CN108698864A - 含氨排放水的处理方法及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含氨排放水的处理方法,其具有:朗格利尔指数计算工序,算出共存有钙的含氨排放水中pH10以上时的朗格利尔指数;pH调整工序,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数低于给定值的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为所述给定值的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于给定值的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂后,将pH调整为10以上;和氨去除工序,通过气液分离膜将氨从pH调整后的含氨排放水中去除,使去除的氨与酸溶液接触而作为铵溶液回收。
Description
技术领域
本发明涉及含氨排放水的处理方法及处理装置,将从电子产业工厂、化学工厂等排出的含氨排放水进行处理,并作为铵溶液回收。
背景技术
以往,自半导体工厂等电子产业工厂、化学工厂、火力发电站等排出的比较高浓度的含氨排放水通过例如氨气提法(例如,参照专利文献1)、蒸发浓缩法(例如,参照专利文献2)、催化剂湿式氧化法(例如,参照专利文献3)等进行处理。另外,比较低浓度的含氨排放水通过例如生物处理法等进行处理。
氨气提法是通过在含氨排放水中添加碱溶液,加温后通过填充有填充物的放散塔,使其接触蒸气及空气,由此使排放水中的氨转移至气体侧的处理方法。本方法为相对较简易的处理,但存在放散塔的设备为大型的课题。另外,需要将使用加温、蒸气等热能而转移至气体侧的氨进一步通过高温的催化剂氧化进行处理,存在处理成本高的课题。另外,在催化剂氧化时,有时会产生NOx、N2O等。
蒸发浓缩法是将含氨排放水加热、蒸发,并使生成的含有氨的蒸气冷凝,作为氨水回收的处理方法。本方法存在用于蒸发的加温能量成本、蒸发器的传热面的积垢附着等的课题。
催化剂湿式氧化法是在催化剂存在下施加100~370℃的温度和压力,处理含氨排放水的方法。本方法由于高温、高压处理,所以在安全性、成本方面存在课题。
近年来,提案有使用不使液体通过而使氨通过的疏水性多孔质的气液分离膜将氨从含氨排放水中去除的气液分离膜法(例如,参照专利文献4)。本方法是如下方法,即,通过使含氨排放水成为pH10以上的碱性,将排放水中的氨气体化,并通过利用真空泵将气液分离膜的下游侧进行吸引,将氨从含氨排放水中去除。但是,本方法中需要另行设置硫酸铵洗涤器。
另外,还提案有如下方法,即,在气液分离膜法中,通过使硫酸溶液流过作为气液分离膜的疏水性中空纤维膜的二次侧而对流接触,从而作为硫酸铵溶液进行回收(例如,参照专利文献5)。本方法是通过使调整为pH10以上的含氨排放水流过中空纤维膜的外侧,使pH2以下的硫酸溶液以逆流的方式流过中空纤维膜的内侧,从而进行排放水中的氨去除、回收的技术。气体化后的氨与流过中空纤维膜内侧的硫酸接触,作为硫酸铵回收。
使用了气液分离膜的方法是通过设备上简易的处理可经济地处理含氨排放水,且经由硫酸铵溶液可再利用的方法,但是由于产生含氨排放水中包含的钙化合物等所引起的积垢而导致气液分离膜堵塞,氨去除率随着处理时间经过而降低。
现有技术文献
专利文献]
专利文献1:日本特许第3987896号公报
专利文献2:日本特开2011-153043号公报
专利文献3:日本特许第3272859号公报
专利文献4:日本特许第3240694号公报
专利文献5:日本特开2013-202475号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
本发明的目的在于,在使用气液分离膜的含氨排放水的处理中,抑制由于产生钙化合物等所引起的积垢而致使气液分离膜堵塞从而随着处理时间经过而产生的氨去除率的降低。
(用于解决课题的手段)
