JP2001314871A

JP2001314871A - 廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JP2001314871A
Application number: JP2000140367A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogawa; 隆小川; Kazuhiro Terada; 和宏寺田; Toshiharu Kuroda; 利春黒田; Hiroyuki Okayama; 博之岡山; Masaki Kawashima; 正毅川島; Masafumi Moriya; 雅文守屋
Original assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Current assignee: Miyoshi Yushi KK; Miyoshi Oil and Fat Co Ltd
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、廃棄物中のダイオキシン類等を分解す
るために高温、高圧条件下での処理を行う等の必要があ
るため、処理設備への投資や設備の維持コストがかかる
という問題があった。また金属捕集剤のみを添加して廃
棄物中の金属を処理する従来の方法では、特に廃棄物が
固体状廃棄物の場合、処理した廃棄物中から金属が溶出
する虞れがあった。本発明は、廃棄物中の有害金属やダ
イオキシン類等の有害物質を、確実且つ効率よく無害化
処理することのできる廃棄物の処理方法を提供する。【解決手段】本発明の廃棄物の処理方法は、廃棄物
に、リン酸系化合物、アルミニウム化合物より選ばれた
少なくとも１種を添加する工程、金属捕集剤を添加する
工程、メカノケミカル処理を施す工程とからなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水、焼却灰、煤
塵、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等の廃棄物
中に存在するダイオキシン類等の有害な塩素化物や金属
を、分解したり捕集・固定化して廃棄物を無害化するこ
とのできる廃棄物の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ゴミ焼
却場等で生じる煤塵、鉱山から排出される鉱滓、廃水処
理の際に用いられる活性汚泥、汚染された土壌等の固体
状廃棄物中には種々の金属元素が含有されており、水
銀、カドミウム、鉛、亜鉛、銅、クロム等の人体に有害
な重金属元素が多量に含有されている場合も多い。これ
ら固体状廃棄物から金属が溶出すると、地下水、河川、
海水等が汚染される虞れがある。また近年は、これらの
廃棄物中にダイオキシン類等の有害な塩素化物が多量に
含有されている場合があり、大きな社会問題となってい
る。

【０００３】近年、金属で汚染された廃水や、煤塵、鉱
滓、汚泥、土壌等の固体状廃棄物を処理する方法として
は金属捕集剤を用いる方法が広く採用されており、廃水
中の金属を金属捕集剤によって捕集除去したり、固体状
廃棄物中の金属を金属捕集剤によって捕集固定化して固
体状廃棄物中から溶出しないように処理する方法が行わ
れている。

【０００４】しかしながら、金属捕集剤のみを用いて廃
棄物を処理する方法は、廃棄物が固体状廃棄物の場合に
は、金属捕集剤の固体状廃棄物への浸透力が低いことに
起因して、固体状廃棄物中の金属との反応性が必ずしも
充分ではなく、この結果、固体状廃棄物中に含まれる金
属の固定化が十分に行えない場合があった。また、金属
捕集剤では固体状廃棄物中に含有されているカルシウム
を固定化することは困難であり、固定化されていないカ
ルシウムは固体状廃棄物中から水中に溶出し易いため、
金属捕集剤で処理した固体状廃棄物を、更にセメント等
で固めて最終処分した場合でも、雨等に晒された際に、
固定化されていない固体状廃棄物中のカルシウムやセメ
ント壁内のカルシウムが溶出し易く、カルシウムが溶出
するとセメント壁が崩壊し易くなるとともに、固体状廃
棄物中で金属捕集剤によって固定化されていた他の金属
も遊離し易くなる虞がある。これを防ぐため従来は、多
量のセメント等を用いて固体状廃棄物を固めて処理する
ことが必要であり、セメント等で固めた後の容積が必要
以上に大きくなり、その後の処理や移送において問題が
あった。

