JPH09276881A - 窒素化合物含有水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】酸化剤として塩素系酸化剤又は過酸化水素を用
いて水中の窒素化合物を酸化分解するにあたり、常温・
常圧条件での反応を可能とし、反応速度を向上させて反
応装置をコンパクト化し、処理水中に残存する過剰の酸
化剤を分解除去して処理水中の酸化剤の残留を防止し、
酸化剤の酸化効率を高めてその使用量を理論当量に近づ
けることができる窒素化合物含有水の処理方法を提供す
る。 【解決手段】窒素化合物含有水に、塩素系酸化剤又は過
酸化水素を添加し、金属過酸化物触媒と接触させること
を特徴とする窒素化合物含有水の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素化合物含有水
の処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、窒素
化合物含有水に酸化剤として塩素系酸化剤又は過酸化水
素を添加し、高い分解効率で窒素化合物を窒素ガスに酸
化分解して除去し、同時に化学的酸素消費量（ＣＯＤ）
をも低下することができる窒素化合物含有水の処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒素化合物は、水中へ放出されると富栄
養化の原因となり、窒素酸化物として大気中に放出され
ると、それ自体が健康に有害であるばかりでなく、光化
学反応に関与してスモッグと呼ばれる二次的複合汚染現
象の一因となる。このため、窒素化合物を含有する排水
は、脱窒処理を行うとともに、処理工程中における窒素
化合物の大気中への揮散も防止しなければならない。排
水中の窒素化合物の処理方法としては、生物処理法、硝
化脱窒法、不連続点塩素法、イオン交換樹脂法、電気透
析法、アンモニアストリッピング法などがある。窒素化
合物の排出源には、畜産食料品製造業で原料として含ま
れる蛋白質、化学工業における無機顔料製造で使用する
硝酸、金属製品製造業、電気機械器具製造業などの表面
処理工程で使われるアンモニア、硝酸、硝酸ナトリウ
ム、亜硝酸ナトリウムなどがある。窒素化合物含有水を
生物処理する場合は、分解時間が長くなり、処理装置の
設置面積が大型化し、大量の余剰汚泥が発生するという
問題がある。また、生物処理法では有機体窒素の大部分
は処理可能であるが、無機体窒素は窒素の形態が変化す
るだけで処理が困難であるという問題がある。ヒドラジ
ンを含有する排水は、銅イオンの存在下に曝気して酸化
処理する方法が知られているが、反応速度が遅いため
に、処理に１日程度を要する。モノエタノールアミンを
含有する排水は、触媒反応を利用した分解方法が提案さ
れているが、まだ一般的に実用化されるに至っていな
い。尿素は、下記の式で示されるように、水溶液を加熱
すると加水分解してアンモニアを生じ、亜硝酸と反応す
ると窒素に変換されることが知られている。 ＣＯ(ＮＨ₂)₂＋Ｈ₂Ｏ → ＣＯ₂＋２ＮＨ₃ ＣＯ(ＮＨ₂)₂＋２ＨＮＯ₂ → ２Ｎ₂＋ＣＯ₂＋３Ｈ₂Ｏ また、ヒドラジンは、空気の存在下で加熱すると、約１
８０℃でアンモニアと窒素を生じて分解することが知ら
れている。さらに、モノエタノールアミンは、加熱して
分解することによりアンモニアが生成することが確かめ
られている。しかし、これらの反応を排水処理に利用す
る方法については知られていない。尿素と亜硝酸の反応
は、尿素が高濃度に含まれる場合には多量の亜硝酸が必
要となり、排水処理に経済的に利用することができな
い。窒素化合物を高濃度に含有する排水は、単に加熱処
理するのみでは十分な処理水質を得ることは困難であ
る。２００〜３００℃、２０〜１００kg／cm²Ｇのよう
な高温、高圧条件下における湿式触媒酸化法によれば、
尿素含有水の処理は可能であるが、経済性が悪く、維持
管理が難しいという問題がある。また、窒素化合物をア
ンモニアに変換しても、排水中の窒素分としては減少し
ないため、さらに処理が必要となる。アンモニアの物理
化学的処理法として、ブレイクポイント法が知られてい
る。ブレイクポイント法は、アンモニアを含む排水に酸
化剤として塩素又は次亜塩素酸ナトリウムを加えて、ア
ンモニアを窒素ガスに酸化分解して除去する方法であ
る。ブレイクポイント法によるアンモニアの酸化分解処
理の主反応は、以下のとおりである。 ２ＮＨ₃＋３Ｃｌ₂ → Ｎ₂＋６ＨＣｌ ２ＮＨ₃＋３ＮａＯＣｌ → Ｎ₂＋３ＮａＣｌ＋３Ｈ₂Ｏ ブレイクポイント法によるアンモニアの酸化分解除去
は、アンモニアに対し、塩素又は次亜塩素酸ナトリウム
を、上記の式で示した化学量論的の必要量以上に加え
て、アンモニアを分解除去する点に特徴がある。通常、
この処理は常温・常圧条件で行われるが、アンモニアと
酸化剤の反応に必要な反応時間だけの滞留時間をとる必
要があり、装置のコンパクト化をはかるために、反応促
進媒体などの新しい技術が求められている。また、ブレ
イクポイント法による処理では、過剰の塩素又は次亜塩
素酸ナトリウムが残留塩素分として残留するため、その
処理が必要となるという問題点がある。アンモニアの過
酸化水素による酸化分解処理について、特開平５−２６
９４７５号公報に、反応を促進するために、加温条件で
処理する方式が提案されている。しかし、アンモニアを
含有する多量の排水を加温することは、エネルギーを消
費する点で問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、酸化剤とし
て塩素系酸化剤又は過酸化水素を用いて水中の窒素化合
物を酸化分解するにあたり、常温・常圧条件での反応を
可能とし、反応速度を向上させて反応装置をコンパクト
化し、処理水中に残存する過剰の酸化剤を分解除去して
処理水中の酸化剤の残留を防止し、酸化剤の酸化効率を
高めてその使用量を理論当量に近づけることができる窒
素化合物含有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、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、窒素化合物含有
水に塩素系酸化剤又は過酸化水素を添加し、金属過酸化
物触媒と接触させて処理することにより、酸化剤の酸化
効率が著しく向上することを見いだし、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）窒素化合物含有水に、塩素系酸化剤又は過酸化水
素を添加し、金属過酸化物触媒と接触させることを特徴
とする窒素化合物含有水の処理方法、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、（２）塩
素系酸化剤が、次亜塩素酸塩である第(１)項記載の窒素
化合物含有水の処理方法、（３）金属過酸化物触媒が、
過酸化コバルト、過酸化ニッケル、過酸化銅又は過酸化
銀である第(１)項又は第(２)項記載の窒素化合物含有水
の処理方法、（４）金属過酸化物触媒が、多孔質担体に
担持されたものである第(１)項、第(２)項又は第(３)項
記載の窒素化合物含有水の処理方法、（５）多孔質担体
が、Ｘ型、Ｙ型若しくはＡ型の合成ゼオライト、クリノ
プチロライト若しくはモルデナイトである天然ゼオライ
ト又はチタニアである第(４)項記載の窒素化合物含有水
の処理方法、及び、（６）塩素系酸化剤又は過酸化水素
の添加量が、窒素化合物との反応当量の１.０〜１.５倍
量である第(１)項、第(２)項、第(３)項、第(４)項又は
第(５)項記載の窒素化合物含有水の処理方法、を挙げる
ことができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明方法により処理することが
できる窒素化合物としては、例えば、アンモニア、ヒド
ラジンなどの無機窒素化合物、尿素、エタノールアミ
ン、アニリンなどの有機窒素化合物などを挙げることが
できる。このような窒素化合物を含有する排水は、例え
ば、染料工場、肥料工場、半導体工場、発電所などより
排出される。本発明方法においては、窒素化合物含有水
に塩素系酸化剤又は過酸化水素を添加する。本発明方法
において使用する塩素系酸化剤には特に制限はなく、例
えば、塩素、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウ
ム、次亜塩素酸カルシウムなどの次亜塩素酸塩、亜塩素
酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどの亜塩素酸塩、塩
素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸カルシウムな
どの塩素酸塩、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウ
ムなどの過塩素酸塩などを挙げることができる。これら
の中で、次亜塩素酸塩は適度の酸化性を有するので、好
適に使用することができる。本発明方法においては、過
酸化水素のほかに過酸化ナトリウムなどの水に溶解して
過酸化水素を発生する過酸化物を使用することができ
る。

