JP2005349244A - 被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法と装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アルカリ金属イオン、及び／又はアルカリ土類金属イオンを高濃度で含み、同時にアンモニア性窒素を含有する被処理水からでも、アンモニア性窒素を選択的に除去できる被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法と装置を提供すること。
【解決手段】 アルカリ金属イオン、及び／又はアルカリ土類金属イオンが共存するアンモニア性窒素を含む被処理水から金属キレート樹脂を用いてアンモニア性窒素を除去する場合にｐＨを適切に選べば、アルカリ金属イオン、及び／又はアルカリ土類金属イオンは前記樹脂に吸着されず、アンモニアのみが選択的に吸着される。アンモニアのみが選択的に吸着された金属キレート樹脂を再生して再度被処理水のアンモニア性窒素除去に利用できる。金属キレート樹脂の再生に使用した回収再生液にアルカリ添加した後にスチームなどでストリッピングすることで回収再生液中に回収されたアンモニアを分離する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水からアンモニア性窒素を除去する方法と装置に関する。

アンモニアを含有する排水を処理する方法として、ゼオライト塔のイオン交換体を利用して、アンモニア含有排水をゼオライトと接触させて、アンモニアをゼオライトに捕捉した後に、ゼオライトの再生を行い、再生液中の高濃度のアンモニアをストリッピングによりガス化し処理する技術がある。
特開平９‐２０６７４５号公報

上記従来のイオン交換体を利用したアンモニア排水処理法において、排水中にカリウムやナトリウム等のアルカリ金属イオン及びマグネシウムなどアルカリ土類金属イオンが含まれる場合に、ゼオライトは、これらの金属イオンに対してアンモニアと同等の吸着力があり、上記金属イオンの含有量も考慮した上で使用ゼオライト量を計画する必要があり、多量のゼオライトが必要となるという問題があった。

このように、従来のイオン交換体を利用したアンモニア性窒素処理法ではアルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンを高濃度に共存する場合には実用的でない。

また、アンモニアを捕捉したゼオライトの再生時にＮａＯＨなどの固体アルカリ物質を溶解したアルカリ水溶液を使用して、アンモニウムイオンをアンモニアとしてスチームや加熱空気でストリッピングする場合には固形物がミストとして飛散するため、ミストキャッチャーに負担がかかるなど、後流側に影響を与える問題点がある。

本発明の課題は、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンを高濃度で含み、同時にアンモニア性窒素を含有する被処理水からでも、アンモニア性窒素を選択的に除去できる被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法と装置を提供することである。

本発明の上記課題は次の構成で達成される。
すなわち、請求項１記載の発明は、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水から吸着層を用いてアンモニア性窒素を除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法において、前記吸着層として樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有金属キレート樹脂を含む吸着層を少なくとも１つ備えた吸着層を用いて、アンモニア性窒素を選択的に除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項２記載の発明は、被処理水のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように調整した後に前記金属キレート樹脂を含む吸着層に被処理水を通水する請求項１記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項３記載の発明は、被処理水にアルカリを添加することによりアルカリ土類金属イオンが沈殿する場合には、該沈殿物を除去した後に被処理水を前記金属キレート樹脂を含む吸着層に流す請求項１又は２記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項４記載の発明は、金属イオンとして、Ｎｉ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｃｏ²⁺又はＣｕ²⁺イオンを用いる請求項１ないし３のいずれかに記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項５記載の発明は、少なくとも１つの吸着層が飽和になると、該吸着層にアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）の方に片寄るようにｐＨを調整した再生液を前記飽和状態の吸着層に流して吸着層を再生するとともに、吸着層から流出した再生液中のアンモニア性窒素を回収する請求項１ないし４のいずれかに記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項６記載の発明は、前記飽和吸着層から回収したアンモニア性窒素を含む再生液のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ_３）の方に片寄るように回収再生液のｐＨを調整し、該ｐＨ調整後の回収再生液にスチーム及び／又は加熱空気を流して回収再生液からアンモニア（ＮＨ₃）を放散し、該放散アンモニア（ＮＨ₃）を触媒分解する請求項５記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項７記載の発明は、回収再生液に添加するアルカリとして、常温で液体のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを使用する請求項６記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法である。

