(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性塩素含有粉体と、この水溶性塩素含有粉体に対して２〜５質量倍の洗浄水とを撹拌してスラリーとし、得られたスラリーを圧搾して固液分離を行い、固形分と塩素を含む濾液とに分離し、この濾液を加熱手段または脱水手段により濃縮し、この濾液に含まれる塩素および／または塩素化合物を蒸発あるいは析出させて回収する水溶性塩素含有粉体の洗浄方法であって、
予め、前記固形分における塩素濃度の許容範囲の５０００ｐｐｍ以下と、前記濾液における塩素濃度の許容範囲の４０，０００ｐｐｍ以上かつ９０，０００ｐｐｍ以下とから、前記濾液の導電率の許容値を２３０ｍＳ／ｍを上限と定めておき、
前記濾液の導電率を測定し、得られた測定値を前記導電率の許容値と比較し、前記測定値が前記導電率の許容値以下であれば、この濾液を前記洗浄水として再利用し、前記測定値が前記導電率の許容値を超えていれば、この濾液に所定の排水処理を施し、放流することを特徴とする水溶性塩素含有粉体の洗浄方法。
【請求項２】
前記撹拌の際に加温し、前記スラリーの温度を４０〜７０℃とすることを特徴とする請求項１記載の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法。
【請求項３】
前記水溶性塩素含有粉体は、セメント製造設備にて発生する脱塩バイパスダストであることを特徴とする請求項１または２記載の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性塩素含有粉体の洗浄方法に関し、更に詳しくは、セメント製造設備にて発生する脱塩バイパスダスト等の水溶性塩素含有粉体を洗浄する際の水の量を低減するとともに、この洗浄水を固液分離して得られる濾液から塩素を効率良く回収することのできる水溶性塩素含有粉体の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全及び資源の有効利用の観点から、セメント製造設備においても、産業廃棄物の有効利用が進められている。
ところで、近年における産業廃棄物の処理量の増加に伴って、この産業廃棄物に含まれる塩素等のハロゲンの量も増加しており、ハロゲン、特に塩素がセメントの品質やセメントキルン系の操業に悪影響を及ぼす虞がある。
特に、セメント製造設備から生じる脱塩バイパスダスト、あるいは飛灰等は、多量の塩素化合物を含んでいるので、再びセメント原料として再利用するには、これらの塩素化合物を取り除く必要がある。
そこで、塩素バイパスダストや飛灰から塩素化合物を取り除く方法として、脱塩処理、水洗浄等、様々な方法が提案されている。
【０００３】
この様な方法の１つとして、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濾過により固形分と濾液に分離し、この濾液に還元剤及びｐＨ調整剤を添加して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とともに、得られた濾液を加熱・蒸発により濃縮して塩素化合物を晶析させ、その後、濾過して塩素化合物を含む固形分と母液とに分離し、この塩素化合物を回収する方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１０５６９２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、従来の塩素を回収する方法の多くは、廃棄物を含むスラリーを固液分離・洗浄して得られた固形分である脱水ケーキを、セメント製造設備のセメント原料として有効利用することを目的としたものであるから、脱水ケーキの塩素濃度を低減することが主目的となっており、発生する濾液の利用や濾液からの塩素の回収等については、殆ど考慮されていないのが現状である。
例えば、水溶性のハロゲン含有粉体を水洗浄することによりハロゲンを除去する方法においては、ハロゲン含有粉体を洗浄する水の量を一定とした場合、このハロゲン含有粉体のハロゲン含有量が多いと、濾液中のハロゲンの濃度が高くなり、したがって、脱水ケーキ中のハロゲン濃度が高くなり、セメント原料として有効利用する際に問題となる。
【０００５】
一方、このハロゲン含有粉体のハロゲン含有量が少ないと、濾液中のハロゲンの濃度が低くなり、したがって、脱水ケーキ中のハロゲン濃度も低くなるので好都合であるが、濾液を得るまでの水処理量が低減されるわけではない。また、濾液からハロゲンを回収することを考えた場合、ハロゲンの濃度が低い分、蒸発や脱水による水の量が非常に多くなってしまい、非効率であるとともに、不経済でもある。
【０００６】
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、セメント製造設備にて発生する脱塩バイパスダスト等の水溶性塩素含有粉体を洗浄する際の水の量を低減するとともに、この洗浄水を固液分離して得られる濾液から塩素を効率良く回収することが可能な水溶性塩素含有粉体の洗浄方法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】
