JPH11138135A

JPH11138135A - 重金属を含む飛灰の処理方法

Info

Publication number: JPH11138135A
Application number: JP9329570A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kanai; 隆一金井; Mamoru Iwasaki; 守岩▲崎▼; Kazushige Kawamura; 和茂川村
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】飛灰の処理に別途の専用処理設備を必要とす
ることがなくて経済性に優れるとともに、さらに確実に
重金属の不溶化処理を行なうことができる重金属を含む
飛灰の処理方法を得る。【解決手段】重金属を含む飛灰から、酸抽出によって
当該重金属を除去した後に、これらを固液分離し、次い
で得られた酸抽出スラリーまたはケーキにアルカリを添
加して酸抽出スラリーまたはケーキ中に残留した重金属
を固定化することにより、上記飛灰を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物焼却設備等
の各種燃焼設備から排出されたＰｂ等の重金属を含む飛
灰を安定化処理するための重金属を含む飛灰の処理方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、生ごみ等を含む都市ごみやスラ
ッジ等を含む一般廃棄物や産業廃棄物の焼却設備におい
ては、排ガス中に、燃焼に伴って発生する亜硫酸ガス
（ＳＯ₂）や塩化水素（ＨＣｌ）等の酸性ガスに加え
て、廃棄物の焼却に伴って発生する飛灰が含まれてい
る。また、燃焼焼却に限らず、灰溶融および廃棄物の熱
分解ガス化溶融等の溶融処理においても、このような飛
灰が含まれる。ここで、飛灰とは、廃棄物の焼却自体に
よって排ガス中に発生する煤塵や、廃棄物の焼却時に、
排ガス中に含まれる塩素成分を除去して焼却炉を保護す
るために消石灰を吹き込むことによって発生する煤塵、
さらには焼却した後の燃焼灰や飛灰を溶融処理する際に
発生する煤塵等の総称である。

【０００３】このような飛灰は、ケイ素、カルシウム、
塩素等を主成分とし、これに水銀、カドミウム、鉛、六
価クロム等の低沸点重金属を含むものである。このた
め、近年における地球規模での環境保護の要請の高まり
から、上記排ガスを無害化処理するに際して、当該排ガ
ス中から除去された飛灰についても、別途法令に定める
厳しい排出基準に基づいて埋立て処理等することが義務
付けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来この種
の排ガスから除去された重金属を含む飛灰を無害化処理
する場合には、溶融法、セメント固化法、薬剤処理法お
よび溶媒溶出法のいずれかの方法が推奨されているが、
上記溶融法やセメント固化法などの処理方法にあって
は、いずれも飛灰の処理に専用の大型処理設備を必要と
するとともに、飛灰の安定化処理が難しく、さらに処理
後の飛灰をそのまま上記処理方法によって埋立処理する
と、全体の容量が大きなものになるために、早期に処理
場の不足を招く虞がある。加えて、埋立て処分された後
においても、現在の地球環境規模で生じている酸性雨の
影響を受け、飛灰中に含まれる重金属の溶出が生じる可
能性も指摘されている。

【０００５】そこで、このような課題を解決する重金属
を含む飛灰の処理方法として、当該飛灰から酸抽出によ
って重金属類を除去することにより、上記飛灰を安定化
させる方法も提案されている。かかる処理方法によれ
ば、大規模な処理設備を必要としないために処理コスト
の低減化を図ることができるという利点がある。しかし
ながら、上記酸抽出による飛灰の処理方法においては、
飛灰から重金属を酸抽出しているので、大部分の重金属
は抽出除去することができるものの、逆に重金属の溶出
性が高くなり、この結果飛灰中やその付着水に残存した
溶出性の高い重金属によって、埋立て基準値を満足でき
なくなる虞がある。このため、飛灰中に残存した溶出性
重金属を不溶化させるために、別途高価なキレート剤等
を用いた薬剤処理が必要になるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の重金属を含む飛灰の
処理方法が有する課題を有効に解決すべくなされたもの
で、飛灰の処理に別途の専用処理設備を必要とすること
がなくて経済性に優れるとともに、さらに確実に重金属
の不溶化処理を行なうことができる重金属を含む飛灰の
処理方法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る重金属を含む飛灰の処理方法は、重金属を含む飛
灰から、酸抽出によって当該重金属を除去した後に、こ
れらを固液分離し、次いで得られた酸抽出スラリーまた
はケーキにアルカリを添加して酸抽出スラリーまたはケ
ーキ中に残留した重金属を固定化することにより、上記
飛灰を安定化させることを特徴とするものである。ここ
で、固液分離する手段としては、シックナー等の重力分
離機やフィルタープレス等の押圧分離機の他、サイクロ
ンのような遠心分離機やエルトリェータのような水簸分
離機などの各種の固液分離手段が適用可能である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記酸抽
出を、酸抽出液のｐＨが２．０〜６．０の範囲であっ
て、かつ処理温度が２０℃〜８０℃の範囲である条件下
において行なうことを特徴とするものである。次いで、
請求項３に記載の発明は、シックナーやサイクロン等の
固液分離によって、含水率が４０％以上の酸抽出スラリ
ーを得て、これにアルカリおよび水を添加して３０℃以
上の温度で水熱養生することにより、当該酸抽出スラリ
ー中に残留した重金属を固定化し、次いでこれを固液分
離して安定化された飛灰を分離回収することを特徴とす
るものであり、他方請求項４に記載の発明は、フィルタ
ープレス等の固液分離によって、含水率が６０％以下の
酸抽出ケーキを得て、これにアルカリを添加して３０℃
以上の温度で混錬養生することにより、当該酸抽出ケー
キ中に残留した重金属を固定化して飛灰を安定化させる
ことを特徴とするものである。

