TWI717517B - 水處理方法、水處理裝置、水處理裝置之改造方法及水處理裝置改造用套件 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係能以低耗能且不排出硫酸銨來處理含有低濃度氨之水中的氨。 解決該課題的方法係一種水處理方法、實施此方法的理想裝置、用來獲得此裝置之水處理裝置之改造方法及改造用套件，其中該水處理方法包含以下步驟：a)將鹼添加於溶解有氨的被處理水中來將銨離子轉換成氨；b)藉由將步驟a所得到的液體供給於氣液分離膜之供給側，同時將硫酸水溶液供給於氣液分離膜之透過側，使氨氣透過氣液分離膜，同時使硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，從透過側獲得硫酸銨水溶液，從供給側獲得處理水；c)將步驟b所得到的硫酸銨水溶液以稀釋水稀釋；及d)藉由將步驟c所得到的經稀釋之硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提(stripping)，而從經稀釋之硫酸銨水溶液獲得處理水。

Description

水處理方法、水處理裝置、水處理裝置之改造方法及水處理裝置改造用套件
本發明關於用來將氨從含有氨之水去除之水處理方法、水處理裝置，該含有氨之水係例如從半導體、液晶等之電子產品乃至其元件之製造製程排出的含有氨之排水等。
在半導體製造步驟、或其相關步驟中，會使用將氨與過氧化氫混合而成的藥品來實施清洗。在上述清洗步驟之後使用超純水來實施清洗，將殘留在被清洗品表面之氨去除。因此會排出大量鹽類濃度低且氨濃度較低之排水。氨被視為優氧化的原因，故排水中的氨處理係為必要。
作為以往處理含有氨之排水之方法，已知有氨氣提(ammonia stripping)法。在此方法中，係將含有氨之排水以蒸氣、加熱器等加熱並於解吸(desorption)塔中進行解吸處理。從解吸塔排出的排氣，可藉由使其和氨分解觸媒接觸而將氨予以氧化分解後去除(專利文獻1)。
又，作為處理氨排水之另一方法，已知有將含有氨之排水加熱後，通過氣體會透過但液體不會透過之氣液分離膜模組來進行脫氨氣處理之方法(專利文獻2)。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2003-340440號公報 ［專利文獻2］日本特開平6-39367號公報
［發明所欲解決之課題］ 將含有低濃度氨之排水以氨氣提法進行處理時需要使大量的水蒸發。因此，耗能大且裝置亦巨大，如此的處理並不實際。
根據使用氣液分離膜之方法，即使從含有低濃度氨之排水亦可獲得氨氣。氨氣可用硫酸吸收而轉換成硫酸銨。但是此時，為了將生成的高濃度硫酸銨溶液或經固化之硫酸銨以產業廢棄物的形式進行處理，會耗費相當的成本。或亦有人考慮將氣提法使用在高濃度硫酸銨溶液。此時，為了將溶液中的銨離子轉換成氨，必須將氫氧化鈉等之鹼添加入溶液中。然而此時，據認為溶解度低的硫酸鈉結晶會析出，氣提會變得困難。
本發明之目的係提供能以低耗能且不排出硫酸銨來處理含有低濃度氨之水中的氨之水處理方法、水處理裝置。
本發明之另一目的係提供用來獲得此水處理裝置之水處理裝置之改造方法及水處理裝置改造用套件。 ［解決課題之手段］
根據本發明的一種態樣，係提供一種水處理方法，包括以下步驟： a)藉由將鹼添加於溶解有氨的被處理水中，將銨離子轉換成氨； b)藉由將得自於步驟a之液體供給於氣液分離膜之供給側，同時將硫酸水溶液供給於氣液分離膜之透過側，使氨氣透過氣液分離膜，同時使硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，從透過側獲得硫酸銨水溶液，從供給側獲得氨濃度減少的處理水； c)將得自於步驟b之硫酸銨水溶液以稀釋水稀釋；及 d)藉由將得自於步驟c之經稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提，而從經稀釋的硫酸銨水溶液獲得氨濃度減少的處理水。
