JPH1028994A

JPH1028994A - 火力発電所排水の処理装置

Info

Publication number: JPH1028994A
Application number: JP8205431A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takadoi; 忠高土居; Takeshi Sato; 武佐藤; Kiyohito Chikasawa; 清仁近沢
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JP3546906B2

Abstract

(57)【要約】【課題】膜分離装置を使用する火力発電所排水の処理に
おいて、定常排水と非定常排水を同一の装置を用いて処
理し、膜フラックスを低下させることなく、良好な水質
を有する処理水を安定して得ることができる火力発電所
排水の処理装置を提供する。【解決手段】(Ａ)火力発電所において発生する定常排水
が供給される凝集反応槽、(Ｂ)凝集反応槽で生成した固
形分を分離して処理水を得る膜分離装置、(Ｃ)膜分離装
置の濃縮水が供給されて分離水と濃縮汚泥とに分けられ
る固液分離装置、(Ｄ)該濃縮汚泥を脱水する脱水機、及
び(Ｅ)該分離水を前記凝集反応槽に返送する返送管を有
する火力発電所排水の処理装置において、(Ｆ)火力発電
所において発生する非定常排水が供給され、pHを８〜１
１に調整するpH調整槽、及び(Ｇ)該pH調整された水を前
記固液分離装置に供給する連絡配管を設けたことを特徴
とする火力発電所排水の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電所排水の
処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、膜分離
装置を有する火力発電所排水の処理装置において、非定
常排水を処理しても膜フラックスの安定を維持し、膜の
洗浄頻度を少なくし、洗浄に要する時間、工数及び薬品
使用量を低減することができる火力発電所排水の処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所排水には、常時排出される排
煙脱硫排水、純水装置再生排水、復水脱塩再生排水、灰
処理ブロー排水、分析室排水などの定常排水と、発電所
装置の補修などで数ケ月ないし数十カ月に一度、一時的
に排出されるエアヒータ水洗排水、ガス−ガスヒータ水
洗排水、電気集塵機水洗排水などの非定常排水とがあ
る。火力発電所では、日常発生する定常排水を処理する
ための排水処理装置を利用して、非定常排水をも処理し
ている。定常排水は、凝集反応槽において、排水中のＳ
Ｓ、フッ素、重金属類、ＣＯＤなどの除去のために、ア
ルミニウム化合物、鉄化合物、カルシウム化合物などの
凝集剤を添加するとともに、pHを５〜８に調整して溶解
金属を不溶化し、凝集処理を行う。凝集反応槽で生成し
た固形分の分離に、設置面積の削減と処理効率の改善の
ために、膜分離装置が実用化されつつある。凝集反応槽
から流出する水を循環槽に導き、ポンプにより膜分離装
置へ圧送し、膜を透過した処理水を得るとともに、膜を
透過しない固形分を含む濃縮水を循環槽に返送する。こ
の膜分離操作を継続すると、循環槽内の濃縮水のＳＳ濃
度は次第に上昇し、ＳＳが高濃度になると膜分離装置の
膜面ケーキの付着厚みが増し、その抵抗のために透過水
量（膜フラックス）が減少する。そのため、循環槽内の
濃縮水を適時に排出し、ＳＳ濃度として、０.５〜１０
重量％程度に保持している。排出された濃縮水は、シッ
クナーで沈降分離し、上澄水は凝集反応槽へ返送し、濃
縮汚泥は脱水機により処理して脱水ケーキとする。この
ような定常排水処理に対して、非定常排水を処理する場
合は、非定常排水中に含まれる２価の鉄イオンやニッケ
ルイオンを不溶化するために、pHを８〜１１まで上げて
膜分離を行うが、pHが８を超えると膜面汚染が促進さ
れ、膜フラックスの低下が早く、薬品洗浄を頻繁に行う
ことが必要となる。また、高pHに調整した非定常排水が
混入すると、あるいは、非定常排水処理後に定常排水に
切り換えてpH中性処理を行うと、汚泥中の鉄、ニッケ
ル、アルミニウムなどの一部が溶解し、処理水の水質を
悪化させるので、排水処理装置内の循環水の全量を脱水
処分したのち、非定常排水又は定常排水を受け入れる必
要があるなどの煩雑さがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、膜分離装置
を使用する火力発電所排水の処理において、膜フラック
スを低下させることなく、定常排水処理用の装置を利用
して、鉄、ニッケルなどを含む非定常排水をも安定して
処理することができる火力発電所排水の処理装置を提供
することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、非定常排水をpH
調整槽においてpH８〜１１に調整し、固液分離装置にお
いて濃縮汚泥を分離し、分離水を定常排水の凝集反応槽
に供給することにより、定常排水から非定常排水に切り
換えるとき、膜フラックスの安定を維持し、処理水の水
質を良好に保ったまま、定常排水処理用の装置を利用し
て非定常排水を処理し得ることを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、(Ａ)火力発電所において発生する定常排水が供給さ
れる凝集反応槽、(Ｂ)凝集反応槽で生成した固形分を分
離して処理水を得る膜分離装置、(Ｃ)膜分離装置の濃縮
水が供給されて分離水と濃縮汚泥とに分けられる固液分
離装置、(Ｄ)該濃縮汚泥を脱水する脱水機、及び(Ｅ)該
分離水を前記の凝集反応槽に返送する返送管を有する火
力発電所排水の処理装置において、(Ｆ)火力発電所にお
いて発生する非定常排水が供給され、pHを８〜１１に調
整するpH調整槽、及び(Ｇ)該pH調整された水を前記固液
分離装置に供給する連絡配管を設けたことを特徴とする
火力発電所排水の処理装置を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明装置は、火力発電所におい
て発生する定常排水及び非定常排水の処理に適用するこ
とができる。図１は、本発明装置の一態様の工程系統図
である。火力発電所の定常排水は、凝集反応槽１に導入
し、pH調整剤及び凝集剤を添加して凝集処理を行う。pH
調整剤としては、酸又はアルカリを用い、凝集に適した
pH、通常は５〜８に調整する。火力発電所の定常排水
は、通常は酸性であるので、pH調整には、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、消石灰などのアルカリを使用す
る。凝集剤としては、例えば、硫酸バンド、ポリ塩化ア
ルミニウム、硫酸第一鉄、塩化第二鉄、消石灰、塩化カ
ルシウム、マグネシウム化合物などの無機凝集剤を好適
に使用することができる。必要に応じて、アルギン酸ナ
トリウム、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル
アミドの部分加水分解物の塩などのアニオン性高分子凝
集剤、ポリエチレンイミン、ポリチオ尿素、ポリジメチ
ルジアリルアンモニウムクロライドなどのカチオン性高
分子凝集剤、ポリアクリルアミドなどのノニオン性高分
子凝集剤などを用いて、分離性を改善することができ
る。これらの凝集剤は、１種を単独で使用することがで
き、２種以上を組み合わせて使用することができる。図
１において、凝集反応槽は１基として示されているが、
凝集反応槽を２基設けてpH調整を２段階に行い、第１段
でpH４.５〜６に調整し、第２段でpH６〜８に調整する
ことができる。pH調整を２段階に行うことにより、生成
するフロックが細かくなり、膜分離装置の膜面を傷つけ
るおそれがなく、膜フラックスが安定する。凝集反応槽
には、濃縮水の一部を返送し、添加することができる。
濃縮水を添加することにより、濃縮水中に含まれる固形
物が凝集反応槽における反応の核となり、生成するフロ
ックが密度の高いフロックとなって、膜による分離性が
向上し、膜フラックスが安定する。濃縮水中の固形物濃
度は０.５〜１０重量％程度であることが好ましく、固
形物濃度が０.５重量％未満であると、反応の核として
の効果が小さく、固形物濃度が１０重量％を超えると、
膜面におけるケーキ生成量が増大して、膜フラックス低
下が早くなる。

