JP2004195424A - Removing method of nitrogen oxides such as nitric acid - Google Patents

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JP2004195424A
JP2004195424A JP2002370097A JP2002370097A JP2004195424A JP 2004195424 A JP2004195424 A JP 2004195424A JP 2002370097 A JP2002370097 A JP 2002370097A JP 2002370097 A JP2002370097 A JP 2002370097A JP 2004195424 A JP2004195424 A JP 2004195424A
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nitric acid
biological denitrification
nitrogen oxides
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Shinichi Nonaka
信一 野中
Hironobu Nishio
弘伸 西尾
Masami Nakamachi
眞美 中町
Shoki Takeuchi
章記 竹内
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Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Eco Solutions Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the expansion of granule sludge at a low cost, to prevent bonding of granules with each other and to improve the removing efficiency of nitrate nitrogen (nitrogen oxides) relating to a removing method for removing the nitrogen oxides such as nitric acid in a liquid to be treated in biological denitrification equipment filled with denitrifying bacteria granules or the like. <P>SOLUTION: In the removing method of removing the nitrogen oxides such as the nitric acid by passing the water to be treated containing the nitrogen oxides such as the nitric acid through to the biological denitrification equipment and denitrifying it, the passing speed of the water to be treated to the biological denitrification equipment is turned to 2-8 m/h. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理液中の硝酸等の窒素酸化物を脱窒菌グラニュール等を充填した生物脱窒装置で除去するための除去方法に関する。さらに詳しくは、カルシウム等の二酸化炭素と反応し炭酸塩を形成する陽イオンを含む排水の脱窒方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、地下水、河川水、湖水等には、硝酸や亜硝酸が含有されている場合があり、たとえば水道の原水として使用する場合には、硝酸や亜硝酸の含有されるべき基準があるため、原水から硝酸等を除去する必要がある。
【0003】
そして、このような硝酸除去のための方法として、従来より種々の方法が採用されており、たとえば特許文献1や特許文献2のような発明もなされている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−103799号公報
【特許文献2】
特開2000−70986 号公報
【0005】
これらの発明は、硝酸を含有する原水を、電気透析装置によって濃縮水と脱塩水とに分離し、分離された濃縮水を、脱窒菌グラニュールが充填された生物脱窒装置へ供給して脱窒処理して硝酸を除去するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カルシウム(Ca)分を多く含む排水では、生物脱窒反応で発生するCO2と反応して炭酸カルシウム(CaCO3)結晶物が生成する。
生物脱窒反応では、OH-イオンも発生し、生物脱窒装置内のpHが上昇するため、CaCO3の生成が促進される。
【0007】
グラニュール汚泥には脱窒菌とCaCO3結晶物が混在しており、CaCO3 量が増加するとグラニュール汚泥の比重が増加し、従来の通水速度ではグラニュール汚泥が膨張し難くなり、浮遊し難くなる。これにより、グラニュールと被処理水の接触が不良になり、処理効率が低下する。また、グラニュール同士が結合して塊となることにより、さらに接触不良部が生じ、効率が著しく低下する。
