JPH1028983A - アンモニア性窒素含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 臭素イオン存在下でのオゾン添加によるアン
モニア性窒素含有排水の処理において、臭素イオン添加
用の臭素化合物の使用量の削減、硝酸性窒素の副生成の
抑制、処理水中の臭素イオン濃度の低減を図り、低ラン
ニングコストで全窒素濃度及び臭素イオン濃度の低い良
質な処理水を得ることができるようにする。 【解決手段】 オゾンとアンモニア性窒素とを反応させ
る反応槽を２槽以上設けて各反応槽３２，３４に原水を
分注し、かつ最前段の反応槽内又はその手前で被処理水
に使用する臭素イオンの全量を添加するとともに、各反
応槽の処理水の全量をその後段の反応槽に導入しつつ、
各反応槽で順次被処理水中のアンモニア性窒素を除去す
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、各種産業排水等の
アンモニア性窒素含有排水に臭素イオンの存在下でオゾ
ンを添加することにより、該排水中のアンモニア性窒素
を除去する排水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所排水等の産業排水中に含まれ
るアンモニア性窒素は、放流先で富栄養化の問題を引き
起こすため、その除去が求められている。これまで、排
水中のアンモニア性窒素の除去は、硝化、脱窒、ＢＯＤ
酸化などの複数の単位操作を含む生物処理法によってな
されていたが、最近になって、臭素イオンの存在下にお
いてアンモニア性窒素含有排水にオゾンを添加すること
により、アンモニア性窒素を窒素ガスに酸化して除去で
きることが見い出され、これを利用した排水の処理方法
が提案されている（特開平３−１８１３９０号、特開平
７−１９５０８９号）。

【０００３】臭素イオン存在下でのオゾン添加によるア
ンモニア性窒素の酸化、除去においては、まず排水中に
存在する臭素イオンと添加されたオゾンとが反応して次
亜臭素酸イオンＢｒＯ^-（あるいは次亜臭素酸ＨＢｒ
Ｏ）が生成する（下記式１）。次に、生成したＢｒＯ^-
（あるいはＨＢｒＯ）とアンモニア性窒素とが反応し
て、アンモニア性窒素が窒素ガス化される（下記式
２）。そして、結果的には下記（３）の反応式にしたが
ってアンモニア性窒素の酸化が行われる。 Ｏ₃ ＋ Ｂｒ^- → ＢｒＯ^- ＋ Ｏ₂ …（１） ２ＮＨ₄ ⁺ ＋ ３ＢｒＯ^- → Ｎ₂ ＋ ３Ｂｒ^- ＋ ３Ｈ₂Ｏ ＋ ２Ｈ⁺ …（２） ２ＮＨ₄ ⁺ ＋ ３Ｏ₃ → Ｎ₂ ＋ ３Ｏ₂ ＋ ３Ｈ₂Ｏ ＋ ２Ｈ⁺ …（３）

【０００４】したがって、臭素イオン存在下でのオゾン
添加によるアンモニア性窒素含有排水の処理では、Ｂｒ
^-がオゾンと反応してＢｒＯ^-になり、次いでＮＨ₄ ⁺と反
応してＢｒ^-に戻り、さらにオゾンと反応してＢｒＯ^-に
なるというサイクルを繰り返すもので、Ｂｒ^-は触媒的
な作用を示す。

【０００５】オゾン添加によってアンモニア性窒素を除
去する連続排水処理装置は、例えば図３に示す構成のも
のである。図３において、２は反応槽、４は反応槽２内
の上部に設置された原水注入装置、６は原水注入装置４
に接続された原水導入管、８は原水導入管６に連結され
た臭素イオン含有水導入管（臭素イオン添加機構）、１
０は反応槽２内の下部に設置された散気装置、１２は散
気装置１０に接続されたオゾン含有ガス導入管、１４は
オゾン含有ガス導入管１２に接続されたオゾン含有ガス
発生装置、１６は反応槽２上部に連結された排ガス排出
管、１８は排ガス排出管１６に介装されたオゾン分解
器、２０は反応槽２底部に連結された処理水排出管を示
す。

