JP2005334809A - 石油系燃焼灰処理方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する前に、有臭のアンモニアガスの発生原因となるアンモニウムイオンを分解・除去することができる石油系燃焼灰処理方法及びシステムを提供する。
【解決手段】石油系燃焼灰処理方法が、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程と、前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程と、前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】石油系燃焼灰処理方法が、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程と、前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程と、前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程とを備える。
【選択図】 図１
Description
この発明は、石油系燃焼灰処理方法及びシステムに関する。
火力発電所等においては、重油、石油系ピッチ、石油アスファルト等の石油系燃料が使用されることがある。例えば火力発電所のボイラ等の燃料として石油系燃料を燃焼させると、石油系燃焼灰が廃棄物として排出される。石油系燃焼灰は、以前は廃棄物として埋め立て処理されていたが、近年、石油系燃焼灰の有効利用方法や廃棄前の処理方法が検討されてきた。
例えば、石油系燃焼灰に含まれるバナジウムやニッケルはそれ自体利用価値が高いので、これらを石油系燃焼灰から回収する方法が開発された。それによると、ソーダ灰による溶銑予備精錬で生成したスラグを水で抽出し、抽出液のＺ値（＝ＣＯ２／Ｎａモル比）を０．４５〜０．５１に調整し、調整した液を固液分離してソーダ灰含有スラグ抽出液を得て、このスラグ抽出液にバナジウム含有灰を溶解し、得られた溶解液からソーダ灰を晶析分離して、残った液からバナジウムを分離することができる（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は、バナジウムを回収するのに複雑な手順を要する。
より簡単な方法として、過酸化水素を含む酸性水溶液で石油系燃焼灰を処理し、その酸性溶液のｐＨを上昇させて、バナジウム・ニッケルを抽出・分離するものが知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
特公平６−２３０４２号公報
特許第２７２３１７５号公報
特開平１０−３１４６９３号公報
一方、石油系燃焼灰には多量の硫酸アンモニウムが含まれている。これは、石油系燃料を発電所等で燃焼させる際に発生する二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）や三酸化硫黄ガス（ＳＯ３）の排出量を減らすために、これらのガスをアンモニアガスと反応させて硫酸アンモニウムの固体粒子とし、この硫酸アンモニウム粒子と燃焼灰とを一緒に捕集するのが一般的だからである。
特許文献２や特許文献３の方法に従って、このように硫酸アンモニウムを含む石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを回収する場合、石油系燃焼灰を混合した酸性水溶液をｐＨ７付近となるように中和する際に、石油系燃焼灰に含まれる硫酸アンモニウムが、例えば次式のように反応して、有臭のアンモニアガスを発生する可能性がある。
（ＮＨ４）２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ → ２ＮＨ３＋Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
従って、特許文献２又は３の方法のように、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する際に中和反応を含むものにおいては、有臭のアンモニアガスが発生するのを防止する必要がある。
（ＮＨ４）２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ → ２ＮＨ３＋Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ
従って、特許文献２又は３の方法のように、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する際に中和反応を含むものにおいては、有臭のアンモニアガスが発生するのを防止する必要がある。
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する前に、有臭のアンモニアガスの発生原因となるアンモニウムイオンを分解・除去することができる石油系燃焼灰処理方法及びシステムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の石油系燃焼灰処理方法は、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程と、前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程と、前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程とを備える。