JP3675667B2 - How to remove ammonia in waste water - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、アンモニアを含有する排水からアンモニアを除去する方法であって、詳しくは、改良されたアンモニアストリッピング法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アンモニアストリッピング法は、工場排水、都市上下水、湖沼水などを対象として、比較的高濃度のアンモニア含有排水や、濃度変動の大きいアンモニア含有排水の処理に適した除去方法である。同法は、被処理水のpHを上げてアンモニウムイオンを遊離のアンモニアに変換し、エアストリッピングにより該アンモニアを被処理水中から空気中に移動させて除去するものである。
従来、エアストリッピングを行う放散塔には、空気と被処理水の接触を充分に行わせるために、プラスチック製充填材等が充填されており、被処理水はpH調整後塔上部より散水され、充填材の間を水滴の形成とその破壊を繰り返しながら落下する。この間にこの水滴が空気と接触し、アンモニアをガスとして水中より空気中に散逸させる方法である。
【0003】
被処理水のpH調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどのアルカリ源により行われ、通常は、比較的安価な水酸化カルシウム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどが使用されている。しかしながら、これらの安価なアルカリ源を使用すると、空気中の炭酸ガスや被処理水中に含有される硫酸塩と反応して、カルシウムやマグネシウムの炭酸塩または硫酸塩が生成するため、これらが上記放散塔内部において充填材間にスケールとして付着する結果、放散塔内部を閉塞させ、長期的な連続運転が阻害されるとともに、内部の清掃を頻繁に行うことが必要となる。
また、被処理排水中にアルカリによって沈殿を生じる物質、例えば、硫酸アルミニウム、水ガラス等が含まれる場合には、どのようなアルカリ源を使用しても充填層にスケールが付着して、前記問題が生じる虞がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、添加するアルカリ源の種類によらず、また、アルカリによって沈殿を生じる物質が混入したアンモニア含有排水に対しても、放散塔を閉塞させることなく、長期的な連続運転が可能な排水中のアンモニアの除去方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アンモニア含有排水にアルカリを添加し、これを放散塔においてアンモニア回収塔との間を循環する空気と接触させることにより被処理水中からアンモニアを空気中に移動させる方法において、前記放散塔の内部を空洞とするとともに、2以上の領域に区画し、前段領域で循環空気と接触させた処理水を抜き出して反応槽にてアンモニア変換反応を促進させた後、放散塔の後段領域に戻すことを手段とするものである。
前記領域は水平方向に延ばして形成し、被処理水を水平方向に噴霧することが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を示すフローチャートである図1により、本発明を具体的に説明する。
【0007】
図1には、本発明を実施するための主要な構成装置である、放散塔10、アンモニア回収塔20、反応槽30などが示されている。
放散塔10には、水平方向に延伸する領域11と、領域11の両端部において垂直上下方向に夫々屈曲した、導入領域12と排出領域13が形成されている。本実施形態において水平領域11は、11a、11b、11cの3つに区画され、各水平領域11a、11b、11cおよび導入領域12、排出領域13には被処理水を噴霧するためのノズル14が装備されている。従って、本実施形態では合計5つの領域が形成されている。放散塔10の内部は空洞とし、充填材は装備されていない。
放散塔10の水平領域11は、僅かに(1〜10度程度)傾斜させるとともに、各水平領域11a、11b、11cに堰15、15、15を設けて処理水を収集し易くなっている。
【0008】
アンモニア回収塔20は従来公知のものと同様であって、縦型塔内にラシヒリング21等が充填されており、放散塔10との間を空気が循環するようになっている。
【0009】
反応槽30a、30b、30c、30dは、導入領域12および各水平領域11a、11b、11cにおいて循環空気と接触した処理水を抜き出して、アンモニア変換反応を促進させるためのものであり、攪拌機31付きのものが好ましい。遊離のアンモニアに変換反応させた処理水はポンプ32a、32b、32c、32dにて夫々後段の領域、即ち、水平領域11a、11b、11cおよび排出領域13に戻される。
【0010】
アンモニアストリッピング法では、水中のアンモニアが全てアンモニア水等の遊離のアンモニアとして存在するのであれば、温度、pH、被処理水と循環空気量の重量比L/Gによりストリッピングに必要な充填層の高さが決定される。しかしながら、本発明方法では充填層を設けないので、その分の接触効率の低下をノズル噴霧により補っている。発明者等は、1回のノズル噴霧が充填層高1.5mに相当することを実験により確認した。
【0011】
