JP3555064B2

JP3555064B2 - Desulfurization wastewater treatment method

Info

Publication number: JP3555064B2
Application number: JP27231597A
Authority: JP
Inventors: 積中村; 竹内　　善幸; 道雄大島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: JPH11104450A; TW460418B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼排ガス中の酸化硫黄ガス（以下ＳＯ_ｘガスと称す。）を環境汚染防止の観点より石灰石のアルカリ剤を吸収剤として吸収・分離する排煙脱硫設備において、該脱硫より排出される排水（以下単に排水と称す。）の濃縮処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排水はその主成分を塩化カルシウム、塩化マグネシウム、溶解石膏とし、少量成分として燃焼排ガス中の燃焼灰及び反応生成した石膏などの固形分、溶解金属分の他排煙脱硫にて反応生成した窒素−硫黄化合物（以下単にＮ−Ｓ化合物と称す。）などを含有しており、従って同性状のまま公共水域への放流はできず、法令にて規定する排出基準に適合する処理を必要としている。
【０００３】
近年の処理方法として、処理コスト及び処理設備の占有面積の低減を狙い、蒸発装置により排水を蒸発・減容化したのち処理する方法、また蒸発・減容化した排水を更に固化助剤を添加して固化する方法が有望となりつつある。同処理方法は金属分、化学的酸素要求成分を一括処理するため、各処理成分に対応した処理を行っていた従来の処理方法に比較して、設備、占有面積、運転維持の観点より大きな利点を有する。
【０００４】
図８に蒸発装置、固化装置を組み入れた処理設備の実施態様を表す流れ図を示し、同図に基づく処理方法を説明する。
図８において、排煙脱硫設備（図示省略）の排水を貯槽１０１に貯蔵し、蒸発装置１０２にて排水を蒸発濃縮する。加熱器１０３は蒸発装置１０２内の排水に蒸発にともなって失った熱を補給するためであり、貯層１０４は蒸発装置１０２により濃縮した濃縮排水を貯蔵する。凝縮器１０５は蒸発装置１０２で発生した蒸気を凝縮して回収し、混練機１０６は濃縮排水と固化助剤を混練して固化体を製造する。予備混合器１０７は、濃縮排水を固化するための石炭灰、セメント等の固化助剤を予め混合するためである。ポンプ１０８は貯槽１０１の排水を蒸発装置１０２へ供給し、ポンプ１０９は貯槽１０４の濃縮排水を混練機１０６に供給する。真空排気装置１１０は、蒸発装置１０２で発生した蒸気を凝縮器１０５へ移動させ、かつ凝縮器１０５内の非凝縮性気体を系外へ排出する。
【０００５】
脱硫装置（図示省略）からの排水はラインａａにより貯槽１０１に貯蔵されたのち、ラインｃｃ及びポンプ１０８を介して蒸発装置１０２に送られる。
また貯槽１０１には蒸発装置１０２内で排水の濃縮に伴って排水中溶解石膏が析出、スケールし伝熱性能が低下、濃縮困難となることを防止する為に種晶となる石膏をラインｂｂより添加する。
【０００６】
排水は蒸発装置１０２にて蒸発・濃縮されて濃縮排水と蒸気に分離される。通常蒸発装置１０２は装置内での蒸発を促進させるために排水を蒸気等の加熱媒体で加熱すると同時に蒸発装置１０２内を減圧にしている。排水の加熱はラインｄｄにより蒸発装置１０２の排水を抜き出し加熱器１０３へ供給し、加熱したのち再び蒸発装置１０２へ返送される。一方、加熱器１０３には加熱媒体をラインｆｆにより供給し、排水と熱交換した後、ラインｆｆ′から系外へ排出される。
【０００７】
蒸発装置１０２で蒸発により濃縮された排水、すなわち濃縮排水はラインｄｄを介して貯槽１０４に送られる。貯槽１０４からはポンプ１０９によりラインｉｉを介して混練機１０６へ送られる。この際、貯槽１０１に添加した種晶の石膏は蒸発装置１０２内で析出した石膏と共に濃縮排水中に含有されるラインｄｄを介して貯槽１０４に供給される。
【０００８】
蒸発装置１０２内で発生した蒸気は真空排気装置１１０によりラインｅｅを介して凝縮器１０５に移動し、同凝縮器内で冷却・凝縮して液体となり、回収水としてラインｇｇにより取り出される。回収水はその水質に応じてボイラ補給水、脱硫設備の補給水として再利用される。凝縮器１０５内の非凝縮性気体は真空排気装置１１０によりラインｎｎを介して系外へ排出される。また、凝縮器１０５には蒸気を冷却するための冷却水がラインｈｈにより供給され、ラインｈｈ′により系外へ取り出される。
【０００９】
予備混合器１０７にはラインｉｉ，ｋｋより各々固化助剤としての石炭灰、セメントが供給され混練に支障のないよう混合される。予備混合器１０７にて混合された固化助剤はラインｐｐを介して混練機１０６に送られ、同混練機１０６にてラインｉｉを介して送られる濃縮排水と混練されて固化体を形成する。固化体はラインｍｍを介して混練機１０７より取り出される。固化体は通常産業廃棄物として処理される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の排水処理では、蒸発装置及び加熱器での排水濃縮に伴う石膏スケール抑制のために種晶石膏を貯槽に添加する必要があり、これによって種晶の定量供給装置を要し、かつ混練機から排出される固化体量が増加、すなわち廃棄物量が増加することとなる。
なお、種晶石膏を添加しなければ蒸発装置及び加熱器でスケールが発生し、伝熱係数が低下して排水の濃縮が不可能となる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様として、蒸発装置から抜き出される濃縮排水の抜き出しライン中に石膏を固液分離する固液分離器を設け、該固液分離器で外濃縮排水中の石膏を分離・回収し、回収した石膏の全部若しくは一部を蒸発装置または蒸発装置に供給する排水中に添加し、残りの回収石膏は系外へ排出または脱硫装置へ返送して該脱硫装置にて生成する石膏とともに回収することを特徴とする脱硫排水の処理方法を提供する。
本発明の第二の態様として、上記固液分離器で回収した石膏の全部若しくは一部を破砕後、上記蒸発装置または上記蒸発装置に供給する排水中に添加することを特徴とする脱硫排水の処理方法を提供する。
