JP4671928B2 - Wastewater treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、排水処理方法に関し、特に石炭火力発電所の復水脱塩装置排水の処理を行う排水処理方法に関するものである。 The present invention relates to a wastewater treatment method, and more particularly to a wastewater treatment method for treating condensate demineralizer drainage of a coal-fired power plant.
石炭火力発電所においては、様々な装置および工程で排水が発生し、それぞれの排水の特徴に合わせて処理をしている。例えば定常的に発生する排水には、脱硫排水、純水装置排水、復水脱塩装置排水、ユニットドレン排水などがあり、非定常的に発生する発生する排水には、各種機器洗浄排水(例えば空気予熱器洗浄排水、電気集塵機洗浄排水)、ボイラ化学洗浄排水、ボイラ系統ブロー排水などがある。脱硫排水は排煙脱硫装置から排出される排水であり、ボイラ排ガス中の煤塵、フッ素や重金属などが含まれているため、これらを処理するため他の排水とは別に単独で処理を行っている。 In coal-fired power plants, wastewater is generated by various devices and processes, and is treated according to the characteristics of each wastewater. For example, drainage generated regularly includes desulfurization drainage, pure water drainage, condensate desalination drainage, unit drain drainage, etc., and wastewater generated non-steadyly includes various equipment washing drains (for example, Air preheater cleaning wastewater, electric dust collector cleaning wastewater), boiler chemical cleaning wastewater, boiler system blow wastewater, etc. Desulfurization effluent is discharged from flue gas desulfurization equipment and contains soot, fluorine, heavy metals, etc. in boiler exhaust gas, and is treated separately from other effluents to treat these. .
これらの排水を処理して発電所外に排出するには、一定の排出基準を満たすように処理を行う必要がある。例えば法によってあるいは公害防止協定によって、化学的酸素要求量(COD)、浮遊物質量、重金属の量、油分などを所定の基準値以下にして排出するように決められている。この排出基準は段々と厳しくなってきており、この排出基準を満たすように様々な排水処理技術が開発されている(例えば、特許文献1、2)。 In order to treat these wastewaters and discharge them outside the power plant, it is necessary to treat them so as to meet certain emission standards. For example, it is determined to discharge chemical oxygen demand (COD), suspended solids, heavy metals, oil, etc. below a predetermined reference value by law or pollution control agreement. This discharge standard is getting stricter, and various wastewater treatment technologies have been developed to satisfy this discharge standard (for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、排水に含まれるアンモニア態窒素を硝酸態窒素に分解する生物処理部を有する水処理装置であって、排水の温度または外気温を検出してその温度が所定温度以下の時には電解処理によってアンモニア態窒素を窒素ガスに変換する電解処理部を備えている水処理装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a water treatment apparatus having a biological treatment unit that decomposes ammonia nitrogen contained in waste water into nitrate nitrogen, and detects the temperature of the waste water or the outside air temperature and when the temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. A water treatment apparatus including an electrolytic treatment unit that converts ammonia nitrogen into nitrogen gas by electrolytic treatment is disclosed.
特許文献2には、排煙脱硫排水中に含まれる毒性物質、特に過硫酸の濃度を検知して、その検知結果に応じて活性炭処理工程と硝化脱窒工程の順序を変えて排水を処理する排水処理方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示されている装置では、温度が低くなると電解処理を行うので、余分なエネルギーが必要となりエネルギー効率が悪化するとともに排水処理にかかるコストが上昇してしまう。 However, in the apparatus disclosed in Patent Document 1, since the electrolytic treatment is performed when the temperature is low, extra energy is required, the energy efficiency is deteriorated, and the cost for the wastewater treatment is increased.
特許文献2に開示されている方法は、排煙脱硫装置の運転条件の変化に応じて排煙脱硫排水の処理を効率的に行うための方法であり、排煙脱硫排水以外の排水には適用できない。 The method disclosed in Patent Document 2 is a method for efficiently treating flue gas desulfurization drainage according to changes in the operating conditions of the flue gas desulfurization apparatus, and is applicable to wastewater other than flue gas desulfurization drainage. Can not.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、復水脱塩装置排水を効率的に処理する排水処理方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide the waste water treatment method which processes a condensate demineralizer waste_water | drain efficiently.
