(57)【要約】【課題】排水処理にかかる時間を短縮すること。【解決手段】ヒドラジンを含有する排水を処理する処理装置１０であって、排水を排水槽４まで流通させる移送母管８と、移送母管８から分岐される分岐経路６に設けられ、移送母管８に注入させるヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁２ａと、移送母管８を流通する排水におけるヒドラジンの濃度と、移送母管８を流通する排水におけるヒドラジンの流量とに基づいて、第１制御弁２ａの弁開度を決定し、ヒドラジン処理薬剤の移送母管８への注入量を制御する制御部１とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドラジンを含有する排水を処理する処理装置であって、
前記排水を排水槽まで流通させる移送母管と、
前記移送母管から分岐される分岐経路に設けられ、前記移送母管に注入させるヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁と、
前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水における前記ヒドラジンの濃度と、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水の流量とに基づいて、前記第１制御弁の弁開度を決定し、前記ヒドラジン処理薬剤の前記移送母管への注入量を制御する制御手段と
を具備する処理装置。
【請求項２】
前記排水槽に前記排水が排出される前記移送母管の排出口は、前記排水槽の排水水位よりも上方に設けられている請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記移送母管は、前記排水を前記排水槽まで流通させるまでの区間において少なくとも１箇所曲折している請求項１または請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記移送母管と前記分岐経路とを接続する接続点を介さずに、前記排水を前記排水槽側にバイパスさせるバイパス経路と、
前記バイパス経路に流通させる前記排水の流量を調整する第２制御弁とを具備し、
前記制御手段は、前記移送母管における前記ヒドラジン処理薬剤と前記排水とが混合された経路において、前記ヒドラジン処理薬剤が、前記ヒドラジンを分解させる量より多い場合に、前記第２制御弁の弁開度を制御して前記バイパス経路に流通させる前記排水の流量を調整する請求項１から請求項３のいずれかに記載の処理装置。
【請求項５】
前記移送母管は、前記排水が前記排水槽に到達するまでの区間で前記ヒドラジンの分解を完了させるのに十分な長さを有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の処理装置。
【請求項６】
前記ヒドラジン処理薬剤は、次亜塩素酸ナトリウム、および次亜塩素酸カルシウムを含む薬剤とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の処理装置。
【請求項７】
ヒドラジンを含有する排水を処理する処理方法であって、
前記排水を排水槽まで流通させる移送母管から分岐される分岐経路に設けられ、前記移送母管に注入させる前記ヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁の弁開度を、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水における前記ヒドラジンの濃度と、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水の流量とに基づいて決定し、前記ヒドラジン処理薬剤の前記移送母管への注入量を制御する処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理装置及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電プラントなどで使用されるボイラには、プラント停止中においてヒドラジンを含有する高濃度ヒドラジン水が保管水として機器類に張られており、機器類の腐食を防いでいる。ヒドラジンは、排水のＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ；化学的酸素要求量）が高く、人体有害物質であるため、排水処理による除去が必要とされている。