本発明の第三の態様として、蒸発装置への供給排水中等に種晶石膏を添加することを取りやめ、蒸発装置で発生する蒸気を凝縮して回収し、該回収水により定期的に蒸発装置を洗浄することを特徴とする脱硫排水の処理方法を提供する。
本発明の第四の態様として、第一の態様または第二の態様に第三の態様を組み合わせた脱硫排水の処理方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、燃焼排ガス中の酸化硫黄ガスをアルカリ剤を吸収剤として吸収・分離する排煙脱硫設備より排出される脱硫排水の処理方法に関する。
排煙脱硫設備より排出された排水は、蒸発装置により蒸発・減容化後固化助剤と混練して固化体を製造する。本発明の第一の態様は、蒸発装置から抜き出される濃縮排水の抜き出しライン中に石膏を固液分離する固液分離器を設け、固液分離器で濃縮排水中の石膏を分離・回収し、回収した石膏の全部若しくは一部を蒸発装置に供給する排水中に添加し、残分の回収石膏は系外へ排出、若しくは脱硫装置へ返送して同脱硫装置にて生成する石膏とともに回収することを特徴とする。
【００１３】
本発明で用いる固液分離器は、一種類の固液分離装置であってもよいし、二種類以上の固液分離装置の組合せであってもよい。また、固液分離の要求程度に対応して、沈殿槽、液体サイクロン、遠心式分離装置などの分離装置を用いることもできる。
固化助剤は、石炭灰、セメントなどが挙げられ、単独でまたは組み合わせて用いることができる。固化助剤の種類の選択、添加量等は、必要な物性（圧縮強度、溶出性など）を満足する固化体を形成出来るものとする。
なお、回収した石膏の全部若しくは一部を蒸発装置に供給する排水中に添加する代わりに、直接蒸発装置に供給する態様もある。
【００１４】
本発明の第一の態様よれば、蒸発装置で生成した石膏を固液分離して、石膏の全部若しくは一部を蒸発装置の種晶として用いるため、加熱器等での石膏スケールが抑制されるとともに、混練機に入る石膏量が減少し固化体量が減少するメリットがある。また、系外からの石膏の供給が不要であり、これに伴う定量供給装置も必要としない。さらに、蒸発装置からの石膏の固液分離装置として、第一の態様における液体サイクロンおよび沈殿槽の組み合わせ、第二の態様における沈殿槽のように、種々の組合せが可能であり、高い石膏分離率も達成できる。そして、分離した石膏を再利用等の目的で回収できるメリットがある。
【００１５】
本発明の第一の態様を、具体例として図１と図２に示す処理方法を挙げ説明する。図１は、二種類の固液分離装置を直列に用いた例であり、図２は、一種類の固液分離装置を用いた例である。
図１は、蒸発装置２から抜き出す濃縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくはその一部を種晶として再利用する場合の実施態様を表す流れ図を示す。
図１において、貯槽１は排煙脱硫装置（図示省略）の排水を貯蔵し、蒸発装置２は排水を蒸発濃縮する。加熱器３は、蒸発装置２内の排水に蒸発にともなって失った熱を補給するためのものであり、貯槽４は、蒸発装置２により濃縮した濃縮排水を貯蔵する。凝縮器５は蒸発装置２で発生した蒸気を凝縮して回収し、混練機６は濃縮排水と固化助剤を混練して固化体を製造する。予備混合器７は、濃縮排水を固化するための石炭灰、セメント等の固化助剤を予め混合するためものである。ポンプ８は貯槽１の排水を蒸発装置２に供給し、ポンプ９は貯槽４の濃縮排水を混練機６に供給する。真空排気装置１０は、蒸発装置２で発生した蒸気を凝縮器５へ移動させ、かつ凝縮器５内の非凝縮性気体を系外へ排出する。液体サイクロン１１は蒸発装置２から貯槽４に抜き出す濃縮排水中の石膏を概略分離し、沈殿槽１２は液体サイクロン１１で濃縮された石膏を更に濃縮する。
【００１６】
図１において、脱硫装置（図示省略）からの排水はラインａにより貯槽１に貯蔵されたのち、ラインｃ及びポンプ８を介して蒸発装置２に送液する。
排水は蒸発装置２にて蒸発・濃縮されて濃縮排水と蒸気に分離する。蒸発装置２は、装置内での蒸発を促進させるために、排水を蒸気等の加熱媒体で加熱すると同時に減圧することができる。排水の加熱はラインｄにより蒸発装置２の排水を抜き出し加熱器３へ供給し加熱したのち再び蒸発装置２へ返送する。一方、加熱器３には加熱媒体として低圧蒸気をラインｆより供給し排水を加熱した後、ラインｆ′から系外へ排出する。
【００１７】
蒸発装置２で発生した蒸気は凝縮器５で凝縮水として回収し、ラインｇより系外に排出する。また、凝縮器５用の冷却媒体は冷却水を用いる。凝縮器５の非凝縮性ガスは真空ポンプ１０で吸引して系外に排出する。
蒸発装置２で蒸発により濃縮した排水、すなわち濃縮排水はラインｑにより液体サイクロンに供給する。濃縮排水中には濃縮により溶解石膏が過飽和となって固体として析出する。この際、蒸発装置２及び加熱器３の接液面での析出、すなわちスケールとなることを防止するために、後述する沈殿槽１２で回収した石膏を蒸発装置２に供給する排水中に混入させて種晶とする。
【００１８】
液体サイクロン１１は濃縮排水中の石膏を遠心力を用いて液体より分離するものであり、その捕集粒径等の仕様設定は捕集する石膏粒径を測定することにより行う。液体サイクロン１１で石膏を分離した後の濃縮排水はラインｒを介して貯槽４に供給する。一方、液体サイクロン１１で捕集した石膏はラインｓにより沈殿槽１２に供給した後、沈降分離することにより更に石膏濃度を高めることができる。
【００１９】
沈殿槽１２にて高濃度となった石膏はラインｔより抜き出され、全量若しくはその一部をラインｕを介して蒸発装置２に供給する排水ラインｃ中へ添加し、残分はラインｖにより系外に排出できる。
添加する種晶とする石膏の量は、蒸発装置での濃縮条件、排水液性状によって決まる石膏の析出量に対応して設定する。
沈殿槽１２で石膏を分離した後の液、すなわち上澄み液はラインｗを介して貯槽４に供給した。貯槽４の濃縮排水はポンプ９及びラインｉを介して混練機６に供給し、固化助剤の予備混合器７から供給した固化助剤と混練して固化体とする。
【００２０】
次に、図２の処理方法について説明する。
図２は、蒸発装置２から抜き出す濃縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくは一部を種晶として再利用する場合で、同固液分離を沈殿槽１１のみで行うときの実施態様を表す流れ図を示す。
