JP2018108549A - 排ガス処理装置及び排ガス処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供すること。【解決手段】排ガス処理装置１は、燃焼排ガスを洗浄して硫酸イオンを含有する脱硫排水Ｗ１１を排出する排煙脱硫部１１と、脱硫排水Ｗ１１を、硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ２１と硫酸イオンが低減された第１透過水Ｗ２２とに膜分離する分離膜を有し、第１濃縮水Ｗ２１を排煙脱硫部１１に供給する一方、透過水Ｗ２２を排出する膜処理部１２と、を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関し、例えば、燃焼排ガスを脱硫処理する排ガス処理装置及び排ガス処理方法に関する。

従来、被処理水をナノ分離膜及び逆浸透膜で膜分離して透過水及び濃縮水を得る脱塩装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の脱塩装置では、ナノ分離膜で膜分離した塩化物イオンを含有する透過水を逆浸透膜に流下して更に膜分離すると共に、ナノ分離膜で膜分離した濃縮水を脱塩装置の外部に排出する。これにより、被処理水中に含まれる塩分が除去された透過水と塩分が濃縮された濃縮水とが得られる。

米国特許出願公開第２０１０／０１６３４７１号明細書

ところで、石炭火力発電所では、石炭の燃焼排ガス中に含まれる硫黄分を石灰石膏スラリーによって洗浄除去する脱硫処理により、燃焼排ガス中の硫黄分を吸収した脱硫排水が発生する。脱硫排水は、硫酸イオンなどの硫黄分が石膏として固形化分離された後に放流される。ただし、脱硫排水には、硫酸イオンなどの硫黄分が残存しているので、脱硫排水中の硫黄分を回収すると共に脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置が望まれている。

本発明は、脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置及び排ガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明の排ガス処理装置は、燃焼排ガスを洗浄して硫酸イオンを含有する脱硫排水を排出する排煙脱硫部と、前記脱硫排水を、硫酸イオンが低減された第１透過水と硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水とに膜分離する第１分離膜を有し、前記第１濃縮水を前記排煙脱硫部に供給する一方、前記第１透過水を排出する第１膜処理部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、第１分離膜による膜分離で脱硫排水中の硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水を排煙脱硫部に供給するので、第１膜処理部から排出される排水量を削減できると共に、第１透過水中の硫酸イオンを低減できるので、硫酸イオンの回収が可能となる。したがって、脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置を実現できる。しかも、脱硫排水中の塩化物イオンは第１透過水と共に排ガス処理装置の外部に排出されるので、第１濃縮水の排煙脱硫部へ返送される塩化物イオン濃度の低減により，脱硫性能の低下を防ぐこともできる。さらに、排煙脱硫部に返送された第１濃縮水を燃焼排ガスの洗浄水としても用いることもできるので、排煙脱硫部へ外部から供給される補給水を削減することもできる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１分離膜は、前記脱硫排水中の硫酸イオンの透過率に対して塩化物イオンの透過率が高いことが好ましい。この構成により、排煙脱硫部における脱硫性能の低下の原因となる塩化物イオンを第１透過水と共に排ガス処理装置の外部に効率良く排出できるので、第１濃縮水と共に排煙脱硫部に供給される塩化物イオン量を低減でき、排煙脱硫部の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記脱硫排水を希釈する希釈水を供給する希釈水供給部を備えたことが好ましい。この構成により、脱硫排水を希釈水によって希釈するので、第１膜処理部に供給される脱硫排水中のスケール成分の濃度を低減することが可能となる。これにより、脱硫排水中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、第１膜処理部の第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記希釈水供給部が、前記排煙脱硫部に補給水を供給する補給水供給部であり、前記補給水供給部は、前記希釈水として前記補給水の少なくとも１部を前記脱硫排水に供給することが好ましい。この構成により、脱硫排水を補給水によって希釈するので、第１膜処理部に供給される脱硫排水中のスケール成分の濃度を低減することができる。これにより、脱硫排水中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、第１膜処理部の第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。しかも、排煙脱硫部に供給する補給水の少なくとも一部を用いて脱硫排水を希釈するので、既存設備に補給水分岐ラインを設けるだけで第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記脱硫排水中のスケール成分を除去する前処理をし、前処理をした前記脱硫排水を前記第１膜処理部に供給する前処理部を備えたことが好ましい。この構成により、排煙脱硫部から排出された脱硫排水中に含まれるスケール成分を、前処理部によって第１膜処理部の前段で除去するので、第１膜処理部に導入される前処理水中のスケール成分を大幅に削減することが可能となる。これにより、脱硫排水中のスケール成分の含有量が多い場合であっても、第１膜処理部の第１分離膜におけるスケールの析出を防ぐことが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、前記第１濃縮水の塩化物イオン濃度が基準値を超えた場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記第１濃縮水中の塩化物イオン濃度を前記基準値以下とする流量制御部を備えたことが好ましい。この構成により、排ガス処理装置は、第１膜処理部から排煙脱硫部に供給される第１濃縮水中の塩化物イオン濃度を制御することができるので、第１濃縮水と共に排煙脱硫部に供給される塩化物イオン濃度を基準値以下に制御することができ，脱硫性能の低下を防ぐことができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、前記第１透過水の塩化物イオン濃度が基準値未満となった場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記第１透過水中の塩化物イオン濃度を基準値以上とする流量制御部を備えたことが好ましい。この構成により、排ガス処理装置は、第１膜処理部から排煙脱硫部に供給される第１濃縮水中の塩化物イオン濃度を制御することができるので、第１濃縮水と共に排煙脱硫部に供給される塩化物イオン濃度を基準値以下に制御することができ，脱硫性能の低下を防ぐことができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、前記脱硫排水の塩化物イオン濃度が基準値を超えた場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記脱硫排水中の塩化物イオン濃度を基準値以下とする流量制御部を備えたことが好ましい。この構成により、この構成により、排ガス処理装置は、第１膜処理部から排煙脱硫部に供給される第１濃縮水中の塩化物イオン濃度を制御することができるので、第１濃縮水と共に排煙脱硫部に供給される塩化物イオン濃度を基準値以下に制御することができ，脱硫性能の低下を防ぐことができる。

本発明の排ガス処理装置においては、塩化物イオンを含有する前記第１透過水を、塩化物イオンが低減された第２透過水と塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水とに膜分離する第２分離膜を有する第２膜処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第２分離膜による膜分離で塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水と塩化物イオンが除去された第２透過水とが得られるので、高純度の水である第２透過水が得られると共に、第２膜処理部に供給される第１透過水に対して第２濃縮水の水量を低減することができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第２膜処理部は、前記第２透過水を希釈水として前記脱硫排水に供給することが好ましい。この構成により、脱硫排水を第２透過水によって希釈するので、第１膜処理部に供給される脱硫排水中のスケール成分の濃度を低減することが可能となる。これにより、脱硫排水中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、第１膜処理部の第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。しかも、第２膜処理部から排出される第２透過水の少なくとも一部を用いて脱硫排水を希釈するので、脱硫排水に第２透過水を供給する透過水供給ラインを設けるだけで第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第２濃縮水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第２濃縮水の水分を蒸気として分離回収することができるので、排ガス処理装置から排出される排水量を大幅に削減することが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第２濃縮水中の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第２濃縮水中の不純物を除去することができるので、第２濃縮水の放流の基準値を満たして放流することができる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１透過水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第１透過水の水分を蒸気として分離回収することができるので、排ガス処理装置から排出される排水量を大幅に削減することが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記第１透過水中の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第１透過水中の不純物を除去することができるので、第２濃縮水の放流の基準値を満たして放流することができるので、排ガス処理装置から排出される排水量を大幅に削減することが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記脱硫排水中の固体状の水銀及び液状の水銀を前記脱硫排水から分離する固液分離部を備えたことが好ましい。この構成により、第１膜処理部の第１分離膜に付着する水銀を低減することができると共に、第１透過水中の水銀を削減して水銀濃度を放流基準値以下まで低減することもできるので、第１透過水を放流することが可能となる。

本発明の排ガス処理装置においては、前記脱硫排水中の溶解性水銀を除去する水銀処理部を備えたことが好ましい。この構成により、第１膜処理部の第１分離膜に付着する水銀を低減することができると共に、第１透過水中の水銀を削減して水銀濃度を放流基準値以下まで低減することもできるので、第１透過水を放流することが可能となる。

本発明の排ガス処理方法は、燃焼排ガスを排煙脱硫部で洗浄して硫酸イオンを含有する脱硫排水を排出する排煙脱硫工程と、前記脱硫排水を、硫酸イオンが低減された第１透過水と硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水とに第１分離膜によって膜分離し、前記第１濃縮水を前記排煙脱硫部に供給する一方、前記第１透過水を排出する第１膜処理工程と、を含むことを特徴とする。

この方法によれば、第１分離膜による膜分離で脱硫排水中の硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水を排煙脱硫部に供給するので、第１膜処理部から排出される排水量を削減できると共に、第１透過水中の硫酸イオンを低減できるので、硫酸イオンの回収が可能となる。したがって、脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理方法を実現できる。しかも、脱硫排水中の塩化物イオンは第１透過水中と共に外部に排出されるので、第１濃縮水の排煙脱硫部への返送される塩化物イオン量の低減により，脱硫性能の低下を防ぐこともできる。さらに、排煙脱硫部に返送された第１濃縮水を燃焼排ガスの洗浄水としても用いることもできるので、排煙脱硫部へ外部から供給される補給水を削減することもできる。

本発明によれば、硫黄分を含有する排水を削減でき、硫黄分の回収が可能な排ガス処理装置及び排ガス処理方法を実現できる。

図１は、第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。 図２Ａは、第１の実施の形態に係る膜処理部が電気透析による透析膜を備える場合の説明図である。 図２Ｂは、第１の実施の形態に係る膜処理部が電気透析による透析膜を備える場合の説明図である。 図２Ｃは、第１の実施の形態に係る膜処理部が電気透析による透析膜を備える場合の説明図である。 図２Ｄは、第１の実施の形態に係る膜処理部が電気透析による透析膜を備える場合の説明図である。 図３は、第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。 図４は、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す図である。 図５は、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す図である。 図６Ａは、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す図である。 図６Ｂは、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す図である。 図７は、第３の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。 図８は、第４の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。 図９Ａは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。 図９Ｂは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。 図９Ｃは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図９Ｄは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図９Ｅは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図９Ｆは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図９Ｇは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図９Ｈは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図１０は、第５の実施の形態に係る膜処理部の一例を示す図である。 図１１Ａは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。 図１１Ｂは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。 図１２Ａは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。 図１２Ｂは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。また、以下の各実施の形態は、適宜組み合わせて実施可能である。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置１は、排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ_１１を膜処理部（第１膜処理部）１２で硫黄分が濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫黄分が除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離し、濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給することにより、透過水Ｗ_２２中に含まれる硫黄分を削減するものである。なお、ここでの硫黄分としては、例えば、燃焼排ガス中の亜硫酸ガス（ＳＯ_２）、排煙脱硫部１１で燃焼排ガスを洗浄した際に発生する各種イオン（ＳＯ_３ ^２−、ＨＳＯ_３ ⁻）、各種イオンが酸化して発生する硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）及び排煙脱硫部１１で外部から供給した炭酸カルシウムＣａＣＯ３）などに由来するＣａと反応して生成する石膏（ＣａＳＯ_４）、硫黄酸化物全般、Ｓ_２Ｏ_６ ^２−、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−などの過酸化物が挙げられる。

