JPH11226302A - 排液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物量を極めて少なくすることができ、簡
単な装置と操作により塩類を含有する排液を効率よく処
理することができる排液の処理方法を提案する。 【解決手段】 塩類を含有する原水１１を濃縮用蒸発装
置１で濃縮した後、結晶化用蒸発装置２でさらに濃縮し
て塩類の結晶を析出させる。この懸濁液を固液分離装置
３で固液分離し、分離液２１は濃縮用蒸発装置１に返送
し、その一部は引抜路２２から引き抜いて浄化処理し、
一方塩類の結晶１７は溶解槽４で溶解した後放流する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩類を含有する排
液の処理方法に関し、特に排煙脱硫排液のように高濃度
に塩類を含有する排液の処理に好適な排液の処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所などにおいて、石炭、石油等
の燃料の燃焼により発生する排煙を脱硫装置において湿
式脱硫する際、脱硫装置から排出される排煙脱硫排液に
は塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム等
の塩類が多量に含まれているほか、ジチオン酸等のＣＯ
Ｄ成分、重金属、フッ素、ホウ素化合物等の放流不都合
物質も含まれている。

【０００３】従来このような排煙脱硫排液の処理方法と
して、特開平３−８４１１号、特開平５−４０８０号、
特開平５−１２３５３２号には、排液を濃縮した後、こ
の濃縮液に石炭灰、セメント、カオリナイトなどの固化
剤を添加し、塩類や他の成分を固化する方法が記載され
ている。しかし上記従来の方法は、排液中に含まれる塩
類が多量であるため、添加する固化剤の使用量も多量に
なり、また固化するためには水の存在も必要であり、こ
のため廃棄物量が多量になるという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、廃棄
物量を極めて少なくすることができ、簡単な装置と操作
により塩類を含有する排液を効率よく処理することがで
きる排液の処理方法を提案することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩類を含有す
る排液を蒸発させて濃縮し、塩類の結晶を析出させる濃
縮および結晶化工程と、濃縮および結晶化工程において
結晶が析出した懸濁液を結晶と分離液とに固液分離する
固液分離工程と、分離固形分を水に溶解して系外へ放流
する溶解放流工程と、分離液を濃縮および結晶化工程に
返送する返送工程とを有する排液の処理方法である。

【０００６】本発明の処理の対象となる排液は塩類が溶
解している排液であれば特に制限されないが、高濃度に
塩類が溶解している排液が好ましく、塩類以外のものが
溶解していてもよい。塩類の具体的なものとしては、塩
化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウムなどが
あげられる。塩類以外のものとしては、ジチオン酸等の
ＣＯＤ成分、重金属、フッ素、ホウ素化合物などがあげ
られる。排液の具体的なものとしては、石炭、石油等の
燃料の燃焼により生成する排煙を湿式脱硫する装置から
排出される排煙脱硫排液などがあげられる。

【０００７】塩類を含有する排液（原水）は濃縮および
結晶化工程に供する前にカルシウム塩、アルミニウム塩
等の無機凝集剤やキレート剤などの凝集剤を添加して凝
集処理（以下、第１の凝集処理工程という）し、沈降分
離等の固液分離により原水中の重金属、フッ素化合物、
ホウ素化合物などを除去しておくのが好ましい。これに
より、蒸発装置の腐食やスケールの生成を防止すること
ができる。

【０００８】本発明における濃縮および結晶化工程で
は、原水を蒸発させて濃縮し、塩類の結晶を析出させ
る。濃縮および結晶化工程は、１つの蒸発装置を用いて
濃縮と結晶化を１工程で行うこともできるが、２つの蒸
発装置を用いて、原水を蒸発させて濃縮液を得る濃縮工
程と、濃縮液をさらに蒸発させて塩類の結晶を析出させ
る結晶化工程とに分けて２工程で行うのが好ましい。

【０００９】濃縮および結晶化工程を１工程で行う場合
も２工程で行う場合も、蒸発装置としては加熱蒸発、真
空蒸発など任意の蒸発装置を採用でき、フラッシュタイ
プ、フィルムタイプ、強制循環タイプなど、任意の形式
の蒸発装置をそれぞれの特性に合わせて使用することが
できる。

【００１０】濃縮工程における濃縮度は特に制限はない
が、結晶が析出する直前まで濃縮するのが好ましく、こ
れによりスケールの生成を抑制することができる。結晶
が析出した場合でも、濃縮液としてそのまま後段の結晶
化工程に移し、結晶化工程でそのまま処理することがで
きる。