【０００９】この際に、請求項５に記載の発明は、上記
アルカリが、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属
の酸化物、水酸化物、炭酸塩またはナトリウム（Ｎａ）
やカリウム（Ｋ）等のアルカリ金属の水酸化物もしくは
炭酸塩であることを特徴とするものであり、さらに請求
項６に記載の発明は、上記アルカリを、酸抽出スラリー
またはケーキの乾燥重量に対して、少なくとも２wt％以
上添加することを特徴とするものである。ちなみに、具
体的に、上記アルカリとしては、Ｃａ系ではＣａＣＯ
₃ 、Ｃａ（ＯＨ）₂、ＣａＯ、Ｎａ系ではＮａＯＨ、Ｎ
ａＣＯ₃ などが適用可能である。

【００１０】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
〜６のいずれかに記載の重金属を含む飛灰が、一般廃棄
物および／または産業廃棄物の焼却設備等で発生した排
ガスに含まれるものであることを特徴とするものであ
る。そして、請求項８に記載の発明は、上記排ガスを、
反応槽内においてｐＨが２．０〜６．０の範囲に保持さ
れた吸収剤であるアルカリ成分を含む吸収液と気液接触
させることにより、酸性ガスを吸収液中に吸収し、かつ
吸収した酸性ガスのうち亜硫酸ガスを酸化させることに
より、これを硫酸イオンとして固定するとともに、当該
吸収液中において、上記飛灰中に含まれる重金属類の酸
抽出を行なうことを特徴とするものであり、さらに請求
項９に記載の発明は、上記反応槽が、排ガスを多数本の
スパージャーパイプを介して吸収液中に噴射させるジェ
ットバブリング方式の反応槽であり、かつ吸収液のｐＨ
を、２．０〜４．０の範囲に保持することを特徴とする
ものである。

【００１１】請求項１〜９のいずれかに記載の重金属を
含む飛灰の処理方法によれば、先ず重金属を含む飛灰
を、酸抽出することによってこの飛灰に含まれていた重
金属を除去する。次いで、これらをシックナーやフィル
タープレス等によって固液分離して、飛灰を含む酸抽出
スラリーまたはケーキと、抽出された重金属を含むろ液
とに分離する。そして、ろ液については排水として系外
に抜出し、排水処理設備において化学処理した後に重金
属を回収する。ちなみに、このようにして排水処理工程
において回収された重金属類は、高濃度に濃縮されてい
るため、有効物として山元へ還元することが可能であ
る。

【００１２】他方、酸抽出スラリーまたはケーキには、
飛灰中やその付着水等に僅ではあるが溶出性の高い重金
属が残存している。そして、法で定められるところの埋
立て処分のための重金属溶出基準濃度が極めて低いため
に、この酸抽出スラリーまたはケーキをそのまま埋立て
処理しようとすると、残存した溶出性の高い重金属によ
って、埋立て基準値を満足できなくなる虞がある。そこ
で、本発明においては、上記酸抽出スラリーまたはケー
キにさらにアルカリを添加する。すると、添加されたア
ルカリによって、単に酸抽出スラリーまたはケーキが中
和されるのみならず、融点が高くかつ特に酸に対して安
定したケイ酸塩が生成され、これによって上記重金属が
固定化される。この結果、安定化された飛灰を、充分に
基準値を満足した状態で埋立て処理等することが可能に
なる。

