JPS5815028B2

JPS5815028B2 - シアン含有廃水の処理方法

Info

Publication number: JPS5815028B2
Application number: JP233780A
Authority: JP
Inventors: 五明昇; 田中喜一
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1980-01-12
Filing date: 1980-01-12
Publication date: 1983-03-23
Also published as: JPS56100684A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、シアン化ナトリウム、シアン化カリウム、
シアン化軽・重金属塩２重金属シアノ錯塩等のシアンを
含有する廃水を処理する方法に関するものである。

一般に、シアン含有廃水を処理するにあたって従来から
、塩素ガス、次亜塩素酸ソーダ等を用いて酸化分解処理
する方法、電解酸化法、オゾン酸化法等がとられている
が、これらの処理方法においては、処理後におけるシア
ンの残留成分を皆無とすることは非常に困難であり、し
かもその処理費用がかさむ等の問題があった。

この発明は、このような問題を解決するために考えられ
たものであって、界面活性剤を添加した液状炭化水素油
に対してシアン含有廃水を１〜４０重量％の範囲で混入
して乳化混合し、油中水滴型エマルジョン燃料を生成せ
しめ、これを噴霧燃焼させることにより、シアンを完全
に熱分解して処理する方法である。

一般に燃料油を噴霧燃焼するに際しては、噴霧の微粒子
化が非常に重要となるが、燃料油にシアン含有廃水を混
入させて噴霧燃焼する場合は、特にシアンを完全に分解
させるためにも、その微粒子化は重要な問題である。

単に燃料油にシアン含有廃水を混入させても、燃料油の
噴霧性能に悪影響を及ぼし、断続燃焼を起こして、正常
に定常燃焼させることが困難となる。

また、燃料油中の水分含有率が１０〜４０係にもなれば
、当然燃焼は困難であり、いうまでもなくシアン含有廃
水を燃料油に対して４０係近く混入させ、燃焼処理し、
そのシｆ″ン成分を完全に分解させることは不可能であ
る。

この発明のシアン含有廃水の処理方法は、燃料油に界面
活性剤を添加し、そしてシアン含有廃水を混入させ乳化
混合し、油中水滴型エマルジョン燃料を生成させること
によって、水の分散平均粒子径を２μ程度に微粒子化し
、噴霧燃焼させるようにしたものである。

このエマルジョン燃料油が燃焼する場合、その燃焼温度
は１３００〜１５００℃になっており、そのためエマル
ジョン燃料油中のシアンは、燃焼によって完全に熱分解
するのである。

次にこの発明のシアン含有廃水の処理方法を具体的に説
明する。

この発明の油中水滴型エマルジョン燃料は、液状炭化水
素油に０．０１〜５．０重量％の界面活性剤を添加し、
液状炭化水素油に対してシアン含有廃水を混入したもの
であり、その液状炭化水素油とシアン含有廃水の重量比
率を６０：４０〜９９：１までの範囲に調整した組成で
あって、各種混合乳化機（デイゾルバ、ホモミキサ、コ
ロイドミル。

超音波ホモジナイザ、モーションレスミキサ、フイスカ
リンその他）によって乳化混合し、そのエマルジョン中
の水の分散平均粒子径を０．１〜５０μの範囲に調整し
たものである。

使用する乳化用の界面活性剤としては、陰イオン系（脂
肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩。

アルキルベンゼンスルホン酸塩、ナフタリンスルホン酸
ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩等）、
陽イオン系（ポリオキシエチレンアルキルアミンが良い
）、非イオン系（ポリオキシエチレングリコールアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレングリコールアルキルフ
ェノールエーテル、ポリオキシエチレングリコール脂肪
酸エステル、ポリオキシエチレンソルビクン脂肪酸エス
テル、ソルビタン脂肪酸エステル等）の群より選ばれた
油中水滴型の乳化性のある界面活性剤である。

この界面活性剤の液状炭化水素油に対する濃度シは、上
記のように０．０１〜５．０重量％の範囲が好マｔ、＜
、０．０１１重量％以下なるとエマルジョン燃料油中の
水の分散平均粒子径を５０μ以下の微粒子にすることが
難しく、噴霧燃焼させる場合、一次空気あるいは二次空
気との均一混合による正シ常燃焼が妨げられて完全燃焼
が困難になり、またエマルジョン燃料油の安全性が著し
く妨げられ、従って、シアンの完全分解は不可能となる
。

