JPH10113637A - 廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出低減方法 - Google Patents

廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出低減方法

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JPH10113637A
JPH10113637A JP8272109A JP27210996A JPH10113637A JP H10113637 A JPH10113637 A JP H10113637A JP 8272109 A JP8272109 A JP 8272109A JP 27210996 A JP27210996 A JP 27210996A JP H10113637 A JPH10113637 A JP H10113637A
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JP
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ferrous
dust collection
water
elution
dust
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JP8272109A
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English (en)
Inventor
Michio Kimita
美智雄 君田
Takashi Yamada
尚 山田
Takeshi Kuninishi
健史 國西
Takao Koide
貴夫 小出
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Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低コスト且つ簡易な手段で重金属を含む集塵灰
を固化し、重金属の溶出を抑制する技術を提供すること
を主な目的とする。 【解決手段】廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出を低
減させる処理方法において、集塵灰に第一鉄塩とこれを
酸化する性質を有する物質とを添加し、水の存在下に練
り混ぜた後、養生を行うことを特徴とする処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ゴミ、産業廃
棄物などの焼却により発生する焼却炉集塵灰を安定化処
理する技術に関し、より詳細には、焼却炉集塵灰に含有
される鉛などの有害な重金属を不溶化乃至固定化するこ
とにより、重金属の溶出を低減させる処理方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】焼却炉における都市ゴミ、産業廃棄物な
どの焼却により排出される廃棄物焼却集塵灰(以下、特
に必要でない限り、単に集塵灰という)は、「廃棄物処
理法」により特別管理廃棄物に指定されているので、そ
のまま埋め立て処分することはできず、含有されている
鉛、カドミウム、水銀、クロムなどの有害重金属の溶出
量が所定の基準値未満となるように中間処理することが
義務付けられている。
【0003】従来、この様な中間処理としては、セメン
トによる集塵灰の固化、或いは集塵灰中に含まれている
重金属の薬剤、高分子キレート剤による固定化・不溶化
などが一般に行われている。
【0004】しかしながら、最近は、焼却炉排気ガスの
浄化のために、焼却炉には消石灰が吹き込まれることが
多いので、集塵灰は高アルカリ性となっていることが多
い。この様な高アルカリ性の集塵灰からは、鉛などの両
性金属が特に溶出しやすいので(その他の重金属は殆ど
溶出しない)、セメントによる固化処理では、平成7年
4月1日より改定された鉛溶出基準値をクリアーするこ
とは困難である。また、薬剤或いは高分子キレート剤
は、鉛などの重金属の固定には有効な方法であるが、高
価であるため、基準値をクリアーできたとしても、処理
コストが高くなることは避けられない。
【0005】最近、集塵灰分散液に第一鉄塩類を添加
し、さらにアルカリ性条件下で空気を吹き込むことによ
り、フェライトを形成させて、重金属の溶出を抑制する
技術が提案されている(特開平6-269763号公報、特開平
6-134436号公報参照)。より詳細には、これらの方法で
は、集塵灰を水に分散させて、その中に含まれる重金属
を溶解させ、これに第一鉄塩を添加し、溶液のpHを7〜1
1.5程度の中性乃至アルカリ性とした後、50℃程度以上
に加熱し、空気を吹き込みつつ撹拌して、フェライト化
反応を進行させている。しかしながら、集塵灰を分散さ
せるためには、多量の水を添加しなければならないの
で、処理物が多量に発生して減容化とはならず、また、
空気を吹き込みながら長時間撹拌を行わなければならな
いので、コスト高となり、また連続的処理を行うことは
困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、低
コスト且つ簡易な手段で重金属を含む高アルカリ性の集
塵灰を固化し、重金属の溶出を抑制する技術を提供する
ことを主な目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に鑑みて研究を重ねた結果、集塵灰に
第一鉄塩とその酸化剤とを配合し、水を加えて練り混ぜ
る場合には、フェライト生成反応が容易に進行して、集
塵灰中に含まれる重金属がフェライト結晶構造中に取り
込まれて安定化して、不溶化されることを見出した。
【0008】すなわち、本発明は、下記の集塵灰の処理
