JP4540941B2

JP4540941B2 - Waste stabilization treatment method

Info

Publication number: JP4540941B2
Application number: JP2003100138A
Authority: JP
Inventors: 泰典柴田; 和人丸井
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP2004305833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、廃石膏ボード、集塵ダスト等の廃棄物の安定化処理方法に関し、より詳細には、これらの廃棄物が含有している微量の有害物質を難溶化し、環境への溶出を抑制する処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物中には、環境規制物質として指定されている微量の環境有害元素が含まれている場合が多く、埋立処分時又は有効利用時に問題となる。特に２００１年に土壌環境基準に追加されたフッ素、ホウ素等の溶出量が規制値を超える場合が問題となる。
【０００３】
廃棄物の中で、副生品として有効利用が進められているものの一つに、副生石膏がある。副生石膏には、石炭、石油などを用いるプラントに設置されている排煙脱硫装置より排出される排脱石膏と、リン酸や酸化チタン等の製造の際に排出される化学石膏とがあり、合計で約５５０万ｔ／年排出されている。排脱石膏及び化学石膏（以後、単に「石膏」と称する。）は、セメント添加材、石膏ボード原料等として利用されているが、セメント、石膏ボードの生産量は低下する一方で、石膏の排出量は増加している。また、脱水スラッジ等の他の廃棄物においても、環境規制強化などにより、利用に際しての環境有害物質の除去、安定化が問題となり、特に有害物質に含まれるフッ素、ホウ素等の有害元素の除去が課題となっている。従って、廃棄物の用途拡大、利用量向上のためには、フッ素、ホウ素等の難溶化、安定化技術の開発が望まれている。
【０００４】
廃棄物に由来するフッ素、ホウ素等の低減方法として、以下のような従来技術が知られている。
【０００５】
例えば、フッ素の除去、安定化方法として、次の(1)〜(4)の技術が知られている。
【０００６】
(1)フッ素を含む廃棄物を水と混練して泥状とした後、カルシウム化合物（水酸化カルシウムなど）を添加し、１００℃以上で水熱処理よりを行うことにより、溶出試験によるフッ素溶出量を１０ｍｇ／Ｌ程度とする技術（特許文献１）。
【０００７】
(2)排煙脱硫において、ｐＨ５〜６の吸収液のフッ素量に見合うリン酸又はリン酸化合物（リン酸カルシウムなど）を供給し、フッ素をフルオロアパタイトとすることにより、吸収液中のアルミニウム、フッ素濃度を低減する技術（特許文献２）。
【０００８】
(3)フッ素イオンを含む廃水に水酸化カルシウムなどの塩基性カルシウム化合物を添加し、次に塩基性カルシウム化合物に対して０．１〜０．４倍当量のリン酸を添加してフルオロアパタイト反応を行なわしめ、次いで鉱酸（硫酸など）の添加により、廃水のｐＨを７〜１０とした後、沈殿物を分離し、廃水のフッ素濃度を２ｍｇ／Ｌ以下とする技術（特許文献３）。
【０００９】
(4)フッ素とセレンを含む排水にリン酸を加えた後に、消石灰などのアルカリ剤にてｐＨを６〜１０に調整してフルオロアパタイトを沈殿させ、更に第一鉄化合物とアルカリ剤を加え、ｐＨを８〜１２に調整して水酸化鉄を沈殿させ、固液分離することにより、排水のフッ素濃度を５ｍｇ／Ｌ以下とする技術（特許文献４）。
【００１０】
一方、ホウ素の除去、安定化方法として、次の(5)の技術が知られている。
【００１１】
(5)ホウ素含有水に硫酸アルミニウム、消石灰などの添加剤を加え、アルミニウムイオン、硫酸イオン、カルシウムイオンの存在下、ｐＨを１０〜１２．５となるように調整し、ホウ素をホウ酸アルミン酸硫酸カルシウム塩として沈殿させ、固液分離することにより、排水のホウ素濃度を２０ｍｇ／Ｌ程度とする技術（特許文献５）。
【００１２】
また、ホウ素とフッ素を同時に除去、安定化させる方法として、次の(6)の技術が知られている。
【００１３】
(6)ホウフッ化物を含有するｐＨ６以下の廃水に、水酸化アルミニウムを添加して曝気し、次いで水酸化カルシウムなどの石灰系アルカリ剤を添加して中和し、塩化鉄などの鉄化合物と硫酸マグネシウムなどのマグネシウム化合物とを添加し、ｐＨを８以上に維持した後、固液分離処理することにより、廃水のホウ素、フッ素の濃度を数ｍｇ／Ｌ程度とする技術（特許文献６）。
【００１４】
しかしながら、上記従来の技術では、安全性、安定性及び得られる処理物の品質において、以下に示す問題点を有している。
【００１５】
まず、安全性の点については、有害元素であるフッ素及びホウ素の溶出液中に於ける濃度を同時に土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１．０ｍｇ／Ｌ以下）以下にすることはできないという問題がある。また、安定性の点については、廃棄物の有害元素の濃度が変われば、処理後の濃度も変わり、確実性に欠けるという問題がある。更に、得られる処理物の品質の点については、溶出液ｐＨが排水基準の５．８〜８．６を満足せず、廃棄物の処理後の有効利用が不可能となるという問題がある。また、溶解性の不純物が残存するので、処理物の品質が低下し、かつ変動するという問題点も抱えている。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５２−１３６８８２号公報
【特許文献２】
特開昭５８−４９４２２号公報
【特許文献３】
特開平６−３４３９７７号公報
【特許文献４】
特開２００２−３１６１７２号公報
【特許文献５】
特開２００２−２３３８８１号公報
【特許文献６】
特開２０００−１８９９８０号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、有害元素であるフッ素、ホウ素等の溶出を同時に低減し、廃棄物の処理前の有害元素の濃度に拘わらず、得られる処理物からの溶出液中に於ける有害元素や溶解性の不純物の濃度を一定基準以下に確実に低減させ、しかも、処理後の廃棄物の有効利用が可能となる廃棄物の安定化処理方法を提供することであり、また、そのような処理物を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スラリ、ケーキ、これらの乾燥物等の性状を為す廃棄物に、リン酸及びアルカリ物質を所定の順序で加えて撹拌・混練を行い、必要に応じて固液分離して得られる固形物に対し、所定温度で所定時間養生を行う養生工程を設けることにより、廃棄物に微量含まれるフッ素、ホウ素等の有害元素を難溶化して土壌環境基準値以下とすることができることを見出したことに基づいて為されたものである。