請求項８記載の発明は、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水から吸着塔を用いてアンモニア性窒素を除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置において、樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有金属キレート樹脂を含む吸着層を備えた少なくとも１つの吸着塔を用いて、アンモニア性窒素を選択的に除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置である。

請求項９記載の発明は、被処理水のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように調整するｐＨ調整槽と、該ｐＨ調整槽で得られたｐＨ調整後の被処理水を吸着塔に導入する流路を設けた請求項８記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置である。

請求項１０記載の発明は、飽和した吸着塔を再生するための再生液である、アンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）の方に片寄るようにｐＨを調整した再生液を溜める再生液槽と、該再生液槽からの再生液を飽和した吸着塔に流して得られたアンモニア性窒素を含む回収再生液のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように得られたｐＨ調整後の回収再生液にスチーム及び／又は加熱空気を流して回収再生液からアンモニア（ＮＨ₃）を回収するストリッパと、該ストリッパで得られた放散アンモニア（ＮＨ₃）を分解する触媒分解槽とを備えた請求項９記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置である。

（作用）
樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有金属キレート樹脂を用いるとアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンは金属キレート樹脂に吸着されない。アルカリ金属イオンとしてＮａ⁺イオンを、そしてアルカリ土類金属イオンとしてＣａ²⁺イオンを例にすれば、式（１）、（２）により、Ｎａ⁺イオンとＣａ²⁺イオンは金属キレート樹脂（ＲＭ）に吸着されない。

アンモニア（ＮＨ₃）とアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）に偏るように被処理水のｐＨを選べば、式（３）にしたがって、平衡は右方向に移行する。その結果、アンモニアは式（４）にしたがって金属キレート樹脂（ＲＭ）に配位結合によって吸着される。この際、Ｃａ²⁺イオンは式（５）にしたがって、一部加水分解され、沈殿として回収されるため、被処理水のｐＨ調整は吸着塔の前段で行い、沈殿回収のための予備貯槽を設置する必要がある。

吸着塔内の金属キレート樹脂が飽和になった後、ＮＨ₃をＮＨ₄ ⁺イオンとなるように酸を加えてｐＨを下げた再生液を吸着層に流すと、金属キレート樹脂（ＲＭ）の平衡は式（６）にしたがって、金属キレート樹脂（ＲＭ）が再生されるとともに、アンモニア性窒素は再生液中に回収される。

これにより、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンが共存するアンモニア性窒素を含む被処理水中からアンモニアのみを選択的に除去することができる。

ＲＭ ＋ Ｎａ⁺ ＝ ＲＭ ＋ Ｎａ⁺ （１）
ＲＭ ＋ Ｃａ²⁺ ＝ ＲＭ ＋ Ｃａ²⁺ （２）
ＮＨ₄ ⁺ ＋ ＯＨ^- ＝ ＮＨ₃ ＋Ｈ₂Ｏ （３）
ＲＭ ＋ ２ＮＨ₃ ＝ ＲＭ（ＮＨ₃）₂ （４）
Ｃａ²⁺ ＋ ２ＯＨ^- ＝Ｃａ（ＯＨ）₂ （５）
ＲＭ（ＮＨ₃）₂ ＋２Ｈ⁺ ＝ＲＭ ＋ ２ＮＨ₄ ⁺ （６）
ここで、Ｒ：キレート樹脂、Ｍ：樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン、ＲＭ：金属キレート樹脂である。

アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンは通常の被処理水のｐＨでは、いずれも陽イオンとして存在している。また、これらのイオンはキレート樹脂上の金属イオン（Ｍ）と樹脂キレートとの安定度定数に比較して、樹脂キレートとの安定度定数が低いため（十万分の一以下）、金属イオン（Ｍ）と置換せず、樹脂キレートとはキレート結合を形成せず、キレート樹脂に吸着されずに排水される。

