JP2006320902A - Treating method of experimental waste liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種研究機関から排出される実験廃液を無害化処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for detoxifying experimental waste liquid discharged from various research institutions.
実験廃液とは、化学実験に使用した薬品の原液及び実験器具を一次・二次洗浄した濃厚な液体廃棄物をいう。大学を始め各研究機関での研究活動内容は多方面・多分野にわたっているため、活動内容に伴って扱われる化学物質は多種多様である。各研究機関では、教育・研究活動によって生じた実験廃液による環境汚染を防ぎ、安全に処理するための手順を規定している。
実験廃液は、大きく有機廃液と無機廃液とに分けられ、それぞれについての保管方法、処理方法は異なる。表１に実験廃液の分類を示す。
The experimental waste liquid is a concentrated liquid waste obtained by performing primary and secondary cleaning of a stock solution of chemicals used in a chemical experiment and experimental equipment. Since research activities at universities and other research institutes cover many fields and fields, there are a wide variety of chemical substances that can be handled according to their activities. Each research institution defines a procedure for preventing environmental pollution caused by experimental waste resulting from education and research activities and for safe disposal.
The experimental waste liquid is roughly divided into an organic waste liquid and an inorganic waste liquid, and the storage method and the processing method for each are different. Table 1 shows the classification of the experimental waste liquid.
実験廃液の処理には、処理操作の安全性、効率化、省力化を図るため、廃液の受け入れ基準、分別貯留方法が研究機関ごとに設定されている。たとえば、筑波農林団地研究所の廃液処理基準では、表１に併せて示したように廃液の種類に応じて廃液タンクのポリ容器は、容器に貼り付けるテープの色及び容器の大きさが特定されており、廃液は、種類ごとに分別されてそれぞれの容器に分別貯留される。 In order to improve the safety, efficiency, and labor saving of treatment operations, waste liquid acceptance standards and separate storage methods are set for each laboratory. For example, according to the waste liquid treatment standards of the Tsukuba Agricultural and Forestry Research Institute, as shown in Table 1, according to the type of waste liquid, the color of the tape and the size of the container are specified for the plastic container of the waste liquid tank. The waste liquid is separated for each type and separately stored in each container.
実験廃液の処理に関しては、分別貯留された廃液ごとに固有の処理が行われるが、各研究機関から出された実験廃液は必ずしも高精度に分別貯留されているとは限らないため、個々のポリ容器内の実験廃液ごとに、例えば生物的処理法、燃焼法、酸化法、活性炭吸着分離除去法などの処理を含めてそれぞれの廃液に固有の処理が行われれば良いというものではない。 Regarding the treatment of experimental waste liquid, specific treatment is performed for each separately stored waste liquid, but the experimental waste liquid from each research institution is not necessarily separated and stored with high precision. For each experimental waste liquid in the container, it is not necessary to perform a process unique to each waste liquid including, for example, a biological treatment method, a combustion method, an oxidation method, and an activated carbon adsorption separation removal method.
有機廃液および無機廃液を含めて実験廃液が最終的に下水に放流できる程度に浄化することが必要である。化学プラント設備などで発生した無機物質及び有機物質の両方を含む廃水を浄化する方法として、たとえば、特許文献１には、金属もしくは金属化合物及び有機物質を含有する廃水（但し写真処理廃液を除く）を処理する方法において、主として前記廃水を高圧下で処理して前記金属もしくは金属化合物を不溶化または難溶化する第１酸化工程、該第１酸化工程から排出される固形物含有液を解圧後導入して固液分離を行い、該固液分離工程からの固形分除去液を導入して高圧下で触媒の存在下に、主として有機物質を酸化もしくは酸化分解する第２酸化工程を行って廃水を処理する方法が記載されている。 It is necessary to purify the experimental waste liquid including organic waste liquid and inorganic waste liquid to such an extent that it can finally be discharged into sewage. As a method for purifying waste water containing both inorganic substances and organic substances generated in chemical plant facilities, for example, Patent Document 1 discloses waste water containing metal or metal compound and organic substances (excluding photographic processing waste liquid). A first oxidation step in which the waste water is mainly treated under high pressure to insolubilize or hardly dissolve the metal or metal compound, and the solid-containing liquid discharged from the first oxidation step is introduced after decompression The solid-liquid separation is performed, the solid content removal liquid from the solid-liquid separation step is introduced, and the waste water is removed by performing a second oxidation step mainly oxidizing or oxidatively decomposing the organic substance in the presence of the catalyst under high pressure. A method of processing is described.
また、特許文献２には、（ｉ）燃焼ガスを液接触により洗浄しながら、該廃液の燃焼を行う燃焼工程と、（ｉｉ）該燃焼工程から生じる燃焼ガスの洗浄液中の重金属を凝集、分離する凝集処理工程とを行い、該燃焼工程にアルカリ性化合物を存在させ、かつ該凝集処理工程に凝集剤を用いる廃液処理方法が記載されている。 Patent Document 2 discloses (i) a combustion process in which the waste liquid is burned while cleaning the combustion gas by liquid contact; and (ii) aggregating and separating heavy metals in the cleaning liquid for the combustion gas generated from the combustion process. A waste liquid treatment method is described in which an alkaline compound is present in the combustion process and a flocculant is used in the aggregation process.
実験廃液に関しては、分別精度は必ずしも保証されないという問題はあるものの、有機廃液と、無機廃液との分別はある程度の精度で大別されていると考えられ、化学プラント設備やメッキ工業設備の廃水の処理とは異なった対応が要求されてはいるが、従来、各種研究機関から排出される実験廃液の有効処理については、未だに十分な検討が加えられていなかったのが実情である。
解決しようとする問題点は、各種研究機関から排出される多種多様な化学物質を含む実験廃液の処理について一元的に有効な無害化処理を行う手法が確立されていなかった点である。 The problem to be solved is that there has not been established a method for centrally effective detoxification for the treatment of experimental waste liquid containing various chemical substances discharged from various research institutes.
