JPS622875B2 - - Google Patents
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- JPS622875B2 JPS622875B2 JP1147678A JP1147678A JPS622875B2 JP S622875 B2 JPS622875 B2 JP S622875B2 JP 1147678 A JP1147678 A JP 1147678A JP 1147678 A JP1147678 A JP 1147678A JP S622875 B2 JPS622875 B2 JP S622875B2
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Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
本発明は排水中のアンモニア性窒素除去法に関
し、特に排水中のアンモニア性窒素をイオン交換
吸着した陽イオン交換体層を効率的に再生して再
使用する排水中のアンモニア性窒素除去法に関す
る。 産業排水又は家庭下水の処理法の主流である活
性汚泥法及び活性炭吸着法では、排水中の有機物
を除去して清澄な水にすることはできるが、排水
中のアンモニア性窒素（以下NH4−Ｎと略称す
る）は除去できずそのまま放出される。ところ
が、このNH4−Ｎは藻類に対して窒素の補給源と
なるため、排水の富栄養化が促進され生物の成長
のバランスをくずし、いわゆる赤潮発生の原因と
なり、魚類の大量死滅を招いたり、又、湖沼では
悪臭の発生源となる。このため、排水中のNH4−
Ｎは公害問題として社会の注目を浴び、NH4−Ｎ
の放出は法規制の方向にあり、早急なNH4−Ｎ除
去技術の確立が強く望まれている。 排水中のNH4−Ｎの除去には、アンモニアスト
リツピング、生物処理、化学的処理及びイオン交
換吸着法等各種の方法が試みられているが、これ
ら各法にはそれぞれ一長一短があり未だ決め手と
なる方法は開発されていない。 ゼオライト又は陽イオン交換樹脂等の陽イオン
交換体をNH4−Ｎを含む排水と接触させ、排水中
のNH4−Ｎをイオン交換吸着除去する方法は簡単
で優れた方法である。排水中のNH4−Ｎ除去に陽
イオン交換体を使用する場合、吸着操作及びNH4
−Ｎをイオン交換吸着した陽イオン交換体の再生
操作を繰返し行なうサイクル方式を採用するのが
経済的見地から望ましい。したがつて、従来より
工業的に実施されているイオン交換樹脂を使用す
る純水製造装置あるいは硬水軟化装置等における
ものと同様な充填塔に陽イオン交換体を充填し、
これに排水を通水し、下記(1)式に示されるように
NH4−Ｎをイオン交換吸着した後、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩及び塩
化物等の水溶液を通液し、下記(2)式に示されるよ
うにNH4−Ｎを脱離する方法により、陽イオン交
換体のNH4−Ｎイオン交換吸着能を回復させる再
生方法がとられている。 Ｒ・Na＋NH4 +→Ｒ・NH4＋Na+ (1) Ｒ・NH4＋Na+→Ｒ・Na＋NH4 + (2) しかし、このような再生法においては、陽イオ
ン交換体の吸着に対する選択性がNH4 +≧Na+で
あるため、NH4 +をイオン交換吸着した陽イオン
交換体の再生には大量のNa+を必要とし、かつ再
生に長時間を要す。更に、脱離したNH4 +を含む
再生廃液の排出は避けられない。又、再生後の陽
イオン交換体充填層には、脱離したNH4 +が若干
残留するため、充填層内を水洗する必要がある。 本発明はこのような現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、NH4−Ｎをイオン交換吸着
した陽イオン交換体とNa+等の接触を効果的に行
なわせると同時に脱離したNH4−Ｎをガス化する
ことにより、効率的に陽イオン交換体の再生を行
なう排水中のNH4−Ｎ除去法を提供することであ
る。 本発明は上記目的を達成するため次の構成をと
るものである。すなわち、本発明の排水中のアン
モニア性窒素除去法は、アンモニア性窒素をイオ
ン交換吸着した陽イオン交換体層にPH10以上のナ
トリウムイオン（Na+）含有再生液を供給すると
共にガスを導通してイオン交換体層を再生するこ
とを特徴とするものである。 本発明者等は、NH4−Ｎをイオン交換吸着した
陽イオン交換体をNa+を含む再生液で再生する場
合、陽イオン交換体から脱離したNH4−Ｎが再生
液中に存在するとそれが陽イオン交換体の再生に
悪影響を与えることを実験により確認し、この脱
離NH4−Ｎが再生液中に存在しないようにする手
段につき検討を重ねた結果本発明を完成したもの
である。 本発明によれば、このように陽イオン交換体か
ら脱離したNH4−Ｎが再生液中に存在しないよう