一方、アンモニア性窒素はＮＨ₄ ⁺とＮＨ₃の平衡がＮＨ₃に偏るｐＨを選択すれば金属キレート樹脂（ＲＭ）上に吸着される。アンモニア性窒素が破過した後、該吸着層の金属キレート樹脂（ＲＭ）がＮＨ₃で飽和するまで、被処理水をそのまま別の吸着層に通水し続ける。

前記吸着層が飽和した際、該吸着層への給水を切り替え、別の吸着層にのみ被処理水を通水し続ける。前記飽和した吸着層へは、ｐＨをＮＨ₄ ⁺イオンとＮＨ₃の平衡がＮＨ₄ ⁺イオンの方に偏るように酸を添加してｐＨを調整した再生液を流して吸着層の金属キレート樹脂を再生させるとともに、アンモニア性窒素を回収する。

上記処理により回収した再生液は、そのｐＨを上げて再生液中のＮＨ₄ ⁺イオンをＮＨ₃としてストリッピングする際、アルカリとして液体のアルカリを使用すると固形物が後流側に飛散せず、ミストキャッチャーに負荷がかからず、後流側に悪い影響を与えない。上記アルカリとしてはテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、または、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含有する被処理水が使用できる。この場合、式（７）、（８）、（９）にしたがって、ＮＨ₄ ⁺イオンはＮＨ₃としてストリッピングされる。

また、ＴＭＡＨは式（１０）にしたがって、水蒸気と反応してＮＨ₃とメタノールに変換されるため、得られたＮＨ₃は触媒分解され、メタノールも燃焼触媒分解される。

（ＣＨ₃）₄ＮＯＨ ＝（ＣＨ₃）₄Ｎ⁺＋ＯＨ^- （７）
ＮＨ₄ ⁺＋ＯＨ^-＝ＮＨ₃（Ｌ）＋Ｈ₂Ｏ （８）
ＮＨ₃（Ｌ）＝ＮＨ₃（Ｇ） （９）
（ＣＨ₃）₄ＮＯＨ＋３Ｈ₂Ｏ＝４ＣＨ₃ＯＨ＋ＮＨ₃ （１０）
以上により、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンが共存するアンモニア性窒素を含む被処理水を金属キレート樹脂を用いて、該窒素を選択的に除去できる。

さらに、該金属キレート樹脂を用いて回収液中に回収したＮＨ₃をストリッピングするためのアルカリとして、液体のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド又はテトラメチルアンモニウムヒドロキシド含有被処理水を使用すると、ストリッパから固形物が飛散しないため、ミストキャッチャーに負荷がかからず、ストリッパの後流側に悪い影響を与えない。

請求項１、８記載の発明によれば、被処理水からアンモニア性窒素を除去する際、アンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有キレート樹脂を用いると、アルカリ金属イオンとアルカリ土類金属イオンが共存しても、アンモニア性窒素を選択的に除去することができる。

請求項２、９記載の発明によれば、請求項１ 、８記載の発明の効果に加えて、被処理水のｐＨをＮＨ₄ ⁺イオン、ＮＨ₃の平衡がＮＨ₃の方に片寄るようにアルカリを添加することにより調整した後に前記金属キレート樹脂を含む吸着層に被処理水を通水して被処理水中のアンモニア性窒素を吸着層に吸着させることができるので、アンモニア性窒素を被処理水から容易に除去できる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、被処理水にアルカリを添加することによりアルカリ土類金属イオンが沈殿する場合には、該沈殿物を除去した後に被処理水を前記金属キレート樹脂を含む吸着層に流すことで、被処理水中のアンモニア性窒素を除去することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、金属イオンとして、Ｎｉ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｃｏ²⁺又はＣｕ²⁺イオンを用いるので、樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きく、アンモニア吸着性が良好である。

請求項５、１０記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか又は請求項９記載の発明の効果に加えて、少なくとも１つの吸着層が飽和になると、該吸着層にアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）の方に片寄るように酸を添加してｐＨを調整した再生液を前記飽和状態の吸着層に流して吸着層を再生するとともに、吸着層から流出した再生液中のアンモニア性窒素を回収することができ、被処理水中のアンモニア性窒素の連続除去処理ができる。

