(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融飛灰中の重金属を酸で溶解する溶解槽と、溶解槽からの溶液を固液分離する一次固液分離装置と、一次固液分離装置で分離された重金属含有溶液中から重金属を沈殿させるアルカリ反応槽と、アルカリ反応槽からの溶液を固液分離して重金属含有スラッジを回収する二次固液分離装置と、二次固液分離装置で分離された排液の有害物質の除去と中和処理を行う排水処理装置とを備えた溶融飛灰の湿式重金属回収設備であって、前記溶解槽の液温を溶融炉の廃熱を利用して制御する液温制御装置を設けたことを特徴とする溶融飛灰の湿式重金属回収設備。
【請求項２】
液温制御装置が溶融炉の炉体冷却戻り水を溶解槽に供給する戻り水供給制御装置であることを特徴とする請求項１記載の溶融飛灰の湿式重金属回収設備。
【請求項３】
液温制御装置が溶融炉の排ガス経路に設けた熱交換器の熱交換媒体で溶解槽を加熱する加熱装置であることを特徴とする請求項１記載の溶融飛灰の湿式重金属回収設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物の溶融処理設備で発生する溶融飛灰から重金属を回収する、溶融飛灰の湿式重金属回収設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃棄物の溶融処理により生ずる溶融飛灰には重金属が含まれているので、セメントまたはキレートにより重金属の安定化処理を行った後、埋め立て処分されることが多い。
【０００３】
しかし、埋め立て処分場の確保は次第に困難になっており、且つセメントやキレートによる安定化処理の長期的な安全性も疑問視されている。
そこで、重金属を濃縮回収してリサイクルする方法が提案されている。重金属の回収には、乾式、湿式の処理方法があるが、現在湿式処理が多い。
【０００４】
従来の湿式処理では、溶融飛灰に酸性薬剤を添加して重金属を溶解し、この溶液を固液分離した後、分離された重金属含有溶液にアルカリ性薬剤を添加して沈殿操作を行い、重金属を硫化物や水酸化物として沈殿させ重金属含有スラッジを生成させる。沈殿した重金属含有スラッジは水洗いされて精錬原料となる。処理工程から発生する排水は、ｐＨ調整により有害物質を固形物化して除去し中和放流する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の湿式処理では、溶融飛灰に酸性薬剤を添加して重金属を溶解するのに長時間を要するので、十分な溶解時間を確保するためには溶解槽を大型化する必要がある。十分な溶解時間を確保できない場合には、平衡状態となる前に固液分離工程に移行することになるので、酸性薬剤が無駄になるばかりでなく、アルカリ性薬剤の消費量も多くなる。
【０００６】
本発明は、溶融飛灰の湿式重金属回収処理における上記課題を解決するものであって、溶解槽の液温を溶解適温となるよう制御して、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間を短縮することにより、溶解槽を小型化し、酸性薬剤、アルカリ性薬剤の消費量を低減することができ、設備費が低廉でランニングコストも節減される溶融飛灰の湿式重金属回収設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶融飛灰の湿式重金属回収設備は、溶融飛灰中の重金属を酸で溶解する溶解槽と、溶解槽からの溶液を固液分離する一次固液分離装置と、一次固液分離装置で分離された重金属含有溶液中から重金属を沈殿させるアルカリ反応槽と、アルカリ反応槽からの溶液を固液分離して重金属含有スラッジを回収する二次固液分離装置と、二次固液分離装置で分離された排液の有害物質の除去と中和処理を行う排水処理装置とを備えた溶融飛灰の湿式重金属回収設備であって、前記溶解槽の液温を溶融炉の廃熱を利用して制御する液温制御装置を設けることにより上記課題を解決している。
【０００８】
この溶融飛灰の重金属回収設備では、溶融処理設備から排出された溶融飛灰を溶解槽の酸溶液中に添加攪拌して、溶融飛灰中の重金属を酸で溶解する。
このとき、溶解槽の液温を、溶融炉の廃熱を利用する液温制御装置で溶解適温となるよう制御して、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間を短縮する。
【０００９】
