(57)【要約】【課題】各種工場から排出される廃液を焼却設備において安定して処理することが可能であり、該廃液を多大な処理工程を経て廃棄処理することなく、該廃水の処理を簡易に行うことができる廃液の処理方法を提供する。【解決手段】廃液に発熱量が７０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の疎水性微粉体を混合して発熱量を上昇せしめ、上記混合により得られるスラリーを焼却設備で燃焼処理する。その際、上記スラリーの発熱量が２７００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となるように、疎水性微粉体を混合することが好ましい。また、疎水性微粉体として廃トナー又は廃プラスチック微粉砕物および粉状物が好適である。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液に発熱量が７０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の疎水性微粉体を混合して発熱量を上昇せしめ、上記混合により得られるスラリーを焼却設備で燃焼処理することを特徴とする廃液の処理方法。
【請求項２】
上記スラリーの発熱量が２７００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となるように、疎水性微粉体を混合する請求項１記載の廃液の処理方法。
【請求項３】
廃液の発熱量が２７００ｋｃａｌ／ｋｇ未満である請求項１又は２記載の廃液の処理方法。
【請求項４】
疎水性微粉体が廃トナー又は廃プラスチック微粉体である請求項１〜３の何れかに記載の廃液の処理方法。
【請求項５】
焼却設備がセメント製造設備である請求項１〜４の何れかに記載の廃液の処理方法。
【請求項６】
セメント製造設備が仮焼炉を有するプレヒーターを備えたものであり、前記スラリーを該仮焼炉に供給する請求項５記載の廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃液の新規な処理方法に関する。詳しくは、廃液を焼却設備で燃焼処理することにより簡便に処理することが可能な廃液の処理方法である。
【０００２】
【従来の技術】
各種工場から排出される廃液は、水を主体とする水系廃液と有機物を主体とする有機廃液とに区分される。
【０００３】
そのうち、上記水系廃液は、含有物質、例えば、有機物、無機物、酸、アルカリ、ＣＯＤなどを、水質基準を満足するまで無害化して放流することが実際に行われるが、上記廃水処理には多大の設備を必要とし、また、多大の手間やコストを必要とする場合が多い。
【０００４】
そこで、上記廃液を焼却することが考えられるが、これらの廃液の中には、可燃性有機物を含有しないもの、或いは含有していてもその濃度が比較的低いものが存在し、燃焼に際して自燃性が無く、その処理量を増加すると焼却設備における温度低下が起こり、場合によっては、操業が不可能となる場合がある。
【０００５】
また、前記有機廃液は自燃性を有するものの、専用燃料ではないため、焼却炉での燃焼に当たって十分な発熱量が確保できないことなどが懸念される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記廃液を焼却設備で燃焼するに際し、その処理量を増加しても温度低下が無く、安定して該廃液を処理することが可能な処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、上記廃液に特定の発熱量を有する疎水性微粉体を混合することにより、得られるスラリーの発熱量を効果的に上昇せしめることができ、しかも、微粉状の効果により、該スラリーの燃焼速度を高めることもでき、更には、疎水性の効果により、該スラリーの粘度の上昇も少なく、バーナーから容易に噴霧することもできることを見出した。また、疎水性微粉体として廃トナー等の微粉廃棄物を使用する場合には、従来、粉塵爆発の危険を回避するために多大の労力を費やして処理する工程が、単に廃液と混合するだけの処理で済み、該微粉廃棄物の処理も著しく軽減できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、廃液に発熱量が７０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の疎水性微粉体を混合して発熱量を上昇せしめ、上記混合により得られるスラリーを焼却設備で燃焼処理することを特徴とする廃液の処理方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、廃液は、水を主体とする水系廃液、有機物を主体とする有機廃液等が特に制限なく使用される。また、上記廃液は、含有物質として、可燃性有機物、不燃性有機物、無機物等を含有していても良い。
【００１０】
