本發(fā)明涉及在例如鍋爐廠、化工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)以及方法。

背景技術(shù)：

在例如發(fā)電廠、化工廠的工藝成套設備內(nèi)，從例如鍋爐、反應器、復水器的濕式冷卻塔、水處理裝置等產(chǎn)生排出水。為了對這樣的排出水進行處理，提出了各種各樣的處理裝置，但均存在成本增加的問題。為了解決這樣的問題，提出了一種帶排水處理裝置的鍋爐，該帶排水處理裝置的鍋爐的特征在于，將鍋爐的冷卻塔的冷卻水(排放水)以液滴直徑為20微米至120微米的霧的形式向煙道中噴霧，由此使堿性的排放水中和(專利文獻1)。

另外，提出有通過將排出水向煙道內(nèi)噴霧來提高可蒸發(fā)處理的排水的量的排水處理裝置(專利文獻2)。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-47693號公報

專利文獻2：日本特開2001-29939號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，根據(jù)專利文獻1的發(fā)明，雖然能夠容易且低成本地對排水進行處理，但存在如下的問題：排水的量相對于廢氣的熱能(溫度、流量)而增加，當為了對排水進行蒸發(fā)處理所需的能量變大時，則無法進行處理。

另外，根據(jù)專利文獻2的發(fā)明，雖然能夠利用濃縮裝置來降低排水量，但在該濃縮裝置中，抽出由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽的一部分，因此，存在產(chǎn)生蒸汽渦輪的輸出降低這樣的問題。

此外，從鍋爐廠排出的廢氣中，除了包含氮氧化物、硫氧化物之外，有時還包含微量的水銀等有害物質(zhì)，因此，在與其他的工廠設備內(nèi)的排水混合來進行水處理時，需要應對水銀的措施。

因此，迫切期望出現(xiàn)以低成本且不伴隨鍋爐效率的降低、并考慮了水銀排出對策的方式對在例如發(fā)電廠、化工廠的工藝成套設備中產(chǎn)生的、來自例如鍋爐、反應器、復水器的濕式冷卻塔、水處理裝置等的排出水進行有效的處理的技術(shù)。

本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其課題在于，提供一種在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)以及方法。

用于解決課題的方案

用于解決上述課題的本發(fā)明的第一方案提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)具備：濕式脫硫裝置，其去除鍋爐廢氣中的硫氧化物；脫水裝置，其從來自所述濕式脫硫裝置的包含石膏料漿的脫硫排水中分離出石膏；水銀去除部，向該水銀去除部導入來自所述脫水裝置的分離水且投入螯合劑，從而將分離水中的重金屬固定；固液分離部，其對來自所述水銀去除部的分離水中的固態(tài)成分進行固液分離；混合部，其將來自所述固液分離部的分離水與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水混合；脫鹽處理裝置，其去除由所述混合部混合后的混合水中的鹽分；以及噴霧干燥裝置，其具有對由所述脫鹽處理裝置濃縮了鹽分后的濃縮水進行噴霧的噴霧機構(gòu)，且使用所述鍋爐廢氣的一部分進行噴霧干燥。

第二方案提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)具備：濕式脫硫裝置，其去除鍋爐廢氣中的硫氧化物；脫水裝置，其從來自所述濕式脫硫裝置的包含石膏料漿的脫硫排水中分離出石膏；混合部，其將來自所述脫水裝置的分離水與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水混合；反應槽，向該反應槽導入由所述混合部混合后的混合水且投入螯合劑，從而將分離水中的重金屬固定；固液分離部，其對來自所述反應槽的混合水中的固態(tài)成分進行固液分離；脫鹽處理裝置，其去除所述固液分離后的混合水中的鹽分；以及噴霧干燥裝置，其具有對由所述脫鹽處理裝置濃縮了鹽分后的濃縮水進行噴霧的噴霧機構(gòu)，且使用所述鍋爐廢氣的一部分進行噴霧干燥。

第三方案在第一方案或第二方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)具有膜處理部，該膜處理部利用具有一價選擇性的膜對由所述固液分離部分離后的分離水進行處理。

第四方案在第一方案至第三方案中任一方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫鹽處理裝置去除所述排出水中的二價鹽分。

第五方案在第一方案至第三方案中任一方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫鹽處理裝置具有：水垢防止劑供給部，其對包含ca離子等二價離子的混合水供給水垢防止劑；第一脫鹽裝置，其設置于所述水垢防止劑供給部的下游側(cè)，將所述混合水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水；析晶槽，其設置于所述第一脫鹽裝置的下游側(cè)，使石膏從所述濃縮水中析晶出；分離部，其將該析晶出的石膏與來自所述第一脫鹽裝置的濃縮水分離；以及第二脫鹽裝置，其設置于所述分離部的下游側(cè)，將所述濃縮水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水。

第六方案在第五方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述脫鹽處理裝置還具有：對來自所述第二脫鹽裝置的濃縮水進行分離的分離部；以及第三脫鹽裝置，其設置于所述分離部的下游側(cè)，將所述濃縮水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水。

第七方案在第五方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)具備氧化還原電位計，該氧化還原電位計對向所述第一脫鹽裝置導入的混合水的氧化還原電位進行計測。

第八方案在第七方案的基礎上，提供一種水處理系統(tǒng)，其特征在于，由所述氧化還原電位計計測的所述混合水中的氧化還原電位的值(x)為-0.69v＜x＜1.358v。

第九方案提供一種水處理方法，其特征在于，所述水處理方法包括如下工序：濕式脫硫工序，在該濕式脫硫工序中，去除鍋爐廢氣中的硫氧化物；脫水工序，在該脫水工序中，從來自所述濕式脫硫工序的包含石膏料漿的脫硫排水中分離出石膏；水銀去除工序，在該水銀去除工序中，導入來自所述脫水工序的分離水且投入螯合劑，從而將分離水中的重金屬固定；固液分離工序，在該固液分離工序中，對來自所述水銀去除工序的分離水中的固態(tài)成分進行固液分離；混合工序，在該混合工序中，將來自所述固液分離部的分離水與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水混合；脫鹽處理工序，在該脫鹽處理工序中，去除通過所述混合工序混合后的混合水中的鹽分；以及噴霧干燥工序，在該噴霧干燥工序中，使用所述鍋爐廢氣的一部分，對通過所述脫鹽處理工序濃縮了鹽分后的濃縮水進行噴霧干燥。

第十方案提供一種水處理方法，其特征在于，所述水處理方法包括如下工序：濕式脫硫工序，在該濕式脫硫工序中，去除鍋爐廢氣中的硫氧化物；脫水工序，在該脫水工序中，從來自所述濕式脫硫工序的包含石膏料漿的脫硫排水中分離出石膏；混合工序，在該混合工序中，將來自所述脫水工序的分離水與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水混合；沉淀工序，在該沉淀工序中，導入通過所述混合工序混合后的混合水且投入螯合劑，從而將分離水中的重金屬固定；固液分離工序，在該固液分離工序中，對所述沉淀工序的混合水中的固態(tài)成分進行固液分離；脫鹽處理工序，在該脫鹽處理工序中，去除所述固液分離后的混合水中的鹽分；以及噴霧干燥工序，在該噴霧干燥工序中，使用所述鍋爐廢氣的一部分，對通過所述脫鹽處理工序濃縮了鹽分后的濃縮水進行噴霧干燥。

第十一方案在第九方案或第十方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，所述水處理方法包括膜處理工序，在該膜處理工序中，利用具有一價選擇性的膜，對通過所述固液分離工序分離后的分離水進行處理。

第十二方案在第九方案至第十一方案中任一方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，所述脫鹽處理工序去除所述排出水中的二價鹽分。

第十三方案在第九方案至第十二方案中任一方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，所述脫鹽處理工序包括如下工序：水垢防止劑供給工序，在該水垢防止劑供給工序中，向包含ca離子等二價離子的混合水供給水垢防止劑；第一脫鹽工序，該第一脫鹽工序設置于所述水垢防止劑供給工序的下游側(cè)，將所述混合水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水；析晶工序，該析晶工序設置于所述第一脫鹽工序的下游側(cè)，使石膏從所述濃縮水中析晶出；分離部，在該分離部中，將該析晶出的石膏與來自所述第一脫鹽工序的濃縮水分離；第二脫鹽工序，該第二脫鹽工序設置于所述分離部的下游側(cè)，將所述濃縮水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水。