【０００６】本発明方法において、塩素系酸化剤又は過
酸化水素の添加量は、窒素化合物との反応当量の１.０
〜１.５倍量とすることが好ましく、１.０〜１.２倍量
とすることがより好ましい。添加する塩素系酸化剤又は
過酸化水素の量が反応当量の１.０倍量未満であると、
窒素化合物の酸化分解は進むものの、除去効果が急激に
低下し、水中の窒素化合物の分解が不完全となるおそれ
がある。通常は、塩素系酸化剤又は過酸化水素を窒素化
合物との反応当量の１.０倍量を添加することにより、
水中の窒素化合物は完全に分解されるが、水中に共存す
る物質の種類によっては、塩素系酸化剤又は過酸化水素
が消費されるため、反応当量の１.０倍量よりも若干過
剰に加えることが好ましい。添加する塩素系酸化剤又は
過酸化水素の量が反応当量の１.５倍量を超えても、窒
素化合物の分解率は塩素系酸化剤又は過酸化水素の量の
増加に見合っては向上しない。窒素化合物と、塩素系酸
化剤又は過酸化水素の反応当量は、例えば、以下に記す
ような反応式にしたがって計算することができる。すな
わち、アンモニアとの反応当量の１.０〜１.５倍量に相
当する次亜塩素酸ナトリウムは、アンモニア性窒素の
８.０〜１２.０重量倍となり、アンモニアとの反応当量
の１.０〜１.５倍量に相当する過酸化水素は、アンモニ
ア性窒素の３.６〜５.５重量倍となる。 ２ＮＨ₃＋３Ｃｌ₂ → Ｎ₂＋６ＨＣｌ ２ＮＨ₃＋３ＮａＯＣｌ → Ｎ₂＋３Ｈ₂Ｏ＋３ＮａＣｌ Ｎ₂Ｈ₄＋２ＮａＯＣｌ → Ｎ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋２ＮａＣｌ ＣＯ(ＮＨ₂)₂＋３ＮａＯＣｌ → Ｎ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂
＋３ＮａＣｌ ２Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ＋１３ＮａＯＣｌ→ Ｎ₂＋７Ｈ₂
Ｏ＋４ＣＯ₂＋１３ＮａＣｌ ２Ｃ₆Ｈ₅ＮＨ₂＋３１ＮａＯＣｌ → Ｎ₂＋７Ｈ₂Ｏ＋１
２ＣＯ₂＋３１ＮａＣｌ ２ＮＨ₃＋３Ｈ₂Ｏ₂ → Ｎ₂＋６Ｈ₂Ｏ Ｎ₂Ｈ₄＋２Ｈ₂Ｏ₂ → Ｎ₂＋４Ｈ₂Ｏ ＣＯ(ＮＨ₂)₂＋３Ｈ₂Ｏ₂ → Ｎ₂＋５Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂ ２Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ＋１３Ｈ₂Ｏ₂ → Ｎ₂＋２０Ｈ₂
Ｏ＋４ＣＯ₂ ２Ｃ₆Ｈ₅ＮＨ₂＋３１Ｈ₂Ｏ₂ → Ｎ₂＋３８Ｈ₂Ｏ＋１２
ＣＯ₂

