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鈣垢的防止方法

文檔序號(hào):4870704閱讀:416來(lái)源:國(guó)知局
鈣垢的防止方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可減低藥劑費(fèi)并可壓低運(yùn)轉(zhuǎn)成本的鈣垢的防止方法。該方法使用兩性離子交換樹(shù)脂(4),將導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水分離為鈣離子濃度低而有害物質(zhì)濃度高的第1溶液(L4),與鈣離子濃度高而有害物質(zhì)濃度低的第2溶液(L3),分別處理第1及第2溶液。從兩性離子交換樹(shù)脂排出的第1溶液與第2溶液的切換時(shí)機(jī),可基于選自從兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的COD濃度、鈣離子濃度、氯離子濃度及電導(dǎo)率的一種以上進(jìn)行控制。導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水可為最終處置場(chǎng)的浸出水、水洗焚燒灰所得到的濾液或水洗氯旁路灰所得到的濾液。
【專利說(shuō)明】鈣垢的防止方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鈣垢的防止方法,特別地涉及在最終處置場(chǎng)或水泥制造工序等中防止起因于鈣的積垢(scale)發(fā)生的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾處置場(chǎng)等最終處置場(chǎng)是用于處置難以回收的廢棄物等的設(shè)施,但鑒于枯竭化的擔(dān)憂,迄今正在推進(jìn)在最終處置場(chǎng)所處理的廢棄物等的有效利用。
[0003]鑒于最終處置場(chǎng)的枯竭的擔(dān)憂,焚燒都市垃圾等時(shí)所產(chǎn)生的焚燒灰近年作為水泥原料而進(jìn)行回收。在都市垃圾焚燒灰中,與氣體一起被運(yùn)送的、通過(guò)集塵裝置回收的飛灰,因?yàn)楹?0至20%的氯,所以使用水洗脫氯設(shè)備,將包含于飛灰內(nèi)的水溶性氯化合物經(jīng)水洗去除后,作為水泥原料而利用(例如,參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另一方面,在水泥制造設(shè)備中,使用去除氯的氯旁路(chloride bypass)設(shè)備,該設(shè)備去除成為引起預(yù)熱器堵塞等問(wèn)題的原因的氯。近年來(lái),正推進(jìn)利用含有上述焚燒灰的廢棄物的水泥原料化或燃料化的回收,隨著廢棄物的處理量增加,被帶進(jìn)水泥窯中的氯等揮發(fā)成分的量也在增加,氯旁路灰的產(chǎn)生量也在增加。因此,氯旁路灰無(wú)法完全在水泥粉碎步驟中利用,氯旁路灰也經(jīng)水洗處理(例如,參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11-100243號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001-129513號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的課題
[0010]但是,在最終處置場(chǎng),由包含于該浸出水中的鈣離子(Ca2+)與S042_產(chǎn)生硫酸鈣(CaSO4),在過(guò)濾裝置或后段的排水處理工序中作為積垢附著于裝置上,存在阻礙穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題。另外,在水泥制造工序中,關(guān)于焚燒灰或氯旁路灰的水洗濾液,也存在與上述最終處置場(chǎng)的浸出水相同的問(wèn)題。
[0011]因此,例如如圖 12所示,在最終處置場(chǎng)50中,為了從貯存于沉砂/調(diào)整池51的浸出水W去除成為積垢產(chǎn)生原因的鈣、有害的重金屬,在藥液反應(yīng)槽52中添加藥劑,通過(guò)過(guò)濾裝置53將其沉淀去除,之后,經(jīng)COD處理及懸濁物質(zhì)(SS)的去除,在消毒后排放。
[0012]但是,在上述鈣的去除中,需要添加大量的碳酸鈉或碳酸鉀,因此有藥劑成本增加、運(yùn)轉(zhuǎn)成本飆升等問(wèn)題。
[0013]因此,本發(fā)明是鑒于上述以往的技術(shù)中的問(wèn)題點(diǎn)而完成的,目的在于提供一種鈣垢的防止方法,其能夠?qū)⒆罱K處置場(chǎng)中的積垢附著導(dǎo)致的對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的不利影響限制到最小,并可壓低包含藥劑成本在內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
[0014]用以解決課題的手段[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明為一種鈣垢的防止方法,其特征在于:使用兩性離子交換樹(shù)脂將導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水分離為鈣離子濃度低而有害物質(zhì)濃度高的第I溶液,與鈣離子濃度高而有害物質(zhì)濃度低的第2溶液,并分別處理該第I及第2溶液。
[0016]在此,有害物質(zhì)是指鉛、硒、鎘、鋅、銅等重金屬;與C0D、B0D有關(guān)的被氧化物質(zhì);氨性氮等的氮;磷酸等的磷等電離度低、通過(guò)兩性離子交換樹(shù)脂的速度比鈣快的物質(zhì)。