液温制御装置には、溶融炉の炉体冷却戻り水を溶解槽に供給する戻り水供給制御装置や、溶融炉の排ガス経路に設けた熱交換器の熱交換媒体で溶解槽を加熱する加熱装置を用いることにより、特別な熱源を必要とせず、容易に液温を溶解適温となるよう制御できる。
【００１０】
この溶解槽の溶液は一次固液分離装置で固液分離されて、分離された重金属含有溶液はアルカリ反応槽に送られ、スラッジは溶融処理設備に返送されて再度溶融処理される。
【００１１】
アルカリ反応槽では、一次固液分離装置で分離された重金属含有溶液にアルカリ溶液を添加攪拌して、溶液中から重金属を沈殿させる。このアルカリ反応槽の溶液は二次固液分離装置で固液分離される。
【００１２】
二次固液分離装置で分離された排液は、排水処理装置においてまずｐＨ９〜１０．５に調整することにより有害物質の固形物化除去処理が行われ、その後酸溶液を添加して中和処理を行ない基準値を満たす排水として系外へ放流される。
【００１３】
排液から除去された固形物は、溶融処理設備に返送されて再度溶融処理される。
二次固液分離装置で分離された重金属含有スラッジは、水洗いされて精錬材料となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態である溶融飛灰の湿式重金属回収設備の構成図、図２は戻り水供給制御装置の構成図である。
【００１５】
廃棄物の溶融処理設備１は、廃棄物を溶融固化処理するための溶融炉２と、この溶融炉２に廃棄物を供給する廃棄物供給装置３を備えている。廃棄物は溶融炉２に投入され溶融されてスラグＳとなって出湯され冷却固化される。
【００１６】
溶融炉２の炉体は溶融処理の際高温となるので、クーリングタワー２０から炉体冷却水Ｃがウォータージャケット２１に供給されて冷却される。溶融炉２の炉体の冷却に使用されて高温となった炉体冷却戻り水Ｒは、炉体冷却戻り水タンク２２に一旦貯留され、ここからクーリングタワー２０に戻されて冷却され炉体冷却水Ｃとなる。クーリングタワー２０には、レベル計２３と温度計２４とを備えており、その検出データに基づいて、炉体冷却戻り水タンク２２からの戻り水量を調節すると共に、必要に応じ補給水管路２５から炉体冷却水Ｃを補給する。
【００１７】
溶融炉２の排ガス経路中には、熱交換器１２と集塵器４が設けられており、溶融炉２の排ガスは、この熱交換器１２で熱交換が行われ、集塵器４で溶融飛灰が捕集されて、クリーンエヤーＡとして大気中に放出される。
【００１８】
溶融飛灰の湿式重金属回収設備５は、溶解槽６と、戻り水供給制御装置１５と、一次固液分離装置７と、アルカリ反応槽８と、二次固液分離装置９と、排水処理装置１０と、乾燥ばい焼装置１１とを備えている。
【００１９】
溶解槽６には、硫酸タンク１３から硫酸が供給されており、溶融処理設備１の溶融炉２から排出され集塵器４で捕集された溶融飛灰が溶解槽６の硫酸溶液中に添加され攪拌されて、溶融飛灰中に含有されているＺｎ、Ｃｕ、Ｐｂ等の重金属が硫酸で溶解される。
【００２０】
戻り水供給制御装置１５は、溶融炉２の廃熱を利用して溶解槽６の液温を制御するための液温制御装置であって、溶融炉２の炉体の冷却に使用されて高温となった炉体冷却戻り水Ｒを炉体冷却戻り水タンク２２から溶解槽６に送る戻り水供給管路２６と、戻り水供給管路２６の炉体冷却戻り水Ｒの流量と温度とを検出する流量計２７と温度計２８と、流量計２７と温度計２８の検出データに基づいて溶解槽６への炉体冷却戻り水Ｒの供給量を調節する電動バルブ２９とを備えている。
【００２１】
溶解処理の際には、この戻り水供給制御装置１５によって、高温の炉体冷却戻り水Ｒが溶解槽６に適量供給されて、溶解槽６の液温が溶解適温である４０℃〜６０℃となるよう制御され、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間が短縮される。
【００２２】
一次固液分離装置７としてはフィルタープレスが用いられており、溶解槽６の溶液が一次固液分離装置７で固液分離されて、分離された重金属含有溶液はアルカリ反応槽８に送られる。脱水分離されたスラッジは、ＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 を主成分とするケーキであり、溶融処理設備１に返送されて溶融炉２で再度溶融処理される。
【００２３】
