JP3369620B2

JP3369620B2 - 焼却灰の固結方法

Info

Publication number: JP3369620B2
Application number: JP02260693A
Authority: JP
Inventors: 茂次小堀; 理平笠井
Original assignee: 協同組合テクノ・クリーン
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH06233976A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性汚泥の焼却灰、都
市ごみの焼却灰、産業廃棄物の焼却灰等の各種焼却灰及
び建設廃土を固化成型することにより、得られた固結成
型物の再資源化を実現せしめる焼却灰の固結方法及び焼
却灰の固結成型物の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
活性汚泥、都市ごみ、産業廃棄物の焼却灰等の各種焼却
灰の再資源化のための固化成型は、焼結法及びセメント
固結法により行われている。焼結法は、焼却灰を1200℃
近くの高温で焼き固める方法であり、焼却灰がかかる高
温加熱により一部ガラス化し、重金属や有機塩素化合物
等の有害物質も分解又は不溶化してしまうため、再資源
化した場合に安全であるとされている。しかしながら、
例えば農業用肥料の中には、植物の有用金属をガラス化
して徐々に溶出させる遅効性肥料なるものがあることが
知られ、このことから、金属をガラス化してもその金属
が完全に不溶化されない場合がある。しかも、焼結法
は、上述した高温で、６時間以上の長時間にわたって燃
焼し続けなければならないことから、極めて多大なエネ
ルギーコストを必要とする方法であり、これが焼結法最
大の欠点といえた。また、このような高温での長時間に
わたる燃焼は、製造される成型物も限定されてしまうた
め産業的価値が低下する原因ともなる。一方、セメント
固結法は、焼却灰粉末にセメントを混合し、水を加えて
水和させて固化させる方法である。しかしながら、焼却
灰や建設廃土中には、セメント凝結遅延物質や強度低下
物質が含有されていることが多いため、これらの物質に
よって固化が阻害されて安定な凝結が得られなかった
り、製造した成型物の強度低下が顕著となって実用的な
強度が得られないという問題があった。また、かかる問
題点に加えて、セメントは自己の水和により固化するバ
インダーであるため、焼却灰や建設廃土などの粉末ある
いは泥状の物質と混合して希釈されると、そのバインダ
ー力が極度に低下して固結し難くなるという問題もあっ
た。また、この後者の問題を解決するためにはセメント
の配合比を高くするしかないが、セメントの配合比を挙
げれば処理コストも当然上昇することとなり、先に述べ
た焼結法と同様実用性に欠ける方法であった。本発明
は、上記問題点に鑑みなされたもので、活性汚泥焼却
灰、都市焼却灰、産業廃棄物の焼却灰や建設廃土等を速
やかに固化成型するとともにこれらの廃棄物中に含有さ
れている有害物質を確実に封止することができ、しかも
得られた成型物に十分な強度と、耐久性を保持せしめる
ことのできる焼却灰の固結方法及び焼却灰固結成型物の
製造装置の提供を目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の焼却灰
の固結方法は、上述した従来の焼却灰の固結方法に見ら
れる種々の問題点を解決するため、焼却灰に含まれてい
る硅酸、アルミナ、金属酸化物と、生石灰とを反応せし
めて安定なカルシウム化合物にする方法（いわゆるポゾ
ラン反応）をセメント固化法に応用したものである。こ
のポゾラン反応は、従来より、硅酸カルシウムを製造す
るため、あるいは土質の安定化方法として利用され、前
者の硅酸カルシウムの製造は、硅酸と石灰をオートクレ
ーブを利用した水熱反応により反応させて硅酸カルシウ
ム硬化物を得る方法であり、後者の土質の安定化方法
は、土壌に生石灰を反応させて地耐力のある土質とする
方法である。しかしながら、ポゾラン反応の反応速度
は、常温では極めて遅いという欠点があるため、上記硅
酸カルシウムの製造においては、100 ℃以上の高温条件
下で行う必要があった。また土質安定剤では100 ℃に加
温できなかった。また、ポゾラン反応は反応効率が低い
ので、得られた硬化物に十分な強度を付与するには、少
なくとも60％以上の硅酸含量、好ましくは90％以上の硅
酸含量の原料を必要とする等の問題もあった。

