JP2999120B2 - 排煙脱硫排水の処理方法及び装置 - Google Patents

排煙脱硫排水の処理方法及び装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃焼排ガス中の酸化硫黄
ガスを湿式石灰−石膏法で脱硫処理するときに排出され
る排水を、無公害化処理する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の湿式石灰−石膏法排煙脱硫排水の
処理方法の1例を図6によって説明する。石油・石炭な
どの燃焼排ガスは湿式石灰−石膏法脱硫装置により、煤
塵及び硫黄酸化物等が除去されたのち清浄ガスとして放
出されるが、冷却・吸収液である脱硫石膏スラリ1は脱
水機2によって脱硫石膏3と脱硫排水4に分離される。
脱硫排水4には燃焼排ガス中の燃焼灰や反応生成した石
膏などの固形分、溶解金属、脱硫反応により生成した窒
素・硫黄化合物を含有している。従ってこの性状のまま
公共水域に放流することはできず、無公害化するための
処理が必要である。そのため先ず脱硫排水4を中和槽2
4に導き、凝集剤25とアルカリ剤26と混合したのち
高分子凝集剤27を加えて生じた凝集汚泥を沈殿槽28
で沈殿させる。これによって重金属等が除去される。沈
殿槽28で分離した凝沈処理水29はさらに後処理装置
8で処理したのち放流水9として放流する。一方、沈殿
槽28の凝沈汚泥30は、脱水機31により脱水ケーキ
32として系外に搬出する。なお、後処理装置8は凝集
沈殿処理で除去できない汚濁物質(例えばN−S化合物
及び有機物起因のCOD、F)の除去やpH調整のため
の中和処理が必要なときに設けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来法における脱硫排
水の固形分の分離・除去は沈殿槽28にて行うが、同沈
殿槽28の凝沈処理水29中の固形分濃度は後処理装置
8の型式及び放流水9の規制値からすると厳格な制御が
要求される。このため、沈殿槽28は脱硫排水4中の固
形分粒度及び排水量の変動を考慮した沈殿面積とされて
いる。従って沈殿槽28は元来大きな専有面積であるの
に加えて、さらに排水性状の変動を考慮することによ
り、より装置が大型化することとなる。
【0004】本発明は前記技術水準に鑑み、装置がコン
パクトで、かつ凝集沈殿剤の添加が不要な排煙脱硫排水
の処理方法及び装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は(1)燃焼排ガ
ス中の酸化硫黄を湿式石灰−石膏法により吸収、分離す
る湿式排煙脱硫装置から排出される排水を処理する方法
において、該排水を中空糸膜モジュールを使用し、該中
空糸膜モジュールを形成する中空糸膜を常時振動させな
がらろ過することを特徴とする排煙脱硫排水の処理方
法、(2)中空糸膜で形成された膜モジュール、該膜モ
ジュールの下方に設けられた前記中空糸膜を常時振動さ
せるための空気を噴出させる散気管、該散気管の下方に
設けられた高固形分濃度の濃縮スラリを集める集スラリ
部、該集スラリ部より濃縮スラリを排出する排出口及び
前記膜モジュールよりろ過した透過液を取出す配管を具
備してなることを特徴とする湿式排煙脱硫装置から排出
される排煙脱硫排水の処理装置及び(3)膜モジュール
の中空糸膜内側に、中空糸膜の透過液もしくはそれと同
等の固形分濃度の溶液を供給する配管を設けてなること
を特徴とする前記(2)の排煙脱硫排水の処理装置であ
る。
【0006】本発明の方法は従来の排水処理設備に替っ
て湿式排煙脱硫装置から排出される排水を中空糸膜でろ
過するようにした排煙脱硫排水の処理方法である。ま
た、本発明の装置は直径約300μmの中空繊維を束ね
た中空糸膜を被ろ過液中に浸漬し、同中空糸膜の内側中
空部と被ろ過液との間に圧力差を設けることにより中空
糸膜表面で固形分を除去しながらろ過液を中空部へ透過
させるようにしている。また、該中空糸膜の下部に散気
管を設置し、空気泡にて中空糸膜を常時振動させること
により中空糸膜表面での固形分濃度の上昇を防止する。
さらに、中空糸膜の中空部と外側被ろ過液との圧力差、
つまりろ過圧力損失が増大した場合に、中空糸膜のろ過
液を逆に中空糸膜内側から被ろ過液側へ流通させ、付着
した固形分を剥離させる膜洗浄手段を具備した中空糸膜
