JP3496610B2 - Alkaline fly ash treatment method - Google Patents

Alkaline fly ash treatment method

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JP3496610B2 JP2000016794A JP2000016794A JP3496610B2 JP 3496610 B2 JP3496610 B2 JP 3496610B2 JP 2000016794 A JP2000016794 A JP 2000016794A JP 2000016794 A JP2000016794 A JP 2000016794A JP 3496610 B2 JP3496610 B2 JP 3496610B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物溶融炉ある
いは廃棄物焼却炉から排出されるごみ焼却飛灰のアルカ
リ性飛灰の処理方法に係り、さらに詳しくは、処理後の
飛灰を処分した場合に、アルカリ性飛灰中に含まれる例
えば鉛またはカドミウムなどの有害重金属が飛灰から溶
出するのを抑制する処理方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating alkaline fly ash of refuse incineration fly ash discharged from a waste melting furnace or a waste incinerator, and more specifically to treating the fly ash after treatment. In this case, the present invention relates to a treatment method for suppressing elution of harmful heavy metals such as lead or cadmium contained in alkaline fly ash from fly ash.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、廃棄物溶融炉あるいは廃棄物焼却
炉の集塵設備で捕集された煤塵(ごみ焼却飛灰)は、飛
灰中に有害重金属が含まれるアルカリ性飛灰であり、こ
のアルカリ性飛灰は廃棄物処理方法により特別管理一般
廃棄物に指定されているため、そのままの状態で埋立地
に廃棄することが禁じられ、中間処理を行った後に埋立
地に処分することが義務づけられている。その中間処理
は、アルカリ性飛灰中に高濃度で含まれる例えば鉛また
はカドミウム等の有害重金属の溶出を防ぐ、つまりアル
カリ性飛灰の安定化、無害化および飛散防止のために行
われる処理であり、その方法としては、(1)溶融固
化、(2)セメント固化、(3)薬剤処理および(4)
酸その他溶媒への抽出の4つがある。このうち、上記
(3)の薬剤処理は、薬剤によって有害重金属を固定化
するものであり、設備が小規模で済むために安価である
とともに、運転および保守が容易であるといった利点が
ある。
2. Description of the Related Art At present, soot dust (dust incineration fly ash) collected in a dust collection facility of a waste melting furnace or a waste incinerator is an alkaline fly ash containing harmful heavy metals in fly ash. Since alkaline fly ash is designated as specially controlled general waste by the waste treatment method, it is prohibited to dispose of it in landfill as it is, and it is obliged to dispose of it in landfill after intermediate treatment. ing. The intermediate treatment is a treatment performed to prevent elution of harmful heavy metals such as lead or cadmium contained in high concentration in alkaline fly ash, that is, stabilization of alkaline fly ash, detoxification and scattering prevention, The methods include (1) melt solidification, (2) cement solidification, (3) chemical treatment, and (4)
There are four extractions to acids and other solvents. Of these, the chemical treatment (3) is for immobilizing harmful heavy metals with a chemical, and is advantageous in that it is inexpensive because it requires only a small facility and is easy to operate and maintain.

【0003】薬剤処理に使用される薬剤としては、例え
ばジエチルジチオカルバミン酸系の有機系液体キレート
剤、リン酸系の無機系液体キレート剤、あるいはこれら
の固体である有機系または無機系固体があり、薬剤処理
方法としては、これらのうちのいずれか1つの薬剤を水
とともにアルカリ性飛灰と混練し、飛灰中の有害重金属
を無害化するものである。
Examples of chemicals used for chemical treatment include diethyldithiocarbamic acid-based organic liquid chelating agents, phosphoric acid-based inorganic liquid chelating agents, and organic or inorganic solids of these solids. As a chemical treatment method, any one of these chemicals is kneaded with alkaline fly ash together with water to detoxify harmful heavy metals in the fly ash.

【0004】有害重金属が無害化される機構について
は、次の説明の通りである。まず、ジエチルジチオカル
バミン酸が鉛を固定化する機構を以下に示す。
The mechanism by which harmful heavy metals are rendered harmless is as described below. First, the mechanism by which diethyldithiocarbamic acid fixes lead is shown below.

【0005】[0005]

【化1】 [Chemical 1]

