JP2005169307A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【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、非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質の存在下に、廃棄物を１００℃以下でメカノケミカル処理することを特徴とする特徴とする。本発明方法において、廃棄物にバイオレメデーション処理を施した後、メカノケミカル処理を施すことが好ましい。
【選択図】 なし。

Description

本発明は、本発明は、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を分解したり、有害な金属を不溶化することにより、廃棄物の無害化を行うことのできる廃棄物の処理方法に関する。

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。

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（特許文献１）。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（特許文献２）、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（特許文献３）等が知られている。

特開昭４９−９９９７８号公報 特開平７−１０８２８５号公報 特開平９−３２７６７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような金属捕集剤のみを用いて廃棄物を処理する方法では、廃棄物中に金属とともにダイオキシン類が含有される場合等には、金属の処理は行えてもダイオキシン類の処理は行えないという問題があった。

また特許文献２、特許文献３等に記載の方法は、ダイオキシン類等の塩素化物を除去するために高温、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。また、廃棄物を溶融する方法、廃棄物を無酸素下で加熱する方法等も知られているが、これらの方法では定置式の大型装置を必要とするため設備コストが高くつくとともに、処理時間が長く、多大な熱エネルギーを必要とするため処理コストも高くつくという問題があった。

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。

即ち本発明廃棄物の処理方法は、非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質の存在下に、廃棄物を１００℃以下でメカノケミカル処理することを特徴とする。本発明方法において、廃棄物にバイオレメデーション処理を施した後、メカノケミカル処理を施すことが好ましい。

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、低コストで効率よく、且つ確実に処理することができる。

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。

本発明方法において、非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸やこれらの塩等のリン酸系化合物、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等のアルミニウム系化合物以外であって、還元性を有する物質が挙げられる。例えば水素、アンモニア、アミン類、無機水素化合物等が挙げられるが、リン酸系化合物、アルミニウム系化合物以外であって、還元性を有する物質であれば、これらに限定されない。還元性物質は、１種又は同一種類のもの及び／又は異種類のものを２種以上を混合して用いることができる。

水素を非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質として用いる場合、ガス状のまま使用することも、水素貯蔵合金に貯蔵された状態で使用することもできる。

本発明において還元性物質として用いられるアミン類としては、例えばモノメチルアミン、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、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、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等のポリアミンが挙げられる。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用いることができる。

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く、アミン類を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のエピハロヒドリンで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でも良い。Ｎ−ヒドロキシアルキル置換基は、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、アミン類と、脂肪酸類を反応させることにより導入することができる。またＮ−アルキル置換基は、アミン類にハロゲン化アルキルを作用させることにより導入することができる。

非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質として用いる無機水素化合物としては、例えば過酸化水素、炭酸水素ナトリウム、ヨウ化水素、硫化水素、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。

非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質として用いる物質としては、一酸化炭素、二酸化硫黄、亜硫酸塩等の低級酸化物または、低級酸素酸塩、硫化ナトリウム、ポリ硫化ナトリウム、硫化アンモニウム等の硫黄化合物、アルデヒド類、糖類、ギ酸、シュウ酸等の酸化階程の低い有機化合物等も挙げられる。

本発明方法は、非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質の存在下、１００℃以下の温度範囲で廃棄物にメカノケミカル処理を施す。メカノケミカル処理の方法としては、振動ミル、ボールミル、ジェット粉砕機、ハンマーミル等に、廃棄物とともに、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〜１００時間、好ましくは５分〜１時間処理する方法を採用することができる。本発明方法において、メカノケミカル処理する廃棄物中には、還元性物質が０．０１〜５０％含有されていることが好ましい。またメカノケミカル処理の温度は、特に１０〜５０℃が好ましい。

本発明方法によって、高濃度のダイオキシン類を含む廃棄物を処理する場合、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しておくことが好ましい。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。

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。

本発明方法で処理した固体状廃棄物は、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。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜３
鉛２７８ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類３１０ｐｇ−ＴＥＱ／ｇを含む土壌１ｋｇ当たり、白色腐朽菌（担子菌の一種）を０．０２ｇ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１に示す還元性物質を添加して、容器容積４Ｌ、粉砕媒体ＳＵＳロッド（１９ｍｍφ）の振動ミルを用い、１時間メカノケミカル処理を施した。メカノケミカル処理を２５℃の室温下で行った場合と、９０℃で行った場合について、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１３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に示す。

比較例１
実施例１〜３で用いたと同様の土壌に、還元性物質としてジメチルアミンを、土壌１ｋｇ当たりに対して１０ｇ添加した後、メカノケミカル処理を施さずに、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。

比較例２
実施例１〜３で用いたと同様の土壌に還元性物質を添加することなく、実施例１〜３と同様のバイオレメディエーション処理とメカノケミカル処理を施した。メカノケミカル処理を２５℃の室温下で行った場合と、９０℃で行った場合について、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。

（表１）

（表２）

実施例４〜６
鉛１８４ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇを含む煤塵１ｋｇ当たり、白色腐朽菌（担子菌の一種）を０．０２ｇ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。表３に示す還元性物質を添加し、実施例１〜３で用いたと同様の振動ミルにて、３０分間メカノケミカル処理を施した。処理を２５℃の室温下で行った場合と、９０℃で行った場合について、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４に示す。

比較例３
実施例４〜６で用いたと同様の煤塵に、還元性物質として炭酸水素ナトリウムを、煤塵１ｋｇ当たりに対して１０ｇ添加した後、メカノケミカル処理を施さずに、混練機により１０分間混練した後、室温下で３０分間静置した。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４にあわせて示す。

比較例４
実施例４〜６で用いたと同様の煤塵に、還元性物質を添加することなく実施例１〜３と同様の振動ミルにより、実施例４〜６と同様の条件でメカノケミカル処理を施した。メカノケミカル処理を２５℃の室温で行った場合と、９０℃で行った場合について、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４にあわせて示す。

（表３）

（表４）

Claims (2)

1. 非リン酸系・非アルミニウム系の還元性物質の存在下に、廃棄物を１００℃以下でメカノケミカル処理することを特徴とする廃棄物の処理方法。
2. 廃棄物にバイオレメデーション処理を施した後、メカノケミカル処理を施す請求項１記載の廃棄物の処理方法。