特許 7647439 汚泥の処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-10

(45)【発行日】2025-03-18

(54)【発明の名称】汚泥の処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/121 20190101AFI20250311BHJP

   C02F 11/14 20190101ALI20250311BHJP

【ＦＩ】

C02F11/121 ZAB

C02F11/14

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021133351

(22)【出願日】2021-08-18

(65)【公開番号】P2023027960

(43)【公開日】2023-03-03

【審査請求日】2024-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(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】坂本 大樹

【審査官】相田 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０１０８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１１１６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２７５２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１４３８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９３３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１４５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １１／００－１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の器具の水洗により生じた水が送られる排水貯槽と、前記排水貯槽に送られてきた水を処理する排水処理系統と、前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由してきた水に含まれる汚泥を処理する第１の汚泥処理系統とを備え、
前記排水処理系統は、当該排水処理系統を構成する設備として、前記排水貯槽から送られてきた水に含まれる汚泥を沈殿させる沈殿槽を有し、
前記第１の汚泥処理系統は、当該第１の汚泥処理系統を構成する設備として、前記汚泥を所定の水分濃度まで脱水してケーキにする脱水機を有する排水処理施設で用いられる汚泥の処理方法であって、
前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を、前記排水貯槽から取り出す工程と、前記汚泥を、前記排水処理系統のうちの前記排水貯槽から前記沈殿槽までを経由せずに、前記汚泥に凝集剤を注入した状態で前記脱水機に送る工程とを有する第２の汚泥処理系統を形成したことを特徴とする汚泥の処理方法。

【請求項2】

前記排水処理施設は、前記第１の汚泥処理系統を構成する設備として、前記脱水機で脱水される前の状態の汚泥が送られる濃縮槽を更に有すると共に、
前記第２の汚泥処理系統として、前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を、前記排水貯槽から取り出して前記濃縮槽に直接に送る工程と、前記汚泥が前記濃縮槽から前記脱水機に送られる間に前記汚泥に前記凝集剤を注入する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の汚泥の処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば火力発電所等の発電施設が有する排水処理施設内における所定の排水貯槽に沈殿堆積した汚泥の処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

濃縮槽と脱水機とを備えた排水処理施設の一例が特許文献１に示されており、この排水処理施設は、排煙脱硫排水を処理して生じたスラリーを濃縮槽に送って濃縮槽内で沈殿濃縮した後、脱水機に送り、脱水処理して所定の水分濃度まで下げてケーキ化し、トラックにてケーキを産業廃棄物として外部に搬出している。

【0003】

一方で、例えば火力発電所等の発電施設が有する排水処理施設は、ボイラにおいて熱交換をする、空気予熱器（ＡＨ）と呼ばれる熱交換器が灰等で目詰まりするのを防止し、或いは熱交換器が灰等で目詰まりした状態を解消するために、前記空気予熱器（熱交換器）を水洗して生じた水等が送られる２つの並設された排水貯槽（例えば、一方がＡ排水貯槽、他方がＢ排水貯槽と称される。）が設置されている場合がある。

【0004】

これらの２つの並設された排水貯槽には、空気予熱器（熱交換器）の水洗を繰り返すことに伴って、当該空気予熱器（熱交換器）の水洗により生じた粒子の大きな汚泥が時間の経過とともに沈殿し堆積していくこととなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－１２７９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、これまでは、このような排水貯槽に沈殿堆積されていく粒子の大きな汚泥の処理方法が確立していなかった。このため、２つの並設された排水貯槽について例えば２年間隔等の一定周期で交互に定期点検を行う必要があるところ、一方の排水貯槽の定期点検を行う場合には、一方の排水貯槽から他方の排水貯槽に沈殿堆積している汚泥を移送するという方法を採っていた。

