JP2001353489A - Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法 - Google Patents
Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法Info
- Publication number
- JP2001353489A JP2001353489A JP2000178481A JP2000178481A JP2001353489A JP 2001353489 A JP2001353489 A JP 2001353489A JP 2000178481 A JP2000178481 A JP 2000178481A JP 2000178481 A JP2000178481 A JP 2000178481A JP 2001353489 A JP2001353489 A JP 2001353489A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wastewater
- waste water
- treatment tank
- wastewater treatment
- treated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気分解法による各種の問題をなくし、高濃度
のＮＨ3 含有廃水を効率よく分解でき、実用性が高く、
安全性に優れたＮＨ3 含有廃水処理装置および処理方法
を提供する。 【解決手段】（１）アンモニアまたはアンモニウムイオ
ンを含有する廃水を処理する廃水処理槽と、該廃水処理
槽に上記廃水を供給する廃水供給手段と、該廃水処理槽
の廃水の一部を循環させる廃水循環手段と、該廃水循環
手段の経路内に設けられた、上記廃水中のアンモニアま
たはそのイオンを塩素イオンの存在下に電気分解する、
陰極および陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽
と、該電解槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の
一部を系外に抜き出す処理水抜出し手段とを備えたこと
を特徴とするＮＨ3 含有廃水処理装置。
のＮＨ3 含有廃水を効率よく分解でき、実用性が高く、
安全性に優れたＮＨ3 含有廃水処理装置および処理方法
を提供する。 【解決手段】（１）アンモニアまたはアンモニウムイオ
ンを含有する廃水を処理する廃水処理槽と、該廃水処理
槽に上記廃水を供給する廃水供給手段と、該廃水処理槽
の廃水の一部を循環させる廃水循環手段と、該廃水循環
手段の経路内に設けられた、上記廃水中のアンモニアま
たはそのイオンを塩素イオンの存在下に電気分解する、
陰極および陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽
と、該電解槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の
一部を系外に抜き出す処理水抜出し手段とを備えたこと
を特徴とするＮＨ3 含有廃水処理装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮＨ3 含有廃水処理
装置および処理方法に係り、特に発電所や工場から排出
される高濃度のＮＨ3 を含有する廃水中のＮＨ3 または
ＮＨ4 イオンを電気分解により高効率で無害な窒素に分
解するのに好適なＮＨ3 含有廃水処理装置および処理方
法に関するものである。
装置および処理方法に係り、特に発電所や工場から排出
される高濃度のＮＨ3 を含有する廃水中のＮＨ3 または
ＮＨ4 イオンを電気分解により高効率で無害な窒素に分
解するのに好適なＮＨ3 含有廃水処理装置および処理方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、発電所や各種工場から排出される
ＮＨ3 や燐などによる海水の富栄養化が進み、各地で赤
潮の発生が頻発するなどの問題を引き起こしている。こ
のため、燐と同様に海水の富栄養化原因物質のひとつで
あるＮＨ3 に対する規制が強化され始めており、高効率
でＮＨ3 含有廃水を処理できる方法や装置が望まれてい
る。廃水中のＮＨ3 の処理方法としては、微生物を用い
た分解法、排水中のＮＨ3を気相に追い出した後、酸化
分解するストリッピング法、ハロゲン化物を添加した後
に電気分解する方法などが知られている。しかし、上記
微生物による分解法は、ＮＨ3 濃度が低い場合には優れ
た方法であるが、ＮＨ3 濃度が高くなると、大きな装置
と長い処理時間が必要になり、高濃度のＮＨ3 により微
生物が死滅するなどの問題があった。また、廃水中のＮ
Ｈ 3 をストリッピングして気相酸化する方法では、ＮＨ
3 濃度が数％と高い場合には有効な手段であるが、処理
後のＮＨ3 濃度を数十ppm 以下にしようとすると装置が
大型化し、運転費用が増大するなどの経済性の面で問題
があった。
ＮＨ3 や燐などによる海水の富栄養化が進み、各地で赤
潮の発生が頻発するなどの問題を引き起こしている。こ
のため、燐と同様に海水の富栄養化原因物質のひとつで
あるＮＨ3 に対する規制が強化され始めており、高効率
でＮＨ3 含有廃水を処理できる方法や装置が望まれてい
る。廃水中のＮＨ3 の処理方法としては、微生物を用い
た分解法、排水中のＮＨ3を気相に追い出した後、酸化
分解するストリッピング法、ハロゲン化物を添加した後
に電気分解する方法などが知られている。しかし、上記
微生物による分解法は、ＮＨ3 濃度が低い場合には優れ
た方法であるが、ＮＨ3 濃度が高くなると、大きな装置
と長い処理時間が必要になり、高濃度のＮＨ3 により微
生物が死滅するなどの問題があった。また、廃水中のＮ
Ｈ 3 をストリッピングして気相酸化する方法では、ＮＨ
3 濃度が数％と高い場合には有効な手段であるが、処理
後のＮＨ3 濃度を数十ppm 以下にしようとすると装置が
大型化し、運転費用が増大するなどの経済性の面で問題
があった。
【０００３】また、ＮＨ3 含有廃水に海水や塩化ナトリ
ウムなどのハロゲン化物を添加した後に電解分解する方
法は、古くから知られた方法であり（特開昭５６−８７
