JP4254396B2

JP4254396B2 - Method for determining the amount of chelating heavy metal immobilizing agent added

Info

Publication number: JP4254396B2
Application number: JP2003207270A
Authority: JP
Inventors: 恒行吉田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: JP2005058815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重金属含有灰等の重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミ焼却工場等から排出される灰には、煙道の集塵機で捕集される飛灰と焼却炉の焼却残渣である焼却灰がある。このうち重金属含有率が高い飛灰に関しては、環境省の定める方法（環境庁告示１３号試験、以下「１３号試験」と略称する）により、適切な処理を施すことが義務付けられている。
【０００３】
環境省の定める処理方法の一つに薬剤処理法があり、処理薬剤としては一般にキレート系薬剤（キレート系重金属固定化剤）、無機系薬剤等が用いられている。
このような薬剤処理法においては、薬剤コストを考慮しつつ、重金属の溶出を確実に防止するために、薬剤を過不足なく適正な添加量となるように添加することが重要である。
【０００４】
そこで、本願発明者らにより、重金属含有灰と水を混合してなるスラリーに、キレート系重金属固定化剤を添加して、スラリーの酸化還元電位を測定し、その測定結果に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を求める方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−７０９０２号公報（第４−５頁）
【特許文献２】
特開２００２−１２６６８５号公報（第４−６頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、特許文献２に記載の技術は、スラリーにキレート系重金属固定化剤を添加するため、キレート系重金属固定化剤の添加中の酸化還元電位の正の変化量を正確に測定できない場合があった。この場合、重金属含有灰に含まれる重金属により、本来どれだけのキレート系重金属固定化剤が消費されたかを正確に把握できず、キレート系重金属固定化剤の添加量を正確に決定できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、重金属含有灰等の重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定可能なキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、重金属含有灰とキレート系重金属固定化剤とを混合し、重金属とキレート系重金属固定化剤とを結合させて重金属を固定化、すなわち、重金属の溶出を防止するにあたり、キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート系重金属固定化溶液に、重金属含有灰を添加してなるスラリーの酸化還元電位（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−ＲｅｄｕｃｔｉｏｎＰｏｔｅｎｔｉａｌ：以下「ＯＲＰ」と略称することもある）が、重金属の添加直後から、正側に上昇することを見出した。
そして、重金属含有灰添加後の所定時間における、ＯＲＰの上昇量、つまり、ＯＲＰの正の変化量は、その重金属含有灰に含まれる重金属を固定化するため必要とされるキレート系重金属固定化剤の添加量と、非常に高い相関性を有することを見出した。ここで、「その重金属含有灰に含まれる重金属を固定化するため必要とされるキレート系重金属固定化剤の添加量」とは、前記した環境庁告示１３号試験より求められる添加量である。この添加量を以下、「１３号試験による重金属固定化剤（添加）量」とする。
また、重金属含有灰灰添加後の所定時間における、スラリー中の重金属固定化剤の濃度の減少量も、キレート系重金属固定化剤の添加量と、非常に高い相関性を有することを見出した。
【０００９】
このような知見を鑑み、前記課題を解決するための手段として請求項１に係る発明は、重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を決定する方法であって、キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート系重金属固定化溶液に、重金属含有物を添加してスラリーを調製し、当該スラリーの酸化還元電位を経時的に測定して、前記重金属含有物の添加後における酸化還元電位の正の変化量を算出し、当該正の変化量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を決定することを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法である。
【００１０】
ここで、「キレート系重金属固定化剤（以下、「重金属固定化剤」と略称することもある）」とは、キレート剤、キレート試薬ともいわれ、鉛（Ｐｂ）等の重金属と結合（キレート反応）してキレート化合物（４員環、６員環等のキレート環をもつ錯体の総称）をつくる多座配位子等の化合物である。よって、重金属固定化剤と重金属含有灰と混合すると、重金属固定化剤と重金属とは反応・結合し、キレート化合物が生成するとともに重金属は固定化され、雨水等による重金属の溶出は防止される。
また、「重金属含有物」としては、例えば、重金属含有灰、重金属含有土壌、重金属含有水等が挙げられる。
【００１１】
また、キレート系重金属固定化剤は、硫化物イオン（Ｓ^2-）等を有する還元性物質である。よって、重金属固定化剤が溶解した溶液（これを「金属固定化溶液」という）中の濃度は、一般に、酸化還元電位を測定することにより予測可能である。
さらに、「経時的に」とは、「時間の経過と共に」の意味である。
【００１２】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、重金属固定化剤が所定濃度で溶解した重金属固定化溶液を調製する。したがって、重金属固定化溶液中に、重金属固定化剤は、略均一に分散することとなり、重金属固定化剤の濃度に応じて、酸化還元電位は一定値を示す。
そして、重金属固定化溶液に重金属含有物を添加しスラリーを調製すると、重金属含有灰から重金属が溶出する。溶出した重金属は、重金属固定化剤と速やかに結合して、すなわちキレート反応して、不溶のキレート化合物が生成するため、重金属は固定化される。また、重金属固定化剤と重金属との結合の進行、つまり、キレート反応の進行とともに、スラリー中の、重金属固定化剤の濃度は減少し、ＯＲＰは正側に上昇する。
すなわち、重金属含有物の添加中に、直ちに重金属に消費された重金属固定化剤も含めて、ＯＲＰは正側に上昇することとなる。
したがって、このＯＲＰの正の変化量と、予め求めたＯＲＰの正の変化量−１３号試験等より求めた重金属固定化剤の必要添加量の検量線とに基づいて、その重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定することができる。
【００１３】
また、このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法を、例えば、重金属の固定化処理を施していない飛灰（未重金属固定化重金属含有灰）等に適用した場合は、その飛灰について重金属固定化処理を施すために必要とされる重金属固定化剤の添加量を決定することができる。
その他、重金属固定化処理が既に施された処理済灰等（金属固定化済処理灰）に適用した場合は、その処理済灰に含まれる重金属を固定化ために必要とされる重金属固定化剤の添加量を求めることとなり、既に施された重金属固定化処理の有効性を判定することもできる。すなわち、重金属が十分に固定化された処理済灰に適用した場合は、重金属固定化剤の追加必要量がゼロとして測定され、重金属が十分に固定化されてない処理済灰に適用した場合は、重金属固定化剤の追加必要量が測定されることになる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の方法において、前記スラリーの酸化還元電位の測定後、さらに、キレート系重金属固定化剤を添加し、酸化還元電位を経時的に測定して、当該キレート系重金属固定化剤の添加後における酸化還元電位の正の変化量を算出し、前記キレート系重金属固定化剤の添加前後において、酸化還元電位の正の変化量と合計して合計正の変化量を算出し、当該合計正の変化量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を決定することを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法である。
【００１５】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、例えば、重金属含有物の添加により、重金属固定化溶液中の重金属固定化剤が、直ちに消費されてしまい、ＯＲＰが急激に上昇した後一定値を示しても、さらに、重金属固定化剤を添加することにより、ＯＲＰは一旦低下した後、添加した重金属固定化剤と重金属とが結合し、ＯＲＰは再び上昇する。
ここで、スラリー中の重金属の濃度は減少しているため、添加した重金属固定化剤は急激に消費されることもなく、ＯＲＰは緩やかに上昇することとなり、ＯＲＰの正の変化量を測定しやすくなる。
【００１６】
そして、重金属固定化剤の添加前後のＯＲＰの正の変化量を合計して、合計正の変化量を求め、この合計正の変化量と前記した検量線に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定することができる。
【００１７】
また、重金属固定化剤の添加は、１回でもよいし、複数回であってもよい。複数回、重金属固定化剤を添加する場合は、例えば、間欠的に、断続的に等どのような態様であってもよいが、このように繰り返して添加すると、次第にＯＲＰの上昇量は小さくなり、最終的にはスラリー中の重金属が略固定化されてしまい、ＯＲＰもほとんど上昇しなくなる。さらに、このときまでのＯＲＰの正の変化量の合計値は、１３号試験による重金属固定化剤の添加量と、非常に高い相関性を示し、これに基づいた添加量はより正確である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を決定する方法であって、キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート系重金属固定化溶液に、重金属含有物を添加してスラリーを調製し、当該スラリー中のキレート系重金属固定化剤濃度を経時的に測定して、前記重金属含有物の添加後におけるキレート系重金属固定化剤濃度の減少量を算出し、当該減少量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を決定することを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法である。
【００１９】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、重金属含有物の添加前、金属固定化溶液中の、重金属と結合していない系金属固定化剤は、略均一に分散することとなり、その濃度は一定値を示す。
そして、重金属固定化溶液に重金属含有物を添加すると、重金属含有物から重金属が溶出し、重金属固定化剤と速やかに結合して、すなわちキレート反応して、不溶のキレート化合物が生成するため、重金属は固定化される。また、重金属固定化剤と重金属との結合の進行、つまり、キレート反応の進行とともに、スラリー中の、重金属固定化剤の濃度は減少する。
すなわち、重金属含有物の添加中に、直ちに重金属に消費された重金属固定化剤も含めて、重金属固定化剤の濃度は減少することとなる。
したがって、この重金属固定化剤の減少量と、予め求めた重金属固定化剤の減少量−１３号試験より求めた重金属固定化剤の必要添加量の検量線とに基づいて、重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の方法において、前記スラリー中のキレート系重金属固定化剤濃度の測定後、さらに、キレート系重金属固定化剤を添加し、キレート系重金属固定化剤濃度を経時的に測定して、当該キレート系重金属固定化剤の添加後におけるキレート系重金属固定化剤濃度の減少量を算出し、前記キレート系重金属固定化剤の添加の前後において、キレート系重金属固定化剤濃度の減少量を合計して合計減少量を算出し、当該合計減少量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を決定することを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法である。
【００２１】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、例えば、重金属含有灰の添加により、重金属固定化溶液中の重金属固定化剤が、直ちに消費されてしまい、重金属固定化剤の濃度が急激に減少した後一定値を示しても、さらに、重金属固定化剤を添加することにより、重金属固定化剤濃度は一旦上昇したのち、添加した重金属固定化剤と重金属とが結合し、重金属固定化剤濃度は再び減少する。ここで、スラリー中の重金属の濃度は減少しているため、添加した重金属固定化剤は急激に消費されることもなく、重金属固定化剤濃度は、緩やかに減少することとなり、重金属固定化剤濃度の減少量を測定しやすくなる。
【００２２】
そして、重金属固定化剤の添加前後の重金属固定化剤濃度の減少量を合計して、合計減少量を求め、この合計減少量と前記した検量線に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定することができる。
【００２３】
また、重金属固定化剤の添加は、請求項２に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法と同様、１回でもよいし、複数回であってもよい。
【００２４】
また、重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を決定するシステムであって、前記キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート重金属固定化溶液を調製するキレート系重金属固定化溶液調製手段と、前記キレート系重金属固定化溶液と前記重金属含有物とを混合してスラリーを作製するスラリー作製手段と、前記スラリーの酸化還元電位を経時的に測定する酸化還元電位測定手段と、当該測定における前記酸化還元電位の正の変化量を算出する酸化還元電位変化量算出手段と、前記変化量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を算出する添加量算出手段と、を備えたことを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムである。
【００２５】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムによれば、キレート系重金属固定化溶液調製手段により、キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート重金属固定化溶液を調製し、スラリー作製手段により、このキレート系重金属固定化溶液と重金属含有物とを混合してスラリーを作製する。
