JP5916936B1 - Heavy metal separation system - Google Patents
Heavy metal separation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5916936B1 JP5916936B1 JP2015236275A JP2015236275A JP5916936B1 JP 5916936 B1 JP5916936 B1 JP 5916936B1 JP 2015236275 A JP2015236275 A JP 2015236275A JP 2015236275 A JP2015236275 A JP 2015236275A JP 5916936 B1 JP5916936 B1 JP 5916936B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tank
- magnetic powder
- heavy metal
- magnet
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 94
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021331 inorganic silicon compound Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Removal Of Floating Material (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
【課題】磁性粉を用い処理対象物中の重金属を低コストかつ効率的に分離回収する重金属分離システムを提供する。【解決手段】この重金属分離システム100は、重金属成分を上澄み液中に溶出させ処理対象物と分離する第1槽30と、重金属成分を含有する上澄み液中に磁性粉を混合攪拌する第2槽40と、棒状磁石62によって重金属成分を磁性粉ごと移送する磁石部60と、酸性溶液によって磁性粉と重金属成分との吸着状態を解消する第3槽50と、重金属成分と磁性粉とを分離する磁性粉回収部70と、を有し、これらが機能的に動作することで、焼却灰等の処理対象物中の重金属を低コスト且つ効率良く分離回収することができる。【選択図】図1A heavy metal separation system for separating and recovering heavy metals in a processing object at low cost and using magnetic powder is provided. A heavy metal separation system includes a first tank for eluting a heavy metal component in a supernatant liquid and separating the heavy metal component from a processing target, and a second tank for mixing and stirring magnetic powder in the supernatant liquid containing the heavy metal component. 40, a magnet part 60 for transferring the heavy metal component together with the magnetic powder by the rod-shaped magnet 62, a third tank 50 for eliminating the adsorption state of the magnetic powder and the heavy metal component by the acidic solution, and the heavy metal component and the magnetic powder are separated. And a magnetic powder recovery unit 70, which function functionally, can separate and recover heavy metals in the processing object such as incinerated ash at low cost and efficiently. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、廃棄物の焼却灰、下水処理汚泥、汚水等の処理対象物中に含まれる重金属成分を分離する重金属分離システムに関するものである。 The present invention relates to a heavy metal separation system that separates heavy metal components contained in an object to be treated such as waste incineration ash, sewage treatment sludge, and sewage.
家庭ゴミや産業廃棄物の焼却灰、下水処理汚泥、その他の廃棄物汚泥、汚水等には、亜鉛、銅、マンガン、鉛、カドミウム、クロム等の重金属が含まれている場合がある。そして、これら重金属は自然環境や健康に悪影響を与える虞があり、そのまま埋立てや再利用に用いることは好ましいものではない。このため、例えば重金属を含有する焼却灰等はセメント固化法や溶融固化法等により処理される。しかしながら、セメント固化は近年の酸性雨によって重金属成分が溶出する可能性がある。また、溶融固化は高温処理のため高コストであり、また一部の重金属は揮発するという問題点がある。これらの問題点に関し、下記[特許文献1]には、磁性粉を用いて重金属成分を分離回収する方法に関する発明が開示されている。 Household waste and industrial waste incinerated ash, sewage treatment sludge, other waste sludge, sewage, and the like may contain heavy metals such as zinc, copper, manganese, lead, cadmium, and chromium. And these heavy metals may adversely affect the natural environment and health, and it is not preferable to use them for landfill and reuse as they are. For this reason, for example, incinerated ash containing heavy metals is treated by a cement solidification method, a melt solidification method, or the like. However, in cement solidification, heavy metal components may be eluted by acid rain in recent years. In addition, melt solidification is expensive due to high temperature treatment, and some heavy metals volatilize. Regarding these problems, the following [Patent Document 1] discloses an invention relating to a method for separating and recovering heavy metal components using magnetic powder.
しかしながら、[特許文献1]には磁性粉を用いた重金属成分の分離回収方法が記載されているのみであって、重金属成分を低コストで効率良く分離回収するシステム構成に関する具体的な記載はない。 However, [Patent Document 1] only describes a method for separating and recovering heavy metal components using magnetic powder, and there is no specific description regarding a system configuration for efficiently separating and recovering heavy metal components at low cost. .
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性粉を用い処理対象物中の重金属を低コストかつ効率的に分離回収する重金属分離システムを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the heavy metal separation system which isolate | separates and collects the heavy metal in a process target object at low cost using magnetic powder.