【０００７】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、水溶性塩素含有粉体と洗浄水とを混合したスラリーを固液分離して固形分と塩素を含む濾液とに分離する際に、予め、固形分における塩素濃度の許容範囲と、濾液における塩素濃度の許容範囲とから、この濾液の導電率の許容値を定めておき、この濾液の導電率を測定して得られた測定値を、導電率の許容値と比較し、測定値が導電率の許容値以下の場合に、この濾液を洗浄水として再利用することとすれば、水溶性塩素含有粉体を洗浄する際の水の量を低減することができ、濾液から塩素を効率良く回収することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法は、水溶性塩素含有粉体と、この水溶性塩素含有粉体に対して２〜５質量倍の洗浄水とを撹拌してスラリーとし、得られたスラリーを圧搾して固液分離を行い、固形分と塩素を含む濾液とに分離し、この濾液を加熱手段または脱水手段により濃縮し、この濾液に含まれる塩素および／または塩素化合物を蒸発あるいは析出させて回収する水溶性塩素含有粉体の洗浄方法であって、予め、前記固形分における塩素濃度の許容範囲の５０００ｐｐｍ以下と、前記濾液における塩素濃度の許容範囲の４０，０００ｐｐｍ以上かつ９０，０００ｐｐｍ以下とから、前記濾液の導電率の許容値を２３０ｍＳ／ｍを上限と定めておき、前記濾液の導電率を測定し、得られた測定値を前記導電率の許容値と比較し、前記測定値が前記導電率の許容値以下であれば、この濾液を前記洗浄水として再利用し、前記測定値が前記導電率の許容値を超えていれば、この濾液に所定の排水処理を施し、放流することを特徴とする。
【０００９】
この水溶性塩素含有粉体の洗浄方法では、固液分離により得られた濾液の導電率を測定し、この測定値を予め定められた導電率の許容値（２３０ｍＳ／ｍ）と比較し、この測定値が導電率の許容値以下のときに、この濾液を洗浄水として再利用することにより、水溶性塩素含有粉体を洗浄する際の水の量を低減する。
また、この濾液を洗浄水として再利用することにより、固液分離により得られた濾液の塩素濃度が比較的高いものとなり、この濾液から塩素を回収することで塩素の回収効率が向上する。
【００１０】
前記水溶性塩素含有粉体は、セメント製造設備にて発生する脱塩バイパスダストであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法によれば、固液分離により得られた濾液の導電率を測定し、この測定値を予め定められた導電率の許容値と比較し、この測定値が導電率の許容値以下のときに、この濾液を洗浄水として再利用するので、水溶性塩素含有粉体を洗浄する際の洗浄水の量を低減することができる。
また、この濾液を洗浄水として再利用するので、固液分離により得られた濾液の塩素濃度を比較的高いものとすることができ、その結果、この濾液からの塩素の回収効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法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。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法に用いられる水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄装置を示す模式図である。
図において、１は洗浄槽、２は濾過機、３はハロゲン回収槽、４は制御器である。
【００１４】
本実施形態における「水溶性ハロゲン含有粉体」とは、塩素（Ｃｌ）、弗素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、沃素（Ｉ）等のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を含む水に可溶な粉体であり、例えば、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、セメントキルン等のセメント製造設備にて発生す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等の塩素含有ダストである。
【００１５】
洗浄槽１は、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐを水洗する装置であり、この水溶性ハロゲン含有粉体Ｐに新たな水（以下、新水とも称する）Ｗまたは後述する濾液Ｆを添加し混合することにより、この水溶性ハロゲン含有粉体Ｐを洗浄するとともに、この水溶性ハロゲン含有粉体Ｐに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物等の水溶性成分を溶出しスラリーＳ（または水溶液）とする装置である。
【００１６】
濾過機２は、例えば、フィルタープレス等からなるもので、洗浄槽１にて得られたスラリーＳ（または水溶液）を加圧濾過によりカルシウムを含む脱水ケーキ（固形分）Ｃと、ハロゲンおよび／またはハロゲン化合物及び水溶性成分を含む濾液Ｆとに分離し、この加圧濾過後に得られた脱水ケーキＣを加圧した状態のまま新水Ｗまたは濾液Ｆを圧送して脱水ケーキＣを洗浄し、この脱水ケーキＣに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物及び水溶性成分を含む濾液をさらに除去する装置である。洗浄された脱水ケーキＣは、必要に応じて乾燥等が施された後、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。