にするため、再生液としてPH10以上の強アルカリ
性のNa+含有再生液を使用することにより系内の
NH4 +をNH3に転換し、かつ再生時にガス例えば
空気を陽イオン交換体層内に導通し（吹き込ん
で）それにより脱離したNH4−ＮすなわちNH3を
系外に放散して（以下これをガス化と略記する）
再生液中に残留しないようにすることができる。
この際の再生液のPHは10以上とするのが好果的で
あり、これより低いとガス化率が著しく低下す
る。このことは、水溶液中におけるNH3及び
NH4 +の存在比について次のような解離定数の検
討によつて確認できる。 水溶液中におけるNH3及びNH4 +は次式に示さ
れる状態で存在する。 NH3＋H2ONH4 +＋OH- (3) この場合のNH3の存在百分率は、次のようにし
て算出することができる。 Ｋ＝〔ＮＨ４ ＋〕〔ＯＨ−〕／〔ＮＨ３〕〔
Ｈ２Ｏ〕 希薄溶液では、〔H2O〕＝一定であり、したがつ
て、 Kb＝〔ＮＨ＋〕〔ＯＨ〕／〔ＮＨ３〕 又、Kw＝〔H+〕〔OH-〕より 〔OH-〕＝Ｋｗ／〔Ｈ＋〕 よつて、 ここで、250℃におけるKbは1.8×10-5mol／
、Kwは10-14（mol／）２として、各PHにお
けるNH3の百分率が算出できる。例えば、25℃、
PH10においては、 となり、このようにしてPH７〜11におけるNH3百
分率は下表のとおりとなる。
し、特に排水中のアンモニア性窒素をイオン交換
吸着した陽イオン交換体層を効率的に再生して再
使用する排水中のアンモニア性窒素除去法に関す
る。 産業排水又は家庭下水の処理法の主流である活
性汚泥法及び活性炭吸着法では、排水中の有機物
を除去して清澄な水にすることはできるが、排水
中のアンモニア性窒素（以下NH4−Ｎと略称す
る）は除去できずそのまま放出される。ところ
が、このNH4−Ｎは藻類に対して窒素の補給源と
なるため、排水の富栄養化が促進され生物の成長
のバランスをくずし、いわゆる赤潮発生の原因と
なり、魚類の大量死滅を招いたり、又、湖沼では
悪臭の発生源となる。このため、排水中のNH4−
Ｎは公害問題として社会の注目を浴び、NH4−Ｎ
の放出は法規制の方向にあり、早急なNH4−Ｎ除
去技術の確立が強く望まれている。 排水中のNH4−Ｎの除去には、アンモニアスト
リツピング、生物処理、化学的処理及びイオン交
換吸着法等各種の方法が試みられているが、これ
ら各法にはそれぞれ一長一短があり未だ決め手と
なる方法は開発されていない。 ゼオライト又は陽イオン交換樹脂等の陽イオン
交換体をNH4−Ｎを含む排水と接触させ、排水中
のNH4−Ｎをイオン交換吸着除去する方法は簡単
で優れた方法である。排水中のNH4−Ｎ除去に陽
イオン交換体を使用する場合、吸着操作及びNH4
−Ｎをイオン交換吸着した陽イオン交換体の再生
操作を繰返し行なうサイクル方式を採用するのが
経済的見地から望ましい。したがつて、従来より
工業的に実施されているイオン交換樹脂を使用す
る純水製造装置あるいは硬水軟化装置等における
ものと同様な充填塔に陽イオン交換体を充填し、
これに排水を通水し、下記(1)式に示されるように
NH4−Ｎをイオン交換吸着した後、アルカリ金属
又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩及び塩
化物等の水溶液を通液し、下記(2)式に示されるよ
うにNH4−Ｎを脱離する方法により、陽イオン交
換体のNH4−Ｎイオン交換吸着能を回復させる再
生方法がとられている。 Ｒ・Na＋NH4 +→Ｒ・NH4＋Na+ (1) Ｒ・NH4＋Na+→Ｒ・Na＋NH4 + (2) しかし、このような再生法においては、陽イオ
ン交換体の吸着に対する選択性がNH4 +≧Na+で
あるため、NH4 +をイオン交換吸着した陽イオン
交換体の再生には大量のNa+を必要とし、かつ再
生に長時間を要す。更に、脱離したNH4 +を含む
再生廃液の排出は避けられない。又、再生後の陽
イオン交換体充填層には、脱離したNH4 +が若干
残留するため、充填層内を水洗する必要がある。 本発明はこのような現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、NH4−Ｎをイオン交換吸着
した陽イオン交換体とNa+等の接触を効果的に行
なわせると同時に脱離したNH4−Ｎをガス化する
ことにより、効率的に陽イオン交換体の再生を行
なう排水中のNH4−Ｎ除去法を提供することであ
る。 本発明は上記目的を達成するため次の構成をと
るものである。すなわち、本発明の排水中のアン
モニア性窒素除去法は、アンモニア性窒素をイオ
ン交換吸着した陽イオン交換体層にPH10以上のナ
トリウムイオン（Na+）含有再生液を供給すると
共にガスを導通してイオン交換体層を再生するこ
とを特徴とするものである。 本発明者等は、NH4−Ｎをイオン交換吸着した
陽イオン交換体をNa+を含む再生液で再生する場
