JPH07275896A - 復水脱塩再生水の処理方法 - Google Patents
復水脱塩再生水の処理方法Info
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- JPH07275896A JPH07275896A JP6095915A JP9591594A JPH07275896A JP H07275896 A JPH07275896 A JP H07275896A JP 6095915 A JP6095915 A JP 6095915A JP 9591594 A JP9591594 A JP 9591594A JP H07275896 A JPH07275896 A JP H07275896A
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- demineralized
- reclaimed water
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- ammonia
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Abstract
(57)【要約】
【目的】 復水脱塩再生水を効率良く処理する方法の提
供。 【構成】 この処理方法は、アンモニウムイオンを含む
復水脱塩再生水を電気透析装置４、５により電気透析
し、アンモニウムイオンの低減された希釈液を脱塩水と
して分離すると共に、アンモニウムイオンの濃縮された
濃縮液を蒸留装置６においてアルカリ性のｐＨ条件下で
蒸留することにより高い濃度のアンモニアを留出分とし
て分離する。さらにその蒸留残液は乾燥装置７で乾燥さ
れ固形分を分離する。 【効果】 本処理方法によれば、再使用可能な脱塩水、
アンモニア水、および他の不純物を含まない固形分を効
率良く分離することができる。
供。 【構成】 この処理方法は、アンモニウムイオンを含む
復水脱塩再生水を電気透析装置４、５により電気透析
し、アンモニウムイオンの低減された希釈液を脱塩水と
して分離すると共に、アンモニウムイオンの濃縮された
濃縮液を蒸留装置６においてアルカリ性のｐＨ条件下で
蒸留することにより高い濃度のアンモニアを留出分とし
て分離する。さらにその蒸留残液は乾燥装置７で乾燥さ
れ固形分を分離する。 【効果】 本処理方法によれば、再使用可能な脱塩水、
アンモニア水、および他の不純物を含まない固形分を効
率良く分離することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電プラントなどに
おける復水脱塩再生水の処理方法に関し、さらに詳しく
は、復水脱塩再生水中に含まれるアンモニウムイオンを
効率良く除去し脱塩水として分離すると共に、アンモニ
ア、その他含まれる不純物をそれぞれ分離回収すること
ができる処理方法に関する。
おける復水脱塩再生水の処理方法に関し、さらに詳しく
は、復水脱塩再生水中に含まれるアンモニウムイオンを
効率良く除去し脱塩水として分離すると共に、アンモニ
ア、その他含まれる不純物をそれぞれ分離回収すること
ができる処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】火力発電プラントなどにおける復水は、
通常脱塩装置により脱塩され循環使用されている。一方
脱塩装置は、定期的に酸とアルカリによりイオン交換樹
脂の再生が行われる。この再生時の排水を復水脱塩再生
水という。該再生水中には一般に環境基準を越える量の
アンモニア性窒素が含まれ、その一部もしくは大部分は
アンモニウムイオンとして液中に存在している。従来か
らこのような復水脱塩再生水中のアンモニア性窒素を環
境基準以下に低減する方法として、生物学的脱窒法、ア
ンモニア放散法、塩素処理法、蒸発濃縮法等が知られて
いる。
通常脱塩装置により脱塩され循環使用されている。一方
脱塩装置は、定期的に酸とアルカリによりイオン交換樹
脂の再生が行われる。この再生時の排水を復水脱塩再生
水という。該再生水中には一般に環境基準を越える量の
アンモニア性窒素が含まれ、その一部もしくは大部分は
アンモニウムイオンとして液中に存在している。従来か
らこのような復水脱塩再生水中のアンモニア性窒素を環
境基準以下に低減する方法として、生物学的脱窒法、ア
ンモニア放散法、塩素処理法、蒸発濃縮法等が知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は効率良くアンモニウムイオンをアンモニアとし
て分離回収することが困難であった。さらに復水脱塩再
生水中には他の成分として、ＳＯ4 イオン、Ｎａイオ
ン、Ｃｌイオン等の不純物が含まれており、これら不純
物、アンモニア、および再使用可能な脱塩水を別個に分
離することが困難であった。そこで本発明はこのような
問題を解決する復水脱塩再生水の処理方法の提供を課題
とするものである。
の方法は効率良くアンモニウムイオンをアンモニアとし
て分離回収することが困難であった。さらに復水脱塩再
生水中には他の成分として、ＳＯ4 イオン、Ｎａイオ
ン、Ｃｌイオン等の不純物が含まれており、これら不純