【００１３】この際に、上記酸抽出は、請求項２に記載
の発明のように、酸抽出液のｐＨが２．０〜６．０の範
囲であって、かつ処理温度が２０℃〜８０℃の範囲であ
る条件下において行なうことが好ましい。ちなみに、上
記酸抽出のｐＨを２．０〜６．０の範囲に限定した理由
は、これが２．０に満たないと、酸性度が強くなり過ぎ
て飛灰粒子のマトリックス（ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃ 等）が
溶解され、排水系スラッジの発生量の増大を招き、よっ
て飛灰の安定化処理には不適当になってしまうからであ
り、他方６．０を超えると効果的な酸抽出を行なうこと
ができなくなるからである。

【００１４】また、上述した酸抽出スラリーまたはケー
キにアルカリを添加して重金属を固定化するに際して、
例えば請求項３に記載の発明（図３参照）のように、酸
抽出した後に、シックナーやサイクロン等の固液分離に
よって、含水率が４０％以上の酸抽出スラリーを得た場
合には、これにアルカリおよび水を添加して再スラリー
化し、３０℃以上の温度で水熱養生（加熱養生）するこ
とにより、酸抽出スラリー中に残留した重金属を固定化
し、さらにこれを固液分離して安定化された飛灰を分離
回収すればよい。ここで、水熱養生の温度を、３０℃以
上としたのは、当該温度が３０℃に満たないと、特に重
金属中の六価クロムを固定化し難くなって好ましくない
からであり、現実的には７０〜１００℃の温度範囲で行
なうことがより好適である。ちなみに、酸抽出スラリー
にアルカリおよび水を添加して再スラリー化させるに際
しては、上記酸抽出スラリーにアルカリと水とを同時に
加えてもよく、あるいは酸抽出スラリーに水を加えた後
にアルカリを添加したり、逆にアルカリを添加した後
に、水を加えてもよい。

【００１５】これに対して、請求項４に記載の発明（図
４参照）のように、フィルタープレス等の固液分離によ
って、含水率が６０％以下の酸抽出ケーキを得た場合に
は、これにアルカリを添加して３０℃以上の温度で混錬
養生（加熱養生）することにより、酸抽出ケーキ中に残
留した重金属を固定化してそのまま安定化された飛灰を
得る方法が好適である。なお、いずれの方法において
も、重金属の充分な固定化を効率的に行なうためには、
添加するアルカリを、請求項６に記載の発明のように酸
抽出スラリーまたはケーキの乾燥重量に対して、少なく
とも２wt％以上とすることが好ましい。

【００１６】請求項１〜６のいずれかに記載の発明は、
各種の設備から排出される重金属を含む飛灰の処理に適
用可能であるが、特に請求項７に記載の発明のように、
排出量が多く、よって安定的な飛灰処理が要請されてい
る一般廃棄物および／または産業廃棄物の焼却設備、熱
分解ガス化溶融設備並びに焼却灰、焼却飛灰の溶融設備
で発生した排ガスに含まれるものに適用した場合に、顕
著な効果を奏する。このような排ガスを処理する場合に
は、飛灰を除去して安定化させることと並行して、当該
排ガス中に含まれる亜硫酸ガス等の酸性ガスも除去する
必要がある。そこで、請求項８に記載の発明において
は、上記酸性ガスおよび飛灰を含む排ガスを、ｐＨが
２．０〜６．０の範囲の酸性に保持された吸収剤として
アルカリ成分を含む吸収液と気液接触させる。これによ
り、排ガス中に含まれる酸性ガスが吸収液に吸収され、
アルカリ成分によって中和されるとともに、さらにこれ
が酸化されることにより、上記吸収液中に硫酸塩が生成
する。

【００１７】またこれと並行して、上記吸収液によって
飛灰が酸抽出されるとともに、当該飛灰に含まれる未反
応のアルカリ分が中和されて安定化される。さらに、上
記排ガス中に含まれる塩化水素ガス等の他の酸性ガス
は、上記吸収液中に溶解して排ガスから除去される。こ
のようにして、生成した硫酸塩および安定化された飛灰
を含む吸収液スラリーは、両者の濃度を適宜制御しつつ
混合物として上記反応槽から抜出されて上述した固液分
離がなされる。他方、亜硫酸ガス等の酸性ガスおよび同
伴した飛灰が除去された排ガスは、無害化されて煙突等
から大気に放出される。

