(57)【要約】【課題】有機性廃棄物の燃料回収工程に設置されたスクラバから排出されるスクラバ排水に含まれるシアン成分を安全に、かつ低コストで処理することができるスクラバ排水の処理方法を提供する。【解決手段】有機性廃棄物の燃料回収工程に設けられたスクラバ５から排出されるスクラバ排水を、ｐＨ調整槽１０でｐＨ２〜ｐＨ５に調整したうえ、曝気槽１１に導いて排水中のシアン成分を気相側に移行させ、これにより生じたシアン含有ガスをボイラ２０で燃焼処理する。ボイラ１４は回収燃料の一部を燃焼させるもので、シアン含有ガスをその燃焼用空気として使用する。【選択図】図１
2008200578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物の燃料回収工程に設けられたスクラバから排出されるスクラバ排水を、気相移行手段に導いて排水中のシアン成分を気相側に移行させ、これにより生じたシアン含有ガスをボイラで燃焼処理することを特徴とするスクラバ排水の処理方法。
【請求項２】
気相移行手段として曝気槽を使用することを特徴とする請求項１に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項３】
スクラバ排水量の２０〜１００倍の体積比の空気を、スクラバ排水に吹き込んで曝気することを特徴とする請求項２に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項４】
スクラバ排水をｐＨ２〜ｐＨ５に調整したうえ、曝気することを特徴とする請求項２に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項５】
ボイラが回収燃料の一部を燃焼させるボイラであり、シアン含有ガスをその燃焼用空気として使用することを特徴とする請求項１に記載のスクラバ排水の処理方法。
【請求項６】
ボイラで発生させた蒸気を燃料回収工程に供給される有機性廃棄物の乾燥に利用することを特徴とする請求項１に記載のスクラバ排水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物の燃料回収工程に設置されたスクラバから排出されるスクラバ排水の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒素化合物を含有する有機性廃棄物、特にタンパク質を多く含む下水汚泥等から、熱分解やガス化処理により燃料ガスを回収する燃料回収工程では、窒素化合物のガス化反応により高濃度のシアン化水素（ＨＣＮ）等のシアン成分やアンモニア（ＮＨ３）が副生される。燃料ガスはスクラバを通して浄化したうえで回収されるが、燃料ガス中のシアン成分やアンモニアはスクラバ排水中に移行するため、スクラバ排水中のシアン成分の処理が必要である。また、アンモニア成分も低減させる必要がある場合がある。
【０００３】
シアン含有廃水の処理方法には、次亜塩素酸ソーダを用いたアルカリ塩素法が一般的に用いられている。またアンモニア成分については、次亜塩素酸ソーダを用いたブレークポイント法が知られている。
【０００４】
ところが、これらのアルカリ塩素法やブレークポイント法は、次亜塩素酸ソーダを酸化剤として用いるため、排水中の被酸化成分の同伴により、過剰に次亜塩素酸ソーダが使用されるほか、ｐＨ調整に用いるアルカリ薬剤も緩衝作用により多量に必要となるため、コスト高になってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１〜３に示されるような、放散塔や曝気塔による気相側へのシアン揮散法が提案されている。また、アンモニア成分については、放散塔によるアンモニアストリッピング法がある。しかしながら、これらの放散塔や揮散塔を用いた、シアン成分やアンモニア成分の気相側への揮散処理では、気相側へ移行したシアン成分の安全な処理方法が未確立であるという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に示される揮散シアン成分を炉に返送する方法を燃料回収工程のガス化炉に適用すると、ガス化炉内が低酸素雰囲気であるため、シアン成分の分解が進ます、かえって燃料ガス中のシアン成分が濃縮されてしまう恐れがあった。
【特許文献１】特開平１１−３０２６６７号公報
【特許文献２】特開平７−１４８４９３号公報
