(57)【要約】【課題】排水のエマルジョン化を防止しつつ、産業廃棄物に含まれた無機塩類を除去してサーマルリサイクルを容易に行うことができる産業廃棄物の脱塩方法及び装置を提供する。【解決手段】無機塩類を含む産業廃棄物と洗浄水を攪拌槽３に貯留し、ｐＨ３以下の酸性、所定温度範囲の条件を維持しつつ、せん断機能を有するカッター状の攪拌翼９を必要回転速度以上で回転させて産業廃棄物と洗浄水とを攪拌する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩類を含む産業廃棄物と洗浄水を攪拌槽内に貯留し、ｐＨ３以下の酸性、所定温度範囲の条件を維持しつつ、攪拌翼を回転させて産業廃棄物と洗浄水とを攪拌することを特徴とする産業廃棄物の脱塩方法。
【請求項２】
無機塩類を含む産業廃棄物と洗浄水を貯留する攪拌槽と、ｐＨ調整手段と、温度調整手段と、せん断機能を有するカッター状の攪拌翼を有する攪拌装置とを有することを特徴とする産業廃棄物の脱塩装置。
【請求項３】
攪拌槽の内壁面から洗浄水を噴射する洗浄手段を有することを特徴とする請求項２記載の産業廃棄物の脱塩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業廃棄物の脱塩方法に関し、ＰＣＢ脱塩スラッジ、焼却灰、飛灰、汚泥、スラッジ等の産業廃棄物における脱塩技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載するように、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）のようなポリハロゲン化芳香族の脱ハロゲン化方法として、不活性キャリヤ媒体中のアルカリからなる混合物を選択し、該混合物を攪拌してかきまぜたアルカリ分散物を形成し、該混合物を攪拌しながら、混合物にポリハロゲン化ビフェニルを添加し、該ポリハロゲン化ビフェニルのハロゲンをアルカリにより還元するものがある。
【０００３】
あるいは、特許文献２に記載するように、反応温度が１００℃以下、反応圧力が１ＭＰａ以下の条件で、ポリ塩化ビフェニルの無害化処理が可能な触媒水素還元法として、ポリ塩化ビフェニルをメタノールを主体とするアルコール中に分散させ、スポンジニッケル触媒及びアルカリの存在下に水素と反応させるものがある。
【特許文献１】特開２００１−３３５５１３公報
【特許文献２】特開２００３−１７１３１９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、上述したような方法において脱塩した産業廃棄物であるＰＣＢ脱塩スラッジを水洗する方法においては、水とＰＣＢ脱塩スラッジを混合するだけであったがために、水とＰＣＢ脱塩スラッジとの接触効率が悪く、洗浄後においてもＰＣＢ脱塩スラッジ中に塩素分が残留し、資源として利用するリサイクルが困難であった。また、洗浄物が含油性の物質である場合には、排水がエマルジョン化し、排水処理が困難となる問題があった
本発明は上記した課題を解決するものであり、排水のエマルジョン化を防止しつつ、産業廃棄物に含まれた無機塩類を除去してサーマルリサイクルを容易に行うことができる産業廃棄物の脱塩方法及び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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の産業廃棄物の脱塩方法は、無機塩類を含む産業廃棄物と洗浄水を攪拌槽内に貯留し、ｐＨ３以下の酸性、所定温度範囲の条件を維持しつつ、攪拌翼を回転させて産業廃棄物と洗浄水とを攪拌するものである。
【０００６】