【0007】

もっとも、一方の排水貯槽から他方の排水貯槽に沈殿堆積している汚泥を移送するのみでは、排水貯槽に沈殿堆積している粒子の大きな汚泥に対する最終的な解決方法にはならない。このため、排水貯槽が汚泥の沈殿堆積により機能を果たさなくなる前に、排水貯槽からの汚泥の除去並びにかかる汚泥の処理を図る必要があり、汚泥の処理費用が高額になることが考えられる。また、双方の排水貯槽に沈殿堆積する粒子が大きな汚泥の総量も時間の経過により暫時多くなるので、一方の排水貯槽から他方の排水貯槽に汚泥を移送する時間も長くなるという不都合が生ずる。

【0008】

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、粒子の大きな汚泥は重く自然に沈殿するので、このような汚泥に対し沈殿可能な状態にするための工程を必要としないことに着目した汚泥の処理方法を提供することを主たる課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を達成するために、本発明の汚泥の処理方法は、所定の器具の水洗により生じた水が送られる排水貯槽と、前記排水貯槽に送られてきた水を処理する排水処理系統と、前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由してきた水に含まれる汚泥を処理する第１の汚泥処理系統とを備え、前記排水処理系統は、当該排水処理系統を構成する設備として、前記排水貯槽から送られてきた水に含まれる汚泥を沈殿させる沈殿槽を有し、前記第１の汚泥処理系統は、当該第１の汚泥処理系統を構成する設備として、前記汚泥を所定の水分濃度まで脱水してケーキにする脱水機を有する排水処理施設で用いられる汚泥の処理方法であって、前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を、前記排水貯槽から取り出す工程と、前記汚泥を、前記排水処理系統のうちの前記排水貯槽から前記沈殿槽までを経由せずに、前記汚泥に凝集剤を注入した状態で前記脱水機に送る工程とを有する第２の汚泥処理系統を形成したことを特徴としている。排水処理施設は、例えば火力発電所等の発電施設が有する排水処理施設である。所定の器具とは、例えばボイラにおいて熱交換をする空気予熱器と呼ばれる熱交換器である。排水貯槽とは、例えば、一方がＡ排水貯槽、他方がＢ排水貯槽と称される２つの並設された排水貯槽である。

【0010】

これにより、所定の器具の水洗により生じた、排水貯槽から排水処理系統に送られる水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥について、第２の汚泥処理系統を形成することで前記排水貯槽から取り出して処理することが可能になった。しかも、排水貯槽の点検タイミングで、点検対象の排水貯槽内に堆積した粒子の大きな汚泥を排出することができるので、汚泥の排出作業に要する費用の低減を図ることが可能である。更には、第２の汚泥処理系統の工程で第１の汚泥処理系統の設備である脱水機を用いることが可能であるので、新たな設備を必要としない。

【0011】

そして、本発明の汚泥の処理方法では、前記排水処理施設は、前記第１の汚泥処理系統を構成する設備として、前記脱水機で脱水される前の状態の汚泥が送られる濃縮槽を更に有すると共に、前記第２の汚泥処理系統として、前記排水貯槽から前記排水処理系統を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を、前記排水貯槽から取り出して前記濃縮槽に直接に送る工程と、前記汚泥が前記濃縮槽から前記脱水機に送られる間に前記汚泥に前記凝集剤を注入する工程とを有することを特徴としている。

【0012】

これにより、排水貯槽から取り出した、当該排水貯槽から排水処理系統に送られる水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を濃縮槽に沈殿させることが可能となり、濃縮槽に設けられたポンプや濃縮槽と脱水機とを接続する配管を利用して、前記汚泥を濃縮槽から脱水機に円滑に移送させることができる。しかも第２の汚泥処理系統の工程で第１の汚泥処理系統の設備である濃縮槽やその周辺設備を用いることが可能であるので、新たな設備を必要としない。

【発明の効果】

【0013】

以上に述べたように、本発明の汚泥の処理方法によれば、所定の器具の水洗により生じた、排水貯槽から排水処理系統を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥について、第２の汚泥処理系統を形成することで前記排水貯槽から取り出して処理することが可能になった。しかも、排水貯槽の点検タイミングで、点検対象の排水貯槽内に堆積した粒子の大きな汚泥を排出することができる。これに伴い、排水貯槽に沈殿堆積していた汚泥の処理費用の低減化が図られる。