【００１９】
即ち、本発明の廃棄物の安定化処理方法は、廃棄物に含まれる環境有害物質を難溶化するための処理方法であって、前記廃棄物にリン酸又はその水溶液を加えて混合処理を行うリン酸添加混合工程と、前記リン酸の添加混合処理を行った廃棄物にアルカリ物質を加えて混合処理を行うアルカリ添加混合工程と、得られた廃棄物を静置することにより、前記環境有害物質の難溶化を促進する養生工程とを包含することを特徴とする。
【００２０】
また、他の実施形態では、前記廃棄物にリン酸及びアルカリ物質の混合物又はその水溶液若しくはスラリを加えて混合処理を行う酸アルカリ添加混合工程と、得られた廃棄物を静置することにより、前記環境有害物質の難溶化を促進する養生工程とを包含することを特徴とする。
【００２１】
更なる実施形態では、前期廃棄物にアルカリ物質又はその水溶液を加えて混合処理を行うアルカリ添加混合工程と、前記廃棄物にリン酸又はその水溶液加えて混合処理を行うリン酸添加混合工程と、得られた廃棄物を静置することにより、前記環境有害物質の難溶化を促進する養生工程とを包含することを特徴とする。
【００２２】
上記に於いては、前記養生工程に先だって、前記廃棄物の固液分離を行う固液分離工程を更に設けてもよい。
【００２３】
ここで、本発明が対象とする前記廃棄物は、スラリ、ケーキ又はこれらの乾燥物である。
【００２４】
また、上記のリン酸添加混合工程後、酸アルカリ添加混合工程、又はアルカリ添加混合工程後の廃棄物は、それぞれ含水率４〜３０重量％のケーキであることが好ましい。
【００２５】
前記リン酸の添加量は、前記廃棄物の固形分１００重量部に対して、０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜３重量部である。
【００２６】
前記アルカリ物質の添加量は、前記リン酸の０．１〜１倍当量、好ましくは０．２〜０．８倍当量である。
【００２７】
また、リン酸の添加混合とアルカリ物質の添加混合とを別々に行う構成に於いては、前記リン酸添加混合工程及び前記アルカリ添加混合工程に於ける混合温度は常温〜９５℃、好ましくは１５〜６０℃の範囲であり、混合時間は１〜６０分、好ましくは２〜３０分である。
【００２８】
また、リン酸の添加混合とアルカリ物質の添加混合とを同時に行う構成に於いては、前記酸アルカリ添加混合工程に於ける混合温度は、常温〜９５℃、好ましくは１５〜６０℃の範囲であり、混合時間は１〜６０分、好ましくは２〜３０分である。
【００２９】
前記養生工程は、常温〜９５℃、好ましくは１５〜６０℃の温度範囲で、１０分〜３６時間、好ましくは２０分〜２４時間行われる。
【００３０】
本発明が対象とする廃棄物としては、排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、廃石膏ボード、集塵ダスト等を挙げることができる。
【００３１】
上記アルカリ物質としては、消石灰、生石灰、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、スラグ粉末、セメント、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルミン酸ナトリウム、水ガラス、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等を例示することができる。
【００３２】
また、本発明が対象とする環境有害物質としては、含フッ素化合物、含ホウ素化合物、これらの混合物等を挙げることができる。
【００３３】
本発明の廃棄物の安定化処理物は、上記の廃棄物の安定化処理方法によって得られ、土木建築資材としてとして有用なものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明は下記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更して実施可能なものである。
【００３５】
本発明に於いては、得られる廃棄物の安定化処理物の安全性、安定性及び得られる処理物の品質は、以下のような作用機序によって確保される。
【００３６】
（安全性）
スラリ、ケーキ、乾燥状態等の性状の廃棄物に対して、リン酸又はリン酸及びアルカリ物質の混合物を添加し、酸性側で撹拌・混練することにより、フッ素などが固着している炭酸カルシウム等を分解し、フルオロアパタイトとしてフッ素などが固定されることにより、安全性確保される。ただし、処理物が酸性側であると未反応のリン酸が残存するので、アルカリ物質を加えて撹拌・混練することにより、リン酸はアパタイトなどの難溶物となる一方、廃棄物より新たに溶出してきた物質がアパタイト等と反応し、フロオロアパタイトやホウ酸アルミニウム酸塩などを生成し、これにより環境有害物質が固定される。アルカリ物質はリン酸の０．１〜１倍当量の範囲の添加で良好な水和反応が確保され、処理後の廃棄物の溶出液のｐＨが排水基準（５．８〜８．６）を満たすとともに、有害物質の溶出量が土壌環境基準を満たし、これにより安全性が確保される。このような作用機序は、アルカリ物質を先に添加し、続いてリン酸を添加する場合にも発揮される。
【００３７】
（安定性）
スラリ、ケーキ、乾燥状態等の性状の廃棄物に対して、リン酸又はリン酸及びアルカリ物質の混合物を添加し、有害物をアパタイトなどで固定した後、アルカリ物質を加えることにより、過剰のリン酸を難溶化する一方、廃棄物よりアルミニウム等の溶出を促進し、フッ素、ホウ素等の固定化をより促進することにより、安定性が確保される。これにより、有害物の含有量の変動による処理効果の変動が小さく、有害物の含有量を一定基準以下に確実に低減させて、常に安定した処理物が得られる。更に、常温〜９５℃で養生することにより、水和反応が進行するので、より確実に安定化を図ることができる。このような作用機序は、アルカリ物質を先に添加し、続いてリン酸を添加する場合にも発揮される。なお、養生の水蒸気分圧は高い方が好ましい。これは、処理した廃棄物の水分の蒸発を抑制することができ、フルオロアパタイトを生成する水和反応が継続的に進行するため、養生効果に優れているからである。
【００３８】
（品質）
リン酸、アルカリ物質による処理又はリン酸とアルカリ物質の混合物による処理と、養生処理との組み合わせで有害物の安定化を図ることにより、得られる処理物の品質が確保される。これにより、処理物からの溶出液のｐＨは排水基準を満たし、しかも有害物の溶出量が土壌環境基準を確実に満たすこととなる。また、廃棄物に対して少量の添加量で有害物等を難溶物として安定化するので、溶解物質等により、得られる処理物の長期的な品質が低下することはない。
