專利名稱：含氯廢料的水泥原料化處理方法和處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對從垃圾焚燒爐等中排出的飛灰和水泥制造中的堿旁路設(shè)備和氯旁路設(shè)備中生成的脫鹽粉塵等、包含重金屬的含氯廢料進(jìn)行處理以使其能夠作為水泥原料利用的水泥原料化處理方法和處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，對于水泥制造設(shè)備而言，伴隨著工業(yè)廢料的處理量的增加，工業(yè)廢料中含有的氯等揮發(fā)性成分在窯內(nèi)增加，有可能給水泥的質(zhì)量和水泥窯系統(tǒng)的操作帶來不利影響。因此，作為其對策，設(shè)置從水泥制造設(shè)備中除去氯的氯旁路裝置。該氯旁路裝置為如下的裝置為了除去在水泥窯與預(yù)熱機(jī)之間反復(fù)揮發(fā)和凝結(jié)而 濃縮的氯等揮發(fā)性成分，通過從水泥窯的窯底部抽吸廢氣并進(jìn)行冷卻，生成使以氯化合物為主的揮發(fā)性成分固化而成的氯旁路粉塵，并將該氯旁路粉塵排出到系統(tǒng)外，由此將氯從水泥窯內(nèi)除去。由該氯旁路裝置產(chǎn)生的氯旁路粉塵含有大量氯化合物和重金屬類等，因此，再次作為水泥原料進(jìn)行再利用需要除去這些氯化合物和重金屬類等。另外，就現(xiàn)狀而言，從垃圾焚燒爐中排出的飛灰受到特別控制，有義務(wù)通過熔融法、水泥固化法、藥劑處理法、溶劑提取法等廢料的處理中的任意一種方法進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行填埋處理。該飛灰含有大量氯化合物和重金屬類等，因此，再次作為水泥原料進(jìn)行再利用需要除去這些氯化合物和重金屬類等。這樣，對飛灰進(jìn)行預(yù)處理后填埋，但最近，填埋處理用地的確保、由于有害成分從飛灰中溶出而引起的填埋處理用地周圍的土壤污染等已成為問題。另外，堿旁路粉塵和氯旁路粉塵含有大量氯化合物，因此，在混合到產(chǎn)品水泥中時，可能會引起水泥的質(zhì)量降低。近年來，一直在推進(jìn)水泥窯中的廢料的再利用，來自于廢料的氯量也有增加的傾向，而且堿旁路粉塵和氯旁路粉塵的產(chǎn)生量也隨之增加。另外，在進(jìn)行廢棄處理的情況下，會因此而產(chǎn)生費(fèi)用，并且與垃圾焚燒飛灰同樣，確保填埋處理用地也成為重要的問題。日本專利第4210456號公報中記載了一種水泥原料化處理方法，其特征在于，向含有氯的廢料中添加使其流動的程度的水，并且在攪拌槽中使其混懸，使廢料中的氯溶出，將其用帶式過濾機(jī)或壓濾機(jī)過濾，將所得到的脫鹽塊用作水泥原料，并且，向通過水洗使廢料中的氯和重金屬溶出而得到的濾液中添加用于調(diào)節(jié)PH的藥劑或者鼓入含有二氧化碳的氣體，而且組合使用螯合劑添加和/或螯合樹脂吸附和/或活性炭吸附，由此，使重金屬和有害成分沉淀，將其過濾而除去該沉淀物。但是，該公報記載的方法中，無法由含氯廢料有效且充分地生成水泥原料，另外，不是能夠?qū)︼w灰和脫鹽粉塵同時進(jìn)行處理的綜合性處理方法。另外，由于并非反復(fù)實(shí)施重金屬的沉淀處理，因此，對于為了使其幾乎不含所含的重金屬而言是不充分的方法。
另外，日本特開2009-172552號公報中記載了一種含有水溶性氯的廢料的處理方法，其具有水洗和固液分離工序，通過固液分離將包含含有水溶性氯的廢料D和淡水W的漿液SI分離成固體成分Cl和濾液Fl ；除硒工序，向?yàn)V液Fl中添加pH調(diào)節(jié)劑Pl而將pH調(diào)節(jié)至4以上且7以下，進(jìn)一步添加鐵粉，利用鐵粉使所得到的漿液S2中的硒還原并沉淀，利用沉降分離將漿液S2分離成含有硒和鐵粉的固體成分C2和上清液F2 ;中和處理工序，將上清液F2的pH調(diào)節(jié)至7以上且10. 5以下而使重金屬沉淀，利用沉降分離將該上清液F2分離成含有重金屬的固體成分C3和上清液F3。該公報記載的方法作為除硒的方法是有效的，但并未公開能夠同時對飛灰和脫鹽粉塵進(jìn)行處理的綜合性處理方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)I :日本專利第4210456號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-172552號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有問題，提供一種綜合性的含氯廢料的水泥原料化處理方法，其能夠大量且高效地對作為飛灰和脫鹽粉塵的含氯廢料中包含的重金屬等有害成分同時進(jìn)行處理，在所含重金屬的除去方面優(yōu)良，并且能夠以對環(huán)境安全的廢液的形式進(jìn)行排放，能夠有效地將作為含氯廢料的垃圾焚燒飛灰、堿旁路粉塵或氯旁路粉塵以及它們的混合物分別作為水泥原料進(jìn)行再利用。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供能夠有效地實(shí)施上述含氯處理方法的處理裝置。用于解決問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明提供能夠綜合且有效地對飛灰和脫鹽粉塵進(jìn)行處理的下述含氯廢料的水泥原料化處理方法和處理裝置。本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的特征在于，對向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(I)的漿液SI進(jìn)行過濾(2、22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C2、C22用作水泥原料，將濾液F2、F21調(diào)節(jié)至PHflO并添加還原劑使重金屬析出(11)，向包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑(12)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離
