JPH10167720A - アンモニア含有液の処理方法 - Google Patents

アンモニア含有液の処理方法

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JPH10167720A
JPH10167720A JP8334961A JP33496196A JPH10167720A JP H10167720 A JPH10167720 A JP H10167720A JP 8334961 A JP8334961 A JP 8334961A JP 33496196 A JP33496196 A JP 33496196A JP H10167720 A JPH10167720 A JP H10167720A
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JP
Japan
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ammonia
solution
concentrate
acid
treatment
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JP8334961A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Sugimura
哲男 杉村
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Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンモニア含有液からアンモニアを効率的に
分離除去し、環境基準以下のガス状物として大気に放出
可能な処理方法を提供すること。 【解決手段】 源液pH調整槽1でアンモニア含有液に
酸を添加してアンモニアの一部をアンモニム塩として除
去し、次いでその液を電気透析装置4で電気透析して濃
縮する。濃縮液は蒸留器6により蒸発分離し、さらにそ
の蒸発分hを酸化処理および脱硝処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアンモニア含有液か
らアンモニアを無害な成分にして除去する処理方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば火力発電所などにおける復水は、
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、該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、一部はアンモニウムイオン
として液中に存在している。このような再生水中のアン
モニア成分を低減するには、硫酸等の酸を加え塩として
分離し沈殿除去する方法が一般に採用されるているが、
アンモニア成分の一部が分離できずに液中にアンモニウ
ムイオンとして残ることは避けられない。そこでこのよ
うなアンモニア含有液からさらにアンモニア成分を分離
してアンモニア性窒素の量を環境基準以下にする方法と
して、(1)生物学的除去方法、(2)アンモニア放散
方法、(3)塩素処理方法、(4)イオン交換法等が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、(1)の生物
学的除去方法は設備の設置面積が大きくなり、処理液中
に微生物に有害な毒物が混入していると処理能力が低下
または不安定になり、さらに処理条件によっては亜酸化
窒素ガス等の環境に有害な物質を放散する等の問題があ
る。(2)のアンモニア放散方法は大気中に多くのアン
モニアが放散されるので、それによる二次公害を生じる
という問題がある。(3)の塩素処理方法は大量の塩素
を使用するのでコスト的に不利であり、また有害な塩素
化合物、例えばトリハロメタン等を副生するおそれがあ
る。さらに(4)のイオン交換法は交換樹脂の定期的な
再活性処理が必要であり、該再生水の処理も行わねばな
らないという問題がある。そこで本発明はこのような従
来法における問題を解決するアンモニア含有液の処理方
法の提供を課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のアンモニア含有液の処理方法は、先ずアンモニア含
有液に酸を添加してアンモニアの一部をアンモニウム塩
として除去し、次いで該液を電気透析してアンモニアを
濃縮する。そしてその濃縮液をアルカリ領域で蒸留して
アンモニアを水蒸気と共に蒸発分離し、さらにその蒸発
分を酸化処理および脱硝処理することを特徴とするもの
である。本発明の方法によれば、アンモニア含有液から
アンモニアを効率よく分離除去し、それを無害な窒素ガ
ス等に分解して大気中に放出することができる。さらに
処理設備の面積をそれほど必要とせず、運転管理が容易
で且つ安定した運転ができる。
【0005】上記方法における好ましい実施の形態にお
いては、アンモニア含有液を電気透析する前に、pH4
〜pH6の酸性域で鉄を含む固形粒子を除去する。この
ように構成すると、アンモニア含有液中に電気透析膜の
表面に付着してその処理性能を低下させる鉄成分が存在
する場合に、それを溶解鉄ではなく鉄粒子として効率よ
く除去することができる。上記方法における他の好まし