物、アンモニア、および再使用可能な脱塩水を別個に分
離することが困難であった。そこで本発明はこのような
問題を解決する復水脱塩再生水の処理方法の提供を課題
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の復水脱塩再生水
の処理方法は、アンモニウムイオンを含有する復水脱塩
再生水を電気透析し、アンモニウムイオンの低減された
希釈液を脱塩水として分離すると共に、アンモニウムイ
オンの濃縮された濃縮液をアルカリ性のｐＨ条件下で蒸
留してアンモニアを留出分離し、その蒸留残液を乾燥し
て固形分を分離することを特徴とするものである。
の処理方法は、アンモニウムイオンを含有する復水脱塩
再生水を電気透析し、アンモニウムイオンの低減された
希釈液を脱塩水として分離すると共に、アンモニウムイ
オンの濃縮された濃縮液をアルカリ性のｐＨ条件下で蒸
留してアンモニアを留出分離し、その蒸留残液を乾燥し
て固形分を分離することを特徴とするものである。
【０００５】本発明の好ましい実施態様においては、復
水脱塩再生水に酸を添加してアンモニウム塩とアンモニ
ウムイオンを含有する酸性の復水脱塩再生水とし、その
酸性の復水脱塩再生水を電気透析する。その際好ましく
は復水脱塩再生水のｐＨが２〜４になるように酸が添加
される。本発明の他の好ましい実施態様においては、火
力発電所からのアンモニウムイオンを含有する復水脱塩
再生水を電気透析をするにあたって、予め復水脱塩再生
水から０．１μｍ以上の粒径の固形粒子が除去される。
本発明のさらに他の好ましい実施態様においては、乾燥
に際して流出される液成分が電気透析する前の復水脱塩
再生水中に戻される。本発明のさらに他の好ましい実施
態様においては、留出分離されたアンモニアが硫酸と反
応されて硫安として回収される。
水脱塩再生水に酸を添加してアンモニウム塩とアンモニ
ウムイオンを含有する酸性の復水脱塩再生水とし、その
酸性の復水脱塩再生水を電気透析する。その際好ましく
は復水脱塩再生水のｐＨが２〜４になるように酸が添加
される。本発明の他の好ましい実施態様においては、火
力発電所からのアンモニウムイオンを含有する復水脱塩
再生水を電気透析をするにあたって、予め復水脱塩再生
水から０．１μｍ以上の粒径の固形粒子が除去される。
本発明のさらに他の好ましい実施態様においては、乾燥
に際して流出される液成分が電気透析する前の復水脱塩
再生水中に戻される。本発明のさらに他の好ましい実施
態様においては、留出分離されたアンモニアが硫酸と反
応されて硫安として回収される。
【０００６】次に、本発明の復水脱塩再生水の処理方法
をさらに詳細に説明する。図１は本発明の処理方法を実
施するためのフローシートの一例であり、１はｐＨ調整
槽、１ａはその攪拌器、３はフイルタ、４は第一の電気
透析装置、５は第二の電気透析装置、６は蒸留装置、７
は乾燥装置、８は冷却装置、９は反応装置、１０は乾燥
装置である。なお電気透析装置は、場合によっては一つ
とすることもできる。復水脱塩再生装置（図示せず）か
らの復水脱塩再生水ａは、ｐＨ調整槽１で攪拌器１ａに
より添加される酸ｂと混合されｐＨを４以下、好ましく
は２〜４程度に調整される。そして液中には沈澱しない
アンモニウムイオン（ＮＨ4 イオン）とその他の無機イ
オンが残存される。添加する酸としては鉱酸、例えば塩
酸または硫酸が好ましい。なお液中に残される固形分濃
度が０．２ｍｇ／リットル程度になるように沈澱物の除
去をすることが好ましい。
をさらに詳細に説明する。図１は本発明の処理方法を実
施するためのフローシートの一例であり、１はｐＨ調整
槽、１ａはその攪拌器、３はフイルタ、４は第一の電気
透析装置、５は第二の電気透析装置、６は蒸留装置、７
は乾燥装置、８は冷却装置、９は反応装置、１０は乾燥
装置である。なお電気透析装置は、場合によっては一つ
とすることもできる。復水脱塩再生装置（図示せず）か
らの復水脱塩再生水ａは、ｐＨ調整槽１で攪拌器１ａに
より添加される酸ｂと混合されｐＨを４以下、好ましく
は２〜４程度に調整される。そして液中には沈澱しない
アンモニウムイオン（ＮＨ4 イオン）とその他の無機イ
オンが残存される。添加する酸としては鉱酸、例えば塩
酸または硫酸が好ましい。なお液中に残される固形分濃
度が０．２ｍｇ／リットル程度になるように沈澱物の除
去をすることが好ましい。
【０００７】ｐＨ調整槽１からの再生水はポンプ２によ
り配管ｃを通って、所望により設けられるフイルタ３に
送られる。一般に電気透析装置の透析膜は処理液中に存
在する酸化鉄や固形粒子の付着量に比例してその透析性
能が低下する。そして火力発電所からの復水脱塩再生水
中の固形粒子は、本発明者らの研究によれば、ほとんど
０．１〜１．０μｍの範囲に分布し、０．１μｍ以下は
実質的に存在しないことが判明した。そこで０．１μｍ
以上の粒径の固形粒子を有効に分離する特性のフイルタ
を使用することにより、透析効率を高く維持しながら電
気透析膜の有効処理時間を大幅に延長することが可能と
なる。特に火力発電プラントは長時間、例えば１年に１
度しか運転停止が出来ないので、電気透析膜を含めた復
水脱塩再生水の有効処理時間の延長は極めて重要であ
る。このような性能を有するフイルタとして好ましいも