そして、酸化還元電位測定手段により、スラリーの酸化還元電位を経時的に測定し、酸化還元電位変化量算出手段により、この酸化還元電位の正の変化量を算出する。
その後、添加量算出手段により、この正の変化量に基づいてキレート系重金属固定化剤の添加量を正確に算出（決定）することができる。
【００２６】
また、重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を決定するシステムであって、前記キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート重金属固定化溶液を調製するキレート系重金属固定化溶液調製手段と、前記キレート系重金属固定化溶液と前記重金属含有物とを混合してスラリーを作製するスラリー作製手段と、前記スラリー中のキレート系重金属固定化剤濃度を経時的に測定するキレート系重金属固定化剤濃度測定手段と、当該測定における前記キレート系重金属固定化剤濃度の減少量を算出するキレート系重金属固定化剤濃度減少量算出手段と、前記減少量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を算出する添加量算出手段と、を備えたことを特徴とするキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムである。
【００２７】
このようなキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムによれば、キレート系重金属固定化溶液調製手段により、キレート系重金属固定化剤が溶解したキレート重金属固定化溶液を調製し、スラリー作製手段により、このキレート系重金属固定化溶液と重金属含有物とを混合してスラリーを作製する。
そして、キレート系重金属固定化剤濃度測定手段により、スラリー中の、重金属に結合していないキレート系重金属固定化剤濃度を経時的に測定し、キレート系重金属固定化剤濃度減少量算出手段により、このキレート系重金属固定化剤濃度の減少量を算出する。
その後、添加量算出手段により、この減少量に基づいて、キレート系重金属固定化剤の添加量を正確に算出（決定）することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、この実施形態に何ら限定されるものではない。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【００２９】
［第１実施形態］
第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システム１（以下、「決定システム」と略称することもある）及び決定方法について、適宜図面を参照して説明する。なお、第１実施形態は、重金属含有物を重金属含有灰とした場合である。
参照する図面において、図１は、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムの全体構成図である。図２は、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、酸化還元電位の経時変化を模式的に示すグラフである。図３は、酸化還元電位の正の変化量と環境庁告示１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量との関係を示す検量線（検量線データ）に基づいて、酸化還元電位より重金属固定化剤の添加量を算出する方法を模式的に示すグラフである。図４は、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、複数回、重金属固定化剤を添加した場合の酸化還元電位の経時変化を模式的に示すグラフである。
【００３０】
図１に示すように、キレート系重金属固定化剤の添加量の決定システム１は、重金属固定化溶液を調製する重金属固定化溶液調製部１０と、重金属固定化溶液と重金属含有灰６０とを混練（混合）してスラリーを調製する混練機２０（スラリー作製手段）と、混練機２０に設けられ、スラリーのＯＲＰを測定する酸化還元電位計３０（酸化還元電位測定手段）と、酸化還元電位計３０と電気的に接続され、重金属固定化剤の添加量を決定する添加量決定装置４０を主要部として構成されており、ＯＲＰに基づいて重金属固定化剤の添加量を決定するシステムである。
以下、各構成要素について、詳細に説明する。
【００３１】
重金属固定化溶液調製部１０は、重金属固定化剤を水で希釈して、所定濃度の重金属固定化溶液を調製し、この重金属固定化溶液を混練機２０に供給するものであり、上流側に並設された重金属固定化剤タンク１１と希釈水タンク１２と、これらの後段に連通し、重金属固定化剤と希釈水を混合する重金属固定化溶液調製槽１３（キレート系重金属固定化溶液調製手段）を備えて構成されている。
【００３２】
重金属固定化剤タンク１１は、高濃度の重金属固定化剤を一旦貯留するものであり、その後段は、バルブ、ポンプ、流量計（いずれも図示しない）を介して、重金属固定化溶液調製槽１３に連通しており、重金属固定化剤を重金属固定化溶液調製槽１３に、適宜、供給可能となっている。
重金属を固定化する重金属固定化剤としては、本発明では特に限定されず、公知である重金属固定化剤から適宜選択して使用可能である。
【００３３】
希釈水タンク１２は、重金属固定化剤を希釈する水を一旦貯留するものであり、その後段は、バルブ、ポンプ、流量計（いずれも図示しない）を介して、重金属固定化溶液調製槽１３に連通しており、希釈水を重金属固定化溶液調製槽１３に、適宜、供給可能となっている。
希釈する水としては、ＯＲＰを測定することを考慮し、適宜な方法により脱塩した脱イオン水を使用することが好ましい。
【００３４】
重金属固定化溶液調製槽１３には、ミキサ１４等の撹拌手段が設けられており、重金属固定化剤と希釈水を、好適に撹拌・混合可能となっている。また、重金属固定化溶液調製槽１３の後段は、バルブ、ポンプ、流量計（いずれも図示しない）を介して、混練機２０に連通しており、重金属固定化溶液を混練機２０に、適宜供給可能となっている。
【００３５】
混練機２０には、前記した酸化還元電位計３０の他、重金属固定化溶液と重金属含有灰６０を混練するミキサ２１と、混練温度変化にともない重金属及び重金属固定化剤の活量係数の変動防止を考慮し、例えばヒータ及びクーラを有する混練温度調整手段（図示しない）が設けられており、スラリーを所定温度に保持して混練可能となっている。このような温度調整手段（図示しない）は、混練機２０だけでなく、重金属固定化溶液調製槽１３等その他の装置に設けてもよい。
【００３６】
添加量決定装置４０は、ＯＲＰの正の変化量を算出する酸化還元電位変化量算出手段４１（以下、「ＯＲＰ変化量算出手段」と略称する）と、ＯＲＰの正の変化量を合計して合計正の変化量を算出する酸化還元電位合計変化量算出手段４２（以下、「ＯＲＰ合計変化量算出手段」と略称する）と、予め求められた検量線データが記憶された検量線データ記憶手段４４と、ＯＲＰの正の変化量及び検量線データ、さらに必要に応じてＯＲＰの合計正の変化量に基づいて、重金属固定化剤の添加量を算出する添加量算出手段４３を備えて構成されている。
【００３７】
ここで、検量線データとは、予め、数種類の金属含有灰について、後記する第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法により求められたＯＲＰの正の変化量または合計正の変位量と、１３号試験により求められた重金属固定化剤の必要添加量との相関性を求めた、例えば、相関式、グラフ等のデータである。
また、検量線データ記憶手段４４は、後記するように、スラリーにさらに重金属固定化溶液を添加する決定方法における、検量線データも有していることが好ましい。
【００３８】
ＯＲＰ変化量算出手段４１、ＯＲＰ合計変化量算出手段４２、及び添加量算出手段４３は、公知であるＣＰＵ、ＲＯＭ等から構成され、検量線データ記憶手段４４は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶媒体から構成されており、相互に電気的に接続されている。
【００３９】
続いて、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法について説明する。
第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法は、所定濃度の重金属固定化溶液に、所定量の重金属含有灰６０を添加・混合してスラリーを作製し、このスラリーについてＯＲＰを測定し、ＯＲＰの変化量に基づいて、重金属固定化剤の添加量を決定する方法である。
【００４０】
まず、重金属固定化溶液調製槽１３で、重金属固定化剤と水を、ミキサ１４で撹拌・混合して、所定濃度の重金属固定化溶液を調製する。
【００４１】
そして、所定量の重金属固定化溶液を混練機２０に供給し、これに必要に応じて、消石灰等のｐＨ調製剤を添加する。
その後、所定量の重金属含有灰６０を添加し、ミキサ２１で撹拌混合してスラリーを調製しつつ、このスラリーのＯＲＰを酸化還元電位計３０で、所定時間、経時的に測定する。また、必要に応じてＯＲＰの温度補正を行う。
さらに、重金属固定化溶液と重金属含有灰６０との混合比は、良好に混合するため、液固比（Ｌ（ｍＬ）／ｓ（ｇ））で、１０〜１０００、特に８００〜１０００程度とすることが好ましい。
【００４２】
ここで、ＯＲＰ及び重金属の固定化について、図２を参照して説明する。なお、説明の都合上、図２において、時間Ｔ₀に、重金属固定化溶液に重金属含有灰６０を添加し始めた場合を想定して説明する。
【００４３】
ＯＲＰは、重金属含有灰６０の添加前（Ｔ₀以前）、金属固定化溶液中の重金属固定化剤の濃度に応じて一定値Ｅ₀を示す。
【００４４】
重金属含有灰６０添加後（Ｔ₀以後）、重金属含有灰６０から溶出した重金属は、重金属固定化剤と直ちに結合（キレート反応）して、水に不溶の重金属−重金属固定化剤結合体（キレート化合物）が生成するため、スラリー中の重金属固定化剤の濃度は徐々に減少する。したがって、ＯＲＰは、正側に上昇する。また、生成した重金属−重金属固定化剤結合体は沈殿する。このようにして重金属は、重金属固定化剤に固定化される。
【００４５】
すなわち、重金属含有灰６０の添加前から、ＯＲＰを連続的に測定することにより、重金属含有灰６０の添加中のＯＲＰの変化も測定することができる。つまり、重金属含有灰６０の添加中に消費された重金属固定剤も、ＯＲＰとして測定することができる。
【００４６】
そして、スラリー中の重金属が重金属固定化剤により殆ど固定化されると、または、重金属固定化剤が全て消費されると、スラリー中の重金属固定化剤濃度は変化せず略一定値（重金属固定化剤が全て消費された場合はゼロ）となり、ＯＲＰも略一定値Ｅ₁を示す。
【００４７】
ＯＲＰ変化量算出手段４１は、酸化還元電位計３０を介して、ＯＲＰを経時的に監視しており、重金属含有灰６０添加前の酸化還元電位Ｅ₀と、略一定となった酸化還元電位Ｅ₁との差により、ＯＲＰの正の変化量（図２に示す、電位差ΔＥ₁）を算出する。
【００４８】
添加量算出手段４３は、図３に示すように、このように算出したＯＲＰの正の変化量（ΔＥ₁）を、この正の変化量に対応して、検量線データ記憶手段４４に記憶された検量線データに代入することにより、重金属含有灰６０に含まれる重金属を固定化する重金属固定化剤の添加量を算出（決定）する。
【００４９】
このようにして、第１実施形態に係る重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、重金属固定化溶液に添加した所定量の重金属含有灰６０に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属の添加量を正確に決定することができる。
【００５０】
また、第１実施形態に係る重金属固定化剤の添加量の決定方法において、ＯＲＰの正の変化量の測定後、スラリーに所定量の重金属固定化溶液を、さらに添加してもよい（図４参照）。
このように、さらに重金属固定化溶液を添加すると、例えば、重金属含有灰６０から溶出する重金属の濃度に対して、重金属固定化溶液中の重金属固定化剤の濃度が低く、重金属と重金属固定化溶液とが直ちに結合（キレート反応）し、ＯＲＰの経時的な正の変化量を測定しにくかった場合においても、重金属固定化剤の添加量を正確に算出することができる。
つまり、重金属固定化剤の必要量が異なる重金属灰を対象とし、その測定時間内で、どちらの重金属灰が重金属固定化剤の全てを消費してしまった場合、それぞれの重金属灰における重金属固定化剤の必要量を測定できないが、このように、さらに重金属固定化溶液を添加すると、算出することができる。
【００５１】
すなわち、図４に示すように、時間Ｔ₁で重金属固定化溶液をさらに添加したとすると、一時的にスラリー中の重金属固定化剤の濃度は増加するため、ＯＲＰは一時的に負側の酸化還元電位Ｅ₂に低下する。その後、添加された重金属固定化剤は重金属と結合（キレート反応）し、ＯＲＰは再び正側に上昇した後、酸化還元電位Ｅ₃で略一定値となる。このとき、一旦、重金属は固定化されているため、その濃度は低くなっており、重金属固定化剤は重金属と緩やかな速度で結合するため、ＯＲＰ及びＯＲＰの正の変化量（図４に示す、電位差ΔＥ₂）は測定しやすくなる。
【００５２】
このように重金属固定化溶液をさらに添加した場合、ＯＲＰ合計変化量算出手段４２は、重金属固定化溶液の添加の前後における各ＯＲＰの正の変化量を合計して合計正の変化量（ΔＥ₁＋ΔＥ₂＋ΔＥ₃）を算出する。
さらに、添加量算出手段４３は、合計正の変化量及びこの添加方法に対応した検量線データに基づいて、重金属固定化剤の添加量を算出（決定）する。
【００５３】
このように、さらに重金属固定化溶液を添加した場合は、後記する実施例で記載するように、合計正の変化量と１３号試験によるキレート剤必要添加量とは非常に高い相関性を示すため、非常に高い精度で重金属固定化剤の添加量を決定することができる。
また、重金属固定化溶液は、さらに複数回添加してもよく、添加するタイミングは、間欠的、断続的等、どのようであってもよい。また、この場合は、添加方法に応じた検量線データを予め求めておき、検量線データ記憶手段４４に記憶しておく。
【００５４】
また、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システム１は、例えば、ゴミ処理施設において、飛灰集塵機で集塵された飛灰（重金属含有灰）が貯溜された飛灰サイロの後段に設け、この飛灰の一部をサンプリングし、そのサンプリングした飛灰中の重金属を固定化する重金属固定化剤の添加量を決定するために使用してもよいし、焼却残渣（重金属含有灰）に適用してもよい。
このように第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量決定システム１を適用すれば、サンプリングした飛灰について算出した金属固定化剤の添加量と、サンプリングした飛灰（重金属含有灰）の量に基づいて、同一種類、組成の飛灰全体（重金属含有灰）について容易に重金属固定化剤の必要な添加量を求めることができる。
さらに、第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量決定システム１をポータブル型（持ち運び可能）に構成すれば、例えばゴミ最終処分場において、既に重金属固定化処理が施された重金属処理済灰（重金属含有灰）を対象として、既に施された重金属固定化処理の有効性を判定することもできる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量決定装置及び決定方法について、適宜図面を参照して説明する。
