JPH0450877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、有害重金属を含有する廃棄物を無害
化処理する方法に関する。さらに詳しくは、水溶
性有害重金属を含有する廃棄物からの重金属の水
への溶出量を著しく低減させる廃棄物の無害化処
理方法に関する。

燃えがら、汚泥、鉱さいなどの固形廃棄物は再
利用される極めて僅かの例を除いて従来より大部
分のものが埋立処分される。しかし、このような
廃棄物中に、銅、カドミウム、クロム、水銀など
の有害重金属が含まれている場合には、廃棄物が
地盤中に埋立られた後に、降水、地下水などによ
り廃棄物が水洗されて上記の重金属が溶出される
可能性があり、生物に悪影響を与えたり、周辺水
域環境を汚濁させる。そのために上述のような有
害重金属を含有する廃棄物はその溶出を防止する
ために、重金属の無害化処理が行なわれている。

ところで、一般に上述の重金属が水溶液中に存
在する場合、その無害化処理は容易である。例え
ばカドミウム、鉛などについては、アルカリを添
加して水に不溶性の水酸化物に変化させて沈澱、
分離させたり、或いはイオン交換樹脂処理を行な
つて金属イオンをイオン交換分離することにより
水中から除去する方法が採られている。またシア
ン化合物やクロム酸イオンなどの場合には、化学
薬品で処理することにより、酸化分解や還元処理
を行なつて無害な他の化学種に変化させる方法が
用いられている。

しかし、クリーム泥、泥状、砂状のような固形
廃棄物が水溶性の重金属化合物を含有している場
合には、上述の処理方法を適用することは困難で
あり、特に重金属を廃棄物から除去する有効な方
法は見出されていない。このような水溶性の有害
重金属を含む廃棄物の経済的な処理方法として
は、セメント、石灰などの固化材を用いて廃棄物
を固化する固化方法が一般に採用されている。

しかし、この方法では一部の重金属イオンの固
定が困難であるだけでなく、有害重金属を固定す
る際に、通常廃棄物と同量もしくはそれ以上の固
化材を用いる必要があり、その結果として得られ
る処理廃棄物量が著しく増大するために、埋立処
分などの最終処分に必要なスペースが大きくなる
欠点がある。

またこのような有害重金属を含む廃棄物に特定
の添加材を混練したり、或いは特定の雰囲気下に
設定して、廃棄物を高温で加熱する焼結法や焼成
法と呼ばれる処理法が用いられることもある。

これらの方法では上述の固化法の場合よりも重
金属の無害化を計ることが可能であるが、大量の
エネルギーを消費することとになるため、得られ
た処理物の有効利用ができない場合には、経済的
な理由で採用が困難である。また加熱処理に際し
て副生する排ガスにより、廃棄物の種類によつて
はいわゆる二次公害が引き起されることがある。

本発明者等は上述の事情に鑑み、廃棄物中の水
溶性の重金属を固定し得て、経済的に固形廃棄物
を処理する方法を見出すべく、鋭意検討を重ねた
結果、以下に示す本発明の方法を得るに至つた。

すなわち本発明は、水溶性の有害重金属を含む
廃棄物の含水率を20％以上に調整した後、泥炭の
嵌装物もしくはそれを改質した材料を、含水率を
調整した廃棄物の重量に対して0.2％以上の重量
で添加し、ついで均一に混練することにより、固
形廃棄物を処理するものである。

本発明において処理対象となる固形廃棄物は特
にその性状に限定されるものではないが、クリー
ム状もしくは粉末状になつている均質なものが特
に好ましい。また簡単な物理的操作、例えば粉
砕、調湿、天日乾燥などで、容易に上記の形態に
なるものでも望ましい廃棄物である。なお本発明
の方法で処理するためには、固形分の粒子が５mm
望ましくは１mm以下になつているのが、その趣旨
を達成するのに望ましいものである。本発明を実
施するに際して、廃棄物の固形分を上記の形態に
加工する方法に対しても特に限定されるものでは
ない。

次に本発明の方法により処理される廃棄物中に
含まれている有害重金属に対しても特に限定され
ない。本発明においては、カドミウム、銅、鉛、
水銀などのいわゆる重金属類をカチオンとして水
溶液中に溶解させる化合物を含んでいる場合がそ
の趣旨を達成するために好ましい。しかし、クロ
ム酸イオン、シアンなどのアニオンの化学種が少
量含まれていることを妨げるものではない。

