JPH0975915A - Treating system of ammonia nitrogen - Google Patents

Treating system of ammonia nitrogen

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JPH0975915A
JPH0975915A JP7239772A JP23977295A JPH0975915A JP H0975915 A JPH0975915 A JP H0975915A JP 7239772 A JP7239772 A JP 7239772A JP 23977295 A JP23977295 A JP 23977295A JP H0975915 A JPH0975915 A JP H0975915A
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JP
Japan
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ammonia
nitrogen
ammonia nitrogen
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treatment system
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Japanese (ja)
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Toshikatsu Mori
利克 森
Hiroshi Kawagoe
博 川越
Kenji Baba
研二 馬場
Yukio Murai
行男 村井
Akio Tanaka
明雄 田中
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Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple treating system in which gives no so large adverse effect on the operation of the whole system including a process to convert ammonia after stripping into nitrogen in one stage and a process to discharge ammonia nitrogen. SOLUTION: This system includes a process to add alkali to a waste water containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia, a process to strip ammonia from the waste water discharged from the process, a process to convert the obtd. ammonia into nitrogen by the reaction with oxygen in the presence of a solid catalyst, and a process to use the heat generated in the oxidation process. By this method, ammonia nitrogen of high concn. which is not practically treated by a single process of a conventional biological nitrification and denitrification process can be treated, and the treatment of this method is simple compared to an ammonia stripping multistage oxidation- reduction method. Especially, when this method is used in a thermal power station, a waste liquid containing high concn. ammonia nitrogen can be treated by the utilities within the range not to influence the total thermal balance in the power station or the operation of equipments.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アンモニア態窒素の処
理システムに関し、特に火力発電所で発生するアンモニ
ア態窒素を含む廃液を処理するシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for treating ammonia nitrogen, and more particularly to a system for treating waste liquid containing ammonia nitrogen generated in a thermal power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】アンモニア態窒素はBOD成分として規
制の対象となっているが、このアンモニア態窒素の濃度
が下水のように100mg/リットル程度の場合、一般
的に生物硝化脱窒法により窒素に変換して処理してい
る。しかし、化学工場、火力発電所などから排出される
廃水の中には、1000mg/リットル以上の高濃度の
アンモニア態窒素を含むものがあり、一般的な生物化学
的硝化脱窒法では負荷が大き過ぎて実用的な処理ができ
ない。
2. Description of the Related Art Ammonia nitrogen is regulated as a BOD component, but when the concentration of this ammonia nitrogen is about 100 mg / liter like sewage, it is generally converted to nitrogen by the bionitrification denitrification method. And is processing. However, some of the wastewater discharged from chemical plants, thermal power plants, etc. contains high-concentration ammonia nitrogen of 1000 mg / liter or more, and the load is too large in the general biochemical nitrification denitrification method. And practical processing cannot be performed.

【0003】高濃度のアンモニア態窒素を処理するシス
テムとしては、例えば、アンモニア態窒素をアンモニア
としてストリッピングしたのち、そのアンモニアを一次
酸化、還元および二次酸化からなる多段工程で処理して
窒素に変換するし尿処理システムが提案されている(上
甲 勲:”触媒を用いた水処理技術”,造水技術,Vol.
19, No.4,63 (1993))。
As a system for treating a high concentration of ammonia nitrogen, for example, after ammonia nitrogen is stripped as ammonia, the ammonia is treated in a multi-step process consisting of primary oxidation, reduction and secondary oxidation to produce nitrogen. A conversion human waste treatment system has been proposed (Kou Isao: "Catalyst water treatment technology", water production technology, Vol.
19, No. 4, 63 (1993)).

【0004】このシステムでは、一次酸化工程で白金を
アルミナ担体に担持したPt/Al 23 触媒を使用す
るため、アンモニアの一部が窒素酸化物(主としてN
O)となり、このNOの処理のために別個に還元工程お
よび二次酸化工程が必要となる。還元工程では、先にス
トリッピングしたアンモニアの一部をバイパスして一次
酸化工程からの排出ガスに添加し、バナジウム酸化物を
チタニア担体に担持したV/TiO2 触媒の存在下でN
Oを還元して窒素に変換する。すなわち、還元工程では
アンモニア還元脱硝を行っており、この還元工程で余剰
となったアンモニアは次の二次酸化工程で処理する。こ
のように、従来の処理システムは多くの工程から構成さ
れており、その制御も容易ではなかった。
In this system, platinum is added in the primary oxidation process.
Pt / Al supported on alumina carrier 2OThreeUse catalyst
Therefore, part of the ammonia is converted into nitrogen oxides (mainly N
O), and a separate reduction step and treatment for this NO treatment.
And a secondary oxidation step is required. In the reduction process,
Bypass some of the tripped ammonia to the primary
Add vanadium oxide to the exhaust gas from the oxidation process
V / TiO supported on titania carrier2N in the presence of a catalyst
O is reduced and converted to nitrogen. That is, in the reduction process
Ammonia reduction denitration is performed, and excess is generated in this reduction process.
The resulting ammonia is treated in the next secondary oxidation step. This
Like conventional processing systems, they consist of many processes.
However, its control was not easy.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような従来技術の問題点を解決することのできる処理シ
ステム、即ち、ストリッピングしたアンモニアを一段で
窒素に変換し、かつアンモニア態窒素を排出する系も含
めたシステム全体の運用に大きな影響を与えない簡便な
処理システムを提供することである。
An object of the present invention is to provide a processing system capable of solving the above-mentioned problems of the prior art, namely, a method in which stripped ammonia is converted into nitrogen in a single stage and ammonia nitrogen is used. The objective is to provide a simple treatment system that does not significantly affect the operation of the entire system including the system that discharges.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、所定のアンモニア酸化工程を設
けることにより、ストリッピングしたアンモニアを一段
で窒素に変換することができ、実用的で簡便な処理を行
うことができるアンモニア態窒素処理システムが得られ
ることを見出し、本発明を完成した。
As a result of earnest research in view of the above problems, the inventors of the present invention were able to convert stripped ammonia into nitrogen in a single stage by providing a predetermined ammonia oxidation step. The present invention has been completed by finding that an ammonia nitrogen treatment system that can perform specific and simple treatment can be obtained.