根據本發明之另一態樣，係提供一種水處理裝置，包括以下構件： 鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中； 氣液膜分離裝置； 解吸塔； 第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口； 硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口； 第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口； 稀釋水添加裝置，設置於前述第2管路之途中。
根據本發明之再一態樣，係提供一種水處理裝置之改造方法，該水處理裝置包括：鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中；氣液膜分離裝置；第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口；及硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口； 該水處理裝置之改造方法包括於前述水處理裝置設置以下構件之步驟； 解吸塔；第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口；及稀釋水添加裝置，配置於前述第2管路之途中。
根據本發明之又一態樣，係提供一種水處理裝置改造用套件，係用來改造包括以下構件的水處理裝置之套件； 鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中；氣液膜分離裝置；第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口；及硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口； 該水處理裝置改造用套件包括： 解吸塔；第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口；及稀釋水添加裝置，配置於前述第2管路之途中。 ［發明之效果］
根據本發明可提供能以低耗能且不排出硫酸銨來處理含有低濃度氨之水中的氨之水處理方法、水處理裝置。
又根據本發明乃提供用來獲得此水處理裝置之水處理裝置之改造方法及水處理裝置改造用套件。
本發明人們為了解決上述課題反覆深入研究後的結果發現：使用氣液分離膜匣(cartridge)來使硫酸銨生成並獲得硫酸銨水溶液，再將此硫酸銨水溶液以水稀釋後，於鹼性條件下在解吸塔進行解吸處理之方法用來解決課題係為有效，乃至完成本發明。
根據本發明，可將含有氨之排水以小型裝置並以低能量予以處理，且可不生成污泥等之廢棄物而進行處理。
在此，硫酸銨或稱硫銨(NH4 )2 SO4 與硫酸鈉Na2 SO4 對於水之溶解度(在大氣壓(0.101MPa)中)如表1所示。須注意硫酸鈉比起硫酸銨更不易溶於水。
【表1】
Figure 106116223-A0304-0001
本發明相關之水處理方法包含步驟a~d。
［步驟a］ 成為水處理對象之被處理水係溶解有氨的水，例如從電子產品製造製程所排出的含有氨之排水。已溶解於水的氨一部分會變成銨離子，故被處理水中含有銨離子。
被處理水中之氨濃度宜為500mg/L以上5000mg/L以下。500mg/L以上的話，在處理上所必要的氣液分離膜之膜面積變大，容易防止與生物處理相比在成本上的優勢變小之情事。5000mg/L以下的話，與不通過氣液分離膜而實施直接氣提的情況相比，本發明的效果特別顯著。
另外除非另有說明，否則在本說明書中，液體中的「氨濃度」不僅意指游離氨且更包含銨離子之濃度。又，除非另有說明，否則液體中的氨濃度以單位「mg/L」表示時，其係意指將游離氨及銨離子換算成氮時的濃度。
步驟a係藉由將鹼添加於被處理水中，而將被處理水中的銨離子轉換成氨。亦即使「NH4 ＋ ＋OH- →NH3 ＋H2 O」之反應進行。將被處理水中之部分銨離子轉換成氨即可。作為鹼例如可使用鹼金屬鹽，尤其可使用氫氧化鈉。
為了將銨離子充分地轉換成氨，鹼添加後之被處理水(從步驟a獲得的液體)的pH宜為9以上。
