JPH10258291A - 排水中のアンモニア及び(又は)アンモニウムイオンの除去方法 - Google Patents

排水中のアンモニア及び(又は)アンモニウムイオンの除去方法

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JPH10258291A
JPH10258291A JP8470997A JP8470997A JPH10258291A JP H10258291 A JPH10258291 A JP H10258291A JP 8470997 A JP8470997 A JP 8470997A JP 8470997 A JP8470997 A JP 8470997A JP H10258291 A JPH10258291 A JP H10258291A
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phosphate
wastewater
ammonium
waste water
ammonia
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JP8470997A
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Michihiro Omachi
光寛 大町
Toshiaki Miyake
俊昭 三宅
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Nippon Hyomen Kagaku KK
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Nippon Hyomen Kagaku KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水中のアンモニア及び(又は)アンモニウ
ムイオンの除去方法を提供する。 【解決手段】 排水中のアンモニア及び(又は)アンモ
ニウムイオンの除去を目的にマグネシウム化合物と燐酸
又は燐酸塩を添加するにあたり、除去しようとするアン
モニア又はアンモニウムイオンの合計量に対してモル比
で排水中のマグネシウムイオンに換算したマグネシウム
化合物と燐酸イオンに換算した燐酸又は燐酸塩の割合
が、NH4 +:Mg2+=1:1よりもMg2+が過剰でなお
且つNH4 +:PO4 3- =1:1よりもPO4 3- が過剰に
なるように添加した後、排水のPHを7.5〜11.5
に調整して難溶性の隣酸マグネシウムアンモニウムの沈
澱を形成させることを特徴とする、排水中のアンモニア
及び(又は)アンモニウムイオンの除去方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水溶液中のアンモ
ニア(以下、NH3 と略す。)及び(又は)アンモニウ
ムイオン(以下、NH4 +と略す。)の除去に関するもの
であり、特に多量のNH3 及び(又は)NH4 +を含む排
水の処理に適用される。
【0002】
【従来の技術】従来、めっき業者等はめっき浴の成分と
して多量のNH4 +を含む塩化アンモニウムや、クエン酸
アンモニウム等のアンモニウム塩やpH調整剤としてア
ンモニア水等を使用し続けて来た。このため、これらめ
っき業者の工場から排出される排水には多量のNH4 +
NH3 (以下、NH4 +とNH3 の合計であるアンモニア
態窒素の略としてNH4 −Nと記す。)が含まれていた
が、排水中の窒素成分については規制がない場合が多
く、問題になることがほとんどなかった。しかし、近年
河川等の富栄養化の問題から排水中の全窒素濃度を規制
(概ね60mg/l)する動きが強まり、早急な対応が
求められている。一方、排水中の窒素の処理方法は、窒
素化合物の種類によって異なり、硝酸態窒素(以下、N
x −Nと略す。)は嫌気性の微生物処理により窒素ガ
スに分解されるが、NH4 −Nは、一度好気性の微生物
処理でNH4 −NをNOx −Nに転換した後、嫌気性の
微生物処理を行わなければならず、大型で複雑な処理設
備が必要となり、めっき業者等においては、設置場所の
確保、多額な設備費用の負担、複雑な維持管理等の点で
導入には困難な要素が多い。また、他の方法として排水
をアルカリ性にして曝気することにより排水中のNH4
−NをNH3 ガスとして放出させるアンモニアストリッ
ピング法と呼ばれる方法があるが、発生したNH3 ガス
が二次公害を引き起す可能性が高く、問題がある。他
に、実務表面技術Vol.29,No.29,1982
に掲載の野々村氏著(東京都立工業技術センター)「不
連続点塩素処理法による塩化亜鉛アンモニウムめっき排
水中のアンモニウムと亜鉛の処理」に記されている次亜
塩素酸化合物による酸化分解法があるが、酸化を受けた
NH4 −Nの一部はNOx −Nとして残留したり、有害
なクロラミンが生成する可能性が高く、問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、排水中
の重金属類を除去するための中和凝集処理設備しか持た
ないめっき業者にとって、NH4 −N除去のための設備
導入には困難や問題点が多く、対応に苦慮しているのが
実情である。従って、本発明の課題は、微生物処理等の
大型の設備を必要とせずに高能率でNH4 −Nを処理す
る方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記の事情に鑑み、めっ
き業者のほとんどが設備している中和凝集処理装置を利
用可能にさせる、NH4 −Nを水に不溶化して除去する
