申请日2015.07.02
公开(公告)日2017.08.18
IPC分类号C02F1/44; B01D61/30; B01D61/32; C01C1/24; C02F1/28
摘要
本发明解决了使用气液分离膜从含氨废水中除去氨的问题，从而在以硫酸铵溶液回收氨的处理中获得高浓度的硫酸铵溶液。含氨废水用的该处理设备1设置有：氨除去装置16，所述氨除去装置16具有气液分离膜26、与气液分离膜26的一个表面邻接设置的第一液室24a和与另一表面邻接设置的第二液室24b，所述氨除去装置16从流过第一液室24a的含氨废水中除去氨，并且使与含氨废水逆流流过第二液室24b的硫酸溶液与除去的氨接触，从而作为硫酸铵溶液来回收;用于打开和关闭第二液室24b的硫酸溶液入口侧的入口侧阀56，和控制手段，所述控制手段用于当停止硫酸溶液通过第二液室24b的流动时关闭入口侧阀56和出口侧阀58。
权利要求书
1.一种含氨废水处理设备，其包括：
氨除去单元，所述氨除去单元包括气液分离膜、与所述气液分离膜的一个表面邻接设置的第一液室和与所述气液分离膜的另一表面邻接设置的第二液室，所述氨除去单元从流过所述第一液室的含氨废水中除去氨并且使与所述含氨废水逆流流过所述第二液室的硫酸溶液与除去的所述氨接触，从而以硫酸铵溶液来回收所述氨;
入口侧阀，所述入口侧阀构造为打开和关闭所述第二液室的硫酸溶液入口侧，和出口侧阀，所述出口侧阀构造为打开和关闭所述第二液室的硫酸溶液出口侧;和
控制器，所述控制器构造为当停止所述硫酸溶液通过所述第二液室的流动时关闭所述入口侧阀和所述出口侧阀。
2.根据权利要求1所述的含氨废水处理设备，其进一步包括：
压力释放单元，所述压力释放单元构造为除去所述入口侧阀与所述出口侧阀之间的压力，
其中所述控制器构造为当停止所述硫酸溶液通过所述第二液室的流动时关闭所述入口侧阀和所述出口侧阀并且起动所述压力释放单元。
3.根据权利要求1或2所述的含氨废水处理设备，其包括：
处理水循环单元，所述处理水循环单元构造为当停止所述硫酸溶液通过所述第二液室的流动时使从所述氨除去单元获得的处理水从所述第一液室的出口侧向入口侧循环。
4.根据权利要求1-3任一项所述的含氨废水处理设备，其包括：
硫酸添加单元，所述硫酸添加单元构造为调节要供给至所述第二液室的硫酸溶液中的硫酸浓度，其中
要从所述硫酸添加单元添加的硫酸溶液中的硫酸浓度为50质量%以上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的含氨废水处理设备，其包括：
硫酸铵溶液循环单元，所述硫酸铵溶液循环单元构造为使回收的所述硫酸铵溶液从所述第二液室的出口侧向入口侧循环;和
硫酸铵浓度测量单元，所述硫酸铵浓度测量单元构造为测量回收的所述硫酸铵溶液中的硫酸铵浓度，其中
当测量的所述硫酸铵浓度为预定值以上时，取出回收的所述硫酸铵溶液。
6.根据权利要求1-5任一项所述的含氨废水处理设备，其中
所述氨除去单元中的所述含氨废水的温度在30至55℃的范围内。
7.根据权利要求1-6任一项所述的含氨废水处理设备，其中
所述氨除去单元中的所述含氨废水的pH为11以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的含氨废水处理设备，其在所述含氨废水含有氧化剂的情况下进一步包括：
氧化剂除去单元，所述氧化剂除去单元构造为在所述含氨废水流过所述第一液室之前除去所述含氨废水中包含的氧化剂。
9.一种含氨废水的处理方法，其包括：
氨除去步骤：从流过包括气液分离膜、与所述气液分离膜的一个表面邻接设置的第一液室和与所述气液分离膜的另一表面邻接设置的第二液室的氨除去单元中的所述第一液室的含氨废水中除去氨，并且使与所述含氨废水逆流流过所述第二液室的硫酸溶液与除去的所述氨接触，从而以硫酸铵溶液来回收氨;
