(57)【要約】【課題】高濃度の硫黄分を含む排水処理において、リサイクル可能な固形物と浄化水へと分離する排水処理方法を提供することである。【解決手段】高濃度の硫黄分を含む排水を凝集沈降処理する前に、重力沈降槽にて凝集剤および凝集助剤の不存在下で滞留させることで、重力沈降槽にて発生した第一沈降物を高硫黄濃度のリサイクル可能な固形物として排出し、硫黄濃度の下がった上澄み排水を通常の凝集沈降処理をおこない、凝集沈降槽にて発生した第二沈降物を低硫黄濃度のリサイクル可能な固形物として排出する排水処理方法。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度の硫黄分を含むプラント排水の処理方法であって、
排水を重力沈降槽へ輸送する第一輸送ステップと
重力沈降槽において前記排水を凝集剤および凝集助剤の不存在下で滞留させる第一沈降ステップと、
第一沈降ステップにより分離された上澄み排水を凝集沈降槽へ輸送する第二輸送ステップと、
第一沈降ステップの沈降物を排出する第一沈降物排出ステップと、
前記凝集沈降槽において前記上澄み排水に凝集剤または凝集助剤もしくはその両方を加え攪拌後、滞留させる第二沈降ステップと、
第二沈降ステップにより分離された浄化水を放水する放水ステップと
第二沈降ステップの沈降物を排出する第二沈降物排出ステップとを備えた
プラント排水処理方法
【請求項２】
前記第一沈降物における硫黄分濃度が１５ｗｔ％より大きく、かつ前記第二沈降物における硫黄分濃度が３ｗｔ％以下であることを特徴とする
請求項１に記載のプラント排水処理方法
【請求項３】
排煙系統の機器の洗浄排水を燃焼灰の洗浄排水のみとし、そのほかの排水を混入させることなく請求項１または２に記載の排水処理を行い、
第一沈降ステップの沈降物をばいじんとして処理することを特徴とする
石炭火力発電所の排煙系統の洗浄方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電所の機器洗浄排水等、プラントで発生する高濃度の硫黄分を含む排水を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１から図３を用いて石炭火力発電所の機器洗浄排水等の排水処理方法について説明する。図１は石炭火力発電所の排煙系統と燃焼灰の処理系統を説明する図である。図２は従来の機器洗浄水の排水系統を説明する図である。図３は従来の排水処理装置の構造を説明する図である。
【０００３】
石炭火力発電所の排煙系統１００は、ボイラー１１０で石炭を燃焼させて発生した燃焼ガスが、節炭器１１１、脱硝装置１２０、空気予熱器１３０、熱回収器１４０、電気集塵機１５０、脱硝装置１６０、再加熱器１７０の各機器を通過後煙突から排気される。
【０００４】
燃焼ガスには燃焼灰が含まれており、排煙系統１００の各機器に付着堆積する。ボイラー１１０運転中に発生した燃焼灰は、節炭器１１０、空気予熱器１３０、熱回収器１４０、電気集塵機１５０の下部に設置されたホッパーに堆積する。ホッパーに堆積した燃焼灰は真空を利用して中継貯槽２１０に集められた後、原粉サイロ２２０において保管される。原粉サイロ２２０に保管された燃焼灰はコンベア払出され、土地造成材として埋め立て処理されたり、セメント原料としてリサイクル処理される。
【０００５】
排煙系統１００の各機器に付着堆積した燃焼灰の多くはホッパーから回収することができるが、一部は各機器表面に付着してしまい熱交換器等の効率を低下させてしまう。そこで、発電プラントの定期点検に合わせて、各機器の健全度評価、機能向上を目的に排煙系統１００の水洗処理を行っている。水洗処理を行った排水は各機器に設置する排水配管３１０で排水処理装置３００に輸送されて処理される。
【０００６】