【0007】即ち、本発明は、アンモニア態窒素を含む
廃水にアルカリを添加して該アンモニア態窒素をアンモ
ニアに変換する工程と、該工程で排出される廃水からア
ンモニアをストリッピングする工程と、得られたアンモ
ニアを固体触媒の存在下で酸素と反応させて窒素に変換
する酸化工程と、該酸化工程で発生した熱を利用する工
程とを備えたことを特徴とする、アンモニア態窒素処理
システムである。
That is, the present invention comprises a step of adding an alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia, and a step of stripping ammonia from the wastewater discharged in the step. An ammoniacal nitrogen treatment system comprising an oxidation step of reacting the obtained ammonia with oxygen in the presence of a solid catalyst to convert it into nitrogen, and a step of utilizing heat generated in the oxidation step. is there.

【0008】また、本発明は、火力発電所で発生するア
ンモニア態窒素を処理するシステムであって、アンモニ
ア態窒素を含む廃水にアルカリを添加して該アンモニア
態窒素をアンモニアに変換する工程と、該工程から排出
される廃水を発電所内の熱源で予熱する第1の予熱工程
と、予熱した廃水から、スチームまたは空気を用いてア
ンモニアをストリッピングする工程と、得られたアンモ
ニアを発電所内の熱源で予熱する第2の予熱工程と、予
熱したアンモニアを固体触媒の存在下で酸素と反応させ
て窒素に変換する酸化工程と、該酸化工程で発生した熱
を利用する工程とを備えたことを特徴とする、アンモニ
ア態窒素処理システムである。
Further, the present invention is a system for treating ammonia nitrogen generated in a thermal power plant, which comprises adding alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia. A first preheating step of preheating waste water discharged from the step with a heat source in the power plant, a step of stripping ammonia from the preheated waste water with steam or air, and the obtained ammonia as a heat source in the power station And a step of utilizing the heat generated in the oxidation step, a second preheating step of preheating with the above step, an oxidation step of reacting preheated ammonia with oxygen in the presence of a solid catalyst to convert into nitrogen, and a step of utilizing heat generated in the oxidation step. The feature is the ammonia nitrogen treatment system.

【0009】さらに、本発明は、火力発電所で発生する
アンモニア態窒素を処理するシステムであって、アンモ
ニア態窒素を含む廃水にアルカリを添加して該アンモニ
ア態窒素をアンモニアに変換する工程と、該工程で排出
される廃水からアンモニアをストリッピングする工程と
を備え、得られたアンモニアを脱硝工程で利用すること
を特徴とする、アンモニア態窒素処理システムである。
Further, the present invention is a system for treating ammonia nitrogen generated in a thermal power plant, which comprises adding alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia. And a step of stripping ammonia from wastewater discharged in the step, and using the obtained ammonia in a denitration step, an ammonia nitrogen treatment system.

【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明が
処理対象とする廃水、即ち、アンモニア態窒素を含有す
る廃水としては、特に限定されないが、火力発電処理プ
ラント、化学プラント、例えばアミン製造プラント、食
品製造工場等から排出される廃水や、活性汚泥廃水、し
尿又は下水等の廃水が挙げられ、火力発電所の機器洗浄
廃水(いわゆる非定常廃水)に対しても有効である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The wastewater to be treated by the present invention, that is, as the wastewater containing ammonia nitrogen, is not particularly limited, thermal power generation treatment plant, a chemical plant, for example, an amine production plant, wastewater discharged from a food production plant, and the like, Examples include activated sludge wastewater, wastewater such as human waste or sewage, and it is also effective for equipment cleaning wastewater (so-called unsteady wastewater) of thermal power plants.

