(57)【要約】【課題】安価な手段で効率よく砂ろ過工程におけるバイオファウリング問題に対処できる手段を提供する。【解決手段】上記課題は、廃棄物の焼却プラントから排出される焼却プラント排水に凝集剤を添加し凝集物を生成させる凝集工程と、前記凝集工程で生成した凝集物を沈殿、分離する沈殿工程と、前記沈殿工程で沈殿した凝集物を分離した分離水を砂ろ過する砂ろ過工程と、前記砂ろ過工程で得られたろ液を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理工程とを有する排水処理方法において、前記砂ろ過工程において使用したろ過材を工水および／または上水に塩素系殺菌剤を添加した洗浄水で逆圧洗浄するとともに、洗浄排水を前記焼却プラント排水に混合することを特徴とする排水処理方法と、処理装置によって解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物の焼却プラントから排出される焼却プラント排水に凝集剤を添加し凝集物を生成させる凝集工程と、前記凝集工程で生成した凝集物を沈殿、分離する沈殿工程と、前記沈殿工程で沈殿した凝集物を分離した分離水を砂ろ過する砂ろ過工程と、前記砂ろ過工程で得られたろ液を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理工程とを有する排水処理方法において、前記砂ろ過工程において使用したろ過材を工水および／または上水に塩素系殺菌剤を添加した洗浄水で逆圧洗浄するとともに、洗浄排水を前記焼却プラント排水に混合することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記砂ろ過工程で得られるろ液の濁度を測定し、測定値が所定の値を超過した場合に、前記ろ過材の逆圧洗浄を行う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】
廃棄物の焼却プラントから排出される焼却プラント排水に凝集剤を添加し凝集物を生成させる凝集装置と、前記凝集装置で生成した凝集物を沈殿、分離する沈殿装置と、前記沈殿装置で沈殿した凝集物を分離した分離水を砂ろ過する砂ろ過装置と、前記砂ろ過装置で得られたろ液を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理装置とを有する排水処理装置であって、工水および／または上水に塩素系殺菌剤を添加し洗浄水を調整する洗浄水調整槽と、前記洗浄水調整槽で調整された洗浄水を用いて前記砂ろ過装置のろ過材を逆圧洗浄する逆洗手段と、前記逆洗手段により逆圧洗浄された前記砂ろ過装置から排出される洗浄排水を前記焼却プラント排水に混合する混合手段を有することを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
前記砂ろ過装置から流出するろ液の濁度測定手段を有することを特徴とする請求項３に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の焼却プラントから排出される排水の処理方法と処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の焼却プラント排水処理方法としては、例えば、焼却プラントから排出される排水を凝集処理した後に生物処理し、さらに砂ろ過、活性炭吸着、滅菌などを行って、放流あるいは再利用する方法があった（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ところが、環境問題などから、放流前に逆浸透膜を用いてさらに浄化することも行われるようになってきている（例えば、特許文献２）。この特許文献の方法は、焼却プラント排水を凝集処理してから、砂ろ過、精密ろ過膜によるろ過、逆浸透膜処理し、逆浸透膜を透過しないで残った濃縮水は減温装置内に噴霧して気化させて処理している。この特許文献２の発明の課題は、浄化水の大半を減温装置で気化したのでは消費熱量が多大になることにあって、これを逆浸透膜処理をして濃縮水のみを気化させることによって解決している。そして、焼却プラント排水には次亜塩素酸イオンなどが含まれることがあり、その濃度が突発的に上昇することがあって、逆浸透膜を劣化させてしまうという問題を、排水の遊離残留塩素量の測定とそれに応じた脱塩素剤の添加によって解決している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９９８９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−６４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法は、処理水の水質が十分でなく、ボイラ原水や機器冷却水等に再利用するにはさらに浄化する必要がある。
