JPH09248542A - 廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物焼却飛灰中の有害金属が再溶出しない
よう安定化するに際し、処理効率がよく、処理費用や処
理物の量を低減しうる処理方法を提供する。 【解決手段】 廃棄物焼却設備に付属する飛灰処理装置
において、飛灰の処理前あるいは処理しながら、飛灰中
のＰｂ含有量、無処理における飛灰からのＰｂ溶出量、
焼却設備における消石灰類の吹き込み量、焼却設備にお
ける煙道ガス中の塩酸ガス量等に基づき飛灰の性質を随
時モニタリングし、その変動にあわせて、セメント類、
中和剤、無機吸着剤、キレート剤、水ガラス、リン酸
塩、及び、Ｐｂ等の有害金属化合物と反応して難溶性又
は不溶性の化合物を生成する化合物からなる群から選択
される１種以上を主たる構成成分とする有害金属安定化
剤の添加量を決定して飛灰に添加し、必要に応じて水を
添加して混合、混練する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処理方法
に関するものであり、詳しくは、廃棄物焼却設備で生成
する飛灰中の有害金属などを安定化するに有効な廃棄物
焼却飛灰の処理方法であり、特に、鉛（Ｐｂ）の溶出抑
制が困難で、しかも焼却設備から連続して生成する飛灰
中のＰｂなどの有害金属含有量に時間的にバラツキがあ
る廃棄物焼却飛灰中のＰｂなどの有害金属を効率よく安
定化処理しうる処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、有害重金属などを含む廃棄物を処
分する際には、セメントが処理剤として用いられ、セメ
ントと廃棄物を混合し、水を加えて混練した後、養生固
化し、有害金属などの溶出を防ぎ安定化する方法が用い
られている。しかしながら、このように単にセメントで
固化する従来の廃棄物の処理方法には種々の問題があ
り、用途を限定しなければ２次公害が発生する恐れがあ
る。特に、ごみ焼却の際、電気集塵器やバグフィルター
で捕捉された飛灰には、鉛（Ｐｂ）などの有害金属が高
濃度に含まれているにも関わらず、従来技術であるセメ
ント処理では充分に溶出を防止できないため、現在では
有害金属などの安定化が不充分なまま埋立処理されてお
り、処理後の２次公害の問題が噴出している。

【０００３】このように、今日では単にセメントによっ
て固化するだけでは有害金属などを含有する廃棄物を有
害金属などが溶出してこない状態に安定化することが困
難なことが国内外で明らかとなってきている。そこで、
有害金属などが陸上埋立処分時あるいは海洋投棄処分時
においても確実に封入され、有害金属などが再溶出せず
２次公害が発生しない廃棄物の処理方法が望まれてい
た。

【０００４】このような課題に対し、本発明者らは特開
平０７−１８５４９９号などにおいて、セメント類と還
元性の金属、更には硫酸アルミニウムや粉状アルミニウ
ムシリケートなどを構成成分とする処理剤と、この処理
剤を用いた廃棄物処理方法を提案している。また、同様
な技術として、特公平０４−６１７１０号には、水溶性
フォスフェート源を含有する処理剤による廃棄物処理方
法も開示されている。

【０００５】しかしながら、このような従来技術を用い
る場合、現状では、幾つかの飛灰について有害重金属安
定化剤で安定化能を検討し、有害重金属安定化剤の種類
と添加量を決め、その後は、この決められた条件で廃棄
物焼却設備及びこれに付設された飛灰処理装置が連続的
に運転されている。しかしながら、我々のこれまでの検
討結果によると、廃棄物焼却設備において生成する飛灰
中の有害金属など含有量は、焼却される廃棄物によって
変動があり、時間的にバラツキがあることが分かった。
特に、都市ごみ焼却飛灰中のＰｂ含有量は時間的にバラ
ツキがあることが確認されており、上記のような従来の
方法で溶出基準値をクリヤーするためには、高性能で高
価な有害金属安定化剤を、Ｐｂ含有量が最大時の飛灰を
安定化させうる量を常に加えなければならず、処理費用
の負担の増大だけでなく、処理物の量も増大することに
なる。

