JPS6054118B2 - 微粉状廃棄物の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微粉状廃棄物を固化し、且つ重金属など有害
物質の溶出を防止することのできる処理方法に関するも
のである。

一般に微粉状廃棄物例えば都市ゴミ、下水汚泥、各種木
処理工程から排出される汚泥、ヘドロ、各種産業廃棄物
等の焼却処理により生じた焼却灰、鉄、非鉄金属の冶金
工程、ボイラ、加熱炉、焼却炉等の排ガス清浄工程から
排出される微粉状廃棄物、又は無機質を主成分とする汚
泥状の廃棄物即ち上水汚泥、メッキスラッジ、鉱滓、赤
泥などの汚泥状の廃棄物の処理処分は、陸上投棄、直接
埋立が主流であつたが、微粉状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
、さらに微粉状廃棄物中に含まれる重金属など有害物質
の等比が生じるなど改善されなければならない点が多く
ある。

また、微粉状廃棄物の取扱いを容易にし、重金属などの
有害物質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、従来の固化技術としてはセメント、アス
ファルトなどの固化剤を添加する方法や、焼結固化また
は溶融固化などがある。

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かなり効果はあるが、必
ずしも充分ではなくしかも固化剤の価額が高く、日々排
出される前記廃棄物の全量を固化することは困難である
。一方、焼結固化や溶融固化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
金属などの有害物質を封じ込めることもでき、かなりす
ぐれた方法でであると一般に考えられているが、前者は
１０００〜１１００℃、後者は１２００〜１５０σＣの
高温に加熱保持する必要があり、エネルギを大量に使用
する点で難があるばかりでなく、強熱下における重金属
等有害物質の揮散を防止することはかなり困難である。

このように、従来の微粉状廃棄物の処理方法には解決し
なければならない問題が数多くあり、省Ｊ資源、省エネ
ルギ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微粉状廃棄物を低コスト
、省エネルギ的に固化して取扱いを容易にし重金属など
の有害物質の溶出を適確に防止すＳることが可能な有効
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、微粉状廃棄物を、水で溶解せしめ該微粉状廃
棄物中の加水分解性金属塩を加水分解生成物となすＰＨ
領域にＰＨ調整し、さらに分離工程にてアルカリ金属の
塩化物を除去して得た微粉状残渣をカルシウム成分の存
在下で固化せしめることを特徴とする微粉状廃棄物の処
理方法である。

本発明においては処理されるべき微粉状廃棄物からアル
カリ金属の塩化物を除去しその微粉状残渣をカルシウム
成分の存在下で固化せしめることである。即ち、微粉状
廃棄物を水で溶解せしめたのち、該微粉状廃棄物中の加
水分解性金属塩を加水分解生成物となるＰＨ領域におい
てＰＨ調整し、これを分離工程にて分離しアルカリ金属
の塩化物を除去した微粉状残渣としてこれをカルシウム
成分の存在下で固化せしめるが、前記微粉状残渣即ち被
固化物中にカルシウム成分の存在が肝要である。予めカ
ルシウム成分が充分存在する場合は申し分ないが、不充
分な場合には新たにカルシウム成分を添加すると良く、
添加量が少量でも効果はあるが望ましく被固化物中に含
まれるカルシウム成分の割合が、生石灰換算で１鍾量％
を越えるように添加量を決めと一層効果的である。この
添加するカルシウム成分の形態としては、消石灰、生石
灰、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム
など種々考えられいずれも効果的であるが、とりわけ消
石灰の効果が著しく場合によつてはカルシウム成分を含
有する焼却残渣や上水汚泥も効果的に用いることができ
る。さらにカルシウムを主成分とする物質としては、石
灰石やドロマイトなどの鉱石やカーバイト滓などの工業
廃棄一物、貝殼、卵殻などの農水産廃棄物なども使用す
ることができ、これらの物は反応性を増すためにある程
度微細化し添加場所も種々考えられ、微粒子間を結合す
る結合剤としての役を果すだけでなく場合によつては、
加水分解反応のＰＨ調節や枦過．助剤の役割をも同時に
果すことができる。なお、前記被固化物中に前記カルシ
ウム成分が充分存在しても固化しにくい場合には、硅藻
土、硅華、硅酸白土、硅石、石英、硅酸質ガラス、水ガ
ラス、砂などの硅質物質、カオリナイト、ベンートナイ
ト、パーライト、ゼオライト、ハロイサイトなどの粘土
鉱物類、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウムなどの
アルミニウム化合物さらに上記物質を含む赤泥などの廃
棄物を固化促進剤として単独または併用するため選んで
適当量、例えば１〜３０］Ｉ［１％、好ましくは１０〜
３鍾量％を添加して処理するのが効果的である。