【0008】
スケールの発生を防止するためには、上記特許文献2に記載されているように、酸の注入によりpHを下げる等の方法もあるが、このような酸の注入はランニングコストの上昇を招くことにもなる。
【0009】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、低コストでグラニュール汚泥の膨張を良好にするとともにグラニュール同士の結合を防ぎ、硝酸性窒素(窒素酸化物)の除去効率を高めることを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その課題を解決するための手段は、硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物を除去する除去方法において、前記生物脱窒装置への被処理水の通水速度を2〜8m/h とすることである。
【0011】
被処理水の通水速度が2m/h 未満であれば、脱窒菌グラニュールを好適に膨張させることができず、従って被処理水と脱窒菌との接触が良好に行われないので、窒素酸化物の除去効率を高めることができないからである。
特に、カルシウム(Ca)分を50mg/l以上含有するような被処理水では、2.5m/h以上とすることが好ましい。
【0012】
一方、被処理水の通水速度が8m/h を超えると、脱窒菌グラニュールが生物脱窒装置から不用意に流出するおそれがあり、また通水速度を得るための循環ポンプが必要となり、そのための多大な動力も必要となる。また、循環ポンプを設けた場合、ポンプ内でのCaCO3等のスケーリングによるトラブルが発生するおそれがある。
【0013】
特に、被処理水の通水速度を6m/h 以下とすると、系内に循環ポンプを設置するようなことが不要となる。
【0014】
尚、上記のような観点からは、被処理水の通水速度のより好ましい範囲は2.5 〜6m/h であり、最も好ましい範囲は3〜5m/h である。
【0015】
また上記課題を解決するための他の手段は、硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物を除去する除去方法において、前記生物脱窒装置内の脱窒菌グラニュールの膨張率が2%以上となるように前記被処理水を生物脱窒装置へ通水することであり、より好ましくは脱窒菌グラニュールの膨張率が3%以上となるように前記被処理水を生物脱窒装置へ通水することである。
【0016】
膨張率が2%未満であると、被処理水と脱窒菌との接触が良好に行われないので、窒素酸化物の除去効率を高めることができないからである。
【0017】
ここで、膨張率とは、通水停止時のグラニュール充填層の高さをH0とし、通水後に液層との界面が上昇したグラニュール充填層の高さをH1とした場合に、(H1−H0)/H0×100 で求められる数値をいう。
【0018】
尚、本発明においては、膨張率の上限を定めていないが、要は生物脱窒装置から脱窒菌グラニュールが不用意に流出しなければよく、たとえば当初のグラニュール充填層の高さH0 が生物脱窒装置の高さの半分であれば、理論上は膨張率が100%まで許容されることとなる。従って、膨張率の上限が定められていなくとも、請求項3記載の発明が不明確となるものではない。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、先ず一実施形態の硝酸除去方法を説明するに際し、その方法に用いる装置の構成を図面に従って説明する。
【0020】
図1において、1は原水槽で、地下水等の硝酸を含む原水が貯留されている。
【0021】
2は、前記原水槽1からの原水が供給されて原水中の硝酸イオン等を濃縮するための膜分離装置としての電気透析装置で、陽イオン交換膜や陰イオン交換膜等を備え、原水である硝酸含有水を脱塩処理した処理水と、硝酸の濃度が高まった濃縮水とに分離するためのものである。この電気透析装置2は、両側の電極が変換できる極性変換式のものである。
【0022】
17は、前記電気透析装置2で分離された濃縮水を貯留するための濃縮水貯留槽である。
【0023】
3は、前記濃縮水貯留槽17に貯留された濃縮水を脱窒処理するための上向流スラッジブランケット(USB)型の生物脱窒装置で、その底部には、濃縮水が導入される導入管4が配設されている。
【0024】
5は、脱窒菌を含有するグラニュール堆積層で、前記生物脱窒装置3の底部に積層されている。6は前記グラニュール堆積層5に含有された脱窒菌から発生する窒素ガスを分離するためのガス衝突部で、傘状に形成されている。
【0025】
7は、生物脱窒装置3内で発生したガスを捕集するためのガス捕集部で、底面が開口する略円錐台状に形成され、前記ガス衝突部6のわずか上部に設けられている。そして、ガス捕集部7で捕集された窒素ガスは、引抜管8から排出されることとなる。
【0026】
9は、生物脱窒装置3内の処理水を生物脱窒装置3の外部に流出するための処理水流出用パイプで、該生物脱窒装置3の上部液面の近辺に設けられている。10は、生物脱窒装置3内の酸化還元電位を測定するための酸化還元電位測定装置で、センサーによって酸化還元電位を検知しうるように構成されている。
【0027】
11は、水素供与体として前記生物脱窒装置3内に供給するためのメタノールを貯留するためのメタノール貯留槽で、脱窒反応に必要な理論注入量より少ない量(本実施形態では理論注入量の50〜80%)の水素供与体を生物脱窒装置3へ連続的にする第1流路12と、前記酸化還元電位測定装置10で測定された酸化還元電位に応じて制御しながらメタノールを注入する第2流路13との2つの流路を介して、前記電気透析装置2と生物脱窒装置3間の濃縮水の流路14に接続されている。そして、第1流路12及び第2流路13には、それぞれポンプ15、16が設けられている。
