JP6200179B2

JP6200179B2 - 廃棄物から再利用可能な造粒物を製造するための混合原料

Info

Publication number: JP6200179B2
Application number: JP2013072151A
Authority: JP
Inventors: 恵一笹川; 和則勅使河原; 弘菅井; 高橋　弘; 弘高橋; 一正遠藤; 美喜夫太田; 広幸栃山; 正憲鈴木
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014196205A

Description

本発明は、廃棄物から再利用可能な造粒物を製造するための混合原料に関する。

従来から、例えば、公開特許公報2006-315890号公報、あるいは公開特許公報2008-137842号公報に開示されるように、廃棄物（廃材）から再利用可能な造粒物を製造することが行われている。平成２３年に起きた震災後は、震災地、例えば、災害廃棄物処理業務（南三陸処理区）において、災害廃棄物から発生する処理物のリサイクル率を向上するため造粒処理を行っている。

震災後の施設建設段階では、造粒の原料として、洗浄残渣（土壌洗浄施設からの脱水ケーキ）、不燃残渣物を使用するとしている。また、混合可燃物の焼却後に発生する焼却主灰の受入先の確保が困難な状況であることから、焼却主灰についても造粒の原料として使用することが求められている。

しかし、焼却主灰には鉛等の有害物質が比較的多く含まれるため、焼却主灰単独で造粒物を造ることはできず、また、他の原料と混合させる場合も、焼却主灰の混合割合を環境基準に照らして適正化（制限）する必要がある。また、焼却主灰を含む再利用可能な造粒物のための混合原料として、有害物質の溶出抑制等の環境基準を満たす必要がある。

特開2006-315890号公報特開2008-137842号公報

本願発明は、混合可燃物の焼却後に発生する焼却主灰を含む再利用可能な造粒物の原料（混合物）を提供することを目的とし、より具体的には、特に、鉛を含む有害物質の溶出抑制が可能な造粒物の原料（混合物）を提供することを目的とする。

本発明は、廃棄物から再利用可能な造粒物を製造するための混合原料を提供する。その混合原料は、土壌洗浄施設から発生する脱水ケーキと、瓦礫の造粒前処理施設から発生する６ｍｍ以下のサイズの不燃物と、可燃混合物の焼却施設から発生する焼却主灰と、セメントと、所定の不溶化剤とを含み、その焼却主灰を３０ｗｔ％以下の割合で含むことを特徴とする。

本発明によれば、廃棄物から再利用可能な造粒物を製造するための混合原料において、焼却主灰を３０ｗｔ％以下の割合で含むことにより、焼却主灰を造粒原料として再利用可能とすると同時に、混合原料の造粒後の造粒物における有害物質である鉛の割合（溶出量）を環境基準以下に抑制することが可能となる。

本発明の一態様では、所定の不溶化剤として、硫酸第一鉄（例えば、０．５〜１．０ｗｔ％）、酸化マグネシウム（例えば、２〜５ｗｔ％）、及びキレート剤（例えば、０．２〜１．０ｗｔ％）を含む。

本発明の一態様によれば、混合原料の造粒後の造粒物における、有害物質（六価クロム、ヒ素、フッ素、鉛）の溶出を環境基準以下に抑制することが可能となる。

本発明の混合物を用いた再利用可能な造粒物を製造する工程を示す図である。本発明の一実施形態の造粒物中の焼却主灰の割合と鉛含有量との関係を示す図である。

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の再利用可能な造粒物を製造する工程を示す図である。図１の製造工程は、例えば、建設廃棄物の再資源化を行う中間処理施設（例えば、出願人である恵和興業（株）所有の「ゼロエミプラント」等）の設備を用いて実施することができる。

図１の工程Ｓ１において、土壌洗浄施設から発生する脱水ケーキを準備する。具体的には、例えば、脱水ケーキとして、震災がれき手選別施設より発生する篩い下残渣、及び津波堆積土砂（例えば、４０ｍｍ以下のサイズ）を土壌洗浄施設で洗浄処理し、再生砂を取り出した後の泥状の残渣を、脱水し固形化したものを準備する。

工程Ｓ２において、瓦礫の造粒前処理施設から発生する６ｍｍ以下のサイズの不燃物を準備する。具体的には、例えば、震災がれき手選別施設から発生する不燃物（コンクリートくず、天然石、レンガ、ガラス、陶器、瓦等）を造粒前処理施設において、破砕・選別処理を行って得られる６ｍｍ以下のサイズの不燃物を準備する。

