浸出水副生塩リサイクル技術の開発(その2)Thedevelopme=tof

sa一ts fromrecycli=g

land fill leachate.

concentrated(技)研究開発部第3研究室

中井寛

HiroshiNakai
試作センター兼(気)資源再生室

新敏

開Toshio

雄Shinkai

最終処分場の浸出水を逆浸透膜処理装置を用いて処理し,副生する濃縮水に含まれる塩類を精製し,リサイクル資源の一つとして工業塩を得る方法が考えられる｡
この技術確立を目指し,実機規模の実証装置を製作し,前報にて模擬濃縮水による装置特性等を報告した｡

I

本報では上記に続いて,実際の浸出水から得られた濃縮水より精製塩を製造して,この精製塩中に含まれるDXNsおよびTOCの分解実験を行ったので紹介する｡

As

oneof

theof

landfill

treatment

betoaccomplished.
fabricatedWewiththepaperthewith産嘩

Ihighleachate,testingconcentratesalinity

Recyclingfacilities

forsalts

andfromgenerated
industrial

previouslyusereportedROmembrane

isexpectedby

theresultsofsociety

pre‑test

liquid.

substituteThisforsolutions

reports

theresultsofdecomposlng

OfDXNsandTOCin

therefinedsalts

facilities.

testlng

垂玩㌍透護■:
埋立地浸出水Landfillleachate

道浸透膜処理Reverseosmosis

縮濃塩

水Concentrate類

Salts

ダイオキシン類
全有 機

炭Dioxins

素

Total

ま えがき

organic

carbon違いがあるものの,最終処分場の浸出水を逆浸透膜装置(DTモジュー
ルシステム)にて処理する場合,副生する濃縮水をDXNs及びTOC等の分解除去の必要性が高い｡
前述に対処すべくDXNsの分解に関しては,加蒸発乾燥後,更に加熱精製して工業塩としてリサイ

熱還元分解法(ハ‑ゲンマイヤー法),クルする処理法が考えられる｡

は高温酸化分解法にて処理し,この副生塩をリサイ

TOCの分解このプロセスのフローを第1図に示す｡

クルする技術の開発1)を行っており,前報にて実機

この場合,工業塩は用途により要求される品質に規模の実証装置の概要と工業塩溶液による模擬濃縮

Vol.

44

No.

1(2000/8)

神鋼パンテツク技報

11Cor】centratcd
DT‑Moduleleachate

treatment

Evap
Leachate

Sedimental

watersystem

DT‑RO

pond

Treatedunit

orAtiorlCorldensate

and

water

dryingprocess

DXNs

&TOC
N2

deco皿pOSitiDnConcentrated

Reriner

ForAirwater

prOCeSS

Refined

Cooling

salts

water

concentrated

process

Refined

第1図Fig.

工業塩回収フローFlow

diagram

Evaporation

and

1

第2図
ofsalt‑recoveryFig.

systemsalts

工程図
2

Processflow

Cooling
DXNs
a□d TOC
decompositiorl
Process

dryingprocess

Heating

喜†380750Schematic

rll＋Tl‑1‑8

第4図

temperatureCI∩｡.mm｡.m@…項｡1nmodeforthecontents

水運転結果を報告した｡2)
本報はこの実証装置にて,美濃縮水を用いて蒸発

Fig.

DXNs(ダイオキシン類)

4Dioxins

一般にDXNs等は873K以下では熱的に安定しており,熱的に分解を確実に行い無毒化を図るため1473Kないし1673Kの高温が必要である

乾燥,加熱分解,冷却の各工程の運転を行い精製塩には,を製造した結果を報告する｡と言われているが,ハ‑ゲンマイヤー法では,触媒1.処理方法
第2図は,濃縮水から精製塩を得るための工程図

lfnb墓誌孟慧芸慧?47b3tK･〜図ることを特長としている｡

である｡
また,一連の工程に於ける概念的な内容物の温度

ハ‑ゲンマイヤー法の実装置への適用例としては,焼却場の飛灰処理が一般に知られている｡

変化を第3図に示す｡

今回の実証実験ではこのハ‑ゲンマイヤー法を浸2.処理原理DXNsを分解するハ‑ゲンマイヤー法とは,出水の副生塩処理に適用するもので塩成分に含まれDXNs等のポリハロゲン化化合物で汚染された対るNa,象物を触媒の存在下でかつ酸素欠乏条件下で加熱の分解を促進すると考えられる｡

