JP2002243134A

JP2002243134A - 廃液処理方法

Info

Publication number: JP2002243134A
Application number: JP2001042796A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kagawa; 晴治香川; Hideki Kamiyoshi; 秀起神吉; Masataka Tabata; 正敬田畑
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度有機廃水を液中燃焼する際に排出され
る廃液は、炭酸ナトリウム等が含まれていてｐＨ緩衝作
用が強いため、中和操作に長時間を要するとともに大量
の酸を必要とし、またこのため装置の劣化が激しく、さ
らに後続に生物処理工程がある場合に微生物への悪影響
を及ぼし運転が不安定になる。これとは別に、化学工場
では、ボイラー燃焼排ガスや化学薬品製造過程で発生し
た可燃性ガスを燃焼させることによって発生したＳＯｘ
を含む排ガスは、排煙脱硫装置で無害化されるが、その
ために大量のアルカリ剤が必要である。すなわち本発明
はこれらの課題を解決する焼却廃液の処理方法を提供す
る。【解決手段】焼却廃液をそのままか、または濃縮処理
して得られる炭酸ナトリウムを含む濃縮液の少なくとも
一部を、排煙脱硫装置のアルカリ剤か、もしくは別途の
系統から排出されてくる廃水処理用のアルカリ剤として
有効利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学工業、石油化
学工業、廃棄物処理施設等から排出される高濃度の有機
物を含む廃水を液中燃焼することによって発生する廃液
の処理方法ならびにかかる廃水を有効利用する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高濃度有機物を含有する廃水を処理する
方法の一つとして液中燃焼法がある。この方法は、焼却
炉において火焔中に廃水を噴霧し焼却処理するもので、
複雑な操作を伴わず安定した処理性が得られるという利
点がある。しかし、その際発生する燃焼排ガス中には，
代表的なものとして塩化水素（ＨＣｌ）、亜硫酸ガス
（ＳＯ₂）、あるいはダイオキシン等の有害物質が含ま
れていることがあるため、水酸化ナトリウム溶液等のア
ルカリ吸収剤と接触させ、これらを除去した後大気中に
放出する。

【０００３】すなわち、従来の廃液の処理方法を図６に
より説明すると、先ず有機廃水７１を焼却炉７２に供
給し、炉内で補助燃料７８の燃焼により生成した１００
０℃付近の火焔中に噴霧すると水分が蒸発するとともに
有機物が燃焼して炭酸ガスと水分が生成する。また同時
に塩素化合物や硫黄化合物等が分解して有害なガス成分
が生成するため、燃焼ガスに水酸化ナトリウム等のアル
カリ剤溶液（図示省略）を噴霧して接触させ、これらを
吸収除去して無害化した後燃焼排ガス７３として大気中
に放出する。一方焼却炉７２にて発生する炭酸ナトリウ
ムを含む吸収液は廃液７４として排出され、中和槽７５
に導かれて酸７６によりｐＨ調整して、中和処理水７７
として排出される。

【０００４】これとは別に、化学工場では、ボイラー燃
焼排ガスや化学薬品製造過程で発生した可燃性ガスを燃
焼させることによって発生したＳＯｘを含む排ガスは、
排煙脱硫装置で無害化されている。通常、排煙脱硫方法
としてアルカリ性吸収液で排ガスを洗浄して、排ガス中
のＳＯｘを吸収する湿式脱硫法が採用されており、アル
カリ剤として炭酸カルシウムを用いる石灰・石膏法、水
酸化マグネシウムを用いる水マグ法等が一般的な方法で
ある。いずれの方法も、大量に入手可能な、低コストの
アルカリ剤が必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の処理方法には次のような問題点があった。（１）焼却炉から排出される廃液には、高濃度の炭酸ナ
トリウムと一部重炭酸ナトリウムが含まれ、ｐＨ９.５
〜１１程度と高いため大量の酸で中和する必要がある。
さらに、この廃水はｐＨ緩衝作用が非常に強いため、い
ったん酸で中和した後に短時分で再びｐＨが上昇し、繰
り返しこの操作を行ってもｐＨの上昇を抑えることがで
きない。すなわち、図７に示すように、硫酸を用いてｐ
Ｈ６以下に調整しても、直ちにｐＨが上昇しはじめ、２
０〜３０分後にはｐＨ８を越えてなおも上昇を続ける。
そして，さらに繰り返しこの操作を行っても、こうした
傾向が続くため安定させることができない。このため極
端に大量の酸を必要とするうえ、反応に長時間を要する
ため、中和槽７５の容量が非常に大きくなるという問題
があった。また、自動的な中和制御が困難であるという
問題も生じている。