第十四方案在第十三方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，所述脫鹽處理工序還包括：對來自所述第二脫鹽工序的濃縮水進行分離的分離工序；以及第三脫鹽工序，該第三脫鹽工序設置于所述分離工序的下游側(cè)，將所述濃縮水分離為再生水和濃縮有所述ca離子等的濃縮水。

第十五方案在第九方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，所述水處理方法包括氧化還原電位計測工序，在該氧化還原電位計測工序中，對向所述第一脫鹽工序?qū)氲幕旌纤难趸€原電位進行計測。

第十六方案在第十五方案的基礎上，提供一種水處理方法，其特征在于，通過所述氧化還原電位計測工序計測的所述混合水中的氧化還原電位的值(x)為-0.69v＜x＜1.358v。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，無需利用工業(yè)排水處理設備對在工廠設備內(nèi)排出的排出水進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的無排水化或排水量的降低，并且能夠應對水銀排出。

附圖說明

圖1是實施例1的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)的概要圖。

圖2是實施例1的噴霧干燥機的概要圖。

圖3是示出本實施例的脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

圖4是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

圖5是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

圖6是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

圖7是示出實施例2的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

圖8是實施例3的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)的概要圖。

圖9是實施例4的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)的概要圖。

圖10是通過析晶而得到的石膏的顯微鏡照片。

圖11是通過析晶而得到的石膏的顯微鏡照片。

圖12是基于冷石灰法的分離裝置的一例的概要圖。

圖13是實施例5的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)的概要圖。

圖14是示出石膏析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果的圖。

圖15是示出碳酸鈣析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果的圖。

圖16是示出二氧化硅析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細進行說明。需要說明的是，并不通過該實施例來限定本發(fā)明，另外，在存在多個實施例的情況下，也包括組合各實施例而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

實施例1

圖1是實施例1的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)的概要圖。

如圖1所示，本實施例的在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水的水處理系統(tǒng)具備：廢氣處理系統(tǒng)18，其對來自鍋爐11的鍋爐廢氣(以下稱作“廢氣”)12進行處理；脫鹽處理裝置30，在利用水銀去除部將脫硫排水41中的水銀固定之后，在混合部110中與排出水22混合，該脫鹽處理裝置30將該混合水中的鹽分去除；以及噴霧干燥裝置23，其使用所述鍋爐廢氣12的一部分12a來對由脫鹽處理裝置30處理后的濃縮水31進行噴霧干燥。

圖1所例示的廢氣處理系統(tǒng)18是在例如將煤用作燃料的燃煤爐11或?qū)⒅赜陀米魅剂系闹赜腿紵隣t11等的情況下，從廢氣12中去除氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)、水銀(hg)等有害物質(zhì)的裝置，廢氣處理系統(tǒng)18具備：去除氮氧化物的脫硝裝置13；回收廢氣12的熱的空氣預熱器14；將熱回收后的廢氣12中的煤塵去除的集塵器15；將除塵后的廢氣12中包含的硫氧化物去除的濕式脫硫裝置16；以及將脫硫后的被凈化了的凈化氣體排出的煙囪17。

在本實施例中，作為濕式脫硫裝置16，使用基于石灰/石膏法的脫硫方法來實現(xiàn)廢氣12中含有的硫氧化物的去除。在去除該硫氧化物時，供給石灰料漿(未圖示)，利用脫水裝置42從自濕式脫硫裝置16經(jīng)由排出管線l31排出的脫硫排水41、即石膏料漿中分離出石膏32。然后，由脫水裝置42分離出的分離水43經(jīng)由返回管線l32作為補給水而返回到濕式脫硫裝置16。需要說明的是，附圖標記l33圖示出使脫硫的石膏料漿循環(huán)的料漿循環(huán)管線。

在本實施例中，具備：脫水裝置42，其從包含來自濕式脫硫裝置16的石膏料漿的脫硫排水41中分離出石膏32；反應槽101，其是通過分離水管線l34向該反應槽101中導入來自所述脫水裝置42的分離水43并投入螯合劑102，從而將分離水43中的水銀去除的水銀去除部；以及固液分離部103，其對來自反應槽101的分離水43中的固態(tài)成分(重金屬淤泥)104進行固液分離，通過螯合劑102的添加來實現(xiàn)分離水43中的水銀(hg)的固定。

利用未圖示的添加裝置向反應槽101添加螯合劑102，利用螯合劑102對分離水43中的水銀(hg)進行吸附處理。

在該反應槽101中，也可以與螯合劑102一起添加例如調(diào)整ph的ph調(diào)整劑(堿劑)、凝結(jié)劑(例如硫酸鋁、pac、鹽鐵等)、高分子凝聚劑等的凝聚劑。

分離水43中的水銀在作為重金屬捕獲劑的螯合劑102的作用下形成不溶性高分子絡合物，并利用例如硫酸鋁等使高分子彼此凝聚。

然后，利用固液分離部103分離出重金屬(hg等)淤泥104，來自固液分離部103的分離水經(jīng)由分離水排出管線l35排出，在混合部110與來自冷卻塔21的排出水22混合而成為混合水111。

固液分離部103例如能夠使用凝聚沉淀槽、凝聚膜分離槽、膜分離槽、砂濾槽等。在水質(zhì)要求較高的情況下，也可以進一步使螯合樹脂通過該固液分離后的分離水43，由此實現(xiàn)水質(zhì)改善。

ph調(diào)整劑用于使分離水43成為偏堿性，例如能夠使用熟石灰ca(oh)2、氫氧化鈉(naoh)等，從而調(diào)整為例如硫酸鋁能夠凝聚的ph區(qū)域(例如ph7附近)。

在圖1的實施例中，使用反應槽101作為水銀去除部進行了說明，但本發(fā)明不局限于此，例如也可以使用石膏析晶裝置、固化槽、離子交換裝置等來去除分離水43中的水銀。

石膏析晶裝置在生成石膏(caso4)時，將水銀作為硫酸汞(hgso4)引入并使其共沉淀，而去除分離水43中的水銀。

在沉淀裝置中，向分離水43添加例如硫化鐵、硫化鈉等，通過下述反應而固定為硫化汞(hgs)。

hg²⁺+s^2--→hgs↓

需要說明的是，被固定了的硫化汞通過凝聚沉淀槽、凝聚膜分離槽、膜分離槽、砂濾槽、活性炭吸附槽等來去除。

離子交換裝置使分離水43分別通過陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂，由陽離子交換樹脂吸附hg²⁺，并且由陰離子交換樹脂吸附水銀絡合物(hgcl^3-、hgcl4^2-、hgs2^2-等)，從而去除水銀。

需要說明的是，在使用沉淀裝置的情況下，由于已經(jīng)在沉淀裝置進行分離，因此不需要固液分離部103。另外，在使用螯合樹脂塔的情況下，不產(chǎn)生淤泥。同樣不需要固液分離部103。

在本實施例中，作為該水銀去除部，添加螯合劑102而在反應槽101中進行沉淀，并將包含該沉淀物的分離水43在固液分離部103以重金屬淤泥104的形式去除水銀等。然后，使來自固液分離部103的分離水43與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22在混合部110中混合，并利用脫鹽處理裝置30去除該混合后的混合水111中的鹽分。

然后，在脫鹽處理裝置30中濃縮了鹽分后的濃縮水31被導入到噴霧干燥裝置23，在此，使用來自鍋爐11的廢氣12的一部分12a來進行噴霧干燥處理。

其結(jié)果是，就被導入噴霧干燥裝置23的濃縮水31而言，由于從由濕式脫硫裝置16排出的脫硫排水41分離出石膏32后的分離水43中的水銀被去除，因此，在對從脫鹽處理裝置30排出的濃縮水31進行噴霧干燥時，能夠防止噴霧干燥物的水銀溶出。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)脫鹽處理裝置30中的石膏32中的水銀的含有量的降低。

其結(jié)果是，通過從來自濕式脫硫裝置16的脫硫排水41去除水銀，能夠降低噴霧干燥后的干燥鹽的水銀含有量。

在本實施例的水處理系統(tǒng)中，具備：濕式脫硫裝置16，其去除來自鍋爐11的鍋爐廢氣12中的硫氧化物；脫水裝置42，其從包含來自濕式脫硫裝置16的石膏料漿的脫硫排水41分離出石膏32；水銀去除部(例如反應槽101)，向該水銀去除部導入來自脫水裝置42的分離水43并投入螯合劑102，從而將分離水43中的重金屬固定；固液分離部103，其對來自水銀去除部的分離水43中的固態(tài)成分(重金屬淤泥)104進行固液分離；混合部110，其使來自固液分離部103的分離水43與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22混合；脫鹽處理裝置30，其去除在混合部110混合后的混合水111中的鹽分；以及噴霧干燥裝置23，其具有對在脫鹽處理裝置30中濃縮了鹽分后的濃縮水31進行噴霧的噴霧機構(gòu)，且使用鍋爐廢氣12的一部分12a進行噴霧干燥。