上記の目的を達成するため、本発明の排水処理方法は、石炭火力発電所の復水脱塩装置排水の処理を行う排水処理方法であって、排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入する投入工程と、前記投入工程の後、前記排水タンクを保温しつつ1日以上4日以下保持する保持工程とを含む構成とした。このような構成とすることにより、高温の脱硫排水によって復水脱塩装置排水の温度が上がり、それを1日以上4日以下保温することによって復水脱塩装置排水中のアンモニアが排水タンク内で分解される速度が大きく向上する。 In order to achieve the above object, a wastewater treatment method of the present invention is a wastewater treatment method for treating condensate demineralizer drainage of a coal-fired power plant, wherein the drainage tank is provided with condensate demineralizer drainage and desulfurization drainage. And a holding step for holding the drainage tank for 1 day or more and 4 days or less after the charging step. By adopting such a configuration, the temperature of the condensate demineralizer drainage is raised by the high temperature desulfurization drainage, and the ammonia in the condensate demineralizer drainage is kept in the drainage tank by keeping it warm for 1 day or more and 4 days or less. The speed of decomposition is greatly improved.
前記排水タンクにはさらに空気予熱器洗浄排水が加えられることが好ましい。 It is preferable that air preheater washing waste water is further added to the drain tank.
前記保持工程では前記排水タンク内の排水を30℃以上50℃以下に保温することが好ましい。 In the holding step, it is preferable to keep the temperature of the waste water in the drain tank at 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.
ある好適な実施形態において、前記保持工程の後に排水に次亜塩素酸ソーダを加える工程をさらに含む。 In a preferred embodiment, the method further includes adding sodium hypochlorite to the waste water after the holding step.
ある好適な実施形態において、前記保持工程の後に排水中の亜硝酸イオンの量を測定し、該亜硝酸イオンの量が所定値を越えているときに排水に次亜塩素酸ソーダを加える。 In a preferred embodiment, the amount of nitrite ions in the waste water is measured after the holding step, and sodium hypochlorite is added to the waste water when the amount of nitrite ions exceeds a predetermined value.
排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入して保温を行うので、復水脱塩装置排水中のアンモニアの処理が促進される。 Since the condensate demineralizer drainage and the desulfurization drainage are put into the drainage tank and the temperature is kept, the treatment of ammonia in the condensate demineralizer drainage is promoted.
実施形態について説明をする前に、本願発明者が本願を発明をするに至った経緯について説明をする。 Before describing the embodiment, the background of how the inventor of the present application came to invent the present application will be described.
上述のように発電所からの排水に対する規制は厳しくなっているとともに排水処理の技術も年とともに様々な技術が開発されており、発電所から発生する全ての排水をどのように処理したら効率的且つ低コストとなるかは、現在も大いに検討が行われている。このような観点から現行の排水処理方法を見てみると、従来は、排煙脱硫装置から排出される脱硫排水にはフッ素や重金属などが含まれておりこれらの処理を行う必要があるため、脱硫排水は単独で処理を行っており他の排水と混合することは全く考えられていなかった。本願発明者は、石炭火力発電所から排出される全ての排水の処理をトータルに考えた結果、現状の排水規制に適合しており且つ全体として最も効率よく低コストで排水処理を行うためには、脱硫排水と他の排水とを混合することがよいとの考えに至った。 As mentioned above, regulations on wastewater from power plants have become stricter, and various technologies for wastewater treatment have been developed over the years. How to treat all wastewater generated from power plants efficiently and Whether the cost is low is still being studied. Looking at the current wastewater treatment method from such a viewpoint, conventionally, the desulfurization wastewater discharged from the flue gas desulfurization equipment contains fluorine and heavy metals, and it is necessary to perform these treatments. The desulfurization effluent was treated alone and was never considered to be mixed with other effluents. As a result of considering the total treatment of all wastewater discharged from coal-fired power plants, the inventor of the present application conforms to the current wastewater regulations and, as a whole, performs wastewater treatment most efficiently and at low cost. It came to the idea that it would be better to mix desulfurization waste water with other waste water.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity.
