JP4197063B2

JP4197063B2 - 廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理方法及び装置

Info

Publication number: JP4197063B2
Application number: JP24753398A
Authority: JP
Inventors: 雄志中村; 哲夫丹所; 武笠井; 勝四郎関; 俊英釜瀬
Original assignee: Kyoritsu Co Ltd; Earthtechnica Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Co Ltd; Earthtechnica Co Ltd
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2018-09-01
Also published as: JP2000070995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックから塩化水素、塩素ガス等を除去して、例えば、燃料等として使用する脱塩素燃料化工程において、生成された排ガスを洗浄処理する湿式アルカリ処理装置からの洗浄排水処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記排ガスの洗浄排水中には、非常に高い濃度のノルマルへキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及びその他の混濁成分が含まれ、従来の薬品添加による前記各成分の酸化、還元及び／または凝集処理技術では、前記ノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及びその他の混濁成分の濃度を、排水の放流規制値以下にすることは極めて困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑み、廃プラスチックの脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水中に含まれる高濃度で、しかも性状変動の激しいノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及びその他の混濁成分を、有効かつ連続的に除去できる処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、洗浄排水中の不飽和化合物を酸化及び飽和させてＣＯＤ成分濃度を低減させると同時に疎水性混濁成分とノルマルヘキサン抽出成分を微細気泡表面に付着浮上させて回収する曝気工程、硫酸を加えてｐＨ値を調整した後、硫酸第一鉄を加えて残存疎水性混濁成分をミクロフロック化する工程、アルカリ添加によるｐＨ値調整工程、高分子凝集助剤による前記ミクロフロック化された疎水性混濁成分を凝縮させる工程、凝集された前記疎水性混濁成分を沈殿分離する工程及び残存するノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及び親水性ゾルを活性炭により吸着除去する工程と、からなる廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理方法である。
【０００５】
この請求項１の処理方法によれば、前記ノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及び疎水性混濁物質を有効に除去することができる。
【０００６】
請求項２は、洗浄排水が供給される曝気槽及びその水面に設けられた浮上物質の回収装置、前記曝気槽から浮上物質が除去された前記洗浄排水が順次供給される硫酸及び硫酸第一鉄供給自在の反応槽、アルカリ供給自在のｐＨ調整槽、高分子凝集助剤供給自在の凝集槽、沈殿槽、及び活性炭槽と、からなる廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置である。
【０００７】
この請求項２の処理装置によれば、ノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及びその他の疎水性混濁成分を連続的に除去することができる。
【０００８】
