JPH08192169A - 硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法 - Google Patents
硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法Info
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- JPH08192169A JPH08192169A JP1984295A JP1984295A JPH08192169A JP H08192169 A JPH08192169 A JP H08192169A JP 1984295 A JP1984295 A JP 1984295A JP 1984295 A JP1984295 A JP 1984295A JP H08192169 A JPH08192169 A JP H08192169A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】硝酸性窒素とアンモニア性窒素を含む排水中の
硝酸性窒素を、水中で水素を発生する金属と接触させる
ことにより、亜硝酸性窒素または窒素ガスまで還元し、
溶出した金属を軟化処理によって除去した後、生成した
亜硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を触媒存在下で反
応し、窒素に転換することを特徴とする硝酸性窒素およ
びアンモニア性窒素を含む排水の処理方法。 【効果】本発明方法によれば、硝酸性窒素とアンモニア
性窒素を同時に含む排水中の硝酸性窒素を、あらかじめ
水中で水素を発生する金属を用いて低温で亜硝酸性窒素
あるいは窒素ガスに還元し、この際溶出した金属を軟化
処理により除去し、アンモニア性窒素と亜硝酸窒素の触
媒反応により窒素へ転換する工程を組み合わせることに
より、排水中の硝酸性窒素とアンモニア性窒素をゆるや
かな条件で効率よく分解処理することができる。
硝酸性窒素を、水中で水素を発生する金属と接触させる
ことにより、亜硝酸性窒素または窒素ガスまで還元し、
溶出した金属を軟化処理によって除去した後、生成した
亜硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を触媒存在下で反
応し、窒素に転換することを特徴とする硝酸性窒素およ
びアンモニア性窒素を含む排水の処理方法。 【効果】本発明方法によれば、硝酸性窒素とアンモニア
性窒素を同時に含む排水中の硝酸性窒素を、あらかじめ
水中で水素を発生する金属を用いて低温で亜硝酸性窒素
あるいは窒素ガスに還元し、この際溶出した金属を軟化
処理により除去し、アンモニア性窒素と亜硝酸窒素の触
媒反応により窒素へ転換する工程を組み合わせることに
より、排水中の硝酸性窒素とアンモニア性窒素をゆるや
かな条件で効率よく分解処理することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硝酸性窒素およびアン
モニア性窒素を含む排水の処理方法に関する。さらに詳
しくは、本発明は、硝酸性窒素とアンモニア性窒素を同
時に含む排水中の硝酸性窒素を亜硝酸性窒素に還元した
のち、アンモニア性窒素との触媒反応により窒素ガスと
する、比較的低温で容易に行うことができる硝酸性窒素
およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法に関する
ものである。
モニア性窒素を含む排水の処理方法に関する。さらに詳
しくは、本発明は、硝酸性窒素とアンモニア性窒素を同
時に含む排水中の硝酸性窒素を亜硝酸性窒素に還元した
のち、アンモニア性窒素との触媒反応により窒素ガスと
する、比較的低温で容易に行うことができる硝酸性窒素
およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、硝酸性窒素含有水の処理方法とし
て、触媒存在下、２００〜３００℃の高温、高圧下でア
ンモニアにより還元して窒素とする方法が知られている
（特開昭６１−２２２５８７号公報）。しかし、この方
法では、高温、高圧下で反応を行うため、これに耐える
装置を必要とし、運転および保安に熟練を必要とする。 一方、排水中のアンモニア性窒素の除去方法として、貴
金属などを担持した固体触媒の存在下に、酸化剤として
亜硝酸ナトリウム、過酸化水素などを添加して、２００
℃以下の比較的低温で反応させて窒素に転換する方法が
知られている（特開平６−９９１８０号公報）。しか
し、この方法では、硝酸性窒素を除去することができな
い。脱硫工程などから排出される排水中には、通常、硝
酸性窒素およびアンモニア性窒素が共存するので、この
ような排水を効率よく、比較的低温で処理し、硝酸性窒
素およびアンモニア性窒素を同時に除去することができ
る排水の処理方法の開発が求められていた。
て、触媒存在下、２００〜３００℃の高温、高圧下でア
