特開 2023-102812 水の処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023102812

(43)【公開日】2023-07-26

(54)【発明の名称】水の処理方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/96 20060101AFI20230719BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20230719BHJP

   B01D 53/80 20060101ALI20230719BHJP

   C02F 1/58 20230101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

B01D53/96

B01D53/78 ZAB

B01D53/80

C02F1/58 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003463

(22)【出願日】2022-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】595095629

【氏名又は名称】中電環境テクノス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000545

【氏名又は名称】弁理士法人小竹アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】椛島 弘順

(72)【発明者】

【氏名】山口 満規

(72)【発明者】

【氏名】冨岡 健太郎

【テーマコード（参考）】

4D002

4D038

【Ｆターム（参考）】

4D002AA01

4D002AC10

4D002BA02

4D002BA20

4D002DA05

4D002FA03

4D002GA02

4D002GA03

4D002GB07

4D038AA01

4D038AB28

4D038AB40

4D038AB58

4D038BA04

4D038BA06

4D038BB20

(57)【要約】

【課題】排煙脱硫装置の吸収塔を利用して処理を行っていた所定の脱硫装置ピットへの流入水について、排煙脱硫装置の吸収塔を利用することなく処理することができ、且つ、脱窒素処理装置による脱窒素処理の稼働を抑制した水の処理方法を提供する。
【解決手段】水の処理方法として、石膏スラリーピット４０への流入水とＡ吸収液ピット４１への流入水とを、Ｂ吸収液ピット４２に送って、Ｂ吸収液ピット４２への流入水と集約させて処理用水とすると共に、Ｂ吸収液ピット４２で処理用水の異物を沈殿させて得られた上澄み水を、Ｂ吸収液ピット４２から水中ポンプＳＰ１により排水ピット４３に送った後、前記上澄み水の水質について測定６０がされ、脱窒素処理を必要としない水質であるとの測定の結果が出た上澄み水を、排水ピット４３から重金属処理の前段階の設備であるＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に直接送るようにする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排煙脱硫装置の吸収塔に回収して前記吸収塔内で排ガスの熱を利用して処理することができる第１、第２及び第３の脱硫装置ピットへの流入水を、排水処理系統を利用して処理する水の処理方法であって、
前記第１の脱硫装置ピットへの流入水と前記第２の脱硫装置ピットへの流入水とを前記第３の脱硫装置ピットに送って、前記第３の脱硫装置ピットへの流入水と集約させて処理用水とすると共に、前記第３の脱硫装置ピットで前記処理用水の異物を沈殿させて得られた上澄み水を、前記第３の脱硫装置ピットからポンプにより脱硫装置用の排水ピットに送った後、前記上澄み水の水質が測定され、脱窒素処理を必要としない水質であるとの測定の結果が出た前記上澄み水を、前記排水ピットから前記排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に直接送ることを特徴とした水の処理方法。

【請求項2】

脱窒素処理が必要な水質であるとの測定の結果が出た前記上澄み水を前記排水ピットから脱窒素処理の前段階の設備である貯槽に送って、更に前記貯槽から脱窒素処理装置に送り、前記脱窒素装置による脱窒素処理をした後、排水槽を介して、前記排水貯槽に送ることを特徴とした請求項１に記載の水の処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排煙脱硫装置の吸収塔に回収して当該吸収塔内で排ガスの熱にて蒸気化され外部に放出されるかたちで処理されていた所定の脱硫装置ピットへの流入水を、脱硫装置の吸収塔を用いずに処理する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電施設においては、ボイラで燃料を燃焼して発電を行っているところ、燃料の燃焼によって発生した排ガス中に硫黄酸化物が含まれることから、例えば特許文献１に示されるように、排煙脱硫装置で排ガスから硫黄酸化物を除去した後に、煙突から大気中に排出するようにしてきた。このような排煙脱硫装置では、発生した排ガスを吸収塔へ導き、吸収液と接触させて硫黄酸化物を吸収除去するようになっている。

【0003】

そして、本件の図４に示されるように、例えば、脱硫装置ピットである石膏スラリーピット１００への流入水は、同じく脱硫装置ピットである吸収液ピット１０１、１０２を経由して、吸収液ピット１０１、１０２への流入水と共に、排煙脱硫装置の吸収塔１０３に回収されることにより、吸収塔内で排ガスの熱にて蒸気化された後、外部に放出されるかたちで処理をすることができる。なお、石膏スラリーピット１００への流入水は、例えば石膏シックナーのブロー水や雨水等であり、吸収液ピット１０１、１０２への流入水は、吸収塔循環ポンプのブロー水や雨水等であり、これらのことは、本発明が適用された本件の図３の石膏スラリーピット４０やＡ吸収液ピット４１、Ｂ吸収液ピット４２でも図示しないが同様である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－０２２４０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

