JP2741645B2 - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents
重金属含有灰の処理方法Info
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- JP2741645B2 JP2741645B2 JP4358594A JP35859492A JP2741645B2 JP 2741645 B2 JP2741645 B2 JP 2741645B2 JP 4358594 A JP4358594 A JP 4358594A JP 35859492 A JP35859492 A JP 35859492A JP 2741645 B2 JP2741645 B2 JP 2741645B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は都市ごみ、産業廃棄物
などの固型廃棄物の焼却によって排出される焼却灰や、
排ガス集塵灰等の重金属含有灰の処理方法に関する。
などの固型廃棄物の焼却によって排出される焼却灰や、
排ガス集塵灰等の重金属含有灰の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみや産業廃棄物排出量の増加と焼
却率の増加に伴い、焼却廃棄物である焼却灰や排ガス集
塵灰の発生量が増え、その中に含まれる重金属が新しい
環境汚染源として注目を集めている。これら灰廃棄物の
うち特に排ガス集塵灰は水銀、亜鉛、鉛などの低沸点重
金属を多く含有し、これらが環境に放出された場合雨水
等に溶解し溶出するため、その防止技術が種々開発され
てきた。たとえば、「環境施設」Ｎｏ．２１（１９８
５）ｐ．７９〜８４に記載されているようにコンクリー
トと混練して固化する方法や、灰より水抽出した重金属
を炭酸ガスと反応させて炭酸塩化する方法、アスファル
トと混合させて固化させる方法などがある。
却率の増加に伴い、焼却廃棄物である焼却灰や排ガス集
塵灰の発生量が増え、その中に含まれる重金属が新しい
環境汚染源として注目を集めている。これら灰廃棄物の
うち特に排ガス集塵灰は水銀、亜鉛、鉛などの低沸点重
金属を多く含有し、これらが環境に放出された場合雨水
等に溶解し溶出するため、その防止技術が種々開発され
てきた。たとえば、「環境施設」Ｎｏ．２１（１９８
５）ｐ．７９〜８４に記載されているようにコンクリー
トと混練して固化する方法や、灰より水抽出した重金属
を炭酸ガスと反応させて炭酸塩化する方法、アスファル
トと混合させて固化させる方法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記コンクリートと混
練して固化する方法は、必要とする設備が簡単で維持管
理が容易である長所がある一方、成形直後の強度が弱い
ため養生設備が必要であるし、成型品は酸に対して弱
く、日本に於ける判定基準である環境庁告示第１３号
（産業廃棄物に含まれる有害物質の検定方法）では溶出
試験値を達成出来ても、これより耐性が強い水溶液で抽
出する欧・米の溶出試験では溶出し易くなる傾向を示
す。更に、コンクリート固化法は添加剤としてコンクリ
ートや水を添加するため固化後の重量が１．５〜２倍程
度に増加し、最終処分地である埋立場への搬送が大変で
あり、又用地確保難を考慮すると大きな欠点を持ってい
ると言える。
練して固化する方法は、必要とする設備が簡単で維持管
理が容易である長所がある一方、成形直後の強度が弱い
ため養生設備が必要であるし、成型品は酸に対して弱
く、日本に於ける判定基準である環境庁告示第１３号
（産業廃棄物に含まれる有害物質の検定方法）では溶出
試験値を達成出来ても、これより耐性が強い水溶液で抽
出する欧・米の溶出試験では溶出し易くなる傾向を示
す。更に、コンクリート固化法は添加剤としてコンクリ
ートや水を添加するため固化後の重量が１．５〜２倍程
度に増加し、最終処分地である埋立場への搬送が大変で
あり、又用地確保難を考慮すると大きな欠点を持ってい
ると言える。
【０００４】炭酸塩化する方法は、集塵灰をまず水に溶
解させて溶出し易い重金属類を溶出させ、この重金属含
有廃液に炭酸ガスを吹き込み中和炭酸塩化することで固
型物として重金属類を分離する方法である。しかし、こ
の方法では重金属類を凝集沈澱した後の廃液にも若干の
重金属類や化学的酸素要求量成分（ＣＯＤ）等を尚含有
するため、高価な排水処理設備を必要とする。加えて、
