JPH1110151A - 硫酸イオン含有排水の処理装置 - Google Patents

硫酸イオン含有排水の処理装置

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JPH1110151A
JPH1110151A JP9162396A JP16239697A JPH1110151A JP H1110151 A JPH1110151 A JP H1110151A JP 9162396 A JP9162396 A JP 9162396A JP 16239697 A JP16239697 A JP 16239697A JP H1110151 A JPH1110151 A JP H1110151A
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JP
Japan
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water
cyclone
tank
membrane
sulfuric acid
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JP9162396A
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English (en)
Inventor
Yu Sasaki
湧 佐々木
Mikio Nihei
幹夫 二瓶
Hiroyuki Fujita
裕之 藤田
Kiyohito Chikasawa
清仁 近沢
Tadashi Takadoi
忠 高土居
Takeshi Sato
武 佐藤
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Tohoku Electric Power Co Inc
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硫酸イオン含有排水にカルシウム化合物を添
加して得られる不溶化物を膜分離処理するに当り、粗大
粒子を容易かつ効率的に、確実に除去して膜の劣化を防
止し、フラックスを長期にわたり安定に維持する。 【解決手段】 凝集反応槽1で硫酸イオン含有排水にカ
ルシウム化合物を添加し、生成した不溶化物を膜モジュ
ール4で膜分離するに当り、膜モジュール4の給水ポン
プ3の下流側に設けたサイクロン5で生成した不溶化物
中の粗大粒子を沈降分離する。 【効果】 サイクロンであれば、膜分離に先立ち、膜劣
化及びフラックス低下の原因となる石膏の粗大粒子を容
易かつ効率的に、しかも確実に分離除去することができ
る。サイクロンでの旋回に必要な流速を、膜モジュール
の給水ポンプの送液力を利用して得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は硫酸イオン含有排水
の処理装置に係り、特に、排煙脱硫排水等の硫酸イオン
含有排水にカルシウム化合物を添加して得られた不溶化
物を膜分離処理する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排煙脱硫排水などの硫酸イオン含有排水
は一般に凝集剤(中和剤)としてカルシウム化合物を添
加して硫酸カルシウム等の不溶化物を析出させ、これを
固液分離することにより処理されている。この固液分離
手段としては、沈降分離法、膜分離法がある。このう
ち、沈降分離法では不溶化物を沈降させるための沈降槽
が必要となるが、沈降槽は比較的大きな設置面積を必要
とすることから、設備の小型化の面からは膜分離法を採
用するのが好ましい。
【0003】しかし、硫酸イオン含有排水にカルシウム
化合物を添加して得られた不溶化物を膜分離処理する場
合、膜の物理的な劣化(例えば、膜の目詰り、膜の損傷
等)が生じるため、膜の目詰りにより低下したフラック
ス(透過流束)を回復させるための薬品洗浄を行った
り、損傷した膜を交換したりする必要があり、洗浄のた
めの薬品コストや、膜交換のためのコストが高騰する上
に、保守管理に手間がかかるという問題がある。
【0004】即ち、硫酸イオン含有排水にカルシウム化
合物を添加して得られる不溶化物中には、硫酸イオン含
有排水中の硫酸イオンとカルシウム化合物との反応で生
成した石膏が粒径50〜100μm、或いはそれ以上の
粗大粒子として存在する。そして、この石膏の粗大粒子
が膜を劣化させる原因となっている。
【0005】特に、クロスフロー濾過膜にあっては、こ
の石膏の粗大粒子による膜の損傷やフラックスの低下が
著しいために、膜の交換頻度、膜の洗浄頻度が高いとい
う問題がある。
【0006】このような問題を解決するために、特開平
9−864号公報には、排煙脱硫排水にカルシウム化合
