JP2018192462A - Heavy metal immobilize method in fly ash - Google Patents

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Abstract

To provide a heavy metal immobilize method which can suppress elution of heavy metals, especially mercury, without adding abundant chelate agent even if fly ash is highly alkaline, and to provide an agent composition therefor.SOLUTION: A heavy metal immobilize method includes a step of adding a chelate agent for heavy metal immobilizing, water for humidifying and polymer coagulant to fly ash caused by incineration disposal or gasification fusion processing of non-industrial wastes or industrial wastes, mixing them and kneading them. The polymer coagulant is anionic, nonionic or amphoteric polymer coagulant.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、一般廃棄物または産業廃棄物の焼却処理またはガス化溶融処理に起因して生じた飛灰中に含まれる重金属を固定化する方法に関する。また、本発明は、このような重金属の固定化方法に関連した、飛灰中に含まれる重金属固定用の薬剤組成物に関する。   The present invention relates to a method for immobilizing heavy metals contained in fly ash generated due to incineration or gasification melting treatment of general waste or industrial waste. The present invention also relates to a pharmaceutical composition for immobilizing heavy metals contained in fly ash, related to such a method for immobilizing heavy metals.

廃棄物は、一般に、都市ごみ等の一般廃棄物と、廃プラスチック等の産業廃棄物とに大別される。これらの一般廃棄物または産業廃棄物のいずれを処理するに際しても、焼却処理施設またはガス化溶融処理施設において焼却処理またはガス化溶融処理を経る。   In general, waste is broadly classified into general waste such as municipal waste and industrial waste such as waste plastic. When any of these general wastes or industrial wastes is processed, it is subjected to incineration processing or gasification melting processing in an incineration processing facility or gasification melting processing facility.

焼却処理の場合、焼却炉の底部等に堆積する焼却主灰と、焼却により生じたガス成分と共に空気中に浮遊する焼却飛灰とが生じる。焼却飛灰は、焼却炉外の排ガス集塵装置で捕集される。焼却主灰と焼却飛灰は発生要因が同じであり構成成分も実質的には同一のものであり、同様の処理を要するものであるため、本明細書の以降の記載では、これらを一括的に「飛灰」と称することにする。   In the case of incineration, incineration main ash that accumulates at the bottom of the incinerator and incineration fly ash that floats in the air together with gas components generated by incineration are generated. Incineration fly ash is collected by an exhaust gas dust collector outside the incinerator. Incineration main ash and incineration fly ash have the same generation factors, and the components are substantially the same, and the same processing is required. Will be referred to as “flying ash”.

また、ガス化溶融処理は、ガス化処理と溶融処理とを組み合わせた処理であり、ガス成分と、溶融スラグと、ガス成分と共に空気中に浮遊する飛灰とが発生する。ガス成分と共に存在する飛灰は、上記の焼却処理の場合と同様に、ガス化溶融炉の外部に設置された排ガス集塵装置で捕集される。   Further, the gasification melting process is a combination of the gasification process and the melting process, and a gas component, a molten slag, and fly ash floating in the air together with the gas component are generated. The fly ash present together with the gas component is collected by an exhaust gas dust collector installed outside the gasification melting furnace as in the case of the incineration process described above.

さらに、上記のような焼却処理若しくはガス化溶融処理で生じた飛灰を高温で溶融させてスラグにする灰溶融施設も知られているが、この場合もさらに飛灰が発生し、上記と同様に排ガス集塵装置で捕集されることになる。   Furthermore, there is also known an ash melting facility that melts fly ash generated by incineration or gasification melting as described above into slag by melting it at a high temperature. Are collected by the exhaust gas dust collector.

上記のいずれかの処理により生じた飛灰は有害な重金属を含む。この有害な重金属を処理する方法として、種々の方法が知られており、重金属を固定化処理する方法が挙げられる。その中では、設備が簡易で済みかつ重金属溶出量を低いレベルにまで固定化できることからキレート薬剤による処理方法が多用されている。   Fly ash produced by any of the above treatments contains harmful heavy metals. Various methods are known as a method for treating this harmful heavy metal, and examples include a method for immobilizing heavy metal. Among them, a treatment method using a chelating agent is frequently used because facilities are simple and the amount of elution of heavy metals can be fixed to a low level.

しかし、このキレート薬剤による重金属固定化処理において、キレート添加量が多い場合や高アルカリ領域で処理した場合に水銀の溶出が環境省で定められた規制値をオーバーする現象が見られる場合がある。   However, in this heavy metal immobilization treatment with a chelating agent, there may be a phenomenon in which the elution of mercury exceeds the regulation value set by the Ministry of the Environment when the amount of chelate added is large or when the treatment is performed in a high alkali region.

特許文献1には、塩素及び重金属を含有する廃棄物と水とを混合し、廃棄物中の塩素及び重金属を溶出させて廃棄物含有溶出液にする水洗工程と、廃棄物中の塩素及び重金属が脱塩された廃棄物と塩素及び重金属が溶出した塩素含有溶出液とを分離する固液分離工程と、塩素含有溶出液にキレート剤及びアニオン系高分子凝集剤を添加し、塩素含有溶出液中で塩素及び重金属を凝集させて凝集物にする凝集工程と、凝集物をろ過して除去する除去工程とを含む塩素含有廃棄物処理法が記載されている。この文献では、塩素含有溶出液中にキレート剤とアニオン系高分子凝集剤を添加する前に、塩素含有溶出液のpHを8〜11に、最も好ましくはpH9〜10.5に調整して重金属成分を水酸化物として析出させ、未反応分の重金属をキレート剤によって凝集させ、これらの凝集物をアニオン系高分子凝集剤でさらに凝集させ分離するものである。pH調整により重金属の多くが水酸化物となるのでキレート薬剤の使用量を低減させることができる。   Patent Document 1 discloses a water washing step in which waste containing chlorine and heavy metals and water are mixed to elute chlorine and heavy metals in the waste to form a waste-containing eluent, and chlorine and heavy metals in the waste. A solid-liquid separation process for separating the waste from which salt has been desalted from the chlorine-containing eluate from which chlorine and heavy metals have been eluted, and adding a chelating agent and an anionic polymer flocculant to the chlorine-containing eluate, A chlorine-containing waste treatment method is described which includes an agglomeration step for agglomerating chlorine and heavy metals into an agglomerate, and a removal step for removing the agglomerate by filtration. In this document, before adding a chelating agent and an anionic polymer flocculant to a chlorine-containing eluate, the pH of the chlorine-containing eluate is adjusted to 8-11, most preferably to a pH of 9-10.5. The components are precipitated as hydroxides, the unreacted heavy metals are aggregated by a chelating agent, and these aggregates are further aggregated and separated by an anionic polymer flocculant. Since most of the heavy metals are converted into hydroxides by pH adjustment, the amount of chelating agent used can be reduced.

しかしながら、飛灰(脱塩ケーキ)には多くの重金属の水酸化物が残存しており、最終処分場に埋め立てた場合そこでのpH変動の影響で重金属が再溶出する危惧がある。また、pH調整用に多くの薬剤が必要になる。   However, many heavy metal hydroxides remain in the fly ash (demineralized cake), and there is a concern that heavy metals may be re-eluted due to the influence of pH fluctuations when landfilled in the final disposal site. Moreover, many chemical | medical agents are needed for pH adjustment.

