JP3169809U

JP3169809U - アンモニア含有水浄化装置

Info

Publication number: JP3169809U
Application number: JP2011003169U
Authority: JP
Inventors: 宗治児玉; 中谷　博宣; 博宣中谷
Original assignee: 昭和サービス株式会社
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2021-06-07

Abstract

【課題】アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置につき、不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線を明瞭に発現させることができ、かつ、不連続点塩素注入法を用いた際の被浄化水における遊離残留塩素濃度を正確に測定することができるアンモニア含有水浄化装置を提供する。【解決手段】アンモニア含有水浄化装置１は、次亜塩素酸溶液貯留タンク２と次亜塩素酸溶液注入装置３とアンモニア処理槽４とからなり、次亜塩素酸溶液注入装置３により次亜塩素酸溶液貯留タンク２から次亜塩素酸を注入された被浄化水をアンモニア処理槽４内において滞留させることにより被浄化水からアンモニアを除去して清浄化する。【選択図】図２

Description

本考案は、井戸水、地下水又は河川水等のアンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより該被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置に関するものである。

水道法施行規則１７条３号では、水道事業者が講じなければならない衛生上必要な措置として、給水栓における水が遊離残留塩素を０．１ｍｇ／ｌ（結合残留塩素の場合は、０．４ｍｇ／ｌ）以上保持するように塩素消毒を行うことを規定しているところである。一方で、残留塩素濃度とりわけ結合残留塩素濃度が高い場合には、該塩素が入浴等の際に水利用者の目鼻を刺激するという問題があるとともに、飲用水として用いるときには水の味を損なうという問題がある。そこで、厚生労働省の策定する水質管理目標設定項目では、快適水質項目として、残留塩素濃度を１．０ｍｇ／ｌ程度とする目標値が設定されているところである。

ここで、塩素による水の消毒方法には、様々な方法の存するところであるが、その一つとして不連続点塩素注入法が存するところである。不連続点塩素注入法は、一般に、水の臭みを高度に除去できること、高度の殺菌効果を有すること、そして脱塩素処理の必要が無いこと等から、塩素による水の消毒方法として好適な方法であるとされる。即ち、図１に図示するように、まず、アンモニア（ＮＨ_３）を含む被浄化水に次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を添加することにより、モノクロラミン（ＮＨ_２Ｃｌ）が生成され、水中の残留塩素濃度が上昇する。更に次亜塩素酸を添加することにより、ジクロラミン（ＮＨＣｌ_２）が生成され、ジクロラミンは窒素（Ｎ_２）と塩酸（ＨＣｌ）に酸化されて、残留塩素濃度は極小となる。被浄化水における残留塩素濃度が極小になるブレークポイントを超える量の次亜塩素酸を添加すると、該添加量だけ被浄化水における遊離残留塩素が増加するところ、該遊離残留塩素の濃度を上記の範囲内に収めるように次亜塩素酸の量を調節して被浄化水に添加することが一般に行われているところである。

ここで、従来、被浄化水に次亜塩素酸を添加することによりアンモニアを除去する方法としては、例えば、排水中に次亜塩素酸を投入し、該排水中のアンモニウムイオンを前記次亜塩素酸と反応させ、窒素ガス、水、塩酸に分解させてアンモニア性の窒素を除去し、同時に上記塩酸の生成によって下降した処理水のＰＨをアルカリ性の中和剤を投入して中和反応させることにより中和することとした排水中の窒素の除去方法等が既に提案されているところである（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−３１４１５２号公報

アンモニア性窒素の７．６倍の塩素が添加されることにより、前記の不連続点塩素注入法におけるブレークポイントが現れることは、一般に知られているところである。しかしながら、不連続点塩素注入法を用いた場合であっても、図１に図示するような不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線が実際には明瞭に発現しない場合が多いという問題があった。そのため、従来技術に係るアンモニア含有水浄化装置は、ブレークポイント曲線が明瞭に発現しないために、アンモニアを含有する被浄化水に上記の残留塩素濃度の範囲内に収めるための適当な量の次亜塩素酸を添加することができないという問題があった。そこで、本考案の第一の課題は、アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置につき、不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線を明瞭に発現させることができるアンモニア含有水浄化装置を提供することにある。

