(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素化合物を含有する廃水に水素供与体を添加して、廃水中の窒素化合物を窒素ガスとして脱窒する廃水の脱窒処理装置において、
廃水の窒素化合物濃度を測定して水素供与体を添加する反応槽と、水素供与体が添加された廃水を脱窒する脱窒リアクターとを備えるものとして、
前記反応槽には、廃水の撹拌機と、廃水の電気伝導度を測定する電気伝導度計と、測定された電気伝導度から水素供与体の供給量を算出する演算装置と、水素供与体貯蔵タンクから水素供与体を所要量添加する定量供給ポンプとを配設したうえに、
脱窒リアクターには、水素供与体が添加された廃水を撹拌するための撹拌機を配設したことを特徴とする廃水の脱窒処理装置。
【請求項２】
脱窒リアクターに、脱窒処理の終了した廃水のｐＨに対応して中和に必要な酸を添加する定量供給ポンプを、備えたことを特徴とする請求項１に記載の廃水の脱窒処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒素化合物として硝酸塩又は亜硝酸塩を含有する廃水を嫌気的生物処理により還元して脱窒処理するための廃水の脱窒処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼部品の強度、靱性を向上させるための熱処理などに利用されるソルトバスにおいては、ソルトとして無機塩である硝酸塩、亜硝酸塩が使用されるが、これらは被処理部品に付着するため、後工程で洗浄、除去される。しかしながら、例えば被処理部品の形状が複雑であったり、凹凸が大きく形成されているような場合にはソルトの付着量が多く、このため部品を洗浄後の廃水には高濃度の硝酸塩、亜硝酸塩が含まれることとなる。このような硝酸塩等の窒素化合物は有害物質として国の環境基準により規制されており、今日の地球環境保護の機運と相まってこれら廃水中の窒素化合物を極力低減して処分することが求められている。
【０００３】
このような窒素化合物を含む廃水を処理する方法として、嫌気的生物処理が一般的である。この方法は嫌気性微生物（脱窒菌）を亜硝酸、硝酸イオンに作用させて、イオン中の窒素分を窒素ガスにまで還元する方法であるが、ソルト洗浄廃水においてはBOD が含有されていないので、水素供与体（Ｈ+ ドナー）として例えばメタノール(CH30H) やぶどう糖などを添加せねばならない。例えば、メタノールを用いた場合には、次のような反応式によって廃水中の窒素化合物を窒素ガスとすることができる。
【化１】
0004919138.tif 000002
【０００４】
ここで、上記した反応式を利用して廃水の処理を行う場合には廃水中に含有される窒素化合物の濃度を測定したうえで、この濃度に見合う量の水素供与体を添加する必要があるが、廃水中の窒素化合物の濃度を測定する分析装置は極めて高価なものであって、廃水処理コストの著しい増大を招く。従って、低コストにて廃水を処理しようとする場合にはこのような高価な分析装置を使用することができない。このため、排水中の窒素化合物の濃度を経験的に推定してこの濃度に見合う量の水素供与体を添加することが簡便的な廃水処理として行われている。しかしながら、実際の濃度が推定値より高い場合には水素供与体が不足して廃水中の窒素化合物を完全に脱窒処理することができないので、このような事態を回避するため通常は窒素化合物の濃度を高めに見積もってこの見積値に見合う量の水素供与体を添加している。従って、この場合には水素供与体の量が過剰になる場合が多く、この過剰となった水素供与体を好気性の生物処理で除去する後処理をさらに行わねばならないという問題があった。また、水素供与体の添加を人為操作により行うことは処理コストの増大を招き、過剰に水素供与体を添加することは処理槽の大型化を招くという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、高価な分析装置を用いることなく簡単な手法で廃水中の窒素化合物の濃度を確実に推定して、この濃度に見合う水素供与体を過不足なく自動的に添加することによって、廃水中の窒素化合物を完全に窒素ガスとして処分するための廃水の脱窒処理装置を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、窒素化合物を含有する廃水に水素供与体を添加して、廃水中の窒素化合物を窒素ガスとして脱窒する廃水の脱窒処理装置において、
廃水の窒素化合物濃度を測定して水素供与体を添加する反応槽と、水素供与体が添加された廃水を脱窒する脱窒リアクターとを備えるものとして、
前記反応槽には、廃水の撹拌機と、廃水の電気伝導度を測定する電気伝導度計と、測定された電気伝導度から水素供与体の供給量を算出する演算装置と、水素供与体貯蔵タンクから水素供与体を所要量添加する定量供給ポンプとを配設したうえに、
脱窒リアクターには、水素供与体が添加された廃水を撹拌するための撹拌機を配設したことを特徴とする廃水の脱窒処理装置を請求項１に係る発明とし、
上記した発明において、脱窒リアクターに、脱窒処理の終了した廃水のｐＨに対応して中和に必要な酸を添加する定量供給ポンプを、備えたことを特徴とする廃水の脱窒処理装置を請求項２に係る発明とする。
【０００７】