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、第１の工程と第２の工程との間に、前記燃焼灰混合物から未溶解カーボンを分離する第４の工程を行うことが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第１の工程において前記石油系燃焼灰を前記水と混合する際に、前記燃焼灰混合物から前記未溶解カーボンを分離するための第１の凝集剤を前記水に添加することが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第１の凝集剤は、ノニオン系凝集剤であることが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第２の工程において前記燃焼灰混合物を電気分解処理する際に、塩化物イオン供給源を添加することが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第３の工程において前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和する際に、前記燃焼灰混合物の水素イオン指数を所定値まで上昇させてバナジウムを分離し、次いで前記燃焼灰混合物の水素イオン指数を更に上昇させてニッケルを分離することが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第３の工程において前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和する際に、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離するための第２の凝集剤を前記燃焼灰混合物に添加することが好ましい。
また、本石油系燃焼灰処理方法においては、前記第２の凝集剤は、アニオン系凝集剤であることが好ましい。
また、本発明の石油系燃焼灰処理システムは、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する燃焼灰混合物作成装置と、前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒させる電気分解装置と、電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和させる中和装置と、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を中和処理後の前記燃焼灰混合物から分離する分離装置とを備える。
本発明によれば、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する前に、有臭のアンモニアガスの発生原因となるアンモニウムイオンを分解・除去することができる石油系燃焼灰処理方法及びシステムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を、実施例を挙げながら詳細に説明する。なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載する発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
本発明の石油系燃焼灰処理方法は、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程と、前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程と、前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程とを備える。
本発明の石油系燃焼灰処理方法によれば、燃焼灰混合物を中和する前に電気分解処理することにより、燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオン中の窒素原子を窒素ガスとして脱窒することができるので、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する前に、有臭のアンモニアガスの発生原因となるアンモニウムイオンを分解・除去することができる。
以上の工程を有する本発明の石油系燃焼灰処理方法は、例えば、次のように実施することができる。
まず、「石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程」について説明する。
「石油系燃焼灰」とは、上述したように、重油、石油系ピッチ、石油アスファルト等の石油系燃料を例えば火力発電所のボイラ等の燃料として燃焼させることにより排出される燃焼灰のことである。石油系燃焼灰には、未燃カーボンが多く含まれるが、上述のようにバナジウム・ニッケルや硫酸アンモニウムも含まれる。
「水」は、蒸留水、水道水、海水、工業用水、河川水、排水等、どのようなものであってもよい。
「石油系燃焼灰」とは、上述したように、重油、石油系ピッチ、石油アスファルト等の石油系燃料を例えば火力発電所のボイラ等の燃料として燃焼させることにより排出される燃焼灰のことである。石油系燃焼灰には、未燃カーボンが多く含まれるが、上述のようにバナジウム・ニッケルや硫酸アンモニウムも含まれる。
「水」は、蒸留水、水道水、海水、工業用水、河川水、排水等、どのようなものであってもよい。
「石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する」ための方法には、例えば、混練機により石油系燃焼灰と水とを混練してスラリー状の燃焼灰混合物とする方法等があるが、これに限定されるものではなく、石油系燃焼灰と水とを混ぜ合わせて混合物を作成することができればどのような方法でもよい。
次に、「前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程」について説明する。
「燃焼灰混合物を電気分解処理する」とは、燃焼灰混合物に直接電流を通ずること、例えば燃焼灰混合物を電解槽に入れ一対の電極を使って電流を通ずること等を意味するが、これに限定されるものではない。燃焼灰混合物を電気分解処理することにより、燃焼灰混合物（つまり石油系燃焼灰）に含まれるアンモニウムイオン（アンモニアの発生源）を除去することができるのであるが、この電気分解反応は次のような反応機構によって起こると考えられる。燃焼灰混合物を例えば電解槽に入れて一対の電極を使って電流を通ずると、燃焼灰混合物に含まれる塩化物イオンがアノード側で酸化され次亜塩素酸が生成される。燃焼灰混合物中のアンモニウムイオンはこの次亜塩素酸と反応し、アンモニウムイオン中の窒素原子が窒素ガスとして脱窒されるのである。従って、燃焼灰混合物を電気分解処理することにより、石油系燃焼灰からバナジウム・ニッケルを分離する前に、有臭のアンモニアの発生源たるアンモニウムイオンを分解・除去することができる。
なお、上記第２の工程において燃焼灰混合物を電気分解処理する際に、例えば海水、塩酸、食塩等の塩化物イオン供給源（つまり水溶液中に塩化物イオンを供給する物質）を添加してもよい。こうすることにより、次亜塩素酸の生成に必要な塩化物イオンを補うことができる。
