JPH07256230A - 廃棄物残渣の処理方法 - Google Patents

廃棄物残渣の処理方法

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JPH07256230A
JPH07256230A JP6079623A JP7962394A JPH07256230A JP H07256230 A JPH07256230 A JP H07256230A JP 6079623 A JP6079623 A JP 6079623A JP 7962394 A JP7962394 A JP 7962394A JP H07256230 A JPH07256230 A JP H07256230A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却灰、汚泥物などの廃棄物残渣に含まれる
有害重金属のハロゲン化物を分解除去し安全に投棄また
は再利用可能な状態に処理する。 【構成】 乾燥粉末状とした廃棄物残渣に分解促進の触
媒である金属酸化物の粉末を混合し、水蒸気を通気しな
がら加熱して分解生成物のハロゲン水素ガスを水蒸気に
捕捉させることにより無害化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属ハロゲン化物を含有
する廃棄物残渣を安全に投棄または再利用可能な状態に
処理する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】可燃廃棄物を焼却処分した際に生じる残
渣である焼却灰や、各種産業廃棄物を処理した際に生じ
る残渣である汚泥物には、有害重金属の酸化物、塩化物
などが含まれていることが多い。
【0003】例えば、一般廃棄物の内で紙、繊維製品、
プラスチックス、生ゴミ、各種合成化学物質などの可燃
廃棄物を清掃工場の焼却炉で焼却処分する際に、塩化ビ
ニル系プラスチックスなどから発生する有害な塩酸ガス
を捕捉するために酸化カルシウムなどを添加するが、こ
の酸化カルシウムは塩化カルシウムとなって焼却灰中に
残留する。
【0004】しかし、この焼却灰には廃棄物の組成、焼
却温度などによる差異はあるが、本来的にかなりの高濃
度で含有されている水銀、鉛、カドミウム、亜鉛などの
有害な重金属が酸化物、塩化物などの化合物として存在
する。このような重金属の含有量が基準値以下であれば
そのまま埋立て地などに投棄することができるが、残渣
の単位重量当り含有量が微量であっても大量投棄による
総計は某大な量に達し、好ましくないことは明かであ
る。殊に、焼却炉の排気から分離回収したフライアッシ
ュには有害重金属が水に溶解しやすい塩化物として高濃
度に含有されており、そのまま投棄できないばかりか再
利用することもできない。
【0005】一方、水に溶解しやすい前記重金属塩化物
のような金属ハロゲン化物を含有している焼却灰、汚泥
物を処理する方法、殊に再利用可能な状態に処理できる
方法として、セメントモルタルでコンクリート化するこ
と、高分子物質などの混和剤で固化すること、高熱を加
えてガラス化または焼結すること、が認められている。
【0006】しかしながら、これらの方法によってブロ
ック、パネルなどの建築、構築材料を作りいわゆるリサ
イクル製品として提供した場合、これらに含有されてい
る重金属化合物が前記第一および第二の方法によって作
ったものにあっては雨水などにより容易に溶出して環境
を汚染する恐れが大きい、という問題がある。また、前
記第三の方法によるときは熱分解により有害な塩酸ガス
を発生して設備を腐食したり大気を汚染する、という問
題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、廃棄物残渣を有害重金属が溶出しないよう
に処理する方法として認められている前記従来の方法で
は固化しても溶出を完全に防止できず環境汚染の問題が
残り、ガラス化または焼結を計ると設備を腐食し経済面
で著しく不利であるばかりか有害ガスを発生して大気を
汚染するという問題があり、安全に投棄または再利用す
ることが可能な状態に加工する確実且つ無公害な手段が
なかった、という点である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
し、水溶性の金属ハロゲン化物、殊に金属塩化物を含有
する廃棄物残渣を安全に投棄または再利用可能な状態に
処理する確実且つ無公害な手段を提供することを目的と
するものであって、廃棄物残渣を乾燥粉末状としてこれ
に金属酸化物の粉末を添加混合し、この混合物に水蒸気
を通気しながら加熱して金属ハロゲン化物を分解させる
こととした。
【0009】金属ハロゲン化物は熱により分解されてハ
ロゲン水素ガスを発生するが、これは水蒸気に捕捉され
るので混合物を通過した水蒸気を冷却凝縮することによ
りハロゲン水素水として安全に回収されることとなる。
また、分解により生成した金属はその殆んどが水に不溶
の酸化物となり、そのまま処理物に残留させても雨水な
どにより溶出することがなく、従って埋立て地などに投
