特許 5973313 アンモニア除去装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5973313

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】アンモニア除去装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/76 20060101AFI20160809BHJP

   C02F 1/20 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/76 C

   C02F1/20 B

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-227962(P2012-227962)

(22)【出願日】2012年10月15日

(65)【公開番号】特開2014-79672(P2014-79672A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2015年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000245531

【氏名又は名称】野村マイクロ・サイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】特許業務法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】米原 崇広

(72)【発明者】

【氏名】徳安 政彦

(72)【発明者】

【氏名】小島 成隆

(72)【発明者】

【氏名】大西 彬聰

(72)【発明者】

【氏名】松浪 豊和

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６６４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１３０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０６２３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５０１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１３２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７１４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２１７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４３５２９１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／７６

Ｃ０２Ｆ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

不連続点塩素添加法により廃水中のアンモニア態窒素を除去するアンモニア除去装置であって、
前記廃水を収容する反応槽に塩素剤を添加する塩素剤添加手段と、
前記反応槽から採取した前記廃水中のガス成分を分離する気液分離手段と、
前記気液分離手段で分離されたガス成分中のアンモニアガス量を検知するアンモニアガス検知手段と、
前記アンモニアガス検知手段の検出値に基づいて前記塩素剤添加手段の添加量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするアンモニア除去装置。

【請求項2】

前記気液分離手段は、曝気装置を備えることを特徴とする請求項１記載のアンモニア除去装置。

【請求項3】

前記気液分離手段は、前記廃水を４５〜８０℃に加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のアンモニア除去装置。

【請求項4】

前記気液分離手段は、アルカリ剤を添加して前記廃水のｐＨを１０．５以上とするｐＨ調節手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のアンモニア除去装置。

【請求項5】

前記アンモニアガス検知手段は、複数基のアンモニアガス検知器を備えてなることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載のアンモニア除去装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は不連続点塩素添加法により廃水中のアンモニア態窒素を除去するアンモニア除去装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、アンモニア態窒素（ＮＨ_３−Ｎ、以下同じ。）を含有する廃水の処理方法として、微生物処理方法である硝化脱窒素法や、物理化学的処理方法である不連続点塩素添加法、アンモニアストリッピング法、湿式触媒法が知られており、例えば、廃水中のアンモニア態窒素濃度に応じていずれかの方法が選択して用いられている。

【0003】

中でも、不連続点塩素添加法による廃水処理では、非定常的に排出されるアンモニア態窒素含有廃水を貯留した廃水槽から、廃水の一部を反応槽に移し、必要量の塩素剤、例えば次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、廃水中のアンモニア態窒素を酸化分解させて窒素ガスとして除去している。
このとき、塩素剤の必要量は、廃水中のアンモニア濃度をアンモニア電極法や膜濃縮法、導電率法によって測定して決定している。

【0004】

次亜塩素酸でのアンモニア態窒素の酸化分解反応は、例えば次式のように行われる。

【0005】

【化1】

【0006】

（１）、（２）式に示されるように、廃水中のアンモニア態窒素１質量部を酸化するためには、化学量論的に７．６質量部の塩素が必要である。

【0007】

ところで、一般にアンモニアと塩素の反応には、不連続点（ブレークポイント）が存在することが知られている。

【0008】

例えば、ｐＨが中性付近では、アンモニア態窒素に対する塩素の割合（質量比、以下同じ。）を０から徐々に増加させていくと、当初塩素の割合が増すに従って、残留塩素量が増加する。これは、アンモニアと塩素の反応生成物のほとんどがモノクロラミンとなっているためである。さらに塩素の割合を増やしていくと、残留塩素量は極大点を経て低下し、極小点、すなわち不連続点に至る。不連続点を超えて塩素の割合を増加させると、遊離塩素とトリクロラミンが増加する。このように、不連続点を超えるまでの塩素とアンモニアの反応は複雑であるだけでなく、ｐＨによって反応生成物が変化することもある。

【0009】

また、廃水中のアンモニア態窒素濃度は変動しているため、実際には必要量より過剰の塩素剤が添加される。そして、塩素剤によるアンモニア態窒素の除去後、残留塩素を除去するため、処理水に亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等の還元剤を添加する後工程が行われる。この反応は、例えば次式（３）により示される。

