JPS6150676B2 - - Google Patents
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- JPS6150676B2 JPS6150676B2 JP53127312A JP12731278A JPS6150676B2 JP S6150676 B2 JPS6150676 B2 JP S6150676B2 JP 53127312 A JP53127312 A JP 53127312A JP 12731278 A JP12731278 A JP 12731278A JP S6150676 B2 JPS6150676 B2 JP S6150676B2
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Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Description
この発明はゼオライトによるアンモニア態窒素
の吸着除去および吸着飽和ゼオライトの脱着方法
および装置に関し、特に移動床タイプによる方法
および装置に関するものである。 従来この種アンモニア吸着、脱着方法として
は、複数個の固定床式吸着塔が用いられ、切替に
より吸着および脱着洗浄操作を行うようになつて
いる。 しかしながら、このような方法では次のような
問題点がある。すなわち、 (1) 吸着操作において、ブレークスール点を時間
的に長く確保する場合、塔を高くせざるを得な
い。 (2) 処理水がブレークする寸前で吸着操作を停止
しても充填層上部に未飽和ゼオライトが残る。 従つて充填ゼオライトを全面的に活用できな
い。 (3) 脱着操作は被脱離成分（アンモニア等）に関
し非定常であり、脱着完了後オーバーフロー溶
離液のアンモニア濃度は、ほゞ０まで低下す
る。 従つて溶離液の平均アンモニア濃度はさほど高
く保てない。 例えば、下水二次処理相当の20ppmアンモニ
アの吸着、脱着処理で得られる溶離液中の平均ア
ンモニア濃度は200乃至600ppmである。 この方式の欠点に鑑み、ゼオライト吸着塔、脱
着塔を移動床式とし、連続もしくは間欠的にゼオ
ライトを両塔間で循環し、吸着、脱着を順次くり
かえす方法があらわれているが、この方法は吸着
塔において吸着帯が常に塔中央部に維持されるた
め、ゼオライトのイオン交換容量が有効に使え
る。また、吸着帯長分を確保するだけでよく、固
定床式のように塔を高くする必要がない点で長所
がある。また脱着塔にて、連続もしくは間欠的に
吸着飽和ゼオライトが供給され塔中央部に脱着最
盛部分が確保されることにより、溶離液中アンモ
ニア濃度を高いところで安定させることができ
る。 この発明は上記移動床タイプによるアンモニア
態窒素の除去および吸着飽和ゼオライトの脱着方
法および装置を発展改良したもので、移動床式吸
着装置のゼオライトにアンモニア態窒素含有水を
通すことにより水中のアンモニアを吸着させ、吸
着飽和ゼオライトを移動床式脱着装置に連続的或
いは間欠的に供給し、この移動床式脱着装置でア
ルカリ金属（NaCl、NaOH）を含む脱着液を通す
ことによりゼオライトを脱着再生する方法におい
て、移動床式脱着装置から排出される溶離液のPH
を９以上となるように、また供給脱着液のアルカ
リ濃度を2wt％以下となるように供給脱着液にア
ルカリを添加して調整することを特徴とする方法
あるいは装置である。 次に第１図に従い本発明の一実施例を説明す
る。 １は移動床式吸着塔でゼオライトが充填されて
おり吸着飽和ゼオライトが下部２から連続的或い
は間欠的に排出されるようになつている。 移動床式吸着装置１の下側部３からポンプ５に
より原水が導入され、吸着塔１内で原水中のアン
モニア態窒素がゼオライトに吸着する。態窒処理
水は吸着塔１の上側部４から排出される、吸着塔
１下部から排出される吸着飽和ゼオライトは移送
水により移送ポンプ６を介してスクユーコンベヤ
７まで搬送しそこでゼオライトと水とを分離し、
脱着塔８頂部９からゼオライトを導入する。吸着
液は脱着塔８下側部１０から導入され、脱着塔８
内でゼオドライトからアンモニア態窒素を溶離さ
せる。溶離液は脱着塔８の上側部１１から排出さ
れる。溶離液排出系にはPH指示計２２が設けられ
溶離液のPHを測定できるようになつている。 脱着塔８底部１２から再生ゼオライトが排出さ
れ、移送水により、移送ポンプ１３を介してスク
リユーコンベヤ１４に搬送され、ここでゼオライ
トと水とが分離され、ゼオライトは洗浄塔１５頂
部１６から導入される。 洗浄塔１５下側部１７からポンプ１８を介して
洗浄水が導入され、洗浄后液は洗浄塔１５上側部
１９から排出され、沈澱槽２０内で固液分理され
た後、脱着液調整槽２１に貯められる。脱着液調
整槽２１内には補給用NaClおよびNaOHが加えら
