JPH078935A - ゴミの焼却により発生する飛灰に含まれる有害重金属類の無害化処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴミの焼却時に飛散する飛灰に含まれる有害
重金属類を薬剤添加によって不溶出化物とし飛灰を無害
化する。 【構成】 乾燥した粉末状態で捕集される飛灰に水を添
加し流動性を付与せしめ、硫黄イオンを遊離する液体に
反応性官能基を有する有機高分子を微量配合した液状薬
剤を添加後十分に混合し、粉末粒子に満遍なく接触反応
せしめ含まれる有害重金属類を高分子に分子内結合させ
るキレートとは異なり速やかに硫化重金属化合物にし、
無機分子性結晶を生成することによって微細生成粒子を
粗大結晶にせしめ不溶出化処理物とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般都市ゴミ或は産業
廃棄物の焼却処分時において排出される塵状に飛散する
灰に含まれる有害重金属類の無害化に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般の都市ゴミや産業廃棄物は、そのま
ま埋め立てするか若しくは焼却によって処分されてい
る。そのまま埋め立てる場合にはその中に含まれる有害
重金属類は何らかの方法で有害物の無害化処理またはコ
ンクリートで固形化して埋め立て処分をしている。焼却
の場合は灰をコンクリートで固形化して埋め立て処分を
行っている。最終的に処分する埋め立て地には限りがあ
るため、総量的な減容を要するため、処分方法としては
焼却方法が好ましく一般の都市ゴミや産業廃棄物でも焼
却されている場合が多い。焼却後の残渣灰は、産業廃棄
物法の埋め立て基準としては無害物の一般焼却灰として
扱われている。この灰をコンクリート固形化又は固化に
て処分する場合には、コンクリート自身のｐＨがアルカ
リ性のため、含まれる有害重金属類は水酸化物とされ不
溶性となり安全なものとして埋め立て処分されている。
一方、焼却時に燃焼熱によって飛散する微細な塵即ち飛
灰は有害金属、特に熱で昇華しやすい鉛やカドミウム等
を含有する有害廃棄物であり、従来焼却残渣灰と混合す
ることで含有量を低下させた後に埋め立て処分するか、
水硬性セメントを使用して固化及び固形化処分してき
た。これらの処分方法では溶出を完全に止めることはで
きず、特に酸性雨などの酸性雰囲気では、重金属水酸化
物として存在するために、溶出が顕著に明らかであっ
た。この他に飛灰自身をアスファルトで固化する方法
や、排ガス中の炭酸ガスにより重金属類を不溶性の炭酸
塩とする中和炭酸塩化処理方法、還元熔融炉によってス
ラグに固定化する方法、有機高分子系の薬剤によってキ
レート固定する方法などがあるが、いずれも設備や処理
コストに大きな欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の如く従来の方法
において、未処理の飛灰を焼却灰と混合して重金属類の
総体的な含有量を減らして埋め立てする場合は、有害な
重金属を未処理のまま投棄することになって溶出を止め
ることは不可能であり、コンクリート固形化も実質的に
は重金属類の不溶化処理が不完全で、コンクリートの持
つアルカリから水酸化物となった重金属類は、自然環境
下の酸性雨等の酸性雰囲気では再溶出する欠点がある。
アスファルト固化の場合は、重金属類を不溶出化せしめ
るのは困難である。尚且つ固化のために多量の固化材を
必要とするため、結果的に排出される灰の容積を増加さ
せる欠点がある。また、排ガス中の炭酸ガスによって重
金属類を不溶性とする方法や、熔融炉による固定化法で
はそのための設備が大掛かりになるため費用がかかり過
ぎる欠点がある。従来の方法のなかで薬品処理として考
えられる有機高分子系の薬剤によってキレート固定する
方法は、灰には成分的にカルシウムやマグネシウム等の
有機高分子と反応する多くのものが含まれるため、重金
属類を重点的に反応させる操作が難しくなる。本発明は
有害重金属を硫化物の不溶解性物質とし溶出を防ぐもの
であるが、この方法ではコンクリートのような重金属類
を水酸化物にする方法と比べ溶出の量を遥かに微量とす
ることが可能である。単なる硫化物法では生成する重金
属硫化物の粒子が極めて微小（略々０．０１〜０．１
μ）なため溶出試験においては微粒子の濾過漏れのため
処理が不安定であった。本発明ではこれら重金属類の硫
化物化の反応過程において生成粒子を反応性の有機高分
子を薬剤に配合することで粗大化させることが可能にな
ったものであり、乾燥状態の粉体に反応媒体として水分
を添加させ薬品処理するもので、この反応は、特に重金
属類には選択的に反応することになるので処理操作も簡
単であり短時間の処理が可能である。また、媒体とする
水分を元の粉体より少ない量で処理することで微粉体の
カサ容積を減らすことが可能であり、最終の処分時の減
容化が可能なため、処分時における受容効率を飛躍的に
高める効果を有する。