【0010】

【化2】

【0011】

しかしながら、塩素剤の過剰添加は、環境への負荷やコストを増大させるだけでなく、後工程における還元剤の添加量を増加させるという問題がある。
さらに、塩素剤の添加量が適切でないと、次式で示されるようにジクロラミン、トリクロラミン、硝酸等の副生成物が増加するおそれもある。

【0012】

【化3】

【0013】

そのため、不連続点塩素添加法による廃水処理では、塩素剤の過剰添加を防ぐために、必要量の塩素剤を分割して添加することや、酸化還元電位（ＯＲＰ）を計測してアンモニアの酸化反応の終了を見極め、塩素剤の添加を終了すること、被処理水中のモノクロラミンやジクロラミンの濃度を測定することにより塩素剤の添加量を制御することが行われている。（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００１−２２５０８５号公報

【特許文献2】特開平１０−２８９８１号公報

【特許文献3】特開平１０−２８９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

しかしながら、従来の方法では、廃水中のアンモニア濃度等を分析で求め、その都度塩素剤の添加量を決定するため、多大な労力と時間を必要とする。酸化還元電位（ＯＲＰ）を計測する場合においても、反応終了の目安として用いるのみで、塩素剤の添加量の適切な調節は困難である。さらに、分析に時間を要することから塩素剤の添加量を適量とすることが困難であるという問題もあった。

【0016】

本発明は前記したような問題を解決するためになされたものであり、比較的安価で簡素な装置構成で、廃水中のアンモニア態窒素の除去を効率よく行うことができ、塩素剤の過剰添加を抑制することができるアンモニア除去装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明のアンモニア除去装置は、不連続点塩素添加法により廃水中のアンモニア態窒素を除去するアンモニア除去装置であって、廃水を収容する反応槽に塩素剤を添加する塩素剤添加手段と、前記反応槽から採取した廃水中のガス成分を分離する気液分離手段と、前記気液分離手段で分離されたガス成分中のアンモニアガス量を検知するアンモニアガス検知手段と、前記アンモニアガス検知手段の検出値に基づいて前記塩素剤添加手段の添加量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明のアンモニア除去装置では、反応槽において廃水に塩素剤を添加してアンモニアを酸化分解する際に未反応の液中アンモニアを気液分離手段によりガス化して、このガス化したアンモニアガス量をアンモニアガス検知手段により検知する。液中アンモニアはガス化することで体積が大幅に増加するから、アンモニアガス量を精密に検知することができる。そして、該検出値に基づいて制御手段により塩素剤の添加量を比例制御する。このとき、アンモニアガス量が精密に検知されているから、比較的簡素な装置構成で、液中のアンモニア量に応じて塩素剤の添加量を連続的かつ適量に調節することができる。

【0019】

本発明のアンモニア除去装置によれば、塩素剤の添加量を適量とすることができるから、残留塩素を還元処理するための設備を簡素化又は省略することができる。

【0020】

本発明において、前記気液分離手段は曝気装置を備えることが好ましい。この場合、液中アンモニアを十分にガス化することができる。また、前記気液分離手段は、廃水を４５〜８０℃に加熱する加熱手段を備えることが好ましく、アルカリ剤を添加して廃水のｐＨを１０．５以上とするｐＨ調節手段を備えることが好ましい。この場合、安定にアンモニアガス量を検知することができるとともに、液中アンモニアを十分にガス化して検出されるアンモニアガス量と液中アンモニア態窒素濃度の相関をより高め、適時適量の塩素剤を添加することができる。

【0021】

さらに、前記アンモニアガス検知手段は複数基のアンモニアガス検知器を備えてなることが好ましい。これにより、安定にアンモニアガス量を検知することができる。

【0022】

なお、本明細書における気体量は、２５℃、１気圧に換算した値である。

【発明の効果】

【0023】

本発明のアンモニア除去装置によれば、比較的安価で簡素な装置構成で、廃水中のアンモニア態窒素を効率よく除去することができ、塩素剤の過剰添加を大幅に抑制することができる。
そのため、アンモニア態窒素含有廃水の廃水処理装置を簡素化するとともに廃水処理コストを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態のアンモニア除去装置を用いた廃水処理のフロー図である。