【００１７】
ハロゲン回収槽３は、濾過機２から排出される濾液Ｆを貯留し、この濾液Ｆをヒータ等の加熱手段、あるいは限外濾過膜等の脱水手段により濃縮し、この濾液Ｆに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を回収する装置である。
制御器４は、この洗浄装置全体を制御するもので、脱水ケーキＣ及び濾液Ｆそれぞれの導電率を測定する導電率測定装置が内蔵され、この導電率測定装置からの出力信号に基づき濾液Ｆの再利用または排水処理を行うようになっている。
【００１８】
次に、本実施形態の水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄方法について、図１及び図２に基づき説明する。
本実施形態の水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄方法は、水溶性ハロゲン含有粉体と洗浄水とを混合してスラリーとし、得られたスラリーを固液分離して固形分とハロゲンを含む濾液とに分離し、この濾液からハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を回収する水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄方法であって、
予め、前記固形分におけるハロゲン濃度の許容範囲と、前記濾液におけるハロゲン濃度の許容範囲とから、前記濾液の導電率の許容値を定めておき、
前記濾液の導電率を測定し、得られた測定値を前記導電率の許容値と比較し、前記測定値が前記導電率の許容値以下であれば、この濾液の全量または一部を前記洗浄水として再利用し、前記測定値が前記導電率の許容値を超えていれば、この濾液を前記洗浄水として再利用しない方法である。
【００１９】
この水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄方法の各工程について、さらに詳細に説明する。
「水洗工程」
洗浄の対象である水溶性ハロゲン含有粉体Ｐを所定量、洗浄槽１に投入し、この水溶性ハロゲン含有粉体Ｐの所定量に対して２〜５質量倍の新水Ｗを添加して攪拌し、スラリーＳとするとともに、この水溶性ハロゲン含有粉体Ｐに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物等の可溶成分を溶出させる。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。
【００２０】
ここで新水Ｗの添加量を２〜５質量倍とする理由は、新水Ｗの添加量が水溶性ハロゲン含有粉体Ｐの２質量倍以下であると、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物の溶出が十分でなく、後段の濾過機２により濾過して得られる固形分Ｃ中に残存するハロゲンおよび／またはハロゲン化合物が多くなり、このハロゲンおよび／またはハロゲン化合物の回収効率が低下するからである。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ハロゲン含有粉体Ｐの５質量倍以上であると、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐ中のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物が充分に溶出させることができるものの、スラリーＳ中の水の含有量が多くなり過ぎてしまい、その結果、後段の濾過機２にて脱水するための時間が長くなり、運転効率が低下するとともにランニングコストが増加するからである。
【００２１】
この撹拌の際に、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐ中のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物の溶出を促進するために、洗浄槽１内の温度を４０〜７０℃に加温してもよい。
また、攪拌時間は、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐ中のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物が溶出するのに充分な時間であればよく、例えば、３０分〜３時間が好ましい。
【００２２】
「固液分離工程」
このようにして得られたスラリーＳを濾過機２に投入し、圧搾して固液分離を行い、脱水ケーキ（固形分）Ｃと濾液Ｆに分離する。
この濾過が終了した時点で、濾過機２内に新水Ｗを導入し、脱水ケーキＣに残留するハロゲンおよび／またはハロゲン化合物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２を加圧した状態で、脱水ケーキＣに一方向、例えば上方から新水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。
この新水Ｗを用いた洗浄により、脱水ケーキＣに残留するハロゲンおよび／またはハロゲン化合物が効果的に除去される。また、脱水ケーキＣを洗浄した後の洗浄水は、濾液Ｆに混入されて次工程へ送られる。