【０００６】pH調整と凝集処理を行った水は、循環槽２
へ移し入れ、循環ポンプ３により膜分離装置４に圧送す
る。使用する分離膜には特に制限はなく、例えば、精密
ろ過膜（ＭＦ膜）、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、逆浸透膜
（ＲＯ膜）、ナノフィルター膜（ＮＦ膜）などを、凝集
フロックの性状に応じて適宜選択して使用することがで
きるが、多くの場合、精密ろ過膜又は限外ろ過膜を好適
に使用することができる。膜エレメントの形式には特に
制限はなく、例えば、平面膜締め付け型、平面膜スパイ
ラル巻型、管状膜、中空糸膜などを使用することができ
る。膜分離装置の形式にも特に制限はなく、例えば、外
圧式、内圧式あるいは加圧式、減圧式などを適宜選択し
て使用することができる。膜分離装置は、処理水又は加
圧空気などにより適宜逆洗を行い、逆洗と透過を繰り返
し行う。また、ある一定期間を経過して、膜フラックス
が低下した場合には、酸やアルカリなどを用いて薬品洗
浄を行う。膜分離装置から得られる透過水は、処理水と
して放流することができ、あるいは必要に応じて、高度
処理や水回収に供することができる。濃縮水は、固形分
濃度を０.５〜１０重量％程度に保持するために、一部
を固液分離装置５に排出し、分離水と濃縮汚泥に分離す
る。使用する固液分離装置は、濃縮水をさらに濃縮する
ことができるものであれば特に制限はなく、例えば、沈
殿濃縮槽、傾斜板付き沈殿器、遠心分離型濃縮器などを
使用することができる。固液分離装置で得られる濃縮汚
泥は、脱水機６により脱水し、脱水ケーキとして処分す
る。使用する脱水機には特に制限はなく、例えば、真空
ろ過機、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心ろ過
機、スクリュープレスなどを使用することができる。固
液分離装置で得られる分離水は、返送管７を通じて凝集
反応槽に返送する。