【図2】実施形態のアンモニア除去装置の概略構成図である。

【図3】実施例における次亜塩素酸ナトリウム添加後の経過時間と残留塩素濃度、液中アンモニア態窒素濃度の関係を示すグラフである。

【図4】実施例における液中アンモニア態窒素濃度とアンモニアガス検知濃度の相関関係を示すグラフである。

【図5】比較例における次亜塩素酸ナトリウムの添加量と液中アンモニア態窒素濃度、残留塩素濃度、全窒素濃度の関係を示すグラフである。

【図6】比較例における次亜塩素酸ナトリウムの添加量と残留塩素濃度、ｐＨの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明によるアンモニア除去装置の一実施形態について以下に図面を参照して説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中同一の機能を持つ装置は同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0026】

図１は本実施形態のアンモニア除去装置１を用いた廃水処理のフロー図である。廃水槽１０に貯留されたアンモニア態窒素含有廃水は、反応槽１１に流入されて塩素剤添加手段１２により塩素剤が添加されるとともに撹拌され、アンモニア態窒素が酸化除去される。また、反応槽１１には被処理水のｐＨや残留塩素濃度をそれぞれ測定するｐＨ測定手段やＯＲＰ測定手段が備えられており、不連続点塩素添加法により処理された処理水は、必要に応じて備えられる還元槽１３に供給され、ここで還元処理されて系外に放流するようになっている。

【0027】

本実施形態では、アンモニア除去装置１は、反応槽１１において塩素剤添加手段１２による塩素剤の添加量を制御するように構成されている。

【0028】

図２に示されるアンモニア除去装置１は、反応槽１１で処理された被処理水の少なくとも一部からガス成分を分離する気液分離手段（気化器２１）を備えている。さらに、塩素剤添加手段１２として塩素剤タンク２２及び塩素剤供給ポンプ２３を備えている。

【0029】

また、気化器２１で分離されたガス成分中のアンモニアガス量を検出するアンモニアガス検知手段２４と、アンモニアガス検知手段２４の検出値により塩素剤供給ポンプ２３の供給量を制御する制御手段２５を備えている。

【0030】

反応槽１１には、被処理水を一定流量で気化器２１に流入可能とする試料ポンプ２６が備えられている。試料ポンプ２６としては、定量供給が容易なチューブポンプを用いることが好ましい。
また、被処理水中にごみ等混入物がある場合には、被処理水を一時貯留するサンプル槽を設け、反応槽１１の被処理水を、サンプル槽を経て気化器２１に供給してもよい。

【0031】

本実施形態において、気化器２１は、曝気装置２７、加熱手段である温度センサー（図示せず）並びに加熱器２８、気化器２１へ空気を導入する空気供給管２９を備えている。このように、気化器２１は必要に応じて被処理水を昇温させるとともに、曝気することができるように構成されている。

【0032】

曝気装置２７としては、空気中に液中のガス成分を拡散させる曝気装置を用いることができる。本実施形態の曝気装置２７は、気化器の上部気相より吸気管２７ａを通じて散気ポンプ（エアーポンプ）２７ｂで気相ガスを吸引し、散気管２７ｃを通じて気化器２１の液中下部に排出して循環曝気するように構成されている。
本実施形態では、気相ガスを用いて循環曝気するので、液中アンモニアをガス化して短時間で気液平衡状態にすることができる。さらに、アンモニアガス検知量を安定化させることができる。なお、曝気装置２７としては、散気板を用いてもよい。

【0033】

加熱手段の態様は特に限定されないが、本実施形態は気化器２１内の下部に加熱器２８が配されており、気化器２１内に配されるためシーズドヒータが用いられている。加熱器２８は抵抗加熱によるものであることが、制御が容易であるため好ましい。

【0034】

さらに、気化器２１には、ｐＨ調節手段としてアルカリ剤供給ポンプ３０及びアルカリ剤タンク３１を備えており、被処理水のｐＨを調節できるようになっている。

【0035】

気化器２１の容量は、好ましくは１００〜１，０００ｍＬ、より好ましくは１００〜５００ｍＬとする。気化器２１の容量が小さすぎると、アンモニアガス検知量が変動し易くなるおそれがある。容量が大きすぎるとサンプリング量を多くしなければならず効率的ではない。
また、気化器２１に流入した被処理水は、気化器２１からオーバーフロー配管３２により反応槽１１に循環するようになっている。

