(57)【要約】【課題】安価な方法で確実にカドミウムを不溶状態とするカドミウム含有固形物の安定化方法を提供することを課題とする。【解決手段】生成ガスを酸洗浄水で洗浄してカドミウム含有ダストを酸洗浄処理水に移行させる酸洗浄工程１１と、酸洗浄処理水を沈澱分離してカドミウム含有沈澱物スラリを得る沈澱分離工程２１と、生成ガスの酸洗浄後のガス分をアルカリ洗浄して、該ガス分に含有される硫化水素から硫化物を生成しこれを含む硫化物含有液を生成させるアルカリ洗浄工程１２と、カドミウム含有沈澱物スラリと硫化物含有液とを反応させて硫化カドミウム含有物スラリを得る反応工程２２と、硫化カドミウム含有物スラリを固液分離して固形分として硫化カドミウム含有固形物を得る固液分離工程２３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カドミウムを含有する廃棄物のガス化により生成されるカドミウム含有の生成ガスを酸洗浄した酸洗浄処理水に含有されたカドミウムを固形物として分離して得られたカドミウム含有固形物をカドミウムの不溶状態で安定化させる方法において、
生成ガスを酸洗浄水で洗浄して生成ガス中のカドミウム含有ダストを酸洗浄処理水に移行させる酸洗浄工程と、
生成ガスを洗浄後の酸洗浄処理水を沈澱分離することでカドミウム含有沈澱物スラリを液分から分離して得る沈澱分離工程と、
生成ガスを酸洗浄した後のガス分をアルカリ洗浄することで、該ガス分に含有される硫化水素から硫化物を生成しこれを含むアルカリ洗浄処理水を硫化物含有液として生成させるアルカリ洗浄工程と、
カドミウム含有沈澱物スラリと硫化物含有液とを反応させて硫化カドミウムを生成することで硫化カドミウム含有物スラリを生成させ、硫化カドミウム含有物スラリを反応液から分離することで得る反応工程と、
硫化カドミウム含有物スラリを固液分離することで該硫化カドミウム含有物スラリ中の含有液分を分離して固形分として硫化カドミウム含有固形物を得る固液分離工程と、
を有することを特徴とするカドミウム含有固形物の安定化方法。
【請求項２】
カドミウムを含有する廃棄物のガス化により生成されるカドミウム含有の生成ガスを酸洗浄した酸洗浄処理水に含有されたカドミウムを固形物として分離して得られたカドミウム含有固形物をカドミウムの不溶状態で安定化させる方法において、
生成ガスを酸洗浄水で洗浄して生成ガス中のカドミウム含有ダストを酸洗浄処理水に移行させる酸洗浄工程と、
生成ガスを洗浄後の酸洗浄処理水を沈澱分離することでカドミウム含有沈澱物スラリを液分から分離して得る沈澱分離工程と、
洗浄後の生成ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして得る硫化水素含有ガス取得工程と、
硫化水素含有ガスを水酸化ナトリウム水溶液に接触させて硫化ナトリウム含有液を調製する硫化ナトリウム含有液調製工程と、
カドミウム含有沈澱物スラリと硫化ナトリウム含有液とを反応させて硫化カドミウムを生成することで硫化カドミウム含有物スラリを生成させ、硫化カドミウム含有物スラリを反応液から分離することで得る反応工程と、
硫化カドミウム含有物スラリを固液分離することで該硫化カドミウム含有物スラリ中の含有液分を排除分離して固形分として硫化カドミウム含有固形物を得る固液分離工程と、
を有することを特徴とするカドミウム含有固形物の安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物のガス化により生成された生成ガス中のカドミウムを分離して得られるカドミウム含有固形物をカドミウムの不溶状態で安定化させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物は可燃分を含んでおり、この廃棄物をガス化して可燃ガスを含む精製ガスとして得て、これを燃料として利用することが多い。
【０００３】
しかし、廃棄物には重金属類が含まれていることも多く、したがって、廃棄物をガス化した際に、この重金属類がダストとしてガス中に含まれてしまう。特許文献１では、ガスを洗浄して、ダストを含む洗浄処理水を処理して、重金属類を含む固形物を液分から分離し、該固形物に対して重金属類の溶出防止処理を施した後に埋立処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−００１０４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
