JP5047715B2 - 石炭ガス化排水の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
(1)石炭ガス化排水を、凝集沈殿及び固液分離により懸濁物質を除去し、次いでキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化することを特徴とする石炭ガス化排水の処理方法、
(2)懸濁物質を除去した排水をpH5〜7に調整し、官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂と接触させることを特徴とする(1)記載の石炭ガス化排水の処理方法、
(3)石炭ガス化排水を、凝集沈殿処理する凝集反応槽及び沈殿槽、固液分離処理するろ過装置、キレート樹脂と接触させるキレート樹脂装置、及び、キレート樹脂装置の流出水を湿式触媒酸化する湿式触媒酸化反応器を有することを特徴とする(1)又は(2)記載の石炭ガス化排水の処理方法に用いる石炭ガス化排水の処理装置、及び、
(4)ろ過装置の後段に、固液分離した排水のpHを5〜7に調整するpH調整手段を設け、キレート樹脂が官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂であることを特徴とする(3)記載の石炭ガス化排水の処理装置、
を提供するものである。
実施例1(キレート樹脂による石炭ガス化排水からのFeの除去)
石炭ガス化排水に、ポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄、液状品、Fe含有量11重量%)100mg/Lを添加し、pHを7.0に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤[栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)PA331]1mg/Lを添加して、懸濁物質(SS)を凝集沈殿させ、ろ過により固液分離した。得られたろ液のFe濃度は、5.4mg/Lであった。このろ液を、キレート樹脂と接触させる原水として用いた。
キレート樹脂[三菱化学(株)、ダイヤイオン(登録商標)CR20、交換基ポリアミン、OH-型]をカラムに充填し、pH5.0、pH7.0又はpH9.0に調整した原水を、下向流で、空間速度(SV)5/h、線速度(LV)55cm/hで通水した。pH5.0とpH7.0の場合は、充填樹脂量の10倍量の原水を通水したのちも、充填樹脂量の50倍量の原水を通水したのちも、処理水のFe濃度は0.5mg/L未満であった。pH9.0の場合は、充填樹脂量の10倍量の原水を通水したのち、処理水のFe濃度は0.5mg/L未満であったが、充填樹脂量の50倍量の原水を通水したのち、処理水のFe濃度は4.8mg/Lであった。結果を、第1表に示す。
比較例1(凝集沈殿による石炭ガス化排水からのFeの除去の試み)
実施例1と同じ石炭ガス化排水に、ポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄、液状品、Fe含有量11重量%)100mg/Lを添加し、pH5.0、pH7.0又はpH9.0に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤[栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)PA331]1mg/Lを添加して、懸濁物質(SS)を凝集沈殿させ、ろ過により固液分離して処理水を得た。得られた処理水のFe濃度は、pH5.0、pH7.0、pH9.0のいずれの場合も5.4mg/Lであった。結果を、第2表に示す。
実施例2
図1に示す工程により、石炭ガス化排水中の懸濁物質(SS)を分離し、キレート樹脂を用いてFeを除去したのち、湿式触媒酸化し、COD成分とアンモニア性窒素について長期処理性能をしらべた。
凝集反応槽1において、石炭ガス化排水にポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄、液状品、Fe含有量11重量%)100mg/Lを添加し、pHを7.0に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤[栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)PA331]1mg/Lを添加した。懸濁物質(SS)が凝集した被処理水を沈殿槽2に送り、汚泥を固液分離したのち、上澄水をろ過装置3に通水してろ過し、得られたろ過水を原水とした。原水のFe濃度は5.4mg/L、CODMnは810mgO/L、アンモニア性窒素は1,650mgN/Lであった。
