JP2004008852A - Treatment method of waste water containing ammonia - Google Patents

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JP2004008852A
JP2004008852A JP2002163139A JP2002163139A JP2004008852A JP 2004008852 A JP2004008852 A JP 2004008852A JP 2002163139 A JP2002163139 A JP 2002163139A JP 2002163139 A JP2002163139 A JP 2002163139A JP 2004008852 A JP2004008852 A JP 2004008852A
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ammonia
wastewater
desorption
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liquid
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Application number
JP2002163139A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihisa Taniguchi
谷口 幸久
Kazunori Sato
佐藤 一教
Rikuo Yamada
山田 陸雄
Tadaaki Mizoguchi
溝口 忠昭
Original Assignee
Babcock Hitachi Kk
バブコック日立株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a treatment method of waste water containing ammonia, the method including a process of ammonia stripping to efficiently desorb ammonia with air in the minimum amount required. <P>SOLUTION: The treatment method of waste water containing ammonia includes: an adsorption process to adsorb the ammonia component by bringing the waste water containing ammonia into contact with an adsorbent 8; an isolation process to isolate the adsorbed ammonia component by bringing the adsorbent 8 into contact with a regenerating liquid; a desorption process to desorb the isolated ammonia by blowing air into the regenerating liquid containing the isolated ammonia; and an ammonia decomposition process to decompose and remove the desorbed ammonia. The line velocity of the air blown into the regenerating liquid in the desorption process is varied in at least two stages in the range from 0.005 to 0.05 m/s. The line velocity of the air in the second and following stages is controlled to be higher than the velocity in the first stage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニア含有排水の処理方法に係り、特に、排水中のアンモニア成分を吸着分離したのち、遊離させ、遊離アンモニアを気相に脱離させるアンモニア含有排水の処理方法であって、前記アンモニアを気相に脱離させる際の空気量を低減して効率よくアンモニアを分離することができるアンモニア含有排水の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
アンモニア含有排水を未処理のまま河川に放流すると、海水や湖沼の富栄養化が進み、例えば海の青潮や赤潮の発生、または湖沼における悪臭の原因となる。アンモニアは、例えば産業廃液や生活排水に含まれており、従来はトータル窒素としてその排出量が規制されていた。
【0003】
しかし、2004年からはアンモニア自体として規制されるようになるので、従来のように、アンモニア含有排水を中和処理した後、河川等に放流することが許されなくなる。なお、2004年から導入されるアンモニアの排出規制は、閉鎖性水域における排水基準として20ppmとなる見込みである。
【0004】
排水中のアンモニアを除去する方法としては、例えば生物処理法、ストリッピング法、イオン交換法などが挙げられる。このうちアンモニアを気相に遊離させるストリッピング法は、高濃度の排水を処理できる方法として注目されている。アンモニアストリッピング方法に関する従来技術としては、例えば特開2001−17958号公報に見られるようにpHで制御する方法や、特開2001−25768号公報のようなエアリフト法を用いた排水処理技術が挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、ストリッピング工程(脱離工程ともいう)を含む一連のアンモニア処理システムとして検討されていなかったために、低空気量でストリッピング(脱離ともいう)する場合、脱離に長時間を要する上、排水中のアンモニアを充分に脱離させることができないという問題があった。
