JP2003211129A - 灰の洗浄方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
可能となり、また、水洗により除去できない難溶性塩も
除去可能であり、装置をコンパクト化でき、ひいては排
水処理設備も小型化できる方法を提供する。 【解決手段】 灰と水とを混合する混合装置と前記混合
装置からの混合物を灰と水に分離する固液分離装置とで
構成した洗浄工程を複数段設けて、灰を複数段で洗浄
し、灰と水の流れを向流にするとともに、第1段の固液
分離装置で固液分雛される灰を含水率が60%未満まで
脱水することを特徴とする灰の洗浄方法、及び装置。前
記洗浄工程の第1段の混合装置において、灰と水の混合
撹拌とともに灰の細粒化、さらに灰表面を被覆する付着
物を剥離させる作用を行わせ、遠心脱水機で固液分離す
ることが好ましい。
Description
産業廃棄物等を焼却あるいは溶融処理することにより発
生する焼却灰、飛灰などの灰の洗浄方法及び装置に関す
る。
灰、飛灰の大部分は埋め立て処分されている。ところ
が、近年、埋め立て処分地の逼迫に伴い、これらの灰の
有効利用化が大きな課題となっている。なお、焼却炉か
ら排出される灰を焼却灰といい、溶融施設(ごみ溶融炉
など)から排出される灰を飛灰といい、これらをまとめ
て灰と呼んでいる。
用方法としては、セメント原料化や山元還元と呼ばれる
重金属回収による金属のリユース等がある。ところが、
焼却対象物にもともと塩分が含まれていたり、焼却時に
塩化水素が発生したりするために、焼却灰及び飛灰には
多量の塩類が残留している。これら塩類は、セメントに
とっては大敵であり、山元還元にもやっかいな存在で、
埋め立て処分するにも、重金属の溶出防止のためセメン
ト固化して処分する場合には、塩類がセメント強度を阻
害する等、これら灰からの脱塩は必須で、効率的な脱塩
技術が要求される。
は灰を水洗浄するのが一般的であるが、脱塩効率を上げ
るためには、多量の水を必要とする上に、固液分離が非
常に重要である。特に、単段で脱塩処理する場合、固液
分離後の残渣に含まれる水に残存する塩濃度が低いほど
残留塩量が減少するため、塩の抽出と希釈効果を図るた
めに、塩がより高濃度であればあるほど使用水量が増大
する。水の使用量が多いと装置が大きくなるとともに、
後段水処理装置も大きな設備となる。また、これら塩類
にはフリーデル氏塩に代表される難溶性の塩類が存在す
る。これらの難溶性塩は水に不溶であるため、水洗浄だ
けでは除去できず、洗浄後も灰中に残留することになる
等問題点が多々ある。
れ、焼却灰や飛灰のセメント原料化に支障が全く生じな
く、簡便な管理と少ない洗浄水量で灰の洗浄が可能な方
法が望まれている。従って、本発明の目的は、少ない洗
浄水量で、効率よく灰からの脱塩が可能となり、また、
水洗により除去できない難溶性塩も除去可能であり、装
置をコンパクト化でき、ひいては排水処理設備も小型化
できる方法を提供することである。
より前記の課題を解決することができた。 (1)灰と水とを混合する混合装置と前記混合装置から
の混合物を灰と水に分離する固液分離装置とで構成した
洗浄工程を複数段設けて、灰を複数段で洗浄し、灰と水
の流れを向流にするとともに、第1段の固液分離装置で
固液分雛される灰を湿潤灰の含水率が60%未満まで脱
水することを特徴とする灰の洗浄方法。 (2)前記第1段の洗浄工程の混合装置において、灰と
水の混合撹拌とともに灰の細粒化、さらに灰表面を被覆
する付着物を剥離させる作用を行わせ、遠心脱水機で固
液分離することを特徴とする前記(1)記載の灰の洗浄
方法。
混合装置からの混合物を灰と水に分離する固液分離装置
とで構成した洗浄装置が複数段直列に設けられ、灰を第
1段に供給して最終段から排出し、水を最終段に供給し
て第1段から洗浄排水を排出するように、灰と水の流れ
を向流にして、灰を複数段で洗浄し、第1段の固液分離
装置が固液分雛される灰を湿潤灰の含水率が60%未満
まで脱水する固液分離装置であることを特徴とする灰の
洗浄装置。
本発明の骨子は、灰の洗浄に用いる装置として、灰と水
とを混合する混合装置と、混合物を灰と水に分離する固
液分離装置から構成される洗浄装置(ユニット)を複数
段、直列に用い、これにより灰の多段洗浄を可能とし、
しかも灰と水の流れを向流(カウンターカレント)にす