【０００６】
ところで、廃棄物を焼却処理するプラントではクローズド化が進み、砂ろ過工程で使用したろ過用の砂にたまった凝集物等の洗浄除去にも逆浸透膜処理で得られた濃縮水や前処理におけるろ過水とか逆浸透膜の透過水を適宜組み合わせて浄化水として用いられている。焼却プラントに設置される排水処理設備の運転は一般に間欠運転であり、その運転を続けていくと砂ろ過層で微生物が増殖してバイオファウリングが起きることを本発明者は見出した。バイオファウリング対策としては、次亜塩素酸の注入が一般的であるが、その場合注入された次亜塩素酸の残留分がろ過装置の後工程として設置される逆浸透膜設備を劣化させてしまう。特許文献２の方法は、焼却プラント排水に含まれる次亜塩素酸を問題としており、逆浸透膜のバイオファウリングについては逆浸透膜処理する精密ろ過膜の透過排水に予めバイオファウリング抑制剤を添加することが記載されているが、砂ろ過工程におけるバイオファウリングについては全く言及がない。また、特許文献２の方法では、遊離残留塩素濃度の測定手段と脱塩素剤添加手段が必要であり、これが設備投資額を増加させる。
【０００７】
本発明の目的は、安価な手段で効率よく砂ろ過工程におけるバイオファウリング問題に対処できる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、プラント内で発生する水ではなく、上水あるいは工業用水に塩素滅菌剤を加えて、これを砂ろ過層の洗浄水に用い、洗浄排水は砂ろ過装置の上流側の焼却プラント排水に混合すれば、それ自体がバイオファウリングを引き起こす要素をもった逆浸透膜濃縮水を用いるよりもバイオファウリングの発生を減少させて逆洗の効果を高めることができるばかりでなく、砂ろ過装置の後流側に設置される逆浸透膜処理装置の逆浸透膜の劣化懸念を排除することができ、さらに、遊離残留塩素濃度の計測装置や脱塩素剤およびその添加設備も不要になり、塩素殺菌剤の使用費自体も削減できるなど数々の利点を見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、廃棄物の焼却プラントから排出される焼却プラント排水に凝集剤を添加し凝集物を生成させる凝集工程と、前記凝集工程で生成した凝集物を沈殿、分離する沈殿工程と、前記沈殿工程で沈殿した凝集物を分離した分離水を砂ろ過する砂ろ過工程と、前記砂ろ過工程で得られたろ液を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理工程とを有する排水処理方法において、前記砂ろ過工程において使用したろ過材を工水および／または上水に塩素系殺菌剤を添加した洗浄水で逆圧洗浄するとともに、洗浄排水を前記焼却プラント排水に混合することを特徴とする排水処理方法と、処理装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、廃棄物の焼却プラントから排出される焼却プラント排水の処理において、砂ろ過工程のバイオファウリングの発生を減少させて砂ろ過層のろ過効果を高めることができその後流側にある逆浸透膜の塩素系殺菌剤による劣化問題を解決して長寿命化し、また、遊離残留塩素濃度の計測装置や脱塩素剤およびその添加設備も不要になり、さらに洗浄水に上水や工業用水を使用して逆浸透膜の濃縮水や前処理におけるろ過水を使用していないことから濃縮水とろ過水を切替えるための切替装置なども不要になって、排水処理装置の初期投資費用および運転費用をコストダウンできる。また、バイオファウリング対策設備を設置していない焼却プラントにおいても、本発明を実施する装置は仮設の装置でも足り容易に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の焼却プラント排水処理装置の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の排水が排出される焼却プラントは、廃棄物を焼却するプラントであり、焼却装置と熱回収装置を有し、さらに、減温装置を有する場合もある。