【０００６】（２）また、廃液中の塩類濃度が極端に高
くなり、硫酸等の酸と接触するため装置の腐食が早く，
それによって装置費用の多大の負担等を必要とする等の
弊害があった。（３）一方、排煙脱硫装置では吸収剤として大量のアル
カリ剤が必要で、そのために運転費の多大な負担等を必
要とする。特に、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム
は、炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムよりも比較的
高価なアルカリ剤のためほとんど用いられておらず、専
ら石灰・石膏法および水マグ法湿式排煙脱硫法が採用さ
れてきた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、高
濃度有機廃水を液中燃焼する際に発生するアルカリ性物
質を含む廃液の処理方法において、該廃液を排ガス脱硫
処理装置または排水処理装置の中和剤として利用するこ
とを特徴とするものである（請求項１）。

【０００８】また、前記廃液の一部量を、前記排ガス脱
硫処理装置または排水処理装置で中和剤として利用し、
残余量を蒸発乾燥することを特徴とするものである（請
求項２）。また、前記廃液をあらかじめ蒸発濃縮して、
前記排ガス脱硫処理装置または排水処理装置で中和剤と
して利用することができる（請求項３）。また、前記廃
液に溶解性硫化物を添加することが好ましく、溶解性硫
化物を含む排水を使用することもできる（請求項４）。
さらに、前記廃液を炭酸ソーダ飽和濃度に達するまで蒸
発濃縮することができる（請求項５）。前記蒸発乾燥
は、ドラムドライヤー型またはロータリードライヤー型
乾燥機を用いることが好適である（請求項６）。前記溶
解性硫化物としては、硫化ナトリウムまたは、硫化水素
ガスが好適である（請求項７）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃液の処理方
法について、その具体的な実施形態を、添付図面を参照
しながら詳細に説明する。実施の形態（その１）本発明の廃液処理方法の一つの実施の形態を図１に示
す。図１において、脱硫装置吸収塔３には、硫黄分を含
む燃料や石油化学品製造過程で発生した可燃性ガスを燃
焼させることによって発生したＳＯｘを含む排ガス２が
導入される。また、高濃度有機廃水を、前記従来技術で
説明したのと同様の液中燃焼法によって処理して排出さ
れる廃液１に、あらかじめ少量の溶解性硫化物１０を添
加して脱硫装置吸収塔３に導入する。廃液１には溶解塩
類として主として炭酸ナトリウムと少量の水酸化ナトリ
ウムのほか、化学合成由来の微量重金属が含まれてお
り、少量の溶解性硫化物１０と微量重金属が反応して、
容易に除去可能な不溶性重金属硫化物が形成される。

【００１０】脱硫装置吸収塔３では、排ガス２中のＳＯ
ｘを吸収して処理済ガス６として排出するために、吸収
液１１が循環ポンプ４によって循環ライン５から吸収塔
上部に送られてスプレーされ、排ガス２と接触される。
吸収液１１は、溶解塩類が析出しないように吸収液１１
の一部量を抜出しポンプ７で酸化槽８に送る。酸化槽８
では空気によって曝気して未酸化の亜硫酸ナトリウムを
酸化したのち脱硫排水１２として、排水処理設備に送
る。以上の脱硫反応は、次のように表わすことができ
る。

【００１１】SO₂+ Na₂CO₃ → Na₂SO₃+ CO₂ Na₂SO₃+ 1/2O₂→ Na₂SO₄

【００１２】実施の形態（その２）本発明の廃液処理方法のもう一つの実施の形態を図２に
示す。図２において、化学工場内の別の系統からのプラ
ント排水２１を、前処理工程、例えば加圧浮上槽２２に
導き、凝集剤２３aを添加する。凝集剤としては例えば
塩化第二鉄等やアルミニウム塩等が用いられ、これを廃
水に添加した場合は通常酸性を呈している。したがっ
て、アルカリ剤を添加する必要がある。本実施の形態で
は、実施の形態（その１）と同様の液中燃焼法によって
処理して排出される廃液１にあらかじめ少量の溶解性硫
化物１０を添加したのち、加圧浮上槽２２に添加してｐ
Ｈを中性付近にまで調整する。なお、プラント排水に溶
解性硫化物が含まれている場合は、廃液１に溶解性硫化
物を添加する必要はない。アルカリ剤として塩化第二鉄
を用いたときの反応は、次のとおりである。

【００１３】 2FeCl₃+ 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Fe(OH)₃+ 6NaCl + 3CO₂ そして加圧浮上槽２２へ加圧水（図示省略）を供給し、
粗大化したフロックを浮上させて槽外へ排出し（図示省
略）、また加圧浮上処理水２４は生物処理槽２５で処理
し、生物処理水２６としてさらに凝集沈殿槽２７で凝集
剤２３aおよびアルカリ剤２９を添加して処理した後、
放流水２８として排出する。アルカリ剤２９は苛性ソー
ダ等が使用できる。

