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JP4584874B2 - Waste treatment method and treatment apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、廃棄物の処理方法および処理装置に関する技術分野に属するものである。   The present invention belongs to a technical field related to a waste processing method and a processing apparatus.

有害な重金属類が含有されている土壌や焼却灰は、雨水等の環境水と接触すると、重金属類の溶出が起こり、土壌や地下水、河川、海水等を汚染する。このため、セメント固化法、薬剤添加法、溶融固化法等によって処理して焼却飛灰中の重金属類を安定化させた後に埋め立て処分されている。   When soil and incineration ash containing harmful heavy metals come into contact with environmental water such as rain water, elution of heavy metals occurs and pollutes soil, groundwater, rivers, seawater, and the like. For this reason, it is disposed of in landfill after stabilizing heavy metals in the incineration fly ash by treating with cement solidification method, chemical addition method, melt solidification method and the like.

しかし、これら従来法にはなお解決すべき課題が多い。例えば、セメント固化法では、固化剤として添加するセメントがクロムを含有する場合があるため、固化処理後の廃棄物から六価クロムが溶出する可能性がある。薬剤添加法では、添加するキレート薬剤のコストが高く、また、処理後の土壌や焼却灰に強度がなくなり、取り扱いが困難になる。溶融固化法では、高温で処理するための設備コストが高く、また、設備規模が複雑になってしまう。   However, these conventional methods still have many problems to be solved. For example, in the cement solidification method, since the cement added as a solidifying agent may contain chromium, hexavalent chromium may be eluted from the waste after the solidification treatment. In the chemical addition method, the cost of the chelating chemical to be added is high, and the treated soil and incinerated ash lose strength, making handling difficult. In the melt solidification method, the equipment cost for processing at a high temperature is high, and the equipment scale becomes complicated.

本発明者らは、既に、重金属類を含有する土壌や焼却灰に対し、効果的でかつ従来法より安価な溶出防止方法である水熱処理法を提案してきた〔特開2002-320952 号公報(汚染土壌の処理方法及び処理物)、特開2004-41890号公報(フッ素含有廃棄物の処理方法)、特開2003-286066 号公報(固化体の製造方法)〕。しかし、水熱処理法では、被処理物を水蒸気で加熱するため、結露した水蒸気がドレン水となり、このドレン水が被処理物に接触して被処理物を濡らすことが避けられない。水熱反応が充分に進んで重金属類の溶出が抑制された時点であれば、ドレン水が被処理物に接触しても被処理物から重金属類が溶出することはないが、反応が不十分なとき、具体的には反応温度までの昇温過程でドレン水が接触すると、被処理物から重金属類が溶出し、その結果、重金属を含有する水がオートクレーブから排出されるため、オートクレーブ以外に、この重金属を含有する水(排水)を処理するための設備を設置する必要のあることがわかった。
特開2002-320952 号公報 特開2004-41890号公報 特開2003-286066 号公報
The present inventors have already proposed a hydrothermal treatment method that is an effective and less expensive elution prevention method for soil and incinerated ash containing heavy metals [Japanese Patent Laid-Open No. 2002-320952 ( Contaminated soil treatment method and treated product), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-41890 (treatment method for fluorine-containing waste), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-286066 (method for producing solidified body)]. However, in the hydrothermal treatment method, the object to be treated is heated with water vapor, so that the condensed water vapor becomes drain water, and it is inevitable that the drain water contacts the object to be treated and wets the object to be treated. If the hydrothermal reaction has progressed sufficiently and elution of heavy metals has been suppressed, even if drain water comes into contact with the material to be treated, heavy metals will not be eluted from the material to be treated, but the reaction is insufficient In particular, when drain water comes into contact with the temperature rising process to the reaction temperature, heavy metals are eluted from the material to be treated, and as a result, water containing heavy metals is discharged from the autoclave. It was found that it was necessary to install equipment for treating the water (drainage) containing this heavy metal.
JP 2002-320952 JP JP 2004-41890 A JP2003-286066

本発明はこのような事情に着目してなされたものであって、その目的は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理するに際し、水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる廃棄物の処理方法および処理装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made paying attention to such circumstances, and its purpose is to hydrothermally treat a mixture obtained by mixing a calcium compound and water with waste containing heavy metal, or further mixing silica. In doing so, an object of the present invention is to provide a waste treatment method and a treatment apparatus capable of treating wastewater containing heavy metals generated during hydrothermal treatment without providing wastewater treatment facilities.

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究を行なった結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。   In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied, and as a result, completed the present invention. According to the present invention, the above object can be achieved.

このようにして完成され上記目的を達成することができた本発明は、廃棄物の処理方法および処理装置に係わり、特許請求の範囲の請求項1〜8記載の廃棄物の処理方法(第1〜8発明に係る廃棄物の処理方法)、請求項9〜10記載の廃棄物の処理装置であり、それは次のような構成としたものである。   The present invention thus completed and capable of achieving the above object relates to a waste processing method and a processing apparatus, and the waste processing method according to claims 1 to 8 (first aspect). The waste processing apparatus according to any one of claims 9 to 10, which is configured as follows.

即ち、請求項1記載の廃棄物の処理方法は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理する水熱処理工程を有する廃棄物の処理方法であって、前記水熱処理工程を2回以上行う際に、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いることを特徴とする廃棄物の処理方法である〔第1発明〕。   That is, the waste treatment method according to claim 1 is a waste having a hydrothermal treatment step of hydrothermally treating a mixture obtained by mixing a calcium compound and water with a waste containing heavy metal, or further mixing silica. In this treatment method, when the hydrothermal treatment step is performed twice or more, the waste water containing heavy metal generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step is mixed with water in the subsequent hydrothermal treatment step. Alternatively, it is a waste processing method characterized in that it is used as a part thereof [first invention].

請求項2記載の廃棄物の処理方法は、前記カルシウム化合物が消石灰、生石灰、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントの1種以上である請求項1記載の廃棄物の処理方法である〔第2発明〕。   The waste treatment method according to claim 2 is the waste treatment method according to claim 1, wherein the calcium compound is at least one of slaked lime, quicklime, Portland cement, blast furnace cement, and fly ash cement. invention〕.

請求項3記載の廃棄物の処理方法は、前記廃棄物がシリカを含有している請求項1または2記載の廃棄物の処理方法である〔第3発明〕。   The waste processing method according to claim 3 is the waste processing method according to claim 1 or 2, wherein the waste contains silica [third invention].

請求項4記載の廃棄物の処理方法は、前記廃棄物が土壌、焼却灰の1種以上である請求項1〜3のいずれかに記載の廃棄物の処理方法である〔第4発明〕。   The waste processing method according to claim 4 is the waste processing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste is one or more of soil and incinerated ash [fourth invention].

請求項5記載の廃棄物の処理方法は、前記混合物中のカルシウム化合物の量が前記混合物中のシリカの量に対して3〜40質量%である請求項1〜4のいずれかに記載の廃棄物の処理方法である〔第5発明〕。   The disposal method according to claim 5, wherein the amount of the calcium compound in the mixture is 3 to 40% by mass with respect to the amount of silica in the mixture. It is a processing method of a thing [5th invention].

請求項6記載の廃棄物の処理方法は、前記混合する水もしくはその一部として用いる重金属を含有する排水の量が前記混合物中のカルシウム化合物およびシリカの合計量に対して10〜60質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄物の処理方法である〔第6発明〕。   The waste treatment method according to claim 6, wherein the amount of waste water containing the mixed water or heavy metal used as a part thereof is 10 to 60% by mass with respect to the total amount of calcium compound and silica in the mixture. A waste disposal method according to any one of claims 1 to 5 [Sixth Invention].

