JP2002239594A - 廃水の脱窒方法 - Google Patents

廃水の脱窒方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な手法で廃水中の硝酸塩等の窒素化合物
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して窒素化合物を無害化する
ことのできる廃水の脱窒方法を提供する。 【解決手段】 電気伝導度計5により測定した処理槽1
内の廃水の電気伝導度を演算装置に入力して、この電気
伝導度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、前記演算装置の
指令により所要時間定量供給ポンプ6を作動させて廃水
に添加したのち、この廃水を脱窒リアクター2に送り込
んで窒素化合物を窒素ガスとして無害化する。

Description

【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方法に関す
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】
【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方法を提供する
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、窒素化合物として硝酸塩又は亜
硝酸塩を含有する廃水の電気伝導度を測定して、この測
定値に相当する濃度の窒素化合物を嫌気的生物処理によ
り還元して窒素ガスとするに必要十分な水素供与体量を
算出し、この算出した水素供与体量を廃水に添加するこ
とによって、廃水中の窒素化合物を窒素ガスとして無害
化することを特徴とする廃水の脱窒方法を請求項1に係
る発明とし、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嫌気的生
物処理により還元して窒素ガスとするに必要十分な水素
供与体量を算出したうえ、前記演算装置により水素供与
体の定量供給ポンプを所要時間作動させることにより、
廃水への水素供与体の添加を自動的に行うようにした廃
水の脱窒方法を請求項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方法
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方法は、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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G042 AA01 BB08 CA02 CB03 DA03 FA05 FB02 GA05 HA02 2G060 AA06 AC05 AD01 AD05 AE10 AF08 KA06 4D040 BB93

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素化合物として硝酸塩又は亜硝酸塩を
    含有する廃水の電気伝導度を測定して、この測定値に相
    当する濃度の窒素化合物を嫌気的生物処理により還元し
    て窒素ガスとするに必要十分な水素供与体量を算出し、
    この算出した水素供与体量を廃水に添加することによっ
    て、廃水中の窒素化合物を窒素ガスとして無害化するこ
    とを特徴とする廃水の脱窒方法。
  2. 【請求項2】 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嫌気的生
    物処理により還元して窒素ガスとするに必要十分な水素
    供与体量を算出したうえ、前記演算装置により水素供与
    体の定量供給ポンプを所要時間作動させることにより、
    廃水への水素供与体の添加を自動的に行うようにした請
    求項1記載の廃水の脱窒方法。
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