JP5206454B2 - セメントキルン抽気ダストの処理方法 - Google Patents
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Description
この問題を解決するために、セメントキルンの窯尻部分から焼成ガスの一部を抽気して、セメント製造内を循環する塩素、アルカリ、硫黄の量を低減することが行われている。
重金属の処理方法としては、特許文献3に、4価セレン及び6価セレン(以下、全セレンと称す)の処理方法に関する報告がされている。本文献では、全セレンの含有量が1.6mg/lの排水に硫酸第一鉄・七水和物を全セレン量の2832倍モル量、塩化第二鉄・六水和物を全セレン量の945倍モル量添加し、pHを9に調節して30分間攪拌し、フィルタープレスで濾別除去した残存濾液の全セレン濃度が0.04mg/lになることが報告されている。しかしながら、本方法では多量の6価セレンが含有しているセレン含有水の場合、多量の第一鉄と第二鉄が必要となり凝集沈殿が困難となり、また、処理費用が高価となり、実用化が困難になる恐れが生じる。
すなわち、本発明は、以下の各工程からなることを特徴とするセメントキルン抽気ダストの処理方法に関する。
(1)セメントキルン抽気ダストに水を加えてスラリー化した後、固液分離する第1工程、
(2)第1工程で得られた固液分離後の液相(以下、原水と称す)に、第二鉄塩化合物を添加し、更にアルミニウム塩化合物を添加した後、pHを4〜8に調節し、高分子凝集剤を添加し、固液分離する第2工程であり、
前記第2工程の第二鉄塩化合物が、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、又はこれらの水和物であり、該第二鉄塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して3〜7倍モル量であり、
前記第2工程のアルミニウム塩化合物が、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、又はこれらの水和物であり、該アルミニウム塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して2〜6倍モル量であり、
(3)第2工程で得られた固液分離後の液相に、第一鉄塩化合物を前記原水中の6価セレンに対して150〜300倍モル量添加し、pHを8〜12に調節した後、高分子凝集剤を添加し、固液分離を行う第3工程であり、
前記第一鉄塩化合物が、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、又はこれらの水和物、又はポリ硫酸第一鉄であり、
(4)第3工程で得られた固液分離後の液相に、第二鉄塩化合物を添加し、pHを8〜12に調節した後、高分子凝集剤を添加し、固液分離を行う第4工程であり、
前記第4工程の第二鉄塩化合物が、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、又はこれらの水和物であり、該第二鉄塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して10〜100倍モル量であり、
前記第2工程〜第4工程の高分子凝集剤が、ポリアクリルアミド又はポリアクリル酸ソーダを含む高分子凝集剤である。
また、還元剤として用いる第一鉄塩化合物の添加量が少量であるため、少量の高分子凝集剤の添加で沈降分離が短時間で容易になる。その為、固相であるスラッジ量が少なくなりスラッジの脱水処理も容易になる。
さらに、固形分は、セメント原料としての再利用が可能になる。
本発明の第1工程は、セメントキルン抽気ダストに水を加えてスラリー化した後、固液分離する工程である。この工程で、塩化カリウム、塩化ナトリウム、及び塩化カルシウム等のアルカリ金属塩を溶出させ固相として捕集する。抽気ダストの主成分は、アルカリ金属塩であることから、生成スラリーは高pH値を示す。水の添加量は固液分離した液相の塩素濃度が2質量%以下になるように加える。一般に海水の塩素濃度は0.005〜2質量%であり、液相の塩素濃度が2質量%以下であれば、処理排水をそのまま放流可能である。
この工程で、鉛、カドミウム、クロム等の重金属、並びに一部の4価セレンを、水酸化鉄及び水酸化アルミニウムと共沈させ、固相として捕集する。
