암모니아 함유액의 처리 방법 및 장치 document_id A220623014648

본 발명은 암모니아 함유액의 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 폐수 처리 분야, 정밀 화학 분야 등의 넓은 분야에서 발생하는 암모니아 함유액의 암모니아를 생물학적으로 탈질하는 기술에 관한 것이다. 1922년에 본격적인 하수 처리가 일본 토쿄도의 미카와시마 처리장에서 개시된 이래, 유기물의 처리뿐만 아니라, 질소 처리도 하수 처리장에서 행해지게 되었다. 특히 대도시에서는 집중적인 투자가 행해져, 하수도 보급율은 90%을 넘기까지에 이르렀다. 그러나, 폐쇄성 수역(水域)에서의 환경 기준의 달성율은 거의 개선되지 않는다. 그 이유로는, 수역에서의 내부 요인, 해초류의 이상 번식에 의한 것이 크다고 말해지고 있지만, 유입하는 폐수라는 외부 요인도 해소되지 않음에도 있다. 그 중에서도 특히, 질소의 외부 요인이 크다. 이와 같이, 질소는 암모니아성 질소의 형체로 하수나 폐수에 많이 함유되어 있다. 공장 폐액, 사진 현상 폐액, 화학 생성물을 제조하는 화학 공장 폐액 등에서는, 저농도부터 고농도의 암모니아 함유액이 발생한다. 이들 암모니아 함유액이 폐액으로서 폐기되는 경우에는, 수역의 부영양화나 용존 산소의 저하 등의 원인으로 되기 때문에, 폐기하기 전에 암모니아를 제거하는 처리를 행하는 것이 필요하다. 또한, 액상의 화학 생성물에 암모니아가 함유되는 경우에는, 화학 생성물의 순도를 올리기 위해서 화학 생성물로부터 암모니아를 제거할 필요가 있다. 이러한 배경에서, 종래, 저농도의 암모니아 함유액은, 염소에 의한 산화나 생물 처리가 행해지고 있었다. 염소 처리에서는 염소와 암모니아가 반응하여, 암모니아가 제거되는 동시에 클로라민이 생성된다. 이 클로라민은 살균 작용이 강해, 환경의 생태계를 어지럽힐 우려가 있는 동시에, 다량의 염소를 필요로 하므로, 중농도부터 고농도의 암모니아 함유액의 처리에는 사용되지 않고, 통상, 질화·탈질법에 의한 생물 처리가 행해지고 있다. 이 질화·탈질법에 의한 생물 처리는 하수 처리장이나 폐수 처리장 등에서, 암모니아를 질화 세균으로 아질산을 거쳐서 질산으로 하는 질화 반응과, 질산을 탈질 세균으로 질소 가스로 변환하는 탈질 반응에 의해 행해진다. 그러나, 질화·탈질법에 의한 암모니아 함유액의 처리는 탈질 반응에서 유기물이 필요하며, 유기물로서 질소량의 3배의 메탄올 양의 첨가를 필요로 한다. 또한, 안정한 질소 제거를 하기 위해서는, 질소의 부하로는 0.2∼0.4kg-N/㎥/day로, 저부하 운전으로 운전할 필요가 있다. 따라서, 암모니아의 농도가 높아지면 높아질수록 고가의 메탄올이 다량으로 사용되므로, 처리조로서 대형의 수조도 필요로 되어, 초기 비용뿐만 아니라, 다대한 런닝 코스트를 필요하는 결점이 있다. 이것에 대해, 예로부터, 혐기성 암모니아 산화법을 이용한 폐수 처리 방법이 주목되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1:일본 특개2001-037467호 공보). 이 혐기성 암모니아 산화법은 암모니아를 전자 공여체로 하고, 아질산을 전자 수용체로 하여, 암모니아의 일부를 암모니아 산화 세균에 의한 아질산형의 질화 반응으로 아질산으로 변환하여, 유기물을 필요로 하지 않고, 이 아질산과 나머지 암모니아를 혐기성 암모니아 산화 세균에 의해 동시탈질하는 방법이다. 이 혐기성 암모니아 산화법은 질화 반응에서 필요 산소량이 적고, 또한 탈질 반응에 유기물(메탄올 등)을 필요로 하지 않으므로, 런닝 코스트를 큰폭으로 삭감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 오니(汚泥)의 발생량을 삭감할 수 있는 등의 장점도 있어, 향후의 폐수 처리 방법으로서 유효한 방법으로 생각되고 있다.