【００１４】実施の形態（その３）本発明の廃液処理方法の、さらにもう一つの実施の形態
を図３に示す。図３において、実施の形態（その１）と
同様の液中燃焼法によって処理して排出される廃液１に
あらかじめ濃縮機３１に供給し、スチーム３２で加熱す
ることにより廃液１が蒸発濃縮され、蒸発した水蒸気３
３を機外へ放出する。廃液１中には溶解塩類として主と
して炭酸ナトリウムが含まれており、その濃度を原水濃
度以上、好ましくは溶解塩類である炭酸ナトリウムの常
温における飽和濃度付近まで蒸発濃縮する。

【００１５】濃縮液３４の排出量が、実施の形態（その
１）および実施の形態（その２）で必要とする量より多
い場合は、その一部量３４ａを除いて残部量３４ｂを乾
燥機３５へ送って蒸発乾燥し、水蒸気３６を機外へ放出
するとともに、主として炭酸ナトリウムを含み固化した
乾燥物３７は固形物として系外へ排出する。その際用い
られる乾燥機３５として、例えば真空式乾燥器等は装置
費用や運転費用が高価となるため、乾燥効率や費用等の
面から図４に示すドラム型蒸発乾燥機や図５に示すロー
タリー型蒸発乾燥機が最も好ましい。図４のドラム型蒸
発乾燥機においては、廃液１を液溜まり４１に導入す
る。液溜まり４１から供給ポンプ４２でスプレーノズル
４３からドラム４４の表面に吹き付ける。ドラム４４に
はスチーム４５が供給されており、ドラム表面温度は１
２０〜１５０℃となっている。ドラム４４は一定速度で
回転する間に、廃液１の水分は加熱蒸発されて、蒸気４
７として機外に排出される。ドラム４４の表面には廃液
１中の固形成分が残るが、やがてスクレーパ４８により
乾燥物４９として掻き取られて機外に排出される。なお
スチーム４５の凝縮水はドレン４６となって機外に排出
される。

【００１６】図５のロータリー型蒸発乾燥機において
は、廃液１を乾燥機５１の導入口から本体内部に導入す
る。乾燥機５１には、その周囲にスチームもしくは温水
の流動するジャケット５８、および電動機６０に接続し
一端側より内部中央に向かって伸びる撹拌機５９が装備
されている。この撹拌機５９は、撹拌軸５９ａに支持さ
れた撹拌羽根５９ｂを有し、撹拌軸５９ａより撹拌羽根
５９ｂに到るまでの内部が中空に連通されている。この
撹拌機５９の中空内部にスチームを流動させ、凝結した
水をドレン５４として適所より排出させる。乾燥機５１
中に投入された廃液１は、ジャケット５８、および撹拌
機５９から供給される熱で加熱し、撹拌することによっ
て水分を放出し、十分に乾燥された後乾燥物５２として
排出口より排出される。

【００１７】このとき発生する水蒸気５５はサイクロン
６１に導かれてその一部がドレン５６として排出され、
さらに水蒸気５５の大部分はバグフィルター６２に導か
れて微細粒子が除去され、排気５７として大気中に放出
される。こうして発生した乾燥物５２は、他の排煙脱硫
装置または排水処理装置の中和剤や脱カルシウム剤とし
て再利用することが可能である。また再利用のニーズが
ない場合でも、この乾燥物はセメント固化やアスファル
ト固化処理後、廃棄処分することもできる。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明を実施した結果を以下に示
す。ここで、以下の実施例での液中燃焼廃液の性状を表
１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例１本実施例においては、図１に示す水酸化マグネシウム法
湿式排煙脱硫装置のフローにおいて、表１の廃液をアル
カリ液として用いた。このときの排ガス性状を表２に示
す。廃液の必要量は約３ｔ／ｈで脱硫率は９９％であ
り、液中燃焼廃液が水酸化マグネシウムの代替となりう
ることが判明した。

【００２１】

【表２】

【００２２】実施例２本実施例においては、図２に示す排水処理設備のフロー
において、表１の廃液をアルカリ液として用いた。この
ときの排水性状を表３に示す。

【００２３】

【表３】

【００２４】この排水に塩化第二鉄を１００ｐｐｍ添加
したとき、表１の廃液の必要量は約９０ｋｇ／ｈであっ
た。これらを添加後加圧浮上処理した液での重金属（N
i）は検出限界以下であった。

【００２５】実施例３表１の廃液を図４および５に示す乾燥機で乾燥実験した
結果、乾燥温度を１１０〜１３０℃程度であれば、いず
れの方法も含水率１０％以下の乾燥物が得られることが
判明した。なおこのときの図４の蒸発速度は３０ｋｇ／
ｍ²・ｈ、図５の乾燥時間は３０〜６０分間であった。

