CN102811967A - 含氯废料的水泥原料化处理方法和处理装置 - Google Patents

含氯废料的水泥原料化处理方法和处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种含氯废料的水泥原料化处理方法，其能够将含氯废料所含的重金属等有害成分除去后安全地进行排放，能够有效地使用作为含氯废料的垃圾焚烧飞灰、碱旁路粉尘或氯旁路粉尘以及它们的混合物分别作为水泥原料或水泥燃料进行再利用。含氯废料的水泥原料化处理方法为如下处理方法：如图1所示，对飞灰和脱盐粉尘进行处理，利用高分子絮凝剂和螯合剂，或者还原剂、高分子絮凝剂和电解处理从作为飞灰或脱盐粉尘的含氯废料中除去硒和重金属等有害物质，并将处理过程中产生的固体成分用作水泥原料。

Description

含氯废料的水泥原料化处理方法和处理装置
技术领域
本发明涉及对从垃圾焚烧炉等中排出的飞灰和水泥制造中的碱旁路设备和氯旁路设备中生成的脱盐粉尘等、包含重金属的含氯废料进行处理以使其能够作为水泥原料利用的水泥原料化处理方法和处理装置。
背景技术
近年来，对于水泥制造设备而言，伴随着工业废料的处理量的增加，工业废料中含有的氯等挥发性成分在窑内增加，有可能给水泥的质量和水泥窑系统的操作带来不利影响。因此，作为其对策，设置从水泥制造设备中除去氯的氯旁路装置。
该氯旁路装置为如下的装置：为了除去在水泥窑与预热机之间反复挥发和凝结而浓缩的氯等挥发性成分，通过从水泥窑的窑底部抽吸废气并进行冷却，生成使以氯化合物为主的挥发性成分固化而成的氯旁路粉尘，并将该氯旁路粉尘排出到系统外，由此将氯从水泥窑内除去。
由该氯旁路装置产生的氯旁路粉尘含有大量氯化合物和重金属类等，因此，再次作为水泥原料进行再利用需要除去这些氯化合物和重金属类等。
另外，就现状而言，从垃圾焚烧炉中排出的飞灰受到特别控制，有义务通过熔融法、水泥固化法、药剂处理法、溶剂提取法等废料的处理中的任意一种方法进行预处理，然后进行填埋处理。
该飞灰含有大量氯化合物和重金属类等，因此，再次作为水泥原料进行再利用需要除去这些氯化合物和重金属类等。
这样，对飞灰进行预处理后填埋，但最近，填埋处理用地的确保、由于有害成分从飞灰中溶出而引起的填埋处理用地周围的土壤污染等已成为问题。
另外，碱旁路粉尘和氯旁路粉尘含有大量氯化合物，因此，在混合到产品水泥中时，可能会引起水泥的质量降低。近年来，一直在推进水泥窑中的废料的再利用，来自于废料的氯量也有增加的倾向，而且碱旁路粉尘和氯旁路粉尘的产生量也随之增加。另外，在进行废弃处理的情况下，会因此而产生费用，并且与垃圾焚烧飞灰同样，确保填埋处理用地也成为重要的问题。
日本专利第4210456号公报中记载了一种水泥原料化处理方法，其特征在于，向含有氯的废料中添加使其流动的程度的水，并且在搅拌槽中使其混悬，使废料中的氯溶出，将其用带式过滤机或压滤机过滤，将所得到的脱盐块用作水泥原料，并且，向通过水洗使废料中的氯和重金属溶出而得到的滤液中添加用于调节pH的药剂或者鼓入含有二氧化碳的气体，而且组合使用螯合剂添加和/或螯合树脂吸附和/或活性炭吸附，由此，使重金属和有害成分沉淀，将其过滤而除去该沉淀物。
但是，该公报记载的方法中，无法由含氯废料有效且充分地生成水泥原料，另外，不是能够对飞灰和脱盐粉尘同时进行处理的综合性处理方法。另外，由于并非反复实施重金属的沉淀处理，因此，对于为了使其几乎不含所含的重金属而言是不充分的方法。
另外，日本特开2009-172552号公报中记载了一种含有水溶性氯的废料的处理方法，其具有：水洗和固液分离工序，通过固液分离将包含含有水溶性氯的废料D和淡水W的浆液S1分离成固体成分C1和滤液F1；除硒工序，向滤液F1中添加pH调节剂P1而将pH调节至4以上且7以下，进一步添加铁粉，利用铁粉使所得到的浆液S2中的硒还原并沉淀，利用沉降分离将浆液S2分离成含有硒和铁粉的固体成分C2和上清液F2；中和处理工序，将上清液F2的pH调节至7以上且10.5以下而使重金属沉淀，利用沉降分离将该上清液F2分离成含有重金属的固体成分C3和上清液F3。
该公报记载的方法作为除硒的方法是有效的，但并未公开能够同时对飞灰和脱盐粉尘进行处理的综合性处理方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4210456号公报
专利文献2：日本特开2009-172552号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于解决上述现有问题，提供一种综合性的含氯废料的水泥原料化处理方法，其能够大量且高效地对作为飞灰和脱盐粉尘的含氯废料中包含的重金属等有害成分同时进行处理，在所含重金属的除去方面优良，并且能够以对环境安全的废液的形式进行排放，能够有效地将作为含氯废料的垃圾焚烧飞灰、碱旁路粉尘或氯旁路粉尘以及它们的混合物分别作为水泥原料进行再利用。
此外，本发明的另一目的在于提供能够有效地实施上述含氯处理方法的处理装置。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明提供能够综合且有效地对飞灰和脱盐粉尘进行处理的下述含氯废料的水泥原料化处理方法和处理装置。