［步驟b］ 此步驟係將從步驟a獲得的液體(鹼添加後之被處理水)供給於氣液分離膜之供給側，同時將硫酸水溶液供給於氣液分離膜之透過側。藉此，被處理水中之氨氣會透過氣液分離膜，且已透過的氨氣會被硫酸水溶液吸收。吸收了氨氣之硫酸水溶液中會生成硫酸銨(2NH3 ＋H2 SO4 →(NH4 )2 SO4 )。因此，從氣液分離膜之透過側可獲得硫酸銨水溶液。又，從氣液分離膜之供給側可獲得氨濃度減少的處理水。
就氣液分離膜而言可使用能進行脫氨氣處理之公知的氣液分離膜，例如可使用疏水性多孔質膜。可使用中空纖維膜型、螺旋膜型或平膜型之氣液分離膜。
中空纖維膜的情況，例如宜為直徑約300μm、孔徑約0.03μm、(平均)孔隙率約40~50%之膜。
供給於氣液分離膜之硫酸水溶液的硫酸濃度較高者係為有利。原因為：所生成的硫酸銨之濃度會變高，且使用小型硫酸儲存槽即可等，就操作的觀點而言係為優良。所生成的硫酸銨之濃度較高者，從氣液分離膜之透過側排出的硫酸銨水溶液之排出量會變少。進行硫酸銨回收、或氣提等之後處理時，此排出量少則在成本上較有利。具體而言，供給於氣液分離膜之硫酸水溶液之濃度宜為50質量%以上。例如可將工業上容易以「濃硫酸」形式取得之約96~98質量%之硫酸水溶液供給於氣液分離膜。
供給於氣液分離膜之硫酸水溶液亦可含有硫酸銨。
為了將氨進行氣化而提昇透過氣液分離膜之效率，且使從氣液分離膜之供給側排出的處理水之氨濃度減少，實施氣液分離時的水溫宜為20~50℃。在將鹼添加後之被處理水供給於氣液分離膜前，預先使用加熱器(例如電氣加熱器)、或熱交換器予以昇溫的話，會提高處理效率故較理想。
被處理水含有懸浮物質時，在供給於氣液分離膜前，宜將其通過過濾器、濾網等來將懸浮物質去除。
［步驟c］ 此步驟係將得自於步驟b之硫酸銨水溶液以稀釋水稀釋。作為稀釋水可使用：純水、工業用水、自來水、過濾水等。又，在步驟c中亦可使用得自於步驟b之處理水及得自於步驟d之處理水中之其中一者或兩者作為稀釋水。
考慮抑制水處理裝置中的積垢(scale)發生之觀點，就稀釋水而言，宜為不含高濃度鈣、鎂等之會造成積垢之物質的水。例如可使用就總硬度而言為200mg-CaCO3 /L以下，宜為20mg-CaCO3 /L以下的水。此事針對被處理水亦相同。
在步驟d中，係將已稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行處理，但此時會有從硫酸銨水溶液析出鹼鹽(例如硫酸鈉)之虞。為了防止步驟d中的鹼鹽之析出，在步驟c中將硫酸銨水溶液予以稀釋。
因此，在步驟c中預先將硫酸銨水溶液予以稀釋，而使在步驟d中不會析出鹼鹽之濃度(例如使硫酸鈉濃度成為表1所示之溶解度以下之濃度)得以實現。可事先預估好足以防止步驟d中的析出之稀釋水的量，並在步驟c中將此量的稀釋水進行定量注入。或亦可利用儀表測定從步驟b排出的硫酸銨水溶液中之硫酸離子濃度，並於步驟c中將稀釋水予以注入，以使該值成為溶解度以下。或事先利用預備實驗等來掌握硫酸銨水溶液之導電率與硫酸離子濃度之對應關係的話，亦可使用導電率來替換硫酸離子濃度以決定稀釋水之注入量。
在步驟d中，為了達成鹼性條件而在稀釋硫酸銨水溶液中添加氫氧化鈉時，可事先在步驟c中將硫酸銨水溶液予以稀釋，以使氫氧化鈉添加後之稀釋硫酸銨水溶液中的Na2 SO4 濃度成為溶解度(參照表1)以下，宜為30質量%以下，成為16質量%以下更佳。
［步驟d］ 此步驟係將從步驟c獲得的經稀釋之硫酸銨水溶液(稀釋硫酸銨水溶液)在鹼性條件下進行氣提。藉此將氨從稀釋硫酸銨水溶液中去除。從解吸塔可獲得包含氨氣之氣體、及氨濃度減少的處理水。
在步驟d中，為了達成鹼性條件，亦即為了將稀釋硫酸銨水溶液轉換成鹼性，在稀釋硫酸銨水溶液中添加氫氧化鈉的話，在成本上較理想。為了將排水中大部分的銨離子轉換成氨氣來減少處理水中之氨濃度，進行氣提之稀釋硫酸銨水溶液的pH宜為9~13。
如前所述，進行氣提之液體(經鹼性化之稀釋硫酸銨水溶液)中的硫酸銨之濃度，考慮防止鹽析出之觀點，宜為30質量%以下，為16質量%以下更佳。