合、陽イオン交換体から脱離したNH4−Ｎが再生
液中に存在するとそれが陽イオン交換体の再生に
悪影響を与えることを実験により確認し、この脱
離NH4−Ｎが再生液中に存在しないようにする手
段につき検討を重ねた結果本発明を完成したもの
である。 本発明によれば、このように陽イオン交換体か
ら脱離したNH4−Ｎが再生液中に存在しないよう
にするため、再生液としてPH10以上の強アルカリ
性のNa+含有再生液を使用することにより系内の
NH4 +をNH3に転換し、かつ再生時にガス例えば
空気を陽イオン交換体層内に導通し（吹き込ん
で）それにより脱離したNH4−ＮすなわちNH3を
系外に放散して（以下これをガス化と略記する）
再生液中に残留しないようにすることができる。
この際の再生液のPHは10以上とするのが好果的で
あり、これより低いとガス化率が著しく低下す
る。このことは、水溶液中におけるNH3及び
NH4 +の存在比について次のような解離定数の検
討によつて確認できる。 水溶液中におけるNH3及びNH4 +は次式に示さ
れる状態で存在する。 NH3＋H2ONH4 +＋OH- (3) この場合のNH3の存在百分率は、次のようにし
て算出することができる。 Ｋ＝〔ＮＨ４ ＋〕〔ＯＨ−〕／〔ＮＨ３〕〔
Ｈ２Ｏ〕 希薄溶液では、〔H2O〕＝一定であり、したがつ
て、 Kb＝〔ＮＨ＋〕〔ＯＨ〕／〔ＮＨ３〕 又、Kw＝〔H+〕〔OH-〕より 〔OH-〕＝Ｋｗ／〔Ｈ＋〕 よつて、 ここで、250℃におけるKbは1.8×10-5mol／
、Kwは10-14（mol／）２として、各PHにお
けるNH3の百分率が算出できる。例えば、25℃、
PH10においては、 となり、このようにしてPH７〜11におけるNH3百
分率は下表のとおりとなる。
【表】
表より明らかなように、PH10以下では、NH3の
存在百分率は著しく低下する。したがつて本発明
における再生液のPHは10以上とすることが必要で
あり、かくすることによりガスの導通吹込みによ
りNH4−Ｎをガス化除去し、再生液中に残留しな
いようにすることができる。なお、再生時の再生
液のPHは、それが高い程、液中でのNH3としての
存在比が高いため望ましいが、実用上、液中の
NH4 +が約90％以上NH3として存在するPH10付近
以上であれば十分である。 再生剤としてのNa+量は、従来法においては吸
着しているNH4 +量の10倍以上必要であるが、本
発明によればNH4 +量の２倍以上であれば十分で
ある（後記実施例の説明参照）。これは、再生液
中に浸漬した陽イオン交換体層内へのガス（空
気）の吹込みが陽イオン交換体層と再生液の接触
を促進し、陽イオン交換体層にイオン交換吸着し
ているNH4 +と再生液中のNa+とのイオン交換反
応を順調に進行させるためと考えられる。 Na+含有物質としては、NaOH、Na2CO3、
NaCl等あるいはそれらの混合物を挙げることが
できるが、PH調整及び使用量の点からNaOHが特
に適当である。すなわち、NaOH溶液を用いた場
合、Na+とイオン交換脱離したNH4 +は、再生液
がアルカリ性であるため、下記(4)式に示されるよ
うにNH3として多く存在し、続いてカラム内に吹
き込んだガス（空気）により直ちに再生液中より
NH3ガスとして排除されるためであり、このよう
に再生液中に脱離したNH4 +が残留しないので陽
イオン交換体にイオン交換吸着しているNH4 +の
脱離速度が低下せず、少量のNa+で良好に再生さ
れるのである。 NH4 +NH3＋H+ (4) 再生液にNaCl溶液を用いた場合には、再生液
が中性であるため解離したNH4 +の大部分はその
ままNH4 +として存在しているため、ガス（空
気）を吹込んでも再生液中よりガス化排除され難
く再生液中に残留するので良好な結果は得られな
いが、再生液としてNaCl、PH上昇剤としてNaOH
等を混合して使用すれば有効である。 本発明は、常温で十分効果を発揮することがで
きるが、再生時の温度を例えば80〜90℃程度まで
高めることにより更に良好な結果を得ることがで
きる。又、本発明においては、再生液中にNH4 +
が残留しないため、再生廃液はカラムより抜き取
りそのまま循環再使用が可能であり、又、再生後
の陽イオン交換体カラムも水洗することなくその
まま排水の処理を行なつても初期にNH4 +がリー
クすることはない。 本発明における陽イオン交換体としては、天然
及び合成ゼオライト等あるいは通常用いられる陽
イオン交換樹脂を任意選択して使用することがで
き、後者としてはポリスチレン系スルホン酸型樹
脂のような強酸性陽イオン交換樹脂が適当であ
る。ゼオライトの吸着に対する選択性はNH4 +＞
Na+＞Ca++であるが、陽イオン交換樹脂のイオン
交換選択性は一般的には原子価の大きい程大であ
り、（＞Ca++＞NH4 +＞Na+……）、強酸性陽イオ