(15)，將所得到的固體塊C15用作水泥原料，使濾液F15循環(huán)至上述重金屬的析出(11)處理，并向分離上述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合劑，對形成了重金屬的螯合物的漿液S13進(jìn)行過濾(14)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M14循環(huán)至上述高分子絮凝劑處理(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放處理，并且對向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(21)的漿液S21進(jìn)行過濾(22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C22用作水泥原料，將濾液F22調(diào)節(jié)至pH5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵使硒析出并沉降(24)，對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，將分離上述沉降的硒后的上清液F24調(diào)節(jié)至pH9 10并添加還原劑使重金屬析出(25)，向包含重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑(26)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至上述重金屬的析出(25)處理，對分離上述絮凝物之后的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解(28)而使金屬氧化物析出，對包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾(29)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M29循環(huán)至上述高分子絮凝劑處理，并對濾液F29進(jìn)行排放處理，而且，將上述濾液F2與上述分離硒之后的上清液F24 —同以與上述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的特征在于，并不同時對將飛灰溶解于水中而得的上述漿液SI和將脫鹽粉塵溶解于水中而得的漿液S21進(jìn)行固液分離(22)處理。更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的特征在于，對于飛 灰含氯廢料，在向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(I)之前，還具
備二 g英預(yù)處理。更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的特征在于，上述電解槽(28)中析出的金屬氧化物為鉈的氧化物，還具備對包含該鉈的氧化物的漿液進(jìn)行傾析(于''力 >夕)來回收鉈的處理。此外，更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的特征在于，進(jìn)一步對排放前的液體成分進(jìn)行活性炭吸附(30)處理。本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置的特征在于，具備溶解槽(I)，向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過濾裝置(2)，將對來自該溶解槽(I)的漿液SI進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C2用作水泥原料；反應(yīng)槽(11)，將來自該過濾裝置(2)的濾液F2調(diào)節(jié)至pHflO并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(12)，向來自該反應(yīng)槽(11)的包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑使重金屬絮凝并使絮凝物沉降；過濾裝置(15)，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C15用作水泥原料，并使濾液F15循環(huán)至所述反應(yīng)槽(11)；螯合槽(13)，向來自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合劑而形成重金屬的螯合物；過濾裝置(14)，對來自該螯合槽(13)的漿液S13進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分M14循環(huán)至所述絮凝槽(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放，并且具備溶解槽(21)，向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過濾裝置(22)，對來自該溶解槽(21)的漿液S21進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C22用作水泥原料；反應(yīng)槽(23)，將來自該過濾裝置(22)的濾液F22調(diào)節(jié)至pH5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒從來自該反應(yīng)槽(23)的包含析出的硒的漿液S23中沉降；過濾裝置(27)，將對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料；反應(yīng)槽(25)，將來自所述絮凝槽(24)的上清液F24調(diào)節(jié)至PHflO并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