JPS5815039B2 - 塵芥焼却場廃水の処理法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は塵芥焼却場において発生する廃水の処理法に
関するものである。

塵芥焼却場では燃焼ガスをそのまま排出できないため洗
煙が行われているが、洗煙方法には乾式と湿式の２つの
方法がある。

乾式法はフレーク状、のＣａ（ＯＨ）２層などにガスを
通して処理するが、水銀は捕捉されずに大気に放出され
る。

これに対して湿式法は水銀を除去できるが、洗煙廃水の
処理が必要となる。

塵芥焼却場廃水としては、この洗煙廃水のほかに、灰ピ
ツト廃水、洗車廃水、未洗廃水、ボイラブロー水、生活
廃水などがあり、総合処理される場合が多い。

この他に塵芥ピット廃水があるが、ＢＯＤが高く、通常
は別途蒸発酸化処理すたはし尿と併合処理される場合が
多い。

塵芥焼却場廃水は一般に塩分濃度が高いため、・通常の
廃水処理である活性汚泥処理は経済的に不可能な場合が
多い。

このため凝集、沈殿、瀘過などの物理処理が行われるが
、この場合重金属特に水銀を排水基準（水銀５ｐｐｂ）
以下にすることができないとともに、高濃度の塩類はほ
とんど除去されない。

またこの方法には大規模の装置と複雑な操作を必要とし
た。

この発明は小規模の装置と簡単な操作により重金属や塩
類を効率的かつほぼ完全に除去することのできる塵芥焼
却場廃水の処理法を提供する。

本発明は塵芥焼却場廃水を蒸発分離工程で蒸気と濃縮液
とに分離し、蒸気は凝縮させたのち逆浸透膜分離工程で
処理水と水銀濃縮水とに分離し、水銀濃縮水はキレート
型イオン交換樹脂床に上向流で通水して、その流出水を
前記蒸発分離工程へ戻し、蒸発分離工程の濃縮液は固液
分離したのち、その分離液を前記蒸発分離工程へ戻すこ
とを特徴とする塵芥焼却場廃水の処理法である。

本発明の処理対象とする塵芥焼却場廃水は洗煙廃水を含
む廃水であるが、この他に前述の塵芥焼却場の各部にお
いて発生する廃水を含む総合廃水であってもよい。

塵芥焼却場の総合廃水の水質は一般的にｐＨ３〜１２、
ＢＯＤ １００〜３００ｐｐｍ。

ＳＳ １００〜１５００ ｐｐｍ、 ＴＤ８１〜１５％
、Ｈｇ１Ｏｐｐｂ〜３０ｐｐｍ、Ｃｒ ２〜１０ｐｐ
ｍである。

以下本発明を図面の実施例について説明する。

図面は塵芥焼却場の総合廃水を処理した実施例のフロー
ダイヤグラムである。

図面において被処理廃水を、原水管１からスクリーン２
によって粗大夾雑物を除去して原水槽３に供給し、ここ
に貯留したのち、連絡管４から蒸発装置５に供給する。

蒸発装置５は蒸発分離工程のためのものであり、導入廃
水を蒸発して蒸気と濃縮液に分離できるものであれば、
多管式、回分式などいかなる形式のものでもよいが、実
施例では薄膜式のものを使用している。

すなわち実施例の蒸発装置５は例えば特公昭４９−２９
６４２号に記載されているような薄膜式蒸発装置であっ
て、横型円筒本体の一部外周に加熱用ジャケット５ａを
設け、ジャケット５ａに対応した部分に本体内壁に薄膜
を形成する回転羽根５ｂを設けている。

蒸発分離工程では、ジャケット５ａに塵芥焼却炉の余熱
を利用した蒸気発生器６から蒸気管７を通して加熱蒸気
を導入して加熱し、復水はドレンパイプ８から蒸気発生
器６へ還流させながら、回転羽根５ｂを回転させると、
ジャケット５ａの伝熱面に廃水の薄膜が形成され、効率
よく蒸発が起こるとともに、蒸発によって生成する固形
物を含む濃縮液は順次掻き取られてスケールを生成する
ことがない。

こうして蒸発装置５へ導入される廃水は蒸気と濃縮液に
分離するが、この場合廃水中の水銀はかなりの量が蒸気
側に移行する。

蒸発装置５において発生した蒸気は蒸気管９から凝縮器
１０に導入し、冷却塔１１を通して循環する冷却水によ
って冷却し凝縮させると、水銀も凝縮水側へ移行する。

凝縮水は連絡管１２から濾過器１３に送って濁質を泥別
する。

濾過器としては砂、アンスラサイト等の炉材を充填した
重力濾過器、圧力濾過器等が使用できる。

濾過器１３を出た凝縮水は連絡管１４から逆浸透膜分離
装置１５に導入する。

逆浸透膜分離装置１５は逆浸透膜分離工程のためのもの
であって、内部に逆浸透膜を設けて、加圧下に溶媒を透
過させ、溶質と溶媒を分離するものであり、逆浸透膜は
チューブラ−型、スパイラル型、その他の形式のもので
もよいが、スパイラル型のものが処理容量が大きく好ま
しい。

