(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する方法であって、
水溶性塩素含有廃棄物の水洗により生じる排水の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、この排水に鉄粉を添加し、この鉄粉により前記排水中のセレンを還元して析出する一方、前記鉄粉の一部が前記セレンによりイオン化されて第２鉄イオンとして溶出したスラリーとし、このスラリーを沈降分離して沈殿物であるセレン及び鉄粉を含有する固形分と上澄み液とに分離して前記セレンを前記排水から除去し、残った前記上澄み液にｐＨ調整剤を添加して前記上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して、この上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む上澄み液を沈降分離することにより前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離し、
さらに、前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜を用いて除去することを特徴とする水溶性塩素含有廃棄物の処理方法。
【請求項２】
水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する方法であって、
前記水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合して第１のスラリーとし、この第１のスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する水洗・固液分離工程と、
前記濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加して第２のスラリーとし、この第２のスラリー中のセレンを前記鉄粉により還元して沈殿させ、この第２のスラリーを沈降分離によりセレン及び鉄粉を含有する固形分と第１の上澄み液とに分離するセレン除去工程と、
前記第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加し、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離することにより前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理工程と、
前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜により除去する除去工程と、
を有することを特徴とする水溶性塩素含有廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記セレン除去工程は、
前記セレンを前記第２のスラリーから分離したセレン及び鉄粉を含有する固形分の一部を、第２のスラリーに添加される鉄粉の一部として繰り返し使用することを特徴とする請求項２記載の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法。
【請求項４】
水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する装置であって、
前記水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合して第１のスラリーとし、この第１のスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する水洗・固液分離手段と、
前記濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加して第２のスラリーとし、前記第２のスラリー中のセレンを前記鉄粉により還元して沈殿させ、この第２のスラリーを沈降分離によりセレン及び鉄粉を含有する固形分と第１の上澄み液とに分離するセレン除去手段と、
前記第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して反応させ、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離により前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理手段と、
前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を除去する精密膜濾過手段と、
を備えてなることを特徴とする水溶性塩素含有廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置に関し、更に詳しくは、セメントキルン等のセメント製造設備から塩素を取り除く際に生じる脱塩バイパスダスト、生ごみ等を焼却する際に生じるごみ焼却飛灰、煤塵等、セレンを含有する水溶性塩素含有廃棄物から、セレンを効率良く回収すると同時に、この回収の際に得られる固形分も工業原料として再利用することが可能な水溶性塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメントキルン等のセメント製造設備に付設した塩素バイパス装置で得られた塩素バイパスダスト、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉から排出される焼却灰や飛灰等、セレンを含みかつ水溶性の塩素含有廃棄物の排水処理、特に６価セレンを含む水溶性塩素含有廃棄物の排水処理においては、６価セレンを効果的に除去するために、この６価セレンを還元して４価セレンにする必要がある。