れる。PH調整された脱着液はポンプ２３を介して
脱着塔８下側部１０から導入されることとなる。 洗浄塔１５底部２４から排出される洗浄后ゼオ
ライトは移送水によりポンプ２５を介して吸着塔
１頂部２６迄搬送され、ここから吸着塔１内に導
入される。重要なことは上記のプロセスにおい
て、PH指示計２２により計測されるPHが９以上と
なるように脱着液を調整することである。 ゼオライト粒子と脱着塔内脱着液との間のイオ
ン交換反応は、 （NH4 +）Z＋（Na+）R＝（Na+）Z ＋（NH4 +）R ………(1) （NH4 +）R＋（OH）- R＝NH3＋H2O ………(2) となる。（ここでＺ：ゼオライト相、Ｒ：脱着液
相）これから、ゼオライト相から脱着液相へのア
ンモニアの移動速度は、脱着液中のアンモニウム
イオン濃度を小さくするほど大きくなる。第２図
はアンモニアのPHによる解離の程度を示す。これ
より、脱着塔内の脱着液のPHを11ないし12以上に
保持すれば液中のアンモニアは、ほとんどNH3の
状態で存在することが判る。すなわち脱着塔内の
脱着最盛部をPH11以上に保持するためには、脱着
塔後の溶離液を略９以上に保つ必要がある。一方
余りアルカリ度を高めるとゼオライトの消耗を起
こす恐れがある。アルカリ度と消耗との関係を求
めるため一定量のゼオライトをそれぞれ0.2〜5wt
％の間で調整したNaOH水溶液に浸漬し、48時間
振とう後洗浄し、ゼオライトの乾燥重量の前后差
を測定した。この結果は第３図に示すとおりであ
るが、テスト后重量の増加度が０となる個所すな
わちNaOHが約2wt％以上となると、ゼオライト
消耗度が増加すると考えられる。第２図における
重量増加は、ゼオライト中の水素原子がNaOHの
ナトリウム原子と置換したことに起因するもので
本テスト条件下ではその効果は重量増加率として
２％程度である。これより供給脱着液のアルカリ
濃度を2wt％以下とする必要がある。また、脱着
液には下水２次処理水の場合、NaClを１〜3wt％
とするのが好ましい。 次に本発明による吸着、脱着実験の結果を以下
に示す。 実験例 ゼオライトとしてクリノプチロライト（二ツ井
産30〜12メツシユ）を、NaCl 3wt％、
NaOH0.5wt％により活性化したものを用い、下
水２次処理水を対象とし、吸着、脱着テストを行
なつた。 吸着、脱着塔には各120のゼオライトを充填
し、間欠的移動床法で次の結果を得た。
の吸着除去および吸着飽和ゼオライトの脱着方法
および装置に関し、特に移動床タイプによる方法
および装置に関するものである。 従来この種アンモニア吸着、脱着方法として
は、複数個の固定床式吸着塔が用いられ、切替に
より吸着および脱着洗浄操作を行うようになつて
いる。 しかしながら、このような方法では次のような
問題点がある。すなわち、 (1) 吸着操作において、ブレークスール点を時間
的に長く確保する場合、塔を高くせざるを得な
い。 (2) 処理水がブレークする寸前で吸着操作を停止
しても充填層上部に未飽和ゼオライトが残る。 従つて充填ゼオライトを全面的に活用できな
い。 (3) 脱着操作は被脱離成分（アンモニア等）に関
し非定常であり、脱着完了後オーバーフロー溶
離液のアンモニア濃度は、ほゞ０まで低下す
る。 従つて溶離液の平均アンモニア濃度はさほど高
く保てない。 例えば、下水二次処理相当の20ppmアンモニ
アの吸着、脱着処理で得られる溶離液中の平均ア
ンモニア濃度は200乃至600ppmである。 この方式の欠点に鑑み、ゼオライト吸着塔、脱
着塔を移動床式とし、連続もしくは間欠的にゼオ
ライトを両塔間で循環し、吸着、脱着を順次くり
かえす方法があらわれているが、この方法は吸着
塔において吸着帯が常に塔中央部に維持されるた
め、ゼオライトのイオン交換容量が有効に使え
る。また、吸着帯長分を確保するだけでよく、固
定床式のように塔を高くする必要がない点で長所
がある。また脱着塔にて、連続もしくは間欠的に
吸着飽和ゼオライトが供給され塔中央部に脱着最
盛部分が確保されることにより、溶離液中アンモ
ニア濃度を高いところで安定させることができ
る。 この発明は上記移動床タイプによるアンモニア
態窒素の除去および吸着飽和ゼオライトの脱着方
法および装置を発展改良したもので、移動床式吸
着装置のゼオライトにアンモニア態窒素含有水を
通すことにより水中のアンモニアを吸着させ、吸
着飽和ゼオライトを移動床式脱着装置に連続的或
いは間欠的に供給し、この移動床式脱着装置でア
ルカリ金属（NaCl、NaOH）を含む脱着液を通す
ことによりゼオライトを脱着再生する方法におい
て、移動床式脱着装置から排出される溶離液のPH
を９以上となるように、また供給脱着液のアルカ
リ濃度を2wt％以下となるように供給脱着液にア
ルカリを添加して調整することを特徴とする方法