特開2014−237114号公報JP 2014-237114 A

本発明は、上記に掲げた事情に鑑みてなされたものであり、飛灰が高アルカリ性であったとしてもキレート薬剤を多量に加えることなく重金属、特に水銀の溶出を抑制することができる重金属の固定化方法および当該固定化方法のための薬剤組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances listed above, and even if fly ash is highly alkaline, heavy metals, particularly heavy metals that can suppress elution of mercury without adding a large amount of chelating agent. It is an object to provide an immobilization method and a pharmaceutical composition for the immobilization method.

上記課題を解決するに際して、本発明者らは種々の検討を行った。   In order to solve the above problems, the present inventors have made various studies.

一般廃棄物または産業廃棄物の焼却処理またはガス化溶融処理に起因して生じた飛灰は、その由来に応じて多少の変動はあっても、このような高アルカリの飛灰を処理するに際して、過剰にキレート薬剤を加えることが必要であるが、キレート薬剤の添加量が過剰になると、水銀(Hg)が再溶出する場合がある。   Fly ash produced by incineration or gasification and melting treatment of general waste or industrial waste may vary depending on its origin, but when processing such high alkali fly ash Although it is necessary to add an excessive amount of chelating agent, mercury (Hg) may re-elute if the amount of the chelating agent added is excessive.

この原因としては、(1)極性の官能基を有することにより元来水溶性であるキレート薬剤の過剰の官能基が金属とキレートを形成することなく残ることによりキレート化合物が水溶性化すること、(2)水銀多硫化物としてコロイド化し、溶出試験のろ過時にろ過物として捕捉されずにろ液側に移行する(溶出量として計測される)ことが考えられる。   This is because (1) the chelate compound becomes water-soluble by leaving an excess of the functional group of the chelating agent that is originally water-soluble by having a polar functional group without forming a chelate with the metal, (2) It is conceivable that it is colloidalized as mercury polysulfide and moves to the filtrate side (measured as the amount of elution) without being captured as filtrate during filtration in the elution test.

上記のように考えられる原因に基づいて、水銀溶出を抑制するための解決手段を考案するために、高アルカリ水銀水溶液を用いた水銀の捕捉実験を行うことを検討したが、そのような検討に際して、あらかじめ以下の3つの文献記載からの知見を参照した。   In order to devise a solution to suppress mercury elution based on the possible causes as described above, we examined the mercury capture experiment using a highly alkaline mercury aqueous solution. The knowledge from the following three document descriptions was referred in advance.

(1)「高分子重金属捕集剤による重金属排水処理について」(PPM−1987/9、p35−55)
単独金属イオン水溶液において、Hg2+の場合、1当量以上の薬剤添加で、処理pHが6以上で可溶化現象が見られ、除去効率が悪くなる。
(1) "About heavy metal wastewater treatment with polymer heavy metal scavenger" (PPM-1987 / 9, p35-55)
In the case of Hg 2+ in a single metal ion aqueous solution, a solubilization phenomenon is observed when the treatment pH is 6 or more and the removal efficiency is deteriorated by addition of one equivalent or more of the drug.

(2)理化学辞典:コロイド粒子・コロイドイオン
コロイド粒子は、物質の分散状態において、その粒子が球状である場合は直径0.1〜1μmの範囲にあるものである。球形でない場合を含めて、一般的には、10〜10個の原子集団からなる粒子と定義される。その内部構造によって分子コロイド(高分子または巨大分子)、ミセルコロイドおよび会合コロイドに大別される。これらのコロイドは、光学顕微鏡ではその存在を認めることができないが、電子顕微鏡では認められる。これらのコロイド粒子は、普通のろ紙を通過するが、低分子の粒子に比較するとその拡散速度は著しく遅い。
(2) Physics and Chemistry Dictionary: Colloidal particles and colloidal ions Colloidal particles are in the range of 0.1 to 1 μm in diameter when the particles are spherical in the dispersed state of the substance. In general, including particles that are not spherical, the particle is defined as a particle composed of 10 3 to 10 9 atomic groups. It is roughly classified into molecular colloid (polymer or macromolecule), micelle colloid and associating colloid according to its internal structure. The presence of these colloids cannot be confirmed with an optical microscope, but is observed with an electron microscope. These colloidal particles pass through ordinary filter paper, but their diffusion rate is significantly slower than low molecular weight particles.

コロイドイオンは、直径がだいたい1〜0.001μmの荷電コロイド粒子といわれるが、膠質イオンとも呼ばれる。電荷の正、負に従ってコロイド陽イオン、コロイド陰イオンと呼び、電気泳動ではそれぞれ陰極、陽極に移行する。溶液中にコロイドイオンと同種の電荷を持つ(コロイドではない)イオンが存在するときは、これを副イオンという。コロイドイオンは対イオンに囲まれていると考えられ、対イオンがコロイドの中に固定されることもある。   The colloidal ions are called charged colloidal particles having a diameter of about 1 to 0.001 μm, but are also called colloidal ions. They are called colloidal cations and colloidal anions according to the positive and negative charges, and move to the cathode and anode in electrophoresis, respectively. When an ion having the same kind of charge as a colloid ion (not a colloid) exists in the solution, this is called a side ion. The colloidal ion is considered to be surrounded by the counterion, and the counterion may be fixed in the colloid.

(3)公害防止の技術と法規(水質編)5訂
硫化水銀は、過剰のS2−が存在し、pHが高くなると多硫化水銀の精製により再溶解が進むが、水銀を微量まで処理するためには小過剰のS2−の存在が必要である。
(3) Pollution Prevention Technology and Regulations (Water Quality Edition) 5th revision Mercury sulfide has excessive S 2− , and when the pH rises, redissolution progresses due to the purification of mercury polysulfide. This requires the presence of a small excess of S 2− .

実排水処理では、排水中の水銀濃度が変動し、水銀固定用の硫化ナトリウムは最高水銀濃度に合わせるので、水銀濃度が低い場合はS2−が過剰になり再溶解が起きる。この改善策として鉄(II)や鉄(III)の添加が併用される。硫化鉄は硫化水銀より溶解度が大きく、HgSに対してS2−を小過剰に保持できる。 In the actual wastewater treatment, the mercury concentration in the wastewater fluctuates, and sodium sulfide for fixing mercury matches the maximum mercury concentration. Therefore, when the mercury concentration is low, S 2− becomes excessive and redissolution occurs. As an improvement measure, addition of iron (II) or iron (III) is used in combination. Iron sulfide is more soluble than mercury sulfide and can hold S 2− in a small excess relative to HgS.

実際排水では鉄が多硫化鉄を形成し、処理水が白濁することがある。この白濁は、ろ過器でも分離できないようなコロイド状物質であり、水銀を吸着している。この欠点を改善するために重金属捕集剤が使用されるようになってきた。   In actual wastewater, iron may form iron polysulfide and the treated water may become cloudy. This white turbidity is a colloidal substance that cannot be separated by a filter and adsorbs mercury. Heavy metal scavengers have been used to remedy this drawback.

上記の知見も踏まえて、高アルカリ水銀(Hg)水溶液にキレート薬剤および高分子凝集剤を添加して、または、さらに無機凝集剤も添加して、コロイドの捕捉実験を行ったところ、水銀が捕捉されることを確認した。   Based on the above findings, colloid capture experiments were conducted by adding a chelating agent and a polymer flocculant to a highly alkaline mercury (Hg) aqueous solution, or by further adding an inorganic flocculant. Confirmed that it will be.

