JP5999764B2 - 廃水の処理方法および処理装置 - Google Patents
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Description
触媒反応器で分解処理され排出される分解ガスは、ガス予熱器7に導入され触媒処理前の放散ガスを加熱し、ガス予熱器7から排出される分解ガスは、空気予熱器13において希釈空気12を予熱する。空気予熱器13から排出された分解ガスは誘引ファン14を介して煙突39より外部へ排出される。これらアンモニア排水の処理設備における主要な動力機械は、アンモニア廃水供給ポンプ、ガス加熱器10における補助燃料15の燃焼空気16供給ポンプ17などの各種ポンプ類、放散空気ブロワ、誘引ファンなどの各種ポンプ類である。このうち誘引ファンの動力が設備全体の約80%を占める。
アンモニア、若しくは有機態窒素化合物の少なくとも一方を含有する廃水を放散塔に導き、放散塔に放散蒸気を吹込み放散処理を行い、放散塔から排出された前記廃水に含まれるアンモニア、若しくは有機態窒素化合物の少なくとも一方を含む放散ガスと、希釈空気とを混合し、混合した放散ガスを触媒反応器に導き分解処理する処理方法であって、
前記放散塔内の圧力を前記触媒反応器の圧力より高い状態で、かつ大気圧以上で放散処理を行うこと、
前記放散塔内の圧力と、前記触媒反応器との圧力差ΔPを0<ΔP≦0.1MPaとすること、
前記放散塔塔頂部から排出する前記放散ガスの一部を凝縮させ、これを放散塔上部に還流すること、
放散ガスの凝縮還流量を、放散塔塔頂部の放散ガス温度が一定又は所定の温度範囲になるように制御すること、
還流を行なわない残放散ガスは、触媒反応器に導くこと、
前記残放散ガスと、希釈空気とを混合し、混合した残放散ガスを、反応温度が300℃〜500℃の分解触媒を有する触媒反応器に導き処理すること、
前記触媒反応器から排出される分解ガスにより、前記希釈空気と混合した前記残放散ガスの予熱および前記希釈空気の予熱を図る他に、残放散ガスの処理系において外部熱エネルギーによる加熱をしないこと、
前記触媒反応器からの分解ガスの排出に誘引ファンを使用しないこと、
を含むことを特徴とする廃水の処理方法。
放散塔塔頂部から排出する前記アンモニア、若しくは有機態窒素化合物の少なくとも一方を含有する放散ガスの一部を凝縮させると、廃水中のアンモニア、若しくは有機態窒素化合物濃度が低い場合であっても、放散ガスのアンモニア濃度を高めることができる。
したがって、分解触媒での反応温度(300℃〜500℃の温度)範囲を維持するため必要なガス加熱器の使用を抑制又は不要にでき、ランニングコストを削減できる。
また、大気圧以上で放散塔から放散ガスを排出することが可能となるため、誘引ファンを省略することが可能となり、イニシャルコストの低減のみならず消費電力量の削減に寄与される。
凝縮還流量を、放散塔塔頂部の温度が一定又は所定の温度範囲になるように制御することにより、廃水中のアンモニア、あるいは有機態窒素化合物濃度が変動したとしても、放散ガス中のアンモニア、或いは有機態窒素化合物濃度を一定又は所定濃度範囲に保持できる。
前記放散塔内の圧力と、前記触媒反応器との圧力差ΔPが0<ΔP≦0.05MPaとすることで、処理系のガスなどの流れが確保される。触媒反応器からの分解ガスの排出に誘引ファンを使用しないことができる。
前記触媒反応器から排出される分解ガスにより、前記残放散ガスの予熱および前記希釈空気の予熱を図る他に、残放散ガスの処理系において外部熱エネルギーによる加熱をしないことにより、触媒反応器での反応温度(300℃〜500℃の温度)範囲を得るに必要な外部熱エネルギーを不要にでき、大いなる運転コスト低減となる。
