JP2003260439A

JP2003260439A - 灰の処理方法およびそのシステム

Info

Publication number: JP2003260439A
Application number: JP2002065493A
Authority: JP
Inventors: Muneharu Fujikawa; 宗治藤川; Tomohisa Ota; 智久太田; Koji Mishima; 弘次三嶋
Original assignee: Takuma Co Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】灰の金属成分の回収に伴い生成される塩溶液
からＨＣｌ溶液、ＮａＯＨ溶液を回収し、ランニングコ
ストの削減と塩害の防止を図る。【解決手段】溶解槽４にて得られた溶解抽出液をカラ
ム１１内の金属吸着材に接触させた後に溶離回収して得
られた溶離回収液を溶離回収液用沈殿槽１５における析
出工程および溶離回収液用脱水機１６における分離抽出
工程を経て生成される溶離回収分離液、並びにカラム１
１内の金属吸着材に接触させた後の溶解抽出液を溶解抽
出液用沈殿槽１９における析出工程および溶解抽出液用
脱水機２０における分離抽出工程を経て生成される溶解
抽出分離液を、バイポーラ膜電気透析装置２５で電気透
析処理してＮａＯＨ溶液およびＨＣｌ溶液を回収し、こ
の回収されたＮａＯＨ溶液およびＨＣｌ溶液を系内で用
いられるアルカリおよび酸として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物等の焼却灰
や、焼却飛灰あるいは溶融飛灰などのような、複数の金
属成分を含有する灰の処理方法およびそのシステムに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物等の焼却灰や、焼却飛灰あ
るいは溶融飛灰などのような、複数の金属成分を含有す
る灰から所望の金属成分を回収し、かつ灰を無害化する
技術として、本出願人の先願になる特願２０００−１６
４２５８号に記載された技術のものがある。

【０００３】前記従来技術では、例えば溶融飛灰を処理
する際、まず溶解槽において溶融飛灰に含まれる金属成
分が酸溶液（ＨＣｌ溶液）で溶解抽出されて溶解液が生
成され、この溶解液は、脱水機で固液分離されて固体分
の溶解残渣と液体分の溶解抽出液とに分離される。この
固液分離された溶解液のうち、溶解抽出液は、特定の金
属成分を吸着する金属吸着材と接触され、灰に含まれる
金属成分のうち回収目的とする金属成分がその金属吸着
材に吸着される。

【０００４】前記金属吸着材に接触された後の溶解抽出
液は、溶解抽出液用沈澱槽に投入されるとともに、この
溶解抽出液用沈澱槽にてアルカリ溶液（ＮａＯＨ溶液）
が添加されて固体分が析出される。この固体分が析出さ
れた溶解抽出液は、脱水機にて固体分である回収目的金
属以外の回収物と液体分の溶解抽出分離液とに分離され
る。そして、この固液分離された溶解抽出液のうち、溶
解抽出分離液は、前記溶解槽に戻されて溶解液として再
利用される。

【０００５】一方、前記金属吸着材に吸着された回収目
的の金属成分は、溶離液で溶離されて回収され、この溶
離回収工程にて得られた溶離回収液は、その後、溶離回
収液用沈澱槽に投入されるとともに、この溶離回収液用
沈澱槽にてアルカリ溶液（ＮａＯＨ溶液）が添加されて
固体分が析出される。この固体分が析出された溶離回収
液は、脱水機にて固体分である回収目的金属と液体分の
溶離回収分離液とに分離される。そして、この固液分離
された溶離回収液のうち、溶離回収分離液は、一旦排水
貯槽に貯留された後、廃液として下水道などに放流され
る。

【０００６】この従来技術によれば、溶融飛灰などのよ
うに金属成分を含有する灰から目的とする金属成分を回
収し資源化することができるとともに、灰を無害化する
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では、灰中に含まれる塩分、並びにシステム系内
で使用される酸溶液およびアルカリ溶液が塩として廃液
と共に系外に排出されるため、溶解槽に投入される灰の
量に応じて、大量の酸溶液およびアルカリ溶液を購入し
なければならず、ランニングコストが高くなるという問
題点がある。また、比較的高濃度で塩を含む廃液を下水
道などから放流すると、特に内陸部では農地への影響や
生態系への影響が懸念されるという問題点もある。

