浸出水の脱塩方法

【課題】Ｃａ²⁺濃度の高まりによる弊害を回避する浸出水の脱塩方法を提供する。
【解決手段】系内に流入する埋立浸出水の原水１１をＣａ除去工程１で前処理してＣａを除去し、Ｃａが残留する脱塩原水を脱塩濃縮工程５の電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水をＣａ除去工程１に循環して処理し、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に高める。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物、産業廃棄物等の最終処分場における埋立技術に係り、浸出水の脱塩方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、最終処分場において、浸出水の水量、水質は、埋立ごみ質、降雨量等の気象条件、埋立構造、埋立地の規模、集水面積の大小、埋立期間、ごみ埋立経過時間等により異なっている。この埋立浸出水は、埋立後に既に長い年月を経た既設埋立区画から出る浸出水も、埋立後の年月が短い新設埋立区画から出る浸出水も、廃棄物の存在しない未設埋立区画から出る浸出水をも一元的に集水し、その全量を同一工程において処理している。埋立浸出水中には高濃度の塩類を含むケースが多くみられる。このため、近年では脱塩装置を具備する浸出水処理施設が増えている。
【０００３】図４に浸出水処理施設の一例を示す。この浸出水処理施設では、前処理としてＣａ除去工程１でカルシウム除去剤を併用したアルカリ凝集沈殿処理により原水中のＣａを除去し、後工程の配管・ポンプ類のスケーリングを防止する。生物処理工程２では、接触酸化型の脱窒法を採用し、充填材表面の微生物を利用して、原水中の有機物の分解と窒素成分の除去を行なう。凝集沈殿・砂濾過工程３では、生物処理水中の汚濁物質を薬品によって凝集させて除去し、ＣＯＤや色度成分の除去に効果的な弱酸性凝集沈殿処理を行ない、凝集沈殿処理水中に残る微細な浮遊物質などを、アンスラサイトと珪砂によるろ材で捕捉して除去する。活性炭吸着・キレート処理工程４では、活性炭の強力な吸着能力によってＣＯＤや色度成分などを除去し、キレート吸着材により重金属を除去する。脱塩濃縮工程５では電気透析膜方式による脱塩装置によって原水中の塩類を分離除去する。脱塩装置の処理水は再利用水槽６に貯留して再利用し、脱塩装置で塩類を所定濃度に濃縮した脱塩濃縮水を蒸発乾燥工程７で蒸発乾燥させる。Ｃａ除去工程１、凝集沈殿・砂濾過工程３の除去物は、脱水処理工程８において脱水して脱水ケーキとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、浸出水処理施設では前処理として浸出水中のＣａを除去するので、脱塩濃縮工程５の電気透析膜方式による脱塩装置は、流入する脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の比を高い値（例えばＣｌ^-／Ｃａ²⁺＝５０）に設定して装置の計画設計を行なっている。この脱塩濃縮水中のＣａ²⁺は透析膜を劣化させる要因であるので、その濃度は抑制することが望ましく、脱塩濃縮水中のＣｌ^-の濃度は、蒸発乾燥工程７における蒸発負荷に影響するので、高いほど望ましい。
【０００５】しかし、埋立初期において浸出水処理施設に流入する原水はＣｌ^-が低濃度であり、脱塩装置へ流入する脱塩原水はＣｌ^-、Ｃａ²⁺が共に低濃度である。このために、脱塩濃縮水をＣｌ^-濃度が設定値の範囲に達するまで濃縮すると、Ｃａ²⁺濃度が同時に高まって透析膜が劣化するほどの高い濃度となる。表１および表２は、図４に示す構成における経路中の浸出水成分を示すものである。表１および表２により明らかなように、脱塩濃縮工程５から排出する脱塩濃縮水中のＴ−Ｃａの濃度は３２００ｍｇ／Ｌと高濃度であり、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の比が計画設計の設定値（Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺＝５０）よりかなり低い値となっている。
【０００６】
【表１】