排ガス処理装置１は、燃焼排ガス中の硫黄分を脱硫する排煙脱硫部１１と、排煙脱硫部１１の後段に設けられた膜処理部１２とを備える。排煙脱硫部１１は、石炭火力発電所など排出される硫黄分を含む燃焼排ガスを海水などの洗浄水で洗浄する。また、排煙脱硫部１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して、燃焼排ガスを洗浄水に吸収させることによって発生した硫黄分を含有する排ガス吸収排水としての脱硫排水Ｗ_１１を排出して膜処理部１２に供給する。この脱硫排水Ｗ_１１は、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）及び塩化物イオン（Ｃｌ⁻）などの１価イオン成分、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）及び燃焼排ガス中の硫黄分に由来する硫酸イオンなどの２価イオン成分を含有する。排煙脱硫部１１は、脱硫排水Ｗ_１１に石灰石などを粉砕して水中に分散させたカルシウムイオンを含むスラリーを添加することにより、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンを、排煙脱硫部１１内で石膏（ＣａＳＯ_４）として固形化して回収する。なお、脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオン及び硫酸イオンは、燃焼排ガス及び補給水Ｗ_５（図５参照）に由来し、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンは、脱硫排水Ｗ_１１に添加される石灰石（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３））に由来する。

膜処理部１２は、排煙脱硫部１１から排出された脱硫排水Ｗ_１１を、硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２１とに膜分離する分離膜（不図示：第１分離膜）を備える。ここでの硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１とは、硫酸イオンと塩化物イオンとの比（［ＳＯ_４ ^２−]／［Ｃｌ⁻］）が脱硫排水Ｗ_１１よりも大きい濃縮水（以下、単に「濃縮水Ｗ_２１」ともいう）であり、硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とは、硫酸イオンと塩化物イオンの比（［ＳＯ_４ ^２−]／［Ｃｌ⁻］）が脱硫排水Ｗ_１１よりも小さい透過水（以下、単に「透過水Ｗ_２２」ともいう）である。膜処理部１２は、硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給する一方、硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２を排水として排出する。すなわち、本実施の形態では、脱硫排水Ｗ_１１のスケール成分となる硫酸イオンを、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に返送して排煙脱硫部１１で石膏として固形化して回収する。これにより、排ガス処理装置１は、膜処理部１２から排出される硫黄分を含有する排水量を削減できると共に、石膏などのスケール成分の原因となる透過水Ｗ_２２中の硫酸イオン濃度を低減できるので、排ガス処理装置１からの脱硫排水の放流量の削減が可能となると共に、後工程での透過水Ｗ_２２中の石膏などのスケールの析出を抑制できる。

分離膜としては、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンの透過率に対して塩化物イオンの透過率が高いものが好ましい。これにより、排煙脱硫部１１における脱硫性能の低下の原因となる塩化物イオンを透過水Ｗ_２２と共に排ガス処理装置１の外部に効率良く排出できるので、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオン量を低減でき、排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができると共に、排煙脱硫部１１での塩化物イオン量を基準値以下に維持して排煙脱硫部の腐食を防ぐことも可能となる。本実施の形態において、透過率とは、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれる各種イオン濃度に対する分離膜を透過した透過水Ｗ_２２中の各種イオン濃度の割合である。

分離膜としては、硫酸イオンと塩化物イオンとを選択的に膜分離する観点から、脱硫排水Ｗ_１１中の２価イオン成分である硫酸イオンの透過率が低いものが好ましい。また、分離膜としては、排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐ観点から、１価イオン成分である塩化物イオンの透過率が高いものが好ましい。分離膜としては、透過水Ｗ_２２中のスケール成分となる硫酸イオンと塩化物イオンとを選択的に膜分離する観点から、硫酸イオンの透過率（以下、単に「硫酸イオン透過率」ともいう）が５０％以下のものが好ましく、２０％以下のものがより好ましく、１０％以下であるものが好ましい。また、分離膜としては、排煙脱硫部１１に返送される濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を低減して脱硫性能の低下を防ぐ観点から、塩化物イオンの透過率（以下、単に「塩化物イオン透過率」ともいう）が１０％以上のものが好ましく、２０％以上のものがより好ましく、５０％以上のものが好ましい。以上を考慮すると、分離膜としては、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンの透過率が塩化物イオンの透過率以下のものが好ましく、硫酸イオン透過率が５０％以下であって塩化物イオン透過率が５０％以上のものがより好ましく、硫酸イオン透過率が２０％以下であって塩化物イオン透過率が８０％以上のものが更に好ましく、硫酸イオン透過率が１０％以下であって塩化物イオン透過率が９０％以上のものがより更に好ましい。分離膜としては、例えば、ナノ濾過（ＮＦ:Nano Filtration）膜、逆浸透（ＲＯ：Reverse Osmosis）膜、イオン交換膜、電気透析、拡散透析による透析膜及び電気泳動による分離膜などが用いられる。分離膜としては、これらの中でも、透過水Ｗ_２２中の硫酸イオンを効率良く除去できる観点から、ナノ濾過膜及び電気泳動による透析膜が好ましく、ナノ濾過膜がより好ましい。ナノ濾過膜としては、例えば、商品名：ＮＴＲ７２５０（日東電工社製）、ＮＦ４０ＨＦ及びＮＦ５０(ダウ・ケミカル社製)などを用いることができる。

分離膜として電気透析による透析膜を用いる場合には、例えば、以下のような構成とすることができる。図２Ａ〜図２Ｄは、本実施の形態に係る膜処理部が電気透析による透析膜を備える場合の説明図である。図２Ａに示す例では、膜処理部１２は、陽極２１と陰極２２との間に交互に配置された陽イオン交換膜２３及び陰イオン交換膜２４を有する透析膜２５Ａを備える。陽イオン交換膜２３は、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン（Ｋ^＋）及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンを透過し、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンの移動を遮る。陰イオン交換膜２４は、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンを透過し、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンの移動を遮る。透析膜２５Ａは、排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２とに膜分離する。

排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透析膜２５Ａに供給され、陽極２１及び陰極２２により直流電流が流される。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中の１価のナトリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンが陽イオン交換膜２３を透過すると共に、陰イオン交換膜２４に遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１Ａ中の１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンは、陰イオン交換膜２４を透過すると共に陽イオン交換膜２３に遮られて移動する。この結果、陽極２１側に陰イオン交換膜２４があると共に陰極２２側に陽イオン交換膜２３があるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン及び硫酸イオンが除去された濃縮水Ｗ_２１が得られる。また、陽極２１側に陽イオン交換膜２３があると共に陰極２２側に陰イオン交換膜２４があるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン及び硫酸イオンが濃縮された透過水Ｗ_２２が得られる。濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給される。また、透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して膜処理部１２の外部に排出されると共に、少なくとも一部が透過水循環ラインＬ_２２Ａを介して循環透過水Ｗ_２２Ａとして脱硫排水Ｗ_１１と共に透析膜２５Ａに循環される。

図２Ｂに示す例では、膜処理部１２は、陽極２１と陰極２２との間に交互に配置された陽イオン交換膜２３及び１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａを有する透析膜２５Ｂを備える。陽イオン交換膜２３は、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンを透過し、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンの移動を遮る。１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａは、１価の塩化物イオンなどの１価の陰イオンを透過し、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオン並びに２価の硫酸イオンなどの多価の陰イオンの移動を遮る。透析膜２５Ｂは、排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２とに膜分離する。

排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透析膜２５Ｂに供給され、陽極２１及び陰極２２により直流電流が流される。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中の１価のナトリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンが陽イオン交換膜２３を透過すると共に、１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａイオン交換膜に遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１中の１価の塩化物イオンは、１価選択透過性陰イオン交換膜２４を透過すると共に、陽イオン交換膜２３に遮られて移動する。脱硫排水Ｗ_１１中の２価の硫酸イオンは、陽イオン交換膜２３及び１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａに遮られて移動する。この結果、陽極２１側に１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａがあると共に陰極２２側に陽イオン交換膜２３があるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、カルシウムイオン及び塩化物イオンが除去されて硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１が得られる。また、陽極２１側に陽イオン交換膜２３があると共に陰極２２側に１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａがあるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、カルシウムイオン及び塩化物イオンが濃縮されて硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２が得られる。濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給される。また、透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して膜処理部１２の外部に排出されると共に、少なくとも一部が透過水循環ラインＬ_２２Ａを介して循環透過水Ｗ_２２Ａとして脱硫排水Ｗ_１１と共に透析膜２５Ｂに循環される。

図２Ｃに示す例では、膜処理部１２は、陽極２１と陰極２２との間に交互に配置された１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａ及び陰イオン交換膜２４を有する透析膜２５Ｃを備える。１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａは、１価のナトリウムイオン及びカリウムイオンなどの１価の陽イオンを透過し、２価のカルシウムイオンなどの多価の陽イオン、並びに、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンの移動を遮る。陰イオン交換膜２４は、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンを透過し、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン（Ｋ^＋）及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオンの移動を遮る。透析膜２５Ｃは、排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２とに膜分離する。

排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透析膜２５Ｃに供給され、陽極２１及び陰極２２により直流電流が流される。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中の１価のナトリウムイオンなどの１価の陽イオンが１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａを透過すると共に、陰イオン交換膜２４に遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１Ａ中の２価のカルシウムイオンは、１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａ及び陰イオン交換膜２４に遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１Ａ中の１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンは、陰イオン交換膜２４を透過すると共に、１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａに遮られて移動する。この結果、陽極２１側に陰イオン交換膜２４があると共に陰極２２側に１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａがあるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、塩化物イオン及び硫酸イオンが除去されてカルシウムイオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１が得られる。また、陽極２１側に１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａがあると共に陰極２２側に陰イオン交換膜２４があるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン、塩化物イオン及び硫酸イオンが濃縮されてカルシウムイオンが除去された透過水Ｗ_２２が得られる。濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給される。また、透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して膜処理部１２の外部に排出されると共に、少なくとも一部が透過水循環ラインＬ_２２Ａを介して循環透過水Ｗ_２２Ａとして脱硫排水Ｗ_１１と共に透析膜２５Ｃに循環される。

図２Ｄに示す例では、膜処理部１２は、陽極２１と陰極２２との間に交互に配置された１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａ及び１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａを有する透析膜２５Ｃを備える。１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａは、１価のナトリウムイオン及びカリウムイオンなどの１価の陽イオンを透過し、２価のカルシウムイオンなどの多価の陽イオン、並びに、１価の塩化物イオン及び２価の硫酸イオンなどの陰イオンの移動を遮る。１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａは、１価の塩化物イオンを透過し、１価のナトリウムイオン、カリウムイオン及び２価のカルシウムイオンなどの陽イオン並びに２価の硫酸イオンなどの多価の陰イオンの移動を遮る。透析膜２５Ｄは、排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２とに膜分離する。

