JPH0947741A - 焼却灰の処理方法 - Google Patents

焼却灰の処理方法

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JPH0947741A
JPH0947741A JP7224645A JP22464595A JPH0947741A JP H0947741 A JPH0947741 A JP H0947741A JP 7224645 A JP7224645 A JP 7224645A JP 22464595 A JP22464595 A JP 22464595A JP H0947741 A JPH0947741 A JP H0947741A
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JP
Japan
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ash
incineration ash
cement
surface area
specific surface
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Pending
Application number
JP7224645A
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English (en)
Inventor
Hideji Michihashi
秀治 道端
Takao Tanosaki
隆雄 田野崎
Kenji Nozaki
賢二 野崎
Masahiko Moriya
政彦 守屋
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Chichibu Onoda Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 迅速且つ簡便にセメント混合に必要な水量比
を算出し、品質変動の大きい焼却灰に対して、効果的に
セメント固化処理することができる焼却灰の処理方法を
提供する。 【解決手段】 焼却灰にセメント系固化材、及び水を添
加して焼却灰を固化処理するにあたり、予め焼却灰のB
ET比表面積値を求めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、焼却灰の処理方
法、特に、都市ゴミ焼却飛灰、下水汚泥焼却灰、魚貝類
廃棄物焼却灰等の焼却灰をセメント系固化材により固化
処理する焼却灰の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミ、下水汚泥、魚貝類廃棄物等の
有機質高含有廃棄物は、減容化及び熱回収の点から焼却
処分にされることが多く、その際に焼却灰が発生する。
大部分の焼却灰は、有害性がなく、そのまま埋立てする
ことも可能であるが、一方で焼却灰全体の10%に相当
する飛灰(バッグフィルターや電気集塵機等による捕集
灰)は、水銀、カドミウム等の重金属含有量が高い場合
があるので、特別管理廃棄物に指定され、各種の処理が
なされる他、処理が行われない場合、遮断型処分が義務
付けられている。
【0003】焼却灰の処理方法としては、溶融固化、薬
剤処理、酸抽出と共にセメント系固化材による固化処理
が多用されている。セメント系固化材にも多くの種類が
あり、灰性状と処理目標により使い分けされるが、いず
れにしてもポルトランドセメント系のアルカリ水和物存
在下の条件で、重金属溶出が抑えられるという機構によ
るもので、操作の容易さ、及びコストパフォーマンスの
点で、他の処理方法よりも優れ、実績も多い。
【0004】また、セメント系固化材による固化処理に
は、骨材と共に流し込み成形しブロック状とするもの、
ペレタイザー等を用いて造粒するもの、プレス機で圧縮
成形するものなど各種あるが、いずれも混練の際に水を
加え、所用のワーカビリティを得ると共に、セメント固
化を水和作用により行わせるもので、水量は試し練りで
求められることが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼却灰
は品質のばらつきが多く、この焼却灰の違いにより、セ
メント固化に必要とする水分量は大きく変動し、同一水
量のみ加えていたのでは、水量が多すぎて硬化体の乾燥
が進まず強度が発現しなく、浮き水発生があるなど、ま
た、水量が少なすぎて硬化体が保形されないなどの問題
があり、灰の性状が異なる毎に試し練りを必要としてい
た。
【0006】このような状態では、焼却場に連続して灰
処理設備を設置するとしても、日常的に灰を捕集して
は、試し練りにより水量把握を行わなければならない不
都合が生じる。
【0007】従って、この発明は、上述の欠点を解消
し、迅速且つ簡便にセメント混合に必要な水量比を算出
し、品質変動の大きい焼却灰に対して、効果的にセメン
ト固化処理することができる焼却灰の処理方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者らは、種々の焼却
灰に対して、セメント混合水量比を変更した実験を行
い、各種の焼却灰を評価、検討した結果、水量比を変え
る主要原因は灰中に含まれる未燃分であり、この未燃分
性状を的確に把握する上で、BET表面積値を用いるこ
とにより、流し込み法においても、造粒法においても、
必要とする水量比が算出することができることを見出だ
したものである。
【0009】すなわち、上述の目的を達成するために、
この発明の焼却灰の処理方法によれば、焼却灰にセメン
ト系固化材、及び水を添加して焼却灰を固化処理するに
あたり、予め焼却灰のBET比表面積値を求めること
(請求項1)、焼却灰のBET比表面積値に応じて、セ
メント系固化材の添加量及び/又は水分量を定めること
