JP4412995B2 - 底泥の減容化方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として発電所構内で発生する排水の処理によって生ずる底泥の減容化方法に関する。

火力発電所では構内で様々な形で水を使用する。例えば、主要設備であるボイラへの給水、復水用の冷却水、復水脱塩装置・純水装置の樹脂再生用水、空気予熱器・電気集塵器・煙道の水洗水など、大量の給水が必要である。

その結果、これら各設備からは大量の排水が持続的に発生する。復水に用いられる海水は海に返すほかは、工業用水として供給されたこれらの排水を一括して処理するために、発電所構内には排水処理設備が備えられ、各種排水は最終的には無害化された状態で外部に放流される。

この排水処理設備の中で排水中の懸濁物質を主に除去するために設置されている凝集沈澱設備がある。この設備は、凝集沈澱剤を投入し、攪拌することで懸濁物質に反応させて懸濁物質を大粒化させて沈降させ、上澄みの水と分離するものである。この沈降物は、一般には排水処理汚泥、または単に汚泥と称される。

ところで、長期間、排水処理設備を稼働していると、前記凝集沈澱槽よりオーバーフローした一部の汚泥がその後の工程である貯槽の底部に堆積するため、定期的に貯槽の清掃を実施しているが、貯槽容積は非常に大きいため、処理しなければならない汚泥量は非常に多い。

これらの堆積汚泥（底泥）は９９％以上の含水率を有しており、従来では貯槽付近に配置された専用の脱水設備により、産業廃棄物の引取基準である含水率８５％以下まで脱水し、産廃処理しているのが一般的であった。

しかしながら、この処理には、汚泥濃縮槽、機械式濃縮設備、汚泥脱水設備などの多くの設備を必要とするだけでなく、多額の処理コストを要し、かつ設備スペースが大型である割りには迅速な処理が期待できず、汚泥の受入れから処理完了までに長期の日数を要するものとなっていた。

また、産廃処理はトンあたりの引取費用を支払って委託業者に依頼し、委託業者側で移送とさらなる脱水および埋め立てを行っているが、含水率８５％の状態では、あたかも水を輸送しているのと同様であり、処理に要する費用が発電所および委託業者の双方に大きな負担を与えるものとなっていた。

本発明方法は以上の課題を解決するものであり、その目的は、上述したごとき機械的処理設備が不要で、さらに含水率を低下させた状態の処理を可能としたエネルギーコストの安価な底泥の減容化方法を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明は、発電所内に設けた排水処理設備の凝集沈殿槽内に沈澱堆積した底泥を取り出して露天状態にして浅底のプールに撒き出し、天日にさらすことにより、水分を蒸発させて含水率を低下させ、その後、前記プール内に残存する底泥を掻き取り回収する底泥の減容化方法であって、前記プールの底面が緩勾配をなし、その浅底側から底泥混じりの泥水を撒き出て勾配に沿って流下させ、所定時間の静置後、深底側において底泥と分離した上澄みの水を前記排水処理設備に戻すことを特徴とする。

したがって、本発明方法では、含水率低下のための機械的設備が一切不要となり、太陽光エネルギーのみにより、効率的減容化を行うことができる。

そして、プールの底面が緩勾配をなし、その浅底側から底泥混じりの泥水を撒き出すことにより勾配に沿って流下させ、所定時間の静置後、深底側において底泥と分離した上澄みの水を前記排水処理設備に戻しているので、さらに天日乾燥効率を向上できる。

機械的処理設備が不要で、さらに含水率を低下させた状態の処理を可能とし。また太陽光を乾燥・減容化のための熱源としているためエネルギーコストも安価である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１は本発明方法が適用される火力発電所の概要を示す全体図である。図１において、符号１はボイラであり、このボイラ１は、石炭、軽油などからなる燃料供給系２および空気予熱器３などからの燃料・空気の供給を受けて燃焼し、内部に循環する水により高温高圧の蒸気を発生させ、蒸気管を通じて高圧タービン４およびこれとタンデムに連結された中圧タービン５を回転駆動し、その出力軸に連繋する発電機６を回すとともに、中圧タービン４から排出された蒸気によりこれらと並列配置された低圧タービン７を駆動してその出力軸に連繋する発電機８を回し、各発電機６，８により発生した電力を変圧器９、開閉所１０を経て送電線１１に給電している。

低圧タービン７から排出された蒸気は復水器１４内で熱交換されて復水され、この復水並びに工業用水タンク１２を経て水処理装置１３から供給される補給水を、給水ポンプ１５により前記ボイラ１内に循環供給している。

ボイラ１からの排気ガスは、脱硝装置１６により窒素酸化物を除去された後、前記空気予熱器３を経て排煙処理系１７に送られ、ここで煤塵の除去、硫黄酸化物が除去された上で煙突１８を通じて大気放出される。

前記工業用水タンク１２には工業用水が供給・貯留されており、前記水処理装置１３を通じて復水器１４に送るとともに、配管系１９を通じてプラントを構成する各部に送られ、各部で冷却、反応などに使用された排水は、図中破線で示す各種排水管系を通じて排水処理設備２０に送られ、ここで一括処理される。排水処理設備２０は、以上のほか雑排水系２１からの排水も処理し、無害化した上で外部に放流する。

