JPS5867397A - 泥状物の無害化固型化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水不溶性の非鉄金属及び／又は水不溶性のジア
ジ化合物を含有する泥状物の無害化固型化方法に関する
。

りＤム、カドミウム、鉛、水銀、銅などの有害金属を含
む廃水やシアンを含む廃水は、一般に中和沈殿法、硫化
物沈殿法、紺青法などによって、不溶性のスラッジと、
それらを含捷ない処理水とに処理されている。之等の廃
水処理によって′ｊＪＶ出されるスラッジは通常脱水さ
れ、その脱水ケー十中に特定含有金属が多い場合は金属
精錬業に還すこともできるが、一般にはそのスラッジか
ら有害物質が水で溶出するおそれがあるためセメシトを
添加して固型化したり、高熱で社酸塩などと一緒に溶融
して安全化し、埋立処分されている。

また、長期間に廃水が排出されてきた河川、湖沼、海岸
などには、ヘドロの状態で種々な金属を含んだ泥状物が
沈積してきている。それらには、水溶性の形の有害金属
は含腫れていないが、もし水溶性になると、強い毒性を
示すような水銀、鉛、クロムなどの非鉄金属を含むもの
が多い。廃水処理が正常に行なわれた場合は、それらの
泥状物自身は不溶性であるので、有害とはいえないが、
予防的に安定化、安全化するために］：Ｊクリ−１・固
型化すると、そのセメシトのアルカリ分により、高ｐＨ
となシ、含有される非鉄金属類等が水溶性の有害物質に
変化することが知られている。例えば、不溶性の３価ク
ロムを含むスラッジに、セメントを加えると、該クロム
は強アルカリ性下で徐々に酸化されて、水溶性で前件の
強い６価クロムに変化する。鉛は強アルカリで鉛酸イ才
ｙなどの水溶性有害物質に変化する。ジアジは不溶性の
フェリフェロシアυ錯塩になってスラッジ中に含まれて
いることが多いが、それも強アルカリで水溶性のジアジ
化合物に変化しやすい。水銀は硫化水銀の形でスラッジ
やヘドロに含まれているケースが多いが、強アルカリに
するとチオ水銀錯イオン（Ｈ！ｌ５２）等の水溶性水銀
に変化しやすい。

従来、有害物質が水に溶出してくるようなスラッジや濃
厚廃液に対処するため、それらを不溶化すると共に、固
型化する方法について、多くの研究開発がなされており
、例えば水力ラス固型化法や、硫化物や第１鉄塩で還元
してコシクリート固型化する方法などが知られている。

しかし、それらはいずれも固型化対象物そのものが有害
・溶出可能なものであり、前記のように既に不溶化され
ており一応有害性のないスラッジを、予防的に固型化す
るとか、その固型化の操作によって有害物が溶出しやす
くなるのを防止しようとするものではない。２等公知の
方法における操作は一般的に骨材とセメシトを混練して
、固型化するのと同じ感覚で考えられており、泥状物と
セメシトとを空間で混練し、空間で養生することを前提
としている。該泥状物中の不溶性金属、不溶性ジアジ化
合物はもちろん、それに混在していた可溶性の有害物質
まで、セメシト添加で生成するニトリ′、Ｊジセイトに
よって、それらを完全に封鎖しようとするものであ勺、
その混線物を空間養生する間に、その封鎖が完了して、
再び溶出するととはないと考えられてきた。

しかるに近年上記公知のコンクリート固型化方法によっ
て空間養生処理された泥状物固型化物を、風雨にさらし
ておくと、その固型化物の表面を語らした排水に有害物
質が大量に含有されることや泥状物の水分が多くて、セ
メシトを加えて凝結させた場合の分離水にも、有害物質
が濃厚に含有されることなどが明らかにされ、水不溶性
非鉄金属や水不溶性シアン化合物を含む泥状物を、通常
のコシクリート固型化法に従い固型化する時には、むし
ろ上記金属等が有害物質として可溶化されることが確認
された。また上記泥状物のコシクリート固型化を水中で
行なったり、水中養生する時にも、上記非鉄金属やジア
ジ化合物の水中への溶出が認められ、しかもこの場合同
化強度が尚不充分な場合が多いことが判った。上記有害
物質の水中への溶出防止は、添加セメシトとして例えば
高炉セメシトを選択し、その添加量を減少させ且つ養生
期間を長くすることによりある程度カバーできるが、セ
メシト添加量の減少は、固型化を阻害するものであると
共に、固型化物の一軸圧縮強度を低下させるものであり
、実用的でない。