特に強固な固化物を生成せしめる必要がある場合には、
このように組成を調整された微粉末を微粉同士の接触点
数を増加させるために混合し成型するが、この成型方法
には、加圧、転動、押し出しなど従来の技術をそのまま
利用できる。

なお成型物を放置すれば時間の経過と共に強固”な固化
物となる。

この場合短時間に強度を高め、且つ重金属等有害物質の
溶出を一層確実に防止するためには、前記成型物を水蒸
気を媒体として用いるオートクレーブ中に納め、加圧水
蒸気の存在下に放置することにより固化する。なお、オ
ートクレーブ内の圧力（１〜３０ｋ９ｆ／Ｃｌｌ）や処
理時間（１０〜３０紛）によつても、生成する固化物の
強度、重金属の溶出性は複雑に変化するが、処理目的な
らびに経済性によつて適宜選定することができる。また
反応させるＰＨ領域は処理対象物によつてそれぞれ異な
るが、アルカリ側領域又は酸性側領域若しくは中性領域
で反応処理することを選び、必要に応じＰＨ調整剤を適
宜選んで用いて処理するものである。現在までのところ
、オートクレーブ中における固化の機構は明らかではな
いが、カルシウム成分と硅酸成分とによるカルシウムシ
リケート水和物の生成あるいはカルシウム成分とアルミ
ニウム成分とによるカルシウムアルミネート水和物の生
成により、固体同士が強固に結びつけられるものと思わ
れる。

以上述べた様に、本発明は微粉状廃棄物を、前記手法で
固化するものであり、特に強固な固化物を生成せしめる
には被固化物を成型して放置すれば時間の経過と共に強
固な固化物となる。

さらに前記成型物を水蒸気オートクレーブ処理すれば、
成型物は短時間にその強度が高まり重金属ｌど有害物質
の溶出を確実に防止することができるほか、必要に応じ
て用いる消石灰、ドロマイト、カオリンなどはセメント
などの固化剤を比較するとはるかに安価であり、かつ添
加する量も少なくしかもオートクレーブ処理に用いる水
蒸気をつくるために要する熱源は、焼結固化や溶融固化
に比較すると非常に少なく省エネルギ的にもすぐれてお
り、且つ２３０Ｃ程度以下の低温処理あるため重金属等
有害物質の揮散をかなり効果的に抑止することが可能で
あつて公害防止上極めて多大な効果を有するものである
。

次に本発明方法の実施例を示す。

実施例１ 某都市ゴミ焼却処理施設で発生したＥＰ灰の重金属等の
分析結果（単位：Ｐｐｍ）はであつた。

このＥＰ灰の１０％スラリ（ＥＰ灰１００ｙ＋Ｈ２Ｏ９
ＯＯｙ）をＦｓＩＮａＯＨにてＰＨを１０．５に調整し
、３５Ｏｃにて３紛間攪拌しつ凝沈反応後ろ過する。

ケーキは洗浄比２．０にて１回水洗浄を行なつた。その
結果ＥＰ灰中のＣｌ９４．５％は枦液中に移動し、Ｔ−
Ｈｇ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｓは１００％
、Ｐｂは９９．９６％、Ｔ−Ｃｒは９９．８９％がケー
キ中に残つた。