【００１８】ところで、上記反応槽としてスプレー塔式
あるいは充填塔式等の液分散型の反応槽を用いた場合に
は、当該反応槽は、もっぱら亜硫酸ガスの吸収・中和を
行なうのみであるために、同一塔内にあっても吸収部と
酸化部が分離しており、この結果酸性ガスの吸収は、中
和吸収の依存度が高く、酸性ガスの吸収効率を高く保持
するために吸収液のｐＨを５．０〜６．５程度の弱酸性
に制御する必要が有るために、充分な飛灰の酸抽出・洗
浄効果を得ることが難しくなる虞が有る。この点、請求
項９に記載の発明にあっては、排ガスを上記吸収液と気
液接触させるとともに、これと並行して反応槽内に酸素
含有ガスを導入して当該吸収液を酸化させるようにして
いるので、酸性ガスの中和および酸化を一の反応槽内に
おいて行なうことができ、よって別途酸化塔のような吸
収液の酸化設備を必要とすることがなくて経済的である
うえに、上記反応槽内において充分に飛灰を洗浄するこ
とが可能となる。

【００１９】特に、ジェットバブリング方式の反応槽に
おいては、排ガスを多数本のスパージャーパイプを介し
て吸収液中に微細な気泡として直接噴射させるものであ
るために、排ガスによる吸収液の混合作用とあいまって
気液接触面における表面更新が良好であり、この結果、
排ガス中の酸素および反応槽に導入された酸素によっ
て、例えば吸収液としてカルシウムを主成分とするもの
を用いた場合には、ＳＯ₂（Ｌ）→ ＨＳＯ₃ ^-／ＳＯ₃ ^2- →ＳＯ₄ ^2- → Ｃａ
ＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏで示されるように、吸収された亜硫酸ガス（ＳＯ
₂（Ｌ））の効率的な酸化および石膏（ＣａＳＯ₄・２Ｈ
₂Ｏ）の生成が行なわれることになる。

【００２０】この結果、吸収液のｐＨが４．０以下の低
ｐＨ領域であっても亜硫酸ガスの吸収および石膏生成が
可能であるために、排ガス中に含まれる飛灰の重金属回
収に有利な酸性液による抽出処理を行なうことができ、
かつ飛灰を上記吸収液によって洗浄するとともに、当該
飛灰に含まれる未反応のアルカリ分を中和することがで
きるために、当該飛灰の高効率な安定化処理が可能とな
る。また、上記ジェットバブリング方式の反応槽によれ
ば、当該反応槽のみで亜硫酸ガス等の酸性ガスの吸収除
去と、飛灰の捕集および酸抽出とを同時に行うことがで
き、かつｐＨを低く設定している結果、飛灰の高効率な
安定化を行うことができるために、当該反応槽の前段
に、除塵塔を設ける必要が無く、設備費用の低減化も図
ることが可能になる。

【００２１】なお、低ｐＨ領域では、飛灰中に含まれる
Ｖ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎなどの金属およびその酸化
物による酸化触媒活性を利用して効率的に亜硫酸を酸化
することができる。したがって、飛灰の安定化の観点か
らはｐＨが低い程高効率になるが、上記吸収液のｐＨを
２．０以上と限定したのは、上述した理由の他、この種
の亜硫酸ガスの吸収除去と飛灰の安定化を並行して行な
う反応槽においては、酸性度が強くなり過ぎて脱硫効率
の低下を招き、よって排ガス中の酸性ガスの除去には不
適当になってしまうという理由もある。

【００２２】さらに、ジェットバブリング方式の反応槽
においては、所定の硫酸塩濃度の吸収液スラリーを連続
的に抜出して処理しているが、一般に平均１０〜４０時
間は吸収液が反応槽内に滞留しているために、飛灰に対
しては、充分な抽出時間を確保することができて好適で
ある。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の一実
施形態に使用される排ガスの処理装置の要部を示すもの
である。この排ガスの処理装置は、一般廃棄物あるいは
産業廃棄物の焼却設備等で発生した飛灰を含む排ガス
を、ジェットバブリング方式の反応槽を用いて無害化処
理するためのものであって、図中符号１が上記反応槽で
ある。この反応槽１内は、図２に示すように、隔壁とな
る円板状または方形板状の下部デッキ２および上部デッ
キ３により、石灰石（ＣａＣＯ₃）を溶解または懸濁し
た水溶液からなる吸収液４を一定の液面高さに貯留する
貯留部と、上下部デッキ２、３間にあって排ガスの入口
ダクトが接続された入口プレナム６と、上部デッキ３上
方にあって排ガスの出口ダクト７と連通する出口プレナ
ム８とに画成されている。上記下部デッキ２には、多数
の開口部が穿設されており、各開口部には、スパージャ
ーパイプ９…が垂設され、かつ各スパージャーパイプ９
の上記吸収液４中にある下部外周壁には、排ガスの噴出
口が穿設されている。他方、上記下部デッキ２と上部デ
ッキ３との間には、上記貯留部の吸収液面上の空間を出
口プレナム８側に連通させるガスライザー１０…が配設
されている。なお、図中符号１１は、上記反応槽１の吸
収液４内に酸化用空気（酸素含有ガス）を導入する酸化
用空気供給管（酸化手段）であり、符号１２は吸収液４
を攪拌するための攪拌機である。