【0006】
一方、過剰の空気量で脱離する場合は、(イ)脱離塔に充填したアンモニア含有液の液面が上昇するために高いストリッピング塔が必要になる、(ロ)飛沫が多量に飛散するために、例えば後流のアンモニア分解触媒層に与える影響が大きくなる、(ハ)脱離塔内で、気泡が逆混合流れを起こし、気泡と被処理液との接触が不十分となってアンモニアが完全に離脱しない、(二)長時間大きなコンプレッサーを運転する必要があることから、周辺地域における騒音被害が発生する等の問題があり、これらの問題をクリアするためにはイニシャルコストのみならず、ランニングコストが大幅に増大するという問題があった。
【0007】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、必要最小限の空気量で効率よくアンモニアを脱離させることができるアンモニアストリッピング工程を有する、アンモニア含有排水の処理方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願で特許請求する発明は以下のとおりである。
(1)アンモニア含有排水を吸着材と接触させてアンモニア成分を前記吸着材に吸着させる吸着工程と、アンモニア成分を吸着した吸着材を再生液と接触させて前記吸着したアンモニア成分を遊離させる遊離工程と、遊離アンモニアを含む再生液に空気を吹き込んで前記遊離アンモニアを脱離させる脱離工程と、脱離したアンモニアを分解、除去するアンモニア分解工程とを有するアンモニア含有排水の処理方法であって、前記脱離工程で再生液に吹き込む空気の線速度を、0.005m/s〜0.05m/sの範囲で少なくとも2段階に変化させ、第2段階以降の空気の線速度を、第1段階における空気の線速度よりも速くすることを特徴とするアンモニア含有排水の処理方法。
【0009】
(2)前記第2段階以降の空気の線速度を、被処理再生液中のアンモニア濃度が低下するに従って上昇させることを特徴とする上記(1)に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
(3)前記第1段階から第2段階への切り換えを、被処理再生液中のアンモニア濃度が脱離工程開始時の濃度の1/2以下になった時点で行うことを特徴とする上記(1)または(2)に記載のアンモニア含有排水の処理方法。
(4)前記脱離工程における再生液の液温を40℃以上、pHを12以上とすることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載のアンモニア含有排水の処理方法。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例に適用されるアンモニア含有排水処理装置の系統を示す図である。図1において、この装置は、ゼオライト層8を有する吸着塔1と、該吸着塔1に被処理水を導入する原水ポンプ9と、前記吸着塔1出口処理水を貯留する処理済水タンク14と、前記ゼオライト層8を再生する再生液を貯留する再生液タンク10と、前記吸着塔1に処理液投入ポンプ2を有する配管12を介して連結されたストリッピング塔3と、該ストリッピング塔3に設けられたアンモニア濃度計6およびエアポンプ4と、前記ストリッピング塔3と前記再生液タンク10とを連結する再生液戻り配管15と、前記ストリッピング塔3で脱離した気相のNHを分解するアンモニア分解触媒層5とから主として構成されている。7は、アンモニア濃度計6とエアポンプ4を連結する信号線、11は、再生液ポンプ、13は、処理済水配管、16は、排出管である。
【0011】
このような構成において、原水ポンプ9を経て吸着塔1に導入された、pHが、例えば5.6〜8.6のアンモニア態窒素を含有する排水は、前記吸着塔1のゼオライト層8を通過してアンモニア成分が吸着、除去されたのち、処理済水配管13を経て処理済水タンク14に流入し、必要に応じて一旦貯留されたのち放流される。このとき、排水中のアンモニウムイオン(NH )は、下記式(1)によってイオン交換体であるゼオライトに捕捉され、ナトリウムイオン(Na)が放出される。
【0012】
Z・Na+NH →Z・NH+Na・・・(1)
ゼオライト層8が所定量のアンモニウムイオンを吸着して破過した際は、例えばバルブの切り換え等により、アンモニア含有排水は、図示省略した別の吸着塔に導入して処理される。アンモニア含有排水が別の吸着塔によって処理されている間に吸着塔1のゼオライト層8は、例えば以下のようにして再生される。すなわち、吸着塔1のゼオライト層8に、再生液ポンプ11を介して再生液タンク10内の再生液、例えば0.5mol/l−NaOH水溶液(pH=12)が導入、通水され、これによってゼオライトに吸着したアンモニウムイオンが下記式(2)のように遊離し、前記ゼオライト層8が再生される。
【0013】
Z・NH+Na→Z・Na+NH ・・・(2)
このとき上記式(2)および下記式(3)〜(5)に示したように、再生液中のアンモニウムイオンと等モルのNaOHが消費されるので、メークアップする必要がある。
NH +OH→NH+HO          ・・・(3)
NH(L)=NH(G)             ・・・(4)
O=H+OH・・・(5)
再生液によって再生されたゼオライト層8は、例えば処理済みタンク14からポンプ9を経て導入される処理済水によって水洗される。洗浄に用いられた処理済水は、例えはpH=5.6〜8.6に調整されたのち放流される。こうして洗浄されたゼオライト層8は、再度アンモニア成分の吸着に用いられる。
