JP2002166247A

JP2002166247A - 重金属溶出防止剤及びそれを用いた焼却飛灰の処理方法

Info

Publication number: JP2002166247A
Application number: JP2001274699A
Authority: JP
Inventors: Norio Makita; 則夫槙田; Yuji Kanda; 裕司神田; Kojiro Yanagisawa; 浩次郎柳沢; Futoshi Ikeda; 太池田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2002-06-11

Abstract

(57)【要約】【課題】焼却飛灰中の重金属溶出防止処理プロセスに
おいて、重金属捕捉剤希釈液中にケイ酸マグネシウムや
ケイ酸カルシウムなどのスケール物質が生成するのを防
止する。【解決手段】本発明は、焼却炉からの焼却飛灰に液体
キレート剤希釈液を添加して混練することを特徴とする
焼却飛灰の処理方法において、液体キレート剤希釈液中
にアミノカルボン酸系キレート剤を含ませることを特徴
とする方法に関する。また、本発明は、液体キレート剤
及びアミノカルボン酸系キレート剤を含むことを特徴と
する重金属溶出防止剤にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉等の各
種焼却炉から排出される飛灰及び焼却灰（以下、これら
を併せて「焼却飛灰」と称する）の処理において用いる
薬液の調整に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却炉等の焼却炉から排出される焼
却飛灰には、鉛、カドミウム、クロム、水銀、亜鉛、銅
等の人体に有害な重金属類が高濃度に含有されている。
これらは雨水等の環境水と接触すると溶出を起こし、土
壌や地下水、河川、海水等を汚染する。したがって、焼
却飛灰からのこれらの重金属類の溶出を防止することが
必要である。

【０００３】従来、焼却炉から排出される焼却飛灰中の
重金属類の処理方法として、焼却飛灰をジチオカルバミ
ン酸塩などの液体キレート剤で処理する方法が採用され
ている。このような液体キレート剤による焼却飛灰の処
理は、上水やプラント内再利用水（工程水）によって液
体キレート剤を所定の濃度に希釈して、このキレート剤
希釈液を混練処理機に導き、そこで焼却飛灰と混練する
ことによって行われる。この処理により、重金属類がキ
レート剤と反応して水に不溶性の化合物を生成すること
によって、重金属類の溶出が防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この処
理方法には次のような問題点があった。液体キレート剤
を希釈するのに用いられる上水や工程水には、マグネシ
ウム、カルシウム、ケイ素、鉄等の無機物が含まれてい
る。このような水によってジチオカルバミン酸塩などの
液体キレート剤を希釈すると、液体キレート剤自体が高
いｐＨ（アルカリ性）を示すために、希釈液のｐＨが上
昇する。ここで、希釈液のｐＨが約１０以上になると、
水中に含まれている上記の無機物から、ケイ酸マグネシ
ウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸鉄などが生成する。こ
れらの生成物は、スケールとなって沈積し、混練処理機
までの配管、ストレーナ、或いは混練処理機として用い
られる二軸押出成形機やバイブロミキサーなどの装置中
の配管やノズル部分で閉塞を起こす原因となっている。
このような装置内での閉塞が起こった場合には、その都
度部品の交換や分解清掃等の作業を行わなければなら
ず、極めて煩雑であった。

【０００５】本発明は、かかる従来技術における問題を
解決し、焼却飛灰の重金属類溶出防止処理プロセスにお
いて、ケイ酸マグネシウムやケイ酸カルシウムなどのス
ケール発生による配管、ストレーナ、装置ノズル部分な
どの閉塞を防止することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する手段
として、本発明者は、液体キレート剤希釈液に、アミノ
カルボン酸系キレート剤を含ませることにより、系中の
マグネシウム、カルシウムなどのスケール形成物質を除
去して、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムなどの
スケールの形成を防止することができることを見出し、
本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明の一態様は、焼却炉からの焼
却飛灰に液体キレート剤希釈液を添加して混練すること
を特徴とする焼却飛灰の処理方法において、液体キレー
ト剤希釈液中にアミノカルボン酸系キレート剤を含ませ
ることを特徴とする方法に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明によれば、重金属捕捉剤と
しての液体キレート剤を水で希釈したキレート剤希釈液
中に、スケール生成防止剤としてアミノカルボン酸系キ
レート剤を含ませることにより、マグネシウムやカルシ
ウムなどのスケール形成性物質がアミノカルボン酸系キ
レート剤と結合して水中から除去される。これにより、
ｐＨの上昇に伴うケイ酸カルシウムやケイ酸マグネシウ
ムなどのようなスケール物質の生成が抑制される。