【００２４】また、この排ガスの処理装置においては、
上記反応槽１で生成された石膏および吸収液４によって
酸抽出・洗浄された飛灰を含む吸収液スラリーをポンプ
１４で移送管１５を介して抜き出して固液分離する、シ
ックナー等の固液分離機１６が配設されている。そし
て、図１に示すように、この固液分離機１６の後段側に
は、ここで分離されて移送管１７を介して送られてくる
石膏スラリーと飛灰とを主成分とする酸抽出スラリーを
一時貯留するアルカリ処理槽１８が設けられている。こ
のアルカリ処理槽１８には、アルカリ処理槽１８内の酸
抽出スラリー中の飛灰に含まれる重金属を固定化させる
ための、Ｃａ（ＯＨ）₂（アルカリ）の供給管２２およ
び酸抽出スラリーを再スラリー化させるための工業用水
（水）の導入管２３が配管されている。

【００２５】さらに、このアルカリ処理槽１８の後段に
は、このアルカリ処理槽１８において処理されたスラリ
ーを固液分離するための固液分離機１９が配設されてお
り、この固液分離機１９によって分離された石膏および
安定化された飛灰からなる安定化ケーキは、排出管２０
から回収されるようになっている。他方、上記固液分離
機１６、１９において分離された排水は、送出管２１か
ら図示されない排水処理設備に送られるようになってい
る。さらに、上記反応槽１には、内部の吸収液４のｐＨ
を検出する検出器からの検出信号に基づいて、ポンプ３
１を制御してアルカリ液貯蔵タンクから上記吸収液４中
にＣａＣＯ₃ 、Ｃａ（ＯＨ）₂等のＣａ系、ＭｇＯやＭ
ｇ（ＯＨ)₂ 等のＭｇ系あるいはＮａＯＨ等のＮａ系の
アルカリ液を供給するｐＨ制御装置が設けられている。

【００２６】次に、上記構成からなる排ガスの処理装置
を用いて、本発明に係る重金属を含む飛灰の処理方法の
一実施形態について説明する。廃棄物焼却設備で発生し
た排ガスから、当該排ガス中に含まれる亜硫酸ガス、塩
化水素等の酸性ガスおよび重金属を含む飛灰を除去する
には、先ず反応槽１内の吸収液のｐＨを、上記ｐＨ制御
装置によってアルカリ液を供給しながら２．０〜４．０
の範囲に保持しつつ、排ガスを入口ダクトから反応槽１
の入口プレナム６に送気し、各スパージャーパイプ９の
下端噴出口から水平方向に噴出させる。すると、上記排
ガスは、吸収液４と激しく混合して液相連続のジェット
バブリング層Ｂを形成し、このジェットバブリング層Ｂ
において高効率な気液接触が行われて亜硫酸ガス（ＳＯ
₂）ならびに塩化水素（ＨＣｌ）が吸収され、カルシウ
ム成分によって中和されるとともに亜硫酸が酸化される
ことにより、上記吸収液中に石膏（ＣａＳＯ₄・２Ｈ
₂Ｏ）が生成し、これが結晶成長して吸収液４中におい
て粒径が粗大粒子化する。