４９１号公報等）、反応が早く、電気を通じるだけで容
易にＮＨ3 が分解できるなどの利点を有するが、課題も
多く、現在も様々な提案がなされている（特開平７−２
９９４６５号公報、特開平１０−１７４９７６号公報な
ど）。すなわち、上記電気分解による方法を高濃度のＮ
Ｈ3 廃水に適用しようとすると、高濃度の塩素または次
亜塩素酸が廃水に残留して問題を発生させ、またＮＨ 3
の一部がＮＨ2 ＣｌやＮＣｌ3 などのクロラミンに変化
して高いＮＨ3 分解率が得られないなどの問題があっ
た。また、高濃度のＮＨ3 含有廃水を分解するためには
電極に大電流を流す必要があるが、その場合には陽極で
発生した多量の塩素と陰極で発生した水素とが激しく反
応して安全な運転が難しくなるという問題があった。こ
の問題を避けるために電極間隔を大きくすると、電解に
必要な電圧が増大し、電気使用量の増大を招くなどの問
題を生じる。
ウムなどのハロゲン化物を添加した後に電解分解する方
法は、古くから知られた方法であり（特開昭５６−８７
４９１号公報等）、反応が早く、電気を通じるだけで容
易にＮＨ3 が分解できるなどの利点を有するが、課題も
多く、現在も様々な提案がなされている（特開平７−２
９９４６５号公報、特開平１０−１７４９７６号公報な
ど）。すなわち、上記電気分解による方法を高濃度のＮ
Ｈ3 廃水に適用しようとすると、高濃度の塩素または次
亜塩素酸が廃水に残留して問題を発生させ、またＮＨ 3
の一部がＮＨ2 ＣｌやＮＣｌ3 などのクロラミンに変化
して高いＮＨ3 分解率が得られないなどの問題があっ
た。また、高濃度のＮＨ3 含有廃水を分解するためには
電極に大電流を流す必要があるが、その場合には陽極で
発生した多量の塩素と陰極で発生した水素とが激しく反
応して安全な運転が難しくなるという問題があった。こ
の問題を避けるために電極間隔を大きくすると、電解に
必要な電圧が増大し、電気使用量の増大を招くなどの問
題を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
技術の問題点を解決し、電気分解法による各種の問題を
なくし、高濃度のＮＨ3 含有廃水を効率よく分解でき、
実用性が高く、安全性に優れたＮＨ3 含有廃水処理装置
および処理方法を提供することにある。具体的には、以
下の事項を実現することにある。 高濃度のＮＨ3 の電気分解時に生成するクロラミン類
の副生を抑え、高効率でＮＨ3 を窒素に分解できる方法
の実現。 処理廃水中に残存する活性塩素または次亜塩素酸が少
なく、常温下でそのまま河川等に放流可能な廃水処理法
の実現。 電解電圧を低くでき、大電流でも安全に運転できるコ
ンパクトな装置の実現。
技術の問題点を解決し、電気分解法による各種の問題を
なくし、高濃度のＮＨ3 含有廃水を効率よく分解でき、
実用性が高く、安全性に優れたＮＨ3 含有廃水処理装置
および処理方法を提供することにある。具体的には、以
下の事項を実現することにある。 高濃度のＮＨ3 の電気分解時に生成するクロラミン類
の副生を抑え、高効率でＮＨ3 を窒素に分解できる方法
の実現。 処理廃水中に残存する活性塩素または次亜塩素酸が少
なく、常温下でそのまま河川等に放流可能な廃水処理法
の実現。 電解電圧を低くでき、大電流でも安全に運転できるコ
ンパクトな装置の実現。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、陽極、陰極およびその間に
存在する陰イオンの選択透過膜（陰イオン交換膜）で構
成された電解槽にＮＨ 3 含有廃水を連続的に導入しなが
ら電気分解することにより、また廃水の供給速度と略同
じ速度で廃水処理槽から処理水を抜き出すことにより、
さらに廃水の循環速度と廃水の供給速度の比を所定値以
上とすることにより、上記課題を達成できることを見出
し本発明に到達したものである。すなわち、本願で特許
請求される発明は以下のとおりである。
について鋭意検討した結果、陽極、陰極およびその間に
存在する陰イオンの選択透過膜（陰イオン交換膜）で構
成された電解槽にＮＨ 3 含有廃水を連続的に導入しなが
ら電気分解することにより、また廃水の供給速度と略同
じ速度で廃水処理槽から処理水を抜き出すことにより、
さらに廃水の循環速度と廃水の供給速度の比を所定値以
上とすることにより、上記課題を達成できることを見出
し本発明に到達したものである。すなわち、本願で特許
請求される発明は以下のとおりである。
【０００６】（１）アンモニアまたはアンモニウムイオ
ンを含有する廃水を処理する廃水処理槽と、該廃水処理
槽に上記廃水を供給する廃水供給手段と、該廃水処理槽
の廃水の一部を循環させる廃水循環手段と、該廃水循環
手段の経路内に設けられた、上記廃水中のアンモニアま
たはそのイオンを塩素イオンの存在下に電気分解する、
陰極および陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽
と、該電解槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の
一部を系外に抜き出す処理水抜出し手段とを備えたこと
を特徴とするＮＨ3 含有廃水処理装置。 （２）前記処理水抜出し手段の後流に活性炭充填槽を設
置し、該活性炭充填槽に、該処理水抜出し手段により抜
き出された処理水を通過させて系外に排出するようにし
たことを特徴とする（１）に記載のＮＨ3 含有廃水処理
装置。
ンを含有する廃水を処理する廃水処理槽と、該廃水処理
槽に上記廃水を供給する廃水供給手段と、該廃水処理槽
の廃水の一部を循環させる廃水循環手段と、該廃水循環
手段の経路内に設けられた、上記廃水中のアンモニアま
たはそのイオンを塩素イオンの存在下に電気分解する、
陰極および陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽
と、該電解槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の
一部を系外に抜き出す処理水抜出し手段とを備えたこと
を特徴とするＮＨ3 含有廃水処理装置。 （２）前記処理水抜出し手段の後流に活性炭充填槽を設
置し、該活性炭充填槽に、該処理水抜出し手段により抜