【０００８】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、灰に含まれる金属成分を回収する
に伴い生成される塩を含む溶液から有価物としての酸溶
液、アルカリ溶液を回収することができ、これによって
ランニングコストの削減と塩害の防止を図ることができ
る灰の処理方法およびそのシステムを提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、第１発明による灰の処理方法は、
金属成分を含有する灰のその金属成分を酸溶液で抽出し
て得られた溶解抽出液を、特定の金属成分を吸着する金
属吸着材に接触させることにより、前記灰に含まれる金
属成分のうち特定金属成分を前記金属吸着材に吸着させ
る灰の処理方法において、前記金属吸着材に吸着された
特定金属成分を溶離回収して得られる溶離回収液にアル
カリ成分を添加し固体分を析出させる析出工程を経てそ
の溶離回収液から固体分を取り除いて得られる溶離回収
分離液および／または前記金属吸着材に接触させた後の
前記溶解抽出液にアルカリ成分を添加し固体分を析出さ
せる析出工程を経てその溶解抽出液から固体分を取り除
いて得られる溶解抽出分離液を、バイポーラ膜を用いて
電気透析処理することにより、前記溶離回収分離液およ
び／または前記溶解抽出分離液からアルカリ溶液および
酸溶液を回収することを特徴とするものである。

【００１０】本発明においては、灰に含まれる金属成分
を酸溶液で抽出して得られた溶解抽出液が特定の金属成
分を吸着する金属吸着材に接触されて、その灰に含まれ
る金属成分のうち特定金属成分がその金属吸着材に吸着
される。そして、この金属吸着材に吸着された特定金属
成分を溶離回収して得られる溶離回収液にアルカリ成分
が添加されて固体分が析出され、この固体分を回収する
ことで、特定金属の回収物が得られる。一方、金属吸着
材に接触させた後の溶解抽出液にアルカリ成分が添加さ
れて固体分が析出され、この固体分を回収することで、
特定金属以外の回収物が得られる。こうして、灰に含ま
れる金属成分が資源として回収され、灰が無害化され
る。

【００１１】また、前記溶離回収液から固体分（特定金
属）を取り除いて得られる溶離回収分離液がバイポーラ
膜を用いた電気透析によって処理されることで、その溶
離回収分離液からアルカリ溶液および酸溶液が分離抽出
され、これに伴いその溶離回収分離液から塩が除去され
る。そして、この脱塩された溶離回収分離液は、その後
下水道などに放流される。したがって、有価物としての
アルカリ溶液および酸溶液を回収することができるとと
もに、下水道下流域などにおける塩害を未然に防ぐこと
ができる。同様にして、溶解抽出分離液からもアルカリ
溶液および酸溶液を回収することができる。

【００１２】第１発明において、前記溶離回収分離液お
よび／または前記溶解抽出分離液から回収したアルカリ
溶液および酸溶液を、それぞれ当該灰処理方法において
用いられるアルカリおよび酸として使用するのが好まし
い（第２発明）。このようにすれば、従来技術と比較し
て、アルカリおよび酸溶液の購入量を大幅に削減するこ
とができるので、大幅なランニングコストの低減を図る
ことができる。

【００１３】次に、第３発明による灰の処理システム
は、金属成分を含有する灰のその金属成分を酸溶液で抽
出して得られた溶解抽出液を、特定の金属成分を吸着す
る金属吸着材に接触させることにより、前記灰に含まれ
る金属成分のうち特定金属成分を前記金属吸着材に吸着
させるように構成される灰の処理システムにおいて、前
記金属吸着材に吸着された特定の金属成分を溶離回収し
て得られた溶離回収液とアルカリ成分とが投入されて析
出工程が行われる溶離回収液用沈澱槽と、この溶離回収
液用沈澱槽における析出工程にて生成された懸濁液を固
体分と液体分の溶離回収分離液とに分離する溶離回収液
用脱水機と、前記金属吸着材に接触させた後の溶解抽出
液とアルカリ成分とが投入されて析出工程が行われる溶
解抽出液用沈澱槽と、この溶解抽出液用沈澱槽における
析出工程にて生成された懸濁液を固体分と液体分の溶解
抽出分離液とに分離する溶解抽出液用脱水機とが設けら
れるとともに、前記溶離回収分離液および／または前記
溶解抽出分離液をバイポーラ膜を用いて電気透析処理す
るバイポーラ膜電気透析装置が設けられることを特徴と
するものである。