なお、上記第２の工程において燃焼灰混合物を電気分解処理する際に、例えば海水、塩酸、食塩等の塩化物イオン供給源（つまり水溶液中に塩化物イオンを供給する物質）を添加してもよい。こうすることにより、次亜塩素酸の生成に必要な塩化物イオンを補うことができる。
また、上記第１の工程と第２の工程との間に、燃焼灰混合物から未溶解カーボンを分離する第４の工程を行うことも可能である。石油系燃焼灰を水と混合すると、石油系燃焼灰に含まれる硫酸アンモニウムが水に溶解して水溶液が酸性になる。そのため、この酸性水溶液中には、バナジウムやニッケルは溶解するが、未燃カーボンは不溶性なので溶解せず、未溶解カーボンとして燃焼灰混合物中に固体として残る。そこで、未溶解カーボンを燃焼灰混合物から分離するのである。カーボンはそれ自体有効利用することができるので、未溶解カーボンを燃焼灰混合物から分離・回収することで、カーボンのリサイクルを図ることができる。
ここでいう「燃焼灰混合物から未溶解カーボンを分離する」方法には、例えば、未溶解カーボンを沈殿させて分離する方法、未溶解カーボンを浮上させて分離する方法があるが、これらに限定されるものではない。また、分離する方法としては、遠心分離、濾過等が考えられるが、これらに限定されるものではない。
特に未溶解カーボンを沈殿させる場合には、上記第１の工程において石油系燃焼灰を水と混合する際に、燃焼灰混合物から未溶解カーボンを分離するための第１の凝集剤を水に添加してもよい。こうすることにより、未溶解カーボンを効果的に凝集・沈殿させることができる。第１の凝集剤としては、例えば、カチオン系凝集剤、アニオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤のような高分子凝集剤が挙げられる。石油系燃焼灰を水と混合した際に得られる酸性水溶液は、ｐＨ１〜２であることが多いので、このような条件下では、ノニオン系凝集剤を使用するのが好ましい。「ノニオン系凝集剤」とは、水溶液中でイオンに解離せず、主としてＯＨ基とエーテル基からなる多価アルコール誘導体であって、低ｐＨ領域での処理に有効とされる凝集剤のことであり、例えばポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンエーテルエステルのコポリマー、ポリアクリルアミド等の合成系凝集剤や、デンプン等の天然系凝集剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一方、未溶解カーボンを浮上させて分離する場合には、燃焼灰混合物をバブリングして未溶解カーボンの浮上を促進させてもよい。こうすることにより、未溶解カーボンを効果的に浮上させて分離することができる。
次に、「電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程」について説明する。
「燃焼灰混合物を中和する」とは、電気分解処理後の燃焼灰混合物に例えば水酸化ナトリウム水溶液等の塩基性溶液を加えて撹拌すること等を意味するが、これに限定されるものではない。本発明によれば、この中和反応の段階では、燃焼灰混合物中のアンモニウムイオンが電気分解処理により分解・除去されているので、有臭のアンモニアガスが発生することはない。
また、上記第３の工程において電気分解処理後の燃焼灰混合物を中和する際に、燃焼灰混合物の水素イオン指数（ｐＨ）を所定値まで上昇させてバナジウムを分離し、次いで燃焼灰混合物の水素イオン指数を更に上昇させてニッケルを分離してもよい。バナジウムはｐＨ４付近から沈殿し始める一方、ニッケルは約ｐＨ５以上にならないと沈殿し始めないことが知られている。そこで、まず燃焼灰混合物のｐＨをｐＨ４付近（所定値）まで上昇させてバナジウムを沈殿させて分離し、その後ｐＨを更に上昇させていきニッケルを沈殿させて分離することにより、バナジウム・ニッケルの両者を別々に分離・回収することが可能となる。
「バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する」方法には、例えば、バナジウムやニッケルを沈殿させて分離する方法があるが、これに限定されるものではない。また、分離する方法としては、遠心分離、濾過等が考えられるが、これらに限定されるものではない。
特にバナジウムやニッケルを沈殿させる場合には、上記第３の工程において電気分解処理後の燃焼灰混合物を中和する際に、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を燃焼灰混合物から分離するための第２の凝集剤を燃焼灰混合物に添加してもよい。こうすることにより、バナジウムやニッケルを効果的に凝集・沈殿させることができる。第２の凝集剤としては、例えば、カチオン系凝集剤、アニオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤のような高分子凝集剤が挙げられる。なお、バナジウムやニッケルを中性領域付近で沈殿させるには、アニオン系凝集剤を使用するのが好ましい。「アニオン系凝集剤」とは、水に溶けた際に非極性基のついている部分がアニオンになるものであり、中性〜高ｐＨ域の凝集処理に有効とされる凝集剤のことであり、例えばキサンタンガム等の天然系凝集剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
＝＝＝石油系燃焼灰処理システム＝＝＝
＜第１実施形態＞
本発明の石油系燃焼灰処理システムの第１実施形態について以下説明する。
図１は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
＜第１実施形態＞
本発明の石油系燃焼灰処理システムの第１実施形態について以下説明する。
図１は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第１実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態の石油系燃焼灰処理システム１００は、溶解槽１１０と、カーボン沈殿槽１２０と、電解槽１３０と、中和槽１４０と、沈殿槽１５０とを備える。