更に従来より汚泥やヘドロ等の固型化に生石灰や珪酸ソ
ータ等を用いることも知られているが、之等はセメシト
物質に比（〜でも尚固化強度の低い固型化物を与えるに
すぎず、しかも之等の使用でも上記セメシトと同様に、
本来不溶性である非鉄金属やジアジ化合物等を可溶性の
有害物質に変化させ、之等の溶出を伴うというＪｌ（大
な弊害が認められる。

本発明者らは上記現状に鑑み、水不溶性の非鉄金属及び
／又は水不溶性のジアジ化合物を含有する泥状物を容易
に固型化して充分な強度を有する固型化物を収得できる
と共に、その際−１：　Ｒ１’、’：非鉄金属等が可溶
性の有害物質に変化（Ｉ’ｉ’ｒ溶化）するおそれをも
防止し得る新しい泥状物の無害化固型化方法を提供する
ことを目的として鋭意研究を重ねてきた。その結果上記
泥状物に所産カ１゛のセメシト物質、並びに珪酸化合物
及び必要に応じアルミニウム化合物を添加混練してｐＨ
９〜１１．５の範囲で固型化養生する時には、上記目的
が悉く達成されることを見い出した。本発明は上記新し
い知見に基づいて完成されたものである。

即ち本発明は水不溶性の非鉄金属及び／又は水不溶性の
ジアジ化合物を含有する泥状物を固型化するに当り、該
泥状物１００重量部（固型物換算）に、（α）Ｓｉ０２
換算で０．５〜１０重量部の珪酸化合物又は該珪酸化合
物とアルミニウム化合物並びに（ｈ）　１５〜５０重量
部のセメシト物質を添加して混練し、混線時の周辺水の
ｐＨが９〜１１．５となる範囲で混線物を固型化養生す
ることを特徴とする泥状物の無害化固型化方法に係る。

本発明において周辺水のｐＨとは、泥状物にセメントそ
の他の添加剤を加え混練した際、得られる混練物は遊離
水によりその表面が濡れた状態を呈しておシ、従って該
儒れ部分のｐＨを示すものとする。

本発明方法は、水不溶性の非鉄金属及び／又は水不溶性
のジアジ化合物を含有する泥状物、即ちそのままでは特
に重大な環境汚染等の弊害はないが、従来公知のコシク
リート同化法等に従ってセメント添加等を行なえば水溶
性の有害物質の溶出が惹起される泥状物を、上記有害物
質溶出を回避して充分々強度で固型化するものである。

本発明方法の適用できる上記泥状物としては、具体的に
は河川、湖沼、海岸等の水底に沈積し、水銀、クロム、
銅、鉛等の非鉄金属やジアジ化合物を含有するヘドロや
各種工場例えばメツ＋工場、染色工場等より排出され、
上記非鉄金属等を含有する廃水の処理汚泥等を例示でき
る。勿論水溶性の有害金属やジアジを含有する汚泥等は
、予め之等の水溶性有害金属が不溶化されるととを前提
として、本発明方法に従い処理され、その無害化固型化
が計り得るものである。

また本発明方法は、特にｆｌ）泥状物の混線を河川や港
湾等の上層に水が存在する状態で行なう場合、（２）混
線物の凝結時に和尚量の水が遊離してくる場合、（３）
空間で混練した固型化物を水中で養生する場合、（４）
空間混線物が風雨にさらされる状態で初期養生する場合
等に有利に適用できる。

