JPH09103795A - 生物処理廃液のアンモニア処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アミン類を含む廃液処理において、廃液中の
アンモニアを小規模設備で、効率よく簡単に処理する。 【解決手段】 工場などから排出されたアミン類などを
含有する廃液を、生物処理反応槽１でアンモニアに分解
し、反応槽１の上部に取り付けられた検出器７でアミン
類の減少、あるいは、アンモニウムイオン増加を検知し
て、自動的に反応槽にアルカリ基剤を投入し廃液をｐＨ
１０〜１３に調整して、廃液中のアンモニアを放散させ
て反応槽から排出し、アンモニア吸収塔１３で吸収させ
空気は無害化して大気に放出し、廃液は凝集沈澱処理後
反応槽より排出し、ろ過、中和処理して放流する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広く産業分野から
排出されるアンモニア含有液中のアンモニアを除去する
方法に関し、特にアミン類などを含む廃液の生物処理後
の廃液中に含まれるアンモニアの処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】工場などから排出されるアミン類などを
含む廃液の処理は従来の凝集法、活性汚泥法、活性炭吸
着法などでは分解しにくいので生物処理方法として、特
開昭平２−１０９９７５号公報記載の発明が知られてい
る。この方法では発明の名称が「エタノールアミン類を
分解する新規な細菌」と題されているように、アミン類
でも特に難分解性のエタノールアミン類を生分解する方
法を示している。しかし、生物処理方法は処理に時間が
かかるため大きな下水処理場等で大規模に行う必要があ
った。

【０００３】また、この生物処理した後の廃液にはアミ
ン類などが分解したアンモニウムイオンが含まれてお
り、このアンモニウムイオンを処理する方法については
特開昭平２−１０９９７５号公報には開示されていない
が、一般には、特開平６−３３５６８８号公報等にその
改良例が記載されているように、アンモニア含有液を処
理する方法としてアンモニアストリッピング法が広く知
られている。この方法は廃液中のアンモニア性窒素はア
ンモニウムイオンと遊離のアンモニアとの間には平衡関
係がありｐＨと温度に依存することを利用したもので、
ｐＨ７付近では廃液中のアンモニア性窒素はほとんどア
ンモニウムイオンとして存在し、ｐＨ１１付近では約９
０パーセントが遊離アンモニアとして存在するため、処
理対象廃液に石灰を注入しｐＨを１１付近まで高めその
後、空気又は蒸気と接触させることで水中のアンモニア
を拡散させている。

【０００４】しかし、アンモニアストリッピング法にお
いても、効率よくアンモニアを除去するため廃液を貯蔵
し、その下方から上方に向かって空気を吹き込みアンモ
ニアガスを除去するためのアンモニアストリッピング塔
が必要となり、装置も複雑になるため、設備が大きくな
るとともに、イニシャルコストとメンテナンスなどのラ
ンニングコストがかかり、コスト面で問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アミン類を
含む工場排水廃液等は、かかる大規模な生物処理施設や
ストリッピング塔を必要とするので民間の一企業内等で
設置することは困難であり、また、生物処理の終了を確
認する際、排水のｐＨ、濁度など間接的な指標から次の
工程のアンモニアのストリッピング工程へと進むため
に、生物処理の管理が困難であった。

【０００６】本発明の課題は、小規模の工場排水等のア
ミン類を含む廃液処理を可能とし、管理し易く、また、
イニシャルコストとメンテナンスなどのランニングコス
トが少なく、設置が簡単で取扱いのしやすい生物処理廃
液のアンモニア処理の方法及び装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明は、アミン類をアンモニアに分解する微生物を
用いてアミン類などを含む廃液の処理を行う生物処理に
おいて、微生物の阻害物質を除外した廃液を生物処理反
応槽に投入し、微生物を加えて生物処理を行いアミン類
をアンモニウムイオンに分解した後さらに生物処理反応
槽内にアルカリ基剤を投入しアンモニウムイオンを遊離
アンモニアに分離し排気口よりアンモニアガスとして排
出した後、生物処理反応槽内で処理液中の微生物や微生
物の死骸を凝集沈澱処理後、ろ過、中和処理等の次工程
に排出する。又は、凝集沈澱処理、ろ過、中和処理等の
次工程に生物処理反応槽内より廃液を排出することによ
って前述した課題を解決した。