本発明においては、管路6に分岐路6A、6Bを設け、分岐路6Aには放散ガスの一部を放散塔に還流する還流手段が設けられている。還流手段は、放散ガスの一部を凝縮させる、分岐路6A端部に設けられた凝縮器33と、凝縮したアンモニアを貯留する還流タンク34と、貯留した凝縮液を放散塔5上部に還流させる還流ポンプを含む還流路35からなる。なお、分岐路6A、分岐路6Bにはそれぞれ流量調整弁21、圧力調整弁22が設けられている。
凝縮器33では、外部からの冷却水により凝縮操作する。
図示しないが、前述のように、管路8には、アンモニア含有ガスを再加熱するための電気ヒーターや燃焼器など、外部熱エネルギーによる加熱手段(図示せず)を設けた場合、さらに触媒反応器9入口でのアンモニア含有ガスの温度に基づき、当該加熱手段を経由する混合放散ガスの流量制御を流量制御弁(図示せず)により行うことができる。
触媒反応器9で使用するアンモニアおよび有機態窒素化合物の分解反応触媒としては、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があげられるが、これに限定されることはなく、公知のものを制限なく使用でき、先行文献1や国際公開WO02009/075311などに記載の例を挙げることができる。
・廃水量:3m3/h、廃水中のNH3濃度:3000mg/l
その結果、放散塔5頂部からの放散ガスは、アンモニア濃度が11.5Vol%、処理ガス量1100Nm3/hとなり、別途加熱バーナーによる再加熱の必要なく触媒反応器で処理することが可能となる、なお、誘引ファンを用いることなく放散ガスを処理することができた。
・廃水量:10m3/h、廃水中のNH3濃度:500mg/l
その結果、放散塔5頂部からの放散ガスは、アンモニア濃度が12.5Vol%、処理ガス量520Nm3/hとなり、別途加熱バーナーによる再加熱の必要なく触媒反応器で処理することが可能となる、なお、誘引ファンを用いることなく放散ガスを処理することができた。
・廃水量:3m3/h、廃水中のDMA濃度:1000mg/l
その結果、放散塔5頂部からの放散ガスは、アンモニア濃度が2.8Vol%、処理ガス量570Nm3/hとなり、別途加熱バーナーによる再加熱の必要なく触媒反応器で処理することが可能となる、なお、誘引ファンを用いることなく放散ガスを処理することができた。
Claims (1)
- アンモニア、若しくは有機態窒素化合物の少なくとも一方を含有する廃水を放散塔に導き、放散塔に放散蒸気を吹込み放散処理を行い、放散塔から排出された前記廃水に含まれるアンモニア、若しくは有機態窒素化合物の少なくとも一方を含む放散ガスと、希釈空気とを混合し、混合した放散ガスを触媒反応器に導き分解処理する処理方法であって、
前記放散塔内の圧力を前記触媒反応器の圧力より高い状態で、かつ大気圧以上で放散処理を行うこと、
前記放散塔内の圧力と、前記触媒反応器との圧力差ΔPを0<ΔP≦0.1MPaとすること、
前記放散塔塔頂部から排出する前記放散ガスの一部を凝縮させ、これを放散塔上部に還流すること、
放散ガスの凝縮還流量を、放散塔塔頂部の放散ガス温度が一定又は所定の温度範囲になるように制御すること、
還流を行なわない残放散ガスは、触媒反応器に導くこと、
前記残放散ガスと、希釈空気とを混合し、混合した残放散ガスを、反応温度が300℃〜500℃の分解触媒を有する触媒反応器に導き処理すること、
前記触媒反応器から排出される分解ガスにより、前記希釈空気と混合した前記残放散ガスの予熱および前記希釈空気の予熱を図る他に、残放散ガスの処理系において外部熱エネルギーによる加熱をしないこと、
前記触媒反応器からの分解ガスの排出に誘引ファンを使用しないこと、
を含むことを特徴とする廃水の処理方法。
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