(実施形態1)
実施形態1の排水処理のフローを図1に示す。
(Embodiment 1)
The flow of the waste water treatment of Embodiment 1 is shown in FIG.
本実施形態では、定常的に排出されてくる復水脱塩装置排水および脱硫排水をまず排水タンク11に貯める。排水タンク11はタンク壁に保温材が設置されており、貯められた排水を保温して保持する。排水タンク11は複数存しており(ここでは3つ)、一つの排水タンク11が排水で満たされたら別の排水タンク11に排水を入れるようにしている。
In this embodiment, condensate demineralizer drainage and desulfurization wastewater that are regularly discharged are first stored in the
排水タンク11では、復水脱塩装置排水および脱硫排水を入れて1日以上4日以下保温をしながら保管しておく。この保管時において排水内のアンモニアが亜硝酸へ分解され、さらに分子状窒素に分解される。この分解については後で詳しく説明する。なお、この保管の工程が保持工程である。
In the
保持工程を終えた排水は、排水タンク11から排水貯槽21に流入し貯留される。それから排水を排水貯槽21からpH調整槽22に送り、このpH調整槽22において後段の分離膜処理のためのpH調整を行う。それから反応槽23において排水中の重金属およびフッ素を取り除くための処理を行う。この処理の終わった排水を循環槽24に流入させる。
The drainage after the holding step flows into the
次に、循環槽24から分離膜31に排水を送るとともに分離膜31による分離処理ができなかった排水を再度循環槽24に戻す。分離膜31によって分離処理が終了した排水は中継槽25に送られる。
Next, wastewater is sent from the
中継槽25に流入した排水は、ポンプによってCOD吸着塔41に送られ、COD吸着塔41内で活性炭で吸着されるCODの元になる物質が除去される。
The waste water that has flowed into the
COD吸着塔41から出た排水は中和槽26に流入し、そこで放流可能なようにpHが7.0となるよう調節される。
The waste water discharged from the
さらに排水は、中和槽26から監視槽27に流入し、ここでCODや重金属などが排出基準を満たすかどうかのチェックを受けて、排出基準を満たす場合は発電所外に放流する。排出基準を満たさない場合は、排出基準を満たすようになるまでさらに処理を行う。
Further, the wastewater flows from the
本実施形態では、以上のフローに従って復水脱塩装置排水および脱硫排水は処理されて発電所外に放流される。本実施形態において重要なのは、最初に復水脱塩装置排水および脱硫排水を混合して排水タンク11に貯留すること(保管)と、この貯留を、保温をしながら1日以上4日以下行うことである。このようにすることによりアンモニアの分解が確実に効率的に行われる。これについて以下に説明する。 In the present embodiment, the condensate demineralizer drainage and the desulfurization wastewater are treated and discharged outside the power plant according to the above flow. What is important in this embodiment is that the condensate demineralizer drainage and the desulfurization wastewater are first mixed and stored in the drainage tank 11 (storage), and this storage is performed for 1 day or more and 4 days or less while keeping the temperature. It is. This ensures that ammonia is efficiently decomposed. This will be described below.
まず、復水脱塩装置排水および脱硫排水にはアンモニアが比較的多く含まれており、排水を発電所外に放流するためにはこのアンモニアを分解する必要がある。アンモニアの分解は排水タンク11内において硝化菌による硝化と脱窒菌による分子状窒素化とによって行われる生物脱窒法により行われている。生物脱窒法は、ほとんど全ての形態の窒素除去が可能であり、他の物理化学的処理法に比べてエネルギー消費が少ないなど、優れた処理法である。
First, the condensate demineralizer waste water and the desulfurization waste water contain a relatively large amount of ammonia. In order to discharge the waste water outside the power plant, it is necessary to decompose the ammonia. The ammonia is decomposed in the
硝化は、学名NitrosomonasやNitrosocystisなどの硝化菌によって行われる、下記式
NH4 ++3/2O2→NO2 −+2H++H2O
NO2 −+1/2O2→NO3 −
で表される反応のことである。硝化菌の比増殖速度μ[1/d]は、μ=0.18×1.128t−15(tは処理温度[℃])により表されるので、温度が15℃以下になると硝化速度は著しく低下する。一方、温度が10℃上がると硝化速度は約3.3倍となる。
Nitrification is carried out by nitrifying bacteria such as the scientific names Nitrosomonas and Nitrosocystis, and the following formula NH 4 + + 3 / 2O 2 → NO 2 − + 2H + + H 2 O
NO 2 − + 1 / 2O 2 → NO 3 −
It is a reaction represented by. Since the specific growth rate μ [1 / d] of nitrifying bacteria is expressed by μ = 0.18 × 1.128 t−15 (t is a processing temperature [° C.]), when the temperature becomes 15 ° C. or less, the nitrification rate Is significantly reduced. On the other hand, when the temperature rises by 10 ° C., the nitrification rate becomes about 3.3 times.