(26)，向來自該反應(yīng)槽(25)的含有重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑，使重金屬絮凝而使絮凝物沉降；濾液裝置(27)，將對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至所述反應(yīng)槽(25);電解槽(28)，對來自該絮凝槽(26)的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解而使金屬氧化物析出；過濾裝置(29)，對來自該電解槽(28)的包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分M29循環(huán)至所述絮凝槽26，并對濾液F29進(jìn)行排放，而且，將所述濾液F2導(dǎo)入所述過濾裝置(22)中，以與所述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置的特征在于，不同時向上述過濾裝置(22)中導(dǎo)入將飛灰溶解于水中而得的上述漿液SI和將脫鹽粉塵溶解于水中而得的漿液S21。
更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置的特征在于，還具備在將飛灰含氯廢料導(dǎo)入上述溶解槽(I)中之前進(jìn)行二曝英預(yù)處理的二 英處理裝置。更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置的特征在于，在上述電解槽(28)中析出的金屬氧化物為鉈的氧化物，并且上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置還具備對包含該鉈的氧化物的漿液進(jìn)行傾析來回收鉈的機(jī)構(gòu)。此外，更優(yōu)選地是，上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理裝置的特征在于，還具備在對來自過濾裝置(14、29)的濾液F14和濾液F29進(jìn)行排放之前進(jìn)行活性炭處理的活性炭吸附裝置(30)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法和處理裝置，能夠?qū)︼w灰和脫鹽粉塵進(jìn)行綜合性處理，還能夠同時對飛灰和脫鹽粉塵進(jìn)行處理。另外，本發(fā)明中，利用多種機(jī)構(gòu)依次進(jìn)行重金屬的除去，因此，能夠高效地除去飛灰和脫鹽粉塵等中含有的硒、重金屬等有害成分，能夠幾乎完全除去所含的重金屬。此外，能夠?qū)⒃诙鄠€處理階段產(chǎn)生的固體物質(zhì)作為水泥原料而有效地進(jìn)行再利用，因此，能夠在多個階段中生產(chǎn)用于水泥原料的固體成分。


圖I是示意性地表示實(shí)施本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法的處理裝置的一例的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照圖I對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法是具備以下工序的處理方法，具體而言為如下方法對向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(I)的漿液SI進(jìn)行過濾(2、22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C2、C22用作水泥原料，將濾液F2、F21調(diào)節(jié)至PHflO并添加還原劑使重金屬析出(11)，向包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑(12)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離
(15)，將所得到的固體塊C15用作水泥原料，使濾液F15循環(huán)至所述重金屬的析出(11)處理，向分離所述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合劑，對形成重金屬的螯合物的漿液S13進(jìn)行過濾(14)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M14循環(huán)至所述高分子絮凝劑處理
(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放處理，并且對向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(21)的漿液S21進(jìn)行過濾(22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C22用作水泥原料，將濾液F22調(diào)節(jié)至pH5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵使硒析出并沉降(24)，對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，將分離所述沉淀的硒后的上清液F24調(diào)節(jié)至pH9 10，添加還原劑使重金屬析出(25)，向包含重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑(26)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾并進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至所述重金屬的析出(25)處理，對分離所述絮凝物之后的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解(28)而使金屬氧化物析出，對包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾(29)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M29循環(huán)至所述高分子絮凝劑處理，并對濾液F29進(jìn)行排放處理，而且，將所述濾液F2與分離所述硒之后的上清液F24 —同以與所述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。