(57)【要約】【課題】ｐＨ調節用の酸やアルカリの消費量が少なく、処理費用が低廉な飛灰の脱塩方法及び飛灰の脱塩装置を提供する。【解決手段】本発明の飛灰の脱塩方法は、飛灰を水と混合してスラリーとする抽出工程Ｓ１と、該スラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分ける脱水工程Ｓ２とを備えており、脱水工程Ｓ２において得られた濾液を抽出工程Ｓ１におけるｐＨ調節剤として用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛灰を水と混合してスラリーとする抽出工程と、該スラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分ける脱水工程とを備える飛灰の脱塩方法において、
前記脱水工程において得られた前記濾液を前記抽出工程におけるｐＨ調節剤として用いることを特徴とする飛灰の脱塩方法。
【請求項２】
ｐＨ調節剤として用いる濾液は、ｐＨが９．５未満の低ｐＨ濾液及び／又はｐＨが１０．５以上の高ｐＨ濾液であることを特徴とする請求項１記載の飛灰の脱塩方法。
【請求項３】
低ｐＨ濾液及び／又は高ｐＨ濾液を貯留しておくことを特徴とする請求項２記載の飛灰の脱塩方法。
【請求項４】
ｐＨを調整することなく抽出工程を行うことにより、脱水工程で低ｐＨ濾液及び／又は高ｐＨ濾液を得ることを特徴とする請求項２又は３記載の飛灰の脱塩方法。
【請求項５】
飛灰を水と混合してスラリーとするための抽出槽と、該スラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分ける脱水装置と、を備える飛灰の脱塩装置において、
前記濾液を抽出槽に戻すための濾液返送手段が設けられていることを特徴とする飛灰の脱塩装置。
【請求項６】
返送される濾液は、ｐＨが９．５未満の低ｐＨ濾液及び／又はｐＨが１０．５以上の高ｐＨ濾液であることを特徴とする請求項５記載の飛灰の脱塩装置。
【請求項７】
濾液返送手段には、ｐＨ９．５未満の濾液を貯留する低ｐＨ濾液貯留槽及び／又はｐＨ１０．５以上の濾液を貯留する高ｐＨ濾液貯留槽とが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の飛灰の脱塩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰の脱塩方法及び飛灰の脱塩装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却場や溶融炉や金属精錬工場等の集塵装置によって集められた飛灰は、溶融処理によって無害化されたり、最終処分場への埋立処理がなされたりしている。
【０００３】
溶融処理により無害化された溶融スラグは、埋立処分とされるだけでなく、骨材等に再利用することも可能である。また、溶融スラグの下槽に沈降する鉄等の金属も再利用される。一方、亜鉛や鉛やクロム等の揮発しやすい重金属は、蒸発したものがトラップされ、再利用される。しかし、焼却灰や飛灰には塩化ナトリウム等の塩分が含まれており、これらの塩が重金属とともに揮発すると、亜鉛や鉛やクロムの再利用が困難となる。このため、飛灰を溶融する前に、飛灰を水で抽出する脱塩処理が行われている。
【０００４】
一方、焼却灰や飛灰を埋め立て処分とする場合においても、そのまま埋め立てたのでは塩化ナトリウム等の塩分が溶出し、農作物等に塩害をもたらすおそれがある。このため、やはり飛灰の脱塩処理が必要となる。
【０００５】
こうした、飛灰の水抽出による脱塩処理技術はよく知られており、例えば特許文献１や特許文献２等に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−４６７１４号公報
【特許文献２】特開２００２−３１６１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
飛灰の脱塩処理においては、抽出工程における重金属の溶出をできる限り少なくするために、ｐＨが９．５〜１０．５程度に調節する必要がある。このため、ｐＨ調節用の酸やアルカリを多量に消費し、処理コストの高騰化を招来していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ｐＨ調節用の酸やアルカリの消費量が少なく、処理費用が低廉な飛灰の脱塩方法及び飛灰の脱塩装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
