JP5505935B2 - Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen - Google Patents
Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen Download PDFInfo
- Publication number
- JP5505935B2 JP5505935B2 JP2010246067A JP2010246067A JP5505935B2 JP 5505935 B2 JP5505935 B2 JP 5505935B2 JP 2010246067 A JP2010246067 A JP 2010246067A JP 2010246067 A JP2010246067 A JP 2010246067A JP 5505935 B2 JP5505935 B2 JP 5505935B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- gypsum
- reaction
- ammonium sulfate
- ammonia nitrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Description
本発明は、家畜糞尿、食品廃棄物、または、高濃度のアンモニア性窒素含有の有機性排水などから生ずるアンモニア成分を有効に活用する、アンモニア性窒素を含有する排水の処理装置および処理方法に関する。 The present invention relates to a treatment apparatus and a treatment method for wastewater containing ammonia nitrogen, which effectively uses ammonia components generated from livestock manure, food waste, organic wastewater containing high concentration ammoniacal nitrogen, or the like.
従来から、アンモニア性窒素を高濃度に含有する有機性廃棄物においては、河川や海域の富栄養化を防止するため、各種の方法で脱窒処理されている。しかしながら、豚糞、鶏糞、牛糞、馬糞や羊糞などの家畜糞尿などにおいては、その対策が遅れているのが現状であり、地下水や河川の汚染が深刻となっており、その対策が急務となっている。 Conventionally, organic waste containing high concentrations of ammonia nitrogen has been denitrified by various methods to prevent eutrophication of rivers and sea areas. However, the measures for pig manure, chicken manure, cattle manure, horse manure, sheep manure and other livestock manure are currently delayed, and the contamination of groundwater and rivers has become serious. It has become.
従来、家畜糞尿を処理する方法として、家畜糞尿を固液分離し、分離した液を活性汚泥微生物を利用して脱窒までを行う水処理、或いは、分離した液をメタン発酵させて高濃度のメタンを含有する消化ガスを回収し、発酵後の液(消化液)を活性汚泥微生物で水処理するなどの方法が知られている。これらの処理方法では、アンモニア性窒素の微生物への阻害を回避するため、アンモニア性窒素を低濃度化する方法が行われている。具体的には、メタン発酵させる前段階において、メタン発酵における阻害因子となるアンモニア性窒素を水蒸気によるストリッピング法（スチームストリッピング法）（特許文献１〜２）や清水、或いは、排水を浄化した処理水（二次処理水）などを用いた希釈などにより処理してアンモニア阻害を回避する方法が知られている。 Conventionally, as a method for treating livestock manure, water treatment in which livestock manure is separated into solid and liquid and denitrification is performed using activated sludge microorganisms, or the separated solution is subjected to methane fermentation to produce a high concentration A method is known in which digestion gas containing methane is recovered, and the liquid after fermentation (digestion liquid) is treated with activated sludge microorganisms. In these treatment methods, a method of reducing the concentration of ammonia nitrogen is performed in order to avoid inhibition of ammonia nitrogen by microorganisms. Specifically, ammonia nitrogen, which is an inhibitory factor in methane fermentation, was purified by steam stripping method (steam stripping method) (Patent Documents 1 and 2), fresh water, or waste water at the stage before methane fermentation. A method is known in which ammonia inhibition is avoided by treatment with dilution using treated water (secondary treated water) or the like.
しかしながら、高濃度にアンモニア性窒素を含有する畜産尿汚水、下水消化脱水ろ液、廃棄物処理排水などから、スチームストリッピング法などによりアンモニア成分を回収したアンモニア回収液（以下、単に「アンモニア回収液」とも云う）は、触媒燃焼などで燃焼処理するのが一般的で、有効な用途を見出すのが難しいのが現状である。
このことから、アンモニア回収液中からのアンモニア成分の利用そのものが殆ど実施されていないのが現状である。
このように、アンモニア回収液を有効利用する方法がないのが実情である。
However, an ammonia recovery liquid (hereinafter referred to simply as “ammonia recovery liquid”) that recovers ammonia components from livestock urine sewage containing high concentrations of ammonia nitrogen, sewage digestion dehydrated filtrate, wastewater treatment wastewater, etc., by the steam stripping method, etc. In general, it is difficult to find an effective use because the combustion is generally performed by catalytic combustion or the like.
For this reason, the actual use of the ammonia component from the ammonia recovery liquid is hardly carried out.
As described above, there is no method for effectively using the ammonia recovery liquid.