請求項６、１０記載の発明によれば、請求項５、９記載の発明の効果に加えて、前記飽和吸着層から回収したアンモニア性窒素を含む再生液のｐＨを調整し、該ｐＨ調整後の回収再生液にスチーム及び／又は加熱空気を流して回収再生液からアンモニア（ＮＨ₃）を放散し、該放散アンモニア（ＮＨ₃）を触媒分解することで、被処理水中のアンモニア性窒素を無害化できる。

請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明の効果に加えて、回収再生液に添加するアルカリとして、常温で液体のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、とりわけテトラメチルアンモニウムヒドロキシドを含有水を使用すると、ストリッパから固形物が飛散しないため、後流の触媒分解装置に悪影響を与えないため、高価な触媒装置が長持ちしてコスト低減につながる。

図１に本発明の代表的なシステムの一実施例の構成図を示す。
すなわち、被処理水はライン１からポンプ２１により、アルカリ調整槽２２に供給され、その後ライン２を経てポンプ２３により金属キレート樹脂を充填した吸着塔４０に供給される。該吸着塔４０を出た被処理水はライン３を経て排水槽２５に供給される。該排水槽２５内の被処理水には酸が供給され、規制値未満のＮＨ₄ ⁺濃度、ｐＨになるようにしてライン１０より排出される。

排水槽２５出口の排水のＮＨ₄ ⁺濃度が規制値を超えた場合は、被処理水はポンプ２６を用いてライン４を経由してアルカリ調整槽２２に戻される。

また、吸着塔４０の金属キレート樹脂でＮＨ₄ ⁺が破過する前にライン３のバルブ３ａを閉じ、吸着塔４０からの被処理水をライン５からポンプ２７により金属キレート樹脂を充填した吸着塔４１へ供給する。該吸着塔４１でアンモニアが吸着された被処理水はライン６から排水槽２５に供給され、ＮＨ₄ ⁺濃度とｐＨを規制値内にしてライン１０より排出する。

なお、排水槽２５内には図示していないが、ＮＨ₄ ⁺濃度計とｐＨ計を配置して被処理水中のＮＨ₄ ⁺濃度とｐＨ値を常時測定している。

吸着塔４０から流出したアンモニア含有再生液はライン９からストリッパ貯槽４６に供給される。該ストリッパ貯槽４６内の被処理水（アンモニア含有再生液）のｐＨとＮＨ₄ ⁺濃度を測定し、ライン１１からポンプ４３によってアンモニア含有再生液をストリッパ４２に供給する。

その後、ストリッパ４２の下部のライン３２からスチームあるいは空気をストリッパ４２に導入し、アンモニアをストリッパ４２の上部のライン３３から放出する。該ライン３３上には加熱部３４を設置し、加熱部３４の後流にアンモニア分解触媒層３５を設置する。

なお、前記触媒塔３５内に充填されるアンモニア分解触媒は特開２００２−５２３７９号公報記載のアンモニア分解触媒であり、具体的には、窒素酸化物のＮＨ₃による還元活性を有する第１成分（チタン（Ｔｉ）の酸化物およびタングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）から選ばれた１種以上の元素との酸化物からなる）とＮＨ₃を酸化して窒素酸化物（ＮＯｘ）を生成させる活性を有する第２成分（白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）およびパラジウム（Ｐｄ）から選ばれた１種以上の貴金属）を担持したシリカ、ゼオライトおよび／またはアルミナからなる。

ストリッパ４２でのガスと液の接触温度は６０〜８０℃とする。アンモニア分解触媒温度は３５０〜４００℃に保ち、ガス中のアンモニアを分解するとクリーンな排ガスがライン３６から排出される。またストリッパ４２の下部のライン３７からスラッジを排出する。

吸着塔４０が飽和に達した場合、ライン２のバルブ２ａとライン５のバルブ５ａを閉じ、バルブ７ａを開き、被処理水はライン７から吸着塔４１へ供給される。その間、再生液槽４５からＮＨ₄ ⁺イオンとＮＨ₃の平衡がＮＨ₄ ⁺イオンの方に片寄るように酸を添加してｐＨを調整したアンモニア含有再生液をライン８を経てポンプ２８により吸着塔４０に供給し、前記飽和状態の吸着塔４０内の金属キレート樹脂の吸着層を再生させる。なお、吸着塔４０出口にはＮＨ₄ ⁺計を設けているので、吸着塔４０内の吸着層の再生度を確認できる。