逆浸透膜分離工程では、溶媒たる水だけが透過して水銀
その他の溶質は残留して濃縮水となる。

透過水は処理水として処理水管１６から排出し、水銀を
濃縮した濃縮水は連絡管１７からイオン交換槽１８に導
入する。

イオン交換槽１８はキレート型イオン交換樹脂（以下キ
レート樹脂という）を充填したものであり、これに通水
して濃縮水中の水銀を吸着除去する。

キレート樹脂はイオン交換樹脂の交換基としてキレート
生成基を導入し、その配位結合力により特定の金属に対
する選択吸着性をもたせた樹脂である。

このため水銀に対する選択吸着性をもつフキレート樹脂
を使用すると、微量の水銀も交換吸着され、水銀含有廃
水の高度処理が可能となる。

濃縮水は予め酸化処理するのが望ましいので、キレート
樹脂としては酸化剤による性能劣化の少ない樹脂を使用
する。

１ 濃縮水はキレート樹脂処理に適したｐＨ範囲（実施
例の樹脂ではｐＨ３〜６好ましくは５）に調整するのが
望ましく、その後管１９から酸化剤添加を行う。

酸化剤添加は廃水中のコロイド状の水銀をキレート樹脂
に吸着されやすいイオン状の１形に転換するため、並び
にスライム防止のために行うもので、Ｃｌ ２ 、Ｎａ
Ｃ１０などの酸化剤を廃水に添加して行う。

この場合樹脂を劣化させないようにするために、次のキ
レート樹脂床へ流入する際の残留酸化剤をＣＩ２として
ｌＱＩ］１１１１１以下、好まし、くは１〜５ｐＩ］Ｉ
Ｈになるようにする。

キレート樹脂床においてスライムが発生して水銀吸着が
妨害されるのを防ぐためには残留塩素は最低１卿程度は
必要である。

酸化剤添加をした濃縮水はイオン交換槽１８内に構成し
た樹脂床を上向流で通水し水銀を吸着除去する。

水銀吸着の場合、吸着帯が長いので２塔以上の塔を使用
するのが望ましい。

被処理水である濃縮水はなおＳＳを含んでいるため、キ
レート樹脂が水銀で飽和する以前に樹脂床が目詰りを起
して圧損が上昇し通水困難となることがある。

このため処理の途中で上向流で樹脂床を展開して洗浄す
る、いわゆる逆洗を行う必要がある。

ところが水銀を吸着した樹脂は比重が大きくなるため、
逆洗を行うと水銀を吸着した樹脂が下にくることになる
。

このため下向流で通水すると吸着した水銀が脱着して漏
洩し、処理水を汚染することになるので、上向流で廃水
を通水する。

つまり上向流通水すると、樹脂床は下から水銀を吸着し
て重くなり、逆洗を行ってもその配列は変らないから、
以後の通水において水銀が漏洩することなく、樹脂床が
有効に利用できる。

上向流通水する場合、樹脂床の少なくとも上部は固定床
を形成しているのが望ましい。

またこの濃縮水はＳＳが比較的少ないので、逆洗を要し
ないカートリッジ型のイオン交換装置を使用することも
できる。

こうして濃縮水をキレート樹脂床に通すと、水中の水銀
が選択的に吸着され、処理水は連絡管２０から原水槽３
へ循環する。

水銀を吸着したキレート樹脂は高温（水銀の沸点３５６
．７°Ｃ以上）で蒸し焼きにし、発生する蒸気を冷却す
ることにより、金属水銀を回収し、残査はドラムづめし
て廃坑等に投棄処分する。

もちろん樹脂を再生して再利用することも可能である。

蒸発装置５における濃縮液は濃縮液管２１から抜き出し
て凝集槽２２に導入する。

この濃縮液中には過飽和になった塩分が固形分となって
析出しているため、凝集を行うことなく直接固液分離し
てもよいが、凝集することによりさらに多くの塩類を析
出させたり、あるいは固液分離しやすくしてろ液中への
重金属の流出を少なくすることができる。

凝集のためには管２３から凝集剤を注入し、撹拌を行っ
てフロックを生成させる。

凝集処理はｐＨ７前後に調節し、塩化第２鉄、硫酸バン
ド、ＰＡＣなとの無機凝集剤および／またはポリアクリ
ルアミドもしくはその部分加水分解物などの高分子凝集
剤を添加し、必要に応じて重金属析出のための硫化物を
添加して行う。