ところで、水道水の残留塩素濃度の測定は、結合残留塩素の消毒力が遊離残留塩素の消毒力と比較して微弱であることから、一般には遊離残留塩素濃度の測定を行うのが専らである。しかしながら、結合残留塩素が被浄化水に残存している場合には、遊離残留塩素濃度を正確に測定することが一般的には困難であった。そこで、本考案の第二の課題は、アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより該被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置につき、不連続点塩素注入法を用いた際の被浄化水における遊離残留塩素濃度を正確に測定することができるアンモニア含有水浄化装置を提供することにある。

本考案の第一及び第二の課題を解決するため、請求項１に係るアンモニア含有水浄化装置は、アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより該被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置であって、次亜塩素酸貯留タンクと次亜塩素酸注入装置とアンモニア処理槽とからなり、該次亜塩素酸注入装置により該次亜塩素酸貯留タンクから次亜塩素酸を注入された被浄化水を該アンモニア処理槽内において滞留させることを特徴とするアンモニア含有水浄化装置である。

本考案の第一及び第二の課題を解決するため、請求項２に係るアンモニア含有水浄化装置は、請求項１に記載したアンモニア含有水浄化装置であって、アンモニアを除去した被浄化水中に残存する不純物を濾過して除去するための濾過処理装置を備えていることを特徴とするアンモニア含有水浄化装置である。

本考案の第一及び第二の課題を解決するため、請求項３に係るアンモニア含有水浄化装置は、請求項２に記載したアンモニア含有水浄化装置であって、希硫酸貯留タンクと希硫酸注入装置とを備えており、希硫酸注入装置により希硫酸貯留タンクから希硫酸を注入した被浄化水を前記濾過処理装置に送水できるようにしたことを特徴とするアンモニア含有水浄化装置である。

請求項１から３までに記載した本考案に係るアンモニア含有水浄化装置は、上記の通りの構成であるから、以下のような効果を得ることができる。

表１に示すように、請求項１に記載したアンモニア含有水浄化装置を用いて、アンモニウムイオン濃度が６．５ｍｇ／ｌの被浄化水に次亜塩素酸溶液を注入して混合し、該被浄化水をアンモニア処理槽内において１０分程度滞留させることにより、該被浄化水中のアンモニアは次亜塩素酸と反応して窒素ガスにまで酸化されて処理されたため、被浄化水のアンモニウムイオン濃度が０．１ｍｇ／ｌ未満になるという効果が得られた。従って、請求項１から３までに記載したアンモニア含有水浄化装置は、アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置につき、不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線を明瞭に発現させることができるアンモニア含有水浄化装置を提供するという本考案の第一の課題を解決することができる。

また、アンモニア含有水浄化装置１は、上記の通り、不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線を明瞭に発現させることができ、ブレークポイントを経過していることから被浄化水中の結合残留塩素がほぼ無くなっているところ、添加した次亜塩素酸の量だけ遊離残留塩素濃度は上昇するため、残留塩素計による被浄化水における遊離残留塩素濃度の測定を正確に行うことができるのである。従って、請求項１から３までに記載したアンモニア含有水浄化装置は、不連続点塩素注入法を用いた際の被浄化水における遊離残留塩素濃度を正確に測定することができるアンモニア含有水浄化装置を提供するという本考案の第二の課題を解決することができるのである。

不連続点塩素注入法における残留塩素量と塩素注入量との関係を示したグラフである。本考案の一実施形態に係るアンモニア含有水浄化装置を示した概略構造図である。

以下、本考案の一実施形態に係るアンモニア含有水浄化装置の構造について、添付図面に基づいて説明する。

本考案の一実施形態に係るアンモニア含有水浄化装置１は、図２に図示するように、次亜塩素酸溶液貯留タンク２と、次亜塩素酸溶液注入装置３と、及びアンモニア処理槽４とから構成されるものである。

