JP2009226385A - Method for recycling waste solidified fuel, woody biomass fuel, incineration ashes such as sludge solidified fuel, and contaminated soil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料、汚泥固化燃料等の焼却灰、及び廃棄物や汚染土壌に対して、鉄塩類を0.2%以下の添加量で、重金属類の不溶化処理をし、路盤材等に再生利用する技術分野に関するものである。 In the present invention, heavy metals are insolubilized to an incineration ash such as waste solidified fuel, woody biomass fuel, sludge solidified fuel, etc., and waste or contaminated soil with an addition amount of iron salt of 0.2% or less. The present invention relates to a technical field that is recycled and used for roadbed materials.
ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料の利用については、廃棄物処分にあたっての減量化をはかる必要があることと(廃棄物処分場に余裕が少なくなってきたこと)、工業用のボイラー等に使用されている重油の高騰問題及び、腐敗・分解による昇温効果の高いメタンガス発生の抑制対策効果と、化石燃料からの二酸化炭素発生を減少させる目的(地球温暖化防止の目的、いわゆるカーボンニュートラル政策として)によって、国及び各自治体(廃棄物処理関係)あるいは各産業業界(電機、鉄鋼、製紙、石油、自動車、清涼飲料、食品、ガス、林業等の各企業)で盛んに取り組まれてきている状況にある。 Regarding the use of waste solidified fuel, woody biomass fuel, and sludge solidified fuel, it is necessary to reduce the amount of waste when it is disposed of (because there is less room in the waste disposal site), industrial boilers, etc. The problem of soaring heavy oil used in Japan and the effect of suppressing methane gas generation, which has a high temperature rise effect due to decay and decomposition, and the purpose of reducing carbon dioxide generation from fossil fuels (the purpose of preventing global warming, so-called carbon neutral As a policy, it has been actively addressed by the national and local governments (waste disposal) or industrial industries (electrical, steel, paper, petroleum, automobiles, soft drinks, food, gas, forestry, etc.) Is in a situation.
これらを燃焼した焼却灰は、鉛等の重金属を数千mg/kg単位で含有していることから、土壌環境基準(例えば、鉛の溶出基準:0.01mg/L、土壌汚染に係る環境基準値)を超えるものとなっており、廃棄物として最終処分場に埋立処分されてきたものである。The incinerated ash that burns these contains heavy metals such as lead in units of thousands of mg / kg, so soil environmental standards (for example, lead elution standards: 0.01 mg / L, environmental standards related to soil contamination) Value) and has been landfilled at the final disposal site as waste.
最終処分場における処分区分からみれば、鉛の溶出量が0.3mg/L以下のものは、一般の産業廃棄物として最終処分場で処理できるが、ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等の焼却灰では、[041]記載の表.1及び[042]記載の表.2に示したように、この基準を上まわるものが含まれるため、特別管理型廃棄物として遮断型の処分場に埋立処分されているのが現状であり、汚染土壌を含めて、処理費用(埋立処分に係る経費等)が嵩むものとなっていた。In terms of the disposal category at the final disposal site, lead elution amount of 0.3 mg / L or less can be treated as general industrial waste at the final disposal site, but solidified fuel, woody biomass fuel and sludge solidified fuel. Incineration ash such as [041]. 1 and [042]. As shown in Fig. 2, since those exceeding this standard are included, it is currently being landfilled as a specially managed waste in a block-type disposal site. Expenses related to landfill disposal, etc.) were increasing.
又、ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等の新たな利用による焼却灰の増加によって、今後、国内の限られた最終処分場においてはいずれの施設も埋立余量が減少し、近い将来には埋立処分場の確保が困難な自治体が発生するものと懸念され、これらの処分対象となっているものを再生利用する技術の開発が急務となっている。In addition, due to the increase in incineration ash due to new use of solidified garbage fuel, woody biomass fuel, sludge solidified fuel, etc., in the future, the amount of landfill in all facilities will decrease at limited final disposal sites in Japan. There are concerns that some local governments will be unable to secure landfill disposal sites, and there is an urgent need to develop technology to recycle these disposal targets.
ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等には、鉛をはじめとする重金属を含有するが、重金属の不溶化をはかる技術としては、一般にはセメント、石膏あるいはアスファルト・樹脂等による封じ込め効果による不溶化や、分級、洗浄、及び薬剤処理、あるいは生物処理、高温処理、溶融処理等が開発されている。このうち、コストが比較的安価な対策として薬剤処理を主体としたものが多く実施されている状況にある。Waste solidified fuel, woody biomass fuel, sludge solidified fuel, etc. contain heavy metals such as lead, but as a technology for insolubilizing heavy metals, generally insolubilization due to containment effect by cement, gypsum or asphalt resin, etc. In addition, classification, cleaning, chemical treatment, biological treatment, high temperature treatment, melting treatment, and the like have been developed. Among these, as a measure with relatively low cost, there are many cases that are mainly based on chemical treatment.
本特許では、重金属を含有する焼却灰や廃棄物あるいは土壌の薬剤処理に関する技術分野であるが、このような薬剤処理に関する従来の技術としては、pHの変化に係らず不溶化効果に優れた薬剤として、化学合成された有機系化合物のキレート剤による処理が多く実施されているのが現状である。キレート剤の実際の処理にあたっては、キレート剤単独、あるいは、無機系の化合物との複数の組み合わせによる処理方法がいくつか示されているが、これらの技術については、以下の特許文献1記載〜特許文献6記載に示したようである。
[007]記載のキレート剤を使用した処理方法については、一般にキレート剤は高価であり処理コストが嵩むこと、及び、キレート剤そのものは、人工的に合成された化学物質で、自然界に元々存在しないものであることから、生分解性の観点からみても安易に多用することは、問題を招く可能性がある薬物として指摘されている面が一方ではあった。[007] Regarding the treatment method using the chelating agent described in [007], the chelating agent is generally expensive and expensive, and the chelating agent itself is an artificially synthesized chemical substance that does not exist in nature. From the viewpoint of biodegradability, easy and frequent use has been pointed out as a drug that may cause problems.
