(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン交換樹脂塔と、アニオン交換樹脂塔と、を有し、アンモニアが溶解している被処理水を処理する水処理装置であって、
前記カチオン交換樹脂塔に酸性液を供給し、前記カチオン交換樹脂塔から再生廃液を排出するラインと、
前記アニオン交換樹脂塔にアルカリ性液を供給し、前記アニオン交換樹脂塔から再生廃液を排出するラインと、
前記カチオン交換樹脂塔から排出される再生廃液と、前記アニオン交換樹脂塔から排出される再生廃液と混合して混合再生廃液とする混合装置と、
前記混合再生廃液に水酸化ナトリウムを添加するｐＨ調整槽と、
前記ｐＨ調整槽から排出された前記混合再生廃液をストリッピングする放散塔と、
を有し、
前記被処理水中のアンモニア濃度が窒素換算濃度で１０ｍｇ／Ｌ以上、２００ｍｇ／Ｌ以下である水処理装置。
【請求項２】
前記被処理水が、電子製品製造プロセスから排出されるアンモニア含有排水である請求項１に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体や液晶などの電子製品ないしその素子の製造プロセスから排出されるアンモニア含有排水などの、アンモニア含有水からアンモニアを除去するための水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程やその関連工程では、アンモニアと過酸化水素とを混合した薬品を用いて洗浄を行っている。上記洗浄工程の後で超純水を使用して洗浄を行い、被洗浄品の表面に残留したアンモニアを除去している。このため塩類濃度が低くアンモニアが比較的低濃度の排水が大量に排出される。アンモニアは富栄養化の原因とされるので排水中のアンモニア処理が必要である。また、洗浄工程では多量の超純水が必要なので、排水を回収再利用することが望まれる。
【０００３】
従来アンモニア含有排水を処理する手法として、アンモニアストリッピング法が知られている。この方法では、アンモニア含有排水を蒸気やヒーターなどで加熱して放散塔で放散処理する。放散処理をする際には、処理コストの点でアンモニアが高濃度の方が有利である。そのため、低濃度アンモニア含有排水に含まれるアンモニアを、カチオン交換樹脂に吸着させ、次いでカチオン交換樹脂を再生してアンモニアが濃縮した再生廃液を得、その再生廃液をアンモニアストリッピングしてアンモニア除去する方法がある（特許文献１）。放散塔から排出される排ガスをアンモニア分解触媒と接触させることによりアンモニアを酸化分解して除去することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭５６−０４２３６０号公報
【特許文献２】特開２００３−３４０４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カチオン交換樹脂は酸で再生される。従って、その再生廃液のｐＨは酸性である。一方、アンモニアストリッピングにおいては、アンモニアを揮発させるために、放散処理する液をアルカリ性にｐＨ調整して放散塔に通水する必要がある。したがって、カチオン交換樹脂の再生廃液をアンモニアストリッピングする場合は、アルカリ性化のために大量のアルカリが必要になる。
【０００６】
本発明の目的は、被処理水に含まれるアンモニアをカチオン交換樹脂の再生廃液中に濃縮し、その再生廃液をアンモニアストリッピングする水処理方法において、アンモニアストリッピングに際して添加するアルカリの量を抑えることのできる方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、この水処理方法を実施するに好適な水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様により、
カチオン交換樹脂塔と、アニオン交換樹脂塔と、を有し、アンモニアが溶解している被処理水を処理する水処理装置であって、
前記カチオン交換樹脂塔に酸性液を供給し、前記カチオン交換樹脂塔から再生廃液を排出するラインと、
前記アニオン交換樹脂塔にアルカリ性液を供給し、前記アニオン交換樹脂塔から再生廃液を排出するラインと、
前記カチオン交換樹脂塔から排出される再生廃液と、前記アニオン交換樹脂塔から排出される再生廃液と混合して混合再生廃液とする混合装置と、
前記混合再生廃液に水酸化ナトリウムを添加するｐＨ調整槽と、