【０００７】本発明装置において、火力発電所の非定常
排水は、定常排水と同時に処理することができ、あるい
は定常排水の処理を停止して、非定常排水のみを処理す
ることができる。定常排水と非定常排水を同時に処理す
る場合は、定常排水及び非定常排水それぞれの流入量を
適宜調節することが好ましい。非定常排水は、pH調整槽
８に導入し、pHを８〜１１に調整する。火力発電所にお
ける非定常排水は通常は酸性であるので、pH調整剤とし
ては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、消
石灰などを使用することができる。非定常排水が２価の
鉄を含む場合はpH８〜９程度に調整することが好まし
く、ニッケルを含む場合はpH９.５〜１１程度に調整す
ることが好ましい。pH調整槽においては、必要に応じ
て、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリアクリルアミドの部分加水分解物の塩などのア
ニオン性高分子凝集剤、ポリエチレンイミン、ポリチオ
尿素、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライドな
どのカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミドなど
のノニオン性高分子凝集剤などを添加することができ
る。pH調整を終えた非定常排水は、連絡配管９を通じて
固液分離装置５に供給する。非定常排水を定常排水と同
時に処理する場合は、固液分離装置には膜分離装置の濃
縮水の一部が排出されるので、pH調整を終えた非定常排
水と濃縮水の混合物について固液分離処理し、上澄水を
返送管７を通じて凝集反応槽１に送る。定常排水の処理
を停止して、非定常排水のみを処理する場合は、pH調整
を終えた非定常排水を固液分離装置に供給し、固液分離
処理した上澄水を凝集反応槽１に送る。凝集反応槽に送
られた固液分離装置の上澄水は、定常排水と同様にpH調
整剤及び凝集剤を添加し、非定常排水にも含まれるフッ
素、重金属などを不溶化する。本発明装置は、従来の火
力発電所の定常排水の処理装置に、pH調整槽及び固液分
離装置への連絡配管を付設したものであり、大規模な設
備を増設することなく、定常排水と非定常排水の同一設
備による処理を可能とする。本発明装置によれば、火力
発電所の定常排水と非定常排水を、同一の処理装置を用
いて、同時に又は別々に処理して、良好な水質を有する
処理水を安定して得ることができる。また、膜分離装置
の膜フラックスが安定するので、薬品洗浄頻度が少なく
なり、洗浄に要する時間、工数及び薬品使用量を低減す
ることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例１容量１０リットルの凝集反応槽、容量２０リットルの循
環槽、膜面積０.０３６ｍ²、内径５.５mm、孔径０.２μ
ｍのポリプロピレン製チューブラ膜を備えた膜分離装置
を連結した排水処理装置を用い、循環膜面流速２ｍ／秒
で膜分離しつつ、排水の処理を行った。濃縮水側平均圧
力（Ａ）、処理水側圧力（Ｂ）、透過水量及び水温を測
定し、２５℃、有効圧力（Ａ−Ｂ）０.５kg／cm²換算の
フラックス（ｍ³／ｍ²・日）を算出した。また、膜を透
過した処理水について、鉄及びアルミニウムの濃度を測
定した。まず、定常排水である排煙脱硫排水（水質：pH
５.６、ＳＳ４３mg／リットル、ＣＯＤ_Mn３５mg／リッ
トル、鉄３.６mg／リットル、ニッケル１mg／リットル
以下）を凝集反応槽に連続供給し、ポリ塩化アルミニウ
ムを１,０００mg／リットルになるよう添加し、水酸化
ナトリウムによりpHを６.５に調整し、通水速度２００
リットル／日で、７２時間の連続通水を行った。次い
で、通水時間７２時間目から１２０時間目まで、定常排
水の通水速度を１８０リットル／日として処理を継続す
る一方、非定常排水であるエアヒータ排水（水質：pH
