(57)【要約】【課題】酸化によりセレンを除去する方法において、従来法よりもコストを抑えつつ、処理水の全セレン濃度を低減する排水処理方法および排水処置システムを提供することを目的とする。【解決手段】本開示に係る排水処理方法は、セレンおよびシアンを含む排水に鉄剤を添加して第１凝集物を形成させ、固液分離により第１凝集物を除いて第１処理水とし、第１処理水に酸を添加して酸性水とし、酸性水に酸化剤および鉄剤を添加してセレンを酸化させた後、第２凝集剤を添加して第２凝集物を形成させ、固液分離により第２凝集物を除いて第２処理水を得る。【選択図】図１
2020179329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレンおよびシアンを含む排水に第１鉄剤を添加して第１凝集物を形成させ、固液分離により前記第１凝集物を除いて第１処理水とし、
前記第１処理水に酸を添加して酸性水とし、前記酸性水に酸化剤および第２鉄剤を添加して前記セレンを酸化させた後、凝集剤を添加して第２凝集物を形成させ、固液分離により前記第２凝集物を除いて第２処理水を得る排水処理方法。
【請求項２】
第１処理部と第２処理部を備え、
前記第１処理部が、セレンおよびシアンを含む排水を収容する第１反応凝集槽と、前記第１反応凝集槽からの排水が流入する第１固液分離装置と、前記第１反応凝集槽に鉄剤を添加する第１鉄剤添加部と、を有し、
前記第２処理部が、前記第１固液分離装置で分離された第１処理水が流入する酸化槽と、前記酸化槽を経た水が流入する第２反応凝集槽と、前記第２反応凝集槽からの排水が流入する第２固液分離装置と、前記酸化槽に酸を添加する酸添加部と、前記酸化槽に酸化剤を添加する酸化剤添加部と、前記酸化槽に鉄剤を添加する第２鉄剤添加部と、前記第２反応凝集槽に凝集剤を添加する凝集剤添加部と、を有する排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレンおよびシアンを含む排水を処理するための排水処理方法および排水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃料とする発電プラントの排水中には、種々の有害成分が含まれている。そのため、排水基準を満たすよう、排水から有害成分を除去する処理が行われている。
【０００３】
石炭を燃料とした発電には、従来から用いられている石炭焚き発電と、石炭の発電効率を高めるために開発された石炭ガス化発電とがある。石炭焚き発電では、酸化雰囲気で石炭を燃焼させ、燃焼熱により生成した蒸気などを発電に利用する。石炭ガス化発電では、低酸素条件で石炭を蒸し焼きにして熱分解反応を起こし燃料ガスを生成させ、該燃料ガスを発電に利用する。
【０００４】
石炭焚き発電と石炭ガス化発電とでは石炭の反応条件が異なる。石炭の反応条件の違いは、排水中に含まれる有害成分の組成、形態等に影響する。有害成分の組成または形態が異なる排水は、それぞれに適した方法で処理する必要がある。
【０００５】
石炭ガス化発電設備からの排気には、セレン（Ｓｅ）およびシアン（ＣＮ）が含まれている。排気が水に接触することで、排気に含まれるセレンおよびシアンは水に溶解する。よって、排水にはセレンおよびシアンが含まれる。溶解したセレンおよびシアンの一部は、セレノシアン酸イオン（ＳｅＣＮ−，Ｓｅ（０））として存在している。石炭ガス化発電設備からの排水には、石炭焚き発電設備からの排水よりも多くのＳｅ（０）が含まれている。
【０００６】
特許文献１では、セレンおよびシアンを含む排水の処理方法を開示している。特許文献１では、セレンおよびシアンを含む排水を酸性にした後、酸化剤によりＳｅ（０）を酸化させて＋４価の亜セレン酸イオン（ＳｅＯ３２−、Ｓｅ（ＩＶ））にした後、凝集沈殿によりＳｅ（ＩＶ）を分離・除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１８−８３１７３号公報
【特許文献２】特開平９−２６２５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
セレンの酸化が進行しすぎると＋６価のセレン酸イオン（ＳｅＯ４２−、Ｓｅ（ＶＩ））が副生成される。Ｓｅ（ＶＩ）は、Ｓｅ（ＩＶ）と異なり凝集沈殿では除去し難いため、Ｓｅ（ＶＩ）の副生成量が増えると、結果として全セレン濃度を排水基準値以下にすることが難しくなる。特許文献１では、副生成したＳｅ（ＶＩ）を生物処理によりＳｅ（ＩＶ）に還元し、凝集沈殿により除去している。
【０００９】
しかしながら、生物処理を実施するためには大きな生物処理水槽が必要であり、設備費が高くなる。また、生物処理用の薬品の追加も必要である。
【００１０】
