CN106488808A - 螯合剂添加量确定装置和螯合剂添加量确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及准确地估计飞灰等废弃物中的重金属的不溶化所需的药剂添加量。本发明的装置1具备：吸光度测定机构2，在能够测定废弃物中的重金属和螯合剂的反应中未反应的螯合剂与金属化合物的反应产物的螯合化金属的含量的波长下，测定试样的吸光度；和，螯合剂量算出机构3，基于该测定结果，算出处理所需的螯合剂的量。另外，本发明的方法包括如下工序：螯合剂添加工序S1，向含重金属废弃物中添加过量的螯合剂，使重金属不溶化；金属化合物添加工序S4，向试样中添加金属化合物，利用未反应的螯合剂进行螯合化；吸光度测定工序S5，在能够测定基于该工序的螯合化金属的含量的波长下，测定试样的吸光度；螯合剂量算出工序S6，基于该测定结果，算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。

Description

螯合剂添加量确定装置和螯合剂添加量确定方法

技术领域

本发明涉及螯合剂添加量确定装置和螯合剂添加量确定方法，更详细而言，涉及确定为了使垃圾焚烧飞灰等固体废弃物中所含的重金属不溶化而所需的螯合剂的量的装置和方法。

背景技术

将废弃物焚烧时，产生含有重金属的灰(以下，也称为“飞灰”)。飞灰根据废弃物处理法被指定为特别管理的一般废弃物，实施中间处理后，有义务通过填埋等进行处置。

作为中间处理的一个方法，已知有：将螯合系重金属固定剂与飞灰混合，使飞灰中所含的重金属不溶化。螯合剂的添加量不足时，在处理的稳定性的方面存在问题，螯合剂的添加量过量时，在经济性的方面存在问题，因此，确定螯合剂的适当的添加量是极重要的。

作为确定螯合剂的适当的添加量的方法，提出了：经时地测定在含重金属灰与水的浆料中添加一定量的该螯合系重金属固定化剂时的该浆料的氧化还原电位，求出该螯合系重金属固定化剂添加后的该氧化还原电位的正的变化量，基于该正的变化量，确定前述必要添加量(例如参照专利文献1)。

另外，提出了：从废弃物采集样品，相对于样品的规定量添加液体螯合剂，使样品中的重金属与液体螯合剂反应，对于添加了液体螯合剂的样品，求出对于液体螯合剂而言特异性的波长下的吸光度IB，由吸光度IB求出样品中的未反应的液体螯合剂的量B，通过空白试验求出相当于添加的液体螯合剂的总量的上述波长下的吸光度IA，由吸光度IA求出添加的液体螯合剂的总量A，由该总量A与量B的差求出与重金属反应了的液体螯合剂的量C，基于该量C与样品的规定量的比，确定对于处理废弃物而言适当的液体螯合剂的添加量(例如参照专利文献2)。而且，专利文献2中还记载了：螯合剂为二硫代氨基甲酸系时，该螯合剂在286nm、257nm、215nm处具有极大吸收。

然而，重金属在紫外线区域(200nm～250nm)处具有吸收峰。专利文献2所述的方法中，求出286nm、257nm或215nm中的吸光度，因此，有受到未反应的重金属所导致的扰乱的可能性。因此，提出了：在含有重金属的固体废弃物中添加过量的螯合剂，使其反应后，测定未反应的螯合剂量的在330nm以上且具有吸光度为1ABS～3ABS的峰的波长的吸光度，由该测定值确定固体废弃物中的重金属的不溶化所需的螯合剂的添加量(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-126685号公报

专利文献2：日本特开平10-337550号公报

专利文献3：日本特开2010-260010号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1所述的方法中，浆料的pH和浆料中所含的未反应的金属可能对氧化还原电位造成影响。因此，从提高测定精度的方面出发，尚有改良的余地。

另外，飞灰不仅含重金属、其他金属而且还包含难以特定的多种成分。专利文献2和3所述的方法中，这些成分对吸光度造成影响，算出所需的液体螯合剂的添加量时，有算出比真正所需的最小添加量高的可能性。因此，即使通过专利文献2和3所述的方法，在提高测定精度的方面尚有改良的余地。

