JPH09103799A - 水処理方法 - Google Patents
水処理方法Info
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- JPH09103799A JPH09103799A JP7265917A JP26591795A JPH09103799A JP H09103799 A JPH09103799 A JP H09103799A JP 7265917 A JP7265917 A JP 7265917A JP 26591795 A JP26591795 A JP 26591795A JP H09103799 A JPH09103799 A JP H09103799A
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- Japan
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- water
- ions
- tank
- exchange membrane
- concentrated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4676—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electroreduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
- C02F2101/163—Nitrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】硝酸イオンを含む水から、硝酸イオンを除去
し、かつ、無害化する。 【解決手段】電気透析により脱塩水および濃縮水を得た
後、濃縮水は脱窒菌により窒素酸化物イオンを生物脱窒
処理する水処理方法であって、陰極液１７のｐＨを１〜
３の範囲に調整し、陰極液は濃縮室液槽１４に戻されｐ
Ｈが４〜６の範囲の濃縮水１５として抜き出され、調整
槽でアルカリを加えてｐＨを６〜９の範囲に調整して生
物処理槽に供給する。
し、かつ、無害化する。 【解決手段】電気透析により脱塩水および濃縮水を得た
後、濃縮水は脱窒菌により窒素酸化物イオンを生物脱窒
処理する水処理方法であって、陰極液１７のｐＨを１〜
３の範囲に調整し、陰極液は濃縮室液槽１４に戻されｐ
Ｈが４〜６の範囲の濃縮水１５として抜き出され、調整
槽でアルカリを加えてｐＨを６〜９の範囲に調整して生
物処理槽に供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硝酸イオン（ＮＯ
3 -）または亜硝酸イオン（ＮＯ2 -）を含む水から、効果
的に硝酸イオンや亜硝酸イオンを除去する水処理方法に
関する。
3 -）または亜硝酸イオン（ＮＯ2 -）を含む水から、効果
的に硝酸イオンや亜硝酸イオンを除去する水処理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】飲料水または工業用水として、地下水・
河川水・湖水などが広く利用されている。これらの水
は、肥料や家畜の糞尿を起源とする硝酸イオンや亜硝酸
イオンで汚染されている場合があり、そのまま利用すれ
ば人体に害を及ぼすおそれが指摘されている。たとえ
ば、硝酸イオンを多量に含む水を摂取し続けた場合、ガ
ンの発症率が増加するおそれがあるとされている。
河川水・湖水などが広く利用されている。これらの水
は、肥料や家畜の糞尿を起源とする硝酸イオンや亜硝酸
イオンで汚染されている場合があり、そのまま利用すれ
ば人体に害を及ぼすおそれが指摘されている。たとえ
ば、硝酸イオンを多量に含む水を摂取し続けた場合、ガ
ンの発症率が増加するおそれがあるとされている。
【０００３】このような水は、蒸留法・逆浸透法・電気
透析法などにより脱塩精製した後、飲料水や工業水に使
用できるが、これらの方法では濃縮された硝酸塩などを
含む廃液が生成するので、この廃液の処理が問題にな
る。また、生物学的脱窒法により窒素濃度を下げてか
ら、逆浸透膜や電気透析装置を用いて処理するプロセス
も知られているが、生物処理で窒素成分を除去しても、
後工程で逆浸透膜や電気透析装置を用いて脱塩・脱硝を
行った場合、硝酸イオンなどの有害イオンを高濃度で含
む廃液が生成する。
透析法などにより脱塩精製した後、飲料水や工業水に使
用できるが、これらの方法では濃縮された硝酸塩などを
含む廃液が生成するので、この廃液の処理が問題にな
る。また、生物学的脱窒法により窒素濃度を下げてか
ら、逆浸透膜や電気透析装置を用いて処理するプロセス
も知られているが、生物処理で窒素成分を除去しても、
後工程で逆浸透膜や電気透析装置を用いて脱塩・脱硝を
行った場合、硝酸イオンなどの有害イオンを高濃度で含
む廃液が生成する。
【０００４】一方、イギリス特許公開２２４９７８５号
には、電気透析と生物脱窒処理を組み合わせた処理法も
提案されているが、電気透析工程であまり高濃度の濃縮
が行われていなかった。
には、電気透析と生物脱窒処理を組み合わせた処理法も
提案されているが、電気透析工程であまり高濃度の濃縮
が行われていなかった。
【０００５】また、産業排液にも多量の硝酸イオンや亜
硝酸イオンが含まれているものがあり、これをそのまま