上記した構成により、攪拌翼の回転によってせん断作用を与えることで、無機塩類を含む産業廃棄物としてのＰＣＢ脱塩スラッジ等と洗浄水との接触効率が高まり、産業廃棄物に含まれた無機塩類が洗浄水中へ溶出して脱塩が促進される。洗浄によってリサイクルの際の阻害物質を除去された産業廃棄物は助燃剤としてサーマルリサイクルすることが可能となる。洗浄の際に、ｐＨ３以下の酸性条件を維持することで産業廃棄物が含油性の物質であっても洗浄排水がエマルジョン化することを抑制でき、洗浄排水に含まれる有機物を低減することができ、洗浄排水の処理が容易となる。
【０００７】
産業廃棄物のＰＣＢ脱塩スラッジはＰＣＢの液処理段階で発生する残渣（以下においては液処理残渣と呼称する）であり、ＰＣＢ脱塩スラッジは０℃〜１００℃の所定温度範囲、好ましくは２０℃〜３０℃に加熱することによって軟化し、攪拌槽の内壁面や攪拌翼に付着することがない。除去対象物のＮａＣｌは温度を高くしても溶解度の変化は僅かであるので、消費エネルギーを考慮すると２０℃〜３０℃が適当である。攪拌翼の必要回転速度は１０００ｒｐｍ以上が好ましく、攪拌時間は３分以上３０分未満が好ましい。
【０００８】
本発明の産業廃棄物の脱塩装置は、無機塩類を含む産業廃棄物と洗浄水を貯留する攪拌槽と、ｐＨ調整手段と、温度調整手段と、せん断機能を有するカッター状の攪拌翼を有する攪拌装置とを有するものである。
【０００９】
また、本発明の産業廃棄物の脱塩装置は、攪拌槽の内壁面から洗浄水を噴射する洗浄手段を有するものである。
この構成により、産業廃棄物が攪拌槽の内壁面に付着することを防止し、産業廃棄物と洗浄水との接触効率を高め、洗浄を促進する。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、産業廃棄物と洗浄水との接触効率を高めて、産業廃棄物に含まれた無機塩類を洗浄水中へ溶出させて脱塩を促進でき、洗浄によってリサイクルの際に阻害物質となる塩を除去することで産業廃棄物の助燃剤としてのサーマルリサイクルが可能となる。ｐＨ３以下の酸性条件を維持することで洗浄排水のエマルジョン化を抑制して洗浄排水に含まれる有機物を低減し、洗浄排水処理の簡素化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において産業廃棄物の脱塩装置１は、攪拌洗浄対象物２および洗浄水を貯留する攪拌槽３を有し、攪拌槽３に開閉自在な蓋部４を設けている。攪拌洗浄対象物２は無機塩類を含む産業廃棄物である、ＰＣＢ脱塩スラッジ、焼却灰、飛灰、汚泥、スラッジ等であり、本実施の形態ではＰＣＢ脱塩スラッジに関する処理を例示する。
【００１２】
攪拌洗浄対象物２であるＰＣＢ脱塩スラッジは洗浄水中においても攪拌槽３の壁面等に付着し、ＰＣＢ脱塩スラッジと洗浄水との接触効率を低下させる要因となる。このため、図５に示すように、攪拌槽３は内壁面３ａを覆って防除膜３ｂを設けている。この防除膜３ｂは攪拌洗浄対象物２が付着することを防止するものであり、防除膜３ｂを通して洗浄水を噴射することで攪拌洗浄対象物２の付着を防止する。
【００１３】
防除膜３ｂは洗浄水を透過させるために透水性を有する構造をなし、セラミック膜、有機膜、濾布、金属メッシュ等の何れでの材質でも良く、その細孔径は目詰まりしない程度のもので、例えばφ１ｍｍである。防除膜３ｂは内壁面３ａの全周を覆って配置し、槽底面から攪拌洗浄対象物２の設定液位より高い所定位置まで配置する。防除膜３ｂは上端および下端が支持部材３ｃを介して内壁面３ａに固定しているが、内壁面３ａへ直接に接着固定することも可能である。
【００１４】
また、攪拌槽３の内部には、図１に示すように、内壁面３ａに装着して飛散防止羽３ｄを設けており、飛散防止羽３ｄは水より軽いＰＣＢ脱塩スラッジが攪拌洗浄時の水流のとどかない位置に付着することを防止するものであり、攪拌洗浄対象物２の設定液位より高い位置、本実施の形態では防除膜３ｂの上端に対応する位置に設けている。攪拌洗浄時に、ＰＣＢ脱塩スラッジは数ｍｍ以上の比較的大きな塊りとなることが多いので、飛散防止羽３ｃは数ｍｍ以下のメッシュ材にて形成し、その材質は付着物が剥離し易いように４フッ化エチレン樹脂等で形成することが好ましい。飛散防止羽３ｄは蓋部４で支持する構造とすることも可能である。