本発明は、各種研究機関から排出される多種多様な化学物質を含む実験廃液の有効処理について、一元的に無害化処理を可能としたものであり、有機系廃液は、熱分解させ、熱分解によって発生するガス及び該ガスの洗浄水（洗煙水）に含まれるダイオキシン類を除去し、無機系廃液に対しては、前処理系処理のあと、ダイオキシン類を除去した前記ガスの洗浄水とともに最終的にフェライト法によって廃液中の有害金属を除去し、各種研究機関から排出される実験廃液を無害化することを最も主要な特徴とする。本発明において、ダイオキシン類とは、ポリ塩化ダイベンゾパラダイオキシンとその同族体並びにポリ塩化ダイベンゾフランとその同族体などの関連物質を含むものとする。 The present invention enables unified detoxification treatment for effective treatment of experimental waste liquid containing various chemical substances discharged from various research institutes. Organic waste liquid is thermally decomposed and thermally decomposed. The dioxins contained in the gas generated by the gas and the washing water (smoke washing water) of the gas are removed, and for the inorganic waste liquid, after the pretreatment system treatment, the dioxins are removed together with the washing water of the gas. The main feature is to remove harmful metals from the waste liquid by the ferrite method, and to make the experimental waste liquid discharged from various research institutions harmless. In the present invention, dioxins include polychlorinated dibenzoparadioxins and their homologs, and related substances such as polychlorinated dibenzofurans and their homologs.
本発明による実験廃液の処理方法によれば、研究機関から排出される有害な実験廃液は、有機系廃液、無機系廃液が一元的に処理され、一部を除いて無害の固体、液体、気体の形で放流、放散、あるいは外部搬出することができ、有害物のまま排出される危険のある物質についても、固形物の形で排出されるため、後処理は容易である。 According to the method for treating experimental waste liquid according to the present invention, the harmful experimental waste liquid discharged from the research institution is treated in a unified manner with organic waste liquid and inorganic waste liquid. The material which can be discharged, diffused or carried out to the outside in the form of, and is dangerously discharged as a harmful substance is also discharged in the form of a solid, so that the post-treatment is easy.
研究機関から排出される有害な化学物質を含む実験廃液を一元的に処理するという目的を、有機系廃液に対しては、熱分解処理とダイオキシン類除去処理とフェライト化処理とを行い、無機系廃液に対しては、前処理系処理を経て最終的にフェライト化処理を行うこと、特に前処理系処理後の無機系廃液に、有機系廃液の燃焼後のダイオキシン類除去処理の洗煙水を含めてフェライト化処理を行うことによって実現した。 For the purpose of centrally treating experimental effluents containing harmful chemical substances discharged from research institutions, organic effluents are subjected to thermal decomposition treatment, dioxin removal treatment, and ferritization treatment, and inorganic treatment The waste liquid is finally ferritized through a pre-treatment system treatment, and in particular, the inorganic waste liquid after the pre-treatment system treatment is treated with the smoke washing water for dioxin removal treatment after the combustion of the organic waste liquid. It was realized by performing ferritization treatment.
図１は、本発明による実験廃液の処理プロセスのフローを示す図である。各研究機関から排出される実験廃液は、前記表１に示すように、実験廃液の種類ごとに分別されている。実験廃液は、有機系廃液と、無機系廃液とに区別される。まず、有機系廃液の処理について説明する。 FIG. 1 is a diagram showing a flow of a treatment process for experimental waste liquid according to the present invention. As shown in Table 1 above, the experimental waste liquid discharged from each research institution is sorted according to the type of experimental waste liquid. The experimental waste liquid is classified into an organic waste liquid and an inorganic waste liquid. First, the treatment of organic waste liquid will be described.
（１）有機系廃液処理の概要
有機系廃液（可燃不溶性廃液、可燃水溶性廃液、難燃性廃液、ハロゲン廃液）について、沈殿物を除去した後、可燃不溶性廃液とハロゲン廃液とを可燃液に、難燃性廃液と可燃水溶性廃液を難燃液に分類し、これら可燃液、難燃液を一括噴霧燃焼方式を用いて熱分解処理する。燃焼によって発生した燃焼ガスは、洗浄水で冷却・洗浄処理を行い、ガス中のダイオキシン類除去処理を行った後、ガスは大気中に放散させ、残存する燃焼灰は含有試験を行った上でその最終処理を処理業者に外部委託する。
(1) Outline of organic waste liquid treatment For organic waste liquids (flammable insoluble waste liquid, combustible water-soluble waste liquid, flame retardant waste liquid, halogen waste liquid), after removing the precipitate, combustible insoluble waste liquid and halogen waste liquid are converted into combustible liquid. The flame retardant waste liquid and the flammable water-soluble waste liquid are classified into flame retardant liquids, and these flammable liquids and flame retardant liquids are pyrolyzed using a batch spray combustion system. The combustion gas generated by the combustion is cooled and washed with washing water, the dioxins are removed from the gas, the gas is released into the atmosphere, and the remaining combustion ash is subjected to a content test. The final processing is outsourced to a processing company.
一方、ガスの洗浄によって生じた洗浄水（洗煙水）については、液中のダイオキシン類およびフッ素を除去し、無機系廃液とともに後述するフェライト化処理を行う。 On the other hand, with respect to the washing water (smoke washing water) generated by the gas washing, dioxins and fluorine in the liquid are removed, and a ferritization treatment described later is performed together with the inorganic waste liquid.
