JP2017087190A - 不溶化材、及び六価クロムの溶出の抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】六価クロムを含む焼却灰等の被処理物からの六価クロムの溶出を抑制することができる不溶化材を提供する。
【解決手段】六価クロムの溶出を抑制するための不溶化材であって、高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含む不溶化材。高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含む不溶化材に、さらに、セメントを組み合わせてなる不溶化材。該不溶化材を用いて、六価クロムを含む被処理物からの六価クロムの溶出を抑制するための六価クロムの溶出の抑制方法であって、被処理物、セメント、および水を混合して、混練物を得る第一の添加工程と、該混練物、およびセメント以外の不溶化材の材料を混合して、不溶化処理物を得る第二の添加工程と、を含む六価クロムの溶出の抑制方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、不溶化材、及び六価クロムの溶出の抑制方法に関する。

近年、工場、事業所、産業廃棄物処理場の跡地等において、土壌が六価クロム等の重金属類で汚染されていることが、しばしば報告されている。このように土壌が六価クロム等の重金属類で汚染されると、その汚染が地下水にまで広がり、人体や穀物にまで影響を及ぼすという安全衛生上の問題がある。また、土壌の汚染濃度が環境基準値を超える場合には、跡地をそのまま利用できなくなり、土地を有効利用することができないという問題もある。
そこで、汚染土壌中の重金属類を不溶化して、これらの重金属類が土壌から溶出することを抑制、防止するための技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、セメント系固化材及び酸化マグネシウムからなることを特徴とする土壌用固化材が記載されている。該固化材によれば、六価クロムを溶出することなく、土壌を固化することができる。
また、特許文献２には、酸化マグネシウムと高炉スラグ粉末とを含有し、有害物質を不溶化し得る不溶化材であって、前記高炉スラグ粉末の配合割合が、前記酸化マグネシウム１００質量部に対して５〜９００質量部であり、前記不溶化材中の全酸化マグネシウムの質量に対するく溶性苦土（Ｃ−ＭｇＯ）の割合が、８５質量％以上であることを特徴とする不溶化材が記載されている。該不溶化材によれば、土壌等に含まれる六価クロムを不溶化することができる。

特開２００４−２９２５６８号公報 特開２００９−１５５４１４号公報

本発明の目的は、六価クロムを含む焼却灰等の被処理物からの六価クロムの溶出を抑制することができる不溶化材を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、六価クロムの溶出を抑制するための不溶化材であって、高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含む不溶化材によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［８］を提供するものである。
［１］ 六価クロムの溶出を抑制するための不溶化材であって、高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含むことを特徴とする不溶化材。
［２］ 上記高炉スラグ粉末１００質量部当たりの上記亜硫酸水素ナトリウムの量が、１〜２００質量部である前記［１］に記載の不溶化材。
［３］ 硫酸第一鉄を含み、かつ、上記高炉スラグ粉末１００質量部当たりの上記硫酸第一鉄の量が、２００質量部以下である前記［１］又は［２］に記載の不溶化材。
［４］ さらに、セメントを組み合わせてなる前記［１］〜［３］のいずれかに記載の不溶化材。
［５］ 前記［４］に記載の不溶化材を用いて、六価クロムを含む被処理物からの六価クロムの溶出を抑制するための六価クロムの溶出の抑制方法であって、上記被処理物、上記セメント、および水を混合して、混練物を得る第一の添加工程と、上記混練物、および上記セメント以外の不溶化材の材料を混合して、不溶化処理物を得る第二の添加工程と、を含むことを特徴とする六価クロムの溶出の抑制方法。
［６］ 上記被処理物１００質量部当たり、上記セメントの量が５〜３０質量部、上記水の量が１０〜６０質量部、および、上記セメント以外の不溶化材の材料の合計量が０．５〜２０質量部である前記［５］に記載の六価クロムの溶出の抑制方法。
［７］ 上記被処理物が、焼却灰、飛灰、土壌、または汚泥である前記［５］又は［６］に記載の六価クロムの溶出の抑制方法。
［８］ 上記被処理物が、ペーパースラッジの焼却灰である前記［５］〜［７］のいずれかに記載の六価クロムの溶出の抑制方法。

本発明の不溶化材によれば、六価クロムを含む焼却灰等の被処理物からの六価クロムの溶出を抑制することができる。

本発明において、六価クロムの溶出を抑制する対象となる被処理物としては、例えば、焼却灰（例えば、ペーパースラッジを焼却してなる焼却灰等）、飛灰、土壌、汚泥等が挙げられる。