蒸発装置２の濃縮排水の一部をラインｑを介して沈殿槽１１に供給し、沈降分離によって石膏を濃縮する。濃縮した石膏はラインｔより抜き出し、その全量若しくは一部をラインｕを介して蒸発装置２への供給ラインｃ中へ添加し、残分はラインｕより系外へ排出する。一方沈殿槽１１で石膏を分離した後の液、すなわち上澄み液はラインｗを介して貯槽４に供給する。
【００２１】
本発明の脱硫排水の処理方法の第二の態様として、固液分離器で回収した石膏の全部若しくは一部を破砕後、蒸発装置に供給する排水中に添加することもできる。
これにより、蒸発装置で生成した石膏を固液分離して、該石膏の全部若しくは一部を蒸発装置の種晶として用いるため、加熱器等での石膏スケールが抑制されるとともに、混練機に入る石膏量が減少し、固化体量が減少する。また、系外からの石膏の供給が不要であり、これに伴う定量供給装置も必要としない。固液分離した石膏を破砕することにより小粒径化し、単位重量あたりの石膏表面積が増大し、種晶硬化が促進される。さらに、固液分離器で分離した石膏を再利用等の目的で回収できる。
【００２２】
石膏の破砕には、破砕機等が用いられる。破砕機は、特に限定されないが、型式としては、臼型、湿式ミル等が挙げられる。破砕後の平均粒径は、小粒径ほど効果があるが、現実には、平均粒径が３０〜５０μｍとなるよう調節する。種晶の単位濃度当たりの表面積を維持または増大するからである。
固液分離器で回収した石膏の全部若しくは一部を破砕機により破砕後、蒸発装置に供給する排水中に代えて、直接蒸発装置に添加することもできる。
【００２３】
本発明の第二の態様を、具体例として図３と図４に示す処理方法を挙げ説明する。
図３、図４は、蒸発装置２から抜き出す濃縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくは一部を種晶として再利用する場合で、固液分離した石膏を破砕機１３において破砕した後、蒸発装置２への供給排水に添加するときの実施態様を表す流れ図を表す。
【００２４】
本発明の脱硫排水の処理方法の第三の態様は、蒸発装置で発生する蒸気を凝縮して回収し、該回収水により定期的に蒸発装置を洗浄することを特徴とする。
回収水により定期的に洗浄するのは、蒸発装置に限らず、加熱器などの石膏スケールが付着し易い部所であってもよい。
本発明の第三の態様によれば、凝縮器にて回収した回収水により加熱器等で発生した石膏スケールを溶解、除去するため、石膏スケールが抑制される。また、）系外からの石膏の供給が不要であり、これに伴う定量供給装置も必要としない。
洗浄頻度は，蒸発装置での石膏析出量によって調節される。
【００２５】
本発明の第三の態様を、具体例として図５に示す処理方法を挙げ説明する。
図５は、凝縮器５で回収した回収水を用いて石膏スケールが付着し易い蒸発装置２及び加熱器３を定期的に洗浄する場合の実施態様を表す流れ図を示す。
凝縮器５で回収した回収水はラインｇを介して貯槽１４に一旦貯えられた後、定期的にポンプ１５、ラインｙによって蒸発装置２に供給され、蒸発装置２及び加熱器３内を循環させて付着石膏スケールを洗浄する。洗浄に先立ち、洗浄部濃縮排水はラインｄにより貯槽４に抜き出す。
洗浄後の洗浄液はラインｚによって貯槽１に戻す。
また、貯槽１４内の回収水の残分はラインｌ（エル）を介して系外へ排出する。
【００２６】
本発明の第四の態様は、蒸発装置から抜き出される濃縮排水の抜き出しライン中に石膏を固液分離する固液分離器を設け、固液分離器で濃縮排水中の石膏を分離・回収し、回収した石膏の全部若しくは一部を、そのまま又は破砕機により破砕後，蒸発装置または蒸発装置に供給する排水中に添加し、残分の回収石膏は系外へ排出または脱硫装置へ返送して同脱硫装置にて生成する石膏とともに回収し、蒸発装置で発生する蒸気を凝縮して回収し、該回収水により定期的に蒸発装置及び／又は加熱器などの石膏スケールが付着し易い部所を洗浄ことを特徴とする。
また石膏スケール付着をより低減するために、沈殿槽からの濃縮石膏を破砕機で破砕後蒸発装置の供給排水に添加することも本発明に含まれる。
本発明の第四の態様によれば、蒸発装置で生成した石膏を固液分離して、該石膏の全部若しくは一部を蒸発装置の種晶としてもちいるため加熱器等で発生する石膏スケールの発生を抑制するとともに、石膏スケールが発生しても凝縮器で回収した回収水により定期的に石膏スケールを溶解、除去するため、石膏スケールは完全に防止される。また、系外からの石膏供給が不要であり、これに伴う定量供給装置も必要ない。さらに、混練機からの固化体量が減少する。
【００２７】
本発明の第四の態様を、具体例として図６と図７に示す処理方法を挙げ説明する。
図６、７は、凝縮器５で回収した回収水により石膏スケールが付着し易い蒸発装置２及び加熱器３を定期的に洗浄すると同時に、蒸発装置２から抜き出す凝縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくは一部を種晶として再利用する場合の実施態様を表す流れ図を示す。
図６は蒸発装置２からの濃縮排水中の石膏の固液分離装置として液体サイクロン１１と沈殿槽１２を直列に用いたとき、図７は沈殿槽１２のみを用いたときである。
液体サイクロン及び沈殿槽の仕様設定は図１の例に記載したと同様である。
【００２８】
【実施例】
本発明の有効性を実証するためにパイロット装置による実験を行った。
実施例１
図１に示された処理方法に基づき実施した。加熱器３には加熱媒体として１ｋｇ／ｃｍ^２・Ｇ以下の低圧蒸気をラインｆより供給した。加熱器３の形式はｓｈｅｌｌ−ｔｕｂｅ式の熱交換器を用いた。
蒸発装置２内の圧力は７０ｍｍＨｇ．ａｂｓ、加熱器３の入口及び出口の濃縮排水温度は６４℃、６７℃とした。また蒸発装置２の濃縮倍率は７とした。
添加する種晶とする石膏の量は、蒸発装置での濃縮条件、排水液性状によって決まる石膏の析出量に対応して設定するが、本実施例では蒸発装置への供給排水中、石膏濃度で０．４７ｗｔ％となるよう調節した。
本実施例での固化助剤は石炭灰とセメントを用い、その混合割合は濃縮排水に対して石炭灰を当量、セメントを２０ｗｔ％とした。
本実施例において、固化体量は濃縮排水中石膏を分離しない場合に比較して約１６ｗｔ％減少した。
