JP7229651B2 - Liquid handling method - Google Patents
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Description
本発明は、液体の処理方法に関する。さらに詳しくは、非鉄金属製錬やメッキなどで発生するアンモニウム塩等のアンモニア態窒素を含有する液体の処理方法に関する。 The present invention relates to a liquid processing method. More particularly, the present invention relates to a method for treating a liquid containing ammonium nitrogen such as ammonium salts generated in non-ferrous metal smelting, plating and the like.
銅やニッケル、鉛、亜鉛などの非鉄金属を製錬する工程においては、製錬に伴って様々な排水が発生する。これらの排水には、原料となる鉱石に由来したり製錬の際に生成されたりした種々の物質(以下含有物という)が含まれる。かかる含有物には、例えば、アンモニウム塩やカドミウムイオン、鉛イオン、亜鉛イオン、さらには有機化合物類などがある。 In the process of smelting non-ferrous metals such as copper, nickel, lead, and zinc, various types of waste water are generated during smelting. These wastewaters contain various substances (hereinafter referred to as inclusions) derived from ores used as raw materials or produced during smelting. Such inclusions include, for example, ammonium salts, cadmium ions, lead ions, zinc ions, and organic compounds.
これらの含有物を含む排水は、そのまま海域などに放流することはできないので、適切な方法によって含有物を排水から分離して除去し、一定の基準以下の濃度にまで低減する処理が必要となる。 Since wastewater containing these substances cannot be discharged into the sea as it is, it is necessary to separate and remove the substances contained in the wastewater by an appropriate method and reduce the concentration to below a certain standard. .
ここで、排水に含まれる鉛イオン、亜鉛イオンなどの重金属類は中和によるpH調整によって沈殿させる等の方法で分離することができる。 Here, heavy metals such as lead ions and zinc ions contained in the waste water can be separated by a method such as precipitating by pH adjustment by neutralization.
一方、排水にアンモニウム塩が含まれている場合には、アンモニウム塩に由来するアンモニア態窒素が生成される可能性がある。かかるアンモニア態窒素は、鉛や亜鉛などの重金属類とは異なり、中和によるpH調整によって沈殿させる等の方法で分離することが難しい。 On the other hand, if the waste water contains ammonium salts, ammonium nitrogen derived from the ammonium salts may be generated. Unlike heavy metals such as lead and zinc, such ammonium nitrogen is difficult to separate by a method such as precipitation by pH adjustment by neutralization.
かかるアンモニア態窒素を排水などから効果的に除去する方法として、生物処理を利用した方法がある。生物処理では、アンモニア態窒素を含む排水などの液体に硝化細菌を混合し、硝化細菌によってアンモニア態窒素を亜硝酸態窒素に酸化し、生成された亜硝酸態窒素を酸化して硝酸態窒素にする。そして、硝酸態窒素を亜硝酸態窒素に還元し、さらに亜硝酸態窒素を還元して窒素ガスとして排水などから除去する。つまり、生物処理では、アンモニア態窒素を窒素ガスとして排水などから除去することができる(特許文献1、2参照)。
As a method for effectively removing such ammonium nitrogen from waste water, etc., there is a method using biological treatment. In biological treatment, nitrifying bacteria are mixed with liquids such as wastewater containing ammonia nitrogen, and the nitrifying bacteria oxidize the ammonia nitrogen to nitrite nitrogen, and the nitrite nitrogen produced is oxidized to nitrate nitrogen. do. Then, the nitrate nitrogen is reduced to nitrite nitrogen, and the nitrite nitrogen is further reduced and removed as nitrogen gas from wastewater or the like. That is, in biological treatment, ammonium nitrogen can be removed from waste water or the like as nitrogen gas (see
しかるに、生物処理は、下水などの排水におけるアンモニア態窒素を除去する処理として使用できるが、非鉄金属を製錬する工程において発生する排水に適用することは難しい。非鉄金属の製錬で生じる排水は、鉱石や製錬処理の際に加えられる成分などによって、通常、無機塩の塩濃度が高くなっている。しかも、上述したような重金属類を含んでいる。このため、排水を生物処理に適した環境、つまり、硝化細菌などが活性化する環境に調整することは難しく、生物処理を安定して効率よく行うのは難しい。 However, although biological treatment can be used to remove ammonia nitrogen in wastewater such as sewage, it is difficult to apply it to wastewater generated in the process of smelting non-ferrous metals. Wastewater generated in the smelting of non-ferrous metals usually has a high salt concentration of inorganic salts due to factors such as ores and components added during the smelting process. Moreover, it contains heavy metals as described above. For this reason, it is difficult to adjust waste water to an environment suitable for biological treatment, that is, an environment in which nitrifying bacteria and the like are activated, and it is difficult to perform biological treatment stably and efficiently.
本発明は上記事情に鑑み、液体に含まれるアンモニア態窒素を安定的に除去することができる液体の処理方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a liquid treatment method capable of stably removing ammonia nitrogen contained in a liquid.