い実施の形態においては、電気透析した濃縮液をpH1
1〜pH12の高アルカリ領域として蒸留する。このよ
うに構成することにより低温でも効率よくアンモニアを
蒸留分離することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、図面により本発明の実施の
形態を説明する。図1は本発明の方法を実施するプロセ
スフロー図ある。図において、1は源液pH調整槽,2
はフィルター、3はラインミキサー、4は電気透析装
置、5は濃縮液pH調整槽、6は蒸留器、7は酸化処理
装置、8は脱硝処理装置、9はブロワーである。アンモ
ニア含有液aは、源液pH調整槽1で添加される酸bと
混合され、pH4〜pH6の範囲の酸性領域に調整して
アンモニアの一部をアンモニウム塩として沈殿されて除
去する。酸bとしては鉱酸、たとえば硫酸または塩酸な
どが好ましい。
【0007】源液pH調整槽1のアンモニウムイオンを
含む処理液は、図示しないポンプで移送してフィルター
2に導入し、そこで鉄を含む固形粒子を濾過処理して除
去する。鉄成分は電気透析膜に付着し性能を低下させる
作用があるが、通常pH4以下になると液中への溶解度
が増加する。そこで処理液を前記のようにpH4以上、
特にpH4〜pH6の範囲の酸性領域に調整することに
より、鉄成分は固形粒子として効率よく除去される。使
用するフィルター2としては、処理能力及び濾過性能の
点から多数の中空糸を束ねて構成した中空糸フィルター
が好ましい。
【0008】フィルター2を通過した処理液は、硫酸な
どの酸cを添加して電気透析に適した酸性領域、例えば
pH3程度に調整され、ラインミキサー3により混合し
て電気透析装置4に導入される。電気透析装置4は一般
に交換槽内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、交換槽両端に陽極と陰極が設けられてい
る。そして濃縮された液を取り出す濃縮室を挟んでライ
ンミキサー3からの処理液が導入される希釈室が多数並
設され、濃縮室には希釈室からNH4 イオン、陰イオ
ン、例えば硫酸によりpH調整がなされたならば、SO
4 イオンが移動する。
【0009】上記のように処理液を電気透析装置4で処
理することにより、希釈室から排出される脱塩水dはア
ンモニウムイオンやその他の無機イオン類が環境基準以
下に除去されるので、そのまま放流が可能となる。一
方、濃縮室より排出される濃縮液eはアンモニウムイオ
ンやその他の無機イオン類(例えば前記のようにpH処
理に硫酸を使用している場合は硫酸イオンを主成分とす
る無機イオン類)が数十倍まで濃縮されている。この濃
縮液eは次に蒸留器6に導入され、その蒸発分中にアン
モニアが蒸留分離されるのであるが、アンモニアがアン
モニウムイオンの状態で存在すると蒸留効率がよくな
い。
【0010】NH4 イオンとOHイオンの状態とアンモ
ニアNH3 の状態は、NH3 +H2OとNH+ 4 +OH
- 間の可逆反応である。図2はpHを変えたときのNH
4 イオンとアンモニアNH3 の存在割合を温度をパラメ
ータとして著したものである。図2から分かるように液
温度が例え0℃程度に低下したときでも、液のpHを1
1〜12程度の高アルカリ領域とすることにより、アン
モニアNH3 の存在割合を100%近くまで高めること
ができる。すなわち実質的にNH3 +H2 Oの状態にで
きる。そのため濃縮液eを濃縮液pH調整槽5に導入
し、そこで水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤fを添加
し高アルカリ領域にしてから、そのアルカリ性濃縮液g
を図示しないポンプ等により移送して蒸留器6に導入す
る。
【0011】蒸留器6としては例えば多段蒸留塔を使用
することができ、中段からアルカリ性濃縮液gを導入
し、下部からの加熱源で蒸留され上部より蒸発分hが取
り出される。また塔底部から蒸留残渣として無機塩、例
えば前記のようにpH処理に硫酸を使用している場合は
芒硝(Na2 SO4 )を含む液が排出される。アンモニ
アを含む蒸発分hは酸化処理装置7に導入され、そこで
4NH3 +3O2 =2N2 +6H2 O、および2NH3
+(7/2)O2 =2N2 O+6H2O等の反応式によ
る酸化反応がなされる。酸化処理装置7としては、例え
ば酸化触媒低温燃焼設備のようなものが使用でき、例え
ばアンモニア酸化分解触媒のような酸化触媒の存在下
に、酸化剤としてブロワー9から導入される空気jと反
応してアンモニアを含む蒸発分hは酸化処理される。
【0012】上記のような酸化処理により生成した窒素
酸化物を含む蒸気分kは、次に脱硝処理装置8に導入さ
れ、そこで例えば酸化窒素の還元触媒のような脱硝触媒
の存在下に、前記蒸発分hから分取導入したアンモニア
を含む成分と、6NO2 +8NH3 =7N2 +12H2
Oの式(さらにNO成分を含むときは6NO+4NH3
=5N2 +6H2 Oの式)の反応式による脱硝反応がな
される。脱硝処理装置8としては、例えば乾式アンモニ
ア選択接触還元設備のようなものが使用できる。そして
アンモニア等の有害物を環境基準以下とされたガス状物
mは大気中にそのまま放出することができる。
【0013】
【実施例】図1のように構成したプロセスによりアンモ
