JP5807349B2 - Detoxification method for solid waste containing heavy metals - Google Patents
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Description
本発明は、重金属類を含有する固形廃棄物の無害化方法に関し、詳しくは、焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類等の有害物質を、効果的に不溶化して無害化する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for detoxifying solid waste containing heavy metals, and more specifically, a method for effectively insolubilizing and detoxifying harmful substances such as heavy metals contained in solid waste such as incineration ash. It is about.
近年、石灰ボイラやバイオマスボイラ等から排出される焼却灰を土木資材としてリサイクルすることが検討されている。しかしながら、前記焼却灰には、石灰やバイオマス燃料に由来する重金属類が含まれており、これら重金属類の含有量が、たとえ土壌汚染対策法の基準を満足していても、溶出基準を超えて溶出する場合がある。石灰ボイラ灰やバイオマスボイラ灰からは、特に鉛、六価クロム等の重金属類や、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素等の有害物質が溶出するが、これらを安全に不溶化する技術は、これまで確立されていないのが実状である。 In recent years, recycling of incinerated ash discharged from lime boilers, biomass boilers, and the like as civil engineering materials has been studied. However, the incinerated ash contains heavy metals derived from lime and biomass fuel, and even if the content of these heavy metals satisfies the standards of the Soil Contamination Countermeasures Law, it exceeds the elution standards. May elute. Lime boiler ash and biomass boiler ash elute heavy metals such as lead and hexavalent chromium, and toxic substances such as arsenic, selenium, fluorine, and boron, but technology to insolubilize them safely has been established. The actual situation is not done.
また、土木資材としての用途は、主に道路用路盤材や骨材であり、灰はそのままではなく、セメント系材料と水とを混練して固化造粒した成形体として使用可能であることが必要である。更に路盤材や骨材は、数年後にそれらが目的を終えて再び別用途に利用される可能性を考慮して、細かく粉砕されても、重金属類や他の有害物質の溶出が生じないようにする必要がある。 In addition, the use as civil engineering materials is mainly road base materials and aggregates, and the ash is not as it is, but it can be used as a compacted granulated material by kneading cement material and water. is necessary. Furthermore, in consideration of the possibility that roadbed materials and aggregates will be used again for other purposes after a few years, even if they are finely crushed, heavy metals and other harmful substances will not be eluted. It is necessary to.
このように重金属類や他の有害物質を含有する灰を土木資材として利用する場合には、固化・造粒できること（固化性能）と、重金属類や他の有害物質が溶出しないこと（重金属類等の不溶化性能）の二点が要求される。
これに対して、特許文献１には、重金属固定化剤による灰中の鉛、六価クロム、ヒ素、セレンの不溶化する灰の処理方法が開示されている。
また特許文献２には、フッ素又はホウ素が溶出する土壌又は焼却灰に、セメント系材料を混合する土壌又は焼却灰中のフッ素又はホウ素の固化不溶化方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法では、前記した固化性能と重金属類等の不溶化性能を同時に満足することは難しいという問題があった。
In this way, when using ash containing heavy metals and other harmful substances as civil engineering materials, it must be solidified and granulated (solidification performance), and heavy metals and other harmful substances should not be eluted (heavy metals, etc.) Two points of insolubilization performance).
On the other hand, Patent Document 1 discloses a method for treating ash that insolubilizes lead, hexavalent chromium, arsenic, and selenium in ash using a heavy metal fixing agent.
Patent Document 2 discloses a method for solidifying and insolubilizing fluorine or boron in soil or incinerated ash in which cement material is mixed with soil or incinerated ash from which fluorine or boron is eluted.
However, these methods have a problem that it is difficult to satisfy the solidification performance and the insolubilization performance of heavy metals at the same time.