【００３９】
図１は、本発明の実施の第一形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。以下では排煙脱硫石膏を例に説明する。
【００４０】
脱水装置１１へ入る前の石膏スラリの段階で、石膏スラリの固形分１００重量部に対し、リン酸を０．１〜５重量部添加し、撹拌装置１０を用いて常温〜９５℃で１〜３０分撹拌してｐＨが４〜７のスラリを得る。次に、リン酸の０．１〜１倍当量のアルカリ物質を加えてスラリのｐＨを５〜９とし、撹拌装置１０を用いて常温〜９５℃で１〜６０分撹拌処理を行う。次に、脱水装置１１を用いて固液分離した後、養生室１２に導入して養生を行う。養生室１２での養生は、常温〜９５℃で１０分〜３６時間静置することにより行う。一般に、養生温度が高ければ養生時間は短くすることができ、養生温度が低ければ養生時間は長くなる。この養生工程により、廃棄物に含まれるフッ素、ホウ素等の環境有害物質の難溶化を促進し、安定化した高品質の処理物を得る。
【００４１】
上記においては、リン酸の添加量が０．１重量部未満であると、反応の進行が不十分とあり、５重量部を超えると未反応のリン酸が多く残存し、アルカリ物質の添加量が多くなり、経済的でない。アルカリ物質の添加量がリン酸の０．１倍当量未満であると、未反応のリン酸が多く残存するとともに、水和反応の進行が不十分となり、１倍当量を超えるとｐＨが高くなり、処理後の溶出液ｐＨが排水基準を満たさなくなるとともに、経済的でない。リン酸添加後及びアルカリ物質添加後の撹拌時間は１分より短いと反応の進行が不十分であり、６０分より長くなると大きな設備が必要となり、実用的ではない。リン酸添加後及びアルカリ物質添加後の撹拌温度及び養生温度が９５℃を超えると設備コストが高くなり、実用的ではない。また、リン酸添加後のスラリｐＨがアルカリ側であると、炭酸カルシウムなどの分解が進行せず、ｐＨが低すぎるとアルカリ物質が多く必要となり、経済的でない。
【００４２】
また、上記において養生時間が１０分未満であると反応進行が不十分となり、また、３６時間を超えると大きな養生室が必要となり、実用的ではない。本実施形態に於いては、脱水装置１１から排出される固液分離後の排水はリン酸を含まないので、再度排煙脱硫装置の吸収液として使用することができる。
【００４３】
図２は、本発明の第二の実施形態に係る廃棄物安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。以下では排脱石膏を例に説明する。
【００４４】
まず、石膏スラリの固形分１００重量部に対し、リン酸を０．１〜５重量部とリン酸の０．１〜１倍当量のアルカリ物質を予め予備撹拌装置１３で混合してｐＨが９未満のスラリ状態の水溶液を調製する。次に、脱水装置１５に入る前の段階で、撹拌装置１４に石膏スラリとリン酸及びアルカリ物質のスラリとを投入して、常温〜９５℃で１〜６０分撹拌処理を行う。次に、脱水装置１５を用いて固液分離した後、養生室１６に導入して養生を行う。養生室１２での養生は、常温〜９５℃で１０分〜３６時間静置することにより行う。リン酸、アルカリ物質等の添加量、混練時間、養生時間などの影響は前記と同様である。これにより、廃棄物に含まれるフッ素、ホウ素等の環境有害物質を難溶化し、安定化した高品質の処理物を得る。
【００４５】
リン酸とアルカリ物質との混合スラリのｐＨは、石膏に含まれる炭酸カルシウムなどの不純物量に応じて調整することが望ましく、不純物が多い場合にはｐＨを酸性側にすることで、安定化効果を向上させることができる。
【００４６】
図３は、本発明の第三の実施形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施形態は、脱水後のケーキの性状の廃棄物、又は乾燥状態で排出される廃棄物を想定したものである。以下では排煙脱硫石膏を例に説明する。混練装置１７に脱水後のケーキの性状の石膏を導入し、その固形分１００重量部に対して、リン酸及び必要に応じて水を加えて、含水率４〜３０％に調整する。次に、常温〜９５℃で１〜６０分間、混練装置１７を用いて混練した後、リン酸の０．１〜１倍当量のアルカリ物質を加えて、１〜６０分間更に混練処理を行う。次に、常温〜９５℃にて１０分〜３６時間、養生室１８にて養生を行う。これにより、廃棄物に含まれるフッ素、ホウ素等の環境有害物質を難溶化し、安定化した高品質の処理物を得る。リン酸、アルカリ物質等の添加量、混練時間、養生時間などの影響は前記と同様である。リン酸添加後の混練物の含水率が４％未満であると、水和反応の進行が不十分となり、３０％を超えるとスラリ状となり、ハンドリング困難となる。
【００４７】
図４は、本発明の第四の実施形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施形態は、上記の第三の実施形態と同様に、脱水後のケーキの性状の廃棄物、又は乾燥状態で排出される廃棄物を想定したものである。以下では排煙脱硫石膏を例に説明する。まず、脱水後の石膏の固形分１００重量部に対して、リン酸を０．１〜５重量部とリン酸の０．１〜１倍当量のアルカリ物質を予め予備撹拌装置１９で混合してｐＨが９未満のスラリ状態の水溶液を調製する。次に、混練装置２０に石膏スラリとリン酸及びアルカリ物質のスラリとを投入し、含水率４〜３０％に調整し、常温〜９５℃で１〜６０分、混練装置２０を用いて混練処理を行う。次に、養生室２１に導入して養生を行う。養生室２１での養生は、常温〜９５℃にて１０分〜３６時間静置することにより行う。これにより、廃棄物に含まれるフッ素、ホウ素等の環境有害物質を難溶化し、安定化した高品質の処理物を得る。リン酸、アルカリ物質等の添加量、混練時間、養生時間などの影響は前記と同じである。
【００４８】
なお、上記では、副生石膏を例に挙げて説明したが、本発明は、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、廃石膏ボードおよび集塵ダスト等の廃棄物に対しても有効である。
【００４９】
また、上記各実施形態では、廃棄物にリン酸の添加混合処理を行った後にアルカリ物質を加えて混合処理する場合と、廃棄物にリン酸及びアルカリ物質の混合スラリを加えて混合処理を行う場合とについて説明したが、本発明に於いては、廃棄物にアルカリ物質を加えて混合処理を行った後にリン酸の添加混合処理を行ってもよい。フッ素、ホウ素等を難溶化する効果としては、リン酸及びアルカリ物質の混合スラリを加えて混合処理を行う場合が最も高く、リン酸の添加混合処理を行った後にアルカリ物質を加えて混合処理する場合がその次に高くなる。
【００５０】
【実施例】
下記の表１に示す組成の石膏を例にとり、本発明の実施例、参考例及び比較例について説明する。
【００５１】
【表１】