Ｓｅ（ＶＩ）を除去する別の方法として、特許文献２では、鉄金属粒子の充填層を形成した反応槽を用いてＳｅ（ＶＩ）を還元して凝集沈殿させている。しかしながら、還元用の鉄金属粒子は高価であるうえ、反応槽自体も大きく設備費が高くなる。さらに、鉄金属粒子で還元させる方法では、生物処理と比較して１０倍程度多くの汚泥が発生するため、汚泥の処分費も高くなる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、酸化によりセレンを除去する方法において、従来法よりもコストを抑えつつ、処理水の全セレン濃度を低減する排水処理方法および排水処置システム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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の排水処理方法および排水処理システムは以下の手段を採用する。
【００１３】
本開示は、セレンおよびシアンを含む排水に第１鉄剤を添加して第１凝集物を形成させ、固液分離により前記第１凝集物を除いて第１処理水とし、前記第１処理水に酸を添加して酸性水とし、前記酸性水に酸化剤および第２鉄剤を添加して前記セレンを酸化させた後、第２凝集剤を添加して第２凝集物を形成させ、固液分離により前記第２凝集物を除いて第２処理水を得る排水処理方法を提供する。
【００１４】
また、本開示は、第１処理部と第２処理部を備え、前記第１処理部が、セレンおよびシアンを含む排水を収容する第１反応凝集槽と、前記第１反応凝集槽からの排水が流入する第１固液分離装置と、前記第１反応凝集槽に第１鉄剤を添加する第１鉄剤添加部と、を有し、前記第２処理部が、前記第１固液分離装置で分離された第１処理水が流入する酸化槽と、前記酸化槽を経た水が流入する第２反応凝集槽と、前記第２反応凝集槽からの排水が流入する第２固液分離装置と、前記酸化槽に酸を添加する酸添加部と、前記酸化槽に酸化剤を添加する酸化剤添加部と、前記酸化槽に第２鉄剤を添加する鉄剤添加部と、前記第２反応凝集槽に凝集剤を添加する凝集剤添加部と、を有する排水処理システムを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
第１鉄剤の添加により、Ｓｅ（ＩＶ）を凝集させることができる。よって、第１処理部では排水（原水）に含まれるセレンのうち、Ｓｅ（ＩＶ）の多くが第１凝集物として除去されうる。また、第１処理水の総セレン濃度が原水よりも下がるため、第２処理部で酸化により副生成するＳｅ（ＶＩ）の量が減少させることができる。結果として、処理水の全セレン濃度を低減できる。
【００１６】
第１処理部（第１凝集槽および第１固液分離装置）は、生物処理水槽および鉄金属粒子の充填層を形成した反応槽と比べて小さいため、設備費を抑えられる。また、生成する汚泥濃度は、鉄金属粒子を用いた還元と比較して１０分の１程度であるため、特許文献１，２に記載の方法に比べて運転費を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施例の処理フロー図である。
【図２】酸化処理水のＳｅ６＋濃度と、原水の総セレン濃度との関係を示す図である。
【図３】本実施形態に係る排水処理システムの概略構成のブロック図である。
【図４】第１処理部の一例を示す概略構成図である。
【図５】第２処理部の一例を示す概略構成図である。
【図６】第３処理部の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本開示に係る排水処理方法および排水処理システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
本実施形態に係る排水処理方法の処理対象は、セレン（Ｓｅ）を含む燃料を還元雰囲気でガス化させる設備から出た排水とする。セレンを含む燃料とは、例えば石炭である。セレンを含む燃料を還元雰囲気でガス化させる設備とは、例えば、石炭ガス化発電設備である。
【００２０】
石炭ガス化設備では、還元雰囲気下で石炭を蒸し焼きにして燃料ガスを生成する。石炭ガス化発電設備からの排気には、セレンおよびシアン（ＣＮ）が含まれている。排気が水に接触することで、排気に含まれるセレンおよびシアンは水に溶解する。
【００２１】
石炭ガス化発電設備からの排水において、セレンは、亜セレン酸イオン（ＳｅＯ３２−，Ｓｅ（ＩＶ））または＋４価よりも価数の低いセレノシアン酸（ＳｅＣＮ−、Ｓｅ（０））などの形態で存在する。
【００２２】
石炭ガス化発電設備からの排水において、シアンは、シアンイオン（ＣＮ−）、セレノシアン酸イオン（ＳｅＣＮ−、Ｓｅ（０））、塩化シアン（ＣＮＣｌ−）、フェリシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−）、フェロシアン化物イオン（［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−）などの形態で存在する。
【００２３】
石炭ガス化発電設備から出る排水中には、他に、懸濁物質（ＳＳ）、砒素（Ａｓ）、フッ素（Ｆ）、水銀（Ｈｇ）、クロム（Ｃｒ）、ＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）成分、ＣＯＤ成分、およびアンモニア（ＮＨ３）などが含まれてよい。ＣＯＤ成分は、化学酸化処理での難分解性物質である。ここで難分解性物質とは、チオ硫酸、メタノール、酢酸、ギ酸、ベンゼン、安息香酸、フェノール、クロロフェノール、クロロアニリン、アミノ安息香酸、またはヒダントインなどである。