この脱水処理生成物（乾燥重量：６３ｆ）に、某下水処
理場で発生した下水汚泥焼却灰とカオリンを加え三者の
重量比を１：１：１とした。

ここ下水汚泥焼却灰の組成（単位：％）はであり、 カオリンの組成（単位：％）は であつた。

上記のように組成を調整された試料に、水を加えてペー
スト状に練つて野外に放置したところ、時間の経過と共
に固化した。

実施例２ 実施例１の処理において、ＥＰ灰の水酸化処理を省略し
以後の処理を実施例１と全く同じにしたところ、最終生
成物は固化せず時間の経過と共にボロボロに崩壊した。

実施例３実施例１のＥＰ灰を実施例１と同一条件で水酸
化処理し、さらに脱水処理した生成物に試薬の無水硅酸
と消石灰を加え、三者の重量比を２：２：１としたもの
を混合し少量の水をスプレーし成型圧４０ｋ９ｆ／Ｃｉ
で直径３『、高さ２『の円柱形に成型したところ、圧潰
強度１５５ｋ９ｆ／Ｃｉｌの固化物を得た。

また上記固化物の溶出試験（昭和５拝３月１４日付、環
境庁告示第５号）を行なつたところ次の結果（単位Ｐｐ
ｍ）を得た。

但し実施例１の某都市ゴミ焼却処理施設で発生するＥＰ
灰について、−ケ月間実施例３と同一の処理をして溶出
試験をしたところＴ−Ｃｒの溶出量は必ずしも基準値（
１．５ｐｐｍ）をクリアせず、時に超過することがぜあ
る。

これはＥＰ灰のＴ−Ｃｒ含有量が変動することもその一
因である。実施例３の処理条件を改善すれば、Ｔ−Ｃｒ
の溶出量が、基準値を確実にクリアするようにできるか
どうか現段階では明らかでないが可能性は充分ある。実
施例４ 某都市ゴミ焼却処理施設で発生したマルチサイクロン灰
の重金属等の分析結果（単位：Ｐｐｍ）はであつた。

このマルチサイクロン灰を実施例１と同一条件で水酸化
処理し、さらに脱水処理しその脱水生成物に某浄水場の
排泥を脱水し乾燥したものを１：２の重量比に混合した
。

この浄水汚泥の組成（単位：％）は であつた。

上記のように組成を調整した試料に、さらに消石灰を１
５．踵量％（生石灰換算１２重量％）添加し水分を加え
、アイリツヒ（西独）ミキサにて造粒し径１０ｍ程度の
造粒物を選び出した。

造粒物の含水率は１６．７％（湿基準）であつた。上記
造粒物を圧力２０ｋ９ｆ／Ｃｌｔの水蒸気オートクレー
ブ中に２時間保持したところ、圧潰強度２００ｋｇｆ／
ペレットの個化物が得られた。この固化物について環境
庁告示第５号に基づいて溶出試験を行なつたところ、次
の結果（単位：Ｐｐｍ）を得た。

なお、上記オートクレーブで同時に大量の固化物（ペレ
ット）を作り、長期にわたつて溶出試験を繰り返して来
た。

６ケ月経過した現在でも溶出量は殆んど変化がない。

実施例５ 実施例４の処理において、マルチクロン灰の水酸化処理
を省略し以後の処理を実施例４と全く同じにしたところ
、最終生成物は固化せずオートクレーブ内で崩壊してし
まつた。

実施例６ 実施例１のＥＰ灰を、実施例４と同一条件で処理したと
ころ、圧潰強度２３０ｋｇｆ／ペレットの固化物が得ら
れた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 微粉状廃棄物を、水で溶解せしめ該微粉状廃棄物中
   の加水分解性金属塩を加水分解生成物となすｐＨ領域に
   ｐＨ調整し、さらに分離工程にてアルカリ金属の塩化物
   を除去して得た微粉状残渣をカルシウム成分の存在下で
   固化せしめることを特徴とする微粉状廃棄物の処理方法
   。