JPH1043771A - 脱窒素処理方法及び装置 - Google Patents

脱窒素処理方法及び装置

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JPH1043771A
JPH1043771A JP21685096A JP21685096A JPH1043771A JP H1043771 A JPH1043771 A JP H1043771A JP 21685096 A JP21685096 A JP 21685096A JP 21685096 A JP21685096 A JP 21685096A JP H1043771 A JPH1043771 A JP H1043771A
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JP
Japan
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activated carbon
water
tank
primary reaction
ammonia
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JP21685096A
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English (en)
Inventor
Yukio Takeda
幸雄 武田
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】被処理水中のアンモニアを簡単且つ低コストで
除去できる脱窒素処理方法及び装置を提供する。 【解決手段】アンモニアを含む被処理水に塩素ガス又は
次亜塩素酸ソ−ダを添加してアンモニアをモノクロルア
ミンとし、しかる後、被処理水を酸化還元能を有する活
性炭に通水することにより、モノクロルアミンを直接窒
素ガス又は亜酸化窒素ガスに分解し除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理水中のアン
モニアを除去する脱窒素処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、プ−ル水の管理は、プ−ルから
水を取り出してヘヤ−キャッチャ−で毛髪を除去し、砂
濾過等の濾過機で垢等を除去した後、殺菌消毒剤として
塩素ガスや次亜塩素酸ソ−ダを加えて再びプ−ルに戻し
ている。このような水の循環は1日に6〜8回行われ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの方法ではア
ンモニアは除去できないばかりか、残留塩素がアンモニ
アと反応してモノクロルアミン(NH2 Cl)、ジクロ
ルアミン(NHCl2 )及びトリクロルアミン(NCl
3 )を作り、これらが刺激臭を発したり、水泳者の目を
刺激して赤くしたりして問題となっている。
【0004】一方、下水等の3次処理(高度処理)にお
いてアンモニア態窒素等の窒素を除去するのに、生物学
的硝化脱窒素処理方法、イオン交換樹脂吸着処理方法、
ゼオライト吸着処理方法、RO(逆浸透)膜処理方法及
びアンモニアストリッピング方法等が知られているが、
これらの方法はいずれもかなりの設備を要しその建設費
や、運転管理費及び維持管理費が莫大になり、勿論プ−
ル水等の浄化には設備及びコストの点から適さない。
【0005】本発明は、被処理水中のアンモニアを簡単
且つ低コストで除去できる脱窒素処理方法及び装置を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の脱窒素処理方法
は、アンモニアを含む被処理水に塩素ガス又は次亜塩素
酸ソ−ダを添加してアンモニアをモノクロルアミンと
し、しかる後、被処理水を酸化還元能を有する活性炭に
通水することにより、モノクロルアミンを直接窒素ガス
又は亜酸化窒素ガスに分解し除去することを特徴とす
る。
【0007】本発明者らは、アンモニアに対する塩素ガ
ス及び次亜塩素酸ソ−ダの反応及びそこで生成するモノ
クロルアミンに対する種々の活性炭の吸着等について鋭
意研究した結果、ある種の活性炭においては、生成した
モノクロルアミンが活性炭の表層で直接窒素ガス(N
2 )若しくは亜酸化窒素ガス(N2 O)になる逐次分解
反応が生じていることを見出した。そのような活性炭と
しては石炭系の活性炭の一種で、板状グラファイト構造
を付加し、電子移動が活性化されたものが挙げられる。
そのような活性炭の例としてはカルゴン社製の「センタ
オ」がある。上述した逐次分解反応は、この活性炭が吸
着作用と共に下記のような酸化還元能を有しているから
であると思われる。
【0008】
【式1】 2NH2 Cl+CO→N2 +2HCl+H2 O+C
【0009】
【式2】 C+NH2 Cl+H2 O→NH3 +HCl+CO
【0010】式中Cは本発明における活性炭(以下、本
活性炭という)であり、N2 ガスは放出される。式1の
Cは式2のようにCOに再生される。従って、本活性炭
は一種の触媒として作用している。
【0011】一方、本活性炭では吸着作用も行なわれ有
機物等が吸着除去されるが、活性炭の表層で窒素ガスが
発生しているため、活性炭の飽和吸着量に到達するのを
長期化させていることが分かった。また、活性炭細孔分
布内で、有機物の移動現象が生じ接触部と同様に活性炭
の飽和吸着量に達するのを長期化させていることも分か
った。従って本活性炭は、吸着剤としても優れている。
【0012】本発明の脱窒素処理装置は、アンモニアを
含む被処理水に塩素ガス又は次亜塩素酸ソ−ダを添加し
てアンモニアをモノクロルアミンとする一次反応槽と、
酸化還元能を有する活性炭が充填されている活性炭充填
槽とを具備し、一次反応槽から出た一次反応処理水を活
性炭充填槽で活性炭と反応させることにより、モノクロ
ルアミンを直接窒素ガス又は亜酸化窒素ガスに分解し除
去することを特徴とする。なお、一次反応槽及び活性炭
充填槽は、塔の形態をしていてもよい。またガスは大気
中に放出する。
【0013】アンモニアを含む被処理水に塩素ガス又は
次亜塩素酸ソ−ダを添加する際には、pH5.0〜9.