【０００３】
排水中のセレンを除去する処理方法としては、例えば、セレンを含む廃水に、第一鉄化合物と第二鉄化合物を添加した後に、廃水のｐＨを３以下に調整し、次いで、アルカリ源を添加して廃水のｐＨを８〜１２に調整し、生成した水酸化第一鉄及び水酸化第二鉄と共に４価セレンと６価セレンを沈殿させる処理方法（特許文献１）、セレンを含む溶液をｐＨ４．５以下に調整して第一鉄化合物を添加し、次いで、この溶液をｐＨ８〜１２に調整してセレン及び水酸化第一鉄を含む溶液とし、この溶液を固液分離してセレン及び水酸化第一鉄を含む固体分と、セレンが除去された液体分とを得る処理方法（特許文献２）等が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１２６７５８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の排水中のセレンを除去する処理方法では、セレンを含む排水あるいは溶液を、一旦酸性に調整した後、アルカリを添加してアルカリ性にしているが、酸性側では少なくともｐＨ４．５以下、アルカリ性側では少なくとも８以上と、ｐＨを変動させる幅が比較的大きく、ｐＨを調整するための酸及びアルカリが多量に必要になる。また、アルカリ性の排水あるいは溶液は、中和処理を施した後、排水基準を満たすための各種処理を施し、放流されることになるが、中和処理のための酸が必要になる。
このように、ｐＨを調整するための酸及びアルカリ、及び中和処理のための酸が多量に必要になることから、ランニングコストも掛かるという問題点があった。
また、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的低いため、処理設備の耐酸対策を高いものにする必要があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、酸及びアルカリの使用量を大幅に削減することができ、ランニングコストを低減することができるとともに処理設備の耐酸対策に要する負担を軽減することができる水溶性塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために次の様な水溶性塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置を提供した。
すなわち、本発明の第１の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法は、水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する方法であって、水溶性塩素含有廃棄物の水洗により生じる排水の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、この排水に鉄粉を添加し、この鉄粉により前記排水中のセレンを還元して析出する一方、前記鉄粉の一部が前記セレンによりイオン化されて第２鉄イオンとして溶出したスラリーとし、このスラリーを沈降分離して沈殿物であるセレン及び鉄粉を含有する固形分と上澄み液とに分離して前記セレンを前記排水から除去し、残った前記上澄み液にｐＨ調整剤を添加して前記上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して、この上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む上澄み液を沈降分離することにより前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離し、さらに、前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜を用いて除去することを特徴とする。
【０００７】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、水溶性塩素含有廃棄物の水洗により生じる排水の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整した後、この排水に鉄粉を添加することにより、前記排水中のセレンは添加した鉄粉により効率的に還元されて沈殿することとなる。一方、鉄粉の一部はセレンによりイオン化されて第２鉄イオンとしてスラリー中に溶出することとなる。これにより、排水中のセレンを効率的に除去することが可能となる。また、排水の水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量が少なくなり、ランニングコストも削減される。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減される。
【０００８】
前記セレンを前記排水から除去した後、残った上澄み液にｐＨ調整剤を添加して、この上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して、この上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む上澄み液を沈降分離することにより沈殿物と第２の上澄み液とに分離し、この沈殿物を第２の上澄み液から除去する。
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、残った上澄み液にｐＨ調整剤を添加して、この上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加することで、この上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムが沈殿することとなる。これにより、この上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを効率的に除去することが可能となる。