ろ過による排煙脱硫排水の処理装置である。
【0007】
【作用】本発明は直径300μm程度のポリエチレン多
孔質中空糸膜などの繊維状中空糸膜を束ねた中空糸膜モ
ジュールを直接高固形分濃度の被ろ過液中に浸漬し液成
分のみを抜き出すことにより、そのろ過液は固形分が
0.2mg/リットル以下の極低濃度とすることができ
る。また、本発明の装置のろ過面積は装置寸法からする
と従来排煙脱硫排水の処理に用いられているろ過装置に
比べて非常に大きく、例えばろ過槽1m3 当り70〜8
0m2 ろ過面積を確保することができる。以上のとお
り、本発明の中空糸膜ろ過装置は高いろ過性能を得るこ
とかでき、さらに装置を非常にコンパクトとすることが
でき、経済的にも従来装置に比較して大きな利点を持
つ。
【0008】
【実施例】以下に、本発明の1実施例を図1〜図5によ
って説明する。図1は本発明装置を使用した脱硫排水の
処理プロセスの一実施態様を示す図で、図1において脱
硫石膏スラリ1は脱水機2によって脱硫石膏3と脱硫排
水4に分離された後、脱硫排水4は本発明の膜分離装置
5に供給される。脱水機2には、バスケット型遠心分離
機、真空ベルトフィルタなどを用いることができる。膜
分離装置5では濃縮スラリ7を、分離・排出する。濃縮
スラリ7は前記脱水機2へ戻され、それに含まれる固形
物は最終的には脱硫石膏3として系外に排出される。一
方、固形物が除去された透過水6は後処理装置8で必要
な後処理を施した後、放流水9として系外へ排出され
る。後処理装置8は膜分離装置5で除去できない汚濁物
質(例えばN−S化合物、及び有機物起因のCOD、F
など)の除去やpH調整のための中和処理が必要なとき
に設けられる。また脱硫排水を排水として公共水域に排
出しないようにする場合は、後処理装置8として、電気
透析装置、蒸発缶及び固形化装置からなる一連の装置を
採用することもできる。
【0009】図2に本発明の排煙脱硫排水の処理装置で
ある中空糸膜モジュールを用いたろ過装置の基本構造図
の1例を示す。図2の脱硫排水処理装置5は、下部に濃
縮スラリを集める集スラリ部15と濃縮スラリ7を排出
する排出口20を有する膜分離槽19内に、1組以上の
膜モジュール10が配設された構成となっている。各膜
モジュール10には中空糸膜を透過した透過液6を取出
す配管21が接続されており、また、膜モジュール10
の下方には空気12を噴出させ、膜モジュール10を構
成する中空糸膜を振動させるための散気管11が設置さ
れている。配管21には透過液を抜き出すためのろ過ポ
ンプ13と必要時には透過液6を逆方向(中空糸膜の内
側から外側へ)へ送るための逆洗ポンプ14が接続され
ている。なお、図2に示した脱硫排水処理装置は一例で
あり、基本的には脱硫排水中に中空糸膜を浸漬した形で
あればよい。またろ過の推進力は、図2では減圧方式と
したが、基本的には脱硫排水と中空糸膜の透過液側との
間に圧力差があればよく、従って脱硫排水を加圧する方
式もある。
【0010】膜分離槽19に脱硫排水4が供給され、膜
モジュール10の内側中空部をろ過ポンプ13により減
圧とすることより膜モジュール10を介して脱硫排水4
の溶液部分、すなわち透過液6が抜き出される。この
際、膜モジュール10外表面に固形分が分離される。透
過液6はろ過ポンプ13により次工程に送られ、一方、
膜モジュール10外表面にて除去された固形分を含有す
る濃縮スラリは膜分離槽19下部に設けられた集スラリ
部15に集められ膜分離槽19から排出口20を通って
濃縮スラリ7として排出される。散気管11からは所定
量の空気12を噴出させ、同散気管11の上方に位置す
る膜モジュール10の中空糸膜を振動させる。また、膜
モジュール10の中空糸膜の内・外の圧力差が増大した
場合には、逆洗ポンプ14から透過液6を逆に流して、
中空糸膜外表面に堆積した固形分を剥離させる。
【0011】図3及び図4に本発明の脱硫排水処理装置
を構成する膜モジュール10と散気管11の構造及び位
置の相関の1例を示す。これらの図は1例であり、散気
管11から噴出する空気により中空糸膜を効率的に振動
させることができる構造、位置であればよい。さらに散
気管11の空気噴出孔に関しても必要噴出空気量の確
保、排水中固形分による閉塞が防止できる構造(例えば
噴出口を下方に向けた構造)であればよい。図3におい
て、中空糸膜モジュール構造は両端にろ過後の透過後6