吸着塔４０出口のＮＨ₄ ⁺計で吸着塔４０内の吸着層の再生度が確認された後、ライン９のバルブ９ａを閉じてライン２を開け、ポンプ２３により吸着塔４０に供液し、ライン３に付属するバルブ３ａを開けて、排水槽２５に給液する。吸着塔４１が飽和になった場合は、前記と同様の操作を実施する。

本実施例によれば、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンと共存下でアンモニア性窒素を選択的に除去できる方法において、アンモニアとの生成定数が大きい金属イオンを含むキレート樹脂を用いて、アンモニア性窒素を選択的に除去できる。すなわち、アンモニウムイオンではｐＨを１０前後に維持すれば、アンモニアの平衡化学種が存在するために、アンモニアのみが吸着塔４０、４１内の金属キレート樹脂上に吸着される。その後、アンモニアをアンモニウムイオンになるようにｐＨを下げて平衡をずらすことにより、吸着塔４０、４１内のアンモニアで飽和した金属キレート樹脂が再生されるとともに、アンモニアはアンモニウムイオンとして再生液中に回収される。

また、再生液中に回収されたアンモニウムイオンをアンモニアとしてストリッピングするためには再生液にアルカリを加えてアンモニアとアンモニウムイオンの平衡をアンモニアの方に偏らせる必要があるが、ストリッパ４２に充填材を装着すれば、ｐＨが９．６以上でストリッピングされる。また、ストリッパ貯槽４６内の再生液に加える前記アルカリとして液体のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、特にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、またはテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド、またはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド含有被処理水を使用すると、ストリッパ４２から固形物が飛散しないため、後流の触媒分解装置に悪影響を与えない。

吸着塔４０、４１に流す被処理水の浄化温度は特に選ばない。また、吸着塔４０、４１内の金属キレート樹脂の再生温度も特に選ばない。一方、ストリッパ（脱離塔）４２の温度は６０〜８０℃で十分な速度が得られる。

本実施例でアンモニアを含む被処理水は、再生液槽４５内の再生液中のＮＨ₄ ⁺イオンの濃度が２０００〜１００００ｐｐｍであることが処理可能な濃度である。

実験例

上記実施例のプラントの模式的な実験装置で次の実験を行った。
まず、金属キレート樹脂（金属イオンとしてＣｕ²⁺イオン、キレート樹脂としてアンバーライトＩＲＣ７４８を用いてキレート樹脂にＣｕ²⁺イオンを捕捉したものを金属キレート樹脂として使用）０．０２３Ｌを充填したカラムにＮａ⁺イオン１０００ｐｐｍ、ＮＨ₄イオン５０ｐｐｍを含む被処理水をｐＨ１０、温度２７℃、ＳＶ１３ｈ^-1で通水したところ、Ｎａ⁺イオンは流出し、ＮＨ₃は流出しなかった。排出水中に初期濃度の５％のＮａ⁺イオンが流出するまでの時間は２００ｍｉｎであった。前記流出水中に初期濃度の９５％のＮａ⁺イオンが流出するまでの時間は２５０ｍｉｎであった。

次に前記９５％のＮａ⁺イオンが流出した金属キレート樹脂充填カラムに、ｐＨ８の塩化ナトリウム水溶液濃度０．５ｍｏｌ／Ｌからなる再生液をＳＶ１３^-1で流したところ、３．８時間でＮＨ₄ ⁺イオンは９９．８％が流出した。

上記ＮＨ₄ ⁺イオンがほとんど流出した後に、このＮＨ₄ ⁺イオン含有液にテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を添加してｐＨを１２とした後、液量を１Ｌとして、孔径Ｂ１のバブラーに空気１Ｌ／ｍｉｎを通気したところ、液の温度が６０℃では５時間でアンモニアが９９．８％以上、液から脱離した。