另外，用于實(shí)施上述本發(fā)明的處理方法的含氯廢料的處理裝置具備下述機(jī)構(gòu)，具體而言，具備溶解槽(I)，向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過 濾裝置(2)，將對來自該溶解槽(I)的漿液SI進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C2用作水泥原料；反應(yīng)槽(11)，將來自該過濾裝置(2)的濾液F2調(diào)節(jié)至pHflO并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(12)，向來自該反應(yīng)槽(11)的包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑使重金屬絮凝并使絮凝物沉降；過濾裝置(15)，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C15用作水泥原料，并使濾液F15循環(huán)至所述反應(yīng)槽(11);螯合槽(13)，向來自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合劑而形成重金屬的螯合物；過濾裝置(14)，對來自該螯合槽(13)的漿液S13進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分Μ14循環(huán)至所述絮凝槽(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放，并且具備溶解槽(21)，向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過濾裝置(22)，對來自該溶解槽(21)的漿液S21進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C22用作水泥原料；反應(yīng)槽(23)，將來自該過濾裝置(22)的濾液F22調(diào)節(jié)至ρΗ5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒從來自該反應(yīng)槽(23)的包含析出的硒的漿液S23中沉降；過濾裝置(27)，將對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料；反應(yīng)槽(25)，將來自所述絮凝槽(24)的上清液F24調(diào)節(jié)至pHflO并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(26)，向來自該反應(yīng)槽(25)的含有重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑，使重金屬絮凝而使絮凝物沉降；濾液裝置(27)，將對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至所述反應(yīng)槽(25);電解槽(28)，對來自該絮凝槽(26)的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解而使金屬氧化物析出；過濾裝置(29)，對來自該電解槽(28)的包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分Μ29循環(huán)至所述絮凝槽26，并對濾液F29進(jìn)行排放，而且，將所述濾液F2導(dǎo)入所述過濾裝置(22)中，以與所述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。Α.飛灰[預(yù)處理工序X]對飛灰粉塵進(jìn)行處理時，根據(jù)需要進(jìn)行預(yù)處理，在導(dǎo)入到溶解槽(I)中之前實(shí)施二《I英處理。該二_英處理可以使用公知的二曝英處理裝置，利用該裝置對飛灰中包含的二囉英進(jìn)行除去處理，能夠使飛灰中包含的二藝英濃度極快地降低到基準(zhǔn)以下。在根據(jù)需要設(shè)置的上述預(yù)處理之后，實(shí)施水洗和過濾工序?！八春瓦^濾工序V’(溶解工序)首先，將作為含氯廢料D的飛灰投入到溶解槽(I)中，以相對于該飛灰D為2 10質(zhì)量倍的量添加使該飛灰流態(tài)化的程度的水W并進(jìn)行攪拌，進(jìn)行漿液化的同時，使含有的氯化合物等可溶成分溶出，使其再漿化(V ^ > 7° )。作為水W，可以使用工業(yè)用水、從制造工序等中排出的二次廢水、自來水等。在此，如上設(shè)定水的添加量的理由在于，水的添加量為含氯廢料D的2質(zhì)量倍以下 時，含氯廢料D中的可溶成分的溶出不充分，利用之后的過濾機(jī)(2、22)過濾而得到的各脫鹽塊固體成分(C2、C22)中殘留的可溶成分增多。此外還因?yàn)?，所得到的漿液的粘性增高，從而向后續(xù)工序的泵輸送變困難。另外還因?yàn)?，水的添加量為含氯廢料D的10質(zhì)量倍以上時，重金屬類等其他成分的溶出增多，因此，在之后的工序中，用于除去這些成分的藥劑的使用量增多。上述再漿化中，為了提高可溶成分的溶解速度，可以將溶解槽(I)內(nèi)的溫度升高至40°C以上。另外，攪拌時間為10小時以內(nèi)時可以充分地溶解氯成分，長時間的攪拌會使粉塵中含有的鈣與堿性成分和氯形成復(fù)鹽，從而產(chǎn)生沉淀物，可能無法進(jìn)行充分的脫鹽，因此不優(yōu)選。(過濾工序)將通過該再漿化生成的漿液SI投入到過濾機(jī)(2)中，壓榨而進(jìn)行固液分離，從而分離成飛灰脫水塊固體成分C2和濾液F2。