(57)【要約】【課題】アンモニウムイオンを高濃度で含む廃液の系外への排出を防止することのできる廃液処理装置、廃液処理装置の制御方法及び廃液処理方法を提供すること。【解決手段】廃液タンク３と、廃液供給弁１２ａと、水供給タンク１４と、水供給弁１２ｂと、熱交換器５と、熱交換器５を加熱する第１の加熱装置７ａと、廃液を送液する送液加圧ポンプ４と、廃液Ｌに酸化剤を添加してアンモニウムイオンを分解させる触媒反応槽６と、触媒反応槽６を加熱する第２の加熱装置７ｂと、触媒反応槽６内の圧力を調整する圧力調整装置と、冷却器８と、気液分離器９と、気液分離器９内の廃液Ｌ中のアンモニウムイオン濃度を測定して測定値を出力するセンサー１８ａと、その測定値に基づいて、廃液供給弁１２ａ及び水供給弁１２ｂを切り替える制御信号を出力する制御装置１９と、を備える廃液処理装置１。【選択図】図１
2017109148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理装置であって、
前記廃液を収容する廃液タンクと、
前記廃液タンクからの前記廃液の供給又は停止を切替可能な廃液供給弁と、
水を収容する水供給タンクと、
前記水供給タンクからの前記水の供給又は停止を切替可能な水供給弁と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続されるとともに、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続された熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する第１の加熱装置と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続され、かつ、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続され、前記廃液タンク内の前記廃液又は前記水供給タンク内の前記水を前記熱交換器に送液する送液加圧ポンプと、
前記熱交換器に接続され、前記触媒が収容されて、前記廃液に含有されるアンモニウムイオンを前記触媒と酸化剤により分解させる触媒反応槽と、
前記触媒反応槽に接続され、前記廃液を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、前記廃液と排ガスとを気液分離する気液分離器と、
前記気液分離器内の前記廃液中の前記アンモニウムイオン濃度を測定して測定値を出力するセンサーと、
前記測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液の供給を停止して前記水の供給を開始するように前記廃液供給弁及び前記水供給弁を切り替える制御装置と、
を備えることを特徴とする廃液処理装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記触媒反応槽内の水の温度が所定の値未満になったときに前記送液加圧ポンプを停止させて、水の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の廃液処理装置。
【請求項３】
さらに、
酸洗浄液を収容する酸洗浄液タンクと、
前記酸洗浄液を前記触媒反応槽内に通液させる酸洗浄液供給ポンプと、
前記酸洗浄液タンクからの前記酸洗浄液の供給又は停止を切り替え可能な酸洗浄液供給弁と、
を有し、
前記制御装置は、
前記送液加圧ポンプを停止した後、前記酸洗浄液供給ポンプと前記酸洗浄液供給弁を制御して前記酸洗浄液を供給させて、
その後、前記酸洗浄液供給ポンプと前記酸洗浄液供給弁を制御して前記酸洗浄液の通液を停止し、前記水供給弁と前記送液加圧ポンプとを制御して前記水を供給させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の廃液処理装置。
【請求項４】
さらに、
前記冷却器と前記気液分離器の間の流路に配置された三方弁と、
前記三方弁に接続されたドレン配管と、
を備え、
前記制御装置は、
前記三方弁の流路を前記ドレン配管側に切り替えて、前記冷却器を通流された前記酸洗浄液を、前記ドレン配管を介して排出させる
ことを特徴とする請求項３に記載の廃液処理装置。
【請求項５】
廃液を収容する廃液タンクと、
前記廃液タンクからの前記廃液の供給又は停止を切替可能な廃液供給弁と、
水を収容する水供給タンクと、
前記水供給タンクからの前記水の供給又は停止を切替可能な水供給弁と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続されるとともに、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続された熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する第１の加熱装置と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続され、かつ、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続され、前記廃液タンク内の前記廃液又は前記水供給タンク内の前記水を前記熱交換器に送液する送液加圧ポンプと、