前記９５％のＮａ⁺イオンが流出した金属キレート樹脂充填カラムに、温度６０℃、ＮａＣｌ濃度３ｍｏｌ／Ｌからなる再生液をＳＶ１３^-1で流したところ、３時間でＮＨ₄ ⁺イオンが９９．８％流出した。

本発明はアルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水からアンモニア性窒素を効果的に除去できるので、アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む各種廃液を浄化することができる。

本発明の実施の形態の被処理水からアンモニア性窒素を除去するシステム構成図である。

符号の説明

１〜１２、３２、３３、３６、３７ ライン
２１、２３、２６〜２８、４３ ポンプ
３ａ、５ａ、９ａ バルブ
２２ アルカリ調整槽 ２５ 排水槽
３４ 加熱部 ３５ アンモニア分解触媒層
４０、４１ 吸着塔 ４２ ストリッパ
４５ 再生液槽 ４６ ストリッパ貯槽

Claims (10)

1. アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水から吸着層を用いてアンモニア性窒素を除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法において、
   前記吸着層として樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有金属キレート樹脂を含む吸着層を少なくとも１つ備えた吸着層を用いて、アンモニア性窒素を選択的に除去することを特徴とする被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
2. 被処理水のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように調整した後に前記金属キレート樹脂を含む吸着層に被処理水を通水することを特徴とする請求項１記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
3. 被処理水にアルカリを添加することによりアルカリ土類金属イオンが沈殿する場合には、該沈殿物を除去した後に被処理水を前記金属キレート樹脂を含む吸着層に流すことを特徴とする請求項１又は２記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
4. 金属イオンとして、Ｎｉ²⁺、Ｚｎ²⁺、Ｃｏ²⁺又はＣｕ²⁺イオンを用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
5. 少なくとも１つの吸着層が飽和になると、該吸着層にアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）の方に片寄るようにｐＨを調整した再生液を前記飽和状態の吸着層に流して吸着層を再生するとともに、吸着層から流出した再生液中のアンモニア性窒素を回収することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
6. 前記飽和吸着層から回収したアンモニア性窒素を含む再生液のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ_３）の方に片寄るように回収再生液のｐＨを調整し、該ｐＨ調整後の回収再生液にスチーム及び／又は加熱空気を流して回収再生液からアンモニア（ＮＨ₃）を放散し、該放散アンモニア（ＮＨ₃）を触媒分解することを特徴とする請求項５記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
7. 回収再生液に添加するアルカリとして、常温で液体のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを使用することを特徴とする請求項６記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去方法。
8. アルカリ金属イオン及び／又はアルカリ土類金属イオンと共存するアンモニア性窒素を含む被処理水から吸着塔を用いてアンモニア性窒素を除去する被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置において、
   樹脂キレート及びアンモニアとの生成定数が大きい金属イオン含有金属キレート樹脂を含む少なくとも１つの吸着層を備えた吸着塔を用いて、アンモニア性窒素を選択的に除去することを特徴とする被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置。
9. 被処理水のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように調整するｐＨ調整槽と、該ｐＨ調整槽で得られたｐＨ調整後の被処理水を吸着塔に導入する流路を設けたことを特徴とする請求項８記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置。
10. 飽和した吸着塔を再生するための再生液である、アンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）の方に片寄るようにｐＨを調整した再生液を溜める再生液槽と、
    該再生液槽からの再生液を飽和した吸着塔に流して得られたアンモニア性窒素を含む回収再生液のｐＨをアンモニウムイオン（ＮＨ₄ ⁺イオン）とアンモニア（ＮＨ₃）の平衡がアンモニア（ＮＨ₃）の方に片寄るように得られたｐＨ調整後の回収再生液にスチーム及び／又は加熱空気を流して回収再生液からアンモニア（ＮＨ₃）を回収するストリッパと、
    該ストリッパで得られた放散アンモニア（ＮＨ₃）を分解する触媒分解槽と
    を備えたことを特徴とする請求項９記載の被処理水中のアンモニア性窒素の除去装置。

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