本発明方法において上記泥状物に添加混練されるセメシ
ト物質としては、従来よりコシクリート固型化法に利用
される通常の各種のものでよい。

その代表例としては例えばポルドラシトセメシト、高炉
セメシト、フライアッシュセメシト、アルミナセメシト
等を例示できる。２等ｔメシト物質は通常泥状物固型物
換算で１００重量部に対して１５〜５０重量部程度、好
ましくは約２０〜４０重量部使用され、これＫより得ら
れる固型化物の強度を充分ガものとする。

本発明では上記セメシト物質と共に、珪酸化合物及び必
要に応じてアルミニウム化合物を用いることを必須とす
る。ここでセメ、７１・物質と併用される珪酸化合物は
、それ自身のｐ　ｌｉ緩衝能によって、処理対象とする
泥状物とセメ、、Ｉｌ−とを混練する際の周辺水のｐＨ
上昇を抑制し、有害物質の溶出を防止すると共に、イＵ
られる固型化物の強度向上効果を奏し得るものである。

該ＩＮ酸化合物としては、無水珪酸及び珪酸塩（珪酸ア
ルカリ、珪酸アルミニウム等）のいずれでもよいが、通
常アルカリ珪酸塩である水ガラスを用いるのが好ましい
。

上記珪酸化合物は、通常泥状物固型物換算１００重量部
に対して、Ｓｔ　Ｏ２換η、で０．５〜ｌ０ｉ１”Ｅ１
４．部となる量で有利に用いられ、これによシ充分に本
発明所期の効果を奏し得る。

また本発明では上記珪酸化合物と共にアルミニウム化合
物を用いることができる。該アルミニウム化合物として
は、具体的には例えば酸化アルミニウム、水酸化アルミ
ニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化ア
ルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等を例示できる。該
アルミニウム化合物は、主として上記珪酸化合物との併
用によって、得られる泥状物混練物にアルカリに対する
強い緩衝能を付与し、混練時の周辺水のｐＨを所望の９
〜１１．５の範囲に容易に調節可能とし、これによって
泥状物中の水不溶性非鉄金属やジアジ化合物の可溶化傾
向を防止する作用を奏する。勿論上記アルミニウム化合
物の使用量又はその使用の有無は、処理対象とする泥状
物自体及びこれに添加されるセメシト物質及び珪酸化合
物の種類や量により適宜に決定でき、得られる泥状物混
線物が既に上記所望のＰＨを有する場合は不要であり、
また処理対象とする泥状物自体には、例えばその起源に
よって本発明による処理に先立ち凝集剤として一ヒ記ア
ルミニウム化合物が既に添加されている場合もあり、か
かる泥状物を処理する場合にも上記アルミニウム化合物
の添加は不要である場合もあるが、通常処理対象とする
泥状物１００重量部（固型物換算）に対してＡ、／２０
３換算で０．１〜２．５重量部となる量で添加されるの
が好ましく、これにより、常に安定して混練時の周辺水
のｐＨを９〜１１．５の範囲に容易に調節可能となる。

また上記珪酸化合物とアルミニウム化合物とは好適には
、得られる混練物中にＡｔ２０３に対１−て５ｉｏ２が
約１〜５重量倍、好ましくは約２〜４重量部存在する量
で併用されるのがよい。

上記セメシト物質、並びに珪酸化合物及び必要に応じ添
加されるアルミニウム化合物の泥状物への添加順序は、
特に限定はなく上Ｈｔ’三種（又は二種）の化合物を同
時に泥状物に添加混練してもよいが、好１しくけ予め珪
酸化合物又はこれとアルミニウム化合物とを泥状物に添
加し、次いで得られる混合物にセメシト物質を添加して
混練するのが好適である。