もっとも、近年において、排煙脱硫装置の稼働率が低下し、排煙脱硫装置の休転期間の増加や長期間化が生じている。このため、石膏スラリーピットや吸収液ピット等の所定の脱硫装置ピットへの流入水の排煙脱硫装置の吸収塔による処理も停滞するようになってきた。このような排煙脱硫装置の吸収塔による所定の脱硫装置ピットへの流入水の処理の停滞を放置すると、流入水が流入して貯められる水量が所定の脱硫装置ピットの保有可能な水量を越えて、これらの所定の脱硫装置ピットから溢れた水が不用意に他の系統の設備に向けて流出するという不具合が生ずるおそれがある。このため、所定の脱硫装置ピットへの流水について、排煙脱硫装置の吸収塔を利用せずに、貯槽等の貯水可能な設備等に移動させつつ必要な処理をする必要がある。

【0006】

この点、従来においても、所定の脱硫装置ピットへの流入水について排煙脱硫装置の吸収塔で回収、処理することができない場合には、その処理の方法として、所定の脱硫装置ピットから、脱硫装置用の排水ピットを経て、脱窒素処理の前設備である貯槽に送られた後、かかる貯槽から脱窒素処理装置に送られ、脱窒素処理装置で脱窒素処理を行ってから、重金属処理の前設備である排水貯槽に送られて、更に、かかる排水貯槽から重金属処理装置に送られることで、重金属処理がされることがあった。もっとも、この排水処理の方法では、脱窒素処理装置により、所定の脱硫装置ピットから送られてくる水全ての脱窒素処理を行うので、脱窒素処理装置の稼働による費用の高額化が生ずるという不具合を生ずる。

【0007】

本発明は、排煙脱硫装置の吸収塔を利用して処理を行っていた所定の脱硫装置ピットへの流入水について、排煙脱硫装置の吸収塔を利用することなく処理することができ、且つ、脱窒素処理装置による脱窒素処理の稼働を抑制した水の処理方法を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を達成するために、本発明の水の処理方法は、排煙脱硫装置の吸収塔に回収して前記吸収塔内で排ガスの熱を利用して処理することができる第１、第２及び第３の脱硫装置ピットへの流入水を、排水処理系統を利用して処理する水の処理方法であって、前記第１の脱硫装置ピットへの流入水と前記第２の脱硫装置ピットへの流入水とを前記第３の脱硫装置ピットに送って、前記第３の脱硫装置ピットへの流入水と集約させて処理用水とすると共に、前記第３の脱硫装置ピットで前記処理用水の異物を沈殿させて得られた上澄み水を、前記第３の脱硫装置ピットからポンプにより脱硫装置用の排水ピットに送った後、前記上澄み水の水質が測定され、脱窒素処理を必要としない水質であるとの測定の結果が出た前記上澄み水を、前記排水ピットから前記排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に直接送ることを特徴としている。第１の脱硫装置ピットは、例えば石膏スラリーピットである。第２の脱硫装置ピットは、例えばＡ吸収液ピットである。第３の脱硫装置ピットは、例えばＢ吸収液ピットである。第３の脱硫装置ピットで沈降させる異物とは、例えば石膏スラリー分である。第３の脱硫装置ピットから脱硫装置用の排水ピットに上澄み水を送るポンプは、例えば第３の脱硫装置ピットに貯められた流入水の水中に新たに設けられた水中ポンプである。脱窒素処理を必要としない水質とは、例えば測定で得られた全窒素（Ｔ－Ｎ）値が所定の基準値よりも低い水質をいう。

【0009】

これにより、第１の脱硫装置ピットに流入して貯められる流入水と、第２の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水と、第３の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水とが第３の脱硫装置用ピットに集約されてなる処理用水から異物を沈殿して得られた上澄み水は、脱窒素処理を必要としない水質となるので、排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に送られるにあたって、脱フッ素処理された排水に対する希釈水として、これまで用いられてきた工水の代わりに用いることができる。そして、第１の脱硫装置ピットに流入して貯められる流入水と、第２の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水と、第３の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水とが第３の脱硫装置用ピットで集約されてなる処理用水から異物を沈殿して得られた上澄み水は、排水貯槽から後では排水処理系統で処理する排水の一部となるので、排水貯槽から重金属処理装置に送って重金属処理がされた後に、海域等の水域に放流される。しかも、上澄み水について脱窒素処理が必要でないとの測定の結果が出れば脱窒素装置による脱窒素処理が不要となる。