のは、多数の中空糸を束ねて構成された中糸膜フイルタ
である。中空糸膜フイルタは単位容積当たりの膜面積を
極めて大きくでき、且つその膜の孔径を精密に制御して
製造することができ、さらに洗浄も簡単にできるので上
記目的に使用するフイルタとして好適である。
り配管ｃを通って、所望により設けられるフイルタ３に
送られる。一般に電気透析装置の透析膜は処理液中に存
在する酸化鉄や固形粒子の付着量に比例してその透析性
能が低下する。そして火力発電所からの復水脱塩再生水
中の固形粒子は、本発明者らの研究によれば、ほとんど
０．１〜１．０μｍの範囲に分布し、０．１μｍ以下は
実質的に存在しないことが判明した。そこで０．１μｍ
以上の粒径の固形粒子を有効に分離する特性のフイルタ
を使用することにより、透析効率を高く維持しながら電
気透析膜の有効処理時間を大幅に延長することが可能と
なる。特に火力発電プラントは長時間、例えば１年に１
度しか運転停止が出来ないので、電気透析膜を含めた復
水脱塩再生水の有効処理時間の延長は極めて重要であ
る。このような性能を有するフイルタとして好ましいも
のは、多数の中空糸を束ねて構成された中糸膜フイルタ
である。中空糸膜フイルタは単位容積当たりの膜面積を
極めて大きくでき、且つその膜の孔径を精密に制御して
製造することができ、さらに洗浄も簡単にできるので上
記目的に使用するフイルタとして好適である。
【０００８】図２は本発明に使用されるフイルタ３とし
ての中空糸膜フイルタ１１、およびそれを洗浄するため
の周辺装置の一例を示したフローシートである。中空糸
膜フイルタ１１は容器１２とその中に設けられた仕切板
１３、および仕切板１３に支持された中空糸モジュール
１４を備えている。そして仕切板１３の下側がフイルタ
一次側、上側がフイルタ二次側となり、配管ｃから導入
される再生水は中空糸膜の外側から内側にろ過されて配
管ｄから排出される。なお再生水ろ過中の中空糸膜の内
外差圧は差圧計１５により監視される。図中ＡＯ、ＭＯ
およびＤＯは電磁弁や空気駆動式の弁、または手動弁等
の開閉弁であり、中空糸モジュール１４の洗浄等のため
に使用され、これらは図示しない制御装置からの信号に
より、または手動により開閉される。再生水ろ過中はＡ
Ｏ、ＤＯを閉じてＭＯを開く。洗浄時はＭＯを閉じＡＯ
を開くことにより、配管ｌにより供給される加圧された
空気が空気ろ過器１６、配管ｍ、および配管ｎを通って
容器１２内に供給される。
ての中空糸膜フイルタ１１、およびそれを洗浄するため
の周辺装置の一例を示したフローシートである。中空糸
膜フイルタ１１は容器１２とその中に設けられた仕切板
１３、および仕切板１３に支持された中空糸モジュール
１４を備えている。そして仕切板１３の下側がフイルタ
一次側、上側がフイルタ二次側となり、配管ｃから導入
される再生水は中空糸膜の外側から内側にろ過されて配
管ｄから排出される。なお再生水ろ過中の中空糸膜の内
外差圧は差圧計１５により監視される。図中ＡＯ、ＭＯ
およびＤＯは電磁弁や空気駆動式の弁、または手動弁等
の開閉弁であり、中空糸モジュール１４の洗浄等のため
に使用され、これらは図示しない制御装置からの信号に
より、または手動により開閉される。再生水ろ過中はＡ
Ｏ、ＤＯを閉じてＭＯを開く。洗浄時はＭＯを閉じＡＯ
を開くことにより、配管ｌにより供給される加圧された
空気が空気ろ過器１６、配管ｍ、および配管ｎを通って
容器１２内に供給される。
【０００９】配管ｍからの空気は中空糸膜の内側から外
側に通過し、膜孔に付着された固形粒子をフイルタ一次
側に吹き飛ばし剥離洗浄する。その際配管ｎからの空気
により中空糸モジュール１４に振動が与えられ、前記洗
浄を促進する。容器１２内の空気は配管ｏから外部に排
出される。開閉弁ＤＯは容器１２内の再生水を配管ｑか
ら排出するためのもので、洗浄に先立って作動させるこ
とができる。その際図面上その右側にあるＡＯの開閉弁
を開けることにより排出をよりスムーズに行うことがで
きる。この中空糸膜フイルタ１１は通常２個以上複数個
並列して設けられ、一個が洗浄中に他の中空糸膜フイル
タ１１により再生水の処理を継続するようになされる。
側に通過し、膜孔に付着された固形粒子をフイルタ一次
側に吹き飛ばし剥離洗浄する。その際配管ｎからの空気
により中空糸モジュール１４に振動が与えられ、前記洗
浄を促進する。容器１２内の空気は配管ｏから外部に排
出される。開閉弁ＤＯは容器１２内の再生水を配管ｑか
ら排出するためのもので、洗浄に先立って作動させるこ
とができる。その際図面上その右側にあるＡＯの開閉弁
を開けることにより排出をよりスムーズに行うことがで
きる。この中空糸膜フイルタ１１は通常２個以上複数個
並列して設けられ、一個が洗浄中に他の中空糸膜フイル
タ１１により再生水の処理を継続するようになされる。
【００１０】図１において、フイルタ３により固形粒子
を除去された再生水は、配管ｄにより第一の電気透析装
置４の希釈側４ａに流入される。第一の電気透析装置４
で電気透析処理により一定量のアンモニウムイオンおよ
びその他の無機イオン類が低減された再生水は、さらに
配管ｅにより第二の電気透析装置５の希釈側５ａに流入
され、その電気透析処理によりアンモニウムイオンおよ
