JPWO2019181385A1 - 塩素含有粉体の脱塩処理方法及び塩素含有粉体の脱塩処理装置 - Google Patents
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Abstract
海水等を利用して焼却灰等の塩素含有粉体を脱塩処理するにあたり、その処理を効率的に行う方法を提供する。この脱塩処理装置１は、第１脱塩用洗液供給装置２２と、塩素含有粉体Ｐ１に第１脱塩用洗液Ｗ１を混合してスラリーにするとともに、塩素を溶出させるための溶出槽２と、溶出槽２で処理されたスラリーＳ１を固液分離して第１脱塩ケーキを得る処理を行なう第１固液分離装置３と、溶出槽２で処理されたスラリーＳ１を第１固液分離装置３に搬送するためのスラリー搬送装置４と、第１脱塩ケーキを洗浄して第２脱塩ケーキを得る処理を行なうよう、第２脱塩用洗液Ｗ２を供給するための第２脱塩用洗液供給装置３１と、第１固液分離装置３からの第１ろ液Ｗ３及び／又は第２ろ液Ｗ４を第１脱塩用洗液供給装置２２に送液するための第１送液装置５と、第１脱塩用洗液Ｗ１の塩素イオン濃度を監視するための第１塩素イオン濃度監視装置７とを備える。
Description
本発明は、焼却灰等の塩素含有粉体を脱塩処理して、これをセメント原料として有効利用するのに有用な、塩素含有粉体の脱塩処理方法及び塩素含有粉体の脱塩処理装置に関する。
セメント原料化による廃棄物のリサイクル処理において、塩素を含有する廃棄物は、その塩素によってセメント製造設備の閉塞等の問題を引き起こす虞がある。よって、塩素を含有する廃棄物、例えば焼却灰等をセメント原料化するには、脱塩処理により焼却灰の含有塩素量を低減してから使用することが行われている。
焼却灰等の脱塩処理に関しては、例えば特許文献１には、焼却灰に水を添加して塩素を溶出させてから脱水する方法が開示されている。また、例えば特許文献２には、水との混合と脱水を繰り返すことで焼却灰を複数回洗浄して脱塩する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献１や特許文献２などの方法では、焼却灰の脱塩に多量の水を要することから、多量の工水（真水）を使用できない地域であったり、コスト面等で工水（真水）の使用が制限されたりする場合などには、その方法を利用するのが困難であった。
このような問題に関し、例えば特許文献３には、セメント原料化の目的で焼却飛灰等の塩素含有粉体を脱塩処理するにあたり、海水を利用する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献３の方法は、多量の工水（真水）を使用しないという目的には適うものの、塩素含有粉体の脱塩処理を効率的に行うためには、さらなる検討が必要であった。また、その脱塩処理で生じる排液の処理の問題もあった。
よって、本発明の目的は、海水等を利用して塩素含有粉体を脱塩処理するにあたり、その処理を効率的に行って無駄な排液を生じさせることのない、脱塩処理方法及び脱塩処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、第１に、
塩素含有粉体に第１脱塩用洗液を混合してスラリーにするスラリー化工程と、
前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る脱塩ケーキ形成工程と、
前記第１脱塩ケーキを、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る脱塩ケーキ洗浄工程とを備え、
前記脱塩ケーキ形成工程で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用して、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記スラリー化工程と、前記塩素溶出工程と、前記脱塩ケーキ形成工程と、前記脱塩ケーキ洗浄工程とを、供給される塩素含有粉体ごとに繰り返すことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理方法を提供するものである。
塩素含有粉体に第１脱塩用洗液を混合してスラリーにするスラリー化工程と、
前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る脱塩ケーキ形成工程と、
前記第１脱塩ケーキを、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る脱塩ケーキ洗浄工程とを備え、
前記脱塩ケーキ形成工程で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用して、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記スラリー化工程と、前記塩素溶出工程と、前記脱塩ケーキ形成工程と、前記脱塩ケーキ洗浄工程とを、供給される塩素含有粉体ごとに繰り返すことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理方法を提供するものである。
上記の塩素含有粉体の脱塩処理方法によれば、塩素含有粉体に第１脱塩用洗液を混合してスラリーにし、塩素含有粉体に含まれる塩素をスラリーの液相中に溶出させたうえ、該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキを得て、さらにその第１脱塩ケーキを第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で洗浄することにより、十分に塩素が除かれた第２脱塩ケーキを得ることができる。よって、塩素を含有する焼却灰等のセメント原料化などに有用である。また、脱塩ケーキ形成工程で得られる第１ろ液、及び／又は脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を第１脱塩用洗液として循環利用するので、供給される塩素含有粉体ごとに上記の処理を繰り返して行うことで、１の塩素含有粉体あたりに第１脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。そして、第１ろ液及び／又は第２ろ液を第１脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となるが、第１脱塩用洗液は、その塩素イオン濃度が例えば海水の塩素イオン濃度を超えるような場合でも、所定の上限濃度までは塩素含有粉体からの塩素除去効率に大きく影響しないので、洗い水の使用量の低減のメリットと塩素除去の効率とを両立させることが可能である。さらには、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ処理を行うので、該第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第２に、上記塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が第１閾値を超えた場合、前記第１脱塩用洗液を、新たな第１脱塩用洗液により前記第１閾値を満足するように制御する、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、第１ろ液及び／又は第２ろ液を第１脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては所定の上限濃度を超えると、場合によっては塩素除去効率に影響が出ることがあるが、その塩素除去効率の低下を未然に防ぐことができる。この場合、第１閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、塩素含有粉体とのスラリーを構成する第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度として１５質量％である。その塩素イオン濃度が１５質量％を超えなければ、塩素含有粉体からスラリーの液相中への塩素の溶出効率にそれほど影響がなく、すなわち、塩素除去効率にそれほど影響することがない。一方、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が１５質量％を超えると、塩素除去効率に影響が出る場合がある。
上記目的を達成するため、本発明は、第３に、上記塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記塩素含有粉体に加える初回の第１脱塩用洗液として海水を利用し、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が１５質量％を超えないようにする、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、海水の塩素イオン濃度はおよそ３質量％前後であるので、第１脱塩用洗液を主に海水だけで構成した場合でも、その塩素イオン濃度をおおむね３質量％〜１５質量％程度の範囲に保つことが容易であり、供給される塩素含有粉体ごとに少なくとも２回以上の複数回の処理が可能である。よって、工水（真水）等の使用量の低減のメリットが得られる。また、第１脱塩用洗液として海水を用いると、海水の緩衝液としての作用効果と考えられるが、焼却飛灰等からの重金属類（具体的には、Ｐｂ、Ｚｎ等である。）の溶出が抑えられるという効果がみられる。これによれば、重金属類を含む排水の処理コストが軽減される。さらには、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が１５質量％を超えると、場合によっては塩素除去効率に影響が出ることがあるが、その塩素除去効率の低下を未然に防ぐことができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第４に、上記塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第２脱塩用洗液として循環利用して、前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記スラリー化工程と、前記塩素溶出工程と、前記脱塩ケーキ形成工程と、前記脱塩ケーキ洗浄工程とを、供給される塩素含有粉体ごとに繰り返す、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を第２脱塩用洗液として循環利用するので、供給される塩素含有粉体ごとに上記の処理を繰り返して行うことで、１の塩素含有粉体あたりに第２脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。そして、第２ろ液を第２脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２脱塩ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ処理を行うので、該第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第５に、上記第４の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値とは別個の第２閾値を超えた場合、前記第２脱塩用洗液を、新たな第２脱塩用洗液により前記第２閾値を満足するように制御する、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、第２ろ液を第２脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２脱塩ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、その塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えるのを未然に防ぐことができる。この場合、第２閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、第１脱塩ケーキを洗浄するための第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度として３．５質量％である。その塩素イオン濃度が３．５質量％以下であれば、得られる第２脱塩ケーキ中に残る塩素イオン濃度として、例えばそのままセメント原料として使用できるものと成すことが可能である。一方、第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えると、場合によっては、セメント原料として使用できるものと成すには、より塩素イオン濃度が低い洗液、例えば工水（真水）等による追加的な洗浄が必要になる。
上記目的を達成するため、本発明は、第６に、上記第４又は第５の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにする、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、第１脱塩ケーキを洗浄するための第２脱塩用洗液としては、その塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにするので、得られる第２脱塩ケーキ中に残る液相の塩素イオン濃度も該濃度付近を超えないので、例えばそのままセメント原料として使用できる。
上記目的を達成するため、本発明は、第７に、上記塩素含有粉体の脱塩処理方法において、更に下記（１）〜（３）の工程を備える、該脱塩処理方法を提供するものである。
（１）前記第１ろ液、前記第２ろ液、前記第１脱塩用洗液として循環利用後の該第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液として循環利用後の該第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないものを排液として回収する排液回収工程
（２）前記工程（１）で回収した排液に重金属捕集剤を添加して、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化する重金属不溶化工程
（３）前記工程（２）で不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る重金属凝集ケーキ形成工程
（１）前記第１ろ液、前記第２ろ液、前記第１脱塩用洗液として循環利用後の該第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液として循環利用後の該第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないものを排液として回収する排液回収工程
（２）前記工程（１）で回収した排液に重金属捕集剤を添加して、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化する重金属不溶化工程
（３）前記工程（２）で不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る重金属凝集ケーキ形成工程
上記の構成によれば、焼却飛灰等を脱塩処理した排液中には、通常、重金属類が含まれているが、その排液を回収したうえ重金属捕集剤を添加して、凝集フロック状に不溶化させて、重金属凝集ケーキとして除くことで、重金属類を含んだままの排液が系外に排出されることを防ぐことができる。また、得られた重金属凝集ケーキは、セメント原料として有効利用することができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第８に、上記第７の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、更に下記（４）の工程を備える、該脱塩処理方法を提供するものである。
（４）前記第１凝集ケーキを、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る重金属凝集ケーキ洗浄工程
（４）前記第１凝集ケーキを、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る重金属凝集ケーキ洗浄工程
上記の構成によれば、重金属凝集ケーキ形成工程で得られる第１凝集ケーキを、第３脱塩用洗液で洗浄することにより、十分に塩素が除かれた第２凝集ケーキを得ることができる。よって、得られた重金属凝集ケーキは、セメント原料としてより好適に利用しやすい。
