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環境Q&A

アンモニアストリッピング法について 

登録日: 2006年02月08日 最終回答日:2006年02月13日 大気環境 その他(大気環境)

No.14607 2006-02-08 09:53:22 トイレット

溶液中のアンモニア性窒素を除去する方法の中にアンモニアストリッピング法というのがあり、処理pHを10.5〜11に調整してアンモニア性窒素をアンモニアガスとして蒸発させるそうですが、pHが中性(5.8〜8.5)付近の場合、アンモニアガスは発生しないのでしょうか?
また、水温にも影響するそうですが、これらpHと水温、アンモニアガスの発生量などについて相関関係はあるのでしょうか?
どなたか、ご存知であれば、教えて下さい。
よろしくお願いいたします。

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No.14609 【A-1】

Re:アンモニアストリッピング法について

2006-02-08 11:07:49 なべちん

水中でのアンモニアは解離性(NH4+)と非解離性(NH3)の2形態をとります。
NH4+ ⇔ H+ + NH3
従って、pHを上げれば([H+]を下げれば)、非解離性のアンモニアは増えます。
さらに、水温を高めにすれば、溶解率が低下し、溶存の非解離性アンモニアがガス化して除去できると考えられます。

具体的な計算式は対数(log)を使うのでここに書くのは困難ですが、解離定数は簡単に調べられると思いますし、計算の考え方自体は難しくないと思います。

ちなみに、20℃での非解離性アンモニアの割合は、pH7では0.4%、pH11では98%ほどになります。

回答に対するお礼・補足

なべちん様
回答ありがとうございます。
解離定数については、9.3というのは分かったのですが、計算式について調べています。何をみれば分かるか教えていただければ幸いです。
ありがとうございました。

No.14693 【A-2】

Re:アンモニアストリッピング法について

2006-02-13 11:50:05 なべちん

解離定数9.3と言っても、単位などの表示方法次第で変わってきます。
細かく説明すると、

K(解離定数)=[NH4+]/[H+][NH3]
です。
また、pH=−log[H+] ですから、両辺logをとると、
logK=log([NH4+]/[NH3])+pH が得られます。
logKに関しては、職場で代々引き継がれてきたので引用文献はわかりませんが、
logK=0.09018+2730/(水温+273) となります。

例えば、水温20度では、logK=9.41 になり、pH11では、
log([NH4+]/[NH3])=logK-pH=-1.59
よって、[NH4+]/[NH3]=10^(-1.59)=0.0257 となります。

最後に、mol/l⇔mg/lや窒素濃度への変換も忘れずに考慮すれば大丈夫だと思います。

ちなみに、いちいちlogに変換しなくても計算できますが、この場合Kが10桁近くなってしまい、混乱する原因になりますので、logに変換したほうがいいと思います。

回答に対するお礼・補足

なべちん様
再度回答ありがとうございます。
水温20℃、pH=8.5の場合、非解離性アンモニア割合は、92%になるのですね!
とても参考になりました。
本当にありがとうございました。

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