JP2014171923A

JP2014171923A - 塩素バイパスダスト水洗排水の処理方法及び処理装置

Info

Publication number: JP2014171923A
Application number: JP2013043936A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Kikuzaki; 智文菊崎; Hiromi Chiba; 裕己千葉
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】簡易な操作で、低コストで塩素バイパスダスト水洗排水を処理する。
【解決手段】セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から、薬液処理によって重金属類を除去する排水処理方法において、排水に曝気処理を行い、重金属類を固形分側に回収する塩素バイパスダスト水洗排水の処理方法。排水に曝気処理を行うことで、排水中に固形分が生成され、セレン等の重金属類は固形分側に移行する。曝気処理に空気、ＣＯ₂ガス、ＳＯ₂ガス及びセメントキルンの排ガスから選択される少なくとも一つ以上を用いることができ、曝気処理を薬液処理の前に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から重金属類を除去して浄化処理する方法及び装置に関する。

従来、セメント製造設備におけるプレヒータの閉塞等の問題を引き起こす原因となる塩素を除去するため、ダストを分級機によって粗粉と微粉とに分離し、粗粉をセメントキルン系に戻すと共に、分離された塩化カリウム等を含む微粉（塩素バイパスダスト）を回収していた。

しかし、セメント製造設備における廃棄物の処理量の増加に従い、セメントキルンに持ち込まれる重金属類の量も増加しており、これらの重金属類は、塩素バイパスダストを水洗処理した際にろ液中に溶出するため、水洗時に発生する排水から重金属類を除去することも必要であった。

そこで、例えば、特許文献１には、セメント製造工程で発生する塩素バイパスダストの水洗時に発生する排水から薬液により重金属類を除去して浄化処理する方法が提案されている。

特開２００９−１１２９８６号公報

上記特許文献に記載の処理方法は、セレン、鉛、カドミウム等といった重金属類を排水基準値以下に処理することができるが、薬液処理に要するコストが高く、特にセレン処理に要するコストが薬剤費の８割を占めるため、セレンを含む重金属類の処理コストの低減が課題となっていた。また、上記特許文献に記載の方法以外にもセレン処理の方法が種々検討されているが、複雑な操作性や運転コストが高いことが問題となっていた。

そこで、本発明は、簡易な操作で、低コストで塩素バイパスダスト水洗排水を処理する方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から、薬液処理によって重金属類を除去する排水処理方法において、前記排水に曝気処理を行い、前記重金属類を固形分側に回収することを特徴とする。

本発明によれば、排水に曝気処理を行うことで排水中に固形分が生成され、セレン等の重金属類は固形分側に移行するため、簡易な操作で、低コストで塩素バイパスダスト水洗排水を処理することができる。

上記排水処理方法において、前記曝気処理に空気、ＣＯ₂ガス、ＳＯ₂ガス及びセメントキルンの排ガスから選択される少なくとも一つ以上を用いることができ、前記曝気処理を前記薬液処理の前に行うことができる。

また、本発明は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から、薬液処理によって重金属類を除去する排水処理装置であって、前記排水に曝気処理を行う曝気装置を備え、該曝気装置で曝気処理を行うことにより、前記重金属類を固形分側に回収することを特徴とする。本発明によれば、排水に曝気処理を行うことで、排水中に固形分が生成され、セレン等の重金属類は固形分側に移行するため、簡易な操作で、低コストで塩素バイパスダスト水洗排水を処理することができる。

以上のように、本発明によれば、簡易な操作で、低コストで塩素バイパスダスト水洗排水を処理することができる。

本発明にかかる塩素バイパスダスト水洗排水の処理装置の一実施の形態を示す全体構成図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる塩素バイパスダスト水洗排水の処理装置の一実施の形態を示し、この処理装置１は、塩素バイパスダストＤに水Ｗを添加してスラリーＳ１を生成する溶解槽２と、溶解槽２から供給されたスラリーＳ１を撹拌しながら熟成させる熟成槽３と、熟成槽３から供給されたスラリーＳ２を水洗しながら固液分離するベルトフィルター４と、ベルトフィルター４で分離されたろ液Ｌ１を受け入れ、曝気装置１１からの空気Ａによって曝気する母ろ液槽５と、母ろ液槽５からのろ液Ｌ２を貯留する母ろ液ピット６と、母ろ液ピット６からのろ液Ｌ３を薬液処理するための薬液反応槽７〜９と、薬液反応槽９からのろ液Ｌ６を固液分離するフィルタープレス１０とから構成される。

溶解槽２は、セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダスト、特に抽気した燃焼ガスに含まれるダストのうちの微粉ダスト（以下「塩素バイパスダスト」という。）Ｄに水Ｗを添加してスラリーＳ１を生成するために備えられ、溶解槽２において、塩素バイパスダストＤに含まれる水溶性の塩素分を水中に溶解させる。

ベルトフィルター４は、熟成槽３から供給されたスラリーＳ２を水洗しながら、ろ液Ｌ１と１次ケーキＣ１とに固液分離を行うために備えられ、水中に溶解した塩素分をろ液Ｌ１側に分離することができる。

母ろ液槽５は、ベルトフィルター４から供給されたろ液Ｌ１を撹拌しながら空気Ａを用いて曝気処理を行うために設けられる。曝気を行うための曝気装置１１は、例えばブロアー等を備え、スラリーＳ１に空気Ａを吹き込む。

薬液反応槽７は、母ろ液ピット６から供給されたろ液Ｌ３に水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）等の硫化剤を添加し、ろ液Ｌ３中の鉛及びタリウムを硫化して硫化鉛及び硫化タリウムを生成するために備えられる。