具体的な廃液を例示すれば、フォトレジストの現像液として使用した後の廃液、或いはその濃縮廃液、その他各工場より排出される有機廃液、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、アセトン、アクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の水溶性有機化合物、ジクロロメタン、１，１，１，―トリクロロエタン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、四塩化炭素等の有機ハロゲン化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の無機物質など、上記廃液自身もしくはそれらを含有する廃液等が挙げられる。
【００１１】
また、本発明において、焼却設備としては公知の燃焼炉が特に制限なく使用される。例えば、廃水を処理するだけの独立した燃焼炉で処理しても良いが、好適には、工業製品の製造設備における燃焼炉をかかる焼却設備として使用することが好ましい。例えば、副産物や排ガス焼却炉、ボイラー設備、直接加熱炉、間接加熱炉を例示することができるが、特に、セメントの製造設備が燃焼残渣をも原料化できるために好適である。かるセメントの製造設備は、一般に、セメント原料を予熱するための、仮焼炉を備えたプレヒーター、セメント原料を焼成してセメントクリンカーを得るためのロータリーキルンを有しており、該仮焼炉、ロータリーキルンの窯尻ハウジングにおいては、約１０００℃付近の高温に維持されており、かかる設備を焼却設備として使用することができる。
【００１２】
前記廃液を上記焼却設備において燃焼処理すると、焼却設備における燃焼温度によっても異なるが、例えば、該燃焼設備が上記セメントの製造設備に供給することにより、排水中の有機物のうち、可燃性のものは燃焼し、不燃性のものは分解する。また、カルシウム、アルミニウム等の無機物は、通常、酸化物となりセメントクリンカー成分として利用される。
【００１３】
本発明において、重要な要件は、前記廃液に発熱量が７０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上の疎水性微粉体を混合して発熱量を上昇せしめ、上記混合により得られるスラリーを焼却設備に供給して燃焼させることにある。
【００１４】
即ち、廃液を焼却設備にバーナーを設けてそのまま供給した場合、発熱量の不足によるその部分の温度低下が起こり、例えば、セメントの製造設備にあっては、運転条件が大幅に変化することが懸念され、処理における該廃液の許容量が極めて低くなる場合がある。これに対して、本発明の方法によれば、該廃液に高カロリーの疎水性微粉体を混合することにより、廃水の発熱量が低い場合であっても、その処理の許容量を大幅に増大することが可能である。また、上記疎水性微粉体は微粉であるために即燃性があり、これを含むスラリーの燃焼速度を向上でき、供給個所において選択的に燃焼させることができる。また、廃液が水系の場合、疎水性微粉体による粘度の上昇もなく、バーナーのノズルより安定して焼却設備に供給することが可能である。
【００１５】
本発明において疎水性微粉体は、発熱量が７０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上、好ましくは、８０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上であることが、少ない混合量で得られるスラリーの発熱量を効果的に上昇せしめ、所期の目的を達成するために必要である。即ち、疎水性微粉体の添加量は、あまり多くなるとスラリーの流動性が低下し、バーナーからの噴霧が困難となる。
【００１６】
また、上記疎水性微粉体の粒径は、一般に、平均粒子径１〜１０００μｍ、好ましくは、５〜８００μｍであることが、得られるスラリーの燃焼速度を向上するために好ましい。
【００１７】
上記疎水性微粉体を具体的に例示すれば、廃トナー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリオキシメチレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ナイロン６６等の微粉砕物および粉状物等の廃プラスチック微粉体などが挙げられる。
【００１８】
上記の廃トナー、廃プラスチック微粉体は、高発熱量の樹脂を主成分とする極めて微細な粉末であり、高い発熱量を有しているものの、その取扱いにおいて粉塵爆発の危険性があるため、その処理方法が制限されていたが、本発明によれば、廃液と混合するだけで、かかる問題も解消するという利点がある。
【００１９】
本発明において、上記疎水性微粉体を廃水に混合して得られるスラリーの発熱量は、自燃性を有する２７００ｋｃａｌ／ｋｇ以上、好ましくは、３０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上となるように、前記疎水性微粉体の添加量を調整することが好ましい。