本発明は、
(1)攪拌手段32を備え重金属成分を含有する処理対象物を水中で攪拌する第1槽30と、
前記第1槽30の下方に設けられた第1沈殿槽34と、
前記第1沈殿槽34と前記第1槽30との間を開閉する第1開閉手段36と、
前記第1沈殿槽34内の沈殿物を排出する第1排出部と、
前記第1槽30内の上澄み液を送出する送出手段と、
攪拌手段42を備え前記送出手段から送出された上澄み液と磁性粉とを攪拌する第2槽40と、
前記第2槽40内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部60と、
前記磁石部60を移送する移送手段66と、
前記第2槽40の下方に設けられた第2沈殿槽44と、
前記第2沈殿槽44と前記第2槽40との間を開閉する第2開閉手段46と、
前記第2沈殿槽44内の沈殿物を排出する第2排出部と、
前記磁石部60が出し入れ可能な第3槽50と、
前記磁石部60の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記第3槽50内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段80と、
前記第3槽50の下方に設けられた第3沈殿槽54と、
前記第3沈殿槽54と前記第3槽50との間を開閉する第3開閉手段56と、
前記第3沈殿槽54内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する第3排出部と、
前記第3排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部70と、を有し、
前記磁石部60は、複数の棒状磁石62と、前記複数の棒状磁石62を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部64と、を有することを特徴とする重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
(2)棒状磁石62が第2槽40の内形寸法の80%〜90%の位置まで設けられ、かつ5cm〜10cmの等間隔で配列固定されることを特徴とする上記(1)記載の重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
(3)棒状磁石62が、側面に磁着面を備えた永久磁石であり、
消磁手段80が、前記棒状磁石62を挿入可能な鞘管82と、前記鞘管82を前記棒状磁石62から抜き差しする着脱機構84と、を有し、
前記棒状磁石62を鞘管82に収めた状態で第2層40内の磁性粉を重金属成分ごと前記鞘管82表面に磁着するとともに、第3槽50中の酸性溶液に浸漬した状態で前記鞘管82から棒状磁石62を抜くことで磁着を解除し前記磁性粉を前記第3槽50中内に脱落させることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
(4)棒状磁石62が電磁石であり、消磁手段80が前記棒状磁石62への通電をオン・オフするスイッチ機構88であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
(5)第1槽30、第2槽40の攪拌手段32、42が、槽の下部に設けられたパルセータ型の皿状羽根車であることを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
(6)第3槽50内に浮上する無機珪素を含む浮上物を回収する浮上物質回収配管58を前記第3槽50の液面近傍に備えることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の重金属分離システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
The present invention
(1) a
A
First opening / closing means 36 for opening / closing between the
A first discharge part for discharging the precipitate in the
A delivery means for delivering the supernatant liquid in the
A
A
Transfer means 66 for transferring the
A
Second opening and closing means 46 for opening and closing between the
A second discharge part for discharging the precipitate in the
A
Demagnetizing means 80 for releasing the magnetic adhesion of the
A
Third opening and closing means 56 for opening and closing between the
A third discharger for discharging the magnetic powder precipitated in the third settling
A magnetic
The
(2) The rod-
(3) The rod-
The demagnetizing means 80 includes a
The magnetic powder in the
(4) The heavy metal separation according to (1) or (2) above, wherein the rod-
(5) In the above (1) to (4), the stirring means 32, 42 of the
(6) Floating
本発明に係る重金属分離システムによれば、焼却灰等の処理対象物に対し、磁性粉を用いた重金属の分離回収を低コストで効率良く行うことができる。 According to the heavy metal separation system according to the present invention, it is possible to efficiently separate and recover heavy metals using magnetic powder with respect to a processing object such as incineration ash.