【０００８】アミン類をアンモニアに分解する微生物は
主としてエタノールアミン類を分解する好気性のコリネ
バクテリウム属細菌が適している。

【０００９】本発明者等は、生物処理が進み分解がほぼ
完了したかどうかは廃液中のアンモニウムイオン濃度の
増加、又は廃液中のトリエタノールアミンとジエタノー
ルアミンの合計濃度のアミン類の減少を測定することに
より得られることを知得した。この知得により、生物処
理後アルカリ基剤の投入は、生物処理槽内の廃液中のア
ンモニウムイオン濃度が８００ｐｐｍ以上となったと
き、あるいは、廃液中のトリエタノールアミンとジエタ
ノールアミンの合計濃度が５０ｐｐｍ以下になった後行
うようにする。

【００１０】即ち、生物反応槽内で生物処理した後に、
アミン類などの減少、あるいは、アンモニウムイオンの
増加を自動的に検知して、その信号を受けて次の工程で
あるアンモニアストリッピング処理へと自動的に移行さ
せる。

【００１１】前記処理を行うため、本発明においては、
生物処理反応槽を、微生物を阻害する物質を除外した廃
液が流入する廃液流入口と、投入された廃液に気体を流
入させる気体流入口と、流入及び発生気体を外部に接続
されたのアンモニア吸収塔に流出するようにされた排気
口と、アルカリ基剤を流入する薬液流入口と、廃液の成
分濃度を検出する検出器と、廃液を凝集沈澱処理、中和
処理等の次工程に排出する排出口と、を有する概略密閉
式の処理槽である生物処理廃液のアンモニア処理装置と
した。

【００１２】廃液の成分濃度を検出する検出器は、廃液
の生物処理完了検出手段と、前記廃液のペーハ濃度検出
手段とし、廃液の生物処理完了検出手段は廃液の成分濃
度を検出する検出器であって、イオン電極又はイオンク
ロマトグラフィーを用いるとよい。

【００１３】生物処理完了検出手段が処理の完了を検出
したときにアルカリ基剤を最初に投入する手段と、所定
の上限ペーハ値になったときにアルカリ基剤の投入を停
止する手段と、を設けることにより、廃液のペーハ濃度
をｐＨ１０〜ｐＨ１３に調整するとよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。図１は本発明の生物処理廃液の
アンモニア処理方法及び装置を含み、アミン類をアンモ
ニアに分解する微生物を用いてアミン類などを含む廃液
の処理を行う生物処理系統図である。図１において、ア
ミン類を含む廃液中の防腐剤・防錆剤など生物処理を阻
害する物質を除外する前処理を行うための前処理槽２が
設けられている。前処理槽２は生物処理反応槽（以下、
反応槽という）１に接続され前処理槽２で処理された廃
液を生物処理反応槽１に導入するための液送ポンプ３が
設けられている。また、アンモニアガスを分離するため
のアルカリ基剤（苛性ソーダ）を貯蔵する薬液槽１０が
設けられている。薬液槽１０は反応槽１に接続され薬液
槽内の苛性ソーダを反応槽に導入するための苛性ソーダ
用薬液ポンプ１１が設けられている。

【００１５】反応槽１には、微生物を阻害する物質を除
外した廃液が流入する廃液流入口１９、また、苛性ソー
ダが流入する薬液流入口２０が設けられている。また、
微生物を投入する投入口２３が上部に設けられており、
微生物は図示されない培養装置にて培養される。反応槽
１の下部には、投入された廃液に空気を流入させる気体
流入口（空気散気管）５が設けられている。空気散気管
５には小型ブロア４と大型ブロア９が接続され広範囲に
渡る空気を反応槽内下部より導入可能にされている。反
応槽１の上部には、流入空気及び発生気体（アンモニア
ガス）を反応槽外部に排出する排気口２２が設けられて
いる。又、反応槽内の廃液を撹拌するための撹拌機６が
設けられている。

