JP2005199127A - 窒素除去方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】電解槽4に貯留されている被処理水に電気分解を施して被処理水中の窒素成分を除去する窒素除去装置1において、電解槽4に貯留されている被処理水中の窒素成分の濃度との間に相関関係のある当該被処理水に係る物性値を検出する検出装置7を設ける。制御装置6は、検出装置7によって検出された物性値に基づいて直流電源5を制御して電気分解を制御する。物性値としては、被処理水のORP(酸化還元電位)、吸光度または導電率を使用する。制御装置6は、検出した物性値に基づいて被処理水の窒素成分の濃度を推定し、推定濃度が高い場合は電流値を大きく設定し、低い場合は電流値を小さく設定する。また制御装置6は、処理前に検出した物性値に基づいて濃度を推定し、推定濃度が高い場合は電流の供給時間を長く設定し、低い場合は短く設定する。
【選択図】 図1
Description
また上記窒素除去方法において、処理前に被処理水の物性値を検出し、検出した物性値に基づいて被処理水の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて電気分解の時間を決定するようにしてもよい。
また上記窒素除去方法において、検出したORPが所定の値に上昇したときに窒素成分の除去が完了したと判断して電気分解を終了するようにしてもよい。
また上記窒素除去装置において、制御手段は、処理前に検出された物性値に基づいて被処理水中の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて直流電源から直流電流を供給する時間を決定するようにしてもよい。
また上記窒素除去装置において、制御手段は、検出されたORPが所定の値に上昇したときに窒素成分の除去が完了したと判断し、直流電源からの直流電流の供給を停止させて電気分解を終了するようにしてもよい。
本件発明者は、研究の結果、被処理水中のアンモニア性窒素の濃度と被処理水のORPとの間に相関関係があることを見出した。図2は、電解時間とアンモニア性窒素との関係を示すとともに、電解時間とORPとの関係を示すグラフである。図2に示すように、アンモニア性窒素が被処理水中に存在している間はORPはほぼ一定値(約300mV)であるが、アンモニア性窒素が被処理水中からほぼ除去されると、急激に所定の値(約800mV)に上昇している。これは、アンモニア性窒素が被処理水中に存在すると、アノードで生成した次亜塩素類は直ちにアンモニア性窒素と反応するため、被処理水中の遊離残留塩素濃度は上がらないが、被処理水からアンモニア性窒素がほとんど除去されると、遊離残留塩素濃度が上昇するためである。したがって、被処理水中のORPを検出し、検出したORPに基づいて電気分解を制御することによって、最適な電解条件で被処理水から窒素成分を除去することができる。
本件発明者は、研究の結果、被処理水の窒素成分の濃度と吸光度との間に相関関係があることを見出した。この相関関係は、アンモニア性窒素の場合と硝酸性窒素の場合とでは異なるので、それぞれについて個別に説明する。
図4は、アンモニア性窒素の濃度と吸光度との相関関係を説明するためのグラフであり、(a)はアンモニア性窒素が主成分の場合の電解時間とNH3−N濃度および吸光度との関係を示すグラフであり、(b)はアンモニア性窒素が主成分の場合のNH3−N濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図4(a)に示されるように、アンモニア性窒素が主成分の場合は、電解時間が長くなるにつれて窒素濃度が直線的に減少するとともに、吸光度も直線的に減少する。このとき、アンモニア性窒素と吸光する成分は同一ではないため、アンモニア性窒素が0になっても吸光度は0にならない場合があり、逆にアンモニア性窒素が0にならなくても吸光度は0になる場合もある。この関係を予め把握しておき、図4(a)のグラフのデータに基づいて、図4(b)に示されるグラフを作成する。この図4(b)のグラフに基づいて、被処理水の吸光度からNH3−N濃度を推定できる。したがって、被処理水の吸光度を検出し、検出した吸光度に基づいて電気分解を制御することによって、最適な電解条件で被処理水から窒素成分を除去することができる。
図5は、硝酸性窒素の濃度と吸光度との相関関係を説明するためのグラフであり、(a)は硝酸性窒素が主成分の場合の電解時間とNO3−N濃度および吸光度との関係を示すグラフであり、(b)は硝酸性窒素が主成分の場合のNO3−N濃度と吸光度との関係を示すグラフである。図4(a)に示されるように、硝酸性窒素が主成分の場合は、電解時間が長くなるにつれて窒素濃度が曲線的に減少するのに対し、吸光度は直線的に減少する。このとき、硝酸性窒素と吸光する成分は同一ではないため、硝酸性窒素が0になっても吸光度は0にならない場合があり、逆に硝酸性窒素が0にならなくても吸光度は0になる場合もある。この関係を予め把握しておき、図4(a)のグラフのデータに基づいて、図4(b)に示されるグラフを作成する。この図4(b)のグラフに基づいて、被処理水の吸光度からNO3−N濃度を推定できる。したがって、被処理水の吸光度を検出し、検出した吸光度に基づいて電気分解を制御することによって、最適な電解条件で被処理水から窒素成分を除去することができる。
