JP2000334441A

JP2000334441A - 発電所排水の複合処理方法及び複合処理装置

Info

Publication number: JP2000334441A
Application number: JP11147672A
Authority: JP
Inventors: Takumi Nanaumi; 匠七海
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法、排
煙脱硫排水を蒸発濃縮法で処理するに当たり、両排水の
複合処理を行って各処理水の廃熱を有効利用するととも
に、装置製作コスト及び装置運転コストの増大を抑制す
る。【解決手段】復水脱塩装置再生排水２を触媒湿式酸化
装置１４において触媒湿式酸化法により処理し、得られ
た触媒湿式酸化処理水１６を第１の熱交換器１０におい
て復水脱塩装置再生排水と熱交換する。その後、触媒湿
式酸化処理水を蒸発濃縮装置３４あるいはその上流側の
配管や装置において排煙脱硫排水２２と混合し、この混
合水を蒸発濃縮装置において蒸発濃縮法により処理した
後に、得られた蒸発濃縮処理水３６を復水脱塩装置再生
排水と熱交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電所で排出され
る復水脱塩装置再生排水及び排煙脱硫排水の複合処理に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】発電所で発生する排水の中に、復水脱塩
装置再生排水と排煙脱硫排水がある。例えば、火力発電
所においては、復水は復水脱塩装置を備えた復水処理装
置で処理された後、再びボイラーへ送られるが、上記復
水脱塩装置としては一般に混床式のイオン交換装置が使
用されており、したがって復水脱塩装置のイオン交換樹
脂の再生処理を行ったときに上述の復水脱塩装置再生排
水が排出される。また、硫黄分が含まれる重油や石炭等
を燃料として用いる火力発電所では、公害防止の目的で
排煙の脱硫処理を行うが、この排煙脱硫プロセスから上
述の排煙脱硫排水が排出される。

【０００３】前述した復水脱塩装置再生排水中にはアン
モニア性窒素が高濃度で含まれ、排煙脱硫排水中には高
濃度の硫酸イオン、カルシウムイオンの他、フッ素イオ
ンや重金属イオンが含まれているため、いずれの排水も
処理を行う必要があるが、これら復水脱塩装置再生排水
及び排煙脱硫排水に関しては、近年の排水処理技術開発
により、それぞれ新しい処理方法が提案されている。例
えば、復水脱塩装置再生排水の処理には触媒湿式酸化法
が、排煙脱硫排水の処理には蒸発濃縮法が提案されてい
る。なお、触媒湿式酸化法及び蒸発濃縮法の詳細につい
ては後述する。

【０００４】触媒湿式酸化法及び蒸発濃縮法は、いずれ
も処理に熱を利用するため、これらの方法では熱の有効
利用のための工夫が図られている。すなわち、触媒湿式
酸化法の処理温度は通常１００〜３７０℃程度、好まし
くは１５０〜３００℃程度であり、また、蒸発濃縮法の
処理温度は５０〜１００℃程度であり、したがってこれ
らの方法では、処理水の廃熱を有効利用するために、熱
交換器を介して処理水の廃熱によって原水（復水脱塩装
置再生排水あるいは排煙脱硫排水）を予熱することが多
い。

【０００５】また、復水脱塩装置再生排水の触媒湿式酸
化法による処理水及び排煙脱硫排水の蒸発濃縮法による
処理水の廃熱をさらに有効利用するために、従来、図２
に示す装置によって復水脱塩装置再生排水及び排煙脱硫
排水を複合処理することが行われている。

【０００６】図２において、２は復水脱塩装置再生排水
貯槽、４は排水貯槽２に接続された再生排水導入管、６
は再生排水導入管４に設けられたポンプ、８は再生排水
導入管４に設けられたｐＨ調整剤添加機構、１０は再生
排水導入管４に接続された第１の熱交換器、１２は第１
の熱交換器１０に接続された加熱器、１４は加熱器１２
に接続された触媒湿式酸化法による処理装置（触媒湿式
酸化装置）、１６は触媒湿式酸化装置１４に連結された
触媒湿式酸化処理水流出管を示す。また、２２は排煙脱
硫排水貯槽、２４は排水貯槽２２に接続された排煙脱硫
排水導入管、２６は排煙脱硫排水導入管２４に設けられ
たポンプ、２８は排煙脱硫排水導入管２４に設けられた
ｐＨ調整剤添加機構、３０は排煙脱硫排水導入管２４に
接続された第２の熱交換器、３２は第２の熱交換器３０
に接続された加熱器、３４は加熱器３２に接続された蒸
発濃縮法による処理装置（蒸発濃縮装置）、３６は蒸発
濃縮装置３４に連結された蒸発濃縮処理水流出管、３８
は蒸発濃縮装置３４に連結された濃縮液排出管を示す。
さらに、本例の装置では、触媒湿式酸化処理水流出管１
６の流出端は、ｐＨ調整剤添加機構２８と第２の熱交換
器３０との間において排煙脱硫排水導入管２４に連結さ
れている。