上記目的を達成するため、本発明は、第９に、上記第７又は第８の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記重金属不溶化工程は、前記排液のｐＨを７〜１１とする、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、重金属の不溶化をより効果的に行うことができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第１０に、上記第８の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる前記第４ろ液は、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用する、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる第４ろ液は、少なくともその一部を第１脱塩用洗液として循環利用するので、第１脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第１１に、上記第１０の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として利用し、及び／又は前記重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる前記第４ろ液は、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用し、前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記重金属凝集ケーキ洗浄工程における洗浄処理を行う、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を第３脱塩用洗液として利用し、及び／又は重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる第４ろ液は、少なくともその一部を第３脱塩用洗液として循環利用するので、第３脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。そして、第２ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として利用し、及び／又は第４ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ処理を行うので、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第１２に、上記第１１の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値及び前記第２閾値とは別個の第３閾値を超えた場合、前記第３脱塩用洗液を、新たな第３脱塩用洗液により前記第３閾値を満足するように制御する、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、第２ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として利用し、及び／又は第４ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、その塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えるのを未然に防ぐことができる。この場合、第３閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、第１凝集ケーキを洗浄するための第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度として３．５質量％である。その塩素イオン濃度が３．５質量％以下であれば、得られる第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度として、例えばそのままセメント原料として使用できるものと成すことが可能である。一方、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えると、場合によっては、セメント原料として使用できるものと成すには、より塩素イオン濃度が低い洗液、例えば工水（真水）等による追加的な洗浄が必要になる。
上記目的を達成するため、本発明は、第１３に、上記第１１の塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにする、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、第１凝集ケーキを洗浄するための第３脱塩用洗液としては、その塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにするので、得られる第２凝集ケーキ中に残る液相の塩素イオン濃度も該濃度付近を超えないので、例えばそのままセメント原料として使用できる。
上記目的を達成するため、本発明は、第１４に、上記塩素含有粉体の脱塩処理方法において、前記塩素含有粉体が、焼却飛灰、溶融飛灰、及び塩素バイパスダストから選ばれた１種又は２種以上を含むものである、該脱塩処理方法を提供するものである。
上記の構成によれば、塩素を含有する廃棄物である、焼却飛灰、溶融飛灰、塩素バイパスダスト等のセメント原料化などに有用である。
上記目的を達成するため、本発明は、第１５に、
第１脱塩用洗液を供給するための第１脱塩用洗液供給装置と、
塩素含有粉体を前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液と混合してスラリーにするとともに、前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させるための溶出槽と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る処理を行なう第１固液分離装置と、
前記溶出槽で処理された前記スラリーを前記第１固液分離装置に搬送するためのスラリー搬送装置と、
前記第１固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で前記第１脱塩ケーキを洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る処理を行なうよう、その第２脱塩用洗液を供給するための第２脱塩用洗液供給装置と、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの形成処理で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第１送液装置と、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第１塩素イオン濃度監視装置を備えたことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理装置を提供するものである。
第１脱塩用洗液を供給するための第１脱塩用洗液供給装置と、
塩素含有粉体を前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液と混合してスラリーにするとともに、前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させるための溶出槽と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る処理を行なう第１固液分離装置と、
前記溶出槽で処理された前記スラリーを前記第１固液分離装置に搬送するためのスラリー搬送装置と、
前記第１固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で前記第１脱塩ケーキを洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る処理を行なうよう、その第２脱塩用洗液を供給するための第２脱塩用洗液供給装置と、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの形成処理で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第１送液装置と、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第１塩素イオン濃度監視装置を備えたことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理装置を提供するものである。
上記の塩素含有粉体の脱塩処理装置によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、第１送液装置を備えたことにより、第１固液分離装置でなされる第１脱塩ケーキの形成処理で得られる第１ろ液、及び／又は第１固液分離装置でなされる第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる第２ろ液を、少なくともその一部を第１脱塩用洗液として循環利用し、供給される塩素含有粉体ごとに処理を繰り返し行うので、１の塩素含有粉体あたりに第１脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。また、第１ろ液及び／又は第２ろ液を第１脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えると、場合によっては塩素除去効率に影響が出ることがあるが、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第１塩素イオン濃度監視装置を備えたことにより、該第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第１６に、上記塩素含有粉体の脱塩処理装置において、
前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第１脱塩用洗液供給装置に前記第１脱塩用洗液として新たな第１脱塩用洗液を供給するための新たな第１脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第１脱塩用洗液供給装置は、該第１脱塩用洗液供給装置から前記溶出槽への前記第１脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第１脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第１供給調整弁を備え、
前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置は、前記第１脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第２供給調整弁を備え、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が第１閾値を超えた場合、前記第１供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液の前記溶出槽への供給を止め又は減少させ、前記第１脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置の前記第２供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置に、前記第１脱塩用洗液として前記第１閾値を満足するように前記新たな第１脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第１脱塩用洗液供給装置に前記第１脱塩用洗液として新たな第１脱塩用洗液を供給するための新たな第１脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第１脱塩用洗液供給装置は、該第１脱塩用洗液供給装置から前記溶出槽への前記第１脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第１脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第１供給調整弁を備え、
前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置は、前記第１脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第２供給調整弁を備え、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が第１閾値を超えた場合、前記第１供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液の前記溶出槽への供給を止め又は減少させ、前記第１脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置の前記第２供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置に、前記第１脱塩用洗液として前記第１閾値を満足するように前記新たな第１脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、新たな第１脱塩用洗液の供給装置を備え、第１塩素イオン濃度監視装置による監視のもとに、第１閾値を超えた場合、その第１閾値を満足するように、第１脱塩用洗液供給装置に新たな第１脱塩用洗液を供給するようにしたので、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えると、場合によっては塩素除去効率に影響が出ることがあるが、その塩素除去効率の低下を未然に防ぐことができる。この場合、第１閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、塩素含有粉体とのスラリーを構成する第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度として１５質量％である。その塩素イオン濃度が１５質量％を超えなければ、塩素含有粉体からスラリーの液相中への塩素の溶出効率にそれほど影響がなく、すなわち、塩素除去効率にそれほど影響することがない。一方、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が１５質量％を超えると、塩素除去効率に影響が出る場合がある。
上記目的を達成するため、本発明は、第１７に、上記塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第２脱塩用洗液として循環利用するため、前記第２脱塩用洗液供給装置に送液するための第２送液装置と、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第２塩素イオン濃度監視装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第２脱塩用洗液として循環利用するため、前記第２脱塩用洗液供給装置に送液するための第２送液装置と、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第２塩素イオン濃度監視装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、第２送液装置を備えたことにより、第１固液分離装置でなされる第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる第２ろ液を、少なくともその一部を第２脱塩用洗液として循環利用し、供給される塩素含有粉体ごとに処理を繰り返し行うので、１の塩素含有粉体あたりに第２脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。また、第２ろ液を第２脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２脱塩ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第２塩素イオン濃度監視装置を備えたことにより、該第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第１８に、上記第１７の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、
前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第２脱塩用洗液供給装置に前記第２脱塩用洗液として新たな第２脱塩用洗液を供給するための新たな第２脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第２脱塩用洗液供給装置は、該第２脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩ケーキへの前記第２脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第２脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第３供給調整弁を備え、
前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置は、前記第２脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第４供給調整弁を備え、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値とは別個の第２閾値を超えた場合、前記第３供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置からの前記第２脱塩用洗液の前記第１脱塩ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第２脱塩用洗液供給装置から前記第２脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置の前記第４供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置に、前記第２脱塩用洗液として前記第２閾値を満足するように前記新たな第２脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第２脱塩用洗液供給装置に前記第２脱塩用洗液として新たな第２脱塩用洗液を供給するための新たな第２脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第２脱塩用洗液供給装置は、該第２脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩ケーキへの前記第２脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第２脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第３供給調整弁を備え、