[0017]因此,依據(jù)本發(fā)明,因?yàn)槔脙尚噪x子交換樹(shù)脂,將鈣離子濃度低的溶液與鈣離子濃度高的溶液分離,并分別處理各溶液,所以即使不像以往那樣為了去除鈣而添加碳酸鈉等,也能將CaSO4等導(dǎo)致的積垢的產(chǎn)生抑制為最小限度,可大幅地降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
[0018]另外,鈣離子濃度高的第2溶液因?yàn)橛泻ξ镔|(zhì)的濃度低,所以可保持原樣而排放
坐寸ο
[0019]而且,若使用一般的離子交換樹(shù)脂,例如強(qiáng)酸性陽(yáng)性離子交換樹(shù)脂,則需要使用強(qiáng)酸等使樹(shù)脂再生,與此相對(duì),兩性離子交換樹(shù)脂可僅通過(guò)水來(lái)使樹(shù)脂再生,因此不需要繁雜的再生處理。
[0020]在上述鈣垢的防止方法中,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水可含有選自于碳酸根離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子、磷酸根離子及硅酸根離子的一種以上,可去除由于這些離子與鈣離子生成的鈣垢的原因物質(zhì)。
[0021]在上述鈣垢的防止方法中,可基于選自從該兩性離子交換樹(shù)脂所排出的溶液的COD濃度、鈣離子濃度、氯離子濃度及電導(dǎo)率的一種以上對(duì)從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換時(shí)機(jī)進(jìn)行控制。由此,可精度良好地防止鈣垢的產(chǎn)生,且能控制從鈣離子濃度低的第I溶液回收的有害物質(zhì)的量。
[0022]在上述鈣垢的防止方法中,可在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的COD濃度變?yōu)?0mg/l以下的任意值以下時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
[0023]另外,可在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的鈣離子濃度變?yōu)楣┙o至該兩性離子交換樹(shù)脂的溶液的鈣離子濃度的1/300以上時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
[0024]而且,可在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的氯離子濃度變?yōu)楣┙o至該兩性離子交換樹(shù)脂的溶液的氯離子濃度的2/3以下時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
[0025]在上述鈣垢的防止方法中,向前述兩性離子交換樹(shù)脂供給的前述排水供給量與向該兩性離子交換樹(shù)脂供給的再生水供給量的比可設(shè)為1:1至1:5。通過(guò)使該比例變化,可使排水處理設(shè)備的規(guī)模和兩性離子交換樹(shù)脂的分離性能變化。
[0026]在上述鈣垢的防止方法中,可去除包含于前述第2溶液中的有害物質(zhì),在去除有害物質(zhì)之后,可進(jìn)行排放等。
[0027]在上述鈣垢的防止方法中,前述有害物質(zhì)可為重金屬、N03_、被氧化物質(zhì),而在第2溶液中含有NO3-的情況下,可添加硫代硫酸鈉使其變化成氮?dú)怏w而去除。
[0028]可使前述第I溶液與前述第2溶液合流而排放,由此,第I溶液與第2溶液的排放可使用一個(gè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行。另外,使前述第I溶液、前述第2溶液與稀釋水一起合流之后,通過(guò)砂濾器,由此也可抑制因合流產(chǎn)生的積垢生成的可能性。[0029]在上述鈣垢的防止方法中,通過(guò)使前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為最終處置場(chǎng)的浸出水、水洗焚燒灰而得到的濾液、水洗氯旁路灰而得到的濾液、從海水回收鹽的鹽回收設(shè)備的排水、垃圾焚燒場(chǎng)的排水、排煙脫硫設(shè)備的排水,可消除涉及這些排水處理中的鈣垢的問(wèn)題。
[0030]發(fā)明效果
[0031]如上所述,依據(jù)本發(fā)明,可將最終處置場(chǎng)等中的積垢的附著導(dǎo)致的對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)的不利影響限制在最小限度,且可壓低包含藥劑成本的運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是顯示使用涉及本發(fā)明的鈣垢的防止方法的最終處置場(chǎng)的浸出水處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
[0033]圖2是用來(lái)說(shuō)明在圖1所示的處理系統(tǒng)中使用的離子交換樹(shù)脂的操作的概略圖。
[0034]圖3是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第I實(shí)施例中的離子交換樹(shù)脂的運(yùn)轉(zhuǎn)例的圖。
[0035]圖4是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第I實(shí)施例的流程圖。
[0036]圖5是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第2實(shí)施例中的離子交換樹(shù)脂的運(yùn)轉(zhuǎn)例的圖。
[0037]圖6是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第2實(shí)施例的流程圖。
