JP2909341B2 - 廃水処理装置 - Google Patents
廃水処理装置Info
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- JP2909341B2 JP2909341B2 JP5036728A JP3672893A JP2909341B2 JP 2909341 B2 JP2909341 B2 JP 2909341B2 JP 5036728 A JP5036728 A JP 5036728A JP 3672893 A JP3672893 A JP 3672893A JP 2909341 B2 JP2909341 B2 JP 2909341B2
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- membrane
- ammonia
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱窒素法が適用される
廃水処理装置に関する。
廃水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の脱窒素法が適用される廃水処理装
置においては、図３に示すように原水貯留槽１、細目ス
クリーン装置２、遠心分離機３からなる前処理工程の後
工程に生物処理水槽１３からなる生物処理工程が設けら
れ、前処理工程で前処理された廃水は生物処理工程によ
って生物学的に脱窒素が行われていた。
置においては、図３に示すように原水貯留槽１、細目ス
クリーン装置２、遠心分離機３からなる前処理工程の後
工程に生物処理水槽１３からなる生物処理工程が設けら
れ、前処理工程で前処理された廃水は生物処理工程によ
って生物学的に脱窒素が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、アンモニアを亜硝酸、硝酸に酸化する硝化反応が律
速となるため、窒素負荷が高い程、生物処理水槽の容積
は大きくなり、また、アンモニアを酸化するために必要
な酸素を供給しなければならず、その量は必要酸素量の
８０％を占めるため、大きな酸素供給設備を必要として
いた。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
は、アンモニアを亜硝酸、硝酸に酸化する硝化反応が律
速となるため、窒素負荷が高い程、生物処理水槽の容積
は大きくなり、また、アンモニアを酸化するために必要
な酸素を供給しなければならず、その量は必要酸素量の
８０％を占めるため、大きな酸素供給設備を必要として
いた。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の廃水処理装置
は、前処理工程の下流側に接続され陰イオン交換膜とバ
イポーラ膜と陽イオン交換膜の組合せが内部に順次配設
された透析槽と同透析槽内の両側部にそれぞれ設けられ
た陰極と陽極により形成され後工程の生物処理工程に接
続された電気透析装置、および同電気透析装置の下流側
に接続され疎水性多孔質膜により形成され後工程の生物
処理工程に接続されたアンモニア分離装置を備えたこと
を特徴としている。
は、前処理工程の下流側に接続され陰イオン交換膜とバ
イポーラ膜と陽イオン交換膜の組合せが内部に順次配設
された透析槽と同透析槽内の両側部にそれぞれ設けられ
た陰極と陽極により形成され後工程の生物処理工程に接
続された電気透析装置、および同電気透析装置の下流側
に接続され疎水性多孔質膜により形成され後工程の生物
処理工程に接続されたアンモニア分離装置を備えたこと
を特徴としている。
【０００５】
【作用】上記において、電気透析装置には、前処理工程
で浮遊物や懸濁物が除去された廃水が供給される。
で浮遊物や懸濁物が除去された廃水が供給される。
【０００６】上記電気透析装置においては、それぞれの
陰イオン交換膜とバイポーラ膜と陽イオン交換膜の組合
せの間、即ち互に隣接する組合せの陰イオン交換膜と陰
イオン交換膜の間に上記廃水が供給され、上記バイポー
ラ膜と陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜との間にはそ
れぞれ水が供給され、透析槽内の両側部の陰極と陽極に
より電流が流される。
陰イオン交換膜とバイポーラ膜と陽イオン交換膜の組合
せの間、即ち互に隣接する組合せの陰イオン交換膜と陰
イオン交換膜の間に上記廃水が供給され、上記バイポー
ラ膜と陰イオン交換膜及び陽イオン交換膜との間にはそ
れぞれ水が供給され、透析槽内の両側部の陰極と陽極に
より電流が流される。
【０００７】上記廃水と水が供給され、陰極と陽極によ
り電流が流される電気透析装置の透析槽内においては、
次の作用が行われる。即ち、バイポーラ膜内では浸透し
ていた水がＨ+ とＯＨ- に分解され、Ｈ+ はバイポーラ
膜を透過して陰イオン交換膜側へ、ＯＨ- はバイポーラ
膜を透過して陽イオン交換膜側へ移動する。