本件発明者は、研究の結果、被処理水中の窒素成分の濃度と被処理水の導電率との間に相関関係があることを見出した。図7は、導電率と窒素濃度(T−N)との関係を示すグラフである。図7に示されるように、窒素濃度が増加するにつれて、導電率も直線的に増加する。したがって、上述したORPや吸光度と同様に、被処理水の導電率を検出し、検出した導電率に基づいて電気分解を制御することによって、最適な電解条件で被処理水から窒素成分を除去することができる。
2 アノード
3 カソード
4 電解槽
5 直流電源
6 制御装置
7 検出装置
8 供給管
9 循環経路
10 ポンプ
11 開閉弁
12 配水管
Claims (14)
- 被処理水中の窒素成分を電気分解によって除去する窒素除去方法において、
被処理水中の窒素成分の濃度との間に相関関係のある当該被処理水に係る物性値を検出し、検出した物性値に基づいて電気分解を制御することを特徴とする窒素除去方法。 - 請求項1記載の窒素除去方法において、検出した物性値に基づいて被処理水の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて電気分解の電流値を制御することを特徴とする窒素除去方法。
- 請求項1記載の窒素除去方法において、処理前に被処理水の物性値を検出し、検出した物性値に基づいて被処理水の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて電気分解の時間を決定することを特徴とする窒素除去方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の窒素除去方法において、前記物性値として、被処理水のORP(酸化還元電位)を検出することを特徴とする窒素除去方法。
- 請求項4記載の窒素除去方法において、検出したORPが所定の値に上昇したときに窒素成分の除去が完了したと判断して電気分解を終了することを特徴とする窒素除去方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の窒素除去方法において、前記物性値として、被処理水の吸光度を検出することを特徴とする窒素除去方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の窒素除去方法において、前記物性値として、被処理水の導電率を検出することを特徴とする窒素除去方法。
- アノードと、カソードと、アノードおよびカソードを収容するとともに被処理水を貯留する電解槽と、アノードとカソード間に直流電流を供給する直流電源と、直流電源を制御する制御手段とを備え、電解槽に貯留されている被処理水に電気分解を施して被処理水中の窒素成分を除去する窒素除去装置において、
電解槽に貯留されている被処理水中の窒素成分の濃度との間に相関関係のある当該被処理水に係る物性値を検出する検出手段を設け、制御手段は、検出手段によって検出された物性値に基づいて直流電源を制御することを特徴とする窒素除去装置。 - 請求項8記載の窒素除去装置において、制御手段は、検出された物性値に基づいて被処理水中の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて直流電源から供給する電流値を制御することを特徴とする窒素除去装置。
- 請求項8記載の窒素除去装置において、制御手段は、処理前に検出された物性値に基づいて被処理水中の窒素成分の濃度を推定し、推定した濃度に基づいて直流電源から直流電流を供給する時間を決定することを特徴とする窒素除去装置。
- 請求項8〜10のいずれかに記載の窒素除去装置において、前記物性値は、被処理水のORP(酸化還元電位)であることを特徴とする窒素除去装置。
- 請求項11記載の窒素除去装置において、制御手段は、検出されたORPが所定の値に上昇したときに窒素成分の除去が完了したと判断し、直流電源からの直流電流の供給を停止させて電気分解を終了することを特徴とする窒素除去装置。
- 請求項8〜10のいずれかに記載の窒素除去装置において、前記物性値は、被処理水の吸光度であることを特徴とする窒素除去装置。
- 請求項8〜10のいずれかに記載の窒素除去装置において、前記物性値は、被処理水の導電率であることを特徴とする窒素除去装置。
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