【０００７】本発明方法においては、塩素系酸化剤又は
過酸化水素を添加した窒素化合物含有水を、金属過酸化
物触媒と接触させることにより、窒素化合物の分解処理
を行う。塩素系酸化剤又は過酸化水素を添加した窒素化
合物含有水が、金属過酸化物触媒と接触すると、上記の
反応式などにより表される窒素化合物の分解反応が常温
・常圧において急速に進み、窒素化合物含有水中の窒素
化合物が分解除去される。本発明方法に使用する金属過
酸化物触媒としては、例えば、過酸化コバルト、過酸化
ニッケル、過酸化銅、過酸化銀などを挙げることができ
る。これらの金属過酸化物触媒は、ゼオライト、チタニ
ア、γ−アルミナ、α−アルミナなどに担持させて使用
することが好ましい。このような触媒の調製方法を、ゼ
オライトを担体とする過酸化コバルト担持触媒を例とし
て、以下に説明する。ゼオライトは、分子と同程度の大
きさの均一な細孔を有する結晶性アルミノケイ酸塩で、
ケイ素原子とその一部をアルミニウム原子で置換した四
面体が、酸素原子を介して三次元網目構造をつくり、特
有の空洞や孔路を形成したものである。空洞や孔路の大
きさは、酸素環の大きさで決まる。ゼオライトは、通常
カチオン交換能を有している。本発明方法において、金
属過酸化物触媒の担体とするゼオライトとしては、クリ
ノプチロライト型、モルデナイト型などの天然ゼオライ
ト、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型などの合成ゼオライトなどを好適
に使用することができる。これらのゼオライトは、１種
を単独で使用することができ、２種以上を混合して使用
することができる。