本発明の不溶化材は、六価クロムの溶出を抑制するための不溶化材であって、高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含むものである。
高炉スラグ粉末としては、高炉で銑鉄を製造する際に副生する溶融状態のスラグを、水で急冷・破砕して得られる水砕スラグや、徐冷・破砕して得られる徐冷スラグ等が挙げられる。
本発明の不溶化材における、高炉スラグ粉末１００質量部当たりの亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ₃）の量は、好ましくは１〜２００質量部、より好ましくは５〜１００質量部、さらに好ましくは８〜５０質量部、特に好ましくは１０〜３０質量部である。該量が１質量部以上であれば、六価クロムの溶出量をより小さくすることができる。該量が２００質量部以下であれば、コストが過大になることを防ぐことができる。

本発明の不溶化材は、硫酸第一鉄を含んでいてもよい。硫酸第一鉄を含むことで、六価クロムの溶出量をより小さくすることができる。
本発明の不溶化材における、高炉スラグ粉末１００質量部当たりの硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ₄）の量は、ｐＨの観点からは、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、さらに好ましくは５０質量部以下、特に好ましくは３０質量部以下である。該量が２００質量部以下であれば、不溶化処理を行った後の被処理物のｐＨが酸性に近づくことを防ぐことができる。
高炉スラグ粉末１００質量部当たりの硫酸第一鉄の量は、六価クロムの溶出の抑制の観点からは、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、特に好ましくは２０質量部以上である。

本発明の不溶化材は、上述した不溶化材の材料（高炉スラグ粉末、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄）に、さらに、セメントを組み合わせてなるものでもよい。セメントを組み合わせることで、六価クロムの溶出の抑制効果をより長期間継続させることができる。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメントや、アルミナセメントや、エコセメント等を使用することができる。中でも、六価クロムの溶出の抑制効果をより長期間継続させることができる観点から、高炉セメントが好ましい。

六価クロムを含む被処理物と本発明の不溶化材を混合することで、被処理物からの六価クロムの溶出を抑制することができる。
具体的には、セメントを含まない本発明の不溶化材を用いる場合における六価クロムの溶出の抑制方法としては、被処理物に不溶化材をそのまま添加して混合するドライ添加方法や、不溶化材に水を加えてスラリーとした後に、該スラリーを被処理物に添加して混合するスラリー添加方法等が挙げられる。不溶化材がスラリーの状態であれば、被処理物への浸透性が向上し、六価クロムの溶出の抑制効果がより向上する。
セメントを組み合わせてなる不溶化材を用いる場合における六価クロムの溶出の抑制方法の一例としては、被処理物、セメント、および水を混合して、混練物を得る第一の添加工程と、混練物、およびセメント以外の不溶化材の材料（高炉スラグ粉末、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄）を混合して、不溶化処理物を得る第二の添加工程と、を含む方法が挙げられる。

セメント以外の不溶化材の材料の合計の添加量（具体的には、高炉スラグ粉末、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄の合計の添加量）は、被処理物の六価クロムの含有量によっても異なるが、被処理物１００質量部当たり、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１０質量部、特に好ましくは２〜５質量部である。該量が０．５質量部以上であれば、六価クロムの溶出量をより小さくすることができる。該量が２０質量部以下であれば、コストが過大になるのを防ぐことができる。

セメントの添加量は、被処理物１００質量部当たり、好ましくは５〜３０質量部、より好ましくは７〜２０質量部、特に好ましくは８〜１５質量部である。
上記セメントの添加量が５質量部以上であれば、六価クロムの溶出の抑制効果をより長期間継続させることができる。上記セメントの添加量が３０質量部以下であれば、コストが過大になるのを防ぐことができる。

水の添加量は、被処理物１００質量部当たり、好ましくは１０〜６０質量部、より好ましくは２０〜５０質量部、特に好ましくは３０〜４５質量部である。
上記水の添加量が１０質量部以上であれば、作業性が向上する。上記水の添加量が６０質量部以下であれば、処理後の被処理物の強度（例えば、一軸圧縮強さ）が向上する。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
使用材料は、以下に示すとおりである。
（１）高炉スラグ粉末：高炉水砕スラグ粉末、デイ・シイ社製、商品名「セラメント」
（２）亜硫酸水素ナトリウム：大東化学社製、規格「一般」
（３）硫酸第一鉄：硫酸第一鉄・１水塩、富士チタン工業社製
（４）ペーパースラッジの焼却灰：六価クロムの溶出量（平成３年８月２３日環境庁告示第４６号「土壌の汚染に係る環境基準について」の別表の「六価クロム」に準拠した溶出試験方法によって測定された溶出量）０．２６ｍｇ／リットル、ｐＨ（上記溶出試験方法によって得られた溶出検液のｐＨ）１１．１
（５）高炉セメント：太平洋セメント社製、商品名「高炉セメントＢ種」
（６）水：上水道水
［不溶化材Ａ〜Ｄの作製］
上記材料を、表１に示す配合に従って混合して、不溶化材Ａ〜Ｄを作製した。