本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的特征在于，
对向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(1)的浆液S1进行过滤(2、22)来进行固液分离，将所得到的固体块C2、C22用作水泥原料，将滤液F2、F21调节至pH9~10并添加还原剂使重金属析出(11)，向包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂(12)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离(15)，将所得到的固体块C15用作水泥原料，使滤液F15循环至上述重金属的析出(11)处理，并向分离上述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合剂，对形成了重金属的螯合物的浆液S13进行过滤(14)来进行固液分离，使固体成分M14循环至上述高分子絮凝剂处理(12)，并对滤液F14进行排放处理，并且
对向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(21)的浆液S21进行过滤(22)来进行固液分离，将所得到的固体块C22用作水泥原料，将滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁使硒析出并沉降(24)，对该沉淀物进行过滤来进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，将分离上述沉降的硒后的上清液F24调节至pH9~10并添加还原剂使重金属析出(25)，向包含重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂(26)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至上述重金属的析出(25)处理，对分离上述絮凝物之后的上清液F26施加直流电流进行电解(28)而使金属氧化物析出，对包含金属氧化物的浆液S28进行过滤(29)来进行固液分离，使固体成分M29循环至上述高分子絮凝剂处理，并对滤液F29进行排放处理，
而且，将上述滤液F2与上述分离硒之后的上清液F24一同以与上述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的特征在于，并不同时对将飞灰溶解于水中而得的上述浆液S1和将脱盐粉尘溶解于水中而得的浆液S21进行固液分离(22)处理。
更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的特征在于，对于飞灰含氯废料，在向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(1)之前，还具备二
Figure BDA00002167505900051
英预处理。
更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的特征在于，上述电解槽(28)中析出的金属氧化物为铊的氧化物，还具备对包含该铊的氧化物的浆液进行倾析(デカンタ)来回收铊的处理。
此外，更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的特征在于，进一步对排放前的液体成分进行活性炭吸附(30)处理。
本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置的特征在于，
具备：溶解槽(1)，向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(2)，将对来自该溶解槽(1)的浆液S1进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C2用作水泥原料；反应槽(11)，将来自该过滤装置(2)的滤液F2调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(12)，向来自该反应槽(11)的包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂使重金属絮凝并使絮凝物沉降；过滤装置(15)，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C15用作水泥原料，并使滤液F15循环至所述反应槽(11)；螯合槽(13)，向来自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合剂而形成重金属的螯合物；过滤装置(14)，对来自该螯合槽(13)的浆液S13进行过滤来进行固液分离，使固体成分M14循环至所述絮凝槽(12)，并对滤液F14进行排放，并且
