JP4381509B2

JP4381509B2 - ダイオキシン類を含有する廃液の処理方法

Info

Publication number: JP4381509B2
Application number: JP18288899A
Authority: JP
Inventors: 一美渡辺
Original assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Current assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001009245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオキシン類を含有する廃液の処理方法、更に詳しくは都市ゴミや産業廃棄物を焼却した灰などから溶出するダイオキシン類を含有する廃液を無公害に処理する廃液の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、一般廃棄物や産業廃棄物の焼却施設で発生した焼却灰は最終処分場で埋め立て処分されるのが一般的であったが、近来、ダイオキシンを含む極めて有害な化学物質がこれらの焼却灰から周辺環境の地下水に溶出していることが判明して大きな社会問題となっている。
【０００３】
ダイオキシンは学術上の名称をポリ塩化ジベンゾパラジオキシン（ＰＣＤＤ）といい、これにポリ塩化ジベンゾフラン（ＰＣＤＦ）とコプラナ−ＰＣＢ（Ｃｏ−ＰＣＢ）を併せて、通常ダイオキシン類と呼んでおり、毒性を表すときはもっとも毒性の強い２・３・７・８−四塩化ジベンゾパラジオキシン（２・３・７・８−ＴＣＤＤ）に換算して示される。ちなみに環境庁は１９９７年の一般産業廃棄物焼却施設から発生するダイオキシン類は４３００ｇ−ＴＥＱ／年（ＴＥＱは２・３・７・８−ＴＣＤＤ毒性等価量）と報告している。
【０００４】
このようなダイオキシン類は、ポリ塩化ビニルなどの塩素化合物が混入した水分の多い生ゴミを３００℃〜７００℃の焼却炉で燃焼するときに発生し、８００℃以上の高温で焼却すれば、その発生は抑制されると言われている。そのため、炉の点火時や消化時、あるいは不完全燃焼などで温度が不足しないように、常時炉の温度を高温に保つことができる全連続運転焼却炉の開発や導入が鋭意検討されているが、現実には焼却能力が２００ｋｇ／ｈ程度の中小規模の施設が全国各地で稼働中であり、これらの焼却施設で発生した焼却灰は最終処分場で処分されているのが実態である。このため、埋め立て処分場をゴムシートなどの遮断材料で被覆して、処分場から廃液が流出しないような管理型処分場の建設が進められている。
【０００５】
また、一方で、厚生省は１９９８年１２月に産業廃棄物焼却施設における排ガス中のダイオキシン類の排出基準を８０ｎｇ／ｍ³とする規制強化策を打ち出した。何れにせよ、現在のダイオキシン類の対策は、ゴミ焼却施設など、その発生源を規制する一方で、ダイオキシン類が発生しないような焼却炉の開発にウエイトが置かれており、最終処分場から現実に溶出しているダイオキシン類を含有する廃液の処理については、いまだ技術的に解決されていないのが現状で、有効な処理技術の完成が以前から期待されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ダイオキシン類を含有する廃液を無害化処理するために開発されたものであって、ダイオキシン類はもちろん各種有機物、無機塩などの物質を分解・処理することができるダイオキシン類を含有する廃液の処理方法を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、本発明になるダイオキシン類を含有する廃液の処理方法は、
（１）ダイオキシン類を含有する廃液を限外濾過装置で循環濃縮・濾過し、前記限外濾過装置で濃縮された残液を炉内が１０００℃〜１２００℃に昇温した廃液焼却装置で燃焼処理することを特徴とするダイオキシン類を含有する廃液の処理方法、
（２）（１）記載のダイオキシン類を含有する廃液の処理方法において、さらに限外濾過装置で濾過された濾過水を逆浸透装置で循環濃縮・濾過し、該逆浸透装置で濾過された濾過水を放流し、前記限外濾過装置と逆浸透装置で濃縮された残液を炉内が１０００℃〜１２００℃に昇温した廃液焼却装置で燃焼処理することを特徴とするダイオキシン類を含有する廃液の処理方法、である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明になる廃液処理方法の全体概要図であり、図２は廃液焼却装置の概要図である。図１において、（１）は廃液貯水槽であり、この廃液貯水槽（１）に、例えば最終処分場から排出されたダイオキシン類、有機化合物、無機塩などを含有する廃液がポンプ（７ａ）で、更にはスクリーン（３）で濾過されて供給される。本発明になる廃液の処理方法は原則としてバッチ方式であり、ダイオキシン類などを含有する廃液は、まず、廃液貯水槽（１）に所定量供給される。また、（２）は既に公知の限外濾過装置（以下、ＵＦ装置と略称する）であり、（４）は濾過水貯槽である。
