JP6589221B2 - 液体キレート剤、焼却灰処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、焼却灰とセメントとを混合し、固化させて成る固化混合物の生成に用いる液体キレート剤、及び、液体キレート剤を用いてごみ焼却施設より発生する焼却灰を処理する焼却灰処理方法に関するものである。

従来は、焼却灰とセメントとを、水分と共に撹拌処理して、焼却灰中の両性金属をイオン化し、又は、両性金属水酸化物とした後、さらに、セメントを投入し、混練した後、成型して固化する焼却灰処理方法があった。（特許文献１参照）

特開２０１３−２０２４６４号公報

従来の焼却灰処理方法では、セメントと水と焼却灰とを撹拌後、さらに、セメントを混合して、焼却灰とセメントとを固化するという方法であったため、焼却灰とセメントとが完全に固化せず、結果として、焼却灰を再利用出来ない処理方法であった。

そこで、本発明は、焼却灰とセメントとを完全に固化し、焼却灰を再利用できる形態とすることによって、ごみ焼却施設から発生する焼却灰の処理問題を解決する。

本発明は、焼却灰とセメントとを混合することにより固化させて成る固化混合物の生成に用いる液体キレート剤であって、ナフタレンスルフォン酸ソーダ及びオキシカルボン酸及びポリオキシエチレントリデシルエーテルを有する液体キレート剤を用いるものである。

また、本発明は、少なくとも金属片を取り除いた焼却灰に焼却灰固化促進材を加え、更にセメント及び液体キレート剤を加えて混合する混合工程を経て固化混合物を生成する焼却灰処理方法であって、前記液体キレート剤は、ナフタレンスルフォン酸ソーダ及びオキシカルボン酸及びポリオキシエチレントリデシルエーテルを有するものである。

また、本発明の混合工程は、少なくとも金属片を取り除いた焼却灰に焼却灰固化促進材を加え、更にセメントを加えて混合する第１混合工程と、前記第１混合工程で得られた第１混合物に液体キレート剤を加えて混合する第２混合工程から成ることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記焼却灰固化促進材は、無機質混合材であるものである。

また、本発明は、前記固化混合物は、前記混合工程での生成後に養生を行うことにより最終固化させるものである。

本発明によれば、焼却灰に焼却灰固化促進材を加え、更にセメント及び液体キレート剤を加えて混合することにより固化混合物を生成し、更に、養生を行うため、焼却灰を道路用下材や土木構造物の裏込材等に再利用することができる。

焼却灰処理方法を示すシステム図（実施例１） 本願の液体キレート剤を使用せずに処理した焼却灰を示す図である。 処理後の焼却灰を示す図である。 処理前の焼却灰を示す図である。 焼却灰処理方法を示す別のシステム図（実施例２）

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施例を説明する

本実施例における焼却灰処理方法では、焼却灰とセメントとを混合し、固化させて成る固化混合物の生成に用いる液体キレート剤を用いる。液体キレート剤は、焼却灰処理方法の一過程において生成される。

１．液体キレート剤の生成
液体キレート剤は、所定量のナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテルを有している。ここで、液体キレート剤が有するナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、それぞれの機能について説明する。ナフタレンスルフォン酸は、セメント分散能力を有する。オキシカルボン酸は、減水能力、流動化促進、固化促進能力を有する。ポリオキシエチレントリデシルエーテルは、界面活性効果を有する。また、これらの最終混合物、つまり、液体キレート剤には、相乗作用として土質・地盤改良能力を有する。ここで、土質・地盤改良能力とは、液体キレート剤の混合元の物質、ここでは焼却灰、を、混合元の物質が有する両性金属の外部への溶出を従来より少なくすることによって、外部環境への影響がない状態とすることを意味する。例えば、所定の法的基準を満たす程度まで、両性金属の外部への溶出を少なくでき、外部環境への影響がなく、焼却灰の利用範囲を広げることができる。