炭酸ガス源として排ガス中の炭酸ガスを直接重金属含有
灰に吹き込むため排水の温度が上昇し、排水処理に悪影
響を与える場合が多々有る。
解させて溶出し易い重金属類を溶出させ、この重金属含
有廃液に炭酸ガスを吹き込み中和炭酸塩化することで固
型物として重金属類を分離する方法である。しかし、こ
の方法では重金属類を凝集沈澱した後の廃液にも若干の
重金属類や化学的酸素要求量成分（ＣＯＤ）等を尚含有
するため、高価な排水処理設備を必要とする。加えて、
炭酸ガス源として排ガス中の炭酸ガスを直接重金属含有
灰に吹き込むため排水の温度が上昇し、排水処理に悪影
響を与える場合が多々有る。
【０００５】最後にアスファルト固化法は、アスファル
トと灰分とを加熱状態で混練し成型固化する方法であ
り、乾式処理のため排水対策が不要である長所がある一
方、アスファルトは加熱処理が必要で脱臭対策や排ガス
処理対策を必要とする。また成型固化品は熱に弱く、こ
のため溶出値を確保することが難しい。
トと灰分とを加熱状態で混練し成型固化する方法であ
り、乾式処理のため排水対策が不要である長所がある一
方、アスファルトは加熱処理が必要で脱臭対策や排ガス
処理対策を必要とする。また成型固化品は熱に弱く、こ
のため溶出値を確保することが難しい。
【０００６】この様に従来法には一長一短があり、日本
に於ける都市ごみ発生量の増大及び焼却率の増加に伴い
増大する焼却廃棄物の無害化処理に対応出来なくなって
きている。また、溶出試験法が欧米並みの酸性水溶液で
実施される様な事態になった場合、従来法では基準値を
満足出来ないのは明白である。従って、無害化処理に
際し、重量及び容量の増加が極力小さい方法であるこ
と、無害化処理に際し、廃水が発生しない方法である
こと、欧米並みの酸性水溶液で抽出する溶出試験に於
いても十分基準値を満足すること、という条件を満たす
重金属含有灰の処理方法の開発が求められている。
に於ける都市ごみ発生量の増大及び焼却率の増加に伴い
増大する焼却廃棄物の無害化処理に対応出来なくなって
きている。また、溶出試験法が欧米並みの酸性水溶液で
実施される様な事態になった場合、従来法では基準値を
満足出来ないのは明白である。従って、無害化処理に
際し、重量及び容量の増加が極力小さい方法であるこ
と、無害化処理に際し、廃水が発生しない方法である
こと、欧米並みの酸性水溶液で抽出する溶出試験に於
いても十分基準値を満足すること、という条件を満たす
重金属含有灰の処理方法の開発が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重金属
含有灰に水、酸、２価鉄を加えてｐＨを７．０〜１１．
５とし、その後混合物に連続的あるいは間欠的に酸素を
加えながら攪拌し、かつ５０〜９５℃に加熱してフェラ
イトを生成させ、前記重金属含有灰中の重金属を前記フ
ェライト中に固定化することを特徴とする重金属含有灰
の処理方法である。また、重金属含有灰のｐＨが７．０
〜１１．５であれば新規に酸を添加する必要はなく、水
と２価鉄を加え、その後混合物に連続的あるいは間欠的
に酸素を加えながら攪拌・加熱することで本発明の目的
は達成できる。
含有灰に水、酸、２価鉄を加えてｐＨを７．０〜１１．
５とし、その後混合物に連続的あるいは間欠的に酸素を
加えながら攪拌し、かつ５０〜９５℃に加熱してフェラ
イトを生成させ、前記重金属含有灰中の重金属を前記フ
ェライト中に固定化することを特徴とする重金属含有灰
の処理方法である。また、重金属含有灰のｐＨが７．０
〜１１．５であれば新規に酸を添加する必要はなく、水
と２価鉄を加え、その後混合物に連続的あるいは間欠的
に酸素を加えながら攪拌・加熱することで本発明の目的
は達成できる。
【０００８】
【作用】廃棄物中の重金属は混練用の水を添加すること
で水側に溶解する。この湿状態の混合物に対し、酸と２
価鉄を加えて両者を均一に混合物中に分散させる。この
混合物のｐＨを７．０〜１１．５に調整した後温度を５
０〜９５℃に維持することにより、酸素存在下で混合物
中の２価鉄は次第に結晶化してフェライトに変わってゆ
く。即ち、フェライトとは化学式でＭＦｅ 2 Ｏ 4 （Ｍ：
Ｆｅ，Ｚｎ，Ｐｂなどの金属）で表されるが、付加によ
って、ＭＦｅ 2 （ＯＨ） 6 ＋１／２Ｏ 2 →ＭＦｅ 2 Ｏ 4
＋３Ｈ 2 Ｏの反応が生じる。本法では、上記混合物中の
２価鉄がフェライトといわれる鉄酸化物の結晶格子を形