【0011】これら廃水中のアンモニア態窒素として
は、アンモニウムイオン、アミン化合物、アミド化合
物、アミノ酸化合物などがある。アミン化合物として
は、第一アミン、第二アミン、第三アミンアンモニウム
塩のいずれであってもよく、特に限定されない。さらに
具体的には、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチ
ルアミン、プロピルアミン、エチレンジアミン、アルキ
ルアミン、エタノールアミン等、あるいはアニリン、ピ
リジン等の芳香族や複素環化合物等が挙げられる。アミ
ド化合物としては、ホルムアミド、アセトアミド、メチ
ルプロピオンアミド、エチルホルムアミド、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。ア
ミノ酸化合物としては、グリシン、アラニン、バリン、
ロイシン、セリン、システイン、アスパラギン酸、グル
タミン酸、アルギニン等の芳香族、脂肪族、複素環化合
物等が挙げられる。
Examples of ammonia nitrogen in these wastewaters include ammonium ions, amine compounds, amide compounds, amino acid compounds and the like. The amine compound may be any of primary amine, secondary amine, and tertiary amine ammonium salt, and is not particularly limited. More specifically, examples thereof include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, propylamine, ethylenediamine, alkylamine, ethanolamine and the like, and aromatic and heterocyclic compounds such as aniline and pyridine. Examples of the amide compound include formamide, acetamide, methylpropionamide, ethylformamide, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like. Amino acid compounds include glycine, alanine, valine,
Examples thereof include aromatic compounds such as leucine, serine, cysteine, aspartic acid, glutamic acid, and arginine, aliphatic compounds, and heterocyclic compounds.

【0012】但し、本発明におけるアンモニア態窒素
は、上記化合物に限定されるものではない。また、廃水
中のアンモニア態窒素は単一化合物として存在してもよ
いし、複数種含まれていてもよく、特に限定されない。
本発明のアンモニア態窒素処理システムでは、まずアン
モニア態窒素を含む廃水にアルカリを添加して、アンモ
ニア態窒素をアンモニアに変換する。このアンモニアへ
の変換は、以下の反応式で示される。 NH4 + +OH- → NH3 +H2
However, the ammonia nitrogen in the present invention is not limited to the above compounds. Further, ammonia nitrogen in the waste water may be present as a single compound or may be contained in plural kinds, and is not particularly limited.
In the ammonia nitrogen treatment system of the present invention, first, alkali is added to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia. This conversion to ammonia is shown by the following reaction formula. NH 4 + + OH - → NH 3 + H 2 O

【0013】アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化
カルシウム等いずれであってもよく、特に限定されな
い。また、それらの使用形態も水溶液、スラリー等いず
れであってもよい。次に、上記工程で排出される廃水に
残存するアンモニアをストリッピングするが、その前に
シックナ等を用いて、Fe、Ni、V、Zn等重金属類
のスラッジを回収するのが好ましい。なお、上記工程に
よりアンモニアが生成するが、シックナでもアンモニア
の一部が脱離してくる。
The alkali may be any of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, calcium hydroxide and the like, and is not particularly limited. Further, the usage form thereof may be an aqueous solution, a slurry, or the like. Next, ammonia remaining in the wastewater discharged in the above step is stripped, but before that, it is preferable to collect sludge of heavy metals such as Fe, Ni, V, and Zn using a thickener or the like. Although ammonia is produced by the above process, some ammonia is also desorbed in thickener.

【0014】ストリッピングは、廃水にアルカリを添加
して溶液のpHを10以上に調整したのち、必要に応じ
て予熱し、スチームまたは空気を吹き込んで行うと効果
的に行うことができる。このストリッピング工程によ
り、アンモニア態窒素はアンモニアガスとして回収され
る。ストリッピングは、気泡塔、充填塔、棚段塔等を用
いた通常の気液接触方法により行うことができる。化学
工場や火力発電所では、他の廃水のBOD、COD、重
金属、フッ素等の処理のためにアルカリを添加して廃水
のpHを調整する設備が設けられており、それらを改良
または兼用して利用することが可能である。また、火力
発電所や化学工場では、スチーム、煙道ガス、加熱空気
等種々の熱源および空気源があり、廃水の加熱、空気の
吹き込みによるストリッピングが容易である。アンモニ
アのストリッピング速度は高温ほど大きいので、上記熱
源を利用してストリッピングを促進することができる。
従って、本発明は化学工場、火力発電所で実施する場合
に特に効果的であるということができる。
The stripping can be effectively carried out by adding an alkali to the waste water to adjust the pH of the solution to 10 or more, preheating the solution if necessary, and blowing in steam or air. Through this stripping step, ammoniacal nitrogen is recovered as ammonia gas. Stripping can be performed by a usual gas-liquid contact method using a bubble column, a packed column, a plate column, or the like. Chemical plants and thermal power plants are equipped with facilities to adjust the pH of wastewater by adding alkali to treat other wastewater such as BOD, COD, heavy metals, and fluorine, and improve or combine them. It is possible to use. Further, in thermal power plants and chemical plants, there are various heat sources and air sources such as steam, flue gas, and heated air, and it is easy to heat waste water and strip by blowing air. Since the stripping rate of ammonia increases as the temperature increases, stripping can be promoted by using the heat source.
Therefore, it can be said that the present invention is particularly effective when implemented in a chemical factory or a thermal power plant.

【0015】アルカリを用いて変換したアンモニア、シ
ックナで排出されたアンモニアおよびストリッピングし
たアンモニアは、さらに予熱工程で200℃以上に予熱
するのが好ましい。熱源としては、上述したような発電
所内にある熱源、即ち、スチーム、煙道ガス、加熱空気
等を用いることができる。また、それ以外にもLNG、
プロパン、灯油などの燃焼ガスを熱源として用いてもよ
い。
It is preferable that the ammonia converted using the alkali, the ammonia discharged from the thickener and the stripped ammonia are further preheated to 200 ° C. or more in the preheating step. As the heat source, the heat source in the power plant as described above, that is, steam, flue gas, heated air or the like can be used. In addition to that, LNG,
Combustion gas such as propane or kerosene may be used as a heat source.