本発明は、上記のような課題を背景になされたもので、アンモニア回収液を利用して窒素肥料である硫安を製造するとともに、地産地消を念頭に資源の地域循環を構築する手段を提供し、アンモニア回収液と廃硫酸や酸性河川の中和で生じた廃石膏を利用して硫安を製造し、かつ硫安製造時に生じた炭酸カルシウムは、再度、廃硫酸や酸性河川の中和に使用し、生じた石膏は再び硫安製造に活用する循環利用が可能であり、かくして、バイオマスタウン構想のメタン発酵施設の前処理としてアンモニア成分を回収し、硫安を製造することにより、地域還元可能な、アンモニア回収液の処理装置および処理方法を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above problems, and provides means for constructing a regional circulation of resources in consideration of local production for local consumption while producing ammonium sulfate, which is a nitrogen fertilizer, using an ammonia recovery liquid. Then, ammonium sulfate is produced using ammonia recovery liquid and waste sulfuric acid and waste gypsum produced by neutralization of acidic rivers. The calcium carbonate produced during the production of ammonium sulfate is used again to neutralize waste sulfuric acid and acidic rivers. However, the generated gypsum can be recycled for use in ammonium sulfate production again. Thus, ammonia components can be recovered as a pretreatment of the methane fermentation facility under the biomass town concept, and ammonium sulfate can be produced, so that it can be returned locally. An object of the present invention is to provide a treatment apparatus and treatment method for ammonia recovery liquid.
本発明は、下記（イ）〜（ヘ）の手段あるいは工程を連結してなる、アンモニア性窒素を含む排水の処理装置、処理方法に関する。
（イ）アンモニア性窒素含有の排水からアンモニア成分を回収したアンモニア回収液に石膏を反応させて、硫酸アンモニウムと炭酸カルシウムを得る反応手段（反応工程）。
（ロ）上記（イ）反応手段（反応工程）で得られる硫酸アンモニウム水溶液と炭酸カルシウムスラリーとを分離するとともに、硫酸アンモニウムを回収する分離手段（分離工程）
（ハ）上記（ロ）分離手段（分離工程）で得られる炭酸カルシウムスラリーをろ過し、炭酸カルシウムとろ液とに分けるろ過手段（ろ過工程）。
（ニ）上記（ロ）分離手段（分離工程）で得られる炭酸カルシウムスラリー、または上記（ハ）ろ過手段（ろ過工程）で得られる炭酸カルシウムを用いて、廃硫酸あるいは酸性河川を中和する中和手段（中和工程）。
（ホ）上記（ニ）中和手段（中和工程）で得られる石膏を抜き出す石膏排出手段（石膏排出工程）。
（ヘ）上記（ニ）中和手段（中和工程）で得られる石膏の少なくとも一部を上記（イ）反応手段（反応工程）の原料として供給する供給手段（供給工程）。
本発明では、さらに、
（ト）上記（ハ）ろ過手段（ろ過工程）で得られるろ液の少なくとも一部を上記（イ）反応手段（反応工程）に戻すろ液戻入手段（ろ液戻入工程）を設けてもよい。
また、本発明に適用されるアンモニア性窒素含有の排水としては、家畜の糞尿に由来するものが挙げられる。
The present invention relates to a treatment apparatus and a treatment method for waste water containing ammonia nitrogen, which are formed by connecting the following means or steps (a) to (f).
(A) Reaction means (reaction process) in which gypsum is reacted with an ammonia recovery liquid obtained by recovering an ammonia component from wastewater containing ammoniacal nitrogen to obtain ammonium sulfate and calcium carbonate.
(B) Separation means (separation process) for separating ammonium sulfate aqueous solution and calcium carbonate slurry obtained in the above (a) reaction means (reaction process) and collecting ammonium sulfate.
(C) Filtration means (filtration step) that filters the calcium carbonate slurry obtained in the above (b) separation means (separation step) and separates it into calcium carbonate and filtrate.
(D) During neutralization of waste sulfuric acid or acidic rivers using calcium carbonate slurry obtained by (b) separation means (separation process) or calcium carbonate obtained by (c) filtration means (filtration process) Japanese means (neutralization step).
(E) Gypsum discharge means (gypsum discharge process) for extracting gypsum obtained in the above (d) neutralization means (neutralization process).
(F) Supply means (supply process) for supplying at least a part of the gypsum obtained in the above (d) neutralization means (neutralization process) as a raw material of the reaction means (reaction process).
In the present invention,
(G) A filtrate return means (filtrate return process) may be provided for returning at least a part of the filtrate obtained in the above (c) filtration means (filtration process) to the reaction means (reaction process). .
Moreover, as an ammoniacal nitrogen containing wastewater applied to this invention, what originates in the excrement of livestock is mentioned.
本発明によれば、家畜糞尿などから生じる高濃度のアンモニア性窒素含有の排水からストリッピング法などによりアンモニア成分を回収したアンモニア回収液を硫安とすることで、肥料として有効に活用することができ、かつ地産地消の循環が可能となり、また廃硫酸、酸性河川の中和で生じた石膏（硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）を主成分とする生成物）を利用し、アンモニア回収液と反応させることで硫安と炭酸カルシウムを製造することができ、それぞれ、硫安は肥料としての利用、炭酸カルシウムは、再度、酸の中和に利用することができ、カルシウムの循環利用が可能であり、従来、埋め立て処分されていた上記石膏量を削減することができ、資源の有効利用が図れる。 According to the present invention, an ammonia recovery liquid obtained by recovering ammonia components from wastewater containing high-concentration ammoniacal nitrogen generated from livestock manure by stripping or the like can be effectively used as a fertilizer. In addition, recycling of local production for local consumption is possible, and it is made to react with ammonia recovery liquid using waste sulfuric acid and gypsum (a product mainly composed of calcium sulfate (CaSO 4 )) generated by neutralization of acidic rivers. Can be used as fertilizer, calcium carbonate can be used again for acid neutralization, and can be used for recycling of calcium. The amount of gypsum that has been disposed of can be reduced, and resources can be used effectively.
