JPH11188389A - 浸出水の処理方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管理型最終処分場の浸出汚水等を脱塩、高度
処理する水処理方法及び水処理装置に関し、膜分離を行
った濃縮液の後処理を容易に行なわしめることを課題と
する。 【解決手段】 有機物を含む浸出水を、膜分離処理装置
で分離した後、分離された濃縮液を蒸発装置23で蒸発乾
固するとともに、該蒸発装置23からの排ガスを凝縮装置
24で凝縮し、その後、該凝縮装置24により凝縮された凝
縮液を生物処理することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浸出水の処理方法
とその装置、さらに詳しくは、管理型最終処分場の浸出
汚水等を脱塩、高度処理する水処理方法及び水処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、廃棄物は全量又は焼却処理等の中
間処理後に最終処分場に埋め立て処分することが一般的
に行われている。

【０００３】この最終処分場において発生する浸出水に
は廃棄物から浸出される塩類、有機物等の汚染物が含ま
れており、高度な水処理を必要としていた。

【０００４】そこで、浸出水汚染物を除去するために、
従来では図３に示すような水処理装置が使用されてい
た。

【０００５】即ち、汚水は流量調整槽31に貯留された後
に、カルシウム除去槽32でカルシウムが除去され、その
後に生物処理槽33で有機物除去、脱窒処理され、さらに
凝集沈殿処理34によって汚泥と処理水が分離され、該処
理水は砂濾過槽35や活性炭処理槽36及びキレート吸着処
理37を経た後に処理水として処理される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水処理装置で浸出水を処理した場合に、カルシウム
等の一部の塩類、一部の有機物は除去できるものの、カ
ルシウム等の一部の塩以外のＮａＣｌ等の塩、及び生物
難分解性の有機物、活性炭吸着の難しい有機物等を完全
に除去することはできない。従って、このまま処理水と
して河川等に排出した場合には、これらの塩類及び未分
解の有機物によって河川や土壌が汚染されるおそれがあ
るという問題が生じていた。

【０００７】そこで、このような水処理装置で除去でき
ない原水中の塩類及び難分解性有機物を除去することの
できる逆浸透膜等の透過膜を使用して汚水処理をするこ
とが考えられる。

【０００８】この透過膜は、塩類と有機物を含んだ原水
を透過させると、塩類有機物を濃縮した濃縮液と塩類が
除去された処理水に分離して塩類を除去するものであ
る。

【０００９】しかし、このような透過膜で処理した場
合、分離された処理水は、再利用するにしても、そのま
ま排出するにしても処理が容易であるが、原水中に有機
物が含まれていると、有機物は分解されずに濃縮液に混
入するので、濃縮液はそのままでは排出，再利用するこ
とができず、この後処理をいかに行うかは、重要な課題
となっていた。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、膜分離を行った濃縮液の後処
理を容易に行なわしめることを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、浸出水の処理方法とその装置とし
てなされたもので、処理方法としての特徴は、有機物を
含む浸出水を、膜分離処理装置で分離した後、分離され
た濃縮液を蒸発装置23で蒸発乾固するとともに、該蒸発
装置23からの排ガスを凝縮装置24で凝縮し、その後、該
凝縮装置24により凝縮された凝縮液を生物処理すること
にある。

【００１２】また他の処理方法としての特徴は、有機物
を含む浸出水を、膜分離処理装置で分離した後、分離さ
れた濃縮液を蒸発装置23で蒸発乾固し、その後、前記蒸
発装置23から排出される固形分を熱分解することにあ
る。

【００１３】さらに、処理装置としての特徴は、有機物
を含む浸出水を導入する膜分離処理装置と、該膜分離処
理装置からの濃縮液を蒸発乾固する蒸発装置23と、該蒸
発装置23からの排ガスを凝縮する凝縮装置24と、該凝縮
装置24により凝縮された凝縮液を生物処理する生物処理
装置25とからなることにある。