物を添加して得られた不溶化物を含む水から、膜劣化及
びフラックス低下の原因となる石膏の粗大粒子を除去し
た後膜分離処理する装置が提案されている。この特開昭
9−864号公報記載の装置では、具体的には、排水に
カルシウム化合物を添加して除去対象物(例えば、フッ
素、重金属)と反応させる反応槽において、生成した粗
大粒子を沈降させて反応槽底部から引き抜くことにより
粗大粒子を除去している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭9−864号記載の装置では、次のような不具合が
ある。
【0008】即ち、反応槽においては、除去対象物とカ
ルシウム化合物とを円滑に反応させるために槽内を撹拌
する必要がある。このため、反応槽では撹拌と粗大粒子
分離のための沈降との相反する作用を行わせることにな
り、運転操作を厳密にコントロールする必要があった
り、槽構造に工夫が必要になったりする。そして、操作
条件が不安定になると粗大粒子の分離が不十分になる恐
れもある。
【0009】本発明は上記従来の問題点を解決し、硫酸
イオン含有排水にカルシウム化合物を添加して得られる
不溶化物を膜分離処理するに当り、粗大粒子を容易かつ
効率的に、確実に除去して膜の劣化を防止し、フラック
スを長期にわたり安定に維持する硫酸イオン含有排水の
処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の硫酸イオン含有
排水の処理装置は、硫酸イオン含有排水にカルシウム化
合物を添加して得られた不溶化物を含む水を膜分離処理
する膜モジュールと、この不溶化物含有水を該膜モジュ
ールに供給するポンプとを備えてなる硫酸イオン含有排
水の処理装置において、該不溶化物含有水から粗大粒子
を除去するためのサイクロンを設けた処理装置であっ
て、該サイクロンへは前記ポンプの送液力によって該不
溶化物含有水が流通されることを特徴とする。
【0011】かかる本発明においては、膜劣化及びフラ
ックス低下の原因となる石膏の粗大粒子をサイクロンに
より容易かつ効率的に、しかも確実に分離除去すること
ができる。しかも、本発明の硫酸イオン含有排水の処理
装置では、このサイクロン内での旋回に必要な流速を、
膜モジュールの給水ポンプの送液力を利用して得ること
ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の硫酸イオン含有排水の処理
装置の実施の形態を示す系統図である。1は凝集反応
槽、2は循環槽、3は循環ポンプ、4は膜モジュール、
5はサイクロン、6は薬注ポンプ、1A,2Aは撹拌
機、1BはpH計であり、薬注ポンプ6はこのpH計1
Bに連動する。
【0014】硫酸イオン含有排水(原水)は、反応槽1
に導入され、消石灰(Ca(OH)2 )が添加されてp
H4〜8に調整される。これにより、原水中の硫酸イオ
ンが石膏(CaSO4 ・2H2 O)として析出する。ま
た、原水中にその他、フッ素や重金属イオンが含有され
る場合には、難溶性のフッ化カルシウム(CaF2 )や
重金属イオンの水酸化物の不溶化物が生成する。
【0015】凝集反応槽1から流出した不溶化物含有水
は、循環槽2を経て循環ポンプ3により膜モジュール4
に送給されてクロスフロー濾過により固液分離され、透
過水が処理水として系外へ排出される。一方、濃縮水の
一部は凝集反応槽1に返送され、残部は循環槽2に循環
されるが、図示の装置では、この循環配管にサイクロン
5が設けられており、このサイクロン5で濃縮水中の粗
大粒子が除去される。
【0016】即ち、サイクロンは、下部がコーン状の円
筒形の槽であって、被処理水流入口がこの円筒形の槽の
上部側壁に接線方向に開口し、該円筒側壁の一部又は該
円筒槽頂部に処理水出口が開口するとともに、下部コー
ンの先端部に汚泥排出口が開口したものであり、接線方
向に流入した濃縮水は、このサイクロン5の槽内におい
て旋回流となり、濃縮水中の粒子は遠心力と慣性力とに
よって分級され、微小粒子は処理水とともに排出され
る。一方、粗大粒子は槽下部に沈降することで分離さ
れ、汚泥として槽下部の汚泥排出口から系外へ排出され
る。
【0017】このサイクロン5へは、循環ポンプ3の送
液力で濃縮水を上記旋回に必要な流速で流入させること
ができる。
【0018】本発明では、このサイクロン5により、濃
縮水中の粗大粒子、例えば粒径100μm以上、好まし
くは50μm以上の粗大粒子を分離除去し、循環槽2内
のSS濃度が3〜10%程度となるような条件で処理す
るのが好ましい。
【0019】サイクロン5で、特定の粒径以上の粗大粒
子を分離するには、サイクロンの円筒半径を適宜の大き
さに設定すれば良い。
【0020】また、循環槽2中のSS濃度を所定の値、
