JP2014073473A

JP2014073473A - 脱硫排水の処理方法

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Publication number: JP2014073473A
Application number: JP2012223250A
Authority: JP
Inventors: Minoru Watanabe; 実渡辺; Katsuyuki Yano; 勝之矢野; Ryosuke Yoshimura; 亮佑吉村; Hajime Ishimoto; 一石本; Kazumasa Hatada; 和真畑田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2032-10-05
Also published as: JP6135086B2

Abstract

【課題】濾過助剤の使用量が少なく、しかも効率よく湿式脱硫排水を処理することができる脱硫排水の処理方法を提供する。
【解決手段】吸収剤を用いた湿式脱硫排水の処理方法において、湿式脱硫排水に濾過助剤を添加するとともに、カチオン性ポリマーを添加し、その後濾過処理することを特徴とする脱硫排水の処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、硫黄酸化物を含んだ排ガスをマグネシウム化合物、水酸化ナトリウム又はアンモニアなどの吸収剤を用いて湿式脱硫処理する際に生じる湿式脱硫排水を処理する方法に係り、特に湿式脱硫排水に濾過助剤を添加して濾過する工程を有する湿式脱硫排水の処理方法に関する。

焼却炉やボイラ等の燃焼設備からの排ガスを脱硫処理する湿式排煙脱硫装置では、ＳＯ_Ｘ除去のために水酸化ナトリウム、アンモニア、または水酸化マグネシウムなどの吸収剤が使用され、湿式脱硫排水が生じる。水酸化マグネシウムを使用する場合、ＭｇＳＯ_３、Ｍｇ（ＨＳＯ_３）_２、ＭｇＳＯ_４等を含んだ湿式脱硫排水が生じる。

この湿式脱硫排水は、ＣＯＤ処理及びＳＳ除去処理が施される。ＣＯＤ処理は、廃液の化学的酸素要求量ＣＯＤを低減するものである。ＣＯＤ成分がＭｇＳＯ_３の場合、下記式のように、空気と接触させ酸化することによってＣＯＤ低減を行う。
ＭｇＳＯ_３＋１／２Ｏ_２→ＭｇＳＯ_４

ＳＳ除去処理としては濾過が行われ、この際、脱硫排水に珪藻土等の濾過助剤を添加することがある（特許文献１の０００４段落）。しかしながら、濾過助剤を添加すると、濾過効率は向上するが、スラッジ量が多くなる。

特許文献１には、スラッジ量の少ない湿式脱硫排水処理方法として、湿式脱硫排水にアニオン性高分子凝集剤を添加して沈降分離処理し、沈降相に対しカチオン性高分子凝集剤を添加し、脱水処理することが記載されている。

特開２０１０−２１４２６８

特許文献１の脱硫排水の処理方法では、アニオン性高分子凝集剤を添加して沈降分離し、その後沈降相にカチオン性高分子凝集剤を添加するという複数工程を経てから脱水処理を行うため、濾過助剤は不要であるものの、脱水の前処理に手間がかかる。

本発明は、濾過助剤の使用量が少なく、しかも効率よく湿式脱硫排水を処理することができる脱硫排水の処理方法を提供することを目的とする。

本発明の脱硫排水の処理方法は、吸収剤を用いた湿式脱硫排水の処理方法において、湿式脱硫排水に濾過助剤を添加するとともに、カチオン性ポリマーを添加し、その後濾過処理することを特徴とするものである。

カチオン性ポリマーとしては、重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００であり、ｐＨ４におけるコロイド当量値が０．５〜１８ｍｅｑ／ｇであるものが好ましい。また、カチオン性ポリマーとしては、５％水溶液の２５℃における粘度が２０ｍＰ・Ｓ以下であるものが好ましい。