具备：溶解槽(21)，向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(22)，对来自该溶解槽(21)的浆液S21进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C22用作水泥原料；反应槽(23)，将来自该过滤装置(22)的滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒从来自该反应槽(23)的包含析出的硒的浆液S23中沉降；过滤装置(27)，将对该沉淀物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料；反应槽(25)，将来自所述絮凝槽(24)的上清液F24调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(26)，向来自该反应槽(25)的含有重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂，使重金属絮凝而使絮凝物沉降；滤液装置(27)，将对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至所述反应槽(25)；电解槽(28)，对来自该絮凝槽(26)的上清液F26施加直流电流进行电解而使金属氧化物析出；过滤装置(29)，对来自该电解槽(28)的包含金属氧化物的浆液S28进行过滤来进行固液分离，使固体成分M29循环至所述絮凝槽26，并对滤液F29进行排放，
而且，将所述滤液F2导入所述过滤装置(22)中，以与所述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置的特征在于，不同时向上述过滤装置(22)中导入将飞灰溶解于水中而得的上述浆液S1和将脱盐粉尘溶解于水中而得的浆液S21。
更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置的特征在于，还具备在将飞灰含氯废料导入上述溶解槽(1)中之前进行二
Figure BDA00002167505900061
英预处理的二
Figure BDA00002167505900062
英处理装置。
更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置的特征在于，在上述电解槽(28)中析出的金属氧化物为铊的氧化物，并且上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置还具备对包含该铊的氧化物的浆液进行倾析来回收铊的机构。
此外，更优选地是，上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理装置的特征在于，还具备：在对来自过滤装置(14、29)的滤液F14和滤液F29进行排放之前进行活性炭处理的活性炭吸附装置(30)。
发明效果
根据本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法和处理装置，能够对飞灰和脱盐粉尘进行综合性处理，还能够同时对飞灰和脱盐粉尘进行处理。另外，本发明中，利用多种机构依次进行重金属的除去，因此，能够高效地除去飞灰和脱盐粉尘等中含有的硒、重金属等有害成分，能够几乎完全除去所含的重金属。此外，能够将在多个处理阶段产生的固体物质作为水泥原料而有效地进行再利用，因此，能够在多个阶段中生产用于水泥原料的固体成分。
附图说明
图1是示意性地表示实施本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法的处理装置的一例的图。
具体实施方式
以下，参照图1对本发明进行详细说明。
本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法是具备以下工序的处理方法，具体而言为如下方法：对向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(1)的浆液S1进行过滤(2、22)来进行固液分离，将所得到的固体块C2、C22用作水泥原料，将滤液F2、F21调节至pH9~10并添加还原剂使重金属析出(11)，向包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂(12)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离(15)，将所得到的固体块C15用作水泥原料，使滤液F15循环至所述重金属的析出(11)处理，向分离所述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合剂，对形成重金属的螯合物的浆液S13进行过滤(14)来进行固液分离，使固体成分M14循环至所述高分子絮凝剂处理(12)，并对滤液F14进行排放处理，并且