例えば3〜10%程度で一定となるようにサイクロン5
で汚泥の引き抜きを行うためにはSS濃度計を循環槽2
内や膜モジュール4の入口部又は出口部などに設置し、
その指示によりサイクロン5の汚泥排出口の開閉弁を開
閉させるように制御すれば良い。
【0021】このように、濃縮水中の粗大粒子をサイク
ロン5で除去することにより、循環槽2に流入する濃縮
水中の粒子は、比較的小粒径のものが中心となるため、
この循環槽2の循環水が導入される膜モジュール4の膜
劣化やフラックスの低下は起こりにくくなる。
【0022】なお、この膜モジュール4としては、UF
(限外濾過)膜やMF(精密濾過)膜を設けたクロスフ
ロー型膜モジュールが好適である。
【0023】図1に示す装置は本発明の一実施例であっ
て、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のもの
に限定されるものではない。
【0024】例えば、サイクロンの設置箇所は、膜モジ
ュールへの給水ポンプの送液力によって不溶化物含有水
が流通されるような位置であれば良く、サイクロン5
は、図1に示す循環配管の他、循環ポンプ3と膜モジュ
ール4との間の配管、或いは、膜モジュール4の濃縮水
を凝集反応槽1に返送する返送配管等に設けても良い。
【0025】また、膜モジュール4の濃縮水は必ずしも
凝集反応槽1に返送する必要はないが、図示の如く、濃
縮水の一部を凝集反応槽1に返送することで、スケール
生成を抑制することができ、安定運転を行える。
【0026】なお、本発明において、硫酸イオン含有排
水としては排煙脱硫排水が挙げられる。カルシウム化合
物としては、上記消石灰(Ca(OH)2 )を用い、添
加後の排水のpHが4〜8となるように、必要に応じて
他のpH調整剤と共に添加される。
【0027】
【実施例】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて、
本発明をより詳細に説明する。
【0028】実施例1 図1に示す本発明の硫酸イオン含有排水の処理装置によ
り、下記水質の火力発電所の排煙脱硫排水を原水として
処理を行った。
【0029】排煙脱硫排水水質 pH : 1.6 SS : 800mg/L SO4 2- :4500mg/L F- : 50mg/L 原水は10000L/dayの流量で凝集反応槽1に導
入し、pHが6〜7となるようにCa(OH)2 を添加
した後、循環槽2を経て循環ポンプ3により膜モジュー
ル4で固液分離した。膜モジュール4としてはクロスフ
ロー型MF膜モジュール(チューブラー膜;内径5.5
mm,孔径0.2μm)を用い、透過水量5m3 /m2
・day一定で処理し、15分間に1回の割合で処理水
による水逆洗を5秒間行った。膜モジュール4の濃縮水
90000L/dayのうち、一部(20000L/d
ay)は凝集反応槽1に返送し、残部はサイクロン5で
粗大粒子を除去した後、循環槽2に循環した。
【0030】サイクロン5では、粒径50μm以上の粗
大粒子を分級して汚泥を引き抜くことにより、循環槽2
内のSS濃度を4〜6%に維持した。
【0031】このようにして運転を行ったときの膜モジ
ュール4の濃縮水側の平均圧力と透過水側の平均圧力と
の差を有効差圧とし、0.5Kgf/cm2 ,25℃に
換算したフラックスの経時変化を調べ、結果を表1に示
した。
【0032】比較例1 サイクロンを設置せず、循環槽にて汚泥引き抜きを行う
ことで、循環槽内SS濃度を実施例1と同等に維持した
こと以外は実施例1と同様に処理を行い、フラックスの
経時変化を調べ、結果を表1に示した。
【0033】
【表1】
【0034】なお、実施例1及び比較例1において、循
環水中の粒子を顕微鏡観察してその最大径を調べたとこ
ろ、実施例1では50μmであったが、比較例1では1
30μmであった。
【0035】また、実施例1及び比較例1において、そ
れぞれ、15日間の連続運転後に膜を薬品洗浄し(8重
量%NaOH洗浄4hr,その後7重量%HCl洗浄4
hr)、前記と同一条件運転で15日間通水する一連の
操作を5回繰り返した後、膜の表面を電子顕微鏡観察し
た結果、実施例1で使用した膜は、未使用の膜とほぼ同
等の孔がみられ、孔面積割合は膜の全表面積の30〜4
0%であるのに対し、比較例1の膜は孔数が減少し、孔
面積割合は約20%になっていた。
【0036】以上の結果から、サイクロンにより粗大粒
子を分離して引き抜くことにより、粗大粒子の膜モジュ
ールへの流入が防止され、これにより、 粗大粒子による膜面損傷が防止され、膜の寿命が長
くなり、膜の交換コストが低減される。 粗大粒子による膜の目詰りが防止され膜フラックス
が安定する。これにより、膜の洗浄頻度が低くなるた
め、装置の稼動率が高まり、また、薬品コストが低減さ