【００１４】本発明は、第１発明による灰の処理方法を
具体化するためのシステムに関わるものであって、第１
発明と同様の作用効果を奏する。

【００１５】本発明において、前記バイポーラ膜電気透
析装置における電気透析処理にて分離抽出されたアルカ
リ溶液が前記溶離回収液用沈澱槽および／または前記溶
解抽出液用沈澱槽に投入されるアルカリ成分として用い
られるように構成されるとともに、前記バイポーラ膜電
気透析装置における電気透析処理にて分離抽出された酸
溶液が前記灰の溶解用酸および／または前記金属吸着材
の洗浄用酸として用いられるように構成されるのが好ま
しい（第４発明）。このようにすれば、第２発明と同様
の作用効果を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明による灰の処理方法
およびそのシステムの具体的な実施の形態につき、図面
を参照しつつ説明する。

【００１７】図１には、本発明の一実施形態に係る灰処
理システムの概略システム構成図が示されている。

【００１８】本実施形態の灰処理システム１は、溶融飛
灰から特定の金属を選択的に分離・回収し、かつ有害金
属を除去することにより、溶融飛灰を無害化するととも
に、資源化に供する灰処理システムである。なお、本実
施形態において、回収目的とするその特定の金属は鉛で
ある。

【００１９】本実施形態の灰処理システム１は、灰供給
経路２から供給される溶融飛灰と薬品供給路３から供給
されるＨＣｌ溶液（塩酸）とが投入される溶解槽４を有
している。この溶解槽４は、投入された溶融飛灰とＨＣ
ｌ溶液を攪拌し溶解処理してその溶融飛灰に含まれる金
属成分を溶解した溶解液を生成するためものである。こ
の溶解槽４で生成された溶解液は、溶解液用脱水機５に
導入されるようになっている。この溶解液用脱水機５
は、プレス濾過式の固液分離装置であって、導入された
溶解液を固体分の溶解残渣と液体分の溶解抽出液とに分
離するものである。この溶解液用脱水機５で分離生成さ
れた溶解残渣は、回収手段６により回収されて再溶融処
理が施され、一方溶解抽出液は、一旦溶解抽出液貯槽７
に貯留された後、ポンプ８によって金属吸着処理手段１
０に送液されるようになっている。

【００２０】この金属吸着処理手段１０は、特定金属
（鉛）を吸着する担体（本発明における金属吸着材に相
当する）が充填されてなる複数本（４本）のカラム１１
を備えている。これら４本のカラム１１は、順列に配置
されるとともに、直列かつ循環状に配管され、任意のカ
ラム１１を先頭にして送入された溶解抽出液を４本のカ
ラム１１に対して直列的に通液させるようになってい
る。ここで、前記担体は、溶解抽出液に含まれる金属イ
オン（鉛イオン）を認識・識別し、選択的に吸・脱着で
きる環状の有機物（クラウンエーテル）を高分子樹脂や
シリカゲルなどの表面に固定してなるものであり、本実
施形態では、例えば特開平１−１３９１４２号公報、特
表平６−５０８３３８号公報にて開示されたものが用い
られる。

【００２１】本実施形態の灰処理システム１において
は、溶離液槽１２、洗浄液槽１３および給気装置１４が
設けられ、溶離液槽１２からの溶離液（水）、洗浄液槽
１３からの洗浄液（塩酸）、および給気装置１４からの
洗浄用ガス（エアー）をそれぞれ前記金属吸着処理手段
１０に供給するようにされている。また、この金属吸着
処理手段１０には４本のカラム１１に対して溶解抽出
液、溶離液、洗浄用ガスおよび洗浄液のうちいずれを流
すかを切り換える切換手段（図示省略）が設けられてお
り、この切換手段を駆動制御することによって、溶解抽
出液を前記担体に接触させてその溶解抽出液中の特定金
属（鉛）成分をその担体に吸着させる金属吸着処理、担
体に吸着された特定金属（鉛）成分を溶離液で溶離させ
る溶離処理および洗浄用ガスあるいは洗浄液でカラム１
１内部を洗浄する洗浄処理を所望のパターンで実行する
ようにされている。本実施形態では、４本のカラム１１
のうち所定のカラム１１を先頭にして、その先頭のカラ
ム１１から並び方向の順でその先頭のカラム１１の直前
のカラム１１まで、溶解抽出液を直列的に通液させて金
属吸着処理を行い、次に、その先頭のカラム１１に対し
て溶離処理およびその溶離処理に前後して洗浄処理を行
い、この一連の処理を行う毎に、その先頭のカラム１１
の位置を並び方向の一方側に順次移動させてその一連の
処理を繰り返し行うようにされている。