【０００９】
さらに、第２の上澄み液に水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜を用いて除去する。
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、第２の上澄み液からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜により除去することにより、第２の上澄み液中に存在するダイオキシンが付着した浮遊物質を効率的に除去することが可能になり、第２の上澄み液中のダイオキシン濃度を極めて速やかに排水基準以下に低減することが可能になる。
【００１０】
本発明の第２の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法は、水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する方法であって、前記水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合して第１のスラリーとし、この第１のスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する水洗・固液分離工程と、前記濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加して第２のスラリーとし、この第２のスラリー中のセレンを前記鉄粉により還元して沈殿させ、この第２のスラリーを沈降分離によりセレン及び鉄粉を含有する固形分と第１の上澄み液とに分離するセレン除去工程と、前記第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加し、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離することにより前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理工程と、前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜により除去する除去工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、水洗・固液分離工程により、水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合した第１のスラリーを固形分と濾液に分離し、セレン除去工程により、濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整した後、さらに鉄粉を添加し、得られた第２のスラリー中のセレンを鉄粉により還元して沈殿させる。これにより、第２のスラリー中のセレンは添加した鉄粉により効率的に還元されて沈殿することとなり、第２のスラリー中のセレンを効率的に除去することが可能となる。また、濾液の水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量が減少し、ランニングコストも削減される。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減される。
【００１２】
この第２の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、セレン除去工程の後に、第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加し、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離することにより沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理工程を有する。
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整することで、この第１の上澄み液に含まれる重金属が水酸化物として析出され、沈殿することとなる。これにより、第１の上澄み液中の重金属を効率的に除去することが可能となる。
【００１３】
前記セレン除去工程は、前記セレンを前記第２のスラリーから分離したセレン及び鉄粉を含有する固形分の一部を、第２のスラリーに添加される鉄粉の一部として繰り返し使用することとしてもよい。
【００１４】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、第２のスラリーから分離したセレン及び鉄粉を含有する固形分の一部を、第２のスラリーに添加される鉄粉の一部として繰り返し再使用することにより、添加する鉄粉の量を低減できるとともにスラリーからのセレンの効率的な除去を継続して行うことが可能になる。
【００１５】
さらに、第２の上澄み液に水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜により除去する除去工程を有する。
この水溶性塩素含有廃棄物の処理方法では、第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜により除去することにより、第２の上澄み液中に存在するダイオキシンが付着した浮遊物質を効率的に除去することが可能になり、第２の上澄み液中のダイオキシン濃度を極めて速やかに排水基準以下に低減することが可能になる。