請求項３は、前記浮上物質の回収装置にエマルジョンブレ−カ−が接続され、疎水性混濁成分及びノルマルヘキサン抽出成分と洗浄排水（水分）を分離するとともに、疎水性混濁成分及びノルマルヘキサン抽出成分を除去し、水分を前記曝気槽に戻す前記請求項２に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置である。
【０００９】
この請求項３の処理装置によれば、浮上物質にとして回収された疎水性混濁成分及びノルマルヘキサン抽出成分が、油分として分離されて外部に排出処理され、前記浮上物質に混じって回収された洗浄排水（水分）は、曝気槽に戻されるため、未処理の洗浄排水が外部に排出されることがない。
【００１０】
請求項４は、前記曝気槽と前記反応槽間に計量槽を介在させた前記請求項２又は３に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置である。
【００１１】
この請求項４の処理装置によれば、反応槽に対する洗浄排水の供給量を一定に保つことができる。したがって反応槽に対する洗浄排水の一定供給量に対して、必要とする正確な量の硫酸及び硫酸第一鉄を供給して、前記洗浄排水の酸性度制御及びミクロフロック化を、有効に行うことができる。
【００１２】
請求項５は、前記沈殿槽と前記活性炭槽間に砂濾過槽を介在させた前記請求項２、３又は４に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置である。この請求項５の処理装置によれば、後に続く前記活性炭槽内の高価な活性炭の吸着性能の寿命を延長させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置のフローチャート、図２は、廃プラスチックの脱塩燃料化装置の一部を破断した平面図、図３は、図２の３−３線矢視断面図、図４は、前記廃プラスチックの脱塩素燃料化装置を含む廃プラスチックの脱塩素燃料化プラントの一例を示すフローチャートである。
【００１４】
図４において、３１は、廃プラスチックの溶融及び減容効率を上げるための破砕機、３２は、前記破砕された廃プラスチックを定量供給機３３へ搬送するスクリューコンベア、３４は、前記定量供給機３３で定量化された前記破砕プラスチックを、廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１の廃プラスチック投入用のホッパー６６へ搬送及び投入するコンベア、６９は、ギアボックス、Ｍは、駆動装置である。
【００１５】
また、３５は、内部にバーナが設けられ、前記廃プラスチック脱塩素燃料化装置６１へ無酸素炭酸ガスリッチの燃焼ガスを供給する熱風発生炉、３６は、前記熱風発生炉３５に設けられた送風ファン、３７は、熱風発生炉用燃料タンク、３８は、熱風制御用ダンパーである。
【００１６】
さらに、３９、４０、は前記脱塩素燃料化装置６１で脱塩素炭化された廃プラスチックを搬出するコンベア、４１は、脱塩素炭化された廃プラスチック、４２は前記廃プラスチック脱塩素燃料化装置６１の、後述する熱風加熱室６３に接続されたガス排出管、４３は、排ガス脱臭装置、４４は、排ガスの湿式アルカリ処理装置、４５は、排ガス洗浄中和液の苛性ソーダ収容タンク、４６、４６、４６は、それぞれポンプ、４７、４８は、排気ファン、４９は、デミスター、５０は、バグフィルタ、５１は、廃液タンクである。
【００１７】
前記構成の廃プラスチックの脱塩素燃料化プラントにおいては、廃プラスチックが、前記破砕機３１で細かに破砕され、前記スクリューコンベア３２によって、前記定量供給機３３へ搬送される。
【００１８】
そして、定量化された廃プラスチックが、前記廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１に供給されて脱塩素炭化処理が施され、該脱塩素炭化処理が施された廃プラスチック４１が、前記廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１から排出及び固形化されて、前記コンベア３９、４０によって搬出される。
【００１９】
なお、後述する前記廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１の熱風加熱室６３から、加熱された燃焼ガスとともに排出される熱分解により生成された塩化水素や塩素ガス等は、前記ガス排出管４２から前記排ガス脱臭装置４３及び前記湿式アルカリ処理装置４４等に導かれ、脱臭及び中和処理等を経て大気に排出される。
【００２０】