請求項7記載の廃棄物の処理方法は、前記水熱処理工程での水熱処理を130 〜300 ℃の飽和蒸気の存在下において1〜48時間行う請求項1〜6のいずれかに記載の廃棄物の処理方法である〔第7発明〕。   The waste treatment method according to claim 7, wherein the hydrothermal treatment in the hydrothermal treatment step is performed for 1 to 48 hours in the presence of saturated steam at 130 to 300 ° C. [Seventh Invention].

請求項8記載の廃棄物の処理方法は、前記重金属が鉛、ヒ素、セレン、クロム、水銀、鉛、カドミウム、ホウ素の1種以上である請求項1〜7のいずれかに記載の廃棄物の処理方法である〔第8発明〕。   The waste treatment method according to claim 8, wherein the heavy metal is one or more of lead, arsenic, selenium, chromium, mercury, lead, cadmium, and boron. It is a processing method [8th invention].

請求項9記載の廃棄物の処理装置は、請求項1〜8のいずれかに記載の廃棄物の処理方法を行うための廃棄物の処理装置であって、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有する廃棄物の処理装置において、前記水熱処理容器から排出される水を受ける受器と、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁とを有することを特徴とする廃棄物の処理装置である〔第9発明〕。   A waste treatment apparatus according to claim 9 is a waste treatment apparatus for performing the waste treatment method according to any one of claims 1 to 8, and is filled with a mixture for hydrothermal treatment in an autoclave. In a waste treatment apparatus having a piping and a pressure reducing valve for discharging water discharged from the autoclave to the outside of the autoclave, a receiver for receiving the water discharged from the hydrothermal treatment container; A waste disposal apparatus having a pipe and a pressure reducing valve for discharging water received by the receiver to the outside of the autoclave [9th invention].

請求項10記載の廃棄物の処理装置は、前記オートクレーブ内の水熱処理容器の外側で発生する凝縮水が水熱処理容器内に入ることを防ぐ防護手段を有する請求項9記載の廃棄物の処理装置である〔第10発明〕。   The waste treatment apparatus according to claim 10, further comprising protective means for preventing condensed water generated outside the hydrothermal treatment container in the autoclave from entering the hydrothermal treatment container. [Tenth Invention]

本発明に係る廃棄物の処理方法によれば、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理するに際し、水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる。   According to the waste treatment method of the present invention, when a mixture obtained by mixing calcium compound and water with waste containing heavy metal or further mixing silica is hydrothermally treated, it is generated during hydrothermal treatment. Wastewater containing heavy metals can be treated without providing wastewater treatment equipment.

本発明に係る廃棄物の処理装置によれば、本発明に係る廃棄物の処理方法を行うことができる。ひいては、水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる。   According to the waste processing apparatus according to the present invention, the waste processing method according to the present invention can be performed. As a result, the wastewater containing the heavy metal generated in the hydrothermal treatment can be treated without providing a wastewater treatment facility.

本発明者らは、前述の目的を達成するため、鋭意研究を行なった。その結果、重金属を含有する排水を被処理物と混合して水熱処理すると、被処理物中の重金属が水熱処理によって溶出抑制されるようになるのと同様に、被処理物に混合された排水中の重金属も水熱処理によって溶出抑制されるようになることを見出した。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have conducted intensive research. As a result, when wastewater containing heavy metal is mixed with the object to be treated and hydrothermally treated, the drainage mixed with the object to be treated is treated in the same way that heavy metals in the object to be treated are suppressed from being eluted by hydrothermal treatment. It was found that heavy metal contained therein was also suppressed by hydrothermal treatment.

本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、それは廃棄物の処理方法および処理装置に係わるものである。このようにして完成された本発明に係る廃棄物の処理方法および処理装置の中、先ず、本発明に係る廃棄物の処理方法は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理する水熱処理工程を有する廃棄物の処理方法であって、前記水熱処理工程を2回以上行う際に、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いることを特徴とする廃棄物の処理方法である〔第1発明〕。   The present invention has been completed based on such knowledge, and it relates to a waste processing method and a processing apparatus. In the waste processing method and processing apparatus according to the present invention thus completed, first, the waste processing method according to the present invention is a method of mixing calcium compounds and water with waste containing heavy metals, Alternatively, it is a waste treatment method having a hydrothermal treatment step of hydrothermally treating a mixture obtained by further mixing silica, and when the hydrothermal treatment step is performed twice or more, the hydrothermal treatment step in the preceding hydrothermal treatment step is performed. A waste treatment method characterized in that wastewater containing heavy metals generated at the time is used as water to be mixed or a part thereof in a subsequent hydrothermal treatment step [first invention].

本発明に係る廃棄物の処理方法においては、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水(以下、重金属含有排水ともいう)を、後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いる。即ち、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生した重金属含有排水を、後行の水熱処理工程で水熱処理しようとする混合物に混合している。従って、前記知見からもわかるように、後行の水熱処理工程においては、混合物中の廃棄物中の重金属が水熱処理によって溶出抑制されるようになるのと同様に、上記混合物に混合された排水(先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生した重金属含有排水)中の重金属も水熱処理によって溶出抑制されるようになる。   In the waste treatment method according to the present invention, wastewater containing heavy metal generated during hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step (hereinafter also referred to as heavy metal-containing wastewater) is mixed in the subsequent hydrothermal treatment step. Use as water or part of it. That is, the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step is mixed with the mixture to be hydrothermally treated in the subsequent hydrothermal treatment step. Accordingly, as can be seen from the above knowledge, in the subsequent hydrothermal treatment step, the drainage mixed with the above mixture is controlled in the same manner as the heavy metals in the waste in the mixture are suppressed from being eluted by the hydrothermal treatment. Elution of heavy metals in the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step is also suppressed by the hydrothermal treatment.

このように、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生した重金属含有排水を後行の水熱処理工程において処理することができる。   In this way, the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step can be treated in the subsequent hydrothermal treatment step.

従って、本発明に係る廃棄物の処理方法によれば、水熱処理の際に発生する重金属含有排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる。   Therefore, according to the waste processing method according to the present invention, it is possible to treat heavy metal-containing wastewater generated during hydrothermal treatment without providing wastewater treatment equipment.

また、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属含有排水を後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いるので、後行の水熱処理工程においては、その分だけ新たに混合する上水の量を減らすことができる。従って、水熱処理工程での水の混合に際し、上水の必要量を減少させることができ、それにより経済性の向上がはかれるという効果もある。   In addition, since the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment process is used as water to be mixed or a part thereof in the subsequent hydrothermal treatment process, only that much is used in the subsequent hydrothermal treatment process. The amount of clean water to be newly mixed can be reduced. Therefore, when water is mixed in the hydrothermal treatment step, the required amount of clean water can be reduced, thereby improving the economic efficiency.

ここで、後行の水熱処理工程とは、先行の水熱処理工程の後に行われる水熱処理工程のことである。この後行の水熱処理工程は、先行の水熱処理工程の次に行われる水熱処理工程に限定されず、この水熱処理工程以降に行われる水熱処理工程も含まれる。先行の水熱処理工程とは、後行の水熱処理工程よりも前に行われる水熱処理工程のことである。この先行の水熱処理工程は、最も先に行われる水熱処理工程に限定されず、この水熱処理工程以降に行われる水熱処理工程である場合もある。   Here, the subsequent hydrothermal treatment step is a hydrothermal treatment step performed after the preceding hydrothermal treatment step. The subsequent hydrothermal treatment step is not limited to the hydrothermal treatment step performed after the preceding hydrothermal treatment step, and includes a hydrothermal treatment step performed after the hydrothermal treatment step. The preceding hydrothermal process is a hydrothermal process that is performed before the subsequent hydrothermal process. The preceding hydrothermal treatment step is not limited to the hydrothermal treatment step performed first, and may be a hydrothermal treatment step performed after the hydrothermal treatment step.