あるいは装置である。 次に第１図に従い本発明の一実施例を説明す
る。 １は移動床式吸着塔でゼオライトが充填されて
おり吸着飽和ゼオライトが下部２から連続的或い
は間欠的に排出されるようになつている。 移動床式吸着装置１の下側部３からポンプ５に
より原水が導入され、吸着塔１内で原水中のアン
モニア態窒素がゼオライトに吸着する。態窒処理
水は吸着塔１の上側部４から排出される、吸着塔
１下部から排出される吸着飽和ゼオライトは移送
水により移送ポンプ６を介してスクユーコンベヤ
７まで搬送しそこでゼオライトと水とを分離し、
脱着塔８頂部９からゼオライトを導入する。吸着
液は脱着塔８下側部１０から導入され、脱着塔８
内でゼオドライトからアンモニア態窒素を溶離さ
せる。溶離液は脱着塔８の上側部１１から排出さ
れる。溶離液排出系にはPH指示計２２が設けられ
溶離液のPHを測定できるようになつている。 脱着塔８底部１２から再生ゼオライトが排出さ
れ、移送水により、移送ポンプ１３を介してスク
リユーコンベヤ１４に搬送され、ここでゼオライ
トと水とが分離され、ゼオライトは洗浄塔１５頂
部１６から導入される。 洗浄塔１５下側部１７からポンプ１８を介して
洗浄水が導入され、洗浄后液は洗浄塔１５上側部
１９から排出され、沈澱槽２０内で固液分理され
た後、脱着液調整槽２１に貯められる。脱着液調
整槽２１内には補給用NaClおよびNaOHが加えら
れる。PH調整された脱着液はポンプ２３を介して
脱着塔８下側部１０から導入されることとなる。 洗浄塔１５底部２４から排出される洗浄后ゼオ
ライトは移送水によりポンプ２５を介して吸着塔
１頂部２６迄搬送され、ここから吸着塔１内に導
入される。重要なことは上記のプロセスにおい
て、PH指示計２２により計測されるPHが９以上と
なるように脱着液を調整することである。 ゼオライト粒子と脱着塔内脱着液との間のイオ
ン交換反応は、 （NH4 +）Z＋（Na+）R＝（Na+）Z ＋（NH4 +）R ………(1) （NH4 +）R＋（OH）- R＝NH3＋H2O ………(2) となる。（ここでＺ：ゼオライト相、Ｒ：脱着液
相）これから、ゼオライト相から脱着液相へのア
ンモニアの移動速度は、脱着液中のアンモニウム
イオン濃度を小さくするほど大きくなる。第２図
はアンモニアのPHによる解離の程度を示す。これ
より、脱着塔内の脱着液のPHを11ないし12以上に
保持すれば液中のアンモニアは、ほとんどNH3の
状態で存在することが判る。すなわち脱着塔内の
脱着最盛部をPH11以上に保持するためには、脱着
塔後の溶離液を略９以上に保つ必要がある。一方
余りアルカリ度を高めるとゼオライトの消耗を起
こす恐れがある。アルカリ度と消耗との関係を求
めるため一定量のゼオライトをそれぞれ0.2〜5wt
％の間で調整したNaOH水溶液に浸漬し、48時間
振とう後洗浄し、ゼオライトの乾燥重量の前后差
を測定した。この結果は第３図に示すとおりであ
るが、テスト后重量の増加度が０となる個所すな
わちNaOHが約2wt％以上となると、ゼオライト
消耗度が増加すると考えられる。第２図における
重量増加は、ゼオライト中の水素原子がNaOHの
ナトリウム原子と置換したことに起因するもので
本テスト条件下ではその効果は重量増加率として
２％程度である。これより供給脱着液のアルカリ
濃度を2wt％以下とする必要がある。また、脱着
液には下水２次処理水の場合、NaClを１〜3wt％
とするのが好ましい。 次に本発明による吸着、脱着実験の結果を以下
に示す。 実験例 ゼオライトとしてクリノプチロライト（二ツ井
産30〜12メツシユ）を、NaCl 3wt％、
NaOH0.5wt％により活性化したものを用い、下
水２次処理水を対象とし、吸着、脱着テストを行
なつた。 吸着、脱着塔には各120のゼオライトを充填
し、間欠的移動床法で次の結果を得た。
【表】
【表】
次に洗浄水からの試薬の回収についての実験結
果を下記する。 20の脱着再生済ゼオライトクリノプチロライ
ト（二ツ井産30〜12メツシユ）を重力脱水した
後、線速度LV2m/Hにて60の洗浄水で洗浄し
次の結果を得た。
果を下記する。 20の脱着再生済ゼオライトクリノプチロライ
ト（二ツ井産30〜12メツシユ）を重力脱水した
後、線速度LV2m/Hにて60の洗浄水で洗浄し
次の結果を得た。
【表】
【表】
第３表の結果より、次に記す程度の試薬の回収
が可能である。 (1) 第３表により脱水後も付着しているNaOH
は、ゼオライトの３倍量の洗浄水を以つて洗浄
すれば、その約７割を洗い出すことができる。 (2) 今、１m3のゼオライトを脱着、再生する場
合、通常（下水を対象とした場合）３m3程度の
脱着液を必要とする。 その時のNaOH必要量は、 （３m3）（0.5wt％）（10-2）（103）＝15Kg 一方、１m3の脱着、再生済ゼオライトを洗浄
