JP2000343059A - 有害性環境汚染物質の無公害化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有害性環境汚染物質、特に廃棄物の焼却処理の
際に発生するダイオキシン類を簡単な処理により無公害
化し、環境汚染を効果的に防止することができる有害性
環境汚染物質の無公害化処理方法を提供する。 【解決手段】有害性環境汚染物質を含有する被処理物
を、反応遅延性生石灰と混合することを特徴とする有害
性環境汚染物質の無公害化処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有害性環境汚染物
質の無公害化処理方法に関する。さらに詳しくは、本発
明は、有害性環境汚染物質、特に廃棄物の焼却処理の際
に発生するダイオキシン類を簡単な処理により無公害化
し、環境汚染を効果的に防止することができる有害性環
境汚染物質の無公害化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物の処理が大きな社会問題に
なっている。人の日常生活に伴って家庭から排出される
一般廃棄物は、主として焼却により処理されてきた。一
般廃棄物は、水分、灰分、可燃分から構成され、灰分の
量は１０〜２０重量％である場合が多い。焼却炉で廃棄
物を焼却すると、多くの場合、灰分の約９０％が焼却残
渣として排出され、約１０％が排気ガスに移行する。排
気ガスに移行した灰分は、集塵機によって捕捉されて集
塵灰（フライアッシュ）となる。焼却炉において発生す
る焼却残渣と集塵灰の中には、各種の重金属やダイオキ
シン類などの有害性環境汚染物質が含まれている。有害
性環境汚染物質の中で、ダイオキシン類が特に大きな問
題とされている。ダイオキシン類は、ポリ塩化ジベンゾ
−ｐ−ジオキシンとポリ塩化ジベンゾフランを含めた約
２００種類の化合物の通称であり、２,３,７,８−テト
ラクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシンの毒性が最も強いと
されている。ダイオキシン類は、急性毒性がきわめて強
いほかに、催奇形性、発癌性、免疫異常、内臓障害など
を引き起こす。焼却炉におけるダイオキシン類は、燃焼
室内で未燃炭化水素と塩素が結合して生成する、燃焼室
から出た後の冷却過程で、クロロベンゼン、クロロフェ
ノールなどの前駆物質から合成される、温度３００〜５
００℃で、煤塵中の銅などの重金属類の触媒作用により
生成するなどの機構により発生すると考えられている。
焼却残渣中からは０.７〜２.３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ、集塵
機に捕集される集塵灰中からは２９〜８１ｎｇ−ＴＥＱ
／ｇものダイオキシン類の検出が報告されている。ダイ
オキシン類は、塩素の存在下で有機物を燃焼するとき、
中間温度領域で特に発生しやすいので、焼却炉からのダ
イオキシン類の発生を抑制するために、炉内を予熱して
十分に高温になってから燃焼操作を開始する、燃焼排ガ
ス及び焼却ダストはできる限り迅速に冷却するなどの対
策がとられている。しかし、現在の焼却技術では、廃棄
物の焼却処分の際に、ダイオキシン類の発生を完全に防
止することは不可能である。このために、焼却残渣を投
棄したり、埋め立てに用いる前に無公害化処理を行い、
ダイオキシン類を分解又は不溶化する必要がある。従来
の無公害化処理方法としては、強熱によるガラス化、熱
処理、化学的処理によるダイオキシン類の分解などが提
案されているが、大規模な処理設備が必要であったり、
エネルギーコストがかさむなどの問題がある。また、既
設の廃棄物焼却場の周辺の土壌のダイオキシン類による
汚染も報告されており、重大な社会問題となっている。
このために、廃棄物焼却炉の焼却残渣、集塵灰（フライ
アッシュ）、廃棄物焼却炉周辺の汚染された土壌などを
処理して、容易かつ経済的に無公害化し得る方法が求め
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、有害性環境
汚染物質、特に廃棄物の焼却処理の際に発生するダイオ
キシン類を簡単な処理により無公害化し、環境汚染を効
果的に防止することができる有害性環境汚染物質の無公
害化処理方法を提供することを目的としてなされたもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、有害性環境汚染
物質を含有する被処理物を、反応遅延性生石灰と混合す
ることにより、有害性環境汚染物質の溶出を効果的に抑
制し、被処理物を容易かつ経済的に無公害化し得ること
を見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は、（１）有害性環境汚染物質
を含有する被処理物を、反応遅延性生石灰と混合するこ
とを特徴とする有害性環境汚染物質の無公害化処理方
法、（２）被処理物と反応遅延性生石灰との混合を、水
の存在下に行う第(１)項記載の有害性環境汚染物質の無
公害化処理方法、（３）被処理物が、廃棄物焼却炉の焼
