JPH02114B2

JPH02114B2 -

Info

Publication number: JPH02114B2
Application number: JP57136349A
Authority: JP
Inventors: Shinya Takenaka
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1990-01-05
Also published as: JPS5926181A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は都市ごみ、産業廃棄物等の重金属を含
む有害な廃棄物を無公害に処理する方法に関する
ものである。

一般に都市ごみ、廃水処理工程からでるスラツ
ジ等を焼却処理した際に排出する残渣、およびダ
スト等には、各種の有害な重金属が含まれる。と
ころが、これら有害な重金属を含むダスト等の廃
棄物はその処理法が確立されておらずそのまま埋
立投棄されているのが現状であり、セメント固化
法などの処理を施して投棄しても有害な重金属が
雨水などにより溶出して埋立地周辺の環境を汚染
する心配がある。

例えば、都市ごみの焼却処分の際に生ずるダス
ト等の廃棄物の化学的性状を検討すると、ダスト等には水に不溶性の酸化物の他、水に
可溶性の塩類が大量に含まれること。

前記ダスト等に含まれる酸化物の主たる形態
はSiO₂、Al₂O₃、CaOであり、塩類としては
NaCl、KCl、CaCl₂、Na₂SO₄、K₂SO₄等のア
ルカリ金属又はアルカリ土金属の塩（以下、ア
ルカリ（土）金属塩と略記する）であること。

さらに、有害な重金属（例えば、Cd、Pb、
Zn、Cu、Hg）の大部分も塩化物もしくは硫酸
塩の形態の重金属塩となつていること。

があり、これら塩類を多量に含むダスト等を従来
の方法を用いて重金属の固定化を行なうため、セ
メントを該ダストに直接添加して固めることを試
みても、ダスト中に大量に含まれる塩類のため、
セメントの固化反応が阻害されて固化物の強度が
小さく、また埋立地で雨水等にさらされると崩壊
するため重金属の再溶出を生じて目的を達成する
ことは不可能である。

このようにアルカリ（土）金属塩を多量に含
み、かつ重金属も塩類の形態となつているダスト
等の廃棄物はきわめて公害性が強く処理上問題が
あつたのである。

これら公害性の強いダスト等の廃棄物から重金
属の溶出を防止する手段として、本発明者は既に
特願昭56−144620において、ダストを鉄塩を加え
ることなくアルカリ水溶液のみで溶解したのち
液と残渣に分離し、液は放流するかもしくは蒸
発濃縮して液中に含まれるアルカリ（土）金属
塩を回収し、一方、重金属を含む残渣はセメント
固化して廃棄処分する方法を提案している。しか
し、この方法を用いて作成した固化物は中性付近
の水中では重金属の溶出はないが、酸性の水に接
すると大量の重金属の溶出が見られた。すなわ
ち、この方法では重金属が完全に安定化されたと
はみなせない。また、廃棄物の種類によつては
液中に重金属が検出される場合があり、アルカリ
（土）金属塩を回収するのに支障をきたしたり、
また回収することなく放流する場合は二次公害の
原因となる場合が生じた。

本発明は、これら問題点をさらに解決し、どの
ような条件下でも重金属を含む有害な廃棄物を支
障なく投棄しうるようにし、さらに安定な重金属
溶出防止法を提案すると同時に、該廃棄物から重
金属を含まない無害な有価物を回収する有効な方
法を安価な形態で提供することを目的とするもの
である。

本発明は、有害重金属とアルカリ金属の塩及
び／又はアルカリ土金属の塩を含む微粉状廃棄物
又は微粉状にした廃棄物１部（重量）に対して２
〜10部の水を添加してスラリーと成し、該スラリ
ー中に溶解した有害重金属イオンの総モル数の５
〜50倍の鉄イオンを加え、次いでアルカリ性物質
またはその水溶液を加えて該スラリーのPHを５以
上に調整したのち、これを過して液と残渣に
分離し、得られた残渣にセメントを添加混合して
固化することを特徴とする有害重金属を含む廃棄
物の処理方法である。

すなわち本発明は、重金属を含む廃棄物を微粉
状にし、または重金属を含む微粉状廃棄物はその
まま、水に浸漬して、該廃棄物に含まれる重金属
塩やアルカリ（土）金属塩を水に溶解すると共
に、添加された鉄塩および溶解された重金属塩を
添加されたアルカリによつて水酸化物とし、次い
でこれを過して液と残渣に分離し、さらにこ
の残渣にセメントを添加して固化物とする処理方
法である。