【0016】得られたアンモニア(予熱したアンモニ
ア)は、次に酸素で酸化して、窒素と水にする。酸素は
空気中の酸素、例えば発電所系内の空気予熱器からの空
気中の酸素であってもよいし、TOプラント(深冷空気
分離装置)からの酸素であってもよい。反応式は以下の
とおりである。 4NH3 +3O2 → 2N2 +6H2O この酸化工程では、固体触媒の存在下でアンモニアを窒
素に変換する。固体触媒としては、アンモニアを選択的
に窒素と水へ変換できるものであればいかなるものであ
ってもよいが、銅、モリブデン等の酸化物を酸化チタ
ン、アルミナ、シリカアルミナ、ゼオライト等に担持さ
せたものを用いるのが好ましく、特にこれらの触媒にコ
バルト、スズ、タングステン、マンガン、セリウム等を
添加すると触媒活性が向上し、より効果的である。
The resulting ammonia (preheated ammonia) is then oxidized with oxygen to nitrogen and water. The oxygen may be oxygen in the air, for example oxygen in the air from the air preheater in the power plant system, or oxygen from the TO plant (deep cold air separation device). The reaction formula is as follows. 4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O In this oxidation step, ammonia is converted to nitrogen in the presence of a solid catalyst. The solid catalyst may be any as long as it can selectively convert ammonia into nitrogen and water, but an oxide such as copper or molybdenum is supported on titanium oxide, alumina, silica-alumina, zeolite or the like. It is preferable to use the above catalysts. Particularly, the addition of cobalt, tin, tungsten, manganese, cerium or the like to these catalysts improves the catalytic activity and is more effective.

【0017】酸化工程における好ましい反応温度は、ガ
スの空間速度(SV)にもよるが200〜400℃であ
る。これより低温ではアンモニアの酸化率が小さく、ま
た高温では窒素酸化物が生成するため、還元および二次
酸化が必要となり、本発明の特徴が損なわれる。酸化工
程で使用することのできる反応方法としては、例えば廃
ガス処理に通常用いられている反応方法、具体的には固
定床流通法等が挙げられる。ガスの空間速度(ガス量/
触媒量)は、100〜100,000/hであるのが好
ましく、1000〜10,000/hであるのが特に好
ましい。また、空気供給量はアンモニアを窒素へ変換す
るのに必要な当量以上であるのが好ましい。
The preferred reaction temperature in the oxidation step is 200 to 400 ° C., though it depends on the space velocity (SV) of the gas. At lower temperatures than this, the oxidation rate of ammonia is small, and at high temperatures, nitrogen oxides are generated, so reduction and secondary oxidation are required, and the characteristics of the present invention are impaired. As a reaction method that can be used in the oxidation step, for example, a reaction method usually used for waste gas treatment, specifically, a fixed bed flow method and the like can be mentioned. Space velocity of gas (gas amount /
The amount of the catalyst) is preferably 100 to 100,000 / h, and particularly preferably 1000 to 10,000 / h. Further, the air supply amount is preferably equal to or more than the equivalent amount required for converting ammonia into nitrogen.

【0018】この酸化工程では反応熱が発生するが、プ
ラント全体の熱収支を向上させるために、発生した熱は
熱交換器を用いるか煙道に戻す等の手段により利用す
る。発生した熱は、例えば、脱硫装置からの排出ガスの
再加熱用熱源として利用することができる。本発明のア
ンモニア態窒素処理システムでは、ストリッピング後の
廃水中の窒素分が100mg/リットル程度となるまで
処理し、残りの窒素分を生物化学的に処理することも可
能である。このように生物化学的処理工程を設けること
により、アンモニアのストリッピング及び酸化工程の負
荷を低減することができる。
Reaction heat is generated in this oxidation step, but in order to improve the heat balance of the entire plant, the generated heat is used by means such as using a heat exchanger or returning it to a flue. The generated heat can be used, for example, as a heat source for reheating exhaust gas from the desulfurizer. In the ammonia nitrogen treatment system of the present invention, it is also possible to treat the nitrogen content in the waste water after stripping to about 100 mg / liter and biochemically treat the remaining nitrogen content. By providing the biochemical treatment process in this way, the burden of the ammonia stripping and oxidation process can be reduced.

【0019】生物化学的処理工程では、好ましくは2段
階の工程で窒素分を窒素に変換する。この場合、第1の
工程では、好気性条件下で硝化菌の作用により窒素分を
硝酸および亜硝酸態窒素に変換し、第2の工程では、嫌
気性条件下でCOD成分(有機物)またはメタノールな
どを栄養源とした脱窒菌の作用により硝酸および亜硝酸
態窒素を窒素に変換する。
In the biochemical treatment process, the nitrogen content is preferably converted into nitrogen in a two-step process. In this case, in the first step, the nitrogen content is converted to nitric acid and nitrite nitrogen by the action of nitrifying bacteria under aerobic conditions, and in the second step, COD components (organic substances) or methanol are converted under anaerobic conditions. It converts nitric acid and nitrite nitrogen into nitrogen by the action of denitrifying bacteria with such nutrients.