对向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(21)的浆液S21进行过滤(22)来进行固液分离，将所得到的固体块C22用作水泥原料，将滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁使硒析出并沉降(24)，对该沉淀物进行过滤来进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，将分离所述沉淀的硒后的上清液F24调节至pH9~10，添加还原剂使重金属析出(25)，向包含重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂(26)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤并进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至所述重金属的析出(25)处理，对分离所述絮凝物之后的上清液F26施加直流电流进行电解(28)而使金属氧化物析出，对包含金属氧化物的浆液S28进行过滤(29)来进行固液分离，使固体成分M29循环至所述高分子絮凝剂处理，并对滤液F29进行排放处理，
而且，将所述滤液F2与分离所述硒之后的上清液F24一同以与所述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
另外，用于实施上述本发明的处理方法的含氯废料的处理装置具备下述机构，具体而言，具备：溶解槽(1)，向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(2)，将对来自该溶解槽(1)的浆液S1进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C2用作水泥原料；反应槽(11)，将来自该过滤装置(2)的滤液F2调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(12)，向来自该反应槽(11)的包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂使重金属絮凝并使絮凝物沉降；过滤装置(15)，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C15用作水泥原料，并使滤液F15循环至所述反应槽(11)；螯合槽(13)，向来自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合剂而形成重金属的螯合物；过滤装置(14)，对来自该螯合槽(13)的浆液S13进行过滤来进行固液分离，使固体成分M14循环至所述絮凝槽(12)，并对滤液F14进行排放，并且
具备：溶解槽(21)，向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(22)，对来自该溶解槽(21)的浆液S21进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C22用作水泥原料；反应槽(23)，将来自该过滤装置(22)的滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒从来自该反应槽(23)的包含析出的硒的浆液S23中沉降；过滤装置(27)，将对该沉淀物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料；反应槽(25)，将来自所述絮凝槽(24)的上清液F24调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(26)，向来自该反应槽(25)的含有重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂，使重金属絮凝而使絮凝物沉降；滤液装置(27)，将对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至所述反应槽(25)；电解槽(28)，对来自该絮凝槽(26)的上清液F26施加直流电流进行电解而使金属氧化物析出；过滤装置(29)，对来自该电解槽(28)的包含金属氧化物的浆液S28进行过滤来进行固液分离，使固体成分M29循环至所述絮凝槽26，并对滤液F29进行排放，
而且，将所述滤液F2导入所述过滤装置(22)中，以与所述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
A.飞灰
[预处理工序X]
对飞灰粉尘进行处理时，根据需要进行预处理，在导入到溶解槽(1)中之前实施二
Figure BDA00002167505900091
英处理。该二
Figure BDA00002167505900092
英处理可以使用公知的二
Figure BDA00002167505900093
英处理装置，利用该装置对飞灰中包含的二
Figure BDA00002167505900094
英进行除去处理，能够使飞灰中包含的二英浓度极快地降低到基准以下。
在根据需要设置的上述预处理之后，实施水洗和过滤工序。
“水洗和过滤工序Y”
(溶解工序)
首先，将作为含氯废料D的飞灰投入到溶解槽(1)中，以相对于该飞灰D为2~10质量倍的量添加使该飞灰流态化的程度的水W并进行搅拌，进行浆液化的同时，使含有的氯化合物等可溶成分溶出，使其再浆化(リパルプ)。
作为水W，可以使用工业用水、从制造工序等中排出的二次废水、自来水等。
