JPH11188331A - 重金属含有灰の処理方法 - Google Patents

重金属含有灰の処理方法

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JPH11188331A
JPH11188331A JP9360024A JP36002497A JPH11188331A JP H11188331 A JPH11188331 A JP H11188331A JP 9360024 A JP9360024 A JP 9360024A JP 36002497 A JP36002497 A JP 36002497A JP H11188331 A JPH11188331 A JP H11188331A
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JP
Japan
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heavy metal
ash
gas
carbon dioxide
fixing agent
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Pending
Application number
JP9360024A
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English (en)
Inventor
Tsuneyuki Yoshida
恒行 吉田
Toshihito Uchida
敏仁 内田
Ichiro Ito
一郎 伊藤
Takayuki Shimaoka
隆行 島岡
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属含有灰をリン酸系重金属固定化剤で処
理する方法において、簡単な装置で、安価に、処理灰の
pHを適正pHに維持して重金属の溶出を確実に防止す
る。 【解決手段】 重金属含有灰にリン酸系重金属固定化剤
を添加して混練した後炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体
と均一に接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は重金属含有灰の処理
方法に係り、特に、アルカリ度の高い重金属含有灰中の
鉛、カドミウムなどの重金属の溶出をリン酸(塩)処理
法により確実に防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ゴミや産業廃棄物を焼却プラントで
焼却すると、焼却灰や燃焼排ガスに同伴して飛灰(以
下、焼却灰と飛灰を重金属含有灰とする。)が発生す
る。この飛灰を捕捉するために、従来、バグフィルタや
電気集塵機が設置され、集塵された飛灰や焼却灰は埋立
て、地盤工事などに有効利用されている。
【0003】ところで、こうして得られる重金属含有灰
中には、重金属が含有されているため、重金属含有灰を
埋立て等に利用するに当っては、重金属含有灰中の重金
属の溶出を防止する処理を施す必要がある。特に、排ガ
ス中のHCl、SOxを消石灰で除去する時に発生する
未反応の消石灰などを多く含むアルカリ飛灰は、水と接
触した時のpHが高くなり、鉛が多量に溶出する場合が
あるため、これを防止する必要がある。
【0004】従来、重金属含有灰の処理には、一般にリ
ン酸又はリン酸塩等のリン酸系重金属固定化剤とpH調
整用の酸とを組み合わせた酸性の処理薬剤が使用されて
いた。
【0005】しかしながら、リン酸系重金属固定化剤で
は、重金属固定化効果が被処理灰のpHに大きく影響さ
れるために次のような問題があった。
【0006】 アルカリ飛灰はpHが高いため両性金
属が溶出しやすいので、リン酸系重金属固定化剤と硫酸
バンドなどの酸性溶液を組み合わせた酸性薬剤が大量に
必要となる。
【0007】 pHが下がりすぎるとCdの溶出が多
くなるが、被処理灰中のアルカリ性物質の量には変動が
あるため、リン酸系重金属固定化剤と酸とを含む酸性薬
剤を添加した場合、酸の過剰添加となることがある。特
に、薬剤の運送コスト低減のために薬剤を高濃度とした
場合には添加量の調整が難しい。
【0008】リン酸系重金属固定化剤の必要添加量を低
減する方法として、本出願人は先にアルカリ飛灰に水を
加えて混練した後、炭酸ガスを吹き込み、次いでリン酸
系重金属固定化剤を添加して混練する方法を提案した
(特開平8−155417号公報)。この方法では、ア
ルカリ飛灰を予め炭酸ガスで中和することによりリン酸
系重金属固定化剤の必要添加量の低減を図る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−155417号公報記載の方法では、リン酸系重金
属固定化剤添加量を低減することはできるが、最終的に
リン酸系重金属固定化剤を添加することで、その添加量
により処理灰のpHが変化してしまうため、適正pHを
保つことが困難であり、重金属の溶出を確実に防止し得
なかった。また、炭酸ガスの過剰添加によりpHが下が
りすぎる場合もあり、この場合においてもCdの溶出等
の問題があった。
【0010】また、リン酸系重金属固定化剤を添加する
前の被処理灰に炭酸ガスを吹き込む方法では、リン酸系
重金属固定化剤混練設備の前段に炭酸ガス吹き込み設備
を組み込む必要があり、既存の設備への適用が困難であ
るという不具合もある。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決し、重金
属含有灰をリン酸系重金属固定化剤で処理する方法にお
いて、簡単な装置で、安価に処理灰のpHを適正pHに
維持して重金属の溶出を確実に防止する重金属含有灰の
処理方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の重金属含有灰の
処理方法は、重金属含有灰にリン酸系重金属固定化剤を