【００２９】
実施例２
図２に示された処理方法に基づき実施した。実施条件は、実施例１と同様であった。
実施例３
図３に示された処理方法に基づき実施した。実施例３は、実施例１に破砕機を加えたものであり、破砕機１３は臼型を用い、破砕後の平均粒径が３０〜５０μｍとなるよう調節した。
実施例４
図４に示された処理方法に基づき実施した。実施例４は、実施例２に破砕機を加えたものであり、破砕機の型式及び制御粒径は実施例３と同様とした。
【００３０】
実施例５
図５に示された方法に基づき実施した。洗浄頻度は、蒸発装置２での石膏析出量によって調節するが、３日に１回であった。蒸発装置２、混練機６等の他の条件は図１と同様であった。
実施例６
図６に示された方法に基づき実施した。液体サイクロン及び沈殿槽の仕様設定は図１の例に記載したと同様だった。回収水による洗浄は１０日に１回とし、また蒸発装置２に供給する排水中の石膏濃度が０．２０ｗｔ％となるよう調節した。実施例７
図７に示された方法に基づき実施した。沈殿槽の仕様設定は実施例２と同様だった。回収水による洗浄は１０日に１回とし、また蒸発装置２に供給する排水中の石膏濃度が０．２０ｗｔ％となるよう調節した。
【００３１】
実施例１〜７の結果として、前述のような効果を得られ、本発明の効果が確認された。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の脱硫排水の処理方法によれば、排水濃縮過程での石膏スケールを抑制でき、長期的に安定して濃縮処理運転が可能となる。また、回収した石膏は種晶として再利用するため系外からの石膏の供給が不要となり、これに伴う種晶石膏の定量供給装置を必要としない。さらに、蒸発装置からの濃縮排水中の石膏を分離・回収するため、混練機からの固化体量が減少する。また、蒸発装置及び加熱器のスケール発生は、種晶石膏または凝縮器で回収した回収水を用いた定期洗浄により抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸発装置から抜き出す濃縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくは一部を種晶として再利用する場合の実施態様を表す流れ図。
【図２】図１における固液分離を沈殿槽のみで行うときの実施態様を表す流れ図。
【図３】図１における固液分離した石膏を破砕した後蒸発装置への供給排水に添加するときの実施態様を表す流れ図。
【図４】図２における固液分離した石膏を破砕した後蒸発装置への供給排水に添加するときの実施態様を表す流れ図。
【図５】凝縮器で回収した回収水を用いて石膏スケールが付着し易い蒸発装置及び加熱器を定期的に洗浄する場合の実施態様を表す流れ図。
【図６】凝縮器で回収した回収水を用いて石膏スケールが付着し易い蒸発装置及び加熱器を定期的に洗浄すると同時に、蒸発装置から抜き出す濃縮排水中の石膏を固液分離して回収した石膏の全部若しくは一部を種晶として再利用する場合の実施態様で図１に対応する流れ図。
【図７】図６を図２に対応させた流れ図。
【図８】蒸発装置、固化装置を組み入れた従来の排水処理設備の実施態様を表す流れ図。
【符号の説明】
１貯槽
２蒸発装置
３加熱器
４貯槽
５凝縮器
６混練機
７予備混合器
８ポンプ
９ポンプ
１０真空排気装置
１１液体サイクロン
１２沈殿槽
１３破砕機
１４貯槽
１５ポンプ
１６ポンプ
１０１貯槽
１０２蒸発装置
１０３加熱器
１０４貯層
１０５凝縮器
１０６混練機
１０７予備混合器
１０８ポンプ
１０９ポンプ
１１０真空排気装置
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｆ′、ｇライン
ｈ、ｈ′、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ（エル）、ｍ、ｎ、ｐライン
ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚライン
ａａ、ｂｂ、ｃｃ、ｄｄ、ｅｅ、ｆｆ、ｆｆ′、ｇｇライン
ｈｈ、ｈｈ′、ｉｉ、ｊｊ、ｋｋ、ｍｍ、ｎｎ、ｐｐライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a flue gas desulfurization absorbing and separating sulfur oxide gas in flue gas (hereinafter referred to as SO _x gas.) As absorber alkali agent limestone from the viewpoint of prevention of environmental pollution, discharged from the desulfurization Wastewater (hereinafter simply referred to as wastewater).
[0002]
[Prior art]
The waste water is mainly composed of calcium chloride, magnesium chloride, and dissolved gypsum. As a small component, the solid matter such as combustion ash in the combustion exhaust gas and the gypsum produced by the reaction, the dissolved metal content and the nitrogen produced by the flue gas desulfurization- It contains sulfur compounds (hereinafter simply referred to as NS compounds), etc., and therefore cannot be discharged to public water bodies with the same properties, and requires treatment that meets emission standards prescribed by law.