【００１６】さらに、反応槽１には、廃液のアンモニウ
ムの電導度を検知するイオン電極７およびイオン電極の
出力からアンモニウム濃度を測定する測定器（アンモニ
ウムイオンメータ）８が設けられ測定器の濃度判定信号
が制御装置２４に入力されている。また、廃液のペーハ
濃度測定器（ペーハメータ）１２が設けられ、所定の判
定信号が制御装置２４に入力されている。制御装置はア
ンモニウム濃度測定器出力信号により苛性ソーダ用薬液
ポンプ１１の運転を開始し、反応槽１内に苛性ソーダを
供給し、さらにペーハ濃度測定器の上限出力信号により
苛性ソーダ用薬液ポンプを停止させ苛性ソーダの供給を
停止するようにされている。

【００１７】反応槽１の下部には廃液を排出するための
排出口２１が設けられ排出口はさらに廃液を吸引送り出
す廃液ポンプ１５、ろ過器１６を介して図示しない凝集
沈澱処理、中和処理等の工程に接続されている。また、
排気口２２は散気管１４を介して内部に希硫酸が貯留さ
れたアンモニア吸収塔１３に接続されている。さらに、
反応槽１を覆うようにして水冷ジャケット１８が設けら
れ水冷ジャケットに温水又は冷水を循環供給する温度調
整装置１７が設けられている。

【００１８】本発明の実施の形態についてその作用を説
明すると、前処理槽２で微生物を阻害する防腐剤や防錆
剤等の物質を除外処理された廃液は、液送ポンプ３を介
して反応槽１に導入される。反応槽１には、コリネバク
テリウム属を主体としたアミン類分解菌が投入され、更
に、小型ブロワ４により空気散気管５から空気０．２〜
０．３ｍ³ ／分を生物反応槽の下部から流入させ、撹拌
機６で反応促進されることにより、７〜１０日後には廃
液中のアミン類が分解される。この分解反応は最終的に
はアミン類の分解生成物であるアンモニウムイオン１，
０００ｐｐｍ程度が反応槽１内の生物処理廃液中に含有
される。

【００１９】生物反応槽１の上部に取り付けられたイオ
ン電極は、アンモニウムイオンの設定濃度以上で信号を
出力し、この信号を検出器７から測定器８に送る。設定
濃度は例えば８００ｐｐｍ程度が反応量及び反応時間か
らみて効率的である。測定器８は送られた信号により生
物処理が終了したと判断し、測定器８から終了信号が制
御装置２４に送られ制御装置は小型ブロワ４を停止させ
ると共に、大型ブロワ９の稼動を開始し、空気散気管５
より１０〜１３ｍ³ ／分の空気を流入させる。

【００２０】更に、制御装置によって、薬液ポンプ１１
を制御し、薬液槽１０から苛性ソーダを反応槽１に注入
する。反応槽内の廃液のペーハ濃度測定器１２の信号を
検出して制御装置２４に信号を出力し、ペーハ濃度がｐ
Ｈ１０〜ｐＨ１３になるように薬液ポンプが運転され
る。従って、反応槽内の廃液中の含有アンモニウムイオ
ンはペーハ値の高い状態で、遊離アンモニアとなり、流
入空気内に放散されてアンモニアガスとなる。なお、こ
の間撹拌機６は引き続き稼動する。

【００２１】放散されたアンモニアガスを含む空気は生
物反応槽１の上部の排気口２２からアンモニア吸収塔１
３内の散気管１４に導入される。アンモニア吸収塔１３
には希硫酸が貯留されており、散気管１４から流入され
たアンモニアは希硫酸と反応し、空気内のアンモニアは
希硫酸との反応生成物である硫酸アンモニウムとしてア
ンモニア吸収塔１３内に残り、更に、アンモニアを分離
除去された空気は無害化されて大気に放出される。

