JP2002052378A

JP2002052378A - 廃水の処理方法

Info

Publication number: JP2002052378A
Application number: JP2000240614A
Authority: JP
Inventors: Michio Kimita; 美智雄君田; Kazuo Tamura; 和男田村
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】液状有機物、あるいは無機物イオンを含む廃水
を、低コストで、かつ有害物質の放出を抑制しつつ処理
する方法を提供する。【解決手段】液状有機物を含む廃水を処理する方法を提
供する。廃水をセメントクリンカーを焼成するための焼
成炉の内部に供給することによって、液状有機物を分解
して残さをセメントクリンカー中に取り込ませ、廃水中
の水分を蒸発させる。あるいは、無機物のイオンを含む
廃水を処理するのに際して、廃水をセメントクリンカー
を焼成するための焼成炉の内部に供給することによっ
て、無機物をセメントクリンカー中に取り込ませ、廃水
中の水分を蒸発させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状有機物または
無機物イオンを含む廃水を処理する方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】水質汚濁防止法においては、廃水のＢＯ
Ｄ基準は１６０ｍｇ／ｌに定められている。ＢＯＤ成分
を多量に含む廃水を河川、湖沼、海洋に放流すると、河
川等が富栄養化し、プランクトンが異常発生し、酸素欠
乏状態になり、水質汚濁の原因となる。このため、ＢＯ
Ｄを除去あるいは低減させた後に、廃水を放流しなけれ
ばならない。ＢＯＤを含む廃水の処理方法としては、活
性汚泥による生物学的な汚泥処理、焼却処理、蒸留、分
離膜を利用したＢＯＤ成分の分離等が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、活性汚泥によ
って廃水を生物学的に処理すると、大規模な処理施設が
必要であり、処理に長時間がかかる。また、処理後にも
多量の汚泥が発生するので、この新たに発生した汚泥を
別途処理しなければならない。

【０００４】廃水を焼却処理すると、窒素酸化物、硫黄
酸化物、塩化水素、ダイオキシンなどの有害物質が、廃
水の性状によっては発生することがある。これらの有害
物質が大気中に放出されるのを防止するためには、高性
能の排ガス浄化装置を新たに設ける必要があり、かつ発
生した有害物質を含む焼却灰を更に処理する必要があ
る。

【０００５】膜を使用した分離方法では、施設が大がか
りなわりには処理能力が小さく、コストが高い。

【０００６】このため、液状有機物、あるいは無機物イ
オンを含む廃水を、低コストで、かつ有害物質を環境中
に放出させるようなおそれなしに処理する方法が求めら
れている。

【０００７】本発明の課題は、液状有機物、あるいは無
機物イオンを含む廃水を、低コストで、かつ有害物質の
放出を抑制しつつ処理する方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、液状有機物を
含む廃水を処理する方法であって、廃水をセメントクリ
ンカーを焼成するための焼成炉の内部に供給することに
よって、液状有機物を分解して残さをセメントクリンカ
ー中に取り込ませ、廃水中の水分を蒸発させることを特
徴とする。

【０００９】また、本発明は、無機物のイオンを含む廃
水を処理する方法であって、廃水をセメントクリンカー
を焼成するための焼成炉の内部に供給することによっ
て、無機物をセメントクリンカー中に取り込ませ、廃水
中の水分を蒸発させることを特徴とする。

【００１０】図１の模式図を参照しつつ、本発明を更に
説明する。

【００１１】図１は、セメントクリンカーを生成させる
ための焼成炉を示す模式図である。セメントクリンカー
を製造する際には、図示しない原料ミルで粉砕したセメ
ント原料を、仮焼炉内のプレヒーターによって予熱し、
次いで乾式ロータリーキルンの窯尻に投入し、キルン２
内で焼成する。バーナーは、仮焼炉の壁面に取り付けら
れており、またロータリーキルンの窯前部分に取り付け
られている。焼成炉における焼成温度は変動するが、例
えば１４００°Ｃ〜１４５０°Ｃである。

