JP2002316174A - 硝酸性窒素含有排水の処理方法 - Google Patents
硝酸性窒素含有排水の処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硝酸性窒素を含む排水を小型の装置で簡単に
処理でき、硝酸性窒素濃度の変化等の処理装置への負荷
の変動に対して安定な処理が可能であって、高濃度の硝
酸性窒素も効果的に処理することができる方法を提供す
る。 【解決手段】 硝酸性窒素を含む被処理排水中にヒドラ
ジンを添加して、ラネーニッケル触媒と接触させ、硝酸
性窒素を窒素に還元処理する。ヒドラジンの添加量は被
処理排水中の硝酸性窒素の２〜３倍当量とすること、被
処理排水はｐＨ５以上に調整することが好ましい。この
方法によれば、被処理排水を常温常圧で処理することが
できる。
処理でき、硝酸性窒素濃度の変化等の処理装置への負荷
の変動に対して安定な処理が可能であって、高濃度の硝
酸性窒素も効果的に処理することができる方法を提供す
る。 【解決手段】 硝酸性窒素を含む被処理排水中にヒドラ
ジンを添加して、ラネーニッケル触媒と接触させ、硝酸
性窒素を窒素に還元処理する。ヒドラジンの添加量は被
処理排水中の硝酸性窒素の２〜３倍当量とすること、被
処理排水はｐＨ５以上に調整することが好ましい。この
方法によれば、被処理排水を常温常圧で処理することが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硝酸を大量に使用
する事業所あるいは工場等から排出される排水の処理方
法、特に高濃度の硝酸性窒素を含む排水の化学的処理方
法に関する。
する事業所あるいは工場等から排出される排水の処理方
法、特に高濃度の硝酸性窒素を含む排水の化学的処理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】排水中に含まれる硝酸性窒素の処理方法
としては、微生物の脱窒能を利用した生物学的処理方
法、イオン交換法、逆浸透法、電気透析法等の物理化学
的処理方法、水素ガスを被処理排水中に加圧溶解させて
触媒の存在下に硝酸性窒素を還元する化学的処理方法等
がある。
としては、微生物の脱窒能を利用した生物学的処理方
法、イオン交換法、逆浸透法、電気透析法等の物理化学
的処理方法、水素ガスを被処理排水中に加圧溶解させて
触媒の存在下に硝酸性窒素を還元する化学的処理方法等
がある。
【０００３】生物学的処理方法は、ランニングコストが
安価で最も普及している方法であるが、反応速度が小さ
いため、大量の排水を処理するためには大型の処理装置
を必要とする。また、約１ｇ／ｌ以上の高濃度の硝酸性
窒素を含む排水の処理に適用することは難しいうえ、被
処理排水中の硝酸性窒素濃度の変化等の処理装置に対す
る負荷の変動によって処理性能が不安定になり易い。
安価で最も普及している方法であるが、反応速度が小さ
いため、大量の排水を処理するためには大型の処理装置
を必要とする。また、約１ｇ／ｌ以上の高濃度の硝酸性
窒素を含む排水の処理に適用することは難しいうえ、被
処理排水中の硝酸性窒素濃度の変化等の処理装置に対す
る負荷の変動によって処理性能が不安定になり易い。
【０００４】物理化学的処理方法は、処理装置が小型で
あって良く、確実な処理が期待できる方法である。しか
しながら、この方法は排水中の硝酸性窒素を分離・濃縮
する方法であるため、最終的に硝酸性窒素が濃縮された
液の処理が別途必要となり、根本的には硝酸性窒素を処
理していることにならない。
あって良く、確実な処理が期待できる方法である。しか
しながら、この方法は排水中の硝酸性窒素を分離・濃縮
する方法であるため、最終的に硝酸性窒素が濃縮された
液の処理が別途必要となり、根本的には硝酸性窒素を処
理していることにならない。
【０００５】一方、従来の水素還元による化学的処理方
法は、排水中の硝酸性窒素の還元にクリーンな水素ガス
を使用すること、生物学的処理方法と比較して反応速度
が大きいため装置が小型化できること等の特徴がある。
しかし、水素ガスは水への溶解度が低いため、生物学的
処理方法と同様に、高濃度の硝酸性窒素を含む排水を処
理することは非常に困難であった。
法は、排水中の硝酸性窒素の還元にクリーンな水素ガス
を使用すること、生物学的処理方法と比較して反応速度
が大きいため装置が小型化できること等の特徴がある。
しかし、水素ガスは水への溶解度が低いため、生物学的
処理方法と同様に、高濃度の硝酸性窒素を含む排水を処
理することは非常に困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の事情を考慮して、硝酸性窒素を含む排水を小型の
処理装置で簡単に処理でき、硝酸性窒素濃度の変化等の
処理装置への負荷の変動に対して安定な処理が可能であ
って、且つ高濃度の硝酸性窒素も効果的に処理すること