其中当停止所述硫酸溶液通过所述第二液室的流动时，关闭构造为打开和关闭所述第二液室的硫酸溶液入口侧的入口侧阀和构造为打开和关闭所述第二液室的硫酸溶液出口侧的出口侧阀。
10.根据权利要求9所述的含氨废水的处理方法，其中，
当停止所述硫酸溶液通过所述第二液室的流动时，关闭构造为打开和关闭所述第二液室的所述硫酸溶液入口侧的入口侧阀和构造为打开和关闭所述第二液室的所述硫酸溶液出口侧的出口侧阀，并且起动构造为除去所述入口侧阀与所述出口侧阀之间的压力的压力释放单元。
说明书
含氨废水处理设备和处理方法
技术领域
本发明涉及用于处理从电子产业工厂、化学工厂等设施排出的含氨废水并且以硫酸铵来回收废水中包含的氨的含氨废水处理设备和处理方法。
背景技术
从如半导体厂等电子产业工厂、化学工厂、热电厂等排出的具有相对高浓度的含氨废水，例如，通过氨汽提法(ammonia stripping)(例如，参见专利文献1)、蒸发浓缩法(例如，参见专利文献2)、催化湿式氧化法(例如，参见专利文献3)等方法来处理。具有相对低浓度的含氨废水例如通过生物处理法等来处理。
在氨汽提法中，在将碱性溶液添加至含氨废水中之后，使含氨废水加温并使其流过填充有填料的汽提塔并与蒸汽和空气接触，由此使废水中的氨移向气体侧。该方法相对简单但需要大型汽提塔。该方法进一步需要使使用如加热或蒸汽等热能已经移向气体侧的氨通过在高温下催化氧化来处理，产生了处理成本提高的问题。另外，在催化氧化期间会产生NOx或N2O等。
在蒸发浓缩法的情况下，加热并使含氨废水蒸发以产生含氨蒸汽，然后经历冷凝并以氨水来回收。该方法具有包括产生蒸汽的加温用能量成本和水垢对蒸发器的加热面的附着等缺点。
催化湿式氧化法为在催化剂的存在下、在100至370℃的温度下、在压力下处理含氨废水的方法。在高温高压下进行的该处理方法引发安全和成本问题。
已经提出了使用允许氨通过但阻止液体通过的疏水性多孔气液分离膜从含氨废水中除去氨的气液分离膜法(例如，参见专利文献4)。根据该方法，使含氨废水碱化以使pH为10以上并且废水中的氨气化，并且通过真空泵抽吸气液分离膜的下游侧，从而从含氨废水中除去氨。然而，该方法需要设置单独的硫酸铵的洗涤器。
还提出了使在作为气液分离膜的疏水性中空纤维膜的下游侧流动的硫酸溶液与含氨废水逆流接触，从而以硫酸铵溶液来回收氨的进一步的气液分离膜法(例如，参见专利文献5)。该技术使pH调节至10以上的含氨废水流到中空纤维膜的外侧，同时使pH为2以下的硫酸溶液的逆流流到中空纤维膜的内侧，从而除去并回收废水中的氨。气化的氨与中空纤维膜内侧流动的硫酸接触，并且以硫酸铵来回收。
使用气液分离膜的方法可以用简单的设备经济性地处理含氨废水以产生以硫酸铵溶液的可再利用的氨。然而，这些方法的缺点在于，当硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度低时，为了作为有价值的商品再利用或回收，硫酸铵溶液的进一步浓缩是必要的。特别是，浓度小于25质量%的硫酸铵溶液不能作为有价值的商品来处理且可作为废弃物处理。因此，此类硫酸铵溶液需要通过反渗透膜(RO膜)处理和离子交换树脂处理等处理方法来进一步浓缩。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP 3987896 B
专利文献2：JP 2011-153043 A
专利文献3：JP 3272859 B
专利文献4：JP 3240694 B
专利文献5：JP 2013-202475 A
发明内容
发明要解决的问题