本発明者らは、上記により得られた高分子凝集剤の添加方法を高アルカリの飛灰処理に適用したところ、水銀の溶出を抑制することができ、本発明の完成に至ったものである。   The present inventors have applied the method for adding a polymer flocculant obtained as described above to the treatment of high alkali fly ash, which can suppress the elution of mercury, resulting in the completion of the present invention. .

すなわち、本発明は、一般廃棄物または産業廃棄物の焼却処理またはガス化溶融処理に起因して生じた飛灰中に含有される重金属を固定化する重金属固定化方法であって、処理対象となる飛灰に、重金属固定用のキレート薬剤と、加湿用の水と、高分子凝集剤とを加えて混錬する工程を含み、該高分子凝集剤は、アニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤であることを特徴とするものである。   That is, the present invention is a heavy metal immobilization method for immobilizing heavy metals contained in fly ash generated due to incineration processing or gasification melting processing of general waste or industrial waste, The fly ash is added with a chelating agent for fixing heavy metals, water for humidification, and a polymer flocculant, and the polymer flocculant is anionic, nonionic, or amphoteric. It is a polymer flocculant.

上記本発明の飛灰中の重金属固定化方法において、前記混錬する工程において無機系凝集剤をさらに加えることが好ましい。   In the heavy metal immobilization method in fly ash of the present invention, it is preferable to further add an inorganic flocculant in the kneading step.

また、上記本発明の飛灰中の重金属固定化方法において、前記高分子凝集剤は、前記飛灰の全重量に対して0.001重量部以上になるような添加量で加えられることが好ましい。   In the method for immobilizing heavy metals in fly ash according to the present invention, the polymer flocculant is preferably added in an amount of 0.001 part by weight or more based on the total weight of the fly ash. .

また、本発明は、重金属固定用キレート剤と、高分子凝集剤とを含む、飛灰中に含まれる重金属固定用の薬剤組成物を提供するものである。   The present invention also provides a pharmaceutical composition for fixing heavy metals contained in fly ash, comprising a chelating agent for fixing heavy metals and a polymer flocculant.

上記の本発明の薬剤組成物において、無機系凝集剤をさらに含むことが好ましい。   The pharmaceutical composition of the present invention preferably further includes an inorganic flocculant.

本発明の重金属固定化方法は、処理対象となる飛灰に、重金属固定用のキレート薬剤と、加湿用の水と、高分子凝集剤とを加えて混錬する工程を含み、該高分子凝集剤は、アニオン系、ノニオン系または両性の高分子凝集剤であり、処理対象となる飛灰が高アルカリ性であったとしても、高分子凝集剤の作用により重金属、特に水銀の凝集が促進され、環境省告示第13号による総水銀の溶出量を基準値未満に抑制することができる。   The heavy metal immobilization method of the present invention includes a step of kneading a fly ash to be treated with a chelating agent for immobilizing heavy metal, water for humidification, and a polymer flocculant, and kneading the polymer The agent is an anionic, nonionic or amphoteric polymer flocculant, and even if the fly ash to be treated is highly alkaline, the action of the polymer flocculant promotes the aggregation of heavy metals, particularly mercury, The total mercury elution amount according to Notification No. 13 of the Ministry of the Environment can be suppressed below the standard value.

ジエチルジチオカルバミン酸カリウムを重金属固定用キレート剤として用いた場合のろ液中の残留Hg濃度の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the residual Hg density | concentration in a filtrate at the time of using potassium diethyldithiocarbamate as a chelating agent for heavy metal fixation. テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウムを重金属固定用キレート剤として用いた場合のろ液中の残留Hg濃度の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the residual Hg density | concentration in a filtrate at the time of using tetra (dithiocarboxy) tetraethylene pentamine sodium as a chelating agent for heavy metal fixation. ジカリウム=ピペラジン−1,4−ジカルボジチオアートを重金属固定用キレート剤として用いた場合のろ液中の残留Hg濃度の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the residual Hg density | concentration in a filtrate at the time of using dipotassium = piperazine-1, 4- dicarbodithioate as a chelating agent for heavy metal fixation.

以下、本発明の一実施の形態に係る、一般廃棄物または産業廃棄物の焼却処理またはガス化溶融処理に起因して生じた飛灰中に含有される重金属を固定化する重金属固定化方法について詳細に説明する。   Hereinafter, according to one embodiment of the present invention, a heavy metal immobilization method for immobilizing heavy metals contained in fly ash generated due to incineration processing or gasification melting processing of general waste or industrial waste This will be described in detail.

本発明の方法では、処理対象となる飛灰に、重金属固定用のキレート薬剤と、加湿用の水と、高分子凝集剤とを加えて混錬する工程を含み、該高分子凝集剤は、アニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤であることを特徴とするものである。   In the method of the present invention, the fly ash to be treated includes a step of adding a chelating agent for fixing a heavy metal, water for humidification, and a polymer flocculant, and kneading the polymer flocculant, It is an anionic, nonionic or amphoteric polymer flocculant.

ここで、一般廃棄物とは、廃棄物の処理及び清掃に関する法律の第2条第2項において産業廃棄物以外の廃棄物を意味し、一般家庭から排出される廃棄物である家庭系一般廃棄物と、事業者が排出する産業廃棄物以外の廃棄物である事業系一般廃棄物に大別される。一般廃棄物には、例えば、都市ごみ、家庭ごみと称されるものが含まれる。   Here, general waste means waste other than industrial waste in Article 2, Paragraph 2 of the Law on Waste Disposal and Cleaning, and household general waste that is waste discharged from general households. And industrial general waste that is waste other than industrial waste discharged by business operators. General waste includes, for example, what are called municipal waste and household waste.

また、産業廃棄物とは、廃棄物の処理及び清掃に関する法律において、事業活動に伴って生じた廃棄物のうち、燃え殻、汚泥、廃油、廃酸、廃アルカリ、廃プラスチック類その他政令で定める廃棄物若しくは輸入された廃棄物を意味する。   In addition, industrial waste refers to the waste generated by business activities in the law on waste treatment and cleaning, and waste disposed of by husk, sludge, waste oil, waste acid, waste alkali, waste plastics and other government ordinances. Means goods or imported waste.

これらの一般廃棄物または産業廃棄物を焼却処理若しくはガス化溶融処理することにより発生する飛灰、または、これらの処理により生じた飛灰をスラグ化する灰溶融処理により発生する飛灰は、一般的にpH10以上、より特定的には、pH12以上の高アルカリ性を呈する。   Fly ash generated by incinerating or gasifying and melting these general waste or industrial waste, or fly ash generated by ash melting that slags fly ash generated by these processes It exhibits a high alkalinity of pH 10 or higher, more specifically pH 12 or higher.

本発明によらない従来の方法、すなわち、キレート薬剤のみ等の薬剤より処理する方法では、飛灰が高アルカリ性であることに起因して、基準値(0.005mg/L)を超過する水銀(Hg)が溶出したとの事例がいくつか報告されている。水銀溶出を防止する目的で、水銀を含む蛍光灯管、水銀体温計、水銀血圧計等の分別の強化がなされているが、投棄する対象が不特定多数に上るため、こうした規制のみでは、水銀等の重金属は、一般廃棄物または産業廃棄物に不可避的に混入されているのが現状となっていた。   In a conventional method not according to the present invention, that is, a method of treating from a chemical such as a chelating agent alone, mercury exceeding the reference value (0.005 mg / L) due to the high alkalinity of fly ash ( Several cases of Hg) eluting have been reported. For the purpose of preventing mercury elution, separation of fluorescent lamp tubes containing mercury, mercury thermometers, mercury sphygmomanometers, etc. has been strengthened. In the present situation, heavy metals are inevitably mixed in general waste or industrial waste.