【００２０】
この場合、疎水性微粉体の添加量は、廃水自体の発熱量により異なるが、廃液に対して、１〜９０重量％、好ましくは、１０〜７０重量％の範囲が一般的である。
【００２１】
尚、上記疎水性微粉体は、水系廃水或いは極性有機廃液を対象とする場合、そのまま混合しようとすると、十分な混合ができないことがある。このような場合、上記疎水性微粉体を界面活性剤の存在下に該廃液と混合することが、該疎水性微粉体を極めて均一に廃液と混合することができ、安定したスラリーを調整できるため、燃焼に際しても、安定した熱量を与えることができる。
【００２２】
上記界面活性剤は、疎水性微粉体と水或いは極性有機物との親和性を与える機能を有するものが特に制限なく使用される。アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤などを単独もしくは組み合わせて用いることが可能である。例えば、アニオン系界面活性剤としては、脂肪油硫酸エステル塩、高級アルコール硫酸エステル塩、非イオンエーテル硫酸エステル塩、オレフィン硫酸エステル塩、アルキルアリルスルホン酸塩、二塩基酸エステルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アシルザルコシネート、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アクリル酸重合体、無水マレイン酸重合体、多環式芳香族スルホン化合物もしくはホルマリン化合物などが使用され、カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第４級アミン塩などが使用され、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルピリジニウム塩、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、脂肪族アルコールポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸のエタノールアマイドなどが使用され、両性系界面活性剤としては、アルキルベタインなどが使用され、また、１，２，３，モノアミン、ジアミンなどのアミン化合物、高級アルキルアミン酸などを使用しても良い。
【００２３】
上記界面活性剤の配合量も特に制限されるものではないが、通常、廃液に対して０．０１〜０．５重量％程度である。また、界面活性剤は、スラリー調製に際し、予め廃液に添加しておくことが好ましい。
【００２４】
尚、廃液が界面活性剤或いはその作用をする物質を含んでいる場合は、上記界面活性剤の使用量を適宜調節すればよい。
【００２５】
本発明において、前記疎水性微粉体と廃液との混合は、公知の装置を単独、もしくは組み合わせて使用することができる。例えば、プロペラ羽根、タービン羽根、パドル翼等を有する一般攪拌機、ディスパーミキサー等の高速回転遠心放射型攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ウルトラミキサー等の高速回転せん断型攪拌機、コロイドミル、プラネタリーミキサーなどの乳化機が挙げられる。また、廃液の粘度が高い場合、上記の混合機の中でも強力なせん断力を有する混合機が特に好適である。具体的には、高速回転せん断型攪拌機や、プロペラ羽根及びパドル翼に更に高速せん断型攪拌機を組み合わせた複合型分散機、プラネタリーミキサーと高速遠心放射型攪拌機または高速回転せん断型攪拌機を組み合わせた複合型分散機が挙げられる。この時、粒径の大きいものや凝集しやすい成分が含まれるなど、分散後、沈降し易い場合は、上記方法などにより、常時、攪拌しておくことが望ましい。送液に関しては、それら粒子の沈降速度を測定し、沈降速度以上の流速を確保すればよい。
【００２６】
本発明において、疎水性微粉体の混合によって発熱量が上昇せしめられたスラリーは、前記焼却設備において燃焼処理される。
【００２７】
上記セメント製造設備における好適な供給位置を図１に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、セメント製造設備の代表的な態様を示す概念図であり、図１において、セメント製造設備は、バーナー１１を有するセメント焼成用のロータリーキルン１、該ロータリーキルン１の窯尻にハウジング１０を介して接続され、原料１３をロータリーキルンの排ガスによって予熱するプレヒーター２を備えている。上記プレヒーター２は、複数のサイクロン５よりなり、各サイクロンは、排ガスを該サイクロンに順次供給するためのガスダクト７及び原料を該ガスダクトに順次供給して熱交換を行わせるための原料供給管６及び最下段のサイクロン９より原料をロータリーキルン１の窯尻に供給するための原料シュート８より基本的に構成される。また、上記プレヒーターは、窯尻のハウジング１０からの立上り部に排ガスを加熱するための仮焼炉３を有し、各サイクロンに供給されるキルン排ガスの温度を上げている。