在實施氣提之解吸塔的入口之液體(經鹼性化之稀釋硫酸銨水溶液)的溫度，為了提高氨氣揮發之比例，宜為40℃以上100℃以下。
從解吸塔獲得的處理水(氨濃度減少的水)之氨濃度，考慮為了遵守放流規定值等對環境之負荷的觀點，或為了減少對後段處理之氮負荷，宜為0mg/L以上100mg/L以下。
氣提時，可將蒸氣或空氣吹入解吸塔。或不實施氣提氣體的吹入，而是在解吸塔的底部設置加熱器(再沸器(reboiler))來產生蒸氣亦可。
從解吸塔可獲得包含氨氣之氣體，此氣體因應氣提氣體之種類，可能含有水蒸氣、氮氣、氧氣等。
［進一步處理］ 可將從解吸塔獲得的氣體(包含氨氣之氣體)所含之氨氣使用氨分解觸媒轉換成氮氣。為此可使用使獲得自解吸塔之氣體與氨分解觸媒接觸之觸媒反應器(氨觸媒分解裝置)。就此觸媒反應器之結構而言，可適當採用氨分解領域所公知的結構，可使用固定層、流動層等。
作為氨分解觸媒可使用氨分解領域所公知的觸媒，尤其可使用氧化觸媒。例如可使用：使釕、銠、鈀、銥、鉑、鈦、鐵、鎳、鈷、釩、鈰、錳等之鹽或氧化物等之觸媒活性成分載持於氧化鈦、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、沸石等之擔體而成的觸媒。觸媒之形狀係蜂巢狀、金屬網型、粒狀等並無特別限制。
［水處理裝置］ 本發明相關之水處理裝置包含以下構件： 鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中； 氣液膜分離裝置； 解吸塔； 第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口； 硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口； 第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口；及 稀釋水添加裝置，設置於前述第2管路之途中。
･鹼添加裝置 鹼添加裝置若為可將鹼(具代表性為氫氧化鈉)添加於被處理水中之裝置，即可適當地使用，可適當採用水處理領域所公知的結構。例如可將具備有投入氫氧化鈉之構件的pH調整槽作為鹼添加裝置來使用。從鹼添加裝置之出口會排出已添加鹼的被處理水。
･氣液膜分離裝置 氣液膜分離裝置係包含氣液分離膜之分離裝置。作為氣液膜分離裝置之結構可適當採用水處理領域所公知的結構。氣液膜分離裝置具有供給側流路與透過側流路，其間夾有氣液分離膜。利用將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口之第1管路，將經鹼添加而成的被處理水供給於供給側流路作為成為實施分離之對象的流體。氨透過氣液分離膜並移動至透過側流路。
利用將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口之硫酸水溶液供給裝置，對於透過側流路供給硫酸水溶液。已透過膜的氨被該硫酸水溶液吸收並生成硫酸銨水溶液，硫酸銨水溶液從透過側流路排出。
･硫酸水溶液供給裝置 作為硫酸水溶液供給裝置，可適當使用能將硫酸水溶液供給於透過側流路之裝置。例如可將水(也可為硫酸銨水溶液)供給管路連接於透過側流路之入口，並設置將硫酸(尤其是濃硫酸)添加到在該水供給管路中流動的水中之管路。
･解吸塔 作為解吸塔之結構可適當採用在氨氣提中公知的結構，就解吸塔而言可使用層板塔、填充塔等。
利用將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口(欲進行氣提之液體的供給口)的第2管路，對於解吸塔供給硫酸銨水溶液。在該管路的途中設置有稀釋水添加裝置。
･稀釋水添加裝置 作為稀釋水添加裝置，可在第2管路的途中(氣液膜分離裝置透過側流路出口與解吸塔之間)適當使用能將稀釋水添加到在第2管路中流動的硫酸銨水溶液中之裝置。例如可將稀釋水供給管路連接在第2管路的途中。
水處理裝置可包含將氣液膜分離裝置之供給側流路出口或解吸塔之液體出口連接於稀釋水添加裝置之管路。藉此可利用從氣液膜分離裝置獲得之處理水或從解吸塔獲得之處理水作為稀釋水。