其結(jié)果是，通過從脫硫排水41中去除水銀，能夠降低在后級的脫鹽處理裝置30的石膏析晶工序中生成的石膏、在噴霧干燥裝置23的噴霧干燥工序中的噴霧干燥鹽中的水銀含有量。與之相伴，也能夠降低噴霧干燥鹽的水銀的溶出量。

如圖1所示，噴霧干燥裝置23具備：氣體導入機構(gòu)，其被經(jīng)由從廢氣管線l10分支出的分支管線l11而導入廢氣12的一部分12a；以及噴霧機構(gòu)，其對濃縮水31進行散布或噴霧。而且，利用被導入的廢氣12的一部分12a的熱而使散布后的濃縮水31蒸發(fā)干燥。

另外，在本實施例中，將向空氣預熱器14流入的廢氣12的一部分12a從廢氣管線l10經(jīng)由分支管線l11而分支，因此，廢氣12的溫度高(350～400℃)，能夠有效地進行濃縮水31的噴霧干燥。需要說明的是，對干燥作出了貢獻的廢氣12b經(jīng)由氣體輸送管線l12而返回空氣預熱器14與集塵器15之間的廢氣管線l10中。需要說明的是，對干燥作出了貢獻的廢氣12b也可以返回空氣預熱器14的下游側(cè)、集塵器15的上游側(cè)的一處位置或多處位置。

圖2是實施例1的噴霧干燥裝置的概要圖。如圖2所示，本實施例的噴霧干燥裝置23具備：噴霧噴嘴24，其在噴霧干燥裝置主體23a內(nèi)對經(jīng)由導入管線l21從冷卻塔21導入的排出水22進行噴霧；導入口23b，其設置于噴霧干燥裝置主體23a，將用于對噴霧液22a進行干燥的廢氣12的一部分12a導入；干燥區(qū)域25，其設置于噴霧干燥裝置主體23a內(nèi)，利用廢氣12的一部分12a對排出水22進行干燥；排出口23c，其將對干燥作出了貢獻的廢氣12b排出。需要說明的是，附圖標記26圖示出由噴霧干燥裝置主體23a分離出的固態(tài)物，v1以及v2圖示出流路開閉閥。

在此，示出向噴霧干燥裝置23導入的廢氣12的一部分12a的氣體量、濃縮水31的液噴霧量的平衡的一例。

當所導入的廢氣12的一部分12a的氣體量為1000m³/h時，若從噴霧噴嘴24噴出液量為100kg/h的濃縮水31，則氣體溫度降低200℃。

另外，氣體中的水分濃度增加10％。例如，在噴霧前所導入的廢氣的一部分12a的氣體中的水分濃度為9％的情況下，噴霧后的對干燥作出了貢獻的廢氣12b的氣體中的水分濃度成為19％，約上升10％。

該降低200℃后的氣體溫度與通過空氣預熱器14后的廢氣12的溫度大致相同。

但是，向噴霧干燥裝置23導入的廢氣12的一部分12a的迂回量約為5％左右，因此，在對干燥作出了貢獻的迂回的廢氣12b返回到廢氣管線l10的情況下，水分增加成為10％/20＝0.5％左右。

另外，通過廢氣管線l10的廢氣12的氣體溫度由于在空氣預熱器14中對空氣進行預熱而被供給至鍋爐11，因此同樣下降200℃，因此，在迂回后返回了時不存在溫度差。即，在空氣預熱器14的入口側(cè)的氣體溫度為350℃的情況下，通過空氣預熱器14而降低了的氣體溫度與經(jīng)由分支管線l11和氣體輸送管線l12而在噴霧干燥裝置23中對干燥作出了貢獻的廢氣12b的氣體溫度同樣降低200℃，因此，成為大致相同的溫度。

根據(jù)本實施例，將從冷卻塔21排出并從脫鹽處理裝置30排出的濃縮水31經(jīng)由噴霧噴嘴24而導入到噴霧干燥裝置23的內(nèi)部，利用廢氣12的一部分12a的熱對噴霧液22a進行干燥，因此，無需在工業(yè)排水處理設備中對排出水22另外進行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22的無排水化。

在本實施例中，作為在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22而以來自冷卻塔21的排放水為例進行了說明，但本發(fā)明不局限于此，能夠應用于來自發(fā)電廠或化工廠的所有的排出水。

在此，作為煤火力發(fā)電所、油火力發(fā)電所的排水事例，作為正常產(chǎn)生的排出水，除了冷卻水以外，還能夠例示出例如復水脫鹽裝置再生排水、復水脫鹽裝置前置過濾器再生排水、除濁過濾裝置再生排水、補給水處理裝置再生排水、分析室雜項排水、脫硫裝置排水、雜項排水、取樣排水、生活排水、灰堆余水，卸煤運煤設備清洗排水等。作為該正常產(chǎn)生的排水以外的非正常時的排水，能夠例示出例如空氣預熱器清洗排水、煙氣換熱器(ggh)清洗排水、煙囪清洗排水、化學清洗排水、起動排水、儲煤廠排水，卸煤碼頭排水、儲罐類場所等排水等。另外，作為冷卻水，除了冷卻塔冷卻水以外，能夠例示出例如軸承冷卻水、復水器冷卻水等。

需要說明的是，在本實施例的廢氣處理系統(tǒng)18中設置的脫硝裝置13并非是必須的，在來自鍋爐11的廢氣12中的氮氧化物濃度或水銀濃度是微量或者在廢氣12中不包含這些物質(zhì)的情況下，也可以省略圖1所示的脫硝裝置13。

另外，在溫度下降較少的情況下，也可以將來自噴霧干燥裝置23的對干燥作出了貢獻的廢氣12b的氣體輸送管線l12的返回目的地設在空氣預熱器14的上游側(cè)。

根據(jù)本實施例，能夠以低成本且不伴隨鍋爐效率的降低的方式對例如在發(fā)電廠或化工廠的工藝成套設備中產(chǎn)生的各種排出水有效地進行處理。

如圖1所示，在本實施例的工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22與分離水43混合后的混合水111的水處理系統(tǒng)具有脫鹽處理裝置30，以去除來自冷卻塔21的排出水22中存在的鹽分。而且，將由脫鹽處理裝置30脫鹽后的濃縮水31經(jīng)由供給管線l21導入到噴霧干燥裝置23。需要說明的是，在圖1中，附圖標記l24是將排出水22向脫鹽處理裝置30導入的導入管線。

接著，使用圖1以及圖3對混合水111的水處理系統(tǒng)進行說明。

圖3是示出本實施例的脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

如圖3所示，本實施例的脫鹽處理裝置30a具備：水垢防止劑供給部，其向包括ca離子等二價離子的排出水22與分離水43的混合水111供給水垢防止劑74；第一脫鹽裝置55a，其設置于所述水垢防止劑供給部的下游側(cè)，將所述排出水22分離為再生水33a和濃縮有所述ca離子等的濃縮水31a；析晶槽61，其設置于所述第一脫鹽裝置55a的下游側(cè)，向所述第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a供給晶種石膏32a，使所述石膏32從來自所述第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a中析晶；旋液分離器62，其是對所述析晶出的石膏32與來自第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a進行分離的分離部；以及第二脫鹽裝置55b，其設置于該旋液分離器62的下游側(cè)，將濃縮水31a分離為再生水33b和濃縮有所述ca離子等的濃縮水31b，本實施例的脫鹽處理裝置30a以兩級脫鹽處理裝置進行脫鹽。

在圖3所示的實施例中，第一脫鹽裝置55a以及第二脫鹽裝置55b使用具備反滲透膜55a、55b的反滲透膜裝置(ro)。代替該反滲透膜裝置，也可以適當應用例如納米過濾膜(nf)、電透析裝置(ed)、極性轉(zhuǎn)換式電透析裝置(edr)、電再生式純水裝置(edi)、離子交換樹脂裝置(iex)、靜電脫鹽裝置(cdl)、蒸發(fā)器等。

析晶槽61具備作為分離部的旋液分離器62，分離出的石膏32由脫水裝置63進行脫水。需要說明的是，作為本實施例的變形例，能夠省略作為分離部的旋液分離器62。在該情況下，成為析晶槽61的底部與脫水裝置63直接連接的構(gòu)成。