第1発明の液体の処理方法は、アンモニア態窒素と重金属とを含有する液体の処理方法であって、処理液体のpHを10以上12以下の範囲に調整して重金属を含む沈殿物と処理液体が混合しかつアンモニア態窒素から分離したアンモニアが溶解した処理スラリーを形成し、該処理スラリーの液温を40℃以上に維持した状態で、該処理スラリーを攪拌しながら、該処理スラリーに前記可溶性のガスを吹込み、前記処理スラリーを攪拌する装置として、撹拌羽根と、該撹拌羽根の上方に配置された、該撹拌羽根の回転軸と直交する表面を有する円盤状の邪魔板と、を備えた装置であって、該邪魔板が、前記撹拌羽根の回転軸から該邪魔板の外端縁までの距離が、該撹拌羽根の回転軸から該撹拌羽根の先端までの長さと同等または長くなるように形成された装置を使用することを特徴とする。
第2発明の液体の処理方法は、第1発明において、前記可溶性ガスが、酸素、空気、炭酸ガスのいずれか1つ以上であることを特徴とする。
第3発明の液体の処理方法は、第1または第2発明において、前記可溶性ガスが酸素または空気であり、前記処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように、前記可溶性ガスを吹き込むことを特徴とする。
第4発明の液体の処理方法は、第3発明において、前記処理スラリーに吹き込まれる酸素の流量が空気量に換算して前記処理スラリー1リットルあたり0.1~6リットル/分となるように、前記可溶性ガスを前記処理スラリーに吹き込むことを特徴とする。
第5発明の液体の処理方法は、第1乃至4発明のいずれかにおいて、前記処理液体が、鉛および亜鉛のいずれか1つ以上を含有することを特徴とする。
A method for treating a liquid of the first invention is a method for treating a liquid containing ammonia nitrogen and heavy metals, wherein the pH of the liquid to be treated is adjusted to a range of 10 or more and 12 or less, and the sediment containing heavy metals and the treated liquid are treated. are mixed and the ammonia separated from the ammonia nitrogen is dissolved to form a treated slurry, and the soluble and a disk-shaped baffle plate disposed above the stirring blades and having a surface orthogonal to the rotation axis of the stirring blades, as a device for blowing in the gas of and stirring the treated slurry. wherein the baffle plate has a distance from the rotating shaft of the stirring blade to the outer edge of the baffle plate equal to or longer than the length from the rotating shaft of the stirring blade to the tip of the stirring blade It is characterized by using a device formed as follows.
A liquid processing method of a second invention is characterized in that, in the first invention, the soluble gas is one or more of oxygen, air, and carbon dioxide gas.
A third aspect of the present invention is a liquid treatment method according to the first or second aspect, wherein the soluble gas is oxygen or air, and the dissolved oxygen concentration in the treated slurry is maintained at 8 mg/liter or more. Characterized by blowing gas.
The method for treating a liquid according to a fourth invention is characterized in that, in the third invention, the flow rate of oxygen blown into the treated slurry is 0.1 to 6 liters/minute per liter of the treated slurry in terms of air volume. The soluble gas is blown into the treated slurry.
A method for treating a liquid according to a fifth invention is characterized in that , in any one of the first to fourth inventions , the treatment liquid contains at least one of lead and zinc.
第1発明によれば、処理スラリーのpHを適切に調整すれば、処理液体中の重金属を沈殿物としつつ、処理液体に含まれるアンモニア態窒素をアンモニアの状態とすることができる。かかるアンモニアが溶解している沈殿物と処理液体とが混合した処理スラリーに可溶性ガスを吹き込めば、アンモニアを気体として処理スラリーから除去することができる。したがって、アンモニア態窒素を含有する処理液体を、アンモニア態窒素の含有量が少ない液体とすることができるので、処理液体の後処理が容易になる。また、処理スラリー中のアンモニアと可溶性ガスの接触機会を増やすことができるので、処理スラリーからアンモニアを排出する効果を高くすることができる。しかも、気泡が処理スラリー内を上昇するだけでなく、邪魔板に沿って水平方向にも移動するので、処理スラリー内での気泡の滞留時間を増加することができる。そして、処理スラリーの温度が高くなれば、処理スラリーへのアンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第2発明によれば、処理スラリーに可溶性ガスが溶解すれば、アンモニアの溶解度が低下するので、処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第3および第4発明によれば、処理スラリー中の溶存酸素濃度が高くなれば、アンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを処理スラリーから除去する効果を高くすることができる。
第5発明によれば、鉛や亜鉛を含む生物処理が難しい処理液体であっても、アンモニア態窒素を気体のアンモニアとして処理スラリーから除去することができる。したがって、鉛や亜鉛とアンモニア態窒素を含む処理液体であっても、鉛や亜鉛、アンモニア態窒素の濃度を低下させることができるので、処理液体の廃棄や再利用などを行いやすくなる。
According to the first invention, by appropriately adjusting the pH of the treatment slurry, it is possible to change the ammonia nitrogen contained in the treatment liquid into the state of ammonia while turning heavy metals in the treatment liquid into precipitates. By blowing a soluble gas into the treatment slurry in which the precipitate in which ammonia is dissolved and the treatment liquid are mixed, the ammonia can be removed as gas from the treatment slurry. Therefore, the treatment liquid containing ammonium nitrogen can be a liquid having a low ammonia nitrogen content, which facilitates the post-treatment of the treatment liquid. In addition, since the contact opportunity between ammonia in the treated slurry and the soluble gas can be increased, the effect of discharging ammonia from the treated slurry can be enhanced. Moreover, since the bubbles not only rise in the treated slurry but also move horizontally along the baffle plate, the residence time of the bubbles in the treated slurry can be increased. As the temperature of the treated slurry rises, the solubility of ammonia in the treated slurry decreases, so that the effect of removing ammonia from the treated slurry can be enhanced.
According to the second aspect of the invention, when the soluble gas dissolves in the treated slurry, the solubility of ammonia decreases, so the effect of removing ammonia from the treated slurry can be enhanced.
According to the third and fourth inventions, when the dissolved oxygen concentration in the treated slurry increases, the solubility of ammonia decreases, so the effect of removing ammonia from the treated slurry can be enhanced.
According to the fifth aspect of the invention , even if the treatment liquid contains lead or zinc and is difficult to be biologically treated, ammonia nitrogen can be removed from the treatment slurry as gaseous ammonia. Therefore, even if the liquid to be treated contains lead, zinc, and ammonia nitrogen, the concentration of lead, zinc, and ammonia nitrogen can be reduced, so that disposal and reuse of the liquid to be treated can be facilitated.
