JP2000279752A - 亜酸化窒素吸着剤、吸着塔および廃水の処理方法 - Google Patents
亜酸化窒素吸着剤、吸着塔および廃水の処理方法Info
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- Y02C20/10—Capture or disposal of greenhouse gases of nitrous oxide (N2O)
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水の窒素
成分を生物学的に処理する過程で排出されるＮ2Ｏを除
去するのに好適な吸着剤、吸着塔あるいは廃水処理方法
を提供する。 【解決手段】 活性炭の細孔内に、ナトリウム若しくは
カリウム等のアルカリ金属を担持させたことを特徴とす
る亜酸化窒素吸着剤、ガス中に含まれる亜酸化窒素を除
去する吸着塔であって、該吸着塔内に上記亜酸化窒素吸
着剤を有することを特徴とする亜酸化窒素の吸着塔、並
びに、廃水から窒素成分を生物学的に除去する処理プロ
セスにおいて、少なくとも反応工程または反応槽にて発
生するガスについて、上記吸着塔に経由してから大気中
に排出されることを特徴とする廃水処理方法および廃水
処理設備。
成分を生物学的に処理する過程で排出されるＮ2Ｏを除
去するのに好適な吸着剤、吸着塔あるいは廃水処理方法
を提供する。 【解決手段】 活性炭の細孔内に、ナトリウム若しくは
カリウム等のアルカリ金属を担持させたことを特徴とす
る亜酸化窒素吸着剤、ガス中に含まれる亜酸化窒素を除
去する吸着塔であって、該吸着塔内に上記亜酸化窒素吸
着剤を有することを特徴とする亜酸化窒素の吸着塔、並
びに、廃水から窒素成分を生物学的に除去する処理プロ
セスにおいて、少なくとも反応工程または反応槽にて発
生するガスについて、上記吸着塔に経由してから大気中
に排出されることを特徴とする廃水処理方法および廃水
処理設備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス中に含まれる
亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）を除去する亜酸化窒素吸着剤およ
び廃水処理方法等に関し、さらに詳しくは、特に廃水処
理場などで窒素を生物学的に処理する過程で排出される
Ｎ2Ｏを除去するのに好適な吸着剤、該吸着剤を用いた
吸着塔、および、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水
の処理に該吸着塔を利用した廃水処理方法に関する。
亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）を除去する亜酸化窒素吸着剤およ
び廃水処理方法等に関し、さらに詳しくは、特に廃水処
理場などで窒素を生物学的に処理する過程で排出される
Ｎ2Ｏを除去するのに好適な吸着剤、該吸着剤を用いた
吸着塔、および、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水
の処理に該吸着塔を利用した廃水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）は化学的に安定し
た物質であり、１分子当たりの温室効果能は炭酸ガス
（ＣＯ2）の数百倍であり、地球温暖化物質の１つであ
る。このことから、大気中に放出されるガス中に多くの
Ｎ2Ｏが存在すると、地球温暖化やオゾン層破壊などに
与える影響は大きく、自然環境にも悪影響を与えること
が懸念される。一方、従来から下水処理場やし尿処理場
においては、アンモニア等の窒素（Ｎ）成分による悪臭
や不衛生を避けるために、廃水中の窒素成分を除去する
工程を経た後、廃棄処分にしていた。そして、この窒素
成分の除去方法としては、例えば生物学的硝化・脱窒反
応を利用して、アンモニアを窒素ガス（Ｎ2）にまで反
応させてから、大気中に放出するプロセスが採用されて
いた。
た物質であり、１分子当たりの温室効果能は炭酸ガス
（ＣＯ2）の数百倍であり、地球温暖化物質の１つであ
る。このことから、大気中に放出されるガス中に多くの
Ｎ2Ｏが存在すると、地球温暖化やオゾン層破壊などに
与える影響は大きく、自然環境にも悪影響を与えること
が懸念される。一方、従来から下水処理場やし尿処理場
においては、アンモニア等の窒素（Ｎ）成分による悪臭
や不衛生を避けるために、廃水中の窒素成分を除去する
工程を経た後、廃棄処分にしていた。そして、この窒素
成分の除去方法としては、例えば生物学的硝化・脱窒反
応を利用して、アンモニアを窒素ガス（Ｎ2）にまで反
