JPS5926181A

JPS5926181A - 有害重金属を含む廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPS5926181A
Application number: JP57136349A
Authority: JP
Inventors: Shinya Takenaka; 竹中　伸也
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1982-08-06
Publication date: 1984-02-10
Also published as: JPH02114B2

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】本発明は都市とみ、産業廃棄物等の重金属を含む有害な
廃棄物を無公害に処理する方法に関するものである。

一般に都市とみ、廃水処理工程からでるスラッジ等を焼
却処理した際に排出する残渣、およびダスト等には、各
種の有害な重金属が含まれる。ところが、これら有害な
重金属を含むダスト等の廃棄物はその処理法が確立され
でおらずそのまま埋立投棄されているのが現状であり、
セメント同化法などの処理を施して投棄しても有害な重
金属が雨水などによシ溶出して埋立地周辺の環境を汚染
する心配がある。

例えば、都市ごみの焼却処分の際に生ずるダスト等の廃
棄物の化学的性状を検耐すると、■　ダスト等には水に
不溶性の酸化物の他、水に可溶性の塩類が大量に含まれ
ること。

■　前記ダスト等に含まれる酸化物の主たる形態け５ｉ
０２＋　Ａｌ２Ｏ２，ＣａＯであシ、塩類としてはＮａ
ＣＬ、　ＫＣＬ　、　ＣａＣ４２＋　Ｎｕ２ＳＯ４＋　
Ｉぐ２ＳＣ）＋等のアルカリ金属又はアルカリ土金属の
塩（以下、アルカリ　（土）金属塩と略記する）である
こと。

■　さらに１有害な重金属（例えば、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ
。

Ｃｕ　、　Ｈｇ　）の大部分も塩化物もしくけ硫酸塩の
形態の重金属塩となっていること。

があシ、これら塩類を多量に含むダスト等を従来の方法
を用いて重金属の固定化を行なうため、セメントを該ダ
ストに直接添加して固めることを試みても、ダスト中に
大量に含まれる塩類のため、セメントの固化反応が阻害
されて固化物の強度が小さく、まだ埋立地で雨水等にさ
らされると崩壊するため重金属の再溶出を生じて目的を
達成することは不可能である。

このようにアルカリ土類金属塩を多量に含み、かつ重金
属も塩類の形態となっているダスト等の廃棄物はきわめ
て公害性が強く処理上問題があったのである。

これら公害性の強いダスト等の廃棄物から重金属の溶出
を防止する手段として、本発明者は既に特願昭５６−１
４４６２０において、ダストを鉄塩を加えることなくア
ルカリ水溶液のみで溶解したのちＰ液と残渣に分離し、
ｆｉ液は放流するかもしくは蒸発濃縮してＪ３液中圧含
まれるアルカリ　（土）金属塩を回収し、一方、重金属
を含む残渣はセメント固化して廃棄処分する方法全提案
している。しかｌ−１この方法を・用いて作成した固化
物は中性付近の水中では重金属の溶出はないが、酸性の
水に接すると大月°の重金属の溶出が見られた。すなわ
ち、との方法では重金属が完全に安定化されたとはみな
せない。また、廃棄物の種類妬よってはＰ液中に重金属
が検出される場合があり、アルカリ土類金属塩を回収す
るのに支障をきたしたり、また回収することなく放流す
る場合は二次公害の原因となる場合が生じた。

本発明は、これら問題点をさらに解決し、どのような条
件下でも重金属を含む有害な廃棄物を支障なく投棄しう
るようにし、さらに安定な重金属溶出防止法を提案する
と同時に、該廃棄物から重金属を含棟ない無害な有価物
を回収する有効な方法を安価な形態で提供することを目
的とするものである。

本発明は、有害重金属とアルカリ金属の塩及び／又はア
ルカリ土金属の塩を含む微粉状廃棄物又は微粉状にした
廃棄物１部（Ｍ量）に対して２部以上の水を添加してス
ラリーと成し、該スジＩＪ−中に溶解した有害重金属イ
オンの総モル数の１〜１００倍の鉄イオンを加え、次い
でアルカリ性物質またはその水溶液を加えて該スラリー
のｐＨを５以上に調整したのち、これをｉ二【過してｆ
液と残渣に分離し、得られた残渣にセメントを添加混合
して固化することを特徴とする有害重金属を含む廃棄物
の処理方法である。