本発明の液体の処理方法は、アンモニウム塩等のアンモニア態窒素を含有する処理液体からアンモニア態窒素を除去する方法であって、生物処理を行わずに、アンモニア態窒素を気体のアンモニアとして除去できるようにしたことに特徴を有している。 The liquid treatment method of the present invention is a method for removing ammonia nitrogen from a treatment liquid containing ammonia nitrogen such as an ammonium salt, and can remove ammonia nitrogen as gaseous ammonia without biological treatment. It is characterized by the fact that
本発明の液体の処理方法によって処理されるアンモニア態窒素を含有する液体(処理液体)は、アンモニウム塩等のアンモニア態窒素を含有する液体であればよく、とくに限定されない。例えば、非鉄金属製錬で発生する、アンモニウム塩に加えて、カドミウムイオン、鉛イオン、亜鉛イオン、有機化合物類などを含む排水で発生する、アンモニウム塩などを含む排水を挙げることができる。 The liquid containing ammonium nitrogen (treatment liquid) to be treated by the liquid treatment method of the present invention is not particularly limited as long as it is a liquid containing ammonium nitrogen such as an ammonium salt. For example, in addition to ammonium salts generated in nonferrous metal smelting, wastewater containing ammonium salts generated in wastewater containing cadmium ions, lead ions, zinc ions, organic compounds and the like can be mentioned.
とくに、本発明の液体の処理方法は、重金属を含有し生物処理を行うことが難しい処理液体の処理に適している。具体的には、鉛および亜鉛のいずれか1つ以上を処理液体が含有する場合には、生物処理を行うことが難しいので、アンモニア態窒素を気体のアンモニアとして処理液体(後述する処理スラリー)から除去することが難しい。しかし、本発明の液体の処理方法では、生物処理を行うことが難しい処理液体からでも、アンモニア態窒素を気体のアンモニアとして処理液体から除去することができる。したがって、アンモニア態窒素に加えて、鉛や亜鉛を含む処理液体であっても、処理液体中の鉛や亜鉛とともに、アンモニア態窒素の濃度も低下させることができるので、処理液体の廃棄や再利用などを行いやすくなる。 In particular, the liquid treatment method of the present invention is suitable for treatment of liquids that contain heavy metals and are difficult to be biologically treated. Specifically, when the liquid to be treated contains at least one of lead and zinc, it is difficult to carry out biological treatment. difficult to remove. However, in the liquid treatment method of the present invention, ammonia nitrogen can be removed as gaseous ammonia from a liquid to be treated that is difficult to be biologically treated. Therefore, even if the liquid to be treated contains lead and zinc in addition to ammonia nitrogen, the concentration of ammonia nitrogen can be reduced together with lead and zinc in the liquid to be treated, so that the liquid to be treated can be discarded or reused. etc. will be easier.
なお、処理液体のpHはとくに限定されないが、鉛や亜鉛を含む処理液体にアルカリ性の中和剤を投与して鉛や亜鉛などの沈殿物を形成する場合には、処理液体のpHが9以上11.5以下程度であれば処理することができる。例えば、上述した非鉄金属製錬で発生する排水では、pHは10以上11.5以下程度であるので、本発明の液体の処理方法によって鉛や亜鉛などは沈殿物としてを処理液体から除去することができる。 Although the pH of the treatment liquid is not particularly limited, when an alkaline neutralizer is added to the treatment liquid containing lead or zinc to form a precipitate of lead or zinc, the pH of the treatment liquid should be 9 or higher. If it is about 11.5 or less, it can be processed. For example, the wastewater generated in the above-described non-ferrous metal smelting has a pH of about 10 to 11.5, so lead, zinc, etc. can be removed from the treated liquid as precipitates by the liquid treatment method of the present invention. can be done.
なお、本明細書において、アンモニア態窒素とは、アンモニア塩や有機体窒素の分解物などを意味している。 In this specification, ammonium nitrogen means an ammonium salt, a decomposition product of organic nitrogen, or the like.
(本発明の処理方法)
以下に本発明の処理方法を説明する。
本発明の処理方法は、図1に示すように、以下の2工程を備えている。
(Processing method of the present invention)
The processing method of the present invention is described below.
The processing method of the present invention comprises the following two steps, as shown in FIG.
まず、第1工程では、上述した処理液体中の重金属などの沈殿物を発生させて処理スラリーを形成するとともに、処理スラリー中のアンモニア態窒素から窒素を分離してアンモニアとする。
第2工程では、第1工程で形成された処理スラリー中のアンモニアを、気体として処理スラリーから分離し(排出し)、処理後液体とする。
First, in the first step, precipitates such as heavy metals are generated in the liquid to be treated to form a treated slurry, and nitrogen is separated from ammonia nitrogen in the treated slurry to form ammonia.
In the second step, the ammonia in the treated slurry formed in the first step is separated (discharged) from the treated slurry as a gas and converted into a post-treatment liquid.
(第1工程)
具体的には、第1工程では、アンモニウム塩等のアンモニア態窒素を含む処理液体に対して中和剤を添加する。すると、処理液体中にイオンなどの形態で存在する鉛や亜鉛などの重金属が中和剤と反応して重金属塩として析出して沈殿物になる。すると、処理液体中に固形分である沈殿物が含まれる処理スラリーが形成される。
(First step)
Specifically, in the first step, a neutralizing agent is added to the treatment liquid containing ammonium nitrogen such as an ammonium salt. Then, heavy metals such as lead and zinc present in the form of ions in the liquid to be treated react with the neutralizing agent and precipitate as heavy metal salts to form precipitates. As a result, a treated slurry is formed in which the treated liquid contains a sediment as a solid content.