【0028】
そして、このような構成からなる硝酸除去装置を用いて、硝酸除去を行う硝酸除去方法について次に説明する。
【0029】
先ず、前記原水槽1から地下水等の原水を電気透析装置2に供給する。その原水中には硝酸が含有され、またカルシウム分が含有されている。原水の水質によっては電気透析装置2の前段で凝集沈澱や砂濾過等の前処理が行われる。
【0030】
電気透析装置2に供給された原水は、脱塩処理された処理水と、濃縮された濃縮水とに分離され、処理水はそのまま利用され、濃縮水は流路14を介して濃縮水貯留槽17へ供給される。
【0031】
濃縮水貯留槽17へ供給された濃縮水は、次に流路14を介して生物脱窒装置3へ通水される。本実施形態では3m/h の通水速度で通水されている。
【0032】
生物脱窒装置3に通水された濃縮水は、生物脱窒装置3内を下から上に向かうような上向流で流れる。このとき、生物脱窒装置3の底部には脱窒菌を含有するグラニュール堆積層が積層されているため、原水は上向流で脱窒菌グラニュールと接触される。
【0033】
脱窒菌グラニュールと接触するうちに原水中の窒素酸化物は脱窒菌により窒素ガスに転化されて濃縮水は処理水として浄化されながら生物脱窒装置3の上方へ流れていく。
【0034】
この場合において、本実施形態では3m/h の通水速度で濃縮水が生物脱窒装置3に通水されているため、生物脱窒装置3内の脱窒菌グラニュール汚泥の膨張が促進され、濃縮水と脱窒菌の接触が良好に行われることで、硝酸性窒素の除去効率が向上するのである。また、グラニュール同士の衝突等の物理的作用により、グラニュールの粒径が大きくなることや、塊になることを防ぐこととなる。
【0035】
このような通水速度で濃縮水を通水した結果、本実施形態では3%の膨張率であったため、濃縮水と脱窒菌の接触が良好に行われることで、硝酸性窒素の除去効率が向上する。
【0036】
生物脱窒装置3内で転化された窒素ガスは、原水の上向流及び浮上ガスによって生物脱窒装置3の上部に移動される。そして処理水は、処理水排出管9から浄化水として排出される。排出された浄化水は、必要に応じてpH調整等の処理をして河川等に放流される。
【0037】
この生物脱窒装置3内において、硝酸を窒素に転化するための反応は、その反応を生じさせる水素供与体の量が不足していれば、十分に行われない。従って、水素供与体としてのメタノールが、メタノール貯留槽11から生物脱窒装置3へ注入されることとなる。
【0038】
メタノール貯留槽11からのメタノールは、第1流路12を介して連続的に濃縮水の流路14に注入される。
【0039】
一方、第2流路13を介して濃縮水の流路14に注入されるメタノールは、酸化還元電位測定装置10で制御されながらメタノール貯留槽11から供給される。
【0040】
この場合、第1流路12を介して連続的に注入されるメタノールの量は、生物脱窒装置3内で脱窒反応を生じさせるに必要な理論メタノール量の50〜80%とされる。また、第2流路13を介してメタノールが制御されながら注入される場合の還元電位測定装置10の制御値は、−100mv 〜−200mv とされる。
【0041】
尚、上記実施形態では、生物脱窒装置3への濃縮水の通水速度を3m/h としたが、通水速度はこれに限定されるものではなく、本発明においては上述のように2〜8m/h の範囲の通水速度で通水されることとなる。
【0042】
通水速度のより好ましい範囲は上述のように2.5 〜6m/h であり、さらに好ましい範囲は3〜5m/h であり、最も好ましい範囲は3〜3.5m/hである。
【0043】
また、上記実施形態では、電気透析装置2として、電極の極性を変換することのできる極性変換式電気透析装置を用いたため、分離される濃縮水のpHはほぼ中性となり、次のpH調整のための薬品量が少なくて済むという好ましい効果が得られたが、極性変換式の電気透析装置を用いることは本発明に必須の条件ではない。
【0044】
また、該実施形態では、原水を処理水と濃縮水とに分離する膜分離装置として電気透析装置2を用いたが、膜分離装置の種類はこれに限定されるものではなく、たとえば逆浸透膜装置等を用いることも可能である。
【0045】
さらに、このような膜分離装置を用いることは本発明に必須に条件ではなく、たとえば原水を被処理水として直接生物脱窒装置3に通水することも可能である。ちなみに、上記実施形態のように水道水の処理であれば膜分離装置を用いることが好ましいが、工場排水に本発明を適用する場合には膜分離装置をあえて用いる必要はない。
【0046】
さらに、上記実施形態では、生物脱窒装置3として、ガス衝突部6やガス捕集部7等を設けたUSB型の生物脱窒装置を用いたが、生物脱窒装置の型式もこれに限定されるものではない。要は、グラニュールを用いたUSB型の生物脱窒装置であればよい。
【0047】
さらに、上記実施形態では、生物脱窒装置3に注入する水素供与体としてメタノールを用いたが、水素供与体の種類はこれに限定されるものではなく、生物脱窒装置3内の菌の種類に応じて変更可能であり、要は、水素供与体として硝酸等の窒素酸化物に対して脱窒反応を生じさせるようなものであればよい。たとえば水素自体であってもよく、また酢酸のようなものであってもよい。
【0048】
さらに、上記実施形態では、水素供与体の注入量を制御する手段として、生物脱窒装置3内の酸化還元電位を測定することによって制御することとしたが、他の手段によって制御することも可能である。
【0049】
