JP5405164B2 - 窒素成分を含む廃水の処理方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1などは、電気化学反応を利用して窒素成分を低減・除去する「イオン交換法」を提案している。しかしながら、このイオン交換法は、〈1〉電解槽への通電量や、廃水に含まれる窒素成分の量を厳密に把握・制御しないと処理能力が低下してしまうとの問題、〈2〉窒素成分の低減・除去能力に限界があるとの問題、〈3〉多量の吸着剤が必要になるとの問題、などを有する。
〔請求項1記載の発明〕
窒素成分を含む廃水をNH3の存在下で燃焼する燃焼工程と、この燃焼工程で発生した排ガスを冷却水と接触させる冷却工程と、を有する前記廃水の処理方法であって、
前記NH3の存在量が、前記排ガス中のNOXの3〜6(mol/mol)倍となり、かつ前記冷却工程から排出された冷却排水に含まれるアンモニア性窒素(NH 4 + 換算)と酸化態窒素(NO 2 - ,NO 3 - 換算)との含有割合が6:4〜9:1となるように調節するとともに、
前記冷却排水に酸化剤を添加する酸化工程を設ける、
ことを特徴とする窒素成分を含む廃水の処理方法。
前記廃水の燃焼温度を900〜1100℃、燃焼時間を1.0〜3.0秒にするとともに、
前記排ガスと前記冷却水との接触割合が4.0〜5.0(排ガス(m3)/冷却水(L))となるように調節する、
請求項1記載の窒素成分を含む廃水の処理方法。
前記酸化剤として次亜塩素酸塩を用い、
この次亜塩素酸塩の添加量を、前記冷却排水が含むNH4 +の1.5〜3.0(mol/mol)倍にして、2〜4時間保持する、
請求項1又は請求項2記載の窒素成分を含む廃水の処理方法。
本形態では、まず、工場廃水、発電所廃水、薬品製造工程廃水、半導体製造工程廃水等の窒素成分を含む廃水A1を、燃焼炉1に供給し、NH3の存在下で燃焼する(燃焼工程)。
ここで、窒素成分とは、アミン類、ニトロ化合物に代表される有機物及び硝酸等のN含有無機物中の窒素を意味するものと定義する。
(1)6NO+4NH3 → 5N2+6H2O
(2)6NO2+8NH3 → 7N2+12H2O
NH3の存在量を多くすると、排ガス中の窒素酸化物の発生は抑制されるが、NH3が残存し、結果、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素は低減するが、アンモニア性窒素が多量に残るため、排水中の窒素成分の総量は低減しない。そこで、アンモニア性窒素が殆ど残存しない範囲内で、NH3の存在量を多くするということも考えられるが、その範囲内では、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等の酸化態窒素を極限まで少なくすることができない。
しかるに、本形態では、あえてアンモニア性窒素が残存するように、好ましくは後述する冷却排水B2に含まれるアンモニア性窒素(NH4 +換算)と酸化態窒素(NO2 -,NO3 -換算)との含有割合が6:4〜9:1となるように、より好ましくは冷却排水B2に含まれるNH4 +が20〜30mg/Lとなるように、NH3の存在量をNOXの3(mol/mol)倍以上にする。これにより、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等の酸化態窒素の残存量が極限まで少なくなり、もちろん、窒素酸化物の発生も十分に抑制される。
この点、本形態では、排ガスG1に含まれる亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等の酸化態窒素が、既に十分に低減・除去されているため、排ガスG1と冷却水B1との接触割合を調節するうえで、酸化態窒素の溶け込みを考慮する必要がない。なお、本発明者らが行った試験では、燃焼温度950℃、燃焼時間2秒、NH3の存在量:NOXの5(mol/mol)倍の条件下で発生した排ガスG1に含まれるNOXの濃度は50ppm程度、冷却排水B2に含まれる窒素成分はNH4 +:29mg/L、NO2 -及びNO3 -:4mg/Lであり、NO2 -及びNO3 -の量は十分に低減されていた。
本形態では、この反応槽12に溜められた冷却排水B2、あるいは図示例のように流路13を通る冷却廃水B2に、酸化剤C1を添加する(酸化工程)。この酸化剤C1の添加により、冷却排水B2に含まれるアンモニア性窒素が窒素ガス(N2)に酸化分解される。この酸化剤による酸化分解は、アンモニア性窒素には有用であるものの、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素等の酸化態窒素には有用ではない。しかしながら、本形態では、前述したように廃水A1を燃焼する際のNH3の存在量を多くすることにより、アンモニア性窒素が増加するものの酸化態窒素が減少するようにしているので、酸化剤C1による酸化分解の効果がいかんなく発揮され、廃水処理全体としてみると、全窒素量が極めて減少する。
(1)1NH3 + 1NaClO → 1NH2Cl + 1NaOH
(2)2NH2Cl + 1NaClO → 1N2↑ + 1NaOH + 3HCl
よって、
(1)+(2)2NH3 + 3NaClO → 1N2 + 3NaCl + 3H2O
Claims (3)
- 窒素成分を含む廃水をNH3の存在下で燃焼する燃焼工程と、この燃焼工程で発生した排ガスを冷却水と接触させる冷却工程と、を有する前記廃水の処理方法であって、
前記NH3の存在量が、前記排ガス中のNOXの3〜6(mol/mol)倍となり、かつ前記冷却工程から排出された冷却排水に含まれるアンモニア性窒素(NH 4 + 換算)と酸化態窒素(NO 2 - ,NO 3 - 換算)との含有割合が6:4〜9:1となるように調節するとともに、
前記冷却排水に酸化剤を添加する酸化工程を設ける、
ことを特徴とする窒素成分を含む廃水の処理方法。 - 前記廃水の燃焼温度を900〜1100℃、燃焼時間を1.0〜3.0秒にするとともに、
前記排ガスと前記冷却水との接触割合が4.0〜5.0(排ガス(m3)/冷却水(L))となるように調節する、
請求項1記載の窒素成分を含む廃水の処理方法。 - 前記酸化剤として次亜塩素酸塩を用い、
この次亜塩素酸塩の添加量を、前記冷却排水が含むNH4 +の1.5〜3.0(mol/mol)倍にして、2〜4時間保持する、
請求項1又は請求項2記載の窒素成分を含む廃水の処理方法。
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