【０００６】ここで、後述のため一般ごみの焼却場を例
に、焼却方法、飛灰に関する説明をしておく。一般ごみ
の焼却設備は、代表的には、焼却炉、排ガスの冷却を目
的とした熱交換器や水噴霧装置、ＨＣｌなど酸性ガスの
中和を目的とした消石灰吹き込み装置（排ガス誘導管内
への吹き込み）、集塵器から構成されており、さらにＳ
Ｏx 、ＮＯx 、ダイオキシンなどの有害成分除去装置、
機器が付加されていることもある。また、飛灰には、粉
塵、消石灰と塩化水素（ＨＣｌ）など酸性ガスとの反応
生成物および消石灰の未反応残分、有害な低融点金属な
どが含有されている。この飛灰は有害金属安定化剤と混
合、混練され最終処分廃棄物として埋め立てられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな廃棄物処理の現状を鑑み、最終処分廃棄物である焼
却飛灰中の種々の有害金属を確実に封入し、有害金属な
どが再溶出しないように、しかも効率よく安定化するこ
とが可能で、処理費用や処理物の量を低減しうる廃棄物
の処理方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の従
来技術における問題点を解決する目的で鋭意検討した結
果、実質的にＰｂなどの有害金属の溶出を防止できない
飛灰、または多量の有害金属安定化剤を必要とする飛灰
には共通の特徴があることを見出した。即ち、飛灰中の
Ｐｂ含有量と、無処理における飛灰からのＰｂ溶出量と
の間には密接な関係があるとともに、飛灰の処理し易さ
と飛灰中のＰｂ含有量および無処理における飛灰からの
Ｐｂ溶出量の間にも密接な関係があることが見出され
た。また、廃棄物焼却設備で使用される消石灰の量が少
なくなると、例えば、反応性の高い消石灰を廃棄物焼却
設備の排ガス処理装置において使用すると、生成する灰
の量は少なくなるが、灰単位重量当たりのＰｂ含有量や
無処理におけるＰｂ溶出量が大きくなることも明らかに
なった。これらの知見に基づき、処理前あるいは処理し
ながら飛灰の性質を随時モニタリングし、その変動にあ
わせて、飛灰処理装置における飛灰への有害金属安定化
剤の添加量を変えて処理することで、効率良くＰｂなど
有害金属を溶出基準値以下に出来るとの発想に基づき本
発明を完成させたものである。

【０００９】即ち本発明は、廃棄物焼却設備に付属する
飛灰処理装置において、飛灰の処理前あるいは処理しな
がら飛灰の性質を随時モニタリングし、その変動にあわ
せて有害金属安定化剤の最適な添加量を決定して飛灰に
添加し、必要に応じて水を添加して混合、混練する廃棄
物処理方法である。

【００１０】前記の場合における飛灰の性質のモニタリ
ングの具体的方法としては、廃棄物処理設備において処
理する飛灰中のＰｂ含有量または無処理における飛灰か
らのＰｂ溶出量をモニタリングする方法、前記焼却設備
における消石灰類の吹き込み量をモニタリングする方
法、さらに、前記焼却設備における煙道ガス中の塩化水
素ガス量をモニタリングする方法などがある。

【００１１】また、前記の場合に使用される有害金属安
定化剤としては、セメント類、中和剤、無機吸着剤、キ
レート剤、水ガラス、リン酸塩、およびＰｂなどの有害
金属化合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物を
生成する化合物からなる群から選択される１種以上を主
たる構成成分とする安定化剤が挙げられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる上記有害金属
安定化剤の具体例としては、下記のようなものが挙げら
れる。

【００１３】まず、セメント類としては、焼き石膏、ポ
ルトランドセメント、早強セメント、ジェットセメン
ト、高炉セメント、アルミナセメントなどが例示でき
る。

【００１４】中和剤としては、塩酸、硫酸、硝酸、シュ
ウ酸、炭酸、ほう酸など汎用の酸、硫酸アルミニウムな
どの硫酸塩、非晶質水酸化アルミニウム、塩化鉄、リン
酸などが例示できるが、価格、工業的入手の容易性、実
使用の容易さから硫酸塩、水酸化アルミニウム、塩化鉄
が好ましく、また飛灰中のＰｂ化合物と反応し不溶性の
化合物を生成しうるリン酸が特に好ましい。これら中和
剤は、水溶液として使用することも、粉末として使用す
ることも、さらには水分散状態で使用することもでき
る。

【００１５】無機吸着剤としては、各種活性白土、合成
珪酸、天然珪酸加工物、活性炭などが例示できるが、比
表面積２００ｍ² ／ｇ以上の粉状アルミニウムシリケー
ト、粉状二酸化珪素が好ましい。さらには工業的入手の
容易性から、比表面積が２００〜１０００ｍ² ／ｇのも
のが好ましい。ただし、比表面積２００ｍ² ／ｇ以上の
無機吸着剤は、嵩高くハンドリング困難なものが多く、
事前に造粒などの加工を行うことが好適である。