【０００４】そこで、本発明者らは、上述したポゾラン
反応の欠点を解決するとともに、これを焼却灰のセメン
ト固化法に応用するべく鋭意研究した結果、ポラゾン反
応の反応効率が低いのは、生石灰の水に対する溶解度
が、0.131(10℃）と極めて低いことに起因するものであ
るという知見を得て、これを解決するため、反応を開始
させる際、生石灰の水に対する溶解度を増大させる石灰
過飽和剤を添加すればよいことを見いだした。また、こ
の石灰過飽和剤を添加すると、焼却灰と生石灰との反応
が急激に効率的となり、焼却灰と生石灰とが十分混合さ
れる前に凝結反応が進行してしまう不都合が見られるた
め、石灰過飽和剤と共に凝結遅延剤を添加すればよいこ
とを見いだした。また、処理する焼却灰中に重金属等の
有害物質や、悪臭源となる物質が含有されている恐れが
ある場合には、さらに重金属類及び有害物質ならびに悪
臭物質を封止する吸収剤を添加すればよいことを見いだ
し、本発明を完成するに至ったものである。即ち、上述
した従来の焼却灰の固結方法に見られる種々の問題点
は、焼却灰に、生石灰及びセメント混合物を含有する固
結剤と、石灰過飽和剤及び硬化遅延剤を含有する水和調
節剤を主成分とする添加剤と、水とを加えて混合し、硬
化せしめる、本発明の焼却灰の固結方法を用いることに
より解決される。

【０００５】以下、本発明の焼却灰の固結方法を例を挙
げて具体的に説明する。本発明の焼却灰の固結方法の適
用対象である焼却灰は、特に限定されないが、主に、活
性汚泥焼却灰、都市ごみ焼却灰、産業廃棄物焼却灰が対
象となる。これら各種の焼却灰は、上記分類が異なれば
当然、灰を構成する成分の種類あるいはそれらの成分比
も異なるわけであるが、仮に上記分類が同じ焼却灰であ
っても、各種成分の種類が違ったり、成分比に一定の差
異が生ずることは有り得る。このような、含有成分やそ
れら成分比の異なる焼却灰に対し、この焼却灰に添加す
る添加剤中の生石灰、セメント混合物、石灰過飽和剤、
硬化遅延剤などの各成分を、全く同一の配合比をとする
のは、非効率的で無駄も多く、その他弊害もある。従っ
て、本方法を実施するに当たっては、焼却灰をあらかじ
め分析して含有成分とそれらの成分比（特に生石灰との
反応する硅酸やアルミナの含量）を把握しておくことが
望ましい。すなわち、添加剤中の生石灰、セメント混合
物、石灰過飽和剤、硬化遅延剤などの配合比を、前もっ
て把握した上記焼却灰の構成成分及び構成成分比に合わ
て最も効率的な配合比とすることができ無駄のない反応
が期待できる。また、焼却灰中には、固結反応に反応促
進化あるいは反応遅延化などの影響を与えたり、また反
応時は影響を与えなくとも固結反応終了後に何らかの変
化を起こす物質が含有されている。これらの物質は、本
例の固結方法を行う際種々の弊害を生ずるので、固結反
応を行う前に、前処理として、焼却灰からのこれらの物
質の除去操作あるいは、妨害反応を起こさないように物
性の安定化操作を行うのが望ましい。例えば、鉄は固結
後の酸化反応によって膨張し、成型品にクラックを生じ
させるので予め除鉄され、金属アルミニウムは、発泡し
て成型品の強度を劣化させてしまうので、消石灰で処理
してカルシウムアルミネートにして安定化される。

【０００６】本発明で用いる固結剤は、生石灰95〜50％
と、セメント５〜50％とを混合したものである。またセ
メントとは、ポルトランドセメント、高炉スラグ、アル
ミナセメント、焼きミョウバン石、硅酸塩などの単独物
あるいはこれらのうちの２種以上の混合物である。な
お、この固結剤における生石灰とセメントとの混合比
は、処理対象の焼却灰の組成に合わせて最適な配合比を
決定するのが望ましい。また、本方法において焼却灰と
固結剤とが反応することにより得られる生成物は、硅酸
カルシウムとカルシウムアルミネートであるから、上述
したポルトランドセメント水和物と同様のものが生成し
ているわけであるが、反応初期に生成した硅酸カルシウ
ム及びカルシウムアルミネートは、非晶質のゲル状であ
り、強度が不足している。そこで、ゲル状物質から結晶
質の硅酸カルシウム水和物やカルシウムアルミネートを
生成しやすくする目的で上記セメント類を添加して結晶
の核となるようにする。このようにすると硬化物の強度
を高め耐水性も改善される。また、上述した固結剤は、
焼却灰100 重量部当たり10〜70重量部が添加されるが、
好ましくは20〜60重量部とするのがよい。