上述の重金属化合物の廃棄物中の含有量は本発
明において特に限定されるものではないが、環境
庁告示第13号法で測定された場合の重金属溶出量
が50mg／ml以下であることが望まれる。

本発明の方法で上記の如き廃棄物を処理する際
に、廃棄物中の重金属を有効に固定するためにま
ず廃棄物の含水率が20％以上になるように調整す
ることになる。上記含水率が低い場合には廃棄物
と本発明に用いる材料とを均一に混練するのが困
難であり、さらに本発明の趣旨を達成するために
は含水率の高い場合よりも混練に長時間を要する
ことになる。一方、廃棄物の含水率の高い場合に
は、本発明に用いる材料の使用量が非常に多くな
るので好ましくなく、特に好ましい含水率の範囲
は20〜85％の範囲に該当する。

実際の固形廃棄物の場合には、その含水率が前
記の範囲からはずれていることが多い。従つてそ
の含水率を前記の範囲に調整しなければならな
い。含水率が低い場合は簡単であり、所定量の水
を補給すればよいが、逆に含水率が高い場合には
廃棄物を脱水もしくは乾燥する必要がある。

廃棄物の脱水あるいは乾燥の方法としては特に
限定されないが、例えば脱水方法としては、遠心
濾過や加圧濾過による脱水が適用され、具体的に
はデカンター、フイルター・プレス、ベルト・プ
レスなどが用いることができる。また天日乾燥も
しくは強制乾燥により廃棄物より水分を蒸発させ
ることも有効である。

上述のようにして調整された廃棄物に対して、
本発明においては次に泥炭の乾燥物もしくはその
改質材料が添加される。本発明における泥炭とは
腐朽したあし、すげ、みずごけなどの植物遺体が
嫌気性環境下に堆積し、ある程度生化学的分解を
受け、黄褐色または褐色を呈したものを指す。

この泥炭を採掘した状態では通常大量の水を含
んでいるので、本発明において使用するには適当
ではなく、前記の廃棄物に対して規定された含水
率と同じような範囲内に入るように乾燥する必要
がある。また泥炭を改質した材料とは、泥炭ある
いはその乾燥物を塩酸、硫酸、硝酸もしくはその
混合物の濃厚溶液中に５〜60分浸漬処理した後、
洗浄液が中性を示すまで水洗し、乾燥したものを
指し、泥炭の乾燥物よりさらに本発明の趣旨を達
成するために好ましいものである。

本発明における上述の材料の廃棄物への添加量
は、廃棄物の含水率、廃棄物に含まれる水溶性重
金属化合物の種類と濃度、その他の要因により変
化する。

しかし、本発明の趣旨を達成するためには、廃
棄物の単位重量当たり0.2％以上配合しなければ
ならず、配合量が大きくなれば、その趣旨を達成
することが容易となることは勿論である。

しかし、本発明においては、上述の材料の廃棄
物への添加量は処理すべき廃棄物の重量の５％以
下で充分である。廃棄物に含まれている重金属の
濃度が低く、溶出量が10mg／以下である場合に
は１％以下の配合量で目的を達成することができ
る。

本発明において上述のように泥炭の乾燥物もし
くはその改質材料を配合された廃棄物は、次に混
練されるが、混練に用いられる手段に関しては特
に限定されるものではない。しかし、前記の添加
材料として繊維質の多いものを用いる場合には、
混練機能と同時に対象物を剪断する機能を有する
装置を利用するものが望まれる。具体的な装置と
しては、垂直な攪拌翼を有する攪拌槽、一軸もし
くは二軸の攪拌パドル付きの水平軸を有する混合
機、あるいは回転混合機などが利用される。

これらの装置で廃棄物と上述の添加材料を均一
に混練するのに要する時間は、用いる混練装置の
種類、廃棄物の性状、添加材料の配合量などによ
つて異なるが、10〜60分の範囲で十分である。

本発明において用いられる添加材は、実施例に
示すように金属イオン、特にカドミウム、鉛、水
銀などの陽イオンに対して秀れたイオン交換能力
あるいは吸着能力を示し、水溶液中の重金属濃度
がほぼ10mg／の場合には、そのほぼ2000倍位の
重金属を添加材中に取込むことができる。

