JP2003053325A - プラントの水処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部から供給される水を低減し、かつ排水浄
化設備において浄化処理する排水量の低減を図れるプラ
ントの水処理設備を提供する。 【解決手段】 冷却塔Ｃ１からの未処理のブロー水をブ
ロー水供給管Ａ１〜４に供給するように構成してあるプ
ラントの水処理設備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラントにおける
プロセス処理水を供給するプロセス処理水供給設備と、
前記プロセス処理水からの排水を浄化処理して前記プロ
セス処理水供給設備に循環供給する排水処理設備と、プ
ラントに設置されたプラント機器を冷却塔により冷却さ
れた循環水により冷却処理する循環冷却設備とを備えて
なるプラントの水処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物処理プラント、発電プラン
ト、化学プラント等の各種プラントにおいては、排ガス
やスラグ等の被洗浄体を洗浄する洗浄処理、あるいは排
ガスや機器類等の被冷却体を冷却する冷却処理等の各種
のプロセス処理に利用されるプロセス処理水を供給する
水管や水槽等で構成されるプロセス処理水供給設備と、
プロセス処理後に汚染された前記プロセス処理水を浄化
する排水処理設備とを設けており、浄化された前記プロ
セス処理水は浄化処理水として放流、あるいは浄化処理
水の一部はプラント内でプロセス処理水として再利用す
べく循環供給されていた。

【０００３】一方、プラントにおける処理炉の炉内を監
視する監視用炉内カメラや、送風や動力源となる各種の
モーター等、プラントに設置されている各種機器類を冷
却処理するために、前記各種機器類と、冷却処理水を貯
留する冷却水槽と、冷却処理に伴い昇温した冷却処理水
を冷却するための冷却塔とを水管で接続し、冷却処理水
を循環水として循環させる循環冷却設備が設けられてい
た。

【０００４】前記冷却塔では、前記各種機器類等の被冷
却体と熱交換することにより昇温した循環水を、空気等
と接触させて水の蒸発熱等により水温を低下させてい
る。従って、循環水は冷却塔で水温が低下すると共に、
その一部は蒸発し又は飛沫となって減容するため、減容
した量に見合う量の井水、上水等の水を外部より補給し
ていた。しかし、このままでは循環水中のカルシウム、
マグネシウム等の塩類が濃縮されて塩類濃度が高まり、
前記冷却塔や被冷却体の伝熱面にスケールなどが付着し
て腐食、伝熱阻害、流量低下などの原因となる。このた
め、前記冷却塔においては、塩類が濃縮された循環水の
０．１％以上をブロー水として排出し、その排出分に見
合う量の井水、上水等の水をさらに外部より補給してい
た。これにより、循環水中に含まれる塩類の濃縮を防ぐ
ことができるのである。この時、前記冷却塔から排出さ
れたブロー水は排水処理設備へと送られ、浄化処理され
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように前記プ
ロセス処理水は、排ガスやスラグ等の被洗浄体を洗浄す
る洗浄処理、あるいは排ガスや機器類等の被冷却体を冷
却する冷却処理等の各種のプロセス処理に利用される
が、このようなプロセス処理に伴って前記プロセス処理
水は蒸発等により減容するため、減容分に見合う量の水
を外部から供給する必要があった。また、前記冷却塔に
おいても、循環水の水温低下の際に一部が蒸発又は飛沫
となることにより循環水が減容し、さらに、ブロー水を
排出することにより循環水が減容するため、これら減容
分に見合う量の水を外部から供給する必要があった。し
かし、このように外部から水を供給することは多くの水
資源が必要となるため、その分コストが嵩むという問題
点があった。

【０００６】また、前記排水浄化設備において処理する
排水は、汚染されたプロセス処理水や前記冷却塔から排
出されたブロー水等があった。このため、複数の系の排
水を浄化処理できる排水処理能力が必要となり、排水処
理能力の高い大規模な排水処理設備が要求されるため、
前記排水処理設備に費やすコストが嵩むという問題点が
あった。

【０００７】従って、本発明の目的は、上述した従来の
問題点を解消すべく、外部から供給される水を低減し、
かつ排水浄化設備において浄化処理する排水量の低減を
図れるプラントの水処理設備を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】〔構成１〕この目的を達
成するための本発明の特徴構成は、請求項１に記載のよ
うに、プラントにおけるプロセス処理水を供給するプロ
セス処理水供給設備と、前記プロセス処理水からの排水
を浄化処理して前記プロセス処理水供給設備に循環供給
する排水処理設備と、プラントに設置されたプラント機
器を冷却塔により冷却された循環水により冷却処理する
循環冷却設備とを備えてなるプラントの水処理設備であ
って、前記冷却塔からの未処理のブロー水を前記プロセ
ス処理水供給設備に供給するように構成してある点にあ
り、その作用効果は以下の通りである。