放流することは許されない。何らかの手段で硝酸イオン
や亜硝酸イオンを分離したとしても、分離した硝酸イオ
ンや亜硝酸イオンにより二次的な汚染をひきおこすおそ
れがある。
硝酸イオンが含まれているものがあり、これをそのまま
放流することは許されない。何らかの手段で硝酸イオン
や亜硝酸イオンを分離したとしても、分離した硝酸イオ
ンや亜硝酸イオンにより二次的な汚染をひきおこすおそ
れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硝酸
イオンまたは亜硝酸イオンを含有する水から、効率的に
それらのイオンを除去し、不純物の少ない飲料水や工業
水を収率良く得るだけでなく、硝酸イオンまたは亜硝酸
イオンの大部分を無害化する水処理方法を提供すること
である。
イオンまたは亜硝酸イオンを含有する水から、効率的に
それらのイオンを除去し、不純物の少ない飲料水や工業
水を収率良く得るだけでなく、硝酸イオンまたは亜硝酸
イオンの大部分を無害化する水処理方法を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、陽極と陰極と
の間に、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜の複数対
を、最も陽極側が陰イオン交換膜で最も陰極側が陽イオ
ン交換膜になるように配置した電気透析槽の脱塩室に窒
素酸化物イオンを含有する原水を供給しつつ、電流を印
加して窒素酸化物イオンを他のイオンとともに濃縮室に
移行させて、脱塩水および濃縮水を得た後、濃縮水は脱
窒菌により窒素酸化物イオンを生物脱窒処理する水処理
方法であって、陰極液のｐＨを１〜３の範囲に調整し、
かつ、陰極液を濃縮水に戻すことによって濃縮水のｐＨ
を４〜６の範囲に調整し、さらに、濃縮室液から抜き出
した濃縮水は、アルカリを加えてｐＨを６〜９の範囲に
調整し、析出したカルシウムまたはマグネシウムの塩ま
たは水酸化物を沈澱除去した後で生物処理槽に供給する
水処理方法を提供する。
の間に、陰イオン交換膜および陽イオン交換膜の複数対
を、最も陽極側が陰イオン交換膜で最も陰極側が陽イオ
ン交換膜になるように配置した電気透析槽の脱塩室に窒
素酸化物イオンを含有する原水を供給しつつ、電流を印
加して窒素酸化物イオンを他のイオンとともに濃縮室に
移行させて、脱塩水および濃縮水を得た後、濃縮水は脱
窒菌により窒素酸化物イオンを生物脱窒処理する水処理
方法であって、陰極液のｐＨを１〜３の範囲に調整し、
かつ、陰極液を濃縮水に戻すことによって濃縮水のｐＨ
を４〜６の範囲に調整し、さらに、濃縮室液から抜き出
した濃縮水は、アルカリを加えてｐＨを６〜９の範囲に
調整し、析出したカルシウムまたはマグネシウムの塩ま
たは水酸化物を沈澱除去した後で生物処理槽に供給する
水処理方法を提供する。
【０００８】本発明の処理対象とする原水は、地下水・
河川水などの他、あるいは有害イオンを含む地下水・河
川水などを脱塩精製設備などにより脱塩して得られた廃
液、または産業廃液であってもよい。たとえば、５０ｐ
ｐｍ以上の窒素酸化物イオンを含有する水である。本発
明において窒素酸化物イオンとは、窒素酸化物が加水分
解して生成するイオンをいい、代表的には硝酸イオンお
よび亜硝酸イオンである。
河川水などの他、あるいは有害イオンを含む地下水・河
川水などを脱塩精製設備などにより脱塩して得られた廃
液、または産業廃液であってもよい。たとえば、５０ｐ
ｐｍ以上の窒素酸化物イオンを含有する水である。本発
明において窒素酸化物イオンとは、窒素酸化物が加水分
解して生成するイオンをいい、代表的には硝酸イオンお
よび亜硝酸イオンである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体例を図１にし
たがって説明するが、本発明はこれに限定されず種々の
形態で実施できる。図１は、本発明で用いる電気透析装
置の説明図である。
たがって説明するが、本発明はこれに限定されず種々の
形態で実施できる。図１は、本発明で用いる電気透析装
置の説明図である。
【００１０】図１において、陽極１および陰極２の間
に、陰イオン交換膜３および陽イオン交換膜４が３対配
置されている。最も陽極側には陽イオン交換膜が配置さ
れて陽極室５を形成し、最も陰極側には陽イオン交換膜
が配置されて陰極室６を形成している。陰陽のイオン交
換膜で区画された室のうち、陽極側が陰イオン交換膜で
陰極側が陽イオン交換膜であるのが脱塩室７であり、逆
に陽極側が陽イオン交換膜で陰極側が陰イオン交換膜で
あるのが濃縮室８である。
に、陰イオン交換膜３および陽イオン交換膜４が３対配
置されている。最も陽極側には陽イオン交換膜が配置さ
れて陽極室５を形成し、最も陰極側には陽イオン交換膜
が配置されて陰極室６を形成している。陰陽のイオン交
換膜で区画された室のうち、陽極側が陰イオン交換膜で
陰極側が陽イオン交換膜であるのが脱塩室７であり、逆
に陽極側が陽イオン交換膜で陰極側が陰イオン交換膜で
あるのが濃縮室８である。
【００１１】脱塩室７には脱塩室液９が供給され、脱塩
室液槽１０を通って循環している。脱塩室液９には原水
１１が供給され、それに応じて一部が脱塩水１２として
抜き出されている。脱塩水は、必要に応じて後処理を施
した後、飲料用や工業用などの用途に供される。この電
気透析工程は生物非接触型であるので、得られた脱塩水
