(57)【要約】【課題】  一般ごみ焼却場の無機系・有機系排水の処理方法において、さらに設備をコンパクトにし、運転管理を容易にすること。【解決手段】  ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理するための設備であって、  前記排水と、凝集剤および重金属キレート剤とを一緒に混合して前記排水中の浮遊固形分および重金属イオンのフロック化または不溶化を行うための凝集槽と、  前記凝集槽からの前記排水を、精密ろ過膜によりろ過して固液分離するための精密ろ過膜処理槽とを含む、排水処理設備。【選択図】  図１
2006007145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理するための設備であって、
前記排水と、凝集剤および重金属キレート剤とを一緒に混合して前記排水中の浮遊固形分および重金属イオンのフロック化または不溶化を行うための凝集槽と、
前記凝集槽からの前記排水を、精密ろ過膜によりろ過して固液分離するための精密ろ過膜処理槽とを備える、排水処理設備。
【請求項２】
前記凝集槽において、前記排水にさらに炭酸ナトリウムを一緒に混合することを特徴とする、請求項１に記載の排水処理設備。
【請求項３】
ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理する方法であって、
１槽の凝集槽において、前記排水と、凝集剤および重金属キレート剤とを一緒に混合して、前記排水中の浮遊固形分および重金属イオンをフロック化または不溶化する工程と、
前記凝集槽からの前記排水を、精密ろ過膜によりろ過して固液分離する工程とを含む、排水処理方法。
【請求項４】
前記フロック化または不溶化する工程において、さらに炭酸ナトリウムを一緒に混合することを特徴とする、請求項３に記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般ごみ焼却場排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ごみ焼却プラントでは、環境への配慮から、プラント内で発生した排水は全て排水処理設備で排水処理した後に放流するか、あるいは、燃焼ガス冷却用水等として再利用してプラント外に汚水や処理水を全く放流しない再循環クローズドシステムが導入されている。
【０００３】
そのようなごみ焼却プラントの排水処理設備では、通常、排水を、排水中の重金属を除去するための液体キレート剤での処理、浮遊固形分等をフロック化するための凝集剤での処理、およびさらにフロックを大きくするための高分子助剤のような凝集助剤での処理に供することによって、排水中の浮遊物質のフロック化または重金属イオンの不溶化を行っている。通常、上記のキレート剤、凝集剤、凝集助剤での処理は、それぞれ別々の槽において行われ、凝集槽として計３槽を必要とする。
【０００４】
また、上記３槽を通過した後の処理水は、さらに沈殿槽（または沈殿池）に送られ、そこで凝集物が自然沈降によって沈降される。その上澄み排水はさらに砂ろ過に供された後に、再利用（場合によっては放流）される。一方、沈降物は、脱水機にかけられ、固形分は再度ごみピットへ戻されて燃焼され、脱水ろ液は再度排水処理の原水へ戻されるというようなことが行われている。
【０００５】
このように、一般的なごみ焼却プラントでは、凝集槽として３つの槽ならびに沈殿槽および砂ろ過槽が必要であり、また、これらの機器のための敷地面積を必要とする。また、自然沈降を利用するため、凝集物のフロック化を促進するための凝集助剤が必要である。
【０００６】
しかしながら、機器点数、敷地面積、および凝集のために添加する薬剤等は、少ない方が、コスト、管理運営、時間等の面では有利であろう。
【０００７】
このような問題に対処する試みとして、設備全体を小型化した焼却プラントの排水処理設備が開示されている（特許文献１）。図２に示すように、特許文献１の排水処理設備は、凝集剤が添加された無機系排水をろ過膜によりろ過して汚濁固形物を分離する第１ろ過装置１２１と、活性汚泥に接触されて汚泥固形物が吸着された第１ろ過装置１２１からの排水および有機系排水をろ過膜によりろ過して汚泥固形物を分離する第２ろ過装置１２２とを具備している。
【０００８】