【０００９】
廃液貯水槽（１）内の廃液はポンプ（７ｂ）でＵＦ装置（２）へ送られ、分子レベルで濃縮・濾過される。そして、濃縮された水は廃液貯水槽（１）へ再度送られ、廃液貯水槽（１）とＵＦ装置（２）を循環しながら逐次ＵＦ装置（２）で濃縮・濾過されていく。ＵＦ装置（２）は所定本数の膜モジュールを充填したユニットとなっており、ＵＦ装置（２）の洗浄は所定時間毎にラインを閉止して洗浄水を膜に噴射して行われる。所定の時間、ＵＦ装置（２）で濾過された濾過水には溶融したダイオキシン類や無機塩などがいまだ含まれているので、濾過水貯槽（４）で貯蔵した後、ポンプ（７ｃ）で既に公知の逆浸透装置（以下、ＲＯ装置と略称する）（５）へ送られる。
【００１０】
ＲＯ装置（５）ではダイオキシン類や無機塩などがいまだ溶解している濾過水を更に分子レベルで濃縮・濾過し、濃縮された水は再度濾過水貯槽（４）へ送られて、濾過水貯槽（４）とＲＯ装置（５）を循環しながら逐次ＲＯ装置（５）で濃縮・濾過されていく。そして、ＲＯ装置（５）で濾過された濾過水は有害物質が全て除去され、水質規制をも十分にクリアしているので、放流水貯槽（６）へ送られた後、ポンプ（７ｄ）で一般河川に放流される。なお、図１で示す（８ａ）（８ｂ）（８ｃ）（８ｄ）は流量を自動的に調節する弁である。
【００１１】
前記したように、本発明になる廃液の処理方法は、原則としてバッチ方式なので、廃液貯水槽（１）とＵＦ装置（２）で循環濃縮・濾過して廃液貯水槽（１）の底部に残留した残液と、濾過水貯槽（４）とＲＯ装置（５）で循環濃縮・濾過して濾過水貯槽（４）の底部に残留した残液は、それぞれ廃液焼却炉（１０）へポンプ（７ｅ）（７ｆ）で送られる。これら残液中には溶解した無機塩としてＮａＣｌ、ＫＣｌなどが含まれている。
【００１２】
図２は廃液焼却装置の概要図であって、（１０）は縦型の廃液焼却炉であり、その頂部からＡ重油などの燃料とブロワー（１１）からのフレッシュエアが投入される。そして、廃液焼却炉（１０）の肩部には複数の残液供給口（９）が固設されている。したがって、燃料とフレッシュエアを廃液焼却炉（１０）内に投入し、炉内温度を所定の温度、例えば１０００℃〜１２００℃位に昇温させた後、残液を噴霧状態で投入すると、残液に含有するダイオキシン類、有機化合物などはほとんどが燃焼して分解され、無機塩は溶融して炉壁に沿って流下し、残滓ガスは廃液焼却炉（１０）の肩部から送気されるエアと共に炉内を下降する。
【００１３】
（１２）は廃液焼却炉（１０）の下端開口部の真下で、かつ、その開口部に接続されていない側を下に下げるように傾斜させて固設する円筒型のチャンバーであり、このチャンバー（１２）は密閉構造で、その内部には多孔板（１３）が底部から若干の間隙を有して敷設されている。そして、廃液焼却炉（１０）の下端開口部の周囲に穿設した開孔にはスプレーノズル（１４）が付設されている。したがって、廃液焼却炉（１０）内を下降した残滓ガスはスプレーノズル（１４）から噴射される水で９０℃程度に冷やされてからチャンバー（１２）に送られ、炉壁に沿って流下した溶融無機塩もその水で冷やされて破砕され、凝固してチャンバー（１２）に垂落し、多孔板（１３）を経てチャンバー（１２）の真下に位置するピット（１５）に落下する。
【００１４】
このように、本発明にあっては、残滓ガスを１０００℃〜１２００℃から９０℃程度に急冷することによって２５０℃〜４５０℃の範囲で発生すると言われるダイオキシン類の再発生を防止し、かつ、溶融した無機塩をスメルト爆発を生じさせることなく、安全に水中に溶解せしめる。
【００１５】
また、（１６）は白煙防止のための減湿塔であって、この減湿塔（１６）の底部と頂部はポンプ（７ｇ）と熱交換器（１７）を介して配管接続されている。そして、９０℃程度に冷却されてチャンバー（１２）に送られた残滓ガスは、この減湿塔（１６）へ送られて、減湿塔（１６）の頂部から充填層（１８）を経て落下した冷却水と接触し、その残滓ガスと接触した冷却水は残滓ガス中に浮遊している無機塩を捕集して、減湿塔（１６）の底部に滴下する。減湿塔（１６）の底部に溜まった水は７０℃程度に昇温しているので、ポンプ（７ｇ）で熱交換器（１７）へ送られて熱交換され、５０℃程度に冷却された後、減湿塔（１６）の頂部から落下して循環する。そして、減湿塔（１６）の底部から溢流した水は配管でピット（１５）へ送られる。