一方、その濃度を５．０重量％以上に増加した場合、乳
化効果にはほとんど関係なく、むしろエマルジョン自体
の粘度を上昇させ、好ましくない。

また、陰イオン系界面活性剤を多量に使用した場合、燃
焼排気ガスに悪影響を及ぼすので、界面活性剤の添加量
は、可能な限り少なくすることが望ましい。

液状炭化水素油中の水の分散平均粒子径は、エマルジョ
ン燃料油の安定性からすると、できるだけ微粒化するの
が好ましいが、０．１μ以下にすると、エマルジョンの
粘度が著しく増大するため、噴霧性能を低下させるとい
う悪影響を与える。

従４つて、水の分散平均粒子径は、０．１〜５０μの範
囲が最も好ましい。

また、エマルジョンの粘度は、噴霧性能を低下させない
範囲において３００ＣＰ以下にするのが好ましい。

次にこの発明のシアン含有廃水の処理方法を図面の噴霧
燃焼装置のブロック図に基づいて具体的に説明する。

図面において、１は所定量の乳化用界面活性剤を含有し
た油タンク、２はシアン含有廃水のタンクである。

これらのタンク１，２に鴫助燃剤その他の添加剤を加え
てもよい。

３，４は定量ポンプで、油成分とシアン含有廃水分の所
定組成比に必要な適当量を乳化機５に送出するものであ
る。

ン乳化機５は、超音波ホモジナイザ、パイプラインミキ
サー、モーションレスミキサー等の連続乳化装置である
。

乳化機５によって乳化されたエマルジョン燃料油は、液
面調節装置６へ入り、次にトロコイトポ；ンプあるいは
ギヤポンプ等のポンプ７により、直ちに噴霧燃焼用ノズ
ル８へ送られて微粒子状に噴霧される。

そして−次空気及び二次空気と混合され、燃焼室９内で
燃焼する。

１０．１１は流量調節用バルブであり、噴霧撚１焼用ノ
ズル８での吐出圧を調節する。

１２はその吐出圧を示す圧力計である。

流量調節用バルブ１１１１を絞った場合、ポンプ７より
送られてくるエマルジョン燃料油は、流量調節用バルブ
１０を経由して液面調節装置６へ逆流する。

この液面調節装置６は、噴霧燃焼用ノズル８での吐出量
に応じて、ある一定の液面以下になった場合に定量ポン
プ３，４が作動し、逆にある一定の液面以上になった場
合に定量ポンプ３，４が停止するように液面制御を行な
うものである。

なお、この液面調節装置６を用いなくても、ポンプ３，
４．７を連動することにより、吐出流量を調節すること
は可能である。

以上で説明した燃焼装置を使用して行なったこの発明の
実施例を次に示す。

実施例１灯油１００部に界面活性剤としてポリオキシエチレンド
デシルフェニルエーテル（ＨＬＢ＝１４）０．２部トホ
リオキシエチレンドデシルフェニルエーテル（ＨＬＢ＝
２０）０．２部を溶解し、表１に示す各混合比率でシア
ン化ソーダ１５００ｐｐｍを含む金属熱処理工場廃液
を、パイプミキサーにて回転数３４０Ｏｒｐｍ、乳
化速度３．５１／ｍｉｎで乳化し、表１に示す性状を有
する油中水滴型エマルジョン燃料を得た。

なお、パイプミキサーは、す−ビンの高速回転によって
生じる吸入口と吐出口との間の圧力差を利用して、処理
液を吸入口より吸入し、タービンとステーターからなる
撹拌部の：破砕・衝撃・乱流などの作用によって・混合
・乳化・微粒化・分散処理する撹拌機である。

燃焼条件−圧力噴霧式バーナ装着炉使用噴霧温度２０〜３０℃ 燃焼量６〜７ｔ／Ｈ排ガス０２係４〜１０係分析測定条件− ＨＣＮ：排ガスを水酸化ナトリラム水溶液に捕集し、これを吸光光度定量した。