本発明による方法は、飛灰が高アルカリ性であったとしてもキレート薬剤の添加量を増量させることなく重金属を固定することができ、特に水銀の溶出を規定値未満に抑制することができる。   The method according to the present invention can immobilize heavy metals without increasing the amount of the chelating agent added even if fly ash is highly alkaline, and in particular, can suppress elution of mercury below a specified value.

ここで、本発明の処理対象となる飛灰は、例えば、バグフィルタの前流にアルカリ薬剤(例えば、消石灰)を吹き込んで排ガス中の酸性ガス(HCl、SOx等)と反応し、集じん捕集した飛灰(乾式脱塩処理した飛灰等)も包含する。なお、重金属を含んでいるものであれば上記に挙げた飛灰に限られない。例えば、燃焼灰であっても良い。   Here, the fly ash to be treated according to the present invention, for example, blows an alkali chemical (for example, slaked lime) into the upstream of the bag filter and reacts with the acidic gas (HCl, SOx, etc.) in the exhaust gas to collect dust. Collected fly ash (such as fly ash after dry desalination) is also included. In addition, if it contains a heavy metal, it will not be restricted to the fly ash mentioned above. For example, combustion ash may be used.

なお、本発明による方法は、飛灰のpHが10以上、より特定的には、12以上の高アルカリであったとしても水銀の溶出を抑制することができるものであるが、何等かの理由により飛灰のpHが例えば12以下であったとしても同様にして水銀の溶出を抑制することができるものである。   The method according to the present invention can suppress the elution of mercury even when the fly ash has a pH of 10 or higher, more specifically 12 or higher, but for some reason. Thus, even if the fly ash has a pH of 12 or less, elution of mercury can be similarly suppressed.

本発明の方法に用いられる重金属固定用のキレート薬剤は、重金属を固定することができるものであれば如何なるものでもよいが、カルバミン酸基を有するキレート薬剤であることが好ましい。このようなキレート薬剤としては、例えば、テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸カリウム、ジカリウム=ピペラジン−1,4−ジカルボジチオアートが挙げられる。   The chelating agent for immobilizing heavy metals used in the method of the present invention may be any as long as it can immobilize heavy metals, but is preferably a chelating agent having a carbamic acid group. Examples of such chelating agents include sodium tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine, potassium diethyldithiocarbamate, and dipotassium = piperazine-1,4-dicarbodithioate.

本発明において、固定される対象となる重金属は、飛灰に含まれる可能性がありかつ規制の対象とされている全重金属を意味し、具体的には、水銀(Hg)、カドミウム(Cd)、鉛(Pb)、クロム(Cr)、ヒ素(As)、セレン(Se)である。これらの重金属は、キレート薬剤とキレートを形成して固定化されるものである。   In the present invention, the heavy metal to be fixed means all heavy metals that may be included in fly ash and are subject to regulation, and specifically, mercury (Hg), cadmium (Cd). Lead (Pb), chromium (Cr), arsenic (As), and selenium (Se). These heavy metals are immobilized by forming a chelate with a chelating agent.

本発明の方法に用いられる加湿用の水は、上記の混錬の工程において、支障なく飛灰をスラリー状にするとともに、高分子凝集剤等の混合物を混錬することができる程度に付与しかつ重金属とキレート薬剤とのキレート形成を促進するために加えられるものであり、このような目的を達することができる程度の量で加えられる。また、混錬の工程を行う前に一度に加えられても、混錬の工程の最中に複数回にわけて加えられてもよい。具体的には、飛灰の全重量に対して30〜50の重量割合の添加量で加えられる。   The humidifying water used in the method of the present invention is applied to such a degree that the fly ash can be made into a slurry state without any hindrance and a mixture such as a polymer flocculant can be kneaded in the kneading step. In addition, it is added in order to promote chelate formation between a heavy metal and a chelating agent, and is added in an amount that can achieve such a purpose. Moreover, even if it adds at once before performing the kneading | mixing process, it may be added in multiple times during the kneading | mixing process. Specifically, it is added at a weight ratio of 30 to 50 with respect to the total weight of fly ash.

本発明の方法に用いられる高分子凝集剤は、アニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤である。高分子凝集剤としては、これらの他にカチオン系のものが知られているが、後述の参考例11に示されるように、この種の高分子凝集剤は、水銀の固定化実験において効果が得られなかったので、本発明の方法に用いられる高分子凝集剤から除外した。アニオン系高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリル酸ソーダ系、ポリアクリルアミド系等がある。ノニオン系高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系等がある。   The polymer flocculant used in the method of the present invention is an anionic, nonionic or amphoteric polymer flocculant. As these polymer flocculants, in addition to these, cationic ones are known. As shown in Reference Example 11 described later, this type of polymer flocculant is effective in mercury fixation experiments. Since it was not obtained, it was excluded from the polymer flocculant used in the method of the present invention. Examples of the anionic polymer flocculant include sodium polyacrylate and polyacrylamide. Nonionic polymer flocculants include, for example, polyacrylamide.

一般的に粒子は表面電荷が全てアニオンもしくはカチオンであったときに互いに反発してコロイド状態を保つ。アニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤を用いた場合に凝集沈殿化に効果的であるという結果が得られたことから重金属キレート錯体がカチオン状態にありアニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤の添加でそのコロイド状態が崩れ凝集が進んだことによりキレート錯体がろ紙で捕捉されるに至るものと考えられる。   In general, particles repel each other when the surface charges are all anions or cations and remain colloidal. When anionic, nonionic, or amphoteric polymer flocculants are used, the results show that they are effective for coagulation precipitation, so that the heavy metal chelate complex is in the cationic state and anionic, nonionic, or amphoteric It is considered that the addition of the polymer flocculant causes the colloidal state to collapse and the aggregation proceeds, whereby the chelate complex is captured by the filter paper.

高分子凝集剤は、飛灰の全重量に対して0.001重量部以上になるような添加量で加えられることが好ましい。これは、本発明者らが飛灰の処理において実際に溶出試験を行ったときに0.001重量部(溶出試験をしたときに1ppmに相当)以上の添加で凝集効果が得られたことによるものである。上限値については特に制限はないが、水銀溶出抑制の効果を得るための必要量で足りるという観点およびコスト面の観点から0.01重量部以下で十分であると考えられる。   The polymer flocculant is preferably added in an amount of 0.001 part by weight or more based on the total weight of the fly ash. This is because when the present inventors actually conducted a dissolution test in the treatment of fly ash, an aggregation effect was obtained with addition of 0.001 part by weight (corresponding to 1 ppm when the dissolution test was performed) or more. Is. Although there is no restriction | limiting in particular about an upper limit, It is thought that 0.01 weight part or less is enough from a viewpoint that a required amount for acquiring the effect of mercury elution suppression is enough, and a viewpoint of cost.

上記の方法において、水銀溶出抑制効果をさらに向上させるという点で、さらに無機系凝集剤が加えられてもよい。   In the above method, an inorganic flocculant may be further added in terms of further improving the mercury elution suppression effect.