ン交換樹脂ではCa++≫NH4 +Na+である。この
ため陽イオン交換樹脂の場合にもNa+で樹脂の再
生は可能である。しかしCa++はNH4 +より選択性
が大であるため、再生はできても次の吸着工程で
NH4 +の吸着能が著しく低下する（Ca型になつて
いるため）。 本発明の方法の実施は次のようにして行なう。
Na型陽イオン交換体層にNH4 +を含む排水を通し
処理水を得る。NH4 +をイオン交換吸着した陽イ
オン交換体層に再生液を注入した後、陽イオン交
換体層にガスを導通し該ガスを排出させる。陽イ
オン交換体の再生終了後、再生廃液を抜き取り再
び排水の処理に供する。以上の操作を複数の陽イ
オン交換体層について行ない排水の連続処理を行
なうことができる。 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
はこれらによりなんら限定されるものではない。 参考例 １ 天然ゼオライト0.1を充填したカラムに
NH4 +30ppmを含む排水を流速１／時で通水し
たところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするま
での処理排水量はゼオライト容量の180倍であつ
た。 実施例 １ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに、再生剤として３％NaOH溶液（PH
≒14）0.3を添加し、ゼオライト層をNaOH溶
液に浸漬後、カラム内に空気を５／分で１時間
吹き込んだ後、NaOH溶液をカラムより抜き取
り、再び参考例１の方法により排水の処理を行な
つたところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークする
までの処理排水量はゼオライト容量の180倍であ
つた。 実施例 ２ 再生剤を１％NaOH溶液（PH≒13.5）0.3とし
た以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生
を行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、
流出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排
水量はゼオライト容量の170倍であつた。 実施例 ３ 再生剤を0.5％NaOH溶液（PH≒13）0.3とし
た以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生
を行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、
流出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排
水量はゼオライト容量の100倍であつた。 比較例 １ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに、再生剤として2.5％NaCl溶液（PH
≒７）３を１／時で通液してゼオライトを再
生し、更に、水１を流速１／時で通水してカ
ラムの水洗を行なつた後、参考例１の方法により
排水の処理を行なつたところ、流出水中にNH4 +
が1ppmリークするまでの処理排水量はゼオライ
ト容量の170倍であつた。 比較例 ２ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに1.0％NaOH溶液３を流速１／
時で通液してゼオライトを再生し、更に、水３
を流速１／時で通水してカラムの水洗を行なつ
た後、再び参考例１の方法により排水の処理を行
なつたところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークす
るまでの処理排水量はゼオライト容量の180倍で
あつた。 比較例 ３ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトに10％NaOH溶液（PH≒14）0.3を添加
し、ゼオライトをNaOH溶液に２時間浸漬後、
NaOH溶液をカラムより抜き取り、水３を流速
１／時で通水してカラムの水洗を行なつた後、
再び参考例１の方法により排水の処理を行なつた
ところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするまで
の処理排水量はゼオライト容量の120倍であつ
た。 比較例 ４ 再生剤を15％NaCl溶液（PH≒７）0.3とした
以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生を
行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、流
出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排水