前記ｐＨ調整槽から排出された前記混合再生廃液をストリッピングする放散塔と、
を有し、
前記被処理水中のアンモニア濃度が窒素換算濃度で１０ｍｇ／Ｌ以上、２００ｍｇ／Ｌ以下である水処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被処理水に含まれるアンモニアをカチオン交換樹脂の再生廃液中に濃縮し、その再生廃液をアンモニアストリッピングする水処理装置において、アンモニアストリッピングに際して添加するアルカリの量を抑えることのできる装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水処理装置の一例を示すプロセスフローダイアグラムである。
【図２】改造しようとする既存水処理装置の一例を示すプロセスフローダイアグラムである。
【図３】改造しようとする既存水処理装置の別の例を示すプロセスフローダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る水処理方法は、イオン交換工程、再生廃液混合工程およびストリッピング工程を含む。
【００２０】
〔イオン交換工程〕
水処理の対象となる被処理水は、アンモニアが溶解している水であり、例えば電子製品製造プロセスから排出されるアンモニア含有排水である。水に溶解したアンモニアの一部はアンモニウムイオンになるので、被処理水にはアンモニウムイオンが含まれる。
【００２１】
被処理水中のアンモニア濃度が１０ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下程度であると、本発明の効果が特に顕著であるので、好ましい。
【００２２】
なお別途断りの無い限り、本明細書において液中の「アンモニア濃度」は、遊離アンモニアだけでなくアンモニウムイオンも含めた濃度を意味する。また別途断りの無い限り、液中のアンモニア濃度を単位「ｍｇ／Ｌ」で表した場合、それは遊離アンモニアおよびアンモニウムイオンを窒素に換算した場合の濃度を意味する。
【００２３】
この工程では、被処理水を、カチオン交換樹脂（陽イオンを吸着する陽イオン交換樹脂）およびアニオン交換樹脂（陰イオンを吸着する陰イオン交換樹脂）に通水する。カチオン交換樹脂による処理と、アニオン交換樹脂による処理の順序は問わない。例えば、被処理水をカチオン交換樹脂に通し、次いで、アニオン交換樹脂に通すことができる。あるいは、被処理水をアニオン交換樹脂に通し、次いで、カチオン交換樹脂に通すことができる。カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とのミックスベッドを使用することもできる。
【００２４】
被処理水をカチオン交換樹脂に通すと、アンモニウムイオンや、カルシウムイオン、マグネシウムイオンなどの陽イオンがカチオン交換樹脂に吸着される。被処理水をアニオン交換樹脂に通すと、被処理水中に含まれる塩化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、硫酸イオンなどのアニオンが吸着される。
【００２５】
カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂とも、水処理分野で公知のものから適宜選んで用いることができる。イオン交換樹脂にはゲル型、ポーラス型、ＭＲ型があるが、カチオン交換樹脂もしくはアニオン交換樹脂としていずれの型のイオン交換樹脂を用いてもよい。カチオン交換樹脂は、強酸性または弱酸性のいずれであってもよいし、これらの組合せを用いてもよい。アニオン交換樹脂は、強塩基性または弱塩基性のいずれであってもよいし、これらの組合せを用いてもよい。
【００２６】
〔再生廃液混合工程〕
この工程では、前記カチオン交換樹脂を再生して得られる再生廃液と、前記アニオン交換樹脂を再生して得られる再生廃液とを混合して、混合再生廃液を得る。
【００２７】
カチオン交換樹脂の再生は、酸性液（酸水溶液）を用いて、公知の方法で行うことができる。再生剤としては、例えば塩酸を用いることができる。再生操作で得られる再生廃液は酸性である。
【００２８】
アニオン交換樹脂の再生も、アルカリ性液（アルカリ水溶液）を用いて、公知の方法で行うことができる。再生剤としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液を用いることができる。再生操作で得られる再生廃液はアルカリ性である。
【００２９】