【０００４】

【課題を解決する手段】飛灰に対して適度な水分を添加
し均一な泥状とし、硫黄イオンを遊離する薬剤及びカル
ボン酸基又はスルフォン酸基を含む有機高分子の薬剤の
水溶液を添加して、有害な重金属イオンを不溶性化合物
としながら生成分子を粗大化させ処理を行う。燃焼排ガ
ス中には酸性物質が含まれるため中和除去目的でアルカ
リ性の薬剤で処理されているが、安価な石灰で排ガス処
理される灰は水分によって硬化する性質があるために処
理後物は経時的に固化するものであるが、排ガス処理の
されていないものや硬化性のないものの場合は、土壌セ
メントやそれに類したようなもので搬出目的に合わせて
固化する薬剤を混ぜ合わせ廃棄処分するものである。本
発明は粉体に含まれる重金属類を硫化物化をするもので
あるが、その反応の助剤として重金属硫化物よりも溶解
度がやや大きい金属硫化物の粉体あるいは溶液状のもの
を処理工程中に添加混合することも特徴的に可能であ
る。

【０００５】

【作用】ゴミを焼却した際に飛散する灰は電気集塵機や
フィルターにて捕集されるが、焼却直後の塵は高温のた
め乾燥状態の微粉末で集められる。次に液状の薬品と反
応させるために、水を飛灰に混合し塊を造らないように
均一な泥状にせしめ、更に薬剤を添加し尚も均一に混合
する。対象とする灰は薬品と反応させるために微粉体に
するのが好ましく、既に塊をなしているものについては
粉砕するか添加混合する水に塊を崩す解膠剤なるものを
添加しておき混合すれば良く、尚且つ石灰分の多く含ま
れる硬化性のある灰に対しては混合時にすりつぶす要素
を加味した混合機を使用すれば良い。薬品の添加混練処
理によって遊離する硫黄分は金属類及び重金属類と反応
し硫化物化合物を形成し、同時にカルボン酸基またはス
ルフォン酸基を含む有機高分子によって生成化合物の結
晶を粗大化せしめることになる。含有される金属類及び
重金属類は硫化物化するが、重金属類の化合物は溶解度
が小さく溶けにくいものが生成するため、周知の如く重
金属化合物は選択的に反応するために、重金属類の不溶
出化の処理のための反応は短時間で進行するが、粗粉末
状のものに対しては反応する際に粉末粒子単位で内部ま
で反応が進行するまで処理時間をかけるか、若しくは粒
子をつぶしながら混合する必要がある。尚、反応生成し
た粗大粒子は安定であるが生成過程においては混合時点
でなるべく剪断力を与えないほうが粒子は粗大化し易
く、従って混合を主としたミキサーが有利である。

【０００６】

【実施例】

実施例１．一般都市ゴミ焼却場で電気集塵機によって捕
集された飛灰を１００部を採取して均一となし、回転羽
根と混合物を圧し潰すためのローラーを装備した混合機
を使用して６０部の水を毎分約６０回転で３分間混練り
し適度な泥状とせしめ、硫黄イオンを遊離する薬剤とし
てチオ尿素５部及びスルフォン酸基を含む有機高分子と
して石油スルフォン酸ソーダ（分子量５７０）３部添加
し毎分約６０回転で３分間混練りし処理を行った。飛灰
と水だけで混練したものと、薬剤を添加混練処理したも
のの有害重金属類の溶出試験の結果は表２のとおりであ
り、産業廃棄物に係わる判定基準を定める総理府令にお
ける埋め立て処分の基準値（表１のとおり）を遥かに下
回る結果となった。

【０００７】

【表１】

【０００８】

【表２】 実施例２．胴回転式のコンクリートミキサーに８０部の
水を入れ、１分間に３０回転の速度で５分間回転させな
がら飛灰１００部を徐々に投入して均一に混合せしめて
泥状とし、次に硫黄イオンを遊離する薬剤として硫化ナ
トリウム３部及びカルボン酸基を含む水溶性有機高分子
（分子量４万）０．３部を投入し１分間に３０回転の速
度で５分間回転混合せしめた。飛灰と水だけで混練した
ものと薬剤を添加混練処理したものの有害重金属類の溶
出試験の結果は表３のとおりであり、産業廃棄物に係わ
る判定基準を定める総理府令における埋め立て処分の基
準値（表１のとおり）を遥かに下回る結果となった。

【０００７】

【表３】

【０００８】

【発明の効果】本発明の処理薬剤で処理したものは、総
理府令で定められる廃棄物処理法である水酸化物化によ
るものと比較して遥かに重金属類の不溶出化処理の信頼
性が高いもので、自然環境下において近年問題となって
いる酸性雨等の酸性物質の影響を受けにくいものであ
る。また、本処理剤の処理については、処理方法が簡単
であり薬品の反応時間も短時間であるため処理にかかわ
る設備も特別な機器を必要とせず、混合時にコンクリー
トミキサーの如き混合機を使用すれば回転羽根式の強力
なニーダーの如き特別に高価なものを使わなくて良いた
め比較的安価な設備費用で処理が可能である。本処理薬
剤による処理では粉体を水と混ぜ泥状にするため粉体粒
子が緻密になり、排出直後の粉体容積より小さくなる減
容効果が認められるため処理物の最終埋め立て用地の不
足という現状にも有効に対応できる。本薬剤の使用によ
る有害な重金属類の不溶化処理については、最終的に埋
め立て処分を義務ずけられている今日の実情に対して、
様々な固化技術を利用することにより新たな再製品とし
て再利用することも可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴミの焼却時に塵状となって飛散する有
   害重金属類を含有する飛灰を捕集した粉体に適当な水分
   を加えて泥状とし、これを撹拌しながら硫黄イオンを遊
   離する薬剤及びカルボン酸基又はスルフォン酸基を含む
   反応性の有機高分子の水溶液を添加、混練せしめて有害
   重金属イオンを粗大粒子状の不溶性化合物とする無害化
   処理法。