成してゆく過程で、重金属が本来鉄の原子が占めるべき
位置に鉄の代わりに取り込まれて固定化される。
で水側に溶解する。この湿状態の混合物に対し、酸と２
価鉄を加えて両者を均一に混合物中に分散させる。この
混合物のｐＨを７．０〜１１．５に調整した後温度を５
０〜９５℃に維持することにより、酸素存在下で混合物
中の２価鉄は次第に結晶化してフェライトに変わってゆ
く。即ち、フェライトとは化学式でＭＦｅ 2 Ｏ 4 （Ｍ：
Ｆｅ，Ｚｎ，Ｐｂなどの金属）で表されるが、付加によ
って、ＭＦｅ 2 （ＯＨ） 6 ＋１／２Ｏ 2 →ＭＦｅ 2 Ｏ 4
＋３Ｈ 2 Ｏの反応が生じる。本法では、上記混合物中の
２価鉄がフェライトといわれる鉄酸化物の結晶格子を形
成してゆく過程で、重金属が本来鉄の原子が占めるべき
位置に鉄の代わりに取り込まれて固定化される。
【０００９】添加物の量であるが、水分は湿量基準の含
水率で３０〜５０％になる様添加すれば均一にスラリー
状になり、重金属が水側へ均一に溶解する。更にこの含
水率程度であれば混合に用いる設備の操作上扱い易く好
適である。
水率で３０〜５０％になる様添加すれば均一にスラリー
状になり、重金属が水側へ均一に溶解する。更にこの含
水率程度であれば混合に用いる設備の操作上扱い易く好
適である。
【００１０】次に加える酸であるが、硫酸や塩酸などの
鉱酸を添加し、混合物の水素イオン濃度ｐＨが７．０〜
１１．５になる様にしなければならない。このｐＨ範囲
内であれば好適にフェライトを生成し、重金属はフェラ
イト中に固定化される。尚、先の水と鉱酸を鉱酸水溶液
として添加してもかまわない。また、前述したように、
重金属含有灰のｐＨがもともと７．０〜１１．５であれ
ば、酸を加える必要は無い。
鉱酸を添加し、混合物の水素イオン濃度ｐＨが７．０〜
１１．５になる様にしなければならない。このｐＨ範囲
内であれば好適にフェライトを生成し、重金属はフェラ
イト中に固定化される。尚、先の水と鉱酸を鉱酸水溶液
として添加してもかまわない。また、前述したように、
重金属含有灰のｐＨがもともと７．０〜１１．５であれ
ば、酸を加える必要は無い。
【００１１】一方、２価鉄は硫酸鉄（ＩＩ）、塩化鉄
（ＩＩ）の粉末あるいは水溶液の状態で添加すれば良
い。その添加量は廃棄物中の重金属量に比例して変わる
が、通常の都市ごみ焼却設備の集塵灰であれば１ｋｇの
灰に対し硫酸鉄（ＩＩ）（ＦｅＳＯ4 ）換算で１０〜４
０ｇで十分である。ただ、重金属の含有量形態によって
添加量は異なるため、目安としてフェライトの化学式Ｍ
Ｆｅ2 Ｏ4 から計算出来る必要量の近傍で予備テストを
実施し、最適量を決めると良い。添加量が少なすぎる場
合は固定化されず、一方多い場合は処理コストが高くな
るだけで機能的には問題無い。
（ＩＩ）の粉末あるいは水溶液の状態で添加すれば良
い。その添加量は廃棄物中の重金属量に比例して変わる
が、通常の都市ごみ焼却設備の集塵灰であれば１ｋｇの
灰に対し硫酸鉄（ＩＩ）（ＦｅＳＯ4 ）換算で１０〜４
０ｇで十分である。ただ、重金属の含有量形態によって
添加量は異なるため、目安としてフェライトの化学式Ｍ
Ｆｅ2 Ｏ4 から計算出来る必要量の近傍で予備テストを
実施し、最適量を決めると良い。添加量が少なすぎる場
合は固定化されず、一方多い場合は処理コストが高くな
るだけで機能的には問題無い。
【００１２】この様にして調整した混合物を湿状態のま
ま混合物の温度５０〜９５℃に維持して２〜５時間酸素
存在下で混練するとフェライト化は終了する。温度が５
０℃より低い場合はフェライト化は進行せず、９５℃を
超えると水分の蒸発が激しくフェライト化が不安定にな
るので好ましく無い。また、フェライト化には酸素が必
要であり、通常は大気中の酸素で十分であるため、連続
的あるいは間欠的に混合物を攪拌させて酸素との接触を
十分にする必要があるが、ロータリーキルン程度の混合
でも十分である。
ま混合物の温度５０〜９５℃に維持して２〜５時間酸素
存在下で混練するとフェライト化は終了する。温度が５
０℃より低い場合はフェライト化は進行せず、９５℃を
超えると水分の蒸発が激しくフェライト化が不安定にな
るので好ましく無い。また、フェライト化には酸素が必
要であり、通常は大気中の酸素で十分であるため、連続
的あるいは間欠的に混合物を攪拌させて酸素との接触を
十分にする必要があるが、ロータリーキルン程度の混合
でも十分である。
【００１３】
【実施例】表１に示す重金属を含有する焼却炉集塵灰５