【０００７】図２に示した装置による復水脱塩装置再生
排水及び排煙脱硫排水の複合処理は、次のように行われ
る。すなわち、復水脱塩装置再生排水貯槽２内の復水脱
塩装置再生排水は、ポンプ６の作動により第１の熱交換
器１０に導入される。このとき、ｐＨ調整剤添加機構８
によって再生排水導入管４を流れる排水にｐＨ調整剤
（アルカリ）が添加され、排水のｐＨが９〜１２程度に
調整される。次に、排水は加熱器１２、触媒湿式酸化装
置１４に順次通水され、触媒湿式酸化装置１４において
１５０〜３００℃程度の高温下で排水中のアンモニア性
窒素が除去される。触媒湿式酸化装置１４の高温の処理
水（触媒湿式酸化処理水）は触媒湿式酸化処理水流出管
１６に流出し、第１の熱交換器１０で復水脱塩装置再生
排水（原水、通常は２０℃程度）と熱交換を行った後、
排煙脱硫排水導入管２４を流れる排煙脱硫排水に混合さ
れる。なお、触媒湿式酸化装置１４で発生した排ガスは
排ガス流出管（図示せず）から排出される。

【０００８】また、排煙脱硫排水貯槽２２内の排煙脱硫
排水はポンプ２６の作動により第２の熱交換器３０に導
入される。このとき、ｐＨ調整剤添加機構２８によって
排煙脱硫排水導入管２４を流れる排水にｐＨ調整剤（酸
あるいはアルカリ）が添加され、濃縮液のｐＨが弱酸性
〜中性になるように排水のｐＨが調整される。次に、排
水は加熱器３２、蒸発濃縮装置３４に順次通水され、蒸
発濃縮装置３４において排水の蒸発濃縮処理が行われ
る。発生した蒸気は蒸発濃縮装置３４のコンデンサで凝
縮され、凝縮水は蒸発濃縮処理水として蒸発濃縮処理水
流出管３６に流出する。この蒸発濃縮処理水は第２の熱
交換器３０で排煙脱硫排水（原水）と熱交換を行った
後、放流又は再利用される。この蒸発濃縮処理水は、比
較的高純度な蒸留水である。また、蒸発濃縮装置３４で
生成した濃縮液は濃縮液排出管３８から排出される。

【０００９】上述した図２の装置による複合処理は、復
水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法により処理した後
に、触媒湿式酸化処理水を排煙脱硫排水と混合し、この
混合水を蒸発濃縮法により処理するものである。この複
合処理では、触媒湿式酸化処理水の廃熱を復水脱塩装置
再生排水の予熱に利用し、蒸発濃縮処理水の廃熱を排煙
脱硫排水の予熱に利用するのみならず、触媒湿式酸化処
理水の廃熱を排煙脱硫排水の予熱に利用するので、復水
脱塩装置再生排水及び排煙脱硫排水をそれぞれ単独で処
理する場合に比べ、処理水の廃熱をさらに有効に利用す
ることができる。

【００１０】なお、図２の装置においては、復水脱塩装
置再生排水を触媒湿式酸化装置で処理した後、第１の熱
交換器を介して触媒湿式酸化処理水と復水脱塩装置再生
排水との熱交換を行うが、この熱交換による触媒湿式酸
化処理水の水温低下によって、触媒湿式酸化処理水が後
段で排煙脱硫排水と混合されて圧力が低下する時の急激
な沸騰が防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】排煙脱硫排水は腐食性
が強く、またスケーリング（スケール析出）が生じ易い
性質を持っている。そのため、図２に示した複合処理装
置では、排煙脱硫排水が通水される第２の熱交換器３０
の材質に腐食しにくい高級ステンレス鋼などの高価な材
料を使用する必要があり、装置製作コストが増大する要
因となっていた。また、スケーリングが生じた場合には
熱交換器の化学洗浄を行う必要があるため、化学洗浄設
備の設置による装置製作コストの増大や、洗浄作業の必
要性に起因する装置運転コストの増大が生じていた。な
お、復水脱塩装置再生排水は腐食性が弱く、またスケー
リングが生じにくいので、第１の熱交換器１０には上記
のような問題は生じない。