本発明では、カチオン性ポリマーを５〜１００ｍｇ／Ｌ添加することが好ましい。

本発明では、硫黄酸化物の吸収剤としてマグネシウム化合物、水酸化ナトリウム及び／又はアンモニア等の吸収剤を用いた湿式脱硫排水に対し、濾過助剤とカチオン性ポリマーとを添加して濾過処理を行う。このカチオン性ポリマーを添加することにより、濾過助剤の添加量を少なくしても濾過効率が向上する。

湿式脱硫排水中には、懸濁物質として、マグネシウム塩等の吸収剤の硫酸塩とともに、塵埃や土砂成分などが含まれている。そのため部分的に懸濁粒子に表面はマイナスに帯電している。この湿式脱硫排水にカチオン性ポリマーを添加すると、凝集作用が生じて、緻密なフロックが形成され、濾過促進に寄与すると考えられる。このようなことから、本発明によると、濾過助剤の使用量を少なくすることができ、生成するスラッジ量も減少する。

本発明では、湿式脱硫排水に濾過助剤とカチオン性ポリマーを添加した後、濾過処理すればよく、工程数が少なく、また各工程の操作も容易である。

本発明方法を説明するフロー図である。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明が処理対象とする湿式脱硫排水は、焼却炉、ボイラ等の焼却設備から排出される硫黄酸化物含有排ガスをマグネシウム化合物、水酸化ナトリウム及び／又はアンモニア等の吸収剤によって湿式脱硫処理することにより生じる排水である。マグネシウム化合物を水に分散させ、この分散液をスプレーして硫黄酸化物と接触させることにより硫黄酸化物を脱硫することが好ましい。

マグネシウム化合物としては、好ましくは水酸化マグネシウム及び／又は酸化マグネシウムが用いられる。この湿式脱硫排水は、硫黄酸化物との反応によって生じたＭｇＳＯ_３、Ｍｇ（ＨＳＯ_３）_２、ＭｇＳＯ_４等を含有する。

本発明では、この湿式脱硫排水に対し濾過助剤とカチオン性ポリマーとを添加する。濾過助剤とカチオン性ポリマーとの添加順序は同時でもよく、いずれか一方を先に添加し、他方を後から添加してもよい。

濾過助剤としては、珪藻土、パーライトなどを用いることができるが、珪藻土が好適である。

カチオン性ポリマーとしては、重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００特に１，０００〜２００，０００であり、ｐＨ４におけるコロイド当量値が０．５〜１８ｍｅｑ／ｇ特に４〜１０ｍｅｑ／ｇであるものが好適である。また、２５℃における５％水溶液の粘度が２０ｍＰａ・Ｓ以下、特に１０ｍＰａ・Ｓ以下、例えば１〜１０ｍＰａ・Ｓのものが好適である。カチオン性ポリマーとしては、ジメチルアミン−エピクロロヒドリン共重合体、ポリエチレンイミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアミノエチルアクリレート四級塩又はジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩の単独重合体、ジメチルアミノエチルアクリレート四級塩−アクリルアミド共重合体、ジメチルアミノエチルメタクリレート四級塩−アクリルアミド共重合体、ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物、メラミン・ホルマリン縮合物などが好適である。

カチオン性ポリマーの添加量は５〜１００ｍｇ／Ｌ特に５〜３０ｍｇ／Ｌ程度が好ましい。添加量が過度に少ないと、濾過特性の改善が不十分となり、添加量が過度に多いとコスト高である。