【００２４】
＜排水処理方法＞
本実施形態に係る排水処理方法は、第１処理工程、第２処理工程および第３処理工程を含む。
【００２５】
（第１処理工程）
（Ｓ１）石炭ガス化発電設備からの排水（原水）Ｗｒに第１鉄剤を添加する。これによりｐＨが低下する。（Ｓ２）次に、第１アルカリ剤を添加し、ｐＨを中性に調整して、所定時間撹拌する。さらに、第１凝集助剤を添加し、所定時間撹拌して第１凝集物を形成させる。（Ｓ３）その後、所定時間静置し、第１凝集物（固体）を沈殿させて上澄みを分離する。これにより、第１凝集物が除かれた第１処理水を得る。
【００２６】
原水Ｗｒに含まれるＳｅ（ＩＶ）は、第１鉄剤を使った凝集沈殿により第１凝集物として除去される。
【００２７】
第１アルカリ剤は、水酸化ナトリウム、または消石灰等である。ここで中性とは、ｐＨ６〜９である。
【００２８】
第１鉄剤は、鉄化合物であり、Ｓｅ（ＩＶ）の凝集剤として作用する。第１鉄剤は、塩化第二鉄、ポリ鉄等である。第１鉄剤の添加量は、例えば、第１鉄剤として塩化第二鉄を用いる場合、塩化第二鉄の添加量は、鉄（Ｆｅ）として１０ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下、好適には２０ｍｇ／Ｌ以上５０ｍｇ／Ｌ以下である。
【００２９】
第１凝集助剤には、高分子凝集剤を用いる。高分子凝集剤は、アニオン系高分子凝集剤、またはノニオン系高分子凝集剤などである。アニオン系高分子凝集剤は、例えば、ヒシフロックＨ−３０５（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）、ヒシフロックＨ−４１０（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）またはヒシフロックＨＡ−５１０（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）などである。
【００３０】
（第２処理工程）
（Ｓ４）まず、第１処理水に第２鉄剤を添加する。（Ｓ５）次に、酸を添加し、ｐＨを酸性に調整する。（Ｓ６）酸性にした第１処理水（酸性水）に酸化剤を添加して、所定時間撹拌する。（Ｓ７）所定時間経過後に第２アルカリ剤を添加し、ｐＨを中性に調整する。（Ｓ８）次に、第２凝集剤を添加し、所定時間撹拌して第２凝集物を形成させる。第２凝集剤添加後に第２凝集助剤を添加してもよい。（Ｓ９）その後、所定時間静置し、凝集物を沈殿させて上澄みを分離する。これにより、第２凝集物が除かれた第２処理水を得る。
【００３１】
上記（Ｓ４）〜（Ｓ６）では、＋４価よりも価数の低いセレンを酸化させて＋４価のセレンにする。原水Ｗｒに含まれていたＳｅ（０）およびＳｅ（−ＩＩ）等の＋４価よりも価数の低いセレンは、酸化によってＳｅ（ＩＶ）となる。Ｓｅ（ＩＶ）は、凝集沈殿により除去できる。
【００３２】
第２鉄剤は、塩化第二鉄、ポリ鉄等である。第２鉄剤として塩化第二鉄を用いる場合、塩化第二鉄の添加量は、鉄（Ｆｅ）として５０ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下、好適には２００ｍｇ／Ｌ以上５００ｍｇ／Ｌ以下、特に好適には３００ｍｇ／Ｌ以上４００ｍｇ／Ｌ以下とされる。第２鉄剤の添加のタイミングは、上記に限定されず、酸添加の前後、または酸化剤を添加した後としてもよい。第２鉄剤は固形分の凝集を促進する凝集剤としての役割を果たすと同時に、適正な酸化還元電位の維持を補助する役割を果たす。
【００３３】
酸は、硫酸、塩酸、硝酸等である。酸性水のｐＨは、１以上７未満、好ましくは３以上６以下、より好ましくは４に調整する。酸化剤添加の前に酸性水を調整することで、酸化剤が作用しやすい環境とする。
【００３４】
酸化剤は、過酸化水素、次亜塩素酸、過マンガン酸、ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ二硫酸またはオゾンから選択される。酸化剤は、特に過酸化水素とするのが好ましい。酸化剤の添加量は、原水中のシアン濃度またはセレン濃度などに応じて適宜設定される。酸化剤は、＋４価よりも価数の低いセレンを酸化させる。
【００３５】
酸化剤として過酸化水素を用いる場合、過酸化水素の添加量は２０ｍｇ／Ｌ以上、好適には４０ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下、特に好適には５０ｍｇ／Ｌ以上１５０ｍｇ／Ｌ以下とされる。過酸化水素の添加量が少なすぎると、セレンの酸化が十分に進まず＋４価よりも価数の低いセレン（例えばＳｅＣＮ−）が残存する。一方、過酸化水素を過剰に添加すると、Ｓｅ（ＶＩ）の副生成量が増える。価数が＋４価未満のセレン濃度に応じて適正な過酸化水素添加量は変動する。
【００３６】
酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いる場合、次亜塩素酸ナトリウムの添加量は２００ｍｇ／Ｌ以上８００ｍｇ／Ｌ以下、好適には２００ｍｇ／Ｌ以上５００ｍｇ／Ｌ以下とされる。次亜塩素酸ナトリウムの添加量が少なすぎると、セレンの酸化が十分に進まず＋４価よりも価数の低いセレン（例えばＳｅＣＮ−）が残存する。一方、次亜塩素酸ナトリウムを過剰に添加すると、酸性排水の酸化還元電位が高くなりすぎる。酸性排水の酸化還元電位を高くしすぎると、セレンの酸化反応が促進され、Ｓｅ（ＶＩ）が増えるため、その後、セレンの除去が困難となる。
【００３７】
酸性水の酸化還元電位は、酸性水が酸化傾向の溶液となるよう制御するとよい。具体的には、酸性水の酸化還元電位は、２００ｍＶ以上１５００ｍＶ以下、好ましくは２００ｍＶ以上１０００ｍＶ以下、更に好ましくは４００ｍＶ以上５００ｍＶ以下とされる。酸化還元電位の調整は酸化剤、第２鉄剤あるいは酸化剤と第２鉄剤の双方を活用して調整してもいい。
【００３８】
第２アルカリ剤は、水酸化ナトリウム、または消石灰等である。ここで中性とは、ｐＨ６〜９である。
【００３９】
第２凝集剤には、無機凝集剤を用いる。高分子凝集剤を第２凝集助剤として使用する。「第２凝集剤」とは、第２処理工程で使用される凝集剤を意味する。
【００４０】
無機凝集剤は、ポリ塩化アルミニウム塩（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム、または鉄剤（塩化第二鉄）等である。無機凝集剤は、１種または２種以上添加してもよい。
【００４１】
高分子凝集剤は、アニオン系高分子凝集剤、またはノニオン系高分子凝集剤などである。アニオン系高分子凝集剤は、例えば、ヒシフロックＨ−３０５（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）、ヒシフロックＨ−４１０（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）またはヒシフロックＨＡ−５１０（三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社製）などである。
【００４２】
第２処理工程では、他の有害物質の除去工程を並行して実施できる。例えば、フッ素（Ｆ）の除去処理は一般に凝集剤を用いた凝集・分離工程を必要とする。よって、セレンを凝集・固液分離する際、フッ素の除去処理も並行して実施できる。
【００４３】
（第３処理工程）
（Ｓ１０）まず、第２処理水にキレート剤を添加して、所定時間撹拌する。（Ｓ１１）次に第３鉄剤を添加し、（Ｓ１２）次に第３凝集剤を添加する。これによりｐＨが低下する。（Ｓ１３）次に、第３アルカリ剤を添加し、ｐＨを中性に調整する。所定時間撹拌して第３凝集物を形成させる。第３アルカリ剤添加後に、第３凝集助剤を添加し、更に撹拌してもよい。（Ｓ１４）その後、所定時間静置し、第３凝集物を沈殿させて上澄みを分離する。これにより、第３凝集物が除かれた第３処理水を得る。
【００４４】
キレート剤は、エポフロック（登録商標）Ｌ−１（ミヨシ油脂株式会社製）等である。キレート剤を添加することで、水銀などの重金属除去処理を並行して実施できる。キレート剤の添加は省略されてもよい。
【００４５】
第３鉄剤は、塩化第二鉄、ポリ鉄等である。第３鉄剤の添加量は、塩化第二鉄を用いる場合、鉄（Ｆｅ）として１０ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下、好適には２０ｍｇ／Ｌ以上２００ｍｇ／Ｌ以下、更に好適には２０ｍｇ／Ｌ以上５０ｍｇ／Ｌ以下を添加するとよい。第３鉄剤を添加しすぎると、Ｆｅ（ＯＨ）３としての沈殿物が増え、産業廃棄物となる汚泥が増えるため好ましくない。
【００４６】
第３アルカリ剤は、水酸化ナトリウム、または消石灰等である。ここで中性とは、ｐＨ６〜９である。
【００４７】
第３凝集剤には、無機凝集剤を用いる。高分子凝集剤を第３凝集助剤として使用する。
【００４８】
無機凝集剤および高分子凝集剤は、上記第２処理工程において例示したものから選択できる。
【００４９】
第２処理水に第３凝集剤を添加して処理することで、第２処理水に残存したＳｅ（ＩＶ）を除去できる。
【００５０】
本実施形態に係る排水処理方法によれば、セレンの酸化処理の前に、第１鉄剤を用いた凝集沈殿によりＳｅ（ＩＶ）を粗除去する。当該凝集操作によってＳｅ（ＶＩ）は副生成されない。第１処理水の全セレン濃度は、原水よりも下がるため、セレンを酸化させた際に副生成されるＳｅ（ＶＩ）の量を低減できる。結果として第２処理水の総セレン濃度を低くできる。
【００５１】
さらに、第２処理工程および第３処理工程の２段階に分けてセレンを除去することにより、酸化によるＳｅ（ＶＩ）の副生成を抑制しつつ、最終処理水（第３処理水）の全セレン濃度を所望の値（排水基準）まで下げることが可能となる。
【００５２】
（試験１）
上記実施形態に従って排水処理試験を実施した。処理フローを図１に示す。
