JP3698748B2

JP3698748B2 - アンモニア含有廃水の処理方法

Info

Publication number: JP3698748B2
Application number: JP01188095A
Authority: JP
Inventors: 光廣西留; 幸弘米田; 幹彦神田; 和清荒川; 徹石井
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JPH08197039A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアンモニア含有廃水の処理方法に関し、特に、アンモニアを含有する廃水からアンモニアガスを放散させ、該アンモニアガスを触媒により酸化分解して無害化する方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンモニア含有廃水からアンモニアを放散させる方法として、アンモニアストリッピング法が周知となっている。アンモニアストリッピング法には、２つの方法があり、具体的には、空気ストリッピング法及び蒸気ストリッピング法が知られている。
【０００３】
空気ストリッピング法は、アンモニアを含有する廃水に空気を吹き込んでアンモニアを放散させる方法である。この空気ストリッピング法においては、廃水のｐＨを高めること、廃水の温度を高めること、吹き込む空気量を多くすること（即ち、気液比を大きくすること）がアンモニアの除去率を高める上で非常に効果的である。しかしながら、冬季などの気温が低い場合には、アンモニアの除去率が低下したりするという問題点、廃水のｐＨを高めるためのアルカリ剤の添加コストが高くなるという問題点等を有している。
一方、蒸気ストリッピング法は、アンモニア含有廃水に水蒸気を吹き込んでアンモニアガスを放散させる方法であり、空気ストリッピング法のように気液比を大きくしなくても効率よくアンモニアを除去できるが、スチ−ムコストが非常に高くなるという問題点を有している。
いずれの方法も、放散されたアンモニアガスは、窒素ガスに酸化分解された後に大気中に放出するものである。
【０００４】
また、他の技術としては該燃焼排ガスをアンモニア含有廃水と直接気液接触させることで、アンモニアガスを放散させることも可能である
しかしながら、この方法の場合には、アンモニアガスの燃焼工程で、窒素ガスの他に、ＮＯ_X等が生成するために、該燃焼排ガスをアンモニア含有廃水に直接吹き込むと、廃水のｐＨが低下し、アンモニアの除去率が低下すること、さらには廃水中のアンモニアと燃焼ガス中に含まれるＮＯ_Xが反応を起こし硝酸アンモニウムを生じる新たな問題点を有するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の問題点を適確に解決することを課題とするものであり、多量のアルカリ物質を添加する必要がなく、年間を通じて、外気温に左右されず、しかも熱効率の高いアンモニアストリッピング法を採用することにより、より生産効率の高いアンモニア含有廃水の処理方法を提供することを目的とする
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、アンモニアを含有する廃水に空気と蒸気とを吹き込むことによりアンモニアガスを廃水から放散させた後、該アンモニアガスを触媒により酸化分解するアンモニア含有廃水の処理方法であって、アンモニア含有廃水に吹き込む空気として、前記アンモニアガスが酸化分解された後の処理ガスにより加熱された空気を用いること及び前記触媒が触媒Ａ成分としてＴｉを含む酸化物と触媒Ｂ成分としてバナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物と触媒Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、クロム、マンガン、鉄、銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物とを含有する触媒であることを特徴とするものである。
【０００７】
尚、上記アンモニアガスは酸化分解されるに先立ち、空気と混合されて加熱されるが、上記処理ガスを前記アンモニアガスと空気の加熱に用い、次いで前記アンモニア含有廃水に吹き込む空気の加熱に用いることが好ましい。
【０００８】
また、前記アンモニアガスが酸化分解された後の処理ガスの一部を前記アンモニアガスと空気の混合ガスと熱交換させ、かつ該処理ガスの残りを前記アンモニア含有廃水に吹き込む空気と熱交換させることも可能である。
【０００９】
更に、アンモニアガスを効率的に放散させるには、前記アンモニア含有廃水からアンモニアを放散させた後の処理水のｐＨが６〜１３となるように、予め前記アンモニア含有廃水中にアルカリ物質を添加することが好ましい。本発明に係る処理方法を、図１に示すフロ−概略図を用いて説明する。アンモニア含有廃水をアンモニアストリッピング塔３から流出する処理水と熱交換器１において熱交換し加熱した後、さらに加熱器２で加温し、アンモニアストリッピング塔３の上部に供給する。一方、アンモニアストリッピング塔３の下部より、熱交換器４で加熱された空気と蒸気を供給し気液接触させることにより、アンモニア含有廃水からアンモニアガスがストリップされアンモニアストリッピング塔３の上部より排出される。放散したアンモニアガスは、Ｂ１のブースターから導入される空気と混合された後、熱交換器５で排ガス燃焼器からの処理ガスと熱交換し所定の温度にまで昇温され、さらに排ガス燃焼器６に供給され、ここで排ガス燃焼器６に充填された触媒の作用により窒素ガス等に酸化分解される。この処理ガスは熱交換器５に導かれ、反応前ガスの昇温に用いられた後、熱交換器４に導かれ、アンモニアストリッピング用の空気と熱交換した後に大気へ放出され、または二次処理された後大気へ放出される。