本发明是鉴于以上的实际情况而作出的，提供：能够更准确地估计垃圾焚烧飞灰等废弃物中所含的重金属的不溶化所需的药剂添加量的方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了达成前述目的反复深入研究，结果发现：通过使废弃物中所含的重金属用螯合剂进行不溶化后，在试样中加入金属化合物，从而生成螯合化金属，在能够测定该螯合化金属的含量的波长下测定试样的吸光度，由此可以解决上述课题，所述螯合化金属是上述金属化合物与未与上述重金属反应的未反应螯合剂的反应产物，从而完成了本发明。具体而言，本发明提供以下。

(1)本发明为一种螯合剂添加量确定装置，其具备：吸光度测定机构，在能够测定螯合化金属的含量的波长下，测定含有前述螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度，所述螯合化金属是金属化合物与废弃物中所含的重金属和螯合剂的反应中未反应的未反应螯合剂的反应产物；和，螯合剂量算出机构，基于利用前述吸光度测定机构的测定结果，算出前述废弃物的处理所需的螯合剂的量。

(2)另外，本发明为(1)所述的螯合剂添加量确定装置，其中，前述含螯合化金属试样为实质上不含有前述重金属与前述螯合剂的反应产物的试样。

(3)另外，本发明为(1)或(2)所述的螯合剂添加量确定装置，其中，前述含螯合化金属试样含有pH缓冲剂。

(4)另外，本发明为(1)至(3)中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，前述螯合剂包含二硫代氨基甲酸系螯合剂。

(5)另外，本发明为(1)至(4)中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，前述金属化合物包含选自二价铁盐、三价铁盐、铜盐、镍盐、镉盐和镁盐中的1种以上的金属盐。

(6)另外，本发明为(1)至(5)中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，前述吸光度测定机构在400nm以上且700nm以下的波长下测定前述含螯合化金属试样的吸光度。

(7)另外，本发明为一种螯合剂添加量确定方法，其包括如下工序：螯合剂添加工序，在包含重金属的废弃物中添加过量的螯合剂，使前述重金属不溶化；金属化合物添加工序，在螯合剂添加后的试样中添加金属化合物，利用前述螯合剂添加工序中的未与前述重金属反应的未反应螯合剂使前述金属化合物螯合化；吸光度测定工序，在能够测定前述未反应螯合剂与前述金属化合物的反应产物的螯合化金属的含量的波长下，测定含有前述螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度；和，螯合剂量算出工序，基于前述吸光度测定工序中的测定结果，算出前述废弃物的处理所需的螯合剂的量。

(8)另外，本发明为(7)所述的螯合剂添加量确定方法，其还包括如下的固液分离工序：在前述螯合剂添加工序后，对含有前述重金属与前述螯合剂的反应产物、和未与前述重金属反应的液体的未反应螯合剂的固液混合试样进行固液分离，前述金属化合物添加工序为在前述固液分离工序后进行的工序。

(9)另外，本发明为(7)或(8)所述的螯合剂添加量确定方法，其中，还包括在先于前述金属化合物添加工序前，在试样中添加pH缓冲剂的pH缓冲剂添加工序。

发明的效果

本发明中，在适合于未反应螯合剂与金属化合物的反应产物的螯合化金属的波长下而不是在适合于未与重金属反应的未反应螯合剂本身测定的波长下，利用试样的吸光度法进行测定。根据本发明，除了可以抑制飞灰中所含的各种金属对吸光度的影响之外，还可以抑制难以特定的多种成分对吸光度造成的影响，作为结果，可以更准确地估计垃圾焚烧飞灰等废弃物中所含的重金属的不溶化所需的药剂添加量。

附图说明

图1为用于说明本实施方式的螯合剂添加量确定装置1的大致构成的框图。

图2为用于说明本实施方式的螯合剂添加量确定方法的流程图。

图3为示出相对于飞灰的螯合剂添加率与溶出液中的铅浓度的关系的图。

图4为示出实施例2和比较例3～5的样品的测定波长200～700nm下的吸光度的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，本发明不限定于这些。

＜螯合剂添加量确定装置1＞

图1为用于说明本实施方式的螯合剂添加量确定装置1的大致构成的框图。螯合剂添加量确定装置1具备：吸光度测定部2，在能够测定螯合化金属的含量的波长下，测定含有螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度，所述螯合化金属是金属化合物与废弃物中所含的重金属和螯合剂的反应中未反应的未反应螯合剂的反应产物；和，螯合剂量算出部3，基于利用该吸光度测定机构2的测定结果，算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。