前記熱交換器に接続され、触媒が収容されて、前記廃液に含有されるアンモニウムイオンを前記触媒と酸化剤により分解させる触媒反応槽と、
前記触媒反応槽に接続され、前記廃液を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、前記廃液と排ガスとを気液分離する気液分離器と、
前記気液分離器内の前記廃液中の前記アンモニウムイオン濃度を測定して測定値を出力するセンサーと、
を備え、前記廃液中のアンモニウムイオンを前記酸化剤と前記触媒を用いて分解処理する廃液処理装置の制御方法であって、
前記アンモニウムイオン濃度の測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液の供給を停止するとともに、前記水を供給するように、前記廃液供給弁及び前記水供給弁を制御することを特徴とする廃液処理装置の制御方法。
【請求項６】
前記触媒反応槽内の水の温度が所定の温度未満になったときに前記送液加圧ポンプを停止させて、水の供給を停止することを特徴とする請求項５に記載の廃液処理装置の制御方法。
【請求項７】
前記廃液処理装置は、さらに、
酸洗浄液を収容する酸洗浄液タンクと、
前記酸洗浄液を前記触媒反応槽内に通液させる酸洗浄液供給ポンプと、
前記酸洗浄液タンクからの前記酸洗浄液の供給又は停止を切り替え可能な酸洗浄液供給弁と、
を有し、
前記送液加圧ポンプを停止させた後、前記酸洗浄液供給ポンプと前記酸洗浄液供給弁を制御して前記酸洗浄液を供給させ、
その後、前記酸洗浄液供給ポンプと前記酸洗浄液供給弁を制御して前記酸洗浄液の供給を停止し、前記送液加圧ポンプと前記水供給弁を制御して前記水を供給させる
ことを特徴とする請求項５又は６項に記載の廃液処理装置の制御方法。
【請求項８】
前記廃液処理装置は、さらに、
前記冷却器と前記気液分離器の間の流路に配置された三方弁と、
前記三方弁に接続されたドレン配管と、
を備え、
前記三方弁の流路を前記ドレン配管側に切り替えて、前記冷却器を通流された前記酸洗浄液を、前記ドレン配管を介して排出させる
ことを特徴とする請求項７に記載の廃液処理装置の制御方法。
【請求項９】
熱交換器と、触媒反応槽と、冷却器と、気液分離器とを備えた廃液処理装置によりアンモニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理方法であって、
前記廃液を前記熱交換器で予熱する予熱工程と、
予熱された前記廃液を前記触媒反応槽内で酸化剤の存在下、触媒に接触させて前記廃液中のアンモニウムイオンを分解除去する触媒反応工程と、
前記触媒に接触されて処理された廃液を前記冷却器で冷却する冷却工程と、
前記冷却された廃液と排ガスを分離する気液分離工程と
を備える廃液処理工程と、
を有し、
前記気液分離器内の前記廃液中のアンモニウムイオン濃度を継続的に測定し、その測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液処理工程における前記廃液の供給を停止し、
その後、前記熱交換器、前記触媒反応槽及び前記冷却器に水を通流させる水供給工程を開始する
ことを特徴とする廃液処理方法。
【請求項１０】
前記水供給工程により前記触媒反応槽内の水の温度が所定値未満となったときに、前記水の供給を停止し、前記熱交換器、前記触媒反応槽及び前記冷却器に酸洗浄液を通流させる酸洗浄工程を開始することを特徴とする請求項９に記載の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンモニウムイオンを含有する廃液の廃液処理装置、廃液処理装置の制御方法及び廃液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンモニウムイオン等のアンモニア態窒素を含む廃液から脱窒素処理する方法として、生物処理法、ストリッピング法、触媒湿式酸化処理法等が用いられている。
【０００３】
このうち、化学プラントや発電所等から発生する廃液に対しては、省スペース化を実現し、処理コスト、二次廃棄物発生量を低減するなどの観点から、触媒湿式酸化法が多く採用されている。
【０００４】
触媒湿式酸化法による廃液の脱窒素処理では、廃液中のアンモニウムイオンと当量の酸化剤を廃液に添加し、貴金属等を担持した触媒に通水することで、廃液中のアンモニウムイオンが分解処理される。この際、酸化剤として例えば、亜硝酸イオンや酸素（空気）が用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