【0014】
一方、ゼオライト層8を再生して吸着塔1の底部から流出する再生液は、pH調整されたのち配管12および処理液投入ポンプ2を経て後流のストリッピング塔3に流入し、ここで、該ストリッピング塔3の下部に設けられたエアポンプ4から導入される空気の作用を受けて遊離アンモニアが脱離する。このとき、ストリッピング塔3における処理温度、すなわち再生液の液温は、例えば40℃に設定される。また、アンモニア濃度計6によって再生液中のアンモニア濃度が、例えば処理液投入ポンプ2の起動当初から連続的に計測されるとともに、初期濃度が記録され、濃度減少速度、濃度変動等の情報が信号線7を介してエアポンプ4に伝送され、該エアポンプ4により前記信号に基づいてストリッピング塔3に導入する空気量または空気速度が調整される。すなわち、ストリッピング操作開始初期は、空気の線速度が低線速度、例えば0・005m/sに調整され、再生液中のアンモニア濃度が徐々に減少し、ある一定濃度、例えば初期濃度の1/2以下になった時点で導入空気の線速度を徐々に上昇させ、例えば0・005m/s以上、0・05m/s以下に設定し、アンモニアのストリッピングが行われる。
【0015】
アンモニアが脱離し、回収された再生液は、下記式(6)または(7)によって副生するカルシウム塩またはマグネシウム塩が沈殿、除去されたのち再生液戻り配管15を経て再生タンク10に戻され、繰り返し使用される。
2++2OH=M(OH)・・・(6)
M(OH)2++CO 2−=M(OH)・・・(7)
ここで、M:Ca2+またはMg2+である。
脱離したアンモニアは、後流のアンモニア分解触媒層5に流入し、ここで窒素に分解される。
【0016】
本実施例によれば、ストリッピング塔3における空気の線速度を、0.005m/s〜0.05m/sとするとともに、ストリッピング処理開始当初は低線速度でアンモニアの脱離が進み、脱離速度が徐々に低下した時点で高線速度とすることにより、処理開始当初から低線速度一定で処理する場合に比べて処理速度が格段に短縮されるとともに、高線速度一定で処理する場合に比べて液面から飛散する飛沫量が低減して後流のNH酸化触媒に到達する飛沫量が大きく減少し、また、騒音を極力低減することができる。
【0017】
本実施例によれば、アンモニアの脱離がイオン交換体の再生とは別に行われるので、イオン交換体であるゼオライトの摩耗を防止することができる。また、ストリッピング塔3出口再生液に含まれるカルシウム塩またはマグネシウム塩を除去した後、再生液タンク10にリサイクルすることにより、沈殿物による配管等の閉塞を防止することができる。
【0018】
本実施例において、アンモニア含有排水からアンモニア成分を除去するに際し、ゼオライト式吸着排水処理システムを採用したことにより、廃水中のアンモニウムイオンが選択的にイオン交換体であるゼオライトに捕捉、分離されるうえ、少量の再生液で交換体の再生が可能となり、また再生液中のアンモニアの脱離が容易となる。従って薬剤、加熱熱量、ストリッピング空気量等のユーティリティを節約することができる。
【0019】
本実施例において、式(3)に基づいて再生液中のアンモニウムイオンを実質的に100%アンモニアとして脱離させるためには、脱離塔内の再生液のpHが、pH≧12.0であることが好ましい。なお、再生液のpHは、12以上、例えば13以下に調整される。
【0020】
本実施例において、イオン交換体として無機イオン交換体を用いることが好ましい。これによって原排水に含まれるナトリウムイオン(Na)、カリウムイオン(K)、カルシウムイオン(Ca2+)、マグネシウムイオン(Mg2+)等の影響を無視することができる。すなわち、原排水中には、通常NH のほかNa、K、Ca2+、Mg2+等が共存するが、無機イオン交換体の吸着選択性には、NH 〜K>Na≫ Ca2+≫Mg2+の関係があるので、さらに再生液を繰り返し使用しているとK、Ca2+、Mg2+がイオン交換しなくなり、上記式(1)と式(2)のみが生じ、共存イオンの影響がなくなる。なお、樹脂からなる陽イオン交換体ではこのようなことが起こらない。
【0021】
本実施例において、アンモニア含有廃水を吸着塔1に循環通水して処理することもできる。
本実施例にいて、脱離塔内の再生液の液温は、40℃以上例えば80℃以下に調整される。
【0022】
本発明において、再生液の液組成は、アンモニウムイオンの吸着、脱離反応に基いて決定される。
本発明において、脱離工程における再生液のpHは、pH≧12以上、液温40℃以上であることが好ましい。再生液のpHが12よりも低いか、または液温が40℃よりも低いと脱離効率が低下する。
【0023】
本発明において、吸着塔における吸着温度および再生温度は特に限定されるものではなく、通常、常温で行われる。
本発明において、吸着材層を再生した再生液中のアンモニウムイオン濃度が2000ppm以下となるように調節することが好ましい。2000ppmを越えるとイオン交換体の再生効率が低下することがある。
【0024】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例を説明する。
実施例1
吸着材としてゼオライトを用い、吸着塔1塔あたりの吸着材量を2.3mとした図1の装置を用い、アンモニア濃度20ppmの廃水を液空間速度SV=23h−1、処理量100t/dで第1の吸着塔に循環通水し、1週間連続処理した後、第2の吸着塔に切替えるという条件で前記廃水中のアンモニア成分を吸着、除去し、処理水のpHを8.6に調整して放流したところ、放流水中のアンモニア濃度は極めて低く、問題になるものではなかった。
【0025】
アンモニア成分を吸着した吸着塔のゼオライト層にpH=12、0.5mol/l−NaOH水溶液を、液空間速度SV=13h−1でワンスルーさせて前記ゼオライト層を再生し、その後、再生されたゼオライト層に、場内の別の水槽に貯留されたpH=5.0の弱酸性水溶液を液空間速度SV=13h−1で通水、水洗し、洗浄液を酸でpH=8.6以下に調整した後、放流した。