びその他の無機イオン類がさらに低減される。第二の電
気透析装置５からの再生水は配管ｉを通って排出され、
再使用するか系外に放出される。第二の電気透析装置５
の濃縮側５ｂには配管ｐにより補給水が供給され、そこ
から流出するアンモニウムイオンおよびその他の無機イ
オン類の濃縮された濃縮水は、配管ｇにより第一の電気
透析装置４の濃縮側４ｂに流入される。
を除去された再生水は、配管ｄにより第一の電気透析装
置４の希釈側４ａに流入される。第一の電気透析装置４
で電気透析処理により一定量のアンモニウムイオンおよ
びその他の無機イオン類が低減された再生水は、さらに
配管ｅにより第二の電気透析装置５の希釈側５ａに流入
され、その電気透析処理によりアンモニウムイオンおよ
びその他の無機イオン類がさらに低減される。第二の電
気透析装置５からの再生水は配管ｉを通って排出され、
再使用するか系外に放出される。第二の電気透析装置５
の濃縮側５ｂには配管ｐにより補給水が供給され、そこ
から流出するアンモニウムイオンおよびその他の無機イ
オン類の濃縮された濃縮水は、配管ｇにより第一の電気
透析装置４の濃縮側４ｂに流入される。
【００１１】次に、図３は電気透析の原理を説明するた
めに示した模式的な図である。例えばチタン板に白金メ
ッキした陽極板１７と、ステンレス板からなる陰極板１
８との間には陰イオン交換膜Ａと陽イオン交換膜Ｃが交
互に配置される。陰イオン交換膜Ａとしては、例えばイ
オン交換基として４級アンモニウム塩を１．５〜３．０
（ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂）含むスチレン／ジビニルベンゼ
ン共重合体系の膜が使用され、陽イオン交換膜Ｃとして
は、例えばイオン交換基としてスルホン酸基を１．５〜
３．０（ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂）含むスチレン／ジビニル
ベンゼン共重合体系の膜が使用される。
めに示した模式的な図である。例えばチタン板に白金メ
ッキした陽極板１７と、ステンレス板からなる陰極板１
８との間には陰イオン交換膜Ａと陽イオン交換膜Ｃが交
互に配置される。陰イオン交換膜Ａとしては、例えばイ
オン交換基として４級アンモニウム塩を１．５〜３．０
（ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂）含むスチレン／ジビニルベンゼ
ン共重合体系の膜が使用され、陽イオン交換膜Ｃとして
は、例えばイオン交換基としてスルホン酸基を１．５〜
３．０（ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂）含むスチレン／ジビニル
ベンゼン共重合体系の膜が使用される。
【００１２】これらイオン交換膜の対数は復水中に含ま
れるアンモニア分の濃度等により異なるが、一般に２０
０〜６００対程度用いられる。前記のように酸として硫
酸を用いた場合は、図３に示すように例えばアンモニウ
ムイオン（ＮＨ4 イオン）と硫酸イオン（ＳＯ4 イオ
ン）が陰−陽極間に形成された電場によって電気的に泳
動する。アンモニウム等の陽イオンは陰極板１８の方向
に泳動し、陽イオン交換膜Ｃを透過して濃縮側に入り、
さらに陰極板１８方向へ泳動しようとするが、陰イオン
交換膜Ａに阻止されて濃縮液中に残存する。一方硫酸イ
オンは陽極板１７の方向に泳動し、陰イオン交換膜Ａを
透過して濃縮側に入り、さらに陽極板１７方向に泳動し
ようとするが、陽イオン交換膜Ｃに阻止されて濃縮液中
に残存する。かくして濃縮液中のアンモニウムイオンお
よび硫酸イオンは、移動媒体である濃縮液によって電気
透析装置から取り出される。なお陽極１７および陰極１
８近傍に陽極液および陰極液をそれぞれ流通させる。
れるアンモニア分の濃度等により異なるが、一般に２０
０〜６００対程度用いられる。前記のように酸として硫
酸を用いた場合は、図３に示すように例えばアンモニウ
ムイオン（ＮＨ4 イオン）と硫酸イオン（ＳＯ4 イオ
ン）が陰−陽極間に形成された電場によって電気的に泳
動する。アンモニウム等の陽イオンは陰極板１８の方向
に泳動し、陽イオン交換膜Ｃを透過して濃縮側に入り、
さらに陰極板１８方向へ泳動しようとするが、陰イオン
交換膜Ａに阻止されて濃縮液中に残存する。一方硫酸イ
オンは陽極板１７の方向に泳動し、陰イオン交換膜Ａを
透過して濃縮側に入り、さらに陽極板１７方向に泳動し
ようとするが、陽イオン交換膜Ｃに阻止されて濃縮液中
に残存する。かくして濃縮液中のアンモニウムイオンお
よび硫酸イオンは、移動媒体である濃縮液によって電気
透析装置から取り出される。なお陽極１７および陰極１
８近傍に陽極液および陰極液をそれぞれ流通させる。
【００１３】再び図１において、第一の電気透析装置４
の濃縮側４ｂから流出される濃縮水は配管ｆにより蒸留
装置６に流入される。蒸留装置６としては例えば蒸留塔
やストリッパー装置を使用することができる。蒸留装置
６に流入された濃縮水は配管ｊによって供給されるアル
カリ源、例えば苛性ソーダ（ＮａＯＨ）によって、ｐＨ
をアルカリ性、特に高アルカリ性の条件にされてその一
部が蒸留（またはストリッピング）される。このように