第二鉄塩化合物の添加量は、原水中の6価セレンに対して、鉄イオン換算で3〜7倍モル量、好ましくは4〜6倍モル量である。
アルミニウム塩化合物としては、例えば、塩化アルミニウム、塩化アルミニウム・六水和物、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウム・六水和物、硫酸アルミニウム・十水和物等が挙げられる。
アルミニウム塩化合物の添加量は、原水中の6価セレンに対して、鉄イオン換算で2〜6倍モル量、好ましくは3〜5倍モル量である。
第一鉄塩化合物としては、例えば、塩化第一鉄、塩化第一鉄・二水和物、硫酸第一鉄、硫酸第一鉄・四水和物、硫酸第一鉄・五水和物、硫酸第一鉄・七水和物、ポリ硫酸第一鉄等が挙げられる。
第一鉄塩化合物の添加量は、原水に溶存している6価セレン量に対し、鉄イオン換算で150〜300倍モル量、好ましくは170〜250倍モル量、更に好ましくは190〜230倍モル量である。
液相のpH調節剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。pHは8〜12、好ましくは9〜11に調節する。
第二鉄塩化合物としては、例えば、塩化第二鉄、塩化第二鉄・六水和物、硫酸第二鉄、硫酸第二鉄・三水和物、硫酸第二鉄・六水和物、硫酸第二鉄・七水和物、ポリ硫酸第二鉄等が挙げられる。
第二鉄塩化合物の添加量は、原水に溶存している全セレン量に対し、鉄イオン量で10〜100倍モル量、好ましくは20〜80倍モル量添加する。
液相のpH調節剤としては、第3工程同様、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。pHは8〜12、好ましくは9〜11に調節する。
本発明の第1〜4工程で行う固液分離する方法は、一般に行われている方法、例えば、ろ過法、遠心分離法、沈降分離法等を利用することができる。
第4工程の固液分離で重金属およびセレンを排水基準値以下に低減させた液相は、そのpHを中性付近にまで低下させた後、放流することができる。また、第1〜4工程で得られた固相は、鉄を含むため、鉄源としてセメント原料に再利用可能である。
(実施例1)
抽気ダスト125gに水2500gを加え、3時間攪拌しスラリー化した。スラリーは1μmの孔径のメンブランフィルターで固液分離を行い、得られたろ液(以下、原水と称す)のpHは11.6であった。
即ち、原水1に硫酸及び硝酸を添加し、加熱し硫酸白煙発生後、室温まで放冷し、塩酸を加え、90〜100℃で10分間加熱し、放冷し、試料液とした。この試料液を水素化合物発生原子吸光分析装置にて全セレンの定量を行った。また、4価セレンは原水を前処理せず、水素化合物発生原子吸光分析装置にて定量を行った。6価セレンは、全セレンから4価セレンを差し引いた値とした。
全セレン(4価セレンと6価セレン)および6価セレンの含有量は夫々18、5mg/lであった。
次いで塩化アルミニウム・六水和物を0.88ml(原水に溶存している全セレン18mg/lに対しアルミニウムイオン換算で3.9倍モル量)添加して、硫酸を添加しpHを5.5に調節し、30分間攪拌混合した。
次いで高分子凝集剤(ダイヤトリニックス製ダイヤフロックNP800)を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
次いで上記高分子凝集剤を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
上記ろ液を原水の分析方法により定量を行った。全セレンは0.06mg/lであり、水質汚濁防止法に係る排水基準値の0.1mg/lをクリアした。
実施例1の原水250mlに塩化第二鉄・六水和物を1.16ml(原水に溶存している全セレン18mg/lに対し鉄イオン換算で5.1倍モル量)添加して、次いで塩化アルミニウム・六水和物を0.88ml(原水に溶存している全セレン18mg/lに対しアルミニウムイオン換算で3.9倍モル量)添加し、硫酸を添加しpHを5.5に調節して30分間攪拌混合した。次いで高分子凝集剤を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
上記ろ液を、原水の分析方法により定量を行った。全セレンは0.03mg/lであり、水質汚濁防止法に係る排水基準値の0.1mg/lをクリアした。