ンモニアにより還元して窒素とする方法が知られている
（特開昭６１−２２２５８７号公報）。しかし、この方
法では、高温、高圧下で反応を行うため、これに耐える
装置を必要とし、運転および保安に熟練を必要とする。 一方、排水中のアンモニア性窒素の除去方法として、貴
金属などを担持した固体触媒の存在下に、酸化剤として
亜硝酸ナトリウム、過酸化水素などを添加して、２００
℃以下の比較的低温で反応させて窒素に転換する方法が
知られている（特開平６−９９１８０号公報）。しか
し、この方法では、硝酸性窒素を除去することができな
い。脱硫工程などから排出される排水中には、通常、硝
酸性窒素およびアンモニア性窒素が共存するので、この
ような排水を効率よく、比較的低温で処理し、硝酸性窒
素およびアンモニア性窒素を同時に除去することができ
る排水の処理方法の開発が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、硝酸性窒素
およびアンモニア性窒素を含む排水について、硝酸性窒
素を低温で還元し、共存する硝酸性窒素とアンモニア性
窒素を、容易に効率よく除去することができる排水の処
理方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
およびアンモニア性窒素を含む排水について、硝酸性窒
素を低温で還元し、共存する硝酸性窒素とアンモニア性
窒素を、容易に効率よく除去することができる排水の処
理方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、硝酸性窒
素およびアンモニア性窒素を含む排水から容易に窒素を
除去する方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、硝酸
性窒素を水素を発生する金属により還元したのち、生成
した亜硝酸性窒素とアンモニア性窒素を触媒存在下で反
応せしめれば、高温反応を用いることなく硝酸性窒素お
よびアンモニア性窒素を含む排水を処理し得ることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、（１）硝酸性窒素とアンモニ
ア性窒素を含む排水中の硝酸性窒素を、水中で水素を発
生する金属と接触させることにより、亜硝酸性窒素また
は窒素ガスまで還元し、溶出した金属を軟化処理によっ
て除去した後、生成した亜硝酸性窒素およびアンモニア
性窒素を触媒存在下で反応し、窒素に転換することを特
徴とする硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水
の処理方法、および、（２）脱硫排水中の硝酸性窒素
を、水中で水素を発生する金属と接触させることによ
り、亜硝酸性窒素または窒素ガスまで還元し、溶出した
金属を軟化処理によって除去した後、脱硫排水中のアン
モニア性窒素と等モルの亜硝酸性窒素が存在するよう亜
硝酸性窒素を添加し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素
を触媒存在下で反応し、窒素に転換することを特徴とす
る硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理
方法、を提供するものである。さらに、本発明の好まし
い態様として、（３）水中で水素を発生する金属が亜鉛
である第(１)〜(２)項記載の硝酸性窒素およびアンモニ
ア性窒素を含む排水の処理方法、（４）溶出した金属の
軟化処理を、処理水のpHを１０以上としたのち凝集剤を
添加することにより行う第(１)〜(３)項記載の硝酸性窒
素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法、
（５）アンモニア性窒素の触媒存在下の反応に際し、処
理水中に存在する酸化剤がアンモニア性窒素と反応当量
になるよう酸化剤を添加する第(１)項および第(３)〜
(４)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む
排水の処理方法、（６）酸化剤が亜硝酸塩または過酸化
水素である第(５)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア
性窒素を含む排水の処理方法、および、（７）触媒が、
白金をチタニアまたはγ−アルミナに担持したものであ
る第(１)〜(６)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア性
窒素を含む排水の処理方法、を挙げることができる。
素およびアンモニア性窒素を含む排水から容易に窒素を
除去する方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、硝酸
性窒素を水素を発生する金属により還元したのち、生成
した亜硝酸性窒素とアンモニア性窒素を触媒存在下で反
応せしめれば、高温反応を用いることなく硝酸性窒素お