【００１２】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法、排煙
脱硫排水を蒸発濃縮法により処理するに当たり、両排水
の複合処理を行って各処理水の廃熱を有効に利用するこ
とができ、しかも装置製作コスト及び装置運転コストの
増大を抑制することができる発電所排水の複合処理方法
及び複合処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法、
排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処理するに当たり、復
水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法により処理し、得
られた触媒湿式酸化処理水を復水脱塩装置再生排水と熱
交換した後、触媒湿式酸化処理水を排煙脱硫排水と混合
し、この混合水を蒸発濃縮法により処理した後に、得ら
れた蒸発濃縮処理水を復水脱塩装置再生排水と熱交換す
ることを特徴とする発電所排水の複合処理方法を提供す
る。

【００１４】また、本発明は、前記目的を達成するた
め、復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法により処理
する触媒湿式酸化装置と、触媒湿式酸化装置に復水脱塩
装置再生排水を導入する再生排水導入管と、再生排水導
入管に介装された第１及び第２の熱交換器と、触媒湿式
酸化装置の処理水が流出する触媒湿式酸化処理水流出管
と、排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処理する蒸発濃縮
装置と、蒸発濃縮装置に排煙脱硫排水を導入する排煙脱
硫排水導入管と、蒸発濃縮装置の処理水が流出する蒸発
濃縮処理水流出管とを具備し、かつ、第１の熱交換器が
触媒湿式酸化処理水流出管に介装され、触媒湿式酸化処
理水流出管の流出端が蒸発濃縮装置又はその上流側の配
管若しくは装置に連結されているとともに、第２の熱交
換器が蒸発濃縮処理水流出管に介装されていることを特
徴とする発電所排水の複合処理装置を提供する。

【００１５】本発明によれば、温度の高い触媒湿式酸化
処理水及び蒸発濃縮処理水を温度の低い復水脱塩装置再
生排水と熱交換し、熱交換によって温度の低下した触媒
湿式酸化処理水を排煙脱硫排水と混合するので、触媒湿
式酸化処理水及び蒸発濃縮処理水の廃熱を有効利用する
ことができる。また、排煙脱硫排水は熱交換に用いない
ので、熱交換器には排水として腐食性が弱くスケーリン
グが生じにくい復水脱塩装置再生排水のみを通水すれば
よく、腐食性が強くスケーリングが生じ易い排煙脱硫排
水を通水する必要がない。したがって、熱交換器の材質
には腐食しにくい高価な材料を用いる必要がなく、一般
的なステンレス鋼などでよいため、装置製作コストの増
大を抑制することができる。また、熱交換器にスケーリ
ングが生じにくく、化学洗浄設備の設置や洗浄作業の必
要をなくすことができるため、装置製作コスト及び装置
運転コストの増大を抑制することができる。さらに、熱
交換器のメンテナンスが容易になるため、装置運転コス
トを低減することができる。

【００１６】以下、本発明につきさらに詳しく説明す
る。本発明では、復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化
法により処理し、排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処理
する。復水脱塩装置再生排水は、復水脱塩装置のイオン
交換樹脂の再生処理を行ったときに排出される排水であ
る。排煙脱硫排水は、排煙の脱硫処理を行う排煙脱硫プ
ロセスから排出される排水である。

【００１７】また、触媒湿式酸化処理法は、触媒の存在
下で酸化剤を用いて被処理水中のアンモニア態窒素を窒
素ガスに酸化分解する方法である。触媒湿式酸化処理法
では、一般に、金属触媒の存在下、被処理水を所定温度
（通常１００〜３７０℃）に加熱するとともに、被処理
水を液相を保持する圧力にまで加圧し、かつ酸素含有ガ
ス（例えば空気）等を酸化剤として被処理水に供給す
る。触媒としては、例えば、銀、金、白金、コバルト、
ニッケル、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジ
ウム、イリジウムやこれらの酸化物、塩化物、硫化物等
から選ばれる触媒成分を適宜担体に担持させたものが使
用される。