また、処理スラリーが形成される際には、以下のような反応(反応式1)によってアンモニア態窒素からアンモニアが分離され、分離されたアンモニアは処理スラリーに溶存した状態となる。
反応式1:NH4
+ + OH- ⇒ NH3 + H2O
Further, when the treated slurry is formed, ammonia is separated from ammonia nitrogen by the following reaction (reaction formula 1), and the separated ammonia becomes dissolved in the treated slurry.
Reaction formula 1: NH 4 + + OH − ⇒ NH 3 + H 2 O
しかも、中和剤は、処理スラリーのpHが10以上12以下となるように添加する。つまり、中和剤の一部は沈殿物の形成に消費されるが、中和剤によって処理スラリーが所定の濃度となるように添加する。 Moreover, the neutralizing agent is added so that the pH of the treated slurry becomes 10 or more and 12 or less. That is, some of the neutralizing agent is consumed in the formation of the precipitate, but the neutralizing agent is added so as to bring the treated slurry to a desired concentration.
すると、第1工程の終了時には、pHが10以上12以下であって、沈殿物と処理液体が混合し、かつ、アンモニア態窒素から分離したアンモニアが溶解した処理スラリーが形成される。 Then, at the end of the first step, a treated slurry having a pH of 10 or higher and 12 or lower, in which the precipitate and the treatment liquid are mixed, and in which the ammonia separated from the ammonia nitrogen is dissolved is formed.
(第2工程)
この第2工程では、第1工程で形成された処理スラリーに可溶性ガスを供給する。具体的には、バブリング等によって可溶性ガスを処理スラリーに供給する。すると、処理スラリーへの可溶性ガスの溶解量が増加するにしたがって、アンモニアの溶解度が低下するので、アンモニアを気体として処理スラリーから排出させることができる。
(Second step)
In this second step, a soluble gas is supplied to the treated slurry formed in the first step. Specifically, the soluble gas is supplied to the treated slurry by bubbling or the like. Then, as the amount of soluble gas dissolved in the treated slurry increases, the solubility of ammonia decreases, so that ammonia can be discharged from the treated slurry as a gas.
なお、可溶性ガスは、一部は気泡として処理スラリーの液面から放出されるように処理スラリーに供給することが望ましい。すると、処理スラリー中のアンモニアと気体の状態の可溶性ガスを接触させることができるので、処理スラリー中のアンモニアを気体として処理スラリーから排出する効率を高くすることができる。 It is desirable to supply the soluble gas to the treatment slurry so that part of it is released from the surface of the treatment slurry as bubbles. Then, the ammonia in the treated slurry can be brought into contact with the gaseous soluble gas, so that the efficiency of discharging the ammonia in the treated slurry as a gas from the treated slurry can be increased.
しかも、処理スラリーを攪拌機(図2参照)によって攪拌すれば、可溶性ガスの気泡と処理スラリーの界面が増加して、処理スラリー中のアンモニアと可溶性ガスの接触機会が増加する。すると、処理スラリー中のアンモニアを気体として処理スラリーから排出する効率をより高くすることができる。 Moreover, if the treated slurry is stirred by a stirrer (see FIG. 2), the interface between the bubbles of the soluble gas and the treated slurry increases, increasing the chances of contact between the ammonia in the treated slurry and the soluble gas. Then, the efficiency of discharging the ammonia in the treated slurry as gas from the treated slurry can be increased.
(処理スラリーのpH)
第1工程において、処理スラリーは、pHを10以上12以下、好ましくはpHを10~11.5の範囲に調整することが望ましい。pHが10未満になると、アンモニア態窒素をアンモニアの状態にすることが難しくなり、pHが12よりも大きくしてもアンモニア態窒素をアンモニアの状態にする効果を向上することができない。しかも、pHが12より大きくなると、中和剤のコストが増加する上、処理液体からの除去する必要が無い物質(例えば、マグネシウムなど)まで沈殿物を生成してしまい、沈殿物の量が増加するので好ましくない。したがって、処理スラリーは、pHを10以上12以下、好ましくはpHを10~11.5の範囲に調整することが望ましい。
(pH of treated slurry)
In the first step, it is desirable to adjust the pH of the treated slurry to 10 or more and 12 or less, preferably 10 to 11.5. If the pH is less than 10, it becomes difficult to transform ammonia nitrogen into an ammonia state, and even if the pH is greater than 12, the effect of transforming ammonia nitrogen into an ammonia state cannot be improved. Moreover, if the pH is higher than 12, the cost of the neutralizing agent increases, and even substances that do not need to be removed from the liquid to be treated (such as magnesium) will form precipitates, increasing the amount of precipitates. I don't like it because Therefore, it is desirable to adjust the pH of the treated slurry to a range of 10 to 12, preferably 10 to 11.5.
(中和剤)
第1工程で使用する中和剤は、処理スラリーのpHを10以上12以下に調整でき、処理スラリー中の重金属や金属イオン等と反応して沈殿物を形成するものであればよく、とくに限定されない。
(Neutralizer)
The neutralizing agent used in the first step can adjust the pH of the treated slurry to 10 or more and 12 or less, and reacts with heavy metals, metal ions, etc. in the treated slurry to form precipitates. not.
例えば、処理液体が非鉄金属製錬で発生する排水であれば、消石灰や苛性ソーダ等のアルカリを中和剤として使用することができる。すると、排水に含まれる重金属等を沈殿物として処理液体から除去できる。 For example, if the liquid to be treated is waste water generated in the smelting of non-ferrous metals, an alkali such as slaked lime or caustic soda can be used as a neutralizing agent. Then, heavy metals and the like contained in the waste water can be removed from the treated liquid as precipitates.