【０００８】担体とするゼオライトの処理は、コバルト
の硫酸塩、硝酸塩、塩化物などの水溶液又はこれらの混
合水溶液と接触させることにより行う。接触方法として
は、ゼオライトの粒子を水溶液に浸漬することができ、
あるいは、ゼオライトの粒子をカラムなどに充填し、水
溶液を一過式又は循環式に接触することができる。コバ
ルト塩の濃度や接触時間は、ゼオライト上に必要量のコ
バルトが担持されるように設定する。コバルトの担持量
は、通常担体の重量当たり０.０１〜１０重量％とする
ことが好ましい。コバルト塩の水溶液で処理したゼオラ
イトを、水溶液と分離したのち必要に応じて水洗する。
水洗は、ゼオライトの活性点のみにコバルトイオンを残
すためであり、この操作により、少量のコバルトイオン
で効果的な触媒を得ることができる。洗浄の目安とし
て、コバルトイオンの色が洗浄水から消えるまで行うこ
とが好ましい。次いで、このようにして得られた活性点
にコバルトイオンを有するゼオライトを、塩素剤を含む
アルカリ水溶液と接触させることにより、本発明方法に
用いる過酸化コバルト触媒を得ることができる。接触方
法としては、ゼオライトを塩素剤を含むアルカリ水溶液
に浸漬することができ、あるいは、ゼオライトをカラム
などに充填し、塩素剤を含むアルカリ水溶液を一過式又
は循環式に接触することができる。また、水洗後のゼオ
ライトをあらかじめ加熱してコバルトイオンを酸化物に
変え、次いでアルカリ水溶液と接触させても同様な触媒
を得ることができる。この接触の際に、微量のコバルト
イオンがゼオライトから外れ、過酸化物の微細な沈殿物
が生成する場合があるが、沈殿物は最後に水洗して除去
することができる。塩素剤としては、例えば、次亜塩素
酸ナトリウム、塩素ガス、電解により発生させた塩素な
ど、遊離塩素を発生する薬剤を用いることができる。塩
素剤とともに用いるアルカリ水溶液としては、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどの水溶液を用いることが
できる。