方法を提供するものである: 1.廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出を低減させる
処理方法において、集塵灰に第一鉄塩とこれを酸化する
性質を有する物質とを添加し、水の存在下に練り混ぜた
後、養生を行うことを特徴とする処理方法。
【0009】2.第一鉄塩が、硫酸第一鉄、塩化第一鉄
および硝酸第一鉄から選ばれる少なくとも1種である上
記項1に記載の処理方法。
【0010】3.第一鉄塩を酸化させる性質を有する物
質が、酸化性ガス、塩素化合物、過酸化物、硝酸塩、第
二鉄塩、過マンガン酸塩、マンガン酸化物および重クロ
ム酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である上
記項1に記載の処理方法。
【0011】4.第一鉄塩を酸化させる性質を有する物
質が、オゾン、過酸化水素、塩素、次亜塩素酸ナトリウ
ム、さらし粉、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウ
ム、過硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸第二鉄、塩
化第二鉄、過マンガン酸カリウム、二酸化マンガンおよ
び重クロム酸カリウムからなる群から選ばれた少なくと
も1種である上記項3に記載の処理方法。
【0012】5.集塵灰が中性乃至酸性である場合に、
さらにさらに水の存在下で集塵灰と練り混ぜることによ
りこれをアルカリ性とする物質を添加する上記項1に記
載の処理方法。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明においては、廃棄物焼却炉
からの集塵灰に第一鉄塩とその酸化剤とを添加すること
を必須とする。
【0014】第一鉄塩としては、硫酸第一鉄、塩化第一
鉄、硝酸第一鉄などの1種または2種以上を使用する。
【0015】第一鉄塩の酸化剤としては、第一鉄塩を酸
化してフェライトを形成しうる限り、特に限定されない
が、酸化性ガス(オゾン、過酸化水素、塩素など)、塩
素化合物(次亜塩素酸ナトリウム、さらし粉など)、過
酸化物(過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過硫
酸ナトリウムなど)、硝酸塩(硝酸カリウムなど)、第
二鉄塩(硫酸第二鉄、塩化第二鉄など)、過マンガン酸
塩(過マンガン酸カリウムなど)、マンガン酸化物(二
酸化マンガンなど)、重クロム酸塩(重クロム酸カリウ
ムなど)などが挙げられる。
【0016】集塵灰に対する第一鉄塩の配合量は、集塵
灰の性状などにより変わりうるが、集塵灰重量を基準と
して、通常0.5〜10%程度である。また、酸化剤の使用
量は、その酸化力などにより変わりうるが、第一鉄塩重
量を基準として、通常10〜500%の範囲にある。
【0017】集塵灰には、通常焼却炉排ガス中のHCl、N
Ox、SOxなどの除去のために消石灰、生石灰などのアル
カリ成分が添加されるので、アルカリ性となっているこ
とが多い。このため、水の存在下に第一鉄塩を添加する
と、第一鉄塩は、水酸化第一鉄として不溶化する。この
際、酸化剤を存在させておくことにより、水酸化第一鉄
は効率よく短時間内に酸化されて、フェライトが形成さ
れる。フェライトは、組成式MFe2O4(Mは、Fe、Zn、Pb
などの金属)で示される化合物である。本発明によれ
ば、集塵灰中に含まれる鉛などの重金属は、上記組成式
で示されるフェライトの結晶構造中に取り込まれて安定
化し、不溶化する。従って、本発明は、高アルカリ性の
集塵灰の処理に特に有利である。
【0018】なお、消石灰などの吹き込みを行っていな
い酸性乃至中性の集塵灰を上記と同様にして処理する場
合には、第一鉄イオンが水酸化第一鉄として沈殿でき
ず、溶解したままの状態となる。従って、ここに酸化剤
が存在したとしても、第二鉄イオンに酸化されて溶解し
たままの状態を続け、フェライトは生成しない。しかる
に、この様な酸性乃至中性の集塵灰を処理するに際し、
水の存在下で練り混ぜることにより集塵灰をアルカリ性
とする物質を併せて配合する場合には、アルカリ性条件
下での反応を行うことができるので、上記と同様に、重
金属の安定化・不溶化を容易に行うことができる。この
様なアルカリ性とする性質を有する物質としては、水酸
化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、消石灰、セメント類
などが例示され、これらの中では、セメント類が好まし
い。セメントを使用する場合には、セメントの物理的な
固化作用(封じ込め)により、処理物の埋め立て処分後
の飛散を防止することもできる。アルカリ性の集塵灰に
セメントを配合して、処理物の固化状態を改善すること
も、もちろん可能である。使用するセメントとしては特
に限定されず、普通セメント以外にも、高炉セメント、
アルミナセメント、ジェットセメントなどの高アルミナ
系の特殊セメント;高炉スラグ、フライアッシュなどの
潜在水硬性を有する材料が挙げられる。これらの中で
は、価格を考慮すれば、普通セメントがより好ましい。
セメントの配合量は、アルカリ性条件下で反応を行うこ
とができる限り特に限定されないが、集塵灰重量の通常
1〜50%程度であり、より好ましくは2〜30%程度であ
る。
【0019】本発明方法は、通常集塵灰に第一鉄塩とそ
の酸化剤(必要ならば、さらにセメント)を加え、水の
存在下に練り混ぜることにより、実施できる。水の使用
量は、集塵灰100部に対し、通常10〜60部程度、より好
ましくは15〜50部程度である。セメントを併せて使用す
る場合には、セメントを硬化させるために必要な所定量
の水を添加することはいうまでもない。
【0020】
【発明の効果】本発明においては、重金属を含有する集
塵灰を処理するに際し、第一鉄塩と酸化剤とを配合する
ことにより、鉛などの重金属を取り込んだフェライト化
