JP2010274160A - Deodorization apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、脱臭装置に関し、詳しくは、排気ガス中のアンモニア性窒素を吸収液に吸収させることにより排気ガス中から除去して脱臭処理するとともに、吸収液に吸収したアンモニア性窒素を生物学的に除去する脱臭装置に関する。 The present invention relates to a deodorizing apparatus, and more specifically, the ammonia nitrogen in the exhaust gas is absorbed into the absorption liquid to remove it from the exhaust gas for deodorization treatment, and the ammonia nitrogen absorbed in the absorption liquid is biologically treated. The present invention relates to a deodorizing apparatus that removes water.
排気ガス中の臭気成分であるアンモニア性窒素を吸収液に吸収させて排気ガス中から除去することにより、排気ガスの脱臭処理を行うとともに、アンモニア性窒素を吸収した吸収液中のアンモニア性窒素の一部を亜硝酸化細菌によって硝酸が生成しないように亜硝酸化して亜硝酸アンモニウムを生成し、アナモックス細菌によってアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素とを生物学的に反応させて脱窒処理することにより、アンモニア性窒素を除去することが行われている(例えば、特許文献1参照。)。 The ammonia gas, which is an odor component in the exhaust gas, is absorbed into the absorption liquid and removed from the exhaust gas, so that the exhaust gas is deodorized and the ammonia nitrogen in the absorption liquid that has absorbed the ammonia nitrogen is removed. By nitrifying a part of the nitrite so that no nitrate is produced by the nitrite bacterium to produce ammonium nitrite, and by denitrifying the anammox bacteria by biologically reacting ammonia nitrogen and nitrite nitrogen Ammonia nitrogen is removed (for example, refer to Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載されたものでは、硝酸が生成しないように亜硝酸化するようにしているが、亜硝酸化細菌を完全に排除することは不可能であり、亜硝酸化の際に硝酸が生成することは避けられないため、運転の継続により系内に硝酸が蓄積して次第にpHが低下し、所定の脱臭処理や脱窒処理が困難になるという問題がある。 However, in the one described in Patent Document 1, nitritation is performed so that nitric acid is not generated, but it is impossible to completely eliminate nitrifying bacteria. Since generation of nitric acid is inevitable, there is a problem that nitric acid accumulates in the system due to continued operation and the pH gradually decreases, making it difficult to perform predetermined deodorization treatment and denitrification treatment.
そこで本発明は、簡単な構成で吸収液中のアンモニア性窒素を長期にわたって効率よく除去することができる脱臭装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a deodorizing apparatus that can efficiently remove ammoniacal nitrogen in an absorbing solution over a long period of time with a simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明の脱臭装置は、排気ガス中に含まれるアンモニア性窒素を吸収液に吸収させる排気洗浄装置と、該排気洗浄装置で前記アンモニア性窒素を吸収したアンモニア吸収液を曝気処理することにより前記アンモニア性窒素の一部を硝化して亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を生成する硝化装置と、該硝化装置で生成した亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素と残留するアンモニア性窒素とを含む硝化液中の前記硝酸性窒素を嫌気性アンモニア酸化細菌により還元して亜硝酸性窒素にするとともに、前記アンモニア性窒素と前記亜硝酸性窒素とを前記嫌気性アンモニア酸化細菌により反応させて前記硝化液中から除去する無機窒素除去装置とを備え、前記硝化装置内の硝化液における前記アンモニア性窒素の濃度が、前記亜硝酸性窒素及び前記硝酸性窒素の合計濃度の1.3倍以上に設定されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a deodorizing apparatus according to the present invention comprises an exhaust cleaning device that absorbs ammonia nitrogen contained in exhaust gas into an absorbing solution, and an ammonia absorbing solution that has absorbed the ammonia nitrogen by the exhaust cleaning device. A nitrification device that nitrifies a part of the ammonia nitrogen by aeration to produce nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and nitrite nitrogen and nitrate nitrogen produced in the nitrification device and residual ammoniacal The nitrate nitrogen in the nitrification solution containing nitrogen is reduced by anaerobic ammonia oxidizing bacteria to nitrite nitrogen, and the ammonia nitrogen and nitrite nitrogen are reacted by the anaerobic ammonia oxidizing bacteria And removing the nitrogen from the nitrification liquid, and the concentration of the ammoniacal nitrogen in the nitrification liquid in the nitrification apparatus is It is characterized in that it is set to more than 1.3 times the total concentration of oxygen and the nitrate nitrogen.