また、アルカリ源に安価な水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムなどを使用すると、遊離のアンモニアへの転換反応は5割程度しか進まない。但し、この遊離のアンモニアがストリッピングされれば、残りのアンモニウム塩とマグネシウムとの反応が進み、再びその半分が遊離のアンモニアになる。そこで、本発明方法では、アンモニウム塩とマグネシウムとの反応速度が、アンモニアの放散速度よりも遅いことに鑑み、放散塔を複数の領域に区画して、各領域間に反応槽を設けたものである。
【0012】
アンモニア含有排水はアルカリ添加により高pH値に調整され、この被処理水1は導入領域12のノズル14から放散塔10内に噴霧される。被処理水1は循環空気と接触し、導入領域12を降下後、ライン16aから抜き出され反応槽30aに導入される。反応槽30aにおいてアンモニアへの変換反応が進んだ被処理水1は、ポンプ32aにより水平領域11aに送られ、ノズル14から噴霧される。以下、被処理水1は水平領域11a、11b、11cおよび排出領域13にて空気と接触してアンモニアが放散され、排出領域13の排出ライン2から系外の図示してない排水処理設備に送られる。
【0013】
放散塔10内の温度は85℃〜95℃とすることが好ましい。このためには、空気を予熱する他、循環空気に水蒸気を吹き込んでもよい。また、被処理水1のpH値は排出領域13において9以上となるように、予め調整しておくことが望ましい。従って、導入領域12における被処理水1のpHは10.5以上とすることが好ましい。また、各反応槽30a、30b、30c、30dでアルカリを添加してpH調整してもよい。放散塔10内における被処理水と循環空気量の重量比L/Gは、1〜10とすることが好まく、特に1〜5程度とすることが好ましい。
【0014】
排出領域13に導入される循環空気は、放散塔10内を前記被処理水1と逆方向に流れた後、導入領域12の塔頂部からライン3を経て、アンモニア回収塔20の塔底部に戻される。この循環空気は、アンモニア回収塔20で硫酸を含む回収液と接触後、回収塔20の塔頂部から抜き出され、ライン4を介して前記排出領域13に戻される。アンモニア回収塔20にはライン5から硫酸が供給され、硫酸を含む回収液はポンプ22により回収塔20内を上から下に循環する。アンモニアを吸収して、硫酸アンモニウムを含む回収液の一部は、ライン6から分岐して系外の図示してない硫安回収設備に送られる。
【0015】
【実施例】
平均アンモニア濃度1500mg/l(最大3500mg/l)の工場排水について、図1に示すフローによりアンモニアストリッピング処理を行った。工場排水の組成を表1に、処理条件と結果を表2に夫々示す。
【0016】
【表1】
硫酸アンモニウム: 5800 mg/l (最大で 11600 mg/l)
硫酸ナトリウム : 1.5 〜2.5 重量%
硫酸 : 1700 mg/l
硫酸アルミニウム: 1800 mg/l
塩素 : 300 mg/l
その他固形分 : 少量
【0017】
【表2】
【0018】
表2の結果から、実施例1〜実施例3のいずれも、アンモニアの高い除去率が得られたことが判る。また、各実施例共、放散塔の閉塞の心配もなく、3〜6ヵ月の連続運転が可能であった。
【0019】
【発明の効果】
請求項1記載の発明方法によれば、放散塔における閉塞の虞がなく、長期連続運転が可能である。また、98%以上の高いアンモニア除去率を得ることができる。従って、沈殿物を生成し易い物質を含むアンモニア含有排水のストリッピングに特に適している。
請求項2記載の発明方法によれば、前記効果に加えて、アンモニアの放散塔をコンパクトな装置で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 放散塔
11 水平領域
12 導入領域
13 排出領域
14 ノズル
20 アンモニア回収塔
30 反応槽
32 ポンプ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for removing ammonia from wastewater containing ammonia, and more particularly to an improved ammonia stripping method.
[0002]
[Prior art]
The ammonia stripping method is a removal method suitable for treating a relatively high concentration of ammonia-containing wastewater or ammonia-containing wastewater having a large concentration fluctuation, targeting factory wastewater, city water, lake water, and the like. In this method, the pH of water to be treated is raised to convert ammonium ions into free ammonia, and the ammonia is removed from the water to be treated by moving it to air by air stripping.
