(57)【要約】【課題】焼却灰を水洗脱塩してセメント原料等として再利用するにあたり、装置及び運転コストを低減する。【解決手段】焼却灰（飛灰Ａ）に水（溶解水Ｗ）を添加してスラリー化し、スラリーに強アルカリＳＡを添加した後固液分離し、固液分離によって得られたろ液（排水Ｄ１）にＣＯ2ガス（セメントキルン排ガスＧ）を添加し、ＣＯ2ガス添加後のろ液（排水Ｄ２）から重金属類を分離する焼却灰の水洗脱塩方法。スラリーのｐＨが１３以上になるように強アルカリをスラリーに添加し、ＣＯ2ガスの添加によりろ液のｐＨを９．５以下に調整し、重金属類を分離した後のろ液を放流することができる。強アルカリとして、水酸化ナトリウム又は／及び水酸化カリウムを用いることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却灰に水を添加してスラリー化し、
該スラリーに強アルカリを添加した後固液分離し、
該固液分離によって得られたろ液にＣＯ2ガスを添加し、
該ＣＯ2ガス添加後のろ液から重金属類を分離することを特徴とする焼却灰の水洗脱塩方法。
【請求項２】
前記スラリーのｐＨが１３以上になるように、前記強アルカリを該スラリーに添加することを特徴とする請求項１に記載の焼却灰の水洗脱塩方法。
【請求項３】
前記ＣＯ2ガスの添加により前記ろ液のｐＨを９．５以下に調整し、
前記重金属類を分離した後のろ液を放流することを特徴とする請求項１又は２に記載の焼却灰の水洗脱塩方法。
【請求項４】
前記強アルカリとして、水酸化ナトリウム又は／及び水酸化カリウムを用いることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の焼却灰の水洗脱塩方法。
【請求項５】
前記ＣＯ2ガスとして、セメントキルン排ガスを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の焼却灰の水洗脱塩方法。
【請求項６】
焼却灰に水を添加してスラリー化すると共に、該スラリーに強アルカリを添加する溶解槽と、
前記溶解槽から排出されるスラリーを固液分離する脱水機と、
前記脱水機からのろ液とＣＯ2ガスとを反応させるガス反応槽と、
該ガス反応槽の排水から重金属類を分離する沈殿処理装置とを備えることを特徴とする焼却灰の水洗脱塩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみ等を焼却した際に発生する焼却灰を水洗してセメント原料等として再利用する方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみ等を焼却した際に発生する焼却灰（主灰、飛灰、混合灰等、以下「焼却灰」という。）をセメント原料等として有効利用するため、水洗脱塩装置が用いられている。この装置は、焼却灰を水洗脱塩する水洗脱塩部と、水洗脱塩部から排出されるろ液の排水処理を行う排水処理部とで構成される。
【０００３】
水洗脱塩部は、特許文献１に開示されるように、焼却灰から塩素を水洗除去するだけでなく、焼却灰から溶出するカルシウムイオン（Ｃａ2+）を固相側に析出させる。これは、カルシウムイオンと、硫酸イオン（ＳＯ42-）から硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）を生じ、この硫酸カルシウムが排水処理部においてスケールとして水洗脱塩部より後段の装置に付着し、装置の安定運転を阻害することを防止するためである。
【０００４】
一方、排水処理部は、特許文献２に開示されるように、焼却灰から水洗後のろ液中に溶出した重金属類を回収し、排水を浄化して放流するために設けられる。
【０００５】
上述した焼却灰の水洗脱塩装置について図２を参照しながら詳細に説明する。尚、同図において、実線の矢線は固体の流れを、破線の矢線は液体（スラリーを含む）及び気体の流れを各々示す。
【０００６】
この水洗脱塩装置１１は、焼却灰Ａ１を貯留するホッパ１３と、ホッパ１３からの焼却灰Ａ１を溶解水Ｗと混合して水溶性塩素等を溶解させる溶解槽１４と、溶解槽１４からのスラリーＳ１とガスＧを反応させるガス反応槽１５と、ガス反応槽１５からのスラリーＳ２を脱水する脱水機１６とを有する水洗脱塩部１２と、脱水機１６の排水Ｄ４に薬剤を添加して重金属類の沈殿を促進させる薬剤反応槽１８と、薬剤反応槽１８の排水Ｄ５に含まれる重金属類を沈降回収する沈降槽１９とを有する排水処理部１７とで構成される。