【００２９】
尚、４はロータリーキルン１より得られるセメントクリンカーを冷却するためのクーラーであり、１２は、上記クーラーで熱交換して加熱されたガスを仮焼炉３に供給するダクトである。
【００３０】
上記セメント製造設備において、前記スラリーを燃焼するためのバーナーＡは、その仮焼炉３或いはロータリーキルンの窯尻ハウジング１０等に設置し、該バーナーよりスラリーを噴霧することによって燃焼を行うことができる。
【００３１】
上記セメント焼成設備において、ロータリーキルン１に供給されたセメント原料は、焼成され、セメントクリンカーとなってクーラー４に落下し、冷却される。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明より理解されるように、本発明によれば、各種工場から排出される廃液焼を却設備において安定して処理することが可能であり、該廃液を多大な処理工程を経て廃棄処理する必要がなく、該廃水の処理を簡易に行うことができる。また、疎水性微粉体として廃トナー等の廃棄物を使用することにより、かかる廃棄物も、安全に処理することが可能である。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
尚、実施例において、発熱量は下記の方法によって測定した。
【００３５】
即ち、燃研式自動ボンベ熱量計（型式：ＣＡ−４ＰＪ、株式会社島津製作所製）を使用してボンブ法により測定した。
【００３６】
尚、水を含有する試料は、含有される水を除去した後上記装置により測定を行い、上記除去した水の潜熱を測定値より引いて発熱量とした。
【００３７】
実施例１
（スラリーの調製）
フォトレジストの現像に使用した後、水酸化テトラメチルアンモニウム濃度が約５重量％となるように濃縮された廃液を使用した。尚、この廃液の発熱量は、−２５０ｋｃａｌ／ｋｇであった。この廃液に界面活性剤として、ノニオン系界面活性剤（商品名ｔｗｅｅｎ２０）を０．０７重量％となるように添加した。その後、該廃液に、廃トナー（発熱量９２００ｋｃａｌ／ｋｇ、平均粒子径１０μｍ）を４０重量％の濃度となるようにウルトラミキサー（みづほ工業製）で混合してスラリーを調整した。
【００３８】
上記廃トナーの混合前（廃液）と混合後（スラリー）の大幅な粘度変化は見られなかった。
【００３９】
また、上記スラリーの発熱量は、３６００ｋｃａｌ／ｋｇであった。
【００４０】
（セメント製造設備への供給）
上記方法によって調製されたスラリーを前記セメント製造設備の仮焼炉（温度約１２００℃）の上壁面にバーナーＡを設けて、セメント原料に対して１重量％となる割合で連続して供給して焼却処理した。
【００４１】
その結果、スラリーの供給を安定して実施することができ、また、仮焼炉における温度低下も見られなかった。しかも、得られるセメントクリンカーの品質も全く影響は無かった。
【００４２】
実施例２
実施例１において、廃液に主成分にエチレングリコールを含む廃液（発熱量４７００ｋｃａｌ／ｋｇ）を用いた以外は実施例１と同様にしてスラリーを調製した。
【００４３】
上記廃トナーの混合前（廃液）と混合後（スラリー）の大幅な粘度変化は見られなかった。
【００４４】
また、上記スラリーの発熱量は、６５００ｋｃａｌ／ｋｇであった。
【００４５】
上記スラリーを使用して実施例と同様にして焼却処理を行った結果、スラリーの供給を安定して実施することができ、また、仮焼炉における温度低下も見られなかった。しかも、得られるセメントクリンカーの品質も全く影響は無かった。
【００４６】
実施例３
実施例１において、疎水性微粉体としてポリプロピレンの微粉体（発熱量１００００ｋｃａｌ／ｋｇ、平均粒子径２５０μｍ）を用いた以外は実施例１と同様にしてスラリーを調製した。
【００４７】
上記ポリプロピレンの微粉体の混合前（廃液）と混合後（スラリー）の大幅な粘度変化は見られなかった。
【００４８】
また、上記スラリーの発熱量は、３９００ｋｃａｌ／ｋｇであった。
【００４９】
上記スラリーを使用して実施例と同様にして焼却処理を行った結果、スラリーの供給を安定して実施することができ、また、仮焼炉における温度低下も見られなかった。しかも、得られるセメントクリンカーの品質も全く影響は無かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるセメント製造設備の代表的な態様を示す概略図
【符号の説明】
１　ロータリーキルン
２　プレヒーター
３　仮焼炉
４　クーラー
５　サイクロン
６　原料供給管
７　ガスダクト
８　原料シュート
９　最下段のサイクロン
１０　ハウジング
１１　バーナー
１２　ダクト
１３　原料
【図１】
2004041920.tif 000002