Conventionally, a stripping tower that performs air stripping is filled with a plastic filler or the like in order to sufficiently contact the air and the water to be treated, and the water to be treated is sprinkled from the top of the tower after pH adjustment, It falls while repeating the formation and destruction of water droplets between fillers. During this time, the water droplets come into contact with air, and ammonia is used as a gas to dissipate from the water into the air.
[0003]
The pH of the water to be treated is adjusted with an alkali source such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, and is usually relatively inexpensive calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium hydroxide. Magnesium oxide and the like are used. However, if these inexpensive alkali sources are used, they react with carbon dioxide in the air or sulfate contained in the water to be treated to produce calcium or magnesium carbonates or sulfates. As a result of adhering as a scale between the packing materials inside the tower, it is necessary to block the inside of the diffusion tower, hinder long-term continuous operation, and to frequently clean the inside.
In addition, when the wastewater to be treated contains substances that cause precipitation due to alkali, such as aluminum sulfate, water glass, etc., the scale adheres to the packed bed no matter what alkali source is used, and the above problem May occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention does not depend on the type of alkali source to be added, and wastewater that can be continuously operated for a long time without clogging the diffusion tower, even for ammonia-containing wastewater mixed with substances that cause precipitation due to alkali. The present invention provides a method for removing ammonia therein.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method for transferring ammonia from water to be treated into water by adding alkali to ammonia-containing wastewater and bringing it into contact with air circulating between the ammonia recovery tower and the ammonia recovery tower. The inside of the chamber is made hollow and divided into two or more regions, the treated water brought into contact with the circulating air in the former region is extracted to promote the ammonia conversion reaction in the reaction tank, and then returned to the latter region of the stripping tower. It is a means.
The region is preferably formed to extend in the horizontal direction, and the water to be treated is sprayed in the horizontal direction.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be specifically described with reference to FIG. 1 which is a flowchart showing a preferred embodiment of the present invention.
[0007]
FIG. 1 shows a
The
The
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
In the ammonia stripping method, if all the ammonia in the water exists as free ammonia such as ammonia water, the packed bed required for stripping is determined by the temperature, pH, weight ratio L / G of the water to be treated and the amount of circulating air. Is determined. However, since the packed bed is not provided in the method of the present invention, the corresponding reduction in contact efficiency is compensated by nozzle spraying. The inventors confirmed by experiments that one nozzle spray corresponds to a packed bed height of 1.5 m.
[0011]
If inexpensive magnesium hydroxide or magnesium oxide is used as the alkali source, the conversion reaction to free ammonia proceeds only about 50%. However, if this free ammonia is stripped, the reaction between the remaining ammonium salt and magnesium proceeds and half of it again becomes free ammonia. Therefore, in the method of the present invention, considering that the reaction rate between the ammonium salt and magnesium is slower than the diffusion rate of ammonia, the diffusion tower is divided into a plurality of regions, and reaction vessels are provided between the regions. is there.
[0012]
The ammonia-containing wastewater is adjusted to a high pH value by adding an alkali, and the treated water 1 is sprayed into the
[0013]
The temperature in the
[0014]
The circulating air introduced into the
[0015]
【Example】
About the factory waste water of average ammonia concentration 1500mg / l (maximum 3500mg / l), the ammonia stripping process was performed by the flow shown in FIG. Table 1 shows the composition of industrial wastewater, and Table 2 shows the treatment conditions and results.
[0016]
[Table 1]
Ammonium sulfate: 5800 mg / l (up to 11600 mg / l)
Sodium sulfate: 1.5-2.5% by weight
Sulfuric acid: 1700 mg / l
Aluminum sulfate: 1800 mg / l
Chlorine: 300 mg / l
Other solid content: Small amount [0017]
[Table 2]
[0018]
From the results of Table 2, it can be seen that in all of Examples 1 to 3, a high ammonia removal rate was obtained. In each Example, continuous operation for 3 to 6 months was possible without worrying about blocking of the diffusion tower.
[0019]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, there is no risk of blockage in the stripping tower, and long-term continuous operation is possible. Further, a high ammonia removal rate of 98% or more can be obtained. Therefore, it is particularly suitable for stripping ammonia-containing wastewater containing substances that easily generate precipitates.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, the ammonia diffusion tower can be constituted by a compact device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a preferred embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10
Claims (1)
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1999
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