さらに、上記実施形態では、水素供与体としてのメタノールを連続的に注入する第1流路12と、酸化還元電位測定装置10等の制御手段で制御しながらメタノールを注入する第2流路13との2つの流路からメタノールを注入することとしたため、仮に制御手段としての酸化還元電位測定装置10のセンサーが感知せず、第2流路13からメタノールが注入されないような場合でも、第1流路12からメタノールが連続的に注入されるため、不測の事態にも対応しうるという好ましい効果が得られたが、連続的に水素供与体を注入する流路を設けることは本発明に必須の条件ではない。
【0050】
さらに、本発明によって処理すべき窒素酸化物の種類も、上記実施形態の硝酸に限定されるものではなく、亜硝酸であってもよく、要は窒素酸化物であればよい。
【0051】
さらに、処理すべき処理水の種類も該実施形態の水道原水に限定されず、工場排水等、窒素酸化物を含有する処理水に本発明を適用することが可能である。
さらに、上記実施形態では、Caを含有する被処理水に適用する場合について説明したが、Ca以外に、CO2と反応して、槽内で炭酸性の結晶をつくるような陽イオンを含有する被処理水に本発明を適用することも可能である。
【0052】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0053】
(実施例1)
pH7.5、NO3−Nが60.3mg/l、Caが141mg/l、Mgが38.8 mg/l、リンが0.2 mg/l以下、DOCが0.5 mg/lである濃縮排水を、上記実施形態のような生物脱窒装置に通水して濃縮排水の脱窒処理を行った。
【0054】
通水速度は上記実施形態と同様に3m/h で行い、膨張率は3%であった。
【0055】
このような脱窒処理の結果、本実施例では、NO3−Nを1.0mg/l 以下まで低減することができた。
【0056】
(実施例2)
本実施例では、CaCO3を約85%含む脱窒菌グラニュールを用いて通水速度の変化に伴うNO3−Nの除去率及びグラニュール膨張率の変化を試験した。被処理水としては、実施例1と同じ濃縮排水を用いた。
【0057】
通水速度は、0.7m/h、2.0m/h、3.0m/h、4.7m/h、6.0m/h、17.5m/h で行った。
【0058】
その結果を図2に示す。
【0059】
図2からも明らかなように、1m/h 以下ではNO3−N除去率は40%程度であったが、2m/h の場合には50%を超えて60%近くとなり、さらに3m/h 以上になるとNO3−N除去率は90%を超えた。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物の除去する除去方法において、前記生物脱窒装置への被処理水の通水速度を2〜8m/h としたものであるため、或いは生物脱窒装置内のグラニュール汚泥の膨張率が2%以上となるように前記被処理水を生物脱窒装置へ通水するものであるため、生物脱窒装置内の脱窒菌グラニュールの膨張が促進され、原水と脱窒菌の接触が良好に行われることで、硝酸性窒素の除去効率が向上するという効果がある。
【0061】
また、通水速度が8m/h を超えないようにしているので、脱窒菌グラニュールが生物脱窒装置から不用意に流出するおそれもない。
【0062】
さらに、生物脱窒装置への被処理水の通水速度を2.5〜6m/h とする場合には上記効果はより良好となり、特に3〜5m/h とする場合には一層良好な効果が得られることとなる。
【0063】
さらに、生物脱窒装置への被処理水の通水速度を6m/h 以下とする場合、系内に循環ポンプを設置するようなことが不要となるので、余分な動力を要することがないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態としての硝酸除去方法に用いる装置を示す概略側面図。
【図2】生物脱窒装置への通水速度と、NO3−Nの除去率及びグラニュール膨張率との相関関係を示すグラフ。
【符号の説明】
3…生物脱窒装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a removal method for removing nitrogen oxides such as nitric acid in a liquid to be treated by a biological denitrification apparatus filled with denitrifying bacteria granules and the like. More specifically, the present invention relates to a method for denitrifying wastewater containing cations that react with carbon dioxide such as calcium to form carbonate.
[0002]
[Prior art]
In general, groundwater, river water, lake water, etc. may contain nitric acid or nitrous acid.For example, when used as raw water for water supply, there are standards that should contain nitric acid or nitrous acid. It is necessary to remove nitric acid and the like from raw water.