下記特許文献１では、次亜塩素酸カルシウムとヒドラジンとを反応させ、ヒドラジンを酸化分解することにより排水処理する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１１５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、ペレット状の次亜塩素酸カルシウムが充填された有孔性の容器に、ヒドラジンを含有する排水を注いで含油及び酸液排水処理しているので、ボイラの保管水として使用された排水が次亜塩素酸カルシウムを含む容器に注がれるまで排水処理が行われず、排水処理に長い時間がかかるという問題があった。
【０００５】
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、排水処理にかかる時間を短縮することのできる処理装置及び処理方法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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、ヒドラジンを含有する排水を処理する処理装置であって、前記排水を排水槽まで流通させる移送母管と、前記移送母管から分岐される分岐経路に設けられ、前記移送母管に注入させるヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁と、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水における前記ヒドラジンの濃度と、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水の流量とに基づいて、前記第１制御弁の弁開度を決定し、前記ヒドラジン処理薬剤の前記移送母管への注入量を制御する制御手段とを具備する処理装置を提供する。
【０００７】
このような構成によれば、ヒドラジンを含有する排水を処理する処理装置であって、排水を排水槽まで流通させる移送母管から分岐される分岐経路に、移送母管に注入させるヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁が設けられ、ヒドラジン処理薬剤が注入された後の移送母管を流通する排水におけるヒドラジンの濃度と排水流量とに基づいて、第１制御弁の弁開度が決定され、ヒドラジン処理薬剤の移送母管への注入量が制御される。
このように、排水が排水槽に到達する前の移送母管の途中の経路から、ヒドラジンの濃度と排水流量に基づく注入量のヒドラジン処理薬剤が注入されるので、排水槽に到達する前の段階で排水中のヒドラジンの分解が開始される。排水が排水槽に到達した時点でヒドラジン分解が完了している場合には、従来のように、排水槽をヒドラジン処理専用槽として数日間（例えば、２〜５日間）専有することがなくなり、排水槽に他の排水を受け入れることができる。また、排水が排水槽に到達する前の段階においてヒドラジンの分解が行われることにより、排水槽に排水を受け入れた後に薬品処理を開始する従来の方法と比較して、ヒドラジン分解処理にかかる時間が低減される。
【０００８】
上記処理装置において、前記排水槽に前記排水が排出される前記移送母管の排出口は、前記排水槽の排水水位よりも上方に設けられていることが好ましい。
排出口が排水槽の排水水位よりも上方に設けられ、排出口が水面から離れていることにより水流攪拌されるので、エアレーションが不要となる。また、排水槽に排出された段階においてヒドラジンの分解が完了していない場合であっても、水流攪拌及びヒドラジン分解時に生成する窒素ガスによる攪拌により排水槽内で分解処理が完了できる。
【０００９】
上記処理装置において、前記移送母管は、前記排水を前記排水槽まで流通させるまでの区間において少なくとも１箇所曲折していることが好ましい。
移送母管が曲折していることで、ヒドラジン処理薬剤の偏りを低減させることができるので、ヒドラジンが分解されやすくなる。
【００１０】
上記処理装置は、前記移送母管と前記分岐経路とを接続する接続点を介さずに、前記排水を前記排水槽側にバイパスさせるバイパス経路と、前記バイパス経路に流通させる前記排水の流量を調整する第２制御弁とを具備し、前記制御手段は、前記移送母管における前記ヒドラジン処理薬剤と前記排水とが混合された経路において、前記ヒドラジン処理薬剤が、前記ヒドラジンを分解させる量より多い場合に、前記第２制御弁の弁開度を制御して前記バイパス経路に流通させる前記排水の流量を調整することとしてもよい。