(請求項2)、焼却灰のBET比表面積値に応じて、焼
却灰に対するセメント系固化材の添加量及び/又は水分
量を増加すること(請求項3)、固化処理が流し込み成
形による固化処理であること(請求項4)、固化処理が
造粒成形による固化処理であること(請求項5)、固化
処理が圧縮成形による固化処理であること(請求項
6)、セメント系固化材がポルトランドセメントである
こと(請求項7)、焼却灰が都市ゴミ焼却飛灰、下水汚
泥焼却灰、及び魚貝類廃棄物焼却灰のいずれか一種以上
であること(請求項8)、を特徴とする。以下、この発
明を詳しく説明する。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明において、都市ゴミ焼却
飛灰、下水汚泥焼却灰、及び魚貝類廃棄物焼却灰等の焼
却灰をセメント系固化材、及び水を添加して固化するに
あたり、予め焼却灰のBET比表面積値を求める。次
に、焼却灰のBET比表面積値に応じて焼却灰を評価す
ると共に、セメント系固化材の添加量及び水分量を定め
る。焼却灰は、焼却灰中に共存する未燃分が、単に非晶
質カーボンで存在するわけでなく、多孔質の活性炭状態
となっている。活性炭は、水を含め、各種の微粒子を吸
着することで知られているが、これが焼却灰のセメント
固化における水量比を変える主要原因となるもので、こ
の発明は、焼却灰の評価としてBET比表面積値を採用
し、このBET比表面積値を求めることにより、極めて
容易に焼却灰の未燃分量変動への対応を可能とするもの
である。
【0011】BET比表面積値は、焼却灰粒子表面に窒
素ガスを吸脱着させ、その差圧により比表面積を求める
もので、焼却灰中の未燃カーボン量、及び多孔度(活性
度)を端的に現わし、しかも操作、装置的にも簡便、迅
速なものである。すなわち、未燃カーボン含有量の少な
いもの、未燃カーボンの多孔性の低いものでは、BET
比表面積値が小さく、逆に未燃カーボン含有量の多いも
の、未燃カーボンの多孔性の高いものでは、BET比表
面積値は大きい。焼却灰中の未燃カーボンを除く無機質
部分の比表面積は高々0.5〜0.8m2 /gであり、
それ以外の数値は、未燃カーボンの性状を量と多孔度か
ら総合評価的に示すものと言える。
【0012】尚、簡易測定法として空気透過式のブレー
ン法による比表面積値が石炭灰やセメントにおいて多用
されているが、ブレーン法は本来、セメントの粉末度測
定を目的としており、前述したように、焼却灰が多孔性
の未燃カーボンを含むものであり、ブレーン法では、焼
却灰の粉末度、及び未燃カーボンの性状のいずれからも
評価として必ずしも妥当なものといい難い。因みに発明
者らが焼却灰を分析したところ、ブレーン法による、比
表面積値は、BET比表面積値に対して0.5〜0.0
5の値、言換えれば、BET比表面積値は、ブレーン比
表面積値の2〜20倍の値を示し、極めて効果的に未燃
カーボンの性状を表現するが、ブレーン値では明確な関
係が得られなかったものである。
【0013】前述したようにBET比表面積値は、未燃
カーボンの性状を表現し、この値が大きいほど、焼却灰
は、水や各種微粒子の吸着量を増大させる。表1は、都
市ゴミ焼却飛灰(原粉)と、原粉を空気分級機により分
級した粗粉及び細粉と、細粉を950℃で加熱した処理
品の物理的性状を示す。尚、単位水量比は、JISA
6201に準じて、各焼却灰を普通ポルトランドセメン
トとの合量に対して25重量%を混入して求めたもので
ある。
【0014】
【表1】
【0015】表1において、強熱減量の高い細粉は、活
性炭化した未燃カーボンが多く含まれ、水を大きく吸着
し、単位水量比を大幅に増加させる。加えて、Pb濃度
及びZn濃度の増加に見られるように、未燃カーボンは
重金属類を吸着する。一方、粗粉、あるいは加熱処理品
は、強熱減量と共にBET比表面積値が低く、水の吸着
が少ないことから水量比が低減される。
【0016】すなわち、焼却灰の固化処理におけるセメ
ント系固化材の添加量及び水分量をBET比表面積値と
対応して標準配合基準を定めておき、現場での適用にあ
たって、焼却灰のBET比表面積値を予め求めることに
より、焼却灰をこのBET比表面積値に応じて、前記標
準配合基準からセメント系固化材の添加量及び水分量を
定めることができる。また、BET比表面積値により、
セメント系固化材による固化処理が不適、あるいは不能
な焼却灰の判定が可能となり、例えば、求めたBET比
表面積値により、重金属類の溶出注意灰としての危険情
報として活用することもできる。
【0017】この発明において、BET比表面積値は、
各種のセメント系固化材による焼却灰の固化処理に適用
できるものであり、セメント系固化材としては、普通、
早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、白色などの各種ポル
トランドセメントの他、スラグやフライアッシュ等を混
合した混合セメントがいずれも使用できるが、初期並び
に長期強度発現性の改善に大きな効果を発揮するために
は、望ましくは普通ポルトランドセメントあるいは早強
ポルトランドセメント系固化材を使用する。また、固化
処理は、骨材と共に流し込み成形しブロック状とするも
の、ペレタイザー等を用いて造粒するもの、プレス機で
圧縮成形するものなど等に適用することができる。
【0018】
【実施例】 (実施例1)表2に示す都市ゴミ焼却飛灰、下水汚泥焼
却飛灰、及び魚貝類廃棄物焼却灰を用いて流し込みモル
タル試験を行った。モルタル配合及び供試体サイズを表
3、試験結果を表4、官報による処分基準を表5に示
す。尚、焼却灰は、JIS A6201におけるフライ
アッシュの単位水量比の試験に準じて配合した。
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】
【表5】
【0023】表4において、BET比表面積値が6m2