【０００６】図３の装置で排水処理を行う場合、臭化ナ
トリウム等の臭素化合物を水に溶解した臭素イオン含有
水を臭素イオン含有水導入管８から原水導入管６を流れ
るアンモニア性窒素含有排水（原水）に添加し、この原
水を原水注入装置４から反応槽２内に導入する。そし
て、オゾン含有ガス発生装置１４で発生させたオゾン含
有ガスをオゾン含有ガス導入管１２を通して散気装置１
０から反応槽２内の原水に添加する。これにより、原水
中のアンモニア性窒素が窒素ガスに分解されて除去され
る。また、アンモニア性窒素が除去された処理水は処理
水排出管２０から排出され、反応槽２内に生じた排ガス
はオゾン分解器１８を通って排ガス排出管１６から排出
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】臭素イオン存在下での
オゾン添加によるアンモニア性窒素の除去方法は、単位
操作が１つである上、反応速度が速いため、従来の生物
処理法に比べて設備容積を小さくすることができ、また
設備の維持管理が容易であるなどの利点があり、工業的
に注目されている。しかし、本発明者らは、該排水処理
法の工業的実用化について検討を行っている過程で、こ
の方法には次のような問題があることに気付いた。

【０００８】すなわち、臭素イオン存在下でのオゾン添
加によるアンモニア性窒素の除去では、前記式（１）及
び（２）の反応以外に下記式（４）の硝酸生成反応が副
反応として生じ、処理水中に硝酸性窒素（ＮＯ₃ ^-）が流
出することがある。 ＮＨ₄ ⁺＋３Ｏ₃＋ＢｒＯ^- → ＮＯ₃ ^-＋Ｂｒ^-＋Ｈ₂Ｏ＋２Ｈ⁺＋３Ｏ₂ …（４ ） 処理水中に硝酸性窒素が流出することは、プロセス全体
での窒素除去率の低下につながる。したがって、処理水
中の全窒素濃度を低下させるためには、上述した硝酸性
窒素の副生成を抑制することが重要となる。

【０００９】これに対し、本発明者らは、先に、反応槽
内の被処理水中におけるアンモニア性窒素濃度と臭素イ
オン濃度との比が一定の値以上であると硝酸性窒素が副
生成しにくく、それより小さいと硝酸性窒素が副生成し
やすいことを見出した。具体的には、アンモニア性窒素
濃度と臭素イオン濃度との比がＢｒ／Ｎの重量比で１／
４以上であると、硝酸性窒素の副生成が効果的に抑制さ
れることを知見した。

【００１０】しかし、被処理水への臭素イオンの添加に
用いる臭素化合物は比較的高価であり、アンモニア性窒
素濃度と臭素イオン濃度との比が前記一定の値以上とな
るように臭素イオンを被処理水に添加するようにした場
合には、硝酸性窒素の副生成は抑制されるものの、臭素
化合物を多量に使用することになってランニングコスト
が高くなる。ランニングコストの低減が求められる実際
の工業設備において、このように臭素化合物を多量に使
用することは好ましくない。また、処理水を放流するこ
とを考えると、処理水中の臭素イオン濃度はできるだけ
低いことが環境への影響の点で望ましい。そのため、従
来より、臭素イオン存在下でのオゾン添加によるアンモ
ニア性窒素の除去においては、硝酸性窒素の副生成を可
能な限り抑制すること、臭素化合物の使用量をできるだ
け少なくすること、及び、処理水中の臭素イオン濃度を
できるだけ低くすることが要望されていた。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、臭素化合物の使用量を低減することができるととも
に、処理水中の臭素イオン濃度を低濃度にすることがで
きる上、硝酸性窒素の副生成を抑制することが可能であ
り、したがって低ランニングコストで全窒素濃度及び臭
素イオン濃度の低い良質な処理水を得ることが可能なア
ンモニア性窒素含有排水の処理方法を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、アンモニア性窒素含有排水に臭素イオンの
存在下でオゾンを添加することにより、該排水中のアン
モニア性窒素を除去する排水処理方法において、オゾン
とアンモニア性窒素とを反応させる反応槽を２槽以上設
けて各反応槽に原水を分注し、かつ最前段の反応槽内又
はその手前で被処理水に添加すべき臭素イオンの全量を
添加するとともに、各反応槽の処理水の大部分ないし全
量をその後段の反応槽に導入しつつ、各反応槽で順次被
処理水中のアンモニア性窒素を除去することを特徴とす
るアンモニア性窒素含有排水の処理方法を提供する。