ｐＨをアルカリ性の条件下で蒸留することにより、液中
に存在するアンモニウムイオンを効率良く且つ高い濃度
のアンモニアとして分離することができる。このことは
次の実験により確認された。すなわち、先ずフラスコに
アンモニウムイオンを含む液を所定量入れ、ｐＨが表１
のような値になるように苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を添加
した。次にフラスコの口から配管を導出し、冷却器を通
して留出液溜に接続してフラスコを電気ヒータで加熱
し、所定間隔でフラスコ中のアンモニウムイオン濃度と
留出液溜に溜まった液量とからアンモニウムイオン量を
算出し、初期にフラスコにあるアンモニウム量に対する
アンモニウムイオン除去率（％）として留出量率（フラ
スコ中の初期の液量を１００とした留出量の割合を％と
して表わす）毎にそれぞれ測定した。結果を次の表１に
示す。
の濃縮側４ｂから流出される濃縮水は配管ｆにより蒸留
装置６に流入される。蒸留装置６としては例えば蒸留塔
やストリッパー装置を使用することができる。蒸留装置
６に流入された濃縮水は配管ｊによって供給されるアル
カリ源、例えば苛性ソーダ（ＮａＯＨ）によって、ｐＨ
をアルカリ性、特に高アルカリ性の条件にされてその一
部が蒸留（またはストリッピング）される。このように
ｐＨをアルカリ性の条件下で蒸留することにより、液中
に存在するアンモニウムイオンを効率良く且つ高い濃度
のアンモニアとして分離することができる。このことは
次の実験により確認された。すなわち、先ずフラスコに
アンモニウムイオンを含む液を所定量入れ、ｐＨが表１
のような値になるように苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を添加
した。次にフラスコの口から配管を導出し、冷却器を通
して留出液溜に接続してフラスコを電気ヒータで加熱
し、所定間隔でフラスコ中のアンモニウムイオン濃度と
留出液溜に溜まった液量とからアンモニウムイオン量を
算出し、初期にフラスコにあるアンモニウム量に対する
アンモニウムイオン除去率（％）として留出量率（フラ
スコ中の初期の液量を１００とした留出量の割合を％と
して表わす）毎にそれぞれ測定した。結果を次の表１に
示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】図４は表１の結果をもとに、液中からのア
ンモニウムイオンの蒸留分離による除去率がｐＨ値をパ
ラメータとして示された曲線である。この実験データか
ら蒸留装置６における蒸留条件として、ｐＨ１０以上、
特にｐＨ１１〜１３程度とすることが好ましいことが分
かる。蒸留装置６から配管ｌにより留出する成分は、図
示しない冷却装置で冷却してアンモニア水として回収す
ることもできるが、本例では反応装置９へ導入し、そこ
で配管ｋから供給される硫酸と反応させて硫安溶液とし
ている。反応装置９から流出する硫安溶液は、例えば蒸
気をエネルギー源とする遠心薄膜乾燥機のような乾燥装
置１０に配管ｒにより導入される。乾燥装置１０に導入
された硫安溶液はここで乾燥され、蒸発成分は配管ｉに
連結された配管ｓから流出されて脱塩水の一部となり、
固形分である硫安は配管ｔから系外に排出されて肥料と
して利用される。配管ｌから流出される蒸発成分をより
効率良く液化するために配管ｌの途中に冷却装置を設け
ることもできる。なお上記のような遠心薄膜乾燥機の構
造および作用はよく知られているのでその詳細な説明は
省略する。
ンモニウムイオンの蒸留分離による除去率がｐＨ値をパ
ラメータとして示された曲線である。この実験データか
ら蒸留装置６における蒸留条件として、ｐＨ１０以上、
特にｐＨ１１〜１３程度とすることが好ましいことが分
かる。蒸留装置６から配管ｌにより留出する成分は、図
示しない冷却装置で冷却してアンモニア水として回収す
ることもできるが、本例では反応装置９へ導入し、そこ
で配管ｋから供給される硫酸と反応させて硫安溶液とし
ている。反応装置９から流出する硫安溶液は、例えば蒸
気をエネルギー源とする遠心薄膜乾燥機のような乾燥装
置１０に配管ｒにより導入される。乾燥装置１０に導入
された硫安溶液はここで乾燥され、蒸発成分は配管ｉに
連結された配管ｓから流出されて脱塩水の一部となり、
固形分である硫安は配管ｔから系外に排出されて肥料と
して利用される。配管ｌから流出される蒸発成分をより
効率良く液化するために配管ｌの途中に冷却装置を設け
ることもできる。なお上記のような遠心薄膜乾燥機の構
造および作用はよく知られているのでその詳細な説明は
省略する。
【００１６】蒸留装置６から配管ｕにより排出される実
質的にアンモニウムイオンを含まない液成分は乾燥装置
７に導入されて乾燥される。この乾燥装置７も乾燥装置
１０と同様な遠心薄膜乾燥機を使用することができる。
乾燥装置７により液中の水分を数％程度まで蒸発させ、
配管ｖから流出する蒸発成分は冷却装置８により冷却さ
れて液化し、配管ｗにより第一の電気透析装置４への配
管ｄに戻される。なお乾燥装置７に導入される液は、配
管ｍによって供給される鉱酸、好ましくは硫酸によって
ｐＨを中性にされる。一方、乾燥装置７から配管ｘによ