本発明に係る廃棄物の処理方法において、水熱処理工程は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理する工程である。このとき、重金属を含有する廃棄物(以下、重金属含有廃棄物ともいう)は、シリカを含有する場合と、シリカを含有しない場合とがある。重金属含有廃棄物がシリカを含有し、そのシリカ含有量が充分(水熱処理による重金属溶出抑制をはかるに充分)な量である場合には、この廃棄物にカルシウム化合物と水を混合して得られる混合物を水熱処理する。重金属含有廃棄物がシリカを含有しない場合や、シリカを含有してもシリカ含有量が不充分(水熱処理による重金属溶出抑制をはかるに不充分)な量である場合には、この廃棄物にカルシウム化合物と水を混合するだけでなく、シリカを混合して得られる混合物を水熱処理する。これらより、本発明に係る廃棄物の処理方法での水熱処理工程は、重金属含有廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理する工程であることとしたのである。   In the waste processing method according to the present invention, the hydrothermal treatment step is a hydrothermal treatment of a mixture obtained by mixing calcium compound and water with waste containing heavy metal, or further mixing silica. At this time, the waste containing heavy metal (hereinafter also referred to as heavy metal-containing waste) may contain silica or may contain no silica. When the heavy metal-containing waste contains silica and the silica content is sufficient (sufficient to suppress elution of heavy metals by hydrothermal treatment), it can be obtained by mixing this waste with a calcium compound and water. The mixture is hydrothermally treated. If the heavy metal-containing waste does not contain silica or if the silica content is insufficient even if silica is contained (insufficient to suppress heavy metal elution by hydrothermal treatment), the waste will contain calcium. In addition to mixing the compound and water, the mixture obtained by mixing silica is subjected to hydrothermal treatment. From these, the hydrothermal treatment step in the waste processing method according to the present invention is a step of hydrothermally treating a mixture obtained by mixing calcium compound and water with heavy metal-containing waste or further mixing silica. It was.

本発明に係る廃棄物の処理方法において、カルシウム化合物としては例えば、消石灰、生石灰、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントの1種以上を用いることができる〔第2発明〕。   In the waste treatment method according to the present invention, as the calcium compound, for example, one or more of slaked lime, quicklime, Portland cement, blast furnace cement, and fly ash cement can be used [second invention].

前述のように、重金属含有廃棄物がシリカを含有する場合とシリカを含有しない場合とがある。重金属含有廃棄物がシリカを含有する場合において、そのシリカ含有量が充分な量である場合には、この廃棄物にカルシウム化合物と水を混合して得られる混合物を水熱処理すればよく、シリカ含有量が不充分な量である場合には、この廃棄物にカルシウム化合物と水を混合するだけでなく、シリカを混合して得られる混合物を水熱処理する〔第3発明〕。   As described above, there are cases where the heavy metal-containing waste contains silica and cases where it does not contain silica. When the heavy metal-containing waste contains silica, if the silica content is sufficient, a mixture obtained by mixing the waste with a calcium compound and water may be hydrothermally treated. When the amount is insufficient, not only the calcium compound and water are mixed with the waste, but also the mixture obtained by mixing silica is hydrothermally treated [third invention].

重金属含有廃棄物としては、例えば、土壌、焼却灰があり、これらの1種以上を用いることができる〔第4発明〕。   Examples of the heavy metal-containing waste include soil and incinerated ash, and one or more of these can be used [fourth invention].

水熱処理工程では、水熱処理により、重金属含有廃棄物中のシリカ(SiO2)あるいは添加混合されたシリカとカルシウム化合物とを反応させ、トバモライトなどの結晶性カルシウムシリケート(ケイ酸カルシウム)を生成させる。この結晶性カルシウムシリケートによって重金属含有廃棄物中の重金属、および、重金属含有廃棄物に混合された排水(先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生した重金属含有排水)中の重金属は、内部に閉じこめられ(固定化され)、外部への溶出が抑制されるようになる。 In the hydrothermal treatment step, silica (SiO 2 ) in the heavy metal-containing waste or the silica added and mixed with the calcium compound is reacted by hydrothermal treatment to produce crystalline calcium silicate (calcium silicate) such as tobermorite. Heavy metals in heavy metal-containing waste and wastewater mixed with heavy metal-containing waste by this crystalline calcium silicate (heavy metal-containing wastewater generated during hydrothermal treatment in the previous hydrothermal treatment process) It is confined to (immobilized) and is prevented from elution to the outside.

このような溶出抑制の効果を高水準なものとするために、水熱処理に供する混合物でのカルシウム化合物の量がシリカの量に対して3〜40質量%となるようにすることが望ましい〔第5発明〕。この量が3質量%未満の場合も、40質量%超の場合も、重金属の固定化の効果が低下する。この量が3〜40質量%の場合、重金属の固定化の効果が高水準なものとなる。かかる重金属の固定化効果の点から、更にはこの量が5〜25質量%となるようにすることが望ましい。   In order to achieve such a high level of elution suppression effect, it is desirable that the amount of calcium compound in the mixture subjected to hydrothermal treatment is 3 to 40% by mass with respect to the amount of silica [No. 5 invention]. When this amount is less than 3% by mass or more than 40% by mass, the effect of immobilizing heavy metals is reduced. When this amount is 3 to 40% by mass, the effect of immobilizing heavy metals becomes a high level. From the viewpoint of the effect of immobilizing such heavy metals, it is further desirable that this amount be 5 to 25% by mass.

本発明に係る廃棄物の処理方法においては、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属含有排水を、後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いる。この混合する水もしくはその一部として用いる重金属含有排水の量が水熱処理に供する混合物中のカルシウム化合物およびシリカの合計量に対して10〜60質量%であることが望ましい〔第6発明〕。これは重金属を含有する土壌や焼却灰が一般に微粒子の成分を含むことが多いためであり、水を結合材として用いることにより、微粒子成分が水熱処理中に反応容器外へ出ることを防ぐため、水分量を規定することが望ましい。即ち、水添加量が10質量%未満の場合、微粒子成分がダスト状になって反応容器から散逸したり、反応中に発生するドレン水に同伴して反応容器下部の重金属排水配管へ洩れ出てしまう。一方、水添加量が60質量%超の場合、重金属含有廃棄物がスラリー状となり、反応容器下部の重金属排水配管へ洩れ出てしまう。かかる点から、この量が10〜60質量%であることが望ましく、更にはこの量が20〜45質量%であることが望ましい。   In the waste treatment method according to the present invention, the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step is used as water or a part thereof mixed in the subsequent hydrothermal treatment step. The amount of the mixed water or heavy metal-containing wastewater used as a part thereof is desirably 10 to 60% by mass with respect to the total amount of calcium compound and silica in the mixture subjected to hydrothermal treatment [Sixth Invention]. This is because soil and incineration ash containing heavy metals generally contain fine particle components, and by using water as a binder, the fine particle components are prevented from going out of the reaction vessel during hydrothermal treatment. It is desirable to specify the amount of moisture. That is, when the amount of water added is less than 10% by mass, the fine particle component becomes dusty and dissipates from the reaction vessel, or leaks into the heavy metal drainage pipe at the bottom of the reaction vessel accompanying the drain water generated during the reaction. End up. On the other hand, if the amount of water added exceeds 60% by mass, the heavy metal-containing waste becomes a slurry and leaks into the heavy metal drainage pipe at the bottom of the reaction vessel. From this point, this amount is preferably 10 to 60% by mass, and further preferably 20 to 45% by mass.