【００１２】本発明においては、ＢＯＤの高い廃水をセ
メントクリンカーの焼成炉内に投入し、廃水中の液状有
機物を分解させ、燃焼させて処理する。この際、廃水の
水分は焼成炉内の高温で蒸発し、水蒸気として煙突から
大気中に放出される。ここで、ＢＯＤの高い廃水は有機
化合物を含むものであるので、この廃水を単純に焼却す
ると、有機物の分解過程でダイオキシンなどの一層有害
な有機塩素化合物が生成することがある。しかし、本発
明によれば、セメント焼却炉内で前述した粉砕セメント
原料と廃水とが接触して高温加熱が行われるので、焼成
炉内で有機化合物が分解し、有害有機化合物が生成しよ
うとしても、ダイオキシンなどの有害化合物の成分とな
る塩素、ＳＯｘおよびＮＯｘは、セメントクリンカー中
に取り込まれ、無害化される。

【００１３】なお、特開平８−２７６１９９号公報にお
いては、セメントクリンカーを生成させるための焼成炉
に乾燥前の含水有機汚泥を投入し、焼却することを開示
している。しかし、これは多量の固形分を含むものであ
り、これを焼成用の燃料源、原料源として積極的に用い
るものである。従って、本発明のように、無害化処理が
困難な廃水をセメントクリンカーの焼成メカニズムを利
用して処理しようとするものではない。また、このよう
に燃料源とはほとんどならない液状の廃水を焼成炉内に
積極的に供給し、水分を蒸発させることは、通常考えら
れないことである。

【００１４】液状有機物の種類は限定はされないが、ア
ルコール、有機酸、有機溶剤、炭水化物、油脂および蛋
白質からなる群より選ばれるものを好適に処理すること
ができる。また、特に液状有機物が有機塩素化合物であ
る場合の処理に有利である。

【００１５】各有機物の好適例は以下のとおりである。アルコール：メタノール、エタノール、アルコール醸造
廃水など有機酸：クエン酸など有機溶剤：トリクロロエチレン、テトラクロロエチレ
ン、ドライクリーニング廃水、ベンゼン、トルエンなど炭水化物：デンプン、メチルセルロース、ポリビニルア
ルコールなどの合成のり油脂：食用油廃水蛋白質：食品加工センター廃水

【００１６】廃水の種類は特に限定されないが、表１に
示すようなものの処理に特に好適である。このうちで特
に好適なものは、半導体洗浄廃水、ラジエーター用冷却
水、期限切れ飲料水である。

【００１７】

【表１】

【００１８】セメント焼成炉内で有機物が分解する過程
では、若干のエネルギーが放出される。これと共に、有
機物は高温にさらされて分解、燃焼し、完全に無害化さ
れる。有機物中の炭素、水素は、燃焼によって炭酸ガ
ス、水蒸気となる。炭酸ガス、水蒸気は、集塵機を経て
煙突から大気中に放出される。塩素分、窒素分、硫黄分
は、後述のプロセスによってセメント焼成過程に取り込
まれる。

【００１９】また、本発明においては、無機物のイオン
を含む廃水をセメントクリンカーを焼成するための焼成
炉の内部に供給することによって、無機物をセメントク
リンカー中に取り込ませ、廃水中の水分を蒸発させる。

【００２０】こうした無機物イオンは、金属イオンと、
他の水溶性の無機化合物のイオンとに分けられる。廃水
中に金属イオンが含有されていた場合には、この金属イ
オンは、セメント焼成過程で原料中に取り込まれる。こ
のような金属イオン含有廃水としては、メッキ工場廃
水、アルミニウム、鉄表面処理工場廃水がある。

【００２１】また、無機化合物は特に限定されないが、
硫酸、塩酸、硝酸、リン酸およびアンモニアからなる群
より選ばれた一種以上の無機化合物が特に好ましい。こ
うした無機化合物成分は、分解の過程で有効にセメント
焼成過程に取り込まれる。