よびアンモニア性窒素を含む排水を処理し得ることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、（１）硝酸性窒素とアンモニ
ア性窒素を含む排水中の硝酸性窒素を、水中で水素を発
生する金属と接触させることにより、亜硝酸性窒素また
は窒素ガスまで還元し、溶出した金属を軟化処理によっ
て除去した後、生成した亜硝酸性窒素およびアンモニア
性窒素を触媒存在下で反応し、窒素に転換することを特
徴とする硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水
の処理方法、および、（２）脱硫排水中の硝酸性窒素
を、水中で水素を発生する金属と接触させることによ
り、亜硝酸性窒素または窒素ガスまで還元し、溶出した
金属を軟化処理によって除去した後、脱硫排水中のアン
モニア性窒素と等モルの亜硝酸性窒素が存在するよう亜
硝酸性窒素を添加し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素
を触媒存在下で反応し、窒素に転換することを特徴とす
る硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理
方法、を提供するものである。さらに、本発明の好まし
い態様として、（３）水中で水素を発生する金属が亜鉛
である第(１)〜(２)項記載の硝酸性窒素およびアンモニ
ア性窒素を含む排水の処理方法、（４）溶出した金属の
軟化処理を、処理水のpHを１０以上としたのち凝集剤を
添加することにより行う第(１)〜(３)項記載の硝酸性窒
素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法、
（５）アンモニア性窒素の触媒存在下の反応に際し、処
理水中に存在する酸化剤がアンモニア性窒素と反応当量
になるよう酸化剤を添加する第(１)項および第(３)〜
(４)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む
排水の処理方法、（６）酸化剤が亜硝酸塩または過酸化
水素である第(５)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア
性窒素を含む排水の処理方法、および、（７）触媒が、
白金をチタニアまたはγ−アルミナに担持したものであ
る第(１)〜(６)項記載の硝酸性窒素およびアンモニア性
窒素を含む排水の処理方法、を挙げることができる。
【０００５】本発明方法の第１工程においては、硝酸性
窒素およびアンモニア性窒素を含有する排水を、水中で
水素を発生する金属と接触させて、硝酸性窒素を亜硝酸
性窒素または窒素ガスまで還元する。本発明方法を適用
することができる排水中の硝酸性窒素の濃度に特に制限
はないが、硝酸性窒素を０.２〜１２０mg／リットルの
濃度で含有する排水を特に好適に処理することができ
る。水中で水素を発生する金属としては、例えば、デバ
ルダ合金、亜鉛、アルミニウム、銅−カドミウム合金、
銅−鉄合金などを挙げることができる。デバルダ合金
は、銅５０重量％、亜鉛５重量％およびアルミニウム４
５重量％よりなる合金で、強い還元力を発揮するので好
ましい。これらの金属は、水中で発生期の水素を発生
し、下記の化学式のごとく、硝酸性窒素を亜硝酸性窒素
または窒素ガスまで還元する。 ＮＯ3 -＋２Ｈ → ＮＯ2 -＋Ｈ2Ｏ ２ＮＯ3 -＋１０Ｈ → Ｎ2＋４Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ- 本発明方法の第１工程において、硝酸性窒素を金属と接
触させる方法には特に制限はなく、例えば、排水貯槽に
金属を添加して撹拌する方法や、金属を充填した充填槽
に排水を通液する方法などを挙げることができる。本工
程の処理温度は、常温〜８０℃、好ましくは３０〜５０
℃とするのが適当である。加熱方法としては、加熱した
排水を撹拌混合槽または充填槽に供給する方法、反応系
全体を加熱する方法、あるいはこれらを組み合わせた方
法などが採用できる。本工程の処理時間は、バッチ式の
場合は０.２時間以上、好ましくは０.５〜２時間とし、
充填槽に通水する場合はＳＶ＝０.１〜１０hr-1、好ま
しくは０.５〜２hr-1とすることが望ましい。また、反
応時のpHは、デバルダ合金を使用する場合は１０以上、
好ましくは１０〜１３、亜鉛の場合は６以下、好ましく
は２〜４、アルミニウム、銅−カドミウム合金または銅
−鉄合金の場合は中性付近とすることが望ましい。pHの
調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩酸、硫
酸などを添加して行うことができる。第１工程におい
て、亜硝酸性窒素と窒素ガスの生成割合は、上記の温
度、時間、pHなどの条件により変化するが、硝酸性窒素
が実質的に存在しなくなるように反応させることが好ま
しい。
窒素およびアンモニア性窒素を含有する排水を、水中で
水素を発生する金属と接触させて、硝酸性窒素を亜硝酸
