(57)【要約】【課題】有機廃液を容易に処理でき、処理後はセメント製造用の副燃料として好適に使用できる有機廃液処理剤を提供する。【解決手段】（１）ケイ酸カルシウム水和物を主成分とする有機廃液処理剤、（２）セメントクリンカ、セメント及びスラグの少なくとも１種と水からなる原料スラリーを、４０〜１００℃で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた後、スラリーを乾燥させる有機廃液処理剤の製造方法、及び（３）有機廃液処理剤に有機廃液を吸収させる有機廃液処理方法に係る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ酸カルシウム水和物を主成分とする有機廃液処理剤。
【請求項２】
ケイ酸カルシウム水和物が、細孔体積量０．８〜３ｃｍ３／ｇのケイ酸カルシウム水和物である請求項１に記載の有機廃液処理剤。
【請求項３】
セメントクリンカ、セメント及びスラグの少なくとも１種と水からなる原料スラリーを、４０〜１００℃で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた後、スラリーを乾燥させることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機廃液処理剤の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の有機廃液処理剤に有機廃液を吸収させることを特徴とする有機廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機廃液処理剤及びその製造方法並びに当該処理剤を用いた有機廃液処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、事業所が排出する有機廃液は廃棄物業者によって回収され、再生可能なものは再生処理されるが、処理コストの点から殆どは焼却処理されている。有機廃液の形態は、そのままの液体又は吸油性の鉱物粉末、吸油性シート等に吸収させた固形物であり、流動床炉、回転炉形式等の焼却炉で焼却され、規模の大きな焼却設備では熱回収も行われている。最近では、液体状態で回収が容易な有機廃液に限って、セメント製造用の副燃料としてバーナーから噴霧して直接的に有効利用されている。
【０００３】
一般家庭から排出される廃食用油、エンジンオイル、灯油等の鉱物油は、吸油性の鉱物粉末、吸油性のシート等に吸収させたり、シリカ系無機粉末と水とを加えて固化させたりした後、可燃性の都市ゴミとして焼却されている。これに関連して、例えば、特許文献１には、高吸収性ポリマーと界面活性剤とを用いて廃油を固化させた後、可燃物として回収し、都市ゴミとして焼却処理する方法が開示されている。
【０００４】
このように焼却処理される有機廃液を、セメント製造用の副燃料として利用できれば、廃棄物量を低減できるとともにセメント製造コストも低減できるため省資源・省エネルギー等の観点から好ましい。
【０００５】
しかしながら、有機系廃液を含む吸油マット等は固形物であり、セメント製造用キルンのバーナーでは噴霧できず、原料系に加えた場合には、輸送時や粉砕混合時に揮発爆発や燃焼火災のおそれがあり取扱いが困難である。また、キルン窯尻からの投入を考慮すれば、迅速な投入が必要なため、予め投入し易い形状に加工する必要がある。しかもマット等の処理剤の種類によってはクリンカ組成に影響を与えるおそれもある。更に有機系廃液を吸収した吸収体の引火性が非常に高いため、窯尻からの投入前に輻射熱によって引火する可能性も考えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５５−９７２４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、有機廃液を容易に処理でき、処理後はセメント製造用の副燃料として好適に使用できる有機廃液処理剤を提供することを主な目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ケイ酸カルシウム水和物を主成分とする材料が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の有機廃液処理剤及びその製造方法並びに有機廃液処理方法に係る。