在此，如上设定水的添加量的理由在于，水的添加量为含氯废料D的2质量倍以下时，含氯废料D中的可溶成分的溶出不充分，利用之后的过滤机(2、22)过滤而得到的各脱盐块固体成分(C2、C22)中残留的可溶成分增多。此外还因为，所得到的浆液的粘性增高，从而向后续工序的泵输送变困难。
另外还因为，水的添加量为含氯废料D的10质量倍以上时，重金属类等其他成分的溶出增多，因此，在之后的工序中，用于除去这些成分的药剂的使用量增多。
上述再浆化中，为了提高可溶成分的溶解速度，可以将溶解槽(1)内的温度升高至40℃以上。另外，搅拌时间为10小时以内时可以充分地溶解氯成分，长时间的搅拌会使粉尘中含有的钙与碱性成分和氯形成复盐，从而产生沉淀物，可能无法进行充分的脱盐，因此不优选。
(过滤工序)
将通过该再浆化生成的浆液S1投入到过滤机(2)中，压榨而进行固液分离，从而分离成飞灰脱水块固体成分C2和滤液F2。
另外，也可以将浆液S1导入到下述脱盐粉尘处理工序中使用的过滤机(22)中，压榨而进行固液分离，从而分离成飞灰脱水块固体成分C22和滤液F21。该情况下，以不使来自脱盐粉尘处理的溶解槽(21)的浆液S21与上述浆液S1混合的方式进行过滤处理。本发明的装置中，过滤机为一个的情况下，只要不使飞灰处理的浆液S1与脱盐粉尘的浆液S22混合，则也可以共用过滤机。这种情况下，对从过滤机(22)中排出的滤液F21与滤液F2同样地进行下述处理。
作为过滤机，可以使用压滤机或带式过滤机。
此外，还可以根据需要向过滤机(2、22)中导入水W，将固体成分(C2、C22)中残留的含有可溶成分的水分用水W进行清洗。利用该水W的清洗，可以通过在将过滤机(2、22)加压的状态下自一个方向对固体成分(C2、C22)加压输送水W，从而以较少水量进行高效的清洗。
用于该清洗的水W优选相对于供于脱盐清洗的废料量为0.5~2.0质量倍。
所得到的飞灰脱水块固体成分(C2、C22)可以作为水泥原料而有效利用。例如，在将固体成分(C2、C22)直接送入水泥制造设备中的情况下，与其他水泥原料混合并进行干燥和粉碎，然后作为粉末水泥原料通过水泥煅烧工序而得到再循环使用，煅烧成水泥熟料。
[水处理工序Z]
(重金属除去工序)
从过滤机(2)中排出的滤液F2，除了溶出有飞灰D中的氯以外，还含有重金属等。因此，向该滤液F2中添加pH调节剂，进而添加高分子絮凝剂，生成含有该滤液F2所含的重金属的沉淀物，通过过滤对该沉淀物进行分离。
另外，也可以将该滤液F2导入到下述脱盐粉尘处理中的反应槽(25)，以后的处理经过与下述脱盐粉尘处理相同的处理工序来进行。
将过滤机(2)的滤液F2投入到反应槽(11)中，以还原、共沉淀、金属和/或无机物的絮凝为目的，向该滤液F2中添加例如硫酸亚铁(FeSO4)或氯化亚铁(FeCl2)等使其反应，从而生成浆液S11。
例如，对于重金属类，在反应槽(11)中将滤液F2的pH调节至约9~约10.5，生成重金属的氢氧化物的沉淀物，由此可以大幅除去重金属类。
另外，作为pH调节剂，呈酸性即可，最优选HCl。
接着，在絮凝槽(12)中，向来自反应槽(11)的浆液S11中添加高分子絮凝剂，由此，使浆液S11中的重金属、微粒化的重金属或者作为氢氧化物的重金属絮凝并沉降。
将该絮凝槽(12)中的沉淀物取出后送入过滤机(例如压滤机)(15)中。
利用压滤机(15)对该沉淀物进行加压和脱水，由此，过滤分离含有重金属的固体块C15和滤液F15。将该滤液F15送入反应槽(11)中，通过与滤液F2一同添加到反应槽(11)中，由此进行循环使用。
此外，还可以根据需要向过滤机(15)内导入水W，将该沉淀物中残留的含有可溶成分的水分用水W进行清洗。利用该水W的清洗，可以通过在对过滤机(15)进行加压的状态下自一个方向对沉淀物加压输送水W而以较少水量进行高效的清洗。
所得到的脱水块固体成分C15作为水泥原料而得到有效利用。例如，在将固体成分C15直接送入水泥制造设备中的情况下，与其他水泥原料混合并进行干燥和粉碎，然后作为粉末水泥原料通过水泥煅烧工序而得到再循环使用，煅烧成水泥熟料。
另一方面，将从絮凝槽(12)中排出的上清液F12送入螯合槽(13)中，并添加螯合剂或螯合树脂，捕获残留在该上清液F12中的重金属，从而形成螯合物。螯合剂和螯合树脂可以使用公知的螯合剂和螯合树脂。
(精密过滤工序)
接着，将包含该螯合槽(13)中形成的螯合物的浆液S13导入到精密过滤装置(14)中，利用膜过滤器(MF：精密过滤膜)等除去螯合物。
来自该膜过滤器14的滤液F14中，所含的悬浮物质(SS成分)为1mg/升以下，可以排放到下水道等中而不会给环境带来问题。
另外，使由该精密过滤装置(14)得到的固体成分M14循环至上述絮凝槽(12)中而进行再处理。
重金属几乎完全从该滤液F14中被除去，能够以下水道的方式进行排放。另外，还可以根据需要在将该滤液F14向下水道排放之前，将该滤液F14导入到活性炭吸附塔(30)中而除去所含的微量成分。
另外，此时还可以将下述脱盐粉尘处理中排出的滤液F29与该滤液F14合并来进行该排水处理。
B.脱盐粉尘
“水洗和过滤工序Y”
(溶解工序)
首先，将作为含氯废料D的脱盐粉尘投入到溶解槽(1)中，以相对于该脱盐粉尘D为2~10质量倍的量添加使该脱盐粉尘流态化的程度的水W并进行搅拌，进行浆液化的同时，使含有的氯化合物等可溶成分溶出，使其再浆化。
