JPH11151482A - 重金属の溶離可能性を減少させる方法 - Google Patents

重金属の溶離可能性を減少させる方法

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JPH11151482A
JPH11151482A JP10267345A JP26734598A JPH11151482A JP H11151482 A JPH11151482 A JP H11151482A JP 10267345 A JP10267345 A JP 10267345A JP 26734598 A JP26734598 A JP 26734598A JP H11151482 A JPH11151482 A JP H11151482A
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Dr Kuemmel
キュンメル ドクトル
Thomas Dr Marzi
マルツィ トーマス
Sylke Palitsch
パリツチュ ズュルケ
Ralf Beckmann
ベックマン ラルフ
Frank Dr Niermann
ニールマン フランク
Joachim Dr Dohmann
ドーマン ヨアヒム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿式灰除去装置または湿式スラグ除去装置の
液体槽内で冷却された灰またはスラグからのあるいは加
熱によりごみの処理を行う装置の除灰装置または除スラ
グ装置から出る灰またはスラグからの重金属の溶離可能
性を減少させる方法であって、灰またはスラグに含まれ
ている溶離可能な重金属の化合物の含有量を大幅に減少
させることができると同時に、この方法の効果も大幅に
改善することができる簡単でコスト的に有利な方法を提
供することである。 【解決手段】 水分の多い層かつ/または水蒸気の存在
のもとで前述の灰またはスラグが高い圧力の作用を受け
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿式除灰装置また
は湿式除スラグ装置の液体槽内で冷却された灰またはス
ラグからのあるいは加熱によりごみの処理を行う装置の
除灰装置または除スラグ装置から出る灰またはスラグか
らの重金属の溶離可能性を減少させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ごみの中に含まれている有機化合物を大
部分、分解することを目的とする加熱によりごみを処理
する装置を使用して地方自治体のごみや産業ごみを処理
することによって、固体の灰またはスラグのガス状の生
成物とフィルター・ダストが形成されることに加え、ご
み1kg当たり250から350kgまでの量の割合で
これらのごみが処理されている。灰またはスラグのごみ
の形をした燃焼残渣や熱分解残渣には、加熱のもとで行
われる処理のさいに見られる不十分な温度または非常に
短い処理時間または水への良好な可溶性のため、ごく一
部しか灰の基材またはスラグの基材と結合しない多数の
環境に関連した物質がいろいろな濃度で含まれている。
さらに、金属、特に、重金属とその化合物やいろいろな
有機物質の残渣、無機の塩化物と硫化物ならびに窒素化
合物が前述した環境に関連した物質に属している。
【0003】例えば、建築業または道路敷設業等で上述
のような灰またはスラグを使用するかあるいは環境に適
合して灰またはスラグを貯溜するにさいしては、灰また
はスラグが地面や水かつ/または大気と長時間にわたっ
て接触しても、有害物質が経験値に基づいて設定された
標準や法律により定められた基準を下回るようなわずか
な量しか放出されないことが非常に重要なことである。
この場合、例えば、加熱のもとで行われるごみ処理のさ
いや周囲の媒体のpHが変動すいるさい、地面の水また
は雨水と接触することにより少なからぬ量、リッチとな
る残渣の灰またはスラグの中に含まれている鉛や亜鉛、
カドミウム等の有害な重金属の化合物が特に問題とな
る。
【0004】加熱のもとで行われるごみ処理をするため
に使用される装置の残渣から生じる重金属の移動性を減
少させるためには基本的には2つの異なったやり方が採
用されている。一方のやり方を実現するため、湿式除灰
装置また湿式除スラグ装置内において、加熱により行わ
れるごみ処理工程に後設された段階で重金属または重金
属の化合物のできるだけ大部分を放出させ、しかるのち
固体の基材から分離する研究が進められている。
【0005】灰または灰から分離された重金属のリッチ
な細かい粒子は希塩酸を使用して洗浄され、このとき生
じた重金属を含む溶液が固体の残渣から分離され、さら
に適当なやり方で浄化されるように実施される方法がD
E4427899号に記載されている。この方法によれ
ば、例えば、ベルリンにある健康維持・環境保護推進セ
ンター(Hrsg)が1992年に主催したごみの燃焼
処理装置から生じる残渣に関するセミナーで、エム・グ
ライス(M Gleis)とゲー・ホフマン(G Ho
ffmann)の二人が発表した論文゛家庭の粉状のご
みを燃焼処理するさいに見られる環境に及ぼす影響を改
善する方法″(論文集の31巻の43ページから61ペ
ージまでを参照)に記載されているように、塩基牲のス
ラグに酸を加えることにより5の値を下回ったpH値の
レベルに調整することの可能性を高めることができる。
【0006】これに対して、EP0730884A1号
においては、グルコン酸、メラーズまたは類似の複合化
合物のごとき少なくとも2つのアンカー・グループを包
有した水分を多く含んでいる重金属を含有する残渣を抽
出し、抽出液を別個に処理することが提案されている。
【0007】燃焼で生じた灰からの有害物質の溶離傾向
を減少させる公知の方法のうち第2の方法では、重金属
の化合物の分離性を低下させるかあるいは固体の残渣か
ら重金属をゆっくりと移動させるよう上述のように付加
物を使用して灰またはスラグを処理することが提案され
ている。大気に含まれている重金属の水酸化物をpHの
範囲が8と11との間で分離することができるよう設定
することは公知のことである。一般に、ごみを燃焼した
後に生じた灰が水と接触したとき、多量のカルシウムの
酸化物またはカルシウムの水酸化物が残渣の中に含まれ
ているために(飽和した溶液のpH値が10と11との
間に保持されながら)上記の灰は強い塩基牲の状態を呈
しながら反応するから、灰除去装置の液体槽の中で冷却
されたスラグが化学的なバッファーとして作用する付加
物を供給し、これにより液相のpH値の値を10.9と
7との間に調節することがEP0538598B1号に
おいて提案されている。この従来の発明によれば、大気
に含まれている重金属の水酸化物の少なくとも一部を艱
溶牲の炭酸塩の中に転移させ、好適には沈殿物として分
離することが可能である。例えば、塩酸、特に、ごみか
ら生じる塩酸、水酸化物、二酸化ガス、二酸化ガスを含
んだガス、CO2を5から15容積%含んでいる浄化さ