前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置は、前記第２脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第４供給調整弁を備え、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値とは別個の第２閾値を超えた場合、前記第３供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置からの前記第２脱塩用洗液の前記第１脱塩ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第２脱塩用洗液供給装置から前記第２脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置の前記第４供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置に、前記第２脱塩用洗液として前記第２閾値を満足するように前記新たな第２脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、新たな第２脱塩用洗液の供給装置を備え、第２塩素イオン濃度監視装置による監視のもとに、第２閾値を超えた場合、その第２閾値を満足するように、第２脱塩用洗液供給装置に新たな第２脱塩用洗液を供給するようにしたので、第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えると、場合によっては、得られる脱塩ケーキをそのままセメント原料として使用できるものと成し難くなるが、その塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えるのを未然に防ぐことができる。この場合、第２閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、第１脱塩ケーキを洗浄するための第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度として３．５質量％である。その塩素イオン濃度が３．５質量％以下であれば、得られる第２脱塩ケーキ中に残る塩素イオン濃度として、例えばそのままセメント原料として使用できるものと成すことが可能である。一方、第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えると、場合によっては、セメント原料に使用できるものと成すには、より塩素イオン濃度が低い洗液、例えば工水（真水）等による追加的な洗浄が必要になる。
上記目的を達成するため、本発明は、第１９に、上記第１５又は第１７の第塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１ろ液及び前記第２ろ液のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないもの、前記第１脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上を排液として回収して収容し、これに重金属捕集剤を添加することにより、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化させるための重金属不溶化反応槽と、
前記不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る処理を行なう第２固液分離装置と、
前記重金属不溶化反応槽で処理された前記凝集フロック含有液を前記第２固液分離装置に搬送するための凝集フロック含有液搬送装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第１ろ液及び前記第２ろ液のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないもの、前記第１脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上を排液として回収して収容し、これに重金属捕集剤を添加することにより、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化させるための重金属不溶化反応槽と、
前記不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る処理を行なう第２固液分離装置と、
前記重金属不溶化反応槽で処理された前記凝集フロック含有液を前記第２固液分離装置に搬送するための凝集フロック含有液搬送装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、重金属不溶化反応槽を備えたことにより、焼却飛灰等を脱塩処理した排液中には、通常、重金属類が含まれているが、その排液を回収したうえ重金属捕集剤を添加して、凝集フロック状に不溶化させることができる。そして、第２固液分離装置を備えたことにより、不溶化した重金属を重金属凝集ケーキとして除くことで、重金属類を含んだままの排液が系外に排出されることを防ぐことができる。また、得られた重金属凝集ケーキは、セメント原料として有効利用することができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第２０に、上記第１９の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第２固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る処理を行なうよう、その第３脱塩用洗液を供給するための第３脱塩用洗液供給装置を備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第２固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る処理を行なうよう、その第３脱塩用洗液を供給するための第３脱塩用洗液供給装置を備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、第３脱塩用洗液を供給するための第３脱塩用洗液供給装置を備え、その第３脱塩用洗液により、重金属凝集ケーキ形成工程で得られる第１凝集ケーキを洗浄することで、十分に塩素が除かれた第２凝集ケーキを得ることができる。よって、得られた重金属凝集ケーキは、セメント原料としてより好適に利用しやすい。
上記目的を達成するため、本発明は、第２１に、上記第１９の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第３送液装置を備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第３送液装置を備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、第３送液装置を備えたことにより、第２固液分離装置でなされる第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる第４ろ液を、少なくともその一部を第１脱塩用洗液として循環利用するので、第１脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。
上記目的を達成するため、本発明は、第２２に、上記第１９の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第４送液装置と、及び／又は、
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第５送液装置と、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第３塩素イオン濃度監視装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第４送液装置と、及び／又は、
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第５送液装置と、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第３塩素イオン濃度監視装置とを備える、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、第４送液装置を備えたことにより、脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を第３脱塩用洗液として利用し、及び／又は第５送液装置を備えたことにより、重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる第４ろ液は、少なくともその一部を第３脱塩用洗液として循環利用するので、第３脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。また、第２ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として利用し、及び／又は第４ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第３塩素イオン濃度監視装置を備えたことにより、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
上記目的を達成するため、本発明は、第２３に、上記第２２の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第３脱塩用洗液供給装置に前記第３脱塩用洗液として新たな第３脱塩用洗液を供給するための新たな第３脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第３脱塩用洗液供給装置は、該第３脱塩用洗液供給装置から前記第１凝集ケーキへの前記第３脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第３脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第５供給調整弁を備え、
前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置は、前記第３脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第６供給調整弁を備え、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値及び前記第２閾値とは別個の第３閾値を超えた場合、前記第５供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置からの前記第３脱塩用洗液の前記第１凝集ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第３脱塩用洗液供給装置から前記第３脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置の前記第６供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置に、前記第３脱塩用洗液として前記第３閾値を満足するように前記新たな第３脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
前記第３脱塩用洗液供給装置は、該第３脱塩用洗液供給装置から前記第１凝集ケーキへの前記第３脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第３脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第５供給調整弁を備え、
前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置は、前記第３脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第６供給調整弁を備え、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値及び前記第２閾値とは別個の第３閾値を超えた場合、前記第５供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置からの前記第３脱塩用洗液の前記第１凝集ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第３脱塩用洗液供給装置から前記第３脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置の前記第６供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置に、前記第３脱塩用洗液として前記第３閾値を満足するように前記新たな第３脱塩用洗液を供給するように構成された、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、上述した塩素含有粉体の脱塩処理方法を効果的に実施することが可能である。特に、新たな第３脱塩用洗液の供給装置を備え、第３塩素イオン濃度監視装置による監視のもとに、第３閾値を超えた場合、その第３閾値を満足するように、第３脱塩用洗液供給装置に新たな第３脱塩用洗液を供給するようにしたので、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えると、場合によっては、得られる重金属凝集ケーキをそのままセメント原料として使用できるものと成し難くなるが、その塩素イオン濃度が所定の上限濃度を超えるのを未然に防ぐことができる。この場合、第３閾値としては、試運転の評価に基づく等して、適宜所望の値を設定すればよい。より典型的には、例えば、第１凝集ケーキを洗浄するための第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度として３．５質量％である。その塩素イオン濃度が３．５質量％以下であれば、得られる第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度として、例えばそのままセメント原料として使用できるものと成すことが可能である。一方、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えると、場合によっては、セメント原料に使用できるものと成すには、より塩素イオン濃度が低い洗液、例えば工水（真水）等による追加的な洗浄が必要になる。
上記目的を達成するため、本発明は、第２４に、上記第１９の塩素含有粉体の脱塩処理装置において、前記第１固液分離装置と前記第２固液分離装置とは、同一の装置でそれぞれによる処理を行う、該脱塩処理装置を提供するものである。
上記の構成によれば、使用する固液分離装置を共通化して装置構成を簡略化することができる。
以上のように、本発明によれば、海水等を利用して塩素含有粉体を脱塩処理するにあたり、その処理を効率的に行って無駄な排液を生じさせることがない。よって、焼却灰等の廃棄物を脱塩処理して、これをセメント原料として有効利用することができる。
本発明の脱塩処理対象物としては、塩素を含有する粉体であればよく、特に制限はないが、例えば焼却飛灰、溶融飛灰、塩素バイパスダスト等が挙げられる。これらは、従来、脱塩の処理の後にセメント原料として有効利用されている廃棄物であり、典型的な都市ごみ焼却飛灰、すなわち家庭ごみ廃棄物を焼却処理する際に発生する飛灰（本明細書では単に「焼却飛灰」と称するものとする。）には、一般に、塩素（Ｃｌ）が１０質量％〜３０質量％程度の濃度で含まれており、また、ガス化溶融炉から発生した飛灰（本明細書では単に「溶融飛灰」と称するものとする。）には、一般に、塩素が１０質量％〜４０質量％程度の濃度で含まれている。一方、セメントキルン抽気ガスに含まれるダストである塩素バイパスダストには、一般に、塩素が１０質量％〜４０質量％程度の濃度で含まれている。
本発明によれば、上記のような塩素含有粉体の塩素の濃度を３質量％以下程度、より典型的には２質量％以下程度にまで低減し、これを例えばセメント原料として有効利用することができる。塩素含有粉体の塩素の濃度は、周知の方法で測定することができ、例えば、ＩＳＯ ２９５８１−２ Ｃｅｍｅｎｔ−Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ−Ｐａｒｔ２：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ Ｘ−ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ、又はセメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−０５「蛍光Ｘ線分析によるセメント中の塩素の定量方法」等を準用した、蛍光Ｘ線分析法などが好ましく例示される。
以下、本発明についてより具体的に説明するために図面を参照するが、本発明は、これら図面とともに説明する態様に限定されるものではない。
図１には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第１の実施形態を表わすフロー図を示す。
この実施形態に示されるように、本発明による脱塩処理は、塩素含有粉体に第１脱塩用洗液を混合してスラリーにするスラリー化工程と、そのスラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る脱塩ケーキ形成工程と、得られた第１脱塩ケーキを、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る脱塩ケーキ洗浄工程とを備えるものである。
そして、脱塩ケーキ形成工程で得られる第１ろ液、及び／又は脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を第１脱塩用洗液として循環利用して、供給される塩素含有粉体ごとに、上記のスラリー化工程と、塩素溶出工程と、脱塩ケーキ形成工程と、ケーキ洗浄工程とを繰り返す。これにより、一度使用した第１脱塩用洗液及び／又は第２脱塩用洗液の少なくとも一部が循環利用されるので、洗い水の節約に資する。