【００２７】またこれと並行して、低ｐＨの上記吸収液
４によって排ガスに同伴した飛灰が、吸収液中に捕促さ
れるとともに、酸抽出されて洗浄され、さらに当該飛灰
に含まれる未反応のアルカリ分が中和されて安定化され
る。また、上記排ガス中に含まれる塩化水素ガス等の他
の酸性ガスは、上記吸収液４中に溶解して排ガスから除
去される。この際に、上記飛灰に含まれていた水銀、カ
ドミウム、鉛、六価クロム等の重金属の大部分は、上記
ジェットバブリング層Ｂにおいて吸収液４中に捕集され
る。なお、これらの反応および処理にともなって、処理
すべき排ガスの容量が大きい場合や亜硫酸ガスの濃度が
高い場合には、経時的に吸収液４の酸性度が高まってｐ
Ｈが２よりも低下することも考えられるが、このような
場合には、上述したｐＨ制御装置の検出器からの検出信
号に基づいて、上記吸収液４に、ｐＨを上記範囲に保持
するための相応量の上記アルカリ液が添加される。

【００２８】このようにして、所定の石膏濃度に制御さ
れた生成石膏および洗浄された飛灰等を含む吸収液スラ
リーは、上記石膏濃度が所定の濃度に達すると、ポンプ
１４によって反応槽１から抜出され、移送管１５から固
液分離機１６に送られて、含水率が４０％以上の酸抽出
スラリーとろ液とに固液分離される。そして、この固液
分離によって分離されたろ液は、反応槽１内における酸
抽出によって飛灰から除去された水銀、カドミウム、
鉛、六価クロム等の重金属を含むため、送出管２１から
図示されない排水処理設備に送られ、化学処理された後
に回収される。ちなみに、このようにして排水処理工程
において回収された重金属類は、高濃度に濃縮されてい
るため、有効物として山元へ還元することが可能であ
る。

【００２９】他方、固液分離機１６において分離された
含水率が４０％以上の酸抽出スラリーには、主として石
膏と安定化された飛灰を含むものであり、さらに飛灰中
あるいはその付着水等に僅ではあるが溶出性の高い重金
属が残存している。この酸抽出スラリーは、アルカリ処
理槽１８に送られ、ここでＣａ（ＯＨ）₂が添加される
とともに、工業用水が加えられて再スラリー化される。
そして、このアルカリ処理槽１８において、再スラリー
化された酸抽出スラリーを３０℃以上の温度、より好ま
しくは７０〜１００℃の温度範囲で水熱養生（加熱養
生）する。すると、添加されたＣａ（ＯＨ）₂によっ
て、融点が高くかつ特に酸に対して安定したケイ酸塩が
生成され、これによって残存していた上記重金属が固定
化される。そこで、次にこのスラリーを固液分離機１９
に送って、石膏と安定化処理された飛灰とを含む安定化
スラリーと、上記アルカリ処理槽１８において重金属が
固定化されることにより、重金属を含まないろ液とに分
離する。

【００３０】そして、上記安定化スラリーについては、
排出管２０から回収し、別途石膏ボード用等の原料やセ
メント混合剤として供される。また、分離されたろ液に
ついては、排出管２１から同様に図示されない排水処理
設備に送られて固液分離機１６からのろ液とともに処理
される。このようにして、亜硫酸ガス等の酸性ガスおよ
び同伴した飛灰が除去された排ガスは、無害化されてガ
スライザー１０から出口プレナム８に送られ、出口ダク
ト７を経て図示されない煙突から大気に放出される。

【００３１】したがって、上記重金属を含む飛灰の処理
方法によれば、先ず反応槽１内において重金属を含む飛
灰から当該重金属を酸抽出することができる。そしてさ
らに、これを固液分離機１６において分離して得られた
含水率が４０％以上の酸抽出スラリーをアルカリ処理槽
１８に送って、Ｃａ（ＯＨ）₂を添加するとともに、工
業用水を加えて再スラリー化し、７０〜１００℃の温度
範囲で水熱養生することにより、上記Ｃａ（ＯＨ）₂に
よって、単に酸抽出スラリーを中和するのみならず、融
点が高くかつ特に酸に対して安定したケイ酸塩を生成さ
せて残存していた上記重金属を固定化することができ
る。この結果、飛灰の処理に別途の専用処理設備を要す
ること無く、当該飛灰の安定化処理を行なうことができ
るとともに、さらに確実に重金属の不溶化処理を行なう
ことができる。

【００３２】また、従来の脱硫工程のみに用いられてい
た反応槽１において、排ガスに含まれる亜硫酸ガス等の
酸性ガスの除去のみならず、重金属を含む飛灰の安定化
処理をも並行して行なうことができるため、飛灰の処理
に別途の専用処理設備を必要とすることがなくて経済性
に優れるとともに、併せて飛灰処理に伴って発生する埋
立処理物質の減容化も図ることができる。また、反応槽
１において排ガスからの飛灰の捕集および安定化を行な
っている結果、従来反応槽の上流側に配設されている電
気集塵機や濾過式集塵機の負荷が軽減されるために、そ
のコンパクト化を図ることができ、さらには当該集塵機
を省略することも可能になる。

