JP2005118733A - Preventive method of eluting heavy metals in ash and heavy metals elution preventive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、灰類中の重金属類溶出防止方法と重金属類溶出防止システムに関する。 The present invention relates to a method for preventing elution of heavy metals in ash and a system for preventing elution of heavy metals.
各種燃料、廃棄物、汚泥などの焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰などのばいじん(以下、灰類ということがある)は、有害な重金属類(鉛、カドミウム、銅、クロム、水銀、セレン等)を少なからず含むため、最終処分地に埋め立て処理されるが、そのまま埋め立てると、雨水や地下水などに接して溶出し、付近の土壌や地下水を汚染する可能性がある。それらは、河川や海洋を汚染することにつながり、地球規模的な汚染となるため、灰類については、重金属類の溶出防止処理がなされた後、埋め立て処理される。 Dust (such as ash) such as various fuels, waste, sludge and other incineration ash, incineration fly ash, and molten fly ash are harmful heavy metals (lead, cadmium, copper, chromium, mercury, selenium). Etc.), it is landfilled at the final disposal site. However, if it is landfilled as it is, it may elute in contact with rainwater or groundwater and contaminate nearby soil and groundwater. They lead to pollution of rivers and oceans and become global pollution. Therefore, ash is landfilled after heavy metals are prevented from leaching.
重金属類の溶出防止処理方法としては、ばいじんにジチオカルバミン酸基やL−グルタミン酸基などを有するキレート剤を混練する方法が一般的であり、広く用いられている。この方法は、前記6種の重金属類について予めバッチテストを行い、溶出基準値以下にできる添加量を得ると共に、この量に安全率を加算することにより、キレート剤の添加量を決定し、決定された添加量のキレート剤を添加した後、定期的に法律で定める溶出試験を行い溶出を監視することを主流にしている。 As a method for preventing the elution of heavy metals, a method of kneading a chelating agent having a dithiocarbamic acid group, an L-glutamic acid group, or the like is commonly used and widely used. In this method, a batch test is performed in advance on the above six kinds of heavy metals to obtain an addition amount that can be reduced below the elution reference value, and by adding a safety factor to this amount, the addition amount of the chelating agent is determined and determined. After adding the added amount of chelating agent, the mainstream is to regularly monitor the dissolution by conducting a dissolution test stipulated by law.
しかしながら、キレート剤を混練する上記方法では、溶出試験の結果が判明するまで、通常、2〜7日程度かかっていた。しかも、ばいじんに含まれる重金属類は、発生源の種類、性状などによって大きく変動し、突発的に重金属類が高く含まれるばいじんからは、重金属類の溶出を確実に防止することはできない。もっとも、このような事態に備えて安全率を高くすることも考えられるが、その場合はキレート剤が安価でないことから、処理コストが高くなるという問題がある。 However, in the above method of kneading the chelating agent, it usually takes about 2 to 7 days until the result of the dissolution test is revealed. Moreover, the heavy metals contained in the dust vary greatly depending on the type and properties of the generation source, and the elution of heavy metals cannot be reliably prevented from the dust containing suddenly high heavy metals. Of course, it is conceivable to increase the safety factor in preparation for such a situation, but in this case, there is a problem that the processing cost is high because the chelating agent is not inexpensive.
そのため、キレート剤の使用量を低減すべく、灰中の重金属類を溶解抽出した液にキレート剤を添加し、その液の吸光度を測定しキレート剤の適正必要量を決定する方法が開発された(特許文献1)。さらに、焼却炉から焼却飛灰を取り出してアルカリ溶液と混合し加熱した後、この水溶液中の鉛濃度を測定し、予め算出しておいた鉛濃度と重金属類溶出防止剤の必要量との相関関係から、キレート剤の必要量を決定する技術が開発されている(特許文献2)。
しかしながら、上記従来技術はいずれも、水などへ溶解するといった前処理を要する等、測定結果を得るまでに少なくない時間がかかるため、バラツキが多くて時々刻々に変化する重金属類を含む灰類を、その組成変化に対応して、必要な薬剤添加量を迅速かつ正確に決定し、薬剤の必要添加量を直ちに指示できるまでには至っていない。 However, since all of the above conventional techniques require a pretreatment such as dissolution in water, etc., it takes a lot of time to obtain measurement results, so ash containing heavy metals that vary widely and change from moment to moment. In response to the change in composition, it has not yet been possible to quickly and accurately determine the required amount of drug to be added and to immediately indicate the required amount of drug to be added.