水熱処理工程での水熱処理を130 〜300 ℃の飽和蒸気の存在下において1〜48時間行うことが望ましい〔第7発明〕。この理由は下記の点にある。水熱処理では、カルシウムシリケートの中でも、130 〜300 ℃程度の比較的低温で結晶が成長し強度の高いトバモライトを生成させることがよい。このため、水熱処理条件としては、反応温度:130 〜300 ℃、反応時間:1〜48時間が適切である。反応温度が130 ℃より低い場合、トバモライトの結晶成長が十分行われず、重金属の溶出の抑制効果を高水準にすることが難しくなる。反応温度が300 ℃を越える場合、トバモライトの結晶成長が行われ、溶出抑制効果は期待できるが、処理費が高くなりすぎ、経済性の観点から好ましくない。   It is desirable to perform the hydrothermal treatment in the hydrothermal treatment step for 1 to 48 hours in the presence of saturated steam at 130 to 300 ° C. [Seventh Invention]. The reason is as follows. In hydrothermal treatment, among calcium silicates, it is preferable that crystals grow at a relatively low temperature of about 130 to 300 ° C. to produce tobermorite having high strength. For this reason, as hydrothermal treatment conditions, reaction temperature: 130-300 degreeC and reaction time: 1-48 hours are suitable. When the reaction temperature is lower than 130 ° C., the tobermorite crystal is not sufficiently grown, and it is difficult to achieve a high level of suppression effect of heavy metal elution. When the reaction temperature exceeds 300 ° C., tobermorite crystals grow and an elution suppression effect can be expected, but the treatment cost becomes too high, which is not preferable from the viewpoint of economy.

重金属を含有する廃棄物や重金属を含有する排水での重金属としては、例えば、鉛、ヒ素、セレン、クロム、水銀、鉛、カドミウム、ホウ素がある。これらの1種を含有する場合と、2種以上を含有する場合とがある〔第8発明〕。   Examples of heavy metals in waste containing heavy metals and wastewater containing heavy metals include lead, arsenic, selenium, chromium, mercury, lead, cadmium, and boron. There are cases of containing one of these and cases of containing two or more [eighth invention].

本発明に係る廃棄物の処理装置は、本発明(第1〜第8発明)に係る廃棄物の処理方法のいずれかを行うための廃棄物の処理装置であって、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有する廃棄物の処理装置において、前記水熱処理容器から排出される水を受ける受器と、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁とを有することを特徴とする廃棄物の処理装置である〔第9発明〕。   A waste treatment apparatus according to the present invention is a waste treatment apparatus for performing any one of the waste treatment methods according to the present invention (first to eighth inventions), and hydrothermally heats the autoclave. A hydrothermal treatment container filled with the mixture is disposed, and receives water discharged from the hydrothermal treatment container in a waste treatment apparatus having a piping and a pressure reducing valve for discharging water discharged from the autoclave to the outside of the autoclave. A waste disposal apparatus comprising a receiver, a pipe for discharging water received by the receiver to the outside of the autoclave, and a pressure reducing valve [9th invention].

ここで、水熱処理容器に充填された混合物は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と上水を混合し、あるいは更にシリカを混合したものであるとする。上記オートクレーブ内に水蒸気を入れた後、加熱すると、水熱処理容器に充填された混合物が水熱処理される。この水熱処理の際に結露した水蒸気がドレン水となり、このドレン水の一部が混合物に接触し、この混合物から重金属が溶出し、この結果、重金属含有排水(重金属を含有する排水)が発生し、この重金属含有排水は受器で受けられ、配管および減圧弁を介してオートクレーブ外に排出され、重金属含有排水用容器に入る。ドレン水の残部(混合物に接触しなかったドレン水)は上記とは別の配管および減圧弁を介してオートクレーブ外に排出され、上記とは別の容器(重金属非含有排水用容器)に入る。   Here, it is assumed that the mixture filled in the hydrothermal treatment container is a mixture containing a heavy metal and a calcium compound and clean water, or further mixed with silica. When steam is introduced into the autoclave and then heated, the mixture filled in the hydrothermal treatment container is hydrothermally treated. Water vapor condensed during this hydrothermal treatment becomes drain water, and a part of this drain water comes into contact with the mixture, and heavy metals are eluted from this mixture, resulting in heavy metal-containing wastewater (drainage containing heavy metals). The heavy metal-containing wastewater is received by a receiver, discharged to the outside of the autoclave through a pipe and a pressure reducing valve, and enters a heavy metal-containing wastewater container. The remainder of the drain water (drain water not in contact with the mixture) is discharged out of the autoclave via a pipe and a pressure reducing valve different from the above, and enters a container (a heavy metal-free drainage container) separate from the above.

上記水熱処理の終了の後、オートクレーブ内から水蒸気を排気すると共にオートクレーブ内の温度を低下させ、しかる後、オートクレーブ内から水熱処理された混合物と共に水熱処理容器を取り出す。上記水熱処理の工程を先行の水熱処理工程とする。   After completion of the hydrothermal treatment, water vapor is exhausted from the autoclave and the temperature in the autoclave is lowered. Thereafter, the hydrothermal treatment container is taken out from the autoclave together with the hydrothermally treated mixture. The hydrothermal treatment process is referred to as the preceding hydrothermal treatment process.

上記先行の水熱処理工程においては、混合物中の廃棄物中の重金属が水熱処理によって溶出抑制されるようになる。即ち、かかる溶出抑制された混合物が得られる。   In the preceding hydrothermal treatment step, the heavy metals in the waste in the mixture are suppressed from being eluted by the hydrothermal treatment. That is, such a mixture with suppressed elution is obtained.

後行の水熱処理工程で水熱処理する混合物を準備する。この混合物は、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得る。このとき、混合する水もしくはその一部として、先行の水熱処理工程において重金属含有排水用容器に入れられた重金属含有排水を用いる。即ち、この重金属含有排水を混合する。この重金属含有排水を混合するだけでは水の量が不足する場合は、この重金属含有排水以外の水も混合する。この重金属含有排水以外の水としては、例えば、工業用水や上水等が利用可能である。   A mixture to be hydrothermally treated in a subsequent hydrothermal treatment step is prepared. This mixture is obtained by mixing a calcium compound and water with waste containing a heavy metal, or further mixing silica. At this time, the heavy metal containing wastewater put into the heavy metal containing wastewater container in the preceding hydrothermal treatment process is used as the water to be mixed or a part thereof. That is, this heavy metal-containing wastewater is mixed. If the amount of water is insufficient only by mixing this heavy metal-containing wastewater, water other than this heavy metal-containing wastewater is also mixed. As water other than this heavy metal containing waste water, industrial water, tap water, etc. can be used, for example.