本発明に係る重金属分離システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。図1に示す本発明に係る重金属分離システム100は、重金属を含有する処理対象物を水中で攪拌する第1槽30と、この第1槽30の上澄み液を取水し磁性粉と混合攪拌する第2槽40と、この第2槽40中の磁性粉混合水中の重金属成分を磁性粉ごと第3槽50に移送する磁石部60と、磁性粉と重金属成分とを分離する第3槽50と、この第3槽50で分離した沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部70と、を有している。
An embodiment of a heavy metal separation system according to the present invention will be described with reference to the drawings. A heavy
また、第1槽30は下部に攪拌手段32を有するとともに、下側が漏斗状のホッパ部30aとなっている。そして、このホッパ部30aの先には第1開閉手段36を介して第1沈殿槽34が設けられている。尚、第1沈殿槽34には沈殿の状態を目視可能とする観察窓38aもしくは沈殿状態を検知する濁度センサー等の検知手段38bを設けることが好ましい。また、第1沈殿槽34の先側には吐出弁10aとポンプ手段18と排出配管12aとを有する第1排出部が接続する。尚、第1槽30の沈殿物は一般的に高濃度で含水率が低いため、第1排出部のポンプ手段18としては詰りが生じにくい真空ポンプ等を用いることが好ましい。また、第1槽30には、この第1槽30内の上澄み液を送出する送出配管20と開閉弁20aとポンプ手段20bとを備えた送出手段が接続されている。尚、処理対象物が焼却灰の場合には、処理対象物と水との混合液はアルカリ性を示す。よって、これらの部材は耐アルカリ性を有する材質、もしくは耐アルカリ性の表面処理を施すことが装置の経年劣化を防止する面から好ましい。
In addition, the
また、第2槽40は第1槽30と同様に下部に攪拌手段42を有するとともに下側が漏斗状のホッパ部40aとなっている。尚、この攪拌手段42及び第1槽30の攪拌手段32としては、パルセータ型の皿状羽根車を用いることが好ましい。この構成によれば、洗浄等のメンテナンスが楽であることに加え、特に第2槽40では攪拌を行いながら槽内に磁石部60を出し入れすることができ、磁性粉の移送を効率良く行うことができる。また、ホッパ部40aの先には第2開閉手段46を介して第2沈殿槽44が設けられている。そして、第2沈殿槽44の先側には吐出弁10bと排出配管12bとを有する第2排出部が接続する。また第2槽40には、槽内に所定の水を供給する給水配管14と、開閉弁16a及びポンプ手段16bを備え磁性粉分離後の残留水を第1槽30に送出する還流配管16とが接続している。
Moreover, the
また、第3槽50も下側が漏斗状のホッパ部50aとなっており、このホッパ部50aの先側には第3開閉手段56を介して第3沈殿槽54が設けられている。また、第3沈殿槽54の先側には、吐出弁10cとポンプ手段19と排出配管12cとを有する第3排出部が接続する。さらに第3槽50には、開閉弁22aを備え槽内の酸性溶液を回収するための酸性溶液排出配管22と、液面近傍に設けられるとともに開閉弁58aを備え無機珪素等を含む浮上物を回収する浮上物質回収配管58とが接続している。尚、ここでの無機珪素とは無機珪酸、無機珪素化合物等を指す。また、第3槽50では酸性溶液を貯留するため、これらの部材等は耐酸性の材質、もしくは耐酸性の表面処理を施すことが装置の経年劣化を防止する面から好ましい。
Further, the lower side of the
尚、第1開閉手段36、第2開閉手段46、吐出弁10a、10b及び開閉弁20a、16aは、接続する配管に準じた口径を有し、手動及び電気制御により開閉する電磁弁を用いることが好ましい。また、第3開閉手段56、吐出弁10c、開閉弁22a、58aは安価な手動弁を用いることが好ましい。
The first opening / closing means 36, the second opening / closing means 46, the
また磁石部60は、複数の棒状磁石62と、この複数の棒状磁石62を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部64と、を有しており、移送手段66により第2槽40と第3槽50との間を移動する。また、磁石部60は移送手段66によって所定の範囲で上下方向に移動が可能で、これにより磁石部60を第2槽40及び第3槽50内へ出し入れすることができる。
The
ここで、図2を用いて磁石部60の好ましい構成及び外形寸法を説明する。ここで、図2(a)は磁石部60を第2槽40に入れた状態の模式的な平面図であり、図2(b)は模式的な側面図である。図2(a)、(b)に示すように、棒状磁石62は所定の長さを有し、上端側が保持部64に固定されて下方に垂下するように固定される。この棒状磁石62に用いる磁石には特に限定は無く、周知のフェライト磁石、希土類磁石等の永久磁石や電磁石を用いることができる。また、棒状磁石62の径にも特に限定は無くφ50mm程度のものを用いることが好ましい。さらに、棒状磁石62は第2槽40内の全体に略均等に挿入されることが磁性粉の回収効率の面から好ましい。よって、磁石部60の両最外部に位置する棒状磁石62間の距離L1は、第2槽40の内径寸法(第2槽40が角形の場合には各辺の内寸)L2の80%〜90%とすることが好ましい。