棄しても安全である。更に、処理物をセメントモルタ
ル、高分子物質などで固化し建築、構築材料に再生して
も同じ理由により環境汚染の心配なく屋外で使用するこ
とができる。更にまた、ガラス化或いは焼結により再利
用可能な状態に高熱処理する際に有害ガスを発生するこ
とがないので、設備の腐食や大気汚染を伴うことなく処
理することができる。
【0010】次に、廃棄物残渣が焼却灰である場合は既
に乾燥粉末状であるのでそのまま処理することができ
る。しかし、廃棄物残渣が例えば下水道最終処理場で生
じた沈殿物のように水分を含んだ汚泥物である場合は天
日により或いは低温加熱により水分を蒸発除去して乾燥
したものを粉末状に砕く、という前処理が必要である。
尚、この前処理は水分の蒸発が可能な程度の低い温度で
行なうことにより、金属ハロゲン化物は分解することな
く残留する。
【0011】このように乾燥粉末状とすることにより、
分解促進の触媒として働く金属酸化物の粉末を均一に混
合することができるとともに、水蒸気をまんべんなく接
触させて通すことができる。また、金属酸化物として
は、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化タングステン
が好ましい物質として例示され、これらの一種または二
種以上を添加使用する。
【0012】これらの廃棄物残渣と金属酸化物とは前者
対後者の割合(重量比)が9:1〜2:8の範囲、好ま
しくは9:1〜5:5の範囲で混合するのがよい。即
ち、金属酸化物が重量比10%を下回ると廃棄物残渣に
対する絶対量が不足し充分な効果が得られない。また、
金属酸化物の割合を大きくするのは有効であるが、一定
以上では効果が比例しないため無駄であるので重量比5
0%以下とするのが経済的に好ましい。
【0013】更に、混合物に通気させる水蒸気は廃棄物
残渣1Kgに対し凝縮液換算で1〜10L相当とし、且
つ加熱温度は金属ハロゲン化物を触媒の存在下で活発に
分解可能な600℃以上、好ましくは600〜1100
℃の範囲とする。そして、水蒸気を通気させながらこの
加熱温度範囲内に0,5〜6時間、好ましくは1〜3時
間維持することにより、金属ハロゲン化物が高濃度で含
有されていてもはぼ完全に分解し且つ発生したハロゲン
水素ガスをほぼ完全に捕捉し回収することができる。こ
の間、混合物は放置しておいてもよいが適宜撹拌するこ
とにより水蒸気との接触を均等化し効率を高めることが
できる。即ち、加熱温度は高い方が有効であるが、徒ら
に高くしても熱消費量の増大、設備の劣化を招くので1
100℃以下とするのがよい。また、加熱時間は長い方
が有効と思われるが、徒らに長くしても分解がほぼ完了
しているものを加熱しつづけることとなるので3時間以
内にとどめるのが好ましい。
【0014】ハロゲン水素ガスを捕捉した水蒸気の凝縮
液は主として塩酸水溶液であって、塩化水素ガスなどの
有害ガスは大気中に放散することなく回収され、且つ同
時に水銀、カドミウム、鉛、亜鉛なども酸化物として回
収することができる。
【0015】処理済みの廃棄物残渣には金属ハロゲン化
物の分解により生成した金属の酸化物および触媒として
添加した金属酸化物が残存しているが、これらは殆んど
が水に不溶であり、有害重金属含有量が規準値以下であ
ればそのまま投棄可能である。また、固化、ガラス化、
焼結などにより再利用を計った際の使用時、加工時に有
害物質の放出や溶出がなくきわめて安全である。
【0016】図1は本発明による処理を行なう設備の一
例を概略的に示したものであって、電気炉のような加熱
炉1の内部に処理室2を設けて廃棄物残渣と金属酸化物
との混合物3を薄く拡げて載せた皿状の容器4を一個ま
たは容積に応じて二個以上収納し、この処理室2の両端
に蒸気発生機5から延びる蒸気導入管6と凝縮機7に至
る回収管8とを接続した構成である。
【0017】前述の水蒸気通気量、加熱温度、加熱時間
で混合物3を処理し、凝縮機7で凝縮したハロゲン水素
の水溶液は回収容器9に溜められ、更に利用するかまた
は廃棄するものである。
【0018】
【実施例】都市清掃工場の焼却炉で生じた焼却灰および
下水道最終処理場で生じた沈殿物である汚泥物を天日乾
燥したものの所定量と分解促進剤である酸化アルミニウ
ムとをそれぞれ充分に粉砕混合して試料を調整し、焼却
灰および汚泥物のみからなる試料と比較した。各試料の
配合割合(重量比)は表1、表2の通りである。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】試料の5gを磁性皿に入れ、予め1000
℃に加熱しておいた電気炉に入れ、水蒸気を通気しなが
ら1000℃に6時間保持した。水蒸気の通気量は合計
で凝縮液換算1500ccである。処理後の試料に希硝
酸を加え加温して塩化物を溶解しろ過して得たろ液につ
いて、塩素イオン電極法および硝酸銀溶液を滴定液とす
る自動滴定装置を用いて残留塩素イオン量を測定し、表
3および表4の結果を得た。
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】これらから、触媒である金属酸化物を10
