(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を処理する排水処理方法であって、湿式排煙脱硫装置から導出された石膏スラリーをベルトフィルタ式濾過装置により石膏と濾液とに濾過分離し、該ベルトフィルタ上に形成された石膏層の上に排水処理設備より導出されたスラッジを供給してスラッジ層を形成させることを特徴とする排水処理方法であって、
石膏スラリーをベルトフィルタ式濾過装置により石膏と濾液とに濾過分離する際に、石膏スラリーのベルトフィルタ上への供給位置を含む一定ゾーンで自然沈降により濾過し、次にベルトフィルタ上に形成された石膏層の上に排水処理設備より導出されたスラッジを供給して真空吸引濾過する排水処理方法。
【請求項２】
ベルトフィルタ上に形成した不純物含有石膏もしくは石膏層及びスラッジ層を回収し、粉砕混合して不純物含有石膏とすることを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
【請求項３】
排水を処理する排水処理装置であって、ベルトフィルタ式濾過装置と、該ベルトフィルタ式濾過装置の濾過ゾーン上に湿式排煙脱硫装置から導出された石膏スラリーを供給する石膏スラリー供給ライン及び排水処理設備より導出されたスラッジを供給するスラッジ供給ラインとを具備することを特徴とする排水処理装置であって、
石膏スラリー供給ラインは濾過ゾーンの上流側に、スラッジ供給ラインはその下流側に具備し、石膏スラリー濾過ゾーンの少なくとも一部ゾーンは自然沈降濾過方式であり、他の濾過ゾーンは真空吸引濾過方式である排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重質油、石炭等の燃焼排ガス中の硫黄酸化物を湿式排煙脱硫装置により除去する際に排出される排水の処理方法及び処理装置に関する。さらに詳しくは、該排水に含まれる不純物を回収石膏中に混入させ処理するとともに、構成機器を一部省略でき、さらに濾過して得られた濾液には吸収塔循環液として有害な成分を残存させることなく有効再利用できるようにした排水処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電所等で重油や石炭等を燃焼して発生する排ガス中の硫黄酸化物を除去する排煙脱硫装置としては、吸収塔において排ガスと吸収剤スラリ（石灰石などのカルシウム化合物よりなるもの）とを接触させて、排ガス中の亜硫酸ガスを吸収剤スラリに吸収し、接触後の該スラリを酸化して固液分離することにより石膏を副生する湿式排煙脱硫装置が広く普及している。
この脱硫装置は、石膏を分離する際に生じた濾液（主成分は水）を吸収剤スラリを構成する液として循環使用するようにしているが、単に循環使用するだけでは排ガス中に含まれる燃焼灰や塩素などの不純物がこの循環水中に多量に蓄積し、吸収反応や石膏の生成反応を阻害する。このため、通常前記濾液の一部は排水処理設備に導出され排水処理された後に廃棄処理（放水など）されるようになっており、吸収剤スラリを構成する液の不足分は補給水として不純物を含まない清浄な水が供給される。
【０００３】
ところで、排水処理設備では排水基準をクリアするために、有害物除去やＣＯＤ処理または分解、吸収あるいはｐＨ調整などを含む排水処理が行われるわけであるが、この際相当量のスラッジが発生し、この処理に費用がかかるため問題となっていた。すなわち、このスラッジは前記濾液に含まれたＭｇＳＯ4が中和剤｛Ｃａ（ＯＨ）2 ｝等と反応して生成するＭｇ（ＯＨ）2またはＣａＳＯ4 ・２Ｈ2Ｏ（石膏）あるいは前記濾液に含まれるＦｅ、Ａｌなどが酸性からアルカリ性側に調整されることで析出するＦｅ(ＯＨ)3やＡｌ(ＯＨ)3などを固形成分とするもので、必ずしも有害なものではないが、そのまま廃棄することは法規上許されない。このため、初期においては、このスラッジは特別に固化処理などして廃棄していた。しかし、固化処理などを行うのは設備コスト及び運転コストの点で不利なため、近年では、このスラッジを脱硫装置の吸収塔から導出する石膏スラリとタンク内で混合して濾過装置で濾過し、副生石膏中にスラッジを混入させて処理する方法が採用されている。
【０００４】
この従来方法を採用した排煙処理システムの構成例を以下、図３によって説明する。
