JP2003334509A - 溶融飛灰の減量化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的少ない洗浄水使用量で、溶融飛灰中の
溶解性塩類を除去すること、すなわち、溶融飛灰の減量
化効果を高めることができ、さらに排水量、および排水
中の残留重金属類濃度も低減することのできる溶融飛灰
の水洗浄処理による減量化処理方法を提供する。 【解決手段】 廃棄物溶融施設から排出された溶解性塩
類を含有する溶融飛灰から溶解性塩類を除去するに際し
て、次の２つの工程を含むことを特徴とする。 （ａ）上記溶融飛灰に洗浄水を加えて溶融飛灰中の溶解
性塩類を水に溶出させたのち、脱水を行い、排水と洗浄
残渣を得る工程。 （ｂ）上記（ａ）工程で得られる洗浄残渣に洗浄水を加
えて洗浄残渣中の残留溶解性塩類を水に溶出させたの
ち、脱水を行い、分離液と減量化ケーキを得る工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみなどの廃
棄物を溶融することによって排ガスとともに排出される
溶融飛灰の水洗浄処理による減量化処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ごみ焼却灰およびごみ焼却飛灰
などの溶融処理に伴って排出される溶融飛灰中には、塩
化ナトリウムや塩化カリウムなどの溶解性塩類が高濃度
に含まれており、また鉛やカドミウムなどの有害重金属
類もごみ焼却飛灰に比べ、高濃度に含まれているため、
従来はセメント固化、または薬剤キレート処理により、
最終処分場に埋め立て処分されていることが多い。

【０００３】しかし、最終処分場の確保は年々困難にな
ってきており、またセメント固化による安定化処理につ
いては処分量が増大するため、最終処分場の寿命を低下
させる原因となる。一方、セメント固化やキレート剤に
よる処理では、上記溶解性塩類の溶出を抑えることがで
きないため、環境汚染が懸念されている。

【０００４】そこで、溶融飛灰に所定量の水を加えて洗
浄し、脱水処理することにより、溶融飛灰中の溶解性塩
類の分離を行い、その結果得られる重量の減じられたケ
ーキ(減量化ケーキ)については製錬原料として山元還元
するか、キレート固化、または再溶融を行い、一方、分
離した溶解性塩類を含む洗浄水は排水処理により微量重
金属類を除去し、処理水は河川放流、または塩回収する
方式の溶融飛灰の水洗浄処理による減量化処理方法が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような溶
融飛灰の水洗浄処理方法の多くは、減量化ケーキ中に残
留水分とともに溶解性塩類が一部残存するため、減量化
が不十分となる場合がある。一方、減量化ケーキ中の溶
解性塩類濃度をなるべく低くするためには、溶融飛灰と
洗浄水との固液比を上げる必要があるが、その場合、多
量の洗浄水が必要となり、排水処理の負担が大きくなる
という問題があった。

【０００６】本発明の目的は、比較的少ない洗浄水使用
量で、溶融飛灰中の溶解性塩類を除去すること、すなわ
ち、溶融飛灰の減量化効果を高めることができ、さらに
排水量、および排水中の残留重金属類濃度も低減するこ
とのできる溶融飛灰の水洗浄処理による減量化処理方法
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するため鋭意検討した結果、二度の洗浄により少ない
洗浄水量でしかも減量化効果を高めることができること
を見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明は、廃棄物溶融施設から
排出された溶解性塩類を含有する溶融飛灰から溶解性塩
類を除去するに際して、次の２つの工程を含むことを特
徴とする溶融飛灰の減量化処理方法を要旨とするもので
ある。 （ａ）上記溶融飛灰に洗浄水を加えて溶融飛灰中の溶解
性塩類を水に溶出させたのち、脱水を行い、排水と洗浄
残渣を得る工程。 （ｂ）上記（ａ）工程で得られた洗浄残渣に再度洗浄水
を加えて洗浄残渣中の残留溶解性塩類を水に溶出させた
のち、脱水を行い、分離液と減量化ケーキを得る工程。 また本発明において、好ましくは（ｂ）工程で得られた
分離液の一部又は全部を（ａ）工程で用いる洗浄水とし
て利用することを特徴とするものであり、さらに本発明
において、好ましくは（ａ）工程及び／又は（ｂ）工程
において、洗浄水を加えて撹拌混合時のｐＨをアルカリ
性薬剤又は酸性薬剤により９〜１２の範囲となるように
調整し、水溶性の重金属類を不溶化することを特徴とす
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の減量化処理方法が適用できる溶融飛灰は、ごみ
焼却灰およびごみ焼却飛灰などを溶融処理することによ
り、排ガス処理設備で得られる溶融飛灰であり、特に酸
性排ガス処理に消石灰の吹き込みを行った設備から得ら
れる溶融飛灰が好ましく用いられる。このような溶融飛
灰の性状としては、溶解性塩類が比較的少なく（３０〜
５０％）、重金属類の含有量も低く、ｐＨは１１以上で
あるという特長を有している。