り排出される固形分は系外に排出されるが、この固形分
中にはＮａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌのような、例えばガラス
製造用の原料として有用な成分が含まれており有効に利
用され得る。
質的にアンモニウムイオンを含まない液成分は乾燥装置
７に導入されて乾燥される。この乾燥装置７も乾燥装置
１０と同様な遠心薄膜乾燥機を使用することができる。
乾燥装置７により液中の水分を数％程度まで蒸発させ、
配管ｖから流出する蒸発成分は冷却装置８により冷却さ
れて液化し、配管ｗにより第一の電気透析装置４への配
管ｄに戻される。なお乾燥装置７に導入される液は、配
管ｍによって供給される鉱酸、好ましくは硫酸によって
ｐＨを中性にされる。一方、乾燥装置７から配管ｘによ
り排出される固形分は系外に排出されるが、この固形分
中にはＮａ2 ＳＯ4 、ＮａＣｌのような、例えばガラス
製造用の原料として有用な成分が含まれており有効に利
用され得る。
【００１７】
【実施例】次に図１のフローシートのように構成したプ
ロセスで実施した本発明の実施例を説明する。配管ａか
ら１４０Ｔ／日の火力発電所からの復水脱塩再生水をｐ
Ｈ調整槽１に供給し、硫酸を添加してｐＨを３に調整し
た。ｐＨ調整された再生水中にはＳＳ（浮遊固形物質）
が２０ｐｐｍ含有されていた。また再生水中には他の成
分として、ＮＨ4 イオンが１，１３０ｐｐｍ、ＳＯ4 イ
オン８，０５０ｐｐｍ、Ｎａイオン２，４４０ｐｐｍ、
Ｃｌイオン４０ｐｐｍ含まれおり、ＴＤＳは１１，６６
０ｐｐｍであった。
ロセスで実施した本発明の実施例を説明する。配管ａか
ら１４０Ｔ／日の火力発電所からの復水脱塩再生水をｐ
Ｈ調整槽１に供給し、硫酸を添加してｐＨを３に調整し
た。ｐＨ調整された再生水中にはＳＳ（浮遊固形物質）
が２０ｐｐｍ含有されていた。また再生水中には他の成
分として、ＮＨ4 イオンが１，１３０ｐｐｍ、ＳＯ4 イ
オン８，０５０ｐｐｍ、Ｎａイオン２，４４０ｐｐｍ、
Ｃｌイオン４０ｐｐｍ含まれおり、ＴＤＳは１１，６６
０ｐｐｍであった。
【００１８】ｐＨ調整した再生水を次に図２のように構
成されたフイルタ３に導入し、０．１μｍ以上の粒径の
固形粒子を除去してＳＳを０．２ｐｐｍまでにした後、
第一の電気透析装置４および第二の電気透析装置５を順
次通過させて電気透析処理をした。これら電気透析処理
装置４および５の有効膜面積は３６．８ｄｍ／対、組込
膜対数は２００、膜面流速は１４ｃｍ／ｓであり、電流
密度はそれぞれ２．９Ａ／ｄｍ2 、０．８Ａ／ｄｍ2 で
あった。また配管ｐから７．３ｍ3 ／日の補給水を供給
した。電気透析処理されて配管ｉから放出された再生水
は１３７ｍ3 ／日であり、そのＮＨ4 イオンは５ｐｐ
ｍ、ＴＤＳは１５０ｐｐｍであった。
成されたフイルタ３に導入し、０．１μｍ以上の粒径の
固形粒子を除去してＳＳを０．２ｐｐｍまでにした後、
第一の電気透析装置４および第二の電気透析装置５を順
次通過させて電気透析処理をした。これら電気透析処理
装置４および５の有効膜面積は３６．８ｄｍ／対、組込
膜対数は２００、膜面流速は１４ｃｍ／ｓであり、電流
密度はそれぞれ２．９Ａ／ｄｍ2 、０．８Ａ／ｄｍ2 で
あった。また配管ｐから７．３ｍ3 ／日の補給水を供給
した。電気透析処理されて配管ｉから放出された再生水
は１３７ｍ3 ／日であり、そのＮＨ4 イオンは５ｐｐ
ｍ、ＴＤＳは１５０ｐｐｍであった。
【００１９】一方、配管ｆからの濃縮水は１０ｍ3 ／日
であり、そのＮＨ4 イオンは１５，７００ｐｐｍ、ＴＤ
Ｓは１６１，２００ｐｐｍであった。この濃縮水をｐＨ
１１とした後、蒸留装置６に導入して蒸留した。蒸留装
置６からの留出成分は２ｔ／日であり、そのアンモニウ
ムイオンの含有量は濃縮液中のアンモニウムイオン量の
ほぼ９８％であった。この留出成分を反応装置９に導入
して硫酸と反応させ、硫安溶液として乾燥装置１０に導
入した。そして乾燥装置１０で乾燥して３．９Ｔ／日の
蒸気成分とほぼ６００Ｋｇ／日の硫安粉末を得た。蒸留
装置６から乾燥装置７に排出した残留液は８Ｔ／日であ
り、硫酸中で中和処理した後、乾燥装置７で乾燥されて
７Ｔ／日の蒸気成分と、ほぼ１１００Ｋｇ／日のＮａ2
ＳＯ4 が９９．５％、ＮａＣｌが０，５％の成分割合か
らなる固形分として分離された。なお本実施例は１５０
時間の連続運転を行ったが、電気透析装置を含めた装置
上の支障は全くなく、その有効性を実証することができ
た。
であり、そのＮＨ4 イオンは１５，７００ｐｐｍ、ＴＤ
Ｓは１６１，２００ｐｐｍであった。この濃縮水をｐＨ
１１とした後、蒸留装置６に導入して蒸留した。蒸留装
置６からの留出成分は２ｔ／日であり、そのアンモニウ
ムイオンの含有量は濃縮液中のアンモニウムイオン量の
ほぼ９８％であった。この留出成分を反応装置９に導入
して硫酸と反応させ、硫安溶液として乾燥装置１０に導
入した。そして乾燥装置１０で乾燥して３．９Ｔ／日の
蒸気成分とほぼ６００Ｋｇ／日の硫安粉末を得た。蒸留
装置６から乾燥装置７に排出した残留液は８Ｔ／日であ
り、硫酸中で中和処理した後、乾燥装置７で乾燥されて
７Ｔ／日の蒸気成分と、ほぼ１１００Ｋｇ／日のＮａ2
