JP2000128658A - 焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びその製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法 - Google Patents
焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びその製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法Info
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- C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
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Abstract
(57)【要約】
【課題】廃棄物の焼却灰を利用して付加価値が高く気孔
径の揃ったセラミックフィルタを得る。 【解決手段】廃棄物の焼却灰に、水と親水性ウレタンモ
ノマーとを混練して型に鋳込み発泡させたうえ、脱脂焼
成することによりウレタン発泡体を除き、更に焼成して
0.5 〜100 μm の連続気孔を持つセラミックフィルタを
得る。この焼却灰としては、粒度の揃った流動床焼却灰
が好ましい。このセラミックフィルタを汚泥の濃縮脱水
に用いれば、処理場内におけるリサイクルが可能とな
り、また使用後はそのまま焼却炉に投入すればよい。
径の揃ったセラミックフィルタを得る。 【解決手段】廃棄物の焼却灰に、水と親水性ウレタンモ
ノマーとを混練して型に鋳込み発泡させたうえ、脱脂焼
成することによりウレタン発泡体を除き、更に焼成して
0.5 〜100 μm の連続気孔を持つセラミックフィルタを
得る。この焼却灰としては、粒度の揃った流動床焼却灰
が好ましい。このセラミックフィルタを汚泥の濃縮脱水
に用いれば、処理場内におけるリサイクルが可能とな
り、また使用後はそのまま焼却炉に投入すればよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場などか
ら発生する焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びそ
の製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法に関するも
のである。
ら発生する焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びそ
の製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】下水処理場から発生する下水汚泥の焼却
灰や、ごみ処理場から発生するごみ焼却灰などの廃棄物
の焼却灰は、埋め立て用地の不足や焼却灰中の有害物質
などが原因となって、その最終処分法が社会問題となっ
ている。最近では焼却灰の溶融処理法が注目されている
が、その結果生じた溶融スラグを舗装用ブロック等とし
て商品化する場合には、既存の舗装用ブロックよりもや
や高価となるという問題が残されている。このため、溶
融処理法の実用化を促進することと並行して、それ以外
の有効利用法の開発も必要である。
灰や、ごみ処理場から発生するごみ焼却灰などの廃棄物
の焼却灰は、埋め立て用地の不足や焼却灰中の有害物質
などが原因となって、その最終処分法が社会問題となっ
ている。最近では焼却灰の溶融処理法が注目されている
が、その結果生じた溶融スラグを舗装用ブロック等とし
て商品化する場合には、既存の舗装用ブロックよりもや
や高価となるという問題が残されている。このため、溶
融処理法の実用化を促進することと並行して、それ以外
の有効利用法の開発も必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した時代
の要請に応えてなされたものであり、廃棄物の焼却灰を
利用して舗装用ブロック等の溶融スラグ製品よりもはる
かに付加価値の高いセラミックフィルタを製造する技術
と、その関連技術とを提供しようとするものである。
の要請に応えてなされたものであり、廃棄物の焼却灰を
利用して舗装用ブロック等の溶融スラグ製品よりもはる
かに付加価値の高いセラミックフィルタを製造する技術
と、その関連技術とを提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明の焼却灰を利用したセラミック
フィルタは、廃棄物の焼却灰を原料とした多孔質セラミ
ックよりなり、その内部にウレタン発泡体を消失させる
ことにより形成された0.5 〜100 μm の連続気孔を持つ
ことを特徴とするものである。また第２の発明の焼却灰
を利用したセラミックフィルタの製造法は、廃棄物の焼
却灰に、水と親水性ウレタンモノマーとを混練して型に
鋳込み発泡させたうえ、脱脂焼成することによりウレタ
ン発泡体を除き、更に焼成して0.5 〜100 μm の連続気
孔を持つセラミックフィルタを得ることを特徴とするも
のである。更に第３の発明の濃縮脱水方法は、第１の発
明の焼却灰を利用したセラミックフィルタに、汚泥を供
給して脱水することを特徴とするものである。
めになされた第１の発明の焼却灰を利用したセラミック
フィルタは、廃棄物の焼却灰を原料とした多孔質セラミ
ックよりなり、その内部にウレタン発泡体を消失させる
ことにより形成された0.5 〜100 μm の連続気孔を持つ