分子状窒素化(脱窒)は、学名Pseudomonas denitrificansなどの脱窒菌によって行われる、下記式
2NO3 −+5H2→N2+2OH−+4H2O
で表される反応のことである。脱窒菌の比増殖速度も硝化菌とほぼ同様の式で表され、温度が上がると脱窒速度は上がる。また、脱窒菌は嫌気的条件の下では脱窒を行うが、好気的条件の下では溶存酸素を利用するため脱窒を行わない。
Molecular nitrogenation (denitrification) is carried out by a denitrifying bacterium such as the scientific name Pseudomonas denitrificans, and the following formula 2NO 3 − + 5H 2 → N 2 + 2OH − + 4H 2 O
It is a reaction represented by. The specific growth rate of denitrifying bacteria is also expressed by a formula similar to that of nitrifying bacteria, and the denitrifying rate increases as the temperature rises. In addition, denitrifying bacteria denitrify under anaerobic conditions, but do not denitrify under aerobic conditions because they use dissolved oxygen.
本実施形態においては脱硫排水と復水脱塩装置排水とを一緒に排水タンク11に入れる。脱硫排水は排煙脱硫装置から排出される高温な排水であり、排水タンク11に入る時点では約40〜55℃と比較的高温である。排水タンク11は保温されているため、脱硫排水が復水脱塩装置排水と混合された後も保持工程においてタンク内の排水は4日以下であれば約30〜50℃に保たれる。従って、上述のように硝化菌および脱窒菌の活動が活発になり、アンモニアの分解が常温の場合に比べて大幅に促進される。ここで、保持工程において排水タンク11内の温度が30℃よりも低くなると、特に夏場において常温の場合と比べてアンモニア分解の促進効果が小さいため好ましくない。なお、冬場においては20℃以上30℃未満であっても常温に比べてアンモニア分解の促進効果が認められる。また、保持工程において排水タンク11内の温度が50℃よりも高くなると、硝化菌および脱窒菌の活動がかえって抑制されてしまうので好ましくない。
In this embodiment, the desulfurization effluent and the condensate demineralizer effluent are put together in the
さらに、保持工程では1日以上4日以下の間排水を保温しておくが、1日未満であるとアンモニアの分解が不十分であり、4日よりも長いと排水タンク11がたくさん必要になりコストが増加するため好ましくない。排水タンク11において復水脱塩装置排水と脱硫排水とを一緒にして30〜50℃の状態で1日以上4日以下保持することにより、重金属およびフッ素処理をする排水量が増えても、復水脱塩装置排水と脱硫排水とを別々に処理する場合に比べてトータルの処理時間および処理コストが少なくなる。これは、これまで無駄に捨てられていた脱硫排水の廃熱を有効に生かすことができるからである。
Furthermore, in the holding process, the waste water is kept warm for 1 day or more and 4 days or less, but if it is less than 1 day, the decomposition of ammonia is insufficient, and if it is longer than 4 days, a lot of
(実施形態2)
実施形態2に係る排水処理は、排水タンク11に投入する排水の一部、および次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンクが存することが実施形態1とは異なっており、他の部分はほとんど実施形態1と同じであるので、実施形態1とは異なっている部分のみを説明する。
(Embodiment 2)
The wastewater treatment according to the second embodiment is different from the first embodiment in that a part of the wastewater to be input to the
本実施形態の排水処理のフローを図2に示す。本実施形態では、排水タンク11に復水脱塩装置排水および脱硫排水に加えて空気予熱器洗浄排水を投入している。空気予熱器洗浄排水は非定常に排出される排水であってアンモニアを多く含んでいる。
The flow of the waste water treatment of this embodiment is shown in FIG. In this embodiment, in addition to the condensate demineralizer drainage and the desulfurization drainage, the air preheater cleaning wastewater is put into the
排水タンク11に投入された3種類の排水は、実施形態1と同様に保温されて1日以上4日以下保持される。この保持されている間に実施形態1で説明したように、生物脱窒法によってアンモニアが分解される。ただ、本実施形態では脱窒が十分に行われず、保持工程が終了した後の排水にNO3 −が多く残っている。これは、脱窒反応は硝化反応の次の段階であることと、脱窒菌が脱窒反応を行うのは、嫌気的条件下でかつ水素を供与する有機物(例えばメタノール)が十分存在する場合であることとによっている。