【００１４】また、他の処理装置としての特徴は、有機
物を含む浸出水を導入する膜分離処理装置と、該膜分離
処理装置からの濃縮液を蒸発乾固する蒸発装置23と、前
記蒸発装置23から排出される固形分を熱分解するための
加熱装置26とからなることにある。

【００１５】膜分離装置によって濃縮された濃縮水は、
高濃度の塩類と共に濃縮される。これを蒸発することに
よって得られる塩（副生塩）は、塩とともに有機物を含
むことになる。

【００１６】この副生塩は、袋詰めにして保管（埋立）
される場合、工業用に再利用される場合があるが、特に
工業用に再利用される場合、有機物が分解されているこ
と、また保管する場合にもダイオキシン等が濃縮されて
いること等を考えたときに、熱分解をするのが望まし
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に従って説明する。

【００１８】先ず、本実施形態の滲出水の処理装置の構
成について説明すると、図１において、１は、最終処分
場２からの浸出水を原水として貯留して調整する調整
池、３は該調整池１から供給される原水を凝集沈殿させ
るための凝集沈殿槽で、この凝集沈殿槽３においてＳＳ
（懸濁固体）分解、さらに必要な場合、原水中のカルシ
ウム等が除去されることとなる。

【００１９】この際、凝集剤としてポリ塩化アルミニウ
ム（ＰＡＣ）やソーダ灰（Ｎａ₂ＣＯ₃)や鉄分を除去す
る場合には次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）等が使用さ
れ、またｐＨ調整のために苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や塩
酸（ＨＣｌ）が使用される。

【００２０】４は、前記凝集沈殿槽３で凝集沈殿された
分離液としての処理水をさらにｐＨ調整するためのｐＨ
調整槽で、このｐＨ調整槽４では、逆浸透装置のスケー
リングを防ぐためにｐＨを弱酸性に調整するために、塩
酸（ＨＣｌ）が添加される。

【００２１】５は、ｐＨ調整槽４でｐＨ調整された処理
水をろ過するための砂ろ過器で、この砂ろ過器５は、Ｓ
Ｓの除去のために必要な場合に除鉄、除マンガン等を行
うものである。

【００２２】そして、この砂ろ過器５では、空気が導入
される。

【００２３】６は、前記砂ろ過器５でろ過されたろ過液
を貯留するためのろ過水槽である。

【００２４】７は、前記ろ過水槽６からの処理水が導入
される逆浸透膜装置で、逆浸透膜としては図２の平膜が
使用されている。また、この逆浸透膜装置７への導入直
前の処理水に鉄分除去の目的でＮａＣｌＯが添加されて
いる場合にはＮａＨＳＯ₃ が添加され還元される。また
スケール生成傾向が強い場合には、分散剤CX−2500（神
鋼パンテツク製）が注入される。

【００２５】８は、前記逆浸透膜装置７で分離されて透
過した透過液を導入する第２逆浸透膜装置で、この第２
逆浸透膜装置８は、図２に示すように、円筒状の装置本
体11内に、円板状の逆浸透膜12が同じく円板状のスペー
サ13の間に設けられた逆浸透膜部14が複数組積層されて
構成されている。

【００２６】該逆浸透膜装置２の装置本体11の内周面に
は原水を導入する原水流路15が設けられ、該原水流路15
から逆浸透膜12表面に原水が導入される。また、該逆浸
透膜部14の上部にはエンドプレート16が設けられ、浸透
圧以上の圧力に耐えられるようになっている。

【００２７】18は逆浸透膜部14の中央部に貫通された処
理水パイプで、該処理水パイプ18は逆浸透膜12によって
分離された処理水を排出させる。

【００２８】また、19は濃縮水パイプで、各逆浸透膜12
によって濃縮された濃縮水を装置本体11外へ排出させ
る。

【００２９】９は、前記第２逆浸透膜装置８を透過した
透過液を中和，殺菌するための中和殺菌槽で、この中和
殺菌槽９では、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や塩酸（ＨＣ
ｌ）若しくは硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄)が添加される。