【0020】上述したシステムとは別に、火力発電所に
本発明を適用する場合には、酸化工程を設けない処理シ
ステムの適用も可能である。火力発電所では、ボイラで
発生する燃焼ガス(煙道ガス)中の窒素酸化物を無害化
するために、アンモニアを添加して約350℃で窒素に
変換(脱硝)する。従って、ストリッピングしたアンモ
ニアは、酸化せずに脱硝工程に使用することができる。
なお、この脱硝工程により、過剰のアンモニアが後段の
エアヒータ、集塵器などにアンモニウム塩の形で付着す
るが、この付着したアンモニウム塩を洗浄したときに、
数g/リットルの高濃度のアンモニア態窒素を含む廃水
が排出されるため、この廃水についても本システムまた
は前述したシステムによって処理することができる。
In addition to the system described above, when the present invention is applied to a thermal power plant, it is also possible to apply a treatment system that does not have an oxidation step. In a thermal power plant, in order to make nitrogen oxides in combustion gas (flue gas) generated in a boiler harmless, ammonia is added and nitrogen is converted (denitration) at about 350 ° C. Therefore, the stripped ammonia can be used in the denitration step without being oxidized.
By this denitration step, excess ammonia adheres to the air heater, dust collector, etc. in the subsequent stage in the form of ammonium salt, but when the adhered ammonium salt is washed,
Since wastewater containing a high concentration of ammonia nitrogen of several g / liter is discharged, this wastewater can also be treated by this system or the system described above.

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定され
るものではない。 〔実施例1〕本実施例では、図1に示すシステム構成図
に従ってアンモニア態窒素を処理した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples. Example 1 In this example, ammonia nitrogen was treated according to the system configuration diagram shown in FIG.

【0022】1000MWの石炭火力発電所のエアヒー
タ、集塵器、復水器等から排出された2g/リットルの
アンモニア態窒素を含むpH1.6の廃液1を、貯槽2
から84t/dで連続的にpH調整槽3に導き、濃度1
0wt%(重量%)の水酸化ナトリウム溶液4を200
kg/hで添加してアンモニア5を発生させた。アンモ
ニア5を発生させた後の廃液はシックナ6に導き、重金
属類のスラッジ7を回収した。
Waste liquid 1 of pH 1.6 containing 2 g / liter of ammonia nitrogen discharged from an air heater, a dust collector, a condenser, etc. of a 1000 MW coal-fired power plant is stored in a storage tank 2
From 84 to 84 t / d to the pH adjusting tank 3 continuously,
200 wt% of 0 wt% sodium hydroxide solution 4
Ammonia 5 was generated by addition at kg / h. The waste liquid after generating ammonia 5 was led to thickener 6 and sludge 7 of heavy metals was recovered.

【0023】次に、シックナ6からのオーバーフロー液
8を棚段方式のアンモニアストリッパー9の塔頂に導
き、塔底から空気10を3,500m3N/hで供給し
てアンモニアをストリッピングした。このとき、ストリ
ッパー9内の熱交換器11に290℃の煙道ガス12を
16,100m3N/hで導き、廃液の温度を50℃ま
で加熱した。
Next, the overflow liquid 8 from the thickener 6 was introduced to the top of a tray type ammonia stripper 9, and air 10 was supplied from the bottom of the tower at 3,500 m 3 N / h to strip ammonia. At this time, the flue gas 12 at 290 ° C. was introduced into the heat exchanger 11 in the stripper 9 at 16,100 m 3 N / h to heat the temperature of the waste liquid to 50 ° C.

【0024】ストリッパー9から排出されたアンモニア
ガスは、アンモニア5およびシックナ6からのアンモニ
アとともに、煙道ガス12を利用した熱交換器13で2
90℃まで加熱し、酸化器14へ導いた。酸化器14と
しては、酸化銅10wt%、酸化セリウム1wt%およ
び酸化マンガン2wt%を担持させた酸化チタン触媒1
5を0.35m3 充填したものを用いた。この酸化器1
4中において約300℃で反応させた結果、酸化器14
出口の排ガス16中のアンモニア濃度は3ppm、亜酸
化窒素および窒素酸化物の濃度は1ppm以下であり、
ガスの温度は320℃であった。
The ammonia gas discharged from the stripper 9 together with the ammonia 5 and the ammonia from the thickener 6 is transferred to the heat exchanger 13 using the flue gas 12 for 2
It was heated to 90 ° C. and led to the oxidizer 14. As the oxidizer 14, the titanium oxide catalyst 1 carrying 10 wt% of copper oxide, 1 wt% of cerium oxide and 2 wt% of manganese oxide was used.
5 used in an amount of 0.35 m 3 was used. This oxidizer 1
As a result of reaction at about 300 ° C. in
The concentration of ammonia in the exhaust gas 16 at the outlet is 3 ppm, the concentration of nitrous oxide and nitrogen oxides is 1 ppm or less,
The temperature of the gas was 320 ° C.

