JPH08299932A

JPH08299932A - 廃棄物処理材及び廃棄物処理方法

Info

Publication number: JPH08299932A
Application number: JP7111780A
Authority: JP
Inventors: Takashi Funahashi; 孝舟橋; Masakazu Kamikita; 正和上北
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】廃棄物中の有害金属を長期間にわたって安定
化処理できる処理材を提供する。【構成】鉛、カドミウム、水銀、クロム、銅、ニッケ
ル、亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１つの有害
金属を含有する廃棄物と、アルギン酸、アルギン酸塩、
又は２−ニトロソ−１−ナフトールの少なくとも一つを
含有する処理材とを、アルギン酸、アルギン酸塩、又は
２−ニトロソ−１−ナフトールが廃棄物に対して１重量
％〜１５重量％となるような割合で混合し、必要に応じ
て水を加えて養生固化する。【効果】廃棄物中の有害金属等を安定化することがで
き、特に、廃棄物焼却飛灰中のＰｂの安定化に有効であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有害な重金属等を含有
する廃棄物を安定化処理するのに有効な廃棄物処理材及
び処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、日本では約４８００万トン（１９
８８年）の一般廃棄物と約３．１億トン（１９８５年）
の産業廃棄物が排出されている。これが西暦２０００年
には、一般廃棄物は約８０００万トンに、産業廃棄物は
約６億トンに達すると予測されている。そのうち一般廃
棄物の約７割が焼却処理され、約２割が直接処分されて
いる。又、産業廃棄物は約４割が再生利用され、約３割
が焼却等によって減容化されて処分され、約３割が直接
最終処分場で廃棄されている。これらの焼却された一般
廃棄物や産業廃棄物は、有害な重金属等が大量に含まれ
ているために、処分に関する規制が大幅に強化される方
向にある。

【０００３】例えば、都市ゴミ処理場の場合、ゴミの中
に含まれるカラー印刷の紙セロファン類にはカドミウム
（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、クロム（Ｃｒ）、水銀（Ｈ
ｇ）、銅（Ｃｕ）等が含まれており、又、プラスチック
類にはカドミウム、鉛、亜鉛（Ｚｎ）、クロム、水銀等
が含まれており、これらを焼却することによって重金属
が濃縮された灰が出る。焼却場では、この灰を、ゴミの
もえがらからなる主灰と、バグフィルター等で回収され
る飛灰とに分けて回収する場合が多くなってきている。
この主灰、飛灰ともに重金属が含まれているが、飛灰で
は特に重金属等が溶出しやすくなっている。その理由
は、次のとおりである。つまり、焼却場では焼却時に発
生する塩酸ガスを捕捉するために、排気経路途中で消石
灰や生石灰を吹き込んでいる。これらは塩酸ガスと結合
して塩化カルシウムとなり、排ガス中の塩酸ガス濃度を
低減させる。ところが、未反応の消石灰や生石灰が飛灰
中に残存するために、飛灰はｐＨ１２以上の高アルカリ
性となる。飛灰には鉛が高濃度に含まれているが、この
鉛は高アルカリ性では鉛塩酸として水溶性となる性質が
あるために、そのような灰を未処理で廃棄すると鉛が溶
出することになる。

【０００４】そこで、焼却場では、有害な重金属等の溶
出を防ぐ目的で、飛灰をセメントと混合し、水を加えて
混練した後、養生固化して廃棄したり、主灰と混ぜて埋
め立てたりしている。しかしながら、セメントはアルカ
リ性であることから、このような飛灰に対してセメント
を大量に加えると鉛の溶出は抑制されない。

【０００５】このように、単にセメントで固化する従来
の処理方法には種々の問題があり、用途を限定しなけれ
ば、溶出した有害重金属等により二次公害が発生する恐
れがある。例えば、鉛は、カドミウム、水銀、クロム等
とともに腎臓に破壊的に作用する。更に鉛は、血液成分
のヘム合成阻害作用や水銀とともに神経系の影響が知ら
れている。カドミウムは、高血圧の可能性、精子形成能
力の低下が指摘されている。又、ニッケルや銅、その他
の金属類についても毒性が調べられている。従って、こ
れらの有害重金属等が、廃棄物処理場にて安定化処理を
することなく廃棄されたり、故意に環境に廃棄される
と、これらが長期間の放置によって地下水を汚染して人
体に影響を与えることが起こりうる。従って、これらの
廃棄物中に含まれる有害重金属等の溶出を長期間にわた
って可能な限り低下させることが重要になってきてい
る。