飛灰の成分は多様であり、飛灰を水に入れて混合したスラリーのｐＨも、その成分の違いによって高かったり、低かったりする。
例えば、ゴミ燃焼炉では、燃焼ガスに含まれている塩化水素ガスを中和するために、燃焼ガスに消石灰スラリーを噴霧することが行われているため、得られる飛灰に消石灰が多量に含まれることとなる。このため、そのようなごみ焼却炉から発生する飛灰を水に混合したスラリーは、強いアルカリ性を示す。
また、飛灰溶融炉では塩化水素ガスはそれほど発生しないため、消石灰スラリーを噴霧する操作は行われないこともあり、そのような場合の飛灰を水に混合したスラリーは、ｐＨが６程度となる。
発明者らは、飛灰を水で抽出した濾液のｐＨが飛灰の成分によって異なることを利用し、この濾液を用いて、変動するスラリーのｐＨの調整を行うことを考えた。
【０００９】
すなわち、本発明の飛灰の脱塩方法は、飛灰を水と混合してスラリーとする抽出工程と、該スラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分ける脱水工程とを備える飛灰の脱塩方法において、前記脱水工程において得られた前記濾液を前記抽出工程におけるｐＨ調節剤として用いることを特徴とする。
【００１０】
本発明の飛灰の脱塩方法では、脱水工程において得られた前記濾液を前記抽出工程におけるｐＨ調節剤として用いるため、ｐＨ調整用の酸やアルカリの薬剤使用量を低減することができる。このため、ひいては飛灰の脱塩処理コストを低廉なものとすることができる。
【００１１】
ｐＨ調節剤として用いる濾液は、ｐＨが９．５未満の低ｐＨ濾液及び／又はｐＨが１０．５以上の高ｐＨ濾液とすることが好ましい。飛灰を水と混合してスラリーとする抽出工程では、重金属の濾液への溶出を低くするためにｐＨが９．５以上１０．５未満とすることが必要とされる。このため、ｐＨが９．５以上１０．５未満の範囲の濾液では、ｐＨ調節剤としての能力が低くなるからである。
【００１２】
低ｐＨ濾液及び／又は高ｐＨ濾液は、貯留しておくことが好ましい。こうであれば、貯留されている低ｐＨ濾液や高ｐＨ濾液を、必要に応じていつでも供給することが可能となる。
【００１３】
また、脱水工程で低ｐＨ濾液や高ｐＨ濾液を得るために、ｐＨを調整することなく抽出工程を行うことも好ましい。こうして得られた低ｐＨ濾液や高ｐＨ濾液を貯留しておけば、必要に応じていつでも供給することが可能となる。
【００１４】
本発明の飛灰の脱塩方法は、本発明の飛灰の脱塩装置に実施することができる。すなわち、本発明の飛灰の脱塩装置は、飛灰を水と混合してスラリーとするための抽出槽と、該スラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分ける脱水装置とを備える飛灰の脱塩装置において、前記濾液を抽出槽に戻してｐＨ調節剤として用いるための濾液返送手段が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の飛灰の脱塩装置では、濾液を抽出槽に戻してｐＨ調節剤として用いるための濾液返送手段が設けられているため、抽出槽におけるスラリーのｐＨを濾液を用いて制御することができる。このため、ｐＨ調整用の酸やアルカリの薬剤使用量を低減することができ、ひいては飛灰の脱塩処理コストを低廉なものとすることができる。
【００１６】
ｐＨ調節剤として返送される濾液は、ｐＨが９．５未満の低ｐＨ濾液及び／又はｐＨが１０．５以上の高ｐＨ濾液であることが好ましい。飛灰を水と混合してスラリーとする抽出槽においては、重金属の濾液への溶出を低くするためには、ｐＨが９．５以上１０．５未満とすることが好ましい。このため、ｐＨがこの範囲を逸脱した濾液をｐＨ調節剤として用いることができる。
【００１７】