１．ケイ酸カルシウム水和物を主成分とする有機廃液処理剤。
２．ケイ酸カルシウム水和物が、細孔体積量０．８〜３ｃｍ３／ｇのケイ酸カルシウム水和物である上記項１に記載の有機廃液処理剤。
３．セメントクリンカ、セメント及びスラグの少なくとも１種と水からなる原料スラリーを、４０〜１００℃で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた後、スラリーを乾燥させることを特徴とする上記項１又は２に記載の有機廃液処理剤の製造方法。
４．上記項１又は２に記載の有機廃液処理剤に有機廃液を吸収させることを特徴とする有機廃液処理方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
有機廃液処理剤
本発明の有機廃液処理剤は、ケイ酸カルシウム水和物を主成分とする。処理剤中のケイ酸カルシウム水和物の含有率は特に限定されないが、通常６０質量％以上が適当であり、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、上限は特に限定されない。ケイ酸カルシウム水和物以外の成分としては特に限定されないが、焼成によりセメント成分となるものが好ましい。
【００１１】
ケイ酸カルシウム水和物としては、合成ケイ酸カルシウム水和物又は天然ケイ酸カルシウム水和物のどちらでもよい。合成ケイ酸カルシウム水和物としては、例えば、石灰原料及びケイ酸原料から水熱反応により得られるゾノトライト、トバモライト、フォシャジャイト、ジャイロライト、ヒレブランダイト、ローゼンハナイト、トラスコタイト、リエライト、カルシオコンドロダイト、アフィライト等を水和させて得られるケイ酸カルシウム水和物、準結晶質珪酸カルシウム水和物（ＣＳＨｎ）等が挙げられる。ケイ酸カルシウム水和物としては、市販品を用いてもよいし、セメントクリンカ、セメント、スラグ等のケイ酸カルシウム含有物を水和反応させて得られるものを用いてもよい。
【００１２】
本発明の処理剤は、ケイ酸カルシウム水和物が多孔質であるため、有機廃液の吸収性が優れている。具体的には、細孔体積量としては、通常０．８〜３ｃｍ３／ｇが適当であり、１．２〜３ｃｍ３／ｇ程度が好ましい。細孔体積量が０．８〜３ｃｍ３／ｇの範囲内であれば、有機廃液の吸収性が良好である。細孔体積量は、水銀圧入ポロシメーターで測定した０．００３〜５００μｍの範囲の細孔体積量である。
【００１３】
なお、ケイ酸カルシウム水和物の細孔体積量は、粉末状、粒子状、ペレット状等に加工された処理剤中のケイ酸カルシウム水和物一次粒子の細孔体積量と、ケイ酸カルシウム二次粒子における一次粒子どうしの間隙を細孔とみなした細孔体積量の合算値である。これは、二次粒子における一次粒子どうしの間隙にも、有機廃液の吸収性が認められることに基づくものである。
【００１４】
ケイ酸カルシウム水和物の比表面積としては、通常６０〜３００ｍ２／ｇが適当であり、１２０〜２００ｍ２／ｇ程度が好ましい。比表面積が６０〜３００ｍ２／ｇの範囲内であれば、有機廃液の吸収性が良好である。比表面積は、ケイ酸カルシウム水和物一次粒子の比表面積であり、窒素を吸着させることを特徴とするＢＥＴ法により測定した値である。
【００１５】
本発明の処理剤の形状は特に限定されないが、取扱いの容易性を考慮すると粉末状が好ましい。処理剤の大きさも特に限定されないが、粉末の平均粒子径は、通常２μｍ〜１ｍｍが適当であり、３〜１００μｍ程度が好ましい。
【００１６】
なお、本発明の処理剤では、ケイ酸カルシウム水和物にバインダーを添加して粒子状、ペレット状等に成形して用いてもよい。具体的には、バインダーを添加してスプレードライヤー、押出し成形、打錠成形等すればよい。バインダーを添加することにより処理剤の強度を高めることができる。成形物の大きさは特に限定されないが、例えば、粒子状とする場合には、粒子の平均粒子径は、通常０．０５〜１０ｍｍが適当であり、１〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００１７】