き出された処理水を通過させて系外に排出するようにし
たことを特徴とする（１）に記載のＮＨ3 含有廃水処理
装置。
【０００７】（３）廃水処理槽に供給されたアンモニア
またはアンモニウムイオンを含有する廃水の一部をその
まま、または該廃水に塩化ナトリウムもしくは海水を添
加して廃水循環手段により循環させ、該循環経路内に設
置され、陰極と陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解
槽に、上記循環する廃水を通過させて該廃水中のアンモ
ニアまたはそのイオンを電気分解するとともに、該電解
槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の一部を系外
に抜出すことを特徴とするＮＨ3 含有廃水の処理方法。 （４）前記廃水処理槽に供給される廃水の供給速度と、
該廃水処理槽から抜き出される処理水の抜出し速度が略
同じであることを特徴とする（３）に記載のＮＨ3 含有
廃水の処理方法。 （５）前記廃水処理槽内の廃水の循環速度が、該廃水処
理槽に供給される廃水の供給速度の１０倍以上であるこ
とを特徴とする（３）、（４）に記載のＮＨ3含有廃水
の処理方法。
またはアンモニウムイオンを含有する廃水の一部をその
まま、または該廃水に塩化ナトリウムもしくは海水を添
加して廃水循環手段により循環させ、該循環経路内に設
置され、陰極と陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解
槽に、上記循環する廃水を通過させて該廃水中のアンモ
ニアまたはそのイオンを電気分解するとともに、該電解
槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の一部を系外
に抜出すことを特徴とするＮＨ3 含有廃水の処理方法。 （４）前記廃水処理槽に供給される廃水の供給速度と、
該廃水処理槽から抜き出される処理水の抜出し速度が略
同じであることを特徴とする（３）に記載のＮＨ3 含有
廃水の処理方法。 （５）前記廃水処理槽内の廃水の循環速度が、該廃水処
理槽に供給される廃水の供給速度の１０倍以上であるこ
とを特徴とする（３）、（４）に記載のＮＨ3含有廃水
の処理方法。
【０００８】
【作用】本発明における作用・効果を、図２に示す陰イ
オン交換膜を用いていない電解槽を用いたＮＨ3 含有廃
水処理装置の場合と比較して説明する。まず図２の装置
について説明する。図２は、電気分解法によるＮＨ3 含
有廃水の処理装置の一例を示す説明図である。図２にお
いて、ＮＨ3 含有廃水処理装置は、アンモニアまたはア
ンモニウムイオンを含有する廃水を貯留する廃水処理槽
５と、該廃水処理槽５に上記廃液を供給する廃水供給配
管６および廃水供給ポンプ７と、該廃水処理槽５に必要
に応じてＮａＣｌを供給するＮａＣｌ供給装置１５と、
該廃水処理槽５内の廃水の一部を循環させる廃水循環ポ
ンプ８と、該廃水の循環経路内に設けられて上記廃水中
のアンモニアまたはそのイオンを塩素イオンの存在下に
電気分解する電解槽４と、該電解槽４で処理された前記
廃水処理槽５内の処理水の一部を系外に抜き出す処理水
抜出しポンプ１２と、その後流に設置された活性炭充填
槽１３とを有する。上記電解槽４には陰極２および陽極
１が設けられ、電源１４により電気分解に必要な電流が
供給され、該電解槽４内を通過する廃水中のＮＨ3 また
はそのイオンが電気分解される。
オン交換膜を用いていない電解槽を用いたＮＨ3 含有廃
水処理装置の場合と比較して説明する。まず図２の装置
について説明する。図２は、電気分解法によるＮＨ3 含
有廃水の処理装置の一例を示す説明図である。図２にお
いて、ＮＨ3 含有廃水処理装置は、アンモニアまたはア
ンモニウムイオンを含有する廃水を貯留する廃水処理槽
５と、該廃水処理槽５に上記廃液を供給する廃水供給配
管６および廃水供給ポンプ７と、該廃水処理槽５に必要
に応じてＮａＣｌを供給するＮａＣｌ供給装置１５と、
該廃水処理槽５内の廃水の一部を循環させる廃水循環ポ
ンプ８と、該廃水の循環経路内に設けられて上記廃水中
のアンモニアまたはそのイオンを塩素イオンの存在下に
電気分解する電解槽４と、該電解槽４で処理された前記
廃水処理槽５内の処理水の一部を系外に抜き出す処理水
抜出しポンプ１２と、その後流に設置された活性炭充填
槽１３とを有する。上記電解槽４には陰極２および陽極
１が設けられ、電源１４により電気分解に必要な電流が
供給され、該電解槽４内を通過する廃水中のＮＨ3 また
はそのイオンが電気分解される。
【０００９】このような構成において、ＮＨ3 含有廃水
が、廃水供給配管６および廃水供給ポンプ７を介して廃
水処理槽５に供給される。該廃水に塩素イオンが含まれ
ていない場合または含有量が少ない場合にはＮａＣｌ供
給装置１５によりＮａＣｌが供給される。該廃水処理槽
５に供給された廃水は、廃水循環ポンプ８により循環さ
れ、その循環経路内に設けられた電解槽４を通過して前
記廃水処理槽５に戻される。電解槽４には電源１４から
電解に必要な電流が供給されており、廃水が電解槽４を
通過する際に廃水中のＮＨ3 等が電気分解される。電解
処理された処理水は、廃水処理槽５に戻され、前記廃水
供給ポンプ７により廃水処理槽５に供給される廃水とと
もに、再び循環ポンプ８により循環経路内の電解槽４に
導かれて電解処理される。一方、廃水処理槽５の底部か
ら電解槽４で電解処理された処理水が処理水抜出しポン
プ１２により抜き出され、その後流に設置された活性炭
充填槽１３により処理水中に残存する活性塩素が除去さ
れて系外に排出される。
が、廃水供給配管６および廃水供給ポンプ７を介して廃
水処理槽５に供給される。該廃水に塩素イオンが含まれ
ていない場合または含有量が少ない場合にはＮａＣｌ供
給装置１５によりＮａＣｌが供給される。該廃水処理槽
５に供給された廃水は、廃水循環ポンプ８により循環さ
れ、その循環経路内に設けられた電解槽４を通過して前
記廃水処理槽５に戻される。電解槽４には電源１４から
電解に必要な電流が供給されており、廃水が電解槽４を
通過する際に廃水中のＮＨ3 等が電気分解される。電解
処理された処理水は、廃水処理槽５に戻され、前記廃水
供給ポンプ７により廃水処理槽５に供給される廃水とと