本試験では、セレン濃度が６ｍｇ／Ｌ程度となるＩＧＣＣ由来の排水を処理対象として用いた。
【００５３】
第１処理工程：（第１反応→第１凝集→第１沈殿→第１処理水）
排水（原水）Ｗｒに塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）を添加し、更に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を加えてｐＨ７の溶液（中性水）とし、３０分間撹拌した。ＦｅＣｌ３のＦｅとしての添加量は、５０ｍｇ／Ｌとした。
【００５４】
次に、ポリマ（ヒシフロックＨ−４１０）を添加し、１５分間撹拌し、第１凝集物を形成させた。その後、静置して第１凝集物を沈殿させ、上澄水（第１処理水）を分離した。ポリマの添加量は、２ｍｇ／Ｌとした。
【００５５】
第２処理工程：
第１処理水に塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）および硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を加えてｐＨ４の溶液（酸性排水）を調整した。酸性排水に酸化剤（Ｈ２Ｏ２）を添加し、３０分間撹拌した。ＦｅＣｌ３のＦｅとしての添加量は、３５０ｍｇ／Ｌとした。Ｈ２Ｏ２の添加量は、７０ｍｇ／Ｌとした。酸性排水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は、４００〜４５０ｍＶ程度とした。
【００５６】
撹拌後、酸性排水にＮａＯＨを添加してｐＨ７の溶液（中性水）とした。中性水にＰＡＣを添加し、３０分間撹拌した。ＰＡＣの添加量は、６０００ｍｇ／Ｌとした。ＰＡＣを添加することで、フッ素（Ｆ）処理も並行して実施できる。
【００５７】
次に、中性水にポリマ（ヒシフロックＨ−４１０）を添加し、１５分間撹拌して第２凝集物を形成させた。ポリマの添加量は、５ｍｇ／Ｌとした。その後、静置して第２凝集物を沈殿させ、上澄水（第２処理水）を分離した。
【００５８】
第３処理工程：
第２処理水にキレート剤（エポフロック（登録商標）Ｌ−１）を添加し、３０分間撹拌した。キレート剤の添加量は、１０ｍｇ／Ｌとした。
【００５９】
その後、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）およびＰＡＣを順次添加し、次に、ＮａＯＨを添加してｐＨ７の溶液（中性水）とし、３０分間撹拌した。ＦｅＣｌ３のＦｅとしての添加量は、５０ｍｇ／Ｌとした。ＰＡＣの添加量は、３０００ｍｇ／Ｌとした。ＰＡＣを添加することで、フッ素（Ｆ）処理も並行して実施できる。
【００６０】
ＰＡＣを含む中性水にポリマ（ヒシフロックＨ−４１０）を添加し、５分間撹拌して第３凝集物を形成させた。ポリマの添加量は、１０ｍｇ／Ｌとした。その後、静置して第３凝集物を沈殿させ、上澄水（第３処理水）を分離した。
【００６１】
原水、第１処理水、第２処理水および第３処理水について、全セレン（Ｔ−Ｓｅ）、溶解セレン（ＳｅＣＮとしてのＳｅ、Ｓｅ４＋、Ｓｅ６＋）の濃度を計測した。計測は、イオンクロマトグラフィーにより実施した。
【００６２】
表１に計測結果を示す。
【表１】
2020179329.tif 000003
【００６３】
表１によれば、第１処理によって、多くのＳｅ４＋（Ｓｅ（ＩＶ））が除去され、ＳｅＣＮ（Ｓｅ（０））濃度は略変わらないことが確認された。また、第１処理によって、Ｓｅ６＋（Ｓｅ（ＶＩ））は生成されなかった。第２処理では、Ｓｅ（０）の大部分およびＳｅ（ＩＶ）を除去できていた。第２処理水に残っていたＳｅ（ＩＶ）は、第３処理によって略除去された。
【００６４】
（試験２）
次に、表１の原水と由来が同じ原水を用いて、第２処理工程および第３処理工程のみを実施した処理水（第２処理水および第３処理水）のセレン濃度を示す。
【００６５】
【表２】
2020179329.tif 000004
【００６６】
表２によれば、第１処理を実施しなかったことで、第２処理水中のＳｅ（ＶＩ）量が表１よりも多くなり、第３処理水の総セレン（Ｔ−Ｓｅ）濃度も高くなった。
【００６７】
（試験３）
図２に、第２処理のみを実施した処理水（第２処理水）のＳｅ６＋濃度と、原水の総セレン濃度との関係を示す。
【００６８】
図２によれば、原水の全セレン濃度が高いほど、第２処理水中のＳｅ（ＶＩ）量は増加した。このことからセレンの酸化処理では、原水の全セレン濃度が酸化処理により生成されるＳｅ（ＶＩ）と相関関係があることが判明した。
【００６９】
試験１〜２の結果によれば、酸化処理（第２処理工程）により生成したＳｅ（ＶＩ）は、その後の凝集沈殿で除去するのは難しい。よって、全セレン濃度が高い原水を酸化処理する場合、原水の全セレン濃度を下げておくことが肝要となる。
【００７０】
石炭に含まれるセレンの量は産地によって異なる。石炭ガス化発電システムの燃料としては、従来、セレン含有量の低い石炭を選択して使用している。これに対し、第１処理工程によってＳｅ（ＩＶ）を粗除去する場合、許容できるセレン含有量の上限を上げられるため、使用可能な石炭の選択肢が広がる。