【0036】

気化器２１で分離されたガス成分は、オートドレーン３３を経てガス供給管３４からアンモニアガス検知手段２４に流入する。これにより、例えば、アンモニアガス検知手段２４での結露による不具合を抑制して、アンモニアガス検知量の精密性を確保することができる。

【0037】

アンモニアガス検知手段２４は、ガス成分中のアンモニア量を測定できるものなら特に限定されず、例えば、定電位電解式によるアンモニアガス検知器を使用する。
アンモニアはガス化することにより体積が大幅に増加するから、液中アンモニアをガス化することで、アンモニア量を精密に測定することができる。さらに、近年、ガスセンサー技術の進歩が著しく、より精密なガスセンサーも知られているので、このようなガスセンサーを用いることで、アンモニアガス量をより精密に検知することができる。

【0038】

本実施形態では、アンモニアガス検知手段２４は２基のアンモニアガス検知器が並列に接続されており、この２基を交互に使用してアンモニアガスを検知する。各アンモニアガス検知器には、空気を供給する空気供給管３５とガス供給管３４がそれぞれバルブ３６、３７を介して切替可能に接続されている。

【0039】

また、アンモニアガス検知器２４の空気供給管３５及び気化器２１の空気供給管２９の入気口側には、外部雰囲気中の微量なアンモニアガス等、アンモニアガス検知器に検出されるおそれのある成分を除去する装置、例えば、活性炭塔３８が備えられ、外部の空気は活性炭塔３８を経て供給されるようになっている。これにより、外部雰囲気中の、検知に影響を及ぼす成分が取り除かれてアンモニアガス検知器に供給されるから、アンモニアガス検知手段２４のゼロベース値が変動することがない。

【0040】

そして、アンモニアガス検知手段２４の検出値に基づいて制御手段２５により塩素剤供給ポンプ２３の吐出量が比例制御されるようになっている。塩素剤供給ポンプ２３として、吐出量の制御可能なパルスポンプを用いることで、吐出量を適切に制御することができる。
制御手段２５としては、ＰＩＤ制御によるものであることが、アンモニアガス検知量に応じて塩素剤の添加量を精密に制御することができるため好ましい。

【0041】

以上のように、本実施形態では、不連続点塩素添加法を用いて廃水中のアンモニア態窒素を除去するに際し、液中の未反応のアンモニア濃度に応じて、塩素剤の添加量を制御して適量とすることができる。

【0042】

次に、アンモニア除去方法の実施形態について、主として図２に基づいて説明をする。

【0043】

まず、反応槽１１の撹拌機３９、反応槽１１へ廃水を供給する廃水ポンプ４０、試料ポンプ２６及び塩素剤供給ポンプ２３を運転状態としておく。

【0044】

反応槽１１に廃水を導入して、散気ポンプ（エアーポンプ）２７ｂを始動させる。曝気装置２７としてガス成分を空気中に拡散させる方法を用いる場合、散気ポンプ２７ｂによる曝気量は、曝気流量／被処理水流量で示される比（Ｇ／Ｌ）の値が好ましくは１０〜１００となるようにする。曝気量が小さすぎるとアンモニアの気化量が十分でなく、曝気量が大きすぎると、安定したアンモニアガス量の検知が困難となる。

【0045】

また、加熱器２８をオンとするとともに、気化器２１内の温度センサーからの信号により加熱器２８の加熱出力を制御可能にする。気化器２１内の被処理水の液性がｐＨ１０．５以上、好ましくはｐＨが１１〜１３となるようにアルカリ剤供給ポンプ３０でアルカリ剤を添加する。これにより、被処理水中に溶解している未反応のアンモニアを十分にガス化することができるから、精密なアンモニアガス量の測定が可能となる。

