JPH1099814A - 廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 産業廃棄物焼却灰、都市ごみ焼却灰、鉱さ
い、土壌、汚泥、シュレッダーダストなどの廃棄物中に
含まれる有害な重金属などを安定化できる廃棄物処理方
法を提供する。 【解決手段】 鉛、カドミウム、水銀、ヒソ等の有害物
質を含む焼却飛灰、主灰、溶融飛灰などの都市ごみ焼却
灰、産業廃棄物焼却灰、活性汚泥など有害重金属を含ん
だ廃棄物を、水ガラスを主成分とする廃棄物処理材で処
理するに際し、水ガラスと炭酸カリウムとを固形分で９
５：５〜８０：２０の割合で含む処理材にカーバイドミ
ルク等の固形分が２５重量％以下の液状水酸化カルシウ
ムを組み合わせて処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有害な重金属など
を含有する廃棄物焼却灰などを安定化処理するのに有効
な廃棄物処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業廃棄物焼却灰は、カドミウム（Ｃ
ｄ）、鉛（Ｐｂ）、クロム（Ｃｒ）、水銀（Ｈｇ）、銅
（Ｃｕ）、ヒソなどの有害物質を含んでいる。これらを
焼却すると、焼却灰の中に前記重金属類などの有害物質
が残存する。重金属類は、発癌性、変異原性、臓器障害
性など、生体毒性を有するものがある。例えば、鉛は、
カドミウム、水銀、クロムなどとともに腎臓に破壊的に
作用する。鉛は、血液成分のヘム合成阻害作用や、水銀
とともに神経系の影響が知られている。カドミウムは、
高血圧の可能性、***形成能力の低下が指摘されてい
る。この例のように、産業廃棄物焼却灰は、有害廃棄物
と考えられる。そのために、焼却灰からの重金属類など
の有害物質の溶出を抑制する目的で、セメント類、粉体
薬剤、液体薬剤などによる処理や、溶融処理など様々な
処理が行なわれている。

【０００３】各種処理法の中で、有害金属の溶出を防ぐ
目的で近年多用されるのは、ポリエチレンイミンにジチ
オカルボキシル基の結合したポリマーやジブチルジチオ
カルバミン酸塩などの低分子の液体有機処理材である。
この液体有機処理材は、鉛の安定化に優れているもの
の、使用にあたって、変異原性のある二硫化炭素が原料
として含まれているという問題がある。また、中性灰の
場合には、ＰｂやＣｄの安定化能力が低い。このよう
に、有機薬剤には多くの実用上の問題が指摘されてい
る。したがって、焼却灰中の重金属安定化処理に関し
て、重金属安定化性能に優れ、実用上の問題の少ない処
理材および処理方法が望まれており、水ガラスの使用が
検討されている。

【０００４】特開平８−１６８７３６号には、Ｃａ水酸
化物を含む廃棄物に対する、水ガラスを主成分とする処
理材が開示されている。しかしながら、環境庁告示１３
号法で測定した焼却灰中のカルシウム濃度が１００〜３
００ｍｇ／Ｌといった低濃度の場合、水ガラスを主成分
とする処理材のみでは、重金属の安定化が不十分となる
場合がある。また、処理材として水ガラスを用いて重金
属の安定化を行う方法として、特開昭５２−１０９４８
２号には、モル比が１．６から３．５の水ガラスと塩化
カルシウムを廃棄物に加えることが開示されている。し
かしながら、塩化カルシウムは、鉄腐食性があるため
に、実用上問題がある。