排水処理装置３００に輸送された排水は、ユニット排水槽３２０から排水貯槽３３０に輸送され、空気等により攪拌され排水濃度を均一にし、凝集沈降槽３４０に輸送される。凝集沈降槽３４０では薬剤投入手段３４２から凝集剤を投入することで、燃焼灰等を含む固形物は沈降させ、第二沈降物排出ポンプ３４３にて脱水機３５０へ搬送され、土地造成材として埋め立て処理したり、セメントの副原料としてリサイクル処理される。上澄み水は放水基準に適合していることを確認した上で海等へ放水する。
【０００７】
凝集沈降槽３４０の薬剤投入手段３４２にて投入される凝集剤は、処理する排水の性質によって、凝集剤や凝集助剤等使用する薬品を使い分けている。一般的に、凝集剤は一次フロックを形成させる目的で投入し、凝集助剤はそのフロック形成効果を高める目的で投入する。対象となる水質に濁質を多く含んでいる場合は、濁質分が一次フロックと同等の働きをすることから、凝集助剤のみの投入であっても十分な効果が得られる場合がある。
【０００８】
石炭火力発電所における石炭灰または石炭成分を含む排水処理技術および、凝集沈降層の沈降効果を高める方法として、排水に薬剤等を添加して水質ＰＨを調整する方法などが開示されている。（たとえば、特許文献１や特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２８９２９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に燃焼灰を含む沈降物はセメントの副原料としてリサイクルが可能であるが、排煙系の洗浄排水から生じた固体物は１０ｗｔ％を超える硫黄分濃度となり、セメント工場等のリサイクルの受入基準（３ｗｔ％以下）を大きく超過してしまうことがある。また、受入基準を超過しないようにするためには、硫黄分濃度の高い機器洗浄排水は、他の一般排水等に少しずつ薄めて排水処理するしかなく、排水処理時間が非常に長くなり、設備の稼働動力と人件費の増大につながる。
【００１１】
このため、高濃度の硫黄分を含む排水についても、リサイクル可能な固形物と浄化水へ分離する、排水の処理方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は上記課題について鋭意検討を行い、凝集剤等を用いずに滞留させることで重力沈降分離した場合に、高濃度の硫黄分を含む固形物が選択的に沈降することを発見し、本排水処理方法を発明するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１４】
高濃度の硫黄分を含むプラント排水の処理方法であり、処理排水を重力沈降槽へ輸送する第一輸送ステップと、重力沈降槽において排水を凝集剤および凝集助剤の不存在下で滞留させる第一沈降ステップと、第一沈降ステップにより分離された上澄み排水を凝集沈降槽へ輸送する第二輸送ステップと、第一沈降ステップの沈降物を排出する第一沈降物排出ステップと、凝集沈降槽において上澄み排水に凝集剤または凝集助剤もしくはその両方を加え攪拌後、滞留させる第二沈降ステップと、第二沈降ステップにより分離された浄化水を放水する放水ステップと、第二沈降ステップの沈降物を排出する第二沈降物排出ステップとを備えたプラント排水処理方法である。
【００１５】
また、第一沈降物における硫黄分濃度が１５ｗｔ％より大きく、かつ第二沈降物における硫黄分濃度が３ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラント排水処理方法である。
【００１６】