【0046】

この状態で、反応槽１１から試料ポンプ２６を介して被処理水を気化器２１に一定流量で供給し、循環させる。加熱器２８を制御して気化器２１内の被処理水の温度を好ましくは４５〜８０℃、より好ましくは５５〜７０℃の範囲でほぼ一定の温度（±１℃程度）とする。被処理水の温度が低すぎるとアンモニアが十分に気化せず安定したアンモニアガス量の検知が困難となる。また、温度が高すぎると、例えばガス成分中に水蒸気が混入することにより、ガス成分中のアンモニアガス比率が変動するため、適切なアンモニアガス量の検知が困難となる。

【0047】

そして、気化器２１内の被処理水の温度が安定してからアンモニアガス検知手段２４を作動させてガス成分を採取しつつ、ガス成分中のアンモニアガス量を検知する。このアンモニアガス検知手段２４の検出値を制御手段であるＰＩＤ制御装置２５に入力する。ＰＩＤ制御装置は、アンモニアガス検出値に基づき、４〜２０ｍＡで信号を出力して塩素剤供給ポンプ２３の吐出量を比例制御する。

【0048】

本実施形態では、気化器２１で分離されたガス成分は、バルブ３７の切替えによりアンモニアガス検知器のいずれか一方で、例えば１時間ごとに交互に採取するようにするとともに、バルブ３６を切替えてガス成分を採取していない方のアンモニアガス検知器には、空気供給管３５から新鮮空気が採取されるようにする。これにより、アンモニアガス検知器の検知部を清浄に保つことができるから、アンモニアガス量の検知をより精密に行うことができる。

【0049】

このように、本実施形態のアンモニア除去装置では、反応槽１１の液中アンモニア態窒素濃度を連続的に精密に検知することができる。そのため、反応槽１１への塩素剤の添加量を液中アンモニア態窒素濃度に応じて適量にすることができる。その結果、塩素剤の過剰添加を抑制することができ、図１の還元槽１３の構成を簡素化又は省略することができる。

【実施例】

【0050】

次に図２に示される装置を用いた実施例について説明する。
実施例において用いた各装置の仕様及び実験条件は次のようである。
反応槽容量：２，０００ｍＬ、
気化器容量：１００ｍＬ、
アンモニアガス検知器：定電位電解式アンモニアガス検知器（（株）アクアテック社製、ＡＱＡＭ式アンモニアガス検知器）、
ｐＨ測定器：ＴＯＡ−ＤＫＫ社製、ＨＭ−２１Ｐ、
液中アンモニア態窒素（ＮＨ_３−Ｎ）濃度、残留塩素濃度測定、全窒素濃度測定：ＨＡＣＨ社製、ＤＲ−５０００。

【0051】

（実施例１）
上記した実施形態を用いた例について説明する。
まず、図２に示される装置の反応槽１１内に、初期アンモニア態窒素濃度７４ｍｇ／Ｌの原水を２，０００ｍＬ／時で連続導入した。ＰＩＤ制御装置のアンモニアガス濃度を５ｍｇ／Ｌに設定して次亜塩素酸ナトリウムを供給するパルスポンプ（塩素剤供給ポンプ２３）の吐出量を制御装置２５でＰＩＤ制御した。

【0052】

散気ポンプ２７ｂによる曝気量は６０Ｌ／時（Ｇ／Ｌ＝３０）とし、気化器内の被処理水の温度を５５℃のほぼ一定となるようにした。また、アルカリ剤タンク３１より、水酸化ナトリウムを添加して、気化器内２１の被処理水のｐＨをおおよそ１２．５となるようにした。

【0053】

また、１５分ごとに反応槽１１の底部から被処理水をサンプリングし、液中アンモニア態窒素濃度をサリチル酸法（比色法）、残留塩素濃度をＤＰＤ法（比色法）によりそれぞれ測定した。
このときの経過時間と残留塩素濃度（Ｃｌ ｍｇ／Ｌ）、液中アンモニア態窒素濃度の関係を図３に示す。

【0054】

図３より、７５分経過後には反応槽の液中アンモニア態窒素濃度は２０ｍｇ／Ｌ程度となりその後徐々に低下した。そして、１４０分経過後には不連続点に至り、アンモニア態窒素濃度は６．３ｍｇ／Ｌ、残留塩素濃度は６．４ｍｇＣｌ／Ｌに低減された。さらに、不連続点を超えても、残留塩素濃度は１０ｍｇＣｌ／Ｌ以下で安定しており、塩素剤の過剰添加を大幅に抑制できたことが分かる。なお、図３において黒丸は液中の残留塩素濃度、黒三角はアンモニア態窒素濃度をそれぞれ示している。