[0038]圖7是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第3實(shí)施例的流程圖。
[0039]圖8是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第4實(shí)施例的流程圖。
[0040]圖9是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第5實(shí)施例的流程圖。
[0041]圖10是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第6實(shí)施例的流程圖。
[0042]圖11是顯示在圖1中所示的處理系統(tǒng)的第7實(shí)施例的流程圖。
[0043]圖12是顯示以往的最終處置場(chǎng)的處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下,就用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案,在參照附圖的同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外,在以下的說(shuō)明中,是用將本發(fā)明用于最終處置場(chǎng)中的鈣垢的防止的情況作為實(shí)例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0045]圖1示出了使用涉及本發(fā)明的鈣垢的防止方法的最終處置場(chǎng)的浸出水處理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱為“處理系統(tǒng)”),該處理系統(tǒng)I具備:調(diào)整槽3,其貯存來(lái)自最終處置場(chǎng)2的浸出水Wl ;兩性離子交換樹(shù)脂4,其將來(lái)自調(diào)整槽3的浸出水W2分離為鈣離子濃度高的溶液(以下稱為“含鈣水”)L3與鈣離子濃度低而SO/—濃度高的溶液(以下稱為“含SO4水” )L4 ;再生水箱5,其貯存供給至兩性離子交換樹(shù)脂4的再生水L5 ;含鈣水箱6及含SO4水箱7,其分別貯存從兩性離子交換樹(shù)脂4排出的含鈣水L3及含SO4水L4 ;重金屬去除裝置8 ;及COD處理設(shè)備9。
[0046]調(diào)整槽3設(shè)置用來(lái)收集浸透了最終處置場(chǎng)2的垃圾層的雨水等浸出水W1,用于謀求抑制浸出水Wl的水質(zhì)、水量變化而使其均勻化,在其前段設(shè)置有將砂土沉降分離的沉砂槽等。[0047]兩性離子交換樹(shù)脂4設(shè)置用來(lái)去除從調(diào)整槽3排出的浸出水W2中含有的鈣。兩性離子交換樹(shù)脂是指以交聯(lián)聚苯乙烯等作為母體、使在同一官能團(tuán)鏈中具備季銨基與羧酸基等,具有使與陽(yáng)離子陰離子兩者進(jìn)行離子交換的功能的樹(shù)脂。例如,可使用三菱化學(xué)股份公司制的兩性離子交換樹(shù)脂夕'' ^ ^ > (注冊(cè)商標(biāo))AMP03。該兩性離子交換樹(shù)脂4可進(jìn)行水溶液中的電解質(zhì)與非電解質(zhì)的分離,同時(shí)也可進(jìn)行電解質(zhì)的相互分離。
[0048]重金屬去除裝置8設(shè)置用來(lái)去除含SO4水L4中含有的鉛等重金屬,可利用藥液反應(yīng)槽、壓濾機(jī)等一般使用的裝置。
[0049]COD處理裝置9設(shè)置用來(lái)降低在重金屬去除裝置8中去除了重金屬的含SO4水L4的C0D,可利用一般的凈化槽等。
[0050]以下,就具有上述結(jié)構(gòu)的處理系統(tǒng)I的操作,在參照?qǐng)D1的同時(shí)進(jìn)行說(shuō)明。
[0051]將最終處置場(chǎng)2的浸出水Wl收集至調(diào)整槽3中,抑制水質(zhì)、水量的變化后,供給至兩性離子交換樹(shù)脂4,將浸出水W2分離成含鈣水L3和含SO4水L4。如圖2所示,該兩性離子交換樹(shù)脂4連續(xù)地進(jìn)行批次處理,預(yù)先填充水(圖2(a)),其后,通過(guò)調(diào)整槽3將浸出水W2導(dǎo)入兩性離子交換樹(shù)脂4中,然后導(dǎo)入用于進(jìn)行兩性離子交換樹(shù)脂的再生的再生水L5(圖2(b))。于是,如圖2(c)所示,首先排出含SO4A L4,其后,隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而按照該順序排出含鈣水L3。
[0052]在此,該含SO4水L4和含鈣水L3的切換時(shí)機(jī)是可依據(jù)選自于下述的一種以上來(lái)進(jìn)行控制:從兩性離子交換樹(shù)脂4排出的溶液的COD濃度、鈣離子濃度、氯離子濃度及電導(dǎo)率。從兩性離子交換樹(shù)脂4所排出的含SO4水L4和含鈣水L3分別暫時(shí)貯存在含SO4水箱7及含鈣水箱6中。
[0053]接著,將貯存于含鈣水箱6中的含鈣水L3排放。另一方面,貯存于含SO4水箱7中的含SO4水L4使用重金屬去除裝置8去除重金屬,進(jìn)一步,通過(guò)COD處理裝置9減少C0D,根據(jù)需要將氮或磷等有機(jī)物質(zhì)去除后,進(jìn)行排放。
[0054]如上所述,根據(jù)本實(shí)施形態(tài),將浸出水W2通過(guò)兩性離子交換樹(shù)脂4分離成含鈣水L3和含SO4水L4后,因?yàn)榉謩e各自進(jìn)行處理,所以可在不像以往那樣為了去除鈣而添加碳酸鈉等的情況下,將因CaSO4導(dǎo)致的積垢的產(chǎn)生抑制在最小限度,而可大幅地減少運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
