JP2014136180A

JP2014136180A - 焼却灰の再資源化方法

Info

Publication number: JP2014136180A
Application number: JP2013005143A
Authority: JP
Inventors: 直人 ▲高▼田; Naoto Takada
Original assignee: KANAZAWA HODO KK
Current assignee: KANAZAWA HODO KK
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-07-28

Abstract

【課題】下水汚泥の焼却灰その他の重金属を含有する焼却灰の無害化及び資源化処理方法に関し、特に産業資材として利用する際の運搬、貯蔵、取扱いに便利な粉末状の処理生成物を得る技術に関し、より簡便で安価な処理方法で提供する。
【解決手段】重金属含有焼却灰１００重量部に対して、キレート剤０．２〜５、好ましくは０．２〜３重量部と、水０．５〜５重量部を添加して混合し、得られた混合物に更に生石灰を、前記焼却灰１００重量部に対して２〜２５、好ましくは５〜１５重量部添加して混合することにより、焼却灰中の重金属を固定化した粉末状の処理物を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水汚泥の焼却灰その他の重金属を含有するおそれのある焼却灰ないし燃焼灰（以下及び特許請求の範囲において、「焼却灰」と総称する。）の無害化及び資源化処理方法に関するもので、焼却灰中のひ素、セレン、ふっ素、ほう素などの重金属を安定化して溶出を防止することにより、処理物を産業資材として再利用可能にする技術に関するものである。

廃棄物や汚泥の焼却装置や粉炭燃焼装置などから排出される焼却灰の多くは、有害な不純物を含んでおり、産業資材として利用するためには、これら不純物の無害化処理が必要である。例えば、下水汚泥を焼却する際に発生する焼却灰は、ひ素、セレン、ふっ素、ほう素等の重金属を含んでおり、再利用に際しては、これら重金属の無害化処理が必要である。

従来、有害物質を含む焼却灰の無害化方法として、溶融固化、セメント固化、キレート剤（重金属固定剤）を用いる薬剤処理などが提案されている。例えば、下記特許文献１には、重金属含有燃焼灰１００重量部に対して、生石灰及び／又は消石灰０．１〜２０重量部及び水１０〜１００重量部を添加して混合する重金属含有燃焼灰の処理方法が提案されている。また特許文献２には、焼却炉、溶融炉、ボイラといった燃焼装置から排出された焼却灰に、セメントやキレート剤を含む安定化剤と水とを混合して無害化する技術が示されている。

更に、本願出願人は、特許文献３において、下水汚泥の焼却灰その他の重金属を含有する焼却灰の再資源化方法として、焼却灰に混合するセメントと水の量を少量とし、混合により得られた中間製品に生石灰を加えて混合して水分の吸収と蒸散を図ることにより、有害重金属の溶出を防止した粉末状の処理物を得る方法を提案している。

特許文献３記載の方法によって得られた処理物は、アスファルトフィラー、コンクリート二次製品の材料等、多用途に利用でき、乾燥した粉末状であるから、貯蔵、搬送、使用前の前処理などの際の取扱いに便利である。

特開２００１−９４１８号公報特開２００３−２００１３２号公報特開２００６−１０２６１４号公報

本願の出願人が特許文献３で提案した焼却灰の再資源化方法は、重金属含有焼却灰１００重量部に対して、高炉セメント３〜１５重量部、キレート剤０．２〜５重量部、水２〜１０重量部を添加して混合し、得られた混合物に更に生石灰を、前記焼却灰１００重量部に対して２〜２５重量部添加して混合することにより、焼却灰中の重金属を固定化した粉末状の混合物を得るというものである。

本願の発明は、上記特許文献３記載の発明の改良に係るもので、より安価で簡便な方法により、特許文献３記載の方法で得られる処理物と同様な処理物を得る技術を提供しようとするものである。

特許文献３記載の焼却灰の再資源化方法においては、焼却灰１００重量部に対して３〜１５重量部の高炉セメントを混合している。本願発明者らは、その後の試験により、高炉セメントを用いないで特許文献３記載の方法で得られる処理物と同様な処理物が得られることを見出した。すなわち、高炉セメントを必要とせず、更に混合する水もより少量で、各種の焼却灰からの有害重金属の溶出を効率的に防止することができ、かつ産業資材として利用する際の運搬、貯蔵、取扱いに便利な粉末状の処理物を得る方法を見出した。

すなわちこの発明に係る焼却灰の再資源化方法は、重金属含有焼却灰１００重量部に対して、キレート剤０．２〜５、好ましくは０．２〜３重量部と、水０．５〜５重量部を添加して混合し、得られた混合物に更に生石灰を、前記焼却灰１００重量部に対して２〜２５、好ましくは５〜１５重量部添加して混合することにより、焼却灰中の重金属を固定化した粉末状の処理物を得るというものである。

得られた処理物のミキサーから貯蔵庫への搬送中に加熱乾燥することにより、水分０．５％以下の産業資材としての品質の安定した粉体の製品を得ることができる。

本発明の方法では、有害な重金属を含む焼却灰にキレート剤と少量の水とを混合することにより、焼却灰をほぼ粉末状態のままキレート処理して乾燥させ、粉末状の混合物を得ている。セメントは混合する必要は無いが、焼却灰１００重量部に対する混合比が３重量部未満であれば、高炉セメントを混合してもこの発明の効果を阻害することはない。

得られた混合物に、生石灰を添加して混合することによって、有害物質の不溶出効果を促進させるとともに、水と生石灰の水和反応によって水分を蒸発させ、乾燥した処理物を得ることができる。

