JPH0616805B2

JPH0616805B2 - 石炭灰を主原料とする液状凝集沈降剤の製造方法

Info

Publication number: JPH0616805B2
Application number: JP3180188A
Authority: JP
Inventors: 滋雄栗村; 育英大野
Original assignee: TOHOKU HATSUDEN KOGYO KK
Current assignee: TOHOKU HATSUDEN KOGYO KK
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1988-02-16
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH01207102A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、石炭火力発電所から燃焼の際に副産物として
生成する石炭灰を薬品処理することによって、石炭灰含
有成分を変質させ、吸着、凝集沈降効果を持たせること
により、低廉に火力発電所の排煙脱硫排水、工場排水並
びに一般の汚水中に含まれる汚濁成分の除去処理を可能
とする排水処理用凝集沈降剤の製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術）近年我国においては、石油依存度を小さくするため数々
の石油代替エネルギーの開発が国家的施策のもと行われ
てきており、その中でも石炭エネルギーが有望視され、
今後石炭火力の拡充等により、昭和７０年度には、６２
０万トン程度の石炭灰発生が予想され、その有効利用と
処理処分問題が大きな課題となっている。

微粉炭を燃焼させることにより、通常投炭量の１０重量
％〜２５重量％の石炭灰が発生するが、現在我国におい
ての石炭灰有効利用は、一部セメント混和剤（１７１万
トン／３３９万トン），セメント原料，肥料などに利用
されているが、有効利用率は約５０％程度であり、その
残りの大部分が捨灰として埋立地などに処理処分されて
いるのが現状である。埋立地確保野厳しい現状から見て
石炭灰の有効利用技術開発が早期に望まれていることか
ら、石炭灰中の有効成分を活用し、従来と異なる水処理
剤の開発を行なったものである。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、前述の諸問題に鑑み、石炭灰の有効利用を図
るべく、数々の諸試験を重ね、石炭灰が含有するアルミ
ナ、シリカ、鉄等の有効成分の変質化により、石炭火力
発電所の排煙脱硫排水、工場排水並びに汚水中に含まれ
る汚濁成分を吸着、凝集沈降させる特性を見出し、それ
を排水処理用凝集沈降剤として活用すべく、石炭灰を原
料として排水処理用凝集沈降剤を製造することを目的と
して行なったものである。

一般的な排水処理には、無機凝集剤あるいは有機凝集剤
を用いて各種の排水処理が行なわれてきている。例に挙
げると、無機凝集剤には、硫酸アルミニウム、ポリ塩化
アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、硫酸鉄、塩化
鉄、塩化コッパラスなどがあり、有機凝集剤としては、
アニオン系、カチオン系、ノニオン系などの高分子凝集
剤が数多く用いられている。しかし、無機凝集剤あるい
は有機凝集剤などの排水処理剤は、それぞれ有効的な特
徴を持つが、フロックの浮遊問題、多種の処理薬品の問
題、処理設備工程の複雑化に伴問題などにより、処理水
当たりのコスト高等の問題が挙げられる。

そこで本発明は、石炭灰の有効成分を変質し、活用する
ことにより、前述の諸問題を解決あるいは回避しうる排
水処理用凝集沈降剤の製造方法を提供しようとするもの
である。

（問題点を解決する手段）本発明は、石炭灰中に含まれる有用成分（表−１参照）
を化学処理し、変質させることにより、吸着、凝集、沈
降効果を持つ液状の石炭灰とするものである。

すなわち、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液５〜５０重
量％濃度のものに加え、石炭灰中のガラス質相が溶解あ
るいは膨潤化状態になるまで加熱処理（常温下で８０℃
〜９５℃）し、ケイ酸化合物類、アルミニウム化合類、
水酸化化合物類を生成させることにより、吸着、凝集沈
降効果を持つ物質を得ることができる。さらに、この水
酸化化合物類に、硫酸１０〜９８量％濃度のものを酸性
域（ＰＨ＝１〜２）になるまで注入攪拌することによっ
て、ケイ酸化合物類、アルミニウム化合物類、硫酸化合
物類を生成させることにより、吸着，凝集沈降効果を持
つ物質を得ることができる。

このことは、石炭灰の未利用分野での有効利用が図られ
るほか、従来の無機凝集剤あるいは有機凝集剤に比べ、
短時間かつ低廉で排水処理が可能となるものである。

一般排水については、従来の活性汚泥処理方法とは異な
る凝集沈降効果を持つもので新分野での利用にも期待が
持たれる。

（作用）すなわち、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液を用いて加
熱処理することにより、石炭灰のガラス質相を形成して
いたアルミノシリケートは溶解あるいは膨潤状態となっ
て分解する。

そのことにより、いままで石炭灰のガラス質相に閉じ込
められていたシリカが水酸化ナトリウムと反応し、ケイ
酸ナトリウムが生成する。さらにその他の高含有物質で
あるアルミナとの反応により、ケイ酸アルミニウムの生
成、その他物質の水酸化化合物が同時に生成し、吸着，
凝集，沈降効果を持つ物質に変質する。

また、これに硫酸を加えることによって、ケイ酸ナトリ
ウムのゲル化により、シリカ，硫酸ナトリウムの生成，
水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウムの硫酸アル
ミニウムの生成、水酸化鉄の硫酸鉄生成等のほか、その
他含有物質も硫酸化合物となり、吸着，凝縮，沈降効果
を持つ物質に変質する。

これらの作用を簡単に説明すると次のようになる。

１．石炭灰のアルカリ処理水酸化ナトリウム水溶液に石炭灰を加え、加熱処理を行
なうと、一部溶解し、またゲル状物質が沈殿する。これ
は、石炭灰の化学成分が水酸化ナトリウムと反応し、吸
着、凝集、沈降能力を有する、として以下の化学物質を
含む組成物に変化する。