以下、この発明を具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態のアンモニア回収液と硫酸中和で生じた石膏を反応させ、硫安と炭酸カルシウムの製造とカルシウムの循環の系統図である。
The present invention will be specifically described below.
FIG. 1 is a system diagram of the production of ammonium sulfate and calcium carbonate and the circulation of calcium by reacting the ammonia recovery liquid according to one embodiment of the present invention with gypsum produced by neutralization with sulfuric acid.
図１は、高濃度アンモニア性窒素を含有する排水として、家畜糞尿から分離された尿をスチームストリッピングなどでアンモニア成分を分離されてなる、アンモニア、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムなどを主成分とする高濃度アンモニア性窒素含有回収液（以下、単に「アンモニア回収液」ともいう）を対象とした処理装置であり、主な装置構成としては、アンモニア回収液貯留槽１１、石膏貯留槽１２、第一の反応タンク１４、第二の反応タンク１５、分離槽１６、硫安貯留タンク１７、ろ過機１８、ろ液タンク１９、炭酸カルシウム供給装置２０、中和装置２１、石膏排出装置２２を備えている。 FIG. 1 shows, as a wastewater containing high-concentration ammoniacal nitrogen, urine separated from livestock manure by separating ammonia components by steam stripping or the like, mainly composed of ammonia, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and the like. This is a processing apparatus for a high concentration ammoniacal nitrogen-containing recovery liquid (hereinafter also simply referred to as “ammonia recovery liquid”). The main apparatus configuration includes an ammonia recovery liquid storage tank 11, a gypsum storage tank 12, a first Reaction tank 14, second reaction tank 15, separation tank 16, ammonium sulfate storage tank 17, filter 18, filtrate tank 19, calcium carbonate supply device 20, neutralization device 21, and gypsum discharge device 22.
以下、これらの構成を詳細に説明する。
アンモニア回収液貯留槽１１は、家畜糞尿から夾雑物を除去した液状の有機性廃棄物をスチームストリッピング装置でアンモニア成分をスチームストリッピングすることなどにより、主としてアンモニア、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウムを主成分とする高濃度アンモニア性窒素含有回収液の貯留槽であり、該貯留槽の底部には、第一の反応タンク１４にアンモニア回収液を送出するためのポンプＰ１が付設されている。
石膏貯留槽１２は、粉状の石膏を貯留するための槽であり、底部に粉状石膏を第一の反応タンク１４に供給するための排出手段であるスクリューフィーダー１３が付設されている。排出手段としては、スクリューフィーダーのほかに、ベルトコンベアなどがあり、秤量付供給装置であってもよい。
Hereinafter, these configurations will be described in detail.
The ammonia recovery liquid storage tank 11 mainly contains ammonia, ammonium bicarbonate, and ammonium carbonate by, for example, steam stripping the ammonia component with a steam stripping device from liquid organic waste from which impurities have been removed from livestock manure. This is a storage tank for a high concentration ammoniacal nitrogen-containing recovery liquid as a component, and a pump P1 for sending the ammonia recovery liquid to the first reaction tank 14 is attached to the bottom of the storage tank.
The gypsum storage tank 12 is a tank for storing powdery gypsum, and is provided with a screw feeder 13 as a discharge means for supplying the powdery gypsum to the first reaction tank 14 at the bottom. As the discharging means, in addition to the screw feeder, there is a belt conveyor or the like, which may be a feeding device with weighing.
第一の反応タンク１４、第二の反応タンク１５は、いずれも、アンモニア回収液と石膏とを反応させて、硫安を製造するための反応槽であり、必ずしも、２基ある必要はなく、１基でもよく、３基以上あってもよい。いずれのタンクも、アンモニア回収液と石膏との反応を効率化するために、撹拌機Ｓ１、Ｓ２が内設されている。なお、図示しないが、これらのタンクには、温度調節器が設置されており、タンク周囲からの加熱装置、あるいは、タンクに内設された、スチームなど熱媒による加熱装置もしくは伝熱ヒータによる加熱装置により、反応温度をコントロールできるようになっている。 The first reaction tank 14 and the second reaction tank 15 are both reaction tanks for producing ammonium sulfate by reacting the ammonia recovery liquid and gypsum. There may be three or more groups. In any of the tanks, stirrers S1 and S2 are provided in order to improve the efficiency of the reaction between the ammonia recovery liquid and gypsum. Although not shown, these tanks are provided with temperature controllers, and are heated by a heating device from around the tank, or a heating device such as steam or a heat transfer heater installed in the tank. The reaction temperature can be controlled by the apparatus.