添加して混練した後、炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体
と均一に接触させることを特徴とする。
【0013】炭酸ガスは、重金属含有灰中のアルカリ分
(主にCa(OH)2)を次のような反応で中和するこ
とでpHを下げ、また、重金属含有灰中の重金属を難溶
性の炭酸塩とすることによって、リン酸系重金属固定化
剤による重金属の溶出効果を高める。
【0014】Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O 本発明では、炭酸ガスをリン酸系重金属固定化剤で処理
した後の処理灰に接触させるため、処理灰のpHを適正
pHに安定化させることができる。また、リン酸系重金
属固定化剤の混練設備の後段に炭酸ガスによる処理設備
を付加すれば良く、既存の設備にも容易に適用できる。
【0015】特に、炭酸ガス濃度0.01〜0.1体積
%の気体を接触させる請求項2の方法によれば、処理灰
のpHが過度に低下することを防止して、重金属の溶出
のない適正pHに容易に安定化させることができる。
【0016】この炭酸ガス濃度0.01〜0.1体積%
の気体としては、空気(炭酸ガス濃度0.03〜0.0
4体積%)を用いるのが有利である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0018】本発明においては、重金属含有灰に、水及
びリン酸又はその塩よりなるリン酸系重金属固定化剤を
添加して十分に混練した後、炭酸ガス又は炭酸ガスを含
む気体を均一に接触させる。
【0019】ここで、重金属含有灰に添加する混練水の
量は、飛灰に対して10〜60重量%、特に20〜40
重量%とするのが、炭酸ガスの吸収率がよく好ましい。
【0020】また、リン酸系重金属固定化剤としては、
リン酸又はその塩が用いられ、このうち、リン酸として
は正リン酸や次亜リン酸、メタ亜リン酸、ピロ亜リン
酸、正亜リン酸、次リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、
三リン酸、縮合リン酸が挙げられ、リン酸塩としては、
これらのリン酸の塩、第1リン酸塩、第2リン酸塩が挙
げられる。
【0021】本発明においては、特に正リン酸(H3
4)、リン酸二水素−ナトリウム(NaH2PO4)、
リン酸−水素二ナトリウム(Na2HPO4)、縮合リン
酸等を好適に使用することができる。
【0022】本発明において、これらのリン酸及び/又
はリン酸塩の添加量は重金属含有灰に対して1〜30重
量%、特に4〜10重量%とするのが好ましい。
【0023】なお、リン酸及び/又はリン酸塩は20〜
80重量%濃度の水溶液として重金属含有灰に添加して
混練するのが好ましい。
【0024】重金属含有灰に水及びリン酸系重金属固定
化剤を添加して十分に混練した後は、炭酸ガス又は炭酸
ガスを含む気体と均一に接触させる。この場合、重金属
含有灰に水及びリン酸系重金属固定化剤を添加、混練し
て得られる処理灰は、一般に粒状体であり、このような
粒状の処理灰と炭酸ガスとの均一接触は、例えば、次の
ような方法により行える。
【0025】 底部に散気管を備えるコンテナ等の容
器に、この粒状の処理灰を投入し、炭酸ガス又は炭酸ガ
スを含む気体を通気する。 容器内の処理灰に炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体
を吹き込む。
【0026】なお、上記,の方法において、均一接
触効率を高めるために、容器を回転ドラムとしたり、容
器に撹拌羽根を取り付けても良い。
【0027】また、処理灰とドライアイスとを撹拌混合
することによっても均一な接触を行える。
【0028】ここで、炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体
としては、炭酸ガスボンベの純炭酸ガス又はこの炭酸ガ
スを窒素ガス等で希釈したもの、焼却施設等から発生す
る燃焼排ガス、或いは空気等を用いることができる。
【0029】なお、重金属固定化反応は水の存在下で進
行するため、この炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体は、
水槽に通気するなどして湿潤させたものを用いるのが好
ましい。
【0030】また、本発明において処理灰に炭酸ガスを
接触させる場合、純炭酸ガス又は炭酸ガス濃度の高い気
体を用いて短時間で処理するようにしても良く、炭酸ガ
ス濃度の低い気体を用いてpHが過度に低下するのを防
止しつつ安定処理を行うようにしても良い。
【0031】特に、炭酸ガス濃度が0.01〜0.1体
積%の気体を用いた場合には、pH9前後で平衡pHと
なるため、pHの下がり過ぎを防止して安定かつ確実な
処理を行える。
【0032】この場合、炭酸ガス濃度が0.01体積%
未満では、pHを十分に下げることができず、重金属
(Pb)の溶出が起こり、0.1体積%を超えるとpH
が下がり過ぎて重金属(Cd)の溶出が起こる場合があ
る。好ましい炭酸ガス濃度は0.02〜0.05体積%
である。
【0033】炭酸ガス濃度が0.01〜0.1体積%の
気体としては、市販の炭酸ガスや燃焼排ガスを窒素ガス
等で希釈して炭酸ガス濃度を調整したものを用いても良
いが、好ましくは炭酸ガス濃度0.03〜0.04体積
%の空気を用いるのが設備コスト、処理コスト等の面で
有利である。
【0034】なお、炭酸ガス濃度0.01〜0.1体積
%の気体を用いる場合、この気体による処理に先立ち、
炭酸ガス又は炭酸ガス濃度の高い気体で処理を行って、
処理時間の短縮を図ることもできる。
【0035】炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体による処
理時間は、用いた気体の炭酸ガス濃度や処理灰のアルカ
リ度によっても異なるが、本発明においては、処理灰の
pHが9〜10で安定するように処理時間を適宜調整す
るのが好ましい。
【0036】一般に、アルカリ度の高い被処理灰(pH
