(57)【要約】【課題】様々な種類の異物を除去することができるガス洗浄水処理装置を提供する。【解決手段】ガス洗浄水を貯溜する貯水槽４１と、ガス洗浄水を酸性に調整する第一ＰＨ調整装置５２と、微細気泡を注入する第一気泡注入装置５３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する第一除去装置５４と、が設けられた酸性調整槽４２と、ガス洗浄水をアルカリ性に調整する第二ＰＨ調整装置８２と、微細気泡を注入する第二気泡注入装置８３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する第二除去装置８４と、が設けられたアルカリ性調整槽４３と、を具備する。【選択図】図２
2012000574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス洗浄水を貯溜する貯水槽と、
ガス洗浄水を酸性に調整する装置と、微細気泡を注入する装置と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置と、が設けられた酸性調整槽と、
ガス洗浄水をアルカリ性に調整する装置と、微細気泡を注入する装置と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置と、が設けられたアルカリ性調整槽と、
を具備するガス洗浄水処理装置。
【請求項２】
前記ガス洗浄水処理装置は、
ガス洗浄水を中性に調整する装置と、微生物を付着させるための担体と、上方からガス洗浄水を散水するための装置と、が設けられた生物処理槽
を具備する請求項１に記載のガス洗浄水処理装置。
【請求項３】
前記酸性調整槽の底部に第一の邪魔板を設け、前記アルカリ性調整槽の底部に第二の邪魔板を設ける請求項１又は請求項２に記載のガス洗浄水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスに混入した異物を洗い流した後のガス洗浄水から異物を除去するためのガス洗浄水処理装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭、石油などの化石燃料、廃棄物、バイオマス等の可燃性物質を用いたガス化装置は公知となっている。ガス化装置によって生成されたガスには、量の多少はあるものの、多様な種類の異物が混入している。ガスに混入した異物は、様々な方法で除去されており、異物を除去する方法の一つとして、ガス洗浄水によるガス洗浄が公知となっている。この方法では、気体に対してガス洗浄水を噴出することにより、気体に含まれる異物をガス洗浄水で洗い流す。
【０００３】
気体の洗浄に用いられたガス洗浄水には、気体に含まれていた異物が混入している。このガス洗浄水を再び使用するため、若しくは排出するために、ガス洗浄水から異物を除去するための処理を行う必要があった。
そこで、従来は、ガス洗浄水を貯水槽に貯溜し、重力による固体と液体との分離をおこなうことでガス洗浄水から異物を除去する処理を行っていた。これにより、異物のうち不溶性の固形成分、特に重量の大きい固体成分は貯水槽の底部に沈殿することとなり、この沈殿した固形成分を除去することができていた。また、重量の小さい固体成分は貯水槽に貯留されたガス洗浄水の表面に浮遊することとなり、この浮遊した固形成分を除去することができていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７７１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ガス洗浄水に混入した異物には、不溶性の固体成分の他にも、可溶性の固体成分であってガス洗浄水に溶解しているもの、及び液体成分であってガス洗浄水に溶解しているものがあり、これらを除去することは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は係る課題に鑑み、様々な種類の異物を除去することができるガス洗浄水処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、ガス洗浄水を貯溜する貯水槽と、ガス洗浄水を酸性に調整する装置と、微細気泡を注入する装置と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置と、が設けられた酸性調整槽と、ガス洗浄水をアルカリ性に調整する装置と、微細気泡を注入する装置と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置と、が設けられたアルカリ性調整槽と、を具備するものである。
【０００９】
請求項２においては、前記ガス洗浄水処理装置は、ガス洗浄水を中性に調整する装置と、微生物を付着させるための担体と、上方からガス洗浄水を散水するための装置と、が設けられた生物処理槽を具備するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記酸性調整槽の底部に邪魔板を設け、前記アルカリ性調整槽の底部に邪魔板を設けるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、貯水槽において、比重が大きい固体成分を除去し、酸性調整槽及びアルカリ性調整槽において、比重の小さい固体成分、可溶性の固体成分であってガス洗浄水に溶解しているもの、及び液体成分であってガス洗浄水に溶解しているものを除去することができる。したがって、様々な種類の異物を除去することができる。