【０００５】以上のように、Ｃａ濃度の低い焼却灰に対
しては、水ガラスを主成分とする処理材のみでは重金属
などの安定化が十分ではなく、また、水ガラスと酸性多
価金属塩を加えて処理を行ったのでは、実用上問題が起
こって好ましくない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来における廃棄物処理の問題点に鑑み、処理材とし
て水ガラスを使用する廃棄物処理方法を改良し、産業廃
棄物焼却灰、都市ごみ焼却灰、鉱さい、土壌、汚泥、シ
ュレッダーダストなどの廃棄物中に含まれる有害な重金
属などを安定化できる廃棄物処理方法を提供せんとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な問題を解決するために鋭意検討した結果、鉛、カドミ
ウム、水銀、ヒソからなる群より選ばれた少なくとも１
種の重金属を含む廃棄物を、水ガラスを主成分とする廃
棄物処理材で処理するに際し、多価金属水酸化物、特に
水酸化カルシウムを組み合わせて処理することで、実用
上の問題もなく、重金属などの有害物質を確実に安定化
しうる廃棄物処理方法を見い出した。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で処理材の主成分として使
用する水ガラスは、粉体、液体いずれも使用可能であ
り、珪酸ナトリウムや珪酸カリウムが挙げられるが、入
手の容易さ、価格面から、珪酸ナトリウムが好ましい。
水ガラスでは、Ｎａ₂ ＯもしくはＫ₂ ＯとＳｉＯ₂ のそ
れぞれの固形分比の違いによってナトリウム塩で１号、
２号、３号、４号、カリウム塩においても対応する品種
があるが、低温において粘度が比較的低く、固形分濃度
が比較的高く、常温において容易に取り扱い可能な点
で、固形分が４３重量％以下の珪酸ナトリウムの使用が
好ましい。

【０００９】また、本発明では、処理材として主成分で
ある水ガラスに炭酸塩を組み合わせることで、同じ固形
分で比較すると処理材の粘度が低下するとともに、炭酸
塩は、水ガラスの作用を補助して、重金属を短時間で安
定化しうるので好ましい。水ガラスと炭酸塩の好ましい
添加比率は、固形分（重量）で９５：５〜８０：２０で
ある。これは、炭酸塩を添加すると上記の効果が期待で
きるが、大量に加えると、実用上、輸送時に低温での炭
酸塩の析出が起こるので、冬場に輸送手段や、処理材の
保管タンクに保熱を行う必要が生じて実用上好ましくな
いためである。処理材の総固形分は、運搬、保管上の問
題から４３重量％（以下、単に「％」と記す。）、粘度
は常温（２５℃）で１０００センチポイズよりも低いこ
とが好ましい。

【００１０】前記炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭
酸水素ナトリウムなどが挙げられるが、この中でも、溶
解度が高く、かつ水ガラスと反応してゲル化しない、臭
気がない点から炭酸カリウムが好ましい。

【００１１】上記のような水ガラスを主成分とする処理
材に、多価金属水酸化物を組み合わせて処理すること
で、廃棄物中の有害物質、特に、鉛、カドミウム、、水
銀、ヒソなどの安定化性能が向上し、また、装置の腐
食、有毒ガスの発生、装置の複雑化などの実用上の問題
が生ずることもなく、廃棄物中の有害物質を安定化しう
る。前記多価金属水酸化物とは、水酸化カルシウム、水
酸化鉄、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなど
多価の金属イオンと水酸化物イオンの組み合わせからな
るものである。本発明では、入手の容易さ、安定性、取
り扱いの容易さ、アルカリ性の高さから水酸化カルシウ
ムが好ましい。水酸化カルシウムは粉体状のもので水に
は難溶性であるが、本発明では、この粉体状の水酸化カ
ルシウムを水に混合して液状で使用することが好まし
い。なぜならば、液状とした水酸化カルシウムは、粉体
のものと比較して取り扱いが容易であり、保管施設も簡
単であり、粉体のまま用いる時のようなバグフィルター
のついたサイロを必要としないからである。前記混合液
中の水酸化カルシウム固形分としては２５重量％以下で
あることが好ましく、更に好ましくは２０〜２５重量％
（以下、単に「％」と記す。）である。固形分がこれよ
り高いと水酸化カルシウムがスラリー状となり、輸送、
保存といった取り扱い上の問題が起こり好ましくない。
一方、これより低いと固形分が少ないために多くの液体
を加える必要が起こり好ましくない。このように水酸化
カルシウムを液状として使用する場合には、粉体の水酸
化カルシウムを水に懸濁させてもよいが、カーバイドミ
ルクと呼ばれる廃品を使用することが安価であり好まし
い。