另外，也可以將漿液SI導(dǎo)入到下述脫鹽粉塵處理工序中使用的過濾機(jī)(22)中，壓榨而進(jìn)行固液分離，從而分離成飛灰脫水塊固體成分C22和濾液F21。該情況下，以不使來自脫鹽粉塵處理的溶解槽(21)的漿液S21與上述漿液SI混合的方式進(jìn)行過濾處理。本發(fā)明的裝置中，過濾機(jī)為一個的情況下，只要不使飛灰處理的漿液SI與脫鹽粉塵的漿液S22混合，則也可以共用過濾機(jī)。這種情況下，對從過濾機(jī)(22)中排出的濾液F21與濾液F2同樣地進(jìn)行下述處理。作為過濾機(jī)，可以使用壓濾機(jī)或帶式過濾機(jī)。此外，還可以根據(jù)需要向過濾機(jī)(2、22)中導(dǎo)入水W，將固體成分(C2、C22)中殘留的含有可溶成分的水分用水W進(jìn)行清洗。利用該水W的清洗，可以通過在將過濾機(jī)(2、22)加壓的狀態(tài)下自一個方向?qū)腆w成分(C2、C22)加壓輸送水W，從而以較少水量進(jìn)行高效的清洗。用于該清洗的水W優(yōu)選相對于供于脫鹽清洗的廢料量為O. 5^2. O質(zhì)量倍。所得到的飛灰脫水塊固體成分(C2、C22)可以作為水泥原料而有效利用。例如，在將固體成分(C2、C22)直接送入水泥制造設(shè)備中的情況下，與其他水泥原料混合并進(jìn)行干燥和粉碎，然后作為粉末水泥原料通過水泥煅燒工序而得到再循環(huán)使用，煅燒成水泥熟料。[水處理工序Z](重金屬除去工序)從過濾機(jī)(2)中排出的濾液F2，除了溶出有飛灰D中的氯以外，還含有重金屬等。因此，向該濾液F2中添加pH調(diào)節(jié)劑，進(jìn)而添加高分子絮凝劑，生成含有該濾液F2所含的重金屬的沉淀物，通過過濾對該沉淀物進(jìn)行分離。另外，也可以將該濾液F2導(dǎo)入到下述脫鹽粉塵處理中的反應(yīng)槽(25)，以后的處理經(jīng)過與下述脫鹽粉塵處理相同的處理工序來進(jìn)行。將過濾機(jī)⑵的濾液F2投入到反應(yīng)槽(11)中，以還原、共沉淀、金屬和/或無機(jī)物的絮凝為目的，向該濾液F2中添加例如硫酸亞鐵(FeSO4)或氯化亞鐵(FeCl2)等使其反應(yīng)，從而生成漿液SI I。例如，對于重金屬類，在反應(yīng)槽(11)中將濾液F2的pH調(diào)節(jié)至約擴(kuò)約10. 5，生成重金屬的氫氧化物的沉淀物，由此可以大幅除去重金屬類。另外，作為pH調(diào)節(jié)劑，呈酸性即可，最優(yōu)選HCl。接著，在絮凝槽(12)中，向來自反應(yīng)槽(11)的漿液Sll中添加高分子絮凝劑，由 此，使?jié){液Sll中的重金屬、微?；闹亟饘倩蛘咦鳛闅溲趸锏闹亟饘傩跄⒊两?。將該絮凝槽(12)中的沉淀物取出后送入過濾機(jī)(例如壓濾機(jī))(15)中。利用壓濾機(jī)(15)對該沉淀物進(jìn)行加壓和脫水，由此，過濾分離含有重金屬的固體塊C15和濾液F15。將該濾液F15送入反應(yīng)槽(11)中，通過與濾液F2—同添加到反應(yīng)槽
(11)中，由此進(jìn)行循環(huán)使用。此外，還可以根據(jù)需要向過濾機(jī)(15)內(nèi)導(dǎo)入水W，將該沉淀物中殘留的含有可溶成分的水分用水W進(jìn)行清洗。利用該水W的清洗，可以通過在對過濾機(jī)(15)進(jìn)行加壓的狀態(tài)下自一個方向?qū)Τ恋砦锛訅狠斔退甒而以較少水量進(jìn)行高效的清洗。所得到的脫水塊固體成分C15作為水泥原料而得到有效利用。例如，在將固體成分C15直接送入水泥制造設(shè)備中的情況下，與其他水泥原料混合并進(jìn)行干燥和粉碎，然后作為粉末水泥原料通過水泥煅燒工序而得到再循環(huán)使用，煅燒成水泥熟料。另一方面，將從絮凝槽(12)中排出的上清液F12送入螯合槽(13)中，并添加螯合劑或螯合樹脂，捕獲殘留在該上清液F12中的重金屬，從而形成螯合物。螯合劑和螯合樹脂可以使用公知的螯合劑和螯合樹脂。(精密過濾工序)接著，將包含該螯合槽(13)中形成的螯合物的漿液S13導(dǎo)入到精密過濾裝置(14)中，利用膜過濾器(MF :精密過濾膜)等除去螯合物。來自該膜過濾器14的濾液F14中，所含的懸浮物質(zhì)(SS成分)為Img/升以下，可以排放到下水道等中而不會給環(huán)境帶來問題。另外，使由該精密過濾裝置(14)得到的固體成分M14循環(huán)至上述絮凝槽(12)中而進(jìn)行再處理。重金屬幾乎完全從該濾液F14中被除去，能夠以下水道的方式進(jìn)行排放。另外，還可以根據(jù)需要在將該濾液F14向下水道排放之前，將該濾液F14導(dǎo)入到活性炭吸附塔(30)中而除去所含的微量成分。另外，此時還可以將下述脫鹽粉塵處理中排出的濾液F29與該濾液F14合并來進(jìn)行該排水處理。B.脫鹽粉塵“水洗和過濾工序Y”
(溶解工序)首先，將作為含氯廢料D的脫鹽粉塵投入到溶解槽(I)中，以相對于該脫鹽粉塵D為2 10質(zhì)量倍的量添加使該脫鹽粉塵流態(tài)化的程度的水W并進(jìn)行攪拌，進(jìn)行漿液化的同時，使含有的氯化合物等可溶成分溶出，使其再漿化。作為水W，可以使用工業(yè)用水、從制造工序等中排出的二次廢水、自來水等。在此，如上設(shè)定水的添加量的理由在于，水的添加量為含氯廢料D的2質(zhì)量倍以下時，含氯廢料D中的可溶成分的溶出不充分，利用之后的過濾機(jī)(22)過濾而得到的各脫鹽塊固體成分C22中殘留的可溶成分增多。此外還因?yàn)椋玫降臐{液的粘性增高，從而向后續(xù)工序的泵輸送變困難。另外還因?yàn)?，水的添加量為含氯廢料D的10質(zhì)量倍以上時，重金屬類等其他成分的溶出增多，因此，在之后的工序中，用于除去這些成分的藥劑的使用量增多。 上述再漿化中，為了提高可溶成分的溶解速度，可以將溶解槽(21)內(nèi)的溫度升高至40°C以上。另外，攪拌時間為10小時以內(nèi)時可以充分地溶解氯成分，長時間的攪拌會使粉塵中含有的鈣與堿性成分和氯形成復(fù)鹽，從而產(chǎn)生沉淀物，可能無法進(jìn)行充分的脫鹽，因此不優(yōu)選。