JP2017185472A - 液体の処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第2発明の液体の処理方法は、第1発明において、前記可溶性ガスが、酸素、空気、炭酸ガスのいずれか1つ以上であることを特徴とする。
第3発明の液体の処理方法は、第1または第2発明において、前記可溶性ガスが酸素または空気であり、前記処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように、前記可溶性ガスを吹き込むことを特徴とする。
第4発明の液体の処理方法は、第3発明において、前記処理スラリーに吹き込まれる酸素の流量が空気量に換算して前記処理スラリー1リットルあたり0.1〜6リットル/分となるように、前記可溶性ガスを前記処理スラリーに吹き込むことを特徴とする。
第5発明の液体の処理方法は、第1、第2、第3または第4発明において、前記処理スラリーの液温を40℃以上に維持した状態で前記可溶性ガスを吹込むことを特徴とする。
第6発明の液体の処理方法は、第1乃至第5発明のいずれかにおいて、前記処理液体が、鉛および亜鉛のいずれか1つ以上を含有することを特徴とする。
第7発明の液体の処理方法は、第1乃至第6発明のいずれかにおいて、前記処理スラリーを攪拌しながら、該処理スラリーに前記可溶性のガスを吹込むことを特徴とする。
第8発明の液体の処理方法は、第7発明において、前記処理スラリーを攪拌する装置として、撹拌羽根と、該撹拌羽根の上方に配置された、該撹拌羽根の回転軸と直交する表面を有する円盤状の邪魔板と、を備える装置を使用することを特徴とする。
第2発明によれば、処理スラリーに可溶性ガスが溶解すれば、アンモニアの溶解度が低下するので、処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第3および第4発明によれば、処理スラリー中の溶存酸素濃度が高くなれば、アンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第5発明によれば、処理スラリーの温度が高くなれば、処理スラリーへのアンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第6発明によれば、鉛や亜鉛を含む生物処理が難しい処理液体であっても、アンモニア態窒素を気体のアンモニアとして処理スラリーから除去することができる。したがって、鉛や亜鉛とアンモニア態窒素を含む処理液体であっても、鉛や亜鉛、アンモニア態窒素の濃度を低下させることができるので、処理液体の廃棄や再利用などを行いやすくなる。
第7発明によれば、処理スラリー中のアンモニアと可溶性ガスの接触機会を増やすことができるので、処理スラリーからアンモニアを排出する効果を高くすることができる。
第8発明によれば、処理スラリー中のアンモニアと気体の接触機会をさらに増やすことができるので、処理スラリーからアンモニアを排出する効果をさらに高くすることができる。
以下に本発明の処理方法を説明する。
本発明の処理方法は、図1に示すように、以下の2工程を備えている。
第2工程では、第1工程で形成された処理スラリー中のアンモニアを、気体として処理スラリーから分離し(排出し)、処理後液体とする。
具体的には、第1工程では、アンモニウム塩等のアンモニア態窒素を含む処理液体に対して中和剤を添加する。すると、処理液体中にイオンなどの形態で存在する鉛や亜鉛などの重金属が中和剤と反応して重金属塩として析出して沈殿物になる。すると、処理液体中に固形分である沈殿物が含まれる処理スラリーが形成される。
反応式1:NH4 + + OH− ⇒ NH3 + H2O
この第2工程では、第1工程で形成された処理スラリーに可溶性ガスを供給する。具体的には、バブリング等によって可溶性ガスを処理スラリーに供給する。すると、処理スラリーへの可溶性ガスの溶解量が増加するにしたがって、アンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを気体として処理スラリーから排出させることができる。
第1工程において、処理スラリーは、pHを10以上12以下、好ましくはpHを10〜11.5の範囲に調整することが望ましい。pHが10未満になると、アンモニア態窒素をアンモニアの状態にすることが難しくなり、pHが12よりも大きくしてもアンモニア態窒素をアンモニアの状態にする効果を向上することができない。しかも、pHが12より大きくなると、中和剤のコストが増加する上、処理液体からの除去する必要が無い物質(例えば、マグネシウムなど)まで沈殿物を生成してしまい、沈殿物の量が増加するので好ましくない。したがって、処理スラリーは、pHを10以上12以下、好ましくはpHを10〜11.5の範囲に調整することが望ましい。
第1工程で使用する中和剤は、処理スラリーのpHを10以上12以下に調整でき、処理スラリー中の重金属や金属イオン等と反応して沈殿物を形成するものであればよく、とくに限定されない。
処理スラリーに供給する可溶性ガスは、処理スラリーに含まれるアンモニアを除去する上で実用的な溶解度を有する気体を用いることが好ましい。例えば、酸素や空気、炭酸ガス、オゾンガスなどを本発明の液体の処理方法に使用する可溶性ガスとしてあげることができる。かかる可溶性ガスの処理スラリー中の溶解量が増加すれば、アンモニアが溶解状態を維持しにくくなるので、アンモニアを気体として処理スラリーから排出しやすくなる。例えば、処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように可溶性ガスを処理スラリーに供給すれば、アンモニアの排出効率を高くすることができる。