溶解槽１１０は、例えば火力発電所から排出された石油系燃焼灰を収容可能であり、石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成するための燃焼灰混合物作成装置（不図示）を備える。燃焼灰混合物作成装置は、例えば、スラリー状の燃焼灰混合物を作成するための混練羽根とモータとの組合せであってもよいが、これに限定されるものではなく、石油系燃焼灰と水とを混ぜ合わせて混合物を作成することができればどのような装置でもよい。この溶解槽１１０内の燃焼灰混合物に、未溶解カーボンを分離するための第１の凝集剤（好ましくはノニオン系凝集剤）を添加して、未溶解カーボンを燃焼灰混合物から沈殿させることとしてもよい。
溶解槽１１０にて作成した燃焼灰混合物は、沈殿槽１２０へ移される。ここでは、未溶解カーボンを沈殿させて分離する。なお、上記第１の凝集剤（好ましくはノニオン系凝集剤）は、溶解槽１１０ではなく、この沈殿槽１２０に添加してもよい。
未溶解カーボンを除去した後の燃焼灰混合物は、電解槽１３０へ移される。電解槽１３０では、燃焼灰混合物を電気分解処理して、燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒させるための電気分解装置（不図示）を備える。電気分解装置は、例えば一対の電極であってもよいが、これに限定されるものではない。電極を用いて燃焼灰混合物に電流を通じることにより、燃焼灰混合物に含まれる塩化物イオンがアノード側で酸化されて次亜塩素酸が生成される。燃焼灰混合物中のアンモニウムイオンはこの次亜塩素酸と反応し、アンモニウムイオン中の窒素原子が窒素ガスとして脱窒される。この電解槽１３０に、上述したような塩化物イオン供給源（例えば海水、塩酸、食塩等）を添加してもよい。こうすることにより、次亜塩素酸の生成に必要な塩化物イオンを補うことができる。
電気分解処理後の燃焼灰混合物は、中和槽１４０へ移される。中和槽１４０では、電気分解処理後の燃焼灰混合物を中和させるための中和装置（不図示）を備える。中和装置は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等の塩基性溶液を滴下するための滴下手段と、燃焼灰混合物及び塩基性溶液を撹拌するためのスターラとの組合せであってもよいが、これに限定されるものではない。この中和槽１４０に、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を燃焼灰混合物から分離するための第２の凝集剤（好ましくはアニオン系凝集剤）を添加してもよい。
中和処理後の燃焼灰混合物は、沈殿槽１５０へ移される。沈殿槽１５０では、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を中和処理後の燃焼灰混合物から沈殿させて分離するための分離装置（不図示）を備える。分離装置は、例えば、沈殿したバナジウム塩・ニッケル塩を遠心分離するための遠心分離機であってもよいが、これに限定されるものではない。なお、上記第２の凝集剤（好ましくはアニオン系凝集剤）は、中和槽１４０ではなく、この沈殿槽１５０に添加してもよい。
バナジウム・ニッケルを分離した後の燃焼灰混合物は、排水としてシステム１００外に排出される。
バナジウム・ニッケルを分離した後の燃焼灰混合物は、排水としてシステム１００外に排出される。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第２実施形態について以下説明する。
図２は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第２実施形態を示す概略構成図である。
次に、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第２実施形態について以下説明する。
図２は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第２実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態の石油系燃焼灰処理システム２００は、溶解槽２１０と、カーボン沈殿槽２２０と、電解槽２３０と、中和・沈殿槽２４０とを備える。本実施形態は、燃焼灰混合物の中和と、バナジウム・ニッケルの分離とを単一の中和・沈殿槽２４０において行っている点で第１実施形態とは異なる。溶解槽２１０、カーボン沈殿槽２２０及び電解槽２３０の構成は、第１実施形態のものと実質的に同じなので説明を省略する。
本実施形態の中和・沈殿槽２４０は、電気分解処理後の燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を燃焼灰混合物から分離するという一連の工程を行うために、上記中和装置及び分離装置を備える。このような中和・沈殿槽２４０を用いれば、中和後の燃焼灰混合物を別の沈殿槽に移す必要がない。従って、例えば、燃焼灰混合物の水素イオン指数をまず所定値まで上昇させてバナジウムを沈殿させて分離し、次いで、燃焼灰混合物の水素イオン指数を更に上昇させてニッケルを沈殿させて分離する、という一連の工程を行うことができる。これにより、バナジウム・ニッケルの両者を別々に分離・回収することが可能となる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第３実施形態について以下説明する。
図３は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
次に、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第３実施形態について以下説明する。
図３は、本発明の石油系燃焼灰処理システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態の石油系燃焼灰処理システム３００は、溶解槽３１０と、浮上・電解槽３２０と、中和槽３３０と、沈殿槽３４０とを備える。本実施形態は、未溶解カーボンの分離と、燃焼灰混合物を電気分解処理とを単一の浮上・電解槽３２０において行っている点で第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。溶解槽３１０、中和槽３３０及び沈殿槽３４０の構成は、第１実施形態のものと実質的に同じなので説明を省略する。