排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透析膜２５Ｄに供給される。透析膜２５Ｄに供給された脱硫排水Ｗ_１１には、陽極２１及び陰極２２により直流電流が流される。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中の１価のナトリウムイオンなどの１価の陽イオンが１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａを透過すると共に、１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａに遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１中の２価のカルシウムイオン及び２価の硫酸イオンは、１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａ及び１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａに遮られて移動する。また、脱硫排水Ｗ_１１中の１価の塩化物イオンは、１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａを透過すると共に、１価選択透過性陽イオン交換膜２３に遮られて移動する。この結果、陽極２１側に１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａがあると共に陰極２２側に１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａがあるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン及び塩化物イオンが除去されてカルシウムイオン及び硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１が得られる。また、陽極２１側に１価選択透過性陽イオン交換膜２３Ａがあると共に陰極２２側に１価選択透過性陰イオン交換膜２４Ａがあるイオン交換膜間では、ナトリウムイオン及び塩化物イオンが濃縮されてカルシウムイオン及び硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２が得られる。濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給される。また、透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して膜処理部１２の外部に排出されると共に、少なくとも一部が透過水循環ラインＬ_２２Ａを介して循環透過水Ｗ_２２Ａとして脱硫排水Ｗ_１１と共に透析膜２５Ｄに循環される。

図２Ａ〜図２Ｄに示す電気透析による透析膜を用いた膜処理では、ｐＨを酸性（例えば、ｐＨ７以下）に調整することが好ましい。これにより、塩基性条件下での下記反応式（１）〜（３）に示す反応による各種イオン交換膜への炭酸カルシウム及び水酸化マグネシウムのスケール析出を防ぐことができる。
ＨＣＯ_３ ⁻⇒ＣＯ_３ ^２−＋Ｈ^＋ ・・・（１）
ＣＯ_３ ^２−＋Ｃａ^２＋⇒ＣａＣＯ_３↓ ・・・（２）
Ｍｇ^２＋＋２ＯＨ⁻⇒Ｍｇ（ＯＨ）_２↓ ・・・（３）

透析膜２５Ａ〜２５Ｄとしては、脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンを効率良く透過水Ｗ_２１に排出する観点から、透析膜２５Ａ，２５Ｂが好ましい。また、透析膜２５Ａ〜２５Ｄとしては、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンを効率良く濃縮水Ｗ_２１に濃縮する観点から、透析膜２５Ｂ，２５Ｄが好ましい。また、透析膜２５Ａ〜２５Ｄとしては、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれるナトリウムイオン、塩化物イオン、カルシウムイオン及び硫酸イオンに基づくイオン交換膜への石膏スケールの析出を防いで透析膜の膜分離性能の低下を防ぐことができる観点から、透析膜２５Ｂ，２５Ｃが好ましい。以上を考慮すると、透析膜２５Ａ〜２５Ｄとしては、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンを効率良く濃縮水Ｗ_２１に濃縮する観点、脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンを効率良く透過水Ｗ_２２に排出する観点、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれるナトリウムイオン、塩化物イオン、カルシウムイオン及び硫酸イオンに基づくイオン交換膜への石膏スケールの析出を防いで透析膜の膜分離性能の低下を防ぐことができる観点から、透析膜２５Ｂが特に好ましい。

次に、排ガス処理装置１の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して膜処理部１２に供給される。膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、分離膜によって硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離される。膜処理部１２で膜分離された濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給され、排煙脱硫部１１内で石膏が除去された後、排煙脱硫部１１から脱硫排水Ｗ_１１として排出される。また、膜処理部１２で膜分離された透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して膜処理部１２から排出される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、分離膜による膜分離で脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給するので、膜処理部１２から排出される排水量を削減できると共に、透過水Ｗ_２２の硫酸イオンを低減できるので、硫酸イオンの回収が可能となる。したがって、脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置１を実現できる。しかも、脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンは透過水Ｗ_２２中と共に排ガス処理装置１の外部に排出されるので、濃縮水Ｗ_２１の排煙脱硫部１１への返送に伴う塩化物イオンによる脱硫性能の低下を防ぐこともできる。さらに、排煙脱硫部１１に返送された濃縮水Ｗ_２１を燃焼排ガスの洗浄水としても用いることもできるので、排煙脱硫部１１へ外部から供給される補給水を削減することもできる。

図３は、第１の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。図３に示すように、排ガス処理装置２は、燃焼排ガス中の硫黄分を脱硫する排煙脱硫部１１と、排煙脱硫部１１の後段に設けられた膜処理部１２とを備える。膜処理部１２は、排煙脱硫部１１の後段に設けられた第１膜処理部１２１と、第１膜処理部１２１の後段に設けられた第２膜処理部１２２とを備える。

第１膜処理部１２１は、排煙脱硫部１１から排出された脱硫排水Ｗ_１１を、硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離する第１分離膜（不図示）を備える。第１分離膜としては、上述した分離膜と同様のものを用いることができる。第１膜処理部１２１は、硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給する一方、硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２を排出する。第１膜処理部１２１は、すなわち、本実施の形態では、脱硫排水Ｗ_１１のスケール成分となる硫酸イオンを濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に返送して排煙脱硫部１１で石膏として固形化して回収する。これにより、膜処理部１２から排出される排水量を削減できると共に、石膏などのスケール成分となる透過水Ｗ_２２中の硫酸イオン濃度を低減することができるので、硫酸イオンの回収が可能となる。

第２膜処理部１２２は、第１膜処理部１２１から排出された塩化物イオンを含有する第１透過水Ｗ_２２を、塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水Ｗ_３１と塩化物イオンが低減された第２透過水Ｗ_３２とに膜分離する第２分離膜（不図示）を有する。このように第２膜処理部１２２を設けることにより、透過水Ｗ_２２中のナトリウムイオン及び塩化物イオンなどの１価イオン成分が除去された第２透過水Ｗ_３２を得ることができる。第２分離膜としては、第１透過水Ｗ_２２から１価イオン成分を膜分離できるものであれば特に制限はなく、例えば、逆浸透膜、ナノ濾過膜、電気透析による透析膜などが用いられる。これらの中でも、第２分離膜としては、第１透過水Ｗ_２２の脱塩率の観点から、逆浸透膜が好ましい。

次に、排ガス処理装置２の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して膜処理部１２の第１膜処理部１２１に供給され、第１分離膜によって硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された第１透過水Ｗ_２２とに膜分離される。ここでの硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ_２１とは、硫酸イオンと塩化物イオンとの比（［ＳＯ_４ ^２−]／［Ｃｌ⁻］）が脱硫排水Ｗ_１１よりも大きい濃縮水（以下、単に「第１濃縮水Ｗ_２１」ともいう）であり、硫酸イオンが除去された第１透過水Ｗ_２２とは、硫酸イオンと塩化物イオンの比（［ＳＯ_４ ^２−]／［Ｃｌ⁻］）が脱硫排水Ｗ_１１よりも小さい透過水（以下、単に「第１透過水Ｗ_２２」ともいう）である。第１膜処理部１２１で膜分離された第１濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給され、排煙脱硫部１１内で石膏が回収された後、排煙脱硫部１１から脱硫排水Ｗ_１１と共に排出される。また、第１膜処理部１２１で膜分離された第１透過水Ｗ_２２は、透過水排出ラインＬ_２２を介して第２膜処理部１２２に供給され、第２分離膜によって塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水Ｗ_３１と塩化物イオンが除去された第２透過水Ｗ_３２とに膜分離される。第２分離膜で膜分離された第２濃縮水Ｗ_３１は、濃縮水排出ラインＬ_３１を介して第２膜処理部１２２から排出され、第２透過水Ｗ_３２は、透過水排出ラインＬ_３２を介して第２膜処理部１２２から排出される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１分離膜による膜分離で脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給するので、第１膜処理部１２１から排出される排水量を削減できると共に、第１透過水Ｗ_２２の硫酸イオンを低減できる。したがって、脱硫排水中の硫黄分を回収でき、脱硫排水の放流量の削減が可能な排ガス処理装置２を実現できる。しかも、脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンは透過水Ｗ_２２中と共に排ガス処理装置１の外部に排出されるので、濃縮水Ｗ_２１の排煙脱硫部１１への返送される塩化物イオン量の低減により，脱硫性能の低下を防ぐこともできる。また、第２分離膜よる膜分離で塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水Ｗ_３１と塩化物イオンが除去された第２透過水Ｗ_３２が得られるので、高純度の水である第２透過水Ｗ_３２が得られると共に、第２濃縮水Ｗ_３１を更に濃縮して容量を低減することが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。

図４は、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置３は、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、脱硫排水Ｗ_１１を希釈する希釈水Ｗ_４を供給する希釈水供給部１３を備える。この希釈水供給部１３を設けて脱硫排水Ｗ_１１を希釈水Ｗ_４で希釈することにより、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分となる硫酸イオンなどの２価イオン成分の濃度が低減されるので、膜処理部１２の分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。希釈水Ｗ_４としては、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度を低減できるものであれば特に制限はなく、例えば、プロセス用水，河川水及び池水などを用いることができる。なお、図４に示す例では、希釈水供給部１３が、希釈水Ｗ_４を膜処理部１２に供給する例について示しているが、希釈水供給部１３は、脱硫排水Ｗ_１１を希釈できれば希釈水Ｗ_４を膜処理部１２以外に供給してもよい。希釈水供給部１３は、例えば、希釈水供給ラインＬ_４１を介して脱硫排水供給ラインＬ_１などに希釈水Ｗ_４を供給してもよい。また、希釈水供給ラインＬ_４１には、必要に応じて希釈水Ｗ_４中の濁質を除去する前処理部を設けてもよい。その他の構成については、図１に示した排ガス処理装置１と同様のため説明を省略する。

次に、排ガス処理装置３の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して膜処理部１２に供給される。膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、希釈水供給ラインＬ_４１を介して希釈水供給部１３から供給された希釈水Ｗ_４と混合された後、分離膜によって硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離される。ここでは、脱硫排水Ｗ_１１が希釈水Ｗ_４と混合されることにより、スケール成分の濃度が低減されるので、分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、脱硫排水Ｗ_１１を希釈水Ｗ_４によって希釈するので、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度を低減することが可能となる。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、膜処理部１２の分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。

図５は、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す図である。図５に示すように、排ガス処理装置４は、補給水供給ラインＬ_５を介して排煙脱硫部１１に補給水Ｗ_５を供給すると共に、補給水分岐ラインＬ_４２を介して膜処理部１２に補給水Ｗ_５の少なくとも一部を希釈水として供給する補給水供給部１４を備える。すなわち、図５に示す排ガス処理装置４は、補給水供給部１４を図４に示した希釈水供給部１３としても用いるものである。なお、図５に示す例では、補給水供給部１４が、補給水Ｗ_５の少なくとも一部を希釈水Ｗ_４として膜処理部１２に供給する例について示しているが、補給水供給部１４は、脱硫排水Ｗ_１１を希釈できれば補給水Ｗ_５の少なくとも一部を膜処理部１２以外に供給してもよい。補給水供給部１４は、例えば、補給水分岐ラインＬ_４２を介して脱硫排水供給ラインＬ_１などに希釈水Ｗ_４を供給してもよい。また、補給水分岐ラインＬ_４２には、必要に応じて補給水Ｗ_５中の濁質を除去する前処理部を設けてもよい。その他の構成については、図４に示した排ガス処理装置３と同様のため説明を省略する。