量はゼオライト容量の90倍であつた。 以上の実施例及び比較例で得られた結果及び併
せて行なつた再生液中の脱離NH4 +の蓄積による
イオン交換吸着能の状態等の観察の結果から、次
のことがわかる。 実施例１及び参考例１、２の結果から、NH4 +
を30ppm含む排水処理については、流出水中に
NH4 +が1ppmリークするまでにゼオライト容量の
180倍程度の処理が可能であり、このNH4 +をイオ
ン交換吸着したゼオライトは、NaCl又はNaOH溶
液で十分な再生が可能である。しかし、再生剤と
してのNa+量は、前記(2)式に示したように、理論
的には吸着しているNH4 +と当量で良いはずであ
るが、NH4 +の方がNa+よりイオン交換吸着に対
する選択性が大であるため、比較例１及び２にお
いては、Na+／NH4 +は29及び25といずれの場合
もNa+の量は吸着しているNH4 +の10倍以上必要
であり、これ以下では十分な再生結果は得られな
かつた。これに対し、実施例１〜３においては、
再生剤としてのNa+の量は比較例１、２の場合に
比べはるかに少なくてよく、吸着しているNH4 +
量の２倍以上であれば十分である。（Na+／NH4 +
は、実施例１では7.5、実施例２では2.5、実施例
３では1.25である）又、比較例においては、再生
後のゼオライトカラムは水洗を十分に行なわない
と、再生時にゼオライトから脱離したNH4 +がカ
ラム内に残留しており、次の排水処理の初期にこ
のNH4 +が流出して好ましくなかつた。又、再生
廃液中にはゼオライトより脱離した高濃度の
NH4 +（比較例１、２では200〜300ppm）を含ん
でおり、この再生廃液は更に処理が必要であつ
た。これに対し、実施例においては、水洗は必要
なく、再生液中に残留するNH4 +も僅かであつ
た。 比較例３は、再生剤であるNa+を含む溶液中に
NH4 +をイオン交換吸着したゼオライトを浸漬し
て再生を行なう方法であるが、これによれば、比
較例１、２のように再生液を通水する方法より少
ない再生液量で再生を行なうことができる。しか
し、このような浸漬再生法では、再生液中にゼオ
ライトから脱離したNH4 +が蓄積するため、ゼオ
ライトからのNH4 +の脱離速度が低下し十分な再
生結果は得られなかつた。更に又、比較例４の結
果から明らかなように、再生剤としてNaClのみ
を使用した場合には、空気を吹き込んでも良好な
再生は得られなかつた。 参考例 ２ 強酸性陽イオン交換樹脂（ポリスチレン系スル
ホン酸型樹脂）0.1を充填したカラムに、
NH4 +30ppmを含む排水を流速１／時で通水し
たところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするま
での処理水量は陽イオン交換樹脂容量の190倍で
あつた。 実施例 ４ 参考例２のNH4 +をイオン交換吸着した陽イオ
ン交換樹脂カラムに、再生剤として0.005％
NaOH及びNaCl混合溶液（PH≒11）0.3を添加
し陽イオン交換樹脂を該混合溶液に浸漬後、カラ
ム内に空気を５／分で１時間吹き込んだ後、該
混合溶液をカラムより抜き取り、再び参考例２の
方法により排水の処理を行なつたところ、流出水
中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排水量は
陽イオン交換樹脂容量の180倍であり、Na+量は
NH4 +量の2.4倍であつた。 この結果から、本発明は陽イオン交換体が陽イ
オン交換樹脂である場合にも適用され、再生に効
果を発揮できることがわかる。 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
陽イオン交換体と再生剤の接触が促進され、更に
再生液中には脱離NH4 +が残留しないので、少量
の再生剤によりNH4 +をイオン交換吸着した陽イ
オン交換体の良好な再生を行なうことができる。
存在百分率は著しく低下する。したがつて本発明
における再生液のPHは10以上とすることが必要で
あり、かくすることによりガスの導通吹込みによ
りNH4−Ｎをガス化除去し、再生液中に残留しな
いようにすることができる。なお、再生時の再生
液のPHは、それが高い程、液中でのNH3としての
存在比が高いため望ましいが、実用上、液中の
NH4 +が約90％以上NH3として存在するPH10付近
以上であれば十分である。 再生剤としてのNa+量は、従来法においては吸
着しているNH4 +量の10倍以上必要であるが、本
発明によればNH4 +量の２倍以上であれば十分で
ある（後記実施例の説明参照）。これは、再生液
中に浸漬した陽イオン交換体層内へのガス（空
気）の吹込みが陽イオン交換体層と再生液の接触
を促進し、陽イオン交換体層にイオン交換吸着し
ているNH4 +と再生液中のNa+とのイオン交換反