このような背景から、無機化合物を使用した薬剤による処理技術も多く提案されており、特に、これまでの焼却灰等に含有する重金属類の不溶化技術については、鉄塩類を使用して溶出し難い化合物とする技術、吸着効果や固化剤を併用した封じ込め技術が示されている。以下の[010]記載から[029]記載には従来の技術として、特許文献7から特許文献22と、非特許文献1から非特許文献2とを示した。これらの技術であきらかなように、無機系の薬剤として最も多いものは、鉄塩類である。鉄塩類の添加量(焼却灰、廃棄物あるいは汚染土壌に対する添加量)の記載からみれば、これらの資料中、最も添加量の少ない技術は、[021]記載の0.2%以上の鉄(Fe、鉄のみの換算)とされており、塩化第一鉄で換算すると0.23%以上となり、塩化第二鉄については、同様に0.29%以上の各添加量で使用するものとなっている。ここに、本発明は、この最も少ない鉄塩類の添加量をさらに減少した状態で処理可能であることを特徴とするとともに、無害化処理した結果、道路等の盛土材に再生利用することを示した処理技術でもあることを大きな特徴とするものである。このように、従来の塩化鉄類の添加量を大幅に低減して無害化処理可能になった大な要因としては、処理対象となっているごみ固化燃料は、固化・成形過程で水酸化カルシウムを混合していること、木質バイオマス燃料あるいは汚泥固化燃料の焼却灰等は、燃焼過程でいずれも水酸化カルシウムやアンモニア等の高アルカリ性の噴霧等で、いずれも高アルカリ性の焼却灰に変化していることにあった。従って、このような高アルカリ性の焼却灰に対しては、酸性の鉄塩類を少量添加することによって凝集効果(凝集反応)が効果的に進行し、このために不溶化効果が著しく発揮されることを見出したことによるものである。以下に、鉄塩類を含む無機系の化合物を使用した、焼却灰や廃棄物及び土壌についての既往の各処理技術を示したものである。Against this background, many treatment techniques using chemicals using inorganic compounds have been proposed. Particularly, insolubilization techniques for heavy metals contained in conventional incineration ash etc. are difficult to elute using iron salts. The technology of compounding and the containment technology using the adsorption effect and solidifying agent are shown. In the following [010] description to [029] description, Patent Literature 7 to Patent Literature 22 and Non Patent Literature 1 to Non Patent Literature 2 are shown as conventional techniques. As apparent from these techniques, the most common inorganic chemicals are iron salts. From the description of the addition amount of iron salts (addition amount to incineration ash, waste or contaminated soil), among these materials, the technology with the smallest addition amount is 0.2% or more of iron (described in [021] ( In terms of ferrous chloride, it is 0.23% or more, and for ferric chloride, it is used at an addition amount of 0.29% or more as well. ing. Here, the present invention is characterized in that it can be processed in a state where the addition amount of the smallest iron salt is further reduced, and as a result of detoxification treatment, it is shown to be recycled for banking materials such as roads. The main feature is that it is also a processing technology. In this way, the major factor that has made the detoxification treatment possible by greatly reducing the amount of conventional iron chlorides added is that the waste solidified fuel to be treated is calcium hydroxide during the solidification and molding process. Incineration ash of woody biomass fuel or sludge solidified fuel, etc. are all highly alkaline sprays such as calcium hydroxide and ammonia during the combustion process, and all change to highly alkaline incineration ash. There was to be. Therefore, for such highly alkaline incineration ash, the addition of a small amount of acidic iron salts effectively promotes the agglomeration effect (agglomeration reaction), and thus the insolubilization effect is remarkably exhibited. This is due to the finding. The following shows each treatment technology for incineration ash, waste, and soil using inorganic compounds including iron salts.
焼却灰に塩化第一鉄(FeCL2)の15%水溶液を50%添加して、50〜95℃に加熱して処理する方法(フェライト処理法と呼称される)で、鉛の含有量:6,600mg/kgの灰が0.05mg/Lに改善する効果があり、又、焼却灰のpH調整を行い、pH7.0〜11.5で効果的であることが示されている。
都市ごみ焼却灰や排水処理工場からの重金属類を含有する有害産業廃棄物に対し、塩化第一鉄液、塩化第二鉄液(FeCl3)に硫酸第一鉄(FeSO4)を混合したもので処理する技術であり、鉛溶出量120mg/Lが、混合液30mL/100g灰の添加で0.22mg/Lに改善され、40mL/100g灰の添加で、0.1mg/L以下に改善されたことが示されている。なお、特許文献8のいずれの請求項にも、塩化鉄の添加量についての記載は示されていない。
塩化第一鉄液に硫酸第一鉄を混合して、重金属類の不溶化をはかる技術で、鉛溶出7.5mg/Lが20%の添加で0.05mg/L以下に改善されたことが示されている。又、[特許文献9]の請求項3では、これらの鉄塩を添加する濃度について、Fe換算で1%〜90%(廃棄物に対する重量比)を添加することで示されているが、この鉄塩の濃度換算では、塩化第一鉄(鉄の分子量比:56/128)の濃度が約2.3%〜207%(廃棄物に対する重量比)となる。
塩化第二鉄水溶液とポリ硫酸第二鉄からなる鉄化合物を10%と、pH調整剤として消石灰10%添加で、焼却灰の鉛の溶出量:38mg/Lを0.05mg/Lに改善された方法が示されている。
塩化第二鉄を少量含む塩化第一鉄との混合水溶液を添加量7.5〜10%で、焼却灰の鉛の溶出量を25mg/Lから0.05mg/L以下に改善でき、このときの塩化第二鉄水溶液と塩化第一鉄との混合割合が0.2〜1.0%(塩化第二鉄水溶液1.5〜10%濃度)であったことが示されている。
珪酸ソーダ(水ガラス)と炭酸ナトリウムを混和した重金属類の不溶化技術については、珪酸ソーダ5〜10%、炭酸ナトリウム10〜20%添加で、鉛の溶出4.1mg/Lが0.19mg/Lに改善できたことが示されている。
硫酸ナトリウム(Na2S)と硫酸鉄(FeSO4)を混合して合成硫化鉄鉱物として不溶化する技術であり、これらを0.5%混合して鉛の溶出0.09mg/Lから0.01mg/L以下に改善されたことが示されている。
硫酸アルミニウム粉末や硫酸第一鉄粉末からなる酸性物質を10%添加し、pH12.4から7.78にアルカリ度を低下させ、鉛の溶出を抑制する技術で、加熱成形して樹脂で固化させて、鉛の溶出0.247mg/Lから0.001mg/Lに改善されたことが示されている。
酸化鉄粉と水酸化鉄、石膏との組み合わせで固化する技術で、70%以上の添加で泥土状のものに対して重金属類の不溶化に効果的あることが示されている。
リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を加熱して吸着効果を高めて、重金属類を吸着して不溶化する技術である。
焼却灰に含有する重金属類の不溶化処理として、焼却灰の燃焼ガスからSOxを除去するため消石灰水の噴霧がなされており、この結果焼却灰本来のpH5.8〜7.0程度であったものが、pH12と高アルカリ性となって鉛が溶出し易くなっている問題があった。このような高アルカリ性の焼却灰の鉛の溶出抑制のためには、アルカリ度を低下させることが効果的と考えられて、硫酸溶液を添加し、この結果、pH10±0.5程度に調整されて、鉛の溶出が抑制された技術が示されている。
焼却飛灰の重金属溶出防止方法として、15〜30%のセメントを加えて硫酸第一鉄を11〜15%加え、15〜20%加水して、鉛溶出量1.4〜2.8mg/Lが0.01mg/L以下に改善されたことが示されている。この特許文献18の請求項1では、塩鉄(塩化第二鉄を含む)を鉄換算で0.1%以上添加することを記載している。このことは、塩化第一鉄(鉄の分子量比:56/128)液の濃度に換算すると0.23%、塩化第二鉄(鉄の分子量比:56/162)液の濃度に換算すると、0.29%になる。
焼却灰、汚泥、低質、石粉、再生粉等に5〜30%のセメントを添加し、攪拌造粒機を使用して攪拌し、これを養生、固化させて有害物質を封じ込める技術が示されている。