【００７１】
＜排水処理システム＞
次に、上記排水処理方法を実行可能な排水処理システムについて説明する。本実施形態に係る排水処理システムは、図示しないが、石炭ガス化発電設備の排水処理機構の一部に組み込まれている。
【００７２】
図３に、本実施形態に係る排水処理システム１の概略構成のブロック図を示す。排水処理システム１は、石炭ガス化発電設備から出た排水（原水Ｗｒ，例：スクラバー排水）を処理する第１処理部２、第１処理部２の後流に接続され第１処理部２から出た排水を処理する第２処理部３、および、第２処理部３の後流に接続され第２処理部３から出た排水を処理する第３処理部４を備えている。
【００７３】
<第１処理部>
図４に、第１処理部２の概略構成図を例示する。
第１処理部２は、第１反応凝集槽１１、第１沈殿槽（第１固液分離装置）１２、第１鉄剤添加部１３、第１アルカリ添加部１４、第１凝集助剤添加部１５を有している。
【００７４】
第１反応凝集槽１１は、第１反応室１１ａと第１凝集室１１ｂとで構成されている。第１反応室１１ａおよび第１凝集室１１ｂは、それぞれ独立して内部に水を収容可能である。第１反応室１１ａおよび第１凝集室１１ｂは、第１反応室１１ａに収容された水が第１凝集室１１ｂに向けて流入可能に接続されている。第１反応室１１ａは、石炭ガス化発電設備から出た排水（原水）Ｗｒを受け入れる。第１凝集室１１ｂは、第１反応室１１ａからの排水を受け入れる。
【００７５】
第１反応凝集槽１１および第１沈殿槽１２は、第１反応凝集槽１１（図４では、第１凝集室１１ｂ）に収容された水が第１沈殿槽１２に流入可能に接続されている。第１沈殿槽１２は、分離された上澄水（第１処理水）を排出する排出口（不図示）を有している。
【００７６】
第１反応室１１ａには、第１鉄剤添加部１３および第１アルカリ添加部１４が接続されている。
【００７７】
第１鉄剤添加部１３は、第１鉄剤が収容されるタンク１３ａ、タンク１３ａと第１反応室１１ａとを繋ぐ配管１３ｂ、および配管１３ｂの途中に設置され第１鉄剤を第１反応室１１ａへと送給するポンプ１３ｃで構成されている。第１鉄剤添加部１３は、第１反応室１１ａに収容された原水Ｗｒに第１鉄剤を添加できる。
【００７８】
第１アルカリ添加部１４は、第１アルカリ剤が収容されるタンク１４ａ、タンク１４ａと第１反応室１１ａとを繋ぐ配管１４ｂ、配管１４ｂの途中に設置されて第１アルカリ剤を第１反応室１１ａへと送給するポンプ１４ｃ、で構成されている。第１アルカリ添加部１４は、第１反応室１１ａに収容された原水Ｗｒに第１アルカリ剤を添加できる。
【００７９】
第１反応室１１ａには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第１反応室１１ａ内に収容された水を撹拌できる。第１反応室１１ａには、第１反応室１１ａ内に収容されている水のｐＨを計測するｐＨ計測器（不図示）が設置されうる。
【００８０】
第１凝集室１１ｂには、第１凝集助剤添加部１５が接続されている。図４において、第１凝集助剤添加部１５は、第１凝集助剤が収容されるタンク１５ａ、タンク１５ａと第１凝集室１１ｂとを繋ぐ配管１５ｂ、および配管１５ｂの途中に設置されて第１凝集助剤を第１凝集室１１ｂへと送給するポンプ１５ｃで構成されている。第１凝集助剤添加部１５は、タンク１５ａに収容された水に第１凝集助剤を添加できる。
【００８１】
第１凝集室１１ｂには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第１凝集室１１ｂ内に収容された水を撹拌できる。
【００８２】
第１沈殿槽１２は、底部がくぼんだ形状となっており、静置しておくことで固液分離できる構成となっている。第１沈殿槽１２には汚泥掻き寄せタイプの撹拌機Ｍｃが設置されている。撹拌機Ｍｃは、沈降する汚泥を第１沈殿槽１２の中央のくぼみ部にかき寄せることができる。
【００８３】
<第２処理部>
図５に、第２処理部３の概略構成図を例示する。
第２処理部３は、酸化槽２１、第２反応凝集槽２２、第２沈殿槽（第２固液分離装置）２３、第２鉄剤添加部２４、酸添加部２５、酸化剤添加部２６、第２アルカリ添加部２８、第２凝集剤添加部（凝集剤添加部）２９および第２凝集助剤添加部３０を有している。
【００８４】
酸化槽２１は、第１沈殿槽１２からの排水（第１処理水）を受け入れ、収容できる。酸化槽２１は、酸化槽２１内に収容されている水を排出する排出口を有している。
【００８５】
酸化槽２１には、第２鉄剤添加部２４、酸添加部２５および酸化剤添加部２６が接続されている。
【００８６】
第２鉄剤添加部２４は、第２鉄剤が収容されるタンク２４ａ、タンク２４ａと酸化槽２１とを繋ぐ配管２４ｂ、および配管２４ｂの途中に設置され第２鉄剤を酸化槽２１へと送給するポンプ２４ｃを備えている。第２鉄剤添加部２４は、酸化槽２１に収容された水に第２鉄剤を添加できる。
【００８７】
酸添加部２５は、酸が収容されるタンク２５ａ、タンク２５ａと酸化槽２１とを繋ぐ配管２５ｂ、および配管２５ｂの途中に設置され酸を酸化槽２１へと送給するポンプ２５ｃを備えている。酸添加部２５は、酸化槽２１に収容された水に酸を添加できる。
【００８８】
酸化剤添加部２６は、酸化剤が収容されるタンク２６ａ、タンク２６ａと酸化槽２１とを繋ぐ配管２６ｂと、および配管２６ｂの途中に設置され酸化剤を酸化槽２１へと送給するポンプ２６ｃを備えている。酸化剤添加部２６は、酸化槽２１に収容された水に酸化剤を添加できる。
【００８９】
酸化槽２１には、酸化槽２１内に収容されている水を撹拌可能に攪拌機Ｍが設置されうる。酸化槽２１には、酸化槽２１内に収容されている水のｐＨを計測するｐＨ計測器（不図示）が設置されうる。酸化槽２１には、酸化槽２１内に収容されている水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測器２７が設置されうる。
【００９０】
第２反応凝集槽２２は、第２反応室２２ａと第２凝集室２２ｂとで構成されている。第２反応室２２ａおよび第２凝集室２２ｂは、それぞれ内部に水を収容可能なタンクである。第２反応室２２ａおよび第２凝集室２２ｂは、第２反応室２２ａに収容された水が第２凝集室２２ｂに向けて流入可能に接続されている。第２反応室２２ａは、酸化槽２１から出た排水を受け入れる。第２凝集室２２ｂは、第２反応室２２ａからの排水を受け入れる。
【００９１】
第２反応凝集槽２２および第２沈殿槽２３は、第２反応凝集槽２２（図５では、第２凝集室２２ｂ）に収容された水が第２沈殿槽２３に流入可能に接続されている。第２沈殿槽２３は、沈殿により分離された上澄水（第２処理水）を排出する排出口（不図示）を有している。
【００９２】
第２反応室２２ａには、第２アルカリ添加部２８および第２凝集剤添加部２９が接続されている。
【００９３】
第２アルカリ添加部２８は、第２アルカリ剤が収容されるタンク２８ａ、タンク２８ａと第２反応室２２ａとを繋ぐ配管２８ｂ、配管２８ｂの途中に設置されて第２アルカリ剤を第２反応室２２ａへと送給するポンプ２８ｃ、で構成されている。第２アルカリ添加部２８は、第２反応室２２ａに収容された水に第２アルカリ剤を添加できる。
【００９４】
第２凝集剤添加部２９は、第２凝集剤が収容されるタンク２９ａ、タンク２９ａと第２反応室２２ａとを繋ぐ配管２９ｂ、配管２９ｂの途中に設置されて第２凝集剤を第２反応室２２ａへと送給するポンプ２９ｃ、で構成されている。第２凝集剤添加部２９は、第２反応室２２ａに収容された水に第２凝集剤を添加できる。「第２凝集剤添加部」の「第２」は、第２処理部を構成する要素であることを意味する。「第２凝集剤」は、第２凝集剤添加部から添加する凝集剤であることを意味する。
【００９５】
第２反応室２２ａには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第２反応室２２ａに収容された水を撹拌できる。第２反応室２２ａには、第２反応室２２ａ内に収容されている水のｐＨを計測するｐＨ計測器（不図示）が設置されうる。
【００９６】
第２凝集室２２ｂには、第２凝集助剤添加部３０が接続されている。第２凝集助剤添加部３０は、第２凝集助剤が収容されるタンク３０ａ、タンク３０ａと第２凝集室２２ｂとを繋ぐ配管３０ｂ、および配管３０ｂの途中に設置されて第２凝集剤を第２凝集室２２ｂへと送給するポンプ３０ｃで構成されている。第２凝集助剤添加部３０は、タンクに収容された水に第２凝集助剤を添加できる。
【００９７】
第２凝集室２２ｂには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第２凝集室２２ｂ内に収容された水を撹拌できる。
【００９８】
第２沈殿槽２３は、底部がくぼんだ形状となっており、静置しておくことで固液分離できる構成となっている。第２沈殿槽２３には汚泥掻き寄せタイプの撹拌機Ｍｃが設置されている。撹拌機Ｍｃは、沈降する汚泥を第２沈殿槽２３の中央のくぼみ部にかき寄せることができる。
【００９９】
<第３処理部>
図６に、第３処理部４の概略構成図を例示する。
第３処理部４は、キレート反応槽３１、第３反応凝集槽３２、第３沈殿槽（第３固液分離装置）３３、キレート剤添加部３４、第３鉄剤添加部３５、第３アルカリ添加部３６、第３凝集剤添加部３７および第３凝集助剤添加部３８を有している。
【０１００】
キレート反応槽３１は、第２沈殿槽２３からの第２処理水を受け入れ、収容できる。
【０１０１】
キレート反応槽３１には、キレート剤添加部３４が接続されている。キレート反応槽３１は、キレート反応槽３１内に収容されている水を排出する排出口を有している。
【０１０２】
キレート剤添加部３４は、キレート剤が収容されるタンク３４ａ、タンク３４ａとキレート反応槽３１とを繋ぐ配管３４ｂ、および配管３４ｂの途中に設置されキレート剤をキレート反応槽３１へと送給するポンプ３４ｃで構成されている。キレート剤添加部３４は、キレート反応槽３１に収容された水にキレート剤を添加できる。
【０１０３】
第３反応凝集槽３２は、第３反応室３２ａと第３凝集室３２ｂとで構成されている。第３反応室３２ａおよび第３凝集室３２ｂは、それぞれ内部に水を収容可能なタンクである。第３反応室３２ａおよび第３凝集室３２ｂは、第３反応室３２ａに収容された水が第３凝集室３２ｂに向けて流入可能に接続されている。第３反応室３２ａは、キレート反応槽３１から出た排水を受け入れる。第３凝集室３２ｂは、第３反応室３２ａからの排水を受け入れる。
【０１０４】
第３反応凝集槽３２および第３沈殿槽３３は、第３反応凝集槽３２（図６では、第３凝集室３２ｂ）に収容された水が第３沈殿槽３３に流入可能に接続されている。第３沈殿槽３３は、沈殿により分離された上澄水（第３処理水）を排出する排出口（不図示）を有している。
【０１０５】
第３反応室には、第３鉄剤添加部３５、第３アルカリ添加部３６および第３凝集剤添加部３７が接続されている。
第３鉄剤添加部３５は、第３鉄剤が収容されるタンク３５ａ、タンク３５ａと第３反応室３２ａとを繋ぐ配管３５ｂ、および配管３５ｂの途中に設置され第３鉄剤を第３反応室３２ａへと送給するポンプ３５ｃで構成されている。第３鉄剤添加部３５は、第３反応室３２ａに収容された水に第３鉄剤を添加できる。
【０１０６】
第３アルカリ添加部３６は、第３アルカリ剤が収容されるタンク３６ａ、タンク３６ａと第３反応室３２ａとを繋ぐ配管３６ｂ、配管３６ｂの途中に設置されて第３アルカリ剤を第３反応室３２ａへと送給するポンプ３６ｃ、で構成されている。第３アルカリ添加部は、第３反応室３２ａに収容された水に第３アルカリ剤を添加できる。
【０１０７】
第３凝集剤添加部３７は、第３凝集剤が収容されるタンク３７ａ、タンク３７ａと第３反応室３２ａとを繋ぐ配管３７ｂ、配管３７ｂの途中に設置されて第３凝集剤を第３反応室３２ａへと送給するポンプ３７ｃ、で構成されている。第３凝集剤添加部は、第３反応室３２ａに収容された水に第３凝集剤を添加できる。
【０１０８】
第３反応室３２ａには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第３反応室３２ａに収容された水を撹拌できる。
【０１０９】
第３凝集室３２ｂには、第３凝集助剤添加部３８が接続されている。第３凝集助剤添加部３８は、第３凝集助剤が収容されるタンク３８ａ、タンク３８ａと第３凝集室３２ｂとを繋ぐ配管３８ｂ、および配管３８ｂの途中に設置されて第３凝集剤を第３凝集室３２ｂへと送給するポンプ３８ｃで構成されている。第３凝集助剤添加部３８は、タンク３８ａに収容された水に第３凝集剤を添加できる。
【０１１０】
第３凝集室３２ｂには攪拌機Ｍが設置されている。攪拌機Ｍは、第３凝集室３２ｂ内に収容された水を撹拌できる。
【０１１１】
第３沈殿槽３３は、底部がくぼんだ形状となっており、静置しておくことで固液分離できる構成となっている。第３沈殿槽３３には汚泥掻き寄せタイプの撹拌機Ｍｃが設置されている。撹拌機Ｍｃは、沈降する汚泥を第３沈殿槽３３の中央のくぼみ部にかき寄せることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  排水処理システム
２  第１処理部
３  第２処理部
４  第３処理部
１１  第１反応凝集槽
１１ａ  第１反応室
１１ｂ  第１凝集室
１２  第１沈殿槽（第１固液分離装置）
１３  第１鉄剤添加部
１３ａ，１４ａ，１５ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ，３７ａ，３８ａ  タンク
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２８ｂ，２９ｂ，３０ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，３８ｂ  配管
１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ，２４ｃ，２５ｃ，２６ｃ，２８ｃ，２９ｃ，３０ｃ，３４ｃ，３５ｃ，３６ｃ，３７ｃ，３８ｃ  ポンプ
１４  第１アルカリ添加部
１５  第１凝集助剤添加部
２１  酸化槽
２２  第２反応凝集槽
２２ａ  第２反応室
２２ｂ  第２凝集室
２３  第２沈殿槽（第２固液分離装置）
２４  第２鉄剤添加部
２５  酸添加部
２６  酸化剤添加部
２７  酸化還元電位計測器
２８  第２アルカリ添加部
２９  第２凝集剤添加部（凝集剤添加部）
３０  第２凝集助剤添加部
３１  キレート反応槽
３２  第３反応凝集槽
３２ａ  第３反応室
３２ｂ  第３凝集室
３３  第３沈殿槽（第３固液分離装置）
３４  キレート剤添加部
３５  第３鉄剤添加部
３６  第３アルカリ添加部
３７  第３凝集剤添加部
３８  第３凝集助剤添加部
【図１】
2020179329.tif 000005
【図２】
2020179329.tif 000006
【図３】
2020179329.tif 000007
【図４】
2020179329.tif 000008
【図５】
2020179329.tif 000009
【図６】
2020179329.tif 000010