【００１３】すなわち、アンモニア性窒素含有排水に臭
素イオンの存在下でオゾンを添加することにより、排水
中のアンモニア性窒素を分解する反応を行う反応槽の処
理水においては、アンモニア性窒素が除去されていると
もに、前述したＢｒ^-→ＢｒＯ^-→Ｂｒ^-のサイクルによ
り最初に添加した濃度とほぼ同じ濃度のＢｒ^-が残存し
ている。したがって、反応槽を２槽以上設けて各反応槽
に原水を分注し、かつ各反応槽の処理水の大部分ないし
全量をその後段の反応槽に導入すれば、前段の反応槽で
原水中のアンモニア性窒素の除去に使用したＢｒ^-を後
段の反応槽で再利用しつつ、該後段の反応槽で新たに加
えられた原水中のアンモニア性窒素の除去を行うことが
可能となる。特に、最前段の反応槽内又はその手前で該
最前段の反応槽でのアンモニア性窒素の除去に必要な量
のＢｒ^-を原水に添加することにより、その最初に添加
したＢｒ^-を２段目以降の全ての反応槽で再利用するこ
とができる。

【００１４】したがって、本発明によれば、最初に添加
したＢｒ^-を２段目以降の全ての反応槽で再利用するこ
とができ、その結果、かかる再利用のできない従来の１
槽方式（図３参照）に比べて被処理水への臭素イオンの
添加量を減らし、臭素化合物の使用量を低減させること
が可能となる。また、最後段の反応槽の処理水（最終処
理水）は、それより前段の反応槽の処理水によって希釈
されるため、１槽方式に比べて最終処理水中の臭素イオ
ン濃度が低減される。さらに、最前段の反応槽において
被処理水中のアンモニア性窒素濃度と臭素イオン濃度と
の比を硝酸性窒素の副生成を抑制できる比とし、かつ、
各反応槽に分注する原水の流量をほぼ等しくするととも
に各反応槽の処理水の全量をその後段の反応層に導入す
れば、２段目以降の反応槽において外部から新たに臭素
イオンを添加しなくても被処理水中のアンモニア性窒素
濃度と臭素イオン濃度との比は最前段の反応槽での比と
ほぼ等しくなるため、各反応槽において硝酸性窒素の副
生成が抑制されるものである。

【００１５】前述した点をさらに具体的に説明する。す
なわち、例えば、反応槽の個数を２槽とし、各槽に分注
する原水の流量を同じとし、１段目反応槽の被処理水中
でのＢｒ／Ｎ重量比を１／２としたとき、１段目反応槽
の処理水の全量と２段目反応槽への原水（分注原水）と
を混合すると、１段目反応槽の処理水中にはアンモニア
性窒素がほとんど存在せず、かつ最初に添加した濃度と
ほぼ同じ濃度の臭素イオンが存在しているため、混合後
の水中では水量が倍になることによりアンモニア性窒素
濃度は原水のほぼ半分になり、臭素イオン濃度も１段目
反応槽の処理水のほぼ半分になる。

【００１６】したがって、２段目反応槽においても、ア
ンモニア性窒素濃度と臭素イオン濃度との比は１段目反
応槽とほぼ同じであり、該比はＢｒ／Ｎの重量比でほぼ
１／２という適切な値に維持されるが、本発明の分注方
式では１段目反応槽で１回利用された臭素イオンを２段
目反応槽で再利用しているため、臭素イオンの実質添加
量及び最終処理水中の臭素イオン濃度は１槽方式に比べ
て約半分になるわけである。

【００１７】同じことで、反応槽の個数をｎ個にすれ
ば、臭素イオンの実質添加量は１槽方式の１／ｎにな
る。つまり、反応槽の段数を増やせば増やすほど、処理
に必要な臭素化合物の量は減少する。これは、アンモニ
ア性窒素含有排水の処理のランニングコスト低減という
効果をもたらす。また、反応槽の段数を増やせば増やす
ほど最終処理水の希釈率が大きくなり、最終処理水中に
含まれる臭素イオン濃度が減少する。すなわち、反応槽
の個数をｎ個にすれば、最終処理水中の臭素イオン濃度
は１槽方式の１／ｎになる。これは、最終処理水を放流
する場合に環境への負荷が低減するという効果をもたら
す。