【００１６】
大半の無機塩を分離した残滓ガスは減湿塔（１６）の頂部から配管を経て煤塵除去を目的とするベンチュリースクラバー（１９）に送られるが、残滓ガスは径が細くなっている絞り込み部（２０）を通過するときは高速・高圧の状態となっており、更に、絞り込み部（２０）の周囲にはスプレーノズル（２１）が付設されていて４０℃〜６０℃程度の水が噴射されているので、残滓ガス中に残存している無機塩はここで完全に集塵分離される。
【００１７】
なお、ベンチュリースクラバー（１９）の底部に溜まった５０℃程度の水は、ポンプ（７ｈ）で絞り込み部（２０）に付設されているスプレーノズル（２１）へ送られて、絞り込み部（２０）における投入水として活用され、ベンチュリースクラバー（１９）の底部から溢流した水は配管でピット（１５）へ送られる。また、無機塩を分離した残滓ガスは充填層（２２）を経てベンチュリースクラバー（１９）の頂部から大気へ放出される。
【００１８】
そして、減湿塔（１６）とベンチュリースクラバー（１９）の底部から溢流して送られてきた水はピット（１５）にて貯蔵され、廃液焼却炉（１０）の下端開口部に付設されているスプレーノズル（１４）にポンプ（７ｋ）で送られて、残滓ガスや溶融無機塩の冷却用に活用されるとともに、成分的にも何の問題もないので、一般河川に放流される。
【００１９】
以上のように、本発明は、廃棄物焼却施設から発生した焼却灰を埋め立てした最終処分場などから溶出したダイオキシン類や有機物、無機塩などを含有する廃液をバッチ方式で無害化に処理する方法であって、まず、その廃液を限外濾過装置で循環濃縮・濾過してダイオキシン類の大半を濾過し、更にその濾過した水を逆浸透装置で循環濃縮・濾過して、溶解しているダイオキシン類を濾過し、その逆浸透装置で濾過した水は水質規制を十分にクリアするので、その状態で一般河川に放流する。
【００２０】
一方、限外濾過装置と逆浸透装置で濃縮された残液にはダイオキシン類や有機物、無機塩などが含有しているので、これらの残液を炉内温度が１０００℃〜１２００℃まで昇温した廃液焼却炉で燃焼して、ＣＯ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏなどに分解して処理し、残滓ガスについては、その残滓ガス中に浮遊している無機塩などを減湿塔とベンチュリースクラバーで分離除去して白煙防止、煤塵除去の処理をした後、大気に放出するものであって、現実に最終処分場から溶出している廃液に含有しているダイオキシン類などを周辺の環境面に何らの影響も与えることなく、完全に、かつ安全に分解処理することができるものである。なお、当然ながら、本発明になる廃液の処理方法は図示されたものに何ら限定されるものではなく、本発明の精神において、適宜設計変更することができるものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明になる廃液の処理方法によれば、廃棄物の最終処分場から現実に溶出しているダイオキシン類を含有する廃液を周辺環境面へ何らの影響も及ぼすことなく、完全かつ安全に処理することができる。したがって、本発明は、社会問題となっている廃棄物処理問題を解決するために、大いに貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる廃液処理方法の全体概要図
【図２】廃液焼却装置の概要図
【符号の説明】
１廃液貯水槽
２限外濾過装置（ＵＦ装置）
３スクリーン
４濾過水貯槽
５逆浸透装置（ＲＯ装置）
６放流水貯槽
７ポンプ
８弁
９供給口
１０廃液焼却炉
１１ブロワー
１２チャンバー
１３多孔板
１４スプレーノズル
１５ピット
１６減湿塔
１７熱交換器
１８充填層
１９ベンチュリースクラバー
２０絞り込み部
２１スプレーノズル
２２充填層

Claims

ダイオキシン類を含有する廃液を限外濾過装置で循環濃縮・濾過し、前記限外濾過装置で濃縮された残液を炉内が１０００℃〜１２００℃に昇温した廃液焼却装置で燃焼処理することを特徴とするダイオキシン類を含有する廃液の処理方法。
請求項１記載のダイオキシン類を含有する廃液の処理方法において、さらに限外濾過装置で濾過された濾過水を逆浸透装置で循環濃縮・濾過し、該逆浸透装置で濾過された濾過水を放流し、前記限外濾過装置と逆浸透装置で濃縮された残液を炉内が１０００℃〜１２００℃に昇温した廃液焼却装置で燃焼処理することを特徴とするダイオキシン類を含有する廃液の処理方法。