JPH06182149A - 排水中のアンモニア除去方法 - Google Patents

排水中のアンモニア除去方法

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JPH06182149A
JPH06182149A JP4337529A JP33752992A JPH06182149A JP H06182149 A JPH06182149 A JP H06182149A JP 4337529 A JP4337529 A JP 4337529A JP 33752992 A JP33752992 A JP 33752992A JP H06182149 A JPH06182149 A JP H06182149A
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JP
Japan
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ammonia
wastewater
water
membrane
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JP4337529A
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English (en)
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Takekatsu Enomoto
武勝 榎本
Munehisa Okada
宗久 岡田
Yukio Nagahashi
由規雄 長橋
Tsutomu Watanabe
力 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Electric Power Co Inc
Nippon Rensui Co
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Nippon Rensui Co
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
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  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 アンモニウムイオンを含む液から、アンモニ
ウムイオンを除去する方法において該液を熱交換器に通
じて40℃以下でアルカリを添加し、アンモニウムイオ
ンをアンモニアにした後、沈降分離し、粗濾過を行い、
次に孔径0.2μm以下の精密フィルターに通じ、その
透過水を脱気膜に通して、該アンモニアを水蒸気ととも
に膜透過させてアンモニアを除去し、かつアンモニア水
として回収することを特徴とする排水中のアンモニアの
除去方法。 【効果】 本発明によれば、排水中のアンモニア除去に
際して、アンモニウムイオンを、臭気公害を発生させる
ことなくアンモニア水として回収再利用できる方法であ
り、装置も従来の充填塔タイプに比べ、高さにおいて改
善され、よりコンパクトになると想定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排水中のアンモニアの
除去方法に関し、詳しくは、排煙脱硫装置冷却塔排水中
の懸濁物質を除去するために、仕上げに孔径0.2μm
以下の精密濾過フィルターで処理する前処理部と疎水性
多孔質膜に接触させ、アンモニアガスを脱気除去する脱
気部よりなる除去方法である。
【0002】
【従来の技術とその課題点】従来、排水中のアンモニア
の除去としては、(a)生物学的硝化・脱窒法、(b)
アンモニアストリッピング法、(c)不連続点塩素処理
法、(d)イオン交換法がある。排煙脱硫装置冷却塔排
水のアンモニア性窒素除去を想定した場合、アンモニア
性窒素の濃度が高いため、(c)不連続点塩素処理法お
よび、(d)イオン交換法は適さない。また、排水中の
アンモニア性窒素濃度の変動が大きいため、(a)生物
学的硝化・脱窒法も適さない。(b)アンモニアストリ
ッピング法は、排水中のアンモニア性窒素が高濃度の場
合及び、濃度変動が大きい場合に適するが、アンモニア
ガスによる二次公害の恐れがある。つまり、アンモニア
ストリッピング法は、液のpHを上げてアンモニウムイ
オンを遊離のアンモニアに変えエアーストリッピングを
行い、該アンモニアを被処理液中から空気中に移動さ
せ、除去するものである。エアーストリッピングを行う
脱アンモニア塔には、空気と被処理液の接触を充分に行
わせるために、木製やプラスチック製の充填材が挿入さ
れており、被処理液はpH調整後塔上部より散水され、
充填材の間を水滴の形成とその破壊を繰り返しながら落
下する。その間、空気をファンあるいはブロワーによっ
てこの水滴に対して対向、あるいは水平方向から吹き付
け、アンモニアをガスとして水中より空気中に散逸させ
る方法である。
【0003】しかし、このアンモニアストリッピング法
