JPH08229568A - アンモニア性窒素の除去方法 - Google Patents
アンモニア性窒素の除去方法Info
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- JPH08229568A JPH08229568A JP7061845A JP6184595A JPH08229568A JP H08229568 A JPH08229568 A JP H08229568A JP 7061845 A JP7061845 A JP 7061845A JP 6184595 A JP6184595 A JP 6184595A JP H08229568 A JPH08229568 A JP H08229568A
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Abstract
去する方法の提供。 【構成】 この方法ではアンモニウムイオンを含む液を
電気透析装置4で電気透析するが、その際、電気透析装
置4の透析単位Uとして、希釈室10、その希釈室10
の陽イオン交換膜C側に隣接する第1濃縮室11と陰イ
オン交換膜A側に隣接する第2濃縮室12、第1濃縮室
11の陰イオン交換膜A側に隣接する水酸イオン室13
を含む。そして第1濃縮室11のpHを希釈室10より
移動するNH4 イオンと水酸イオン室13より移動する
OHイオンからアンモニアを生成するアルカリ性に維持
して、そのアンモニアを気体として取り出し回収する。 【効果】 大きな設置面積や複雑な設備、さらに多大な
エネルギー消費を必要とすることなく、アンモニア性窒
素からアンモニアを気体として効率良く分離回収でき
る。
Description
る復水脱塩再生水などの液中に存在するアンモニア性窒
素をアンモニアガスとして除去する方法に関する。
どは、通常イオン交換樹脂により脱塩されて復水脱塩再
生水とされるが、その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、アンモニア拡散(ストリ
ッピング)法が多用されている。
ング法は、複雑な設備や大きな敷地面積を必要とする上
に、多大のエネルギーを消費するという問題がある。ま
た、大気中に蒸発水と共にアンモニアを放出させること
は環境上も好ましくないので、それを回避するためには
さらに後処理設備を必要とするが、そのような設備を設
けても資源としてのアンモニアを回収することは容易で
はない。そこで本発明はこのような問題を解決するため
のアンモニア性窒素の除去方法の提供を課題とするもの
である。
窒素を含有する液に酸を添加してアンモニウム塩を沈澱
除去し、得られたアンモニウムイオンを含む液を陽イオ
ン交換膜と陰イオン交換膜が交互に配置された電気透析
装置で処理するアンモニア性窒素の除去方法である。そ
して電気透析装置の透析単位として、アンモニウムイオ
ンを含む液を導入する希釈室と、その希釈室の陽イオン
交換膜側に隣接する第1濃縮室と、希釈室の陰イオン交
換膜側に隣接する第2濃縮室と、第1濃縮室の陰イオン
交換膜側に隣接して水酸イオン含有液が流れる水酸イオ
ン室を含む。さらに第1濃縮室のpHは、希釈室より移
動するアンモニウムイオンと水酸イオン室から移動する
水酸イオンからアンモニアを生成する平衡条件となるよ
うなアルカリ性に維持する。そして生成したアンモニア
を気体として第1濃縮室から取り出すことを特徴とする
ものである。
をさらに詳細に説明する。図1は本発明のアンモニア性
窒素の除去方法を実施するための処理フローシートの一
例であり、1はpH調整槽、2はポンプ、3は中空糸膜
フイルタ、4は電気透析装置である。アンモニア性窒素
を含有する液aは、pH調整槽1で添加される酸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、それによってアンモニア性窒素はアンモニウム塩と
して沈澱し配管cから除去される。添加する酸としては
鉱酸、例えば塩酸または硫酸などが好ましい。沈澱しな
いアンモニウムイオン(NH4 イオン)と無機イオン、
例えば酸として硫酸を使用するときは硫酸イオン(SO
4 イオン)が液中に残される。pH調整槽1からのアン
モニウムイオンを含む液は、ポンプ2により配管dを通
って中空糸膜フイルタ3に送られて微細な固形粒子が除
去される。固形粒子を除去することにより電気透析装置
における透析膜の有効処理時間を大幅に延長することが
できる。
り電気透析装置4の希釈室に導入され、そこで電気透析
処理により一定量のアンモニアイオンおよびその他の無