応を順調に進行させるためと考えられる。 Na+含有物質としては、NaOH、Na2CO3、
NaCl等あるいはそれらの混合物を挙げることが
できるが、PH調整及び使用量の点からNaOHが特
に適当である。すなわち、NaOH溶液を用いた場
合、Na+とイオン交換脱離したNH4 +は、再生液
がアルカリ性であるため、下記(4)式に示されるよ
うにNH3として多く存在し、続いてカラム内に吹
き込んだガス（空気）により直ちに再生液中より
NH3ガスとして排除されるためであり、このよう
に再生液中に脱離したNH4 +が残留しないので陽
イオン交換体にイオン交換吸着しているNH4 +の
脱離速度が低下せず、少量のNa+で良好に再生さ
れるのである。 NH4 +NH3＋H+ (4) 再生液にNaCl溶液を用いた場合には、再生液
が中性であるため解離したNH4 +の大部分はその
ままNH4 +として存在しているため、ガス（空
気）を吹込んでも再生液中よりガス化排除され難
く再生液中に残留するので良好な結果は得られな
いが、再生液としてNaCl、PH上昇剤としてNaOH
等を混合して使用すれば有効である。 本発明は、常温で十分効果を発揮することがで
きるが、再生時の温度を例えば80〜90℃程度まで
高めることにより更に良好な結果を得ることがで
きる。又、本発明においては、再生液中にNH4 +
が残留しないため、再生廃液はカラムより抜き取
りそのまま循環再使用が可能であり、又、再生後
の陽イオン交換体カラムも水洗することなくその
まま排水の処理を行なつても初期にNH4 +がリー
クすることはない。 本発明における陽イオン交換体としては、天然
及び合成ゼオライト等あるいは通常用いられる陽
イオン交換樹脂を任意選択して使用することがで
き、後者としてはポリスチレン系スルホン酸型樹
脂のような強酸性陽イオン交換樹脂が適当であ
る。ゼオライトの吸着に対する選択性はNH4 +＞
Na+＞Ca++であるが、陽イオン交換樹脂のイオン
交換選択性は一般的には原子価の大きい程大であ
り、（＞Ca++＞NH4 +＞Na+……）、強酸性陽イオ
ン交換樹脂ではCa++≫NH4 +Na+である。この
ため陽イオン交換樹脂の場合にもNa+で樹脂の再
生は可能である。しかしCa++はNH4 +より選択性
が大であるため、再生はできても次の吸着工程で
NH4 +の吸着能が著しく低下する（Ca型になつて
いるため）。 本発明の方法の実施は次のようにして行なう。
Na型陽イオン交換体層にNH4 +を含む排水を通し
処理水を得る。NH4 +をイオン交換吸着した陽イ
オン交換体層に再生液を注入した後、陽イオン交
換体層にガスを導通し該ガスを排出させる。陽イ
オン交換体の再生終了後、再生廃液を抜き取り再
び排水の処理に供する。以上の操作を複数の陽イ
オン交換体層について行ない排水の連続処理を行
なうことができる。 次に本発明を実施例により説明するが、本発明
はこれらによりなんら限定されるものではない。 参考例 １ 天然ゼオライト0.1を充填したカラムに
NH4 +30ppmを含む排水を流速１／時で通水し
たところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするま
での処理排水量はゼオライト容量の180倍であつ
た。 実施例 １ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに、再生剤として３％NaOH溶液（PH
≒14）0.3を添加し、ゼオライト層をNaOH溶
液に浸漬後、カラム内に空気を５／分で１時間
吹き込んだ後、NaOH溶液をカラムより抜き取
り、再び参考例１の方法により排水の処理を行な
つたところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークする
までの処理排水量はゼオライト容量の180倍であ
つた。 実施例 ２ 再生剤を１％NaOH溶液（PH≒13.5）0.3とし
た以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生
を行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、
流出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排
水量はゼオライト容量の170倍であつた。 実施例 ３ 再生剤を0.5％NaOH溶液（PH≒13）0.3とし
た以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生
を行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、
流出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排