ることにより塩濃度が低い灰に新水が投入されて洗浄す
ることになり、希釈効果が大きくなるとともに、塩濃度
の低減が促進され、また、第1段の固液分離装置では、
塩濃度が高いスラリを固液分離するので、分離した湿潤
灰の含水率を60%未満にすることにより、溶解した塩
をできるだけ多く系外に排出することになり、洗浄水量
の減少と洗浄装置の小型化及び排水設備の小型化を可能
にすることにある。
て、灰と水の流れを向流とすることにより、灰の洗浄を
最も効率良く行うことができる。その向流の仕方は、例
えば、洗浄工程を3段設けた場合には、灰は第1段の洗
浄工程(以下、単に「第何段」という)、第2段、第3
段と順次送られて洗浄され、順次その不純物量が低下し
て行く。洗浄のための水(新水)は、灰とは逆に第3段
に供給され、その洗浄に用いた水は第2段に送られて、
第1段からの灰を洗浄し、洗浄に用いた水は第1段に送
られて、灰の洗浄に用いられる。各段から出る洗浄に用
いた水はその中に含む不純物量が順次増大して行き、第
1段から出る洗浄に用いた水(洗浄排水)は、最も濃度
の高いものとなる。このため、同じ水量の場合に、他の
洗浄方式に比して最も高い洗浄効率を得ることができ
る。
とし、灰の流れと水の流れを向流(カウンターカレン
ト)にする。従って、塩濃度が低い灰に新水が投入され
ることになり希釈効果が大きく、塩濃度の低減が促進さ
れる。また、第1段の固液分離装置では、塩濃度の最も
高いスラリを固液分離することになるため湿潤灰の含水
率を極力低下させ、溶解した塩類をできるだけ多く系外
に排出する必要があり、湿潤灰の含水率が60%未満に
することが好ましく、この値を満足する固液分離装置を
選定する。該固液分離装置は、濃縮装置、脱水機等、湿
潤灰の含水率60%未満を達成できるものであれば、ど
のようなものであってもよい。しかして、湿潤灰の含水
率が60%以上であると、後段で処理する湿潤灰中の塩
濃度が高くなり、その結果使用水量を多く必要とした
り、処理段数が多く必要としたりして、装置が大型化す
るなど、処理が非効率的になるという問題を生じる。
有量は、灰によってまちまちであり、該難溶性塩類が多
い場合には、該難溶性塩についても極力除去することが
必要である。そこで、第1段混合装置に、灰と水との混
合撹拌と灰表面を被覆する難溶性付着物の剥離機能を付
加させ、遠心脱水機で固液分離することにより、剥離し
た微細な難溶物を分離液とともに系外に排出することに
より、難溶性塩についてもある程度除去することができ
る。また、第1段混合装置に、灰と水との混合撹拌の他
に、灰の細粒化作用を持たせ、灰と難溶性塩の粉砕によ
る細粒化の程度が異なれば、それらの粒度の違いを利用
して両者を分離することができる。ここで、たとえば、
振動篩等で洗浄した灰を分級し、所定の粒径以上のもの
を次の洗浄工程に搬送するようにしてもよく、この場
合、固液分離装置として遠心脱水機にこだわるものでは
ない。
は、例えば図2及び図3に示すような撹拌装置を用いる
ことができる。次に、図2及び図3に示す撹拌装置の機
能について説明する。主軸21に接続された羽根車22
は回転しており、その際下部より液と固形物(灰)を吸
い込む。吸い込まれた液と固形物は、外周方向に振られ
て、循環液の流れ25として羽根車22の外部にある、
羽根車22とは隔離されて固定されているガイドプレー
ト23に衝突する。ガイドプレート23の構造としては
多種類あり、その内のいくつかの例を示す。図4に示す
Aタイプは、上・下開放されている円筒形であり、吸い
込まれた液と固形物は、羽根車22とガイドプレート2
3との隙間で、固形物の剥離効果が行われる機能を有す
る。
面のみが開放されているガイドプレート23の周面に、
横長角、丸、縦長角等の切り欠き24(切り欠きの形状
は、限定されない)が多数設けられており、下方からガ
イドプレート23内に吸い込まれた固形物を含む循環液
の流れ25は、ガイドプレート23の切り欠き24から
外周に出て、その一部は下方より再度吸い込まれること
を繰り返しながら、羽根車22とガイドプレート23と
の隙間で、固形物の剥離効果が行われる様な機能を有す
る。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
示す。使用した原灰は全塩素が6.4%で、溶解性塩素
が、5.1%であった。したがって難溶解性塩素が1.