【００１１】濃縮工程で得た濃縮液はそのまま結晶化工
程において処理することもできるが、その前に固液分離
して固形分を分離しておくのが好ましい。これにより濃
縮工程で析出した結晶、濃縮により析出した石膏等のＳ
Ｓ成分、第１の凝集処理工程を設けた場合にはその残留
ＳＳ成分などが除去される。固液分離は沈殿、ろ過、膜
分離、遠心分離など公知の方法により行うことができ
る。また固液分離の代わりに前記第１の凝集処理工程と
同様の凝集処理を行うこともできる。いずれの処理の場
合も、分離液は濃縮液として後段の結晶化工程で処理す
る。

【００１２】結晶化工程では、前記濃縮工程で得た濃縮
液をさらに蒸発させて濃縮し、塩類の結晶を析出させ
て、結晶が懸濁した懸濁液を得る。結晶化工程の濃縮で
は、排液中の成分を考慮して濃縮度を設定する。例え
ば、排煙脱硫排液には放流可能な塩類とともに放流には
好ましくない塩類や有機物（ＣＯＤ）が含まれており、
通常前者は高濃度であり、後者は低濃度である。したが
って、放流可能な塩類は結晶化するが、放流に好ましく
ない放流不都合な物質はほとんど結晶化せず、濃縮液中
に溶解したままの状態まで濃縮するのが好ましい。

【００１３】もちろん、放流可能物質と放流不都合物質
とを厳密に分けるほど濃縮度を制御する必要はなく、大
まかな分離ができればよい。もし、放流に不都合な物質
の一部が結晶化した場合は結晶を溶解して放流する際、
凝集処理等の分離工程を設けて除去することができる。
結晶が析出するまで濃縮を進めると、スケールも生成す
るので、１〜４週間毎に蒸発装置を洗浄するのが好まし
い。

【００１４】濃縮および結晶化工程で発生する水蒸気は
冷却して凝縮させ、凝縮水として排出する。排出された
凝縮水は不純物をほとんど含まないため、回収して再使
用することができる。

【００１５】固液分離工程では、前記濃縮および結晶化
工程で結晶を析出させた懸濁液を、結晶と分離液とに固
液分離する。固液分離装置としては通常の固液分離装置
が使用でき、たとえば遠心分離器、サイクロン、ろ布に
よるろ過器、沈殿分離器などが使用できる。また結晶化
蒸発装置として、分離器を備えた蒸発装置もあり、この
ような結晶化蒸発装置を用いることにより、濃縮および
結晶化工程と固液分離工程とを１段で行うこともでき
る。

【００１６】固液分離工程で分離した結晶は、通常放流
可能な塩類であるため、溶解放流工程において、水に溶
解して放流する。ここで用いる水は特に限定されない
が、前記濃縮および結晶化工程で回収した凝縮水を用い
るのが好ましく、特に結晶化工程で回収した凝縮水を用
いるのが好ましい。結晶化工程で回収した凝縮水を全量
用いた場合、必要以上に低濃度になることはなく、かつ
ほぼ確実に塩類を溶解することができる。結晶表面に分
離液が付着しているため、そのまま溶解したのでは水溶
液に放流不都合な物質が混入する場合は、結晶を洗浄し
た後溶解して放流する。洗浄液は分離液として濃縮およ
び結晶化工程に返送するのが好ましい。

【００１７】また結晶中に放流不都合な物質が含まれて
いる場合は、結晶を上記と同様の水に溶解し、この水溶
液を前記第１の凝集処理工程と同様の凝集処理を行い
（以下、第２の凝集処理工程という）、放流不都合な物
質を除去した後、上澄水を放流することができる。

【００１８】固液分離工程で分離した分離液は、前記濃
縮および結晶化工程に返送し、原水とともに濃縮および
結晶化処理を繰り返す。濃縮および結晶化工程を２工程
で行う場合は濃縮工程に返送する。また第１の凝集処理
工程を設けている場合は、第１の凝集処理工程に返送す
るのが好ましい。

