KR100492619B1 - a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes - Google Patents

a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes Download PDF

Info

Publication number
KR100492619B1
KR100492619B1 KR10-2002-0036149A KR20020036149A KR100492619B1 KR 100492619 B1 KR100492619 B1 KR 100492619B1 KR 20020036149 A KR20020036149 A KR 20020036149A KR 100492619 B1 KR100492619 B1 KR 100492619B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fly ash
cement
incineration
chlorine
carbon dioxide
Prior art date
Application number
KR10-2002-0036149A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040001080A (en
Inventor
안지환
김형석
한기석
한기천
주성민
Original Assignee
한국지질자원연구원
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국지질자원연구원 filed Critical 한국지질자원연구원
Priority to KR10-2002-0036149A priority Critical patent/KR100492619B1/en
Publication of KR20040001080A publication Critical patent/KR20040001080A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100492619B1 publication Critical patent/KR100492619B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/30Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은, 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating fly ash according to household waste incineration.

이는 특히, 각종 생활폐기물이 소각되면서 집진기에 포집된 비산재를 물로 수세하거나 수세할 때 소각로에서 발생되거나 시멘트 제조시 발생되는 탄산가스를 주입하여 비산재에 다량 포함된 염소성분과 중금속 등과 같은 시멘트에 유해한 물질을 용해시켜 제거하거나 탄산나트륨 등과 같은 탄산이온 공급물질을 투입하여 중금속 이온의 용출량을 환경 규제치 이하로 억제하는 것이다.This is especially harmful to cement such as chlorine and heavy metals contained in the fly ash by injecting carbon dioxide gas generated in the incinerator or in the manufacture of cement when the fly ash collected in the dust collector is washed or washed with water as various household wastes are incinerated. By dissolving or removing carbonate feed materials such as sodium carbonate to reduce the elution of heavy metal ions below environmental regulations.

이에따라서, 수세처리시 발생되는 폐수를 안정적으로 처리함과 동시에 비산재의 매립에 따른 환경 오염 문제를 해소하고, 수세 처리 후 남은 고형 물질을 시멘트원료로 재활용 하는 것이다.Accordingly, the wastewater generated during the washing process is treated stably and at the same time, the environmental pollution caused by the landfill of fly ash is solved, and the solid matter remaining after the washing process is recycled into the cement raw material.

Description

생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법{a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes}{A Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes}

본 발명은 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 소각시 발생하는 비산재를 물로 수세할때 소각재에 탄산가스 및 탄산나트륨 등의 탄산이온 공급물질을 주입하여 비산재에 함유된 다량의 염소성분을 제거하고, 중금속을 난용화 시켜 비산재를 안정화시키며, 이에 의하여 발생된 폐수를 안정하게 처리하고 비산재를 시멘트 원료로 재활용하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating fly ash according to household waste incineration, and more particularly, by injecting a carbonate feed material such as carbon dioxide and sodium carbonate into the ash when flushing the fly ash generated during incineration with water. The present invention relates to a method for treating fly ash according to incineration of household wastes, which removes chlorine components, makes heavy metals poorly solubilized and stabilizes fly ash, thereby stably treating wastewater generated and recycling fly ash as cement raw material.

근래에, 새로운 도시문제 중의 하나로 대두되고 있는 생활폐기물의 처리방법에 있어서, 과거에는 주로 매립에 의존하였으나 국토 면적이 좁은 나라에서는 매립장의 부지확보가 점점 어려워지고 있어 소각처리에 의한 폐기물 발생량 저감 방법이 매립지의 수명연장 차원에서 주요한 대안으로 부각되고 있다. In recent years, in the method of disposal of household waste, which has emerged as one of the new urban problems, in the past, mainly landfilling has become increasingly difficult to secure land for landfills in countries with a small land area. It is emerging as a major alternative for the longevity of landfills.

또한, 생활폐기물의 소각 후 발생되는 소각재는 크게 바닥재와 비산재로 분류되며, 특히 비산재는 바닥재에 비해 발생량은 적으나 상대적으로 염소 및 중금속의 함유량이 많고, 이때의 중금속 용출량이 환경규제치를 초과하여 지정폐기물로 고시되어 있어 반드시 관리형 매립장에 매립하여야 한다.In addition, incineration ash generated after incineration of household waste is classified into floor ash and fly ash. In particular, fly ash is less generated than floor ash, but has a relatively high content of chlorine and heavy metals. It is declared as a waste and must be landfilled in a managed landfill.

이에따라, 매립비용이 증가되고 있으며, 이들의 매립에 따른 유해성이 바닥재에 비해 훨씬 높게되고, 재활용하기에도 부적합 하다.As a result, landfill costs are increasing, and the hazards associated with their landfills are much higher than those for flooring and are not suitable for recycling.

이러한 비산재를 매립 처리하기 위하여, 고화재와 소각재를 혼합기에 넣고 물과 함께 혼합하여 고형화시키는 고형화법과 화학약품을 첨가하여 소각재내 중금속을 안정화시켜 용출량을 감소시키는 화화적 안정화법 등이 사용되고 있다. In order to landfill such fly ash, a solidification method for putting solidified material and incineration ash into a mixer, mixing with water to solidify, and adding a chemical and a chemical stabilization method for stabilizing heavy metals in the incinerated ash to reduce the elution amount are used.