【００１６】キレート剤としては、−ＯＨ、−ＣＳＳ
Ｈ、−ＳＨ、＝ＮＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ₂ など、有害
金属に対するキレート配位子を構造中に有する化合物お
よびそれらの塩などが例示できるが、特にＰｂ溶出防止
性能の点でジメチルジチオカルバミン酸塩、ジエチルジ
チオカルバミン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸塩、
タンニン酸が好ましい。工業的に入手可能なものとし
て、株式会社荏原製作所製アッシュクリーンＣ−３０
０、ミヨシ油脂株式会社製Ｎｅｗエポルバ−８００、日
本曹達株式会社製ハイジオン、不二サッシ株式会社製ア
ルサイトＬ−１０１、オルガノ株式会社製オルガナイト
２０５０、住友化学工業株式会社製スミキレートＡＣ−
２０、オリエンタル技研株式会社製オリトール、内外化
学株式会社製ヒバイブロックなどが例示できる。

【００１７】水ガラスとしては、汎用の水溶性珪酸塩、
即ち、珪酸ソーダ、珪酸カリウムなどが例示でき、モル
比（ＳｉＯ₂ ／Ｍ₂ Ｏ組成比：Ｍはアルカリ金属）は市
販の０．５〜４．２の範囲で任意に選択することができ
る。この中でＰｂ溶出防止性能、価格を考慮すると珪酸
ソーダであることが好ましく、さらにはモル比約３のＪ
ＩＳ規格３号水ガラスを用いることが好ましい。また、
水ガラスに、Ｃａイオンと反応して不溶性あるいは難溶
性のＣａ化合物を生成する炭酸Ｎａなどの化合物、さら
には水ガラスと反応してゲル化する硫酸などの化合物を
適量添加することも鉛溶出防止性能を向上させる目的で
有効である。

【００１８】リン酸塩としては、正リン酸塩、正リン酸
水素塩および縮合リン酸塩、縮合リン酸水素塩などが例
示でき、さらにナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウ
ム塩、カルシウム塩などが例示できるが、水溶性塩であ
ることが好ましく、水溶性のリン酸ソーダが好ましい。

【００１９】本発明で用いられる、鉛などの有害金属化
合物と反応して難溶性あるいは不溶性の化合物を生成す
る化合物としては、硫化ソーダなどの硫化物、炭酸塩、
シュウ酸塩、硫酸塩、およびクロム酸塩などが例示でき
る。工業的に入手可能なものとして、例えば栗田工業株
式会社製アッシュナイトＲシリーズなどが例示できる。

【００２０】本発明で用いられる有害金属安定化剤は、
上記セメント類、中和剤、無機吸着剤、キレート剤、水
ガラス、リン酸塩、およびＰｂなどの有害金属化合物と
反応して難溶性あるいは不溶性の化合物を生成する化合
物の内から選択される１種以上を主たる構成成分として
なるが、不可避的不純物の他、飛灰と有害金属安定化剤
との混練物の強度を増強するための添加剤、有害金属イ
オン還元剤、混練物に撥水性を付与するための添加剤な
どの各種添加剤を含むこともできる。また、構成成分が
２種以上の場合、事前に混合して使用することもできる
し、別々に飛灰に添加することもできる。選択した２種
以上の構成成分相互で反応し有害金属安定化効果を阻害
したり、有害ガスが発生するような場合には別々に添加
することが好ましい。

【００２１】本発明で用いられる有害金属安定化剤の種
類は、特に限定なく選ぶことが出来るが、本発明では、
飛灰に対するこれらの有害金属安定化剤の添加量は、処
理前あるいは処理しながら飛灰の性質を随時モニタリン
グし、その変動にあわせて、その都度最適な添加量を決
定する。さらに詳しくは、処理前あるいは処理しながら
飛灰中のＰｂ含有量や無処理における飛灰からのＰｂ溶
出量を随時モニタリングし、その変動にあわせて、ある
いは、処理前あるいは処理しながら焼却設備における消
石灰類の吹き込み量を随時モニタリングし、その変動に
あわせて、その時点における最適な添加量を決定する。

