JP2002273378A

JP2002273378A - アルカリ成分含有飛灰の処理方法

Info

Publication number: JP2002273378A
Application number: JP2001080989A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Masuko; 光博益子; Ichiro Ito; 一郎伊藤; Katsumi Matsumoto; 克美松本
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アルカリ成分含有飛灰中のダイオキシン類の
分解除去と重金属の固定処理とを一工程で行うと共に、
リン酸等の無機系重金属固定剤の必要添加量を低減す
る。【解決手段】アルカリ成分含有飛灰を無機系重金属固
定剤の存在下に３５０℃以上に加熱するアルカリ成分含
有飛灰の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミ焼却炉等の焼
却施設から排出される消石灰等のアルカリ成分を含有す
る飛灰に含まれる重金属とダイオキシン類とを同時に処
理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物等の焼却の際には、飛灰（ばいじ
ん）が発生し、集塵設備において廃ガスから分離され
る。この飛灰には、集塵工程で生成する有害なポリクロ
ロジベンゾダイオキシン，ポリクロロジベンゾフラン及
びコプラナーＰＣＢ等のダイオキシン類と、焼却工程で
廃棄物から揮発した鉛（Ｐｂ）やカドミウム（Ｃｄ）等
の重金属類が含有されている。また、焼却炉で発生する
廃ガス中には、塩化水素（ＨＣｌ）、硫黄酸化物（ＳＯ
_Ｘ）等の強酸性成分が含まれていることから、これらの
強酸性成分を除去するために消石灰等のアルカリを噴霧
して中和した後、集塵設備で飛灰と分離することが行わ
れている。この場合、排出される飛灰は、未反応（過剰
分）の消石灰等のアルカリを含むアルカリ成分含有飛灰
となる。

【０００３】ところで、焼却施設から排出された飛灰
は、埋立て、地盤工事等に有効利用されるか、或いは廃
棄処分されるが、飛灰の有効利用又は廃棄に当っては、
含有される重金属の溶出を防止する処理を施す必要があ
ると共に、ダイオキシン類を分解除去する処理を施す必
要がある。

【０００４】従来、ダイオキシン類の分解処理方法とし
ては、次のような方法が提案されている。集塵灰を加熱装置に導入し、１００℃以上の加熱空
気を導入すると共に３００℃以上に加熱し、集塵灰中の
有機塩素化合物を分解する方法（特開平７−１１２１７
２号公報）。ダイオキシン含有飛灰を窒素ガス等の還元性雰囲気
下、３２０〜４００℃で１〜２時間保持する方法（ハー
ゲンマイヤープロセス “ＯＲＧＡＮＯＨＡＬＯＧＥＮ
ＣＯＭＰＯＵＮＤＳＶｏ．２７（１９９６）” １
４７〜１５２頁）。

【０００５】一方、飛灰中の重金属類の溶出を防止する
ための処理方法としては、次のような方法が提案されて
いる。飛灰にジチオカルバミン酸塩等のキレート剤と加湿
水を添加して混合し、飛灰中の重金属とキレート化合物
を形成させることにより溶出を防止する方法。飛灰にセメントと加湿水を添加して混合し、セメン
トの水和反応により生じるエトリンガイト中に飛灰中の
重金属を封じ込めることにより溶出を防止する方法。飛灰にリン酸及びリン酸塩を添加して混合し、リン
酸と飛灰中のカルシウムとで重金属のアパタイト化合物
を形成させることにより溶出を防止する方法。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、飛灰中の
ダイオキシン類と重金属とを処理するためには、ダイオ
キシン類を分解する加熱工程と、その後、重金属固定剤
と接触させるための混合工程の２工程が必要となり、処
理が煩雑である。

【０００７】また、特にアルカリ成分含有飛灰をリン酸
等の重金属固定剤で処理する場合、飛灰中のアルカリ成
分によりリン酸等の重金属固定剤が消費され、重金属固
定剤の必要添加量が増加するという問題もあった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、アル
カリ成分含有飛灰中の重金属とダイオキシン類とを同時
に処理すると共に、重金属固定剤の必要添加量を低減す
ることができるアルカリ成分含有飛灰の処理方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のアルカリ成分含
有飛灰の処理方法は、アルカリ成分含有飛灰を処理する
方法において、該アルカリ成分含有飛灰を無機系重金属
固定剤の存在下に３５０℃以上で加熱することを特徴と
する。