カチオン交換樹脂再生廃液とアニオン交換樹脂再生廃液とを混合する。この操作によって、カチオン交換樹脂再生廃液（酸性）が、アニオン交換樹脂再生廃液（アルカリ性）によって少なくとも部分的に中和される。これにより、ストリッピングに際して添加するアルカリの量を減らすこと、もしくはゼロにすることができる。
【００３０】
〔ストリッピング工程〕
この工程では、前記混合再生廃液をアルカリ性条件下でストリッピングすることにより、混合再生廃液からアンモニアを除去する。
【００３１】
再生廃液混合工程で得られる混合再生廃液がアルカリ性である場合、混合再生廃液をｐＨ調整せずに放散塔に供給することができる。あるいは混合再生廃液をアルカリ性にするために、あるいは混合再生廃液がアルカリ性であってもそのｐＨをさらに上昇させるために、混合再生廃液をｐＨ調整（典型的にはｐＨを上昇させる）することができる。ｐＨ調整した混合再生廃液を、放散塔に供給することができる。ｐＨ調整のために、混合再生廃液にアルカリ、典型的には水酸化ナトリウムを添加することができる。
【００３２】
放散塔入口液（必要に応じてｐＨ調整した混合再生廃液）のｐＨは、アンモニウムイオンをアンモニアに転換し、ストリッピングし易くする観点から、９〜１３が好ましい。
【００３３】
放散塔入口液の水温は、アンモニアガスを揮発し易くする観点から、４０℃以上１００℃以下が好ましい。このために放散塔に供給する混合再生廃液を、熱交換器やヒーターなどによって、適宜加熱することができる。
【００３４】
放散塔入口液のアンモニア濃度は、蒸発に必要なエネルギーを抑制する観点から、３００ｍｇ／Ｌ以上が好ましい。放散塔入口液のアンモニア濃度に特段の上限値はない。ただし、濃度が濃い場合は排水量が少ない場合が多いため、場外処分などの方法の方がコスト的に優位となる場合がある。したがって、放散塔入口液のアンモニア濃度は１００００ｍｇ／Ｌ以下である場合に、本発明は特に好適である。
【００３５】
放散塔から得られる処理水（アンモニアが除去された水）のアンモニア濃度は、放流基準を達成するためなど環境への負荷の観点から、または後段に処理がある場合は窒素負荷を低減するために、０ｍｇ／Ｌ以上１００ｍｇ／Ｌ以下が好ましい。
【００３６】
放散塔の構造としては、アンモニアストリッピングにおいて公知の構造を適宜採用することができ、放散塔には棚段塔、充填塔などを使用できる。
【００３７】
ストリッピングの際に、スチームあるいは空気を放散塔に吹き込むことができる。あるいはストリッピングガス吹き込みを行わずに、放散塔の底部に加熱器（リボイラー）を設けて、スチームを発生させてもよい。
【００３８】
放散塔から、アンモニアガスを含む気体が得られる。この気体は、ストリッピングガスの種類に応じて、水蒸気、窒素、酸素などを含み得る。
【００３９】
〔さらなる処理〕
放散塔から得られる気体（アンモニアガスを含む気体）に含まれるアンモニアガスを、アンモニア分解触媒を用いて、窒素ガスに転換することができる。このために、放散塔から得られる気体をアンモニア分解触媒と接触させる触媒反応器（アンモニア触媒分解装置）を使用することができる。この触媒反応器の構造としては、アンモニア分解の分野で公知の構造を適宜採用でき、固定層、流動層などを使用できる。
【００４０】
アンモニア分解触媒としては、アンモニア分解の分野で公知の触媒を使用することができ、特には酸化触媒を用いることができる。例えば、チタニア、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ゼオライトなどの担体に、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、バナジウム、セリウム、マンガンなどの塩または酸化物などの触媒活性成分を担持させた触媒を用いることができる。触媒の形状は、ハニカム、金網型、粒状など特に制限はない。
【００４１】
〔他の工程〕
イオン交換樹脂による処理の前処理として、砂ろ過や活性炭処理を行うことによって、イオン交換樹脂の閉塞、汚染などを防ぐことができる。
【００４２】
〔水処理装置〕
本発明に係る水処理装置は、
カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を含むイオン交換樹脂塔、
前記イオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口とアニオン交換樹脂再生廃液出口とに接続された混合装置、および、