各管路可適當使用配管、閥門、泵等來構成。
［水處理裝置之例］ 本發明相關之水處理裝置之一例之處理流程如圖1所示。
儲存在排水槽1之被處理水經由管路L1送到pH調整槽(被處理水用)2。在此，從管路L31將鹼(NaOH)添加於被處理水中。經鹼添加之被處理水經由管路L2送至過濾器3。在此，將懸浮物質從被處理水中去除。通過了過濾器之液體經由管路L3送至熱交換器4進行加熱。經加熱之液體經由管路L4送至加熱器(電氣加熱器)5進一步加熱。經進一步加熱之液體經由管路L5供給於氣液膜分離裝置6之供給側流路6a。在此，供給自管路L5的液體所含之氨氣會穿過氣液分離膜6c而移動至透過側流路6b。因此，供給自管路L5的液體中之氨氣濃度會減少，從供給側流路6a會排出氨濃度減少的處理水。該處理水經由管路L6送到熱交換器4，並在此進行冷卻。在管路L7可獲得經冷卻(熱回收)之處理水。該處理水會適當予以再利用或排出至外界。
硫酸水溶液從管路L11供給至氣液膜分離裝置6之透過側流路6b中。已透過氣液分離膜6c之氨氣會在透過側流路6b中被硫酸水溶液吸收並生成硫酸銨水溶液，再排出至管路L12。硫酸銨水溶液從管路L12送至循環槽7。硫酸銨水溶液從循環槽7經由管路L13送至過濾器8，並在此去除懸浮物質。已去除懸浮物質之硫酸銨水溶液從過濾器8排出至管路L14，並與供給自管路L32之硫酸混合，再以硫酸水溶液(含有來自管路L14之硫酸銨)的形式從管路L11供給至透過側流路6b。由管路L11、L12、L13、L14形成閉合迴路。在此，若管路L21利用適當的閥門(未圖示)封閉的話，硫酸銨水溶液會緩緩地蓄積在循環槽7中。在循環槽7蓄積了一定量以上的硫酸銨水溶液後，便將管路L21的閥門打開，將硫酸銨水溶液從循環槽7經由管路L21送至硫酸銨水溶液槽9。在此，從管路L22添加稀釋水，經稀釋之硫酸銨水溶液經由管路L23送至pH調整槽(硫酸銨水溶液用)10。在此，將鹼(NaOH)從管路L33添加至硫酸銨水溶液中，而硫酸銨水溶液之pH會成為鹼性。成為鹼性之硫酸銨水溶液經由管路L24供給至熱交換器11，並在此予以加熱。已加熱之鹼性硫酸銨水溶液經由管路L25供給至解吸塔12，並利用供給自管路L34之蒸氣進行氣提。氣體(包含從硫酸銨水溶液去除之氨氣與蒸氣)從解吸塔排出至管路L26後，以供給自管路L35之空氣稀釋成適當的濃度，再經由管路L27送至氨觸媒分解裝置13。在氨觸媒分解裝置中，氨受到氧化並以氮氣(及水分)的形式從管路L28排出至外界。得自於解吸塔之液體會經由管路L29送至熱交換器11，並在此進行冷卻。於管路L30得到的經冷卻之液體係將氨去除而得的高純度之水(處理水)，並適當予以再利用或排出至外界。
若將管路L7或管路L30與管路L22連接，則可利用從氣液分離膜之供給側流路6a得到的處理水、或從解吸塔得到的處理水作為稀釋水。
根據本發明，稀釋硫酸銨溶液的量可成為相對於被處理水的量為10分之1~300分之1。因此，與將被處理水直接進行氣提的情況相比，氣提所需要的熱能亦變為10分之1~300分之1，節省能源且處理費用成本降低。
又，與將硫酸銨進行固化而予以處理的情況相比，藉由以硫酸銨溶液之狀態進行操作較容易輸送、運送。因此，直到獲得硫酸銨水溶液為止之步驟(直到步驟b為止的步驟)、與將硫酸銨水溶液進行處理之步驟(步驟c之後的步驟)亦可在相互遠離的地點實施。例如：從眾多的位置回收硫酸銨水溶液(在步驟b從氣液分離膜之透過側所獲得)並集中在單一位置，然後在該處進行一次性地氨氣提(步驟c之後的處理)係為容易且有效率。其原因係：藉由在同一地點處理大量的硫酸銨水溶液，可將解吸塔有效率地連續運轉。
［現有的水處理裝置之改造］ 有時會有已存在利用氣液分離膜從溶解有氨的被處理水去除氨之水處理裝置的情況。此時，可藉由將現有的水處理裝置進行改造而獲得前述之優良的水處理裝置。