参照する図面において、図５は、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムの全体構成図である。図６は、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、キレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を模式的に示すグラフである。図７は、キレート系重金属固定化剤の濃度と環境庁告示１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との関係を示す検量線に基づいて、キレート系重金属固定化剤の濃度より、キレート系重金属固定化剤の添加量を算出する方法を模式的に示すグラフである。図８は、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、複数回、重金属固定化溶液を添加した場合のキレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を模式的に示すグラフである。
【００５６】
第２実施形態では、第１実施形態で測定した酸化還元電位（ＯＲＰ）に代えて、スラリー中の重金属含有灰６０から溶出した重金属と結合していない非結合状態の重金属固定化剤の濃度（非結合キレート系重金属固定化剤濃度）に着目する。
【００５７】
図５に示すように、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システム２は、第１実施形態に係る決定システム１の酸化還元電位電位計３０に代えて、スラリー中の重金属固定化剤の濃度を測定する吸光度計３１（キレート系重金属固定化剤濃度測定手段）と、吸光度計３１と電気的に接続され、キレート系重金属固定化剤の濃度に基づいて重金属固定化剤の添加量を決定する添加量決定装置５０を備えて構成されている。
【００５８】
吸光度計３１は、公知である吸光度計から、適宜選択して利用可能である。吸光度計３１には、適宜な手段を介して、スラリーの一部を試料として供給可能となっている。
【００５９】
添加量決定装置５０は、キレート系重金属固定化剤濃度の減少量を算出するキレート系重金属固定化剤濃度減少量算出手段５１と、重金属固定化剤濃度減少量を合計して合計減少量を算出するキレート系重金属固定化剤濃度合計減少量算出手段５２と、予め求められた検量線データが記憶された検量線データ記憶手段５４と、重金属固定化剤濃度の減少量及び検量線データ、さらに必要に応じて重金属固定化剤合計減少量に基づいて、重金属固定化剤の添加量を算出する添加量算出手段５３を備えて構成されている。
【００６０】
続いて、第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法について説明する。
第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法は、所定濃度の金属固定化溶液に、所定量の重金属含有灰６０を添加・混合してスラリーを作製し、このスラリーについて重金属固定化剤濃度を経時的に測定し、重金属固定化剤濃度の減少量に基づいて、重金属固定化剤の添加量を決定する方法である。
【００６１】
第１実施形態と同様にスラリーを調製しつつ、このスラリー中の重金属固定化剤の濃度を、所定間隔で、例えば光の波長を２８０〜２９０ｎｍとして、吸光度計３１により測定する。
【００６２】
ここで、スラリー中の重金属固定化剤の濃度について、図６を参照して説明する。なお、説明の都合上、第１実施形態と同様、図６において、時間Ｔ₀に、重金属固定化溶液に重金属含有灰６０を添加し始めた場合を想定して説明する。
【００６３】
重金属固定化剤濃度は、重金属含有灰６０の添加前（Ｔ₀以前）、金属固定化溶液中の重金属固定化剤の濃度に応じて一定値Ｃ₀を示す。
【００６４】
重金属含有灰６０添加後（Ｔ₀以後）、重金属含有灰６０から溶出した重金属は、重金属固定化剤と直ちに結合（キレート反応）して、水に不溶の重金属−重金属固定化剤結合体（キレート化合物）が生成するため、スラリー中の重金属固定化剤の濃度は徐々に減少する。
【００６５】
すなわち、重金属含有灰６０の添加前から、重金属固定化剤の濃度を経時的に測定することにより、重金属含有灰６０の添加中の重金属固定化剤濃度の変化も測定することができる。つまり、重金属含有灰６０の添加中に消費された重金属固定剤も測定することができる。
【００６６】
そして、スラリー中の重金属が重金属固定化剤により殆ど固定化されると、または、重金属固定化剤が全て消費されると、スラリー中の重金属固定化剤濃度は変化せず略一定値Ｃ₁（重金属固定化剤が全て消費された場合はゼロ）を示す。
【００６７】
キレート系重金属固定化剤濃度減少量出手段５１は、吸光度計３１を介して、重金属固定化剤濃度を経時的に監視しており、重金属含有灰６０添加前の重金属固定化剤濃度Ｃ₀と、略一定となった重金属固定化剤濃度Ｃ₁との差により、重金属固定化剤濃度の減少量（図６に示す、濃度差ΔＣ₁）を算出する。
【００６８】
添加量算出手段５３は、図７に示すように、このように算出した重金属固定化剤濃度の減少量（ΔＣ₁）を、この正の変化量に対応して、検量線データ記憶手段５４に記憶された検量線データに代入することにより、重金属含有灰６０に含まれる重金属を固定化する重金属固定化剤の添加量を算出（決定）する。
【００６９】
このようにして、第２実施形態に係る重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、重金属固定化溶液に添加した所定量の重金属含有灰６０に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属の添加量を正確に決定することができる。
したがって、算出した金属固定化剤の添加量と、重金属含有灰６０の量と、同一種類の重金属含有灰６０について容易に重金属固定化剤の添加量を求めることができる。
【００７０】
また、第１実施形態と同様に、重金属固定化剤濃度の減少量の測定後、スラリーに所定量の重金属固定化溶液を、さらに添加してもよい（図８参照）。
このように、さらに重金属固定化溶液を添加すると、例えば、重金属含有灰６０から溶出する重金属の濃度に対して、重金属固定化溶液中の重金属固定化剤の濃度が低く、重金属と重金属固定化溶液とが直ちに結合（キレート反応）し、ＯＲＰの経時的な正の変化量を測定しにくかった場合においても、重金属固定化剤の添加量を正確に算出することができる。
【００７１】
すなわち、図８に示すように、時間Ｔ₁で重金属固定化溶液をさらに添加すると、一時的にスラリー中の重金属固定化剤の濃度は上昇する（Ｃ₂）。その後、添加された重金属固定化剤は、重金属と結合し、重金属固定化剤濃度は再び低下した後、重金属固定化剤濃度Ｃ₃で略一定値となる。このとき、一旦重金属は固定化されているため、その濃度は低くなっており、重金属固定化剤は重金属と緩やかな速度で結合するため、重金属固定化剤濃度及び重金属固定化剤濃度の減少量（図８に示す、減少量ΔＣ₂）は測定しやすくなる。
【００７２】
このように重金属固定化溶液をさらに添加した場合、キレート系重金属固定化剤濃度合計減少量算出手段５２は、重金属固定化溶液の添加の前後における各重金属固定化剤濃度の減少量を合計して合計減少量（ΔＣ₁＋ΔＣ₂＋ΔＣ₃）を算出する。
そして、添加量算出手段５３は、重金属固定剤濃度の合計減少量及びこの添加方法に対応した検量線データに基づいて、重金属固定化剤の添加量を算出（決定）する。
【００７３】
第１実施形態と同様、このようにさらに重金属固定化溶液を添加する場合は、後記する実施例で記載するように、合計減少量と１３号試験によるキレート剤必要添加量とは非常に高い相関性を示すため、非常に高い精度で重金属固定化剤の添加量を決定することができる。
また、重金属固定化溶液は、さらに複数回添加してもよく、添加するタイミングは、間欠的、断続的等、どのようであってもよい。また、この場合は、添加方法に応じた検量線データを予め求めておき、検量線データ記憶手段４４に記憶しておく。
【００７４】
ここで、本発明に係る添加量の決定方法や決定システムは、前記した形態に限定されず、その他に例えば、図１、図５において、金属固定化溶液調製槽１３に、金属含有灰６０を直接添加し、その中に酸化還元電位計３０または吸光度計３１を挿入して測定するように構成してもよい。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を、さらに具体的に説明する。
【００７６】
（実施例１）
５０００ｍｌタンク（スラリー作製手段）に、脱イオン水３００ｍｌと、ｐＨを一定に保つための消石灰（ＣａＯＨ₂）を６ｇと、重金属固定化剤（アッシュナイト（Ｒ）、栗田工業製）を１／１００に希釈した重金属固定化溶液１５ｍｌを投入して、撹拌機で５分間撹拌した。
これに、後記する表１に示すＡ灰（重金属含有灰）６ｇを添加して、緩やかに撹拌しながら、酸化還元電位計３０（東亜電波製、電極：白金、Ａｇ−ＡｇＣｌ、３．３ＭＫＣｌ）を使用して、ＯＲＰを１０分間測定した。測定結果を図９に示す。
また、後記するＢ灰、Ｃ灰、及び、重金属含有灰を添加しないもの（消石灰のみ）についても、同様に調製し、ＯＲＰの測定を行った。測定結果を、図９にあわせて示す。
なお、図９の凡例「実１（Ａ）」は、実施例１による方法で、灰Ａを測定した結果を示す。すなわち、「実」は実施例、「比」は比較例、「数字」は実施例または比較例の番号、「Ａ〜Ｄ」は灰の種類、「消」は消石灰のみを示す。
【００７７】
（実施例２）
実施例１における、ＯＲＰを測定することに代えて、吸光度計（島津製作所製）によりスラリー中の重金属固定化剤濃度（遊離キレート濃度）を測定した以外は、実施例１と同様である。測定結果を図１０に示す。
【００７８】
（実施例３）
Ｃ灰、Ｄ灰、及び、重金属含有灰を添加しないもの（消石灰のみ）を対象として、実施例１と同様に１０分間ＯＲＰを測定した後、スラリーに同一濃度の重金属固定化溶液（重金属固定化剤を１／１００に希釈したもの）１５ｍＬを添加して、緩やかに撹拌しながら、引き続きＯＲＰを、１０分間、つまり合計２０分間測定した。測定結果を図１１に示す。
【００７９】
（実施例４）
Ｃ灰、Ｄ灰、及び、重金属含有灰を添加しないもの（消石灰のみ）を対象として、実施例２と同様に１０分間重金属固定化剤濃度を測定した後、スラリーに同一濃度の重金属固定化溶液１５ｍＬを添加して、緩やかに撹拌しながら、引き続き重金属固定化剤濃度を、１０分間、つまり合計２０分間測定した。測定結果を図１２に示す。
【００８０】
（比較例１）
５０００ｍｌタンクに、脱イオン水３０００ｍｌと、消石灰６ｇと、Ａ灰６ｇとを投入して、撹拌機で１０分間撹拌した。これに、実施例１と同一濃度の重金属固定化溶液１５ｍｌを添加して、緩やかに撹拌しながら、ＯＲＰを１０分間測定した。測定結果を図９に示す。
また、Ｂ灰、Ｃ灰、及び、重金属含有灰を添加しないものについても、ＯＲＰの測定を行った。測定結果を、図９に示す。
【００８１】
（比較例２）
比較例１における、ＯＲＰを測定することに代えて、吸光度計によりスラリー中の重金属固定化剤濃度（遊離キレート濃度）を測定した以外は、比較例１と同様である。測定結果を図１０に示す。
【００８２】
（対象とした重金属含有灰）
次に、実施例１〜４、比較例１〜２において、重金属含有灰として使用したＡ灰、Ｂ灰、Ｃ灰、Ｄ灰の成分分析結果を表１に示す。
また、Ａ灰〜Ｄ灰について、環境庁告示１３号試験を行った試験結果を表２に示す。
【００８３】
【表１】

【００８４】
【表２】

【００８５】
したがって、表２から明らかなように、重金属固定化剤の必要添加率は、Ａ灰に対しては３質量％、Ｂ灰に対しては７質量％、Ｃ灰に対しては１５質量％、Ｄ灰に対しては２５質量％となる。
【００８６】
（各測定結果の検証）
続いて、実施例１〜４、比較例１、２により得られた測定結果に基づいて検証した。
【００８７】
（実施例１及び比較例１の測定結果の検証）
図９から明らかなように、実施例１によれば、重金属含有灰の添加後（時間０で重金属含有灰を添加し始めたする）、ＯＲＰは正側に上昇していることがわかる。特に、Ｐｂ含有率の高い灰Ｃを測定対象とした場合、Ａ灰及びＢ灰と比して、重金属固定化剤の消費量が多くなるため、ＯＲＰの正の変化量は、大きいことがわかる。
一方、比較例１によれば、重金属固定化剤の添加後、一旦、その濃度が増加するためＯＲＰが低下した後、上昇していることがわかる。
ここで、例えば、灰Ｃに着目すれば、１０分経過後のＯＲＰは、略同一電位であるにも関わらず、実施例１により得られるＯＲＰの正の変化量は、比較例１と比して、約２倍程度である。すなわち、実施例１によれば、重金属含有灰の添加直後から、重金属と重金属固定化剤の結合（キレート反応）によるＯＲＰの変化量を高精度で測定可能であることがわかる。
【００８８】
さらに、これらの測定結果から、１０分後までのＯＲＰの正の変化量に対して、１３号試験による重金属固定化剤必要添加量をプロットしたグラフを図１３に示す。
図１３から明らかなように、実施例１に係る相関係数（Ｒ²＝０．９８４３）は、比較例１に係る相関係数（Ｒ²＝０．９１６８）に比して、高いことが分かる。すなわち、本発明に係る重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、高精度で１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量を、算出（決定）可能であることが明らかである。
【００８９】
（実施例２及び比較例２の測定結果の検証）
図１０から明らかなように、実施例２によれば、重金属含有灰の添加後、重金属固定化剤濃度は直ちに低下していることがわかる。特に、灰Ｃを測定対象とした場合、Ａ灰及びＢ灰と比して、重金属固定化剤の消費量が多くなるため、重金属固定化剤濃度の減少量は、大きいことがわかる。
一方、比較例２によれば、重金属固定化剤の添加後、一旦、その濃度が増加した後、低下していることがわかる。
ここで、例えば、灰Ｃに着目すれば、１０分経過後の重金属固定化剤の濃度は、略同一濃度であるにも関わらず、実施例２により得られる減少量は、比較例２と比して、約４．５倍程度である。すなわち、実施例２によれば、重金属含有灰添加直後から、重金属と重金属固定化剤の結合（キレート反応）による重金属固定化剤濃度の減少量を高精度で測定可能であることがわかる。
【００９０】
さらに、これらの測定結果から、１０分後までの重金属固定化剤濃度の減少量に対して、１３号試験による重金属固定化剤必要添加量をプロットしたグラフを図１４示す。
図１４から明らかなように、実施例２に係る相関係数（Ｒ²＝０．９７３４）は、比較例２に係る相関係数（Ｒ²＝０．８０４９）に比して、高いことが分かる。すなわち、本発明に係る重金属固定化剤の添加量の決定方法によれば、高精度で１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量を、算出（決定）可能であることが明らかである。
【００９１】
（実施例３の測定結果の検証）
図１１から明らかなように、実施例３によれば、重金属含有灰の添加後（時間０で重金属含有灰を添加し始めたする）、ＯＲＰは正側に上昇していることがわかる。そして、重金属固定化剤溶液の添加後（１０分後）、一旦ＯＲＰは低下した後、再び上昇していることがわかる。
ここで、Ｐｂ含有率の高い灰Ｄに着目すれば、重金属固定化溶液の添加後におけるＯＲＰの正の変化量は小さくなっていることがわかる。
【００９２】
さらに、これらの測定結果から、１０分後までのＯＲＰの正の変化量と、１０分から２０分後までのＯＲＰの正の変化量を合計した合計正の変化量に対して、１３号試験による重金属固定化剤必要添加量をプロットしたグラフを図１５示す。