〔吸光度测定部2〕

吸光度测定部2具有如下功能：在能够测定螯合化金属的含量的波长下，测定含有螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度，所述螯合化金属是金属化合物与废弃物中所含的重金属和螯合剂的反应中未反应的未反应螯合剂的反应产物。

[废弃物]

废弃物只要包含重金属就没有特别限定。本实施方式的特征在于，除了废弃物中所含的各种金属之外，还可以抑制难以特定的多种成分对吸光度造成的影响，因此，废弃物优选含有难以特定的多种成分，例如为垃圾焚烧飞灰、电炉灰尘、生物质焚烧灰等。

作为废弃物中所含的重金属的例子，可以举出：铅、水银、镉、6价铬、砷、硒、镍、钼、锑、铜、锌、锰等。

[螯合剂]

螯合剂的种类没有特别限定，从可以与重金属适宜地反应而使重金属不溶化的方面出发，螯合剂优选为二硫代氨基甲酸系螯合剂，更优选为二硫代氨基甲酸盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐、环烷基二硫代氨基甲酸盐、哌嗪二硫代氨基甲酸盐、四亚乙基五胺二硫代氨基甲酸盐、多胺的二硫代氨基甲酸盐。螯合剂可以单独使用1种也可以组合使用2种以上。

[未反应螯合剂]

本说明书中，“未反应螯合剂”是指，上述重金属与螯合剂的反应中未反应的螯合剂。添加螯合剂后的试样只要含有该未反应螯合剂就没有特别限定，为了提高测定精度，试样优选为实质上不含有重金属与螯合剂的反应产物的试样。

由重金属与螯合剂的反应生成的反应产物不溶于水，在试样内析出并沉淀。因此，去除该反应产物的方法只要能够将作为固体的反应产物与作为液体的未反应螯合剂固液分离就没有特别限定，可以举出：沉降分离、过滤、离心分离，膜分离等。

另外，试样为碱性的情况下，在试样中加入金属化合物时，金属化合物中的金属离子与氢氧化物离子反应，形成不溶性的氢氧化物，因此，有时对算出废弃物的处理所需的螯合剂的量的精度造成影响。因此，添加螯合剂后的试样优选含有pH缓冲剂。

pH缓冲剂优选缓冲区域的pH为6以上且7以下，例如可以举出：三(羟基甲基)氨基甲烷，哌嗪-1,4-二乙磺酸或2-[4-(2-羟基乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸。pH缓冲剂更优选为哌嗪-1,4-二乙磺酸。pH缓冲剂可以单独使用1种也可以组合使用2种以上。

[金属化合物]

与未反应螯合剂反应的金属化合物的种类没有特别限定，从可以与未反应螯合剂反应、适合地生成螯合化金属的沉淀物的方面出发，金属化合物优选为选自二价铁盐、三价铁盐、铜盐、镍盐、镉盐和镁盐中的1种以上金属盐。另外，金属化合物优选为硫酸盐或盐酸盐。从显色的程度、分析作业结束后的排放时无需特殊处理的方面出发，金属化合物更优选为二价铁盐或三价铁盐，例如氯化亚铁，硫酸亚铁，氯化铁或硫酸铁。

[含螯合化金属试样的吸光度的测定]

测定含有螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度的波长只要为能够测定上述螯合化金属的含量的波长即可。具体而言，测定波长优选为400nm以上且700nm以下，更优选为500nm以上且700nm以下。波长如果处于该范围内，则可以说溶出液中所含的pH缓冲剂、未反应的金属化合物对吸光度造成的影响极小。

本实施方式中，适合的测定波长为400nm以上且700nm以下，因此，吸光度的测定装置只要为通常所广泛使用的分光光度计即可。因此，自动运转时，对安全性等也没有任何妨碍。另外，测定波长为400nm以上时，玻璃比色槽所产生的吸收峰与本波长相比处于短波长侧，因此，可以使用通常的玻璃比色槽而不必使用昂贵的石英比色槽，便利性高。

〔螯合剂量算出部3〕

螯合剂量算出部3具有如下功能：基于利用吸光度测定部2的测定结果，算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。