従つて、このような金属イオンを含む廃棄物に
対して本発明の方法で処理する場合、得られた処
理物からの金属の水中への溶出を防止することが
可能である。

また本発明の方法で処理する場合、得られた処
理物の増量の程度は極めて僅かなものであり、そ
の埋立処分等の最終処分に与える影響も小さいも
のである。また本発明において添加される材料は
中性ないし微酸性であり、しかも配合量が少量で
あることから、廃棄物のPHに与える影響は小さ
い。従つて、例えばセメント、石灰などの強アル
カリ性の固化材を用いて廃棄物を固化処理法の場
合には、処理に際するいわゆる養生期間を大きく
取る必要があるが、本発明の方法においてはこの
ような養生期間は不必要となる利点もある。

さらに本発明の実施に際して用いられる材料は
天然に産する物で、従来有効な利用方法の見出さ
れていなかつたものを原料にして、簡単な加工を
施すだけで利用するものであるから、一旦使用し
た材料が回収されずにいわゆる使い捨てになつて
も、本発明の有害廃棄物の処理方法は極めて経済
的なものになり、利用価値の高いものである。

また本発明の方法で廃棄物処理を実施したあと
固化材による固化法などの他の廃棄物処理法と組
合せることも本発明の趣旨に反するものではな
い。

以下、実施例に基き本発明の態様を述べるが、
本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。

実施例 １ メツキ・スラツジに塩化カドミウムの濃厚水溶
液を添加、混練して人工スラツジを調整した。こ
の人工スラツジ（以下スラツジＡと呼ぶ）の含水
率は95.5％であつた。このスラツジＡを雨水が入
らないようにして天日乾燥を１週間実施して含水
率52.5％のスラツジ（以下スラツジＢと呼ぶ）を
得た。

次に埼玉県にて採掘した泥炭（含水率96％、強
熱減量68％）を含水率が6.3％になるまで、天日
乾燥を行ない、次にこれを乳ばちで摺りつぶして
茶かつ色の微粉末（最大粒径0.6mm）を得た。

次に第１図の泥炭粉末の配合量と溶出液中のカ
ドミウム濃度の関係を示す図表に示すように一定
量のスラツジＢに対して、所定量の上記泥炭粉末
を添加し、ホバート・ミキサーにて５分間攪拌し
て、スラツジと泥炭の均一混合物を作つた。１時
間後にこの均一混合物の一部を採取し、環境庁告
示第13号の方法で混合物からの重金属の溶出試験
を行ない、原子吸光々度法により溶出液中のカド
ミウムの濃度の分析を行なつた。結果を表中に示
す。

実施例 ２ 実施例１のスラツジＡに対して、実施例１に示
されている泥炭粉末を用い、実施例１と同様にし
て泥炭粉末を添加し、混練し、重金属の溶出試験
を行なつた。泥炭粉末の配合量と溶出液中のカド
ミウム濃度の関係を第２図の泥炭粉末の配合量と
溶出液中のカドミウム濃度の関係を示す図表に示
す。

この実施例で用いたスラツジの含水率は実施例
１に用いたものより高いために、単位固形分当り
に処理の必要なスラツジ量を計算すれば、この実
施例の場合は、実施例１の場合のほぼ10.6倍に該
当する。しかし、溶出カドミウム濃度が0.1mg／
ml以下になる泥炭の量はこの実施例の場合は実施
例１の場合のほぼ1/5になつているため、実際に
10.6倍のスラツジを処理する場合に必要な泥炭の
量は実施例１の場合の2.1倍に過ぎない。

実施例 ３ 石炭焼却灰にクロム酸カリウム水溶液を混練し
て、含水率75.8％の人工ヘドロを調整した。この
ヘドロに対して実施例１で用いた泥炭粉末を実施
例１と同様にして添加し、混練して、重金属の溶
出試験を行なつた。この時の泥炭粉末の配合量と
溶出液中のクロム濃度の関係を第３図の泥炭粉末
の配合量と溶出液中のクロム濃度の関係を示す図
表混練した所、そのクロム溶出量は1.6mg／で
あり、５部を添加しても、0.50mg／にしかなら
なかつた。

このことは、本発明に於ける上述した顕著な効
果が単に吸着能力のみによつて奏されているもの
でないことを裏付けしている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施データを示した
図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水溶性の有害重金属を含む廃棄物の含水率を
   20〜80％に調整した後、泥炭の乾燥物もしくはそ
   れを改質した材料を、含水率を調整した廃棄物の
   重量に対して0.2％以上の重量で添加し、ついで
   均一に混練することを特徴とする有害廃棄物の処
   理方法。