【0014】

特に請求項２に係る発明の汚泥の処理方法によれば、排水貯槽から取り出した、当該排水貯槽から排水処理系統に送られる水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥を濃縮槽に沈殿させることが可能となり、濃縮槽に設けられたポンプや濃縮槽と脱水機とを接続する配管を利用して、前記汚泥を濃縮槽から脱水機に円滑に移送させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明が適用される排水処理施設の一例として、排水処理系統の一部、第１の汚泥処理系統及び第２の汚泥処理系統を示し、且つＡ、Ｂ排水貯槽から濃縮槽に粒子の大きな汚泥が排水系統を経ずに送られる態様を示した概略図である。

【図2】第２の汚泥処理系統での粒子の大きな汚泥の移送の一例を示す概略図であり、（ａ）は排水貯槽から粒子の大きな汚泥を取り出す工程が示され、（ｂ）は取り出した粒子の大きな汚泥を濃縮槽に直接に送る工程が示されている。

【図3】本発明が適用される排水処理施設の他例として、排水処理系統の一部、第１の汚泥処理系統及び第２の汚泥処理系統を示し、且つＡ、Ｂ排水貯槽から脱水機に粒子の大きな汚泥が排水系統を経ずに送られる態様を示した概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

図１において、例えば火力発電所等の発電施設が有する排水処理施設１の一例が示されている。図１では、排水処理施設１の設備の全部ではなく、本発明に関連した設備が部分的に示されている。

【0018】

排水処理施設１は、例えば排水ピット２から水等が送られるＡ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４を有している。排水ピット２は、例えばボイラにおいて熱交換をする空気予熱器と呼ばれる熱交換器（図示せず）を水洗して生じた洗浄水等が送られるもので、更に、洗浄水は、この排水ピット２からＡ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４のいずれか又は双方に送り込まれる。すなわち、熱交換器の洗浄水には、熱交換器内に目詰まり等して溜っていた灰や錆等が含まれるところ、図２（ａ）に示されるように、Ａ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４にて相対的に大きな粒子の汚泥Ｓとして沈殿堆積してきた。

【0019】

Ａ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４は、この実施例では、図２（ａ）でその一部が示されるように、上方が開放された排水貯槽であり、Ａ排水貯槽３とＢ排水貯槽４とは、図示しないが例えば仕切り壁により２つに仕切られるかたちで並設されている。図１では、排水ピット２とＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４とを結ぶ配管に弁５、６、７が設けられているが、排水ピット２からＡ排水貯槽３とＢ排水貯槽４との一方或いは双方に水等を送ることがでれば、図１に示される弁の数や配置に限定されない。なお、図示しないが、Ａ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４とボイラ受水槽や排水槽ポンプ等とが適宜に配管接続されて、Ａ排水貯槽３及びＢ排水貯槽４へ水等が送られてくると共にその配管の経路に弁が配置されている。

【0020】

Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４に送られてきた水について排水処理するための排水処理系統Ｌ１を構成する設備として、排水処理施設１は、この実施例では、ＰＨ調整槽１０、凝集槽１１、沈殿槽１２、中間水槽１３、及びろ過機１４を有している。これらのＰＨ調整槽１０、凝集槽１１、沈殿槽１２、中間水槽１３、及びろ過機１４は、排水処理系統Ｌ１の一部である。

【0021】

相対的に粒子の小さな汚泥を含む水は、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４からポンプ８、９によりＰＨ調整槽１０に送られ、ＰＨ調整槽１０で薬剤投入により水のＰＨ調整が行われた後、凝集槽１１で薬剤の投入によりフロックが形成される。更に、凝集槽で処理がされた水は、沈殿槽１２に送られて、相対的に粒子の小さな汚泥であっても、沈殿槽１２の下部に沈殿堆積することとなる。沈殿槽１２で汚泥と分離された上済みの水は、中間水槽１３に送られた後、更に、ポンプ１５によりろ過機１４に送られ、ろ過機１４で異物の除去がなされて、ポンプ１６により排水処理系統Ｌ１を構成する図示しない設備へと送られる。この実施例では、配管のポンプ８とＰＨ調整槽１０との間の経路に弁１７が配置され、配管のポンプ９とＰＨ調整槽１０との間の経路に弁１８が配置されると共に、配管のポンプ１６に対してろ過機１４側となる経路に弁１９が配置され、配管のポンプ１６に対してろ過機１４とは反対側となる経路に弁２０が配置されている。