すなわち本発明は、重金属を含む廃棄物を微粉状にし、
または重金属を含む微粉状廃棄物はその一！、ま、水に
浸漬して、該廃棄物に含まれる重金属塩やアルカリ　（
土）金属塩を水に溶解すると共に、添加された鉄塩およ
び溶解された重金属塩を添加されたアルカリによって水
酸化物とし、次いでこれをｒ過してｒ液と残渣に分離し
、さらにこの残渣にセメントを添加して゛固化物とする
処理方法である。

本発明の一実施態様を図面を用いて説明すると、まずダ
ースト等の廃棄物Ａを水槽Ｂに投入して水に浸漬Ｉ〜て
スラリーとし、水に可溶なアルカリ土類金属塩と重金属
塩を水中に溶解させる。次いで該浸漬液に鉄塩Ｃとアリ
力’Ｊ　Ｄを添加すると、ダスト中の重金属塩と添加さ
れた鉄塩は水酸化物の状態となり不溶性となる。一方、
ダスト中のアルカリ土類金属塩は水酸化物を作らないた
めそのまま溶解しており、また、酸化物はもともと不溶
性であるためそのまま懸濁していて、前記重金属水酸化
物、水酸化鉄と混合状態で懸濁したスラＩＪ−となって
いる。次に該スラリーを沈降させたのち、さらＶｃ濾過
装置Ｅによってｒ過して固液分離を行なえばｒ液Ｆ側に
はＮａＣ４，ＫＣＬ　、　ＣａＣ４２＋　Ｎａ２ＳＯ４
ｒに２ＳＣ）＋等のアルカリ　（土）金属塩が移行し、
を過残渣Ｇ側には重金属水酸化物、水酸化鉄、５１０２
１ＡＬ２０ｓ　＋　ＣａＯ等の酸化物が混合状態で残留
する。

一方、前記Ｐ液Ｆ側に移行したＮａＣ７、ＫＣｔ。

ＣａＣ／＝２＋　Ｎａ２ＳＯ４＋　Ｉ（２ＳＯ４等のア
ルカリ　（±）金属塩含有溶液１は、例えば蒸発装置ｆ
Ｉで蒸発濃縮することにより回収したのち、カリ鉱や岩
塩のかわりとして無害状態の工業用、肥料用の原料２と
して用いることができる。

この実施態様では、沈降性の良い水酸化鉄と沈降性の悪
い重金属水酸化物を混合状態で沈殿させたのち濾過分離
を行なうが、該水酸化鉄は重金属水酸化物を結晶構造の
中に組み込んだりあるいは吸着して沈殿するため、重金
属水酸化物単独の沈降速度より速く、かつＰ遇性も良好
である。さらに該水酸化鉄は重金属イメンの吸着作用も
有しており、水酸化物の溶解度で溶けている重金属イオ
ンも吸着して沈殿するため、重金属イオンがｔ液側に移
行するのを完全に防止できる。

前記ｒ過残渣Ｇ側の重金属、鉄、酸化物の混合物３に含
まれる重金属は酸性の水にも不溶性の形態に変換されて
いるので、そのまま埋立投棄しても何ら支障のないもの
であるが、運搬時の取扱いおよび埋立地の地盤安定性を
向上させるために、さらに化メン）Ｋを添加して固化装
置■で混合し・機械的強度の大きな固化物４とする。す
なわち、セメントＫに悪影ｑ＃を及ぼすアルカリ　（土
）金属塩類の大部分はＰ液Ｆ側に移行し、上記混合物中
に残る塩類含有量は極めて少量となっているため、セメ
ントにで固化することが可能である。