【0010】

その一方で、本発明の水の処理方法では、脱窒素処理が必要な水質であるとの測定の結果が出た前記上澄み水を前記排水ピットから脱窒素処理の前段階の設備である貯槽に送って、更に前記貯槽から脱窒素処理装置に送り、前記脱窒素装置による脱窒素処理をした後、排水槽を介して、前記排水貯槽に送ることを特徴としている。脱窒素処理が必要な水質とは、例えば測定で得られた全窒素（Ｔ－Ｎ）値が所定の基準値よりも高い水質をいう。

【0011】

これにより、脱窒素処理が必要な水質の上澄み水について、脱窒素処理がされずに排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に送られてしまうことが防止される。

【発明の効果】

【0012】

以上に述べたように、本発明の水の処理方法によれば、第１の脱硫装置ピットに流入して貯められる流入水と、第２の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水と、第３の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水とが第３の脱硫装置用ピットに集約されてなる処理用水から異物を沈殿して得られた上澄み水は、脱窒素処理を必要としない水質と測定されれば、排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に送られるにあたって、脱フッ素処理された排水に対する希釈水として、これまで用いられてきた工水の代わりに用いることができる。

【0013】

そして、第１の脱硫装置ピットに流入して貯められる流入水と、第２の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水と、第３の脱硫装置用ピットに流入して貯められる流入水とが第３の脱硫装置用ピットで集約されてなる処理用水から異物を分離して得られた上澄み水は、排水貯槽から後では排水処理系統で処理する排水の一部となって、排水貯槽から重金属処理装置に送って重金属処理がされた後に、海域等の水域に放流される。このため、これまで排煙脱硫装置の吸収塔を利用して処理していた所定の脱硫装置ピットへの流入水について、排煙脱硫装置の吸収塔を利用しなくても、処理することができる。

【0014】

しかも、上澄み水について脱窒素処理が必要でないとの測定の結果が出れば脱窒素装置による脱窒素処理が不要となるため、排煙脱硫装置の吸収塔を利用して処理していた所定の脱硫装置ピットへの流入水の全てを脱窒素処理する場合に比し、脱窒素装置を稼働させる時間を少なくすることが可能であるので、水の処理のためのコストの上昇を抑制することができる。

【0015】

特に請求項２に係る発明の水の処理方法によれば、脱窒素処理が必要な水質の上澄み水について、脱窒素処理がされずに排水処理系統のうちの重金属処理の前段階の設備である排水貯槽に送られて、その後の排水系統による排水の処理に不具合が生じてしまうことを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明が適用された水の処理方法で用いられる設備及び処理の流れについて、脱硫装置ピットをなす石膏スラリーピット、Ａ吸収液ピット、Ｂ吸収液ピット並びに脱硫装置用の排水ピットを含めて示した説明図である。

【図2】この発明が適用された水の処理方法で用いられる排水処理系統のうちの特に重金属処理を主とした系統を示した説明図である。

【図3】この発明が適用された水の処理方法で用いられる設備及び処理の流れについて、脱硫装置ピットをなす石膏スラリーピット、Ａ吸収液ピット、Ｂ吸収液ピット並びに脱硫装置用排水ピットを含め、且つ、図１よりも詳細に示した説明図である。

【図4】脱硫装置ピットをなす石膏スラリーピット、Ａ吸収液ピット、Ｂ吸収液ピットに流入した流入水を脱硫装置の吸収塔を用いて処理する流れの一例について簡潔に示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

図１及び図２において、例えば火力発電所等の発電施設が有する設備１の一例が示されている。図１や図２で示される発電施設の設備１は、重金属処理や、脱フッ素処理や、脱窒素処理や、脱硫処理等に用いられる設備（槽や装置等）の全部ではなく、本発明に関連した一部が示されている。

【0019】

脱フッ素処理が必要な排水は、排水処理の系統の一部を構成し、脱フッ素処理の前段階の設備であるＣ貯槽２に送られ、更にＣ貯槽２からポンプＰ１により脱フッ素処理装置３に送られて、脱フッ素処理装置３で脱フッ素処理が行われる。また、脱窒素処理が必要な排水は、排水処理の系統の一部を構成し、脱窒素処理の前段階の設備であるＤ貯槽５に送られ、更にＤ貯槽５からポンプＰ２により脱窒素処理装置６に送られて、脱窒素処理装置６で脱窒素処理が行われた後、排水槽７に送られる。

