(57)【要約】【課題】有機化合物含有アルカリ性排水の噴霧焼却排水による排水処理プロセスにおける、焼却ガスの洗浄・ろ過工程および排水の移送に際して、排水ラインへの無機固形分の付着を減少させ、長期運転を可能にする排水処理および炭酸ナトリウム溶液を得る有用なプロセスを提供する。【解決手段】下記の第１工程〜第５工程を含む排水処理プロセス。第１工程：有機化合物含有アルカリ性排水を噴霧焼却する工程第２工程：噴霧焼却ガスに冷却水を注入して冷却・凝縮し、アルカリ性排水と焼却ガスとを分離する工程第３工程：焼却ガスを洗浄・ろ過して排出する工程第４工程：アルカリ性排水中の粗固形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性排水とし、次工程へ移送する工程第５工程：移送された微固形分懸濁アルカリ性排水中の、懸濁固形分を除去し、アルカリ性排水を得るかまたは中和処理をして排出する工程【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の第１工程〜第５工程を含む有機化合物含有アルカリ性排水の排水処理プロセス。
第１工程：有機化合物含有アルカリ性排水を噴霧焼却する工程
第２工程：噴霧焼却ガスに冷却水を注入して冷却・凝縮し、アルカリ性排水と焼却ガスとを分離する工程
第３工程：焼却ガスを洗浄・ろ過して排出する工程
第４工程：アルカリ性排水中の粗固形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性排水とし、次工程へ移送する工程
第５工程：移送された微固形分懸濁アルカリ性排水中の、懸濁固形分を除去し、アルカリ性排水を得るかまたは中和処理をして排出する工程
【請求項２】
前記第３工程において、焼却ガスの洗浄・ろ過にベンチュリースクラバーおよび排気フィルターを用い、該ベンチュリースクラバーおよび排気フィルターの洗浄用循環水として軟水を用いる請求項１記載の排水処理プロセス。
【請求項３】
前記第４工程において、微固形分懸濁アルカリ性排水の磁気処理を行ってから、次工程へ移送する請求項１または２記載の排水処理プロセス。
【請求項４】
前記第５工程において、懸濁固形分を除去し得られたアルカリ性排水が炭酸ナトリウム溶液である請求項１から３のいずれかに記載の排水処理プロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機化合物含有アルカリ性排水の排水処理プロセス、さらに詳しくは、有機化合物含有アルカリ性排水の噴霧焼却を行い有機化合物を除去した後の、アルカリ性排水に含まれる微細な固形分を除去し、炭酸ナトリウム溶液の回収・有効利用を図る有用な排水処理プロセスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石油化学工場においては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素等がさまざまな工程を経て製品となる過程において、副反応生成物が発生する。これらの副反応物は、水に混ざって排出されることも多く、油水分離によって分離可能なものもあるが、水に溶解するものも少なくない。水に溶解するものの中には、有機酸等の酸性物質も多いのでカセイソーダ等でアルカリ中和して噴霧焼却を行って有機化合物を炭酸ガスと水に分解して処理することが行われる。
【０００３】
産業廃棄物の処理において、主として液体の焼却に用いられる竪型焼却炉は一般的には耐火物と断熱材で施工されている。このような焼却炉で廃液を噴霧焼却する際に、多量の灰分を含んでいたり、焼却により無機酸化物を生じたりする場合は、炉内で灰分が溶融して炉壁を流れ落ち、特に灰分にナトリウム化合物が含まれているとき、燃焼後は、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を生成し、耐火物を損傷させる（特許文献１参照）。
【０００４】
損傷した耐火物や燃焼により発生した灰分は、焼却ガスや冷却・凝縮した処理水中に含まれるので除去処理を行わなければならない。焼却ガスは、ベンチュリースクラバーおよび排気フィルターで洗浄・ろ過して排出されるが、ベンチュリースクラバーの洗浄水吹き込みノズルやろ過に用いる排気フィルターに詰まりを生じることがある。一方、耐火物の屑や灰分の除去処理に際して処理水をポンプで移送するときに排水配管、ポンプ、調節弁等の排水ラインに付着し、閉塞させることがあった。これらは、焼却炉の長期運転の障害になっており、安定運転方法の確立が望まれていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−４２８２８号公報（第２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況において、本発明は有機化合物含有アルカリ性排水の噴霧焼却による排水処理プロセスにおける、焼却ガスの洗浄・ろ過工程および排水の移送に際して、排水ラインへの無機固形分の付着を減少させ、長期運転を可能にし、かつ当該プロセスにおいて生成する炭酸ナトリウムの回収・有効利用を可能とする有用な排水処理プロセスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の第１工程〜第５工程を含む有機化合物含有アルカリ性排水の排水処理プロセスに係るものである。