【００１８】本発明において、反応槽の個数に特に限定
はないが、コストと効果の両面から考えると、２槽又は
３槽とすることが適当である。また、本発明では、基本
的には、各反応槽に均等に原水を分注するとともに、各
反応槽の処理水の全量をその後段の反応槽に導入する。
これにより、各反応槽の被処理水中におけるアンモニア
性窒素濃度と臭素イオン濃度との比をほぼ等しくするこ
とができる。したがって、最前段の反応槽で前記比を硝
酸性窒素の副生成を抑制できる比にしておけば、全反応
槽で硝酸性窒素の副生成を抑制することが可能となる。
ただし、各反応槽に分注する原水の流量には多少ばらつ
きがあってもよく、例えば、隣接する反応槽への原水の
流量の差が３０％以内程度であれば、最前段の反応槽で
のアンモニア性窒素濃度と臭素イオン濃度との比を適当
に選択することなどによって前記ばらつきを吸収し、全
反応槽で硝酸性窒素の副生成を抑制することが可能とな
る。

【００１９】本発明において、各反応槽における処理条
件、例えば被処理水中のアンモニア性窒素濃度と臭素イ
オン濃度との比、被処理水へのオゾン添加量、被処理水
のｐＨ等は、従来の１槽方式と同様とすることができ
る。例えば、各反応槽における被処理水中のアンモニア
性窒素濃度と臭素イオン濃度との比は、Ｂｒ／Ｎの重量
比で１／１〜１／４、特に１／１．２〜１／３とするこ
とが好ましい。これにより、臭素イオンの添加量をなる
べく低減させながら各反応槽において硝酸性窒素の副生
成を抑制することが可能となる。なお、被処理水への臭
素イオンの添加には、ＮａＢｒ、ＫＢｒ等の臭素化合物
の水溶液を用いることができる。

【００２０】また、各反応槽における被処理水へのオゾ
ン添加量は、被処理水中のアンモニア性窒素含有量の約
５倍量とすることが、アンモニア性窒素の除去を効率的
に行う点、硝酸性窒素の副生成をより効果的に抑制する
点で好ましい。この場合、各反応槽における被処理水へ
のオゾン添加量は、各反応槽の処理水のＯＲＰ値又はア
ンモニア性窒素濃度に基づいてそれぞれ制御することが
できる。より具体的には、例えば、各反応槽の処理水の
ＯＲＰ値又はアンモニア性窒素濃度を計測する手段を設
け、該手段により得られたＯＲＰ値又はアンモニア性窒
素濃度の信号に基づいて、各反応槽の処理水のＯＲＰ値
又はアンモニア性窒素濃度が一定になるように、被処理
水に添加するオゾン含有ガス中のオゾン濃度やオゾン含
有ガスの流量を調節したり、各反応槽に分注する原水の
流量を調節したりすることによって行うことができる。
なお、ＯＲＰ値を指標として使用できるのは、処理水の
ＯＲＰ値が処理水のアンモニア性窒素濃度に依存して変
動するからである。

【００２１】さらに、各反応槽における処理水出口近傍
の槽内水あるいは各反応槽から流出する処理水のｐＨ
は、３．０〜６．５、特に３．５〜６．０とすること
が、アンモニア性窒素の除去を効率的に行う点、硝酸性
窒素の副生成をより効果的に抑制する点で好ましい。こ
の場合、各反応槽における槽内水あるいは処理水のｐＨ
の制御は、例えば、槽内水あるいは処理水のｐＨ測定手
段及び被処理水へのｐＨ調整剤添加手段を各反応槽ごと
に設け、ｐＨ測定手段からの信号に基づいてｐＨ調整剤
添加手段による被処理水へのｐＨ調整剤添加量を調節す
ることによって行うことができる。なお、ｐＨ測定手段
及びｐＨ調整剤添加手段を各反応槽ごとに設ける代わり
に、ｐＨ測定手段を任意の反応槽の一つに設け、該反応
槽の槽内水あるいは処理水のｐＨが所定値となるように
最前段の反応槽の手前で分注前の原水にｐＨ調整剤を添
加する構成としても、他の反応槽におけるｐＨをほぼ所
定値に制御することが可能である。また、アンモニア性
窒素を臭素イオンの存在下でオゾンにより分解除去する
と、反応に伴って酸が発生するため、ｐＨ調整剤として
はアルカリ剤を使用するものであるが、アルカリ剤とし
て苛性ソーダ溶液等の水酸化物のみの溶液を使用する
と、アンモニア性窒素含有排水は一般的にｐＨ緩衝能が
低いため、処理水のｐＨが安定しないことがある。その
ため、ｐＨ調整剤としては、炭酸塩又は重炭酸塩を含む
アルカリ剤、特に水酸化物に対して１０モル％以上の炭
酸塩又は重炭酸塩を含むアルカリ剤を用いることが適当
であり、これにより処理水のｐＨ制御の安定性を向上さ
せることが可能となる。