濾液返送手段には、ｐＨ９．５未満の濾液を貯留する低ｐＨ濾液貯留槽及び／又はｐＨ１０．５以上の濾液を貯留する高ｐＨ濾液貯留槽とが設けられていることが好ましい。こうであれば、貯留槽に貯留されている低ｐＨ濾液や高ｐＨ濾液を、必要に応じていつでも供給することが可能となり、ｐＨ調整用の酸やアルカリの薬剤使用量をさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明において処理対象となる飛灰の種類について特に限定はなく、例えば焼却場や溶融炉や金属精錬工場等の集塵装置によって集められた飛灰や、ボイラーに付着していた灰を払い落とされた飛灰等が処理対象となる。
【００１９】
実施形態の飛灰の脱塩処理方法の工程図を図１に示す。まず、抽出工程Ｓ１として、ごみ焼却場や金属精錬工場や溶融炉の集塵きで集められた飛灰１に水２を加えて混合し、スラリー３とし、攪拌する。このとき、ｐＨが９．５〜１０．５となるように、図示しないｐＨ制御装置で制御を行う。すなわち、スラリー３のｐＨが９．５未満の場合には、ｐＨ制御装置が高ｐＨ濾液貯留槽４に接続されたポンプ４ａを駆動し、高ｐＨ濾液をスラリー３に加える。また、スラリー３のｐＨが１０．５より高い場合には、ｐＨ制御装置が低ｐＨ濾液貯留槽５に接続されたポンプ５ａを駆動し、高ｐＨ濾液をスラリー３に加える。
【００２０】
こうして、ｐＨが９．５〜１０．５の範囲となるように調整されたスラリー３は、脱水工程Ｓ２において、フィルタープレス装置などで脱水される。脱水によって得られる濾液６は、廃水処理工程Ｓ３で重金属沈殿剤が加えられ、重金属が除かれた後、ｐＨを中性付近となるよう調整した後、放流される。一方、洗浄灰７は溶融工程Ｓ４として、図示しない溶融炉で溶融されて無害なスラグとなる。
【００２１】
以上のように、実施形態の脱塩処理方法では、高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液を各貯留槽４、５へあらかじめ貯留しておく必要があるが、このためには、以下の操作を行う。すなわち、飛灰１に水２を加えて混合し、スラリー３とし、攪拌する抽出工程Ｓ１において、ｐＨ制御装置をオフ状態としておき、ｐＨ調整を停止する。そして、ｐＨ未調整のスラリー３を脱水工程Ｓ２において、フィルタープレス装置などで脱水する。脱水によって得られる濾液がｐＨが９．５未満であれば、濾液６を低ｐＨ濾液貯留槽５に送り、ｐＨが１０．５以上であれば、濾液６を高ｐＨ濾液貯留槽５に送る。また、スラリー３がｐＨ未調整にもかかわらず、濾液６のｐＨが９．５〜１０．５の範囲であれば、廃水処理工程Ｓ３を行う。以上のようにして、高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液を各貯留槽４、５へあらかじめ貯留しておくことができる。
【００２２】
以上のように、この飛灰の脱塩処理方法によれば、抽出工程Ｓ１においてｐＨ制御装置をオフ状態にしておくことにより、高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液を各貯留槽４、５へあらかじめ貯留しておくことができる。また、抽出工程Ｓ１においてｐＨ制御装置をオン状態にしておくことにより、各貯留槽４、５に貯留された高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液を用いて、スラリー３のｐＨ調整を行うことができる。このため、従来多量に必要とされたｐＨ調整用の酸やアルカリに代わって、スラリー３由来の高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液をｐＨ調整剤として利用できる。このため、ｐＨ調節用の酸やアルカリの消費量が少なく、処理費用も低廉なものとなる。
【００２３】
なお、貯留された高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液だけでは不足する場合のために、ｐＨ調整用の酸やアルカリを貯留する酸貯留槽８やアルカリ貯留槽９を用意しておき、不足分の酸やアルカリを補うようにしても良い。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明をさらに具体化した実施例について、詳細に説明する。
実施例の飛灰の脱塩処理装置は、ごみ焼却炉や、溶融スラグを製造するための溶融電気炉から発生する飛灰を脱塩処理するためのものである。この飛灰の脱塩処理装置は、図２に示すように、飛灰と水とを混合するための溶解槽１０と、溶解槽１０から供給されたスラリーのｐＨを調整するための中継槽１１と、中継槽１１から送られたスラリーを脱水して洗浄灰と濾液とに分けるためのフィルタープレス１２と、フィルタープレス１２からの濾液の処理を行う排水処理装置２０とが備えられている。