【００１０】
また、アンモニアストリッピング塔３から流出する処理水をアンモニア含有廃水と混合し、加熱器２に供給してもよい。
【００１１】
尚、図１において破線で示した経路は、運転開始時に用いられる経路であり、熱交換器５に高温の処理ガスが供給されるまでの間は空気を予熱炉７に供給することで、アンモニアガスと混合する空気の温度を高めてから排ガス燃焼器６に供給するものである。
【００１２】
また、排ガス燃焼器６から排出される処理ガスは全てを熱交換器５に供給する必要はなく、バルブ操作により熱交換器４に直接供給してもよい。また、熱交換器５で熱交換後の処理ガスは、一部を大気に放出することもできる。
【００１３】
アンモニアストリッピング塔３に供給される空気の温度としては、アンモニアガスを効率よく放散させるという観点から、高い程よいが４０℃以上が好ましく、５０℃以上であればより好ましい。
【００１４】
本発明は、アンモニアストリッピング塔に供給されるアンモニア含有廃水のアンモニア濃度を限定するものではなく、アンモニア濃度が２０，０００ｍｇ／ｌ以下という比較的低濃度の廃水であっても効率よくアンモニアを除去できる。但しアンモニア濃度が低すぎるとアンモニアの除去効率が低下するので、１，０００ｍｇ／ｌ以上が好ましい。
【００１５】
本発明は、排ガス燃焼器６に供給される反応前ガスの組成（換言すれば、アンモニアガスと空気の混合比率）を限定するものではないが、アンモニアに対して酸素量が多過ぎる場合には、
４ＮＨ3 ＋３Ｏ2 → ２Ｎ2 ＋６Ｈ2Ｏ
という目的反応以外にも
４ＮＨ3 ＋５Ｏ2 → ４ＮＯ＋６Ｈ2Ｏ
４ＮＨ3 ＋７Ｏ2 → ４ＮＯ2 ＋６Ｈ2Ｏ
などの反応式で示される副反応が起こりやすく、ＮＯxが生成する。反応前ガスの酸素濃度が高くなるとＮＯxの生成量が多くなる傾向があるが、アンモニアの放散のために供給する空気と排ガス燃焼器６に供給する空気の混合比率を調整することにより反応前ガスの酸素濃度を制御できるので、ＮＯxの生成を抑制することも可能である。
【００１６】
本発明において、排ガス燃焼器６に充填する触媒としては、特に限定するものではないが、アンモニア分解触媒、即ち、触媒Ａ成分としてＴｉを含む酸化物と触媒Ｂ成分としてバナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物と触媒Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、クロム、マンガン、鉄、銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物とを含有する触媒が用いられる。反応前ガスの温度としては、アンモニアガスの酸化分解を効率的に行わせるために２５〜７００℃の範囲にあることが好ましく、１００〜５００℃の範囲であればより好ましい。ガスの空間速度は、特に限定するものではないが、触媒の特性に応じて適宜設定すればよいが、２００ｈｒ-1以上５，０００ｈｒ-1以下が好ましい。
【００１７】
更に本発明では、アンモニア含有廃水からアンモニアガスを効率良くに放散させることを目的として、前記アンモニア含有廃水中のアンモニアイオン濃度、アンモニアイオンを除くカチオン濃度、アニオン濃度を測定し、上記廃水中のアニオン量を中和するのに必要なカチオンを求め、該カチオン量から上記廃水中のアンモニアイオン量を除いた量に相当するアルカリ物質を、予め前記アンモニア含有廃水中に添加することが好ましい。アンモニア含有廃水に含まれるアンモニアイオン以外のカチオンとしては、例えばＮａ⁺，Ｋ⁺，Ｃａ²⁺等が挙げられ、一方アニオンとしては、Ｃｌ^-，ＮＯ₂ ^-，ＮＯ₃ ^-，Ｓ^2-，ＳＯ₄ ^2-，ＣＨ₃ＣＯＯ^-等が挙げられる。なお上記アルカリ物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物等が挙げられ、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）₂等を用いればよい。
【００１８】
更に前記アンモニア含有廃水から放散させた後の処理水のｐＨを制御することによっても、アンモニア含有廃水からアンモニアガスを効率的に放散させることが可能であり、上記処理水のｐＨが６〜１３となるように予め前記アンモニア含有廃水中にアルカリ物質を添加することが好ましい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているので、熱効率の高いアンモニアストリッピング法を採用することにより、より生産効率の高いアンモニア含有廃水の処理方法を提供できることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理方法の一態様を示すものである。
【符号の説明】
１．熱交換器
２．加熱器
３．アンモニアストリッピング塔
４．熱交換器
５．熱交換器
６．排ガス燃焼器
７．予熱炉
Ｂ１〜４．ブースター