第１工程：有機化合物含有アルカリ性排水を噴霧焼却する工程
第２工程：噴霧焼却ガスに冷却水を注入して冷却・凝縮し、アルカリ性排水を焼却ガスと分離する工程
第３工程：焼却ガスを洗浄・ろ過する工程
第４工程：アルカリ性排水中の粗固形分を沈降分離して、微固形分懸濁アルカリ性排水とし、次工程へ移送する工程
第５工程：移送された微固形分懸濁アルカリ性排水中の、懸濁固形分を除去し、アルカリ性排水を得るかまたは中和処理をして排出する工程
前記第３工程において、焼却ガスの洗浄・ろ過にベンチュリースクラバーおよび排気フィルターを用い、該ベンチュリースクラバーおよび排気フィルターの洗浄用循環水として軟水を用いる排水処理プロセスは、本発明の一つの態様である。
本発明のもう一つの態様は、前記第４工程において、微固形分懸濁アルカリ性排水の磁気処理を行ってから、次工程へ移送する排水処理プロセスであり、さらに、本発明の他の態様として、前記第５工程において、懸濁固形分を除去して得られたアルカリ性排水が炭酸ナトリウム溶液である排水処理プロセスが挙げられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、有機化合物含有アルカリ性排水とは、化学工場において取扱われる種々の有機化合物を含有する排水であり、有機化合物の中には酸性物質やアルカリ性物質を含むが全体としては酸性であるため、アルカリで中和処理をしたものである。有機化合物としては、ブタン，ブテン、ブタジエン、イソプレン等飽和・不飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、フェノール，エチルベンゼン、アセトフェノン等の環式炭化水素およびその誘導体、メチルベンジルアルコール、プロピレングリコール等のアルコール類の他、化学プロセスにおける副生成物であるギ酸、酢酸、安息香酸等の有機酸、その他テトラメチルアンモニウムハイドライド等のアルカリ性物質等も含まれる。これら種々の有機化合物を含む排水を排出する各化学プラント内においては必要に応じて、苛性ソーダで中和処理を行う等の一次処理を行い、排水全体としてはアルカリ性排水となるようにして排水処理プロセスへ送液される。したがって、本発明における有機化合物含有アルカリ性排水は、カセイソーダ、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ成分が含まれ、通常ｐＨ８〜ｐＨ１０程度のアルカリ性を示す。
【０００９】
以下、本発明の排水処理プロセスの一例を示すフロー図、図１に基づいて、本発明を説明する。本発明の排水処理プロセスは、有機化合物含有アルカリ性排水を噴霧焼却して、有機化合物を除去すると共に、その際に生成する固形成分を除去して系外へ排水可能とするか、または含有するアルカリ成分を炭酸ナトリウム溶液として回収し、有効利用を図ることもできる有用なプロセスである。図１において、噴霧焼却炉１は、有機化合物含有アルカリ性排水２を燃料３、空気４と共に噴霧焼却して排水中に含まれる有機化合物を焼却し、炭酸ガスと水にして有機化合物を除去する焼却炉である。噴霧焼却炉１の内面は、キャスター等の耐火煉瓦で覆われておりアルミナ、シリカなどが含まれている。燃料３は重油やプラント廃油等を用い、９３０℃〜９５０℃で有機化合物が燃焼され、炭酸ガスと水素に分解される。燃焼ガスは、冷却水５で冷却される。
【００１０】
冷却された燃焼ガスは、ベンチュリースクラバー６により洗浄され、排気フィルター９によってろ過され、清浄な排気ガスとして排出される。排気フィルターとしては、チューブ状のフィルターエレメントの他ラッシヒリング、ポールリング等の充填材を充填した充填塔方式にしてもよい。洗浄用循環水１０は、ベンチュリースクラバー６および排気フィルター９の洗浄水として循環使用される。この洗浄水としてカルシウムイオンを含む硬水を用いると、燃焼ガス中に含まれる炭酸成分と反応して不溶性の炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム等を形成しベンチュリースクラバー６や排気フィルター９の詰まりの原因になることが判明した。そこで、これらの洗浄水として軟水を用いることにより上記の詰まりの問題が解決された。
【００１１】
軟水は、砂ろ過器と強酸性陽イオン交換樹脂を用いた軟水器とからなる軟水製造装置によって製造され、補給水７として洗浄用循環水１０に補給される。洗浄用循環水１０は、循環水レベル調節計１１によって一定レベルに保たれ、余剰水は冷却水５と共に燃焼ガスの冷却に用いられる。
【００１２】