本発明方法は上記の通り処理対象とする泥状物に所定量
のセメシト物質、珪酸化合物及び必要に応じてアルミニ
ウム化合物を添加し混練して、混練時の周辺水のｐＨを
９〜１１．５となる範囲で混線物を固型化養生すること
によって、容易な操作で経済的にも有利に、有害物質の
溶出をほぼ完全に防止しつつ、所望の高強度固型化物を
収得できるものである。殊に上記混練時の周辺水のｐＨ
を９〜１１．５となる範囲に調節することは重要であり
、これが９未満では次第に］′Ｊクリート固型化物の強
度が低下するに加えて、有害金属例えばカドミウム等の
溶出が起る。また１１．５を越えあまシに高ｐＨとなる
と従来技術と同様にやはり有害金属の溶出が顕著となる
。上記特定化合物の併用とそれによる上記特定ｐＨ条件
の採用に基づいて、本発明では、混線時、打込み時、養
生初期等の段階での有害物質の溶出をみごとに防止でき
ると共に、養生後はニトリ、１／ジＰイト形成による完
全な封鎖作用によって、上記泥状物の無害化固型化を計
り得るのであり、本発明方法は工業的実施に非常に有効
々ものである。

以下本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。

各例中チとあるは重址基準による。

実施例　ｌ 浚渫して沈殿分離した水分約７０係の水銀含有へドロ１
１−シ（宕り１約０．８５７７／）を入れたタシクを２
つ用意し、それらをＡＩ％燕２と区分する。

ヘドロ固型物換算で、Ａ１にはＡ種高炉ヒメシト３０多
添加し、Ａ２にはＡ種高炉ｔメシト３０チとＪＩＳ　Ｋ
　１４０８の水ガラス３号と硫酸アルミニウムとの混合
物（Ａ１２０３重量１に対してＳ′Ｌ０２が３になるよ
うに調製１〜だもの）を−５ｔ　Ｏ２及びＡｔ２０３換
算で合計６％を添加し、各々充分に混練し、表面を水平
にととのえ、海水を０．８−加える。

その後直ちに、水が蒸発しないように両タシクの最上部
をプラスチックフィルムで覆い、各々のヘドロを固型化
させる。固型化養生口数７日を経過したＡＩ　、Ａ２の
上澄液の一部をポアサイズ０．４５μｍのメジブラシフ
ィルターＰ紙で沖過し、各炉液のｐＨ，総水銀濃度を測
定した。その結果、煮１［ｐＨ１２，８０、総水銀０．
０４１確／ｌであり、また煮２は、７）Ｈｌｏ、８０、
総水鍋検出せずであった。

尚上記Ａ２の固型化物の一軸圧縮強度は、１週目で０−
５２Ｋｇ／ｃａ、　４週目で１．５０Ｋｇ／ｃａであっ
た。

また上記結果及び上記において水ガラスと硫酸アルミニ
ウムとの混合物（Ａｔ２０３：　５ｚｏ２−１　：３重
量比）の添加量を種々変化させ、同様の操作を行なった
結果を下記第１表に示す。

第　　１　　表 実施例　２ 水分約７５ヂのジアジ化亜鉛１９士廃水処理汚泥に対し
て、固型物換算で、７種高炉１３メシト５０係のみ添加
したもの（扁３）、Ａ釉高炉セメシト５０％と水ガラス
（ＪＩＳ　Ｋ　１４．０８の３号）と塩化アルミニウム
との混合物（Ａｔ２０３重ｈ’ｒｌに対して５ｔＯ２が
３になるように調製したもの）をＳｉＯ２及びＡｔ２０
３換算で６チを添加したもの（扁４）を作シ、各々充分
に混練して型枠に入れる。

その型枠での成形を１日で終えたＡ３、Ａ４の固型化物
をさらに６日間、固型化物の５倍容の水中で養生する。

各々固型化養生日数７日のものの粉砕したものについて
、昭和４８年環境庁告示１３号に準拠して溶出試験を実
施し、各溶出液のｐＥ。

総シア、７濃度を測定１−た。

その結果、Ａ３はｐＨ１２，３０、総シア′Ｊ’１．５
■／ｌ（前記固型化対象汚泥を埋立処分する場合の総ジ
アジ濃度判定基準１．０〜／を以下〜昭和４８年総理府
令第５号）であシ、煮４はＰＨ１０，６０゜総シアン検
出せずであった。

水中養生での浸漬水についても同様の測定を行ｆｔ：、
　ツＰｃ　カ、Ａ３はＰＨ１２，０、総シ３’、ｙ１．
Ｏ！／ｌ、　Ａ、４はｐＨ９，８、総シアン検出せずで
あった。