【００１９】分離液中には通常放流不都合な物質が含ま
れており、例えば排煙脱硫排液にはジチオン酸等のＣＯ
Ｄ成分、重金属、フッ素、ホウ素化合物などが含まれて
いるので、分離液を返送して処理を継続すると、系内の
放流不都合物質の濃度が上昇してくる。このため分離液
を一部ずつ系外に排出する。この場合浄化処理工程にお
いて、放流不都合物質を除去することができる。浄化処
理は系内の任意の位置で行うことができるが、固液分離
工程で分離した分離液を対象に行うのが好ましく、この
場合処理対象水量が少なくて済み、装置を小型化でき
る。

【００２０】浄化処理は分離液の一部を引き抜いて行う
のが好ましく、具体的には前記第１の凝集処理工程と同
様の凝集処理、石炭灰、セメントまたはカオリン等の固
化剤を用いた固化処理、酸加熱分解処理、イオン交換処
理、およびこれらを組み合せた処理などがあげられる。
ジチオン酸等のＣＯＤ成分は凝集処理では除去できない
が、イオン交換処理、好ましくは弱塩基性アニオン交換
樹脂によるイオン交換処理、または酸加熱分解処理によ
り除去することができる。

【００２１】第１の凝集処理工程を設けて、分離液を第
１の凝集処理工程に返送する場合は、この第１の凝集処
理工程を浄化処理工程とみなすこともできるが、分離液
中に凝集処理では除去できないＣＯＤ成分が含まれてい
る場合は、浄化処理として酸加熱分解処理またはイオン
交換処理を行った後、第１の凝集処理工程に返送するの
が好ましい。

【００２２】このように本発明では、排液中の塩類を分
離して放流するので、発生する廃棄物量を少なくするこ
とができる。しかも塩類を除去した分離液も全量廃棄処
理する必要はないので、廃棄物量をさらに少なくするこ
とができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の排液の処理方法は、塩類を含有
する排液を蒸発させて結晶を析出させ、この結晶を水に
溶解して系外に放流し、分離液は濃縮および結晶化工程
に返送するので、廃棄物量を極めて少なくすることがで
き、簡単な装置と操作により塩類を含有する排液を効率
よく処理することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
より説明する。図１は本発明の実施形態による排液の処
理装置を示す系統図である。図１において、１は濃縮用
蒸発装置、２は結晶化用蒸発装置、３は固液分離装置、
４は溶解槽である。

【００２５】図１の装置による処理方法は、まず原水路
１１から原水を濃縮用蒸発装置１に導入し、加熱蒸発さ
せて濃縮する。蒸発する水蒸気は冷却して凝縮させ、水
回収路１２から凝縮水として回収する。ここでは結晶が
析出する直前まで濃縮するのが好ましい。濃縮された原
水は濃縮液として連絡路１３から結晶化用蒸発装置２に
導入する。

【００２６】次に、結晶化用蒸発装置２において濃縮液
をさらに加熱蒸発させて濃縮し、塩類の結晶を析出させ
る。ここでは放流可能な塩類は結晶化するが、放流不都
合な物質はほとんど結晶化せず、濃縮液中に溶解したま
まの状態まで濃縮するのが好ましい。

【００２７】結晶が析出した懸濁液は連絡路１４から固
液分離装置３に導入する。蒸発する水蒸気は冷却し、凝
縮させて回収し、この凝縮水を連絡路１５から溶解槽４
に導入する。

【００２８】次に、結晶化用蒸発装置２から移送される
懸濁液を固液分離装置３に導入し、塩類の結晶を含む固
形分と分離液とに固液分離する。分離固形分は連絡路１
７から溶解槽４に導入し、結晶化用蒸発装置２から移送
される凝縮水と混合し、攪拌機１８により攪拌して溶解
する。得られた塩類の水溶液は排水路１９から処理水と
して系外へ放流する。

【００２９】固液分離装置３で分離した分離液は、濃縮
用蒸発装置１に返送されるように、返送水路２１を介し
て原水路１１中の原水に混合する。このとき返送水路２
１から分岐した引抜路２２から返送する分離液の一部を
引き抜き、系外に排出する。この場合浄化処理を行うこ
とにより無害化することができる。浄化処理としては、
セメント、石炭灰、カオリンなどの固化剤を混合して固
化する固化処理；カルシウム塩、アルミニウム塩等の無
機凝集剤やキレート剤などの凝集剤を添加してフロック
を形成させる凝集処理；イオン交換処理；酸加熱分解処
理；これらを組み合せた処理などがあげられる。