그러나, 상기와 같은 고형화법은 고화재 첨가에 따라 오히려 감량효과는 적어지고, pH가 강알카리거나 약산성 이하로 낮아지면 다시 중금속이 용출될 가능성이 높으면서 고화처리 비용도 높게 된다. However, the solidification method as described above, the weight loss effect is rather less according to the addition of the solidified material, when the pH is less than the alkali or weak acidity, the heavy metal is likely to be eluted again and the solidification treatment cost is also high.

한편, 화학적 안정화법은 안정화제로 사용되는 화학약품(주로 킬레이트제)이 고가라는 단점을 가지고 있다. On the other hand, the chemical stabilization method has a disadvantage that the chemical (mainly chelating agent) used as a stabilizer is expensive.

이를 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 생활폐기물 비산재를 시멘트 원료로 안정적으로 재활용하도록 하고, 생활폐기물 소각과정에서 발생된 비산재에 포함된 중금속 및 염소성분을 용해시켜 분리/제거하도록 하며, 소각재에 함유된 중금속을 수산화물 및 탄산화물 등의 난용성 화합물로 침전시켜 중금속의 용출을 억제하여 안정화 시키도록 하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for improving this, to ensure the stable recycling of municipal waste fly ash as a cement raw material, to dissolve and remove heavy metals and chlorine components contained in the fly ash generated during the municipal waste incineration process, contained in the incineration ash The present invention provides a method for treating fly ashes according to incineration of domestic wastes, which precipitates heavy metals with poorly soluble compounds such as hydroxides and carbonates to stabilize and inhibit leaching of heavy metals.

상기 목적들을 달성하기 위해, 시멘트 원료로 사용하도록 생활폐기물 소각로에서 발생되는 CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 등의 시멘트 주요성분과 KCl, NaCl 등의 염소 화합물을 함유하고 있는 비산재를 수세하여 여과한후 여액을 방류하여 고형화하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법이 제공된다.In order to achieve the above objectives, fly ash containing the main components of cement such as CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 and chlorine compounds such as KCl and NaCl to be used as cement raw materials A method of treating fly ash according to incineration of household wastes, which is washed with water, filtered and discharged to solidify the filtrate.

또한, 생활폐기물 소각시 발생되는 비산재에 탄산이온을 주입하면서 1:10 ∼ 1:1의 비산재:물비로, 5∼50℃의 온도범위에서 물로 1회 이상 세척하여 염소성분 및 중금속의 유해성분을 제거하도록 하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법이 제공한다.In addition, by injecting carbonate ions into fly ash generated during incineration of domestic waste, the fly ash: water ratio of 1:10 to 1: 1 is washed at least once with water in the temperature range of 5 to 50 ° C. to remove chlorine and heavy metals. Provided is a method for treating fly ash from incineration of domestic waste that is to be removed.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

시멘트 제조용 원료로는, 산화칼슘(CaO)으로서 석회석이, 산화규소(SiO2)원으로 규석이, 산화알루미늄(Al2O3)원으로 점토가, 산화철(Fe2O3)원으로 철광석이 주로 사용되어 왔다.Raw materials for cement production include limestone as calcium oxide (CaO), silica as source of silicon oxide (SiO 2 ), clay as source of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and iron ore as source of iron oxide (Fe 2 O 3 ). Mainly used.

그러나, 상기와 같은 원료물질의 부족과 보전을 위하여 근래에는 CaO, Al2O3, SiO2, Fe2O3 등의 성분이 함유된 폐기물을 원료로 사용하기 위한 연구 및 사용실적이 높아가고 있는 실정이고, 이들 폐기물을 사용하여 시멘트를 제조함으로써 시멘트 원료가 확보되고 지금까지 공해의 요인이 되었던 폐기물을 저가로 처리할 수 있기 때문에 매립에 의한 환경파괴를 억제하며, 매립지가 불필요하여 처리비용도 절감하는 여러 가지 효과를 함께 얻을 수 있는 장점이 있다.However, for the shortage and preservation of such raw materials, research and use records for using waste containing CaO, Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 as raw materials are increasing. By using these wastes to manufacture cements, cement raw materials are secured and wastes, which have been a source of pollution, can be treated at low cost, thus reducing environmental damage caused by landfills and reducing disposal costs by eliminating landfills. There are several advantages that can be achieved together.

한편, 생활폐기물 소각장으로부터 배출된 비산재에는 시멘트 주요 성분인 CaO, Al2O3, SiO2가 다량 함유되어 있어 시멘트 원료로의 활용이 가능하나, 비산재에 염소성분이 다량 함유되어 있기 때문에 시멘트를 제조할 때 이들 염소화합물 및 중금속 화합물의 휘발로 공정 불안을 일으키거나 이들이 클링커에 함유되어 시멘트의 물성을 저하시키기 때문에 비산재를 시멘트 원료로 사용하기 위해서는 반드시 불순물의 함유량이 규정치 이하로 제거되어야 한다.On the other hand, fly ash discharged from domestic waste incineration contains a large amount of cement, CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 , which can be used as a cement raw material, but since fly ash contains a large amount of chlorine, cement is manufactured. In this case, volatilization of these chlorine compounds and heavy metal compounds causes process anxiety, or they are contained in clinker, which lowers the properties of cement.