ことを特徴とするものである。また第２の発明の焼却灰
を利用したセラミックフィルタの製造法は、廃棄物の焼
却灰に、水と親水性ウレタンモノマーとを混練して型に
鋳込み発泡させたうえ、脱脂焼成することによりウレタ
ン発泡体を除き、更に焼成して0.5 〜100 μm の連続気
孔を持つセラミックフィルタを得ることを特徴とするも
のである。更に第３の発明の濃縮脱水方法は、第１の発
明の焼却灰を利用したセラミックフィルタに、汚泥を供
給して脱水することを特徴とするものである。
【０００５】本発明により得られたセラミックフィルタ
は、廃棄物の焼却灰を原料とするために材料コストが安
く、しかも付加価値の高いものである。また廃棄物の焼
却灰は多くの場合その粒度分布が揃っているため、気孔
径の揃ったセラミックフィルタを容易に得ることができ
る。また下水処理場やごみ処理場における汚泥の脱水濃
縮を本発明のセラミックフィルタを用いて行えば、場内
におけるリサイクルが可能となるうえ、セラミックフィ
ルタが目詰まりした場合にはそのまま焼却炉に投入して
焼却灰に戻すことができる利点がある。
は、廃棄物の焼却灰を原料とするために材料コストが安
く、しかも付加価値の高いものである。また廃棄物の焼
却灰は多くの場合その粒度分布が揃っているため、気孔
径の揃ったセラミックフィルタを容易に得ることができ
る。また下水処理場やごみ処理場における汚泥の脱水濃
縮を本発明のセラミックフィルタを用いて行えば、場内
におけるリサイクルが可能となるうえ、セラミックフィ
ルタが目詰まりした場合にはそのまま焼却炉に投入して
焼却灰に戻すことができる利点がある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を示す。
本発明では、廃棄物の焼却灰を原料として用いる。この
廃棄物は下水汚泥、都市ごみ、各種産業廃棄物などを含
むものである。また焼却炉の形式は特に限定されるもの
ではないが、粒度分布の均一な焼却灰が得られる点で、
流動床焼却灰が好ましい。最も好ましい焼却灰は、重量
比でSiO2：30〜60％、Al2O3 ：10〜40％、CaO :10 〜50
％の化学組成を持ち、平均粒度が20μm 程度の流動床焼
却灰である。
本発明では、廃棄物の焼却灰を原料として用いる。この
廃棄物は下水汚泥、都市ごみ、各種産業廃棄物などを含
むものである。また焼却炉の形式は特に限定されるもの
ではないが、粒度分布の均一な焼却灰が得られる点で、
流動床焼却灰が好ましい。最も好ましい焼却灰は、重量
比でSiO2：30〜60％、Al2O3 ：10〜40％、CaO :10 〜50
％の化学組成を持ち、平均粒度が20μm 程度の流動床焼
却灰である。
【０００７】このような焼却灰60〜90重量部に対して、
10〜40重量部の水を混合し、得られた焼却灰スラリーに
対して外配で３〜30部の親水性ウレタンモノマーを混練
する。親水性ウレタンモノマーの添加量はこれよりも少
ないと目的とする気孔径を持つ連続気孔が得られないた
めにフィルタとしての機能がなくなり、逆にこれよりも
多いと強度が低下してやはりフィルタとしての機能を得
られない。また水がこの範囲よりも少ないと親水性ウレ
タンモノマーの反応が不十分となり、逆に水がこの範囲
よりも多いと焼却灰が沈降し易く、乾燥収縮が大きくな
るうえ、独立気孔となりやすい。
10〜40重量部の水を混合し、得られた焼却灰スラリーに
対して外配で３〜30部の親水性ウレタンモノマーを混練
する。親水性ウレタンモノマーの添加量はこれよりも少
ないと目的とする気孔径を持つ連続気孔が得られないた
めにフィルタとしての機能がなくなり、逆にこれよりも
多いと強度が低下してやはりフィルタとしての機能を得
られない。また水がこの範囲よりも少ないと親水性ウレ
タンモノマーの反応が不十分となり、逆に水がこの範囲
よりも多いと焼却灰が沈降し易く、乾燥収縮が大きくな
るうえ、独立気孔となりやすい。
【０００８】本発明で用いる親水性ウレタンモノマーと
しては、エチレンオキシド・プロピレンオキシド共重合
体と、ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られ
る遊離イソシアネート基４〜８％を含有する親水性ウレ
タンモノマーが好ましい。遊離イソシアネート基が４％
未満であると発泡性が悪くなり、８％を越えると反応が
激しくなって制御が困難となり、気泡が崩壊して均一な
連続気孔を得にくくなる。
しては、エチレンオキシド・プロピレンオキシド共重合
体と、ポリイソシアネート化合物とを反応させて得られ
る遊離イソシアネート基４〜８％を含有する親水性ウレ
タンモノマーが好ましい。遊離イソシアネート基が４％
未満であると発泡性が悪くなり、８％を越えると反応が
激しくなって制御が困難となり、気泡が崩壊して均一な
連続気孔を得にくくなる。
【０００９】このように親水性ウレタンモノマーが混練
された焼却灰スラリーはインペラー等により攪拌され、
型内に鋳込まれる。親水性ウレタンモノマーと焼却灰ス
ラリー中の水とが反応する結果、常温〜50℃程度の温度
範囲内でCO2 が発生し、ウレタン発泡体と焼却灰スラリ
ーとの複合発泡体が形成される。また発生した気泡がス
ラリー中を浮上することによって、この複合発泡体中に
は0.5 〜100 μm の連続気孔が形成される。この発泡に
要する時間は10秒〜５分程度の短時間でよい。なおセラ
ミックフィルタとしての利用価値の観点から、水および
親水性ウレタンモノマーの添加量や発泡条件を制御する
ことにより、連続気孔の気孔径を１〜50μm に調整する
ことが好ましい。
された焼却灰スラリーはインペラー等により攪拌され、