【0026】
一方、ゼオライト層を再生した再生液を、一旦貯水槽に貯留し、アルカリを添加してpH=13とした後、脱離塔に導き、該脱離塔底部に設けられたバブラーを介してエアポンプから空気を線速度0.005m/sで導入してアンモニア成分を脱離させ、再生液中のアンモニア濃度が1/2以下に減少した時点で空気の線速度を徐々に上昇させて再生液中のアンモニア成分を全て気相に離脱させたところ、脱離操作開始当初から0.05m/s一定で空気を導入した場合と異なり、ストリッピング塔3内の液面の上昇が抑制され、後流のアンモニア分解触媒に対する影響がほとんどなく、騒音も減少した。
【0027】
次いで、脱離塔3で脱離した気相中のアンモニアを後流のアンモニア分解触媒層5に導入して分解するとともに、再生液を、該再生液に含まれるC2+、Mg2+等の水酸化物または炭酸塩をスラッジとして抜き出したのち、再生液タンクに戻して再利用した。
【0028】
図2に、本実施例におけるストリッピング空気の線速度、ストリッピング経過時間および再生液中のアンモニア成分の除去率の関係を示した。図2において、脱離操作開始当初から0.005m/s一定で空気を導入する場合に比べてアンモニアが完全に脱離されるまでの時間が大幅に短縮されたことが分かる。
本実施例において、再生液によって再生されたゼオライト層をさらに洗浄した洗浄水を原廃水ラインに戻して処理対象廃水としてもよい。
【0029】
【発明の効果】
本願の請求項1に記載の発明によれば、脱離塔内における液面上昇が低減されるとともに、気液混合が逆混合になることがないので、再生液と空気とが充分に接触し、アンモニアの脱離効率が著しく向上する。また、脱離時間が短縮するとともに空気導入時の騒音の発生を抑制することができる。
本願の請求項2に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、脱離時間をより短縮することができる。
【0030】
本願の請求項3に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、アンモニアの脱離速度の低下を防止して脱離効率を向上させることができる。
本願の請求項4に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、アンモニアの脱離効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に適用される装置系統を示す図。
【図2】脱離用空気の線速度、脱離時間およびアンモニア除去率の関係を示す図。
【符号の説明】
1…吸着塔、2…処理液投入ポンプ、3…ストリッピング塔、4…アエポンプ、5…アンモニア分解触媒層、6…アンモニア濃度計、7…信号線、8…ゼオライト層、9…原水ポンプ、10…再生液タンク、11…再生液ポンプ、12…配管、13…処理済水配管、14…処理済水タンク、15…再生液戻り配管、1…排出管。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating ammonia-containing wastewater, and more particularly, to a method for treating ammonia-containing wastewater in which the ammonia component in the wastewater is adsorbed and separated, and then released, and free ammonia is desorbed in a gas phase. The present invention relates to a method for treating ammonia-containing wastewater, which can reduce the amount of air when desorbing ammonia into a gaseous phase and efficiently separate ammonia.
[0002]
[Prior art]
If ammonia-containing wastewater is discharged into a river without being treated, eutrophication of seawater and lakes proceeds, which causes, for example, generation of blue tide and red tide in the sea or bad odor in lakes and marshes. Ammonia is contained in, for example, industrial wastewater and domestic wastewater, and its emission amount has been conventionally regulated as total nitrogen.
[0003]
However, since ammonia is regulated as ammonia itself from 2004, it is no longer allowed to discharge ammonia-containing wastewater to rivers or the like after neutralization treatment as in the past. The emission regulations for ammonia introduced from 2004 are expected to be 20 ppm as a standard for drainage in closed water bodies.