[0055]接著就上述處理系統(tǒng)I中使用的鈣垢防止方法的第I實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0056]作為兩性離子交換樹(shù)脂4,使用上述的三菱化學(xué)股份公司制的兩性離子交換樹(shù)脂夕M Y 4才> AMP03 ;作為原水是使具有表1中所示化學(xué)成分的最終處置場(chǎng)2的浸出水W2向兩性樹(shù)脂4進(jìn) 行通水;作為再生水L5是使浸出水W2三倍量的新水進(jìn)行通水。通水量與通過(guò)兩性離子交換樹(shù)脂4的處理液中所包含的各成分的濃度的關(guān)系及當(dāng)時(shí)處理系統(tǒng)I中的水平衡各自示于表2、圖3及圖4中。在圖4中,橢圓中的數(shù)字表示各水的重量比。另外,表1、表2及圖3的Ca2+與Cl—濃度是通過(guò)化學(xué)分析測(cè)定的值。COD是表示通過(guò)紫外線吸光法測(cè)定的值。
[0057]表1
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種鈣垢的防止方法,其特征在于,使用兩性離子交換樹(shù)脂將導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水分離成鈣離子濃度低而有害物質(zhì)濃度高的第I溶液與鈣離子濃度高而有害物質(zhì)濃度低的第2溶液,并分別處理該第I及第2溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢的產(chǎn)生的排水含有選自碳酸根離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子、磷酸根離子及硅酸根離子的一種以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,基于選自從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的COD濃度、鈣離子濃度、氯離子濃度及電導(dǎo)率的一種以上對(duì)從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換時(shí)機(jī)進(jìn)行控制。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的COD濃度為50mg/l以下的任意值以下時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的鈣離子濃度變?yōu)楣┙o至該兩性離子交換樹(shù)脂的溶液的鈣離子濃度的1/300以上時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,在從該兩性離子交換樹(shù)脂排出的溶液的氯離子濃度變?yōu)楣┙o至該兩性離子交換樹(shù)脂的溶液的氯離子濃度的2/3以下時(shí)進(jìn)行從前述兩性離子交換樹(shù)脂排出的前述第I溶液與前述第2溶液的切換。
7.如權(quán)利要求1所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,向前述兩性離子交換樹(shù)脂供給的前述排水的供給量與向該兩性離子交換樹(shù)脂供給的再生水的供給量的比為1:1至1:5。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,去除包含于前述第2溶液中的有害物質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述有害物質(zhì)為重金屬。
10.如權(quán)利要求8所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述有害物質(zhì)為NO3-,通過(guò)添加硫代硫酸鈉去除前述第2溶液中包含的N03_。
11.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述有害物質(zhì)為被氧化物質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,使前述第I溶液與前述第2溶液合流再進(jìn)行排放。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,通過(guò)將前述第I溶液和前述第2溶液與稀釋水一起合流之后通過(guò)砂濾器來(lái)抑制鈣垢的生成。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為最終處置場(chǎng)的浸出水。
15.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為水洗焚燒灰而得到的濾液。
16.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為水洗氯旁路灰而得到的濾液。
17.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為從海水回收鹽的鹽回收設(shè)備的排水。
18.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為垃圾焚燒場(chǎng)的排水。
19.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的鈣垢的防止方法,其特征在于,前述導(dǎo)致鈣垢產(chǎn)生的排水為排煙 脫硫設(shè)備的排水。
【文檔編號(hào)】C02F5/00GK103702949SQ201180072430
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月10日
【發(fā)明者】田村典敏, 大谷裕一 申請(qǐng)人:太平洋水泥株式會(huì)社
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