この従来技術の排水処理設備では、無機系排水を第１原水槽１０１に供給し、次いで薬品混合槽１０２に供給して、凝集剤を添加して懸濁固形物を凝集させる。次いで、この排水を第１ろ過装置１２１に導入して、凝集剤が添加された無機系排水をろ過膜１２３によりろ過して汚濁固形物を分離する。ろ過膜１２３を透過した排水を中和槽１０４に供給し、そこで添加される薬品により中和させた後、第２原水槽１０５に排出する（図中のＢで示す）。第１ろ過装置１２１で濃縮された汚泥は、第１脱水機１０６に送られて脱水された後、廃棄され、排水Ｃは、第１原水槽１０１に戻される。
【０００９】
第２原水槽１０５には、有機系排水が供給されており、これらの排水は接触酸化槽１０７に導入され、活性汚泥により汚濁固形物質を吸着させて水中濃度を減少させた後、第２ろ過装置１２２に送られて、そこでろ過膜１２４により汚濁固形物が分離される。ろ過膜１２４を透過した排水は、放流槽１１２に導入され、排水放流される。第２ろ過装置１２２で濃縮された汚泥は、第２脱水機１１３に送られて脱水された後、廃棄され、排水Ｃは、第１原水槽１０１に戻される。
【００１０】
この特許文献１の排水処理設備では、汚泥固形物を除去可能なろ過膜を備えたろ過装置を使用するので、同程度の能力を有する従来の沈殿槽に比べて、大幅に小型化を図ることができ、また、細かい汚泥固形物を除去可能なろ過膜の選定をすることにより、従来必要であった砂ろ過槽および滅菌器を不要にすることができ、設備を簡略化して全体をコンパクトに構成することができる、と記載されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１の排水処理設備では、排水処理フローの中で、無機系排水の処理と有機系排水の処理とを別々に行っており、そのために処理工程が多段になっていること、およびそのための機器（例えば、中和槽１０４、接触酸化槽１０７、第２ろ過装置１２２など）を必要とする点で、未だ処理工程および機器点数の多さは否めない。
【特許文献１】特開平０８−１０８１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は、一般ごみ焼却場の無機系・有機系排水の処理方法において、さらに設備をコンパクトにし、運転管理を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、１つの局面において、ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理するための設備を提供する。この排水処理設備は、排水と、凝集剤および重金属キレート剤とを一緒に混合して上記排水中の浮遊固形分および重金属イオンのフロック化または不溶化を行うための１槽の凝集槽と、上記凝集槽からの上記排水を、精密ろ過膜によりろ過して固液分離するための精密ろ過膜処理槽とを備えている。
【００１４】
このように、本発明の排水処理設備は、凝集槽として１槽のみを必要とするため、機器点数が少なく済み、さらに、精密ろ過膜で有機系の微小粒子の分離が可能であるため、有機系排水処理（または生物処理）のための処理槽を別個に設ける必要がなく、したがって、設備自体がコンパクトになり、さらに排水処理の時間も短縮されるという利点を有する。
【００１５】
本発明の排水処理設備の好ましい実施形態では、上記凝集槽２において、上記排水にさらに炭酸ナトリウムを一緒に混合する。それにより、精密ろ過膜でのスケール生成による閉塞の原因となるＣａ分をＣａＣＯ3として予め粒子化し、除去することが可能となる。
【００１６】
本発明は、別の局面において、ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理する方法を提供する。この排水処理方法は、１槽の凝集槽において、上記排水と、凝集剤および重金属キレート剤とを一緒に混合して、上記排水中の浮遊固形分および重金属イオンをフロック化または不溶化する工程と、上記凝集槽からの上記排水を、精密ろ過膜によりろ過して固液分離する工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の排水処理方法は、１槽の凝集槽において浮遊固形分のフロック化または重金属の不溶化を完了することができ、さらに精密ろ過膜による浮遊固形分の分離を行うため、有機系排水処理（または生物処理）のための処理槽を別個に設ける必要はないため、排水処理が容易であり、それに要する時間も短縮されるという利点がある。
【００１８】
本発明の排水処理方法の好ましい実施形態では、上記フロック化または不溶化する工程において、さらに炭酸ナトリウムを一緒に混合する。それにより、精密ろ過膜の閉塞の原因となるＣａ分をＣａＣＯ3として予め粒子化し除去することが可能となる。