焼却飛灰の重金属溶出低減方法について、硫酸第一鉄と酸化物質(過酸化水素あるいは次亜塩素酸ナトリウム)を併用する技術で、硫酸第一鉄を5%添加して、鉛の溶出54.2mg/Lを0.01mg/L以下に改善していることを示し、特にセメントを10%混合した状態で効果があることが示されている。又、塩酸第一鉄、硝酸第一鉄も同様な処理をすることで請求項に示されている。
土壌固化剤において、固化を促進させるために、酸化マグネシウムと塩化第二鉄水溶液を使用するが、塩化第二鉄水溶液は凝集効果が顕著なために、酸化マグネシウムが固化する問題を、吸着材に塩化第二鉄水溶液をあらかじめ吸着させて両剤が一度に混合できることを特徴とした技術である。塩化第二鉄水溶液による機器の腐食を抑制する効果があるが、このような土壌の固化による重金属類の不溶化問題には言及していない。
土壌等の重金属類の不溶化のために、酸化マグネシウムと酸性の固化助剤として硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第一鉄、塩化第二鉄等を10%以上加えて中性化をはかる技術が示されている。
石炭灰を主とする焼却灰は、これまでは。セメント原料に限定されてきたが、硫酸による洗浄と洗浄液の遠心分離機で有害物を除去して、再生資源化する技術が紹介されている。
汚染土壌の浄化方法については、分級と洗浄によって汚染物質を離脱させ、これらの汚染物質を分離槽で振動、気泡等で分離する技術が示されている。
汚染土壌を対象として、酸化マグネシウム粉末を使用し、固化・不溶化を行う技術が示されている。
ヒ素で汚染された土壌に塩化第二鉄液を使用して、不溶化処理を実施した事例が示されている。
ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料は、亜炭の燃焼するカロリーにほぼ匹敵するエネルギー源であることから、近年の原油等の高騰問題と、化石燃料からの二酸化炭素排出抑制問題(京都議定書等に基づく二酸化炭素削減計画の実行問題)があり、今後このような背景から、新たな熱エネルギーとして利用の増大がはかられる傾向にある。しかしながら、これらの新しく製造された燃料の焼却利用が拡大する結果、大量の焼却灰が排出されることにもなり、その処理は最終処分場に埋立処分されることから、最終処分場の余量に大きな影響を与えかねず、これらを無害化して有効利用する(リサイクルする)技術開発が望まれている状況にある。 Waste solidified fuel, woody biomass fuel, and sludge solidified fuel are energy sources almost comparable to the calories burned by lignite, so the recent problem of soaring crude oil, etc. and the problem of restraining carbon dioxide emissions from fossil fuels (Kyoto Protocol) From this background, there is a tendency to increase use as new thermal energy. However, as a result of the expansion of incineration of these newly manufactured fuels, a large amount of incineration ash is also discharged, and the treatment is landfilled at the final disposal site. The development of technology that makes them harmless and uses them effectively (recycles) is desired.
特に、ごみ固化燃料については、これまで未焼却で処分されてきたものの利用拡大が施策として進められており、焼却灰の発生が増大することになる。又、木質バイオマスも、建設廃材等の利用に加え(現在、利用が拡大して建設廃材の確保が困難な状況になっていることから)、製材所から排出される未利用部(製材工程で製材が6〜7割、未利用部3〜4割程度発生する)も、利用され始め、さらに間伐材や製材所や製紙工場から排出される総ての有機物の有効利用の推進がはかられ、同様に焼却灰が今後増大することになる。In particular, as for solidified fuel, the use of what has been disposed of before incineration has been promoted as a measure, and the generation of incinerated ash will increase. In addition to the use of construction waste, etc., woody biomass (because it has become difficult to secure construction waste due to the expansion of use), unused parts discharged from the sawmill (in the sawmill process) 60 to 70% of lumber and 30 to 40% of unused parts) are also being used, and effective use of all organic matter discharged from thinned wood, lumber mills and paper mills is promoted. Similarly, incineration ash will increase in the future.
汚泥固化燃料は、下水やし尿を処理する下水処理施設及び食品工場から排出される汚泥を利用したものであるが、その製造工程は、乾燥あるいは蒸し焼きにし、粒状あるいはペレット状に成形したものからなり、このうち、蒸し焼きにして炭化したもの(850℃の蒸し焼き、酸素の無い状態ではダイオキシン類の生成問題があり、これらの分解;800℃を考慮した温度設定)では、通気性・保水性・透水性に優れ、ミネラルや燐酸を含有することから、園芸等の土壌改良材としての利用や融雪材等に使用されるものであるが、燃料としても石炭の二分の一から三分の一程度の熱量を有していることから、固形燃料として焼却されるものも多く見込まれるものとなっている。このために、今後、汚泥固化燃料の焼却灰の発生が多くなるものと考えられ、その処理対策として、最終処分場での埋立処分ではなく有効利用(リサイクル)技術の開発が必要となっている。Sludge solidified fuel uses sludge discharged from sewage treatment facilities and food factories that treat sewage and human waste, but the manufacturing process consists of dried or steamed and shaped into granules or pellets. Of these, steamed and carbonized (steamed at 850 ° C, there is a problem of dioxins formation in the absence of oxygen, and their decomposition; temperature setting considering 800 ° C), breathability, water retention, water permeability It has excellent properties and contains minerals and phosphoric acid, so it is used as a soil improvement material for horticulture, snow melting material, etc. Since it has a calorific value, many are incinerated as solid fuel. For this reason, it is thought that incineration ash of sludge solidified fuel will increase in the future, and it is necessary to develop effective utilization (recycling) technology instead of landfill disposal at the final disposal site as a treatment measure. .
このようなごみ固化燃料や木質灰バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等の焼却では、毒性の強いダイオキシン類の発生問題があるが、燃焼にあたってのダイオキシン類の発生を防止するため、[032]記載同様に、その分解を促す効果的な技術として850℃程度(ダイオキシン類は800℃以上で分解するため)の高温で焼却する技術で対応しているところであり、このような高温下での燃焼により、焼却灰に本来は含有する重金属類のうち水銀(Hg)も、沸点(水銀の沸点:356.73℃)より高温の焼却であることから気化が促進され、焼却灰には水銀も殆ど含有せず、溶出基準からみれば問題とはならないものとなっているのも特徴である。Incineration of such waste solidified fuel, wood ash biomass fuel, sludge solidified fuel, etc. has a problem of generating highly toxic dioxins, but in order to prevent the generation of dioxins during combustion, as described in [032] As an effective technique for promoting the decomposition, it is in the process of incineration at a high temperature of about 850 ° C. (because dioxins are decomposed at 800 ° C. or more). Among the heavy metals originally contained in mercury, mercury (Hg) is also incinerated at a temperature higher than the boiling point (boiling point of mercury: 356.73 ° C.), and thus vaporization is promoted. Incineration ash contains almost no mercury. It is also a feature that is not a problem in terms of elution standards.