水垢防止劑74具有如下功能：抑制在混合水111中生成結(jié)晶核，并且吸附于排出水22中所含的結(jié)晶核(晶種或超過飽和濃度而析出的小徑水垢等)的表面來抑制結(jié)晶生長。

另外，水垢防止劑74還具有使析出的結(jié)晶等水中的顆粒分散(防止凝聚)的功能。水垢防止劑74例如是膦酸系水垢防止劑、聚羧酸系水垢防止劑以及它們的混合物等。作為水垢防止劑74的例子，例如舉出“flocon260(商品名，bwa公司制)”，但本發(fā)明不局限于此。

另外，在排出水22中包含mg²⁺的情況下，能夠使用防止在排出水22中析出包含鎂的水垢(例如氫氧化鎂、碳酸鎂、硫酸鎂)的水垢防止劑。以下稱為“鎂水垢防止劑”。

作為鎂水垢防止劑，具有聚羧酸系水垢防止劑等。作為具體例，舉出bwa公司制“flocon295n(商品名)”。

在本實施例中，連接有第一ph調(diào)整部，在向第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)的流路供給水垢防止劑74之后，該第一ph調(diào)整部導入作為第一ph調(diào)整劑75a的例如酸等。

作為第一ph調(diào)整劑75a，供給酸劑(例如硫酸)或堿劑(例如氫氧化鈣、氫氧化鈉)。

在此，參照圖14～圖16來說明排出水22中的石膏、二氧化硅以及碳酸鈣的析出行為。

圖14是石膏析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果。圖15是碳酸鈣析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果。圖16是二氧化硅析出量的ph依賴性的模擬結(jié)果。在這些圖中，橫軸為ph，縱軸分別為石膏、碳酸鈣以及二氧化硅的析出量(mol)。模擬使用oli公司制的模擬軟件在如下的條件下進行：按照0.1mol/l的量分別向水中混合各固體成分，作為酸而添加h2so4，作為堿而添加ca(oh)2。

根據(jù)圖14可知，石膏析出不存在ph依賴性，在整個ph區(qū)域中都析出。但是，當添加鈣水垢防止劑后，在高ph區(qū)域，石膏以溶解到水中的狀態(tài)存在。根據(jù)圖15可知，碳酸鈣在超過ph5時析出。根據(jù)圖16可知，二氧化硅具有在成為ph10以上時溶解到水中的趨勢。

因此，考慮到混合水111中的石膏(硫酸鈣)、二氧化硅以及碳酸鈣的析出行為，進行如下那樣的第一ph調(diào)整～第三ph調(diào)整。

1)第一ph調(diào)整方案(ph10以上)

在第一ph調(diào)整方案中，利用ph計76在第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)對混合水111中的ph進行計測，將ph的值控制為10以上的規(guī)定的ph。

這是因為，如圖16所示，當二氧化硅在成為ph10以上時溶解。

在該第一ph調(diào)整的情況下，作為在反滲透膜55a結(jié)垢的物質(zhì)，為石膏和碳酸鈣，供給用于抑制石膏和碳酸鈣的附著的量的水垢防止劑(鈣水垢防止劑)74。

2)第二ph調(diào)整方案(ph10以下)

在第二ph調(diào)整方案中，利用ph計76在第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)對混合水111中的ph進行計測，將ph的值控制為10以下的規(guī)定的ph。

這是因為，如圖16所示，二氧化硅在成為ph10以下時析出。

在該第二ph調(diào)整的情況下，作為在反滲透膜55a結(jié)垢的物質(zhì)，成為石膏、碳酸鈣以及二氧化硅，供給對石膏、碳酸鈣以及二氧化硅這些物質(zhì)的附著都進行抑制的量的水垢防止劑74。

在此，作為二氧化硅的水垢防止劑74，使用鈣水垢防止劑、以及防止二氧化硅在被處理水中作為水垢析出的防止劑(稱為“二氧化硅水垢防止劑”)這兩種防止劑。作為二氧化硅水垢防止劑，具有聚羧酸系水垢防止劑以及它們的混合物等。作為具體例，舉出flocon260(商品名，bwa公司制)。

3)第三ph調(diào)整方案(ph6.5以下)

在第三ph調(diào)整方案中，利用ph計76在第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)對混合水111中的ph進行計測，將ph的值控制為6.5以下的規(guī)定的ph。

這是因為，如圖15所示，碳酸鈣在成為ph6.5以下時溶解。

在該第三ph調(diào)整的情況下，作為附著于反滲透膜55a的物質(zhì)，為石膏和二氧化硅，供給用于抑制石膏和二氧化硅的附著的量的水垢防止劑(鈣水垢防止劑、二氧化硅水垢防止劑)74。

表1匯總了第一ph調(diào)整方案～第三ph調(diào)整方案。

[表1]

×：溶解(無水垢防止)

○：析出(有水垢防止)

如表1所示，在ph為10以上的情況下，為了抑制石膏、碳酸鈣的水垢而供給水垢防止劑(鈣水垢防止劑)74(表中○)，由于二氧化硅溶解，因此，不需要供給水垢防止劑(表中×)。

另外，在ph為10以下且6.5以上的情況下，為了對石膏、碳酸鈣、二氧化硅的水垢都進行抑制而供給水垢防止劑(鈣水垢防止劑、二氧化硅水垢防止劑)74(表中○)。

另外，在ph為6.5以下的情況下，為了抑制石膏、二氧化硅的水垢而供給水垢防止劑(鈣水垢防止劑、二氧化硅水垢防止劑)74(表中○)，由于碳酸鈣溶解，因此，鈣水垢防止劑的供給僅用來防止石膏的水垢即可，因此，供給量比第二ph調(diào)整的情況下的供給量少(表中×)。

當由第一脫鹽裝置55a濃縮后的濃縮水31a中的二氧化硅濃度成為規(guī)定濃度以上時，二氧化硅水垢防止劑的能力存在界限。因此，優(yōu)選的是，在二氧化硅濃度為規(guī)定濃度(例如200mg/l)以下的情況下，實施第一ph調(diào)整工序或第二ph調(diào)整工序或第三ph調(diào)整工序，在二氧化硅濃度為規(guī)定濃度(例如200mg/l)以上的情況下，實施第一ph調(diào)整工序(二氧化硅溶解)。

另外，連接有向析晶槽61導入作為第二ph調(diào)整劑75b的酸的第二ph調(diào)整部。作為第二ph調(diào)整劑75b的酸的導入也可以采用與析晶槽61的上游的管線連接的構(gòu)成。

這樣，第一ph調(diào)整劑75a不局限于酸。例如通過維持在偏堿性，能夠防止氧化硅(sio2)的凝膠化。另一方面，當處于偏堿性時，有時碳酸鈣(caco3)、氫氧化鎂(mg(oh)2)析出。為此，通過添加水垢防止劑74來抑制水垢的生成。

因此，優(yōu)選在第一脫鹽裝置55a以及第二脫鹽裝置55b的上游側(cè)供給的第一ph調(diào)整劑75a為酸或堿。

另外，向析晶槽61供給的第二ph調(diào)整劑75b優(yōu)選為酸。在此，將向析晶槽61供給的第二ph調(diào)整劑75b限定為酸的原因是，將例如鈣系的水垢防止劑74無效化，使鈣作為石膏(caso4)而析出。

需要說明的是，若水垢防止劑74為羧酸系，則如-coo^-…ca²⁺…^-ooc-那樣，羧基的前端的h⁺解離，-coo^-與ca²⁺結(jié)合。當使ph降低而成為酸的狀態(tài)時，如-coohca²⁺hooc-那樣，羧基的前端的h⁺不解離，同時羧基與鈣離子ca²⁺的結(jié)合脫離。由此，離子狀的鈣濃度增加而成為過飽和，石膏等鈣鹽析出。

在本實施例的水處理系統(tǒng)中，也可以在水垢防止劑74的供給部的上游設置沉淀槽53以及過濾裝置54。另外，也可以在沉淀槽53的上游設置供給空氣等氧化劑而進行氧化的氧化部(未圖示)。

另外，在旋液分離器62與第二脫鹽裝置55b之間，同樣設置有沉淀槽53以及過濾裝置54。向過濾裝置54與第二脫鹽裝置55b之間的流路導入作為第三ph調(diào)整劑75c的酸等。