は特別の殺菌処理が不要であるという利点がある。
室液槽１０を通って循環している。脱塩室液９には原水
１１が供給され、それに応じて一部が脱塩水１２として
抜き出されている。脱塩水は、必要に応じて後処理を施
した後、飲料用や工業用などの用途に供される。この電
気透析工程は生物非接触型であるので、得られた脱塩水
は特別の殺菌処理が不要であるという利点がある。
【００１２】濃縮室８には濃縮室液１３が供給され、濃
縮室液槽１４を通して循環している。濃縮室液１３の一
部は、濃縮水１５として抜き出されている。濃縮室８に
は、イオン交換膜を通してイオンとともに水が移行して
くるので図１においては別途水の供給を必要としていな
いが、所望の濃縮水の濃度などに応じて原水などを供給
することもできる。
縮室液槽１４を通して循環している。濃縮室液１３の一
部は、濃縮水１５として抜き出されている。濃縮室８に
は、イオン交換膜を通してイオンとともに水が移行して
くるので図１においては別途水の供給を必要としていな
いが、所望の濃縮水の濃度などに応じて原水などを供給
することもできる。
【００１３】陽極室５には、陽極液１６を供給する。図
１においては、濃縮室液１３の一部を供給しているが、
別途調整した溶液を用いてもよい。陽極液は適宜循環さ
せ、あるいは排出液をたとえば濃縮水とともに次工程に
送る。
１においては、濃縮室液１３の一部を供給しているが、
別途調整した溶液を用いてもよい。陽極液は適宜循環さ
せ、あるいは排出液をたとえば濃縮水とともに次工程に
送る。
【００１４】陰極室６には、陰極液１７を供給する。本
発明においては、陰極液のｐＨは１〜３の範囲に調整す
る。濃縮室液の一部を陰極液として供給する場合は、濃
縮室液槽１４から抜き出した濃縮液に酸を添加して陰極
室６に供給する。このとき添加する酸としては特に限定
されないが、後の処理の容易な点で塩酸が好ましい。陰
極液のｐＨが３より高い場合は、脱塩室から移行してき
たカルシウムイオンやマグネシウムイオンが、それぞれ
炭酸塩や水酸化物として沈殿を生成しやすく安定的に運
転できないので不適当である。陰極液のｐＨが１より低
い場合は、これを濃縮室液に戻したときに濃縮水のｐＨ
を下げすぎて後段の中和工程で添加するアルカリ量が不
必要に大きくなるので不適当である。
発明においては、陰極液のｐＨは１〜３の範囲に調整す
る。濃縮室液の一部を陰極液として供給する場合は、濃
縮室液槽１４から抜き出した濃縮液に酸を添加して陰極
室６に供給する。このとき添加する酸としては特に限定
されないが、後の処理の容易な点で塩酸が好ましい。陰
極液のｐＨが３より高い場合は、脱塩室から移行してき
たカルシウムイオンやマグネシウムイオンが、それぞれ
炭酸塩や水酸化物として沈殿を生成しやすく安定的に運
転できないので不適当である。陰極液のｐＨが１より低
い場合は、これを濃縮室液に戻したときに濃縮水のｐＨ
を下げすぎて後段の中和工程で添加するアルカリ量が不
必要に大きくなるので不適当である。
【００１５】陰極液は、濃縮室液に戻し循環利用する。
本発明においては、陰極液のｐＨが低いため、濃縮室液
のｐＨも低い範囲になる。具体的には、濃縮室液のｐＨ
は４〜６の範囲に調整する必要がある。このため、濃縮
室および濃縮室液の循環する配管内でカルシウムイオン
またはマグネシウムイオンが難溶性の塩または水酸化物
として沈殿することがなく、安定して運転できる。
本発明においては、陰極液のｐＨが低いため、濃縮室液
のｐＨも低い範囲になる。具体的には、濃縮室液のｐＨ
は４〜６の範囲に調整する必要がある。このため、濃縮
室および濃縮室液の循環する配管内でカルシウムイオン
またはマグネシウムイオンが難溶性の塩または水酸化物
として沈殿することがなく、安定して運転できる。
【００１６】本発明においては、この電気透析の工程に
おいて、原水中の窒素酸化物イオンの大部分を濃縮液に
移行させ、この濃縮液について生物脱窒処理を施すこと
により原水中の窒素酸化物イオンを無害化する。生物脱
窒処理を効率的に行うために、濃縮水の濃縮水にアルカ
リを加えてｐＨを６〜９の範囲に調整する必要がある。
アルカリとしては特に限定されず、水酸化ナトリウムな
どを使用できる。生物脱窒槽に供給する濃縮水のｐＨが
７〜８の範囲にある場合はさらに好ましい。
おいて、原水中の窒素酸化物イオンの大部分を濃縮液に
移行させ、この濃縮液について生物脱窒処理を施すこと
により原水中の窒素酸化物イオンを無害化する。生物脱
窒処理を効率的に行うために、濃縮水の濃縮水にアルカ
リを加えてｐＨを６〜９の範囲に調整する必要がある。
アルカリとしては特に限定されず、水酸化ナトリウムな
どを使用できる。生物脱窒槽に供給する濃縮水のｐＨが
７〜８の範囲にある場合はさらに好ましい。
【００１７】濃縮水にアルカリを加えて、ｐＨを６〜９
の範囲にした場合、濃縮水のカルシウムイオンが炭酸カ
ルシウムを生成するか、またはマグネシウムイオンが水
酸化マグネシウムを生成するなどして沈殿が生成する。
このため、生物脱窒槽に濃縮液を供給する前に、析出物
を除去する必要がある。この場合、カルシウムイオンの
濃度として１０００ｐｐｍ以下になるようにすると、以
降の工程で配管の閉塞などのおそれがないので好まし
い。
の範囲にした場合、濃縮水のカルシウムイオンが炭酸カ
ルシウムを生成するか、またはマグネシウムイオンが水