廃棄物中に重金属類としてカドミウムが含まれていると、上記固形物にもカドミウムが含有されることになる。カドミウムは有害性が高いので、近年、カドミウムに関する規制が見直されており、カドミウム含有廃棄物を特別管理廃棄物として取り扱う基準が従来０．３ｍｇ／Ｌ以上の溶出量であったが、基準改正により、０．０９ｍｇ／Ｌ以上の溶出量とするように引き下げられ、カドミウムを含む固形分が０．０９ｍｇ／Ｌ以上の溶出量であれば特別管理廃棄物と指定されて、その取扱いに厳しい規制がなされる。そこで、この溶出量基準未満とし埋立処理後に固形物からカドミウムが溶出することを防止するために、高価なキレート系薬剤を添加して不溶化処理を行う必要が生じ、処理コストが高くなるという問題が生じていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、安価な方法で確実に固形物からカドミウムが溶出することを防止するカドミウム含有固形物の安定化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題は、本発明によれば、次の第一発明そして第二発明のいずれかによっても解決される。
【０００８】
＜第一発明＞
カドミウムを含有する廃棄物のガス化により生成されるカドミウム含有の生成ガスを酸洗浄した酸洗浄処理水に含有されたカドミウムを固形物として分離して得られたカドミウム含有固形物をカドミウムの不溶状態で安定化させる方法において、
生成ガスを酸洗浄水で洗浄して生成ガス中のカドミウム含有ダストを酸洗浄処理水に移行させる酸洗浄工程と、
生成ガスを洗浄後の酸洗浄処理水を沈澱分離することでカドミウム含有沈澱物スラリを液分から分離して得る沈澱分離工程と、
生成ガスを酸洗浄した後のガス分をアルカリ洗浄することで、該ガス分に含有される硫化水素から硫化物を生成しこれを含むアルカリ洗浄処理水を硫化物含有液として生成させるアルカリ洗浄工程と、
カドミウム含有沈澱物スラリと硫化物含有液とを反応させて硫化カドミウムを生成することで硫化カドミウム含有物スラリを生成させ、硫化カドミウム含有物スラリを反応液から分離することで得る反応工程と、
硫化カドミウム含有物スラリを固液分離することで該硫化カドミウム含有物スラリ中の含有液分を分離して固形分として硫化カドミウム含有固形物を得る固液分離工程と、
を有することを特徴とするカドミウム含有固形物の安定化方法。
【０００９】
このような構成の第一発明によると、カドミウムを固形物として含有する酸洗浄処理水を沈澱分離してカドミウム含有沈澱物スラリを得、一方、生成ガスを酸洗浄後のガス分をアルカリ洗浄して硫化水素から硫化物を生成しこれを含有するアルカリ洗浄処理水を硫化物含有液として得、上記カドミウム含有沈澱物スラリと硫化物含有液とを反応させる。この反応により硫化カドミウムを生成し、硫化カドミウム含有物スラリを得る。この硫化カドミウムは不溶性であり、硫化カドミウム含有物スラリは固液分離されて硫化カドミウム含有固形物として埋立処分が可能となる。
【００１０】
＜第二発明＞
カドミウムを含有する廃棄物のガス化により生成されるカドミウム含有の生成ガスを酸洗浄した酸洗浄処理水に含有されたカドミウムを固形物として分離して得られたカドミウム含有固形物をカドミウムの不溶状態で安定化させる方法において、
生成ガスを酸洗浄水で洗浄して生成ガス中のカドミウム含有ダストを酸洗浄処理水に移行させる酸洗浄工程と、
生成ガスを洗浄後の酸洗浄処理水を沈澱分離することでカドミウム含有沈澱物スラリを液分から分離して得る沈澱分離工程と、
洗浄後の生成ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして得る硫化水素含有ガス取得工程と、
硫化水素含有ガスを水酸化ナトリウム水溶液に接触させて硫化ナトリウム含有液を調製する硫化ナトリウム含有液調製工程と、
カドミウム含有沈澱物スラリと硫化ナトリウム含有液とを反応させて硫化カドミウムを生成することで硫化カドミウム含有物スラリを生成させ、硫化カドミウム含有物スラリを反応液から分離することで得る反応工程と、
硫化カドミウム含有物スラリを固液分離することで該硫化カドミウム含有物スラリ中の含有液分を分離して固形分として硫化カドミウム含有固形物を得る固液分離工程と、
を有することを特徴とするカドミウム含有固形物の安定化方法。
