JPH06277647A - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水に対する強度が大きく、処理が簡単で処理
量の増量が少ない重金属含有灰の無害化処理方法を提供
する。 【構成】 重金属を含有する灰に、重金属キレート剤
と、ゲル化し得る有機高分子物質の溶液、又は重合して
ゲル化し得る有機高分子物質のモノマー又はプレポリマ
ーとを添加し、キレート化された重金属を含む前記灰と
共にゲル化せしめて埋立処分する重金属含有灰の処理方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重金属含有灰の処理方
法に係り、特にごみ焼却に伴なう飛灰などの有害重金属
を含有する灰の無害化処理法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみなど可燃性廃棄物の焼却
にあたっては、環境保全への配慮がますます強く求めら
れてきている。廃棄物をストーカ炉で焼却すると、通常
焼却灰の約９０％がストーカ灰となり、残りの約１０％
が電気集塵器（ＥＰと略）で捕集された飛灰である。飛
灰には低温で揮発しやすいＰｂ、Ｃｄなどの重金属が多
量に含有されており、飛灰を埋立処分する場合、重金属
の溶出を防ぐための処理を行わなければならない。

【０００３】従来、飛灰の無害化処理法としては、セメ
ント固化法（飛灰に水とセメントを添加して固化させ
る）、酸抽出法（飛灰中の重金属を酸により抽出して無
害化する方法）、キレート剤添加法（飛灰に液体キレー
ト剤を添加し、重金属をキレート化物として安定化させ
ると共に造粒する方法）の３つの方法が知られている。
しかし、セメント固化法は、ＰｂとＣｄの固定化効果が
劣り、多量のセメントを添加しなければならないので、
埋立処分量が増加してしまい、また、飛灰中にはＮａＣ
ｌなどの塩分が多量にあるため、セメントで固化したも
のはもろく、雨などにふれると再び容易にくずれてしま
うという欠点がある。

【０００４】また「酸抽出法」は、処理工程が複雑であ
り、処理コストも３つの方法のうちで最も高い。「キレ
ート剤添加法」は、処理工程も単純であり、従来技術の
なかでは最も優れているものの、やはりキレート剤を添
加して、造粒したものの強度が小さく、雨などにふれる
と容易に、造粒の形がくずれて、細かく分散し、微粒子
になってしまうこと、及びｐＨが酸性の水に接触する
と、灰から重金属が溶出してくることがあるという大き
な欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を解決し、重金属含有飛灰の無害化処理
をより効果的に、すなわち水に対する強度が大きく、処
理が簡単で処理量の増量が少ない造粒物を得ることので
きる処理方法を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、重金属を含有する灰に、重金属キレー
ト剤と、ゲル化し得る有機高分子物質の溶液、又は重合
してゲル化し得る有機高分子物質のモノマー又はプレポ
リマーとを添加し、前記灰と共にゲル化せしめて埋立処
分することを特徴とする重金属含有灰の処理方法とした
ものである。

【０００７】次に、本発明を詳細に説明する。本発明
は、有害重金属を含む灰に、重金属キレート剤を添加し
て、重金属をキレート化させるとともに、有機高分子ゲ
ルによって飛灰粉体を固化させるものである。本発明に
使用する自身がゲル化作用を有する有機高分子物質とし
ては、生分解性の少ないものが好適であり、ポリアクリ
ルアミド、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ
アクリル酸ソーダ、ポリエチレングリコールなどが好ま
しい。

【０００８】アルギン酸カルシウムゲルは、埋立処分し
た場合、土中の微生物によってアルギン酸が生分解を受
けやすいので、避けたほうが良い。本発明によって、有
害重金属を含む飛灰（主要成分はＮａＣｌ、ＫＣｌ、Ｋ
₃Ｎａ（ＳＯ₄ ）₂ のアルカリ金属塩であり、Ｃｄ、Ｐ
ｂ、Ｚｎ、Ｃｕなどの有害重金属が水溶性の状態で含ま
れている）を無害化、固定化処理を行うには、次のよう
な方法が採られる。すなわち、飛灰に液体状重金属キレ
ート剤と所望により水を添加し、よく混練し、Ｐｂ、Ｃ
ｂ、Ｚｎ、Ｃｕ等の重金属をキレート化して、水に不溶
なフロック状に変化させる。