[0004]
Examples of the method for removing ammonia in wastewater include a biological treatment method, a stripping method, and an ion exchange method. Among them, the stripping method of releasing ammonia into a gaseous phase has attracted attention as a method capable of treating high-concentration wastewater. As a conventional technique relating to the ammonia stripping method, for example, a method of controlling the pH as shown in JP-A-2001-17958, and a wastewater treatment technique using an air-lift method as disclosed in JP-A-2001-25768 can be mentioned. Can be
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has not been studied as a series of ammonia treatment systems including a stripping step (also referred to as a desorption step). There is a problem that it takes a long time and that ammonia in the wastewater cannot be sufficiently desorbed.
[0006]
On the other hand, in the case of desorption with an excessive amount of air, (a) a high stripping tower is required because the level of the ammonia-containing liquid filled in the desorption tower rises, and (b) a large amount of droplets are scattered. Therefore, for example, the influence on the downstream ammonia decomposition catalyst layer becomes large. (C) In the desorption tower, the bubbles cause a reverse mixing flow, and the contact between the bubbles and the liquid to be treated becomes insufficient. There is a problem that ammonia does not completely escape, and (2) it is necessary to operate a large compressor for a long time, causing noise damage in the surrounding area, etc. However, there is a problem that the running cost is greatly increased.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method for treating ammonia-containing wastewater, which has an ammonia stripping step capable of efficiently desorbing ammonia with a required minimum amount of air by solving the above-mentioned problems of the prior art. It is in.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention claimed in the present application to solve the above problems is as follows.
(1) An adsorption step in which ammonia-containing wastewater is brought into contact with an adsorbent to adsorb an ammonia component to the adsorbent, and a releasing step in which the adsorbent adsorbing the ammonia component is brought into contact with a regenerating liquid to release the adsorbed ammonia component. A method of treating ammonia-containing wastewater, comprising: a desorption step of blowing air into a regenerating solution containing free ammonia to desorb the free ammonia, and decomposing and desorbing the ammonia, and an ammonia decomposition step of removing the ammonia. The linear velocity of the air blown into the regenerating solution in the desorption step is changed in at least two steps within a range of 0.005 m / s to 0.05 m / s, and the linear velocity of the air after the second step is changed to the first step. A method for treating ammonia-containing wastewater, wherein the treatment is performed at a speed higher than the linear velocity of air in the method.
[0009]
(2) The method for treating ammonia-containing wastewater according to the above (1), wherein the linear velocity of the air after the second step is increased as the ammonia concentration in the liquid to be treated decreases.
(3) The switching from the first step to the second step is performed when the ammonia concentration in the regenerating liquid to be treated becomes half or less of the concentration at the start of the desorption step. The method for treating ammonia-containing wastewater according to 1) or 2).
(4) The method for treating ammonia-containing wastewater according to any of (1) to (3) above, wherein the temperature of the regenerating solution in the desorption step is 40 ° C. or more and the pH is 12 or more.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
FIG. 1 is a diagram showing a system of an ammonia-containing wastewater treatment apparatus applied to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, this apparatus comprises an adsorption tower 1 having a zeolite layer 8, a raw water pump 9 for introducing the water to be treated into the adsorption tower 1, a treated water tank 14 for storing the treated water at the outlet of the adsorption tower 1. A regenerating solution tank 10 for storing a regenerating solution for regenerating the zeolite layer 8, a stripping tower 3 connected to the adsorption tower 1 via a pipe 12 having a processing solution charging pump 2, The ammonia concentration meter 6 and the air pump 4, the regeneration liquid return pipe 15 connecting the stripping tower 3 and the regeneration liquid tank 10, and the gaseous NH 3 desorbed in the stripping tower 3 It mainly comprises an ammonia decomposition catalyst layer 5 which decomposes. 7 is a signal line connecting the ammonia concentration meter 6 and the air pump 4, 11 is a regenerating liquid pump, 13 is a treated water pipe, and 16 is a discharge pipe.
[0011]
In such a configuration, the wastewater containing ammonia nitrogen having a pH of, for example, 5.6 to 8.6 introduced into the adsorption tower 1 via the raw water pump 9 passes through the zeolite layer 8 of the adsorption tower 1. After the ammonia component is adsorbed and removed, the ammonia component flows into the treated water tank 14 via the treated water pipe 13, and is temporarily stored and discharged as needed. At this time, ammonium ions (NH 4 + ) in the wastewater are captured by zeolite, which is an ion exchanger, according to the following equation (1), and sodium ions (Na + ) are released.