もに、再び循環ポンプ８により循環経路内の電解槽４に
導かれて電解処理される。一方、廃水処理槽５の底部か
ら電解槽４で電解処理された処理水が処理水抜出しポン
プ１２により抜き出され、その後流に設置された活性炭
充填槽１３により処理水中に残存する活性塩素が除去さ
れて系外に排出される。
【００１０】上記装置において、ＮＨ3 とＣｌイオンを
含む廃水を電解すると、陽極では塩素ラジカル（活性塩
素）が発生し、陰極では水素ラジカル（活性水素）が発
生し、この塩素ラジカルとＮＨ3 が下式(1) のように反
応してＮＨ3 の分解が進行する。 NH3＋３・Cl* （塩素ラジカル）→ 1/2N2＋３・HCl (1) このため、塩素ラジカルと、ＮＨ3 との反応を選択的に
生じさせる必要があるが、図２の装置では、陽極で発生
した塩素ラジカル（活性塩素）を含む液が陰極と触れ合
い、陰極で生成する活性水素と下式(2) のように爆発的
に反応するため、危険であるばかりか、活性塩素が無駄
に消費されて上記式(1) のＮＨ3 の分解反応が阻害さ
れ、高い分解率がえられにくい。 Cl* ＋ H *（活性水素）→ HCl (2)
含む廃水を電解すると、陽極では塩素ラジカル（活性塩
素）が発生し、陰極では水素ラジカル（活性水素）が発
生し、この塩素ラジカルとＮＨ3 が下式(1) のように反
応してＮＨ3 の分解が進行する。 NH3＋３・Cl* （塩素ラジカル）→ 1/2N2＋３・HCl (1) このため、塩素ラジカルと、ＮＨ3 との反応を選択的に
生じさせる必要があるが、図２の装置では、陽極で発生
した塩素ラジカル（活性塩素）を含む液が陰極と触れ合
い、陰極で生成する活性水素と下式(2) のように爆発的
に反応するため、危険であるばかりか、活性塩素が無駄
に消費されて上記式(1) のＮＨ3 の分解反応が阻害さ
れ、高い分解率がえられにくい。 Cl* ＋ H *（活性水素）→ HCl (2)
【００１１】また図２の装置では、下記式(3) で生成す
る活性塩素とＮＨ3 との反応で生成するクロラミン類
(NH3-m Clm ) を低減させることは難しい。これは陽極
で生成した活性塩素が、陰極で生成した活性水素を消費
してしまうため、クロラミンが活性水素で分解されにく
くなるためである。 NH3 ＋2m・Cl* → NH3-mClm ＋ m・HCl (3) （但し、m は1 〜3 の正数）クロラミンは活性炭により
分解されにくいため、そのまま河川や海水中に放流する
と二次公害の原因を引き起こす問題があり、またクロラ
ミンが分解するとＮＨ3 が再生成されるため、実質的な
ＮＨ3 の分解率が低下する。
る活性塩素とＮＨ3 との反応で生成するクロラミン類
(NH3-m Clm ) を低減させることは難しい。これは陽極
で生成した活性塩素が、陰極で生成した活性水素を消費
してしまうため、クロラミンが活性水素で分解されにく
くなるためである。 NH3 ＋2m・Cl* → NH3-mClm ＋ m・HCl (3) （但し、m は1 〜3 の正数）クロラミンは活性炭により
分解されにくいため、そのまま河川や海水中に放流する
と二次公害の原因を引き起こす問題があり、またクロラ
ミンが分解するとＮＨ3 が再生成されるため、実質的な
ＮＨ3 の分解率が低下する。
【００１２】これに対し、本発明によれば、電解槽の陰
極と陽極が陰イオン交換膜で区切られており、陽極で生
成する塩素ラジカルと、陰極で生成する水素ラジカル
（活性水素）とが接触することがないため、塩素ラジカ
ルによるＮＨ3 分解反応が効率よく進行し、高い分解率
が得られると同時に、高濃度のＮＨ3 を処理するために
高電流密度で電解を行った場合でも爆発的な反応が防止
でき、安全な運転をすることができる。さらに、本発明
では、電解槽において、生成したクロラミンを含む廃水
が、イオン交換膜で陽極室と分離された陰極室を循環す
る構造になっているため、クロラミンの分解が陰極で生
成した活性水素により下記式(4) のように選択的に進行
する。 NH3-m Cl m＋2m・ H* → m・HCl ＋ NH3 (4)
極と陽極が陰イオン交換膜で区切られており、陽極で生
成する塩素ラジカルと、陰極で生成する水素ラジカル
（活性水素）とが接触することがないため、塩素ラジカ
ルによるＮＨ3 分解反応が効率よく進行し、高い分解率
が得られると同時に、高濃度のＮＨ3 を処理するために
高電流密度で電解を行った場合でも爆発的な反応が防止
でき、安全な運転をすることができる。さらに、本発明
では、電解槽において、生成したクロラミンを含む廃水
が、イオン交換膜で陽極室と分離された陰極室を循環す
る構造になっているため、クロラミンの分解が陰極で生
成した活性水素により下記式(4) のように選択的に進行
する。 NH3-m Cl m＋2m・ H* → m・HCl ＋ NH3 (4)
【００１３】その結果、有害なクロラミンの副生を大幅
に低減することができ、かつこれらの河川等への排出が
防止されるだけではなく、高いＮＨ3 分解率を達成する
ことができる。さらに、クロラミンの副生が少ないた
め、処理後の廃水は活性炭槽を通すことにより、容易に
残留活性塩素濃度を下げることができ、そのまま河川や
海に放流できるようになる。
に低減することができ、かつこれらの河川等への排出が
防止されるだけではなく、高いＮＨ3 分解率を達成する
ことができる。さらに、クロラミンの副生が少ないた
め、処理後の廃水は活性炭槽を通すことにより、容易に
残留活性塩素濃度を下げることができ、そのまま河川や
海に放流できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面によりさらに
詳しく説明する。図１において、ＮＨ3 含有廃水は、廃
水供給配管６から廃水処理槽５に所定速度で供給され、
この廃水が塩素イオンを含有する場合にはそのまま、塩
素イオンを含有しない場合には塩化ナトリウムや海水な
どが添加されてＣｌイオン濃度を高められる。その後、
廃水循環ポンプ８により循環ラインに送られる。廃水の
一部は循環ラインに設けられた電解槽４の陽極室９に、
残りの廃水は陰極室１０に導かれる。電解槽４の陽極１
と陰極には、電源１４から電流が供給され、陽極室９に
おいて式(1) のＮＨ3 分解反応によりＮＨ3 が分解さ