バインダーとしては特に限定されず、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメント、基材中の水酸化カルシウムの刺激で水和硬化する高炉水砕スラグ等の水硬性材料；水酸化カルシウム等の気硬性材料；エポキシ樹脂、アクリルゴム、ニトリルゴム等の耐溶剤性の樹脂・ゴム等が使用できる。バインダーの添加量は特に限定されず、所望の処理剤の強度となるように適宜調整すればよい。
【００１８】
有機廃液処理剤の製造方法
本発明の有機廃液処理剤の製造方法は特に限定されないが、例えば、水和反応によりケイ酸カルシウム水和物を生成する原料及び水からなる原料スラリーを、加温下で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた後、スラリーを乾燥させることにより製造できる。
【００１９】
ケイ酸カルシウム水和物生成原料としては、ケイ酸カルシウムを含む原料であればよく、例えば、セメントクリンカ、セメント、スラグ、セメントスラッジ、コンクリート骨材再生粉等が使用できる。これらは単独又は２種以上を混合して使用できる。この中でも、セメントクリンカ、セメント及びスラグの少なくとも１種が好ましい。セメント及びセメントクリンカ以外の原料を用いる場合には、原料スラリーの状態で主成分がセメントクリンカの組成となるように調整することが好ましい。
【００２０】
ケイ酸カルシウム水和物生成原料と水との配合割合は特に限定されないが、ケイ酸カルシウム水和物生成原料１００重量部に対して、通常１００〜１０００重量部、好ましくは３００〜７００重量部程度の水を配合して原料スラリーを調製すればよい。
【００２１】
原料スラリーを加温下で湿式粉砕する方法は特に限定されず、例えば、スラリーを４０〜１００℃、好ましくは８０〜９５℃に加温して湿式粉砕すればよい。例えば、媒体撹拌ミル、振動ミル、タワーミル、ボールミル等が使用できる。
【００２２】
セメントスラッジ及びコンクリート骨材再生粉の少なくとも１種を用いる場合には、そのままでは未水和のセメント、粒子が粗いもの等が含まれて有機廃液の吸収性能が十分ではないため、これらの原料を用いる場合には、特に上記した湿式粉砕（混合同時粉砕）が有効となる。
【００２３】
ケイ酸カルシウム水和物が生成した後は、必要に応じてバインダーを添加してスラリーを所望の形状及び大きさに加工した後、乾燥させる。例えば、押出し造粒機、打錠成形機、スプレードライヤー、パンペンタイザー、ブリケッティングマシン等により所望の形状及び大きさに加工できる。形状及び大きさについては前記した通りである。
【００２４】
乾燥条件は特に限定されず、一般的な乾燥方法（棚、パドル、ディスク、気流等）が使用できる。加熱乾燥の場合には、通常１００〜４００℃が適当であり、１００〜２００℃程度が好ましい。乾燥時間は乾燥方法に応じて適宜調整すればよい。乾燥させる前に、ケイ酸カルシウム水和物が生成したスラリーを養生させてもよい。各種形状に成形せずに、粉末状として用いる場合には、スラリーを乾燥後、例えば、粉砕してふるい分けして用いればよい。
【００２５】
以上より、好適な製造方法の一つとして、セメントクリンカ、セメント及びスラグの少なくとも１種と水からなる原料スラリーを、４０〜１００℃で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた後、スラリーを乾燥させる製造方法が挙げられる。
【００２６】
本発明の製造方法では、上記した一般的な乾燥方法によりケイ酸カルシウム水和物の微粉末は非常に嵩高い凝集体を形成し、有機廃液の処理剤として十分な強度を有する多孔体が得られる。特に微粉体スラリーを乾燥させることにより、有機廃液の吸収性能が優れた連続空隙を有する多孔体が得られる。参考までに、従来のセメント硬化体、ＡＬＣ（気泡コンクリート）等を原料としても多孔体は得られるが、気泡の連続性に乏しく細孔径も比較的大きいため、吸収性能が不十分で保持能力も乏しいものとなり易い。
【００２７】
有機廃液処理方法
本発明の有機廃液処理方法では、本発明の有機廃液処理剤に有機廃液を吸収させて処理する。具体的には、有機廃液上に処理剤を散布する方法、処理剤上に有機廃液を流す方法等により処理する。必要に応じて、撹拌することもできる。
【００２８】