The three types of wastewater thrown into the
保持工程の終了後、排水中のNO3 −の量を測定して、所定値(例えば20mg/l)を越える場合には、次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンク12から次亜塩素酸ソーダを排水へ投入する。NO3 −が排水中に多く残ったままであると、CODの値が上昇するためなんらかの処理をしてNO3 −を減らす必要があるが、本実施形態では次亜塩素酸ソーダを加えることによってNO3 −を減らしている。通常の排水処理においては、次亜塩素酸ソーダはアンモニアを分子状窒素にまで処理する薬品として用いられているが、本願発明者は、次亜塩素酸ソーダがNO3 −の処理にも用いることができることを見出して、本実施形態に利用したものである。なお、加える次亜塩素酸ソーダの量は、NO3 −をCODに換算した時のCOD重量の2〜4倍が適当な量である。
When the amount of NO 3 − in the waste water is measured after the holding process is finished and exceeds a predetermined value (for example, 20 mg / l), sodium hypochlorite is discharged from the sodium
以後の工程は実施形態1と同じであるので、説明を省略する。 Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
本実施形態は、実施形態1の効果に加えて、CODを確実に排水基準以下にすることができ、排水処理を効率よく行うことができる効果を奏する。 In addition to the effects of the first embodiment, the present embodiment has an effect that the COD can be reliably made to be equal to or lower than the wastewater standard, and the wastewater treatment can be performed efficiently.
(その他の実施形態)
上述の実施形態は本発明の例示であって、本発明はこれらの例に限定されない。排水タンク11にはアンモニアタンクブロー排水などのアンモニアを多く含む他の排水をさらに投入しても構わない。排水処理フローにおいては、他の処理工程(例えばN−S結合を有する化合物の処理工程)を途中に含んでいても構わない。また、処理に必要な槽をさらに加えても構わない。
(Other embodiments)
The above-described embodiments are examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples. The
排水タンク11には脱窒を促すためにメタノールなど水素を供与する化合物を添加することが好ましい。
In order to promote denitrification, it is preferable to add a compound that donates hydrogen, such as methanol, to the
以上説明したように、本発明に係る排水処理方法は、アンモニアを効率よく処理できるので、石炭火力発電所の排水処理等として有用である。 As described above, the waste water treatment method according to the present invention can treat ammonia efficiently, and is thus useful as waste water treatment for a coal-fired power plant.
11 排水タンク
12 次亜塩素酸ソーダ貯蔵タンク
21 排水貯槽
22 pH調整槽
23 反応槽
24 循環槽
25 中継槽
26 中和槽
27 監視槽
31 分離膜
41 COD吸着塔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
排水タンクに復水脱塩装置排水と脱硫排水とを投入する投入工程と、
前記投入工程の後、前記排水タンクを保温しつつ1日以上4日以下保持する保持工程と
を含み、
前記保持工程では前記排水タンク内の排水を30℃以上50℃以下に保温する、排水処理方法。 A wastewater treatment method for treating condensate demineralizer drainage from a coal-fired power plant,
An input process for supplying condensate demineralizer drainage and desulfurization drainage to the drainage tank;
After said adding step, seen including a holding step of holding less than one day 4 days while kept the drainage tank,
A wastewater treatment method in which in the holding step, the wastewater in the drainage tank is kept at a temperature of 30 ° C to 50 ° C.
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