JPH06226269A - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents

水処理方法及び水処理装置

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JPH06226269A
JPH06226269A JP2087493A JP2087493A JPH06226269A JP H06226269 A JPH06226269 A JP H06226269A JP 2087493 A JP2087493 A JP 2087493A JP 2087493 A JP2087493 A JP 2087493A JP H06226269 A JPH06226269 A JP H06226269A
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JP
Japan
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water
water treatment
measuring means
treatment
nitrogen oxide
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JP2087493A
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English (en)
Inventor
Akira Matsunaga
旭 松永
Seiichi Kamata
誠一 鎌田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低コストで複雑な制御を必要せず、上
水道や中水道の水処理にも適用が可能であるような硝酸
イオンの除去方法及び除去装置を提供する。 【構成】 窒素酸化物を含む原水にS2-を添加して窒素
酸化物の還元除去を行う。好ましくは前記窒素酸化物の
還元除去を行った後に更にアンモニアの除去を行う。更
に好ましくはアンモニアの除去を塩素注入法によって行
うとともに、このアンモニアの除去の前処理として有機
物除去処理を行う。また、原水中の窒素酸化物濃度及び
溶存酸素濃度を測定し、これらの濃度値に基づいてS2-
の注入率を制御することによりS2-の注入率を最適化す
ることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硝酸イオンの除去技術に
関し、特に硝酸イオン含有水を化学的に処理して硝酸イ
オンの大部分を水中より除去する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、硝酸イオン等の三態窒素は生物に
対してに影響を与えることが知られており、その処理が
問題となっている。一般に、アンモニウムイオンは生物
に対してほとんど無害であるが、硝酸イオンおよび亜硝
酸イオンは有害であるとされている。
【0003】従って、飲料水や下水処理の放流水に硝酸
イオンおよび亜硝酸イオンが高濃度に存在することは望
ましくない。
【0004】現在、このような硝酸イオン等の除去方法
としては、生物処理方法として脱窒処理、物理化学的処
理方法としてイオン交換法、逆浸透法等が知られてい
る。
【0005】上記硝酸イオン含有水の生物処理方法とし
て知られる脱窒法は水素源として有機物を必要とするの
で、下水のNO3イオンを除去する場合には適してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
脱窒法は水素源として有機物を必要とするので、上水道
や中水道等の水処理を行う場合等の有機物が不足する状
況下においてははメタノール等を有機物源として供給す
る必要がある。
【0007】このような有機物の供給にあたっては複雑
な制御が必要となる。また、脱窒が不完全な場合には温
室効果ガスの亜酸化窒素(N2O)ガスが発生する恐れ
等があるので、脱窒法の適用範囲は下水処理の分野に限
定される。
【0008】一方、物理化学的に硝酸イオンを除去する
方法として知られるイオン交換樹脂法や逆浸透法はラン
ニングコストが高いので、上水道や中水道の水処理には
向いておらず、脱イオン水や純水の製造の場合のような
用途に限定される。
【0009】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、比較的低コストで複雑な制御を必要せず、上水道や
中水道の水処理にも適用が可能であるような硝酸イオン
の除去方法及び装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、請求項1記載の発明は、窒素酸化物を含む
原水にS2-を添加して窒素酸化物の還元除去を行うこと
を特徴とする水処理方法を提供する。
【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の水
処理方法において、前記窒素酸化物の還元除去を行った
後に、更にアンモニアの除去を行うことを特徴とする水
処理方法を提供する。
【0012】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の水処理方法において、前記アンモニアの除去を塩素
注入法によって行うとともに、このアンモニアの除去の
前処理として有機物除去処理を行うことを特徴とする水
処理方法を提供する。
【0013】請求項4記載の発明は、請求項1または2
または3記載の水処理方法において、前記原水中の窒素
酸化物濃度及び溶存酸素濃度を測定し、これらの濃度値
に基づいてS2-の注入率を制御することを特徴とする水
処理方法を提供する。請求項5記載の発明は、窒素酸化