【００１３】
請求項２においては、生物処理槽において異物のうち水溶性の固体成分及び液体成分を効率よく処理することができる。また、酸性調整槽及びアルカリ性調整槽と併用することにより、生物処理槽における処理効率が向上する。したがって、様々な種類の異物を除去することができる。
【００１４】
請求項３においては、酸性調整槽及びアルカリ性調整槽内におけるガス洗浄水の流れを上方へ向けることができ、対流を起こすことにより析出した異物を効率よく水面に浮上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス化発電システムの全体的な構成を示した図。
【図２】本発明の一実施形態にかかるガス洗浄水処理装置の構成を示した図。
【図３】制御装置の構成を示したブロック図。
【図４】ガス洗浄水の処理方法を示すフローチャート図。
【図５】本発明の別実施形態にかかるガス洗浄水処理装置の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、本発明の一実施形態に係るガス洗浄水処理装置８を具備するガス化発電システム１の全体構成について、図１を用いて説明する。
【００１７】
ガス化発電システム１は、投入ホッパ２、投入コンベア３、ガス化炉４、サイクロン５、熱交換器６、冷却塔７、ガス洗浄水処理装置８、スクラバ９、フィルター１０、誘引ブロワ１１、前処理ユニット１２、エンジン発電装置１３、余剰ガス燃焼装置１５等で構成される。ガス化発電システム１では、可燃性ガスとしてのバイオガスがガス化炉４で生成され、該バイオガスが、サイクロン５、熱交換器６、スクラバ９、フィルター１０、誘引ブロワ１１の順に流れ、誘引ブロワ１１の下流側でエンジン発電装置１３側と余剰ガス燃焼装置１５側とに分岐して流れる。
【００１８】
ガス化発電システム１において、投入ホッパ２には、固体炭素質材料としてのバイオマス（本実施形態では木質系バイオマス）が貯溜されており、投入ホッパ２内のバイオマスが投入コンベア３でガス化炉４に投入される。固体炭素質材料としては、例えば、家畜排泄物、食品廃棄物、紙、黒液、下水汚泥、木質系廃材・未利用材、農作物非食用部、資源作物等のバイオマスや、石炭等の化石燃料が用いられる。
【００１９】
ガス化炉４では、バイオマスが加熱（不完全燃焼）されて、バイオガスが生成される。ガス化炉４で生成されるバイオガスは、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガスであり、該バイオガスには、ススやタール、塵等の不純物が含まれる。ガス化炉４で生成されたバイオガスは、ガス管１６でサイクロン５に導入される。
【００２０】
サイクロン５では、バイオガスに含まれる塵（比較的大きな塵）等が除去（遠心分離）される。サイクロン５で塵等が除去されたバイオガスは、ガス管１７で熱交換器６に導入される。
【００２１】
熱交換器６内には、バイオガスが流れるガス管（図示省略）が設けられており、該ガス管内のバイオガスが、ガス洗浄水で洗浄、冷却されると共に、該ガス管の周囲を流れる冷却水で冷却される。熱交換器６で洗浄、冷却されたバイオガスは、ガス管１８でスクラバ９に導入される。
【００２２】
ここで、熱交換器６に供給される冷却水は、冷却塔７に貯溜されており、冷却塔７内の冷却水は、配水管１９で熱交換器６に導入される。配水管１９内の冷却水は、ポンプ２０で熱交換器６側に圧送され、熱交換器６でバイオガスを冷却した冷却水は、配水管２１で冷却塔７に導出される。
【００２３】
スクラバ９内には、ガス洗浄水が貯溜されており、バイオガスがスクラバ９内のガス洗浄水中を潜ることにより、洗浄、冷却される。スクラバ９で洗浄、冷却されたバイオガスは、ガス管２５でフィルター１０に導入される。
【００２４】
ここで、熱交換器６及びスクラバ９で使用されたガス洗浄水は、ガス洗浄水処理装置８へ流下する。ガス洗浄水処理装置８は、ガス洗浄水から異物を除去するための装置である。ガス洗浄水処理装置８で異物を除去したガス洗浄水は、ポンプ２３によって、再び熱交換器６側及びスクラバ９側に戻される。
【００２５】
フィルター１０では、バイオガスに含まれる塵（比較的小さな塵）等が除去（濾過）される。フィルター１０で塵等が除去されたバイオガスは、ガス管２８で誘引ブロワ１１に導入される。
【００２６】
誘引ブロワ１１では、誘引ブロワ１１上流側のバイオガスが吸入されて下流側に吐出される。つまり、ガス化発電システム１において、誘引ブロワ１１の上流側（誘引ブロワ１１の吸入側）は負圧となる一方、誘引ブロワ１１の下流側（誘引ブロワ１１の吐出側）は正圧となるため、誘引ブロワ１１上流側のバイオガスが誘引ブロワ１１で下流側に誘引される。
【００２７】
そして、誘引ブロワ１１で誘引されたバイオガスは、ガス管２９でエンジン発電装置１３に導入される。一方、余剰分のバイオガス（ガス化炉４で生成されたバイオガスのうちエンジン発電装置１３に供給されなかった余剰分）は、ガス管２９から分岐するガス管３０で余剰ガス燃焼装置１５に導入される。
【００２８】