8.3,アルカリ度400mg−CaCO3/g−被処
理灰)を空気により処理する場合、好ましい接触時間は
7日以上、特に10〜15日である。
【0037】炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気体で処理し
た後の処理灰は、環境庁告示13号溶出試験を施し、溶
出基準に適合していれば搬出し、溶出基準に適合しない
場合は更に処理を継続する。
【0038】なお、本発明においては、リン酸系重金属
固定化剤及び炭酸ガスで処理した後の処理灰を、固液比
1〜100の範囲で水を添加してスラリー化し、その後
固液分離することで処理灰中の易溶解性塩類(Na、
K、Clなど)を水側へ除去してもよい。この残渣は易
溶解性塩類を含まないので埋め立て地の塩害の防止を図
ることができる。分離水は放流、もしくは電解等を行っ
て有効利用される。
【0039】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0040】なお、以下の実施例及び比較例で試料とし
て用いた重金属含有灰の組成分析値は下記表1に示す通
りである。
【0041】
【表1】
【0042】実施例1 A工場飛灰(A飛灰)1tに対し正リン酸の80重量%
水溶液を0.05tと水0.3tを添加混練後、空気5
0m3/hrを2週間にわたり吹き込む処理を行った。
【0043】その後、1日に1度処理済灰をサンプリン
グし、環境庁告示13号試験を行って溶出液中のpHと
溶出液中のPb,Cd濃度を測定したところ、1ケ月間
にわたり、pHは8.2〜8.9で安定し、Pb溶出量
0.05mg/L(検出限界)以下、Cd溶出量0.0
5mg/L(検出限界)以下であった。
【0044】比較例1 実施例1と同じA飛灰1tに水0.3tを添加して混練
した後、空気50m3/hrを2週間にわたり吹き込
み、その後、正リン酸の80重量%水溶液を0.05t
添加して混練した。
【0045】その後、実施例1と同様に試験を行ったと
ころ、1ケ月間にわたり、pHは5.8〜8.3で変動
が大きく、Pb溶出量0.05mg/L(検出限界)以
下〜0.8mg/L、Cd溶出量0.05mg/L(検
出限界)以下〜8.2mg/L(規制値0.3mg/L
を超える)であった。
【0046】実施例2〜5,比較例2〜6 都市ゴミの焼却炉(乾式(消石灰噴霧)ストーカ炉)の
焼却飛灰(B飛灰:このB飛灰の環境庁告示13号試験
結果は表2に示す通りである。)100gに水30g及
び正リン酸の80重量%水溶液5gを添加してスパーテ
ルで十分に混練した。この混練物を8本の透明アクリル
製のカラム(直径25mm,長さ250mm)に30g
ずつ高さが80mmになるように充填し(充填密度0.
76g/cm3)、下部には綿を詰め、カラム下部から
水で湿潤させた空気、又は空気に窒素又は炭酸ガスを混
合して表3に示す炭酸ガス濃度とした気体600mL/
minで上向流にて2週間通気した。
【0047】得られた処理灰について、環境庁告示13
号溶出試験を実施し、溶出液のpH、溶出液中のPb及
びCdの濃度を測定し、結果を表3に示した。
【0048】
【表2】
【0049】
【表3】
【0050】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の重金属含有
灰の処理方法によれば、簡単な設備で安価に、処理灰の
pHを適正pHに安定に維持することにより、重金属の
溶出を確実に防止することができる。
【0051】しかも、本発明の方法は、リン酸系重金属
固定化剤で処理した後に炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気
体で処理するため、既存の処理設備への適用も容易に行
える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島岡 隆行 福岡県福岡市城南区七隈8丁目19−1 福 岡大学内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重金属含有灰にリン酸系重金属固定化剤
    を添加して混練した後、炭酸ガス又は炭酸ガスを含む気
    体と均一に接触させることを特徴とする重金属含有灰の
    処理方法。
  2. 【請求項2】 重金属含有灰にリン酸系重金属固定化剤
    を加えて混練した後、炭酸ガスを0.01〜0.1体積
    %含む気体と均一に接触させることを特徴とする重金属
    含有灰の処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項2の方法において、炭酸ガスを含
    む気体として空気を用いることを特徴とする重金属含有
    灰の処理方法。
JP9360024A 1997-12-26 1997-12-26 重金属含有灰の処理方法 Pending JPH11188331A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040018056A (ko) * 2002-08-24 2004-03-02 장영옥 토목건축용 벽돌 및 블록의 원료로 바닥재와 인산폐수를 이용하는 방법
JP2013017981A (ja) * 2011-07-14 2013-01-31 Kurita Water Ind Ltd 重金属類を含有する固形廃棄物の無害化方法
JP2014213213A (ja) * 2013-04-22 2014-11-17 栗田工業株式会社 酸性ガス安定処理方法及び燃焼排ガス処理施設

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KR20040018056A (ko) * 2002-08-24 2004-03-02 장영옥 토목건축용 벽돌 및 블록의 원료로 바닥재와 인산폐수를 이용하는 방법
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