応させてから、大気中に放出するプロセスが採用されて
いた。
【０００３】しかしながら、下水処理場やし尿処理場等
において生物学的に嫌気・好気性条件下、窒素成分を除
去するプロセスでは、その処理過程で上記Ｎ2Ｏが中間
体として存在する。そして実際に、し尿処理場から排出
されるガスについてＮ2Ｏ濃度測定をすると、かなりの
量のＮ2Ｏが排ガス中に含まれており、これらが未処理
のまま大気中に放出されているのが現状であった。した
がって、廃水処理の過程で生じる排ガス中から、地球温
暖化物質である亜酸化窒素Ｎ2Ｏを効果的に除去可能な
技術が待望されていた。
において生物学的に嫌気・好気性条件下、窒素成分を除
去するプロセスでは、その処理過程で上記Ｎ2Ｏが中間
体として存在する。そして実際に、し尿処理場から排出
されるガスについてＮ2Ｏ濃度測定をすると、かなりの
量のＮ2Ｏが排ガス中に含まれており、これらが未処理
のまま大気中に放出されているのが現状であった。した
がって、廃水処理の過程で生じる排ガス中から、地球温
暖化物質である亜酸化窒素Ｎ2Ｏを効果的に除去可能な
技術が待望されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、廃水処理の過程において発生する亜酸化窒
素に関し、これを含む排ガスを環境に排出する前に効果
的に除去できる材料、および該材料を用いた亜酸化窒素
の排出低減を可能とした廃水処理方法を開発すべく、鋭
意検討した。その結果、本発明者らは、特に、窒素成分
を生物学的に除去するプロセスにより排出されるＮ2Ｏ
については、活性炭の細孔内にナトリウム等のアルカリ
金属を担持した吸着剤を用いて吸着除去することによっ
て、かかる問題点が解決されることを見い出した。本発
明は、かかる見地より完成されたものである。
題点に鑑み、廃水処理の過程において発生する亜酸化窒
素に関し、これを含む排ガスを環境に排出する前に効果
的に除去できる材料、および該材料を用いた亜酸化窒素
の排出低減を可能とした廃水処理方法を開発すべく、鋭
意検討した。その結果、本発明者らは、特に、窒素成分
を生物学的に除去するプロセスにより排出されるＮ2Ｏ
については、活性炭の細孔内にナトリウム等のアルカリ
金属を担持した吸着剤を用いて吸着除去することによっ
て、かかる問題点が解決されることを見い出した。本発
明は、かかる見地より完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、活
性炭の細孔内に、ナトリウム若しくはカリウム等のアル
カリ金属を担持させたことを特徴とする亜酸化窒素吸着
剤を提供するものである。また、本発明は、ガス中に含
まれる亜酸化窒素を除去する吸着塔であって、該吸着塔
内に上記亜酸化窒素吸着剤を有することを特徴とする亜
酸化窒素の吸着塔を提供するものである。
性炭の細孔内に、ナトリウム若しくはカリウム等のアル
カリ金属を担持させたことを特徴とする亜酸化窒素吸着
剤を提供するものである。また、本発明は、ガス中に含
まれる亜酸化窒素を除去する吸着塔であって、該吸着塔
内に上記亜酸化窒素吸着剤を有することを特徴とする亜
酸化窒素の吸着塔を提供するものである。
【０００６】さらに、本発明は、廃水から窒素成分を生
物学的に除去する処理方法において、少なくとも反応工
程にて発生するガス、好ましくは各処理工程にて発生す
るガスが、上記吸着塔を経由した後に大気中に排出され
る廃水処理方法を提供するものであり、並びに、廃水か
ら窒素成分を生物学的に除去する処理設備において、少
なくとも反応槽から排出されるガス、好ましくは反応
槽、撹拌槽、曝気槽および脱気槽からそれぞれ発生する
排ガスを集積し、該排ガスが上記吸着塔を経由してから
大気中に排出される廃水処理設備を提供するものであ
る。
物学的に除去する処理方法において、少なくとも反応工
程にて発生するガス、好ましくは各処理工程にて発生す
るガスが、上記吸着塔を経由した後に大気中に排出され
る廃水処理方法を提供するものであり、並びに、廃水か
ら窒素成分を生物学的に除去する処理設備において、少
なくとも反応槽から排出されるガス、好ましくは反応
槽、撹拌槽、曝気槽および脱気槽からそれぞれ発生する
排ガスを集積し、該排ガスが上記吸着塔を経由してから
大気中に排出される廃水処理設備を提供するものであ
る。
【０００７】本発明の廃水処理方法を適用するのに好適
な処理対象は、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水が
挙げられる。上記したように、し尿処理場や下水処理場
等における廃水には、アンモニア等の窒素成分が多量に
