(57)【要約】【課題】従来のストリッピング処理や吸着処理では排水中からアンモニアを除去した後、更に別の処理装置をもちいて分解処理する必要があった。【解決手段】処理槽に平膜を浸漬し、平膜表面上にゼオライトからなる堆積層を生成し、平膜内を吸引することで、アンモニアをゼオライト堆積層に吸着する。更に平膜下方から散気し、気泡による流れにより、ゼオライト堆積層を更新し吸着処理を長期間行うことができる。また、オゾンを散気することで、ゼオライトに吸着したアンモニアを酸化分解する。これにより、単一の処理槽でアンモニアを処理するアンモニア除去装置を提供する。【選択図】図１
2013215638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを含む排水を処理する、平膜を鉛直方向に浸漬した処理槽内に、
粒状のゼオライトを混入させ、前記平膜の表面上に前記ゼオライトからなる堆積層を生成し、
アンモニアを吸着処理することを特徴とするアンモニア処理装置。
【請求項２】
処理槽内の下部に散気装置を設け、
前記散気装置から発生した気泡により、平膜面上に生成したゼオライトの堆積層の一部を拡散することを特徴とする、
請求項１記載のアンモニア処理装置。
【請求項３】
散気装置からオゾンが含まれる気体を散気することを特徴とする、
請求項２記載のアンモニア処理装置。
【請求項４】
処理槽底部にゼオライトを回収するための回収手段を備えることを特徴とする、
請求項１から３のいずれかに記載のアンモニア処理装置。
【請求項５】
粒子径が０．５μｍ以下のゼオライトを混入することを特徴とする、
請求項１から４のいずれかに記載のアンモニア処理装置。
【請求項６】
排水をあらかじめｐＨ１２以下に調整することを特徴とする、
請求項１から５のいずれかに記載のアンモニア処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理に使用される吸着装置に関し、主にアンモニアが含まれた流体の処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、産業廃棄物を減らすこと、また産業廃棄物を分別し再利用することまたは産業廃棄物を自然界に放出させないことは、エコロジーの観点から重要なテーマであり、２１世紀の企業課題である。
【０００３】
この産業廃棄物の中には、被除去物が含まれた色々な流体がある。これらは、汚水、排水、廃液等の色々な言葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明する。
【０００４】
これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用されたり、分別された被除去物または濾過できず残ったものを産業廃棄物として処理している。
【０００５】
従来のアンモニア処理方法としては、ストリッピング処理やイオン交換樹脂、活性炭、ゼオライトによる吸着処理が行われている。ストリッピング処理では、排水中のアンモニアを放散し、アンモニアを含む気体を燃焼処理などで無害化している（例えば特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−５９１９８号公報
【特許文献２】特許第３５５７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来のゼオライトを用いた吸着処理では、アンモニアとの接触効率が悪く、ゼオライトの吸着能力が経時変化とともに低下するという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するものであり、排水中のアンモニアとゼオライトとの接触効率を向上させ、ゼオライトの吸着能力の経時的低下を抑制するアンモニア処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するため本発明では、ろ過膜とゼオライト粒子を用いることにより、ゼオライト粒子からなるゼオライト堆積層をろ過膜表面に生成し、更に膜表面上のゼオライト層の粒子を拡散しながら再度堆積することで、ゼオライト堆積層が更新され常時吸着能力を維持することを達成している。
【００１０】
また、処理槽内にオゾンを散気し、ゼオライト堆積層やゼオライト粒子に吸着したアンモニアを分解処理することにより、ゼオライトの再生を同時に行うことができる。これらにより初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ろ過処理装置内にゼオライト粒子を添加し、更にろ過膜表面上にゼオライトからなる堆積層を生成することにより、アンモニアとゼオライトの接触効率を向上できるとともに、ろ過膜表面上のゼオライト層の粒子を拡散しながら再度堆積することで、ゼオライト堆積層が更新され経時的に吸着能力を維持することができる。
【００１２】