【００１６】
本発明の水溶性塩素含有廃棄物の処理装置は、水溶性塩素含有廃棄物からセレン及びダイオキシンを除去する装置であって、前記水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合して第１のスラリーとし、この第１のスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する水洗・固液分離手段と、前記濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加して第２のスラリーとし、前記第２のスラリー中のセレンを前記鉄粉により還元して沈殿させ、この第２のスラリーを沈降分離によりセレン及び鉄粉を含有する固形分と第１の上澄み液とに分離するセレン除去手段と、前記第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して反応させ、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離により前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理手段と、前記第２の上澄み液に前記水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、前記第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を除去する精密膜濾過手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００１７】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理装置では、水洗・固液分離手段により、水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合した第１のスラリーを固形分と濾液に分離し、セレン除去手段により、濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整した後、さらに鉄粉を添加することにより、第２のスラリー中のセレンを鉄粉により還元して沈殿させる。これにより、濾液中のセレンは添加した鉄粉により効率的に還元されて沈殿することとなり、セレンを効率的に除去することが可能となる。また、水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量が減少し、ランニングコストも削減される。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減される。
【００１８】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理装置では、セレン除去手段の後段に、前記第１の上澄み液にｐＨ調整剤を添加して該第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して反応させ、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を含む第１の上澄み液を沈降分離により前記沈殿物と第２の上澄み液とに分離する中和処理手段を有する。
この中和処理手段により、第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整し、さらに、凝集剤及び液体キレートを添加して反応させ、この第１の上澄み液に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この第１の上澄み液を沈降分離により沈殿物と第２の上澄み液とに分離する。これにより、第１の上澄み液に含まれる重金属を水酸化物として効率的に除去することが可能となる。
【００１９】
この水溶性塩素含有廃棄物の処理装置では、さらに、第２の上澄み液に水溶性塩素含有廃棄物中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合に、第２の上澄み液から、ダイオキシンが付着した浮遊物質を除去する精密膜濾過手段を有する。
この水溶性塩素含有廃棄物の処理装置では、精密膜濾過手段により、第２の上澄み液からダイオキシンが付着した浮遊物質を除去することにより、第２の上澄み液中に存在するダイオキシンが付着した浮遊物質を効率的に除去することが可能になり、第２の上澄み液中のダイオキシン濃度を極めて速やかに排水基準以下に低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法によれば、水溶性塩素含有廃棄物の水洗により生じる排水の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、この排水に鉄粉を添加するので、セレンを効率的に除去することができる。
また、排水の水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅を比較的小さくすることができ、酸及びアルカリの必要量を減少させることができ、ランニングコストも削減することができる。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減することができる。
【００２１】
本発明の第２の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法によれば、水溶性塩素含有廃棄物を含む濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整した後、鉄粉を添加するので、セレンを効率的に除去することができる。