また、棒状磁石62の保持部64への設置本数、設置間隔は棒状磁石62の磁力によって適宜設定され、棒状磁石62の磁力が比較的弱い場合には密に配列し、比較的強い場合には疎に配列する。ただし、一般的な棒状磁石62であれば概ね5cm〜10cm程度の範囲で等間隔に保持部64に配列固定することが好ましい。尚、棒状磁石62に永久磁石を用いる場合には、面積の広い側面が磁着面として機能する径方向着磁の磁石を用いた方が磁性粉の回収効率の面から好ましい。そして、径方向着磁の棒状磁石62を用いた場合、棒状磁石62を第2槽40のなるべく深くまで浸漬することが好ましい。よって、棒状磁石62の長さはホッパ部40aの上位置から液面までの距離Tよりも長くすることが好ましい。また、棒状磁石62が電磁石の場合には、磁着面である端面が第2槽40の中程に位置する長さが好ましい。また、磁着面である端面が第2槽40内の全体に分布するよう異なる長さの棒状磁石62を配列するようにしても良い。
Here, the preferable structure and external dimension of the
また、磁石部60には磁性粉の磁着を解除する消磁手段80が設けられる。ここで、図3に消磁手段80の一例を示す。先ず、棒状磁石62が永久磁石の場合の消磁手段80としては、図3(a)に示すように、棒状磁石62と同数で同位置に配列固定され、棒状磁石62が挿入可能で自身は磁力を有さない鞘管82と、これら鞘管82を棒状磁石62から抜き差しする着脱機構84と、を備えるものが好ましい。また、棒状磁石62が電磁石の場合の消磁手段80としては、図3(b)に示すように、棒状磁石62を励磁するコイル86への通電をオン・オフするスイッチ機構88とすることが好ましい。尚、電磁石の棒状磁石62及び鞘管82は第3槽50にて酸性溶液に浸漬するため、耐酸性の材質、もしくは耐酸性の表面処理を施すことが好ましい。
Moreover, the
また、磁性粉回収部70は、排出配管12cから吐出した第3槽50の沈殿物を受ける受け槽72と、沈殿物中の磁性粉を分離回収する磁性粉分離手段74と、を有している。尚、磁性粉分離手段74としては周知の永久磁石、電磁石、もしくは周知のフィルタ等を用いることができる。そして、磁性粉分離手段74に永久磁石を用いる場合には鞘管やカバー板等の消磁手段を備え、電磁石の場合には磁性粉分離手段74を励磁するコイルへの通電をオン・オフするスイッチ機構を備えることが好ましい。
The magnetic
次に、本発明に係る重金属分離システム100の動作を説明する。先ず、第1開閉手段36、開閉弁20aを閉じた状態で、焼却灰、下水処理汚泥、汚水等の処理対象物を所定量第1槽30に投入する。処理対象物の投入方法は圧送、ベルトコンベア、ホッパ等による落下等、如何なる手法を用いても良い。
Next, the operation of the heavy
次に、第1槽30に水を供給する。この際、供給する水は第2槽40内の磁性粉分離後の残留水をpH7〜8程度の中性に調整して用いることが好ましい。この場合、第2槽40側の開閉弁16aを電気制御もしくは手動にて開状態とし、ポンプ手段16bを起動して還流配管16を通して第2槽40内の残留水を第1槽30に供給する。また、残留水が不足した場合等には、図示しない給水配管から市水もしくは工業用水を供給するようにしても良い。また、処理対象物が汚水の場合には、汚水の濃度に応じて適宜これらの水を供給する。尚、処理対象物が焼却灰の場合、その給水量は概ね処理対象物の重量の4倍〜5倍程度とすることが好ましい。
Next, water is supplied to the
第1槽30に水及び処理対象物が投入されると、攪拌手段32が動作して処理対象物を水中に攪拌する。このときの攪拌手段32の回転数及び攪拌時間は第1槽30の容量、処理対象物の種類及び量、水の量、攪拌手段32の能力等にもよるが概ね200rpm〜3000rpmで30min程度とすることが好ましい。尚、処理対象物が焼却灰の場合には、処理対象物との混合水はアルカリ性となる。そして、この攪拌により、処理対象物中の重金属成分はこの混合水中に溶解する。
When water and the processing object are put into the
次に、攪拌手段32を停止するとともに、第1開閉手段36を電気制御もしくは手動にて開状態とする。このとき吐出弁10aは閉じた状態にある。そして、この状態で3min〜60min静置する。これにより、処理対象物は開状態にある第1開閉手段36を通って第1沈殿槽34内に沈殿する。この処理対象物の沈殿状態は観察窓38aによる目視や検知手段38bによってモニタされる。そして、処理対象物が第1沈殿槽34内に十分に沈殿したと判断された場合、第1開閉手段36を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。そして、第1排出部の吐出弁10aを電気制御もしくは手動にて開状態とした後、ポンプ手段18を起動する。これにより、第1沈殿槽34内に沈殿した処理対象物は第1排出部の排出配管12aを通して所定の槽に排出される。尚、処理対象物に含まれる重金属成分、無機珪素等の鉱物類、塩類等は、第1槽30内の上澄み液中に溶出しているため、沈殿した処理対象物はこれらの成分をほとんど含まず、特に重金属成分は環境省の基準以下となる。よって、第1排出部で排出された処理対象物は、所定の埋立て処理等が可能である他、例えば焼却灰の場合にはセメントやコンクリートブロックの材料として再利用することができる。