り電流が流される電気透析装置の透析槽内においては、
次の作用が行われる。即ち、バイポーラ膜内では浸透し
ていた水がＨ+ とＯＨ- に分解され、Ｈ+ はバイポーラ
膜を透過して陰イオン交換膜側へ、ＯＨ- はバイポーラ
膜を透過して陽イオン交換膜側へ移動する。
【０００８】また、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜に
ついては、その間を流れる廃水中の陰イオンのＣｌ- は
陰イオン交換膜を透過し、陽イオンのＮＨ 4 + は陽イオ
ン交換膜を透過する。これは、陽イオン交換膜が微細な
孔径の膜を用いたものであり、ＮＨ 4 + は他の陽イオン
に比べて膜の透過速度が速いためである。
ついては、その間を流れる廃水中の陰イオンのＣｌ- は
陰イオン交換膜を透過し、陽イオンのＮＨ 4 + は陽イオ
ン交換膜を透過する。これは、陽イオン交換膜が微細な
孔径の膜を用いたものであり、ＮＨ 4 + は他の陽イオン
に比べて膜の透過速度が速いためである。
【０００９】上記陰イオン交換膜を透過したＣｌ- は、
バイポーラ膜を透過したＨ+ とともに水により外部へ排
出され、陽イオン交換膜を透過したＮＨ 4 + は、バイポ
ーラ膜を透過したＯＨ- とともに水により外部へ排出さ
れる。また、上記ＮＨ 4 + とＣｌ- が除かれた廃水は生
物処理工程へ送られる。
バイポーラ膜を透過したＨ+ とともに水により外部へ排
出され、陽イオン交換膜を透過したＮＨ 4 + は、バイポ
ーラ膜を透過したＯＨ- とともに水により外部へ排出さ
れる。また、上記ＮＨ 4 + とＣｌ- が除かれた廃水は生
物処理工程へ送られる。
【００１０】上記電気透析装置より排出されたＮＨ 4 +
とＯＨ- を含んだ水は、アンモニア分離装置へ送られ
る。このアンモニア分離装置は、疎水性多孔質膜により
形成されており、疎水性多孔質膜は水をはじき、アンモ
ニアだけを気体の状態で浸透させるため、水からアンモ
ニアガスを分離することができ、アンモニアが分離され
た水を生物処理工程へ送る。
とＯＨ- を含んだ水は、アンモニア分離装置へ送られ
る。このアンモニア分離装置は、疎水性多孔質膜により
形成されており、疎水性多孔質膜は水をはじき、アンモ
ニアだけを気体の状態で浸透させるため、水からアンモ
ニアガスを分離することができ、アンモニアが分離され
た水を生物処理工程へ送る。
【００１１】上記により、生物処理工程の前でアンモニ
アを除去することが可能となるため、生物処理工程にお
ける窒素負荷を低減することができ、生物処理水槽容積
の低減と曝気動力の削減が可能となる。
アを除去することが可能となるため、生物処理工程にお
ける窒素負荷を低減することができ、生物処理水槽容積
の低減と曝気動力の削減が可能となる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１において、１は原水貯留槽で廃水を貯留するものであ
る。２は細目スクリーン装置、３は遠心分離機で廃水中
の懸濁物を除去するものである。４は貯留槽であり、遠
心分離機３における上澄液を貯留するものであ。５は精
密ろ過膜装置であり、微細な浮遊懸濁物を除去し以下に
記載する電気透析装置６のイオン交換膜を保護するため
のものである。
１において、１は原水貯留槽で廃水を貯留するものであ
る。２は細目スクリーン装置、３は遠心分離機で廃水中
の懸濁物を除去するものである。４は貯留槽であり、遠
心分離機３における上澄液を貯留するものであ。５は精
密ろ過膜装置であり、微細な浮遊懸濁物を除去し以下に
記載する電気透析装置６のイオン交換膜を保護するため
のものである。
【００１３】６はバイポーラ膜１５、陽イオン交換膜１
６、陰イオン交換膜１４、陽極２１及び陰極２０を透析
槽１９内に配設した電気透析装置で、廃水中のアンモニ
アを分離するものである。７は酸回収液貯留槽で、電気
透析装置６で分離した酸を貯留するものである。８はア
ルカリ回収液貯留槽で、電気透析装置６で分離したアン
モニア水溶液を貯留するものである。９は補給水槽であ
り、酸、アルカリ回収液貯留槽８，９へ水を供給するた
めのものである。
６、陰イオン交換膜１４、陽極２１及び陰極２０を透析
槽１９内に配設した電気透析装置で、廃水中のアンモニ
アを分離するものである。７は酸回収液貯留槽で、電気
透析装置６で分離した酸を貯留するものである。８はア
ルカリ回収液貯留槽で、電気透析装置６で分離したアン
モニア水溶液を貯留するものである。９は補給水槽であ
り、酸、アルカリ回収液貯留槽８，９へ水を供給するた
めのものである。
【００１４】１０はアンモニアガス分離装置であり、疎
水性多孔質膜よりなり、アルカリ回収液貯留槽８で回収
したアンモニア水溶液からアンモニアガスを分離するも
のである。１１はアンモニア吸収液槽であり、アンモニ
アガス分離装置１０で分離したアンモニアガスを吸収さ
せるものである。硫酸あるいは硝酸を用いれば、硫酸ア
ンモニウム、硝酸アンモニウムとして回収することがで