また、水溶性塩素含有廃棄物を含む濾液の水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量が少なくなり、ランニングコストも削減することができる。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減することができる。
【００２２】
本発明の水溶性塩素含有廃棄物の処理装置によれば、セレン除去手段により、濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整した後、さらに鉄粉を添加するので、セレンを効率的に除去することができる。
また、濾液の水素イオン濃度の調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅を比較的小さくすることができ、酸及びアルカリの必要量を減少させることができ、ランニングコストも削減することができる。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法及び処理装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態のセメント製造設備における水溶性塩素含有廃棄物の処理装置を示す模式図であり、水溶性塩素含有廃棄物中のカルシウム成分をセメント原料として利用するとともに、この水溶性塩素含有廃棄物に含まれるセレンを除去する処理装置の例である。
図において、１は水洗・濾過部（水洗・固液分離手段）、２はセレン除去部（セレン除去手段）、３は中和処理部（中和処理手段）である。
【００２５】
水洗・濾過部１は、セメントキルン等のセメント製造設備から排出される排ガスから塩素を取り除く際に生じる脱塩バイパスダスト、産業廃棄物等を焼却する際に生じるごみ焼却飛灰、煤塵等のセレンを含む水溶性塩素含有廃棄物に、水を添加し混合して得られたスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する装置であり、水溶性塩素含有廃棄物Ｄに新たな水（以下、新水とも称する）Ｗを添加し混合して（第１の）スラリーＳ１とする溶解槽１１と、このスラリーＳ１を加圧濾過により固形分Ｃ１と（第１の）濾液Ｆ１に分離し、この加圧濾過後に得られた固形分Ｃ１を加圧した状態のまま新水Ｗを圧送して固形分Ｃ１を洗浄するフィルタープレス等の濾過機１２とにより構成されている。洗浄された固形分Ｃ１は、セメント製造設備のセメントキルンに投入されてセメント原料として有効利用される。
【００２６】
セレン除去部２は、水洗・濾過部１から排出される濾液Ｆ１のｐＨ（水素イオン濃度）を調整した後、さらに鉄粉を添加することにより、濾液Ｆ１からセレンを除去する装置であり、濾液Ｆ１にｐＨ調整剤Ｐ１を添加して濾液Ｆ１のｐＨを４以上かつ７以下に調整するｐＨ調整槽２１と、この濾液Ｆ１に鉄粉を添加して（第２の）スラリーとし、このスラリーを所定の温度にて所定時間反応させることによりスラリー中のセレンを鉄粉により還元して沈殿させ、このセレンをスラリーから除去する反応槽２２と、反応槽２２から排出されるスラリーＳ２を沈降分離により固形分Ｃ２と（第１の）上澄み液Ｆ２とに分離する沈殿槽２３とにより構成されている。
【００２７】
中和処理部３は、セレン除去部２から排出される上澄み液Ｆ２のｐＨを調整することにより、この上澄み液Ｆ２に含まれる重金属を除去する装置であり、上澄み液Ｆ２にｐＨ調整剤Ｐ２を添加してｐＨを７以上かつ１０．５以下に調整するｐＨ調整槽３１と、この上澄み液Ｆ２に凝集剤及び液体キレートを添加して反応させ、この上澄み液Ｆ２に含まれる重金属を沈殿させて除去する反応槽３２と、重金属が除去された上澄み液Ｆ２を沈降分離により固形分Ｃ３と（第２の）上澄み液Ｆ３とに分離する沈殿槽３３とにより構成されている。
【００２８】
次に、本実施形態の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法について、図１に基づき説明する。
本実施形態の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法は、水溶性塩素含有廃棄物からセレンを除去する方法であり、水溶性塩素含有廃棄物に水を添加し混合して第１のスラリーとし、この第１のスラリーを固液分離により固形分と濾液に分離する水洗・固液分離工程と、前記濾液にｐＨ調整剤を添加して該濾液の水素イオン濃度を４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加して第２のスラリーとし、この第２のスラリー中のセレンを前記鉄粉により還元して沈殿させ、このセレンを前記第２のスラリーから除去し、この第２のスラリーを沈降分離により固形分と第１の上澄み液とに分離するセレン除去工程と、第１の上澄み液の水素イオン濃度を７以上かつ１０．５以下に調整して第１の上澄み液に含まれる重金属を沈殿させ、この重金属を第１の上澄み液から除去し、この第１の上澄み液を沈降分離により固形分と第２の上澄み液とに分離する中和処理工程とを有する処理方法である。
【００２９】
これらの各工程について、さらに詳細に説明する。
また、本実施形態において対象とする水溶性塩素含有廃棄物は、セメントキルン等のセメント製造設備に付設した塩素バイパス装置で得られた塩素バイパスダスト、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉から排出される焼却灰や飛灰等、水溶性の塩素含有ダストである。
ここでは、セメント焼成設備の塩素バイパス装置で得られた水に可溶な塩素バイパスダストを対象として、前記各工程での処理を詳細に説明する。