前記混合装置の出口に接続された放散塔
を含む。
【００４３】
・イオン交換樹脂塔
イオン交換樹脂塔は、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂を含む。イオン交換樹脂塔は、カチオン交換樹脂を含むカチオン交換樹脂塔と、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換樹脂塔とを含むことができる。この場合、カチオン交換樹脂塔とアニオン交換樹脂塔とは別々に設けられ、したがって、２以上のイオン交換樹脂塔が用いられる。あるいは、イオン交換樹脂塔は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とのミックスベッドを含むことができる。この場合は、ミックスベッドを含むイオン交換樹脂塔が１つ以上用いられる。
【００４４】
イオン交換樹脂塔（カチオン交換樹脂塔、アニオン交換樹脂塔、あるいはミックスベッドを備えるイオン交換樹脂塔）自体の構造は、水処理の分野で公知のものを適宜採用することができる。イオン交換樹脂塔が、イオン交換樹脂を再生するための再生用液の入口と、再生に使用された後の再生廃液の出口を有することも公知である。
【００４５】
・混合装置
混合装置は、前記イオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口とアニオン交換樹脂再生廃液出口とに接続される。混合装置においてカチオン交換樹脂再生廃液出口とアニオン交換樹脂再生廃液とが混合される。
【００４６】
カチオン交換樹脂塔とアニオン交換樹脂塔とが別々に設けられる場合は、カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口が混合装置に接続され、かつ、アニオン交換樹脂塔のアニオン交換樹脂再生廃液出口が混合装置に接続される。
【００４７】
また、ミックスベッドを備える装置の場合も同様に、順次排出される酸の再生廃液とアルカリの再生廃液が、混合装置によって混合される。
【００４８】
混合装置は槽であってよく、あるいは単なる配管であってもよい。例えば、混合装置としての槽（あるいは配管）を設け、この槽（あるいは配管）とカチオン交換樹脂再生廃液出口とを接続するラインを設け、この槽（あるいは配管）とアニオン交換樹脂再生廃液出口とを接続するラインを設けることができる。この槽（あるいは配管）において、カチオン交換樹脂再生廃液出口とアニオン交換樹脂再生廃液とを混合することができる。
【００４９】
・放散塔
混合装置の出口（混合再生廃液の取り出し口）が放散塔に接続され、特には放散塔の液入口に接続され、混合再生廃液のストリッピングが可能となる。混合装置出口と放散塔を接続するラインには、適宜ｐＨ調整槽や熱交換器など、他の機器を設けることができる。
【００５０】
各ラインは、適宜配管、バルブ、ポンプなどを用いて構成することができる。
【００５１】
〔水処理装置の例〕
本発明に係る水処理装置の一例のプロセスフローを図１に示す。この装置では、イオン交換樹脂塔が、カチオン交換樹脂塔４とアニオン交換樹脂塔５とで構成される。また、混合装置（再生廃液混合装置）として、ラインＬ１６が用いられる。
【００５２】
まずイオン交換樹脂を用いて被処理水からアンモニウムイオンを除去する場合の操作について説明する。排水槽１に貯えられた被処理水が、ラインＬ１を経て砂ろ過器２に送られ、次いでラインＬ２を経て活性炭塔３に送られる。砂ろ過器および活性炭塔にて、被処理水から懸濁物質等の不純物が除去される。このように前処理を行った被処理水が、ラインＬ３を経て、カチオン交換樹脂を備えるカチオン交換樹脂塔４に送られる。ここでカチオン交換樹脂がアンモニウムイオン（ＮＨ4+）を吸着する。カチオン交換樹脂で処理された液が、ラインＬ４を経て、アニオン交換樹脂塔５に送られる。ここで被処理水に含まれていたアニオン（Ｃｌ-、ＮＯ3-、ＮＯ2-、ＳＯ42-）がアニオン交換樹脂に吸着される。このようにカチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂で処理された液は、アンモニウム濃度が低減された純度の高い処理水であり、ラインＬ５から水処理装置外に排出され、適宜回収水として再利用され、あるいは外界に放流される。
【００５３】