き、肥料としての再利用が可能である。また、酸回収液
貯留槽７で回収した酸は、ほとんど塩酸であるため、こ
れを吸収液として用いれば、塩化アンモニウムとして回
収することができる。
水性多孔質膜よりなり、アルカリ回収液貯留槽８で回収
したアンモニア水溶液からアンモニアガスを分離するも
のである。１１はアンモニア吸収液槽であり、アンモニ
アガス分離装置１０で分離したアンモニアガスを吸収さ
せるものである。硫酸あるいは硝酸を用いれば、硫酸ア
ンモニウム、硝酸アンモニウムとして回収することがで
き、肥料としての再利用が可能である。また、酸回収液
貯留槽７で回収した酸は、ほとんど塩酸であるため、こ
れを吸収液として用いれば、塩化アンモニウムとして回
収することができる。
【００１５】１２は中和槽であり、アンモニアガス分離
装置１０でアンモニアガスを分離した液を中和するもの
であり、この中和に酸回収液貯留槽７で回収した酸を用
いれば、特別に薬品を使用する必要はない。１３は生物
処理水槽であり、１２で中和した廃水を生物処理するも
のである。廃水中にはＢＯＤ、有機性窒素が含まれてい
るため、これらを生物学的に分解する。
装置１０でアンモニアガスを分離した液を中和するもの
であり、この中和に酸回収液貯留槽７で回収した酸を用
いれば、特別に薬品を使用する必要はない。１３は生物
処理水槽であり、１２で中和した廃水を生物処理するも
のである。廃水中にはＢＯＤ、有機性窒素が含まれてい
るため、これらを生物学的に分解する。
【００１６】上記において、原水貯留槽１に貯留された
廃水は、細目スクリーン装置２と遠心分離機３を通過
し、それぞれで大きな浮遊物と懸濁物が除去されて貯留
槽４に貯留された後、精密ろ過膜装置５で微細な浮遊懸
濁物が除去されて電気透析装置６へ供給される。
廃水は、細目スクリーン装置２と遠心分離機３を通過
し、それぞれで大きな浮遊物と懸濁物が除去されて貯留
槽４に貯留された後、精密ろ過膜装置５で微細な浮遊懸
濁物が除去されて電気透析装置６へ供給される。
【００１７】上記電気透析装置は、バイポーラ膜、陽イ
オン交換膜、および陰イオン交換膜を組み合せて形成さ
れたものであり、廃水中のアンモニアを分離するもので
あるが、以下にその詳細を図２により説明する。
オン交換膜、および陰イオン交換膜を組み合せて形成さ
れたものであり、廃水中のアンモニアを分離するもので
あるが、以下にその詳細を図２により説明する。
【００１８】上記電気透析装置６を形成するバイポーラ
膜１５は、片面に陽イオン交換膜領域１７、反対の面に
陰イオン交換膜領域１８をもつ膜であり、陽イオン交換
膜領域１７側に陰極２０、陰イオン交換膜領域１８側に
陽極２１を設置し、これに電気を流すと、両領域１７，
１８の境界面においてバイポーラ膜１５内に浸透してい
た水がＨ+ とＯＨ- に分解される。
膜１５は、片面に陽イオン交換膜領域１７、反対の面に
陰イオン交換膜領域１８をもつ膜であり、陽イオン交換
膜領域１７側に陰極２０、陰イオン交換膜領域１８側に
陽極２１を設置し、これに電気を流すと、両領域１７，
１８の境界面においてバイポーラ膜１５内に浸透してい
た水がＨ+ とＯＨ- に分解される。
【００１９】生成されたＨ+ は陽イオン交換膜領域１７
を、ＯＨ- は陰イオン交換膜領域１８を透過してそれぞ
れ酸回収液貯留槽７、アルカリ回収液貯留槽８へ移動す
る。また、陽イオン交換膜領域１７側に陰イオン交換膜
１４を、陰イオン交換膜領域１８側に陽イオン交換膜１
６を置き、この３種の膜１４，１５，１６を１組として
順次配設し、陽イオン交換膜１６と陰イオン交換膜１４
の間に廃水を流し、バイポーラ膜１５と両イオン交換膜
１４，１６の間に水（水は酸回収液貯留槽７とアルカリ
回収貯留槽８の液を循環使用する）を流し、上記陽極２
１と陰極２０に電流を流すと、廃水中の陽イオンは陽イ
オン交換膜１６を透過してアルカリ回収液貯留槽８へ、
陰イオンは陰イオン交換膜１４を透過して酸回収液貯留
槽７へ移動することから、廃水中の塩を酸及びアルカリ
として回収することが可能となる。
を、ＯＨ- は陰イオン交換膜領域１８を透過してそれぞ
れ酸回収液貯留槽７、アルカリ回収液貯留槽８へ移動す
る。また、陽イオン交換膜領域１７側に陰イオン交換膜
１４を、陰イオン交換膜領域１８側に陽イオン交換膜１
６を置き、この３種の膜１４，１５，１６を１組として
順次配設し、陽イオン交換膜１６と陰イオン交換膜１４
の間に廃水を流し、バイポーラ膜１５と両イオン交換膜
１４，１６の間に水（水は酸回収液貯留槽７とアルカリ
回収貯留槽８の液を循環使用する）を流し、上記陽極２
１と陰極２０に電流を流すと、廃水中の陽イオンは陽イ
オン交換膜１６を透過してアルカリ回収液貯留槽８へ、
陰イオンは陰イオン交換膜１４を透過して酸回収液貯留
槽７へ移動することから、廃水中の塩を酸及びアルカリ
として回収することが可能となる。
【００２０】アルカリ回収液貯留槽８では廃水中の陽イ
オンが回収されるが、微細な孔径の陽イオン交換膜１６