また、排煙系統の機器の洗浄排水を燃焼灰の洗浄排水のみとし、そのほかの排水を混入させることなく上記排水処理を行い、第一沈降ステップの沈降物をばいじんとして処理することを特徴とする石炭火力発電所の排煙系統の洗浄方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のプラント排水処理方法によれば、石炭火力発電所の洗浄排水のように、高濃度の硫黄分を含む排水についても、硫黄分濃度に応じて適正な処理が可能となった。また、凝集沈降槽に輸送する排水の硫黄分濃度が低下するため、凝集沈降槽における排水処理時間が大幅に短縮でき、設備の稼働動力および人件費等の大幅な節減につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００１９】
図４に、本発明にかかるプラント排水処理方法が適用されうる排煙系統１００および排水処理装置３００を示す。排煙処理系機器である、節炭器１１１、空気予熱器１３０、熱回収器１４０、電気集塵機１５０、再熱加熱器１７０を洗浄した水は、排水配管３１０により排水処理装置３００に輸送される。
【００２０】
このように、排水処理装置３００へ輸送される排水は、上記排煙処理系機器に付着した燃焼灰を含んでおり、結果として高濃度の硫黄分を含むこととなる。また、一度の洗浄により、２，０００〜２０，０００ｍ３の排水が生じる。
【００２１】
ここで、図４の排水処理装置３００を、他の排水系統（一般排水）と独立にすることができる。そうすることで、排水処理装置３００で発生する沈降物に燃焼灰以外の一般排水等が混じらなくなるため、当該沈降物を純粋なばいじんとして処理することが可能となる。また、排煙系統１００の各機器中、再加熱器１７０等のように洗浄排水中に石膏分等の燃焼灰以外の物質が混入する場合は当該排水を別処理し、排水処理装置３００に燃焼灰以外の排水が混ざらないようにする。純粋なばいじんであれば、自治体との協議の上、土地造成材として埋め立て処理を検討することもでき、有益な処理手段とすることが可能となる。
【００２２】
本発明にかかる排水処理装置３００の構造を図５に示す。重力沈降槽３３５は、容積が１，０００ｍ３〜５，０００ｍ３程度の開放型のプールであり、これが１つ、あるいは複数組み合わされている。貯槽は雨や落下物を防ぐための覆いを備えている。重力沈降槽３３５は従来の排水処理装置同様排水貯槽３３０を利用してもよく、図５は排水貯槽３３０を重力沈降槽３３５として使用した場合を図示している。排水貯槽３３０を重力沈降槽３３５として使用することで、従来の設備をそのまま活用することができる。
【００２３】
重力沈降槽３３５は通常排水貯槽３３０として使用されているため、攪拌用空気供給手段３１１を備えており、通常は様々な種類の排水が輸送されてくるため、空気等にて攪拌し均一に混ぜ合わせた後凝集沈降槽３４０へ排水を輸送する。しかし、高濃度の硫黄分を含む排水を処理する場合は、あえて攪拌をせず滞留させ高濃度の硫黄分を含む固形物を槽の底に沈降させる。沈降物は沈降物排出ポンプ３３３にて排出し、ばいじんとして処理をする。
【００２４】
また、凝集沈降槽３４０は攪拌手段３４１と薬剤投入手段３４２を備え、凝集剤等を添加し攪拌することが可能な構造となっている。一般に、重力沈降槽３３５よりも容積は小さく、重力沈降槽３３５に滞留された上澄み排水を何回かに分けて処理する。なお、凝集沈降槽３４０を攪拌スクリュー方式として例示したが、攪拌スクリュー方式以外にも、ポンプの吐出流速を利用した攪拌方式等その他の手段でもよい。
【００２５】
図６は本発明にかかるプラント排水処理方法の実施形態を示すフロー図である。
【００２６】
機器を水で洗浄し（Ｓ０１）、排水配管３１０により洗浄と同時に、処理すべき洗浄排水は重力沈降槽３３５へ輸送される（Ｓ０２）。重力沈降槽３３５での沈降ステップはステップＳ０３に該当する。ステップＳ０３では、凝集剤等の薬剤を添加することなく、輸送されてきた洗浄排水をそのまま滞留する。数日の滞留により、上澄み（上澄み排水）と沈降物（第一沈降物）に分離する。
【００２７】