【００３０】10は、前記中和殺菌槽９で中和，殺菌され
た処理水が放流される放流池である。

【００３１】20は、前記逆浸透膜装置７によって分離さ
れた濃縮水が導入されて濾過される透過膜としてのナノ
フィルター（ＮＦ）が設けられたＮＦ膜装置で、該ＮＦ
膜装置20ではＮＦ膜によって濃縮水中の塩類、特に２価
以上の負イオンの塩、例えばＣａＳＯ₄ を濾過によって
除去することができると共に有機物のほとんどを除去す
るができる。

【００３２】該ＮＦ膜装置20は、円筒状の本体内に多数
のプレート型矩形ＮＦ膜が積層された状態で収納されて
おり、積層本体の末端部はそれぞれ通水孔が設けられた
エンドプレートで密封されている。

【００３３】21は、該ＮＦ膜装置20で濾過された濾過水
をさらに脱塩処理すべく設けられた濃縮水処理用の高圧
逆浸透膜装置で、該高圧逆浸透膜装置21は、前記逆浸透
膜装置７と同様に円筒状の装置本体内に円板状の逆浸透
膜がスペーサ間に設けられたモジュールが複数積層され
ている。水高200barの圧力で運転が可能である。

【００３４】該高圧逆浸透膜装置21においては、前記逆
浸透膜装置７よりも高圧をかけて濃縮水を高度に濃縮す
る分離処理を行うことが可能に形成されている。

【００３５】22は前記ＮＦ膜装置20及び逆浸透膜装置７
において分離された濃縮水が導入される晶析槽で、該晶
析槽22では処理水中に残留した塩類が固形物として析出
される。

【００３６】23は、前記晶析槽22で生じた固形物を蒸発
乾固させるための蒸発装置としての乾燥機、24は該乾燥
機23からの排ガスを凝縮するための凝縮装置である。

【００３７】25は、前記凝縮装置24で凝縮された凝縮液
を生物処理するための生物処理槽としての曝気槽で、こ
の曝気槽25へは、リン酸ナトリウム（Ｎａ₃ＰＯ₄)が添
加される。

【００３８】26は、前記乾燥機23で蒸発乾固された固形
物を焼成するための加熱装置としての焼成精製炉、27は
該焼成精製炉26から生成される副生塩を貯留するための
副生塩貯留槽を示す。蒸発乾燥装置と焼成精製炉は、同
一の装置で行ってもよい。

【００３９】次に、上記のような構成からなる浸出水の
処理装置によって浸出水を処理する処理方法について説
明する。

【００４０】先ず、廃棄物最終処分場２から浸出される
浸出水を原水として調整する調整池１から、原水が凝集
沈殿槽３へ供給され、その凝集沈殿槽３で凝集剤として
のポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）や、Ｃａ除去の必要
な場合、ソーダ灰（Ｎａ₂ＣＯ₃)や、鉄分除去の必要な
場合、次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）が添加され、ま
たｐＨ調整のために苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や塩酸（Ｈ
Ｃｌ）も添加される。

【００４１】より具体的には、原水中に含まれるＣａ、
Ｂａの当量より重炭酸の当量を引いた値と同量以上のソ
ーダ灰（Ｎａ₂ＣＯ₃)を添加し、苛性ソーダ（ＮａＯ
Ｈ）を用いてｐＨを9.5 〜11.5に設定する。ソーダ灰は
当量より若干少なくてもよい場合もある。