ができる方法を提供することを目的とする。
従来の事情を考慮して、硝酸性窒素を含む排水を小型の
処理装置で簡単に処理でき、硝酸性窒素濃度の変化等の
処理装置への負荷の変動に対して安定な処理が可能であ
って、且つ高濃度の硝酸性窒素も効果的に処理すること
ができる方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する硝酸性窒素含有排水の処理方法に
おいては、硝酸性窒素を含む被処理排水にヒドラジンを
添加して、ラネーニッケル触媒と接触させることを特徴
とする。
め、本発明が提供する硝酸性窒素含有排水の処理方法に
おいては、硝酸性窒素を含む被処理排水にヒドラジンを
添加して、ラネーニッケル触媒と接触させることを特徴
とする。
【０００８】上記本発明の硝酸性窒素含有排水の処理方
法においては、ヒドラジンの添加量を被処理排水中に含
まれる硝酸性窒素の２〜３倍当量とすること、及び被処
理排水のｐＨを５以上に調整することが好ましく、また
被処理排水を常温常圧で処理することができる。
法においては、ヒドラジンの添加量を被処理排水中に含
まれる硝酸性窒素の２〜３倍当量とすること、及び被処
理排水のｐＨを５以上に調整することが好ましく、また
被処理排水を常温常圧で処理することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、排水中に含まれる硝酸
性窒素を化学的に処理する方法であって、被処理排水に
水素供与体としてヒドラジンを添加し、ラネーニッケル
触媒を用いて硝酸性窒素を化学的に窒素（Ｎ２）に還元
するものである。尚、ラネーニッケル触媒と被処理排水
の接触方法は、バッチ式でも連続式でも良い。
性窒素を化学的に処理する方法であって、被処理排水に
水素供与体としてヒドラジンを添加し、ラネーニッケル
触媒を用いて硝酸性窒素を化学的に窒素（Ｎ２）に還元
するものである。尚、ラネーニッケル触媒と被処理排水
の接触方法は、バッチ式でも連続式でも良い。
【００１０】水素供与体として被処理排水に添加するヒ
ドラジンは、水への溶解度が極めて大きいので、高濃度
の硝酸性窒素を含む排水の処理にも有効である。しか
し、ヒドラジンの添加量が多すぎると経済的に不利とな
り、逆にヒドラジンの添加量が少ないと、硝酸性窒素の
還元が不十分となる。このことから、ヒドラジンの添加
量は、被処理排水中の硝酸性窒素に対して２〜３倍当量
の範囲とすることが望ましい。
ドラジンは、水への溶解度が極めて大きいので、高濃度
の硝酸性窒素を含む排水の処理にも有効である。しか
し、ヒドラジンの添加量が多すぎると経済的に不利とな
り、逆にヒドラジンの添加量が少ないと、硝酸性窒素の
還元が不十分となる。このことから、ヒドラジンの添加
量は、被処理排水中の硝酸性窒素に対して２〜３倍当量
の範囲とすることが望ましい。
【００１１】本発明で使用するラネーニッケル触媒は、
ニッケルとアルミニウムの合金からアルミニウムを溶出
することによって得られる触媒である。このラネーニッ
ケル触媒は、一般的には有機化合物の水素化用として使
用されているが、本発明方法においてはヒドラジンの存
在下に硝酸性窒素を窒素に還元する作用を果たすもので
ある。
ニッケルとアルミニウムの合金からアルミニウムを溶出
することによって得られる触媒である。このラネーニッ
ケル触媒は、一般的には有機化合物の水素化用として使
用されているが、本発明方法においてはヒドラジンの存
在下に硝酸性窒素を窒素に還元する作用を果たすもので
ある。
【００１２】また、被処理排水のｐＨは、ｐＨ５未満で
は硝酸性窒素の還元が不十分となるため、ｐＨ５以上に
調整することが好ましい。尚、被処理排水のｐＨ調整
は、水酸化ナトリウム、硫酸等を添加して行う。
は硝酸性窒素の還元が不十分となるため、ｐＨ５以上に
調整することが好ましい。尚、被処理排水のｐＨ調整
は、水酸化ナトリウム、硫酸等を添加して行う。
【００１３】本発明による硝酸性窒素含有排水の処理方
法は、温度や圧力による影響を殆ど受けることがない。
従って、常温常圧で排水処理を行うことが可能であり、
排水を加熱したり加圧したりするための設備を設ける必
要がなく、小型の簡易な設備を用いて経済的に実施する
ことが可能である。
法は、温度や圧力による影響を殆ど受けることがない。
従って、常温常圧で排水処理を行うことが可能であり、
排水を加熱したり加圧したりするための設備を設ける必
要がなく、小型の簡易な設備を用いて経済的に実施する
ことが可能である。
【００１４】
【実施例】実施例１ ラネーニッケル触媒による硝酸性窒素の還元促進作用を
確認するため、以下の実験を行った。即ち、１ｍｏｌ／
ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌに、水和ヒドラジン