（２）無機系廃液処理の概要
無機系廃液については、廃液ごとに固有の前処理系処理を行う。特定の無機系廃液、すなわち、水銀含有廃液、シアン含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液に対しては、前処理系処理として沈殿物を除去した後、それぞれの廃液中に含まれる水銀、シアン、フッ素・リン酸を除去し、硝酸含有廃液に対しては、沈殿物を除去した後、廃液中の硝酸を中和する。しかし、重金属含有廃液、アルカリ含有廃液については、前処理として沈殿物を除去した後、後処理系処理としてフェライト化処理を行う。フェライト化処理は、マグネタイトの沈降結晶格子中に無機系廃液中に含まれる重金属イオンを取り組んで、これら重金属を廃水中から除去する処理である。
(2) Overview of inorganic waste liquid treatment For inorganic waste liquid, a specific pretreatment system treatment is performed for each waste liquid. For specific inorganic waste liquids, that is, mercury-containing waste liquids, cyanide-containing waste liquids, fluorine / phosphoric acid-containing waste liquids, after removing the precipitate as a pretreatment system treatment, mercury, cyanide, Fluorine and phosphoric acid are removed, and nitric acid-containing waste liquid is neutralized with nitric acid in the waste liquid after removing the precipitate. However, with respect to the heavy metal-containing waste liquid and the alkali-containing waste liquid, after removing the precipitate as a pretreatment, a ferritization treatment is performed as a post-treatment system treatment. The ferritization treatment is a treatment for removing heavy metals from waste water by working on heavy metal ions contained in the inorganic waste liquid in the precipitated crystal lattice of magnetite.
フェライト化反応は、概ね以下のとおりである。すなわち、２価の金属イオンＭ２＋を含む廃液に、２価の鉄イオンを混合し、アルカリを加えると次の反応によって、混合水酸化物の沈殿が生成する。
ｘＭ２＋＋（３−ｘ）Ｆｅ２＋＋６ＯＨ−→ＭｘＦｅ（３−ｘ）（ＯＨ）６・・・（１）
この混合水酸化物を水溶液中で加熱、空気酸化を行うと、再溶解、酸化、晶析を経て最終的に次式の反応によってフェライトが生成され、その過程を経て廃液中の金属イオンもスピネルフェライトを形成する（特許文献３参照）。
ＭｘＦｅ３−ｘ（ＯＨ）６＋１／２Ｏ２ → ＭｘＦｅ３−ｘＯ４ ・・・（２）
The ferritization reaction is generally as follows. That is, when divalent iron ions are mixed with waste liquid containing divalent metal ions M 2+ and alkali is added, a mixed hydroxide precipitate is generated by the following reaction.
xM 2+ + (3-x) Fe 2+ + 6OH − → MxFe (3-x) (OH) 6 (1)
When this mixed hydroxide is heated and air-oxidized in an aqueous solution, it undergoes re-dissolution, oxidation, and crystallization, and finally ferrite is formed by the reaction of the following formula. Through this process, the metal ions in the waste liquid are also spinel. Ferrite is formed (see Patent Document 3).
M x Fe 3-x (OH) 6 + 1 / 2O 2 → M x Fe 3-x O 4 (2)
フェライト化処理の結果、廃水中に生成したフェライトスラッジのほか、沈降したフッ素、リン酸スラッジの最終処分を処理業者に外部委託する。沈降物を除いた処理水については、水質分析を行い、水質が排水基準内であれば、下水に放流する。 As a result of the ferritization treatment, in addition to the ferrite sludge generated in the wastewater, the final disposal of the precipitated fluorine and phosphate sludge is outsourced to a processing company. For treated water excluding sediment, water quality analysis is conducted, and if the water quality is within drainage standards, it is discharged into sewage.
（３）実験廃液の処理システムの構成について
図２は、本発明方法を実現するシステムの構成図である。以下に図２を参照しながら本発明による実験廃液の処理方法を説明する。本発明による実験廃液の処理方法は、前述のとおり有機系廃液処理と、無機系廃液処理とに大別される。
(3) Configuration of Experimental Waste Liquid Treatment System FIG. 2 is a configuration diagram of a system for realizing the method of the present invention. Hereinafter, a method for treating experimental waste liquid according to the present invention will be described with reference to FIG. As described above, the method for treating experimental waste liquid according to the present invention is roughly divided into organic waste liquid treatment and inorganic waste liquid treatment.
１）有機系廃液の処理システムの構成
有機系廃液処理系は、それぞれの廃液に含まれる沈殿物を除去した後の可燃液及び難燃液に対して熱分解処理と、冷却・洗浄処理と、ダイオキシン類除去処理とを順次に行う処理システムである。
（ａ）熱分解処理
図２において、熱分解処理は、噴霧燃焼方式を用いて行われる。噴霧燃焼方式とは、ロータリーバーナーにて廃液を噴霧しつつ廃液を熱分解させる処理である。廃液投入装置１から取り出された実験廃液を難燃性（可燃水溶性廃液、難燃性廃液、硝酸）と、可燃性（可燃不溶性廃液、ハロゲン廃液）とに区別し、難燃性廃液受槽２、可燃性廃液受槽３にそれぞれ投入される。各槽内の廃液は、個別に噴霧燃焼炉４内に導入されるようになっている。まず、噴霧燃焼炉４の側面に設置された助燃バーナー及び可燃バーナーに地下タンク５から助燃料（灯油）を供給し、助燃料の燃焼熱で炉内温度を上昇させる。
1) Configuration of organic waste liquid treatment system The organic waste liquid treatment system consists of pyrolysis treatment, cooling / washing treatment for the flammable liquid and flame retardant liquid after removing the sediment contained in each waste liquid, This is a processing system that sequentially performs dioxin removal processing.