Next, the stirring means 32 is stopped, and the first opening / closing means 36 is opened by electrical control or manually. At this time, the
また、第1開閉手段36の閉塞後、送出手段の開閉弁20aが電気制御もしくは手動にて開状態とされ、ポンプ手段20bが起動する。この際、第2槽40の第2開閉手段46、開閉弁16aは閉じた状態にある。これにより、重金属成分等が溶解した第1槽30の上澄み液は送出配管20を通して第2槽40に送出される。上澄み液の送出が完了すると、開閉弁20aは閉塞し、ポンプ手段20bは停止する。
After the first opening / closing means 36 is closed, the opening /
次に、第2槽40に送出された上澄み液には給水配管14から市水もしくは工業用水が給水され、これにより上澄み液のpHは中性に調整される。次に、pHの調整された上澄み液に磁性粉を所定量投入するとともに攪拌手段42を起動して上澄み液と磁性粉とを混合攪拌する。攪拌手段42による攪拌時間は第2槽40の容量や攪拌手段42の能力にもよるが概ね10min程度である。また、このとき使用する磁性粉としてはフェライトやマグネタイトのような磁性酸化物粉末、磁性を有する金属粉等、如何なるものを用いても良い。また、磁性粉の平均粒径は100μm以下が好ましく、特に10nm〜500nmが好ましい。また、磁性粉の投入量は処理対象物の重量に対して1wt%〜100wt%が好ましく、特に10wt%程度が好ましい。尚、磁性粉の製造方法としては、湿式酸化法等の周知の製造方法を用いることができる。そして、上澄み液中に溶解した重金属成分はpHが中性に調整されることで析出し、電気的な引力等によって磁性粉に吸着する。また、上澄み液中に無機珪素が存在する場合には、これも磁性粉に吸着する。尚、pHを中性に調整することで磁性粉と重金属成分との吸着力は増大する。
Next, city water or industrial water is supplied from the
次に、攪拌手段42の回転数を下げ磁性粉が第2槽40の底に堆積しない程度に攪拌しながら、移送手段66を動作させ磁石部60を第2槽40内の磁性粉混合水中に浸漬する。これにより、棒状磁石62の磁着面もしくは鞘管82の表面に磁性粉が重金属成分等を吸着したまま磁着する。
Next, while lowering the rotation speed of the stirring means 42 and stirring to such an extent that magnetic powder does not accumulate on the bottom of the
次に、移送手段66は磁石部60を第2槽40内から取り出し、第3槽50上に移動させて第3槽50中に浸漬する。このとき第3開閉手段56は開いた状態にあり、また吐出弁10c、開閉弁22a、58aは閉じた状態にある。尚、第3槽50中には所定の酸性溶液が貯留されている。この酸性溶液に用いる酸としては塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸類が好ましく、特に硝酸を4倍程度の水で希釈して用いることが好ましい。
Next, the transfer means 66 takes out the
次に、消磁手段80を動作させ磁石部60の磁性粉の磁着を解除する。例えば、図3(a)に示す鞘管82を用いた消磁手段80では、着脱機構84を保持して鞘管82を第3槽50の酸性溶液中に浸漬したまま磁石部60を上昇させる。これにより、棒状磁石62は鞘管82内から抜き出されて鞘管82表面の磁性粉の磁着は解除される。これにより、磁性粉及び重金属成分等は第3槽50の酸性溶液中に脱落する。磁性粉が脱落した鞘管82は着脱機構84によって上昇し、第3槽50から取り出されるとともに棒状磁石62に着用される。また、図3(b)に示す電磁石で構成された棒状磁石62に対する消磁手段80では、棒状磁石62を酸性溶液中に浸漬したままスイッチ機構88をオフする。これにより、棒状磁石62を励磁するコイル86への通電が停止し、磁性粉の磁着は解除される。これにより、磁性粉及び重金属成分等は第3槽50の酸性溶液中に脱落する。その後、磁石部60は移送手段66によって第3槽50から取り出される。そして、スイッチ機構88がオンし、棒状磁石62は磁石として再び機能する。
Next, the demagnetizing means 80 is operated to release the magnetic adhesion of the
この磁石部60による磁性粉及び重金属成分等の第2槽40から第3槽50への移送は、棒状磁石62に磁着する磁性粉が無くなるまで5回〜6回繰り返し行われる。そして、第3槽50内に脱落した磁性粉及び重金属成分等は酸性溶液によって吸着状態が解除され分離する。
The transfer of the magnetic powder and heavy metal components from the
また、磁石部60によって磁性粉が移送された第2槽40中の残留水には例えばカルシウム系の凝固剤が所定量投入される。これにより残留水中に残存する塩類等が例えば塩化カルシウムとなって凝固する。塩類等が凝固すると、攪拌手段42が停止するとともに第2開閉手段46が電気制御もしくは手動にて開状態とされる。このとき、吐出弁10bは閉状態にある。そして、この状態で静置する。これにより、塩類等の凝集物は開状態にある第2開閉手段46を通って第2沈殿槽44内に沈殿する。そして、所定の時間が経過して凝集物が第2沈殿槽44内に十分に沈殿した後、第2開閉手段46を電気制御もしくは手動にて閉状態とする。次に、第2排出部の吐出弁10bを電気制御もしくは手動にて開状態とする。これにより、第2沈殿槽44内に沈殿した凝集物は第2排出部の排出配管12bを通して所定の槽に排出される。排出された凝集物はその物質に応じたしかるべき処理に付される。また、塩類等の凝集物が分離除去された残留水は前述のように開閉弁16a、ポンプ手段16bにより還流配管16を通して適宜第1槽30に供給され再利用される。この際、残留水は水道水(市水)または工業用水等で希釈され、pHが中性程度に調整される。