【００１５】
攪拌槽３には、酸を供給するｐＨ調整手段としてのｐＨ調整装置５およびｐＨ計６と、温度調整手段をなすヒーター等の温度調整装置７と、攪拌装置８を設けている。
攪拌装置８はせん断機能を有するカッター状の攪拌翼９と、攪拌翼９を必要回転速度で回転駆動するモータ１０とを備えている。攪拌翼９は上下方向に攪拌流を生じさせる構造であり、例えばパドル状をなす。
【００１６】
攪拌翼９が上下方向に攪拌流を生じさせることで、水よりも比重が軽いＰＣＢ脱塩スラッジを効率的に水を接触させることができ、ＰＣＢ脱塩スラッジ中のＮａＣｌが水に溶出することを促進できる。
【００１７】
攪拌槽３の内壁面から洗浄水を噴射する洗浄手段をなす洗浄装置１１は、図５に示すように、洗浄水供給口１１ａが攪拌槽３の内壁面３ａと防除膜３ｂとの間に連通している。内壁面３ａと防除膜３ｂとの間に供給した洗浄水は防除膜３ｂの膜面全体から槽内に噴出する。この洗浄水は温度が低い方が良く、１０〜２０℃に調整したものであり、例えばｐＨ２程度の硫酸水溶液を使用する。
【００１８】
攪拌槽３の底部には排水装置１２を設けており、排水装置１２はオーバーフロー方式とすることも可能である。
以下、上記した構成における作用を説明する。攪拌槽３に攪拌洗浄対象物２であるＰＣＢ脱塩スラッジ（液処理残渣）と洗浄水とを、飛散防止羽３ｄおよび防除膜３ｂの上端縁を越えない所定液位まで貯留し、攪拌装置８のモータを駆動して攪拌翼９を１０００ｒｐｍ以上の必要回転速度で回転駆動し、３分以上３０分未満の攪拌時間で洗浄操作を行う。
【００１９】
このとき、ｐＨ計６による計測およびｐＨ調整装置５による酸の添加によって攪拌洗浄対象物２をｐＨ３以下の酸性条件を維持し、温度調整装置７によって攪拌洗浄対象物２を加熱して０℃〜１００℃の所定温度範囲、好ましくは２０℃〜３０℃の温度条件を維持する。
【００２０】
この攪拌操作において、産業廃棄物のＰＣＢ脱塩スラッジの液処理残渣は、０℃〜１００℃の所定温度範囲、好ましくは２０℃〜３０℃に加熱することによって軟化しており、攪拌槽３の壁面や攪拌翼９に付着することがなく、攪拌翼９の回転によってＰＣＢ脱塩スラッジにせん断作用を与えることで、ＰＣＢ脱塩スラッジ（液処理残渣）と洗浄水との接触効率が高まり、ＰＣＢ脱塩スラッジに含まれた無機塩類が洗浄水中へ溶出して脱塩が促進される。除去対象物のＮａＣｌは温度を高くしても溶解度の変化は僅かであるので、消費エネルギーを考慮すると３０℃以下が適当である。
【００２１】
この洗浄の際に、ｐＨ３以下の酸性条件を維持することで産業廃棄物が含油性の物質であってもエマルジョン化することを抑制でき、洗浄排水に含まれる有機物（産業廃棄物から洗浄水へ移動する）を低減することができ、洗浄排水の処理が容易となる。また、アルコール等の水溶性有機物を加えることでＰＣＢ脱塩スラッジと洗浄水との混合を促進し、脱塩処理を促進することも可能であるが、排水処理を考慮する必要がある。
【００２２】
また、洗浄の際に、飛散防止羽３ｄが水中から飛散するＰＣＢ脱塩スラッジの飛沫を受け止め、ＰＣＢ脱塩スラッジが防除膜３ｂのない内壁面３ａに付着することを防止する。
洗浄完了後は、排水装置１２によって洗浄排水を含む攪拌洗浄対象物２を攪拌槽３の外部へ取り出し、固液分離後に静置し、洗浄によってリサイクルの際の阻害物質を除去された産業廃棄物を分離し、助燃剤としてサーマルリサイクルする。
【００２３】
攪拌洗浄対象物２の取り出し時には洗浄装置１１を作動させ、攪拌槽３の内壁面３ａと防除膜３ｂとの間に洗浄水を供給し、防除膜３ｂから洗浄水を噴射させて膜面上に水膜層を形成して攪拌洗浄対象物２が付着することを防止する。この洗浄水が攪拌洗浄対象物２に加わることで洗浄排水中の塩濃度が低くなるので洗浄排水処理に有利である。
【００２４】
また、攪拌洗浄時に防除膜３ｂを通して洗浄水を供給し、攪拌洗浄時における防除膜３ｂへのＰＣＢ脱塩スラッジの付着を防止することも可能である。