試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を１５ｍｌと、ラネーニッケル
触媒を乾燥重量で０.１ｇ加え、その溶液を常温（３５
℃）常圧（大気圧）のまま４時間撹拌した。尚、上記硝
酸ナトリウム溶液のｐＨは５.２であり、上記水和ヒド
ラジン試薬の添加量は溶液中に含まれる硝酸性窒素の３
倍当量に相当する。
確認するため、以下の実験を行った。即ち、１ｍｏｌ／
ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌに、水和ヒドラジン
試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を１５ｍｌと、ラネーニッケル
触媒を乾燥重量で０.１ｇ加え、その溶液を常温（３５
℃）常圧（大気圧）のまま４時間撹拌した。尚、上記硝
酸ナトリウム溶液のｐＨは５.２であり、上記水和ヒド
ラジン試薬の添加量は溶液中に含まれる硝酸性窒素の３
倍当量に相当する。
【００１５】試験終了後、溶液中に残存する硝酸イオン
濃度を分析し、その結果を触媒なしの場合と比較して下
記表１に示した。この表１の結果から、ラネーニッケル
触媒の添加により硝酸性窒素の還元反応が促進され、残
存硝酸性窒素濃度を定量下限まで低減できることが分か
る。また、アンモニアが生成して溶液中に残存すると全
窒素成分の除去が不充分になりやすいが、ラネーニッケ
ル触媒を用いた場合の残存アンモニア濃度は０.４８ｍ
ｏｌ／ｌと低濃度であった。尚、触媒なしの場合、残存
硝酸性窒素濃度が若干減少しているのは水和ヒドラジン
試薬で希釈されたためであり、また硝酸性窒素の還元反
応が進行していないため残存アンモニア濃度は測定しな
かった。
濃度を分析し、その結果を触媒なしの場合と比較して下
記表１に示した。この表１の結果から、ラネーニッケル
触媒の添加により硝酸性窒素の還元反応が促進され、残
存硝酸性窒素濃度を定量下限まで低減できることが分か
る。また、アンモニアが生成して溶液中に残存すると全
窒素成分の除去が不充分になりやすいが、ラネーニッケ
ル触媒を用いた場合の残存アンモニア濃度は０.４８ｍ
ｏｌ／ｌと低濃度であった。尚、触媒なしの場合、残存
硝酸性窒素濃度が若干減少しているのは水和ヒドラジン
試薬で希釈されたためであり、また硝酸性窒素の還元反
応が進行していないため残存アンモニア濃度は測定しな
かった。
【００１６】
【表１】
【００１７】実施例２ ラネーニッケル触媒を使用し、ヒドラジンの添加量を下
記表２に示すように変化させた以外は上記実施例１と同
様にして、硝酸性窒素の還元処理を行った。即ち、１ｍ
ｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌに、下記表２
に示す添加量の水和ヒドラジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）
と、ラネーニッケル触媒０.１ｇとを加え、各溶液を常
温常圧で４時間撹拌した。
記表２に示すように変化させた以外は上記実施例１と同
様にして、硝酸性窒素の還元処理を行った。即ち、１ｍ
ｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌに、下記表２
に示す添加量の水和ヒドラジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）
と、ラネーニッケル触媒０.１ｇとを加え、各溶液を常
温常圧で４時間撹拌した。
【００１８】試験終了後、溶液中に残存する硝酸イオン
濃度を分析し、得られた結果を下記表２に併せて示し
た。この表２の結果から分かるように、溶液中の硝酸性
窒素に対するヒドラジン添加量は、１倍当量では硝酸性
窒素の処理が不十分なまま反応が終了するが、２倍当量
以上であれば約９割以上の硝酸性窒素を処理することが
可能である。
濃度を分析し、得られた結果を下記表２に併せて示し
た。この表２の結果から分かるように、溶液中の硝酸性
窒素に対するヒドラジン添加量は、１倍当量では硝酸性
窒素の処理が不十分なまま反応が終了するが、２倍当量
以上であれば約９割以上の硝酸性窒素を処理することが
可能である。
【００１９】
【表２】
【００２０】実施例３ １ｍｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液及び０.１ｍｏｌ／
ｌの硝酸ナトリウム溶液の各１００ｍｌに、水和ヒドラ
ジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を溶液中の硝酸性窒素の３
倍当量、及びラネーニッケル触媒を０.１ｇ加え、各溶
液を常温常圧にて４時間撹拌した。
ｌの硝酸ナトリウム溶液の各１００ｍｌに、水和ヒドラ
ジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を溶液中の硝酸性窒素の３
