JP3714634B2 - 飛灰の熱水処理による重金属固定化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物などの焼却プラントから排ガスとともに排出される灰分、例えば、電気集塵機で捕集されるＥＰ灰や、バグフィルターで捕集された灰分など（本明細書では「飛灰」と略称する）を無害化処理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみや産業廃棄物などから排出される飛灰には人体に有害な重金属類が多量に含まれており、特に鉛、カドミウム、水銀等は飛灰の処理地において雨水などによる溶出が問題とされている。そのための対策として、例えば、焼却灰に石灰、硫酸第１鉄、水を添加・混合する方法（特開昭５４−６０７７３号）、重金属含有集塵ダスト又は焼却灰に、Ｎａ₂ Ｓ又はＮａＳＨを主成分とする処理剤を添加、攪拌又は造粒する方法（特開昭５８−６７３８９号）、水銀などを含有するごみ焼却灰中に液体キレートを散布する方法（特開昭６３−２０５１９２号）等が知られている。また、本出願人も飛灰に重金属固定剤と水とを添加して混練、固化する方法を提案している（特願平４−２０９７６８号、特願平５−１９７０２８号等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、飛灰中の重金属を固定化処理方法としては種々の方法が知られているが、飛灰には場所によって種々の種類があり、重金属の含有量、水分含有量等に応じて、添加されるアルカリの量、水の量、重金属固定剤の量を適宜変えなければならず、さらにまた、飛灰の中には、水及び重金属固定剤の添加量を変えても、十分な重金属の固定化効果が得らず、場合によっては逆に重金属の溶出量が増大してしまう場合もあり、確実に重金属を固定化するのが困難な場合がありその対策に窮していた。
本発明は、かかる場合においても十分な重金属の固定化効果が得られる新規な飛灰中の重金属の無害化処理方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、飛灰処理に際し、４０℃〜２００℃の熱水で処理することにより容易に重金属の固定化効果が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００５】
本発明は、重金属含有飛灰に重金属固定剤水溶液を添加した後、８０℃〜２００℃に加熱すること、又は重金属含有飛灰に水、セメント及び重金属固定剤を添加した後、８０℃〜２００℃に加熱することを特徴とする飛灰中の重金属固定化方法である。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】
本発明は、飛灰処理に際し、８０℃〜２００℃に加熱することを特徴とするものであるが、加熱前に添加されるものは重金属固定剤水溶液、又は水、セメント及び重金属固定剤である。本発明においては、重金属固定剤水溶液を添加した場合、水、セメント及び重金属固定剤を添加した場合のいずれの場合においても、良好な重金属固定化効果が発揮される。
【０００７】
重金属含有飛灰の処理工程においては、まず消石灰等のアルカリ添加される。従って、本発明の処理方法により処理される前の飛灰は、通常処理の前段としてアルカリ処理されたものをいう。
【０００８】
本発明において水、重金属固定剤及びセメントの飛灰中への添加量は、飛灰によりまちまちである。通常、水は飛灰１００部に対して１０〜５０部であり、重金属固定剤は飛灰１００部に対して０．５〜５部添加され、セメントは飛灰１００部に対して１〜５０部であり、好ましくは５〜２５部添加される。
【０００９】
本発明において使用される重金属固定剤とは、飛灰中の鉛、クロム、銅、水銀、亜鉛、ニッケル等の重金属類と水不溶性な硫化物あるいはキレートを形成する薬剤をいう。
【００１０】
本発明において使用される重金属固定剤として、例えば、ジアルキルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジアルキルジチオカルバミン酸カリウム等のジアルキルジチオカルバミン酸塩、ジチオカルボキシル基又はその塩をＮ−置換基として有するエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン（分子量１０００以上）、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、１，３−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン等のポリアミン誘導体等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上の混合物を使用することができる。
【００１１】
本発明において使用されるセメントとしては、一般に使用されるものであれば何でもよい。例えばポルトランドセメントが挙げられる。
【００１２】
その他、本発明においては、飛灰処理に際し、グルコン酸塩ポリオキシアルキレン縮合物、リグニンスルホン酸又はその塩、オキシカルボン酸又はその塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、フェノールスルホン酸塩ホルマリン縮合物、フェノールスルファニル酸塩ホルマリン縮合物、フェノールメラミンメチロール化スルホン酸塩橋共縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアリールエーテル類、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンコポリマー等の各種の分散、湿潤、浸透等の界面活性作用を有する化合物等を適宜添加することができる。
【００１３】
本発明は、重金属含有飛灰に重金属固定剤水溶液を添加した後、または水、セメントおよび重金属固定剤を添加した後に加熱することが特徴であり、セメントを添加した場合など発熱により自然に温度が上がる場合があるが、本発明では加熱し、ある一定時間その温度以上を保持することが必要である。加熱温度は８０℃〜２００℃であるが、好ましくは、８０℃〜１５０℃である。またハンドリング、薬剤の安定性などから、特に好ましくは８０℃〜１２０℃である。処理温度を何度に設定するかは飛灰の種類に依存する部分が大きいが、一般的には処理温度が低ければ処理時間を長くしなければならないし、処理温度を高くすればそれだけ短時間で十分な重金属の固定化効果が発揮される。
【００１４】
本発明の処理方法において、加熱する時間は、上述のように飛灰の性質・種類に依存する部分が大きいが、一般的には、０．１時間〜２４時間程度であり、ハンドリング性等から０．５時間〜２時間が好ましい。
【００１５】
本発明において加熱する方法は、飛灰への薬剤水溶液もしくは薬剤熱水溶液添加後加熱する方法のほか、フィルター捕集直後の高温飛灰に薬剤水溶液を添加して、その余熱を利用する簡便な方法もある。
【００１６】
【実施例】
本発明を以下の実施例により更に具体的に説明する。
【００１７】
（実施例１〜４、参考例１、２）
下記表１に示すような重金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属類を含有する５種類の飛灰Ａ〜Ｅそれぞれ１００部、表２に示す所定量の水及び重金属固定剤（本実施例では、特願平５−１９７０２８号公報記載の製造例と同様にして得られたジチオカルボキシ基のナトリウム塩をＮ−置換基として有するジエチレントリアミン誘導体の３４％水溶液を使用）１部を混合し、ホパートミキサーにて十分に混練後、ポリ袋に入れて下記表２に示す条件にて加熱した後、２０℃の室内で１週間静置した。このものについて、環境庁告示第１３号に則り、重金属の溶出試験を実施し、溶出した鉛イオン濃度を表２、３に示した。
【００１９】
（実施例５、６）飛灰Ｅ１００部、表２に示す所定量の水、重金属固定剤（本実施例では、特願平５−１９７０２８号公報記載の製造例と同様にして得られたジチオカルボキシ基のナトリウム塩をＮ−置換基として有するジエチレントリアミン誘導体の３４％水溶液を使用）１部及び及び市販のポルトランドセメント１０部を混合し、ホパートミキサーにて十分に混練後、ポリ袋に入れて下記表２に示す条件にて加熱した後、２０℃の室内で１週間静置した。このものについて、環境庁告示第１３号に則り、重金属の溶出試験を実施し、溶出した鉛イオン濃度を表２に示した。
【００２０】
（比較例１〜４、参考例３、４）比較例として、同じ飛灰Ａ〜Ｅを使用し、加熱処理を除いた以外は実施例と同様の処理を行った後、環境庁告示第１３号に則り、重金属の溶出試験を実施した。処理条件及び結果を表３に示した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
【表３】