【００１８】蒸発濃縮法は、蒸発器を用いて被処理水を
蒸発濃縮し、発生した蒸気を凝縮して、凝縮水を蒸発濃
縮処理水として得る方法である。蒸発濃縮処理は、一般
に、処理温度５０〜１００℃程度、処理圧力−６７０〜
０ｍｍＨｇ程度の条件で行われる。また、通常、濃縮液
のｐＨが弱酸性〜中性になるように被処理水のｐＨが調
整される。蒸発器としては、例えば、構造的には水平伝
熱管方式、竪型の薄膜方式等のものが使用され、加熱方
式としては外部加熱方式、自己蒸気圧縮型等のものが使
用される。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、実施形態により本発明を具
体的に示す。図１は、本発明に係る発電所排水の複合処
理装置の一実施形態を示すフロー図である。図１の装置
は、図２の装置において、蒸発濃縮処理水流出管３６に
介装された第２の熱交換器３０を排煙脱硫排水導入管２
４に設置せず、再生排水導入管４のｐＨ調整剤添加機構
８と第１の熱交換器１０との間に設置したこと、触媒湿
式酸化処理水流出管１６の流出端を排煙脱硫排水導入管
２４に連結せず、蒸発濃縮装置３４に連結したこと、及
び、第１の熱交換器１０と蒸発濃縮装置３４との間にお
いて触媒湿式酸化処理水流出管１６に減圧弁４０を設け
たこと以外は、図２の装置と同様のものである。したが
って、図１において図２の装置と同一の部分には、同一
の参照符号を付してその説明を省略する。

【００２０】図１に示した装置による復水脱塩装置再生
排水及び排煙脱硫排水の複合処理は、次のように行われ
る。すなわち、復水脱塩装置再生排水貯槽２内の復水脱
塩装置再生排水は、ポンプ６の作動により第２の熱交換
器３０及び第１の熱交換器１０に順次通水され、復水脱
塩装置再生排水と蒸発濃縮処理水及び触媒湿式酸化処理
水との熱交換が順次行われて復水脱塩装置再生排水が予
熱される。このとき、排水のｐＨが図２の装置と同様に
調整される。

【００２１】次に、排水は加熱器１２に通水されて例え
ば１５０〜３００℃程度に加熱された後、触媒湿式酸化
装置１４に通水され、触媒湿式酸化装置１４において排
水中のアンモニア性窒素が除去される。高温の触媒湿式
酸化処理水は触媒湿式酸化処理水流出管１６に流出し、
第１の熱交換器１０で復水脱塩装置再生排水（原水）と
熱交換を行った後（この熱交換で触媒湿式酸化処理水の
温度は１００〜２００℃程度にまで低下する）、蒸発濃
縮装置３４に導入され、蒸発濃縮装置３４の配管内ある
いは蒸発器内部において排煙脱硫排水と混合される。な
お、触媒湿式酸化装置１４で発生した排ガスは排ガス流
出管（図示せず）から排出される。

【００２２】この場合、触媒湿式酸化処理水と排煙脱硫
排水との混合点における触媒湿式酸化処理水の圧力が、
排煙脱硫排水の圧力や蒸発器内部の圧力よりも極端に大
きい場合には、減圧弁４０を用いて触媒湿式酸化処理水
の圧力を低下させるのが好ましい。なぜならば、上記混
合点において触媒湿式酸化処理水と排煙脱硫排水や蒸発
器内部との間にあまり大きい圧力差を与えると、該混合
点において触媒湿式酸化処理水の急激な沸騰が生じ、水
蒸気爆発を発生させるおそれがあるためである。

【００２３】また、排煙脱硫排水貯槽２２内の排煙脱硫
排水はポンプ２６の作動により加熱器３２に導入され、
所定の温度、例えば７０℃に加熱される。このとき、排
水のｐＨが図２の装置と同様に調整される。次に、排水
は蒸発濃縮装置３４に導入され、ここで前記のように触
媒湿式酸化処理水と混合される。そして、蒸発濃縮装置
３４で例えば温度７０℃、圧力−５３０ｍｍＨｇの条件
下で排煙脱硫排水と触媒湿式酸化処理水との混合水の蒸
発濃縮処理が行われ、図２の装置と同様に蒸発濃縮処理
水が蒸発濃縮処理水流出管３６に流出する。蒸発濃縮処
理水は例えば温度が５０℃程度であり、第２の熱交換器
３０でほぼ常温の復水脱塩装置再生排水（原水）と熱交
換を行った後、放流又は再利用される。また、蒸発濃縮
装置３４で生成した濃縮液は濃縮液排出管３８から排出
される。濃縮液は後段でさらに処理し、重金属、ＣＯＤ
成分などを除去するのが一般的である。

【００２４】なお、図１の装置では、触媒湿式酸化処理
水流出管１６の流出端を蒸発濃縮装置３４に連結した
が、該流出端は蒸発濃縮装置３４の上流側の配管あるい
は装置、例えば排煙脱硫排水導入管２４あるいは加熱器
３２に連結してもよい。また、本発明においては、上述
のごとく第１の熱交換器１０に通水される触媒湿式酸化
処理水の温度の方が、第２の熱交換器３０に通水される
蒸発濃縮処理水の温度により一般に高いので、第１及び
第２の熱交換器の設置位置としては、図１に示したごと
く、温度の高い触媒湿式酸化処理水が通水される第１の
熱交換器１０の上流側に、それにより温度の低い蒸発濃
縮処理水が通水される第２の熱交換器３０を設置するの
が良い。