【0006】化学式(A)中、□で囲んだ部分はキレー
トと呼ばれる構造で、非常に結合力が強いために鉛がこ
の構造から外れることはほとんどない。したがって、有
機系液体キレート剤であるジエチルジチオカルバミン酸
を水とともにアルカリ性飛灰と混練すると、アルカリ性
飛灰中の鉛が上記化学式(A)のようにジエチルジチオ
カルバミン酸と結合して固定化され、鉛の溶出を防止、
つまり無害化される。また、リン酸系の無機系液体キレ
ート剤を用いた場合は、ジエチルジチオカルバミン酸系
の有機系液体キレート剤を用いた場合とは反応形態が異
なり、鉛がリン酸と化合してリン酸鉛を形成する。この
リン酸鉛は水に対する溶解度が非常に低いため、水に溶
け出さないとされており、有害重金属の無害化がなされ
る。
In the chemical formula (A), a portion surrounded by □ is a structure called a chelate, and since the binding force is very strong, lead is hardly separated from this structure. Therefore, when diethyldithiocarbamic acid, which is an organic liquid chelating agent, is kneaded with alkaline fly ash together with water, lead in the alkaline fly ash is bonded and fixed with diethyldithiocarbamic acid as in the above chemical formula (A), and lead Prevent elution,
In other words, it is rendered harmless. Further, when the phosphoric acid-based inorganic liquid chelating agent is used, the reaction form is different from that when the diethyldithiocarbamic acid-based organic liquid chelating agent is used, and lead is combined with phosphoric acid to form lead phosphate. Form. Since this lead phosphate has a very low solubility in water, it is said that it does not dissolve in water, so that harmful heavy metals are rendered harmless.

【0007】そして、中間処理(薬剤処理)後の飛灰
は、例えば環境庁告示13号法の溶出試験を行い、溶出
液中の有害重金属が基準値以下であるかを確認し、その
後埋立地に処分される。なお、環境庁告示13号法の溶
出試験は、粒径0.5〜5mmの試料50gと水(pH
5.8〜6.3)500mlをフラスコに入れ、6時間
振とうし、1μmの孔径の濾紙で濾過した濾過液(溶出
液)中の成分について分析する試験である。
The fly ash after the intermediate treatment (chemical treatment) is subjected to, for example, a dissolution test according to the Environmental Agency Notification No. 13 method, and it is confirmed whether the harmful heavy metals in the eluate are below the standard value, and then the landfill. Be disposed of. In addition, the elution test of the Environmental Agency Notification No. 13 method is 50 g of a sample with a particle size of 0.5 to 5 mm and water (pH
5.8 to 6.3) 500 ml was placed in a flask, shaken for 6 hours, and analyzed for components in a filtrate (eluate) obtained by filtering with a filter paper having a pore size of 1 μm.

【0008】しかしながら、上記(3)の薬剤処理で使
用される薬剤は、いずれも高価であるため、アルカリ性
飛灰中の有害重金属の濃度が高い場合、処理コストが高
くなってしまうという問題があった。そこで、薬剤の添
加量を低減したり、薬剤を用いずに有害重金属の溶出量
を基準値以下にする飛灰処理法方が各種提案されてい
る。
However, since all the chemicals used in the chemical treatment of the above (3) are expensive, there is a problem that the treatment cost becomes high when the concentration of harmful heavy metals in the alkaline fly ash is high. It was Therefore, various fly ash treatment methods have been proposed in which the amount of chemicals added is reduced or the amount of harmful heavy metals eluted without using chemicals is set to a reference value or less.

【0009】例えば特開平11−192471号公報
(以下、従来技術1という)には、予め処理対象飛灰の
pHを測定し、測定値が11.0以上の場合、処理対象
飛灰を580〜800℃で加熱処理し、処理対象飛灰の
pHを8.5以上11.0未満にし、処理対象飛灰中の
重金属の溶出を防止する処理方法、および、予め処理対
象飛灰のpHを測定し、測定値が8.5未満の中性また
は酸性の場合、予めアルカリ源を加え、処理対象飛灰の
pHを一旦11.0以上にした後、処理対象飛灰を58
0〜800℃で加熱処理し、処理対象飛灰のpHを8.
5以上11.0未満にし、処理対象飛灰中の重金属の溶
出を防止する処理方法などが開示されている。
For example, in JP-A-11-192471 (hereinafter referred to as "prior art 1"), the pH of the fly ash to be treated is measured in advance. If the measured value is 11.0 or more, the fly ash to be treated is 580 to 580. Heat treatment at 800 ℃, the pH of the fly ash to be treated is adjusted to 8.5 or more and less than 11.0 to prevent elution of heavy metals in the fly ash to be treated, and the pH of the fly ash to be treated is measured in advance. However, if the measured value is neutral or acidic less than 8.5, an alkali source is added in advance to once set the pH of the fly ash to be treated to 11.0 or higher, and then the fly ash to be treated is adjusted to 58.
Heat treatment is performed at 0 to 800 ° C. to adjust the pH of the fly ash to be treated to 8.
A treatment method is disclosed in which the amount of the heavy metal in the fly ash to be treated is 5 or more and less than 11.0 to prevent elution of heavy metals.

【0010】また、特開平8−303741号公報(以
下、従来技術2という)には、焼却灰を400〜550
℃で加熱処理した後、重金属固定剤と水を加えて混練
し、成形固化する処理方法が開示されている。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 8-303741 (hereinafter referred to as "prior art 2"), incineration ash is 400 to 550
A treatment method is disclosed in which, after heat treatment at ℃, a heavy metal fixing agent and water are added, and the mixture is kneaded and molded and solidified.

