JP4119534B2 - 金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤及び処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水中や、焼却灰、煤塵、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等の固体状廃棄物中に存在する有害な金属等を無害化する際に、同時にダイオキシン類をも無害化でき、その後の処理工程における取扱いを容易にすることのできる金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤及び処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ焼却場等で生じる煤塵、鉱山から排出される鉱滓、廃水処理の際に用いられる活性汚泥、汚染された土壌等の固体状廃棄物中には種々の金属が含有されており、水銀、カドミウム、鉛、亜鉛、銅、クロム等の人体に有害な重金属が多量に含有されている場合も多い。これら固体状廃棄物から金属が溶出すると、地下水、河川、海水等が汚染される虞れがある。
【０００３】
このため従来は、固体状廃棄物をセメントで固めた後、埋め立てて処理する方法が採られていたが、海水や雨水と接触した際にセメント壁を通して海水中や土中に金属が溶出する虞れがあり、この方法は必ずしも安全な処理方法とは言えなかった。また、金属捕集能を有する金属処理剤を固体状廃棄物に添加して金属を固定化した後、固体状廃棄物をセメント等で固めて処理する方法も行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら金属処理剤により固体状廃棄物中の金属を固定化する方法では、金属処理剤の固体状廃棄物への浸透力が低いことに起因して、固体状廃棄物中の金属との反応性が必ずしも充分ではなく、この結果、固体状廃棄物中に含まれる金属の固定化が十分に行えない場合があった。また、従来の金属処理剤では固体状廃棄物中に含有されているカルシウムを固定化することは困難であり、固定化されていないカルシウムは固体状廃棄物中から水中に溶出し易いため、金属処理剤で処理した固体状廃棄物を、更にセメント等で固めて最終処分した場合でも、雨等に晒された際に、固定化されていない固体状廃棄物中のカルシウムやセメント壁内のカルシウムが溶出し易く、カルシウムが溶出するとセメント壁が崩壊し易くなるとともに、固体状廃棄物中で金属処理剤によって固定化されていた他の金属も遊離し易くなる虞がある。また従来は、多量のセメント等を用いて固体状廃棄物を固めて処理することが必要であり、セメント等で固めた後の容積が必要以上に大きくなり、その後の処理や移送において問題があった。
【０００５】
更に、近年、ゴミ焼却の際にダイオキシン類が発生することが大きな社会問題となっており、ゴミを焼却して生成した煤塵中には有害な金属類とともに有毒なダイオキシン類も含まれている虞れがある。このため従来、金属類とダイオキシン類とを含む煤塵等を処理する場合には、金属処理剤による処理と、ダイオキシン類の無害化処理とを別々に行わなくてはならず、処理工程や処理作業が煩雑となるという問題がるあるとともに、ダイオキシン類の除去率も充分とは言えないという問題があった。
【０００６】
上記課題を解決するため、本出願人は亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類を含む廃棄物処理剤を先に提案した（特願平１０−４４５３２号）。この廃棄物処理剤を用いれば、廃棄物中に金属とダイオキシン類とが含まれている場合でも、これらの有害物質を一工程で処理することはできるが、金属を確実に除去するためには亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類が比較的多量に必要となるという問題があった。またダイオキシン類の処理効果を高めるためには、比較的高温での処理が必要であり、処理温度が低くなると効果が低下する傾向があった。更に、近年、廃水等に含まれるジクロロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物も環境汚染物質として問題となっているが、上記処理剤はダイオキシン類の処理は行えても、有機塩素化合物の処理は困難であった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、亜リン酸類や次亜リン酸類の使用量を、上記従来の処理剤よりも少なくでき、また処理温度が低い場合でも効果的に金属やダイオキシン類とを同時に無害化できるとともに、有機塩素化合物の無害化も可能な、金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤及び処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤は、亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物とを含むことを特徴とする。本発明の金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤は、亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物とを重量比で、亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類：酸性金属化合物＝９５：５〜５：９５の割合で含有することが好ましい。
【０００９】