さらに、本発明の脱臭装置は、前記硝化装置内の硝化液の少なくとも一部を前記排気洗浄装置に吸収液として供給する経路を備えていること、また、前記硝化装置内の硝化液における前記硝酸性窒素の濃度が、前記亜硝酸性窒素の濃度の20%以下に設定されていることを特徴としている。 Furthermore, the deodorizing apparatus of the present invention includes a path for supplying at least a part of the nitrifying liquid in the nitrifying apparatus as an absorbing liquid to the exhaust gas cleaning apparatus, and the nitric acid in the nitrifying liquid in the nitrifying apparatus. The nitrogen concentration is set to 20% or less of the nitrite nitrogen concentration.
本発明の脱臭装置によれば、硝化装置における曝気処理によってアンモニア性窒素の一部を所定の濃度範囲で亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素とし、生成した硝酸性窒素は、次の無機窒素除去装置で嫌気性アンモニア酸化細菌により還元して亜硝酸性窒素にするので、系内に硝酸が蓄積することはなく、長期間の連続運転が可能となる。また、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の生成によりpHが低下した硝化装置内の硝化液の少なくとも一部を吸収液として使用することにより、排気ガス中のアンモニア性窒素の吸収効率を向上させることができるとともに、排気ガス中の酸素と硝化液とが接触することにより、硝化液中のアンモニア性窒素を酸化して亜硝酸性窒素や硝酸性窒素とすることができるので、曝気処理における曝気量を少なくすることができる。さらに、硝酸性窒素の濃度を亜硝酸性窒素の濃度に比べて低く抑えることにより、無機窒素除去装置での還元処理や脱窒処理を、より効率よく行うことができる。 According to the deodorization apparatus of the present invention, a part of ammonia nitrogen is converted into nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in a predetermined concentration range by aeration treatment in the nitrification apparatus, and the generated nitrate nitrogen is converted into the following inorganic nitrogen removal apparatus. Therefore, since it is reduced to nitrite nitrogen by anaerobic ammonia oxidizing bacteria, nitric acid does not accumulate in the system, and long-term continuous operation is possible. In addition, the absorption efficiency of ammonia nitrogen in exhaust gas should be improved by using at least a part of the nitrification liquid in the nitrification apparatus whose pH has dropped due to the production of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen as the absorption liquid. In addition, the oxygen in the exhaust gas and the nitrification liquid can be contacted to oxidize ammonia nitrogen in the nitrification liquid to nitrite nitrogen or nitrate nitrogen. Can be reduced. Furthermore, by reducing the concentration of nitrate nitrogen to be lower than the concentration of nitrite nitrogen, reduction treatment and denitrification treatment with an inorganic nitrogen removing device can be performed more efficiently.
