(57)【要約】【課題】アルカリ成分を有効利用し、その使用量を低減し、アルカリ成分を含むミスト  の発生を防止できるアンモニア  含有排水処理方法および装置を提供する。【解決手段】アンモニア  含有排水を充填層を備えた放散塔に供給する工程、該放散塔で該排水中のアンモニア  をストリッヒ゜ンク゛  法により放散させる工程、前記アンモニア  含有排水にアルカリ溶液を添加してｐＨを調整する工程および該放散したアンモニアカ゛ス  を触媒塔に導いて分解、除去する工程を含むアンモニア  含有排水の処理方法において、前記アルカリ溶液を添加する工程が前記アルカリ溶液を放散塔の充填層に直接供給する工程であるアンモニア  含有排水の処理方法。（２）  アンモニア  含有排水にアルカリ溶液を添加してアンモニアストリッヒ゜ンク゛法により排水中のアンモニア  を除去するアンモニア  含有排水処理装置において、アンモニア  含有排水にアルカリ溶液を添加する手段が、放散塔の充填層にアルカリ溶液を直接供給する手段であるアンモニア  含有排水処理装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア含有排水を充填層を備えた放散塔に供給する工程、該放散塔で該排水中のアンモニアをストリッピング法により放散させる工程、前記アンモニア含有排水にアルカリ溶液を添加してｐＨを調整する工程、および該放散したアンモニアガスを触媒塔に導いて分解、除去する工程を含むアンモニア含有排水の処理方法において、前記アルカリ溶液を添加する工程が前記アルカリ溶液を放散塔の充填層に直接供給する工程であることを特徴とするアンモニア含有排水の処理方法。
【請求項２】
前記放散塔で処理された処理排水中のアンモニア濃度を測定し、該測定値に応じて前記アルカリ溶液の添加量を調整する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記放散塔で処理された処理排水中のアンモニア濃度を測定し、該処理排水のアンモニア濃度が一定値を超えた場合に、該処理排水を前記アルカリ溶液に混合し、前記充填層内に再度供給する工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
【請求項４】
充填層が設けられた放散塔と、該放散塔にアンモニア含有排水を供給する手段と、該アンモニア含有排水にアルカリ溶液を添加してｐＨを調整する手段と、該放散塔内で該排水中のアンモニアをストリッピング法により放散させる手段と、放散したアンモニアガスを触媒塔に導いて分解、除去する手段とを備えたアンモニア含有排水処理装置において、前記アンモニア含有排水に前記アルカリ溶液を添加する手段が、前記放散塔の充填層にアルカリ溶液を直接供給する手段であることを特徴とするアンモニア含有排水処理装置。
【請求項５】
前記放散塔で処理された排水中のアンモニア濃度を測定する手段および該測定手段による測定値に応じて前記アルカリ溶液の添加量を調整する手段とをさらに有することを特徴とする請求項４に記載のアンモニア含有排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンモニア含有排水の処理方法および装置に関し、さらに詳しくはアンモニアストリッピング法を適用した、アルカリ成分の使用量の低減およびアルカリ成分を含むミストの発生防止に好適な環境に優しいアンモニア含有排水の処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体製造設備などから排出される高濃度のアンモニア成分を含む排水は、アンモニアストリッピング法により効率的に分解、除去されている（例えば、後述の特許文献１等）。
図３は、従来のアンモニアストリッピング法によるアンモニア含有排水処理装置の説明図である。
この装置は、アンモニア含有排水にアルカリ成分を加えてｐＨを調整するタンク２と、タンク２でｐＨが調整されたアンモニア含有排水の散布により該排水中のアンモニアを放散させる放散塔６と、放散したアンモニアガスをアンモニア分解触媒に接触させてアンモニアを分解して除去する触媒塔２３とから主として構成される。
【０００３】
このような構成において、アンモニア含有排水およびアルカリ成分を含むアルカリ溶液が、それぞれ配管１および配管１Ａによりタンク２に供給されて該排水のｐＨが調整され、その後、予熱器４で加熱され、ポンプ３および配管５により放散塔６に供給される。放散塔６に供給された排水は、その塔頂から散布されて放散塔６内の充填層７を落下する。一方、放散塔６の下部から配管１３により蒸気と空気が吹き込まれる。これらは、充填層７を落下する前記排水と気液接触し、排水中のアンモニアを気相中にガス化させ、このアンモニアガスを放散塔６の塔頂から配管１５を介して触媒塔２３に搬送する。なお、アンモニアガスは、配管１５に設けられた予熱器２２で加温され、またアンモニアの濃度が約１０、０００ｐｐｍ（乾燥ベース）となるように空気の投入により調整される。触媒等２３では、アンモニアが触媒と接触してＮ２  とＨ２  Ｏに分解され、処理ガスとして配管２４により系外に排出される。放散塔６の下部からはアンモニアが除去された処理排水が配管１６により系外に排出される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５７７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、処理対象のアンモニア含有排水は、まずアルカリ成分の添加によりｐＨが調整された後、放散塔内に供給され、その塔頂から放散される。