この例の場合の脱硫装置は吸収塔１のタンク２内のスラリを攪拌しつつスラリ中に微細な気泡として空気Ｃを吹込むアーム回転式のエアスパージャ３を備え、タンク２内で亜硫酸ガスを吸収した吸収剤スラリと空気Ｃとを効率よく接触させて全量酸化し石膏を得るものである。すなわち、この脱硫装置では吸収塔１の排煙導入部１ａに未処理排煙Ａを導き、循環ポンプ４によりヘッダパイプ５から噴射した吸収剤スラリに接触させて未処理排煙Ａ中の亜硫酸ガスを吸収除去し、排煙導出部１ｂから処理済排煙Ｂとして排出させている。ヘッダパイプ５から噴射され亜硫酸ガスを吸収しつつ充填材６を経由して流下する吸収剤スラリは、タンク２内においてエアスパージャ３により攪拌されつつ吹込まれた多数の気泡と接触して酸化され、さらには中和反応を起こして石膏となる。この場合、亜硫酸ガスを吸収した吸収剤スラリを吸収塔より導出し、別置の酸化塔や槽で酸化させて石膏を形成させる方法も知られている。
なお、これらの処理中に起きている主な反応は以下の反応式（１）乃至（３）となる。
【０００５】
0004672154.tif 000002
【０００６】
こうしてタンク２内には、石膏と吸収剤である少量の石灰石が懸濁または溶存し、これらがスラリポンプ７により吸い出され、混合タンク８において排水処理設備２０から導出されたスラッジＤと混合される。そして、スラッジＤが混合された該スラリは、その後スラリポンプ９により真空吸引式のベルトフィルタ式濾過装置１０に送られて固液分離され、スラッジ固形分が混在した水分の少ない石膏Ｅ（通常、水分含有率：１０％程度）として採り出される。一方、真空吸引式のベルトフィルタ式濾過装置１０からの濾液Ｆは真空ポンプ１１により真空引きされる真空チャンバ１２に吸込まれ、この真空チャンバ１２を経由して濾液タンク１３に送られる。濾液タンク１３の濾液Ｆのほとんどはポンプ１４により吸い出されてスラリタンク１５に送られ、ここで原料アルカリ（石灰石など）Ｇが加えられ、吸収剤スラリとしてスラリポンプ１６により再びタンク２に供給される。なお、この脱硫装置への水の補給は図示省略されているが、例えばスラリタンク１５に不純物を含まない清浄な水を必要に応じて補給することにより行われる。一方濾液タンク１３の濾液Ｆの一部はポンプ１７により吸い出されて排水処理設備２０に送られ排水処理された後、廃液Ｈとして放水などされる。ここで、前記排水設備２０は湿式排煙排脱装置からの排水のみでなく、例えば発電所や工場等の各施設からの排水も処理する総合的な排水処理設備であっても良く、その場合のスラッジＤには各施設の排水に含まれる不純物も含むことになる。
なお、排水処理設備２０で発生するスラッジＤは排水処理設備２０より導出され、前述のように、混合タンク８において吸収塔１から抜き出されたスラリ中に混入され、副生品である石膏Ｅ中に混在することになるが、石膏の量に比べて僅かな量であるため石膏Ｅの純度は石膏ボードやセメントの材料として使用することに対して問題となるほどは低下しない。
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成では吸収塔から抜き出した固液分離前の石膏スラリと排水処理設備２０から導出された固液分離前のスラッジＤとを予め混合タンク８で混ぜ合わせ、その後ベルトフィルタ式濾過装置１０により濾過固液分離する構成であるため混合タンク８が必要であり、さらには導出されるスラッジの量、又は成分や性状によってはその濾液Ｆ中にはスラッジＤの一部が含まれるから、スラッジＤの一部が濾液タンク１３及びポンプ１４を介して吸収塔１に戻り、脱硫装置における脱硫率が低下するなどの問題があった。すなわち、不純物除去のために排水処理設備に導出した脱硫装置における循環水の一部が再び脱硫装置におけるスラリ中に戻ることになる。このため、脱硫装置における吸収剤スラリ中の不純物濃度が設計許容値を越えてしまい、脱硫率の低下、さらには石膏生成のための前述の中和反応等が阻害され、石膏Ｅ中の不純物（未反応石灰石など）の含有量が増加して石膏の要求品質を満足できないといった不具合が生じる恐れがあった。なお、吸収塔タンク２内にアルカリ剤を投入してスラリのｐＨを高く（例えばｐＨ５以上）調整することで、不純物の悪影響が抑制できることが知られており、実際にはこのようなｐＨ調整が行われることにより脱硫率の著しい低下などの不具合が実用上なんとか回避されているのが実情であるが、この場合でも上記従来例のような構成では脱硫装置の循環水中にせっかく導出した不純物の一部が再び戻るため、アルカリ剤の投入量が増加したり不純物濃度が変動し、アルカリ剤の投入量制御が困難になるといった不具合が避けられない