【０００９】本発明において重金属捕捉剤として用いる
ことのできる液体キレート剤としては、当該技術におい
て従来公知のジチオカルバミン酸基を有する化合物を挙
げることができる。具体的な化合物としては、ジエチル
ジチオカルバミン酸ナトリウム、Ｎ¹,Ｎ²,Ｎ³,Ｎ⁵−テ
トラ（ジチオカルボキシ）テトラエチレンペンタミンの
４ナトリウム塩、ピペリジン−Ｎ−ジチオカルバミン酸
（ペンタメチレンジチオカルバミン酸）カリウムなどを
挙げることができる。使用の際には、この液体キレート
剤を水で希釈して用いるが、好ましい希釈倍率は、１〜
２５重量％濃度である。

【００１０】また、本発明においてスケール生成防止剤
として用いられるアミノカルボン酸系キレート剤として
は、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＮＴＡ（ニ
トリロ三酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢
酸）などのアルカリ金属塩等を挙げることができる。ア
ルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム
などが挙げられる。

【００１１】本発明におけるアミノカルボン酸系キレー
ト剤の使用量は、液体キレート剤の希釈液中に０．０１
〜１００，０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは０．１〜１０，
０００ｍｇ／Ｌ、更に好ましくは１〜１，０００ｍｇ／
Ｌの範囲で存在させることが好ましい。なお、アミノカ
ルボン酸系キレート剤は、液体キレート剤希釈液中に加
えてもよく、或いは、液体キレート剤を希釈するために
用いる希釈水中に加えてもよい。更には、アミノカルボ
ン酸系キレート剤を重金属溶出防止剤である液体キレー
ト剤に添加して焼却飛灰用重金属溶出防止剤を調製し、
これを使用時に水で希釈して液体キレート剤希釈液とし
て用いることもできる。

【００１２】したがって、本発明の他の態様は、液体キ
レート剤及びアミノカルボン酸系キレート剤を含むこと
を特徴とする焼却飛灰用重金属溶出防止剤に関する。ま
た、本発明の更に他の態様は、アミノカルボン酸系キレ
ート剤を含むことを特徴とする、焼却飛灰からの重金属
溶出防止処理プロセスにおいて用いるためのスケール生
成防止剤に関する。

【００１３】本発明にかかるアミノカルボン酸系キレー
ト剤を含む液体キレート剤希釈液を、焼却飛灰に加えて
混練することによって、焼却飛灰中に含まれている重金
属類が液体キレート剤と結合して水に不溶性の化合物が
生成する。これによって、焼却飛灰からの重金属類の溶
出が防止される。この際、希釈液中に上記に示した量の
アミノカルボン酸系キレート剤が存在していても、液体
キレート剤と重金属類との反応には影響を与えない。

【００１４】焼却飛灰と液体キレート剤希釈液とを混練
するために使用される混練機としては、当該技術におい
て周知の混練機、例えば、押出造粒機、転動造粒機など
を用いることができる。混練りは、常温〜８０℃程度の
温度で、混合物が均一な状態に混合されるまで行うこと
が好ましい。なお、混練りにより発熱が起こるので、混
練機に加熱手段を用いる必要性はない。

【００１５】

【実施例】以下の実施例によって、本発明をより具体的
に説明する。以下の実施例は、本発明の好ましい態様の
例示であり、本発明を限定するものではない。以下にお
いてパーセント濃度はすべて重量基準である。

【００１６】実施例１７５ｍｇ／ＬのＥＤＴＡ・Ｎａ塩水溶液中に、ジエチル
ジチオカルバミン酸ナトリウムを溶解して７．５％濃度
の重金属捕捉剤水溶液を作成した。この水溶液を、孔径
０．４５μｍのメンブランフィルターで濾過して、濾紙
上のスケール物質の重量を測定し、水溶液中のスケール
濃度を算出した。また、水溶液のｐＨも測定した。結果
を表１に示す。

【００１７】実施例２３７５ｍｇ／ＬのＥＤＴＡ・Ｎａ塩水溶液中に、Ｎ¹,Ｎ
²,Ｎ³,Ｎ⁵−テトラ（ジチオカルボキシ）テトラエチレ
ンペンタミンの４ナトリウム塩を溶解して７．５％濃度
の重金属捕捉剤水溶液を作成した。この水溶液を、孔径
０．４５μｍのメンブランフィルターで濾過して、濾紙
上のスケール物質の重量を測定し、水溶液中のスケール
濃度を算出した。また、水溶液のｐＨも測定した。結果
を表１に示す。