Claims

アンモニアを含有する廃水に空気と蒸気とを吹き込むことによりアンモニアガスを廃水から放散させた後、該アンモニアガスを触媒により酸化分解するアンモニア含有廃水の処理方法であって、アンモニア含有廃水に吹込む空気として、前記アンモニアガスが酸化分解された後の処理ガスにより熱交換し加熱された空気を用いること及び前記触媒が触媒Ａ成分としてＴｉを含む酸化物と触媒Ｂ成分としてバナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物と触媒Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、クロム、マンガン、鉄、銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物とを含有する触媒であることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理方法。
アンモニアを含有する廃水に空気と蒸気を吹き込むことによりアンモニアガスを廃水から放散させた後、該アンモニアガスを触媒により酸化分解するアンモニア含有廃水の処理方法であって、前記アンモニアガスが酸化分解された後の処理ガスを、前記アンモニアガスと空気の混合ガスと熱交換させた後、次いで前記アンモニア含有廃水に吹き込む空気と熱交換させること及び前記触媒が触媒Ａ成分としてＴｉを含む酸化物と触媒Ｂ成分としてバナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物と触媒Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、クロム、マンガン、鉄、銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物とを含有する触媒であることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理方法。
アンモニアを含有する廃水に空気と蒸気を吹き込むことによりアンモニアガスを廃水から放散させた後、該アンモニアガスを触媒により酸化分解するアンモニア含有廃水の処理方法であって、前記アンモニアガスが酸化分解された後の処理ガスの一部を前記アンモニアガスと空気の混合ガスと熱交換させ、かつ該処理ガスの残りを前記アンモニア含有廃水に吹き込む空気と熱交換させること及び前記触媒が触媒Ａ成分としてＴｉを含む酸化物と触媒Ｂ成分としてバナジウム、タングステン及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物と触媒Ｃ成分として白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、クロム、マンガン、鉄、銅よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属あるいは酸化物とを含有する触媒であることを特徴とするアンモニア含有廃水の処理方法。
前記アンモニア含有廃水からアンモニアを放散させた後の処理水のｐＨが６〜１３となるように、予め前記アンモニア含有廃水中にアルカリ物質を添加する請求項１２または３に記載アンモニア含有廃水の処理方法。