図２及び図３には、廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１の一例が示されている。同図中、６２は、圧送部、６３は、該圧送部６２の先端を閉塞する区画壁６４を介して設けられた熱風加熱室である。
【００２１】
前記圧送部６２は、断面眼鏡形の中空部を有するケーシング６５、その上部に設けられた前記破砕された廃プラスチック投入用のホッパー６６、及び投入された廃プラスチックを、前記区画壁６４に向けて圧縮しつつ移送する、二本の圧縮スクリュー６７、６８で構成されている。
【００２２】
さらに、前記二本の圧縮スクリュー６７、６８の回転軸６７ａ、６８ａが、前記ギアボックス６９内に延長支持され、該ギアボックス６９内において、前記回転軸６７ａ、６８ａに歯車７０、７１が設けられ、それぞれ噛み合わされる。
【００２３】
そして前記回転軸６７ａ、６８ａの一方、図示の場合、右側の回転軸６８ａが、前記ギアボックス６９から突出させられ、減速機等を介して油圧モータや電動機等の、前記駆動装置Ｍと連結される。
【００２４】
つぎに、前記熱風加熱室６３は、箱形に構成され、前記熱風発生炉３５からの前記燃焼ガスを内部に供給する供給口７２、及び前記ガス排出管４２が連結される排出口７３が、右側面に設けられる。
【００２５】
図示の実施の形態では、前記熱風加熱室６３内に供給された熱風の有する熱量を、無駄にすることなく有効利用するため、前記熱風加熱炉６３内に後述する穴あき管７５に交差して熱風を循環させる、区画ガイド板７４が、設けられている。
【００２６】
すなわち、図２及び図３に示すごとく、前記熱風加熱室６３内の略中央部に、連通部Ｓをあけて前記区画ガイド板７４を設け、該区画ガイド板７４で区画された一方（下流）の隔室６３ａ及び他方（上流）の隔室６３ｂの前記連通部Ｓと反対側側面に、それぞれ前記熱風の供給口７２及び排出口７３を設け、前記熱風発生炉３５から前記供給口７２に供給された熱風が、前記一方の隔室７３ａから前記他方の隔室７３ｂに循環するように構成されている。なお、前記区画ガイド板７４は、一枚に限らず、適数枚、交互に設けて熱風を蛇行させるように構成してもよい。
【００２７】
つぎに、前記区画壁７４を貫通及び前記熱風加熱室６３内をほぼ水平に横断して、周囲に適数の穴７６を有する適数の穴あき管７５が設けられる。なお、図示の実施の形態のごとく、前記熱風加熱室６３内に前記区画ガイド板７４を設けた場合には、該区画ガイド板７４にも、前記穴あき管７５が貫通させられる。
【００２８】
さらに、前記穴あき管７５のそれぞれ内周面に、凹凸状のスプライン７５ｂを施すと、内部を通過する廃プラスチックの加熱面積が増大され、加熱効率が向上させられ、熱分解が迅速且つ効率的に行われる。
【００２９】
前記構成の廃プラスチックの脱塩素燃料化装置６１において、廃プラスチックが、前記圧送部６２の上部に設けられた前記ホッパー６６から投入される。投入された前記廃プラスチックは、前記二本の圧縮スクリュー６７、６８の回転によって、前記区画壁６４に強く押圧され、同時に擦られ、さらに摩擦熱によって溶融される。
【００３０】
さらに、前記溶融とともに、前記各穴あき管７５内に圧入され、前記熱風加熱室６３内において、１３０〜３６０℃に加熱された前記穴あき管７５内を進行させられ、それぞれの廃プラスチックの熱分解温度において熱分解が行われ、分解された塩化水素、塩素ガス等が、前記穴あき管７５の前記穴７６から排出させられる。
【００３１】
そして前記熱分解により生成された前記塩化水素、塩素ガス等は、熱風加熱室６３内に供給された燃焼ガスとともに、前記排出口７３から前記脱塩素燃料化プラントの前記ガス排出管４２を介して、前記排ガス脱臭装置４３及び前記湿式アルカリ処理装置４４等へ供給されて、清浄化されて大気に放出される。一方、前記加熱による熱分解により、塩化水素、塩素ガス等が除去された前記脱塩素炭化処理が施された廃プラスチック４１は、前記穴あき管７５の先端部７５ａから排出される。
【００３２】
本発明は、前記湿式アルカリ処理装置４４からの、洗浄排水の処理方法及び装置、具体的には、前記洗浄排水からノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及びその他の混濁成分を除去する方法及び装置に関する。
【００３３】
以下に、図１に基づいて本発明一実施の形態の装置を説明する。図中、Ａは、前記洗浄排水の供給管、１は、曝気槽である。該曝気槽１内の底部には、ブロワ２からの空気配管３が配設され、気泡により、前記洗浄排水の供給管Ａから供給された洗浄排水の曝気が行われるように構成されている。