[0012]
Z · Na + NH 4 + → Z · NH 4 + Na + (1)
When the zeolite layer 8 absorbs a predetermined amount of ammonium ions and breaks through, the ammonia-containing wastewater is introduced into another adsorption tower (not shown) for treatment by, for example, switching valves. While the ammonia-containing wastewater is being treated by another adsorption tower, the zeolite layer 8 of the adsorption tower 1 is regenerated, for example, as follows. That is, the regenerating solution in the regenerating solution tank 10, for example, a 0.5 mol / l-NaOH aqueous solution (pH = 12) is introduced into and passed through the zeolite layer 8 of the adsorption tower 1 via the regenerating solution pump 11. The ammonium ions adsorbed on the zeolite are released as in the following formula (2), and the zeolite layer 8 is regenerated.
[0013]
Z · NH 4 + Na + → Z · Na + NH 4 +・ ・ ・ (2)
At this time, as shown in the above formula (2) and the following formulas (3) to (5), the same amount of NaOH as ammonium ion in the regenerating solution is consumed, so that it is necessary to make up.
NH 4 + + OH → NH 3 + H 2 O (3)
NH 3 (L) = NH 3 (G) (4)
H 2 O = H + + OH (5)
The zeolite layer 8 regenerated by the regenerating liquid is washed with, for example, treated water introduced from the treated tank 14 via the pump 9. The treated water used for washing is discharged, for example, after being adjusted to pH = 5.6 to 8.6. The zeolite layer 8 thus washed is used again for adsorption of the ammonia component.
[0014]
On the other hand, the regenerating solution that regenerates the zeolite layer 8 and flows out from the bottom of the adsorption tower 1 flows into the downstream stripping tower 3 via the pipe 12 and the treatment liquid input pump 2 after the pH is adjusted. Free ammonia is desorbed by the action of air introduced from an air pump 4 provided below the stripping tower 3. At this time, the processing temperature in the stripping tower 3, that is, the liquid temperature of the regenerating liquid is set to, for example, 40 ° C. The ammonia concentration in the regenerating solution is continuously measured by the ammonia concentration meter 6, for example, from the start of the treatment liquid introduction pump 2, and the initial concentration is recorded. It is transmitted via line 7 to an air pump 4 which regulates the amount or speed of air introduced into the stripping tower 3 on the basis of said signal. That is, in the initial stage of the start of the stripping operation, the linear velocity of the air is adjusted to a low linear velocity, for example, 0.005 m / s, the ammonia concentration in the regenerating solution gradually decreases, and a certain constant concentration, for example, 1 / l of the initial concentration. When the pressure becomes 2 or less, the linear velocity of the introduced air is gradually increased to, for example, 0.005 m / s or more and 0.05 m / s or less, and ammonia stripping is performed.
[0015]
The regenerated solution from which ammonia is desorbed and recovered is returned to the regenerating tank 10 via the regenerated solution return pipe 15 after the calcium or magnesium salt by-produced by the following formula (6) or (7) is precipitated and removed. , Used repeatedly.
M 2+ + 2OH = M (OH) 2 (6)
M (OH) 2+ + CO 3 2- = M (OH) 2 (7)
Here, M: Ca 2+ or Mg 2+ .
The desorbed ammonia flows into the downstream ammonia decomposition catalyst layer 5, where it is decomposed into nitrogen.
[0016]
According to this embodiment, the linear velocity of the air in the stripping tower 3 is set to 0.005 m / s to 0.05 m / s, and the desorption of ammonia proceeds at a low linear velocity at the beginning of the stripping treatment. By setting the high linear velocity when the desorption speed gradually decreases, the processing speed is remarkably reduced compared to the case where the processing is performed at a constant low linear velocity from the beginning of the processing, and the processing is performed at a constant high linear velocity. As compared with the case, the amount of splashes scattered from the liquid surface is reduced, the amount of splashes reaching the downstream NH 3 oxidation catalyst is significantly reduced, and noise can be reduced as much as possible.
[0017]
According to the present embodiment, since the desorption of ammonia is performed separately from the regeneration of the ion exchanger, it is possible to prevent the abrasion of the zeolite as the ion exchanger. In addition, by removing the calcium salt or the magnesium salt contained in the regenerating solution at the outlet of the stripping tower 3 and then recycling the regenerating solution to the regenerating solution tank 10, it is possible to prevent clogging of pipes or the like due to sediment.
[0018]
In the present embodiment, in removing the ammonia component from the ammonia-containing wastewater, by employing a zeolite-type adsorption wastewater treatment system, ammonium ions in the wastewater are selectively captured and separated by zeolite as an ion exchanger. In addition, the exchanger can be regenerated with a small amount of regenerating solution, and the ammonia in the regenerating solution can be easily desorbed. Therefore, utilities such as medicine, heating heat, and stripping air amount can be saved.
