JP2737610B2 - 排煙脱硫排水の処理方法 - Google Patents

排煙脱硫排水の処理方法

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JP2737610B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は排煙脱硫排水の処理方法
に係り、特に、ペルオキソ硫酸とCOD成分とを含む排
煙脱硫排水を効率的に処理して高水質処理水を得る方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】火力発電所等において石炭・石油を燃焼
した際に発生した排ガスの脱硫装置から排出する排ガ
ス、いわゆる排煙脱硫排水はフッ素、重金属類、COD
成分を含有するため、これらを除去する必要がある。
【0003】従来、このような排煙脱硫排水の処理方法
としては、まず、重金属類、フッ素を処理するためにカ
ルシウム塩を添加してアルカリ性に調整し、沈殿分離し
た後、pH調整してCOD成分を吸着除去する方法が採
用されている(特公昭55−43732号、同55−1
2312号等)。
【0004】より具体的には、排煙脱硫排水に、消石
灰、塩化カルシウムなどのカルシウム塩と苛性ソーダ、
炭酸ソーダなどのアルカリ薬品を添加して凝集沈殿、濾
過などの処理法で重金属類、フッ素の有害物質の大部分
を除去した後、COD成分を除去するために、pH調整
し、好ましくはpH7〜3の中性或いは弱酸性領域にお
いて弱塩基性又は中塩基性アニオン交換樹脂の吸着樹脂
に接触させてCOD成分(チオン酸類)を選択的に吸着
分離していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】最近、火力発電所にお
いて石炭・石油燃料の効率化、排煙脱硫方式の改良など
によって排煙脱硫排水の水質が変化してきた。そして、
この排煙脱硫排水の水質の変化に伴い、従来の処理法で
は有害物質が十分除去できず、COD吸着樹脂の性能が
急激に低下ないし劣化するなどの問題が発生するように
なり、著しい場合には、COD吸着樹脂の全交換容量は
約50%にまで低下するようになった。
【0006】本発明者らは、このCOD吸着樹脂の性能
低下ないし劣化の原因を究明するべく種々検討を行なっ
た結果、吸収塔内で空気曝気によるスート混合型酸化方
式を採用したことによって、従来技術では除去し得ない
酸化性有害物質として、ペルオキソ硫酸が生成し、この
ペルオキソ硫酸がCOD吸着樹脂を酸化劣化させること
を見出した。
【0007】本発明は上記知見に基いてなされたもので
あって、排煙脱硫排水のCOD成分の吸着処理に先立
ち、予め酸化性有害物質であるペルオキソ硫酸を効率的
に除去することにより、COD成分を効率的に吸着除去
して高水質処理水を得るための方法を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の排煙脱硫排水の
処理方法は、ペルオキソ硫酸とCOD成分とを含む排煙
脱硫排水にpH調整剤を添加してpH5以下に調整した
水を活性炭と接触させ、次いでCOD吸着樹脂と接触さ
せることを特徴とする。
【0009】なお、本発明で処理対象とする排煙脱硫排
水に含まれるペルオキソ硫酸は、ペルオキシ硫酸、過硫
酸又はペルオクソ硫酸とも呼称され、具体的にはペルオ
キソ二硫酸(peroxodisulfuricacid):H228
ペルオキソ一硫酸(peroxosulfuricacid):H2 SO5
等が例示される。
【0010】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0011】図1は本発明の排煙脱硫排水の処理方法の
一実施例方法を示す系統図である。
【0012】図1において、1は凝集沈殿分離槽、2は
濾過器、3はpH調整槽、4は活性炭吸着塔、5はCO
D吸着塔、6は処理水槽であり、11〜16の各符号は
配管である。
【0013】本実施例の方法においては、まず、排煙脱
硫排水に、カルシウム塩、例えば消石灰を添加してフッ
素を処理するとともにpHを調整して重金属イオンを水
酸化物として凝集沈殿分離槽1にて沈殿分離する。この
処理にあたり、必要に応じて重金属の残存量を少なくす
るために、捕集剤を追加添加しても良い。この場合、捕
集剤としては、ジチオカルバミン酸系等の高分子重金属
キレート剤が例示できる。
【0014】凝集沈殿分離槽1の上澄水は配管12より
濾過器2に送給して濾過することにより、排煙脱硫排水
中に含有される重金属類及びフッ素を分離除去した後、
濾過水を配管13よりpH調整槽3に送給し、塩酸等の
酸を添加してpH5以下、好ましくはpH3.0〜5.