(1)本发明提供一种含氨排放水的处理方法,具有:朗格利尔指数计算工序,计算共存有钙的含氨排放水中pH10以上时的朗格利尔指数;pH调整工序,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数低于给定值的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为所述给定值的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于给定值的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上;和氨去除工序,通过气液分离膜将氨从pH调整后的含氨排放水中去除,使去除的氨与酸溶液接触而作为铵溶液回收。
(2)根据上述(1)所述的含氨排放水的处理方法,优选的是,在所述pH调整工序中,在所计算出的所述朗格利尔指数低于1.6的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为1.6的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上。
(3)根据上述(1)或(2)所述的含氨排放水的处理方法,优选的是,所述防垢剂包含丙烯酸系聚合物及膦酸系化合物中的至少1种。
(4)本发明提供一种含氨排放水的处理装置,其具有:朗格利尔指数计算单元,计算共存有钙的含氨排放水中pH10以上时的朗格利尔指数;pH调整单元,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数低于给定值的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为所述给定值的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于给定值的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上;和氨去除单元,通过气液分离膜将氨从pH调整后的含氨排放水中去除,使去除的氨与酸溶液接触而作为铵溶液回收。
(5)根据上述(4)所述的含氨排放水的处理装置,优选的是,所述pH调整单元在所计算出的所述朗格利尔指数低于1.6的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为1.6的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上。
(6)根据上述(4)或(5)所述的含氨排放水的处理装置,优选的是,所述防垢剂包含丙烯酸系聚合物及膦酸系化合物中的至少1种。
(发明效果)
根据本发明,在利用气液分离膜的含氨排放水的处理中,防止产生钙化合物等所引起的积垢,抑制气液分离膜的堵塞、氨去除率的降低。
附图说明
图1是表示本发明实施方式涉及的含氨排放水的处理装置的一例的概略构成图。
图2是表示本发明实施方式涉及的含氨排放水的处理装置的另一例的概略构成图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本实施方式是实施本发明的一例,本发明并不限定于本实施方式。
图1表示本发明实施方式涉及的含氨排放水的处理装置的一例的概略,对其结构进行说明。图1所示的含氨排放水处理装置1具备:原水槽10、作为pH调整单元的pH调整装置、作为氨去除单元的氨去除装置16、循环槽18、硫酸贮槽20、作为酸洗净单元的酸贮槽24、以及控制装置25。pH调整装置具备:防垢剂供给装置12、pH调整槽14、以及pH调整剂供给装置22。防垢剂供给装置12例如具备防垢剂贮槽和泵,且构成为将防垢剂供给到排放水中。另外,pH调整剂供给装置22例如具备pH调整剂贮槽和泵,且构成为将pH调整剂供给到排放水中。
氨去除装置16具有气液分离膜26、及通过该气液分离膜26区隔成的第一液室25a、第二液室25b。气液分离膜26是不通过液体而通过气体状的氨的中空纤维膜等膜。第一液室25a设置成与气液分离膜26的一个面邻接,第二液室25b设置成与气液分离膜26的另一个面邻接。向第一液室25a供给含氨排放水,向第二液室25b供给硫酸溶液。