【０００６】そこで、このような有害重金属等を含有す
る飛灰の処理にキレート化剤が試験的に使用されている
が、特にアルカリ性が高く鉛含有量の多い飛灰に対して
は飛灰の重量に対して６％以上加えないと規制値以下に
抑制されないものもある。しかし、一般にこの様なキレ
ート化剤は単価がセメントの５０倍から８０倍と高価で
あるため、ランニングコストの面で大きな負荷になると
考えられる。

【０００７】このように、従来のセメントやキレート化
剤を用いた重金属の安定化処理は困難な場合があること
が分かってきた。加えて、焼却場にある、ダストと処理
材を混練する装置は、多数の会社が様々な混練装置を製
造しており、その混練性能も様々であり、又、同じ装置
であっても、押し出される位置によって十分な混練が出
来ていない場合もある。

【０００８】以上のように、現状では、処理材及び処理
方法に問題があり、加えて国内の陸上埋立処分地の不足
も問題になりはじめており、少量の処理材の添加で廃棄
物中の有害な重金属等が溶出しないよう強力に安定化す
ることが可能な処理材及び処理方法が望まれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような有害な重金属等を含有する廃棄物を安定化処理す
るのに有効な廃棄物処理材及び処理方法を提供すること
である。特に、本発明は、上記の如く焼却炉から排出さ
れるアルカリ性の飛灰に含まれる有害な重金属等が長時
間にわたって再溶出しないように安定化することが可能
な廃棄物処理材及び処理方法を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな廃棄物処理の現状における問題点を解決する目的で
鋭意検討した結果、この目的を達成しうる廃棄物処理材
と処理方法を得るに至った。即ち、本発明者らは、処理
材にアルギン酸、アルギン酸塩、又は、２−ニトロソ−
１−ナフトールの少なくとも一つを含むことが好ましい
ことを見いだした。

【００１１】本処理材における主たる構成成分の１つで
あるアルギン酸には、膨潤性、非膨潤性といった区別が
されるが、本処理材においては両者を区別なく用いるこ
とができる。又、同じく主たる構成成分の１つであるア
ルギン酸塩としては、アルギン酸ナトリウム、アルギン
酸アンモニウム、アルギン酸カルシウム等が市販されて
いるが、アンモウニウム塩については廃棄物処理時の臭
気発生の問題がある。本処理材で特に好適に使用される
アルギン酸塩としてはアルギン酸ナトリウムが挙げられ
るが、アルギン酸カリウムも使用することができる。こ
れらのアルギン酸やアルギン酸塩は、水に溶解させた場
合に粘稠な液体となり、取扱いが困難となる。従って、
アルギン酸やアルギン酸塩は粉体であるほうが取扱いが
容易なために好ましい。但し、他の液体薬剤と組み合わ
せてアルギン酸やアルギン酸塩を希釈して用いたり、希
釈したアルギン酸やアルギン酸塩を用いることで、液体
で使用することもできる。又、本処理材における主たる
構成成分の１つである２−ニトロソ−１−ナフトール
は、非水溶性であるために粉体で用いることが好まし
い。この２−ニトロソ−１−ナフトールは、アルカリに
溶解することから、焼却場等から排出される、未反応の
消石灰や生石灰を含有するアルカリ性の飛灰を処理すれ
ば、溶解した２−ニトロソ−１−ナフトールが鉛等の有
害重金属等を捕捉することで、これら有害重金属等の溶
出を防止すると考えられる。

【００１２】次に、本発明に係る廃棄物処理材の作製方
法について説明する。本処理材は、アルギン酸、、アル
ギン酸塩、２−ニトロソ−１−ナフトールを単独で用い
てもよいし、その他の成分、例えばポルトランドセメン
ト等のセメント類と組み合わせて用いてもよい。更に、
ＢＥＴでの比表面積が１５０ｍ²/ｇ以上１０００ｍ²/ｇ
未満であるアルミニウムシリケート、あるいは二酸化珪
素等の他の処理材成分を組み合わせることで、これらの
効果を加えた処理材とすることもできる。又、処理に際
しては、アルギン酸、アルギン酸塩、２−ニトロソ−１
−ナフトールと、上記のようなその他の処理材成分、及
び廃棄物の全てを同時に混合してもよい。その他の成分
を混合する場合、混合の仕方とか順序については特に制
限はない。尚、予め混合する場合の処理材の保存に当た
っては、セメントと同程度に水分の混合を出来るだけ避
けるのがよい。