【０００９】〔作用効果１〕つまり、前記冷却塔からの
未処理のブロー水を前記プロセス処理水供給設備に供給
するように構成することにより、未処理のブロー水を被
冷却体の冷却処理や被洗浄体の洗浄処理等の各種のプロ
セス処理に利用できる構成となる。この時、ブロー水は
循環水中のカルシウム、マグネシウム等の塩類が濃縮し
ていることを除いては比較的清浄であるため、前記排水
処理設備において浄化せずに未処理のままプラント内で
冷却処理や洗浄処理等の各種のプロセス処理に再利用す
ることができるのである。そのため、従来プロセス処理
水供給設備に供給していた井水、上水等の外部から供給
されていた水の使用量を低減することができ、その結
果、外部から供給されていた水に要していたコストの削
減を図ることができる構成となる。

【００１０】さらに、前記排水処理設備において浄化処
理されていたブロー水を前記プロセス処理水供給設備に
供給して各種のプロセス処理に利用する構成とすること
により、前記排水処理設備で浄化処理する水量がブロー
水の分だけ低減することになるため、前記排水処理設備
の浄化処理の負担が軽減されるのである。そのため、複
数の系の排水を浄化処理できる排水処理能力の高い大規
模な排水処理設備を備える必要が無くなり、前記排水処
理設備に費やすコストやランニングコストの削減を図れ
る構成となる。

【００１１】一方、近年、環境浄化や環境負荷低減の観
点から、プラント内で発生した排水等はできるだけ周辺
環境に放流せずプラント内で再利用するシステム（クロ
ーズドシステム）が模索されている。そのためには、井
水、上水等のプラント外部から供給される水量を低減す
る必要があるが、ブロー水を未処理のまま各種のプロセ
ス処理に利用することによりプラント内で発生した排水
をプラント内で循環させて再利用することができると共
に、外部からプラントに供給する水の使用量を低減する
ことができる本発明の構成は、前記クローズドシステム
の一部として提案できる可能性を有すると考えられる。

【００１２】〔構成２〕この目的を達成するための本発
明の特徴構成は、請求項２に記載のように、プラントに
おけるプロセス処理水を供給するプロセス処理水供給設
備と、前記プロセス処理水からの排水を浄化処理して前
記プロセス処理水供給設備に循環供給する排水処理設備
と、プラントに設置されたプラント機器を冷却塔により
冷却された循環水により冷却処理する循環冷却設備とを
備えてなるプラントの水処理設備において、前記冷却塔
からの未処理のブロー水を前記プロセス処理水供給設備
に供給する方法によってプラントの水処理を行う点にあ
り、その作用効果は以下の通りである。

【００１３】〔作用効果２〕つまり、前記冷却塔からの
未処理のブロー水を前記プロセス処理水供給設備に供給
する方法によってプラントの水処理を行うことにより、
未処理のブロー水を被冷却体の冷却処理や被洗浄体の洗
浄処理等の各種のプロセス処理に利用できる水処理方法
となる。この時、ブロー水は循環水中のカルシウム、マ
グネシウム等の塩類が濃縮していることを除いては比較
的清浄であるため、前記排水処理設備において浄化せず
に未処理のままプラント内で冷却処理や洗浄処理等のプ
ロセス処理に再利用することができるのである。そのた
め、従来プロセス処理水供給設備に供給していた井水、
上水等の外部から供給されていた水の使用量を低減する
ことができ、その結果、外部から供給されていた水に要
していたコストの削減を図ることができる水処理方法と
なる。

【００１４】さらに、前記排水処理設備において浄化処
理されていたブロー水を前記プロセス処理水供給設備に
供給して各種のプロセス処理に利用する方法で水処理を
行うことにより、前記排水処理設備で浄化処理する水量
がブロー水の分だけ低減することになるため、前記排水
処理設備の浄化処理の負担が軽減されるのである。その
ため、複数の系の排水を浄化処理できる排水処理能力の
高い大規模な排水処理設備を備える必要が無くなり、前
記排水処理設備に費やすコストやランニングコストの削
減を図れる水処理方法となる。