また、繰り返し利用される第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度は、繰り返し回数につれて上昇するので、これを監視し、制御する。ここで「監視」とは、例えば、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を常時モニターしたり、あるいは、逐次所定の時間をおいて、もしくは任意に時間をおいてサンプリングして、当該濃度の測定を行なったりすることをも含む意味である。また「制御」とは、例えば、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を所定の閾値を超えないようにフィードバック制御したり、あるいは、予め定められたタイミングや量で新たに第１脱塩用洗液、第２脱塩用洗液、海水、工水（真水）等を添加して、第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の閾値を超えないように調整したりすることをも含む意味である。また、「監視」もしくは「制御」の対象である「第１脱塩用洗液」とは、塩素含有粉体とのスラリーを形成する洗液の状態を直接監視したり制御したりするだけではなく、供給された塩素含有粉体に添加する前の第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を対象にしたり、所定の配合割合で新たな洗液等と調合したうえで循環利用する場合には、その調合前のものの塩素イオン濃度を対象にしたりしてもよい。すなわち、供給された塩素含有粉体とのスラリーを構成する第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を、実質的に監視し、制御すればよい。
以上により、系内を廻る第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇し過ぎて、塩素含有粉体からの塩素除去効率が低下することを防ぐことができる。例えば、スラリーを構成する第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の閾値を超えるような場合には、系内を廻る第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を任意に調整したり、第１脱塩用洗液を新たにしたうえ、供給される塩素含有粉体ごとに処理を実施すればよい。系内を廻る第１脱塩用洗液の循環利用回数の目安としては、脱塩処理する対象物によっても異なるが、脱塩処理対象物が焼却飛灰、溶融飛灰、又は塩素バイパスダストであって、繰り返し処理の初回の第１脱塩用洗液として海水そのもの（海水が１００％を占める）を使用し、なお且つ、第１脱塩用洗液として第２脱塩用洗液からの循環利用分もなく、初回のものを繰り返し使用した場合、２回〜４回程度、より典型的には、２回〜３回程度、第１脱塩用洗液を新たに調整することなく、供給される塩素含有粉体の処理を繰り返すことが可能である。
図２には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第２の実施形態を表わすフロー図を示す。
この実施形態では、図１に示した実施形態に加えて、上記した脱塩ケーキ洗浄工程からの第２ろ液について、少なくともその一部を第２脱塩用洗液として循環利用する。これにより、一度使用した第２脱塩用洗液の少なくとも一部が循環利用されるので、洗い水の節約に資する。
また、繰り返し利用される第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度は、繰り返し回数につれて上昇するので、これを監視し、制御する。ここで「監視」及び「制御」とは、上記第１脱塩用洗液の場合と同様の意義である。また、「監視」もしくは「制御」の対象である「第２脱塩用洗液」とは、第１脱塩ケーキを洗浄する状態を直接監視したり制御したりするだけではなく、所定の配合割合で新たな洗液等と調合したうえで循環利用する場合には、その調合前のものの塩素イオン濃度を対象にしたりしてもよい。すなわち、第１脱塩ケーキを洗浄する洗液を構成する第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を、実質的に監視し、制御すればよい。
以上により、系内を廻る第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇し過ぎて、第１脱塩ケーキの洗浄後に得られる第２脱塩ケーキ中に塩素イオンが高濃度に残存してしまい、ひいてはそのままではセメント原料としての使用が困難となることを防ぐことができる。例えば、第１脱塩ケーキを洗浄するための第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の閾値を超えるような場合には、系内を廻る第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を任意に調整したり、第２脱塩用洗液を新たにしたうえ、供給される塩素含有粉体ごとに処理を実施すればよい。系内を廻る第２脱塩用洗液の循環利用回数の目安としては、脱塩処理する対象物によっても異なるが、脱塩処理対象物が焼却飛灰、溶融飛灰、又は塩素バイパスダストであって、第２脱塩用洗液として工水（真水）を使用した場合、２回〜４回程、より典型的には、２回〜３回程度、第２脱塩用洗液を新たに調整することなく、供給される塩素含有粉体の処理を繰り返すことが可能である。
本発明に用いられる第１脱塩用洗液としては、工水（真水）等の海水以外の水や、これに必要に応じて任意にＮａＣｌ、ＫＣｌ等の塩素イオン濃度の調整剤を添加して塩素イオン濃度を調整した塩素含有水を用いてもよいが、多量の工水（真水）を使用できない地域であったり、コスト面等で工水（真水）の使用が制限されたりする場合などにおいては、海水を利用することが便宜である。海水を利用する場合には、第１脱塩用洗液として、その１００質量％を海水が占めるようにしてもよく、あるいは、海水と海水以外の水との混合液であってもよい。その場合には、第１脱塩用洗液として、海水が少なくとも５０質量％以上を海水が占めるようにすることが好ましく、７５質量％以上を海水が占めるようにすることがより好ましい。海水を母体とすることにより、海水の緩衝液としての作用効果によって、重金属類が含まれた廃棄物である焼却飛灰等の塩素含有粉体を処理する場合に、その重金属類であるＰｂ、Ｚｎ等が上記第１脱塩用洗液で構成したスラリーの液相中に溶出しにくくなり、ひいては重金属類を含む排水の処理コストの軽減に寄与する。すなわち、例えば、後述する重金属類の不溶化処理に必要となる酸化還元電位調整剤、無機凝集剤、高分子凝集剤等の使用量を軽減することが可能となる。
ただし、繰り返し処理の初回に加える第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度としては、２質量％〜５質量％であることが好ましく、２質量％〜４質量％であることがより好ましく、２質量％〜３質量％であることが最も好ましい。特には、繰り返し処理の初回に加える第１脱塩用洗液として、海水そのもの（海水が１００質量％占める）を用いてもよく、その場合、塩素イオン濃度としては３質量％程度となる。繰り返し処理の初回に加える第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上記範囲未満であると、第１脱塩用洗液として海水をそのまま利用することが困難となる。また、繰り返し処理の初回に加える第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上記範囲を超えると、繰り返し処理の回数を稼ぐことができずに、洗い水の使用量の節約にあまり資するところがない。
一方、複数回繰り返し処理後には、塩素含有粉体とのスラリーを構成する第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度としては、３質量％〜１５質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましく、３質量％〜５質量％が特に好ましい。この範囲を超えると、その第１脱塩用洗液で構成したスラリーの液相中への塩素の溶出効率が悪く、ひいては塩素除去効率を損ねる結果となる場合があるからでる。
本発明に用いられる第２脱塩用洗液としては、海水を利用してもよい点など、第１脱塩用洗液と同様である。ただし、第２脱塩用洗液を循環利用する場合には、繰り返し処理の初回に脱塩ケーキを洗浄する第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度としては、３．５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、２．５質量％以下であることが最も好ましい。また、複数回繰り返し処理の後に脱塩ケーキを洗浄する第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度としても、同様である。塩素イオン濃度が上記範囲を超えると、脱塩ケーキ洗浄工程後に得られる脱塩ケーキ中に塩素イオンが高濃度に残存してしまい、ひいてはそのままではセメント原料に使用できるものと成すことができなくなるからである。
図３には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理装置の第１の実施形態を表わす全体構成図を示す。この実施形態に係る脱塩処理装置１には、塩素含有粉体供給装置２１から供給される塩素含有粉体Ｐ１と、第１脱塩用洗液供給装置２２から供給される第１脱塩用洗液Ｗ１とを収容する溶出槽２が備わる。溶出槽２では塩素含有粉体Ｐ１に第１脱塩用洗液Ｗ１を混合してスラリーにして、そのスラリーを所定の時間混合、撹拌することにより、塩素含有粉体Ｐ１に含有される塩素を液相に溶解させて溶出するようにしている。この実施形態では、溶出槽２には撹拌装置２４が備わり、その撹拌翼２４ａを回転させることにより、上記スラリーを所定の時間混合、撹拌できるようになっている。また、溶出槽２から排出され、スラリー搬送装置４で搬送されたスラリーＳ１を固液分離する第１固液分離装置３が備わる。第１固液分離装置３では、スラリーＳ１から液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキＣ１と第１ろ液Ｗ３が得られる。なお、この実施形態では第１固液分離装置３としてフィルタープレスを使用している。
第１固液分離装置３においては、また、得られた第１脱塩ケーキＣ１を、第２脱塩用洗液供給装置３１から供給される第２脱塩用洗液Ｗ２で洗浄できるようにしている。具体的には、溶出槽２で処理されたスラリーＳ１を第１固液分離装置３に搬送する経路の途中には、バルブ機構Ｖａを設け、一方、第２脱塩用洗液供給装置３１から第２脱塩用洗液Ｗ２を第１固液分離装置３に流通させる経路の途中にも、他のバルブ機構Ｖｂを設けて、スラリーＳ１と第２脱塩用洗液Ｗ２とを選択的に第１固液分離装置３に仕向けることを可能にし、そして、まずはスラリーＳ１を第１固液分離装置３に仕向けて、第１固液分離装置３で処理して第１脱塩ケーキＣ１を得、その後に、第２脱塩用洗液Ｗ２を第１固液分離装置３に仕向けて、これで第１脱塩ケーキＣ１を洗浄して第２脱塩ケーキＣ２と第２ろ液Ｗ４を得ることができるようにしている。また、その第１固液分離装置３において、上記した脱塩ケーキ形成工程により生じた第１ろ液Ｗ３や、上記した脱塩ケーキ洗浄工程により生じた第２ろ液Ｗ４は、所定のバルブ機構Ｖｃを介し、所定の送液ポンプ機構からなる第１送液装置５により、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に送液して、第１脱塩用洗液Ｗ１として循環利用することができるようになっている。なお、所望の場合、例えば第１ろ液Ｗ３の塩素イオン濃度が高くなり過ぎた場合などには、第１ろ液Ｗ３の一部又は全部を、所定のバルブ機構Ｖｄを介して系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるようにしてもよい。
また、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部には、第１塩素イオン濃度監視装置７が設けられ、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に貯留される第１脱塩用洗液Ｗ１の塩素イオン濃度を監視するようにしている。この実施形態では、第１塩素イオン濃度監視装置７として塩素イオンメータを使用している。第１塩素イオン濃度監視装置７としては、他にも、適当な倍率の希釈水について、イオンクロマトグラフィー等の汎用の分析方法を用いてもよい。また、第１塩素イオン濃度監視装置７の配置位置としては、この実施形態のように、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部内の内容物の塩素イオン濃度を直接に測定可能に配置してもよく、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に入る直前の位置に測定可能に配置してもよい。すなわち、いずれの配置であっても、第１脱塩用洗液Ｗ１における塩素イオン濃度を見積ることができればよい。
また、第１脱塩用洗液供給装置２２には所定の調整弁機構からなる第１供給調整弁２２ａが備わり、第１脱塩用洗液供給装置２２に備わる貯留槽内の内容物を第１脱塩用洗液Ｗ１として溶出槽２に仕向けるか、系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるかを、第１供給調整弁２２ａにより振り分けることを可能にしており、また、それらに仕向ける液量を調整することができるようにしている。
更に、この実施形態に係る脱塩処理装置１には、第１脱塩用洗液供給装置２２に新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを供給するための新たな第１脱塩用洗液の供給装置２３が備わり、所定の調整弁機構からなる第２供給調整弁２３ａを介して、所望の場合には、系内の第１脱塩用洗液の一部として添加したり、複数回繰り返し用いられた第１脱塩用洗液の一部又は全部を入れ替えることができるようになっている。この場合、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部の内容物は、適宜、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａが供給された分量に応じた分量を、系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるようにしてもよい。
一方、第２脱塩用洗液供給装置３１には所定の調整弁機構からなる第３供給調整弁３１ａが備わり、第２脱塩用洗液供給装置３１に備わる貯留槽内の内容物を第２脱塩用洗液Ｗ２として第１固液分離装置３に仕向けるか、系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるかを、第３供給調整弁３１ａにより振り分けることを可能にしており、また、それらに仕向ける液量を調整することができるようにしている。
更に、この実施形態に係る脱塩処理装置１には、第２脱塩用洗液供給装置３１に新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａを供給するための新たな第２脱塩用洗液の供給装置３２が備わり、所定の調整弁機構からなる第４供給調整弁３２ａを介して、所望の場合には、系内の第２脱塩用洗液の一部として添加したり、複数回繰り返し用いられた第２脱塩用洗液の一部又は全部を入れ替えることができるようになっている。この場合、第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部の内容物は、適宜、新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａが供給された分量に応じた分量を、系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるようにしてもよい。
なお、第１脱塩用洗液供給装置２２及び／又は第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部の内容物の系外に向けた排出の態様としては、スラリーＳ１を処理しないタイミング等の所望のタイミングで、溶出槽２及び／又は第１固液分離装置３への経路に仕向けて、第１固液分離装置３に備わる排液経路から所定のバルブ機構Ｖｄを介して排出するようにしてもよい。また、排液Ｗ５は、後述するように、重金属の除去の処理を施したうえで、系外に排出するようにしてもよい。
溶出槽２では、塩素含有粉体Ｐ１と第１脱塩用洗液Ｗ１とを混合、撹拌してスラリーＳ１を発生させるが、この際の塩素含有粉体Ｐ１と第１脱塩用洗液Ｗ１との質量比（Ｗ１／Ｐ１）は、４〜１０が好ましく、４〜７がより好ましく、４〜５が特に好ましい。質量比（Ｗ１／Ｐ１）が４よりも小さい場合、塩素含有粉体Ｐ１からの塩素の溶出が不充分となる場合がある。また、質量比（Ｗ１／Ｐ１）が１０よりも大きい場合、次工程の第１固液分離装置３において発生する排水量が多くなる。
上述したとおり、溶出槽２において塩素含有粉体Ｐ１と混合され、スラリーＳ１を構成する第１脱塩用洗液Ｗ１の塩素イオン濃度は、３質量％〜１５質量％が好ましく、３質量％〜１０質量％がより好ましく、３質量％〜５質量％が特に好ましい。すなわち、第１脱塩用洗液Ｗ１には海水よりも塩素濃度の高い水を用いることができるので、後工程のスラリーＳ１の固液分離で排出される液相の塩素濃度が１５質量％以下であるならば、かかる液相を第１脱塩用洗液Ｗ１として利用することができるため、塩素含有粉体の脱塩処理から発生する排水量を有効に抑制することができる。それに対して、第１脱塩用洗液Ｗ１の塩素イオン濃度が上記範囲を超える場合、塩素含有粉体Ｐ１からの塩素の溶出量が抑制され、ひいては塩素除去効率を損ねる場合がある。
上述したとおり、第１脱塩用洗液Ｗ１の塩素濃度の下限の３質量％は、かかる第１脱塩用洗液Ｗ１が、海水を使用することにより定まる値である。ここで、塩素含有粉体Ｐ１の脱塩に用いる第１脱塩用洗液Ｗ１を、海水を母体とすることにより、炭酸塩系のｐＨ緩衝液としての効果を有する海水によってスラリーＳ１のｐＨは、１１〜１２の弱アルカリ域に安定化される。このスラリーＳ１のｐＨの安定化によって、塩素含有粉体Ｐ１が含有しているＰｂやＺｎ等の両性金属成分の液相への溶出が抑制されると考えられる。