エンジン発電装置１３は、バイオガスを燃料とするガスエンジン２６、ガスエンジン２６で駆動される発電装置２７等で構成される。本実施形態に係るエンジン発電装置１３は、発電装置２７で発電すると共に、ガスエンジン２６の排熱を給湯や空調等に利用するコージェネレーションシステムとされる。エンジン発電装置１３には、前処理ユニット１２で不純物を除去し調圧されたバイオガスが供給される。
【００２９】
［実施形態１］
次に、本発明の一実施形態にかかるガス洗浄水処理装置８について、図２及び図３を用いて説明する。
ガス洗浄水処理装置８は、貯水槽４１と、酸性調整槽４２と、アルカリ性調整槽４３と、生物処理槽４４と、を具備する。ガス洗浄水の流れる方向を下流方向とすると、上流から、貯水槽４１、酸性調整槽４２、アルカリ性調整槽４３、生物処理槽４４の順番に配置されている。なお、酸性調整槽４２とアルカリ性調整槽４３の順番は入れ替わっても構わない。
また、ガス洗浄水処理装置８には、酸性調整槽４２、アルカリ性調整槽４３、及び生物処理槽４４でのＰＨを制御し、微細気泡の注入量を制御し、ガス洗浄水を生物処理槽４４内で散水するか、熱交換器６及びスクラバ９に戻すか、若しくは排出するか、を制御するための制御装置４５が設けられている。
【００３０】
貯水槽４１は、ガス洗浄水を一時的に貯溜する水槽である。熱交換器６及びスクラバ９から流下したガス洗浄水は、貯水槽４１へ流入する。貯水槽４１において、ガス洗浄水を一時的に貯溜することにより、異物のうち体積の大きな固形物が重力で貯水槽４１の底部に移動することで除去することができる。底部には固形物を排出する図示しないドレンが接続される。
【００３１】
貯水槽４１の下流側には、酸性調整槽４２が設けられている。酸性調整槽４２の側面の上下中途部の高さ位置には、貯水槽４１と連通するための流路５１が設けられている。また、酸性調整槽４２には、ガス洗浄水を酸性に調整する装置としての第一ＰＨ調整装置５２と、微細気泡を注入する装置としての第一気泡注入装置５３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置としての第一除去装置５４と、が設けられている。
【００３２】
流路５１には、第一ＰＨ調整装置５２が設けられている。第一ＰＨ調整装置５２は、ＰＨを酸性に調整するための酸性物質を投入する装置であり、酸性物質を貯溜する調整剤タンク６１と、投入量を調整することができる弁６２とを備えている。ここで、本実施形態においては、酸性物質として、塩酸を投入する。
【００３３】
また、流路５１には、第一気泡注入装置５３が設けられている。第一気泡注入装置５３は、微細気泡を発生させて、ガス洗浄水内へ注入する装置であり、気泡の成分となる気体を貯蔵する気体タンク６３と、注入量を調整することができる弁６４とを備えている。第一気泡注入装置５３によって注入される気体は、空気、オゾン、若しくは可燃性ガスなどである。
【００３４】
また、酸性調整槽４２内には、第一ＰＨ検出センサ５５が設けられている。第一ＰＨ検出センサ５５は、酸性調整槽４２内のＰＨを検出するためのセンサである。
【００３５】
また、酸性調整槽４２内には、第一攪拌装置５６が設けられている。第一攪拌装置５６は、酸性調整槽４２内のガス洗浄水を攪拌する装置であり、攪拌羽根６７を有する。攪拌羽根６７の回転軸心は酸性調整槽４２の略中央に鉛直方向に配置され、回転軸の上端にはモータ等の駆動装置６８が連結され制御装置４５と接続される。攪拌羽根６７は、槽内のガス洗浄水を波立たせない程度の速さで緩やかに回転させている。攪拌羽根６７を回転させることにより、ガス洗浄水のＰＨを均一にする。
【００３６】
また、酸性調整槽４２内の底部には、第一邪魔板５７が設けられている。第一邪魔板５７は、板状に構成され、流路５１の中心線の下流側延長上に配置され、酸性調整槽４２の底板から斜め上方へ延設される。つまり、下流側が上方へ傾斜するように斜めに設けられており、上流側から流れてきたガス洗浄水が第一邪魔板５７に当たって下流上方へ流れるように設けられている。詳細には、攪拌羽根６７の下方に第一邪魔板５７の上端が配置され、攪拌羽根６７の回転により第一邪魔板５７の上端付近から上方へ流れる水流が形成される。このように構成することにより、攪拌羽根６７の回転により対流が生じて析出した固形物を効率よく水面に浮上させることができる。また、ガス洗浄水が酸性調整槽４２内に滞留する時間を増やしている。
【００３７】
また、酸性調整槽４２の上方には第一除去装置５４が設けられている。第一除去装置５４は、本実施形態においては、ベルトコンベア式の掻き出し装置で構成されている。第一除去装置５４は、駆動する駆動輪７１と回動可能に支持されている従動輪７２と、駆動輪７１と従動輪７２との間に捲回されたベルト７３と、ベルト７３の外周面に一定間隔を置いて突設された板状の掻き出し部７４と、から構成されている。掻き出し部７４は、その先端が掻き出し装置の下側を移動している際に、酸性調整槽４２内のガス洗浄水の水面と接する程度の長さである。第一除去装置５４のベルト７３は、上流から下流へと異物を掻きだす方向に回転している。酸性調整槽４２の下流側には、第一異物分離槽５８が隣接して設けられている。
【００３８】
第一異物分離槽５８は、第一除去装置５４によって下流側に寄せられた異物を貯溜するための槽である。酸性調整槽４２内に貯溜されているガス洗浄水の水面付近に集まっていた異物のうち固形物及び固形物に付着した液体が第一異物分離槽５８に掻き出される。第一異物分離槽５８の底面には、異物のうち固形物を固形物貯留槽７９へと送るための固形物管７６が設けられている。