含まれており、これらを生物学的に除去する処理過程で
排出される排ガス中に、亜酸化窒素が多く含まれるから
である。本発明によれば、アルカリ金属を担持した活性
炭からなる吸着剤の作用によって、排ガス中から地球温
暖化物質である亜酸化窒素を効果的に吸着除去でき、大
気中への放出量を抑制できる。
な処理対象は、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水が
挙げられる。上記したように、し尿処理場や下水処理場
等における廃水には、アンモニア等の窒素成分が多量に
含まれており、これらを生物学的に除去する処理過程で
排出される排ガス中に、亜酸化窒素が多く含まれるから
である。本発明によれば、アルカリ金属を担持した活性
炭からなる吸着剤の作用によって、排ガス中から地球温
暖化物質である亜酸化窒素を効果的に吸着除去でき、大
気中への放出量を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る亜酸化窒素吸
着剤および吸着塔については実施の形態（その１）、本
発明に係る廃水処理方法および処理設備については実施
の形態（その２）、においてそれぞれ詳細に説明する。実施の形態（その１） 本発明の亜酸化窒素吸着剤は、活性炭の細孔内に、アル
カリ金属を担持させた吸着剤である。上記アルカリ金属
としては特に限定されるものではないが、具体的にはリ
チウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム等が挙げら
れ、Ｎ2Ｏの吸着剤として用いた場合の吸着性や経済性
などから、ナトリウム若しくはカリウムが好ましく用い
られる。
着剤および吸着塔については実施の形態（その１）、本
発明に係る廃水処理方法および処理設備については実施
の形態（その２）、においてそれぞれ詳細に説明する。実施の形態（その１） 本発明の亜酸化窒素吸着剤は、活性炭の細孔内に、アル
カリ金属を担持させた吸着剤である。上記アルカリ金属
としては特に限定されるものではないが、具体的にはリ
チウム，ナトリウム，カリウム，ルビジウム等が挙げら
れ、Ｎ2Ｏの吸着剤として用いた場合の吸着性や経済性
などから、ナトリウム若しくはカリウムが好ましく用い
られる。
【０００９】活性炭としては、通常の吸着能を示す多孔
質の炭素質物質であれば、特に制限されることなく広く
用いることができ、その形態についても粒状あるいは粉
末状のいずれの活性炭も用いることができる。粒状活性
炭の平均孔径は、通常約１２〜４０Åであり、粉末状活
性炭の平均孔径は通常約１５〜４０Åである。そして、
この活性炭の細孔内表面にアルカリ金属を担持させるこ
とによって、本発明に係る亜酸化窒素吸着剤が得られ
る。細孔内に担持させる方法は特に限定されないが、例
えばアルカリ金属溶液に活性炭を含浸し、含浸後に乾燥
・焼成すること等によって、十分量のアルカリ金属を活
性炭に担持させることができる。また、アルカリ金属の
担持量についても、使用される吸着塔の構造や対象とな
る排ガスによって、適宜変更して使用するものであり、
一概に規定されるものではない。
質の炭素質物質であれば、特に制限されることなく広く
用いることができ、その形態についても粒状あるいは粉
末状のいずれの活性炭も用いることができる。粒状活性
炭の平均孔径は、通常約１２〜４０Åであり、粉末状活
性炭の平均孔径は通常約１５〜４０Åである。そして、
この活性炭の細孔内表面にアルカリ金属を担持させるこ
とによって、本発明に係る亜酸化窒素吸着剤が得られ
る。細孔内に担持させる方法は特に限定されないが、例
えばアルカリ金属溶液に活性炭を含浸し、含浸後に乾燥
・焼成すること等によって、十分量のアルカリ金属を活
性炭に担持させることができる。また、アルカリ金属の
担持量についても、使用される吸着塔の構造や対象とな
る排ガスによって、適宜変更して使用するものであり、
一概に規定されるものではない。
【００１０】一方、本発明で吸着除去される対象物の亜
酸化窒素は、分子径約２．３Åの直線分子であり、この
Ｎ2Ｏ分子は上記活性炭の細孔内に入ることが十分可能
な大きさである。このことから、上記活性炭の細孔内に
は、容易にナトリウム等のアルカリ金属を担持させるこ
とができる。活性炭細孔内にアルカリ金属を担持させた
吸着剤は、亜酸化窒素を含むガスを内部に流通させるこ
とによって、活性炭の細孔内で吸着等が逐次進行して、
ガス中の亜酸化窒素が除去される。Ｎ2Ｏの特性とし
て、アルカリ金属との反応性が高いので、アルカリ金属
を担持させた吸着剤は優れた吸着除去性能を有するもの
と考えられる。
酸化窒素は、分子径約２．３Åの直線分子であり、この
Ｎ2Ｏ分子は上記活性炭の細孔内に入ることが十分可能