物除去槽と、原水中の窒素酸化物濃度を測定する窒素酸
化物測定手段と、原水中の溶存酸素濃度測定手段と、前
記窒素酸化物除去槽にS2-を注入するS2-供給手段と、
前記窒素酸化物測定手段及び前記溶存酸素濃度測定手段
によって得られる原水中の窒素酸化物濃度及び溶存酸素
濃度に基づいてS2-供給手段におけるS2-注入率を制御
する制御装置とを備えたことを特徴とする水処理装置を
提供する。
【0014】請求項1記載の水処理方法にては原水中の
窒素酸化物がS2-により還元されて除去が容易なアンモ
ニア(NH3、NH4 +)となる。
【0015】請求項2記載の水処理方法にては、窒素酸
化物の還元除去により生成されるアンモニアを除去して
いるので、処理水の富栄養化を抑制することができる。
【0016】請求項3記載の水処理方法にては、アンモ
ニア除去の前処理として有機物除去処理を行っているの
で、塩素注入を行う際に塩素とアンモニアとが反応する
ことによる塩素の消費が抑制される。従って、塩素注入
率を抑えることができる。
【0017】請求項4記載の水処理方法にては、原水中
の窒素酸化物濃度及び溶存酸素濃度を測定し、これらの
値に基づいてS2-の注入率を制御しているので、S2-
供給率を最適な値に保つことができる。
【0018】請求項5記載の水処理装置にては、制御装
置によって原水中の溶存酸素濃度及び窒素酸化物濃度の
値に基づいてS2-注入率が制御され、自動的に窒素酸化
物の除去を効率的に行うことができる。
【0019】尚、アンモニアの除去方法は特に限定され
ないが、例えばアルカリを添加してpH12以上として
曝気し、水中のアンモニウムイオンを気相に揮散させる
ことにより水中の硝酸イオンを除去するアンモニアスト
リッピング法や、塩素注入法等が挙げられる。
【0020】また、塩素注入法における前処理として有
機物除去手段を行う場合、その有機物除去手段として例
えば限外濾過膜処理、オゾン処理活性炭処理、砂濾過処
理等が挙げられる。
【0021】S2-の供給には、例えば硫化ナトリウム、
硫化カルシウム、硫化鉄などが使用される。
【0022】硝酸イオンが還元されて生成したアンモニ
ウムイオンは硝酸イオンに比較して物理化学的除去が容
易であり、例えば塩素剤(塩素ガス、次亜塩素酸ナトリ
ウム等)を添加すれば下式のように窒素ガスに還元され
る。
【0023】 2NH3+3Cl2→N2+6HCl…(3) また、アンモニウムイオンをゼオライトによって除去す
ることも可能である。更に、硫化物イオンが酸化されて
生成する分子状イオウは、例えば限外濾過膜処理、砂濾
過処理等により除去することができる。
【0024】尚、S2-の最終酸化生成物であるSO4 2-
は衛生的には無害である。
【0025】
【実施例】本実施例においては硝酸イオン含有水に硫化
物イオン(S2-)を添加して硝酸イオンをアンモニウム
イオンに還元した後、アンモニウムイオンの除去を行っ
た。
【0026】硝酸イオンと硫化物イオンの化学反応式は
(1)式で表わされる。
【0027】 NO3 -+5S2-+10H+→NH4 ++3H2O+5S …(1) 硝酸イオン1モルに対して硫化物イオン5モルを添加す
ればこの反応は瞬時に完結するのであるが、水中の溶存
酸素も(2)式のように硫化物イオンと反応するので、
溶存酸素と反応する分も追加する必要がある。
【0028】2O2+S2-→SO4 2-…(2) 硫化物イオンを供給する薬剤としては硫化ナトリウム、
硫化カルシウム、硫化鉄などが使用される。
【0029】硝酸イオンが還元されて生成したアンモニ
ウムイオンは硝酸イオンに比較して物理化学的除去が容
易であり、例えば塩素剤(塩素ガス、次亜塩素酸ナトリ
ウムなどを添加すれば(3)式により窒素ガスに還元さ
れる。
【0030】 2NH3+3Cl2→N2+6HCl…(3) また、アンモニウムイオンをゼオライトによって除去す
る方法も適用可能である。
【0031】更に、硫化物イオンが酸化されて生成する
分子状イオウは限外膜濾過処理によって除去できる。ま
たイオウの最終酸化生成物である硫酸イオンは、衛生的
には無害である。
【0032】尚、塩素注入時に有機物が共存すると有機
塩素化合物が生成するので塩素の注入率を高くすること
が必要となる。従って、塩素注入の前処理としてオゾン
活性炭処理等を行って予め有機物を除去しておくことが
好ましい。
【0033】そこで、上記のような硫化物イオン添加に
よる硝酸イオンの還元処理と、既存の水処理システムと
を組み合せた処理システム例を構成した。その例を表
1、2、3に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【表3】
【0037】これらの表において、構成例(1),
(2)は硝酸イオン除去処理と組合せた上水高度処理シ
ステムの構成例である。
【0038】構成例(1)においては凝集沈殿水に硫化
物イオンを添加して硝酸イオンをアンモニウムイオンに
還元した後に限外濾過を行い、不溶性有機物や硫黄粒子
を除去する。
【0039】次にオゾン活性炭処理を行い可溶性有機物
を除去し、塩素注入によりアンモニウムイオンを窒素に
還元するとともに殺菌を行うシステム構成となってい
る。
【0040】構成例(2)は(1)のシステムからオゾ
ン処理を除いたものである。
【0041】構成例(3),(4)は硝酸イオン除去処
理を組み合せた中水処理あるいは工業用水処理システム
であり、飲用を目的としない場合に適応したシステムで
ある。
【0042】構成例(3)は凝集沈殿粋に硫化物イオン
を添加して、硝酸イオンをアンモニウムイオンに還元し
た後、(粒状)活性炭処理により有機物を除去する。
【0043】アンモニウムイオンの除去は、塩素注入ま
たはゼオライト処理により行うことができる。
【0044】(4)は(3)のシステムのうち、活性炭