【００２２】前記金属吸着処理手段１０の後流には、そ
の金属吸着処理手段１０での溶離処理の後に回収して得
られる溶離回収液が投入される溶離回収液用沈澱槽１５
が設けられている。この溶離回収液用沈澱槽１５は、投
入された溶離回収液にＮａＯＨ溶液（水酸化ナトリウム
溶液）を添加しその溶離回収液から特定金属（鉛）成分
を析出して懸濁液を生成するためのものである。この溶
離回収液用沈澱槽１５で生成された懸濁液は、溶離回収
液用脱水機１６に導入されるようになっている。この溶
離回収液用脱水機１６は、前記溶解液用脱水機５と同様
のプレス濾過式の固液分離装置であって、導入された懸
濁液を固体分の特定金属（鉛）回収物と液体分の溶離回
収分離液とに分離するものである。この溶離回収液用脱
水機１６で分離生成された特定金属（鉛）回収物は、回
収手段１７により回収されて資源化に供され、一方溶離
回収分離液は、一旦溶離回収分離液貯槽１８に貯留され
た後、バイポーラ膜電気透析装置２５に導入されるよう
になっている。

【００２３】さらに、前記金属吸着処理手段１０の後流
には、その金属吸着処理手段１０における４本のカラム
１１を通液された後の溶解抽出液、すなわち金属吸着処
理を終えた溶解抽出液が投入される溶解抽出液用沈澱槽
１９が設けられている。この溶解抽出液用沈澱槽１９
は、投入された溶解抽出液にＮａＯＨ溶液を添加しその
溶解抽出液から特定金属（鉛）以外の成分を析出して懸
濁液を生成するためのものである。この溶解抽出液用沈
澱槽１９で生成された懸濁液は、溶解抽出液用脱水機２
０に導入されるようになっている。この溶解抽出液用脱
水機２０は、前記溶解液用脱水機５と同様のプレス濾過
式の固液分離装置であって、導入された懸濁液を固体分
である特定金属（鉛）以外の回収物と液体分の溶解抽出
分離液とに分離するものである。この溶解抽出液用脱水
機２０で分離生成された特定金属（鉛）以外の回収物
は、回収手段２１により回収され資源化される。一方、
溶解抽出分離液は、循環路２２を介して溶解槽４に還流
され、溶解液として再利用するようにされる。また、そ
の溶解抽出分離液の一部がその循環路２２から分岐する
分岐路２３を介してバイポーラ膜電気透析装置２５に導
入されるようになっている。なお、必要に応じて金属吸
着処理を終えた溶解抽出液を前記担体の吸着金属の種類
を変えたものに通液し、他の金属を選択的に回収するこ
とも可能である。

【００２４】前記バイポーラ膜電気透析装置２５は、図
２に示されるようなそれ自体公知の構造のものであっ
て、陽極２６と陰極２７との間にバイポーラ膜（Ｂ）２
８、陰イオン交換膜（Ａ）２９、陽イオン交換膜（Ｃ）
３０、バイポーラ膜（Ｂ）２８・・・の各膜が順に配列
されて槽内に複数のセルが区画形成された構造のもので
ある。本実施形態では、溶離回収分離液貯槽１８からバ
イポーラ膜電気透析装置２５に導入される溶離回収分離
液、並びに分岐路２３を介してバイポーラ膜電気透析装
置２５に導入される溶解抽出分離液を、陰イオン交換膜
（Ａ）２９と陽イオン交換膜（Ｃ）３０とで区画形成さ
れるセルに送入するようにされている。そして、両端に
配置された電極に直流電圧を加えることによって、バイ
ポーラ膜（Ｂ）２８と陰イオン交換膜（Ａ）２９とで区
画形成されるセルからはＨＣｌ溶液が、バイポーラ膜
（Ｂ）２８と陽イオン交換膜（Ｃ）３０とで区画形成さ
れるセルからはＮａＯＨ溶液が、溶離回収分離液および
溶解抽出分離液が送入された陰イオン交換膜（Ａ）２９
と陽イオン交換膜（Ｃ）３０とで区画形成されるセルか
らは脱塩水がそれぞれ抽出されるようになっている。