な大きさである。このことから、上記活性炭の細孔内に
は、容易にナトリウム等のアルカリ金属を担持させるこ
とができる。活性炭細孔内にアルカリ金属を担持させた
吸着剤は、亜酸化窒素を含むガスを内部に流通させるこ
とによって、活性炭の細孔内で吸着等が逐次進行して、
ガス中の亜酸化窒素が除去される。Ｎ2Ｏの特性とし
て、アルカリ金属との反応性が高いので、アルカリ金属
を担持させた吸着剤は優れた吸着除去性能を有するもの
と考えられる。
【００１１】本発明の亜酸化窒素の吸着塔は、ガス中に
含まれる亜酸化窒素を除去する吸着塔であって、吸着塔
内に上述した亜酸化窒素吸着剤を有するものである。こ
の亜酸化窒素の吸着塔は、その内部に亜酸化窒素吸着剤
を配しており、その装置形態は特に限定されないが、具
体的には、例えば固定層吸着塔，移動層吸着塔または流
動層吸着塔などの形態がある。固定層吸着塔では、粒状
の吸着剤を容器に充填し、その充填層に亜酸化窒素を含
むガスを通過させて吸着を行い、移動層吸着塔では、粒
状吸着剤の移動層にガスを通して分別吸着により亜酸化
窒素の成分分離を行う。流動層吸着塔では、粒状の吸着
剤をガスで流動化して吸着を行う。また、これらの吸着
塔は、多段の層からなる装置であっても良い。
含まれる亜酸化窒素を除去する吸着塔であって、吸着塔
内に上述した亜酸化窒素吸着剤を有するものである。こ
の亜酸化窒素の吸着塔は、その内部に亜酸化窒素吸着剤
を配しており、その装置形態は特に限定されないが、具
体的には、例えば固定層吸着塔，移動層吸着塔または流
動層吸着塔などの形態がある。固定層吸着塔では、粒状
の吸着剤を容器に充填し、その充填層に亜酸化窒素を含
むガスを通過させて吸着を行い、移動層吸着塔では、粒
状吸着剤の移動層にガスを通して分別吸着により亜酸化
窒素の成分分離を行う。流動層吸着塔では、粒状の吸着
剤をガスで流動化して吸着を行う。また、これらの吸着
塔は、多段の層からなる装置であっても良い。
【００１２】吸着塔で用いられて亜酸化窒素を吸着した
吸着剤は、そのまま廃棄処分にすることもできるが、再
生して使用することも可能である。吸着剤の主成分が活
性炭およびアルカリ金属であることから、再生するとコ
スト的には不利になり易いので、通常は使用後に廃棄処
分とするのが適当である。
吸着剤は、そのまま廃棄処分にすることもできるが、再
生して使用することも可能である。吸着剤の主成分が活
性炭およびアルカリ金属であることから、再生するとコ
スト的には不利になり易いので、通常は使用後に廃棄処
分とするのが適当である。
【００１３】実施の形態（その２） 本発明の廃水処理方法では、廃水から窒素成分を生物学
的に除去する処理方法において、少なくとも反応工程に
て発生する排ガス、好ましくはそれぞれの各処理工程に
て発生する排ガスが、上記吸着塔を経由した後に大気中
に排出される。この廃水処理方法を実施する廃水システ
ムとしては、廃水から窒素成分を生物学的に除去する処
理設備であって、少なくとも反応槽から排出されるガ
ス、好ましくは反応槽，撹拌槽，曝気槽および脱気槽か
らそれぞれ排出されるガスを集積し、これら排ガスが上
記吸着塔を経由してから大気中に排出される廃水処理設
備などが好適に挙げられる。
的に除去する処理方法において、少なくとも反応工程に
て発生する排ガス、好ましくはそれぞれの各処理工程に
て発生する排ガスが、上記吸着塔を経由した後に大気中
に排出される。この廃水処理方法を実施する廃水システ
ムとしては、廃水から窒素成分を生物学的に除去する処
理設備であって、少なくとも反応槽から排出されるガ
ス、好ましくは反応槽，撹拌槽，曝気槽および脱気槽か
らそれぞれ排出されるガスを集積し、これら排ガスが上
記吸着塔を経由してから大気中に排出される廃水処理設
備などが好適に挙げられる。
【００１４】し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃水の処
理においては、これらの廃水中に多量に含まれているア
ンモニア成分を除去するために、硝化反応および脱窒反
応を行う。これらの反応によって、アンモニアを窒素ガ
ス（Ｎ2）にまで転換して、窒素成分を大気中へ放出す
る。そして、このアンモニアから窒素ガス（Ｎ2）への
転換は、嫌気・好気性雰囲気下で反応を行う。廃水から
窒素成分を生物学的に除去する反応機構は、下式（１）
で表される硝化反応、および下式（２）で表される脱窒
反応による。
理においては、これらの廃水中に多量に含まれているア
ンモニア成分を除去するために、硝化反応および脱窒反
応を行う。これらの反応によって、アンモニアを窒素ガ
ス（Ｎ2）にまで転換して、窒素成分を大気中へ放出す