【０００５】一方、廃棄物中に含まれるダイオキシン類
等の塩素化物を除去する方法としては、加熱脱塩素化
法、オゾンと紫外線とを併用する方法、高温・高圧下に
おける超臨界水の溶解性と分解特性を利用する方法等に
よりダイオキシン類を分解する方法が知られている。し
かしながら、これらの方法では高温、高圧等の特殊な条
件下での処理を必要とするため、処理設備への投資や設
備の維持コストがかかるという問題があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
廃棄物中の有害金属やダイオキシン類等の有害物質を、
確実且つ効率よく無害化処理することのできる廃棄物の
処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち本発明の廃棄物の処
理方法は、廃棄物を、リン酸系化合物、アルミニウム化
合物の少なくとも１種を添加する工程、金属捕集剤を添
加する工程、メカノケミカル処理する工程とからなるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明方法が処理の対象とする廃
棄物としては、工場や研究施設等から排出される廃水、
ゴミ焼却場において生成する焼却灰や煤塵、鉱滓、汚
泥、土壌、シュレッダーダスト等の固体状廃棄物等が挙
げられる。

【０００９】本発明方法において、リン酸系化合物とし
ては例えば、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸や、これら
のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシ
ウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。これらリン酸
系化合物のうち、亜リン酸、亜リン酸ナトリウム、亜リ
ン酸カルシウムが好ましい。上記リン酸類は１種又は２
種以上を混合して用いることができる。

【００１０】またアルミニウム化合物としては、例えば
水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム、酸化アルミニウム、硝酸アルミニウム、アルミ
ノシリカゲル、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ポリ
塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の複合塩が挙げられる。
これらアルミニウム化合物のうち、水酸化アルミニウ
ム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウムが好まし
い。アルミニウム化合物は１種又は２種以上を混合して
用いることができる。またアルミニウム化合物と前記リ
ン酸系化合物はいずれか一方のみを用いても良いが、ア
ルミニウム化合物の１種又は２種以上と、リン酸系化合
物の１種又は２種以上とを併用することもできる。

【００１１】本発明方法において用いる金属捕集剤とし
ては、金属に対する錯形成能を有する基、例えば酸素原
子、窒素原子、硫黄原子等の金属に対する配位能を有す
る原子を含む基を有する化合物で、例えば、リン酸基、
カルボン酸基、ジチオカルバミン酸基等の官能基を有す
る化合物等が挙げられる。金属捕集剤としては水溶性、
水分散性を有するものが好ましく、特にジチオカルバミ
ン酸基を有する化合物が、水銀等の重金属の捕集能に優
れるため好ましい。

【００１２】上記リン酸基を有する化合物としては、モ
ノアミン、ポリアミン等のアミン類と、リン酸、次亜リ
ン酸、亜リン酸等のリン酸類とホルマリンを反応させて
得られる化合物が挙げられる。カルボン酸基を有する化
合物としては、モノアミン、ポリアミン等のアミン類と
モノクロロ酢酸等を反応させて得られる化合物また、モ
ノアミン、ポリアミン等のアミン類とアクリル酸メチ
ル、アクリロニトリルを反応させ加水分解し、得られる
化合物が挙げられる。

【００１３】またジチオカルバミン酸基を有する化合物
としては、モノアミン、ポリアミン等のアミン類と、二
硫化炭素とを反応させて得られる化合物が挙げられる。
上記モノアミンとしては、モノメチルアミン、ジメチル
アミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノプロ
ピルアミン、ジプロピルアミン、モノブチルアミン、ジ
ブチルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルア
ミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、メチルフ
ェニルアミン、エチルフェニルアミン等が挙げられる。
またポリアミンとしては、例えばエチレンジアミン、プ
ロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレン
ジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレンジアミ
ン、ジブチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
トリプロピレンテトラミン、トリブチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミ
ン、テトラブチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサ
ミン、イミノビスプロピルアミン、モノメチルアミノプ
ロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン等の脂
肪族ポリアミン；1,3-ビス（アミノメチル）シクロヘキ
サン等のシクロアルカン系ポリアミン；1-アミノエチル
ピペラジン、ピペラジン等のピペラジン類；ポリエチレ
ンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリ−３−メチルプ
ロピルイミン、ポリ−２−エチルプロピルイミン等の環
状イミンの重合体；ポリビニルアミン、ポリアリルアミ
ン等の不飽和アミンの重合体が挙げられる。また、ビニ
ルアミン、アリルアミン等の不飽和アミンと、ジメチル
アクリルアミド、スチレン、アクリル酸メチル、メタク
リル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンス
ルホン酸等及びその塩類等の、不飽和アミンと共重合可
能な不飽和結合を有する他のモノマーとの共重合体も挙
げられる。