算出的方法没有特别限定，例如可以举出：利用示出螯合剂与金属化合物的反应产物的螯合化金属的浓度和测定波长下的吸光度的关系的标准曲线，根据从含螯合化金属试样的吸光度中扣除空白试验的吸光度而得到的吸光度，算出含螯合化金属试样中所含的螯合化金属的浓度，根据该浓度算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。

上述情况下，空白试验的试样优选为含有废弃物但不含有螯合剂的试样，而不是废弃物、螯合剂均不含有的试样，特别是，更优选的是，从本试验的试样中仅去除了螯合剂的试样，即，含有废弃物、pH缓冲剂和金属化合物但不含有螯合剂的试样。如此，可以抑制废弃物中所含的难以特定的多种成分对吸光度造成的影响，可以更准确地估计废弃物中所含的重金属的不溶化所需的药剂添加量。

＜螯合剂添加量确定方法＞

图2为用于说明本实施方式的螯合剂添加量确定方法的流程图。螯合剂添加量确定方法至少包括如下工序：螯合剂添加工序S1、金属化合物添加工序S4、吸光度测定工序S5、和螯合剂量算出工序S6。另外，虽非必须，但螯合剂添加量确定方法优选进一步包括固液分离工序S2和pH缓冲剂添加工序S3。以下，对本实施方式的螯合剂添加量确定方法依次进行说明。

〔螯合剂添加工序S1〕

螯合剂添加工序S1为在包含重金属的废弃物中添加过量的螯合剂，使重金属不溶化的工序。

向废弃物中添加螯合剂，使废弃物中所含的重金属不溶化的方法没有特别限定，可以向废弃物和螯合剂中加入少量的水，向将其用刮铲等混合而成的含废弃物试样中进一步加入大量的水，进行水平振荡，也可以向废弃物中加入少量的水，向将其用刮铲等混合而成的含废弃物试样中进一步加入螯合剂和大量的水，进行水平振荡。另外，也可以对于废弃物和螯合剂一次性加入大量水后，用磁力搅拌器进行搅拌。

利用刮铲等的混合前，向废弃物中加入少量的水是为了避免由混合而使灰发生飞散。因此，水的添加量只要为能够抑制灰发生飞散的量就没有特别限定。

另一方面，利用刮铲等的混合后，向废弃物中加入大量的水是为了对测定对象物的浓度进行适当地稀释，通过该稀释，测定试样的吸光度时的测定精度提高。然而还存在如下意见，由于将测定对象物的浓度稀释，而使水中所含的杂质对吸光度造成影响。因此，还可以考虑，使测定波长偏离测定对象物的具有极大吸收的波长，不必将测定对象物的浓度进行稀释(例如上述专利文献3)。然而，本实施方式中，水中所含的杂质对吸光度造成的影响为能够忽略的程度(下述实施例2)，使测定波长偏离测定对象物的具有极大吸收的波长所产生的影响反倒大(下述实施例1)。因此，本实施方式中，优选的是，利用刮铲等混合后，向废弃物中加入水，将测定对象物的浓度适当地稀释。

本实施方式中，作为表示稀释的程度的参数，采用用水的质量/废弃物的质量定义的液固比这样的参数。试样的液固比没有特别限定，液固比优选为10以上且1000以下，更优选为50以上且500以下，进一步优选为100以上且300以下。液固比过小时，稀释的程度不充分，测定试样的吸光度时，吸光度有超过测定仪器的测定上限的可能性。另外，有重金属的不溶化未充分进行的可能性，而且也有之后的固液分离未适合地进行的可能性。液固比过大时，吸光度过小，有试样的吸光度的准确性缺乏的可能性。另外，为了使不溶化适合地进行，需要大型的装置，是低效的。

另外，水的种类没有特别限定，为了将水中所含的杂质对吸光度造成的影响抑制为最低限度，因此水优选为蒸馏水、纯水等。

本实施方式中，测定螯合化金属的含量，所述螯合化金属是金属化合物与废弃物中所含的重金属和螯合剂的反应中未反应的未反应螯合剂的反应产物。因此，重金属与螯合剂的反应中，需要螯合剂的添加量为过量，即，比与废弃物中所含的重金属的反应所需的化学当量多。螯合剂的添加量少于上述化学当量时，上述未反应螯合剂根本不生成，不优选。

重金属与螯合剂的反应时间没有特别限制，优选为5分钟以上且60分钟以下，更优选为10分钟以上且30分钟以下，进一步优选为10分钟以上且20分钟以下。反应时间过短时，螯合化反应有时未达到平衡。反应时间过长时，螯合化反应虽然已经达到平衡，但是仍持续重金属与螯合剂的反应，是低效的。