【０００９】本発明方法においては、塩素系酸化剤又は
過酸化水素を添加した窒素化合物含有水を、上記のよう
にして調製した金属過酸化物触媒と接触させることによ
り、窒素化合物を分解する。触媒は、直径０.３〜１０m
m程度の粒子をカラムに充填して、固定層又は流動層と
して用いることができる。粒径が０.３mm未満である
と、固定層では圧力損失が大きくなり、流動層では担体
が破壊して処理水中に混入するおそれがある。通水方向
は、上向流又は下向流のいずれともすることができる
が、本発明方法においては、窒素ガスが発生するので、
上向流とすることが好ましい。本発明方法において、通
水速度は、窒素化合物含有水の窒素化合物濃度、接触方
法や担体上の金属過酸化物の担持量などにより適宜選択
することができるが、通常はＳＶを０.１〜６０ｈ^-1と
することが好ましく、ＳＶを０.５〜２０ｈ^-1とするこ
とがより好ましく、ＳＶを１〜１０ｈ^-1とすることがさ
らに好ましい。塩素系酸化剤又は過酸化水素を添加した
窒素化合物含有水と、金属過酸化物触媒の接触は、通常
は２０〜３０℃の常温で行うことができるが、４０〜５
０℃まで加温すれば反応速度が大きくなり、接触時間を
短縮することができる。一般的には、窒素化合物含有水
中の窒素化合物濃度が高い場合には、接触時間を長くす
ることが好ましい。また、接触時間が短かすぎると、処
理水中に塩素系酸化剤又は過酸化水素が残留するおそれ
がある。本発明方法において、窒素化合物含有水のpHは
６以上とすることが好ましく、７以上とすることがより
好ましく、pHを７〜１１とすることがさらに好ましい。
窒素化合物含有水のpHが６未満であると、担持した金属
が少量ずつ溶離するおそれがある。

【００１０】本発明方法によれば、窒素化合物含有水中
の窒素化合物の酸化分解を、反応当量に近い量の塩素系
酸化剤又は過酸化水素を使用して、常温・常圧条件で速
い反応速度で行うことができるので、反応装置のコンパ
クト化が可能となり、安定した水質の処理水を得ること
ができる。図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系
統図である。窒素化合物含有水に、混合槽１において塩
素系酸化剤又は過酸化水素を添加して均一に混合し、ポ
ンプ２により触媒充填塔３に送り、常温・常圧で金属過
酸化物触媒と接触させて処理水を得る。触媒が存在しな
い状態で塩素系酸化剤などと窒素化合物を反応させる従
来の方法では、反応速度が遅いため長時間の反応時間を
必要とし、その間に添加した塩素系酸化剤が分解して消
費されるため、通常は反応当量の１.３〜２倍量又はそ
れ以上を添加する必要があった。本発明方法によれば、
塩素系酸化剤又は過酸化水素の添加量は、反応当量又は
若干の過剰量でよく、従来法のような大過剰の添加を必
要とせず、反応は急速に進み、小型の装置により高除去
率で窒素化合物を除去することができる。特に、本発明
方法において、使用する金属過酸化物触媒が塩素系酸化
剤や過酸化水素のような酸化剤を分解する能力を有する
ので、過剰の酸化剤が供給されても処理水中に酸化剤が
残存することがなく、従来のように酸化剤除去工程を別
に設ける必要がない。また、本発明方法においては、供
給された酸化剤は、金属過酸化物触媒により分解される
よりも、窒素化合物との反応が優先され、無駄に分解さ
れることがない。