本発明は、このような状況下になされたもので、焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類等の有害物質を、効果的に不溶化して無害化すると共に、該固形廃棄物を固化・造粒し得る方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and effectively insolubilizes and detoxifies harmful substances such as heavy metals contained in solid waste such as incineration ash, It aims at providing the method which can be solidified and granulated.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、重金属類を含有する固形廃棄物に対して、リン酸及び／又はその塩、鉄塩、セメント及び石灰、更には場合により鉱酸及び／又は鉱酸塩を添加することにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that phosphoric acid and / or its salt, iron salt, cement and lime, and in some cases, solid waste containing heavy metals. It was found that the object can be achieved by adding a mineral acid and / or a mineral acid salt. The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、次の（１）〜（５）を提供するものである。
（１）重金属類を含有する固形廃棄物に対して、リン酸及び／又はその塩、鉄塩、セメント及び石灰を添加することを特徴とする固形廃棄物の無害化方法。
（２）重金属類を含有する固形廃棄物に対して、さらに鉱酸及び／又は鉱酸塩を添加する上記（１）の固形廃棄物の無害化方法。
（３）重金属類を含有する固形廃棄物が、アルカリ度（ｐＨ８．３における酸消費量）２０ｍｇ／ｇ（炭酸カルシウム換算）以上のものである上記（２）の固形廃棄物の無害化方法。
（４）鉱酸及び／又は鉱酸塩が硫酸アルミニウムである上記（２）又は（３）の固形廃棄物の無害化方法。
（５）石灰として生石灰を用い、かつ重金属類を含有する固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）と、該固形廃棄物に対する生石灰及び硫酸アルミニウムの添加量（質量％）との関係が、下記式（１）を満たす上記（４）の固形廃棄物の無害化方法。
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×０．５４］＜硫酸アルミニウムの添加量（質量％）＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×１．０８］ （１）
That is, the present invention provides the following (1) to (5).
(1) A solid waste detoxification method characterized by adding phosphoric acid and / or a salt thereof, an iron salt, cement and lime to a solid waste containing heavy metals.
(2) The solid waste detoxification method according to (1) above, wherein a mineral acid and / or a mineral acid salt is further added to the solid waste containing heavy metals.
(3) The method for detoxifying solid waste according to (2) above, wherein the solid waste containing heavy metals has an alkalinity (acid consumption at pH 8.3) of 20 mg / g (calcium carbonate equivalent) or more.
(4) The method for detoxifying solid waste according to the above (2) or (3), wherein the mineral acid and / or mineral acid salt is aluminum sulfate.
(5) The relationship between the alkalinity (mg / g) of the solid waste which uses quick lime as lime and contains heavy metals and the addition amount (mass%) of quick lime and aluminum sulfate with respect to the solid waste is as follows. The method for detoxifying a solid waste according to the above (4) that satisfies the formula (1).
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + Amount of quicklime added (mass%) × 0.54] <Amount of added aluminum sulfate (mass%) <[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + amount of added quicklime (mass%) × 1.08] (1)
本発明によれば、焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類等の有害物質を、効果的に不溶化して無害化すると共に、該固形廃棄物を固化・造粒し得る方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method capable of effectively insolubilizing and detoxifying harmful substances such as heavy metals contained in solid waste such as incinerated ash, and solidifying and granulating the solid waste. can do.
本発明の固形廃棄物の無害化方法（以下、単に「無害化方法」ともいう）は、重金属類を含有する固形廃棄物（以下、「重金属類含有固形廃棄物」ともいう）に対して、リン酸及び／又はその塩、鉄塩、セメント及び石灰を添加することを特徴とする。 The solid waste detoxification method of the present invention (hereinafter also simply referred to as “detoxification method”) is a solid waste containing heavy metals (hereinafter also referred to as “heavy metal containing solid waste”), It is characterized by adding phosphoric acid and / or its salt, iron salt, cement and lime.