【００３９】
酸性調整槽４２の上部には第一気体室５９が設けられている。第一気体室５９は、側壁と上壁とに囲われており、気体が外へ逃げ出さないように密封されている。第一気体室５９の上壁には、気体を取り出すための第一気体取出口７７が設けられている。第一気体取出口７７は、脱気ポンプ７８と接続されている。脱気ポンプ７８は第一気体取出口７７から気体を吸入して減圧するポンプであり、その吸入側が第一気体取出口７７に接続され、その排出側がガスエンジン２６に接続されている。
固形物貯留槽７９は、異物のうち固形物を貯蔵しておくための槽である。固形物貯留槽７９の底部には、排出管８０の端部が接続されており、排出管８０の他端はガス化炉４へ接続されている。
【００４０】
酸性調整槽４２の下流側には、アルカリ性調整槽４３が設けられている。アルカリ性調整槽４３には、酸性調整槽４２と連通するための流路８１が設けられている。また、アルカリ性調整槽４３には、ガス洗浄水をアルカリ性に調整する装置としての第二ＰＨ調整装置８２と、微細気泡を注入する装置としての第二気泡注入装置８３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する装置としての第二除去装置８４と、が設けられている。
【００４１】
流路８１には、第二ＰＨ調整装置８２が設けられている。第二ＰＨ調整装置８２は、ＰＨをアルカリ性に調整するためのアルカリ性物質を投入する装置であり、アルカリ性物質を貯溜する調整剤タンク９１と、投入量を調整することができる弁９２とを備えている。ここで、本実施形態においては、アルカリ性物質として、水酸化ナトリウムを投入する。
【００４２】
また、流路８１には、第二気泡注入装置８３が設けられている。第二気泡注入装置８３は、微細気泡を発生させて、ガス洗浄水内へ注入する装置であり、気泡の成分となる気体を貯蔵する気体タンク９３と、注入量を調整することができる弁９４とを備えている。第二気泡注入装置８３によって注入される気体は、空気、オゾン、若しくは可燃性ガスなどである。
【００４３】
また、アルカリ性調整槽４３内には、第二ＰＨ検出センサ８５が設けられている。第二ＰＨ検出センサ８５は、アルカリ性調整槽４３内のＰＨを検出するためのセンサである。
【００４４】
また、アルカリ性調整槽４３内には、第二攪拌装置８６が設けられている。第二攪拌装置８６は、アルカリ性調整槽４３内のガス洗浄水を攪拌する装置であり、攪拌羽根９７を有する。攪拌羽根９７の回転軸心はアルカリ性調整槽４３の略中央に鉛直方向に配置され、回転軸の上端にはモータ等の駆動装置９８が連結され制御装置４５と接続される。攪拌羽根９７は、槽内のガス洗浄水を波立たせない程度の速さで緩やかに回転させている。攪拌羽根９７を回転させることにより、ガス洗浄水のＰＨを均一にする。
【００４５】
また、アルカリ性調整槽４３内の底部には、第二邪魔板８７が設けられている。第二邪魔板８７は、板状に構成され、流路８１の中心線の下流側延長上に配置され、アルカリ性調整槽４３の底板から斜め上方へ延設される。つまり、下流側が上方へ傾斜するように斜めに設けられており、上流側から流れてきたガス洗浄水が第二邪魔板８７に当たって下流上方へ流れるように設けられている。詳細には、攪拌羽根９７の下方に第二邪魔板８７の上端が配置され、攪拌羽根９７の回転により第二邪魔板８７の上端付近から上方へ流れる水流が形成される。このように構成することにより、攪拌羽根９７の回転により対流が生じて析出した固形物を効率よく水面に浮上させることができる。また、ガス洗浄水がアルカリ性調整槽４３内に滞留する時間を増やしている。
【００４６】
また、アルカリ性調整槽４３の上方には第二除去装置８４が設けられている。第二除去装置８４は、本実施形態においては、ベルトコンベア式の掻き出し装置で構成されている。第二除去装置８４は、駆動する駆動輪１０１と回動可能に支持されている従動輪１０２と、駆動輪１０１と従動輪１０２との間に捲回されたベルト１０３と、ベルト１０３の外周面に一定間隔を置いて突設された板状の掻き出し部１０４と、から構成されている。掻き出し部１０４は、その先端が第二除去装置８４の下側を移動している際に、アルカリ性調整槽４３内のガス洗浄水の水面と接する程度の長さである。第二除去装置８４のベルト１０３は、上流から下流へと異物を掻きだす方向に回転している。アルカリ性調整槽４３の下流側には、第二異物分離槽８８が隣接して設けられている。
【００４７】
第二異物分離槽８８は、第二除去装置８４によって下流側に寄せられた異物を貯溜するための槽である。アルカリ性調整槽４３内に貯溜されているガス洗浄水の水面付近に集まっていた異物のうち固形物及び固形物に付着した液体が第二異物分離槽８８に掻き出される。第二異物分離槽８８の底面には、異物のうち固形物を固形物貯留槽７９へと送るための固形物管１０６が設けられている。
【００４８】
アルカリ性調整槽４３の上部には第二気体室８９が設けられている。第二気体室８９は、側壁と上壁とに囲われており、気体が外へ逃げ出さないように密封されている。第二気体室８９の上壁には、気体を取り出すための第二気体取出口１０７が設けられている。第二気体取出口１０７は、脱気ポンプ７８と接続されている。
【００４９】