【0011】さらに、特開平10−151429号公報
(以下、従来技術3という)には、高アルカリ性集塵灰
に水を添加し、混合攪拌した後、空気または炭酸ガス雰
囲気中で200〜600℃で加熱処理する高アルカリ性
集塵灰中の有害重金属の無害化処理方法が開示されてい
る。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-151429 (hereinafter referred to as "prior art 3"), water is added to highly alkaline dust ash, and after mixing and stirring, the temperature is set to 200 to 600 ° C. in an air or carbon dioxide atmosphere. There is disclosed a method for detoxifying harmful heavy metals in highly alkaline dust ash which is heat-treated.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
1の処理方法は、重金属を固定化する薬剤を使用しない
ため、処理コストの低減が図れる。しかしながら、この
処理方法では重金属、例えば鉛などが水酸化鉛などに変
化しているに過ぎず、鉛等を固定化(無害化)していな
いため、最終処分場(埋立地)において侵出水のpHが
8.5未満あるいは11以上に変化した場合は、鉛が溶
出するおそれがある。また、加熱処理した飛灰のpHが
8.5以上11未満に入らなかった場合は、その飛灰の
重金属の溶出を防止することができず、埋立地に処分す
ることができないという問題もある。この場合、処分で
きるpHになるように飛灰を繰り返し加熱処理して再調
整したり、あるいは酸性薬剤等を加えてpH調整を行う
など、処理工程が多くかつ複雑になって処理コストが高
くなってしまうという問題が生じるおそれがある。
The treatment method of the prior art 1 as described above does not use a chemical agent for immobilizing heavy metals, so that the treatment cost can be reduced. However, with this treatment method, heavy metals, such as lead, are only converted to lead hydroxide, etc., and lead, etc. is not fixed (detoxified), so leachate at the final disposal site (landfill) When pH is less than 8.5 or changed to 11 or more, lead may be eluted. Further, if the pH of the heat-treated fly ash does not fall below 8.5 or more and less than 11, there is a problem that the elution of heavy metals from the fly ash cannot be prevented and the fly ash cannot be disposed of in a landfill. . In this case, the fly ash is repeatedly heat-treated to readjust it to a pH that can be disposed of, or the pH is adjusted by adding an acidic chemical or the like, resulting in many and complicated treatment steps and high treatment cost. There is a risk that it will occur.

【0013】また、従来技術2の処理方法は、加熱温度
が400〜550℃であるため、この処理温度では焼却
灰中の重金属を水に溶解し難い形態、例えば鉛の場合は
四酸化鉛二カルシウム、Ca2 PbO4 などの複合酸化
物に変化させることは難しい。ちなみに、本発明者等に
よる実験によれば、400℃で加熱した場合、鉛の溶出
濃度は未処理(非加熱)の飛灰に比べて1/2程度あっ
たが、600℃で加熱した場合は、溶出濃度が1/35
まで低減することが分かっている。
Further, in the treatment method of the prior art 2, since the heating temperature is 400 to 550 ° C., the heavy metal in the incinerated ash is difficult to dissolve in water at this treatment temperature, for example, in the case of lead, lead tetraoxide It is difficult to change to a complex oxide such as calcium or Ca 2 PbO 4 . By the way, according to the experiment by the present inventors, when heated at 400 ° C., the elution concentration of lead was about half that of untreated (unheated) fly ash, but when heated at 600 ° C. Has an elution concentration of 1/35
It is known to be reduced to.

【0014】さらに、従来技術3の処理方法は、空気ま
たは炭酸ガス雰囲気中で200〜600℃の比較的低温
で加熱処理し、集塵灰中の有害重金属を溶解度の小さい
炭酸化物に化合形態を変化させているが、集塵灰中に多
量の有害重金属が含まれている場合は、固定化できない
重金属がそのまま残ってしまい、その重金属が処分場で
溶出してしまう可能性があるとともに、それを防ぐため
に同様の処理を繰り返し行うと、処理コストが高くなっ
てしまうという問題が生じるおそれがある。
Further, in the treatment method of the prior art 3, heat treatment is carried out at a relatively low temperature of 200 to 600 ° C. in an atmosphere of air or carbon dioxide, and harmful heavy metals in the dust ash are combined into a carbonate having a low solubility. Although it has been changed, if a large amount of harmful heavy metals are contained in the collected ash, the heavy metals that cannot be immobilized remain as they are, and the heavy metals may be eluted at the disposal site. If the same processing is repeatedly performed to prevent the above, there is a possibility that the processing cost will increase.

【0015】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、薬剤の添加量を低減でき、有害な
重金属の無害化を簡単かつ確実に、そして安定性よく安
価に行うことのできるアルカリ性飛灰処理方法を提供す
ることを目的としたものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the amount of chemicals added and to detoxify harmful heavy metals easily, reliably, stably and inexpensively. It is an object of the present invention to provide an alkaline fly ash treatment method that can be performed.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ性
飛灰処理方法は、ごみ焼却場などから排出されるアルカ
リ性飛灰を、空気雰囲気または高酸素雰囲気にて550
〜800℃の温度域で加熱し、アルカリ性飛灰中に含ま
れる重金属を水に不溶な形態に変化させた後、重金属を
固定化する薬剤を添加して混練する方法である。
A method for treating alkaline fly ash according to the present invention is a method of treating alkaline fly ash discharged from a refuse incineration plant or the like at 550 in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere.
This is a method of heating in a temperature range of up to 800 ° C. to change the heavy metal contained in the alkaline fly ash into a form insoluble in water, and then adding and kneading a chemical for immobilizing the heavy metal.