〔固液分离工序S2〕

固液分离工序S2为如下工序：在螯合剂添加工序S2后，对含有重金属与螯合剂的反应产物、和未与重金属反应的液体的未反应螯合剂的固液混合试样进行固液分离。

固液分离的方法没有特别限定，可以举出：沉降分离、过滤、离心分离、膜分离等。其中，从固体与液体的分离性优异，且简便的方面出发，作为去除反应产物的方法，优选采用过滤。过滤优选利用玻璃纤维滤纸或膜滤器进行。

过滤器的孔径没有特别限定，考虑作为固体的反应产物与作为液体的未反应螯合剂的分离性、和过滤时间等时，过滤器的孔径优选为0.45μm以上且1.0μm以下，更优选为0.80μm以上且1μm以下。

〔pH缓冲剂添加工序S3〕

pH缓冲剂添加工序S3为先于后面说明的金属化合物添加工序S4前，在试样中添加pH缓冲剂的工序。如上述那样，试样为碱性的情况下，在试样中加入金属化合物时，金属化合物中的金属离子与氢氧化物离子反应，形成不溶性的氢氧化物，因此有时对算出废弃物的处理所需的螯合剂的量的精度造成影响。因此，优选的是，进行pH缓冲剂添加工序S3，调整试样的pH。

〔金属化合物添加工序S4〕

金属化合物添加工序S4为如下工序：在螯合剂添加后的试样中添加金属化合物，利用螯合剂添加工序S1中的未与重金属反应的未反应螯合剂使金属化合物螯合化。

〔吸光度测定工序S5〕

吸光度测定工序S5为如下工序：在能够测定未反应螯合剂与金属化合物的反应产物的螯合化金属的含量的波长下，测定含有螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度。

〔螯合剂量算出工序S6〕

螯合剂量算出工序S6为如下工序：基于吸光度测定工序S5中的测定结果，算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。算出的方法没有特别限定，例如可以举出：使用示出螯合剂与金属化合物的反应产物的螯合化金属的浓度和测定波长下的吸光度的关系的标准曲线，根据从含螯合化金属试样的吸光度中扣除空白试验的吸光度而得到的吸光度，算出含螯合化金属试样中所含的螯合化金属的浓度，根据该浓度，算出废弃物的处理所需的螯合剂的量。

然而，空白试验是为了尽量将废弃物中所含的难以特定的多种成分对吸光度造成的影响抑制为较低，更准确地估计废弃物中所含的重金属的不溶化所需的药剂添加量而进行的。因此，优选的是，空白试验除了不添加螯合剂之外，为完全相同的试样，即，上述螯合剂添加工序S1中不添加螯合剂，除此之外，经过从固液分离工序S2至吸光度测定工序S5为止完全同样的工序，测定吸光度。

实施例

以下，根据实施例更详细地说明本发明，但本发明不限定于这些。

以下全部实验中，作为废弃物使用都市垃圾焚烧飞灰，均使用同一试样。另外，螯合剂均使用二硫代氨基甲酸盐(制品名：K-8122，栗田工业株式会社制)。

＜预实验＞

首先，为了把握确实地满足填埋铅的基准值(低于0.3mg/L)的适当的螯合添加量，以满足铅的分析下限值(低于0.05mg/L)的螯合添加量作为适当的添加量，进行预实验。

对于飞灰50g加入蒸馏水30重量％后，进而对于飞灰加入0重量％(无添加)、1.5重量％、2.0重量％、2.5重量％的螯合剂后，用刮铲混合，制备4种试样。接着，向容量500mL的容器中，以用水的质量/飞灰的质量定义的液固比为10的方式，加入试样50g和蒸馏水500ml，水平振荡6小时，得到溶出液。之后，使用孔径1μm的膜滤器过滤所得溶出液，通过原子吸光法测定溶液中的铅浓度。

将如以上得到的、相对于飞灰的螯合剂添加率与溶出液中的铅浓度的关系示于图3。由图3可知，满足铅的分析下限值(低于0.05mg/L)的适当的螯合剂添加量相对于飞灰为2.5重量％。