本実施形態の浮上・電解槽３２０は、燃焼灰混合物から未溶解カーボンを浮上させて分離する際、あるいは浮上させて分離した後に、燃焼灰混合物を電気分解処理して、燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒させるという一連の工程を行うために、上記電気分解装置及びカーボン分離装置（不図示）を備える。
電気分解の効率を向上させるために、電気分解処理を行う際にバブリングにより燃焼灰混合物に酸素を補給することがあるが、バブリングを行うことは、未溶解カーボンの浮上を促進させることにもつながる。よって、単一の浮上・電解槽３２０において酸素のバブリングを行った場合、未溶解カーボンの浮上の促進と、燃焼灰混合物の電気分解処理の効率の向上とを両方達成することができる。
＜他の実施形態＞
本発明の石油系燃焼灰処理システムの他の実施形態としては、例えば、燃焼灰混合物作成装置及びカーボン分離装置を単一の溶解・分離槽に設けたり、電気分解装置及び中和装置を単一の電解・中和槽に設けたり、燃焼灰混合物作成装置、電気分解装置、中和装置及び分離装置とを単一の石油系燃焼灰処理槽に設けたりすることも考えられる。
本発明の石油系燃焼灰処理システムの他の実施形態としては、例えば、燃焼灰混合物作成装置及びカーボン分離装置を単一の溶解・分離槽に設けたり、電気分解装置及び中和装置を単一の電解・中和槽に設けたり、燃焼灰混合物作成装置、電気分解装置、中和装置及び分離装置とを単一の石油系燃焼灰処理槽に設けたりすることも考えられる。
また、図４に示す石油系燃焼灰処理システム４００のように、例えば電解槽４３０と中和槽４４０との間から溶解槽４１０へ戻るフィードバック路４５０を設けてもよい。フィードバック路４５０を通じて排水を溶解槽４１０へ戻すことにより、石油系燃焼灰処理システム４００からの排水量を削減できるとともに、使用薬品量を削減することができる。なお、フィードバック路４５０の設置位置は図示のものに限定されず、例えば中和槽と沈殿槽との間から溶解槽へ戻るフィードバック路を設けてもよい。
１００ 石油系燃焼灰処理システム
１１０ 溶解槽
１２０ カーボン沈殿槽
１３０ 電解槽
１４０ 中和槽
１５０ 沈殿槽
１１０ 溶解槽
１２０ カーボン沈殿槽
１３０ 電解槽
１４０ 中和槽
１５０ 沈殿槽
Claims (9)
- 石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する第１の工程と、
前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒する第２の工程と、
前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和し、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離する第３の工程と
を備えることを特徴とする石油系燃焼灰処理方法。 - 第１の工程と第２の工程との間に、前記燃焼灰混合物から未溶解カーボンを分離する第４の工程を行うことを特徴とする、請求項１に記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 前記第１の工程において前記石油系燃焼灰を前記水と混合する際に、前記燃焼灰混合物から前記未溶解カーボンを分離するための第１の凝集剤を前記水に添加することを特徴とする、請求項２に記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 前記第１の凝集剤は、ノニオン系凝集剤であることを特徴とする、請求項３に記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 前記第２の工程において前記燃焼灰混合物を電気分解処理する際に、塩化物イオン供給源を添加することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 前記第３の工程において前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和する際に、
前記燃焼灰混合物の水素イオン指数を所定値まで上昇させてバナジウムを分離し、
次いで前記燃焼灰混合物の水素イオン指数を更に上昇させてニッケルを分離する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の石油系燃焼灰処理方法。 - 前記第３の工程において前記電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和する際に、バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を前記燃焼灰混合物から分離するための第２の凝集剤を前記燃焼灰混合物に添加することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 前記第２の凝集剤は、アニオン系凝集剤であることを特徴とする、請求項７に記載の石油系燃焼灰処理方法。
- 石油系燃焼灰を水と混合して燃焼灰混合物を作成する燃焼灰混合物作成装置と、
前記燃焼灰混合物を電気分解処理して、前記燃焼灰混合物に含まれるアンモニウムイオンを脱窒させる電気分解装置と、
電気分解処理後の前記燃焼灰混合物を中和させる中和装置と、
バナジウム又はニッケルのうち少なくともいずれか一方を中和処理後の前記燃焼灰混合物から分離する分離装置と
を備えることを特徴とする石油系燃焼灰処理システム。
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| CN101891334A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-11-24 | 大连理工大学 | 一种低能耗处理低碳氮比废水的一体化水解-反硝化氨氧化工艺 |
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- 2004-05-28 JP JP2004159411A patent/JP4485257B2/ja not_active Expired - Lifetime
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