【０００７】本発明で用いる石灰過飽和剤は、生石灰の
水和時に作用して超微粒子の活性消石灰（コロイド状）
の生成と同時に生石灰の水に対する溶解度を高めて石灰
の過飽和状態を生じせしめるための添加剤である。例え
ば、ヒドロキシカルボン酸塩のクエン酸ナトリウム、酒
石酸カリウム、ケトカルボン酸塩の２ケトグルタール酸
ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、ジカルボン酸塩の
ＥＤＴＡ２ナトリウム、コハク酸ナトリウム、乳酸ナト
リウム、天然物のフミン酸ナトリウム、糖類、リグニン
スルホン酸塩などが好適である。また、これらの他に、
多価アルコール類のグリセリン，プロピレングリコー
ル，エチレングリコール，ペンタエリスリトールの単体
もしくはこれらの重合物もしくはこれらの共重合物、ポ
リカルボン酸塩のポリアクリル酸塩，イソブチレン無水
マレイン酸共重合体塩等を用いてもよい。これらの石灰
過飽和剤は、粉末又は水溶液の形で使用され、また必要
に応じて単体又はこれらのうちの２種以上を併用して用
いてもよい。本発明の焼却灰固結法において、上述した
石灰過飽和剤を用いると、まず水溶液中において石灰過
飽和剤が生石灰と反応して錯塩を生じ、次にこの錯塩が
焼却灰と反応する。さらにその反応の後、石灰過飽和剤
が遊離して再度生石灰と反応することとなり、この反応
が繰り返し続くこととなる。従って、この石灰過飽和剤
は、多量に添加する必要はなく、少量でも十分な効果を
発揮するもので、その添加量は、焼却灰100 重量部当た
り0.01〜５重量部の範囲であるが、通常は、0.2 〜1.0
重量部である。また、上記石灰過飽和剤は、生石灰の水
和遅延剤として知られている、例えば、苛性ソーダ、苛
性カリ、水酸化リチウム、ケイフッ化マグネシウム、セ
スキケイ酸ソーダ等のアルカリ類などとともに共用して
もよい。なお、上記石灰過飽和剤を含む水溶液は、生石
灰の水和が極めて遅くなり、これにより石灰過飽和剤が
焼却灰によく吸収されて、いわゆる固液反応が生じる。
その結果、焼却灰と生石灰との反応が急激に効率的とな
って、両者が十分混合される前に凝結反応が進行してし
まう急結現象が発生する不都合が見られる。そこで本例
では、かかる不都合を解消するため、以下に説明する硬
化遅延剤を添加する。本発明で用いる硬化遅延剤として
は、例えば、石膏、芒硝、硫酸カリウム、硫酸アルミニ
ウム、硫酸マグネシウムもしくはこれらの酸性塩などが
好適であり、または硫酸エチルなどのアルキル硫酸、ナ
フタリンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、有機ア
ミンの硫酸塩などの有機塩類も好適である。このような
硫酸塩は上記石灰過飽和剤と組み合わせて使用すると、
生石灰の水和速度と、焼却灰の固化反応速度を大幅に遅
延させることができ、これにより、両者が十分混合され
た後に凝結反応が進行することとなるので、作業性が向
上し固化成型物の生産機械の運行調節に寄与する等の効
果を奏する。また、上記硬化遅延剤は、その添加量によ
って硬化時間をおおむね５〜360 分の間で自由に設定す
ることができるので、硬化時間の異なるあらゆる成型方
法、あるいは成型機械に対しても対応可能である。ま
た、上記硬化遅延剤を用いて硬化時間を調節することに
より、生石灰とセメントの混合物である固結剤と、焼却
灰との混合分散性は良好となり、均一なスラリーとな
る。なお、上記硬化遅延剤は、焼却灰100 重量部に対
し、0.01〜10重量部の範囲内で添加されるが、通常は、
0.2 〜20重量部が添加される。本発明では、生石灰、セ
メント混合物、石灰過飽和剤、硬化遅延剤等の主成分の
他に、セメント混和剤として通常用いられている減水
剤、流動化剤、起泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、膨張
剤、高分子エマルジョン、骨材等を添加してもよい。