［重金属含有固形廃棄物］
本発明の無害化方法が適用される重金属含有固形廃棄物としては、特に制限はない。例えば、石灰ボイラやバイオマスボイラ等の清掃作業時にボイラ設備から排出される焼却灰、沈積物、付着物、滞留物、ごみ焼却炉等の焼却炉設備の解体作業時に発生するレンガ、集塵器の集塵板や濾布、煙道構成物、スラッジ、排水処理残さ等が挙げられる。
これらの固形廃棄物には、一般に、重金属として、鉛、六価クロム、ヒ素、セレン、カドミウム、水銀、フッ素、ホウ素等が含まれている。
本発明の無害化方法は、重金属類含有固形廃棄物のアルカリ度（ｐＨ８．３における酸消費量）が２０ｍｇ／ｇ（炭酸カルシウム換算）以上のものに対して適用することが好ましい。
ここで、アルカリ度とは、重金属類含有固形廃棄物のアルカリ成分の残存状態を示す指標であり、具体的には、以下に示す方法による酸消費量として、炭酸カルシウム換算量（ｍｇ−ＣａＣＯ3／ｇ−固形廃棄物）で表すことができる。
（酸消費量の測定方法）
固形廃棄物を粉砕して１ｇ採取し、それに脱塩水を１０００ｍＬを加えて1時間撹拌し、撹拌後の溶液を５０ｍＬ採取し、フェノールフタレインを指示薬として、ｐＨ８．３において、０．０２Ｎ−Ｈ2ＳＯ4溶液を用いて滴定する。
[Heavy metal-containing solid waste]
There is no restriction | limiting in particular as heavy metal containing solid waste to which the detoxification method of this invention is applied. For example, incineration ash, deposits, deposits, deposits, bricks generated during dismantling work of incinerator equipment such as garbage incinerators, etc. Examples include dust collecting plates, filter cloths, flue components, sludge, and wastewater treatment residue.
These solid wastes generally contain lead, hexavalent chromium, arsenic, selenium, cadmium, mercury, fluorine, boron, and the like as heavy metals.
The detoxification method of the present invention is preferably applied to a heavy metal-containing solid waste having an alkalinity (acid consumption at pH 8.3) of 20 mg / g (calcium carbonate equivalent) or more.
Here, the alkalinity is an index indicating the remaining state of the alkali component of the heavy metal-containing solid waste. Specifically, the acid consumption by the method described below is expressed in terms of calcium carbonate (mg-CaCO 3 / G-solid waste).
(Measurement method of acid consumption)
Solid waste was crushed and 1 g was collected, 1000 mL of demineralized water was added thereto and stirred for 1 hour, 50 mL of the stirred solution was collected, 0.02 N-H at pH 8.3 using phenolphthalein as an indicator. Titrate with 2 SO 4 solution.
［添加薬剤］
本発明の無害化方法においては、前記の重金属類含有固形廃棄物に対して、添加薬剤としてリン酸及び／又はその塩、鉄塩、セメント及び石灰、更には場合により鉱酸及び／又は鉱酸塩が添加される。
[Additives]
In the detoxification method of the present invention, phosphoric acid and / or a salt thereof, iron salt, cement and lime, and optionally a mineral acid and / or a mineral acid as an additive to the heavy metal-containing solid waste. Salt is added.
リン酸としては、例えば、オルトリン酸、次亜リン酸、メタ亜リン酸、ピロ亜リン酸、オルト亜リン酸、次リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸、縮合リン酸等が挙げられ、リン酸塩としては、これらのリン酸のナトリウム塩、カリウム塩、第一リン酸塩、第二リン酸塩等が挙げられる。
これらのリン酸及び／又はその塩中では、重金属類を含有する固形廃棄物を無害化する観点から、オルトリン酸及びその塩、ポリリン酸及びその塩、メタリン酸及びその塩、ピロリン酸及びその塩、縮合リン酸及びその塩等が好ましく、オルトリン酸（Ｈ3ＰＯ4）、リン酸二水素一ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4）、リン酸一水素二ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）、縮合リン酸がより好ましい。
鉄塩としては、例えば、塩化第一鉄、硫酸第一鉄等が挙げられるが、重金属類を含有する固形廃棄物を無害化する観点から、塩化第一鉄が好ましい。
Examples of phosphoric acid include orthophosphoric acid, hypophosphorous acid, metaphosphorous acid, pyrophosphorous acid, orthophosphorous acid, hypophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, and condensed phosphoric acid. Examples of the phosphate include sodium salts, potassium salts, primary phosphates and secondary phosphates of these phosphoric acids.
Among these phosphoric acids and / or salts thereof, orthophosphoric acid and salts thereof, polyphosphoric acid and salts thereof, metaphosphoric acid and salts thereof, pyrophosphoric acid and salts thereof from the viewpoint of detoxifying solid waste containing heavy metals. , Condensed phosphoric acid and salts thereof are preferable, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), monosodium dihydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ), disodium monohydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), condensed phosphoric acid More preferred.