【００１９】
本発明は、ろ過装置として精密ろ過膜ろ過装置を使用することによって、無機系と有機系の排水処理を区別する必要が無いこと（または生物処理等の処理を別途行う必要はないこと）および凝集助剤を使用する必要がないこと、ならびにキレート剤と凝集剤での処理を同一槽内で行い得ること等を、本発明者が見出したことに基づいている。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように、本発明によれば、排水設備のコンパクト化、動力費の低減、およびランニングコストの低減等が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明するが、これは本発明の範囲を制限するものではない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理するための排水処理設備１１の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の排水処理設備１１は、凝集槽１２、および精密ろ過膜（以下、ＭＦ（Ｍｉｃｒｏ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）膜と略す）ろ過装置１４を備えるＭＦ膜処理槽１３を主要な構成要素とする。典型的には、さらに脱水機１５、ポンプ１６、１７、およびブロア１８を備えている。
【００２３】
まず、ごみ焼却プラント（不図示）において発生した排水は、凝集槽１２に送られ、そこで排水中の重金属類の不溶化および浮遊固形分（以下、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ）と略すことがある）のフロック化等が行われる。ここで、上記排水は、無機系排水であるか、有機系排水であるか、またはその両方かであるかを問わない。
【００２４】
凝集槽１２では、排水は、常温で塩化第二鉄または硫酸バンドなどのような凝集剤と適切なｐＨ条件下（通常、ｐＨ６−８、好ましくは、ｐＨ７）で混合され、排水中の重金属類およびＳＳが水酸化物として不溶化またはフロック化される。上記凝集槽１２において、さらに、上記排水中の重金属をキレート化合物にして不溶化するための液体キレート剤を混合する。さらに、上記排水中のＣａ分をＣａＣＯ3として粒子化するために、炭酸ナトリウムを凝集槽１２に混合してもよい。これにより、ＭＦ膜でのスケール生成を予防し得る。
【００２５】
このように、本発明の排水処理設備１１では、１つの凝集槽において、凝集剤、液体キレート剤、およびＣａを粒子化するための炭酸ナトリウムでの排水処理を同時に行い得るため、設備のコンパクト化という面で非常に有利である。
【００２６】
なお、本発明の排水処理設備１１の凝集槽１２で使用する凝集剤としては、塩化第二鉄、硫酸バンド等が使用され得る。Ｃａ粒子化剤としては、上記の炭酸ナトリウムのほかに、炭酸カリウム等が使用され得る。
【００２７】
次いで、凝集槽１２で処理された排水は、自然流下によりＭＦ膜ろ過装置１４を備えたＭＦ膜処理槽１３に送られ、そこで、不溶化またはフロック化された固形物の除去が行われる。ＭＦ膜は、約１０μｍ〜０．１μｍの大きさの固形物（例えば、懸濁物、コロイド、凝集物、微粒子、細菌など）を除去するのに適したろ過膜である。本発明の排水処理設備１１では、ＭＦ膜ろ過装置１４として、代表的には、浸せき型のＭＦ膜を用いたろ過装置を使用するが、これに限定されない。ＭＦ膜を用いたろ過装置は、当業者に周知の業者から市販品として入手可能である。一般に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン多孔質フィルム等の素材でできたＭＦ膜を使用したものが容易に入手可能であり、当業者は用途に応じて適宜最適なものを選択し得る。なお、ＭＦ膜は中空子膜であり、常に表面を洗浄する必要があるため、ＭＦ膜処理槽１３では、常にＭＦ膜処理装置１４の下部からブロア１８で空気を送り、泡によって膜表面に付着する浮遊物を除去する。
【００２８】
ＭＦ膜ろ過装置１４を透過した排水は、通常、ポンプ１７によってごみ焼却プラント（不図示）のガス冷却塔１９へ送られ、そこで、ガスを冷却するために使用される。一方、ＭＦ膜ろ過装置１４を透過し得なかった固形物を含む濃縮排水は、ポンプ１６により脱水機１５に送られて脱水され、そこで汚泥と脱水ろ液Ａとに分離される。脱水汚泥は、通常、ごみ焼却プラントのごみピット２０へ戻され、再度燃焼される（場合によっては、単独で場外搬出することもある）。一方、脱水ろ液Ａは排水処理フローの原水に戻され、再度排水処理に供される。