【００３０】
「水洗・固液分離工程」
まず、セレンを含む水溶性塩素含有廃棄物Ｄを溶解槽１１に投入し、さらに水溶性塩素含有廃棄物Ｄに対して２〜１０質量倍の新水Ｗを添加して攪拌し、スラリー化するとともに、含有する塩素化合物等の可溶成分を溶出させリパルプさせる。新水Ｗとしては、工業用水、製造工程等から排出される２次排水等が用いられる。
ここで水の添加量を上記の様にする理由は、水の添加量が水溶性塩素含有廃棄物Ｄの２質量倍以下であると、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中の可溶成分の溶出が十分でなく、後段の濾過機１２により濾過して得られる固形分Ｃ１中に残存する可溶成分が多くなるからである。また得られるスラリーの粘性が高くなり、後の工程へのポンプ輸送が難しくなるからである。
また、水の添加量が水溶性塩素含有廃棄物Ｄの１０質量倍以上であると、カルシウム成分や重金属類等の他の成分の溶出が多くなり、したがって、後段の工程においては、これらの成分を取り除くための薬剤の使用量が多くなるからである。
【００３１】
上記のリパルプでは、可溶成分の溶解速度を高めるため、溶解槽１１内の温度を４０℃以上に高めてもよい。また、攪拌時間は１０時間以内で十分塩素成分を溶解することができるが、長時間の攪拌は、ダストに含有するカルシウムとアルカリ成分および塩素との複塩が生成して沈殿物が生じ、十分な脱塩が行われない虞があるので好ましくない。
【００３２】
このリパルプにより生成したスラリーＳ１を濾過機１２に投入し、圧搾して固液分離を行い、固形分Ｃ１と濾液Ｆ１に分離する。
次いで、濾過機１２内に新水Ｗを導入し、固形分Ｃ１に残留する可溶成分を含有する水分を新水Ｗで洗浄する。この新水Ｗでの洗浄は、濾過機１２を加圧した状態で、固形分Ｃ１に一方向から新水Ｗを圧送することにより、少ない水量で効率のよい洗浄を行うことができる。
この洗浄のために使用する新水Ｗは、脱塩洗浄に供する廃棄物量に対して０．５〜２．０質量倍が好ましい。
【００３３】
この新水Ｗを用いた洗浄により、固形分Ｃ１中の塩素含有量を十分に低下させることができる。
また、得られた固形分Ｃ１はセメント原料として有効利用される。例えば、固形分Ｃ１を直接セメント製造設備に送った場合には、他のセメント原料と混合され、乾燥・粉砕の後、粉末セメント原料としてセメント焼成工程にて再循環使用され、セメントクリンカとして焼成される。
【００３４】
「セレン除去工程」
濾過機１２から排出された濾液Ｆ１には、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中の塩素が溶出している他には、セレン、重金属、カルシウム等が含まれている。そこで、この濾液Ｆ１に含まれているセレンを選択的に除去する。
濾過機１２から排出された濾液Ｆ１のｐＨ（水素イオン濃度）は１０〜１２程度であるから、この濾液Ｆ１を酸性または中性にするためにｐＨ調整槽２１に投入し、この濾液Ｆ１にｐＨ調整剤Ｐ１を添加して濾液Ｆ１のｐＨを４以上かつ７以下に調整する。ここで、ｐＨ調整剤Ｐ１としては、炭酸、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸が好適に用いられる。
【００３５】
なお、この濾液Ｆ１の替わりに、水溶性塩素含有廃棄物Ｄを水洗して生じた排水を用いることもできる。
調整後の濾液のｐＨが上記範囲であれば、鉄粉によるセレンの還元反応が生じ、セレンの除去が可能となる。なお、上記範囲内においてｐＨが低いほど還元反応が良好となるが、酸及びアルカリの使用量の低減効果は低くなる。一方、ｐＨが高いほど酸及びアルカリの使用量の低減効果は高くなるが、還元反応が鈍くなる。
よって、ｐＨの調整範囲を５〜６とすることが好ましい。
【００３６】
次いで、このｐＨを調整した濾液Ｆ１を反応槽２２に投入し、この濾液Ｆ１にさらに鉄粉を添加する。
この鉄粉の添加量は、濾液Ｆ１に含まれるセレンを還元して沈殿させることができる量であればよく、濾液Ｆ１に対して２質量％以上かつ５質量％以下が好ましく、より好ましくは３質量％以上かつ５質量％以下である。
この濾液Ｆ１は、鉄粉を添加し、撹拌混合することにより（第２の）スラリーＳ２となる。
【００３７】
このようにしてスラリーＳ２中のセレンと鉄粉とを反応させ、このスラリーＳ２中のセレンを鉄粉により還元して沈殿させる。このスラリーＳ２は加温してもよく、加温の際の温度は、４５℃〜６０℃が好ましい。
この還元過程では、セレンは鉄粉により還元されて析出する一方、鉄粉はその一部がセレンによりイオン化され第２鉄イオンとしてスラリーＳ２中に溶出することとなる。これにより、スラリーＳ２中のセレンは鉄粉により還元されて沈殿することとなる。具体的な沈殿のメカニズムは解明されてはいないが、還元されたセレンが微結晶粒の金属セレンとして析出して沈殿する、還元されたセレンが水難溶性の水酸化物としてする、あるいは還元されたセレンが鉄粉に吸着して沈殿するなどが考えられる。
【００３８】
次いで、このスラリーＳ２を沈殿槽２３に投入し、所定時間静置してスラリーＳ２を沈降分離し、沈殿物であるセレン及び鉄粉を含有する固形分Ｃ２と、（第１の）上澄み液Ｆ２とに分離する。
ここで得られた固形分Ｃ２は、一部は第２のスラリーに添加される鉄粉の一部として繰り返し使用することができる。
なお、添加される鉄粉の全量を固形分Ｃ２として繰り返し使用すると、徐々にセレンの除去能が低下するが、添加される鉄粉の一部としての使用であれば、セレンの除去機能を維持することができる。
一方、添加される鉄粉のうち再使用しないものについては、固形分Ｃ１と同様、セメント原料として有効利用される。
【００３９】