【００３３】しかも、上記反応槽１がジェットバブリン
グ方式の反応槽であるために、排ガスを多数本のスパー
ジャーパイプ９…を介して吸収液４中に微細な気泡とし
て直接噴射させることができ、よって排ガスによる吸収
液の混合作用とあいまって気液接触面における表面更新
性に優れるために、吸収液４のｐＨを２．０〜４．０と
いった低ｐＨ領域に保持しつつ、亜硫酸ガスの吸収およ
び石膏生成を行なうことができる。この結果、並行して
排ガス中に含まれる飛灰中の重金属の回収に有利な酸性
液による抽出処理を行なうことができ、かつ当該飛灰に
含まれる未反応のアルカリ分を中和することができるた
めに、飛灰の高効率な安定化処理を行なうことができ
る。また、上記ジェットバブリング方式の反応槽１にあ
っては、当該反応槽１のみで亜硫酸ガス等の酸性ガスの
吸収除去と、飛灰の捕集とを同時に行うことができ、か
つｐＨを低く設定している結果、飛灰の高効率な安定化
を行うことができるために、当該反応槽１の前段に、別
途除塵塔を設ける必要が無く、設備費用の低減化も図る
ことができる。

【００３４】なお、上記実施形態の説明においては、本
発明に係る重金属を含む飛灰の処理方法を、廃棄物焼却
設備で発生した排ガスから酸性ガスおよび上記飛灰を除
去する場合についてのみ説明したが、これに限定される
ものではなく、本発明は他の燃焼設備等、各種の設備に
おいて排出された重金属を含む飛灰の処理に対しても、
同様に適用することが可能である。

【００３５】また、上記実施形態においては、固液分離
手段としてシックナー等の固液分離機１６を使用し、含
水率が４０％以上の酸抽出スラリーを得て、これをアル
カリ処理槽１８においてＣａ（ＯＨ）₂および工業用水
を加えて再スラリー化し、水熱養生することにより上記
重金属を固定化する場合について説明したが、これに限
るものではなく、図４に示したように、フィルタープレ
ス等の固液分離によって、含水率が６０％以下の酸抽出
ケーキを得て、これにＣａ（ＯＨ）₂等のアルカリを添
加して混錬養生することにより、酸抽出ケーキ中に残留
した重金属を固定化し、そのまま安定化された飛灰を得
る方法を採っても、同様の作用効果を得ることができ
る。

【００３６】

【実施例】本発明に係る重金属を含む飛灰の処理方法の
効果を実証するために、図５に示す量の鉛（Ｐｂ）、カ
ドミウム（Ｃｄ）および六価クロム（Ｃｒ⁶⁺）を含む未
処理飛灰に対して、図１に示す処理装置を用いて、酸抽
出およびアルカリ処理槽を用いた重金属の固定化処理を
行なった。この際に、酸抽出は、ｐＨ３．０、６０℃の
条件下において２０時間行ない、さらにアルカリ処理槽
に供給するアルカリとして、Ｃａ（ＯＨ）₂を用い、飛
灰に対して乾燥重量ベースにおいて５wt％を添加した。
なお、図表中に示す基準値の値は、特別管理産業廃棄物
に対する埋立て基準値である。この結果、酸抽出のみに
おいては、未だＰｂおよびＣｄが上記基準値を満足して
いなかったのに対して、これにアルカリ処理を施した後
においては、いずれの重金属も充分に当該基準値以下に
なった。