２．石炭灰の酸処理前項１のアルカリ処理した溶液に酸性（ＰＨ＝１〜２）
になるまで硫酸を加えると、吸着，凝集，沈降能力を有
する、主として以下の化学物質を含む組成物に変化す
る。

（実施例１）実排水を用いて、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液１２
重量％濃度のものに浸漬攪拌し、加熱処理（アルカリ処
理）して生成した凝集沈降剤の凝集沈降試験を行なっ
た。サンプル水については、排煙脱硫装置石膏分離上
澄み水を用いて行なった。その結果を（表−２）に示
す。

処理対象排水にアルカリ処理した凝集沈降剤を適量加
え、処理水によく溶解させ、任意のｐＨ値に調整処理す
ることによって、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナト
リウム重合体への汚濁成分除去、ケイ酸アルミニウムへ
の重金属類等の吸着が行なわれ、それら重合体に同時に
取り込められ、自重を大きくし、急速に沈降分離される
とともに、分離汚泥の濃縮化に寄与する。

（実施例２）実排水を用いて、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液１２
重量％濃度のものに浸漬攪拌し加熱処理して生成した液
状水酸化化合物に、２５重量％濃度の硫酸をＰＨが１〜
２になるまで注入攪拌して生成（硫酸処理）した凝集沈
降剤の凝集沈降試験を行なった。サンプル水について
は、排煙脱硫装置冷却除塵搭液を用いて行ない、処理水
のＰＨ調整には、水酸化カルシウム５重量％水溶液を用
いて調整した。その結果を（表−３）に示す。

処理対象排水に硫酸処理した凝集沈降剤を適量加え、処
理水によく溶解させ、任意のｐＨ値に調整処理すること
によって、ケイ酸ナトリウムのゲル化により、シリカ，
硫酸ナトリウムの生成、水酸化アルミニウム，アルミン
酸ナトリウムの硫酸アルミニウムの生成、水酸化鉄の硫
酸鉄生成等のほか、その他含有物質も硫酸化合物とな
り、吸着，凝集，沈降効果を持つ。

（実施例３）実排水を用いて、石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液１２
重量％濃度のものに浸漬攪拌し加熱処理して生成した液
状水酸化化合物に、２５重量％濃度の硫酸をＰＨが１〜
２になるまで注入攪拌して生成（硫酸処理）した凝集沈
降剤を添加後、水酸化カルシウム水溶液でＰＨ調整した
場合の吸着凝集沈降試験を行なった。サンプル水につい
ては、排煙脱硫装置冷却除塵塔液を用いて行ない、処置
水のＰＨ調整には、水酸化カルシウム５重量％水溶液を
用いて調整した。その結果を（表−４）に示す。

ＰＨ調整処理に水酸化カルシウム水溶液を加えることに
より、一般にマイナスに帯電している汚濁成分の電荷中
和による凝集，沈降による除去、硫酸処理した凝集沈降
剤の含有物質である硫酸アルミニウム，硫酸鉄等の水酸
化アルミニウム、水酸化鉄等の重合体への汚濁成分の吸
着、さらにケイ酸アルミニウムへの重金属類等の吸着が
行なわれ、水酸化アルミニウムのフロックに包み込まれ
るかたちとなり、フロックが大きく成長し沈降除去され
る。また、水酸化カルシウムの添加により、中和反応が
起き石膏を生成する。その際の中和による石膏生成時
に、固相吸着，共沈現象によっても吸着あるいは凝集沈
降効果が助長される。また、石膏は、水に対する溶解度
が低いため、それも、フロック中に取り込められ、さら
に沈降分離速度，分離汚泥の濃縮化に寄与する。

（実施例４）既存無機凝集剤との凝集時間の比較を行なうため、硫酸
アルミニウム，アニオン高分子とを用いて実験を行なっ
た。サンプル水については、排煙脱硫装置石膏分離上澄
み水を用いて行ない、判定基準についてはフロックがお
およそ沈降したと認められる時間で判定した。その結果
を（表−５）に示す。

（発明の効果）本発明は、以上のような化学処理を石炭灰に施すことに
より、工場排水ならびに一般汚水中に含まれる汚濁成分
を吸着、凝集、沈降させる特徴をもち、さらに、石炭灰
を主原料とすることからも低廉に製造することができ
る。また、他の無機凝集剤と比較した場合、フロックの
沈降効果が優れていること、処理排水の吸着等の問題も
ないことや、ケイ酸アルミニウムへの有害な重金属等の
吸着など効率的な排水処理が可能となる。

また、無機物から構成されていることから２次公害の心
配も回避され、石炭灰の有効利用範囲の拡大、処理設備
の省略化、処理コストの低減にも大きく寄与するもので
あり、処理された水は、水質基準に適合した清水として
の排水が可能となり有用な水質源の再利用面でも効果は
大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭火力発電所から発生する微粉炭燃焼灰
（石炭灰）を水酸化ナトリウム水溶液５〜５０重量％濃
度のものに浸漬攪拌し、石炭灰含有するアルミナ成分、
シリカ成分などの化学物質が溶解あるいは膨潤状態とな
るまで加熱処理して液状水酸化化合物を生成させ、吸
着、凝集沈降効果を持たせることを特徴とする凝集沈降
剤の製造方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の製造方法に
より得られた液状水酸化化合物に１０〜９８重量％濃度
の硫酸をＰＨが１〜２になるまで注入攪拌して液状の硫
酸化合物を生成させ、吸着、凝集沈降効果を持たせるこ
とを特徴とする凝集沈降剤の製造方法。