JP5775297B2 - 硫化水素ガスの発生を抑制する方法及び硫化水素ガス発生抑制剤 - Google Patents
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Description
(1) 硫化水素を含有する廃棄物の処理場において、前記廃棄物に対してpH1.00〜2.90で鉄濃度が1.0〜6.0g/mlである水酸化第二鉄コロイドの水分散液を適用することを特徴とする硫化水素ガスの発生抑制方法、
(2) 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液の鉄濃度x(g/ml)とpH値yとの関係が、
−0.339ln(x)+1.55≦y≦−0.678ln(x)+2.68
を満たすことを特徴とする前項(1)記載の方法、
(3) 前記水分散液が塩化鉄水溶液に水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ナトリウム及びアンモニアからなる群より選択される1以上のアルカリ性化合物又はその水溶液を加えることによって得られることを特徴とする前項(1)又は(2)記載の方法、
(4) 前記分散液を前記廃棄物の上から噴霧することを特徴とする前項(1)又は(2)記載の方法、
(5) 前記分散液を前記廃棄物内に注入装置を用いて浸透させることを特徴とする前項(1)又は(2)記載の方法、
(6) 硫化水素を含有する廃棄物の処理場における硫化水素ガス発生抑制剤であって、pH1.00〜2.90で鉄濃度が1.0〜6.0g/mlである水酸化第二鉄コロイドの水分散液を含有する硫化水素ガスの発生抑制剤、
(7) 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液の鉄濃度x(g/ml)とpH値yとの関係が、
−0.339ln(x)+1.55≦y≦−0.678ln(x)+2.68
の関係を満たすことを特徴とする前項(6)記載の硫化水素ガス発生抑制剤、
(8) 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液が鉄イオンを含有する水溶液に水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸水素ナトリウム及び水酸化リチウムからなる群より選択される1種以上のアルカリ性化合物又はその水溶液を加えることによって得られることを特徴とする前項(7)記載の硫化水素ガス発生抑制剤、及び
(9) 塩化鉄水溶液に水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸水素ナトリウム及びアンモニアからなる群より選択される1以上のアルカリ性化合物又はその水溶液を加えることを特徴とする水酸化第二鉄コロイドの水分散液の製造方法。
硫化水素(H2S)は安定型廃棄物最終処理場中において、硫酸根(硫酸イオン)、硫酸塩還元菌及び水を含む嫌気性条件下で有機物が嫌気的に分解する過程で以下の反応式に基づいて生成する。
SO4 2−+2(CH2O)+2H+→H2S↑+2CO2↑+2H2O
3H2S+2Fe(OH)3→Fe2S3↓+3H2O
2Fe2S3+6H2O+3O2→4Fe(OH)3+3S2
Fe(OH)2+H2S→FeS+2H2O
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤には、有効成分として水酸化第二鉄(Fe(OH)3)が含まれる。水酸化第二鉄とは化学的には、酸化水酸化鉄(III)(Fe(O)(OH))の構造で水の中に存在していると考えられるが、ここでは便宜的に水酸化第二鉄と称する。また水酸化第二鉄の還元体として一部(例えば、鉄換算で約0%〜約30%程度)は水酸化第一鉄(Fe(OH)2)が含まれていてもよい。
硫化水素の処理にあたり、従来より用いられているポリ硫酸第二鉄と、本発明で用いる水酸化第二鉄コロイドとを比較すると、本発明の水酸化第二鉄コロイド水分散液を用いた場合では迅速に硫化水素ガスの臭いが消えたのに対して、ポリ硫酸第二鉄を用いた場合では、水酸化第二鉄コロイドの2倍量を付しても、硫化水素ガスの臭いがなかなか消えず、廃棄物内における硫化水素以外の還元的物質との酸化還元反応が起こり、硫化水素との反応に用いられるとは限らない。
−0.339ln(x)+1.55≦y≦−0.678ln(x)+2.68
を満たすことが好ましい。
本発明の硫化水素発生抑制剤は、例えば、鉄イオンを含有する水溶液にアルカリ性化合物を加えることによって、コロイド状の水酸化第二鉄の水分散液が製造される。これが目的とする本発明の硫化水素発生抑制剤である。
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤は、水酸化第二鉄コロイドを含有してなる水分散液を基本構成とする。
・適用対象