排水は、通常、ｐＨ１０以上、好ましくはｐＨ１２になるように調整されるが、多量の排水のｐＨ調整には多量のアルカリ溶液が必要となる。また放散塔下部から排出される処理された排水中の上記アルカリ成分を中和するために多量の酸の添加が必要になるという欠点があった。また、アンモニア排水中に酸化力の強い過酸化水素などの酸化剤が混入している場合には、アルカリ溶液と混合する際に発泡が生じ、アルカリ成分を含むミストが発生し易く、またｐＨが調整された排水を放散塔６の塔頂から放散すると、図４に示すように、排水を放散するノズル３０と充填材３１の間に所定の距離があるため、ノズル３０から放散された排水３２が矢印３４（液落下方向）に落下して充填材３１に衝突し、ミスト３３を発生させるという問題があった。該ミスト３３にもアルカリ成分が含まれており、これらのアルカリ成分を含むミストがキャリアガス流れ３５に同伴して後流機器に搬送されるという問題があった。さらに、後流機器において、ミストに含まれるナトリウム等のアルカリ成分がＮａ２  ＣＯ３  等として析出し、機器類に付着し、また触媒の開口部を閉塞する等の問題を生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明の課題は、上記問題を解決し、アンモニア含有排水の処理に必要なアルカリ成分の有効利用を図ってその使用量を低減するとともに、アルカリ成分を含むミストの発生をも防止することができる、環境に影響の少ないアンモニア含有排水の処理方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願で特許請求される発明は以下の通りである。
（１）アンモニア含有排水を充填層を備えた放散塔に供給する工程、該放散塔で該排水中のアンモニアをストリッピング法により放散させる工程、前記アンモニア含有排水にアルカリ溶液を添加してｐＨを調整する工程、および該放散したアンモニアガスを触媒塔に導いて分解、除去する工程を含むアンモニア含有排水の処理方法において、前記アルカリ溶液を添加する工程が前記アルカリ溶液を放散塔の充填層に直接供給する工程であることを特徴とするアンモニア含有排水の処理方法。
（２）前記放散塔で処理された処理排水中のアンモニア濃度を測定し、該測定値に応じて前記アルカリ溶液の添加量を調整する工程をさらに有することを特徴とする（１）に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
（３）前記放散塔で処理された処理排水中のアンモニア濃度を測定し、該処理排水のアンモニア濃度が一定値を超えた場合に、該処理排水を前記アルカリ溶液に混合し、前記充填層内に再度供給する工程を有することを特徴とする（１）または（２）に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
【０００８】
（４）充填層が設けられた放散塔と、該放散塔にアンモニア含有排水を供給する手段と、該アンモニア含有排水にアルカリ溶液を添加してｐＨを調整する手段と、該放散塔内で該排水中のアンモニアをストリッピング法により放散させる手段と、放散したアンモニアガスを触媒塔に導いて分解、除去する手段とを備えたアンモニア含有排水処理装置において、前記アンモニア含有排水に前記アルカリ溶液を添加する手段が、前記放散塔の充填層にアルカリ溶液を直接供給する手段であることを特徴とするアンモニア含有排水処理装置。
（５）前記放散塔で処理された排水中のアンモニア濃度を測定する手段、および該測定手段による測定値に応じて前記アルカリ溶液の添加量を調整する手段とをさらに有することを特徴とする（４）に記載のアンモニア含有排水処理装置。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、アンモニア含有排水とアルカリ成分を放散塔に供給してアンモニアストリッピングを行う際に、アルカリ成分を含有するアルカリ溶液を、アンモニア含有排水の供給系統とは別の系統で、例えば、アンモニア含有排水を放散塔の塔頂から供給し、アルカリ溶液を別系統で放散塔の充填層内に直接供給することにより、多量の排水のｐＨ調整のために多量のアルカリ溶液を使用する必要がなくなり、またアンモニア含有排水に酸化剤が含まれている場合でも発泡現象を発生さることなく、放散塔の塔頂からアンモニア含有排水を放散させることができる。また放散された排水が充填層の充填材に衝突してミストが発生した場合でも該ミスト中にアルカリ成分が混在しないため、アルカリ成分がキャリアガスに同伴して後流に搬送されることがない。また、アルカリ溶液を充填材が充填された充填層内に直接投入することにより、アルカリ成分がミストとして飛散し、搬送されることもなくなる。従って、アルカリ成分の有効利用が可能となり、その使用量の低減が可能となる。また後流機器でのアルカリ成分の析出や付着を防止することができる。