【0017】また、本発明に係るアルカリ性飛灰処理方
法は、アルカリ性飛灰中の重金属を空気雰囲気にて加熱
により水に不溶な形態に変化させる際に、アルカリ性飛
灰のpHを11.0〜13.0の範囲内に制御する方法
である。
Further, the alkaline fly ash treatment method according to the present invention, when the heavy metal in the alkaline fly ash is changed to a form insoluble in water by heating in an air atmosphere, the pH of the alkaline fly ash is from 11.0 to. This is a method of controlling within the range of 13.0.

【0018】さらに、本発明に係るアルカリ性飛灰処理
方法は、重金属を固定化する薬剤として、有機系液体キ
レート剤、無機系液体キレート剤、有機系固体または無
機系固体を使用する方法である。
Further, the alkaline fly ash treatment method according to the present invention is a method of using an organic liquid chelating agent, an inorganic liquid chelating agent, an organic solid or an inorganic solid as a chemical for immobilizing heavy metals.

【0019】以下、本発明をさらに詳細に説明する。な
お、以下の説明は本発明の理解を容易にするためのもの
であり、本発明を限定するものではない。
The present invention will be described in more detail below. Note that the following description is for facilitating the understanding of the present invention and does not limit the present invention.

【0020】本発明に係るアルカリ性飛灰処理方法にお
いては、まず、アルカリ性飛灰を空気雰囲気または高酸
素雰囲気にて550〜800℃の温度域で加熱し、アル
カリ性飛灰中に含まれる重金属を水に不溶な形態に変化
させる。なお、アルカリ性飛灰を空気雰囲気にて上記温
度域で加熱する際、アルカリ性飛灰のpHを11.0〜
13.0の範囲内に制御する。
In the alkaline fly ash treatment method according to the present invention, first, the alkaline fly ash is heated in a temperature range of 550 to 800 ° C. in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere to remove heavy metals contained in the alkaline fly ash with water. Change to a form insoluble in. When the alkaline fly ash is heated in the above temperature range in an air atmosphere, the pH of the alkaline fly ash is 11.0 to.
Control within the range of 13.0.

【0021】アルカリ性飛灰中に含まれる重金属、例え
ば鉛は、飛灰中の未反応消石灰、あるいは消石灰と塩酸
の中和生成物である塩化カルシウム・水酸化カルシウム
の複塩、CaClOH(あるいは塩化カルシウム・水酸
化カルシウム・一水和物、CaCl2 ・Ca(OH)2
・H2 O)と、上記温度域(550〜800℃)とにお
いて、例えば四酸化鉛二カルシウム、Ca2 PbO4
どの複合酸化物を生成することがこれまでの研究で明ら
かになっており、この複合酸化物は水に不溶であるた
め、重金属である鉛が溶出するおそれはない。よって、
アルカリ性飛灰を上記温度域で加熱することにより、重
金属を水に不溶な形態に変化させることができる。
Heavy metals such as lead contained in alkaline fly ash are CaClOH (or calcium chloride), which is a non-reacted slaked lime in fly ash, or a double salt of calcium chloride / calcium hydroxide which is a neutralization product of slaked lime and hydrochloric acid.・ Calcium hydroxide monohydrate, CaCl 2・ Ca (OH) 2
-H 2 O) and the above temperature range (550 to 800 ° C.), it has been clarified in the previous studies that complex oxides such as lead dicalcium tetroxide and Ca 2 PbO 4 are formed. Since this complex oxide is insoluble in water, there is no risk of elution of lead, which is a heavy metal. Therefore,
By heating the alkaline fly ash in the above temperature range, the heavy metal can be changed into a form insoluble in water.

【0022】そして、上記温度域においては、図3に示
すように、アルカリ性飛灰を各温度で加熱した後、前述
した環境庁告示13号法による溶出試験を行った結果
と、加熱温度における飛灰中の鉛の含有量(飛灰からの
鉛揮散率)との関係から説明することができる。つま
り、図3から明らかなように、アルカリ性飛灰を空気雰
囲気で加熱することにより、鉛の溶出濃度が低下してい
ることがわかる。そして、この溶出濃度は550℃を越
えたあたりで最小となり、これより高温においては溶出
濃度がほとんど変化していない。また、鉛揮散率は80
0℃を越えた当たりから除々に増加していることがわか
る。よって、800℃を越えた高温では鉛が揮散してし
まうため、これを処理するには新たな設備が必要とな
る。また、飛灰の加熱温度は可能な限り低くするほうが
エネルギー利用の観点からも望ましい。したがって、ア
ルカリ性飛灰の加熱温度は、550〜800℃の範囲内
である。
In the above temperature range, as shown in FIG. 3, after heating the alkaline fly ash at each temperature, the results of the elution test according to the above-mentioned Environmental Agency Notification No. 13 and the flying temperature It can be explained from the relationship with the lead content in ash (lead volatilization rate from fly ash). That is, as is clear from FIG. 3, it is found that the elution concentration of lead is lowered by heating the alkaline fly ash in the air atmosphere. Then, this elution concentration becomes minimum around 550 ° C., and at a temperature higher than this, the elution concentration hardly changes. The lead volatilization rate is 80
It can be seen that the temperature gradually increases after the temperature exceeds 0 ° C. Therefore, lead evaporates at a high temperature exceeding 800 ° C., and new equipment is required to treat the lead. Further, it is desirable from the viewpoint of energy utilization that the heating temperature of fly ash is as low as possible. Therefore, the heating temperature of the alkaline fly ash is within the range of 550 to 800 ° C.