ＳＯ4 が９９．５％、ＮａＣｌが０，５％の成分割合か
らなる固形分として分離された。なお本実施例は１５０
時間の連続運転を行ったが、電気透析装置を含めた装置
上の支障は全くなく、その有効性を実証することができ
た。
【００２０】
【発明の効果】本発明は火力発電プラントなどにおける
アンモニウムイオンを含む復水脱塩再生水を処理するに
際し、復水脱塩再生水を先ず電気透析し、希釈液として
再使用可能な脱塩水を効率良く分離し、次いでｐＨがア
ルカリ性の条件下に濃縮液を蒸留して高いアンモニア濃
度成分としてアンモニウムイオンを効率良く分離し、そ
の留出残液を乾燥して他の不純物を固形分として分離す
るようにしたので、再使用可能な脱塩水、アンモニア成
分、および復水脱塩再生水中に存在する他の不純物等を
それぞれ効率良く且つ低い消費エネルギーで分離するこ
とができる。そして本発明の処理方法によれば、処理す
べき復水脱塩再生水からアンモニウムイオンを分離回収
すること、再使用可能な脱塩水を分離回収すること、お
よび他の不純物を固形分として分離回収することによ
り、無排水化、無廃棄物化を達成することも可能であ
る。さらにアンモニア成分を硫酸と反応させて硫安溶液
とし、それを乾燥させて硫安粉末として回収するとき
は、蒸留成分として得られるアンモニアの濃度が高いの
で、乾燥に要するエネルギーを著しく軽減することがで
きる。
アンモニウムイオンを含む復水脱塩再生水を処理するに
際し、復水脱塩再生水を先ず電気透析し、希釈液として
再使用可能な脱塩水を効率良く分離し、次いでｐＨがア
ルカリ性の条件下に濃縮液を蒸留して高いアンモニア濃
度成分としてアンモニウムイオンを効率良く分離し、そ
の留出残液を乾燥して他の不純物を固形分として分離す
るようにしたので、再使用可能な脱塩水、アンモニア成
分、および復水脱塩再生水中に存在する他の不純物等を
それぞれ効率良く且つ低い消費エネルギーで分離するこ
とができる。そして本発明の処理方法によれば、処理す
べき復水脱塩再生水からアンモニウムイオンを分離回収
すること、再使用可能な脱塩水を分離回収すること、お
よび他の不純物を固形分として分離回収することによ
り、無排水化、無廃棄物化を達成することも可能であ
る。さらにアンモニア成分を硫酸と反応させて硫安溶液
とし、それを乾燥させて硫安粉末として回収するとき
は、蒸留成分として得られるアンモニアの濃度が高いの
で、乾燥に要するエネルギーを著しく軽減することがで
きる。
【図１】本発明の処理方法を実施するためのフローシー
ト。
ト。
【図２】本発明において使用することができるフイルタ
の一例を示すフローシート。
の一例を示すフローシート。
【図３】本発明における電気透析の原理を説明するため
に示した模式的な図。
に示した模式的な図。
【図４】液中からのアンモニウムイオンの蒸留分離によ
る除去率がアルカリ性の数値をパラメータとして示され
た曲線。
る除去率がアルカリ性の数値をパラメータとして示され
た曲線。
１ ｐＨ調整槽 １ａ 攪拌器 ２ ポンプ ３ フイルタ ４ 第一の電気透析装置 ５ 第二の電気透析装置 ６ 蒸留装置 ７ 乾燥装置 ８ 冷却装置 ９ 反応装置 １０ 乾燥装置 １１ 中空糸膜フイルタ １２ 容器 １３ 仕切板 １４ 中空糸モジュール １５ 差圧計 １６ 空気ろ過器 １７ 陽極 １８ 陰極 Ａ 陰イオン交換膜 Ｃ 陽イオン交換膜 ＡＯ 開閉弁 ＭＯ 開閉弁 ＤＯ 開閉弁
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 61/44 ５００ 6953−4Ｄ Ｃ０１Ｃ 1/24 Ｈ Ｃ０２Ｆ 1/04 Ｃ 1/469 (72)発明者 村吉 泰男 東京都港区西新橋三丁目７番１号 東芝プ ラント建設株式会社内 (72)発明者 小林 拡 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 旭 硝子株式会社内 (72)発明者 福井 史郎 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 旭 硝子株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 アンモニウムイオンを含有する復水脱塩
再生水を電気透析し、アンモニウムイオンの低減された
希釈液を脱塩水として分離すると共に、アンモニウムイ
オンの濃縮された濃縮液をアルカリ性のｐＨ条件下で蒸
留してアンモニアを留出分離し、その蒸留残液を乾燥し
て固形分を分離することを特徴とする復水脱塩再生水の
処理方法。 - 【請求項２】 復水脱塩再生水に酸を添加してアンモニ
ウム塩とアンモニウムイオンを含有する酸性の復水脱塩
再生水とし、その酸性の復水脱塩再生水を電気透析する
請求項１の復水脱塩再生水の処理方法。 - 【請求項３】 復水脱塩再生水のｐＨが２〜４になるよ
うに酸が添加される請求項２の復水脱塩再生水の処理方
法。 - 【請求項４】 火力発電所からのアンモニウムイオンを
含有する復水脱塩再生水を電気透析をするにあたって、
０．１μｍ以上の粒径の固形粒子を復水脱塩再生水から
予め除去する請求項１または２の復水脱塩再生水の処理
方法。 - 【請求項５】 乾燥に際して流出される液成分を電気透