【００１８】実施例３５０％濃度のジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水
溶液に、ＥＤＴＡ・Ｎａ塩を０．５（ｗ／ｗ％）濃度で
溶解した。この混合溶液を水道水で希釈して、７．５％
濃度の重金属捕捉剤水溶液を作成した。この水溶液を、
孔径０．４５μｍのメンブランフィルターで濾過して、
濾紙上のスケール物質の重量を測定し、水溶液中のスケ
ール濃度を算出した。また、水溶液のｐＨも測定した。
結果を表１に示す。

【００１９】実施例４０．０５ｍｇ／ＬのＥＤＴＡ・Ｎａ塩水溶液を用いて、
この中にジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムを溶解
した他は実施例１と同様に実験を行った。結果を表１に
示す。

【００２０】実施例５９０，０００ｍｇ／ＬのＥＤＴＡ・Ｎａ塩水溶液を用い
て、この中にＮ¹,Ｎ²,Ｎ³,Ｎ⁵−テトラ（ジチオカルボ
キシ）テトラエチレンペンタミンの４ナトリウム塩を溶
解した他は実施例２と同様に実験を行った。結果を表１
に示す。

【００２１】実施例６５０％濃度のジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム水
溶液に、ＥＤＴＡ・Ｎａ塩を０．０５（ｗ／ｗ％）濃度
で溶解して混合溶液を調製した他は実施例３と同様に実
験を行った。結果を表１に示す。

【００２２】比較例１ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムを水道水で希釈
して、７．５％濃度の水溶液を作成した。この水溶液
を、孔径０．４５μｍのメンブランフィルターで濾過し
て、濾紙上のスケール物質の重量を測定し、水溶液中の
スケール濃度を算出した。また、水溶液のｐＨも測定し
た。結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１より、アミノカルボン酸系キレート剤
を含まない比較例１の重金属捕捉剤希釈液では、スケー
ルが２５ｍｇ／Ｌの濃度で生成していたのに対して、本
発明の実施例においては水溶液のスケール濃度が大幅に
減少していたことが分かる。なお、上記実施例１〜３及
び比較例１で生成したスケールの蛍光Ｘ線分析を行った
ところ、スケールは、ケイ素、マグネシウム、カルシウ
ム、アルミニウム及び鉄が主成分であることが分かっ
た。

【００２５】実施例４実施例１〜３で調製した重金属捕捉剤水溶液を、焼却炉
から取り出した焼却飛灰に対重量比で４０％添加し（重
金属捕捉剤有効成分添加率＝７．５×０．４＝３％(w/
w)）、二軸押出混練機を用いて、約１分間混練処理を行
った。混練中の発熱により混練物の温度は約８０℃に上
昇した。処理前及び処理後の焼却飛灰のｐＨ及び焼却飛
灰からの溶出重金属濃度の測定を行った。重金属類の溶
出濃度は、環境庁告示１３号法に準拠して測定を行っ
た。結果を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２より、重金属捕捉剤にスケール生成防
止剤としてアミノカルボン酸系キレート剤を加えた本発
明にかかる重金属溶出防止剤は、焼却飛灰中の重金属類
の溶出防止に関して優れた効果を有していることが示さ
れた。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る重金属溶出防止剤は、重金
属捕捉剤にスケール生成防止剤としてアミノカルボン酸
系キレート剤を加えているので、優れた重金属溶出防止
効果を示すと共に、希釈液調整用の水中の無機物イオン
に起因するケイ酸カルシウムやケイ酸マグネシウムなど
のスケール物質の生成を防止することができ、配管や混
練機ノズルなどの閉塞を防ぐことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳沢浩次郎東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者池田太東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 4D004 AA37 AB03 CA34 CC06 DA03 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉からの焼却飛灰に液体キレート剤
希釈液を添加して混練することを特徴とする焼却飛灰の
処理方法において、液体キレート剤希釈液中にアミノカ
ルボン酸系キレート剤を含ませることを特徴とする方
法。
【請求項２】液体キレート剤希釈液中のアミノカルボ
ン酸系キレート剤の量が、０．０１〜１００，０００
（ｍｇ／Ｌ）である請求項１に記載の方法。
【請求項３】液体キレート剤及びアミノカルボン酸系
キレート剤を含むことを特徴とする重金属溶出防止剤。
【請求項４】液体キレート剤が、ジチオカルバミン酸
基を有するものである請求項３に記載の重金属溶出防止
剤。
【請求項５】アミノカルボン酸系キレート剤を含むこ
とを特徴とする、焼却飛灰からの重金属溶出防止処理プ
ロセスにおいて用いるためのスケール生成防止剤。