一方、有機化合物含有アルカリ性排水は、アルカリ成分が含まれるので噴霧燃焼に際して、噴霧燃焼炉１の耐火物を損傷し耐火物の成分が燃焼ガスに同伴する。この燃焼ガスは大量であるので冷却時には、通常いわゆる工業用水が使用される。工業用水中にはカルシウムイオンが含まれるが、燃焼ガス中の炭酸ガスとカルシウムイオンが反応して難溶性の炭酸カルシウムが生成する。そのため、噴霧燃焼炉下に設けたピットや粗固形分分離ピット１３等により沈降しやすいものは分離される。しかし、粗固形分分離後もその上澄み中には、微細な固形分が含まれるため、さらに除去する必要がある。その除去処理にあたり、ポンプ１５、中間タンク１８を経て排水処理装置２０へ送液する。従来はその間の配管中、特にポンプ１５と中間タンク１８の間の配管中にスケールが発生し、場合によっては操業を停止してスケール除去を行うなど、安定操業が損なわれることがしばしばあった。安定操業が損なわれた場合は、単に排水処理プロセスの運転にとどまらず、その上流の種々の化学プラントの安定操業にも及ぶので影響は大きい。
【００１３】
この問題の解決方法の一つは、第４工程における微固形分懸濁アルカリ性排水の磁気処理を行ってから、次工程へ移送する工程である。磁気処理は、ポンプ１５のサクション配管に多数の磁石で構成された磁気処理装置を巻きつけるように取り付けて磁気処理を行う。強力な磁気処理により、排水のクラスターが破壊され難溶性の炭酸カルシウム等が浮遊して配管に沈着し難くなると考えられている。他の解決方法として、冷却水として軟水を用いて炭酸カルシウムの生成を防止することが考えられるが、大量の軟水が必要となるのでコスト的に好ましくない。
【００１４】
さらに本発明の態様の一つとして、噴霧焼却を行った際に発生する炭酸ガスとアルカリ性排水中に含まれるナトリウムイオンとの反応により生成する炭酸ナトリウムを回収し、中和用薬剤として有効利用を図ることが挙げられる。磁気処理装置で処理されたアルカリ性排水は、中間タンク１８へ送られさらに沈降する固形分が除かれ、排水処理装置２０へ送られ、さらに中和処理、固形分除去を行って系外へ排出可能な水質に調整して排出される。この場合に、排水処理装置２０としてフィルタープレス等を用いて、微小な固形分を除去して炭酸ナトリウム溶液を得ることができる。得られた炭酸ナトリウム溶液は、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３が約１５％含まれる中和用薬剤として、外販され有用に用いられる。このように、中和処理を行って系外へ排出するか、炭酸ナトリウム溶液を得て有効利用するかどうかは、経済状況に応じて適宜選択することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の内容を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
実施例１
図１に用いた排水処理プロセスの流れを示す。磁気処理装置１４として、ネオジウム磁石約１００個をポンプ１５のサクション部分の３Ｂ配管に巻きつけ固定した。冷却水として工業用水を約３０Ｔ／Ｈ用いて、約１３Ｔ／Ｈの有機化合物含有アルカリ性排水を９３０℃〜９５０℃で噴霧焼却した。燃焼炉の耐火物屑等の粗固形分を沈澱処理した後、固形分分離装置としてフィルタープレスを用いて固形分を分離し、濃度約１５％の炭酸ナトリウム水溶液を得た。この運転を、約４ヶ月継続した後、ポンプ１４から中間タンク１８までの配管を開放点検したところ、配管内面には２〜３ｍｍ程度の硬いスケールは付着していたが、磁気処理装置を取り付け前に見られたような耐火物の屑を取り込んだ軟らかいスケールによる配管の詰まりは見られなかった。さらに、５ヶ月継続して同様の運転を続けたが、配管の詰まりもなく安定的に排水の送液ができた。
【００１６】
実施例２
実施例１と同様な運転条件で、ベンチュリースクラバー６および排気フィルター９の洗浄用循環水として約７Ｔ／Ｈの軟水を用い、有機化合物含有アルカリ性排水の噴霧焼却実験を行った。結果は、最も詰まりの懸念されていたベンチュリースクラバーの洗浄水吹き込みノズル，排気フィルターの詰まりもなく２ヶ月間安定的に当該設備の運転が可能であった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、有機化合物含有アルカリ性排水の噴霧焼却排水による排水処理プロセスにおける、焼却ガスの洗浄・ろ過工程および排水の移送に際して、排水ラインへの無機固形分の付着を減少させ、長期運転を可能にする排水処理および炭酸ナトリウム溶液を得る有用なプロセスを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水処理プロセスの一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１…噴霧焼却炉、２…有機化合物含有アルカリ性排水、３…燃料、４…    空気、５…冷却水、６…ベンチュリースクラバー、７…補給水、８…循環ポンプ、９…排気フィルター、１０…洗浄用循環水、１１…循環水レベル調節計、１２…排気ガス、１３…粗固形分分離ピット、１４…磁気処理装置、１５…ポンプ、１６…レベル計、１７…調節弁、１８…中間タンク、１９…ポンプ、２０…排水処理装置、２１…固形分、２２…排水
【図１】
2004351320.tif 000003