酸化マグネシウムを生成するなどして沈殿が生成する。
このため、生物脱窒槽に濃縮液を供給する前に、析出物
を除去する必要がある。この場合、カルシウムイオンの
濃度として１０００ｐｐｍ以下になるようにすると、以
降の工程で配管の閉塞などのおそれがないので好まし
い。
【００１８】本発明の水処理方法において、陰極液に添
加する酸の一部または全部、あるいは濃縮水に添加する
アルカリの一部または全部を、バイポーラ膜を利用した
中性塩の電気分解によって供給することもできる。
加する酸の一部または全部、あるいは濃縮水に添加する
アルカリの一部または全部を、バイポーラ膜を利用した
中性塩の電気分解によって供給することもできる。
【００１９】電気透析槽で用いる陰イオン交換膜として
は、イオン交換容量が０．５〜１０ミリ当量／ｇ−乾燥
樹脂、厚さが５〜５００μｍのものが好ましい。陰イオ
ン交換膜は、均一系、不均一系のいずれも使用できる。
均一系ではスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体
とする膜が好ましく使用される。
は、イオン交換容量が０．５〜１０ミリ当量／ｇ−乾燥
樹脂、厚さが５〜５００μｍのものが好ましい。陰イオ
ン交換膜は、均一系、不均一系のいずれも使用できる。
均一系ではスチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体
とする膜が好ましく使用される。
【００２０】陽イオン交換膜としては、スルホン酸基を
陽イオン交換基とするものが好ましく、イオン交換容量
が０．５〜１０ミリ当量／ｇ−乾燥樹脂、厚さが５〜５
００μｍのものが好ましい。陽イオン交換膜は、均一
系、不均一系のいずれも使用できる。均一系のもので
は、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体とする
膜が好ましく使用され、必要に応じて、ポリオレフィン
・ポリ塩化ビニル・ポリエステルなどの織布または不織
布で補強されたものが使用できる。
陽イオン交換基とするものが好ましく、イオン交換容量
が０．５〜１０ミリ当量／ｇ−乾燥樹脂、厚さが５〜５
００μｍのものが好ましい。陽イオン交換膜は、均一
系、不均一系のいずれも使用できる。均一系のもので
は、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体を母体とする
膜が好ましく使用され、必要に応じて、ポリオレフィン
・ポリ塩化ビニル・ポリエステルなどの織布または不織
布で補強されたものが使用できる。
【００２１】電気透析槽としては、陰イオン交換膜およ
び陽イオン交換膜を、それぞれ１０〜６００枚電極間に
交互に配列して、脱塩室および濃縮室を多数形成した電
気透析槽が好ましく用いられる。この組み立て構造は、
種々の構造を適宜採用でき、このうち締付型（フィルタ
ープレス型）装置が好ましい。
び陽イオン交換膜を、それぞれ１０〜６００枚電極間に
交互に配列して、脱塩室および濃縮室を多数形成した電
気透析槽が好ましく用いられる。この組み立て構造は、
種々の構造を適宜採用でき、このうち締付型（フィルタ
ープレス型）装置が好ましい。
【００２２】原水は、上記電気透析槽の脱塩室に、好ま
しくは脱塩室内の平均流速が５〜５０ｃｍ／ｓで供給さ
れる。電気透析槽の濃縮室には、電気透析槽の運転開始
後、順次脱塩室から陽イオンおよび陰イオンが水の移動
を伴って移行してくるが、少なくとも当初は濃縮室内の
平均流速が０．５〜５ｃｍ／ｓになるよう水を供給す
る。この濃縮室に供給する水は、処理対象となる有害イ
オンを含む原水であってもよく、別途調製された水であ
ってもよい。電気透析槽の両端部にある陽極または陰極
が収容されるそれぞれの陽極室および陰極室には、常法
にしたがって、適宜の電解質水溶液、たとえば上記濃縮
室に供給されるのと同じ電解質水溶液が供給される。
しくは脱塩室内の平均流速が５〜５０ｃｍ／ｓで供給さ
れる。電気透析槽の濃縮室には、電気透析槽の運転開始
後、順次脱塩室から陽イオンおよび陰イオンが水の移動
を伴って移行してくるが、少なくとも当初は濃縮室内の
平均流速が０．５〜５ｃｍ／ｓになるよう水を供給す
る。この濃縮室に供給する水は、処理対象となる有害イ
オンを含む原水であってもよく、別途調製された水であ
ってもよい。電気透析槽の両端部にある陽極または陰極
が収容されるそれぞれの陽極室および陰極室には、常法
にしたがって、適宜の電解質水溶液、たとえば上記濃縮
室に供給されるのと同じ電解質水溶液が供給される。
【００２３】そして、限界電流密度以下の、好ましくは
０．１〜１０Ａ／ｄｍ2 の電流密度で通電して電気透析
を行う。これにより、脱塩室に供給される原水の陰イオ
ンおよび陽イオンを、それぞれ陰イオン交換膜および陽
イオン交換膜を通して濃縮室に移行させ、脱塩水と濃縮
水を得る。
０．１〜１０Ａ／ｄｍ2 の電流密度で通電して電気透析
を行う。これにより、脱塩室に供給される原水の陰イオ
ンおよび陽イオンを、それぞれ陰イオン交換膜および陽
イオン交換膜を通して濃縮室に移行させ、脱塩水と濃縮
水を得る。
【００２４】陰イオン交換膜として１価陰イオン選択透
過膜を用いる場合は、硝酸イオンまたは亜硝酸イオン
を、硫酸イオンなどの多価イオンに比べて選択的に濃縮
液に移行させうる。このため、硝酸イオンまたは亜硝酸