方法を模索したところ、NH4 +の化合物は、ほとんどが
水溶性のものばかりであるが、Mg2+とPO4 3 - が同時
に存在すると、水に難溶性のMgNH4 PO4 ・6H2
O(以下、MAPと略す。)を形成することが判明し
た。このMAPが排水処理関連の文献に記載されている
のは、下水の活性汚泥処理時に発生する余剰汚泥の消化
脱離液中の燐除去を目的として、過剰のNH4 −Nが存
在する中にマグネシウム塩を加える方法(第27回下水
道研究発表会講演集p.496〜498)やMAP結晶
が設備配管等に付着して発生するトラブル防止のための
スケール付着防止方法(同上、p.556〜558)等
であり、いずれもpHが9.0以下でPO4 3- に対して
NH4 −Nが過剰に存在する場合についてのみの報告で
あり、NH4 −Nは処理水中に多量に残留したままであ
る。本発明者らは、燐除去とは別のNH4 −N除去の観
点から鋭意検討を行ない、これまで試みられることのな
かった排水中のNH4 −N除去のために、不足している
燐酸又は燐酸化合物(以下、H3 PO4 又はその化合物
と略す。)とマグネシウム(以下、Mgと略す。)化合
物とを添加し、一般的な中和凝集処理での重金属除去時
のpH領域を含む7.5〜11.5の高pH領域におい
てNH4 −Nが60mg/l以下となることを見い出
し、本発明を完成した。即ち、本発明は、排水中の除去
目標値のNH4 −Nに対して、排水中のMg又はその化
合物とH3 PO4 又はその化合物が等モル以上の濃度に
なるように調整した後、排水のpHを7.5〜11.5
に調整して難溶性のMAPを形成させ、発生した沈澱を
除去することを必須要件とする前記NH4 −Nを含有す
る排水の経済的な処理方法を提供するものである。
【0005】しかして、本発明は、アンモニア及び(又
は)アンモニウムイオンを含有する排水に燐酸又は燐酸
塩とマグネシウム化合物を添加し、難溶性の燐酸マグネ
シウムアンモニウムとして除去することからなる、排水
中のアンモニア及び(又は)アンモニウムイオンの除去
方法に関する。
【0006】好ましい実施態様によれば、本発明は、排
水中のアンモニア及び(又は)アンモニウムイオンの除
去を目的にマグネシウム化合物と燐酸又は燐酸塩を添加
する場合に、除去しようとするアンモニア又はアンモニ
ウムイオンの合計量に対してモル比で排水中のマグネシ
ウムイオンに換算したマグネシウム化合物と燐酸イオン
に換算した燐酸又は燐酸塩の割合が、NH4 +:Mg2+
1:1よりもMg2+が過剰でなおかつNH4 +:PO4 3-
=1:1よりもPO4 3- が過剰になるように添加した
後、排水のPHを7.5〜11.5に調整して難溶性の
隣酸マグネシウムアンモニウムの沈澱を形成させること
を特徴とする上記の除去方法に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳しく説明す
る。本発明においては、先ず排水に対してMg2+及びP
4 3- に換算して除去しようとするNH4 −Nと等モル
以上の濃度にMg2+及びPO4 3- がなるように排水に可
溶なMg化合物及びH3 PO4 又は排水に可溶なその化
合物を添加する。ここで使用するMg化合物は、排水に
対して排水のpH調整により溶解が可能である化合物で
あれば種類を選ばない。例えば、塩化マグネシウム、臭
化マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウ
ム、水酸化マグネシウムなどがある。特に、コストの面
からは、金属チタン製練の際に副産物として発生する塩
化マグネシウム水溶液等が好適である。また、燐酸は、
市販の種々の濃度のものを使用することができる。PO
4 化合物は、Mg化合物と同様に、アンモニウム塩以外
の排水のpH調整により排水に溶解が可能な化合物であ
れば種類を選ばない。例えば、燐酸の酸性及び中性アル
カリ塩、例えば燐酸ナトリウム又はカリウム、燐酸水素
二ナトリウム又はカリウム、燐酸二水素ナトリウム又は
カリウム等が挙げられる。燐酸及び燐酸塩は単独で使用
しても又はそれらの混合物として使用することもでき
る。
【0008】次に、排水のpHを7以下、より好ましく
は3以下とする。尚、Mg化合物とH3 PO4 又はその
化合物の添加終了時にpH7以下、より好ましくは3以
下であれば改めて調整の必要はない。排水のpHを7以
下とするのは添加したMg化合物又はPO4 化合物全て
が排水に溶解しなかった場合の無駄を省くためであり、
予め不溶解分を見込んで過剰に添加する場合はこの限り
でなく、本発明の必須条件ではない。
【0009】次に、排水のpHを7.5〜11.5に調
整する。これにより、排水中で下記に示す反応式で表わ
される反応により難溶性のMAP(MgNH4 PO4
6H2 O)が形成される。
【化1】Mg2+ +NH4 ++PO4 3- +6H2 O →Mg
NH4 PO4 ・6H2
【0010】ここで析出した難溶性のMAPをろ過等に
より排水から除去すれば良いが、めっき排水等において
は、同時に析出した重金属水酸化物とともに高分子凝集
剤を添加してフロック化し、沈降分離することが好まし
い。また、本発明の方法によれば、めっき工場の排水処
理設備の大幅な改造等の必要なしに導入が可能である。
【0011】
【実施例】以下、実施例により発明の効果を説明する。
【0012】実施例1〜19 先ず、無水塩化マグネシウムと85%燐酸を用いて、M
gCl2 [MW.95.2]を290g/lとH3 PO
4 を[MW.98]を240g/lを含有するNH4
N除去剤No.1(除−No.1と略す.)を作製し
た。除−No.1中のMg2+とPO4 3- のモル比は1.