これら従来の触媒湿式酸化法による廃液の脱窒素処理においては、処理後の廃液をサンプリングし、そのアンモニウムイオン濃度を測定して、アンモニウムイオンの分解除去が十分に行われたかどうかを判断していた。そのため、例えば触媒が劣化してアンモニウムイオン分解性能が低下したことを検知するのに時間がかかり、瞬時に判断できないという課題があった。このため、触媒を充填した触媒塔等に廃液を連続通水して処理するような場合、触媒の劣化が検知されないために、処理後の廃液中にアンモニウムイオンが残留するおそれがある。このような場合、処理後の廃液を連続して公共水域に排水するシステムでは、排水基準（例えば、アンモニウム化合物として１００ｍｇ／Ｌ）を上回る廃液が排出されるという懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９４８１号公報
【特許文献２】特開２００１−３００３１３号公報
【特許文献３】特開２０００−９３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、アンモニウムイオンを高濃度で含む廃液の系外への排出を防止することのできる廃液処理装置、廃液処理装置の制御方法及び廃液処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の廃液処理装置の一態様は、アンモニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理装置であって、
前記廃液を収容する廃液タンクと、
前記廃液タンクからの前記廃液の供給又は停止を切替可能な廃液供給弁と、
水を収容する水供給タンクと、
前記水供給タンクからの前記水の供給又は停止を切替可能な水供給弁と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続されるとともに、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続された熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する第１の加熱装置と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続され、かつ、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続され、前記廃液タンク内の前記廃液又は前記水供給タンク内の前記水を前記熱交換器に送液する送液加圧ポンプと、
前記熱交換器に接続され、前記触媒が収容されて、前記廃液に含有されるアンモニウムイオンを前記触媒と酸化剤により分解させる触媒反応槽と、
前記触媒反応槽に接続され、前記廃液を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、前記廃液と排ガスとを気液分離する気液分離器と、
前記気液分離器内の前記廃液中の前記アンモニウムイオン濃度を測定して測定値を出力するセンサーと、
前記測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液の供給を停止して前記水の供給を開始するように前記廃液供給弁及び前記水供給弁を切り替える制御装置と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の廃液処理装置の制御方法の一態様は、
廃液を収容する廃液タンクと、
前記廃液タンクからの前記廃液の供給又は停止を切替可能な廃液供給弁と、
水を収容する水供給タンクと、
前記水供給タンクからの前記水の供給又は停止を切替可能な水供給弁と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続されるとともに、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続された熱交換器と、
前記熱交換器を加熱する第１の加熱装置と、
前記廃液タンクに前記廃液供給弁を介して接続され、かつ、前記水供給タンクに前記水供給弁を介して接続され、前記廃液タンク内の前記廃液又は前記水供給タンク内の前記水を前記熱交換器に送液する送液加圧ポンプと、
前記熱交換器に接続され、触媒が収容されて、前記廃液に含有されるアンモニウムイオンを前記触媒と酸化剤により分解させる触媒反応槽と、
前記触媒反応槽に接続され、前記廃液を冷却する冷却器と、
前記冷却器に接続され、前記廃液と、前記触媒反応槽で発生した排ガスとを気液分離する気液分離器と、
前記気液分離器内の前記廃液中の前記アンモニウムイオン濃度を測定して測定値を出力するセンサーと、
を備え、前記廃液中のアンモニウムイオンを前記酸化剤と前記触媒を用いて分解処理する廃液処理装置の制御方法であって、
前記アンモニウムイオン濃度の測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液の供給を停止するとともに、前記水を供給するように、前記廃液供給弁及び前記水供給弁を制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明の廃液処理方法の一態様は、熱交換器と、触媒反応槽と、冷却器と、気液分離器とを備えた廃液処理装置によりアンモニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理方法であって、