上述した第2工程において、処理スラリー中に溶解しているアンモニアを気体として排出する上では、処理スラリー中に気体を吹き込む際に、処理スラリーを攪拌することが望ましい。処理スラリーを攪拌することによって、気泡が微細化するとともに気泡が処理スラリー中に滞留する時間を長くすることができる。すると、可溶性ガスを処理スラリーに溶解させやすくなる。しかも、処理スラリー中に溶解しているアンモニアと気泡の接触機会を増やすことができるので、アンモニアを処理スラリーから気体として分離する効率を高くすることができる。
図2に示すように、攪拌機10、回転軸11と、この回転軸11に固定された複数枚の攪拌羽根12と、攪拌羽根12よりも上方(つまり処理スラリーSの液面SF側)に配置された邪魔板13とを備えている。
この回転軸11の他端部(図2では下端部)は、処理槽1内の処理スラリーS内に浸漬されており、その他端部に複数枚(図2では4枚)の攪拌羽根12が設けられている。この攪拌羽根12は、その基端が回転軸11に連結されており、4枚の攪拌羽根12が回転軸11の中心軸周りに回転対称となるように設けられている。
そして、複数枚の攪拌羽根12の上方には、板状の邪魔板13が設けられている。この邪魔板13は、その攪拌羽根12側の表面が回転軸11の中心軸に対して直交するように設けられている。しかも、邪魔板13の半径、つまり、回転軸11の中心軸から外端縁までの距離が、回転軸11の中心軸から攪拌羽根12の先端までの長さと同等または長くなるように設けられている。
処理スラリーの液温を40℃に維持しながら、吹き込み量を2リットル/分として30分間空気を吹き込んだ。
(実施例2)
空気を吹き込みながら、処理スラリーを攪拌機(図2参照)によって攪拌(攪拌機の撹拌羽根は毎分400回転)した以外は実施例1と同じ条件とした。
(実施例3)
吹き込み量を2リットル/分として25分間炭酸ガスをボンベから吹き込んだ以外は実施例2と同じ条件とした。
(実施例4)
撹拌羽根を毎分350回転で回転させた以外は実施例1と同じ条件とした。
空気の吹込みを実施しなかった以外は実施例1と同じ条件とした。
(比較例2)
空気の吹込みを行っている間の処理スラリーの液温を20℃にした以外は実施例2と同じ条件とした。
気体供給後の処理スラリーをヌッチェとろ紙を用いて固液分離し、分離された液体(濾液)に残留しているアンモニア態窒素の量を公知の方法(吸光光度法)を用いて分析した。残留しているアンモニア態窒素の量Aと元液中のアンモニア態窒素の量Bから除去効率((1−A/B)×100%)を求めた。
比較例1では、残留アンモニア態窒素の量が37mg/リットルとなった。攪拌と空気の吹き込みを行わない場合、アンモニア態窒素の気化が十分に行われず、アンモニア態窒素の除去効率が低下することが確認された。
(比較例2)
比較例2では、残留アンモニア態窒素の量が35mg/リットルとなった。処理スラリーの温度が低いと、アンモニア態窒素が十分に気体されず、アンモニア態窒素の除去効率が低下することが確認された。
10 攪拌機
11 回転軸
12 攪拌羽根
13 邪魔板
S 処理スラリー
SF 液面
g 気泡
Claims (8)
- アンモニア態窒素を含有する処理液体のpHを10以上12以下の範囲に調整して処理スラリーを形成し、該処理スラリーに可溶性ガスを吹き込む
ことを特徴とする液体の処理方法。 - 前記可溶性ガスが、
酸素、空気、炭酸ガスのいずれか1つ以上である
ことを特徴とする請求項1記載の液体の処理方法。 - 前記可溶性ガスが酸素または空気であり、
前記処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように、前記可溶性ガスを吹き込む
ことを特徴とする請求項1または2記載の液体の処理方法。 - 前記処理スラリーに吹き込まれる酸素の流量が空気量に換算して前記処理スラリー1リットルあたり0.1〜6リットル/分となるように、前記可溶性ガスを前記処理スラリーに吹き込む
ことを特徴とする請求項3記載の液体の処理方法。 - 前記処理スラリーの液温を40℃以上に維持した状態で前記可溶性ガスを吹込む
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の液体の処理方法。 - 前記処理液体が、鉛および亜鉛のいずれか1つ以上を含有する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液体の処理方法。 - 前記処理スラリーを攪拌しながら、該処理スラリーに前記可溶性のガスを吹込む
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の液体の処理方法。 - 前記処理スラリーを攪拌する装置として、
撹拌羽根と、
該撹拌羽根の上方に配置された、該撹拌羽根の回転軸と直交する表面を有する円盤状の邪魔板と、を備える装置を使用する
ことを特徴とする請求項7記載の液体の処理方法。
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