析する前の復水脱塩再生水中に戻すようにした請求項１
または２の復水脱塩再生水の処理方法。 - 【請求項６】 留出分離したアンモニアを硫酸と反応さ
せて硫安として回収する請求項１または２の復水脱塩再
生水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09591594A JP3223311B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 復水脱塩再生水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09591594A JP3223311B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 復水脱塩再生水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07275896A true JPH07275896A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3223311B2 JP3223311B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14150582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09591594A Expired - Lifetime JP3223311B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 復水脱塩再生水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223311B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020117A (ja) * | 2000-05-23 | 2002-01-23 | Rohm & Haas Co | 腐食的な供給施設における鉄汚染を防止する方法及び装置 |
| JP2006043580A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Toshiba Corp | 不純物除去装置および不純物除去方法 |
| JP2007147453A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Hitachi Ltd | 復水脱塩器からのアンモニア含有再生廃液の処理方法及び処理装置 |
| JP2010064074A (ja) * | 2009-12-07 | 2010-03-25 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 復水脱塩器からのアンモニア含有再生廃液の処理方法及び処理装置 |
| KR101655416B1 (ko) * | 2016-04-18 | 2016-09-12 | 한전원자력연료 주식회사 | 암모니아 함유 방사성 폐기물 고형화 처리방법 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP09591594A patent/JP3223311B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020117A (ja) * | 2000-05-23 | 2002-01-23 | Rohm & Haas Co | 腐食的な供給施設における鉄汚染を防止する方法及び装置 |
| JP2006043580A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Toshiba Corp | 不純物除去装置および不純物除去方法 |
| JP4599113B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2010-12-15 | 株式会社東芝 | 不純物除去装置 |
| JP2007147453A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Hitachi Ltd | 復水脱塩器からのアンモニア含有再生廃液の処理方法及び処理装置 |
| JP2010064074A (ja) * | 2009-12-07 | 2010-03-25 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 復水脱塩器からのアンモニア含有再生廃液の処理方法及び処理装置 |
| KR101655416B1 (ko) * | 2016-04-18 | 2016-09-12 | 한전원자력연료 주식회사 | 암모니아 함유 방사성 폐기물 고형화 처리방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3223311B2 (ja) | 2001-10-29 |
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