【００２５】本実施形態においては、前記バイポーラ膜
電気透析装置２５で分離抽出されたＨＣｌ溶液およびＮ
ａＯＨ溶液を回収し、この回収ＨＣｌ溶液および回収Ｎ
ａＯＨ溶液を当該灰処理システム１系内で利用するよう
にされている。すなわち、回収ＨＣｌ溶液は、溶解槽４
における溶解用酸およびカラム１１の洗浄用酸として使
用され、回収ＮａＯＨ溶液は、溶離回収液用沈澱槽１５
および溶解抽出液用沈澱槽１９における析出処理で用い
られるアルカリとして使用される。なお、回収ＨＣｌ溶
液および回収ＮａＯＨ溶液がそれらの用途で用いられる
よりも過剰に生成された場合には、場内洗浄用酸および
場内洗浄用アルカリとしてそれぞれ利用される。

【００２６】以上述べたように構成される灰処理システ
ムによる溶融飛灰の処理について以下に説明する。

【００２７】（溶解抽出工程、固液分離工程、金属吸着
工程）まず、溶解槽４において溶融飛灰から酸性条件下
で鉛、亜鉛、銅などの金属成分を溶解抽出し（溶解抽出
工程）、得られた溶解液を溶解液用脱水機５で固液分離
して（固液分離工程）、分離抽出された溶解抽出液を一
旦溶解抽出液貯槽７で貯留させた後、金属吸着処理手段
１０に導入する。この金属吸着処理手段１０に導入され
た溶解抽出液を所定のカラム１１を先頭にして４本のカ
ラム１１に直列的に通液させてそれら４本のカラム１１
内の担体に鉛成分のみを吸着させる（金属吸着工程）。

【００２８】（前洗浄工程、溶離工程、後洗浄工程）前
記金属吸着工程の後、カラム１１内に残存している溶解
抽出液を追い出すために、給気装置１４からカラム１１
内に洗浄用ガス（空気）を吹き込ませてカラム１１内の
担体を洗浄する（前洗浄工程）。次いで、溶離液槽１２
から供給される溶離液をカラム１１に通液させ、カラム
１１内の担体に吸着された鉛成分を溶離させる（溶離工
程）。この溶離工程の後、カラム１１内に残存する溶離
液を押し出し洗浄するために、洗浄液槽１３から供給さ
れる塩酸をカラム１１内に通液させる（後洗浄工程）。
なお、任意の工程ではあるが、特定金属（鉛）の回収純
度を更に高める場合には、前洗浄工程の後、洗浄液槽１
３から供給される塩酸をカラム１１内に通液させて担体
を洗浄する。

【００２９】（特定金属の析出、分離抽出、回収工程）
前記溶離工程にて担体から溶離された鉛成分を含む溶液
を回収して得られた溶離回収液を溶離回収液用沈殿槽１
５に投入し、この投入された溶離回収液にＮａＯＨ溶液
を加えて特定金属（鉛）を析出させる（特定金属の析出
工程）。この析出工程にて得られた懸濁液を溶離回収液
用脱水機１６により固体分の特定金属（鉛）と液体分の
溶離回収分離液とに分離する（特定金属の分離抽出工
程）。こうして得られた特定金属（鉛）を資源として回
収手段１７により回収するとともに（特定金属の回収工
程）、溶離回収分離液を一旦溶離回収分離液貯槽１８で
貯留させた後バイポーラ電気透析装置２５に送液する。