【００１０】アルカリ成分含有飛灰に無機系重金属固定
剤を添加することにより、飛灰中の重金属を固定し、そ
の溶出を防止することができる。しかも、本発明では、
アルカリ成分含有飛灰を３５０℃以上に加熱することに
より、飛灰中のダイオキシン類を分解除去することもで
きると共に、この３５０℃以上の加熱により、飛灰中の
消石灰等のアルカリ成分を除去することができるため、
リン酸等の無機系重金属固定剤の必要添加量を低減する
ことができる。

【００１１】なお、重金属固定剤としてキレート剤のよ
うな有機系重金属固定剤を用いると、これらは３５０℃
以上の加熱により分解して重金属固定効果を失ってしま
うが、無機系重金属固定剤であれば耐熱安定性に優れる
ため、加熱を経ても重金属固定効果が損なわれることは
ない。

【００１２】本発明において、加熱のみではダイオキシ
ン類の分解除去が十分でない場合には、更にダイオキシ
ン類分解剤を添加して、ダイオキシン類の分解効率を高
めることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明のアルカリ成分含有
飛灰の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。

【００１４】本発明において、使用される無機系重金属
固定剤としては、例えば次のようなものが例示できる。

【００１５】正リン酸（オルソリン酸）、ポリリン酸、
メタリン酸、次リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリ
ン酸、過リン酸、第一リン酸ソーダ、第二リン酸ソー
ダ、第三リン酸ソーダ、第一リン酸カリウム、第二リン
酸カリウム、第三リン酸カリウム、第一リン酸カルシウ
ム、第二リン酸カルシウム、第一リン酸マグネシウム、
第二リン酸マグネシウム、第一リン酸アンモニウム、第
二リン酸アンモニウム、過燐酸石灰、トリポリリン酸ナ
トリウム、トリポリリン酸カリウム、ヘキサメタリン酸
ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム、ピロリン酸ナ
トリウム、ピロリン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、
亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸
カリウム等のリン酸化合物。

【００１６】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
メント等のセメント類。

【００１７】各種活性白土、合成珪酸、天然珪酸加工物
等の無機吸着剤。

【００１８】汎用の珪酸ソーダ、珪酸カリウム等の水溶
性珪酸塩等の水ガラス。

【００１９】また、ダイオキシン類の分解が不十分な場
合に使用されるダイオキシン類分解剤としては、次のよ
うなものが例示できる。

【００２０】モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、メタノールアミン、アミノ
メチルプロパノール等のアルカノールアミン、ジエチル
アミン、プロピルアミン、エチレンジアミン等の低級ア
ルキル置換アミン、アニリン等の環式アミン等のアミン
化合物。

【００２１】アンモニア、尿素、アンモニウム塩（重炭
酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化アンモニウ
ム、酢酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アン
モニウム、リン酸水素アンモニウム）等のアンモニウム
化合物。

【００２２】ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアセタ
ール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、
ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート等のポリエーテル化合
物又はポリエステル化合物。

【００２３】メタノール、エタノール等の脂肪族アルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコール等の
多価アルコール等のアルコール化合物もしくはこれらの
ポリマー。

【００２４】フェノール、フェノールとホルムアルデヒ
ドの縮合物等のフェノール系化合物、ホルムアルデヒ
ド、ブチルアルデヒド、アセトアルデヒド等の脂肪族ア
ルデヒド、フェニルアセトアルデヒド等のアルデヒド、
酪酸等の脂肪族カルボン酸、酪酸エチル、酪酸メチル等
の脂肪族カルボン酸エステル。

【００２５】グルタミン酸、グルタミン、グルタチオ
ン、グリシルグリシン、アラニン、アミノ酪酸、アミノ
カプロン酸、アルギニン、アスパラギン酸、アスパラギ
ン、シトルリン、トリプトファン、スレオニン、グリシ
ン、シスチン、システイン、ヒスチジン、ヒドロキシプ
ロリン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニ
ン、オルニチン、フェニルアラニン、フェニルグリシ
ン、プロリン、セリン、チロシン、バリン等のアミノ
酸、ポリアミノ酸、アミノ酸塩。なお、ポリアミノ酸は
上記アミノ酸の重合体で分子量に特に制限はない。アミ
ノ酸塩としては上記アミノ酸のナトリウム塩、カリウム
塩等が挙げられる。