在图1的含氨排放水处理装置1中,原水配管30连接于原水槽10的入口。原水槽10的出口与pH调整槽14的入口通过原水供给配管32连接。pH调整槽14的出口与设置于氨去除装置16的一端侧的第一液室25a的入口通过pH调整水配管36连接,在设置于氨去除装置16的另一端侧的第一液室25a的出口连接有处理水配管38。循环槽18的出口与设置于氨去除装置16的另一端侧的第二液室25b的入口通过循环配管40连接,设置于氨去除装置16的一端侧的第二液室25b的出口与循环槽18的入口通过循环配管42连接。在循环槽18的回收出口连接有回收硫酸铵溶液配管50。硫酸贮槽20的出口通过硫酸配管44与循环槽18连接。防垢剂供给装置12与原水槽10通过防垢剂注入配管34连接。pH调整剂供给装置22与pH调整槽14通过pH调整剂配管46连接。酸贮槽24的出口通过酸配管48与pH调整水配管36连接。
控制装置25具备处理器及存储器,且具备朗格利尔指数计算部作为功能模块。就朗格利尔指数计算部而言,算出成为处理对象的含钙及氨的排放水中pH10以上时的朗格利尔指数。具体而言,利用上述排放水中的钙浓度、无机碳浓度、溶解性物质浓度、碱度、排放水温度的检测值、及设定pH(10以上),算出设定pH(10以上)的朗格利尔指数。构成为向控制装置25输入例如由设置于原水槽10的钙浓度传感器、无机碳浓度传感器、(从导电率换算的)溶解性物质浓度测定器或溶解性物质浓度计、碱度测定器或碱度计检测得到的各检测值。此外,也可以由操作者等测定排放水中的钙浓度等,将其作为检测值而输入至控制装置25。另外,也可以根据测得的钙浓度等算出朗格利尔指数,并将该计算值输入至控制装置25。
控制装置25的处理器根据程序存储器中存储的处理程序执行计算朗格利尔指数的处理、基于计算出的朗格利尔指数来设定防垢剂及pH调整剂的添加时期的处理等各处理。在本实施方式中,通过控制装置25来控制防垢剂及pH调整剂的添加时期,但也可以由操作者等根据计算出的朗格利尔指数来控制防垢剂及pH调整剂的添加时期。
对本实施方式涉及的含氨排放水的处理方法及含氨排放水处理装置1的动作进行说明。
共存有钙的含氨排放水根据需要通过原水配管30储存在原水槽10中。以下,将共存有钙的含氨排放水简称为原水。
检测原水中的钙浓度、无机碳浓度、溶解性物质浓度、碱度、原水的温度,将其输入至控制装置25,由朗格利尔指数计算部使用下式(1)~(5)来计算pH10以上的原水的朗格利尔指数。
朗格利尔指数=pH值-pHs+1.5×10-2(T-25)(1)
式(1)中的pH值为设定pH值,设定为10以上。另外,式(1)中的pHs是由下式(2)求出的值。式(1)中的T应用由传感器检测到的原水的温度(℃)。
pHs=8.313-log[Ca2+]-log[A]+S(2)
式(2)中的[Ca2+]为钙离子量(me/L),是通过下式(3)求出的值。式(2)中的[A]为总碱度(me/L),是通过下式(4)求出的值。式(2)中的S为校正值,是通过下式(5)求出的值。
[Ca2+]=(Ca2+)(mg/L)÷(40.1÷2)(3)
式(3)中的(Ca2+)(mg/L)应用通过传感器检测到的钙浓度。
[A](me/L)=(A)(mg/L)÷(100÷2)(4)
式(4)中的(A)(mg/L)应用通过测定器或测量器检测到的总碱度。
【数式1】
式(5)中的Sd应用通过测定器或测量器检测到的溶解性物质(mg/L)(以上,朗格利尔指数计算工序)。
通过控制装置25,来判断在pH10以上计算出的朗格利尔指数是否低于给定值。给定值优选从抑制原水的积垢产生的观点出发进行设定,例如设定为1.6以下。以下,将给定值设定为1.6进行说明。
在pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,从控制装置25向防垢剂供给装置12发送工作指示,并通过防垢剂注入配管34将防垢剂自防垢剂供给装置12添加至原水槽10。就朗格利尔指数和pH的关系而言,如果pH变高,则朗格利尔指数也变高。因此,在将式(1)的pH值例如设定为10、或者设定在10~11的范围时的朗格利尔指数超过1.6的情况下,控制装置25判断为在该阶段在pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6,指示防垢剂的添加。