却残渣である第(１)項記載の有害性環境汚染物質の無公
害化処理方法、（４）被処理物が、廃棄物焼却炉の集塵
灰（フライアッシュ）である第(１)項記載の有害性環境
汚染物質の無公害化処理方法、（５）被処理物が、土壌
である第(１)項記載の有害性環境汚染物質の無公害化処
理方法、及び、（６）有害性環境汚染物質が、ダイオキ
シン類である第(１)項記載の有害性環境汚染物質の無公
害化処理方法、を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の有害性環境汚染物質の無
公害化処理方法は、有害性環境汚染物質を含有する被処
理物を、反応遅延性生石灰と混合するものである。本発
明方法に用いる反応遅延性生石灰は、所定粒度に粗粉砕
された生石灰に、界面活性剤又は油脂を液化温度以上蒸
発温度以下の温度で添加するとともに、界面活性剤又は
油脂が添加された生石灰を微粉砕して得られるものであ
り、均一な反応遅延性機能を有する生石灰である。反応
遅延性生石灰の製造方法は、特開平９−１６９５５１号
公報に詳細に記載され、反応遅延性生石灰は、ディーシ
ーアールシステム(株)より、「スタビ−Ｐ」、「スタビ
−Ｓ」、「スタビ−Ｇ」として販売されている。本発明
方法により処理し得る有害性環境汚染物質に特に制限は
なく、例えば、クロム、銅、亜鉛、鉄、鉛、水銀、マン
ガン、カドミウム、ヒ素などの重金属類、シアン、ポリ
塩化ビフェニル誘導体（ＰＣＢ、コプラナーＰＣＢ）な
どの有害物質、ポリ塩化ジベンゾ−ｐ−ジオキシン、ポ
リ塩化ジベンゾフランなどのダイオキシン類などを挙げ
ることができる。これらの中で、本発明方法は、有害性
環境汚染物質としてダイオキシン類を含む被処理物の処
理に特に有効であり、とりわけ、廃棄物焼却炉の焼却残
渣、集塵灰（フライアッシュ）、焼却炉周辺の汚染され
た土壌の処理に優れた効果を発揮する。

【０００６】本発明方法においては、有害性環境汚染物
質を含有する被処理物と反応遅延性生石灰の混合を、水
の存在下に行うことが好ましい。混合する反応遅延性生
石灰と水の量に特に制限はなく、被処理物の性状、含有
される有害性環境汚染物質の種類と量などに応じて適宜
選定することができるが、被処理物が廃棄物焼却炉の焼
却残渣又は集塵灰（フライアッシュ）である場合、被処
理物１００重量部当たり、反応遅延性生石灰５〜８０重
量部と水１０〜１００重量部を混合することが好まし
く、被処理物１００重量部当たり、反応遅延性生石灰１
０〜５０重量部と水２０〜８０重量部を混合することが
より好ましい。本発明方法において、被処理物と反応遅
延性生石灰と水を混合する設備に特に制限はなく、例え
ば、タービン型強制撹拌ミキサー、可傾式ミキサー、水
平ドラム式ミキサーなどを用いることができる。本発明
方法において、被処理物と反応遅延性生石灰と水を混合
する方法に特に制限はなく、例えば、被処理物と反応遅
延性生石灰と水の全量を同時にミキサーに仕込んで撹
拌、混合することができ、被処理物と反応遅延性生石灰
の全量を仕込んだのち、水を添加しながら撹拌、混合す
ることもでき、被処理物と水の全量を仕込んだのち、反
応遅延性生石灰を添加しながら撹拌、混合することもで
き、あるいは、被処理物に反応遅延性生石灰と水を添加
しながら撹拌、混合することもできる。撹拌、混合時間
に特に制限はないが、通常は、２〜３分間の撹拌によ
り、目的を達することができる。

【０００７】本発明方法に用いる反応遅延性生石灰は、
酸化カルシウムを９０重量％以上含有しているにもかか
わらず、疎水性を呈するために、水と接触しても簡単に
は水和反応を起こさないので、被処理物との混合が容易
であり、被処理物と反応遅延性生石灰と水を撹拌、混合
することにより、はじめて水和反応が開始される。水和
反応により、混合物は発熱するとともに、反応遅延性生
石灰は大量の水酸化カルシウムの微粒子となる。この際
に、共存する水の大部分は、発熱のために蒸発し、生成
する水酸化カルシウムの微粒子も疎水性であって、サラ
サラとした粉末状となる。被処理物と反応遅延性生石灰
と水を混合したのちの混合物は、そのまま放置すること
が好ましい。放置することにより、水酸化カルシウムの
微粒子は、二酸化炭素と反応して表面に不溶性の炭酸カ
ルシウムの膜が形成されて安定化するとともに、混合直
後はpH１１程度であったものが、２週間後にはpH８〜
８.５の中性帯となる。本発明方法において、被処理物
が有害性環境汚染物質により汚染された土壌である場合
は、土壌ピット混合方式により処理することができる。
すなわち、汚染土壌内の路盤をブルドーザーなどにより
所要の施工厚に掘削して処理ピットとし、ピットの外側
に溝を掘って反応遅延性生石灰を入れて転圧し、ピット
の底面についても同様にして反応遅延性生石灰を敷いて
転圧して、疎水層を形成する。次いで、この処理ピット
に汚染された土壌を搬入し、反応遅延性生石灰を加え、
土壌の水分率に応じて、さらに必要であれば水を散布
し、土木工事用機械、農業用機械などを用いて混合する
ことができる。

【０００８】本発明の有害性環境汚染物質の無公害化処