現有的裝置包含：鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中；氣液膜分離裝置；第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口；及硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口。藉由在現有的水處理裝置中設置：解吸塔；第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口；及稀釋水添加裝置，配置於前述第2管路之途中，可將水處理裝置進行改造。
現有的水處理裝置可包含例如位在比圖1所示之管路L21更上游的部分(裝置1~8、管路L1~L7、L11~L14、L31、L32)。此現有的水處理裝置，若硫酸銨水溶液蓄積在循環槽7，便可從循環槽7將硫酸銨水溶液取出，並因應需要將硫酸銨固化後，再以產業廢棄物的形式進行處理。可在此現有的水處理裝置設置如圖1所示之管路L21及比管路L21下游的部分(裝置9~13、管路L21~L30、L33~L35)。經如此改造而成的水處理裝置具有如圖1所示之處理流程，且適於實施前述水處理方法。
因此，本發明係提供一種用來改造包含以下構件的水處理裝置之套件：鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中；氣液膜分離裝置；第1管路，將鹼添加裝置之出口連接於氣液膜分離裝置之供給側流路入口；及硫酸水溶液供給裝置，將硫酸水溶液供給於氣液膜分離裝置之透過側流路入口。此套件包含：解吸塔；第2管路，將氣液膜分離裝置之透過側流路出口連接於解吸塔之液體入口；及稀釋水添加裝置，配置於前述第2管路之途中。 ［實施例］
以下，根據實施例更詳細地說明本發明，但本發明不限於此。
針對具有圖1所示之處理流程之裝置實施模擬處理。
結果匯整於表2。被處理水(管路L1)的量為100m3 /日，但將該被處理水使用氣液分離膜會減少容積到3.6m3 /日，為了防止硫酸鈉的析出而添加稀釋水5.0m3 /日，就結果而言，氣提液的量成為8.6m3 /日。亦即，相對於被處理水的量，解吸塔入口液體的量成為約12分之1(=8.6/100)。因此據認為與直接將被處理水進行氣提的情況相比，根據本發明，氣提所需要的熱能也成為約12分之1。
【表2】
Figure 106116223-A0304-0002
 *1：係將氨(游離氨及銨離子)換算成氮所表示之濃度。 *2：係換算成在0℃、大氣壓(0.101MPa)之體積流量。
另外，就NaOH等而言係假定為以下物質。 ･NaOH(管路L31、L33)：工業用25質量%之NaOH水溶液。 ･H2 SO4 (管路L32)：工業用98質量%之H2 SO4 水溶液。 ･水蒸氣(管路L34)：0.5MPa之飽和水蒸氣。
1‧‧‧排水(被處理水)槽 2‧‧‧pH調整槽 3‧‧‧過濾器 4‧‧‧熱交換器 5‧‧‧加熱器 6‧‧‧氣液膜分離裝置 6a‧‧‧氣液膜分離裝置之供給側流路 6b‧‧‧氣液膜分離裝置之透過側流路 6c‧‧‧氣液分離膜 7‧‧‧硫酸銨水溶液循環槽 8‧‧‧過濾器 9‧‧‧硫酸銨水溶液槽 10‧‧‧pH調整槽 11‧‧‧熱交換器 12‧‧‧氨解吸塔 13‧‧‧氨觸媒分解裝置 L1~L7、L11~14、L21~35‧‧‧管路
［圖1］係顯示本發明之水處理裝置之一例之處理流程圖。
1‧‧‧排水(被處理水)槽
2‧‧‧pH調整槽
3‧‧‧過濾器
4‧‧‧熱交換器
5‧‧‧加熱器
6‧‧‧氣液膜分離裝置
6a‧‧‧氣液膜分離裝置之供給側流路
6b‧‧‧氣液膜分離裝置之透過側流路
6c‧‧‧氣液分離膜
7‧‧‧硫酸銨水溶液循環槽
8‧‧‧過濾器
9‧‧‧硫酸銨水溶液槽
10‧‧‧pH調整槽
11‧‧‧熱交換器
12‧‧‧氨解吸塔
13‧‧‧氨觸媒分解裝置
L1~L7、L11~14、L21~35‧‧‧管路

Claims (9)

  1. 一種水處理方法，包括以下步驟：a)藉由將鹼添加於溶解有氨的被處理水中，將銨離子轉換成氨；b)藉由將得自於步驟a之液體供給於氣液分離膜之供給側，同時將硫酸水溶液供給於氣液分離膜之透過側，使氨氣透過氣液分離膜，同時使硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，從透過側獲得硫酸銨水溶液，從供給側獲得氨濃度減少的處理水；c)將得自於步驟b之硫酸銨水溶液以稀釋水稀釋；及d)藉由將得自於步驟c之經稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提(stripping)，而從經稀釋的硫酸銨水溶液獲得氨濃度減少的處理水。