そして、排水処理設備２０の処理により生じた底泥は、本発明に係るプール設備２３に送られ、ここで底泥の減容化処理がなされた上で委託業者に受け渡される。

図２は排水処理設備とプール設備との接続関係を示す図である。排水処理設備２０は一般の下水処理場とほぼ同様に、受け入れた排水中の砂類を沈澱させるための沈砂槽２４と、沈砂槽２４からの水を受け入れて水中の細粒分を凝集沈澱するための最初沈殿槽２５と、最初沈殿槽２５からの水を受け入れて曝気し生物活性により有機分を除去する生物反応槽２６と、生物反応槽２６からの水を受け入れる最終沈殿槽２７および最終沈殿槽２７からの水を受け入れるとともに、塩素、オゾンなどの薬剤の投入により滅菌を行う最終処理槽２８からなっていて、最終処理槽２８で処理された水は外部に放流される。

前記プール設備２３は、排水処理設備２０に隣接した敷地に造成されたものであり、浅底であって一方から他方に向けて緩勾配に傾斜する防水コンクリート２９によって底面および四周を囲われた露天式の大形プールであり、このプールの浅底側端部と各沈殿槽２５，２７に形成された深底の底泥沈降部２５ａ，２７ａとを送泥用配管３０および送泥ポンプ３１で接続している。

また、深底側に揚水ポンプ３２を配置し、戻り配管３３を介して沈殿槽２５側に接続している。

以上の構成において、各沈殿槽２５，２７に底泥が堆積したならば、前記各送泥ポンプ３１を駆動し、プール内に泥水を撒き出すことにより、底泥は緩勾配の傾斜面を移動しつつ、底面全域に薄く堆積し、また一部の水は深底側に移動し、底泥から分離した上澄みとしてこの部分に溜まる。

送泥ポンプ３１を停止した後、所定時間静置することにより、底泥と水とが完全分離する。この状態になったら、揚水ポンプ３２を駆動して、上澄み水を戻り配管３３を通じて沈澱槽２５側に還水すれば、含水状態の底泥のみがプール底面の全体に堆積した状態となる。

この状態で、堆積厚みが深底側で厚く、不均一な場合には底泥を敷き均し、各部均一な厚みとすることで均一な乾燥条件とすることができる。敷き均し作業には後述するバックホウなどの土木建設用の重機が好ましい。

そして、このままの状態で所定時間静置することにより、天気の良い日の日中は太陽光熱を吸収して含水分は蒸発し、底泥はその含水率を順次低下させる。

なお、底泥はそれ自体が黒体またはそれに近い色相であるため、太陽熱を吸収しやすく、また厚みが均一で薄い場合には、プールの底面で一様に熱を吸収し、含水分を順次蒸発する。

実験では１０日連続して天日干しを実施したところ、最初の数日は急激に含水率が低下するが、７日以降は含水率低下は緩やかになり、１０日以降は４０％からほとんど低下しないことが確認された。また、１０日以上雨がないことはまれなため、気象条件からも１０日以下、特に７日（１週間）を静置時間の目安とすることが好ましい。

なお、当然のことながら以上の作業は天気予報に基づいて実施するのであるが、放置中に降雨があっても、初期に乾燥がなされれば、表面乾燥した底泥の被膜により内部に水が浸透することがなく深底側に移動するため、越流防止のために揚水ポンプ３２を駆動して排水を行えばよい。また、降雨が予想される場合には、撒き出された底泥上に遮水シートを敷設したり、屋根を設けることが好ましいことは言うまでもない。

図３はプール設備における処理最終段階を示す図である。静置乾燥終了後は、前述のバックホウ３４をプール内に導入し、バックホウ３４のショベル３４ａやアームバケット３４ｂを利用して乾燥底泥をかき集め、近傍に待機している搬送用のダンプトラック３５の荷台に順次受け渡す作業を繰り返してプール底をさらうことにより、新たな底泥の受け入れを可能としている。

トラック３５に積載される底泥の含水率は前述のごとく４０％前後であり、通常の土砂と同様な積載形態で搬送でき、またそのまま埋立土として有効利用可能である。

なお、実施形態では、プール底面を一様な緩勾配としたが、例えば洗濯板のような凹凸を設けた断面形状とすることにより、泥水を流下させる時には、段差を乗り越える毎に底泥が凹部に残り、水のみが越流して下流側に流れるため、流下させるだけで均一な底泥層を形成することが可能となる。また、この場合、乾燥底泥のかき集め作業を平面的にではなく直線的に行うことができ、作業の効率化・自動化をも図ることができる。

また、以上の方法は天気予報のほか、季節などを加味して実施されるものであり、日本においては、例えば春夏秋冬のうち、晩春から初秋にかけて実施することで比較的早期減容化を図ることができる。さらには、温暖期であっても梅雨時期はさけるべきであることは勿論である。

本発明方法が適用される火力発電所の概要を示す全体図である。 排水処理設備とプール設備との接続関係を示す図である。 プール設備における処理最終段階を示す図である。

符号の説明

２０ 排水処理設備
２３ プール設備
２５，２７ 沈殿槽
３４ バックホウ（掻き取り手段）
３５ ダンプトラック（回収手段）

Claims (1)

1. 発電所内に設けた排水処理設備の凝集沈殿槽内に沈澱堆積した底泥を取り出して露天状態にして浅底のプールに撒き出し、天日にさらすことにより、水分を蒸発させて含水率を低下させ、その後、前記プール内に残存する底泥を掻き取り回収する底泥の減容化方法であって、
   前記プールの底面が緩勾配をなし、その浅底側から底泥混じりの泥水を撒き出て勾配に沿って流下させ、所定時間の静置後、深底側において底泥と分離した上澄みの水を前記排水処理設備に戻すことを特徴とする底泥の減容化方法。

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