【００４２】20〜50mg/Lのアルミニウム塩の凝集剤を同
時に添加し、Ｃａ、ＢａをＣａＣＯ ₃ 、ＢａＣＯ₃ とし
て沈殿分離する。

【００４３】このような凝集沈殿によるＣａ、Ｂａの除
去により、ＣａＣＯ₃ 、ＣａＣＯ₄、ＢａＣＯ₃ 、Ｂａ
ＣＯ₄ 、ＣａＳＯ₄ 、ＢａＳＯ₄ 、Ｃａ₃(ＰＯ₄)₂ 等に
よる逆浸透膜装置のスケーリングを防止することができ
る。

【００４４】また、上述のように塩酸（ＨＣｌ）のよう
な酸を添加することにより、ｐＨを5.0 〜7.0 に設定
し、ｐＨを下げることにより生じる懸濁固形物は、ろ過
により除去することができる。

【００４５】次に、凝集沈殿槽３で凝集沈殿された処理
水は、ｐＨ調整槽４へ導入されて塩酸（ＨＣｌ）や硫酸
（Ｈ₂ＳＯ₄)等の添加によりｐＨ調整される。

【００４６】次に、ｐＨ調整後の処理水は、砂ろ過器５
へ導入され、必要な場合、この砂ろ過器５で除鉄、除マ
ンガンが行われる。

【００４７】次に、砂ろ過器５でろ過された透過液はろ
過水槽６へ導入され、さらに逆浸透膜装置７へ導入され
る。逆浸透装置入口にＮａＣｌＯが残留する場合、Ｎａ
ＨＳＯ₃ 等を入れ、還元する。膜を傷めないために、ま
たスケール成分の多い場合には、分散剤CX−2500等を入
れる。

【００４８】この逆浸透膜装置７の逆浸透膜は、浸透圧
以上の圧力をかけると分子レベルで濾過できる半透膜
で、リンや有機物、窒素の他カルシウム、ナトリウム等
の各塩類も除去することができる。

【００４９】上述のように、逆浸透膜装置７は、円板状
の逆浸透膜12が積層された構造で、該逆浸透膜12の表面
とスペーサ13の間を原水が流れる時に圧力をかけると逆
浸透膜12は水のみを透過して膜の内側に脱塩された処理
水が溜まり、該処理水は装置本体11中央部に縦設された
処理水パイプ18を経て逆浸透膜装置７から処理水として
排出される。

【００５０】一方、原水は逆浸透膜12とスペーサー13の
間を通り濃縮水パイプ19を経て、逆浸透膜装置７から濃
縮水として排出される。

【００５１】そして、逆浸透膜装置７から排出された処
理水は更に第２逆浸透膜装置８で脱塩処理され、高純度
の処理水として排出される。

【００５２】第２逆浸透膜装置８で排出された処理水
は、中和殺菌槽９で苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や塩酸（Ｈ
Ｃｌ）若しくは硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄)で中和，殺菌された
後、放流池10へ放流される。

【００５３】一方、逆浸透膜装置７から排出された濃縮
液は、ＮＦ膜装置20に導入されるが、該ＮＦ膜装置20
は、濃縮液中の塩類、特にＣａＳＯ₄ 等の２価以上のイ
オン及び有機物の大部分を濾過によって有効に除去する
ことができる。

【００５４】そして、該ＮＦ膜装置20で処理された濃縮
水は高圧逆浸透膜装置21へ導入されるが、この時ＮＦ膜
によって濃縮水中からＣａＳＯ₄ 等が除去されているた
め、高圧逆浸透膜装置21の逆浸透膜にこれらの塩による
スケールが付着して性能が低下することを防止できる。

【００５５】さらに、ＮＦ膜装置20で発生した濃縮液及
び高圧逆浸透膜装置８において生じる高度濃縮液の一部
は晶析槽22へ導入される。

【００５６】該晶析槽22では、これらに含まれる塩類を
析出して固形物として除去することができる。

【００５７】このように晶析槽22で析出された固形物及
び高圧逆浸透膜装置28により濃縮された液は、蒸発装置
としての乾燥機23へ供給され、さらに乾燥機23からの排
ガスは、凝縮装置24へ供給されて凝縮される。