【００３０】（特定金属以外の析出、分離抽出、回収工
程）一方、各カラム１１を通って鉛のみを除去された溶
解抽出液を溶解抽出液用沈殿槽１９に投入し、この投入
された溶解抽出液にＮａＯＨ溶液を加えて特定金属
（鉛）以外の固体分を析出させる（特定金属以外の析出
工程）。この析出工程にて得られた懸濁液を溶解抽出液
用脱水機２０により特定金属（鉛）以外の固体分と液体
分の溶解抽出分離液とに分離する（特定金属以外の分離
抽出工程）。こうして得られた特定金属（鉛）以外の固
体分を回収手段２１により資源として回収する（特定金
属以外の回収工程）。一方、溶解抽出分離液を循環路２
２を介して溶解槽４に還流させるとともに、分岐路２３
を介してバイポーラ電気透析装置２５に送液させる。

【００３１】（電気透析処理工程）バイポーラ電気透析
装置２５に送入された溶離回収分離液および溶解抽出分
離液を電気透析処理してＮａＯＨ溶液およびＨＣｌ溶液
を分離抽出する（電気透析処理工程）。こうして分離抽
出されたＮａＯＨ溶液およびＨＣｌ溶液をそれぞれ回収
し、回収ＮａＯＨ溶液を溶離回収液用沈澱槽１５および
溶解抽出液用沈殿槽１９に送液して、析出用アルカリと
して利用する。一方、回収ＨＣｌ溶液を溶解槽４および
洗浄液槽１３に送液して、溶解用酸および洗浄用酸とし
て利用する。また、電気透析処理が施された溶離回収分
離液および溶解抽出分離液は、脱塩されて脱塩水とな
り、下水道などを介して場外に排出される。

【００３２】本実施形態によれば、溶融飛灰などのよう
に金属成分を含有する灰から特定の金属を選択的に分離
・回収し、かつ有害金属を除去することができるので、
灰の資源化および無害化を図ることができる。また、従
来系外に排出されていた溶離回収分離液からＨＣｌ溶液
およびＮａＯＨ溶液を回収し、かつこの回収ＨＣｌ溶液
および回収ＮａＯＨ溶液をシステム系内で使用される酸
およびアルカリとして利用するようにされているので、
従来システムと比較してランニングコストを大幅に削減
することができる。また、バイポーラ膜電気透析装置２
５において電気透析処理が施された後に排出される廃液
は脱塩水であるので、この廃液を下水道などを介して放
流したとしても下流域において塩害を引き起こすことが
ないという利点がある。

【００３３】本実施形態において、膜保護の観点から、
バイポーラ膜電気透析装置２５で電気透析処理を施す塩
水溶液（溶離回収分離液、溶解抽出分離液）に含まれる
金属類（Ｃａ、Ｍｇ等）の濃度は通常５ｐｐｍ以下（で
きれば１ｐｐｍ以下）であるのが好ましい。本実施形態
では、溶離回収分離液および溶解抽出分離液は、溶離回
収液用沈殿槽１５および溶解抽出液用沈澱槽１９におけ
る析出工程、並びに溶離回収液用脱水機１６および溶解
抽出液用脱水機２０における分離抽出工程により、液中
に金属類が殆ど含まれない塩水溶液とされるので、先の
条件をクリアーでき、バイポーラ膜電気透析装置２５を
安定に稼動させることができる。なお、万一、塩水溶液
中に金属類が含まれている場合には、その塩水溶液に対
してキレート処理などの前処理を施して金属類を除去す
ると良い。

【００３４】また、一般にバイポーラ膜電気透析装置に
供給される塩水溶液の塩濃度は高いほうが効率面からし
て有利であると言われている（塩濃度は通常０．１Ｎ以
上が好ましく、上限は８Ｎ程度である。）。本実施形態
において、溶解抽出分離液には、溶融飛灰中に含まれて
いる塩および溶解抽出液用沈澱槽１９における中和反応
によって生成される塩が溶解している。また、この溶解
抽出分離液は、ランニングコスト削減の観点、および溶
解用酸として塩酸を用いる場合に鉛成分が過剰の塩素イ
オンの存在下で高い溶解性が得られることから、溶解抽
出液用沈澱槽１９と溶解槽４との間で循環される。この
ため、溶解抽出分離液は、高濃度で塩を含む塩水溶液と
される。本実施形態では、溶解抽出分離液、つまり高濃
度で塩を含む塩水溶液の一部をバイポーラ膜電気透析装
置２５に導入し電気透析処理を施すようにされているの
で、ＨＣｌ溶液およびＮａＯＨ溶液を高効率で分離抽出
でき、より多くのＨＣｌ溶液およびＮａＯＨ溶液を回収
することができる。