【０００８】以下、本発明の焼却灰の固結方法におい
て、活性汚泥焼却灰を適用対象とした場合の配合例を例
示する。（配合例１）活性汚泥焼却灰 100 重量部固結剤（生石灰：セメント混合物） 35 重量部石灰過飽和剤（サッカロース） 1.0 重量部硬化遅延剤（石膏） 0.5 重量部減水剤 0.2 重量部川砂（骨材） 10 重量部水 85 重量部上記配合例１は、活性汚泥焼却灰からレンガ様の硬化物
を製造する際の配合である。特色は、型枠に流し込んで
成型することが可能な程度の流動性を有し、型枠に流し
込んだ後約１時間で硬化する。この配合例で用いた焼却
灰成分は、以下の通りで、前処理はしていないものとす
る。 SiO₂…39.1％、Al₂O₃…15.3％、Fe₂O₃…9.11％、MnO
…0.18％、TiO₂…1.07％、CaO …9.32％、MgO …2.86
％、K₂O …0.27％、P₂O₅ …15.6％上記配合例１では、石膏量を５重量部にしても硬化する
のに約１時間を要するが、全く添加しないと５分で硬化
してしまう。また、上記固結剤の量は、25〜70重量部の
範囲内で変動させてもよいが、80重量部以上では膨張性
がみられる。また、サッカロースの添加量は、0.5 〜3.
0 重量部の範囲内で変動させてもよい。また、配合水量
は、75〜100 重量部の範囲内で変動させてもよいが、75
重量部ではゼロスランプである。上記配合例で本例の焼
却灰の固結方法を行った結果得られる硬化物は、比重が
おおむね1.4 で、単位重量当たりの吸水量が36％であ
る。なおこの比重と吸水量は、配合水量により変化し、
さらに起泡剤を添加することにより軽量化される。また
骨材は、川砂の他、砂利、あるいはパーライトのような
軽量骨材を用いてもよい。

【０００９】次に、本発明の焼却灰の固結方法におい
て、都市ごみ焼却灰を適用対象とした場合の配合例を例
示する。（配合例２）都市ごみ焼却灰 100 重量部固結剤（生石灰：セメント混合物） 40 重量部石灰過飽和剤（サッカロース） 0.5 重量部硬化遅延剤（石膏） 0.1 重量部川砂（骨材） 10 重量部水 85 重量部上記配合例２は、都市ごみ焼却灰からコンクリートブロ
ック様の成型物を製造する際の配合である。特色は、焼
却灰中に燃えかすの有機物をおよそ５％近く含有してい
るために凝結は遅く、先に述べた配合例１より石膏を少
なく用いても、約４時間で硬化する。また、本配合例で
は、都市ごみ焼却灰を使用するので、前処理として磁気
による除鉄操作と、消石灰による金属アルミの安定化処
理と、25mm以下のふるい分けによる粗大な灰塊・ガラス
・陶磁器等の除去操作を行い、さらにその後、105 ℃で
４時間乾燥したものを固結処理に使用する。なお、上記
都市ごみ焼却灰の前処理において、最後の乾燥工程は必
須ではなく、ウェットな状態であっても固化処理に付す
ることができる。なお、産業廃棄物焼却灰は、例えば、
梱包材、木造建築廃材、紙、工場及び事務所雑廃物など
を焼却減容処理したものなので、その焼却灰成分は、都
市ごみ焼却灰成分と実質上大差がない。従って、本例の
焼却灰の固結方法における、産業廃棄物焼却灰を適用対
象とした場合の配合例は、上記配合例２の都市ごみ焼却
灰を適用対象とした場合と、ほぼ同じ配合であることが
望ましいので詳しい説明については省略する。

【００１０】本発明に係る焼却灰の固結方法において
は、場合により、重金属類及び有害物質ならびに悪臭物
質を封止する吸収剤を添加することが好ましい。重金属
類及び有害物質ならびに悪臭物質を封止するための吸収
剤は、その適用する焼却灰中に含有されている重金属及
び有害物質ならびに悪臭物質の種類とその含有量によ
り、種々の吸収剤が用いられるが、例えば、重金属捕捉
作用のあるゼオライト・大谷石粉などの天然イオン交換
作用物質、重金属だけでなく悪臭物質をも吸着する活性
炭、またはリン酸ソーダ、ＥＤＴＡ２Ｎａ、粉末イオン
交換樹脂などが好適に用いられる。なお、上述した吸着
剤によって捕捉しただけでは不十分なほど、多量の重金
属を含有する産業廃棄物焼却灰を適用対象とする場合
は、３〜４号硅酸１モル／アルミナセメント２モル以上
又はアルミニウム塩１モル以上の合成ゼオライトで、か
かる産業廃棄物焼却灰を包み込んで処理した後、固結剤
・水和剤を添加して硬化物としてもよい。