【００１０】本発明においては、（ａ）工程でまず溶融
飛灰に洗浄水を加える。これにより溶融飛灰中の溶解性
塩類が水に溶出する。加える洗浄水の量は溶融飛灰１０
０質量部に対して２００〜２、０００質量部が好まし
い。水量が２００質量部未満のときは、洗浄水を加えて
得られる溶融飛灰の液例えばスラリーなどの流動性が乏
しくなり、また、溶解性塩類の水への溶出率が低下しや
すくなる。一方、２、０００質量部を超えると液量が多
くなって、それを処理するための設備容量を大きくしな
ければならなくなることがある。

【００１１】洗浄水の温度は、特に限定されないが、溶
解性塩類の溶出効率を考慮すると４０〜１００℃が好ま
しく、さらに好ましくは７０〜９０℃である。また、後
述するように洗浄水として（ｂ）工程で得られる分離液
の一部又は全部を使用してもよい。分離液を使用すれば
洗浄水の使用量が節減できるため好ましい。

【００１２】洗浄水を加えた際、通常は攪拌混合を行
う。攪拌混合を行うにはいずれの手段でもよく、例えば
回転式攪拌機を用いて、３０分〜６時間撹拌を行っても
よい。

【００１３】また、この際、混合液のｐＨを９〜１２に
調整することで、水溶性の重金属類を不溶化することが
できるため好ましい。そのためにはアルカリ性薬剤又は
酸性薬剤を添加すればよい。アルカリ性薬剤としては、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、消石灰などが挙げ
られ、酸性薬剤としては塩酸、硫酸などが挙げられる。

【００１４】（ａ）工程においては、次いで脱水を行い
排水と洗浄残渣とに分離する。溶融飛灰中の溶解性塩類
は排水の方へ移行することになる。脱水する手段として
はどのような方法でもよく、例えば、遠心分離機やベル
トプレスなどが用いられる。

【００１５】本発明においては、次に（ａ）工程で得ら
れた洗浄残渣に再度洗浄水を加え、洗浄残渣中の残留溶
解性塩類を水に溶出させる。洗浄水の量としては、洗浄
残渣１００質量部あたり、２００〜２、０００質量部が
好ましい。水量が２００質量部未満のときは、洗浄水を
加えて得られる溶融飛灰の液例えばスラリーなどの流動
性が乏しくなり、また、溶解性塩類の水への溶出率が低
下しやすくなる。一方、２、０００質量部を超えると液
量が多くなって、それを処理するための設備容量を大き
くしなければならなくなることがある。

【００１６】（ｂ）工程においては、次いで脱水を行
い、分離液と減量化ケーキを得る。脱水の手段としては
（ａ）工程で使用されるものが同様に使用できる。

【００１７】本発明においては、（ｂ）工程で得られた
分離液の一部又は全部を（ａ）工程における洗浄水とし
ても用いることができる。これにより洗浄水の使用量を
節減することができるため好ましい。

【００１８】以下、図面を参照しつつ、本発明をさらに
詳細に説明する。図１は本発明の方法の一例を示す概略
フロー図である。図１において、溶融飛灰を処理するた
めの設備は、第１攪拌洗浄槽２、第１固液分離装置４、
第２攪拌洗浄槽７、第２固液分離装置１０および分離液
貯留槽１３から構成される。（ａ）工程において、第１
撹拌洗浄槽２に溶融飛灰1が投入された後、洗浄水
（ｂ）工程で得られる分離液１２である貯留液１４と、
第１ｐＨ調整薬剤３を加え、撹拌を行い、溶融飛灰中の
溶解性塩類を溶解させたのち、第１固液分離装置４にて
固液分離を行い、第１洗浄残渣６と排水５を得る。