作为水W，可以使用工业用水、从制造工序等中排出的二次废水、自来水等。
在此，如上设定水的添加量的理由在于，水的添加量为含氯废料D的2质量倍以下时，含氯废料D中的可溶成分的溶出不充分，利用之后的过滤机(22)过滤而得到的各脱盐块固体成分C22中残留的可溶成分增多。此外还因为，所得到的浆液的粘性增高，从而向后续工序的泵输送变困难。
另外还因为，水的添加量为含氯废料D的10质量倍以上时，重金属类等其他成分的溶出增多，因此，在之后的工序中，用于除去这些成分的药剂的使用量增多。
上述再浆化中，为了提高可溶成分的溶解速度，可以将溶解槽(21)内的温度升高至40℃以上。另外，搅拌时间为10小时以内时可以充分地溶解氯成分，长时间的搅拌会使粉尘中含有的钙与碱性成分和氯形成复盐，从而产生沉淀物，可能无法进行充分的脱盐，因此不优选。
(过滤工序)
将通过该再浆化生成的浆液S21投入到过滤机(22)中，压榨而进行固液分离，从而分离成飞灰脱水块固体成分C22和滤液F22。
作为过滤机，可以使用压滤机或带式过滤机。
此外，还可以根据需要向过滤机22内导入水W，将固体成分C22中残留的含有可溶成分的水分用水W进行清洗。利用该水W的清洗可以通过在将过滤机(22)加压的状态下自一个方向对固体成分C22加压输送水W，从而以较少水量进行高效的清洗。
用于该清洗的水W优选相对于供于脱盐清洗的废料量为0.5~2.0质量倍。
所得到的飞灰脱水块固体成分C22可以作为水泥原料而有效利用。例如，在将固体成分C22直接送入水泥制造设备中的情况下，与其他水泥原料混合并进行干燥和粉碎，然后作为粉末水泥原料通过水泥煅烧工序得到再循环使用，煅烧成水泥熟料。
[水处理工序Z]
(硒除去工序)
从过滤机(22)中排出的滤液F22除了溶出有脱盐粉尘D中的氯以外，还含有硒、重金属等。因此，选择性地除去该滤液F22所含的硒。
将从过滤机(22)中排出的滤液F22送入反应槽(23)中。
该滤液F22的pH(氢离子浓度)为约11~约13，为了使该滤液F22呈酸性或中性，将其投入到该反应槽(23)中，向该滤液F22中添加pH调节剂而将滤液F22的pH调节至约5~约6。在此，作为pH调节剂，优选使用碳酸、盐酸、硝酸、硫酸等无机酸。
如果调节后的反应槽(23)中的滤液F22的pH在上述范围，则发生由铁粉或氯化亚铁等还原剂引起的硒的还原反应，从而能够除去硒。需要说明的是，在上述范围内，pH越低则还原反应越良好，但减少酸和碱的使用量的效果降低。另一方面，pH越高则减少酸和碱的使用量的效果越高，但还原反应变慢。
因此，优选使pH的调节范围为5~6。
向反应槽(23)中添加该pH调节剂而将pH调节至上述范围，并进一步向反应槽(23)中的滤液F22中添加铁粉或氯化亚铁等还原剂。
该还原用铁粉或氯化亚铁等还原剂的添加量只要是能够使滤液F22所含的硒还原并沉淀的量即可，例如，相对于滤液F22优选为0.5质量%以上且4质量%以下，更优选为1质量%以上且2质量%以下。
该滤液F22可以通过添加铁粉或氯化亚铁等还原剂并进行搅拌混合而形成浆液S23。
这样，使滤液F22中的硒与铁粉或氯化亚铁反应，利用铁粉或氯化亚铁使硒还原并沉淀。可以对浆液S23进行加热，加热时的温度优选为45℃~60℃。
在该还原过程中，硒被铁粉或氯化亚铁还原而析出，另一方面，铁粉或氯化亚铁的一部分被硒离子化而以三价铁离子的形式溶出到浆液S23中。由此，浆液S23中的硒被铁粉或氯化亚铁还原而沉淀。具体的沉淀机制尚未明确，但认为是被还原的硒以微晶粒的金属硒的形式析出而沉淀、被还原的硒以水难溶性的氢氧化物的形式沉淀、或者被还原的硒吸附在铁粉等上而沉淀等。
接着，将该浆液S23投入到絮凝槽(24)中，静置预定时间，使浆液S23沉降分离，从而分离成作为沉淀物的含有硒和铁粉等的固体成分以及上清液F24。使用过滤机(例如压滤机等)(27)对沉淀物进行固液分离脱水。
此外，还可以根据需要向过滤机(27)内导入水W，将该沉淀物中残留的含有可溶成分的水分用水W进行清洗。利用该水W的清洗，可以通过在将过滤机(27)加压的状态下自一个方向对沉淀物加压输送水W，从而以较少水量进行高效的清洗。
所得到的脱水块固体成分C27作为水泥原料而得到有效利用。例如，在将固体成分C27直接送入水泥制造设备中的情况下，与其他水泥原料混合并进行干燥和粉碎，然后作为粉末水泥原料通过水泥煅烧工序而得到再循环使用，煅烧成水泥熟料。
对于由该过滤装置(27)得到的固体成分C27，一部分可以作为添加到反应槽(23)的浆液中的铁粉等的一部分而反复使用。
需要说明的是，将固体成分作为全部添加的铁粉等而反复使用时，硒的除去能力逐渐降低，但只要作为所添加的铁粉等的一部分使用，则能够维持硒的除去功能。
另外，使滤液F27循环至反应槽(25)进行利用。
(重金属除去工序)
从絮凝槽(24)中排出的上清液F24除了溶出有脱盐粉尘D中的氯以外，还含有重金属等。因此，向该上清液F24中添加pH调节剂，进而添加高分子絮凝剂，生成含有该上清液F24所含的重金属的沉淀物，通过过滤对该沉淀物进行分离。
具体而言，将絮凝槽(24)的上清液F24投入到反应槽(25)中，以还原、共沉淀、金属和/或无机物的絮凝为目的，向该上清液F24中添加例如硫酸亚铁(FeSO4)或氯化亚铁(FeCl2)等使其反应，从而生成浆液S25。