[0003]
As a recent treatment method, in order to reduce the treatment cost and the area occupied by the treatment equipment, a method in which the wastewater is evaporated and reduced in volume by an evaporator and then treated, and a solidification aid is further added to the evaporated and reduced wastewater The method of solidifying by heating is becoming promising. This treatment method treats metal components and chemical oxygen demanding components at once, so it is a big advantage from the viewpoint of equipment, occupied area and operation maintenance compared to the conventional treatment method that performed treatment corresponding to each treatment component. Having.
[0004]
FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of a processing facility incorporating an evaporator and a solidifying device, and a processing method based on the flowchart will be described.
In FIG. 8, wastewater from a flue gas desulfurization facility (not shown) is stored in a storage tank 101, and the wastewater is evaporated and concentrated by an evaporator 102. The heater 103 is for replenishing the wastewater in the evaporator 102 with heat lost due to evaporation, and the storage layer 104 stores the concentrated wastewater concentrated by the evaporator 102. The condenser 105 condenses and collects the steam generated by the evaporator 102, and the kneader 106 kneads the concentrated wastewater and the solidification aid to produce a solidified body. The premixer 107 is for preliminarily mixing a solidification aid such as coal ash and cement for solidifying the concentrated wastewater. The pump 108 supplies the wastewater from the storage tank 101 to the evaporator 102, and the pump 109 supplies the concentrated wastewater from the storage tank 104 to the kneader 106. The evacuation device 110 moves the vapor generated in the evaporator 102 to the condenser 105 and discharges the non-condensable gas in the condenser 105 out of the system.
[0005]
Drainage from a desulfurization device (not shown) is stored in a storage tank 101 by a line aa, and then sent to an evaporator 102 via a line cc and a pump 108.
Further, in the storage tank 101, gypsum which becomes a seed crystal is prevented from the line bb in order to prevent the gypsum dissolved in the wastewater from being precipitated and scaled with the concentration of the wastewater in the evaporator 102, and to prevent the heat transfer performance from being reduced and becoming difficult to concentrate. Added.
[0006]
The wastewater is evaporated and concentrated in the evaporator 102 to be separated into concentrated wastewater and steam. Normally, the evaporator 102 heats the waste water with a heating medium such as steam in order to promote evaporation in the apparatus, and at the same time, reduces the pressure inside the evaporator 102. For the heating of the wastewater, the wastewater from the evaporator 102 is extracted through a line dd and supplied to a heater 103, which is heated and then returned to the evaporator 102 again. On the other hand, a heating medium is supplied to the heater 103 through a line ff, and heat exchange is performed with wastewater, and then discharged out of the system through a line ff ′.
[0007]
Wastewater concentrated by evaporation in the evaporator 102, that is, concentrated wastewater, is sent to the storage tank 104 via the line dd. From the storage tank 104, it is sent to the kneading machine 106 via the line ii by the pump 109. At this time, the gypsum of the seed crystal added to the storage tank 101 is supplied to the storage tank 104 via the line dd contained in the concentrated wastewater together with the gypsum precipitated in the evaporator 102.
[0008]
The vapor generated in the evaporator 102 moves to the condenser 105 via the line ee by the vacuum exhaust device 110, and is cooled and condensed in the condenser to become a liquid, which is taken out as recovered water by the line gg. The recovered water is reused as boiler make-up water and desulfurization equipment make-up water according to the water quality. The non-condensable gas in the condenser 105 is discharged out of the system by the vacuum exhaust device 110 via the line nn. Cooling water for cooling the steam is supplied to the condenser 105 through a line hh, and is taken out of the system through a line hh ′.
[0009]
Coal ash and cement as solidification aids are supplied to the premixer 107 from lines ii and kk, respectively, and mixed so as not to hinder kneading. The solidification aid mixed in the premixer 107 is sent to the kneader 106 via the line pp, and is kneaded with the concentrated wastewater sent via the line ii in the kneader 106 to form a solid. The solidified material is taken out of the kneader 107 via a line mm. The solidified body is usually treated as industrial waste.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In conventional wastewater treatment, it is necessary to add seed crystal gypsum to a storage tank in order to suppress gypsum scale due to concentration of wastewater in an evaporator and a heater, which requires a seed crystal quantitative supply device and a kneading machine. The amount of solidified substances discharged from the fuel cell increases, that is, the amount of waste increases.
If seed gypsum is not added, scale will be generated in the evaporator and the heater, and the heat transfer coefficient will decrease, making it impossible to concentrate the wastewater.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a first aspect of the present invention, a solid-liquid separator for solid-liquid separation of gypsum is provided in a line for extracting concentrated waste water extracted from the evaporator, and the solid-liquid separator separates gypsum in external concentrated waste water. Gypsum collected and added to the entire or part of the collected gypsum in the evaporator or wastewater supplied to the evaporator, and the rest of the recovered gypsum is discharged out of the system or returned to the desulfurizer to produce gypsum in the desulfurizer. And a method for treating desulfurization wastewater characterized by being collected together with the wastewater.
As a second aspect of the present invention, desulfurization effluent wastewater characterized in that, after crushing all or part of the gypsum recovered by the solid-liquid separator, the gypsum is added to the evaporator or wastewater supplied to the evaporator. Provide a processing method.
As a third aspect of the present invention, the addition of the seed gypsum to the supply wastewater to the evaporator or the like is stopped, the steam generated in the evaporator is condensed and collected, and the evaporator is periodically operated by the collected water. Provided is a method for treating desulfurized wastewater, which is characterized by washing.
As a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for treating desulfurization wastewater in which the third aspect is combined with the first aspect or the second aspect.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating desulfurization wastewater discharged from a flue gas desulfurization facility that absorbs and separates sulfur oxide gas in combustion exhaust gas using an alkaline agent as an absorbent.