更にオゾンを処理槽内に散気することにより、吸着したアンモニアを分解する。これにより、従来、別の処理装置によりアンモニアの分解処理が必要であった処理工程を少なくするという効果をえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１のアンモニア処理装置の構成図
【図２】本発明の実施形態１の平膜説明図
【図３】本発明の実施形態１の処理槽平面図
【図４】本発明の実施形態１のゼオライト堆積層更新の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の請求項１記載のアンモニア処理装置は、平膜が浸漬された排水の処理槽にゼオライト粒子を混入し、平膜面上にゼオライトからなる吸着層を生成し、被除去物を吸着ろ過処理する。これにより、排水中のアンモニアと接触するゼオライト粒子の量が増加し、吸着を効率よく行えるという効果を奏する。
【００１５】
また、処理槽底部に設置された散気装置により、平膜面上に生成したゼオライト堆積層の一部を拡散し、吸着能力が飽和していないゼオライトを堆積させることができる。これにより、ゼオライト堆積層の吸着能力がなくなることなく、吸着処理を継続することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、散気装置からオゾンが含まれる気体を散気することにより、ゼオライトが吸着したアンモニアを分解し再生するという効果を奏する。
【００１７】
また、ろ過処理槽底部にゼオライトを回収するための回収装置を備えることにより、吸着処理を継続したまま劣化したゼオライトを定期的に回収できるという効果を奏する。
【００１８】
また、粒子径が０．５μｍ以下のゼオライトを混入することにより、アンモニアとの接触面積を増加することができ、これにより緻密なゼオライト堆積層を生成することができるという効果を奏する。
【００１９】
また、排水をｐＨ１０以上に調整し、非解離性のアンモニアの割合を増加することにより、排水中から放散しやすくなる。これにより排水から処理するアンモニア量が低減されるという効果を奏する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に示すように、排水１を前処理槽３に貯留し、ｐＨ調整剤２によりあらかじめ前処理を実施する。ｐＨ調整には水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどを用い、ｐＨは１０程度に調整することで非解離性のアンモニアを生成する。その後、ｐＨ調整した排水１を排水ポンプ４により処理槽５に移送し、吸着処理を行う。
【００２２】
処理槽５には平膜６が浸漬され、ろ過ポンプ８により、平膜６内部を吸引減圧することにより排水１のろ過処理を行う。また、処理槽５にはアンモニアを吸着するゼオライト７が混入される。ゼオライト７は粒状の形状が良く、粒径はゼオライトの吸着能力が保たれ、更にコロイド粒子として振舞うことができる０．５μｍ以下が望ましい。
【００２３】
処理槽５底部には散気装置９が設置され、散気ポンプ１１より気体１２を散気し、処理槽５に混入されたゼオライト７と排水１を攪拌する。散気装置９は、平膜６に垂直な下方に設置し、散気された気体１２が平膜６の膜表面上を通過するようにするのがよい。
【００２４】
散気ポンプ１１の前段にはオゾン発生器１０を設置して任意の濃度でオゾンを混入することができる。オゾン発生器１０は、散気ポンプ１１の噴出し側に設置してもよく、気体１２としては、空気や純酸素を使用することができるが、オゾンを混入することにより、アンモニアを分解することができ望ましい。
【００２５】
処理槽５の底部には、第１のバルブ１３を介してゼオライト７の回収手段として回収ビット２０が接続され、第１のバルブ１３を開くことにより、回収ビット２０にゼオライト７を搬出することができる。
【００２６】
回収ビット２０のゼオライト７は、第１のバルブ１３を閉じ、第２のバルブ１４を開き、純水１９を注入することにより、回収ポンプ１５によって分離装置２１に搬送される。分離装置２１では、ゼオライト７が劣化物であるスラッジ２２と回収ゼオライト１６に分離される。分離装置２１としては、ろ過器や遠心分離器、沈降分離器などを使用することができるが、ゼオライトとスラッジを分離するには遠心分離器を使用することがのぞましい。
【００２７】
処理槽５の上部には、排水１から放散したアンモニアガス１８が排気される。アンモニアガス１８の濃度が高く、悪臭がする場合は、燃焼装置などアンモニアの分解処理装置を設置し、無害化してもよい。
【００２８】
図２を用いて平膜について説明する。平膜６は、膜２３、フレーム２４、集水管２５によって構成される。膜２３は角型で枠状のフレーム２４の両側面に固定され、集水管２５はフレーム２４上部に連結される。平膜６内部には、膜２３を透過した処理水１７が流入する集水空間２６があり、この集水空間２６を経由して集水管２５から処理水１７が吸引排出される。ろ過処理は、集水管２５をろ過ポンプ８に接続し、平膜６内部を減圧し、膜２３を排水１が透過することで実施される。