【０００７】
水洗脱塩部１２において、ホッパ１３から溶解槽１４に焼却灰Ａ１を供給し、さらに溶解水Ｗも供給して焼却灰Ａ１をスラリー化し、溶解水Ｗに焼却灰Ａ１に含まれる水溶性塩素等を溶解させる。次に、スラリーＳ１をガス反応槽１５に供給し、さらにセメントキルン排ガスＧをガス反応槽１５に供給し、ガス反応槽１５内のｐＨを１０〜１１程度に調整しながら、電磁波処理を行う。これによって、カルシウムイオン（Ｃａ2+）と炭酸イオン（ＣＯ32-）を反応させて炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）として析出させ、スラリーＳ１に溶出したカルシウムイオンを除去する。
【０００８】
そして、ガス反応槽１５から排出されるスラリーＳ２を脱水機１６に供給して固液分離し、固形分Ｃ１をセメント原料としてセメントキルンに投入し、ろ液である排水Ｄ４を排水処理部１７に供給する。
【０００９】
排水処理部１７において、キレート剤や硫化剤等の薬剤Ｍにより、薬剤反応槽１８に供給された排水Ｄ４のｐＨを７〜９程度に調整した後、ｐＨ調整後の排水Ｄ５に含まれる重金属類を沈降槽１９内に沈降させ、浄化され排水基準を満たす排水Ｄ６を放流する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４５３８６８８号公報
【特許文献２】特許第５７０９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記水洗脱塩装置１１では、水洗脱塩部１２でカルシウムイオンを固相側に析出させるために多量のセメントキルン排ガスＧを要し、それに伴ってガス反応槽１５等の装置を大型化する必要があり、さらに、電磁波処理に要する電力を確保する必要があった。また、排水処理部１７で重金属類を回収するために多量の薬剤Ｍを使用するため、運転コストの面で改善の余地があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、焼却灰を水洗脱塩してセメント原料等として再利用するにあたり、装置及び運転コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、焼却灰の水洗脱塩方法であって、焼却灰に水を添加してスラリー化し、該スラリーに強アルカリを添加した後固液分離し、該固液分離によって得られたろ液にＣＯ2ガスを添加し、該ＣＯ2ガス添加後のろ液から重金属類を分離することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る焼却灰の水洗脱塩方法によれば、焼却灰に水を添加して生成したスラリーに含まれるカルシウムイオンを強アルカリによって固相側に析出させることができるため、多量のセメントキルン排ガスを用いる必要がなく、装置の大型化を回避することができ、さらに電磁波処理も不要となるため、装置及び運転コストを低減することができる。
【００１５】
さらに、ろ液に溶出する重金属類をＣＯ2ガスによって分離することができるため、従来のように多量の薬剤を用いる必要がなく、運転コストをさらに低減することができる。
【００１６】
上記焼却灰の水洗脱塩方法において、前記スラリーのｐＨが１３以上になるように、前記強アルカリを該スラリーに添加することができる。
【００１７】
前記ＣＯ2ガスの添加により前記ろ液のｐＨを９．５以下に調整し、前記重金属類を分離した後のろ液を放流することができる。
【００１８】
前記強アルカリとして、水酸化ナトリウム又は／及び水酸化カリウムを用いることができると共に、前記ＣＯ2ガスとして、セメントキルン排ガスを用いることができる。
【００１９】
さらにまた、本発明は、焼却灰の水洗脱塩装置であって、焼却灰に水を添加してスラリー化すると共に、該スラリーに強アルカリを添加する溶解槽と、前記溶解槽から排出されるスラリーを固液分離する脱水機と、前記脱水機からのろ液とＣＯ2ガスとを反応させるガス反応槽と、該ガス反応槽の排水から重金属類を分離する沈殿処理装置とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、上記発明と同様に、焼却灰に水を添加して生成したスラリーに含まれるカルシウムイオンを強アルカリによって固相側に析出させることができるため、装置及び運転コストを低減することができ、さらに、