【００１１】
このような構成の第二発明によると、カドミウムを固形物として含有する酸洗浄処理水を沈澱分離してカドミウム含有沈澱物スラリを得、一方、洗浄後の生成ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして得て、該硫化水素含有ガスを水酸化ナトリウム水溶液に接触させて硫化ナトリウム含有液を得、上記カドミウム含有沈澱物スラリと硫化ナトリウム含有液とを反応させる。この反応により硫化カドミウムを生成し、硫化カドミウム含有物スラリを得る。この硫化カドミウムは不溶性であり、硫化カドミウム含有物スラリは固液分離されて硫化カドミウム含有固形物として埋立処分が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、カドミウム含有固形物のカドミウムを不溶性の硫化カドミウムとすることとし、第一発明では、この硫化カドミウムの生成のためにカドミウム含有沈澱物スラリと反応させる硫化物含有液としてアルカリ洗浄処理水を得、第二発明では、上記硫化カドミウム生成のために、カドミウム含有沈澱物スラリと反応させる硫化ナトリウム含有液を、洗浄後の生成ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして得た後に該硫化水素含有ガスを水酸化水溶液に接触させることで得ることとしたので、第一発明では、もともと生成ガスの精製に際して得られるアルカリ洗浄処理水を用い、第二発明では、洗浄後の生成ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして用い、さらに、安価な水酸化ナトリウム水溶液を用いるだけなので、きわめて安価な方法で確実に固形物からカドミウムが溶出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態としてのカドミウム含有固形物を安定化させる工程を示すブロック図である。
【図２】本発明の第二実施形態としてのカドミウム含有固形物を安定化させる工程を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面にもとづいて、本発明に係るカドミウム含有固形物の安定化方法についての実施形態を説明する。
【００１５】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明についての第一実施形態に係るカドミウム含有固形物の安定化のための工程を示すブロック図である。
【００１６】
図１には、外部から供給されたカドミウムを含む廃棄物を熱分解・部分酸化させることによりガス化して生成したガス化ガス（生成ガス、粗ガス）を酸洗浄水及びアルカリ洗浄水によって洗浄して精製ガスを生成するガス精製工程Ｉと、該ガス精製工程で使用された洗浄水を処理する過程で生成するカドミウム含有物を処理するカドミウム処理工程IIとが示されている。本実施形態に係るカドミウム含有固形物の安定化方法は、上記カドミウム処理工程IIにより構成されている。
【００１７】
［ガス化ガス］
カドミウムを含む廃棄物を熱分解・部分酸化させることによりガス化して生成したガス化ガスには、水素、一酸化炭素、炭化水素の可燃ガス、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、塩化水素（ＨＣｌ）等の気体成分、カドミウム、金属類、廃棄物の灰成分を含むダスト等が含まれている。
【００１８】
［ガス精製工程］
上記ガス精製工程Ｉは、上記ガス化ガスを酸洗浄水により冷却そして洗浄する冷却・酸洗浄工程１１と、該冷却・酸洗浄工程１１からのガス化ガスをアルカリ洗浄水により洗浄するアルカリ洗浄工程１２と、該アルカリ洗浄工程１２からのガス化ガスに脱硫液による脱硫処理を施す脱硫工程１３と、水分を除去する除湿工程１４とを有しており、これらの工程で、ガス化ガスは次のごとく処理されて精製ガスとなる。
【００１９】
＜冷却・酸洗浄工程＞
冷却・酸洗浄工程１１は、ガス化ガスにｐＨ２〜６の酸洗浄水を噴霧するなどして接触させ、該ガス化ガスを冷却および洗浄する冷却・酸洗浄を行い、ガス化ガス中のカドミウム、金属類を酸洗浄水に溶解あるいは捕捉させて、該ガス化ガス中から除去し、洗浄後の酸洗浄処理水にこの除去成分を溶解含有せしめる。
【００２０】