焼却灰を再利用する焼却灰の処理方法としては、これまでも、焼却灰、無機質混合剤、及び、セメントを混合し、固化させようと試みられてきた。しかし、図２に示すように、焼却灰、無機質混合剤、及び、セメントを、単に混合しただけでは、それぞれの結合が促進せず、焼却灰、無機質混合剤、及び、セメントの混合物は固化しにくかった。また、固化を促進する又は補助する薬剤としてカルボン酸を使用して、混合物の固化促進を図る方法もあった。しかしながら、この方法によっても、完全に固化しなかったため、混合物を再利用に供することはできなかった。

なお、焼却灰及びセメントに、無機質混合材を混合することにより、焼却灰に含まれている鉄分等の両性金属の溶出を防止することができる。一方、無機質混合剤は、焼却灰及びセメントを固化しにくくする。このため、焼却灰、セメント、及び、無機質混合材の混合物を完全に固化できず、結果として、混合物を再利用に供することはできなかった。

このような状況の中、発明者は、液体キレート剤が有するナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテルの相乗効果によって、図３に示すように、混合物を完全に固化することに成功した。このような混合物の固化に、ナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテルを有するキレート剤を用いることは、これまでの発明者の経験、及び、数々の実験によって得られた知見である。ナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテルを有する液体キレート剤は、焼却灰、無機質混合剤、及び、セメントからなる混合物を再利用するためには、極めて重要な役割を担うものである。

次に、液体キレート剤の生成について、図１を用いて説明する。ナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテルを液体キレート剤サイロ８より第２混合機９へ投入する。また、貯水槽より水を第２混合機９へ投入する。これにより、第２混合機９において、ナフタレンスルフォン酸、オキシカルボン酸、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、及び、水が所定量混合され、濃度が調整された液体キレート剤を生成する。生成した液体キレート剤を液体キレート剤槽１０へ送る。

２．焼却灰処理方法
以下において、焼却灰処理方法について、図１を用いて説明する。図４に、処理を開始する前の焼却灰を例示する。本願の焼却灰処理方法では、まず、焼却場からの焼却灰１（図４参照）を選別機２へ送り、一次的に、第１金属片１３等を取り除く。

選別機２によって一次的に第１金属片１３等を取り除いた焼却灰を、再度、永磁選別機３を用いて、二次的に、第２金属片１４を取り除く。永磁選別機３によって二次的に第２金属片１４等を取り除いた焼却灰を、選別後焼却灰サイロ４へ送り、選別後焼却灰を生成する。

無機質混合物サイロ５は、無機質混合物を貯留している。ここで、無機質混合物としては、例えば、真土・汚泥及び両者の混合物を用いることができる。無機質混合物サイロ５より無機質混合物を第１混合機７へ送る。

第１混合機７への無機質混合物の創出に合わせて、選別後焼却灰サイロ４より選別後焼却灰を、第１混合機７へ投入する。

無機質混合物と選別後焼却灰とが投入された第１混合機７へ、さらに、セメントサイロ６よりセメントを投入する。

無機質混合物、選別後焼却灰、及び、セメントからなる混合物を第１混合機７でよく混合し、１回目の混合生成物を生成する。

第１混合機７において生成された１回目の混合物を第３混合機１１へ送る。

１回目の混合生成物が入った第３混合機１１へ、液体キレート槽１０より液体キレート剤を投入し、第３混合機１１で良く混合することで２回目の混合生成物を作る。

第３混合機１１で混合した２回目の混合生成物を養生ヤード１２へ送る。

養生ヤード１２での養生を経て、２回目の混合生成物は、固化する（図３参照）。固化した２回目の混合生成物は、道路用下材、土木構造物の裏込材等へ再利用できる。つまり、ごみ焼却施設より発生する焼却灰を処理できる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

１．液体キレート剤の生成
焼却灰とセメントとを混合し、固化させて成る固化混合物の生成に用いる液体キレート剤は、実施例１において用いたものと同一であり、焼却灰処理方法の一過程において生成される。