【００１９】次に（ｂ）工程において、第１洗浄残渣６
を第２撹拌洗浄槽７に移し、水８と第２ｐＨ調整薬剤９
を加え、撹拌を行い、第１洗浄残渣中に残存した残留溶
解性塩類を溶解させたのち、第２固液分離装置１０にお
いて固液分離を行い、減量化ケーキ１１と分離液１２を
得る。分離液１２は分離液貯留槽１３に貯留され、洗浄
水として利用される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 実施例１ 図1に示したフロー図に従って処理を行った。溶融飛灰1
として、化学組成が溶解性塩類濃度 50.7 dry%、Cl 24.
60 dry%、F 0.06 dry%、Na 7.76 dry%、K 6.91dry%、Zn
0.72 dry%、Pb 0.21 dry%、Cd 0.006 dry%、Cu 0.14 d
ry%、Ca 20.50dry%の酸性排ガス処理に消石灰噴霧を行
っている、都市ごみ焼却灰と焼却飛灰の混合溶融炉から
発生した溶融飛灰100g(乾量)に、分離液貯留槽１３から
の貯留液１４を900mL加え、第１撹拌洗浄槽２にて3時間
撹拌を行い、溶融飛灰中の溶解性塩類を溶解させたの
ち、第１固液分離装置４にて固液分離を行い、第１洗浄
残渣６として、化学組成が溶解性塩類5.94 dry%、Cl 2.
90 dry%、F 0.10 dry%、Na1.29 dry%、K 1.34 dry%、Zn
1.76 dry%、Pb 0.24 dry%、Cd 0.01 dry%、Cu 0.22 dr
y%、Ca 30.29 dry%の第１洗浄残渣を55.7g(乾量)、およ
び排水５を870mL得た。

【００２１】次にこの第１洗浄残渣を第２撹拌洗浄槽７
に移し、水８を900mL加え、3時間撹拌を行い、第１洗浄
残渣中に残存した残留溶解性塩類を溶解させたのち、第
２固液分離装置１０において固液分離を行い、減量化ケ
ーキ１１として、化学組成が溶解性塩類1.22 dry%、Cl
0.34 dry%、F 0.10 dry%、Na 0.49 dry%、K 0.58 dry
%、Zn 2.00 dry%、Pb 0.23 dry%、Cd 0.01 dry%、Cu 0.
23 dry%、Ca 28.60 dry%の減量化ケーキ49.0g(乾量)、
および分離液１２を860mL得た。

【００２２】実施例２ 実施例１で使用したのと同じ溶融飛灰１を100g用い、分
離液貯留槽１３からの貯留液１４を900mLを加え、さら
に第１pH調整薬剤３として、20％塩酸水溶液を90mL添加
し、撹拌混合時のpHを11に調整しながら3時間撹拌を行
い、溶融飛灰中の溶解性塩類を溶解させた。次いで、第
１固液分離装置４にて固液分離を行い、第１洗浄残渣６
として、化学組成が、溶解性塩類10.12 dry％、Cl 5.51
dry%、F 0.12 dry%、Na 1.64 dry%、K 1.67 dry%、Zn
1.57 dry%、Pb 0.15 dry%、Cd 0.01dry%、Cu 0.19 dry
%、Ca 10.61 dry%の第１洗浄残渣を27.9g(乾量)、およ
び排水5を960mL得た。

【００２３】その後この第１洗浄残渣６を第２撹拌洗浄
槽７に移し、水８を900mL加え、さらに第２pH調整薬剤
９として、20％塩酸水溶液を2mL添加し、撹拌混合時のp
Hを11に調整しながら3時間撹拌を行った。次いで、第２
固液分離装置１０において固液分離を行い、減量化ケー
キ１１として、化学組成が溶解性塩類5.81 dry％、Cl3.
51 dry%、F 0.15 dry%、Na 0.66 dry%、K 0.74 dry%、Z
n 3.43 dry%、Pb 0.49 dry%、Cd 0.02 dry%、Cu 0.46 d
ry%、Ca 10.45 dry%の減量化ケーキ26.8g(乾量)、およ
び分離液１２を900mL得た。

【００２４】比較例１ 実施例１と同じ溶融飛灰１を100g用い、水1,900mLを加
え(20倍希釈)、混合撹拌後、洗浄残渣として、化学組成
が溶解性塩類6.14 dry%、Cl 1.71 dry%、F 0.07% dry、
Na 0.86 dry%、K 0.89 dry%、Zn 0.89 dry%、Pb 0.19 d
ry%、Cd 0.006dry%、Cu 0.12 dry%、Ca 34.80 dry%の洗
浄残渣50.8g(乾量)、および排水1,850mLを得た。

【００２５】比較例２ 実施例１と同じ溶融飛灰１を100g用い、水2,900mLを加
え(30倍希釈)、混合撹拌後、洗浄残渣として、化学組成
が溶解性塩類4.34 dry%、Cl 1.21 dry%、F 0.07 dry%、
Na 0.84 dry%、K 0.82 dry%、Zn 0.88 dry%、Pb 0.18 d
ry%、Cd 0.006dry%、Cu 0.12 dry%、Ca 29.30 dry%の洗
浄残渣50.0g(乾量)、および排水2,870mLを得た。