キレート剤には、無機系（硫酸鉄系、硫化鉄系など）と有機系（有機リン酸系など）とがあるが、この発明の方法に特に好適なキレート剤は、リン酸系、特に無機リン酸系の成分を含むキレート剤である。キレート剤は高価なので、少ない混合量で重金属を固定化できることが望ましい。この発明の方法では、焼却灰１００重量部に対し、０．２〜３重量部という少量のキレート剤で、重金属の固定化が可能であるが、コストを問題にしなくてよいなら、これより多い量を混合してもよい。

この発明によれば、燃焼装置から排出された焼却灰に、従来固化剤として用いられていたセメントを混合することなく、キレート剤と水とを混合して重金属を安定化させ、そのあと生石灰と混合し、更に必要により乾燥装置で水を蒸発させることにより、有害金属を安定化して溶出を防止した乾燥した粉末状の産業資材が得られる。セメントを用いないため、処理が容易で安価である。得られた処理物は、アスファルトフィラー、コンクリート二次製品の材料等、多用途に利用でき、乾燥した粉末状であるから、貯蔵、搬送、使用前の前処理などの際の取扱いに便利である。

実施例の製造工程を示す図製造設備の一例を示すブロック図

以下、図１の処理フロー図及び図２の処理装置のブロック図を参照して、この発明の実施形態を説明する。

第１振動ミキサー１の材料投入口１１に焼却灰サイロ３、薬剤タンク５及び水タンク６を接続して、それらのサイロ及びタンクから下水汚泥の焼却灰、キレート剤及び水を所定の比率で投入し、それらの混合物を得る。投入する材料の比率は、焼却灰１００重量部に対してキレート剤０．２〜３重量部、水０．５〜５重量部である。図２に示す設備は、高炉セメントサイロ４を備えているが、高炉セメントは投入していない。

第１振動ミキサー１から吐出された混合物（中間製品）に生石灰サイロ７から生石灰を添加して、第２振動ミキサー２で両者を混合して前製品を得る。生石灰の混合比は、焼却灰１００重量部に対し生石灰５〜１５重量部である。第２振動ミキサー２から吐出される前製品は、水分１〜２％程度の粉体である。

得られた前製品は、スクリュコンベア１２などの搬送装置で第１製品貯蔵サイロ８に送られる。第２振動ミキサー２から吐出される前製品は、そのままでもセメントやアスファルト舗装材に混合するフィラー（石粉）として利用できるが、貯蔵の安定性と品質の向上を図るために、サイロ８への搬送中にヒータや熱風で加熱乾燥して、水分を１％以下、好ましくは０．５％以下にする。

焼却灰を産業資材としての品質規格に適合させるには、粉体に含まれる水分を蒸発させ、粉体の含水比を１％以下にする必要がある。振動ミキサーの混合において生石灰を投入すると、粉体は生石灰の水和反応によって昇温し、併行して水分の蒸発が行われる。振動ミキサーから排出された粉体を搬送装置で貯蔵槽に搬送する間に、加熱乾燥して含水比を０．５％に低減させて貯蔵中の安定化を図るのが好ましい。

この発明の方法によって得られた製品は、セメントと混合してコンクリートブロックの材料などとして用いることができる。この発明の方法によって得られる製品の最も大きな用途は、アスファルト舗装をする際のフィラーである。アスファルト舗装のフィラーとして用いるときは、この発明の方法によって得られる製品にほぼ同量の天然フィラーを混合して用いるのが良い。

この発明の方法によって得られた製品と、従来方法（特許文献３記載の方法）によって得られた製品のＪＩＳ規格による重金属の溶出試験結果を表１に示す。表中の溶出量の単位はｍｇ／リットルである。なお、表に示した新技術（本願発明方法）における材料の混合割合は、焼却灰１００重量部に対してキレート剤１重量部、水０．５重量部、生石灰１０重量部であり、従来方法における材料の混合割合は、焼却灰１００重量部に対してキレート剤０．５重量部、高炉セメント５重量部、水５重量部、生石灰１０重量部である。キレート剤としては、栗田工業株式会社製のアッシュナイト（登録商標）ＲＴ−１０９（リン酸系＋金属塩系）を使用した。

この試験では水の混合割合を０．５重量部としたが、経験的には、水の混合割合を多くした方が溶出抑制効果がより高くなると考えられる。また、上記キレート剤を用いて、キレート剤の混合割合を０．５重量部としたときと表１の混合割合である１重量部としたときについて、種々の条件下において焼却灰中の鉛と六価クロムの溶出量を測定した。その結果は、キレート剤を０．５重量部としたときと１重量部としたときの上記金属の溶出量の差は１％以下であった。

Claims

重金属含有焼却灰１００重量部に対して、キレート剤０．２〜５重量部、水０．５〜５．０重量部を添加して混合し、得られた混合物に更に生石灰を、前記焼却灰１００重量部に対して２〜２５重量部添加して混合することにより、焼却灰中の重金属を固定化した粉末状の混合物を得る、焼却灰の再資源化方法。
重金属含有焼却灰１００重量部に対して、キレート剤０．２〜５重量部、水０．５〜５重量部及び３重量部未満の高炉セメントを添加して混合し、得られた混合物に更に生石灰を、前記焼却灰１００重量部に対して２〜２５重量部添加して混合することにより、焼却灰中の重金属を固定化した粉末状の混合物を得る、焼却灰の再資源化方法。
請求項１又は２記載の方法で得られた混合物を搬送コンベア内で加熱乾燥して、焼却灰中の重金属を固定化した水分率１重量％以下の粉末状の混合物を得る、焼却灰の再資源化方法。
キレート剤として、リン酸系のキレート剤を主として含むキレート剤を混合する、請求項１、２又は３記載の焼却灰の再資源化方法。
キレート剤として、無機リン酸系のキレート剤と金属塩系のキレート剤とを混合する、請求項１、２又は３記載の焼却灰の再資源化方法。