In addition, for example, a predetermined amount of calcium-based coagulant is added to the residual water in the
また、第3槽50に移送された磁性粉及び重金属成分等は酸性溶液中で24hr程度静置される。これにより、磁性粉及び重金属成分は開状態にある第3開閉手段56を通って第3沈殿槽54内に沈殿する。また、無機珪素等は気泡を伴って第3槽50の表面に浮上する。そして、所定の時間が経過して磁性粉及び重金属成分が第3沈殿槽54内に十分に沈殿し無機珪素等が浮上すると、第3開閉手段56を閉塞するとともに第3排出部の吐出弁10cを開状態とし、ポンプ手段19を起動する。これにより、第3沈殿槽54内に沈殿した磁性粉及び重金属成分は第3排出部の排出配管12cを通して磁性粉回収部70の受け槽72に排出される。また、これと前後して開閉弁58aが開くとともに浮上物質回収配管58に接続した図示しないポンプ手段が起動する。これにより、無機珪素を含む浮上物が浮上物質回収配管58を通して所定の槽に排出される。排出された浮上物はその物質に応じたしかるべき処理に付される。尚、沈殿物と浮上物の排出された酸性溶液はそのまま再使用されるとともに、適宜、酸性溶液排出配管22を通して回収される。
Further, the magnetic powder and heavy metal components transferred to the
受け槽72に排出された磁性粉及び重金属成分は磁性粉分離手段74によって分離される。ここで、磁性粉分離手段74に磁石を用いた場合、受け槽72に排出された磁性粉及び重金属成分に磁性粉分離手段74を近接もしくは接触させる。これにより、磁性粉分離手段74に磁性粉が磁着する。この磁性粉の分離は湿式で行っても良いし、乾燥後に乾式で行っても良い。尚、磁性粉と重金属成分は酸性溶液によって分離されているため、磁性粉分離手段74には磁性粉のみが磁着し、他の重金属成分等は受け槽72側に残留する。そして、磁性粉分離手段74に磁着した磁性粉は磁性粉分離手段74の消磁手段によって磁性粉分離手段74から脱落し回収される。尚、回収された磁性粉は適宜水洗・乾燥等が施され、再利用される。また、受け槽72に残留した重金属成分はしかるべき廃棄処理もしくは周知の方法により物質ごとに分離され再利用される。
The magnetic powder and heavy metal components discharged to the receiving
以上のように、本発明に係る重金属分離システム100は、重金属成分を上澄み液中に溶出させ処理対象物と分離する第1槽30と、重金属成分を含有する上澄み液中に磁性粉を混合攪拌する第2槽40と、棒状磁石62によって重金属成分を磁性粉ごと移送する磁石部60と、酸性溶液によって磁性粉と重金属成分との吸着状態を解消する第3槽50と、重金属成分と磁性粉とを分離する磁性粉回収部70と、を有し、これらが機能的に動作することで、焼却灰等の処理対象物中の重金属を低コスト且つ効率良く分離回収することができる。
As described above, the heavy
尚、本例で示した重金属分離システム100の各部の構成、形状、動作、各条件、配管経路等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
It should be noted that the configuration, shape, operation, conditions, piping route, etc. of each part of the heavy
30 第1槽
32、42 攪拌手段
34 第1沈殿槽
36 第1開閉手段
40 第2槽
44 第2沈殿槽
46 第2開閉手段
50 第3槽
54 第3沈殿槽
56 第3開閉手段
58 浮上物質回収配管
60 磁石部
62 棒状磁石
64 保持部
66 移送手段
70 磁性粉回収部
80 消磁手段
82 鞘管
84 着脱機構
88 スイッチ機構
100 重金属分離システム
30 1st tank
32, 42 Stirring means
34 First sedimentation tank
36 First opening / closing means
40 Second tank
44 Second sedimentation tank
46 Second opening / closing means
50 3rd tank
54 Third sedimentation tank
56 Third opening / closing means
58 Floating substance recovery piping
60 Magnet part
62 Bar magnet
64 Holding part
66 Transfer means
70 Magnetic powder recovery unit
80 Degaussing means
82 sheath tube
84 Detachment mechanism