イオンの処理に関して電流効率が高くなるので好まし
い。比較的多量に存在する硫酸イオンなどの２価イオン
を除去する必要性が少ない場合に、特に有効である。
過膜を用いる場合は、硝酸イオンまたは亜硝酸イオン
を、硫酸イオンなどの多価イオンに比べて選択的に濃縮
液に移行させうる。このため、硝酸イオンまたは亜硝酸
イオンの処理に関して電流効率が高くなるので好まし
い。比較的多量に存在する硫酸イオンなどの２価イオン
を除去する必要性が少ない場合に、特に有効である。
【００２５】１価陰イオン選択透過膜としては、好まし
くは、４級アンモニウム基を陰イオン交換基として有す
る陰イオン交換膜で、硝酸イオンまたは亜硝酸イオンな
どの１価陰イオンを、硫酸イオンなどの多価陰イオンに
比べて選択的に透過させる性質を有するものが使用され
る。この場合の硫酸イオンの透過性に対する硝酸イオン
の透過性は、好ましくは２倍以上、特には５倍以上が適
切である。
くは、４級アンモニウム基を陰イオン交換基として有す
る陰イオン交換膜で、硝酸イオンまたは亜硝酸イオンな
どの１価陰イオンを、硫酸イオンなどの多価陰イオンに
比べて選択的に透過させる性質を有するものが使用され
る。この場合の硫酸イオンの透過性に対する硝酸イオン
の透過性は、好ましくは２倍以上、特には５倍以上が適
切である。
【００２６】陰イオン交換膜として１価陰イオン選択透
過膜を用いる場合には、たとえばＳＯ4 2- などの２価以
上の多価陰イオンが、好ましくは５０％以上、特には９
５％以上脱塩室に保持され、１価の硝酸イオンまたは亜
硝酸イオンは、ほぼ選択的に濃縮室に移行させうる。
過膜を用いる場合には、たとえばＳＯ4 2- などの２価以
上の多価陰イオンが、好ましくは５０％以上、特には９
５％以上脱塩室に保持され、１価の硝酸イオンまたは亜
硝酸イオンは、ほぼ選択的に濃縮室に移行させうる。
【００２７】この結果、濃縮室では、難溶性塩を形成す
る原因となる硫酸イオン・リン酸イオンなどの濃度が低
く維持され、硫酸カルシウムなどの難溶性塩がイオン交
換膜へ沈析することを防止できる。このため、１価陰イ
オン選択透過膜を使用しない場合に比べて、硝酸イオン
・亜硝酸イオン・フッ素イオンなどの１価の有害陰イオ
ンを高濃度に濃縮分離できる。たとえば、窒素酸化物イ
オンを含む水においては、その濃度を好ましくは１００
０ｐｐｍ以上、より好ましくは２０００ｐｐｍ以上に濃
縮できる。
る原因となる硫酸イオン・リン酸イオンなどの濃度が低
く維持され、硫酸カルシウムなどの難溶性塩がイオン交
換膜へ沈析することを防止できる。このため、１価陰イ
オン選択透過膜を使用しない場合に比べて、硝酸イオン
・亜硝酸イオン・フッ素イオンなどの１価の有害陰イオ
ンを高濃度に濃縮分離できる。たとえば、窒素酸化物イ
オンを含む水においては、その濃度を好ましくは１００
０ｐｐｍ以上、より好ましくは２０００ｐｐｍ以上に濃
縮できる。
【００２８】電気透析工程で得られた濃縮液は、次に生
物脱窒処理により窒素酸化物イオンを窒素に還元し、無
害の気体として分離する。この窒素は、そのまま空気中
に放出できる。また、処理済みの水は必要に応じてさら
に処理を施したうえ、河川や海に放流することもでき
る。
物脱窒処理により窒素酸化物イオンを窒素に還元し、無
害の気体として分離する。この窒素は、そのまま空気中
に放出できる。また、処理済みの水は必要に応じてさら
に処理を施したうえ、河川や海に放流することもでき
る。
【００２９】本発明において、生物脱窒処理に供給する
水のＴＤＳは４０００ｐｐｍ以上である。ＴＤＳとはそ
の水中に溶解している塩の総量である。ＴＤＳが４００
０ｐｐｍ未満の場合は、原水に対する濃縮水の濃縮率が
高くならないので、生物脱窒処理の水処理量が不必要に
増大し不適当である。生物脱窒処理に供給する水のＴＤ
Ｓが１０００００ｐｐｍを超える場合は、耐塩性の脱窒
菌を用いても脱窒反応が充分に進行しないので好ましく
ない。生物脱窒処理に供給する水のＴＤＳのさらに好ま
しい範囲は５０００〜６００００ｐｐｍである。電気透
析工程における水の濃縮率は、原水の塩濃度にもよるが
１０〜１００倍程度が好ましい。
水のＴＤＳは４０００ｐｐｍ以上である。ＴＤＳとはそ
の水中に溶解している塩の総量である。ＴＤＳが４００
０ｐｐｍ未満の場合は、原水に対する濃縮水の濃縮率が
高くならないので、生物脱窒処理の水処理量が不必要に
増大し不適当である。生物脱窒処理に供給する水のＴＤ
Ｓが１０００００ｐｐｍを超える場合は、耐塩性の脱窒
菌を用いても脱窒反応が充分に進行しないので好ましく
ない。生物脱窒処理に供給する水のＴＤＳのさらに好ま
しい範囲は５０００〜６００００ｐｐｍである。電気透
析工程における水の濃縮率は、原水の塩濃度にもよるが
１０〜１００倍程度が好ましい。
【００３０】生物脱窒処理は、脱窒菌とよばれる細菌の
働きによる窒素酸化物イオンの還元工程である。この工
程で窒素酸化物イオンは窒素に還元される。脱窒菌は、
実際には同様の働きを有する多種の細菌の集合体、すな
わち活性汚泥が用いられる。
働きによる窒素酸化物イオンの還元工程である。この工
程で窒素酸化物イオンは窒素に還元される。脱窒菌は、
実際には同様の働きを有する多種の細菌の集合体、すな
わち活性汚泥が用いられる。
【００３１】一般に細菌の活動は、塩濃度・ｐＨ・温度
などのさまざまな環境的要因に影響される。本発明で