前記廃液を前記熱交換器で予熱する予熱工程と、
予熱された前記廃液を前記触媒反応槽内で酸化剤の存在下、触媒に接触させて前記廃液中のアンモニウムイオンを分解除去する触媒反応工程と、
前記触媒に接触されて処理された廃液を前記冷却器で冷却する冷却工程と、
前記冷却された廃液と排ガスを分離する気液分離工程と
を備える廃液処理工程と、
を有し、
前記気液分離器内の前記廃液中のアンモニウムイオン濃度を継続的に測定し、その測定値が所定の値を超えたときに、前記廃液処理工程における前記廃液の供給を停止し、
その後、前記熱交換器、前記触媒反応槽及び前記冷却器に水を通流させる水供給工程を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンモニウムイオンを高濃度で含む廃液の系外への排出を防止することのできる廃液処理装置、廃液処理装置の制御方法及び廃液処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る廃液処理装置を概略的に表すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る廃液処理方法を表わすフロー図である。
【図３】第１の実施形態に係る廃液処理装置の制御方法を表わすフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る廃液処理装置を概略的に表すブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る廃液処理方法を概略的に表すフロー図である。
【図６】第２の実施形態に係る廃液処理装置の制御方法を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る廃液処理装置１を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、廃液処理装置１は、廃液Ｌを収容する廃液タンク３と、廃液Ｌを下流側へ送液する送液加圧ポンプ４と、廃液Ｌを加熱する熱交換器５と、廃液Ｌに含有されるアンモニウムイオンを分解させる触媒反応槽６と、熱交換器５を加熱する加熱装置７ａ（第１の加熱装置）と、触媒反応槽６を加熱する加熱装置７ｂを備えている。また、触媒反応槽６には、触媒反応槽６内の圧力を調整する圧力調整機能が備えられている。
【００１４】
さらに、廃液処理装置１は、アンモニウムイオンの分解除去された処理後の廃液Ｌ（以下「処理液」ともいう。）を冷却する冷却器８と、触媒反応槽６で生じた排ガスと冷却された処理液を気液分離する気液分離器９を備えている。気液分離器９には、処理液を貯留する処理液タンク１２が、配管１０によって接続されている。また、気液分離器９には、排ガスを回収する排ガス回収器１７が配管１６によって接続されている。
【００１５】
廃液処理装置１においては、上流側から、廃液タンク３、送液加圧ポンプ４、熱交換器５、触媒反応槽６、冷却器８、気液分離器９が配置されている。配管１１の経路の廃液タンク３と送液加圧ポンプ４の間には、廃液供給弁１２ａが介設されている。また、配管１１の経路の、冷却器８と気液分離器９の間には、圧力調整弁１３が介設されている。
【００１６】
また、廃液処理装置１は、水Ｗを収容する水供給タンク１４を備えている。水供給タンク１４は、配管１１の、廃液供給弁１２ａと送液加圧ポンプ４の間の管路に、水供給配管１５によって接続されている。水供給配管１５には、水供給弁１２ｂが介設されている。
【００１７】
気液分離器９と廃液タンク３の内部には、それぞれアンモニウム濃度を測定するセンサー１８ａ，１８ｂが備えられている。センサー１８ａ，１８ｂは廃液Ｌ中のアンモニウムイオン濃度を測定するように、それぞれ、気液分離器９及び廃液タンク３内の廃液Ｌに浸漬されている。
【００１８】
廃液処理装置１は、さらに、廃液処理装置１全体の動作を制御する制御装置１９を備えている。
【００１９】
図２は、廃液処理装置１を用いた廃液処理方法を概略的に表わすフロー図である。図３は、図２に示す廃液処理方法における制御方法を表わすフローチャートである。図２に示す廃液処理方法は、廃液Ｌを処理する廃液処理工程Ｓ１００と、廃液処理装置１内に水を供給し、廃液処理装置１を冷却する水供給工程Ｓ２００とを備えている。
【００２０】
廃液処理工程Ｓ１００は、廃液Ｌを熱交換器５で予熱する予熱工程Ｓ１０１と、廃液Ｌを触媒反応槽６内で、酸化剤の存在下、触媒に接触させて廃液Ｌ中のアンモニウムイオンを分解除去する触媒反応工程Ｓ１０２と、触媒に接触されて処理された廃液Ｌを、冷却器８で冷却する冷却工程Ｓ１０３と、冷却された廃液Ｌと触媒反応工程Ｓ１０２で生じた排ガスを、気液分離器９で分離する気液分離工程Ｓ１０４を備えている。