図２に図示するように、アンモニアを含有する被浄化水は、井戸等の水源５から揚水ポンプ６により汲み上げられて採取され、水源５とアンモニア処理槽４とを連結する送水パイプ７ａを通してアンモニア処理槽４へと送水される。送水パイプ７ａは、その途中で次亜塩素酸溶液貯留タンク２と連結している次亜塩素酸溶液を送液するための送液チューブ８ａ及び希硫酸溶液貯留タンク９と連結している希硫酸溶液を送液するための送液チューブ８ｂと接合されている。

図２では、送水パイプ７ａの途中で次亜塩素酸溶液を送液するための送液チューブ８ａと接合しているが、必ずしも送水パイプ７ａの途中で被浄化水への次亜塩素酸溶液の注入を行わなければならないものではなく、例えば、後述するアンモニア処理槽４に撹拌装置を設置し、アンモニア処理槽４に送液チューブ８ａを接合してアンモニア処理槽４内において被浄化水への次亜塩素酸溶液の注入を行い撹拌装置による撹拌を行ってもよい。

アンモニア処理槽４としては、種々のタンクを用いることが可能であるが、後述するように、アンモニア処理槽４内において窒素ガスが発生することから、密閉型のタンクよりも開放型のタンクを用いる方が好適である。従って、アンモニア処理槽４としては、例えば、開閉可能な上蓋を備えた有底筒状の開放型タンクであって、耐薬品性に優れるポリエチレン樹脂製のタンクを用いるのが好適である。

図２に図示するように、水源５において被浄化水におけるアンモニウムイオン濃度を測定し、次亜塩素酸溶液注入装置３が、測定したアンモニウムイオン濃度に応じて、次亜塩素酸溶液貯留タンク２から送液チューブ８ａを通して被浄化水に一定量の次亜塩素酸溶液を連続的に注入できるように構成する。

あるいは、遊離残留塩素測定装置を設けて、アンモニア処理槽４内の被浄化水における遊離残留塩素濃度を測定し、次亜塩素酸溶液注入装置３が、測定された遊離残留塩素濃度に応じて、次亜塩素酸溶液貯留タンク２から送液チューブ８ａを通して被浄化水に次亜塩素酸溶液を注入するように構成することも可能である。

ここで、次亜塩素酸溶液としては、次亜塩素酸ナトリウム溶液（ＮａＯＣｌ）を用い、例えば、鶴見曹達株式会社製のツルクロン（登録商標）、又は株式会社オーヤラックス製のピューラックス（登録商標）をはじめとする各種の公知の次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いることが可能である。

送水パイプ７ａ内において次亜塩素酸溶液を注入した被浄化水をアンモニア処理槽４内において一定時間滞留させることにより、被浄化水中のアンモニアは次亜塩素酸ナトリウムと反応して窒素ガスにまで酸化されて処理される。発生した窒素ガスは、開閉可能な上蓋を備えた有底筒状の開放型タンクをアンモニア処理槽４として用いる場合には、タンク本体と上蓋との間隙を通して、アンモニア処理槽４内から大気中へと放出される。

アンモニア含有水浄化装置１は、上記の通り、被浄化水に次亜塩素酸溶液を注入して混合し、被浄化水をアンモニア処理槽４内において一定時間滞留させることにより、被浄化水中のアンモニアは次亜塩素酸と反応して窒素ガスにまで酸化されて処理されるため、不連続点塩素注入法におけるブレークポイント曲線を明瞭に発現させることができるのである。また、上記の処理を経た被浄化水は、ブレークポイントを経過していることから、結合残留塩素はほとんど残存しておらず遊離残留塩素のみが残存しているところ、遊離残留塩素計を用いた被浄化水における遊離残留塩素濃度の測定を正確に行うことができるのである。

アンモニア含有水浄化装置１は、更に、以下のような構成とすることにより、アンモニアを含有する被浄化水からアンモニアを除去するだけでなく、更に、アンモニアを除去した被浄化水を飲用水として提供することができる装置として構成することもできる。

