JPH05154341A - 低濃度no含有ガスの脱硝用吸収液の処理方法 - Google Patents

低濃度no含有ガスの脱硝用吸収液の処理方法

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JPH05154341A
JPH05154341A JP3320279A JP32027991A JPH05154341A JP H05154341 A JPH05154341 A JP H05154341A JP 3320279 A JP3320279 A JP 3320279A JP 32027991 A JP32027991 A JP 32027991A JP H05154341 A JPH05154341 A JP H05154341A
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JP
Japan
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gas
concentration
containing gas
absorbing solution
absorption liquid
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Withdrawn
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JP3320279A
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English (en)
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Masaaki Negoro
正明 根来
Norio Shioji
則夫 塩地
Hiroshi Nakamura
宏 中村
Hideki Kamiyoshi
秀起 神吉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低濃度のNO含有ガスを脱硝する際に
用いられる吸収液の処理方法に関する。 【構成】 低濃度NO含有ガスをNO2 に酸化し、該N
2 をアルカリ性吸収液で吸収除去する脱硝方法におい
て、該アルカリ性吸収液を脱窒素作用を有する微生物で
処理し、アルカリを回収するようにした低濃度NO含有
ガス用吸収液の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は処理ガスのうち、比較的
低濃度NO含有ガスを脱硝する際に用いる吸収液の処理
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の公害規制において特にNOxガス
に関する規制強化の気運は高まっており、例えば自動車
トンネルの換気塔から放出される換気中に含まれるNO
x等、10ppm以下の比較的低濃度のNOxガスにつ
いても除去処理の対象として考えられようとしている。
従来、例えばボイラ排ガス等に含まれている100pp
m以上の比較的高濃度のNOxガスを除去または無害化
処理を行うに当たっては、触媒を用いた何らかの化学反
応によるものが主流であり、既に高効率の脱硝装置が実
用化されている。こうした装置を低濃度のNOxを常温
かつ大風量で処理することが要求されるトンネル換気塔
等にそのまま利用することは困難であり、コスト上の問
題点等も多く現状では実用化に至っていない。
【0003】そこで上記の比較的低濃度のNOxガスに
関して、本出願人らは比較的安価なコストで、かつ処理
後のガス中に有害な副生成物等を発生させない脱硝方法
を既に提案した(特願平3−13501号)。
【0004】すなわち、上記提案方法は上記課題を解決
するために、高電圧を印加することにより発生するコロ
ナ放電によって処理ガス中のNOxガスをNO2 ガスに
酸化するコロナ酸化手段によって、処理ガス中のNOx
ガスの大半をNO2 ガスに変換したうえで、該NO2
スを湿式吸収液等の吸収手段により、液側へ吸収し、処
理ガスより除去分離する方法である。
【0005】この提案方法において吸収液を循環使用す
る場合には、液のpHはアルカリ側に保つため、NaO
H等の薬剤のユーティリテイが必要である。その量は対
象処理ガス中のNOx量に応じて変換されたNO2 量に
相当する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記提案方法では、対
象処理ガス中のNOx濃度が高くなりまた風量が増加す
ればするほど薬剤費が増加する。また、吸収液を系外に
放流するためには放流基準に合致した水質に調整しなけ
ればならない。特に亜硝酸イオン(NO2 - )は汚濁物
質の指標である化学的酸素要求量(COD)として出現
するため除去しなければならない。
【0007】本発明は上記技術水準に鑑み、吸収液中の
亜硝酸イオン(NO2 - )を比較的安価なコストで除去
できるだけでなく、その際に生成するアルカリを回収し
て吸収液として循環利用しうる方法を提供しようとする
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、吸収液中の亜硝酸イオン(NO2 - )を窒
素ガスに変換して無害化し、その過程で生じるアルカリ
を回収するものである。
【0009】すなわち、本発明は低濃度NO含有ガスの
NOをNO2 に酸化し、該NO2 をアルカリ性吸収液で
吸収除去する脱硝方法において、該アルカリ性吸収液を
脱窒素作用を有する微生物で処理し、アルカリを回収す