が通る集水管16を設け、この間に中空糸膜18を振動
可能なたわみを有するように取付けてある。図4に示す
ようにこのような膜モジュール10を1組以上設けてこ
の膜モジュール10の下部に散気管11を設ける。図3
中各膜モジュール10と散気管11の間隔を示すL及び
Hは散気管11にて発生する空気泡により効率的に中空
糸膜17が振動するように設定する。
【0012】図5に散気管11の1例について、その断
面図(図5(a))及び斜視図(図5(b))を示す。
散気管11は必要噴出空気量が確保できる面積と数の空
気噴出孔18を有し、さらに排水中の固形分による閉塞
が防止できる構造のもので、本実施例では散気管11に
空気噴出孔18を下方45°の方向に向けた2個を一式
とし、これを散気管11の長手方向に複数個設けた構造
とした。
【0013】図1〜図5に示した構成の装置(膜モジュ
ール5組、散気管5本の組合せ、中空糸膜としてポリエ
チレン多孔質中空糸膜を使用、各中空糸膜の長さ750
mm、集水管の直径20mm)を使用し、湿式石灰−石
膏法による脱硫排水処理試験を行った。その結果、30
日間運転し、膜分離装置出口のろ過水中の固形物濃度は
常時0.1mg/リットル以下であることが確認でき
た。脱硫排水の組成を表1に、排水処理試験の条件を表
2に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【発明の効果】 (1)従来方法のように、微細な固形物の沈殿分離のた
めの凝集剤添加が不要で、それによって発生する廃棄物
量を低減できる。 (2)従来のような設置面積が大きい沈殿槽が不要であ
るため、装置がコンパクトとなり、設置面積を少なくす
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置を使用した脱硫排水の処理プロセ
スの1実施態様を示す概略フロー図。
【図2】本発明の排煙脱硫排水処理装置の概略構造図。
【図3】膜モジュールの構造説明図。
【図4】膜モジュールと散気管の位置関係を示す説明
図。
【図5】散気管の構造例を示す概略断面図及び斜視図。
【図6】従来の脱硫排水の処理方法の1例を示す概略フ
ロー図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神吉 秀起 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 (72)発明者 内匠 和夫 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 (56)参考文献 特開 平5−253442(JP,A) 特開 平6−23245(JP,A) 特開 平5−220334(JP,A) 特開 平4−371289(JP,A) 特開 平3−165814(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/50 B01D 53/34 B01D 53/77 B01D 63/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃焼排ガス中の酸化硫黄を湿式石灰−石
    膏法により吸収、分離する湿式排煙脱硫装置から排出さ
    れる排水を処理する方法において、該排水を中空糸膜
    ジュールを使用し、該中空糸膜モジュールを形成する中
    空糸膜を常時振動させながらろ過することを特徴とする
    排煙脱硫排水の処理方法。
  2. 【請求項2】 中空糸膜で形成された膜モジュール、該
    膜モジュールの下方に設けられた前記中空糸膜を常時振
    動させるための空気を噴出させる散気管、該散気管の下
    方に設けられた高固形分濃度の濃縮スラリを集める集ス
    ラリ部、該集スラリ部より濃縮スラリを排出する排出口
    及び前記膜モジュールよりろ過した透過液を取出す配管
    を具備してなることを特徴とする湿式排煙脱硫装置から
    排出される排煙脱硫排水の処理装置。
  3. 【請求項3】 膜モジュールの中空糸膜内側に、中空糸
    膜の透過液もしくはそれと同等の固形分濃度の溶液を供
    給する配管を設けてなることを特徴とする請求項2記載
    の排煙脱硫排水の処理装置。
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