処理対象となる有機廃液は特に限定されず、各種有機系廃液、漏洩有機廃液等を対象とできる。一般的な有機廃液である廃油としては、例えば、重油、軽油、灯油、機械油、ガソリン、植物油、動物油等が挙げられる。粘性の高い有機廃液を処理する場合には、吸収に時間がかかるが、有機物のみでも水面に浮遊したものでも懸濁したものであっても毛細管現象により吸収できる。有機廃液を吸収後の処理剤は、処理前と同等の粉末を維持し易く、ハンドリング性能に優れる。
【００２９】
また、処理中にケイ酸カルシウム水和物が破損しても孔が小さいため、殆ど有機廃液が再溶出することはない。また処理剤が無機物であるため高温下で使用することもできる。高温下では有機廃液の流動性が上がるため、常温で固体又は高粘性のものを処理する場合には特に有効である。引火性の高い液体有機廃液を吸収させた場合にも、ケイ酸カルシウム水和物自体の冷却効果と結合水の脱水による吸熱効果により、液体有機廃液自体の引火性を低減させることができる。
【００３０】
本発明の処理剤は、処理後はセメント製造用の副原料及び副燃料として使用できる。具体的には、有機廃液を吸収した処理剤を回収し、セメント製造用のキルン窯尻から副原料及び副燃料として投入することが好ましい。一般的なセメント副原料と同様に扱って予めセメント原料と混合することもできるが、本発明の処理剤が有機廃液を吸収しているためにセメント原料中に均一に分散されない場合も想定される。その場合には、原料投入−プレヒーター−窯投入の経路で配管が閉塞したり、部分的に偏った温度上昇を引き起こしたりすること等が考えられる。従って、これらの問題を考慮しなくてもよいキルン窯尻から直接投入する方法が好ましい。
【００３１】
窯内では、有機廃液の燃焼熱は原料余熱及び脱炭酸に使用され、処理剤は脱水してそのままセメントクリンカ組成を有するセメント原料となる。処理剤原料としてセメントを用いた場合には、若干ＳＯ３量が多くなる場合があるが、その場合は他の成分を別途配合して全体の組成を調整すればよい。このようにセメント製造用の副原料及び副燃料として用いることにより、吸収された有機廃液は燃料の一部として完全に燃焼分解され、処理剤は焼成によりセメントクリンカ成分として有効に再生できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の有機廃液処理剤は、ケイ酸カルシウム水和物を主成分としており多孔質であり、有機廃液の吸収性が優れている。しかも処理後は処理前と同等の粉末を維持し易く、同等のハンドリング性能を発揮する。有機廃液を吸収後の回収も容易である。
【００３３】
有機廃液を吸収した処理剤は、セメント製造用の副原料及び副燃料として利用できる。セメント製造用の副燃料として用いることにより、吸収された有機廃液は燃料の一部として完全に燃焼分解され、処理剤は焼成によりセメントクリンカ成分として有効に再生できる。
【００３４】
本発明の有機廃液処理剤の製造方法は、本発明の処理剤を容易かつ確実に製造できる。
【００３５】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
普通ポルトランドセメント１００重量部及び水３００重量部からなる原料スラリーを、タワーミルを用いて８５℃で湿式粉砕してケイ酸カルシウム水和物を生成させた。
【００３７】
次に、スラリーを１１０℃で１時間乾燥後に解砕し、平均粒子径５０μｍのケイ酸カルシウム水和物を得た。
【００３８】
得られた有機廃液処理剤の１０ｇを２００ｍｌビーカーに採り、灯油６５ｇを加えた後１０分間静置した。
【００３９】
比較例１
平均粒子径１〜２ｍｍ（＃１０）のＡＬＣ破砕物１０ｇを２００ｍｌビーカーに採り、灯油６５ｇを加えた後１０分間静置した。
【００４０】
比較例２
市販油吸着剤（商標名「オイルスポンジ」遠藤工業株式会社製）１０ｇを２００ｍｌビーカーに採り、灯油６５ｇを加えた後１０分間静置した。
【００４１】
比較試験
実施例１、比較例１及び比較例２において、１０分間静置後の各処理剤について、性状、臭気、引火性及び燃焼性を調べた。なお、引火性は雰囲気温度３０℃において、炎を水平位置で１ｃｍまで近づけて引火するかどうかを調べた。燃焼性は坩堝に吸油後の処理剤１０ｇを入れ、９５０℃の電気炉に投入して調べた。比較試験の結果を下記表１に示す。
【００４２】
【表１】
2004188277.tif 000002
【００４３】
表１中、上下に分離とは、ＡＬＣ破砕物に完全に吸収されなかった灯油がＡＬＣ破砕物上に浮いている状態を示している。