れ、これと同時に式(3) の反応によりクロラミンを副生
する。このようにしてＮＨ3 が分解されたクロラミンを
わずかに含む廃水は、廃水処理槽５に戻される。一方、
電解槽４の陰極室１０では、廃水中のクロラミンが活性
水素により式(4) の反応により分解され、余剰な活性水
素は水素ガスを生成する。水素ガスを含む廃水は、気液
分離装置１１に導かれて水素ガスが分離された後、廃水
処理槽５に返される。また電解槽４で処理された廃水処
理槽５の処理水の一部は、廃水供給配管６から供給され
る廃水の供給速度と同じ速度で抜き出された後、活性炭
充填槽１３を通過して系外に排出される。
詳しく説明する。図１において、ＮＨ3 含有廃水は、廃
水供給配管６から廃水処理槽５に所定速度で供給され、
この廃水が塩素イオンを含有する場合にはそのまま、塩
素イオンを含有しない場合には塩化ナトリウムや海水な
どが添加されてＣｌイオン濃度を高められる。その後、
廃水循環ポンプ８により循環ラインに送られる。廃水の
一部は循環ラインに設けられた電解槽４の陽極室９に、
残りの廃水は陰極室１０に導かれる。電解槽４の陽極１
と陰極には、電源１４から電流が供給され、陽極室９に
おいて式(1) のＮＨ3 分解反応によりＮＨ3 が分解さ
れ、これと同時に式(3) の反応によりクロラミンを副生
する。このようにしてＮＨ3 が分解されたクロラミンを
わずかに含む廃水は、廃水処理槽５に戻される。一方、
電解槽４の陰極室１０では、廃水中のクロラミンが活性
水素により式(4) の反応により分解され、余剰な活性水
素は水素ガスを生成する。水素ガスを含む廃水は、気液
分離装置１１に導かれて水素ガスが分離された後、廃水
処理槽５に返される。また電解槽４で処理された廃水処
理槽５の処理水の一部は、廃水供給配管６から供給され
る廃水の供給速度と同じ速度で抜き出された後、活性炭
充填槽１３を通過して系外に排出される。
【００１５】本発明において、電解槽でアンモニア等の
電気分解を行う際の塩素イオン濃度には特に制限はない
が、ＮＨ3 濃度が高い場合には塩素イオン濃度が高いほ
うが電解の効率が向上する傾向にあり、通常は１，００
０ppm 以上、高濃度のＮＨ3を含む場合には１０，００
０ppm 以上にするのが好ましい。電解槽の電極には、チ
タン板に白金をメッキした通常の電気分解用電極が使用
可能である。また陰イオン交換膜にも海水の電気分解や
電気透析に用いられる通常のイオン交換樹脂膜が使用で
きる。
電気分解を行う際の塩素イオン濃度には特に制限はない
が、ＮＨ3 濃度が高い場合には塩素イオン濃度が高いほ
うが電解の効率が向上する傾向にあり、通常は１，００
０ppm 以上、高濃度のＮＨ3を含む場合には１０，００
０ppm 以上にするのが好ましい。電解槽の電極には、チ
タン板に白金をメッキした通常の電気分解用電極が使用
可能である。また陰イオン交換膜にも海水の電気分解や
電気透析に用いられる通常のイオン交換樹脂膜が使用で
きる。
【００１６】また本発明において、廃水処理槽内の廃水
の循環速度が廃水の供給速度より大きいほど、処理後の
ＮＨ3 濃度を低く抑えることができる。従って、廃水の
循環速度を大きくした方がよいが、あまり大きいと循環
のための動力費がかさむため、廃水の循環速度と供給速
度の比（循環速度／供給速度）は１０〜１００の間で適
宜選定するのが好ましい。また処理後の廃水を河川や海
水中に放流した場合の生物への悪影響をなくするため、
廃水の排出ラインに活性炭を充填した活性炭充填槽１３
を設け、これを通過させて処理水に残留する活性塩素を
塩素イオンに分解するのが好ましいが、放流する量や条
件によっては省略することが可能である。さらに廃水の
ＮＨ3 分解が進行するに従って処理水のｐＨが低下する
場合や、供給する廃水のｐＨが著しく高く、ＮＨ3 臭を
発するような場合には、必要に応じて酸またはアルカリ
をｐＨ調整剤添加用ポンプ１６により添加して廃水のｐ
Ｈを調整することが好ましい。
の循環速度が廃水の供給速度より大きいほど、処理後の
ＮＨ3 濃度を低く抑えることができる。従って、廃水の
循環速度を大きくした方がよいが、あまり大きいと循環
のための動力費がかさむため、廃水の循環速度と供給速
度の比（循環速度／供給速度）は１０〜１００の間で適
宜選定するのが好ましい。また処理後の廃水を河川や海
水中に放流した場合の生物への悪影響をなくするため、
廃水の排出ラインに活性炭を充填した活性炭充填槽１３
を設け、これを通過させて処理水に残留する活性塩素を
塩素イオンに分解するのが好ましいが、放流する量や条
件によっては省略することが可能である。さらに廃水の
ＮＨ3 分解が進行するに従って処理水のｐＨが低下する
場合や、供給する廃水のｐＨが著しく高く、ＮＨ3 臭を
発するような場合には、必要に応じて酸またはアルカリ
をｐＨ調整剤添加用ポンプ１６により添加して廃水のｐ
Ｈを調整することが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、
例中のＮＨ3 濃度は、通常のＮＨ3 イオン電極法により
測定し、また残留する活性塩素量は、ヨウ化カリウムを
添加して生成するヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定す
るヨードメトリ法により測定した。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、
例中のＮＨ3 濃度は、通常のＮＨ3 イオン電極法により
測定し、また残留する活性塩素量は、ヨウ化カリウムを
添加して生成するヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定す
るヨードメトリ法により測定した。
【００１８】実施例１ 図１に示すＮＨ3 含有廃水処理装置を、表１に示す条件
で運転し、ＮＨ3 を１０，０００ppm 含有する廃水の処
理試験を行い、処理水の抜出し口での処理水中のＮＨ3
濃度と残留活性塩素濃度を測定し、その結果を表２に示
した。なお、このときの廃水の循環速度／供給速度は１
００とした。
で運転し、ＮＨ3 を１０，０００ppm 含有する廃水の処
理試験を行い、処理水の抜出し口での処理水中のＮＨ3
濃度と残留活性塩素濃度を測定し、その結果を表２に示