【００２２】前述したＢｒ^-を再利用して被処理水中の
アンモニア性窒素を除去する手法は、原水を貯留する原
水タンク及び反応槽からの処理水を貯留する処理水タン
クを設ければ、反応槽が１つであっても取り入れること
ができる。例えば、反応槽を２段に設けて行う２段分注
方式に相当する処理を１つの反応槽を用いて行う場合、
処理すべき原水の全量を一旦原水タンクに貯留した後、
原水タンク内の原水を反応槽に連続的に導入するととも
に、この原水に臭素イオンを添加しながらオゾンを添加
することによりアンモニア性窒素を除去した後、アンモ
ニア性窒素除去後の処理水を処理水タンクに移送して貯
留する操作を、原水タンク内の原水の量が半分になるま
で行う。次に、処理水タンク内の処理水の大部分ないし
全量を原水タンクに移送して残余の１／２の原水と混合
した後、原水タンク内の水の全量を反応槽に連続的に導
入しながら、この水にオゾンを添加して残余の原水中の
アンモニア性窒素を除去するものである。この２回目の
処理後の処理水は、処理水タンクにいったん貯留した
後、あるいはそのまま放流することができる。

【００２３】このようにしたときには、１回目の処理で
使用した臭素イオンを２回目の処理で再利用することが
でき、臭素化合物の使用量を低減させることが可能とな
る。この場合、１回目の処理の処理水中にはアンモニア
性窒素がほとんど存在せず、かつ最初に添加した濃度と
ほぼ同じ濃度の臭素イオンが存在しているため、特に１
回目の処理水の全量を原水タンクに移送した場合は２回
目の処理を行う混合水中では水量が倍になることにより
アンモニア性窒素濃度は原水のほぼ半分になり、臭素イ
オン濃度も１回目の処理のときのほぼ半分になる。した
がって、２回目の処理においても、アンモニア性窒素濃
度と臭素イオン濃度との比は１回目の処理とほぼ同じに
なる。

【００２４】したがって、本発明は、処理すべき原水の
全量を一旦原水タンクに貯留した後、原水タンク内の原
水を反応槽に連続的に導入するとともに、この時該反応
槽内又はその手前で上記原水に臭素イオンを添加しなが
らオゾンを添加することにより該水中のアンモニア性窒
素を除去し、アンモニア性窒素除去後の処理水を処理水
タンクに貯留する操作を原水タンク内の原水の量が半分
になるまで行う第１工程と、第１工程終了後、処理水タ
ンク内の処理水の大部分ないし全量を原水タンクに移送
して残余の１／２の原水と混合した後、原水タンク内の
水の全量を反応槽に連続的に導入しながら、この水にオ
ゾンを添加することにより該水中のアンモニア性窒素を
除去する第２工程とからなることを特徴とするアンモニ
ア性窒素含有排水の処理方法を提供する。かかるバッチ
式の処理方法は、原水中のアンモニア性窒素濃度が高
く、かつ原水の水量が少ない場合に好適に採用できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る排水処理方
法の実施に用いる連続排水処理装置の一例を示すフロー
図である。本装置は、オゾンとアンモニア性窒素とを反
応させる反応槽を２槽設けたものである。図１におい
て、３２は１段目反応槽、３４は２段目反応槽、３６，
３８は反応槽３２，３４内に設置された原水注入装置、
４０は原水導入管、４２、４４は原水導入管４０から分
岐した第１分注管及び第２分注管、４６は第１分注管４
２に連結された臭素イオン含有水導入管（臭素イオン添
加機構）、４８，５０は反応槽３２，３４内に設置され
た散気装置、５２，５４はオゾン含有ガス導入管、５
６，５８はオゾン含有ガス発生装置、６０,６２は反応
槽３２，３４に連結された処理水排出管を示す。本装置
において、第１分注管４２は１段目反応槽３２の原水注
入装置３６に連結され、１段目反応槽３２の処理水排出
管６０は２段目反応槽３４の原水注入装置３８に連結さ
れているとともに、該処理水排出管６０には２段目反応
槽３４の手前において第２分注管４４が連結されてい
る。