【００１５】一方、近年、環境浄化や環境負荷低減の観
点から、プラント内で発生した排水等はできるだけ周辺
環境に放流せずプラント内で再利用するシステム（クロ
ーズドシステム）が模索されている。そのためには、井
水、上水等のプラント外部から供給される水量を低減す
る必要があるが、ブロー水を未処理のまま各種のプロセ
ス処理に利用することによりプラント内で発生した排水
をプラント内で循環させて再利用することができると共
に、外部からプラントに供給する水の使用量を低減する
ことができる本発明の水処理方法は、前記クローズドシ
ステムの一部として提案できる可能性を有すると考えら
れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定
されるものではない。本発明のプラントの水処理設備の
概略図を図１に示す。前記プラントとしては、廃棄物焼
却設備や廃棄物溶融設備等の廃棄物処理設備、発電プラ
ント、化学プラント等の各種プラントが挙げられるが、
本実施例においては、廃棄物溶融設備を例示する。

【００１７】前記廃棄物溶融設備１は、被処理物の一例
であるごみ焼却炉からの焼却灰や飛灰を溶融処理して溶
融スラグにする回転式表面溶融炉Ｆを備え、前記回転式
表面溶融炉Ｆの床面に形成されたスラグポートＦ１から
排出された高温の排ガスは煙道３に設置された誘引送風
機８により誘引され、後燃焼室２に導かれて完全燃焼処
理した後、炉内供給空気を予熱する空気予熱器５、排ガ
スを冷却するガス冷却室６、ダイオキシン及びその前駆
物質を吸着処理する活性炭粉末が噴射された後に飛灰や
煤塵を除去するバグフィルタ７を通過して煙突９から排
気される。また、必要に応じて洗煙装置や、廃熱ボイラ
設備を備えることも可能である。

【００１８】また、前記回転式表面溶融炉Ｆの炉内を監
視する監視用炉内カメラ等の機器類や、前記回転式表面
溶融炉Ｆの炉室等を冷却処理する水が循環水として循環
する設備として循環冷却設備Ｃが設けられている。循環
水は、取り扱い上安全かつ安価であることから、通常、
井水、上水などが使用されている。図１に例示されてい
るのは、前記回転式表面溶融炉Ｆを経由して被冷却体で
ある溶融炉を冷却処理する循環冷却設備であり、循環水
を冷却する冷却塔Ｃ１、循環水が流れる循環水管路Ｃ３
〜５、循環水や外部供給水Ｄ１を貯留する循環水水槽Ｃ
２等が備えられている。前記冷却塔Ｃ１を流出した循環
水は、循環水管路Ｃ３を経て前記回転式表面溶融炉Ｆに
流入し、溶融炉耐火物と熱交換することにより前記溶融
炉を冷却する。さらに、前記回転式表面溶融炉Ｆを流出
した循環水は循環水管路Ｃ４、循環水水槽Ｃ２を経て、
循環水管路Ｃ５に設けられたポンプＣ６により汲み上げ
られ再度前記冷却塔Ｃ１内に流入する。この時、前記冷
却塔Ｃ１は、前記溶融炉耐火物と熱交換することにより
昇温した循環水を、空気等と接触させさせて水の蒸発熱
等により水温を低下させている。従って、循環水は前記
冷却塔Ｃ１で水温が低下すると共に、その一部は蒸発し
又は飛沫となって減容するため、減容した量に見合う量
の井水、上水等の外部供給水Ｄ１を外部水供給経路Ｄ３
により補給している。

【００１９】また、前記循環冷却設備Ｃは、前記回転式
表面溶融炉Ｆのみを経由するのではなく、前記監視用炉
内カメラといった冷却する必要がある前記廃棄物溶融設
備１内の何れの機器類を経由して循環冷却設備Ｃを構成
してもよい。

【００２０】前記冷却塔Ｃ１においては、循環水中に含
まれる塩類の濃縮を防ぐために循環水の０．１％以上を
ブロー水として排出し、その排出分に見合う量の外部供
給水Ｄ１を外部水供給経路Ｄ３により補給している。こ
の時、ブロー水は循環水中のカルシウム、マグネシウム
等の塩類が濃縮していることを除いては比較的清浄であ
るため、浄化せずに未処理のまま前記廃棄物溶融設備１
内にて利用することが可能である。その一例として、排
ガスを冷却することが挙げられる。つまり、前記冷却塔
Ｃ１から排出されたブロー水を、ブロー水供給管Ａ３を
経由して前記ガス冷却室６内に流入、噴射させて冷却処
理水として利用するのである。