アルカリ性調整槽４３の下流側には、生物処理槽４４が設けられている。生物処理槽４４は、微生物によりガス洗浄水に含まれた異物を除去する装置である。生物処理槽４４には、アルカリ性調整槽４３と連通するための流路１１１が設けられている。また、生物処理槽４４には、ガス洗浄水を中性に調整する装置としての第三ＰＨ調整装置１１２と、微生物を付着させるための担体としての生物担体１１３と、上方からガス洗浄水を散水するための装置としての散水ノズル１１４と、が設けられている。
【００５０】
流路１１１には、第三ＰＨ調整装置１１２が設けられている。第三ＰＨ調整装置１１２は、ＰＨを中性に調整するための酸性物質若しくはアルカリ性物質を投入する装置であり、アルカリ性物質を貯溜する調整剤タンク１２１と、投入量を調整することができる第一弁１２２と、酸性物質を貯溜する調整剤タンク１２３と、投入量を調整することができる第二弁１２４とを備えている。
【００５１】
生物処理槽４４内には、第三ＰＨ検出センサ１１５が設けられている。第三ＰＨ検出センサ１１５は、生物処理槽４４内のＰＨを検出するためのセンサである。
【００５２】
また、生物処理槽４４内には、第三攪拌装置１１６が設けられている。第三攪拌装置１１６は、生物処理槽４４内のガス洗浄水を攪拌する装置であり、攪拌羽根１２５を有する。攪拌羽根１２５は生物処理槽４４の下部の略中央に配置され、回転軸の上端にはモータ等の駆動装置１２６が連結され制御装置４５と接続される。攪拌羽根１２５は、槽内のガス洗浄水を波立たせない程度の速さで緩やかに回転させている。攪拌羽根１２５を回転させることにより、ガス洗浄水のＰＨを均一にする。
【００５３】
また、生物処理槽４４内の底部には、第三邪魔板１１７が設けられている。第三邪魔板１１７は、板状に構成され、流路１１１の中心線の下流側延長上に配置され、生物処理槽４４の底板から斜め上方へ延設される。つまり、下流側が上方へ傾斜するように斜めに設けられており、上流側から流れてきたガス洗浄水が第三邪魔板１１７に当たって下流上方へ流れるように設けられている。詳細には、攪拌羽根１２５の下方に第三邪魔板１１７の上端が配置され、攪拌羽根１２５の回転により第三邪魔板１１７の上端付近から上方へ流れる水流が形成される。このように構成することにより、ガス洗浄水が生物処理槽４４内に滞留する時間を増やしている。
【００５４】
散水ノズル１１４は、生物処理槽４４の上部であって、生物担体１１３よりも上方に設けられている。生物処理槽４４の下部には、アルカリ性調整槽４３から流入したガス洗浄水が貯溜されている。生物処理槽４４の下部には、取水管１３１が設けられており、取水管１３１の他端はポンプ２３と接続している。
ポンプ２３は、ガス洗浄水を汲み上げるためのポンプであり、その排出側には、戻し管１３２が接続され、戻し管１３２から分岐して散水管１３３が接続されている。戻し管１３２は、ガス洗浄水を熱交換器６及びスクラバ９へ戻すための管であり、その中途部には戻し弁１３４が設けられている。散水管１３３は、戻し管１３２の途中から分岐しており、その下流端は、散水ノズル１１４に接続されている。散水管１３３の中途部には散水弁１３５が設けられている。また、戻し管１３２の中途部であって、散水ノズル１１４への分岐より上流側には、排出管１３６が設けられており、排出管１３６の開閉を調整するための排水弁１３７が設けられている。排水弁１３７は、ガス処理水を循環させずに排出する場合に開状態とする。
【００５５】
次に、制御装置４５について説明する。制御装置４５は、酸性調整槽４２、アルカリ性調整槽４３、及び生物処理槽４４でのＰＨを制御し、微細気泡の注入量を制御し、ガス洗浄水を生物処理槽４４内で散水するか、熱交換器６及びスクラバ９に戻すか、若しくは排出するか、を制御するための装置である。制御装置４５は、図３に示すように、入力側に、第一ＰＨ検出センサ５５、第二ＰＨ検出センサ８５、及び、第三ＰＨ検出センサ１１５が接続されており、出力側に、第一ＰＨ調整装置５２の弁６２、第一気泡注入装置５３の弁６４、第二ＰＨ調整装置８２の弁９２、第二気泡注入装置８３の弁９４、第三ＰＨ調整装置１１２の第一弁１２２及び第二弁１２４、戻し弁１３４、散水弁１３５、排水弁１３７、第一攪拌装置５６の駆動装置６８、第二攪拌装置８６の駆動装置９８、及び第三攪拌装置１１６の駆動装置１２６、が接続されている。なお、弁６２、弁６４、弁９２、弁９４、第一弁１２２、第二弁１２４、戻し弁１３４、散水弁１３５、及び排水弁１３７は電磁弁で構成されている。
【００５６】
［ガス洗浄水の処理方法］
次に、バイオガスの洗浄に使用したガス洗浄水から異物を取り除くガス洗浄水の処理方法について、図４を用いて説明する。
【００５７】
まず、ガス洗浄水を貯水槽４１に一時的に貯溜する（ステップＳ１０）。貯水槽４１内で一時的に貯溜することにより、ガス洗浄水に含まれる異物のうち体積の大きな固形物が重力で貯水槽４１の底部に移動する。
【００５８】
次に、貯水槽４１と酸性調整槽４２との間に設けられた流路５１において、酸性物質である塩酸をガス洗浄水に投入し、ガス洗浄水を酸性に調整する（ステップＳ２０）。制御装置４５は、第一ＰＨ検出センサ５５によって検出されたＰＨに基づいて、第一ＰＨ調整装置５２の弁６２の開度を調整することにより、設定したＰＨとなるように酸性物質の投入量を調整する。これにより、任意の（設定した）ＰＨの酸性にすることができる。
【００５９】
