カラム浮選技術による都市ごみ焼却飛灰からの有機汚染物質の分離除去および重金属回収

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14208071
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 武田 信生 京都大学, 工学研究科, 教授 (20026256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大下 和徹 京都大学, 工学研究科, 助手 (90346081) ; 松本 忠生 京都大学, 工学研究科, 助手 (60026333) ; 高岡 昌輝 京都大学, 工学研究科, 助教授 (80252485)
• Keywords: 浮遊選鉱 / 飛灰 / ポリ塩化ビフェニル / クロロベンゼン類 / 未燃炭素 / 粒径 / フロス

Research Abstract

浮遊選鉱技術(以下浮選)により、都市ごみ焼却飛灰中において有機汚染物質が多く吸着されている未燃炭素(以下UC)をフロスとして分離することで、有機汚染物質を除去するとともに、浮選後の飛灰中重金属の回収可能性を検討することを目的に実験を行った。
まず、カラム浮選実験装置を用い、様々な条件の下でUCおよび、有機汚染物質の除去率を指標とし、浮選除去実験を行って、主要な影響因子を明らかにした。さらに、飛灰から有機汚染物質を除去するための最適条件を決定した。最終的に決定した最適条件でのDXN類の除去効率、および重金属の挙動を調査した。
本研究で得られた主な知見を以下に示した。
1.浮選による有機汚染物質の除去には、ガス流速、pH、捕集剤、捕集助剤、多孔板表面積、飛灰中UC粒径が重要な因子である。
2.最適条件は、ガス流速:0.0534m/sec、pH:5.9、捕集助剤として、界面活性剤(Polyoxyethylene(20) sorbitan monooleateとSorbitanm monooleateの混合物:HLB=13.5)を捕集剤keroseneに3.0vol.%になるように添加したものを、飛灰スラリーに4.0ml/L-slurryの割合で添加し、さらに気泡剤MIBCを53.3μL/Lを添加して調整したサンプルを多孔板#4で2段階浮選(1回目30分、2回目40分)したケースであった。
3.最適条件での除去率は、PCDD/Fsで41.9%、co-PCBsで40.8%であった。よって、省エネルギーで、簡易処理である浮選の適用により、得られたフロスを焼却炉内に返送・分解させることで、約40%の有機汚染物質を排出抑制できることがわかった。
4.重金属に関しては、Na、Ca、K、Znの浮選残液へ移行する割合は多いが、その他の重金属はほとんどが浮選残渣に残留し、残渣からの重金属回収可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Ying Huang, Masaki Takaoka, Nobuo Takeda: "Chlorobenzenes Removal from Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash by Surfactant-assisted Column Flotation"Chemosphere. 52・4. 735-743 (2003)
• [Publications] Ying Huang, Masaki Takaoka, Nobuo Takeda, Kazuyuki Oshita: "Polychlorinated Biphenyls Removal from Weathered Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash by Collector-Assisted Column Flotation"Journal of Hazardous Materials. 100・1-3. 259-270 (2003)
• [Publications] Ying Huang, Masaki Takaoka, Nobuo Takeda: "Removal of Unburned Carbon from Municipal Solid Waste Fly Ash by Column Flotation"Waste Management. 23・4. 307-313 (2003)
• [Publications] 黄瑛, 高岡昌輝, 武田信生: "カラム浮選による都市ごみ焼却飛灰中有機塩素化合物の分解除去に関する研究"第14回廃棄物学会研究発表会講演論文集. II. 897-899 (2003)