在采用該第三ph調(diào)整劑75c的情況下，與第一ph調(diào)整劑75a同樣地能夠使用酸或堿。

以下，使用圖3所示的水處理系統(tǒng)來說明對混合水111進行處理的方法。

在此，作為在本發(fā)明中處理的來自冷卻塔21的排出水22的性狀的一例，ph為8，na離子為20mg/l，k離子為5mg/l，ca離子為50mg/l，mg離子為15mg/l，hco3離子為200mg/l，cl離子為200mg/l，so4離子為120mg/l，po4離子為5mg/l，sio2離子為35mg/l，其中，ca離子、mg離子、so4離子、hco3離子的濃度高，通過它們的存在的反應而生成水垢(caso4、caco3等)。

<前處理工序>

首先，在沉淀槽53以及過濾裝置54中，排出水22中的金屬離子被作為金屬氫氧化物粗去除。

在排出水22顯示強酸性的情況下，在與沉淀槽53的上游側(cè)相鄰的添加槽52中向排出水22投入堿劑(例如ca(oh)2)71以及聚合物(例如陰離子系聚合物(三菱重工機電一體化系統(tǒng)(有限公司)制，商品名：ヒシフ口ックh3o5)72，將沉淀槽53內(nèi)的ph管理為堿性(例如ph：8.5～11)的ph區(qū)域。

在該ph區(qū)域，碳酸鈣以及金屬氫氧化物的溶解度低，當碳酸鈣以及金屬氫氧化物成為過飽和時，碳酸鈣以及金屬氫氧化物析出而沉淀到沉淀槽53的底部。

另外，金屬氫氧化物的溶解度依賴于ph。越為酸性，則金屬離子向水中的溶解度越高。在上述的ph區(qū)域，大多金屬氫氧化物的溶解度低，因此，排出水22所含有的金屬作為金屬氫氧化物而沉淀到沉淀槽53的底部。在此，沉淀物53a從底部另外進行排出處理。

沉淀槽53內(nèi)的上清液即排出水22從沉淀槽53排出。向排出后的排出水22添加鐵系凝聚劑(例如fecl3)73，排出水22中的碳酸鈣、金屬氫氧化物等固態(tài)成分與fe(oh)3一起凝聚。

混合水111被送至過濾裝置54。通過過濾裝置54來去除與fe(oh)3一起凝聚了的固態(tài)成分。

fe在金屬類之中為酸性且容易作為氫氧化物析出。當使包含大量的fe離子的混合水111流入到第一脫鹽裝置55a時，在第一脫鹽裝置55a內(nèi)產(chǎn)生包含fe的水垢，另外，鐵氫氧化物等在析晶槽61內(nèi)沉淀。因此，在本實施例中，考慮到防止在第一脫鹽裝置55a內(nèi)產(chǎn)生水垢，對沉淀槽53中的處理條件以及fecl3添加量等進行適當設定，以使得在堿的前處理之后且流入第一脫鹽裝置55a之前，混合水111中的fe離子濃度成為0.05ppm以下。需要說明的是，根據(jù)混合水111的水質(zhì)，能夠省略上述前處理。

<水垢防止劑供給工序>

在供給水垢防止劑74的供給部中，從未圖示的容器向混合水111供給規(guī)定量的水垢防止劑74。未圖示的控制部將水垢防止劑74的濃度調(diào)整為根據(jù)混合水111的性狀而設定的規(guī)定值。

<第一ph調(diào)整工序>

第一ph調(diào)整工序的ph調(diào)整劑75的供給部將第一脫鹽裝置55a的入口側(cè)的混合水111的ph管理為，能夠利用水垢防止劑74抑制包含ca的水垢(石膏、碳酸鈣)的析出的值(例如ph5.5左右)。在管理中，對第一脫鹽裝置55a的入口側(cè)的混合水111的ph進行計測。

需要說明的是，在未設置第一ph調(diào)整部的變形例中，該第一ph調(diào)整工序被省略。

<上游側(cè)分離工序>

在第一脫鹽裝置55a中，對調(diào)整了ph的混合水111進行處理。通過了第一脫鹽裝置55a的反滲透膜55a的透過水作為被去除了鹽分后的再生水33a而被回收。

在該上游側(cè)分離工序中，混合水111所包含的離子以及水垢防止劑74無法透過反滲透膜55a。因此，反滲透膜55a的非透過側(cè)成為離子濃度高的濃縮水31a。第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a被朝向析晶槽61輸送。例如在使用靜電脫鹽裝置等其他的脫鹽裝置的情況下，混合水111也被分離為處理水和離子濃度高的濃縮水。

在此，在第一脫鹽裝置55a中，在為高ph的情況下，在反滲透膜55a的表面，二氧化硅以離子狀二氧化硅存在。

具體而言，例如在為200mgsio2/l以上的情況下，若為高ph，則二氧化硅能夠作為離子狀二氧化硅存在。

與此相對，在第一脫鹽裝置55a中，在為低ph的情況下，二氧化硅作為凝膠狀二氧化硅析出。

具體而言，例如在200mgsio2/l以下的情況下，若為高ph，則二氧化硅能夠作為離子狀二氧化硅存在。

若為低ph，則在200mgsio2/l以下的情況下，只要使用水垢防止劑74，就能夠抑制凝膠化(或者延長凝膠化的時間)。

另外，在第一脫鹽裝置55a中，在為高ph的情況下，在反滲透膜55a的表面，鈣離子(ca²⁺)可能作為caco3結(jié)晶而析出，但通過供給ca用水垢防止劑74來防止析出。

另外，在第一脫鹽裝置55a中，在為高ph的情況下，在反滲透膜55a的表面，鎂離子(mg²⁺)為高ph且可能作為mg(oh)2、mgsio3結(jié)晶而析出，但通過供給mg用水垢防止劑74來防止析出。

<第二ph調(diào)整工序>

在未圖示的控制部中，將析晶槽61內(nèi)的來自第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a的ph管理為，水垢防止劑74的功能降低而濃縮水31a中的石膏能夠析出的值(例如ph4以下)。

<析晶工序>

利用第二ph調(diào)整劑75b調(diào)整了ph的濃縮水31a貯存在析晶槽61中。在設置晶種供給部的情況下，晶種供給部向析晶槽61內(nèi)的濃縮水31a添加晶種的晶種石膏32a。

通過第二ph調(diào)整劑75b的添加，在析晶槽61內(nèi)使水垢防止劑74的功能無效化。因此，在析晶槽61內(nèi)成為過飽和的石膏32發(fā)生析晶。在該析晶工序中作為晶種而另外投入晶種石膏32a的情況下，石膏32以所投入的晶種石膏32a為核而進行結(jié)晶生長。

在此，晶種石膏32a使用由脫水裝置63分離出的石膏32的一部分。

在供給該晶種石膏32a的情況下，也可以不進行基于第一ph調(diào)整劑75a的添加實現(xiàn)的第一ph調(diào)整，而使通過第一脫鹽裝置55a的ph成為偏堿性。該情況下的石膏32的純度與通過添加作為第一ph調(diào)整劑75a的酸來調(diào)整ph的情況相比降低一些。這是因為，在將ph設為偏堿性時，生成碳酸鈣(caco3)的結(jié)晶。因此，在石膏(caso4)中混入有碳酸鈣(caco3)，因此純度降低。

如本實施例那樣，在作為第二ph調(diào)整劑75b而添加酸的第二ph調(diào)整工序中，通過將ph調(diào)整為規(guī)定值并在析晶工序中添加晶種石膏32a，從而能夠析出含水率低的高純度的石膏32。

需要說明的是，濃縮水31a中的二氧化硅為低ph且發(fā)生凝膠化，與濃縮水31a中的ca²⁺、mg²⁺發(fā)生反應而形成例如casio3、mgsio3的反應物并析出。

在此，圖10、11是通過析晶得到的石膏的顯微鏡照片。圖10是以添加了作為晶種的晶種石膏32a為條件的情況下的觀察結(jié)果。圖11是以未添加作為晶種的晶種石膏32a為條件的情況下的觀察結(jié)果。

如圖10所示，在添加了晶種石膏32a的情況下，析出大的石膏。通常，析出的石膏越大則含水率越低。若平均粒徑為10μm以上，優(yōu)選為20μm以上，則能夠得到含水率充分降低了的石膏。在此，本發(fā)明中的“平均粒徑”是指，通過在j1sz8825中規(guī)定的方法(激光衍射法)計測的粒徑。

