JP5684185B2 - 排水処理装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、排水処理装置及び方法に関する。

従来より、発電プラント等においては、一定の排水処理が行われ、排水基準を満たすように処理された水が放流されている。この排水処理のうちｐＨ値が排水基準を満たすようにする処理は、調整槽や、中和槽を設け、薬品（例えば、塩酸や苛性ソーダ等）を注入して中和処理が行われる。このような排水処理において、排水処理の効率を高め性能を向上させるための技術を開示する特許文献１や２が知られている。

特許文献１には、排水処理効率を高め、設備全体の大幅な小型化を図る排水処理装置が開示されている。この排水処理装置は、排水を給送するポンプと、配管内に薬液を供給する薬液供給手段と、薬液供給位置より下流側に配設されたＯＲＰ計及びｐＨ電極と、制御手段とを備え、制御手段は、ＯＲＰ計及びｐＨ電極の検出値に対応して、薬液供給手段のバルブ開度を自動的に制御し、排水のｐＨ調整及びクロム還元を行う。

特許文献２には、排水処理装置の性能を低下させないような水質の排煙脱硫排水を排水処理装置に送水するための前処理装置が開示されている。この前処理装置は、制御装置を備えていて、濃度計の測定値に基づき所定の相関関係に従って、流量調節弁を介してスチーム流量を調整することにより原水の温度を制御し、流量調節弁を介して酸の注入流量を調整することにより原水のｐＨを調節する。また、混合槽内の液の温度、ｐＨを計測し、流量調節弁の開度調整も同時に行う。

特開平７−１００４７１号公報 特開平８−２８１２９６号公報

このように、排水処理のｐＨ調整制御において、計測器の検出値に基づいて調整弁の開閉を行って薬品の注入を制御する技術は、特許文献１や２に開示されている。
しかしながら、排水処理のｐＨ調整制御において、制御の追従性を向上させるために、調整弁のシートリークによる制御への外乱を防止する技術は知られていない。

そこで、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止するようにした排水処理装置及び方法が求められている。

本発明は、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止するようにした排水処理装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明では、以下のような解決手段を提供する。
（１） 処理槽のｐＨを調整する排水処理装置であって、前記処理槽に酸性の液体を供給する酸供給ラインと、前記処理槽にアルカリ性の液体を供給するアルカリ供給ラインと、前記酸供給ラインに設けられる第１調整弁と、前記アルカリ供給ラインに設けられる第２調整弁と、前記第１調整弁の上流側に設けられる第１開閉弁と、前記第２調整弁の上流側に設けられる第２開閉弁と、前記第１調整弁の開度に基づいて前記第１開閉弁を開閉させる酸制御部と、前記第２調整弁の開度に基づいて前記第２開閉弁を開閉させるアルカリ制御部と、を備える排水処理装置。

（１）の構成によれば、本発明に係る排水処理装置は、酸供給ラインに設けられる第１調整弁の上流側に第１開閉弁を設け、第１調整弁の開度に基づいて第１開閉弁を開閉させ、アルカリ供給ラインに設けられる第２調整弁の上流側に第２開閉弁を設け、第２調整弁の開度に基づいて第２開閉弁を開閉させる。

したがって、本発明に係る排水処理装置は、調整弁の開度に基づいて、調整弁の上流側に設けた開閉弁を開閉させるので、調整弁の負担を軽減させ、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止することができる。

（２） ｐＨを測定するｐＨ測定部をさらに備え、前記酸制御部は、前記ｐＨ測定部により測定されたｐＨに基づいて前記第１調整弁の開度を決定し、前記アルカリ制御部は、前記ｐＨ測定部により測定されたｐＨに基づいて前記第２調整弁の開度を決定する、（１）に記載の排水処理装置。

したがって、（２）に係る排水処理装置は、測定したｐＨに基づいて調整弁の開度を決定するので、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱が開閉弁によって防止されている状態で、処理槽のｐＨ調整制御の追従性をさらに向上させることができる。