は、電気透析によって塩濃度が高められた水が生物処理
工程に供給されるので、通常の脱窒菌の活動する条件よ
りかなり塩濃度の高い条件で生物処理が行われる。した
がって、高い塩濃度でも高い活性を示す菌体を用いる必
要がある。
などのさまざまな環境的要因に影響される。本発明で
は、電気透析によって塩濃度が高められた水が生物処理
工程に供給されるので、通常の脱窒菌の活動する条件よ
りかなり塩濃度の高い条件で生物処理が行われる。した
がって、高い塩濃度でも高い活性を示す菌体を用いる必
要がある。
【００３２】活性汚泥は多種の細菌の集合体であるの
で、通常の汚泥にも高い塩濃度でも高い活性を示す種類
の細菌がある割合で含まれていることがあるが、本発明
の生物脱窒工程のような塩濃度では充分な働きはできな
い。そこで、あらかじめ高い塩濃度で馴養しておくこと
によりこのような細菌の割合を高めた菌体を用いるのが
好ましい。
で、通常の汚泥にも高い塩濃度でも高い活性を示す種類
の細菌がある割合で含まれていることがあるが、本発明
の生物脱窒工程のような塩濃度では充分な働きはできな
い。そこで、あらかじめ高い塩濃度で馴養しておくこと
によりこのような細菌の割合を高めた菌体を用いるのが
好ましい。
【００３３】具体的には、ＴＤＳが１００００ｐｐｍ以
上、窒素酸化物を含む条件で１カ月以上馴養したものを
用いるのが好ましい。通常の菌体を投入しても高い塩濃
度の溶液を流通させて馴養すると、時間の経過にしたが
って所望の細菌の濃度が高くなるが、特に、天然の海水
を用いる場合には、自然に存在する耐塩性の細菌が系内
に持ち込まれるため、耐塩性の脱窒菌の増殖が促進され
る。
上、窒素酸化物を含む条件で１カ月以上馴養したものを
用いるのが好ましい。通常の菌体を投入しても高い塩濃
度の溶液を流通させて馴養すると、時間の経過にしたが
って所望の細菌の濃度が高くなるが、特に、天然の海水
を用いる場合には、自然に存在する耐塩性の細菌が系内
に持ち込まれるため、耐塩性の脱窒菌の増殖が促進され
る。
【００３４】生物脱窒工程は、窒素酸化物イオンが還元
されて窒素になる反応であり、嫌気性雰囲気で行われ
る。このため、空気を遮断した反応槽に濃縮水を導入
し、反応を行わせる。また、還元剤としては、メタノー
ル、ショ糖、酢酸、下水のＢＯＤなどが用いられ、反応
性などの点からメタノールが好ましい。
されて窒素になる反応であり、嫌気性雰囲気で行われ
る。このため、空気を遮断した反応槽に濃縮水を導入
し、反応を行わせる。また、還元剤としては、メタノー
ル、ショ糖、酢酸、下水のＢＯＤなどが用いられ、反応
性などの点からメタノールが好ましい。
【００３５】反応槽は特に制限されず、生物脱窒工程は
連続式、バッチ式などの方法で反応を行うことができ
る。また、菌体は非処理水中に分散した状態であっても
よく、何らかの担体に固定されたものであってもよい。
担体としては、活性炭、シリカゲル、多孔質セラミック
ス、多孔質ガラス、金属やプラスチックスの成形体など
が用いられる。担体に固定していない菌体を用いる場合
には、反応槽から排出された水を沈降槽などを用いて適
宜分離する。分離した菌体は、必要に応じ反応槽に戻
す。
連続式、バッチ式などの方法で反応を行うことができ
る。また、菌体は非処理水中に分散した状態であっても
よく、何らかの担体に固定されたものであってもよい。
担体としては、活性炭、シリカゲル、多孔質セラミック
ス、多孔質ガラス、金属やプラスチックスの成形体など
が用いられる。担体に固定していない菌体を用いる場合
には、反応槽から排出された水を沈降槽などを用いて適
宜分離する。分離した菌体は、必要に応じ反応槽に戻
す。
【００３６】
【実施例】図１と同様の構成の電気透析槽（ただし、陽
イオン交換と陰イオン交換膜が１００対からなる）を用
いて以下の実施例を行った。電気透析槽は、陽イオン交
換膜（旭硝子株式会社製、商品名セレミオンＣＭＶ）お
よび１価陰イオン選択透過性の陰イオン交換膜（旭硝子
株式会社製、商品名セレミオンＡＳＯ）を１００対組み
込んだ有効膜面積４．１８ｄｍ2 の造水用の電気透析槽
（旭硝子株式会社製、商品名ＤＢ−Ｏ型）を用いた。こ
の電気透析槽に、比較的硝酸イオンを多く含む原水を通
水し、脱塩水および濃縮水を得た。電気透析槽の運転
は、定電圧にて実施し、そのときの運転条件は表１の通
りであった。なお、陰極液に添加する酸としては３５重
量％の塩酸を用いた。
イオン交換と陰イオン交換膜が１００対からなる）を用
いて以下の実施例を行った。電気透析槽は、陽イオン交
換膜（旭硝子株式会社製、商品名セレミオンＣＭＶ）お
よび１価陰イオン選択透過性の陰イオン交換膜（旭硝子
株式会社製、商品名セレミオンＡＳＯ）を１００対組み
込んだ有効膜面積４．１８ｄｍ2 の造水用の電気透析槽
（旭硝子株式会社製、商品名ＤＢ−Ｏ型）を用いた。こ
の電気透析槽に、比較的硝酸イオンを多く含む原水を通
水し、脱塩水および濃縮水を得た。電気透析槽の運転
は、定電圧にて実施し、そのときの運転条件は表１の通
りであった。なお、陰極液に添加する酸としては３５重
量％の塩酸を用いた。
【００３７】
【表１】
【００３８】原水、脱塩水、濃縮水について、それぞれ
のイオン種およびＴＤＳの分析値を表２に示す。表２の
単位はｐｐｍである。この結果、脱塩水として充分塩濃
度の低い水が得られた。なお、濃縮水のＮＯ3 -量の１８