被処理水を、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の両方で処理するために、カチオン交換樹脂塔４とアニオン交換樹脂塔５とを、被処理水の流れに関して直列に配置することができる。図１においては、カチオン交換樹脂塔の下流にアニオン交換樹脂塔が設けられているが、アニオン交換樹脂塔の下流にカチオン交換樹脂塔を設けてもよい。カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とのミックスベッドを用いる場合は、カチオン交換樹脂塔とアニオン交換樹脂塔の組合せに替えて、ミックスベッドを備えるイオン交換樹脂塔を１つだけ用いることもできる。
【００５４】
次に、イオン交換樹脂を再生する際の操作について説明する。再生用水槽１１から、再生用の水（純水）が、ラインＬ１１を経た後、さらにラインＬ１２およびＬ１３をそれぞれ経てカチオン交換樹脂塔４およびアニオン交換樹脂塔５に供給される。このとき、カチオン交換樹脂用の再生用水にはラインＬ３１から塩酸が添加され、アニオン交換樹脂用の再生用水にはラインＬ３２から水酸化ナトリウムが添加される。または、塩酸および水酸化ナトリウムがそれぞれ貯槽と供給ラインを備えていてもよい。カチオン交換樹脂塔およびアニオン交換樹脂塔からの再生廃液がそれぞれラインＬ１４およびラインＬ１５を経て、ラインＬ１６に合流し、ここで互いに混合する。混合再生廃液がラインＬ１６から再生廃液槽１２に送られる。または、ラインＬ１４およびラインＬ１５がそれぞれ再生廃液槽１２に接続されていてもよい。混合再生廃液が、再生廃液槽からラインＬ１７を経て、ｐＨ調整槽１３に送られる。ここで、水酸化ナトリウムがラインＬ３３から混合再生廃液に添加される。この段階で混合再生廃液はアルカリ性となっている。この混合再生廃液が、ラインＬ１８を経て、熱交換器１４に供給され、ここで加熱される。加熱されたアルカリ性混合再生廃液がライン１９を経て放散塔１５に供給され、ラインＬ３４から供給されるスチームによってストリッピングされる。放散塔からの気体（混合再生廃液から除去されたアンモニアガスと、スチームを含む）が放散塔からラインＬ２０に排出され、ラインＬ３５から供給される空気によって適当な濃度に希釈調整され、ラインＬ２１を経てアンモニア触媒分解装置１６に送られる。アンモニア触媒分解装置において、アンモニアが酸化され、窒素ガス（および水分）としてラインＬ２２から外界に排出される。放散塔から得られる液は、ラインＬ２３を経て、熱交換器１４に供給され、ここで冷却される。ラインＬ２４に得られる冷却された液は、アンモニアが除去された純度の高い水（処理水）であり、適宜再利用もしくは外界に排出される。
【００５５】
本発明によれば、被処理水の量に対して、混合再生廃液の量を、１０分の１〜５０分の１にすることができる。したがって、被処理水を直接ストリッピングする場合と比較すると、ストリッピングに必要な熱エネルギーも１０分の１〜５０分の１になり、省エネルギーで、処理費用が安価になる。また、より小型の設備で水処理を行うことができる。
【００５６】
〔既存の水処理装置の改造〕
アンモニアが溶解している被処理水からアンモニアを除去するために、カチオン交換樹脂を含むカチオン交換樹脂塔を含む水処理装置が既に存在していることがある。この場合、既存の水処理装置を改造することによって、前述の優れた水処理装置を得ることが可能である。
【００５７】
＜第１の改造形態：既存の水処理装置が、カチオン樹脂塔を含むが、アニオン交換樹脂を含まず、かつ放散塔を含まない場合＞
この場合、
被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換樹脂塔、
前記カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、前記アニオン交換樹脂塔のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、に接続される混合装置、および、
前記混合装置の出口に接続される放散塔
を、既存の水処理装置に追加して設けることができる。
【００５８】
例えば、既存の水処理装置が図２に示すプロセスフローを有することができる。図２において（図３においても）、図１と同じ機器やラインには同じ符号を付す。カチオン交換樹脂塔４でアンモニア除去された処理水がラインＬ４に得られる。カチオン交換樹脂の再生時には、再生用水槽１１からの再生用水（ラインＬ１１）に、塩酸（ラインＬ３１）が添加され、ラインＬ１２を経てカチオン交換樹脂塔４に供給される。カチオン交換樹脂塔４の再生廃液出口からの再生廃液（ラインＬ１４）は、適宜廃棄するか、生物処理など別のアンモニア処理装置に送ることができる。