88 Switch mechanism
100 Heavy metal separation system
Claims (6)
前記第1槽の下方に設けられた第1沈殿槽と、
前記第1沈殿槽と前記第1槽との間を開閉する第1開閉手段と、
前記第1沈殿槽内の沈殿物を排出する第1排出部と、
前記第1槽内の上澄み液を送出する送出手段と、
攪拌手段を備え前記送出手段から送出された上澄み液と磁性粉とを攪拌する第2槽と、
前記第2槽内に出し入れ可能で前記磁性粉を重金属成分ごと磁着する磁石部と、
前記磁石部を移送する移送手段と、
前記第2槽の下方に設けられた第2沈殿槽と、
前記第2沈殿槽と前記第2槽との間を開閉する第2開閉手段と、
前記第2沈殿槽内の沈殿物を排出する第2排出部と、
前記磁石部が出し入れ可能な第3槽と、
前記磁石部の磁着を解除して前記磁性粉を重金属成分ごと前記第3槽内の酸性溶液中に脱落させる消磁手段と、
前記第3槽の下方に設けられた第3沈殿槽と、
前記第3沈殿槽と前記第3槽との間を開閉する第3開閉手段と、
前記第3沈殿槽内に沈殿した磁性粉を重金属成分ごと排出する第3排出部と、
前記第3排出部によって排出された沈殿物から磁性粉を分離する磁性粉回収部と、を有し、
前記磁石部は、複数の棒状磁石と、前記複数の棒状磁石を所定の間隙を取って鉛直方向に配列固定する保持部と、を有することを特徴とする重金属分離システム。 A first tank that is equipped with a stirring means and stirs a processing object containing a heavy metal component in water;
A first settling tank provided below the first tank;
First opening and closing means for opening and closing between the first sedimentation tank and the first tank;
A first discharger for discharging the precipitate in the first settling tank;
A delivery means for delivering the supernatant liquid in the first tank;
A second tank comprising stirring means and stirring the supernatant liquid and magnetic powder sent from the sending means;
A magnet part that can be put in and out of the second tank and magnetizes the magnetic powder together with the heavy metal component;
Transfer means for transferring the magnet part;
A second settling tank provided below the second tank;
Second opening and closing means for opening and closing between the second sedimentation tank and the second tank;
A second discharger for discharging the precipitate in the second settling tank;
A third tank in which the magnet part can be taken in and out;
Demagnetization means for releasing the magnetic adhesion of the magnet part and dropping the magnetic powder together with the heavy metal component into the acidic solution in the third tank;
A third settling tank provided below the third tank;
Third opening and closing means for opening and closing between the third precipitation tank and the third tank;
A third discharger for discharging the magnetic powder precipitated in the third settling tank together with the heavy metal component;
A magnetic powder recovery unit for separating the magnetic powder from the precipitate discharged by the third discharge unit,
The magnet part has a plurality of bar magnets and a holding part for arranging and fixing the plurality of bar magnets in a vertical direction with a predetermined gap.