【００２２】反応槽内の廃液中の含有アンモニウムイオ
ンを遊離アンモニアとし、流入空気内に放散されてアン
モニアガスとする、いわゆるストリッピング処理工程は
処理廃液中のアンモニウムイオンが５０ｐｐｍ以下に減
少した時点で完了とする。処理廃液中のアンモニウムイ
オンの検出はイオン電極及び検出器７により行われる。
その後、アンモニアを除去された生物反応槽１内の廃液
は排出口２１から排水ポンプ１５を介して排出され、微
生物やその死骸などの含有物質を分離するために、反応
槽１内に高分子系凝集剤を投入して反応槽内で凝集沈澱
処理後、ろ過器１６を通し、最後に中和処理されて放流
される。

【００２３】なお、実施の形態においては、廃液の生物
処理完了検出手段はイオン電極を設けアンモニウムイオ
ンの増加を検知して、次の工程であるアンモニアストリ
ッピング処理へ移行させたが、イオン電極に代えてイオ
ンクロマトグラフィを使用してアミン類のなかで毒性の
強いトリエタノールアミンとジエタノールアミンの合計
濃度が５０ｐｐｍ以下になったときに次工程に移行する
ようにしてもよい。この場合イオン電極に比して、検出
器が高価である、連続測定できないという面があるが、
アミン類のうち毒性の強いものを直接測定できるので処
理された廃液内のアミン類をより確実に減らすことがで
きる。

【００２４】また、微生物やその死骸などの含有物質を
分離するために、反応槽１内で凝集沈澱処理を行えば沈
澱槽等の設備が少なくて済むが、沈澱処理時間（１〜２
日）中に次の廃液の処理ができないため、廃液の量によ
っては別に沈澱槽を設けてもよい。

【００２５】水冷ジャケット１８は反応槽１内の廃液温
度を調整するためのもので、生物処理反応中は廃液を２
５℃に加熱又は冷却し生物処理反応を促進させる。ま
た、アンモニアガスに分離する工程においては、効率良
くアンモニアガスを分離するため高温にするが、１００
℃以上ではアンモニア吸収塔１３内での希硫酸との反応
が逆に低下するので、廃液を５０℃に加熱又は冷却して
アンモニアガスの分離、吸収を促進させている。

【００２６】なお、近くにボイラー等の設備があり蒸気
が簡単に使用できるならば従来のストリッピング塔と同
様に１００℃以上の蒸気を反応槽１内に流入させアンモ
ニアガスを分離させ、さらに、排気口２２より排気され
るアンモニアガスを熱交換器により５０℃に冷却してか
らアンモニア吸収塔に導くようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明においては、アミン類などを含む
廃液の処理を行う生物処理において、生物反応槽内で生
物処理及びアンモニアストリッピング処理を順次行うよ
うにしたので、小規模の工場排水等のアミン類を含む廃
液処理を可能とし、また、イニシャルコストとメンテナ
ンスなどのランニングコストが少なく、設置が簡単な生
物処理廃液のアンモニア処理の方法及び装置を提供する
ものとなった。

【００２８】また、生物処理が進み分解がほぼ完了した
かどうかは廃液中のアンモニウムイオン濃度の増加、又
は廃液中のトリエタノールアミンとジエタノールアミン
の合計濃度のアミン類の減少を測定することに判定し、
自動的に次工程に移行し、さらにペーハ濃度検出により
アルカリ基剤を自動的に投入停止して、ペーハ値を自動
調整できるようにしたので、管理がし易く、また、取扱
いのしやすい、さらに、廃液の処理を安定的にかつ高効
率的に処理することができる生物処理廃液のアンモニア
処理の方法及び装置を提供するものとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す廃液処理設備の系統
図である。