(過濾工序)將通過該再漿化生成的漿液S21投入到過濾機(jī)(22)中，壓榨而進(jìn)行固液分離，從而分離成飛灰脫水塊固體成分C22和濾液F22。作為過濾機(jī)，可以使用壓濾機(jī)或帶式過濾機(jī)。此外，還可以根據(jù)需要向過濾機(jī)22內(nèi)導(dǎo)入水W，將固體成分C22中殘留的含有可溶成分的水分用水W進(jìn)行清洗。利用該水W的清洗可以通過在將過濾機(jī)(22)加壓的狀態(tài)下自一個方向?qū)腆w成分C22加壓輸送水W，從而以較少水量進(jìn)行高效的清洗。用于該清洗的水W優(yōu)選相對于供于脫鹽清洗的廢料量為O. 5^2. O質(zhì)量倍。所得到的飛灰脫水塊固體成分C22可以作為水泥原料而有效利用。例如，在將固體成分C22直接送入水泥制造設(shè)備中的情況下，與其他水泥原料混合并進(jìn)行干燥和粉碎，然后作為粉末水泥原料通過水泥煅燒工序得到再循環(huán)使用，煅燒成水泥熟料。[水處理工序Z](硒除去工序)從過濾機(jī)(22)中排出的濾液F22除了溶出有脫鹽粉塵D中的氯以外，還含有硒、重金屬等。因此，選擇性地除去該濾液F22所含的硒。將從過濾機(jī)(22)中排出的濾液F22送入反應(yīng)槽(23)中。該濾液F22的pH(氫離子濃度)為約11 約13，為了使該濾液F22呈酸性或中性，將其投入到該反應(yīng)槽(23)中，向該濾液F22中添加pH調(diào)節(jié)劑而將濾液F22的pH調(diào)節(jié)至約5 約6。在此，作為pH調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選使用碳酸、鹽酸、硝酸、硫酸等無機(jī)酸。如果調(diào)節(jié)后的反應(yīng)槽(23)中的濾液F22的pH在上述范圍，則發(fā)生由鐵粉或氯化亞鐵等還原劑引起的硒的還原反應(yīng),從而能夠除去硒。需要說明的是,在上述范圍內(nèi)，pH越低則還原反應(yīng)越良好，但減少酸和堿的使用量的效果降低。另一方面，pH越高則減少酸和堿的使用量的效果越高，但還原反應(yīng)變慢。因此，優(yōu)選使pH的調(diào)節(jié)范圍為5飛。
向反應(yīng)槽(23)中添加該pH調(diào)節(jié)劑而將pH調(diào)節(jié)至上述范圍，并進(jìn)一步向反應(yīng)槽
(23)中的濾液F22中添加鐵粉或氯化亞鐵等還原劑。該還原用鐵粉或氯化亞鐵等還原劑的添加量只要是能夠使濾液F22所含的硒還原并沉淀的量即可,例如,相對于濾液F22優(yōu)選為O. 5質(zhì)量％以上且4質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為I質(zhì)量％以上且2質(zhì)量％以下。該濾液F22可以通過添加鐵粉或氯化亞鐵等還原劑并進(jìn)行攪拌混合而形成漿液S23。這樣，使濾液F22中的硒與鐵粉或氯化亞鐵反應(yīng),利用鐵粉或氯化亞鐵使硒還原 并沉淀?？梢詫{液S23進(jìn)行加熱，加熱時的溫度優(yōu)選為45°C 60°C。在該還原過程中，硒被鐵粉或氯化亞鐵還原而析出，另一方面，鐵粉或氯化亞鐵的一部分被硒離子化而以三價鐵離子的形式溶出到漿液S23中。由此，漿液S23中的硒被鐵粉或氯化亞鐵還原而沉淀。具體的沉淀機(jī)制尚未明確，但認(rèn)為是被還原的硒以微晶粒的金屬硒的形式析出而沉淀、被還原的硒以水難溶性的氫氧化物的形式沉淀、或者被還原的硒吸附在鐵粉等上而沉淀等。接著，將該漿液S23投入到絮凝槽(24)中，靜置預(yù)定時間，使?jié){液S23沉降分離，從而分離成作為沉淀物的含有硒和鐵粉等的固體成分以及上清液F24。使用過濾機(jī)(例如壓濾機(jī)等)(27)對沉淀物進(jìn)行固液分離脫水。此外，還可以根據(jù)需要向過濾機(jī)(27)內(nèi)導(dǎo)入水W，將該沉淀物中殘留的含有可溶成分的水分用水W進(jìn)行清洗。利用該水W的清洗，可以通過在將過濾機(jī)(27)加壓的狀態(tài)下自一個方向?qū)Τ恋砦锛訅狠斔退甒，從而以較少水量進(jìn)行高效的清洗。所得到的脫水塊固體成分C27作為水泥原料而得到有效利用。例如，在將固體成分C27直接送入水泥制造設(shè)備中的情況下，與其他水泥原料混合并進(jìn)行干燥和粉碎，然后作為粉末水泥原料通過水泥煅燒工序而得到再循環(huán)使用，煅燒成水泥熟料。對于由該過濾裝置(27)得到的固體成分C27，一部分可以作為添加到反應(yīng)槽(23)的漿液中的鐵粉等的一部分而反復(fù)使用。需要說明的是，將固體成分作為全部添加的鐵粉等而反復(fù)使用時，硒的除去能力逐漸降低，但只要作為所添加的鐵粉等的一部分使用，則能夠維持硒的除去功能。另外,使濾液F27循環(huán)至反應(yīng)槽(25)進(jìn)行利用。(重金屬除去工序)從絮凝槽(24)中排出的上清液F24除了溶出有脫鹽粉塵D中的氯以外，還含有重金屬等。因此，向該上清液F24中添加pH調(diào)節(jié)劑，進(jìn)而添加高分子絮凝劑，生成含有該上清液F24所含的重金屬的沉淀物，通過過濾對該沉淀物進(jìn)行分離。具體而言，將絮凝槽(24)的上清液F24投入到反應(yīng)槽(25)中，以還原、共沉淀、金屬和/或無機(jī)物的絮凝為目的，向該上清液F24中添加例如硫酸亞鐵(FeSO4)或氯化亞鐵(FeCl2)等使其反應(yīng)，從而生成漿液S25。例如，對于重金屬類，在反應(yīng)槽(25)中將上清液F24的pH調(diào)節(jié)至約擴(kuò)約10. 5，生成重金屬的氫氧化物的沉淀物，由此可以大幅除去重金屬類。另外，作為pH調(diào)節(jié)劑，呈堿性即可，最優(yōu)選NaOH。接著，在絮凝槽(26)中，向來自該反應(yīng)槽(25)的漿液S25中添加高分子絮凝劑，由此，使?jié){液S25中的重金屬、微?；闹亟饘倩蛘邭溲趸锏闹亟饘傩跄⒊两?。將該絮凝槽(26)中的沉淀物取出后送入過濾機(jī)(例如壓濾機(jī))(27)中。利用壓濾機(jī)(27)對該沉淀物進(jìn)行加壓和脫水，由此，過濾分離含有重金屬的固體塊C27和濾液F27。將該濾液F27與送入反應(yīng)槽(25)中的上清液F24 —同添加到反應(yīng)槽