【００５９】
この既存水処理装置に、図１に示されるが図２に示されていない機器やラインを設けることにより、図１に示すプロセスフローを有する水処理装置を得ることができる。追加すべき主要な機器は、アニオン交換樹脂塔５と、混合装置（ラインＬ１６）と、放散塔１５と、である。
【００６０】
アニオン交換樹脂塔５は、アニオン交換樹脂を含む。このアニオン交換樹脂塔は、被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される。例えば、図１に示されるように、被処理水が、カチオン交換樹脂塔４で処理され、次いでアニオン交換樹脂塔５で処理されてもよい。あるいは、被処理水が、アニオン交換樹脂塔で処理され、次いでカチオン交換樹脂塔で処理されてもよい。
【００６１】
混合装置として機能するラインＬ１６は、カチオン交換樹脂塔４のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、アニオン交換樹脂塔５のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、にそれぞれラインＬ１４およびＬ１５を介して接続される。
【００６２】
放散塔１５は、混合装置（ラインＬ１６）の出口に、再生廃液槽１２、ラインＬ１７、ｐＨ調整槽１３、ラインＬ１８、熱交換器１４、ラインＬ１９を介して接続される。
【００６３】
したがって本発明は、カチオン交換樹脂を含むカチオン交換樹脂塔を含む水処理装置を改造するためのキットを提供する。この水処理装置改造用キットは、
被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換樹脂塔、
前記カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、前記アニオン交換樹脂塔のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、に接続される混合装置、および、
前記混合装置の出口に接続される放散塔
を含む。
【００６４】
＜第２の改造形態：既存の水処理装置が、カチオン交換樹脂塔だけでなく放散塔も含むが、アニオン交換樹脂を含まない場合＞
既存の水処理装置が、カチオン交換樹脂塔に加えて、カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口に接続された放散塔を備えることもあろう。その場合、
被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換樹脂塔、および、
前記カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、前記アニオン交換樹脂塔のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、に接続される混合装置であって、混合装置の出口が放散塔に接続される、混合装置
を、既存の水処理装置に追加して設けることができる。この結果、カチオン樹脂再生廃液出口と放散塔とが、前記混合装置を介して接続されることになる。
【００６５】
例えば、既存の水処理装置が図３に示すプロセスフローを有することができる。カチオン交換樹脂塔４でアンモニア除去された処理水がラインＬ４に得られる。カチオン交換樹脂の再生時には、再生用水槽１１からの再生用水（ラインＬ１１）に、塩酸（ラインＬ３１）が添加され、ラインＬ１２を経てカチオン交換樹脂塔４に供給される。カチオン交換樹脂塔４の再生廃液出口からの再生廃液（ラインＬ１４）が、再生廃液槽１２に送られる。図１に示す装置では、混合再生廃液が再生廃液槽１２からラインＬ１７に供給され、その後の処理（ストリッピングを含む）に供される。一方、図３に示す装置では、混合再生廃液ではなくカチオン交換樹脂塔からの再生廃液がラインＬ１７に供給され、図１の装置の場合と同様の処理に供される。
【００６６】
この既存水処理装置に、図１に示されるが図３に示されていない機器やラインを設けることにより、図１に示すプロセスフローを有する水処理装置を得ることができる。図３に示す既存水処理装置ではカチオン交換樹脂塔４のカチオン樹脂再生廃液出口と、放散塔１５とが、再生廃液槽１２、ラインＬ１７、ｐＨ調整槽１３、ラインＬ１８、熱交換器１４およびラインＬ１９を介して接続されている。一方、図１に示す水処理装置では、カチオン樹脂再生廃液出口と放散塔とが、これらの機器・ラインに加えて混合装置（ライン１６）を介して接続される。