なお、中和剤を処理液体に供給する量はとくに限定されない。処理スラリーのpHを10以上12以下となるように、適宜調整すればよい。 The amount of the neutralizing agent to be supplied to the processing liquid is not particularly limited. The pH of the treated slurry may be appropriately adjusted so as to be 10 or more and 12 or less.
(可溶性ガス)
処理スラリーに供給する可溶性ガスは、処理スラリーに含まれるアンモニアを除去する上で実用的な溶解度を有する気体を用いることが好ましい。例えば、酸素や空気、炭酸ガス、オゾンガスなどを本発明の液体の処理方法に使用する可溶性ガスとしてあげることができる。かかる可溶性ガスの処理スラリー中の溶解量が増加すれば、アンモニアが溶解状態を維持しにくくなるので、アンモニアを気体として処理スラリーから排出しやすくなる。例えば、処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように可溶性ガスを処理スラリーに供給すれば、アンモニアの排出効率を高くすることができる。
(soluble gas)
As the soluble gas supplied to the treated slurry, it is preferable to use a gas having a practical solubility for removing ammonia contained in the treated slurry. For example, oxygen, air, carbon dioxide gas, ozone gas, etc. can be mentioned as soluble gases used in the liquid treatment method of the present invention. If the amount of such soluble gas dissolved in the treated slurry increases, it becomes difficult for ammonia to maintain its dissolved state, so that it becomes easier to discharge ammonia as gas from the treated slurry. For example, if a soluble gas is supplied to the treated slurry so that the dissolved oxygen concentration in the treated slurry is maintained at 8 mg/liter or more, the ammonia discharge efficiency can be increased.
処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持するために、処理スラリーに可溶性ガスを供給する量はとくに限定されない。処理スラリー中の物質や量、吹き込む可溶性ガスの種類に応じて適宜調整すればよい。例えば、処理液体が非鉄金属製錬で発生する排水であって、可溶性ガスが酸素または空気とする。この場合であれば、処理スラリーに吹き込まれる酸素の流量が、空気量に換算して処理スラリー1リットルあたり0.1~6リットル/分となるように可溶性ガスを処理スラリーに吹き込む。すると、処理スラリー中の溶存酸素濃度を8mg/リットル以上に維持することができる。 In order to maintain the dissolved oxygen concentration in the treated slurry at 8 mg/liter or more, the amount of soluble gas supplied to the treated slurry is not particularly limited. It may be appropriately adjusted according to the substance and amount in the slurry to be treated and the type of soluble gas to be blown. For example, the liquid to be treated is waste water generated in the smelting of non-ferrous metals, and the soluble gas is oxygen or air. In this case, the soluble gas is blown into the treated slurry so that the flow rate of oxygen blown into the treated slurry is 0.1 to 6 liters/minute per liter of treated slurry in terms of the amount of air. Then, the dissolved oxygen concentration in the treated slurry can be maintained at 8 mg/liter or more.
なお、気液界面(可溶性ガスと処理スラリーの界面)の面積を増やして接触機会を増加させることによってアンモニアの気化を促進するという点では、窒素やアルゴン、ヘリウム、塩素等の気体の使用も可能である。しかし、窒素やアルゴン、ヘリウムは、処理スラリーへの溶解度が著しく小さく、また、塩素ガスは処理スラリーへの溶解度は大きいものの、溶解物と反応して塩化物を生成する可能性がある。したがって、アンモニアの排除の効率をある程度高くしつつ、沈殿物の発生を適度に抑える上では、酸素や空気、炭酸ガス、オゾンガスなどが本発明の液体の処理方法に使用する可溶性ガスとして好ましい。 Gases such as nitrogen, argon, helium, and chlorine can also be used in terms of promoting the vaporization of ammonia by increasing the contact opportunities by increasing the area of the gas-liquid interface (the interface between the soluble gas and the slurry to be treated). is. However, nitrogen, argon, and helium have extremely low solubility in the treatment slurry, and chlorine gas, although highly soluble in the treatment slurry, may react with dissolved substances to form chlorides. Therefore, oxygen, air, carbon dioxide gas, ozone gas, and the like are preferable as the soluble gas used in the liquid treatment method of the present invention in order to moderately suppress the generation of precipitates while increasing the efficiency of removing ammonia to some extent.
また、可溶性ガスは、処理スラリーにバブリングによって供給することが望ましい。バブリングによって供給しなくても、処理スラリーに溶存する酸素や炭酸ガスの濃度が上昇すれば、処理スラリー中のアンモニアが溶解状態を維持しにくくなるので、アンモニアを気体として処理スラリーから排出しやすくなる。しかし、バブリングによって供給すれば、処理スラリー中の溶存酸素や炭酸ガスの濃度を上昇させやすくなるので、より一層、アンモニアを気体として処理スラリーから排出しやすくなる。しかも、吹き込んだ可溶性ガスの気泡と処理スラリーの界面が増加するので、気泡とアンモニアとの接触機会を増加させることができる。吹き込んだ可溶性ガスの気泡と処理スラリー中のアンモニアが接触すると、アンモニアは気体となりやすくなる。したがって、バブリングによって可溶性ガスを処理スラリーに供給すれば、アンモニアを気体として処理スラリーからより排出しやすくなる。 Also, the soluble gas is desirably supplied to the treated slurry by bubbling. Even if it is not supplied by bubbling, if the concentration of oxygen or carbon dioxide gas dissolved in the treated slurry increases, it becomes difficult for the ammonia in the treated slurry to maintain its dissolved state, making it easier to discharge ammonia from the treated slurry as a gas. . However, if it is supplied by bubbling, it becomes easier to increase the concentration of dissolved oxygen and carbon dioxide gas in the treated slurry, so that it becomes easier to discharge ammonia as a gas from the treated slurry. Moreover, since the interface between the bubbles of the blown soluble gas and the treated slurry increases, the chances of contact between the bubbles and ammonia can be increased. When the bubbles of the blown soluble gas come into contact with the ammonia in the treated slurry, the ammonia tends to become gaseous. Therefore, if the soluble gas is supplied to the treated slurry by bubbling, it becomes easier to discharge the ammonia as a gas from the treated slurry.