水量はゼオライト容量の100倍であつた。 比較例 １ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに、再生剤として2.5％NaCl溶液（PH
≒７）３を１／時で通液してゼオライトを再
生し、更に、水１を流速１／時で通水してカ
ラムの水洗を行なつた後、参考例１の方法により
排水の処理を行なつたところ、流出水中にNH4 +
が1ppmリークするまでの処理排水量はゼオライ
ト容量の170倍であつた。 比較例 ２ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトカラムに1.0％NaOH溶液３を流速１／
時で通液してゼオライトを再生し、更に、水３
を流速１／時で通水してカラムの水洗を行なつ
た後、再び参考例１の方法により排水の処理を行
なつたところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークす
るまでの処理排水量はゼオライト容量の180倍で
あつた。 比較例 ３ 参考例１のNH4 +をイオン交換吸着したゼオラ
イトに10％NaOH溶液（PH≒14）0.3を添加
し、ゼオライトをNaOH溶液に２時間浸漬後、
NaOH溶液をカラムより抜き取り、水３を流速
１／時で通水してカラムの水洗を行なつた後、
再び参考例１の方法により排水の処理を行なつた
ところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするまで
の処理排水量はゼオライト容量の120倍であつ
た。 比較例 ４ 再生剤を15％NaCl溶液（PH≒７）0.3とした
以外は実施例１と同様にしてゼオライトの再生を
行ない、続いて排水の処理を行なつたところ、流
出水中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排水
量はゼオライト容量の90倍であつた。 以上の実施例及び比較例で得られた結果及び併
せて行なつた再生液中の脱離NH4 +の蓄積による
イオン交換吸着能の状態等の観察の結果から、次
のことがわかる。 実施例１及び参考例１、２の結果から、NH4 +
を30ppm含む排水処理については、流出水中に
NH4 +が1ppmリークするまでにゼオライト容量の
180倍程度の処理が可能であり、このNH4 +をイオ
ン交換吸着したゼオライトは、NaCl又はNaOH溶
液で十分な再生が可能である。しかし、再生剤と
してのNa+量は、前記(2)式に示したように、理論
的には吸着しているNH4 +と当量で良いはずであ
るが、NH4 +の方がNa+よりイオン交換吸着に対
する選択性が大であるため、比較例１及び２にお
いては、Na+／NH4 +は29及び25といずれの場合
もNa+の量は吸着しているNH4 +の10倍以上必要
であり、これ以下では十分な再生結果は得られな
かつた。これに対し、実施例１〜３においては、
再生剤としてのNa+の量は比較例１、２の場合に
比べはるかに少なくてよく、吸着しているNH4 +
量の２倍以上であれば十分である。（Na+／NH4 +
は、実施例１では7.5、実施例２では2.5、実施例
３では1.25である）又、比較例においては、再生
後のゼオライトカラムは水洗を十分に行なわない
と、再生時にゼオライトから脱離したNH4 +がカ
ラム内に残留しており、次の排水処理の初期にこ
のNH4 +が流出して好ましくなかつた。又、再生
廃液中にはゼオライトより脱離した高濃度の
NH4 +（比較例１、２では200〜300ppm）を含ん
でおり、この再生廃液は更に処理が必要であつ
た。これに対し、実施例においては、水洗は必要
なく、再生液中に残留するNH4 +も僅かであつ
た。 比較例３は、再生剤であるNa+を含む溶液中に
NH4 +をイオン交換吸着したゼオライトを浸漬し
て再生を行なう方法であるが、これによれば、比
較例１、２のように再生液を通水する方法より少
ない再生液量で再生を行なうことができる。しか
し、このような浸漬再生法では、再生液中にゼオ
ライトから脱離したNH4 +が蓄積するため、ゼオ
ライトからのNH4 +の脱離速度が低下し十分な再
生結果は得られなかつた。更に又、比較例４の結
果から明らかなように、再生剤としてNaClのみ
を使用した場合には、空気を吹き込んでも良好な
再生は得られなかつた。 参考例 ２ 強酸性陽イオン交換樹脂（ポリスチレン系スル
ホン酸型樹脂）0.1を充填したカラムに、
NH4 +30ppmを含む排水を流速１／時で通水し
たところ、流出水中にNH4 +が1ppmリークするま
での処理水量は陽イオン交換樹脂容量の190倍で
あつた。 実施例 ４ 参考例２のNH4 +をイオン交換吸着した陽イオ
ン交換樹脂カラムに、再生剤として0.005％
NaOH及びNaCl混合溶液（PH≒11）0.3を添加
し陽イオン交換樹脂を該混合溶液に浸漬後、カラ
ム内に空気を５／分で１時間吹き込んだ後、該