（３） （１）に記載の排水処理装置が実行する方法であって、前記酸制御部が、前記第１調整弁の開度に基づいて前記第１開閉弁を開閉させるステップと、前記アルカリ制御部が、前記第２調整弁の開度に基づいて前記第２開閉弁を開閉させるステップと、を備える方法。

したがって、（３）に係る方法は、（１）と同様に、調整弁の負担を軽減させ、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止することができる。

本発明によれば、調整弁のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る排水処理装置の薬品注入系統を示す図である。 本発明の一実施形態に係る排水処理装置の制御部の処理内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る排水処理装置１０の薬品注入系統を示す図である。発電プラント１の各発電工程等において排出された排水は、例えば、調整槽３０１ａや中和槽３０１ｂ（以下、処理槽３０１という。）に導かれ、排水処理装置１０は、処理槽３０１のｐＨ値が排水基準を満たすように排水処理を行う。

排水処理装置１０は、酸供給ライン１１０ａ，１１０ｂ（以下、酸供給ライン１１０という。）と、アルカリ供給ライン１２０ａ，１２０ｂ（以下、アルカリ供給ライン１２０という。）と、酸制御部１１３ａ，１１３ｂ（以下、酸制御部１１３という。）と、アルカリ制御部１２３ａ，１２３ｂ（以下、アルカリ制御部１２３という。）とを備え、処理槽３０１のｐＨを調整する。排水処理装置１０は、ｐＨを調整するために、ｐＨを測定するｐＨ測定部１３１ａ，１３１ｂ（以下、ｐＨ測定部１３１という。）をさらに備える。

酸供給ライン１１０は、処理槽３０１に酸性の液体（例えば、塩酸）を供給する。酸供給ライン１１０には、第１調整弁１１１ａ，１１１ｂ（以下、第１調整弁１１１という。）と、第１調整弁１１１の上流側に第１開閉弁１１２ａ，１１２ｂ（以下、第１開閉弁１１２という。）とが設けられている。アルカリ供給ライン１２０は、処理槽３０１にアルカリ性の液体（例えば、苛性ソーダ）を供給する。アルカリ供給ライン１２０には、第２調整弁１２１ａ，１２１ｂ（以下、第２調整弁１２１という。）と、第２調整弁１２１の上流側に第２開閉弁１２２ａ，１２２ｂ（以下、第２開閉弁１２２という。）とが設けられている。

酸制御部１１３は、ｐＨ測定部１３１により測定されたｐＨに基づいて、酸供給ライン１１０に設けられた第１調整弁１１１の開度を決定する。具体的には、酸制御部１１３は、測定されたｐＨ値（例えば、ｐＨ計によって測定された測定ｐＨ値）と、目標のｐＨ値（例えば、基準値として設定されている設定ｐＨ値）との差からＰＩＤ制御をするための制御量を算出し、算出した制御量に基づいて、第１調整弁１１１の開度を決定する。

次に、酸制御部１１３は、第１調整弁１１１の開度に基づいて第１開閉弁１１２を開閉させる。具体的には、酸制御部１１３は、第１調整弁１１１の開度が所定の値未満である場合に第１調整弁１１１の状態を閉止状態と判断し、第１開閉弁１１２を閉止する。酸制御部１１３は、第１調整弁１１１の開度が所定の値以上である場合に第１開閉弁１１２を開く。排水処理装置１０は、第１開閉弁１１２を閉止することによって、第１調整弁１１１のみで酸供給ライン１１０を閉止した場合のシートリークを防止する。

同様に、アルカリ制御部１２３は、ｐＨ測定部１３１により測定されたｐＨに基づいて、アルカリ供給ライン１２０に設けられた第２調整弁１２１の開度を決定する。具体的には、アルカリ制御部１２３は、ｐＨ計によって測定された測定ｐＨ値と、目標の設定ｐＨ値との差からＰＩＤ制御をするための制御量を算出し、算出した制御量に基づいて、第２調整弁１２１の開度を決定する。

