(57)【要約】      （修正有）【課題】石炭火力発電所の復水脱塩装置排水と脱硫排水にはアンモニアが比較的多く含まれており、排水を発電所外に放流するためにはこのアンモニアを分解する必要があり、復水脱塩装置排水を効率的に処理する排水処理方法を提供する。【解決手段】石炭火力発電所の復水脱塩装置排水と脱硫排水とを同じ排水タンク１１に投入し、この排水タンク１１を３０〜５０℃に保温して１日以上４日以下保持し、硝化菌による硝化と脱窒菌による分子状窒素化とによって行われる生物脱窒法により排水中に含まれているアンモニアを処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭火力発電所の復水脱塩装置排水の処理を行う排水処理方法であって、
排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入する投入工程と、
前記投入工程の後、前記排水タンクを保温しつつ１日以上４日以下保持する保持工程と
を含む、排水処理方法。
【請求項２】
前記排水タンクにはさらに空気予熱器洗浄排水が加えられる、請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記保持工程では前記排水タンク内の排水を３０℃以上５０℃以下に保温する、請求項１または２に記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記保持工程の後に排水に次亜塩素酸ソーダを加える工程をさらに含む、請求項１から３のいずれか一つに記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記保持工程の後に排水中の亜硝酸イオンの量を測定し、該亜硝酸イオンの量が所定値を越えているときに排水に次亜塩素酸ソーダを加える、請求項４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、排水処理方法に関し、特に石炭火力発電所の復水脱塩装置排水の処理を行う排水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所においては、様々な装置および工程で排水が発生し、それぞれの排水の特徴に合わせて処理をしている。例えば定常的に発生する排水には、脱硫排水、純水装置排水、復水脱塩装置排水、ユニットドレン排水などがあり、非定常的に発生する発生する排水には、各種機器洗浄排水（例えば空気予熱器洗浄排水、電気集塵機洗浄排水）、ボイラ化学洗浄排水、ボイラ系統ブロー排水などがある。脱硫排水は排煙脱硫装置から排出される排水であり、ボイラ排ガス中の煤塵、フッ素や重金属などが含まれているため、これらを処理するため他の排水とは別に単独で処理を行っている。
【０００３】
これらの排水を処理して発電所外に排出するには、一定の排出基準を満たすように処理を行う必要がある。例えば法によってあるいは公害防止協定によって、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、浮遊物質量、重金属の量、油分などを所定の基準値以下にして排出するように決められている。この排出基準は段々と厳しくなってきており、この排出基準を満たすように様々な排水処理技術が開発されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１には、排水に含まれるアンモニア態窒素を硝酸態窒素に分解する生物処理部を有する水処理装置であって、排水の温度または外気温を検出してその温度が所定温度以下の時には電解処理によってアンモニア態窒素を窒素ガスに変換する電解処理部を備えている水処理装置が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、排煙脱硫排水中に含まれる毒性物質、特に過硫酸の濃度を検知して、その検知結果に応じて活性炭処理工程と硝化脱窒工程の順序を変えて排水を処理する排水処理方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６７９６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３６０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置では、温度が低くなると電解処理を行うので、余分なエネルギーが必要となりエネルギー効率が悪化するとともに排水処理にかかるコストが上昇してしまう。
【０００７】
特許文献２に開示されている方法は、排煙脱硫装置の運転条件の変化に応じて排煙脱硫排水の処理を効率的に行うための方法であり、排煙脱硫排水以外の排水には適用できない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、復水脱塩装置排水を効率的に処理する排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の排水処理方法は、石炭火力発電所の復水脱塩装置排水の処理を行う排水処理方法であって、排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入する投入工程と、前記投入工程の後、前記排水タンクを保温しつつ１日以上４日以下保持する保持工程とを含む構成とした。このような構成とすることにより、高温の脱硫排水によって復水脱塩装置排水の温度が上がり、それを１日以上４日以下保温することによって復水脱塩装置排水中のアンモニアが排水タンク内で分解される速度が大きく向上する。
【００１０】
前記排水タンクにはさらに空気予熱器洗浄排水が加えられることが好ましい。
【００１１】