には次の問題点がある。第一に、液が充填材の間を落下
する間にアンモニアを除去するので、ストリッピングの
効率を上げるためには、脱アンモニア塔は5〜10mの
塔高が必要で、装置もきわめて大きなものになる。第二
に、ストリッピングの効果を高めるには、投入空気量と
被処理水との比いわゆる気液比で1,800〜4,50
0m3 /m3 と多量の空気を使用するため、臭気公害を
招く恐れのある放散アンモニアを経済的に吸収処理する
ことは極めて困難である。そこで、最近になり装置全体
をコンパクトに構成することが要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】火力発電所等の排水の
窒素負荷量は、排煙脱硫排水が大部分であり、その大半
は冷却塔排水であり、その中の窒素は殆どアンモニア性
であるため、冷却塔排水を処理することが効果的である
ことが判明した。さらに、冷却塔排水はアンモニア濃度
が高く、濃度変動も大きいため、従来の方法に比べ、濃
度変動に対しフレキシビリティのある脱気膜法が効果的
であると考えられた。
【0005】脱気膜法は除去したアンモニウムイオン
を、臭気公害を発生させることなくアンモニア水として
回収再利用できる方法であり、装置も従来の充填塔タイ
プよりコンパクトになると想定され、一番適した方法と
考えられる。プロセスとしては、冷却塔排水にカーボン
を主体とする懸濁物質が多いことから最適前処理として
沈降分離濾過後に精密濾過を行い、その後脱気膜で処理
する方式の採用について鋭意検討した。
【0006】その結果、脱気膜でアンモニア性窒素を除
去するためには、排水中にもともと存在する懸濁物質
(カーボン)および排水のpHを10付近に上げると生
成する金属水酸化物を除去する必要がある。しかし、排
水のpHを10付近に上げると金属水酸化物が凝集剤と
して作用するため、カーボンの懸濁物質と金属水酸化物
を一緒に除去することが可能であった。また、共存塩の
影響もなかった。ここで、前処理を終了した液を脱気膜
へ供給するが、アンモニウムイオンをpH調整によりア
ンモニアに変えた後、アンモニアの脱気に際しては、水
に対する溶解度の小さい空気や酸素の脱気で行われる真
空条件すなわち、脱気膜の真空側の圧力が被処理液の水
蒸気圧より高い場合はアンモニアが殆ど除去できないの
に対し、真空側の圧力を被処理液より低くすることによ
って、被処理液からの水蒸気がアンモニアを同伴して膜
の微多孔を通り真空側へ移動し、コンパクトな脱気膜モ
ジュールでアンモニアが除去でき、しかも、真空側に移
動した水蒸気とアンモニアは、真空ポンプ出口で水蒸気
を凝縮水にすることにより、水に対する溶解度の高いア
ンモニアが凝縮水に吸収されるので、アンモニア水とし
て回収できることを見いだした。
【0007】従って、本発明は従来方法に比べ、装置が
コンパクトで特に高さにおいて改善され、排水中のアン
モニアを除去する臭気公害をだす恐れの無い除去方法を
提供する事を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の知見に基
づいて更に検討を重ねた結果達成されたもので、その要
旨は、アンモニウムイオンを含む液からアンモニウムイ
オンを除去する方法において、排煙脱硫装置冷却塔排水
は温度が約50℃、pH2〜3の液で、カーボンを主体
とする懸濁物質および鉄、ニッケル等の金属イオンが含
まれており、アルカリを加えると金属水酸化物が懸濁物
質として生成するので、沈降分離槽での熱対流による懸
濁物質の沈降分離不良を防ぐために先ず40℃以下に冷
却し、次にアルカリを加えpH調整を行い、アンモニウ
ムイオンをアンモニアに変えるとともに、金属水酸化物
を生成させ、金属水酸化物の凝集作用によりカーボンを
主体とする懸濁物質の分離性を良くした状態で沈降分離
を行い続いて二層濾過の粗処理を行うが、この処理では
次の脱気膜処理を行えるほど処理が充分ではないため、
脱気膜処理での阻害を防ぐためにクロスフロータイプで
孔径0.2μm以下の精密フィルター透過水を脱気膜に
通し、該アンモニアを水蒸気とともに膜透過させること
を特徴とする排水中のアンモニアの除去方法である。
【0009】以下、本発明方法の具体的構成を図示の実
施例により詳細に説明する。図1は本発明、排水中のア
ンモニアの除去システムの一例を示すフロー図である。
図1に於いて、貯槽1からポンプ2により送られたアン
モニウムイオン含有液は、熱交換器3で温度を40℃に
冷却し、アルカリ添加後ミキサー4で攪拌されpH調整
される。pHはアンモニウムイオンがアンモニアに変換
するpH9〜10に調整された被処理液は沈降分離濾過
器5を経て、さらに孔径0.2μmの精密フィルター6
を通し、脱気膜装置7に供給される。脱気膜装置7には
疎水性多孔質脱気膜が装着されており、脱気モジュール
は膜を介して通液側と真空側に分かれるが、真空側の圧
力を真空ポンプ10により通液側の液の水蒸気圧より低
する事により、通液側の水蒸気にアンモニアが同伴さ
れ、膜の微多孔を通し真空側へ移動させ、液中のアンモ
ニアを除去する。
【0010】一方、真空側へ移動した水蒸気とアンモニ