れた燃焼ガス等をバッファーの働きをする付加物として
使用することができる。
【0008】類似した方法がJP−A−5606757
2号に記載されている。
【0009】そのほか、塩素と硫黄の特性のうちスラグ
の建築用材料の特性としてさほど影響を及ぼさない溶離
可能性(Eluierbarkeit)をアルミニウム
の水酸化物とカルシウムの酸化物かつ/またはカルシウ
ンムの水酸化物を加えることにより減少させることがD
E4416659号において提案されている。
【0010】しかしながら、上述のような重金属の溶離
可能性を減少させる公知の方法には重大な欠点が伴って
いる。公知の方法によれば、4を下回ったpH値で酸洗
が行われているが、他方、スラグの機械的な特性が顕著
に劣化することが明らかにされている。キレートを使用
して抽出を行うと、抽出物を処理し、キレートを回収す
るために余計な費用がかかってしまう。そのほか、炭素
の含有量(TOC)とスラグの加熱損失が許容すること
ができない程度まで増大するので、付加的な洗浄工程を
設けることが必要となる。最低の分離特性に対応した最
高のpH値に調整することは調節技術的には費用がかか
るうえ、灰またはスラグが非常に不均質であるためにき
わめて不完全であり、表面の近傍に位置しているスラグ
に及ぼす作用が制約されることになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、灰ま
たはスラグに含まれている溶離可能な重金属の含有量を
低減させると同時に、当初に挙げた種類の方法であっ
て、その有効性を改善することができる簡単でかつコス
ト的に有利な方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、当初に挙げた種類の方法であって、水分の多い層か
つ/または水蒸気の存在のもとで灰またはスラグが圧力
の作用を受けるよう実施される方法が本発明に従って提
供されたのである。本発明の特長と詳細な事項につて
は、請求項2より4までを参照されたい。
【0013】これまでの研究により明らかかにされてい
るように、本発明の方法によれば、重金属の化合物はほ
とんど溶解しない固体物質に移転されかつ/または迅速
には移動することがない鉱物性の基材と結合され、重金
属の化合物の活性が大幅に低下するようなやり方で処理
が行われる。溶解性が低下する程度は、使用された圧力
の圧力とともに増大するうえ、圧力の作用のもとで行わ
れる処理の持続期間とともに増加する。標準方法DEV
ーS4に従って得られる重金属の溶離性を表す値が2バ
ールを越えた圧力段階で観察されているとともに、処理
時間が10から15分までのときにも観察されている。
【0014】本発明の方法の好適な実施例においては、
5から15バールまでの圧力と15分から60分までの
処理時間が採用されている。さらに、本発明の方法にと
って特徴的なことは、圧力の作用のもとで行われる処理
の間、被処理固体物質の混合物の上に存在する大気のう
ち少なくとも一部が水蒸気から構成されていることであ
る。本発明の方法を実施するさいにカルシウム塩と硫化
物の溶離性を表す値が大幅に減少していることは驚くべ
きことである。このことは、ごみ処理の工程が経過する
間に、灰の中に固体層として存在しているカルシウムの
酸化物またはカルシウムの水酸化物が、少なくとも一部
分がカルシウムのケイ酸塩、安定なCaO−Al2O3の
層またはエッティング状の固体物質の層(ettrin
gitartige Feststoffphase
n)に変換され、前記ケイ酸、CaO−Al203の層ま
たはエッティング状の固体物質の層が重金属の一部に包
有され、層の状態を自然の岩塊に類似せているためであ
ると結論づけされている。これまでの研究により明らか
にされているように、灰またはスラグの機械的特性は、
圧力を付加することにより悪影響を受けることはない。
しかも、本発明の方法を実施することにより得られる副
次的な効果は、処理された材料の粒子が大きくなるかあ
るいは硬くなることである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に基づいて
本発明を詳細に説明する。
【0016】粒径が9.5mmより小さい約1kgの灰
がオートクレーブの中に載置され、灰の表面が完全に覆
われるように(約300mlの水の容積に相当する)十
分な量の水が灰に加えられた。しかるのち、オートクレ
ーブが閉止された。次に、5バール、10バールまたは
13バールの圧力が付加されるように反応器のジャケッ
トが加熱された。すべての研究について一定の圧力にお
けるオートクレーブの使用時間は120分に設定され
た。圧力が作用した処理が終了した直後、DEVS4法
を適用して灰が分離処理され、溶離された液体が分析に
付された。
【0017】実施された試験の結果から明らかなよう
に、所定の重金属の溶離性は圧力の作用により大幅に低
下した。未処理の灰を精調したところ、溶離液中に含ま
れている鉛の含有量は、乾燥した物質1kg当たり4.
81mgであることが判明した。一方、処理された灰の
場合、溶離液中の鉛の含有量は、乾燥した物質kg当た
り1mgを下回る程度まで減少していた。このような大
幅な減少は、大気中に含まれている重金属の亜鉛につい
ても確認されている。亜鉛の場合、溶離液の濃度は乾燥
物質1kg当たり6.75mgから0.2mgの値まで
減少している。この状態は93%の平均減少量に対応し
ている。
【0018】完全を期すため、圧力の作用のもとで行わ
れる処理の程度とカルシウムの濃度が上に掲げた表に記
載されている。圧力の作用のもとで行われる処理の程度
が高くなればなるほど亜鉛の溶離液の濃度の減少が生じ
ている。
【0019】溶離液の中に含まれている鉛の濃度は処理
時間に左右されて変動している。なお、この鉛の濃度に
関連したpH値とカルシウム濃度に影響を及ぼしている
障害の影響が顕著に現れているが、この障害の影響は灰
の組成の自然の変動のせいである。試験の結果によれ
ば、溶離液に含まれている鉛の減少の程度は平均で82
%であることが明らかになっている。
【0020】試験の結果の表示は大気中に含まれている
金属が属する材料グループに限定されてはおらず、この
表示は鉛と亜鉛の両方の重金属のみに限定されている。
また、燃焼廃ガスの残渣をアナログ的に処理することに
より、他の大気中の金属とその化合物を含んでいる溶離
液の濃度を大幅に減少させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ズュルケ パリツチュ ドイツ連邦共和国、45479 ミュルハイム、 ケツィリアシュトラーセ 13 (72)発明者 ラルフ ベックマン ドイツ連邦共和国、45130 エッセン、ロ ーゼシュトラーセ 20 (72)発明者 フランク ニールマン ドイツ連邦共和国、45473 ミュルヘイム、 アクチェンシュトラーセ 161a (72)発明者 ヨアヒム ドーマン ドイツ連邦共和国、46149 オーベルハオ ゼン、ヴェストフシュトラーセ 51