[0003]
As a method for removing such nitric acid, various methods have conventionally been adopted, and for example, inventions such as Patent Literature 1 and Patent Literature 2 have been made.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-103799 [Patent Document 2]
JP 2000-70986 A
In these inventions, raw water containing nitric acid is separated into concentrated water and demineralized water by an electrodialysis device, and the separated concentrated water is supplied to a biological denitrification device filled with denitrifying bacteria granules to denitrate. Nitric acid treatment is used to remove nitric acid.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in wastewater containing a large amount of calcium (Ca), it reacts with CO 2 generated by a biological denitrification reaction to generate calcium carbonate (CaCO 3 ) crystals.
In the biological denitrification reaction, OH - ions are also generated, and the pH in the biological denitrification device rises, so that the production of CaCO 3 is promoted.
[0007]
Granulated sludge contains a mixture of denitrifying bacteria and CaCO 3 crystals.When the amount of CaCO 3 increases, the specific gravity of the granular sludge increases, and the granule sludge becomes difficult to expand and floats at the conventional water flow rate. It becomes difficult. Thereby, the contact between the granules and the water to be treated becomes poor, and the treatment efficiency is reduced. Further, when the granules are combined with each other to form a lump, a poor contact portion is further generated, and the efficiency is significantly reduced.
[0008]
In order to prevent the generation of scale, there is a method of lowering the pH by injecting an acid, as described in Patent Document 2, but such an acid injection causes an increase in running cost. Also.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and at the same time, can improve the expansion of granule sludge at a low cost, can prevent the bonds between granules, and can remove nitrate nitrogen (nitrogen oxide). The task is to increase efficiency.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve such problems, and a means for solving the problems is to pass treated water containing nitrogen oxides such as nitric acid to a biological denitrification apparatus. In the removal method for removing nitrogen oxides such as nitric acid by performing a denitrification treatment, the flow rate of the water to be treated to the biological denitrification apparatus is set to 2 to 8 m / h.
[0011]
If the flow rate of the water to be treated is less than 2 m / h, the denitrifying bacteria granules cannot be suitably expanded, and hence the contact between the water to be treated and the denitrifying bacteria is not performed well. This is because the object removal efficiency cannot be increased.
In particular, in the case of the water to be treated containing a calcium (Ca) content of 50 mg / l or more, it is preferable that the water content be 2.5 m / h or more.
[0012]
On the other hand, if the flow rate of the water to be treated exceeds 8 m / h, the denitrifying bacteria granules may inadvertently flow out of the biological denitrification apparatus, and a circulation pump for obtaining the flow rate is required. A great deal of power is required for that. Further, when a circulation pump is provided, a problem may occur due to scaling of CaCO 3 or the like in the pump.
[0013]
In particular, if the flow rate of the water to be treated is set to 6 m / h or less, it becomes unnecessary to install a circulation pump in the system.
[0014]
From the above viewpoint, the more preferable range of the flow rate of the water to be treated is 2.5 to 6 m / h, and the most preferable range is 3 to 5 m / h.
[0015]
Another means for solving the above-mentioned problem is to remove nitrogen oxides such as nitric acid by passing treated water containing nitrogen oxides such as nitric acid through a biological denitrification apparatus and performing denitrification treatment. In the removal method, the water to be treated is passed through a biological denitrification device so that the expansion rate of the denitrification bacteria granules in the biological denitrification device is 2% or more, and more preferably, the denitrification bacteria granules The water to be treated is passed through a biological denitrification apparatus such that the expansion rate of the water is 3% or more.
[0016]
If the coefficient of expansion is less than 2%, the contact between the water to be treated and the denitrifying bacteria is not performed well, so that the efficiency of removing nitrogen oxides cannot be increased.
[0017]
Here, the expansion coefficient means that the height of the granule-filled layer at the time of stopping water flow is H 0, and the height of the granule-filled layer whose interface with the liquid layer has risen after water flow is H 1. , (H 1 −H 0 ) / H 0 × 100.
[0018]
In the present invention, the upper limit of the expansion rate is not specified, but it is essential that the denitrifying bacteria granules do not inadvertently flow out of the biological denitrification apparatus. For example, the initial granule packed bed height H 0 If is half the height of the biological denitrification device, theoretically expansion rates up to 100% would be acceptable. Therefore, even if the upper limit of the expansion rate is not determined, the invention described in claim 3 does not become unclear.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, in the embodiment of the present invention, when explaining a nitric acid removing method of one embodiment, a configuration of an apparatus used in the method will be described with reference to the drawings.
[0020]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a raw water tank in which raw water containing nitric acid such as groundwater is stored.