Examples of the iron salt include ferrous chloride and ferrous sulfate, and ferrous chloride is preferable from the viewpoint of detoxifying solid waste containing heavy metals.
セメントとしては、例えば、ポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメント、マグネシアセメント、都市ごみ焼却残渣等の廃棄物を主原料として製造された資源循環型のエコセメント等が挙げられる。
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、及びそれらの低アルカリ型のポルトランドセメント等が挙げられる。
混合セメントとしては、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等が挙げられ、高炉セメントは、高炉スラグの分量により、Ａ種（５〜３０％）、Ｂ種（３０〜６０％）、Ｃ種（６０％以上）に分類されるが、これらを適宜選択して使用することができる。
特殊セメントとしては、セメント系固化材、アルミナセメント、超速硬セメント、アウイン系セメント、超微粒子セメント、油井セメント等が挙げられる。
これらのセメントの中では、重金属類を含有する固形廃棄物を無害化する観点から、ポルトランドセメント、高炉セメントが好ましく、高炉セメントがより好ましい。
Examples of the cement include resource circulation type eco-cement manufactured using waste such as Portland cement, mixed cement, special cement, magnesia cement, and municipal waste incineration residue as a main raw material.
Examples of Portland cement include ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-high-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement, low heat Portland cement, and low alkali type Portland cement. Can be mentioned.
Examples of the mixed cement include blast furnace cement, fly ash cement, silica cement, and the like. Depending on the amount of blast furnace slag, blast furnace cement is classified as A type (5-30%), B type (30-60%), C type ( 60% or more), which can be appropriately selected and used.
Examples of the special cement include cement-based solidified material, alumina cement, ultrafast cement, auin cement, ultrafine cement, and oil well cement.
Among these cements, Portland cement and blast furnace cement are preferable, and blast furnace cement is more preferable from the viewpoint of detoxifying solid waste containing heavy metals.
石灰としては、例えば、生石灰及び／又は消石灰等が挙げられる。
また、鉱酸及び／又は鉱酸塩は、アルカリ度の高い重金属類含有固形廃棄物を対象とする場合に、該固形廃棄物のアルカリ度を調整するために用いられる。鉱酸及び／又は鉱酸塩としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸及びこれらの塩が挙げられる。これらの中では、硫酸及び／又は硫酸塩が好ましく、硫酸塩がより好ましい。
硫酸塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム等が挙げられるが、硫酸アルミニウムが特に好ましい。
上記の各添加薬剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of lime include quick lime and / or slaked lime.
In addition, the mineral acid and / or mineral acid salt is used to adjust the alkalinity of the solid waste when the heavy metal-containing solid waste having a high alkalinity is targeted. Examples of the mineral acid and / or mineral acid salt include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, and salts thereof. In these, a sulfuric acid and / or a sulfate are preferable, and a sulfate is more preferable.
Examples of the sulfate include sodium sulfate, potassium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, ferric sulfate, and aluminum sulfate. Aluminum sulfate is particularly preferable.
Each said additive chemical | medical agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
［添加薬剤の添加量］
本発明の無害化方法において、重金属類含有固形廃棄物に対して添加される薬剤の量は、無害化の程度を考慮して適宜決定することができる。当該固形廃棄物に対して、リン酸及び／又はその塩並びに鉄塩の量は、通常それぞれ１〜２０質量％程度、好ましくは１〜１０質量％、セメントの量は、通常１〜１００質量％、好ましくは３〜７０質量％、石灰の量は、通常１〜５０質量％、好ましくは１〜３０質量％である。
また、アルカリ度の高い重金属類含有固形廃棄物を対象とする場合には、鉱酸及び／又は鉱酸塩を添加して、アルカリ度を調整することが好ましい。例えば、石灰として生石灰、及び鉱酸塩として硫酸アルミニウムを使用する場合、当該固形廃棄物のもつアルカリ度と、添加する生石灰の量とから、下記式（１）により決定する。
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×０．５４］＜硫酸アルミニウムの添加量（質量％）＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×１．０８］ （１）
なお、硫酸アルミニウムを２７質量％硫酸アルミニウム水溶液として添加する場合には、上記式（１）を換算した下記式（２）により決定する。
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１＋生石灰の添加量（質量％）×２］＜２７質量％硫酸アルミニウム水溶液の添加量（質量％）＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１＋生石灰の添加量（質量％）×４］ （２）
[Addition amount of additive]
In the detoxification method of the present invention, the amount of the drug added to the heavy metal-containing solid waste can be appropriately determined in consideration of the degree of detoxification. The amount of phosphoric acid and / or salt thereof and iron salt is usually about 1 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass, and the amount of cement is usually 1 to 100% by mass with respect to the solid waste. The amount of lime is usually 1 to 50% by mass, preferably 1 to 30% by mass.