溶出槽２における、撹拌翼２４ａによるスラリーＳ１の撹拌時間は、好ましくは１０分間〜３時間、より好ましくは１０分間〜２時間、さらに好ましくは１５分間〜１時間である。スラリーＳ１の撹拌時間が１０分間よりも短い場合、塩素含有粉体Ｐ１からの塩素の溶出が不充分となる場合がある。また、スラリーＳ１の撹拌時間が３時間よりも長い場合、単位時間における塩素含有粉体Ｐ１の脱塩処理量が少なくなる。
溶出槽２においてスラリーＳ１を処理する温度条件としては、高い程、塩素含有粉体Ｐ１からの塩素の溶出量が多くなるが、処理に係るコストの観点からは、５℃〜３０℃の常温域が好ましく、１５℃〜３０℃がより好ましい。その場合、溶出槽２には、ヒーター等、所定の温度管理装置が備わってもよい。
溶出槽２からスラリーＳ１を第１固液分離装置３へ搬送するためのスラリー搬送装置４としては、スクリューポンプやモーノポンプ等の汎用のスラリーポンプを使用すればよい。
第１固液分離装置３において、スラリーＳ１は第１脱塩ケーキＣ１と第１ろ液Ｗ３に分離される。ここで、分離された第１脱塩ケーキＣ１中の塩分含有率（ＣＣｌ（質量％））は、第１脱塩ケーキＣ１の含水率（ＣＷ（質量％））、分離された第１ろ液Ｗ３の塩分含有率（ＷＣｌ（質量％））、及び第１脱塩ケーキＣ１中の非水溶性塩分量（ＣＣｌ-ＮＳ（質量％））を用いて、以下の式（１）で近似できる。
ＣＣｌ≒ＣＷ×ＷＣｌ＋ＣＣｌ-ＮＳ・・・（１）
ここで、一般的な塩素含有粉体Ｐ１の非水溶性塩分含有率（ＣＣｌ-ＮＳ）は、０．８質量％〜１．２質量％である。
ＣＣｌ≒ＣＷ×ＷＣｌ＋ＣＣｌ-ＮＳ・・・（１）
ここで、一般的な塩素含有粉体Ｐ１の非水溶性塩分含有率（ＣＣｌ-ＮＳ）は、０．８質量％〜１．２質量％である。
すなわち、溶出槽２において塩素含有粉体Ｐ１の塩素のほとんどは第１ろ液Ｗ３に溶解するため、スラリーＳ１を固液分離して得られた第１脱塩ケーキＣ１は、塩素をほとんど含有しない固相と塩素が溶解した液相から構成され、かかる第１脱塩ケーキＣ１に含まれる上記液相は、固液分離で分離された第１ろ液Ｗ３と同じであるので、上記近似式（１）が成立することから、第１脱塩ケーキＣ１中の塩分含有率（ＣＣｌ）を低減するためには、第１脱塩ケーキＣ１の含水率（ＣＷ）を小さくすればよい。
以上の理由から、第１固液分離装置３には、得られる第１脱塩ケーキＣ１の含水率を小さくできる装置が用いられ、この実施形態のように、特にフィルタープレスが好ましく用いられる。フィルタープレスで、塩素含有粉体Ｐ１からなるスラリーＳ１を固液分離した場合に得られる第１脱塩ケーキＣ１の含水率は、通常５０質量％以下である。
かかる第１固液分離装置３では、一旦固液分離して得られた含水率が５０質量％程度の第１脱塩ケーキＣ１に対して、第２脱塩用洗液Ｗ２を用いて洗浄を行い、かかる第１脱塩ケーキＣ１が含有する液相のほとんど全てを、第２脱塩用洗液Ｗ２に置換する。
具体的には、第１固液分離装置３（フィルタープレス）のろ室に存する含水率が５０質量％程度の第１脱塩ケーキＣ１に対して、かかるろ室を構成する脱塩ケーキ側面のろ板から、第２脱塩用洗液供給装置３１から供給された第２脱塩用洗液Ｗ２を圧入し、第１脱塩ケーキＣ１に第２脱塩用洗液Ｗ２を透過させ、ろ室を構成するもう一方の側面のろ板から排出することによって、第１脱塩ケーキＣ１が含有する液相は第２脱塩用洗液Ｗ２に置換され、これが第２脱塩ケーキＣ２をなす。なお、この洗浄は、脱塩ケーキの含水率が５０質量％程度のまま行われる。
上述したように、第２脱塩用洗液Ｗ２には、海水や真水、又は第２ろ液Ｗ４を循環利用する場合にはその第２ろ液Ｗ４を含め、それらのいずれか１つ、もしくはそれらの任意の組合せの混合水を用いればよい。ここで、塩素イオン濃度が３．５質量％以下の第２脱塩用洗液Ｗ２を使用することで、得られる第２脱塩ケーキＣ２の塩素含有率を、ケーキの湿潤質量の全体の少なくとも２質量％以下にすることができる。なお、第２脱塩用洗液Ｗ２に真水を使用した場合であっても、上記洗浄で第１脱塩ケーキＣ１を第２脱塩用洗液Ｗ２が透過する時間は、相対的に非常に短時間であるので、上記スラリーからの溶出工程とは異なり、第１脱塩ケーキＣ１の固相に固定されている両性金属成分の液相への溶出はほとんど生じない。
上記脱塩ケーキ洗浄工程での第２脱塩用洗液Ｗ２の使用量は、第１脱塩ケーキＣ１中の塩素含有粉体Ｐ１の１倍量以上が好ましく、２倍量以上がより好ましく、４倍量以上が特に好ましい。第２脱塩用洗液Ｗ２の使用量が塩素含有粉体Ｐ１の１倍量未満の場合、含水率が５０質量％程度の第１脱塩ケーキＣ１中の液相を、第２脱塩用洗液Ｗ２に十分に置換できない場合がある。また、第２脱塩用洗液Ｗ２の使用量が塩素含有粉体Ｐ１の４倍量を超える場合、脱塩ケーキ洗浄工程から発生する排水量が多くなる。
第１脱塩ケーキＣ１中の液相が第２脱塩用洗液Ｗ２に切り替わったことの確認は、脱塩ケーキ洗浄工程で排出される第２ろ液Ｗ４の塩素イオン濃度をモニターし、その塩素濃度が第２脱塩用洗液Ｗ２の塩素イオン濃度と同じか、近い値であることを確認すればよい。具体的には、第２ろ液Ｗ４を直接か、あるいは適当な倍率の希釈水を調製したうえ、イオンクロマトグラフィーや塩素イオンメータ等の汎用の分析方法を用いればよい。
図３に示す実施形態では、第１固液分離装置３からの第１ろ液Ｗ３、及び／又は第２ろ液Ｗ４は、第１送液装置５によって第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に送られて、第１脱塩用洗液Ｗ１として循環利用されるようになっている。すなわち、この実施形態では、第１脱塩用洗液Ｗ１は循環利用を基本とし、これにより排出される工程排水量が抑制される。なお、図３に示す実施形態では、第１固液分離装置３からの第１ろ液Ｗ３、及び／又は第２ろ液Ｗ４は、第１送液装置５によって第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に送られるようにしているが、溶出槽２に直接的に送られるようにしてもよい。また、第１脱塩用洗液Ｗ１は循環利用を基本とするが、その一部を、上述した新たな第１脱塩用洗液の供給装置２３から第２供給調整弁２３ａを介して第１脱塩用洗液供給装置２２に供給される、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａにより塩素イオン濃度を薄めつつ、循環利用してもよい。その場合、１の循環に対し、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを添加するタイミングや配合割合は、試運転の評価に基づく等して、適宜所望のタイミングや配合割合を設定すればよい。
上述した通り、第１脱塩用洗液供給装置２２には、貯留部の内容物を排液Ｗ５として系外に向け排出することを可能にする、所定の調整弁機構からなる第１供給調整弁２２ａが備わり、なお且つ、第１固液分離装置３からの第１ろ液Ｗ３や第２ろ液Ｗ４については、所定のバルブ機構Ｖｄを介して排液Ｗ５として系外に向け排出する経路が設けられている。よって、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを添加した量、あるいは場合によっては新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａを添加した量、に相当する量の系外に向けた排液Ｗ５を生じさせることにより、総じて循環利用する第１脱塩用洗液Ｗ１の系内量の範囲は、適宜、調整可能となっている。
また、図３に示す実施形態では、制御装置２０１を備え、第１塩素イオン濃度監視装置７からの測定信号を受信し、それに基づき、所定の指令信号を、第１脱塩用洗液供給装置２２に備わる第１供給調整弁２２ａや、新たな第１脱塩用洗液の供給装置２３に備わる第２供給調整弁２３ａや、第１送液装置５に送信できるようにしている。これによれば、例えば、第１塩素イオン濃度監視装置７による測定値が、所定の閾値を超えた場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、第１送液装置５に対する指令信号により、第１送液装置５の動作による第１ろ液Ｗ３や第２ろ液Ｗ４の送液を止めたり、第１供給調整弁２２ａや第２供給調整弁２３ａに対する指令信号により、これら調整弁機構が上述した動作を行って、系内を循環する第１脱塩用洗液Ｗ１に新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを供給して塩素イオン濃度を下げる制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができる。また、第１塩素イオン濃度監視装置７による測定値に相応した、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａの供給量が自動的に決定されるようにしてもよく、その供給動作が自動的、且つ、連続的になされるようにすることも可能である。
なお、図中には示されないが、図３に示す実施形態において、制御装置２０１は、所定のバルブ機構を制御して、そのバルブ機構を介した送液の液量（又はスラリー量）の調整が行われるようにしてもよく、これにより、例えばバルブ機構Ｖｃを制御して、上記したフィードバック制御時の第１ろ液Ｗ３や第２ろ液Ｗ４の送液をコントロールしてもよい。
図３に示す実施形態では、第１固液分離装置３から排出された第２脱塩ケーキＣ２は、脱塩ケーキ搬送装置９によってセメント製造装置に搬送するようにしている。この場合、脱塩ケーキ搬送装置９には、含水率が５０質量％程度のケーキが搬送できるものであれば特に限定されず、ベルトコンベア等の汎用の装置が使用できる。また、脱塩処理装置による処理の実施場所とセメント製造装置の実施場所が相当距離離れていているような場合には、ベルトコンベア等の運搬設備の他に、トラックや船舶等の運搬手段を採用することも可能である。
一方、図４には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理装置の第２の実施形態を表わす全体構成図を示す。この実施形態に係る脱塩処理装置１０では、上記図３に示した脱塩処理装置の構成に加えて、第１固液分離装置３における脱塩ケーキ洗浄工程で排出される第２ろ液Ｗ４を第２脱塩用洗液として循環利用するための経路を設けている。すなわち、第１固液分離装置３における脱塩ケーキ形成工程及び／又は脱塩ケーキ洗浄工程により生じた、上記第１ろ液Ｗ３、及び／又は上記第２ろ液Ｗ４は、所定のバルブ機構Ｖｅを介して、所定の送液ポンプ機構からなる第１送液装置５により、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に送液して、第１脱塩用洗液Ｗ１として循環利用することができるようになっている一方、第１固液分離装置３における脱塩ケーキ洗浄工程で排出される第２ろ液Ｗ４は、所定のバルブ機構Ｖｆを介して、所定の送液ポンプ機構からなる第２送液装置６により、第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部に送液して、第２脱塩用洗液Ｗ２としても循環利用することができるようになっている。なお、所望の場合、例えば第２ろ液Ｗ４の塩素イオン濃度が高くなり過ぎた場合などには、第２ろ液Ｗ４の一部又は全部を、所定のバルブ機構Ｖｃを介して、系外に向けた排液Ｗ５に仕向けるようにしてもよい。
また、第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部には、第２塩素イオン濃度監視装置８が設けられ、第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部に貯留される第２脱塩用洗液Ｗ２の塩素イオン濃度を監視するようにしている。第２塩素イオン濃度監視装置８としては、上述した第１塩素イオン濃度監視装置７と同様のものを使用すればよく、塩素イオン濃度の測定においては、適当な倍率の希釈水について測定を行ってもよい。例えば、塩素イオンメータ、イオンクロマトグラフィー等の汎用の分析方法を用いればよい。この実施形態では塩素イオンメータを使用している。また、第２塩素イオン濃度監視装置８の配置位置としては、第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部内の内容物の塩素イオン濃度を直接に測定可能に配置してもよく、あるいは第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部に入る直前の位置に測定可能に配置してもよく、すなわち、いずれの配置であっても、第２脱塩用洗液Ｗ２における塩素イオン濃度を見積ることができればよい。
図４に示す実施形態では、第１固液分離装置３からの第２ろ液Ｗ４は、第２送液装置６によって第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部に送られて、第２脱塩用洗液Ｗ２として循環利用されるようになっている。すなわち、この実施形態では、第２脱塩用洗液Ｗ２は循環利用を基本とし、これにより排出される工程排水量が抑制される。なお、第２脱塩用洗液Ｗ２は循環利用を基本とするが、その一部を、上述した新たな第２脱塩用洗液の供給装置３２から第４供給調整弁３２ａを介して第２脱塩用洗液供給装置３１に供給される、新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａにより塩素イオン濃度を薄めつつ、循環利用してもよい。その場合、１の循環に対し、新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａを添加するタイミングや配合割合は、試運転の評価に基づく等して、適宜所望のタイミングや配合割合を設定すればよい。
上述した通り、第２脱塩用洗液供給装置３１には、貯留部の内容物を排液Ｗ５として系外に向け排出することを可能にする、所定の調整弁機構からなる第３供給調整弁３１ａが備わり、なお且つ、第１固液分離装置３からの第１ろ液Ｗ３、及び／又は第２ろ液Ｗ４については、所定のバルブ機構Ｖｃを介して排液Ｗ５として系外に向け排出する経路が設けられている。よって、新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａを添加した量、あるいは場合によっては新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを添加した量、に相当する量の系外に向けた排液Ｗ５を生じさせることにより、総じて循環利用する第２脱塩用洗液Ｗ２の系内量の範囲は、適宜、調整可能となっている。
また、図４に示す実施形態では、図３に示した実施形態と同様に、制御装置２０１を備え、上述した第１塩素イオン濃度監視装置７によるフィードバック制御とともに、あるいはそれと独立して、第２塩素イオン濃度監視装置８によるフィードバック制御を可能にしている。すなわち、第２塩素イオン濃度監視装置８の測定信号を受信し、それに基づき、所定の指令信号を、第２脱塩用洗液供給装置３１に備わる第３供給調整弁３１ａや、新たな第２脱塩用洗液の供給装置３２に備わる第４供給調整弁３２ａや、第２送液装置６に送信できるようにしている。これによれば、例えば、第２塩素イオン濃度監視装置８による測定値が、所定の閾値を超えた場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、第２送液装置６に対する指令信号により、第２送液装置６の動作による第２ろ液Ｗ４の送液を止めたり、第３供給調整弁３１ａや第４供給調整弁３２ａに対する指令信号により、これら弁機構が上述した動作を行って、系内を循環する第２脱塩用洗液Ｗ２に新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａを供給して塩素イオン濃度を下げる制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができる。また、第２塩素イオン濃度監視装置８による測定値に相応した、新たな第２脱塩用洗液Ｗ２ａの供給量が自動的に決定されるようにしてもよく、その供給動作が自動的、且つ、連続的になされるようにすることも可能である。
なお、図中には示されないが、図４に示す実施形態において、制御装置２０１は、所定のバルブ機構を制御して、そのバルブ機構を介した送液の液量（又はスラリー量）の調整が行われるようにしてもよく、これにより、例えばバルブ機構Ｖｅを制御して、上記したフィードバック制御時の第１ろ液Ｗ３や第２ろ液Ｗ４の送液をコントロールしてもよく、例えばバルブ機構Ｖｆを制御して、上記したフィードバック制御時の第２ろ液Ｗ４の送液をコントロールしてもよい。
一般に、焼却灰等の脱塩処理により生じる排液中には、溶出させた塩素と共にＣｒ、Ｐｂ、Ｚｎ等の重金属類を含有しており、そのままでは環境基準を満たすように系外に排出することが困難である。そこで、図５〜図９には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の更に他の実施形態を表わすフロー図を示す。これらの実施形態では、本発明による脱塩処理で生じる排液中に含まれる重金属を除去する処理を施す。
図５には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第３の実施形態を表わすフロー図を示す。この実施形態においては、上記した脱塩処理により生じる第１ろ液、第２ろ液、第１脱塩用洗液として循環利用後の該第１脱塩用洗液、及び第２脱塩用洗液として循環利用後の該第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上のうち、第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないものについて、これを排液として回収する排液回収工程と、回収した排液に重金属捕集剤を添加して、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化する重金属不溶化工程と、不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して重金属凝集ケーキ（以下、「第１凝集ケーキ」ともいう。）と第３ろ液を得る重金属凝集ケーキ形成工程とを備えている。これにより、本発明による脱塩処理で生じる排液中に含まれる重金属を、その排液の液相から重金属凝集ケーキとして分離し、除去することができる。また、得られた重金属凝集ケーキは、セメント原料として有効利用することができる。