し,そのポリハロゲン化化合物を分解するものであ

3.実証装置K,Mg,Caなどが触媒として作用しDXNs

実証装置は,横型円筒密閉式の加熱精製器を主機る｡

本報では,毒性の異性体を持つポリ塩化ジベンゾ器とし,熱風発生器･排ガス処理設備･温度調節設パラジオキシン(PCDDs)及びポリ塩化ジベンゾ備等を備えたものである｡

フラン(PCDFs)をDXNsと呼び,これらを対象

4.実として取り扱った｡

4.1実験目的

第4図にこのDXNsの化学構造を示す｡
12l【PCDFs】

K

温度変化
3dibenzofurarlS

KTlme

第3園

Poly〔hlorinateddibenzo‑p‑dioxinsup‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑→‑Fig.

P〔)1y(二hlorina【ed【PCDDs】
Approx･Approx･process

験

本実験は美濃給水より精製塩を製造し,この精製
神鋼パンテツク技報

Vol.

44

No.

1

(2000/8)

塩中に含まれるDXNs及びTOCの分解性能を検3)運転方案証した｡

この濃縮水を処理容器に適時注入し,常圧にて実験方法

4.2

蒸発乾燥して固相の副生塩(乾燥塩)を製造後,実験には次の濃縮水を用い,加熱精製器への仕込更に所定の内容物温度まで昇温し,同時にN2をみから精製塩の取り出しまでの一連の操作を行い,注入して還元性雰囲気(酸素濃度1

この精製塩中のDXNs及びTOCの分析を行っ持してDXNs分解を行った｡

た｡

縮1)濃水

実際の最終処分場のDTモジュールシステム浸出水処理設備より採取した濃縮水を用いた｡
現状の濃縮水の塩分濃度は10

一般的なハ‑ゲンマイヤー法の適用例やハードの熱的または機械的性能より見て3種類の分解温度(623Ⅰ(, 673Ⅰく及び723K)を選択し,各々の処理時間を90分として実験を行った｡%以下であるが,引き続き,これらの温度を維持しながら,DTモジュールシステム装置の今後の展開を考慮

ガスに替わり空気を注入して酸素を供給し高温酸し,塩分濃度を15%に調整して使用した｡

化分解法等にてTOCの分解を行った｡

第1表に実験に使用した濃縮水の主要成分を示す｡●%以下)を維

この処理を90分行った後,加熱バーナーを停止し,急冷する冷却工程を30分行い,精製塩の品温

なお,Ca及びMg等の特定成分を除去しユーが473K以下になったことを確認して精製塩の製ザーニーズに合った工業塩を得るには既存技術を造完了とした｡

附加することで可能であるため,本実験は特定成4)サンプリング分末除去の濃縮水を使用し,DXNs及びTOCの分解性能の確認に重点を置いた｡
2)