Moreover, when targeting heavy metal containing solid waste with high alkalinity, it is preferable to adjust a alkalinity by adding a mineral acid and / or a mineral salt. For example, when quicklime is used as lime and aluminum sulfate is used as a mineral salt, it is determined by the following formula (1) from the alkalinity of the solid waste and the amount of quicklime to be added.
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + Amount of quicklime added (mass%) × 0.54] <Amount of added aluminum sulfate (mass%) <[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + amount of added quicklime (mass%) × 1.08] (1)
In addition, when adding aluminum sulfate as 27 mass% aluminum sulfate aqueous solution, it determines with the following formula | equation (2) which converted the said Formula (1).
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 + Amount of quicklime added (mass%) × 2] <Amount of added 27 mass% aluminum sulfate aqueous solution (mass%) <[Alkalinity of solid waste ( mg / g) × 0.1 + addition amount of quicklime (mass%) × 4] (2)
また、本発明の無害化方法においては、当該固形廃棄物に対して水が添加されるが、その水の量は、通常当該固形廃棄物に対して１０〜２００質量％、好ましくは２０〜１００質量％である。
このように、当該固形廃棄物に、前記の各添加薬剤と水を、それぞれ所定量加えて混練りすることにより形成された造粒固形物は、１日程度の養生で重金属類や他の有害物質の不溶化及び固化強度が得られるが、なるべく３日間以上の長期間養生することが好ましい。
In the detoxification method of the present invention, water is added to the solid waste, and the amount of the water is usually 10 to 200% by mass, preferably 20 to 100% with respect to the solid waste. % By mass.
Thus, the granulated solid formed by adding a predetermined amount of each of the above-mentioned additive chemicals and water to the solid waste and kneading the heavy solids and other harmful substances after curing for about one day. Although insolubilization and solidification strength of the substance can be obtained, it is preferable to cure for as long as possible for 3 days or longer.
本発明の固形廃棄物の無害化方法によれば、石灰ボイラやバイオマスボイラ等から排出される焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類等の有害物質（鉛、六価クロム、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素等）を、効果的に不溶化して無害化すると共に、該固形廃棄物を固化・造粒することができ、前記有害物質の溶出を抑え土木資材としての利用が可能となる。 According to the solid waste detoxification method of the present invention, harmful substances such as heavy metals (lead, hexavalent chromium, arsenic, etc.) contained in solid waste such as incinerated ash discharged from lime boilers and biomass boilers, etc. Selenium, fluorine, boron, etc.) can be effectively insolubilized and detoxified, and the solid waste can be solidified and granulated, suppressing the elution of the harmful substances and being usable as civil engineering materials. .
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、各例における各成分の溶出量及びコーン指数は、以下の方法により測定した。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, the elution amount and cone index of each component in each example were measured by the following methods.
（１）各成分の溶出量
バイオマスボイラの飛灰と薬剤とを混練りして１日養生したのち、２ｍｍ以下に粉砕して、平成３年環境庁告示第４６号に従い、溶出試験を実施し、各成分の溶出量を測定した。
なお、各成分の溶出基準値は、下記のとおりである。
鉛：０．０１ｍｇ／Ｌ以下、六価クロム：０．０５ｍｇ／Ｌ以下
フッ素：０．８ｍｇ／Ｌ以下、ホウ素：１．０ｍｇ／Ｌ以下
（２）コーン指数（ｋＮ／ｍ2）
バイオマスボイラの飛灰と薬剤とを混練りして約５ｃｍの立方体に成形した１日養生後の固形物に対して、山中式コーンペネトロメーターを用いてコーン指数を測定し、固化造粒物の強度を求めた。コーン指数は８００ｋＮ／ｍ2超が合格である。
(1) Elution amount of each component After kneading the fly ash of the biomass boiler and the chemicals, curing for 1 day, pulverizing to 2mm or less, and carrying out the elution test according to Notification No. 46 of the Environment Agency in 1991 The elution amount of each component was measured.
In addition, the elution reference value of each component is as follows.
Lead: 0.01 mg / L or less, Hexavalent chromium: 0.05 mg / L or less Fluorine: 0.8 mg / L or less, Boron: 1.0 mg / L or less (2) Cone index (kN / m 2 )
The solid index is measured by using a Yamanaka corn penetrometer for solids after a day of curing, which is formed into a cube of about 5 cm by mixing fly ash from a biomass boiler and chemicals. The strength of was determined. The cone index is over 800 kN / m 2 .
実施例１及び比較例１〜４
重金属類が溶出するアルカリ度（炭酸カルシウム換算）２５ｍｇ／ｇのバイオマスボイラの飛灰に対して、オルトリン酸、鉄塩、セメント及び石灰を、それぞれ表１に示す割合で添加した。結果を表１に示す。なお、対照として無処理灰の結果も表１に合わせて示す。
Example 1 and Comparative Examples 1 to 4
Orthophosphoric acid, iron salt, cement and lime were added in the proportions shown in Table 1 to the fly ash of a biomass boiler having an alkalinity (calcium carbonate equivalent) of 25 mg / g from which heavy metals are eluted. The results are shown in Table 1. In addition, the result of untreated ash is also shown in Table 1 as a control.
表１から、以下に示すことが分かる。
対照の無処理灰からは鉛、六価クロム、フッ素が基準値を超えて溶出した。これに対し、実施例１では、オルトリン酸、塩化第一鉄、高炉Ｂ種セメント及び生石灰の４剤と水で混練した結果、全て基準値をクリアすることができると共に、コーン指数は８００ｋＮ／ｍ2よりも高かった。
比較例１は、オルトリン酸と塩化第一鉄の２剤と水で混練した結果、鉛と六価クロムは不溶化できたが、その他は不溶化できず、かつ固化もしなかった。
比較例２は、前記比較例１に高炉Ｂ種セメントを加えても、十分に不溶化することができず、またコーン指数は２６０ｋＮ／ｍ2であり、十分な固化性能も得られなかった。
比較例３は、薬剤として高炉Ｂ種セメントのみ用いた結果、重金属類は不溶化できなかったが、コーン指数は８００ｋＮ／ｍ2より高く、固化性能は十分であった。
比較例４は、薬剤としてオルトリン酸と塩化第一鉄と生石灰の３剤を用いた結果、ホウ素の不溶化は良好であったが、重金属及びフッ素は不溶化することができず、コーン指数も５５０ｋＮ／ｍ2と不十分であった。
From Table 1, it can be seen that:
Lead, hexavalent chromium and fluorine were eluted from the control untreated ash exceeding the standard values. On the other hand, in Example 1, as a result of kneading with water and four agents of orthophosphoric acid, ferrous chloride, blast furnace type B cement and quick lime, all the standard values can be cleared, and the cone index is 800 kN / m. It was higher than 2 .
In Comparative Example 1, as a result of kneading with two components of orthophosphoric acid and ferrous chloride and water, lead and hexavalent chromium could be insolubilized, but the others could not be insolubilized and solidified.
In Comparative Example 2, even when blast furnace Type B cement was added to Comparative Example 1, it could not be sufficiently insolubilized, and the cone index was 260 kN / m 2 , and sufficient solidification performance was not obtained.
In Comparative Example 3, as a result of using only blast furnace type B cement as a chemical, heavy metals could not be insolubilized, but the cone index was higher than 800 kN / m 2 and the solidification performance was sufficient.
In Comparative Example 4, as a result of using three agents of orthophosphoric acid, ferrous chloride, and quicklime as chemicals, boron insolubilization was good, but heavy metals and fluorine could not be insolubilized, and the corn index was also 550 kN / m 2 was insufficient.
実施例２及び３
重金属類が溶出するアルカリ度（炭酸カルシウム換算）５６ｍｇ／ｇのバイオマスボイラの飛灰に対してオルトリン酸、鉄塩、セメント、石灰を第２表に示す割合で添加した結果、及び上記に加え、更に硫酸アルミニウムを表２に示す割合で添加した結果を表２に示す。なお、対照として無処理灰の結果も表２に合わせて示す。
Examples 2 and 3
As a result of adding orthophosphoric acid, iron salt, cement and lime to the fly ash of a biomass boiler with an alkalinity (calcium carbonate equivalent) of 56 mg / g from which heavy metals are eluted, and in addition to the above, Further, the results of adding aluminum sulfate in the proportions shown in Table 2 are shown in Table 2. In addition, the result of untreated ash is also shown in Table 2 as a control.
実施例２と実施例３を比較した場合、硫酸アルミニウムを添加した実施例３の方が、鉛及び六価クロムの重金属及びフッ素に対する不溶化能に優れている。コーン指数は、いずれも８００ｋＮ／ｍ2超であった。 When Example 2 and Example 3 are compared, Example 3 to which aluminum sulfate is added is superior in insolubilizing ability of lead and hexavalent chromium to heavy metals and fluorine. The cone index was all over 800 kN / m 2 .
なお、実施例３において、固形廃棄物のアルカリ度５６ｍｇ／ｇ、生石灰添加量５質量％及び２７質量％硫酸アルミニウム液１０質量％（硫酸アルミニウムとして２．７質量％）のデータから式（２）は次のようになる。
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［５６×０．１＝５．６］＋生石灰（質量％）×２［５×２＝１０］］＝１５．６＜２７質量％硫酸アルミニウム水溶液（質量％）２０＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［５６×０．１＝５．６］＋生石灰（質量％）×４［５×４＝２０］］＝２５．６
In Example 3, from the data of solid waste alkalinity 56 mg / g, quick lime addition amount 5 mass% and 27 mass% aluminum sulfate solution 10 mass% (2.7 mass% as aluminum sulfate), formula (2) Is as follows.
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [56 × 0.1 = 5.6] + Quicklime (mass%) × 2 [5 × 2 = 10]] = 15.6 <27 mass % Aluminum sulfate aqueous solution (mass%) 20 <[alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [56 × 0.1 = 5.6] + quick lime (mass%) × 4 [5 × 4 = 20]] = 25.6
実施例４〜６
重金属類が溶出するアルカリ度（炭酸カルシウム換算）１６０ｍｇ／ｇのバイオマスボイラの飛灰に対してオルトリン酸、鉄塩、セメント、石灰を第３表に示す割合で添加した結果、及び上記に加え、更に硫酸アルミニウムを表３に示す割合で添加した結果を表３に示す。なお、対照として無処理灰の結果も表３に合わせて示す。
Examples 4-6
As a result of adding orthophosphoric acid, iron salt, cement and lime to the fly ash of a biomass boiler having an alkalinity (calcium carbonate equivalent) of 160 mg / g from which heavy metals are eluted, and in addition to the above, Furthermore, the result of adding aluminum sulfate at the ratio shown in Table 3 is shown in Table 3. In addition, the result of untreated ash is also shown in Table 3 as a control.
表３から、以下に示すことが分かる。
硫酸アルミニウム液を添加していない実施例４及び硫酸アルミニウム液１０質量％（硫酸アルミニウムとして２．７質量％）を添加した実施例５では、鉛、六価クロム及びフッ素の不溶化が不十分であるのに対し、硫酸アルミニウム液３０質量％（硫酸アルミニウムとして８．１質量）を添加した実施例６では鉛及びフッ素の不溶化は十分であり、また六価クロムに関しては、十分とは云えないまでも、実施例４及び実施例５よりも不溶化の効果が認められた。また、コーン指数は、いずれの実施例も８００ｋＮ／ｍ2超であった。
From Table 3, it can be seen that:
In Example 4 to which no aluminum sulfate solution was added and Example 5 to which 10% by mass of aluminum sulfate solution (2.7% by mass as aluminum sulfate) was added, insolubilization of lead, hexavalent chromium and fluorine was insufficient. On the other hand, in Example 6 to which 30% by mass of aluminum sulfate solution (8.1% by mass as aluminum sulfate) was added, insolubilization of lead and fluorine was sufficient, and it was not sufficient for hexavalent chromium. Further, the effect of insolubilization was observed as compared with Example 4 and Example 5. The cone index was more than 800 kN / m 2 in all examples.
なお、実施例５及び６のデータから、式（２）は、それぞれ次のようになる。
＜実施例５＞
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［１６０×０．１＝１６］＋生石灰（質量％）×２［５×２＝１０］］＝２６＞２７質量％硫酸アルミニウム水溶液（質量％）１０＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［１６０×０．１＝１６］＋生石灰（質量％）×４［５×４＝２０］］＝３６
＜実施例６＞
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［１６０×０．１＝１６］＋生石灰（質量％）×２［５×２＝１０］］＝２６＜２７質量％硫酸アルミニウム（質量％）３０＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．１［１６０×０．１＝１６］＋生石灰（質量％）×４［５×４＝２０］］＝３６
From the data of Examples 5 and 6, Equation (2) is as follows.
<Example 5>
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [160 × 0.1 = 16] + Quicklime (mass%) × 2 [5 × 2 = 10]] = 26> 27 mass% aluminum sulfate aqueous solution (Mass%) 10 <[alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [160 × 0.1 = 16] + quick lime (mass%) × 4 [5 × 4 = 20]] = 36
<Example 6>
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [160 × 0.1 = 16] + Quicklime (mass%) × 2 [5 × 2 = 10]] = 26 <27 mass% aluminum sulfate ( Mass%) 30 <[alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.1 [160 × 0.1 = 16] + quick lime (mass%) × 4 [5 × 4 = 20]] = 36
本発明の固形廃棄物の無害化方法は、石灰ボイラやバイオマスボイラ等から排出される焼却灰等の固形廃棄物中に含まれる重金属類等の有害物質（鉛、六価クロム、ヒ素、セレン、フッ素、ホウ素等）を、効果的に不溶化して無害化すると共に、該固形廃棄物を固化・造粒することができ、前記有害物質の溶出を抑え、土木資材としての利用が可能である。 The solid waste detoxification method of the present invention is a hazardous material such as heavy metals (lead, hexavalent chromium, arsenic, selenium, selenium, etc.) contained in solid waste such as incinerated ash discharged from lime boilers and biomass boilers. Fluorine, boron, etc.) can be effectively insolubilized and rendered harmless, and the solid waste can be solidified and granulated, so that elution of the harmful substances can be suppressed and used as civil engineering materials.
Claims (4)
前記固形廃棄物に対して、前記リン酸及び／又はその塩並びに前記鉄塩の量はそれぞれ１〜２０質量％、前記セメントの量は１〜１００質量％、前記石灰の量は１〜５０質量％である、固形廃棄物の無害化方法。 A solid waste detoxification method comprising adding phosphoric acid and / or a salt thereof, an iron salt, cement and lime to a solid waste containing heavy metals ,
The amount of the phosphoric acid and / or salt thereof and the iron salt is 1 to 20% by mass, the amount of the cement is 1 to 100% by mass, and the amount of the lime is 1 to 50% with respect to the solid waste. %, A method for detoxifying solid waste .
［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×０．５４］＜硫酸アルミニウムの添加量（質量％）＜［固形廃棄物のアルカリ度（ｍｇ／ｇ）×０．０２７＋生石灰の添加量（質量％）×１．０８］ （１） The relationship between the alkalinity (mg / g) of the solid waste containing quick metal and containing heavy metals and the addition amount (mass%) of quick lime and aluminum sulfate to the solid waste is expressed by the following formula (1 The solid waste detoxification method according to claim 3 , wherein
[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + Amount of quicklime added (mass%) × 0.54] <Amount of added aluminum sulfate (mass%) <[Alkalinity of solid waste (mg / g) × 0.027 + amount of added quicklime (mass%) × 1.08] (1)
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