【０００９】なお「液体重金属キレート剤」は、炭素鎖
にキレート形成基が結合した水溶性の液状高分子物質で
あり、重金属イオンとキレート形成すると電気的に中性
な有機性ポリマーとなり水に不溶なフロックに変化する
物質である。製品としては、例えばヨミシ油脂（株）製
エポルバ５００があげられる。しかるのち、ゲル化し得
る有機高分子物質の溶液（例えばポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸ソーダなど）を添加し、よく混練す
る。また、必要によりゲル化剤を添加する。例えばポリ
ビニルアルコールの場合はホウ酸を添加し、混合すると
ポリビニルアルコールが瞬間的にゲル化反応を起こし、
水に不溶性のヒドロゲルを生成し、飛灰の微粒子と、液
体キレート剤によって不溶化したフロックをゲル内に固
定化、もしくはヒドロゲルが強固なバインダーとなっ
て、飛灰と重金属フロックとを粒状状態に維持する。

【００１０】また、ポリアクリル酸ソーダを使用すると
きは、ゲル化剤としてＣａ²⁺を含む塩を添加すればよ
い。飛灰中にもともとＣａ²⁺が多量に含まれている場合
は、添加の必要はない。ポリウレタンを使用するとき
は、ウレタンのプレポリマー液を液体キレート剤が添加
混和された飛灰に添加して混練するだけで、ウレタンプ
レポリマーがＨ₂Ｏと反応し、重合してポリウレタンの
ヒドロゲルに変化するので、特にゲル化剤は不要であ
る。

【００１１】また、ポリアクリルアミドを利用する場合
は、モノマー状のアクリルアミドを添加して、架橋剤メ
チレンビスアクリルアミドと重合促進剤、重合開始剤を
添加して、充分混和することによってゲル化し、飛灰微
粒子と重金属フロックを固定化できる。これらのゲル化
反応は、飛灰中に多量に含まれているＮａＣｌなどの塩
分によってなんら阻害を受けないので、強固な造粒物を
維持でき、埋立処分したとき、雨水に濡れても形がくず
れることがない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 本実施例は都市ごみ焼却場の飛灰について行った処理例
である。都市ごみ焼却場の飛灰をＥＰから採取し、化学
分析したところ、その主な組成は表１のようであった。

【００１３】

【表１】

【００１４】上記の飛灰１kgを採取し、これに液状の重
金属キレート剤（ミヨシ油脂（株）製品エポルバ５０
０）を３０ｇ添加し、よく混練した。次に、水道水を２
００ｇとウレタンプレポリマ（第一工業製薬（株）製品
ポリグラウト）を１００ｇ添加して、速やかに５分間混
練した結果、強度の大きなポリウレタンゲルが生成し、
このゲルによって飛灰微粒子、重金属キレート化粒子が
強固に結合され、固定化された。

【００１５】これを、粒径約３〜５mmに破砕し、水道水
を入れたビーカー内に入れ、１ヶ月放置したが、形状は
そのままで維持され、全く崩壊しなかった。ウレタンポ
リマーは、トルエンジイソシアネート基をもっている。
イソシアネート基はきわめて反応性に富んでおり、水と
接触するとＣＯ₂ ガスを発生しつつ、尿素結合を形成
し、容易に重合反応を起こしてゲルとなる。一方、比較
例として、ウレタンプレポリマーを加えなかった以外は
実施例と同一の方法で行い、粒径３〜５mmの球状に造粒
したものを水道水に浸漬したものは、１日後に崩壊し、
微粒子に変化してしまった。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を奏
することできる。 重金属含有灰中の重金属を不溶化するとともに、こ
れを高分子ゲルによって強固に固定化して一定の形状が
維持でき、雨水と接触してもなんら形がくずれないの
で、埋立処分する場合の環境保全防止効果が万全であ
る。 セメント固化法のように、灰の処分量が著しく増量
することがない。 無害化処理工程が、キレート剤とゲル化剤を添加し
て混練するという簡単な方法で短時間に行える。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重金属を含有する灰に、重金属キレート
   剤と、ゲル化し得る有機高分子物質の溶液、又は重合し
   てゲル化し得る有機高分子物質のモノマー又はプレポリ
   マーとを添加し、前記灰と共にゲル化せしめて埋立処分
   することを特徴とする重金属含有灰の処理方法。