  2. 如申請專利範圍第1項之水處理方法，係將得自於步驟b之處理水及得自於步驟d之處理水之中的一者或兩者在步驟c中作為稀釋水來使用。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之水處理方法，其中，被處理水中之氨濃度以氮換算濃度為500mg/L以上5000mg/L以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之水處理方法，其中，於步驟c添加足以在步驟d中防止硫酸鹼鹽析出之量的稀釋水，對於得自於步驟c之經稀釋的硫酸銨水溶液添加鹼。
  5. 一種水處理裝置，包括以下構件：鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中，以將銨離子轉換成氨；氣液膜分離裝置，具備氣液分離膜，藉由該已添加鹼的被處理水供給於該氣液分離膜之供給側，同時硫酸水溶液供給於該氣液分離膜之透過側，以使氨氣透過該氣液分離膜，同時使該硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，而從該透過側獲得硫酸銨水溶液，從該供給側獲得氨濃度減少的處理水；硫酸水溶液供給裝置，將該硫酸水溶液供給於該氣液膜分離裝置之透過側流路入口；稀釋水添加裝置，將該硫酸銨水溶液稀釋；及解吸(desorption)塔，將該經稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提。
  6. 如申請專利範圍第5項之水處理裝置，包括將氣液膜分離裝置之供給側流路出口或解吸塔之液體出口連接於稀釋水添加裝置之管路。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之水處理裝置，其中，該稀釋水添加裝置添加足以在該解吸塔中防止硫酸鹼鹽析出之量的稀釋水，該水處理裝置具有對於該以稀釋水添加裝置進行了稀釋的硫酸銨水溶液添加鹼的管路。
  8. 一種水處理裝置之改造方法，該水處理裝置包括：鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中，以將銨離子轉換成氨；氣液膜分離裝置，具備氣液 分離膜，藉由該已添加鹼的被處理水供給於該氣液分離膜之供給側，同時硫酸水溶液供給於該氣液分離膜之透過側，以使氨氣透過該氣液分離膜，同時使該硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，而從該透過側獲得硫酸銨水溶液，從該供給側獲得氨濃度減少的處理水；及硫酸水溶液供給裝置，將該硫酸水溶液供給於該氣液膜分離裝置之透過側流路入口；該水處理裝置之改造方法包括於該水處理裝置設置以下構件之步驟；稀釋水添加裝置，將該硫酸銨水溶液稀釋；及解吸塔，將該經稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提。
  9. 一種水處理裝置改造用套件，係用來改造包括以下構件的水處理裝置之套件；鹼添加裝置，將鹼添加於溶解有氨的被處理水中，以將銨離子轉換成氨；氣液膜分離裝置，具備氣液分離膜，藉由該已添加鹼的被處理水供給於該氣液分離膜之供給側，同時硫酸水溶液供給於該氣液分離膜之透過側，以使氨氣透過該氣液分離膜，同時使該硫酸水溶液吸收已透過之氨氣，而從該透過側獲得硫酸銨水溶液，從該供給側獲得氨濃度減少的處理水；及硫酸水溶液供給裝置，將該硫酸水溶液供給於該氣液膜分離裝置之透過側流路入口；該水處理裝置改造用套件包括：稀釋水添加裝置，將該硫酸銨水溶液稀釋；及解吸塔，將該經稀釋的硫酸銨水溶液在鹼性條件下進行氣提。
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