前記保持工程では前記排水タンク内の排水を３０℃以上５０℃以下に保温することが好ましい。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記保持工程の後に排水に次亜塩素酸ソーダを加える工程をさらに含む。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記保持工程の後に排水中の亜硝酸イオンの量を測定し、該亜硝酸イオンの量が所定値を越えているときに排水に次亜塩素酸ソーダを加える。
【発明の効果】
【００１４】
排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入して保温を行うので、復水脱塩装置排水中のアンモニアの処理が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施形態について説明をする前に、本願発明者が本願を発明をするに至った経緯について説明をする。
【００１６】
上述のように発電所からの排水に対する規制は厳しくなっているとともに排水処理の技術も年とともに様々な技術が開発されており、発電所から発生する全ての排水をどのように処理したら効率的且つ低コストとなるかは、現在も大いに検討が行われている。このような観点から現行の排水処理方法を見てみると、従来は、排煙脱硫装置から排出される脱硫排水にはフッ素や重金属などが含まれておりこれらの処理を行う必要があるため、脱硫排水は単独で処理を行っており他の排水と混合することは全く考えられていなかった。本願発明者は、石炭火力発電所から排出される全ての排水の処理をトータルに考えた結果、現状の排水規制に適合しており且つ全体として最も効率よく低コストで排水処理を行うためには、脱硫排水と他の排水とを混合することがよいとの考えに至った。
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
【００１８】
（実施形態１）
実施形態１の排水処理のフローを図１に示す。
【００１９】
本実施形態では、定常的に排出されてくる復水脱塩装置排水および脱硫排水をまず排水タンク１１に貯める。排水タンク１１はタンク壁に保温材が設置されており、貯められた排水を保温して保持する。排水タンク１１は複数存しており（ここでは３つ）、一つの排水タンク１１が排水で満たされたら別の排水タンク１１に排水を入れるようにしている。
【００２０】
排水タンク１１では、復水脱塩装置排水および脱硫排水を入れて１日以上４日以下保温をしながら保管しておく。この保管時において排水内のアンモニアが亜硝酸へ分解され、さらに分子状窒素に分解される。この分解については後で詳しく説明する。なお、この保管の工程が保持工程である。
【００２１】
保持工程を終えた排水は、排水タンク１１から排水貯槽２１に流入し貯留される。それから排水を排水貯槽２１からｐＨ調整槽２２に送り、このｐＨ調整槽２２において後段の分離膜処理のためのｐＨ調整を行う。それから反応槽２３において排水中の重金属およびフッ素を取り除くための処理を行う。この処理の終わった排水を循環槽２４に流入させる。
【００２２】
次に、循環槽２４から分離膜３１に排水を送るとともに分離膜３１による分離処理ができなかった排水を再度循環槽２４に戻す。分離膜３１によって分離処理が終了した排水は中継槽２５に送られる。
【００２３】
中継槽２５に流入した排水は、ポンプによってＣＯＤ吸着塔４１に送られ、ＣＯＤ吸着塔４１内で活性炭で吸着されるＣＯＤの元になる物質が除去される。
【００２４】
ＣＯＤ吸着塔４１から出た排水は中和槽２６に流入し、そこで放流可能なようにｐＨが７．０となるよう調節される。
【００２５】
さらに排水は、中和槽２６から監視槽２７に流入し、ここでＣＯＤや重金属などが排出基準を満たすかどうかのチェックを受けて、排出基準を満たす場合は発電所外に放流する。排出基準を満たさない場合は、排出基準を満たすようになるまでさらに処理を行う。
【００２６】
本実施形態では、以上のフローに従って復水脱塩装置排水および脱硫排水は処理されて発電所外に放流される。本実施形態において重要なのは、最初に復水脱塩装置排水および脱硫排水を混合して排水タンク１１に貯留すること（保管）と、この貯留を、保温をしながら１日以上４日以下行うことである。このようにすることによりアンモニアの分解が確実に効率的に行われる。これについて以下に説明する。
【００２７】
まず、復水脱塩装置排水および脱硫排水にはアンモニアが比較的多く含まれており、排水を発電所外に放流するためにはこのアンモニアを分解する必要がある。アンモニアの分解は排水タンク１１内において硝化菌による硝化と脱窒菌による分子状窒素化とによって行われる生物脱窒法により行われている。生物脱窒法は、ほとんど全ての形態の窒素除去が可能であり、他の物理化学的処理法に比べてエネルギー消費が少ないなど、優れた処理法である。
【００２８】
硝化は、学名NitrosomonasやNitrosocystisなどの硝化菌によって行われる、下記式
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２→ＮＯ２−＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ
ＮＯ２−＋１／２Ｏ２→ＮＯ３−
で表される反応のことである。硝化菌の比増殖速度μ［１／ｄ］は、μ＝０．１８×１．１２８ｔ−１５（ｔは処理温度［℃］）により表されるので、温度が１５℃以下になると硝化速度は著しく低下する。一方、温度が１０℃上がると硝化速度は約３．３倍となる。
【００２９】
分子状窒素化（脱窒）は、学名Pseudomonas denitrificansなどの脱窒菌によって行われる、下記式
２ＮＯ３−＋５Ｈ２→Ｎ２＋２ＯＨ−＋４Ｈ２Ｏ
で表される反応のことである。脱窒菌の比増殖速度も硝化菌とほぼ同様の式で表され、温度が上がると脱窒速度は上がる。また、脱窒菌は嫌気的条件の下では脱窒を行うが、好気的条件の下では溶存酸素を利用するため脱窒を行わない。