ＮＯＸ：ＪＩＳＫＯ１０４化学発光法に基づいた。

灰分中のシアン成分：温湯抽出し、これを吸光光度定量した。

粒子径：試料を１０倍の水で希釈し、これを倍率１５０倍で光学顕微鏡を用い写真撮影し、これを４〜５倍に引き伸ばし分。

面測定を行なった。

粘度ニブロックフィールド式粘度計を用いた。

上記表１中の８種類の各試料をそれぞれ噴霧燃焼処理し
た結果、試料番号−１の灯油のみの燃焼１と比較して、
試料番号−２は、常温で正常な噴霧燃焼状態を呈し、排
ガス中にシアンは認められず、またＮＯＸ濃度も試料番
号−１と比較して差は認められなかった。

試料番号−３も試料番号−１及び２と比較して何ら差は
認められなかった。

試料番号−４は、粘度が４ＣＰで、排ガス中のＮＯＸは
８０〜８５ｐｐｍと、試料番号−１，２，３，と異な
るが、極めて小差であり、燃焼には何ら支障はなかった
。

試料番号−５，６は、粘度が５．７ＣＰで、排ガス中の
ＮＯＸは９０〜１１００ｐｐとやはり試料番号−１，２
，３，４と比較して極めて小差であり、燃焼には何ら支
障はなかった。

そして、これらの試料において、排ガス中のシアン（Ｈ
ＣＮ）はいずれも検出されなかった。

また、燃焼後の灰分中にもシアンは検出されなかった。

なお、試料番号−７，８は、断続燃焼を起こしたり、着
火が困難で、正常に定常燃焼させることが不可能であっ
た。

実施例２へ重油１００部に界面活性剤（ドデシルフェノールの１
４モルエチレンオキシド付加物、ＨＬＢ＝１４）０．６
部を溶解し、表２に示す各混合比率で、シアン化カリウ
ム２２００ｐｐｍと苛性ソーダ５０００ｐｐｍを含
む水をパイプミキサーにて回転数３４０Ｏｒｐｍ、乳
化速度３．５Ｌ／ｍｉｎで乳化し、表２に示す性状を有
する油中水滴型エマルジョン燃料を得た。

燃焼条件−圧力噴霧式バーナ装着炉使用噴霧温度３０〜３５℃ 燃焼量６〜７ｔ／Ｈ排ガニ；０２％４〜１０％上記表２中の８種類の各試料をそれぞれ噴霧燃焼処理し
た結果、試料番号−１の重油のみの燃焼と比較して、試
料番号−２は何らその差異が認められず、排ガス中のＮ
ＯＸ濃度も差はなかった。

また、シアンは検出されなかった。

試料番号−３も試料番号−２と比較して、差は認められ
なかった。

同様にして、試料番号４，５．６とシアン含有水分を増
加していくと、これらの試料は、排ガ、ス中のＮＯＸが
若干増加するだけで、それ以外はほとんど差は認められ
なかった。

勿論排ガス中にシアン成分は検出されなかった。

また、燃焼後の灰分中にもシアン成分は検出されなかっ
た。

なお、試料番号−７，８は断続燃焼を起こしたり、着火
。

が困難で、正常に定常燃焼させることは不可能であった
。

実施例３この実施例は、油成分に対する界面活性剤の添加量の変
化によって、エマルジョン燃料油の性状及び燃焼状態が
どのように変化するかを示したものである。

界面活性剤として実施例１に用いたポリオキシエチレン
ドデシルフェニルエーテル（ＨＬＢ＝１４）トホリオキ
シエチレンドデシルフェニルエーテル（ＨＬＢ＝２０）
を同量ずつ溶解し、そして表３に示す灯油に対する比率
で添加し、シアン化ソーダ１５００ｐｐｍを含有する
金属熱処理工場廃液を灯油８０部に対し、て２０部混入
させ、パイプミキサーにて回転数３４０Ｏｒｐｍ、
乳化速度３．５ｔ／ｍｉｎで乳化混合した。

燃焼条件、分析測定条件は実施例１と同一である。

上記表３中の６種類の各燃料をそれぞれ噴霧燃焼処理し
た結果、試料番号−１の界面活性剤を添加しないものは
、エマルジョンを形成せず、排ガス中のＮＯＸも多く、
シアンの含有も認められた。