ここで、上澄み液Ｆ２に、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合には、この上澄み液Ｆ２からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜（ＭＦ）装置（図示略）を用いて除去する必要がある。
上澄み液Ｆ２を精密濾過膜（ＭＦ）装置に送ると、その中に取り付けられたメンブレンフィルタ（ＭＦ：精密濾過膜）により上澄み液Ｆ２中の浮遊物質が取り除かれる。この上澄み液Ｆ２は、浮遊物質が取り除かれたことでダイオキシンも取り除かれることとなり、ダイオキシン濃度を極めて速やかに排水基準以下に低減することができる。
【００４０】
「中和処理工程」
沈殿槽２３から排出される上澄み液Ｆ２には、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中の塩素が溶出している他には、重金属等も含まれている。そこで、この上澄み液Ｆ２にｐＨ調整剤を添加し、さらには凝集剤及び液体キレートを添加して、この上澄み液Ｆ２に含まれる重金属及びカルシウムを含む沈殿物を生じさせ、この沈殿物を濾過により分離する。
【００４１】
沈殿槽２３から排出される上澄み液Ｆ２のｐＨは４以上かつ７以下であるから、この上澄み液Ｆ２をアルカリ性または中性にするためにｐＨ調整槽３１に投入し、この上澄み液Ｆ２にｐＨ調整剤Ｐ２を添加して上澄み液Ｆ２のｐＨを７以上かつ１０．５以下、好ましくは９．５以上かつ１０．５以下に調整する。ここで、ｐＨ調整剤Ｐ２としては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が好適に用いられる。
【００４２】
次いで、このｐＨを調整した上澄み液Ｆ２を反応槽３２に投入し、この上澄み液Ｆ２に重金属の凝集を目的として、高分子凝集剤等の凝集剤、及びチオカルバミン酸ナトリウム系等の液体キレートを添加し、上澄み液Ｆ２中の重金属を沈殿させる。
【００４３】
次いで、上澄み液Ｆ２を沈殿槽３３に投入し、所定時間静置して上澄み液Ｆ２を沈降分離し、沈殿物である重金属を含む固形分Ｃ３と、（第２の）上澄み液Ｆ３とに分離する。
一方、上澄み液Ｆ３は、ＰＨ調整されて排水基準を満たす排水として放流される。
ここで、上澄み液Ｆ３に、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中のダイオキシンが付着した浮遊物質が含まれている場合には、この上澄み液Ｆ３からダイオキシンが付着した浮遊物質を精密濾過膜（ＭＦ）装置（図示略）を用いて除去する必要がある。
上澄み液Ｆ２を精密濾過膜（ＭＦ）装置に送ると、その中に取り付けられたメンブレンフィルタ（ＭＦ：精密濾過膜）により上澄み液Ｆ３中の浮遊物質が取り除かれる。この上澄み液Ｆ３は、浮遊物質が取り除かれたことでダイオキシンも取り除かれることとなり、ダイオキシン濃度を極めて速やかに排水基準以下に低減することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法によれば、水溶性塩素含有廃棄物Ｄを含む濾液Ｆ１にｐＨ調整剤Ｐ１を添加してｐＨを４以上かつ７以下に調整した後、鉄粉を添加するので、セレンを効率的に除去することができる。
また、水溶性塩素含有廃棄物Ｄを含む濾液Ｆ１のｐＨの調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量を減少させることができ、ランニングコストも削減することができる。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減することができる。
【００４５】
本実施形態の水溶性塩素含有廃棄物の処理装置によれば、水溶性塩素含有廃棄物Ｄに水を添加し混合したスラリーＳ１を固液分離により固形分Ｃ１と濾液Ｆ１に分離する水洗・固液分離部１と、濾液Ｆ１にｐＨ調整剤Ｐ１を添加して濾液Ｆ１のｐＨを４以上かつ７以下に調整し、さらに鉄粉を添加してセレンを鉄粉により還元・沈殿させて、このスラリーＳ２を沈降分離によりセレン及び鉄粉を含有する固形分Ｃ２と上澄み液Ｆ２とに分離するセレン除去部２と、上澄み液Ｆ２のｐＨを７以上かつ１０．５以下に調整し、上澄み液Ｆ２に含まれる重金属を沈殿させて、この上澄み液Ｆ２を沈降分離により重金属を含む固形分Ｃ３と上澄み液Ｆ３とに分離する中和処理部３とにより構成したので、水溶性塩素含有廃棄物Ｄ中のセレンを効率的に除去することができる。また、ｐＨの調整は、酸性側のｐＨの調整許容値が比較的高いため、ｐＨを変動させる幅が比較的小さく、酸及びアルカリの必要量を減少させることができ、ランニングコストも削減することができる。また、処理設備の耐酸対策に対する負担も軽減することができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の水溶性塩素含有廃棄物の処理方法について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって何ら制限されるものではない。
なお、この実施例では、対象となるセレンを含む水溶性塩素含有廃棄物として、セメントキルンから排出され塩素バイパス装置によって採取された脱塩バイパスダストを用いた。
この脱塩バイパスダストの組成は下記の通りであった。
ＳｉＯ２：５．１質量％、Ａｌ２Ｏ３：２．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％、ＣａＯ：１４．１質量％、ＳＯ３：０．２質量％、Ｃｌ：２８．２質量％、Ｎａ２Ｏ：２．４質量％、Ｋ２Ｏ：３９．５質量％、Ｃｕ：５００ｍｇ／Ｋｇ、Ｚｎ：５００ｍｇ／Ｋｇ、Ｐｂ：５，０００ｍｇ／Ｋｇ、Ｓｅ：３５０ｍｇ／Ｋｇ
【００４７】