/g以下の焼却灰は、3日材令で海洋投棄可能な強度と
溶出基準を達成しているものの、BET比表面積値が高
くなるにつれて、単位水量比が増加し、特にBET比表
面積値が7m2 /g以上である焼却灰S2、S3、及び
SF1では、硬化体の圧縮強度も低く、Pb、あるいは
Cdの溶出量が基準値を越えるものであった。次に焼却
灰S2、S3、及びSF1を用いて、表6の配合によ
り、同様に流し込みモルタル試験を行った。結果を表7
に示す。
【0024】
【表6】
【0025】
【表7】
【0026】表7から明らかなように、焼却灰は、セメ
ント量を増加することによって、いずれも海洋投棄可能
な強度と溶出基準を達成する。すなわち、焼却灰のBE
T比表面積値を予め求めることにより、セメント系固化
材による固化処理の判定が可能となるほか、セメント系
固化材の添加量及び水分量を定め、効果的な固化処理が
可能なる。
【0027】(実施例2)セメント100重量部、焼却
灰1000重量を混合後、皿型ペレタイザで水を散布し
ながら径20〜30mmのペレットに造粒し、硬化体の
圧壊強度、及び溶出試験を行った。結果を表8に示す。
尚、必要水量倍率は、150重量部を基準(1倍)と
し、成形に必要な造粒水の倍率として示す。又、焼却灰
は、表1に示すもののほか、S1灰を分級処理して異な
るBET比表面積値としたS10、S20についても行
った。
【0028】
【表8】
【0029】表8において、BET比表面積値が高くな
るほど、成形に必要な造粒水量が多くなり、硬化体強度
も低下し、単位水量比が増加し、S20、S3では、P
b、あるいはCdの溶出量が基準値を越えた。次に、S
3灰を分級処理して、さらに高BET比表面積値の灰を
得ると共に、S10灰を基準(1倍)として、BET比
表面積値が高くなるほど、3日圧壊強度が100kgf
/mm以上となるようにセメント量を増加して必要セメ
ント量を求めた。表9に示すようにいずれも溶出基準を
満足するものであり、BET比表面積値により効果的な
固化処理ができることがわかる。
【0030】
【表9】
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、焼却灰のBET比表
面積値を予め求めることにより、焼却灰を簡単迅速に管
理でき、焼却灰のセメント固化処理を効果的に行うこと
ができる。また、BET比表面積値により、セメント系
固化材による固化処理が不適、あるいは不能な焼却灰の
判定が可能となり、例えば、求めたBET比表面積値に
より、重金属類の溶出注意灰としての危険情報として活
用することもできる。さらに、固化処理した硬化体は一
定の強度を有し、路盤材、骨材などに有効活用すること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B09B 3/00 301S (72)発明者 守屋 政彦 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 秩父小 野田株式会社中央研究所内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼却灰にセメント系固化材、及び水を添
    加して焼却灰を固化処理するにあたり、予め焼却灰のB
    ET比表面積値を求めることを特徴とする焼却灰の処理
    方法。
  2. 【請求項2】 焼却灰のBET比表面積値に応じて、セ
    メント系固化材の添加量及び/又は水分量を定めること
    を特徴とする請求項1記載の焼却灰の処理方法。
  3. 【請求項3】 焼却灰のBET比表面積値に応じて、焼
    却灰に対するセメント系固化材の添加量及び/又は水分
    量を増加することを特徴とする請求項2記載の焼却灰の
    処理方法。
  4. 【請求項4】 固化処理が流し込み成形による固化処理
    であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の焼
    却灰の処理方法。
  5. 【請求項5】 固化処理が造粒成形による固化処理であ
    ることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の焼却灰
    の処理方法。
  6. 【請求項6】 固化処理が圧縮成形による固化処理であ
    ることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の焼却灰
    の処理方法。
  7. 【請求項7】 セメント系固化材がポルトランドセメン
    トであることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載の
    焼却灰の処理方法。
  8. 【請求項8】 焼却灰が都市ゴミ焼却飛灰、下水汚泥焼
    却灰、及び魚貝類廃棄物焼却灰のいずれか一種以上であ
    ることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の焼却灰
    の処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001259596A (ja) * 2000-03-23 2001-09-25 Hitachi Zosen Corp 焼却飛灰の無害化処理方法
JP2003246657A (ja) * 2002-02-26 2003-09-02 Denki Kagaku Kogyo Kk 下水道汚泥の焼却灰を含むセメント用の硬化促進剤及びセメント組成物
JP2015073981A (ja) * 2013-10-11 2015-04-20 株式会社安藤・間 焼却残渣処分方法

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