上記結果及び上記において、水ガラスと塩化アルミニウ
ムとの混合物（Ａｔ２０３：　Ｓｔ、２＝　１：　３重
量）の使用量を種々変化させ同様の操作を繰返した結果
を下記第２表に示す。

第　　２　　表 実施例　３ ポリ塩化アルミニウムで凝集沈殿させた羊毛のクロム媒
染染色加工廃水処理汚泥（水分約８０係Ａｔ２０３約１
００００Ｐｐｙｘ）に対して固型物換算で７種高炉セメ
シト５０係のみ添加したもの（屋７）、Ａ種高炉セメシ
ト５０％と水ガラス１０％を添加したもの（Ａ８）を作
り、各々充分に混ねりして型枠に入れる。その型枠での
成形金１日で終えたＡ７、屋８の固型化物をさらに６０
間、固型化物の５倍容の水中で養生する。各々固型化養
生日数７日のものの粉砕したものについて、昭ｔｎ　４
８　年環境庁告示第１３号に準拠して溶出試験を実施し
、各溶出液のｐＨ，総りＯム濃度を測定した。

その結果、扁７はｐ１１１２．５０、総クロム５．０■
／ｌ−Ａ８はｐＨ１１，００、総りＯム検出せずであっ
た。水中養生での浸漬水についでも同様の測定を行なっ
たが、Ａ７はｐＨ１２，１０、総クロム２．４ｍｇ　／
　ｔ　、　Ａ　８はｐＨ１１，３０、総クロム検出せず
であった。

実施例　４ 水分約７０％の水銀含有ヘドロ２００ｔを入れたタシク
を２つ用意し、各々に淡水を６００を静かに加えて、Ａ
９、ｊＦｘ　Ｉ　Ｏとする。約１時間をかけてヘドロ粒
子を静置沈降させた後、ヘト０固型物換算で、扁９には
ポルドラシトセメシト２５％添加し、Ｉａ　Ｉ　Ｏには
ポルドラシトセメシト２５％と水ガラスと塩化アルミニ
ウムとの混合物（Ａｔ２０３重量ｌに重量子５ｉｏ２が
３になるように調製したもの）を５ｉｏ２及びＡｔ２０
３換算で合計５チ添加し、各々充分に混ねシする。その
後直ちに水が蒸発しないように両夕ｙりの最上部をプラ
スチックフィルムで覆い、各々のヘドロを固型化させる
。固型化養生日数７日を経過した屋９、煮１０の上澄液
の一部をポアサイ、Ｅｏ、４５μｍのメンづラシフィル
ター濾紙で濾過し、各ろ液のｐＨ１総水総水銀金測定し
た。

その結果扁９はＰＨＩ２．９０、総水銀０．０５■／１
１屋１０はｐＨｌＯ，６０、総水銀検１ｊ旨ｌｔずであ
った。

（以　　」二）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水不溶性の非鉄金属及び／又は水不溶性のシアン
   化合物を含有する泥状物を固型化するに当り、該泥状物
   １００重量部（固型物換算）に、（α）　　５ｉｏ２換
   算で帆５〜１０重量部の珪酸化合物又は該珪酸化合物と
   アルミニウム化合物並びに （Ａ）１５〜５０重量部のセメシト物質を添加して混練
   し、混線時の周辺水のｐＨが９〜１１．５となる範囲で
   混線物を固型化養生することを特徴とする泥状物の無害
   化固型化方法。 ■　珪酸化合物が水ガラス、無水珪酸又は珪酸アルミニ
   ウムである特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ■　アルミニウム化合物が酸化アルミニウム、水酸化ア
   ルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩
   化アルミニウム又はポリ塩化アルミニウムである特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ■　アルミニウム化合物がＡｔ２０３換算で泥状物１０
   ０重量部（固型物換算）に対し０．１〜２．５重量部用
   いられる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ■　セメシト物質がポルドラυドセメシト、高炉セメシ
   ト、フライアッシュセメシト又はアルミナセメントであ
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。