薬液反応槽８は、水硫化ソーダが添加されたろ液Ｌ４に塩酸を添加してｐＨを４以下とするために備えられる。

薬液反応槽９は、ｐＨが４以下に調整されたろ液Ｌ５に、アルカリ剤としてＣａ（ＯＨ）₂等を添加し、ｐＨを７．５以上１１以下とすることで、セレンの還元に最適なｐＨとし、凝集剤及びセレン還元剤として機能する第一鉄化合物等を添加し、硫化鉛及び硫化タリウムを凝集させると共に、ろ液Ｌ４中のセレンを還元するために備えられる。

フィルタープレス１０は、薬液反応槽９からのろ液Ｌ６をろ液Ｌ７と２次ケーキＣ２とに固液分離し、ろ液Ｌ６から硫化タリウム、硫化鉛及びセレンを分離するために設けられる。

次に、本発明にかかる処理装置１を用いた処理方法について、図１を参照しながら説明する。

溶解槽２において、塩素バイパスダストＤを水Ｗと混合してスラリーＳ１を生成し、塩素バイパスダストＤに含まれる水溶性の塩素分を水中に溶解させる。溶解槽２からスラリーＳ１を熟成槽３に供給し、熟成槽３において熟成させる。

次に、熟成槽３から供給されるスラリーＳ２をベルトフィルター４に供給し、スラリーＳ２を水洗しながらろ液Ｌ１と１次ケーキＣ１とに固液分離する。ベルトフィルター４で分離された１次ケーキＣ１は、セメント原料等としてセメントキルン等に投入される。

一方、塩素分を含むろ液Ｌ１は、母ろ液槽５に受け入れた後、撹拌しながら曝気装置１１からの空気Ａを用いて曝気処理を行う。この曝気処理によりろ液Ｌ１中に固形分が生成され、セレン等の重金属類は固形分側に移行する。

母ろ液槽５からのろ液Ｌ２を一旦母ろ液ピット６に貯留し、母ろ液ピット６からのろ液Ｌ３を薬液反応槽７に供給し、ろ液Ｌ３に硫化剤を添加する。これによって、ろ液Ｌ３中の鉛及びタリウムを硫化して硫化鉛及び硫化タリウムを生成する。硫化剤として、水硫化ソーダ（ＮａＳＨ）の他に硫化ソーダ（Ｎａ₂Ｓ）等を用いることができる。

次に、薬液反応槽８において、ろ液Ｌ４に塩酸を添加し、ろ液Ｌ４のｐＨを４以下に調整して溶解している炭酸根をガスとして排出させる。

さらに、薬液反応槽９において、薬液反応槽８でｐＨを４以下にしたろ液Ｌ５にアルカリ剤を添加し、ｐＨをセレンの還元に最適である７．５以上１１以下に調整し、ｐＨ調整されたろ液Ｌ５に凝集剤及びセレン還元剤として機能する第一鉄化合物等を添加する。これによって、硫化鉛及び硫化タリウムを凝集させると共に、ろ液Ｌ４中の６価又は４価のセレンを０価のセレンに還元する。第一鉄化合物として、塩化第一鉄（ＦｅＣｌ₂）又は硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ₄）を用いることができる。

次に、フィルタープレス１０によって、薬液反応槽９からのろ液Ｌ６を固液分離し、ろ液Ｌ７と２次ケーキＣ２に分離する。この２次ケーキＣ２に硫化鉛、硫化タリウム及びセレンが回収され、２次ケーキＣ２は、セメント原料等として再利用することができ、ろ液Ｌ７は排水処理後に放流される。

尚、上記実施の形態においては、母ろ液槽５において空気Ａを用いてろ液Ｌ１を曝気処理したが、母ろ液槽５以外にも、母ろ液ピット６等、ベルトフィルター４の下流側の装置でろ液Ｌ２等に曝気処理を行うこともできる。また、曝気処理に用いるガスは空気に限らず、ＣＯ₂ガス、ＳＯ₂ガス、セメントキルンの排ガスを用いることができ、これらを単独で又は２つ以上を同時に用いてもよい。ＣＯ₂ガスを用いることで処理時間を短縮することができ、セメントキルンの排ガスを用いることで、排ガスの有効利用を図ることができると共に、空気を用いる場合に比較して処理時間を短縮することができる。

１塩素バイパスダスト水洗排水の処理装置
２溶解槽
３熟成槽
４ベルトフィルター
５母ろ液槽
６母ろ液ピット
７〜９薬液反応槽
１０フィルタープレス
１１曝気装置

Claims

セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から、薬液処理によって重金属類を除去する排水処理方法において、
前記排水に曝気処理を行い、前記重金属類を固形分側に回収することを特徴とする塩素バイパスダスト水洗排水の処理方法。
前記曝気処理に空気、ＣＯ₂ガス、ＳＯ₂ガス及びセメントキルンの排ガスから選択される少なくとも一つ以上を用いることを特徴とする請求項１に記載の塩素バイパスダスト水洗排水の処理方法。
前記曝気処理を、前記薬液処理の前に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の塩素バイパスダスト水洗排水の処理方法。
セメントキルンの窯尻から最下段サイクロンに至るまでのキルン排ガス流路より抽気した燃焼ガスに含まれるダストの水洗時に発生する排水から、薬液処理によって重金属類を除去する排水処理装置であって、
前記排水に曝気処理を行う曝気装置を備え、
該曝気装置で曝気処理を行うことにより、前記重金属類を固形分側に回収することを特徴とする塩素バイパスダスト水洗排水の処理装置。