なお、バブリングによって可溶性ガスを処理スラリーに供給した際に形成される気泡の大きさはとくに限定されない。しかし、処理スラリーとの接触界面を増加させる上では、気泡は細かい方が望ましい。例えば、100~5000μm程度が望ましい。また、いわゆるマイクロバブルといわれるような細かな気泡(100μm以下程度)を用いてもよい。しかし、気泡が細かすぎて処理スラリーの液面からの放出が無くならない程度の大きさ以上にすることが望ましい。 In addition, the size of the air bubbles formed when the soluble gas is supplied to the treatment slurry by bubbling is not particularly limited. However, in order to increase the contact interface with the treatment slurry, finer bubbles are desirable. For example, about 100 to 5000 μm is desirable. Further, fine air bubbles (approximately 100 μm or less) such as so-called microbubbles may be used. However, it is desirable that the size of the air bubbles be at least large enough to prevent the air bubbles from being discharged from the liquid surface of the treated slurry due to the fineness of the air bubbles.
また、第2工程において、可用性ガスを吹込んでいる間に、炭酸ガスなどに起因して、処理スラリーのpHが上述した範囲(pH10以上12以下)から外れてしまう可能性がある。したがって、第2工程では、pH計などによって処理スラリーのpHを測定し、処理スラリーのpHが上述した範囲に維持されるように、酸またはアルカリ等を添加しながら可溶性ガスの吹込みを行うことが望ましい。かかるpH維持に使用する物質もとくに限定されない。例えば、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)や消石灰などを使用することができる。
Further, in the second step, the pH of the treated slurry may deviate from the above-described range (
(攪拌)
上述した第2工程において、処理スラリー中に溶解しているアンモニアを気体として排出する上では、処理スラリー中に気体を吹き込む際に、処理スラリーを攪拌することが望ましい。処理スラリーを攪拌することによって、気泡が微細化するとともに気泡が処理スラリー中に滞留する時間を長くすることができる。すると、可溶性ガスを処理スラリーに溶解させやすくなる。しかも、処理スラリー中に溶解しているアンモニアと気泡の接触機会を増やすことができるので、アンモニアを処理スラリーから気体として分離する効率を高くすることができる。
(stirring)
In the second step described above, in order to discharge the ammonia dissolved in the treated slurry as gas, it is desirable to stir the treated slurry when the gas is blown into the treated slurry. By stirring the treated slurry, the air bubbles can be made finer and the time for which the air bubbles stay in the treated slurry can be extended. This facilitates dissolution of the soluble gas into the processing slurry. Moreover, since the contact opportunities between the ammonia dissolved in the treated slurry and the air bubbles can be increased, the efficiency of separating ammonia as a gas from the treated slurry can be enhanced.
処理スラリーを攪拌する装置や方法はとくに限定されないが、アンモニアの排出効率を向上する上では、以下の構造を有する攪拌機を使用することが望ましい。 The device and method for stirring the treated slurry are not particularly limited, but in order to improve the ammonia discharge efficiency, it is desirable to use a stirrer having the following structure.
(攪拌機10の構造)
図2に示すように、攪拌機10、回転軸11と、この回転軸11に固定された複数枚の攪拌羽根12と、攪拌羽根12よりも上方(つまり処理スラリーSの液面SF側)に配置された邪魔板13とを備えている。
(Structure of Stirrer 10)
As shown in FIG. 2, a
図2に示すように、回転軸11は、その一端がモータ等の駆動源に接続されている。
この回転軸11の他端部(図2では下端部)は、処理槽1内の処理スラリーS内に浸漬されており、その他端部に複数枚(図2では4枚)の攪拌羽根12が設けられている。この攪拌羽根12は、その基端が回転軸11に連結されており、4枚の攪拌羽根12が回転軸11の中心軸周りに回転対称となるように設けられている。
そして、複数枚の攪拌羽根12の上方には、板状の邪魔板13が設けられている。この邪魔板13は、その攪拌羽根12側の表面が回転軸11の中心軸に対して直交するように設けられている。しかも、邪魔板13の半径、つまり、回転軸11の中心軸から外端縁までの距離が、回転軸11の中心軸から攪拌羽根12の先端までの長さと同等または長くなるように設けられている。
As shown in FIG. 2, one end of the
The other end (lower end in FIG. 2) of the
A plate-
以上のごとき構造であるので、駆動源を駆動して回転軸11を回転させれば、複数枚の攪拌羽根12によって処理スラリーSが攪拌することができる。すると、処理スラリーSに供給されている可溶性ガスの気泡gと処理スラリーSとの混合を促進しかつ気泡gを小径化することもできる。すると、可溶性ガスの処理スラリーSへの溶解を促進でき、また、気泡gと処理スラリーSとの接触界面を増大することができる。
With the structure as described above, the processing slurry S can be stirred by the plurality of stirring
また、処理槽1内において、撹拌羽根12を設ける位置はとくに限定されない。可溶性ガスを処理スラリーSに吹き込む吹き込み口よりも上方、とくに、吹き込み口の鉛直上方に位置するように設けることが望ましい。かかる位置に配置すれば、気泡と攪拌羽根12とを効果的に接触させることができるので、気泡gを小径化しやすくなる。しかも、処理スラリーS内を上昇する気泡gを邪魔板13に接触させることができる。すると、気泡gは、処理スラリーS内を上昇するだけでなく、邪魔板13に沿って水平方向にも移動するので、処理スラリーS内での滞留時間を増加することができる。
Moreover, the position in which the
攪拌羽根12の枚数はとくに限定されず、4枚以上としてもよいし、3枚以下としてもよい。また、攪拌羽根12は、回転軸11の中心軸に対して、その表面が平行となるように配置してもよいし若干の傾きを有するようにしてもよい。