る。そして、このアンモニアから窒素ガス（Ｎ2）への
転換は、嫌気・好気性雰囲気下で反応を行う。廃水から
窒素成分を生物学的に除去する反応機構は、下式（１）
で表される硝化反応、および下式（２）で表される脱窒
反応による。
【００１５】
【化１】
【００１６】上記のような反応を経て、アンモニアは窒
素ガスに転換するが、この生物学的に嫌気・好気性条件
にて除去する方法では、その反応過程において、中間生
成物としてＮ2Ｏが生成してしまう。この亜酸化窒素
は、廃水処理の各過程で排出されるガス中にも、そのま
まの形態で含まれており、上記反応を行う反応工程の
他、撹拌工程，曝気工程，脱気工程等のいずれの処理工
程においても排ガス中に含有されている。特に、反応工
程から排出されるガスには、多量の亜酸化窒素が含まれ
る。
素ガスに転換するが、この生物学的に嫌気・好気性条件
にて除去する方法では、その反応過程において、中間生
成物としてＮ2Ｏが生成してしまう。この亜酸化窒素
は、廃水処理の各過程で排出されるガス中にも、そのま
まの形態で含まれており、上記反応を行う反応工程の
他、撹拌工程，曝気工程，脱気工程等のいずれの処理工
程においても排ガス中に含有されている。特に、反応工
程から排出されるガスには、多量の亜酸化窒素が含まれ
る。
【００１７】廃水処理において、Ｎ2Ｏが高効率に生成
される条件の一例を示せば、 ＣＯＤ／ＮＯ3−Ｎの比率が低く、例えば1.5〜3.5の
範囲であり、 汚泥滞留時間が３〜１０日、 ｐＨが約6.5〜8.5の範囲である。 また、同一反応槽にて硝化・脱窒反応を行う間欠曝気方
式におけるＮ2Ｏ生成条件を示せば、反応槽内にＮＨ4−
ＮよりもＮＯ3−Ｎが蓄積されている状態では脱窒反応
工程、反応槽内にＮＯ3−ＮよりもＮＨ4−Ｎが蓄積され
ている状態では硝化反応工程、からそれぞれ主に亜酸化
窒素が生成される。また、脱窒反応工程にて、嫌気的環
境から除々に酸素を供給していくと、Ｎ2Ｏ還元酸素が
不安定になり、Ｎ2Ｏが生成されるようになる。
される条件の一例を示せば、 ＣＯＤ／ＮＯ3−Ｎの比率が低く、例えば1.5〜3.5の
範囲であり、 汚泥滞留時間が３〜１０日、 ｐＨが約6.5〜8.5の範囲である。 また、同一反応槽にて硝化・脱窒反応を行う間欠曝気方
式におけるＮ2Ｏ生成条件を示せば、反応槽内にＮＨ4−
ＮよりもＮＯ3−Ｎが蓄積されている状態では脱窒反応
工程、反応槽内にＮＯ3−ＮよりもＮＨ4−Ｎが蓄積され
ている状態では硝化反応工程、からそれぞれ主に亜酸化
窒素が生成される。また、脱窒反応工程にて、嫌気的環
境から除々に酸素を供給していくと、Ｎ2Ｏ還元酸素が
不安定になり、Ｎ2Ｏが生成されるようになる。
【００１８】したがって、本実施の形態の処理方法で
は、Ｎ2Ｏ排出量の多い反応工程から排出されるガスに
ついては、上記吸着塔に経由してから大気中に排出する
ことが必要である。そして、本発明では、反応工程以外
の各処理工程のいずれかにより排出されるガス又は全工
程から排出されるガスについても、上記吸着塔に経由し
てから大気中に排出することが好ましい。これにより、
ガス中に含まれるＮ2Ｏは、細孔内にアルカリ金属を担
持した活性炭により吸着除去され、地球温暖化物質Ｎ2
Ｏの排出が抑制される。
は、Ｎ2Ｏ排出量の多い反応工程から排出されるガスに
ついては、上記吸着塔に経由してから大気中に排出する
ことが必要である。そして、本発明では、反応工程以外
の各処理工程のいずれかにより排出されるガス又は全工
程から排出されるガスについても、上記吸着塔に経由し
てから大気中に排出することが好ましい。これにより、
ガス中に含まれるＮ2Ｏは、細孔内にアルカリ金属を担
持した活性炭により吸着除去され、地球温暖化物質Ｎ2
Ｏの排出が抑制される。
【００１９】図１には、本発明に係る処理方法を用いた
廃水処理設備の一実施形態を示す。処理対象となるの
は、アンモニアを含む廃水である。このシステムは高負
荷脱窒素方式であり、廃水処理フローは図１に示すよう
に、反応槽１，第１攪拌槽２，曝気槽３，第２攪拌槽
４，脱気槽５，凝集分離槽６（凝集沈殿槽）の順に送ら
れる。排ガスの処理では、酸・アルカリ洗浄塔（図示せ
ず）処理を行った後、吸着塔７で処理を行う。運転条件
としては、例えば生し尿投入量８０ｋl／ｄ、浄化槽投
入量４０ｋl／ｄで、約３０分１サイクルにて投入ポン
プ約６分運転，約２４分停止とする間欠投入方式などが
挙げられる。反応槽１では、嫌気・好気性雰囲気下にて
一定時間、上記硝化反応および脱窒反応が行われる。通
常、廃水自体にＮ2Ｏは存在していないが、反応槽１内
で発生する。
廃水処理設備の一実施形態を示す。処理対象となるの
は、アンモニアを含む廃水である。このシステムは高負
