(57)【要約】【課題】アンモニア含有ガス中にアルカリ成分などの触媒被毒成分が含まれている場合でも、安全で連続かつ円滑に運転をすることができるアンモニア含有排水の処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】  アンモニア含有排水中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に遊離させる遊離手段と、該遊離したアンモニアを含むガスを触媒に接触させてアンモニアを無害な成分に分解する分解手段とを備えたアンモニア含有排水処理装置において、前記分解手段の前流側に、前記アンモニア含有ガス中に含まれる触媒被毒成分を吸着除去する手段を設けたことを特徴とするアンモニア含有排水の処理装置。【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中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に遊離させる遊離手段と、該遊離したアンモニアを含むガスを触媒に接触させてアンモニアを無害な成分に分解する分解手段とを備えたアンモニア含有排水処理装置において、前記分解手段の前流側に、前記アンモニア含有ガス中に含まれる触媒被毒成分を吸着除去する手段を設けたことを特徴とするアンモニア含有排水の処理装置。
【請求項２】
前記アンモニア含有ガスが前記吸着除去手段をバイパスする手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記吸着除去手段が、板状またはハニカム形状のゼオライトであることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
アンモニア含有排水中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に遊離させ、該遊離したアンモニアを含むガスを触媒に接触させてアンモニアを無害な成分に分解するアンモニア含有排水の処理方法において、前記アンモニア含有ガスを前記触媒に接触させる前に触媒被毒成分除去層に導いて該アンモニア含有ガス中の触媒被毒成分を除去し、該触媒被毒成分除去層の除去性能が低下した場合には、該触媒被毒成分除去層をバイパスするバイパスラインによりアンモニア含有ガスを一時的に前記触媒に導いて該触媒被毒成分除去層へのアンモニア含有ガスの進入を遮断し、該触媒被毒成分除去層を洗浄または交換す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５】
前記触媒被毒成分除去層の処理時雰囲気温度が、３００〜４００℃であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアストリッピング法を適用したアンモニア含有排水の処理装置および処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備、下水処理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アンモニアを気相中に遊離させて除去し、浄化することができる（例えば、特許文献１）。
図４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、処理対象のアンモニア含有排水のｐＨを調整する調整タンク３と、ｐＨが調整された排水中のアンモニアを遊離させる放散塔７と、該放散塔７で遊離したアンモニアを触媒に接触させて無害なＮ2 とＨ2 Ｏに分解するアンモニア分解触媒部２４とを備える。
【０００３】
このような装置において、アンモニア含有排水は、まず排水供給ライン１から調整タンク３に供給され、ここで、アルカリ供給ライン２から供給されるアルカリと混合されて排水のｐＨが高ｐＨに調整された後、給水過熱器５により加熱され、放散塔排水供給ライン６を介して放散塔７の上部に供給される。放散塔７の内部には充填材９が充填されており、また放散塔７の底部からは蒸気と空気が蒸気供給ライン１４および空気供給ライン１５から吹き込まれる。放散塔７を上昇する蒸気および空気は、充填材９を落下する排水と効率よく接触し、排水中のアンモニアを遊離させる。アンモニア含有ガスは、放散塔７の上部に設けられたミストセパレータ８によりガス中のミストが除去された後、放散塔７上部の放散塔排出管１６から抜き出され、アンモニア分解触媒部２４に供給される。
【０００４】
アンモニア分解触媒部２４に供給するアンモニア含有ガスには、希釈空気過熱器１８を経て加熱された希釈空気が希釈空気ライン１７により投入され、アンモニア濃度が約１０，０００ｐｐｍ（乾燥ベース）に調整され、その後、排ガスヒータ１９および電気ヒータ２０により必要な温度にまで昇温される。アンモニア分解触媒部２４には、高分解性能のアンモニア分解触媒が設置されており、アンモニアは該触媒を通過することにより無害なＮ2 とＨ2 Ｏに分解除去される。アンモニア分解触媒部２４を通過して分解除去された浄化ガスは、再度、排ガスヒータ１９および希釈空気過熱器１８を通過して冷却された後、大気に放出される。