【００５８】この凝縮装置24で凝縮された凝縮液は、原
水の水質、蒸発装置入口のｐＨの値等により低沸点の有
機物、アンモニア等を含むため、生物処理槽としての曝
気槽25へ供給され、その曝気槽25で生物処理、ＢＯＤ除
去、及び／又は硝化される。

【００５９】そして、生物処理した処理水は、調整池１
に返送し、再度処理する。

【００６０】このように、生物処理することによって、
浸出水中に揮発性有機物が多く凝縮水中にＢＯＤ、窒素
成分が多く含まれていても、凝縮液中の有機物が除去さ
れ、水質が改質されることとなる。

【００６１】一方、乾燥機23で蒸発乾固された固形物
は、工業用等に再利用され、精製を要する場合、焼成精
製炉26へ供給されて焼成精製される。

【００６２】このように焼成精製されることにより、乾
燥固化された塩は、有機物、微量含有されるダイオキシ
ン等の有機塩素化合物、水分が除去されることとなる。

【００６３】この焼成精製法としては、800 ℃以上で有
機物を完全燃焼分解し、燃焼時にダイオキシンを発生し
ないように排ガス処理及び塩の急冷を行うか、若しくは
最初有機物を空気を入れて焼却した後、350 〜550 ℃で
空気を入れず、酸素濃度を１〜２％以下の還元性雰囲気
で脱塩素化処理し、ダイオキシンを分解する方法をと
る。

【００６４】尚、乾燥固化（蒸発装置）と焼成精製を同
じ装置で行うことも可能である。

【００６５】たとえば、副生成塩の再利用先として電機
精錬用工業塩として使用する場合、必要に応じてＣａ、
Ｆｅ、Ｍｎの除去を行うことが望まれる。このような場
合、凝集沈殿槽でＮａ₂ＣＯ₃等によりＣａを除去する。
また凝集沈殿装置及び除鉄、除マンガンろ過によりＦ
ｅ、Ｍｎを除去する。一般に副生塩は天然の塩に近い組
成の方が再利用し易い。このため、凝集剤としてはポリ
塩化アルミニウムのような塩化物を中和剤としても、Ｈ
₂ＳＯ₄よりＨＣｌを用いるのが望ましい。また、この目
的により上述のようにＣａ除去、Ｆｅ、Ｍｎ除去、焼成
による有機物除去も必要によっては行う。

【００６６】次に、前記焼成精製炉26で生成した副性塩
は、副性塩貯留槽27で貯留される。

【００６７】さらに、凝集沈殿槽３での凝集沈殿で生じ
た固形物は、汚泥として脱水されて汚泥脱水槽29へ供給
され、さらに最終処分場２へ返送される。ＮＦ装置手前
の晶析槽から出たスラッジと、高圧逆浸透装置から出る
濃縮水とを別々に処理すれば、高圧逆浸透装置の濃縮水
はＮＦ膜を通っているため、有害な有機物をＣａ，Ｍｇ
といった２価塩を少ししか含まないため、焼成精製工程
が簡易化される。

【００６８】以上のような浸出水の処理によって処理さ
れた透過水、濃縮水等の水質を、原水としての浸出水の
水質と比較して次表１及び次表２に示す。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】また、濃縮塩の推定組成を表３に示す。

【００７２】

【表３】

【００７３】尚、上記実施形態では、膜分離装置として
逆浸透膜装置を用いたが、膜分離装置の種類はこれに限
定されるものではなく、要は分離膜を具備した有機物、
塩を分散する膜分離装置が用いられればよい。

【００７４】また、上記実施形態では、分離された濃縮
液を蒸発乾固する蒸発装置として乾燥機を用いたが、蒸
発装置の種類はこれに限定されるものではない。

【００７５】さらに、上記実施形態では、曝気槽25を用
いて生物処理を行ったが、曝気槽25を用いる方法に限ら
ず、たとえば浮遊法、担体法、生物膜等いずれの方法を
採用することも可能であり、水質に合わせて適宜の方法
を採用すればよい。