アンモニアを除去した被浄化水になおフミン物質、鉄分、及びマンガン等の不純物が含有されている場合、該被浄化水を飲用水として用いることができるようにするためには、該被浄化水を濾過することにより該不純物を除去する必要がある。

ここで、アンモニア含有水浄化装置１は、濾過処理槽１１内において硫酸アルミニウム又はポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩を凝集剤として用いてフミン物質の吸着除去を行うところ、該凝集剤による凝集効果を高めるために被浄化水におけるＰＨ値を調整するとともに、前記の厚生労働省の策定する水質管理目標設定項目においてＰＨ値の目標値が７．５程度とされているため、被浄化水のＰＨ値を調整する必要がある。

図２に図示するように、水源５において被浄化水におけるＰＨ値を測定し、希硫酸溶液注入装置１０が、前記測定したＰＨ値に応じて、希硫酸溶液貯留タンク９から送液チューブ８ｂを通して被浄化水に一定量の希硫酸溶液を連続的に注入できるように構成する。

図２では、送水パイプ７ａの途中で希硫酸溶液を送液するための送液チューブ８ｂと接合しているが、必ずしも送水パイプ７ａの途中で被浄化水への希硫酸溶液の注入を行わなければならないものではなく、例えば、前記のアンモニア処理槽４に撹拌装置を設置し、アンモニア処理槽４に送液チューブ８ｂを接合してアンモニア処理槽４内において被浄化水への希硫酸溶液の注入を行い撹拌装置による撹拌を行ってもよい。

また、ＰＨ測定装置を設けて、アンモニア処理槽４内の被浄化水におけるＰＨ値を測定し、希硫酸溶液注入装置１０が、測定されたＰＨ値に応じて、希硫酸溶液貯留タンク９から送液チューブ８ｂを通して被浄化水に希硫酸溶液を注入するように構成してもよい。

上記のようにして、アンモニア処理槽４内においてアンモニアを除去されるとともにＰＨ値を調節された被浄化水は、アンモニア処理槽４と濾過処理槽１１とを連結する送水パイプ７ｂを通してアンモニア処理槽４から濾過処理槽１１へと送水される。

濾過処理槽１１内において被浄化水は以下の各種の濾材を用いた濾過処理が行われ、被浄化水から不純物が除去される。即ち、例えば、硫酸アルミニウム又はポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩を凝集剤として用いることによるフミン物質の吸着除去が行われ、また、無煙炭を破砕して粒状に加工したアンスラサイトを濾材として用いることによる浮遊物質の除去が行われるとともに、マンガン砂又はマンガンゼオライトを濾材として用いることによる鉄分及びマンガンの除去が行われるのである。

１アンモニア含有水浄化装置
２次亜塩素酸溶液貯留タンク
３次亜塩素酸溶液注入装置
４アンモニア処理槽
５水源
６揚水ポンプ
７送水パイプ
８送液チューブ
９希硫酸溶液貯留タンク
１０希硫酸溶液注入装置
１１濾過処理槽

Claims

アンモニアを含有する被浄化水に次亜塩素酸を添加することにより該被浄化水からアンモニアを除去して清浄化するアンモニア含有水浄化装置であって、次亜塩素酸貯留タンクと次亜塩素酸注入装置とアンモニア処理槽とからなり、該次亜塩素酸注入装置により該次亜塩素酸貯留タンクから次亜塩素酸を注入された被浄化水を該アンモニア処理槽内において滞留させることを特徴とするアンモニア含有水浄化装置。
請求項１に記載したアンモニア含有水浄化装置であって、アンモニアを除去した被浄化水中に残存する不純物を濾過して除去するための濾過処理装置を備えていることを特徴とするアンモニア含有水浄化装置。
請求項２に記載したアンモニア含有水浄化装置であって、希硫酸貯留タンクと希硫酸注入装置とを備えており、該希硫酸注入装置により該希硫酸貯留タンクから希硫酸を注入した被浄化水を前記濾過処理装置に送水できるようにしたことを特徴とするアンモニア含有水浄化装置。