【０００８】
従って、このような性能阻害を防止するためには、高品位石膏と低品位石膏の２系統の石膏回収設備を設けるなどの対策が必要であった。すなわち、図４に示すように、吸収塔から排出された脱硫石膏スラリーはベルトフィルタ式濾過装置１０ａによって濾過され高品位石膏Ｅａを回収しているが、この脱硫石膏スラリーの一部をラインＳ2から混合タンク８に送り、排水処理設備２０からのスラッジＤと混合し、ベルトフィルタ式濾過装置１０ｂに送ってスラッジを含んだ低品位石膏Ｅｂを回収している。一方の濾過分離した後の濾液Ｆｂにも溶解した不純物が含まれているため吸収塔１へは供給せずに、濾液タンク１３ｂにて回収し、再び排水処理設備２０に送り返される。
しかし、この場合も２系統の石膏回収設備が必要であるばかりでなく、濾液の再利用による有効活用が出来ないなどの問題点が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のいずれの方法においても、ベルトフィルタ式濾過装置の前段にて、脱硫石膏スラリーとスラッジを含む排水とを混合させるための混合タンクが必要であり、また２系列の石膏スラリー濾過設備が必要などの設備の大型化、初期費用や運転費用が嵩む等の問題点があった。また濾過後の濾液には不純物成分が残存する結果となり、そのままでは吸収塔に戻して再利用することも出来ないため、それだけ多くの新規の水の補給が必要となり、また系外への排水量の低減が図られない等の問題点があった。
本発明は、これらの課題を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、排水を処理する排水処理方法であって、湿式排煙脱硫装置から導出された石膏スラリーと、排水処理設備より導出されたスラッジとをベルトフィルタ式濾過装置に供給して、不純物含有石膏と濾液とに濾過分離することを特徴とする。
また、排水を処理する排水処理方法であって、湿式排煙脱硫装置から導出された石膏スラリーをベルトフィルタ式濾過装置により石膏と濾液とに濾過分離し、該ベルトフィルタ上に形成された石膏層の上に排水処理設備より導出されたスラッジを供給してスラッジ層を形成させることを特徴とする。
また、石膏スラリーをベルトフィルタ式濾過装置により石膏と濾液とに濾過分離する際に、石膏スラリーのベルトフィルタ上への供給位置を含む一定ゾーンで自然沈降により濾過し、次にベルトフィルタ上に形成された石膏層の上に排水処理設備より導出されたスラッジを供給して真空吸引濾過することを特徴とする。
また、ベルトフィルタ上に形成した不純物含有石膏又は石膏層及びスラッジ層を回収し、粉砕混合して不純物含有石膏とすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、排水を処理する排水処理装置であって、ベルトフィルタ式濾過装置と、該ベルトフィルタ式濾過装置の濾過ゾーン上に湿式排煙脱硫装置から導出された石膏スラリーを供給する石膏スラリー供給ライン及び排水処理設備より導出されたスラッジを供給するスラッジ供給ラインとを具備することを特徴とする。
また、石膏スラリー供給ラインは濾過ゾーンの上流側に、スラッジ供給ラインはその下流側に具備することを特徴とする。
また、石膏スラリー濾過ゾーンの少なくとも一部ゾーンは自然沈降濾過方式であり、他の濾過ゾーンは真空吸引濾過方式であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の、実施の形態の具体例を図に基いて説明する。なお、図３に示した従来例と同様の要素には同符号を付し、共通部分の説明は省略する。
まず、第１の実施例を図１により説明する。
スラリーポンプ７により吸収塔より導出された石膏スラリーは石膏スラリー供給ラインＳより、排水処理設備２０より導出されたスラッジＤはスラッジ供給ラインＴより、ベルトフィルタ式濾過装置６０の濾過ゾーンに供給され濾過分離される。ベルトフィルター上に積層された固形分は回収されてより細かく粉砕混合されて不純物を含む低品位石膏として石膏ボードやセメントの材料などの用途として産業上有効に使用される。