【００１１】

【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 アンモニア性窒素に対する次亜塩素酸ナトリウムの添加
量を変えて、アンモニア性窒素の除去率を調べた。内径
２１mmの円筒状カラムに、直径２〜３mmの真球状Ｘ型ゼ
オライトに、コバルトとして２重量％に相当する過酸化
コバルトを担持させた触媒５０ml（約３９ｇ）を充填し
て反応カラムとした。硫酸アンモニウムを溶解して、ア
ンモニア性窒素の濃度が１,０００mg／リットルなるよ
う調製した合成排水を原水とし、次亜塩素酸ナトリウム
水溶液を、次亜塩素酸ナトリウムの濃度が、５,６００m
g／リットル、８,０００mg／リットル及び１０,５００m
g／リットルになるよう添加した。次亜塩素酸ナトリウ
ムの添加量は、それぞれ反応当量の０.７倍量、１.０倍
量及び１.３倍量に相当する。次亜塩素酸ナトリウム添
加後の液のpHは、１０.５〜１１であった。これらの液
を、上記の過酸化コバルト担持触媒を充填した反応カラ
ムに、２５℃で、１５０ml／ｈ（ＳＶ３ｈ^-1）の流速で
通液処理した。次亜塩素酸ナトリウムの添加量５,６０
０mg／リットルの場合はアンモニア性窒素の除去率６１
％、８,０００mg／リットルの場合は除去率９２％、１
０,５００mg／リットルの場合は除去率９４％であっ
た。なお、処理水中の残留塩素は、いずれの条件におい
ても検出されなかった。 比較例１ 過酸化コバルト担持触媒の代わりに、直径２〜３mmの真
球状ガラスビーズを充填した反応カラムを用いた以外
は、実施例１と同じ操作を繰り返した。次亜塩素酸ナト
リウムの添加量５,６００mg／リットルの場合はアンモ
ニア性窒素の除去率３５％、８,０００mg／リットルの
場合は除去率４９％、１０,５００mg／リットルの場合
は除去率７８％であった。また、いずれの条件で処理し
た場合でも、処理水中には、２,０００mg／リットル以
上の残留塩素が検出された。実施例１及び比較例１の結
果を、第１表及び図２に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】第１表及び図２の結果から、次亜塩素酸ナ
トリウムの添加量がアンモニアとの反応当量の１.０倍
量以上であれば、アンモニア性窒素の除去率は９２％以
上となり、次亜塩素酸ナトリウムの添加量がアンモニア
との反応当量の１.０倍量未満となると、アンモニア性
窒素の除去率は急激に低下することが分かる。また、過
酸化コバルト担持触媒の代わりにガラスビーズを使用す
ると、同じ次亜塩素酸ナトリウムの添加量の場合には、
アンモニア性窒素の除去率は著しく低く、残留塩素が処
理水中に残存することが分かる。 実施例２ アンモニア性窒素に対する過酸化水素の添加量を変え
て、アンモニア性窒素の除去率を調べた。次亜塩素酸ナ
トリウムの代わりに、過酸化水素水を用い、過酸化水素
の濃度が、２,５００mg／リットル、３,６５０mg／リッ
トル及び４,７５０mg／リットルになるよう添加した以
外は、実施例１と同じ操作を繰り返した。過酸化水素の
添加量は、それぞれ反応当量の０.７倍量、１.０倍量及
び１.３倍量に相当する。過酸化水素添加後の液のpH
は、７〜８であった。過酸化コバルト担持触媒を充填し
た反応カラムに、通液処理したのちの処理水のアンモニ
ア除去率は、過酸化水素の添加量２,５００mg／リット
ルの場合は５０％、３,６５０mg／リットルの場合は７
４％、４,７５０mg／リットルの場合は除去率７６％で
あった。なお、いずれの条件で処理した場合も、処理水
中に過酸化水素は検出されなかった。 比較例２ 過酸化コバルト担持触媒の代わりに、直径２〜３mmの真
球状ガラスビーズを充填した反応カラムを用いた以外
は、実施例２と同じ操作を繰り返した。ガラスビーズを
充填した反応カラムに、通液処理したのちの処理水のア
ンモニア除去率は、過酸化水素の添加量２,５００mg／
リットルの場合は４２％、３,６５０mg／リットルの場
合は４３％、４,７５０mg／リットルの場合は除去率４
９％であった。また、いずれの条件で処理した場合で
も、処理水中には数百mg／リットル以上の過酸化水素が
存在していた。実施例２及び比較例２の結果を、第２表
及び図３に示す。