次に、アルカリ制御部１２３は、第２調整弁１２１の開度に基づいて第２開閉弁１２２を開閉させる。具体的には、アルカリ制御部１２３は、第２調整弁１２１の開度が所定の値未満である場合に第２調整弁１２１の状態を閉止状態と判断し、第２開閉弁１２２を閉止する。アルカリ制御部１２３は、第２調整弁１２１の開度が所定の値以上である場合に第２開閉弁１２２を開く。排水処理装置１０は、第２開閉弁１２２を閉止することによって、第２調整弁１２１のみでアルカリ供給ライン１２０を閉止した場合のシートリークを防止する。

排水処理装置１０は、酸供給ライン１１０とアルカリ供給ライン１２０とのそれぞれのラインで、調整弁１１１，１２１の開度に基づいて開閉弁１１２，１２２を開閉させ、測定したｐＨ値と設定ｐＨ値とから調整弁１１１，１２１の開度のＰＩＤ制御をそれぞれ行い、追従性を向上させる。

図２は、本発明の一実施形態に係る排水処理装置１０の処理内容を示すフローチャートである。排水処理装置１０は、コンピュータ及びその周辺装置が備えるハードウェア並びに該ハードウェアを制御するソフトウェアによって構成され、以下の処理は、排水処理装置１０の制御部（例えば、ＣＰＵ）が所定のソフトウェアに従い実行する処理である。

ステップＳ１１において、排水処理装置１０（ｐＨ測定部１３１）は、ｐＨを測定する。より具体的には、排水処理装置１０は、ｐＨ計により測定したｐＨ値を受信する。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１２に移す。

ステップＳ１２において、排水処理装置１０（酸制御部１１３、アルカリ制御部１２３）は、測定したｐＨが所定の範囲内か否かを判断する。より具体的には、排水処理装置１０は、ｐＨ計から受信したｐＨ値が所定の範囲内の値か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１１に移し、ＮＯの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１３に移す。

ステップＳ１３において、排水処理装置１０（酸制御部１１３、アルカリ制御部１２３）は、酸供給ライン１１０の第１調整弁１１１と、アルカリ供給ライン１２０の第２調整弁１２１との開度を決定する。より具体的には、排水処理装置１０は、ステップＳ１１で測定された測定ｐＨ値と、目標の設定ｐＨ値との差からＰＩＤ制御をするための制御量を算出し、算出した制御量に基づいて、第１調整弁１１１と第２調整弁１２１との開度を決定する。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１４に移す。

ステップＳ１４において、排水処理装置１０（酸制御部１１３）は、第１調整弁１１１の開度が所定以上か否かを判断する。より具体的には、排水処理装置１０は、第１調整弁１１１の開度が開を示す所定の値以上か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１５に移し、ＮＯの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１６に移す。

ステップＳ１５において、排水処理装置１０（酸制御部１１３）は、酸供給ライン１１０の第１開閉弁１１２を開く。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１７に移す。

ステップＳ１６において、排水処理装置１０（酸制御部１１３）は、酸供給ライン１１０の第１開閉弁１１２を閉じる。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１７に移す。

ステップＳ１７において、排水処理装置１０（アルカリ制御部１２３）は、第２調整弁１２１の開度が所定以上か否かを判断する。より具体的には、排水処理装置１０は、第２調整弁１２１の開度が開を示す所定の値以上か否かを判断する。この判断がＹＥＳの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１８に移し、ＮＯの場合、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１９に移す。

ステップＳ１８において、排水処理装置１０（アルカリ制御部１２３）は、アルカリ供給ライン１２０の第２開閉弁１２２を開く。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１１に移す。

ステップＳ１９において、排水処理装置１０（アルカリ制御部１２３）は、アルカリ供給ライン１２０の第２開閉弁１２２を閉じる。その後、排水処理装置１０は、処理をステップＳ１１に移す。