【0020】

そして、脱フッ素処理がされた排水や脱窒素処理がされた排水は、下記する図２でも示されるように、排水処理の系統の一部を構成し、重金属処理の前段階の設備であるＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に送られ、更にＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１からポンプＰ３、Ｐ４により重金属処理装置１２に送られ、重金属処理装置１２で重金属処理が行われる。重金属処理がされた排水は、ポンプＰ５により放流ピット２６に送られた後、海域等の水域に放流される。この排水処理系統のうちの重金属処理を主とする系統については、下記において図２を用いて詳細に説明する。図２の破線で囲まれた範囲が重金属処理装置１２に当たる。

【0021】

図２に示されるように、排水処理系統のうちの重金属処理を主とする系統において、排水は、図１でも示されたＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１からポンプＰ３、Ｐ４でＰＨ調整槽１３、凝縮槽１４の順に送られた後、沈殿槽１５で汚泥の沈殿を行い、中間水槽１６に送られる。そして、排水は、中間水槽１６からポンプＰ６でろ過器１７に送られ、ろ過器１７でろ過された後、逆洗水槽１８、ＰＨ調整槽１９、滞留槽２０を経て、ポンプＰ７により吸着塔２１、２２に送られる。更に、吸着塔２１、２２に送られた排水は、少なくとも中和槽２３、処理水槽２４、監視槽２５を経て、ポンプＰ５にて放流ピット２６に送られる。そして、放流ピット２６で水質確認がされた後、海域に放流される。

【0022】

沈殿槽１５で下方に沈殿した汚泥は、図２に示されるように、排水処理系統のうちの汚泥処理の系統として、ポンプＰ８で濃縮槽３０に送られて濃縮された後、途中で凝集剤溶解槽３１からポンプＰ９を用いて凝集剤が添加されつつポンプＰ１０により脱水機３２に送られ、脱水機３２で脱水されて、ケーキとなって外部に排出される。

【0023】

そして、図１及び図３では、この発明の主な構成をなす石膏スラリーピット４０、Ａ吸収液ピット４１、Ｂ吸収液ピット４２、排水ピット４３が示され、図１では、石膏シックナー４５も示されている。なお、この実施形態では、特許請求の範囲に記載された第１の脱硫装置ピットが石膏スラリーピット４０に相当し、特許請求の範囲に記載された第２の脱硫装置ピットがＡ吸収液ピット４１に相当し、特許請求の範囲に記載された第３の脱硫装置ピットがＢ吸収液ピット４２に相当する。

【0024】

石膏スラリーピット４０は、この実施形態では、流入水として、石膏シックナー４５のブロー水や、雨水４６等が流入するピットであり、石膏スラリー分が含まれる水が貯められるようになっている。これに伴い、石膏スラリーピット４０は、石膏スラリー分が沈殿しないように撹拌する撹拌装置４９と、石膏スラリー分を含む流入水を後述するＢ吸収液ピット４２に送るためのポンプＰ１１とを有した構成となっている。

【0025】

Ａ吸収液ピット４１は、この実施形態では、流入水として、吸収塔循環ポンプ（図示せず）のブロー水４７や雨水４８等が流入するピットであり、異物の沈殿を防止するための撹拌装置５０と、流入水を後述するＢ吸収液ピット４２に送るためのポンプＰ１２とを有した構成となっている。

【0026】

Ｂ吸収液ピット４２は、この実施形態では、流入水として、吸収塔循環ポンプ（図示せず）のブロー水４７や雨水４８等が流入する点では、Ａ吸収液ピット４１と同様であるが、上記のように、石膏スラリーピット４０への流入水や、Ａ吸収液ピット４１への流入水も送られてくるピットとなっている。すなわち、Ｂ吸収液ピット４２は、自身への流入水のみならず、石膏スラリーピット４０への流入水や、Ａ吸収液ピット４１への流入水も、処理用水として集約されるピットとなっている。Ｂ吸収液ピット４２は、異物の沈殿を防止するための撹拌装置がないか、あってもその稼働を停止したものとなっている。この実施形態では、Ｂ吸収液ピット４２は、撹拌装置５１があってもその稼働を停止している。これにより、Ｂ吸収液ピット４２では、例えば石膏スラリーピット４０から送られてきた流入水について、上方の上澄み水と、下方に沈殿した石膏スラリー分とに分離させることができる。Ｂ吸収液ピット４２は、この実施形態では、前記上澄み水を排水ピット４３に送るための水中ポンプＳＰ１を槽内の水中に有している。