本工程において、上記混合物中の重金属が酸性の水にも
安定である理由は、重金属イオンに鉄イオンとアルカリ
が共存することによ９１重金属と鉄の混合水酸化物が生
成し、この時点において該重金属は水酸化鉄の結晶格子
中に組み込まれたシ、あるいは水酸化鉄に重金属水酸化
物が吸着され、最終的には鉄と重金属の非常に安定した
結晶構造が作成されるためと推察される。

本発明では前記鉄塩として硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４）　
。

硫酸第二鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）　ｓ　）　　＋塩化第一
鉄（Ｆｅｃｔ２）　＋塩化第二鉄（ＦｅＣＬｖ　）等の
薬品の他、鉄板の酸洗い、酸化チタン製造の際に大月に
生じる副産物の塩化第一鉄、硫酸第一鉄も用いることが
できる。

また、前記アルカリとしては水酸化ナトリウム（ＮＦＩ
ＣＨＴ　）　、水酸化カワウ’　（Ｔ（ＯＩＩ）　　、
水酸化カルシウム（Ｃａ（０■Ｉ）２）、水酸化アンモ
ニウム（ＮＨ４０Ｈ）などを単独又は組合わせて用いる
ことができる。

本発明においては、前記鉄塩の添加量は溶解した有害重
金属の種類、量、アルカリを添加し７た後のｐＦＩ等に
よって異なり、火成によって定めるべきであるが、鉄イ
オンとして前記スラリー中に溶解した有害重金属イオン
の総モル数の１〜１００倍好オしくけ５〜５０倍である
。寸だ、アルカリの添加量は前記スラリーのｐＨが５以
−［―好ましくは８〜１２の範囲に調整される量に設定
する。

すなわち、ｐＨ５以上になると、５−１液に移行する重
金Ｍ量は減少１７だし、ｐｒ（８〜１２で前記重金属は
Ｐ液中にほとんど検出されなくなる。

なお、これら一連の工８に、おいて、ダスト等の廃禁物
を水に溶解させる際にはアルカリ土類金属塩の溶出効果
および添加薬品とダスト等の混合効果を考慮すると、廃
棄物と水の比率〔水／廃棄物（重Ｍ′）〕は２２以上好
ましくは２〜１ｏの範囲である。前記シー夏過残清とセ
メントを混合して同化させるためには、該残渣中の塩類
濃度を５０％以下、好１しくは３０％以下壕で溶解除去
しておけば、七メント同化が可能であり、処分後固化物
が崩壊することがないが、前記の廃棄物と水の比率で処
理すればこの条件は満足される。

さらに、ダストｑ号の廃棄物が焼却設備よ如排出される
場合においては、該焼却設備の廃熱Ｊ例えば廃ガスを使
用して１ｌ＝１液の蒸発を行なっても良い。

なお、該シ：１液中には有害な重金属を含まないため、
アルカリ金ＦＡ塩類を回収することなくそのまま放流す
ることも可能であｐ、きらＶｃ該ダスト等の廃棄物が焼
却設備より排出される場合においては、焼却炉本体より
排出される水分の全く含−まない取り扱い時に飛散する
恐れのある貌却灰に該１１′″ｉ液を吸水させて廃棄処
分することも可能である。

本発明方法によノｔは有害でかつ不安定な重金属塩を安
定な形態に変換したのち処分し、一方、無害でか“り有
価物であるアルカリ土類金属塩を効率よく分離回収する
経済的な処理で適確な重金属溶出防止が可能となる有用
な利益がある。

次に本発明の実施例を示す。

アルカリ土類金属塩が８０％（ＮａＣ４２３，３％、Ｋ
ＣＬ９．５％　、　Ｎａ２ＳＯ４１１，０％、　Ｉ（２
ｓＯ４３３，０％　、　ＣａＣ４２３，２％）　。

不溶性の酸化物が１０％　（５ｉＯ２３，３％　、　Ａ
ｌ５Ｏ１２，５％　。

Ｃａ０３．０％　、　ＭｇＯ２，２係）含まれる都市ご
み焼却工場の電気集塵夕゛スト１’　Ｋｐを、水４ｔで
溶解しスラリーとしだ。その結果、このスラリー中には
有害重金属としてＺｎとＣ（］とｐｂが合計で０１モル
溶解した。