【００１１】
ヒドラジン処理薬剤が注入された後の排水中においてヒドラジン処理薬剤が過多の場合に、ヒドラジン処理薬剤を注入させる前の（ヒドラジンを含有する）排水を、ヒドラジン処理薬剤が注入された後の排水側にバイパスさせることで、過多状態のヒドラジン処理薬剤を反応させ、ヒドラジン処理薬剤の余剰分を低減させることができるので、残留塩素濃度上昇を防止できる。
【００１２】
上記処理装置において、前記移送母管は、前記排水が前記排水槽に到達するまでの区間で前記ヒドラジンの分解を完了させるのに十分な長さを有することとしてもよい。
これにより、排水槽を不要とすることができる。
【００１３】
上記処理装置において、前記ヒドラジン処理薬剤は、次亜塩素酸ナトリウム、および次亜塩素酸カルシウムを含む薬剤とすることが好ましい。
ヒドラジンの分解に即効性がある次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウムを使用することにより、分解を完了させるまでの時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明は、ヒドラジンを含有する排水を処理する処理方法であって、前記排水を排水槽まで流通させる移送母管から分岐される分岐経路に設けられ、前記移送母管に注入させる前記ヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤の流量を調整する第１制御弁の弁開度を、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水における前記ヒドラジンの濃度と、前記ヒドラジン処理薬剤が注入された後の前記移送母管を流通する前記排水の流量とに基づいて決定し、前記ヒドラジン処理薬剤の前記移送母管への注入量を制御する処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、排水処理にかかる時間を短縮できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る処理装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る処理装置及び処理方法の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態においては、処理装置を発電プラントに適用した場合を例に挙げて説明するがこれに限定されず、例えば、化学プラントに適用してもよい。
図１は、本発明の処理装置１０の概略構成を示している。本実施形態に係る処理装置１０は、発電プラントのボイラ（図示略）と接続されており、ボイラから排出されるヒドラジンを含有する排水の排水処理をする。また、本実施形態においては、ボイラの容量は３００〜５００トン程度とし、ボイラから排水槽４へは成り行き（例えば、流速１０〜５０〔トン／ｈ〕）で排水を流している場合を例として説明する。
【００１８】
図１に示されるように、処理装置１０は、制御部（制御手段）１と、第１制御弁２ａと、第２制御弁２ｂと、バイパス経路３と、排水槽４と、タンク５と、分岐経路６と、移送母管８と、排水流量計Ｆと、サンプリングノズルＳ１，Ｓ２とを備えている。
排水槽４は、移送母管８から排出される排水を受け入れる。
移送母管８は、ボイラから排出されるヒドラジンを含有する排水を排水槽４まで流通させる。また、移送母管８は、排水を排水槽４まで流通させるまでの区間において少なくとも１箇所曲折しており、本実施形態においては曲折箇所７を有している。さらに、排水槽４に排水が排出される移送母管８の排出口は、図１に示されるように、排水槽４の排水水位よりも上方に設けられている。
なお、移送母管８は、排水が排水槽４に到達するまでの区間でヒドラジンの分解を完了させるのに十分な長さを有することが好ましい。
【００１９】
分岐経路６は、移送母管８から分岐された経路であり、タンク５から供給されるヒドラジンを分解するためのヒドラジン処理薬剤を移送母管８に注入させるための経路である。また、分岐経路６は、ポンプＰを介して移送母管８に次亜塩素酸ナトリウムを注入させている。また、本実施形態において、タンク５内にはヒドラジン処理薬剤として次亜塩素酸ナトリウムが含まれていることとして説明するが、ヒドラジン処理薬剤はこれに限定されない。