性窒素または窒素ガスまで還元する。本発明方法を適用
することができる排水中の硝酸性窒素の濃度に特に制限
はないが、硝酸性窒素を０.２〜１２０mg／リットルの
濃度で含有する排水を特に好適に処理することができ
る。水中で水素を発生する金属としては、例えば、デバ
ルダ合金、亜鉛、アルミニウム、銅−カドミウム合金、
銅−鉄合金などを挙げることができる。デバルダ合金
は、銅５０重量％、亜鉛５重量％およびアルミニウム４
５重量％よりなる合金で、強い還元力を発揮するので好
ましい。これらの金属は、水中で発生期の水素を発生
し、下記の化学式のごとく、硝酸性窒素を亜硝酸性窒素
または窒素ガスまで還元する。 ＮＯ3 -＋２Ｈ → ＮＯ2 -＋Ｈ2Ｏ ２ＮＯ3 -＋１０Ｈ → Ｎ2＋４Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ- 本発明方法の第１工程において、硝酸性窒素を金属と接
触させる方法には特に制限はなく、例えば、排水貯槽に
金属を添加して撹拌する方法や、金属を充填した充填槽
に排水を通液する方法などを挙げることができる。本工
程の処理温度は、常温〜８０℃、好ましくは３０〜５０
℃とするのが適当である。加熱方法としては、加熱した
排水を撹拌混合槽または充填槽に供給する方法、反応系
全体を加熱する方法、あるいはこれらを組み合わせた方
法などが採用できる。本工程の処理時間は、バッチ式の
場合は０.２時間以上、好ましくは０.５〜２時間とし、
充填槽に通水する場合はＳＶ＝０.１〜１０hr-1、好ま
しくは０.５〜２hr-1とすることが望ましい。また、反
応時のpHは、デバルダ合金を使用する場合は１０以上、
好ましくは１０〜１３、亜鉛の場合は６以下、好ましく
は２〜４、アルミニウム、銅−カドミウム合金または銅
−鉄合金の場合は中性付近とすることが望ましい。pHの
調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩酸、硫
酸などを添加して行うことができる。第１工程におい
て、亜硝酸性窒素と窒素ガスの生成割合は、上記の温
度、時間、pHなどの条件により変化するが、硝酸性窒素
が実質的に存在しなくなるように反応させることが好ま
しい。
【０００６】本発明方法の第２工程においては、第１工
程において溶出した金属を軟化処理によって除去する。
すなわち、第１工程の処理水に凝集処理を施したのち固
液分離を行う。凝集処理は、処理水のpHを１０以上、好
ましくは１１以上に調節し、３０分以上強く撹拌したの
ち撹拌をゆるめ、次いで、凝集剤を添加して２〜３分ゆ
るやかに撹拌したのち静置し、凝集物を沈降させること
が好ましい。pHの調節は、例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどのアルカリを、水溶液または固体状
で添加することによって行うことができる。第１工程の
処理水のpHを１０以上にすることにより、排水中に含ま
れる第１工程において溶出した金属は水酸化物となって
析出する。第２工程において、アルカリ性として金属水
酸化物を析出した処理水に、次いで凝集剤を添加して金
属水酸化物を凝集し、沈降を促進する。使用する凝集剤
には特に制限はなく、例えば、ポリ塩化アルミニウム、
硫酸第二鉄などの無機凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリアクリルアミド部分加水分解物などのアニオン
性高分子凝集剤、ポリアミノアルキルメタクリレート、
ポリエチレンイミンなどのカチオン性高分子凝集剤、ポ
リアクリルアミド、ポリエチレンオキシドなどのノニオ
ン性高分子凝集剤などを挙げることができる。析出物を
凝集沈降せしめたのち、上澄み液をそのまま、あるいは
必要に応じて、ろ過により沈降分離しなかった微細な懸
濁物質を除去する。使用するろ過器には特に制限はな
く、例えば、砂やアンスラサイトなどを充填したろ過
器、カートリッジフィルター、膜分離装置などを使用す
ることができる。析出物を分離除去した上澄み液または
ろ液は、次いで、pH調整槽において、pHを４〜９、好ま
しくは６〜８に調整する。pH調整に使用する酸には特に
制限はなく、例えば、硫酸、塩酸などを使用することが
できる。
程において溶出した金属を軟化処理によって除去する。
すなわち、第１工程の処理水に凝集処理を施したのち固
液分離を行う。凝集処理は、処理水のpHを１０以上、好
ましくは１１以上に調節し、３０分以上強く撹拌したの
ち撹拌をゆるめ、次いで、凝集剤を添加して２〜３分ゆ
るやかに撹拌したのち静置し、凝集物を沈降させること
が好ましい。pHの調節は、例えば、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムなどのアルカリを、水溶液または固体状
で添加することによって行うことができる。第１工程の
処理水のpHを１０以上にすることにより、排水中に含ま
れる第１工程において溶出した金属は水酸化物となって