【００２６】ポリ（メタ）アリルアミン、ポリビニルア
ミン、アルキレンジアミン−アルキレンジクロライド縮
合物、アルキレンジアミン−エピクロルヒドリン縮合
物、ポリＮ−アルキルアミノアルキル（メタ）アクリル
アミド、ポリビニルベンジルアルキルアミン、キトサン
等のポリアミン、ポリアルキレンイミン等のポリイミ
ン、ポリビニルイミダゾリン、ポリビニルイミダゾー
ル、ポリビニルピリジン等の多環状窒素化合物等のポリ
アミン類。

【００２７】グアニジン、アミノグアニジン、グアニル
尿素及びこれらの酸塩等のアミジン系化合物。なお、酸
塩としては特に制限はなく炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝
酸塩、リン酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩等が挙げられ
る。

【００２８】本発明においては、アルカリ成分含有飛灰
を、無機系重金属固定剤の存在下、必要に応じて更にダ
イオキシン類分解剤の存在下に３５０℃以上の温度に加
熱する。この加熱温度が３５０℃未満では、加熱による
ダイオキシン類及び消石灰等のアルカリ成分の除去効率
が十分に得られない。しかし、過度な高温加熱は経済的
に不利であるので、加熱温度は６００℃以下が好まし
い。特に好ましい加熱温度は４００℃以上、とりわけ４
５０〜５５０℃である。

【００２９】また、加熱時間は５分以上であれば良く、
通常２０〜６０分の加熱時間で十分な処理効果を得るこ
とができる。

【００３０】本発明におけるより好ましい実施の形態
は、アルカリ成分含有飛灰に無機系重金属固定剤、或い
は無機系重金属固定剤とダイオキシン類分解剤とを添加
して十分に混合し、上記加熱温度で加熱する方法であ
り、電気炉等の加熱装置の前段に混合装置を設け、飛灰
と添加薬剤とを十分に均一に混合した後加熱を行うこと
により、より一層良好な処理効果を得ることができる。

【００３１】なお、本発明において、無機系重金属固定
剤及びダイオキシン類分解剤の添加量は用いる薬剤の種
類や処理するアルカリ成分含有飛灰の性状により異なる
が、通常の場合、無機系重金属固定剤の添加量はアルカ
リ成分含有飛灰に対して有効成分量として０．１〜５０
重量％、特に１〜２０重量％とするのが好ましい。ま
た、ダイオキシン類分解剤を併用する場合、ダイオキシ
ン類分解剤の添加量はアルカリ成分含有飛灰に対して有
効成分量として０．５〜１０重量％、特に２〜５重量％
とするのが好ましい。

【００３２】本発明において、無機系重金属固定剤とダ
イオキシン類分解剤とを併用する場合、これらを予め混
合して１剤化して添加することにより、薬剤貯留設備、
薬剤添加設備を簡略化することができ、好ましい。この
場合、この混合薬剤は、無機系重金属固定剤及びダイオ
キシン類分解剤の各々１種以上を含有していれば良く、
その形態は、粉末状、液体状、水溶液状のいずれであっ
ても良い。

【００３３】

【実施例】以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本
発明をより具体的に説明する。

【００３４】なお、以下において、原灰として処理した
アルカリ成分含有飛灰の性状は次の通りである。〔原灰の性状〕アルカリ度：２７１ｍｇ−ＣａＣＯ_３／ｇ−灰ダイオキシン類含有量：１．６ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ−灰Ｐｂ含有量：４２２０ｍｇ／ｋｇ−灰