図１５から明らかなように、さらに重金属固定化溶液を添加し２０分後までの合計正の変化量に係る相関係数（Ｒ²＝０．９９９６）は、重金属固定化溶液を添加しない場合の相関係数（Ｒ²＝０．８８８）に比して、高いことが分かる。すなわち、さらに重金属固定化溶液を添加してＯＲＰを測定し、ＯＲＰの合計正の変化量を考慮すると、１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量を、高精度で算出（決定）可能であることが明らかである。
【００９３】
（実施例４の測定結果の検証）
図１２から明らかなように、実施例４によれば、重金属含有灰の添加後（時間０で重金属含有灰を添加し始めたする）、重金属固定化剤濃度は負側に低下していることがわかる。そして、重金属固定化剤溶液の添加後（１０分後）、重金属固定化剤濃度は一旦上昇し、その後、再び低下していることがわかる。
ここで、Ｐｂ含有率の高い灰Ｄに着目すれば、重金属固定化溶液の添加後における重金属固定化剤濃度の低下量（減少量）は小さくなっていることがわかる。
【００９４】
さらに、これらの測定結果から、１０分後までの重金属固定化剤濃度の減少量と、１０分から２０分後までの減少量を合計した合計減少量に対して、１３号試験による重金属固定化剤必要添加量をプロットしたグラフを図１６に示す。
図１６から明らかなように、さらに重金属固定化溶液を添加し２０分後までの合計減少量に係る相関係数（Ｒ²＝０．９９９６）は、重金属固定化溶液を添加しない場合の相関係数（Ｒ²＝０．８５６）に比して、高いことが分かる。すなわち、さらに重金属固定化溶液を添加して重金属固定化剤濃度を測定し、その合計正の変化量を考慮すると、１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量を、高精度で算出（決定）可能であることが明らかである。
【００９５】
以上、本発明に係る好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、各実施形態を適宜組み合わせてもよいし、本発明に係る趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【００９６】
前記した第２実施形態では、吸光度計により、重金属固定化剤の濃度を測定したが、その他に例えば、所定間隔でキレート滴定を行って重金属固定化剤の濃度を求めてもよいし、ＴＯＣ（ＴｏｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎ）濃度を測定してもよい。
また、重金属固定化剤が、ＯＲＰが低い物質である場合、ＯＲＰを測定することで重金属固定化剤の濃度が求められる。この重金属固定化剤の濃度より、重金属の濃度も計算される。
【００９７】
【発明の効果】
本発明よれば、重金属含有灰等の重金属含有物に含まれる重金属を固定化するキレート系重金属固定化剤の添加量を、正確に決定可能なキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムの全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、酸化還元電位の経時変化を模式的に示すグラフである。
【図３】酸化還元電位の正の変化量と環境庁告示１３号試験による重金属固定化剤の必要添加量との関係を示す検量線（検量線データ）に基づいて、酸化還元電位より重金属固定化剤の添加量を算出する方法を模式的に示すグラフである。
【図４】第１実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、複数回、重金属固定化溶液を添加した場合の酸化還元電位の経時変化を模式的に示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定システムの全体構成図である。
【図６】第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、キレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を模式的に示すグラフである。
【図７】キレート系重金属固定化剤の濃度の減少量と環境庁告示１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との関係を示す検量線（検量線データ）に基づいて、キレート系重金属固定化剤の濃度の減少量より、キレート系重金属固定化剤の添加量を算出する方法を模式的に示すグラフである。
【図８】第２実施形態に係るキレート系重金属固定化剤の添加量の決定方法において、複数回、重金属固定化溶液を添加した場合のキレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を模式的に示すグラフである。
【図９】実施例１及び比較例１に係る酸化還元電位の経時変化を示すグラフである。
【図１０】実施例２及び比較例２に係るキレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を示すグラフである。
【図１１】実施例３に係る酸化還元電位の経時変化を示すグラフである。
【図１２】実施例４に係るキレート系重金属固定化剤の濃度の経時変化を示すグラフである。
【図１３】実施例１及び比較例１に係る酸化還元電位の正の変化量と、１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との相関性を示すグラフである。
【図１４】実施例２及び比較例２に係るキレート系重金属固定化剤の減少量と、１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との相関性を示すグラフである。
【図１５】実施例３に係る酸化還元電位の正の変化量と、１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との相関性を示すグラフである。
【図１６】実施例４に係る酸化還元電位の正の変化量と、１３号試験によるキレート系重金属固定化剤の必要添加量との相関性を示すグラフである。
【符号の説明】
１、２キレート系重金属固定化剤の添加量の決定システム
１０重金属固定化溶液調製部
１１重金属固定化剤タンク
１２希釈水タンク
１３重金属固定化溶液調製槽（キレート系重金属固定化溶液調製手段）
２０混練機（スラリー作製手段）
３０酸化還元電位計（酸化還元電位測定手段）
３１吸光度計（重金属固定化剤濃度測定手段）
４０、５０添加量決定装置
４１酸化還元電位変化量算出手段
４２酸化還元電位合計変化量算出手段
４３、５３添加量算出手段
４４、５４検量線データ記憶手段
５１キレート系重金属固定化剤濃度減少量算出手段
５２キレート系重金属固定化剤濃度合計減少量算出手段
６０重金属含有灰（重金属含有物）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining the amount of chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes heavy metals contained in heavy metal-containing materials such as heavy metal-containing ash. To the law Related.
[0002]
[Prior art]
Ashes discharged from municipal waste incineration plants and the like include fly ash collected by a dust collector in a flue and incineration ash that is an incineration residue of an incinerator. Of these, fly ash having a high heavy metal content is obliged to be treated appropriately by the method specified by the Ministry of the Environment (the Environmental Agency Notification No. 13 test, hereinafter referred to as “No. 13 test”).
[0003]
One treatment method defined by the Ministry of the Environment is a chemical treatment method, and chelating agents (chelating heavy metal immobilizing agents), inorganic chemical agents and the like are generally used as the treating agents.
In such a chemical treatment method, it is important to add a chemical in an appropriate amount without excess or deficiency in order to reliably prevent elution of heavy metals while taking into consideration the cost of the chemical.
[0004]
Therefore, the inventors of the present application added a chelate heavy metal fixing agent to a slurry obtained by mixing heavy metal-containing ash and water, measured the oxidation-reduction potential of the slurry, and based on the measurement result, the chelate system A method for determining the amount of heavy metal fixing agent added has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-70902 A (page 4-5)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-126585 (page 4-6)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 add a chelating heavy metal immobilizing agent to the slurry, the amount of positive change in redox potential during the addition of the chelating heavy metal immobilizing agent is accurately measured. There were cases where it was not possible. In this case, the heavy metal contained in the heavy metal-containing ash cannot accurately grasp how much chelate heavy metal immobilizing agent was originally consumed, and the amount of chelating heavy metal immobilizing agent added cannot be accurately determined. there were.
[0007]
Therefore, the present invention provides a method for determining the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that can accurately determine the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes heavy metals contained in heavy metal-containing materials such as heavy metal-containing ash. The law The issue is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present application have conducted extensive research, and as a result, mixed heavy metal-containing ash and chelate heavy metal immobilizing agent, and combined heavy metal and chelate heavy metal immobilizing agent to combine heavy metal. In order to prevent immobilization, that is, elution of heavy metals, the oxidation-reduction potential (hereinafter referred to as oxidation-reduction potential) of a slurry obtained by adding heavy metal-containing ash to a chelate heavy metal immobilization solution in which a chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved. It has been found that “ORP” may be abbreviated to the positive side immediately after the addition of heavy metal.
And the amount of increase of ORP in a predetermined time after addition of heavy metal-containing ash, that is, the positive change amount of ORP is a chelate heavy metal immobilizing agent required for immobilizing heavy metals contained in the heavy metal-containing ash It was found that it has a very high correlation with the added amount of. Here, “addition amount of chelating heavy metal immobilizing agent necessary for immobilizing heavy metals contained in the heavy metal-containing ash” is an addition amount determined from the aforementioned Environmental Agency Notification No. 13 test. This added amount is hereinafter referred to as “heavy metal fixing agent (added) amount by No. 13 test”.