【特許文献３】特許昭５４−１５６３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、有機性廃棄物の燃料回収工程に設置されたスクラバから排出されるスクラバ排水に含まれるシアン成分を安全に、かつ低コストで処理することができるスクラバ排水の処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明は、有機性廃棄物の燃料回収工程に設けられたスクラバから排出されるスクラバ排水を、気相移行手段に導いて排水中のシアン成分を気相側に移行させ、これにより生じたシアン含有ガスをボイラで燃焼処理することを特徴とするものである。
【０００９】
なお、スクラバ排水からのシアン成分の気相側への移行を、曝気により行うことができ、その場合にはスクラバ排水量の２０〜１００倍の体積比の空気を、スクラバ排水に吹き込んで曝気することが好ましい。また、スクラバ排水をｐＨ２〜ｐＨ５に調整したうえ、曝気することが好ましい。また、ボイラが回収燃料の一部を燃焼させるボイラであり、シアン含有ガスをその燃焼用空気として使用することが好ましく、そのボイラで発生させた蒸気を燃料回収工程に供給される有機性廃棄物の乾燥に利用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スクラバ排水に含まれるシアン成分を気相側に移行させたうえ、シアン含有ガスをボイラで燃焼処理するので、安全確実にシアン成分を処理することが可能となる。またシアン成分を気相側に移行させる手段として曝気を採用すれば、効果的に気相側に移行させることが可能となり、特にスクラバ排水を予めｐＨ２〜ｐＨ５に調整しておけば、シアンの揮散が促進される。またボイラの発生蒸気を有機性廃棄物の乾燥に利用することにより、エネルギの無駄をなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す説明図であり、ここでは下水処理場から発生する脱水汚泥を原料として燃料を回収する工程を示す。ただし有機性廃棄物は脱水汚泥に限定されるものではなく、都市ゴミその他のバイオマスを用いることもできる。
【００１２】
図１において１は脱水汚泥の乾燥機、２はガス化炉、３は排熱ボイラ、４は集塵機、５はガス浄化用のスクラバ、６はブロア、７は回収された燃料ガスを燃料とするガスエンジン、８は発電機である。
【００１３】
脱水汚泥は乾燥機１で乾燥したうえ、ガス化炉２に供給される。乾燥汚泥は、ガス化炉２内で流動撹拌されながら熱分解し、可燃性の熱分解ガスに分解される。
【００１４】
得られたガスは排熱ボイラ３で排熱回収され、水蒸気を発生させる。この水蒸気は乾燥機１の熱源として使用される。
【００１５】
また得られたガスは、セラミックフィルタ等の集塵機４で灰分が除去され、スクラバ５を通して浄化されて清浄な燃料ガスとなり、ガスエンジン１３に導かれる。スクラバ１０、１１内で洗浄水と気液接触することにより、改質ガス中のシアン化水素（ＨＣＮ）等のシアン成分やアンモニアは、スクラバ排水に移行する。
【００１６】
スクラバ５で、浄化された燃料ガスは、ブロア６によりガスエンジン７に供給され、発電機８を駆動するためのエネルギ源として利用される。ガスエンジン７の排ガスはボイラ１４に供給され、水蒸気を発生させたうえで、煙突１６から排出される。脱水汚泥が高含水の場合や、運転条件によっては、排熱ボイラ３やボイラ１４から乾燥機１に供給される水蒸気の熱量では、乾燥機１内での脱水汚泥の乾燥が不十分となって、ガス化炉２のガス化の効率が落ちる恐れがある。そこで、乾燥機１に供給される熱量の不足分を補うために、ボイラ１４内にバーナ１５を設け、燃料回収工程で回収された燃料ガスの一部を燃焼させて、乾燥機１の熱源としている。
【００１７】
スクラバ５から排出されるスクラバ排水は、ポンプ９でｐＨ調整槽１０に送給される。なお、スクラバ５から排出されるスクラバ排水の水温は４０℃〜６０℃である。このｐＨ調整槽１０には酸、例えば硫酸を投入して、ｐＨ２〜５に調整する。このようなｐＨ領域に調整することにより、シアンが水中から解離し易くなる。
【００１８】