例如，对于重金属类，在反应槽(25)中将上清液F24的pH调节至约9~约10.5，生成重金属的氢氧化物的沉淀物，由此可以大幅除去重金属类。
另外，作为pH调节剂，呈碱性即可，最优选NaOH。
接着，在絮凝槽(26)中，向来自该反应槽(25)的浆液S25中添加高分子絮凝剂，由此，使浆液S25中的重金属、微粒化的重金属或者氢氧化物的重金属絮凝并沉降。
将该絮凝槽(26)中的沉淀物取出后送入过滤机(例如压滤机)(27)中。
利用压滤机(27)对该沉淀物进行加压和脱水，由此，过滤分离含有重金属的固体块C27和滤液F27。将该滤液F27与送入反应槽(25)中的上清液F24一同添加到反应槽(25)中，由此进行循环使用。
此外，还可以根据需要向过滤机(27)内导入水W，将该沉淀物中残留的含有可溶成分的水分用水W进行清洗。利用该水W的清洗，可以通过在将过滤机(27)加压的状态下自一个方向对沉淀物加压输送水W，从而以较少水量进行高效的清洗。
所得到的脱水块固体成分C27作为水泥原料而得到有效利用。例如，在将固体成分C27直接送入水泥制造设备中的情况下，与其他水泥原料混合并进行干燥和粉碎，然后作为粉末水泥原料通过水泥煅烧工序而得到再循环使用，煅烧成水泥熟料。
(电解工序)
另一方面，将从絮凝槽(26)中排出的上清液F26送入电解槽(28)中，通过电解槽(28)的电极向上清液F26中进行通电，对F26进行电解，由此，使溶解的金属以氧化物的形式析出，转变成微细的混悬物质。可以为了促进反应而添加次氯酸钠。
(铊除去工序)
特别是在溶解的金属为铊(Tl)的情况下，容易形成混悬物质，因而根据需要设置铊处理工序。
具体而言，在电解槽(28)中对包含混悬物质的浆液进行倾析而使混悬物质沉降，从而回收铊。该倾析中，通过添加硫代硫酸钠等硫代硫酸盐，除去上述絮凝槽(26)中添加的过量的次氯酸钠，从而能够回收铊。
(精密过滤工序)
将来自电解槽(28)的包含悬浊物质的浆液S28送入精密过滤装置(29)中，利用膜过滤器(MF：精密过滤膜)等除去包含金属氧化物的微细的混悬物质。该滤液F29中，所含的悬浮物质(SS成分)为1mg/升以下，可以排放到下水道等中而不会给环境带来问题。
另外，使由该精密过滤装置(29)得到的固体成分M29循环至上述絮凝槽(26)中而进行再处理。
另外，该滤液F29中，重金属几乎完全被除去，但在向下水道排放之前，也可以根据需要将该滤液F29导入到活性炭吸附塔(30)中而除去所含的微量成分。
由上，根据本发明，该废水中几乎不含重金属等有害物质，即使进行排放也不会给环境带来不利影响。
另外，根据上述本发明的含氯废料的水泥原料化处理方法，能够将在处理脱盐粉尘和飞灰中产生的固体成分有效地再利用于水泥原料或燃料。
产业上的可利用性
本发明可以用于从含有氯和重金属等有害物质的飞灰和脱盐粉尘中除去该有害物质并制成水泥原料而进行再利用的处理。
标号说明
1、21…溶解槽
2、22、15、27…压滤机
11、23、25…反应槽
12、24、26…絮凝槽
13…螯合槽
14、29…MF膜
28…电解槽
30…活性炭吸附塔
F…滤液、上清液
S…浆液
M…固体成分
C…水泥原料用固体块

Claims (10)

1.一种含氯废料的水泥原料化处理方法，其特征在于，对向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(1)的浆液S1进行过滤(2、22)来进行固液分离，将所得到的固体块C2用作水泥原料，将滤液F2调节至pH9~10并添加还原剂使重金属析出(11)，向包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂(12)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离(15)，将所得到的固体块C15用作水泥原料，使滤液F15循环至所述重金属的析出(11)处理，向分离所述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合剂，对形成重金属的螯合物的浆液S13进行过滤(14)来进行固液分离，使固体成分M14循环至所述高分子絮凝剂处理(12)，并对滤液F14进行排放处理，并且
对向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(21)的浆液S21进行过滤(22)来进行固液分离，将所得到的固体块C22用作水泥原料，将滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁使硒析出并沉降(24)，对该沉淀物进行过滤来进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，将分离所述沉淀的硒后的上清液F24调节至pH9~10，添加还原剂使重金属析出(25)，向包含重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂(26)，使重金属絮凝并使絮凝物沉降，对该絮凝物进行过滤并进行固液分离(27)，将所得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至所述重金属的析出(25)处理，对分离所述絮凝物之后的上清液F26施加直流电流进行电解(28)而使金属氧化物析出，对包含金属氧化物的浆液S28进行过滤(29)来进行固液分离，使固体成分M29循环至所述高分子絮凝剂处理，并对滤液F29进行排放处理，