【０００７】
【表２】

本発明は上記した課題を解決するものであり、原水中のＣｌ^-濃度が低い場合のＣａ²⁺濃度の高まりによる弊害を回避する浸出水の脱塩方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、請求項１に係る本発明の浸出水の脱塩方法は、系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａが残留する脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を前記Ｃａ除去工程に循環して処理し、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に高めるものである。
【０００９】この構成により、脱塩装置を通常運転する状態において、系内に流入する原水中のＣｌ^-濃度が低い場合に、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に達せず、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷が大きくなるので、脱塩濃縮水をＣａ除去工程に循環し、脱塩濃縮水中のＣａ²⁺を除去するとともに、脱塩濃縮水中のＣｌ^-を脱塩原水に付加することで、Ｃａ²⁺濃度を高めることなく脱塩原水中のＣｌ^-濃度が高まる。この操作により脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に調整することで、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度を所定値に高め、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷を抑制することができ、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制することができる。
【００１０】請求項２に係る本発明の浸出水の脱塩方法は、系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａを除去した脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去し、このＣａ除去脱塩濃縮水を脱塩装置、もしくは脱塩装置より前段の経路中に循環し、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に高めるものである。
【００１１】この構成により、脱塩装置を通常運転する状態において、系内に流入する原水中のＣｌ^-濃度が低い場合に、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に達せず、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷が大きくなるので、脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理して脱塩濃縮水中のＣａ²⁺を除去するとともに、脱塩濃縮水中のＣｌ^-を脱塩原水に付加することで、Ｃａ²⁺濃度を高めることなく脱塩原水中のＣｌ^-濃度が高まる。この操作により脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に調整することで、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度を所定値に高め、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷を抑制することができ、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制することができる。
【００１２】請求項３に係る本発明の浸出水の脱塩方法は、系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａを除去した脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去し、このＣａ除去脱塩濃縮水を第２の脱塩装置で脱塩するものである。
【００１３】この構成により、脱塩装置を通常運転する状態において、系内に流入する原水中のＣｌ^-濃度が低い場合に、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に達せず、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷が大きくなるので、脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去することで、Ｃａ²⁺濃度に対してＣｌ^-濃度が相対的に高まり、第２の脱塩装置に流入する脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値に調整される。この操作により、第２の脱塩装置から排出する脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に高まり、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制しながら所定濃度に脱塩することができ、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷を抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態における浸出水処理施設は、図４に示したものと基本的な構成は同様であるので、特徴的な構成について説明し、他の部位については同一番号を付して説明を省略する。この浸出水処理施設では、埋立浸出水の原水１１を、Ｃａ除去工程１、生物処理工程２、凝集沈殿・砂濾過工程３、活性炭吸着・キレート処理工程４、脱塩濃縮工程５、蒸発乾燥工程７の各工程を通して処理し、脱塩濃縮工程５における電気透析膜方式の脱塩装置の処理水を再利用水槽６に貯留して再利用する。
【００１５】系内に流入する原水中のＣｌ^-濃度が低い状態の初期運転時等においては、脱塩濃縮工程５に流入する脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低くなる。この場合に、脱塩装置を計画設計時に想定した基準で通常運転すると、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に達せず、後工程７の蒸発乾燥における蒸発負荷が大きくなる。
【００１６】このため、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水をＣａ除去工程１に循環し、原水とともに脱塩濃縮水を処理し、脱塩濃縮水中のＣａ²⁺を除去するとともに、脱塩濃縮水中のＣｌ^-を脱塩原水に付加する。この操作により、Ｃａ²⁺濃度を高めることなく脱塩原水中のＣｌ^-濃度を高めて、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に調整することができる。結果として脱塩装置の脱塩濃縮水中のＣａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制するとともに、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に高まり、後工程の蒸発乾燥７における蒸発負荷を抑制することができる。
【００１７】表３および表４は、図１に示す構成における経路中の浸出水成分を示すものである。表３および表４より明らかなように、脱塩濃縮工程５に流入する脱塩原水は、Ｔ−Ｃａ；１００ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ^-；４６００ｍｇ／Ｌで、ほぼ設定濃度比（Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺＝５０）の範囲にあり、脱塩濃縮工程５から排出する脱塩濃縮水はＴ−Ｃａ；１３２０ｍｇ／Ｌで透析膜が劣化しない低濃度の範囲にあり、蒸発乾燥水はＣｌ^-；７００００ｍｇ／Ｌで蒸発負荷を抑制できる高濃度となる。
【００１８】
【表３】