ベルトフィルタを通過して濾過分離された濾液は、濾液タンク１３に集められてから吸収塔へ送られ再利用される。
なお、本第一実施例は、スラッジＤの導出量が僅かであったり、あるいはスラッジの性状や成分から濾液の中に残存する不純物濃度が許容値を超えない場合に採用できるもので、従来例にある混合槽８やスラリポンプ９などを必要としない効果がある。
【００１３】
次に、スラッジＤの導出量、性状や成分の条件等により、前記実施例では濾液の中に残存する不純物濃度が許容値を超えてしまう場合に、それを解決する第２の実施例を図２に基き説明する。
【００１４】
スラリーポンプ７により吸収塔より導出された石膏スラリーはベルトフィルタ式濾過装置６０の濾過ゾーン上流側に供給され、一定の濾過ゾーンＫ1で濾過されてベルトフィルタ上に石膏層を形成する。排水処理設備２０から導出したスラッジＤは石膏スラリの濾過ゾーンＫ1を過ぎたベルトフィルタ上の石膏層の上に供給される。石膏層の下部は沈降速度の大きな粗い粒子により形成され層上部は細かい粒子で形成されるので、石膏層の上に供給されたスラッジは石膏層を通過し難いものとなりスラッジの層が石膏層の上部に形成される。これにより濾過分離された濾液への不純物含有量を低減することができ、吸収塔循環液として再使用し易くなる。この石膏層とスラッジ層はベルトフィルタ式濾過装置６０より回収され、粉砕混合されて不純物混入の低品位石膏となり、石膏ボードやセメントの材料などの用途として産業上有効に使用できる。
また、ベルトフィルタを通過して得られる濾液はそのまま吸収塔に供給し、再利用しても悪影響が少ないので、従来例で説明した種々の対策を講じることを必要としないで、安定した運転が可能となる。
【００１５】
ここで、通常は濾過速度を速めるためにベルトフィルタの下部より真空吸引して濾過するが、石膏層が形成する濾過ゾーンＫ1は真空吸引をやめて石膏粒子を自然沈降させることが好ましい。すなわち、自然沈降により粗い粒子と細かい粒子の沈降速度の差がより大きくなって表層がより多くの細かい粒子により形成されるので、上記の作用がより確実なものとなる。
なお、吸収塔へ供給再利用できる良好な濾液が得られるようにスラッジＤの量、成分や性状等に応じて濾過ゾーンＫ1やスラッジの石膏層による濾過ゾーンＫ2、ベルトフィルタ式濾過装置６０の運転速度等を適宜設定することができる。
なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば亜硫酸ガスを吸収した吸収剤スラリーを吸収塔内では積極的な酸化をせずに別置の酸化塔や槽で酸化させて石膏を形成させるものであっても良い。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、排水処理設備で発生するスラッジの固形分を石膏中に混入させて処置する構成でありながら、石膏スラリー及びスラッジを濾過して得られる濾液は不純物成分が少ないので、従来方法で必要であった特別な処理や対策を講じる必要がなく、そのまま吸収塔への供給液として再利用できることとなる。さらには、ベルトフィルタ式濾過装置の前段に従来必要であった石膏スラリーとスラッジとを混合する混合槽が不要となり、また濾過設備を２系列とすることも必要なく、設備の簡略化・小型化と設備・運転費用の低減、系外へ排出される排水量の低減などが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、実施形態の例の構成を示す図である。
【図２】本発明の、他の実施形態の例の構成を示す図である。
【図３】従来の、排水処理の形態の例を示す図である。
【図４】従来の、他の排水処理の形態の例を示す図である。
【符号の説明】
１  吸収塔
２  タンク
３  エアスパージャ
４、７、９、１４、１６、１７  ポンプ
５  ヘッダパイプ
６  充填材
８  混合タンク
１０  ベルトフィルタ式濾過装置
１１  真空ポンプ
１２  真空チャンバ
１３  濾液タンク
１５  スラリタンク
２０  排水処理設備
６１、６２  ドラム
６３  穴あきベルト
６６  スラリ導入パン
６７  真空パン
６８  ローラ
６９  ベルトフィルタ
【図１】
0004672154.tif 000003
【図２】
0004672154.tif 000004
【図３】
0004672154.tif 000005
【図４】
0004672154.tif 000006