次に、排ガス処理装置４の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して膜処理部１２に供給される。膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、補給水分岐ラインＬ_４２を介して補給水供給部１４から供給された補給水Ｗ_５と混合された後、分離膜によって硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離される。ここでは、脱硫排水Ｗ_１１が補給水Ｗ_５と混合されることにより、スケール成分の濃度が低減されるので、分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、脱硫排水Ｗ_１１を補給水Ｗ_５によって希釈するので、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度を低減することができる。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、膜処理部１２の分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。しかも、排煙脱硫部１１に供給する補給水Ｗ_５の少なくとも一部を用いて脱硫排水Ｗ_１１を希釈するので、既存設備に補給水分岐ラインＬ_４２を設けるだけで分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。

図６Ａは、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す図である。図６Ａに示すように、排ガス処理装置５Ａは、図３に示した排ガス処理装置２の構成に加えて、透過水排出ラインＬ_３２と脱硫排水供給ラインＬ_１との間に設けられた透過水供給ラインＬ_４３を備える。第２膜処理部１２２は、透過水排出ラインＬ_３２を介して第２透過水Ｗ_３２を排出すると共に、透過水供給ラインＬ_４３を介して第２透過水Ｗ_３２の少なくとも一部を循環水Ｗ_３３として脱硫排水Ｗ_１１に供給する。すなわち、図６Ａに示す排ガス処理装置５Ａは、第２膜処理部１２２を図４に示した希釈水供給部１３としても用いるものである。

次に、排ガス処理装置５Ａの全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して第１膜処理部１２１に供給される。第１膜処理部１２１に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透過水供給ラインＬ_４３を介して第２膜処理部１２２から供給された第２透過水Ｗ_３２と混合された後、第１分離膜によって硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された第１透過水Ｗ_２２とに膜分離される。ここでは、脱硫排水Ｗ_１１が第２透過水Ｗ_３２と混合されることにより、スケール成分の濃度が低減されるので、第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。第１膜処理部１２１で膜分離された第１透過水Ｗ_２２は、第２膜処理部１２２に供給されて第２分離膜によって塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水Ｗ_３１と塩化物イオンが除去された第２透過水Ｗ_３２とに膜分離される。第２分離膜によって膜分離された第２透過水Ｗ_３２は、少なくとも一部が透過水循環ラインＬ_４３を介して循環水Ｗ_３３として脱硫排水Ｗ_１１に供給されると共に排ガス処理装置５Ａの外部に排出される。

図６Ｂは、第２の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す図である。また、図６Ｂに示すように、排ガス処理装置５Ｂは、透過水排出ラインＬ_２２と脱硫排水供給ラインＬ_１との間に設けられた透過水供給ラインＬ_４４を備える。第１膜処理部１２１は、透過水排出ラインＬ_２２を介して第１透過水Ｗ_２２を排出すると共に、透過水循環ラインＬ_４４を介して第２透過水Ｗ_２２の少なくとも一部を循環水Ｗ_２３として脱硫排水Ｗ_１１に供給する。すなわち、図６Ｂに示す排ガス処理装置５Ｂは、第１膜処理部１２１を図４に示した希釈水供給部１３としても用いるものである。その他の構成については、図４に示した排ガス処理装置３と同様のため説明を省略する。

次に、排ガス処理装置５Ｂの全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して第１膜処理部１２１に供給される。第１膜処理部１２１に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、透過水供給ラインＬ_４４を介して第１膜処理部１２１から供給された第１透過水Ｗ_２２と混合された後、第１分離膜によって硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された第１透過水Ｗ_２２とに膜分離される。ここでは、脱硫排水Ｗ_１１が第２透過水Ｗ_３２と混合されることにより、スケール成分の濃度が低減されるので、第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。第１膜処理部１２１で膜分離された第１透過水Ｗ_２２は、第２膜処理部１２２に供給されると共に少なくとも一部が循環水Ｗ_２３として透過水供給ラインＬ_４４を介して脱硫排水Ｗ_１１に供給される。第２膜処理部１２２に供給された第１透過水Ｗ_２２は、第２分離膜によって塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水Ｗ_３１と塩化物イオンが除去された第２透過水Ｗ_３２とに膜分離されて排出される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、脱硫排水Ｗ_１１を循環水Ｗ_２３又は循環水Ｗ_３３としての第１透過水Ｗ_２２又は第２透過水Ｗ_３２によって希釈するので、第１膜処理部１２１に供給される脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度を低減することが可能となる。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の濃度が高い場合であっても、第１膜処理部１２１の第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことができる。しかも、第２膜処理部１２２から排出される第２透過水Ｗ_３２の少なくとも一部を用いて脱硫排水Ｗ_１１を希釈するので、透過水循環ラインＬ_４３，Ｌ_４４を設けるだけで第１分離膜でのスケールの析出を防ぐことが可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。

図７は、第３の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図７に示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置６は、排煙脱硫部１１の後段に設けられ、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分を除去する前処理部１５を備える。前処理部１５は、脱硫排水Ｗ_１１に含まれるカルシウムイオン及びマグネシウムイオンなどのスケール成分を除去する。また、前処理部１５は、脱硫排水中のスケール成分を除去した前処理水Ｗ_１４を第１膜処理部１２１に供給する。なお、前処理部１５の前段には、脱硫排水Ｗ_１１に含まれる石膏（ＣａＳＯ_４）などの固体成分を脱硫排水から分離して除去する固液分離部（不図示）を設けてもよい。固液分離部としては、脱硫排水Ｗ_１１から固体成分を分離除去できるものであれば特に制限はなく、例えば、ベルトフィルタ、ベルトプレス、フィルタープレス，遠心分離器、液体サイクロン及び沈殿槽などの各種固液分離装置を用いることができる。

本実施の形態では、前処理部１５は、脱硫排水Ｗ_１１が供給される凝集沈殿部１５１と、凝集沈殿部１５１の後段に設けられた砂濾過部１５２と、砂濾過部１５２の後段に設けられた膜濾過部１５３とを含む。なお、本実施の形態では、前処理部１５が、凝集沈殿部１５１、砂濾過部１５２、及び膜濾過部１５３を含む例について説明したが、この構成に限定されない。前処理部１５は、砂濾過部１５２又は膜濾過部１５３の少なくとも一方を備えていればよく、例えば、凝集沈殿部１５１及び砂濾過部１５２を備えていてもよく、凝集沈殿部１５１及び膜濾過部１５３を備えていてもよい。

凝集沈殿部１５１は、ライムソーダ法などにより脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分となる塩分１５１ａを固形化して脱硫排水Ｗ_１１から固液分離する。凝集沈殿部１５１は、例えば、脱硫排水Ｗ_１１中に消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）、及び炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）を添加することにより、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）及び水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）として固形化し、脱硫排水Ｗ_１１からスラッジ１５１ａとして分離する。凝集沈殿部１５１としては、例えば、クラリファイヤなどの沈殿槽が用いられる。凝集沈殿部１５１は、脱硫排水Ｗ_１１からスラッジ１５１ａを除去した脱硫排水Ｗ_１２を砂濾過部１５２に供給する。

砂濾過部１５２は、例えば、複数の濾過層に脱硫排水Ｗ_１２を透過させることにより、脱硫排水Ｗ_１２中の固形分、具体的には凝集沈殿部１５１で生成した固形物（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）及び水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２））及び粒子性二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などの固形分（懸濁物質）を除去する。ここでは、砂濾過部１５２は、脱硫排水Ｗ_１２を砂濾過層に透過させて固形分を除去してもよい。また、砂濾過１５２は、脱硫排水Ｗ_１２中の固形分を除去した脱硫排水Ｗ_１３を膜濾過１５３に供給する。

膜濾過部１５３は、精密濾過及び限外濾過膜（ＵＦ：Ultra Filtration）などの濾過膜１５３ａに脱硫排水Ｗ_１３を透過させることにより、脱硫排水Ｗ_１３中に残存する固形物（炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２））及び粒子性二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などの固形分を除去した前処理水Ｗ_１４を得ると共に、懸濁成分を含有する洗浄排水Ｗ_１５を得る。また、膜濾過部１５３は、前処理水Ｗ_１４を膜処理部１２に供給すると共に濃縮水Ｗ_１５を排水として排出する。その他の構成については、図１に示した排ガス処理装置１と同様のため説明を省略する。

次に、排ガス処理装置６の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して前処理部１５の凝集沈殿部１５１に供給される。凝集沈殿部１５１に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、消石灰及び炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）などが添加される。これにより、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンなどが炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）及び水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）として固形化されてスラッジ１５１ａとして脱硫排水Ｗ_１１から分離される。凝集沈殿部１５１でスラッジ１５１ａが除去された脱硫排水Ｗ_１２は、砂濾過部１５２に供給されて濾材を透過することにより、脱硫排水Ｗ_１２中の懸濁物質（凝集沈殿部１５１からのキャリーオーバー）が除去される。懸濁物質が除去された脱硫排水Ｗ_１３は、膜濾過部１５３に供給されて濾過膜１５３ａを透過することにより、脱硫排水Ｗ_１３中に残存する懸濁物質（砂濾過部１５２からのキャリーオーバー）が除去されて前処理水Ｗ_１４と洗浄排水Ｗ_１５とに膜分離される。膜分離された前処理水Ｗ_１４は、膜処理部１２に供給され、洗浄排水Ｗ_１５は、系外に排出される。その他は、図１に示した排ガス処理装置１と同様のため説明を省略する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、排煙脱硫部１１から排出された脱硫排水Ｗ_１１中に含まれるスケール成分を、前処理部１５によって膜処理部１２の前段で除去するので、膜処理部１２に導入される前処理水Ｗ_１４中のスケール成分を大幅に削減することが可能となる。これにより、脱硫排水Ｗ_１１中のスケール成分の含有量が多い場合であっても、膜処理部１２の分離膜におけるスケールの析出を防ぐことが可能となる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。

従来の排ガス処理装置では、脱硫排水中に含まれる固体状の水銀及び液状の水銀が膜処理部の分離膜の表面に付着すると、分離膜の透過水流量を低下させることがある。本実施の形態に係る排ガス処理装置は、脱硫排水Ｗ_１１に含まれる固体状の水銀及び液体状の水銀を除去することにより、膜処理部１２における分離膜の表面への水銀の付着を防止して分離膜の透過水Ｗ_２２の流量の低下を防ぐものである。

図８は、第４の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図８に示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置７は、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、脱硫排水Ｗ_１１の流れ方向における排煙脱硫部１１と膜処理部１２との間に設けられた水銀除去部１６を備える。水銀除去部１６は、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれる液状の水銀と固体状の水銀（例えば、固形物に水銀化合物が付着・含有されたもの）を固液分離する分離部１６１と、脱硫排水Ｗ_１１中に溶存する溶解性水銀を除去する水銀処理部１６２とを含む。