【００３４】
つぎに、前記曝気槽１の水面には、ノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分等の浮上物質の回収装置４が設けられる。なお、図面実施の形態では、前記浮上物質の回収装置４を構成するポンプ５に、エマルジョンブレーカー６が連結されている。
【００３５】
該エマルジョンブレーカー６は、前記回収装置４によって回収されたノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分と、水分を、分離し、分離したノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分を、配管７を介して回収槽８に導き、さらにポンプ９により外部に排出して適宜処理するとともに、分離された洗浄排水（水分）を、配管１０を介して前記曝気槽１に戻す。
【００３６】
図中１１は、計量槽であり、前記曝気槽１から水中ポンプ１２により揚水された、前記洗浄排水の所定量以上の分を、配管１３を介して前記曝気槽１に循環させる。そして、前記計量槽１１から一定量の洗浄排水が、配管１４を通して反応槽１５に供給されるように構成されている。さらに、該反応槽１５には、硫酸第一鉄槽１６及び硫酸槽１６ａから、それぞれ硫酸第一鉄及び硫酸が、供給自在に構成されている。
【００３７】
さらに前記反応槽１５の下流側に隣接させて、該反応槽１５からの処理水が流れ込む、ｐＨ調整槽１７が、設けられる。図面実施の形態では、底部を開放した堰１８を介して、前記ｐＨ調整槽１７が、前記反応槽１５に隣接して設けられている。そして、前記ｐＨ調整槽１７には、アルカリ槽１９から、アルカリ、具体的には苛性ソーダが、供給自在に構成される。
【００３８】
さらに、前記ｐＨ調整槽１７の下流側に隣接させて、該ｐＨ調整槽１７からの処理水が流れ込む、凝集槽２０が設けられる。図面実施の形態では、上端を低くした堰２１を介して、前記凝集槽２０が、前記ｐＨ調整槽１７の下流側に隣接して設けられている。そして、前記凝集槽２０には、ポリマー槽２２から、高分子凝集助剤が供給自在に構成される。
【００３９】
前記のごとく、図面実施の形態では、前記反応槽１５、前記ｐＨ調整槽１７及び前記凝集槽２０への処理水の流れを、ポンプを使用せずに、前記堰１８及び２１を設けて、液面差を利用している。したがって、ポンプが不要であり経済的であるとともに、ポンプの故障等に伴う、処理工程中断のおそれもない。
【００４０】
さらに前記凝集槽２０からの処理水が、配管２３を介して沈殿槽２４に供給される。該沈殿槽２４は、漏斗状底部を有し、下端に排水ポンプ２５が連結され、適時に沈殿物を排出できるように構成されている。
【００４１】
なお、図面実施の形態では、前記沈殿槽２４の上澄みを、直接活性炭槽３０に導入することなく、好ましい実施の形態として、配管２６を介して揚水槽２７に導入し、さらに、揚水ポンプ２８により砂濾過槽２９に導入した後に、最終装置である前記活性炭槽３０に導入し、排出管Ｂから放流される構成になっている。
【００４２】
前記の装置においては、前記曝気槽１において、曝気により、洗浄排水中の不飽和有機化合物が酸化及び飽和させられて、ＣＯＤ成分濃度が低減させられ、水面には、ノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分が浮上させられ、該ノルマルヘキサン抽出成分が、油分として、及び疎水性混濁成分の大部分が、前記回収装置４によって回収され、前記ポンプ５を介して前記エマルジョンブレーカー６に導かれる。
【００４３】
そして、ノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分と同時に回収された洗浄排水が分離され、分離されたノルマルヘキサン抽出成分及び疎水性混濁成分が、前記配管７を介して前記回収槽８に供給され、さらに、前記ポンプ９により外部に排出され、分離された洗浄排水は、前記曝気槽１に戻される。
【００４４】
つぎに、前記曝気槽１の処理水が、前記水中ポンプ１２によって前記計量槽１１に供給され、さらに、前記配管１４を介して前記反応槽１５に供給される。そして該反応槽１５内に、前記硫酸槽１６ａから適量の硫酸が供給され、ｐＨ値が、４．０〜７．０の酸性度に調整され、さらに、前記硫酸第一鉄槽１６から硫酸第一鉄が加えられて、処理水中に残存する疎水性混濁成分が、ミクロフロック化される。