ｐＨ調整槽１０でｐＨ調整されたスクラバ排水は、その後段に設けられた気相移行手段である曝気槽１１に導かれる。この曝気槽１１は水深が１〜４ｍであり、散気板や散気管などの散気手段１１ａにブロア１２で空気を送給して微細気泡を吹き込み、曝気する。この曝気により、スクラバ排水に含まれるシアン成分やアンモニア成分等の有害物質が揮散し、気相側に移行する。なお、スクラバ排水から前記有害物質を、確実に気相側に移行させるためには、少なくともスクラバ排水量の２０〜１００倍の体積比の空気をスクラバ排水に吹き込んで曝気することが好ましい。前述したように、スクラバ排水をｐＨ調整槽１０でｐＨ２〜５に調整するのは、この曝気槽１７で前記有害物質、特にシアン成分の気相側への移行を迅速かつ確実にするためである。また、ｐＨ調整を曝気槽内で行うことにより、ｐＨ調整槽１０でｐＨ調整をする工程を省略することが可能となり、この場合にはｐＨ調整槽１０は不要となる。
【００１９】
なお、曝気槽１１内のスクラバ排水の曝気により、気相側に移行したシアン成分を含有するガスが外部に漏洩しないように、曝気槽１１はブロア等で陰圧に保持されている。
【００２０】
スクラバ排水は４０℃〜６０℃の温水であるので、スクラバ排水に含まれる前記有害物質の、気相側への移行が促進される。しかし、必要に応じて、前記有害物質の気相側への移行を促進させるために、曝気槽１１に、スクラバ排水を保温する保温手段や、スクラバ排水を加温する加温手段を設けることが好ましい。また、このスクラバ排水を加温する加温手段の熱源に、例えば、排熱ボイラ３で得られた熱等のような、有機性廃棄物のガス化処理工程の排熱を利用することが好ましく、この場合には、排熱を利用することから、環境負荷を低減することが可能となる。
【００２１】
なお、本実施形態では気相移行手段として曝気槽１１を使用したがこれに限定されず、塔高さ４〜８ｍの多段放散塔や、ラシヒリング等を充填した充填塔等を気相移行手段として用いることもできる。
【００２２】
曝気槽１１から排出されるシアン含有ガスは、前述したボイラ１４内に設けられたバーナ１５の燃焼空気として供給され、燃焼処理される。このように、燃料ガスとともに高温で酸化燃焼させるので、シアン成分やアンモニア成分等の有害物質を、完全に燃焼処理することができる。なお、シアン含有ガスをガス化炉内へ返送した場合にはシアンやアンモニアの濃縮や、Ｎ２Ｏなどの温暖化ガスの発生が懸念されるが、本発明ではそのような問題は生じない。
【００２３】
また、燃焼熱はボイラ１４で回収され、有機性廃棄物を乾燥機１で乾燥させるための熱源として利用するので、排熱を利用してガス化炉２における有機性廃棄物のガス化の効率を向上させることが可能となり、環境負荷を低減することが可能となる。
【００２４】
曝気槽１１でシアン成分等が除去されたスクラバ排水は、中和槽１３に導かれる。中和槽１３には例えば水酸化ナトリウム等のアルカリが投入され、スクラバ排水を中和する。このスクラバ排水は例えば下水処理場の最初沈殿地へ返送され、処理される。
【実施例】
【００２５】
図１に示される下水汚泥ガス変換設備に設置されたスクラバから排出されるスクラバ排水には、濃度３００ｍｇ／Ｌのシアン化水素（ＨＣＮ）と、濃度１０００ｍｇ／Ｌのアンモニアが含有されていた。その水温は６０℃である。このスクラバ排水に硫酸を添加してｐＨを２に調整したうえ、水温を６０℃に保持しながら、容積比で３０倍の空気により曝気した。曝気開始から３時間後の水中のシアン化水素（ＨＣＮ）、アンモニア濃度を測定したところ、シアン化水素（ＨＣＮ）濃度０．１ｍｇ／Ｌ、アンモニア濃度３００ｍｇ／Ｌにまで低下していた。曝気槽から排出されるシアン含有ガスをボイラのバーナの燃焼用空気として用い、燃焼処理をした。ボイラから排出される排ガス中のシアン化水素（ＨＣＮ）、アンモニア（ＮＨ３）はともに検出限界以下であることを確認した。
【００２６】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うスクラバ排水の処理方法及びスクラバ排水の処理装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      乾燥機
２      ガス化炉
３      排熱ボイラ
４      集塵機
５      スクラバ
６      ブロア
７      ガスエンジン
８      発電機
９      ポンプ
１０    ｐＨ調整槽
１１    曝気槽
１１ａ  散気手段
１２    ブロア
１３    中和槽
１４    ボイラ
１５    バーナ
１６    煙突
【図１】
2008200578.tif 000003