次に、貯水槽４１と酸性調整槽４２との間に設けられた流路５１において、微細気泡をガス洗浄水に注入する（ステップＳ３０）。微細気泡は、第一気泡注入装置５３によって発生させ、ガス洗浄水内へ注入される。第一気泡注入装置５３によって注入される気体は、空気、オゾン、若しくは可燃性ガスである。微細気泡は直径が数〜数十マイクロメートルの気泡であり、微細気泡が水面へ上昇する際に、ガス洗浄水に含まれる異物のうち細かい固形分を浮上させる。制御装置４５は、第一気泡注入装置５３の弁６４の開度を調整することにより、微細気泡を注入する量を調整する。
【００６０】
次に、酸性調整槽４２内に流入したガス洗浄水を攪拌する（ステップＳ４０）。第一攪拌装置５６は、酸性調整槽４２内のガス洗浄水を波立たせないように攪拌し、酸性調整槽４２内のガス洗浄水のＰＨを均一にする。
また、第一邪魔板５７を設けたことにより、上流から流入したガス洗浄水が上方へ流れ、対流が生まれる。これにより、ガス洗浄水が酸性調整槽４２内に対流する時間を増やすことで、ＰＨを均一にする。
ガス洗浄水が酸性に調整された場合、有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などからなる固形物が析出する。
【００６１】
次に、水面に浮上した異物のうち固形物を除去する（ステップＳ５０）。ステップＳ４０において析出した有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などからなる固形物は、ステップＳ３０において注入された微細気泡の上昇に伴ってガス洗浄水の水面に浮上する。
第一邪魔板５７を設けたことにより、上流から流入したガス洗浄水が上方へ流れ、対流が生まれる。これにより、析出した有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などからなる固形物を効率よく水面に浮上させることができる。
ガス洗浄水の水面に浮上した異物のうち固形物は第一除去装置５４によって第一異物分離槽５８へと掻き出される。これにより、ガス洗浄水内の異物が除去される。
【００６２】
次に、水面に浮上した異物のうち気体成分をガスエンジン２６で燃焼させる（ステップＳ６０）。脱気ポンプ７８により気体を吸入することで、酸性調整槽４２内が減圧され、ガス洗浄水に溶けていた異物のうち気体成分が気化し易くなる。また、微細気泡も水面まで上昇した後破裂して気化する。また、第一異物分離槽５８内の固形物に含まれていた気体成分も気化する。気化したこれらの気体は、第一気体室５９から第一気体取出口７７を介して、脱気ポンプ７８側へ吸入され、さらにガスエンジン２６へ排出される。そして、ガスエンジン２６内でこれらの気体を燃焼させる。
【００６３】
次に、ステップＳ５０においてガス洗浄水から除去した固形物をガス化炉４で燃焼させる（ステップＳ７０）。ガス洗浄水から除去した異物のうち固形物は、第一異物分離槽５８に一旦貯溜される。第一異物分離槽５８に貯留された固形物に付着した液体成分や気体成分は上方へ移動し、固形物が下方へ移動する。固形物は、固形物管７６を通って固形物貯留槽７９へと送られる。
固形物貯留槽７９に固形物が一定量溜まった場合、固形物は排出管８０を通ってガス化炉４へ送られ燃焼させる。
【００６４】
次に、酸性調整槽４２とアルカリ性調整槽４３との間に設けられた流路８１において、アルカリ性物質である水酸化ナトリウムをガス洗浄水に投入し、ガス洗浄水をアルカリ性に調整する（ステップＳ８０）。第二ＰＨ検出センサ８５によって検出されたＰＨに基づいて、第二ＰＨ調整装置８２の弁９２の開度を調整することにより、設定したＰＨとなるようにアルカリ性物質の投入量を調整する。これにより、ＰＨを任意の（設定した）ＰＨのアルカリ性にすることができる。
【００６５】
次に、酸性調整槽４２とアルカリ性調整槽４３との間に設けられた流路８１において、微細気泡をガス洗浄水に注入する（ステップＳ９０）。微細気泡は、第二気泡注入装置８３によって発生させ、ガス洗浄水内へ注入される。第二気泡注入装置８３によって注入される気体は、空気、オゾン、若しくは可燃性ガスである。微細気泡は直径が数〜数十マイクロメートルの気泡であり、微細気泡が水面へ上昇する際に、ガス洗浄水に含まれる異物のうち細かい固形分を浮上させる。制御装置４５は、第二気泡注入装置８３の弁９４の開度を調整することにより、微細気泡を注入する量を調整する。
また、第二気泡注入装置８３によって注入される気体がオゾンである場合には、オゾンの酸化作用によって異物のうち有機酸を分解することができる。
【００６６】
次に、アルカリ性調整槽４３内に流入したガス洗浄水を攪拌する（ステップＳ１００）。第二攪拌装置８６は、アルカリ性調整槽４３内のガス洗浄水を波立たせないように攪拌し、アルカリ性調整槽４３内のガス洗浄水のＰＨを均一にする。
また、第二邪魔板８７を設けたことにより、上流から流入したガス洗浄水が上方へ流れ、対流が生まれる。これにより、ガス洗浄水がアルカリ性調整槽４３内に対流する時間を増やすことで、ＰＨを均一にする。
ガス洗浄水がアルカリ性に調整された場合、アンモニウム塩などからなる固形物が析出する。
【００６７】
次に、水面に浮上した異物のうち固形物を除去する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１００において析出したアンモニウム塩などからなる固形物は、ステップＳ９０において注入された微細気泡の上昇に伴ってガス洗浄水の水面に浮上する。
第二邪魔板８７を設けたことにより、上流から流入したガス洗浄水が上方へ流れ、対流が生まれる。これにより、析出したアンモニウム塩などからなる固形物を効率よく水面に浮上させることができる。