本発明の解決しようとする課題は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、迅速かつ正確な測定を行うことにより、重金属類量のバラツキの多い灰類に対しても、薬剤の適正必要量を決定可能な灰類中の重金属類溶出防止方法と重金属類溶出防止システムとを提供する点にある。 The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by performing a quick and accurate measurement, so that an appropriate amount of drug can be obtained even for ash with a large amount of heavy metals. It is the point which provides the heavy metal elution prevention method and heavy metal elution prevention system in ash which can determine these.
上記課題は請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る灰類中の重金属類溶出防止方法の特徴構成は、重金属類溶出防止装置へ灰類を搬送する搬送ライン上で、前記灰類中に含まれる重金属類を蛍光X線分析装置により直接測定し、その測定結果を制御装置に送信し、送信された測定結果に基づいて前記制御装置から前記重金属類溶出防止装置に対して、重金属類を溶出防止する薬剤の必要量を指示し、ついで指示された前記薬剤を投入することにある。 The above object can be achieved by the invention described in the claims. That is, the characteristic configuration of the method for preventing elution of heavy metals in ash according to the present invention is that the heavy metals contained in the ash are analyzed by fluorescent X-ray analysis on the conveying line for conveying the ash to the heavy metals elution preventing device. Measure directly with the device and send the measurement result to the control device. Based on the transmitted measurement result, the control device instructs the elution prevention device for heavy metals to the heavy metal elution prevention device. Then, the instructed medicine is to be introduced.
この構成によれば、搬送ライン途上において灰類を蛍光X線分析装置により直接測定するので、従来技術のように、測定対象である灰類を前処理する必要がなく、通常、数秒〜数十秒程度の迅速な測定が可能になり、しかも測定感度の高い蛍光X線分析装置を使用することから正確な測定を可能にし、バラツキが多くて時々刻々に変化する重金属類を含む灰類を、その組成変化に対応して、on lineで迅速かつ正確に薬剤の適正必要量を指示することができ、薬剤の使用量を適切にして、処理コストを低くすることができる。また、本発明は、灰類中の重金属類を測定するのに、水に溶かしたりする前処理が不要であるため、前処理後の廃液処理設備や廃液処理工数などが一切不要である利点も有する。 According to this configuration, the ash is directly measured by the fluorescent X-ray analyzer in the middle of the conveyance line, so that it is not necessary to pre-process the ash that is the object of measurement as in the prior art, and usually several seconds to several tens Rapid measurement of about 2 seconds is possible, and accurate measurement is possible by using a fluorescent X-ray analyzer with high measurement sensitivity. Corresponding to the change in the composition, it is possible to promptly and accurately indicate the appropriate amount of the drug on line, and the amount of the drug used can be made appropriate to reduce the processing cost. In addition, the present invention does not require pretreatment by dissolving in water to measure heavy metals in ash, so there is also an advantage that there is no need for waste liquid treatment equipment or waste liquid treatment man-hours after pretreatment. Have.
その結果、迅速かつ正確な測定を行うことにより、重金属類量のバラツキの多い灰類に対しても、薬剤の適正必要量を決定可能な灰類中の重金属類溶出防止方法を提供することができた。 As a result, it is possible to provide a method for preventing elution of heavy metals in ash, which can determine the appropriate amount of chemicals, even for ash with large variations in the amount of heavy metals, by performing quick and accurate measurement. did it.
前記蛍光X線分析装置による前記灰類中に含まれる重金属類の搬送ライン上での測定を、前記蛍光X線分析装置と灰類の相対速度を所定時間停止して行うことが好ましい。 It is preferable that the measurement of the heavy metal contained in the ash on the transport line by the fluorescent X-ray analyzer is performed while the relative speed of the fluorescent X-ray analyzer and the ash is stopped for a predetermined time.
この構成によれば、所定箇所での灰類中の重金属類の含有量を一層正確に安定して測定できる。 According to this configuration, the content of heavy metals in ash at a predetermined location can be measured more accurately and stably.
前記蛍光X線分析装置による前記灰類中に含まれる重金属類の搬送ライン上での測定を、前記灰類の表面に接当する平滑化手段を用いることにより、前記灰類の表面を平滑にして行うことが好ましい。 The surface of the ash is smoothed by using a smoothing means that contacts the surface of the ash for the measurement on the transport line of heavy metals contained in the ash by the fluorescent X-ray analyzer. It is preferable to carry out.