アルカリ反応槽８では、一次固液分離装置７で分離された重金属含有溶液に苛性ソーダタンク１４から苛性ソーダがｐＨ１０となるまで添加され攪拌されて、溶液中から重金属をＺｎ（ＯＨ）2 、Ｃｕ（ＯＨ）2 、Ｐｂ（ＯＨ）2 等の水酸化物として沈殿させる。
【００２４】
二次固液分離装置９にもフィルタープレスが用いられている。二次固液分離装置９ではアルカリ反応槽８の溶液が固液分離される。
二次固液分離装置９で分離された排液は、排水処理装置１０において、必要に応じ硫酸または苛性ソーダを添加してｐＨ９〜１０．５に調整し、凝集剤添加装置１９から凝集剤を添加することにより有害物質の固形物化処理を行って固形物を除去し、その後中和処理を行なって基準値を満たす排水Ｗとして系外へ放流される。
【００２５】
排水処理装置１０で排液から除去された固形物は、溶融処理設備１に返送されて溶融炉２で再度溶融処理される。
二次固液分離装置９で分離されたスラッジは、水洗いされて、Ｚｎ（ＯＨ）2 、Ｃｕ（ＯＨ）2 、Ｐｂ（ＯＨ）2 等の重金属の水酸化物を主成分とする脱水ケーキとなる。
【００２６】
この脱水ケーキは、乾燥ばい焼装置１１に供給される。乾燥ばい焼装置１１にはロータリーキルン等が用いられる。この乾燥ばい焼装置１１には、熱風が送られて脱水ケーキが乾燥され、ばい焼されて重金属の水酸化物が酸化物となり、精錬材料Ｍとされる。この熱風の熱源にも、溶融炉２の排熱を利用すれば省エネルギーが可能となる。
【００２７】
この溶融飛灰の湿式重金属回収処理５は、溶解槽６の液温を溶解適温となるよう制御して、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間を短縮しているので、溶解槽６を小型化し、酸性薬剤、アルカリ性薬剤の消費量を低減することができ、設備費が低廉でランニングコストも節減される。
【００２８】
図３は本発明の他の実施の形態である溶融飛灰の湿式重金属回収設備の構成図である。
ここでは、液温制御装置として、溶融炉２の排ガス経路に設けた熱交換器１２の熱交換媒体Ｈで溶解槽６を加熱する加熱装置１６が用いられている。溶解処理の際には、この加熱装置１６に熱交換器１２で高温となった熱交換媒体Ｈが供給されて、溶解槽６の液温が溶解適温である４０℃〜６０℃となるよう制御され、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間が短縮される。熱交換媒体Ｈには、水蒸気、空気等が用いられる。
【００２９】
その他の構成は図１のものと同様である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の溶融飛灰の湿式重金属回収設備は、溶解槽の液温を溶解適温となるよう制御して、重金属が溶解し平衡状態となるまでの時間を短縮することができる。従って、溶解槽を小型化し、酸性薬剤、アルカリ性薬剤の消費量を低減することができ、設備費が低廉となり、ランニングコストも節減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である溶融飛灰の湿式重金属回収設備の構成図である。
【図２】戻り水供給制御装置の構成図である。
【図３】液温制御装置として加熱装置を用いた溶融飛灰の湿式重金属回収設備の構成図である。
【符号の説明】
１      溶融処理設備
２      溶融炉
３      廃棄物供給装置
４      集塵器
５      溶融飛灰の湿式重金属回収設備
６      溶解槽
７      一次固液分離装置
８      アルカリ反応槽
９      二次固液分離装置
１０    排水処理装置
１１    乾燥ばい焼装置
１２    熱交換器
１３    硫酸タンク
１４    苛性ソーダタンク
１５    戻り水供給制御装置
１６    加熱装置
１９    凝集剤添加装置
２０    クーリングタワー
２１    ウォータージャケット
２２    炉体冷却戻り水タンク
２３    レベル計
２４    温度計
２５    補給水管路
２６    戻り水供給管路
２７    流量計
２８    温度計
２９    電動バルブ
Ａ      クリーンエヤー
Ｃ      炉体冷却水
Ｈ      熱交換媒体
Ｍ      精錬材料
Ｒ      炉体冷却戻り水
Ｓ      スラグ
Ｗ      排水
【図１】
0003856925.tif 000002
【図２】
0003856925.tif 000003
【図３】
0003856925.tif 000004