【００１３】
廃棄物の種類は問わないが、主に家庭ごみからなる一般廃棄物、または主に各種工場から排出される産業廃棄物である。
【００１４】
焼却装置は、廃棄物を燃やす一般的な焼却炉が適用可能であり、例えば、ストーカ式、キルン式、流動床式、あるいはシャフト式ガス化溶融炉などである。
【００１５】
熱回収装置は、焼却装置から出される燃焼排ガスから熱を回収する装置であり、廃熱ボイラーとエコノマイザー（節炭器）などが用いられる。熱回収装置では通常850〜950℃程度の燃焼排ガスの温度が200〜300℃程度に下がる。
【００１６】
減温装置は、熱回収装置で熱回収された燃焼排ガスをさらに減温する装置であり、通常、減温塔と減温塔内部に水噴霧用の二流体ノズルが設置され、二流体ノズルより水と圧縮空気を減温塔内部に噴射して焼却排ガスと接触させることで、水の気化熱により排ガス温度を下げる装置が用いられる。
【００１７】
廃棄物の焼却プラントから排水される排水は、有機系排水と無機系排水に分けられる。有機系排水の代表的なものはごみピット排水であり、その外、生活排水、プラットホーム床洗浄排水、洗車排水なども含まれる。無機系排水の代表的なものは灰汚水、灰押出装置汚水、灰ピット排水であり、その外、純水再生排水、ボイラーブロー排水、床洗浄排水なども含まれる。ＲＯ膜処理を施す場合には、ＢＯＤの高い（例えば、３０ｍｇ／Ｌ以上）有機系排水例えば床洗浄水や洗車排水等を生物により好気性処理し、ＢＯＤを５ｍｇ／Ｌ未満、ＣＯＤを１０ｍｇ／Ｌ未満まで処理を行うことが通常である。上記各種の焼却プラント排水は別々に処理してもよいが、通常は、まとめて貯槽等に入れ、そこから取り出して処理される。
凝集工程
凝集工程は、焼却プラントから排出された排水に凝集剤を添加して粒子を生成させる工程であり、凝集剤には塩化第二鉄(FeCl3)、硫酸第一鉄（FeSO４）、硫酸第二鉄（Fe２（SO４）３）などの鉄系凝集剤、ポリ酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム等のアルミニウム凝集剤などが用いられる。凝集剤の添加量は０〜５００ｍｇ／Ｌ程度である。重金属の除去を目的とする場合は、例えば水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加して重金属を水酸化物等として析出させる。ｐＨは８〜１０程度にする。この反応を行う槽は急速撹拌することが好ましく、例えば、中速攪拌機などを用いる。
【００１８】
一方、凝集剤には、鉄系凝集剤やアルミニウム凝集剤によって生成させた粒子を凝集・粗大化させる目的で高分子凝集剤などを添加することもできる。その場合、添加量は０〜５ｍｇ／Ｌ程度である。この反応を行う槽は緩速撹拌を行うことが好ましく、例えば、低速攪拌機などを用いる。
沈殿工程
沈殿工程は、前工程で生成した凝集物を沈殿、分離する工程で、通常は静置して自然沈降させるか、遠心機などを用いて分離することも可能である。また、前工程の凝集装置と本工程の沈殿装置は同一の槽に兼用させることも可能である。前記凝集沈殿工程でアルカリ性にした場合は、凝集物を分離した分離水に酸を添加して、分離水のｐＨを７．５〜９．５の範囲内に調整する。
【００１９】
酸は、塩酸、硫酸などを用いることができる。ｐＨは７．５〜９．５であるが、好ましくは７．７〜８．２である。
【００２０】
砂ろ過過程
砂ろ過過程は、沈殿工程で分離した分離水を砂ろ過する工程であり、ろ過素材である砂にはアンスラサイトや砂利などが用いられ、粒径は平均粒径で１．０〜１．５ｍｍ程度、通常０．５〜２．０ｍｍ程度である。充填層は粒度の勾配をつけることができ、例えばろ過水の流れに沿ってアンスラサイト（1.5mm）→ろ過砂（0.6mm）→支持砂利（2〜4mm,4〜8mm,8〜12mm）を積層する。この砂ろ過工程では、砂ろ過層に浮遊物がある程度堆積したら、逆洗による洗浄を行う。この逆洗を行う時期のタイミングとしては、砂ろ過装置から流出してくるろ液の濁度を測定して判断することができる。濁度の測定には、例えば市販の濁度計を用いることができる。逆洗への切替時は例えば濁度が１．０ＮＴＵに達した時点とする。