析出する。第２工程において、アルカリ性として金属水
酸化物を析出した処理水に、次いで凝集剤を添加して金
属水酸化物を凝集し、沈降を促進する。使用する凝集剤
には特に制限はなく、例えば、ポリ塩化アルミニウム、
硫酸第二鉄などの無機凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリアクリルアミド部分加水分解物などのアニオン
性高分子凝集剤、ポリアミノアルキルメタクリレート、
ポリエチレンイミンなどのカチオン性高分子凝集剤、ポ
リアクリルアミド、ポリエチレンオキシドなどのノニオ
ン性高分子凝集剤などを挙げることができる。析出物を
凝集沈降せしめたのち、上澄み液をそのまま、あるいは
必要に応じて、ろ過により沈降分離しなかった微細な懸
濁物質を除去する。使用するろ過器には特に制限はな
く、例えば、砂やアンスラサイトなどを充填したろ過
器、カートリッジフィルター、膜分離装置などを使用す
ることができる。析出物を分離除去した上澄み液または
ろ液は、次いで、pH調整槽において、pHを４〜９、好ま
しくは６〜８に調整する。pH調整に使用する酸には特に
制限はなく、例えば、硫酸、塩酸などを使用することが
できる。
【０００７】本発明方法の第３工程においては、第１工
程の還元によって生成した亜硝酸性窒素と、排水中に元
来含まれるアンモニア性窒素とを触媒存在下に反応して
窒素に転換する。第１工程で生成した亜硝酸性窒素の量
がアンモニア性窒素との反応に不足する場合には、処理
水にさらに亜硝酸ナトリウム、過酸化水素などの酸化剤
を添加し反応する。第１工程の還元によって生成した亜
硝酸性窒素が、アンモニア性窒素に対して過剰量に存在
する場合には、処理水にさらにアンモニア水やアンモニ
ウム塩などを添加して、触媒存在下で反応することがで
きる。酸化剤が亜硝酸性窒素の場合、アンモニウムイオ
ンと亜硝酸イオンは次式にしたがって反応する。 ＮＨ4 +＋ＮＯ2 - → Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ 通常、アンモニウムイオン１モルに対して、亜硝酸イオ
ンが０.５〜１.５モル、好ましくは０.９〜１.１モルと
なるように亜硝酸塩を添加する。酸化剤が過酸化水素の
場合、アンモニウムイオンと過酸化水素は次式にしたが
って反応する。 ２ＮＨ4 +＋３Ｈ2Ｏ2 → Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+ アンモニウムイオンと過酸化水素は１：１.５のモル比
で反応するので、過酸化水素の添加量は亜硝酸塩の場合
と同様にして設定することができる。過酸化水素の使用
量は、処理水中に存在するアンモニウムイオンの１.０
〜３.０モル倍であることが好ましい。過酸化水素の使
用量がアンモニウムイオンの１.０モル倍未満である
と、アンモニウムイオンが過酸化水素によって完全に分
解されず、排水中に残存するおそれがある。過酸化水素
の使用量がアンモニウムイオンの３.０モル倍を超えて
も、残存するアンモニウムイオンの除去効率は、過酸化
水素の添加量の増加に見合っては向上しない。本発明方
法においては、酸化剤として亜硝酸塩と過酸化水素を併
用し、最初に亜硝酸塩を用いてアンモニウムイオンを分
解したのち、過酸化水素を添加して残るアンモニウムイ
オンを分解することも可能である。
程の還元によって生成した亜硝酸性窒素と、排水中に元
来含まれるアンモニア性窒素とを触媒存在下に反応して
窒素に転換する。第１工程で生成した亜硝酸性窒素の量
がアンモニア性窒素との反応に不足する場合には、処理
水にさらに亜硝酸ナトリウム、過酸化水素などの酸化剤
を添加し反応する。第１工程の還元によって生成した亜
硝酸性窒素が、アンモニア性窒素に対して過剰量に存在
する場合には、処理水にさらにアンモニア水やアンモニ
ウム塩などを添加して、触媒存在下で反応することがで
きる。酸化剤が亜硝酸性窒素の場合、アンモニウムイオ
ンと亜硝酸イオンは次式にしたがって反応する。 ＮＨ4 +＋ＮＯ2 - → Ｎ2＋２Ｈ2Ｏ 通常、アンモニウムイオン１モルに対して、亜硝酸イオ
ンが０.５〜１.５モル、好ましくは０.９〜１.１モルと
なるように亜硝酸塩を添加する。酸化剤が過酸化水素の
場合、アンモニウムイオンと過酸化水素は次式にしたが
って反応する。 ２ＮＨ4 +＋３Ｈ2Ｏ2 → Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+ アンモニウムイオンと過酸化水素は１：１.５のモル比
で反応するので、過酸化水素の添加量は亜硝酸塩の場合
と同様にして設定することができる。過酸化水素の使用
量は、処理水中に存在するアンモニウムイオンの１.０
〜３.０モル倍であることが好ましい。過酸化水素の使
用量がアンモニウムイオンの１.０モル倍未満である
と、アンモニウムイオンが過酸化水素によって完全に分
解されず、排水中に残存するおそれがある。過酸化水素
の使用量がアンモニウムイオンの３.０モル倍を超えて