The wastewater discharged from the flue gas desulfurization facility is evaporated and reduced in volume by an evaporator, and then kneaded with a solidification aid to produce a solidified body. The first aspect of the present invention is to provide a solid-liquid separator for solid-liquid separation of gypsum in the extraction line of concentrated wastewater extracted from the evaporator, and to separate and collect gypsum in concentrated wastewater with the solid-liquid separator. Add all or part of the recovered gypsum to the wastewater supplied to the evaporator, and discharge the remaining recovered gypsum out of the system or return to the desulfurization unit to collect with the gypsum generated by the desulfurization unit It is characterized by the following.
[0013]
The solid-liquid separator used in the present invention may be a single type of solid-liquid separator or a combination of two or more types of solid-liquid separators. Further, a separation device such as a sedimentation tank, a liquid cyclone, and a centrifugal separation device can be used according to the required degree of solid-liquid separation.
Examples of the solidification aid include coal ash and cement, and can be used alone or in combination. The selection of the type of the solidification aid, the amount of the solidification aid, and the like are determined so as to form a solidified body that satisfies the required physical properties (eg, compressive strength and dissolution).
In addition, instead of adding all or a part of the collected gypsum to wastewater supplied to the evaporator, there is also an embodiment in which the gypsum is directly supplied to the evaporator.
[0014]
According to the first aspect of the present invention, gypsum generated in the evaporator is separated into solid and liquid, and all or a part of the gypsum is used as a seed crystal of the evaporator, so that gypsum scale in a heater or the like is suppressed. At the same time, there is an advantage that the amount of gypsum entering the kneader decreases and the amount of solidified body decreases. Further, it is not necessary to supply gypsum from outside the system, and accordingly, a quantitative supply device is not required. Furthermore, as a solid-liquid separation device for gypsum from an evaporator, various combinations are possible, such as a combination of a hydrocyclone and a sedimentation tank in the first embodiment, and a sedimentation tank in the second embodiment. Can also be achieved. Then, there is an advantage that the separated gypsum can be collected for the purpose of reuse or the like.
[0015]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to the processing method shown in FIGS. 1 and 2 as a specific example. FIG. 1 shows an example in which two types of solid-liquid separators are used in series, and FIG. 2 shows an example in which one type of solid-liquid separator is used.
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment in which all or part of gypsum collected by solid-liquid separation of gypsum in concentrated wastewater extracted from the evaporator 2 is reused as a seed crystal.
In FIG. 1, a storage tank 1 stores waste water from a flue gas desulfurization device (not shown), and an evaporator 2 evaporates and concentrates the waste water. The heater 3 is for replenishing the wastewater in the evaporator 2 with heat lost due to evaporation, and the storage tank 4 stores the concentrated wastewater concentrated by the evaporator 2. The condenser 5 condenses and collects the steam generated in the evaporator 2, and the kneader 6 kneads the concentrated wastewater and the solidification aid to produce a solidified body. The premixer 7 is for previously mixing a solidification aid such as coal ash and cement for solidifying the concentrated wastewater. The pump 8 supplies the wastewater from the storage tank 1 to the evaporator 2, and the pump 9 supplies the concentrated wastewater from the storage tank 4 to the kneader 6. The evacuation device 10 moves the vapor generated in the evaporator 2 to the condenser 5 and discharges the non-condensable gas in the condenser 5 to the outside of the system. The hydrocyclone 11 roughly separates the gypsum in the concentrated wastewater extracted from the evaporator 2 into the storage tank 4, and the settling tank 12 further concentrates the gypsum concentrated in the hydrocyclone 11.
[0016]
In FIG. 1, wastewater from a desulfurization device (not shown) is stored in a storage tank 1 by a line a, and then sent to an evaporator 2 via a line c and a pump 8.
The wastewater is evaporated and concentrated in the evaporator 2 to be separated into concentrated wastewater and steam. The evaporating apparatus 2 can reduce the pressure while heating the waste water with a heating medium such as steam in order to promote evaporation in the apparatus. To heat the waste water, the waste water of the evaporator 2 is extracted through a line d, supplied to the heater 3, heated, and then returned to the evaporator 2 again. On the other hand, low-pressure steam is supplied to the heater 3 as a heating medium from a line f to heat the waste water, and then discharged from the line f 'to the outside of the system.
[0017]
The steam generated in the evaporator 2 is collected as condensed water by the condenser 5 and discharged out of the system through the line g. The cooling medium for the condenser 5 uses cooling water. The non-condensable gas in the condenser 5 is sucked by the vacuum pump 10 and discharged out of the system.
Wastewater concentrated by evaporation in the evaporator 2, that is, concentrated wastewater, is supplied to the liquid cyclone through a line q. In the concentrated wastewater, the dissolved gypsum becomes supersaturated by concentration and precipitates as a solid. At this time, in order to prevent precipitation on the liquid contact surfaces of the evaporator 2 and the heater 3, that is, the formation of scale, the gypsum collected in the sedimentation tank 12 described later is mixed into wastewater supplied to the evaporator 2. To make a seed crystal.
[0018]
The liquid cyclone 11 separates the gypsum in the concentrated wastewater from the liquid using centrifugal force, and the specification such as the collection particle size is determined by measuring the gypsum particle size to be collected. The concentrated wastewater after the gypsum is separated by the liquid cyclone 11 is supplied to the storage tank 4 via the line r. On the other hand, the gypsum collected by the liquid cyclone 11 is supplied to the settling tank 12 through the line s, and then the gypsum concentration can be further increased by sedimentation and separation.
[0019]
The gypsum having a high concentration in the sedimentation tank 12 is extracted from a line t, and the whole or a part of the gypsum is added to a drain line c supplied to the evaporator 2 via a line u. Can be discharged out of the system.
The amount of gypsum as a seed crystal to be added is set in accordance with the concentration of gypsum, which is determined by the concentration conditions in the evaporator and the properties of the drainage liquid.
The liquid after the gypsum was separated in the precipitation tank 12, that is, the supernatant liquid was supplied to the storage tank 4 via the line w. The concentrated waste water in the storage tank 4 is supplied to the kneading machine 6 via the pump 9 and the line i, and is kneaded with the solidifying aid supplied from the solidifying aid premixer 7 to be solidified.
[0020]
Next, the processing method of FIG. 2 will be described.