【００１３】次に、本発明の処理材による廃棄物の処理
方法は、アルギン酸、アルギン酸塩、又は、２−ニトロ
ソ−１−ナフトールを廃棄物に対して１〜１５重量％に
なるように廃棄物とともに混合し、必要に応じて水を添
加したものを混練し、養生固化させることを特徴とす
る。ただし、必要な場合には、これよりももっと多量の
アルギン酸、アルギン酸塩、２−ニトロソ−１−ナフト
ールを使用することを妨げるものではない。本発明の好
ましい実施態様としては、ホッパーに集められたダスト
や飛灰等の廃棄物を、別のホッパーからの前記のアルギ
ン酸、アルギン酸塩、２−ニトロソ−１−ナフトールを
含有する廃棄物処理材と混合し、必要に応じてこれに水
を加え、賦型装置内で十分に練り合わせて押し出す。一
般に、従来のセメントによる処理方法では、廃棄物１０
０重量部に対して１０〜３０重量部のセメントを加えて
混練を行う。これに対し、本発明の処理材を用いる場合
には、セメントを同量加えた場合よりも優れた性能が得
られる。従って、例えば、セメントと同等の有害金属安
定化能を希望する場合には、セメントよりも少量の処理
材の添加でよく、固化物の減容化が期待できる。又、従
来のセメント処理では有害金属の安定化が不十分な場合
には、セメントと同量の処理材を加えることで強力な有
害金属安定化効果が期待できる。

【００１４】

【作用】本発明の廃棄物処理材が、廃棄物中の有害重金
属等を安定化する機構は、現在のところ必ずしも明らか
でない。しかし、アルギン酸は、糖鎖に水酸基及びカル
ボキシル基を有することから、これらの構造の特異性に
よると推定される。アルギン酸と同様にベンゼン環に水
酸基及びカルボキシル基を有するサリチル酸では、優れ
た効果がない。又、２−ニトロソ−１−ナフトールと同
様にニトロソナフトールで分子量も同じにも関わらず、
ニトロソ基及び水酸基の位置を交換した１−ニトロソ−
２−ナフトールでは、鉛安定化効果が大幅に劣っている
ことから、これも構造の特異性によるものと推定され
る。

【００１５】

【発明の効果】本発明の廃棄物処理材を用いて有害重金
属等を含有する産業廃棄物や都市ゴミの焼却炉から排出
されるＥＰ灰やバグ灰（特に、消石灰や生石灰を吹き込
んだＥＰ灰やバク灰）を処理することで、有害重金属、
特にＰｂが効率よく安定化され、溶出量が減少し、安定
化処理に非常に有効なものである。有害重金属では鉛、
カドミウム、水銀、クロム、銅、ニッケル、亜鉛等を安
定化できる。従って、本発明の廃棄物処理材を用いる事
により、有害な重金属等を含有する産業廃棄物、半導体
工場やメッキ工場から排出される高濃度の銅、水銀等を
含む産業処理物等の処理を行う事が出来る。更に、本発
明の処理材は、多量の消石灰や生石灰を吹き込んで集め
られたＥＰ灰やバグ灰等の中に存在する有害な重金属等
の安定化に特に適したものである。又、例えば、半導体
工場やメッキ工場のような各種廃液の処理後に排出され
るスラリー状スラッジや脱水ケーキスラッジ、あるいは
製鋼所での電気炉溶融窯等の作業場での作業環境保全用
の有害集塵ダスト、都市ゴミ溶融炉から出る飛灰、或い
は埋立投棄処分等による汚染土壌等を安定化処理する事
が出来、その際、有害重金属等が安定化され、溶出量が
抑えられる。

【００１６】（実施例１〜４、比較例１〜３）処理材と
してアルギン酸（膨潤性、和光純薬製）、２−ニトロソ
−１−ナフトール（和光純薬製）を用いた。比較処理材
としては、サリチル酸（和光純薬製）、１−ニトロソ−
２−ナフトール（和光純薬製）、普通セメント（宇部セ
メント製）を用いた。都市ゴミ焼却工場から排出され
た、鉛を大量に含有する飛灰５０ｇ（鉛含有量：３２０
０ｍｇ／Ｋｇ）に対して、上記処理材、又は比較材、及
び水を、下記表１に示す割合で添加して混練を行い、７
日間養生固化させた。その後、これらの処理材を用いた
場合の無害化効果を調べるために、環境庁告示１３号法
により鉛の溶出試験を行った。この時の実験条件、並び
に結果を表１に示した。尚、処理材を加えず、飛灰をそ
のまま環境庁告示１３号法により溶出試験を行った場合
の鉛溶出量は３５ｍｇ／Ｌであった。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示した実施例１、２、比較例１の結
果を比較すると、アルギン酸と同様にカルボキシル基と
水酸基を有するサリチル酸は鉛安定化能力が不十分でア
ルギン酸の鉛安定化性能が特異的であることが分かる。
又、実施例３、４と比較例２との結果を比較すると、同
様にニトロソナフトールであっても、ニトロソ基と水酸
基の分子内構造が異なるだけで、本発明の２−ニトロソ
−１−ナフトールと比較例の１−ニトロソ−２−ナフト
ールとでは、鉛安定化性能が大きく異なり、本発明の２
−ニトロソ−１−ナフトールの鉛安定化性能が特異的で
あることがことが分かる。更に、実施例１、３と比較例
３の結果を比較すると、本発明の廃棄物処理材を、飛灰
に対して１０重量％加えることで、鉛溶出量が、セメン
トを２０重量％加えた場合以下になり、大幅に鉛安定化
性能が改善することが分かる。

