JP2014004514A - 有害物質の溶出防止剤およびそれを用いた溶出防止方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を含有することを特徴とする、酸性環境下における廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止剤およびそれを用いた溶出防止方法。
【選択図】なし
Description
廃棄物とは異なるが、不溶化処理した汚染土壌において重金属等の有害物質が溶出する環境条件としては、pHが最も重要な要因であることが既往の調査結果から明らかになっている。pH変化に対する重金属等の溶出挙動については、重金属等で汚染した土壌を不溶化処理したものについて、pH4.0 の酸性雨に年間降雨量2,000mm で100 年間曝された場合を考慮した評価試験方法が社団法人土壌環境センターより提案されており(GEPC技術標準TS-02-S1 重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)、不溶化処理した廃棄物についても、このような酸性環境下での重金属等の溶出を防止する必要がある。
従って本発明の課題は、廃棄物に含まれる有害物質であるふっ素、ほう素、砒素及びセレンの酸性環境下における溶出量を土壌環境基準未満に低減できる経済的かつ効率的な処理技術を提供することである。具体的には、これらの有害物質を含む廃棄物が酸性雨に曝された場合でも有害物質の溶出を抑制できる溶出防止剤およびそれを用いた溶出防止方法を提供することである。
[1]カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を含有することを特徴とする、酸性環境下における廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止剤。
[2]カルシウムアルミネートが、CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを含むものである[1]に記載の溶出防止剤。
[3]カルシウムアルミネートが、CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを100:15〜100:120の質量比で含むものである[1]又は[2]に記載の溶出防止剤。
[4]アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである[1]〜[3]のいずれかに記載の溶出防止剤。
[5]ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる1種以上の酸性条件下における溶出量が環境基準を超える廃棄物に、[1]〜[4]のいずれかに記載の溶出防止剤を添加、混合することを特徴とする、該廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止方法。
KH2PO4 (2)
K3PO4 (3)
CaO源に石灰石(CaO含有量;56質量%)、Al2O3源にバン土頁岩(Al2O3含有量;88質量%)のそれぞれ粗砕粒(粒径約1mm以下)を用い、以下のA1〜A6で表すカルシウムアルミネートの粉末を作製した。その作製方法は、CaO源とAl2O3源を所定のモル比に配合したものを、電気炉で1800℃(±50℃)に加熱し、60分間保持した後、加熱を停止して炉内で自然放冷して得た(A1〜A3)。同様に1800℃(±50℃)に加熱し、60分間保持した後、温度1800℃の電気炉から加熱物を常温下に取り出し、取り出し後は直ちに加熱物表面に流量約100cc/秒で窒素ガスを吹き付けて急冷して得た(A4〜A6)。得られた冷却物はボールミルで粉砕し、ブレーン比表面積が5000±500cm2/gとなるよう粉砕時間を変えて粉末度を調整した。
A1;CaO/Al2O3=モル比1.0の結晶質カルシウムアルミネート
A2;CaO/Al2O3=モル比1.7の結晶質カルシウムアルミネート
A3;CaO/Al2O3=モル比0.5の結晶質カルシウムアルミネート
A4;CaO/Al2O3=モル比1.7の非晶質カルシウムアルミネート
A5;CaO/Al2O3=モル比2.3の非晶質カルシウムアルミネート
A6;CaO/Al2O3=モル比2.9のガラス化率10%のカルシウムアルミネート
B;硫酸アルミニウム14−18水和物:関東化学社製 粉末試薬
C;酸化カルシウム:関東化学社製 粉末試薬
D;リン酸二水素カリウム:関東化学社製 粉末試薬
・下水汚泥焼却灰
有害物質を含む廃棄物として最大粒径が1.2mm以下の下水汚泥焼却灰を使用した。この下水汚泥焼却灰について、社団法人土壌環境センターの技術標準(GEPC TS−02−S1:重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)に準じた方法で測定した酸性環境下でのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を表3に示す。
下水汚泥焼却灰に表2の溶出防止剤と水を表5に示す配合割合で加え、モルタルミキサーで3分間混合して混合物を調整した。該混合物をビニール袋内に封入して20℃の温度で養生し、養生期間1、7日経過後に、社団法人土壌環境センターの技術標準(GEPC TS−02−S1:重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)に準じた方法で、酸性環境下でのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を測定した。溶出量の測定結果を表5に示す。
(1)所定期間養生後の試料を粗砕し、ふるい2mm通過分を採取混合する。
(2)容積1000mLのポリ容器に試料50gを計りとり、溶媒として硫酸水溶液(0.769mmol/L)500gを加え、振とう機(振とう回数200回/分)で6時間振とうする。
(3)ポリ容器を30分静置した後、試料液の上澄みを孔径0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して検液とする。
(4)採取した検液の成分を表4に示す方法で測定する。
・フライアッシュ、ペーパースラッジ灰
有害物質を含む廃棄物として最大粒径が1.2mm以下のフライアッシュとペーパースラッジ灰を使用した。このフライアッシュとペーパースラッジ灰について、社団法人土壌環境センターの技術標準(GEPC TS−02−S1:重金属等不溶化処理土壌のpH変化に対する安定性の相対的評価方法)に準じた方法で測定した酸性環境下でのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出量を表6に示す。
上記のフライアッシュとペーパースラッジ灰に対し、表2に示す溶出防止剤と水を表7に示す配合割合で配合し、前記の溶出量測定方法(GEPC TS−02−S1に準じた方法)により、溶出防止効果を評価した。結果を表7に示す。
Claims (5)
- カルシウムアルミネート、硫酸アルミニウム、石灰及びアルカリ金属リン酸塩を含有することを特徴とする、酸性環境下における廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止剤。
- カルシウムアルミネートが、CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを含むものである請求項1に記載の溶出防止剤。
- カルシウムアルミネートが、CaOとAl2O3が等モル比の結晶質カルシウムアルミネートと、CaOとAl2O3の含有モル比がCaO/Al2O3=1.6〜2.6の非晶質カルシウムアルミネートとを100:15〜100:120の質量比で含むものである請求項1又は2に記載の溶出防止剤。
- アルカリ金属リン酸塩が、リン酸カリウムである請求項1〜3のいずれかに記載の溶出防止剤。
- ふっ素、ほう素、砒素及びセレンから選ばれる1種以上の酸性環境下における溶出量が土壌環境基準を超える廃棄物に、請求項1〜4のいずれかに記載の溶出防止剤を添加、混合することを特徴とする、該廃棄物からのふっ素、ほう素、砒素及びセレンの溶出防止方法。
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