【００１１】次に、本発明の固化方法を用いて固化成型
物を製造する場合における装置について説明する。本発
明方法では、活性汚泥焼却灰、都市ごみ焼却灰、産業廃
棄物焼却灰の何れを処理対象とする場合であっても、必
ず生石灰を用いるため、通常のコンクリートプラントで
は、生石灰の分散に難点がある。また、既に述べたよう
に、成型効率を向上させるために凝結時間のコントロー
ルが可能であることが要求される。従って、本発明の固
化方法を用いて固化成型物を製造するには、高分散性の
ブレンダーと、低水量で注型可能な注型ポンプを備えた
流し込み成型器が好適である。また、成型物の脱泡操作
は、本例の固化方法で得られるスラリーが、コンクリー
トと異なり、その比重が1.7 〜1.5 程度であるため、空
気連行性も高く、また得られる成型物の緻密性も高いこ
となどから真空脱泡が最適であるが、この真空脱泡は、
ブレンダーのコストアップにつながるため、上述した注
型ポンプによって、本発明の方法にて得られたスラリー
を型枠の底部より注入した後、バイブレーターを用いて
気泡を表面に浮上させて脱泡する方法が好適である。な
お、このような流し込み成型法では、時に気泡が混入し
てエアポケットの発生をみることがあるので、かかる不
都合を解消するため消泡剤を使用してもよく、好ましく
は、スピンドル油や灯油等の低粘土鉱物油を配合物重量
に対して１％以下の添加量で用い、しかもこの消泡剤と
しての鉱物油は、あらかじめ焼却灰に吸着して用いると
より効果的である。また、本発明の固化方法で得られる
スラリーに対しては、ゼロスランプにして圧縮成型する
方法も緻密な成型物を得やすいので好適である。なお、
この方法は、焼却灰のような比較的粒径の粗いものに適
した方法ではあるが、適度な締め固めを行うために脱気
性が必要で、このため焼却灰の水比を調節して脱気でき
る状態にする必要がある。

【００１２】次に、上述した本発明に係る焼却灰の固結
方法を実施するのに好適な、本発明に係る焼却灰の固結
成型物の製造装置（以下、成型物製造装置と略記する）
を例を挙げて説明する。図１は、本発明に係る成型物製
造装置の一例を示す概略図である。この成型物製造装置
は、焼却灰貯蔵用タンク１（以下、タンク１と略記す
る）と、固結剤を貯蔵する固結剤タンク２（以下、タン
ク２と略記する）と、吸収剤を貯蔵する吸収剤タンク３
（以下、タンク３と略記する）と、タンク１からの焼却
灰とタンク２、３からの添加剤とを混合する混合機４
と、水と石灰過飽和剤・硬化遅延剤などの固結剤以外の
添加剤とを貯蔵する水タンク５と、混合機４からの混合
物に、水タンク５からの固結剤以外の添加剤と水との混
合物を加えて混練する高速混練機６と、混練機からのス
ラリーを原料として成型物を作製する型枠（またはブロ
ックマシーン）７とから構成されている。上記タンク１
は、混合機３に連結され、このタンク１内の焼却灰は、
タンク１と混合機４との間に介設されている定量供給器
８によって、その供給量の調節を受けつつ混合機４内に
供給されている。また、タンク２、３もタンク１と同様
混合機４に連結され、タンク２内の固結剤及びタンク３
内の吸収剤は、タンク２、３と混合機４との間に介設さ
れている定量供給器９、１０によってその供給量の調節
を受けつつ混合機４内に供給されている。また混合機４
は、高速混練機６に連結され、さらに高速混練機６に
は、供給路ａを介して水タンク５が連結している。