＜实验1＞螯合剂添加量的测定精度的比较

〔实施例1〕显色试剂：螯合化金属、测定波长：525nm

[标准曲线的制成]

将螯合剂与氯化铁(II)四水合物的反应产物的螯合化金属的含量和波长525nm下的吸光度的关系进行直线近似(collinear approximation)，形成实施例1中的标准曲线(未作图示)。

[适当添加率的算出]

向容量500mL的容器中加入灰2.5g，为了将试样中所含的测定对象物的浓度稀释，以液固比为200的方式加入蒸馏水500mL后，加入转子在磁力搅拌器中边搅拌边进一步添加相对于飞灰为5重量部％的螯合剂，搅拌20分钟，得到溶出液。接着，使用孔径1μm的膜滤器过滤该溶出液。在该滤液10mL中添加分别包含各500mg/L的作为pH缓冲剂的哌嗪-1,4-二乙磺酸、和作为金属化合物的氯化铁(II)四水合物的混合溶液1mL，测定波长525nm下的吸光度(a)。另外，不添加螯合剂，除此之外，进行同样的操作，将测定的吸光度作为空白试验的吸光度(b)。将由以上求出的、含螯合剂试样的吸光度与空白试验的吸光度的差(a-b)作为含螯合剂试样中的实际的螯合化金属的吸光度。

接着，通过预先制成的标准曲线算出与该吸光度对应的螯合化金属浓度。如此算出的螯合化金属浓度与溶液中的残留螯合剂浓度对应。由残留螯合剂的浓度与溶出液的固液比求出相对于飞灰的残留螯合剂的添加率。接着，将螯合剂添加率与残留螯合剂的添加率的差作为适当添加率。各测定值和计算值如表1所示。

〔比较例1〕显色试剂：螯合剂、测定波长：286nm

[标准曲线的制成]

将螯合剂的含量与波长286nm下的吸光度的关系进行直线近似，形成比较例1中的标准曲线(未作图示)。

[适当添加率的算出]

向容量500mL的容器中加入飞灰2.5g，以液固比为200的方式加入蒸馏水500mL后，加入转子在磁力搅拌器中边搅拌边进一步添加相对于飞灰为5重量部％的螯合剂，搅拌20分钟，得到溶出液。接着，使用孔径1μm的膜滤器过滤该溶出液。测定该滤液的波长286nm下的含螯合剂试样的吸光度。另外，不添加螯合剂，除此之外，进行同样的操作，将测定的吸光度作为空白试验的吸光度。将由以上求出的、含螯合剂试样的吸光度(a)与空白试验的吸光度(b)的差作为含螯合剂试样中所含的残留螯合剂的吸光度。

接着，通过预先制成的标准曲线算出与该吸光度对应的螯合剂浓度。由残留螯合剂的浓度与溶出液的固液比求出相对于飞灰的残留螯合剂的添加率。接着，将螯合剂添加率与残留螯合剂的添加率的差作为适当添加率。各测定值和计算值如表1所示。

〔比较例2〕显色试剂：螯合剂、测定波长：350nm

使测定吸光度时的波长为350nm，除此之外，进行与比较例1同样的操作，算出适当添加率。各测定值和计算值如表1所示。

[表1]

〔结果〕

由实施例1求出的最佳添加率为2.4重量％，与通过预实验求出的螯合添加剂的添加率、即满足铅的分析下限值(低于0.05mg/L)的适当的螯合添加率(2.5重量％)基本一致。

另一方面，由比较例1求出的适当添加率为2.8重量％，与通过预实验求出的螯合添加剂的添加率相比稍过量。另外，比较例2中，算出的残留螯合剂添加率高于原始的螯合剂添加率，无法求出适当添加率。认为，将螯合剂本身作为显色试剂，测定测定波长为286nm或350nm时的吸光度来求出适当添加率时，飞灰中所含的难以特定的多种成分对吸光度造成影响。