３ｇに対し、１：１硫酸水溶液１０ｍｌ、水２０ｍｌを
加え蒸発皿中で約１０分間攪拌した。この中へ硫酸鉄
（ＩＩ）の７水和物１５％水溶液２５ｍｌを入れ、再び
同様に約１０分間攪拌した。この混合物のｐＨ（灰：純
水＝１：９重量比）が９．８であったので、この蒸発皿
を９０℃温浴につけて混合物温度が７０℃になるように
した。
３ｇに対し、１：１硫酸水溶液１０ｍｌ、水２０ｍｌを
加え蒸発皿中で約１０分間攪拌した。この中へ硫酸鉄
（ＩＩ）の７水和物１５％水溶液２５ｍｌを入れ、再び
同様に約１０分間攪拌した。この混合物のｐＨ（灰：純
水＝１：９重量比）が９．８であったので、この蒸発皿
を９０℃温浴につけて混合物温度が７０℃になるように
した。
【００１４】
【表１】
【００１５】このようにした後、注水しながら１５分毎
に１分間内容物を攪拌し、計３時間フェライト化を進め
た。その後内容物を８０℃の恒温炉で乾燥させて水分を
飛ばし、この乾燥物を溶出試験に供した。
に１分間内容物を攪拌し、計３時間フェライト化を進め
た。その後内容物を８０℃の恒温炉で乾燥させて水分を
飛ばし、この乾燥物を溶出試験に供した。
【００１６】溶出試験法は環境庁告示第１３号（１９７
３年）及びアメリカで定められている方法（Ｔｏｘｉｃ
ｉｔｙ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｌｅａｃｈｉ
ｎｇＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）を用いた。重金属溶出試験結
果を表２、表３に示す。表２は環境庁告示第１３号に定
める溶出試験結果、表３は前述のアメリカで定められて
いる溶出試験結果を示す。
３年）及びアメリカで定められている方法（Ｔｏｘｉｃ
ｉｔｙ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｌｅａｃｈｉ
ｎｇＰｒｏｃｅｄｕｒｅ）を用いた。重金属溶出試験結
果を表２、表３に示す。表２は環境庁告示第１３号に定
める溶出試験結果、表３は前述のアメリカで定められて
いる溶出試験結果を示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】表中のデータにあるように、本発明では全
ての項目で海洋投棄基準をクリアーしたのに加え、従来
法では溶出防止不可能なＰｂに対しても効果的に作用し
た。また、アメリカで定められている方法では、従来法
では重金属溶出量が増えているのにもかかわらず、本発
明では溶出量は維持され、酸性水溶液での抽出に於いて
も十分に基準値を満足できることを立証した。
ての項目で海洋投棄基準をクリアーしたのに加え、従来
法では溶出防止不可能なＰｂに対しても効果的に作用し
た。また、アメリカで定められている方法では、従来法
では重金属溶出量が増えているのにもかかわらず、本発
明では溶出量は維持され、酸性水溶液での抽出に於いて
も十分に基準値を満足できることを立証した。
【００２０】
【発明の効果】本発明法により処理した固化物からの重
金属の溶出は、強い酸性水溶液で抽出しても従来の種々
の方法に比較して少なく、長期にわたり安全性の高い無
害化が可能になる。また、添加物の量が従来の方法と比
べ少なく、重量の増量は殆ど無視出来る。さらに、本発
明を実施するためには、従来法に必要な排水処理設備、
養生設備、脱臭設備、排ガス処理設備が不要であり、コ
ンパクトな設備構成で実施可能である。そして、生成し
たフェライトは磁性を持っているため磁選機で容易に分
別出来、Ｚｎ、Ｐｂなどを含有するフェライトを分離し
て重金属含有スラッジを減容化することが可能である。
金属の溶出は、強い酸性水溶液で抽出しても従来の種々
の方法に比較して少なく、長期にわたり安全性の高い無
害化が可能になる。また、添加物の量が従来の方法と比
べ少なく、重量の増量は殆ど無視出来る。さらに、本発
明を実施するためには、従来法に必要な排水処理設備、
養生設備、脱臭設備、排ガス処理設備が不要であり、コ
ンパクトな設備構成で実施可能である。そして、生成し
たフェライトは磁性を持っているため磁選機で容易に分
別出来、Ｚｎ、Ｐｂなどを含有するフェライトを分離し
て重金属含有スラッジを減容化することが可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重金属含有灰に水、酸、２価鉄を加えて
ｐＨを７．０〜１１．５とし、その後混合物に連続的あ