も、残存するアンモニウムイオンの除去効率は、過酸化
水素の添加量の増加に見合っては向上しない。本発明方
法においては、酸化剤として亜硝酸塩と過酸化水素を併
用し、最初に亜硝酸塩を用いてアンモニウムイオンを分
解したのち、過酸化水素を添加して残るアンモニウムイ
オンを分解することも可能である。
【０００８】第３工程において用いられる触媒として
は、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバ
ルト、ニッケルおよびタングステン、並びにこれらの金
属の水不溶性または水難溶性の化合物、例えば、一酸化
コバルト、一酸化ニッケル、二酸化ルテニウム、三二酸
化ロジウム、一酸化パラジウム、二酸化イリジウム、二
酸化タングステンなどの酸化物、さらには二塩化ルテニ
ウム、二塩化白金などの塩化物、硫化ルテニウム、硫化
ロジウムなどの硫化物などよりなる群から選ばれた１種
または２種以上を、α−アルミナ、γ−アルミナ、活性
炭、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、ガラス、シリ
カ、シリカアルミナ、イオン交換樹脂などの担体に担持
したものが挙げられる。このような担持触媒の金属また
はその化合物の担持量は、通常、担体重量の０.０５〜
２５重量％、好ましくは０.５〜３重量％であることが
望ましい。このような担持触媒は、球状、ペレット状、
円柱状、破砕片状、ハニカム状、粉末状などの種々の形
態で使用可能である。特に、白金をチタニア、γ−アル
ミナなどの粒状担体に担持させた触媒が好ましい。これ
らの触媒はカラムに充填し、加熱下に酸化剤を添加した
アンモニウムイオン含有排水を通液して反応を行うのが
好ましく、かつ、この場合は上向流通液が望ましい。第
３工程においては、第２工程出口処理水のpHが４〜９、
好ましくは６〜８であることが望ましい。処理水のpHが
４未満であると、亜硝酸イオンの一部が再び硝酸イオン
に変化するおそれがある。処理水のpHが９を超えると、
アンモニウムイオンと酸化剤の反応速度が低下するおそ
れがある。反応温度は７０〜３００℃、好ましくは８０
〜２００℃であり、さらに好ましくは１４０〜１８０℃
である。また、ＳＶは０.５〜２０hr-1、好ましくは２
〜１０hr-1であることが望ましい。以下、図面により本
発明方法を説明する。図１は、本発明方法を実施するた
めの装置の一例の概略図である。まず、脱硫排水を、還
元槽１へ導き、この槽において最適pHに調整したのち、
水中で水素を発生する金属を添加し、撹拌下に硝酸性窒
素を還元する。硝酸性窒素が亜硝酸性窒素または窒素ガ
スまで還元した処理水は、次いでポンプ２により前処理
槽３へ送り、pHを調整し、凝集剤を添加してゆるやかに
撹拌したのち静置し、凝集物を沈降する。上澄み液はポ
ンプ４によりろ過器５へ送り、微細な懸濁物質をろ別除
去する。ろ過器を通過したろ液は調整槽６へ導き、この
槽でpHを６〜８に調整し酸化剤を添加する。pH調整を終
え、酸化剤を添加した処理水は、次いでポンプ７によ
り、ヒーター８を経由して触媒充填塔９へ送り、アンモ
ニア性窒素と亜硝酸性窒素の反応を行う。触媒充填塔を
出た処理水は、必要があれば、さらに過酸化水素などの
酸化剤を添加し、触媒充填塔１０に通じてアンモニア性
窒素を分解することができる。窒素を実質的に完全に窒
素ガスとしたのち、処理水は調圧バルブ１１を経由して
排出する。
は、触媒有効成分として、白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウム、インジウム、イリジウム、銀、金、コバ
ルト、ニッケルおよびタングステン、並びにこれらの金
属の水不溶性または水難溶性の化合物、例えば、一酸化
コバルト、一酸化ニッケル、二酸化ルテニウム、三二酸
化ロジウム、一酸化パラジウム、二酸化イリジウム、二
酸化タングステンなどの酸化物、さらには二塩化ルテニ
ウム、二塩化白金などの塩化物、硫化ルテニウム、硫化
ロジウムなどの硫化物などよりなる群から選ばれた１種
または２種以上を、α−アルミナ、γ−アルミナ、活性
炭、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、ガラス、シリ
カ、シリカアルミナ、イオン交換樹脂などの担体に担持
したものが挙げられる。このような担持触媒の金属また
はその化合物の担持量は、通常、担体重量の０.０５〜
２５重量％、好ましくは０.５〜３重量％であることが
望ましい。このような担持触媒は、球状、ペレット状、
円柱状、破砕片状、ハニカム状、粉末状などの種々の形
態で使用可能である。特に、白金をチタニア、γ−アル
ミナなどの粒状担体に担持させた触媒が好ましい。これ
らの触媒はカラムに充填し、加熱下に酸化剤を添加した
アンモニウムイオン含有排水を通液して反応を行うのが
好ましく、かつ、この場合は上向流通液が望ましい。第
３工程においては、第２工程出口処理水のpHが４〜９、
好ましくは６〜８であることが望ましい。処理水のpHが