【００１９】
【表４】

図２は本発明の他の実施の形態を示すものである。この構成においては、脱塩濃縮工程５の脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を、第２のＣａ除去工程１２で処理してＣａを除去する。このＣａ除去脱塩濃縮水を脱塩濃縮工程５の脱塩装置、もしくは脱塩濃縮工程５より前段の凝集沈殿・砂濾過工程３、活性炭吸着・キレート処理工程４に循環する。
【００２０】このように、脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程１２で処理してＣａ²⁺を除去し、脱塩濃縮水中のＣｌ^-を脱塩濃縮工程５に流入する脱塩原水に付加することで、Ｃａ²⁺濃度を高めることなく脱塩原水中のＣｌ^-濃度が高まる。この操作によって、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値に調整され、脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に高まり、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制しながら後工程の蒸発乾燥７における蒸発負荷を抑制することができる。
【００２１】図３は本発明の他の実施の形態を示すものである。この構成においては、脱塩濃縮工程５の脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を、第２のＣａ除去工程１２で処理してＣａを除去する。このＣａ除去脱塩濃縮水を第２の脱塩濃縮工程１３の脱塩装置で脱塩する。このように、脱塩濃縮工程５の脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去することで、Ｃａ²⁺濃度に対してＣｌ^-濃度が相対的に高まり、第２の脱塩濃縮工程１３の脱塩装置に流入する脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値に調整される。
【００２２】この操作により、第２の脱塩濃縮工程１３から排出する脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度が所定値に高まり、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制しながら所定濃度に脱塩することができ、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷を抑制することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水をＣａ除去工程に循環して処理し、あるいは、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａ除去脱塩濃縮水を脱塩装置、もしくは脱塩装置より前段の経路中に循環し、あるいは、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理し、このＣａ除去脱塩濃縮水を第２の脱塩装置で脱塩することにより、脱塩装置に流入する脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に調整することができ、Ｃａ²⁺濃度を透析膜が劣化しない範囲に抑制しながら、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水中のＣｌ^-濃度を所定値に高めて、後工程の蒸発乾燥における蒸発負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における浸出水の脱塩方法を示すフローシートである。
【図２】本発明の他の実施の形態における浸出水の脱塩方法を示すフローシートである。
【図３】本発明の他の実施の形態における浸出水の脱塩方法を示すフローシートである。
【図４】従来の浸出水の脱塩方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
１Ｃａ除去工程
２生物処理工程
３凝集沈殿・砂濾過工程
４活性炭吸着・キレート処理工程
５脱塩濃縮工程
６再利用水槽
７蒸発乾燥工程
８脱水処理工程
１１原水

【特許請求の範囲】
【請求項１】系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａが残留する脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を前記Ｃａ除去工程に循環して処理し、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に高めることを特徴とする浸出水の脱塩方法。
【請求項２】系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａを除去した脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去し、このＣａ除去脱塩濃縮水を脱塩装置、もしくは脱塩装置より前段の経路中に循環し、脱塩原水中のＣｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比を設定値に高めることを特徴とする浸出水の脱塩方法。
【請求項３】系内に流入する埋立浸出水の原水をＣａ除去工程で前処理してＣａを除去し、Ｃａを除去した脱塩原水を電気透析膜方式の脱塩装置で脱塩する浸出水処理施設において、脱塩原水中のＣｌ^-濃度が設定値より低く、Ｃｌ^-／Ｃａ²⁺の濃度比が設定値より低い場合に、脱塩装置から排出する脱塩濃縮水を第２のＣａ除去工程で処理してＣａを除去し、このＣａ除去脱塩濃縮水を第２の脱塩装置で脱塩することを特徴とする浸出水の脱塩方法。

【図１】