【００１９】（実施例５〜１０）処理材としてアルギン
酸（膨潤性、和光純薬製）、アルギン酸（非膨潤性、和
光純薬製）、アルギン酸ナトリウム（和光純薬製）を用
いた。都市ゴミ焼却工場から排出された、鉛を大量に含
有する飛灰５０ｇ（鉛含有量：３２００ｍｇ／Ｋｇ）に
対して、上記処理材及び水を、下記表２に示す割合で添
加して混練を行い、６日間養生固化させた。その後、こ
れらの処理材を用いた場合の無害化効果を調べるため
に、環境庁告示１３号法により鉛の溶出試験を行った。
この時の実験条件、並びに結果を表２に示した。尚、処
理材を加えず、飛灰に水のみを加えて同様に混練を行い
養生後、環境庁告示１３号法により溶出試験を行った場
合の鉛溶出量は３．７ｍｇ／Ｌであった。

【００２０】

【表２】

【００２１】表２に示した実施例５、６、７、８から、
膨潤性、非膨潤性にかかわらずアルギン酸であれば処理
材として鉛安定化効果があることか分かる。又、実施例
９、１０と実施例５、６、７、８との結果を比較する
と、アルギン酸塩の１つであるアルギン酸ナトリウムを
用いても、アルギン酸と同様に鉛の安定化効果があるこ
とが分かる。

【００２２】（実施例１１、１２、比較例４）処理材と
して、アルギン酸（膨潤性、和光純薬製）５０重量部と
普通セメント（宇部セメント製）５０重量部とを混合し
たもの、及び、２−ニトロソ−１−ナフトール（和光純
薬製）５０重量部と普通セメント（宇部セメント製）５
０重量部とを混合したものを用いた。比較処理材として
は、普通セメント（宇部セメント製）を用いた。都市ゴ
ミ焼却工場から排出された、鉛を大量に含有する飛灰５
０ｇ（鉛含有量：３２００ｍｇ／Ｋｇ）に対して、上記
処理材、又は比較材、及び水を、下記表３に示す割合で
添加して混練を行い、６日間養生固化させた。その後、
これらの処理材を用いた場合の無害化効果を調べるため
に、環境庁告示１３号法により鉛の溶出試験を行った。
この時の実験条件、並びに結果を表３に示した。尚、処
理材を加えず、飛灰に水を加えて同様に混練を行い養生
後、環境庁告示１３号法により溶出試験を行った場合の
鉛溶出量は３．７ｍｇ／Ｌであった。

【００２３】

【表３】

【００２４】表３に示した実施例１１、１２、比較例４
の結果を比較すると、本発明の廃棄物処理材を、飛灰に
１０重量％加えることで、鉛溶出量がセメントを１０重
量％加えた場合以下になり、大幅に鉛安定化性能が改善
されることが分かる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉛、カドミウム、水銀、クロム、銅、ニ
ッケル、亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１つの
有害金属を含有する廃棄物を処理するための処理材であ
って、処理材中にアルギン酸、アルギン酸塩、又は、２
−ニトロソ−１−ナフトールの少なくとも一つを含有す
ることを特徴とする廃棄物処理材。
【請求項２】アルギン酸塩が、アルギン酸ナトリウム
である請求項１記載の廃棄物処理材。
【請求項３】アルギン酸、アルギン酸塩、又は、２−
ニトロソ−１−ナフトールが粉体状のものである請求項
１記載の廃棄物処理材。
【請求項４】請求項１記載の廃棄物処理材を廃棄物と
混合して必要に応じて水を加えたものを混練し、養生固
化することを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項５】処理材と廃棄物とを、処理材中のアルギ
ン酸、アルギン酸塩、又は、２−ニトロソ−１−ナフト
ールが、廃棄物に対して１重量％〜１５重量％になるよ
うな割合で混合してなる請求項４記載の廃棄物処理方
法。
【請求項６】廃棄物が、廃棄物焼却飛灰である請求項
４記載の廃棄物処理方法。