【００１３】上記タンク１、２、３タンクは、容量の差
はあるが同一の構造を有する貯蔵タンクであり、又、定
量供給器８、９、１０も同一の機構を有する装置であ
る。タンクと定量供給器はロードセルに支えられて全体
の重量が計測され、原料の総重量＋タンクと定量供給器
重量より減算により供給量が算出でき、このような計量
方法を用いることにより計量誤差を±１％以下にするこ
とが可能となった。定量供給器からは、リボンフィーダ
ー、ベルトフィーダーなどの方式により混合機に供給さ
れる。供給された原料は、混合機中で急速に混合され
る。この混合は焼却灰と固結剤（及び吸収剤）との均一
な混合分散が目的であるため、混合機の回転翼の回転速
度を焼却灰の種類と粒度により調節する必要があり、例
えばインバーターモーターにより回転を制御する。この
混合工程（空合わせ工程）は、焼却灰と固結剤の反応が
水和時に急速に進行するため、「ままこ」の発生を防止
するため、混練に先立ち行われる工程である。次いで、
高速混練機にて焼却灰と固結剤の水和反応が行われる。
高速混練機に連通する水タンクは、通常の水貯蔵用タン
クでもよいが、水に石灰過飽和剤・硬化遅延剤などの固
結剤以外の添加剤を溶解させた水溶液を貯蔵するもので
あるため、タンク内部に撹拌装置を備えたものが好適で
ある。水タンクから導かれた水溶液と焼却灰と固結剤と
は、高速混練機にて混練されスラリーとなる。スラリー
は各成型方法に従って型枠に流しこまれるか、即時脱型
のブロックマシーンに供給され成型される。本装置はシ
ーケンス制御により自動運転することができ、水比の制
御が可能である。

【００１４】

【実施例】上述した本発明に係る焼却灰の固結方法及び
装置を用いて、実際に成型物を作製し、さらに作製した
成型物について、その物理的性質等に関する評価を行っ
た。実施例１活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、固結剤35重量部（青倉石灰工業製ボ
ルドー用生石灰30重量部と日本セメント製早強セメント
５重量部との混合物）を混合し、これに結晶ブドウ糖３
重量部と減水剤（商品名：サンフローＲ、山陽国策パル
プ社製）0.2 重量部とを水85重量部に溶解させた水溶液
を上記混合物に撹拌しながら加えて水和させ、得られた
流動性混合物をφ100mm ×200mm の円筒状型枠６に流し
込んで硬化させた。その結果、流動性混合物は、20℃、
５分で凝結し、翌日脱型することができた。また、得ら
れた成型物の比重を測定したところ、1.40であり、28日
経過後の圧縮強さは124kg/cm²であった。また、得られ
た成型物の重量は比較的軽量であることから建築用ブロ
ックに適していることがわかった。

【００１５】比較例１活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、早強セメント35重量部（日本セメン
ト製）を混合し、得られた混合物を、減水剤（商品名：
サンフローＲ、山陽国策パルプ社製）0.2 重量部を水85
重量部に溶解させた水溶液に撹拌しながら加えて水和さ
せ、得られた流動性混合物をφ100mm ×200mm の円筒状
型枠６に流し込んで硬化させた。その結果、流動性混合
物は、20℃、７日後にようやく凝結したが、この時点で
は脱型可能な強度がなかった。

【００１６】実施例２活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、固結剤35重量部（青倉石灰工業製ボ
ルドー用生石灰30重量部と日本セメント製早強セメント
５重量部との混合物）と焼石膏1.0 重量部とを混合し、
得られた混合物を、クエン酸ソーダ３重量部と減水剤
（商品名：サンフローＲ、山陽国策パルプ社製）0.2 重
量部とを水85重量部に溶解させた水溶液に撹拌しながら
加えて水和させ、得られた流動性混合物をφ100mm ×20
0mm の円筒状型枠に流し込んで硬化させた。その結果、
流動性混合物は、20℃、45分で凝結し、翌日脱型するこ
とができた。また、得られた成型物の比重を測定したと
ころ、1.40であり、28日経過後の圧縮強さは136kg/cm²
であった。また、得られた成型物の重量は比較的軽量で
あることから建築用ブロックに適していることがわかっ
た。

【００１７】実施例３活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、固結剤50重量部（青倉石灰工業製ボ
ルドー用生石灰10重量部と日本セメント製早強セメント
40重量部との混合物）と、２水石膏1.0 重量部を混合
し、得られた混合物に、クエン酸ソーダ３重量部と減水
剤（商品名：サンフローＲ、山陽国策パルプ社製）0.2
重量部とを水85重量部に溶解させた水溶液を撹拌しなが
ら加えて水和させ、得られた流動性混合物をφ100mm ×
200mm の円筒状型枠に流し込んで硬化させた。その結
果、流動性混合物は、20℃、65分で凝結し、翌日脱型す
ることができた。また、得られた成型物の比重を測定し
たところ、1.55であり、28日経過後の圧縮強さは228kg/
cm²であった。得られた成型物の強度は、コンクリート
とほぼ同等であり、この実施例の配合によればコンクリ
ート２次製品のほとんどを製造可能であることがわかっ
た。