0に調整する。
【0015】pH調整水は配管14より活性炭吸着塔4
に送給して、含有される酸化性有害物質のペルオキソ硫
酸を除去する。
【0016】なお、本発明において、活性炭としては粉
末、粒状のいずれでも良く、また、活性炭による処理は
反応槽における処理でも良いが、好ましくは粒径0.1
〜1mmの粒状活性炭を充填した塔に通水接触させる。
この活性炭吸着塔の通水条件はSV=5〜20hr-1
度が好ましい。
【0017】活性炭吸着塔4の流出水は、次いで配管1
5よりCOD吸着塔5に送給し、COD成分を吸着除去
する。COD吸着塔5はCOD吸着樹脂として、弱塩基
性又は中塩基性アニオン交換樹脂を充填してなるもので
ある。なお、このCOD吸着樹脂による吸着処理も、反
応槽による処理でも良いが、好ましくはCOD吸着樹脂
を充填した塔に通水接触させるのが望ましい。
【0018】COD吸着塔5の流入水は、予め酸化性有
害物質であるペルオキソ硫酸が除去されているため、C
OD吸着樹脂は経時劣化を引き起こすことなく、COD
成分を効率的に吸着除去することができる。なお、この
COD吸着塔5の通水条件は、SV=5〜20hr-1
度とするのが好ましい。
【0019】COD吸着塔5の流出水は、配管16より
処理水槽6に送給され、配管17より系外へ排出され
る。
【0020】なお、排煙脱硫排水の場合、COD吸着塔
の流出水には通常若干量のフッ素が残留しているので、
COD吸着塔の流出水は、必要に応じてpH調整剤を添
加してpH3〜7程度に調整した後、フッ素吸着樹脂と
接触させてフッ素をより高度に除去するのが好ましい。
【0021】この場合、フッ素吸着樹脂としては、例え
ば、セリウム、ハフニウム、チタン、ジルコニウム、
鉄、アルミニウム、ランタニド等のフッ素イオンと錯化
合物を形成する金属イオンを吸着した樹脂、活性炭、活
性アルミナ、含水酸化チタン、ゼオライト、マグネシア
系吸着剤などが挙げられる。また、このようなフッ素吸
着樹脂による処理はフッ素吸着樹脂を充填した塔に、S
V0.5〜30hr-1程度で通水することにより行なう
のが好ましい。
【0022】
【作用】本発明においては、排煙脱硫排水中から、CO
D吸着樹脂を劣化させる酸化性有害物質であるペルオキ
ソ硫酸を活性炭により予め分解除去した後、COD吸着
樹脂によりCOD成分を効率的に除去することができ
る。
【0023】例えば、ペルオキソ硫酸のうち、ペルオキ
ソ二硫酸は、pH5以下の酸性条件における活性炭の触
媒作用で下記のような還元反応が進行することにより、
効率的に分解除去される。
【0024】 Na228 +H2 O→Na2 SO4 +H2 SO52 SO5 +H2 O→H2 SO4 +H22 (又はH2
O+ 1/2O2
【0025】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。
【0026】実施例1 図1に示す方法により排煙脱硫排水の処理を行なった。
【0027】まず、排煙脱硫排水に消石灰1500mg
/l及びポリアクリルアミド系高分子凝集剤1mg/l
を注入して凝集沈殿分離槽1で凝集沈殿処理した後、上
澄水を濾過器2で砂−アンスラサイトの2層濾過を行な
った。濾過水の水質を表1に示す。
【0028】次に、この濾過水にpH調整槽3にて塩酸
(HCl)を75mg/l注入し、pH3に調整した
後、活性炭充填塔(活性炭:「クラレコールKW」(2
0/40メッシュ)(株)クラレ製を20ml充填)4
に通水速度SV=10hr-1で通水処理した。流出水の
水質を表1に示す。
【0029】表1より明らかなように、アニオン交換樹
脂を酸化劣化させるS28 2- は0.5mg/l以下に
除去された。
【0030】次いで、活性炭充填塔4の流出水を、CO
D成分を吸着処理するためにCOD吸着塔(弱(中)塩
基性アニオン交換樹脂:「ダイヤイオンWA−30」三
菱化成(株)製を20ml充填)5に通水速度SV=1
0hr-1で通水処理したところ、表1に示す水質の流出
水が得られた(BV=200の時点)。
【0031】この流出水に水酸化ナトリウム(NaO
H)を添加して中和することにより、表1に示す水質の
処理水を得た。この中和に必要なNaOHは80mg/
lであった。
【0032】なお、上記通水条件にて、COD吸着塔5
に約4000BV通水した後、アニオン交換樹脂の全交
換容量を測定したところ1.33meq/ml−樹脂で