次いでＦｅ５Ｏ４ｋ　０．５モルを加えて攪拌したのち
、Ｃａ　（ＯＨ）　２を用いて該スラリーのｐＨをｌＯ
，ＯＫ調整して再度攪拌し、重金属水酸化物、水酸化鉄
及び前記酸化物からなる混合物を作成した。次に１この
混合物をフィルタープレスで濾過した。このときのｐ液
中のＺｎ、　Ｃｄ、　ｐｉ）イオンを分析したところ、
Ｚｎ、　Ｃｄ、　Ｐｂがそれぞれ０．０１　ｐｐｍ　、
　０．０２　ｐｐｍ　、　０．０１ｐｐｍであり、また
濾過残渣中のアルカリ土類金属塩の濃度は３０チに減少
していた。

次に、フィルタープレスで濾過したΔｊ過残清にセメン
トを５０チ（Ｐ治残清乾燥物当シ）添加して混練して固
化物とした。この固化物を一週間養生した結果、圧壊強
度４２　ＫＰ　／ｃｒｄの強固な固化物であシ、また水
に浸漬しても崩壊することはなかった。

さらに、との固化物を環境庁告示の有害廃棄物の溶出試
験法にならってｐＨ７の水で溶出試験した結果、Ｃ（１
ｒＰｂＩＺｎともＮＤ　（０，００１ｐｐｍ以下）で１
廃棄処分しても全く問題はなかった（規ｆｕｌｊ値Ｃｄ
Ｏ，３ｐｐｍ　、　Ｐｂ　３　ｐｐｍ　、　Ｚｎは規制
値なし）。また、酸性状態での重金属の溶出性を検討す
るために、前記試料を用いてｐＨ４に制御した液中での
溶出試験を行なった。その結果、溶出液の重金属濃度は
、Ｃｄ　Ｏ，１ｐｐｍ　、　Ｐｂ　Ｏ，５ｐｐｍ　、　
Ｚｎ　Ｏ１３ｐｐｍであり、酸性状態でも規制値を十分
満足するものであった。

一方、１液を蒸発濃縮した結果、ＮａＣＬ　、　ＫＣＬ
　。

Ｎａ２５Ｏａ　＋　Ｋ２ＳＯ４のきわめて純度の良い白
色の混合物が得られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示す系統説明図である。Ａ・・・廃棄物、１３・・・水槽、Ｃ・・・鉄塩、Ｄ・
・・アルカリ、Ｅ・・・濾過装置、Ｆ・・・ｒ液、Ｇ・
・・ｒ過残清、Ｈ・・・蒸発装置ｉ、■・・・同化装置
１．Ｊ・・・廃熱、■（・・・セメント、１・・・アル
カリ　（二に）金ハ塩含有溶液、２・・原料、３・・・
混合物、４・・・固化物。特許出願人　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士　
端　　山　　五　　− 同　　弁理士　千　　１）　　　稔

Claims

【特許請求の範囲】１、　有害重金属とアルカリ金属の塩及び／又はアルカ
リ土金属の塩を含む微粉状廃棄物又は微粉状にした廃棄
物１部（重ｉｔ）に対して２部以」二の水を添加してス
ラリーと成し、該スラリー中に溶解した有害重金属イオ
ンの総モル数の１−１００倍の鉄イオンを加え、次いで
アルカリ性物質またはその水溶液を加えて該スラリーの
ｐＩＩを５以上に調整したのち、これを′濾過してｒ液
と残渣に分離し、得られた残渣にセメントを添加混合し
て固化するとと全特徴とする有害重金属を含む廃棄物の
処理方法。２、　前記溶解した有害重金ハイオンの総モル数の５〜
５０倍の鉄イオンを添加する特許請求の範囲第１項記載
の方法。３、　前記スラリーのｐＩＩを８〜１２に調整する特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。４、　前記廃棄物１部（重量）に対して２〜１０部の水
を添加する特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記
載の゛方法。