【００２２】前記飛灰の性質のモニタリングの具体的方
法は特に限定されるわけではないが、例えば、処理中に
飛灰のサンプリングを行い、採取した飛灰を自動的にプ
レス成形し、蛍光Ｘ線でＰｂ含有量を定量し、このＰｂ
含有量データに基づいて有害金属安定化剤の添加量を決
定する。望ましくは、混練機に入る直前の飛灰中のＰｂ
含有量データに基づいて有害金属安定化剤の添加量を決
めるのがよい。もう１つの具体例は、消石灰の吹き込み
量とＰｂ含有量の関係を把握しておき、処理される飛灰
中の消石灰量に基づいてＰｂ含有量を算出し、それに基
づいて有害金属安定化剤の添加量を決める方法である。
更に別の方法としては、処理前あるいは処理しながら灰
中のアルカリ分を、例えば酸で中和する方法などで定量
し、飛灰中のＰｂ含有量を算出し、それに基づいて有害
金属安定化剤を添加量を決める方法である。これらの方
法に基づいて有害金属安定化剤の添加量を決める頻度に
ついては、飛灰のバラツキや要望される管理の程度など
によって決めればよい。また、一般に、消石灰の吹き込
み量は煙道ガス中の塩酸ガス量によって制御されている
ので、処理前あるいは処理しながら煙道ガス中の塩酸ガ
ス量を随時モニタリングし、その変動にあわせて有害金
属安定化剤の添加量を決める方法も本発明の好ましい実
施態様である。

【００２３】

【作用】処理前あるいは処理しながら飛灰の性質を随時
モニタリングし、その変動にあわせて有害金属安定化剤
の添加量を決めることによって、加えられた有害金属安
定化剤が効率よく飛灰中の有害金属に対して作用する。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明では、処理前ある
いは処理しながら飛灰の性質を随時モニタリングし、そ
の変動にあわせて、有害金属安定化剤の最適な添加量を
決定し、飛灰に対してその時点で最適な量の有害金属安
定化剤を添加することによって、結果的にはより少ない
量の有害金属安定化剤によってＰｂなどの重金属の安定
化を行い、定められた溶出基準値以下にすることができ
る。

【００２５】

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

【００２６】（比較例および実施例）一般ごみ焼却場に
於いて、屋外排気ガス中のＨＣｌ濃度を一定にするよう
消石灰量を調整しながら焼却設備および排ガス処理装置
を運転した場合の飛灰を採取し、消石灰吹き込み量と採
取した飛灰中のＰｂ含有量との関係をあらかじめ調べて
おいた。上記のごみ焼却場において、前記と同様に屋外
排気ガス中のＨＣｌ濃度を一定にするよう消石灰量を調
整しながら焼却設備および排ガス処理装置を運転して飛
灰を採取した。このときの消石灰吹き込み量から、先に
調べた消石灰吹き込み量と飛灰中のＰｂ含有量との関係
に基づき、得られた飛灰中のＰｂ含有量を算出し、算出
した飛灰中のＰｂ含有量から有害金属安定化剤の添加量
を決め、飛灰に添加混合し、さらに適宜水を添加、混練
したものを２０℃で７日静置した後、環境庁告示１３号
（日本）のＰｂ溶出試験を行った。表１に、消石灰吹き
込み量から算出した飛灰中のＰｂ含有量、使用した有害
金属安定化剤の種類、および添加量添加、並びにＰｂ溶
出試験結果を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】以上より、本発明の廃棄物処理方法が、有
害金属の溶出を防止するために極めて有効であることが
明らかとなった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物焼却設備に付属する飛灰処理装置
   において、飛灰の処理前あるいは処理しながら飛灰の性
   質を随時モニタリングし、その変動にあわせて有害金属
   安定化剤の添加量を決定して飛灰に添加し、必要に応じ
   て水を添加して混合、混練する廃棄物処理方法。
2. 【請求項２】 飛灰中のＰｂ含有量または無処理におけ
   る飛灰からのＰｂ溶出量をモニタリングし、それらの変
   動にあわせて有害金属安定化剤の添加量を決定してなる
   請求項１記載の廃棄物処理方法。
3. 【請求項３】 前記焼却設備における消石灰類の吹き込
   み量をモニタリングし、その変動にあわせて有害金属安
   定化剤の添加量を決定してなる請求項１記載の廃棄物処
   理方法。
4. 【請求項４】 前記焼却設備における煙道ガス中の塩酸
   ガス量をモニタリングし、その変動にあわせて有害金属
   安定化剤の添加量を決定してなる請求項１記載の廃棄物
   処理方法。
5. 【請求項５】 前記有害金属安定化剤が、セメント類、
   中和剤、無機吸着剤、キレート剤、水ガラス、リン酸
   塩、およびＰｂなどの有害金属化合物と反応して難溶性
   あるいは不溶性の化合物を生成する化合物からなる群か
   ら選択される１種以上を主たる構成成分とする請求項１
   〜請求項４のいずれかに記載の廃棄物処理方法。