又、これらの焼却灰の特性としては、これらを燃焼する焼却施設は大規模のものが多いが、このような焼却施設では、燃焼過程における排気ガスからのSOx(硫化物)及びNOx(硝酸化物)の排出抑制(化合物を形成して、固化・沈殿により除去される)のために、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)とアンモニア水(NH4OH)の噴霧を実施する技術が導入されている。この結果、焼却灰は、本来は弱酸性(pH5.8〜7.0程度)を呈するものであるが、これらの高アルカリ性の薬剤の添加によって、生成した焼却灰(特に焼却飛灰)では、pH11以上の高アルカリ性を呈していることが大きな特徴として挙げられる。As for the characteristics of these incineration ash, incineration facilities that burn these are often large-scale, but in such incineration facilities, SOx (sulfide) and NOx (nitrate oxide) from exhaust gas in the combustion process. ) Emission control (which forms a compound and is removed by solidification / precipitation), a technology to spray calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) and aqueous ammonia (NH 4 OH) was introduced. ing. As a result, the incineration ash originally exhibits weak acidity (pH 5.8 to 7.0), but the incineration ash generated by the addition of these highly alkaline chemicals (particularly incineration fly ash) A major feature is that it exhibits a high alkalinity of pH 11 or higher.
[010]記載の特許文献7及び[020]記載の特許文献17等の技術で、鉄塩類(ここでは塩化第一鉄)を使用して鉛等の重金属を不溶化するために、焼却灰に消石灰(水酸化カルシウム)を添加してアルカリ性に調整した後に、酸性の塩化鉄を混合して反応を促進させる技術を示している。しかしながら、本特許技術の目的であるごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等の焼却灰のいずれについても、今日では、燃焼過程において[034]記載で示すようにアルカリ性の薬剤の噴霧等によって、pH11以上の高アルカリ性を呈することが大きな特徴であり、鉄塩類を添加するにあたっては、あらためてpH調整(焼却灰をアルカリ性にするための調整)の必要性は無いものとなっている。In order to insolubilize heavy metals such as lead using iron salts (here, ferrous chloride) with the techniques of Patent Document 7 described in [010] and Patent Document 17 described in [020], slaked lime This shows a technique for promoting the reaction by adding acidic iron chloride after adding (calcium hydroxide) to make it alkaline. However, all of the incinerated ash, such as waste solidified fuel, woody biomass fuel, and sludge solidified fuel, which is the object of this patented technology, is now being sprayed with alkaline chemicals as shown in [034] in the combustion process. It is a great feature that it exhibits high alkalinity of pH 11 or higher, and there is no need for pH adjustment (adjustment for making incineration ash alkaline) when adding iron salts.
このうち、最も高アルカリ性を呈するものはごみ固化燃料の焼却灰であるが、この要因として、ごみ固化固化燃料の生成にあたり、固化してペレットに加工する過程で、脱水と腐敗及び悪臭発生対策のために、5%程度の消石灰(水酸化カルシウム、焼くと水分子が半分除去される)を焼いたもの、あるいは生石灰(酸化カルシウム、水分と激しく反応して水酸化カルシウムを形成する)を混合しているのが特徴であるが、これらの混合によって、含まれる水分の除去と昇熱して乾燥を促す効果や殺菌・腐敗防止・消臭効果を目的としたものである。この結果、ごみ固化燃料の燃焼灰は、燃焼前に比べ重量が約10分の1に低下するが、水酸化カルシウムが不燃物として多く残留することから、[041]記載に示すように、pH12以上の高アルカリ性を呈する要因となっていることが特徴となっている。Of these, incineration ash of solidified fuel is the one that exhibits the highest alkalinity, but this is caused by the measures taken to prevent dehydration, decay, and odor generation in the process of solidification and processing into pellets when producing solidified solid fuel. For this purpose, about 5% slaked lime (calcium hydroxide, half of water molecules are removed when baked) or quick lime (calcium oxide, which reacts violently with water to form calcium hydroxide) is mixed. It is characterized by the fact that the mixing of these is aimed at removing moisture contained therein and raising the temperature to promote drying, as well as sterilization, anti-corruption and deodorizing effects. As a result, although the weight of the combustion ash of the solidified fuel is reduced to about one-tenth of that before combustion, a large amount of calcium hydroxide remains as an incombustible material, so that the pH is 12 as described in [041]. It is characterized by being a factor exhibiting the above high alkalinity.
又、このような焼却灰は、[041]記載の分析結果に示したように、重金属類のうち最も多く含有する鉛(Pb)の溶出が問題となっていることがわかる。鉛の溶出特性からみれば、高アルカリ性領域(pH11以上)と酸性域(pH6以下)で溶出し易く、中性域では溶出し難い特性があることが知られている。In addition, as shown in the analysis results described in [041], such incinerated ash shows that elution of lead (Pb), which is the most contained of heavy metals, is a problem. From the viewpoint of the elution characteristics of lead, it is known that there is a characteristic that it is easy to elute in a highly alkaline region (pH 11 or more) and an acidic region (pH 6 or less), and difficult to elute in a neutral region.
このように鉛の溶出特性から、ごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等のいずれの焼却灰も、pH11以上の高アルカリ性を呈すことから、これらの焼却灰の再生利用にあたっては、鉛の不溶化対策が大きな問題となっていることがわかる。Thus, because of the elution characteristics of lead, any incineration ash such as waste solidified fuel, woody biomass fuel, and sludge solidified fuel exhibits a high alkalinity of pH 11 or higher. It can be seen that insolubilization measures are a major problem.
請求項4、請求項5記載の一般廃棄物と産業廃棄物についても、家庭ごみや食品屑等の有機物を含むものについては、焼却場で処理されたものが多くを占めており、[034]記載同様の燃焼過程により、焼却されたものは高アルカリ性を呈するものとなっている。現状、これらの廃棄物の最終処分場の余量が各自治体で減少し、新たな処分場の建設も困難となっていることから、これらを再生利用する技術の開発が必要になってくるものと考えられる。As for the general waste and industrial waste according to claims 4 and 5, those that contain organic matter such as household waste and food waste are mostly treated at the incineration site, [034] By the combustion process similar to that described, the incinerated material exhibits high alkalinity. Currently, the surplus amount of final disposal sites for these wastes is decreasing in each local government, and it is difficult to construct new disposal sites, so it will be necessary to develop technologies to recycle these wastes. it is conceivable that.
このような再生技術の必要性は、汚染土壌の処理についても同様であり、同じく再生利用が求められている現状にあり、請求項6記載に示す技術が必要であり、無害化して盛土や路盤材に利用することが望ましいと考える。The need for such a regeneration technique is the same for the treatment of contaminated soil, and there is a need for recycling as well, and the technique described in claim 6 is necessary. We think that it is desirable to use for materials.