【００５２】
（参考例１）
２５％石膏スラリの固形分１００重量部に対し、リン酸０．５重量部を添加してスラリのｐＨを５．６とし、常温（２０℃）で５分間撹拌を行った。次に、リン酸の０．６６倍当量に相当する０．２５重量部の消石灰をアルカリ物質として添加し、更に５分間撹拌を行ってスラリのｐＨを７．０とした。次に、固液分離を行い、得られた固形物を常温（２０℃）で１時間養生を行うことにより、安定化石膏を製造した。
【００５３】
安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが７．２、フッ素溶出量が０．２ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素の溶出量が０．１ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていた。なお、他の有害重金属（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｃｒ⁶⁺，Ｈｇ）も基準値を満たしていた。
【００５４】
（参考例２）
脱水後の石膏ケーキ（含水率：９．１％）の固形分１００重量部に対し、リン酸０．５重量部を添加して、常温（２０℃）で３分間混練処理を行った。次に、リン酸の０．５３倍当量に相当する０．２０重量部の生石灰をアルカリ物質として添加し、更に常温（２０℃）で３分間混練を行って、常温（２０℃）で１０時間養生を行うことにより、安定化石膏を製造した。
【００５５】
安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが７．１、フッ素溶出量が０．２ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素の溶出量が０．１ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていた。なお、他の有害重金属（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｃｒ⁶⁺，Ｈｇ）も基準値を満たしていた。
【００５６】
（実施例１）
脱水後の石膏ケーキ（含水率：９．１％）の固形分１００重量部に対して０．６重量部のリン酸に、リン酸の０．８８倍当量に相当する０．３０重量の生石灰を添加し、常温（２０℃）で３分間撹拌処理してスラリを得た。このスラリを前述の石膏ケーキに投入し、常温で３分間混練後、３０℃で２時間養生を行い、安定化石膏を製造した。
【００５７】
安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが７．３、フッ素溶出量が０．２ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素の溶出量が０．１ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていた。なお、他の有害重金属（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｃｒ⁶⁺，Ｈｇ）も基準値を満たしていた。
【００５８】
（比較例１）
脱水後の石膏ケーキ（含水率：９．１％）の固形分１００重量部に対し、消石灰０．４重量部を添加して、常温（２０℃）で１０分間混練処理を行い、安定化石膏を製造した。
【００５９】
安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが１１．４、フッ素溶出量が３．１ｍｇ／Ｌ、ホウ素の溶出量が０．１ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていなかった。
【００６０】
（比較例２）
脱水後の石膏ケーキ（含水率：９．１％）固形分１００重量部に対し、リン酸１重量部を添加して、常温（２０℃）で１０分間混練処理を行い、安定化石膏を製造した。
【００６１】
安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが５．６、フッ素溶出量が１．５ｍｇ／Ｌ、ホウ素の溶出量が０．３ｍｇ／Ｌで、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていなかった。
【００６２】
次に、排水処理後の脱水スラッジ、廃棄された石膏ボードを例にとって他の実施例を説明する。
【００６３】
（実施例２）
脱水スラッジ（含水率：２３％、フッ素、ホウ素の溶出量が土壌環境基準を超えるもの）の固形分１００重量部に対し、リン酸１重量部を添加して、５分間混練処理を行った。次に、リン酸の０．９２倍当量に相当する０．７重量部の消石灰を添加し、更に５分間混練を行って、６０℃、相対湿度８０％下で１時間養生を行い、安定化スラッジを製造した。
【００６４】
安定化スラッジの溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが７．４、フッ素溶出量が０．２ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素の溶出量が０．１ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていた。なお、他の有害重金属（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｃｒ⁶⁺，Ｈｇ）も基準値を満たしていた。
【００６５】
（参考例３）
廃石膏ボード（フッ素溶出量：３．６ｍｇ／Ｌ）を１７０℃に焼成し、破砕を行って半水石膏粉末とした後、この半水石膏１００重量部に対し、リン酸０．８重量部とリン酸の０．７９倍当量に相当する消石灰０．４８重量部と水との混合スラリ６５重量部を添加し、１．５分間混練を行った。次に、常温で２時間養生を行って硬化させた。
【００６６】
硬化した石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、ｐＨが７．２、フッ素溶出量が０．２ｍｇ／Ｌ以下で、排水基準（ｐＨ：５．８〜８．６）、土壌環境基準（フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下）を満たしていた。なお、他の有害重金属（Ｐｂ，Ｃｄ，Ａｓ，Ｓｅ，Ｃｒ⁶⁺，Ｈｇ，Ｂ）も基準値を満たしていた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、廃棄物に微量含まれる含フッ素化合物、含ホウ素化合物等に由来するフッ素、ホウ素等の有害元素を同時に難溶化することができ、その溶出を低減させることができる。しかも、廃棄物の処理前の有害元素の濃度に拘わらず、処理後の溶出液中に於ける有害元素や溶解性の不純物の濃度を一定基準以下に確実に低減させることができる。また、本発明の安定化処理方法により、処理後の廃棄物の有効利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る廃棄物安定化処理方法を実施する装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第四の実施形態に係る廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１脱水装置
１２養生室
１３予備撹拌装置
１４撹拌装置
１５脱水装置
１６養生室
１７混練装置
１８養生室
１９予備撹拌装置
２０混練装置
２１養生室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for stabilizing waste such as flue gas desulfurization gypsum, dewatered sludge, dewatered sludge, sewage sludge, crushed sludge, contaminated soil, waste gypsum board, and dust collection dust. The present invention relates to a treatment method for making a trace amount of harmful substances contained in wastes slightly soluble and suppressing elution into the environment.
[0002]
[Prior art]
Wastes often contain trace amounts of environmentally hazardous elements that are designated as environmentally regulated substances, which is problematic during landfill disposal or effective use. In particular, there is a problem when the amount of elution of fluorine, boron, etc. added to the soil environment standard in 2001 exceeds the regulation value.
[0003]
By-product gypsum is one of the wastes that are being effectively used as a by-product. By-product gypsum includes exhaust gypsum discharged from flue gas desulfurization equipment installed in plants using coal, oil, etc., and chemical gypsum discharged during the production of phosphoric acid, titanium oxide, etc. A total of about 5.5 million tons / year is discharged. Elimination gypsum and chemical gypsum (hereinafter simply referred to as “gypsum”) are used as cement additives, gypsum board raw materials, etc., but the production volume of cement and gypsum board decreases, while gypsum discharge The amount is increasing. Also, with other wastes such as dewatered sludge, the removal and stabilization of environmental hazardous substances during use has become a problem due to stricter environmental regulations, and in particular, removal of harmful elements such as fluorine and boron contained in harmful substances It has become a challenge. Therefore, in order to expand the use of waste and improve the amount of use, development of a technique for making it difficult to solubilize and stabilize fluorine, boron and the like is desired.
[0004]
The following conventional techniques are known as methods for reducing fluorine, boron, and the like derived from waste.
[0005]
For example, the following techniques (1) to (4) are known as methods for removing and stabilizing fluorine.
[0006]
(1) After the waste containing fluorine is kneaded with water to form a mud, a calcium compound (calcium hydroxide, etc.) is added, and hydrothermal treatment is performed at 100 ° C or higher, so that the amount of fluorine eluted by the dissolution test Is a technique for making the amount of about 10 mg / L (Patent Document 1).
[0007]
(2) In flue gas desulfurization, supply phosphoric acid or phosphoric acid compound (calcium phosphate, etc.) that matches the amount of fluorine in the absorbing solution at pH 5-6, and convert fluorine to fluoroapatite, so that the concentration of aluminum and fluorine in the absorbing solution (Patent document 2) which reduces this.
[0008]
(3) Fluoroapatite reaction by adding basic calcium compound such as calcium hydroxide to waste water containing fluorine ions, then adding 0.1-0.4 times equivalent phosphoric acid to basic calcium compound Next, the pH of the wastewater is adjusted to 7 to 10 by adding a mineral acid (such as sulfuric acid), and then the precipitate is separated to make the fluorine concentration of the wastewater 2 mg / L or less (Patent Document 3).
[0009]
(4) After adding phosphoric acid to wastewater containing fluorine and selenium, the pH is adjusted to 6 to 10 with an alkaline agent such as slaked lime to precipitate fluoroapatite, and a ferrous compound and an alkaline agent are further added. The technique which adjusts pH to 8-12, precipitates iron hydroxide, solid-liquid separates, and makes the fluorine density | concentration of waste water 5 mg / L or less (patent document 4).
[0010]
On the other hand, the following technique (5) is known as a method for removing and stabilizing boron.
[0011]
(5) Additives such as aluminum sulfate and slaked lime to boron-containing water, and adjust the pH to 10 to 12.5 in the presence of aluminum ions, sulfate ions, calcium ions, and boron as aluminate borate The technique which makes the boron density | concentration of a waste_water | drain become about 20 mg / L by making it precipitate as calcium sulfate salt and carrying out solid-liquid separation (patent document 5).
[0012]
The following technique (6) is known as a method for simultaneously removing and stabilizing boron and fluorine.
[0013]
(6) Aluminum hydroxide is added to a waste water containing borofluoride with a pH of 6 or less and aerated, and then neutralized by adding a lime-based alkaline agent such as calcium hydroxide, and iron compounds such as iron chloride and sulfuric acid. A technique in which the concentration of boron and fluorine in wastewater is set to about several mg / L by adding a magnesium compound such as magnesium and maintaining the pH at 8 or higher, followed by solid-liquid separation treatment (Patent Document 6).
[0014]
However, the above conventional techniques have the following problems in terms of safety, stability, and quality of the processed product.
[0015]
First, regarding safety, the concentration in the eluate of fluorine and boron, which are harmful elements, is simultaneously reduced to the soil environment standard (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1.0 mg / L or less). There is a problem that you can not do. In addition, regarding the stability, if the concentration of harmful elements in the waste changes, the concentration after treatment also changes, and there is a problem of lack of certainty. Furthermore, with respect to the quality of the processed product to be obtained, there is a problem that the pH of the eluate does not satisfy the drainage standard of 5.8 to 8.6, and effective use after waste processing becomes impossible. Further, since soluble impurities remain, there is a problem that the quality of the processed product is deteriorated and fluctuates.