【００１４】

【表２】

【００１５】第２表及び図３の結果から、過酸化水素の
添加量がアンモニアとの反応当量の１.０量倍以上であ
れば、アンモニア性窒素の除去率は７４％以上となり、
過酸化水素の添加量がアンモニアとの反応当量の１.０
倍量未満であると、アンモニア性窒素の除去率は急激に
低下することが分かる。また、過酸化コバルト担持触媒
の代わりにガラスビーズを使用すると、同じ過酸化水素
の添加量の場合には、アンモニア性窒素の除去率は著し
く低く、過酸化水素が処理水中に残存することが分か
る。 実施例３ 尿素含有排水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して、全有
機体炭素、全窒素及びアンモニア性窒素の減少を調べ
た。内径２１mmの円筒状カラムに、直径２〜３mmの真球
状Ｘ型ゼオライトに、コバルトとして２重量％に相当す
る過酸化コバルトを担持させた触媒５０ml（約３９ｇ）
を充填して反応カラムとした。原水として用いた尿素含
有排水の水質は、全有機体炭素８００mg／リットル、全
窒素４８０mg／リットル、アンモニア性窒素１００mg／
リットル以下であった。この原水に、次亜塩素酸ナトリ
ウムの１０重量％水溶液を、９５.７ml／リットル添加
した。この液を、上記の過酸化コバルト担持触媒を充填
した反応カラムに、２５℃、常圧で、１５０ml／ｈ（Ｓ
Ｖ３ｈ^-1）の流速で通液処理した。処理水の水質は、全
有機体炭素２８０mg／リットル、全窒素３.４mg／リッ
トル、アンモニア性窒素は検出限界以下であった。 実施例４ 全有機体炭素１,５５０mg／リットル、全窒素９００mg
／リットル、アンモニア性窒素１００mg／リットル以下
である原水に、次亜塩素酸ナトリウムの１０重量％水溶
液を、１８５.５ml／リットル添加し、実施例３と同様
にして反応カラムに通液処理した。処理水の水質は、全
有機体炭素７.７mg／リットル、全窒素４.５mg／リット
ル、アンモニア性窒素は検出限界以下であった。 実施例５ 全有機体炭素１,４００mg／リットル、全窒素７８０mg
／リットル、アンモニア性窒素１００mg／リットル以下
である原水に、次亜塩素酸ナトリウムの１０重量％水溶
液を、１６６.７ml／リットル添加し、実施例３と同様
にして反応カラムに通液処理した。処理水の水質は、全
有機体炭素９.４mg／リットル、全窒素３.９mg／リット
ル、アンモニア性窒素は検出限界以下であった。実施例
３〜５の結果を第３表に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】第３表に見られるように、本発明方法によ
る処理により、処理水中の全有機体炭素量が減少し、全
窒素は検出限界以下となり、アンモニア性窒素も５mg／
リットル以下に低下している。 実施例６ モノエタノールアミン１,１００mg／リットルを含有す
る排水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して処理し、全窒
素、アンモニア性窒素、全有機体炭素及び１００℃にお
ける過マンガン酸カリウムによる酸素消費量（ＣＯ
Ｄ_Mn）の減少を調べた。内径２１mmの円筒状カラムに、
直径２〜３mmの真球状Ｘ型ゼオライトに、コバルトとし
て２重量％に相当する過酸化コバルトを担持させた触媒
５０ml（約３９ｇ）を充填して反応カラムとした。原水
として用いたモノエタノールアミン含有排水の水質は、
全窒素２５０mg／リットル、アンモニア性窒素は検出限
界以下、全有機体炭素は４３０mg／リットル、ＣＯＤ_Mn
は３８０mg／リットルであった。この原水に、次亜塩素
酸ナトリウムを濃度が８,３００mg／リットルとなるよ
う添加した。この液を、上記の過酸化コバルト担持触媒
を充填した反応カラムに、２５℃で、２００ml／ｈ（Ｓ
Ｖ４ｈ^-1）の流速で通液処理した。処理水の水質は、全
窒素４２mg／リットル、アンモニア性窒素０.７mg／リ
ットル、全有機体炭素１３mg／リットル、ＣＯＤ_Mn６mg
／リットルであった。 実施例７ モノエタノールアミン１,１００mg／リットルとヒドラ
ジン１００mg／リットルを含有する排水に次亜塩素酸ナ
トリウムを添加して実施例６と同様に処理し、全窒素、
アンモニア性窒素、全有機体炭素及びＣＯＤ_Mnの減少を
調べた。原水の水質は、全窒素３４０mg／リットル、ア
ンモニア性窒素は検出限界以下、全有機体炭素は４３０
mg／リットル、ＣＯＤ_Mnは４６０mg／リットルであっ
た。この原水に、次亜塩素酸ナトリウムを濃度が９,０
００mg／リットルとなるよう添加し、反応カラムに、２
５℃で、２００ml／ｈ（ＳＶ４ｈ^-1）の速度で通液処理
した。処理水の水質は、全窒素４３mg／リットル、アン
モニア性窒素０.８mg／リットル、全有機体炭素１５mg
／リットル、ＣＯＤ_Mn８mg／リットルであった。 実施例８ アニリン３００mg／リットルを含有する排水に次亜塩素
酸ナトリウムを添加して実施例６と同様に処理し、全窒
素、アンモニア性窒素、全有機体炭素及びＣＯＤ_Mnの減
少を調べた。原水の水質は、全窒素４５mg／リットル、
アンモニア性窒素は検出限界以下、全有機体炭素は２３
０mg／リットル、ＣＯＤ_Mnは６９０mg／リットルであっ
た。この原水に、次亜塩素酸ナトリウムを濃度が４,４
６０mg／リットルとなるよう添加し、反応カラムに、２
５℃で、１００ml／ｈ（ＳＶ２ｈ^-1）の速度で通液処理
した。処理水の水質は、全窒素４mg／リットル、アンモ
ニア性窒素０.６mg／リットル、全有機体炭素１６mg／
リットル、ＣＯＤ_Mn２８mg／リットルであった。実施例
５〜８の結果を第４表に示す。