添加有防垢剂的原水通过原水供给配管32供给至pH调整槽14。此时,从控制装置25向pH调整剂供给装置22发送工作指示,并通过pH调整剂配管46将pH调整剂从pH调整剂供给装置22添加至pH调整槽14,将原水的pH调整为10以上。只要在原水中添加了防垢剂时的原水的pH为10以上,则并无特别限制,但从抑制碱剂使用量的观点出发,优选设定为pH10附近。
另一方面,在pH10以上计算出的朗格利尔指数低于1.6的情况下,通过原水供给配管32将原水(并未添加防垢剂)供给至pH调整槽14。此时,从控制装置25向pH调整剂供给装置22发送工作指示,并通过pH调整剂配管46将pH调整剂从pH调整剂供给装置22添加至pH调整槽14。将原水的pH调整成10以上至低于朗格利尔指数成为1.6(给定值)的pH值的范围。例如,在pH11计算出的朗格利尔指数低于1.6且朗格利尔指数成为1.6的pH值为12.5的情况下,将原水的pH调整成10以上至低于12.5的范围。朗格利尔指数成为1.6的pH值通过下式(6)求出(以上,pH调整工序)。
pH值=1.6+pHs-1.5×10-2(T-25)(6)
通过将原水的pH设为10以上,从而使原水中的铵离子酸解离成氨气,能够提高后段的基于气液分离膜的氨去除速度。另一方面,若原水的pH为10以上且朗格利尔指数高,则成为原水中的钙与碳酸的反应性高的状态,在短时间内产生积垢,因此后段的气液分离膜容易堵塞。因此,在本实施方式中,在原水的pH为10以上且朗格利尔指数高时,通过在将原水的pH调整为10以上之前添加防垢剂,从而抑制积垢产生,并抑制了后段的气液分离膜的堵塞。另外,在原水的pH为10以上且朗格利尔指数低的情况下,原水中的钙与碳酸的反应性低,直到积垢产生需较长时间。因此,即使在原水中不添加防垢剂,仅调整成从pH10以上至低于使朗格利尔指数成为给定值的pH值的范围,也能够抑制随着处理时间经过而发生的氨去除率降低。另外,由于防垢剂为有机酸盐,所以如果溶解于水中,则盐浓度上升,氨的蒸气压下降。因此,若在朗格利尔指数低的水(例如低于1.6的原水)中、即在pH相对较低且铵离子的比例稍多的水中添加防垢剂,则有可能氨的挥发速度降低,基于气液分离膜的氨去除率降低。这样,通过基于朗格利尔指数,仅在必要时添加防垢剂,从而能够抑制氨去除率的降低。
另外,通过如上述抑制膜的堵塞,能够减少膜的洗净频率,能够降低膜洗净所涉及的药品、废液处理的成本。
pH调整后的原水通过pH调整水配管36从设置于氨去除装置16的一端侧的入口被输送至第一液室25a。在氨去除装置16中,利用不使液体通过而通过氨的气液分离膜26将氨从原水中去除。将氨去除后的处理水从设置于氨去除装置16的另一端侧的第一液室25a的出口通过处理水配管38排出。另一方面,从硫酸贮槽20通过硫酸配管44储存于循环槽18的硫酸溶液,通过循环配管40从设置于氨去除装置16的另一端侧的入口供给至第二液室25b,并以与第一液室25a的含氨排放水成为逆流的方式流动。例如,在中空纤维膜的外侧(第一液室25a)流动含氨排放水,在中空纤维膜的内侧(第二液室25b)流动硫酸溶液即可。透过了气液分离膜26的氨与流经氨去除装置16的第二液室25b的硫酸溶液接触,生成硫酸铵(以上为氨去除工序)。
生成的硫酸铵以溶解于硫酸溶液的状态从设置于氨去除装置16的一端侧的第二液室25b的出口通过循环配管42而输送至循环槽18。硫酸溶液通过循环槽18、循环配管40、循环配管42进行循环,直到硫酸铵成为给定浓度。此时,硫酸溶液从硫酸贮槽20通过硫酸配管44而供给至循环槽18,并进行调整使得循环的硫酸溶液的pH成为给定值。若循环的硫酸溶液中的回收的硫酸铵的浓度成为给定浓度以上,则作为回收硫酸铵溶液而从循环槽18通过回收硫酸铵溶液配管50排出。
处理对象的原水(含钙及氨的排放水)例如是从半导体工厂等电子产业工厂、化学工厂、火力发电站等排出的排放水。
在如从半导体工厂等电子产业工厂排出的含钙及氨的排放水那样,在原水中包含过氧化氢等氧化剂的情况下,也可以在氨去除装置16的前段,通过还原剂注入、或活性炭处理等氧化剂去除处理将氧化剂去除。由此,能够抑制过氧化氢等氧化剂所引起的氨去除工序中的氨去除率的降低、气液分离膜的劣化。