具体的には、まず、上記した脱塩処理における第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないものを排液として回収し、これに重金属捕集剤を添加して、回収した排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化する。重金属捕集剤としては、ｐＨ調整剤及び／又は酸化還元電位調整剤と無機凝集剤、高分子凝集剤などの１種以上の凝集剤との組合せが挙げられる。
この重金属不溶化工程においては、上記回収した排液の酸化還元電位（ＯＲＰ）は−２００ｍＶ以下とすることが好ましく、−４５０ｍＶ〜−２００ｍＶとすることがより好ましい。上記回収した排液の酸化還元電位を−２００ｍＶ以下とすることによって、塩素を高濃度に含んでいても、溶存する重金属類を効率的に不溶化することができる。酸化還元電位調整剤としては汎用のものを用いればよいが、例えば、硫化水素ナトリウム（水硫化ソーダ）が好ましい。一方、無機凝集剤や有機凝集剤は、酸化還元電位の調整によって微小に不溶化させた重金属を、より大径の凝集フロック状にして、液相からの分離を容易にするために用いられる。無機凝集剤としては、塩化鉄（ＦｅＣｌ３）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などが挙げられる。これらは、２種以上を併用してもよい。無機凝集剤としてこれらの塩化鉄やポリ塩化アルミニウムを用いることによって、塩素を高濃度に含んでいても、微小に不溶化させた重金属を効率的にフロック状に凝集させることができる。この際、当該液相への無機凝集剤の添加量は、処理対象液での事前評価による最適添加量を把握することが望ましいが、事前評価等が困難である場合は、酸化還元電位調整剤の添加量と同程度のモル当量相当量であればよい。更に、有機凝集剤は、無機凝集剤で形成された重金属類を含有する小径のフロックを大径化するために用いられる。高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドを主成分とするアニオン系凝集剤などアルカリ性領域での固液分離に用いられる凝集剤を用いればよい。この際、当該液相への高分子凝集剤の添加量は、上記無機凝集剤の添加量の場合と同様に、処理対象液での事前評価による最適添加量を把握することが望ましいが、事前評価等が困難である場合は、回収した排液の２０ｐｐｍ〜３０ｐｐｍの量を添加すれば十分である。
また、重金属不溶化工程において、上記回収した排液のｐＨは７〜１１とするのが好ましく、ｐＨは７．５〜１０．５とすることがより好ましく、ｐＨは８〜１０．５とすることが最も好ましい。上記回収した排液のｐＨが７〜１１である場合、重金属の不溶化を効果的に行うことができる。具体的には、例えば、酸化還元電位を揃えて、上記の無機凝集剤及び高分子凝集剤の使用量も同じとした場合に、回収した排液のｐＨと排液からのＰｂの除去率の関係の一例を挙げると、ｐＨが６の場合のＰｂ除去率が８４．２％、ｐＨが１２の場合のＰｂ除去率が９８．９％、ｐＨが１０．５の場合のＰｂ除去率が９９．８％などとなる。なお、上記回収した排液のｐＨ調整に用いるｐＨ調整剤としては、汎用のものでよく、例えば硫酸や水酸化ナトリウムなどの汎用のｐＨ調整剤を用いればよい。
重金属不溶化工程の典型的な態様を挙げれば、上記回収した排液は、必要に応じてｐＨ調整剤によりｐＨを調整したうえ、酸化還元電位調整剤を添加して５分間〜２０分間撹拌混合して、該排液中に含まれている重金属を微小な不溶物にする。その後、無機凝集剤を添加して５分間〜２０分間撹拌混合し、更に高分子凝集剤を添加して５分間〜２０分間撹拌混合する。これにより、不溶化した重金属がより大径の凝集フロック状になり、一方で液相には塩素が高濃度に溶解しており重金属を含む凝集フロックがその液相に浮遊している。そして、そのような構成の凝集フロック含有液は、通常、スラリー状をなす。
一方、重金属凝集ケーキ形成工程においては、上記した塩素含有粉体の脱塩処理に使用したのと同様、フィルタープレス等の固液分離手段を用いて、不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して重金属凝集ケーキ（第１凝集ケーキ）と第３ろ液を得る。
図６には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第４の実施形態を表わすフロー図を示す。この実施形態では、図５に示した実施形態に加えて、重金属凝集ケーキ洗浄工程を備え、第１凝集ケーキを第３脱塩用洗液で洗浄して、洗浄後の重金属凝集ケーキ（以下、「第２凝集ケーキ」ともいう。）と第４ろ液を得る。これにより、十分に塩素が除かれた第２凝集ケーキを得ることができ、セメント原料としてより好適に利用しやすい。
図７には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第５の実施形態を表わすフロー図を示す。この実施形態では、図６に示した実施形態に加えて、重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる第４ろ液は、少なくともその一部を、上記した脱塩処理に用いる第１脱塩用洗液として循環利用するようにしている。これにより、第１脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。
図８には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第６の実施形態を表わすフロー図を示す。この実施形態では、図６に示した実施形態に加えて、上記した脱塩処理における脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液は、少なくともその一部を、重金属凝集ケーキ洗浄のための第３脱塩用洗液として利用して、その第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、重金属凝集ケーキ洗浄工程における洗浄処理を行うようにしている。これにより、第３脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。そして、第２ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として利用すると、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ処理を行うので、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
図９には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法の第７の実施形態を表わすフロー図を示す。この実施形態では、図６に示した実施形態に加えて、重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる前記第４ろ液は、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用して、その第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、重金属凝集ケーキ洗浄工程における洗浄処理を行うようにしている。これにより、第３脱塩用洗液として利用する洗い水の使用量を低減させることができる。そして、第４ろ液を第３脱塩用洗液の一部又は全部として循環利用すると、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇傾向となり、ひいては第２凝集ケーキ中に残る塩素イオン濃度が上昇傾向となり、例えばそのままではセメント原料としての使用が困難となる傾向となるが、第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ処理を行うので、該第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が処理に適しなくなったときには、適切なタイミングで是正することが可能である。
本発明に用いられる第３脱塩用洗液としては、海水を利用してもよい点など、上記した脱塩処理に用いられる第１脱塩用洗液や第２脱塩用洗液と同様である。ただし、第３脱塩用洗液を循環利用する場合には、繰り返し処理の初回に脱塩ケーキを洗浄する第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度としては、３．５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましく、２．５質量％以下であることが最も好ましい。また、複数回繰り返し処理の後に脱塩ケーキを洗浄する第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度としても、同様である。塩素イオン濃度が上記範囲を超えると、重金属凝集ケーキ洗浄工程後に得られる脱塩ケーキ中に塩素イオンが高濃度に残存してしまい、ひいてはそのままではセメント原料に使用できるものと成すことができなくなるからである。
また、上記図８で説明した実施形態のように、上記した脱塩処理における脱塩ケーキ洗浄工程で得られる第２ろ液を第３脱塩用洗液として利用する場合、その第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度は、上記した脱塩処理における第２ろ液の循環利用の繰り返し回数に応じて上昇するので、これを監視し、制御する。また、上記図９で説明した実施形態のように、繰り返し利用される第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度は、繰り返し回数につれて上昇するので、これを監視し、制御する。ここで「監視」及び「制御」とは、上記した脱塩処理における第１脱塩用洗液や第２脱塩用洗液の場合と同様の意義である。また、「監視」もしくは「制御」の対象である「第３脱塩用洗液」とは、第１凝集ケーキを洗浄する状態を直接監視したり制御したりするだけではなく、所定の配合割合で新たな洗液等と調合したうえで循環利用する場合には、その調合前のものの塩素イオン濃度を対象にしたりしてもよい。すなわち、第１凝集ケーキを洗浄する洗液を構成する第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を、実質的に監視し、制御すればよい。
以上により、系内を廻る第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が上昇し過ぎて、第１凝集ケーキの洗浄後に得られる第２凝集ケーキ中に塩素イオンが高濃度に残存してしまい、ひいてはそのままではセメント原料としての使用が困難となることを防ぐことができる。例えば、第１凝集ケーキを洗浄するための第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が所定の閾値を超えるような場合には、系内を廻る第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を任意に調整したり、第３脱塩用洗液を新たにしたうえ、供給される塩素含有粉体ごとに処理を実施すればよい。
以下では、図１０〜図１２を参照しつつ、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理方法及び塩素含有粉体の脱塩処理装置について、更に説明する。
図１０には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理装置の第３の実施形態を表わす全体構成図を示す。この実施形態に係る脱塩処理装置２０では重金属不溶化反応槽１１を備え、上記した脱塩処理における第１ろ液、第２ろ液、第１脱塩用洗液として循環利用後の該第１脱塩用洗液、及び第２脱塩用洗液として循環利用後の該第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上のうち、第１脱塩用洗液又は第２脱塩用洗液として再度利用しないものを排液として回収して収容することができるようにしている。
より具体的に図１０に示す実施形態では、上記した脱塩処理における固液分離装置３から、第１ろ液Ｗ３及び／又は第２ろ液Ｗ４が、所定のバルブ機構Ｖｄを介して、排液Ｗ５として系外に向けて仕向けられる場合に、これを重金属不溶化反応槽１１に回収して収容することができる。また、上記した脱塩処理における第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部から、再度利用しない第１脱塩用洗液が、第１供給調整弁２２ａを介して、更に所定のバルブ機構Ｖｇ及びＶｈを介して、排液Ｗ５として系外に向けて仕向けられる場合に、これを重金属不溶化反応槽１１に回収して収容することができる。また、上記した脱塩処理における第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部から、再度利用しない第２脱塩用洗液が、第１供給調整弁３１ａを介して、更に所定のバルブ機構Ｖｉ及びＶｈを介して、排液Ｗ５として系外に向けて仕向けられけられる場合に、これを重金属不溶化反応槽１１に回収して収容することができる。更に、上述したように、上記した脱塩処理において第１脱塩用洗液供給装置２２及び／又は第２脱塩用洗液供給装置３１の貯留部の内容物の系外に向けた排出の態様としては、スラリーＳ１を処理しないタイミング等の所望のタイミングで、溶出槽２及び固液分離装置３への経路に仕向けて、固液分離装置３に備わる排液経路から所定のバルブ機構Ｖｄを介して排出するようにしてもよいので、そのような排液Ｗ５も重金属不溶化反応槽１１に回収して収容することができる。
また、この実施形態では、重金属不溶化反応槽１１にＯＲＰ調整剤供給装置１１１が備わり、重金属不溶化反応槽１１に酸化還元電位調整剤Ａ１が適宜供給可能とされている。また、無機凝集剤供給装置１１２が備わり、重金属不溶化反応槽１１に無機凝集剤Ａ２が適宜供給可能とされている。また、高分子凝集剤供給装置１１３が備わり、重金属不溶化反応槽１１に高分子凝集剤Ａ３が適宜供給可能とされている。また、ｐＨ調整剤供給装置１１４が備わり、重金属不溶化反応槽１１にｐＨ調整剤Ａ４が適宜供給可能とされている。また、重金属不溶化反応槽１１には撹拌装置１１５が備わり、その撹拌翼１１５ａを回転させることにより、槽内の貯留物を所定の時間混合、撹拌できるようになっている。
重金属不溶化反応槽１１では、上記回収した排液に酸化還元電位調整剤、無機凝集剤、高分子凝集剤等の重金属捕集剤を添加して、好ましくは、上述したように酸化還元電位調整剤、無機凝集剤、高分子凝集剤の順に添加して該排液中の重金属を、凝集フロック状に不溶化し、スラリー状の凝集フロック含有液（以下、「スラリーＳ２」とする。）を形成させる。より具体的に、重金属不溶化反応槽１１では、撹拌装置１１５の撹拌翼１１５ａを回転させることにより、第１ろ液Ｗ３又は第２ろ液Ｗ４からなる排液Ｗ５と、酸化還元電位調整剤Ａ１、無機凝集剤Ａ２、高分子凝集剤Ａ３、ｐＨ調整剤Ａ４とを所定の時間混合、撹拌してスラリーＳ２を形成させることができる。この場合、撹拌翼１１５ａによるスラリーＳ２を形成させるための撹拌時間は、酸化還元電位調整剤、無機凝集剤、及び高分子凝集剤を添加毎に好ましくは５分間〜２０分間、より好ましくは１０分間〜２０分間、更に好ましくは１５分間〜２０分間である。スラリーＳ２の撹拌時間が５分間よりも短い場合、上記回収した排液中で重金属の不溶化や凝集が不充分となる場合がある。また、スラリーＳ２の撹拌時間が２０分間よりも長い場合、単位時間における処理量が少なくなる。
重金属不溶化反応槽１１においてスラリーＳ２を処理する温度条件としては、特に限定されず、処理に係るコストの観点からは、５℃〜３０℃の常温域が好ましく、１５℃〜３０℃がより好ましい。
なお、図１０に示す実施形態では、重金属不溶化反応槽１１には、酸化還元電位監視装置１６１が設けられ、重金属不溶化反応槽１１に貯留される上記回収した排液の酸化還元電位を監視するようにしている。酸化還元電位監視装置１６１としては、公知の測定機器を用いればよく、重金属不溶化反応槽１１のスラリー濃度が高い場合には、高濃度懸濁液用の測定機器を用いればよい。
更に、図１０に示す実施形態では、重金属不溶化反応槽１１には、ｐＨ監視装置１６４が設けられ、重金属不溶化反応槽１１に貯留される上記回収した排液のｐＨを監視するようにしている。ｐＨ監視装置１６４としては、公知の測定機器を用いればよく、また、酸化還元電位の測定も可能であれば、上記酸化還元電位監視装置１６１と同一の測定機器であってもよい。
また、図１０に示す実施形態では、ＯＲＰ調整剤供給装置１１１には所定の調整弁機構からなるＯＲＰ調整剤供給調整弁１１１ａが備わり、ＯＲＰ調整剤供給装置１１１から重金属不溶化反応槽１１に供給する酸化還元電位調整剤Ａ１の供給量を調整することが可能となっている。同様に、無機凝集剤供給装置１１２には所定の調整弁機構からなる無機凝集剤供給調整弁１１２ａが備わり、無機凝集剤供給装置１１２から重金属不溶化反応槽１１に供給する無機凝集剤Ａ２の供給量を調整することが可能となっており、高分子凝集剤供給装置１１３には所定の調整弁機構からなる高分子凝集剤供給調整弁１１３ａが備わり、高分子凝集剤供給装置１１３から重金属不溶化反応槽１１に供給する高分子凝集剤Ａ３の供給量を調整することが可能となっており、また、ｐＨ調整剤供給装置１１４には所定の調整弁機構からなるｐＨ調整剤供給調整弁１１４ａが備わり、ｐＨ調整剤供給装置１１４から重金属不溶化反応槽１１に供給するｐＨ調整剤Ａ４の供給量を調整することが可能となっている。