【００２６】また、図中６４，６６は反応槽３２，３４
を流出した処理水中のアンモニア性窒素濃度を測定する
アンモニアモニタ、６８，７０はアンモニアモニタ６
４，６６からの信号に基づいてオゾン含有ガス発生装置
５６，５８のオゾン発生量を制御する制御装置、７２，
７４は反応槽３２，３４内の被処理水にｐＨ調整剤を添
加するｐＨ調整剤添加手段、７６，７８は反応槽３２，
３４から流出する処理水のｐＨを測定するｐＨ測定手
段、８０，８２はｐＨ測定手段７６，７８からの信号に
基づいてｐＨ調整剤添加手段７２，７４からの被処理水
へのｐＨ調整剤添加量を制御する制御装置、８４は２段
目反応槽３４の処理水排出管６２に介装されたＢｒＯ^-
除去用の活性炭濾過装置を示す。なお、図１において、
反応槽３２，３４の排ガス排出管は図示を省略してあ
る。また、本装置においては、アンモニアモニタ６４，
６６に代えてＯＲＰモニタを使用することもできる。

【００２７】さらに、図１においては反応槽３２，３４
から流出する処理水のｐＨを測定してｐＨ調整剤の添加
量を制御する例を示したが、各反応槽の処理水のｐＨを
測定する代わりに、各反応槽における処理水出口近傍の
槽内水、例えば図１において散気装置４８，５０の付設
位置から１ｍ以内の槽内水のｐＨを測定して制御するよ
うにしてもよい。また、本例ではオゾン発生量の制御装
置６８，７０を設け、これらにより被処理水へのオゾン
添加量を制御する例について示したが、これらの制御装
置に代えて、あるいはこれらに加えて各反応槽に流入さ
せる被処理水の流量を制御することにより、被処理水へ
のオゾン添加量を制御する構成としてもよい。

【００２８】図１の装置による排水処理は、次のように
して行われる。まず、臭素イオン含有水導入管４６から
第１分注管４２を流れる被処理水（原水）に臭素イオン
含有水が添加され、この被処理水が原水注入装置３６か
ら１段目反応槽３２内に導入される。そして、オゾン含
有ガスが散気装置４８から１段目反応槽３２内の被処理
水に添加される。これにより、１段目反応槽３２におい
て、被処理水中のアンモニア性窒素が窒素ガスに分解さ
れて除去される。１段目反応槽３２の処理水は、処理水
排出管６０を通ってその全量が原水注入装置３８から２
段目反応槽３４内に導入される。このとき、２段目反応
槽３４の手前において、１段目反応槽３２の処理水に第
２分注管４４からの原水が混合される。そして、オゾン
含有ガスが散気装置５０から２段目反応槽３４内の被処
理水に添加される。これにより、２段目反応槽３４にお
いて、被処理水中のアンモニア性窒素が窒素ガスに分解
されて除去される。この間、制御装置６８，７０，８
０，８２によって、各反応槽３２，３４における被処理
水へのオゾン添加量及び被処理水へのｐＨ調整剤添加量
が制御される。２段目反応槽３４の処理水は、処理水排
出管６２を通り、活性炭濾過装置８４を経て排出され
る。

【００２９】なお、上述の実施形態では１段目反応槽３
２の処理水の全量を２段目反応槽３４に導入するように
説明したが、本発明はこれに限定されず、１段目反応槽
３２の処理水の大部分を２段目反応槽３４に導入し、残
余の一部の処理水を直接放流する構成も含む。

【００３０】図２は、前述した１槽方式による本発明処
理方法の実施に用いるバッチ式排水処理装置の一例を示
すフロー図である。本装置は、図３に示した従来装置に
原水を貯留する原水タンク８６及び反応槽２からの処理
水を貯留する処理水タンク８８を設けてバッチ式処理装
置としたものである。図２において、図３の装置と同一
構成の部分には同一参照符号を付してその説明を省略す
る。

【００３１】図２の装置による排水処理は、次のように
して行われる。まず、原水導入管６から予め注入された
原水タンク８６内の原水が連絡管９０を通って反応槽２
内に連続的に導入される。このとき、反応槽２内に導入
される原水には、反応槽２の手前で臭素イオン含有水導
入管８から臭素イオン含有水が添加される。反応槽２で
は原水にオゾンが添加され、原水中のアンモニア性窒素
が除去される。さらに、処理水は処理水タンク８８に移
送されて貯留される。次に、上記のようにして原水の１
／２の処理が終了した時点で処理を一旦中断し、処理水
タンク８８内の処理水の全量が連絡管９２を通って原水
タンク８６に移送される。その後、１回目の処理と同様
にして原水タンク８６内の水の全量が反応槽２に導入さ
れ、反応槽２でオゾンが添加されて水中のアンモニア性
窒素が除去されるものである。なお、この２回目の処理
の時には臭素イオン含有水の新たな添加は行わない。