根據(jù)圖10、11的結(jié)果可知，通過在第二ph調(diào)整工序中將ph調(diào)整為規(guī)定值并在析晶工序中添加晶種，能夠析出含水率低的高純度的石膏。晶種的添加量越多(析晶槽61內(nèi)的晶種濃度越高)，則石膏32的析出速度越快。作為晶種的晶種石膏32a的添加量基于析晶槽61內(nèi)的滯留時間以及水垢防止劑74的濃度、ph而適當設定。

另外，利用作為分離部的旋液分離器62，將平均粒徑為10μm以上、優(yōu)選為20μm以上的石膏32從濃縮水31a分離。由與作為分離部的旋液分離器62相鄰的脫水裝置63回收的石膏32的一部分經(jīng)由未圖示的晶種循環(huán)部而貯存到晶種罐(未圖示)。回收到的石膏32的一部分作為晶種石膏32a供給至析晶槽61。

在此，在晶種罐中也可以對貯存的石膏32實施酸處理。在由脫水裝置63分離出的石膏32中附著有水垢防止劑74的情況下，通過酸處理來降低附著水垢防止劑的功能。在此使用的酸的種類未特別限定，但若考慮到第二脫鹽裝置55b中的動力降低，則硫酸最為合適。

在析晶槽61中析晶的石膏32具有寬幅的粒徑分布，但在旋液分離器62中將10μm以上的石膏32從濃縮水31a分離回收，因此，能夠?qū)⑤^大的石膏利用為晶種。若放入較大的晶種，則能夠析晶較多較大的石膏。即，能夠以較高的回收率得到高品質(zhì)的石膏。另外，較大的石膏容易實現(xiàn)旋液分離器62中的分離，能夠使旋液分離器62小型化，并且也有助于降低動力。較大的石膏容易實現(xiàn)脫水裝置63中的脫水，能夠使脫水裝置63小型化，并且也有助于降低動力。

在此，在圖3的水處理系統(tǒng)中，除了反滲透膜裝置以外是開放系統(tǒng)，因此，混合水111、濃縮水31a與空氣接觸，從而碳酸離子在水中溶解。但是，如上所述，通過第一ph調(diào)整工序、第二ph調(diào)整工序，將混合水111、濃縮水31a調(diào)整為碳酸鈣的溶解度高的ph區(qū)域。在析晶槽61的前階段或者在析晶槽61中，濃縮水中的碳酸離子降低，碳酸鈣成為飽和溶解度以下。此外，通過添加酸作為ph調(diào)整劑75，從而形成ph低的區(qū)域，因此，根據(jù)下述(1)的平衡式而形成碳酸離子濃度低的環(huán)境。因此，在析晶槽61內(nèi)，碳酸鈣被維持在與飽和濃度相比足夠低的濃度，碳酸鈣不發(fā)生析晶。因此，在被回收的石膏32中幾乎不含有碳酸鈣。由此，石膏32的純度較高。

另外，在酸性區(qū)域，包含金屬的鹽的溶解度較高。即便在經(jīng)由前處理(沉淀槽53)在混合水111中也殘留有金屬的情況下，只要在第一ph調(diào)整工序中如上述那樣降低第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a的ph，則在析晶工序中不會析出包含金屬的氫氧化物。另外，在混合水111為包含大量的fe離子的性狀的情況下，由于經(jīng)由上述的前處理而降低了fe濃度，因此，析晶槽61中的包含fe(oh)3的氫氧化物幾乎不沉淀。

這樣，若使用本實施例的水處理方法以及水處理系統(tǒng)，則能夠?qū)缀醪缓邪瑥睦鋮s塔21排出的排出水22在內(nèi)的混合水111中的碳酸鈣、金屬氫氧化物等雜質(zhì)的高純度的石膏32作為有價值的物質(zhì)來進行分離回收。

在此，在使平均粒徑大至10μm以上、優(yōu)選20μm以上的石膏32析晶這樣的情況下，通常，析晶速度降低，因此析晶槽61內(nèi)的滯留時間變長。在本實施例中，將ph調(diào)整為使水垢防止劑74的功能降低，并且提高晶種濃度，從而確保適當?shù)奈鼍俣取?/p>

<回收工序>

包含石膏32的濃縮水31a從析晶槽61排出，被輸送到作為分離部的旋液分離器62，并從排出來的濃縮水31a中分離出石膏32。平均粒徑為10μm以上的石膏32沉淀到旋液分離器62底部，小粒徑的石膏殘留在上清液中。沉淀到旋液分離器62底部的石膏32轉(zhuǎn)移至脫水裝置63，被進一步脫水并回收。通過回收工序，能夠以較高的回收率對含水率低且不包含雜質(zhì)的高純度的石膏32進行分離回收。在本實施例中，由于添加晶種而進行析晶，因此，主要析出平均粒徑為10μm以上的石膏32，小徑石膏的比例變少。在此，也可以將由脫水裝置63分離出的分離液64供給至噴霧干燥裝置23而進行噴霧干燥。

另外，除了供給至噴霧干燥裝置23進行噴霧干燥以外，也可以將該分離液64導入到旋液分離器62所排出的濃縮水31a中，與濃縮水31a一起在第二脫鹽裝置55b中進行處理。

在作為本實施例的變形例而省略了分離部即旋液分離器62的情況下，從析晶槽61的底部排出沉淀側(cè)的濃縮水。在析晶槽61底部的濃縮水中沉淀有析晶出的較大的石膏32。若在脫水裝置63中主要對包含大的石膏32的濃縮水進行脫水，則能夠回收高純度的石膏32。另外，由于石膏32的含水率較低，因此無需增大脫水裝置63的容積。

<下游側(cè)分離工序>

從旋液分離器62排出的上清側(cè)的濃縮水31a被輸送至沉淀槽53以及過濾裝置54。通過與上述的沉淀槽53以及過濾裝置54同樣的工序，分離工序后的殘留在濃縮水中的石膏32、碳酸鈣以及殘留在濃縮水中的金屬氫氧化物被去除。

從過濾裝置54排出的濃縮水31a被輸送至第二脫鹽裝置55b。在流入第二脫鹽裝置55b之前，也可以向濃縮水31a添加水垢防止劑74。

另外，在添加水垢防止劑74之后，也可以向濃縮水31a供給作為ph調(diào)整劑75的酸或堿。

在第二脫鹽裝置55b中，對來自第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a進行處理。通過了第二脫鹽裝置55b的反滲透膜55b的水作為透過水而被作為再生水33b回收。第二脫鹽裝置55b的濃縮水31b被導入到噴霧干燥裝置23，在此進行噴霧干燥。

若設置第二脫鹽裝置55b，則能夠從使石膏32析晶后的上清液側(cè)的濃縮水31a進一步回收再生水33b，因此，水回收率進一步提高。

來自第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a通過析晶槽61中的處理而被去除石膏32，因此離子濃度變低。因此，與不去除石膏32的情況相比，能夠降低第二脫鹽裝置55b的浸透壓，因此，能夠降低所需的動力。

另外，也可以設置蒸發(fā)器(未圖示)。在蒸發(fā)器中，水從濃縮水中蒸發(fā)，濃縮水所包含的離子作為固體而析出，并作為固體被回收。由于水在蒸發(fā)器的上游側(cè)被回收且濃縮水量顯著減少，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的蒸發(fā)器，能夠減小蒸發(fā)所需的能量。

在本實施例中，作為脫鹽處理裝置而使用“脫鹽/析晶裝置”，該“脫鹽/析晶裝置”具有：第一脫鹽裝置55a，其在向冷卻塔21的排出水22與分離水43的混合水111中導入水垢防止劑74之后進行脫鹽；析晶槽61，其在第一脫鹽裝置55a之后使石膏32析晶；以及旋液分離器62，其將析晶出的石膏32分離，但本發(fā)明不局限于此。

在此，如圖1所示，由脫鹽處理裝置30的析晶槽61進行了析晶處理的石膏32經(jīng)由石膏排出管線l22而排出，再生水33(33a、33b)經(jīng)由再生水供給管線l23而與使分離水43返回濕式脫硫裝置16的返回管線l32合流，從而利用為在濕式脫硫裝置16中使用的石膏料漿的補給水。

作為圖3所示那樣的“脫鹽/析晶裝置”以外的脫鹽處理裝置，作為其他的實施例，也可以采用圖12所示的基于冷石灰法的分離裝置。

圖12示出基于冷石灰法的分離裝置的一例的概要結(jié)構(gòu)。

如圖12所示，在基于冷石灰法的脫鹽處理裝置中，在添加槽91中向混合水111添加氫氧化鈣(ca(oh)2)92，在沉淀槽93中使碳酸鈣(caco3)94沉淀并去除。