倍当量、及びラネーニッケル触媒を０.１ｇ加え、各溶
液を常温常圧にて４時間撹拌した。
【００２１】試験終了後、溶液中に残存する硝酸イオン
濃度を分析し、得られた結果を下記表３に示した。この
表３の結果から分かるように、被処理水中の硝酸性窒素
濃度が変動しても影響されることがなく、常に安定した
処理性能が得られることが確認された。
濃度を分析し、得られた結果を下記表３に示した。この
表３の結果から分かるように、被処理水中の硝酸性窒素
濃度が変動しても影響されることがなく、常に安定した
処理性能が得られることが確認された。
【００２２】
【表３】
【００２３】実施例４ 下記表４に示す温度に調整した１ｍｏｌ／ｌの硝酸ナト
リウム溶液１００ｍｌに、水和ヒドラジン試薬（２０ｍ
ｏｌ／ｌ）を溶液中の硝酸性窒素の３倍当量、ラネーニ
ッケル触媒を０.１ｇ加え、それぞれ４時間撹拌した。
リウム溶液１００ｍｌに、水和ヒドラジン試薬（２０ｍ
ｏｌ／ｌ）を溶液中の硝酸性窒素の３倍当量、ラネーニ
ッケル触媒を０.１ｇ加え、それぞれ４時間撹拌した。
【００２４】試験終了後、溶液中に残存する硝酸イオン
濃度を分析し、得られた結果を下記表４に併せて示し
た。この表４の結果から分かるように、硝酸性窒素の還
元処理は２０〜５０℃程度の温度変化には全く影響され
ず、常温常圧で安定した硝酸性窒素の処理性能が得られ
ることが確認された。
濃度を分析し、得られた結果を下記表４に併せて示し
た。この表４の結果から分かるように、硝酸性窒素の還
元処理は２０〜５０℃程度の温度変化には全く影響され
ず、常温常圧で安定した硝酸性窒素の処理性能が得られ
ることが確認された。
【００２５】
【表４】
【００２６】実施例５ 下記表５に示すようにｐＨ０.１に調整した０.８ｍｏｌ
／ｌの硝酸溶液１００ｍｌと、ｐＨ５.２〜１２.７に調
整した１ｍｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌ
に、それぞれ水和ヒドラジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を
各溶液中の硝酸性窒素の３倍当量、及びラネーニッケル
触媒を０.１ｇ加え、各溶液を常温常圧にて４時間撹拌
した。
／ｌの硝酸溶液１００ｍｌと、ｐＨ５.２〜１２.７に調
整した１ｍｏｌ／ｌの硝酸ナトリウム溶液１００ｍｌ
に、それぞれ水和ヒドラジン試薬（２０ｍｏｌ／ｌ）を
各溶液中の硝酸性窒素の３倍当量、及びラネーニッケル
触媒を０.１ｇ加え、各溶液を常温常圧にて４時間撹拌
した。
【００２７】試験終了後、溶液中に残存する硝酸イオン
濃度を分析すると共に、初期硝酸性窒素量に対する硝酸
性窒素減少量の割合（硝酸性窒素分解率）を求め、これ
らの結果を下記表５に併せて示した。この表５の結果か
ら分かるように、本発明方法は硝酸溶液中の硝酸性窒素
に対しても効果があり、またｐＨ５以上では溶液中の残
存硝酸性窒素濃度を定量下限にまで低減させることがで
きた。
濃度を分析すると共に、初期硝酸性窒素量に対する硝酸
性窒素減少量の割合（硝酸性窒素分解率）を求め、これ
らの結果を下記表５に併せて示した。この表５の結果か
ら分かるように、本発明方法は硝酸溶液中の硝酸性窒素
に対しても効果があり、またｐＨ５以上では溶液中の残
存硝酸性窒素濃度を定量下限にまで低減させることがで
きた。
【００２８】
【表５】
【００２９】尚、上記各実施例では、ヒドラジンとして
水和ヒドラジン試薬を使用したが、本発明においてはこ
れに限定するものではない。
水和ヒドラジン試薬を使用したが、本発明においてはこ
れに限定するものではない。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、排水中に含まれる硝酸
性窒素を化学的処理方法により、小型の装置を用いて常
温常圧で、簡単に窒素にまで還元処理することができ
る。しかも、排水中における硝酸性窒素量の変化等の処
理装置への負荷の変動に対して安定した処理を行うこと
が可能であるうえ、１ｇ／ｌ以上の高濃度の硝酸性窒素
を含む排水であっても効果的に処理することができる。
性窒素を化学的処理方法により、小型の装置を用いて常
温常圧で、簡単に窒素にまで還元処理することができ
る。しかも、排水中における硝酸性窒素量の変化等の処
理装置への負荷の変動に対して安定した処理を行うこと
が可能であるうえ、１ｇ／ｌ以上の高濃度の硝酸性窒素
を含む排水であっても効果的に処理することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 治雄 茨城県那珂郡東海村石神外宿2600 住友金 属鉱山株式会社エネルギー・環境事業部技 術センター内 Ｆターム(参考） 4D050 AA13 AB37 BA09 BC04 CA13
Claims (4)