【００２６】

【発明の効果】上述した構成によって、本発明は次の効
果を奏功する。（１）焼却炉から排出される廃液中の高濃度の炭酸ナト
リウムを、排煙脱硫装置用アルカリ剤や、別途排出され
る排水処理用アルカリ剤として有効利用することによ
り、新たなアルカリ剤を搬入する必要がなく、設備費用
や薬品費用の大幅な節減を図ることができる[実施の形
態（その１〜その３）等］。（２）液中燃焼廃液の中和のために、大量の酸を使用す
る必要がなく、設備費用や薬品費用の大幅な節減を図れ
るだけでなく、中和装置の腐食が少なく装置寿命を長持
ちさせることができる[実施の形態（その１〜その３）
等］。（３）本発明をプラント排水処理に適用した場合［実施
の形態（その２）等］には、生物処理工程前段の加圧浮
上処理工程におけるｐＨ調整が円滑となり、ｐＨ緩衝作
用による生物処理工程でのｐＨ上昇が起こらないため微
生物への悪影響がなく運転に支障をきたすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃液処理方法の一実施の形態を示
すフロー図である。

【図２】本発明に係る廃液処理方法の他の実施の形態を
示すフロー図である。

【図３】本発明に係る廃液処理方法のさらに他の実施の
形態を示すフロー図である。

【図４】本発明に係る廃液処理方法に用いることができ
るドラム型乾燥機の一実施の形態を示す概念図である。

【図５】本発明に係る廃液処理方法用いることができる
ロータリー型乾燥機の一実施の形態を示す概念図であ
る。

【図６】従来技術における廃液処理方法の一例を示すフ
ロー図である。

【図７】従来技術における液中燃焼廃液のｐＨ調整パタ
ーンの一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１廃液２排ガス３脱硫装置吸収塔４循環ポンプ５循環ライン６処理済ガス７抜出しポンプ８酸化槽９空気１０溶解性硫化物１１吸収液１２脱硫排水２１プラント排水２２加圧浮上槽２３a，ｂ凝集剤２４加圧浮上処理水２５生物処理槽２６生物処理水２７凝集沈殿槽２８放流水２９アルカリ３１濃縮機３２スチーム３３水蒸気３４，３４a，ｂ濃縮液３５乾燥機３６水蒸気３７乾燥物４１液溜まり４２供給ポンプ４３スプレーノズル４４ドラム４５スチーム４６ドレン４７水蒸気４８スクレーバ４９乾燥物５１乾燥機５２乾燥物５３スチーム５４ドレン５５水蒸気５６ドレン５７排気５８ジャケット５９撹拌機５９a 撹拌軸５９b 撹拌羽根６０電動機６１サイクロン６２バグフィルター７１有機廃水７２焼却炉７３燃焼排ガス７４廃液７５中和槽７６酸７７中和処理水

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２３Ｇ 7/04 ６０２ (72)発明者田畑正敬兵庫県神戸市兵庫区小松通五丁目１番16号株式会社神菱ハイテック内Ｆターム(参考） 3K070 DA05 DA23 DA38 DA43 4D002 AA02 AA28 AC01 BA02 BA12 CA01 DA02 DA05 DA06 DA12 DA16 DA66 DA70 4D034 AA11 BA01 CA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高濃度有機廃水を液中燃焼する際に発生
するアルカリ性物質を含む廃液の処理方法において、該
廃液を排ガス脱硫処理装置または排水処理装置の中和剤
として利用することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項２】前記廃液の一部量を、前記排ガス脱硫処
理装置または排水処理装置で中和剤として利用し、残余
量を蒸発乾燥することを特徴とする請求項１記載の廃液
処理方法。
【請求項３】前記廃液をあらかじめ蒸発濃縮して、前
記排ガス脱硫処理装置または排水処理装置で中和剤とし
て利用することを特徴とする請求項２記載の廃液処理方
法。
【請求項４】前記廃液に溶解性硫化物または、溶解性
硫化物を含む排水を添加することを特徴とする請求項１
ないし３記載のいずれかに記載の廃液処理方法。
【請求項５】前記廃液を炭酸ソーダ飽和濃度に達する
まで蒸発濃縮することを特徴とする請求項３または４に
記載の廃液処理方法。
【請求項６】前記蒸発乾燥が、ドラム型またはロータ
リー型蒸発乾燥法であることを特徴とする請求項２から
４のいずれかに記載の廃液処理方法。
【請求項７】溶解性硫化物が硫化ナトリウムまたは硫
化水素を含む排水であることを特徴とする請求項４記載
の廃液処理方法。