本発明の一実施態様を図面を用いて説明する
と、まずダスト等の廃棄物Ａを水槽Ｂに投入して
水に浸漬してスラリーとし、水に可溶なアルカリ
（土）金属塩と重金属塩を水中に溶解させる。次
いで該スラリーに鉄塩ＣとアルカリＤを添加する
と、ダスト中の重金属塩と添加された鉄塩は水酸
化物の状態となり不溶性となる。一方、ダスト中
のアルカリ（土）金属塩は水酸化物を作らないた
めそのまま溶解しており、また、酸化物はもとも
と不溶性であるためそのまま懸濁していて、前記
重金属水酸化物、水酸化鉄と混合状態で懸濁した
スラリーとなつている。次に該スラリーを沈降さ
せたのち、さらに過装置Ｅによつて過して固
液分離を行なえば液Ｆ側にはNaCl、KCl、
CaCl₂、Na₂SO₄、K₂SO₄等のアルカリ（土）金
属塩が移行し、過残渣Ｇ側には重金属水酸化
物、水酸化鉄、SiO₂、Al₂O₃、CaO等の酸化物が
混合状態で残留する。

一方、前記液Ｆ側に移行したNaCl、KCl、
CaCl₂、Na₂SO₄、K₂SO₄等のアルカリ（土）金
属塩含有溶液１は、例えば蒸発装置Ｈで蒸発濃縮
することにより回収したのち、カリ鉱や岩塩のか
わりとして無害状態の工業用、肥料用の原料２と
して用いることができる。

この実施態様では、沈降性の良い水酸化鉄と沈
降性の悪い重金属水酸化物を混合状態で沈殿させ
たのち過分離を行なうが、該水酸化鉄は重金属
水酸化物を結晶構造の中に組み込んだりあるいは
吸着して沈殿するため、重金属水酸化物単独の沈
降速度より速く、かつ過性も良好である。さら
に該水酸化鉄は重金属イオンの吸着作用も有して
おり、水酸化物の溶解度で溶けている重金属イオ
ンも吸着して沈殿するため、重金属イオンが液
側に移行するのを完全に防止できる。

前記過残渣Ｇ側の重金属、鉄、酸化物の混合
物３に含まれる重金属は酸性の水にも不溶性の形
態に変換されているので、そのまま埋立投棄して
も何ら支障のないものであるが、連搬時の取扱い
および埋立地の地盤安定性を向上させるために、
さらにセメントＫを添加して固化装置Ｉで混合
し、機械的強度の大きな固化物４とする。すなわ
ち、セメントＫに悪影響を及ぼすアルカリ（土）
金属塩類の大部分は液Ｆ側に移行し、上記混合
物中に残る塩類含有量は極めて少量となつている
ため、セメントＫで固化することが可能である。

本工程において、上記混合物中の重金属が酸性
の水にも安定である理由は、重金属イオンに鉄イ
オンとアルカリが共存することにより、重金属と
鉄の混合水酸化物が生成し、この時点において該
重金属は水酸化鉄の結晶格子中に組み込まれた
り、あるいは水酸化鉄に重金属水酸化物が吸着さ
れ、最終的には鉄と重金属の非常に安定した結晶
構造が作成されるためと推察される。

本発明における前記一連の工程において、ダス
ト等の廃棄物を水に溶解させる際にはアルカリ
（土）金属塩の溶出効果および添加薬品とダスト
等の混合効果を考慮すると、廃棄物と水の比率
〔水／廃棄物（重量）〕は２〜10の範囲である。前
記過残渣とセメントを混合して固化させるため
には、該残渣中の塩類濃度を50％以下、好ましく
は30％以下まで溶解除去しておけば、セメント固
化が可能であり、処分後固化物が崩壊することが
ないが、前記の廃棄物と水の比率で処理すればこ
の条件は満足される。

また、スラリーに添加する鉄塩としては、硫酸
第一鉄（FeSO₄）、硫酸第二鉄（Fe₂SO₄）₃）、塩
化第一鉄（FeCl₂）、塩化第二鉄（FeCl₃）等の薬
品の他、鉄板の酸洗い、酸化チタン製造の際に大
量に生じる副産物の塩化第一鉄、硫酸第一鉄も用
いることができる。また、前記アルカリとしては
水酸化ナトリウム（NaOH）、水酸化カリウム
（KOH）、水酸化カルシウム（Ca（OH）₂）、水酸
化アンモニウム（NH₄OH）などを単独又は組合
わせて用いることができる。