【００１４】上記アミン類は、ヒドロキシアルキル基、
アシル基、アルキル基等をＮ−置換基として有するもの
でも良い。Ｎ−ヒドロキシアルキル置換基は、上記アミ
ン類と、エポキシアルカンとを反応させることにより導
入することができ、Ｎ−アシル置換基は、上記アミン類
と、脂肪酸類を反応させることにより導入され、またＮ
−アルキル置換基は上記アミン類と、ハロゲン化アルキ
ルを作用させることにより導入される。Ｎ−ヒドロキシ
アルキル置換基は、アルキル基の炭素数が２〜２８であ
ることが好ましく、Ｎ−アシル置換基は炭素数２〜２６
であることが好ましい。またＮ−アルキル置換基は炭素
数２〜２２であることが好ましい。

【００１５】更に上記アミン類とエピハロヒドリンとが
重縮合した重縮合ポリアミン、重縮合ポリエチレンイミ
ンも使用できる。エピハロヒドリンとしては、エピクロ
ルヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン
等が挙げられる。尚、アミン類としては、窒素原子に結
合した活性水素原子を有し、錯形成能を有する基を形成
し得るものであれば、上記した以外のものであっても良
い。

【００１６】上記アミン類へのヒドロキシアルキル基、
アシル基、アルキル基等のＮ−置換基導入反応や、アミ
ン類とエピハロヒドリンとの重縮合反応は、アミン類に
錯形成能を有する基を導入する前に行っても後に行って
も良いが、前に行う場合には、アミン類にＮ−置換基を
導入したり、アミン類とエピハロヒドリンとの重縮合を
行った後において、錯形成能を有する基を導入できるだ
けの活性水素原子がアミン類中に残存している必要があ
る。

【００１７】またその他の金属捕集剤として、従来公知
の化合物及び市販されている金属固定化剤を用いること
ができる。例えばケイ酸ナトリウム、ケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸カリウム、シリカゲル等のケイ酸塩類、塩化
第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ポリ鉄
等の鉄化合物等も用いることができる。

【００１８】上記金属捕集剤は、１種又は２種以上の異
なる化合物を混合して用いることができる。

【００１９】本発明方法において、上記リン酸系化合
物、アルミニウム化合物、金属捕集剤を廃棄物に添加す
る工程は、廃棄物にメカノケミカル処理を施す工程の前
でも後でも良く、またメカノケミカル処理を施す工程と
同時に行っても良い。例えば、廃棄物にリン酸系化合
物、アルミニウム化合物の少なくとも１種を添加し、次
いでメカノケミカル処理を施した後、金属捕集剤を添加
する方法、廃棄物に、リン酸系化合物、アルミニウム
化合物の少なくとも１種と金属捕集剤とを添加した後、
メカノケミカル処理を施す方法、廃棄物にメカノケミ
カル処理を施しながら、リン酸系化合物、アルミニウム
化合物の少なくとも１種を添加し、メカノケミカル処理
終了後に金属捕集剤を添加する方法、廃棄物にリン酸
系化合物、アルミニウム化合物の少なくとも１種を添加
した後、メカノケミカル処理を施しながら金属捕集剤を
添加する方法、廃棄物にメカノケミカル処理を施しな
がら、リン酸系化合物、アルミニウム化合物の少なくと
も１種と金属捕集剤とを添加する方法、廃棄物に金属
捕集剤を添加した後、メカノケミカル処理を施しながら
リン酸系化合物、アルミニウム化合物の少なくとも１種
を添加する方法、等の種々の方法を採用することができ
る。