The number of
邪魔板13を取り付ける位置はとくに限定されない。処理スラリーSの液面SFと複数枚の攪拌羽根12との間に配置されていればよく、攪拌羽根12や処理スラリーSの液面SFとの距離はとくに限定されない。処理槽1の大きさや処理対象となる処理液体の成分、供給する可溶性ガスの種類や流量に合わせて適宜選定すればよい。
The position where the
邪魔板13の固定方法もとくに限定されない。邪魔板13を、攪拌羽根12との相対的な位置が移動しないように保持できればよい。
The fixing method of the
邪魔板13の形状はとくに限定されず、円形であってもよいし角型でもよい。また、邪魔板13に表裏を貫通する貫通孔を複数設けてもよい。この場合、貫通孔の直径を邪魔板13の位置に通常存在する気泡gの直径よりも小さくしておけば、貫通孔による気泡gの小径化も期待できる。
The shape of the
攪拌羽根12の回転数もとくに限定されず、処理槽1の大きさや処理対象となる処理液体の成分、供給する可溶性ガスの種類や流量に合わせて適宜選定すればよい。しかし、あまり回転数が低くなると、気泡gの処理スラリーS中への分散が不十分になる。したがって、攪拌羽根12の回転数は、毎分350回転以上が好ましく、毎分400回転以上がより好ましい。
The number of revolutions of the
本発明の液体の処理方法を採用することによって、重金属とアンモニア態窒素を含む液体中のアンモニア態窒素の量を効果的に減少できることを確認した。 It was confirmed that the amount of ammonia nitrogen in a liquid containing heavy metals and ammonia nitrogen can be effectively reduced by adopting the liquid treatment method of the present invention.
実験では、アンモニア態窒素を50mg/リットル、鉛を1.2mg/リットル、亜鉛を670mg/リットル含む液体1リットル(元液)に消石灰を添加してpHを11に調整して、水酸化物(沈殿物)を含有する処理スラリーを形成した。形成された処理スラリーに以下の方法で気体を供給して、アンモニア態である窒素の除去効率を確認した。 In the experiment, slaked lime was added to 1 liter of liquid (original solution) containing 50 mg/liter of ammonium nitrogen, 1.2 mg/liter of lead, and 670 mg/liter of zinc to adjust the pH to 11, and hydroxide ( A treated slurry containing the precipitate) was formed. A gas was supplied to the formed treated slurry by the following method, and the removal efficiency of ammonia nitrogen was confirmed.
(実施例1)
処理スラリーの液温を40℃に維持しながら、吹き込み量を2リットル/分として30分間空気を吹き込んだ。
(実施例2)
空気を吹き込みながら、処理スラリーを攪拌機(図2参照)によって攪拌(攪拌機の撹拌羽根は毎分400回転)した以外は実施例1と同じ条件とした。
(実施例3)
吹き込み量を2リットル/分として25分間炭酸ガスをボンベから吹き込んだ以外は実施例2と同じ条件とした。
(実施例4)
撹拌羽根を毎分350回転で回転させた以外は実施例1と同じ条件とした。
(Example 1)
While maintaining the liquid temperature of the treated slurry at 40° C., air was blown in at a rate of 2 liters/minute for 30 minutes.
(Example 2)
The conditions were the same as in Example 1, except that the treated slurry was stirred with a stirrer (see FIG. 2) while blowing air (the stirring blade of the stirrer was rotated at 400 revolutions per minute).
(Example 3)
The conditions were the same as in Example 2, except that the amount of blowing was set at 2 liters/minute and carbon dioxide gas was blown from the cylinder for 25 minutes.
(Example 4)
The conditions were the same as in Example 1 except that the stirring blade was rotated at 350 rpm.
(比較例1)
空気の吹込みを実施しなかった以外は実施例1と同じ条件とした。
(比較例2)
空気の吹込みを行っている間の処理スラリーの液温を20℃にした以外は実施例2と同じ条件とした。
(Comparative example 1)
The conditions were the same as in Example 1, except that air was not blown.
(Comparative example 2)
The conditions were the same as in Example 2, except that the liquid temperature of the treated slurry was changed to 20° C. during air blowing.
なお、アンモニア態である窒素の除去効率は、以下の方法で求めた。
気体供給後の処理スラリーをヌッチェとろ紙を用いて固液分離し、分離された液体(濾液)に残留しているアンモニア態窒素の量を公知の方法(吸光光度法)を用いて分析した。残留しているアンモニア態窒素の量Aと元液中のアンモニア態窒素の量Bから除去効率((1-A/B)×100%)を求めた。
The removal efficiency of ammonia nitrogen was obtained by the following method.
After gas supply, the treated slurry was subjected to solid-liquid separation using Nutsche and filter paper, and the amount of ammonia nitrogen remaining in the separated liquid (filtrate) was analyzed using a known method (absorption photometry). The removal efficiency ((1−A/B)×100%) was determined from the amount A of the remaining ammonia nitrogen and the amount B of the ammonia nitrogen in the original solution.
結果を以下に示す。 The results are shown below.
実施例1では、残留アンモニア態窒素の量が25mg/リットルとなり、元液に含有されたアンモニア態窒素の50%を除去できたことが確認された。 In Example 1, the amount of residual ammonium nitrogen was 25 mg/liter, and it was confirmed that 50% of the ammonium nitrogen contained in the original solution could be removed.