図１０に示す実施形態では、上記した脱塩処理の塩素イオン濃度のフィードバック制御にも共通して機能し得る制御装置２０１が備わり、その制御装置２０１には、更に、酸化還元電位監視装置１６１の測定結果、及びｐＨ監視装置１６４の測定結果が、随時送信されるようになっている。この送信結果を受け、酸化還元電位監視装置１６１による測定値が、所定の管理範囲を外れている場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、ＯＲＰ調整剤供給調整弁１１１ａに対する指令信号により、反応槽１１に酸化還元電位調整剤Ａ１を供給して酸化還元電位を下げる制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができるようにしている。また、同様に、ｐＨ監視装置１６４による測定値が、所定の管理範囲を外れている場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、ｐＨ調整剤供給調整弁１１４ａに対する指令信号により、反応槽１１にｐＨ調整剤Ａ４を供給してｐＨを調整する制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができるようにしている。
図１０に示す実施形態では、重金属不溶化反応槽１１から排出され、スラリー搬送装置１２で搬送されたスラリーＳ２を固液分離する第２固液分離装置１３が備わる。第２固液分離装置１３では、スラリーＳ２から液相の一部又は全部を分離して重金属凝集ケーキ（以下、「第１凝集ケーキＣ３」という。）と第３ろ液Ｗ６が得られる。なお、第２固液分離装置１３としては、上記した脱塩処理において第１固液分離装置３として使用した、フィルタープレス等を使用することが可能である。また、スラリー搬送装置１２としては、スクリューポンプやモーノポンプ等の汎用のスラリーポンプを使用すればよい。
また、この実施形態では、第２固液分離装置１３から排出された第１凝集ケーキＣ３は、重金属凝集ケーキ搬送装置１５によってセメント製造装置に搬送するようにしている。この場合、重金属凝集ケーキ搬送装置１５には、上記した脱塩処理において使用した脱塩ケーキ搬送装置９と同様であり、含水率が５０質量％程度のケーキが搬送できるものであれば特に限定されず、ベルトコンベア等の汎用の装置が使用できる。また、脱塩処理装置による処理の実施場所とセメント製造装置の実施場所が相当距離離れていているような場合には、ベルトコンベア等の運搬設備の他に、トラックや船舶等の運搬手段を採用することも可能である。
図１１には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理装置の第４の実施形態を表わす全体構成図を示す。この実施形態に係る脱塩処理装置３０には、上記図１０に示した脱塩処理装置の構成に加えて、第２固液分離装置１３において、第１凝集ケーキＣ３を、第３脱塩用洗液供給装置１４１から供給される第３脱塩用洗液Ｗ７で洗浄できるようにしている。具体的には、重金属不溶化反応槽１１で処理されたスラリーＳ２を第２固液分離装置１３に搬送する経路の途中には、バルブ機構Ｖｊを設け、一方、第３脱塩用洗液供給装置１４１から第３脱塩用洗液Ｗ３を第２固液分離装置１３に流通させる経路の途中にも、他のバルブ機構Ｖｋを設けて、スラリーＳ２と第３脱塩用洗液Ｗ７とを選択的に第２固液分離装置１３に仕向けることを可能にし、そして、まずはスラリーＳ２を第２固液分離装置１３に仕向けて、第２固液分離装置１３で処理して第１凝集ケーキＣ３を得、その後に、第３脱塩用洗液Ｗ３を第２固液分離装置１３に仕向けて、これで第１凝集ケーキＣ３を洗浄して第２凝集ケーキＣ４と第４ろ液Ｗ８を得ることができるようにしている。また、その第２固液分離装置１３において、上記した重金属凝集ケーキ形成工程により生じた第３ろ液Ｗ６や、上記した重金属凝集ケーキ洗浄工程により生じた第４ろ液Ｗ８は、所定のバルブ機構Ｖｌを介して排液Ｗ９として系外に排出することができるようになっている。一方、所望の場合に、上記した重金属凝集ケーキ洗浄工程により得られた第４ろ液Ｗ８を、所定のバルブ機構Ｖｍを介して、所定の送液ポンプ機構からなる第３送液装置１６により、第１脱塩用洗液供給装置２２の貯留部に送液して、第１脱塩用洗液Ｗ１として循環利用することができるようにしている。
また、図１１に示す実施形態では、第３脱塩用洗液供給装置１４１には所定の調整弁機構からなる第５供給調整弁１４１ａが備わり、第３脱塩用洗液供給装置１４１に備わる貯留槽内の内容物を第３脱塩用洗液Ｗ７として第２固液分離装置１３に仕向けるか、系外に向けた排液Ｗ９に仕向けるかを、第５供給調整弁１４１ａにより振り分けることを可能にしており、また、それらに仕向ける液量を調整することができるようにしている。更に、第３脱塩用洗液供給装置１４１に新たな第３脱塩用洗液Ｗ７ａを供給するための新たな第３脱塩用洗液の供給装置１４２が備わり、所定の調整弁機構からなる第６供給調整弁１４２ａを介して、所望の場合には、系内の第３脱塩用洗液の一部として添加したり、複数回繰り返し用いられた第３脱塩用洗液の一部又は全部を入れ替えることができるようになっている。この場合、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部の内容物は、適宜、新たな第３脱塩用洗液Ｗ７ａが供給された分量に応じた分量を、系外に向けた排液Ｗ９に仕向けるようにしてもよい。
なお、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部の内容物の系外に向けた排出の態様としては、スラリーＳ２を処理しないタイミング等の所望のタイミングで、第２固液分離装置１３への経路に仕向けて、第２固液分離装置１３に備わる排液経路から所定のバルブ機構Ｖｌを介して排出するようにしてもよい。
更に、図１１に示す実施形態では、上記した脱塩処理の塩素イオン濃度のフィードバック制御や、さらには上記図１０で説明した実施形態におけるフィードバック制御にも共通して機能し得る制御装置２０１が備わり、その制御装置２０１には、第１塩素イオン濃度監視装置７からの測定信号を受信し、それに基づき、更に、第３送液装置１６も送信できるようにしている。これによれば、例えば、第１塩素イオン濃度監視装置７による測定値が、所定の閾値を超えた場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、第３送液装置１６に対する指令信号により、第３送液装置１６の動作による第４ろ液Ｗ８の送液を止めたり、第１供給調整弁２２ａや第２供給調整弁２３ａに対する指令信号により、これら調整弁機構が上述した動作を行って、系内を循環する第１脱塩用洗液Ｗ１に新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａを供給して塩素イオン濃度を下げる制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができるようにしている。また、第１塩素イオン濃度監視装置７による測定値に相応した、新たな第１脱塩用洗液Ｗ１ａの供給量が自動的に決定されるようにしてもよく、その供給動作が自動的、且つ、連続的になされるようにすることも可能である。
なお、図中には示されないが、図１１に示す実施形態において、制御装置２０１は、バルブ機構を制御して、そのバルブ機構を介した送液の液量（又はスラリー量）の調整が行われるようにしてもよく、これにより、例えばバルブ機構Ｖｍを制御して、上記したフィードバック制御時の第４ろ液Ｗ８の送液をコントロールしてもよい。
図１２には、本発明に係る塩素含有粉体の脱塩処理装置の第５の実施形態を表わす全体構成図を示す。この実施形態に係る脱塩処理装置４０には、上記図１１に示した脱塩処理装置の構成に加えて、上記した脱塩処理における脱塩ケーキ洗浄工程により生じた第２ろ液Ｗ４は、所定のバルブ機構Ｖｎを介して、所定の送液ポンプ機構からなる第４送液装置１７により、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部に送液する経路を設けて、第３脱塩用洗液Ｗ７としても利用することができるようしている。更に、上記した重金属凝集ケーキ洗浄工程で生じた第４ろ液Ｗ８は、所定のバルブ機構Ｖｏを介して、所定の送液ポンプ機構からなる第５送液装置１８により、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部に送液する経路を設けて、第３脱塩用洗液Ｗ７として循環利用することができるようしている。
図１２に示す実施形態においては、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部には、第３塩素イオン濃度監視装置１９が設けられ、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部に貯留される第３脱塩用洗液Ｗ７の塩素イオン濃度を監視するようにしている。第３塩素イオン濃度監視装置１９としては、上述した第１塩素イオン濃度監視装置７及び第２塩素イオン濃度監視装置８と同様のものを使用すればよく、塩素イオン濃度の測定においては、適当な倍率の希釈水について測定を行ってもよい。例えば、塩素イオンメータ、イオンクロマトグラフィー等の汎用の分析方法を用いればよい。この実施形態では塩素イオンメータを使用している。また、第３塩素イオン濃度監視装置１９の配置位置としては、第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部内の内容物の塩素イオン濃度を直接に測定可能に配置してもよく、あるいは第３脱塩用洗液供給装置１４１の貯留部に入る直前の位置に測定可能に配置してもよく、すなわち、いずれの配置であっても、第３脱塩用洗液Ｗ７における塩素イオン濃度を見積ることができればよい。
更に、図１２に示す実施形態では、上記した脱塩処理の塩素イオン濃度のフィードバック制御や、さらには上記図１０及び図１１で説明した実施形態におけるフィードバック制御にも共通して機能し得る制御装置２０１が備わり、その制御装置２０１には、更に、第３塩素イオン濃度監視装置１９からの測定信号を受信し、それに基づき、第４送液装置１７や第５送液装置１８にも送信できるようにしている。これによれば、例えば、第３塩素イオン濃度監視装置１９による測定値が、所定の閾値を超えた場合に、その測定結果に基づいて制御装置２０１が送信する、第４送液装置１７及び／又は第５送液装置１８に対する指令信号により、第４送液装置１７の動作による第２ろ液Ｗ４の送液を止めたり、第５送液装置１８の動作による第４ろ液Ｗ８の送液を止めたり、第５供給調整弁１４１ａや第６供給調整弁１４２ａに対する指令信号により、これら調整弁機構が上述した動作を行って、系内を循環する第３脱塩用洗液Ｗ７に新たな第３脱塩用洗液Ｗ７ａを供給して塩素イオン濃度を下げる制御を行うなど、フィードバック制御を行うことができるようにしている。また、第３塩素イオン濃度監視装置１９による測定値に相応した、新たな第３脱塩用洗液Ｗ７ａの供給量が自動的に決定されるようにしてもよく、その供給動作が自動的、且つ、連続的になされるようにすることも可能である。
なお、図中には示されないが、図１２に示す実施形態において、制御装置２０１は、所定のバルブ機構を制御して、そのバルブ機構を介した送液の液量（又はスラリー量）の調整が行われるようにしてもよく、これにより、例えばバルブ機構Ｖｎを制御して、上記したフィードバック制御時の第２ろ液Ｗ４の送液をコントロールしてもよい。また、バルブ機構Ｖｏを制御して、上記したフィードバック制御時の第４ろ液Ｗ８の送液をコントロールしてもよい。
以上に説明したように、本発明により提供される技術は、例えば焼却飛灰、溶融飛灰、塩素バイパスダスト等をセメント原料化するための、セメント原料の供給システムを構成しているということもできる。ここで図１３には、上記図１２に示した塩素含有粉体の脱塩処理装置の構成に沿って、本発明により提供される塩素含有粉体の脱塩処理方法及び塩素含有粉体の脱塩処理装置を更に説明的に表わす全体構成フロー図を示す。ただし、本発明を構成するにおいて、この図１３に示した構成の一部は、上記に説明した範囲で適宜省略可能であることは勿論である。また、第１固液分離装置と第２固液分離装置とは、同一の装置でそれぞれによる処理を行うようにしてもよい。図１４には、第１固液分離装置と第２固液分離装置とを同一の装置とした脱塩処理装置５０を示す。また、図１５には、その実施形態に係る全体構成フロー図を示す。ここで図１４、図１５の図中に示す説明書きや符号が表わす構造、機能等は、上記した図１０〜図１３と同様である。この態様によれば、使用する固液分離装置を共通化して装置構成を簡略化することができる。
以下、本発明についてさらに詳細に説明するために具体的な試験例を示すが、本発明はこれら試験例の態様に限定されるものではない。
塩素含有粉体Ｐ１として、ガス化溶融炉から発生した溶融飛灰を用いた。表１にはその化学組成を示す。
溶融飛灰Ｐ１と混合してスラリーにするための第１脱塩用洗液Ｗ１として、表２に示す各水準の塩分濃度の異なる水を準備した。
第１脱塩ケーキを洗浄するための第２脱塩用洗液Ｗ２として、表３に示す各水準の塩分濃度の異なる水を準備した。
図３に示した塩素含有粉体の脱塩処理装置１の構成による溶融飛灰Ｐ１の処理において、各洗液の塩分濃度が溶融飛灰Ｐ１の処理にどのように影響を与えるか、表１に示した水準Ａの溶融飛灰を用い、表２に示した各水準の塩分濃度の第１脱塩用洗液Ｗ１と、表３に示した各水準の塩分濃度の第２脱塩用洗液Ｗ２とを、表４に示す組合せで使用して、溶融飛灰Ｐ１の処理を行ない、評価した。なお、全ての組合せで、スラリーＳ１の固液比（「第１脱塩用洗液Ｗ１／溶融飛灰Ｐ１」の質量比）は４、スラリーＳ１の撹拌は撹拌装置２４の撹拌翼２４ａの回転数４００ｒｐｍで３０分間撹拌、第１固液分離装置３における処理により得られる第１脱塩ケーキＣ１及び第２脱塩ケーキＣ２の含水率はともに５０質量％、第２脱塩用洗液Ｗ２による洗浄の際の第２脱塩ケーキＣ２を固液比（「第２脱塩用洗液Ｗ２／溶融飛灰Ｐ１」の質量比）は１、との諸条件で溶融飛灰Ｐ１の処理を行なった。また、第１固液分離装置３としてはフィルタープレスを使用した。
スラリーＳ１を３０分間撹拌後、第１脱塩用洗液Ｗ１に由来する液相を固液分離して得られた第１ろ液Ｗ３のＣｌ濃度、Ｐｂ濃度及びＺｎ濃度を、ＪＩＳ Ｋ ０１０２「工場排水試験方法」に準拠して行った。具体的には、Ｃｌ濃度は電位差滴定法を、Ｐｂ濃度及びＺｎ濃度はＩＣＰ質量分析法（使用装置：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製Ａｇｉｌｅｎｔ ７９００ ＩＣＰ−ＭＳ（商品名））を用いた。また、第２脱塩用洗液Ｗ２による洗浄後の第２脱塩ケーキＣ２の塩素含有率は、試料を硝酸と過酸化水素で分解した後、電位差滴定法を用いて測定した。
結果を表５に示す。
結果を表５に示す。
表５から分かるとおり、試験例１−１〜８では、第２脱塩用洗液Ｗ２による洗浄後の第２脱塩ケーキＣ２のＣｌ濃度は２．０質量％以下であった。また、溶融飛灰Ｐ１を塩素濃度が３質量%もしくは５質量%の第１脱塩用洗液Ｗ１と混合してスラリーにして処理した試験例１−１〜４では、スラリーＳ１を３０分間撹拌後、第１脱塩用洗液Ｗ１に由来する液相を固液分離して得られた第１ろ液Ｗ３のＰｂ濃度及びＺｎ濃度は、１ｐｐｍ以下と低い値を示した。これに対し、溶融飛灰Ｐ１を第１脱塩用洗液Ｗ１として真水と混合してスラリーにして処理した試験例１−９及び試験例１−１０では、スラリーＳ１を３０分間撹拌後、第１脱塩用洗液に由来する液相を固液分離して得られた第１ろ液Ｗ３のＰｂ濃度及びＺｎ濃度は、比較的高い値を示した。また溶融飛灰Ｐ１を第１脱塩用洗液Ｗ１として塩素濃度が１８質量%の高塩素濃度水と混合してスラリーにして処理した試験例１−１１及び試験例１−１２では、その高塩素濃度水への溶融飛灰Ｐ１からの塩素の溶出が十分でなく、第２脱塩ケーキＣ２のＣｌ濃度を十分に低減することができなかった。
次に、図１０に示した塩素含有粉体の脱塩処理装置２０の構成による系外に向けた排液Ｗ５の処理において、排液Ｗ５のｐＨが処理にどのように影響を与えるかを評価した。具体的には、表１に示した水準Ｂの溶融飛灰を用い、上記した表４の水準２−ｂと同じ処理（第１脱塩用洗液Ｗ１：海水、第２脱塩用洗液Ｗ２：海水）で得られた第１ろ液Ｗ３と第２ろ液Ｗ４の混合液に、ｐＨ調整剤を添加して５つの異なるｐＨとした系外に向けた排液Ｗ５について、酸化還元電位が−２００ｍＶとなるようにＯＲＰ調整剤（ＮａＳＨ）を添加して１５分間撹拌した後、当該ＯＲＰ調整剤の添加量と同じモル当量相当量の無機凝集剤（ＦｅＣｌ３）を添加して１５分間撹拌した。その後、高分子凝集剤（ダイヤフロック、三菱ケミカル（株）製）３０ｐｐｍを添加した。そうして得られた処理排液を吸引ろ過によって固液分離して、各ｐＨでの系外排液Ｗ９（第３ろ液Ｗ６に相当）を得た。表６に、ｐＨ調整前の系外に向けた排液Ｗ５（参考例）と各ｐＨでの系外排液Ｗ９（第３ろ液Ｗ６に相当）の重金属成分量を示す。また、表６には、本邦の一律排水基準値も参考として記す。
表６から分かるとおり、ｐＨを９に調整した試験例２−１やｐＨを１０．５に調整した試験例２−２では、評価した重金属類の全てについて、本邦の一律排水基準を満足する値であった。一方で、ｐＨをより酸性側に調整した試験例２−３、４や、参考例同様にアルカリ側に調整された試験例２−５においては、特にＰｂの一律排水基準が逸脱していた。このように、本発明にかかる塩素含有粉体の脱塩処理方法及び塩素含有粉体の脱塩処理装置にあって、その排液から重金属を除く処理を行う場合には、重金属凝集ケーキ形成の際のｐＨを調整することによって、排水への重金属溶出をより十分に抑制できることが明らかとなった。
１、１０、２０、３０、４０、５０ 塩素含有粉体の脱塩処理装置
２ 溶出槽
３ 第１固液分離装置
４、１２ スラリー搬送装置
５ 第１送液装置（ポンプ機構）
６ 第２送液装置（ポンプ機構）
７ 第１塩素イオン濃度監視装置
８ 第２塩素イオン濃度監視装置
９ 脱塩ケーキ搬送装置
１１ 重金属不溶化反応槽
１５ 重金属凝集ケーキ搬送装置
１６ 第３送液装置（ポンプ機構）
１７ 第４送液装置（ポンプ機構）
１８ 第５送液装置（ポンプ機構）
１９ 第３塩素イオン濃度監視装置
２１ 塩素含有粉体供給装置
２２ 第１脱塩用洗液供給装置
２２ａ 第１供給調整弁（調整弁機構）
２３ 新たな第１脱塩用洗液の供給装置
２３ａ 第２供給調整弁（調整弁機構）
２４、１１５ 撹拌装置
２４ａ、１１５ａ 撹拌翼
３１ 第２脱塩用洗液供給装置
３１ａ 第３供給調整弁（調整弁機構）
３２ 新たな第２脱塩用洗液の供給装置
３２ａ 第４供給調整弁（調整弁機構）