れる。 といった効果が奏され、硫酸イオン含有排水を安定かつ
効率的に、低コストにて処理することができることが明
らかである。
【0037】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の硫酸イオン
含有排水の処理装置によれば、硫酸イオン含有排水をカ
ルシウム化合物により不溶化処理して不溶化物を膜分離
処理により固液分離するに当り、膜の劣化及びフラック
スの低下を防止して、長期にわたり安定かつ効率的な処
理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の硫酸イオン含有排水の処理装置の実施
の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
1 凝集反応槽 2 循環槽 3 循環ポンプ 4 膜モジュール 5 サイクロン 6 薬注ポンプ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 1/58 ZAB (72)発明者 藤田 裕之 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目7番1号 東北電力株式会社内 (72)発明者 近沢 清仁 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 高土居 忠 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 武 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫酸イオン含有排水にカルシウム化合物
    を添加して得られた不溶化物を含む水を膜分離処理する
    膜モジュールと、この不溶化物含有水を該膜モジュール
    に供給するポンプとを備えてなる硫酸イオン含有排水の
    処理装置において、 該不溶化物含有水から粗大粒子を除去するためのサイク
    ロンを設けた処理装置であって、 該サイクロンへは前記ポンプの送液力によって該不溶化
    物含有水が流通されることを特徴とする硫酸イオン含有
    排水の処理装置。
JP9162396A 1997-06-19 1997-06-19 硫酸イオン含有排水の処理装置 Pending JPH1110151A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7144924B2 (en) 2003-06-25 2006-12-05 Eni S.P.A. Process for the production in continuous of hydrocarbons from synthesis gas in slurry reactors and for the separation of the liquid phase produced from the solid phase
CZ302338B6 (cs) * 1999-02-08 2011-03-16 S. A. Lhoist Recherche Et Developpement Zpusob úpravy kalu
JP2013244456A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd 廃水処理方法
CN105540777A (zh) * 2014-10-29 2016-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种硫转移剂生产废水的循环利用方法

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CZ302338B6 (cs) * 1999-02-08 2011-03-16 S. A. Lhoist Recherche Et Developpement Zpusob úpravy kalu
US7144924B2 (en) 2003-06-25 2006-12-05 Eni S.P.A. Process for the production in continuous of hydrocarbons from synthesis gas in slurry reactors and for the separation of the liquid phase produced from the solid phase
JP2013244456A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd 廃水処理方法
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