機イオン類を低減された液が配管fを通って排出され、
再使用するか系外に放出される。電気透析装置4は後述
するように陽イオン交換膜と陰イオン交換膜が交互に多
数配置され、それらによって仕切られた希釈室、第1濃
縮室、第2濃縮室および水酸イオン室が透析単位となっ
ている。そして水酸イオン室に水酸イオン供給液として
の水酸化ナトリウム(NaOH)を含む液が配管gによ
り導入され、配管hから流出する。さらに第1濃縮室に
は室内を高pHに維持するためにアルカリ剤を含む液、
例えば水酸化ナトリウム(NaOH)液が配管kにより
導入され、第1濃縮室からはNaOH液が配管mにより
流出する。また気体としてのアンモニアが第1濃縮室内
を上昇して配管iから外部に取り出される。さらに第2
濃縮室で濃縮されたSO4 イオンのような無機イオンと
Naイオンを含む液が配管jから流出する。
装置4を模式的に示す図である。例えばチタン板に白金
メッキした陽極板5と、ステンレス板からなる陰極板6
との間に陽イオン交換膜Cと陰イオン交換膜Aが交互に
多数配置される。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。なお陽極板5と
それに隣接する陰イオン交換膜Aとの間には陽極液が流
され、陰極板6とそれに隣接する陽イオン交換膜Cとの
間には陰極液が流される。
モニアイオンの濃度や所望の処理量等により異なるが、
一般に200〜900対程度用いられる。そして一対の
陽イオン交換膜Cと陰イオン交換膜Aの間にアンモニウ
ムイオンを含む液を導入する希釈室10が配置され、希
釈室10の陽イオン交換膜C側に隣接して第1濃縮室1
1、希釈室10の陰イオン交換膜A側に隣接して第2濃
縮室12が配置され、さらに第1濃縮室11の陰イオン
交換膜A側に隣接して水酸イオン含有液が流れる水酸イ
オン室13が配置されている。そしてこれら希釈室1
0、第1濃縮室11、第2濃縮室12および水酸イオン
室13により透析単位Uが構成され、そのような透析単
位が陽極板5と陰極板6との間に多数配置されている。
は、希釈室10にはアンモニウムイオン(NH4 イオ
ン)と硫酸イオン(SO4 イオン)を含む液が配管eに
より導入され、そこでこれらイオンは陰−陽極板間に形
成された電場によって電気的に泳動する。NH4 イオン
(陽イオン)は陰極板6の方向に泳動し、陽イオン交換
膜Cを透過し第1濃縮室11に移動する。第1濃縮室1
1内のNH4 イオンはさらに陰極板6方向へ泳動しよう
とするが、水酸イオン室13との境界の陰イオン交換膜
Aに阻止される。一方SO4 イオン(陰イオン)は陽極
板5の方向に泳動し、陰イオン交換膜Aを透過して第2
濃縮室12に移動する。第2濃縮室12内のSO4 イオ
ンはさらに陽極板5方向に泳動しようとするが、次の透
析単位を構成する水酸イオン室13との境界の陽イオン
交換膜Cに阻止されて濃縮液中に残る。このように希釈
室10のNH4 イオンは第1濃縮室11へ移動し、SO
4 イオンは第2濃縮室12に移動する。
に導入された水酸化ナトリウムを含む液は、陽イオンで
あるナトリウムイオン(Naイオン)と陰イオンである
水酸イオン(OHイオン)とに電離される。陰−陽極板
間に形成された電場によって、Naイオンは陰極板6の
方向に泳動し、陽イオン交換膜Cを透過し次の透析単位
を構成する第2濃縮室12に移動する。第2濃縮室12
内のNaイオンはさらに陰極板6方向へ泳動しようとす
るが陰イオン交換膜Aに阻止される。一方、OHイオン
は陽極板5の方向に泳動し、陰イオン交換膜Aを透過し
て第1濃縮室11に移動する。第1濃縮室11内のOH
イオンはさらに陽極板5方向に泳動しようとするが、希
釈室10との境界の陽イオン交換膜Cに阻止される。こ
のように水酸イオン室13のNaイオンは次の透析単位
を構成する第2濃縮室12に移動し、OHイオンは第1
濃縮室11に移動する。上記のようにして、希釈室10
に導入されたNH4 イオンとSO4 イオンは希釈され、
配管fから系外に排出されるか再循環される。また、水
酸イオン室13に導入されたNaOHは希釈されて配管
hから流出し、新たなNaOH液を補給され再循環され
る。
たNH4 イオンと水酸イオン室13から移動したOHイ
オンが存在するが、NH4 イオンとOHイオンは、アン
モニア(NH3 )との間で可逆的反応をする。図3は室
内のpHを変化したときのNH3 とNH4 イオンとの存
在割合を、温度をパラメータとして測定した結果であ
る。図3から判るように、室内のpHが高くなるほどそ
の反応はNH3 側に移行するが、少なくともpHを12