N2

精製塩中のDXNs及びTOCの分解性能を確認のため,

DXNs分解工程から冷却工程までのDXNs濃度

加熱精製器内の下記の精製塩等のサンプルを採取

美濃縮水中のDXNs含有量は比較的低く,かし分析を行った｡

つ,サイトによってはばらつきがあると考えられるが,今回の実験においては1)項の濃縮水濃度におけるDXNs初期濃度を1650pg‑TEQ/Lに外添して用いた｡

第1表

乾燥工程終了時点の塩1点/1RUN当たり

分解工程の精製塩

7点/1RUN当たり

最終の製 塩1点/1RUN当たり

濃縮水の水質分析

Table

1

Water

I

analysts

Of

concentrate

Parameter

UnitsConcentrate〟S/cm.25℃

185000mg/LasCaCO3

35900

mg/LasCaCO3

5500

9.3

pH
Electricconductivlty
Cahardness
Mghardness
CODMn

Chloride
SO42￣
PO43￣

SiO2
Mn
FeAl

mg/L

325

mg/L

91800

mg/L
mg/L

428

(100mg/L

0.890

mg/L

20.0

mg/L

30.4
36.3

mg/L

Na

37700

mg/L

K

Evaporationresidue
Suspendedmatter

Vol.

精

44

No.

1(2000/8)

mg/L

20000

mg/L

186000

mg/L

2550

神鋼パンテツク技報

13伝熱性能

5.2

5.実験結果と考察

第2表に本実証装置の実濃縮水による熟的性能を5.1実濃縮水運転
前報にて,工業塩より調合した模擬濃縮水を使っ示す｡
本実験条件時の測定値から算定した各処理工程のた当実証装置の運転特性等を報告した｡

総括熱伝達係数Uは,本実験では,上記に替わり美濃縮水を使用した場合の運転状況等の確認を行った｡となった｡

ハ‑ゲンマイヤー法によるDXNsの分解は加熱精製器内部を還元性募囲気に保つ必要がある｡

5.367W/m2･

K‑74W/m2

I

K

DXNsの分解

第6図及び第3表は,乾燥塩中に含まれるDXNs量(TEQベース)を基準に,第5図は,当実験運転中の加熱精製器内に室温の3種類の分解温度にN2ガスを供給した時の排ガス出Uにおける酸素濃おける処理時間毎の精製塩中のDXNs分解率を示度を示す｡

す｡
この乾燥塩とは,大気圧下で品種が473Kまで加処理操作上では,実濃縮水は蒸発乾燥工程で気泡熱された固相の副生塩を意味する｡の発生及び突沸等による内容液または飛沫の排ガス処理時間の起点(0分)は,乾燥塩が所定の分解ライン等への混入や,蒸発乾燥工程終期の乾燥塩の処理容器内面及びスクレーパーヘの固着現象があっ温度に到達した時点を示す｡

たが,何れも運転操作にて回避出来ることを確認し以後,経過時間が30分,た｡

分解率を下記に示す｡

60分,90分の値を示す｡

Z5ー

京

20

r:0.026
Purging
nitrogen
DruⅡl VOlume

主gas

ロ

r:0.078‑‑‑‑1卜volul¶eRa†io;

Q;

Vr;

r:0.166

tNIJ/mirll
385しLt】
Q/V ｢L/rrlinl‑‑=.⊇15d;=
q+(J【:310A(′)
く1コDD

o5＼△一､‑△‑

口

102030Time

第5図Fig.

｢min+t酸素濃度変化
5Relationship

第2表
Table

40

betweenpurglng

time

heat

t,ransferof

N2gas

and

02 gas

COnCentration

総括熱伝達係数20vera11

coefficientofUnit;

HeatlnguPSeCtion

Evaporationanddryingprocess

1n

DXNsdecomposition

Sensibleheat
forliquid74

W/m2･K

Evaporation

Cooling
process

process

74

67

I74
14

神鋼パンテツク技報

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第3表

精製塩のDXNs

Table

3

DXNs

in

refinedsalts

Operationtime

Decomposition

Driedsalts
Omin.

Temperature

30min.

(pg‑TEQ/g)

60min.

90min.

(pg‑TEQ/g/Decompositionrate(0/.))