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤は、硫化水素ガスを含む廃棄物処理場等における堆積廃棄物に適用することができる。
1.浸透法
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤を廃棄物へ加える一態様としては、一定の距離間隔を置いて本発明の硫化水素ガス発生抑制剤を廃棄物の内部(奥深く)に注入して浸透させることが挙げられる(浸透法)。かかる浸透法は、堆積された廃棄物の内部に大量の硫化水素が存在している場合等に有効であり、例えば、内部から外部へ硫化水素ガスが放出されるのを抑制する効果がある。本発明において「浸透」とは、堆積物中又は堆積物間の隙間に重力及び/又は拡散によって本発明の硫化水素発生抑制剤が分散されることをいう。従って、「浸透」は、堆積廃棄物の奥深くに蓄積した硫化水素を除去することができる。
また、本発明の硫化水素ガス発生抑制剤を廃棄物へ加える別の態様としては、廃棄物の上方より噴霧器を用いて、そこから噴霧することが挙げられる(噴霧法)。噴霧法は、廃棄物表面より発生する硫化水素ガスを除去し、周囲の硫化水素ガス濃度を下げることを第一の目的とする場合等に有効である。噴霧は連続的であってもよく、間歇的であってもよい。本発明において「噴霧」とは、スプレーやシャワー等の噴霧器を用いて液体を細かい形状で広範囲に分散させることをいう。「噴霧」は、堆積物の表面近くの比較的浅い位置に分散する硫化水素ガスの処理を主な目的とする。
1.浸透法
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤の浸透の方法は特に限定されないが、できるだけ廃棄物内部に薬剤が均等に浸透することを目的として、略等間隔(例えば、約10cm〜約300cm、より好ましくは約30cm〜約200cm、更に好ましくは約50cm〜約150cm)を置いて当該液体を滴下又は注入することが好ましい。本発明の硫化水素ガス発生抑制剤を廃棄物中に浸透させて、例えば約1時間〜約1ヶ月間、より好ましくは約2時間〜約14日間放置することにより、堆積された廃棄物中の気相及び液相中の硫化水素が激減するため、廃棄物の掘削、分別作業における安全性は格段に向上する。浸透法の効果としては、水酸化第二鉄コロイドが堆積された廃棄物の奥深くにある硫化水素(気相及び液相)と反応することでその結果、硫化水素ガスの拡散を防ぐことが挙げられる。
本発明の硫化水素ガス発生抑制剤の噴霧方法は特に限定されないが、例えば、堆積廃棄物の表面になるべく均一に噴霧することが好ましい。堆積廃棄物に均等に噴霧することも好ましいが、一態様では、バックホウに硫化水素検知器を取り付け、高濃度の硫化水素部分に本発明の硫化水素発生抑制剤を選択的に噴霧することもできる。選択的に噴霧することにより、本発明の硫化水素発生抑制剤を効果的に用いることができる。本発明の硫化水素ガス発生抑制剤を噴霧する場合の方法は、特に限定されないが、穴の上に堆積した廃棄物の上方から均等に加えることが好ましい。より好ましくは、約10ml〜約3000ml/分、より好ましくは約20ml〜約2500ml/分、さらに好ましくは約30ml〜約2000ml/分の速度で加えていく。また噴霧法の効果としては、処理対象とする堆積廃棄物表面に噴霧を行うことにより、表面から発生する硫化水素ガスを迅速に除去することが挙げられる。
(1)透明な容器に市販の塩化第二鉄水溶液(ラサ工業)を希釈し、80mlの5.0g/ml(鉄換算、鉄の入り目は4g)水溶液を調製した。この塩化第二鉄水溶液に炭酸カルシウムを3g加え、20分間撹拌し、炭酸カルシウムが完全に溶解したのを確認して、その液のpH値を測定した。その後、順次表中の炭酸カルシウム量になるように差分(例えば、3gから4gの場合はさらに1gの炭酸カルシウム)を順次加え、上記と同様にpHを測定した。なお、それぞれの段階において、液の入った容器を光に当て、チンダル現象により、コロイドが生成していることを確認した。pH1.20〜pH1.56まではコロイド分散液状態であったが、pH1.61になった時点でゲル化が見られた(*印)。
実施例1の結果を基に、調製直後はゲルにならない領域にある水酸化第二鉄コロイドの経時安定性(最大20日間)を測定した。この測定は、室温で暗所に静置して行った。また、測定時以外は容器上部を密閉して乾燥から守った。
(A)炭酸カルシウム1.7gを加えたところ、pH2.00であった。20日経過後も外観上の変化は見られず、ゲル化しなかった。その時点でのpHは1.53であった。
(B)炭酸カルシウム2.0gを加えたところ、pH2.06であった。20日経過後も外観上の変化は見られず、ゲル化しなかった。その時点でのpHは1.55であった。
(C)炭酸カルシウム2.2gを加えたところ、pH2.53であった。20日経過後にやや粘性が高くなっていた。その時点でのpHは2.01であった。
(A)炭酸カルシウム3.7gを加えたところ、pH1.67であった。20日経過後も外観上の変化は見られず、ゲル化しなかった。その時点でのpHは1.19であった。
(B)炭酸カルシウム3.9gを加えたところ、pH1.75であった。19日経過後水分散液が濁り出した(ただし、ゲル化は見られなかった)。その時点でのpHは1.39であった。
(C)炭酸カルシウム4.2gを加えたところ、pH1.93であった。これは15日経過後水分散液が濁り出した(ただし、ゲル化は見られなかった)。その時点でのpHは1.50であった。
(A)炭酸カルシウム6.0gを加えたところ、pH1.30であった。これは20日経過後もゲル化が見られなかった。その時点でのpHは1.03であった。
(B)炭酸カルシウム7.0gを加えたところ、pH1.33であった。10日経過後ゲル化が見られた。ゲル化時点でのpHは1.05であった。
(C)炭酸カルシウム7.3gを加えたところ、pH1.35であった。7日経過後ゲル化が見られた。ゲル化時点でのpHは1.10であった。
各濃度における水酸化第二鉄の水分散液の効果(硫化水素の周辺濃度の変化)は以下の通りである。
廃棄物の堆積処理場において、ハンディタイプの打撃式注入機械(商品名:ハンディECO;YBM社製)を用いて、実施例1で製造した水酸化第二鉄の水分散液(鉄濃度2.5g/ml;pH1.67)を70〜100cmピッチの格子状に1L/分ずつ滴下し、下方約2mまで浸透させた。この方法で浸透した本発明の硫化水素発生抑制剤は液相と接触すると硫化水素と反応し、硫化鉄へと変化した。この浸透法は、水酸化第二鉄コロイドの水分散液が堆積された廃棄物の内部まで浸透することで、硫化水素ガスを効果的に無毒化することができる。
実施例1で製造した水酸化第二鉄コロイドの水分散液(鉄濃度2.5g/ml;pH1.67)を、シャワースプレー噴霧器を用いて、廃棄物の堆積処理場の表面(上部)よりほぼ均一に水酸化第二鉄コロイドの水分散液を噴霧した(1平方メートルあたり14gの鉄量)。この噴霧法は廃棄物の表面にほぼ均等な態様で水酸化第二鉄コロイドが分散することとなり、それに伴って効果も均等に近いものとなる。この場合は、表面にある硫化水素から無毒化し、そして廃棄物内部の硫化水素を無毒化するという過程を経る。これにより、水酸化第二鉄コロイドの水分散液を噴霧させることによっても、硫化水素ガスの濃度が減少することが明らかとなった。
Claims (8)
- 硫化水素を含有する廃棄物の処理場において、前記廃棄物に対してpH1.00〜2.90で鉄濃度が1.0〜6.0g/mlである水酸化第二鉄コロイドの水分散液を適用することを特徴とする硫化水素ガスの発生抑制方法。
- 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液の鉄濃度x(g/ml)とpH値yとの関係が、
−0.339ln(x)+1.55≦y≦−0.678ln(x)+2.68
を満たすことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記水分散液が塩化鉄水溶液に水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ナトリウム及びアンモニアからなる群より選択される1以上のアルカリ性化合物又はその水溶液を加えることによって得られることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記分散液を前記廃棄物の上から噴霧することを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 前記分散液を前記廃棄物内に注入装置を用いて浸透させることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 硫化水素を含有する廃棄物の処理場における硫化水素ガス発生抑制剤であって、pH1.00〜2.90で鉄濃度が1.0〜6.0g/mlである水酸化第二鉄コロイドの水分散液を含有する硫化水素ガスの発生抑制剤。
- 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液の鉄濃度x(g/ml)とpH値yとの関係が、
−0.339ln(x)+1.55≦y≦−0.678ln(x)+2.68
の関係を満たすことを特徴とする請求項6記載の硫化水素ガス発生抑制剤。 - 前記水酸化第二鉄コロイドの水分散液が鉄イオンを含有する水溶液に水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸水素カルシウム、炭酸水素ナトリウム及びアンモニアからなる群より選択される1種以上のアルカリ性化合物又はその水溶液を加えることによって得られることを特徴とする請求項7記載の硫化水素ガス発生抑制剤。
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