本発明の処理方法は、上記処理剤を廃水に添加し、廃水中の金属とともに、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物を同時に処理することを特徴とする。また本発明の廃棄物処理方法は、上記処理剤を固体状廃棄物に添加し、固体状廃棄物中の金属とともに、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物を同時に処理する方法を包含する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において亜リン酸類としては、亜リン酸や亜リン酸塩が用いられる。亜リン酸塩としては、例えば亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸マグネシウム、亜リン酸アンモニウム、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸水素カリウム、亜リン酸水素カルシウム、亜リン酸水素マグネシウム等が挙げられる。これらのうち、亜リン酸、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カルシウムが好ましい。上記、亜リン酸や亜リン酸塩は２種以上を混合して用いることができる。
【００１１】
また次亜リン酸類としては、次亜リン酸や次亜リン酸塩が用いられる。次亜リン酸塩としては、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸マグネシウム、次亜リン酸アンモニウム等が挙げられ、これらのうち、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カルシウムが好ましい。上記、次亜リン酸や次亜リン酸塩は２種以上を混合して用いることができる。また亜リン酸類と次亜リン酸類とは、どちらか一方のみを用いても、両方を混合して用いても良い。
【００１２】
一方、酸性金属化合物としては、塩化鉄、ポリ鉄が挙げられる。これら酸性金属化合物は混合して用いることができる。上記酸性金属化合物を用いると、金属処理効果、低温でのダイオキシン類処理効果、有機塩素化合物の処理効果が高いため好ましく、特にポリ鉄が好ましい。尚、上記有機塩素化合物としては、ジクロロメタン、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１−ジクロロエチレン、シス−１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，３−ジクロロプロペン等が挙げられる。
【００１３】
本発明において、上記亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物との混合比率は、重量比で、亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類：酸性金属化合物＝５：９５〜９５：５が好ましく、特に２０：８０〜９０：１０が好ましい。
【００１４】
本発明の処理剤は、必要に応じて水ガラス、消石灰、セメント、無機吸着剤、リン酸類等の副成分と混合して用いることができる。副成分は亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類の重量の、５〜１００重量％程度併用することが好ましい。上記無機吸着剤としては、例えば、ゼオライト、ベントナイト、活性白土、カオリンが挙げられる。リン酸類としては、リン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸アンモニウム等が挙げられる。また副成分として、例えばジチオカルバミン酸型の官能基を有する公知の金属捕集剤も用いることができる。これらの副成分を併用すると、固体状廃棄物中の金属の固定化により固体状廃棄物の無害化処理効果が更に高められる。
【００１５】
本発明の処理剤により廃水処理を行う場合、本発明処理剤を粉末状で、或いは水等に溶解もしくは分散させて廃水に添加すれば良い。本発明処理剤を添加後、廃水に含まれる金属と本発明処理剤とが反応して生成したフロックを分離除去した後の廃水は、河川等に放流することができる。
【００１６】
本発明の処理剤による処理対象となる固体状廃棄物としては、例えばゴミ焼却場において生成する焼却灰や煤塵、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等が挙げられる。固体状廃棄物が、集塵された焼却灰や煤塵、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等の場合、これらの廃棄物に本発明の処理剤を粉末状で添加したり、水溶液等として添加したり噴霧し、混練する等の方法により処理することができる。また煤塵の場合、焼却炉における焼却工程中で本発明の処理剤と煤塵とを接触させ、処理後の煤塵をバグフィルターで集塵する等の方法も採用できる。
【００１７】
本発明方法において、廃水や固体状廃棄物、或いは排煙等の廃棄物に対する処理剤の添加方法は特に限定されず、例えば上記したような方法によって本発明処理剤と廃棄物とを接触させることにより、これらの廃棄物中の金属を除去したり固定化して廃棄物を無害化できる。更に本発明方法は、廃棄物中にダイオキシン類が含まれている場合でも、金属類の無害化処理と同時にダイオキシン類も無害化処理することができる。
【００１８】
本発明方法によって処理した飛灰、鉱滓、土壌、汚泥等の固体状廃棄物や、廃水処理の際に生じたフロックのスラッジ等の廃棄物を最終処分するに際し、必要に応じて処理後の廃棄物をセメントで固めて最終処分しても良い。処理後の廃棄物をセメント等で固めて最終処分する場合、本発明方法で処理した廃棄物は従来法に比べ、セメントの使用量が少ない場合でも、廃棄物中の金属が再溶出して二次汚染を生じる等の虞れが少ない。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例、比較例において用いた処理剤の組成は、以下の表１に示す通りである。
【００２０】
【表１】