24:1であった。次に、29%の液体塩化マグネシウ
ムと75%燐酸を用いて、MgCl2 を300g/lと
3 PO4 を200g/lを含有するNH4 −N除去剤
No.2(除−No.2と略す)を作製した。除−N
o.2中のMg2+とPO4 3- のモル比は1.54:1で
あった。次に、炭酸マグネシウム[MW.84.3]を
200gと燐酸二水素カリウム[MW.136.1]を
300gを乳鉢で混合して、粉末のNH4 −N除去剤N
o.3(除−No.3と略す)を作成した。除−No.
3中のMg2+とPO4 3- のモル比は1.08:1であっ
た。前記した除−No.1〜No.3を用いて、酸性塩
化亜鉛アンモン浴が稼動中のめっき工場排水を原水とし
て図1の処理フローに従がって、一連の排水処理試験を
実施し、得られた結果を後記の表−1に示す。
【0013】比較例1〜12 先ず、35%液体塩化カルシウムと85%燐酸を用い
て、CaCl2 [MW.111]340g/lとH3
4 を[MW.98]を240g/l含有する比較用N
3 −N除去剤No.1(比−No.1と略す)を作成
した。比−No.1中のCa2+とPO4 3- のモル比は
1.25:1であった。次に、炭酸カルシウム[MW.
100.1]を240gと燐酸二水素カリウム[MW.
136.1]300gを乳鉢で混合して、粉末の比較用
NH3 −N除去剤No.2(比−No.2と略す)を作
成した。比−No.2中のCa2+とPO4 3- のモル比は
1.09:1であった。前記した比−No.1、No.
2を用いて、酸性塩化亜鉛アンモン浴が稼動中のめっき
工場排水を原水として図1の処理フローに従がって、一
連の排水処理試験を実施し、得られた結果を後記の表−
1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上、実施例で示したように、本発明を
用いることにより排水中のアンモニア及び(又は)アン
モニウムイオンを排水から中和凝集処理によって除去す
ることが可能となった。同時に、アンモニウムイオンを
多量に含有する酸性亜鉛アンモン浴の排水では、アンモ
ニウムイオンの除去に伴って亜鉛の除去性も改善され
た。以上の結果から、産業上及び生活環境上有益な結果
がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の方法を工場排水中のアンモニ
ア及び(又は)アンモニウムイオンの除去に適用した場
合の処理フロー図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンモニア及び(又は)アンモニウムイ
    オンを含有する排水に燐酸又は燐酸塩とマグネシウム化
    合物を添加し、難溶性の燐酸マグネシウムアンモニウム
    として除去することからなる、排水中のアンモニア及び
    (又は)アンモニウムイオンの除去方法。
  2. 【請求項2】 排水中のアンモニア及び(又は)アンモ
    ニウムイオンの除去を目的にマグネシウム化合物と燐酸
    又は燐酸塩を添加する場合に、除去しようとするアンモ
    ニア又はアンモニウムイオンの合計量に対してモル比で
    排水中のマグネシウムイオンに換算したマグネシウム化
    合物と燐酸イオンに換算した燐酸又は燐酸塩の割合が、
    NH4 +:Mg2+=1:1よりもMg2+が過剰でなお且つ
    NH4 +:PO4 3- =1:1よりもPO4 3- が過剰になる
    ように添加した後、排水のPHを7.5〜11.5に調
    整して難溶性の隣酸マグネシウムアンモニウムの沈澱を
    形成させることを特徴とする請求項1に記載の除去方
    法。
JP8470997A 1997-03-19 1997-03-19 排水中のアンモニア及び(又は)アンモニウムイオンの除去方法 Withdrawn JPH10258291A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006087986A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Kaneka Corp スケール生成防止方法
JP2007000804A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Kanto Natural Gas Development Co Ltd 地下かん水からのアンモニウム分離および肥料の製造方法
US10889518B2 (en) 2016-07-15 2021-01-12 Ecolab Usa Inc. Use of an inorganic salt or acid in reducing the hardness and/or alkalinity of a water system

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