JP2020127911A - 重金属含有スラリーの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】重金属含有汚泥からのカドミウム溶出を防止することができ、かつ容易に実施することができる重金属含有スラリーの処理方法を提供する。【解決手段】カドミウムを含む重金属含有スラリーに対し酸化マグネシウムを添加する工程を有する重金属含有スラリーの処理方法。好ましくは、重金属含有スラリーは、火力発電所の排煙脱硫排水を凝集処理し、さらに沈殿処理することにより生じたスラリーである。酸化マグネシウムをスラリーの沈殿槽又は濃縮槽で混合する。前記重金属含有スラリーに対する酸化マグネシウムの添加量は、固形分重量比で０．１〜１０％である。【選択図】図１
Description
本発明は、排煙脱硫排水などの処理により生じた重金属含有スラリーの処理方法に係り、特に重金属として少なくともカドミウムを含む重金属含有スラリーの処理方法に関する。
工場等に発生する重金属含有排水を処理した際に発生する汚泥からの重金属の溶出を防止する薬剤として、特許文献１には、鉄、マンガン及びアルミニウムから選ばれる少なくも１種の金属の水溶性酸性金属塩と、アルカリ金属及び又はアルカリ土類金属の水難溶性塩基性化合物と、水とを含む材料を粉体混合して得られる混合物からなる薬剤が記載されている。
この水溶性酸性金属塩は、塩化鉄、硝酸鉄、硫酸鉄、塩化マンガン、硫酸マンガン、塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムから選ばれる少なくとも１種であり、水難溶性塩基性化合物は、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸塩ガラス、製鉄スラグ及びセメントから選ばれる少なくとも１種である。
特許文献１の重金属不溶化薬剤は、複数の金属塩などを混合した粉体混合物であり製造に手間がかかる。また、脱水した汚泥に不溶化剤を添加する場合、脱水汚泥と不溶化剤を均一に混合するための混合装置が必要である。
本発明は、重金属含有汚泥からのカドミウム溶出を防止することができ、かつ容易に実施することができる重金属含有スラリーの処理方法を提供することを目的とする。
本発明の重金属含有スラリーの処理方法は、カドミウムを含む重金属含有スラリーに対し酸化マグネシウムを添加する工程を有する。
本発明の一態様では、前記重金属含有スラリーは、火力発電所の排煙脱硫排水を凝集処理し、さらに沈殿処理することにより生じたスラリーである。
本発明の一態様では、前記酸化マグネシウムをスラリーの沈殿槽又は濃縮槽で混合する。
本発明の一態様では、前記重金属含有スラリーに対する酸化マグネシウムの添加量が固形分重量比で０．１〜１０％特に０．２〜３％である。
本発明では、不溶化剤として酸化マグネシウムを重金属含有スラリーに添加することにより、汚泥からのカドミウムの溶出を防止する。酸化マグネシウムの添加により汚泥からのカドミウムの溶出が防止される機構については、酸化マグネシウムのｐＨ緩衝作用によるものと推察される。
本発明の一態様では、酸化マグネシウムと重金属含有スラリーとを、沈殿槽又は濃縮槽で混合する。例えば、酸化マグネシウムを重金属含有スラリーの沈殿槽又は濃縮槽に添加して混合する。これにより、汚泥と不溶化剤との混合専用の装置が不要となる。
本発明では、重金属として少なくともカドミウムを含む重金属含有スラリーを処理する。このような重金属含有スラリーとしては、火力発電所排煙脱硫排水を無機凝集剤及びポリマー凝集剤を用いて凝集処理することにより生じたスラリーのほか、化学工場、鉱山、製錬所、製鉄所、鍍金工場、焼却処分場等から排出される重金属含有排水を凝集処理することにより生じた重金属含有スラリーなどが例示される。
なお、火力発電所排煙脱硫排水には、石炭の種類にもよるが、０．０１〜２ｍｇ／Ｌ程度のカドミウムが含有されていることが多い。この火力発電所排煙脱硫排水を凝集処理した場合、カドミウム含有汚泥を含んだ凝集処理水が生成する。
この汚泥を含んだ凝集処理水は、沈殿槽で沈殿分離され、さらに必要に応じて濃縮槽で濃縮される。本発明は、酸化マグネシウムの添加によって、このような沈殿汚泥あるいは濃縮汚泥からのカドミウム溶出を防止するものである。
本発明では、カドミウム含有スラリーに添加されるカドミウム不溶化剤として酸化マグネシウムが用いられる。酸化マグネシウムとしては平均粒径（ＪＩＳ篩による。以下、同様）が２００μｍ以下、例えば５〜２００μｍ程度の粉末状のものが好ましい。
カドミウム含有スラリーに対し、酸化マグネシウムのみを添加してもよく、酸化マグネシウムの他に生石灰、消石灰、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどを含む不溶化剤を添加してもよい。
酸化マグネシウムの重金属含有スラリーへの添加量は、重金属含有スラリー中の固形分（乾燥重量）１００重量部に対し０．１〜１０重量部特に０．２〜３重量部（固形分重量比で０．１〜１０％特に０．２〜３％）程度が好ましい。
本発明では、酸化マグネシウムを沈殿槽又は濃縮槽に添加し、好ましくは、沈殿槽又は濃縮槽の流入時に添加する。このように不溶化剤を沈殿槽又は濃縮槽に添加すると、添加された酸化マグネシウムは沈殿槽又は濃縮槽内に滞留する間に汚泥と十分に混合されるようになるので、酸化マグネシウムと汚泥とを混合するための専用の混合手段が不要である。
図１は、濃縮槽（シックナー）に酸化マグネシウムを添加する場合の一例を示している。