し洗い出されるNaOHは、 （0.25/）（１m3）（0.5wt％）（10-2）（0.7）（103）＝0.88Kg (3) 従つて、回収を行なわぬ場合に比べ約６％
（（0.88/15）＝0.059）の試薬が回収できる。 以上の説明から判るように本発明の効果を列記
すると以下のようになる。 (1) 脱着塔から排出される溶離液のPHを９以上、
また供給脱着液のアルカリ濃度を2wt％以下と
したため、アンモニアが高濃度でかつ安定した
溶離液を得ることができ、かつゼオライトの化
学消耗を無視することができる。 上述の例では発生溶離液中のアンモニア濃度
を吸着原水濃度の100倍程度まで濃縮すること
ができる。この場合、100m3の原水からアンモ
ニア態窒素を吸着したゼオライトを脱着する際
に発生する溶離液は１m3となる。このことはア
ンモニア無害化除去装置のスケールダウンに直
結し大巾なコストダウンを期待できる。 (2) 洗浄塔から排出される洗浄后液を脱着液に用
いることによりNaOH、NaClを回収利用でき
る。上記例ではNaCl、NaOH使用量を約６％少
なくできた。
が可能である。 (1) 第３表により脱水後も付着しているNaOH
は、ゼオライトの３倍量の洗浄水を以つて洗浄
すれば、その約７割を洗い出すことができる。 (2) 今、１m3のゼオライトを脱着、再生する場
合、通常（下水を対象とした場合）３m3程度の
脱着液を必要とする。 その時のNaOH必要量は、 （３m3）（0.5wt％）（10-2）（103）＝15Kg 一方、１m3の脱着、再生済ゼオライトを洗浄
し洗い出されるNaOHは、 （0.25/）（１m3）（0.5wt％）（10-2）（0.7）（103）＝0.88Kg (3) 従つて、回収を行なわぬ場合に比べ約６％
（（0.88/15）＝0.059）の試薬が回収できる。 以上の説明から判るように本発明の効果を列記
すると以下のようになる。 (1) 脱着塔から排出される溶離液のPHを９以上、
また供給脱着液のアルカリ濃度を2wt％以下と
したため、アンモニアが高濃度でかつ安定した
溶離液を得ることができ、かつゼオライトの化
学消耗を無視することができる。 上述の例では発生溶離液中のアンモニア濃度
を吸着原水濃度の100倍程度まで濃縮すること
ができる。この場合、100m3の原水からアンモ
ニア態窒素を吸着したゼオライトを脱着する際
に発生する溶離液は１m3となる。このことはア
ンモニア無害化除去装置のスケールダウンに直
結し大巾なコストダウンを期待できる。 (2) 洗浄塔から排出される洗浄后液を脱着液に用
いることによりNaOH、NaClを回収利用でき
る。上記例ではNaCl、NaOH使用量を約６％少
なくできた。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図、第２
図は脱着液のPHとアンモニアの解離との関係を示
すグラフ、第３図はゼオライトの化学消耗度合の
テスト結果を示すグラフである。 １……吸着塔、８……脱着塔、１５……洗浄
塔、２１……脱着液調整槽。
図は脱着液のPHとアンモニアの解離との関係を示
すグラフ、第３図はゼオライトの化学消耗度合の
テスト結果を示すグラフである。 １……吸着塔、８……脱着塔、１５……洗浄
塔、２１……脱着液調整槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動床式吸着装置のゼオライトにアンモニア
態窒素含有水を通すことにより水中のアンモニア
を吸着させ、吸着飽和ゼオライトを移動床式脱着
装置に連続的或いは間欠的に供給し、該移動床式
脱着装置でNaCl及びNaOHを含む脱着液を通すこ
とによりゼオライトを脱着再生する方法におい
て、移動床式脱着装置から排出される溶離液のPH
を９以上となるようにかつ供給脱着液のNaOH濃
度を2wt％以下となるように供給脱着液にNaOH
を添加して調整することを特徴とするゼオライト
によるアンモニア態窒素の除去および吸着飽和ゼ
オライトの脱着方法。 ２ 移動床式脱着装置から排出される脱着再生ゼ
オライトを洗浄塔に供給し、洗浄液で洗浄すると
ともに使用後の洗浄排水を調整後脱着液として使
用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のゼオライトによるアンモニア態窒素の除去お
よび吸着飽和ゼオライトの脱着方法。 ３ ゼオライトを充填する移動床式吸着塔と、こ
の底部の吸着飽和ゼオライトを移送手段を介して
受けいれる移動床式脱着塔と、該脱着塔底部の脱
着再生ゼオライトを移送手段を介して受入れる洗
浄塔と、洗浄塔底部の洗浄ゼオライトを吸着塔頂
部に供給する輸送手段とからなり、該脱着塔下部
に脱着液導入口をまた脱着塔上部に脱着液排出口
を設けるとともに、溶離液排出系にPH検出器を設
けたことを特徴とするゼオライトによるアンモニ