を用いると、アンモニウムイオンは他の陽イオンに比べ
て透過速度が速いために優先的に透過される。したがっ
て、アルカリ回収液貯留槽８では、アンモニア水溶液と
して回収することができる。
オンが回収されるが、微細な孔径の陽イオン交換膜１６
を用いると、アンモニウムイオンは他の陽イオンに比べ
て透過速度が速いために優先的に透過される。したがっ
て、アルカリ回収液貯留槽８では、アンモニア水溶液と
して回収することができる。
【００２１】上記アルカリ回収液貯留槽８内に回収され
たアンモニア水溶液はアンモニア分離装置１０に供給さ
れ、アンモニアが除去される。このアンモニア分離装置
１０は疏水性多孔質膜１０により形成されており、供給
されたアンモニア水溶液は疏水性多孔質膜装置１０によ
り水がはじかれ、アンモニアだけが気体の状態で膜中に
浸透し透過して、透過側で吸収液に吸収されることによ
り、アンモニアを除去することができる。
たアンモニア水溶液はアンモニア分離装置１０に供給さ
れ、アンモニアが除去される。このアンモニア分離装置
１０は疏水性多孔質膜１０により形成されており、供給
されたアンモニア水溶液は疏水性多孔質膜装置１０によ
り水がはじかれ、アンモニアだけが気体の状態で膜中に
浸透し透過して、透過側で吸収液に吸収されることによ
り、アンモニアを除去することができる。
【００２２】上記アンモニア分離装置１０により分離さ
れたアンモニアガスは、アンモニア吸収液槽１１に送ら
れて同吸収液槽１１にて硫酸あるいは硝酸を添加するこ
とにより、硫酸アンモニウムあるいは硝酸アンモニウム
として回収される。
れたアンモニアガスは、アンモニア吸収液槽１１に送ら
れて同吸収液槽１１にて硫酸あるいは硝酸を添加するこ
とにより、硫酸アンモニウムあるいは硝酸アンモニウム
として回収される。
【００２３】上記電気透析装置６及びアンモニア分離装
置１０より排出された廃水は中和槽１２に送られ、中和
槽１２で酸回収液貯留槽７から送られた塩酸等により中
和された後、生物処理水槽１３に送られ生物処理が行わ
れる。
置１０より排出された廃水は中和槽１２に送られ、中和
槽１２で酸回収液貯留槽７から送られた塩酸等により中
和された後、生物処理水槽１３に送られ生物処理が行わ
れる。
【００２４】上記のように、本実施例においては、前処
理工程の後にバイポーラ膜とイオン交換膜を組み合せた
電気透析装置、および疏水性多孔質膜が設けられたアン
モニア分離装置を用いるため、生物処理の前にアンモニ
アを除去することが可能となり、生物処理水槽における
窒素負荷を低減することができる。
理工程の後にバイポーラ膜とイオン交換膜を組み合せた
電気透析装置、および疏水性多孔質膜が設けられたアン
モニア分離装置を用いるため、生物処理の前にアンモニ
アを除去することが可能となり、生物処理水槽における
窒素負荷を低減することができる。
【００２５】ちなみに、し尿処理に適用する場合は、し
尿に含まれる総窒素約４０００ppmのうちアンモニアは
２０００〜２５００ppm であることから、窒素負荷は５
０〜６０％低減することができる。これにより、生物処
理水槽の容積を約３０％低減することができる。また、
曝気動力を約４０％低減することができる。
尿に含まれる総窒素約４０００ppmのうちアンモニアは
２０００〜２５００ppm であることから、窒素負荷は５
０〜６０％低減することができる。これにより、生物処
理水槽の容積を約３０％低減することができる。また、
曝気動力を約４０％低減することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の廃水処理装置は、前処理工程と
生物処理工程の間に電気透析装置とアンモニア分離装置
が設けられ、上記電気透析装置は陰イオン交換膜、バイ
ポーラ膜及び陽イオン交換膜が内部に設けられた透析槽
により形成され、アンモニア分離装置は疏水性多孔質膜
により形成されたことによって、生物処理工程の前でア
ンモニアを除去することが可能となるため、生物処理工
程における窒素負荷を低減することができ、生物処理水
槽容積と曝気動力の削減が可能となる。
生物処理工程の間に電気透析装置とアンモニア分離装置
が設けられ、上記電気透析装置は陰イオン交換膜、バイ
ポーラ膜及び陽イオン交換膜が内部に設けられた透析槽
により形成され、アンモニア分離装置は疏水性多孔質膜
により形成されたことによって、生物処理工程の前でア
ンモニアを除去することが可能となるため、生物処理工
程における窒素負荷を低減することができ、生物処理水
槽容積と曝気動力の削減が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の廃水処理装置の説明図であ
る。
る。
【図２】上記一実施例に係る電気透析装置の説明図であ
る。
る。
【図３】従来の廃水処理装置の説明図である。