理方法によれば、有害性環境汚染物質、特にダイオキシ
ン類を含有する廃棄物焼却炉の焼却残渣や集塵灰（フラ
イアッシュ）、これらの有害性環境汚染物質で汚染され
た土壌を、特殊な処理設備や大量のエネルギーを必要と
することなく、簡単な作業手順で経済的に処理し、無公
害化することができる。さらに、無公害化処理された焼
却残渣、集塵灰（フライアッシュ）、汚染土壌などは、
疎水性と転圧性を有するので、二次製品として活用する
こともできる。本発明方法により、有害性環境汚染物
質、特にダイオキシン類を無公害化し得る機構は明らか
ではないが、反応遅延性生石灰との反応による無害な化
合物への転化、反応後の石灰質生成物との不可逆的な吸
着や化学結合の生成などを含む複雑なプロセスによっ
て、ダイオキシン類の分解、不溶化が行われ、被処理物
から溶出するダイオキシン類の量が環境基準値未満のレ
ベルにまで低下するものと推定される。本発明方法によ
れば、処理中に加熱する必要はなく、従って特殊な焼成
炉などは不要である。さらに、処理された焼却残渣、集
塵灰（フライアッシュ）、土壌などは、転圧すると非常
に圧縮強度が高く、かつ透水係数が低い材料となるの
で、路盤材などとして再利用することも可能である。転
圧しなければ、処理後の生成物は疎水性の粉体で、雨水
などによって泥状化することもない。

【０００９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、比較例及び実施例におい
て、ダイオキシン類の分析は、「廃棄物処理におけるダ
イオキシン類標準測定分析マニュアル」（平成９年２月
厚生省生活衛生局環境部環境整備課）にしたがい、試料
を塩酸処理後ろ過し、固形分とろ液について抽出を行
い、抽出液を濃縮したのち、定容、分取、ｎ−ヘキサン
転溶、硫酸処理、濃縮、硝酸銀シリカゲル処理、濃縮、
活性炭シリカゲル処理、濃縮、窒素ガスパージを順次行
って得られた試料を、ガスクロマトグラフィー／質量分
析法（ＧＳ／ＭＳ）で分析することにより求めた。ま
た、ダイオキシン類の毒性等量（ＴＥＱ）は、毒性等価
係数（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＴＥＦ）を用いて
計算した。 比較例１ 一般廃棄物焼却炉の焼却残渣について、ダイオキシン類
の分析を行った。２,３,７,８−テトラクロロジベンゾ
−ｐ−ジオキシン０.０６５ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,８
−ペンタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン０.１９２ｎ
ｇ／ｇ、１,２,３,４,７,８−ヘキサクロロジベンゾ−
ｐ−ジオキシン０.２２ｎｇ／ｇ、１,２,３,６,７,８−
ヘキサクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン０.６７ｎｇ／
ｇ、１,２,３,７,８,９−ヘキサクロロジベンゾ−ｐ−
ジオキシン０.４５ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,６,７,８−
ヘプタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン５.８ｎｇ／
ｇ、１,２,３,４,６,７,８,９−オクタクロロジベンゾ
−ｐ−ジオキシン２０ｎｇ／ｇ、２,３,７,８−テトラ
クロロジベンゾフラン０.１９ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,
８−ペンタクロロジベンゾフラン０.５２ｎｇ／ｇ、２,
３,４,７,８−ペンタクロロジベンゾフラン０.５０ｎｇ
／ｇ、１,２,３,４,７,８−ヘキサクロロジベンゾフラ
ン０.８４ｎｇ／ｇ、１,２,３,６,７,８−ヘキサクロロ
ジベンゾフラン０.７８ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,８,９−
ヘキサクロロジベンゾフラン０.０９８ｎｇ／ｇ、２,
３,４,６,７,８−ヘキサクロロジベンゾフラン０.９２
ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,６,７,８−ヘプタクロロジベン
ゾフラン３.７ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,７,８,９−ヘプ
タクロロジベンゾフラン０.５４ｎｇ／ｇ、１,２,３,
４,６,７,８,９−オクタクロロジベンゾフラン４.４ｎ
ｇ／ｇであった。 実施例１ 比較例１で用いた一般廃棄物焼却炉の焼却残渣の無公害
化処理を行った。容量２リットルのポリプロピレン製カ
ップに焼却残渣１,０００ｇを入れ、反応遅延性生石灰
［ディーシーアールシステム(株)、スタビ−Ｐ］３００
ｇと水５００ｇを加えて、ハンドミキサーを用いて３分
間撹拌、混合した。撹拌終了後２分で、混合物の温度は
９７℃まで上昇し、大部分の水が蒸発してサラサラとし
た粉状物が得られた。操作中を通じて、粉塵の飛散は起