ニア含有液を処理した。アンモニア分としてアンモニア
性窒素(NH4 −N)濃度換算で500mg/L(リッ
トル,以下同じ)、鉄分としてFe換算で1mg/Lを
含むpH9のアンモニア含有液を6,250L/Hrの
割合で源液pH調整槽1に導入し、そこで硫酸と混合し
てpH6に調整した。次に源液pH調整槽1でアンモニ
ウム塩等の沈殿物を除去した処理液を中空糸を使用した
フィルター2で鉄を含む固形粒子を濾過処理した。濾過
処理後の液中の鉄分は検出限界以下であった。次いでこ
の処理液に硫酸を添加しpH3に調整して電気透析装置
4で電気透析した。電気透析装置4は処理容量に余裕を
持ったものであり、陽イオン交換膜としてスルホン酸基
を含むスチレン/ジビニルベンゼン共重合体系の膜、陰
イオン交換膜として4級アンモニウム塩を含むスチレン
/ジビニルベンゼン共重合体系の膜、陽極板としてチタ
ン板に白金をメッキしたもの、陰極板としてステンレス
板をそれぞれ使用した。さらに希釈室に導入される溶液
のpHはそれぞれ3とした。
【0014】希釈室から排出した脱塩水dのアンモニア
性窒素の含有量は3mg/L以下(アンモニア除去率9
9.4%)で、十分環境基準を満たすものであった。一
方、濃縮液eのアンモニア性窒素の含有量は6000m
/L、流量525L/Hrに濃縮された。その濃縮液e
を濃縮液pH調整槽5で硫酸と混合し,pH12に調整
して蒸留器6で蒸留した。蒸発分h中には蒸留器6に導
入したアンモニア性窒素の99.9%が回収され、蒸発
分hの流量は150Nm3 /Hr,アンモニア3重量
%、残りは実質的に水蒸気であった。次にこの蒸発分h
を酸化処理装置7に導入し、酸化触媒の存在下に150
Nm3 /Hrの割合の空気jを使用して酸化処理し、次
いでその酸化処理により生成した窒素酸化物を含む蒸気
分kを脱硝処理装置8に導入し、そこで脱硝触媒の存在
下に脱硝処理をした。その結果、脱硝処理されて大気中
に放出されたガス状物mは300Nm3 /Hrで、アン
モニア濃度10mg/L以下,窒素酸化物(NOx)濃
度10mg/L以下で、共に環境基準を十分に満たす値
であった。
【0015】
【発明の効果】本発明のアンモニア含有液の処理方法に
よれば、アンモニア含有液からアンモニアを効率よく分
離除去し、それを無害な窒素ガス等に分解して大気中に
放出することができる。さらにこの方法は処理設備の面
積をそれほど必要とせず、運転管理が容易で且つ安定し
た運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施するためのプロセスフロー
図。
【図2】温度をパラメータとし、pHとアンモニアNH
3 濃度とアンモニウムNH4 イオン濃度の関係を実験に
より求めた例を示す図。
【符号の説明】
1 源液pH調整槽 2 フィルター 3 ラインミキサー 4 電気透析装置 5 濃縮液pH調整槽 6 蒸留器 7 酸化処理装置 8 脱硝処理装置 9 ブロワー a アンモニア含有液 b,c 酸 d 脱塩水 e 濃縮液 f アルカリ剤 g アルカリ性濃縮液 h 蒸発分 j 空気 k 蒸発分 m ガス状物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニア含有液に酸を添加してアンモ
    ニアの一部をアンモニウム塩として除去し、次いで該液
    を電気透析してアンモニアを濃縮し、さらにその濃縮液
    をアルカリ領域で蒸留してアンモニアを水蒸気と共に蒸
    発分離し、該蒸発分を酸化処理および脱硝処理すること
    を特徴とするアンモニア含有液の処理方法。
  2. 【請求項2】 アンモニア含有液を電気透析する前に、
    pH4〜pH6の酸性領域で鉄を含む固形粒子を除去す
    る請求項1に記載のアンモニア含有液の処理方法。
  3. 【請求項3】 電気透析した濃縮液をpH11〜pH1
    2の高アルカリ領域として蒸留する請求項1または請求
    項2に記載のアンモニア含有液の処理方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258848B1 (en) 2006-07-31 2007-08-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for scrubbing ammonia from acid gases comprising ammonia and hydrogen sulfide
JP2017144410A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 オルガノ株式会社 イソプロピルアルコールの回収装置及び回収方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0788477A (ja) * 1993-09-20 1995-04-04 Toshiba Eng & Constr Co Ltd アンモニア性窒素含有排水の処理方法
JPH08229568A (ja) * 1995-02-24 1996-09-10 Toshiba Eng & Constr Co Ltd アンモニア性窒素の除去方法

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