- 【請求項１】 硝酸性窒素を含む排水の化学的処理方法
であって、硝酸性窒素を含む被処理排水にヒドラジンを
添加して、ラネーニッケル触媒と接触させることを特徴
とする硝酸性窒素含有排水の処理方法。 - 【請求項２】 ヒドラジンの添加量を、被処理排水中に
含まれる硝酸性窒素の２〜３倍当量とすることを特徴と
する、請求項１に記載の硝酸性窒素含有排水の処理方
法。 - 【請求項３】 被処理排水のｐＨを５以上に調整するこ
とを特徴とする、請求項１又は２に記載の硝酸性窒素含
有排水の処理方法。 - 【請求項４】 被処理排水を常温常圧で処理することを
特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の硝酸性窒
素含有排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125201A JP4481524B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 硝酸性窒素含有排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125201A JP4481524B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 硝酸性窒素含有排水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002316174A true JP2002316174A (ja) | 2002-10-29 |
| JP4481524B2 JP4481524B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=18974461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001125201A Expired - Fee Related JP4481524B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 硝酸性窒素含有排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4481524B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020347A1 (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-11 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | 高濃度硝酸性窒素含有排水の処理方法 |
| US8608861B2 (en) * | 2005-11-29 | 2013-12-17 | Areva Np Gmbh | Method for the decontamination of an oxide layer-containing surface of a component or a system of a nuclear facility |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109225261B (zh) * | 2018-10-22 | 2021-09-14 | 广西博测检测技术服务有限公司 | 一种雷尼镍-铁催化剂的制备方法及其应用于染料废水的脱色方法 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125201A patent/JP4481524B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020347A1 (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-11 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | 高濃度硝酸性窒素含有排水の処理方法 |
| US8608861B2 (en) * | 2005-11-29 | 2013-12-17 | Areva Np Gmbh | Method for the decontamination of an oxide layer-containing surface of a component or a system of a nuclear facility |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4481524B2 (ja) | 2010-06-16 |
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