凝集処理した液は連絡管２４から脱水機２５に導いて固
液分離し、分離液を連絡管２６から原水槽３に循環し、
脱水固形物は糸路２７から系外へ排出する。

脱水機としては炉布を使用した加圧脱水機、圧搾脱水機
、遠心脱水機等が使用できる。

実施例 図面の方法により塵芥焼却場の総合廃水（６０ｍ／ｄ、
ＢＯＤ、１５０ｐ戸、５Ｓ２０Ｏｐ陣、ＴＤＳＩＯ係
、Ｈｇ２ｐへ温度約６０℃）を処理した。

まずスクリーンを経た廃水を予熱後、伝熱面積４ｍの薄
膜型蒸発器で蒸気と濃縮液とに分離した。

蒸気を凝縮器で凝縮させたところ、水銀３ＱＩ）Ｉ）Ｉ
ＩＩの凝縮水が得られた。

これを砂とアンスラサイトとを充填した濾過器２槽にシ
リーズで通した後、透過水回収率９０％以上のスパイラ
ル型逆浸透膜分離装置で処理水と水銀濃縮水さに分離し
た。

処理水は３２ ｍ’／ ｄでＨｇ ０．５１）Ｉ）ｂ以
下であった。

水銀濃縮液は３２７７Ｉ７ｄでＨｇ３００１１ｐ１１１
であり、これを水銀吸着用キレート樹脂ＡＬＭ−１２５
（日本曹達ＫＫ商標）を７０７充填した塔２塔にシリー
ズにＬＶ２ｍ／ｈｒで上向流通水したところ、Ｈｇ１０
０ｐｐｂとなり、原水槽へ循環した。

蒸発器の濃縮液はｐＨ７に調整した後、塩化第２鉄５０
０卿およびポリアクリルアミド部分加水分解物ｌｐｐｍ
を添加して、遠心脱水機で固液分離し、分離水を原水槽
に循環した。

以上の通り、本発明では処理水の水質を安定してＨｇＯ
，５ｐｐｂ以下にするとともに他の塩類も除去すること
ができ、そのまま放流することができる。

この場合、水銀を逆浸透膜で濃縮するので、低濃度の廃
水を直接処理する場合に比べてキレート樹脂の利用率が
高くなる。

またキレート樹脂は濃縮水の処理のために使用し、これ
を直接放流する必要がないから、イオン交換槽の処理水
質を放流基準に設定した設計をする必要がない。

さらに濃縮液を上向流でキレート樹脂床に通水するので
、逆洗による樹脂層の乱れはなく、水銀の漏出は起こら
ない。

また濃縮液中には水銀以外の重金属が存在しないから、
他の重金属用のキレート樹脂を使用しなくてもよい。

塵芥焼却場廃水は塩分が多いが、蒸発を行うことにより
、逆浸透膜の負荷を軽減できる。

本発明の処理法はクローズドシステムであるため、水の
回収率は高く、また流入原水中のＨｇの濃度変動による
処理水の水質変動が少ない。

本発明では原廃水を蒸発により濃縮し、濃縮液について
のみ固液分離を行うので、廃水を直接凝集分離する方法
に比べて小型の装置により処理を行うことができ、これ
に要するｐＨ調整剤なども少なくてすみ、低コストで処
理ができる。

また蒸発は単に加熱と撹拌を行うだけでよいから、操作
も簡単である。

そして塵芥焼却場では余剰の熱源があるため、蒸発のた
めの加熱蒸気や電力が安価に利用でき、処理は極めて効
率的である。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例の方法を示すフローダイヤグラムであり、
１は原水管、２はスクリーン、３は原水槽、５は蒸発装
置、６は蒸気発生装置、１０は凝縮器、１１は冷却塔、
１３は濾過器、１５は逆浸透膜分離装置、１８はイオン
交換槽、２２は凝集槽、２５は脱水機である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塵芥焼却場廃水を蒸発分離工程で蒸気と濃縮液とに
   分離し、蒸気は凝縮させたのち逆浸透膜分離工程で処理
   水と水銀濃縮水とに分離し、水銀濃縮水はキレート型イ
   オン交換樹脂床に上向流で通水して、その流出水を前記
   蒸発分離工程へ戻し、蒸発分離工程の濃縮液は固液分離
   したのち、その分離液を前記蒸発分離工程へ戻すことを
   特徴とする塵芥焼却場廃水の処理法。 ２ 蒸発分離工程は薄膜式の蒸発装置を使用するもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の塵芥焼却場廃水の処理
   法。