この脱塩バイパスダスト１００Ｋｇに新水５００Ｋｇを添加して６０分攪拌し、スラリーとした。このスラリーの温度は２５℃であった。次いで、このスラリーをフィルタプレスを用いて固形分と濾液に分離した。
次いで、この濾液に塩酸（ｐＨ調整剤）を添加して濾液のｐＨを５．８に調整した。この濾液のセレン濃度は１０ｍｇ／Ｌであった。
【００４８】
次いで、鉄粉の添加量の違いによるセレンの除去効果を調べるために、濾液に鉄粉を様々な添加量で添加した場合の濾液のセレン濃度を調べた。
ここでは、反応温度が４５℃、５５℃の２通りの濾液に鉄粉を様々な量添加し、６０分または１８０分撹拌・混合し、スラリー中のセレンを鉄粉により還元した。
図２は、鉄粉の添加量を様々に変えた場合の濾液のセレン濃度を示す図であり、図中、Ａは４５℃にて６０分混合したものであり、Ｂは４５℃にて１８０分混合したものであり、Ｃは５５℃にて６０分混合したものであり、Ｄは５５℃にて１８０分混合したものである。
表１に、これらの条件及び測定値を示す。
【００４９】
【表１】
0005114227.tif 000002
【００５０】
この図２によれば、鉄粉の添加量を５質量％とすることにより、濾液のセレン濃度が１．１ｍｇ／Ｌあるいはそれ以下にまで減少することが分かった。
【００５１】
次いで、反応温度の違いによるセレンの除去効果を調べるために、濾液の温度を４５℃と５５℃の２通りとした場合の濾液のセレン濃度を調べた。
図３は、反応温度の違いによる濾液のセレン濃度を示す図であり、図中、Ａは鉄粉の添加量を１質量％、反応時間を６０分としたものであり、Ｂは鉄粉の添加量を１質量％、反応時間を１８０分としたものであり、Ｃは鉄粉の添加量を５質量％、反応時間を６０分としたものであり、Ｄは鉄粉の添加量を５質量％、反応時間を１８０分としたものである。
表２に、これらの条件及び測定値を示す。
【００５２】
【表２】
0005114227.tif 000003
【００５３】
この図３によれば、反応温度が高いほど、濾液のセレン濃度が減少することが分かった。したがって、鉄粉の添加量を５質量％とすることにより、濾液のセレン濃度を０．０８５ｍｇ／Ｌあるいはそれ以下にまで減少することが分かった。
【００５４】
次いで、反応時間の違いによるセレンの除去効果を調べるために、反応時間を６０分、１２０分、１８０分のうち２通りまたは３通りとした場合の濾液のセレン濃度を調べた。
図４は、反応時間の違いによる濾液のセレン濃度を示す図であり、図中、Ａは鉄粉の添加量を１質量％、反応温度を４５℃としたものであり、Ｂは鉄粉の添加量を１質量％、反応温度を５５℃としたものであり、Ｃは鉄粉の添加量を５質量％、反応温度を４５℃としたものであり、Ｄは鉄粉の添加量を５質量％、反応温度を５５℃としたものである。
表３に、これらの条件及び測定値を示す。
【００５５】
【表３】
0005114227.tif 000004
【００５６】
この図４によれば、反応時間が長いほど、濾液のセレン濃度が減少することが分かった。したがって、鉄粉の添加量を５質量％とすることにより、濾液のセレン濃度を１．１ｍｇ／Ｌあるいはそれ以下にまで減少することが分かった。
【００５７】
次いで、セレンの除去を継続的に行うための条件を調べるために、２つの実験を行った。
図５は、鉄粉の入れ替えの有無による濾液のセレン濃度を示す図であり、図中、Ａは、鉄粉を添加した濾液をｐＨ６に調整し、４５℃にて１８０分撹拌混合してセレンを還元、沈殿させてスラリーから除去した後、この固形分から、次に処理する濾液量に対して１質量％相当分の固形分を抜き取り、残りの固形分に濾液を新たに加えるとともに、抜き取った固形分に相当する量の鉄粉を添加し、再度、スラリーのｐＨ調整〜セレン除去を行うという工程を繰り返し行ったものである。
一方、Ｂは、鉄粉を添加した濾液をｐＨ６に調整し、４５℃にて１８０分撹拌混合してセレンを還元、沈殿させてスラリーから除去した後、この固形分に濾液を新たに加え、再度、スラリーのｐＨ調整〜セレン除去を行うという工程を繰り返し行ったものである。
表４に、これらの条件及び測定値を示す。
【００５８】
【表４】
0005114227.tif 000005
【００５９】
この図５によれば、鉄粉の入れ替え量を１質量％としたときの濾液のセレン濃度は、０．０２９ｍｇ／Ｌあるいはそれ以下であり、一方、鉄粉の入れ替えを行わなかったときの濾液のセレン濃度は、処理を繰り返し行うことにより１．９ｍｇ／Ｌにまで上昇していた。したがって、鉄粉の入れ替え量を１質量％とすれば、処理を継続して行うことが十分可能であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態の水溶性塩素含有廃棄物の処理装置を示す模式図である。
【図２】鉄粉の添加量を様々に変えた場合の濾液のセレン濃度を示す図である。
【図３】反応温度の違いによる濾液のセレン濃度を示す図である。
【図４】反応時間の違いによる濾液のセレン濃度を示す図である。
【図５】鉄粉の入れ替えの有無による濾液のセレン濃度を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  水洗・濾過部
２  セレン除去部
３  中和処理部
１１  溶解槽
１２  濾過機
２１  ｐＨ調整槽
２２  反応槽
２３  沈殿槽
３１  ｐＨ調整槽
３２  反応槽
３３  沈殿槽
Ｄ  水溶性塩素含有廃棄物
Ｗ  新水
Ｓ１〜Ｓ２  スラリー
Ｃ１〜Ｃ３  固形分
Ｆ１  濾液
Ｆ２、Ｆ３  上澄み液
Ｐ１、Ｐ２  ｐＨ調整剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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