工程Ｓ３において、可燃混合物の焼却施設から発生する焼却主灰を準備する。具体的には、例えば、震災がれき手選別施設から発生する可燃混合物を焼却施設において焼却処理をした残渣のうちボトムアッシュにあたる主灰を焼却主灰として準備する。この工程Ｓ３において、焼却主灰の粒度が調整される。また、測定された焼却主灰に含まれる鉛の含有量は、５００ｍｇ／ｋｇ以下、より具体的には、およそ３５０〜４５０ｍｇ／ｋｇ程度であった。なお、後の混合工程に先立ち、鉛を不溶化するための添加剤にあたるキレート剤を焼却主灰に予め散布（添加）するようにしてもよい。

工程Ｓ４において、準備された脱水ケーキと、６ｍｍ以下のサイズの不燃物と、焼却主灰とを混合して、造粒物の原料（混合物）を作成する。その際、固化材にあたるセメントと、所定の添加剤とを加える。所定の添加剤は、有害物質の溶出を抑制する（不溶化）ために加えられる。なお、脱水ケーキ、セメント、および所定の添加剤は、後の造粒工程において加えてもよい。

所定の添加剤には、上述した鉛を不溶化するための添加剤にあたるキレート剤、六価クロムを不溶化するための硫酸第一鉄、ヒ素、フッ素、及び鉛を不溶化するための酸化マグネシウムが含まれる。各添加剤は、造粒後の造粒物からの溶出量が環境基準（「土壌汚染対策法施行規則」（平成14年12月26日付環境省令第29号）で定める基準を示す、以下同様）を下回るように、所定の量（割合）で添加される。所定の量（割合）は、セメント５〜１５ｗｔ％に対して、硫酸第一鉄、酸化マグネシウム、キレート剤が、順番に０．５〜１．０ｗｔ％、２〜５ｗｔ％、０．２〜１．０ｗｔ％である。これらの割合（範囲）で各添加剤を添加した場合、上記の環境基準を満たす（下回る）ことができることがわかった。

工程Ｓ５において、混合工程Ｓ４で得られた混合物に適量の水を加えながら、造粒機において造粒され造粒物が生成される。造粒物の粒度は、造粒機の羽根の回転速度や回転時間等に応じて変化し、回転時間（すなわち造粒時間）を長くすることにより粒度の大きな造粒物の割合を増やすことができる。

工程Ｓ６において、生成された造粒物の品質管理を行う。品質管理は、造粒物が用途に合った仕様（粒度、環境基準のクリア等）を満たしているかを検査／確認する。検査に合格した造粒物は、例えば、リサイクル・コンクリート（ＲＣ）４０と所定の割合で混合されて、造粒砕石として路盤等において再利用される。

図２は、得られた造粒物中における、焼却主灰の割合と鉛含有量との関係を示す図である。図２のグラフＡは、実際に製造した造粒物中の鉛含有量（ｍｇ／ｋｇ）の実測値から得られた結果である。図２から、環境基準である１５０ｍｇ／ｋｇ以下に鉛含有量を抑制するためには、造粒物の原料である混合物中の焼却主灰の割合を３０ｗｔ％以下に抑える必要があることがわかった。さらに、鉛含有量のばらつき等を考慮すると、焼却主灰の割合を約２０ｗｔ％程度以下に抑えることがより望ましいことがわかった。

混合割合を変えて、複数の試料（造粒物）を実際に製造して品質評価をおこなった。その結果、一例として、下記の表に示す混合割合（ｗｔ％）で混合した混合物を用いて製造された造粒物において、環境基準で規定されている有害物質（カドミウム、六価クロム、シアン、鉛、ヒ素、フッ素等）の溶出量をいずれも環境基準で定める値以下に抑えることができることが確認された。
＜混合割合（ｗｔ％）＞

本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。

Claims

廃棄物から再利用可能な造粒物を製造するための混合原料であって、
土壌洗浄施設から発生する脱水ケーキと、
瓦礫の造粒前処理施設から発生する６ｍｍ以下のサイズの不燃物と、
可燃混合物の焼却施設から発生する焼却主灰と、
セメントと、
所定の不溶化剤と、を含み、
前記焼却主灰を３０ｗｔ％以下の割合で含むことを特徴とする、混合原料。
前記所定の不溶化剤は、硫酸第一鉄、酸化マグネシウム、及びキレート剤を含む、請求項１の混合原料。
前記セメントと、前記硫酸第一鉄と、前記酸化マグネシウムと、前記キレート剤は、順番に５〜１５ｗｔ％、０．５〜１．０ｗｔ％、２〜５ｗｔ％、０．２〜１．０ｗｔ％の割合で含まれる、請求項２の混合原料。
前記焼却主灰を２０ｗｔ％以下の割合で含む、請求項１から３のいずれか１項の混合原料。
請求項１〜４のいずれか１項の混合原料を造粒処理して得られる造粒物。