[0019]
In this embodiment, in order to desorb ammonium ions in the regenerating solution as substantially 100% ammonia based on the formula (3), the pH of the regenerating solution in the desorption tower must be pH ≧ 12.0. Preferably, there is. The pH of the regenerating solution is adjusted to 12 or more, for example, 13 or less.
[0020]
In this embodiment, it is preferable to use an inorganic ion exchanger as the ion exchanger. Thus, the influence of sodium ions (Na + ), potassium ions (K + ), calcium ions (Ca 2+ ), magnesium ions (Mg 2+ ), and the like contained in the raw wastewater can be ignored. That is, in the raw waste water, Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+, etc. coexist normally in addition to NH 4 + , but the adsorption selectivity of the inorganic ion exchanger is NH 4 + to K + > Na. since + »Ca 2+ »Mg 2+ certain related further When using repeated regeneration liquid K +, Ca 2+, Mg 2+ ceases to ion exchange, the equation (1) only the formula (2) occurs The effect of coexisting ions is eliminated. This does not occur in a cation exchanger made of a resin.
[0021]
In the present embodiment, the ammonia-containing wastewater can be treated by circulating water through the adsorption tower 1.
In this embodiment, the temperature of the regenerating solution in the desorption tower is adjusted to 40 ° C. or more, for example, 80 ° C. or less.
[0022]
In the present invention, the liquid composition of the regenerating solution is determined based on the adsorption and desorption reactions of ammonium ions.
In the present invention, the pH of the regenerating solution in the desorption step is preferably pH ≧ 12 and the solution temperature is 40 ° C. or more. If the pH of the regenerating solution is lower than 12 or the solution temperature is lower than 40 ° C., the desorption efficiency decreases.
[0023]
In the present invention, the adsorption temperature and the regeneration temperature in the adsorption tower are not particularly limited, and are usually at room temperature.
In the present invention, it is preferable to adjust the concentration of ammonium ion in the regenerating solution obtained by regenerating the adsorbent layer so as to be 2000 ppm or less. If it exceeds 2000 ppm, the regeneration efficiency of the ion exchanger may decrease.
[0024]
【Example】
Next, specific examples of the present invention will be described.
Example 1
Using the apparatus of FIG. 1 in which zeolite is used as an adsorbent and the amount of adsorbent per one adsorption tower is 2.3 m 3 , waste water having an ammonia concentration of 20 ppm is subjected to a liquid hourly space velocity SV = 23 h −1 and a treatment amount of 100 t / d. After circulating water through the first adsorption tower and continuously treating for one week, the ammonia component in the wastewater is adsorbed and removed under the condition of switching to the second adsorption tower, and the pH of the treated water is adjusted to 8.6. When adjusted and discharged, the concentration of ammonia in the discharged water was extremely low and was not a problem.
[0025]
The zeolite layer of the adsorption tower to which the ammonia component was adsorbed was allowed to pass through the zeolite layer of the pH = 12, 0.5 mol / l-NaOH aqueous solution at a liquid hourly space velocity SV = 13 h -1 to regenerate the zeolite layer, and thereafter, the regenerated zeolite A weakly acidic aqueous solution having a pH of 5.0 stored in another water tank in the plant was passed through the bed at a liquid hourly space velocity SV of 13 h -1 , washed with water, and the washing liquid was adjusted to pH 8.6 or less with acid. Later, it was released.
[0026]
On the other hand, the regenerating solution obtained by regenerating the zeolite layer is once stored in a water tank, alkali is added to adjust the pH to 13, then the solution is led to a desorption tower, and an air pump is passed through a bubbler provided at the bottom of the desorption tower. The air is introduced at a linear velocity of 0.005 m / s to desorb the ammonia component, and when the ammonia concentration in the regenerating liquid decreases to 1/2 or less, the linear velocity of the air is gradually increased to reduce the ammonia concentration. Is released to the gaseous phase, unlike the case where air is introduced at a constant rate of 0.05 m / s from the beginning of the desorption operation, the rise of the liquid level in the stripping tower 3 is suppressed, and Had almost no effect on the ammonia decomposition catalyst and reduced noise.
[0027]
Next, the ammonia in the gas phase desorbed in the desorption tower 3 is introduced into the downstream ammonia decomposition catalyst layer 5 to be decomposed, and the regenerated liquid is mixed with water such as C 2+ and Mg 2+ contained in the regenerated liquid. After the oxide or carbonate was extracted as sludge, it was returned to the regenerating liquid tank and reused.