２１ｐｐｍは、窒素分に換算すると４１１ｐｐｍであ
る。
のイオン種およびＴＤＳの分析値を表２に示す。表２の
単位はｐｐｍである。この結果、脱塩水として充分塩濃
度の低い水が得られた。なお、濃縮水のＮＯ3 -量の１８
２１ｐｐｍは、窒素分に換算すると４１１ｐｐｍであ
る。
【００３９】
【表２】
【００４０】次に濃縮水に、アルカリとして水酸化ナト
リウムを添加して、ｐＨを１０．０に調整した。このと
き炭酸カルシウムおよび水酸化マグネシウムの沈澱が生
成したので、沈降分離によって、分離した。この操作に
より濃縮液のＣａ2+濃度は９２２ｐｐｍ、Ｍｇ2+濃度は
８ｐｐｍに減少した。
リウムを添加して、ｐＨを１０．０に調整した。このと
き炭酸カルシウムおよび水酸化マグネシウムの沈澱が生
成したので、沈降分離によって、分離した。この操作に
より濃縮液のＣａ2+濃度は９２２ｐｐｍ、Ｍｇ2+濃度は
８ｐｐｍに減少した。
【００４１】次に図２に概略を示す装置を用い、上記沈
澱を除去した後の濃縮水について連続的に脱窒処理を行
った。ただし、装置の都合で濃縮液の一部についてのみ
実験を行った。図２においては、濃縮水２１は調整槽２
２を経た後、脱窒菌の栄養となるリン酸塩溶液２３およ
び還元剤であるメタノール２４を混合され、生物脱窒槽
２５に供給される。生物脱窒槽２５で処理された水は汚
泥とともに取り出され、沈降槽２６で固液分離され処理
水２７が得られる。分離された汚泥の一部は必要に応じ
て生物脱窒槽に返送２８される。
澱を除去した後の濃縮水について連続的に脱窒処理を行
った。ただし、装置の都合で濃縮液の一部についてのみ
実験を行った。図２においては、濃縮水２１は調整槽２
２を経た後、脱窒菌の栄養となるリン酸塩溶液２３およ
び還元剤であるメタノール２４を混合され、生物脱窒槽
２５に供給される。生物脱窒槽２５で処理された水は汚
泥とともに取り出され、沈降槽２６で固液分離され処理
水２７が得られる。分離された汚泥の一部は必要に応じ
て生物脱窒槽に返送２８される。
【００４２】沈澱除去後の濃縮水を脱窒槽に通水し、Ｋ
2 ＨＰＯ4 が７０ｍｇ／リットル、ＫＨ2 ＰＯ4 が１０
ｍｇ／リットル、メタノールが２０００ｍｇ／リットル
になるように添加して、通水速度（Ｑ）０．８リットル
／ｈ、嫌気的条件下、１００ｒｐｍで撹拌しながら３０
℃で脱窒反応を行った。汚泥濃度は３３００ｍｇ／リッ
トルである。
2 ＨＰＯ4 が７０ｍｇ／リットル、ＫＨ2 ＰＯ4 が１０
ｍｇ／リットル、メタノールが２０００ｍｇ／リットル
になるように添加して、通水速度（Ｑ）０．８リットル
／ｈ、嫌気的条件下、１００ｒｐｍで撹拌しながら３０
℃で脱窒反応を行った。汚泥濃度は３３００ｍｇ／リッ
トルである。
【００４３】脱窒菌体としては、海水にＫＮＯ3 が３６
００ｐｐｍ、メタノールが２０００ｐｐｍ、Ｋ2 ＨＰＯ
4 が７０ｐｐｍ、ＫＨ2 ＰＯ4 が１０ｐｐｍになるよう
調整し、３０℃で２カ月間馴養した海水系脱窒菌を含有
する汚泥を用いた。
００ｐｐｍ、メタノールが２０００ｐｐｍ、Ｋ2 ＨＰＯ
4 が７０ｐｐｍ、ＫＨ2 ＰＯ4 が１０ｐｐｍになるよう
調整し、３０℃で２カ月間馴養した海水系脱窒菌を含有
する汚泥を用いた。
【００４４】脱窒処理の結果、濃縮水の硝酸性窒素量
（Ｎi ）は１８２１ｐｐｍであったのが、沈降槽出口で
の硝酸性窒素量は１．３ｐｐｍまで減少していた。すな
わち、硝酸性窒素の９９％以上を除去できた。脱窒槽の
実動容積（Ｖd ）は８リットルで、濃縮水の流入速度は
滞留時間は１２時間、時間あたりの容量負荷（Ｑ・Ｎi
／Ｖd ）は４１ｍｇ／（リットル・ｈ）である。日単位
の容量負荷に換算すると０．９８ｋｇ／（ｍ3 ・日）で
ある。菌体あたりの負荷（ＳＳ負荷）は、０．３ｋｇ／
（ｋｇ・日）である。
（Ｎi ）は１８２１ｐｐｍであったのが、沈降槽出口で
の硝酸性窒素量は１．３ｐｐｍまで減少していた。すな
わち、硝酸性窒素の９９％以上を除去できた。脱窒槽の
実動容積（Ｖd ）は８リットルで、濃縮水の流入速度は
滞留時間は１２時間、時間あたりの容量負荷（Ｑ・Ｎi
／Ｖd ）は４１ｍｇ／（リットル・ｈ）である。日単位
の容量負荷に換算すると０．９８ｋｇ／（ｍ3 ・日）で
ある。菌体あたりの負荷（ＳＳ負荷）は、０．３ｋｇ／
（ｋｇ・日）である。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、硝酸イオンまたは亜硝
酸イオンを含む水から効率的に、それらを除去し、高純
度な水が得られるだけでなく、除去した硝酸イオンまた
は亜硝酸イオンを無害化できる。
酸イオンを含む水から効率的に、それらを除去し、高純
度な水が得られるだけでなく、除去した硝酸イオンまた
は亜硝酸イオンを無害化できる。
【図１】本発明で用いる電気透析装置の説明図
【図２】例１の生物処理工程の説明図
１：陽極 ２：陰極 ３：陰イオン交換膜 ４：陽イオン交換膜 ５：陽極室 ６：陰極室 ７：脱塩室 ８：濃縮室 ９：脱塩室液 １０：脱塩室液槽 １１：原水 １２：脱塩水 １３：濃縮室液 １４：濃縮室液槽 １５：濃縮水 １６：陽極液 １７：陰極液 ２１：濃縮水 ２２：調整槽 ２３：リン酸塩溶液 ２４：メタノール ２５：生物脱窒槽 ２６：沈降槽 ２７：処理水 ２８：汚泥返送
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０２Ｆ 1/469 Ｃ０２Ｆ 3/34 １０１Ａ 3/34 １０１ 1/46 １０３