【００３２】

【実施例】

［実施例１］図１に示した装置を用いてアンモニア性窒
素含有排水の処理を行った。１段目反応槽３２及び２段
目反応槽３４としては、それぞれ有効容積３０リットル
の気泡塔式リアクタを用いた。原水としては、水道水に
塩化アンモニウムをアンモニア性窒素濃度が５００ｍｇ
Ｎ／Ｌになるように溶解した人工原水を用いた。各反応
槽への原水の流量はそれぞれ５リットル／Ｈとした。こ
の場合、２段目反応槽に分注する原水は、１段目反応槽
からの処理水と混合してから２段目反応槽に供給した。
臭素イオン含有水導入管４６からの臭素イオン添加量
は、１段目反応槽の被処理水中におけるアンモニア性窒
素濃度と臭素イオン濃度との比がＢｒ／Ｎの重量比で１
／２．５となるように調整した。また、各反応槽からの
処理水中のアンモニア性窒素濃度をイオン電極方式のア
ンモニアモニタ６４，６６で測定し、その濃度が１ｍｇ
Ｎ／Ｌになるようにフィードバック方式でオゾン含有ガ
ス発生装置５６，５８のオゾン発生量を自動制御した。
さらに、ｐＨ測定手段７６，７８で各反応槽の処理水の
ｐＨを測定し、その値に基づいてｐＨ調整剤添加手段７
２，７４からのｐＨ調整剤添加量を調節することによ
り、各反応槽の処理水のｐＨを６．５に制御した。な
お、ｐＨ調整剤としては、２０重量％の苛性ソーダ及び
３重量％の炭酸ソーダを含むアルカリ水溶液を用いた。
結果を表１に示す。

【００３３】［実施例２］実施例１と同様にしてアンモ
ニア性窒素含有排水の処理を行った。ただし、臭素イオ
ン含有水導入管４６からの臭素イオン添加量は、１段目
反応槽の被処理水中におけるアンモニア性窒素濃度と臭
素イオン濃度との比がＢｒ／Ｎの重量比で１／２となる
ように調整し、その他の条件は実施例１と同じとした。
結果を表１に示す。

【００３４】［比較例１］従来法として、反応槽を１個
とした図３の装置を用いてアンモニア性窒素含有排水の
処理を行った。反応槽２としては、実施例１と同じく有
効容積３０リットルの気泡塔式リアクタを用いた。原水
としては実施例１と同じものを用い、原水流量は５リッ
トル／Ｈとした。また、被処理水へのオゾン添加量及び
被処理水のｐＨの制御は実施例１と同様の装置、条件で
行った。なお、本例では、臭素イオン添加機構を用い
ず、臭化ナトリウムを人工原水に予め溶解することによ
って原水中のＢｒ／Ｎ重量比が１／２．５となるように
した。結果を表１に示す。

【００３５】［比較例２］従来法として、反応槽を１個
とした図３の装置を用いてアンモニア性窒素含有排水の
処理を行った。反応槽２としては、有効容積６０リット
ルの気泡塔式リアクタを用いた。原水としては実施例１
と同じものを用い、原水流量を１０リットル／Ｈとし
た。また、被処理水へのオゾン添加量及び被処理水のｐ
Ｈの制御は実施例１と同様の装置、条件で行った。本例
では、臭素イオン含有水導入管８からの臭素イオン含有
水の単位時間当たりの供給量を実施例１の場合と同じと
した。その結果、この時の原水中のＢｒ／Ｎ重量比は、
反応槽２に流入する原水の流量が実施例１において１段
目反応槽３２に流入する原水の流量の２倍になっている
関係から１／５．０と実施例１の半分となった。結果を
表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】以上の実験の結果、下記のことが確認され
た。 (a)本発明の原水分注方式では、従来法に比べて臭素化
合物の使用量を半分にしても、最終処理水中のアンモニ
ア性窒素濃度及び全窒素濃度は従来法とほぼ同程度（全
窒素除去率は９５％以上）、臭素イオン濃度は約半分で
あり、したがって本発明によれば臭素化合物の使用量を
大幅に低減しつつ、全窒素濃度及び臭素イオン濃度の低
い良質な処理水が得られること（実施例１と比較例１と
の比較）。 (b)本発明の原水分注方式と同じ臭素化合物使用量、原
水処理量で従来法によって処理を行った場合、多量の硝
酸性窒素が副生成し、したがって最終処理水中の全窒素
濃度が著しく高くなるが、本発明によれば硝酸性窒素の
副生成を抑制しながら臭素化合物の使用量を大幅に削減
できること（実施例１と比較例２との比較）。 (c)本発明の原水分注方式では、被処理水中のアンモニ
ア性窒素濃度と臭素イオン濃度との比を従来法より高く
設定しても、従来法より実質的に少ない臭素化合物使用
量で従来法より全窒素濃度及び臭素イオン濃度の低い良
質な処理水が得られること（実施例２と比較例１との比
較）。