【００３０】浄化処理として固化処理を行う場合、固化
物が廃棄物として排出される。凝集処理を行う場合、分
離固形分が廃棄物として排出される。分離液は濃縮用蒸
発装置１に返送することができる。また酸加熱分解処理
を行う場合、廃棄物はほとんど生じず、処理水は濃縮用
蒸発装置１に返送することができる。

【００３１】このような処理方法によれば、固液分離装
置３で得られる固形分は放流可能な塩類の固形分である
ので、その水溶液は排水路１９からそのまま放流するこ
とができる。固形分に放流不都合な物質が付着水の形態
で付着している場合は、洗浄した後溶解して放流するこ
とができる。この場合、洗浄液は濃縮用蒸発装置１に返
送することができる。また固形分中に放流不都合な物質
が含まれている場合は、水溶液を凝集処理などの方法に
より除去した後放流することができる。

【００３２】図１による処理方法では、原水中に含まれ
ている塩類は分離して放流し、しかも分離液全量に対し
て浄化処理する必要はないので、廃棄物量を極めて少な
くすることができ、簡単な装置と操作により塩類を含有
する排液を効率よく処理することができる。

【００３３】図２は本発明の実施形態による排煙脱硫排
液を処理する場合に好適な排液の処理装置を示す系統図
である。図１と同一符号は同一または相当部分を示す。
図２において、３１は第１の凝集沈殿装置、３２は第１
の固液分離装置、３３は第２の固液分離装置、３４は酸
加熱分解装置、３５は第２の凝集沈殿装置である。凝集
沈殿装置３１、３５は反応槽と固液分離槽（沈殿槽）と
が別々に設けられる場合もあるが、これらをまとめて凝
集沈殿装置として図示している。

【００３４】図２の装置による処理方法は、まず原水路
４１から原水（排煙脱硫排液）を第１の凝集沈殿装置３
１に導入し、カルシウム塩、アルミニウム塩等の無機凝
集剤またはキレート剤などの凝集剤を添加してフロック
を形成させた後固液分離する。得られた分離固形分は排
出路４２から系外に排出する。これにより、原水中の重
金属、フッ素化合物、ホウ素化合物、その他ＳＳ成分が
除去される。これらが分離された分離液は連絡路４３か
ら濃縮用蒸発装置１に導入する。

【００３５】濃縮用蒸発装置１では図１の場合と同様に
処理して濃縮液を得る。この濃縮液は連絡路４４から第
１の固液分離装置３２に導入し、凝縮水は水回収路１２
から回収する。

【００３６】第１の固液分離装置３２では濃縮用蒸発装
置１で濃縮された濃縮液を固液分離する。得られた分離
固形分は排出路４５から系外に排出する。これにより、
前段の凝集沈殿処理の残留ＳＳ成分、蒸発濃縮処理によ
り生成した少量の結晶、その他のＳＳ成分などが濃縮液
から除去される。これらが分離された分離液は濃縮液と
して連絡路４６から結晶化用蒸発装置２に導入する。

【００３７】結晶化用蒸発装置２では図１の場合と同様
に処理して塩類の結晶が懸濁した懸濁液を得る。この懸
濁液は連絡路４７から第２の固液分離装置３３に導入
し、凝縮水は連絡路４８から溶解槽４に導入する。

【００３８】第２の固液分離装置３３では図１の固液分
離装置３の場合と同様に処理する。ここで得られた固形
分は連絡路５４から溶解槽４に導入し、連絡路４８から
移送される凝縮水と混合し、攪拌機５５で攪拌して溶解
する。

【００３９】溶解槽４で得られた水溶液は連絡路５６か
ら第２の凝集沈殿装置３５に導入し、第１の凝集沈殿装
置３１の場合と同様に凝集沈殿処理する。この凝集沈殿
処理で得られた分離固形分は排出路５７から系外に排出
する。これにより、第２の固液分離装置３３で分離した
固形分に付着または含有されている放流不都合な物質を
除去することができる。放流不都合な物質が除去された
分離液は処理水として排水路５８から系外へ放流する。

【００４０】第２の固液分離装置３３で分離した分離液
は連絡路５１から酸加熱分解装置３４に導入する。酸加
熱分解装置３４では、薬注路５２から硫酸などの酸を添
加し、９０℃以上に加熱してジチオン酸等のＣＯＤ成分
を分解する。処理液は第１の凝集沈殿装置３１に返送さ
れるように、返送水路５３を介して原水路４１中の原水
に混合する。

