(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程と、前記廃棄物と接触させた後の前記洗浄液に含まれるセレンを沈殿させる沈殿工程とを備えた廃棄物の処理方法であって、
前記洗浄工程で廃棄物と接触した後に固液分離処理で固体成分を除去された洗浄液に還元剤を添加して、前記還元剤と前記洗浄液に含まれるセレンとを反応させて前記セレンを還元する反応工程を備え、
前記沈殿工程が、前記反応工程で還元されたセレンと余剰の還元剤とを沈殿物として沈殿させる工程であり、
前記沈殿物の少なくとも一部を、前記廃棄物に対して１質量％〜５質量％となるように前記洗浄工程へ返送することを特徴とする廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記反応工程において、ｐＨ５．０以下の酸性条件下で前記還元剤と前記セレンとを反応させる請求項１に記載の廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記還元剤が、塩化第一鉄、硫酸第一鉄および硝酸第一鉄からなる群より選択される少なくとも１以上である請求項１または２に記載の廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント製造設備から排出される脱塩ダスト、ごみ焼却灰、煤煙等の廃棄物をセメント原料等に用いる場合に、前記廃棄物中の塩素分等を除去するために水などの洗浄液で洗浄することが行われている。
前記廃棄物中には、前記塩素分等の他にも微量のセレンが含有されているため、前記廃棄物を洗浄した洗浄液にはセレンも含まれる。
セレンは規制の対象金属であるため、前記のようにセレンを含む洗浄液をそのまま排出することができない。
【０００３】
前記洗浄液中のセレンが４価セレンとして存在していれば鉄などと難溶性の金属塩を形成するため凝集沈殿などの手段で容易に分離除去が可能である。
しかしながら、６価セレンとして存在している場合には、このような難溶性の金属塩を形成せず、また、６価セレンはイオン交換樹脂などに吸着もされないため、有効に除去することが困難である。
【０００４】
そこで、このような６価セレンを除去する方法として、例えば、セレンを含む洗浄液に鉄塩などの還元剤を混合して、６価セレンを凝集沈殿可能な４価セレンに還元し、該還元物を沈殿させて４価セレン沈殿物として分離する方法がある（特許文献１）。
【０００５】
しかし、前記のように還元剤を使用する方法では、液中の６価セレンを十分に還元するために当量以上の大量の還元剤を投入する必要があり、処理コストが高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、廃棄物の処理において生じる廃棄物を洗浄した洗浄液中のセレンを低コストで沈殿させることができる廃棄物の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の廃棄物の処理方法は、廃棄物を洗浄液と接触させて洗浄する洗浄工程と、前記廃棄物と接触させた後の前記洗浄液に含まれるセレンを沈殿させる沈殿工程とを備えた廃棄物の処理方法であって、前記洗浄工程で廃棄物と接触した後に固液分離処理で固体成分を除去された洗浄液に還元剤を添加して、前記還元剤と前記洗浄液に含まれるセレンとを反応させて前記セレンを還元する反応工程を備え、前記沈殿工程が、前記反応工程で還元されたセレンと余剰の還元剤とを沈殿物として沈殿させる工程であり、前記沈殿物の少なくとも一部を、前記廃棄物に対して１質量％〜５質量％となるように前記洗浄工程へ返送することを特徴とする。
【０００９】
本発明の廃棄物の処理方法においては、廃棄物の洗浄工程で生じる洗浄液中に含まれるセレンを還元剤によって還元し、前記還元されたセレンと余剰の還元剤とを沈殿物として沈殿させ、前記沈殿物の少なくとも一部を、還元剤を添加するよりも前の工程である洗浄工程に返送することにより、後から添加する還元剤の量を減らすことができ、還元剤のコストを下げることができる。
【００１０】