표 1과 표 2 그리고 표 3은 이를 설명하기 위해서 배가스의 처리방식의 차이로 비산재의 구성물질도 차이가 큰 일산과 부산지역의 생활폐기물 소각장에서 배출된 비산재의 화학성분, 염소성분, 중금속 함유량 및 용출량을 각각 보인 것이다.Tables 1, 2, and 3 illustrate the chemical composition, chlorine content, heavy metal content, and the chemical composition of fly ash emitted from domestic waste incinerators in Ilsan and Busan, where the composition of fly ash is different. The amount of elution was shown.

먼저, 일산지역의 비산재에는 CaO, SiO2, Al2O3가 각각 41.86중량%, 7.10중량%, 3.51중량%정도 함유되어 있으며, 부산지역의 비산재에는 각각 8.85중량%, 6.07중량%, 3.28중량% 정도 함유되어 있어 소각로의 배가스 처리방법에 따라 이들 성분의 함유량의 차이가 크지만 대체로 시멘트의 주요성분인 CaO가 많이 함유된 것으로 나타났다.First, 41.86 wt%, 7.10 wt% and 3.51 wt% of CaO, SiO 2 and Al 2 O 3 are contained in fly ash in Ilsan area, 8.85 wt%, 6.07 wt% and 3.28 weight in fly ash in Busan area respectively. As it contains about%, the content of these components varies greatly depending on the flue-gas treatment method of the incinerator.

그러나, 시멘트 제조시 휘발되어 시멘트 제조공정에 문제를 발생시키는 염소성분이 일산과 부산 비산재에 각각 22.9중량%와 26.0중량%로 매우 높게 함유된 것으로 나타났다. However, it was found that the chlorine component, which volatilizes during cement production and causes problems in the cement manufacturing process, is very high at 22.9 wt% and 26.0 wt%, respectively, in Ilsan and Busan fly ash.

[표 1]TABLE 1

시료sample 화학성분(중량%)Chemical composition (% by weight) CaOCaO SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO TiO2 TiO 2 Na2ONa 2 O K2OK 2 O MnOMnO P2O5 P 2 O 5 ClCl 일산 비산재Ilsan fly ash 41.8641.86 7.107.10 3.513.51 0.770.77 2.212.21 0.910.91 5.475.47 4.604.60 0.050.05 2.162.16 22.9022.90 비산 비산재Fly ash fly ash 8.858.85 6.076.07 3.283.28 0.640.64 1.601.60 0.920.92 9.589.58 12.3712.37 0.100.10 2.312.31 26.0026.00

그리고, 중금속 함유량의 경우 일산지역 비산재에는 Cu가 568mg/kg, Cd가 166mg/kg, Pb가 2,130mg/kg, Cr이 318mg/kg 정도 함유되어 있으며, 부산지역 비산재에는 Cu가 1,370mg/kg, Cd가 507mg/kg, Pb가 5,800mg/kg, Cr이 671mg/kg 정도로 높게 함유되어 있는 것으로 나타났다. In the case of heavy metal content, fly ash in Ilsan area contained 568mg / kg Cu, 166mg / kg Cd, 2,130mg / kg Pb, 318mg / kg Cr, and 1,370mg / kg Cu in Busan fly ash, It was found that Cd contained 507 mg / kg, Pb 5,800 mg / kg and Cr as high as 671 mg / kg.

또한, 중금속 용출량을 조사한 결과, 표 3에서 알 수 있는 바와 같이 일산 비산재의 경우 Pb가 17.86ppm, 부산 비산재는 Pb가 10.38ppm, Cd가 36.63ppm 정도 중금속이 용출되어 현재의 중금속 용출기준치를 상당히 초과하는 것으로 나타났다. As a result of the heavy metal elution, as shown in Table 3, in the case of Ilsan fly ash, Pb is 17.86ppm, Busan fly ash is 10.38ppm and Cd is 36.63ppm. Appeared to be.

[표 2]TABLE 2

시료sample 중금속 함유량(mg/kg)Heavy metal content (mg / kg) CuCu CdCD PbPb CrCr AsAs 일산 비산재Ilsan fly ash 568568 166166 2,1302,130 318318 1313 비산 비산재Fly ash fly ash 1,3701,370 507507 5,8005,800 671671 6262

[표 3]TABLE 3

비산재Fly ash 중금속 용출량(ppm)Heavy Metal Elution (ppm) CuCu CrCr PbPb CdCD AsAs 일산 비산재Ilsan fly ash 검출안됨Not detected 0.170.17 17.8617.86 검출안됨Not detected 검출안됨Not detected 부산 비산재Busan fly ash 검출안됨Not detected 0.200.20 10.3810.38 36.6336.63 검출안됨Not detected

즉, 상술한 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이, 생활 폐기물내에 존재하는 미량의 중금속과 염소성분은 소각시 휘발/농축되어 집진시설에 포집되므로 중금속 및 염소성분의 농도가 생활폐기물 소각재중 바닥재보다 비산재에 고농도로 농축된다. That is, as can be seen from the above experimental results, the trace amount of heavy metals and chlorine present in the domestic waste is volatilized / concentrated when incinerated and collected in the dust collecting facility, so the concentration of heavy metals and chlorine is higher than that of the floor ash in the municipal waste incineration. Concentrated to high concentration.