２．焼却灰処理方法
以下において、焼却灰処理方法について、図５を用いて説明する。本願の焼却灰処理方法では、まず、焼却場からの焼却灰１（図４参照）を３段式選別機１５へ送り、一次的に、第１金属片１３等を取り除く。

３段式選別機１５によって一次的に第１金属片１３等を取り除いた焼却灰は、３段式選別機１５の第２段目より破砕機１６に送られ、粉砕された後、再度３段式選別機１５に戻される。これにより、使用できる焼却灰１の歩留まりが向上する。

次に、３段選別された焼却灰について、永磁選別機３を用いて、二次的に、第２金属片１４を取り除く。永磁選別機３によって二次的に第２金属片１４等を取り除いた焼却灰を、選別後焼却灰サイロ４へ送り、選別後焼却灰を生成する。

無機質混合物サイロ５は、無機質混合物を貯留している。ここで、無機質混合物としては、例えば、真土・汚泥及び両者の混合物を用いることができる。無機質混合物サイロ５より無機質混合物を第４混合機１７へ送る。

第４混合機１７への無機質混合物の創出に合わせて、選別後焼却灰サイロ４より選別後焼却灰を、第４混合機１７へ投入する。

無機質混合物と選別後焼却灰とが投入された第４混合機１７へ、さらに、セメントサイロ６よりセメントを投入する。

更に、混合生成物が入った第４混合機１７へ、液体キレート槽１０より液体キレート剤を投入し、第４混合機１７で良く混合することで混合生成物を作る。

第４混合機１７で混合した混合生成物を養生ヤード１２へ送る。

養生ヤード１２での養生を経て、混合生成物は、固化する（図３参照）。固化した混合生成物は、道路用下材、土木構造物の裏込材等へ再利用できる。つまり、ごみ焼却施設より発生する焼却灰を処理できる。

１ 焼却灰
２ 選別機
３ 永磁選別機
４ 選別後焼却灰サイロ
５ 無機質混合物サイロ
６ セメントサイロ
７ 第１混合機
８ 液体キレート剤サイロ
９ 第２混合機
１０ 液体キレート剤槽
１１ 第３混合機
１２ 養生ヤード
１３ 第１金属片
１４ 第２金属片
１５ ３段式選別機
１６ 破砕機
１７ 第４混合機

Claims (5)

1. 焼却灰とセメントとを混合し、固化させて成る固化混合物の生成に用い、かつ、無機質混合材、前記焼却灰、及び、前記セメントを混合した混合物に対して投入する液体キレート剤であって、ナフタレンスルフォン酸ソーダ及びオキシカルボン酸及びポリオキシエチレントリデシルエーテルを有し、前記オキシカルボン酸に、少なくとも前記セメントを固化するための減水能力を有するものを用いることにより、前記混合物を固化する液体キレート剤。
2. 少なくとも金属片を取り除いた焼却灰に無機質混合材を加え、更にセメント及び液体キレート剤を加えて混合する混合工程を経て固化混合物を生成する焼却灰処理方法であって、前記液体キレート剤は、ナフタレンスルフォン酸ソーダ及びオキシカルボン酸及びポリオキシエチレントリデシルエーテルを有し、前記オキシカルボン酸に、少なくとも前記セメントを固化するための減水能力を有するものを用いることにより、前記固化混合物を固化することを特徴とする焼却灰処理方法。
3. 前記混合工程は、少なくとも金属片を取り除いた焼却灰に無機質混合材を加え、更にセメントを加えて混合する第１混合工程と、前記第１混合工程で得られた第１混合物に液体キレート剤を加えて混合する第２混合工程から成ることを特徴とする請求項２記載の焼却灰処理方法。
4. 前記無機質混合材は、真土もしくは汚泥もしくは両者の混合物であることを特徴とする請求項２もしくは３に記載の焼却灰処理方法。
5. 前記固化混合物は、前記混合工程での生成後に養生を行うことにより最終固化させる請求項２もしくは３に記載の焼却灰処理方法。