0の範囲でアンモニアに対して1.0〜2.0当量添加
するのが好ましい。この場合、残留塩素計で残留塩素を
測定しながら添加するのが好ましい。pHが5.0未満
ではジクロルアミンになりやすく、また9.0以上にな
ると次亜塩素酸がなくなる傾向があるので好ましくな
い。さらに添加する量が1.0当量未満ではモノクロル
アミンにならず、また2.0当量以上になるとジクロル
アミン以上に化学反応するので好ましくない。
【0014】活性炭充填槽の空塔速度はSV1〜10
(1/h)が好ましく、通液速度はLV5〜10(m/
h)が好ましい。空塔速度がSV1未満では活性炭充填
槽が大となり、またSV10以上では未反応部分が大と
なるので好ましくない。また通液速度がLV5未満では
活性炭充填槽が大となり、またLV10以上では未反応
部分が大となるので好ましくない。
【0015】なお、活性炭充填槽中の活性炭の表層は多
孔性でここにバクテリアが繁殖しやすいため、活性炭充
填槽中に紫外線ランプを配置して、活性炭の表層を殺菌
するようにしてもよい。
【0016】本発明の脱窒素処理方法及び装置は、下水
処理やプ−ル用水処理のほかに、浄水処理、用水処理、
産業排水処理等に広く適用できる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明による脱窒素処理装
置1を示すもので、一次反応槽2と、活性炭充填槽3と
を具備し、アンモニアを含んだ被処理水はポンプ4を介
して一次反応槽2へ下方から導入される。一方、次亜塩
素酸ソ−ダタンク5よりポンプ6を介して次亜塩素酸ソ
−ダが一次反応槽2へ供給される。次亜塩素酸ソ−ダの
一次反応槽2への供給量は、一次反応槽2に設置された
残留塩素計7からの信号に基づきポンプ6を制御するこ
とにより行なわれる。
【0018】一次反応槽2内には多数のバッフル8が配
置され、被処理水中のアンモニアは一次反応槽2内で次
亜塩素酸ソ−ダと反応して、モノクロルアミンになる。
一次反応槽2から出た一次反応処理水は、次に活性炭充
填槽3の下部から活性炭充填槽3へ導入される。
【0019】活性炭充填槽3内には、吸着作用と共に酸
化還元能を有する活性炭(本活性炭)の層9が形成され
ている。このような本活性炭としてカルゴン社製の「セ
ンタオ」が使用できる。本活性炭の表層では上記式1及
び式2のような酸化還元反応が行なわれて窒素ガスは大
気中に放出される。
【0020】一方、本活性炭では吸着作用も行なわれて
いるが、上述したように窒素ガスが発生しているため、
本活性炭の飽和吸着量に到達するのを遅らせ長時間処理
を可能としている。
【0021】図2は、活性炭充填槽内3に紫外線ランプ
10が配置された場合を示すもので、紫外線ランプは石
英製のジャケット内に収容されて活性炭層内及び/又は
層外に配置され、本活性炭表面を殺菌する。他の符号は
図1と同じ部分を示す。なお一次反応槽2内にはバッフ
ルはなくその代わりに攪拌装置11が設置されている。
【0022】
【実施例】
【0023】<実施例1>下水2次処理水にモノクロル
アミンを300mg/リットルになるように調整した被
処理水1リットルに、酸化還元能を有する活性炭(本活
性炭、なお本活性炭としてカルゴン社製センタオを使
用)を5グラム添加し、被処理水中のモノクロルアミン
の濃度(mg/リットル)の経時変化を測定した。比較
例として石炭系活性炭(カルゴン社製F−400)とヤ
シ殻系活性炭(武田薬品製白鷺)を同じ条件で測定し
た。その結果を表1及び図3に示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1及び図3から、本活性炭では従来型の
活性炭の吸着性能に比べて遥かに早い反応速度(吸着速
度)で処理できることがわかる。
【0026】<実施例2>下水2次処理水に次亜塩素酸
ソ−ダを添加してモノクロルアミンが5mg/リットル
になった被処理水を図1の脱窒素処理装置に0.2時間
通液して、処理性能試験、すなわち処理量の変化に対す
る処理水中のモノクロルアミン濃度(mg/リットル)
の変化を測定する試験を行なった。なお一次反応槽の容
積は1m3で、活性炭充填槽内の活性炭充填層(カルゴ
ン社製センタオ)の容積は1m3 (570キログラム)
である。なお活性炭充填槽の空塔速度はSV5(1/
h)で、一次反応液の通液速度はLV7(m/h)であ