【００２９】
次に図３をもちいて平膜６の浸漬状態を説明する。図３において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
平膜６は膜２３部分を対面させ、所定の間隔で並行に整列した平膜ユニット２７として使用される。平膜ユニット２７は処理槽５の下部から所定の高さまで浸漬される。平膜ユニット２７は平膜６を１０枚から２０枚セットされる場合が多く、処理量に合わせ、平膜ユニットを数台整列した状態で使用する場合が多い。
【００３１】
処理槽５に混入したゼオライト７は、ろ過ポンプ８の吸引により平膜６面上に移動し、後述する均一なゼオライト堆積層を生成し効率良くアンモニアを吸着する。従来のゼオライト処理では、ゼオライトをカラムや長円筒型の容器に充填して、排水をカラムなどに通水し処理を行う方式が多い。
【００３２】
従来の処理方式の場合、充填するゼオライトの粒径は数ｍｍで、排水が通過しやすい、粒径を用いなければならない。粒径が大きい程、通過しやすく、粒径が小さい程、通過しにくくなる。このため、充填するゼオライトに微粒子を使うことは大変困難であり、用いることはない。粒径数ｍｍのゼオライトの場合、排水とゼオライトの接触する面積が少ないため、従来は数ｍのカラム長さが必要とされる。
【００３３】
本発明が考案している処理方法では、膜面上にゼオライト７を堆積するが、排水の流れとは垂直な方向に薄く広く堆積し、排水と接触させるので、ゼオライト７の粒径による通水抵抗は、カラム式より低くなり、ゼオライト粒子径は数μｍ程度でも処理が可能となる。更に、排水１と接触する確率が非常に高くなり、吸着性能を著しく向上させることができる。
【００３４】
次に、ゼオライトの堆積と拡散について図４をもとに説明する。図４において、図１、図２および図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
処理槽５の平膜ユニット２７には、散気装置９により生成された気泡３０が供給され、それらの上昇により発生する水の流れ３１により、処理槽５内でゼオライト７は複雑に移動している。また、平膜６内は前述のろ過ポンプ８により吸引２９されるため、平膜６面には吸引力が働き、ゼオライト７は平膜６に引き寄せられていく。しかしながら、排水１の流れ３１が発生していると、ゼオライト堆積層２８から一部のゼオライト７が拡散される。このため、ゼオライト堆積層２８の最外部では常時、ゼオライト７が交換される状態になっている。
【００３６】
散気量を増加し、排水１の流れ３１を増加していくと更に拡散するゼオライト７が増加するため、吸着に寄与するゼオライト７が新たに膜表面に堆積し、ゼオライト堆積層２８は更新されることになる。たとえば、通常処理として設定した散気量より、更新モードでの散気量を多くすることで、処理と更新を分割して行うことも可能である。
【００３７】
次に、アンモニアを吸着し、吸着能力が低下したゼオライト７の再生について図１を用いて説明する。
【００３８】
処理水１７のアンモニア濃度が所定の範囲を超えた場合、ゼオライト７が飽和したと判断して、再生処理を行う。処理槽５内で再生する場合には、オゾン発生器１０からオゾンを発生し、アンモニアを分解して再生する。オゾンは、散気の気泡３０に含まれるとともに、排水１にも溶解して、混入したゼオライト７に作用し、アンモニアを窒素や硝酸、亜硝酸に酸化分解する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかるアンモニア処理装置は、ゼオライト粒子により生成された堆積層を用いてアンモニアを効率よく吸着することができる。ゼオライトは種類が豊富で、フッ素、砒素、レアメタルも吸着する材料も存在する。このため、本発明は、電子産業分野から上下水道、中水、井水など広範囲な水資源への展開が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１    排水
２    ｐＨ調整剤
３    前処理槽
４    排水ポンプ
５    処理槽
６    平膜
７    ゼオライト
８    ろ過ポンプ
９    散気装置
１０  オゾン発生器
１１  散気ポンプ
１２  気体
１３  第１のバルブ
１４  第２のバルブ
１５  回収ポンプ
１６  回収ゼオライト
１７  処理水
１８  アンモニアガス
１９  純水
２０  回収ビット
２１  分離装置
２２  スラッジ
２３  膜
２４  フレーム
２５  集水管
２６  集水空間
２７  平膜ユニット
２８  ゼオライト堆積層
２９  吸引
３０  気泡
３１  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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