JPS6029556B2 - 重金属含有粉状廃棄物の固化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、都市ゴミ、汚泥、ヘドロ等の焼却工程から排
出される焼却灰、ならびに各種ガス処理工程から生じる
ダスト等の重金属を含有する粉状廃棄物の固化処理方法
に関するものである。

一般に、これら粉状廃棄物の処理又は処理方法としては
、直接埋立、海洋投棄が主流であったが、徴粉体である
ために取扱いが厄介であり、運搬途中や埋立地において
飛散、流出が著しく、さらには残盗中に含まれる重金属
等の溶出が生じるなど、改善されなければならない点が
多くあった。また、これら残糟の取扱いを容易にし、重
金属等の溶出を防止するために、各種の固化技術が提案
されているが、この従来の固化技術としてはセメントや
アスファルト等の固化剤を添加する方法や、加熱溶融し
たのち放冷固化する方法などがあつた。

これらのうち、固化剤を添加する方法は、有害物質の封
じ込めや埋立地の土質の改善等に効果はあるが、固化剤
の価格が高く、日々排出される前記微粉状廃棄物の全量
を固化することは困難である。一方、溶融法は、廃棄物
の体積が著しく減少し、粒状若しくは塊状になるために
取扱いが容易で、重金属等の有害物質を封じ込めること
もでき、すぐれた方法であるが、廃棄物を高温に加熱保
持する必要があり、エネルギーを大量に使用する点で難
がある。このように、従来の廃棄物固化技術には解決し
なければならない問題が数多〈あり、省資源、省エネル
ギーの観点から、新しい技術を開発する必要にせまられ
ているのが現状である。本発明は、かかる現状に対して
、重金属含有微粉状廃棄物を、低コスト、省エネルギー
的に固化して取扱いを容易にし、重金属等の有害物質の
溶出を防止し、あわせて再利用の道を拓くことができる
有効な処理方法を提供することを目的とするものである
。

本発明は、重金属含有微粉状廃棄物をカルシウム成分の
存在下で、固化促進剤もしくは還元剤の少なくともいず
れかを必要に応じ添加混合して成型した後、水蒸気オー
トクレープ処理して固化し、さらにこの固化物を水中養
生することを特徴とするものである。

本発明の最大の特徴は、微粉状廃棄物の固化処理に水蒸
気オートクレ−ブ処理後の養生条件が重要であることを
明らかにした点である。

即ち数多〈の実験結果から固化物の性状は、水蒸気オー
トクレープ処理後の固化物の養生条件、特に養生舞因気
と養生時間によって大きく変化することがわかった。養
生雰囲気は空気よりも水などの液体が良く、養生時間は
１０日以上とすると効果的であった。本発明においては
、カルシウム成分の存在が必要不可欠の条件であるが、
前記徴粉焼却残澄中にカルシウム成分が十分含有されて
いる場合はカルシウム成分を添加しなくてもよいが、不
十分な場合にはカルシウム成分を予め添加して、残漆中
のカルシウム分を１の重量％（生石灰換算）以上とする
とよい。

また、添加するカルシウム成分の形態としては、炭酸カ
ルシウム、生石灰、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、
消石灰等を単独又は組合わせて添加混合するが、このう
ち消石灰が最適であり、場合によってはカルシウム成分
を用いて脱水した各種汚泥を焼却して得られる残笹を用
いることもできる。また、カルシウム成分が十分でも固
化し１こくい場合には必要に応じて固化促進剤としてけ
いそう士、けし、華、けし、酸白土、けし、石、石英、
けし、酸ガラス、水ガラス、砂等のけし、酸質物質、カ
オリナイト、ベントナイト、パーライト、ゼオライト、
ハロサィト等の粘土類、水酸化アルミニウム、酸化アル
ミニウム等のアルミニウム化合物、または上記物質を含
むフライアッシュ、赤泥焼却灰等の廃棄物を単独あるい
は複数適当量（例えば１〜３の重量％、好ましくは１０
〜３の重量％）添加して処理するのが効果的である。

さらに、重金属として６価クロムを大量に含む徴粉廃棄
物を処理するにあたっては、あらかじめ還元剤を添加し
ておくことも有効である。

還元剤は、焼却残澄中に均一に添加（１〜３の重量％好
ましくは５〜１５重量％添加）混合してもよいが、あら
かじめ焼却残澄のみの成型体をつくり、次いで液状の還
元剤をスプレーしたり、少量の水等のバインダーで固化
状の還元剤を成型体表面に付着させるなどして、還元剤
によるコーティング（被覆）をすれば還元剤を節約でき
る。

用いる還元剤としては、２価鉄イオンの塩、亜硫酸又は
亜硫酸塩、石灰カーボンブラック、コークスもえ殻、リ
ニング等の有機炭素類、マグネシウム、カルシウム、亜
鉛等の金属あるいはこれらを含む廃棄物などを単独ある
いは複数用い、固体状のものは微粉末で用い、水溶性塩
あるいは水溶液はスプレー用などに用いることができる
。このように化学組成を調整された微粉状廃棄物は、徴
粉同士の接触点数を増加させるために成型されるが、こ
の成型方法は、加圧、転動、押し出し等従来の技術をそ
のまま利用できる。