本発明では、湿式脱硫排水に無機凝集剤やアニオン性高分子凝集剤を添加してもよいが、通常はこれらの添加は不要である。

濾過助剤及びカチオン性ポリマーを添加した後の濾過装置としては、キャンドル型加圧濾過装置やフィルタープレスなどの各種の濾過装置を用いることができる。

以下、本発明の処理方法の好適なフローについて図１を参照して説明する。

排ガスが吸収塔１を通過し、この吸収塔１においてマグネシウム化合物の分散液が散布され、硫黄酸化物がマグネシウム化合物と反応して吸収され、ＭｇＳＯ_３、Ｍｇ（ＨＳＯ_３）_２、ＭｇＳＯ_４等を含む湿式脱硫排水が生じる。この湿式脱硫排水が酸化塔２に導入され、空気吹き込みによってＭｇＳＯ_３、Ｍｇ（ＨＳＯ_３）_２がＭｇＳＯ_４に酸化される。この実施の形態では酸化塔２に濾過助剤が添加され、撹拌混合される。酸化塔２内の液は、配管３及びポンプＰを介して濾過装置４に供給され、濾過処理され、脱水ケーキと清澄な処理水とに分離される。この実施の形態では、配管３のポンプＰの前段側にカチオン性ポリマーが添加されるが、酸化塔２に添加されてもよい。

以下実施例及び比較例について説明する。

以下の実施例及び比較例で用いた湿式脱硫排水はＣＯボイラ設備から生じたものであり、下記の水質を有する。
ｐＨ：６．１
濁度：２９５０度
ＳＳ：８７００ｍｇ／Ｌ
強熱減量／ＳＳ：３．８％
電導度：１５４０ｍＳ／ｍ
外観：茶色

実施例では、表１に示すカチオン性ポリマーＡ〜Ｈを用いた。粘度の測定温度は２５℃である。

＜凝集試験＞
ジャーテスタを用いて上記カチオン性ポリマーＡ〜Ｈを表２に示す添加量にて上記湿式脱硫排水に添加し、２分撹拌し、静置５分後の上澄み濁度を測定した。また、凝集撹拌時に液を一部採取してＣＳＴ（ＣａｐｉｌｌａｒｙＳｕｃｔｉｏｎＴｉｍｅ（毛管吸引時間））値をＣＳＴ試験装置（ＴＯＲＩＴＯＮ製）によって測定した。また、対比のためにカチオン性ポリマーを全く添加しない湿式脱硫排水についても同様の測定を行った。結果及び評価を表２に示す。

表２より、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのカチオン性ポリマーが良好な凝集作用を有し、Ｆのカチオン性ポリマーが次に良好な凝集作用を有することが認められた。

＜湿式脱硫排水処理試験＞
そこで、カチオン性ポリマーＡ〜Ｆを用いて湿式脱硫排水処理試験を行った。

即ち、上記湿式脱硫排水６０Ｌに対し珪藻土７００ｍｇ／Ｌを添加し、２分撹拌して分散させた後、カチオン性ポリマーを１０ｍｇ／Ｌ添加して２分撹拌した。その後、各排水を試験用フィルタープレス（日鉄環境エンジニアリング（株）製）に圧入圧力０．２ＭＰａにて圧入し、濾過速度及び脱水ケーキ含水率を測定した。対比のために珪藻土及びカチオン性ポリマーを全く添加しない比較例１と、珪藻土のみ２０００ｍｇ／Ｌ添加した比較例２について同様の試験を行った。

なお、フィルタープレスによる濾過は、濾液流出速度が１０ｍＬ／ｍｉｎ以下になった時点で停止した。結果を表３に示す。

表３の通り、実施例１〜６によると、珪藻土のみを多量に添加する比較例２の場合の約１／３の珪藻土添加量にて、比較例２と同等の優れた濾過処理を行うことができる。

１吸収塔
２酸化塔
４濾過装置

Claims

吸収剤を用いた湿式脱硫排水の処理方法において、
湿式脱硫排水に濾過助剤を添加するとともに、カチオン性ポリマーを添加し、その後濾過処理することを特徴とする脱硫排水の処理方法。
請求項１において、カチオン性ポリマーの重量平均分子量が１，０００〜１，０００，０００であり、ｐＨ４におけるコロイド当量値が０．５〜１８ｍｅｑ／ｇであることを特徴とする脱硫排水の処理方法。
請求項１又は２において、カチオン性ポリマーの５％水溶液の２５℃における粘度が２０ｍＰ・Ｓ以下であることを特徴とする脱硫排水の処理方法。
請求項１ないし３のいずれか１項において、カチオン性ポリマーを５〜１００ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする脱硫排水の処理方法。