[0028]
FIG. 2 shows the relationship between the linear velocity of the stripping air, the elapsed time of the stripping, and the removal rate of the ammonia component in the regenerating solution in this embodiment. In FIG. 2, it can be seen that the time until ammonia is completely desorbed is significantly reduced as compared with the case where air is introduced at a constant rate of 0.005 m / s from the start of the desorption operation.
In the present embodiment, the washing water obtained by further washing the zeolite layer regenerated by the regenerating liquid may be returned to the raw wastewater line to be treated wastewater.
[0029]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1 of the present application, the rise in the liquid level in the desorption tower is reduced, and the gas-liquid mixing does not reversely mix. In addition, the desorption efficiency of ammonia is significantly improved. In addition, the desorption time can be shortened, and the generation of noise during air introduction can be suppressed.
According to the invention described in claim 2 of the present application, in addition to the effects of the above invention, the desorption time can be further reduced.
[0030]
According to the invention described in claim 3 of the present application, in addition to the effect of the above invention, a decrease in the desorption rate of ammonia can be prevented and the desorption efficiency can be improved.
According to the invention described in claim 4 of the present application, in addition to the effects of the above invention, the desorption efficiency of ammonia is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an apparatus system applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a linear velocity of desorption air, a desorption time, and an ammonia removal rate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adsorption tower, 2 ... Processing liquid injection pump, 3 ... Stripping tower, 4 ... Ae pump, 5 ... Ammonia decomposition catalyst layer, 6 ... Ammonia concentration meter, 7 ... Signal line, 8 ... Zeolite layer, 9 ... Raw water pump, Reference numeral 10: regenerated liquid tank, 11: regenerated liquid pump, 12: pipe, 13: treated water pipe, 14: treated water tank, 15: regenerated liquid return pipe, 1: discharge pipe.

Claims (4)

  1. アンモニア含有排水を吸着材と接触させてアンモニア成分を前記吸着材に吸着させる吸着工程と、アンモニア成分を吸着した吸着材を再生液と接触させて前記吸着したアンモニア成分を遊離させる遊離工程と、遊離アンモニアを含む再生液に空気を吹き込んで前記遊離アンモニアを脱離させる脱離工程と、脱離したアンモニアを分解、除去するアンモニア分解工程とを有するアンモニア含有排水の処理方法であって、前記脱離工程で再生液に吹き込む空気の線速度を、0.005m/s〜0.05m/sの範囲で少なくとも2段階に変化させ、第2段階以降の空気の線速度を、第1段階における空気の線速度よりも速くすることを特徴とするアンモニア含有排水の処理方法。An adsorption step of contacting the ammonia-containing wastewater with the adsorbent to adsorb the ammonia component to the adsorbent; a releasing step of contacting the adsorbent adsorbing the ammonia component with the regenerating liquid to release the adsorbed ammonia component; A method of treating ammonia-containing wastewater, comprising: a desorption step of blowing air into a regenerating solution containing ammonia to desorb the free ammonia; and an ammonia decomposition step of decomposing and removing the desorbed ammonia. The linear velocity of the air blown into the regenerating liquid in the step is changed in at least two steps within the range of 0.005 m / s to 0.05 m / s, and the linear velocity of the air in the second and subsequent steps is changed in the first step. A method for treating ammonia-containing wastewater, which is performed at a speed higher than the linear velocity.
  2. 前記第2段階以降の空気の線速度を、被処理再生液中のアンモニア濃度が低下するに従って上昇させることを特徴とする請求項1に記載のアンモニア含有排水の処理方法。2. The method for treating ammonia-containing wastewater according to claim 1, wherein the linear velocity of the air after the second stage is increased as the ammonia concentration in the liquid to be treated decreases.
  3. 前記第1段階から第2段階への切り換えを、被処理再生液中のアンモニア濃度が脱離工程開始時の濃度の1/2以下になった時点で行うことを特徴とする請求項1または2に記載のアンモニア含有排水の処理方法。3. The method according to claim 1, wherein the switching from the first stage to the second stage is performed when the ammonia concentration in the regenerating liquid to be treated becomes less than half the concentration at the start of the desorption step. The method for treating ammonia-containing wastewater according to item 1.
  4. 前記脱離工程における再生液の液温を40℃以上、pHを12以上とすることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のアンモニア含有排水の処理方法。The method for treating ammonia-containing wastewater according to any one of claims 1 to 3, wherein a liquid temperature of the regenerating liquid in the desorption step is 40 ° C or higher and a pH is 12 or higher.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103449551A (en) * 2013-09-17 2013-12-18 天津市创举科技有限公司 Multi-level ammonia-nitrogen wastewater removal process and equipment

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