荷脱窒素方式であり、廃水処理フローは図１に示すよう
に、反応槽１，第１攪拌槽２，曝気槽３，第２攪拌槽
４，脱気槽５，凝集分離槽６（凝集沈殿槽）の順に送ら
れる。排ガスの処理では、酸・アルカリ洗浄塔（図示せ
ず）処理を行った後、吸着塔７で処理を行う。運転条件
としては、例えば生し尿投入量８０ｋl／ｄ、浄化槽投
入量４０ｋl／ｄで、約３０分１サイクルにて投入ポン
プ約６分運転，約２４分停止とする間欠投入方式などが
挙げられる。反応槽１では、嫌気・好気性雰囲気下にて
一定時間、上記硝化反応および脱窒反応が行われる。通
常、廃水自体にＮ2Ｏは存在していないが、反応槽１内
で発生する。
【００２０】通常の廃水処理システムにおいてＮ2Ｏガ
スが採取される場所は、反応槽１，第１攪拌槽２，曝気
槽３，第２攪拌槽４，酸・アルカリ洗浄塔入口などであ
る。これらのうち、反応槽１，第１攪拌槽２，酸・アル
カリ洗浄塔入口の各場所におけるＮ2Ｏ発生濃度を測定
した結果を、図２〜４に示す。上記結果から、Ｎ2Ｏ濃
度は投入周期に連動していることがわかる。そして、Ｎ
2Ｏの主要な発生源は反応槽１であり、最大濃度で比較
すると、第１攪拌槽２の３２倍、洗浄塔入口の２３倍で
ある。ここで、下式 （Ｎ2Ｏ発生率）＝（発生Ｎ2Ｏ量）／（除去Ｎ量） で表されるＮ2Ｏ発生率は、約０.8％と算出される。
スが採取される場所は、反応槽１，第１攪拌槽２，曝気
槽３，第２攪拌槽４，酸・アルカリ洗浄塔入口などであ
る。これらのうち、反応槽１，第１攪拌槽２，酸・アル
カリ洗浄塔入口の各場所におけるＮ2Ｏ発生濃度を測定
した結果を、図２〜４に示す。上記結果から、Ｎ2Ｏ濃
度は投入周期に連動していることがわかる。そして、Ｎ
2Ｏの主要な発生源は反応槽１であり、最大濃度で比較
すると、第１攪拌槽２の３２倍、洗浄塔入口の２３倍で
ある。ここで、下式 （Ｎ2Ｏ発生率）＝（発生Ｎ2Ｏ量）／（除去Ｎ量） で表されるＮ2Ｏ発生率は、約０.8％と算出される。
【００２１】また、図５は、反応槽１における窒素成分
の出入り量を示している。図中、Ｓはし尿処理量、Ｎｇ
は気体として放出される窒素分、Ｄは生成汚泥量、Ｗは
生成排出量、Ｃno,Ｃnd,Ｃnwはし尿，汚泥，排水中それ
ぞれの全窒素濃度である。そして、気体の状態で反応槽
１から排出される窒素成分のうちで、Ｎ2Ｏの占める割
合を下式より算出すると、約８％程度である。 Ｓ・Ｃｎｏ＝Ｎｇ＋Ｓ・（Ｄ・Ｃｎｄ＋Ｗ・Ｃｎｗ）
の出入り量を示している。図中、Ｓはし尿処理量、Ｎｇ
は気体として放出される窒素分、Ｄは生成汚泥量、Ｗは
生成排出量、Ｃno,Ｃnd,Ｃnwはし尿，汚泥，排水中それ
ぞれの全窒素濃度である。そして、気体の状態で反応槽
１から排出される窒素成分のうちで、Ｎ2Ｏの占める割
合を下式より算出すると、約８％程度である。 Ｓ・Ｃｎｏ＝Ｎｇ＋Ｓ・（Ｄ・Ｃｎｄ＋Ｗ・Ｃｎｗ）
【００２２】本実施の形態では、このような廃水処理設
備の反応槽１、撹拌槽２，４、曝気槽３および脱気槽５
から、それぞれ発生する排ガスを集積して、これら排ガ
スが本発明に係る吸着塔７を経由してから大気中に排出
されるように配置される。この吸着塔７により、それぞ
れの槽から排出されるガス中のＮ2Ｏを、選択的に分離
除去することができる。各槽から吸着塔７に至るまでの
配管には、適宜、開閉弁や調節弁等を設けてもよい。上
述したように、反応槽１からの排ガスには、他の槽から
の排ガスよりも多くの亜酸化窒素が含まれており、これ
ら各槽間での濃度差を考慮して、吸着塔７に送るガスの
成分をバルブ調整等によって制御することもできる。吸
着塔７における処理量は、例えば、全ての槽から排出さ
れるガスを処理する場合の全体量として、１分あたり約
１００〜１０００立方メートル（ｍ3）である。
備の反応槽１、撹拌槽２，４、曝気槽３および脱気槽５
から、それぞれ発生する排ガスを集積して、これら排ガ
スが本発明に係る吸着塔７を経由してから大気中に排出
されるように配置される。この吸着塔７により、それぞ
れの槽から排出されるガス中のＮ2Ｏを、選択的に分離
除去することができる。各槽から吸着塔７に至るまでの
配管には、適宜、開閉弁や調節弁等を設けてもよい。上
述したように、反応槽１からの排ガスには、他の槽から
の排ガスよりも多くの亜酸化窒素が含まれており、これ
ら各槽間での濃度差を考慮して、吸着塔７に送るガスの
成分をバルブ調整等によって制御することもできる。吸
着塔７における処理量は、例えば、全ての槽から排出さ
れるガスを処理する場合の全体量として、１分あたり約
１００〜１０００立方メートル（ｍ3）である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