【００６７】
追加すべき主要な機器は、アニオン交換樹脂塔５と、混合装置（ラインＬ１６）と、である。
【００６８】
アニオン交換樹脂塔５は、アニオン交換樹脂を含む。このアニオン交換樹脂塔は、被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される。例えば、図１に示されるように、被処理水が、カチオン交換樹脂塔４で処理され、次いでアニオン交換樹脂塔５で処理されてもよい。あるいは、被処理水が、アニオン交換樹脂塔で処理され、次いでカチオン交換樹脂塔で処理されてもよい。
【００６９】
混合装置として機能するラインＬ１６は、カチオン交換樹脂塔４のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、アニオン交換樹脂塔５のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、にそれぞれラインＬ１４およびＬ１５を介して接続される。そして、放散塔１５が、混合装置（ラインＬ１６）の出口に、再生廃液槽１２、ラインＬ１７、ｐＨ調整槽１３、ラインＬ１８、熱交換器１４、ラインＬ１９を介して接続される。
【００７０】
したがって本発明は、カチオン交換樹脂を含むカチオン交換樹脂塔と、前記カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口に接続された放散塔と、を含む水処理装置を改造するためのキットを提供する。この水処理装置改造用キットは、
被処理水の流れに関してカチオン樹脂塔と直列に配置される、アニオン交換樹脂を含むアニオン交換樹脂塔、および、
前記カチオン交換樹脂塔のカチオン交換樹脂再生廃液出口と、前記アニオン交換樹脂塔のアニオン交換樹脂再生廃液出口と、に接続される混合装置であって、混合装置の出口が放散塔に接続される、混合装置
を含む。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００７２】
〔実施例１〕
図１に示すプロセスフローを有する装置を想定し、プロセスシミュレーションを行った。
【００７３】
各工程の水量および濃度等を表１にまとめる。
【００７４】
なお、被処理水等として次のものを想定した。
・被処理水：ＮＨ4Ｃｌを用い、ＮＨ4−Ｎ（窒素換算濃度）として５０ｍｇ／Ｌのアンモニア（アンモニウムイオン）の他に、Ｃｌイオンを１２７ｍｇ／Ｌ含むように調整した水。
・再生用ＨＣｌ（Ｌ３１）：工業用３５質量％ＨＣｌ水溶液。
・再生用ＮａＯＨ（Ｌ３２）およびストリッピング用ＮａＯＨ（Ｌ３３）：工業用２５質量％ＮａＯＨ水溶液。
・再生用水（Ｌ１１）：純水。
・加熱用水蒸気（Ｌ３４）：０．５ＭＰａ飽和水蒸気。
【００７５】
【表１】
0006777430.tif 000002
【００７６】
アニオン塔再生廃液（Ｌ１５）が、７．１ｋｍｏｌ／日のＮａＯＨを含んでいた。このとき、カチオン塔再生廃液にアニオン塔再生廃液を混合した液（Ｌ１７、５０ｍ3／日）をｐＨ１１にするために必要なＮａＯＨ量（Ｌ３３）は、２ｋｇ／日（１００質量％ＮａＯＨ換算）／であった。
【００７７】
〔比較例１〕
カチオン塔再生廃液（Ｌ１４）をアニオン塔再生廃液（Ｌ１５）に混合せず、カチオン塔再生廃液をそのままｐＨ調整槽１３に送った。このとき、放散塔入口液（Ｌ１９）のｐＨが実施例１と同じ（ｐＨ＝１１）になるように、ラインＬ３３からＮａＯＨを添加した。
【００７８】
上記以外は実施例１と同様に、プロセスシミュレーションを行った。ラインＬ１７を流れる液（２５ｍ3／日）を中和するために必要なＮａＯＨ量は、２８７ｋｇ／日（１００質量％ＮａＯＨ換算）であった。
【符号の説明】
【００７９】
１  排水（被処理水）槽
２  砂ろ過器
３  活性炭塔
４  カチオン交換樹脂塔
５  アニオン交換樹脂塔
１１  再生用水槽
１２  再生廃液槽
１３  ｐＨ調整槽
１４  熱交換器
１５  アンモニア放散塔
１６  アンモニア触媒分解装置
【図１】
0006777430.tif 000003
【図２】
0006777430.tif 000004
【図３】
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