处理对象的原水中的氨浓度虽然没有特别限定,但是为了使回收的硫酸铵溶液中的硫酸铵的浓度成为25质量%以上,并且成为硫酸铵不易析出的浓度,优选以900mg/L以上且2,200mg/L以下的浓度运转。
在原水中的氨浓度低的情况下(例如,低于900mg/L的情况下),也可以在氨去除装置16的前段,通过逆渗透膜处理等将氨浓缩。另外,为了进行硫酸铵的浓缩,也可以将对低浓度的含氨排放水进行处理而生成的硫酸铵溶液从循环槽18送回原水槽10等,并再次进行氨处理。
若原水的温度低于35℃,则存在原水中的氨难以气化、氨去除装置16中的氨去除率降低的倾向。因此,优选利用热交换器、加热器等可加温的设备将原水的温度加热至例如35~50℃并将原水输送至氨去除装置16。但是,由于通过加温而容易生成钙化合物等的积垢,因此加温设备优选设置于防垢剂注入后的pH调整槽14、pH调整水配管36。另外,从原水温度和膜的耐压的关系的观点出发,原水的温度优选为50℃以下。另外,为了进行原水的保温或氨浓度调整,也可以使处理水向原水槽10等进行循环。
pH调整工序中使用的防垢剂的添加位置可以如图1所示的含氨排放水处理装置1那样为原水槽10,也可以如图2所示的含氨排放水处理装置3那样为原水供给配管32,虽然图中的说明省略但还可以为pH调整槽14。但是,在进行加温工序的情况下,从抑制积垢形成的观点出发,优选在加温工序前注入。在将防垢剂添加至原水槽10、pH调整槽14的情况下,优选通过搅拌机、或曝气装置等进行搅拌,在添加至原水供给配管的情况下,优选能够通过管道混合器等进行搅拌。
防垢剂只要是能够抑制钙化合物所引起的积垢产生的物质即可,没有特别限制,例如可举出1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、乙二胺四亚甲基膦酸、氮基三甲基膦酸等膦酸及其盐类等膦酸系化合物;正磷酸盐、聚合磷酸盐等磷酸系化合物;聚马来酸、马来酸共聚物等马来酸系化合物;聚(甲基)丙烯酸、马来酸/(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸/磺酸、(甲基)丙烯酸/含非离子基的单体等共聚物;(甲基)丙烯酸/磺酸/含非离子基的单体的三元共聚物、(甲基)丙烯酸/丙烯酰胺-烷基-及/或芳基磺酸/取代(甲基)丙烯酰胺的三元共聚物等丙烯酸系聚合物等。在这些当中,优选含有膦酸系化合物、丙烯酸系聚合物中的至少1种。
作为构成三元共聚物的(甲基)丙烯酸,例如可举出甲基丙烯酸、丙烯酸及它们的钠盐等(甲基)丙烯酸盐等。作为构成三元共聚物的丙烯酰胺-烷基-及/或芳基磺酸,例如可举出2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其盐等。另外,作为构成三元共聚物的取代(甲基)丙烯酰胺,例如可举出叔丁基丙烯酰胺、叔辛基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺等。
pH调整工序中使用的pH调整剂例如为氢氧化钠溶液等碱、或盐酸等酸。就pH调整工序中的原水而言,为了使原水中的铵离子酸解离成氨气,提高下列氨去除工序中的氨去除速度,只要调整为pH10以上即可,但若考虑对于膜、配管材质等的影响,则更优选调整为pH10~13的范围。若原水的pH为给定值,则有时不能进行pH调整工序。
气液分离膜26只要是不使液体而使气体状的氨通过的物质即可,没有特别限制。作为气液分离膜26,例如可举出疏水性多孔质的中空纤维膜等。例如,使用中空纤维的直径为300μm左右、空孔大小为0.03μm左右、(平均)空孔率为40~50%左右的中空纤维膜即可。通过这种气液分离膜26,从而含钙及氨的排放水中所含的气体状的氨通过气液分离膜26,从含氨排放水中去除。
优选在与流通硫酸溶液的氨去除装置16的第二液室25b连接的循环配管40、42具备自动阀。
优选从硫酸贮槽20注入硫酸溶液使得将硫酸溶液的pH维持在2以下。若循环的硫酸溶液的pH超过2,则有时氨去除速度降低。