【００２１】
本実施形態の廃液処理方法では、廃液処理工程Ｓ１００において、予熱工程Ｓ１０１から気液分離工程Ｓ１０４が連続的に行われて、廃液Ｌ中のアンモニウムイオンが分解除去される。
【００２２】
廃液Ｌは例えば、化学プラント工場や発電所で発生する、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）を含む廃液である。ここで、アンモニウムイオンは、廃液Ｌ中に溶解しているアンモニア及びアンモニウムイオンの総称であり、例えば、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム等の水溶性のアンモニウム塩等である。
【００２３】
初めに、図１に示す廃液処理装置１の、制御装置１９によって、水供給弁１２ｂが閉、廃液供給弁１２ａが開にされて、送液加圧ポンプ４が作動される。これにより、廃液Ｌが廃液タンク３から配管１１を介して熱交換器５に供給され、廃液Ｌの処理が開始される。同時に、加熱装置７ａ，７ｂが作動される。
【００２４】
熱交換器５に供給された廃液Ｌは、熱交換器５に備えられた加熱装置７ａにより予熱されて昇温される（図２に示す予熱工程Ｓ１０１）。後段の触媒反応槽６における加熱量を少なくして、触媒反応槽６内に充填された触媒の熱による劣化を抑制するため、熱交換器５において、廃液Ｌは、触媒反応槽６内とほぼ同じ温度まで昇温されることが好ましく、例えば、１４０℃〜１８０℃程度に昇温される。
【００２５】
熱交換器５で予熱された廃液Ｌは、次いで、触媒反応槽６に送液される。触媒反応槽６にはアンモニウムイオンを分解させる触媒が収容されている。触媒反応槽６内で、廃液Ｌに酸化剤が添加される。触媒反応槽６内が、所定の温度及び圧力に調整される。これにより廃液Ｌが液相の状態で、廃液Ｌに含まれるアンモニウムイオンと酸化剤の反応が促進され、アンモニウムイオンが分解される（図２に示す触媒反応工程Ｓ１０２）。
【００２６】
触媒反応槽６内の温度は、廃液Ｌ中のアンモニウムイオンを分解できる温度であれば特に限定されない。触媒反応槽６内の温度は、高すぎると触媒の劣化を招くおそれがあり、低すぎるとアンモニウムイオンの分解率が低下することがある。そのため、触媒反応槽６の温度は、１４０℃〜１８０℃であることが好ましい。触媒反応槽６の温度は、制御装置１９が加熱装置７ｂの加熱温度を制御することで調整される。
【００２７】
加熱装置７ａ，７ｂとしては、加熱温度が制御可能な装置であれば特に限定されず、電熱ヒータ等が用いられる。また、加熱装置７ａ，７ｂは、ジャケット構造で構成され、ジャケット内に加熱蒸気を供給することで加熱温度の制御をする装置であってもよい。
【００２８】
触媒反応槽６の圧力は、高すぎると触媒の劣化を招くおそれがあり、低すぎると廃液Ｌを液相状態に維持できずにアンモニウムイオンの分解率が低下することがある。触媒反応槽６の耐圧性の点で、アンモニウムイオンの分解が十分に行われる温度条件で廃液Ｌが液相状態に維持される限り、圧力は高すぎない方が好ましい。触媒反応層６内の圧力は、例えば０．６ＭＰａ〜０．９ＭＰａであることが好ましい。
【００２９】
触媒反応槽６に充填される触媒としては、通常、触媒湿式酸化法によるアンモニウムイオンの分解に使用される触媒を特に制限なく使用することができる。このような触媒としては、例えば、担体に白金等の貴金属を担持させた貴金属担持触媒を用いることができる。
【００３０】
また、酸化剤としては、通常、触媒湿式酸化法によるアンモニウムイオンの分解に使用される酸化剤を特に限定なく使用することができる。酸化剤として例えば、亜硝酸イオン、空気（酸素）等が用いられる。亜硝酸イオンの供給源としては、水溶性の亜硝酸塩が挙げられ、これを水に溶解させた水溶液として使用することができる。
【００３１】
触媒反応槽６におけるアンモニウムイオンの分解反応は、酸化剤として亜硝酸イオン又は空気（酸素）を使用した場合、それぞれ次の反応式で示される。
ＮＨ４＋＋ＮＯ２−→Ｎ２＋２Ｈ２Ｏ
ＮＨ３＋３／４Ｏ２→１／２Ｎ２＋３／２Ｈ２Ｏ
【００３２】
上記反応式で示されるように、廃液Ｌに添加される酸化剤の量は、廃液Ｌ中のアンモニウムイオンが分解される化学当量であれば、アンモニウムイオンを十分に分解することができる。酸化剤の量は、化学当量よりも過剰であると廃棄物量が増えることがあり、少なすぎるとアンモニウムイオンが十分に分解されないことがある。
【００３３】
酸化剤の添加場所は、触媒反応槽６内で廃液Ｌと酸化剤が共存していれば、触媒反応槽６で添加する態様に限定されない。酸化剤は、廃液タンク３から触媒反応槽６までの間の任意の箇所、例えば廃液タンク３内や、配管１１内に添加される。
【００３４】
酸化剤の添加量は、例えば、廃液タンク３に備えられたセンサー１８ｂによるアンモニウムイオン濃度の測定値に基づいて調整される。酸化剤の供給量の制御可能な酸化剤供給装置を廃液タンク３から触媒反応槽６までの間の任意の箇所に接続して、制御装置１９によりセンサー１８ｂの測定値に基づいて酸化剤供給装置の酸化剤添加量を制御すれば、酸化剤の添加及び添加量の制御を自動で行うことができる。