実施例2では、残留アンモニア態窒素の量が20mg/リットルとなった。攪拌によって空気とアンモニア態窒素の接触効率が向上し、アンモニア態窒素の除去効率を向上できることが確認された。 In Example 2, the amount of residual ammonium nitrogen was 20 mg/liter. It was confirmed that the agitation improves the contact efficiency between air and ammonia nitrogen and improves the removal efficiency of ammonia nitrogen.
実施例3では、残留アンモニア態窒素の量が18mg/リットルとなった。炭酸ガスを吹き込むことによって、空気よりもアンモニア態窒素の除去効率を60%まで向上できることが確認された。 In Example 3, the amount of residual ammonium nitrogen was 18 mg/liter. It was confirmed that by blowing carbon dioxide gas, the ammonia nitrogen removal efficiency can be improved up to 60% compared to air.
実施例4では、残留アンモニア態窒素の量が30mg/リットルとなった。攪拌羽根の回転数が遅くなると、空気とアンモニア態窒素の接触効率が低下してアンモニア態窒素の除去効率が低下することが確認された。 In Example 4, the amount of residual ammonium nitrogen was 30 mg/liter. It was confirmed that when the rotational speed of the stirring blade is slowed down, the efficiency of contact between air and ammonia nitrogen decreases, and the removal efficiency of ammonia nitrogen decreases.
(比較例1)
比較例1では、残留アンモニア態窒素の量が37mg/リットルとなった。攪拌と空気の吹き込みを行わない場合、アンモニア態窒素の気化が十分に行われず、アンモニア態窒素の除去効率が低下することが確認された。
(比較例2)
比較例2では、残留アンモニア態窒素の量が35mg/リットルとなった。処理スラリーの温度が低いと、アンモニア態窒素が十分に気体されず、アンモニア態窒素の除去効率が低下することが確認された。
(Comparative example 1)
In Comparative Example 1, the amount of residual ammonium nitrogen was 37 mg/liter. It was confirmed that when stirring and air blowing were not performed, the ammonia nitrogen was not sufficiently vaporized, and the removal efficiency of the ammonia nitrogen was lowered.
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, the amount of residual ammonium nitrogen was 35 mg/liter. It was confirmed that when the temperature of the treated slurry is low, the ammonia nitrogen is not sufficiently gasified and the removal efficiency of the ammonia nitrogen decreases.
本発明の液体の処理方法は、非鉄金属製錬やメッキなどで発生する排水に含有されるアンモニア態窒素を安定的に除去する方法として適している。 The liquid treatment method of the present invention is suitable as a method for stably removing ammonium nitrogen contained in waste water generated in nonferrous metal smelting, plating, and the like.
1 処理槽
10 攪拌機
11 回転軸
12 攪拌羽根
13 邪魔板
S 処理スラリー
SF 液面
g 気泡
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
処理液体のpHを10以上12以下の範囲に調整して重金属を含む沈殿物と処理液体が混合しかつアンモニア態窒素から分離したアンモニアが溶解した処理スラリーを形成し、
該処理スラリーの液温を40℃以上に維持した状態で、該処理スラリーを攪拌しながら、該処理スラリーに前記可溶性のガスを吹込み、
前記処理スラリーを攪拌する装置として、
撹拌羽根と、
該撹拌羽根の上方に配置された、該撹拌羽根の回転軸と直交する表面を有する円盤状の邪魔板と、を備えた装置であって、
該邪魔板が、
前記撹拌羽根の回転軸から該邪魔板の外端縁までの距離が、該撹拌羽根の回転軸から該撹拌羽根の先端までの長さと同等または長くなるように形成された装置を使用する
ことを特徴とする液体の処理方法。 A method for treating a liquid containing ammonia nitrogen and heavy metals, comprising:
adjusting the pH of the treatment liquid to a range of 10 or more and 12 or less to form a treatment slurry in which the precipitate containing heavy metals and the treatment liquid are mixed and the ammonia separated from the ammonia nitrogen is dissolved;
blowing the soluble gas into the treated slurry while stirring the treated slurry while maintaining the liquid temperature of the treated slurry at 40° C. or higher ;
As a device for stirring the treated slurry,
a stirring blade;
A disk-shaped baffle plate having a surface perpendicular to the rotation axis of the stirring blade, arranged above the stirring blade,
The baffle plate
Using a device formed so that the distance from the rotating shaft of the stirring blade to the outer edge of the baffle plate is equal to or longer than the length from the rotating shaft of the stirring blade to the tip of the stirring blade A method of treating a liquid characterized by:
酸素、空気、炭酸ガスのいずれか1つ以上である
ことを特徴とする請求項1記載の液体の処理方法。 The soluble gas is
2. The method of treating liquid according to claim 1, wherein at least one of oxygen, air, and carbon dioxide is used.
前記処理スラリー中の溶存酸素濃度が8mg/リットル以上に維持されるように、前記可溶性ガスを吹き込む
ことを特徴とする請求項1または2記載の液体の処理方法。 the soluble gas is oxygen or air,
3. The liquid treatment method according to claim 1, wherein said soluble gas is blown in such that the dissolved oxygen concentration in said treated slurry is maintained at 8 mg/liter or more.
ことを特徴とする請求項3記載の液体の処理方法。 The soluble gas is blown into the treated slurry such that the flow rate of oxygen blown into the treated slurry is 0.1 to 6 liters/minute per liter of the treated slurry in terms of air volume. Item 4. A method for treating a liquid according to item 3.
ことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の液体の処理方法。 5. The liquid processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the processing liquid contains at least one of lead and zinc.
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