接著，在添加槽95中添加碳酸鈉(naco3)96，在沉淀槽97中使碳酸鈣(caco3)94沉淀并去除。

然后，添加鐵系凝聚劑(例如fecl3)73而使懸濁性固態(tài)成分(例如石膏、二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鎂等浮游性固態(tài)物)凝聚。然后，與圖3所示的操作同樣地，在由第一脫鹽裝置55a進行處理時，導入水垢防止劑74以及ph調(diào)整劑75而進行膜分離處理。

此外，能夠例示出opus(optimizedpretreatmentanduniqueseparation)法(veolia公司)、hero(highefficiencyreverseosmosis)法(ge公司)等，在opus法中，在進行處理對象水的脫氣、游離油分去除之后，進行化學軟化方法(chemicalsoftening)，過濾出金屬等浮游固體粒子，然后利用反滲透膜進行處理，在hero法中，通過化學軟化方法、離子交換樹脂來去除處理對象水的例如ca、mg，接著添加酸而將ph調(diào)整為偏酸性，分離出co2氣體，然后，將ph調(diào)整為偏堿性而進行離子化來防止析出，利用反滲透膜進行處理。

另外，在本實施例的第一脫鹽裝置55a以及第二脫鹽裝置55b中，作為膜分離單元而使用“ro膜”，但也可以將“nf膜”用作分離膜。

在使用該nf膜的情況下，與ro膜同樣，雖然能夠去除二價離子，但并不能夠完全去除一價離子，因此，無法向例如脫硫裝置的脫硫補給水供給，優(yōu)選將再生水的供給目的地利用為例如冷卻塔的供水。這是因為，在nf膜中也無法去除水垢防止劑74。

通過本實施例的水處理系統(tǒng)，能夠有效地分離混合水111中所包含的二價金屬(例如鈣鹽、鎂鹽等)、硫酸離子、碳酸離子。另外，在使用ro膜的情況下，除了能夠去除鈣鹽、鎂鹽以外，還能夠去除鋇鹽、鍶鹽。

根據(jù)本實施例，使用圖3所示那樣的脫鹽處理裝置30a，能夠顯著增加通過使混合水111濃縮而能夠進行噴霧干燥的排水量(濃縮前)。例如，通過使用脫鹽析晶裝置，若該再生水的回收率為95％，則能夠使100/(100-95)＝20倍的排水實現(xiàn)無排水化。

圖4是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。在圖3所示的脫鹽處理裝置30a中，在第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)設置沉淀槽53、過濾裝置54，從而將混合水111中的金屬成分作為金屬氫氧化物、將鈣成分作為碳酸鈣沉淀去除，但本發(fā)明也可以不設置該前處理。

如圖4所示，在本實施例的脫鹽處理裝置30b中設置第一脫鹽裝置55a、析晶槽61、旋液分離器62以及第二脫鹽裝置55b，在第一脫鹽裝置55a以及第二脫鹽裝置55b的上游側(cè)分別添加水垢防止劑74，從而防止水垢向第一脫鹽裝置55a以及第二脫鹽裝置55b的反滲透膜55a、55b附著。需要說明的是，作為ph調(diào)整劑75，添加酸(例如硫酸等)、堿劑(氫氧化鈉、氫氧化鈣等)。

根據(jù)混合水111的種類的不同，無需進行前處理，實現(xiàn)脫鹽處理裝置的構(gòu)成的簡化。

作為由這樣的、簡化了的脫鹽處理裝置30b處理的混合水111，能夠例示出例如碳酸離子濃度低的排出水。另外，也能夠應用于ca²⁺、mg²⁺等水垢成分的濃度低的排出水。

在此，作為ph調(diào)整劑75，具有酸劑、堿劑。作為在降低ph的情況下使用的酸劑，能夠例示出例如鹽酸、硫酸、檸檬酸等通常的ph調(diào)整劑。另外，作為在提高ph的情況下使用的堿劑，能夠例示出例如氫氧化鈉、氫氧化鈣等通常的ph調(diào)整劑。

圖5是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

另外，也可以如圖5所示的脫鹽處理裝置30c那樣，在第二脫鹽裝置55b的濃縮水側(cè)的下游進一步設置第三脫鹽裝置55c，進行三個階段的脫鹽處理。

若設置具備反滲透膜55c的第三脫鹽裝置55c，則能夠從濃縮水31b中進一步回收再生水33c，因此，水回收率進一步提高至97％。需要說明的是，在第二脫鹽裝置55b與第三脫鹽裝置55c之間添加圖3所示的沉淀槽53、過濾裝置54的前處理單元、水垢防止劑74以及ph調(diào)整劑75，但在圖5中省略它們的圖示。

圖6是示出本實施例的另一脫鹽處理裝置的一例的構(gòu)成圖。

另外，如圖6所示的脫鹽處理裝置30d那樣，在添加槽52的上游側(cè)設置有將碳酸氣體分離的碳酸氣體分離部即脫氣部50。具體而言，該脫氣部50是具備使二氧化碳消散的填充劑的脫氣塔或分離膜。

在圖6的脫鹽處理裝置30d中，向脫氣部50流入前的混合水111被調(diào)整為低ph?；旌纤?11中的碳酸根據(jù)其ph而成為平衡狀態(tài)。在ph低至6.5以下的情況下，在混合水111中主要以hco3^-以及co2的狀態(tài)存在。包含co2的混合水111流入到脫氣部50。在脫氣部50中，從混合水111中去除co2。

在本實施例中，與圖5同樣地，在第二脫鹽裝置55b的濃縮水側(cè)的下游進一步設置第三脫鹽裝置55c，進行三個階段的脫鹽處理。

實施例2

接著，對實施例2的水處理系統(tǒng)進行說明。圖7是本實施例的水處理系統(tǒng)的概要圖。針對與實施例1的水處理系統(tǒng)重復的構(gòu)件標注相同的附圖標記，省略重復的說明。

如圖7所示，本實施例的水處理系統(tǒng)設置有氧化還原電位(orp)計130，該氧化還原電位(orp)計130對向第一脫鹽裝置55a導入的混合水111中的氧化還原電位進行計測。

而且，在向第一脫鹽裝置55a導入的混合水111的氧化還原電位的值為規(guī)定值的范圍外的情況下，從氧化劑供給部131供給氧化劑132。

在由混合部110混合的前階段，從由脫硫排水分離出的分離水43中去除水銀，但有時分離水43中殘留有水銀。

該殘留的水銀存在各種形態(tài)，因此，在離子狀態(tài)的情況下，能夠利用ro膜來去除，雖然未朝透過水側(cè)透過，但在金屬汞的情況下為無極性且為液狀，從而透過ro膜。

因此，通過將混合水111中的氧化還原電位的值控制在規(guī)定范圍內(nèi)，由此使水銀的形態(tài)轉(zhuǎn)換而成為離子狀態(tài)，利用ro膜來去除。

在此，優(yōu)選控制為，利用氧化還原電位計130計測的混合水111中的氧化還原電位的值(x)成為-0.69v＜orp值(x)＜1.358v的范圍。

這是因為，在orp值(x)超過“1.358v”的情況下，氯化物cl^-成為氯氣(cl2)，是不優(yōu)選的。

另外，orp值(x)的下限值根據(jù)共存物質(zhì)而不同，使orp的下限值為-0.69v以上，優(yōu)選為0.2680v以上，更優(yōu)選為0.6125v以上，進一步優(yōu)選為0.796v。排水中的鹽類的大部分為cl^-、so4^2-。

hg(1)在+0.2680v以上時被氧化為hg2cl2(固體)，在+0.6125v以上時被氧化為hg2so7(固體)。需要說明的是，在排水中也包含s^2-、i^-、br^-，但與cl^-、so4^2-相比為少量。

另外，另一方面，在完全不包含雜質(zhì)的情況下，將hg(l)氧化為hg2²⁺時，需要+0.798v。

上限值的1.358v的根據(jù)在于，從cl^-向cl2氧化的標準電極電位為+1.3583v。另一方面，由于從cl^-成為cio^-的反應為+0.89v，因此，上限值至少為+1.3583v以下，優(yōu)選為+0.89v以下。

因此，通過orp控制來投入氧化劑132，以成為水銀不還原這樣的狀況。

其結(jié)果是，水銀維持為氧化汞而非金屬汞，作為ro膜的避諱物質(zhì)的氯氣維持為氯化物離子的形態(tài)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)去除水銀且不會損傷ro膜的運轉(zhuǎn)。