本発明においては、前記鉄塩の添加量は溶解し
た有害重金属の種類、量、アルカリを添加した後
のPH等によつて異なるが、実験によつて確認した
ところによれば、鉄イオンとして前記スラリー中
に溶解した有害重金属イオンの総モル数の５〜50
倍である。また、アルカリの添加量は前記スラリ
ーのPHが５以上好ましくは８〜12の範囲に調整さ
れる量に設定する。

すなわち、PH５以上になると液に移行する重
金属量は減少しだし、PH８〜12で前記重金属は
液中にほとんど検出されなくなる。

さらに、ダスト等の廃棄物が焼却設備より排出
される場合においては、該焼却設備の廃熱Ｊ例え
ば廃ガスを使用して液の蒸発を行なつても良
い。

なお、該液中には有害な重金属を含まないた
め、アルカリ金属塩類を回収することなくそのま
ま放流することも可能であり、さらに該ダスト等
の廃棄物が焼却設備より排出される場合において
は、焼却炉本体より排出される水分の全く含まな
い取り扱い時に飛散する恐れのある焼却灰に該
液を吸水させて廃棄処分することも可能である。

本発明方法によれば有害でかつ不安定な重金属
塩を安定な形態に変換したのち処分し、一方、無
害でかつ有価物であるアルカリ（土）金属塩は効
率よく分離収する経済的な処理で適確な重金属溶
出防止が可能となる有用な利益がある。

次に本発明の実施例を示す。

アルカリ（土）金属塩が80％（NaCl23.3％、
KCl9.5％、Na₂SO₄11.0％、K₂SO₄33.0％、
CaCl₂3.2％）、不溶性の酸化物が10％（SiO₂3.3
％、Al₂O₃1.5％、CaO3.0％、MgO2.2％）含まれ
る都市ごみ焼却工場の電気集塵ダスト１Kgを、水
４で溶解しスラリーとした。その結果、このス
ラリー中には有害重金属としてZnとCdとPbが合
計で0.1モル溶解した。次いでFeSO₄を0.5モルを
加えて撹拌したのち、Ca（OH）₂を用いて該スラ
リーのPHを10.0に調整して再度撹拌し、重金属水
酸化物、水酸化鉄及び前記酸化物からなる混合物
を作成した。次に、この混合物をフイルタープレ
スで過した。このときの液中のZn、Cd、Pb
イオンを分析したところ、Zn、Cd、Pbがそれぞ
れ0.01ppm、0.02ppm、0.01ppmであり、また
過残渣中のアルカリ（土）金属塩の濃度は30％に
減少していた。

次に、フイルタープレスで過した過残渣に
セメントを50％（過残渣乾燥物当り）添加して
混練して固化物とした。この固化物を一週間養生
した結果、圧壊強度42Kg／cm²の強固な固化物であ
り、また水に浸渣しても崩壊することはなかつ
た。

さらに、この固化物を環境庁告示の有害廃棄物
の溶出試験法にならつてPH７の水で溶出試験した
結果、Cd、Pb、ZnともND（0.001ppm以下）で
あり廃棄処分しても全く問題はなかつた（規制値
Cd0.3ppm、Pb3ppm、Znは規制値なし）。また、
酸性状態での重金属の溶出性を検討するために、
前記試料を用いてPH４に制御した液中での溶出試
験を行なつた。その結果、溶出液の重金属濃度
は、Cd0.1ppm、Pb0.5ppm、Zn0.3ppmであり、
酸性状態でも規制値を十分満足するものであつ
た。

一方、液を蒸発濃縮した結結果、NaCl、
KCl、Na₂SO₄、K₂SO₄のきわめて純度の良い白
色の混合物が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示す系統説明図であ
る。Ａ……廃棄物、Ｂ……水槽、Ｃ……鉄塩、Ｄ…
…アルカリ、Ｅ……過装置、Ｆ……液、Ｇ…
…過残渣、Ｈ……蒸発装置、Ｉ……固化装置、
Ｊ……廃熱、Ｋ……セメント、１……アルカリ
（土）金属塩含有溶液、２……原料、３……混合
物、４……固化物。

Claims

【特許請求の範囲】

１有害重金属とアルカリ金属の塩及び／又はア
ルカリ土金属の塩を含む微粉状廃棄物又は微粉状
にした廃棄物１部（重量）に対して２〜10部の水
を添加してスラリーと成し、該スラリー中に溶解
した有害重金属イオンの総モル数の５〜50倍の鉄
イオンを加え、次いでアルカリ性物質またはその
水溶液を加えて該スラリーのPHを５以上に調整し
たのち、これを過して液と残渣に分離し、得
られた残渣にセメントを添加混合して固化するこ
とを特徴とする有害重金属を含む廃棄物の処理方
法。