【００２９】
本発明の排水処理設備１１では、ＭＦ膜処理槽１３において、典型的には、ＳＳの濃度２０，０００ｐｐｍ程度まで排水を濃縮することが可能であり、従来の沈殿槽（または沈殿池）や砂ろ過槽と代替できる。
【００３０】
従来、凝集剤で排水を処理するときは、混合することを目的に早い回転数で攪拌し（典型的には２００〜４００ｒｐｍ）、凝集助剤で排水を処理する場合には、フロックを大きくすることを目的に凝集剤で処理するときよりも遅い回転数（典型的には、２００ｒｐｍ以下）でゆっくりと攪拌する必要があった。そのため、凝集剤での処理のための槽と凝集助剤での処理のための槽とを別々に設ける必要があった。しかしながら、本発明の排水処理設備１１で使用するＭＦ膜は、約１０μｍ〜０．１μｍの大きさの微小な粒子を捕捉・分離することができるため、凝集剤で排水を処理した後、従来のように凝集助剤を用いてさらにフロックを大きくする工程（またはそのための槽）を設ける必要がない。また、ＭＦ膜処理槽１３において（ＭＦ膜により）、有機物等の除去も行い得るため、有機系排水の処理（または生物処理）のための工程または処理槽を別途設ける必要がないという利点が得られる。
【００３１】
さらに、本発明の排水処理設備では、キレート剤での処理と凝集剤での処理とを１つの槽内で一緒に行う。通常、キレート剤メーカーの指示書によれば、キレート剤での処理を単独で行うことが推奨されているが、本発明者の実験により、凝集剤と同一槽内でキレート剤を用いても問題がないことが判明している。
【００３２】
このように、本発明の排水処理設備１１によれば、設備の機器点数を有意に減少させ得、顕著な設備のコンパクト化が可能となり、排水処理手順の簡易化、設備費の削減、管理運営の簡易化等の点で有意な利益が得られる。
【００３３】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明するが、この実施例は本発明の範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００３４】
図１に示すものと同様の本発明の排水処理設備１１において、以下のように排水処理を行った。
【００３５】
まず、ごみ焼却プラントからの無機系、有機系排水等を含む各種汚水を、一槽の凝集槽１２に投入した。凝集槽１２には、重金属除去用の液体キレート剤を２０〜５０ｐｐｍ、スケール防止剤としての炭酸ナトリウム（ＮａＣＯ3）を１００〜３００ｐｐｍ、凝集剤として塩化第２鉄（ＦｅＣｌ3）を１００ｐｐｍ含まれるように投入し、上記排水と混合させた。
【００３６】
凝集槽１２において上記の通り粒子化処理を行った排水を、ＭＦ膜処理槽１３に流入させた。ＭＦ膜処理槽１３には、浸せき型のＭＦ膜ろ過装置（三菱レイヨン社製）が設置されており、ここで、固液分離を行った。
【００３７】
結果を、以下の表１に示す。
【表１】
2006007145.tif 000003
【００３８】
上記のように、本発明の排水処理設備１１で処理された処理水中のＳＳは完全に除去されており、ＢＯＤも、処理前に比べて１０分の１未満に減少していることがわかる。また、ＰｂやＣｄのような重金属類の濃度も、処理前の原水に比較して、有意に減少していることがわかる。
【００３９】
したがって、本発明の排水処理設備１１は、排水処理において効果的であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の排水処理設備は、排水設備のコンパクト化、動力費の低減、およびランニングコストの低減等が図れるため、ごみ焼却プラント等の排水処理設備として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る、ごみ焼却プラントにおいて発生する排水を処理するための排水処理設備１１の全体構成を示す模式図
【図２】従来のごみ焼却施設における排水処理設備の全体構成を示す模式図
【符号の説明】
【００４２】
１１  本発明の排水処理設備
１２  凝集槽
１３  ＭＦ膜処理槽
１４  ＭＦ膜ろ過装置
１５  脱水機
１６，１７  ポンプ
１８  ブロア
１９  ガス冷却塔
２０  ごみピット
【図１】
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【図２】
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