【００２３】
（濾液Ｆの再利用）
ここで、濾液Ｆを再利用する方法について、図２に基づき説明する。
予め、脱水ケーキＣにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｃと、濾液Ｆにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｆから、濾液Ｆの導電率の許容値Ｅｏを設定しておく（ＳＰ１）。
これら許容範囲Ｈｃ、Ｈｆは、水溶性ハロゲン含有粉体Ｐ中のハロゲンおよび／またはハロゲン化合物の含有率、洗浄に用いられる新水Ｗの総量等を基に設定することができる。
【００２４】
この許容値Ｅｏは、例えば、脱水ケーキＣにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｃを５０００ｐｐｍ以下、好ましくは４，５００ｐｐｍ以下、濾液Ｆにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｆを４０，０００ｐｐｍ以上かつ９０，０００ｐｐｍ以下、好ましくは７０，０００ｐｐｍ以上かつ９０，０００ｐｐｍ以下の範囲で設定されている場合、２３０ｍＳ／ｍ、である。
【００２５】
次いで、制御器４に内蔵された導電率測定装置を用いて、濾過機２から排出される濾液Ｆの導電率を測定する（ＳＰ２）。
次いで、この濾液Ｆの導電率の測定値Ｅｎを、濾液Ｆの導電率の許容値Ｅｏと比較し（ＳＰ３）、この測定値Ｅｎが導電率の許容値Ｅｏ以下であれば、この濾液Ｆを洗浄槽１に送り、水洗工程の洗浄水として再利用する（ＳＰ４）。
この濾液Ｆを再利用する場合、この濾液Ｆの全量を再利用してもよく、また、この濾液Ｆの一部を再利用するために親水Ｗと併用して用いてもよい。
【００２６】
一方、測定値Ｅｎが導電率の許容値Ｅｏを超えていれば、この濾液Ｆを水洗工程の洗浄水として再利用せずに、この濾液Ｆに所定の排水処理を施し（ＳＰ５）、放流する。
このように、濾液Ｆの導電率の測定（ＳＰ２）、測定値Ｅｎを許容値Ｅｏと比較（ＳＰ３）及び濾液Ｆの再利用（ＳＰ４）を順次行うことにより、濾液Ｆを循環利用することができる。
【００２７】
「ハロゲン回収工程」
固液分離工程にて分離された濾液Ｆをハロゲン回収槽３に投入し、この濾液Ｆをヒータ等の加熱手段、あるいは限外濾過膜等の脱水手段により濃縮し、この濾液Ｆに含まれるハロゲンおよび／またはハロゲン化合物を蒸発あるいは析出させ、回収する。
回収されたハロゲンおよび／またはハロゲン化合物は、ハロゲン原料として再利用される。
【００２８】
図３は、脱水ケーキの塩素濃度とスラリー導電率との関係を示す図であり、図中の導電率は、脱水ケーキに直流電圧を印加した場合の導電率である。この図では、洗浄水量が１１０Ｌ、１２０Ｌ、１３０Ｌ、１５０Ｌそれぞれの場合についてプロットしてある。
この図３によれば、脱水ケーキ塩素濃度とスラリー導電率との間には、スラリー導電率が正の相関があることが分かり、その結果、２３０Ｓ／ｃｍ以下であれば、脱水ケーキ中の塩素濃度は概ね５０００ｍｇ／ｋｇ以下になっていることが分かる。
【００２９】
図４は、濾液の塩素濃度と導電率との関係を示す図である。
この図４によれば、濾液の塩素濃度と導電率との間には正の相関があることが分かる。その結果、濾液の導電率が２３０ｍＳ／ｍ以下であれば、この濾液の塩素濃度は概ね９００００ｍｇ／Ｌ以下になっていることが分かる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄方法によれば、予め、固形分Ｃにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｃと、濾液Ｆにおけるハロゲン濃度の許容範囲Ｈｆから、濾液Ｆの導電率の許容範囲Ｅｆを設定しておき、濾過機２から排出される濾液Ｆの導電率を測定し、この濾液Ｆの導電率の測定値Ｅｎを、濾液Ｆの導電率の許容範囲Ｅｆと比較し、この測定値が導電率の許容範囲Ｅｆ内であれば水洗工程の洗浄水として再利用するので、水溶性ハロゲン含有粉体を洗浄する際の洗浄水の量を低減することができる。
また、この濾液Ｆを水洗工程の洗浄水として再利用するので、固液分離により得られた濾液Ｆのハロゲン濃度を比較的高いものとすることができ、その結果、この濾液Ｆからのハロゲンの回収効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法に用いられる水溶性ハロゲン含有粉体の洗浄装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態の水溶性塩素含有粉体の洗浄方法における濾液の再利用工程を示す流れ図である。
【図３】脱水ケーキの塩素濃度と導電率との関係を示す図である。
【図４】濾液の塩素濃度と導電率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  洗浄槽
２  濾過機
３  ハロゲン回収槽
４  制御器
Ｐ  水溶性ハロゲン含有粉体
Ｃ  脱水ケーキ（固形分）
Ｆ  濾液
Ｓ  スラリー
Ｗ  新水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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