【００１８】

【表４】

【００１９】第４表の結果から、本発明方法は、モノエ
タノールアミンのような脂肪族アミンに対しても、アニ
リンのような芳香族アミンに対しても、ヒドラジンのよ
うな無機性の窒素化合物が共存する場合においても、全
窒素、全有機体炭素、ＣＯＤ_Mnを高い除去率で除去し、
さまざまな窒素化合物に対して有効であることが分か
る。

【００２０】

【発明の効果】本発明方法は、各種の窒素化合物に対し
て有効であり、窒素化合物を含有する排水を常温・常圧
で容易に処理して、窒素濃度、全有機体炭素濃度及び化
学的酸素消費量の低い良好な水質の処理水とすることが
できる。また、過剰に添加した塩素系酸化剤及び過酸化
水素は分解し、処理水中に残留しないので、処理水の水
質が向上する。さらに、本発明方法を実施するための設
備はコンパクトで、設置のために必要なスペースが少な
く、維持管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明方法の実施の一態様の工程系統
図である。

【図２】図２は、次亜塩素酸ナトリウムの添加量とアン
モニア性窒素の除去率の関係を示すグラフである。

【図３】図３は、過酸化水素の添加量とアンモニア性窒
素の除去率の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 混合槽 ２ ポンプ ３ 触媒充填塔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窒素化合物含有水に、塩素系酸化剤又は過
   酸化水素を添加し、金属過酸化物触媒と接触させること
   を特徴とする窒素化合物含有水の処理方法。