冷却・酸洗浄工程１１でのガス洗浄に使用された酸洗浄処理水は回収され、再度、該冷却・酸洗浄工程１１に供給されることにより該酸洗浄水として循環使用されている。上記ガス洗浄に使用された酸洗浄処理水には、ガス化ガスから除去した上記除去成分が蓄積される。該酸洗浄処理水は一部が抜き出されて、後述するように、カドミウム処理工程IIへ送られる。
【００２１】
＜アルカリ洗浄工程＞
アルカリ洗浄工程１２は、上記冷却・酸洗浄工程１１で冷却・酸洗浄されたガス化ガスにアルカリ洗浄水を噴霧するなどして接触させ、該ガス化ガスのアルカリ洗浄を行い、該ガス化ガス中の塩化水素（ＨＣｌ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）をアルカリ洗浄水に溶解させて該ガス化ガスから除去し、洗浄後のアルカリ洗浄処理水にこの除去成分を溶解含有せしめる。
【００２２】
アルカリ洗浄工程１２でのガス洗浄に使用されたアルカリ洗浄処理水は回収され、再度、該アルカリ洗浄工程１２に供給されることによりアルカリ洗浄水として循環使用されている。上記アルカリ洗浄工程１２で供給されるアルカリ洗浄水は、好ましい形態として、ガス化ガスの洗浄に先立ち水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が添加されることによりｐＨが７〜８．５に調整されている。また、上記アルカリ洗浄工程でのガス洗浄に使用されたアルカリ洗浄処理水には、ガス化ガスから除去した塩化水素（ＨＣｌ）が水酸化ナトリウムと反応して生成された塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）と、硫化水素（Ｈ２Ｓ）が水酸化ナトリウムと反応して生成された硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）がそれぞれ溶解して蓄積される。アルカリ洗浄処理水は一部が抜き出されて、硫化物含有液として後述するように、カドミウム処理工程II（反応工程２２）へ送られる。
【００２３】
＜脱硫工程＞
アルカリ洗浄工程１２では、酸洗浄後のガス化ガスがアルカリ洗浄されることで、ガス中の硫化水素（Ｈ２Ｓ）は、アルカリ洗浄水に溶解されガス化ガスから除去されるが、一部が該ガス化ガスに残存する。
【００２４】
脱硫工程１３では、アルカリ洗浄工程１２で洗浄されたガス化ガスに鉄キレート剤（鉄キレート錯体）を含む脱硫液を接触させ、該ガス化ガスに残存する硫化水素（Ｈ２Ｓ）をガス化ガスから除去する。そして、硫化水素が除去されたガス化ガスは精製ガスとして該脱硫工程１３から送り出される。脱硫液として鉄キレート剤を使用する脱硫方法は公知であるので、ここでは説明を省略する。本実施形態では、鉄キレート剤を用いて脱硫することとしたが、脱硫方法はこれに限られず、例えば、ナフトキノンスルホン酸ナトリウムを用いる脱硫、ピクリン酸を用いる脱硫、タカハックス、フマックスロダックスなどの方法を適用することができる。
【００２５】
＜除湿工程＞
脱硫工程１３で硫化水素が除去されたガス化ガスは、除湿工程１４にて水分を除去され、精製ガスとして送り出される。
【００２６】
このように、上記ガス化ガスは、上記冷却・酸洗浄工程１１、アルカリ洗浄工程１２、脱硫工程１３そして除湿工程１４を経て精製される。精製されたガス化ガス、すなわち精製ガスは燃料用ガスなどとして利用される。
【００２７】
［カドミウム処理工程］
次に、上述のガス精製工程Ｉにてガスの洗浄に使用された酸洗浄処理水に含まれるカドミウムを処理するためのカドミウム処理工程IIについて説明する。
【００２８】
ガス化ガスの洗浄に使用された酸洗浄処理水およびアルカリ洗浄処理水には、該ガス化ガスから除去した成分が蓄積されており、カドミウム処理工程IIで、カドミウムが溶出しない固形物として埋立処分に適した状態にされる。
【００２９】
カドミウム処理工程IIは、沈澱分離工程２１、反応工程２２そして固液分離工程２３を順に有している。以下、各工程について説明する。
【００３０】
＜酸洗浄処理水の沈澱分離工程＞
酸洗浄処理水の沈澱分離工程２１では、冷却・酸洗浄工程１１でガス化ガスの洗浄に使用された酸洗浄処理水に含まれるカドミウムを含むダスト等固形物を沈澱分離し、上澄みとして得られる残部の酸洗浄処理水を後述の洗浄水処理工程３０へ供給する。カドミウム含有沈澱物は液分とともにカドミウム含有沈澱物スラリを生成し、このカドミウム含有沈澱物スラリが次工程の反応工程２２へ送られる。沈澱分離工程２１で用いられる沈澱分離装置の形態は特に制限を受けるものではなく、比重沈降分離装置、遠心分離装置、ろ過装置、とすることができる。また、後述の工程で用いる固液分離装置についても同様である。