【００１８】実施例４活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、固結剤50重量部（青倉石灰工業製ボ
ルドー用生石灰10重量部と日本セメント製早強セメント
40重量部との混合物）と、２水石膏1.0 重量部を混合
し、得られた混合物に、クエン酸ソーダ３重量部と減水
剤（商品名：サンフローＲ、山陽国策パルプ社製）0.2
重量部とセメント起泡剤（商品名：モノクリート、第１
化成産業製）0.6 重量部を水95重量部に溶解させた水溶
液を撹拌しながら加えて水和させ、得られた流動性混合
物をφ100mm ×200mm の円筒状型枠に流し込んで硬化さ
せた。その結果、流動性混合物は、20℃、95分で凝結
し、翌日脱型することができた。また、得られた成型物
の比重を測定したところ、1.05であり、28日経過後の圧
縮強さは115kg/cm²であった。

【００１９】実施例５活性汚泥焼却灰100 重量部（埼玉県荒川左岸北部流域下
水道由来）に対し、固結剤50重量部（青倉石灰工業製ボ
ルドー用生石灰10重量部と日本セメント製早強セメント
40重量部との混合物）と、２水石膏1.0 重量部と、天然
ゼオライト15重量部を混合し、得られた混合物に、クエ
ン酸ソーダ３重量部と減水剤（商品名：サンフローＲ、
山陽国策パルプ社製）0.2 重量部とを水85重量部に溶解
させた水溶液を撹拌しながら加えて水和させ、得られた
流動性混合物をφ100mm ×200mmの円筒状型枠に流し込
んで硬化させた。その結果、流動性混合物は、20℃、65
分で凝結し、翌日脱型することができた。また、得られ
た成型物の比重を測定したところ、1.52であり、28日経
過後の圧縮強さは256kg/cm²であった。得られた成型物
からは、活性汚泥焼却灰の汚泥臭が消失し、この成型物
について溶出試験を試みたところ、重金属の溶出はほと
んど見られなかった。

【００２０】実施例６都市ごみ焼却灰（静岡県函南町由来、含水率35％）を25
mmの篩で分級し、篩下の都市ごみ焼却灰を試料とした。
まず、この含水率35％の試料都市ごみ焼却灰154 重量部
に対し、消石灰10重量部を加えて中和処理し、24時間後
これに水30重量部とサッカロース0.5 重量部を加えて撹
拌スラリーとした。次に、このスラリーに固結剤40重量
部（青倉石灰工業製ボルドー用生石灰35重量部と日本セ
メント製早強セメント５重量部との混合物）を添加して
混練りした。さらに混練り後のスラリーを、φ100mm ×
200mm の円筒状型枠に流し込んで硬化させた。その結
果、スラリーは、20℃、３日で凝結し、その翌日脱型す
ることができた。また、得られた成型物の比重を測定し
たところ、1.65であり、28日経過後の圧縮強さは106kg/
cm²であった。

【００２１】比較例２消石灰10重量部を加えた中和処理を行わなかったこと以
外は上記実施例６と全く同様の操作を行った。その結
果、スラリーは、20℃、３日で凝結したが、翌日脱型し
たところ、得られた成型物は発泡して嵩高い硬化物であ
った。なおこの発泡の原因は、比較例２では実施例６で
行った生石灰による中和を行わなかったために、都市ゴ
ミ焼却灰中の金属アルミが発泡したものと考えられる。
また、得られた成型物の比重を測定したところ、1.40で
あり、28日経過後の圧縮強さは56kg/cm²であった。

【００２２】実施例７産業廃棄物焼却灰100 重量部（主として建設廃棄物焼却
灰）に対し、固結剤50重量部（青倉石灰工業製ボルドー
用生石灰10重量部と日本セメント製早強セメント40重量
部との混合物）と、２水石膏1.0 重量部を混合し、得ら
れた混合物に、クエン酸ソーダ３重量部と減水剤（商品
名：サンフローＲ、山陽国策パルプ社製）0.2 重量部を
水85５重量部に溶解させた水溶液を撹拌しながら加えて
水和させ、得られた流動性混合物をφ100mm ×200mm の
円筒状型枠に流し込んで硬化させた。その結果、流動性
混合物は、20℃、１日で凝結し、翌日脱型することがで
きた。また、得られた成型物の比重を測定したところ、
1.63であり、28日経過後の圧縮強さは256kg/cm² であっ
た。