FIG. 2 shows a case where all or a part of gypsum collected by solid-liquid separation of gypsum in concentrated wastewater extracted from the evaporator 2 is reused as a seed crystal, and the solid-liquid separation is performed only in the sedimentation tank 11. 2 shows a flowchart representing an embodiment of the present invention.
A part of the concentrated wastewater from the evaporator 2 is supplied to the sedimentation tank 11 via the line q, and the gypsum is concentrated by sedimentation. The concentrated gypsum is withdrawn from the line t, and the whole or a part of the gypsum is added to a supply line c to the evaporator 2 via a line u, and a residue is discharged from the line u to the outside of the system. On the other hand, the liquid after the gypsum is separated in the precipitation tank 11, that is, the supernatant liquid is supplied to the storage tank 4 via the line w.
[0021]
As a second aspect of the method for treating desulfurized wastewater of the present invention, all or part of gypsum recovered by a solid-liquid separator may be crushed and then added to wastewater supplied to an evaporator.
Thereby, the gypsum generated by the evaporator is separated into solid and liquid, and all or a part of the gypsum is used as a seed crystal of the evaporator, so that gypsum scale in a heater or the like is suppressed and the gypsum enters the kneader. The amount of gypsum decreases and the amount of solidified body decreases. Further, it is not necessary to supply gypsum from outside the system, and accordingly, a quantitative supply device is not required. Crushing the solid-liquid separated gypsum reduces the particle size, increases the gypsum surface area per unit weight, and promotes seed hardening. Further, the gypsum separated by the solid-liquid separator can be collected for the purpose of reuse or the like.
[0022]
A crusher or the like is used for crushing the gypsum. The crusher is not particularly limited, but examples thereof include a mortar type and a wet mill. The average particle size after crushing is more effective as the particle size becomes smaller, but actually, the average particle size is adjusted so as to be 30 to 50 μm. This is because the surface area per unit concentration of the seed crystal is maintained or increased.
After all or a part of the gypsum collected by the solid-liquid separator is crushed by a crusher, it can be directly added to the evaporator instead of the wastewater supplied to the evaporator.
[0023]
The second embodiment of the present invention will be described with reference to the processing method shown in FIGS. 3 and 4 as a specific example.
FIGS. 3 and 4 show a case where all or a part of the gypsum collected by solid-liquid separation of the gypsum in the concentrated waste water extracted from the evaporator 2 is reused as a seed crystal. 3 is a flow chart showing an embodiment when the crushed water is added to the wastewater supplied to the evaporator 2.
[0024]
A third aspect of the method for treating desulfurized waste water of the present invention is characterized in that steam generated in an evaporator is condensed and collected, and the evaporator is periodically washed with the collected water.
What is periodically washed with the recovered water is not limited to the evaporator, but may be a portion such as a heater to which the gypsum scale easily adheres.
According to the third aspect of the present invention, the gypsum scale generated in the heater or the like is dissolved and removed by the recovered water collected in the condenser, so that the gypsum scale is suppressed. Further, the supply of gypsum from outside the system is not necessary, and the accompanying quantitative supply device is not required.
The frequency of washing is adjusted by the amount of gypsum deposited in the evaporator.
[0025]
The third embodiment of the present invention will be described with a processing method shown in FIG. 5 as a specific example.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment in which the evaporator 2 and the heater 3 to which the gypsum scale easily adheres are periodically cleaned using the recovered water collected in the condenser 5.
The recovered water collected by the condenser 5 is temporarily stored in a storage tank 14 via a line g, and thereafter is periodically supplied to the evaporator 2 by a pump 15 and a line y to circulate through the evaporator 2 and the heater 3. To wash the attached gypsum scale. Prior to washing, concentrated wastewater from the washing section is drawn out to the storage tank 4 by the line d.
The cleaning liquid after the cleaning is returned to the storage tank 1 by the line z.
Further, the residue of the recovered water in the storage tank 14 is discharged out of the system via the line 1 (ell).
[0026]
A fourth aspect of the present invention provides a solid-liquid separator for solid-liquid separation of gypsum in a line for extracting concentrated waste water extracted from the evaporator, and separates and collects gypsum in concentrated waste water with the solid-liquid separator. Add all or part of the recovered gypsum as it is or after crushing it with a crusher, into the evaporator or the wastewater supplied to the evaporator, and discharge the remaining recovered gypsum out of the system or return to the desulfurization unit. The gypsum is collected together with the gypsum generated in the desulfurization unit, the steam generated in the evaporator is condensed and collected, and the collected water is used to periodically remove gypsum scale such as the evaporator and / or heater. It is characterized by washing.
Further, in order to further reduce the adhesion of gypsum scale, the present invention includes adding concentrated gypsum from a sedimentation tank to feed water of an evaporator after crushing with a crusher.
According to the fourth aspect of the present invention, gypsum generated in the evaporator is separated into solid and liquid, and all or a part of the gypsum is used as a seed crystal of the evaporator, so that gypsum scale generated in a heater or the like is used. The gypsum scale is completely prevented because the generation of the gypsum scale is suppressed and the gypsum scale is periodically dissolved and removed by the collected water collected in the condenser even if the gypsum scale is generated. In addition, it is not necessary to supply gypsum from outside the system, and there is no need for a quantitative supply device. Further, the amount of solidified material from the kneader decreases.
[0027]
The fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the processing method shown in FIGS. 6 and 7 as a specific example.
FIGS. 6 and 7 show that the evaporator 2 and the heater 3 to which the gypsum scale easily adheres are periodically washed with the collected water collected by the condenser 5, and that the gypsum in the condensed wastewater extracted from the evaporator 2 is separated into solid and liquid. 4 is a flowchart showing an embodiment in the case where all or a part of gypsum collected and reused is used as a seed crystal.
6 shows a case where a liquid cyclone 11 and a sedimentation tank 12 are used in series as a solid-liquid separation apparatus for gypsum in concentrated wastewater from the evaporator 2, and FIG. 7 shows a case where only the sedimentation tank 12 is used.
The specifications of the hydrocyclone and the settling tank are the same as those described in the example of FIG.
[0028]
【Example】
Experiments with a pilot device were performed to demonstrate the effectiveness of the present invention.