【0023】また、空気雰囲気で加熱する場合、十分な
酸素が存在すればpHの制御を特に行う必要はないが、
酸素が十分存在しない場合は、加熱によりアルカリ性飛
灰から水が放出し(後述の式)、酸化カルシウム(C
aO)になる。そこに炭酸ガスがあるとき、酸化カルシ
ウムは冷却過程で炭酸カルシウム(Ca2 CO3 )に変
化する(後述の式)。つまり、 Ca(OH)2 → CaO + H2 O ・・・ CaO + CO2 → Ca2 CO3 ・・・ となる。この炭酸カルシウムは、水にあまり溶けず液の
pHは10.0くらになる。これに対して水と十分な酸
素が存在する空気雰囲気または高酸素雰囲気で加熱を行
った場合は、上記式の逆の反応が生じ、酸化カルシウ
ム(CaO)は再び水酸化カルシウム(Ca(O
H)2 )となり、pHは11.0〜13.0の範囲内に
なる。ここで、飛灰に含まれる重金属、特に鉛は、酸側
でもアルカリ側でも溶解する金属で、pH10程度で溶
出量が最小になる。よって、本方式ではpHを11.0
〜13.0の範囲に制御し、鉛の溶出量を低減するもの
であるため、単なるpH調整による重金属の固定化法で
はない。
When heating in an air atmosphere, it is not necessary to control the pH if sufficient oxygen is present.
When oxygen is not sufficiently present, water is released from the alkaline fly ash by heating (equation described later), and calcium oxide (C
aO). When there is carbon dioxide gas, calcium oxide changes into calcium carbonate (Ca 2 CO 3 ) in the cooling process (the formula described later). That is, Ca (OH) 2 → CaO + H 2 O ... CaO + CO 2 → Ca 2 CO 3 ... This calcium carbonate is not very soluble in water, and the pH of the solution becomes 10.0. On the other hand, when heating is performed in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere in which water and sufficient oxygen are present, a reaction opposite to the above equation occurs, and calcium oxide (CaO) is again converted into calcium hydroxide (Ca (O
H) 2 ) and the pH is in the range of 11.0 to 13.0. Here, the heavy metal contained in fly ash, especially lead, is a metal that dissolves on both the acid side and the alkali side, and the amount of elution becomes minimum at about pH 10. Therefore, the pH is set to 11.0 in this method.
It is not a method for immobilizing heavy metals by merely adjusting the pH because it controls the elution amount of lead by controlling the amount within a range of to 13.0.

【0024】次の、本発明に係るアルカリ性飛灰処理方
法においては、アルカリ性飛灰を加熱して重金属を水に
不溶な形態に変化させた後、重金属を固定化する薬剤を
添加して混練する。
In the following alkaline fly ash treatment method according to the present invention, the alkaline fly ash is heated to change the heavy metal into a form insoluble in water, and then a chemical for fixing the heavy metal is added and kneaded. .

【0025】重金属を固定化する薬剤としては、ジエチ
ルジチオカルバミン酸系の有機系液体キレート剤、リン
酸系の無機系液体キレート剤、あるいはこれらの固体で
ある有機系または無機系固体であり、これらのうちのい
ずれか1つの薬剤を水とともにアルカリ性飛灰と混練
し、前述した固定化する機構(化学式(A)参照)によ
り飛灰中の有害重金属を無害化するものである。
Examples of agents for immobilizing heavy metals include diethyldithiocarbamic acid-based organic liquid chelating agents, phosphoric acid-based inorganic liquid chelating agents, and organic or inorganic solids of these solids. Any one of the chemicals is kneaded with alkaline fly ash together with water, and the harmful heavy metals in the fly ash are rendered harmless by the above-described immobilization mechanism (see chemical formula (A)).