かくして成型された廃棄物は水蒸気を媒体として用いる
オートクレープ中に納められ、加圧水蒸気の存在下に放
置されることにより固化する。

さらにこの固化物の水中養生工程によりその強度が増大
する。水蒸気オートクレープ工程や水中養生工程におい
て生じる反応の機構に関しては反応生成物同定や定量が
難しくため必ずしも明らかではないが、カルシウムシリ
ケート水和物あるいはカルシウムアルミネート水和物の
生成による徴粉体相互の結合による固化物強度の発現と
思われ、水蒸気オートクレープ工程と水中養生工程とで
は、生成物の化学組成あるいは結晶構造とが若干異なる
ものと推定される。

次に実施例を示す。

実施例 １ 某下水処理場で発生した汚泥に消石灰と塩化第二鉄を添
加して脱水し、乾燥後焼却して得た焼却灰の組成は次の
通りであった。

Ｃａ０ ４３％Ｓｉ０２
４０％Ｆｅ２０３
７．５％Ｎ２０３
５．２％Ｃｒ２０３ １
６０の■この焼却灰を１０００ｋｇｆ／鮒の圧力で直径
１仇岬、長さＩＱ岬こ成型し、１唯気圧（１８ｙｏ）に
て２時間水蒸気オートクレープ処理した後、固化物を室
温空気中及び常温の水道水中に４０日間放置した。

得られた固化物の圧壊強ドと６価クロム溶出量とを表−
１に示す。表−１ 表−１より、オートクレープ処理後、水中養生を行うと
得られる，固化物の強度が著しく増加することがわかる
。

実施例 ２ ＊ 某都市ゴミ焼却場ＥＰダストカルシウム成分として
消石灰を１０％ｗｔ、固化促進剤としてレナい石粉末１
０％ｗｔを混合し、水分を若干添加して転動造粒機にて
造粒し、含水率２５％のグリーンベレツトを得た。

このグリーンベレットを５気圧で４時間水蒸気オートク
レープ処理した後、直ちに常温の水道水中に移し放置し
た。所定時間後に固化物を採取し、圧壊強度と重金属港
出量を測定し、表−２の結果を得た。泰一２ 表−２より水中養生期間が１０日以上となると圧嬢強度
が著しく増大することがわかる。

実施例 ３ 某工場排出処理汚泥を脱水、乾燥、焼却して得た微粉状
焼却灰の化学組成は以下の通りであった。

Ｃａ０ ３５％ Ｓｉ０２ ４５．５％Ｆｅ２
０３ ８〃Ｎ２０３
６〃Ｃｒ２０３
３．５〃本試料に還元剤として硫酸第一鉄を５
Ｍ％添加し、水分を添加して転動造粒機にて造粒し、含
水率２０％のグリーンベレットを得た。

このグリーンベレットを１ぴ気圧にて２時間水蒸気オー
トクレープ処理した後、固化物を室温空気中及び水道水
中に４０日間放置した。得られた固化物の圧懐強度と６
価クロム溶出量を表−３に示す。表−３ 表−３より、オートクレープ処理後に水中養生すると、
固化物の圧壊強度が著しく増大することがわかる。

以上述べたように、本発明は重金属含有徴粉廃棄物をカ
ルシウム成分の存在下で固化促進剤もしくは還元剤の少
なくともいずれかを必要に応じ添加混合して成型した後
、水蒸気オートクレープ処理しさらに水中養生すること
により容易に強固な固化物を得ることができ、粉体のハ
ンドリング性を改善し、重金属の溶出を防止し、埋立地
面積を大幅に低減させることがで、場合によっては路盤
材や骨材として再利用を可能にし、事後処理の簡便化が
なし得られ、また水蒸気オートクレープ処理に要する蒸
気を生成する熱源として廃棄物の焼却処理工程から生じ
る熱や水蒸気を直接あるいは蒸気ボイラー等を介して間
接的に利用することができ、省エネルギー、省資源的に
もプロセスとして満足しうるものであり、公害防止上極
めて有用なる効果を有するもので、従来の諸問題も適確
に排除し、しかも処理コスト安価で経済的に処分できる
利益がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重金属含有粉状廃棄物をカルシウム成分の存在下で
   、固化促進剤もしくは還元剤の少なくともいずれかを必
   要に応じ添加混合して成型した後、水蒸気オートクレー
   ブ処理して固化し、さらにこの固化物を水中養生するこ
   とを特徴とする重金属含有粉状廃棄物の固化処理方法。 ２ 前記水中養生工程が、少なくとも１０日以上行うも
   のである特許請求の範囲第１項記載の固化処理方法。