このようにして得られた混合物を水熱処理容器に充填し、これをオートクレーブ内に配し、オートクレーブ内に水蒸気を入れた後、加熱する。そうすると、水熱処理容器に充填された混合物が水熱処理される。この水熱処理の際に結露した水蒸気がドレン水となり、このドレン水の一部が混合物に接触し、この混合物から重金属が溶出し、この結果、重金属含有排水が発生し、この重金属含有排水は受器で受けられ、配管および減圧弁を介してオートクレーブ外に排出され、重金属含有排水用容器に入る。ドレン水の残部(混合物に接触しなかったドレン水)は上記とは別の配管および減圧弁を介してオートクレーブ外に排出され、上記とは別の容器(重金属非含有排水用容器)に入る。   The mixture thus obtained is filled into a hydrothermal treatment container, which is placed in an autoclave, and steam is put into the autoclave and then heated. Then, the mixture filled in the hydrothermal treatment container is hydrothermally treated. Water vapor condensed during this hydrothermal treatment becomes drain water, and a part of this drain water comes into contact with the mixture, and heavy metals are eluted from this mixture. As a result, heavy metal-containing wastewater is generated, and this heavy metal-containing wastewater is received. It is received by the vessel, discharged out of the autoclave through the piping and pressure reducing valve, and enters the heavy metal containing drainage container. The remainder of the drain water (drain water not in contact with the mixture) is discharged out of the autoclave via a pipe and a pressure reducing valve different from the above, and enters a container (a heavy metal-free drainage container) separate from the above.

上記水熱処理の終了の後、オートクレーブ内から水蒸気を排気すると共にオートクレーブ内の温度を低下させ、しかる後、オートクレーブ内から水熱処理された混合物と共に水熱処理容器を取り出す。   After completion of the hydrothermal treatment, water vapor is exhausted from the autoclave and the temperature in the autoclave is lowered. Thereafter, the hydrothermal treatment container is taken out from the autoclave together with the hydrothermally treated mixture.

上記後行の水熱処理工程では、混合物中の廃棄物中の重金属が水熱処理によって溶出抑制されると共に、混合された重金属含有排水中の重金属も水熱処理によって溶出抑制されるようになる。即ち、かかる溶出抑制された混合物が得られる。   In the subsequent hydrothermal treatment step, the heavy metal in the waste in the mixture is suppressed from being eluted by the hydrothermal treatment, and the heavy metal in the mixed heavy metal-containing waste water is also suppressed from being eluted by the hydrothermal treatment. That is, such a mixture with suppressed elution is obtained.

以上のことからわかるように、本発明に係る廃棄物の処理装置によれば、本発明に係る廃棄物の処理方法を行うことができる。ひいては、水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる。   As can be seen from the above, according to the waste processing apparatus of the present invention, the waste processing method of the present invention can be performed. As a result, the wastewater containing the heavy metal generated in the hydrothermal treatment can be treated without providing a wastewater treatment facility.

なお、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有する廃棄物の処理装置であって、水熱処理容器から排出される水(重金属含有排水)を受ける受器を設けていない装置の場合には、水熱処理容器から排出される重金属含有排水は混合物に接触しなかったドレン水(重金属非含有排水)と混ざった状態でオートクレーブ外に排出され、容器に入る。この容器に入った排水は、重金属含有排水(先行の水熱処理工程での重金属含有排水)である。しかしながら、この先行の水熱処理工程での重金属含有排水の量は、後行の水熱処理工程で混合物を得る際に必要な水の量よりも著しく多い〔例えば、後述の比較例の場合、(12.4トン/4.9 トン)倍=2.53倍多い〕ので、この先行の水熱処理工程での重金属含有排水の一部は後行の水熱処理工程で混合物を得る際に用いることはできるが、残部は用いることができず、従って、先行の水熱処理工程での重金属含有排水のほとんどは水熱処理をすることができず、残ってしまう。その結果、この重金属含有排水の処理のための設備が別途必要になる。   In addition, a hydrothermal treatment container filled with a mixture to be hydrothermally treated is disposed in the autoclave, and is a waste treatment apparatus having a pipe and a pressure reducing valve for discharging water discharged from the autoclave to the outside of the autoclave. In the case of a device that does not have a receiver for receiving water (heavy metal containing wastewater) discharged from the heat treatment vessel, the drainage containing heavy metal that is not in contact with the mixture (drainage containing no heavy metal) ) And is discharged out of the autoclave and mixed into the container. The wastewater that has entered this container is heavy metal-containing wastewater (heavy metal-containing wastewater in the preceding hydrothermal treatment step). However, the amount of heavy metal-containing wastewater in the preceding hydrothermal treatment step is significantly larger than the amount of water required to obtain the mixture in the subsequent hydrothermal treatment step [for example, in the case of the comparative example described later (12.4 Ton / 4.9 ton) times = 2.53 times more], part of the heavy metal-containing wastewater from the preceding hydrothermal treatment process can be used to obtain the mixture in the subsequent hydrothermal treatment process, but the rest should be used Therefore, most of the heavy metal-containing wastewater in the preceding hydrothermal treatment process cannot be hydrothermally treated and remains. As a result, a separate facility for treating this heavy metal-containing wastewater is required.

これに対し、本発明に係る廃棄物の処理装置の場合には、水熱処理容器から排出される重金属含有排水と、混合物に接触しなかったドレン水(重金属非含有排水)とを、別々に分けた状態でオートクレーブ外に排出し、別々の容器に入れることができる。この重金属含有排水(先行の水熱処理工程での重金属含有排水)の量は、後行の水熱処理工程で混合物を得る際に必要な水の量よりも少ない(例えば、後述の実施例の場合、4.9 トン−4トン=0.9 トン少ない)ので、この先行の水熱処理工程での重金属含有排水の全てを後行の水熱処理工程で混合物を得る際に用いることができ、ひいては、水熱処理することができる。従って、別途排水処理設備を設ける必要はない。   On the other hand, in the case of the waste treatment apparatus according to the present invention, the heavy metal-containing wastewater discharged from the hydrothermal treatment container and the drain water that does not come into contact with the mixture (heavy metal-free wastewater) are separated separately. It can be discharged out of the autoclave and put into separate containers. The amount of this heavy metal-containing wastewater (heavy metal-containing wastewater in the preceding hydrothermal treatment step) is less than the amount of water required to obtain the mixture in the subsequent hydrothermal treatment step (for example, in the case of the examples described later, 4.9 tons-4 tons = 0.9 tons less), so that all of the heavy metal-containing wastewater from the preceding hydrothermal treatment step can be used to obtain a mixture in the subsequent hydrothermal treatment step. it can. Therefore, it is not necessary to provide a separate wastewater treatment facility.

かかる点から、本発明に係る廃棄物の処理装置は、水熱処理容器から排出される水を受ける受器をも有するようにし、更に、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁をも有するようにしているのである。即ち、上記のように、水熱処理容器から排出される重金属含有排水と混合物に接触しなかったドレン水(重金属非含有排水)とを別々に分けた状態でオートクレーブ外に排出し、別々の容器に入れることができるようにするために、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有する廃棄物の処理装置において、前記水熱処理容器から排出される水を受ける受器と、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁とを有することとしているのである。   In view of this, the waste treatment apparatus according to the present invention also has a receiver for receiving water discharged from the hydrothermal treatment container, and further for discharging the water received by the receiver to the outside of the autoclave. A pipe and a pressure reducing valve are also provided. That is, as described above, the heavy metal-containing wastewater discharged from the hydrothermal treatment vessel and the drain water that did not come into contact with the mixture (heavy metal-free wastewater) are separately discharged outside the autoclave and separated into separate containers. In order to be able to put in, a hydrothermal vessel filled with a mixture to be hydrothermally treated is disposed in the autoclave, and waste having a pipe and a pressure reducing valve for discharging water discharged from the autoclave to the outside of the autoclave This processing apparatus has a receiver for receiving water discharged from the hydrothermal treatment container, and a pipe and a pressure reducing valve for discharging water received by the receiver to the outside of the autoclave.