ガス洗浄水の水面に浮上した異物のうち固形物は第二除去装置８４によって第二異物分離槽８８へと掻き出される。これにより、ガス洗浄水内の異物が除去される。
【００６８】
次に、水面に浮上した異物のうち気体成分を燃焼させる（ステップＳ１２０）。脱気ポンプにより気体を吸入することで、アルカリ性調整槽４３内が減圧され、ガス洗浄水に溶けていた異物のうち気体成分が気化する。ここで、アルカリ性調整槽４３内の異物のうち気体成分とは、主にアンモニアである。また、微細気泡も水面まで上昇した後破裂して気化する。また、第二異物分離槽８８内の固形物に含まれていた気体成分も気化する。気化したこれらの気体は、第二気体室８９から第二気体取出口１０７を介して、脱気ポンプ１０８側へ吸入され、さらにガスエンジン２６へ排出される。そして、ガスエンジン２６内でこれらの気体を燃焼させる。
【００６９】
次に、ステップＳ１１０においてガス洗浄水から除去した固形物を燃焼させる（ステップＳ１３０）。ガス洗浄水から除去した異物のうち固形物は、第二異物分離槽８８に一旦貯溜される。第二異物分離槽８８に貯溜された固形物に付着した液体成分や気体成分は上方へ移動し、固形物が下方へ移動する。固形物は、固形物管１０６を通って固形物貯留槽７９へと送られる。
固形物貯留槽７９に固形物が一定量溜まった場合、固形物は排出管８０を通ってガス化炉４へ送られ燃焼させる。
【００７０】
次に、アルカリ性調整槽４３と生物処理槽４４との間に設けられた流路において、酸性物質である塩酸若しくはアルカリ性物質である水酸化ナトリウムをガス洗浄水に投入し、ガス洗浄水を中性に調整する（ステップＳ１４０）。制御装置４５は、第三ＰＨ検出センサ１１５によって検出されたＰＨに基づいて、第三ＰＨ調整装置１１２の第一弁１２２及び第二弁１２４の開度を調整することにより、酸性物質及びアルカリ性物質の投入量を調整する。これにより、ＰＨを中性にすることができる。
【００７１】
次に、生物処理槽４４内に流入したガス洗浄水を攪拌する（ステップＳ１５０）。第三攪拌装置１１６は、生物処理槽４４内のガス洗浄水を波立たせないように攪拌し、生物処理槽４４内のガス洗浄水のＰＨを均一にする。なお、水流でガス洗浄水のＰＨが均一に保てる場合には、ステップＳ１５０は省略することもできる。
また、第三邪魔板１１７を設けたことにより、上流から流入したガス洗浄水が上方へ流れ、対流が生まれる。これにより、ガス洗浄水が生物処理槽４４内に対流する時間を増やすことで、ＰＨを均一にする。
【００７２】
次に、ガス洗浄水を散水ノズルから散水する（ステップＳ１６０）。生物処理槽４４の下部に溜まっているガス洗浄水はポンプによって汲み上げられる。制御装置４５は、戻し管１３２に設けられた戻し弁１３４を閉とし、散水管１３３に設けられた散水弁１３５を開とする。これにより、ポンプによって汲み上げられたガス洗浄水は、散水管１３３へ流入し、散水管１３３の端部に設けられた散水ノズル１１４から下方へ散水される。散水は間欠的若しくは定常的に行われる。
散水されたガス洗浄水は生物担体１１３と接触し、生物担体１１３に付着している微生物によってタール成分等が分解される。微生物は、有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などの成分や、アンモニウム塩などの成分が含まれたガス洗浄水中よりも、前記物質が除去されたガス洗浄水中において活動が活発になる。そのため、酸性調整槽４２及びアルカリ性調整槽４３と併用することにより、生物処理槽４４における処理効率が向上する。
【００７３】
次に、ガス洗浄水を戻し管１３２から、熱交換器６もしくはスクラバ９へ戻す（ステップＳ１７０）。ステップＳ１６０までの処理によって異物を除去したガス洗浄水をポンプ２３で汲み上げて戻し管１３２に戻すものである。ステップＳ１７０では、制御装置４５は、戻し弁１３４を開にし、散水弁１３５を閉にする。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係るガス洗浄水処理装置８は、ガス洗浄水を貯溜する貯水槽４１と、ガス洗浄水を酸性に調整する第一ＰＨ調整装置５２と、微細気泡を注入する第一気泡注入装置５３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する第一除去装置５４と、が設けられた酸性調整槽４２と、ガス洗浄水をアルカリ性に調整する第二ＰＨ調整装置８２と、微細気泡を注入する第二気泡注入装置８３と、微細気泡とともに水面に浮上した固形物を除去する第二除去装置８４と、が設けられたアルカリ性調整槽４３と、を具備するものである。
【００７５】
このように構成することにより、貯水槽４１内で一時的に貯溜することにより、ガス洗浄水に含まれる異物のうち体積の大きな固形物が重力で貯水槽４１の底部に移動するため、比重が大きい固体成分を除去することができる。
また、酸性調整槽４２において、第一ＰＨ調整装置５２によってＰＨを酸性にすることで、有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などからなる固形物を析出させる。また、第一気泡注入装置５３によって微細気泡を注入することで、前記固形物を水面に浮上させる。また、第一除去装置５４で前記固形物を第一異物分離槽５８へ掻き出し、異物を除去する。