【００２０】本発明において、廃棄物にメカノケミカル
処理を施すには、振動ミル、ボールミル、ジェット粉砕
機、ハンマーミル等を用い、粉砕媒体として、鉄、ステ
ンレス、シリカ等の材質の球又は棒を入れ、１分〜１０
０時間、好ましくは５分〜１時間処理を行う方法を採用
することができる。

【００２１】本発明において、高濃度のダイオキシン類
を含む廃棄物の場合、上記メカノケミカル処理を施す前
に、廃棄物に微生物を添加してバイオレメディエーショ
ン処理を施すことが好ましい。メカノケミカル処理を施
す前にバイオレメディエーション処理を施してダイオキ
シン類の一部を分解しておくと、メカノケミカル処理の
負担が軽減化される。

【００２２】バイオレメディエーション処理に用いる微
生物としては、例えばバクテリア、嫌気性菌、担子菌等
が挙げられる。バイオレメディエーション処理には、廃
棄物にこれらの微生物を添加混合した後、廃棄物中の水
分含有量を６０〜７０％程度に調整して放置するか、あ
るいは廃棄物中の水分含有量を６０〜７０％程度に調整
した後、微生物を添加混合して放置する等の方法が採用
される。

【００２３】廃棄物が廃水の場合、本発明方法で処理し
た廃水は、生成したフロック（金属捕集剤が排水中の金
属を捕集して生成した不溶性物質）を分離除去した後、
河川等に放流することができる。また廃棄物が固体状廃
棄物の場合、必要に応じて処理後の固体状廃棄物をセメ
ントで固め、埋設、海洋投棄等の最終処分をすることが
できる。本発明方法で処理した固体状廃棄物をセメント
等で固めて最終処分する場合、従来法に比べてセメント
の使用量が少なくても、固体状廃棄物中の金属は確実に
固定化されているため、固体状廃棄物中から再溶出して
二次汚染を生じる等の虞れが少ない。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。尚、実施例、比較例において用いた金属捕集剤
は以下の通りである。

【００２５】金属捕集剤ａ：ジエチレントリアミン１
モル当たり、モノクロロ酢酸ナトリウム基を２モル導入
した化合物。金属捕集剤ｂ：ポリエチレンイミン（分子量１０万）
の１ユニット当たり、二硫化炭素０．５モルを水酸化ナ
トリウムの存在下で反応させてジチオ酸ナトリウム基を
導入した化合物。金属捕集剤ｃ：塩化第二鉄

【００２６】実施例１〜３鉛１ｍｇ／Ｌ、ダイオキシン類１００ｐｇ／Ｌを含む廃
水１Ｌ当たり、表１に示す化合物を添加した後、容積４
Ｌ、粉砕媒体ＳＵＳロッド（１９ｍｍφ）の振動ミルに
より室温下で１時間振動を加えて処理した。次いで廃水
に表１に示す金属捕集剤を添加し、振動ミルにて更に室
温下で１０分間処理した。処理後の廃水中に残存するダ
イオキシン類の濃度を測定した結果を表１に示す。また
処理後の廃水中に残存する金属濃度を原子吸光分析法に
よって測定した結果を表１にあわせて示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】比較例１実施例１〜３で用いたと同様の廃水に表１に示す化合物
及び金属捕集剤を添加した後、振動ミルによる処理を行
わず、均一になるように撹拌のみを行った後、室温で４
０分間静置した。処理後の廃水中に残存するダイオキシ
ン類の濃度及び金属濃度を測定した結果を表１にあわせ
て示す。