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 52-136882
[Patent Document 2]
JP 58-49422 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-343977
[Patent Document 4]
JP 2002-316172 A
[Patent Document 5]
JP 2002-233881 A
[Patent Document 6]
JP 2000-189980 A
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the elution of harmful elements such as fluorine and boron at the same time, regardless of the concentration of harmful elements before waste treatment. Waste stabilization process that reliably reduces the concentration of harmful elements and soluble impurities in the eluate from the treated product to below a certain standard and enables effective use of the treated waste. It is to provide a method and to provide such a treatment.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is obtained by adding phosphoric acid and an alkaline substance in a predetermined order to a waste having properties such as slurry, cake, and dried product thereof, stirring and kneading, and solid-liquid separation as necessary. It has been found that by providing a curing process for curing solid materials at a predetermined temperature for a predetermined time, harmful elements such as fluorine and boron contained in a small amount of waste can be made slightly soluble so as to be below the soil environmental standard value. It was made based on that.
[0019]
In other words, the waste stabilization method of the present invention is a treatment method for making environmentally hazardous substances contained in waste hardly soluble, and phosphoric acid or an aqueous solution thereof is added to the waste for mixing treatment. A phosphoric acid addition mixing step, an alkali addition mixing step in which an alkaline substance is added to the waste subjected to the phosphoric acid addition mixing treatment, and a mixture treatment is performed, and the obtained waste is left to stand to And a curing process for promoting the insolubilization of the substance.
[0020]
In another embodiment, an acid-alkali addition mixing step of adding a mixture of phosphoric acid and an alkaline substance or an aqueous solution or slurry thereof to the waste to perform a mixing process, and leaving the obtained waste, And a curing process that promotes poor solubilization of the environmentally hazardous substances.
[0021]
In a further embodiment, an alkali addition mixing step in which an alkaline substance or an aqueous solution thereof is added to the waste in the previous period to perform mixing treatment, and a phosphoric acid addition mixing step in which phosphoric acid or an aqueous solution thereof is added to the waste to perform a mixing treatment, And a curing step for promoting the insolubilization of the environmentally hazardous substance by allowing the obtained waste to stand still.
[0022]
In the above, a solid-liquid separation step for performing solid-liquid separation of the waste may be further provided prior to the curing step.
[0023]
Here, the waste targeted by the present invention is a slurry, a cake, or a dried product thereof.
[0024]
Moreover, it is preferable that the waste after an acid-alkali addition mixing process or an alkali addition mixing process after said phosphoric acid addition mixing process is a cake with a moisture content of 4-30 weight%, respectively.
[0025]
The addition amount of the phosphoric acid is 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the waste.
[0026]
The addition amount of the alkaline substance is 0.1 to 1 times equivalent, preferably 0.2 to 0.8 times equivalent to the phosphoric acid.
[0027]
In addition, in the configuration in which the addition and mixing of phosphoric acid and the addition and mixing of the alkaline substance are performed separately, the mixing temperature in the phosphoric acid addition and mixing step and the alkali addition and mixing step is normal temperature to 95 ° C., preferably 15 The mixing time is 1 to 60 minutes, preferably 2 to 30 minutes.
[0028]
In addition, in the configuration in which the addition and mixing of phosphoric acid and the addition and mixing of the alkaline substance are performed simultaneously, the mixing temperature in the acid-alkali addition and mixing step is in the range of normal temperature to 95 ° C, preferably 15 to 60 ° C. Yes, the mixing time is 1 to 60 minutes, preferably 2 to 30 minutes.
[0029]
The curing step is performed at a temperature ranging from room temperature to 95 ° C., preferably 15 to 60 ° C., for 10 minutes to 36 hours, preferably 20 minutes to 24 hours.
[0030]
Examples of the waste targeted by the present invention include flue gas desulfurization gypsum, dewatered sludge, clean water sludge, sewage sludge, crushed sludge, contaminated soil, waste gypsum board, and dust collection dust.
[0031]
Examples of the alkaline substance include slaked lime, quick lime, calcium carbonate, magnesium hydroxide, slag powder, cement, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium aluminate, water glass, sodium carbonate, potassium carbonate and the like.
[0032]
In addition, examples of environmentally hazardous substances targeted by the present invention include fluorine-containing compounds, boron-containing compounds, and mixtures thereof.
[0033]
The waste stabilization treatment product of the present invention is obtained by the above-described waste stabilization treatment method, and is useful as a civil engineering and building material.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing suitably.
[0035]
In the present invention, the safety and stability of the stabilized treated product obtained and the quality of the obtained treated product are ensured by the following mechanism.
[0036]
(safety)
Calcium carbonate etc. to which fluorine etc. are fixed by adding phosphoric acid or a mixture of phosphoric acid and alkaline substance to slurry with properties such as slurry, cake, dry state, stirring and kneading on the acidic side Is secured and fluorine is fixed as fluoroapatite to ensure safety. However, since unreacted phosphoric acid remains if the treated product is on the acidic side, phosphoric acid becomes a hardly soluble material such as apatite by adding an alkaline substance and stirring and kneading, while newer than waste. The eluted substance reacts with apatite and the like to produce fluoroapatite, boric acid aluminum salt, and the like, thereby fixing environmentally hazardous substances. Alkaline substances ensure good hydration by adding 0.1 to 1 equivalents of phosphoric acid, and the pH of the waste eluate after treatment meets the wastewater standard (5.8 to 8.6). As well as satisfying, the leaching amount of toxic substances meets the soil environmental standards, thereby ensuring safety. Such a mechanism of action is also exhibited when an alkaline substance is added first and then phosphoric acid is added.
[0037]
(Stability)
By adding phosphoric acid or a mixture of phosphoric acid and alkaline substance to wastes with properties such as slurry, cake, and dry state, fixing harmful substances with apatite, etc., then adding alkaline substance, excess phosphorus is added. While the acid is hardly soluble, stability is ensured by promoting the elution of aluminum and the like from the waste and further promoting the fixation of fluorine and boron. Thereby, the fluctuation of the treatment effect due to the fluctuation of the content of the harmful substance is small, and the content of the harmful substance is surely reduced to a certain standard or less, so that a stable treated product can be always obtained. Furthermore, since the hydration reaction proceeds by curing at room temperature to 95 ° C., stabilization can be achieved more reliably. Such a mechanism of action is also exhibited when an alkaline substance is added first and then phosphoric acid is added. In addition, the one where the water vapor partial pressure of curing is high is preferable. This is because the moisture of the treated waste can be suppressed and the hydration reaction for producing fluoroapatite proceeds continuously, so that the curing effect is excellent.
[0038]
(quality)
Stabilization of harmful substances by a combination of treatment with phosphoric acid, alkaline substance or treatment with a mixture of phosphoric acid and alkaline substance, and curing treatment ensures the quality of the obtained treated product. As a result, the pH of the eluate from the treated product satisfies the drainage standard, and the leaching amount of harmful substances reliably satisfies the soil environment standard. In addition, since harmful substances and the like are stabilized as hardly soluble substances with a small addition amount with respect to the waste, the long-term quality of the processed product is not deteriorated by dissolved substances or the like.