【００７６】さらに、調整池１、凝集沈殿槽３、ｐＨ調
整槽４、砂ろ過器５、ろ過水槽６、中和殺菌槽９、放流
池10、ＮＦ膜装置20、高圧逆浸透膜装置21、晶析槽22等
は本発明に必須のものではなく、必要に応じて設ければ
よい。

【００７７】さらに、上記実施形態では、蒸発乾固後の
固形物を焼成精製したが、焼成精製以外の後処理を行う
ことも可能である。

【００７８】さらに、上記実施形態では逆浸透膜装置７
で分離した処理水を、さらに下流側に設けた第２逆浸透
膜装置８によって処理したが、このような第２逆浸透膜
装置を設けることは条件ではない。

【００７９】ただし、上記実施形態のように、複数段の
逆浸透膜処理を行えば、処理水の質はより向上すること
になる。

【００８０】また、上記実施形態では、第２逆浸透膜装
置８として円板状の平板状の逆浸透膜を使用した逆浸透
膜装置を使用したが、使用する逆浸透膜の形状として
は、この他中空糸型、スパイラル型及び管状型等、どの
ような形状の逆浸透膜であってもよい。

【００８１】

【発明の効果】叙上のように、本発明は、有機物を含む
浸出水を、膜分離処理装置で分離した後、分離された濃
縮液を蒸発装置で蒸発乾固するとともに、該蒸発装置か
らの排ガスを凝縮装置で凝縮し、その後、該凝縮装置に
より凝縮された凝縮液を生物処理するものであるため、
従来において、その処理が課題となっていた膜分離処理
後の濃縮液の処理を有効に行いうるという効果がある。

【００８２】また、濃縮液を乾燥焼成精製することによ
り、副生塩を工業塩として再利用することが可能とな
る。

【００８３】また、蒸発乾固後の凝縮液を生物処理する
ため、一般の排水処理に使用される生物処理装置に比べ
ると、装置全体がコンパクトになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態としての水処理装置の概略ブロック
図。

【図２】逆浸透膜装置の概略断面図。

【図３】従来の水処理装置の概略構成図。

【符号の説明】

７…逆浸透膜装置 23…乾燥機 24…凝集装置 25…曝気槽 26…焼成精製炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 清 大阪府四条畷市南野１丁目15−29 (72)発明者 牛越 健一 兵庫県加古郡稲美町中村540−41

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物を含む浸出水を、膜分離処理装置
   で分離した後、分離された濃縮液を蒸発装置23で蒸発乾
   固するとともに、該蒸発装置23からの排ガスを凝縮装置
   24で凝縮し、その後、該凝縮装置24により凝縮された凝
   縮液を生物処理することを特徴とする浸出水の処理方
   法。
2. 【請求項２】 有機物を含む浸出水を、膜分離処理装置
   で分離した後、分離された濃縮液を蒸発装置23で蒸発乾
   固し、その後、前記蒸発装置23から排出される固形分を
   熱分解することを特徴とする浸出水の処理方法。
3. 【請求項３】 有機物を含む浸出水を導入する膜分離処
   理装置と、該膜分離処理装置からの濃縮液を蒸発乾固す
   る蒸発装置23と、該蒸発装置23からの排ガスを凝縮する
   凝縮装置24と、該凝縮装置24により凝縮された凝縮液を
   生物処理する生物処理装置25とからなることを特徴とす
   る浸出水の処理装置。
4. 【請求項４】 有機物を含む浸出水を導入する膜分離処
   理装置と、該膜分離処理装置からの濃縮液を蒸発乾固す
   る蒸発装置23と、前記蒸発装置23から排出される固形分
   を熱分解するための加熱装置26とからなることを特徴と
   する浸出水の処理装置。