した。なお、このときの廃水の循環速度／供給速度は１
００とした。
【００１９】実施例２および３ 実施例１において、廃水の循環速度をそれぞれ１／２、
１／１０に低下させて循環速度／供給速度をそれぞれ５
０、１０に低下させた以外は実施例１と同様にして処理
試験を行い、その結果を表２に示した。 比較例１〜３ 実施例１〜３において、電解槽として陰イオン交換膜を
使用しない図２に示すＮＨ3 含有廃水処理装置を用いた
以外は、実施例１〜３と同様にしてＮＨ3 含有廃水の処
理を行い、その結果を表２に示した。
１／１０に低下させて循環速度／供給速度をそれぞれ５
０、１０に低下させた以外は実施例１と同様にして処理
試験を行い、その結果を表２に示した。 比較例１〜３ 実施例１〜３において、電解槽として陰イオン交換膜を
使用しない図２に示すＮＨ3 含有廃水処理装置を用いた
以外は、実施例１〜３と同様にしてＮＨ3 含有廃水の処
理を行い、その結果を表２に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から明らかなように、実施例１〜３の
いずれの場合にも、高いＮＨ3 分解率と低い残留活性塩
素濃度が得られた。一方、比較例１では、式(3) の反応
により廃水温度の上昇が見られ、比較例２および３では
激しい反応のため、廃水が沸騰したような状態になり試
験の継続ができなかった。また、試験のできた比較例１
でも、実施例１と比較するとＮＨ3 分解率は大幅に低
く、残留活性塩素濃度が高い。このことから本発明の方
法が、実用性の高いＮＨ3 分解法であることは明らかで
あり、有効な処理法が少ない廃水中のＮＨ3 の処理を簡
便な装置で実施することが可能になる。
いずれの場合にも、高いＮＨ3 分解率と低い残留活性塩
素濃度が得られた。一方、比較例１では、式(3) の反応
により廃水温度の上昇が見られ、比較例２および３では
激しい反応のため、廃水が沸騰したような状態になり試
験の継続ができなかった。また、試験のできた比較例１
でも、実施例１と比較するとＮＨ3 分解率は大幅に低
く、残留活性塩素濃度が高い。このことから本発明の方
法が、実用性の高いＮＨ3 分解法であることは明らかで
あり、有効な処理法が少ない廃水中のＮＨ3 の処理を簡
便な装置で実施することが可能になる。
【００２３】
【発明の効果】請求項記載の本発明によれば、電気分解
という簡便な手段で廃水に含まれる高濃度のＮＨ3 を効
率よく分解することができ、これにより、閉鎖海域のＮ
Ｈ3 による富栄養化の防止を安価に実施することが可能
になる。また、処理水に残留する活性塩素も少なく、そ
のまま河川や海に放流することができるため、経済的に
も優れる。
という簡便な手段で廃水に含まれる高濃度のＮＨ3 を効
率よく分解することができ、これにより、閉鎖海域のＮ
Ｈ3 による富栄養化の防止を安価に実施することが可能
になる。また、処理水に残留する活性塩素も少なく、そ
のまま河川や海に放流することができるため、経済的に
も優れる。
【図１】本発明の一実施例を示すＮＨ3 含有廃水処理装
置の説明図。
置の説明図。
【図２】比較例１〜３で用いたＮＨ3 含有廃水処理装置
の説明図。
の説明図。
１…陽極、２…陰極、３…陰イオン交換膜、４…電解
槽、５…廃水処理槽、６…廃水供給配管、７…廃水供給
ポンプ、８…廃水循環ポンプ、９…陽極室、１０…陰極
室、１１…気液分離器、１２…処理水抜出しポンプ、１
３…活性炭充填槽、１４…電源、１５…ＮａＣｌ供給装
置、１６…ｐＨ調整剤添加用ポンプ。
槽、５…廃水処理槽、６…廃水供給配管、７…廃水供給
ポンプ、８…廃水循環ポンプ、９…陽極室、１０…陰極
室、１１…気液分離器、１２…処理水抜出しポンプ、１
３…活性炭充填槽、１４…電源、１５…ＮａＣｌ供給装
置、１６…ｐＨ調整剤添加用ポンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高本 成仁 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB11 BA02 BB01 CA01 DB09 4D061 DA08 DB19 DC15 EA09 EB04 EB13 EB17 EB19 EB30 EB39 ED13 GC02
Claims (5)
- 【請求項１】 アンモニアまたはアンモニウムイオンを
含有する廃水を処理する廃水処理槽と、該廃水処理槽に
上記廃水を供給する廃水供給手段と、該廃水処理槽の廃
水の一部を循環させる廃水循環手段と、該廃水循環手段
の経路内に設けられた、上記廃水中のアンモニアまたは
そのイオンを塩素イオンの存在下に電気分解する、陰極
および陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽と、該
電解槽で処理された前記廃水処理槽内の処理水の一部を
系外に抜き出す処理水抜出し手段とを備えたことを特徴
とするＮＨ3 含有廃水処理装置。 - 【請求項２】 前記処理水抜出し手段の後流に活性炭充
填槽を設置し、該活性炭充填槽に、該処理水抜出し手段
により抜き出された処理水を通過させて系外に排出する
ようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＮＨ3 含
有廃水処理装置。 - 【請求項３】 廃水処理槽に供給されたアンモニアまた
はアンモニウムイオンを含有する廃水の一部をそのま
ま、または該廃水に塩化ナトリウムもしくは海水を添加
して廃水循環手段により循環させ、該循環経路内に設置
され、陰極と陽極が陰イオン交換膜で隔てられた電解槽
に、上記循環する廃水を通過させて該廃水中のアンモニ
アまたはそのイオンを電気分解するとともに、該電解槽
で処理された前記廃水処理槽内の処理水の一部を系外に
抜出すことを特徴とするＮＨ3 含有廃水の処理方法。 - 【請求項４】 前記廃水処理槽に供給される廃水の供給
速度と、該廃水処理槽から抜き出される処理水の抜出し
速度が略同じであることを特徴とする請求項３に記載の
ＮＨ3 含有廃水の処理方法。 - 【請求項５】 前記廃水処理槽内の廃水の循環速度が、
該廃水処理槽に供給される廃水の供給速度の１０倍以上
であることを特徴とする請求項３または４に記載のＮＨ