尚、沈殿物の添加によって後から添加する還元剤の量を減らすことができる正確なメカニズムは不明であるが、一つには、前記沈殿物中に含まれる余剰の還元剤を再利用することにより、添加する還元剤を少量に抑制できるためと考えられる。
さらに、別の理由としては、前記廃棄物の洗浄工程に前記沈殿物を添加することによって、前記沈殿物中に含まれるセレンを含有する塩や、余剰の還元剤によって廃棄物からセレンがイオン化して液体中に溶解することが抑制されるため、と考えられる。
【００１１】
また、前記沈殿物の少なくとも一部を洗浄工程で利用するため、排出される沈殿物の量が減少し、沈殿物の処理コストも低減できる。
【００１２】
また、本発明においては、前記反応工程において、ｐＨ５．０以下の酸性条件で前記還元剤と前記セレンとを反応させることが好ましい。
【００１３】
酸性条件で還元剤を液体中のセレンと反応させることで、還元剤が液体中に溶解しやすくなり、還元剤の反応性が高くなるため、少量の還元剤で６価セレンの還元を行なうことができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記還元剤が、塩化第一鉄、硫酸第一鉄および硝酸第一鉄からなる群より選択される少なくとも１以上であることが好ましい。
前記還元剤を用いた場合には、特に、酸性条件下で還元性が良好であり、また、これらの還元剤を用いた場合には、酸性条件下で還元剤が溶解しやすくなるため、少量の還元剤で効果的に６価セレンの還元を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、廃棄物の処理方法において生じる洗浄液中のセレンを低コストで沈殿させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の廃棄物の処理方法を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について説明する。
本実施形態の廃棄物の処理方法について、図１に示すフローに基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態の廃棄物の処理方法は、廃棄物を水などの洗浄水と接触させて前記廃棄物を洗浄する洗浄工程１と、前記洗浄工程１において生じる廃棄物に含まれていたセレンが溶解している洗浄液に還元剤を添加する還元剤添加工程２と、前記還元剤添加工程２で還元剤が添加された洗浄液を所定の反応条件下に置き前記還元剤と洗浄液中に溶解しているセレンを還元反応させる反応工程３と、前記反応工程３で還元された還元物を沈殿させる沈殿工程４と、前記沈殿工程４で得られた沈殿物を前記洗浄工程１へ返送する返送工程５とを備えている。
【００１９】
前記のような本実施形態の処理方法について、以下に具体的に説明する。
本実施形態の処理方法で処理される前記廃棄物としては、例えば、セメントキルンなどのセメント製造設備から排出される脱塩ダストなどの廃棄物が挙げられる。
【００２０】
前記廃棄物中には、塩素分や硫酸塩など、水溶性の物質が含まれており、前記廃棄物をセメント原料などとして利用する場合にはこれらの水溶性の物質を除去する必要がある。
そこで、前記洗浄工程１において、廃棄物と水などの洗浄水とを接触させて、前記水溶性物質を廃棄物から除去する。
【００２１】
前記洗浄工程１で行う洗浄処理は、例えば、２０℃〜５０℃、１０分〜３時間の処理条件で、廃棄物と洗浄水とを洗浄槽に入れて攪拌することで、廃棄物と洗浄水とを接触させて洗浄を行うことが好ましい。
また、混合する洗浄液の量は処理する廃棄物の種類や含有されている水溶性物質の量によって調整可能であるが、例えば、廃棄物である脱塩ダストを洗浄水としての水で洗浄する場合、脱塩ダスト１重量部に対して３〜１０重量部程度、好ましくは５重量部程度の水を混合することが好ましい。
【００２２】
また、前記洗浄工程で廃棄物に混合される洗浄水は、前記水溶性の物質を洗浄可能な液体であればよく、水道水などの上水の他、各種排水処理によって得られる処理水を用いても良い。
前記洗浄工程において、廃棄物からは塩素分などの水溶性物質が除去されるが、同時に廃棄物中に含まれていたセレンも洗浄液中に溶解する。