分離槽１６は、硫安の水溶液と生成した炭酸カルシウムとを分離するための沈殿分離槽であり、槽上部に上澄み液である硫安水溶液が、底部には反応生成物である炭酸カルシウムが沈降するようになっている。この分離槽１６は、このほか、サイクロン式の固液分離装置や回分反応装置で反応と静置沈殿分離を１槽で繰り返す方式の装置であってもよい。
なお、分離槽１６の底部には、炭酸カルシウムスラリーを送出するためのスラリーポンプＰ２が付設されている。
また、硫安貯留タンク１７は、分離槽１６で分離された硫安水溶液を貯留するためのタンクである。
The separation tank 16 is a precipitation separation tank for separating the aqueous solution of ammonium sulfate and the generated calcium carbonate, so that the aqueous solution of ammonium sulfate as a supernatant is precipitated at the top of the tank, and the calcium carbonate as a reaction product is precipitated at the bottom. It has become. In addition, the separation tank 16 may be an apparatus that repeats the reaction and the stationary precipitation separation in one tank using a cyclone-type solid-liquid separation device or a batch reaction device.
A slurry pump P <b> 2 for sending calcium carbonate slurry is attached to the bottom of the separation tank 16.
The ammonium sulfate storage tank 17 is a tank for storing the ammonium sulfate aqueous solution separated in the separation tank 16.
なお、（ロ）分離手段として、分離槽１６の代わりに遠心分離機、デカンターなどを採用し、硫安水溶液と炭酸カルシウムの分離・ろ過を同時に行えるようにする場合には、硫安水溶液と炭酸カルシウムとに分離することができるので、（ハ）ろ過手段であるろ過機１８、ろ液タンク１９を省略することもできる。この場合には、得られる炭酸カルシウムは、ろ過機１８を経ることなく、ラインＬ６から分岐したラインＬ６’を経て搬送手段Ｌ９から中和装置２１に供給される。 In addition, (b) When a centrifuge, a decanter or the like is adopted as a separation means instead of the separation tank 16 so that the ammonium sulfate aqueous solution and calcium carbonate can be separated and filtered at the same time, Therefore, the filter 18 and the filtrate tank 19 which are filtering means can be omitted. In this case, the obtained calcium carbonate is supplied from the conveying means L9 to the neutralizing device 21 via the line L6 'branched from the line L6 without passing through the filter 18.
ろ過機１８は、分離槽１６で分離された炭酸カルシウムスラリーを炭酸カルシウムと硫安や未反応のアンモニア回収液を含むろ液とを分離するためのろ過機であり、遠心分離機のほか、加圧式ろ過機（フィルタープレス）、連続式真空回転ろ過機、プリコートろ過機などが採用される。
ろ過機１８の底部側には、ろ液を一旦貯留するためのろ液タンク１９が設置されており、このろ液タンクに付設されたポンプＰ３により、必要に応じて、第一の反応タンク１４にこのろ液が戻入されるようになっている。
The filter 18 is a filter for separating the calcium carbonate slurry separated in the separation tank 16 from the calcium carbonate and the filtrate containing ammonium sulfate or unreacted ammonia recovery liquid. A filter (filter press), a continuous vacuum rotary filter, a precoat filter or the like is employed.
A filtrate tank 19 for temporarily storing the filtrate is installed on the bottom side of the filter 18, and the first reaction tank 14 is installed as necessary by a pump P 3 attached to the filtrate tank. The filtrate is returned to the tank.
なお、上記（ロ）分離手段である分離層１６で得られる炭酸カルシウムスラリーをそのまま、ラインＬ６から分岐されたラインＬ６’を経て中和装置２１に連結して、廃硫酸などを中和することもでき、この場合には、（ハ）ろ過手段であるろ過機１８やろ液タンク１９は設けなくてもよい。 The (b) calcium carbonate slurry obtained in the separation layer 16 as the separation means is directly connected to the neutralizer 21 via the line L6 ′ branched from the line L6 to neutralize waste sulfuric acid or the like. In this case, (c) the filter 18 and the filtrate tank 19 which are filtration means may not be provided.
炭酸カルシウム供給装置２０は、上記の反応により生成した炭酸カルシウムのみでは、中和装置２１に供給するだけの量が不足するために、当該中和装置に設けられた炭酸カルシウムの供給手段であり、図示しないホッパーのほか、石膏貯留槽１２と同様の機能の炭酸カルシウムを供給するためのスクリューフィーダーなどが付設されている。なお、供給される炭酸カルシウム成分としては、石灰、生石灰、消石灰などが用いられている。 The calcium carbonate supply device 20 is a calcium carbonate supply means provided in the neutralization device because only the calcium carbonate produced by the above reaction is insufficient in amount to be supplied to the neutralization device 21. In addition to a hopper (not shown), a screw feeder for supplying calcium carbonate having the same function as the gypsum storage tank 12 is attached. In addition, lime, quicklime, slaked lime, etc. are used as a calcium carbonate component to be supplied.
中和装置２１は、炭酸カルシウムにより、廃硫酸や酸性河川を中和するための装置であり、図示しない石灰貯留ホッパー、石灰供給装置、石灰スラリー化槽、石灰スラリー供給装置などで構成される設備が採用される。
石膏排出装置２２は、中和装置２１で生成した石膏を産業廃棄物として処分するために貯留される図示しない貯留槽や、抜き出し用の搬送設備などが採用される。
The neutralization device 21 is a device for neutralizing waste sulfuric acid and acidic rivers with calcium carbonate, and is composed of a lime storage hopper, a lime supply device, a lime slurrying tank, a lime slurry supply device, etc. (not shown). Is adopted.