ろ液に溶出する重金属類をＣＯ2ガスによって分離することができるため運転コストをさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、焼却灰を水洗脱塩してセメント原料等として再利用するにあたり、装置及び運転コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる焼却灰の水洗脱塩装置の一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】従来の焼却灰の水洗脱塩装置の一例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明に係る焼却灰の水洗脱塩装置について、図１を参照しながら説明する。尚、同図において、実線の矢線は固体の流れを、破線の矢線は液体（スラリーを含む）及び気体の流れを各々示す。また、以下の説明では、飛灰を処理する場合を例にとって説明する。
【００２４】
図１に示すように、この水洗脱塩装置１は、受け入れた飛灰Ａを貯留するホッパ３と、ホッパ３からの飛灰Ａを溶解水Ｗと混合する溶解槽４と、溶解槽４からのスラリーＳを脱水する脱水機６とを有する水洗脱塩部２と、脱水機６の排水Ｄ１に含まれる重金属類の沈殿を促進させるガス反応槽８と、ガス反応槽８の排水Ｄ２に含まれる重金属類を分離する沈殿処理装置としての沈降槽９とを有する排水処理部７とで構成される。
【００２５】
ホッパ３、脱水機６、ガス反応槽８及び沈降槽９の各々は、上述した従来の水洗脱塩装置１１における、ホッパ１３、脱水機１６、ガス反応槽１５及び沈降槽１９の各々と同様の機能を有するため、詳細な説明を省略する。また、沈降槽９に代えて砂ろ過器を用いることもできる。
【００２６】
次に、上記構成を有する水洗脱塩装置１の動作について、図１を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
水洗脱塩部２において、ホッパ３から溶解槽４に飛灰Ａを供給し、さらに溶解水Ｗも供給して飛灰Ａをスラリー化し、溶解水Ｗに飛灰Ａに含まれる水溶性塩素等を溶解させる。また、溶解槽４に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）等の強アルカリＳＡをさらに供給し、溶解槽４内のｐＨを１３以上に調整する。
【００２８】
このｐＨ調整により、飛灰ＡからスラリーＳ中に溶出したカルシウムスケールの原因となる水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）が固相側に析出するため、従来のようなガス反応槽１５が不要となり、装置の大型化を回避することができる。さらに、電磁波処理を行う必要もないため、飛灰Ａの処理コストを大幅に低減することができる。
【００２９】
溶解槽４で生成したスラリーＳを脱水機６に供給して固液分離し、固形分Ｃをセメント原料としてセメントキルンに投入し、ろ液である排水Ｄ１を排水処理部７に供給する。
【００３０】
排水処理部７において、セメントキルン排ガスＧによってガス反応槽８に供給された排水Ｄ１のｐＨを９．５以下に調整することで、排水Ｄ１中の重金属類の沈殿を促進する。セメントキルン排ガスＧを用いるだけであるため、従来のような薬剤Ｍを使用する必要がなく、飛灰Ａの処理コストをさらに低減することができる。
【００３１】
そして、ガス反応槽８から排出される排水Ｄ２に含まれる重金属類を沈降槽９内に沈降させ、浄化され排水基準を満たす排水Ｄ３を放流する。
【００３２】
尚、上記実施の形態においては、脱水機６で分離した固形分Ｃをセメント原料としてセメントキルンに投入したが、その他の用途に用いることもできる。また、セメントキルン排ガスＧによってガス反応槽８に供給された排水Ｄ１のｐＨを９．５以下に調整したが、他のＣＯ2ガス源を用いることもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１  水洗脱塩装置
２  水洗脱塩部
３  ホッパ
４  溶解槽
６  脱水機
７  排水処理部
８  ガス反応槽
９  沈降槽
Ａ  飛灰
Ｃ  固形分
Ｄ１〜Ｄ３  排水
Ｇ  セメントキルン排ガス
Ｓ  スラリー
ＳＡ  強アルカリ
Ｗ  溶解水
【図１】
2017035646.tif 000003
【図２】
2017035646.tif 000004