［実施例１］
ペーパースラッジの焼却灰と高炉セメントと水を混合した後、得られた混合物に、さらに不溶化材Ｂを加えて混合し、不溶化処理物を得た。なお、各材料の量は、表２に示す配合量に従った。
得られた不溶化処理物について、平成３年８月２３日環境庁告示第４６号「土壌の汚染に係る環境基準について」の別表の「六価クロム」に準拠して溶出試験を行い、得られた検出溶液を用いて、材齢４日及び１０日における六価クロムの溶出量およびｐＨを測定した。六価クロムの溶出量は、「ＪＩＳ Ｋ ０１０２：２０１３（工場排水試験方法）」に準拠して吸光光度法によって測定した。

［実施例２］
不溶化材Ｂの代わりに不溶化材Ｃを用いる以外は、実施例１と同様にして不溶化処理物を得た。得られた不溶化処理物を用いて、実施例１と同様にして、六価クロムの溶出量およびｐＨを測定した。
［実施例３］
不溶化材Ｂの代わりに不溶化材Ｄを用いる以外は、実施例１と同様にして不溶化処理物を得た。得られた不溶化処理物を用いて、実施例１と同様にして、六価クロムの溶出量およびｐＨを測定した。

［比較例１］
ペーパースラッジの焼却灰と高炉セメントと水を、表２に示す配合量に従って混合し、混合物を得た。得られた混合物を用いて、実施例１と同様にして、材齢４日及び１０日における六価クロムの溶出量およびｐＨを測定した。
［比較例２〜３］
不溶化材Ｂの代わりに不溶化材Ａを用いる以外は、実施例１と同様にして不溶化処理物を得た。得られた不溶化処理物を用いて、実施例１と同様にして、六価クロムの溶出量およびｐＨを測定した。
結果を表２に示す。

表２から、本発明の不溶化材（実施例１〜３）によれば、六価クロムの溶出量を小さく（０．００２ｍｇ／リットル以下に）することができる。特に、材齢が４日であっても、六価クロムの溶出量が小さいことがわかる。
一方、比較例１〜３では、六価クロムの溶出量が実施例１〜３と比べて大きい（０．０１２〜０．１３０ｍｇ／リットル）ことがわかる。

Claims (8)

1. 六価クロムの溶出を抑制するための不溶化材であって、高炉スラグ粉末および亜硫酸水素ナトリウムを含むことを特徴とする不溶化材。
2. 上記高炉スラグ粉末１００質量部当たりの上記亜硫酸水素ナトリウムの量が、１〜２００質量部である請求項１に記載の不溶化材。
3. 硫酸第一鉄を含み、かつ、上記高炉スラグ粉末１００質量部当たりの上記硫酸第一鉄の量が、２００質量部以下である請求項１又は２に記載の不溶化材。
4. さらに、セメントを組み合わせてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の不溶化材。
5. 請求項４に記載の不溶化材を用いて、六価クロムを含む被処理物からの六価クロムの溶出を抑制するための六価クロムの溶出の抑制方法であって、
   上記被処理物、上記セメント、および水を混合して、混練物を得る第一の添加工程と、
   上記混練物、および上記セメント以外の不溶化材の材料を混合して、不溶化処理物を得る第二の添加工程と、
   を含むことを特徴とする六価クロムの溶出の抑制方法。
6. 上記被処理物１００質量部当たり、上記セメントの量が５〜３０質量部、上記水の量が１０〜６０質量部、および、上記セメント以外の不溶化材の材料の合計量が０．５〜２０質量部である請求項５に記載の六価クロムの溶出の抑制方法。
7. 上記被処理物が、焼却灰、飛灰、土壌、または汚泥である請求項５又は６に記載の六価クロムの溶出の抑制方法。
8. 上記被処理物が、ペーパースラッジの焼却灰である請求項５〜７のいずれか１項に記載の六価クロムの溶出の抑制方法。