まず、図1に示す第1形態例の脱臭装置は、排気ガス中に含まれるアンモニア性窒素を吸収液に吸収させる排気洗浄装置11と、該排気洗浄装置11で前記アンモニア性窒素を吸収したアンモニア吸収液(以下、単に吸収液ということがある。)を曝気処理する硝化装置12と、該硝化装置12からの硝化液を嫌気性アンモニア酸化細菌により生物学的に処理して脱窒処理を行う無機窒素除去装置13とを備えている。
First, the deodorizing device of the first embodiment shown in FIG. 1 includes an
臭気成分であるアンモニア性窒素を含む排気ガスは、排気ガス導入経路21から排気洗浄装置11に導入され、吸収液導入経路22から排気洗浄装置11に導入される吸収液と気液接触し、アンモニア性窒素が吸収液中に吸収されて脱臭処理が行われる。脱臭処理後の排気ガスは、洗浄済み排気経路23を通って排気洗浄装置11から排出される。
Exhaust gas containing ammonia nitrogen, which is an odor component, is introduced into the
アンモニア性窒素を吸収して溶解した吸収液は、アンモニア含有吸収液経路24を通って硝化装置12に導入され、該硝化装置12に設けられた曝気装置によって曝気処理が行われる。アンモニア吸収液中のアンモニア性窒素は、曝気空気中の酸素と反応して硝化され、アンモニア性窒素の一部が亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素となる。
The absorption liquid that has absorbed and dissolved ammonia nitrogen is introduced into the
NH4 ++ 3/2O2→NO2 − + H2O + 2H+
NO2 − + 1/2O2→NO3 −
この硝化装置12では、吸収液中のアンモニア性窒素の全量を硝化させずに、アンモニア性窒素の濃度が、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度の1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上になるように曝気処理量を調節する。さらに、硝化装置12内の硝酸性窒素の濃度は、亜硝酸性窒素の濃度の20%以下になるように調整することが好ましい。また、好ましい亜硝酸性窒素濃度は300〜500mg/Lであり、硝化装置12にpH計やORP計を設置し、これらの計測値の変動に基づいて亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の濃度を推測し、曝気量の制御にフィードバックすることにより、硝化装置12内の硝化液における前記アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素の濃度を最適な範囲に制御することができる。例えば、硝化装置12内の硝化液のpHを測定し、pHが7.0〜7.5の範囲に収まるように曝気量を調節することにより、効果的に硝化反応させることができる。
NH 4 + + 3 / 2O 2 → NO 2 − + H 2 O + 2H +
NO 2 − + 1 / 2O 2 → NO 3 −
In this
硝化装置12で硝化処理された硝化液は、少なくともその一部が前記吸収液導入経路22を経て排気洗浄装置11に導入され、排気ガス中のアンモニア性窒素を吸収するための吸収液として用いられる。硝化液は、亜硝酸及び硝酸の生成によりpHが低くなっているため、排気洗浄装置11におけるアンモニア性窒素の吸収効率を高めることができるとともに、排気ガス中の酸素と硝化液とが接触することにより、硝化液中のアンモニア性窒素を酸化して亜硝酸性窒素や硝酸性窒素とすることができるので、曝気処理における曝気量を少なくすることができ、曝気に要するエネルギーを削減することができる。
At least a part of the nitrification liquid nitrified by the
硝化装置12の硝化液の残部は、硝化装置12から硝化液経路25を通って無機窒素除去装置13に送られる。この無機窒素除去装置13内には、嫌気性アンモニア酸化細菌が投入されており、無機窒素除去装置13内に流入した硝化液中に残存しているアンモニア性窒素と、前記硝化処理で生成した亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素とが嫌気性アンモニア酸化細菌の作用で反応して窒素分が硝化液中から除去される。窒素分が除去された処理液は、循環経路26を通って硝化装置12に循環する。
The remaining portion of the nitrification liquid in the
このときのアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素との嫌気性アンモニア酸化反応は、
NH4 + + 1.32NO2 − → 1.02N2 + 0.26NO3 −
であり、同時に、
NO3 − → NO2 −
という反応が進行して硝酸性窒素が亜硝酸性窒素に還元され、この還元反応で生成した亜硝酸性窒素は、前記嫌気性アンモニア酸化反応でアンモニア性窒素と反応して脱窒される。
The anaerobic ammonia oxidation reaction between ammoniacal nitrogen and nitrite nitrogen at this time is
NH 4 + + 1.32NO 2 − → 1.02N 2 + 0.26NO 3 −
And at the same time,
NO 3 − → NO 2 −
As the reaction proceeds, nitrate nitrogen is reduced to nitrite nitrogen, and nitrite nitrogen generated by this reduction reaction is denitrified by reacting with ammoniacal nitrogen in the anaerobic ammonia oxidation reaction.