本発明に係る廃棄物の処理装置において、オートクレーブ内の水熱処理容器の外側で発生する凝縮水が水熱処理容器内に入ることを防ぐ防護手段を有するようにすると、水熱処理容器に充填された混合物に接触する水の量が減少する。従って、この混合物からの重金属の溶出量が減少すると共に、重金属含有排水の発生量が減少する。ひいては、後行の水熱処理工程で混合して水熱処理する必要のある重金属含有排水の量が減少する〔第10発明〕。   In the waste treatment apparatus according to the present invention, when the condensed water generated outside the hydrothermal treatment container in the autoclave is provided with a protective means for preventing entry into the hydrothermal treatment container, the mixture filled in the hydrothermal treatment container The amount of water in contact with is reduced. Therefore, the elution amount of heavy metals from this mixture decreases, and the generation amount of heavy metal-containing wastewater decreases. As a result, the amount of heavy metal-containing wastewater that needs to be mixed and hydrothermally treated in the subsequent hydrothermal treatment step is reduced [10th invention].

本発明において、混合物の水熱処理とは、混合物を水蒸気中で加熱する処理のこと、即ち、混合物を高温(通常、100℃以上)の水蒸気中に曝す処理のことである。   In the present invention, the hydrothermal treatment of a mixture is a treatment of heating the mixture in steam, that is, a treatment of exposing the mixture to steam at a high temperature (usually 100 ° C. or higher).

本発明の実施例および比較例について、以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   Examples of the present invention and comparative examples will be described below. The present invention is not limited to this embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the present invention, all of which are within the technical scope of the present invention. include.

図1に、重金属含有土壌や焼却灰を水熱処理する工程での昇温パターンを示す。常温で消石灰などの添加剤と混合された被処理物はオートクレーブ内で加圧水蒸気により加熱される。図1における昇温時間(T1)は、被処理物が水蒸気と同じ温度に到達するまでの時間であり、この間は凝縮した水蒸気(凝縮水)が被処理物を濡らし、重金属類を含有するドレン水となる。図1における保持時間(T2)は、被処理物が水蒸気と同じ温度まで加熱された後である。この間はオートクレーブが外気へ放熱するための水蒸気結露が起こるのみであり、ドレン水はオートクレーブの内壁を濡らすため、被処理物から重金属類を溶出させることはない。図1の降温時間(T3)は、被処理物の水熱処理を終了した後である。この間は、すでに被処理物の重金属類は溶出抑制された後であるので、ドレン水が接触しても被処理物から重金属類が溶出することはない。従って、図1における昇温時間の間に結露して発生するドレン水のみが重金属類を含有する可能性がある。   In FIG. 1, the temperature rising pattern in the process of hydrothermally treating heavy metal containing soil and incineration ash is shown. An object to be treated mixed with an additive such as slaked lime at room temperature is heated by pressurized steam in an autoclave. The temperature rise time (T1) in FIG. 1 is the time until the workpiece reaches the same temperature as the water vapor. During this time, the condensed water vapor (condensed water) wets the workpiece, and the drain contains heavy metals. It becomes water. The holding time (T2) in FIG. 1 is after the workpiece is heated to the same temperature as the water vapor. During this time, only water vapor condensation occurs for the autoclave to dissipate heat to the outside air. Since the drain water wets the inner wall of the autoclave, heavy metals are not eluted from the object to be treated. The temperature lowering time (T3) in FIG. 1 is after the hydrothermal treatment of the object to be treated is completed. During this time, since the elution of heavy metals in the object to be processed has already been suppressed, the heavy metals will not be eluted from the object to be processed even when the drain water comes into contact therewith. Therefore, only drain water generated by condensation during the temperature raising time in FIG. 1 may contain heavy metals.

図2に、実施例1に係る廃棄物の処理方法での処理フローを示す。原料1(被処理物)はシリカを含有する焼却灰であり、この被処理物を上水及び添加剤(消石灰)と混合し、直径約5mm以下の造粒品に成型した後、水熱処理(以下、No.1の水熱処理ともいう)を行なった(以下、この工程をNo.1の水熱処理工程ともいう)。No.1の水熱処理により、水熱処理品1、昇温中に排出した重金属含有のドレン水1および保持時間中と降温時間中に排出した重金属を含有しないドレン水2を得た。原料(被処理物)の乾燥重量10トンあたり、昇温(T1)時間中に発生する重金属含有ドレン水1の重量は4トンで、重金属非含有のドレン水2の重量は8.4 トンであった。   FIG. 2 shows a processing flow in the waste processing method according to the first embodiment. Raw material 1 (object to be treated) is incinerated ash containing silica. This article to be treated is mixed with clean water and an additive (slaked lime), molded into a granulated product having a diameter of about 5 mm or less, and then hydrothermally treated ( Hereinafter, this was also referred to as No. 1 hydrothermal treatment) (hereinafter, this process is also referred to as No. 1 hydrothermal process). No. 1 hydrothermal treatment yielded hydrothermally treated product 1, drained water 1 containing heavy metal discharged during temperature rise, and drained water 2 not containing heavy metal discharged during holding time and temperature falling time. The heavy metal-containing drain water 1 generated during the heating (T1) time was 4 tons and the heavy metal-free drain water 2 was 8.4 tons per 10 tons of dry weight of the raw material (processed material). .

次に、上記No.1の水熱処理工程の場合と同様の原料1(シリカを含有する焼却灰)と添加剤(消石灰)と上記重金属含有のドレン水1と上水を混合し、No.1の水熱処理工程の場合と同様に造粒および水熱処理(以下、No.2の水熱処理ともいう)して水熱処理品2を得た(以下、この工程をNo.2の水熱処理工程ともいう)。このとき、混合・造粒の際に必要な水重量が4.9 トンであったため、水としては上記重金属含有のドレン水1の全部(4トン)を添加すると共に、不足分の水として上水0.9 トンを添加した。   Next, the same raw material 1 (incinerated ash containing silica), additive (slaked lime), the above heavy metal-containing drain water 1 and clean water as in the case of No. 1 hydrothermal treatment step are mixed. In the same manner as in the hydrothermal treatment step, granulation and hydrothermal treatment (hereinafter also referred to as No. 2 hydrothermal treatment) were performed to obtain hydrothermally treated product 2 (hereinafter, this step is also referred to as No. 2 hydrothermal treatment step). ). At this time, since the water weight necessary for mixing and granulation was 4.9 tons, all of the heavy metal-containing drain water 1 (4 tons) was added as water, and water 0.9. Tons were added.

図3に、比較例1に係る廃棄物の処理方法での処理フローを示す。原料1(被処理物)は実施例1の場合と同様のシリカを含有する焼却灰であり、この被処理物を上水及び添加剤(消石灰)と混合し、上記実施例1の場合と同様に直径約5mm以下の造粒品に成型した後、水熱処理(比較例1)を行なった。水熱処理により、水熱処理品3、昇温中、保持時間中および降温時間中に排出した重金属含有のドレン水3を得た。この重金属含有のドレン水3の重量は12.4トンであった。   FIG. 3 shows a processing flow in the waste processing method according to Comparative Example 1. Raw material 1 (object to be treated) is incinerated ash containing silica similar to that in Example 1. This object to be treated is mixed with clean water and an additive (slaked lime), and the same as in Example 1 above. After forming into a granulated product having a diameter of about 5 mm or less, hydrothermal treatment (Comparative Example 1) was performed. By hydrothermal treatment, hydrothermally treated product 3, heavy metal-containing drain water 3 discharged during temperature rise, holding time and temperature fall time was obtained. The weight of this heavy metal-containing drain water 3 was 12.4 tons.