【0022】

沈殿槽１２で水と分離された汚泥を処理するための通常の、第１の汚泥処理系統Ｌ２を構成する設備として、排水処理施設１は、この実施例では、濃縮槽２１、凝集剤溶解液槽２２及び脱水機２３を有している。濃縮槽２１は、沈殿槽１２の下部からポンプ２４により送られた汚泥を濃縮させるためのもので、図２（ｂ）でその一部が示されるように、上方が開放された槽となっている。汚泥は、ポンプ２４と濃縮槽２１とを結ぶ配管内を通る際に、凝集剤溶解液槽２２からポンプ２５で送られてきた凝集剤が投入されて、濃縮槽２１に送られる。そして、汚泥は、濃縮槽２１の下部からポンプ２６で脱水機２３に送られて、脱水機２３で所定の水分まで脱水されてケーキとなった後、ベルトコンベア２７、２８でケーキホッパ２９、３０まで送られ、産業廃棄物として排水処理施設１の外に運搬される。脱水機２３は、遠心分離式のものと２つのベルトで挟んで水を抜くベルト式のものとがある。脱水機２３は、遠心分離式では粒子の大きな汚泥での目詰まりが考えられるので、ベルト式の方がより好ましい。

【0023】

この実施例では、配管のポンプ２４に対して沈殿槽１２側となる経路に弁３１が配置され、配管のポンプ２４に対して濃縮槽２１側となる経路に弁３２が配置され、また、配管のポンプ２５に対して凝集剤溶解液槽２２側となる経路に弁３３が配置され、配管のポンプ２５に対して凝集剤溶解液槽２２とは反対側となる経路に弁３４が配置され、更に、配管のポンプ２６に対して濃縮槽２１側となる経路に弁３５が配置され、配管のポンプ２６に対して脱水機２３側となる経路に弁３６が配置されている。

【0024】

本発明では、排水処理施設１は、排水処理系統Ｌ１を経由しないで汚泥を処理する第２の汚泥処理系統Ｌ３を有している。第２の汚泥処理系統Ｌ３は、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から排水処理系統Ｌ１を経由する水に含まれる汚泥よりも粒子の大きな汚泥Ｓの処理に対応したものである。

【0025】

より具体的には、第２の汚泥処理系統Ｌ３は、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４に沈殿堆積した汚泥Ｓを、当該Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出す工程と、取り出された汚泥Ｓを、排水処理系統Ｌ１のうちのＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から沈殿槽１２までを経由しないで、第１の汚水処理系統Ｌ２を構成する濃縮槽２１に直接に送る工程とを有する汚泥処理の方法となっている。濃縮槽２１に送られた汚泥Ｓは、第１の汚泥処理系統Ｌ２と同様に、濃縮槽２１から脱水機２３に延びる配管を通るときに、凝集剤溶解液槽２２からポンプ２５で送られてきた凝集剤が投入される工程も有することから、脱水機２３に送られてケーキ化され、その後の産業廃棄物としての処理が可能となる。

【0026】

汚泥Ｓは排水処理系統Ｌ１を経由する汚泥よりも粒子が大きく重いため自然に沈殿するので、沈殿可能な状態にするための工程を必要としないことから、汚泥Ｓについて沈殿槽１２を経由しないでも、濃縮槽２１以後の汚泥処理を行うことが可能である。