したがって、無機窒素除去装置13での脱窒に必要なアンモニア性窒素濃度は、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度に対して、
NH4 +・N = 0.76(NO2 −・N) + 0.76×0.26(NO3 −・N) = 0.95N
であり、理論的には、アンモニア性窒素濃度が亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度と同等でよいことになるが、実験を通じて得た実際の反応では、アンモニア性窒素濃度を、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度に対して1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上になるように前記硝化装置12における処理条件を設定することにより、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の脱窒を効率よく行うことができる。また、このときの無機窒素除去装置13内は、pH7.5〜8.0であることが好ましい。
Therefore, the ammonia nitrogen concentration necessary for denitrification in the inorganic nitrogen removing device 13 is based on the total concentration of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen.
NH 4 + · N = 0.76 (NO 2 − · N) + 0.76 × 0.26 (NO 3 − · N) = 0.95 N
Theoretically, the ammonia nitrogen concentration may be equal to the total concentration of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, but in the actual reaction obtained through experiments, the ammonia nitrogen concentration is By setting the treatment conditions in the
なお、無機窒素除去装置13に流入する硝化液中の亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度に対するアンモニア性窒素濃度が高すぎる場合は、アンモニア性窒素の処理量が低下するため、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度に対するアンモニア性窒素濃度は、2.0倍以下に設定することが好ましく、通常は、1.5倍になるように硝化装置12における曝気処理条件を設定することが望ましい。また、亜硝酸性窒素濃度が低すぎたり、高すぎたりしても嫌気性アンモニア酸化細菌による脱窒効率が低下するため、亜硝酸性窒素濃度は、前述のように100〜500mg/Lに調整することが好ましい。
If the ammonia nitrogen concentration relative to the total concentration of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in the nitrification liquid flowing into the inorganic nitrogen removing device 13 is too high, the amount of ammonia nitrogen is reduced, so that the nitrite property is reduced. The ammoniacal nitrogen concentration with respect to the total concentration of nitrogen and nitrate nitrogen is preferably set to 2.0 times or less, and usually the aeration treatment conditions in the
このように、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の合計濃度に対するアンモニア性窒素濃度を1.3倍以上に設定して嫌気性アンモニア酸化細菌の作用で脱窒処理を行うことにより、生成した亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素を効果的に除去することができ、系内での硝酸の蓄積を防止して長期間の連続運転を可能とすることができる。 In this way, by setting the ammoniacal nitrogen concentration to 1.3 times or more with respect to the total concentration of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen and performing denitrification treatment by the action of anaerobic ammonia oxidizing bacteria, the produced nitrous acid Nitrogen and nitrate nitrogen can be effectively removed, and accumulation of nitric acid in the system can be prevented to enable continuous operation for a long period of time.
また、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素の生成によりpHが低下した硝化装置12内の硝化液の少なくとも一部を排気洗浄装置11の吸収液として使用することにより、排気洗浄装置11での排気ガス中のアンモニア性窒素の吸収効率を向上させることができるとともに、排気ガス中の酸素と硝化液とが接触することにより、硝化液中のアンモニア性窒素を酸化して亜硝酸性窒素や硝酸性窒素とすることができるので、硝化装置12での曝気処理における曝気量を少なくすることができる。
Further, by using at least a part of the nitrification liquid in the
さらに、硝化装置12において、生成する硝酸性窒素の濃度が亜硝酸性窒素の濃度の20%以下になるように調整することにより、無機窒素除去装置13での脱窒処理を効率よく行うことができ、硝酸が系内に蓄積することをより確実に防止することができる。
Furthermore, in the
また、図2に示すように、吸収液導入経路22に補給水導入経路27を設けるとともに、循環経路26に排水経路28を設けることにより、系内の液量などを調整することができる。
Further, as shown in FIG. 2, by providing a makeup
11…排気洗浄装置、12…硝化装置、13…無機窒素除去装置、21…排気ガス導入経路、22…吸収液導入経路、23…洗浄済み排気経路、24…アンモニア含有吸収液経路、25…硝化液経路、26…循環経路、27…補給水導入経路、28…排水経路
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