3 含有廃水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000178481A JP3984414B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000178481A JP3984414B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001353489A true JP2001353489A (ja) | 2001-12-25 |
| JP3984414B2 JP3984414B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=18679900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000178481A Expired - Fee Related JP3984414B2 (ja) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3984414B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030061229A (ko) * | 2002-01-11 | 2003-07-18 | 김병화 | 전기분해법을 이용한 고농도 질소 함유 폐수처리방법 |
| JP2005288358A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 電解排水処理システム、電解制御装置、電解排水処理方法、プログラム、及び記憶媒体 |
| CN102515317A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 刘景亮 | 用氨氮废水生产酸和氨水的方法及装置 |
| CN102618882A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 无锡中天固废处置有限公司 | 一种废水中镍的电解回收方法 |
| CN102786117A (zh) * | 2011-05-16 | 2012-11-21 | 雄芽贺股份有限公司 | 排水处理方法 |
| JP2014176825A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Tokyo Gas Co Ltd | 有機性廃液の処理方法及び処理装置 |
| US9560839B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-02-07 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems |
| JP6300253B1 (ja) * | 2017-10-20 | 2018-03-28 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 水処理システム、電極洗浄方法及び電極洗浄装置 |
| US10980220B2 (en) | 2016-03-08 | 2021-04-20 | Technion Research & Development Foundation Limited | Disinfection and removal of nitrogen species from saline aquaculture systems |
| US20210169053A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-06-10 | Hydrenesis, Inc. | Method for Neutralizing and Removing Ammonia from an Aqueous Solution |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102531106A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-07-04 | 深圳市祐林环保有限公司 | 一种去除废液中氨氮并提取高纯度铜的装置及其方法 |
-
2000
- 2000-06-14 JP JP2000178481A patent/JP3984414B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030061229A (ko) * | 2002-01-11 | 2003-07-18 | 김병화 | 전기분해법을 이용한 고농도 질소 함유 폐수처리방법 |
| JP2005288358A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 電解排水処理システム、電解制御装置、電解排水処理方法、プログラム、及び記憶媒体 |
| JP4518826B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-04 | 中国電力株式会社 | 電解排水処理システム、電解制御装置、電解排水処理方法、プログラム、及び記憶媒体 |
| US9560839B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-02-07 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Physico-chemical process for removal of nitrogen species from recirculated aquaculture systems |
| CN102786117A (zh) * | 2011-05-16 | 2012-11-21 | 雄芽贺股份有限公司 | 排水处理方法 |
| CN102515317A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 刘景亮 | 用氨氮废水生产酸和氨水的方法及装置 |