【0027】

そして、図１に一例として示される排水処理施設１は、汚泥ＳをＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出す工程として、例えば図２（ａ）に示されるように、プロベスターと呼ばれる吸入／吐出装置１０１を有する車両１００が用いられる。車両１００は、吸入／吐出装置１０１から延びるホース１０２の先端部１０３をＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４の汚泥Ｓまで到達した状態で、吸入／吐出装置１０１を稼働させて、汚泥Ｓを吸入／吐出装置１０１に取り込む。これにより、汚泥ＳがＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出される。汚泥Ｓを吸入／吐出装置１０１に取り込んだ車両１００は、図１の太い破線に示されるように、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から濃縮槽２１まで移動した後、例えば図２（ｂ）に示されるように、吸入／吐出装置１０１から延びるホース１０２の先端部１０３を濃縮槽２１内に入れて、汚泥Ｓを濃縮槽２１に上方から送り出す。汚泥Ｓは上述したように粒子が大きく重いので、そのまま濃縮槽２１の下方に沈殿していく。このような第２の排水処理系統Ｌ３としたことにより、第１の排水処理施設の濃縮槽２１や脱水機２３を用い、更に凝集剤溶解液槽２２から凝集剤を注入する経路も既存のものを用いることが可能である。しかも、しかも、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４の定期点検等の点検タイミングで、点検対象の排水貯槽３、４内に堆積した粒子の大きな汚泥を排出することができる。よって、第２の排水処理系統Ｌ３を採用することに伴う費用を抑制することが可能である。

【0028】

図３において、図１に示された第２の排水系統Ｌ３とは異なる態様の第２の排水系統Ｌ３を用いた態様が示されている。図３に示される第２の排水系統Ｌ３は、例えば排水処理施設１自体を新設する場合に好適なものであり、また、汚泥Ｓの直接の送り先を、濃縮槽２１を経由しないかたちで脱水機２３にしたものとなっている。

【0029】

図３の第２の排水処理系統Ｌ３では、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４に沈殿堆積した汚泥Ｓを、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出す工程として、ポンプ４１、４２でＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から吸い上げる工程が用いられている。ポンプ４１、４２は、例えば排水貯槽３、４内に設置された水中ポンプであっても、排水貯槽３、４の周囲を囲むようにレールを敷設して、このレール上を移動可能なポンプ車であっても良い。

【0030】

ポンプ４１、４２は、この実施例では、配管により脱水機２３と接続されているので、ポンプ４１、４２でＡ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出された汚泥Ｓが、配管を通って脱水機２３まで送られるという工程が行われる。そして、ポンプ４１、４２と脱水機２３との間で凝集剤溶解液槽２２からポンプ４３により送られてきた凝集剤が汚泥Ｓに注入される。これにより、図３の排水処理系統Ｌ３でも、汚泥Ｓは凝集剤が注入された状態で脱水機２３に送られるので、脱水機２３で適宜にケーキ化され、産業廃棄物として外部に搬出される。

【0031】

この実施例では、配管のポンプ４１と脱水機２３との間の経路に弁４４が配置され、配管のポンプ４２と脱水機２３との間の経路に弁４５が配置されると共に、配管のポンプ４３に対して凝集剤溶解液槽２２側となる経路に弁４６が配置され、配管のポンプ４３に対して凝集剤溶解液槽２２とは反対側となる経路に弁４７が配置されている。

【0032】

なお、図１に示される排水処理施設１においても、図示しないが、ポンプ４１、４２を設け、且つ、Ａ排水貯槽３、Ｂ排水貯槽４から取り出された汚泥Ｓを濃縮槽２１まで送るための配管を設け、配管の開口部から濃縮槽２１内に汚泥が送り込まれるようにしても良い。

【符号の説明】

【0033】

１ 排水処理施設
３ Ａ排水貯槽
４ Ｂ排水貯槽
１２ 沈殿槽
２１ 濃縮槽
２３ 脱水機
Ｌ１ 排水処理系統
Ｌ２ 第１の汚泥処理系統
Ｌ３ 第２の汚泥処理系統
Ｓ 汚泥

【図1】

【図2】

【図3】