【００１２】さらに、本発明では、前記水ガラスを主成
分とする処理材に組み合わせる多価金属水酸化物に、ア
ルカリ性の燐酸塩や炭酸塩や、他の多価金属水酸化物な
どをさらに添加して重金属安定化性能を高めることも可
能である。

【００１３】次に、本発明の廃棄物処理方法は、上記の
ような水ガラスを主成分とする処理材と多価金属水酸化
物とを、鉛、カドミウム、水銀、ヒソからなる群より選
択された少なくとも１つの有害物質を含有する廃棄物１
００重量部に対して、水ガラスを固形分で１〜５重量
部、および多価金属水酸化物、好ましくは水酸化カルシ
ウムを固形分で０．２〜２重量部混合し、必要に応じて
水を添加して混練するのが好ましい。前記のように、水
ガラスを主成分とする処理材に多価金属水酸化物を組み
合わせて処理することによって、水ガラスを主成分とす
る処理材のみによる処理方法と比較して、重金属などの
有害物質の安定化性能が向上する。

【００１４】本発明の好ましい実施態様としては、ホッ
パーに集められた廃棄物を、別のタンクからの前記処理
材や多価金属水酸化物と混合し、更に必要に応じてこれ
に水を加えて賦型装置や混合装置内で練り合わせる。本
処理方法では、水ガラスと多価金属水酸化物とを別々の
箇所から装置に加えてもよいし、また、予め任意の割合
で混合した後、装置に加えてもよい。

【００１５】本処理方法で使用する多価金属水酸化物
は、液状として用いることが好ましいが、水酸化カルシ
ウムは水に難溶性であるため懸濁状である場合が多い。
したがって、その場合には、常に一定の有害物質安定化
性能を発揮させるために、懸濁液を常に均一化しておく
必要がある。しかしながら、水酸化カルシウムの懸濁液
は、放置することによって、固化した沈殿を形成して、
操作が困難となる訳ではないので、液体タンク内で定期
的に攪拌するか、循環ポンプを作動させることで均一化
することができ、そのようにすることが好ましい。

【００１６】本発明方法では、塩化カルシウムや塩化ア
ルミニウムなどの塩化物を用いた時に発生する装置の鉄
の腐食の心配はない。また、廃棄物焼却灰には、焼却に
伴って発生した塩素が塩化物となって高濃度で含まれて
いる。この塩化物は、焼却灰を最終処分場に搬入すると
雨などの影響で再溶解する。この溶解した塩化物は、系
外に流出すると塩害の原因となる。したがって、このよ
うな塩化物がさらに処理剤中に含まれることは、最終処
分場の塩化物の再溶解を助長するので好ましくない。さ
らに、混練時に塩化物から塩化水素ガスが発生する。こ
の点本発明では、処理材中に塩化物を使用しないため、
上記のような塩害や、塩化水素ガスの発生も心配しなく
てよい。以上のように、本発明方法では、実用上問題な
く有害重金属が安定化可能となる。

【００１７】本発明を適用し得る廃棄物としては、都市
ごみ焼却灰や産業廃棄物焼却灰から発生する飛灰、主灰
がある。ここで、飛灰は、焼却に伴って発生する粉状の
ばいじんや、溶融炉から発生するばいじんを集塵したも
のであり、電気集塵器で集塵したＥＰ灰や、バグフィル
ターなどで集塵したバグ灰などがあげられる。一方、主
灰は、都市ごみや産業廃棄物の焼却場で、焼却炉下部よ
り排出される灰であり、有害な重金属などを含むものが
対象となる。また、本発明の処理方法は、シュレッダー
ダスト、排水処理にともない発生する重金属を含んだ汚
泥、鉱山より排出される鉱さい、または重金属などで汚
染された土壌についても処理対象とすることができる。
特に、これらの廃棄物の中でも、本処理方法は、中性焼
却灰に有効である。