Claims (2)
- 【請求項１】陽極と陰極との間に、陰イオン交換膜およ
び陽イオン交換膜の複数対を、最も陽極側が陰イオン交
換膜で最も陰極側が陽イオン交換膜になるように配置し
た電気透析槽の脱塩室に窒素酸化物イオンを含有する原
水を供給しつつ、電流を印加して窒素酸化物イオンを他
のイオンとともに濃縮室に移行させて、脱塩水および濃
縮水を得た後、濃縮水は脱窒菌により窒素酸化物イオン
を生物脱窒処理する水処理方法であって、陰極液のｐＨ
を１〜３の範囲に調整し、かつ、陰極液を濃縮室液に戻
すことによって濃縮室液のｐＨを４〜６の範囲に調整
し、さらに、濃縮室液から抜き出した濃縮水は、アルカ
リを加えてｐＨを６〜９の範囲に調整し、析出したカル
シウムまたはマグネシウムの塩または水酸化物を沈澱除
去した後で生物処理槽に供給する水処理方法。 - 【請求項２】生物処理槽に供給する濃縮水のカルシウム
イオン濃度が１０００ｐｐｍ以下である請求項１の水処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265917A JPH09103799A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265917A JPH09103799A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 水処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09103799A true JPH09103799A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17423895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7265917A Withdrawn JPH09103799A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09103799A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000024687A (ja) * | 1998-05-08 | 2000-01-25 | Kankyo Eng Co Ltd | 廃硝酸の処理方法 |
| JP2006175362A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Kurita Water Ind Ltd | （亜）硝酸性窒素及び多価無機イオン含有排水の処理装置 |
| WO2009082205A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Paques B.V. | Process for removing sulfide from alkaline washing liquids |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP7265917A patent/JPH09103799A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000024687A (ja) * | 1998-05-08 | 2000-01-25 | Kankyo Eng Co Ltd | 廃硝酸の処理方法 |
| JP2006175362A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Kurita Water Ind Ltd | （亜）硝酸性窒素及び多価無機イオン含有排水の処理装置 |
| JP4604708B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2011-01-05 | 栗田工業株式会社 | （亜）硝酸性窒素及び多価無機イオン含有排水の処理装置 |
| WO2009082205A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Paques B.V. | Process for removing sulfide from alkaline washing liquids |
| EA016952B1 (ru) * | 2007-12-20 | 2012-08-30 | Паквес И.П. Б.В. | Способ удаления сульфида из щелочных промывных вод |
| US8715504B2 (en) | 2007-12-20 | 2014-05-06 | Paques I.P. B.V. | Process for removing sulfide from alkaline washing liquids |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040527 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
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