JPH08257530A - 焼却灰の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒子内部にまでわたって安定化処理が施され
て有害重金属の溶出が長期間にわたって安定化できるよ
うにする。 【構成】 有害重金属を含む焼却灰等に重金属安定化剤
と界面活性剤を添加して混練する。あるいは消泡剤、凝
集剤の１つを添加して混練する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有害な重金属を含む都
市ゴミ等の焼却灰（フライアッシュ及びボトムアッシ
ュ）や煤塵の処理方法に係り、特に、焼却灰や煤塵から
有害重金属の溶出を完全に抑制するための方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】上記有害重金属を含む焼却灰や煤塵（以
下焼却灰等という）を埋め立てする場合には、この焼却
灰等から重金属の溶出量を０．１ｐｐｍ以下に抑えなけ
ればならず、また有価物として利用する場合には０．０
１ｐｐｍ以下に抑えることが義務づけられている。

【０００３】従来、これら焼却灰等を含む廃棄物の無害
化、安定化の処理方法として、溶融固化、セメント固
化、薬剤処理、酸抽出などの方法がとられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記処理方法におい
て、特に、薬剤処理や酸抽出のように有害金属を薬品を
用いて科学的に反応処理する方法では、処理後に、数回
にわたって溶出試験を行ったときに、数値がばらつくと
いう問題があった。

【０００５】本願の発明者が、焼却灰等において、特に
規制の厳しい煤塵について電子顕微鏡観察を行ったとこ
ろ、直径が１〜２μｍの１次粒子が凝集してできた２０
〜５０μｍの粒子が観察できた。そしてこの粒子相互間
には多くの隙間である細孔が存在しているのを観測でき
た。

【０００６】このため、これを薬剤処理、酸抽出等の化
学処理をした場合、細孔内部まで薬品が到達せずに、表
面だけ処理が行われ、また溶出試験のたびに細孔内部に
水が入ったり、入らなかったりする場合が生じる。この
ようなことから、溶出試験のたびに、溶出濃度にばらつ
きが生じるものと推考される。

【０００７】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、焼却灰等で、特に粒子の細かな煤塵粒子の内部に
までわたって安定化処理が施されて、有害重金属の溶出
を防止でき、かつこの溶出防止効果を長期にわたって安
定化することができるようにした有害重金属を含有する
焼却灰等の処理方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る焼却灰等の処理方法は、有害重金属を
含む焼却灰等に重金属安定化剤と界面活性剤を添加して
混練するようにしている。また重金属安定化剤と凝集剤
を添加して混練する。

【０００９】

【作 用】有害重金属を含む焼却灰等内の重金属は重
金属安定化剤にて安定化されて溶解度が著しく低くな
る。そしてこれに界面活性剤を添加することにより、焼
却灰の細孔内壁まで疎性処理されて、細孔内壁からの重
金属の溶出がなくなって安定した溶出試験が行われる。

【００１０】また重金属安定化剤にて重金属が安定化さ
れた焼却灰等に凝集剤を添加することにより、安定化さ
れた重金属が凝集してこれの溶出濃度がさらに低くな
る。

【００１１】

【実 施 例】本発明の実施例を以下に説明する。試料
として、都市ゴミ焼却炉から排出される煤塵（フライア
ッシュ）を用いて、後述する各種（１）〜（６）の処理
を施し、その後Ｐｂ，Ｃｄ，Ｈｇ，Ｃｒ，Ａｓについ
て、それぞれ重金属溶出試験を行った。各試料の処理前
の各金属の含有量、溶出量、及び各金属の溶出量を表１
に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】処理前の試料の作成は以下のように行っ
た。予め、各重金属の含有量を測定した煤塵と、この煤
塵に対して１０ｗｔ％のポルトランドセメントと５０ｗ
ｔ％の水とを混練して型に入れ、２４時間放置して固化
後型から取り出し、６日間室内で放置して養生を行っ
た。その後粉砕し、粒径０．５〜５ｍｍのものを取り出
し、これを試料とした。

【００１４】上記試料に、重量比で１０倍の水を加え、
初期ＰＨを５．８〜６．３に調整し、６時間振とう幅４
ｃｍ、２００ｒ．ｐ．ｍで振とう後、濾過してこの濾液
について各重金属の濃度を測定し、これから各重金属の
溶出量を検出した。

【００１５】処理後の試料の作成は、上記処理前の試料
の作成工程の１０ｗｔ％のポルトランドセメントと５０
ｗｔ％の水との混練時に以下の各処理（１）〜（６）で
示した薬品を添加して混練し、以下処理前の試料と同様
にして作成した。