【００４５】
つぎに、前記反応槽１５の処理水が、前記堰１８の下方を通って、前記ｐＨ調整槽１７に流れ込む。そして該ｐＨ調整槽１７内に前記アルカリ槽１９から適量の苛性ソーダが供給されて、ｐＨ値が調整され、さらに、ｐＨ調整槽１７の処理水が、前記堰２１の上方から前記凝集槽２０に流れ込む。そして該凝集槽２０内に、前記ポリマー槽２２から適量の高分子凝集助剤が供給され、前記ミクロフロックが凝集される。
【００４６】
その後、前記凝集槽２０の処理水が、前記配管２３を介して前記沈殿槽２４に供給され、凝集された疎水性混濁成分が沈殿分離させられる。そして前記沈殿槽２４の上澄みが、前記配管２６を介して、前記揚水槽２７に導かれ、さらに、前記ポンプ２８によって、前記砂濾過槽２９に導入される。
【００４７】
そして、該砂濾過槽２９の砂間を通過させられた濾過水が、前記活性炭槽３０に導入され、微量に残存しているノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及び親水性ゾルが吸着除去され、前記排出管Ｂから放流される。
【００４８】
【発明の効果】
前記本発明の処理方法によれば、脱塩素燃料化工程で生成されたガスの洗浄排水中のノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分、その他の混濁成分を、有効に除去することができ、また、本発明の処理装置によれば、前記除去工程を、連続的に行うことがが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチック脱塩素炭工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置のフローチャートである。
【図２】廃プラスチックの脱塩炭化装置の一部を破断した平面図である。
【図３】図２の３−３線矢視断面図である。
【図４】図２に示した廃プラスチックの脱塩炭化装置を含む廃プラスチックの脱塩炭化処理プラントの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１曝気槽
４回収装置
６エマルジョンブレーカー
１１計量槽
１５反応槽
１７ｐＨ調整槽
２０凝集槽
２４沈殿槽
２９砂濾過槽
３０活性炭槽

Claims

洗浄排水中の不飽和化合物を酸化及び飽和させてＣＯＤ成分濃度を低減させると同時に疎水性混濁成分とノルマルヘキサン抽出成分を微細気泡表面に付着浮上させて回収する曝気工程、硫酸を加えてｐＨ値を調整した後、硫酸第一鉄を加えて残存疎水性混濁成分をミクロフロック化する工程、アルカリ添加によるｐＨ値調整工程、高分子凝集助剤による前記ミクロフロック化された疎水性混濁成分を凝集させる工程、凝集された前記疎水性混濁成分を沈殿分離する工程、及び残存するノルマルヘキサン抽出成分、ＣＯＤ成分及び親水性ゾルを活性炭により吸着除去する工程と、からなることを特徴とする廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理方法。
洗浄排水が供給される曝気槽（１）及びその水面に設けられた浮上物質の回収装置（４）、前記曝気槽（１）から浮上物質が除去された前記洗浄排水が順次供給される硫酸及び硫酸第一鉄供給自在の反応槽（１５）、アルカリ供給自在のｐＨ調整槽（１７）、高分子凝集助剤供給自在の凝集槽（２０）、沈殿槽（２４）、及び活性炭槽（３０）と、からなることを特徴とする廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置。
前記浮上物質の回収装置（４）にエマルジョンブレ−カ−（６）が連結され、疎水性混濁成分及びノルマルヘキサン抽出成分と水分を分離するとともに、疎水性混濁成分及びノルマルヘキサン抽出成分を外部に排出し、水分を前記曝気槽（１）に戻す請求項２に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置。
前記曝気槽（１）と前記反応槽（１５）間に計量槽（１１）を介在させた請求項２又は３に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガスの洗浄排水処理装置。
前記沈殿槽（２４）と前記活性炭槽（３０）間に砂濾過槽（２９）を介在させた請求項２、３又は４に記載の廃プラスチック脱塩素燃料化工程で生成された排ガス洗浄排水処理装置。