The gypsum discharge device 22 employs a storage tank (not shown) that is stored in order to dispose of the gypsum generated by the neutralization device 21 as industrial waste, a conveyance facility for extraction, and the like.
次に、本発明の処理装置の作用について説明する。
まず、本発明では、アンモニア性窒素を高濃度に含有する排水（畜産排水、食品排水、廃棄物処理排水など）を処理するに当たり、前処理としてストリッピング法などによりアンモニア成分を分離回収したアンモニア回収液から肥料となる硫酸アンモニウム（硫安）を製造する。一方、硫安製造時に生成した炭酸カルシウムは、沈殿或いはろ過などの分離方法で容易に分離できることから、分離した炭酸カルシウムは、再度、廃硫酸、酸性河川などの中和に利用することができ、中和反応で生成する石膏の一部を再び硫安製造に循環して使用することができる。
このことにより、廃硫酸や酸性河川の中和により発生した石膏を産業廃棄物として埋立処分するだけではなく、硫安製造に活用し、更には硫安製造で副生する炭酸カルシウムを中和用として再度利用する、いわゆるカルシウムの循環利用が可能となる。
Next, the operation of the processing apparatus of the present invention will be described.
First, in the present invention, when treating wastewater containing a high concentration of ammonia nitrogen (livestock wastewater, food wastewater, wastewater treatment wastewater, etc.), ammonia recovery in which ammonia components are separated and recovered by a stripping method or the like as pretreatment Ammonium sulfate (ammonium sulfate), which becomes fertilizer, is produced from the liquid. On the other hand, since the calcium carbonate produced during the production of ammonium sulfate can be easily separated by a separation method such as precipitation or filtration, the separated calcium carbonate can be used again for neutralization of waste sulfuric acid, acidic rivers, etc. Part of the gypsum produced by the sum reaction can be recycled and used for ammonium sulfate production.
As a result, waste sulfuric acid and gypsum generated by neutralization of acidic rivers are not only landfilled as industrial waste, but also used for ammonium sulfate production, and calcium carbonate by-produced in ammonium sulfate production is again used for neutralization. The so-called calcium recycling can be used.
本発明における主反応は、次のとおりである。
（１）２（ＮＨ４）ＨＣＯ３＋ＣａＳＯ４→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＣａＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
（２）（ＮＨ４）２ＣＯ３＋ＣａＳＯ４→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＣａＣＯ３
排水からアンモニア成分を回収したアンモニア回収液の主成分は、重炭酸、或いは炭酸と結びついた形態となっている。重炭酸或いは炭酸と結びついた重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウムは、中和処理により発生した石膏の主成分である硫酸カルシウムと容易に反応し硫安を生成する。
反応温度は、常温或いは重炭酸アンモニウムの分解が生じる約７０℃程度までの温度範囲とし、常温から５０℃程度の中温域までが望ましい。反応時間は、反応温度２０℃で１時間から３時間、５０℃で３０分から２時間が望ましい。
The main reaction in the present invention is as follows.
(1) 2 (NH 4 ) HCO 3 + CaSO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4 + CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
(2) (NH 4 ) 2 CO 3 + CaSO 4 → (NH 4) 2 SO 4 + CaCO 3
The main component of the ammonia recovery liquid that recovers the ammonia component from the wastewater is in a form associated with bicarbonate or carbonic acid. Ammonium bicarbonate or ammonium carbonate combined with bicarbonate or carbonate easily reacts with calcium sulfate, which is the main component of gypsum generated by neutralization, to produce ammonium sulfate.
The reaction temperature is normal temperature or a temperature range from about 70 ° C. at which ammonium bicarbonate is decomposed, and is preferably from normal temperature to a middle temperature range of about 50 ° C. The reaction time is preferably 1 hour to 3 hours at a reaction temperature of 20 ° C. and 30 minutes to 2 hours at 50 ° C.
ここで、図１に記載した本発明に係るアンモニア回収液と廃硫酸や酸性河川の中和により発生した石膏を反応させ、硫安の製造とカルシウムの循環利用の系統図に基づいて、本発明に係わる処理装置の作用について説明する。 Here, the ammonia recovery liquid according to the present invention described in FIG. 1 is reacted with gypsum generated by neutralization of waste sulfuric acid and acidic rivers, and the present invention is based on the system diagram of ammonium sulfate production and calcium circulation utilization. The operation of the processing apparatus will be described.
（イ）反応手段では、アンモニア回収液貯留槽１１からポンプＰ１、ラインＬ１を経て第一の反応タンク１４にアンモニア回収液が供給されるとともに、石膏貯留槽１２からはスクリューフィーダー１３からラインＬ２を経て第一の反応タンク１４に石膏が供給され、硫安が生成する。第一の反応タンク１４により得られる反応液は、ラインＬ３を経て第二の反応タンク１５に移送され、更に化学反応が進行する。 (A) In the reaction means, the ammonia recovery liquid is supplied from the ammonia recovery liquid storage tank 11 to the first reaction tank 14 via the pump P1 and the line L1, and the gypsum storage tank 12 is connected to the line L2 from the screw feeder 13. After that, gypsum is supplied to the first reaction tank 14 to produce ammonium sulfate. The reaction liquid obtained from the first reaction tank 14 is transferred to the second reaction tank 15 via the line L3, and further a chemical reaction proceeds.