＜实验2＞pH缓冲剂、金属化合物和溶出液中的成分对吸光度造成的影响

〔实施例2〕显色试剂：螯合化金属

吸光度的测定波长为200nm以上且700nm以下的连续的范围，除此之外，通过与实施例1同样的操作，测定吸光度(a)。将结果示于图4。

〔比较例3〕显色试剂：螯合剂

吸光度的测定波长为200nm以上且700nm以下的连续的范围，除此之外，通过与比较例1同样的操作，测定吸光度(a)。结果示于图4。

〔比较例4〕显色试剂：无，pH缓冲剂和金属化合物：无

不添加螯合剂，除此之外，通过与比较例3同样的操作，测定吸光度(a)。将结果示于图4。

〔比较例5〕显色试剂：无，pH缓冲剂和金属化合物：有

不添加螯合剂，除此之外，通过与实施例2同样的操作，测定吸光度(a)。将结果示于图4。

〔结果〕

根据图4的比较例4和比较例5可以说，测定波长为400nm以上且700nm以下时，作为pH缓冲剂的哌嗪-1,4-二乙磺酸与作为金属化合物的氯化铁(II)四水合物对吸光度造成的影响极小。另外，如实施例2那样可以说，将螯合化金属作为显色试剂时，该测定波长的范围内具有足够高的吸光度，因此可以准确地估计螯合剂的适当添加率。

另一方面，根据比较例3和比较例4可以说，测定波长为215nm以上且350nm以下时，无法无视溶出液中的除了螯合剂之外的成分对吸光度造成的影响。因此认为，将螯合剂作为显色试剂，将215nm以上且350nm以下作为测定波长时，溶出液中的除了螯合剂之外的成分对吸光度造成影响，可能产生测定误差。

产业上的可利用性

根据本发明的螯合剂添加量确定装置或螯合剂添加量确定方法，对于防止重金属自垃圾焚烧场等产生的飞灰、焚烧灰、煤尘；自矿山排出的矿渣、废水处理时产生的活性污泥、化学工厂所在地等被污染的土壤等中溶出所需的螯合剂的量，可以适量、简便、迅速、廉价且准确地确定。

附图标记说明

1 螯合剂添加量确定装置

2 吸光度测定部

3 螯合剂算出部

S1 螯合剂添加工序

S2 固液分离工序

S3 pH缓冲剂添加工序

S4 金属化合物添加工序

S5 吸光度测定工序

S6 螯合剂量算出工序

Claims (9)

1.一种螯合剂添加量确定装置，其具备：

吸光度测定机构，在能够测定螯合化金属的含量的波长下，测定含有所述螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度，所述螯合化金属是金属化合物与废弃物中所含的重金属和螯合剂的反应中未反应的未反应螯合剂的反应产物；和，

螯合剂量算出机构，基于利用所述吸光度测定机构的测定结果，算出所述废弃物的处理所需的螯合剂的量。

2.根据权利要求1所述的螯合剂添加量确定装置，其中，所述含螯合化金属试样为实质上不含有所述重金属与所述螯合剂的反应产物的试样。

3.根据权利要求1或2所述的螯合剂添加量确定装置，其中，所述含螯合化金属试样含有pH缓冲剂。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，所述螯合剂包含二硫代氨基甲酸系螯合剂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，所述金属化合物包含选自二价铁盐、三价铁盐、铜盐、镍盐、镉盐和镁盐中的1种以上的金属盐。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的螯合剂添加量确定装置，其中，所述吸光度测定机构在400nm以上且700nm以下的波长下测定所述含螯合化金属试样的吸光度。

7.一种螯合剂添加量确定方法，其包括如下工序：

螯合剂添加工序，在包含重金属的废弃物中添加过量的螯合剂，使所述重金属不溶化；

金属化合物添加工序，在螯合剂添加后的试样中添加金属化合物，利用所述螯合剂添加工序中的未与所述重金属反应的未反应螯合剂使所述金属化合物螯合化；

吸光度测定工序，在能够测定所述未反应螯合剂与所述金属化合物的反应产物的螯合化金属的含量的波长下，测定含有所述螯合化金属的含螯合化金属试样的吸光度；和，

螯合剂量算出工序，基于所述吸光度测定工序中的测定结果，算出所述废弃物的处理所需的螯合剂的量。

8.根据权利要求7所述的螯合剂添加量确定方法，其还包括如下的固液分离工序：在所述螯合剂添加工序后，对含有所述重金属与所述螯合剂的反应产物、和与所述重金属未反应的液体的未反应螯合剂的固液混合试样进行固液分离，

所述金属化合物添加工序为在所述固液分离工序后进行的工序。

9.根据权利要求7或8所述的螯合剂添加量确定方法，其中，还包括在先于所述金属化合物添加工序前，在试样中添加pH缓冲剂的pH缓冲剂添加工序。