る。
【0027】比較例として石炭系活性炭(カルゴン社製
F−400)とヤシ殻系活性炭(武田薬品製白鷺)を同
じ条件で用いて同様に測定した。その結果を表2及び図
4に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表2及び図4から、本活性炭では従来型の
活性炭に比べて処理量が増えても反応速度(吸着速度)
が低下しないことがわかる。
【0030】<実施例3>図1の脱窒素処理装置(条件
は実施例2と同じ)を用い、一次反応槽で下水2次処理
水に次亜塩素酸ソ−ダを20mg/リットル添加して一
次反応させた後、活性炭充填槽に供給して、処理量の変
化に対する処理水中のアンモニア(mg/リットル)、
COD(mg/リットル)及び大腸菌群数(個/ml)
の変化を測定した。その結果を表3に示す。
【0031】
【表3】
【0032】表3から、本装置ではアンモニアの処理と
共に、有機物(COD)の処理や、殺菌処理も十分出来
ることがわかる。
【0033】
【発明の効果】本発明方法及び装置では、アンモニアを
含む被処理水に塩素ガス又は次亜塩素酸ソ−ダを添加し
て、モノクロルアミンとした後、被処理水を酸化還元能
を有する活性炭に通水することにより、モノクロルアミ
ンを直接窒素ガス又は亜酸化窒素ガスに分解反応させる
ので、脱窒素処理が極めて簡単にでき、大掛かりな設備
もいらず、また活性炭は触媒的作用をしているので活性
炭の交換及び再生頻度を少なくできるのでコスト低減が
図れる。
【0034】しかも、活性炭から窒素ガス等が出ている
ことにより、飽和吸着量になかなか到達しないので吸着
能力も低下せず、処理量を増やしたり処理速度を速めて
も、処理能力が低下することがない。
【0035】さらに生物学的脱窒素処理装置などでは、
冬期は処理能力が低下するなどの問題があるが、本発明
方法及び装置では、季節に関係なく一定の処理ができ
る。
【0036】またプ−ル水処理のように、従来から既
に、塩素ガスや次亜塩素酸ソ−ダを使用している場合に
は、簡単な設備の増設ですむのでコスト的に有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱窒素処理装置を示す図。
【図2】本発明の別の脱窒素処理装置を示す図。
【図3】本活性炭の処理性能を示すグラフ。
【図4】本活性炭の処理性能を示すグラフ。
【符号の説明】
1 脱窒素処理装置 2 一次反応槽 3 活性炭充填槽 4 ポンプ 5 次亜塩素酸ソ−ダタンク 6 ポンプ 7 残留塩素計 8 バッフル 9 活性炭の層 10 紫外線ランプ 11 攪拌装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アンモニアを含む被処理水に塩素ガス又は
    次亜塩素酸ソ−ダを添加してアンモニアをモノクロルア
    ミンとし、しかる後、被処理水を酸化還元能を有する活
    性炭に通水することにより、モノクロルアミンを直接窒
    素ガス又は亜酸化窒素ガスに分解し除去することを特徴
    とする脱窒素処理方法。
  2. 【請求項2】アンモニアを含む被処理水に塩素ガス又は
    次亜塩素酸ソ−ダを添加してアンモニアをモノクロルア
    ミンとする一次反応槽と、酸化還元能を有する活性炭が
    充填されている活性炭充填槽とを具備し、一次反応槽か
    ら出た一次反応処理水を活性炭充填槽で活性炭と反応さ
    せることにより、モノクロルアミンを直接窒素ガス又は
    亜酸化窒素ガスに分解し除去することを特徴とする脱窒
    素処理装置。
  3. 【請求項3】活性炭充填槽内に紫外線ランプが配置され
    ている請求項2に記載の脱窒素処理装置。
JP21685096A 1996-07-31 1996-07-31 脱窒素処理方法及び装置 Pending JPH1043771A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006159176A (ja) * 2004-11-15 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd フッ素含有水の処理方法および処理装置
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