るいは間欠的に酸素を加えながら攪拌し、かつ５０〜９
５℃に加熱してフェライトを生成させ、前記重金属含有
灰中の重金属を前記フェライト中に固定化することを特
徴とする重金属含有灰の処理方法。 - 【請求項２】 ｐＨが７．０〜１１．５の重金属含有灰
に水、２価鉄を加え、その後混合物に連続的あるいは間
欠的に酸素を加えながら攪拌し、かつ５０〜９５℃に加
熱してフェライトを生成させ、前記重金属含有灰中の重
金属を前記フェライト中に固定化することを特徴とする
重金属含有灰の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358594A JP2741645B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-12-28 | 重金属含有灰の処理方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26416492 | 1992-09-08 | ||
| JP4-264164 | 1992-09-08 | ||
| JP4358594A JP2741645B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-12-28 | 重金属含有灰の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06134436A JPH06134436A (ja) | 1994-05-17 |
| JP2741645B2 true JP2741645B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=26546380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358594A Expired - Fee Related JP2741645B2 (ja) | 1992-09-08 | 1992-12-28 | 重金属含有灰の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741645B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10000709A1 (de) * | 2000-01-10 | 2001-07-19 | Mg Technologies Ag | Verfahren zur Behandlung von Chrom(VI)-haltigen Rückständen |
| JP5470699B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2014-04-16 | 新日鐵住金株式会社 | 重金属含有塩基性廃棄物の無害化処理方法 |
| IT1395303B1 (it) * | 2009-07-09 | 2012-09-05 | Veneta Depuratori E Affini S Ve D A S R L Soc | Procedimento di trattamento di ceneri ottenute in impianti di incenerimento di rifiuti. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5112396A (en) * | 1974-07-23 | 1976-01-30 | Nippon Mining Co | Kadomiumuoganjusuru enbaino shorihoho |
| JPS62183896A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 石炭灰の安定化方法 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4358594A patent/JP2741645B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06134436A (ja) | 1994-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971216 |
|
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