重量比以上添加することにより、有害ガスとなるハロゲ
ン、殊に塩素をほぼ完全に分離除去できることが判っ
た。尚、50重量比を越えると効果はほぼ横ばいとなる
ので、経済性を考えて金属酸化物の添加範囲は10〜5
0重量比とするのがよいことも判った。
【0025】次に、酸化アルミニウム20重量比とした
試料を用いて加熱温度を変えた場合の残留塩素イオン量
の測定結果を表5に示す。但し、加熱時間はいずれも6
時間である。これにより、加熱温度が高い方が有効であ
ることが判った。
【0026】
【表5】
【0027】また、酸化アルミニウム20重量比とした
試料を用いて加熱時間を変えた場合の残留塩素イオン量
の測定結果を表6に示す。但し、加熱温度はいずれも1
000℃である。これにより、塩素をほぼ完全に分離除
去するには1時間以上の加熱を必要とするが、従らに長
時間加熱しても効果は殆んど向上せず、経済性を考えて
1〜3時間とするのがよいことが判った。
【0028】
【表6】
【0029】更に、酸化アルミニウム20重量比とした
試料を用いて水蒸気の通気量を変えた場合の残留塩素イ
オン量の測定結果を表7に示す。但し、加熱温度は10
00℃、加熱時間は6時間である。これにより、水蒸気
の通気量が多い方が有効であることが判った。
【0030】
【表7】
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、水に溶
解し或いは熱分解して環境汚染の原因となる金属ハロゲ
ン化物を環境汚染の心配がない金属酸化物を触媒として
熱分解し発生したハロゲン水素ガスを水蒸気で捕捉する
ようにした本発明によると、きわめて高い効率で金属ハ
ロゲン化物を金属酸化物とハロゲン水素ガスとに分ける
とともにガスを完全に回収して大気中に放散させること
なく安全に処理することができるものである。そして、
本発明により処理された廃棄物残渣は水溶性および熱分
解性の金属ハロゲン化物が分解除去されていることによ
り、そのまま投棄しても安全であり、また再利用のため
加工し且つ使用しても安全である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する設備の一例の配置図。
【符号の説明】
1 加熱炉, 5 蒸気発生機, 7 凝縮機,
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】 ハロゲン水素ガスを捕捉した水蒸気の凝
縮液は主として塩酸水溶液であって、塩化水素ガスなど
の有害ガスは大気中に放散することなく回収され、且つ
揮発した水銀などもこの水溶液中に回収され、更にカド
ミウム、鉛、亜鉛などは無害の酸化物或いはフエライト
化物となる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】 処理済みの廃棄物残渣には金属ハロゲン
化物の分解により生成した金属の酸化物および触媒とし
て添加した金属酸化物が残存しているが、これらは殆ど
が水に不溶であり、有害重金属含有量が基準値以下であ
ればそのまま投棄可能である。また、固化、ガラス化、
焼結などにより再利用を計った際の使用時、加工時に有
害物質の放出や溶出がなくきわめて安全である。殊に、
触媒として酸化第二鉄を使用した場合には熱分解の熱に
よって二次的に酸化第二鉄の磁化反応が起り、そのとき
廃棄物残渣中の種々の有害金属が磁化物質にとり込まれ
て安定化し更に安全性を高める、という効果が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 11/08 ZAB

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物残渣を乾燥粉末状としてこれに金
    属酸化物の粉末を添加混合し、この混合物に水蒸気を通
    気しながら加熱して金属ハロゲン化物を分解させること
    を特徴とする廃棄物残渣の処理方法。
  2. 【請求項2】 乾燥粉末状の廃棄物残渣と粉末の金属酸
    化物とを重量比で9:1〜5:5の範囲で混合し、60
    0〜1100℃の加熱温度で1〜3時間維持する請求項
    1記載の処理方法。
  3. 【請求項3】 金属酸化物が酸化アルミニウム、酸化第
    二鉄、酸化タングステンの一種または二種以上である請
    求項1,2いずれか記載の処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4572048B2 (ja) * 1999-08-10 2010-10-27 株式会社ラジカルプラネット研究機構 有機塩素系有害物に汚染された物質の無害化処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4572048B2 (ja) * 1999-08-10 2010-10-27 株式会社ラジカルプラネット研究機構 有機塩素系有害物に汚染された物質の無害化処理方法

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