以上のアルカリ側に維持することにより、温度が変化し
ても反応はほぼ100%NH3 側に移行した状態で平衡
する。第1濃縮室11内は配管kから導入したNaOH
液により、そのような高pH、少なくともその温度にお
いて反応がほぼ100%NH3 側に平衡する条件の高い
pHに維持され、それによって第1濃縮室11内に移動
したNH4 イオンは、気体アンモニア(NH3 )として
分離され配管iから効率良く取り出し回収できる。一
方、第1濃縮室11からはNaOHを含む液が配管mに
より流出するが、これは再循環される。
本発明の実施例を示す。配管aから0.3リットル/時
のアンモニア性窒素を含有する復水脱塩再生水をpH調
整槽1に供給し、そこで硫酸を添加してpHを3に調整
した。pH調整された再生水は次に中空糸膜フイルタ3
でSSとして0.2ppmまで固形粒子除去した後、電
気透析装置4に導入して電気透析処理をした。電気透析
装置4の有効膜面積は1.72dm/対、組込膜対数は
1である。水酸イオン室13には濃度pH12のNaO
H液を0.3リットル/時流し、さらに第1濃縮室に濃
度pH12のNaOH液を0.3リットル/時流してそ
のpHを12に維持した。その結果、配管iから気体と
してのアンモニアが1.3リットル/時回収された。一
方、配管mからはアンモニウムイオンを実質的に含まな
いNaOH液が流出した。
きな敷地面積を必要とせず、多大のエネルギーの消費を
することなく、アンモニア性窒素を効率良く除去するこ
とができる。さらに本発明の方法によれば、アンモニア
を気体として容易に分離回収することができるので環境
の問題を生じることがなく、しかも回収したアンモニア
は資源として有効活用できる。
るための処理フローシート。
原理を説明する模式的な図。
示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 アンモニア性窒素を含有する液に酸を添
加してアンモニウム塩を沈澱除去し、アンモニウムイオ
ンを含む液を陽イオン交換膜Cと陰イオン交換膜Aが交
互に配置された電気透析装置4で処理するアンモニア性
窒素の除去方法であって、電気透析装置4の透析単位U
として、アンモニウムイオンを含む液を導入する希釈室
10と、該希釈室10の陽イオン交換膜C側に隣接する
第1濃縮室11と、該希釈室10の陰イオン交換膜A側
に隣接する第2濃縮室12と、前記第1濃縮室11の陰
イオン交換膜A側に隣接して水酸イオン含有液が流れる
水酸イオン室13を含み、前記第1濃縮室11のpHを
前記希釈室10より移動するアンモニウムイオンと前記
水酸イオン室13から移動する水酸イオンからアンモニ
アを生成する平衡条件となるようなアルカリ性に維持
し、それによって生成したアンモニアを気体として該第
1濃縮室11から取り出すことを特徴とするアンモニア
性窒素の除去方法。 - 【請求項2】 第1濃縮室11のpHを12以上の高ア
ルカリ性に維持する請求項1のアンモニア性窒素の除去
方法。
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JP06184595A JP3637458B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | アンモニア性窒素の除去方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10167720A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-23 | Toshiba Eng & Constr Co Ltd | アンモニア含有液の処理方法 |
JP2018533473A (ja) * | 2015-10-30 | 2018-11-15 | 中国石油化工股▲ふん▼有限公司 | 廃水の処理方法および処理システム、並びに、分子篩の作製方法および作製システム |
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---|---|---|---|---|
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JPH10167720A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-23 | Toshiba Eng & Constr Co Ltd | アンモニア含有液の処理方法 |
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