从硫酸贮槽20添加的硫酸溶液优选尽可能为高浓度。从处理等的观点出发,从硫酸贮槽20添加的硫酸溶液的硫酸浓度优选为50质量%以上。
如上所述,若循环的硫酸溶液中的回收的硫酸铵的浓度成为给定浓度以上,例如25质量%以上,则从循环槽18通过回收硫酸铵溶液配管50,作为回收硫酸铵溶液而排出。
循环的硫酸溶液中的硫酸铵的浓度例如也可以利用比重计、浓度计等硫酸铵浓度测定单元进行测定。也可以基于测得的硫酸铵的浓度,在硫酸铵的浓度成为给定浓度以上例如25质量%以上后,自动地从循环槽18通过回收硫酸铵溶液配管50作为回收硫酸铵溶液而排出。另外,也可以具备基于测得的硫酸铵的浓度自动地供给水进行稀释以成为硫酸铵不易析出的浓度(例如,40质量%以下)的设备。
本实施方式不限定于硫酸溶液,只要是盐酸、硝酸等酸溶液即可,从工业用、商业用利用价值高的观点出发,优选使用硫酸溶液而作为硫酸铵回收。
在气液分离膜26被积垢等污染、氨去除率降低的情况下,为了抑制氨去除率的降低,优选在给定时期实施气液分离膜26的酸洗净。如图1所示,例如,从酸贮槽24将酸溶液通过酸配管48、pH调整水配管36输送至氨去除装置16的第一液室25a,洗净气液分离膜26(酸洗净工序)。
作为酸洗净工序中使用的酸溶液,可以使用硫酸、盐酸、柠檬酸等酸的溶液。
作为酸洗净单元,可以如图1所示的含氨排放水处理装置1那样另行设置酸贮槽24,也可以如图2所示的含氨排放水处理装置3那样设置硫酸配管52,该硫酸配管52将从硫酸贮槽20输送至氨去除装置16的第二液室25b的硫酸溶液的一部分输送到第一液室25a。
[实施例]
以下,举出实施例及比较例对本发明进行更具体且详细地说明,但本发明不限定于以下实施例。
<实施例1、2及比较例>
在以下试验条件下进行了含氨排放水的处理。
[试验条件]
·使用气液分离膜:聚丙烯制多孔质中空纤维膜模块
·膜面积:1.4m2
·通水量:0.0385m3/h
·水温:38℃
<实验装置>
实验装置如图1,加温设备设置于pH调整槽14。
[原水水质]
使用的原水(含氨排放水)的水质示于表1。
[表1]
EC | 12000μS/cm |
NH4-N | 1500mg/L |
无机碳 | 19mg/L |
Ca | 6.7mg/L |
SO4 | 500mg/L |
总碱度 | 78mg/L |
溶解性物质 | 6700mg/L |
pH |
[试验方法]
计算上述原水中pH10.5的朗格利尔指数,结果为1.5。另外,计算上述原水中pH12.2的朗格利尔指数,结果为3.5。将判断是否添加防垢剂的朗格利尔指数的给定值设定为1.6,在实施例1中,未在原水中添加防垢剂而将原水的pH调整为10.5,并使用气液分离膜实施了氨处理。在实施例2中,向原水中注入防垢剂后,将pH调整为12.2,并使用气液分离膜实施了氨处理。在比较例中,未在原水中添加防垢剂而将原水的pH调整为12.2,并使用气液分离膜实施了氨处理。实施例2中所使用的防垢剂包含丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/叔丁基丙烯酰胺的三元共聚物、和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸。
通过JIS K0102靛酚蓝吸光光度法测定处理前后的氨浓度,计算出氨的去除率。
[表2]
实施例1 | 实施例2 | 比较例 | |
分散剂 | 无 | 有 | 无 |
pH | 10.5 | 12.2 | 12.2 |
朗格利尔指数 | 1.5 | 3.5 | 3.5 |
去除率(通水时间0.5h) | 53.8 | 54.7 | 53.4 |
从初始的去除率至降低15%的通水时间 | >110 | >110 | 19 |
在比较例中,处理刚开始时的氨去除率为53.4%,去除率随着通水时间经过而缓慢降低,通水19小时后为44.9%。就实施例1的氨去除率而言,即使经过通水110小时以上仍为53.7%,为与通水开始时的53.8%大致相同的值,几乎未见去除率的降低。就实施例2的氨去除率而言,经过通水110小时以上也仍为54.5%,为与通水开始时的54.7%大致相同的值,几乎未见去除率的降低。即,可以说:对于pH10以上的朗格利尔指数低的原水,不添加防垢剂而进行pH调整,对于pH10以上的朗格利尔指数高的原水,添加防垢剂后进行pH调整,由此能够抑制气液分离膜的堵塞、氨去除率的降低。