本发明的的目的是，在使用气液分离膜从含氨废水中除去氨并且使硫酸溶液与除去的氨接触以作为硫酸铵溶液来回收的含氨废水的处理中，例如，获得具有25质量%以上的高浓度的硫酸铵溶液。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面，含氨废水处理设备包括具有气液分离膜、与气液分离膜的一个表面邻接设置的第一液室和与气液分离膜的另一表面邻接设置的第二液室的氨除去单元;构造为打开和关闭第二液室液室的硫酸溶液入口侧的入口侧阀，和构造为打开和关闭第二液室的硫酸溶液出口侧的出口侧阀;和构造为当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时关闭入口侧阀和出口侧阀的控制器。氨除去单元从流过第一液室的含氨废水中除去氨并且使与含氨废水逆流流过第二液室的硫酸溶液与除去的氨接触，从而以硫酸铵溶液来回收氨。
优选地，含氨废水处理设备进一步包括构造为除去入口侧阀与出口侧阀之间的压力的压力释放单元，并且控制器构造为当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时关闭入口侧阀和出口侧阀并且起动压力释放单元。
优选地，含氨废水处理设备包括构造为当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时从氨除去单元获得的处理水从第一液室的出口侧向入口侧循环的处理水循环单元。
优选地，含氨废水处理设备包括构造为调节要供给至第二液室的硫酸溶液的硫酸浓度的硫酸添加单元，要从硫酸添加单元添加的硫酸溶液的硫酸浓度为50质量%以上。
优选地，含氨废水处理设备包括构造为回收的硫酸铵溶液从第二液室的出口侧向入口侧循环的硫酸铵溶液循环单元;和构造为测量回收的硫酸铵溶液中硫酸铵的浓度的硫酸铵浓度测量单元，当测量的硫酸铵浓度为预定值以上时，取出回收的硫酸铵溶液。
优选地，在含氨废水处理设备中，氨除去单元中的含氨废水的温度在30至55℃的范围内。
优选地，在含氨废水处理设备中，氨除去单元中的含氨废水的pH为11以上。
优选地，含氨废水处理设备进一步包括构造为在含氨废水流过第一液室之前除去含氨废水中包含的氧化剂的氧化剂除去单元。
根据本发明的另一方面，含氨废水的处理方法包括如下氨除去步骤：从流过包括气液分离膜、与气液分离膜的一个表面邻接设置的第一液室和与气液分离膜的另一表面邻接设置的第二液室的氨除去单元的第一液室的含氨废水中除去氨，并且使与含氨废水逆流流经第二液室的硫酸溶液与除去的氨接触，从而作为硫酸铵溶液来回收氨。当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时，关闭构造为打开和关闭第二液室的硫酸溶液入口侧的入口侧阀和构造为打开和关闭第二液室的硫酸溶液出口侧的出口侧阀。
优选地，在含氨废水的处理方法中，当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时，关闭构造为打开和关闭第二液室的硫酸溶液入口侧的入口侧阀和构造为打开和关闭第二液室的硫酸溶液出口侧的出口侧阀，并且起动构造为除去入口侧阀与出口侧阀之间的压力的压力释放单元。
优选地，含氨废水的处理方法包括如下处理水循环步骤：当停止硫酸溶液通过第二液室的流动时，使通过氨除去步骤获得的处理水从第一液室的出口侧向入口侧循环。
优选地，在含氨废水的处理方法中，用于调节要供给至第二液室的硫酸溶液中的硫酸浓度而添加的硫酸溶液中的硫酸浓度为50质量%以上。
优选地，在含氨废水的处理方法中，使回收的硫酸铵溶液从第二液室的出口侧向入口侧循环，测量回收的硫酸铵溶液中的硫酸铵浓度，并且当测量的硫酸铵浓度为预定值以上时，取出回收的硫酸铵溶液。
优选地，在含氨废水的处理方法中，氨除去步骤中的含氨废水的温度在30至55℃的范围内。
优选地，在含氨废水的处理方法中，氨除去步骤中的含氨废水的pH为11以上。
优选地，含氨废水的处理方法进一步包括在含氨废水流过第一液室之前除去含氨废水中包含的氧化剂的氧化剂除去步骤。
发明的效果
根据本发明，在使用气液分离膜从含氨废水中除去氨并且使硫酸溶液与除去的氨接触以作为硫酸铵溶液来回收氨的方法中，可以获得例如25质量%以上的高浓度的硫酸铵溶液。