[0039]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus for carrying out a waste stabilization method according to the first embodiment of the present invention. In the following, the flue gas desulfurization gypsum will be described as an example.
[0040]
At the stage of the gypsum slurry before entering the dehydrator 11, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid is added to 100 parts by weight of the solid content of the gypsum slurry, and 1 to 1 at room temperature to 95 ° C. using the stirrer 10. Stir for 30 minutes to obtain a slurry with a pH of 4-7. Next, 0.1 to 1-fold equivalent of an alkaline substance of phosphoric acid is added to adjust the pH of the slurry to 5 to 9, and stirring is performed at room temperature to 95 ° C. for 1 to 60 minutes using the stirring device 10. Next, after solid-liquid separation using the dehydrating apparatus 11, it is introduced into the curing room 12 and cured. Curing in the curing room 12 is performed by standing at room temperature to 95 ° C. for 10 minutes to 36 hours. Generally, the curing time can be shortened when the curing temperature is high, and the curing time is long when the curing temperature is low. This curing process promotes the insolubilization of environmentally hazardous substances such as fluorine and boron contained in the waste, and obtains a stabilized and high-quality processed product.
[0041]
In the above, when the addition amount of phosphoric acid is less than 0.1 parts by weight, the progress of the reaction is insufficient, and when it exceeds 5 parts by weight, a large amount of unreacted phosphoric acid remains, and the addition amount of the alkaline substance Is not economical. If the addition amount of the alkaline substance is less than 0.1 times equivalent of phosphoric acid, a large amount of unreacted phosphoric acid remains, and the progress of the hydration reaction is insufficient, and if it exceeds 1 time equivalent, the pH increases. The eluate pH after the treatment does not satisfy the drainage standard and is not economical. If the stirring time after addition of phosphoric acid and after addition of alkaline substance is shorter than 1 minute, the progress of the reaction is insufficient, and if it is longer than 60 minutes, a large facility is required, which is not practical. If the stirring temperature and curing temperature after addition of phosphoric acid and after addition of alkaline substance exceed 95 ° C., the equipment cost increases, which is not practical. Further, if the slurry pH after addition of phosphoric acid is on the alkali side, decomposition of calcium carbonate or the like does not proceed, and if the pH is too low, a large amount of alkaline substance is required, which is not economical.
[0042]
In the above, if the curing time is less than 10 minutes, the reaction progress is insufficient, and if it exceeds 36 hours, a large curing room is required, which is not practical. In the present embodiment, the waste water after solid-liquid separation discharged from the dehydrator 11 does not contain phosphoric acid, and therefore can be used again as an absorbing liquid for the flue gas desulfurization apparatus.
[0043]
FIG. 2 shows a schematic configuration of an apparatus for performing the waste stabilization processing method according to the second embodiment of the present invention. In the following, an explanation will be given by taking drainage gypsum as an example.
[0044]
First, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid and 0.1 to 1-fold equivalent of phosphoric acid are mixed in advance with the pre-stirrer 13 to 100 parts by weight of the solid content of the gypsum slurry, and the pH is 9 Prepare an aqueous solution of less than slurry state. Next, in the stage before entering the dehydrator 15, the gypsum slurry and the slurry of phosphoric acid and alkaline substance are put into the agitator 14, and the agitation is performed at normal temperature to 95 ° C for 1 to 60 minutes. Next, after performing solid-liquid separation using the dehydrating apparatus 15, it is introduced into the curing room 16 and cured. Curing in the curing room 12 is performed by standing at room temperature to 95 ° C. for 10 minutes to 36 hours. The effects of the addition amount of phosphoric acid, alkaline substance, etc., kneading time, curing time, etc. are the same as described above. As a result, environmentally hazardous substances such as fluorine and boron contained in the waste are hardly soluble, and a stabilized high-quality processed product is obtained.
[0045]
It is desirable to adjust the pH of the mixed slurry of phosphoric acid and alkaline substance according to the amount of impurities such as calcium carbonate contained in the gypsum. Can be improved.
[0046]
FIG. 3 shows a schematic configuration of an apparatus that implements the waste stabilization method according to the third embodiment of the present invention. This embodiment assumes the waste of the property of the cake after dehydration, or the waste discharged | emitted in a dry state. In the following, the flue gas desulfurization gypsum will be described as an example. Gypsum in the form of dehydrated cake is introduced into the kneading apparatus 17, and phosphoric acid and water as necessary are added to 100 parts by weight of the solid content to adjust the water content to 4 to 30%. Next, after kneading at room temperature to 95 ° C. for 1 to 60 minutes using the kneading device 17, an alkaline substance of 0.1 to 1 times equivalent of phosphoric acid is added, and further kneading is performed for 1 to 60 minutes. Next, curing is performed in the curing room 18 at room temperature to 95 ° C. for 10 minutes to 36 hours. As a result, environmentally hazardous substances such as fluorine and boron contained in the waste are hardly soluble, and a stabilized high-quality processed product is obtained. The effects of the addition amount of phosphoric acid, alkaline substance, etc., kneading time, curing time, etc. are the same as described above. If the water content of the kneaded product after addition of phosphoric acid is less than 4%, the progress of the hydration reaction is insufficient, and if it exceeds 30%, it becomes a slurry and difficult to handle.
[0047]
FIG. 4 shows a schematic configuration of an apparatus for performing the waste stabilization method according to the fourth embodiment of the present invention. As in the third embodiment, the present embodiment assumes a waste in the form of cake after dehydration or a waste discharged in a dry state. In the following, the flue gas desulfurization gypsum will be described as an example. First, 0.1 to 5 parts by weight of phosphoric acid and 0.1 to 1 times equivalent of alkaline substance of phosphoric acid are mixed in advance with the pre-stirrer 19 with respect to 100 parts by weight of the solid content of gypsum after dehydration. A slurry aqueous solution having a pH of less than 9 is prepared. Next, gypsum slurry and phosphoric acid and alkaline substance slurry are put into the kneading apparatus 20, adjusted to a moisture content of 4 to 30%, and kneaded using the kneading apparatus 20 at room temperature to 95 ° C. for 1 to 60 minutes. I do. Next, it introduces into the curing room 21 and performs curing. Curing in the curing room 21 is performed by leaving at room temperature to 95 ° C. for 10 minutes to 36 hours. As a result, environmentally hazardous substances such as fluorine and boron contained in the waste are hardly soluble, and a stabilized high-quality processed product is obtained. The effects of the addition amount of phosphoric acid, alkaline substance, etc., kneading time, curing time, etc. are the same as described above.
[0048]
In the above, by-product gypsum has been described as an example. Is also effective.
[0049]
Further, in each of the above embodiments, the case where the mixing process is performed by adding an alkaline substance after the phosphoric acid is added and mixed with the waste, and the mixing process is performed by adding a mixed slurry of phosphoric acid and an alkaline substance to the waste. However, in the present invention, phosphoric acid may be added and mixed after an alkaline substance is added to the waste and mixed. The effect of making fluorine, boron, etc. hardly soluble is highest when mixing treatment is performed by adding a mixed slurry of phosphoric acid and alkaline substance, and after adding and mixing phosphoric acid, the alkaline substance is added and mixed. The case is next higher.
[0050]
【Example】
Examples of the present invention, taking gypsum having the composition shown in Table 1 below as an example Reference examples And a comparative example is demonstrated.
[0051]
[Table 1]