また放散塔７でアンモニアが除去された排水は、放散塔７下部から返送ライン１０、１２を介して排出され、給水過熱器５を通過して冷却された後、返送ライン１３により系外に排出または調整タンク３に返送される。
【特許文献１】特開２００２−５２３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術においては、処理対象のアンモニア含有排水にまずアルカリを加えてｐＨを調整した後、放散塔に供給される。しかしながら、低ｐＨで排出される排水をストリッピング処理するために高ｐＨの状態にするには、多量のアルカリ溶液が必要であり、アルカリ溶液を多量に投入した分、そのアルカリ溶液中のアルカリ成分が後流のキャリアガス中にミストに同伴して搬送され、後流機器、特にアンモニア分解触媒部の触媒に悪影響を与えるという可能性がある。またアルカリ金属を含むアンモニア含有排水処理の場合にもアルカリ金属がガス中に混入し、触媒を被毒させる可能性がある。例えば、図５に示すように、ミストを含むガスがアンモニア分解触媒に供給されると、ミストに同伴して搬送されたアルカリ成分が触媒上に堆積すると圧力損失が増大するため、装置の運転を一時停止して触媒の洗浄または触媒の交換を行う必要が生じる。
本発明の課題は、上記技術の問題点を解決し、アンモニア含有ガス中にアルカリ成分などの触媒被毒成分が含まれている場合でも、安全で連続かつ円滑に運転をすることができるアンモニア含有排水の処理装置および処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために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中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に遊離させる遊離手段と、該遊離したアンモニアを含むガスを触媒に接触させてアンモニアを無害な成分に分解する分解手段とを備えたアンモニア含有排水処理装置において、前記分解手段の前流側に、前記アンモニア含有ガス中に含まれる触媒被毒成分を吸着除去する手段を設けたことを特徴とするアンモニア含有排水の処理装置。
（２）前記アンモニア含有ガスが前記吸着除去手段をバイパスする手段を設けたことを特徴とする（１）に記載の装置。
（３）前記吸着除去手段が、板状またはハニカム形状のゼオライトであることを特徴とする（１）または（２）に記載の装置。
【０００７】
（４）アンモニア含有排水中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に遊離させ、該遊離したアンモニアを含むガスを触媒に接触させてアンモニアを無害な成分に分解するアンモニア含有排水の処理方法において、前記アンモニア含有ガスを前記触媒に接触させる前に触媒被毒成分除去層に導いて該アンモニア含有ガス中の触媒被毒成分を除去し、該触媒被毒成分除去層の除去性能が低下した場合には、該触媒被毒成分除去層をバイパスするバイパスラインによりアンモニア含有ガスを一時的に前記触媒に導いて該触媒被毒成分除去層へのアンモニア含有ガスの進入を遮断し、該触媒被毒成分除去層を洗浄または交換することを特徴とするアンモニア含有排水の処理方法。
（５）前記触媒被毒成分除去層の処理時雰囲気温度が、３００〜４００℃であることを特徴とする（４）に記載の方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アンモニア分解触媒の前流に触媒被毒成分を除去する手段が設けられているため、通常運転時に阻害要因となるアルカリ成分等が除去されることから連続的に安全な運転を行うことができる。また触媒被毒成分除去手段の処理時の雰囲気温度を３００℃〜４００℃とすることにより、触媒被毒成分の吸着除去が容易になる。さらに触媒被毒成分除去手段としてゼオライトを用いることにより触媒被毒成分を効率よく捕捉することができる。さらに触媒被毒成分除去層のバイパスラインによりアンモニア含有ガスをバイパスさせることにより、触媒被毒成分除去層の洗浄または交換が容易になり、連続した運転が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、アンモニアを遊離させる手段には一般的なアンモニアストリッピング法に採用される放散塔（ストリッピング塔）が用いられ、またアンモニアの分解手段には従来公知のアンモニア分解触媒が用いられる。
また本発明では、アンモニア分解手段の前流にアンモニア含有ガスに含まれる触媒被毒成分を吸着除去する手段を設置する。このような吸着除去手段には触媒被毒成分除去層、例えば、アルカリ成分、アルカリ金属などの触媒被毒成分を吸着するゼオライトなどの好ましく用いられる。ゼオライトは、例えば、板状またはハニカム形状を有する無担持のゼオライトを圧力損失を考慮して積層させて用いることができる。また、公知のアルカリ金属の吸着に適した材料を用いることができる。該触媒被毒成分除去層の処理時の雰囲気温度は、アルカリ成分の補足効率および後流の触媒性能の点から３００〜４００℃の範囲とするのが好ましい。
【００１０】