Example 1
It carried out based on the processing method shown in FIG. The heater 3 was supplied with low-pressure steam of 1 kg / cm ² · G or less from a line f as a heating medium. The type of the heater 3 was a shell-tube type heat exchanger.
The pressure in the evaporator 2 is 70 mmHg. Abs, the concentrated drainage temperatures at the inlet and outlet of the heater 3 were 64 ° C and 67 ° C. The concentration ratio of the evaporator 2 was set to 7.
The amount of gypsum to be added as a seed crystal is set in accordance with the concentration of gypsum in the evaporator, and the amount of gypsum deposited determined by the properties of the drainage liquid. It was adjusted to be 0.47 wt%.
In the present example, coal ash and cement were used as the solidification aid, and the mixing ratio was such that the coal ash was equivalent to the concentrated wastewater and the cement was 20 wt%.
In this example, the amount of the solidified body was reduced by about 16% by weight as compared with the case where the gypsum in the concentrated wastewater was not separated.
[0029]
Example 2
It carried out based on the processing method shown in FIG. The operating conditions were the same as in Example 1.
Example 3
It carried out based on the processing method shown in FIG. In Example 3, a crusher was added to Example 1, and the crusher 13 was a mortar type, and the average particle size after crushing was adjusted to 30 to 50 μm.
Example 4
It carried out based on the processing method shown in FIG. In Example 4, a crusher was added to Example 2, and the type and the control particle size of the crusher were the same as those in Example 3.
[0030]
Example 5
This was performed based on the method shown in FIG. The frequency of washing was adjusted according to the amount of gypsum deposited in the evaporator 2, but was once every three days. Other conditions such as the evaporator 2 and the kneader 6 were the same as those in FIG.
Example 6
This was performed based on the method shown in FIG. The specifications of the hydrocyclone and the settling tank were the same as described in the example of FIG. The washing with the recovered water was performed once every 10 days, and the gypsum concentration in the wastewater supplied to the evaporator 2 was adjusted to be 0.20 wt%. Example 7
It carried out based on the method shown in FIG. The specifications of the settling tank were the same as in Example 2. The washing with the recovered water was performed once every 10 days, and the gypsum concentration in the wastewater supplied to the evaporator 2 was adjusted to be 0.20 wt%.
[0031]
As a result of Examples 1 to 7, the above-described effects were obtained, and the effects of the present invention were confirmed.
[0032]
【The invention's effect】
According to the method for treating desulfurized wastewater of the present invention, gypsum scale in the wastewater concentration process can be suppressed, and a long-term stable concentration treatment operation can be performed. In addition, since the collected gypsum is reused as a seed crystal, supply of gypsum from outside the system is not required, and accordingly, a quantitative supply apparatus of the seed gypsum is not required. Furthermore, since the gypsum in the concentrated wastewater from the evaporator is separated and collected, the amount of solidified material from the kneader decreases. In addition, the generation of scale in the evaporator and the heater is suppressed by regular cleaning using seed crystal gypsum or water collected by the condenser.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment in which all or a part of gypsum recovered by solid-liquid separation of gypsum in concentrated wastewater extracted from an evaporator is used as a seed crystal.
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment when the solid-liquid separation in FIG. 1 is performed only in a precipitation tank.
FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment in which the gypsum subjected to solid-liquid separation in FIG. 1 is crushed and then added to a wastewater supplied to an evaporator.
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment in which the gypsum subjected to solid-liquid separation in FIG. 2 is crushed and then added to the wastewater supplied to the evaporator.
FIG. 5 is a flow chart showing an embodiment in which the evaporator and the heater to which gypsum scale easily adheres are periodically cleaned using recovered water collected by the condenser.
FIG. 6 Periodically cleans an evaporator and a heater to which gypsum scale easily adheres using recovered water collected by a condenser, and collects gypsum in concentrated wastewater extracted from the evaporator by solid-liquid separation. 2 is a flowchart corresponding to FIG. 1 in an embodiment in which all or part of gypsum is reused as a seed crystal.
FIG. 7 is a flowchart corresponding to FIG. 6 corresponding to FIG. 2;
FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of a conventional wastewater treatment facility incorporating an evaporator and a solidifier.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 Evaporator 3 Heater 4 Storage tank 5 Condenser 6 Kneader 7 Premixer 8 Pump 9 Pump 10 Vacuum exhaust device 11 Liquid cyclone 12 Precipitation tank 13 Crusher 14 Storage tank 15 Pump 16 Pump 101 Storage tank 102 Evaporator 103 Heating Vessel 104 reservoir 105 condenser 106 kneader 107 premixer 108 pump 109 pump 110 evacuation device a, b, c, d, e, f, f ', g line h, h', i, j, k, l (ell), m, n, p lines q, r, s, t, u, v, w, x, y, z lines aa, bb, cc, dd, ee, ff, ff ', gg line hh, hh ', ii, jj, kk, mm, nn, pp line

Claims

Effluent discharged from flue gas desulfurization equipment that absorbs and separates sulfur oxide gas in the combustion exhaust gas using an alkaline agent as an absorbent is evaporated and reduced in volume by an evaporator, and then kneaded with a solidification aid to produce a solidified body. In the method, a solid-liquid separator for solid-liquid separation of gypsum is provided in a line for extracting concentrated waste water extracted from the evaporator, and the gypsum in the concentrated waste water is separated and collected by the solid-liquid separator. and characterized in that the addition of all or part of the gypsum in the waste water supplied to the evaporation apparatus or evaporation apparatus, the remaining collected gypsum is recovered together with the gypsum produced in the desulfurization apparatus and return to the desulfurization apparatus A method for treating desulfurized wastewater, comprising condensing and recovering steam generated in the evaporator, and periodically cleaning the evaporator with the recovered water .

The method for treating desulfurization wastewater according to claim 1, wherein the whole or a part of the gypsum collected by the solid-liquid separator is crushed and then added to the evaporator or the wastewater supplied to the evaporator.

The average particle size of the gypsum after the crushing, the processing method of the desulfurization waste water according to claim 2, characterized in 30~50μm der Rukoto.