こらなかった。得られた粉状物は、さらに１日間放置し
て風乾した。粉状物についてダイオキシン類の分析を行
ったところ、２,３,７,８−テトラクロロジベンゾ−ｐ
−ジオキシン０.０００９２ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,８
−ペンタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン０.００２６
ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,７,８−ヘキサクロロジベンゾ
−ｐ−ジオキシン０.００３３ｎｇ／ｇ、１,２,３,６,
７,８−ヘキサクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン０.００
５８ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,８,９−ヘキサクロロジベ
ンゾ−ｐ−ジオキシン０.００３４ｎｇ／ｇ、１,２,３,
４,６,７,８−ヘプタクロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン
０.０５５ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,６,７,８,９−オクタ
クロロジベンゾ−ｐ−ジオキシン０.２７ｎｇ／ｇ、２,
３,７,８−テトラクロロジベンゾフラン０.００５８ｎ
ｇ／ｇ、１,２,３,７,８−ペンタクロロジベンゾフラン
０.０１０２ｎｇ／ｇ、２,３,４,７,８−ペンタクロロ
ジベンゾフラン０.００７４ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,７,
８−ヘキサクロロジベンゾフラン０.００９３ｎｇ／
ｇ、１,２,３,６,７,８−ヘキサクロロジベンゾフラン
０.００８９ｎｇ／ｇ、１,２,３,７,８,９−ヘキサクロ
ロジベンゾフラン検出されず、２,３,４,６,７,８−ヘ
キサクロロジベンゾフラン０.０１０ｎｇ／ｇ、１,２,
３,４,６,７,８−ヘプタクロロジベンゾフラン０.０４
０ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,７,８,９−ヘプタクロロジベ
ンゾフラン０.００５１ｎｇ／ｇ、１,２,３,４,６,７,
８,９−オクタクロロジベンゾフラン０.０３５ｎｇ／ｇ
であった。比較例１の結果を第１表に、実施例１の結果
を第２表に、毒性等価係数及び毒性等価係数に基づいて
計算した毒性等量とともに示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】

【表２】

【００１２】第１表及び第２表に見られるように、毒性
等量０.９７８６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの一般廃棄物焼却炉
の焼却残渣に、反応遅延性生石灰を混合して処理するこ
とにより、毒性等量は０.０１２４ｎｇ−ＴＥＱ／ｇに
低下している。反応遅延性生石灰の添加と水和により
１.４重量倍に増量したことを考慮に入れると、毒性等
量は処理前の約１.８％に低下したことになる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の有害性環境汚染物質の無公害化
処理方法によれば、有害性環境汚染物質を含有する被処
理物を反応遅延性生石灰と混合することにより、容易に
被処理物中のダイオキシン類を無公害化することができ
る。本発明方法においては、処理中に加熱する必要はな
く、従って特殊な焼成炉などは不要であって、経済的に
無公害化処理することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E191 BA02 BA12 BA13 BB00 BB01 BC01 BD00 4D004 AA36 AA41 AB03 AB06 AB07 CA15 CA34 CC03 CC05 CC11 CC12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有害性環境汚染物質を含有する被処理物
   を、反応遅延性生石灰と混合することを特徴とする有害
   性環境汚染物質の無公害化処理方法。
2. 【請求項２】被処理物と反応遅延性生石灰との混合を、
   水の存在下に行う請求項１記載の有害性環境汚染物質の
   無公害化処理方法。
3. 【請求項３】被処理物が、廃棄物焼却炉の焼却残渣であ
   る請求項１記載の有害性環境汚染物質の無公害化処理方
   法。
4. 【請求項４】被処理物が、廃棄物焼却炉の集塵灰（フラ
   イアッシュ）である請求項１記載の有害性環境汚染物質
   の無公害化処理方法。
5. 【請求項５】被処理物が、土壌である請求項１記載の有
   害性環境汚染物質の無公害化処理方法。
6. 【請求項６】有害性環境汚染物質が、ダイオキシン類で
   ある請求項１記載の有害性環境汚染物質の無公害化処理
   方法。