また、処理排水のアンモニア濃度を測定し、測定濃度に応じてアルカリ溶液の供給量を調整するように動作することにより、アルカリ溶液の過剰な投入を抑制することができる。また処理排水のアンモニア濃度が規準値を超えた場合に該処理排水をアルカリ溶液とともに放散塔内に再度供給して処理することにより、規準値を超えた処理排水が系外に排出されるのを防止できる。さらに系外で処理排水を中和するための酸の使用量も低減でき、環境への負荷が低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図面により説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すアンモニア含有排水処理装置の説明図である。
図１において、図３と異なる点は、アンモニア含有排水をタンク２でｐＨ調整することなく、放散塔６に供給した点、アルカリ成分を含むアルカリ溶液をタンク８からポンプ１０および配管１２により放散塔６の充填層７に直接供給した点、および放散塔６下部の配管１６から排出される処理排水をストレージタンク１７に一旦貯留し、該処理排水のアンモニア濃度をアンモニア濃度計２１により測定し、測定値が一定値を超えた場合には三方弁２０および排水戻りライン１９により該処理排水をタンク８に導いてアルカリ溶液とともに充填層７に再度供給するようにした点である。アルカリ溶液を充填層７に直接供給するには、配管１２の出口を充填層７に埋没させたり、充填層７の表面に直接接触させる方法が用いられる。
【００１１】
本発明の装置では、アンモニアを含有する排水は、配管１によりタンク２に供給された後、ポンプ３により予熱器４で約１００℃まで予熱されて配管５により放散塔６上部に導かれ、該放散塔６の塔頂から放散塔６内の充填層７に向けて放散される。それと同時に、タンク８に貯留されたアルカリ溶液は、ポンプ１０により予熱器１１で約８０℃まで予熱された後、配管１２により、放散塔６の側面から充填層７内に導かれ、該充填層７の充填材に十分に接触するように投入される。さらにキャリアガスとして放散塔６下部の配管１３から供給されたキャリヤ用蒸気（空気含）は、充填層７内を落下する排水およびアルカリ溶液と接触しながら放散塔６内を上昇し、高濃度のアンモニアガスを含む放散ガスを放散塔６の塔頂から系外に搬送する。放散塔塔頂から配管１５により放散塔６の系外に排出されアンモニアガスは、その後、予熱器２２で３５０〜４５０℃の温度にされた後、触媒塔２３に供給され、触媒と接触してＮ２  とＨ２  Ｏに分解され、処理ガスとして配管２４により大気中へ放出される。
【００１２】
放散塔６下部から系外に放出される処理排水は、配管１６により一旦ストレージタンク１７に貯留され、アンモニア濃度計２１によるアンモニア濃度の測定が行われ、該測定値が低い場合、すなわち効率良く排水が処理された場合は、三方弁２０を介して配管１８に導かれ、系外に処理排水として排出される。一方、アンモニアの測定値が高い場合、すなわち効率よく排水が処理されなかった場合は、三方弁２０を介して排水戻りライン１９に導かれ、タンク８に戻され、充填層内に供給されて再度の処理が行われる。
【００１３】
図１の本発明の装置と、図３の従来の装置を用いてアンモニア含有排水の処理を行い、それぞれの装置の放散塔の塔頂から排出されるミストを捕集し、捕集液中のアルカリ成分濃度を測定し、その結果を図２に示した。なお、この処理ではアルカリ成分として苛性ソーダを用いた。図２の結果から、本発明によれば、アルカリ分を含むミストの発生が低減され、アルカリ分の同伴が抑えられることから、アルカリ分を含んだミストが後流機器に搬送されるのを防止できることが確認された。
さらに図３の従来の装置では、通常、アルカリの量は、排水のｐＨが１０以上、好ましくはｐＨ１２程度に調整されて投入されているが、本発明の方法によれば、アルカリ溶液の飛散が防止されることに加え、アンモニア含有排水との混合により希釈されてｐＨが調整されることがないため、アルカリ溶液のｐＨを１０以上で１２以下に調整してを充填層内に投入できるため、アルカリ溶液の投入量および使用するアルカリ成分量を低減できることになり、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１〜５の発明によれば、アルカリ成分がミストに含有して系外に排出されるのを防止し、かつアルカリ溶液の供給量を適正化できるため、アルカリ成分の使用量の低減および処理排水を中和するのに必要な酸の使用量の低減を図るこができ、経済面および環境対策に貢献することができる。またアルカリ成分の後流機器での析出や付着が防止できるため、装置のメンテナンスコストの低減および連続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すアンモニア含有排水処理装置の説明図。
【図２】ミスト捕集液中のアルカリ成分濃度を示す図。
【図３】従来技術によるアンモニア含有排水処理装置の説明図。
【図４】放散塔内におけるミストの発生状況を示す図。
【符号の説明】
２…タンク、３…ポンプ、４…予熱器、６…放散塔、７…充填層、８…タンク、１１…予熱器、１７…ストレージタンク、１９…排水戻りライン、２０…三方弁、２１…アンモニア濃度計、２２…予熱器、２３…触媒塔、３０…ノズル、３１…充填材、３２…排水、３３…ミスト、３４…液落下方向、３５…キャリアガス流れ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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