【００２１】
実施例１〜２、比較例１
鉛３ｍｇ／リットル、水銀０．５ｍｇ／リットル、銅５ｍｇ／リットル、テトラクロルエチレン１．４ｍｇ／リットルを含む廃水１リットル当たりに対し、表２に示す処理剤１０ｇを水１０００ｇに溶解（又は分散）させた水溶液（又は分散液）５ｇを添加して、８０℃で３０分間攪拌した後、静置して沈殿したフロックを分離除去した。フロック除去後の廃液中の残存金属濃度を測定した結果を表２に示す。
【００２２】
（表２）

【００２３】
実施例３〜４、比較例２
亜鉛６５０ｍｇ／ｋｇ、鉛１３９０ｍｇ／ｋｇ、カドミウム３２５ｍｇ／ｋｇ、カルシウム４８９０ｍｇ／ｋｇを含む煤塵１００ｇ当たりに対し、表３に示す処理剤の添加量が５ｇ（固形分換算）となるように添加し、１５０〜１８０℃で３０分間混練した。各処理剤で処理済の煤塵と未処理の煤塵各５０ｇを、純水５００ｍｌ中で常温にて６時間浸とうして金属の溶出試験を行った。純水中に溶出した金属の濃度を原子吸光分析法によって測定した結果を表３に示す。また、処理後の煤塵及び未処理の煤煙中のダイオキシン類の濃度を測定した結果をあわせて表３に示した。
【００２４】
（表３）

【００２５】
実施例５〜７、比較例３
鉛３５ｍｇ／ｋｇ、亜鉛９５００ｍｇ／ｋｇ、クロム９５３０ｍｇ／ｋｇ、テトラクロロエチレン１．６ｍｇ／ｋｇを含有する鉱滓１００ｇ当たりに対し、表４に示す処理剤の添加量が１０ｇ（固形分換算）となるように添加し、１３０〜１５０℃で１５分間混練した。各処理剤で処理済の鉱滓と未処理の鉱滓各５０ｇを用い、実施例３〜４と同様にして金属溶出試験を行った。溶出した金属の濃度を原子吸光分析法によって測定した結果を表４に示す。
【００２６】
（表４）

【００２７】
実施例８〜１１、比較例４
クロム３３ｍｇ／ｋｇ、銅２１０ｍｇ／ｋｇ、カドミウム７８ｍｇ／ｋｇ、亜鉛６２ｍｇ／ｋｇ、鉛８ｍｇ／ｋｇを含有する土壌１００ｇ当たりに対し、表５に示す処理剤を添加量が３ｇ（固形分換算）となるように添加し、１００〜１２０℃で３０分間混練した後、１００〜１２０℃で４０分間養生した。各処理剤で処理済の土壌と未処理の土壌各５０ｇを用い、金属溶出試験を行った。溶出した金属の濃度を原子吸光分析法によって測定した結果を表５に示す。また、処理後の土壌及び未処理土壌中のダイオキシン類の濃度を測定した結果を表５にあわせて示した。
【００２８】
【表５】

【００２９】
【発明の効果】
本発明の処理剤は、亜リン酸塩及び／又は次亜リン酸塩と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物とを含むことにより、廃棄物中の金属とともにダイオキシン類や有機塩素化合物も、一工程の処理によって同時に処理して無害化することができる。本発明方法は、従来の処理剤を用いた方法に比べ、更に金属処理効果に優れるとともに、比較的低温で処理した場合でも効果的にダイオキシン類を無害化処理することができ、また、従来困難であった有機塩素化合物も効果的に除去できる等の利点がある。

Claims (4)

1. 亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物とを含むことを特徴とする金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤。
2. 亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類と、塩化鉄、ポリ鉄より選ばれた酸性金属化合物とを重量比で、亜リン酸類及び／又は次亜リン酸類：酸性金属化合物＝５：９５〜９５：５の割合で含有することを特徴とする請求項１記載の金属と、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物の同時処理剤。
3. 請求項１又は２記載の処理剤を、廃水に添加し、廃水中の金属とともに、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物を同時に処理することを特徴とする廃水の処理方法。
4. 請求項１又は２記載の処理剤を、固体状廃棄物に添加し、固体状廃棄物中の金属とともに、ダイオキシン類及び／又は有機塩素化合物を同時に処理することを特徴とする固体状廃棄物の処理方法。