623K

16

4.4/73

4.1/74

3.5/78

3.4/79673K

122.0/83

2.4/801.9/842.1/83723K

161.8/89

0.6/96

0.9/94

0.7/96100

亘 90(i●>○/80≡///′ユ)

70｢:⊃⊂///,I)////

60(て】/1i⊂01=/50'G
Oa40≡く⊃30〔̲)V｢:)20Lso≡→ゝ‑‑‑Temp∴

723K(■コ673K→‑Temp∴‑‑‑→コーTemp∴〔ヱ3060Operation

第6図
Fig･

623K

〔ime90【mirl.]

DXNs分解率6

Relationshipandbetweendecomposition

rate

of

723K＋Temp.;

673K

90

120

andremoval

for

DXNs

time

operation

1 800

I＋Temp･;

1 600＋Temp.;

623K

】400
⊂瓜,i:ーt;A 1200

旦u1000
O
トー→
i‑o

800

A･=

岳
:コ6DOC/400ZOO

O

30600I‑Pratir)rl time

第7図150180

ZIO｢ITlin.】

精製塩中のTOC分解

Fig･

7Relationship

Vol.

44No.

1between(2000/8)

quantlty

Of

TOC

andoperation

神鋼パンテツク技報

time

15第4表

分解率(%)

精製塩の組成4Table(乾燥塩のDXNs量一精製塩のDXNs量)
乾燥塩のDXNs量The

composition

thesalts

refinedUnit;

第6図によれば分解温度到達時点で分解率は高い

Na

230000Cl563000

Ca79000

Mn120K

111000

レベルに達しており,時間経過に伴う変化は少ない

Al結果になっている｡

Fe

100
250

Mg

DXNsの分解は初期段階で短時間の2900
9800

SO′1

うちに進行し,かつ,処理時間への依存性があまり600NOBPoヰ

強くないといえる｡
また,処理温度が高温ほど高い分解率を示していmg/kg

Refinedsalt,sComponent

×100

これより,of400

SiO22300

TOC200る｡

分解温度到達後,処理時間としては,30分程度で分解工程は終了すると言える｡

を注入するTOC分解処理で灰白色の精製塩が得ら5.4れるが,この処理時間は第7図より60分程度で充分

TOCの分解と思われる｡

前項に引き続き同一の温度を維持しN2の替わり

なお,濃縮水中のFe,に空気を注入してTOCの分解を行った｡

技術である水処理装置にて除去することにより,白第7図は,乾燥塩からの一連の工程をへて最終の色の精製塩を得ることが可能である｡

精製塩までのTOC分解状況を示す｡
処理時間とは,Mn等をあらかじめ既在精製塩の組成

5.5

DXNs分解温度到達時点からのDXNs及びTOCの分解温度を723Kにて処理し経過時間を示し,処理時間が90分までをDXNs分
解工程, 180分までをTOC分解工程を意味し,義た精製塩の主要成分を第4表に示す｡

後の30分は冷却工程を示す｡

むすび

還元性雰囲気下であるDXNs分解工程で,精製本実証実験にて,精製塩に含まれるDXNs及び塩に含まれるTOC成分の減少が見られるが,精製TOCに関して工業塩レベルの精製が可能であるこ塩が黒Ii(色となった｡とが確認できたが,今後,更に種々の濃縮水及び運転条件によるデータ‑の集積を行っていきたい｡

これは,低沸点TOC成分の揮散や残存する処理
容器内の微量酸素又はTOC成分に包含する分子内[参考文献]

酸素によって酸化が進行し,一部炭化したものと考

1)田路明宏ほか:神鋼パンテツク技報,(1998), p.50
2)中井寛ほか:神鋼パンテツク技報,(1999), p.23

えられる｡

DXNs分解工程と同じ分解温度を維持し,空気Vol.42,No.2

Vol.43,No.1

も連絡先
中井技術開発本部

新開敏雄

試作センター兼研究開発部

気熟装置事業部

第3研究室

資源再生幸次長TEFAX
E‑mail16L078‑992‑6525

TEFAX

078‑992‑6504

hr.nakai@･pantec.co.jp

E‑mailL

078‑232‑8128
078‑232‑8067

t.shinkai@pantec.co.jp

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