【００３５】
触媒反応槽６内でアンモニウムイオンが除去された廃液Ｌは、アンモニウムイオンが分解することで生成した排ガスとともに、冷却器８へ導入される。冷却器８内で、廃液Ｌは例えば常温（２０℃）付近まで冷却される（図２に示す冷却工程Ｓ１０３）。
【００３６】
冷却された廃液Ｌと排ガスの混合物は、圧力調整弁１３によって減圧された後、気液分離器９に導入され、廃液Ｌと排ガスに分離される（図２に示す気液分離工程Ｓ１０４）。気液分離器９としては、排ガスと廃液Ｌを分離できるものであれば特に制限されない。
【００３７】
気液分離器９において、排ガスが分離された廃液Ｌは、配管１０を介して処理液タンク１２に導入される。排ガスは、配管１６を介して排ガス回収器１７に回収される。
【００３８】
廃液Ｌの処理が行われる過程で、センサー１８ａによって気液分離器９内の処理液中のアンモニウムイオン濃度が継続的に測定される。センサー１８ａとしてはアンモニウムイオン電極と参照電極を用いて、これらの電位差により処理液中のアンモニウム濃度を測定するアンモニウムイオン濃度測定装置を用いることができる。なお、アンモニウムイオン濃度の測定は、センサー１８ａではなく、気液分離器９内の処理液をサンプリングして、処理液中のアンモニウム濃度を測定することにより行われるものであってもよい。
【００３９】
さらに、センサー１８ａは、アンモニウムイオン濃度の測定値を制御装置１９に入力する。制御装置１９には、廃液Ｌの供給を停止する際のアンモニウムイオン濃度の値があらかじめ設定されている。
【００４０】
図３に示すように、制御装置１９は、上記入力が予め設定された設定値を超えたか否かを判断する（Ｓ１）。設定値を超えたと判断されたときに、廃液供給弁１２ａを閉にして廃液の供給を停止する（Ｓ２）。これにより、廃液の処理が終了される。
【００４１】
制御装置１９におけるアンモニウムイオン濃度の設定値は、例えば、アンモニウムイオン濃度の排出基準値以下、例えば、好ましくは２００ｐｐｍに設定される。これにより、排出基準値を超える処理液が廃液処理装置１系外に排出されないようにすることができる。
【００４２】
次いで、制御装置１９が、水供給弁１２ｂを開にして水の供給を開始する（Ｓ３）。さらに、制御装置１９が、加熱装置７ａ，７ｂを停止する（Ｓ４）。
【００４３】
これにより、水供給タンク１４から水Ｗが廃液処理装置１系内に供給され、配管１１を介して熱交換器５、触媒反応槽６、冷却器８に順に通流される（図２に示す水供給工程Ｓ２００）。この際、上記のように加熱装置７ａ，７ｂが停止されているため、廃液処理装置１系内に通流された水の温度は次第に低下する。
【００４４】
そして、図３に示すように、制御装置１９は、例えば触媒反応槽６における水の温度が所定の温度未満に低下したかを判断する（Ｓ５）。水の温度が所定の温度未満に低下した場合には、制御装置１９は、送液加圧ポンプ４を停止する制御信号を出力し、送液加圧ポンプ４を停止する（Ｓ６）。また、水供給弁１２ｂが閉にされる。この際の水温は、廃液処理装置１内での沸騰を防止するため、１００℃未満であることが好ましい。
【００４５】
ここで、廃液Ｌの供給を停止した後、廃液処理装置１内に水を供給し循環させずに廃液処理装置１を停止した場合、加熱装置７ａ、７ｂや触媒反応槽６が高温を保ったままとなる。この場合、意図しない沸騰や沸騰による廃液処理装置１内の圧力上昇が起こることで廃液処理装置１に損傷が生じる可能性がある。しかし、本実施形態においては、廃液Ｌの供給を停止した後、水を供給し循環させ、廃液処理装置１内が所定の温度以下となってから、廃液処理装置１を停止させる。これにより、廃液処理装置１は安全に停止される。廃液処理装置１系内の水温の測定は、水温センサー等により自動で行うことができる。この場合、当該水温センサーの測定値に基づいて、制御装置１９によって、送液加圧ポンプ４を自動で停止させることができる。
【００４６】
以上説明した本実施形態の廃液処理装置及び廃液処理方法によれば、廃液中のアンモニウムイオンを酸化剤と触媒の存在下で分解する廃液処理において、処理液中のアンモニウムイオン濃度を継続的に測定して、測定値に基づいて廃液処理装置への廃液の供給、停止を制御することができる。このため、触媒の劣化等による処理性能の低下によって、高濃度のアンモニウムイオンを含む廃液が排水処理装置の系外へ排出されることを防止できる。また、水供給工程Ｓ２００を行うことで、廃液処理装置を安全に停止することができる。なお、高濃度のアンモニウムイオンとは、排水基準といった、あらかじめ定められた任意のアンモニウム濃度を超える濃度のアンモニウムイオンのことである。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を説明する。図４は、第２の実施形態の廃液処理装置２を概略的に示すブロック図である。図４に示す廃液処理装置２は、第１の実施形態の廃液処理装置１の継続運転を行うために、廃液処理装置１を停止した後に、触媒反応槽６内の触媒に付着した鉄成分などのスケールを溶解して洗浄するための洗浄機構を備えている。洗浄機構は、酸洗浄液タンク２０、酸洗浄液供給ポンプ２１、酸洗浄液供給配管２２、酸洗浄液供給弁２３、第１の三方弁２４、第２の三方弁２５、ドレン配管２６、２８及びドレン受けタンク２７で構成される。廃液処理装置２は、廃液処理装置１とは、上記洗浄機構を備える点で異なっているが、その他の構成は同様である。そのため、廃液処理装置２において、廃液処理装置１と同様の機能を奏する構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