アルカリ成分等の触媒被毒成分をゼオライト層などの触媒被毒成分除去層に補足させることにより、後流に配されたアンモニア分解触媒に飛来する触媒被毒成分量が少なくなり、触媒への被毒が低減され、高いアンモニア分解処理を維持することができる。またゼオライトは、吸湿性が高く、ガス中の過剰な湿分を低減するため、ゼオライト層の使用により好条件下でアンモニア含有ガスを後流の触媒部へ投入することができる。
ゼオライト層などの触媒被毒成分除去層の吸着性能は、時間の経過とともに低下するため、性能が低下した触媒被毒成分除去層を洗浄または交換することが必要になる。この場合には、該触媒被毒成分除去層をバイパスするアンモニア含有ガスのバイパスラインを設けてアンモニア含有ガスを一時的に直接アンモニア分解触媒に導き、触媒被毒成分除去層へのガスの進入を遮断し、触媒被毒成分除去層の洗浄または交換を行うようにするのが好ましい。このような構成とすることにより、短時間で元の状態に戻して処理を行うことができるため、アンモニア分解処理性能を低下させることなく、連続した円滑な運転が可能になる。このような効果は、触媒被毒成分除去層とアンモニア分解触媒とを分離して設置することにより得られる。
【実施例】
【００１１】
以下、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４の装置と異なる点は、放散塔７とアンモニア分解触媒部２４の間に触媒被毒成分除去層２２を設置し、放散塔７上部から排出されるアンモニア含有ガスをアンモニア分解触媒部２４に供給する前に該ガス中に含まれる触媒被毒成分を吸着除去するようにした点、および触媒被毒成分除去層２２の入口と出口のガスラインにそれぞれメンテナンス用バルブ２６Ａ、２６Ｂと、該入口と出口のガス圧を測定する吸着処理部圧力計２１と、触媒被毒成分除去層２２をバイパスするアンモニア含有ガスのバイパスライン２３を設置した点である。
【００１２】
このような構成とすることにより、アンモニア含有ガスに含まれる触媒被毒成分が触媒被毒成分除去層２２を通過する際に吸着除去されるため、後流のアンモニア分解触媒部での触媒の被毒が防止される。また触媒被毒成分除去層２２の吸着性能が低下した場合、吸着処理部圧力計２１が該除去層の圧力損失の増大（閉塞）を感知し、通常運転時には閉止しているバイパスライン２３に設置したバルブを全開にするとともに触媒被毒成分除去層２２の前後に設置したメンテナンス用バルブ２６Ａ、２６Ｂを閉止し、該触媒被毒成分除去層２２を新しいものと交換する。このようにアンモニア分解触媒部２４と触媒被毒成分除去層２２を分離して設置することにより、各々のメンテナンスが可能となり、連続運転への支障がでないように触媒被毒成分除去層２２を洗浄または交換することができる。
【００１３】
本発明の装置と従来の装置におけるアンモニア分解触媒入口のアルカリ成分堆積量の比較を図２に示したが、本発明の装置によれば触媒へのアルカリ成分の堆積量を大幅に低減できることがわかる。また図３には、本発明の装置におけるアルカリ成分堆積のイメージ図を示した。触媒被毒成分除去層の圧力変動を検知して圧力損失が増大したときには一時的にアンモニア含有ガスをバイパスさせて運転を行い、該触媒被毒成分除去層の洗浄または交換を行うことにより、連続した運転を行うことができる。さらに装置内の圧力バランスを好適に保つことができるとともに、装置の過負荷の防止から生じるメンテナンスコストの低減等ができるとともに、装置およびシステムを安全に運用できることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明のアンモニア含有排水の処理装置および処理方法によれば、アンモニア含有ガス中にアルカリ成分などの触媒被毒成分が含まれている場合でも、安全で連続かつ円滑に運転をすることができ、またメンテナンスコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】従来の装置と本発明の装置におけるアンモニア分解触媒上へのアルカリ成分の堆積量を比較した図。
【図３】本発明の装置におけるアルカリ成分堆積のイメージ図。
【図４】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５】従来の装置におけるアルカリ成分堆積のイメージ図。
【符号の説明】
【００１６】
１…排水供給ライン、２…アルカリ供給ライン、３…調整タンク、５…給水過熱器、６…放散塔排水供給ライン、７…放散塔、８…ミストセパレータ、９…充填材、１０、１２、１３…返送ライン、１４…蒸気供給ライン、１５…空気供給ライン、１６…放散塔排出管、１７…希釈空気ライン、１８…希釈空気過熱器、１９…排ガスヒータ、２０…電気ヒータ、２１…吸着処理部圧力計、２２…触媒被毒成分除去層、２３…バイパスライン、２４…アンモニア分解触媒部、２５…排ガスライン、２６Ａ、２６Ｂ…メンテナンス用バルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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