また、中継槽１１の近くには、図示しない溶解炉から発生した飛灰を貯留するサイロ４１が設置されており、サイロ４１に貯留された飛灰は搬送スクリュー４２によってロータリー洗浄機４３に搬送されて水洗され、水洗液が中継槽１１に流入するようになっている。
【００２５】
溶解槽１０には、撹拌装置１０ａが設けられており、撹拌装置１０ａによって飛灰と水とが混合可能とされており、混合されたスラリーはスラリー搬送ポンプ１０ｂによって中継槽１１に流入可能とされている。
【００２６】
中継槽１１には、撹拌装置１１ａとｐHセンサ１１ｂとが設けられており、ｐHセンサ１１ｂはｐH制御装置１４に接続されている。また、中継槽１１のスラリーのｐＨを調整用するための液体を貯留するための低ｐＨ濾液貯留槽３１、高ｐＨ濾液貯留槽３２、硫酸貯留槽３３及びＮａＯＨ貯留槽３４が中継槽１１に近接して設けられている。低ｐＨ濾液貯留槽３１及び高ｐＨ濾液貯留槽３２に貯留される低ｐＨ濾液及び高ｐＨ濾液の製造法については、後述する。各槽３１、３２、３３、３４に貯留されている液体は、薬剤注入ポンプ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａによって、中継槽１１へ注入可能とされている。また、薬剤注入ポンプ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、ｐH制御装置１４によって制御されている。
【００２７】
中継槽１１のスラリーは、ポンプ１２ａを介してフィルタープレス１２へ送られ、フィルタープレス１２からの濾液は排水処理装置２０の排水ピット２１に流れ込むようになっている。また、排水ピット２１の濾液は、ポンプ２１ａ、三方電磁弁２１ｂを介して、低ｐＨ濾液貯留槽３１又は高ｐＨ濾液貯留槽３２に搬送可能とされている。排水ピット２１にはｐＨセンサ２１ｃが設けられており、ｐＨセンサ２１ｃは制御装置２１ｄに接続されている。制御装置２１ｄは、ｐＨセンサ２１ｃからの信号に応じてポンプ２１ａ及び三方電磁弁２１ｂを制御可能とされている。
【００２８】
排水ピット２１に貯留された濾液は、ポンプ２１ａを介して調整槽２２に送られるようになっており、調整槽２２の濾液はポンプ２２ａを介して反応槽２３に揚水されるようになっている。反応槽２３には、重金属を沈殿させるための薬剤や、ｐＨを調整するための薬剤を供給する薬剤供給装置２３ａが設けられており、反応槽２３液は混合槽２４及び凝集槽２５を経てシックナー２６に接続されている。シックナー２６の上澄み液はろ過原水槽２７からろ過機２８、活性炭塔２９、処理水槽３０を経て河川へ放流可能とされている。
【００２９】
以上のように構成された実施例の脱塩処理装置では、以下のようにして飛灰の脱塩を行うことができる。
【００３０】
＜抽出工程＞
水を貯留した溶解槽１０に焼却場の飛灰を投入し、撹拌装置１１ａによって撹拌してスラリーとする。ここで、焼却場の飛灰は水によって塩分が抽出される。焼却場の飛灰には
消石灰が多量に含まれているため、スラリーのｐＨは１２程度となっている。溶解槽１０のスラリーはさらに、スラリー搬送ポンプ１０ｂによって中継槽１１に流入する。
一方、溶解炉から発生した飛灰は、サイロ４１に投入され、搬送スクリュー４２によってロータリー洗浄機４３に搬送されて水洗され、スラリーが中継槽１１に流入する。このスラリーのｐＨは６程度となっている。
【００３１】
中継槽１１に送られたスラリーは、ｐHセンサ１１ｂによってｐＨが測定され、その信号がｐH制御装置１４に送られる。
ここでスラリーのｐHが９．５以下の場合には、ｐH制御装置１４が薬剤注入ポンプ３２ａを駆動させ、あらかじめ高ｐＨ濾液貯留槽３２に貯留されていたｐH１０．５以上の濾液を中継槽１１に注入する。ただし、高ｐＨ濾液貯留槽３２が空の場合には、薬剤注入ポンプ３４ａを駆動し、ＮａＯＨ貯留槽３４からＮａＯＨ水溶液を中継槽１１に送る。