無機系凝集剤は、無機化合物を主成分として含有する凝集剤を意味し、重金属の凝集作用を有するものであれば如何なるものであってもよいが、例えば、アルミ系若しくは鉄系の凝集剤が挙げられる。その理由は、アルミニウムや鉄などの無機系の凝集剤は、アルカリ水溶液中では水酸化物のコロイドを生じさせ、このようなコロイドは、疎水コロイドと呼ばれ水に難溶であり、正の電荷(プラス電荷)を帯びる。アニオン系、ノニオン系および両性の高分子凝集剤の添加は、この無機のコロイドにも凝集効果が優れていたと考えられる。   The inorganic flocculant means a flocculant containing an inorganic compound as a main component, and any flocculant having a heavy metal aggregating action may be used. For example, an aluminum-based or iron-based flocculant may be used. Can be mentioned. The reason for this is that inorganic aggregating agents such as aluminum and iron produce hydroxide colloids in aqueous alkaline solutions, and these colloids are called hydrophobic colloids and are sparingly soluble in water. (Plus charge). The addition of anionic, nonionic and amphoteric polymer flocculants is believed to have a superior agglomeration effect on this inorganic colloid.

アルミ系の凝集剤は、アルミニウム化合物を主成分とする、または、アルミニウム化合物からなる凝集剤を意味し、そのようなアルミニウム化合物としては、例えば、ポリ塩化アルミニウムが挙げられる。   The aluminum-based aggregating agent means an aggregating agent mainly composed of an aluminum compound or made of an aluminum compound. Examples of such an aluminum compound include polyaluminum chloride.

鉄系の凝集剤は、鉄化合物を主成分とする、または、鉄化合物からなる凝集剤を意味し、そのような鉄化合物としては、例えば、塩基性硫酸第二鉄(一般名:ポリ鉄)が挙げられる。   The iron-based flocculant means a flocculant mainly composed of an iron compound or made of an iron compound. Examples of such an iron compound include basic ferric sulfate (generic name: polyiron). Is mentioned.

上記の本発明の方法における混錬する工程において、混錬の対象となる飛灰に加えられる、キレート薬剤、加湿水、および高分子凝集剤、さらには場合による無機系凝集剤は、同時に加えてもよいし、順次段階的に加えるようにしてもよい。混錬工程に要する時間は、混練機の種類や混練の仕方によって変わるため特に限定されるものではないが、飛灰処理用の2軸混練機であれば数十秒程度で良い。その際の温度条件も特に限定的なものはなく、常温であってよい。重金属とキレート薬剤とのキレート化反応は、飛灰中の重金属量が全体的には微量であるため通常は過熱したような状態とはならないものと考えられる。   In the kneading step in the above-described method of the present invention, the chelating agent, the humidified water, the polymer flocculant, and the optional inorganic flocculant added to the fly ash to be kneaded are added simultaneously. Alternatively, it may be added step by step. The time required for the kneading process is not particularly limited because it varies depending on the type of kneading machine and the way of kneading, but it may be about several tens of seconds if it is a biaxial kneader for fly ash treatment. The temperature conditions at that time are not particularly limited, and may be room temperature. The chelation reaction between the heavy metal and the chelating agent is considered not to be usually overheated because the amount of heavy metal in the fly ash is very small as a whole.

(実施例)
以下に、本発明による重金属固定化方法について具体的に実施例を用いて説明すると共に、併せて、実施例との比較のための比較例、並びに、参考とするための参考例を示す。また、本発明は、実施例に示すものに限定されるものではない。
(Example)
In the following, the heavy metal immobilization method according to the present invention will be specifically described using examples, and a comparative example for comparison with the examples and a reference example for reference will be shown. Further, the present invention is not limited to those shown in the examples.

最初に、ガス化溶融飛灰について従来技術による重金属固定化試験を行った。   First, a heavy metal immobilization test according to the prior art was performed on gasified molten fly ash.

(比較例1)
以下の比較例1では、ガス化溶融飛灰について重金属の固定化試験を行った。用いられるガス化溶融飛灰は、pH:12.2〜12.4であった。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1 below, a heavy metal immobilization test was performed on gasified molten fly ash. The gasified molten fly ash used had a pH of 12.2 to 12.4.

ガス化溶融飛灰100重量部に対して、ペンタミンナトリウム塩系のキレート薬剤であるテトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム6重量部と加湿水39重量部を加え、よく混錬した。得られた混錬物について、環境省告示13号による溶出試験を行った。   To 100 parts by weight of the gasified molten fly ash, 6 parts by weight of tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine sodium, which is a pentamine sodium salt chelating agent, and 39 parts by weight of humidified water were added and kneaded well. About the obtained kneaded material, the elution test by Ministry of the Environment notification No. 13 was conducted.

環境省告示13号による溶出試験について概説する。   An outline of the dissolution test by Ministry of the Environment Notification No. 13 will be given.

常温(おおむね20℃)、常圧(おおむね1気圧)で振とう機(あらかじめ振とう回数を毎分約200回に、振とう幅を4cm以上かつ5cm以下に調整したもの)を用いて、6時間連続して水平に振とうする。   Using a shaker at normal temperature (generally 20 ° C.) and normal pressure (generally 1 atm) (with a shaking frequency adjusted to about 200 times per minute and a shaking width of 4 cm or more and 5 cm or less) Shake horizontally for hours.

溶出試験の結果を下記の表1に示す。   The results of the dissolution test are shown in Table 1 below.

重金属の溶出量の算出は、同様に環境省告示13号に記載された方法に従った。   Calculation of the amount of heavy metal elution was similarly performed according to the method described in Ministry of the Environment Notification No.13.

具体的には、混錬物20〜100g(aグラム)を平形はかりびん(容量50mL以上のもので、あらかじめ乾燥したもの)又は蒸発ざら(容量100mL以上のもので、あらかじめ乾燥したもの)に正確に計り取り、沸騰しないように注意して蒸発乾固し、105〜110℃で2時間乾燥した後、デシケータ中で30分間放冷する。この結果平形はかりびんまたは蒸発ざらに残留した物質の重量(bグラム)を正確に求め、これを固型分の重量とし、次の式により求める。   Specifically, 20 to 100 g (a gram) of the kneaded product is accurately applied to a flat balance bottle (with a capacity of 50 mL or more and previously dried) or an evaporation pan (with a capacity of 100 mL or more and previously dried). Evaporate to dryness, taking care not to boil, dry at 105-110 ° C. for 2 hours, and then allow to cool in a desiccator for 30 minutes. As a result, the weight (b gram) of the substance remaining in the flat balance or the evaporating balance is accurately obtained, and this is determined as the weight of the solid part and obtained by the following formula.

固型分の重量比(%)=b/a×100     Weight ratio of solid component (%) = b / a × 100

(比較例2)
キレート薬剤であるテトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウムを10重量部とし、加湿水を35重量部とした以外は比較例1と同様にして重金属固定化の試験を行った。
(Comparative Example 2)
The heavy metal immobilization test was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the chelating agent tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine sodium was 10 parts by weight and the humidified water was 35 parts by weight.

得られた結果を、下記表1に示す。   The obtained results are shown in Table 1 below.