分離部１６１は、例えば、凝集沈殿及び膜分離、砂濾過などにより、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれる液状の水銀（例えば、金属水銀Ｈｇ）、固体状の水銀（例えば、ＨｇＳＯ_４、Ｈｇ_２ＳＯ_４、ＨｇＳ、Ｈｇ_２Ｓ）を、水銀を含むスラッジとして分離除去する。また、分離部１６１は、水銀を固定化して除去した脱硫排水Ｗ_１６を水銀処理部１６２に供給する。

水銀処理部１６２は、脱硫排水Ｗ_１１中の液状の水銀（Ｈｇ^０）を酸化して溶解性水銀（Ｈｇ^２＋）とし、酸化した脱硫排水Ｗ_１１中の溶解性水銀を除去する。水銀処理部１６２は、例えば、重金属捕集剤としてのキレート剤及びキレート樹脂などの添加などにより脱硫排水Ｗ_１１中の溶解性水銀を固定化して除去する。この場合、水銀処理部１６２は、必要に応じてキレート剤と共にｐＨを調整する水酸化ナトリウム（苛性ソーダ：ＮａＯＨ），硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４），塩酸（ＨＣｌ）などのｐＨ調整剤、硫酸アルミニウム（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）、高分子凝集剤などの凝集剤および凝集助剤を添加してもよい。また、水銀処理部１６２は、キレート樹脂を用いて溶解性水銀を除去してもよい。さらに、水銀処理部１６２は、脱硫排水Ｗ_１１中に、硫化鉄及び硫化ナトリウムなどの硫化物系水銀除去剤を添加し、下記反応により硫化水銀（ＨｇＳ）として水銀を固定化して除去してもよい。固定化された硫化水銀は、凝集沈殿、膜分離、砂濾過、及び活性炭吸着などにより脱硫排水Ｗ_１１から分離除去できる。
Ｈｇ^２＋＋Ｓ^２−→ＨｇＳ↓

また、水銀処理部１６２は、脱硫排水Ｗ_１１を溶解性水銀（Ｈｇ^２＋）を吸着する陽イオン交換樹脂及び水銀錯体(ＨｇＣｌ_３ ⁻、ＨｇＣｌ_４ ^２−、ＨｇＳ_２ ^２−など)を吸着する陰イオン交換樹脂に透過させることにより、脱硫排水Ｗ_１１中の溶解性水銀を除去してもよい。また、水銀処理部１６２は、還元性物質（酸化阻害物質）が存在する場合においては、所定量の酸化剤（例えば、空気）を添加して所定の酸化状態（例えば、酸化還元電位（ＯＲＰ）値が＋１００ｍＶ以上＋２００ｍＶ以下）を維持し、０価の水銀（Ｈｇ^０）の気相への飛散を抑制してもよい。

次に、排ガス処理装置７の全体動作について説明する。排煙脱硫部１１から排出された硫黄分を含有する脱硫排水Ｗ_１１は、脱硫排水供給ラインＬ_１を介して水銀除去部１６の分離部１６１に供給される。分離部１６１に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、固体状及び液状の水銀が、凝集沈殿、膜分離及び砂濾過などによって分離除去されて固液分離後の脱硫排水Ｗ_１６として水銀処理部１６２に供給される。水銀処理部１６２に供給された脱硫排水Ｗ_１６は、キレート剤の添加などによって溶解性水銀が除去される（除去された水銀は不図示）。溶解性水銀が除去された脱硫排水Ｗ_１７は、膜処理部１２に供給される。その他については、図１に示した排ガス処理装置１と同様のため説明を省略する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、排煙脱硫部１１から排出された脱硫排水Ｗ_１１中に含まれる固体状及び液状の水銀を分離部１６１で除去すると共に、溶解性水銀を水銀処理部１６２で除去するので、膜処理部１２の分離膜に付着する水銀を低減することができる。これにより、膜処理部１２に付着する水銀を低減することができると共に、透過水Ｗ_２２中の水銀を削減して水銀濃度を放流基準値以下まで低減することもできるので、透過水Ｗ_２２を放流することが可能となる。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。

図９Ａは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図９Ａに示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置８Ａは、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、濃縮水供給ラインＬ_２１から分岐され、脱硫排水供給ラインＬ_１に接続された濃縮水循環ラインＬ_６１と、濃縮水循環ラインＬ_６１を流れる濃縮水Ｗ_２１の水質を測定する水質測定部１７と、水質測定部１７によって測定された濃縮水Ｗ_２１の水質に基づいて、循環水Ｗ_２４として濃縮水循環ラインＬ_６１を流れる濃縮水Ｗ_２１の流量を制御する制御部１８とを備える。濃縮水循環ラインＬ_６１には、濃縮水循環ラインＬ_６１を流れる循環水Ｗ_２４の流量を調整する流量調整弁Ｖ_１が設けられている。すなわち、排ガス処理装置８Ａにおいては、膜処理部１２は、濃縮水循環ラインＬ_６１を介して濃縮水Ｗ_２１を循環水Ｗ_２４として循環可能となっている。

水質測定部１７は、濃縮水Ｗ_２１の導電率（ＥＣ：Electrical Conductivity）などを測定することにより、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。

制御部１８は、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などが実装された汎用又は専用のコンピュータ及びこのコンピュータ上で動作するプログラムを利用して運用される。制御部１８は、水質測定部１７で測定された濃縮水Ｗ_２１の導電率に基づいて、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を推算し，脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２４の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１の導電率が基準値を超えた場合には、流量調整弁Ｖ_１の開度を増大させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２４の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ａは、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を減らすことができると共に、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増やすことができる。この結果、排ガス処理装置８Ａ内の塩化物イオンの量を低減でき、排煙脱硫部１１内の脱硫排水及び排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ_１１の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減できるので、塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１の導電率が基準値以下となった際には、流量調整弁Ｖ_１の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２４の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ａは、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度が基準値以下の範囲で増加する。これにより、脱硫処理の効率を低下させることがなく運転することができると共に、排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。その他の構成については、図１に示した排ガス処理装置１と同様であるため説明を省略する。

なお、図９Ａに示す例では、濃縮水Ｗ_２１の水質の測定結果に基づいて濃縮水Ｗ_２１の循環量を制御する例について説明したが、制御部１８は、透過水Ｗ_２２の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２４として循環される濃縮水Ｗ_２１の循環量を制御してもよい。図９Ｂは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。図９Ｂに示す排ガス処理装置８Ｂでは、水質測定部１７は、濃縮水Ｗ_２１の水質に代えて、透過水Ｗ_２２の水質を測定する。水質測定部１７は、透過水Ｗ_２２の水質として導電率などを測定することにより、膜処理部１２から排出される透過水Ｗ_２２中の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された透過水Ｗ_２２の導電率に基づいて、透過水Ｗ_２２中の塩化物イオン濃度を推算し，脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２４の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、透過水Ｗ_２２の導電率が基準値以下の場合には、流量調整弁Ｖ_１の開度を増大させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２４の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｂは、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を減らすことができると共に、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができる。この結果、排ガス処理装置８Ｂ内の塩化物イオンの量を低減でき、排煙脱硫部１１内の脱硫排水及び排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ１１の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減できるので、塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、透過水Ｗ_２２中の導電率が基準値を超えた際には、流量調整弁Ｖ_１の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２４の流量を減少させるように動作する。これにより、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度を基準値以下の範囲で増加する。これにより、脱硫処理の効率を低下させることがなく運転することができると共に、排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。排煙脱硫部１１における燃焼排ガスの脱硫処理を効率良く行うことができる。その他の構成については、図９Ａに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

また、図９Ｂに示す例では、透過水Ｗ_２２の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２４として循環される濃縮水Ｗ_２１の循環量を制御する例について説明したが、制御部１８は、脱硫排水Ｗ_１１の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２４として循環される濃縮水Ｗ_２１の循環量を制御してもよい。図９Ｃは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。図９Ｃに示す排ガス処理装置８Ｃでは、水質測定部１７は、透過水Ｗ_２２の水質に代えて、脱硫排水Ｗ_１１の水質を測定する。水質測定部１７は、脱硫排水Ｗ_１１の水質として導電率などを測定することにより、排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された脱硫排水Ｗ_１１の導電率に基づいて、脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２４の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、脱硫排水Ｗ_１１中の導電率が基準値以下の場合には、流量調整弁Ｖ_１の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２４の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｃは、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度を基準値以下の範囲で増加する。これにより、脱硫処理の効率を低下させることがなく運転することができると共に、排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。

また、制御部１８は、脱硫排水Ｗ_１１中の導電率が基準値を超えた際には、流量調整弁Ｖ_１の開度を増大させて膜処理部１２に循環される濃縮水Ｗ_２１の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｃは、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を減らすことができると共に、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができる。この結果、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減できるので、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。その他の構成については、図９Ａに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

なお、図９Ａ〜図９Ｃに示す例では、濃縮水供給ラインＬ_２１から分岐され、脱硫排水供給ラインＬ_１に接続された濃縮水循環ラインＬ_６１を設けて膜処理部１２の濃縮水Ｗ_２１を循環水Ｗ_２４として循環させる例について説明したが、膜処理部１２から排出される透過水Ｗ_２２を循環水として循環させてもよい。図９Ｄは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。図９Ｄに示す排ガス処理装置８Ｄでは、図９Ａに示した排ガス処理装置８Ａの濃縮水循環ラインＬ_６１に代えて、透過水排出ラインＬ_２２と脱硫排水供給ラインＬ_１との間に設けられた透過水循環ラインＬ_６２を備える。透過水循環ラインＬ_６２は、膜処理部１２から排出された透過水Ｗ_２２を循環水Ｗ_２５として膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１に供給する。透過水循環ラインＬ_６２には、透過水循環ラインＬ_６２を流れる循環水Ｗ_２５の流量を制御する流量調整弁Ｖ_２が設けられている。制御部１８は、水質測定部１７で測定された濃縮水Ｗ_２１の導電率に基づいて、透過水Ｗ_２２中の塩化物イオン濃度を推算し，脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２５の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とする。

制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１中の導電率が基準値を超えた場合には、流量調整弁Ｖ_２の開度を増大させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｄは、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１を希釈できるので、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減でき、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１中の導電率が基準値以下となった際には、流量調整弁Ｖ_２の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｄは、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができると共に、排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度を基準値以下の範囲で運転でき、脱硫処理の効率を低下させることがなく、また排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。その他の構成については、図９Ａに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

なお、図９Ｄに示す例では、濃縮水Ｗ_２１の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２５として循環される透過水Ｗ_２２の循環量を制御する例について説明したが、制御部１８は、透過水Ｗ_２２の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２５として循環される透過水Ｗ_２２の循環量を制御してもよい。図９Ｅは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。図９Ｅに示す排ガス処理装置８Ｅでは、水質測定部１７は、濃縮水Ｗ_２１の水質に代えて、透過水Ｗ_２２の水質を測定する。水質測定部１７は、透過水Ｗ_２２の導電率などを測定することにより、膜処理部１２から排出される透過水Ｗ_２２中の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された透過水Ｗ_２２の導電率に基づいて流量調整弁Ｖ_２の開度を調整することにより、脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２５の流量を制御して、透過水Ｗ_２２中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、透過水Ｗ_２２中の導電率が基準値以下となった際には、流量調整弁Ｖ_２の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｅは、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができると共に、排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度を基準値以下の範囲で運転でき、脱硫処理の効率を低下させることがなく、また排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。