消磁手段が、前記棒状磁石を挿入可能な鞘管と、前記鞘管を前記棒状磁石から抜き差しする着脱機構と、を有し、
前記棒状磁石を鞘管に収めた状態で第2層内の磁性粉を重金属成分ごと前記鞘管表面に磁着するとともに、第3槽中の酸性溶液に浸漬した状態で前記鞘管から棒状磁石を抜くことで磁着を解除し前記磁性粉を前記第3槽中内に脱落させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の重金属分離システム。 The rod-shaped magnet is a permanent magnet having a magnetically attached surface on its side surface,
The demagnetizing means has a sheath tube into which the rod-shaped magnet can be inserted, and an attaching / detaching mechanism for inserting and removing the sheath tube from the rod-shaped magnet,
The magnetic powder in the second layer is magnetically deposited on the surface of the sheath tube together with the heavy metal components in the state where the rod-shaped magnet is housed in the sheath tube, and the rod-shaped magnet from the sheath tube is immersed in the acidic solution in the third tank. The heavy metal separation system according to claim 1, wherein the magnetic powder is released by removing the magnetic powder and the magnetic powder is dropped into the third tank.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015236275A JP5916936B1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | Heavy metal separation system |
CN201680005178.2A CN107107073B (en) | 2015-12-03 | 2016-11-07 | Heavy metal piece-rate system |
PCT/JP2016/082945 WO2017094448A1 (en) | 2015-12-03 | 2016-11-07 | Heavy metal separation system |
TW105136719A TWI603923B (en) | 2015-12-03 | 2016-11-10 | Heavy metal separation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015236275A JP5916936B1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | Heavy metal separation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5916936B1 true JP5916936B1 (en) | 2016-05-11 |
JP2017100094A JP2017100094A (en) | 2017-06-08 |
Family
ID=55951944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015236275A Expired - Fee Related JP5916936B1 (en) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | Heavy metal separation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5916936B1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6680742B2 (en) * | 2017-10-31 | 2020-04-15 | 大研医器株式会社 | Magnetic particle collection method and test set |
CN108326013B (en) * | 2018-02-23 | 2020-12-18 | 嘉兴觅特电子商务有限公司 | Medium-sized domestic waste treatment device |
CN108911353A (en) * | 2018-08-07 | 2018-11-30 | 章嘉华 | A kind of multiple copper-stripping reaction pond |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5120468A (en) * | 1974-08-09 | 1976-02-18 | Toyo Kasei Kogyo Co Ltd | Haiekichuno jukinzokujokyoho |
JPH0871597A (en) * | 1994-09-06 | 1996-03-19 | Ishigaki Mech Ind Co | Separation of harmful metal in sludge |
JP2011137786A (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Beckman Coulter Inc | Analyzer |
-
2015
- 2015-12-03 JP JP2015236275A patent/JP5916936B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5120468A (en) * | 1974-08-09 | 1976-02-18 | Toyo Kasei Kogyo Co Ltd | Haiekichuno jukinzokujokyoho |
JPH0871597A (en) * | 1994-09-06 | 1996-03-19 | Ishigaki Mech Ind Co | Separation of harmful metal in sludge |
JP2011137786A (en) * | 2010-01-04 | 2011-07-14 | Beckman Coulter Inc | Analyzer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017100094A (en) | 2017-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017094448A1 (en) | Heavy metal separation system | |
JP6358519B1 (en) | Soil purification system | |
JP5916936B1 (en) | Heavy metal separation system | |
US20050258103A1 (en) | Methods for removing heavy metals from water using chemical precipitation and field separation methods | |
JPS5895581A (en) | Method and device for separating suspension by waste water treatment | |
JP6116733B1 (en) | Heavy metal separation system | |
US20080073281A1 (en) | Method and Apparatus for Batch Treating Water Utilizing Magnetic Separation | |
JP2019098312A (en) | Soil remediation system | |
JP6868755B2 (en) | Soil purification system | |
KR20160054982A (en) | High-rate coagulative precipitation method for coagulated sludge using magnetism | |
JP2019098313A (en) | Soil remediation system | |
JP2009136812A (en) | Recovering clarification method of incineration ash, soil or the like containing harmful substance | |
JP2006000718A (en) | Magnetic separation and cleaning apparatus | |
CN101500949A (en) | Method and device for eliminating foreign matters present in dissolved form from waste water | |
JP2020011223A (en) | Soil remediation system | |
JP2020011219A (en) | Soil purification system | |
JP2020011224A (en) | Soil purification system | |
JP2014057920A (en) | Water treatment method | |
JP6678353B2 (en) | Soil purification system | |
JP6769589B2 (en) | Soil purification system | |
JP2013010084A (en) | Water purification process and water purifying apparatus thereof | |
JP6723503B2 (en) | Soil purification system | |
JP2020011218A (en) | Soil purification system | |
JP2020011222A (en) | Soil remediation system | |
JP2008018319A (en) | Attraction and removal method of suspended particle, and attraction and removal apparatus therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20160324 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5916936 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |