JP2005230657A - 焼却飛灰の処理方法及び処理薬剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 焼却飛灰に重金属類固定化剤を添加する、焼却飛灰の処理方法であって、前記重金属類固定化剤がリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を含むことを特徴とする、前記方法。
Description
本発明は、上記の課題を考慮して重金属類含有灰が水を含んだときに、未固定の重金属類が溶出するのを抑制し、臭気の発生のない新規な焼却飛灰の処理方法を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討の結果、リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を焼却飛灰処理剤として用いることにより、焼却処理物からの重金属類の溶出を防ぎ、さらに臭気の漏洩をも抑制することができる点を見いだし、本発明を完成するに至った。
本発明において「焼却飛灰」とは、都市ゴミや産業廃棄物の焼却施設において排出されるいわゆる一般的な意味での焼却灰(バルク状の灰)の他、焼却炉排ガス中に含まれる焼却飛灰、ならびに焼却残査を総合的に指すものとする。焼却飛灰を、EP(電気集塵機)、BF(バグフィルタ)、マルチサイクロンなどで捕集したり、単に堆積させることにより、いわゆる焼却灰を得ることができる。本発明において「焼却飛灰に重金属類固定化剤を添加する」という場合、重金属類固定化剤をいわゆる一般的な意味での焼却灰や焼却残査に加えることのほか、焼却飛灰を含んだ焼却炉排ガスに吹きかけることも意味する。
本発明において「リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を含む薬剤」とは、上記のリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を主成分とした組成物全般をいい、リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を10〜100重量%、好ましくは40〜100重量%含む。本発明の方法は、リン酸マグネシウム化合物自体を焼却飛灰に添加するほか、リン酸マグネシウム化合物を他の成分との組成物の形で添加する態様をも含む。
図1中、1は焼却炉、2はガス冷却塔、3はガス冷却塔から集塵装置への煙道、4は集塵装置、5は本発明にかかる重金属類固定化剤を貯留するホッパ、6及び9は重金属類固定化剤の供給配管、11は粉砕機、12は焼却飛灰ホッパ、13は混練成形機、14は飛灰処理物である。焼却炉1から900〜950℃の高温排ガスが排出され、ガス冷却塔2により約300℃以下に冷却される。ガス冷却塔2で冷却された排ガスは煙道3を通って集塵装置4に送られ、そこで集塵処理されて焼却飛灰が排ガスから分離される。焼却飛灰ホッパ12に貯留された焼却飛灰は混練成形機13に送られ、水と必要に応じて薬剤が添加され混練、成形される。
実験方法
(1)試料
都市ゴミ焼却炉のバグフィルタ飛灰(以下、BF灰という)を用いた。性状を表1に示す。
5Lビーカーに純水500mL、85重量%正リン酸(14.9g)、98重量%塩化マグネシウム六水和物(26.8g)、および28重量%アンモニア水(7.9g)を採取し、純水で5Lにメスアップして各々0.026モル%になるように調製した。水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9になるように調整し、1時間撹拌後、24時間静置した。析出物を沈殿させ、5A濾紙で分離し、1週間風乾した。乾燥物をボールミルで粉砕した。得られた化合物のリン酸マグネシウムアンモニウム含有量は95%であった。
上記のように調製したリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を高温の煙道に噴霧する実機での使用を想定し、電気炉で各々所定温度条件で5分間加熱して試料とした。
飛灰試料100重量部に対し水30重量部を加え、さらに所定量の薬剤を添加して充分混練して一日間養生した。サンプルを5mm以下に粉砕し、環境庁告示第13号試験法に基づいて重金属類の溶出試験を行った。
飛灰試料20gを1Lのテドラーバッグに入れ、水30重量部と所定量の薬剤を添加して充分混練した。さらに空気500mLを注入して、50℃で30分間加温した後、気相中のアンモニア及び二硫化炭素の濃度の測定を行った。
飛灰試料100重量部に対し水30重量部を加え、さらに所定量の薬剤を添加して充分混練した。混練物を成形機で直径2.5cm、長さ5cmの円柱状に成形した。三日間養生した後、長軸方向の圧縮強度を測定した。
重金属類溶出試験の結果を表2に、臭気試験及び混練物の圧縮強度測定の結果を表3に示す。
すなわち、本発明の重金属類固定化剤を用いた本発明の焼却飛灰処理方法によると、焼却飛灰中の重金属類を効果的に固定化することができるため、埋立処理等行った場合でも埋立物からの重金属類の溶出を抑制することができる。さらに従来重金属類固定化の目的でキレート剤を使用する場合に生じうる有害ガスの発生の問題をも同時に解決することが出来るため、環境・労働安全衛生の観点から非常に有利である。本発明の重金属類固定化剤を用いることにより排ガスの脱硝用尿素を使用する必要がなくなり、さらに焼却飛灰処理後に生成する混練成形物の強度を増すことができるため、混練成形物が崩壊粉化しにくくなり、混練成形物を輸送する際の粉塵の飛散や、埋立後の溶出を抑制できる。焼却炉の下流の集塵装置としてバグフィルタを使用する場合、バグフィルタの目詰まりを防止するという副次的な効果も有する。リン酸マグネシウムアンモニウム化合物自体は安定な無機化合物であり、有機液体キレート化合物を使用するよりも埋立後の安定性が高く、環境への負荷が小さくなる。
Claims (5)
- 焼却飛灰に重金属類固定化剤を添加する、焼却飛灰の処理方法であって、前記重金属類固定化剤がリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を含むことを特徴とする、前記方法。
- 焼却炉排ガスに重金属類固定化剤を噴霧する、焼却飛灰の処理方法であって、前記重金属類固定化剤がリン酸マグネシウムアンモニウム化合物を含むことを特徴とする、前記方法。
- 請求項2に記載の焼却飛灰の処理方法であって、前記重金属類固定化剤が粗粒状であり、前記粗粒状の薬剤をその場で粉砕し、焼却炉排ガスに噴霧することを特徴とする、前記方法。
- 噴霧する重金属類固定化剤の粒径が、100μm未満であることを特徴とする、請求項1−3のいずれか1項に記載の方法。
- リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を含むことを特徴とする、焼却飛灰に含まれる重金属類を固定化するための薬剤。
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