実施例1の原水250mlに、硫酸第一鉄・七水和物を0.705g(原水に溶存している6価セレン5mg/lの160倍モル量)添加して、硫酸を添加しpHを10に調節して30分間攪拌混合した。次いで実施例1で使用した高分子凝集剤を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
上記ろ液を原水の分析方法により定量を行った。全セレン量は、0.52mg/lであり、水質汚濁防止法に係る排水基準値の0.1mg/lをクリアしなかった。
実施例1で使用した原水250mlに塩化第二鉄・六水和物を1.16ml(原水に溶存している全セレン18mg/lの5.1倍モル量)添加して、次いで塩化アルミニウム・六水和物を0.88ml(原水に溶存している全セレン18mg/lの3.9倍モル量)添加して、硫酸を添加しpHを5.5に調節して30分間攪拌混合した。次いで実施例1で使用した高分子凝集剤を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
上記ろ液を原水の分析方法により定量を行った。全セレン量は0.23mg/lであり、国の排水基準値の0.1mg/lをクリアしなかった。
実施例1の原水250mlに、塩化第二鉄・六水和物を1.16ml(原水に溶存している全セレン18mg/lの5.1倍モル量)添加して、次いで塩化アルミニウム・六水和物を0.88ml(原水に溶存している全セレンの18mg/lの3.9倍モル量)添加して、硫酸を添加しpHを5.5に調節して30分間攪拌混合した。次いで実施例1で使用した高分子凝集剤を1mg/l添加して10分間攪拌混合し、静置10分後にこの処理液を5種Aのろ紙でろ過した。
上記ろ液を原水の分析方法により定量を行った。全セレン量は0.42mg/lであり、水質汚濁防止法に係る排水基準値の0.1mg/lをクリアしなかった。
2 第2工程
3 第3工程
4 第4工程
5 抽気ダスト
6 セメント原料
7 放流水
Claims (3)
- 以下の各工程からなることを特徴とするセメントキルン抽気ダストの処理方法。
(1)セメントキルン抽気ダストに水を加えてスラリー化した後、固液分離する第1工程、
(2)第1工程で得られた固液分離後の液相(以下、原水と称す)に、第二鉄塩化合物を添加し、更にアルミニウム塩化合物を添加した後、pHを4〜8に調節し、高分子凝集剤を添加し、固液分離する第2工程であり、
前記第2工程の第二鉄塩化合物が、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、又はこれらの水和物であり、該第二鉄塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して3〜7倍モル量であり、
前記第2工程のアルミニウム塩化合物が、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、又はこれらの水和物であり、該アルミニウム塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して2〜6倍モル量であり、
(3)第2工程で得られた固液分離後の液相に、第一鉄塩化合物を前記原水中の6価セレンに対して150〜300倍モル量添加し、pHを8〜12に調節した後、高分子凝集剤を添加し、固液分離を行う第3工程であり、
前記第一鉄塩化合物が、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、又はこれらの水和物、又はポリ硫酸第一鉄であり、
(4)第3工程で得られた固液分離後の液相に、第二鉄塩化合物を添加し、pHを8〜12に調節した後、高分子凝集剤を添加し、固液分離を行う第4工程であり、
前記第4工程の第二鉄塩化合物が、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、又はこれらの水和物であり、該第二鉄塩化合物の添加量が、前記原水中の全セレンに対して10〜100倍モル量であり、
前記第2工程〜第4工程の高分子凝集剤が、ポリアクリルアミド又はポリアクリル酸ソーダを含む高分子凝集剤である。 - 前記第1工程において、原水の塩素濃度が2質量%以下になるように水を加える請求項1記載のセメントキルン抽気ダストの処理方法。
- 前記第1〜4工程のいずれか1工程において得られた固液分離後の固相をセメント原料に再利用する請求項1または2記載のセメントキルン抽気ダストの処理方法。
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