【0025】この排ガス16は、脱硫装置17からの排
ガス18の再加熱源として利用するために脱硫装置17
の出口へ導入し、排ガス18とともに煙突から排出し
た。一方、ストリッパー9の塔底から排出された廃水中
の窒素分は15mg/リットル、BODは20mg/リ
ットルであり、後段のpH処理槽19でpH7となるよ
うに硫酸20を添加して放流した。熱交換器13に導入
した煙道ガス12の量16,100m3N/hは発電所
全体の燃焼排ガスの約0.5%であり、発電所の熱バラ
ンスに対する影響は無視できた。
This exhaust gas 16 is used as a reheating source of the exhaust gas 18 from the desulfurization device 17, so that the desulfurization device 17 can be used.
Of the exhaust gas and discharged from the chimney together with the exhaust gas 18. On the other hand, the waste water discharged from the bottom of the stripper 9 had a nitrogen content of 15 mg / liter and a BOD of 20 mg / liter, and sulfuric acid 20 was added and discharged so as to have a pH of 7 in the pH treatment tank 19 at the subsequent stage. The amount of flue gas 12 introduced into the heat exchanger 13 of 16,100 m 3 N / h was about 0.5% of the combustion exhaust gas of the entire power plant, and the influence on the heat balance of the power plant was negligible.

【0026】なお、酸化器14として白金1wt%を担
持させたアルミナ触媒を充填したものを用いる以外、同
様にして反応させたところ、酸化器14出口の排ガス1
6中のアンモニア濃度は2ppmであったが、亜酸化窒
素の濃度は5ppm、窒素酸化物の濃度は155ppm
であった。
The reaction was carried out in the same manner except that an oxidizer 14 filled with an alumina catalyst supporting 1 wt% of platinum was used.
The ammonia concentration in 6 was 2 ppm, but the concentration of nitrous oxide was 5 ppm and the concentration of nitrogen oxides was 155 ppm.
Met.

【0027】〔実施例2〕本実施例では、図2に示すシ
ステム構成図に従ってアンモニア態窒素を処理した。5
00MWの石炭火力発電所のエアヒータ、集塵器、復水
器等から排出された2.5g/リットルのアンモニア態
窒素を含むpH1.7の廃液1を、貯槽2から34t/
dで連続的にpH調整槽3に導き、濃度20wt%の水
酸化カルシウムスラリー21を40kg/hで添加して
アンモニア5を発生させた。アンモニア5を発生させた
後の廃液はシックナ6に導き、スラッジ7を回収した。
Example 2 In this example, ammonia nitrogen was treated according to the system configuration diagram shown in FIG. 5
Waste liquid 1 of pH 1.7 containing 2.5 g / liter of ammonia nitrogen discharged from an air heater, dust collector, condenser, etc. of a 00 MW coal-fired power plant is stored in a storage tank 2 at 34 t /
At d, the solution was continuously introduced into the pH adjusting tank 3, and the calcium hydroxide slurry 21 having a concentration of 20 wt% was added at 40 kg / h to generate ammonia 5. The waste liquid after generating ammonia 5 was led to thickener 6 and sludge 7 was collected.

【0028】次に、シックナ6からのオーバーフロー液
8を気泡塔方式のアンモニアストリッパー9に導き、塔
底からスチーム22を熱交換器11に供給してアンモニ
アをストリッピングした。このとき、ストリッパー9の
塔頂部に空気10を1,800m3N/hで供給し、ス
トリッピングしたアンモニアを同伴させた。煙道ガス1
2を利用した熱交換器13により、アンモニア5、シッ
クナ6からのアンモニアおよびストリッピングしたアン
モニアと空気との混合ガスを280℃まで加熱し、酸化
器14へ導いた。酸化器14としては、酸化モリブデン
10wt%および酸化セリウム1wt%を担持させたシ
リカアルミナ触媒23を0.18m3 充填したものを用
いた。この酸化器14中において約300℃で反応させ
た結果、酸化器14出口の排ガス16中のアンモニア濃
度は2ppm、亜酸化窒素および窒素酸化物の濃度は1
ppm以下であり、ガスの温度は320℃であった。
Next, the overflow liquid 8 from the thickener 6 was introduced into a bubble column type ammonia stripper 9, and steam 22 was supplied to the heat exchanger 11 from the bottom of the column to strip ammonia. At this time, the air 10 was supplied to the top of the stripper 9 at a rate of 1,800 m 3 N / h to accompany the stripped ammonia. Flue gas 1
By using the heat exchanger 13 utilizing 2, the mixed gas of ammonia 5, ammonia from the thickener 6 and stripped ammonia and air was heated to 280 ° C. and introduced into the oxidizer 14. As the oxidizer 14, a silica alumina catalyst 23 supporting 10 wt% of molybdenum oxide and 1 wt% of cerium oxide was filled in an amount of 0.18 m 3 and used. As a result of reaction at about 300 ° C. in the oxidizer 14, the exhaust gas 16 at the outlet of the oxidizer 14 has an ammonia concentration of 2 ppm and a nitrous oxide and nitrogen oxide concentration of 1
It was below ppm and the gas temperature was 320 ° C.