３.５、鉄３１０mg／リットル、ニッケル１mg／リット
ル以下）のpHを水酸化ナトリウムにより８.８に調整
し、沈殿槽で静置した上澄水（水質：pH８.８、鉄１mg
／リットル以下、ニッケル１mg／リットル以下）を、通
水速度２０リットル／日で凝集反応槽に供給した。換算
フラックスは、通水開始時２０.０ｍ³／ｍ²・日、通水２
４時間目１９.９ｍ³／ｍ²・日、通水４８時間目１９.７
ｍ³／ｍ²・日、通水７２時間目１９.５ｍ³／ｍ²・日、通
水７４時間目１９.５ｍ³／ｍ²・日、通水１２０時間目１
９.１ｍ³／ｍ²・日であった。また、処理水中の鉄及びア
ルミニウム濃度は、すべて１mg／リットル以下であっ
た。比較例１通水時間７２時間目から１２０時間目まで、非定常排水
であるエアヒータ排水のpHを８.８に調整し、沈澱槽で
静置することなくそのまま通水した以外は、実施例１と
同じ操作を繰り返した。換算フラックスは、通水開始時
２０.０ｍ³／ｍ²・日、通水２４時間目１９.８ｍ³／ｍ²・
日、通水４８時間目１９.７ｍ³／ｍ²・日、通水７２時間
目１９.５ｍ³／ｍ²・日、通水７４時間目１９.１ｍ³／ｍ
²・日、通水１２０時間目１７.２ｍ³／ｍ²・日であった。
また、処理水中の鉄濃度は、通水７２時間目まではすべ
て１mg／リットル以下であったが、通水７４時間目に
２.５mg／リットルとなり、通水１２０時間目には再び
１mg／リットル以下となった。処理水中のアルミニウム
濃度は、通水７２時間目まではすべて１mg／リットル以
下であったが、通水７４時間目に３.７mg／リットルと
なり、通水１２０時間目に４.０mg／リットルとなっ
た。実施例２一般排水（水質：pH３.１、ＳＳ５０mg／リットル、Ｃ
ＯＤ_Mn１２mg／リットル、鉄３.５mg／リットル、ニッ
ケル１mg／リットル以下）に、塩化第二鉄を５００mg／
リットルになるよう添加し、水酸化ナトリウムによりpH
６.５に調整し、実施例１と同じ装置、同じ条件で７２
時間の連続通水を行った。次いで、一般排水の通水を停
止し、通水時間７２時間目から１２０時間目までは、非
定常排水であるエアヒータ排水（水質：pH３.０、ＳＳ
８００mg／リットル、鉄２,０００mg／リットル、ニッ
ケル４０mg／リットル）のpHを水酸化ナトリウムにより
１０.５に調整し、沈殿槽で静置した上澄水（水質：pH
１０.５、鉄１mg／リットル以下、ニッケル１mg／リッ
トル以下）を、通水速度２００リットル／日で凝集反応
槽に供給した。換算フラックスは、通水開始時２１.５
ｍ³／ｍ²・日、通水２４時間目２１.３ｍ³／ｍ²・日、通
水４８時間目２１.０ｍ³／ｍ²・日、通水７２時間目２
０.７ｍ³／ｍ²・日、通水７４時間目２０.７ｍ³／ｍ²・
日、通水１２０時間目２０.５ｍ³／ｍ²・日であった。ま
た、処理水中の鉄及びニッケル濃度は、すべて１mg／リ
ットル以下であった。比較例２通水時間７２時間目から１２０時間目まで、非定常排水
であるエアヒータ排水を処理することなくそのまま凝集
反応槽に供給し、凝集反応槽内の水のpHを水酸化ナトリ
ウムにより１０.５に調整した以外は、実施例２と同じ
操作を繰り返した。換算フラックスは、通水開始時２
１.５ｍ³／ｍ²・日、通水２４時間目２１.３ｍ³／ｍ²・
日、通水４８時間目２１.０ｍ³／ｍ²・日、通水７２時間
目２０.７ｍ³／ｍ²・日、通水７４時間目１７.０ｍ³／ｍ
²・日、通水１２０時間目１４.０ｍ³／ｍ²・日であった。
また、処理水中の鉄濃度は、通水７２時間目まではすべ
て１mg／リットル以下であったが、通水７４時間目に
５.５mg／リットルとなり、通水１２０時間目には再び
１mg／リットル以下となった。処理水中のニッケル濃度
は、通水７２時間目まではすべて１mg／リットル以下で
あったが、通水７４時間目に２.５mg／リットルとな
り、通水１２０時間目には再び１mg／リットル以下とな
った。実施例１、比較例１、実施例２及び比較例２につ
いて、換算フラックスの値を第１表に、処理水水質を第
２表に示す。