【００３８】

【発明の効果】本発明に係るアンモニア性窒素含有排水
の処理方法によれば、臭素化合物の使用量を低減するこ
とができ、かつ処理水中の臭素イオン濃度を低濃度にす
ることができる上、硝酸性窒素の副生成を抑制すること
が可能であり、したがって低ランニングコストで全窒素
濃度及び臭素イオン濃度の低い良質な処理水を得ること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンモニア性窒素含有排水の処理
方法の実施に用いる連続排水処理装置の一例を示すフロ
ー図である。

【図２】１槽方式による本発明処理方法の実施に用いる
バッチ式排水処理装置の一例を示すフロー図である。

【図３】従来のアンモニア性窒素含有排水処理装置の一
例を示すフロー図である。

【符号の説明】

３２ １段目反応槽 ３４ ２段目反応槽 ４０ 原水導入管 ４２ 第１分注管 ４４ 第２分注管 ４６ 臭素イオン添加機構 ４８ 散気装置 ５０ 散気装置 ５６ オゾン含有ガス発生装置 ５８ オゾン含有ガス発生装置 ６０ 処理水排出管 ６２ 処理水排出管 ６４ アンモニアモニタ ６６ アンモニアモニタ ７２ ｐＨ調整剤添加手段 ７４ ｐＨ調整剤添加手段 ７６ ｐＨ測定手段 ７８ ｐＨ測定手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンモニア性窒素含有排水に臭素イオン
   の存在下でオゾンを添加することにより、該排水中のア
   ンモニア性窒素を除去する排水処理方法において、オゾ
   ンとアンモニア性窒素とを反応させる反応槽を２槽以上
   設けて各反応槽に原水を分注し、かつ最前段の反応槽内
   又はその手前で被処理水に添加すべき臭素イオンの全量
   を添加するとともに、各反応槽の処理水の大部分ないし
   全量をその後段の反応槽に導入しつつ、各反応槽で順次
   被処理水中のアンモニア性窒素を除去することを特徴と
   するアンモニア性窒素含有排水の処理方法。
2. 【請求項２】 最前段の反応槽の被処理水中においてア
   ンモニア性窒素濃度と臭素イオン濃度との比がＢｒ／Ｎ
   の重量比で１／１〜１／４となるように、該最前段の反
   応槽内又はその手前で被処理水に臭素イオンを添加する
   請求項１に記載の処理方法。
3. 【請求項３】 各反応槽の処理水のＯＲＰ値又はアンモ
   ニア性窒素濃度に基づいて各反応槽における被処理水へ
   のオゾン添加量をそれぞれ制御するようにした請求項１
   又は２に記載の処理方法。
4. 【請求項４】 各反応槽における処理水出口近傍の槽内
   水あるいは各反応槽から流出する処理水のｐＨをそれぞ
   れ３．０〜６．５に制御するようにした請求項１、２又
   は３に記載の処理方法。
5. 【請求項５】 処理すべき原水の全量を一旦原水タンク
   に貯留した後、原水タンク内の原水を反応槽に連続的に
   導入するとともに、この時該反応槽内又はその手前で上
   記原水に臭素イオンを添加しながらオゾンを添加するこ
   とにより該水中のアンモニア性窒素を除去し、アンモニ
   ア性窒素除去後の処理水を処理水タンクに貯留する操作
   を原水タンク内の原水の量が半分になるまで行う第１工
   程と、第１工程終了後、処理水タンク内の処理水の大部
   分ないし全量を原水タンクに移送して残余の１／２の原
   水と混合した後、原水タンク内の水の全量を反応槽に連
   続的に導入しながら、この水にオゾンを添加することに
   より該水中のアンモニア性窒素を除去する第２工程とか
   らなることを特徴とするアンモニア性窒素含有排水の処
   理方法。