【００２５】

【実施例】（実施例）図１に示した装置を用い、前述の
ようにして石炭火力発電所の復水脱塩装置再生排水及び
排煙脱硫排水の複合処理を行った。この場合、下記に示
す処理条件で１００時間の連続処理を行った。その結
果、１００時間の連続処理を行った後においても、第１
及び第２の熱交換器内にスケールの発生は見られず、排
水の流量や温度は安定していた。また、第１及び第２の
熱交換器を分解点検したところ、腐食は見られず材質は
健全であった。

【００２６】処理条件（１）装置容積触媒湿式酸化装置０．０５ｍ³ 蒸発濃縮装置０．０５ｍ³ （２）流量（弁の開度で手動調整）復水脱塩装置再生排水１ｍ³／ｄａｙ排煙脱硫排水１ｍ³／ｄａｙ蒸発濃縮処理水０．９５ｍ³／ｄａｙ濃縮液０．０５ｍ³／ｄａｙ（３）処理温度触媒湿式酸化処理装置１７０℃ 蒸発濃縮装置７０℃（圧力：−５３０ｍｍＨｇ）（４）熱交換器材質ＳＵＳ３１６Ｌ（５）排水水質排水の水質分析結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】（比較例）図２に示した装置を用い、前述
のようにして復水脱塩装置再生排水及び排煙脱硫排水の
複合処理を行った。処理条件は実施例と同様とした。そ
の結果、処理開始から約７５時間後に排煙脱硫排水の流
量が低下したため、処理を中止した。第２の熱交換器を
分解して内部を観察したところ、原水側流路にカルシウ
ムスケールが生成し、部分的に流路が閉塞していること
がわかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、復水脱塩装置再生排水
を触媒湿式酸化法、排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処
理するに当たり、両排水の複合処理を行って各処理水の
廃熱を有効に利用することができるとともに、装置製作
コスト及び装置運転コストの増大を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発電所排水の複合処理装置の一実
施形態を示すフロー図である。

【図２】従来の発電所排水の複合処理装置の一例を示す
フロー図である。

【符号の説明】

２復水脱塩装置再生排水貯槽４再生排水導入管１０第１の熱交換器１２加熱器１４触媒湿式酸化装置１６触媒湿式酸化処理水流出管２２排煙脱硫排水貯槽２４排煙脱硫排水導入管３０第２の熱交換器３２加熱器３４蒸発濃縮装置３６蒸発濃縮処理水流出管４０減圧弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 5/00 ６２０Ｃ０２Ｆ 5/00 ６２０Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化
法、排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処理するに当た
り、復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法により処理
し、得られた触媒湿式酸化処理水を復水脱塩装置再生排
水と熱交換した後、触媒湿式酸化処理水を排煙脱硫排水
と混合し、この混合水を蒸発濃縮法により処理した後
に、得られた蒸発濃縮処理水を復水脱塩装置再生排水と
熱交換することを特徴とする発電所排水の複合処理方
法。
【請求項２】触媒湿式酸化処理水を復水脱塩装置再生
排水と熱交換した後、触媒湿式酸化処理水を減圧してか
ら排煙脱硫排水と混合する請求項１に記載の発電所排水
の複合処理方法。
【請求項３】復水脱塩装置再生排水を触媒湿式酸化法
により処理する触媒湿式酸化装置と、触媒湿式酸化装置
に復水脱塩装置再生排水を導入する再生排水導入管と、
再生排水導入管に介装された第１及び第２の熱交換器
と、触媒湿式酸化装置の処理水が流出する触媒湿式酸化
処理水流出管と、排煙脱硫排水を蒸発濃縮法により処理
する蒸発濃縮装置と、蒸発濃縮装置に排煙脱硫排水を導
入する排煙脱硫排水導入管と、蒸発濃縮装置の処理水が
流出する蒸発濃縮処理水流出管とを具備し、かつ、第１
の熱交換器が触媒湿式酸化処理水流出管に介装され、触
媒湿式酸化処理水流出管の流出端が蒸発濃縮装置又はそ
の上流側の配管若しくは装置に連結されているととも
に、第２の熱交換器が蒸発濃縮処理水流出管に介装され
ていることを特徴とする発電所排水の複合処理装置。
【請求項４】第１の熱交換器と蒸発濃縮装置又はその
上流側の配管若しくは装置との間において、触媒湿式酸
化処理水流出管に減圧弁を設けた請求項３に記載の発電
所排水の複合処理装置。