【0029】この排ガス16は、脱硫装置17からの排
ガス18の再加熱源として利用するために脱硫装置17
の出口へ導入し、排ガス18とともに煙突から排出し
た。一方、ストリッパー9の塔底から排出された廃水中
の窒素分は130mg/リットル、BODは180mg
/リットルであった。これに、後段のpH処理槽19で
pH7となるように硫酸20を添加した後、既存の生物
化学的硝化脱窒槽24に導き、残留窒素15mg/リッ
トル、BOD18mg/リットルとして放流した。
The exhaust gas 16 is used as a reheating source of the exhaust gas 18 from the desulfurization device 17,
Of the exhaust gas and discharged from the chimney together with the exhaust gas 18. On the other hand, the nitrogen content in the wastewater discharged from the bottom of the stripper 9 is 130 mg / liter, and the BOD is 180 mg.
/ Liter. Sulfuric acid 20 was added to this in a pH treatment tank 19 in the latter stage so as to have a pH of 7, and then introduced into an existing biochemical nitrification and denitrification tank 24, and discharged as residual nitrogen of 15 mg / liter and BOD of 18 mg / liter.

【0030】なお、酸化器14として白金0.5wt%
を担持させた酸化チタン触媒を充填したものを用いる以
外、同様にして反応させたところ、酸化器14出口の排
ガス16中のアンモニア濃度は5ppmであったが、亜
酸化窒素の濃度は22ppm、窒素酸化物の濃度は72
ppmであった。
As the oxidizer 14, 0.5 wt% platinum
When the reaction was carried out in the same manner except that a titanium oxide catalyst supporting C was used, the ammonia concentration in the exhaust gas 16 at the outlet of the oxidizer 14 was 5 ppm, but the concentration of nitrous oxide was 22 ppm, Oxide concentration is 72
It was ppm.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、従来の生物硝化脱窒法
単独では実用的な処理ができない高濃度アンモニア態窒
素の処理が可能になり、また、アンモニアストリッピン
グ多段酸化還元法よりも簡便に処理することができる。
特に、火力発電所に本発明を適用すると、発電所全体の
熱バランスや機器の運転に影響を与えない範囲でユーテ
ィリティを用いて、高濃度のアンモニア態窒素廃液を処
理することができる。
According to the present invention, it becomes possible to treat high-concentration ammonia nitrogen which cannot be practically treated by the conventional biological nitrification and denitrification method alone, and more easily than the ammonia stripping multistage redox method. Can be processed.
In particular, when the present invention is applied to a thermal power plant, a high-concentration ammonia nitrogen waste liquid can be treated with a utility within a range that does not affect the heat balance of the entire power plant or the operation of the equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のアンモニア態窒素処理システムの一実
施例によるシステム構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration according to an embodiment of an ammoniacal nitrogen treatment system of the present invention.

【図2】本発明のアンモニア態窒素処理システムの他の
実施例によるシステム構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration according to another embodiment of the ammonia nitrogen treatment system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…廃液、2…貯槽、3…pH調整槽、4…水酸化ナト
リウム溶液、5…アンモニア、6…シックナ、7…スラ
ッジ、8…オーバーフロー液、9…ストリッパー、10
…空気、11…熱交換器、12…煙道ガス、13…熱交
換器、14…酸化器、15…酸化チタン触媒、16…排
ガス、17…脱硫装置、18…排ガス、19…pH調整
槽、20…硫酸、21…水酸化カルシウム、22…スチ
ーム、23…シリカアルミナ触媒、24…生物化学的硝
化脱窒槽
1 ... Waste liquid, 2 ... Storage tank, 3 ... pH adjusting tank, 4 ... Sodium hydroxide solution, 5 ... Ammonia, 6 ... Thickener, 7 ... Sludge, 8 ... Overflow liquid, 9 ... Stripper, 10
... air, 11 ... heat exchanger, 12 ... flue gas, 13 ... heat exchanger, 14 ... oxidizer, 15 ... titanium oxide catalyst, 16 ... exhaust gas, 17 ... desulfurization device, 18 ... exhaust gas, 19 ... pH adjusting tank , 20 ... Sulfuric acid, 21 ... Calcium hydroxide, 22 ... Steam, 23 ... Silica-alumina catalyst, 24 ... Biochemical nitrification / denitrification tank