Figure 2018192462
Figure 2018192462

上記表1において、T−Hgは、トータルの水銀量、すなわち、アルカリ水銀化合物と水銀またはその化合物を合わせた量を示している。   In Table 1 above, T-Hg represents the total amount of mercury, that is, the total amount of alkali mercury compound and mercury or a compound thereof.

表1に示されるように、T−Hgの溶出量は、金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める総理府令で定める基準(0.005mg/L以下)をオーバーしていた。   As shown in Table 1, the elution amount of T-Hg exceeded the standard (0.005 mg / L or less) defined by the Prime Minister's Ordinance that defines the judgment standard related to industrial waste containing metals and the like.

(水銀含有溶液を用いた試験)
本発明は、重金属を含む飛灰に重金属固定用のキレート薬剤と、加湿用の水と、高分子凝集剤とを加えて混錬する工程を含むものであるが、特定の高分子凝集剤を添加することによる重金属固定化の効果を予備的に確認するために水銀含有溶液を用いた試験を行った。以下、各試験を参考例として示す。
(Test using mercury-containing solution)
The present invention includes a step of adding a chelating agent for immobilizing heavy metal, water for humidification, and a polymer flocculant to fly ash containing heavy metal, and adding a specific polymer flocculant. In order to preliminarily confirm the effect of immobilizing heavy metals, a test using a mercury-containing solution was conducted. Hereinafter, each test is shown as a reference example.

(参考例1)
本参考例1では、ジエチルジチオカルバミン酸カリウム、テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム、ジカリウム=ピペラジン−1,4−ジカルボジチオアートの3種の重金属固定用キレートを、硝酸水銀のモルに対して0.5当量、1当量または1当量の添加量で加えた場合において、溶液のpHと溶液中に残存する水銀濃度との関係を確認したものである。
(Reference Example 1)
In this Reference Example 1, three kinds of heavy metal fixing chelates of potassium diethyldithiocarbamate, tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine sodium, and dipotassium = piperazine-1,4-dicarbodithioate were added to moles of mercury nitrate. In this case, the relationship between the pH of the solution and the concentration of mercury remaining in the solution was confirmed.

例えば、ジエチルジチオカルバミン酸カリウム0.5当量の試験を行うために、200mLビーカに、1ppmHgの硝酸水銀水溶液100mLおよび当該水溶液中の硝酸水銀に対して0.5当量に相当する量のジエチルジチオカルバミン酸カリウムを添加した。初期の硝酸水銀水溶液のpHは4であり、これを10分間にわたり撹拌した後、全量を孔径1μmのガラス繊維ろ紙を用いてろ過し、ろ液中の残存Hg濃度を測定した。   For example, in order to conduct a test of 0.5 equivalent of potassium diethyldithiocarbamate, a 200 mL beaker is charged with 100 mL of 1 ppm Hg mercury nitrate aqueous solution and an amount of potassium diethyldithiocarbamate equivalent to 0.5 equivalents with respect to mercury nitrate in the aqueous solution. Was added. The pH of the initial mercury nitrate aqueous solution was 4. After stirring for 10 minutes, the total amount was filtered using glass fiber filter paper having a pore diameter of 1 μm, and the residual Hg concentration in the filtrate was measured.

同様の方法で、pH6〜14の時の残存Hg濃度を測定した。   In the same manner, the residual Hg concentration at pH 6-14 was measured.

さらに、ジエチルジチオカルバミン酸カリウム1当量、1.5当量の場合についても同様にしてpH4〜14の時の残存Hg濃度を測定した。   Further, the residual Hg concentration at pH 4 to 14 was measured in the same manner in the case of 1 equivalent and 1.5 equivalent of potassium diethyldithiocarbamate.

上記の操作を順次行って得た結果を図1のグラフに示す。   The results obtained by sequentially performing the above operations are shown in the graph of FIG.

同様の操作に従って、重金属固定用のキレート薬剤を、テトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム、ジカリウム=ピペラジン−1,4−ジカルボジチオアートとした場合についても、各当量におけるpHと残存Hg濃度を測定し、その関係を図2および3にそれぞれ示す。   According to the same operation, when the chelating agent for fixing heavy metal was tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine sodium, dipotassium = piperazine-1,4-dicarbodithioate, the pH and residual Hg concentration at each equivalent Are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.

図1〜3に示されるように、水銀に対するキレート薬剤の当量数が1以上になると、高アルカリ側で水銀の再溶出が見られることが分かった。   As shown in FIGS. 1 to 3, it was found that when the number of equivalents of the chelating agent to mercury is 1 or more, re-elution of mercury is observed on the high alkali side.

(参考例2)
本参考例2は、以下の参考例3〜10との参照となるように、溶液のpHを12とし、かつ重金属固定用のキレート薬剤を添加しない場合について残存Hg濃度を求めたものである。
(Reference Example 2)
In this Reference Example 2, the residual Hg concentration was determined in the case where the pH of the solution was 12 and no chelating agent for fixing heavy metals was added, as a reference to the following Reference Examples 3 to 10.

200mLビーカに、1400ppmHgの塩化水銀水溶液100mLを投入し、150rpmの撹拌速度で撹拌しながらNaOH水溶液によりpH=12に調整して10分間にわたり50rpmの撹拌速度で緩速撹拌を行った。その後、孔径1μmのガラス繊維ろ紙を用いてろ過し、ろ液中の残存Hg濃度を測定した。重金属固定用のキレート薬剤を用いていないので、当然に、1400ppmという高い残存Hg濃度が得られた。   A 200 mL beaker was charged with 100 mL of a 1400 ppm Hg mercury chloride aqueous solution, adjusted to pH = 12 with an aqueous NaOH solution while stirring at a stirring speed of 150 rpm, and slowly stirred at a stirring speed of 50 rpm for 10 minutes. Then, it filtered using the glass fiber filter paper of the hole diameter of 1 micrometer, and measured the residual Hg density | concentration in a filtrate. Since no chelating agent for fixing heavy metals was used, naturally, a high residual Hg concentration of 1400 ppm was obtained.

(参考例3)
200mLビーカに、1400ppmの塩化水銀を含有する水溶液100mLを投入し、ここに、重金属固定用のキレート薬剤であるテトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンのナノリウム塩を水銀に対して2.0当量に相当する量で加え150rpmの撹拌速度で撹拌しながらNaOH水溶液によりpH=12に調整し、その後10分間にわたり50rpmの撹拌速度で緩速撹拌を行った。その後、孔径1μmのガラス繊維ろ紙を用いてろ過し、参考例2と同様にしてろ液中の残存Hg濃度を測定した。すなわち、本参考例3は、キレート薬剤を添加するが高分子凝集剤を添加しない場合を示すもので、以下の参考例4〜14の高分子凝集剤を用いた場合との効果の差異を比較するための参照とするためになされたものである。得られた残存Hg濃度は48ppmであった。以下の参考例4〜14においては少なくともこの値より小さいものが高分子凝集剤を添加する効果があったとされるべき基準となる。
(Reference Example 3)
A 200 mL beaker is charged with 100 mL of an aqueous solution containing 1400 ppm of mercury chloride. Here, a tetralium (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine nanolium salt, which is a chelating agent for fixing heavy metals, is added to 2.0 equivalents of mercury. The corresponding amount was added and the pH was adjusted to 12 with an aqueous NaOH solution while stirring at a stirring speed of 150 rpm, and then slow stirring was performed at a stirring speed of 50 rpm for 10 minutes. Then, it filtered using the glass fiber filter paper of the hole diameter of 1 micrometer, and carried out similarly to the reference example 2, and measured the residual Hg density | concentration in a filtrate. That is, this reference example 3 shows a case where a chelating agent is added but a polymer flocculant is not added, and the difference in effect from the case where the polymer flocculants of the following reference examples 4 to 14 are used is compared. It was made to serve as a reference for doing so. The obtained residual Hg concentration was 48 ppm. In the following Reference Examples 4 to 14, a value that is at least smaller than this value is a criterion that should be regarded as having an effect of adding a polymer flocculant.