次に、（ロ）分離手段では、生成した硫安の水溶液および炭酸カルシウムスラリーは、ラインＬ４を経て、分離槽１６に移送され、ここで、上部から硫安水溶液がラインＬ５を経て、硫安貯留タンク１７に貯留される一方、炭酸カルシウムスラリーは底部からスラリーポンプＰ２によりラインＬ６を経て、ろ過機１８に移送される。 Next, (b) in the separation means, the produced ammonium sulfate aqueous solution and calcium carbonate slurry are transferred to the separation tank 16 via the line L4. Here, the ammonium sulfate aqueous solution passes from the upper part via the line L5 and flows into the ammonium sulfate storage tank 17. On the other hand, the calcium carbonate slurry is transferred from the bottom to the filter 18 via the line L6 by the slurry pump P2.
なお、ラインＬ６の途中からラインＬ６’が分岐されており、必要に応じて、炭酸カルシウムスラリーは、ろ過機１８を経由することなく、直接、搬送手段Ｌ９を経て、中和装置２１に供給されてもよい、
また、分離槽１６に代えて、硫安水溶液と炭酸カルシウムの固液分離が同時に行える遠心分離機やデカンタを用いた場合には、得られる炭酸カルシウムは、例えばラインＬ６の途中から分岐されたラインＬ６’を経て、直接、搬送手段Ｌ９を経て、中和装置２１に供給されてもよい、
The line L6 ′ is branched from the middle of the line L6, and the calcium carbonate slurry is supplied directly to the neutralization device 21 via the conveying means L9 without passing through the filter 18 as necessary. May be,
In addition, when a centrifuge or a decanter that can simultaneously perform solid-liquid separation of an aqueous solution of ammonium sulfate and calcium carbonate is used instead of the separation tank 16, the obtained calcium carbonate is, for example, a line L6 branched from the middle of the line L6. May be supplied directly to the neutralizing device 21 via the conveying means L9.
（ハ）ろ過手段では、ろ過機１８において、炭酸カルシウムスラリーは、遠心分離機などのろ過機でろ過されて、炭酸カルシウムとして排出される一方、ろ液はラインＬ７を経て、ろ液タンク１９に貯留される。排出された炭酸カルシウムは、配管、ベルトコンベア、スクリューフィーダー、さらにはトラックなどの搬送手段Ｌ９により、中和装置２１に移送される。 (C) In the filtering means, in the filter 18, the calcium carbonate slurry is filtered by a filter such as a centrifugal separator and discharged as calcium carbonate, while the filtrate passes through the line L7 and enters the filtrate tank 19. Stored. The discharged calcium carbonate is transferred to the neutralization device 21 by a conveying means L9 such as a pipe, a belt conveyor, a screw feeder, and a truck.
なお、（ト）ろ液戻入工程として、ろ液タンク１９に貯留されたろ液は、通常、ポンプＰ３によりラインＬ８を経て、第一の反応タンク１４に戻入され、ろ液中の未反応のアンモニア成分（アンモニア、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム）は、さらに反応に供される。なお、このろ液中には、硫安も、一部含有されている。 In addition, (g) In the filtrate return step, the filtrate stored in the filtrate tank 19 is usually returned to the first reaction tank 14 via the line L8 by the pump P3, and unreacted ammonia in the filtrate. Ingredients (ammonia, ammonium bicarbonate, ammonium carbonate) are further subjected to the reaction. The filtrate also contains a part of ammonium sulfate.
また、本発明では、搬送手段Ｌ９により搬出された生成炭酸カルシウムに加えて、（チ）炭酸カルシウム供給手段として、炭酸カルシウム供給装置２０から中和装置２１に炭酸カルシウム成分を供給することが好ましい。 Moreover, in this invention, in addition to the production | generation calcium carbonate carried out by the conveyance means L9, it is preferable to supply a calcium carbonate component from the calcium carbonate supply apparatus 20 to the neutralization apparatus 21 as (h) calcium carbonate supply means.
次に、（ニ）中和手段として、これらの炭酸カルシウムを用いて、中和装置２１において、廃硫酸や酸性河川の中和が行われる。
なお、前述したように、分離槽１６で得られた炭酸カルシウムスラリーは、ろ過機１８を経ず、ラインＬ６の途中からラインＬ６’を経由して、直接、搬送手段Ｌ９を経て、中和装置２１に供給されてもよい。
中和装置２１で生成した石膏は、（ホ）石膏排出手段として、余剰の石膏は石膏排出装置２２に排出・貯留され、産業廃棄物として埋め立て処分される一方、（ヘ）石膏供給手段として、搬送手段Ｌ１０を経て、生成した石膏の一部が石膏貯留槽１２に供給される。
Next, (d) neutralization of waste sulfuric acid and acidic rivers is performed in the neutralization device 21 using these calcium carbonates as neutralization means.