在此，作為氧化劑132，優(yōu)選使用空氣。通過使用空氣作為氧化劑132，能夠抑制對ro膜造成損傷且實現(xiàn)溫和條件下的氧化。

另外，也可以在供給氧化劑132之后，在第一脫鹽裝置55a的上游側(cè)設置固液分離裝置133，從而分離出混合水111中的固態(tài)化后的水銀(例如氯化汞(hgcl2)等)。由此，能夠防止固態(tài)化后的水銀(例如氯化汞(hgcl2)等)附著于ro膜表面，能夠抑制脫鹽處理能力的降低。

實施例3

接著對實施例3的水處理系統(tǒng)進行說明。圖8是本實施例的水處理系統(tǒng)的概要圖。針對與實施例1的水處理系統(tǒng)重復的構(gòu)件，標注相同的附圖標記并省略重復的說明。

如圖8所示，本實施例的水處理系統(tǒng)在分離出重金屬淤泥104的固液分離部103的下游側(cè)且混合部110的上游側(cè)，具備uf(ultrafiltrationmembrane)膜122和具有nf膜(納米過濾膜)121a的nf膜裝置121。

在本實施例中，通過螯合劑102的添加而在固液分離部103將水銀去除并分離，然后進行基于膜的脫鹽。該膜處理的膜優(yōu)選為nf膜121a。

將nf膜121a的透過液123的一部分作為返回水123a通過返回管線l36回送到濕式脫硫裝置16，并且，將nf膜121a的濃縮液124通過濃縮液管線l25向?qū)牍芫€l24側(cè)輸送，與來自冷卻塔21的排出水22在混合部110中混合而成為混合水111。

通過利用nf膜121a進行脫鹽處理，能夠在濃縮液124側(cè)濃縮多價離子(例如ca²⁺、mg²⁺、so4^2-)，在透過液123側(cè)濃縮一價離子(例如na⁺、cl^-)。

在此，來自濕式脫硫裝置16的排水所包含的鹽以氯化鈣(cacl2)為主。因此，通過基于具有一價選擇性的nf膜121a的膜分離，濃縮液124能夠在后級的石膏析晶中濃縮石膏的原料(例如ca²⁺、5o4^2-)，另一方面，能夠降低成為后級的第一脫鹽裝置55a的ro膜的負荷的cl^-。

與之相伴，能夠降低向后級的第一脫鹽裝置55a供給的溶解性蒸發(fā)殘留物(totaldissolvedsolid(s)；tds)的濃度，從而提高濃縮率。

由此，能夠降低來自第一脫鹽裝置55a的濃縮水31a。其結(jié)果是，能夠?qū)⒂糜趯饪s水進行噴霧干燥的噴霧干燥裝置23小型化。

需要說明的是，為了防止基于nf膜121a的脫鹽裝置的堵塞，也可以添加阻垢劑。

根據(jù)本實施例，在利用螯合劑102對分離水43進行了處理的水銀處理之后，進一步利用nf膜121a進行脫鹽處理，從而能夠選擇性地濃縮多價離子，由此，提高第一脫鹽裝置55a中的基于ro膜的濃縮率，有助于噴霧干燥裝置23的小型化。

具有潮解性的物質(zhì)主要為cacl2、mgcl2，但能夠利用nf膜121a來分離該二價陽離子(ca²⁺、mg²⁺)和氯化物離子cl^-，因此，噴霧干燥裝置23中的干燥鹽的潮解性的問題得以降低。

就nf膜121a的濃縮水124而言，多價離子為濃的狀態(tài)，能夠在析晶裝置中對石膏進行回收，在析晶后利用ro進行濃縮，利用噴霧干燥裝置23對該ro濃縮水進行噴霧干燥。

實施例4

接著，對實施例4的水處理系統(tǒng)進行說明。圖9是本實施例的水處理系統(tǒng)的概要圖。針對與實施例1的水處理系統(tǒng)重復的構(gòu)件，標注相同的附圖標記并省略重復的說明。

如圖9所示，本實施例的水處理系統(tǒng)具備：濕式脫硫裝置16，其去除來自鍋爐11的鍋爐廢氣12中的硫氧化物；脫水裝置42，其從來自所述濕式脫硫裝置16的包含石膏料漿的脫硫排水41中分離出石膏32；混合部110，其將來自所述脫水裝置42的分離水43與在工廠設備內(nèi)產(chǎn)生的排出水22混合；反應槽101，向該反應槽101導入由所述混合部110混合后的混合水111并投入螯合劑102，從而將分離水43中的重金屬固定；固液分離部103，其對來自所述反應槽101的混合水111中的固態(tài)成分(重金屬淤泥)104進行固液分離；脫鹽處理裝置30，其將所述固液分離后的混合水111中的鹽分去除；以及噴霧干燥裝置23，其具有對由所述脫鹽處理裝置30濃縮了鹽分后的濃縮水31進行噴霧的噴霧機構(gòu)，且使用所述鍋爐廢氣12的一部分12a進行噴霧干燥。

通過將來自冷卻塔21的排出水22與分離水43混合，能夠使用螯合劑102來去除冷卻塔21的排出水22中包含的雜質(zhì)。

與實施例1的處理系統(tǒng)不同，由于向第一脫鹽裝置55a導入的導入水量增大，因此鹽濃度下降，能夠?qū)崿F(xiàn)對ro膜造成的負荷的減輕。

實施例5

接著，對實施例5的水處理系統(tǒng)進行說明。圖13是本實施例的水處理系統(tǒng)的概要圖。針對與實施例1的水處理系統(tǒng)重復的構(gòu)件，標注相同的附圖標記并省略重復的說明。

如圖13所示，本實施例的水處理系統(tǒng)在向噴霧干燥裝置23供給的濃縮水31中添加螯合劑102。

在本實施例中，在將來自脫鹽處理裝置30的濃縮水30向噴霧干燥裝置23供給的管線l21中，從未圖示的螯合劑添加部添加用于將殘留在濃縮水31中的重金屬固定的螯合劑102。

在本實施例中，在向噴霧干燥裝置23供給之前向濃縮水30中混合螯合劑102，由此，在由噴霧干燥裝置23生成的排出氣體12b中的干燥鹽中充分混合有螯合劑102。

由該固態(tài)成分分離機140分離出的固態(tài)成分141之后直接被填埋處理。

在此，在添加螯合劑102的情況下，需要在其耐熱溫度以下進行處理。因此，將噴霧干燥裝置23的干燥結(jié)束時的排出氣體12b的溫度(t1)維持為200℃以下，優(yōu)選維持為150℃以下。

需要說明的是，噴霧干燥裝置23中的干燥中的噴霧液滴的溫度成為80℃左右，不會上升到80℃以上溫度。因此，干燥開始時的溫度不受到限定。需要說明的是，向噴霧干燥裝置23分支的分支廢氣18a的入口溫度(t2)例如為350℃左右。因此，通過使脫水濾液的液滴的蒸發(fā)量或分支廢氣12a的導入流量中的任一方或兩方發(fā)生變化來將排出氣體12b的溫度(t1)維持為200℃以下，優(yōu)選為150℃以下，由此螯合劑102不會發(fā)生劣化，對固態(tài)成分141進行填埋處理時的重金屬的溶出被消除。

根據(jù)本實施例，在添加了將濃縮水30中的重金屬固定的螯合劑102之后，利用噴霧干燥裝置23進行干燥，由此能夠防止例如水銀等重金屬從固態(tài)成分141溶出。

另外，還可以與螯合劑102一起添加凝聚劑。

作為該凝聚劑，能夠使用形成固態(tài)物的核的凝結(jié)劑以及使固態(tài)物的絮狀物增大的高分子凝聚劑。

在此，作為凝結(jié)劑，例如能夠舉出硫酸鋁、氯化鐵、pac等。另外，作為高分子凝聚劑，例如能夠舉出“takifloc(日文：タキフ口ック)(商品名；多木化學公司制)陰離子系、非離子系、陽離子系，兩性系)”、“epoflocl-1(商品名)；jikco公司制”等。

附圖標記說明

11鍋爐；

12鍋爐廢氣(廢氣)；

18廢氣處理系統(tǒng)；

21冷卻塔；

22排出水；

23噴霧干燥裝置；

30脫鹽處理裝置；

31(31a～31c)濃縮水；

33(33a～33c)再生水；

55a～55c第一～第三脫鹽裝置；

61析晶槽；

62旋液分離器；

74水垢防止劑；

75ph調(diào)整劑；

101反應槽；

102螯合劑；

103固液分離部；

104重金屬淤泥；

110混合部；

111混合水。