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METHOD FOR TREATING NITRIC ACID WASTE SOLUTION

Patent code P100001182
File No. 11185
Posted date Nov 5, 2010
Application number P2004-148772
Publication number P2005-329304A
Patent number P4239006
Date of filing May 19, 2004
Date of publication of application Dec 2, 2005
Date of registration Jan 9, 2009
Inventor
  • (In Japanese)高信 修
  • (In Japanese)梅津 浩
  • (In Japanese)天本 一平
  • (In Japanese)森 良平
  • (In Japanese)有馬 雄介
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title METHOD FOR TREATING NITRIC ACID WASTE SOLUTION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for treating a nitric acid waste solution where the high decomposition rate of nitrate nitrogen can be attained under relatively mild conditions without requiring expensive catalysts and severe treating conditions such as high temperature-high pressure.
SOLUTION: The method for decomposing the component of nitric acid by adding an organic reducing agent to a nitric acid waste solution is characterized in that inorganic acid is added, and reaction is progressed in such a manner that the concentration of the acid upon the end of the decomposition treatment lies in the range from 0.3N to 1.0N, preferably, from 0.3N to 0.5N. It is preferable that the amount of the organic reducing agent to be added lies in the range from an amount equivalent to 1.0 time the amount of nitrate nitrogen in the waste solution to an amount equivalent to 1.5 times that, the inorganic acid is added before the treatment or under the treatment, heating is performed to a temperature at which boiling is not caused under ordinary pressure, and the organic reducing agent is gradually added in accordance with the generating conditions of gaseous nitrogen oxide, so as to decompose the component of nitric acid.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


近年、排水中の窒素分濃度の規制強化に伴い、排水中の硝酸態窒素を除去する技術に対する関心が高まっている。廃液中の硝酸分を分離除去する技術として、従来は蒸発法、イオン交換法、電気透析法などが知られている。これらの方法は硝酸分を濃縮分離して小容量の濃縮廃液とし、残りの液を排出可能な濃度に低下するものであるので、濃縮廃液中の硝酸分を無害化するためには、さらに濃縮廃液を処理する必要がある。



ところが、一般に濃縮廃液は硝酸分と共に種々の不純物も高濃度に含むので硝酸分のみを含む場合よりも無害化処理が難しく、中和処理して硝酸塩を含む残渣を析出させて乾燥硝酸塩の形態で分離し、さらにはこの硝酸塩残渣を高温で熱分解して酸化物に安定化させるなど、全体としては複雑で高コストの処理を行わざるを得なかった。



他方、硝酸分を化学反応によって分解し、最終的には窒素ガスにまで還元して無害化する方法も試みられてきた。例えば、硝酸を大量に使用する核燃料再処理工場では、核燃料物質を抽出した後の硝酸廃液を濃縮しながら有機還元剤で分解し、分解反応で発生した窒素酸化物(NOx)を水に吸収させて硝酸として再利用することが行われている。しかし、有機還元剤のみによる分解反応では、硝酸濃度が1N程度を下回ると反応速度が低下するため、分解処理を終了して中和濃縮せざるを得ず、やはり相当量の硝酸塩残渣が発生するという問題がある。



この他に、液相で特定の触媒と接触させて硝酸分を分解する湿式酸化分解法も提案されている(特許文献1、2)。この方法では、硝酸分は直接に窒素ガスに還元されて無害化されるが、反応活性を維持するための高温度域(100~370℃)と液相を保つための高圧条件(1~12MPa)を必要とし、このため反応容器の耐食性や反応熱を制御し得る硝酸根濃度との関係から処理可能な硝酸濃度に限界があり、低濃度の硝酸廃液処理に限定されると云う問題がある。さらに、高濃度硝酸廃液を加熱気化させ、触媒によって窒素酸化物(NOx)に分解し、これをさらにアンモニアと反応させて窒素ガスに還元する方法(特許文献3)も提案されている。しかし、この方法でも硝酸蒸気の分解反応には200~550℃の温度が必要であり、反応装置には過酷な条件である。



一方、常温付近の処理方法として、常温大気圧下で硝酸分を水素で還元して窒素ガスまで分解させる触媒が提案されている(特許文献4)。しかし、この触媒はpH4以上でしか用いることができず、希薄硝酸を含む廃水の処理に限定される。またヒドラジンを水素供与体とし、2価の銅イオンを添加し、特定の触媒を用いてほぼ常温で硝酸を窒素ガスにまで還元する方法が提案されている(特許文献5)。この方法は、高濃度硝酸の処理も可能であるが、残渣源となる添加物を必要とし、また処理廃液のpHを11.7以上の高アルカリにすることが望ましいので、多量の中和剤を必要とし、しかも条件によってはアンモニア態窒素が液中に残存するなどの問題がある。
【特許文献1】
特開平07-185569号公報
【特許文献2】
特開2000-167570号公報
【特許文献3】
特開平08-309335号号公報
【特許文献4】
特開2001-000866号号公報
【特許文献5】
特開2001-129565号号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、比較的高濃度の硝酸廃液であっても、廃液中の硝酸分を還元分解することによって、硝酸根を含む残渣を増加せずに、廃液中の硝酸態窒素を放流可能な濃度程度まで低下させることができ、かつ必要に応じて硝酸分を回収して再使用することができ、しかも反応条件が穏和な処理方法に関する。本発明の処理方法は、硝酸態窒素を多く含む廃液を排出処理する必要のある分野、例えば金属表面を酸洗処理する金属加工工場、あるいは核燃料を溶解処理する核燃料処理工場などの各種産業分野において広く適用することができる。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
硝酸廃液に有機還元剤を添加して硝酸分を分解する方法において、処理前または処理中に、硫酸または塩酸を添加して、硝酸を除くこの無機酸(硫酸または塩酸)による分解処理終了時の酸濃度が0.3N~1.0Nの範囲になるようにし、有機還元剤を徐々に添加して反応を進めることを特徴とする硝酸廃液の処理方法。

【請求項2】
 
上記有機還元剤の添加量が、上記硝酸廃液の硝酸態窒素の1.0倍当量以上~1.5倍当量以下である請求項1の処理方法。

【請求項3】
 
常圧下で沸騰しない温度に加熱し、有機還元剤を数回に分けて添加して硝酸分を分解させる請求項1または2の処理方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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