また、制御部１８は、透過水Ｗ_２２中の導電率が基準値を超えた場合には、流量調整弁Ｖ_２の開度を増大させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｅは、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１を希釈できるので、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減でき、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。その他の構成については、図９Ｄに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

なお、図９Ｅに示す例では、濃縮水Ｗ_２１の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２５として循環される透過水Ｗ_２２の循環量を制御する例について説明したが、制御部１８は、透過水Ｗ_２２の水質の測定結果に基づいて循環水Ｗ_２５として循環される透過水Ｗ_２２の循環量を制御してもよい。図９Ｆは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。図９Ｆに示す排ガス処理装置８Ｆでは、水質測定部１７は、透過水Ｗ_２２の水質に代えて、脱硫排水Ｗ_１１の水質を測定する。水質測定部１７は、脱硫排水Ｗ_１１の導電率などを測定することにより、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１中の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された脱硫排水Ｗ_１１の導電率に基づいて流量調整弁Ｖ_２の開度を調整することにより、脱硫排水Ｗ_１１に循環する循環水Ｗ_２５の流量を制御して、透過水Ｗ_２２中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、脱硫排水Ｗ_１１中の導電率が基準値を超えた場合には、流量調整弁Ｖ_２の開度を増大させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｆは、膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１を希釈できるので、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減でき、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、透過水Ｗ_２２中の導電率が基準値以下となった場合には、流量調整弁Ｖ_２の開度を減少させて膜処理部１２に循環される循環水Ｗ_２５の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｅは、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができると共に、排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度を基準値以下の範囲で増加させて運転でき、脱硫処理の効率を低下させることがなく、また排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。その他の構成については、図９Ｅに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、濃縮水供給ラインＬ_２１を流れる濃縮水Ｗ_２１、膜処理部１２から排出される透過水Ｗ_２２及び膜処理部１２に供給される脱硫排水Ｗ_１１の少なくとも一つの水質に基づいて、膜処理部１２に循環水Ｗ_２５として循環される濃縮水Ｗ_２１及び透過水Ｗ_２２の少なくとも一方の流量を制御する。これにより、排ガス処理装置８Ａ〜８Ｆは、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を制御することができるので、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンに基づく脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、上述した実施の形態においては、膜処理部１２が、濃縮水循環ラインＬ_６１又は透過水循環ラインＬ_６２を介して濃縮水Ｗ_２１又は透過水Ｗ_２２を循環水Ｗ_２５として循環する構成について説明したが、脱硫排水供給ラインＬ_１と透過水排出ラインＬ_２２との間にバイパスラインを設けて脱硫排水Ｗ_１１を透過水Ｗ_２２にバイパスさせてもよい。図９Ｇは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図９Ｇに示すように、本実施の形態に係る排ガス処理装置８Ｇは、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、脱硫排水供給ラインＬ_１から分岐され、透過水排出ラインＬ_２２に接続されたバイパスラインＬ_６３と、濃縮水循環ラインＬ_６１を流れる濃縮水Ｗ_２１の水質を測定する水質測定部１７と、水質測定部１７によって測定された濃縮水Ｗ_２１の水質に基づいて、バイパスラインＬ_６３をバイパス水Ｗ_２６として流れる脱硫排水Ｗ_１１の少なくとも一部の流量を制御する制御部１８とを備える。バイパスラインＬ_６３には、バイパスラインＬ_６３を流れるバイパス水Ｗ_２６の流量を調整する流量調整弁Ｖ_３が設けられている。すなわち、排ガス処理装置８Ｇにおいては、脱硫排水Ｗ１１の少なくとも一部が膜処理部１２で膜分離されずにバイパスラインＬ_６３を介して透過水Ｗ_２２に供給可能となっている。

水質測定部１７は、濃縮水Ｗ_２１の導電率などを測定することにより、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された濃縮水Ｗ_２１の導電率に基づいて、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を推算し，透過水Ｗ_２２にバイパス水Ｗ_２６として供給される脱硫排水Ｗ_１１の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１の導電率が基準値を超えた場合には、流量調整弁Ｖ_３の開度を増大させて透過水Ｗ_２２に供給されるバイパス水Ｗ_２６の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｇは、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を減らすことができると共に、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増やすことができる。この結果、排ガス処理装置８Ｇ内の塩化物イオンの量を低減でき、排煙脱硫部１１内の脱硫排水及び排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ_１１の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減できるので、塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、濃縮水Ｗ_２１の導電率が基準値以下となった際には、流量調整弁Ｖ_１の開度を減少させて透過水Ｗ_２２に供給されるバイパス水Ｗ_２６の流量を減少させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｇは、膜処理部１２から排煙脱硫部１１に供給される濃縮水Ｗ_２１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度が基準値以下の範囲で増加する。これにより、脱硫処理の効率を低下させることがなく運転することができると共に、排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。その他の構成については、図１に示した排ガス処理装置１と同様であるため説明を省略する。

なお、図９Ｇに示す例では、濃縮水Ｗ_２１の水質の測定結果に基づいて濃縮水Ｗ_２１の循環量を制御する例について説明したが、制御部１８は、透過水Ｗ_２２の水質の測定結果に基づいてバイパス水Ｗ_２６として透過水Ｗ_２２に供給される脱硫排水Ｗ_１１の供給量を制御してもよい。図９Ｈは、第５の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。図９Ｈに示す排ガス処理装置８Ｈでは、水質測定部１７は、濃縮水Ｗ_２１の水質に代えて、透過水Ｗ_２２の水質を測定する。水質測定部１７は、透過水Ｗ_２２の水質として導電率などを測定することにより、膜処理部１２から排出される透過水Ｗ_２２中の塩化物イオンなどのイオン成分の濃度を推算する。制御部１８は、水質測定部１７で測定された透過水Ｗ_２２の導電率に基づいて、透過水Ｗ_２２中の塩化物イオン濃度を推算し，透過水Ｗ_２２にバイパス水Ｗ_２６として供給される脱硫排水Ｗ_１１の流量を制御して、濃縮水Ｗ_２１中の塩化物イオン濃度を基準値以下とするように動作する。

制御部１８は、透過水Ｗ_２２の導電率が基準値以下の場合には、流量調整弁Ｖ_３の開度を増大させて透過水Ｗ_２２に供給されるバイパス水Ｗ_２６の流量を増大させるように動作する。これにより、排ガス処理装置８Ｈは、濃縮水Ｗ_２１と共に排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を減らすことができると共に、膜処理部１２から透過水Ｗ_２２と共に排出される塩化物イオンの量を増大させることができる。この結果、排ガス処理装置８Ｈ内の塩化物イオンの量を低減でき、排煙脱硫部１１内の脱硫排水及び排煙脱硫部１１から排出される脱硫排水Ｗ_１１の塩化物イオン濃度を基準値以下に低減できるので、塩化物イオンによる排煙脱硫部１１の脱硫性能の低下を防ぐことができる。

また、制御部１８は、透過水Ｗ_２２中の導電率が基準値を超えた際には、流量調整弁Ｖ
_３の開度を減少させて透過水Ｗ_２２に供給されるバイパス水Ｗ_２２の流量を減少させるように動作する。これにより、透過水Ｗ_２２に供給される脱硫排水Ｗ_１１の流量が増大するので、排煙脱硫部１１の塩化物イオン濃度が基準値以下の範囲で増加する。これにより、脱硫処理の効率を低下させることがなく運転することができると共に、排煙脱硫部１１での硫黄分の回収量が増大する。排煙脱硫部１１における燃焼排ガスの脱硫処理を効率良く行うことができる。その他の構成については、図９Ａに示した排ガス処理装置８Ａと同様のため説明を省略する。

なお、上述した実施の形態では、導電率に基づいて濃縮水Ｗ_２１及び透過水Ｗ_２２の塩化物イオンの濃度を推算する例について説明したが、濃縮水Ｗ_２１及び透過水Ｗ_２２の水質は、各種化学分析の分析値に基づいて所定の基準値を設けて判断してもよい。

また、上述した実施の形態では、濃縮水Ｗ_２１及び透過水Ｗ_２２の循環量を調整することによって排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を制御する例について説明したが、脱硫排水Ｗ_１１の加温及びｐＨの調整によって分離膜の塩化物イオン透過係数を増大させることにより、排煙脱硫部１１に供給される塩化物イオンの量を制御してもよい。

なお、図９Ｄ〜図９Ｆに示した例では、膜処理部１２としては、複数の膜分離部が圧力容器内に配置されたものを用いてもよい。図１０は、本実施の形態に係る膜処理部の一例を示す図である。図１０に示す膜処理部１２は、圧力容器（ベッセル）１２０内に配置された複数（本実施の形態では、７個）の第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７を備える。第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７は、脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２とに膜分離する分離膜１２ａを有する。圧力容器１２０は、脱硫排水Ｗ_１１を圧力容器１２０内に導入する脱硫排水導入管１２０１と、圧力容器１２０内から脱硫排水Ｗ_１１を排出する脱硫排水排出管１２０２と、第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７を直列に連結する集水管１２０３とを備える。集水管１２０３は、第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７で膜分離された透過水Ｗ_２２を集水する。また、集水管１２０３は、内部に設けられた隔壁１２０３ａにより、圧力容器１２０内を流れる脱硫排水Ｗ_１１の流れ方向における上流側（以下、単に「上流側」ともいう）の上流側集水管１２０３ｂと下流側（以下、単に「下流側」ともいう）の下流側集水管１２０３ｃとに区分されている。第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７としては、例えば、分離膜１２ａの一端側が集水管１２０３に連通されると共に、メッシュスペーサー（不図示）を介して巻回されたスパイラル型分離膜を備えたものが用いられる。

膜処理部１２は、脱硫排水供給ラインＬ_１及び脱硫排水導入管１２０１を介して圧力容器１２０内に導入された脱硫排水Ｗ_１１を、第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７の分離膜１２ａにより硫酸イオンが濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに膜分離する。また、膜処理部１２は、脱硫排水排出管１２０２及び濃縮水供給ラインＬ_２１を介して濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給する。膜処理部１２は、第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７で膜分離された透過水Ｗ_２２を集水管１２０３によって集水する。また、膜処理部１２は、集水した透過水Ｗ_２２を集水管１２０３の隔壁１２０３ａによって、下流側集水管１２０３ｂを介して膜処理部１２の下流側から排出される透過水Ｗ_２２−１と、上流側から排出される透過水Ｗ_２２−２とに区分する。また、膜処理部１２は、透過水排出ラインＬ_２２−１を介して透過水Ｗ_２２−１を膜処理部１２の下流側から外部に排出すると共に、透過水排出ラインＬ_２２−２を介して透過水Ｗ_２２−２を膜処理部１２の上流側から外部に排出する。膜処理部１２の上流側から排出される透過水Ｗ_２２−２は、下流側から排出される透過水Ｗ_２２−１に対して塩化物イオン濃度が低い。