【００３１】
なお、沈澱分離工程２１で上澄みとして得られた酸洗浄処理水は、副生塩製造のための洗浄水処理工程３０に送られるが、この副生塩製造は本発明の要旨とするところではないので、その説明は省略する。
【００３２】
＜反応工程＞
反応工程２２では、上記沈澱分離工程２１で得られたカドミウム含有沈澱物スラリを反応槽へ受ける。さらに、アルカリ洗浄工程１２でアルカリ洗浄に供し硫化水素（Ｈ２Ｓ）がアルカリと反応して生成した硫化物（例えばＮａＳ）を含むアルカリ洗浄処理水であって、硫化物含有液として得られた液を反応槽へ受ける。反応槽では、カドミウム含有沈澱物スラリと硫化物含有液とが混合され、カドミウムが硫化物と反応して硫化カドミウムが生成し、カドミウムが不溶性の状態となった硫化カドミウム含有物スラリが生成される。反応槽内の残部のアルカリ洗浄処理水は洗浄水処理工程３０に送られる。
【００３３】
＜固液分離工程＞
固液分離工程２３では、上記反応工程２２からの硫化カドミウム含有スラリを受け、例えばフィルタプレス等の固液分離装置で硫化カドミウム含有スラリを固液分離により液分を分離することで硫化カドミウム含有固形物を得る。かくして、カドミウムが不溶状態となったカドミウム含有固形物は埋立処分が可能となる。
【００３４】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、図２にその概要構成図が示されているように、アルカリ洗浄工程１２でアルカリ洗浄されたガス化ガスには硫化水素が残存しており、このアルカリ洗浄後のガス化ガスの少なくとも一部を硫化水素（Ｈ２Ｓ）含有ガスとして用い、硫化ナトリウム液調製工程２４で水酸化ナトリウム水溶液と接触させて硫化ナトリウム含有液を生成し、これを反応工程２２へ送りカドミウム含有沈澱物スラリと反応させる点において、図１に示される第一実施形態とは相違しており、他の工程、すなわち、ガス精製工程Ｉ（冷却・酸洗浄工程１１から除湿工程１４まで）と、カドミウム処理工程IIの沈澱分離工程２１そして固液分離工程２３と、さらには、副生塩製造のための洗浄水処理工程３０は第一実施形態と同じであり、同一符号を付すことで、その説明は省略する。
【００３５】
図２に見られるように、本実施形態では、生成ガスを酸洗浄後のガス分をアルカリ洗浄工程１２でアルカリ洗浄するとともに、アルカリ洗浄後のガス化ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして用いる。アルカリ洗浄処理水は副生塩製造のための洗浄水処理工程３０へ送られる。上記硫化水素含有ガスは、硫化ナトリウム液調製槽へ送られる。該硫化ナトリウム液調製槽へは水酸化ナトリウム水溶液が供給されており、硫化ナトリウム液調製工程２４として、上記硫化ナトリウム液調製槽内で、硫化水素含有ガスが水酸化ナトリウム水溶液と接触し、硫化ナトリウム（Ｎａ２Ｓ）含有液を生ずる。
【００３６】
上記硫化ナトリウム含有液は反応工程２２へ送られ、沈澱分離工程２１からのカドミウム含有沈澱物スラリと混合され、カドミウムが硫化ナトリウムと反応して硫化カドミウムが生成し、カドミウムが不溶性の状態となった硫化カドミウム含有物スラリが生成される。しかる後、該硫化カドミウム含有物スラリを固液分離工程２３で液分を分離し、埋立処分可能なカドミウム含有固形物を得る。
【００３７】
図２に示す実施形態では、アルカリ洗浄後のガス化ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして用いたが、酸洗浄後のガス化ガスにも硫化水素が含まれており、酸洗浄後のガス化ガスの少なくとも一部を硫化水素含有ガスとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１１  冷却・酸洗浄工程
１２  アルカリ洗浄工程
２１  沈澱分離工程
２２  反応工程
２３  固液分離工程
２４  硫化ナトリウム含有液調製工程
【図１】
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【図２】
2017023949.tif 000004