１１１ ＯＲＰ調整剤供給装置
１１１ａ ＯＲＰ調整剤供給調整弁
１１２ 無機凝集剤供給装置
１１２ａ 無機凝集剤供給調整弁
１１３ 高分子凝集剤供給装置
１１３ａ 高分子凝集剤供給調整弁
１１４ ｐＨ調整剤供給装置
１１４ａ ｐＨ調整剤供給調整弁
１４１ 第３脱塩用洗液供給装置
１４１ａ 第５供給調整弁（調整弁機構）
１４２ 新たな第１脱塩用洗液の供給装置
１４２ａ 第６供給調整弁（調整弁機構）
２０１ 制御装置
Ｖａ〜Ｖｏ バルブ機構
Ｐ１ 塩素含有粉体
Ｓ１、Ｓ２ スラリー
Ｃ１ 第１脱塩ケーキ
Ｃ２ 第２脱塩ケーキ
Ｃ３ 第１凝集ケーキ
Ｃ４ 第２凝集ケーキ
Ｗ１ 第１脱塩用洗液
Ｗ１ａ 新たな第１脱塩用洗液
Ｗ２ 第２脱塩用洗液
Ｗ２ａ 新たな第２脱塩用洗液
Ｗ３ 第１ろ液
Ｗ４ 第２ろ液
Ｗ５ 系外に向けた排液
Ｗ６ 第３ろ液
Ｗ７ 第３脱塩用洗液
Ｗ７ａ 新たな第３脱塩用洗液
Ｗ８ 第４ろ液
Ｗ９ 系外排液
２ 溶出槽
３ 第１固液分離装置
４、１２ スラリー搬送装置
５ 第１送液装置（ポンプ機構）
６ 第２送液装置（ポンプ機構）
７ 第１塩素イオン濃度監視装置
８ 第２塩素イオン濃度監視装置
９ 脱塩ケーキ搬送装置
１１ 重金属不溶化反応槽
１５ 重金属凝集ケーキ搬送装置
１６ 第３送液装置（ポンプ機構）
１７ 第４送液装置（ポンプ機構）
１８ 第５送液装置（ポンプ機構）
１９ 第３塩素イオン濃度監視装置
２１ 塩素含有粉体供給装置
２２ 第１脱塩用洗液供給装置
２２ａ 第１供給調整弁（調整弁機構）
２３ 新たな第１脱塩用洗液の供給装置
２３ａ 第２供給調整弁（調整弁機構）
２４、１１５ 撹拌装置
２４ａ、１１５ａ 撹拌翼
３１ 第２脱塩用洗液供給装置
３１ａ 第３供給調整弁（調整弁機構）
３２ 新たな第２脱塩用洗液の供給装置
３２ａ 第４供給調整弁（調整弁機構）
１１１ ＯＲＰ調整剤供給装置
１１１ａ ＯＲＰ調整剤供給調整弁
１１２ 無機凝集剤供給装置
１１２ａ 無機凝集剤供給調整弁
１１３ 高分子凝集剤供給装置
１１３ａ 高分子凝集剤供給調整弁
１１４ ｐＨ調整剤供給装置
１１４ａ ｐＨ調整剤供給調整弁
１４１ 第３脱塩用洗液供給装置
１４１ａ 第５供給調整弁（調整弁機構）
１４２ 新たな第１脱塩用洗液の供給装置
１４２ａ 第６供給調整弁（調整弁機構）
２０１ 制御装置
Ｖａ〜Ｖｏ バルブ機構
Ｐ１ 塩素含有粉体
Ｓ１、Ｓ２ スラリー
Ｃ１ 第１脱塩ケーキ
Ｃ２ 第２脱塩ケーキ
Ｃ３ 第１凝集ケーキ
Ｃ４ 第２凝集ケーキ
Ｗ１ 第１脱塩用洗液
Ｗ１ａ 新たな第１脱塩用洗液
Ｗ２ 第２脱塩用洗液
Ｗ２ａ 新たな第２脱塩用洗液
Ｗ３ 第１ろ液
Ｗ４ 第２ろ液
Ｗ５ 系外に向けた排液
Ｗ６ 第３ろ液
Ｗ７ 第３脱塩用洗液
Ｗ７ａ 新たな第３脱塩用洗液
Ｗ８ 第４ろ液
Ｗ９ 系外排液
Claims (24)
- 塩素含有粉体に第１脱塩用洗液を混合してスラリーにするスラリー化工程と、
前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させる塩素溶出工程と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る脱塩ケーキ形成工程と、
前記第１脱塩ケーキを、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る脱塩ケーキ洗浄工程とを備え、
前記脱塩ケーキ形成工程で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用して、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記スラリー化工程と、前記塩素溶出工程と、前記脱塩ケーキ形成工程と、前記脱塩ケーキ洗浄工程とを、供給される塩素含有粉体ごとに繰り返すことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理方法。 - 前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が第１閾値を超えた場合、前記第１脱塩用洗液を、新たな第１脱塩用洗液により前記第１閾値を満足するように制御する、請求項１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記塩素含有粉体に加える初回の第１脱塩用洗液として海水を利用し、前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が１５質量％を超えないようにする、請求項１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第２脱塩用洗液として循環利用して、前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記スラリー化工程と、前記塩素溶出工程と、前記脱塩ケーキ形成工程と、前記脱塩ケーキ洗浄工程とを、供給される塩素含有粉体ごとに繰り返す、請求項１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値とは別個の第２閾値を超えた場合、前記第２脱塩用洗液を、新たな第２脱塩用洗液により前記第２閾値を満足するように制御する、請求項４に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにする、請求項４又は５に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 更に下記（１）〜（３）の工程を備える、請求項１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
（１）前記第１ろ液、前記第２ろ液、前記第１脱塩用洗液として循環利用後の該第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液として循環利用後の該第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないものを排液として回収する排液回収工程
（２）前記工程（１）で回収した排液に重金属捕集剤を添加して、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化する重金属不溶化工程
（３）前記工程（２）で不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る重金属凝集ケーキ形成工程 - 更に下記（４）の工程を備える、請求項７記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
（４）前記第１凝集ケーキを、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る重金属凝集ケーキ洗浄工程 - 前記重金属不溶化工程は、前記排液のｐＨを７〜１１とする、請求項７又は８に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる前記第４ろ液は、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用する、請求項８に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記脱塩ケーキ洗浄工程で得られる前記第２ろ液は、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として利用し、及び／又は前記重金属凝集ケーキ洗浄工程で得られる前記第４ろ液は、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用し、前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を制御しつつ、前記重金属凝集ケーキ洗浄工程における洗浄処理を行う、請求項１０に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値及び前記第２閾値とは別個の第３閾値を超えた場合、前記第３脱塩用洗液を、新たな第３脱塩用洗液により前記第３閾値を満足するように制御する、請求項１１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が３．５質量％を超えないようにする、請求項１１に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 前記塩素含有粉体が、焼却飛灰、溶融飛灰、及び塩素バイパスダストから選ばれた１種又は２種以上を含むものである、請求項１又は７に記載の塩素含有粉体の脱塩処理方法。
- 第１脱塩用洗液を供給するための第１脱塩用洗液供給装置と、
塩素含有粉体を前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液と混合してスラリーにするとともに、前記スラリー中で前記塩素含有粉体に含まれる塩素を液相中に溶出させるための溶出槽と、
前記塩素を溶出させた該スラリーから液相の一部又は全部を分離して第１脱塩ケーキと第１ろ液を得る処理を行なう第１固液分離装置と、
前記溶出槽で処理された前記スラリーを前記第１固液分離装置に搬送するためのスラリー搬送装置と、
前記第１固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液とは別個の第２脱塩用洗液で前記第１脱塩ケーキを洗浄して第２脱塩ケーキと第２ろ液を得る処理を行なうよう、その第２脱塩用洗液を供給するための第２脱塩用洗液供給装置と、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの形成処理で得られる前記第１ろ液、及び／又は前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第１送液装置と、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第１塩素イオン濃度監視装置を備えたことを特徴とする塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第１脱塩用洗液供給装置に前記第１脱塩用洗液として新たな第１脱塩用洗液を供給するための新たな第１脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第１脱塩用洗液供給装置は、該第１脱塩用洗液供給装置から前記溶出槽への前記第１脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第１脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第１供給調整弁を備え、
前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置は、前記第１脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第２供給調整弁を備え、
前記第１脱塩用洗液の塩素イオン濃度が第１閾値を超えた場合、前記第１供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置からの前記第１脱塩用洗液の前記溶出槽への供給を止め又は減少させ、前記第１脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第１脱塩用洗液の供給装置の前記第２供給調整弁を制御することにより、前記第１脱塩用洗液供給装置に、前記第１脱塩用洗液として前記第１閾値を満足するように前記新たな第１脱塩用洗液を供給するように構成された、請求項１５に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第２脱塩用洗液として循環利用するため、前記第２脱塩用洗液供給装置に送液するための第２送液装置と、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第２塩素イオン濃度監視装置とを備える、請求項１５に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第２脱塩用洗液供給装置に前記第２脱塩用洗液として新たな第２脱塩用洗液を供給するための新たな第２脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第２脱塩用洗液供給装置は、該第２脱塩用洗液供給装置から前記第１脱塩ケーキへの前記第２脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第２脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第３供給調整弁を備え、
前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置は、前記第２脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第４供給調整弁を備え、
前記第２脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値とは別個の第２閾値を超えた場合、前記第３供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置からの前記第２脱塩用洗液の前記第１脱塩ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第２脱塩用洗液供給装置から前記第２脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第２脱塩用洗液の供給装置の前記第４供給調整弁を制御することにより、前記第２脱塩用洗液供給装置に、前記第２脱塩用洗液として前記第２閾値を満足するように前記新たな第２脱塩用洗液を供給するように構成された、請求項１７に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１ろ液及び前記第２ろ液のうち、前記第１脱塩用洗液又は前記第２脱塩用洗液として再度利用しないもの、前記第１脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第１脱塩用洗液、及び前記第２脱塩用洗液供給装置から排液として送液された前記第２脱塩用洗液からなる群から選ばれた１種又は２種以上を排液として回収して収容し、これに重金属捕集剤を添加することにより、該排液に含まれる重金属を凝集フロック状に不溶化させるための重金属不溶化反応槽と、
前記不溶化した重金属を含む凝集フロック含有液から液相の一部又は全部を分離して第１凝集ケーキと第３ろ液を得る処理を行なう第２固液分離装置と、
前記重金属不溶化反応槽で処理された前記凝集フロック含有液を前記第２固液分離装置に搬送するための凝集フロック含有液搬送装置とを備える、請求項１５又は１７に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第２固液分離装置において、前記第１脱塩用洗液及び前記第２脱塩用洗液とは別個の第３脱塩用洗液で洗浄して第２凝集ケーキと第４ろ液を得る処理を行なうよう、その第３脱塩用洗液を供給するための第３脱塩用洗液供給装置を備える、請求項１９に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第１脱塩用洗液として循環利用するため、前記第１脱塩用洗液供給装置に送液するための第３送液装置を備える、請求項１９に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、
前記第１固液分離装置でなされる前記第１脱塩ケーキの洗浄処理で得られる前記第２ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第４送液装置と、及び／又は、
前記第２固液分離装置でなされる前記第１凝集ケーキの洗浄処理で得られる前記第４ろ液を、少なくともその一部を前記第３脱塩用洗液として循環利用するため、前記第３脱塩用洗液供給装置に送液するための第５送液装置と、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度を監視するための第３塩素イオン濃度監視装置とを備える、請求項１９に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記塩素含有粉体の脱塩処理装置は、更に、前記第３脱塩用洗液供給装置に前記第３脱塩用洗液として新たな第３脱塩用洗液を供給するための新たな第３脱塩用洗液の供給装置を備え、
前記第３脱塩用洗液供給装置は、該第３脱塩用洗液供給装置から前記第１凝集ケーキへの前記第３脱塩用洗液の供給量を可変可能にするとともに、該第３脱塩用洗液供給装置から排液することを可能にする第５供給調整弁を備え、
前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置は、前記第３脱塩用洗液供給装置への該洗液の供給量を可変可能にする第６供給調整弁を備え、
前記第３脱塩用洗液の塩素イオン濃度が前記第１閾値及び前記第２閾値とは別個の第３閾値を超えた場合、前記第５供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置からの前記第３脱塩用洗液の前記第１凝集ケーキへの供給を止め又は減少させ、前記第３脱塩用洗液供給装置から前記第３脱塩用洗液の一部又は全部を排液したうえ、前記新たな第３脱塩用洗液の供給装置の前記第６供給調整弁を制御することにより、前記第３脱塩用洗液供給装置に、前記第３脱塩用洗液として前記第３閾値を満足するように前記新たな第３脱塩用洗液を供給するように構成された、請求項２２に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。 - 前記第１固液分離装置と前記第２固液分離装置とは、同一の装置でそれぞれによる処理を行う、請求項１９に記載の塩素含有粉体の脱塩処理装置。
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