あった。新品樹脂では1.4meq/ml−樹脂である
ことから、本実施例においては、全交換容量の低下は約
5%と極めて少ないことがわかる。
【0033】比較例1 図2に示す方法により、実施例1で処理したと同様の排
煙脱硫排水の処理を行なった。
【0034】なお、図2において、図1に示す部材と同
一機能を奏する部材には同一符号が付してある。即ち、
図2に示す方法は、pH調整槽3を設けず、活性炭吸着
塔4の流入水のpH調整を行なわない点が実施例1の方
法と異なり、他の処理操作は実施例1と同様に行なっ
た。
【0035】この方法において得られる活性炭吸着塔4
の流出水の水質及びCOD吸着塔5の流出水の水質を表
1に示した。また、このCOD吸着塔流出水をNaOH
で中和して得られる処理水の水質を表1に示した。な
お、中和に必要なNaOHは20mg/lであった。
【0036】また、実施例1と同様に、COD吸着塔5
に約4000BV通水後、アニオン交換樹脂の全交換容
量を測定したところ0.98meq/ml−樹脂であっ
た。前述の如く、新品樹脂では1.4meq/ml−樹
脂であることから、本比較例における全交換容量低下率
は約30%を示した。
【0037】
【表1】
【0038】以上の結果から明らかなように、本発明の
方法によれば、COD吸着塔のアニオン交換樹脂を劣化
させる有害物質であるS28 2- を、活性炭吸着塔にて
効率的に除去することができる。このため、COD吸着
塔のCOD吸着除去効率の経時劣化を引き起こすことな
く、COD成分を極めて低濃度にまで除去することがで
きる。
【0039】一方、COD吸着塔の前段に活性炭吸着塔
を設置した場合であっても、活性炭吸着処理に先立って
pHを5以下に調整しない比較例1の方法では、活性炭
吸着塔においてS28 2- を効率的に除去することはで
きず(活性炭吸着塔流出水中にはS28 2- が10.5
mg/l残留している。)、このためCOD吸着塔にお
けるCOD吸着除去効率が悪く、処理水中にはCODが
10mg/l残留する。しかも、アニオン交換樹脂の劣
化のために、このCOD吸着除去効率は経時により大幅
に低下する。
【0040】実施例2,3 実施例1において、濾過水に添加する塩酸の添加量を変
えて、活性炭吸着塔流入水のpHを5.0又は4.0に
調整したこと以外は同様に処理を行なった。
【0041】活性炭吸着塔流出水のS28 2- 濃度を、
実施例1及び比較例1における結果と共に、表2に示し
た。
【0042】
【表2】
【0043】表2より、活性炭流入水のpHは5以下で
あれば、S28 2- を十分に除去できることがわかる。
このpHは3未満としても良いが、S28 2- の除去効
果に大差はなく、また、最終処理水のpH調整に必要と
されるアルカリ剤量も多量となるため、pH3.0〜
5.0に調整するのが好ましい。
【0044】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の排煙脱硫排
水の処理方法によれば、ペルオキソ硫酸とCOD成分と
を含む排煙脱硫排水の処理において、排煙脱硫排水のC
OD成分の吸着処理に先立ち、予め酸化性有害物質であ
るペルオキソ硫酸を効率的に除去することにより、CO
D成分を効率的に吸着除去して高水質処理水を得ること
ができる。本発明によれば、COD吸着効率が高められ
ると共に、COD吸着樹脂の経時劣化が防止され、CO
D吸着除去効率を長期にわたり高く維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排煙脱硫排水の処理方法の一実施例方
法を示す系統図である。
【図2】比較例1における方法を示す系統図である。
【符号の説明】
1 凝集沈殿分離槽 2 濾過槽 3 pH調整槽 4 活性炭吸着塔 5 COD吸着塔 6 処理水槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 1/70 ZAB

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペルオキソ硫酸とCOD成分とを含む排
    煙脱硫排水にpH調整剤を添加してpH5以下に調整
    た水を活性炭と接触させ、次いでCOD吸着樹脂と接触
    させることを特徴とする排煙脱硫排水の処理方法。
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