(25)中，由此進(jìn)行循環(huán)使用。此外，還可以根據(jù)需要向過濾機(jī)(27)內(nèi)導(dǎo)入水W，將該沉淀物中殘留的含有可溶成分的水分用水W進(jìn)行清洗。利用該水W的清洗，可以通過在將過濾機(jī)(27)加壓的狀態(tài)下自一個方向?qū)Τ恋砦锛訅狠斔退甒，從而以較少水量進(jìn)行高效的清洗。所得到的脫水塊固體成分C27作為水泥原料而得到有效利用。例如，在將固體成分C27直接送入水泥制造設(shè)備中的情況下，與其他水泥原料混合并進(jìn)行干燥和粉碎，然后作為粉末水泥原料通過水泥煅燒工序而得到再循環(huán)使用，煅燒成水泥熟料。 (電解工序)另一方面，將從絮凝槽(26)中排出的上清液F26送入電解槽(28)中，通過電解槽
(28)的電極向上清液F26中進(jìn)行通電，對F26進(jìn)行電解，由此，使溶解的金屬以氧化物的形式析出，轉(zhuǎn)變成微細(xì)的混懸物質(zhì)?？梢詾榱舜龠M(jìn)反應(yīng)而添加次氯酸鈉。(鉈除去工序)特別是在溶解的金屬為鉈(Tl)的情況下，容易形成混懸物質(zhì)，因而根據(jù)需要設(shè)置鉈處理工序。具體而言，在電解槽(28)中對包含混懸物質(zhì)的漿液進(jìn)行傾析而使混懸物質(zhì)沉降，從而回收鉈。該傾析中，通過添加硫代硫酸鈉等硫代硫酸鹽，除去上述絮凝槽(26)中添加的過量的次氯酸鈉，從而能夠回收鉈。(精密過濾工序)將來自電解槽(28)的包含懸濁物質(zhì)的漿液S28送入精密過濾裝置(29)中，利用膜過濾器(MF :精密過濾膜)等除去包含金屬氧化物的微細(xì)的混懸物質(zhì)。該濾液F29中，所含的懸浮物質(zhì)(SS成分)為Img/升以下，可以排放到下水道等中而不會給環(huán)境帶來問題。另外，使由該精密過濾裝置(29)得到的固體成分M29循環(huán)至上述絮凝槽(26)中而進(jìn)行再處理。另外，該濾液F29中，重金屬幾乎完全被除去，但在向下水道排放之前，也可以根據(jù)需要將該濾液F29導(dǎo)入到活性炭吸附塔(30)中而除去所含的微量成分。由上，根據(jù)本發(fā)明，該廢水中幾乎不含重金屬等有害物質(zhì)，即使進(jìn)行排放也不會給環(huán)境帶來不利影響。另外，根據(jù)上述本發(fā)明的含氯廢料的水泥原料化處理方法，能夠?qū)⒃谔幚砻擕}粉塵和飛灰中產(chǎn)生的固體成分有效地再利用于水泥原料或燃料。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以用于從含有氯和重金屬等有害物質(zhì)的飛灰和脫鹽粉塵中除去該有害物質(zhì)并制成水泥原料而進(jìn)行再利用的處理。標(biāo)號說明1、21…溶解槽2、22、15、27 …壓濾機(jī)
11、23、25 …反應(yīng)槽12、24、26 …絮凝槽13…螯合槽14、29 …MF 膜28…電解槽30···活性炭吸附塔F…濾液、上清液S…漿液
M…固體成分C…水泥原料用固體塊
權(quán)利要求
1.一種含氯廢料的水泥原料化處理方法，其特征在于，對向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(I)的漿液SI進(jìn)行過濾(2、22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C2用作水泥原料，將濾液F2調(diào)節(jié)至pHflO并添加還原劑使重金屬析出(11)，向包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑(12)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離(15)，將所得到的固體塊C15用作水泥原料，使濾液F15循環(huán)至所述重金屬的析出(11)處理，向分離所述沉降的絮凝物后的上清液F12中添加(13)螯合劑，對形成重金屬的螯合物的漿液S13進(jìn)行過濾(14)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M14循環(huán)至所述高分子絮凝劑處理(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放處理，并且 對向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(21)的漿液S21進(jìn)行過濾(22)來進(jìn)行固液分離，將所得到的固體塊C22用作水泥原料，將濾液F22調(diào)節(jié)至pH5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵使硒析出并沉降(24)，對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，將分離所述沉淀的硒后的上清液F24調(diào)節(jié)至pH9 10，添加還原劑使重金屬析出(25)，向包含重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑(26)，使重金屬絮凝并使絮凝物沉降，對該絮凝物進(jìn)行過濾并進(jìn)行固液分離(27)，將所得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至所述重金屬的析出(25)處理，對分離所述絮凝物之后的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解(28)而使金屬氧化物析出，對包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾(29)來進(jìn)行固液分離，使固體成分M29循環(huán)至所述高分子絮凝劑處理，并對濾液F29進(jìn)行排放處理， 而且，將所述濾液F2與分離所述硒之后的上清液F24 —同以與所述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。