表.1には、収集した家庭ごみから作成したごみ固化燃料を、ボイラーの過熱用に使用した焼却灰(ここでは焼却飛灰の例)の分析結果を示した。同表から、鉛が大量に含有し、又、pH12.6の高アルカリ性を呈しており、溶出試験結果(分析の方法:平成3年環境省告示46号による、以下同様)では、鉛が7.5mg/Lと環境基準を大きく上まわり、廃棄物の受入れ基準からみても、0.3mg/L以上であることから、特別管理型廃棄物の対象となる。特別管理型廃棄物の最終処分は、遮断型の最終処分場への埋立処分が義務付けられ、このような処分方法では、処分コストがより嵩むことと、受入れる処分場の余量の急激な減少が大きな問題となっており、これらを再生利用する技術開発が必要となっている。
表.2には、木質バイオマス燃料の焼却灰(ここでは焼却飛灰による)の分析結果を示した。ここでの木質バイオマスの原料は、主に建築廃材を主とし、これらをチップ化し、大型の製紙工場のボイラー加熱用として燃焼させたものである。同表でも、鉛の含有量が多く、pH12.1の高アルカリ性を示している。なお、表.2では鉛の溶出試験結果では[041]記載の表.1に比して小さい値(0.52mg/L)となっているが、この原因は、排出された焼却灰の最終処分あるいは中間処分の受入れ基準(鉛の溶出基準で0.3mg/L以下)の問題から、通常の産業廃棄物として処分あるいは、再生利用するための中間処分場への受入れ基準をクリアーすることを目的として、鉛の溶出抑制のために焼却灰にキレート剤を既に添加していることによるものである。
表.3には、表.1に示したごみ固化燃料の焼却灰を再生利用することを目的として、セメント固化による鉛の封じ込め効果を試験(試験試料1kgによる容器試験、溶出試験実施は7日間養生にいる)したものである。この試験結果からあきらかなように、セメント自体が強アルカリ性(pH13程度)の水酸化カルシウムを主体としていることから、セメントの混合量の増加によってより高アルカリ性となって鉛が溶出し易くなっていることが示されている。従って、セメント固化による封じ込め方法は、セメント量を増加しても鉛の不溶化効果が発揮されず、セメント単独(固化させるためのセメント混合量10%以上)では不溶化処理が困難であることがわかる。
[請求項6]記載の汚染土壌の浄化処理の試験資料例を表.4に示した(試験試料3kgの容器試験)。同表では、低濃度の鉛を含有する土壌にセメントを混合して、これを封じ込める不溶化処理工事を実施するための室内試験として実施されたものである。同表から、少量のセメントの混合でも鉛の不溶化効果がみられ、1.5%と2.5%混合によって環境基準を満足するが、3.5%混合のケースでは、逆に、鉛の溶出抑制効果が発揮されないことも示され、その原因がセメントの増量による高アルカリ性を呈することがわかる。このことから、セメントによる鉛の不溶化処理方法の実施にあたっては、高アルカリ性のセメントの増量によって、むしろ、逆効果となることと、セメントによる封じ込め処理方法を実施するためには、[043]記載同様、他の不溶化効果のある薬剤との併用が必要となる。
ごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料の焼却灰の再生利用にあたっては、鉛の溶出抑制を実施して、土壌環境基準(鉛の溶出量0.01mg/L以下)を満足する必要があるが、いずれもpH11程度の高アルカリ性となっていることから、重金属のうち、特に鉛の不溶化対策が最も重要な課題となっている。又、既に最終処分場に処分された廃棄物や汚染土壌についても、鉛を含む重金属類の不溶化がはかられれば再生材としての利用が可能となる。 In the recycling of incinerated ash from solid waste fuel, woody biomass fuel and sludge solidified fuel, it is necessary to suppress lead elution and satisfy the soil environment standard (lead elution amount 0.01 mg / L or less). However, since both are highly alkaline with a pH of about 11, measures for insolubilization of lead among heavy metals are the most important issue. Also, waste and contaminated soil that have already been disposed at the final disposal site can be used as recycled materials if insolubilization of heavy metals including lead is removed.
本発明では、このような焼却灰はいずれも高アルカリ性を呈することから、酸性の鉄塩類から、塩化第一鉄、塩化第二鉄及び硫酸第一鉄、硫酸第二鉄から1種あるいは2種以上選定し、これを0.2%以下の添加量で、焼却灰の利用で最も問題となっている鉛の不溶化がはかられ、土壌環境基準を満足する技術であることを特徴としている。In the present invention, since such incineration ash exhibits high alkalinity, one or two kinds of ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, and ferric sulfate are used from acidic iron salts. It is selected as described above, and it is characterized by being a technology that satisfies the soil environmental standards by adding 0.2% or less and insolubilizing lead, which is the most problematic in the use of incinerated ash.
これらの鉄塩類のうち、塩化第二鉄等の強酸性の薬剤は、製造工場から搬送された状態では濃度37%(塩化第一鉄液は31%)であり、この原液での利用目的は、本来は電子部品のエッチング用あるいは、最近ではシュレッダーごみから金属を溶出する薬剤として使用されているものであり、ステンレス鋼も腐食させる金属類の腐食効果が著しい薬剤である。このよう強酸性の薬剤を中間処理施設あるいは移動処理施設等で実際に使用する場合には、使用する機材やプラントに腐食被害が大きな障害となるが、本特許で示すこれらの強酸性の薬剤の添加量が0.2%以下であることから、予め加水分で希釈して使用することで、その腐食障害からの影響を最小限にすることも可能になった。即ち、処理対象の焼却灰等は既に述べたようにpH11以上の高アルカリ性であり、これに0.2%以下の強酸性の薬剤を添加しても、混合して瞬く間に高アルカリ性(pHが0.5程度以内低下する)を有することから、使用する機材等の腐食の問題は最小減(添加した瞬間に容器の底面や側面に接触、あるいは跳ねた薬剤が付着すること等)であり、むしろ、焼却灰を混合するときの攪拌によって機械的な磨耗や欠損等が問題となることも確認された。このことから、強酸性の塩化第二鉄液の安全な使用方法も可能となり、これまでの使用上のためらいが払拭された技術と言える。Among these iron salts, strong acid chemicals such as ferric chloride have a concentration of 37% (31% ferrous chloride solution) when transported from the manufacturing plant. Originally, it is used for etching electronic parts or recently as a drug for eluting metal from shredder waste, and it is a chemical that has a remarkable corrosion effect on metals that corrode stainless steel. When such strongly acidic chemicals are actually used in intermediate processing facilities or mobile processing facilities, corrosion damage is a major obstacle to the equipment and plants used. Since the addition amount is 0.2% or less, it has become possible to minimize the influence from the corrosion failure by diluting with water in advance. That is, the incineration ash to be treated has a high alkalinity of pH 11 or higher as described above, and even if a strongly acidic chemical of 0.2% or less is added to this, it is mixed and quickly becomes highly alkaline (pH Therefore, the problem of corrosion of the equipment used is minimally reduced (contact with the bottom and side surfaces of the container or the splashed chemical adheres at the moment of addition). Rather, it was also confirmed that mechanical abrasion or chipping becomes a problem due to stirring when mixing incinerated ash. From this, it is possible to use a strong acid ferric chloride solution in a safe manner, and it can be said that this is a technique in which hesitation in use has been eliminated.