【０００９】

【表１】

【００１０】

【表２】

【００１１】非定常排水のpHを８.８又は１０.５に調整
し、沈澱槽で静置した上澄水を凝集反応槽に供給する本
発明装置によれば、定常排水のみの処理から定常排水と
非定常排水の混合処理に切り替えた実施例１において
も、また定常排水の処理を停止して非定常排水のみの処
理に切り換えた実施例２においても、換算フラックスは
安定しており、処理水の水質も良好である。これに対し
て、沈澱槽における固液分離を行うことなく、直ちに凝
集反応槽に供給した比較例１及び比較例２においては、
非定常排水に切り換えると換算フラックスが低下し、ま
た、切り換え直後に、鉄、アルミニウム、ニッケルが溶
出している。換算フラックスが低下するのは、非定常排
水中の汚染物質を除去するのに好適な高pHにすると、膜
面汚染が促進されるpH領域となるためと考えられる。ま
た、非定常排水への切り換え直後に金属分が溶出するの
は、pH調整した非定常排水に排水処理装置内に残留して
いた定常排水が混合してpHが低くなり、金属が溶解した
ためと考えられる。

【００１２】

【発明の効果】本発明装置によれば、火力発電所の定常
排水と非定常排水を同一の装置を用いて処理し、良好な
水質を有する処理水を安定して得ることができる。ま
た、膜分離装置の膜フラックスが安定するので、薬品洗
浄の頻度が少なくなり、洗浄に要する時間、工数及び薬
品使用量を低減し、経済的に排水処理装置を運転するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明装置の一態様の工程系統図であ
る。

【符号の説明】

１凝集反応槽２循環槽３循環ポンプ４膜分離装置５固液分離装置６脱水機７返送管８ pH調整槽９連絡配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢＣ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢＥ 1/52 ＺＡＢ 1/52 ＺＡＢＫ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(Ａ)火力発電所において発生する定常排水
が供給される凝集反応槽、(Ｂ)凝集反応槽で生成した固
形分を分離して処理水を得る膜分離装置、(Ｃ)膜分離装
置の濃縮水が供給されて分離水と濃縮汚泥とに分けられ
る固液分離装置、(Ｄ)該濃縮汚泥を脱水する脱水機、及
び(Ｅ)該分離水を前記凝集反応槽に返送する返送管を有
する火力発電所排水の処理装置において、(Ｆ)火力発電
所において発生する非定常排水が供給され、pHを８〜１
１に調整するpH調整槽、及び(Ｇ)該pH調整された水を前
記固液分離装置に供給する連絡配管を設けたことを特徴
とする火力発電所排水の処理装置。