2.如權(quán)利要求I所述的含氯廢料的水泥原料化處理方法，其特征在于，不同時對將飛灰溶解于水中而得的所述漿液SI和將脫鹽粉塵溶解于水中而得的漿液S21進(jìn)行固液分離(22)處理。
3.如權(quán)利要求I所述的含氯廢料的水泥原料化處理方法，其特征在于，在向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解(I)之前，還對飛灰含氯廢料進(jìn)行二_英預(yù)處理。
4.如權(quán)利要求I或2所述的含氯廢料的水泥原料化處理方法，其特征在于，在所述電解槽(28)中析出的金屬氧化物為鉈的氧化物，所述含氯廢料的水泥原料化處理方法還具備對包含該鉈的氧化物的漿液進(jìn)行傾析來回收鉈的處理。
5.如權(quán)利要求r3中任一項(xiàng)所述的含氯廢料的水泥原料化處理方法，其特征在于，進(jìn)一步對排放前的液體成分進(jìn)行活性炭吸附(30)處理。
6.一種含氯廢料的水泥原料化處理裝置，其特征在于，具備溶解槽(1)，向飛灰含氯廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過濾裝置(2)，將對來自該溶解槽(I)的漿液SI進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C2用作水泥原料；反應(yīng)槽(11)，將來自該過濾裝置(2)的濾液F2調(diào)節(jié)至pHflO并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(12)，向來自該反應(yīng)槽(11)的包含重金屬析出物的漿液Sll中添加高分子絮凝劑使重金屬絮凝并使絮凝物沉降；過濾裝置(15)，對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C15用作水泥原料，并使濾液F15循環(huán)至所述反應(yīng)槽(11);螯合槽(13)，向來自所述絮凝槽(12)的上清液F12中添加螯合劑而形成重金屬的螯合物；過濾裝置(14)，對來自該螯合槽(13)的漿液S13進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分M14循環(huán)至所述絮凝槽(12)，并對濾液F14進(jìn)行排放，并且 具備溶解槽(21)，向含氯脫鹽粉塵廢料(D)中添加水而使該廢料流態(tài)化并使氯溶解；過濾裝置(22)，對來自該溶解槽(21)的漿液S21進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C22用作水泥原料；反應(yīng)槽(23)，將來自該過濾裝置(22)的濾液F22調(diào)節(jié)至pH5飛并添加(23)鐵粉或氯化亞鐵而使硒析出；絮凝槽(24)，使硒從來自該反應(yīng)槽(23)的包含析出的硒的漿液S23中沉降；過濾裝置(27)，將對該沉淀物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料；反應(yīng)槽(25)，將來自所述絮凝槽(24)的上清液F24調(diào)節(jié)至pH9 10并添加還原劑而使重金屬析出；絮凝槽(26)，向來自該反應(yīng)槽(25)的含有重金屬析出物的漿液S25中添加高分子絮凝劑，使重金屬絮凝而使絮凝物沉降；濾液裝置(27)，將對該絮凝物進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離而得到的固體塊C27用作水泥原料，使濾液F27循環(huán)至所述反應(yīng)槽(25);電解槽(28)，對來自該絮凝槽(26)的上清液F26施加直流電流進(jìn)行電解而使金屬氧化物析出；過濾裝置(29)，對來自該電解槽(28)的包含金屬氧化物的漿液S28進(jìn)行過濾來進(jìn)行固液分離，使固體成分M29循環(huán)至所述絮凝槽26，并對濾液F29進(jìn)行排放， 而且，將所述濾液F2導(dǎo)入所述過濾裝置(22)中，以與所述含氯脫鹽粉塵處理同樣的方式進(jìn)行處理。
7.如權(quán)利要求6所述的含氯廢料的水泥原料化處理裝置，其特征在于，不同時向所述過濾裝置(22)中導(dǎo)入將飛灰溶解于水中而得的所述漿液SI和將脫鹽粉塵溶解于水中而得的漿液S21。
8.如權(quán)利要求6或7所述的含氯廢料的水泥原料化處理裝置，其特征在于，具備在將飛灰含氯廢料導(dǎo)入所述溶解槽a)中之前進(jìn)行二 if英預(yù)處理的二嘯英處理裝置。
9.如權(quán)利要求51中任一項(xiàng)所述的含氯廢料的水泥原料化處理裝置，其特征在于，在所述電解槽(28)中析出的金屬氧化物為鉈的氧化物，所述含氯廢料的水泥原料化處理裝置還具備對包含該鉈的氧化物的漿液進(jìn)行傾析來回收鉈的機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求5、中任一項(xiàng)所述的含氯廢料的水泥原料化處理裝置，其特征在于，還具備活性炭吸附裝置(30)，在對來自過濾裝置(14、29)的濾液F14和濾液F29進(jìn)行排放之前進(jìn)行活性炭處理。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種含氯廢料的水泥原料化處理方法，其能夠?qū)⒑葟U料所含的重金屬等有害成分除去后安全地進(jìn)行排放，能夠有效地使用作為含氯廢料的垃圾焚燒飛灰、堿旁路粉塵或氯旁路粉塵以及它們的混合物分別作為水泥原料或水泥燃料進(jìn)行再利用。含氯廢料的水泥原料化處理方法為如下處理方法如圖1所示，對飛灰和脫鹽粉塵進(jìn)行處理，利用高分子絮凝劑和螯合劑，或者還原劑、高分子絮凝劑和電解處理從作為飛灰或脫鹽粉塵的含氯廢料中除去硒和重金屬等有害物質(zhì)，并將處理過程中產(chǎn)生的固體成分用作水泥原料。
文檔編號C02F1/58GK102811967SQ20118001497
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者小西正芳, 荒木泰輔, 森川卓子 申請人:住友大阪水泥股份有限公司