この時、セレンの一部は６価のセレンとして洗浄液中に存在する。
【００２３】
前記洗浄工程１からは、前記廃棄物と洗浄液とを接触させることで、洗浄液に前記水溶性物質およびセレンが溶解し、且つ前記廃棄物が混合されている洗浄液が排出される。
前記洗浄液は、廃棄物の固体成分を除去するために、固液分離工程６において固液分離処理を実施して、固体成分を除去してもよい。
【００２４】
尚、前記固液分離工程６で除去された固体成分は、別途セメント原料などとして利用してもよい。この場合には、セメント中に含有されるセレン濃度が、所定の基準濃度を超えない範囲で原料として用いることが好ましい。
【００２５】
前記固液分離工程６を経て固形成分が除去された洗浄液には、前記還元剤添加工程２にて還元剤を添加する前に、ｐＨ調整工程８においてｐＨ調整剤を添加し、前記洗浄液を酸性に調整する。
【００２６】
前記ｐＨ調整工程８において調整する酸性のｐＨとは、ｐＨ５．０以下、好ましくは、ｐＨ３．０〜５．０、さらに好ましくはｐＨ４．０である。
前記洗浄液のｐＨが前記範囲であれば、前記還元剤添加工程２で添加する還元剤が溶解しやすくなり、少量の還元剤であっても効果的に還元反応を生じさせることができる。
【００２７】
前記ｐＨ調整剤としては、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸を使用することができる。
【００２８】
次に、前記還元剤添加工程２において、前記ｐＨ調整工程８で酸性に調整された洗浄液に還元剤を添加する。
前記還元剤としては６価セレンを４価セレンに還元する還元剤であれば、適宜選択して用いることができる。
このような還元剤としては、例えば、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、硝酸第一鉄などが挙げられる。
これらの還元剤の中でも、４価セレン以外の成分と反応してセレンを含む沈殿物以外の沈殿物を生成しにくく、且つ、排出基準にも抵触しにくいという観点から、塩化第一鉄を用いることが好ましい。
【００２９】
前記還元剤は、一般的には洗浄液中のセレンを確実に還元するために、当量以上の過剰な量を添加するが、後述するように前記沈殿工程４で得られた沈殿物が、前記洗浄工程１に返送されて前記洗浄液に混合された場合には、前記沈殿物が混合されていない場合よりも十分な還元性を得ることができるため少量でよい。
【００３０】
また、前記ｐＨ調整工程８で前記洗浄液のｐＨは酸性に調整されているため、前記還元剤は液中でイオン（鉄イオン）として存在し易くなる。
そのため、次工程である反応工程において還元反応が効率よく行なえる。
【００３１】
前記還元剤を添加した洗浄液は前記反応工程３において、前記還元剤と洗浄液中の６価セレンとを反応させて、６価セレンを４価セレンへ還元する。
前記反応工程３においては、反応温度２０℃〜５０℃、好ましくは２５℃〜４０℃で、反応時間３０分〜３００分、好ましくは６０分〜１２０分の条件下で、還元反応させる。
この範囲の反応温度および反応時間であれば十分に６価セレンを４価セレンに還元することができる。
【００３２】
前記反応工程３において洗浄液中の６価セレンは４価セレンに還元されるが、この還元された４価セレンは、金属セレン微粒子として、あるいは還元剤の表面に付着した難溶性の金属塩として、液中に析出する。
【００３３】
前記反応工程３を経た洗浄液を、ｐＨ調整工程９にてｐＨ７．５〜１０．５のアルカリ性に調整した後、前記沈殿工程４にて、前記洗浄液を、２０℃〜５０℃で、３０分〜１２０分間静置して、前記のように液中に析出された４価セレンを沈殿させ、一方、上澄み水は、回収水として回収する。
【００３４】
前記洗浄液をアルカリ性に調整するｐＨ調整剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、石灰乳などを使用することができる。
【００３５】
尚、前記ｐＨ調整工程でｐＨをアルカリ性に調整した後に、前記洗浄液には高分子凝集剤を添加してもよい。
このような高分子凝集剤を添加することで、沈殿工程４で析出されたセレンを含む沈殿物をより大きな水酸化鉄フロックに形成することができ、沈殿に要する時間を短縮することができるという利点がある。