水分散粒子径は、エマルジョン状態を形成せず、粒子の
形状がこわれていたために測定できなかった。

試料番号−２は、エマルジョンを形成するが、水分散粒
子径が５０μと大きかった。

しかし、排ガス中のＮＯＸ濃度も低く、またシアンの含
有も認められなかった。

試料番号−３，４，５は界面活性剤の添加量が増加した
４、５の粘度の増大と水分散粒子径の微粒化が、３に比
較して目立つが、排ガス中のＮＯＸもシアンもその濃度
に差を認められなかった。

試料番号−６は、水分散粒子径が≧極端に微粒化し、そ
のため粘度の増大も大きく、着火が困難であったり、断
続燃焼を起こしたりして正常に燃焼させることが不可能
であった。

比較例実施例１及び２の油中水滴型エマルジョン燃料と異なる
水中油滴型エマルジョン燃料とエマルジョン状でない単
にシアン含有水成分を油に分散させたものとを作成し、
比較実験を行なった結果を次の表３に示す。

この比較例は、灯油とＡ重油をそれぞれ用い、シアン含
有水成分は実施例１に用いたものを使用し、また、実験
番号−２，４に用いた界面活性剤は、実施例１で用いた
ものと同じもので、油成分に対して同一比率使用した。

なお、燃焼条件等は実施例１と同一である。

上記表４中の結果を実施例１の表１の結果と比較して、
単なる分散水性状のものも水中油滴型エマルジョン性状
のものも、排ガス中のＮＯＸ、シアン共、より多
く含有していることが明らかである。

この比較例の実験結果からも、この発明の油中水滴型エ
マルジョン燃料にしてシアン含有水を噴霧燃焼する方法
が、より優れていることが分る。

。以上で説明したように。

この発明のシアン含有廃水の処理方法は、シアン含有廃
水を界面活性剤を添加した液状炭化水素油に混入して乳
化混合し、油中水滴型エマルジョン燃料を生成し、これ
を噴霧燃焼させることにより、シアンを完全に熱分解。

して処理するものであり、シアンを熱分解して無害とす
ると同時に、窒素酸化物（ＮＯＸ）の発生も増加させな
いという優れた効果を有するのである。

このことは、エマルジョン燃料油の噴霧燃焼の際、３０
〜１５０μの噴霧粒子中の水が加熱により急膨張を起こ
して、噴霧粒子を微細化すること、及び次式に示す水性
ガス反応により、Ｃ＋Ｈ０１０００℃以上ＣＯ＋Ｈ−２
８１Ｋｃａ１２局部高温部分の除去が可能となるので、火炎温度の均−
化及び水の吸熱反応による火炎温度の低下をもたらし、
その結果、窒素酸化物の生成速度及び反応平衡恒数が減
少することによるものと考えられる。

また、この発明は燃料の噴霧以前に、油中にシアン含有
水成分を微粒子状に分散させておくため、噴霧燃焼の際
に火炎と水蒸気との拡散が非常に有効となり、シアンの
熱分解が一層効果的に行なわれるのである。

従って、従来のシアン含有廃水の処理方法より、費用が
少なくてすみ、シアンが完全こと熱分解するのでより処
理が簡便となり、しかも噴霧燃焼方法を取っているので
、その熱源を他に利用することも可能であり、省エネル
ギーにも寄与すること犬である。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明のシアン含有廃水の処理方法に用いる
噴霧燃焼装置のブロック図である。１・・・・・・油タンク、２・・・・・・シアン含有廃
水タンク、３．４．７・・・・・・ポンプ、５・・・・
・・乳化機、６・・・・・・液面調節装置、８・・・・
・・噴霧燃焼用ノズル、９・・・・・・燃焼室。

Claims

【特許請求の範囲】

１液状炭化水素油とシアン含有廃水の重量比率を６０
：４０〜９９：１の範囲内に調整し、液状炭化水素油に
対し、０．０１〜５．０重量％の界面活性剤を添加し乳
化混合して油中水滴型エマルジョン燃料を生成せしめ、
該油中水滴型エマルジョン燃料を噴霧燃焼することを特
徴とするシアン含有廃水の処理方法。