第１制御弁２ａは、分岐経路６に設けられ、移送母管８に注入させる次亜塩素酸ナトリウムの流量を調整する。
【００２０】
サンプリングノズルＳ１は、移送母管８と分岐経路６との接続点よりも上流側（ボイラ側）に設けられており、ボイラから排出される排水に含まれるヒドラジンの濃度を計測し、計測結果を制御部１に出力する。
サンプリングノズルＳ２は、移送母管８と分岐経路６との接続点よりも下流側（ボイラ側と反対側の排水槽４側）に設けられており、次亜塩素酸ナトリウムが注入された後の移送母管８を流通する排水におけるヒドラジンの濃度及び次亜塩素酸ナトリウムの濃度を計測し、計測結果を制御部１に出力する。また、サンプリングノズルＳ２は、曲折箇所７よりも下流側（排水槽４側）に設けられることが好ましい。曲折箇所７を通過することで排水と次亜塩素酸ナトリウムとが攪拌され、次亜塩素酸ナトリウムの偏りが少ない状態でヒドラジンの濃度及び次亜塩素酸ナトリウムの濃度を計測することができる。
排水流量計Ｆは、ヒドラジン処理薬剤が注入された後の移送母管８に流通する排水の流量を計測し、計測結果を制御部１に出力する。
【００２１】
バイパス経路３は、移送母管８と分岐経路６とを接続する接続点を介さずに、排水を排水槽４側にバイパスさせる。具体的には、バイパス経路３は、移送母管８と分岐経路６との接続点よりも上流側（ボイラ側）と、移送母管８と分岐経路６との接続点よりも下流側（ボイラ側と反対側の排水槽４側）とを接続し、ヒドラジン処理薬剤が注入される前の排水をヒドラジン処理薬剤が注入された後の移送母管８側に注入させる。
第２制御弁２ｂは、バイパス経路３に設けられ、バイパス経路３に流通させる排水の流量を調整する。
【００２２】
制御部１は、ヒドラジン処理薬剤が注入された後の移送母管８を流通する排水におけるヒドラジンの濃度と、ヒドラジン処理薬剤が注入された後の移送母管８を流通する排水の流量とに基づいて、第１制御弁２ａの弁開度を決定し、ヒドラジン処理薬剤の移送母管８への注入量を制御する。
また、制御部１は、移送母管８におけるヒドラジン処理薬剤と排水とが混合された経路において、ヒドラジン処理薬剤が、ヒドラジンを分解させる量より多い場合に、第２制御弁２ｂの弁開度を制御してバイパス経路３に流通させる排水の流量を調整する。
【００２３】
次に、本実施形態に係る処理装置１０の作用について図１を用いて説明する。
発電プラントのボイラと接続される移送母管８からヒドラジンを含有する排水が注入される。サンプリングノズルＳ１においてボイラから注入された排水のヒドラジン濃度が計測され、計測結果が制御部１に出力される。また、排水流量計Ｆにおいて移送母管８を流通する排水流量が計測され、計測結果が制御部１に出力される。制御部１において、サンプリングノズルＳ１により計測されたヒドラジン濃度及び排水流量計Ｆにより計測された排水流量とに基づいて、分岐経路６から移送母管８に注入させる次亜塩素酸ナトリウムの流量が決定される。決定した流量の次亜塩素酸ナトリウムがタンク５から供給されるように、第１制御弁２ａが制御される。弁開度が調整された第１制御弁２ａを介してタンク５から次亜塩素酸ナトリウムが移送母管８に注入されると、次亜塩素酸ナトリウムと移送母管８を流通する排水のヒドラジンとが分解処理される。
【００２４】
定期的にサンプリングノズルＳ２において移送母管８を流通する排水のヒドラジン濃度及び次亜塩素酸ナトリウム濃度が計測され、ヒドラジン濃度が所定値以上である（次亜塩素酸ナトリウムが、ヒドラジンを完全に分解処理させるのに過少添加である）場合には、第１制御弁２ａの弁開度を開方向に制御して移送母管８に注入させる次亜塩素酸ナトリウムの流量を増大させる。また、サンプリングノズルＳ２において定期的に計測されるヒドラジン濃度が所定値より小さい（次亜塩素酸ナトリウムが、ヒドラジンを完全に分解処理させるのに過剰添加である）場合には、バイパス経路３に設けられる第２制御弁２ｂを開方向に制御して、ヒドラジンを含有する排水を混合させる。これにより、次亜塩素酸ナトリウムの残留塩素濃度上昇を防止する。
【００２５】
ここで、サンプリングノズルＳ１で計測されるヒドラジン濃度と、サンプリングノズルＳ２で計測されるヒドラジン濃度及び残留塩素濃度に応じた制御量の一例を具体的な数値で説明する。なお、いうまでもないが、ここで示す数値は、本実施形態を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。
ボイラから移送母管８に流入する排水流量が２０〔トン／ｈ〕であり、サンプリングノズルＳ１で計測されたヒドラジン濃度の計測初期値５００〔ｍｇ／Ｌ〕であるのを０〔ｍｇ／Ｌ〕に処理することを目標とし、有効塩素濃度１０〔％〕の次亜塩素酸ナトリウムを使用した場合を例に挙げる。
【００２６】
サンプリングノズルＳ２で計測されるヒドラジン濃度が１００〔ｍｇ／Ｌ〕であり、残留塩素濃度が０〔ｍｇ／Ｌ〕である場合には、次亜塩素酸ナトリウムが過少添加であると判断され、第１制御弁２ａを調整し、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を９３〔Ｌ／ｈ〕増加させる。その後、ヒドラジン濃度が低減し、サンプリングノズルＳ２で計測されるヒドラジン濃度が０〔ｍｇ／Ｌ〕となり、残留塩素濃度が５〔ｍｇ／Ｌ〕となった場合には、次亜塩素酸ナトリウムが過剰添加であると判断され、０．１〔トン／ｈ〕の流量の排水をバイパス経路３を介してバイパスさせる。サンプリングノズルＳ２で計測されるヒドラジン濃度が０〔ｍｇ／Ｌ〕であり、残留塩素濃度が０〔ｍｇ／Ｌ〕となった場合には、第１制御弁２ａ及び第２制御弁２ｂの弁開度の状態を保ち、そのまま継続する。
【００２７】
以上説明してきたように、本実施形態に係る処理装置１０及び処理方法によれば、ヒドラジンを含有する排水を処理する処理装置１０であって、排水を排水槽４まで流通させる移送母管８から分岐される分岐経路６に、移送母管８に注入させるための次亜塩素酸ナトリウムの流量を調整する第１制御弁２ａが設けられ、次亜塩素酸ナトリウムが注入された後の移送母管８を流通する排水におけるヒドラジンの濃度と排水流量とに基づいて、第１制御弁２ａの弁開度が決定され、次亜塩素酸ナトリウムの移送母管８への注入量が制御される。
【００２８】
このように、排水が排水槽４に到達する前の移送母管８の途中の経路から、ヒドラジンの濃度と排水流量に基づく注入量の次亜塩素酸ナトリウムが配管に直接投入されるので、排水槽４に到達する前の段階で排水中のヒドラジンの分解が開始され、排水受け入れに要する時間（１０時間程度）で分解処理が完了する場合には、排水槽４に排水を受け入れた後に薬品処理を開始する従来の方法と比較して、ヒドラジン分解処理にかかる時間が低減される。
従来は、排水の排水槽４への受け入れに１日、薬品（次亜塩素酸ナトリウム）の投入で１日、エアレーションは昼間（夜間はエアレーションできない）などの状況により、ヒドラジンの分解処理に約２〜５日間要し、さらに排水槽４をヒドラジン処理専用槽として専有していたが、本実施形態によれば、移送母管８の長さがヒドラジン分解を完了させるほど十分長ければ排水が排水槽４に到達した時点でヒドラジン分解が完了できるので、排水槽４をヒドラジン処理専用槽として数日間専有することがなくなり、排水槽４に他の排水を受け入れることができる。
【００２９】
排水槽４に到達した時点でヒドラジン分解が完了していない場合であっても、移送母管８の排出口が排水槽４の排水水位よりも上方に設けられ、排出口が水面から離れていることにより水流攪拌されるので、エアレーションを不要にでき、かつ、エアレーションの設けられていない排水槽４においてヒドラジン分解処理が完了できる。さらに、ヒドラジン分解時に生成する窒素ガスによる攪拌が生じるので、排水槽４内で分解処理が完了できる。
また、サンプリングノズルＳ１，Ｓ２で計測されるヒドラジン濃度及び次亜塩素酸ナトリウム濃度の情報が制御部１に集約され、それら濃度の情報に基づいて算出された制御量に応じて第１制御弁２ａ、第２制御弁２ｂを制御部１によって制御するので、オンラインでヒドラジン分解処理が行える。
【００３０】
〔変形例〕
上記実施形態においては、ヒドラジン処理薬剤は、タンク５に設けられる液体の次亜塩素酸ナトリウムを用いることとして説明していたが、これに限定されず、例えば、ペレット状やタブレット状の次亜塩素酸カルシウムを用いることとしてもよい。
ペレット状やタブレット状の次亜塩素酸カルシウムを用いる場合には、タンク５及び第１制御弁２ａを不要にでき、管理人などの人手により適宜適量を移送母管８から投入させ、分解処理させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  制御部
２ａ  第１制御弁
２ｂ  第２制御弁
３  バイパス経路
４  排水槽
６  分岐経路
８  移送母管
１０  処理装置
【図１】
2014151251.tif 000003