It was also found that the amount of decrease in the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the slurry at a predetermined time after addition of the heavy metal-containing ash ash has a very high correlation with the amount of the chelate heavy metal immobilizing agent added.
[0009]
In view of such knowledge, the invention according to claim 1 as a means for solving the above problem is a method for determining the amount of chelating heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in heavy metal-containing materials. Then, a heavy metal containing material is added to the chelating heavy metal immobilization solution in which the chelating heavy metal immobilizing agent is dissolved to prepare a slurry, and the oxidation-reduction potential of the slurry is measured over time. Amount of addition of chelating heavy metal immobilizing agent characterized by calculating the amount of positive change of redox potential after addition and determining the amount of chelating heavy metal immobilizing agent based on the amount of positive change This is the method of determination.
[0010]
Here, "chelate heavy metal immobilizing agent (hereinafter sometimes abbreviated as" heavy metal immobilizing agent ") is also referred to as a chelating agent or a chelating reagent, and binds to a heavy metal such as lead (Pb) (chelating reaction). ) To form a chelate compound (a general term for complexes having a chelate ring such as a 4-membered ring or a 6-membered ring). Therefore, when the heavy metal immobilizing agent and the heavy metal-containing ash are mixed, the heavy metal immobilizing agent and the heavy metal react and bind to form a chelate compound and the heavy metal is immobilized, and elution of heavy metal due to rainwater or the like is prevented.
Examples of the “heavy metal-containing material” include heavy metal-containing ash, heavy metal-containing soil, and heavy metal-containing water.
[0011]
In addition, chelate heavy metal immobilizing agents are sulfide ions (S ^2- ) And the like. Therefore, the concentration in the solution in which the heavy metal immobilizing agent is dissolved (this is referred to as “metal immobilization solution”) can be generally predicted by measuring the oxidation-reduction potential.
Further, “over time” means “with time”.
[0012]
According to such a method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent, a heavy metal immobilizing solution in which the heavy metal immobilizing agent is dissolved at a predetermined concentration is prepared. Therefore, the heavy metal immobilizing agent is dispersed almost uniformly in the heavy metal immobilizing solution, and the oxidation-reduction potential shows a constant value according to the concentration of the heavy metal immobilizing agent.
When a heavy metal-containing material is added to the heavy metal fixing solution to prepare a slurry, heavy metal is eluted from the heavy metal-containing ash. The eluted heavy metal quickly binds to the heavy metal immobilizing agent, that is, undergoes a chelate reaction to produce an insoluble chelate compound, and thus the heavy metal is immobilized. Further, as the binding between the heavy metal immobilizing agent and the heavy metal proceeds, that is, as the chelation reaction proceeds, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the slurry decreases and the ORP increases to the positive side.
That is, during the addition of the heavy metal-containing material, the ORP rises to the positive side immediately including the heavy metal fixing agent consumed by the heavy metal.
Therefore, based on the positive change amount of the ORP and the positive change amount of the ORP determined in advance-the calibration curve of the required addition amount of the heavy metal fixing agent obtained from the No. 13 test and the like, it is included in the heavy metal-containing material. The amount of the chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes the heavy metal to be determined can be accurately determined.
[0013]
In addition, when the method for determining the amount of the chelating heavy metal immobilizing agent applied is applied to, for example, fly ash that has not been subjected to heavy metal immobilization treatment (unheavy metal immobilized heavy metal-containing ash), etc. It is possible to determine the amount of the heavy metal immobilizing agent added for applying the heavy metal immobilization treatment to the ash.
In addition, when applied to treated ash that has already been subjected to heavy metal immobilization treatment (metal-immobilized treated ash), a heavy metal immobilizing agent that is required to immobilize heavy metals contained in the treated ash Therefore, it is also possible to determine the effectiveness of the heavy metal immobilization treatment that has already been performed. That is, when applied to treated ash where heavy metals are sufficiently immobilized, the additional required amount of heavy metal immobilizing agent is measured as zero, and when applied to treated ash where heavy metals are not sufficiently immobilized The additional required amount of heavy metal fixing agent will be measured.
[0014]
The invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein after the oxidation-reduction potential of the slurry is measured, a chelating heavy metal immobilizing agent is further added, and the oxidation-reduction potential is measured over time. Calculate the positive change amount of the redox potential after the addition of the chelating heavy metal immobilizing agent, and add the positive change amount of the redox potential before and after the addition of the chelating heavy metal immobilizing agent. A method for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent, comprising calculating a change amount and determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent based on the total positive change amount.
[0015]
According to such a method for determining the amount of the chelate-based heavy metal immobilizing agent, for example, the heavy metal immobilizing agent in the heavy metal immobilizing solution is immediately consumed due to the addition of the heavy metal-containing material, and the ORP rapidly increases. Even if it shows a constant value after increasing, the ORP is once lowered by adding a heavy metal fixing agent, and then the added heavy metal fixing agent and heavy metal are combined, and the ORP increases again.
Here, since the concentration of the heavy metal in the slurry is decreased, the added heavy metal fixing agent is not consumed rapidly, and the ORP rises slowly, and the positive change amount of the ORP is measured. It becomes easy.
[0016]
Then, the positive change amount of the ORP before and after the addition of the heavy metal immobilizing agent is summed to obtain the total positive change amount, and based on the total positive change amount and the calibration curve, the chelate heavy metal immobilizing agent is obtained. Can be accurately determined.
[0017]
Moreover, the heavy metal fixing agent may be added once or a plurality of times. When adding the heavy metal immobilizing agent a plurality of times, for example, any mode such as intermittent or intermittent may be used. However, when repeatedly added in this way, the amount of increase in ORP gradually decreases. Eventually, the heavy metal in the slurry is substantially fixed, and the ORP hardly increases. Furthermore, the total value of the positive change amount of the ORP up to this time shows a very high correlation with the addition amount of the heavy metal fixing agent by the No. 13 test, and the addition amount based on this is more accurate.
[0018]
The invention according to claim 3 is a method for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in a heavy metal-containing material, wherein the chelate heavy metal immobilization in which the chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved A heavy metal-containing material is added to the solution to prepare a slurry, and the concentration of the chelating heavy metal immobilizing agent in the slurry is measured over time. The concentration of the chelating heavy metal immobilizing agent after the addition of the heavy metal-containing material is measured. A method for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent, comprising calculating a decrease amount and determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent based on the decrease amount.
[0019]
According to the method for determining the amount of the chelating heavy metal immobilizing agent added, before adding the heavy metal-containing material, the metal immobilizing agent not bonded to heavy metal in the metal immobilizing solution is dispersed substantially uniformly. Therefore, the concentration shows a constant value.
When a heavy metal-containing material is added to the heavy metal immobilization solution, the heavy metal is eluted from the heavy metal-containing material and quickly binds to the heavy metal fixing agent, that is, a chelate reaction is generated, so that an insoluble chelate compound is generated. Is fixed. Further, the concentration of the heavy metal fixing agent in the slurry decreases with the progress of the binding between the heavy metal fixing agent and the heavy metal, that is, the progress of the chelate reaction.
That is, the concentration of the heavy metal fixing agent, including the heavy metal fixing agent consumed immediately by the heavy metal, during the addition of the heavy metal-containing material is decreased.
Therefore, based on the decrease amount of the heavy metal immobilizing agent and the amount of decrease in the heavy metal immobilizing agent determined in advance minus the calibration curve for the required addition amount of the heavy metal immobilizing agent determined from the No. 13 test, it is included in the heavy metal-containing material. The amount of the chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes the heavy metal to be determined can be accurately determined.
[0020]
The invention according to claim 4 is the method according to claim 3, wherein a chelate heavy metal immobilizing agent is further added after the measurement of the chelate heavy metal immobilizing agent concentration in the slurry, and a chelate heavy metal immobilizing agent is added. The concentration is measured over time, the amount of decrease in the chelate heavy metal immobilizing agent concentration after the addition of the chelate heavy metal immobilizing agent is calculated, and before and after the addition of the chelate heavy metal immobilizing agent, the chelate heavy metal A chelating heavy metal immobilizing agent characterized in that the amount of immobilization agent concentration is summed to calculate a total decrementing amount, and the addition amount of the chelating heavy metal immobilizing agent is determined based on the total decrementing amount. This is a method for determining the amount of addition.
[0021]
According to the method for determining the amount of the chelate heavy metal immobilizing agent added, for example, the heavy metal immobilizing agent in the heavy metal immobilizing solution is immediately consumed due to the addition of the heavy metal-containing ash. The concentration of the heavy metal fixing agent further increases once by adding a heavy metal immobilizing agent, and then the added heavy metal immobilizing agent and heavy metal bind to each other. The heavy metal fixing agent concentration decreases again. Here, since the concentration of the heavy metal in the slurry is decreased, the added heavy metal fixing agent is not consumed rapidly, and the concentration of the heavy metal fixing agent is gradually decreased. It becomes easier to measure the amount of decrease in density.
[0022]
Then, the amount of decrease in the concentration of the heavy metal immobilizing agent before and after the addition of the heavy metal immobilizing agent is summed to obtain the total amount of decrease, and based on this total amount of decrease and the calibration curve described above, the addition of the chelate heavy metal immobilizing agent The amount can be accurately determined.
[0023]
Further, the addition of the heavy metal immobilizing agent may be performed once or a plurality of times as in the method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to claim 2.
[0024]
Also , A system for determining the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes heavy metals contained in a heavy metal-containing material, wherein a chelating heavy metal immobilizing solution in which the chelating heavy metal immobilizing agent is dissolved is prepared. Immobilization solution preparation means, slurry preparation means for preparing a slurry by mixing the chelate-based heavy metal immobilization solution and the heavy metal-containing material, and oxidation-reduction potential measurement means for measuring the oxidation-reduction potential of the slurry over time And an oxidation-reduction potential change amount calculation means for calculating a positive change amount of the oxidation-reduction potential in the measurement, and an addition amount calculation means for calculating an addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent based on the change amount, The system for determining the amount of the chelating heavy metal immobilizing agent added.
[0025]
According to such a system for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent, the chelate heavy metal immobilizing solution preparing means prepares the chelate heavy metal immobilizing solution in which the chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved, and the slurry preparing means The chelate heavy metal immobilization solution and the heavy metal-containing material are mixed to prepare a slurry.
Then, the oxidation-reduction potential of the slurry is measured over time by the oxidation-reduction potential measurement means, and the positive change amount of the oxidation-reduction potential is calculated by the oxidation-reduction potential change amount calculation means.
Thereafter, the addition amount calculating means can accurately calculate (determine) the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent based on the positive change amount.
[0026]
Also , A system for determining the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes heavy metals contained in a heavy metal-containing material, and preparing a chelating heavy metal immobilizing solution in which the chelating heavy metal immobilizing agent is dissolved Immobilization solution preparation means, slurry preparation means for preparing the slurry by mixing the chelate heavy metal immobilization solution and the heavy metal-containing material, and the chelate heavy metal fixing agent concentration in the slurry is measured over time. A chelate heavy metal immobilizing agent concentration measuring means, a chelate heavy metal immobilizing agent concentration decrease calculating means for calculating a decrease amount of the chelate heavy metal immobilizing agent concentration in the measurement, and a chelate system based on the decrease amount An addition amount calculating means for calculating the addition amount of the heavy metal immobilizing agent, and determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent It is a system.
[0027]
According to such a system for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent, the chelate heavy metal immobilizing solution preparing means prepares the chelate heavy metal immobilizing solution in which the chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved, and the slurry preparing means The chelate heavy metal immobilization solution and the heavy metal-containing material are mixed to prepare a slurry.
Then, the chelate heavy metal immobilizing agent concentration measuring means measures the chelate heavy metal immobilizing agent concentration not bound to heavy metal in the slurry over time, and the chelate heavy metal immobilizing agent concentration decrease calculating means, The amount of decrease in the chelate heavy metal fixing agent concentration is calculated.
Thereafter, the addition amount calculating means can accurately calculate (determine) the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent based on the decrease amount.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
In the description of each embodiment, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
[0029]
[First Embodiment]
A determination system 1 (hereinafter also abbreviated as “determination system”) and a determination method of an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to a first embodiment will be described with reference to the drawings as appropriate. In the first embodiment, the heavy metal-containing material is a heavy metal-containing ash.