이러한 소각재를 전처리 없이 매립하거나 활용하게 되면 이들속에 함유된 중금속과 염소성분이 토양 및 지하수 오염 등의 이차적인 오염을 일으키며 시멘트 원료로 활용할 때에도 시멘트 제조공정에서 문제를 발생시키고 시멘트의 물성을 저하시키므로 비산재를 매립하거나 재활용하기 위해서는 반드시 이들 물질을 제거하거나 안정화시키기 위하여 다음과 같은 적절한 전처리를 하였다.If these incineration materials are landfilled or utilized without pretreatment, the heavy metals and chlorine contained in them will cause secondary pollution such as soil and groundwater contamination. In order to landfill or recycle, the following pretreatment was required to remove or stabilize these substances.

본 발명에서는 소각시 비산되는 비산재를 수처리하면서 이때 포집되는 재를 시멘트원료로 사용하는 것으로서 이를 설명하면 도1에서와 같이, 생활폐기물 소각로에서 발생되는 소각 비산재를 수세할 때 소각로 및 시멘트 제조공정에서 발생되는 탄산가스나 탄산나트륨 등의 탄산이온 함유물질을 투입하여 용액의 pH를 8∼11의 범위로 조절한다.In the present invention, while treating the fly ash to be scattered during incineration, the ash collected at this time is used as a cement raw material. When this is explained, as shown in FIG. 1, when incineration fly ash generated in a municipal waste incinerator is washed, it is generated in an incinerator and cement manufacturing process. Carbonate ion-containing substances such as carbon dioxide gas and sodium carbonate are added to adjust the pH of the solution in the range of 8 to 11.

이때, 시멘트 제조 공정과 시멘트 품질에 영향을 주는 염소성분이 제거되면서 중금속을 안정화시켜 폐수속의 중금속 이온의 용해량을 환경규제치 이하로 용해시켜 폐수처리도 함께 병행하여 비산재를 시멘트의 원료로 사용할 수 있도록 된다. At this time, the chlorine component that affects the cement manufacturing process and cement quality is removed and the heavy metal is stabilized to dissolve the amount of heavy metal ions in the wastewater below the environmental regulations, so that the fly ash can be used together with the wastewater treatment. do.

또한, 상기와 같이 시멘트를 제조하는데 사용되는 원료의 염소함유량은 100mg/kg이하로 제한하고 있으며, 이상과 같이 비산재에는 염소가 제한값의 2,000배 이상 함유되어 있기 때문에 이들을 시멘트의 원료로서 이용하기 위해서는 염소성분을 제거하기 위한 적절한 전처리가 요구된다. In addition, the chlorine content of the raw materials used to manufacture the cement as described above is limited to 100 mg / kg or less, as described above, chlorine is contained in the fly ash more than 2,000 times the limit value in order to use them as raw materials for cement Appropriate pretreatment to remove the components is required.

도1은 일산과 부산지역의 비산재 XRD 분석결과로서 비산재내 염소성분은 주로 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl) 등의 화합물로 존재하며, 염소함유량은 22.9중량%와 26.0중량%정도 함유된 것으로 나타났다. Figure 1 shows the results of fly ash XRD analysis in the areas of Ilsan and Busan, where chlorine components in fly ash exist mainly as compounds such as potassium chloride (KCl), sodium chloride (NaCl), and chlorine content is about 22.9% by weight and 26.0% by weight. .

이들 염화물은 물에 대한 용해도가 대단히 높아 KCl의 경우 물 100g당 34.4g(20℃)정도, NaCl은 물 100g당 35.7g(20℃)가 용해되므로 이들을 물로 용해시킨 후 세척하면 쉽게 제거될 수 있을 것으로 판단된다. Since these chlorides have very high solubility in water, KCl dissolves about 34.4g (20 ℃) per 100g of water, and NaCl dissolves 35.7g (20 ℃) per 100g of water. It seems to be.

또한, 표 4와 도2는 주요 중금속 수산화물과 탄산화물의 25℃에서의 용해도적 및 중금속 수산화물의 pH에 따른 용해도를 나타낸 것으로 pH에 따라 이들의 용해도가 변화됨을 알 수 있다. In addition, Table 4 and Figure 2 shows the solubility of the major heavy metal hydroxides and carbonates at 25 ℃ according to the pH and solubility of the heavy metal hydroxides can be seen that their solubility changes with pH.

[표 4]TABLE 4

중금속 이온 Heavy metal ions 수산화물(Ksp)Hydroxide (K sp ) 탄산화물(Ksp)Carbon dioxide (K sp ) Cr+2 Cr +2 Cr(OH)2 Cr (OH) 2 -- 7.1×10-2 7.1 × 10 -2 -- Cr+3 Cr +3 Cr(OH)3 Cr (OH) 3 -- 6.3×10-4 6.3 × 10 -4 -- Pb+2 Pb +2 Pb(OH)2 Pb (OH) 2 PbCO3 PbCO 3 7.1×102 7.1 × 10 2 3.8×10-2 3.8 × 10 -2 Cd+2 Cd +2 Cd(OH)2 Cd (OH) 2 CdCO3 CdCO 3 1.11.1 2.6×10-1 2.6 × 10 -1 Hg+ Hg + -- Hg2CO3 Hg 2 CO 3 -- 1.11.1 Hg+2 Hg +2 Hg(OH)2 Hg (OH) 2 -- 2.4×10-1 2.4 × 10 -1 -- Cu+ Cu + CuOHCuOH -- 8.1×10-3 8.1 × 10 -3 -- Cu+2 Cu +2 Cu(OH)2 Cu (OH) 2 CuCO3 CuCO 3 1.1×10-2 1.1 × 10 -2 7.5×10-1 7.5 × 10 -1