在上述试验中,为了考察原水pH10以上的朗格利尔指数的影响,有意地设定朗格利尔指数成为1.6以上的pH(实施例2及比较例的pH12.2)。在实际处理中,只要是具有表1所示的水质的原水,即可进行例如基于实施例1的处理。然后,在原水的水质变化,例如在pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,如实施例2那样添加防垢剂后,调整为pH10以上并进行处理。
符号说明
1、3…含氨排放水处理装置
10…原水槽
12…防垢剂供给装置
14…pH调整槽
16…氨去除装置
18…循环槽
20…硫酸贮槽
22…pH调整剂供给装置
24…酸贮槽
25…控制装置
25a…第一液室
25b…第二液室
26…气液分离膜
30…原水配管
32…原水供给配管
34…防垢剂注入配管
36…pH调整水配管
38…处理水配管
40、42…循环配管
44、52…硫酸配管
46…pH调整剂配管
48…酸配管
50…回收硫酸铵溶液配管。
Claims (6)
1.一种含氨排放水的处理方法,其特征在于,具有:
朗格利尔指数计算工序,计算共存有钙的含氨排放水中pH10以上时的朗格利尔指数;
pH调整工序,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数低于给定值的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为所述给定值的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于给定值的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上;和
氨去除工序,通过气液分离膜将氨从pH调整后的含氨排放水中去除,使去除的氨与酸溶液接触而作为铵溶液回收。
2.根据权利要求1所述的含氨排放水的处理方法,其特征在于,
在所述pH调整工序中,在所计算出的所述朗格利尔指数低于1.6的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为1.6的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上。
3.根据权利要求1或2所述的含氨排放水的处理方法,其特征在于,
所述防垢剂包含丙烯酸系聚合物及膦酸系化合物中的至少1种。
4.一种含氨排放水的处理装置,其特征在于,具有:
朗格利尔指数计算单元,计算共存有钙的含氨排放水中pH10以上时的朗格利尔指数;
pH调整单元,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数低于给定值的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为所述给定值的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于给定值的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上;和
氨去除单元,通过气液分离膜将氨从pH调整后的含氨排放水中去除,使去除的氨与酸溶液接触而作为铵溶液回收。
5.根据权利要求4所述的含氨排放水的处理装置,其特征在于,
所述pH调整单元在所计算出的所述朗格利尔指数低于1.6的情况下,将所述含氨排放水的pH调整为从10以上至小于使朗格利尔指数成为1.6的pH值的范围,在所述pH10以上计算出的朗格利尔指数不是低于1.6的情况下,在所述含氨排放水中添加防垢剂之后,将pH调整为10以上。
6.根据权利要求4或5所述的含氨排放水的处理装置,其特征在于,
所述防垢剂包含丙烯酸系聚合物及膦酸系化合物中的至少1种。
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