本実施の形態においては、ＰＣＢ脱塩スラッジに関する処理を例示したが、攪拌洗浄対象物２が無機塩類を含む産業廃棄物である、ＰＣＢ脱塩スラッジ、焼却灰、飛灰、汚泥、スラッジ等の何れであっても本実施の形態と同様の作用効果を奏する。
実施例１
以下に本発明の具体的な実施例を示す。この実施例はＰＣＢの液処理段階で発生する残渣中の塩類を水洗で除去し、助燃剤としてリサイクルするための基礎実験であり、水洗による除去率の確認を行ったものである。
【００２５】
表１に本実施例において使用する液処理残渣のサンプルの性状を示す。
【００２６】
【表１】
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この液処理残渣１０ｇ（ウッドベース）と純水１００ｇとを前述した脱塩装置１と同様の機能を有する実験レベルの攪拌装置であるスターラーで、ｐＨ２、室温（２０〜２５℃）の下で、１０分間攪拌混合し、固形物を５Ａ濾紙で濾過した。この濾過物を遠心分離して、図２に示すように、油分と残渣と水分に分離した。表２に示す結果において、洗浄前の液処理残渣中のトータル塩素濃度は６．６８ｗｔ％であるのに対し、洗浄後の洗浄済残渣中のトータル塩素濃度は１．８２ｗｔ％に低下した。
【００２７】
【表２】
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実施例２
表１に示す液処理残渣３０ｇ（乾燥重量ベース）と純水３００ｇとを、ｐＨ２、室温（２０〜２５℃）の下で、家庭用のミキサーで３０分間攪拌し、固形物を５Ａ濾紙で濾過した。（１回目）
濾過物を乾燥後に再度１０倍量の純水１９０ｇを加え、ｐＨ２、室温（２０〜２５℃）の下で、家庭用のミキサーで３０分間攪拌し、固形物を５Ａ濾紙で濾過した。（２回目）
濾過水を等量のヘキサンと混合した。表３および図３に示す結果において、洗浄前の液処理残渣中のトータル塩素濃度は８．１５ｗｔ％であるのに対し、１回目の洗浄後の洗浄済残渣中のトータル塩素濃度は０．８６ｗｔ％に低下し、２回目の洗浄後の洗浄済残渣中のトータル塩素濃度は０．２２ｗｔ％に低下した。
【００２８】
【表３】
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実施例３
表１に示す液処理残渣３０ｇ（乾燥重量ベース）と純水３００ｇとを家庭用のミキサーで３０分間攪拌し、固形物を５Ａ濾紙で濾過した。（１回目）
濾過物を乾燥させずに再度１０倍量の純水３００ｇと家庭用のミキサーで３０分間攪拌し、固形物を５Ａ濾紙で濾過した。（２回目）
表４および図４に示す結果において、洗浄前の液処理残渣中のトータル塩素濃度は８．１５ｗｔ％であるのに対し、１回目の洗浄後の洗浄済残渣中のトータル塩素濃度は１．５８ｗｔ％に低下し、２回目の洗浄後の洗浄済残渣中のトータル塩素濃度は０．２２ｗｔ％に低下した。
【００２９】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における産業廃棄物の脱塩装置を示す模式図
【図２】濾過物を遠心分離した状態を示す模式図
【図３】ミキサーによる残渣洗浄効果を示すグラフ図
【図４】ミキサーによる残渣洗浄効果を示すグラフ図
【図５】同実施の形態における産業廃棄物の脱塩装置を示す要部拡大図
【符号の説明】
【００３１】
１    産業廃棄物の脱塩装置
２    攪拌洗浄対象物
３    攪拌槽
３ａ  内壁面
３ｂ  防除膜
３ｃ  飛散防止羽
４    蓋部
５    ｐＨ調整装置
６    ｐＨ計
７    温度調整装置
８    攪拌装置
９    攪拌翼
１０    モータ
１１    洗浄装置
１２    排水装置
【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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