混合溶液をカラムより抜き取り、再び参考例２の
方法により排水の処理を行なつたところ、流出水
中にNH4 +が1ppmリークするまでの処理排水量は
陽イオン交換樹脂容量の180倍であり、Na+量は
NH4 +量の2.4倍であつた。 この結果から、本発明は陽イオン交換体が陽イ
オン交換樹脂である場合にも適用され、再生に効
果を発揮できることがわかる。 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
陽イオン交換体と再生剤の接触が促進され、更に
再生液中には脱離NH4 +が残留しないので、少量
の再生剤によりNH4 +をイオン交換吸着した陽イ
オン交換体の良好な再生を行なうことができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 排水を陽イオン交換体層と接触させ排水中の
アンモニア性窒素を除去する方法において、アン
モニア性窒素をイオン交換吸着した陽イオン交換
体層にPH10以上のナトリウムイオン含有再生液を
供給すると共にガスを導通してイオン交換体層を
再生することを特徴とする排水中のアンモニア性
窒素除去法。 ２ 陽イオン交換体がゼオライト又は陽イオン交
換樹脂である特許請求の範囲第１項記載の排水中
のアンモニア性窒素除去法。 ３ ナトリウムイオン含有再生液が水酸化ナトリ
ウム、炭酸ナトリウム又はこれらを塩化ナトリウ
ムと混合した水溶液である特許請求の範囲第１項
記載の排水中のアンモニア性窒素除去法。 ４ ガスが空気である特許請求の範囲第１項記載
の排水中のアンモニア性窒素除去法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147678A JPS54104649A (en) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | Removal of ammoniac nitrogen in waste water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1147678A JPS54104649A (en) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | Removal of ammoniac nitrogen in waste water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54104649A JPS54104649A (en) | 1979-08-17 |
| JPS622875B2 true JPS622875B2 (ja) | 1987-01-22 |
Family
ID=11779111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1147678A Granted JPS54104649A (en) | 1978-02-06 | 1978-02-06 | Removal of ammoniac nitrogen in waste water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54104649A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4695387A (en) * | 1985-05-07 | 1987-09-22 | Advanced Separation Technologies Incorporated | Removal of ammonia from wastewater |
| KR100347676B1 (ko) * | 2000-04-29 | 2002-08-07 | 배병욱 | 이온교환수지 재생 폐액의 재생처리방법 |
| CN113387413A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-14 | 中核四0四有限公司 | 一种用于硝酸和碳酸混合体系下含铀废水处理的离子交换方法 |
| CN115608319A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-01-17 | 江西理工大学 | 一种去除水中氨氮的改性蛭石吸附剂及其制备和再生方法 |
-
1978
- 1978-02-06 JP JP1147678A patent/JPS54104649A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54104649A (en) | 1979-08-17 |
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