内径11mm、高さ300mmのステンレス鋼製筒状のキレート樹脂塔4に、キレート樹脂[三菱化学(株)、ダイヤイオン(登録商標)CR20、交換基ポリアミン、OH-型]10mLを充填し、温度20℃、大気圧において、原水を下向流で50mL/h、すなわち空間速度(SV)5/h、線速度(LV)55cm/hで通水した。キレート樹脂塔から流出する被処理水をpH調整槽6に導き、水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH11.0に調整した。
内径20mm、高さ125mmのステンレス鋼製筒状の湿式触媒酸化反応器9に、触媒として白金0.5重量%を担持した直径1.5mmのチタニア球30mLを充填した。pH調整槽の被処理水を、ポンプ7により、加熱器8を経由して湿式触媒酸化反応器9に30mL/h、すなわち空間速度(SV)1/hで送り、温度170℃、圧力0.9MPaで、図示しないポンプにより、反応器の底部から、被処理水中に存在するCOD成分とアンモニアの酸化に必要な理論量の2倍に相当する量の酸素を含む空気を、微細な気泡群として送り込みつつ、酸化反応を行った。反応器から流出する水は、冷却器10により30℃まで冷却して、処理水を得た。処理水の水質は、運転開始10時間後、50時間後ともに、Fe濃度0.5mg/L未満、CODMn10mgO/L、アンモニア性窒素1mgN/L未満であった。
キレート樹脂を用いてFeを除去する工程を省き、pH11.0に調整した被処理水をろ過した以外は、実施例2と同様にして、石炭ガス化排水の処理を行った。図2は、この処理の工程系統図である。
凝集反応槽1において、石炭ガス化排水にポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄、液状品、Fe含有量11重量%)100mg/Lを添加し、pHを7.0に調整し、さらにアニオン性高分子凝集剤[栗田工業(株)、クリフロック(登録商標)PA331]1mg/Lを添加した。懸濁物質(SS)が凝集した被処理水を沈殿槽2に送り、汚泥を固液分離したのち、上澄水をろ過装置3に通水してろ過し、得られたろ過水を原水とした。原水のFe濃度は5.4mg/L、CODMnは810mgO/L、アンモニア性窒素は1,650mgN/Lであった。
原水をpH調整槽6に導き、水酸化ナトリウム水溶液を加えてpH11.0に調整し、ポンプ7により、ろ過装置11に通水してろ過した。
内径20mm、高さ125mmのステンレス鋼製筒状の湿式触媒酸化反応器9に、触媒として白金0.5重量%を担持した直径1.5mmのチタニア球30mLを充填した。ろ過装置の流出水を、加熱器8を経由して湿式触媒酸化反応器9に30mL/h、すなわち空間速度(SV)1/hで送り、温度170℃、圧力0.9MPaで、図示しないポンプにより、反応器の底部から、被処理水中に存在するCOD成分とアンモニアの酸化に必要な理論量の2倍に相当する量の酸素を含む空気を、微細な気泡群として送り込みつつ、酸化反応を行った。反応器から流出する水は、冷却器10により30℃まで冷却して、処理水を得た。処理水の水質は、運転開始10時間後、Fe濃度1mg/L、CODMn10mgO/L、アンモニア性窒素1mgN/L未満であった。また、運転開始50時間後、Fe濃度1mg/L、CODMn140mgO/L、アンモニア性窒素100mgN/Lであった。
実施例2及び比較例2の結果を、第3表に示す。
2 沈殿槽
3 ろ過装置
4 キレート樹脂塔
5 pH計
6 pH調整槽
7 ポンプ
8 加熱器
9 湿式触媒酸化反応器
10 冷却器
11 ろ過装置
12 微粉炭搬送装置
13 石炭ガス化炉
14 シンガスクーラ
15 ダストフィルタ
16 水洗塔
17 排水処理装置
18 COS転換器
19 脱硫塔
20 ガスタービン
21 排熱回収ボイラ
22 蒸気タービン
Claims (4)
- 石炭ガス化排水を、凝集沈殿及び固液分離により懸濁物質を除去し、次いでキレート樹脂と接触させて溶存金属を除去したのち、湿式触媒酸化することを特徴とする石炭ガス化排水の処理方法。
- 懸濁物質を除去した排水をpH5〜7に調整し、官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂と接触させることを特徴とする請求項1記載の石炭ガス化排水の処理方法。
- 石炭ガス化排水を、凝集沈殿処理する凝集反応槽及び沈殿槽、固液分離処理するろ過装置、キレート樹脂と接触させるキレート樹脂装置、及び、キレート樹脂装置の流出水を湿式触媒酸化する湿式触媒酸化反応器を有することを特徴とする請求項1又は2記載の石炭ガス化排水の処理方法に用いる石炭ガス化排水の処理装置。
- ろ過装置の後段に、固液分離した排水のpHを5〜7に調整するpH調整手段を設け、キレート樹脂が官能基としてポリアミン構造を有するキレート樹脂であることを特徴とする請求項3記載の石炭ガス化排水の処理装置。
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