[0052]
( Reference example 1)
0.5 parts by weight of phosphoric acid was added to 100 parts by weight of the solid content of 25% gypsum slurry to adjust the pH of the slurry to 5.6, and the mixture was stirred at room temperature (20 ° C.) for 5 minutes. Next, 0.25 parts by weight of slaked lime corresponding to 0.66 times equivalent of phosphoric acid was added as an alkaline substance, and the mixture was further stirred for 5 minutes to adjust the pH of the slurry to 7.0. Next, solid-liquid separation was performed, and the obtained solid was cured at room temperature (20 ° C.) for 1 hour to produce stabilized gypsum.
[0053]
The results of the dissolution test of the stabilized gypsum (according to Notification No. 46 of the Environment Agency) are pH 7.2, fluorine elution amount 0.2 mg / L or less, boron elution amount 0.1 mg / L or less, drainage standard ( pH: 5.8 to 8.6) and soil environmental standards (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less). Other harmful heavy metals (Pb, Cd, As, Se, Cr ⁶⁺ , Hg) also met the standard value.
[0054]
( Reference example 2)
0.5 parts by weight of phosphoric acid was added to 100 parts by weight of the solid content of the dehydrated gypsum cake (water content: 9.1%), and kneading was performed at room temperature (20 ° C.) for 3 minutes. Next, 0.20 parts by weight of quicklime corresponding to 0.53 times equivalent of phosphoric acid is added as an alkaline substance, and further kneaded at room temperature (20 ° C.) for 3 minutes, and at room temperature (20 ° C.) for 10 hours. Stabilized gypsum was produced by curing.
[0055]
The results of the dissolution test of the stabilized gypsum (according to Environment Agency Notification No. 46) are as follows: pH is 7.1, fluorine elution amount is 0.2 mg / L or less, boron elution amount is 0.1 mg / L or less. pH: 5.8 to 8.6) and soil environmental standards (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less). Other harmful heavy metals (Pb, Cd, As, Se, Cr ⁶⁺ , Hg) also met the standard value.
[0056]
(Example 1 )
Dehydrated gypsum cake (moisture content: 9.1%) based on 100 parts by weight of solid content of 0.6 parts by weight of phosphoric acid, 0.30 weight of quicklime corresponding to 0.88 times equivalent of phosphoric acid Was added and stirred at room temperature (20 ° C.) for 3 minutes to obtain a slurry. This slurry was put into the above-mentioned gypsum cake, kneaded at room temperature for 3 minutes, and then cured at 30 ° C. for 2 hours to produce stabilized gypsum.
[0057]
The stabilization gypsum dissolution test results (according to Environment Agency Notification No. 46) show that the pH is 7.3, the fluorine elution amount is 0.2 mg / L or less, and the boron elution amount is 0.1 mg / L or less. pH: 5.8 to 8.6) and soil environmental standards (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less). Other harmful heavy metals (Pb, Cd, As, Se, Cr ⁶⁺ , Hg) also met the standard value.
[0058]
(Comparative Example 1)
0.4 parts by weight of slaked lime is added to 100 parts by weight of the solid content of the dehydrated gypsum cake (water content: 9.1%), and kneaded for 10 minutes at room temperature (20 ° C.) to stabilize the gypsum. Manufactured.
[0059]
The results of the dissolution test of the stabilized gypsum (according to Environment Agency Notification No. 46) show that the pH is 11.4, the fluorine elution amount is 3.1 mg / L, the boron elution amount is 0.1 mg / L or less, and the drainage standard (pH : 5.8 to 8.6) and the soil environment standard (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less).
[0060]
(Comparative Example 2)
Dehydrated gypsum cake (moisture content: 9.1%) To 100 parts by weight of solid content, add 1 part by weight of phosphoric acid and knead at room temperature (20 ° C) for 10 minutes to produce stabilized gypsum. did.
[0061]
The results of the dissolution test of the stabilized gypsum (according to Environment Agency Notification No. 46) are pH 5.6, fluorine elution amount 1.5 mg / L, boron elution amount 0.3 mg / L, drainage standard (pH: 5.8 to 8.6) and soil environmental standards (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less).
[0062]
Next, another embodiment will be described taking dewatered sludge after wastewater treatment and discarded gypsum board as examples.
[0063]
(Example 2 )
1 part by weight of phosphoric acid was added to 100 parts by weight of the solid content of dewatered sludge (water content: 23%, fluorine and boron elution amounts exceeding the soil environment standard), and kneading was performed for 5 minutes. Next, 0.7 parts by weight of slaked lime corresponding to 0.92 times equivalent of phosphoric acid is added, and further kneaded for 5 minutes, followed by curing for 1 hour at 60 ° C. and 80% relative humidity to stabilize. Sludge was produced.
[0064]
The results of the dissolution test of the stabilized sludge (according to Notification No. 46 of the Environment Agency) show that the pH is 7.4, the fluorine elution amount is 0.2 mg / L or less, the boron elution amount is 0.1 mg / L or less, and the drainage standard ( pH: 5.8 to 8.6) and soil environmental standards (fluorine: 0.8 mg / L or less, boron: 1 mg / L or less). Other harmful heavy metals (Pb, Cd, As, Se, Cr ⁶⁺ , Hg) also met the standard value.
[0065]
( Reference example 3 )
Waste gypsum board (fluorine elution amount: 3.6 mg / L) was baked to 170 ° C. and crushed to give a half-water gypsum powder. Then, 100 parts by weight of the half-water gypsum was 0.8 parts by weight of phosphoric acid. Then, a mixed slurry of 0.48 parts by weight of slaked lime corresponding to 0.79 equivalents of phosphoric acid and 65 parts by weight of water was added and kneaded for 1.5 minutes. Next, curing was performed at room temperature for 2 hours.
[0066]
The dissolution test result of cured gypsum (according to Environment Agency Notification No. 46) has a pH of 7.2, a fluorine elution amount of 0.2 mg / L or less, drainage standard (pH: 5.8 to 8.6), soil The environmental standard (fluorine: 0.8 mg / L or less) was satisfied. Other harmful heavy metals (Pb, Cd, As, Se, Cr ⁶⁺ , Hg, B) also met the standard values.
[0067]
【The invention's effect】
According to the present invention, harmful elements such as fluorine and boron derived from a fluorine-containing compound and a boron-containing compound contained in a small amount of waste can be hardly solubilized at the same time, and the elution can be reduced. Moreover, regardless of the concentration of harmful elements before the treatment of waste, the concentration of harmful elements and soluble impurities in the eluate after treatment can be reliably reduced below a certain standard. Moreover, the stabilized treatment method of the present invention enables effective use of the waste after the treatment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for performing a waste stabilization method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an apparatus for carrying out a waste stabilization method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus for carrying out a waste stabilization method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for carrying out a waste stabilization method according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Dehydrator
12 Curing room
13 Pre-stirrer
14 Stirrer
15 Dehydrator
16 Curing room
17 Kneading equipment
18 Curing room
19 Pre-stirrer
20 Kneading equipment
21 Curing room

Claims

In a waste containing an environmental hazardous substance composed of a fluorine-containing compound and a boron-containing compound and aluminum, a treatment method for simultaneously making the harmful elements of fluorine and boron derived from the environmental harmful substance hardly soluble,
A phosphoric acid addition mixing step in which 0.2 to 3 parts by weight of phosphoric acid or an aqueous solution thereof is added to the waste with respect to 100 parts by weight of the solid content of the waste, and a mixing treatment is performed;
An alkali addition mixing step of adding a 0.2 to 0.8-fold equivalent of an alkaline substance to the phosphoric acid and performing a mixing treatment on the waste subjected to the phosphoric acid addition mixing treatment;
And a curing process for promoting the insolubilization of the harmful elements by allowing the obtained waste to stand at 30 to 95 ° C.

In a waste containing an environmental hazardous substance composed of a fluorine-containing compound and a boron-containing compound and aluminum, a treatment method for simultaneously making the harmful elements of fluorine and boron derived from the environmental harmful substance hardly soluble,
To the waste, a mixture of 0.2 to 3 parts by weight of phosphoric acid and 0.2 to 0.8 times equivalent of an alkaline substance with respect to 100 parts by weight of the solid content of the waste, or an aqueous solution thereof, or An acid-alkali addition mixing step in which slurry is added to perform mixing treatment;
And a curing process for promoting the insolubilization of the harmful elements by allowing the obtained waste to stand at 30 to 95 ° C.

In a waste containing an environmental hazardous substance composed of a fluorine-containing compound and a boron-containing compound and aluminum, a treatment method for simultaneously making the harmful elements of fluorine and boron derived from the environmental harmful substance hardly soluble,
An alkali addition mixing step of adding an alkali substance or an aqueous solution thereof to the waste to perform a mixing process;
A phosphoric acid addition mixing step in which phosphoric acid or an aqueous solution thereof is added to the waste for mixing treatment;
A method for stabilizing the waste including a curing step for promoting the insolubilization of the harmful elements by allowing the obtained waste to stand at 30 to 95 ° C.,
The addition amount of the phosphoric acid is 0.2 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the waste, and the addition amount of the alkaline substance is 0.2 to 0.8 times equivalent to the phosphoric acid. A method for stabilizing waste.

The waste stabilization method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a solid-liquid separation step of performing solid-liquid separation of the waste prior to the curing step.

The waste stabilization method according to any one of claims 1 to 4, wherein the waste is a property selected from the group consisting of a slurry, a cake, and a dried product thereof.

The waste stabilization method according to any one of claims 1 to 5, wherein the waste before the curing step is a cake having a moisture content of 4 to 30% by weight.

The waste stabilization process according to claim 1 or 3, wherein a mixing temperature in the phosphoric acid addition mixing step and the alkali addition mixing step is in a range of normal temperature to 95 ° C, and a mixing time is 1 to 60 minutes. Method.

The waste stabilization method according to claim 2, wherein a mixing temperature in the acid-alkali addition mixing step is in a range of normal temperature to 95 ° C and a mixing time is 1 to 60 minutes.

9. The waste stabilization method according to claim 1, wherein the curing step is performed for 10 minutes to 36 hours.

The waste material is selected from the group consisting of flue gas desulfurization gypsum, dewatered sludge, clean water sludge, sewage sludge, crushed sludge, contaminated soil, waste gypsum board, and dust collection dust. A method for stabilizing wastes according to claim 1.