【００１６】処理（１） 煤塵に対して１ｗｔ％のＮａＳＨ量となるように重金属
安定剤としてＮａＳＨ水溶液を加える。この処理（１）
によれば、 にて示される化学反応が行われる。

【００１７】すなわち、水硫化ソーダが煤塵中に含まれ
る酸化鉛と反応して硫化鉛となることによってこれの溶
解度が１．０７ｐｐｍ→０．０１ｐｐｍ程度へと減少す
る。このため、表１に示すように、この処理（１）を施
した試料の重金属の溶出量は鉛で１７０→１．０ｐｐｍ
に減少した。

【００１８】しかし、上記溶出量１．０ｐｐｍという値
は試験を５回行ったうちの最大値と最少値を除いた３回
の平均値であり、最大値は平均値の３倍にも達し、測定
結果にばらつきがあった。生成したＰｂＳの溶解度は小
さいものの、分子が非常に小さいため、このままでは煤
塵粒子間の細孔より出てきやすく、ＰｂＳが余計細孔外
部へ出てきて溶出試験の濾液中に含まれて溶出金属とし
て検出される恐れがある。

【００１９】処理（２） 上記処理（１）で重金属固定剤として添加するＮａＳＨ
のほかに、煤塵に対して５ｗｔ％となるように凝集剤と
して硫黄の粉体を添加し、他は処理（１）と同様の処理
を行った。

【００２０】この処理（２）では、（１）式により生成
された硫化鉛の凝集が行われている。すなわち、（２）
式で示すように、硫黄は水溶液中で環の形成がくずれ、
鎖状の構造をとっている。

【００２１】

【化１】

【００２２】ここに硫化鉛が存在すると、（３）式に示
すように、これを取り囲むように硫黄が凝集する。ここ
で、硫黄の代りに、アルキルポリチオールを用いると、
４式に示すような反応がおこり、安定化し、同様の効果
が期待できる。

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】これらの反応の結果、一度生成したＰｂＳ
が凝集して煤塵間の細孔より出てくることができなくな
り、そのため、溶出濃度が鉛で処理（１）が１．０であ
るのに対して、１００倍濃縮法で０．０８ｍｇ／ｌであ
った。

【００２６】処理（３） 処理（１），（２）に添加するＮａＳＨ，Ｓのほかに、
界面活性剤としてフッ素系にノニオン型のものを煤塵に
対して３ｗｔ％となるように添加した。他の条件は全て
処理（１）と同じに行った。

【００２７】この処理（３）によれば、極性の小さい疎
水基が細孔内壁面に配向し、親水基が水と接触して配向
するので、水は細孔内部まで容易に浸透する。これに伴
い、液状の処理剤も細孔内部に侵入する。

【００２８】その後、乾燥により細孔内部の水が無くな
り、空気が細孔内部に充満すると、親水基は極性の高い
壁面に反転し、疎水基は空気と接触するようになり、そ
の後水は細孔内には侵入できなくなる。従って処理
（３）の溶出試験結果は、処理（２）に比較して１／４
〜１／１０の溶出量であり、化学処理の反応が十分に行
われたことがわかる。

【００２９】処理（４），（５） 処理（４）は処理（３）の攪拌をロールニーダを用いて
行い、処理（５）は処理（３）の攪拌をボールミルを用
いて行ったところ、溶出量はさらに減少し、鉛では処理
（３）の場合の約１／７，１／４となった。またボール
ミルによる混練は１００リットル位の容器に２０ｋｇの
被混練物（セメント、水、薬剤、煤塵の混合物）を入れ
た場合、３〜５ｋｇの鉄のボール５個、２００〜５００
ｇのボール１００個を用いて行った。これは上記ロール
ニーダ、ボールミルによる強力な混練方法により、処理
薬剤が強制的に煤塵粒子の細孔にまで入り込み、反応が
十分に行われたものと思われる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、煤塵のように細かな粒
子を含む焼却圧等の粒子内部にまでわたって安定化処理
が施されることによって、この焼却灰等からの有害重金
属の溶出が防止され、かつこの溶出の防止効果が長期間
にわたって安定化することができる。従って、本発明方
法にて処理された焼却灰等はリサイクル品として用いた
り、埋め立て材として用いても安全である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有害重金属を含む焼却灰に重金属安定化
   剤と界面活性剤を添加して混練することを特徴とする焼
   却灰の処理方法。
2. 【請求項２】 有害重金属を含む焼却灰に、重金属安定
   化剤と凝集剤を添加して混練することを特徴とする焼却
   灰の処理方法。