反応を著しく促進させることができるので、集塵灰の連
続的な処理が可能となり、設備の簡素化と処理能力の増
大をはかることが可能となる。これらの点は、pH調整を
必要とし、バッチ方式で長時間にわたる撹拌・混合を必
要としている従来のフェライト化方式に比して、きわめ
て有利である。
【0021】その結果、本発明によれば、低コスト且つ
簡易な手段で重金属を含む集塵灰を固化し、重金属の溶
出を抑制することができる。
【0022】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
【0023】実施例1〜4および比較例1〜2 都市ゴミ焼却場から排出された集塵灰に硫酸第一鉄とそ
の酸化剤とをそれぞれ添加し、水を加えて十分に練り混
ぜ、養生を行って、固化させた。養生7日後に環境庁告
示13号による手法により、Pbの溶出試験を行った。すな
わち、固化物を粉砕し、フルイ目0.5〜5mmの間に残る粉
体50gを採取し、蒸留水500mlで6時間振盪した後、ろ過
し、ろ液中のPb量を測定した。なお、使用した集塵灰を
10倍量の水に分散させて、そのpHを測定したところ、1
2.8と高アルカリ性を示した。
【0024】使用材料の配合割合と結果を表1に示す。
【0025】また比較例として、水のみで固化したもの
(比較例1)および普通セメントと水で固化したもの
(比較例2)についての結果を併せて示す。
【0026】
【表1】
【0027】表1に示す結果から明らかな様に、本発明
方法は、集塵灰の固化物からのPb溶出を著しく低下させ
ることが明らかである。
【0028】実施例5および比較例3 実施例1と同じ都市ゴミ焼却場から排出された集塵灰10
0部に硫酸第一鉄5部と次亜塩素酸ナトリウム5部とを添
加し、水40部の存在下に十分に練り混ぜ、1時間後、3
時間後および1日後に実施例1と同様にして、固化物か
らのPb溶出量を測定した。結果を表2に示す。
【0029】また、実施例5の次亜塩素酸ナトリウムに
代えて空気吹き込みによる酸化を行いつつ、水150部の
存在下に練り混ぜた場合についても、同様にしてPbの溶
出量を測定した。結果を表2に併せて示す。
【0030】
【表2】
【0031】表2に示す結果から、酸化剤を使用する本
発明によれば、空気酸化を行う公知のフェライト化方法
に比して、Pbの安定化・不溶化が少量の水を使用して短
時間で達成できることが明らかである。
【0032】実施例6 実施例5と同様にして得た1日養生後の固化物を対象と
して、水に代えて硝酸でpH4に調整した液を使用しつ
つ、6時間振盪してPb溶出試験を行った。液中へのPb溶
出量は、0.03mg/lであり、酸性条件下でも、Pbの溶出が
効果的に抑制されることが明らかとなった。
【0033】実施例7および比較例4 水と練り混ぜると酸性を示す廃棄物焼却集塵灰に硫酸第
一鉄塩、次亜塩素酸ナトリウムおよび普通セメントを加
え、水の存在下に練り混ぜ、養生を行った後、得られた
固化物について、実施例1と同様にしてPbの溶出試験を
行った(実施例7)。
【0034】また、比較例として普通セメントを使用し
ない以外は実施例7と同様にして、同じ集塵灰の固化を
行い、Pbの溶出試験を行った(比較例4)。
【0035】実施例7と比較例4の結果を表3に示す。
【0036】
【表3】
【0037】セメントを配合することにより、酸性集塵
灰もアルカリ性条件下に処理することができるので、そ
の固化物からのPb溶出を著しく抑制することができるこ
とが明らかである。
フロントページの続き (72)発明者 國西 健史 大阪府大阪市大正区南恩加島7丁目1番55 号 住友大阪セメント株式会社セメント・ コンクリート研究所内 (72)発明者 小出 貴夫 大阪府大阪市大正区南恩加島7丁目1番55 号 住友大阪セメント株式会社セメント・ コンクリート研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出を低
    減させる処理方法において、集塵灰に第一鉄塩とこれを
    酸化する性質を有する物質とを添加し、水の存在下に練
    り混ぜた後、養生を行うことを特徴とする処理方法。
  2. 【請求項2】第一鉄塩が、硫酸第一鉄、塩化第一鉄およ
    び硝酸第一鉄から選ばれる少なくとも1種である請求項
    1に記載の処理方法。
  3. 【請求項3】第一鉄塩を酸化させる性質を有する物質
    が、酸化性ガス、塩素化合物、過酸化物、硝酸塩、第二
    鉄塩、過マンガン酸塩、マンガン酸化物および重クロム
    酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求
    項1に記載の処理方法。
  4. 【請求項4】第一鉄塩を酸化させる性質を有する物質
    が、オゾン、過酸化水素、塩素、次亜塩素酸ナトリウ
    ム、さらし粉、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウ
    ム、過硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸第二鉄、塩
    化第二鉄、過マンガン酸カリウム、二酸化マンガンおよ
    び重クロム酸カリウムからなる群から選ばれた少なくと
    も1種である請求項3に記載の処理方法。
  5. 【請求項5】集塵灰が中性乃至酸性である場合に、さら
    に水の存在下で集塵灰と練り混ぜることによりこれをア
    ルカリ性とする物質を添加する請求項1に記載の処理方
    法。
JP8272109A 1996-10-15 1996-10-15 廃棄物焼却炉集塵灰からの重金属溶出低減方法 Pending JPH10113637A (ja)

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