【００２３】比較例３産業廃棄物焼却灰100 重量部（主として建設廃棄物焼却
灰）に対し、固結剤50重量部（Ｕ社製高硫酸塩系固結
剤）を混合し、得られた混合物に、水85重量部を撹拌し
ながら加えて水和させてスラリーとした。次に、得られ
たスラリーをφ100mm ×200mm の円筒状型枠に流し込ん
で硬化させた。その結果、スラリーは、20℃、３日で凝
結し、翌日脱型することができた。また、得られた成型
物の比重を測定したところ、1.33であり、28日経過後の
圧縮強さは58kg/cm²であった。また成型物にはクラック
の発生がみられた。なお、このクラック発生の原因は、
産業廃棄物焼却灰中の石膏成分の過剰による膨張クラッ
クである。

【００２４】実施例８産業廃棄物焼却灰100 重量部（主として塗料廃棄物焼却
灰）に対し、３号硅酸ソーダ60重量部を混合し、これに
アルミナセメント40重量部を添加して混合硬化させた。
次に、硬化後の顆粒状焼却灰に、固結剤50重量部（青倉
石灰工業製ボルドー用生石灰10重量部と日本セメント製
早強セメント40重量部との混合物）と、２水石膏1.0 重
量部を混合し、得られた混合物に、クエン酸ソーダ３重
量部と減水剤（商品名：サンフローＲ、山陽国策パルプ
社製）0.2 重量部を水85重量部に溶解させた水溶液を撹
拌しながら加えて水和させ、得られた流動性混合物をφ
100mm ×200mm の円筒状型枠に流し込んで硬化させた。
その結果、流動性混合物は、20℃、１時間で凝結し、翌
日脱型することができた。また、得られた成型物の比重
を測定したところ、1.67であり、28日経過後の圧縮強さ
は233kg/cm²であった。また、得られた成型物の溶出試
験結果は、Ｐｂ 0.03ppmが検出されたのみであった。な
お、未処理の塗料廃棄物焼却灰中からは279ppmＰｂが検
出された。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の焼却灰の固
結方法にあっては、焼却灰に、生石灰及びセメント混合
物を含有する固結剤と、石灰過飽和剤及び硬化遅延剤を
含有する水和調節剤を主成分とする添加剤と、水とを加
えて混合し、硬化させる構成としたので、活性汚泥焼却
灰、都市焼却灰、産業廃棄物の焼却灰や建設廃土等、あ
らゆる焼却灰を速やかに固化成型することができ、しか
も得られた成型物に十分な強度と、耐久性を保持させる
ことができる。また、本発明の焼却灰の固結方法にあっ
ては、上記構成に加え、重金属類及び有害物質ならびに
悪臭物質を封止する吸収剤を添加することにより、上記
効果に加えて、焼却灰中に含有されている重金属及び有
害物質ならびに悪臭物質等を確実に封止することがで
き、しかも得られた成型物から封止された上記有害物質
等が溶出することがない。また、本発明に係る焼却灰の
固結成型物の製造装置にあっては、焼却灰と固結剤及び
吸収剤を比例定量供給し予備混合を行った後、水和混練
されるため、混合物の均一化が図れ、又、予め焼却灰と
吸収剤と水により、有害物質の吸収処理を行い、固結剤
を添加して硬化させる方法を採るのが容易になり、焼却
灰の安定化処理に優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成型物製造装置の一例を示す概略
図である。

【符号の説明】

１…焼却灰貯蔵用タンク２…固結剤タンク３…吸収剤タンク４…混合機５…水タンク６…高速混練機７…型枠（又はブロックマシーン）８，９，10…定量供給器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 3/00 - 5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却灰に、生石灰及びセメント混合物を
含有する固結剤と、石灰過飽和剤及び硬化遅延剤を含有
する水和調節剤を主成分とする添加剤と、水とを加えて
混合し、硬化させることを特徴とする焼却灰の固結方
法。
【請求項２】焼却灰に、生石灰及びセメント混合物を
含有する固結剤と、石灰過飽和剤及び硬化遅延剤を含有
する水和調節剤を主成分とする添加剤と、重金属類及び
有害物質ならびに悪臭物質を封止する吸収剤と、水とを
加えて混合し、硬化させることを特徴とする焼却灰の固
結方法。
【請求項３】焼却灰が、活性汚泥の焼却灰、都市ごみ
の焼却灰又は産業廃棄物の焼却灰である請求項１又は２
記載の焼却灰の固結方法。