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湿式除灰装置または湿式除スラグ装置の
    液体槽内で冷却された灰またはスラグからのあるいは加
    熱によりごみの処理を行う装置の除灰装置または除スラ
    グ装置から出る灰またはスラグからの重金属の溶離可能
    性を減少させる方法において、水分の多い層かつ/また
    は水蒸気の存在のもと、灰またはスラグが高い圧力の作
    用を受けることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 灰またはスラグが、2から20バールま
    での圧力、好適には5から15バールまでの圧力におい
    て5から240分まで、好適には15から60分までの
    時間にわたって処理されることを特徴とする請求項1記
    載の方法。
  3. 【請求項3】 水蒸気が飽和した状態で圧力の作用のも
    と処理が行われれている間、ガス層が灰またはスラグの
    上で保持されていることを特徴とする請求項1または請
    求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 室温または最大200°Cまでの温度で
    圧力の作用を受けて処理が行われることを特徴とする請
    求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
JP10267345A 1997-09-04 1998-09-04 重金属の溶離可能性を減少させる方法 Pending JPH11151482A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19738592A DE19738592A1 (de) 1997-09-04 1997-09-04 Verfahren zum Vermindern der Eluierbarkeit von Schwermetallen
DE19738592.3 1997-09-04

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JPH11151482A true JPH11151482A (ja) 1999-06-08

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JP (1) JPH11151482A (ja)
KR (1) KR19990029549A (ja)
DE (1) DE19738592A1 (ja)

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Publication number Publication date
KR19990029549A (ko) 1999-04-26
EP0901800A1 (de) 1999-03-17
DE19738592A1 (de) 1999-03-11

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