【0055】

また、このときの液中アンモニア態窒素濃度と、アンモニアガス検知器により検知されたアンモニアガス濃度との相関関係を図４に示す。
図４より、本実施例において液中アンモニア態窒素濃度とアンモニアガス濃度の間には、ｒ^２（相関係数）＝０．８９７６の高い相関関係が得られていることが分かる。

【0056】

（比較例１）
まず、アンモニア態窒素（ＮＨ_３−Ｎ）濃度４１ｍｇ／Ｌの原水１，０００ｍＬを反応槽に導入し、次亜塩素酸ナトリウム５％溶液を塩素剤供給ポンプにより２ｍＬずつ１０分ごとに加えていった。このとき、液中アンモニア態窒素濃度と残留塩素濃度を実施例１と同様に測定し、全窒素濃度をペルオキソ二硫酸カリウムで硝酸態窒素に酸化後、紫外線吸光法により測定した。

【0057】

次亜塩素酸ナトリウムの添加量（Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）、（質量比）、以下同じ。）と液中アンモニア態窒素濃度、残留塩素濃度の関係を図５に示す。なお、図５において黒丸は液中の残留塩素濃度、白三角はアンモニア態窒素濃度、黒四角は全窒素濃度をそれぞれ示している。

【0058】

図５に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムの添加量を徐々に増加させていくと、当初塩素の割合が増すに従って、残留塩素濃度が増加している。これは、塩素とアンモニアの反応生成物のほとんどがモノクロラミンとなっているためである。そして、Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝６を超えると残留塩素濃度は低下していき、Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝７．５で残留塩素濃度が最低、すなわち不連続点となっている。

【0059】

このときの、次亜塩素酸ナトリウムの添加量と残留塩素濃度、ｐＨの関係を図６に示す。
図６に示されるように、ｐＨはＣｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝４．６となるまでは上昇し、その後低下している。そして、Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝７．５でｐＨ＝９．４となりその後一定となっている。なお、図６において黒丸は液中の残留塩素濃度、黒三角はｐＨをそれぞれ示している。

【0060】

ｐＨの上昇は、アンモニアと次亜塩素酸ナトリウムの反応で生成した水酸化ナトリウムによるものであり、モノクロラミンが生成していることを示す。また、その後のｐＨの低下は、モノクロラミンが窒素ガスとなるとともに、塩酸が生成したことを示す。そのため、図５のように液中アンモニア態窒素濃度も低減されている。このように、不連続点塩素添加法における、モノクロラミンの生成及びアンモニアと塩素の反応機構が確認された。

【0061】

また、図５、６から、回分式においては、不連続点を超えて塩素剤を添加すると残留塩素濃度は急激に上昇し、Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝８では１８ｍｇＣｌ／Ｌ、Ｃｌ／（ＮＨ_３−Ｎ）＝８．３では２７ｍｇＣｌ／Ｌまで増加していることがわかる。

【0062】

以上に示されるように、本実施形態によれば、液中アンモニア態窒素濃度に応じて連続的に適量の塩素剤を添加することができるから、塩素剤の過剰添加を大幅に抑制することができる。さらに、比較的安価で構成の簡易なアンモニア除去装置とし、廃水中のアンモニア態窒素を効率よく除去することができる。そのため、処理水を還元処理するための装置や操作を簡素化又は省略することができ、廃水処理コストを削減することが可能である。

【符号の説明】

【0063】

１…アンモニア除去装置、１０…廃水槽、１１…反応槽、１２…塩素剤添加手段、１３…還元槽、２１…気化器、２２…塩素剤タンク、２３…塩素剤供給ポンプ、２４…アンモニアガス検知手段、２５…制御手段、２６…試料ポンプ、２７…曝気装置、２８…加熱器、２９…空気供給管、３０…アルカリ剤供給ポンプ、３１…アルカリ剤タンク、３２…オーバーフロー配管、３３…オートドレーン、３４…ガス供給管、３５…空気供給管、３６，３７…バルブ、３８…活性炭塔、３９…撹拌機、４０…廃水ポンプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】