【００２９】実施例４〜６鉛１ｇ／ｋｇ、ダイオキシン類５００ｐｇ／ｇを含む土
壌１ｋｇ当たり、白色腐朽菌（担子菌の一種）を５００
ｇ添加して、３０日間バイオレメディエーション処理を
施した。次いで、表２に示す化合物と金属捕集剤とを添
加して、実施例１〜３で用いたと同様の振動ミルによ
り、室温下で１時間処理した。処理後の土壌中に残存す
るダイオキシン類濃度を測定した結果を表２に示す。ま
た処理後の土壌からの金属の溶出試験を環境庁告示第１
３号試験法に準じて行った。溶出した金属濃度を原子吸
光分析法によって測定した結果を表２にあわせて示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】比較例２実施例４〜６で用いたと同様の土壌に表２に示す化合物
と金属捕集剤とを添加した後、バイオレメディエーショ
ン処理及び振動ミルによる処理を行わずに、混練機によ
り１０分間混練した後、室温下で１時間静置した。処理
後の土壌中に残存するダイオキシン類の濃度、処理後の
土壌からの溶出金属濃度を測定した結果を表２にあわせ
て示す。

【００３２】実施例７〜９鉛３ｇ／ｋｇ、ダイオキシン類３００ｎｇ／ｇを含む煤
塵１ｋｇ当たり、表３に示す化合物と金属捕集剤とを添
加し、実施例１〜３で用いたと同様の振動ミルにて室温
下で３０分間処理した。処理後の煤塵中に残存するダイ
オキシン類の濃度、処理後の煤塵からの溶出金属濃度を
同様にして測定した結果を表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】比較例３実施例７〜９で用いたと同様の煤塵に、表３に示す化合
物を添加した後、金属捕集剤の添加を行わずに、実施例
１〜３で用いたと同様の振動ミルにより、室温下１時間
処理した。処理後の煤塵中に残存するダイオキシン類の
濃度、処理後の煤塵からの溶出金属濃度を測定した結果
を表３にあわせて示す。

【００３５】比較例４実施例７〜９で用いたと同様の煤塵に、表３に示す金属
捕集剤のみを添加した後、実施例１〜３と同様の振動ミ
ルにより、室温下１時間処理した。処理後の煤塵中に残
存するダイオキシン類の濃度、処理後の煤塵からの溶出
金属濃度を測定した結果を表３にあわせて示す。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、有害なダイオキシン類等の塩素化物を含む廃棄物
を、従来法に比して安価に且つ確実に無害化処理するこ
とができ、しかも廃棄物中に含まれる金属も同時に処理
することができる。また本発明方法で固体状廃棄物を処
理した場合、処理後の固体状廃棄物を最終処分する際に
セメント等で固める場合でも、少ないセメント使用量で
固体状廃棄物中から金属の再溶出を確実に防止できる。
また本発明方法で固体状廃棄物を処理した場合、セメン
ト等で固める必要がないか、セメント等で固める場合で
も、その使用量を少なくすることができることにより、
従来に比べて嵩が小さくて済み、その後の処理工程への
移送や処理作業が非常に容易となる等の効果がある。し
かして本発明方法によれば、ダイオキシン類等の有害な
塩素化物や有害な金属を含む廃棄物を、効率よく且つ確
実に処理することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０９Ｃ 1/08 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４ＡＣ０２Ｆ 1/62 ３０４Ｇ 11/00 ３０４Ｋ (72)発明者黒田利春東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者岡山博之東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者川島正毅東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内 (72)発明者守屋雅文東京都葛飾区堀切４丁目66番１号ミヨシ油脂株式会社内Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BB01 BC01 BD11 4D004 AA02 AA28 AA36 AA41 AA43 AB07 CA36 CA37 CC06 CC11 CC12 CC15 4D038 AA08 AB14 AB63 AB73 AB74 BA02 BB15 BB16 4D059 AA03 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AA18 BK11 BK30 CA24 DA16 DA17 DA19 DA24 DA39 DB08 DB09 DB23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物に、リン酸系化合物、アルミニウ
ム化合物の少なくとも１種を添加する工程、金属捕集剤
を添加する工程、メカノケミカル処理する工程とからな
ることを特徴とする廃棄物の処理方法。