【００２６】比較例３ 実施例１と同じ溶融飛灰１を100g用い、水4,900mLを加
え(50倍希釈)、混合撹拌後、洗浄残渣として、化学組成
が溶解性塩類3.37 dry%、Cl 0.94 dry%、F 0.06 dry%、
Na 0.65 dry%、K 0.71 dry%、Zn 1.01 dry%、Pb 0.18 d
ry%、Cd 0.007dry%、Cu 0.13 dry%、Ca 31.73 dry%の洗
浄残渣45.0g(乾量)、および排水4,840mLを得た。

【００２７】実施例１、２で得られた減量化ケーキおよ
び比較例１〜３で得られた洗浄残渣についての溶解性塩
類濃度ならびに実施例１，２および比較例１〜３での重
量(乾量)および排水量について表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例１、および２で得られた排水中の各
重金属類の含有濃度について、表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】表１から、比較例１〜３では固液比が増加
するにつれて、洗浄残渣中の溶解性塩類濃度は減少して
いくが、その濃度は約3〜6 dry%であり、また、排水量
も約2,000〜5,000mLと非常に多く発生している。これに
対し、実施例1で得られる減量化ケーキの溶解性塩類濃
度は1.22 dry%となり、溶解性塩類の除去が効果的に行
われ、減容化効果も高まっている。さらに、溶融飛灰10
0g当たりの排水量は870mLであり、排水量も少なくなる
ことがわかる。

【００３２】表２から、実施例１で得られた排水はpH未
調整処理であるため、排水中の重金属類濃度は0.011〜8
7.1mg/Lと若干高い値を示したが、実施例２のように第
１撹拌洗浄装置２、または第２撹拌洗浄装置７の撹拌混
合時のpHを11付近に調整することによって、得られる排
水中の重金属類濃度を0.008〜0.24mg/Lと低減できるこ
とがわかる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、溶融飛灰に対して２度
の洗浄を行っているため、得られる減量化ケーキ中の溶
解性塩類を効果的に除去することができる。すなわち、
溶融飛灰の減量化効果を高めることができる。また、溶
融飛灰当たり発生する排水量も少ない。また、（ｂ）工
程で得られる分離液中の溶解性塩類濃度は比較的低く、
分離液の一部又は全量を（ａ）工程の洗浄水として再利
用することが可能である。従って、溶融飛灰当たりに発
生する排水量も低減することができる。さらに、攪拌洗
浄槽においてpH調整することにより、溶融飛灰中の重金
属類は不溶化され、大部分は固液分離により減量化ケー
キへ移行するため、重金属類濃度の低い排水を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の溶融飛灰の水洗浄処理によ
る減量化処理方法を説明する概略フロー図である。

【符号の説明】

１ 溶融飛灰 ２ 第１撹拌洗浄槽 ３ 第１pH調整薬剤 ４ 第１固液分離装置 ５ 排水 ６ 第１洗浄残渣 ７ 第２撹拌洗浄槽 ８ 洗浄水 ９ 第２pH調整薬剤 １０ 第２固液分離装置 １１ 減量化ケーキ １２ 分離液 １３ 分離液貯留槽 １４ 貯留液

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物溶融施設から排出された溶解性塩
   類を含有する溶融飛灰から溶解性塩類を除去するに際し
   て、次の２つの工程を含むことを特徴とする溶融飛灰の
   減量化処理方法。 （ａ）上記溶融飛灰に洗浄水を加えて溶融飛灰中の溶解
   性塩類を水に溶出させたのち、脱水を行い、排水と洗浄
   残渣を得る工程。 （ｂ）上記（ａ）工程で得られた洗浄残渣に再度洗浄水
   を加えて洗浄残渣中の残留溶解性塩類を水に溶出させた
   のち、脱水を行い、分離液と減量化ケーキを得る工程。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、（ｂ）工程で
   得られた分離液の一部又は全部を（ａ）工程で用いる洗
   浄水として利用することを特徴とする溶融飛灰の減量化
   処理方法。
3. 【請求項３】 （ａ）工程及び／又は（ｂ）工程におい
   て、洗浄水を加えて撹拌混合時のｐＨをアルカリ性薬剤
   又は酸性薬剤により９〜１２の範囲となるように調整
   し、水溶性の重金属類を不溶化することを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載した溶融飛灰の減量化処理方
   法。