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るアルカリ性飛
灰の処理方法を実施するための飛灰処理系の構成図、図
2はその飛灰処理系を組み込んだごみ焼却システムを概
略的に示す構成図で、これらの図面とともに本発明の実
施の形態について説明する。
1 is a schematic diagram of a fly ash treatment system for carrying out the method for treating alkaline fly ash according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a refuse incineration system incorporating the fly ash treatment system. With reference to these drawings, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0027】ゴミ焼却システムは、図1および図2に示
すように、焼却炉1内に送り込まれたごみが燃焼空気と
攪拌されて燃焼しダストとなる。ついで、このダスト
は、二次焼却炉2内で二次燃焼空気と攪拌されて燃焼
し、未燃成分が燃焼して飛灰となってボイラ3で熱交換
される。次に、排ガスは冷却器4にて冷却され、煙道内
に吹き込まれた消石灰5により排ガス中の塩酸ガスが脱
塩素処理されて、飛灰処理装置6の集塵機7に送られ
る。そして、そこで飛灰とガスに分離され、分離されて
クリーンとなったガスは煙突8から大気へ放出される。
In the refuse incineration system, as shown in FIGS. 1 and 2, the dust sent into the incinerator 1 is agitated with the combustion air to burn and become dust. Next, the dust is agitated with the secondary combustion air in the secondary incinerator 2 and burned, and the unburned components are burned to form fly ash, which is heat-exchanged in the boiler 3. Next, the exhaust gas is cooled by the cooler 4, the hydrochloric acid gas in the exhaust gas is dechlorinated by the slaked lime 5 blown into the flue, and sent to the dust collector 7 of the fly ash processing device 6. Then, there, it is separated into fly ash and gas, and the separated and clean gas is discharged from the chimney 8 to the atmosphere.

【0028】また、消石灰5の吹き込みによりアルカリ
性となって飛灰処理装置6の集塵機7で分離された飛灰
は、加熱機9において空気雰囲気または高酸素雰囲気に
て550〜800℃の範囲内で加熱され、飛灰中の重金
属が水に不溶な形態、例えば鉛の場合はCa2 PbO4
などの複合酸化物に変化(生成)される。このとき、加
熱を空気雰囲気にて行う場合は、飛灰のpHを11.0
〜13.0に制御し、高酸素雰囲気にて加熱を行う場合
は、水に不溶な形態(複合酸化物等)に変化するに十分
な酸素を供給できるので、pHは規定しない。そして、
水に不溶な形態(複合酸化物等)は、処理後に水に溶出
することはなく、pHに依存することもない。なお、加
熱機9を例えば工場内ボイラ部などに設けることで、新
たに加熱に必要なエネルギーを必要とすることもない。
The fly ash, which becomes alkaline by blowing slaked lime 5 and is separated by the dust collector 7 of the fly ash processing apparatus 6, is heated in the air atmosphere or high oxygen atmosphere in the heater 9 within a range of 550 to 800 ° C. The heavy metal in the fly ash that is heated is insoluble in water, for example, Ca 2 PbO 4 in the case of lead.
Is converted (generated) into a complex oxide such as. At this time, if heating is performed in an air atmosphere, the pH of the fly ash should be 11.0.
When the temperature is controlled to ˜13.0 and heating is performed in a high oxygen atmosphere, sufficient oxygen can be supplied to change to a form insoluble in water (complex oxide, etc.), so the pH is not specified. And
The water-insoluble form (complex oxide, etc.) does not elute in water after the treatment and does not depend on pH. By providing the heater 9 in, for example, a boiler section in a factory, new energy required for heating is not required.

【0029】次に、550〜800℃の範囲内で加熱さ
れた飛灰は、混練機10にて薬剤タンク11から重金属
を固定化する薬剤、ジエチルジチオカルバミン酸系の有
機系液体キレート剤、リン酸系の無機系液体キレート
剤、あるいはこれらの固体である有機系または無機系固
体のうちの1つと、工水(または上水)タンク12から
の水とともに混練し、前述の加熱処理において水に不溶
な形態(複合酸化物等)に変化しなかった重金属を前記
化学式(A)で示したように固定化する。このとき、使
用する薬剤の添加量は、混練の前工程の加熱処理にて水
に不溶な形態(複合酸化物等)に変化しなかった重金属
を固定化するのに必要な量だけよく、従来の薬剤処理と
比較して薬剤の添加量を大幅に低減することが可能とな
る。また、処理後のpHに依存することもなくなる。そ
して、固定化後、埋立地等の処分場13に処分する。
Next, the fly ash heated within the range of 550 to 800 ° C. is a chemical for fixing heavy metals from the chemical tank 11 in the kneading machine 10, an organic liquid chelating agent of diethyldithiocarbamic acid, and phosphoric acid. Inorganic liquid chelating agent or one of these solid organic or inorganic solids is kneaded with water from the industrial water (or tap water) tank 12 and is insoluble in water in the above heat treatment. A heavy metal that has not changed to a different form (composite oxide, etc.) is immobilized as shown in the chemical formula (A). At this time, the addition amount of the chemicals used is only the amount necessary to immobilize the heavy metal that has not changed to the water-insoluble form (complex oxide, etc.) in the heat treatment in the previous step of kneading. It is possible to significantly reduce the amount of added chemicals as compared with the case of the chemical treatment. Further, there is no dependence on the pH after the treatment. Then, after being fixed, it is disposed of in the disposal site 13 such as a landfill.