この構成によれば、X線照射口と測定対象の灰類との距離を略一定に維持できて、測定精度を向上できると共に、一層安定した測定結果が得られる。 According to this configuration, the distance between the X-ray irradiation port and the ash to be measured can be maintained substantially constant, the measurement accuracy can be improved, and a more stable measurement result can be obtained.
また、本発明に係る重金属類溶出防止システムの特徴構成は、重金属類溶出防止装置へ灰類を搬送する搬送装置と、この搬送装置の搬送ライン上で前記灰類中に含まれる重金属類を測定可能な蛍光X線分析装置と、この蛍光X線分析装置のより測定された測定結果を送信されると共に、その送信結果に基づいて前記重金属類を溶出防止する薬剤の必要量を指示する制御装置と、この制御装置からの指示を受けて前記薬剤を投入する重金属類溶出防止装置とを備えることにある。 In addition, the characteristic configuration of the heavy metal elution prevention system according to the present invention includes a transport device that transports ash to the heavy metal elution prevention device, and measures heavy metals contained in the ash on the transport line of the transport device. X-ray fluorescence analyzer capable of transmitting a measurement result measured by the X-ray fluorescence analyzer, and a controller for instructing a necessary amount of a drug for preventing elution of the heavy metals based on the transmission result And a heavy metal elution preventing device for receiving the medicine in response to the instruction from the control device.
この構成によれば、迅速かつ正確な測定を行うことにより、重金属類量のバラツキの多い灰類に対しても、薬剤の適正必要量を決定可能な灰類中の重金属類溶出防止システムを提供することができる。 This configuration provides a system for preventing heavy metals from eluting in ash, which can determine the appropriate amount of chemicals, even for ash with large variations in the amount of heavy metals, by making quick and accurate measurements. can do.
前記蛍光X線分析装置が搬送ライン上で前記灰類中に含まれる重金属類を測定する際、前記蛍光X線分析装置と灰類の相対速度を所定時間停止する機構を有することが好ましい。 When the X-ray fluorescence analyzer measures heavy metals contained in the ash on the transport line, it preferably has a mechanism for stopping the relative speed between the X-ray fluorescence analyzer and the ash for a predetermined time.
この構成によれば、所定箇所での灰類中の重金属類含有量に関し、一層正確かつ安定した測定結果が得られる。 According to this configuration, a more accurate and stable measurement result can be obtained with respect to the heavy metal content in the ash at a predetermined location.
前記蛍光X線分析装置が搬送ライン上で前記灰類中に含まれる重金属類を測定する際、前記灰類の平滑された表面を測定可能に、前記灰類の表面を平滑にする平滑化手段を有することが好ましい。 When the fluorescent X-ray analyzer measures heavy metals contained in the ash on the transport line, the smoothing means for smoothing the surface of the ash so that the smooth surface of the ash can be measured It is preferable to have.
この構成によれば、平滑にされた灰類表面とX線照射口との距離を略一定に維持できて、測定精度を向上できると共に、一層安定した測定決が得られる。 According to this configuration, the distance between the smoothed ash surface and the X-ray irradiation port can be maintained substantially constant, the measurement accuracy can be improved, and a more stable measurement decision can be obtained.
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る重金属類溶出防止システムにおける処理工程を表すフローチャートである。一般廃棄物や産業廃棄物などは焼却炉あるいは溶融炉1によって焼却処理され、処理されて発生する灰類はバグフィルター2によって捕集される。ここで生じた灰類(ばいじん)3には、各種重金属類が含まれており、最終埋立処分場へ送給される前に重金属類溶出防止処理がなされる必要がある。そのため、灰類3にはキレート剤などの重金属類溶出防止剤6と適量の水7とが添加されて、重金属類溶出防止処理がなされるべく、ベルトコンベア9などの搬送装置により重金属類溶出防止装置5に移送されるが、その途中の搬送ライン上で蛍光X線分析装置4により、灰類3中の重金属類の内、鉛含有量が直接測定される。これは、灰類3に含まれる重金属類の内、溶出されて排出基準値以上が検出されるのは、ほとんど鉛であるとの実情に基づき、鉛含有量を測定することが優先される。もっとも、被焼却物の種類によっては他の重金属も稀に排出基準値以上になる場合があるので、その場合を考慮して、少なくともカドミウム、銅、クロム、水銀、セレンについて、同時に測定することが好ましい。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing processing steps in the heavy metal elution prevention system according to this embodiment. General waste, industrial waste, etc. are incinerated by the incinerator or melting
蛍光X線分析装置4による測定は、従来技術による方法に比べて迅速な測定が可能であり、測定感度が高く、正確かつ迅速な測定結果が得られることが特徴である。しかも、鉛以外の重金属類を同時測定する場合も、その迅速性、正確性はほとんど変わらない。通常、数秒〜数十秒程度で測定できる。 The measurement by the fluorescent X-ray analyzer 4 is characterized in that the measurement can be performed more quickly than the conventional method, the measurement sensitivity is high, and an accurate and rapid measurement result can be obtained. Moreover, when measuring heavy metals other than lead at the same time, the speed and accuracy are almost the same. Usually, it can be measured in several seconds to several tens of seconds.
蛍光X線分析装置4による測定結果に基づき、重金属類溶出防止装置5において適正な量のキレート剤を投入するには、蛍光X線分析装置4による測定値(カウント数)と灰類中の各重金属類の含有量との関係を予め測定して検量線を作成すると共に、重金属類とキレート剤との相関関係を予め求めておき、そのデータを制御装置8に入力しておく等により、制御装置8から重金属類溶出防止装置5に適正なキレート剤投入量を指示する。つまり、灰類中の重金属類含有量を測定することにより、重金属類溶出防止装置5でのキレート剤使用量と加える水量をコントロールするようになっている。蛍光X線分析装置4により得られた測定結果が送信された制御装置8は、その測定結果に応じたキレート剤と水の適正量をタイミングよく投入するように、重金属類溶出防止装置5に指示するのである。
In order to put an appropriate amount of chelating agent in the heavy metal
このように、本重金属類溶出防止システムは、必要以上のキレート剤や不適量の水を添加することを防止できて、常に適切な重金属類溶出防止処理ができると共に、高価なキレート剤の無駄な使用を回避でき、処理コストを確実に低減できることになる。 Thus, the present heavy metal elution prevention system can prevent the addition of an excessive amount of chelating agent and an inappropriate amount of water, and can always carry out an appropriate heavy metal elution prevention treatment, and wasteful of expensive chelating agents. The use can be avoided, and the processing cost can be surely reduced.
そして、重金属類溶出防止装置5により処理された灰類は、最終処分場へと搬送され埋め立て処分される。
And the ash processed by the heavy metal
次に、蛍光X線分析装置4により灰類3から重金属類を測定する方法につき、図2、3を参照して、より詳しく説明する。
Next, a method for measuring heavy metals from the
図2より、バグフィルター2から排出された灰類3はベルトコンベア9に載置されて、重金属類溶出防止装置5に向けて搬送される。この搬送ライン途上に、蛍光X線分析装置4が配置されており、X線防護カバー4bで囲まれたX線照射口4aが灰類3に近接して対向・配置されている。X線照射口4aからX線を照射する場合、重金属類の所定濃度を検出する関係上、ベルトコンベア9上の灰類3と蛍光X線分析装置4のX線照射口4aとを、通常、約十秒程度相対速度を停止することが好ましい。その間、搬送ラインを停止してもよいし、蛍光X線分析装置4のX線照射口4aを搬送ラインの走行速度に同期させて移動させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
X線照射口4aからX線を照射して測定するに際、測定精度を高めて安定した測定結果を得るためには、灰類3の表面を平滑にして測定することが好ましい。X線照射口4aに対向する灰類3の表面を平滑にするためには、図3(a)、(b)に示すような船型をした平滑化治具10を用いることができる。すなわち、ベルトコンベア9上を移送される灰類3の上に、平滑化手段の1種である平滑化治具10を載置して、搬送される灰類3の表面を平滑にし、X線照射距離を略一定にした後、X線照射を行い測定する。平滑化治具10が、灰類3の上に載置されるようになっていると、ベルトコンベア9上の灰類3の高さが変化しても、平滑化治具10はその変化に追随して、常時、灰類3が平滑になるように上下するので好ましい。
When measuring by irradiating X-rays from the
X線照射を行う場所は、平滑化治具10の2本の脚部10a間に形成される測定箇所10bであり、測定箇所10bにX線照射口4aを降下させ、灰類3の表面に近接させる。測定箇所10bは、平らに形成されている平滑化治具10の底部10cの作用により平らにされているので、精度の高い測定が安定して可能になる。測定は、1点のみならず、測定場所を移動させて数点につき行うことが好ましく、測定場所の移動は、平滑化治具10と搬送ラインの走行速度との相対速度を停止させないようにして測定場所を移動させてもよいし、ベルトコンベア9上を横方向にわたり平滑化治具10を移動させるようにしてもよく、あるいは両者の移動を組み合わせるようにしてもよい。もとより、平滑化治具10の移動は、牽引治具などを用いて機械的・自動的に行ってもよく、手動で行ってもよい。
The place where X-ray irradiation is performed is a
平滑化治具10の材質は、金属製、セラミック製、樹脂製など種々のものを採用でき、特に限定されるものではないが、灰類3と接触して容易に損傷を受けることなく、しかもある程度の自重があって、搬送ライン上を走行する灰類3の表面を平滑にできるものであればよい。平滑化治具10の底部は、付着した灰類を除去し易いように平滑度を高くすることが好ましい。平滑化治具10の形状も、灰類3の表面を平らに均すことができて、蛍光X線分析装置4のX線照射口4aを、平らにされた灰類3の表面に近接してX線を照射できるようになっておれば、図3に示す形状に限定されるものではない。
The smoothing
本実施形態は、このような平滑化治具10を用いて測定を行うようにしているため、灰類3に特別な前処理を必要とすることなく、on timeで迅速に灰類中の重金属類を測定できることになる。
In the present embodiment, since measurement is performed using such a smoothing
蛍光X線分析装置のX線照射口4aを、図3(b)のように配置して測定する場合、コンベア上を搬送される灰類3に接触させる程度に近接・配置されており、X線の照射条件は、管電圧40kV以下、管電流1mA以下といった、従来行われている方法より微弱な管電圧・管電流で精度よく測定できる。したがって、X線照射口4aの近くでも漏洩X線は極めて少なく、通常はX線照射口4aの周囲に防護カバーを必要としないが、内部状況を視認可能な透明なアクリル樹脂製などの防護カバー4bを設けてもよい。
When the
また、各焼却処理場により、灰類中に含まれる水分量、重金属類の存在形態(例えば、鉛の場合は酸化鉛や塩化鉛など)、他の重金属の存在の有無や量などにより、鉛含有率とキレート剤の必要量は変化することがあり、これらについて予め相関関係を得ておき、これらの関係から、随時、キレート剤投入量を補正するようにしてもよい。 Depending on the incineration plant, the amount of water contained in ash, the presence of heavy metals (for example, lead oxide or lead chloride in the case of lead), the presence or amount of other heavy metals, lead, etc. The content rate and the required amount of the chelating agent may change, and a correlation between them may be obtained in advance, and the amount of the chelating agent input may be corrected from time to time based on these relationships.
灰類3に水分が多量に含まれている場合、蛍光X線分析装置4での測定値は幾分低くなり易く、測定結果に影響を与えることがある。そのため、予め含まれる水分量の影響による測定結果の変動を求めておき、そのデータを制御装置8に入力しておくと共に、搬送ライン上を搬送される灰類中の水分を別に測定し、その結果に基づいて測定結果を補正するようにしてもよい。特に、灰類3が塩化カルシウムなど潮解性を有する成分が多くなっていると、水分を吸収し易くなり、処理までの時間経過が長い場合には、補正することが望ましい。
When the
溶融飛灰中に鉛濃度が0.1〜10重量%である試料につき、可搬型蛍光X線分析装置を用いて測定時間約10秒にて測定した結果を図4に示す。可搬型蛍光X線分析装置としては、アワーズテック社製のOURSTEX 110(商品名)を用いると共に、管電圧35kV、管電流0.1mAの測定条件で測定した。 FIG. 4 shows the results of measuring a sample having a lead concentration of 0.1 to 10% by weight in the molten fly ash using a portable fluorescent X-ray analyzer with a measurement time of about 10 seconds. As a portable fluorescent X-ray analyzer, OURSTEX 110 (trade name) manufactured by Hours Tech Inc. was used, and measurement was performed under measurement conditions of a tube voltage of 35 kV and a tube current of 0.1 mA.
図4より、本実施例で用いた条件によって灰類中の鉛濃度を精度よく測定できることがわかる。
〔別実施の形態〕
(1)上記実施形態では、鉛含有物として鉛含有量の比較的多い溶融飛灰を用いた例を示したが、鉛含有物としてはこれに限定されるものではなく、その他の各種廃棄物、焼却灰などであってもよい。
FIG. 4 shows that the lead concentration in ash can be accurately measured according to the conditions used in this example.
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, an example in which molten fly ash having a relatively high lead content was used as the lead-containing material was shown, but the lead-containing material is not limited to this, and other various wastes Incineration ash may be used.
3 灰類
4 蛍光X線分析装置
5 重金属類溶出防止装置
8 制御装置
9 搬送装置
10 平滑化手段
3 Ash 4
Claims (6)
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