(参考例4)
参考例2と同様に、200mLビーカに、1400ppmの塩化水銀を含有する水溶液100mLを投入し、ここに、重金属固定用のキレート薬剤であるテトラ(ジチオカルボキシ)テトラエチレンペンタミンのナノリウム塩を水銀に対して2.0当量に相当する量で加え150rpmの撹拌速度で撹拌しながらNaOH水溶液によりpH=12に調整した。その後、これにアニオン系の高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−105)を水溶液100mLに対して0.5ppmになるように加え、10分間にわたり50rpmの撹拌速度で緩速撹拌を行い、その後、孔径1μmのガラス繊維ろ紙を用いてろ過し、参考例2と同様にしてろ液中の残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、35ppmであった。
(Reference Example 4)
In the same manner as in Reference Example 2, 100 mL of an aqueous solution containing 1400 ppm of mercury chloride was put into a 200 mL beaker, and the nanolium salt of tetra (dithiocarboxy) tetraethylenepentamine, which is a chelating agent for fixing heavy metals, was converted into mercury. On the other hand, it was added in an amount corresponding to 2.0 equivalents and adjusted to pH = 12 with an aqueous NaOH solution while stirring at a stirring speed of 150 rpm. Thereafter, an anionic polymer flocculant (UF-105 manufactured by Unitika) was added to this so as to be 0.5 ppm with respect to 100 mL of the aqueous solution, followed by slow stirring at a stirring speed of 50 rpm for 10 minutes. The solution was filtered using a glass fiber filter having a pore diameter of 1 μm, and the residual Hg concentration in the filtrate was measured in the same manner as in Reference Example 2. The obtained residual Hg concentration was 35 ppm.

(参考例5)
アニオン系の高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−105)を水溶液100mLに対して1.0ppmになるように加えた以外は、参考例4と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、14ppmであった。
(Reference Example 5)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 4 except that anionic polymer flocculant (UF-105 manufactured by Unitika) was added to 1.0 ppm with respect to 100 mL of the aqueous solution. The obtained residual Hg concentration was 14 ppm.

(参考例6)
アニオン系の高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−105)を水溶液100mLに対して2.0ppmになるように加えた以外は、参考例4と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、5.8ppmであった。
(Reference Example 6)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 4 except that anionic polymer flocculant (UF-105 manufactured by Unitika) was added to 2.0 ppm with respect to 100 mL of the aqueous solution. The obtained residual Hg concentration was 5.8 ppm.

(参考例7)
アニオン系の高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−105)を水溶液100mLに対して3.0ppmになるように加えた以外は、参考例4と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、3.8ppmであった。
(Reference Example 7)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 4, except that anionic polymer flocculant (UF-105 manufactured by Unitika) was added to 3.0 ppm with respect to 100 mL of the aqueous solution. The obtained residual Hg concentration was 3.8 ppm.

(参考例8)
重金属固定用のキレート薬剤であるジチオカルバミン酸カリウムを添加して撹拌した後に、無機系凝集剤である硫酸アルミニウム(Al(SO)(硫酸バンドとも称する)を水溶液100mLに対して100ppmになるように添加した他は、参考例5と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、0.11ppmであった。
(Reference Example 8)
After adding and stirring potassium dithiocarbamate, which is a chelating agent for fixing heavy metals, aluminum sulfate (Al 2 (SO 4 ) 3 ) (also referred to as sulfuric acid band), which is an inorganic flocculant, is adjusted to 100 ppm with respect to 100 mL of an aqueous solution. The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 5 except that it was added as described above. The obtained residual Hg concentration was 0.11 ppm.

(参考例9)
無機系凝集剤として硫酸バンドに代えてポリ硫酸第二鉄を用いた他は、参考例8と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、0.10ppmであった。
(Reference Example 9)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 8 except that polyferric sulfate was used in place of the sulfate band as the inorganic flocculant. The obtained residual Hg concentration was 0.10 ppm.

(参考例10)
高分子凝集剤としてノニオン系高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−250)を用いた他は、参考例6と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、15ppmであった。
(Reference Example 10)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 6 except that nonionic polymer flocculant (UF-250 manufactured by Unitika) was used as the polymer flocculant. The obtained residual Hg concentration was 15 ppm.

(参考例11)
高分子凝集剤としてカチオン系高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−340)を用いた他は、参考例6と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、51ppmであった。
(Reference Example 11)
Residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 6 except that a cationic polymer flocculant (UF-340 manufactured by Unitika) was used as the polymer flocculant. The obtained residual Hg concentration was 51 ppm.

(参考例12)
高分子凝集剤として両性高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−715)を用いた他は、参考例6と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、37ppmであった。
(Reference Example 12)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 6 except that the amphoteric polymer flocculant (UF-715 manufactured by Unitika) was used as the polymer flocculant. The obtained residual Hg concentration was 37 ppm.

(参考例13)
高分子凝集剤としてノニオン系高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−250)を用いた他は、参考例8と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、0.33ppmであった。
(Reference Example 13)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 8 except that nonionic polymer flocculant (UF-250 manufactured by Unitika) was used as the polymer flocculant. The obtained residual Hg concentration was 0.33 ppm.

(参考例14)
高分子凝集剤としてノニオン系高分子凝集剤である(ユニチカ製UF−250)を用いた他は、参考例9と同様にして残存Hg濃度を測定した。得られた残存Hg濃度は、0.32ppmであった。
(Reference Example 14)
The residual Hg concentration was measured in the same manner as in Reference Example 9 except that nonionic polymer flocculant (UF-250 manufactured by Unitika) was used as the polymer flocculant. The obtained residual Hg concentration was 0.32 ppm.

参考例2〜14のそれぞれについての導入される各試薬の濃度や条件および得られた効果(残存Hg濃度)を表2にまとめて示す。   Table 2 summarizes the concentration and conditions of each reagent introduced and the obtained effect (residual Hg concentration) for each of Reference Examples 2 to 14.

Figure 2018192462
Figure 2018192462

表2に示されるように、アニオン系の高分子凝集剤を加えている参考例4〜7は、高分子凝集剤を加えていない参考例3と比較して水銀溶出作用を抑制することができた。また、参考例4〜7による結果から明らかな通り、アニオン系高分子凝集剤の添加量が多くなるに従って、水銀固定の効果が大きかった。   As shown in Table 2, Reference Examples 4 to 7 to which an anionic polymer flocculant is added can suppress the mercury elution action as compared with Reference Example 3 to which no polymer flocculant is added. It was. Further, as apparent from the results of Reference Examples 4 to 7, the effect of fixing mercury was increased as the amount of the anionic polymer flocculant added was increased.

また、参考例5と参考例8および9とを比較することにより明らかとなったことは、無機系の凝集剤をさらに加えることにより、水銀溶出を抑制する効果が顕著に向上することである。   Moreover, it became clear by comparing Reference Example 5 with Reference Examples 8 and 9 that the effect of suppressing mercury elution is significantly improved by further adding an inorganic flocculant.