【0030】このように、アルカリ性飛灰を、空気雰囲
気または高酸素雰囲気にて550〜800℃の温度域で
加熱し、アルカリ性飛灰中に含まれる重金属を水に不溶
な形態(複合酸性物等)に変化させた後、重金属を固定
化する薬剤を加熱処理により水に不溶な形態(複合酸性
物等)に変化しなかった重金属を固定化するのに必要な
量だけ添加して混練する処理方法であるので、薬剤の添
加量を低減させることができるとともに、pHの面倒な
調整等を行うことなく有害重金属の無害化を簡単かつ確
実に、そして安定性よく行うことができる。また、薬剤
の添加量も低減され、従来からの設備を使用するこがで
きるので、安価に処理が行える方法である。この方法の
効果について、以下の実施例を用いて具体的に説明す
る。
As described above, alkaline fly ash is heated in the temperature range of 550 to 800 ° C. in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere, and the heavy metal contained in the alkaline fly ash is insoluble in water (complex acidity etc.). ), And then kneading by adding the necessary amount of a heavy metal immobilizing agent that has not changed to a water-insoluble form (complex acidic substance, etc.) by heat treatment. Since it is a method, it is possible to reduce the amount of addition of the chemicals, and to detoxify harmful heavy metals easily, reliably, and with good stability without tedious adjustment of pH and the like. In addition, the amount of chemicals added is reduced, and conventional equipment can be used, so that the method can be performed at low cost. The effect of this method will be specifically described with reference to the following examples.

【0031】[0031]

【実施例】まず、表1に廃棄物ガス化溶融炉から排出さ
れたアルカリ性飛灰に含まれる重金属組成を示す。
EXAMPLES First, Table 1 shows the composition of heavy metals contained in the alkaline fly ash discharged from the waste gasification and melting furnace.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】次に、表1の重金属組成のアルカリ性飛灰
を、空気雰囲気にて600℃で30分間加熱し、有機系
液体キレート剤(ここではジエチルジチオカルバミン酸
系のもの、NKK製:A−200)を添加して水ととも
に混練する。この処理後の飛灰を実施例1とする。ま
た、表1の重金属組成のアルカリ性飛灰を加熱せず、実
施例1と同じ薬剤を添加して水とともに混練する。この
処理後の飛灰を比較例1とする。そして、実施例1およ
び比較例1に対して環境庁告示13号法の溶出試験を行
う。各重金属の溶出濃度の結果を表2、表3に示す。
Next, the alkaline fly ash having the heavy metal composition shown in Table 1 was heated in an air atmosphere at 600 ° C. for 30 minutes to obtain an organic liquid chelating agent (here, a diethyldithiocarbamic acid type, manufactured by NKK: A-200). ) And knead with water. The fly ash after this treatment is referred to as Example 1. Further, the alkaline fly ash having the heavy metal composition shown in Table 1 is not heated, but the same chemicals as in Example 1 are added and kneaded with water. The fly ash after this treatment is referred to as Comparative Example 1. Then, Example 1 and Comparative Example 1 are subjected to a dissolution test according to the Environmental Agency Notification No. 13 method. The results of the elution concentration of each heavy metal are shown in Tables 2 and 3.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】表2と表3から明らかなように、各重金属
の溶出濃度を基準値以下にするためには、比較例1では
有機系液体キレート剤の添加量が10%(重量比)必要
であり、これに対して実施例1では有機系液体キレート
剤の添加量が5%(重量比)で十分であった。これによ
り、実施例1のように飛灰を加熱することにより有機系
液体キレート剤の添加必要量を1/2に低減できること
がわかる。よって、実施例1のような処理方法を行え
ば、重金属を固定化する薬剤を必要量程度に抑えること
ができるとともに、加熱処理を行うだけで有害な重金属
の無害化を簡単かつ確実に、そして安定性よく安価に行
うことができる。
As is apparent from Tables 2 and 3, in order to keep the elution concentration of each heavy metal below the reference value, Comparative Example 1 requires 10% (weight ratio) of the organic liquid chelating agent. In contrast, in Example 1, 5% (weight ratio) of the amount of the organic liquid chelating agent added was sufficient. From this, it is understood that the required amount of the organic liquid chelating agent to be added can be reduced to 1/2 by heating the fly ash as in Example 1. Therefore, if the treatment method as in Example 1 is performed, it is possible to reduce the amount of the agent for immobilizing the heavy metal to a necessary amount, and it is possible to easily and reliably detoxify the harmful heavy metal simply by performing the heat treatment, and It can be performed with good stability and at low cost.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように本発明に係るアルカリ性飛
灰の処理方法は、ごみ焼却場などから排出されるアルカ
リ性飛灰を、空気雰囲気または高酸素雰囲気にて550
〜800℃の温度域で加熱し、アルカリ性飛灰中に含ま
れる重金属を水に不溶な形態に変化させた後、重金属を
固定化する薬剤を添加して混練する方法である。また、
本発明に係るアルカリ性飛灰の処理方法は、アルカリ性
飛灰中の重金属を空気雰囲気にて加熱により水に不溶な
形態に変化させる際に、アルカリ性飛灰のpHを11.
0〜13.0の範囲内に制御する方法である。さらに、
本発明に係るアルカリ性飛灰の処理方法は、重金属を固
定化する薬剤として、有機系液体キレート剤、無機系液
体キレート剤、有機系固体または無機系固体を使用する
方法である。
As described above, according to the method for treating alkaline fly ash according to the present invention, the alkaline fly ash discharged from the refuse incinerator is 550 in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere.
This is a method of heating in a temperature range of up to 800 ° C. to change the heavy metal contained in the alkaline fly ash into a form insoluble in water, and then adding and kneading a chemical for immobilizing the heavy metal. Also,
The method of treating alkaline fly ash according to the present invention, when the heavy metal in the alkaline fly ash is changed into a form insoluble in water by heating in an air atmosphere, the pH of the alkaline fly ash is set to 11.
This is a method of controlling within the range of 0 to 13.0. further,
The method of treating alkaline fly ash according to the present invention is a method of using an organic liquid chelating agent, an inorganic liquid chelating agent, an organic solid or an inorganic solid as a drug for immobilizing heavy metals.