【００３７】また、上記アルカリ処理を、室温（３０℃
以下）で行なう場合と、９０℃で行なう場合とを比較し
たところ、いずれも基準値は満足したものの、室温で行
なった場合には、若干Ｃｒ⁶⁺の検出量が高くなった。こ
れに対して、９０℃で行なった場合においては、全ての
重金属に対して充分な固定化が行なわれ、この結果基準
値を遥かに下回る（検出不可能）値になった。次いで、
図６に示すように、アルカリ処理におけるアルカリ添加
量を変化させた場合のＰｂの濃度を調べた。この結果、
１％添加すれば基準値である０．３ｍｇ／ｌをクリアす
ることができ、さらに２％以上添加すれば検出不可能な
値まで低下させ得ることが判明した。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜９のい
ずれかに記載の重金属を含む飛灰の処理方法によれば、
重金属を含む飛灰を、酸抽出することによってこの飛灰
に含まれていた重金属を除去し、次いでこれらを固液分
離して、これによって得られた溶出性の高い重金属が残
存した飛灰を含む酸抽出スラリーにアルカリを添加する
ことにより、上記重金属を固定化されることができる。
このため、上記重金属が不溶化処理され、充分に埋立て
基準を満足する安定化処理飛灰を回収することができ
る。この結果、特に請求項７に記載の発明のように、排
出量が多く、よって安定的な飛灰処理が要請されている
一般廃棄物および／または産業廃棄物の焼却設備等で発
生した排ガスに含まれるものに適用した場合に、顕著な
効果を奏するとともに、請求項８または９に記載の発明
によれば、排ガス中の酸性ガスの除去と同時に飛灰を酸
抽出して安定化させることが可能になって経済性に優れ
るといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る重金属を含む飛灰の処理方法の一
実施形態に用いられる排ガスの処理装置を示す概略構成
図である。

【図２】図１の反応槽を示す概略構成図である。

【図３】本発明の一実施態様を示すフロー図である。

【図４】本発明の他の実施態様を示すフロー図である。

【図５】本発明の効果を実証するための実験結果を示す
図表である。

【図６】同、アルカリ添加量の効果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１反応槽４吸収液９スパージャーパイプ１１酸化用空気供給管（酸化手段）１６、１９固液分離機１８アルカリ処理槽２２アルカリの供給管２３水の導入管Ｂジェットバブリング層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重金属を含む飛灰から、酸抽出によって
当該重金属を除去した後に、これらを固液分離し、次い
で得られた酸抽出スラリーまたはケーキにアルカリを添
加して当該酸抽出スラリーまたはケーキ中に残留した上
記重金属を固定化することにより、上記飛灰を安定化さ
せることを特徴とする重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項２】上記酸抽出は、酸抽出液のｐＨを２．０
〜６．０の範囲に、かつ処理温度を２０℃〜８０℃の範
囲に保持して行なうことを特徴とする請求項１に記載の
重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項３】上記固液分離によって、含水率が４０％
以上の酸抽出スラリーを得て、これにアルカリおよび水
を添加して３０℃以上の温度で水熱養生することによ
り、当該酸抽出スラリー中に残留した上記重金属を固定
化し、次いでこれを固液分離して安定化された上記飛灰
を分離回収することを特徴とする請求項１または２に記
載の重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項４】上記固液分離によって、含水率が６０％
以下の酸抽出ケーキを得て、これにアルカリを添加して
３０℃以上の温度で混錬養生することにより、当該酸抽
出ケーキ中に残留した上記重金属を固定化して上記飛灰
を安定化させることを特徴とする請求項１または２に記
載の重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項５】上記アルカリは、アルカリ土類金属の酸
化物、水酸化物、炭酸塩またはアルカリ金属の水酸化物
もしくは炭酸塩であることを特徴とする請求項１ないし
４のいずれかに記載の重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項６】上記アルカリを、上記酸抽出スラリーま
たはケーキの乾燥重量に対して、少なくとも２wt％以上
添加することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載の重金属を含む飛灰の処理方法。
【請求項７】上記重金属を含む飛灰は、一般廃棄物お
よび／または産業廃棄物の焼却設備、焼却灰、焼却飛灰
の溶融設備もしくは熱分解ガス化溶融設備で発生した排
ガスに含まれるものであることを特徴とする請求項１な
いし６のいずれかに記載の重金属を含む飛灰の処理方
法。
【請求項８】上記排ガスを、反応槽内においてｐＨが
２．０〜６．０の範囲に保持された吸収剤であるアルカ
リ成分を含む吸収液と気液接触させることにより、上記
排ガスに含まれる酸性ガスを上記吸収液中に吸収し、か
つこれを酸化させることにより、上記酸性ガスを硫酸イ
オンとして固定するとともに、当該吸収液中において、
上記飛灰中に含まれる重金属類の上記酸抽出を行なうこ
とを特徴とする請求項７に記載の重金属を含む飛灰の処
理方法。
【請求項９】上記反応槽は、上記排ガスを多数本のス
パージャーパイプを介して上記吸収液中に噴射させるジ
ェットバブリング方式の反応槽であり、かつ上記吸収液
のｐＨを、２．０〜４．０の範囲に保持することを特徴
とする請求項８に記載の重金属を含む飛灰の処理方法。