【0027】

排水ピット４３は、この実施形態では、例えば、従来と同様に、煙道水洗水や熱媒循環型ガスガスヒータ（ＧＧＨ）水洗水等の排水を受けると共に、新たに、水中ポンプＳＰ１によりＢ吸収液ピット４２から送られてきた処理用水（石膏スラリーピット４０への流入水、Ａ吸収液ピット４１への流入水及びＢ吸収液ピット４２への流入水が集約された水）のうちの上澄み水を受けるピットとなっている。排水ピット４３は、異物の沈殿を防止するための撹拌装置５２と、排水処理系統を構成する貯槽（Ａ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１かＤ貯槽５）に送るためのポンプＰ１３とを有した構成となっている。

【0028】

これにより、石膏スラリーピット４０に流入した流入水はポンプＰ１１を稼働させることによりＢ吸収液ピット４２に送られると共にＡ吸収液ピット４１に流入した流入水はポンプＰ１２を稼働させることによりＢ吸収液ピット４２に送られて、Ｂ吸収液ピット４２自身に流入した流入水と共に集約されて処理用水となる。この処理用水は、Ｂ吸収液ピット４２の撹拌装置５１が稼働しないことにより、上方の上澄み水と、下方に沈殿した石膏スラリー分とに分離する。そして、上澄み水は、水中ポンプＳＰ１を稼働させることにより排水ピット４３に送られる。

【0029】

そして、この実施形態では、図３の２つの破線の矢印に示されるように、排水ピット４３内に貯められた前記上澄み水を含む貯水、或いは、排水ピット４３からポンプＰ１３で送り出された前記上澄み水を含む水の水質測定として、全窒素（Ｔ－Ｎ）値の測定６０が行われる。

【0030】

測定６０の結果、全窒素（Ｔ－Ｎ）値が所定の基準よりも低く、脱窒素処理を必要としない水質であるとされれば、排水ピット４３からの水の直接的な送出先は、図３及び前記図１、図２に示されるように、Ａ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１となる。このような排水ピット４３からの良好な水質の水は、Ａ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に送られるにあたり、脱フッ素処理装置３で脱フッ素処理された排水に対する希釈水として、これまで用いられてきた工水の代わりに用いることができる。そして、上澄み水は、Ａ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に流入した後では、排水の一部となって、排水処理系統を成す重金属処理装置１２で重金属処理がされてから放流ピット２６に送られ、海域に放流される。

【0031】

測定の結果、全窒素（Ｔ－Ｎ）値が所定の基準よりも高く、脱窒素処理を必要とする水質であるとされれば、排水ピット４３からの水の直接的な送出先は、図３及び前記図１に示されるように、Ｄ貯槽５となる。そして、Ｄ貯槽５から脱窒素処理装置６に送られ、脱窒素処理装置６で脱窒素処理がされた後、排水槽７を経て、排水としてＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に送られる。その後の排水処理系統を利用した処理は、排水ピット４３からＡ排水貯槽１０、Ｂ排水貯槽１１に直接的に送られた場合と同様である。なお、全窒素（Ｔ－Ｎ）値が所定の基準よりも高く、脱窒素処理を必要とする水質となるかどうかは、石膏スラリーピット４０、Ａ吸収液ピット４１、及びＢ吸収液ピット４２にそれぞれ流入する雨水の水量の影響を受け得る。

【0032】

以上のように、本発明に係る水の処理方法によれば、石膏スラリーピット４０への流入水、Ａ吸収液ピット４１への流入水、及びＢ吸収液ピット４２への流入水について、脱硫装置の吸収塔を用いずに処理することが可能である。

【符号の説明】

【0033】

５ Ｄ貯槽（貯槽）
６ 脱窒素処理装置
７ 排水槽
１０ Ａ排水貯槽（排水貯槽）
１１ Ｂ排水貯槽（排水貯槽）
１２ 重金属処理装置
４０ 石膏スラリーピット（第１の脱硫装置ピット）
４１ Ａ吸収液ピット（第２の脱硫装置ピット）
４２ Ｂ吸収液ピッ（第３の脱硫装置ピット）ト
４３ 排水ピット（脱硫装置用の排水ピット）
６０ 全窒素（Ｔ－Ｎ）値の測定
ＳＰ１ ポンプ（水中ポンプ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】