In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to a first embodiment. FIG. 2 is a graph schematically showing a change with time of the oxidation-reduction potential in the method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the positive change in redox potential and the required amount of heavy metal immobilizing agent added by the Environmental Agency Notification No. 13 test. It is a graph which shows typically the method of calculating the addition amount of an agent. FIG. 4 is a graph schematically showing the change over time in the oxidation-reduction potential when the heavy metal immobilizing agent is added a plurality of times in the method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment. .
[0030]
As shown in FIG. 1, the system 1 for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent includes a heavy metal immobilization solution preparation unit 10 for preparing a heavy metal immobilization solution, and a heavy metal immobilization solution and a heavy metal-containing ash 60. A kneader 20 (slurry preparation means) for preparing (mixing) slurry, a redox potential meter 30 (redox potential measuring means) provided in the kneader 20 for measuring the ORP of the slurry, and a redox potential meter. 30 is a system that is mainly connected to an addition amount determination device 40 that is electrically connected to 30 and determines the addition amount of the heavy metal fixing agent, and determines the addition amount of the heavy metal fixing agent based on the ORP.
Hereinafter, each component will be described in detail.
[0031]
The heavy metal immobilization solution preparation unit 10 prepares a heavy metal immobilization solution having a predetermined concentration by diluting the heavy metal immobilization agent with water, and supplies the heavy metal immobilization solution to the kneader 20. A heavy metal immobilization agent tank 11 and a dilution water tank 12 arranged in parallel, and a heavy metal immobilization solution preparation tank 13 (a chelate heavy metal immobilization solution preparation means) that communicates with the latter stage and mixes the heavy metal immobilization agent and dilution water. ).
[0032]
The heavy metal immobilizing agent tank 11 temporarily stores a high concentration heavy metal immobilizing agent, and the subsequent stage is a heavy metal immobilizing solution preparation tank 13 via a valve, a pump, and a flow meter (all not shown). The heavy metal fixing agent can be appropriately supplied to the heavy metal fixing solution preparation tank 13.
The heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals is not particularly limited in the present invention, and can be appropriately selected from known heavy metal immobilizing agents.
[0033]
The dilution water tank 12 temporarily stores water for diluting the heavy metal immobilizing agent, and the subsequent stage is placed in the heavy metal immobilization solution preparation tank 13 via a valve, a pump, and a flow meter (all not shown). The diluting water can be appropriately supplied to the heavy metal fixing solution preparation tank 13.
As water to be diluted, it is preferable to use deionized water which has been desalted by an appropriate method in consideration of measuring ORP.
[0034]
The heavy metal immobilization solution preparation tank 13 is provided with a stirring means such as a mixer 14 so that the heavy metal fixing agent and the dilution water can be suitably stirred and mixed. Further, the subsequent stage of the heavy metal immobilization solution preparation tank 13 communicates with the kneader 20 via valves, pumps, and flow meters (all not shown), and appropriately supplies the heavy metal immobilization solution to the kneader 20. It is possible.
[0035]
In the kneading machine 20, in addition to the oxidation-reduction potentiometer 30, the mixer 21 for kneading the heavy metal immobilization solution and the heavy metal-containing ash 60, and prevention of fluctuations in the activity coefficients of the heavy metal and the heavy metal immobilizing agent as the kneading temperature changes In consideration of this, for example, kneading temperature adjusting means (not shown) having a heater and a cooler is provided, and the slurry can be kneaded while being kept at a predetermined temperature. Such temperature adjusting means (not shown) may be provided not only in the kneader 20 but also in other devices such as the heavy metal fixing solution preparation tank 13.
[0036]
The addition amount determination device 40 adds up the redox potential change amount calculation means 41 (hereinafter, abbreviated as “ORP change amount calculation means”) that calculates the positive change amount of the ORP and the positive change amount of the ORP. An oxidation-reduction potential total change amount calculating means 42 for calculating the total positive change amount (hereinafter abbreviated as “ORP total change amount calculating means”), and a calibration curve data storing means in which previously obtained calibration curve data is stored. 44 and an addition amount calculation means 43 for calculating the addition amount of the heavy metal fixing agent based on the positive change amount of the ORP and the calibration curve data, and further, if necessary, the total positive change amount of the ORP. ing.
[0037]
Here, the calibration curve data refers to the positive change amount or total amount of ORP obtained in advance by the method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment to be described later for several types of metal-containing ash. For example, the correlation between the positive displacement amount and the necessary addition amount of the heavy metal immobilizing agent obtained by the No. 13 test is data such as a correlation equation and a graph.
Moreover, it is preferable that the calibration curve data storage means 44 also has calibration curve data in a determination method in which a heavy metal fixing solution is further added to the slurry, as will be described later.
[0038]
The ORP change amount calculation means 41, the ORP total change amount calculation means 42, and the addition amount calculation means 43 are configured by a known CPU, ROM, etc., and the calibration curve data storage means 44 is a storage such as a hard disk drive (HDD). It consists of a medium and is electrically connected to each other.
[0039]
Then, the determination method of the addition amount of the chelate type heavy metal fixing agent which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.
In the method for determining the amount of chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment, a predetermined amount of heavy metal-containing ash 60 is added to and mixed with a predetermined concentration of heavy metal fixing solution to prepare a slurry. In this method, ORP is measured and the amount of heavy metal immobilizing agent added is determined based on the amount of change in ORP.
[0040]
First, in the heavy metal immobilization solution preparation tank 13, a heavy metal immobilization agent and water are agitated and mixed in the mixer 14 to prepare a heavy metal immobilization solution having a predetermined concentration.
[0041]
Then, a predetermined amount of the heavy metal immobilization solution is supplied to the kneader 20, and a pH adjuster such as slaked lime is added thereto as necessary.
Thereafter, a predetermined amount of heavy metal-containing ash 60 is added, and the mixture is stirred and mixed by the mixer 21 to prepare a slurry, and the ORP of this slurry is measured with the oxidation-reduction potentiometer 30 over time for a predetermined time. Further, the temperature correction of the ORP is performed as necessary.
Furthermore, the mixing ratio of the heavy metal fixing solution and the heavy metal-containing ash 60 is about 10 to 1000, particularly about 800 to 1000 in terms of liquid-solid ratio (L (mL) / s (g)) in order to mix well. It is preferable.
[0042]
Here, the fixing of the ORP and heavy metal will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, in FIG. ₀ Next, the case where the heavy metal-containing ash 60 starts to be added to the heavy metal fixing solution will be described.
[0043]
ORP is before the addition of heavy metal-containing ash 60 (T ₀ Previous), constant value E according to the concentration of heavy metal immobilizing agent in the metal immobilizing solution ₀ Indicates.
[0044]
After adding heavy metal-containing ash 60 (T ₀ Thereafter, the heavy metal eluted from the heavy metal-containing ash 60 immediately binds (chelate reaction) with the heavy metal immobilizing agent to form a heavy metal-heavy metal immobilizing agent conjugate (chelate compound) insoluble in water. The concentration of the heavy metal immobilizing agent gradually decreases. Therefore, ORP rises to the positive side. Further, the produced heavy metal-heavy metal fixing agent conjugate is precipitated. In this way, the heavy metal is immobilized on the heavy metal immobilizing agent.
[0045]
That is, by continuously measuring the ORP before the addition of the heavy metal-containing ash 60, the change in the ORP during the addition of the heavy metal-containing ash 60 can also be measured. That is, the heavy metal fixing agent consumed during the addition of the heavy metal-containing ash 60 can also be measured as ORP.
[0046]
When the heavy metal in the slurry is almost immobilized by the heavy metal immobilizing agent or when all the heavy metal immobilizing agent is consumed, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the slurry does not change and is substantially constant (heavy metal immobilization). 0 when all the chemicals are consumed, and the ORP is also substantially constant E ₁ Indicates.
[0047]
The ORP change amount calculation means 41 monitors the ORP over time via the oxidation-reduction potentiometer 30, and the oxidation-reduction potential E before the heavy metal-containing ash 60 is added. ₀ And the oxidation-reduction potential E that has become substantially constant ₁ The positive change amount of ORP (the potential difference ΔE shown in FIG. ₁ ) Is calculated.
[0048]
As shown in FIG. 3, the addition amount calculating means 43 has a positive change amount (ΔE of the ORP calculated in this way. ₁ ) Is assigned to the calibration curve data stored in the calibration curve data storage means 44 corresponding to the positive change amount, thereby adding a heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in the heavy metal-containing ash 60 Calculate (determine) the amount.
[0049]
Thus, according to the determination method of the addition amount of the heavy metal fixing agent which concerns on 1st Embodiment, the chelate type heavy metal which fixes the heavy metal contained in the predetermined amount heavy metal containing ash 60 added to the heavy metal fixing solution Can be accurately determined.
[0050]
Further, in the method for determining the amount of heavy metal immobilizing agent added according to the first embodiment, a predetermined amount of heavy metal immobilizing solution may be further added to the slurry after measuring the positive change amount of ORP (FIG. 4). reference).
Thus, when the heavy metal immobilization solution is further added, for example, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the heavy metal immobilization solution is lower than the concentration of heavy metal eluted from the heavy metal-containing ash 60, and the heavy metal and the heavy metal immobilization solution Can be immediately combined (chelate reaction), and even when it is difficult to measure the positive change in ORP over time, the amount of heavy metal immobilizing agent added can be accurately calculated.
In other words, for heavy metal ash with different required amount of heavy metal immobilizing agent, if either heavy metal ash consumes all of the heavy metal immobilizing agent within the measurement time, heavy metal immobilization in each heavy metal ash Although the required amount of the agent cannot be measured, it can be calculated by adding a heavy metal immobilization solution in this way.
[0051]
That is, as shown in FIG. ₁ If the heavy metal immobilization solution is further added in step 3, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the slurry temporarily increases, so that the ORP temporarily reduces the negative redox potential E. ₂ To drop. Thereafter, the added heavy metal immobilizing agent binds to the heavy metal (chelate reaction), and the ORP rises again to the positive side, and then the redox potential E _Three It becomes a substantially constant value. At this time, since the heavy metal is once immobilized, its concentration is low, and the heavy metal immobilizing agent binds to the heavy metal at a moderate rate, so that the positive change amount of ORP and ORP (shown in FIG. 4). , Potential difference ΔE ₂ ) Becomes easier to measure.
[0052]
When the heavy metal immobilization solution is further added in this way, the ORP total change amount calculating means 42 sums the positive change amounts of the respective ORPs before and after the addition of the heavy metal immobilization solution and adds up the total positive change amount (ΔE ₁ + ΔE ₂ + ΔE _Three ) Is calculated.
Furthermore, the addition amount calculation means 43 calculates (determines) the addition amount of the heavy metal fixing agent based on the total positive change amount and the calibration curve data corresponding to this addition method.
[0053]
Thus, when a heavy metal immobilization solution is further added, the total positive change amount and the required addition amount of the chelating agent by the No. 13 test show a very high correlation as described in the examples described later. The amount of heavy metal fixing agent added can be determined with very high accuracy.
Further, the heavy metal immobilization solution may be added more than once, and the timing of addition may be any, such as intermittent or intermittent. In this case, calibration curve data corresponding to the addition method is obtained in advance and stored in the calibration curve data storage means 44.
[0054]
Moreover, the determination system 1 of the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment is a flying system in which fly ash (heavy metal-containing ash) collected by a fly ash dust collector is stored in a garbage disposal facility, for example. It may be used after the ash silo to sample a part of the fly ash and determine the amount of heavy metal immobilizing agent to immobilize the heavy metal in the sampled fly ash. You may apply to (heavy metal containing ash).
Thus, if the addition amount determination system 1 of the chelate heavy metal fixing agent according to the first embodiment is applied, the addition amount of the metal fixing agent calculated for the sampled fly ash and the sampled fly ash (heavy metal-containing ash) ), The necessary amount of the heavy metal immobilizing agent can be easily determined for the entire fly ash of the same type and composition (heavy metal-containing ash).
Furthermore, if the addition amount determination system 1 of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the first embodiment is configured to be portable (can be carried), for example, heavy metal treatment that has already been subjected to heavy metal immobilization treatment at the final disposal site It is also possible to determine the effectiveness of the already applied heavy metal immobilization treatment for finished ash (heavy metal-containing ash).