[0021]
Reference numeral 2 denotes an electrodialysis device as a membrane separation device for supplying raw water from the raw water tank 1 and concentrating nitrate ions and the like in the raw water. The electrodialysis device includes a cation exchange membrane, an anion exchange membrane, and the like. This is for separating a certain nitric acid-containing water into treated water obtained by desalination treatment and concentrated water having a high concentration of nitric acid. The electrodialysis apparatus 2 is of a polarity conversion type that can convert electrodes on both sides.
[0022]
Reference numeral 17 denotes a concentrated water storage tank for storing the concentrated water separated by the electrodialysis device 2.
[0023]
Reference numeral 3 denotes an upward sludge blanket (USB) type biological denitrification apparatus for denitrifying the concentrated water stored in the concentrated water storage tank 17, and the bottom of the apparatus is provided with an inlet through which the concentrated water is introduced. A tube 4 is provided.
[0024]
Reference numeral 5 denotes a granule deposition layer containing denitrifying bacteria, which is laminated on the bottom of the biological denitrification device 3. Reference numeral 6 denotes a gas collision portion for separating nitrogen gas generated from the denitrifying bacteria contained in the granule deposition layer 5, and is formed in an umbrella shape.
[0025]
Reference numeral 7 denotes a gas collection unit for collecting gas generated in the biological denitrification device 3, which is formed in a substantially truncated conical shape with an open bottom surface, and is provided slightly above the gas collision unit 6. . Then, the nitrogen gas collected by the gas collecting unit 7 is discharged from the drawing pipe 8.
[0026]
Reference numeral 9 denotes a treated water outflow pipe for allowing treated water in the biological denitrification device 3 to flow out of the biological denitrification device 3, and is provided near the upper liquid level of the biological denitrification device 3. Reference numeral 10 denotes an oxidation-reduction potential measuring device for measuring the oxidation-reduction potential in the biological denitrification device 3, which is configured to be able to detect the oxidation-reduction potential by a sensor.
[0027]
Reference numeral 11 denotes a methanol storage tank for storing methanol to be supplied to the biological denitrification apparatus 3 as a hydrogen donor. The methanol storage tank is smaller than the theoretical injection amount required for the denitrification reaction (in this embodiment, the theoretical injection amount). (50-80% of the hydrogen donor) to the biological denitrification device 3, and methanol while controlling according to the oxidation-reduction potential measured by the oxidation-reduction potential measurement device 10. It is connected to the flow path 14 of the concentrated water between the electrodialyzer 2 and the biological denitrification apparatus 3 via two flow paths including a second flow path 13 for injection. The first channel 12 and the second channel 13 are provided with pumps 15 and 16, respectively.
[0028]
Then, a nitric acid removing method for removing nitric acid using the nitric acid removing apparatus having such a configuration will be described below.
[0029]
First, raw water such as groundwater is supplied from the raw water tank 1 to the electrodialysis apparatus 2. The raw water contains nitric acid and calcium. Depending on the quality of the raw water, pretreatment such as coagulation sedimentation and sand filtration is performed before the electrodialysis device 2.
[0030]
The raw water supplied to the electrodialysis device 2 is separated into a desalted treated water and a concentrated concentrated water, and the treated water is used as it is, and the concentrated water is supplied to the concentrated water storage tank through the flow path 14. Supplied to 17.
[0031]
The concentrated water supplied to the concentrated water storage tank 17 is then passed through the flow path 14 to the biological denitrification device 3. In the present embodiment, water is passed at a flow rate of 3 m / h.
[0032]
The concentrated water that has been passed through the biological denitrification device 3 flows in the biological denitrification device 3 in an upward flow from the bottom to the top. At this time, since the granular deposition layer containing the denitrifying bacteria is laminated on the bottom of the biological denitrification device 3, the raw water comes into contact with the denitrifying bacteria granules in an upward flow.
[0033]
While contacting the denitrifying bacteria granules, the nitrogen oxides in the raw water are converted into nitrogen gas by the denitrifying bacteria, and the concentrated water flows upwards of the biological denitrification device 3 while being purified as treated water.
[0034]
In this case, in the present embodiment, since the concentrated water is passed through the biological denitrification device 3 at a flow rate of 3 m / h, the expansion of the denitrifying bacteria granule sludge in the biological denitrification device 3 is promoted, The good contact between the concentrated water and the denitrifying bacteria improves the nitrate nitrogen removal efficiency. In addition, it is possible to prevent the granules from becoming large in size or agglomerated by physical action such as collision between granules.
[0035]
As a result of passing the concentrated water at such a flow rate, the expansion rate was 3% in the present embodiment. Therefore, the contact between the concentrated water and the denitrifying bacteria was performed well, and the efficiency of removing nitrate nitrogen was improved. improves.