而且，将所述滤液F2与分离所述硒之后的上清液F24一同以与所述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
2.如权利要求1所述的含氯废料的水泥原料化处理方法，其特征在于，不同时对将飞灰溶解于水中而得的所述浆液S1和将脱盐粉尘溶解于水中而得的浆液S21进行固液分离(22)处理。
3.如权利要求1所述的含氯废料的水泥原料化处理方法，其特征在于，在向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解(1)之前，还对飞灰含氯废料进行二
Figure FDA00002167505800021
英预处理。
4.如权利要求1或2所述的含氯废料的水泥原料化处理方法，其特征在于，在所述电解槽(28)中析出的金属氧化物为铊的氧化物，所述含氯废料的水泥原料化处理方法还具备对包含该铊的氧化物的浆液进行倾析来回收铊的处理。
5.如权利要求1~3中任一项所述的含氯废料的水泥原料化处理方法，其特征在于，进一步对排放前的液体成分进行活性炭吸附(30)处理。
6.一种含氯废料的水泥原料化处理装置，其特征在于，具备：溶解槽(1)，向飞灰含氯废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(2)，将对来自该溶解槽(1)的浆液S1进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C2用作水泥原料；反应槽(11)，将来自该过滤装置(2)的滤液F2调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(12)，向来自该反应槽(11)的包含重金属析出物的浆液S11中添加高分子絮凝剂使重金属絮凝并使絮凝物沉降；过滤装置(15)，对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C15用作水泥原料，并使滤液F15循环至所述反应槽(11)；螯合槽(13)，向来自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合剂而形成重金属的螯合物；过滤装置(14)，对来自该螯合槽(13)的浆液S13进行过滤来进行固液分离，使固体成分M14循环至所述絮凝槽(12)，并对滤液F14进行排放，并且
具备：溶解槽(21)，向含氯脱盐粉尘废料(D)中添加水而使该废料流态化并使氯溶解；过滤装置(22)，对来自该溶解槽(21)的浆液S21进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C22用作水泥原料；反应槽(23)，将来自该过滤装置(22)的滤液F22调节至pH5~6并添加(23)铁粉或氯化亚铁而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒从来自该反应槽(23)的包含析出的硒的浆液S23中沉降；过滤装置(27)，将对该沉淀物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料；反应槽(25)，将来自所述絮凝槽(24)的上清液F24调节至pH9~10并添加还原剂而使重金属析出；絮凝槽(26)，向来自该反应槽(25)的含有重金属析出物的浆液S25中添加高分子絮凝剂，使重金属絮凝而使絮凝物沉降；滤液装置(27)，将对该絮凝物进行过滤来进行固液分离而得到的固体块C27用作水泥原料，使滤液F27循环至所述反应槽(25)；电解槽(28)，对来自该絮凝槽(26)的上清液F26施加直流电流进行电解而使金属氧化物析出；过滤装置(29)，对来自该电解槽(28)的包含金属氧化物的浆液S28进行过滤来进行固液分离，使固体成分M29循环至所述絮凝槽26，并对滤液F29进行排放，
而且，将所述滤液F2导入所述过滤装置(22)中，以与所述含氯脱盐粉尘处理同样的方式进行处理。
7.如权利要求6所述的含氯废料的水泥原料化处理装置，其特征在于，不同时向所述过滤装置(22)中导入将飞灰溶解于水中而得的所述浆液S1和将脱盐粉尘溶解于水中而得的浆液S21。
8.如权利要求6或7所述的含氯废料的水泥原料化处理装置，其特征在于，具备在将飞灰含氯废料导入所述溶解槽(1)中之前进行二
Figure FDA00002167505800031
英预处理的二英处理装置。
9.如权利要求5~8中任一项所述的含氯废料的水泥原料化处理装置，其特征在于，在所述电解槽(28)中析出的金属氧化物为铊的氧化物，所述含氯废料的水泥原料化处理装置还具备对包含该铊的氧化物的浆液进行倾析来回收铊的机构。
10.如权利要求5~9中任一项所述的含氯废料的水泥原料化处理装置，其特征在于，还具备：活性炭吸附装置(30)，在对来自过滤装置(14、29)的滤液F14和滤液F29进行排放之前进行活性炭处理。
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