型内に鋳込まれる。親水性ウレタンモノマーと焼却灰ス
ラリー中の水とが反応する結果、常温〜50℃程度の温度
範囲内でCO2 が発生し、ウレタン発泡体と焼却灰スラリ
ーとの複合発泡体が形成される。また発生した気泡がス
ラリー中を浮上することによって、この複合発泡体中に
は0.5 〜100 μm の連続気孔が形成される。この発泡に
要する時間は10秒〜５分程度の短時間でよい。なおセラ
ミックフィルタとしての利用価値の観点から、水および
親水性ウレタンモノマーの添加量や発泡条件を制御する
ことにより、連続気孔の気孔径を１〜50μm に調整する
ことが好ましい。
【００１０】発泡終了後に複合発泡体を型から取り出
し、例えば70℃で12時間程度の加熱を行って乾燥固化し
たうえ、220 ℃程度の温風を送ってウレタン発泡体を発
火させることなく炭化させ除去する。その後、例えば90
0 〜1000℃で焼成を行えば、ウレタン発泡体が除去され
た後の焼却灰スラリー発泡体が焼結し、0.5〜100 μm
、より好ましくは１〜50μm の連続気孔を持つセラミ
ックフィルタが得られる。
し、例えば70℃で12時間程度の加熱を行って乾燥固化し
たうえ、220 ℃程度の温風を送ってウレタン発泡体を発
火させることなく炭化させ除去する。その後、例えば90
0 〜1000℃で焼成を行えば、ウレタン発泡体が除去され
た後の焼却灰スラリー発泡体が焼結し、0.5〜100 μm
、より好ましくは１〜50μm の連続気孔を持つセラミ
ックフィルタが得られる。
【００１１】このセラミックフィルタは、粒度分布の均
一な焼却灰を原料としているために孔径分布が均一とな
り、ＭＦ膜よりも粗いラフフィルタとして用いるに適し
たものである。また焼却灰を原料としているために焼成
が容易であり、廃棄物が原料であるためにコストが安
い。さらに強度が通常のアルミナセラミックスの1/10以
下と低いため、使用後に粉砕し易い利点がある。粉砕物
は再び焼却炉に投入して焼却灰にもどすことができる。
一な焼却灰を原料としているために孔径分布が均一とな
り、ＭＦ膜よりも粗いラフフィルタとして用いるに適し
たものである。また焼却灰を原料としているために焼成
が容易であり、廃棄物が原料であるためにコストが安
い。さらに強度が通常のアルミナセラミックスの1/10以
下と低いため、使用後に粉砕し易い利点がある。粉砕物
は再び焼却炉に投入して焼却灰にもどすことができる。
【００１２】第３の発明では、このようにして得られた
セラミックフィルタを好ましくはモノリス型に加工し、
下水処理場から発生する下水汚泥等の汚泥を供給して濃
縮脱水を行わせる。例えば水分が98％の汚泥をこのセラ
ミックフィルタに通し、水分が94％の濃縮汚泥とするこ
とができる。下水処理場ではこのような汚泥の濃縮脱水
工程が不可欠であるが、汚泥の焼却灰を原料として製造
されたセラミックフィルタを用いて濃縮脱水を行わせれ
ば、処理場内におけるリサイクルが可能となる。しかも
目詰まりによりろ過能力の低下したセラミックフィルタ
は再び汚泥焼却炉に投入すればよく、後処理が不要とな
る効果がある。
セラミックフィルタを好ましくはモノリス型に加工し、
下水処理場から発生する下水汚泥等の汚泥を供給して濃
縮脱水を行わせる。例えば水分が98％の汚泥をこのセラ
ミックフィルタに通し、水分が94％の濃縮汚泥とするこ
とができる。下水処理場ではこのような汚泥の濃縮脱水
工程が不可欠であるが、汚泥の焼却灰を原料として製造
されたセラミックフィルタを用いて濃縮脱水を行わせれ
ば、処理場内におけるリサイクルが可能となる。しかも
目詰まりによりろ過能力の低下したセラミックフィルタ
は再び汚泥焼却炉に投入すればよく、後処理が不要とな
る効果がある。
【００１３】また、ごみ処理場においても浸出水や排ガ
ス処理装置からの排水の濃縮脱水が必要となる場合が多
いため、ごみ焼却灰を原料として製造されたセラミック
フィルタを用いて濃縮脱水を行わせることができる。
ス処理装置からの排水の濃縮脱水が必要となる場合が多
いため、ごみ焼却灰を原料として製造されたセラミック
フィルタを用いて濃縮脱水を行わせることができる。
【００１４】
【実施例】下水処理場から発生する下水汚泥の流動床焼
却炉より得られたSiO2：50％、Al2O3 ：25％、CaO :20
％の流動床焼却灰70部に、水30部を加えて混合した。こ
の混合物100 部に遊離イソシアネート基７％を含有する
親水性ウレタンモノマーを７部加え、インペラーで攪拌
した。これを型内に鋳込み、10秒間発泡硬化させたう
え、型から取り出して70℃で12時間乾燥させた。次に炉
内で220 ℃に17時間加熱してウレタン発泡体を除去し、
更に1000℃で18時間焼成した。
却炉より得られたSiO2：50％、Al2O3 ：25％、CaO :20
％の流動床焼却灰70部に、水30部を加えて混合した。こ
の混合物100 部に遊離イソシアネート基７％を含有する
親水性ウレタンモノマーを７部加え、インペラーで攪拌
した。これを型内に鋳込み、10秒間発泡硬化させたう
え、型から取り出して70℃で12時間乾燥させた。次に炉
内で220 ℃に17時間加熱してウレタン発泡体を除去し、
更に1000℃で18時間焼成した。
【００１５】その結果、表１に示すとおりの特性を持つ
セラミックフィルタが得られた。このセラミックフィル
タをモノリス型に加工し、汚泥の濃縮脱水を行ったとこ
ろ、良好な脱水効率が得られた。
セラミックフィルタが得られた。このセラミックフィル
タをモノリス型に加工し、汚泥の濃縮脱水を行ったとこ