[0036]
The nitrogen gas converted in the biological denitrification device 3 is moved to the upper part of the biological denitrification device 3 by the upward flow of the raw water and the floating gas. The treated water is discharged from the treated water discharge pipe 9 as purified water. The discharged purified water is subjected to a process such as pH adjustment as necessary and discharged to a river or the like.
[0037]
In the biological denitrification device 3, the reaction for converting nitric acid to nitrogen is not sufficiently performed if the amount of the hydrogen donor causing the reaction is insufficient. Therefore, methanol as a hydrogen donor is injected into the biological denitrification device 3 from the methanol storage tank 11.
[0038]
Methanol from the methanol storage tank 11 is continuously injected into the concentrated water flow path 14 via the first flow path 12.
[0039]
On the other hand, methanol injected into the concentrated water flow path 14 via the second flow path 13 is supplied from the methanol storage tank 11 while being controlled by the oxidation-reduction potential measuring device 10.
[0040]
In this case, the amount of methanol continuously injected through the first flow path 12 is set to 50 to 80% of the theoretical amount of methanol required to cause a denitrification reaction in the biological denitrification device 3. Further, the control value of the reduction potential measuring device 10 when methanol is injected while being controlled through the second flow path 13 is set to -100 mv to -200 mv.
[0041]
In the above embodiment, the flow rate of the concentrated water to the biological denitrification apparatus 3 is set to 3 m / h. However, the water flow rate is not limited to this, and in the present invention, the flow rate is 2 m / h. Water will be passed at a flow rate in the range of ~ 8m / h.
[0042]
The more preferable range of the water flow rate is 2.5 to 6 m / h as described above, the more preferable range is 3 to 5 m / h, and the most preferable range is 3 to 3.5 m / h.
[0043]
Further, in the above embodiment, since the polarity conversion type electrodialysis device capable of changing the polarity of the electrode is used as the electrodialysis device 2, the pH of the concentrated water to be separated becomes almost neutral, and the pH of the next pH adjustment is adjusted. However, the use of a polarity conversion type electrodialysis apparatus is not an essential condition of the present invention.
[0044]
Further, in this embodiment, the electrodialysis device 2 is used as a membrane separation device for separating raw water into treated water and concentrated water, but the type of the membrane separation device is not limited to this, and for example, a reverse osmosis membrane It is also possible to use a device or the like.
[0045]
Further, the use of such a membrane separation device is not an essential condition for the present invention. For example, raw water can be directly passed through the biological denitrification device 3 as water to be treated. Incidentally, it is preferable to use a membrane separation device for the treatment of tap water as in the above embodiment, but it is not necessary to use a membrane separation device when applying the present invention to factory wastewater.
[0046]
Further, in the above embodiment, a USB type biological denitrification device provided with a gas collision unit 6, a gas collection unit 7, and the like is used as the biological denitrification device 3, but the type of the biological denitrification device is not limited to this. It is not done. In short, any USB type biological denitrification apparatus using granules may be used.
[0047]
Furthermore, in the above embodiment, methanol was used as the hydrogen donor to be injected into the biological denitrification device 3, but the type of hydrogen donor is not limited to this, and the type of bacteria in the biological denitrification device 3 In other words, any material may be used as long as it causes a denitrification reaction of nitrogen oxides such as nitric acid as a hydrogen donor. For example, it may be hydrogen itself or acetic acid.
[0048]
Further, in the above embodiment, as a means for controlling the injection amount of the hydrogen donor, the control is performed by measuring the oxidation-reduction potential in the biological denitrification apparatus 3, but the control may be performed by other means. It is.
[0049]
Further, in the above embodiment, the first flow path 12 for continuously injecting methanol as a hydrogen donor, and the second flow path 13 for injecting methanol while being controlled by control means such as the oxidation-reduction potential measuring device 10 are provided. Since the methanol is injected from the two channels, the sensor of the oxidation-reduction potential measuring device 10 as the control means does not sense and even if the methanol is not injected from the second channel 13, the first Since methanol is continuously injected from the passage 12, a favorable effect of being able to cope with an unexpected situation was obtained, but providing a flow passage for continuously injecting a hydrogen donor is essential to the present invention. Not a condition.
[0050]
Further, the type of nitrogen oxide to be treated according to the present invention is not limited to nitric acid of the above-described embodiment, but may be nitrous acid.
[0051]
Further, the type of treated water to be treated is not limited to the raw tap water of the embodiment, and the present invention can be applied to treated water containing nitrogen oxides such as factory wastewater.
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the water to be treated containing Ca has been described. However, in addition to Ca, a cation that reacts with CO 2 to form carbonic crystals in the tank is contained. It is also possible to apply the present invention to the water to be treated.