表1に、原料1、実施例1のNo.1の水熱処理工程およびNo.2の水熱処理工程で得られた水熱処理品1および水熱処理品2、比較例1の場合に得られた水熱処理品3のそれぞれについての重金属溶出量を示す。また、実施例1のNo.1の水熱処理工程で排出した重金属含有のドレン水1、重金属非含有のドレン水2、比較例1の場合に排出した重金属含有のドレン水3のそれぞれについての重金属濃度も合わせて示す。   Table 1 shows raw water 1, hydrothermally treated product 1 and hydrothermally treated product 2 obtained in No. 1 hydrothermal process and No. 2 hydrothermal process in Example 1, and water obtained in Comparative Example 1. The heavy metal elution amount for each of the heat-treated products 3 is shown. In addition, heavy metal-containing drain water 1 discharged in No. 1 hydrothermal treatment step of Example 1, heavy metal-free drain water 2 and heavy metal-containing drain water 3 discharged in the case of Comparative Example 1 The concentration is also shown.

原料1の場合、ヒ素(As)とセレン(Se)の溶出量が環境基準(いずれも0.01mg/L)を超えていた。実施例1のNo.1の水熱処理工程の場合、水としては上水のみを用いており、得られた水熱処理品1の重金属溶出量は環境基準以下だった。実施例1のNo.1の水熱処理工程の場合、昇温中に発生した重金属含有のドレン水1は、ヒ素およびセレンとも環境基準を超えたが、保持および降温中に発生したドレン水2は、重金属濃度が環境基準以下だった。   In the case of raw material 1, the elution amounts of arsenic (As) and selenium (Se) exceeded the environmental standard (both 0.01 mg / L). In the case of No. 1 hydrothermal treatment step of Example 1, only clean water was used as water, and the amount of elution of heavy metal in the obtained hydrothermal treatment product 1 was below the environmental standard. In the case of the No. 1 hydrothermal treatment step of Example 1, the heavy metal-containing drain water 1 generated during the temperature rise exceeded the environmental standards for both arsenic and selenium, but the drain water 2 generated during the holding and temperature lowering was The heavy metal concentration was below the environmental standard.

実施例1のNo.2の水熱処理工程の場合、水としては重金属含有のドレン水1の全量(4トン)と上水(0.9 トン)を用いており、得られた水熱処理品2の重金属溶出量は環境基準以下であった。従って、原料に添加する水が表1のように重金属類を含有していても、その後の水熱処理において充分な反応を進めれば、得られる水熱処理品の重金属溶出は抑制できる。   In the case of No. 2 hydrothermal treatment step of Example 1, the total amount (4 tons) of drain water 1 containing heavy metals and clean water (0.9 tons) are used as water, and the resulting heavy metals of hydrothermally treated product 2 are used. The amount of elution was below the environmental standard. Therefore, even if the water added to the raw material contains heavy metals as shown in Table 1, elution of heavy metals in the obtained hydrothermally treated product can be suppressed if a sufficient reaction proceeds in the subsequent hydrothermal treatment.

これは、原料中の重金属類が水熱処理によって溶出抑制されるようになるのと同様に、この原料に添加され混合された重金属含有のドレン水中の重金属も水熱処理によって溶出抑制されるようになるからである。このように、先行の水熱処理工程(No.1の水熱処理工程)での水熱処理の際に発生した重金属含有排水を後行の水熱処理工程(No.2の水熱処理工程)において処理することができる。従って、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属含有排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができる。   This is because the heavy metals in the drain water containing heavy metals added to and mixed with the raw materials are suppressed by the hydrothermal treatment, similarly to the heavy metals in the raw materials being suppressed by the hydrothermal treatment. Because. In this way, the heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step (No. 1 hydrothermal treatment step) is treated in the subsequent hydrothermal treatment step (No. 2 hydrothermal treatment step). Can do. Therefore, it is possible to treat heavy metal-containing wastewater generated during the hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step without providing a wastewater treatment facility.

比較例1の場合、水熱処理の昇温・保持および降温の間に発生する重金属含有のドレン水3は、重金属類を含んでおり、セレン濃度が環境基準を超えていた。比較例1の場合、この重金属含有のドレン水3は後行の水熱処理工程での混合水として用いるというプロセスを採用するものではない。従って、オートクレーブ以外に、この重金属含有のドレン水3(排水)を処理するための排水処理設備を別途設置する必要がある。   In the case of Comparative Example 1, the heavy metal-containing drain water 3 generated during the temperature rising / holding and temperature lowering of the hydrothermal treatment contained heavy metals, and the selenium concentration exceeded the environmental standard. In the case of Comparative Example 1, this heavy metal-containing drain water 3 does not employ a process of using it as mixed water in the subsequent hydrothermal treatment step. Therefore, in addition to the autoclave, it is necessary to separately install a wastewater treatment facility for treating the drainage 3 (drainage) containing this heavy metal.

図4〜5に、本発明に係る廃棄物の処理装置の例を示す。この図4〜5に示す装置は、いずれの場合も、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有すると共に、上記水熱処理容器から排出される水を受ける受器と、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁とを有する。なお、上記水熱処理容器の底部には、ドレン水排出のための口(孔)がある。この装置によれば、混合物(被処理物)と接触したドレン水と接触しないドレン水を別々に排出できる。本発明に係る廃棄物の処理装置は、図4〜5に示す構造のものに限定されず、被処理物と接触したドレン水と接触しないドレン水を別々に排出できる構造であればよい。   4 to 5 show examples of the waste processing apparatus according to the present invention. In any case, the apparatus shown in FIGS. 4 to 5 is provided with a hydrothermal treatment container filled with a mixture to be hydrothermally treated in the autoclave, a pipe for discharging water discharged from the autoclave to the outside of the autoclave, and a reduced pressure. It has a valve and a receiver for receiving water discharged from the hydrothermal treatment vessel, and a pipe and a pressure reducing valve for discharging water received by the receiver to the outside of the autoclave. There is a mouth (hole) for drain water discharge at the bottom of the hydrothermal treatment container. According to this apparatus, the drain water which does not contact the drain water which contacted the mixture (to-be-processed object) can be discharged | emitted separately. The waste treatment apparatus according to the present invention is not limited to the structure shown in FIGS. 4 to 5, and may be any structure that can separately discharge drain water that does not come into contact with drain water that comes into contact with the object to be treated.

図6に、本発明の第10発明に係る廃棄物の処理装置の例を示す。この図6に示す装置においては、水熱処理容器にフタを設けている。このフタにより、オートクレーブ内の天井部で凝縮したドレン水が被処理物に接触するのを防止できる。従って、さらに重金属含有ドレン水を分離する効果が高い。即ち、水熱処理容器に充填された混合物に接触する水の量が減少するので、この混合物からの重金属の溶出量が減少すると共に、重金属含有排水の発生量が減少し、ひいては、後行の水熱処理工程で混合して水熱処理する必要のある重金属含有排水の量が減少する。   FIG. 6 shows an example of a waste treatment apparatus according to the tenth aspect of the present invention. In the apparatus shown in FIG. 6, a lid is provided in the hydrothermal treatment container. This lid can prevent the drain water condensed at the ceiling in the autoclave from coming into contact with the object to be processed. Therefore, the effect of further separating heavy metal-containing drain water is high. That is, since the amount of water in contact with the mixture filled in the hydrothermal treatment vessel is reduced, the amount of heavy metal elution from this mixture is reduced, and the generation amount of heavy metal-containing wastewater is reduced. The amount of heavy metal-containing wastewater that needs to be mixed and hydrothermally treated in the heat treatment process is reduced.