廃水処理の過程において発生する亜酸化窒素に関し、こ
れを含む排ガスを環境に排出する前に効果的に除去でき
る吸着剤を提供できる。また、本発明の処理方法によれ
ば、アルカリ金属を担持した活性炭からなる吸着剤の作
用によって、排ガス中から地球温暖化物質である亜酸化
窒素を効果的に吸着除去でき、大気中への放出量を抑制
できる。そして、本発明は、特に廃水処理場などで窒素
を生物学的に処理する過程で排出されるＮ2Ｏを除去す
るのに好適であり、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃
水の処理に有効に利用することができ、産業上大きな意
義を有する。
廃水処理の過程において発生する亜酸化窒素に関し、こ
れを含む排ガスを環境に排出する前に効果的に除去でき
る吸着剤を提供できる。また、本発明の処理方法によれ
ば、アルカリ金属を担持した活性炭からなる吸着剤の作
用によって、排ガス中から地球温暖化物質である亜酸化
窒素を効果的に吸着除去でき、大気中への放出量を抑制
できる。そして、本発明は、特に廃水処理場などで窒素
を生物学的に処理する過程で排出されるＮ2Ｏを除去す
るのに好適であり、し尿，下水，畜産廃水等の有機性廃
水の処理に有効に利用することができ、産業上大きな意
義を有する。
【図１】本発明に係る廃水処理設備の一実施形態を概略
的に示す構成図である。
的に示す構成図である。
【図２】廃水処理設備運転の際に、反応槽におけるＮ2
Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフである。
Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフである。
【図３】廃水処理設備運転の際に、第１攪拌槽における
Ｎ2Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフである。
Ｎ2Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフである。
【図４】廃水処理設備運転の際に、酸・アルカリ洗浄塔
入口におけるＮ2Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフで
ある。
入口におけるＮ2Ｏ発生濃度の変化を測定したグラフで
ある。
【図５】廃水処理設備の反応槽における窒素成分の出入
りを模式的に示す図である。
りを模式的に示す図である。
【符号の説明】 １ 反応槽 ２ 第１撹拌槽 ３ 曝気槽 ４ 第２撹拌槽 ５ 脱気槽 ６ 凝集分離槽 ７ 吸着塔 ８ し尿等 ９ 排水 １０ 汚泥
フロントページの続き (72)発明者 橋爪 隆夫 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4D002 AA12 BA04 CA07 CA08 CA09 DA01 DA02 DA03 DA41 4D012 CA15 CB12 CC07 CC14 CG01 CG03 CH10 4D040 BB08 BB67 4G066 AA02B AA05C BA09 BA23 CA28 DA02
Claims (5)
- 【請求項１】 活性炭の細孔内に、アルカリ金属を担持
させたことを特徴とする亜酸化窒素吸着剤。 - 【請求項２】 上記アルカリ金属が、ナトリウム若しく
はカリウムであることを特徴とする請求項１記載の亜酸
化窒素吸着剤。 - 【請求項３】 ガス中に含まれる亜酸化窒素を除去する
吸着塔であって、該吸着塔内に請求項１又は２に記載の
亜酸化窒素吸着剤を有することを特徴とする亜酸化窒素
の吸着塔。 - 【請求項４】 廃水から窒素成分を生物学的に除去する
処理方法において、少なくとも反応工程にて発生するガ
スが、請求項３記載の吸着塔を経由した後に大気中に排
出されることを特徴とする廃水処理方法。 - 【請求項５】 廃水から窒素成分を生物学的に除去する
処理設備において、少なくとも反応槽から排出されるガ
スが、請求項３記載の吸着塔を経由してから大気中に排