【００３５】実験例１原灰を加熱して、加熱によるアルカリ成分の除去効果
と、それによる鉛の溶出防止効果を調べた。

【００３６】即ち、空気を５０ｍｌ／ｍｉｎ送風しなが
ら、三口フラスコを表１に示す所定温度に昇温した後、
原灰を２５ｇ投入し、１０分攪拌しながら加熱した。そ
の後、得られた処理物を試料として、アルカリ度を測定
すると共に、環境庁告示１３号に基づく溶出試験を行
い、溶出液の分析を行った。結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１より、アルカリ成分含有飛灰を３５０
℃以上、好ましくは４００〜６００℃、より好ましくは
４５０℃以上に加熱することによりアルカリ成分を除去
してアルカリ度を有効に低減することができることがわ
かる。また、アルカリ成分が除去されたことにより、鉛
の溶出も防止される。

【００３９】実施例１〜６、比較例１〜３原灰２５ｇに、表２に示す薬剤を表２に示す量添加して
すり鉢でよく混合した。

【００４０】空気を５０ｍｌ／ｍｉｎ送風しながら、三
口フラスコを表２に示す所定温度に昇温した後、この原
灰と薬剤との混合物を全量投入し、１０分攪拌しながら
加熱した（ただし、比較例１では加熱せず）。その後、
得られた処理物を試料として環境庁告示１３号に基づく
溶出試験を行い、溶出液の分析を行って、結果を表２に
示した。

【００４１】なお、表２には薬剤無添加（実験例１）の
結果も併記した。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２より、３５０〜６００℃、特に４００
〜６００℃、とりわけ４５０℃以上に加熱することによ
り、正リン酸の少量添加で鉛の溶出を確実に防止するこ
とができることがわかる。

【００４４】なお、上記実施例１〜６において、鉛の溶
出を０．０５ｍｇ／Ｌ未満とすることができた正リン酸
７５％水溶液の添加量で処理した灰について、ダイオキ
シン類濃度の測定を行い、ダイオキシン類分解率を求
め、結果を表３に示した。

【００４５】

【表３】

【００４６】実施例７〜１２実施例１〜６において、正リン酸７５％水溶液にジエタ
ノールアミンを予め混合した薬剤を用い、正リン酸７５
％水溶液とジエタノールアミンの添加量が表４に示す量
となるように添加したこと以外は、それぞれ実施例１〜
６と同様にして処理を行い、処理灰のダイオキシン類濃
度を測定し、ダイオキシン類分解率を求め結果を表４に
示した。

【００４７】

【表４】

【００４８】表３と表４を比較することにより、ダイオ
キシン類分解剤の併用でダイオキシン類をより高度に分
解除去できることが明らかである。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のアルカリ成
分含有飛灰の処理方法によれば、ダイオキシン類の分解
除去と重金属の固定処理とを一工程で行うことができ、
処理操作及び処理装置の簡略化を図ることができる。し
かも、アルカリ成分含有飛灰中のアルカリ成分を除去す
ることにより、リン酸等の無機系重金属固定剤の必要添
加量の低減を図ることもできる。請求項２の方法によれ
ば、無機系重金属固定剤とダイオキシン類分解剤とを併
用することにより、ダイオキシン類の分解効率をより一
層向上させることができる。この場合、無機系重金属固
定剤とダイオキシン類分解剤とを予め一剤化しておくこ
とで、薬剤貯留設備、薬剤注入設備の簡略化が図れる。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０４Ｇ // Ｃ０７Ｄ 319/24 ＺＡＢ (72)発明者松本克美東京都新宿区西新宿三丁目４番７号栗田工業株式会社内Ｆターム(参考） 2E191 BA02 BA13 BB00 BC01 BC02 BC05 BD01 BD11 3K061 NA01 NA02 NA04 NA09 4D004 AA37 AB03 AB07 CA34 CA45 CC06 CC12 DA03 DA06 4H006 AA05 AC13 AC26 BA50 BA51 BC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ成分含有飛灰を処理する方法に
おいて、該アルカリ成分含有飛灰を無機系重金属固定剤の存在下
にて３５０℃以上に加熱することを特徴とするアルカリ
成分含有飛灰の処理方法。
【請求項２】請求項１の方法において、該アルカリ成
分含有飛灰を無機系重金属固定剤及びダイオキシン類分
解剤の存在下に３５０℃以上で加熱することを特徴とす
るアルカリ成分含有飛灰の処理方法。