【符号の説明】

１ 生物処理反応槽（反応槽） ２ 前処理槽 ５ 空気散気管（気体流入口） ７ 検出器 １２ ペーハ濃度測定器（ｐＨ計） １９ 廃液流入口 ２０ 薬液流入口 ２１ 排出口 ２２ 排気口 ２４ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大川 直士 滋賀県甲賀郡甲西町大池町１番１ 株式会 社ネオス中央研究所内 (72)発明者 米島 隆 滋賀県甲賀郡甲西町大池町１番１ 株式会 社ネオス中央研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アミン類をアンモニアに分解する微生物
   を用いてアミン類などを含む廃液の処理を行う生物処理
   において、前処理槽に前記廃液を導き前記廃液中の防腐
   剤・防錆剤等の前記微生物を阻害する物質を除外した
   後、前記阻害物質を除外した前記廃液を気体流入口と排
   気口を備えた半密閉式の生物処理反応槽に投入し、かつ
   前記微生物を加えて前記生物処理を行い、前記生物処理
   後さらに前記生物処理反応槽内にアルカリ基剤を投入し
   ｐＨ１０以上に調整して生成したアンモニウムイオンを
   遊離アンモニアに分離し前記排気口よりアンモニアガス
   として排出した後、前記、生物処理反応槽内の処理済み
   廃液を、凝集沈澱処理後中和処理等の次工程に、又は凝
   集沈澱処理、中和処理等の次工程に排出することを特徴
   とする生物処理廃液のアンモニア処理方法。
2. 【請求項２】 前記アミン類をアンモニアに分解する微
   生物はエタノールアミン類を分解する好気性のコリネバ
   クテリウム属細菌であることを特徴とする請求項１記載
   の生物処理廃液のアンモニア処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の前記生物処理後アルカリ
   基剤の投入は、前記廃液中のアンモニウムイオン濃度が
   ８００ｐｐｍ以上になった後行うようにしたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の生物処理廃液のアンモニア
   処理方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の前記生物処理後アルカリ
   基剤の投入は、前記廃液中のトリエタノールアミンとジ
   エタノールアミンの合計濃度が５０ｐｐｍ以下になった
   後行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の生物処理廃液のアンモニア処理方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の前記生物処理後のアルカ
   リ基剤の投入及び停止は、前記廃液中のペーハ値がｐＨ
   １０〜ｐＨ１３に調整可能にされていることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の生物処理廃液のアンモニア処理
   方法。
6. 【請求項６】 アミン類をアンモニアに分解する微生物
   を用いてアミン類などを含む廃液の処理を行う生物処理
   装置において、前処理槽で前記廃液中の防腐剤・防錆剤
   等の前記微生物を阻害する物質を除外した前記廃液が流
   入する廃液流入口と、投入された廃液に気体を流入させ
   る気体流入口と、流入及び発生気体を外部に接続された
   アンモニア吸収塔に流出するようにされた排気口と、ア
   ルカリ基剤を流入する薬液流入口と、前記廃液の成分濃
   度を検出する検出器と、前記廃液を凝集沈澱処理、中和
   処理等の次工程に排出する排出口と、を有する概略密閉
   式の処理槽からなることを特徴とする生物処理廃液のア
   ンモニア処理装置。
7. 【請求項７】 前記廃液の成分濃度を検出する検出器
   は、廃液の生物処理完了検出手段と、前記廃液のペーハ
   濃度検出手段と、からなることを特徴とする請求項６記
   載の生物処理廃液のアンモニア処理装置。
8. 【請求項８】 前記廃液の生物処理完了検出手段は廃液
   の成分濃度を検出する検出器であって、イオン電極又は
   イオンクロマトグラフィーとからなることを特徴とする
   請求項７記載の生物処理廃液のアンモニア処理装置。
9. 【請求項９】 前記生物処理完了検出手段が処理の完了
   を検出したときにアルカリ基剤を投入する手段と、所定
   の上限ペーハ値になったときにアルカリ基剤の投入を停
   止する手段と、を有することを特徴とする請求項７又は
   ８記載の生物処理廃液のアンモニア処理装置。