【００２１】また、前記廃棄物溶融設備１には、前記廃
棄物溶融設備１内で発生した排水を浄化するための排水
処理設備Ｂが設けられている。この排水処理設備Ｂに
は、例として、後述の水砕スラグＲを洗浄した洗浄処理
済水が排水管Ｂ２を経由して流入する。そして排水浄化
設備Ｂ１にて、活性炭吸着やキレート処理によりＺｎ、
Ｆｅ等の重金属を除去する凝集沈殿処理や、ＢＯＤを除
去する生物酸化処理などを施すことにより排水中の有害
物質の低減処理を行って排水を浄化し、浄化処理水とし
て放流、あるいは浄化処理水の一部が浄化水供給管Ｂ３
を経ることにより前記スラグ水冷用水槽Ａ５へ返送して
溶融スラグＳの冷却処理水等に再利用する。この時、浄
化処理水の一部を浄化水供給管Ｂ３を経て前記スラグ水
冷用水槽Ａ５へ返送したが、このような構成に限らず、
前記ガス冷却室６や前記監視用炉内カメラといった前記
廃棄物溶融設備１内の何れの機器類へ返送して洗浄処理
水や冷却処理水等のプロセス処理水として再利用しても
よい。

【００２２】前記回転式表面溶融炉Ｆに投入された被溶
融物は、バーナーＦ２により約１３００℃に過熱された
炉内で表面から溶融して溶融スラグＳとなり、前記スラ
グポートＦ１から下方のスラグ回収水槽１０に滴下して
水砕スラグとして排出される。

【００２３】前記スラグ回収水槽１０には冷却処理水を
満たしてあり、上方の前記スラグポートＦ１から滴下す
るスラグＳを前記冷却処理水中に受け入れて急冷し、水
砕スラグ化するように構成してあり、前記冷却処理水中
で水砕スラグＲを受け止めて、前記冷却処理水の水面に
より高い位置に設けられたスラグ排出部１０ａから外部
に搬出するスラグ排出コンベア１１を備えている。前記
冷却処理水は、前記スラグＳからの熱によって温度上昇
し蒸発するので、前記冷却処理水を補給するためのスラ
グ水冷用水槽Ａ５を備えている。前記スラグ水冷用水槽
Ａ５内の補給水は、外部供給水Ｄ１を外部水供給経路Ｄ
２により供給してもよいし、前記冷却塔Ｃ１から排出さ
れたブロー水をブロー水供給管Ａ１により供給してもよ
い。また、前記スラグ水冷用水槽Ａ５内の補給水は、給
水管Ａ６を経由して前記スラグ回収水槽１０に補給する
ようにしてある。

【００２４】前記スラグ排出コンベア１１により排出さ
れた水砕スラグＲは、第二スラグ排出コンベア１３に搬
送され、第三スラグ排出コンベア１４を経てスラグ篩振
動選別機１５によりスラグを粒度選別し、前記廃棄物溶
融設備１外へ運ばれて建築骨材や道路舗装材として利用
される。

【００２５】前記スラグ排出コンベア１１あるいは、前
記第二スラグ排出コンベア１３で搬送される水砕スラグ
Ｒの表面には、Ｐｂ，Ｚｎなどの重金属類が付着してい
るが、これは、以下の理由による。

【００２６】溶融スラグＳは、前記冷却水中に滴下して
急冷固化するが、この急冷固化の際に破砕され水砕スラ
グＲを形成する。この際、前記溶融スラグＳ中に含有さ
れる重金属の一部は冷却水中に溶け出すが、残部の重金
属は、ガラス状に固化した前記水砕スラグＲ中に閉じ込
められる。形成された水砕スラグＲは、冷却水中を沈降
して、前記スラグ回収水槽１０の下方に設けられた前記
スラグ排出コンベア１１上に落下する。前記スラグ排出
コンベア１１は、前記落下した水砕スラグＲを受け止め
て、スラグ排出部１０ａに向けて搬送する。この間に、
前記水砕スラグＲは冷却水によって洗浄されるが、前記
冷却水中には溶出した重金属が蓄積するので、搬出され
る水砕スラグＲの表面を濡らす冷却水に随伴して表面付
着重金属として前記水砕スラグＲの表面を汚染してい
る。

【００２７】このため、表面が重金属により汚染された
前記水砕スラグＲは、洗浄したのち前記廃棄物溶融設備
１外に出す必要があるが、このような水砕スラグＲの洗
浄においても、前記冷却塔Ｃ１から排出されたブロー水
により洗浄することが可能である。このブロー水による
前記水砕スラグＲの洗浄は、前記冷却塔Ｃ１から排出さ
れたブロー水を供給するブロー水供給管Ａ２によりブロ
ー水を前記スラグ排出コンベア１１、前記第二スラグ排
出コンベア１３の片方、あるいは両方に噴射することに
より行われる。このようにして前記水砕スラグＲは、ブ
ロー水により洗浄され、表面が清浄化されるのである。