また、スラリーのｐHが１０．５以上の場合には、ｐH制御装置１４が薬剤注入ポンプ３１ａを駆動させ、あらかじめ低ｐＨ濾液貯留槽３１に貯留されていたｐH９．５未満の濾液を中継槽１１に注入する。ただし、低ｐＨ濾液貯留槽３１が空の場合には、薬剤注入ポンプ３３ａを駆動し、硫酸貯留槽３３から硫酸水溶液を中継槽１１に送る。
＜脱水工程＞
【００３２】
こうしてｐＨが９．５〜１０．５に調整された中継槽１１のスラリーは、ポンプ１２ａを介してフィルタープレス１２へ送られ濾過される。濾過された洗浄灰はコンテナに載せられて図示しないストックヤードへ搬送されて乾燥させた後、溶融炉へ投入される。
一方、フィルタープレス１２からの濾液は、排水処理装置２０の排水ピット２１に流れ込み、ポンプ２１ａを介して調整槽２２に送られ、さらにポンプ２２ａを介して反応槽２３に揚水される。そして、薬剤供給装置２３ａによって、重金属を沈殿させるための薬剤や、ｐＨを調整するための薬剤が添加された後、混合槽２４及び凝集槽２５を経てシックナー２６に送られる。シックナー２６の上澄み液はろ過原水槽２７からろ過機２８、活性炭塔２９、処理水槽３０を経て河川へ放流される。また、シックナー２６の沈殿物は、中継槽１１へ戻される。
【００３３】
＜低ｐＨ濾液貯留槽３１及び高ｐＨ濾液貯留槽３２への貯留工程＞
低ｐＨ濾液及び高ｐＨ濾液の低ｐＨ濾液貯留槽３１及び高ｐＨ濾液貯留槽３２への貯留は、次のように行われる。すなわち、ｐH制御装置１４をオフ状態とし、中継槽１１におけるｐＨ調整を停止する。そして、中継槽１１のスラリーをポンプ１２ａを介してフィルタープレス１２へ送り、濾液を排水処理装置２０の排水ピット２１に流入させる。こうして排水ピット２１に送られた濾液は、ｐHセンサ２１ｃによってｐＨが測定され、その信号がｐH制御装置２１ｄに送られる。ここで濾液のｐHが９．５以下の場合には、ｐH制御装置２１ｄがポンプ２１ａ及び電磁弁２１ｂを駆動させ、低ｐＨ濾液貯留槽３１に濾液を送り込む。また、濾液のｐHが１０．５以上の場合には、ｐH制御装置２１ｄがポンプ２１ａ及び電磁弁２１ｂを駆動させ、高ｐＨ濾液貯留槽３２に濾液を送り込む。
こうして、ｐHが９．５未満の濾液は低ｐＨ濾液貯留槽３１に貯留され、ｐHが１０．５以上の濾液は高ｐＨ濾液貯留槽３２に貯留される。
【００３４】
以上に示したように、実施例の飛灰の脱塩処理方法によれば、ｐH制御装置１４をオフ状態にして、低ｐＨ濾液貯留槽３１及び高ｐＨ濾液貯留槽３２に低ｐＨ濾液及び高ｐＨ濾液を貯留しておくことができる。さらに、ｐH制御装置１４をオン状態にすることにより、低ｐＨ濾液貯留槽３１及び高ｐＨ濾液貯留槽３２に貯留された高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液を用いて、中継槽１１のスラリーのｐＨ調整を行うことができる。このため、従来多量に必要とされたｐＨ調整用の酸やアルカリに代わって、高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液をｐＨ調整剤として利用できる。このため、ｐＨ調節用の酸やアルカリの消費量が少なく、処理費用も低廉なものとなる。
【００３５】
なお、貯留された高ｐＨ濾液や低ｐＨ濾液だけでは不足する場合には、ｐＨ調整用の酸やアルカリを貯留する硫酸貯留槽３３、ＮａＯＨ貯留槽３４に貯留された硫酸水溶液やＮａＯＨ水溶液を用いて、中継槽１１のスラリーのｐＨ調整を行うことができる。このため、フィルタープレス１２からの濾液中に溶出する重金属イオンを最小限とすることができる。
【００３６】
この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態の飛灰の脱塩処理方法の工程図である。
【図２】実施例の飛灰の脱塩処理装置の模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…飛灰
２…水
３…スラリー
Ｓ１…抽出工程
７…洗浄灰
Ｓ２…脱水工程
１０、１１…抽出槽（１０…溶解槽、１１…中継槽）
１２…プレスフィルタ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ…濾液返送手段（２１ａ…ポンプ、２１ｂ…電磁弁、２１ｃ…ｐHセンサ、２１ｄ…ｐH制御装置）
３１…低ｐＨ濾液貯留槽
３２…高ｐＨ濾液貯留槽
【図１】
2008253949.tif 000003
【図２】
2008253949.tif 000004