１ 原水貯留槽 ２ 細目スクリーン装置 ３ 遠心分離機 ４ 貯留槽 ５ 精密ろ過膜装置 ６ 電気透析装置 ７ 酸回収液貯留槽 ８ アルカリ回収液貯留槽 ９ 補給水槽 １０ アンモニア分離装置 １１ アンモニア吸収液槽 １２ 中和槽 １３ 生物処理水槽 １４ 陰イオン交換膜 １５ バイポーラ膜 １６ 陽イオン交換膜 １７ 陽イオン交換膜領域 １８ 陰イオン交換膜領域 １９ 透析槽 ２０ 陰極 ２１ 陽極
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 61/50 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 61/50 ＺＡＢ 61/58 ＺＡＢ 61/58 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢＫ 1/469 1/58 ＺＡＢＰ 1/58 ＺＡＢ 1/46 １０３ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 9/00 501 - 504 B01D 61/44 - 61/50 ZAB B01D 61/58 C02F 1/44 C02F 1/469 C02F 1/58
Claims (1)
- 【請求項１】 前処理工程の下流側に接続され陰イオン
交換膜とバイポーラ膜と陽イオン交換膜の組合せが内部
に順次配設された透析槽と同透析槽内の両側部にそれぞ
れ設けられた陰極と陽極により形成され後工程の生物処
理工程に接続された電気透析装置、および同電気透析装
置の下流側に接続され疎水性多孔質膜により形成され後
工程の生物処理工程に接続されたアンモニア分離装置を
備えたことを特徴とする廃水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036728A JP2909341B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 廃水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5036728A JP2909341B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 廃水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246296A JPH06246296A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2909341B2 true JP2909341B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=12477798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5036728A Expired - Lifetime JP2909341B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 廃水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909341B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3519112B2 (ja) | 1994-02-01 | 2004-04-12 | 株式会社神鋼環境ソリューション | アンモニア化合物を含有する廃液等の被処理液の処理方法とその装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK2809430T3 (en) * | 2012-01-30 | 2016-03-07 | Univ Gent | Electrochemical methods for separating OF PRODUCTS ARISING FROM BIOLOGICAL transformations |
| JP6386338B2 (ja) * | 2014-10-24 | 2018-09-05 | オルガノ株式会社 | アンモニア含有排水の処理装置および処理方法 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5036728A patent/JP2909341B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3519112B2 (ja) | 1994-02-01 | 2004-04-12 | 株式会社神鋼環境ソリューション | アンモニア化合物を含有する廃液等の被処理液の処理方法とその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06246296A (ja) | 1994-09-06 |
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