４未満であると、亜硝酸イオンの一部が再び硝酸イオン
に変化するおそれがある。処理水のpHが９を超えると、
アンモニウムイオンと酸化剤の反応速度が低下するおそ
れがある。反応温度は７０〜３００℃、好ましくは８０
〜２００℃であり、さらに好ましくは１４０〜１８０℃
である。また、ＳＶは０.５〜２０hr-1、好ましくは２
〜１０hr-1であることが望ましい。以下、図面により本
発明方法を説明する。図１は、本発明方法を実施するた
めの装置の一例の概略図である。まず、脱硫排水を、還
元槽１へ導き、この槽において最適pHに調整したのち、
水中で水素を発生する金属を添加し、撹拌下に硝酸性窒
素を還元する。硝酸性窒素が亜硝酸性窒素または窒素ガ
スまで還元した処理水は、次いでポンプ２により前処理
槽３へ送り、pHを調整し、凝集剤を添加してゆるやかに
撹拌したのち静置し、凝集物を沈降する。上澄み液はポ
ンプ４によりろ過器５へ送り、微細な懸濁物質をろ別除
去する。ろ過器を通過したろ液は調整槽６へ導き、この
槽でpHを６〜８に調整し酸化剤を添加する。pH調整を終
え、酸化剤を添加した処理水は、次いでポンプ７によ
り、ヒーター８を経由して触媒充填塔９へ送り、アンモ
ニア性窒素と亜硝酸性窒素の反応を行う。触媒充填塔を
出た処理水は、必要があれば、さらに過酸化水素などの
酸化剤を添加し、触媒充填塔１０に通じてアンモニア性
窒素を分解することができる。窒素を実質的に完全に窒
素ガスとしたのち、処理水は調圧バルブ１１を経由して
排出する。
【０００９】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ アンモニア性窒素３８０mg／リットル、硝酸性窒素６４
mg／リットル、カルシウム３５０mg／リットルを含む脱
硫排水を、水酸化ナトリウムでpH３に調整した後、４０
℃に加熱し、亜鉛粉末を４,０００mg／リットルとなる
ように添加して撹拌した。亜鉛粉末を添加した後の処理
水中の亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の濃度を測定し、
硝酸性窒素の減少と亜硝酸性窒素の生成の状態を調べ
た。結果を第１表に示す。脱硫排水のpH調整、加熱およ
び亜鉛粉末の添加を上記と同様に行い、亜鉛粉末添加３
０分後の処理水に、水酸化ナトリウムを加えてpH１１と
して溶出した亜鉛を水酸化亜鉛として析出した。さら
に、炭酸ナトリウムを添加して排水中に含まれるカルシ
ウムを炭酸カルシウムとして沈殿させ、その後アニオン
凝集剤（ポリアクリルアミド加水分解物）を添加した。
静置して凝集物を沈降させたのち、上澄み液をカートリ
ッジフィルターを通して微細な懸濁物質をろ別し、ろ液
に硫酸を加えて中和しpH６.７とした。この処理水中に
は、アンモニア性窒素が分解されずに残っているので、
亜硝酸ナトリウムを全亜硝酸性窒素の濃度が３８５mg／
リットルとなるように添加し、１６０℃に加熱した０.
５重量％白金／チタニア球触媒層にＳＶ＝３hr-1にて通
液した。触媒充填塔から流出する処理水中のアンモニア
性窒素は１mg／リットル以下、亜硝酸性窒素５mg／リッ
トル、硝酸性窒素８mg／リットルであり、窒素除去率は
９７％であった。 実施例２ 実施例１と同じ脱硫排水を用い、亜鉛粉末を４０,００
０mg／リットルとなるように添加した以外は実施例１と
全く同じ操作を繰り返した。亜鉛粉末を添加した後の処
理水中の亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の濃度を第１表
に示す。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ アンモニア性窒素３８０mg／リットル、硝酸性窒素６４
mg／リットル、カルシウム３５０mg／リットルを含む脱
硫排水を、水酸化ナトリウムでpH３に調整した後、４０
℃に加熱し、亜鉛粉末を４,０００mg／リットルとなる
ように添加して撹拌した。亜鉛粉末を添加した後の処理
水中の亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の濃度を測定し、
硝酸性窒素の減少と亜硝酸性窒素の生成の状態を調べ
た。結果を第１表に示す。脱硫排水のpH調整、加熱およ
び亜鉛粉末の添加を上記と同様に行い、亜鉛粉末添加３
０分後の処理水に、水酸化ナトリウムを加えてpH１１と
して溶出した亜鉛を水酸化亜鉛として析出した。さら
に、炭酸ナトリウムを添加して排水中に含まれるカルシ
ウムを炭酸カルシウムとして沈殿させ、その後アニオン
凝集剤（ポリアクリルアミド加水分解物）を添加した。
静置して凝集物を沈降させたのち、上澄み液をカートリ
ッジフィルターを通して微細な懸濁物質をろ別し、ろ液
に硫酸を加えて中和しpH６.７とした。この処理水中に
は、アンモニア性窒素が分解されずに残っているので、
亜硝酸ナトリウムを全亜硝酸性窒素の濃度が３８５mg／
リットルとなるように添加し、１６０℃に加熱した０.