第１膜分離部１２−１は、圧力容器１２０内の脱硫排水導入管１２０１側に設けられる。第１膜分離部１２−１の後段には、上流側集水管１２０３ｃによって第１膜分離部１２−１に連結された第２膜分離部１２−２が設けられる。第２膜分離部１２−２の後段には、上流側集水管１２０３ｃによって第２膜分離部１２−２に連結された第３膜分離部１２−３が設けられる。第３膜分離部１２−３の後段には、隔壁１２０３ａを介して上流側集水管１２０３ｃ及び下流側集水管１２０３ｂに区分する集水管１２０３によって第３膜分離部１２−３に連結された第４膜分離部１２−４が設けられる。第４膜分離部１２−４の後段には、下流側集水管１２０３ｂによって第４膜分離部１２−４に連結された第５膜分離部１２−５が設けられる。第５膜分離部１２−５の後段には、下流側集水管１２０３ｂによって第５膜分離部１２−５に連結された第６膜分離部１２−６が設けられる。第６膜分離部１２−６の後段には、下流側集水管１２０３ｂによって第６膜分離部１２−６に連結された第７膜分離部１２−７が設けられる。

すなわち、膜処理部１２では、集水管１２０３内の隔壁１２０３ａより上流側に膜分離部１２−１〜膜分離部１２−３が設けられ、圧力容器１２０内の隔壁１２０３ａより下流側に膜分離部１２−４〜膜分離部１２−７が設けられ、第１分離膜１２ａを含む複数の第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７が集水管１２０３によって直列に接続されている。ここで、直列に接続とは、膜処理部１２の上流側の第１膜分離部１２−１〜第６膜分離部１２−６で膜分離された濃縮水Ｗ_２１が、圧力容器１２０と第１膜分離部１２−１〜第６膜分離部１２−６との間を介して次段の第２膜分離部１２−６〜第７膜分離部１２−７に供給され、第１膜分離部１２−１〜第３膜分離部１２−３で膜分離された透過水Ｗ_２２が、上流側集水管１２０３ｃを介して透過水Ｗ_２２−２として膜処理部１２の外部に排出されると共に、第４膜分離部１２−４〜第７膜分離部１２−７で膜分離された透過水Ｗ_２２が下流側集水管１２０３ｂを介して透過水Ｗ_２２−１として膜処理部１２の外部に排出される接続である。これにより、膜処理部１２は、脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンが順次濃縮された高濃縮の濃縮水Ｗ_２１と脱硫排水Ｗ_１１中の硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２とに脱硫排水Ｗ_１１を膜分離できると共に、圧力容器１２０の上流側から排出される透過水Ｗ_２２−１と圧力容器１２０の下流側から排出されるＷ_２２−２とに透過水Ｗ_２２を区分することができる。この結果、膜処理部１２は、硫酸イオンが高濃度に濃縮された濃縮水Ｗ_２１を排煙脱硫部１１に供給することができると共に、相互に塩化物イオン濃度が異なる透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２をそれぞれ脱硫排水Ｗ_１１に供給することができる。

分離膜１２ａとしては、第１の実施の形態の分離膜と同様のものを用いることができる。また、分離膜１２ａとしては、７つの第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７で同一の分離膜１２ａを用いてもよく、相互に異なる分離膜１２ａを用いてもよい。

第１膜分離部１２−１は、脱硫排水Ｗ_１１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−２（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第１膜分離部１２−１は、膜分離により得られた濃縮水Ｗ_２１を第２膜分離部１２−２に供給する。また、第１膜分離部１２−１は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−２を、上流側集水管１２０３ｃ及び透過水排出ラインＬ_２２−２を介して膜処理部１２の上流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第２膜分離部１２−２は、第１膜分離部１２−１から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−２（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第２膜分離部１２−２は、濃縮水Ｗ_２１を第３膜分離部１２−３に供給する。また、第２膜分離部１２−２は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−２を、上流側集水管１２０３ｃ及び透過水排出ラインＬ_２２−２を介して膜処理部１２の上流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第３膜分離部１２−３は、第２膜分離部１２−２から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−２（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第３膜分離部１２−３は、濃縮水Ｗ_２１を第４膜分離部１２−４に供給する。また、第３膜分離部１２−３は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−２を、上流側集水管１２０３ｃ及び透過水排出ラインＬ_２２−２を介して膜処理部１２の上流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第４膜分離部１２−４は、第３膜分離部１２−３から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−１（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第４膜分離部１２−４は、膜分離により得られた濃縮水Ｗ_２１を第５膜分離部１２−５に供給する。また、第４膜分離部１２−４は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−１を、下流側集水管１２０３ｂ及び透過水排出ラインＬ_２２−１を介して膜処理部１２の下流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第５膜分離部１２−５は、第４膜分離部１２−４から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−１（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第５膜分離部１２−５は、膜分離により得られた濃縮水Ｗ_２１を第６膜分離部１２−６に供給する。また、第５膜分離部１２−５は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−１を、下流側集水管１２０３ｂ及び透過水排出ラインＬ_２２−１を介して膜処理部１２の下流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第６膜分離部１２−６は、第５膜分離部１２−５から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−１（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第６膜分離部１２−６は、膜分離により得られた濃縮水Ｗ_２１を第７膜分離部１２−７に供給する。また、第６膜分離部１２−６は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−１を、下流側集水管１２０３ｂ及び透過水排出ラインＬ_２２−１を介して膜処理部１２の下流側から膜処理部１２の外部に排出する。

第７膜分離部１２−７は、第６膜分離部１２−６から供給された濃縮水Ｗ_２１を濃縮水Ｗ_２１と透過水Ｗ_２２−１（Ｗ_２２）とに膜分離する。また、第７膜分離部１２−７は、膜分離により得られた濃縮水Ｗ_２１を濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給する。また、第７膜分離部１２−７は、膜分離により得られた透過水Ｗ_２２−１を、下流側集水管１２０３ｂ及び透過水排出ラインＬ_２２−１を介して膜処理部１２の下流側から膜処理部１２の外部に排出する。

透過水排出ラインＬ_２２−１は、透過水排出ラインＬ_２２に接続される。透過水排出ラインＬ_２２−１と脱硫排水供給ラインＬ_１との間には、透過水循環ラインＬ_６２が接続される。透過水排出ラインＬ_２２−２は、透過水循環ラインＬ_６２に接続される。透過水循環ラインＬ_６２における透過水排出ラインＬ_２２−１との接続点Ｐ_１と透過水排出ラインＬ_２２−１との接続点Ｐ_２との間には、透過水循環ラインＬ_６２を流れる透過水Ｗ_２２−１の流量を調整する流量調整弁Ｖ_２Ａが設けられている。また、透過水循環ラインＬ_６２における透過水排出ラインＬ_２２−２との接続点Ｐ_２と脱硫排水供給ラインＬ_１との接続点Ｐ_３との間には、透過水循環ラインＬ_６２を流れる循環水Ｗ_２５の流量を調整する流量調整弁Ｖ_２が設けられている。流量調整弁Ｖ_２，Ｖ_２Ａは、制御部１８（図９Ａ参照）によって開度が制御される。このような構成により、膜処理装置１２の下流側から排出される透過水Ｗ_２２−１は、透過水排出ラインＬ_２２−１及び透過水循環ラインＬ_６２を介して循環水Ｗ_２５として脱硫排水供給ラインＬ_１を流れる脱硫排水Ｗ_１１に供給可能となっている。また、膜処理装置１２の上流側から排出される透過水Ｗ_２２−２は、透過水排出ラインＬ_２２−２及び透過水循環ラインＬ_６２を介して循環水Ｗ_２５として脱硫排水供給ラインＬ_１を流れる脱硫排水Ｗ_１１に供給可能となっている。

次に、本実施の形態に係る膜処理部１２の動作について説明する。排煙脱硫部１１から膜処理部１２に供給された脱硫排水Ｗ_１１は、第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７で順次膜分離され、硫酸イオンが高濃度に濃縮された濃縮水Ｗ_２１と硫酸イオンが除去された透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２とに膜分離される。膜分離された濃縮水Ｗ_２１は、濃縮水供給ラインＬ_２１を介して排煙脱硫部１１に供給され、膜分離された透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２は、透過水排出ラインＬ_２２−１，Ｌ_２２−２を介して膜分離部１２の外部に排出される。

透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２を循環水Ｗ_２５として脱硫排水Ｗ_１１に循環しない場合には、制御部１８は、流量調整弁Ｖ_２Ａの開度を増大させると共に、流量調整弁Ｖ_２を閉止する。この結果、透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２は、透過水排出ラインＬ_２２，Ｌ_２２−１，Ｌ_２２−２及び透過水循環ラインＬ_６２を介して透過水として排出される。

透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２を循環水Ｗ_２５として脱硫排水Ｗ_１１に循環する場合には、制御部１８は、流量調整弁Ｖ_２，Ｖ_２Ａの開度をそれぞれ増大させる。これにより、脱硫排水Ｗ_１１に対して塩化物イオンの濃度が低い透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２が透過水排出ラインＬ_２２−１，Ｌ_２２−２及び透過水循環ラインＬ_６２を介して脱硫排水Ｗ_１１に供給されるので、脱硫排水Ｗ_１１の塩化物イオンの濃度を低減することが可能となる。

透過水Ｗ_２２−２を循環水Ｗ_２５として脱硫排水Ｗ_１１に循環する場合には、制御部１８は、流量調整弁Ｖ_２Ａの開度を減少させると共に、流量調整弁Ｖ_２の開度を増大させる。これにより、透過水Ｗ_２２−１に対して塩化物イオンの濃度が低い透過水Ｗ_２２−２が透過水排出ラインＬ_２２−２及び透過水循環ラインＬ_６２を介して脱硫排水Ｗ_１１に供給されるので、脱硫排水Ｗ_１１の塩化物イオンの濃度を効率良く低減することが可能となる。その他の動作は、図９Ｄ〜図９Ｆに示した排ガス処理装置８Ｄ〜８Ｆと同一のため説明を省略する。

このように、図１０に示す膜処理部１２によれば、７つの第１膜分離部１２−１〜第７膜分離部１２−７によって順次濃縮された濃縮水Ｗ２１を排煙脱硫部１１に供給できるだけでなく、相互に塩化物イオン濃度が異なる透過水Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２との少なくとも一方を脱硫排水_１１に供給することが可能となる。これにより、例えば、脱硫排水_１１中の塩化物イオン濃度が高い場合には、透過水Ｗ_２２−１より塩化物イオン濃度が低い透過水Ｗ_２２−２で脱硫排水Ｗ_１１を効率よく希釈することも可能となる。