出されることを特徴とする廃水処理設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087398A JP2000279752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 亜酸化窒素吸着剤、吸着塔および廃水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087398A JP2000279752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 亜酸化窒素吸着剤、吸着塔および廃水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000279752A true JP2000279752A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13913779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11087398A Withdrawn JP2000279752A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 亜酸化窒素吸着剤、吸着塔および廃水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000279752A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6824588B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-11-30 | Nippon Sanso Corporation | Apparatus and method for purifying air used in cryogenic air separation |
| JP2010094665A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-30 | Metawater Co Ltd | 窒素含有排水処理に伴う亜酸化窒素排出抑制方法 |
| JP2011110501A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Hitachi Ltd | 水処理設備 |
| JP2012148217A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Toshiba Corp | 廃水の生物学的処理方法及び廃水処理装置 |
| CN101898071B (zh) * | 2009-05-25 | 2012-09-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含硫含烃恶臭废气的处理方法 |
| CN102772991A (zh) * | 2011-05-11 | 2012-11-14 | 姚茂洪 | 碱洗槽、洗涤塔、吸附槽系统 |
| CN103214146A (zh) * | 2013-04-09 | 2013-07-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种控制污水处理过程n2o排放的生物-物化组合工艺 |
| WO2014112640A1 (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-24 | 昭和電工株式会社 | 含窒素水処理システムおよび含窒素水処理方法 |
| CN116351406A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-30 | 安徽国孚润滑油工业有限公司 | 一种硅胶再生活性恢复处理装置及处理方法 |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP11087398A patent/JP2000279752A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
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| CN103214146A (zh) * | 2013-04-09 | 2013-07-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种控制污水处理过程n2o排放的生物-物化组合工艺 |
| CN103214146B (zh) * | 2013-04-09 | 2015-05-27 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种控制污水处理过程n2o排放的生物-物化组合工艺 |
| CN116351406A (zh) * | 2023-05-06 | 2023-06-30 | 安徽国孚润滑油工业有限公司 | 一种硅胶再生活性恢复处理装置及处理方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |