JPH06269776A - 水中のアンモニア性窒素除去装置 - Google Patents

水中のアンモニア性窒素除去装置

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JPH06269776A
JPH06269776A JP8147093A JP8147093A JPH06269776A JP H06269776 A JPH06269776 A JP H06269776A JP 8147093 A JP8147093 A JP 8147093A JP 8147093 A JP8147093 A JP 8147093A JP H06269776 A JPH06269776 A JP H06269776A
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JP
Japan
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tank
regeneration treatment
liquid
water
adsorption
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JP8147093A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Kawasaki
喜孝 川崎
Hiroshi Yonetani
宏史 米谷
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Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理速度や処理能力の安定性において優れて
いるイオン交換吸着法を採用し、無機イオン交換体の再
処理の問題を解決し、有害物質の発生がなく、効率良く
アンモニア性窒素の除去がなされる水中のアンモニア性
窒素除去装置を提供する。 【構成】 ゼオライトからなる吸着剤を充填した吸着処
理槽1A,1Bに原水供給路2と処理済水排出路3から
なる原水処理流路を連通させるとともに、NaCl溶液
からなる吸着剤再生処理液を調整槽6から送り込み、電
解処理槽7を通して調整槽6に戻す再生処理流路を連通
させる。電解処理槽7には陽極に接触させて活性炭を充
填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生活排水や産業排水等
の排水、河川や湖沼等の汚染水からアンモニア性窒素を
除去するための水中のアンモニア性窒素除去装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、河川や湖沼或いは海域等の汚染が
問題になっている。産業排水や下水処理場放流水中には
アンモニア性窒素(以下NH4 −Nと記す)が多量に含
まれている。これらの放流によって、魚介類への有害や
富栄養化の問題になっている。富栄養化の原因は、リン
と窒素によるとされており、従来、以下の如き各種のN
4 −N除去法が提案されている。 エアストリッピング法−pH10以上のアルカリ性にし
て瀑気し、アンモニアガスとして放出する方法。 塩素注入法−塩素酸化力で窒素に酸化する方法。 生物学的硝化脱室法−亜硝化菌、硝化菌によりNH4
+ がNO2 - ,NO3 -に酸化硝化させ、更に脱室菌に
より窒素ガスとする方法。 イオン交換吸着法−無機イオン交換体にNH4 −Nを
吸着させる方法。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の各種N
4 −N除去法の内、エアストリッピング法や、塩素注
入法では使用する薬品量が多く、コスト高となるととも
に塩素注入法では残留塩素により二次公害が懸念される
という問題がある。また生物学的硝化脱室法において
は、処理に長時間を要するという問題がある。
【0004】一方イオン交換吸着法は、近年注目を集め
ている方法であり、処理速度や処理能力の安定性におい
て優れている。無機イオン交換体としてはゼオライトが
注目されている。しかし、この従来のイオン交換吸着法
では、NH4 −Nを飽和吸着して吸着能が低下したゼオ
ライトは再生し、循環使用しなければならない。このゼ
オライトの再生方法には熱再生法と各種塩類を用いる方
法がある。熱再生法はNa+ 等を含む水溶液を添加し、
600度前後で30分焼成する方法であるが、再生回数
が増すに従って交換速度及び除去率が低下する欠点があ
る。また各種塩類を用いる方法はNaCl等の水溶液を
接触させ、イオン交換反応によってNH4 + を脱離さ
せ、ゼオライトの再生を行う方法であり、この方法は再
生液のNH4 + の処理が更に必要である。再生液のNH
4 + の除去には前述した〜の方法があるが、これら
には前述の如き問題がある。
【0005】本発明は上述の如き従来の問題にかんが
み、処理速度や処理能力の安定性において優れているイ
オン交換吸着法を採用し、無機イオン交換体の再処理の
問題を解決し、有害物質の発生がなく、効率良くNH4
−N除去がなされる水中のNH4 −N除去装置の提供を
目的としたものである。
【0006】
【課題を達成するための手段】上述の如き目的を達成す