【００３５】本実施形態において、バイポーラ膜電気透
析装置２５に供給される塩水溶液のｐＨは６〜８である
のが好ましい（場合によっては１０程度まで可能：膜の
強度による）。塩水溶液のｐＨが１０以上の高いｐＨと
なっている場合には、バイポーラ膜電気透析装置２５に
よる電気透析処理を行う前に中和処理を行うと良い。

【００３６】次に、本実施形態の灰処理システム１を含
む清掃工場内の電量のバランスを考える。一般的なごみ
焼却発電量は約５００ｋＷ／（ｔ−ごみ）である。この
うち場内での使用電気量が占める割合は約３割である。
また、主灰、飛灰処理施設であるプラズマ溶融炉で使用
される電力は約１２００ｋＷ／（ｔ−主灰＋飛灰）であ
る。バイポーラ膜を用いた電気透析処理に必要な電力は
約３０００ｋＷ／（ｔ−溶融飛灰）である。次いで、一
日のごみ焼却量が６００ｔ／日の清掃工場内の電力バラ
ンスを考える。このとき灰（主灰＋飛灰）は約６０ｔ／
日、溶融飛灰は約６ｔ／日発生する。ごみ焼却発電量５
００ｋＷ×６００ｔ／日＝３０００００ｋＷｈ／日、場
内使用量は３０００００ｋＷｈ／日×０．３＝９０００
０ｋＷｈ／日、プラズマ溶融炉の消費電力は１２００ｋ
Ｗ×６０ｔ／日＝７２０００ｋＷｈ／日、バイポーラ膜
を用いた電気透析処理で消費する電力は３０００ｋＷ×
６ｔ／日＝１８０００ｋＷｈ／日である。よって３００
０００−（９００００＋７２０００＋１８０００）＝１
２００００ｋＷｈ／日の余裕があり清掃工場内の発電量
だけでバイポーラ膜を用いた電気透析処理に必要な電力
を賄うことができる。

【００３７】このように、本実施形態の灰処理システム
１は、実用的かつ効果的なシステムであると言える。

【００３８】なお、本実施形態では、処理対象が溶融飛
灰のものに本発明が適用された例について述べたが、処
理対象が廃棄物等の焼却灰あるいは焼却飛灰のものに本
発明を適用し得るのは言うまでもない。また、本実施形
態では、回収目的の金属成分を鉛に特定したものに本発
明が適用された例について述べたが、カラム１１内の担
体の種類を変えることによって鉛以外の金属成分を特定
して回収するようにされたものに本発明を適用するのは
勿論可能である。また、本発明の主旨に沿えば、複数種
の回収目的金属のその種類毎に用意されたカラムを組み
合わせてなる金属吸着処理手段を備えて複数の金属成分
を種類毎に選別して回収できるようにされたシステム
に、本発明を適用することも可能である。

【００３９】また、本実施形態では、溶解槽４における
溶解用酸として塩酸（ＨＣｌ溶液）を用いる例を示した
が、これに限定されるものではなく、灰中の金属成分を
可溶化して液側に移行できるものであればその他の酸も
用いることができる。例えば、典型的なものとして硝
酸、硫酸、リン酸、シュウ酸等を溶解用酸として用いる
ことができる。また、本実施形態では、溶離回収液用沈
殿槽１５および溶解抽出液用沈澱槽１９に投入されるア
ルカリ成分として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液を
用いる例を示したが、苛性ソーダを直接投入しても良
く、またこれに限定されず溶解した金属成分を不溶化し
て析出させるものであればその他のアルカリ成分も用い
ることができる。例えば、典型的なものとして、水酸化
カリウム等の水酸化アルカリ金属、水酸化カルシウム等
の水酸化アルカリ土類金属、アルカリ金属炭酸塩、リン
酸塩、アンモニア等を析出用アルカリ成分として用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る灰処理シス
テムの概略システム構成図である。