（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。

図１１Ａは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の一例を示す模式図である。図１１Ａに示すように、排ガス処理装置９Ａは、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、膜処理部１２の後段に設けられた蒸発処理部１９を備える。蒸発処理部１９は、膜処理部１２から透過水排出ラインＬ_２２を介して供給される透過水Ｗ_２２から水分を蒸発させて蒸気を得ると共に、溶解性物質が濃縮された濃縮液及び固化塩を得る。蒸発処理部１９としては、透過水Ｗ_２２中の水分を蒸発できるものであれば特に制限はなく、例えば、排水スプレードライヤ（ＷＳＤ：Wastewater Spray Dryer）などの各種スプレードライヤ、各種晶析装置などを用いることができる。また、蒸発処理部１９としては、透過水Ｗ_２２から水分を完全に蒸発させる必要がない場合には、蒸発濃縮器を用いてもよい。

図１１Ｂは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。図１１Ｂに示すように、排ガス処理装置９Ｂは、図３に示した排ガス処理装置２の構成に加えて、第２膜処理部１２２の後段に設けられた蒸発処理部１９を備える。蒸発処理部１９は、第２膜処理部１２２から濃縮水排出ラインＬ_３１を介して供給される濃縮水Ｗ_３１から水分を蒸発させて蒸気を得ると共に、溶解性物質が濃縮された濃縮液及び固化塩を得る。蒸発処理部１９としては、図１１Ａに示したものと同様のものを使用できる。

図１２Ａは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の別の例を示す模式図である。図１２Ａに示すように、排ガス処理装置１０Ａは、図１に示した排ガス処理装置１の構成に加えて、膜処理部１２の後段に設けられた後処理部２０を備える。後処理部２０は、膜処理部１２から透過水排出ラインＬ_２２を介して供給される透過水Ｗ_２２中に石炭灰、ライムなどのアルカリ、セメント及び各種薬剤などを添加して不純物を固化する。また、後処理部２０は、後処理水排出ラインＬ_７を介して不純物を除去した後処理水Ｗ_７を排出する。ここでは、後処理部２０は、イオン交換樹脂を使用したイオン交換処理及びキレート樹脂を使用したキレート処理などにより透過水Ｗ_２２中に含まれる有害重金属などの不純物を除去してもよい。このような透過水Ｗ_２２中の不純物を除去する後処理部２０を設けることにより、透過水Ｗ_２２中の不純物を除去して放流することが可能となる。

なお、後処理部２０では、水銀吸着用キレート樹脂及びセレン（Ｓｅ）吸着用キレート樹脂などの各種キレート樹脂を用いることにより、後処理水Ｗ_７中の水銀及びセレンを除去することもできる。水銀吸着用キレート樹脂としては、例えば、商品名：エポラス（登録商標）、型番：Ｚ−７、Ｚ−１００などが用いられる。セレン吸着用キレート樹脂としては、商品名：エポラス（登録商標）、型番：ＳＥ−３、ＡＳ−４などが用いられる。

図１２Ｂは、第６の実施の形態に係る排ガス処理装置の他の例を示す模式図である。図１２Ｂに示すように、排ガス処理装置１０Ｂは、図３に示した排ガス処理装置２の構成に加えて、膜処理部１２の第２膜処理部１２２の後段に設けられた後処理部２０を備える。後処理部２０は、第２膜処理部１２２から濃縮水排出ラインＬ_３１を介して供給される第２濃縮水Ｗ_３１中の有害重金属などの不純物を除去し、後処理水排出ラインＬ_７を介して不純物を除去した後処理水Ｗ_７を排出する。後処理部２０としては、上述した図１２Ａに示したものと同様の物を用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、透過水Ｗ_２２及び濃縮水Ｗ_３１の水分を蒸発させる蒸発処理部１９を設けることにより、透過水Ｗ_２２及び濃縮水Ｗ_３１の水分を蒸発させて蒸気を得ることができるので、排ガス処理装置９Ａ，９Ｂから排ガス処理装置９Ａ，９Ｂの外部に排出される排水を大幅に削減することが可能となる。また、透過水Ｗ_２２及び濃縮水Ｗ_３１中の有害重金属などの不純物を除去する後処理部２０を設けることにより、透過水Ｗ_２２及び濃縮水Ｗ_３１中の有害重金属などの不純物を除去して放流することができるので、排ガス処理装置１０Ａ，１０Ｂから排ガス処理装置１０Ａ，１０Ｂの外部に排出される排水の量を大幅に削減することが可能となる。

なお、上述した各実施の形態では、脱硫排水Ｗ_１１の還元処理及び沈殿処理により、脱硫排水Ｗ_１１中に含まれる有害重金属としてのセレンを除去することもできる。還元処理としては、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）などの各種還元剤を用いた還元処理が挙げられる。また、沈殿処理としては、例えば、鉄共沈などの沈殿処理が挙げられる。

また、上述した各実施の形態では、フミン酸及びタンニン酸などの酸化阻害物質の濃縮による濃度増加を防止するために、脱硫排水Ｗ_１１などに空気、酸素（Ｏ_２）、塩素（Ｃｌ_２）、次亜塩素酸（ＣｌＯ⁻）、亜塩素酸（ＣｌＯ_２ ⁻）、オゾン（Ｏ_３）、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）からなる群から選択された少なくとも１種の酸化剤を添加してもよい。この酸化剤の添加により、酸化阻害物質を分解処理できるので、酸化阻害物質の濃度増加を防ぐこともできる。

１，２，３，４，５Ａ，５Ｂ，６，７，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，８Ｆ，９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ 排ガス処理装置
１１ 排煙脱硫部
１２ 膜処理部
１２ａ 分離膜
１２−１ 第１膜処理部
１２−２ 第２膜処理部
１２−３ 第３膜処理部
１２−４ 第４膜処理部
１２−５ 第５膜処理部
１２−６ 第６膜処理部
１２−７ 第７膜処理部
１２０ 圧力容器
１２０１ 脱硫排水導入管
１２０２ 脱硫排水排出管
１２０３ 集水管
１２０３ａ 隔壁
１２０３ｂ 下流側集水管
１２０３ｃ 上流側集水管
１２１ 第１膜処理部
１２２ 第２膜処理部
１３ 希釈水供給部
１４ 補給水供給部
１５ 前処理部
１５１ 凝集沈殿部
１５１ａ スラッジ
１５２ 砂濾過部
１５３ 濾過部
１５３ａ 濾過膜
１６ 水銀除去部
１６１ 固液分離部
１６２ 水銀処理部
１７ 水質測定部
１８ 制御部
１９ 蒸発処理部
２０ 後処理部
２１ 陽極
２２ 陰極
２３ 陽イオン交換膜
２３Ａ １価選択透過性陽イオン交換膜
２４ 陰イオン交換膜
２４Ａ １価選択透過性陰イオン交換膜
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 透析膜
Ｗ_１１，Ｗ_１２，Ｗ_１３，Ｗ_１６ 脱硫排水
Ｗ_１４ 前処理水
Ｗ_１５，Ｗ_２１，Ｗ_３１ 濃縮水
Ｗ_２１Ａ 循環濃縮水
Ｗ_２２，Ｗ_２２−１，Ｗ_２２−２，Ｗ_３２ 透過水
Ｗ_２３，Ｗ_２４，Ｗ_２５，Ｗ_３３ 循環水
Ｗ_２６ バイパス水
Ｗ_４ 希釈水
Ｗ_５ 補給水
Ｗ_７ 後処理水
Ｌ_１ 脱硫排水供給ライン
Ｌ_２１ 濃縮水供給ライン
Ｌ_２１Ａ 濃縮水循環ライン
Ｌ_２２，Ｌ_２２−１，Ｌ_２２−２，Ｌ_３２ 透過水排出ライン
Ｌ_３１ 濃縮水排出ライン
Ｌ_４１ 希釈水供給ライン
Ｌ_４２ 補給水分岐ライン
Ｌ_４３，Ｌ_４４ 透過水供給ライン
Ｌ_６１ 濃縮水循環ライン
Ｌ_６２ 透過水循環ライン
Ｌ_７ 後処理水排出ライン
Ｖ_１，Ｖ_２ 流量調整弁

Claims (17)

1. 燃焼排ガスを洗浄して硫酸イオンを含有する脱硫排水を排出する排煙脱硫部と、
   前記脱硫排水を、硫酸イオンが低減された第１透過水と硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水とに膜分離する第１分離膜を有し、前記第１濃縮水を前記排煙脱硫部に供給する一方、前記第１透過水を排出する第１膜処理部と、
   を備えたことを特徴とする排ガス処理装置。
2. 前記第１分離膜は、前記脱硫排水中の硫酸イオンの透過率に対して塩化物イオンの透過率が高い、請求項１に記載の排ガス処理装置。
3. 前記脱硫排水を希釈する希釈水を供給する希釈水供給部を備えた、請求項１又は請求項２に記載の排ガス処理装置。
4. 前記希釈水供給部が、前記排煙脱硫部に補給水を供給する補給水供給部であり、前記補給水供給部は、前記希釈水として前記補給水の少なくとも１部を前記脱硫排水に供給する、請求項３に記載の排ガス処理装置。
5. 前記脱硫排水中のスケール成分を除去する前処理をし、前処理をした前記脱硫排水を前記第１膜処理部に供給する前処理部を備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
6. 前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、
   前記第１濃縮水の塩化物イオン濃度が基準値を超えた場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記第１濃縮水中の塩化物イオン濃度を前記基準値以下とする流量制御部を備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
7. 前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、
   前記第１透過水の塩化物イオン濃度が基準値未満となった場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記第１透過水中の塩化物イオン濃度を基準値以上とする流量制御部を備えた、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
8. 前記第１膜処理部は、前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方を前記第１膜処理部に供給される前記脱硫排水に循環可能であり、
   前記脱硫排水の塩化物イオン濃度が基準値を超えた場合に、前記脱硫排水に循環する前記第１透過水及び前記第１濃縮水の少なくとも一方の流量を制御して、前記脱硫排水中の塩化物イオン濃度を基準値以下とする流量制御部を備えた、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
9. 塩化物イオンを含有する前記第１透過水を、塩化物イオンが低減された第２透過水と塩化物イオンが濃縮された第２濃縮水とに膜分離する第２分離膜を有する第２膜処理部を備えた、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
10. 前記第２膜処理部は、前記第２透過水の少なくとも一部を希釈水として前記脱硫排水に供給する、請求項９に記載の排ガス処理装置。
11. 前記第２濃縮水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えた、請求項９又は請求項１０に記載の排ガス処理装置。
12. 前記第２濃縮水中の一方の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えた、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
13. 前記第１透過水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えた、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
14. 前記第１透過水中の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えた、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
15. 前記脱硫排水中の固体状の水銀及び液状の水銀を、前記脱硫排水から分離する固液分離部を備えた、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
16. 前記脱硫排水中の溶解性水銀を除去する水銀処理部を備えた、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の排ガス処理装置。
17. 燃焼排ガスを排煙脱硫部で洗浄して硫酸イオンを含有する脱硫排水を排出する排煙脱硫工程と、
    前記脱硫排水を、硫酸イオンが低減された第１透過水と硫酸イオンが濃縮された第１濃縮水とに第１分離膜によって膜分離し、前記第１濃縮水を前記排煙脱硫部に供給する一方、前記第１透過水を排出する第１膜処理工程と、
    を含むことを特徴とする排ガス処理方法。

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