3%原灰中に存在する。本実施例は3段洗浄とし、洗浄
能力は100kg/hである。3段の洗浄装置は、図1
に示すように、第1段洗浄装置が攪拌装置−第1脱水
機、第2段洗浄装置が第1水洗装置−固液分離装置、第
3段洗浄装置が第2水洗装置−第2脱水機の組合せから
なっている。第1水洗装置及び第2水洗装置にも撹拌装
置がついているが、処理対象灰中の難溶解性塩が1%以
上であったため、特に第1段の撹拌装置は、付着した難
溶解性塩を剥離可能な図2に示した撹拌装置を使用し
た。そのため第1脱水機は遠心脱水機とし、第2脱水機
はベルトプレスを使用した。また、固液分離装置は重力
沈降による固液分離とした。なお、図1中、1は原灰、
9は新水、11は残渣である。
装置8に灰の5倍量から3倍量の水量である500〜3
00リットル/hを注入し、第2脱水機8から排出され
るろ液12を第2段の水洗装置である第1水洗装置6に
供給する。さらに、第2段の固液分離装置7からの上澄
水13を第1段目の撹拌装置2に注入する。撹拌装置2
において水溶性塩の抽出を行うと同時に、灰に付着する
難溶性塩を剥離する。該装置で混合された灰スラリ3
は、第1脱水機4である遠心分離機により含水率が60
%未満に脱水され、脱水ケーキ5は第1水洗装置6中で
第2脱水機10からのろ液12で洗浄され、さらに水分
中に残存する塩濃度の低下を図る。一方、微細化された
難溶性塩は大部分、遠心脱水機の分離水14とともに排
水処理装置15に送られ、処理される。さらに灰は、新
水9による第2水洗装置8を経て第2脱水機10として
のベルトプレスで脱水され、残渣(「洗浄灰」ともい
う)11として排出されるようになっている。前記攪拌
装置2としては、図2及び図3に示す撹拌装置でAタイ
プのものを使用した。
標値は、溶解性塩素が0.15%以下である。なお、比
較例は、第1段目の湿潤灰の含水率を60%以上になる
ようにしたこと以外は、実施例と同一の構成からなる装
置を使用した処理結果を示すものである。
離にかかっており、洗浄水量が多い、第1段目の固液分
離で極力脱水することが望まれる。本発明では、第1段
の固液分離により湿潤灰の含水率を60%未満に脱水す
るため、後段に持ち込まれる塩素量が少なく、希釈効果
が促進される。その結果、水量3倍においても、洗浄灰
に残留する塩素量が目標とする0.15%以下を満足し
た。一方、第1段目の脱水後の含水率が大きい比較例で
は、洗浄水量5倍においても目標値をクリアできず、1
0倍程度の水量を必要にするものと推察された。このよ
うに、本発明では従来技術より少ない水量で洗浄可能で
ある。
力なせん断力を加えることにより、付着する難溶性塩を
剥離し系外に排出するため、残留する全塩素量が従来例
より大幅に減少し、洗浄水量5倍にすれば、全塩素量も
目標値をクリアしている。
率よく灰からの脱塩が可能となり、装置をコンパクトに
することができ、さらに、排水処理規模も小さくするこ
とが可能である。また、水洗により除去できない難溶性
塩も除去可能であり、セメントとして有効利用する場合
にも、発生する揮発性塩素化合物量を抑制できる等のメ
リットがある。
トである。
ある。
ある。
視図である。
斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 灰と水とを混合する混合装置と前記混合
装置からの混合物を灰と水に分離する固液分離装置とで
構成した洗浄工程を複数段設けて、灰を複数段で洗浄
し、灰と水の流れを向流にするとともに、第1段の固液
分離装置で固液分雛される灰を湿潤灰の含水率が60%
未満まで脱水することを特徴とする灰の洗浄方法。 - 【請求項2】 前記第1段の洗浄工程の混合装置におい
て、灰と水の混合撹拌とともに灰の細粒化、さらに灰表
面を被覆する付着物を剥離させる作用を行わせ、遠心脱
水機で固液分離することを特徴とする請求項1記載の灰
の洗浄方法。 - 【請求項3】 灰と水とを混合する混合装置と前記混合
装置からの混合物を灰と水に分離する固液分離装置とで
構成した洗浄装置が複数段直列に設けられ、灰を第1段
に供給して最終段から排出し、水を最終段に供給して第
1段から洗浄排水を排出するように、灰と水の流れを向
流にして、灰を複数段で洗浄し、第1段の固液分離装置
が固液分雛される灰を湿潤灰の含水率が60%未満まで
脱水する固液分離装置であることを特徴とする灰の洗浄
装置。
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