【図２】図２は、本実施形態で用いられるバイポーラ膜
電気透析装置の構造説明図である。

【符号の説明】

１灰処理システム４溶解槽５溶解液用脱水機１０金属吸着処理手段１１カラム１２溶離液槽１３洗浄液槽１４給気装置１５溶離回収液用沈殿槽１６溶離回収液用脱水機１９溶解抽出液用沈澱槽２０溶解抽出液用脱水機２５バイポーラ膜電気透析装置

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ２２Ｂ 3/24 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｇ４Ｋ０５８ 3/44 Ｃ２２Ｂ 3/00 Ａ 7/02 ＬＣ２５Ｃ 1/00 ３０１Ｑ (72)発明者三嶋弘次兵庫県高砂市荒井町新浜１丁目２番１号株式会社タクマ中央研究所内Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AC05 BA05 CA13 CA34 CA41 CB01 CC12 4D006 GA17 HA47 KA01 KB12 KB13 KB14 MA11 MA13 MA14 MA15 PA04 PB12 PB25 PB26 PC80 4D017 AA13 BA13 CA14 DA01 DB10 EA01 4D056 AB03 AB08 AC22 CA05 CA13 CA17 4K001 AA09 AA20 AA30 BA14 DB04 DB35 4K058 AA17 AA21 BA03 BA21 BA25 BA27 BB02 CA05 CA07 CA10 DD20 DD22 DD23 FA18 FC07 FC14 FC15 FC21 FC27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属成分を含有する灰のその金属成分を
酸溶液で抽出して得られた溶解抽出液を、特定の金属成
分を吸着する金属吸着材に接触させることにより、前記
灰に含まれる金属成分のうち特定金属成分を前記金属吸
着材に吸着させる灰の処理方法において、前記金属吸着材に吸着された特定金属成分を溶離回収し
て得られる溶離回収液にアルカリ成分を添加し固体分を
析出させる析出工程を経てその溶離回収液から固体分を
取り除いて得られる溶離回収分離液および／または前記
金属吸着材に接触させた後の前記溶解抽出液にアルカリ
成分を添加し固体分を析出させる析出工程を経てその溶
解抽出液から固体分を取り除いて得られる溶解抽出分離
液を、バイポーラ膜を用いて電気透析処理することによ
り、前記溶離回収分離液および／または前記溶解抽出分
離液からアルカリ溶液および酸溶液を回収することを特
徴とする灰の処理方法。
【請求項２】前記溶離回収分離液および／または前記
溶解抽出分離液から回収したアルカリ溶液および酸溶液
を、それぞれ当該灰処理方法において用いられるアルカ
リおよび酸として使用する請求項１に記載の灰の処理方
法。
【請求項３】金属成分を含有する灰のその金属成分を
酸溶液で抽出して得られた溶解抽出液を、特定の金属成
分を吸着する金属吸着材に接触させることにより、前記
灰に含まれる金属成分のうち特定金属成分を前記金属吸
着材に吸着させるように構成される灰の処理システムに
おいて、前記金属吸着材に吸着された特定の金属成分を溶離回収
して得られた溶離回収液とアルカリ成分とが投入されて
析出工程が行われる溶離回収液用沈澱槽と、この溶離回
収液用沈澱槽における析出工程にて生成された懸濁液を
固体分と液体分の溶離回収分離液とに分離する溶離回収
液用脱水機と、前記金属吸着材に接触させた後の溶解抽
出液とアルカリ成分とが投入されて析出工程が行われる
溶解抽出液用沈澱槽と、この溶解抽出液用沈澱槽におけ
る析出工程にて生成された懸濁液を固体分と液体分の溶
解抽出分離液とに分離する溶解抽出液用脱水機とが設け
られるとともに、前記溶離回収分離液および／または前記溶解抽出分離液
をバイポーラ膜を用いて電気透析処理するバイポーラ膜
電気透析装置が設けられることを特徴とする灰の処理シ
ステム。
【請求項４】前記バイポーラ膜電気透析装置における
電気透析処理にて分離抽出されたアルカリ溶液が前記溶
離回収液用沈澱槽および／または前記溶解抽出液用沈澱
槽に投入されるアルカリ成分として用いられるように構
成されるとともに、前記バイポーラ膜電気透析装置にお
ける電気透析処理にて分離抽出された酸溶液が前記灰の
溶解用酸および／または前記金属吸着材の洗浄用酸とし
て用いられるように構成される請求項３に記載の灰の処
理システム。