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 1/58 B01D 53/36 ZABF 3/30 ZAB B01J 23/84 311A (72)発明者 馬場 研二 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村井 行男 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 田中 明雄 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location C02F 1/58 B01D 53/36 ZABF 3/30 ZAB B01J 23/84 311A (72) Inventor Kenji Baba Hitachi Ibaraki Prefecture 7-1, Omika-cho, Oita-shi, Ltd. Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yukio Murai 1-1-14 Kanda, Uchida Plant Construction Co., Ltd., Chichida-ku, Tokyo (72) Inventor Tanaka Akio 1-1-14 Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hirit Plant Construction Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アンモニア態窒素を含む廃水にアルカリ
を添加して該アンモニア態窒素をアンモニアに変換する
工程と、該工程で排出される廃水からアンモニアをスト
リッピングする工程と、得られたアンモニアを固体触媒
の存在下で酸素と反応させて窒素に変換する酸化工程
と、該酸化工程で発生した熱を利用する工程とを備えた
ことを特徴とする、アンモニア態窒素処理システム。
1. A step of adding an alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia, a step of stripping ammonia from the waste water discharged in the step, and the obtained ammonia. An ammoniacal nitrogen treatment system comprising an oxidation step of reacting with oxygen in the presence of a solid catalyst to convert it into nitrogen, and a step of utilizing heat generated in the oxidation step.
【請求項2】 火力発電所で発生するアンモニア態窒素
を処理するシステムであって、アンモニア態窒素を含む
廃水にアルカリを添加して該アンモニア態窒素をアンモ
ニアに変換する工程と、該工程から排出される廃水を発
電所内の熱源で予熱する第1の予熱工程と、予熱した廃
水から、スチームまたは空気を用いてアンモニアをスト
リッピングする工程と、得られたアンモニアを発電所内
の熱源で予熱する第2の予熱工程と、予熱したアンモニ
アを固体触媒の存在下で酸素と反応させて窒素に変換す
る酸化工程と、該酸化工程で発生した熱を利用する工程
とを備えたことを特徴とする、アンモニア態窒素処理シ
ステム。
2. A system for treating ammonia nitrogen generated in a thermal power plant, which comprises adding alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia, and discharging the ammonia. The first preheating step of preheating the waste water to be recovered with the heat source in the power plant, the step of stripping ammonia from the pre-heated waste water with steam or air, and the pre-heating of the obtained ammonia with the heat source in the power station. 2, a preheating step, an oxidation step of reacting preheated ammonia with oxygen in the presence of a solid catalyst to convert into nitrogen, and a step of utilizing heat generated in the oxidation step. Ammonia nitrogen treatment system.
【請求項3】 前記第1の予熱工程及び第2の予熱工程
における熱源がスチーム、煙道ガスまたは加熱空気のい
ずれかであることを特徴とする、請求項2記載のアンモ
ニア態窒素処理システム。
3. The ammonia nitrogen treatment system according to claim 2, wherein the heat source in the first preheating step and the second preheating step is any one of steam, flue gas and heated air.
【請求項4】 前記第1の予熱工程における熱源がスチ
ーム、煙道ガスまたは加熱空気のいずれかであり、前記
第2の予熱工程における熱源が燃焼ガスであることを特
徴とする、請求項2記載のアンモニア態窒素処理システ
ム。
4. The heat source in the first preheating step is any one of steam, flue gas and heated air, and the heat source in the second preheating step is combustion gas. The ammonia nitrogen treatment system described.
【請求項5】 前記ストリッピングで排出される廃水を
生物化学的に処理する工程を備えたことを特徴とする、
請求項1または2記載のアンモニア態窒素処理システ
ム。
5. A step of biochemically treating the wastewater discharged from the stripping is provided,
The ammonia nitrogen treatment system according to claim 1 or 2.
【請求項6】 前記固体触媒が、銅とモリブデンの少な
くとも1つの酸化物を酸化チタン、アルミナ、シリカア
ルミナおよびゼオライトからなる群から選ばれた少なく
とも1種に担持させてなる触媒であることを特徴とす
る、請求項1または2記載のアンモニア態窒素処理シス
テム。
6. The solid catalyst is a catalyst comprising at least one oxide of copper and molybdenum supported on at least one selected from the group consisting of titanium oxide, alumina, silica alumina and zeolite. The ammonia nitrogen treatment system according to claim 1 or 2.
【請求項7】 前記固体触媒が、コバルト、スズ、タン
グステン、マンガンおよびセリウムからなる群から選ば
れた少なくとも1種をさらに含むことを特徴とする、請
求項6記載のアンモニア態窒素処理システム。
7. The ammonia nitrogen treatment system according to claim 6, wherein the solid catalyst further contains at least one selected from the group consisting of cobalt, tin, tungsten, manganese, and cerium.
【請求項8】 火力発電所で発生するアンモニア態窒素
を処理するシステムであって、アンモニア態窒素を含む
廃水にアルカリを添加して該アンモニア態窒素をアンモ
ニアに変換する工程と、該工程で排出される廃水からア
ンモニアをストリッピングする工程とを備え、得られた
アンモニアを脱硝工程で利用することを特徴とする、ア
ンモニア態窒素処理システム。
8. A system for treating ammonia nitrogen generated in a thermal power plant, which comprises adding an alkali to wastewater containing ammonia nitrogen to convert the ammonia nitrogen into ammonia, and discharging the ammonia. And a step of stripping ammonia from the wastewater to be treated, and the obtained ammonia is utilized in a denitration step, an ammonia nitrogen treatment system.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999044945A1 (en) * 1998-03-02 1999-09-10 Fresenius, Hese & Co. Mvu Gmbh Mess-, Verfahrens- & Umwelttechnik Method and device for eliminating or reducing the ammonium content in waste waters
JP2003220382A (en) * 2002-01-31 2003-08-05 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Apparatus and method for cleaning polluted soil
CN102350071A (en) * 2011-09-05 2012-02-15 武汉科技大学 Compound tower for processing high-density ammonia nitrogen wastewater with airflow desorption method
CN102580498A (en) * 2011-12-31 2012-07-18 兖矿国宏化工有限责任公司 Comprehensive treatment method for high-concentration ammonia nitrogen waste water and boiler flue gas

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