ここで、触媒の劣化の原因のひとつは、廃液処理装置内等で発生した鉄成分を含有する不純物（スケール）が触媒に付着し、触媒の活性を低下させることである。このスケールは酸性溶液によって溶解させて触媒から除去させることができ、触媒の性能を再び向上させることができる。一方、廃液処理装置には、気液分離器など、スケールによる影響が少ない部分もあり、二次廃棄物を低減し作業の効率性を上げる視点から、酸性溶液と接触させる部分は必要な箇所に限ることが望ましい。
【００４９】
以下、本実施形態の廃液処理装置２の構成について説明する。廃液処理装置２において、洗浄機構は、酸洗浄液を収容する酸洗浄液タンク２０を備えている。酸洗浄液タンク２０は、水供給配管１５の、水供給弁１２ｂの下流側に、酸洗浄液供給配管２２によって接続されている。酸洗浄液供給配管２２には、酸洗浄液タンク２０内の酸洗浄液を送液する酸洗浄液供給ポンプ２１が介設されており、酸洗浄液供給ポンプ２１の下流側には、酸洗浄液供給弁２３が介装されている。
【００５０】
配管１１の、送液加圧ポンプ４と熱交換器５の間には、第１の三方弁２４が介装されている。第１の三方弁２４には、ドレン配管２６によってドレン受けタンク２７が接続されている。また、配管１１の、冷却器８と圧力調整弁１３との間に、第２の三方弁２５が介装され、第２の三方弁２５には、ドレン配管２８によってドレン受けタンク２７が接続されている。
【００５１】
図５は、廃液処理装置２を用いた廃液処理方法を概略的に示すフロー図である。図６は、図５に示す廃液処理装置２の制御方法の一例を表わすフローチャートである。図５に示す廃液処理方法は、図２に示す廃液処理方法において、廃液処理装置２を停止した後、さらに、酸洗浄液によって触媒反応槽６内の触媒を洗浄する酸洗浄工程Ｓ３００と、酸洗浄液の通流された廃液処理装置２系内に水を通液して洗浄する水洗浄工程Ｓ４００を備える点で異なっているが、その他の工程は第１の実施形態と同様である。
【００５２】
廃液処理装置２を用いた廃液処理方法では、図２に示すのと同様に廃液処理工程Ｓ１００及び水供給工程Ｓ２００が行われて、廃液処理装置２が停止される。
【００５３】
続いて、図６に示すように、第１の三方弁２４が配管１１の熱交換器５側から、ドレン配管２６側に切り替えられ、熱交換器５から気液分離器９に至る配管１１内に残留した廃液Ｌが、ドレン配管２６を介してドレン受けタンク２７に排出される（Ｓ１１）。
【００５４】
その後、第１の三方弁２４がドレン配管２６側から、配管１１の熱交換器５側に切り替えられる（Ｓ１２）。また、第２の三方弁２５が、配管１１の気液分離器９側からドレン配管２８側に切り替えられる（Ｓ１３）。その後、酸洗浄液供給弁２３が開にされ（Ｓ１４）、水供給弁１２ｂが閉、廃液供給弁１２ａが閉のまま、酸洗浄液供給ポンプ２１が作動される（Ｓ１５）。これにより、酸洗浄液タンク２０から配管１１に酸洗浄液が導入される。
【００５５】
酸洗浄液が、配管１１から、熱交換器５を経て、触媒反応槽６へ通流され、触媒反応槽６内の触媒に接触される（図５に示す酸洗浄工程Ｓ３００）。これにより、触媒に付着した鉄成分などのスケールが溶解され触媒が洗浄される。酸洗浄液に用いる酸としては特に限定されず、例えば、硫酸、硝酸、塩酸等を用いることができる。酸としては、廃液Ｌに主成分として含まれる酸と同種の酸を用いるのが望ましい。
【００５６】
また、この際、第２の三方弁２５が、配管１１の気液分離器９側からドレン配管２８側に切り替えられているため、熱交換器５、触媒反応槽６及び冷却器８を通流した洗浄後の酸洗浄液がドレンタンク２７に排出される。
【００５７】
図５に示す酸洗浄工程Ｓ３００においては、熱交換器５及び触媒反応槽６に備えられた加熱装置７ａ，７ｂを所定時間、作動させて、酸洗浄液を加熱してもよい。酸洗浄液の加熱は、酸洗浄工程Ｓ３００の一部で行われても、全工程を通じて行われてもよい。また、酸洗浄液の加熱温度の上限は、配管内等での沸騰防止の観点から、８０℃程度であることが好ましい。
【００５８】
このように、気液分離器９の下方に接続されたドレン配管２８から酸洗浄液が排出されるため、気液分離器９の水洗浄が不要となる。なお、上記では第２の三方弁２５は、冷却器８と気液分離器９の間に配置されており、加熱装置７ａ，７ｂによって加熱された酸洗浄液は、冷却器８で冷却されてからドレン管に流入される。しかし、酸洗浄工程Ｓ３００で加熱装置７ａ，７ｂによる加熱を行わない場合等には酸洗浄液が冷却される必要はないため、第２の三方弁２５を、触媒反応槽６と冷却器８の間に配置し、ここにドレン配管２８を接続して、酸洗浄液を触媒反応槽６から直接、ドレンタンク２７に排出させてもよい。