るための本発明の特徴は、無機イオン交換体等のNH4
−N吸着剤を充填した吸着処理槽と、該吸着処理槽に被
処理原水を供給する原水供給路と、処理済水を排出させ
る処理済水排出路とをそれぞれ開閉自在に備えてなる水
中のNH4 −N除去装置において、前記吸着処理槽に吸
着剤再生処理液を供給する再生処理液供給路と、該再生
処理液を調整して前記再生処理液供給路に供給する再生
処理液調整槽と、前記吸着処理槽から吸着剤再生処理後
の再生処理液を排出する開閉自在な再生処理液排出路
と、該再生処理液排出路からの再生処理液を電解処理に
よって再生し、前記再生処理液調整槽に送り込む電解処
理槽とを備えたこと(請求項1)にある。この装置にお
いて、無機イオン交換体としてゼオライトを使用すると
ともに電解処理槽の陽極側と陰極側とを透水性のある仕
切板をもって仕切り、該仕切板より陽極側に活性炭を充
填し、吸着処理槽からの再生処理液を前記陰極側に送り
込み陽極側から排出させるようにすることが好適である
(請求項2)。
【0007】
【作用】原水供給路からり吸着処理槽に送り込まれた被
処理原水中のNH4 −Nは吸着処理槽内のゼオライト槽
を通過することにより該ゼオライトに吸着され、処理済
水は処理水排出路より排出される。
【0008】ゼオライトが飽和吸着状態近くに達した際
に原水供給路及び処理済水排出路を閉鎖し、次いで吸着
処理槽内へ再生処理液調整槽から再生処理液を供給す
る。再生処理液として0.1N程度のNaCl溶液を使
用する。これによってゼオライトに吸着されているNH
4 + はNa+ に交換され、再生処理液に移行する。ゼオ
ライト再生処理後の再生処理液は電解処理槽に送り込ま
れ、電解処理される。
【0009】電解処理槽内では陽極側から再生処理液が
送り込まれることにより、その陽極側では塩素ガスが発
生する。該塩素ガスは次式の如く反応し、次亜塩素酸と
なる。
【0010】2Cl- →Cl2 ↑+2e- Cl2 +H2 O→HCl+HClO 次亜塩素酸は次式のように分解し、強い酸化力を示す。
【0011】2HClO→2HCl+O2 ↑ このときNH4 + は窒素に酸化される。
【0012】NH4 → 1/2N2 + 3/2H2 +H+ 仕切板を設けることによって、陽極側は酸性となり、次
亜塩素酸は酸性側(pH3〜6)で強い酸化力を示すの
で、上記反応が有効に行われる。
【0013】また電解処理槽の陽極側に活性炭を充填す
ることによって、電極面積が増大し、反応が増加すると
ともに活性炭は塩素ガスを吸着するため、発生塩素ガス
の放出を防ぐ。
【0014】陰極側において次式の如き反応により水素
ガスが発生する。
【0015】2H2 O+2e- →2OH- +H2 ↑ 電流量1ファラデー当り11.2リットルの水素ガスが
発生する。陰極付近ではアルカリ性(pH12)でバブリ
ングされるため、NH4 + がガスで放出されるという効
果が加わる。電解は電流1A/l程度で30分の滞留時
間とする。
【0016】
【実施例】次に本発明の実施例を図面について説明す
る。
【0017】図1は本発明装置の概略をブロック図にて
示している。図中1A,1Bは同じ構造の吸着処理槽で
あり、内部に粒状もしくは粉状のゼオライトからなる吸
着剤が充填されている。各吸着処理槽1A,1Bにはそ
れぞれの下端側に被処理原水を送り込む原水供給路2が
開閉弁2a,2bを介して連通され、上端側に処理済水
を排出する処理済水排出路3が開閉弁3a,3bを介し
て連通されている。
【0018】また両吸着処理槽1A,1Bの上端側に
は、再生処理液供給路4が開閉弁4a,4bを介して連
通されているとともに、下端側には再処理液排出路5が
開閉弁5a,5bを介して連通されている。
【0019】再処理液供給路4は、再生処理液調整槽6
に連通され、該調整槽6より0.1N程度のNaCl溶
液からなる再生処理液が供給されるようになっている。
また調整槽6では、送り出される再生処理液が一定の濃
度になるようにNaClからなる調整液を適宜補充す
る。
【0020】再生処理液排出路5は、電解処理槽7に連
通されている。電解処理槽7は、吸着処理槽1A,1B
から送り込まれる再生処理液を再度使用可能に電解処理
するものであり、図2に示すように内部が下部に通水孔
8を有する仕切板9によって陽極槽10と、陰極槽11
とに仕切られ、陽極槽10に陽極板12が、陰極槽11
に陰極板13がそれぞれ挿入されている。また仕切板9
から陽極槽10内には活性炭14が充填されている。陽
極板12には、炭素や白金等の不活性電極材料を使用し
ており、これに活性炭14が接することにより活性炭1
4全体が陽極となるようにしている。そして、陽極槽1
0の上部に再生処理液排出路5が開口され、陰極槽11
の上部に送液路15が連通開口され、該送液路15を通
して電解処理済の再生処理液を調整槽6に送り込み、再
使用するようになっている。
【0021】次に上述の如き構成される装置による処理
工程について説明する。この装置は、吸着処理槽1A,
1BにNH4 −Nを含んだ被処理原水を送り込み、吸着
剤にて処理吸着処理させる水処理工程と、飽和吸着した
吸着剤を再生処理する再生処理工程とを再吸着処理槽1
A,1Bにて交互に行わせるものであり、一方の吸着処