【００３６】
沈殿した沈殿物中には４価セレンの他に、前記還元剤添加工程２で過剰に添加された還元性のうち、余剰の還元剤も含まれている。
このような沈殿物の一部、あるいは全部を前記返送工程５で、返送路を介して前記洗浄工程１に返送する。
【００３７】
前記返送路は、前記洗浄工程１が行なわれる洗浄槽などに接続されて前記洗浄工程１における洗浄液中に沈殿物が混合されるように構成されていてもよく、或いは、前記洗浄工程１で廃棄物と混合される前の洗浄液に沈殿物が混合されるように構成されていてもよい。
この場合には、返送された沈殿物は、洗浄工程１で廃棄物と接触させる前の洗浄液に混合されて、洗浄水として前記洗浄工程１に返送される。
【００３８】
前記沈殿物を返送する量は廃棄物の処理量などに応じて適宜調整可能であるが、前記洗浄工程の廃棄物に対して１質量％〜５質量％の量になるように前記沈殿物を返送する。
尚、前記廃棄物に対する沈殿物の量とは、沈殿物を温度１０５℃、３時間の乾燥条件で乾燥させた沈殿物の量をいう。
【００３９】
本実施形態の処理方法においては、前記沈殿物の一部あるいは全部を前記洗浄工程１へ返送して循環させるため、前記沈殿物を回収して別途処理する必要がなくなるか、あるいは処理する量を減少させることができる。
【００４０】
さらに、前記のように沈殿物を還元剤添加工程２より前の洗浄工程１へ返送することによって、後の還元剤添加工程２において添加する還元剤の量を減少させることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００４２】
《試験１》
混合槽中に脱塩ダスト４０ｋｇおよび水２００ｋｇを投入して、３０℃、１２０分間攪拌してスラリーを得た。このスラリーを、ヌッチェを用いて吸引ろ過を行った。
ろ過後の液体成分に塩酸を添加してｐＨ４．０に調整した。
ｐＨを調整した液体成分に、塩化第一鉄溶液（塩化第一鉄４水塩を水１００ｇに対し３５ｇ溶解した溶液）を前記液体成分に対して２．０質量％になるように添加し、３０℃、    ３時間反応槽中で還元反応を行なった。
その後、水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９．５に調整し、ノニオン系高分子凝集剤（商品名：N100S、ＭＴアクアポリマー社製）を１０ｍｇ／Ｌ添加して沈殿槽で３０分間静置して、前記還元反応で生じた還元物を沈殿させた。
上澄みは処理水として回収し、一方、沈殿物として１．２ｋｇ−ｄｒｙを得た。
尚、沈殿物は、温度１０５℃の乾燥炉で３時間乾燥させたものである。
【００４３】
《試験２》
前記試験1と同様に、混合槽に脱塩ダスト４０ｋｇおよび水２００ｋｇを投入すると同時に、前記試験１で得られた前記沈殿物１ｋｇ−ｄｒｙを、混合槽に投入して攪拌し、スラリーを得た。
その後は試験１と同様に処理を行ったが、塩化第一鉄は０．５質量％となるように添加した。
【００４４】
上記試験１（沈殿物添加なし）と試験２（沈殿物添加）の各回収水のセレン濃度を比較すると試験１の回収水では０．１未満、試験２の回収水では０．１未満であった。
すなわち、処理水中のセレン濃度は同等である一方、試験２では還元剤の添加量は試験１の１／４であった。
また、各試験では沈殿物を混合工程へ返送したため、沈殿物の処理は不要であった。
【００４５】
《試験３》
前記試験例１および２と同様に、混合槽中に脱塩ダスト４０ｋｇおよび水２００ｋｇを投入して、処理を行った。
尚、ろ過後の液体成分には、塩酸を添加してｐＨ６．０に調整した。
さらに、塩化第一鉄の添加量は２．０質量％となるように添加した。
その後は、試験例１および２と同様に処理を行った。
その結果、試験例３の回収水中のセレン濃度は、０．４５であった。これは、試験例２および２の結果得られた回収水中のセレン濃度よりも４倍以上高濃度であった。
【符号の説明】
【００４６】
１  混合工程
２  還元剤添加工程
３  反応工程
４  沈殿工程
５  返送工程
【図１】
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