さらに、参考例10から明らかな通り、ノニオン系の高分子凝集剤を使用した場合にも、水銀を固定する効果が認められた。   Further, as is clear from Reference Example 10, the effect of fixing mercury was also observed when a nonionic polymer flocculant was used.

一方で、参考例11から明らかな通り、カチオン系の高分子凝集剤は、水銀固定の効果を得ることができなかった。   On the other hand, as apparent from Reference Example 11, the cationic polymer flocculant could not obtain the effect of mercury fixation.

また、参考例12から明らかな通り、両性高分子凝集剤を用いることにより、水銀固定の効果が得られた。   Further, as apparent from Reference Example 12, the effect of mercury fixation was obtained by using an amphoteric polymer flocculant.

参考例10と参考例13および14とを比較して明らかな通り、ノニオン系の高分子凝集剤と無機系の高分子凝集剤とを用いた場合にも、水銀固定の顕著な効果が顕著に向上した。   As is apparent from comparison between Reference Example 10 and Reference Examples 13 and 14, even when a nonionic polymer flocculant and an inorganic polymer flocculant are used, the remarkable effect of mercury fixation is remarkable. Improved.

(ガス化溶融飛灰を用いた試験)
水銀含有溶液を用いた上記の参考例1〜14による水銀固定化の試験により得られた結果に基づいて、ガス化溶融飛灰中に含まれる重金属の固定化の試験を行った。すなわち、下記の実施例では、キレート薬剤とアニオン系の高分子凝集剤とを用いて重金属固定化の試験を行った。
(Test using gasified molten fly ash)
Based on the result obtained by the mercury immobilization test according to Reference Examples 1 to 14 using a mercury-containing solution, the immobilization test for heavy metals contained in the gasified molten fly ash was performed. That is, in the following examples, a heavy metal immobilization test was performed using a chelating agent and an anionic polymer flocculant.

(実施例1)
試験対象は、比較例1および2で用いたのと同一ガス化溶融飛灰である。このガス化溶融飛灰100重量部に対して、キレート薬剤としてテトラ(ジエチルカルボキシ)テトラエチレンペンタミンナトリウム(以下、ペンタミンNa塩とも称する)6重量部と、加湿水39重量部と、アニオン系高分子凝集剤として(ユニチカ製UF−105)0.002重量部とを加えた後、よく混錬した。混錬物について、比較例1に説明したのと同様の環境省告示13号による溶出試験を行い、かつ、各重金属について溶出量の算出を行った。
Example 1
The test object is the same gasified molten fly ash as used in Comparative Examples 1 and 2. For 100 parts by weight of the gasified molten fly ash, 6 parts by weight of tetra (diethylcarboxy) tetraethylenepentamine sodium (hereinafter also referred to as pentamine Na salt) as a chelating agent, 39 parts by weight of humidified water, After adding 0.002 part by weight (UF-105 manufactured by Unitika) as a molecular flocculant, it was kneaded well. About the kneaded material, the elution test by Ministry of the Environment Notification No. 13 similar to that described in Comparative Example 1 was performed, and the elution amount was calculated for each heavy metal.

(実施例2)
混錬に際して、高分子凝集剤の添加量を0.001重量部とする(半減)と共に、無機系の凝集剤であるポリ硫酸鉄0.05重量部をさらに加えた他は、実施例1と同様とした。
(Example 2)
In the kneading, the amount of the polymer flocculant added was 0.001 part by weight (halved), and 0.05 part by weight of polyiron sulfate as an inorganic flocculant was further added. Same as above.

実施例1および2において、高分子凝集剤および無機系の凝集剤の添加量は、処理灰の溶出試験時のろ液中の凝集剤濃度が、実施例1では高分子凝集剤として2ppm、実施例2では、ポリ硫酸鉄として50ppm、高分子凝集剤として1ppmになるように添加したものである。   In Examples 1 and 2, the addition amount of the polymer flocculant and the inorganic flocculant was such that the flocculant concentration in the filtrate during the elution test of the treated ash was 2 ppm as the polymer flocculant in Example 1. In Example 2, it was added so as to be 50 ppm as polyiron sulfate and 1 ppm as a polymer flocculant.

実施例1および2により得られた混錬物の重金属溶出試験の結果を下記の表3に示す。   The results of the heavy metal elution test of the kneaded products obtained in Examples 1 and 2 are shown in Table 3 below.

Figure 2018192462
Figure 2018192462

上記の表3から分かるように、実施例1のように処理対象となるガス化溶融飛灰に、重金属固定用のキレート薬剤と、加湿水と、高分子凝集剤とを添加して混錬することにより、水銀の凝集が促進され、そのろ過性が改善され、その結果、ろ液中の残留Hgを低減させることができた。   As can be seen from Table 3 above, a chelating agent for fixing heavy metals, humidified water, and a polymer flocculant are added to the gasified molten fly ash to be treated as in Example 1 and kneaded. As a result, aggregation of mercury was promoted, and its filterability was improved. As a result, residual Hg in the filtrate could be reduced.

また、実施例2のように、無機系の凝集剤をさらに加えることにより、ろ液中の残留Hgをさらに低減させることができた。   Further, as in Example 2, the residual Hg in the filtrate could be further reduced by further adding an inorganic flocculant.

Claims (5)

一般廃棄物または産業廃棄物の焼却処理またはガス化溶融処理に起因して生じた飛灰中に含有される重金属を固定化する重金属固定化方法であって、
処理対象となる飛灰に、重金属固定用のキレート薬剤と、加湿用の水と、高分子凝集剤とを加えて混錬する工程を含み、該高分子凝集剤は、アニオン系、ノニオン系、または両性の高分子凝集剤であることを特徴とする飛灰中の重金属固定化方法。
A heavy metal immobilization method for immobilizing heavy metals contained in fly ash resulting from incineration processing or gasification melting processing of general waste or industrial waste,
Including a step of adding a kneading agent for fixing heavy metal, water for humidification, and a polymer flocculant to the fly ash to be treated, and kneading the polymer flocculant, anionic, nonionic, Alternatively, a method for immobilizing heavy metals in fly ash, which is an amphoteric polymer flocculant.
前記混錬する工程において無機系凝集剤をさらに加える、請求項1に記載の飛灰中の重金属固定化方法。   The method for immobilizing heavy metal in fly ash according to claim 1, wherein an inorganic flocculant is further added in the kneading step. 前記高分子凝集剤は、前記飛灰の全重量に対して0.001重量部以上になるような添加量で加えられる、請求項1または2に記載の飛灰中の重金属固定化方法。   The method for immobilizing heavy metals in fly ash according to claim 1 or 2, wherein the polymer flocculant is added in an amount of 0.001 parts by weight or more based on the total weight of the fly ash. 重金属固定用キレート剤と、高分子凝集剤とを含む、飛灰中に含まれる重金属固定用の薬剤組成物。   A pharmaceutical composition for fixing heavy metals contained in fly ash, comprising a chelating agent for fixing heavy metals and a polymer flocculant. 無機系凝集剤をさらに含む、請求項4に記載の飛灰中に含まれる重金属固定用の薬剤組成物。
The pharmaceutical composition for fixing heavy metals contained in fly ash according to claim 4, further comprising an inorganic flocculant.
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