【００３０】
本実施形態においては脱硫排水と復水脱塩装置排水とを一緒に排水タンク１１に入れる。脱硫排水は排煙脱硫装置から排出される高温な排水であり、排水タンク１１に入る時点では約４０〜５５℃と比較的高温である。排水タンク１１は保温されているため、脱硫排水が復水脱塩装置排水と混合された後も保持工程においてタンク内の排水は４日以下であれば約３０〜５０℃に保たれる。従って、上述のように硝化菌および脱窒菌の活動が活発になり、アンモニアの分解が常温の場合に比べて大幅に促進される。ここで、保持工程において排水タンク１１内の温度が３０℃よりも低くなると、特に夏場において常温の場合と比べてアンモニア分解の促進効果が小さいため好ましくない。なお、冬場においては２０℃以上３０℃未満であっても常温に比べてアンモニア分解の促進効果が認められる。また、保持工程において排水タンク１１内の温度が５０℃よりも高くなると、硝化菌および脱窒菌の活動がかえって抑制されてしまうので好ましくない。
【００３１】
さらに、保持工程では１日以上４日以下の間排水を保温しておくが、１日未満であるとアンモニアの分解が不十分であり、４日よりも長いと排水タンク１１がたくさん必要になりコストが増加するため好ましくない。排水タンク１１において復水脱塩装置排水と脱硫排水とを一緒にして３０〜５０℃の状態で１日以上４日以下保持することにより、重金属およびフッ素処理をする排水量が増えても、復水脱塩装置排水と脱硫排水とを別々に処理する場合に比べてトータルの処理時間および処理コストが少なくなる。これは、これまで無駄に捨てられていた脱硫排水の廃熱を有効に生かすことができるからである。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態２に係る排水処理は、排水タンク１１に投入する排水の一部、および次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンクが存することが実施形態１とは異なっており、他の部分はほとんど実施形態１と同じであるので、実施形態１とは異なっている部分のみを説明する。
【００３３】
本実施形態の排水処理のフローを図２に示す。本実施形態では、排水タンク１１に復水脱塩装置排水および脱硫排水に加えて空気予熱器洗浄排水を投入している。空気予熱器洗浄排水は非定常に排出される排水であってアンモニアを多く含んでいる。
【００３４】
排水タンク１１に投入された３種類の排水は、実施形態１と同様に保温されて１日以上４日以下保持される。この保持されている間に実施形態１で説明したように、生物脱窒法によってアンモニアが分解される。ただ、本実施形態では脱窒が十分に行われず、保持工程が終了した後の排水にＮＯ３−が多く残っている。これは、脱窒反応は硝化反応の次の段階であることと、脱窒菌が脱窒反応を行うのは、嫌気的条件下でかつ水素を供与する有機物（例えばメタノール）が十分存在する場合であることとによっている。
【００３５】
保持工程の終了後、排水中のＮＯ３−の量を測定して、所定値（例えば２０ｍｇ／ｌ）を越える場合には、次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンク１２から次亜塩素酸ソーダを排水へ投入する。ＮＯ３−が排水中に多く残ったままであると、ＣＯＤの値が上昇するためなんらかの処理をしてＮＯ３−を減らす必要があるが、本実施形態では次亜塩素酸ソーダを加えることによってＮＯ３−を減らしている。通常の排水処理においては、次亜塩素酸ソーダはアンモニアを分子状窒素にまで処理する薬品として用いられているが、本願発明者は、次亜塩素酸ソーダがＮＯ３−の処理にも用いることができることを見出して、本実施形態に利用したものである。なお、加える次亜塩素酸ソーダの量は、ＮＯ３−をＣＯＤに換算した時のＣＯＤ重量の２〜４倍が適当な量である。
【００３６】
以後の工程は実施形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００３７】
本実施形態は、実施形態１の効果に加えて、ＣＯＤを確実に排水基準以下にすることができ、排水処理を効率よく行うことができる効果を奏する。
【００３８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態は本発明の例示であって、本発明はこれらの例に限定されない。排水タンク１１にはアンモニアタンクブロー排水などのアンモニアを多く含む他の排水をさらに投入しても構わない。排水処理フローにおいては、他の処理工程（例えばＮ−Ｓ結合を有する化合物の処理工程）を途中に含んでいても構わない。また、処理に必要な槽をさらに加えても構わない。
【００３９】
排水タンク１１には脱窒を促すためにメタノールなど水素を供与する化合物を添加することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明に係る排水処理方法は、アンモニアを効率よく処理できるので、石炭火力発電所の排水処理等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１に係る排水処理のフロー図である。
【図２】実施形態２に係る排水処理のフロー図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１      排水タンク
１２      次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンク
２１      排水貯槽
２２      ｐＨ調整槽
２３      反応槽
２４      循環槽
２５      中継槽
２６      中和槽
２７      監視槽
３１      分離膜
４１      ＣＯＤ吸着塔
【図１】
2008036497.tif 000003
【図２】
2008036497.tif 000004