【００２２】例えば、アンモニアは、排ガス中の窒素酸
化物と反応し、ＮＯｘ低減に効果的に作用する。ＮＨ３＋ＮＯｘ→ Ｎ２＋Ｈ２Ｏ

【００２３】硫酸は、セメント焼成原料中の石灰と反応
して石膏化し、脱硫され、最終的にはセメント焼成原料
と共にクリンカー中に取り込まれる。Ｈ２ＳＯ４＋ＣａＯ→ＣａＳＯ４＋Ｈ２Ｏ

【００２４】リン酸、硝酸なども同様にしてクリンカー
中に取り込まれる。燃焼残滓として、セメント焼成用原
料の主成分であるカルシア、フェライト、シリカ分、ア
ルミナ分を主体とした焼却灰が残留する場合には、焼却
灰が他のセメント焼成用主原料と同様に高温で反応し、
クリンカー鉱物を生成する。

【００２５】以上のようなプロセスを経ることから、塩
化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物などの無機有害物質が
生成する場合も、これらの無機有害物質がほとんどクリ
ンカー鉱物中に取り込まれ、焼成炉から気体としてはほ
とんど放出されない。このため、特別な排ガス浄化設備
を設ける必要がなく、産業上極めて有利である。

【００２６】廃水を焼成炉内に添加する方法は特に限定
されない。また、廃水をセメントクリンカー焼成用原料
または燃料と混合して焼成炉内に供給することができ
る。

【００２７】特に好ましくは、廃水を、焼成炉の燃料、
あるいは燃料としても作用する固体または液体の廃棄物
と混合し、焼成炉内に投入する。こうした燃料として
は、重油、石炭粉などがある。また、燃料としても作用
する廃棄物としては、廃油、おが屑、廃プラスチック
粉、含油スラッジなどを例示できる。

【００２８】廃水は、単独で焼成炉内に吹き込んでも良
い。また、上述のように燃料や燃料代替廃棄物と混合し
てから混合物を吹き込んでも良い。

【００２９】また、廃水は、図１に示すように、仮焼炉
の中へと投入することかできる。また、廃水をロータリ
ーキルンの窯尻に投入でき、あるいはロータリーキルン
の窯前から投入できる。

【００３０】本発明で処理する廃水は液状物である。こ
のため、処理すべき有機物は液状をなしており、無機物
はイオン化している。液状有機物は、水に不溶性であっ
てよく、あるいは水溶性であってよい。

【００３１】特に水溶性有機物を含む廃水の低コストの
処理方法はほとんど知られていないので、本発明は特に
有用である。従来、アルコール、有機酸、有機溶剤など
の工業的に有益な有機化合物を多量に含む廃水の場合に
は、膜分離法によって下記状の有機化合物を分離し、再
利用することが知られている。しかし、こうした特別に
濃度が高い場合を除くと、液状有機物を含む廃水を低コ
ストで処理する有利な方法はなかった。

【００３２】本発明で処理する廃水は液状であるが、浮
遊懸濁物質が混在している場合を含む。浮遊懸濁物質
は、土などの無機化合物であってよく、樹脂粉末や汚
物、腐食物質などの有機物であってよい。ただし、浮遊
懸濁物質の割合は、重量比にして５重量％以下のものの
処理に特に有利である。

【００３３】従って、下水汚泥のように多量の固形有機
物を含有するものは本発明方法よりも従来の処理方法が
有利である。このような多量の固形有機物を含む多量の
廃棄物は、生物学的処理を行うことが好ましい。

【００３４】廃水の投入量は、廃水の状況に応じて変化
する。しかし、廃水からの発熱量が期待できない場合に
は、製造すべきセメントクリンカーの重量の１重量％以
下とすることが好ましい。廃水の投入量が多いと、大量
の水蒸気が発生することから、セメントの焼成に悪影響
を及ぼすおそれがある。

