔の内部を空洞とするとともに、水平方向に延びる２以上の領域に区画して各領域には噴霧ノズルを配備し、前段領域で被処理水を水平方向に噴霧させることにより循環空気と接触させた処理水を抜き出して反応槽にてアンモニア変換反応を促進させた後、放散塔の後段領域に戻し、水平方向に噴霧することを特徴とする排水中のアンモニアの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アンモニアを含有する排水からアンモニアを除去する方法であって、詳しくは、改良されたアンモニアストリッピング法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アンモニアストリッピング法は、工場排水、都市上下水、湖沼水などを対象として、比較的高濃度のアンモニア含有排水や、濃度変動の大きいアンモニア含有排水の処理に適した除去方法である。同法は、被処理水のｐＨを上げてアンモニウムイオンを遊離のアンモニアに変換し、エアストリッピングにより該アンモニアを被処理水中から空気中に移動させて除去するものである。
従来、エアストリッピングを行う放散塔には、空気と被処理水の接触を充分に行わせるために、プラスチック製充填材等が充填されており、被処理水はｐＨ調整後塔上部より散水され、充填材の間を水滴の形成とその破壊を繰り返しながら落下する。この間にこの水滴が空気と接触し、アンモニアをガスとして水中より空気中に散逸させる方法である。
【０００３】
被処理水のｐＨ調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどのアルカリ源により行われ、通常は、比較的安価な水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどが使用されている。しかしながら、これらの安価なアルカリ源を使用すると、空気中の炭酸ガスや被処理水中に含有される硫酸塩と反応して、カルシウムやマグネシウムの炭酸塩または硫酸塩が生成するため、これらが上記放散塔内部において充填材間にスケールとして付着する結果、放散塔内部を閉塞させ、長期的な連続運転が阻害されるとともに、内部の清掃を頻繁に行うことが必要となる。
また、被処理排水中にアルカリによって沈殿を生じる物質、例えば、硫酸アルミニウム、水ガラス等が含まれる場合には、どのようなアルカリ源を使用しても充填層にスケールが付着して、前記問題が生じる虞がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、添加するアルカリ源の種類によらず、また、アルカリによって沈殿を生じる物質が混入したアンモニア含有排水に対しても、放散塔を閉塞させることなく、長期的な連続運転が可能な排水中のアンモニアの除去方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アンモニア含有排水にアルカリを添加し、これを放散塔においてアンモニア回収塔との間を循環する空気と接触させることにより被処理水中からアンモニアを空気中に移動させる方法において、前記放散塔の内部を空洞とするとともに、２以上の領域に区画し、前段領域で循環空気と接触させた処理水を抜き出して反応槽にてアンモニア変換反応を促進させた後、放散塔の後段領域に戻すことを手段とするものである。
前記領域は水平方向に延ばして形成し、被処理水を水平方向に噴霧することが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を示すフローチャートである図１により、本発明を具体的に説明する。
【０００７】
図１には、本発明を実施するための主要な構成装置である、放散塔１０、アンモニア回収塔２０、反応槽３０などが示されている。
放散塔１０には、水平方向に延伸する領域１１と、領域１１の両端部において垂直上下方向に夫々屈曲した、導入領域１２と排出領域１３が形成されている。本実施形態において水平領域１１は、１１ａ、１１ｂ、１１ｃの３つに区画され、各水平領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび導入領域１２、排出領域１３には被処理水を噴霧するためのノズル１４が装備されている。従って、本実施形態では合計５つの領域が形成されている。放散塔１０の内部は空洞とし、充填材は装備されていない。
放散塔１０の水平領域１１は、僅かに（１〜１０度程度）傾斜させるとともに、各水平領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃに堰１５、１５、１５を設けて処理水を収集し易くなっている。
【０００８】
アンモニア回収塔２０は従来公知のものと同様であって、縦型塔内にラシヒリング２１等が充填されており、放散塔１０との間を空気が循環するようになっている。
【０００９】
反応槽３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、導入領域１２および各水平領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて循環空気と接触した処理水を抜き出して、アンモニア変換反応を促進させるためのものであり、攪拌機３１付きのものが好ましい。遊離のアンモニアに変換反応させた処理水はポンプ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄにて夫々後段の領域、即ち、水平領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび排出領域１３に戻される。