As described above, the calcium carbonate slurry obtained in the separation tank 16 does not pass through the filter 18, passes through the line L6 ′ from the middle of the line L6, directly through the conveying means L9, and then the neutralizer. 21 may be supplied.
The gypsum produced by the neutralization device 21 is (e) gypsum discharge means, and the excess gypsum is discharged and stored in the gypsum discharge device 22 and disposed of as industrial waste, while (f) gypsum supply means. A part of the generated gypsum is supplied to the gypsum storage tank 12 through the conveying means L10.
試験例
養豚の糞尿汚水中にアンモニア性窒素を３、０００〜４,５００ｍｇ/Ｌと高濃度に含有する排水をスチームストリッピング法を用いてアンモニア成分が回収されたアンモニア回収液から、図１の系統図に従い、硫安を製造した。
このアンモニア回収液中には、重炭酸アンモニウム換算で、水溶液１００リットル中に重炭酸アンモニウムが１５ｋｇ含まれていた。
この回収液に石膏粉末を硫酸カルシウム換算で、１３ｋｇ加え、液温度を５０℃と２０℃にて撹拌しながら反応を行った。
各液温における反応時間と反応収率を表１、図２に示す。
なお、反応収率Ｅは、下記のようにして求めた。
反応収率Ｅ（％）＝〔生成（ＮＨ４）２ＳＯ４量／初期（ＮＨ４）ＨＣＯ3量〕×１００
Test Example From the ammonia recovery liquid in which ammonia component was recovered by using the steam stripping method, wastewater containing 3,000 to 4,500 mg / L of ammonia nitrogen in swine manure wastewater was used as shown in FIG. According to the system diagram, ammonium sulfate was produced.
In this ammonia recovery liquid, 15 kg of ammonium bicarbonate was contained in 100 liters of an aqueous solution in terms of ammonium bicarbonate.
13 kg of gypsum powder was added to this recovered liquid in terms of calcium sulfate, and the reaction was carried out while stirring at a liquid temperature of 50 ° C. and 20 ° C.
The reaction time and reaction yield at each liquid temperature are shown in Table 1 and FIG.
The reaction yield E was determined as follows.
Reaction yield E (%) = [production (NH 4 ) 2 SO 4 amount / initial (NH 4 ) HCO 3 amount] × 100
１１ ：アンモニア回収液貯留槽
１２ ：石膏貯留槽
１４ ：第一の反応槽
１５ ：第二の反応槽
１６ ：分離槽
１７ ：硫安貯留タンク
１８ ：ろ過機
１９ ：ろ液タンク
２０ ：炭酸カルシウム供給装置
２１ ：中和装置
２２ ：石膏排出装置
11: Ammonia recovery liquid storage tank 12: Gypsum storage tank 14: First reaction tank 15: Second reaction tank 16: Separation tank 17: Ammonium sulfate storage tank 18: Filter 19: Filtrate tank 20: Calcium carbonate supply device 21: Neutralization device 22: Gypsum discharge device
本発明によれば、家畜糞尿などに由来する高濃度のアンモニア性窒素含有排水から硫安を製造することができるほか、食品廃棄物や廃棄物処理排水に由来する排水から硫安を製造するなどの用途にも有用である。 According to the present invention, ammonium sulfate can be produced from high concentration ammoniacal nitrogen-containing wastewater derived from livestock manure, etc., and ammonium sulfate can be produced from wastewater derived from food waste or wastewater from waste treatment. Also useful.
Claims (6)
（イ）アンモニア性窒素含有の排水からアンモニア成分を回収したアンモニア回収液に石膏を反応させて、硫酸アンモニウムと炭酸カルシウムを得る反応手段
（ロ）上記（イ）反応手段で得られる硫酸アンモニウム水溶液と炭酸カルシウムスラリーとを分離するとともに、硫酸アンモニウムを回収する分離手段
（ハ）上記（ロ）分離手段で得られる炭酸カルシウムスラリーをろ過し、炭酸カルシウムとろ液とに分けるろ過手段
（ニ）上記（ロ）分離手段で得られる炭酸カルシウムスラリー、または上記（ハ）ろ過手段で得られる炭酸カルシウムを用いて、廃硫酸あるいは酸性河川を中和する中和手段
（ホ）上記（ニ）中和手段で得られる石膏を抜き出す石膏排出手段
（ヘ）上記（ニ）中和手段で得られる石膏の少なくとも一部を上記（イ）反応手段の原料として供給する供給手段。 An apparatus for treating wastewater containing ammoniacal nitrogen, comprising the following means (a) to (f):
(A) Reaction means for obtaining gypsum by reacting ammonia recovery liquid obtained by recovering ammonia components from waste water containing ammonia nitrogen to obtain ammonium sulfate and calcium carbonate (b) Ammonium sulfate aqueous solution and calcium carbonate obtained by the above (a) reaction means Separation means for separating ammonium slurry and recovering ammonium sulfate (c) Filtration means for filtering calcium carbonate slurry obtained by the above (b) separation means and separating it into calcium carbonate and filtrate (d) (b) Separation means Neutralization means for neutralizing waste sulfuric acid or acidic rivers using calcium carbonate slurry obtained in (1) above or (c) calcium carbonate obtained by filtration means (e) gypsum obtained by the above (d) neutralization means Extracting gypsum discharging means (f) At least a part of the gypsum obtained by the above (d) neutralizing means is Supply means for supplying a raw material of the reaction unit.