[0052]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[0053]
(Example 1)
The concentrated wastewater having a pH of 7.5, 60.3 mg / l of NO 3 -N, 141 mg / l of Ca, 38.8 mg / l of Mg, 0.2 mg / l or less of phosphorus, and 0.5 mg / l of DOC is used in the above embodiment. The concentrated waste water was denitrified by passing water through such a biological denitrification apparatus.
[0054]
The water flow rate was 3 m / h as in the above embodiment, and the expansion rate was 3%.
[0055]
As a result of such a denitrification treatment, in this example, NO 3 —N could be reduced to 1.0 mg / l or less.
[0056]
(Example 2)
In this embodiment, the tested change in removal rate and granules expansion rate of NO 3 -N accompanying the change in water flow rate using a denitrifying bacteria granules containing CaCO 3 to about 85%. The same concentrated wastewater as in Example 1 was used as the water to be treated.
[0057]
The water flow rates were 0.7m / h, 2.0m / h, 3.0m / h, 4.7m / h, 6.0m / h and 17.5m / h.
[0058]
The result is shown in FIG.
[0059]
As is clear from FIG. 2, the NO 3 -N removal rate was about 40% at 1 m / h or less, but at 2 m / h, it exceeded 50% and was close to 60%, and further 3 m / h. NO 3 -N removal rate becomes more than the above 90%.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a method for removing nitrogen oxides such as nitric acid by subjecting water to be treated containing nitrogen oxides such as nitric acid to a biological denitrification apparatus and denitrifying the water. The flow rate of the water to be treated to the biological denitrification apparatus is 2 to 8 m / h, or the expansion rate of the granular sludge in the biological denitrification apparatus is 2% or more. Since the treated water is passed through the biological denitrification device, the expansion of the denitrifying bacteria granules in the biological denitrification device is promoted, and the contact between the raw water and the denitrifying bacteria is performed well, so that the nitrate nitrogen is removed. There is an effect that the removal efficiency is improved.
[0061]
In addition, since the water flow rate does not exceed 8 m / h, there is no danger of the denitrifying bacteria granules inadvertently flowing out of the biological denitrification device.
[0062]
Further, when the flow rate of the water to be treated to the biological denitrification apparatus is set to 2.5 to 6 m / h, the above effect is more improved, and particularly when the flow rate is set to 3 to 5 m / h, a better effect is obtained. Will be done.
[0063]
Furthermore, when the flow rate of the water to be treated to the biological denitrification device is set to 6 m / h or less, it is not necessary to install a circulation pump in the system, so no extra power is required. There are advantages.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing an apparatus used for a nitric acid removal method as one embodiment.
FIG. 2 is a graph showing the correlation between the flow rate of water through a biological denitrification apparatus, the removal rate of NO 3 —N, and the expansion rate of granules.
[Explanation of symbols]
3. Biological denitrification equipment

Claims (3)

硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置3へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物を除去する除去方法において、前記生物脱窒装置への被処理水の通水速度を2〜8m/h とすることを特徴とする硝酸等の窒素酸化物の除去方法。In a removing method for removing nitrogen oxides such as nitric acid by passing treated water containing nitrogen oxides such as nitric acid through the biological denitrification device 3 and performing denitrification treatment, A method for removing nitrogen oxides such as nitric acid, wherein the flow rate of treated water is 2 to 8 m / h. 硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置3へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物を除去する除去方法において、前記生物脱窒装置への被処理水の通水速度を2.5 〜6m/h とすることを特徴とする硝酸等の窒素酸化物の除去方法。In a removing method for removing nitrogen oxides such as nitric acid by passing treated water containing nitrogen oxides such as nitric acid through the biological denitrification device 3 and performing denitrification treatment, A method for removing nitrogen oxides such as nitric acid, wherein the flow rate of treated water is 2.5 to 6 m / h. 硝酸等の窒素酸化物を含有する被処理水を生物脱窒装置3へ通水して脱窒処理することにより硝酸等の窒素酸化物の除去する除去方法において、前記生物脱窒装置内の脱窒菌グラニュールの膨張率が2%以上となるように前記被処理水を生物脱窒装置へ通水することを特徴とする硝酸等の窒素酸化物の除去方法。In a removing method for removing nitrogen oxides such as nitric acid by passing treated water containing nitrogen oxides such as nitric acid through the biological denitrification apparatus 3 and performing denitrification treatment, A method for removing nitrogen oxides such as nitric acid, characterized in that the water to be treated is passed through a biological denitrification device so that the expansion rate of the nitrifying granules is 2% or more.
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