ることを特徴とする低濃度NO含有ガス用吸収液の処理
方法である。
【0010】
【作用】微生物で硝酸イオン(NO3 - )または亜硝酸
イオン(NO2 - )をN2 ガスに変換する反応は生物学
的脱窒素反応と言われ、排水処理ではよく知られてい
る。生物学的脱窒素反応は化学量論的に次の式で表され
る。 2NO3 - +5(H2 )+(脱窒素菌)→N2 +2OH- +4H2 O(1) 2NO2 - +3(H2 )+(脱窒素菌)→N2 +2OH- +2H2 O(2) これらの式のH2 は微生物の呼吸酵素系を経由して、水
素供与体(基質)から与えられる。
【0011】これまでに知られている脱窒素菌の種類は
数多くあり、有機物を水素供与体とする他栄養性細菌に
属するPseudomonas,Micrococcus,Spirillum,Achromobac
terおよびAlcaligenes 属などである。この他に水素ガ
スまたは硫化物を水素供与体とするHydrogenomonas den
itrificansやThiobacillus denitrificansなどの自栄養
性細菌などもある。
【0012】脱窒素菌は有機物を呼吸基質としてだけで
なく、細胞合成の炭素源としても利用する。また、液中
に溶存酸素(DO)が共存する場合は脱窒素菌は優先的
に溶存酸素を使って有機物を資化するため、実際には有
機物を理論量よりも過剰に加えなければならない。
【0013】このような目的に利用できる単一の有機物
はグルコース、酢酸、エタノール、アセトン、メタノー
ル等、また各種有機物が含まれた下水、醸造廃水、糖密
等が知られているが、資化性、取り扱いやすさ、経済性
および脱窒素処理水の後処理の問題からメタノールが最
も優れている。
【0014】メタノールを使用した場合の反応とその使
用量は次式で表される。 NO3 - +0.33CH3 OH=NO2 - +0.67H2 O (3) NO2 - +0.5CH3 OH=0.5N2 +0.5CO2 +0.5H2 O+OH- (4) Cm=2.47NO3 - −N+1.53NO2 - −N+0.87DO (5) ここに、 Cm:メタノール必要濃度 (mg/リットル) NO3 - −N:除去硝酸性窒素濃度 (mg/リットル) NO2 - −N:除去亜硝酸性窒素濃度(mg/リットル) DO:溶存酸素濃度 (mg/リットル)
【0015】低濃度NO含有ガスをコロナ放電処理した
のちアルカリ液で吸収する方法では、該吸収液には大部
分が亜硝酸イオン(NO2 - )として存在する。したが
って吸収液にメタノールを添加して他栄養性細菌で脱窒
素反応させると、上記(4)式により進行する。
【0016】すなわち1mMの亜硝酸イオン(N
2 - )を窒素(N2 )に変換するとそれにともなって
1mMのアルカリ(OH- )が生成する。
【0017】しかし、吸収液中に亜硝酸イオン(NO2
- )または硝酸イオン(NO3 - )がなく溶存酸素(D
O)がある場合は、脱窒素菌は優先的に溶存酸素を使っ
てメタノールを資化し増殖するため、アルカリは生じな
い。しかしながら、この現象を本発明において使用する
脱窒素菌の増殖に利用することはできる。すなわち、N
2 - またはNO3 - イオン濃度が低いときは脱窒素菌
は増殖し難いのでDOを増加させて脱窒素菌を増殖させ
てやり、増殖した脱窒素菌を本発明方法に利用するよう
にすることができる。勿論、脱窒素菌はNO2 - または
NO3 - イオン濃度が高いときは、DOは邪魔になるの
でこれを除去する必要があるが、高濃度NO2 - または
NO3 - イオンのみで充分増殖する。
【0018】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の実施例1を図1によって説
明する。5ppm程度の比較的低濃度のNOガスを含
み、比較的少流量の常温ガス(空気)がコロナ酸化装置
で酸化処理され、NOがNO2 へ変換された対象ガス1
が吸収塔2に流入する。吸収塔2内の充填層3には吸収
液4が噴霧ノズル5により常時噴霧されており、充填層
3を構成するラシヒリングあるいはその他の形状の充填
材表面には吸収液の膜が形成され、対象ガスが充填層3
を通過する際に、対象ガス1中に含まれるNO2 ガスが
吸収液4側に吸収される。充填層3を通過しNO2 ガス
が除去された対象ガス1はデミスタ6で水滴等が除去さ
れたのち清浄ガス7として吸収塔2外に排出される。N
2 ガスを吸収した吸収液4aは吸収塔2の下部の吸収
液タンク8に一旦集められたのち脱気タンク9に導かれ
る。なお、ここではコロナ放電によるNOのNO2 への
酸化について述べたが、オゾン等による酸化も採用でき
ることは言うまでもない。
【0019】脱気タンク9では真空ポンプ10により減
圧されており、吸収液4a中の溶存酸素(DO)が除去
されたのち、吸収液4bとして吸収液循環ポンプ11に
よって、メタノール12および微生物の栄養源となるリ
ン酸13と共に脱窒素塔14に送られる。
【0020】なお、脱気タンク9の吸収液4bはNOx
計15によって亜硝酸濃度(NO2 - )を、DO計16
によって溶存酸素(DO)濃度をそれぞれ測定し、その
数値から上記(5)式によってメタノール注入濃度を算
出し、流量計17で計測した吸収液循環ポンプ11の流
量との演算によりメタノールの注入量を自動的に設定す
る。この場合、溶存酸素(DO)濃度は脱気タンク9で
脱気されているため、上記(5)式のDO項は0として
メタノール所要注入濃度が算出される。
【0021】脱窒素塔14内には砂、アンスラサイト、