本発明の窒素化合物を含む廃水の脱窒処理装置は、窒素化合物をイオンとして含有している廃水の電気伝導度の測定値を演算装置に入力して、この測定値に相当する濃度の窒素化合物を還元して窒素ガスとするに必要十分な量の水素供与体を、演算装置の指令により定量供給ポンプを所要時間作動させて廃水に自動的に供給することによって、有害な窒素化合物を窒素ガスとして無害化することを可能としたものであって、以下、図に従い本発明を詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施するための廃水処理装置の設備レイアウトを示す図であって、１は反応槽、２は脱窒リアクターである。脱窒処理に当たっては、先ず、ソルト洗浄廃水等の硝酸塩、亜硝酸塩を窒素化合物として含有する廃水を水位レベル計３の上限まで反応槽１内に供給する。水位が水位レベル計３の上限に達し供給ポンプ１３が停止して反応槽１内に廃水を供給し終えたら攪拌機４を作動させて、反応槽１内の濃度の均一化を図る。次に反応槽１内に設置した電気伝導度計５で廃水の電気伝導度を測定する。
【０００９】
電気伝導度と窒素化合物の濃度との間には、図２に示すように信頼性の高い直線的な関係が存在する。図２中に示した式においてＸは電気伝導度、Ｙは窒素化合物濃度であり、両者の間には重相関係数Ｒ2 ＝０．９６と極めてバラツキの少ない直線的な関係が存在する。即ち、電気伝導度を測定することによって廃水中の窒素化合物濃度を高い精度でもって推定することができる。
【００１０】
従って、電気伝導度の測定値を演算装置（図示していない）に入力して、この測定値より反応槽１内に供給すべきメタノール等の水素供与体の供給量を算出して、演算装置の指令により定量供給ポンプ６の供給能力に応じて計算された所要時間だけ定量供給ポンプ６を作動させることによって、水素供与体貯蔵タンク７から水素供与体を反応槽１内に自動的に供給することができる。
【００１１】
次いで、メタノール等の水素供与体が添加された廃水は脱窒リアクター２に送られて、攪拌機９により攪拌することによって上記した（I）式のような反応により窒素化合物を窒素ガスとして廃水を処理することができる。脱窒リアクター２に供給する廃水の供給速度は予め脱窒容積負荷量、例えば4.5kg-N/m3・day に合わせた供給速度として定量供給ポンプ８により供給することにより一定の速度で安定して廃水を処理することができる。
【００１２】
以上のようにして脱窒処理が行われた廃水は、ｐＨ計１２を用いてｐＨを測定しつつ酸性液タンク１０から定量供給ポンプ１１により硫酸等の酸を添加することによって中和される。中和処理を施したのちは廃水は処理水として廃棄処分することができる。
【００１３】
廃水が脱窒リアクター２に送出されて処理槽１内の廃水が水位レベル計３の下限に達した時は自動的に供給ポンプ１３が作動して新たに処理槽１内に廃水が供給されて、次のサイクルの廃水処理が開始される。以上のようにして廃水の脱窒処理を自動的に繰り返して行うことができる。
【００１４】
【実施例】
ソルトバスで熱処理した鉄鋼部品を洗浄した廃水の脱窒処理を行った。処理槽内に廃水10m3を供給しその電気伝導度を測定したところ4000μS/cmであり、電気伝導度計と接続した演算装置により窒素化合物中窒素の濃度は477.4mg/l と推定された。この窒素を還元して窒素ガスとするに必要十分な量のメタノール水溶液22l((50w/v% 、濃度2196mg/l) を供給能力10l/min である定量供給ポンプを2.2分作動させて廃水に供給したのち脱窒リアクターに送り込んで還元することにより窒素ガスを発生させて窒素化合物を含む廃水を自動的に処理することができた。
【００１５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の窒素化合物を含む廃水の脱窒処理装置は、窒素化合物をイオンとして含有している廃水の電気伝導度を測定することにより、この電気伝導度から廃水中の窒素化合物濃度を正確に推定することができ、高価な分析装置を用いる必要がない。また、演算装置の指令により定量供給ポンプを作動させることにより窒素化合物を窒素ガスとするに必要十分な量の水素供給体を自動的に廃水に供給することができる。また、廃水が脱窒リアクターに送出されて処理槽内の廃水が水位レベル計の下限に達した時は自動的に供給ポンプが作動して新たに処理槽内に廃水が供給されて次のサイクルの廃水処理が開始されるので、廃水の脱窒処理を自動的に繰り返して行うことができる。さらに、水素供与体が過剰に添加されることがないので水素供与体を生物学的に除去する等の後処理を行う必要がない。従って、本発明は安価にして、且つ、自動的に窒素化合物を含む廃水を脱窒処理することができるものとして工業的価値大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施するための廃水処理装置の設備レイアウトを示す図である。
【図２】 電気伝導度と窒素化合物濃度の関係を示す相関図である。
【符号の説明】
１  反応槽
２  脱窒リアクター
３  水位レベル計
４  攪拌機
５  電気伝導度計
６  定量供給ポンプ
７  水素供与体貯蔵タンク
８  定量供給ポンプ
９  攪拌機
１０  酸性液タンク
１１  定量供給ポンプ
１２  ｐＨ計
１３  供給ポンプ
【図１】
0004919138.tif 000003
【図２】
0004919138.tif 000004