ろ、良好な脱水効率が得られた。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
廃棄物の焼却灰を利用して付加価値の高いセラミックフ
ィルタを得ることができる。このセラミックフィルタは
気孔径の揃ったものであり、使用後はそのまま焼却炉に
投入して焼却灰に戻すことができ、処理場内におけるリ
サイクルが可能となる等の利点がある。
廃棄物の焼却灰を利用して付加価値の高いセラミックフ
ィルタを得ることができる。このセラミックフィルタは
気孔径の揃ったものであり、使用後はそのまま焼却炉に
投入して焼却灰に戻すことができ、処理場内におけるリ
サイクルが可能となる等の利点がある。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 38/02 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】 廃棄物の焼却灰を原料とした多孔質セラ
ミックよりなり、その内部にウレタン発泡体を消失させ
ることにより形成された0.5 〜100 μm の連続気孔を持
つことを特徴とする焼却灰を利用したセラミックフィル
タ。 - 【請求項２】 廃棄物の焼却灰が、SiO2：30〜60％、Al
2O3 ：10〜40％、CaO :10 〜50％の流動床焼却灰である
請求項１に記載の焼却灰を利用したセラミックフィル
タ。 - 【請求項３】 廃棄物の焼却灰に、水と親水性ウレタン
モノマーとを混練して型に鋳込み発泡させたうえ、脱脂
焼成することによりウレタン発泡体を除き、更に焼成し
て0.5 〜100 μm の連続気孔を持つセラミックフィルタ
を得ることを特徴とする焼却灰を利用したセラミックフ
ィルタの製造法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の焼却灰を利用したセラ
ミックフィルタに、汚泥を供給して脱水することを特徴
とする焼却灰を利用したセラミックフィルタを用いた濃
縮脱水方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30189998A JP2000128658A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びその製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30189998A JP2000128658A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びその製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000128658A true JP2000128658A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=17902473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30189998A Pending JP2000128658A (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | 焼却灰を利用したセラミックフィルタ及びその製造法ならびにそれを用いた濃縮脱水方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000128658A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002282628A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Seikatsu Kachi Sozo Jutaku Kaihatsu Gijutsu Kenkyu Kumiai | 水浄化フィルター及び水の浄化方法 |
| JP2007532302A (ja) * | 2004-04-14 | 2007-11-15 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | スラッジの処理方法 |
| CN103446808A (zh) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 远东科技大学 | 失效陶瓷滤油材的再生方法 |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP30189998A patent/JP2000128658A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002282628A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-02 | Seikatsu Kachi Sozo Jutaku Kaihatsu Gijutsu Kenkyu Kumiai | 水浄化フィルター及び水の浄化方法 |
| JP2007532302A (ja) * | 2004-04-14 | 2007-11-15 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | スラッジの処理方法 |
| CN103446808A (zh) * | 2012-06-01 | 2013-12-18 | 远东科技大学 | 失效陶瓷滤油材的再生方法 |
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