多孔質セラミックスあるいはその他の形状の充填材が装
備され、その表面に形成した脱窒素菌の生物膜によって
吸収液4b中のほとんどの亜硝酸イオン(NO2 - )が
2 ガス18に変換される。それによって生成されたア
ルカリ(OH- )を含んだ吸収液4として再び噴霧ノズ
ル5に導かれ循環使用される。
【0022】なお、自動車トンネル内に排気ガスが発生
せず、吸収液4aにまったくNOxが含まれないことが
NOx計15によって判明したときは、真空ポンプ11
が停止して脱気タンク9は常圧に戻り、吸収液4bには
吸収液4aと同じ溶存酸素(DO)が残存する。その場
合も上記(5)式に応じてメタノール注入量が設定され
る。これにより脱窒素塔14内の脱窒素菌は溶存酸素
(DO)とメタノールによって増殖する。
【0023】起動時においては吸収液4bのpHをpH
計19によって検出し、pH9となるようにNaOH2
0が添加される。
【0024】また吸収液4aおよび吸収液4bを、くり
返し使用することにより塩分などが蓄積するので、その
場合、これらの吸収液を更新しなければならない。更新
のときは吸収液循環ポンプ11によって酸21とともに
酸化塔22に送られ、その際吸収液4aの補給のために
補給水23が吸収液タンク8に供給される。酸化塔22
には砂、アンスラサイト、多孔質セラミックスあるいは
その他の形状の充填材が装備されている。その充填材の
表面に形成した硝酸菌および従属栄養細菌と供給された
空気24によって吸収液4b中に残る亜硝酸イオン(N
2 - )が硝酸イオン(NO3 - )に酸化され、メタノ
ールが炭酸ガスと水に分解されて無害化されたのち、放
流水25として系外に排出される。
【0025】(実施例2)以下、本発明の実施例2を図
2によって説明する。図2において、図1と同一符号は
図1と同一のものを示す。実施例2では吸収液4bを循
環ポンプ11で吸収塔2に供給するのに並行して、吸収
液4bを脱窒素塔供給ポンプ11aで脱窒素塔14にも
供給する。
【0026】脱窒素塔供給ポンプ11aの流量は排気ガ
ス中の亜硝酸(NO2 )が吸収液4b中への吸収量より
も脱窒素塔14での脱窒素量が多くなるように設定され
る。
【0027】その他の構成装置の態様およびその作用は
上記実施例1と同じである。
【0028】
【発明の効果】(1)従来法では排気ガスから吸収され
た亜硝酸イオン(NO2 - )を中和するためのアルカリ
量は膨大である。それに対し、本発明では吸収液にメタ
ノールを添加して他栄養性細菌で脱窒素反応させること
により、前記(4)式から1mMの亜硝酸イオン(NO
2 - )の脱窒素に対し、1mMのアルカリ(OH- )を
発生するので、この脱窒素処理液を吸収液として再利用
すれば、吸収液中に補給すべきアルカリ量は起動時を除
いてほとんど不要となり、吸収塔を含めたランニングコ
ストを著しく低減できる。
【0029】(2)吸収液中の亜硝酸イオン(N
2 - )は汚濁物質の指標である化学的酸素要求量(C
OD)として出現する。したがって従来法では環境保全
上、吸収液をそのまま排出させることができなかった。
本発明では吸収液中の亜硝酸イオン(NO2 )は窒素ガ
ス(N2)に変換されるため、排出する際には完全に無
害化されているので、直ちに排出できる。すなわち、本
発明によれば、上記(1)項のアルカリ回収の効果と同
時に排出水を無害化することができると言う効果が得ら
れる。
【0030】(3)アルカリ吸収液の亜硝酸イオン(N
2 -)濃度の変化に応じて、その溶存酸素(DO)を
変化させることにより、脱窒素菌の増殖を損なうことが
ない。すなわち、これによって排気ガスから吸収された
亜硝酸イオン(NO2 - )の濃度変化にも対応可能な脱
窒素菌の活性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する装置の第1の構成図
【図2】本発明を実施する装置の第2の構成図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神吉 秀起 兵庫県神戸市兵庫区小松通五丁目1番16号 株式会社神菱ハイテック内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低濃度NO含有ガスのNOをNO2 に酸
    化し、該NO2 をアルカリ性吸収液で吸収除去する脱硝
    方法において、該アルカリ性吸収液を脱窒素作用を有す
    る微生物で処理し、アルカリを回収することを特徴とす
    る低濃度NO含有ガス用吸収液の処理方法。
JP3320279A 1991-12-04 1991-12-04 低濃度no含有ガスの脱硝用吸収液の処理方法 Withdrawn JPH05154341A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218173B1 (en) * 1998-01-27 2001-04-17 Nissan Motor Co., Ltd. Engine with microbial reaction purifier

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218173B1 (en) * 1998-01-27 2001-04-17 Nissan Motor Co., Ltd. Engine with microbial reaction purifier

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Effective date: 19990311