濃縮槽１は、槽体２と、該槽体２の中央部に上下方向に設けられた筒状のフィードウェル３と、該フィードウェル３の下端に対峙するバッフル板４と、槽体２の底面に沿って旋回するレーキ５と、該レーキ５の回転装置６と、上澄水オーバーフロー用の越流堰７と、槽体２の底部中央から沈殿汚泥を抜き出すためのピット８等を有する。槽体２の底面は、ピット８に向って下り勾配となっている。
排煙脱硫排水を凝集処理し、沈殿槽で沈殿処理されたスラリーがフィードウェル３に供給される。このフィードウェル３に流入するスラリーに対して（又はフィードウェル３に流入したスラリーに対してフィードウェル３内において）、酸化マグネシウムが添加される。酸化マグネシウムが添加されたスラリーは、濃縮槽１内に滞留する間に沈降濃縮され、上澄水は越流堰７をオーバーフローして取り出される。沈降濃縮された汚泥はピット８から配管９を介して取り出され、汚泥ポンプ１０及び配管１１を介して脱水機１２に送られ、脱水処理される。
脱水された汚泥は、コンベア１３及びケーキホッパ１４を介してトラック１５等へ移送される。脱水機１２で生じた脱水濾液は、一般排水貯槽又は排煙脱硫排水処理装置（図示略）へ送水される。
なお、配管１１から分岐した配管１６によって汚泥の一部が濃縮槽１へ返送可能とされている。
なお、図１は本発明方法の一例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。
＜処理対象スラリー＞
火力発電所の排煙脱硫排水に無機凝集剤及びポリマー凝集剤を添加し、沈殿槽に導入して沈殿させた。この沈殿槽の底部から取り出された重金属含有スラリーの固形分（乾燥重量）含有量は５０ｇ／Ｌであった。
火力発電所の排煙脱硫排水に無機凝集剤及びポリマー凝集剤を添加し、沈殿槽に導入して沈殿させた。この沈殿槽の底部から取り出された重金属含有スラリーの固形分（乾燥重量）含有量は５０ｇ／Ｌであった。
［実施例１〜６］
上記の重金属含有スラリーを図１の濃縮槽１のフィードウェル３に流入させると共に、このスラリーに対し、酸化マグネシウム含有不溶化剤として、栗田工業株式会社製クリミックスＭ−５（酸化マグネシウム含有率９０ｗｔ％）をフィードウェル３において、濃縮槽１内のスラリー中の酸化マグネシウム濃度が次の濃度となるように添加した（固形分重量比は、スラリー中のＳＳ（懸濁物質）の乾燥重量に対する酸化マグネシウムの重量％を表わす。）。
上記の重金属含有スラリーを図１の濃縮槽１のフィードウェル３に流入させると共に、このスラリーに対し、酸化マグネシウム含有不溶化剤として、栗田工業株式会社製クリミックスＭ−５（酸化マグネシウム含有率９０ｗｔ％）をフィードウェル３において、濃縮槽１内のスラリー中の酸化マグネシウム濃度が次の濃度となるように添加した（固形分重量比は、スラリー中のＳＳ（懸濁物質）の乾燥重量に対する酸化マグネシウムの重量％を表わす。）。
実施例１：１５０ｍｇ／Ｌ（固形分重量比０．２５％）
実施例２：３００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比０．５％）
実施例３：６００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比１％）
実施例４：１８００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比３％）
実施例５：３０００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比５％）
実施例６：６０００ｍｇ／Ｌ（固形分重量１０％）
実施例２：３００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比０．５％）
実施例３：６００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比１％）
実施例４：１８００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比３％）
実施例５：３０００ｍｇ／Ｌ（固形分重量比５％）
実施例６：６０００ｍｇ／Ｌ（固形分重量１０％）
脱水機１２で脱水して得られた脱水汚泥中のカドミウム等の各重金属の含有率を昭和４８年環境庁告示第１３号に準拠して測定した。結果を表１に示す。
また、脱水汚泥の含水率と、脱水濾液のＣｄ濃度及びｐＨとを測定し、結果を表１に示した。
［比較例１］
不溶化剤を添加しなかったこと以外は実施例と同様の測定を行い、結果を表１に示した。
不溶化剤を添加しなかったこと以外は実施例と同様の測定を行い、結果を表１に示した。
表１の通り、不溶化剤を３００ｍｇ／Ｌ以上添加することにより、カドミウムが十分に不溶化されることが認められた。なお、脱水汚泥の含水率は６０〜６５％とほぼ同じで不溶化剤の添加濃度の影響は認められない。
１ 濃縮槽
２ 槽体
３ フィードウェル
５ レーキ
７ 越流堰
８ ピット
１２ 脱水機
２ 槽体
３ フィードウェル
５ レーキ
７ 越流堰
８ ピット
１２ 脱水機
Claims (4)
- カドミウムを含む重金属含有スラリーに対し酸化マグネシウムを添加する工程を有する重金属含有スラリーの処理方法。
- 前記重金属含有スラリーは、火力発電所の排煙脱硫排水を凝集処理し、さらに沈殿処理することにより生じたスラリーであることを特徴とする請求項１の重金属含有スラリーの処理方法。
- 前記酸化マグネシウムをスラリーの沈殿槽又は濃縮槽で混合することを特徴とする請求項１又は２の重金属含有スラリーの処理方法。
- 前記重金属含有スラリーに対する酸化マグネシウムの添加量が固形分重量比で０．１〜１０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの重金属含有スラリーの処理方法。
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