【００４１】図２の装置による処理方法では、原水中に
高濃度に含まれている塩類は放流され、排出路４２、４
５、５７から排出される分離固形分が廃棄物となるの
で、その発生量は極めて少なく、簡単な装置と操作によ
り塩類を含有する排液を効率よく処理することができ
る。

【００４２】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例１ 排煙脱硫排液を蒸発させ、約１０倍に濃縮した濃縮液を
得た。この濃縮液を固液分離した分離液中の各成分の濃
度はＴＤＳ＝１１４０００ｍｇ／ｌ、Ｎａ＝１３０００
ｍｇ／ｌ、Ｃａ＝３３０ｍｇ／ｌ、Ｍｇ＝１１０００ｍ
ｇ／ｌ、Ｃｌ＝２１１００ｍｇ／ｌ、ＳＯ₄＝３８００
０ｍｇ／ｌ、Ｆ＝１７０ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ_Mn＝７５ｍｇ
／ｌであった。

【００４３】上記分離液６ literをさらに１００℃で蒸
発させ６倍に濃縮して結晶を析出させるとともに、凝縮
水を回収した。この懸濁液を固液分離し、ＣＯＤ_Mn濃度
が４５０ｍｇ／ｌの分離液と２６０ｇの結晶を得た。こ
の結晶を前記凝縮水５ literで溶解した。

【００４４】得られた水溶液はＦ＝１００ｍｇ／ｌ、Ｃ
ＯＤ_Mn＝５．１ｍｇ／ｌの濃度であり、重金属類の放流
不都合な物質は含まれていなかった。この水溶液に硫酸
バンドを１２０００ｍｇ／ｌおよびＮａＯＨを４５００
ｍｇ／ｌ（ｐＨ＝７．０）の割合で添加し、３０分間反
応させて凝集処理した。その後固液分離した分離液中の
Ｆ濃度は４．０ｍｇ／ｌであった。また生成したＳＳは
２．７ｋｇ／ｍ³−１０倍濃縮液であった。

【００４５】実施例２ 実施例１において懸濁液を固液分離して得られた分離液
（ＣＯＤ_Mn濃度４５０ｍｇ／ｌ）について、ＣＯＤ成分
の浄化処理を行った。すなわち、分離液にＨ₂ＳＯ₄を８
０ｇ／ｌ添加して９５℃で１時間反応させた。その結
果、ＣＯＤ_Mn濃度は３７ｍｇ／ｌまで減少した。この浄
化処理水を蒸発濃縮処理する前の排煙脱硫排液に返送し
た場合、ＣＯＤ_Mnの増加濃度は０．６ｍｇ／ｌ程度であ
る。

【００４６】比較例１ 実施例１で得た約１０倍濃縮の濃縮液をさらに３倍濃縮
した。この３０倍濃縮液１重量部に対して、セメント
０．７重量部および石炭灰１．１重量部を添加して固化
処理を行った。その結果約１００ｋｇ／ｍ³−１０倍濃
縮液の大量の固化廃棄物が発生することになった。また
セメントおよび石炭灰の添加量が上記以下の場合では固
化状態が不良であった。なお３０倍よりさらに濃縮した
場合は固化するのに水の添加が必要となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による排水の処理装置を示す
系統図である。

【図２】本発明の実施形態による排煙脱硫排液を処理す
る場合に好適な排液の処理装置を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 濃縮用蒸発装置 ２ 結晶化用蒸発装置 ３ 固液分離装置 ４ 溶解槽 １１、４１ 原水路 １２ 水回収路 １３、１４、１５、１７、４３、４４、４６、４７、４
８、５１、５４、５６連絡路 １８、５５ 攪拌機 １９、５８ 排水路 ２１、５３ 返送水路 ２２ 引抜路 ３１ 第１の凝集沈殿装置 ３２ 第１の固液分離装置 ３３ 第２の固液分離装置 ３４ 酸加熱分解装置 ３５ 第２の凝集沈殿装置 ４２、４５、５７ 排出路 ５２ 薬注路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/58 Ｃ０２Ｆ 1/58 Ｍ Ｊ 1/62 1/62 Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩類を含有する排液を蒸発させて濃縮
   し、塩類の結晶を析出させる濃縮および結晶化工程と、 濃縮および結晶化工程において結晶が析出した懸濁液を
   結晶と分離液とに固液分離する固液分離工程と、 分離固形分を水に溶解して系外へ放流する溶解放流工程
   と、 分離液を濃縮および結晶化工程に返送する返送工程とを
   有する排液の処理方法。