（イ）アンモニア性窒素含有の排水からアンモニア成分を回収したアンモニア回収液に石膏を反応させて、硫酸アンモニウムと炭酸カルシウムを得る反応工程
（ロ）上記（イ）反応工程で得られる硫酸アンモニウム水溶液と炭酸カルシウムスラリーとを分離するとともに、硫酸アンモニウムを回収する分離工程
（ハ）上記（ロ）分離工程で得られる炭酸カルシウムスラリーをろ過し、炭酸カルシウムとろ液とに分けるろ過工程
（ニ）上記（ロ）分離工程で得られる炭酸カルシウムスラリー、または上記（ハ）ろ過工程で得られる炭酸カルシウムを用いて、廃硫酸あるいは酸性河川を中和する中和工程。
（ホ）上記（ニ）中和工程で得られる石膏を抜き出す石膏排出工程
（ヘ）上記（ニ）中和工程で得られる石膏の少なくとも一部を上記（イ）反応工程の原料として供給する供給工程。 The processing method of the waste_water | drain containing ammonia nitrogen formed by connecting the process of following (i)-(f).
(B) Reaction step for obtaining ammonium sulfate and calcium carbonate by reacting gypsum with an ammonia recovery liquid obtained by collecting ammonia components from wastewater containing ammoniacal nitrogen (b) Ammonium sulfate aqueous solution and calcium carbonate obtained in the above (b) reaction step Separation step of separating ammonium slurry and recovering ammonium sulfate (c) Filtration step of filtering calcium carbonate slurry obtained in the above (b) separation step and separating it into calcium carbonate and filtrate (d) Above (b) separation step The neutralization process which neutralizes waste sulfuric acid or an acidic river using the calcium carbonate slurry obtained by (1) or the calcium carbonate obtained by the said (c) filtration process.
(E) Gypsum discharge step for extracting gypsum obtained in the above (d) neutralization step (f) Supply that supplies at least a part of the gypsum obtained in the above (d) neutralization step as a raw material for the (b) reaction step Process.
The method for treating wastewater containing ammonia nitrogen according to claim 4 or 5, wherein the ammonia nitrogen-containing waste water is derived from livestock manure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010246067A JP5505935B2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010246067A JP5505935B2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012096171A JP2012096171A (en) | 2012-05-24 |
| JP5505935B2 true JP5505935B2 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=46388733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010246067A Active JP5505935B2 (en) | 2010-11-02 | 2010-11-02 | Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5505935B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104085936B (en) * | 2014-06-03 | 2016-05-11 | 江苏华杉环保科技有限公司 | The energy-efficient deamination system of a kind of embedded double-current matter |
-
2010
- 2010-11-02 JP JP2010246067A patent/JP5505935B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012096171A (en) | 2012-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2531815C2 (en) | Extracting phosphate from waste water | |
| US11091368B2 (en) | Methods and systems for recovering phosphorus from wastewater including digestate recycle | |
| JP4412538B2 (en) | Organic waste treatment methods | |
| US8747672B2 (en) | Process and system for recovering phosphorus from wastewater | |
| KR20190034158A (en) | Method for recovery of phosphate | |
| KR20100109892A (en) | Waste activated sludge phosphorus and magnesium stripping process and struvite production system | |
| KR101368459B1 (en) | Food waste effluent anaerobic advanced treatment system | |
| WO2017194997A1 (en) | Methods and apparatus for nutrient and water recovery from waste streams | |
| JP2002273489A (en) | Treatment method of liquid organic waste and system for the same | |
| US20080053913A1 (en) | Nutrient recovery process | |
| CN109534618A (en) | A kind of gelatine wastewater processing system | |
| WO2019125293A1 (en) | Chemical processing of struvite | |
| JP6026865B2 (en) | Sludge treatment apparatus and phosphorus production method | |
| JP3570888B2 (en) | Waste treatment method | |
| WO2008030234A1 (en) | Nutrient recovery process | |
| WO2008030235A2 (en) | Ammonia recovery process | |
| CN101503262A (en) | Sewage water pretreatment method for complicated system | |
| US20140147910A1 (en) | Methods and systems for recovering phosphorus from wastewater with enhanced removal of phosphorus from biosolids | |
| JP5505935B2 (en) | Waste water treatment apparatus and treatment method containing ammonia nitrogen | |
| JP2006167522A (en) | Anaerobic digestion control method for organic waste | |
| JP3600815B2 (en) | Anaerobic fermentation system for organic waste | |
| CN110615579A (en) | Method for treating biogas slurry generated after anaerobic digestion of organic matters | |
| SE1950636A1 (en) | Chemical processing of struvite | |
| JP3970163B2 (en) | Organic waste treatment method and apparatus | |
| KR100460939B1 (en) | Apparatus for treating waste water sludge containing high concentration of organic matters and method for treating waste water sludge using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130626 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140306 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140312 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140312 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5505935 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |