JP6567288B2 - 土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法 - Google Patents
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法に関し、より詳細には、所定温度、所定湿度の条件下において一定時間処理したリン酸含有化合物により土砂系混合廃棄物から抽出された精選土に含まれるフッ素を不溶化する工程を含む土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法に関する。
従来より、汚染土壌や固体廃棄物などに含有される土壌の汚染物質の溶出を抑制し、環境省の定める環境基準値を満たすようにするための技術が種々提案されており、例えば、特許文献１には、フッ素含有排水にリン酸水素カルシウム二水和物を４０℃以上の水中で撹拌して、その粒子表面をエッチング処理した活性化リン酸水素カルシウム二水和物を加えて混合し、排水中のフッ素を該活性化リン酸水素カルシウム二水和物の粒子表面で不溶化させた後、固液分離して、排水中のフッ素を除去するフッ素含有排水の処理方法が記載されている。また、特許文献２にも、重金属含有排水にｐＨ４．０〜１０．０の調整下でリン酸水素カルシウム二水和物を加えて混合し、排水中の重金属をリン酸水素カルシウム二水和物の粒子表面に吸着させた後、固液分離して、排水中の重金属を除去する重金属含有排水の処理方法が記載されており、更に、リン酸水素カルシウム二水和物として、リン酸水素カルシウム二水和物を水中で撹拌して、その粒子表面をエッチング処理した活性化リン酸水素カルシウム二水和物を用いることが記載されている。
しかしながら、リン酸水素カルシウム二水和物を水中で撹拌して、その粒子表面をエッチング処理した活性化リン酸水素カルシウム二水和物は、水からの分離、乾燥などの工程を要することから、工程が煩雑であるとともに無駄なエネルギーを必要としていた。なお、特許文献３には、リン酸水素カルシウム二水和物を水中で懸濁処理して粒子表面を活性化した活性化リン酸水素カルシウム二水和物を工業的に必要とされる量で製造しようとすると、大量の排水が発生し、この排水には相当の高濃度でリン分が含まれているため、そのままでは河川に排出することができず、そのための厄介な排水処理が必要になるという問題があるなどの問題を解決するために、リン酸水素カルシウム二水和物を温水中で撹拌することによりその粒子表面をエッチング処理して活性化した後、固液分離し、分離した固状分を活性化リン酸水素カルシウム二水和物として回収する一方、分離した液状分をｐＨ６．０以上に調整してから前記のエッチング処理へと戻すことを特徴とする活性化リン酸水素カルシウム二水和物の製造方法が提案されており、リン酸水素カルシウム二水和物に工業的な規模で活性化処理をする場合には分離した水の処理にも課題があることが示唆されている。従って、フッ素の不溶化効率を高めるためにリン酸水素カルシウム二水和物などのリン酸含有化合物に処理を施すリン酸含有化合物処理工程において、固液分離の工程を不要とし、工業的な規模で処理を施す場合であっても排水の問題もなくリン酸含有化合物に処理を施すことができ、そのフッ素の不溶化能力を高めることができる技術の開発が望まれていた。
一方、特許文献４には、鉛および六価クロムからなる重金属及びヒ素、セレン、ホウ素、フッ素から選ばれるすべてあるいは１つ以上の有害物質によって汚染された土壌及び焼却灰の不溶化剤が記載されており、更に、有害物質の不溶化剤が酸性鉄塩を含有することを特徴とすることが記載されているが、不溶化剤中の酸性鉄塩の含有量及び不溶化助剤の種類によっては、土壌及び焼却灰と混合した際のｐＨが強酸性になり、重金属類の溶出を引き起こす場合がある旨、記載されている。これに対し、例えば、特許文献２には、「本発明では先ず、重金属含有排水を、そのｐＨが４．０〜１０．０の範囲を外れている場合には、ｐＨ４．０〜１０．０に調整する。ｐＨがこの範囲を外れると、そのような重金属含有排水にリン酸水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）を加えて混合しても、排水中の重金属をリン酸水素カルシウム二水和物の粒子表面に充分に吸着させることができない」旨、記載されており、土砂系混合廃棄物中に存在する重金属類の一つである六価クロムの不溶化に有用である酸性鉄をリン酸含有化合物などと併用した場合、フッ素、重金属類の不溶化率が低下することが予想される。従って、六価クロムの不溶化に有用である酸性鉄をリン酸含有化合物などと併用しても、フッ素、重金属類の不溶化率が低下することがなく、土砂系混合廃棄物から抽出した精選土中にフッ素及び六価クロムが併存した場合であっても、いずれも効率的に不溶化することを可能とし、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土を再資源化することができる技術の開発も望まれていた。
本発明は、上記課題を鑑みなされたもので、フッ素の不溶化効率を高めるためにリン酸水素カルシウム二水和物などのリン酸含有化合物に処理を施すリン酸含有化合物処理工程において、固液分離の工程を不要とし、工業的な規模で処理を施す場合であっても排水の問題もなくリン酸含有化合物に処理を施すことによって、リン酸含有化合物のフッ素不溶化能力を高めることができ、更には、土砂系混合廃棄物から抽出した精選土中にフッ素及び六価クロムが併存した場合であっても、いずれも効率的に不溶化することを可能とし、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土を再資源化することも可能とする土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法を提供することを目的とする。また、このような土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法に好適に使用される土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理材も提供する。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムなどのリン酸含有化合物を所定温度、所定湿度の条件下において一定時間処理することによって、固液分離の工程をしなくてもリン酸含有化合物のフッ素不溶化能力が向上したリン酸含有化合物の処理物が得られることを知見し、更に、鋭意検討した結果、土砂系混合廃棄物から抽出した精選土中にフッ素及び六価クロムが併存した場合であっても、六価クロムの不溶化に有用である二価鉄化合物を腐植物質と共に、上述したリン酸含有化合物の処理物と併用するとフッ素及び六価クロムのいずれも効率的に不溶化することが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土を再資源化する処理方法であって、土砂系混合廃棄物を分別分級し、粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるように選別された土を精選土とする精選土抽出工程と、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムから選ばれる１種又は２種以上であるリン酸含有化合物を温度２５〜６５℃、湿度８０〜１００％の条件下に１〜４８時間放置してリン酸含有化合物を再資源化処理材とするリン酸含有化合物処理工程と、精選土に再資源化処理材を加え、更に水を加えて混合した混合物を養生して、精選土中のフッ素を不溶化処理するフッ素不溶化処理工程と、を含むことを特徴とする土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法を提供する。
ここで、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法のフッ素不溶化処理工程において、再資源化処理材の添加量が、精選土１００質量部に対してリン成分量として０．３〜１０質量部であったり、フッ素不溶化処理工程における水の添加量が、精選土１００質量部に対して１０〜３０質量部であったり、混合物を養生する時間が、５分間から７２時間であると、より好適である。また、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法が、更に、二価鉄化合物及び腐植物質を添加する再資源化補助材添加工程を含むものであると、より好適であり、この再資源化補助材添加工程において、二価鉄化合物及び腐植物質を予め混合して再資源化補助材としたり、フッ素不溶化処理工程の後に、再資源化補助材添加工程を行なったり、二価鉄化合物が、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、クエン酸第一鉄から選ばれる１種又は２種以上であったり、二価鉄化合物の添加量が、精選土１００質量部に対して０．０３〜２質量部であったり、腐植物質の添加量が、精選土１００質量部に対して０．１〜５質量部であると、更に好適である。
また、本発明によれば、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムから選ばれる１種又は２種以上であるリン酸含有化合物を温度２５〜６５℃、湿度８０〜１００％の条件下に１〜４８時間放置してなることを特徴とする土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理材も提供される。
本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法によれば、フッ素の不溶化効率を高めるためにリン酸水素カルシウム二水和物などのリン酸含有化合物に処理を施すリン酸含有化合物処理工程において固液分離の工程を不要とし、工業的な規模で処理を施す場合であっても排水の問題もなくリン酸含有化合物に処理を施すことによって、リン酸含有化合物のフッ素不溶化能力を高めることができ、更には、土砂系混合廃棄物から抽出した精選土中にフッ素及び六価クロムが併存した場合であっても、いずれも効率的に不溶化することも可能となる。また、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の上記再資源化処理材によれば、このような土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理を好適に行うことが可能となる。
以下、本発明につき、より詳細に説明すると、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土を再資源化する処理方法は、精選土抽出工程と、リン酸含有化合物処理工程と、フッ素不溶化処理工程と、を含むものである。ここで、本発明の土砂系混合廃棄物とは、例えば、建物の新築や解体工事から発生する建築系廃棄物などであり、土砂に紙と木くず、石膏等が混ざったものである。
本発明の精選土抽出工程は、土砂系混合廃棄物を分別分級し、粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるように選別するものであり、より具体的には、例えば、土砂系混合廃棄物に含まれる成分の物理特性を基に、乾式で分別・分級する方法によって、精選する精選方法などが挙げられ、より具体的には、得られる精選土の粒径が５ｍｍ以下となり、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるように、スクリーン、比重差選別装置、風力選別機、吸選別機、磁力選別機などの乾式分別分級装置を利用することによって、複合的に土砂系混合廃棄物から粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となる精選土を選別することができる。なお、選別された精選土の粒径は、例えばスクリーニングの際に粒径５ｍｍ以下の物質が篩い分けられるような篩を選定することによって５ｍｍ以下の土が選別されていることを確認することができ、精選土全量に対する紙と木くずの質量含有率は、選別処理後の精選土から適量をサンプリングし、その全質量を測定した後、加熱処理を施し、精選土中の紙と木くずを燃焼させた後、加熱・燃焼処理後の質量を測定し、加熱・燃焼処理前後の質量差により確認することができる。また、精選土の粒径は、５ｍｍ以下であれば良く、粒径５ｍｍ以下の物質が篩い分けられる篩などを通過したものである限り、その下限値は特に制限されるものではない。そして、精選土全量に対する紙と木くずの含有率は、低ければ低いほど好適であり、その下限値は特に制限されるものではない。
本発明のリン酸含有化合物処理工程は、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムから選ばれる１種又は２種以上であるリン酸含有化合物を温度２５〜６５℃、より好ましくは３０〜６０℃、更に好ましくは４０〜６０℃、湿度８０〜１００％、より好ましくは８５〜１００％、更に好ましくは８５〜９５％の条件下に、１〜４８時間、より好ましくは２〜２４時間、更に好ましくは４〜２４時間放置してリン酸含有化合物を再資源化処理材とするものである。温度が低すぎても高すぎても、フッ素の不溶化能力の向上が認められない場合がある。また、湿度が低すぎると、フッ素の不溶化能力の向上が認められない場合があり、高すぎるとリン酸含有化合物が固まってしまう場合がある。そして、放置時間が短すぎるとフッ素の不溶化能力の向上が認められない場合があり、長すぎるとそれ以上の長時間の処理による効果の向上が得られ難くなる場合がある。なお、本発明のリン酸含有化合物処理工程において、所定の温度、湿度の条件下で放置する手段は、特に制限されるものではなく、例えば、恒温恒湿槽や恒温恒湿機能を備えたタンクなどを利用し、槽内、タンクの中にリン酸含有化合物を放置することによって、リン酸含有化合物を所定の温度、湿度の条件下で所定の時間、放置することができる。
本発明のフッ素不溶化処理工程は、精選土に上記処理後のリン酸含有化合物を再資源化処理材として加え、更に水を加えて混合した混合物を養生して、精選土中のフッ素を不溶化処理するものであるが、本発明のフッ素不溶化処理工程の場合、精選土に処理後のリン酸含有化合物を再資源化処理材として加えて混合した後、更に水を加えて混合して混合物とし、この混合物を養生すると、より好適である。ここで、本発明のフッ素不溶化処理工程における再資源化処理材の添加量は、精選土中のフッ素を不溶化処理し得る量であり、また、本発明の処理方法の最終処理物が再資源化処理精選土であることを考慮すれば、再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験によるフッ素溶出量が０．８ｍｇ／ｌ以下であることから、再資源化処理材（リン酸含有化合物処理工程により得られたリン酸含有化合物）の添加量は、最終処理物の環境省告示４６号で規定された溶出試験によるフッ素溶出量が０．８ｍｇ／ｌ以下となるようにする量でもあり、このような再資源化処理材の添加量は、精選土中のフッ素含有量や精選土の含水率などを考慮して適宜選定することができるが、例えば、再資源化処理材の添加量が、好ましくは精選土１００質量部に対してリン成分量として０．３〜１０質量部、より好ましくは、０．３〜５質量部、更に好ましくは０．４〜２質量部であると、より好適である。精選土に対する再資源化処理材（リン酸含有化合物処理工程後のリン酸含有化合物）の添加量が少なすぎると、本発明の目的とするフッ素の溶出抑制効果が得られ難くなる場合があり、多すぎると、それ以上の添加量の増加による効果の向上が得られ難くなる場合がある。従って、本発明のフッ素不溶化処理工程における再資源化処理材の添加量としては、精選土１００質量部に対してリン成分量として、０．３〜１０質量部であり、且つ再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験によるフッ素溶出量が０．８ｍｇ／ｌ以下となるようにする量であると、より好適である。
本発明のフッ素不溶化処理工程における水の添加量は、再資源化処理材を添加した精選土を混合し、養生し得る量であり、その量は、精選土の含水率などを考慮して適宜選定することができるが、例えば、精選土１００質量部に対して、好ましくは１０〜３０質量部、より好ましくは１５〜２５質量部、更に好ましくは１８〜２２質量部であると、より好適である。精選土に対する水の添加量が少なすぎると、精選土と再資源化処理材を均一に混合し難くなる場合があり、多すぎると、混合物を養生させるのに要する時間が長くなりすぎる場合がある。
本発明のフッ素不溶化処理工程における養生時間は、特に制限されるものではなく、温度や湿度などを考慮して適宜選定することができるが、例えば、好ましくは５分間〜７２時間、より好ましくは６０分間〜７２時間、更に好ましくは１２時間〜７２時間であると、より好適である。養生時間が短すぎると、精選土中のフッ素を十分に不溶化し難くなる場合があり、長すぎると、それ以上の養生時間の延長による効果が得られ難くなる場合がある。
また、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法の場合、更に、二価鉄化合物及び腐植物質を添加する再資源化補助材添加工程を含むものであると、本発明のリン酸含有化合物処理工程によって得られた再資源化処理材（処理後のリン酸含有化合物）の優れたフッ素の不溶化効果が損なわれることなく、二価鉄化合物による六価クロムの不溶化効果を得ることができるので、より好適である。このように二価鉄化合物及び腐植物質を併用する場合、本発明の再資源化処理材、二価鉄化合物、腐植物質の添加方法は、特に制限されるものではなく、これらを同時に処理対象の土砂系混合廃棄物に添加したり、腐植物質、二価鉄化合物を同時にフッ素不溶化処理工程後の精選土に添加したり、別々にフッ素不溶化処理工程後の精選土に添加してもよいが、本発明の再資源化補助材添加工程では、二価鉄化合物及び腐植物質を予め混合して再資源化補助材としておくと、腐植物質と鉄イオンは、複合体をつくりやすいことから、常温において腐植物質及び二価鉄化合物を混合することによって、二価鉄腐植複合体が形成されるので、より好適である。なお、腐植物質及び二価鉄化合物の混合方法については、特に限定されないが、二価鉄腐植複合体が形成されやすいように混合されることが好適であり、水などの溶媒を添加して混合することも好適である。また、フッ素不溶化処理工程の後に、再資源化補助材添加工程を行なうと、フッ素の不溶化処理工程においてフッ素と反応したリン成分を腐植物質に吸着させると共に、二価鉄化合物により六価クロムを不溶化することができるので、より好適である。さらに、前記二価鉄化合物及び腐植物質は、リン酸含有化合物処理工程を行う前にリン酸含有化合物に混合することもできる。この場合、前記混合物についてリン酸含有化合物処理工程を行い、好ましく土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理に用いることができる。
本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法が、更に、二価鉄化合物及び腐植物質を添加する再資源化補助材添加工程を含む場合、二価鉄化合物は、その種類が特に制限されるものではなく、例えば、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、クエン酸第一鉄から選ばれる１種又は２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。一方、腐植物質は、その種類が特に制限されるものではなく、例えば、市販されている腐植物質を適宜選定して使用することができる。
また、二価鉄化合物及び腐植物質を併用する場合、これらの添加量は特に制限されるものではなく、二価鉄化合物、土砂系混合廃棄物中の六価クロム含有量などにより適宜選定することができるが、本発明の処理方法の最終処理物が再資源化処理精選土であることを考慮すれば、再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験による六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下であることから、二価鉄化合物の添加量は、最終処理物である再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験による六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下となるようにする量であると、より好適であり、このような二価鉄化合物の添加量は、精選土中の六価クロム含有量などを考慮して適宜選定することができるが、例えば、二価鉄化合物の添加量が、精選土１００質量部に対して好ましくは０．０３〜２質量部、より好ましくは０．０５〜２質量部、更に好ましくは０．１〜１．５質量部であると、より好適である。精選土に対する二価鉄化合物の添加量が少なすぎると、本発明の目的とする六価クロムの溶出抑制効果が得られ難くなる場合があり、多すぎると、それ以上の添加量の増加による効果の向上が得られ難くなる場合がある。従って、本発明の二価鉄化合物の添加量としては、精選土１００質量部に対して０．０３〜２質量部であり、且つ再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験による六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下となる量であると、更に好適である。
一方、腐植物質の添加量は、本発明の目的を考慮すれば、再資源化処理精選土の環境省告示４６号で規定された溶出試験によるフッ素溶出量が０．８ｍｇ／ｌ以下となるようにする量でもあり、このような腐植物質の添加量は、精選土中のフッ素含有量やフッ素不溶化処理工程におけるリン成分の添加量などを考慮して適宜選定することができるが、例えば、精選土１００質量部に対して好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．５〜５質量部、更に好ましくは０．８〜３質量部とすると、より好適である。精選土に対する腐植物質の添加量が少なすぎると、本発明の目的とするフッ素の溶出抑制効果が得られ難くなる場合があり、多すぎると、それ以上の添加量の増加による効果の向上が得られ難くなる場合がある。また、再資源化補助材添加工程における腐植物質の添加量としては、フッ素不溶化処理工程により得られたフッ素不溶化処理精選土中のフッ素と反応したリン成分を吸着し得る量であると、より好適であり、例えば、再資源化処理材（上記処理工程により得られたリン酸含有化合物）の添加量に対する腐植物質の添加量の比率が質量比でリン成分量／腐植物質量＝０．３／５〜１０／０．１、好ましくは０．５／２〜１．２５／０．２、より好ましくは１．０／１〜１．２５／０．５であると、より好適である。再資源化処理材（リン酸含有化合物処理工程により得られたリン酸含有化合物）の添加量に対する腐植物質の添加量の比率が小さすぎると、フッ素不溶化処理精選土中のフッ素と反応したリン成分を吸着し難くなる場合があり、大きすぎると、それ以上の腐植物質量の割合の増加による効果の向上が得られ難くなる場合がある。従って、再資源化補助材添加工程における腐植物質の添加量としては、精選土１００質量部に対して０．１〜５質量部であり、且つ再資源化処理材の添加量に対する腐植物質の添加量の比率が質量比でリン成分量／腐植物質量＝０．３／５〜１０／０．１であると、更に好適である。
なお、本発明の精選土の再資源化処理方法は、１回のフッ素不溶化処理工程、再資源化補助材添加工程を含む場合は、１回の再資源化補助材添加工程によって所望の再資源化処理精選土を得ることが望ましいが、１回の処理では得られた最終処理物のフッ素溶出量、六価クロム溶出量が環境基準値を満たさなかった場合、再度、フッ素不溶化処理工程、再資源化補助材添加工程を行って所望の再資源化処理精選土を得ることもできる。
本発明の再資源化処理方法において、フッ素不溶化処理工程、再資源化補助材添加工程の混合方法、混合時間などは特に制限されるものではなく、処理する際の規模などに合わせて、例えば、ミキサー、攪拌混合機、ブレンダー等の通常用いられる混合装置を適宜選定して、内容物が均一に混合されるように、使用する混合装置の常法に従って混合することができる。また、処理物を均一に混合することができる限り、手作業や手動にて混合することもできる。
本発明の精選土の再資源化処理方法の最終処理物として得られる再資源化処理精選土は、上述したように環境省告示４６号で規定された溶出試験によるフッ素溶出量が０．８ｍｇ／ｌ以下、六価クロム溶出量が０．０５ｍｇ／ｌ以下である。そして、本発明の再資源化処理方法により得られた再資源化処理精選土は、その用途が特に制限されるものではなく、例えば、農業用等の用土として利用することができるが、再資源化補助材添加工程を含む場合、例えば、農業用土壌として再利用するのであれば、再資源化処理精選土中の腐植物質の含有量が再資源化処理精選土全量に対して０．１〜５質量％であると、より好適である。再資源化処理精選土中の腐植物質の含有量が低すぎると、例えば、再資源化処理精選土を農業用土壌とした場合に野菜などの植物の育成促進効果が得られ難くなる場合があり、高すぎると、それ以上の含有量の増加による効果の向上が得られ難くなる場合がある。ここで、本発明において腐植物質の含有量の測定方法は、特に制限されるものではなく、公知の測定方法を適宜選定して測定することができ、このような測定方法としては熊田法、チューリン法などを挙げることができ、これらの中でも、特に熊田法により測定すると、より好適である。
また、土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の上記再資源化処理材は、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムから選ばれる１種又は２種以上であるリン酸含有化合物を温度２５〜６５℃、湿度８０〜１００％の条件下に１〜４８時間処理してなるものである。上記再資源化処理材については、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法のリン酸含有化合物処理工程における処理温度、処理湿度、処理時間に準じる。また、上記再資源化処理材の使用方法、使用量は、本発明の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法のフッ素不溶化処理工程における使用方法、添加量に準じる。
以下、実施例、比較例及び実験例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
最初に本発明の実施例などに使用する精選土についてフッ素及び六価クロムの溶出試験を以下のように行った。
土砂系混合廃棄物を、得られる精選土の粒径が５ｍｍ以下となり、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるようにスクリーン、比重差選別装置、風力選別機、吸選別機、磁力選別機などの乾式分別分級装置を利用し、複合的に土砂系混合廃棄物から粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となる精選土を選別した。この精選土について上述した加熱・燃焼処理によって精選土全量に対する紙と木くずの含有率を測定したところ、４質量％であった。また、この精選土全量に対する石膏の含有率は３０質量％であった。この精選土を未処理精選土とし、未処理精選土について環境省告示４６号で規定された溶出試験を行ったところ、フッ素溶出量は、２ｍｇ／ｌ、六価クロム溶出量は、０．１ｍｇ／ｌであった。
［実験例１〜４］
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表１に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実験例１〜４の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、各再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を２質量部となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．４４質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実験例１〜４のフッ素不溶化処理精選土を得た。
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表１に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実験例１〜４の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、各再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を２質量部となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．４４質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実験例１〜４のフッ素不溶化処理精選土を得た。
［実験例５〜８］
上記実験例１〜４において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸水素カルシウムに替えてリン酸二水素カルシウムとし、下記表１に示す温度、湿度の条件下に８時間放置して、フッ素不溶化処理工程における各再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を２質量部となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．５質量部となるように加えて混合した以外は、実験例１〜４と同様にして実験例５〜８のフッ素不溶化処理精選土を得た。
上記実験例１〜４において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸水素カルシウムに替えてリン酸二水素カルシウムとし、下記表１に示す温度、湿度の条件下に８時間放置して、フッ素不溶化処理工程における各再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を２質量部となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．５質量部となるように加えて混合した以外は、実験例１〜４と同様にして実験例５〜８のフッ素不溶化処理精選土を得た。
実験例１〜８のフッ素不溶化処理精選土について、環境省告示４６号で規定された溶出試験を行い、フッ素溶出量（溶出Ｆ量）を求めた。また、フッ素溶出量からフッ素の除去率（Ｆの除去率）を算出した。結果を下記表１に併記する。
［実施例１〜３］
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表２に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実施例１〜３の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、各再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を下記表２に示すように、２質量部又は５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．４４質量部又は１．１質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実施例１〜３のフッ素不溶化処理精選土（再資源化処理精選土）を得た。
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表２に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実施例１〜３の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、各再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を下記表２に示すように、２質量部又は５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．４４質量部又は１．１質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実施例１〜３のフッ素不溶化処理精選土（再資源化処理精選土）を得た。
［実施例４〜６］
上記実施例１において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸二水素カルシウムとし、フッ素不溶化処理工程における各再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を下記表２に示すように、２質量部又は５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．５質量部又は１．２５質量部となるように加えた以外は、実施例１と同様にして実施例４〜６のフッ素不溶化処理精選土（再資源化処理精選土）を得た。なお、実施例５は、上記実験例７と同じである。また、未処理のリン酸二水素カルシウムとリン酸含有化合物処理後のリン酸二水素カルシウムの粒子表面を顕微鏡により観察した。図１は、リン酸含有化合物処理工程により処理する前のリン酸二水素カルシウム（未処理リン酸二水素カルシウム）の粒子表面の２００倍の顕微鏡写真、図２は、実施例４のリン酸含有化合物処理工程によりリン酸二水素カルシウムを処理した後の粒子表面の２００倍の顕微鏡写真である。図１と図２の顕微鏡写真を比較すると、本発明のリン酸含有化合物処理工程における加温、加湿処理により、リン酸含有化合物が平板形状から細かい粒状になっていることが認められ、これによって、本発明の再資源化処理材は、フッ素の不溶化に効果を発揮していると考えられる。
上記実施例１において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸二水素カルシウムとし、フッ素不溶化処理工程における各再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して各再資源化処理材を下記表２に示すように、２質量部又は５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、各再資源化処理材をリン成分量として０．５質量部又は１．２５質量部となるように加えた以外は、実施例１と同様にして実施例４〜６のフッ素不溶化処理精選土（再資源化処理精選土）を得た。なお、実施例５は、上記実験例７と同じである。また、未処理のリン酸二水素カルシウムとリン酸含有化合物処理後のリン酸二水素カルシウムの粒子表面を顕微鏡により観察した。図１は、リン酸含有化合物処理工程により処理する前のリン酸二水素カルシウム（未処理リン酸二水素カルシウム）の粒子表面の２００倍の顕微鏡写真、図２は、実施例４のリン酸含有化合物処理工程によりリン酸二水素カルシウムを処理した後の粒子表面の２００倍の顕微鏡写真である。図１と図２の顕微鏡写真を比較すると、本発明のリン酸含有化合物処理工程における加温、加湿処理により、リン酸含有化合物が平板形状から細かい粒状になっていることが認められ、これによって、本発明の再資源化処理材は、フッ素の不溶化に効果を発揮していると考えられる。
実施例１〜６のフッ素不溶化処理精選土について、環境省告示４６号で規定された溶出試験を行い、フッ素溶出量（溶出Ｆ量）を求めた。また、フッ素溶出量からフッ素の除去率（Ｆの除去率）を算出した。結果を下記表２に併記する。
［実施例７］
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表３に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実施例７の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して再資源化処理材を下記表３に示すように５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、再資源化処理材をリン成分量として１．１質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実施例７のフッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例７の再資源化処理精選土を得た。
リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物としてリン酸水素カルシウムを使用して、下記表３に示す温度、湿度の条件下に２４時間放置して、実施例７の再資源化処理材を得た。次に、フッ素不溶化処理工程として、再資源化処理材を上述した土砂系混合廃棄物から抽出された精選土１００質量部に対して再資源化処理材を下記表３に示すように５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、再資源化処理材をリン成分量として１．１質量部となるように加えて混合し、さらに精選土１００質量部に対して水２０質量部を加えて混合し、２４時間養生して実施例７のフッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例７の再資源化処理精選土を得た。
［実施例８］
上記実施例７において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸二水素カルシウムとし、下記表３に示す温度、湿度の条件下に８時間放置して、フッ素不溶化処理工程における再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して再資源化処理材を下記表３に示すように５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、再資源化処理材をリン成分量として１．２５質量部となるように加えて混合した以外は、実施例７と同様にして実施例８の再資源化処理精選土を得た。
上記実施例７において、リン酸含有化合物処理工程におけるリン酸含有化合物をリン酸二水素カルシウムとし、下記表３に示す温度、湿度の条件下に８時間放置して、フッ素不溶化処理工程における再資源化処理材の添加量を精選土１００質量部に対して再資源化処理材を下記表３に示すように５質量部、即ち、精選土１００質量部に対して、再資源化処理材をリン成分量として１．２５質量部となるように加えて混合した以外は、実施例７と同様にして実施例８の再資源化処理精選土を得た。
［比較例１〜７］
下記表３に示す条件、添加量に従って上記実施例７と同様に各工程を行って比較例１〜７の処理精選土を得た。なお、比較例１は、上述した未処理精選土と同じである。
下記表３に示す条件、添加量に従って上記実施例７と同様に各工程を行って比較例１〜７の処理精選土を得た。なお、比較例１は、上述した未処理精選土と同じである。
実施例７、８の再資源化処理精選土及び比較例１〜７の処理精選土について、環境省告示４６号で規定された溶出試験を行い、フッ素溶出量（溶出Ｆ量）及び六価クロム溶出量（溶出六価クロム量）を求めた。また、フッ素溶出量からフッ素の除去率（Ｆの除去率）を算出した。結果を下記表３に併記する。なお、実施例７、８により得られた再資源化処理精選土中の腐植物質の含有量を測定器として土壌分析器（富士平工業株式会社製 ＺＡ−ＩＩ）を用いて熊田法により測定したところ、いずれも再資源化処理精選土全量に対して腐植物質量は２質量％であった。
［比較例８］
土砂系混合廃棄物を、得られる精選土の粒径が５ｍｍ以下となり、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるようにスクリーン、比重差選別装置、風力選別機、吸選別機、磁力選別機などの乾式分別分級装置を利用し、複合的に土砂系混合廃棄物から粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となる精選土を選別した。この精選土について上述した加熱・燃焼処理によって精選土全量に対する紙と木くずの含有率を測定したところ、４質量％であった。この精選土に精選土全量に対する石膏の含有率が４０質量％となるように石膏を混合した。この精選土を未処理精選土とし、未処理精選土について環境省告示４６号で規定された溶出試験を行ったところ、フッ素溶出量は、２．３ｍｇ／ｌ、六価クロム溶出量は、０．１ｍｇ／ｌであった。
土砂系混合廃棄物を、得られる精選土の粒径が５ｍｍ以下となり、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるようにスクリーン、比重差選別装置、風力選別機、吸選別機、磁力選別機などの乾式分別分級装置を利用し、複合的に土砂系混合廃棄物から粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となる精選土を選別した。この精選土について上述した加熱・燃焼処理によって精選土全量に対する紙と木くずの含有率を測定したところ、４質量％であった。この精選土に精選土全量に対する石膏の含有率が４０質量％となるように石膏を混合した。この精選土を未処理精選土とし、未処理精選土について環境省告示４６号で規定された溶出試験を行ったところ、フッ素溶出量は、２．３ｍｇ／ｌ、六価クロム溶出量は、０．１ｍｇ／ｌであった。
［実施例９］
上記実施例７と同じ再資源化処理材を上記比較例８の石膏を４０質量％含む精選土に加え、実施例７と同じフッ素不溶化処理工程を行い、フッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例９の再資源化処理精選土を得た。
上記実施例７と同じ再資源化処理材を上記比較例８の石膏を４０質量％含む精選土に加え、実施例７と同じフッ素不溶化処理工程を行い、フッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例９の再資源化処理精選土を得た。
［実施例１０］
上記実施例８と同じ再資源化処理材を上記比較例８の石膏を４０質量％含む精選土に加え、実施例８と同じフッ素不溶化処理工程を行い、フッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例１０の再資源化処理精選土を得た。
上記実施例８と同じ再資源化処理材を上記比較例８の石膏を４０質量％含む精選土に加え、実施例８と同じフッ素不溶化処理工程を行い、フッ素不溶化処理精選土を得た。次に、再資源化補助材添加工程として、硫酸第一鉄及び市販の腐植物質（合同会社土づくり推進機構社製）を下記表３に示す添加量となるように、即ち、精選土１００質量部に対して、それぞれ０．０３質量部、１質量部となるように、所定量の腐植物質を加え混合した後、硫酸第一鉄を加え、混合して、実施例１０の再資源化処理精選土を得た。
実施例９、１０の再資源化処理精選土について、環境省告示４６号で規定された溶出試験を行い、フッ素溶出量（溶出Ｆ量）及び六価クロム溶出量（溶出六価クロム量）を求めた。また、フッ素溶出量からフッ素の除去率（Ｆの除去率）を算出した。結果を下記表３に併記する。
Claims (10)
- 土砂系混合廃棄物から抽出された精選土を再資源化する処理方法であって、前記土砂系混合廃棄物を分別分級し、粒径５ｍｍ以下で、且つ紙と木くずの含有率が質量比で５％未満となるように選別された土を精選土とする精選土抽出工程と、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウムから選ばれる１種又は２種以上であるリン酸含有化合物を温度２５〜６５℃、湿度８０〜１００％の条件下に１〜４８時間放置して再資源化処理材とするリン酸含有化合物処理工程と、前記精選土に前記再資源化処理材を加え、更に水を加えて混合した混合物を養生して、前記精選土中のフッ素を不溶化処理するフッ素不溶化処理工程と、を含むことを特徴とする土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記再資源化処理材の添加量が、前記精選土１００質量部に対してリン成分量として０．３〜１０質量部である請求項１に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記水の添加量が、前記精選土１００質量部に対して１０〜３０質量部である請求項１又は２に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記混合物を養生する時間が、５分間から７２時間である請求項１、２又は３に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 更に、二価鉄化合物及び腐植物質を添加する再資源化補助材添加工程を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記二価鉄化合物及び腐植物質を予め混合して再資源化補助材とする請求項５に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記フッ素不溶化処理工程の後に、前記再資源化補助材添加工程を行う請求項５又は６に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記二価鉄化合物が、硫酸第一鉄、塩化第一鉄、クエン酸第一鉄から選ばれる１種又は２種以上である請求項５、６又は７に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記二価鉄化合物の添加量が、精選土１００質量部に対して０．０３〜２質量部である請求項５乃至８のいずれか１項に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
- 前記腐植物質の添加量が、精選土１００質量部に対して０．１〜５質量部である請求項５乃至９のいずれか１項に記載の土砂系混合廃棄物から抽出された精選土の再資源化処理方法。
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