그 결과, 이들 중금속 화합물은 pH 8∼11사이에서 가장 낮은 용해도를 나타내므로 pH를 8∼11의 범위로 조절함으로서 특히 Pb의 경우 Pb 이온을 수산화물보다 용해도가 낮은 탄산염으로 만들게됨으로서 수세시 발생되는 폐수중의 중금속이온의 농도를 환경규제치 이하로 용해시킬 수 있게 된다. As a result, these heavy metal compounds exhibit the lowest solubility between pH 8 and 11, so that the pH is controlled in the range of 8 to 11, particularly in the case of Pb, making Pb ions into carbonates having lower solubility than hydroxides, thereby generating wastewater. The concentration of heavy metal ions in the solution can be dissolved at or below environmental regulations.

따라서, 비산재를 물로 교반하여 세척(수세)할 때 물속에 탄산가스를 주입하거나 pH가 낮은 용액중에 용해될 때 탄산이온을 공급할 수 있는 탄산나트륨과 같은 탄산염을 주입하면서 용액의 pH를 8∼11정도로 조절한다면 시멘트 제조공정에 큰 영향을 끼치는 염소성분을 제거한다.Therefore, the pH of the solution is adjusted to about 8 to 11 while injecting carbonic acid gas into the water when the fly ash is agitated with water (washing) or injecting a carbonate such as sodium carbonate that can supply carbonic acid ions when dissolved in a low pH solution. If so, remove chlorine, which has a major impact on the cement manufacturing process.

더하여, 용액중에 용해되어 있는 구리, 납, 카드뮴 등과 같은 중금속이 난용성의 탄산염 또는 수산화물로 침전되므로 폐수속에는 중금속이 환경규제치 이하로 용해되어 별도로 폐수처리하지 않아도 되는 효과를 가지게 된다. In addition, since heavy metals such as copper, lead, and cadmium dissolved in the solution are precipitated by poorly soluble carbonates or hydroxides, the waste metals have an effect of dissolving heavy metals below environmental regulations and not requiring separate wastewater treatment.

또한, 수세처리 방법은, 염화물의 용해도가 높기 때문에 일반적인 대기속에서 숙성시키는 방법보다 안정화 속도가 빠르며 공정 또한 단순하고, 별도의 탄산가스 공급이 필요없이 소각로(약 10 부피%) 및 시멘트 제조공정(약 20 부피%)에서 발생되는 탄산가스를 사용함으로서 탄산가스에 의한 대기오염을 방지하면서 탄산가스를 경제적으로 활용할 수 있는 이중효과를 가져온다. In addition, the washing process has a high solubility of chloride, so that the stabilization rate is faster than that of aging in an ordinary atmosphere, and the process is simple, and the incinerator (about 10% by volume) and the cement manufacturing process (no need for a separate carbon dioxide gas supply) By using the carbon dioxide gas generated in about 20% by volume), the carbon dioxide gas can be economically utilized while preventing air pollution by the carbon dioxide gas.

그리고, 도3은 본 발명에 의한 비산재의 수세 처리방법을 개략적으로 나타낸 공정도로서, 생활폐기물 소각시 발생되는 비산재를 수세조에 넣고 탄산가스 및 탄산나트륨 등의 탄산이온 함유물질을 공급하여 일정시간 수세하고, 이를 여과한 후 여액은 방류하고 염소 등의 유해성분이 제거된 고형물은 시멘트 원료로 사용하게 된다. And, Figure 3 is a process diagram schematically showing a method of washing the fly ash according to the present invention, by putting the fly ash generated during the incineration of domestic waste into the washing tank to supply carbonate ion-containing materials such as carbon dioxide and sodium carbonate to wash for a predetermined time After filtration, the filtrate is discharged and the solids from which harmful components such as chlorine are removed are used as cement raw materials.

상기와 같은 본 발명의 공정을 통해 생활 폐기물 소각 비산재를 처리하면 시멘트의 제조시 공정 불안 및 시멘트 품질에 악영향을 미치는 염소성분은 제거하면서도 수세시 폐수속에 함유된 중금속 이온의 농도를 환경규제치 이하로 낮추도록 한다. Treatment of municipal waste incineration fly ash through the process of the present invention as described above lowers the concentration of heavy metal ions contained in waste water at the time of washing, while removing chlorine components that adversely affect process anxiety and cement quality during the manufacture of cement. To do that.

이와 같은 비산재 수세시 탄산가스 및 탄산나트륨 처리에 의한 전처리를 통해 비산재의 안정화 및 폐수 처리를 동시에 함으로서 시멘트의 원료로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 아스콘 충진재 등으로 활용을 기대할 수 있다. By pretreatment by treatment with carbon dioxide and sodium carbonate during the flushing of such fly ash can be used as a raw material of cement as well as stabilizing fly ash and wastewater treatment can be expected to be utilized as a filling material.

또한, 생활폐기물 소각로 및 시멘트 제조공정에서 발생되는 탄산가스를 선택적으로 사용하여 수세처리함으로서 소각및 제조공정중의 탄산가스 발생을 억제하면서 탄산가스를 활용할 수 있다. In addition, by selectively using the carbon dioxide gas generated in the municipal waste incinerator and cement manufacturing process, the carbon dioxide gas can be utilized while suppressing the generation of carbon dioxide in the incineration and manufacturing process.