ア態窒素の除去および吸着飽和ゼオライトの脱着
装置。 ４ 洗浄塔底部に洗浄液導入口をまた洗浄塔上部
に洗浄液排出口を設けるとともに洗浄液排出口を
沈殿槽を介して脱着液調整槽に開口させ、さらに
脱着液調整槽を脱着塔の脱着液導入口に連通させ
たことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
ゼオライトによるアンモニア態窒素の除去および
吸着飽和ゼオライトの脱着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12731278A JPS5554086A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method and apparatus for ammonia nitrogen removal by zeolite and adsorption of saturated zeolite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12731278A JPS5554086A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method and apparatus for ammonia nitrogen removal by zeolite and adsorption of saturated zeolite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5554086A JPS5554086A (en) | 1980-04-21 |
| JPS6150676B2 true JPS6150676B2 (ja) | 1986-11-05 |
Family
ID=14956819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12731278A Granted JPS5554086A (en) | 1978-10-18 | 1978-10-18 | Method and apparatus for ammonia nitrogen removal by zeolite and adsorption of saturated zeolite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5554086A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819538A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-03 | 杭州启澄科技有限公司 | 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4522727A (en) * | 1984-10-22 | 1985-06-11 | Atec Inc. | Process for continuous removal of ammoniacal nitrogen from aqueous streams |
| CN101804324B (zh) * | 2010-04-16 | 2012-06-20 | 南京大学 | 一种对废水中氨氮具有高选择性的改性分子筛及其制备方法 |
| CN104211245B (zh) * | 2013-06-03 | 2016-07-06 | 洁海瑞泉膜技术（北京）有限公司 | 一种垃圾渗滤液膜法浓缩液的处理方法 |
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-
1978
- 1978-10-18 JP JP12731278A patent/JPS5554086A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819538A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-08-03 | 杭州启澄科技有限公司 | 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法 |
| CN105819538B (zh) * | 2016-04-06 | 2018-06-26 | 张哲夫 | 一种用交联聚乙烯吡咯烷酮担体吸附净化氨氮废水的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5554086A (en) | 1980-04-21 |
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