【００３５】

【実施例】実施例１−４の各廃水を、前述したようにし
て本発明に従って処理した。実施例１の廃水は、６００
ｐｐｍのクエン酸を含む水であり、塩素イオン、ナトリ
ウムイオン、ほう酸イオンを更に含んでいる。実施例２
の廃水は、３０％の尿素を含む水であり、パラフィンと
ステアリン酸とを更に含んでいる。実施例３の廃水は、
２０％のアルコールを含有しており、更に塩素イオンを
含有している。実施例４は、１％の廃油を含む廃油分離
水であり、塩素イオンと硫黄とを更に含んでいる。

【００３６】クリンカー焼成用原料を仮焼炉および乾式
ロータリーキルン内に投入し、表２に示す焼成量でセメ
ントクリンカーを製造した。廃水は、乾式ロータリーキ
ルンの窯尻に設置したノズルからキルン内へと投入し
た。廃水の投入量は表２に示す。廃水の投入の前後にお
いて、仮焼炉における石炭焚量、窯尻でのガス温度、燃
費をそれぞれ測定した。そして、廃水の投入による各値
の変化を表２に示した。ただし、表２において、矢印の
前は廃水の投入前の値であり、矢印の後は、廃水の投入
後の値である。

【００３７】

【表２】

【００３８】これらの結果から分かるように、廃水の投
入後においても、仮焼炉での石炭焚量、窯尻でのガス温
度、燃費ともに、通常運転における変動の範囲内であ
り、操業状態およびセメント性状には大きな影響を与え
ることなく、処理できた。また、実施例２においては、
尿素含有廃水を処理することによって、排ガス中の窒素
酸化物ＮＯｘを９０ｐｐｍ低下させる効果が更に得られ
た。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液
状有機物、あるいは無機物イオンを含む廃水を、低コス
トで、かつ有害物質の放出を抑制しつつ処理し得る方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用可能な焼成炉の模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液状有機物を含む廃水を処理する方法であ
って、前記廃水をセメントクリンカーを焼成するための
焼成炉の内部に供給することによって、前記液状有機物
を分解して残さを前記セメントクリンカー中に取り込ま
せ、前記廃水中の水分を蒸発させることを特徴とする、
廃水の処理方法。
【請求項２】前記液状有機物が、アルコール、有機酸、
有機溶剤、炭水化物、油脂および蛋白質からなる群より
選ばれていることを特徴とする、請求項１記載の廃水の
処理方法。
【請求項３】前記液状有機物が有機塩素化合物であるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の廃水の処理方
法。
【請求項４】前記廃水が、ゴミ焼却場洗煙廃水、半導体
洗浄廃水、ドライクリーニング廃水、ビンおよび缶の洗
浄廃水、ラジエーター冷却水、石油取り扱い施設の場内
処理廃水、有機溶剤によって汚染された地下水、織物染
色廃水、期限切れ飲料水および醸造工場廃水からなる群
より選ばれていることを特徴とする、請求項１−３のい
ずれか一つの請求項に記載の廃水の処理方法。
【請求項５】前記廃水が無機物のイオンを含んでおり、
前記廃水を前記焼成炉の内部に供給することによって、
前記無機物を前記セメントクリンカー中に取り込ませる
ことを特徴とする、請求項１−４のいずれか一つの請求
項に記載の廃水の処理方法。
【請求項６】無機物のイオンを含む廃水を処理する方法
であって、前記廃水をセメントクリンカーを焼成するた
めの焼成炉の内部に供給することによって、前記無機物
を前記セメントクリンカー中に取り込ませ、前記廃水中
の水分を蒸発させることを特徴とする、廃水の処理方
法。
【請求項７】前記無機物が、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸
およびアンモニアからなる群より選ばれた一種以上の無
機化合物を含むことを特徴とする、請求項５または６記
載の廃水の処理方法。
【請求項８】前記廃水が、メッキ工場廃水および写真現
像廃水からなる群より選ばれていることを特徴とする、
請求項６または７記載の廃水の処理方法。
【請求項９】前記廃水を、前記セメントクリンカーの焼
成用の原料または燃料と混合して前記焼成炉内に供給す
ることを特徴とする、請求項１−８のいずれか一つの請
求項に記載の廃水の処理方法。