【００２８】上述したように、前記冷却塔Ｃ１から排出
されたブロー水は、排水浄化設備Ｂ１で浄化せずに、ブ
ロー水供給管Ａ１〜３、スラグ水冷用水槽Ａ５等のプロ
セス処理水供給設備に供給され、前記排ガスや前記溶融
スラグＳの冷却処理、前記水砕スラグＲの洗浄処理等の
各種のプロセス処理に利用可能である。そして、循環冷
却設備Ｃを循環する一日あたりの循環水量が例えば約１
０，０００ｍ³ であれば、利用できるブロー水は約１０
ｍ³ 以上となる。

【００２９】このように、排ガスや前記溶融スラグＳの
冷却処理、前記水砕スラグＲの洗浄処理等にブロー水を
利用する構成あるいは水処理方法とすることにより、従
来これらの冷却、洗浄用に用いられていた井水、上水等
の前記廃棄物溶融設備１外から供給される外部供給水Ｄ
１の使用量を低減させることができ、その結果、外部供
給水Ｄ１に要していたコストの削減を図ることができ
る。昨今の水事情では、渇水時に十分な供給が困難とな
る場合も考えられるため、外部供給水Ｄ１の使用量を減
らすことができることは水資源の節約に繋がるためプラ
ントを稼動させる上で好ましいと考えられる。

【００３０】さらに、ブロー水を前記プロセス処理水供
給設備に供給して各種のプロセス処理に利用する構成あ
るいは水処理方法とすることにより、前記排水浄化設備
Ｂ１で浄化処理する水量がブロー水の分だけ低減するこ
とになるため、前記排水浄化設備Ｂ１の浄化処理の負担
が軽減されるのである。そのため、複数の系の排水を浄
化処理できる排水処理能力の高い排水処理設備Ｂを備え
る必要が無くなるため、前記排水処理設備Ｂに費やすコ
ストの削減を図ることができる。

【００３１】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上述した実施例においては、前記冷却塔Ｃ１から排
出されたブロー水を、前記スラグＳの冷却処理用、前記
水砕スラグＲの洗浄処理用、排ガスの冷却処理用として
用いたが、前記冷却塔Ｃ１から排出されたブロー水の用
途はこれに限られるものではない。上述した用途の他
に、ブロー水供給管Ａ４によりブロー水を前記回転式表
面溶融炉Ｆ内に供給し、前記回転式表面溶融炉Ｆ内に設
置されている監視用炉内カメラや溶融炉の冷却処理用等
が考えられる。また、送風や動力源となる各種のモータ
ー等、冷却処理する必要があるすべての機器類の冷却処
理水として使用可能である。さらに、プラント配管やタ
ンク等の洗浄処理水の溶媒や、洗浄処理後のリンス液等
の洗浄処理水として用いることも可能である。

【００３２】また、上述したようにブロー水はブロー水
供給管Ａ１〜４により、各種のプロセス処理に供給され
たが、このような構成に限らず、前記冷却塔Ｃ１から排
出されたブロー水を一旦水槽等に貯留した後、各種のプ
ロセス処理に供給する形態であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラント水処理設備の概略図

【符号の説明】

Ａ１〜４ ブロー水供給管 Ｃ１ 冷却塔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 在間 勇二 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラントにおけるプロセス処理水を供給
   するプロセス処理水供給設備と、前記プロセス処理水か
   らの排水を浄化処理して前記プロセス処理水供給設備に
   循環供給する排水処理設備と、プラントに設置されたプ
   ラント機器を冷却塔により冷却された循環水により冷却
   処理する循環冷却設備とを備えてなるプラントの水処理
   設備であって、 前記冷却塔からの未処理のブロー水を前記プロセス処理
   水供給設備に供給するように構成してあるプラントの水
   処理設備。
2. 【請求項２】 プラントにおけるプロセス処理水を供給
   するプロセス処理水供給設備と、前記プロセス処理水か
   らの排水を浄化処理して前記プロセス処理水供給設備に
   循環供給する排水処理設備と、プラントに設置されたプ
   ラント機器を冷却塔により冷却された循環水により冷却
   処理する循環冷却設備とを備えてなるプラントの水処理
   設備において、 前記冷却塔からの未処理のブロー水を前記プロセス処理
   水供給設備に供給するプラントの水処理方法。