【００２１】
本発明では、この逆洗を行う洗浄水に、上水または工業用水に塩素系殺菌剤を添加して用いる。塩素系殺菌剤は、次亜塩素酸ナトリウムなどが用いられる。添加量は、遊離塩素濃度として０．２〜５．０ｍｇ/Ｌ程度、好ましくは遊離塩素濃度として０．３〜１．０ｍｇ/Ｌ程度が適当である。逆洗排水は、そのまま焼却プラント排水の貯槽に投入して処理することにより、逆洗排水に含まれる浮遊物は沈殿工程で沈殿物として除去される。
【００２２】
一方、砂ろ過工程で得られたろ液はそのまま活性炭処理プレフィルターろ過や塩素除去等を行ってから逆浸透膜処理工程へ送られる。
逆浸透膜処理工程
逆浸透膜処理工程では、砂ろ過工程で濾過した濾液を逆浸透膜を透過させる。逆浸透膜とそれを装着する装置は市販のものを用いることができる。
【００２３】
逆浸透膜のろ過水は、ボイラー原水や機器冷却水等に工業用水として用いることができる。
【００２４】
一方、逆浸透膜を透過しないで残った膜濃縮水は焼却プラントで発生した飛灰の混練水として使用することができ、あるいは減温塔で噴霧させて熱回収装置から排出される燃焼排ガスを減温させることができる。
【００２５】
飛灰の混練水として使用する場合には、飛灰中の重金属類を安定させるためキレート剤を添加することが好ましい。キレート剤の例として、ピペラジン系、ジチオカルバミン酸系など市販の重金属溶出防止用のキレート剤を幅広く用いることが出来る。キレート剤の添加量としては、飛灰に対するキレート剤の重量比で１００：１〜５程度が適当である。キレート剤を使用することによって飛灰：水（キレート剤含む）の混合比を重量比で１００：２０〜３０程度にすることができる。
【００２６】
飛灰の混練水として使用する場合には、飛灰の発生量を測定し、その測定値に基づき混練に必要な膜濃縮水量を予測し、前記逆浸透膜処理における膜ろ過水と膜濃縮水の分配量、生成した膜濃縮水の飛灰の混練水と下水放流水への分配量、生成した膜濃縮水の飛灰の混練水と下水放流水と減温装置供給水への分配量の少なくとも一つを調整することができる。混練した飛灰は例えば埋立処理できる。
【実施例】
【００２７】
図１に示すフロー図で処理を行った。
【００２８】
焼却プラント排水には、水質がＢＯＤ１０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ８ｍｇ／Ｌ、ＳＳ４７０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７〜９の排水を用いた。この焼却プラント排水を容積が１ｋＬの円筒形反応槽にバッチ間欠運転で１２０ｍ３/日投入した。この反応槽には、撹拌機として中速攪拌機が装着されている。この反応槽に凝集剤として塩化第二鉄を１８０Ｌ/日添加し、槽内に１０分間滞留させた後、容積が１ｋＬの円筒形凝集槽に流入させた。この凝集槽には撹拌機として低速攪拌機が装着されている。この凝集槽に凝集剤として高分子凝集剤（１％溶液）を３０Ｌ／日添加し、槽内に１０分間滞留させた後、容積が３０ｋＬの円筒形の沈殿槽に流入させた。この沈殿槽は上部から分離水が溢流し、底部からは沈殿物が引き抜けるようになっている。
【００２９】
沈殿槽から流出する分離水は、平均粒径１．０〜１．５ｍｍの砂を充填した砂ろ過装置に流入させてろ過を行い、ろ液は逆浸透膜装置で逆浸透膜処理を行った。
【００３０】
砂ろ過装置から流出するろ液の濁度を濁度計で測定していたところ、１２時間ろ過したところでろ液の濁度が１．０ＮＴＵになったので、砂ろ過を停止して逆洗を行った。逆洗には工業用水１．０ｋＬに５％次亜塩素酸ナトリウム溶液を３０Ｌ添加した液を用いて行った。逆洗で砂ろ過層を洗浄した排水は焼却プラント排水槽に投入した。
【００３１】
逆浸透装置からは膜ろ過水が８０ｍ３/日で流出し、これは場内での再利用に充分使用できるものであった。一方、膜濃縮水は４０ｍ３/日で流出し、これを飛灰の混練水として使用した。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の排水処理方法は、廃棄物の焼却プラントにおいて、焼却プラントから排出される排水を効率よく処理できるので、廃棄物焼却プラントに幅広く利用できる。
【図１】
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