| CN102618882A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 无锡中天固废处置有限公司 | 一种废水中镍的电解回收方法 |
| CN102618882B (zh) * | 2012-04-12 | 2014-11-05 | 无锡中天固废处置有限公司 | 一种电镀镍废水中镍的电解回收方法 |
| JP2014176825A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Tokyo Gas Co Ltd | 有機性廃液の処理方法及び処理装置 |
| US10980220B2 (en) | 2016-03-08 | 2021-04-20 | Technion Research & Development Foundation Limited | Disinfection and removal of nitrogen species from saline aquaculture systems |
| JP6300253B1 (ja) * | 2017-10-20 | 2018-03-28 | 株式会社日立パワーソリューションズ | 水処理システム、電極洗浄方法及び電極洗浄装置 |
| US20210169053A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-06-10 | Hydrenesis, Inc. | Method for Neutralizing and Removing Ammonia from an Aqueous Solution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3984414B2 (ja) | 2007-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4671743B2 (ja) | アンモニア性窒素含有廃水の電解処理方法及び装置 | |
| JP3984414B2 (ja) | Ｎｈ３含有廃水処理装置および処理方法 | |
| KR101269948B1 (ko) | 질소 폐수 처리장치 및 그 방법 | |
| JP4394942B2 (ja) | 電解式オゾナイザ | |
| US7828980B2 (en) | Water treatment process | |
| JP4865651B2 (ja) | 排水処理方法及び装置 | |
| KR20170099616A (ko) | 이온교환막 여과공정-전기화학적 질소제거 공정의 복합 처리에 의한 오염 지하수의 정화처리방법 및 정화처리장치 | |
| JP5122074B2 (ja) | 水処理方法及びシステム | |
| JPH07100466A (ja) | 廃水の処理方法 | |
| JP3982500B2 (ja) | 有機化合物含有排水の処理方法および装置 | |
| JP2020037059A (ja) | 膜ろ過システムおよび膜ろ過方法 | |
| JP2008264668A (ja) | 廃水の電解処理方法及びその装置 | |
| KR20150055929A (ko) | 담수지역에서 사용가능한 전기분해 방식 선박평형수 처리장치 | |
| JP2005013858A (ja) | 高電圧パルスを利用した排水処理装置及び該方法 | |
| JP6319719B2 (ja) | 排水処理方法及び排水処理装置 | |
| KR20170099615A (ko) | 고농도 질산성 질소 함유 폐수에 대한 전기화학적 폐수처리방법 및 폐수처리장치 | |
| KR100545306B1 (ko) | 질산성 폐수의 전기 화학적 처리 방법 | |
| JP2002079252A (ja) | 海水系アンモニア含有排水又はアンモニア含有排ガスの処理方法及び装置 | |
| JP2001300538A (ja) | アンモニウム塩又はアンモニアを含む排水の分解処理方法 | |
| US20210169053A1 (en) | Method for Neutralizing and Removing Ammonia from an Aqueous Solution | |
| JPH08141582A (ja) | 産業排水処理方法および装置 | |
| JP2006231177A (ja) | 内分泌撹乱化学物質分解方法及び装置 | |
| JP6319720B2 (ja) | 排水処理方法及び排水処理装置 | |
| JP6166963B2 (ja) | 無隔膜電解の前処理方法、並びに水処理システム及び水処理方法 | |
| EP4140960A1 (en) | Freshwater-recirculating aquaculture system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041217 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060227 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060515 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070529 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070605 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070703 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070706 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100713 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110713 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120713 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |