JP2013091029A - 焼却灰の水洗方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、焼却灰の水洗時における増粘と固化を抑制することができる技術及び方法を提供する。
【解決手段】
焼却灰を再資源化する際に、含有されている塩素分などを除去するための焼却灰の水洗方法において、グルコン酸及び／又はその塩を添加することで、焼却灰スラリーの増粘・固化反応を抑制し、スラリーの流動性と脱水性を向上させることができる。これにより、水洗・輸送工程におけるハンドリング性の改善と、焼却灰脱水ケーキの減容化による運搬コストの削減を見込めるので、焼却灰のセメント原料や建築資材などへの再利用促進に貢献すると考えられる。
【選択図】なし

Description

本発明は、焼却炉から排出された焼却灰から塩素を効率的に除去するために水洗効率を高める方法に関する。

家庭から排出されるゴミや下水汚泥などの一般廃棄物、各種工場から排出される廃プラスチックや廃タイヤなどの産業廃棄物は減容化のために焼却処分されている。一般に焼却処分後の残渣（焼却灰）の処理方法としては、埋立処理、建築資材への再資源化などが挙げられる。しかし、焼却灰を再資源化するに際して、焼却灰中の金属片などの異物や塩素分を基準値以下に低減化するなどの必要がある。

一般的な焼却灰処理方法としては金属片などの異物を選別した後に焼却灰を水洗することにより塩素を低減させる方法が用いられている。しかしながら、焼却灰を水と接触させると、著しく増粘する、一部に凝集塊が発生する、などのハンドリング性の悪化や、水洗後の脱水性が悪化するなどのトラブルが発生するという問題を抱えている。

前記トラブルを解消するため、例えば、特許文献1では弱アルカリ性のカチオン系以外の界面活性剤を供給した後に、酸を添加してｐＨを１０〜１２に調整する焼却灰の水洗処理方法が開示されている。また、特許文献２には下水汚泥の脱水性を改善する方法として分散剤や有機系・無機系の凝集剤処理方法が提案されている。

特開２００９−０９０１７２号公報 特開２００４−１６０３３０号公報

しかしながら、界面活性剤の使用は排水処理工程での発泡が発生する。また、下水汚泥は有機物の凝集体であるのに対して、本願はＳｉＯ_２やＣａＯといった無機物である焼却灰を対象とするため、そのまま適用できるものではない。

本発明の課題は、無機酸化物の微粉末である焼却灰から塩素を低減させる水洗工程において、スラリーの増粘・固化を抑制し、かつ脱水率を向上させることにある。

本発明はこのような課題を解決するために鋭意検討を行った結果、焼却灰を水槽中に投入し洗浄する際に、焼却灰スラリー中にグルコン酸、又はその塩を添加することにより、焼却灰スラリーの固化反応を抑制しつつ、塩素除去後の焼却灰スラリーから脱水率を向上できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明は上記知見に基づいてなされたもので、下記構成からなる焼却灰処理剤、及び水洗処理方法を提供する。
（１）グルコン酸及び／又はその塩を含有する焼却灰処理剤
（２）焼却灰の水洗処理工程で前記グルコン酸及び／又はその塩を添加することを特徴とする焼却灰水洗処理方法
（３）前記グルコン酸及び／又はその塩の添加量が焼却灰１００重量％に対して０．１０〜１．００重量％である焼却灰水洗処理方法。
（４）前記焼却灰が、家庭から排出されるゴミや下水汚泥などの一般廃棄物、木屑、ＲＤＦ、ＲＰＦ、スラッジ、廃タイヤ、石炭を燃焼させて得られた焼却灰であることを特徴とする、焼却灰の水洗処理方法

本発明によれば、焼却灰スラリーの固化反応を抑制できるため、ハンドリング性に優れ、かつスラリーから焼却灰を分離後の脱水ケーキの含水率を大幅に低下させることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、グルコン酸及び／又はその塩を含んでなる焼却灰処理剤、および前記焼却灰処理剤を使用した焼却灰水洗処理方法である。

本発明で用いられるグルコン酸及び／又はその塩は、粉末品を用いても水溶液を用いても良いが、作業性とスラリーへの混合性を考慮すると水溶液であることが好ましい。

本発明で使用する焼却灰は、特に制限されないが、家庭から排出されるゴミや下水汚泥などの一般廃棄物、各種工場から排出される廃プラスチックや廃タイヤなどの産業廃棄物、ペーパースラッジ、木屑、ＲＤＦ、ＲＰＦなどを燃焼させて得られたものが好ましい。尚、１種類で燃焼させた焼却灰を用いることが好ましいが、他の種類と混合して燃焼させて得られた灰でもよい。また、少なくとも１種類を燃焼させて得られた焼却灰と、別で燃焼させた他の種類の焼却灰とを混合したものでもよい。

上記焼却灰には金属や塩素分などの有害物質が含まれているので、そのままでは建築資材(特にセメント)の原料として再資源化することができない。そこで、ボイラーなどから発生した焼却灰から金属片などを選別し、その後に水洗して塩素分を除去する必要がある。一般的には、焼却灰の水洗は水槽の中で水と焼却灰を混合攪拌することで行われ、次いで焼却灰スラリーは脱水機で脱水される。尚、焼却灰の水洗と脱水は、通常は連続的に行われている。また、焼却灰の水洗は水槽の中に焼却灰を投入し、一定時間攪拌させることが一般的であるが、1段階ではなく複数段階で行われる場合もある。

本発明の方法が行われる脱水機については例えば、フィルタープレスやベルトプレス、ロールプレスなどがあるが、特に限定するものではない。より好ましくは、フィルタープレスやベルトプレスのような加圧式のものである。

本発明における薬剤添加の方法としては、例えば、焼却灰に予め薬剤を添加してからスラリー化する方法、水に薬剤を添加しておき、そこに焼却灰を投入してスラリー化する方法、焼却灰スラリーに薬剤を添加する方法などがある。特に限定するものではないが、焼却灰スラリーに薬剤を添加する方法では、水に焼却灰を混合しスラリー化した直後に薬剤を添加することが好ましい。

本発明に従ってグルコン酸及び／又はその塩、好ましくはグルコン酸ナトリウムを含む薬剤を焼却灰スラリー添加すると、焼却灰の凝集が抑制され、脱水性が向上する。メカニズムの詳細は明らかではないが、グルコン酸及び／又はその塩の無機酸化物への吸着が焼却灰の凝集を防止し、その結果として、粘度上昇を抑制し脱水性の向上に繋がったと推定している。

本発明において、焼却灰スラリーに添加する薬剤の量は特に制限されず、用途や焼却灰の性状に合わせて調整することができるが、焼却灰固形分重量に対して薬剤の有効分にして０．１％以上添加することが好ましく、０．３％以上添加することがより好ましい。薬剤の添加量が０．１％未満では本発明の効果が低くなる場合がある。添加量の上限は用途や性状に合わせて調整することができるが、固形分に対して１．０％以下が好ましい。１．０％を超えると、同様の効果はあるが添加薬剤コストが高くつき不経済である。

本発明の方法が行われる焼却灰のスラリー濃度は特に制限されないが、１０〜３０％が好ましく、１０〜２０％がより好ましい。スラリー濃度が１０％未満だと効果はあるが処理効率が悪く、３０％を超えると脱塩素効率が低下すると共に、脱水ケーキの取り扱い性が困難となる。

本発明の方法において、焼却灰スラリーに薬剤を添加した後の攪拌時間については特に限定しないが、３０〜９０分が好ましい。３０分未満では薬剤の効果が充分に発揮されないだけでなく塩素洗浄性も不十分となる。９０分を超えると同様の効果はあるが洗浄時間が長くなることで単位時間あたりの処理量が少なくなる。

また、本発明が実施される工程の前後は、本発明の効果が発揮される限り特に問わない。例えば、異物を除去する工程や、有害重金属を除去する工程を含んでいてもよい。

本発明によって脱水された焼却灰は、特に制限はないが、埋立処分したりセメントなどの建築資材など種々の用途に用いることができる。

以下、実施例及び比較例の結果を示すが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（焼却灰）
木屑、ＲＤＦ、ＲＰＦ、スラッジ、廃タイヤなどを主として燃焼させている焼却炉から得られる焼却灰を用いた。
（薬剤）
・ グルコン酸塩：グルコン酸ソーダ（ライオン（株）製）
・ ５０％グルコン酸水溶液：和光純薬工業製試薬

（実施例１〜６、比較例）
（実験方法）
水１８０ｇに対して焼却灰２０ｇを、攪拌しながら添加して焼却灰の１０重量％スラリーを調製した。その後、薬剤を表１に記載の所定量で添加して、３０分間攪拌した後に、下記記載の方法で粘度を測定した。次いで、実施例１〜５については ブフナーロート、桐山ろ紙（Ｎｏ．５Ａ、９５φ）を用いて吸引ろ過を行い、脱水率・脱水ケーキ含水率を算出した。
比較例については、上記操作を薬剤の添加をせずに行った。

（粘度）
東京計器株式会社製ブルックフィールド型粘度計を用い、２５℃、Ｎｏ．２ローター、６０回転で１分後の焼却灰スラリーの粘度を測定した。測定値が１０ｍＰａ・ｓ未満：◎、１０〜５０ｍＰａ・ｓ：○、５０ｍＰａ・ｓ超：×、として評価した。

（脱水率、脱水ケーキ含水率）
得られた各スラリーを吸引ろ過し、脱水率と脱水ケーキ含水率を以下のように算出した。
・ 脱水率(％)＝吸引ろ過した後のろ液の重量(ｇ)/スラリー調整に用いた水の重量(ｇ)×１００
計算値が、９０％超：◎、８０〜９０％：○、８０％未満：×、として評価した。
・ケーキ含水率(％)＝１０５℃、３時間で乾燥させた脱水ケーキ重量(ｇ)/吸引ろ過した後の脱水ケーキの重量(ｇ)×１００
計算値が、５０％未満：◎、５０〜６０％：○、６０％超：×、として評価した。

（表１）

表１から明らかなように、薬剤を添加していない比較例と比較すると、本発明の方法を用いた実施例１〜６では、粘度が低く、かつ脱水率が高く、脱水ケーキの含水率を低下させることができた。

（実施例７〜８）
表２には焼却灰スラリー濃度が２０％、３０％の場合についての焼却灰スラリーの粘度結果を示した。グルコン酸ナトリウムは０．３％とし、攪拌時間は３０分間とした。
（表２）

表２から明らかなように、スラリー濃度を２０％、３０％と上昇させるに伴い、粘度が上昇することがわかった。

（比較例２〜９）
本発明の方法でグルコン酸ナトリウムではない薬剤での効果を確認するために、表３に示す添加薬剤を用いて同様に焼却灰スラリーの粘度を測定した。結果を表４に示した。
（表３）

（表４）

表４から明らかなように、上記薬剤では本発明における効果が発揮されず、粘度が上昇した。

Claims (4)

1. グルコン酸及び/又はその塩を含有する焼却灰処理剤
2. 焼却灰の水洗処理工程で前記グルコン酸及び／又はその塩を添加することを特徴とする焼却灰水洗処理方法
3. 前記グルコン酸及び/又はその塩の添加量が焼却灰１００重量％に対して０．１０〜１．００重量％である、請求項２記載の焼却灰スラリー水洗処理方法。
4. 前記焼却灰が、家庭から排出されるゴミや下水汚泥などの一般廃棄物や、木屑、ＲＤＦ、ＲＰＦ、スラッジ、廃タイヤ、石炭の少なくとも一種類を燃焼させて得られた焼却灰であることを特徴とする、請求項２〜３のいずれか１項に記載の焼却灰スラリー水洗処理方法