(A) Thermal decomposition process In FIG. 2, a thermal decomposition process is performed using a spray combustion system. The spray combustion method is a process of thermally decomposing waste liquid while spraying the waste liquid with a rotary burner. The experimental waste liquid taken out from the waste liquid input device 1 is classified into flame retardant (flammable water-soluble waste liquid, flame retardant waste liquid, nitric acid) and flammable (flammable insoluble waste liquid, halogen waste liquid). The flammable waste liquid receiving tanks 3 are respectively charged. The waste liquid in each tank is individually introduced into the spray combustion furnace 4. First, auxiliary fuel (kerosene) is supplied from the
噴霧燃焼炉４内の温度が廃液処理可能温度（８５０℃以上）に達したときに、可燃バーナーへの助燃料の供給を止め、燃焼カロリーの高い可燃不溶性廃液を供給して燃焼させる。可燃水溶性廃液及び難燃性廃液は、噴霧燃焼炉４の上部に設置された難燃アトマイザーを通して自動的に噴霧され、炉内の高温に触れて熱分解される。噴霧燃焼炉４内の燃焼ガスは、システムの後段に装備した誘引排風機６で強制吸引しつつ順次燃焼ガスの冷却・洗浄処理、ダイオキシン類除去処理を行う。 When the temperature in the spray combustion furnace 4 reaches the temperature at which the waste liquid can be treated (850 ° C. or higher), the supply of auxiliary fuel to the combustible burner is stopped, and the combustible insoluble waste liquid having a high combustion calorie is supplied and burned. The combustible water-soluble waste liquid and the flame retardant waste liquid are automatically sprayed through a flame retardant atomizer installed in the upper part of the spray combustion furnace 4 and are thermally decomposed by contact with the high temperature in the furnace. The combustion gas in the spray combustion furnace 4 is sequentially subjected to a cooling / cleaning process and a dioxin removal process for the combustion gas while being forcibly sucked by an induction exhaust fan 6 installed in the latter stage of the system.
（ｂ）冷却・洗浄処理
噴霧燃焼炉４内の燃焼ガスは、熱交換ダクトを通して冷却塔７内に送り込まれ、循環水槽８内で冷却水の給水を受けて冷却され、さらにスクラバー塔９にてアルカリ洗浄された後、冷却器１０ａにて凝縮し、ついでデミスター１０ｂに送り込まれ、ガス中に含まれる水分が除去される。
(B) Cooling / cleaning treatment The combustion gas in the spray combustion furnace 4 is sent into the cooling tower 7 through the heat exchange duct, cooled by receiving cooling water in the circulating water tank 8, and further in the scrubber tower 9. After being washed with alkali, it is condensed in the cooler 10a and then sent to the demister 10b to remove moisture contained in the gas.
（ｃ）ダイオキシン類除去処理
燃焼ガス中のダイオキシン類除去処理は、デミスター１０ｂの後段に接続された燃焼ガス処理用のダイオキシン類除去装置１１内に燃焼ガスを導入して行う。使用するダイオキシン類除去装置１１の種類は必ずしも限定されるものではないが、この実施例においては、図３に示すようなハニカム状の活性炭１２の積層を用いている。
(C) Dioxin removal process The dioxin removal process in the combustion gas is performed by introducing the combustion gas into the combustion gas treatment dioxin removal apparatus 11 connected downstream of the demister 10b. The type of the dioxin removing device 11 to be used is not necessarily limited, but in this embodiment, a stack of honeycomb-like activated
このハニカム状の活性炭１２は、Ｔｉ、Ｃｒ，Ｍｎ、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｍｏ又はＷの中から選ばれた少なくとも１種以上の金属を含む金属化合物を担持させたもので、燃焼ガスに含まれるダイオキシン類を高い除去率で除去することができることが特許文献４に強調されている。製品としては、例えば日本エンバイロケミカルズ株式会社製の活性炭フィルターエレメント（ハニカムカーボ白鷺）がある。デミスターを経由して水分が除去された燃焼ガスは、ダイオキシン類除去装置のハニカム状の活性炭１２に接触し、ガス中に含まれるダイオキシン類を活性炭に吸着させ、ダイオキシン類が除去された燃焼ガスをミキシングチャンバー１３内に送り込む。
This honeycomb-shaped activated
ミキシングチャンバー１３は、冷却器１０ａで冷やされて低温（約４０℃）となった燃焼ガスに熱風を混合して加温し、燃焼ガス中の水蒸気の白煙の発生を低減させるものである。ミキシングチャンバー１３の熱風は、噴霧燃焼炉４内の高温ガスの温度で熱交換した外気を熱風発生炉１４に取り込み、熱風発生炉１４でさらに加温することによって発生させるものである。燃焼ガスを約２５０℃に加熱することによって、白煙の発生をほぼなくすことができる。 The mixing chamber 13 mixes and heats the combustion gas that has been cooled by the cooler 10a to a low temperature (about 40 ° C.) to reduce the generation of white smoke of water vapor in the combustion gas. The hot air in the mixing chamber 13 is generated by taking the outside air heat-exchanged at the temperature of the high-temperature gas in the spray combustion furnace 4 into the hot air generating furnace 14 and further heating it in the hot air generating furnace 14. By heating the combustion gas to about 250 ° C., the generation of white smoke can be almost eliminated.
ミキシングチャンバー１３内の燃焼ガスは誘引排風機６によって強制吸引され、煙突１６から外気中に放出されるが、放出に先立って、モニタリング装置１７によって、燃焼ガス中の煤塵、ＨＣｌ、ＨＦ，ＳＯ２，ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２の含有量が監視され、含有量の数値に問題があれば、投入廃液の種類、投入量の調整によってこれを制御する。 The combustion gas in the mixing chamber 13 is forcibly sucked by the induced exhaust fan 6 and released into the outside air from the chimney 16. Prior to the release, the monitoring device 17 causes the dust, HCl, HF, SO 2 in the combustion gas to be discharged. , NO X , CO, CO 2 , O 2 content is monitored, and if there is a problem with the numerical value of the content, it is controlled by adjusting the type of the input waste liquid and the input amount.
（ｄ）洗浄水及び燃焼灰の処理
燃焼ガスの冷却・洗浄処理に使用されたアルカリ洗浄水（洗煙水）は、循環水槽８に回収される。回収されたアルカリ洗浄水は、ダイオキシン類含有の虞があるため、数段に渡って洗煙水用ダイオキシン類除去処理装置１１ａ、１１ｂ・・を通して洗浄水中のダイオキシン類を吸着処理したあと、洗浄廃水受槽１８に受け入れる。洗浄廃水受槽１８内に受入れられた洗煙水のフッ素処理として塩化カルシウム及び苛性ソーダを作用させて洗煙水中のフッ素を除去する。洗煙水は、次いで後述する重金属系受槽２４内に送り込んで、無機系廃液とともに、フェライト化処理に備える。一方、噴霧燃焼炉４内に発生した燃焼灰は固形廃棄物として処理業者に外部委託する。
(D) Treatment of washing water and combustion ash Alkaline washing water (smoke washing water) used for the combustion gas cooling and washing treatment is collected in the circulating water tank 8. Since the recovered alkaline washing water may contain dioxins, the washing waste water is subjected to adsorption treatment of the dioxins in the washing water through the dioxins removal treatment devices 11a, 11b,. It is received in the receiving tank 18. Fluorine in the smoke-washed water is removed by applying calcium chloride and caustic soda as a fluorine treatment for the smoke-washed water received in the washing waste water receiving tank 18. The smoke-washed water is then sent into a heavy metal receiving tank 24 described later, and prepared for the ferritization treatment together with the inorganic waste liquid. On the other hand, the combustion ash generated in the spray combustion furnace 4 is outsourced to a processing company as solid waste.
２）無機系廃液処理システムの構成
無機系廃液処理系は、これを大別して前処理系処理と、後処理系処理としてフェライト化処理とを順次行う処理システムである。
（ａ）前処理系処理
前処理系処理は、無機系廃液の種類によって固有の処理を行う。すなわち、水銀含有廃液、シアン含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液に対しては、分別された廃液の種類ごとに沈殿物を除去し、水銀処理、シアン処理、フッ素・リン酸処理を個別に行い、硝酸含有廃液に対しては硝酸の中和処理を行う。重金属含有廃液、アルカリ含有廃液に対しては、沈殿物を除去する以外に格別の処理は不要である。
2) Configuration of Inorganic Waste Liquid Treatment System The inorganic waste liquid treatment system is a treatment system that roughly divides this into a pretreatment system treatment and a ferrite treatment as a post-treatment system treatment.
(A) Pretreatment system treatment The pretreatment system treatment performs a specific treatment depending on the type of inorganic waste liquid. That is, for mercury-containing waste liquid, cyan-containing waste liquid, and fluorine / phosphoric acid-containing waste liquid, the precipitate is removed for each type of waste liquid, and mercury treatment, cyan treatment, and fluorine / phosphoric acid treatment are performed separately. The nitric acid-containing waste liquid is neutralized with nitric acid. For the heavy metal-containing waste liquid and the alkali-containing waste liquid, no special treatment is required other than removing the precipitate.
１．水銀処理
水銀処理は、水銀含有廃液中の水銀のみを吸着除去する処理である。処理に際しては、水銀廃液投入槽１９内の廃液を廃液受槽２０から酸化分解槽２１内に順次移し、酸化分解槽２１内には、ボイラー１５に発生させた蒸気を送り込み、酸化分解槽２１内の廃液を７０℃に加温して過マンガン酸カリを加え、攪拌しつつ廃液中に含まれる有機物を酸化分解し、吸着塔２２内の水銀吸着樹脂に通水することによって廃液中の無機水銀、有機水銀を含めて廃液中から吸着除去する。水銀が除去された廃液は、一旦チェック槽２３に貯め、水銀の除去程度をチェックし、水銀含有量が規準以下であることを確認した後、重金属系受槽２４に貯めてフェライト化処理に備える。
1. Mercury treatment Mercury treatment is a treatment that removes only mercury in mercury-containing waste liquid. In the treatment, the waste liquid in the mercury waste liquid charging tank 19 is sequentially transferred from the waste liquid receiving tank 20 into the oxidative decomposition tank 21, and the steam generated in the boiler 15 is sent into the oxidative decomposition tank 21. The waste liquid is heated to 70 ° C., potassium permanganate is added, organic substances contained in the waste liquid are oxidatively decomposed while stirring, and water is passed through the mercury adsorption resin in the adsorption tower 22, thereby causing inorganic mercury in the waste liquid, Adsorb and remove from waste liquid including organic mercury. The waste liquid from which the mercury has been removed is temporarily stored in the check tank 23, the degree of mercury removal is checked, and after confirming that the mercury content is below the standard, the waste liquid is stored in the heavy metal receiving tank 24 to prepare for the ferrite treatment.
２．シアン処理
シアン処理は、シアン含有廃液中のシアンを分解する処理である。シアンの分解方法としては、アルカリ塩素法を用いた例を示している。処理に際しては、シアン廃液投入槽２５内の廃液をシアン分解槽２６中に移し、シアン分解槽２６内で次亜塩素酸ナトリウムを加えてシアンを分解（一次分解、二次分解）し、残存シアンをシアン吸着塔２７内のシアン吸着樹脂に吸着させ、シアンが除去された廃液は、チェック槽２８に貯め、シアンの除去程度をチェックし、シアン含有量が規準以下であることを確認した後、重金属系受槽２４に貯めて後のフェライト化処理に備える。
2. Cyan treatment Cyan treatment is a process for decomposing cyan in a cyan-containing waste liquid. As an example of the method for decomposing cyan, an example using an alkali chlorine method is shown. In the treatment, the waste liquid in the cyan waste liquid charging tank 25 is transferred into the cyan decomposition tank 26, and sodium hypochlorite is added in the cyan decomposition tank 26 to decompose cyan (primary decomposition, secondary decomposition), and residual cyan. The waste liquid from which cyan has been removed is stored in a check tank 28, the degree of cyan removal is checked, and it is confirmed that the cyan content is below the standard. It accumulates in the heavy metal system receiving tank 24, and prepares for the subsequent ferritization process.