なお、鉄塩類のうち、硫酸第一鉄は中性であり鉄のサプリメントに使用される食品添加物である。しかしながら、硫酸第二鉄及び塩化第二鉄は、強酸性の薬剤であり、このうち塩化第二鉄については、国内の総生産量が35万t程度であったが、最近では生産量が少なくなっている薬剤である。このことは産業界の構造の変化によるものであり、塩化第二鉄液の最も多い需要分野は、電子機器のブラウン管の製作工程であったが、ブラウン管の利用が消失したことから、減産されている状況にある。又、国内で最も生産量が多かった薬品メーカー(年間20万t生産)では、平成16年に生産工場からの漏洩事故と平成18年の高速道路における追突事故での流出事故によって、大きな環境問題になったことを契機として、生産停止している薬剤でもある。Of the iron salts, ferrous sulfate is neutral and is a food additive used for iron supplements. However, ferric sulfate and ferric chloride are strongly acidic drugs. Among them, ferric chloride had a total production of about 350,000 tons in Japan, but recently its production is low. It is a drug that has become. This is due to changes in the structure of the industry, and the most demanding area for ferric chloride was the production process of cathode ray tubes for electronic equipment. Is in a situation. In addition, a pharmaceutical manufacturer with the highest production volume in Japan (production of 200,000 tons per year) caused major environmental problems due to a leakage accident from a production plant in 2004 and a spill accident in a rear-end collision on a highway in 2006. It is also a drug that has been discontinued due to this.
このような経緯を踏まえると、塩化第二鉄等の強酸性の薬剤を使用した処理方法については、この薬剤の貯留施設や添加施設等の安全性の確保が必要となるが、搬送された薬剤(塩化第二鉄液の場合:37%濃度)を貯留する場合には、受入れ容器に10%濃度に希釈して保管し、添加する工程で加水して0.2%以下の溶液とすることで、保管及び利用上の安全性が確保できるものとなっている。Based on such circumstances, it is necessary to ensure the safety of storage facilities and additive facilities of this chemical for treatment methods using strong acidic chemicals such as ferric chloride. When storing (in the case of ferric chloride solution: 37% concentration), store it in a receiving container diluted to 10% concentration, and add it to a solution of 0.2% or less by adding water in the adding step. Therefore, safety in storage and use can be secured.
ごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料等の処理対象となる焼却灰は、いずれもpH11以上の高アルカリ性を呈しているが、これに高アルカリ性のセメントを10〜15%程度混合した場合にでも性状が同様であることから(pHが0.5前後高くなる)、セメント固化との併用も可能である。セメントの混合にあたっては、よりpHが高アルカリ性に遷移して鉛が溶出し易くなることから、鉄塩類の添加量を増加させる必要がある。しかしながら、この場合でも、0.2%以下の添加量でいずれも不溶化効果が得られることを確認している。The incineration ash to be treated such as waste solidified fuel, woody biomass fuel, sludge solidified fuel, etc. is highly alkaline with a pH of 11 or higher, but when mixed with about 10-15% of highly alkaline cement. However, since the properties are the same (pH becomes higher by about 0.5), it can be used together with cement solidification. In mixing the cement, the pH transitions to a higher alkalinity and lead is more likely to be eluted. Therefore, it is necessary to increase the amount of iron salt added. However, even in this case, it has been confirmed that an insolubilizing effect can be obtained with an addition amount of 0.2% or less.
なお、セメントを混合したものは、固化後の塊状の処理物を粉砕、あるいは、攪拌機等による造粒加工によって、道路の盛土等に再生材として利用できる技術であることも特徴である。In addition, what mix | blended cement is also characterized by the technique which can be utilized as a reclaimed material for the embankment of a road, etc. by grind | pulverizing the lump-like processed material after solidification, or granulation with an agitator etc.
ごみ固化燃料の焼却灰と木質バイオマス燃料の焼却灰との組成分析を実施して、含有する重金属類の成分と含有量及びpHを確認した。次に、この焼却灰の溶出試験を実施し、環境基準と照らし合わせて、問題となる重金属の特定を行った。この結果、いずれの焼却灰も鉛が溶出基準を超過しており、鉛の不溶化処理が最も重要であることを確認した。又、いずれの焼却灰もpH12以上の高アルカリ性であることから、鉛の不溶化効果をはかるために、不溶化効果がある鉄塩類の中から、塩化第二鉄液と硫酸第一鉄を選定して不溶化効果の確認を行った。これらの薬剤の添加試験に際して、キレート剤の添加試験の実施は、キレート剤が確実な不溶化効果を示すことから、不溶化効果の指針としてこれを実施したものである。 The composition analysis of the incineration ash of the solidified fuel and the incineration ash of the woody biomass fuel was carried out to confirm the components, content and pH of the heavy metals contained. Next, the incineration ash elution test was carried out, and the heavy metals in question were identified against the environmental standards. As a result, it was confirmed that the insolubilization treatment of lead was the most important because all the incineration ash exceeded the elution standard of lead. In addition, since all incineration ash is highly alkaline with a pH of 12 or higher, select ferric chloride solution and ferrous sulfate from iron salts with insolubilizing effect in order to achieve insolubilizing effect of lead. The insolubilization effect was confirmed. In the addition test of these agents, the addition test of the chelating agent was performed as a guideline for the insolubilizing effect because the chelating agent shows a certain insolubilizing effect.
鉄塩類による薬剤処理の不溶化効果試験実施にあたっては、鉄塩類単独での添加による不溶化効果の確認と併せ、市販のキレート剤による効果を確認するとともに、コストの面から勘案して、キレート剤と鉄塩類との併用の試験等も実施した。鉄塩類のうち、硫酸第一鉄(粉末)は市販のもので、塩化第二鉄(液)は、容器試験は試薬として入手したものであるが、混練機及び実機試験にあたっては、生産工場(ラサ工業株式会社、群馬工場)から直接取り寄せたものである。In conducting the insolubilization effect test of chemical treatment with iron salts, in addition to confirming the insolubilization effect by addition of iron salts alone, the effect of commercially available chelating agents was confirmed, and in consideration of cost, chelating agents and iron A combination test with salts was also conducted. Among the iron salts, ferrous sulfate (powder) is commercially available, and ferric chloride (liquid) was obtained as a reagent in the container test, but in the kneading machine and actual machine test, the production factory ( Rasa Industrial Co., Ltd., Gunma Factory).