図7に、前述の比較例1に係る廃棄物の処理のための設備フローを示す。図8に、前述の実施例1に係る廃棄物の処理のための設備フローを示す。比較例1の場合、オートクレーブから排出される重金属含有ドレン水はオートクレーブ外に配置された容器に入り、排水処理設備に供給されて排水処理される。実施例1の場合は、重金属含有ドレン水を配管(b) および(d) で混合工程へ戻し再利用できる。混合工程において、この重金属含有ドレン水だけでは水が不足の場合は、上水や工業用水などを追加することができるようにするために、上水や工業用水などを供給するための配管(a) を設けている。なお、図8において符号(c) は重金属非含有ドレン水の排水流路を示すものである。   In FIG. 7, the equipment flow for the treatment of the waste which concerns on the above-mentioned comparative example 1 is shown. FIG. 8 shows an equipment flow for the treatment of waste according to Example 1 described above. In the case of the comparative example 1, the heavy metal containing drain water discharged | emitted from an autoclave enters the container arrange | positioned out of an autoclave, is supplied to a waste water treatment facility, and is drained. In the case of Example 1, the heavy metal-containing drain water can be returned to the mixing step through the pipes (b) and (d) and reused. In the mixing process, when water is insufficient with only this heavy metal-containing drain water, piping for supplying clean water, industrial water, etc. (a ). In FIG. 8, symbol (c) indicates a drainage channel for drainage water containing no heavy metal.

Figure 0004584874
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本発明に係る廃棄物の処理方法によれば、重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理するに際し、水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、排水処理設備を設けることなく、処理することができるので、本発明に係る廃棄物の処理方法は所要設備が少なく経済性に優れていて、重金属を含有する廃棄物の処理方法として好適に用いることができる。   According to the waste treatment method of the present invention, when a mixture obtained by mixing calcium compound and water with waste containing heavy metal or further mixing silica is hydrothermally treated, it is generated during hydrothermal treatment. Wastewater containing heavy metals can be treated without providing wastewater treatment facilities, so that the waste treatment method according to the present invention has few facilities and is economically efficient, and wastes containing heavy metals It can use suitably as a processing method.

水熱処理工程での温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change in a hydrothermal treatment process. 実施例1に係る廃棄物の処理方法での処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the processing method of the waste which concerns on Example 1. FIG. 比較例1に係る廃棄物の処理方法での処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow in the processing method of the waste which concerns on the comparative example 1. FIG. 本発明に係る廃棄物の処理装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the processing apparatus of the waste which concerns on this invention. 本発明に係る廃棄物の処理装置の例であって、図4に示すものとは別の例を示す図である。FIG. 5 is an example of a waste treatment apparatus according to the present invention, and is a diagram showing an example different from that shown in FIG. 4. 本発明に係る廃棄物の処理装置の例であって、図4〜5に示すものとは別の例を示す図である。It is an example of the waste processing apparatus which concerns on this invention, Comprising: It is a figure which shows another example from what is shown in FIGS. 比較例1に係る廃棄物の処理方法を行うための設備的フローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the equipment flow for performing the processing method of the waste which concerns on the comparative example 1. FIG. 実施例1に係る廃棄物の処理方法を行うための設備的フローを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the equipment flow for performing the processing method of the waste which concerns on Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

(a) --配管、(b) --配管、(c) --排水流路、(d) --配管。   (a) --Piping, (b) --Piping, (c) --Drainage channel, (d) --Piping.

Claims (10)

重金属を含有する廃棄物にカルシウム化合物と水を混合し、あるいは更にシリカを混合して得られる混合物を水熱処理する水熱処理工程を有する廃棄物の処理方法であって、前記水熱処理工程を2回以上行う際に、先行の水熱処理工程での水熱処理の際に発生する重金属を含有する排水を、後行の水熱処理工程において混合する水もしくはその一部として用いることを特徴とする廃棄物の処理方法。   A waste treatment method comprising a hydrothermal treatment step of hydrothermally treating a mixture obtained by mixing a calcium compound and water with a waste containing heavy metal or further mixing silica, wherein the hydrothermal treatment step is performed twice. When performing the above, wastewater containing heavy metals generated during hydrothermal treatment in the preceding hydrothermal treatment step is used as water to be mixed or part thereof in the subsequent hydrothermal treatment step. Processing method. 前記カルシウム化合物が消石灰、生石灰、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメントの1種以上である請求項1記載の廃棄物の処理方法。   The waste treatment method according to claim 1, wherein the calcium compound is at least one of slaked lime, quicklime, Portland cement, blast furnace cement, and fly ash cement. 前記廃棄物がシリカを含有している請求項1または2記載の廃棄物の処理方法。   The waste treatment method according to claim 1 or 2, wherein the waste contains silica. 前記廃棄物が土壌、焼却灰の1種以上である請求項1〜3のいずれかに記載の廃棄物の処理方法。   The method for treating waste according to any one of claims 1 to 3, wherein the waste is one or more of soil and incinerated ash. 前記混合物中のカルシウム化合物の量が前記混合物中のシリカの量に対して3〜40質量%である請求項1〜4のいずれかに記載の廃棄物の処理方法。   The amount of the calcium compound in the said mixture is 3-40 mass% with respect to the quantity of the silica in the said mixture, The processing method of the waste in any one of Claims 1-4. 前記混合する水もしくはその一部として用いる重金属を含有する排水の量が前記混合物中のカルシウム化合物およびシリカの合計量に対して10〜60質量%である請求項1〜5のいずれかに記載の廃棄物の処理方法。   The amount of waste water containing the mixed water or heavy metal used as a part thereof is 10 to 60% by mass with respect to the total amount of calcium compound and silica in the mixture. Waste disposal method. 前記水熱処理工程での水熱処理を130 〜300 ℃の飽和蒸気の存在下において1〜48時間行う請求項1〜6のいずれかに記載の廃棄物の処理方法。   The waste treatment method according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydrothermal treatment in the hydrothermal treatment step is performed for 1 to 48 hours in the presence of saturated steam at 130 to 300 ° C. 前記重金属が鉛、ヒ素、セレン、クロム、水銀、鉛、カドミウム、ホウ素の1種以上である請求項1〜7のいずれかに記載の廃棄物の処理方法。   The waste treatment method according to any one of claims 1 to 7, wherein the heavy metal is one or more of lead, arsenic, selenium, chromium, mercury, lead, cadmium, and boron. 請求項1〜8のいずれかに記載の廃棄物の処理方法を行うための廃棄物の処理装置であって、オートクレーブ内に水熱処理する混合物を充填した水熱処理容器が配され、このオートクレーブから排出される水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁を有する廃棄物の処理装置において、前記水熱処理容器から排出される水を受ける受器と、この受器で受けた水をオートクレーブ外に排出するための配管および減圧弁とを有することを特徴とする廃棄物の処理装置。   A waste treatment apparatus for performing the waste treatment method according to any one of claims 1 to 8, wherein a hydrothermal treatment container filled with a mixture for hydrothermal treatment is disposed in the autoclave and discharged from the autoclave. In a waste treatment apparatus having a pipe and a pressure reducing valve for discharging water to be discharged out of the autoclave, a receiver for receiving water discharged from the hydrothermal treatment container, and water received by the receiver outside the autoclave A waste disposal apparatus comprising a pipe for discharging and a pressure reducing valve. 前記オートクレーブ内の水熱処理容器の外側で発生する凝縮水が水熱処理容器内に入ることを防ぐ防護手段を有する請求項9記載の廃棄物の処理装置。
The waste treatment apparatus according to claim 9, further comprising protection means for preventing condensed water generated outside the hydrothermal treatment container in the autoclave from entering the hydrothermal treatment container.
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