【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、従来、飛灰の種類・性質によって、水及び重金属固定剤の添加量を変えても、飛灰中の十分な重金属の固定化効果が得らず、場合によっては逆に重金属の溶出量が増大して、確実に重金属を固定化するのが困難な場合がありその対策に窮していたが、本発明は、かかる場合においても十分な重金属の固定化効果が得られる新しい飛灰中の重金属の無害化処理方法である。
【００２５】
すなわち、本発明の処理方法は、重金属含有飛灰を水及び／又は重金属固定剤、セメントで処理する際に、処理物全体を加熱処理する（重金属含有飛灰を無害化処理する際に熱水で処理するか、もしくは高温飛灰への余熱を利用する等）ことを特徴とするものである。従って、本発明の処理方法を採用することによって、簡便、確実かつ十分な重金属の固定化効果が発揮されるものであって、その産業的意義は大きい。

Claims (2)

1. 都市ごみ又は産業廃棄物の焼却により発生する重金属含有飛灰に、ジアルキルジチオカルバミン酸塩及びジチオカルボキシル基もしくはその塩をＮ−置換基として有するポリアミン誘導体からなる群から選ばれた１種又は２種以上の混合物を含有する重金属固定剤水溶液を添加した後、８０℃〜２００℃に加熱することを特徴とする飛灰中の重金属固定化方法。
2. 都市ごみ又は産業廃棄物の焼却により発生する重金属含有飛灰に、水、セメント、並びに、ジアルキルジチオカルバミン酸塩及びジチオカルボキシル基もしくはその塩をＮ−置換基として有するポリアミン誘導体からなる群から選ばれた１種又は２種以上の混合物を含有する重金属固定剤、を添加した後、８０℃〜２００℃に加熱することを特徴とする飛灰中の重金属固定化方法。