【００５９】
次いで、図６に示すように、制御装置１９が酸洗浄の開始から所定の時間経過したか否かを判断する（Ｓ１６）。所定の時間経過したと判断された場合には、酸洗浄を終了するために、制御装置１９は、酸洗浄液供給ポンプ２１を停止し（Ｓ１７）、酸洗浄液供給弁２３を閉じる（Ｓ１８）。これらにより、酸洗浄液の廃液処理装置２系内への供給が停止され、酸洗浄が終了される。
【００６０】
その後、制御装置１９によって、第１の三方弁２４が配管１１の熱交換器５側から、ドレン配管２６側に切り替られて、廃液処理装置２系内に残留した酸洗浄液がドレン受けタンク２７に排出される（Ｓ１９）。
【００６１】
この後、制御装置１９によって、第１の三方弁２４がドレン配管２６側から配管１１の熱交換器５側に切り替られる（Ｓ２０）。そして、水供給弁１２ｂが開にされ（Ｓ２２）、送液加圧ポンプ４が作動されて（Ｓ２３）、水供給タンク１４から、水Ｗが、熱交換器５、触媒反応槽６及び冷却器８に通液されて水洗浄が行われる。熱交換器５、触媒反応槽６及び冷却器８を通流した洗浄後の水Ｗは、ドレン配管２８を通じてドレンタンク２７に排出される。
【００６２】
これにより、熱交換器５、触媒反応槽６及び冷却器８内に残留する酸洗浄液が水で洗浄される（図５に示す水洗浄工程Ｓ４００）。
【００６３】
水洗浄工程Ｓ４００では、制御装置１９によって、熱交換器５、触媒反応槽６に備えられた加熱装置７ａ，７ｂを作動させて、水を加熱してもよい。水Ｗの加熱は例えば、触媒反応槽６内に水が満ちた後に行えばよい。この際の、水Ｗの加熱温度は、アンモニウムイオン分解工程における温度と同様であることが好ましい。これにより、配管１１内に残留した酸を効率よく洗浄することができる。
【００６４】
さらに、図６に示すように、制御装置１９が水洗浄の開始から所定の時間経過したか否かを判断する（Ｓ２４）。所定の時間経過したと判断された場合、制御装置１９は、送液加圧ポンプ４を停止し（Ｓ２５）、水供給弁１２ｂを閉じる（Ｓ２６）。これにより、廃液処理装置２系内へ水Ｗの供給が停止され、水洗浄が終了される。
【００６５】
廃液処理装置２による廃液Ｌの処理を再開する際には、気液分離器９の下方の第２の三方弁２５をドレン配管側から気液分離器９側に切り替え、配管１１の流路が気液分離器９側に戻される。さらに、水供給タンク１４の下方の水供給弁１２ｂを閉、廃液タンク３の下方の廃液供給弁１２ａを開にする。
【００６６】
第２の実施形態の廃液処理装置及び廃液処理方法では、廃液中のアンモニウムイオンを酸化剤と触媒の存在下で分解する廃液処理において、処理液中のアンモニウムイオン濃度を継続的に測定して、測定値に基づいて廃液処理装置への廃液の供給、停止を制御することができる。このため、触媒の劣化等による処理性能の低下によって、高濃度のアンモニウムイオンを含む廃液が排水処理装置の系外へ排出されることを防止できる。また、水供給工程Ｓ２００を行うことで、廃液処理装置を安全に停止することができる。
【００６７】
また、酸洗浄工程及び水洗浄工程を行うことにより、アンモニウムイオン濃度の高い処理液及び酸濃度の高い洗浄液を処理液タンク１２に排出させずに、触媒反応槽内の触媒を洗浄することができる。このため、廃液処理を効率的に再開することができる。また、上記制御方法によれば、各供給弁を自動制御可能として、これらのシーケンスを制御装置に組み込むため、廃液処理工程、洗浄工程の省力化を図ることができる。
【００６８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１，２…廃液処理装置、３…廃液タンク、４…送液加圧ポンプ、５…熱交換器、６…触媒反応槽、７ａ，７ｂ…加熱装置、８…冷却器、９…気液分離器、１０，１１…配管、１２…処理液タンク、１２ａ…廃液供給弁、１２ｂ…水供給弁、１３…圧力調整弁、１４…水供給タンク、１５…水供給配管、１６…配管、１７…排ガス回収器、１８ａ，１８ｂ…センサー、１９…制御装置、２０…酸洗浄液タンク、２１…酸洗浄液供給ポンプ、２２…酸洗浄液供給配管、２３…酸洗浄液供給弁、２４，２５…三方弁、２６，２８…ドレン配管、２７…ドレン受けタンク、Ｓ１００…廃液処理工程、Ｓ１０１…予熱工程、Ｓ１０２…触媒反応工程、Ｓ１０３…冷却工程、Ｓ１０４…気液分離工程、Ｓ２００…水供給工程、Ｓ３００…酸洗浄工程、Ｓ４００…水洗浄工程、Ｗ…水、Ｌ…廃液。
【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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【図６】
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