また、アルカリ性調整槽４３において、第二ＰＨ調整装置８２によってＰＨをアルカリ性にすることで、アンモニウム塩などからなる固形物を析出させる。また、第二気泡注入装置８３によって微細気泡を注入することで、前記固形物を水面に浮上させる。また、第二除去装置８４で前記固形物を第二異物分離槽８８へ掻き出し、異物を除去する。
これにより、比重の小さい固体成分、可溶性の固体成分であってガス洗浄水に溶解しているもの、及び液体成分であってガス洗浄水に溶解しているものを除去することができる。したがって、様々な種類の異物を除去することができる。
【００７６】
また、ガス洗浄水処理装置８は、ガス洗浄水を中性に調整する第三ＰＨ調整装置１１２と、微生物を付着させるための生物担体１１３と、上方からガス洗浄水を散水するための散水ノズル１１４と、が設けられた生物処理槽４４を具備するものである。
このように構成することにより、生物処理槽４４において、散水ノズル１１４から散水されたガス洗浄水は生物担体１１３と接触し、生物担体１１３に付着している微生物によってタール成分等が分解される。したがって、異物のうち水溶性の固体成分及び液体成分を効率よく処理することができる。
また、微生物は、有機酸、有機酸塩、及びフェノール類などの成分や、アンモニウム塩などの成分が含まれたガス洗浄水中よりも、前記物質が除去されたガス洗浄水中において活動が活発になる。したがって、酸性調整槽４２及びアルカリ性調整槽４３と併用することにより、生物処理槽４４における処理効率が向上する。したがって、様々な種類の異物を除去することができる。
【００７７】
また、酸性調整槽４２の底部に第一邪魔板５７を設け、アルカリ性調整槽４３の底部に第二邪魔板８７を設けるものである。
このように構成することにより、酸性調整槽４２及びアルカリ性調整槽４３内におけるガス洗浄水の流れを上方へ向けることができ、対流を起こすことにより析出した異物を効率よく水面に浮上させることができる。
【００７８】
［実施形態２］
次に、本発明の別の実施形態にかかるガス洗浄水処理装置２０８について、図５を用いて説明する。
本実施形態にかかるガス洗浄水処理装置２０８は、第一除去装置２５４及び第二除去装置２８４の構成が実施形態１にかかるガス洗浄水処理装置と異なる。本実施形態に係るガス洗浄水処理装置の構成のうち、実施形態１にかかるガス洗浄水処理装置と同一の構成については、同じ番号を付して説明を省略する。
【００７９】
酸性調整槽４２の上方には第一除去装置２５４が設けられている。第一除去装置２５４は、本実施形態においては、浮遊する固形物を吸い寄せて除去するスカムスキマーで構成されている。第一除去装置２５４は、漏斗状に構成された吸い寄せ口２６１と、吸い寄せ口２６１の下方に設けられた上下方向伸縮自在の吸い込み管２６２と、吸い込み管２６２と連通しており、その他端が第一異物分離槽５８と連通している送り管２６３と、から構成される。吸い寄せ口２６１は、浮力によりその上端が水面付近に位置するように構成されており、ガス洗浄水の水量の増減により上下する水面の高さにあわせて上下に移動する。吸い寄せ口２６１付近のガス洗浄水は、吸い寄せ口２６１よりも水面が高くなると吸い寄せ口２６１内に流入し、吸い込み管２６２、送り管２６３を通って、第一異物分離槽５８へと送られる。この際、表面に浮遊している固形物も一緒に第一異物分離槽５８へと送られる。吸い寄せ口２６１は水面とほぼ同じ高さにあるため、ガス洗浄水が大量に流れ込むことはない。
【００８０】
アルカリ性調整槽４３の上方には第二除去装置２８４が設けられている。第二除去装置２８４は、本実施形態においては、浮遊する固形物を吸い寄せて除去するスカムスキマーで構成されている。第二除去装置２８４は、漏斗状に構成された吸い寄せ口２９１と、吸い寄せ口２９１の下方に設けられた上下方向伸縮自在の吸い込み管２９２と、吸い込み管２９２と連通しており、その他端が第二異物分離槽８８と連通している送り管２９３と、から構成される。吸い寄せ口２９１は、浮力によりその上端が水面付近に位置するように構成されており、ガス洗浄水の水量の増減により上下する水面の高さにあわせて上下に移動する。吸い寄せ口２９１付近のガス洗浄水は、吸い寄せ口２９１よりも水面が高くなると吸い寄せ口２９１内に流入し、吸い込み管２９２、送り管２９３を通って、第二異物分離槽８８へと送られる。この際、表面に浮遊している固形物も一緒に第二異物分離槽８８へと送られる。吸い寄せ口２９１は水面とほぼ同じ高さにあるため、ガス洗浄水が大量に流れ込むことはない。
【符号の説明】
【００８１】
１    ガス化発電システム
８    ガス洗浄水処理装置
４１    貯水槽
４２    酸性調整槽
４３    アルカリ性調整槽
４４    生物処理槽
５２    第一ＰＨ調整装置
５３    第一気泡注入装置
５４    第一除去装置
５７    第一邪魔板
８２    第二ＰＨ調整装置
８３    第二気泡注入装置
８４    第二除去装置
８７    第二邪魔板
１１２    第三ＰＨ調整装置
１１３    生物担体
１１４    散水ノズル
１１７    第三邪魔板
【図１】
2012000574.tif 000003
【図２】
2012000574.tif 000004
【図３】
2012000574.tif 000005
【図４】
2012000574.tif 000006
【図５】
2012000574.tif 000007