理槽1A内の吸着剤が飽和吸着状態に達すると、他方の
吸着処理槽1Bにて吸着処理を開始するとともに、一方
側で再生処理を開始する。これを交互に行って連続した
水処理を行う。
【0022】まず水処理工程において、被処理原水中の
NH4 −Nは吸着処理槽1A又は1B内を通過すること
によって吸着剤に吸着除去され、処理済水となり、処理
済水は排出路3から排出される。
【0023】吸着剤の再生処理は調整槽6より0.1N
程度のNaCl溶液の再生処理液を吸着処理槽1A又は
1Bに通過させて行う。これによって吸着剤に吸着され
たNH4 + はNa+ に交換され、再生処理液に移行す
る。再生処理に移行された液のNH4 + は、電解処理槽
7にて電解処理することによって除去される。除去後は
再び再生処理液として循環使用する。再生処理液で消費
されるNaClは調整槽6へ補充し、一定の濃度の再生
処理液として送り出す。
【0024】再生処理液の電解処理は以下の工程によっ
てなされる。陽極槽10の上部に流入された再生処理液
は活性炭14内を通り、仕切板9の下部から陰極槽11
の上部より流出される。このとき、陽極槽10において
塩素ガスが発生し、塩素ガスは次式の如く反応して次亜
塩素酸となる。
【0025】2Cl- →Cl2 ↑+2e- Cl2 +H2 O→HCl+HClO 次亜鉛素酸は次式のように分解し、強い酸化力を示す。
【0026】2HClO→2HCl+O2 ↑ このときNH4 + は窒素に酸化される。
【0027】NH4 + → 1/2N2 + 3/2H2 +H+ 仕切板9の存在によって、陽極側は酸性となり、次亜鉛
素酸は酸性側(pH3〜6)で強い酸化力を示すので、
上記反応が有効に行われる。また活性炭は塩素ガスを吸
着するため、発生塩素ガスの放出を防ぐ効果がある。
【0028】陰極槽11においては次式の反応によって
水素ガスが発生する。
【0029】2H2 O+2e- →2OH- +H2 ↑ 電流量1ファラデー当り11.2リットルの水素ガスが
発生する。陰極板付近ではアルカリ性(pH12)でバブ
リングされるため、NH4 + がガスで放出されるという
効果が加わる。
【0030】なお電解は電流1A/リットル程度で30
分の滞留時間とする。
【0031】
【発明の効果】上述したように本発明の水中のアンモニ
ア性窒素除去装置においては、吸着剤の再生処理に際す
る電解処理槽において、陽極側が酸性、陰極がアルカリ
性になる。次亜塩素酸は酸性で最も強い酸化力を示す。
このため、陽極側においてNH4 + が窒素ガスに有効に
酸化される。陰極側においては、陽極側で除去できなか
った一部のNH4 + がアンモニアガスとして放出され
る。従ってエアストリッピング法も併用することとな
り、NH4 + の除去効果が高い。
【0032】また陽極に活性炭を充填して使用すること
により、その活性炭の吸着能力により発生塩素ガスの放
出が少なく、塩素を有効利用できる。更に再生処理液に
含まれる有機物や発生する塩素化合物は活性炭に吸着さ
れ、酸化分解されるので、有害物質の発生がない等の効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図2】同上の電解処理槽の断面図である。
【符号の説明】
1A,1B 吸着処理槽 2 原水供給路 2a,2b,5a,5b 開閉弁 3 処理済水排出路 3a,3b 開閉弁 4 再生処理液供給路 5 再生処理液排出路 6 再生処理液調整槽 7 電解処理槽 8 通水孔 9 仕切板 10 陽極槽 11 陰極槽 12 陽極板 13 陰極板 14 活性炭 15 送液路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機イオン交換体等のアンモニア性窒素
    吸着剤を充填した吸着処理槽と、該吸着処理槽に被処理
    原水を供給する原水供給路と、処理済水を排出させる処
    理済水排出路とをそれぞれ開閉自在に備えてなる水中の
    アンモニア性窒素除去装置において、前記吸着処理槽に
    吸着剤再生処理液を供給する再生処理液供給路と、該再
    生処理液を調整して前記再生処理液供給路に供給する再
    生処理液調整槽と、前記吸着処理槽から吸着剤再生処理
    後の再生処理液を排出する開閉自在な再生処理液排出路
    と、該再生処理液排出路からの再生処理液を電解処理に
    よって再生し、前記再生処理液調整槽に送り込む電解処
    理槽とを備えたことを特徴としてなる水中のアンモニア
    性窒素除去装置。
  2. 【請求項2】 無機イオン交換体としてゼオライトを使
    用するとともに電解処理槽の陽極側と陰極側とを透水性
    のある仕切板をもって仕切り、該仕切板より陽極側に活
    性炭を充填し、吸着処理槽からの再生処理液を前記陽極
    側に送り込み陰極側から排出させるようにしてなる請求
    項1に記載の水中のアンモニア性窒素除去装置。
JP8147093A 1993-03-16 1993-03-16 水中のアンモニア性窒素除去装置 Pending JPH06269776A (ja)

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