[0055]
[Second Embodiment]
Next, the addition amount determination apparatus and determination method of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment will be described with reference to the drawings as appropriate.
In the drawings to be referred to, FIG. 5 is an overall configuration diagram of the determination system of the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment. FIG. 6 is a graph schematically showing a change with time of the concentration of the chelate heavy metal immobilizing agent in the method for determining the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment. FIG. 7 is based on a calibration curve showing the relationship between the concentration of the chelating heavy metal immobilizing agent and the required amount of the chelating heavy metal immobilizing agent according to the Environmental Agency Notification No. 13 test. It is a graph which shows typically the method of calculating the addition amount of a chelate type heavy metal fixing agent. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a change over time in the concentration of a chelate heavy metal immobilizing agent when a heavy metal immobilization solution is added a plurality of times in the determination method of the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment. It is a graph shown in.
[0056]
In the second embodiment, instead of the oxidation-reduction potential (ORP) measured in the first embodiment, the concentration of the unbound heavy metal immobilizing agent that is not bound to the heavy metal eluted from the heavy metal-containing ash 60 in the slurry ( Pay attention to the concentration of non-binding chelate heavy metal immobilizing agent.
[0057]
As shown in FIG. 5, the determination system 2 of the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment is in place of the oxidation-reduction potentiometer 30 of the determination system 1 according to the first embodiment. An absorptiometer 31 (a chelate-based heavy metal immobilizing agent concentration measuring means) for measuring the concentration of the heavy metal immobilizing agent, and an absorptiometer 31 electrically connected to the heavy metal based on the concentration of the chelate-based heavy metal immobilizing agent An addition amount determination device 50 that determines the addition amount of the agent is provided.
[0058]
The absorptiometer 31 can be used by appropriately selecting from known absorptiometers. A part of the slurry can be supplied as a sample to the absorptiometer 31 through an appropriate means.
[0059]
The addition amount determination device 50 calculates the total decrease amount by adding the chelate heavy metal immobilizing agent concentration decrease amount calculating means 51 for calculating the decrease amount of the chelate heavy metal immobilizing agent concentration and the heavy metal immobilizing agent concentration decreasing amount. A chelate-based heavy metal immobilizing agent concentration total decrease amount calculating means 52; a calibration curve data storing means 54 in which previously obtained calibration curve data is stored; a heavy metal immobilizing agent concentration decrease amount and calibration curve data; Accordingly, an addition amount calculation means 53 for calculating the addition amount of the heavy metal fixing agent based on the total decrease amount of the heavy metal fixing agent is provided.
[0060]
Then, the determination method of the addition amount of the chelate type heavy metal fixing agent which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.
The determination method of the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment is to prepare a slurry by adding and mixing a predetermined amount of heavy metal-containing ash 60 to a metal fixing solution of a predetermined concentration. In this method, the concentration of the heavy metal immobilizing agent is measured over time, and the addition amount of the heavy metal immobilizing agent is determined based on the decrease amount of the heavy metal immobilizing agent concentration.
[0061]
While preparing the slurry in the same manner as in the first embodiment, the concentration of the heavy metal fixing agent in the slurry is measured by the absorptiometer 31 at a predetermined interval, for example, the wavelength of light is 280 to 290 nm.
[0062]
Here, the concentration of the heavy metal fixing agent in the slurry will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, as in the first embodiment, in FIG. ₀ Next, the case where the heavy metal-containing ash 60 starts to be added to the heavy metal fixing solution will be described.
[0063]
The concentration of the heavy metal fixing agent is determined before the addition of the heavy metal-containing ash 60 (T ₀ Previous), constant value C depending on the concentration of heavy metal immobilizing agent in the metal immobilizing solution ₀ Indicates.
[0064]
After adding heavy metal-containing ash 60 (T ₀ Thereafter, the heavy metal eluted from the heavy metal-containing ash 60 immediately binds (chelate reaction) with the heavy metal immobilizing agent to form a heavy metal-heavy metal immobilizing agent conjugate (chelate compound) insoluble in water. The concentration of the heavy metal immobilizing agent gradually decreases.
[0065]
That is, by measuring the concentration of the heavy metal fixing agent over time before the addition of the heavy metal-containing ash 60, the change in the heavy metal fixing agent concentration during the addition of the heavy metal-containing ash 60 can also be measured. That is, the heavy metal fixing agent consumed during the addition of the heavy metal-containing ash 60 can also be measured.
[0066]
When the heavy metal in the slurry is almost fixed by the heavy metal fixing agent, or when all the heavy metal fixing agent is consumed, the concentration of the heavy metal fixing agent in the slurry does not change and is substantially constant C ₁ (Zero when all heavy metal immobilizing agents are consumed).
[0067]
The chelate-based heavy metal immobilizing agent concentration reduction means 51 monitors the heavy metal immobilizing agent concentration over time via the absorbance meter 31, and the heavy metal immobilizing agent concentration C before adding the heavy metal-containing ash 60 is measured. ₀ And the heavy metal immobilizing agent concentration C which became substantially constant ₁ The decrease in heavy metal fixing agent concentration (concentration difference ΔC shown in FIG. ₁ ) Is calculated.
[0068]
As shown in FIG. 7, the addition amount calculation means 53 is configured to reduce the heavy metal fixing agent concentration thus calculated (ΔC ₁ ) Is added to the calibration curve data stored in the calibration curve data storage means 54 in correspondence with the positive change amount, thereby adding a heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in the heavy metal-containing ash 60 Calculate (determine) the amount.
[0069]
Thus, according to the determination method of the addition amount of the heavy metal fixing agent which concerns on 2nd Embodiment, the chelate type heavy metal which fixes the heavy metal contained in the predetermined amount heavy metal containing ash 60 added to the heavy metal fixing solution Can be accurately determined.
Therefore, the calculated addition amount of the metal fixing agent, the amount of the heavy metal-containing ash 60, and the addition amount of the heavy metal fixing agent can be easily obtained for the same type of heavy metal-containing ash 60.
[0070]
Similarly to the first embodiment, after measuring the amount of decrease in the concentration of the heavy metal immobilizing agent, a predetermined amount of heavy metal immobilization solution may be further added to the slurry (see FIG. 8).
Thus, when the heavy metal immobilization solution is further added, for example, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the heavy metal immobilization solution is lower than the concentration of the heavy metal eluted from the heavy metal-containing ash 60, and the heavy metal and heavy metal immobilization solution Can be immediately combined (chelate reaction), and even when it is difficult to measure the positive change in ORP over time, the amount of heavy metal immobilizing agent added can be accurately calculated.
[0071]
That is, as shown in FIG. ₁ When the heavy metal immobilizing solution is further added in step 1, the concentration of the heavy metal immobilizing agent in the slurry temporarily increases (C ₂ ). Thereafter, the added heavy metal immobilizing agent binds to the heavy metal, and after the heavy metal immobilizing agent concentration decreases again, the heavy metal immobilizing agent concentration C _Three It becomes a substantially constant value. At this time, since the heavy metal is once immobilized, its concentration is low, and the heavy metal immobilizing agent binds with the heavy metal at a moderate rate, so the amount of decrease in the heavy metal immobilizing agent concentration and the heavy metal immobilizing agent concentration. (Decrease amount ΔC shown in FIG. ₂ ) Becomes easier to measure.
[0072]
When the heavy metal immobilization solution is further added in this way, the chelate heavy metal immobilization agent concentration total decrease amount calculating means 52 adds the decrease amounts of the respective heavy metal immobilization agent concentrations before and after the addition of the heavy metal immobilization solution. Total decrease (ΔC ₁ + ΔC ₂ + ΔC _Three ) Is calculated.
Then, the addition amount calculation means 53 calculates (determines) the addition amount of the heavy metal fixing agent based on the total decrease amount of the heavy metal fixing agent concentration and the calibration curve data corresponding to this addition method.
[0073]
As in the first embodiment, when the heavy metal immobilization solution is further added in this way, as described in the examples described later, the total decrease amount and the required addition amount of the chelating agent by the No. 13 test have a very high correlation. Therefore, the amount of heavy metal immobilizing agent added can be determined with very high accuracy.
Further, the heavy metal immobilization solution may be added more than once, and the timing of addition may be any, such as intermittent or intermittent. In this case, calibration curve data corresponding to the addition method is obtained in advance and stored in the calibration curve data storage means 44.
[0074]
Here, the determination method and the determination system of the addition amount according to the present invention are not limited to the above-described forms. For example, in FIGS. 1 and 5, the metal-containing ash 60 is added to the metal fixing solution preparation tank 13. It may be configured to directly add and measure by inserting the oxidation-reduction potentiometer 30 or the absorbance meter 31 therein.
[0075]
【Example】
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated further more concretely.
[0076]
Example 1
In a 5000 ml tank (slurry preparation means), 300 ml of deionized water and slaked lime (CaOH) to keep the pH constant ₂ ) And 6 ml of a heavy metal immobilizing solution diluted with 1/100 of a heavy metal immobilizing agent (Ashnite (R), manufactured by Kurita Kogyo Co., Ltd.), and stirred with a stirrer for 5 minutes.
To this, 6 g of A ash (heavy metal-containing ash) shown in Table 1 described below was added, and while gently stirring, redox potentiometer 30 (manufactured by Toa Denpa., Electrode: platinum, Ag-AgCl, 3.3M KCl) ) Was used to measure the ORP for 10 minutes. The measurement results are shown in FIG.
Further, B ash, C ash, and those not added with heavy metal-containing ash (only slaked lime) were prepared in the same manner, and ORP was measured. The measurement results are also shown in FIG.
The legend “Real 1 (A)” in FIG. 9 shows the result of measuring the ash A by the method according to Example 1. That is, “actual” indicates an example, “ratio” indicates a comparative example, “number” indicates the number of the example or comparative example, “AD” indicates the type of ash, and “slaked” indicates only slaked lime.
[0077]
(Example 2)
Instead of measuring ORP in Example 1, it is the same as Example 1 except that the heavy metal fixing agent concentration (free chelate concentration) in the slurry was measured by an absorptiometer (manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement results are shown in FIG.
[0078]
(Example 3)
Targeting C ash, D ash, and ash not containing heavy metal (only slaked lime), after measuring ORP for 10 minutes in the same manner as in Example 1, the same concentration of heavy metal fixing solution (heavy metal fixing) The agent was diluted to 1/100), and 15 mL was added, and the ORP was continuously measured for 10 minutes, that is, for a total of 20 minutes with gentle stirring. The measurement results are shown in FIG.
[0079]
(Example 4)
After measuring the heavy metal fixing agent concentration for 10 minutes in the same manner as in Example 2 for C ash, D ash, and ash not containing heavy metal-containing ash (only slaked lime), the same concentration of heavy metal immobilization solution in the slurry With the addition of 15 mL, the heavy metal fixing agent concentration was subsequently measured for 10 minutes, that is, a total of 20 minutes with gentle stirring. The measurement results are shown in FIG.
[0080]
(Comparative Example 1)
In a 5000 ml tank, 3000 ml of deionized water, 6 g of slaked lime, and 6 g of A ash were added and stirred for 10 minutes with a stirrer. To this, 15 ml of a heavy metal fixing solution having the same concentration as in Example 1 was added, and ORP was measured for 10 minutes while gently stirring. The measurement results are shown in FIG.
Moreover, ORP was measured also about the thing which does not add B ash, C ash, and heavy metal containing ash. The measurement results are shown in FIG.
[0081]
(Comparative Example 2)
Instead of measuring the ORP in Comparative Example 1, it is the same as Comparative Example 1 except that the heavy metal fixing agent concentration (free chelate concentration) in the slurry was measured with an absorptiometer. The measurement results are shown in FIG.
[0082]
(Target heavy metal-containing ash)
Next, Table 1 shows component analysis results of A ash, B ash, C ash, and D ash used as heavy metal-containing ash in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2.
In addition, Table 2 shows the test results of the Environmental Agency Notification No. 13 test for A ash to D ash.
[0083]
[Table 1]

[0084]
[Table 2]

[0085]
Therefore, as is clear from Table 2, the necessary addition rate of the heavy metal fixing agent is 3% by mass for A ash, 7% by mass for B ash, 15% by mass for C ash, It becomes 25 mass% with respect to D ash.