ステップＳ０４では、上澄み排水を抽出し、凝集沈降槽３４０へ輸送する。この抽出、輸送は通常のポンプで行う。また、ステップＳ０８において、沈降物はポンプ等により重力沈降槽３３５より排出される。この沈降物の硫黄分濃度は、通常は２０ｗｔ％程度かそれ以上である。
【００２８】
ここで、排水処理装置３００が独立し排煙処理系機器の洗浄排水以外が混入しない構成になっている場合には、ステップＳ０８で排出された沈降物には燃焼灰以外は含まれないこととなり、ばいじんとして処理をすることができる。
【００２９】
第二沈降ステップは、ステップＳ０５およびＳ０６からなる。凝集沈降槽３４０では、薬剤投入手段３４２を介して凝集剤が添加され、攪拌手段３４１にて攪拌される（Ｓ０５）。なお、薬剤投入手段３４２によって添加される凝集剤は、処理する排水の性質に適した凝集剤や凝集助剤などを使用することができ、凝集剤に限定するものではない。その後、滞留し沈降させる（Ｓ０６）。これより、上澄みである浄化水と、沈降物（第二沈降物）に分離される。第二沈降ステップは連続処理が可能であり、重力沈降槽３３５から一定量の上澄み排水を連続的に受け入れ、浄化水を連続的に放水する。
【００３０】
浄化水は、放水ポンプ３４４にて排出され、浄水された一般排水と一緒にプラント外へ放水される（Ｓ０７）。第二沈降物は第二沈降物排出ポンプ３４３により排出される（Ｓ０９）。この沈降物の硫黄分濃度は、常に３ｗｔ％以下であり、セメントの副原料としてリサイクルされる。
【００３１】
〔実施例１〕
石炭火力発電所の空気予熱器、熱回収器、電気集塵機の洗浄排水、約１０，０００ｍ３を本発明にかかる方法で処理した。重力沈降槽は排水貯槽を使用し、排水貯槽は２，５００ｍ３を２基と５，０００ｍ３を１基用い、３日間滞留させた。
【００３２】
凝集沈降槽は容積２４０ｍ３で、攪拌機能を備えたものを使用し、投入薬剤は凝集助剤として栗田工業株式会社の商品名「クリフロック」を１ｍ３あたり１０ｇ添加した。凝集沈降槽では凝集助剤の添加および攪拌のあと、５日間滞留させた。結果として、第一沈降物が５０ｍ３生じ、第二沈降物が４０ｍ３生じた。第一沈降物の硫黄分濃度は２０ｗｔ％であり、第二沈降物の硫黄分濃度は２ｗｔ％であった。
【００３３】
また、従来方法では第二沈降物の硫黄分濃度をセメント工業の受入基準（３ｗｔ％以下）を超過しないようにするために、硫黄分濃度の高い機器洗浄排水は通常の処理に比べ一般排水との混合率を減ずる必要があったため、排水処理日数が１７０日かかっていた。本発明にかかる方法で処理したところ、排水処理日数を５０日に短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】排煙系統と燃焼灰の処理系統を示す図
【図２】従来の機器洗浄排水の排水系統図
【図３】従来の排水処理装置の構造を示す図
【図４】本発明にかかる機器洗浄排水の排水系統図
【図５】本発明にかかる排水処理装置の構造を示す図
【図６】本発明にかかる排水処理方法のフロー図
【符号の説明】
【００３５】
１００  排煙系統
１１０  ボイラー
１１１  節炭器
１２０  脱硝装置
１３０  空気予熱器
１４０  熱回収器
１５０  電気集塵機
１６０  脱硝装置
１７０  再加熱器
１８０  灰輸送配管
２００  燃焼灰処理系統
２１０  中継貯槽
２２０  原粉サイロ
３００  排水処理装置
３１０  排水配管
３２０  ユニット排水槽
３３０  排水貯槽
３３１  攪拌用空気供給手段
３３２  上澄み水輸送ポンプ
３３３  第一沈降物排出ポンプ
３３５  重力沈降槽
３４０  凝集沈降槽
３４１  攪拌手段
３４２  薬剤投入手段
３４３  第二沈降物排出ポンプ
３４４  放水ポンプ
３５０  脱水機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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