アガスは、真空ポンプ10出口の凝縮器11で10℃以
下に冷却する事により水蒸気を凝縮水に変えると、凝縮
水にアンモニアガスが吸収されるので、アンモニアガス
を大気に放散することなく、容易にアンモニア水として
回収槽12に回収できる。本発明において用いる脱気膜
装置の膜は、気体は透過するが水は透過させない疎水性
多孔質膜であることが必要である。
【0011】疎水性については、水との接触角が90度
以上ある材質であれば良く、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ四弗化エチレン等が適用できる。膜の孔径に
ついては、耐水圧が1.5kg/cm2 以上である孔径
であれば良い。耐水圧は、膜を介し、液側と真空側の圧
力差で液が膜の孔から真空側に漏れ出ない限界の圧力差
を示し液の表面張力、接触角、孔径により変化する。接
触角を91度表面張力を水の72dyne/cmとした
場合、耐水圧1.5kg/cm2 を満足する孔径はおよ
そ0.03μm以下となる。
【0012】また、モジュールの形式は特に制限され
ず、中空糸膜タイプ、スパイラルタイプ、あるいは平膜
を用いる事ができ、内圧式あるいは外圧式いずれでも良
く、モジュールの置き方も制限されず、水平あるいは垂
直のどちらでも良い。また、本発明方法では、真空側の
圧力を液側の液の水蒸気圧より低くすることが必須条件
である。
【0013】液の水蒸気圧は、液に溶解しているイオン
の濃度、液の温度により変化する。25℃の水では、水
蒸気圧は約24mmHgであり、水蒸気を発生させるた
めには真空側の圧力を水蒸気圧の約24mmHgより低
くすれば良い。また、真空側に移動した水蒸気は、真空
ポンプ出口(大気圧)の凝縮器で10℃以下に冷却する
事により、凝縮水になり、アンモニアガスを十分吸収す
るのでアンモニア水として回収できる。
【0014】
【実施例】pH2〜3、液温50℃でアンモニウムイオ
ン1,000mg/lを含む液を40℃にした後に、N
aOH溶液を加えpH10に調整し、中空糸膜タイプの
疎水性多孔質膜モジュール(外径30mm、長さ200
mm、有効膜面積0.3m 2 )に通液した。
【0015】流量200ml/h、真空側の圧力を10
mmHg(真空度で10Torr)にした場合、処理液
のアンモニウムイオン濃度は、550mg/l(除去率
=45%)であり、処理1時間での回収槽の液量は5.
3mlとなり、回収液のアンモニア濃度は1.7wt%
であった。なお、この条件で3ヵ月間連続運転したが、
除去率は45〜50%を保持していた。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、排水中のアンモニア除
去に際して、アンモニウムイオンを、臭気公害を発生さ
せることなくアンモニア水として回収再利用できる方法
であり、装置も従来の充填塔タイプに比べ、高さにおい
て改善され、よりコンパクトになると想定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様を示すフローの説明図であ
る。
【符号の説明】
1 排水槽 2 ポンプ 3 熱交換器 4 NaOH溶液 5 ミキサーpH検出器 6 沈降分離濾過器 7 精密フィルター 8 脱気膜装置 9 凝縮器 10 凝縮水槽 11 真空ポンプ 12 回収水槽 13 処理水槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/58 ZAB P 1/66 ZAB 9/00 ZAB A 7446−4D (72)発明者 岡田 宗久 東京都千代田区丸の内二丁目5番2号 三 菱化成株式会社内 (72)発明者 長橋 由規雄 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 日 本錬水株式会社内 (72)発明者 渡辺 力 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 日 本錬水株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排煙脱硫装置冷却塔からのアンモニウム
    イオンを含む排水液から、アンモニウムイオンを除去す
    る方法において該排水液を熱交換器に通じて40℃以下
    に冷却し、次いでアルカリを添加し、アンモニウムイオ
    ンをアンモニアにすると共に排水中の金属イオンを金属
    水酸化物とした後、懸濁物質を沈降分離し、粗濾過を行
    い、次に孔径0.2μm以下の精密フィルターに通じ、
    その透過水を脱気膜に通して、該アンモニアを水蒸気と
    ともに膜透過させてアンモニアを除去し、かつアンモニ
    ア水として回収することを特徴とする排水中のアンモニ
    アの除去方法。
JP4337529A 1992-12-17 1992-12-17 排水中のアンモニア除去方法 Pending JPH06182149A (ja)

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