処理の代替として、限外膜濾過処理を適用したものであ
る。
【0045】(5)は下水処理水(二次処理水あるいは
硝化脱窒処理水など)を対象とした構成例であり、S2-
にて硝酸イオンを還元した後に砂濾過と塩素注入を行う
ものである。
【0046】次に、硝酸イオン還元システムの硫化物イ
オン注入率制御システム構成例を図1に示す。
【0047】図1において、1は処理液流入部2及びS
2-注入装置3を有する硝酸イオン還元反応槽であり、こ
の処理液流入部2には硝酸イオン濃度測定手段4および
溶存酸素濃度測定手段(DO電極法)5が設けられてい
る。また、6は硫化物濃度制御手段である。
【0048】上記システムにおいて、硫化物濃度制御手
段6は上記硝酸イオン濃度測定手段4及び溶存酸素濃度
測定手段5により検出される、処理液中のNO3−N濃
度とDO濃度とに基づいて、硫化物イオン注入装置5に
おけるS2-注入量を制御して必要量の硫化物イオンを処
理液に注入する。
【0049】尚、硝酸イオン濃度測定手段4としては例
えば硝酸イオン電極法等を用いた装置を用いることがで
きる。また、溶存酸素濃度測定手段5としてはDO電極
法を用いた装置を用いることができる。更に、硫化物濃
度制御手段も特に限定はなく、例えば汎用演算機等が挙
げられる。
【0050】なお、アンモニウムイオンの除去方法とし
てアンモニアストリッピング法も適用可能であるが、こ
のアンモニアストリッピング法は、アンモニアの除去を
行う溶液をアルカリ性にしてアンモニアを遊離させて気
相に揮散させるだけである。従って液相中のアンモニア
は除去されるが、除去されたアンモニアは気相中に揮散
して環境に悪影響を及ぼすので、本質的には処理したこ
とにはならない。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、環境に対して有害な窒
素酸化物(硝酸イオン、亜硝酸イオン等)を、容易かつ
安価に害の少ないアンモニアに還元して除去することが
できる。また、アンモニアは比較的除去が容易であり、
このアンモニアを除去することにより、水の富栄養化を
防止できる。
【0052】特に、本発明に係る水処理と生物学的脱窒
処理とを比較した場合、本発明にては不完全脱窒による
亜酸化窒素の発生というような二次公害はない。
【0053】また、硝酸イオン還元反応は瞬時に完結す
る化学反応である。従って、反応槽の容積を小さくする
ことができ、注入率などの制御が容易となるとともに、
水処理に要する時間も短縮できる。
【0054】上記のように、本発明に係る水処理は容易
かつ安価に窒素酸化物の除去を行うことができ、従来の
水処理にてはコスト等の面で問題があった上水、中水、
工業用水処理の分野にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る水処理装置の説明図
【符号の説明】
1…硝酸イオン還元反応槽 2…処理液流入部 3…S2-注入装置 4…硝酸イオン濃度測定手段 5…溶存酸素濃度測定手段 6…硫化物濃度制御手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素酸化物を含む原水にS2-を添加して
    窒素酸化物の還元除去を行うことを特徴とする水処理方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水処理方法において、 前記窒素酸化物の還元除去を行った後に、更にアンモニ
    アの除去を行うことを特徴とする水処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の水処理方法におい
    て、前記アンモニアの除去を塩素注入法によって行うと
    ともに、このアンモニアの除去の前処理として有機物除
    去処理を行うことを特徴とする水処理方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2または3記載の水処理
    方法において、 前記原水中の窒素酸化物濃度及び溶存酸素濃度を測定
    し、これらの濃度値に基づいてS2-の注入率を制御する
    ことを特徴とする水処理方法。
  5. 【請求項5】 窒素酸化物除去槽と、原水中の窒素酸化
    物濃度を測定する窒素酸化物測定手段と、原水中の溶存
    酸素濃度測定手段と、前記窒素酸化物除去槽にS2-を注
    入するS2-供給手段と、前記窒素酸化物測定手段及び前
    記溶存酸素濃度測定手段によって得られる原水中の窒素
    酸化物濃度及び溶存酸素濃度に基づいてS2-供給手段に
    おけるS2-注入率を制御する制御装置とを備えたことを
    特徴とする水処理装置。
JP2087493A 1993-02-09 1993-02-09 水処理方法及び水処理装置 Pending JPH06226269A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004267814A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Kurita Water Ind Ltd 6価クロム含有排水の亜硫酸水素塩による処理方法、及び処理装置
JP2004314038A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Showa Denko Kk 水の消毒方法
KR101895599B1 (ko) * 2017-06-15 2018-09-06 (주)엔코아네트웍스 환원제를 이용한 폐수 내 질소산화물의 제거방법

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