【0038】これにより、有害重金属を固定化する薬剤
の添加量を、加熱処理により水に不溶な形態に変化しな
かった有害な重金属を固定化するの必要な量だけ添加す
ればよく、使用する薬剤の量を大幅に低減することがで
きる。また、アルカリ性飛灰を加熱する場合、その雰囲
気を制御すればpHの面倒な調整等を行わずに有害な重
金属を溶解する範囲にありながら溶出量を低減できるた
め、有害な重金属の無害化を簡単かつ確実に、そして安
定性よく行うことができる。そして、従来からの設備を
使用するこができるので、安価に処理を行えるアルカリ
性飛灰の処理方法を得ることができる。
As a result, the amount of the harmful heavy metal-immobilizing agent added may be the amount required to immobilize the harmful heavy metal that has not been changed into a water-insoluble form by the heat treatment. The amount of drug can be significantly reduced. In addition, when heating alkaline fly ash, if the atmosphere is controlled, the amount of elution can be reduced while the harmful heavy metals are dissolved without complicated adjustment of pH. It can be done easily, reliably and with good stability. Further, since conventional equipment can be used, it is possible to obtain a method for treating alkaline fly ash that can be treated at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るアルカリ性飛灰の処理方法を実施
するための飛灰処理系の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fly ash treatment system for carrying out a method for treating alkaline fly ash according to the present invention.

【図2】図1の飛灰処理系を組み込んだごみ焼却システ
ムを概略的に示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing a refuse incineration system incorporating the fly ash treatment system of FIG.

【図3】飛灰の加熱温度と鉛溶出濃度および鉛揮散率と
の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a heating temperature of fly ash, a lead elution concentration, and a lead volatilization rate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焼却炉 6 飛灰処理装置 7 集塵機 9 加熱機 10 混練機 11 薬剤タンク 12 工水(または上水)タンク 1 incinerator 6 Fly ash processing equipment 7 dust collector 9 heating machine 10 kneader 11 drug tank 12 Industrial water (or tap water) tank

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松平 恒夫 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開2000−51816(JP,A) 特開2001−205218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 3/00 - 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tsuneo Matsudaira 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (56) Reference JP 2000-51816 (JP, A) JP 2001-205218 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B09B 3/00-5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ごみ焼却場などから排出されるアルカリ
性飛灰を、空気雰囲気または高酸素雰囲気にて550〜
800℃の温度域で加熱し、前記アルカリ性飛灰中に含
まれる重金属を水に不溶な形態に変化させた後、前記重
金属を固定化する薬剤を添加して混練することを特徴と
するアルカリ性飛灰処理方法。
1. Alkaline fly ash discharged from a refuse incineration plant or the like in an air atmosphere or a high oxygen atmosphere at 550 to 550.
After heating in a temperature range of 800 ° C to change the heavy metal contained in the alkaline fly ash into a form insoluble in water, an agent for immobilizing the heavy metal is added and kneaded. Ash treatment method.
【請求項2】 アルカリ性飛灰中の重金属を空気雰囲気
にて加熱により水に不溶な形態に変化させる際に、前記
アルカリ性飛灰のpHを11.0〜13.0の範囲内に
制御する請求項1記載のアルカリ性飛灰処理方法。
2. The pH of the alkaline fly ash is controlled within a range of 11.0 to 13.0 when the heavy metal in the alkaline fly ash is changed into a form insoluble in water by heating in an air atmosphere. Item 1. The alkaline fly ash treatment method according to Item 1.
【請求項3】 重金属を固定化する薬剤として、有機系
液体キレート剤、無機系液体キレート剤、有機系固体ま
たは無機系固体を使用することを特徴とする請求項1ま
たは2記載のアルカリ性飛灰処理方法。
3. The alkaline fly ash according to claim 1, wherein an organic liquid chelating agent, an inorganic liquid chelating agent, an organic solid or an inorganic solid is used as the agent for immobilizing heavy metals. Processing method.
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