[0086]
(Verification of each measurement result)
Then, it verified based on the measurement result obtained by Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG.
[0087]
(Verification of measurement results of Example 1 and Comparative Example 1)
As can be seen from FIG. 9, according to Example 1, it can be seen that the ORP increases to the positive side after the heavy metal-containing ash is added (addition of the heavy metal-containing ash starts at time 0). In particular, when ash C having a high Pb content is used as the measurement target, the amount of heavy metal immobilizing agent consumed is greater than that of A ash and B ash, so that the positive change amount of ORP is large. .
On the other hand, according to Comparative Example 1, it can be seen that after the addition of the heavy metal immobilizing agent, the concentration once increased and therefore the ORP decreased and then increased.
Here, for example, focusing on the ash C, the ORP after 10 minutes has substantially the same potential, but the positive change amount of the ORP obtained in Example 1 is compared with that in Comparative Example 1. About twice as much. That is, according to Example 1, immediately after the addition of heavy metal-containing ash, the amount of change in ORP due to the binding (chelate reaction) between heavy metal and heavy metal fixing agent can be measured with high accuracy.
[0088]
Furthermore, the graph which plotted the heavy metal fixing agent required addition amount by a No. 13 test with respect to the positive change amount of ORP until 10 minutes after these measurement results is shown in FIG.
As is clear from FIG. 13, the correlation coefficient (R ² = 0.9843) is the correlation coefficient (R ² = 0.9168), which is high. That is, according to the method for determining the addition amount of the heavy metal immobilizing agent according to the present invention, it is clear that the required addition amount of the heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test can be calculated (determined) with high accuracy.
[0089]
(Verification of measurement results of Example 2 and Comparative Example 2)
As is apparent from FIG. 10, according to Example 2, it can be seen that the concentration of the heavy metal fixing agent immediately decreases after the addition of the heavy metal-containing ash. In particular, when ash C is used as a measurement target, the amount of heavy metal immobilizing agent consumed is larger than that of A ash and B ash, so that the amount of decrease in the concentration of heavy metal immobilizing agent is large.
On the other hand, according to Comparative Example 2, it can be seen that the concentration once increased after the addition of the heavy metal fixing agent and then decreased.
Here, for example, when focusing on ash C, the amount of reduction obtained in Example 2 is comparable to that in Comparative Example 2 even though the concentration of the heavy metal immobilizing agent after 10 minutes is substantially the same. And it is about 4.5 times. That is, according to Example 2, it can be seen that immediately after the addition of the heavy metal-containing ash, the amount of decrease in the heavy metal fixing agent concentration due to the binding (chelate reaction) between the heavy metal and the heavy metal fixing agent can be measured with high accuracy.
[0090]
Furthermore, the graph which plotted the heavy metal fixing agent required addition amount by a No. 13 test with respect to the reduction | decrease amount of the heavy metal fixing agent density | concentration after 10 minutes from these measurement results is shown in FIG.
As is clear from FIG. 14, the correlation coefficient (R ² = 0.9734) is the correlation coefficient (R ² = 0.8049). That is, according to the method for determining the addition amount of the heavy metal immobilizing agent according to the present invention, it is clear that the required addition amount of the heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test can be calculated (determined) with high accuracy.
[0091]
(Verification of measurement results of Example 3)
As is apparent from FIG. 11, according to Example 3, it can be seen that ORP increases to the positive side after the heavy metal-containing ash is added (addition of the heavy metal-containing ash starts at time 0). And after addition of a heavy metal fixing agent solution (after 10 minutes), it turns out that ORP once rises, after falling once.
Here, paying attention to the ash D having a high Pb content, it can be seen that the positive change amount of the ORP after the addition of the heavy metal fixing solution is small.
[0092]
Furthermore, from these measurement results, for the total positive change amount obtained by summing the positive change amount of ORP until 10 minutes and the positive change amount of ORP from 10 minutes to 20 minutes, according to the No. 13 test. The graph which plotted the heavy metal fixing agent required addition amount is shown in FIG.
As is clear from FIG. 15, the correlation coefficient (R) related to the total positive change amount until 20 minutes after adding the heavy metal immobilization solution. ² = 0.9996) is the correlation coefficient when the heavy metal immobilization solution is not added (R ² = 0.888), it can be seen that it is high. That is, when the ORP is measured by adding a heavy metal immobilization solution and considering the total positive change amount of the ORP, the required addition amount of the heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test can be calculated (determined) with high accuracy. It is clear that there is.
[0093]
(Verification of measurement results of Example 4)
As is clear from FIG. 12, according to Example 4, after adding heavy metal-containing ash (starting to add heavy metal-containing ash at time 0), the concentration of the heavy metal fixing agent decreases to the negative side. I understand. And after addition of a heavy metal fixing agent solution (after 10 minutes), it turns out that the heavy metal fixing agent concentration once rises and then falls again.
Here, paying attention to the ash D having a high Pb content, it can be seen that the amount of decrease (decrease) in the concentration of the heavy metal immobilization agent after the addition of the heavy metal immobilization solution is small.
[0094]
Furthermore, from these measurement results, the heavy metal fixing agent according to the No. 13 test was compared with the total reduction amount obtained by summing the reduction amount of the heavy metal fixing agent concentration after 10 minutes and the decrease amount from 10 minutes to 20 minutes later. A graph plotting the required addition amount is shown in FIG.
As is clear from FIG. 16, the correlation coefficient (R) related to the total decrease until 20 minutes after adding the heavy metal immobilization solution. ² = 0.9996) is the correlation coefficient when the heavy metal immobilization solution is not added (R ² = 0.856). That is, when the heavy metal immobilizing solution is further added to measure the heavy metal immobilizing agent concentration, and the total positive change amount is taken into consideration, the required amount of the heavy metal immobilizing agent calculated by the No. 13 test is calculated (determined). Obviously it is possible.
[0095]
As mentioned above, although an example was described about suitable embodiment concerning the present invention, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, may combine each embodiment suitably, and is in the range which does not deviate from the meaning concerning the present invention. Changes can be made as appropriate.
[0096]
In the second embodiment described above, the concentration of the heavy metal immobilizing agent was measured with an absorptiometer. Alternatively, for example, the concentration of the heavy metal immobilizing agent may be obtained by performing chelate titration at a predetermined interval, or the TOC ( (Total Organic Carbon) concentration may be measured.
When the heavy metal immobilizing agent is a substance having a low ORP, the concentration of the heavy metal immobilizing agent can be determined by measuring the ORP. From the concentration of the heavy metal fixing agent, the concentration of heavy metal is also calculated.
[0097]
【The invention's effect】
According to the present invention, a method for determining the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that can accurately determine the amount of a chelating heavy metal immobilizing agent that immobilizes heavy metals contained in heavy metal-containing materials such as heavy metal-containing ash. The law To provide Toga it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to a first embodiment.
FIG. 2 is a graph schematically showing a change with time of oxidation-reduction potential in the method for determining the amount of chelate heavy metal immobilizing agent added according to the first embodiment.
Fig. 3 Based on a calibration curve (calibration curve data) showing the relationship between the positive change in redox potential and the required amount of heavy metal immobilizing agent added by the Environmental Agency Notification No. 13 test, It is a graph which shows typically the method of calculating the addition amount of an agent.
FIG. 4 is a graph schematically showing a time-dependent change in oxidation-reduction potential when a heavy metal immobilization solution is added a plurality of times in the method for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilization agent according to the first embodiment. .
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a system for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to a second embodiment.
FIG. 6 is a graph schematically showing a change over time in the concentration of a chelate heavy metal immobilizing agent in the method for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment.
[Fig. 7] Based on a calibration curve (calibration curve data) showing the relationship between the decrease in the concentration of chelating heavy metal immobilizing agent and the required amount of chelating heavy metal immobilizing agent added by the Environmental Agency Notification No. 13 test. It is a graph which shows typically the method of calculating the addition amount of a chelate type heavy metal fixing agent from the decreasing amount of the density | concentration of a type | system | group heavy metal fixing agent.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a change over time in the concentration of a chelate heavy metal immobilizing agent when a heavy metal immobilization solution is added a plurality of times in the determination method of the amount of chelate heavy metal immobilizing agent according to the second embodiment. It is a graph shown in.
FIG. 9 is a graph showing changes with time in redox potential according to Example 1 and Comparative Example 1;
10 is a graph showing changes with time in the concentration of a chelate heavy metal immobilizing agent according to Example 2 and Comparative Example 2. FIG.
11 is a graph showing a change with time of the oxidation-reduction potential according to Example 3. FIG.
12 is a graph showing the change with time of the concentration of the chelate heavy metal immobilizing agent according to Example 4. FIG.
13 is a graph showing the correlation between the positive change amount of the oxidation-reduction potential according to Example 1 and Comparative Example 1 and the necessary addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test. FIG.
FIG. 14 is a graph showing the correlation between the decreased amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to Example 2 and Comparative Example 2 and the required addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent according to the No. 13 test.
FIG. 15 is a graph showing the correlation between the positive change amount of the oxidation-reduction potential according to Example 3 and the necessary addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test.
FIG. 16 is a graph showing the correlation between the positive change amount of the oxidation-reduction potential according to Example 4 and the required addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent by the No. 13 test.
[Explanation of symbols]
1, 2 System for determining the amount of chelating heavy metal immobilizing agent
10 Heavy Metal Immobilization Solution Preparation Department
11 Heavy metal fixing agent tank
12 Dilution water tank
13 Heavy metal immobilization solution preparation tank (Chelating heavy metal immobilization solution preparation means)
20 Kneading machine (slurry preparation means)
30 Redox potential meter (Measurement means for redox potential)
31 Absorbance meter (Measuring means for heavy metal fixing agent concentration)
40, 50 Addition amount determination device
41 Redox potential change amount calculating means
42 Redox potential total change amount calculating means
43, 53 Addition amount calculation means
44, 54 Calibration curve data storage means
51 Chelate heavy metal immobilizing agent concentration decrease calculating means
52 Means for calculating a decrease in the total concentration of chelating heavy metal immobilizing agents
60 Heavy metal-containing ash (materials containing heavy metals)

Claims

A method for determining an addition amount of a chelating heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in a heavy metal-containing material,
A slurry is prepared by adding a heavy metal-containing material to a chelate heavy metal immobilization solution in which a chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved,
Measuring the oxidation-reduction potential of the slurry over time, calculating the positive change amount of the oxidation-reduction potential after the addition of the heavy metal-containing material,
A method for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent, wherein the addition amount of a chelate heavy metal immobilization agent is determined based on the positive change amount.

After measurement of the oxidation-reduction potential of the slurry, a chelate heavy metal immobilizing agent is further added, and the oxidation-reduction potential is measured over time, so that the redox potential after the addition of the chelate heavy metal immobilization agent is positive. Calculate the amount of change,
Before and after the addition of the chelating heavy metal immobilizing agent, the total positive change amount is calculated by summing with the positive change amount of the oxidation-reduction potential,
The method for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to claim 1, wherein the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent is determined based on the total positive change amount.

A method for determining an addition amount of a chelating heavy metal immobilizing agent for immobilizing heavy metals contained in a heavy metal-containing material,
A slurry is prepared by adding a heavy metal-containing material to a chelate heavy metal immobilization solution in which a chelate heavy metal immobilizing agent is dissolved,
Measuring the chelate heavy metal immobilizing agent concentration in the slurry over time, calculating the amount of decrease in the chelate heavy metal immobilizing agent concentration after addition of the heavy metal-containing material,
A method for determining an addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent, wherein the addition amount of a chelate heavy metal immobilization agent is determined based on the amount of decrease.

After measuring the chelate heavy metal immobilizing agent concentration in the slurry, further adding a chelate heavy metal immobilizing agent, measuring the chelate heavy metal immobilizing agent concentration over time, Calculate the amount of decrease in chelate heavy metal immobilizing agent concentration after addition,
Before and after the addition of the chelate heavy metal immobilizing agent, the total decrease is calculated by summing the decrease in the chelate heavy metal immobilizing agent concentration,
The method for determining the addition amount of a chelate heavy metal immobilizing agent according to claim 3, wherein the addition amount of the chelate heavy metal immobilizing agent is determined based on the total decrease amount.