３．フッ素・リン酸処理
フッ素・リン酸処理は、フッ素・リン酸含有廃液中のフッ素・リン酸を除去する処理である。処理に際しては、フッ素・リン酸廃液投入槽２９内の廃液をフッ素・リン酸処理槽３０中に移し、処理槽３０内に塩化カルシウムを加え、さらに苛性ソーダを加えて廃液を中性又はアルカリ性に調整することにより、水に不溶性のフッ化カルシウム、リン酸カルシウムの水酸化物を生成させ、ついで、脱水機３１にかけて生成物と、廃液とを固液分離する。固体成分が除かれた廃液はろ過水槽３２でろ過し、フッ素吸着塔３３を通して残存するフッ素を吸着除去し、チェック槽３４に貯め、フッ素とリン酸との除去程度をチェックし、重金属系受槽２４に貯めて後のフェライト化処理に備える。
3. Fluorine / phosphoric acid treatment Fluorine / phosphoric acid treatment is a treatment for removing fluorine / phosphoric acid from waste liquid containing fluorine / phosphoric acid. During the treatment, the waste liquid in the fluorine / phosphoric acid waste liquid charging tank 29 is transferred into the fluorine / phosphoric
４．硝酸中和処理
硝酸の除去に際しては、２００１年に硝酸性窒素などの排水基準が追加されたため、以下の硝酸中和処理が必要になった。硝酸中和処理は、処理槽内で廃液中に苛性ソーダを加え、廃液のｐＨを強酸から中性に調整する。中和調整された硝酸含有廃液は、難燃性廃液の希釈液として使用し、噴霧焼却炉内に噴霧し、燃焼分解させる。
4). Nitric acid neutralization treatment When removing nitric acid, wastewater standards such as nitrate nitrogen were added in 2001, so the following nitric acid neutralization treatment was required. In the nitric acid neutralization treatment, caustic soda is added to the waste liquid in the treatment tank to adjust the pH of the waste liquid from strong acid to neutral. The neutralized nitric acid-containing waste liquid is used as a diluted liquid of the flame-retardant waste liquid, sprayed into a spray incinerator, and burned and decomposed.
３）フェライト化処理
フェライト化処理は、前記前処理系処理で処理された水銀廃液、シアン廃液、フッ素・リン酸廃液および洗煙水ダイオキシン類除去処理において処理された廃液中に含まれる重金属をフェライトの結晶構造中に取り込んで無害化する処理である。フェライト化処理は（ａ）有機物の分解処理〜（ｆ）固液分離処理の手順によって行い、後処理として（ｇ）中和処理、（ｈ）高度排水処理を行う。
3) Ferritization treatment Ferritization treatment is performed by ferritating heavy metals contained in mercury waste liquid, cyan waste liquid, fluorine / phosphoric acid waste liquid and smoke washing water dioxin removal treatment treated in the pretreatment system treatment. This is a treatment for detoxification by incorporating it into the crystal structure. The ferritization treatment is performed according to the procedure of (a) organic matter decomposition treatment to (f) solid-liquid separation treatment, and (g) neutralization treatment and (h) advanced wastewater treatment are performed as post-treatments.
（ａ）有機物の分解処理
前記前処理系処理で処理された水銀廃液、シアン廃液、フッ素・リン酸廃液および重金属含有廃液、アルカリ含有廃液と、有機系廃液の処理における洗煙水ダイオキシン類除去処理において処理された廃液とを重金属系受槽２４に集め、ついで、溶解調整槽３５に移して廃液を攪拌混合しつつ、その混合液に対し、まず、混合液のｐＨを酸性領域に調整し、ついで過マンガン酸カリウムを加え、廃液中に含まれ、フェライト化反応の妨害物質となる有機物を分解する。
(A) Decomposition treatment of organic matter Mercury waste liquid, cyan waste liquid, fluorine / phosphoric acid waste liquid and heavy metal-containing waste liquid, alkali-containing waste liquid, and smoke-washing dioxins removal treatment in the treatment of organic waste liquid. The waste liquid treated in step 1 is collected in the heavy metal receiving tank 24, and then transferred to the dissolution adjustment tank 35 to stir and mix the waste liquid. First, the pH of the mixed liquid is adjusted to the acidic region, and then the mixed liquid is stirred. Potassium permanganate is added to decompose organic substances that are contained in the waste liquid and interfere with the ferritization reaction.
（ｂ）第一鉄塩投入並びに攪拌処理
廃液中に含まれる有機物を分解後、引き続いて廃液中に硫酸第一鉄を添加してこれを溶解させる。その添加量は、廃液５００ｌ（リットル）に対してＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ２５ｋｇである。
(B) Ferrous salt charging and stirring treatment After decomposing the organic matter contained in the waste liquid, ferrous sulfate is subsequently added to the waste liquid to dissolve it. The added amount is 25 kg of FeSO 4 · 7H 2 O with respect to 500 l (liter) of the waste liquid.
（ｃ）ｐＨ調整処理
第一鉄塩を溶解させた廃液を次に反応塔３６内に移し、反応塔３６内で、廃液中に苛性ソーダを加えて廃液のｐＨを９〜１０に調整する。
（ｄ）昇温処理
ｐＨを９〜１０に調整した廃液に、ボイラー１５に発生させた蒸気を吹き込み、廃液の液温を６５℃まで昇温する。
(C) pH adjustment treatment Next, the waste liquid in which the ferrous salt is dissolved is transferred into the reaction tower 36, and caustic soda is added to the waste liquid in the reaction tower 36 to adjust the pH of the waste liquid to 9-10.
(D) Temperature rising treatment Steam generated in the boiler 15 is blown into the waste liquid whose pH is adjusted to 9 to 10, and the liquid temperature of the waste liquid is raised to 65 ° C.
（ｅ）酸化反応処理
昇温された廃液にブロア３７から空気を吹き込み、廃液を酸化反応を進行させる。
（ｆ）固液分離処理
空気の吹込みによって、廃液の酸化反応が進み、フェライトが生成し、これが液中に沈降する。液中に沈殿したフェライトを含む廃液を次に脱水機３８に移して固液分離し、廃液中からスラッジを除去する。
（ｇ）中和処理
スラッジを除去した上澄み液は、活性炭塔３９を経由して中和槽４０内に導入する。上澄み液は、アルカリ領域のため、排水基準の範囲内のレベルに中和する。
(E) Oxidation reaction treatment Air is blown into the heated waste liquid from the blower 37 to cause the waste liquid to undergo an oxidation reaction.
(F) Solid-liquid separation treatment By blowing air, the oxidation reaction of the waste liquid proceeds to produce ferrite, which settles in the liquid. Next, the waste liquid containing ferrite precipitated in the liquid is transferred to a dehydrator 38 for solid-liquid separation, and sludge is removed from the waste liquid.
(G) Neutralization Treatment The supernatant liquid from which the sludge has been removed is introduced into the neutralization tank 40 via the activated carbon tower 39. The supernatant liquid is neutralized to a level within the drainage standard because of the alkaline region.
（ｈ）高度排水処理
中和された上澄み液は、キレート樹脂塔４１内に通水して水中に残存する有害物質を吸着除去し、処理水をモニタリング槽４２内で水質分析を行い、その水質が排水規準値以下であることを確認し、処理水貯槽４３から下水道へ放流する。
(H) Advanced wastewater treatment The neutralized supernatant liquid is passed through the chelate resin tower 41 to adsorb and remove harmful substances remaining in the water, and the treated water is subjected to water quality analysis in the monitoring tank 42. Is discharged from the treated water storage tank 43 to the sewer.
なお、無機系廃液及び有機系廃液に生じた沈殿物については、図１に示すように水銀含有廃液から発生した沈殿物を除き、他の無機系廃液及び有機系廃液から発生した沈殿物は、有機系廃液の処理として行う可燃液と難燃液とともに噴射燃焼炉４に投入して熱分解処理する。熱分解処理によって生成された燃焼灰及び水銀含有廃液から生じた沈殿物は、各処理によって生成された前記スラッジとともに処理業者に外部委託する。 For precipitates generated in inorganic and organic waste liquids, except for precipitates generated from mercury-containing waste liquids as shown in FIG. 1, precipitates generated from other inorganic and organic waste liquids are: It is put into the injection combustion furnace 4 together with a combustible liquid and a flame retardant liquid as a treatment of organic waste liquid, and subjected to a thermal decomposition process. Precipitates generated from the combustion ash and mercury-containing waste liquid generated by the pyrolysis process are outsourced to a processing company together with the sludge generated by each process.
本発明は、各種試験研究機関から排出される有害な実験廃液のうち、有機系廃液に対しては、一括噴霧燃焼方式を用いて熱分解処理を行い、無機系廃液に対しては前処理系処理を行うものの、後処理系処理として、有機系廃液を燃焼させた後のガスの洗煙水を含めて前処理系処理後の無機系廃液と一緒にフェライト化処理を行うものであり、これによって、各種試験研究機関から排出される多様な実験廃液を一元的に無害化処理を行うことができる。 In the present invention, among the harmful experimental waste liquids discharged from various research and research institutions, the organic waste liquid is subjected to thermal decomposition treatment using a batch spray combustion method, and the inorganic waste liquid is pretreated. As a post-treatment system treatment, the ferritization treatment is performed together with the inorganic waste liquid after the pre-treatment system treatment including the smoked water of the gas after burning the organic waste liquid. By this, various experimental waste liquids discharged from various test and research institutions can be detoxified centrally.
自然科学の研究・開発および医療の検査等に使用される化学物質には人の健康や生活環境に被害を生じる恐れのあるものが多く、保管管理の徹底や研究課程で発生した実験廃棄物の回収・無害化処理は環境保全上から、すべての研究機関が積極的に取り組まなければならない課題である。その対応に関しては、自らが発した廃棄物は自らが処理をすることがもっとも望ましい。本発明によれば、研究機関の施設に本発明のシステムを構築することによって、実験廃液を一括処理し、無害化し、環境保全の責務を果たすことができる。 Many chemical substances used for research and development in natural science and medical examinations may cause damage to human health and the living environment. Thorough storage management and laboratory waste generated in research courses Collection and detoxification treatment is an issue that all research institutions must actively work on in order to preserve the environment. Regarding the response, it is most desirable that the waste generated by itself be treated by itself. According to the present invention, by constructing the system of the present invention in a facility of a research institution, the experimental waste liquid can be collectively processed, rendered harmless, and fulfills the duty of environmental conservation.
１ 廃液投入装置
２ 難燃性廃液受槽
３ 可燃性廃液受槽
４ 噴霧燃焼炉
５ 地下タンク
６ 誘引排風機
７ 冷却塔
８ 循環水槽
９ スクラバー塔
１０ａ 冷却器
１０ｂ デミスター
１１ ダイオキシン類除去装置
１１ａ，１１ｂ 洗煙水用ダイオキシン類除去処理装置
１２ ハニカム状の活性炭
１３ ミキシングチャンバー
１４ 熱風発生炉
１５ ボイラー
１６ 煙突
１７ モニタリング装置
１８ 洗浄廃水受槽
１９ 水銀廃液投入槽
２０ 廃液受槽
２１ 酸化分解槽
２２ 吸着塔
２３ チェック槽
２４ 重金属系受槽
２５ シアン廃液投入槽
２６ シアン分解槽
２７ シアン吸着塔
２８ チェック槽
２９ フッ素・リン酸廃液投入槽
３０ フッ素・リン酸処理槽
３１ 脱水機
３２ ろ過水槽
３３ フッ素吸着塔
３４ チェック槽
３５ 溶解調整槽
３６ 反応塔
３７ ブロア
３８ 脱水機
３９ 活性炭塔
４０ 中和槽
４１ キレート樹脂塔
４２ モニタリング槽
４３ 処理水貯槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Waste liquid injection | pouring apparatus 2 Flame retardant waste liquid receiving tank 3 Flammable waste liquid receiving tank 4
Claims (6)
実験廃液は、有機系廃液と、無機系廃液とに分別されたものであり、
有機系廃液として分別された実験廃液に対しては、一括噴霧燃焼方式により熱分解し、燃焼ガスを洗浄した洗煙水に含まれるダイオキシン類およびフッ素を除去し、さらに洗煙水のフェライト化処理を行い、
無機系廃液として分別された特定の実験廃液に対しては、前処理系処理として無機物を廃液中から除去、或いは中和し、次いでフェライト化処理を行い、
フェライト化処理は、前記燃焼ガスを洗浄した洗煙水及び無機系廃液中に含まれる重金属イオンをマグネタイトの沈降結晶格子中に取り組んで、洗煙水及び廃液中から除去する処理であることを特徴とする実験廃液の処理方法。 An experimental waste liquid treatment method for detoxifying harmful experimental waste liquid discharged from a test research institution,
The experimental waste liquid is separated into organic waste liquid and inorganic waste liquid,
For experimental waste liquids classified as organic waste liquids, pyrolysis is performed by a batch spray combustion method to remove dioxins and fluorine contained in the smoke washing water from which the combustion gas has been washed, and furthermore, the smoke washing water is ferritized. And
For specific experimental waste liquids separated as inorganic waste liquids, inorganic substances are removed or neutralized from waste liquids as a pretreatment system treatment, and then ferritized.
The ferritization treatment is a treatment in which heavy metal ions contained in the smoke washing water and inorganic waste liquid from which the combustion gas is washed are worked in the precipitated crystal lattice of magnetite and removed from the smoke washing water and waste liquid. A method for treating experimental waste liquid.
次いで燃焼ガス中に含まれるダイオキシン類と、燃焼ガスの冷却・洗浄に使用された洗煙水中に含まれるダイオキシン類及びフッ素をそれぞれ除去し、
ダイオキシン類の除去後の洗煙水を、無機系廃液と共にフェライト化処理することを特徴とする請求項１に記載の実験廃液の処理方法。 Supply water to the combustion gas of organic waste liquid, cool it, wash with alkali, condense, remove moisture contained in the gas,
Next, dioxins contained in the combustion gas and dioxins and fluorine contained in the smoke-washed water used for cooling and washing the combustion gas are respectively removed.
The method for treating an experimental waste liquid according to claim 1, wherein the smoke-washed water after the dioxins are removed is ferritized together with the inorganic waste liquid.
有機系廃水処理は、熱分解処理と、冷却・洗浄処理と、ダイオキシン類除去処理とを順次に行う処理であり、
熱分解処理は、噴霧燃焼方式によって、廃液中の有機物を熱分解させる処理であり、
冷却・洗浄処理は、熱分解処理によって発生した燃焼ガスを冷却、洗浄して凝縮し、さらに、ガス中に含まれる水分を除去する処理であり、
ダイオキシン類除去処理は、冷却・洗浄処理された燃焼ガス中のダイオキシン類を吸着、除去する処理と、燃焼ガスの冷却・洗浄処理に使用された洗浄水中のダイオキシン類を吸着除去する処理とを含み、
無機系廃水処理は、前処理系処理と、フェライト化処理とを順次行う処理であり、
前処理系処理は、無機系廃液の沈殿物を除去した後、水銀含有廃液、シアン含有廃液、フッ素・リン酸含有廃液、硝酸含有廃液のそれぞれに対して水銀処理、シアン処理、フッ素・リン酸処理、又は硝酸中和処理を個別に行う処理であり、
水銀処理は、水銀含有廃液中の水銀のみを吸着除去する処理であり、
シアン処理は、シアン含有廃液中のシアンを分解する処理であり、
フッ素・リン酸処理は、フッ素・リン酸含有廃液中のフッ素・リン酸を除去する処理であり、
硝酸中和処理は、硝酸を中和する処理であり、
フェライト化処理は、 前記前処理系処理で処理された廃液および前記有機系廃液について、ダイオキシン類を除去し、さらにフッ素を除去した後の燃焼ガスを洗浄した洗煙水中に含まれる重金属をフェライトの結晶構造中に取り込んで無害化する処理であることを特徴とする実験廃液の処理方法。 An experimental waste liquid treatment method for performing organic wastewater treatment and inorganic wastewater treatment,
Organic wastewater treatment is a process that sequentially performs thermal decomposition treatment, cooling / washing treatment, and dioxin removal treatment,
Thermal decomposition treatment is a treatment that thermally decomposes organic matter in the waste liquid by spray combustion.
The cooling / cleaning process is a process that cools, cleans and condenses the combustion gas generated by the pyrolysis process, and further removes moisture contained in the gas.
Dioxins removal treatment includes treatment that adsorbs and removes dioxins in the cooled and washed combustion gas, and treatment that absorbs and removes dioxins in the wash water used for cooling and washing treatment of the combustion gas. ,
Inorganic wastewater treatment is a treatment that sequentially performs pretreatment treatment and ferritization treatment,
Pre-treatment system treatment removes sediment from inorganic waste liquid, then mercury treatment, cyan treatment, fluorine / phosphoric acid for mercury-containing waste liquid, cyan-containing waste liquid, fluorine / phosphoric acid-containing waste liquid, and nitric acid-containing waste liquid, respectively. It is a process to perform treatment or nitric acid neutralization treatment individually,
Mercury treatment is a treatment that removes only mercury in mercury-containing waste liquid,
Cyan treatment is a process that decomposes cyan in cyan-containing waste liquid.
Fluorine / phosphoric acid treatment is a treatment to remove fluorine / phosphoric acid in fluorine / phosphoric acid containing waste liquid,
Nitric acid neutralization treatment is a treatment to neutralize nitric acid,
The ferritization treatment is conducted by removing dioxins from the waste liquid treated in the pretreatment system treatment and the organic waste liquid and further removing heavy metals contained in the smoke-washed water after washing the combustion gas after removing fluorine. A method for treating an experimental waste liquid, which is a treatment for detoxification by taking it into a crystal structure.
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