不溶化効果の試験は、鉄塩類を希釈したものを用意し、これを添加量を変化させて実施したもので、試験の実施規模は、1番目は室内での容器試験(1kg程度の試料による試験)、2番目は50Lの混練機による試験(20kgの試料による試験)、3番目には、実機(実際に中間処理プラントで稼動している2.9m3の攪拌機による1tの試料による試験)を実施し、1〜7日間の養生後に溶出試験を実施して、不溶化効果を確認した。The insolubilization test was conducted by diluting iron salts and changing the amount added. The first scale of the test was an indoor container test (test with a sample of about 1 kg). ) The second is a test with a 50 L kneader (test with a 20 kg sample), and the third is a real machine (test with a 1 t sample with a 2.9 m 3 stirrer that is actually operating in an intermediate processing plant). The dissolution test was carried out after curing for 1 to 7 days to confirm the insolubilization effect.
又、不溶化処理したものについて、路盤材の物理試験(JIS規格による試験)を実施して、再生利用可能であることを確認した。In addition, the insolubilized material was subjected to a physical test (test according to JIS standards) of the roadbed material to confirm that it could be recycled.
請求項1及び請求2記載のごみ固化燃料と木質バイオマス燃料についての薬剤の不溶化効果試験を実施した。薬剤の選定及び使用方法と試験手順については、▲1▼キレート剤(市販による)による試験、▲2▼硫酸第一鉄(粉末、市販による)、及び▲3▼キレート剤、硫酸第一鉄使用によるセメント混合のケース、▲4▼塩化第二鉄による試験、▲5▼塩化第二鉄によるセメント混合のケース等の各試験を実施した。なお、練混機と実機試験の実施では、いずれもセメント混合のケースである。 The insolubilization effect test of the chemical | medical agent about the refuse solidification fuel and woody biomass fuel of Claim 1 and Claim 2 was implemented. For the selection and use of chemicals and test procedures, (1) test with chelating agent (commercially available), (2) ferrous sulfate (powder, commercially available), and (3) chelating agent, ferrous sulfate used Tests such as a case of cement mixing by (4), a test by (4) ferric chloride, and (5) a case of cement mixing by ferric chloride were carried out. It should be noted that both the mixing machine and the actual machine test are cement mixing cases.
表.4には、ごみ固化燃料の焼却灰(単位体積重量:0.65t/m3)の薬剤処理試験(キレート剤による)結果を示した。同表から、鉛の溶出量7.5mg/Lに対し、キレート剤の添加量3%で環境基準を満足することが確認された。
表.5には、ごみ固化燃料の焼却灰の薬剤処理試験(硫酸第一鉄による)結果を示した。同表から、硫酸第一鉄の添加による環境基準を満足するためには、添加量を6%以上使用する必要があると考えられる。ここに、硫酸第一鉄は中性の薬剤であり、高アルカリ性の焼却灰に対するpHの低減効果は少ないが、添加された硫酸第一鉄の粉末に鉛等の重金属煩が吸着して、不溶化効果が得られるものと考えられる。
表.6には、木質バイオマス燃料の焼却灰の薬剤処理試験(キレート剤による)結果を示した。同表から、鉛の溶出量0.52mg/Lに対し、キレート剤の添加量は0.5%で環境基準を満足することが確認された。
表.7には、木質バイオマス燃料の焼却灰の薬剤処理試験(硫酸第一鉄による)結果を示した。同表から、添加量0.5%で環境基準を満足することが確認された。同表から、硫酸第一鉄の添加によって鉛の不溶化処理をするためには、本特許の請求項1に示される0.2%以下の添加量では困難であることを示す。
表.8には、木質バイオマス燃料の焼却灰の薬剤処理試験(セメント10%混合して固化した場合で、薬剤の添加はキレート剤と硫酸第一鉄の併用による)結果を示した。セメント10%の混合によって、キレート剤0.5%添加し、これに硫酸第一鉄を1%添加した2薬剤の併用することによって、環境基準を満足することが確認されたものである。同表から、10%のセメントの混合によって、pHが[060]記載の表.7示した10.5から11.8に上昇していることが確認され、より鉛が溶出し易いpHを呈するものとなっている。このことから、結果として、薬剤の添加量が全体に増加することが確認された。
表.9には、ごみ固化燃料の焼却灰の薬剤処理試験(10%のセメント混合の場合、塩化第二鉄液による)結果を示した。同表では、塩化第二鉄液の原液(濃度37%)を希釈して10%濃度とし、これを添加量の基本として実施したものである。これを焼却灰の重量に対して3%添加することによって、環境基準基準を満足することが確認されたものである。このときの塩化第二鉄の添加量は、加水(20%)を考慮する焼却灰全体の重量の0.25%の使用量となっている。又、同表では、塩化第二鉄の使用量を増加しても、鉛の不溶化効果がこれに比例して発揮されない理由としては、塩化第二鉄の添加によって、塩化鉛の形成を促した結果、塩化鉛は鉛化合物の中で最も水に溶解し易い化合物であることに起因していることが考えられる。
表.1には、50Lの混練機による20kgの試料による効果試験であり、ごみ固化燃料の焼却灰と木質バイオマス燃料の焼却灰を1:3で混合したものに対しての、セメント10%混合時の硫酸第一鉄を添加した試験である。硫酸第一鉄の添加量は概ね1%程度で環境基準を満足するものと考えられる。このような焼却灰の混合処理については、現状、中間処理施設に搬入されるごみ固化燃料の焼却灰が、木質バイオマス燃料の焼却灰に比して少ないことに起因しているが、両者を混合して処理する方法は、薬剤の添加量を変えずに一度に同様の処理方法で対応できることから、実務的には有効な手段と考えられる。
表.11は、50Lの混練機により試験試料20kgに対して、塩化第二鉄液の添加処理を行った実証試験結果である。同表から、ごみ固化燃料は中間処理施設への入荷量が比較的少ないことから、この混合比に設定したものである。この時の塩化第二鉄液10%濃度を1%の添加(塩化第二鉄の総添加量は0.058%となる)では、環境基準を満足する鉛の不溶化が達成できたことが確認された。この試験結果の後、中間処理施設で実際に稼動している処理プラントの実機(2.9m3の攪拌機、2台設置されている)を使用して実証試験(試験試料1t、3ケースで試験実施)を行った結果、同様の不溶化結果を得ることができた。
本発明は、現状増大化しているごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び、増加することが見込まれる汚泥固化燃料等の焼却灰の組成及び溶出特性について、これまでの知見を整理し、これらの焼却灰等がいずれも高アルカリ性を呈することと、鉛の溶出が問題となっていることをあきらかにし、この無害化処理にあたっては、鉛の不溶化が最も必要であり、このための効果的な薬剤の開発と添加方法の開発を、実際に中間処理している施設の試料や分析室を使用して行ってきた。この結果、鉄塩類のうち、塩化第一鉄、塩化第二鉄及び硫酸第一鉄、硫酸第二鉄から1種あるいは2種以上選択することが効果的であることを確認し、一連の処理試験を容器試験から始まって、混練機試験及び中間処理施設で実際に運用されている実機(大型の攪拌機)による実証試験まで実施してきた。この結果、これらの焼却灰は燃料の生成過程あるいは燃焼過程でアルカリ性の薬剤(水酸化カルシウムやアンモニウム等)の添加によって、いずれもpH11以上の高アルカリ性を呈していることが特徴である。このため、例えば塩化第二鉄液等の強酸性液の添加によって、混合・攪拌することによって鉛の不溶化効果が顕著に現れることを確認した。このような顕著な不溶化効果の確認によって、上記の塩化第二鉄液を使用した場合には、[021]記載の特許文献18の請求項に記載されている添加量(請求項1:0.2%以上から100%の添加量)より少ない添加量で、環境基準を満足することを[062]記載及び[064]記載に示すように確認したが、このような焼却灰の実情に会わせた効果的な薬剤の使用に関する知見は、本発明で始めてのものであった。 The present invention arranges the existing knowledge about the composition and elution characteristics of incinerated ash such as solidified solid fuel, woody biomass fuel, and sludge solidified fuel that is expected to increase. It is clear that all of these have high alkalinity and lead elution is a problem. In this detoxification treatment, insolubilization of lead is the most necessary, and the development of effective drugs for this purpose And the development of the addition method has been carried out using the sample and analysis room of the facility that actually performs the intermediate treatment. As a result, it was confirmed that it is effective to select one or more of ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, and ferric