[실시예]EXAMPLE

생활폐기물의 소각시 발생된 비산재를 수세 및 수세시 탄산가스 등의 처리에 의한 염소성분제거와 중금속의 안정화를 위한 실험을 위해 지름 26cm, 높이 60cm의 스테인레스 재질의 실린더형 반응기를 설치하였다. Stainless steel cylindrical reactors with a diameter of 26cm and a height of 60cm were installed to remove chlorine from the incineration of household wastes and to stabilize heavy metals by treatment with water and carbon dioxide.

상기 실험장치의 구성은, 반응기와 여과기, 탄산가스 및 탄산나트륨 등의 탄산이온 주입구 그리고 여과장치 및 여액저장조로 구성되어 있다. The experimental apparatus is composed of a reactor, a filter, a carbon dioxide ion inlet such as carbon dioxide and sodium carbonate, a filtration device, and a filtrate storage tank.

상기 실험장치에 일산과 부산지역의 생활폐기물 소각로에서 발생되는 비산재를 각각 3∼30kg을 넣고 여기에 30L의 물을 주입하여 교반하였다.3 to 30 kg of fly ash generated from the domestic waste incinerators of Ilsan and Busan were put into the experimental apparatus, and 30L of water was injected and stirred.

표5는, 15분에서 60분까지 물로 세척한 후 고형물의 염소함량을 측정한 결과로서 비산재 발생지역과 관계없이 수세시간 15분 이후에는 염소제거율은 차이를 나타내지 않았다. Table 5 shows the result of measuring the chlorine content of solids after washing with water from 15 minutes to 60 minutes. There was no difference in chlorine removal rate after 15 minutes of washing time regardless of fly ash generation area.

[표 5]TABLE 5

비산재 종류Fly ash type 수세시간Washing time 15분15 minutes 30분30 minutes 1시간1 hours 일산비산재Ilsan Fly Ash 96.5%96.5% 96.5%96.5% 96.5%96.5% 부산비산재Busan fly ash 94.7%94.7% 94.7%94.7% 94.7%94.7%

즉, 일산 비산재는 15분 수세 후 염소함유량이 약 약 22.9중량%에서 약 0.8중량%로, 부산 비산재는 약 26.0중량%에서 약 1.4중량%로 낮아져 각각 초기염소함유량의 96.5중량%, 94.7중량%의 제거율을 보였다. In other words, Ilsan fly ash lowers the chlorine content from about 22.9% to about 0.8% by weight after 15 minutes of washing, and Busan fly ash falls from about 26.0% to about 1.4% by weight, respectively, 96.5% by weight and 94.7% by weight of the initial chlorine content. Removal rate was shown.

또한, 여과후 여과액 중의 중금속 농도는 표 2에 나타난 바와 같이 일산 비산재에서는 납이 17.8ppm, 부산 비산재에서는 납과 카드뮴의 용출농도가 각각 10.28ppm, 35.5ppm으로 기준치를 상당히 초과하였다. In addition, as shown in Table 2, the concentration of heavy metals in the filtrate after filtration significantly exceeded the standard values of 17.8 ppm of lead in ilsan fly ash and 10.28 ppm and 35.5 ppm of cadmium in Busan fly ash, respectively.

그리고, 표6은 수세온도에 대한 영향을 검토한 결과를 나타낸 것으로서 고체 : 액체비를 1:10으로 하여 5℃, 20℃, 50℃에서 30분 수세했을 때, 온도가 높을수록 염소제거율이 높아짐을 알 수 있다. In addition, Table 6 shows the result of examining the influence on the water washing temperature, when the solid: liquid ratio of 1:10, washed with water at 5 ℃, 20 ℃, 50 ℃ 30 minutes, the higher the temperature, the higher the chlorine removal rate It can be seen.

[표 6]TABLE 6

비산재Fly ash 수세온도(℃)Water washing temperature (℃) 55 2020 5050 일산비산재Ilsan Fly Ash 92.5%92.5% 96.5%96.5% 98.0%98.0% 부산비산재Busan fly ash 90.7%90.7% 94.7%94.7% 97.0%97.0%

또한, 표7은 온도를 50℃, 수세시간을 30분으로 하여 고체:액체비를 변화시켜 실험한 결과로서 고체비가 증가하여도 염소제거율은 거의 동일한 것으로 나타났다.   In addition, Table 7 shows that the chlorine removal rate is almost the same even if the solid ratio is increased as a result of experiment by varying the solid to liquid ratio at a temperature of 50 ° C. and a water washing time of 30 minutes.

[표 7]TABLE 7

비산재Fly ash 고체 : 액체비(중량비)Solid: Liquid Ratio (Weight Ratio) 1 : 101: 10 1 : 51: 5 1 : 11: 1 일산비산재Ilsan Fly Ash 98.0%98.0% 97.8%97.8% 97.7%97.7% 부산비산재Busan fly ash 97.0%97.0% 96.5%96.5% 96.3%96.3%

즉, 고체:액체비를 1:1 로 하여 50℃에서 탄산가스 및 탄산나트륨을 탄산이온을 공급한후 pH를 10으로 세척한 경우 염소제거는 각각 97.7중량%, 96.3중량%로 차이를 보이지 않았으나, 표 8에 나타난 바와 같이 중금속 농도는 검출이 안되거나 극미량이 검출되어 환경적으로 안정화되었음을 보여주고 있다. That is, when the carbonic acid gas and sodium carbonate were supplied with carbonate ions at 50 ° C. with a solid to liquid ratio of 1: 1, the chlorine removal was 97.7 wt% and 96.3 wt%, respectively. As shown in Table 8, heavy metal concentrations were not detected or trace amounts were detected, indicating that they were environmentally stabilized.

