JP4999904B2 - 廃棄物の資源化方法 - Google Patents
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Description
例えば、廃棄物を洗浄処理して鉛を分離・回収する方法としては、pH7〜12のチオ硫酸塩水溶液で飛灰から鉛を溶出させ、この溶出液を電気分解して鉛を硫化鉛として析出回収する方法(特許文献1)、廃棄物の硫酸浸出残渣をpH13.6以上でアルカリ浸出することにより残渣中の鉛を液中に溶出させて分離する方法(特許文献2)、飛灰にアルカリ水溶液を混合するとともに90℃以上に加熱し、得られた混合液を沈殿物と濾液とに分離して重金属を分離する方法(特許文献3)が提案されている。
なかでも、塩化カルシウム水溶液を用いて洗浄し鉛分を溶出させる方法では、酸やアルカリを用いて洗浄する場合と比べて、使用する薬剤の量が少なくて済む等、メリットが大きい。
特に、濃度が10〜35%の塩化カルシウム水溶液あるいはカルシウムイオンを4.5〜16%含む水溶液を用いた場合においては、焼却灰や飛灰の種類によっては、鉛の除去率がかえって悪化する等の問題点があった。
すなわち、廃棄物に水を加え撹拌・混合してスラリーとし、このスラリーに溶出した硫酸イオンの濃度を測定し、この硫酸イオン濃度の測定値に基づきカルシウムイオンを含む水溶液中の最適なカルシウムイオン濃度を推定し、このカルシウムイオンを含む水溶液を前記廃棄物と混合し、前記廃棄物に含まれる鉛を溶出させる方法である。
さらに、スラリーを作製する際の撹拌時間の長さにより、スラリー中の鉛成分が変動するという問題点もある。
廃棄物の処理の分野では、廃棄物の種類によらずに、安定的かつ高度に脱鉛することができる廃棄物の処理方法は、いまだに実現されていないのが現状である。
したがって、焼却飛灰や溶融飛灰等の鉛を多く含む廃棄物から、環境汚染物質である鉛を高度かつ効率的に除去することができ、鉛の含有量が極めて少ない固形分を資源として有効利用することができる。
また、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、この固形分をセメント原料として有効利用することができる。
さらに、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、セメント原料として利用される固形分の量を増大させることができ、引いては廃棄物の最終処分場における受入量の削減を図ることができ、この最終処分場を延命させることができる。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
これらの飛灰は鉛を概ね700ppm以上含むものであるから、本実施形態の処理方法を適用することにより、鉛を高度に回収するとともに、固液分離して得られた固形分をセメント原料等に有効利用することができる。
(1)スラリーの作製
上記の廃棄物を、カルシウムイオンを含む水溶液に加えてスラリーとする。
ここで、カルシウムイオンを含む水溶液としては、水溶性のカルシウム化合物を含む水溶液、例えば、塩化カルシウム水溶液、硝酸カルシウム水溶液等が好適である。
カルシウムイオンの濃度を上記の範囲に限定した理由は、上記の範囲が廃棄物からの鉛の溶出量が高くなる範囲だからである。ここで、カルシウムイオンの濃度が1質量%未満の場合には、鉛の溶出量が少なくなり、効果的に鉛を除去することができなくなり、一方、カルシウムイオンの濃度が15質量%を超えると、スラリーの粘性が高くなるために速やかに固液分離をすることが難しくなるので好ましくない。
上記のスラリーを撹拌しつつ上記の廃棄物から鉛成分を該スラリー中に溶出させ、この溶出した鉛成分が廃棄物に戻る前に撹拌を停止する。
ここで、溶出した鉛成分が廃棄物に戻る前に撹拌を停止する理由について説明する。
この図1によれば、撹拌時間を2時間に固定した場合、カルシウムイオン濃度が概ね1質量%〜8質量%の範囲で鉛の溶出量が高くなっており、カルシウムイオン濃度がそれ以上高くなると、逆に鉛の溶出量が低下していることが分かる。また、鉛の溶出量が極大値を示すカルシウムイオン濃度は、飛灰の種類により異なることが分かる。
これにより、撹拌時間が撹拌開始から30分までは、鉛の溶出率が極めて高く、撹拌時間が30分を超えると、スラリー中の鉛が飛灰に再吸着するために、鉛のスラリーへの溶出率が徐々に減少し、特に、スラリー中のカルシウムイオンの濃度が30質量%のときでは、撹拌時間が30分を超えると鉛の溶出率が急激に減少することが分かる。
したがって、カルシウムイオンの濃度が1質量%以上かつ15質量%以下のカルシウムイオンを含む水溶液中にて廃棄物を撹拌・混合し、撹拌開始から30分以内に撹拌を停止して固液分離を行えば、飛灰からスラリー中に鉛を高濃度に溶出させることができ、しかも、スラリー中に溶出した鉛が再度飛灰に吸着することもなくなる。したがって、飛灰等の鉛を多く含む廃棄物から、効率よくかつ高度に脱鉛することができる。
撹拌を停止したスラリーを、鉛含有量の低い固形分と鉛含有量の高い溶液とに固液分離する。
ここでは、上記のスラリーを、フィルタープレス等の濾過機、あるいは遠心分離機等に投入し、これらの装置を稼働させることにより、鉛含有量の低い固形分と、鉛含有量の高い溶液とに、固液分離する。
この鉛含有量の低い固形分は、資源として利用した場合、安定して供給することが可能である。
また、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、この固形分をセメント原料として有効利用することが可能である。
さらに、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、セメント原料として利用した場合、固形分の量を増大させることが可能である。これにより、廃棄物の最終処分場における受入量の削減が可能になり、この最終処分場を延命させることも可能である。
また、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、この固形分をセメント原料として有効利用することができる。
さらに、この固形分の鉛の含有量が極めて少ないことから、セメント原料として利用される固形分の量を増大させることができ、引いては廃棄物の最終処分場における受入量の削減を図ることができ、この最終処分場を延命させることができる。
都市ごみの焼却施設Cから排出された排ガスから回収された飛灰50gに、カルシウムイオンの濃度が3.6質量%の塩化カルシウム水溶液200mLを加え、マグネチックスターラーを用いて30分間撹拌し、スラリーを得た。
次いで、このスラリーを濾過し、固形分と濾液とに分離した。
この濾液の鉛の含有率をICP発光分光法により測定したところ、鉛の含有率は200ppmであった。
これにより、元の飛灰に含まれていた鉛の約50%を取り除くことができた。
都市ごみの焼却施設Cから排出された排ガスから回収された飛灰50gに、カルシウムイオンの濃度が3.6質量%の塩化カルシウム水溶液200mLを加え、マグネチックスターラーを用いて10分間撹拌し、スラリーを得た。
次いで、このスラリーを濾過し、固形分と濾液とに分離した。
この濾液の鉛の含有率をICP発光分光法により測定したところ、鉛の含有率は230ppmであった。
これにより、元の飛灰に含まれていた鉛の約57%を取り除くことができた。
都市ごみの焼却施設Cから排出された排ガスから回収された飛灰50gに、カルシウムイオンの濃度が10.8質量%の塩化カルシウム水溶液200mLを加え、マグネチックスターラーを用いて10分間撹拌し、スラリーを得た。
次いで、このスラリーを濾過し、固形分と濾液とに分離した。
この濾液の鉛の含有率をICP発光分光法により測定したところ、鉛の含有率は255ppmであった。
これにより、元の飛灰に含まれていた鉛の約60%を取り除くことができた。
都市ごみの焼却施設Cら排出された排ガスから回収された飛灰50gに、水200mLを加え、マグネチックスターラーを用いて30分間撹拌し、スラリーを得た。
次いで、このスラリーを濾過し、固形分と濾液とに分離した。
この濾液の鉛の含有率をICP発光分光法により測定したところ、鉛の含有率は88ppmであった。
これにより、取り除くことができた鉛は元の飛灰に含まれていた鉛の約22%にとどまった。
都市ごみの焼却施設Cから排出された排ガスから回収された飛灰50gに、カルシウムイオンの濃度が10.8質量%の塩化カルシウム水溶液200mLを加え、マグネチックスターラーを用いて120分間撹拌し、スラリーを得た。
次いで、このスラリーを濾過し、固形分と濾液とに分離した。
この濾液の鉛の含有率をICP発光分光法により測定したところ、鉛の含有率は79ppmであった。
これにより、取り除くことができた鉛は元の飛灰に含まれていた鉛の約18%にとどまった。
Claims (1)
- 都市ごみの焼却施設から排出される焼却飛灰、ごみまたは焼却灰の溶融設備から排出される溶融飛灰、セメント焼成設備から排出される煤塵、産業廃棄物の焼却設備から排出される煤塵、のうちいずれか1種以上を含む廃棄物に、10.8質量%以上かつ15質量%以下のカルシウムイオンを含む水溶液を、質量比で前記廃棄物の1倍量以上かつ10倍量以下加えてスラリーとし、このスラリーを撹拌しつつ前記廃棄物から鉛成分を該スラリー中に溶出させて、この鉛成分の溶出量が、この鉛成分の溶出率の最大値から20%の範囲内に収まるように、撹拌開始から30分以内に撹拌を停止し、このスラリーを鉛含有量の低い固形分と鉛含有量の高い溶液とに固液分離し、得られた固形分をセメント原料として資源化することを特徴とする廃棄物の資源化方法。
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