sulfate among iron salts, and a series of treatments. The test has been conducted from a container test to a kneading machine test and a demonstration test using an actual machine (large stirrer) actually operated in an intermediate treatment facility. As a result, these incineration ash is characterized by high alkalinity having a pH of 11 or more due to the addition of alkaline chemicals (calcium hydroxide, ammonium, etc.) during the fuel production process or combustion process. For this reason, for example, it was confirmed that the insolubilizing effect of lead appears remarkably by mixing and stirring by adding a strong acidic solution such as ferric chloride solution. When the above-mentioned ferric chloride solution is used by confirming such a remarkable insolubilizing effect, the addition amount described in the claim of Patent Document 18 described in [021] (Claim 1:. As shown in [062] and [064], it was confirmed that environmental standards were satisfied with less than 2% to 100%). The knowledge of effective drug use was the first in the present invention.
従って、このような大量に発生する焼却灰の無害化処理に対して、塩化第二鉄等の薬剤の添加量が0.2%以下と少量で効果的であることは、薬剤使用のコストの低減化に対しても非常に効果的であり、これまでのキレート剤による処理コストや他の無機化合物の薬剤に比して、現状、最も有利な処理方法と言える。Therefore, for such detoxification treatment of incinerated ash generated in large quantities, the addition amount of chemicals such as ferric chloride is effective at a small amount of 0.2% or less, which is the cost of using chemicals It is also very effective for reduction, and it can be said that it is the most advantageous treatment method at present compared with the conventional treatment costs with chelating agents and other inorganic compounds.
表.12には、ごみ固化燃料及び木質バイオマス燃料の焼却灰の無害化処理にあたって、今回の処理試験結果からあきらかになった、環境基準を満足するための薬剤の使用量とその購入価格から、概算工費を比較したものである。同表からあきらかなように、塩化第二鉄を添加した場合には、本発明の請求項である0.2%以下の添加量で可能なことと、コスト面からみて、従来の薬剤処理の四〜五分の一に低下することになる。
表.13には、実機試験で生成されたセメント固化後の試料による路盤材としての試験結果を示した。この試料は、既に土壌に係る環境基準(第一種:有機溶剤系、第二種:重金属系及びダイオキシン類等)の一連の試験結果を実施した結果、総てを満足したものであることは勿論である。
[067]記載に示した、ごみ固化燃料と木質バイオマス燃料の焼却灰との混合したものの無害化処理した試料における、道路の路盤材としての試験結果は、建設会社等に販売可能な資材であり、中間処理施設として処理を受入れたときの処理費(収入:2万〜3万円/灰t程度)と、処理した再生材が建設会社等に販売できる(収入:500〜1千円/灰t程度)ために、安定した収入源を得ることができる。又、このような再生材を購入する建設会社側からみれば、通常の路盤材の購入費が3千円/t程度であることから、より安価(三分の一以下)に路盤材が調達できることになり、互いの流通ルートを確立することによって、確実に再生利用が拡大するものと考えられる。[067] The test results as roadbed materials in the sample of detoxified mixture of waste solidified fuel and wood biomass fuel incinerated ash shown in [067] are materials that can be sold to construction companies, etc. , Processing costs when receiving treatment as an intermediate treatment facility (income: 20,000-30,000 yen / ash t) and treated recycled materials can be sold to construction companies etc. (income: 500-1,000 yen / ash) Therefore, a stable income source can be obtained. From the perspective of a construction company that purchases such recycled materials, the purchase cost of ordinary roadbed materials is around 3,000 yen / t. As a result, it is considered that recycling can be surely expanded by establishing mutual distribution routes.
[004]記載及び[005]記載に示したように、ごみ固化燃料、木質バイオマス燃料及び汚泥固化燃料の利用の拡大は、これらから発生する焼却灰を従来通り最終処分場で埋立処分することは、処分場の余量の急速な減少を招く問題があったが、[068]記載に示す再生利用の拡大だ実現すれば、これらの問題も解消可能となる。又、既に埋立処分された焼却処分された廃棄物や汚染土壌についても、この再生利用がはかられれば、あらたな処分場の開発が困難となっている状況からみれば、朗報になると言える。As described in [004] and [005], the expansion of the use of waste solidified fuel, woody biomass fuel and sludge solidified fuel means that incineration ash generated from them will be landfilled at the final disposal site as before. However, there is a problem that causes a rapid decrease in the amount of the disposal site. However, if the recycling is expanded as described in [068], these problems can be solved. In addition, it can be said that good news will be given to the situation where it is difficult to develop a new disposal site if this recycling can be applied to incinerated waste and contaminated soil that have already been landfilled.
なお、今後に残された問題としては、各焼却灰の無害化処理で、本発明で示す塩化第二鉄等の添加によって[068]記載のように道路の路盤材等の建設資材に広く使用される場合には、鉛等の再溶出問題について、その耐久性を詳細に把握して評価する必要がある。このためには、例えばアベイラビリティー試験(pH4とアルカリ性領域での溶出試験基準)等を実施する必要があり、現状、その試験の準備を行っているところである。従って、路盤材や盛土等の建設資材への利用では、現状、一般の砕石に一定程度をブレンド(5〜30%程度)して利用することとしている。In addition, as a problem remaining in the future, it is widely used in construction materials such as roadbed materials as described in [068] by adding ferric chloride as shown in the present invention in the detoxification treatment of each incineration ash. When it is done, it is necessary to grasp and evaluate the durability of lead re-elution problems in detail. For this purpose, for example, it is necessary to carry out an availability test (elution test standard in pH 4 and alkaline region), and the test is currently being prepared. Therefore, in the present use for construction materials such as roadbed materials and banking, a certain degree of blending (about 5 to 30%) is used with general crushed stones.
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