本実施形態によれば、排水処理装置１０は、酸供給ライン１１０に設けられる第１調整弁１１１の上流側に第１開閉弁１１２を設け、第１調整弁１１１の開度に基づいて第１開閉弁１１２を開閉させ、アルカリ供給ライン１２０に設けられる第２調整弁１２１の上流側に第２開閉弁１２２を設け、第２調整弁１２１の開度に基づいて第２開閉弁１２２を開閉させる。したがって、排水処理装置１０は、調整弁１１１，１２１の開度に基づいて、調整弁１１１，１２１の上流側に設けた開閉弁１１２，１２２を開閉させるので、調整弁１１１，１２１の負担を軽減させ、調整弁１１１，１２１のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱を防止することができる。

本実施形態によれば、排水処理装置１０は、ｐＨを測定するｐＨ測定部１３１をさらに備え、ｐＨ測定部１３１により測定されたｐＨに基づいて第１調整弁１１１の開度を決定し、ｐＨ測定部１３１により測定されたｐＨに基づいて第２調整弁１２１の開度を決定する。したがって、排水処理装置１０は、測定したｐＨに基づいて調整弁１１１，１２１の開度を決定するので、調整弁１１１，１２１のシートリークによるｐＨ調整制御への外乱が開閉弁１１２，１２２によって防止されている状態で、処理槽３０１のｐＨ調整制御の追従性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 発電プラント
１０ 排水処理装置
１１０ａ，１１０ｂ 酸供給ライン
１１１ａ，１１１ｂ 第１調整弁
１１２ａ，１１２ｂ 第１開閉弁
１１３ａ，１１３ｂ 酸制御部
１２０ａ，１２０ｂ アルカリ供給ライン
１２１ａ，１２１ｂ 第２調整弁
１２２ａ，１２２ｂ 第２開閉弁
１２３ａ，１２３ｂ アルカリ制御部
１３１ａ，１３１ｂ ｐＨ測定部
３０１ａ 調整槽
３０１ｂ 中和槽

Claims (2)

1. 処理槽のｐＨを調整する排水処理装置であって、
   前記処理槽に酸性の液体を供給する酸供給ラインと、
   前記処理槽にアルカリ性の液体を供給するアルカリ供給ラインと、
   前記酸供給ラインに設けられる第１調整弁と、
   前記アルカリ供給ラインに設けられる第２調整弁と、
   前記第１調整弁の上流側に設けられる第１開閉弁と、
   前記第２調整弁の上流側に設けられる第２開閉弁と、
   ｐＨを測定するｐＨ測定部と、
   前記ｐＨ測定部により測定されたｐＨに基づいて、前記第１調整弁の開度を決定し、決定した前記第１調整弁の開度が所定の値未満である場合に、前記第１開閉弁を閉止し、前記第１調整弁の開度が所定の値以上である場合に前記第１開閉弁を開く酸制御部と、
   前記ｐＨ測定部により測定されたｐＨに基づいて、前記第２調整弁の開度を決定し、決定した前記第２調整弁の開度が所定の値未満である場合に前記第２開閉弁を閉止し、前記第２調整弁の開度が所定の値以上である場合に前記第２開閉弁を開くアルカリ制御部と、
   を備える排水処理装置。
2. 請求項１に記載の排水処理装置が実行する方法であって、
   前記ｐＨ測定部が、ｐＨを測定するｐＨ測定ステップと、
   前記酸制御部が、前記ｐＨ測定ステップにより測定されたｐＨに基づいて、前記第１調整弁の開度を決定し、決定した前記第１調整弁の開度が所定の値未満である場合に、前記第１開閉弁を閉止し、前記第１調整弁の開度が所定の値以上である場合に前記第１開閉弁を開く酸制御ステップと、
   前記アルカリ制御部が、前記ｐＨ測定ステップにより測定されたｐＨに基づいて、前記第２調整弁の開度を決定し、決定した前記第２調整弁の開度が所定の値未満である場合に前記第２開閉弁を閉止し、前記第２調整弁の開度が所定の値以上である場合に前記第２開閉弁を開くアルカリ制御ステップと、
   を備える方法。
   

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