【００１０】
アンモニアストリッピング法では、水中のアンモニアが全てアンモニア水等の遊離のアンモニアとして存在するのであれば、温度、ｐＨ、被処理水と循環空気量の重量比Ｌ／Ｇによりストリッピングに必要な充填層の高さが決定される。しかしながら、本発明方法では充填層を設けないので、その分の接触効率の低下をノズル噴霧により補っている。発明者等は、１回のノズル噴霧が充填層高１．５ｍに相当することを実験により確認した。
【００１１】
また、アルカリ源に安価な水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムなどを使用すると、遊離のアンモニアへの転換反応は５割程度しか進まない。但し、この遊離のアンモニアがストリッピングされれば、残りのアンモニウム塩とマグネシウムとの反応が進み、再びその半分が遊離のアンモニアになる。そこで、本発明方法では、アンモニウム塩とマグネシウムとの反応速度が、アンモニアの放散速度よりも遅いことに鑑み、放散塔を複数の領域に区画して、各領域間に反応槽を設けたものである。
【００１２】
アンモニア含有排水はアルカリ添加により高ｐＨ値に調整され、この被処理水１は導入領域１２のノズル１４から放散塔１０内に噴霧される。被処理水１は循環空気と接触し、導入領域１２を降下後、ライン１６ａから抜き出され反応槽３０ａに導入される。反応槽３０ａにおいてアンモニアへの変換反応が進んだ被処理水１は、ポンプ３２ａにより水平領域１１ａに送られ、ノズル１４から噴霧される。以下、被処理水１は水平領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび排出領域１３にて空気と接触してアンモニアが放散され、排出領域１３の排出ライン２から系外の図示してない排水処理設備に送られる。
【００１３】
放散塔１０内の温度は８５℃〜９５℃とすることが好ましい。このためには、空気を予熱する他、循環空気に水蒸気を吹き込んでもよい。また、被処理水１のｐＨ値は排出領域１３において９以上となるように、予め調整しておくことが望ましい。従って、導入領域１２における被処理水１のｐＨは１０．５以上とすることが好ましい。また、各反応槽３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄでアルカリを添加してｐＨ調整してもよい。放散塔１０内における被処理水と循環空気量の重量比Ｌ／Ｇは、１〜１０とすることが好まく、特に１〜５程度とすることが好ましい。
【００１４】
排出領域１３に導入される循環空気は、放散塔１０内を前記被処理水１と逆方向に流れた後、導入領域１２の塔頂部からライン３を経て、アンモニア回収塔２０の塔底部に戻される。この循環空気は、アンモニア回収塔２０で硫酸を含む回収液と接触後、回収塔２０の塔頂部から抜き出され、ライン４を介して前記排出領域１３に戻される。アンモニア回収塔２０にはライン５から硫酸が供給され、硫酸を含む回収液はポンプ２２により回収塔２０内を上から下に循環する。アンモニアを吸収して、硫酸アンモニウムを含む回収液の一部は、ライン６から分岐して系外の図示してない硫安回収設備に送られる。
【００１５】
【実施例】
平均アンモニア濃度１５００mg/l（最大３５００mg/l）の工場排水について、図１に示すフローによりアンモニアストリッピング処理を行った。工場排水の組成を表１に、処理条件と結果を表２に夫々示す。
【００１６】
【表１】
硫酸アンモニウム：  5800 mg/l （最大で 11600 mg/l)
硫酸ナトリウム  ：  1.5 〜2.5 重量％
硫酸            ：  1700 mg/l
硫酸アルミニウム：  1800 mg/l
塩素            ：   300 mg/l
その他固形分    ：  少量
【００１７】
【表２】
0003675667.tif 000002
【００１８】
表２の結果から、実施例１〜実施例３のいずれも、アンモニアの高い除去率が得られたことが判る。また、各実施例共、放散塔の閉塞の心配もなく、３〜６ヵ月の連続運転が可能であった。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明方法によれば、放散塔における閉塞の虞がなく、長期連続運転が可能である。また、９８％以上の高いアンモニア除去率を得ることができる。従って、沈殿物を生成し易い物質を含むアンモニア含有排水のストリッピングに特に適している。
請求項２記載の発明方法によれば、前記効果に加えて、アンモニアの放散塔をコンパクトな装置で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  放散塔
１１  水平領域
１２  導入領域
１３  排出領域
１４  ノズル
２０  アンモニア回収塔
３０  反応槽
３２  ポンプ
【図１】
0003675667.tif 000003