【００１８】

【発明の効果】本発明の廃棄物処理方法により、重金属
などの有害物質を含有する産業廃棄物や都市ごみの焼却
炉から排出されるＥＰ灰やバグ灰といった廃棄物を処理
した場合には、装置の腐食、臭いや有毒ガスの発生とい
った実用上の問題を伴うことなく、また、処理材は重金
属などの安定化性能に優れ、しかも安価であり、廃棄物
中の有害な重金属などを再溶出しないように強力に安定
化することができる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて更に具体的
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００２０】〔実施例１〕１号水ガラス（固形分４３
％）は日本化学工業株式会社から入手した。炭酸カリウ
ム（無水）は和光純薬株式会社から入手した。これらを
１号水ガラスの固形分と炭酸カリウムの固形分が９０：
１０、総固形分が４３％になるように処理材を調合し
た。一方、水酸化カルシウムは、固形分が２０％となる
ように調合して水に混合したものを用意した。産業廃棄
物焼却工場から排出された、重金属を大量に含有する中
性飛灰３０ｇに対して、以下の表１に示す処理材と液状
の水酸化カルシウム、および１８ｇの水を添加して混練
を行い、２０℃で１日間養生させた。その後、これらの
処理材を用いた場合の無害化効果を調べるために、振と
う時間を３時間にした他は環境庁告示１３号法（日本）
にしたがって抽出試験を行い、鉛、カドミウム、ヒソの
溶出濃度を測定した。この時の実験結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例１〜３から、飛灰１００重量部に対
し、固形分で２．１５重量部の処理材と固形分で０．６
〜１．６重量部の水酸化カルシウムとを組み合わせて処
理すると、飛灰中の鉛、カドミウム、およびヒソを安定
化処理することが可能であると分かる。また、水酸化カ
ルシウムを組み合わせることで、鉛溶出量が水ガラスを
主成分とする処理材単独で使用する場合よりも性能に優
れていると分かる。また、ヒソの溶出量は、水ガラスを
主成分とする処理材のみでは、かえって増加する場合が
あるが、水酸化カルシウムを加えることで、ヒソ溶出量
が低下していくのが分かる。本実施例において溶出試験
に供した産業廃棄物焼却灰は、無処理時のカルシウム濃
度が２３０ｍｇ／Ｌであり、カルシウム濃度が都市ごみ
焼却灰の場合の５０００〜１００００ｍｇ／Ｌと比較し
て大幅に低い。本実施例の結果は、このようなカルシウ
ム濃度の低い焼却灰に対して、水ガラスを主成分とする
処理材に水酸化カルシウムを組み合わせることで、安定
的に重金属などの有害物質を安定化可能であることを示
している。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛、カドミウム、水銀、およびヒソから
   なる群から選ばれた少なくとも１種の有害物質を含む廃
   棄物を、水ガラスを主成分とする廃棄物処理材で処理す
   るに際し、前記処理材に多価金属水酸化物を組み合わせ
   処理することを特徴とする廃棄物処理方法。
2. 【請求項２】 多価金属水酸化物が、水酸化カルシウム
   である請求項１記載の廃棄物処理方法。
3. 【請求項３】 水酸化カルシウムを水に混合して液状で
   使用する請求項２記載の廃棄物処理方法。
4. 【請求項４】 液中の水酸化カルシウム固形分が２５重
   量％以下である請求項３記載の廃棄物処理方法。
5. 【請求項５】 液状の水酸化カルシウムとしてカーバイ
   ドミルクを用いる請求項３記載の廃棄物処理方法。
6. 【請求項６】 処理材が、水ガラスと炭酸塩とを固形分
   で９５：５〜８０：２０の割合で含む請求項１記載の廃
   棄物処理方法。
7. 【請求項７】 炭酸塩が炭酸カリウムである請求項６記
   載の廃棄物処理方法。
8. 【請求項８】 前記廃棄物が、焼却飛灰、主灰、溶融飛
   灰などの都市ごみ焼却灰、産業廃棄物焼却灰、活性汚泥
   など有害重金属を含んだ廃棄物である請求項１〜７のい
   ずれかに記載の廃棄物処理方法。