[표 8]TABLE 8

시료sample 탄산가스 및 탄산나트륨 주입여부Whether carbon dioxide and sodium carbonate are injected pHpH 용액중의 중금속 농도(ppm)Concentration of heavy metals in solution (ppm) 카드뮴cadmium lead 구리Copper 크름Crumb 일산 비산재Ilsan fly ash 주입안함No injection 12.512.5 0.090.09 17.817.8 0.110.11 0.210.21 주입함Infusion 10.110.1 검출안됨Not detected 검출안됨Not detected NDND 0.170.17 부산 비산재Busan fly ash 주입안함No injection 6.86.8 35.535.5 10.2810.28 0.100.10 0.290.29 탄산나트륨Sodium carbonate 10.010.0 0.080.08 검출안됨Not detected 검출안됨Not detected 검출안됨Not detected

따라서, 시멘트 원료중에 포함되는 염소함유량 제한치가 100mg/kg임을 고려한다면 생활폐기물 소각 비산재를 수세 또는 탄산이온을 주입하면서 수세하여 염소성분을 제거함으로써 비산재를 시멘트 원료의 10중량%이하로 사용이 가능하게 되는 것이다.Therefore, considering that the chlorine content limit in the cement raw material is 100mg / kg, it is possible to use the fly ash less than 10% by weight of the cement raw material by removing the chlorine component by washing the municipal waste incineration fly ash with washing or injecting carbonate ions. Will be.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 생활폐기물을 소각하는 과정에서 발생되는 소각 비산재를 물로 세척하거나 탄산가스 및 탄산나트륨 등의 탄산염 함유물질을 공급하면서 물로 세척하여 공해의 발생없이 안전하게 처리함과 동시에 이를 시멘트를 제조하는 원료로서 사용할 수 있고, 비산재의 수세 공정이 간단하여 처리시간이 신속하며, 처리된 비산재 중의 염소성분이 대부분 제거된다. As described above, according to the present invention, the incineration fly ash generated during the incineration of domestic wastes is washed with water or supplied with carbonate-containing substances such as carbon dioxide and sodium carbonate to be washed with water, thereby safely treating the cement without generating pollution. It can be used as a raw material to be manufactured, the washing process of the fly ash is simple, the processing time is quick, and most of the chlorine component in the treated fly ash is removed.

또한, 폐수중 중금속 이온의 함유량이 환경규제치 이하로 용해되므로 별도로 폐수처리를 하지 않아도 되므로 수세한 비산재를 시멘트 원료뿐만 아니라 아스콘의 충진제 등으로 활용할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.In addition, since the content of heavy metal ions in the waste water is dissolved below the environmental regulations, it is not necessary to treat the waste water separately, so that the flushed fly ash can be used as a filler for ascon as well as cement raw materials.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as provided by the following claims. I would like to clarify that those who have knowledge of this can easily know.

도1은 생활폐기물 소각재중 비산재의 XRD 분석결과를 나타낸 도면1 is a diagram showing the results of XRD analysis of fly ash in household waste incinerator

도2는 중금속 수산화물의 pH에 따른 용해도를 나타낸 도면2 is a diagram showing the solubility according to the pH of the heavy metal hydroxide

도3은 본 발명에 따른 생활폐기물 소각재 중 비산재의 수세처리 공정도3 is a washing process of the fly ash in the municipal waste incineration ash according to the present invention

Claims (5)

소각재의 처리방법에 있어서,In the method of treating incineration ash, 시멘트의 원료로 사용하도록 생활폐기물 소각로에서 발생되는 비산재를 탄산이온 공급재를 공급하면서 수세하고, 이를 여과한 후 수거되는 재를 고형화 하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법.A method for treating fly ash according to incineration of domestic waste in which the fly ash generated from the domestic waste incinerator is used as a raw material for cement to be washed while supplying a carbonic acid supply material, and the solids are collected after filtration. 제1항에 있어서, 상기 비산재를 1:10 ∼ 1:1의 비산재:물비로, 5∼50℃의 온도범위에서 15분 이상 물로 수세하는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법.The method of claim 1, wherein the fly ash is rinsed with water for 15 minutes or more in a temperature range of 5 to 50 ° C. at a fly ash: water ratio of 1:10 to 1: 1. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 탄산이온 공급재는, 생활폐기물 소각시 발생되는 탄산가스가 함유된 배가스와 시멘트 제조공정에서 발생되는 탄산가스가 함유된 배가스중에서 선택되어 사용되는 것을 특징으로 하는 생활폐기물 소각에 따른 비산재의 처리방법.The method of claim 1, wherein the carbonic acid ion feed material is selected from the flue gas containing carbon dioxide gas generated during the incineration of municipal waste and the flue gas containing carbon dioxide gas generated in the cement manufacturing process is used for incineration of municipal waste. Treatment method of fly ash according to.
KR10-2002-0036149A 2002-06-26 2002-06-26 a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes KR100492619B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0036149A KR100492619B1 (en) 2002-06-26 2002-06-26 a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0036149A KR100492619B1 (en) 2002-06-26 2002-06-26 a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040001080A KR20040001080A (en) 2004-01-07
KR100492619B1 true KR100492619B1 (en) 2005-06-03