５重量％白金／チタニア球触媒層にＳＶ＝３hr-1にて通
液した。触媒充填塔から流出する処理水中のアンモニア
性窒素は１mg／リットル以下、亜硝酸性窒素５mg／リッ
トル、硝酸性窒素８mg／リットルであり、窒素除去率は
９７％であった。 実施例２ 実施例１と同じ脱硫排水を用い、亜鉛粉末を４０,００
０mg／リットルとなるように添加した以外は実施例１と
全く同じ操作を繰り返した。亜鉛粉末を添加した後の処
理水中の亜硝酸性窒素および硝酸性窒素の濃度を第１表
に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】また、触媒充填塔から流出する処理水中の
アンモニア性窒素は１mg／リットル以下、亜硝酸性窒素
５mg／リットル、硝酸性窒素１mg／リットル以下であ
り、窒素除去率は９８％以上であった。
アンモニア性窒素は１mg／リットル以下、亜硝酸性窒素
５mg／リットル、硝酸性窒素１mg／リットル以下であ
り、窒素除去率は９８％以上であった。
【００１２】
【発明の効果】本発明方法によれば、硝酸性窒素とアン
モニア性窒素を同時に含む排水中の硝酸性窒素を、あら
かじめ水中で水素を発生する金属を用いて低温で亜硝酸
性窒素あるいは窒素ガスに還元し、この際溶出した金属
を軟化処理により除去し、アンモニア性窒素と亜硝酸窒
素の触媒反応により窒素へ転換する工程を組み合わせる
ことにより、排水中の硝酸性窒素とアンモニア性窒素を
ゆるやかな条件で効率よく分解処理することができる。
モニア性窒素を同時に含む排水中の硝酸性窒素を、あら
かじめ水中で水素を発生する金属を用いて低温で亜硝酸
性窒素あるいは窒素ガスに還元し、この際溶出した金属
を軟化処理により除去し、アンモニア性窒素と亜硝酸窒
素の触媒反応により窒素へ転換する工程を組み合わせる
ことにより、排水中の硝酸性窒素とアンモニア性窒素を
ゆるやかな条件で効率よく分解処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明方法を実施するための装置の一
例の概略図である。
例の概略図である。
１ 還元槽 ２ ポンプ ３ 前処理槽 ４ ポンプ ５ ろ過器 ６ 調整槽 ７ ポンプ ８ ヒーター ９ 触媒充填塔 １０ 触媒充填塔 １１ 調圧バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 淺田 智之 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 木本 博 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 高林 泰彦 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 中原 敏次 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】硝酸性窒素とアンモニア性窒素を含む排水
中の硝酸性窒素を、水中で水素を発生する金属と接触さ
せることにより、亜硝酸性窒素または窒素ガスまで還元
し、溶出した金属を軟化処理によって除去した後、生成
した亜硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を触媒存在下
で反応し、窒素に転換することを特徴とする硝酸性窒素
およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法。 - 【請求項２】脱硫排水中の硝酸性窒素を、水中で水素を
発生する金属と接触させることにより、亜硝酸性窒素ま
たは窒素ガスまで還元し、溶出した金属を軟化処理によ
って除去した後、脱硫排水中のアンモニア性窒素と等モ
ルの亜硝酸性窒素が存在するよう亜硝酸性窒素を添加
し、アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を触媒存在下で反
応し、窒素に転換することを特徴とする硝酸性窒素およ
びアンモニア性窒素を含む排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01984295A JP3358905B2 (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01984295A JP3358905B2 (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08192169A true JPH08192169A (ja) | 1996-07-30 |
| JP3358905B2 JP3358905B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=12010526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01984295A Expired - Fee Related JP3358905B2 (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | 硝酸性窒素およびアンモニア性窒素を含む排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358905B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102815808A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-12-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 催化裂化烟气脱硫废水处理工艺 |
| WO2013118702A1 (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | 栗田工業株式会社 | 有機化合物含有排水の処理方法 |
| CN105060545A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 西安西热水务环保有限公司 | 一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统及方法 |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP01984295A patent/JP3358905B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102815808A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-12-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 催化裂化烟气脱硫废水处理工艺 |
| CN102815808B (zh) * | 2011-06-09 | 2015-08-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 催化裂化烟气脱硫废水处理工艺 |
| WO2013118702A1 (ja) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | 栗田工業株式会社 | 有機化合物含有排水の処理方法 |
| CN105060545A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-18 | 西安西热水务环保有限公司 | 一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统及方法 |
| CN105060545B (zh) * | 2015-07-17 | 2017-12-05 | 西安西热水务环保有限公司 | 一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3358905B2 (ja) | 2002-12-24 |
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