Family

ID=37312860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0036149A KR100492619B1 (en) 2002-06-26 2002-06-26 a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100492619B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045341B1 (en) * 2008-09-05 2011-06-30 현춘식 Method for stabilizing burned ash using carbon dioxide
KR102302354B1 (en) 2021-03-10 2021-09-16 이충수 Mixing Material Manufacturing System Using Waste Acid and Dissipative Materials
KR20220147907A (en) 2021-04-28 2022-11-04 (주)엔에이치리사이텍컴퍼니 Manufacturing method of concrete additives using industrial wastewater and dust waste

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100527832B1 (en) * 2005-05-31 2005-11-15 주식회사 그린환경 A lime element clearing method of revival aggregate make use of carbonic acid gas and that equpment
KR102305161B1 (en) 2020-05-12 2021-09-27 주식회사 한나눔산업 Solidification method of waste using the water soluble silicate
CN113926826A (en) * 2021-10-09 2022-01-14 浙江京兰环保科技有限公司 Treatment process for resource utilization of waste incineration fly ash
CN115026100A (en) * 2022-04-22 2022-09-09 河北绿鸿环保科技有限公司 Waste incineration fly ash treatment system
CN114918236B (en) * 2022-05-11 2023-12-19 山东大学 Waste incineration fly ash washing reaction device, treatment system and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09314088A (en) * 1996-05-28 1997-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Treatment of fly ash
JP2000144271A (en) * 1998-11-13 2000-05-26 Yoshizawa Lime Industry Method of recovering heavy metal from molten fly ash
JP2001286846A (en) * 2000-04-10 2001-10-16 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Method and device for treating chlorine compounds in incinerated ash
KR20010089935A (en) * 2000-03-14 2001-10-17 서희동 method for producing artificial allophane mineral from fly ash of coal and waste

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09314088A (en) * 1996-05-28 1997-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Treatment of fly ash
JP2000144271A (en) * 1998-11-13 2000-05-26 Yoshizawa Lime Industry Method of recovering heavy metal from molten fly ash
KR20010089935A (en) * 2000-03-14 2001-10-17 서희동 method for producing artificial allophane mineral from fly ash of coal and waste
JP2001286846A (en) * 2000-04-10 2001-10-16 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Method and device for treating chlorine compounds in incinerated ash

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045341B1 (en) * 2008-09-05 2011-06-30 현춘식 Method for stabilizing burned ash using carbon dioxide
KR102302354B1 (en) 2021-03-10 2021-09-16 이충수 Mixing Material Manufacturing System Using Waste Acid and Dissipative Materials
KR20220147907A (en) 2021-04-28 2022-11-04 (주)엔에이치리사이텍컴퍼니 Manufacturing method of concrete additives using industrial wastewater and dust waste

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040001080A (en) 2004-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5268128A (en) Method and apparatus for cleaning contaminated particulate material
JP3924822B2 (en) Method and apparatus for cleaning ash dust
KR100492619B1 (en) a Process Method for Scatter Ash following burn up Living Wastes
JP6989844B2 (en) Friedel salt removal method and Friedel salt removal system
Kim et al. Evaluation of pre-treatment methods for landfill disposal of residues from municipal solid waste incineration
JP2006015190A (en) Method for treating fly ash
TW529970B (en) A method for the treatment, in particular stabilization, of materials containing environmentally noxious constituents, especially from the incineration of waste, as well as a plant for carrying out the said method
CN107398470A (en) A kind of method that mercury contaminated soil is repaired in low temperature thermal desorption amalgamation elution
US20040024281A1 (en) Method for stabilization of material or waste to reduce metals and fluoride leaching potential
Royer et al. Control technologies for remediation of contaminated soil and waste deposits at superf und lead battery recycling sites
US20080139868A1 (en) Method for optimal stabilization of incinerator ash by combined acidulation and stabilization
JP2007069185A (en) Method for washing inorganic matter
Chen et al. Release of soluble ions and heavy metal during fly ash washing by deionized water and sodium carbonate solution
EP1762309A2 (en) Improvements in and relating to waste processing
KR100613493B1 (en) pretreatment method and device for bottom ash which generations destroy a waste of life by fire
JP2920137B1 (en) Process for integrated processing of fly ash detoxification, salt separation and resource recycling
EP1027939B1 (en) Process for removing organic and/or inorganic micropollutants from mud, in particular from sea and lagoon sediments, or from soil
JPH07214029A (en) Recycling method of heavy metal by making incineration ash or fly ash harmless
JP3574928B2 (en) Method for treating fly ash from incinerators and melting furnaces
WO1998024938A1 (en) Extraction of metals from heavy metal-bearing wastes
JPS6140885B2 (en)
JP2004041895A (en) Treatment method for incineration ash
KR101851387B1 (en) Method for preventing calcium scale
JP3549135B2 (en) Waste melting treatment equipment with slag cleaning device and method for producing granulated slag
JP2009240952A (en) Waste treatment method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120524

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130329

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160325

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170327

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 18