(57)【要約】【課題】  廃棄物処理において発生する焼却飛灰等に対して、含有する有害な鉛等の重金属類の溶出を防止するとともに、必要となるｐＨ調整剤および安定化剤の使用量の低減が可能な飛灰の処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】  分級装置１に被処理流体Ａが導入され、これに含まれる飛灰Ａａが所定の分級点を基準に微粉灰Ｂａおよび粗粉灰Ｃａとして分級され、微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂに対して第１処理槽２においてｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａを含む水溶液ＷａによるｐＨ調整処理およびキレート処理が施され、粗粉灰Ｃａを含む被処理流体Ｃに対して第２処理槽３においてキレート剤Ｋｂを含む水溶液Ｗｂによるキレート処理が施され、制御装置において、第１処理槽２，第２処理槽３に供給されるｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａ，Ｋｂの供給量が制御され、被処理流体Ａの導入量および分級点に対応して、ｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａ，Ｋｂの供給量が調整される。【選択図】  図１
2020049430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記被処理流体Ａが導入され、前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級装置、
前記分級装置から供出された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤導入部およびキレート剤導入部を有し、該ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理とともにキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される第１処理槽、
前記分級装置から供出された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤導入部を有し、該キレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される第２処理槽、
前記第１処理槽，第２処理槽に供給されるｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御される制御装置、を備え、
前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が調整されることを特徴とする飛灰の処理装置。
【請求項２】
前記被処理流体Ａに対して、予めカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理が施されることを特徴とする請求項１記載の飛灰の処理装置。
【請求項３】
前記ｐＨ調整剤として二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１または２記載の飛灰の処理装置。
【請求項４】
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記被処理流体Ａが導入され、前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級装置、
前記分級装置から供出された微粉灰を含む被処理流体Ｂが貯留される第１貯留槽、
前記分級装置から供出された粗粉灰を含む被処理流体Ｃが貯留される第２貯留槽、
前記第１貯留槽からの被処理流体Ｂの供出と、前記第２貯留槽からの被処理流体Ｃの供出の切替えが行われる切替え部、
ｐＨ調整剤導入部およびキレート剤導入部を有し、前記切替え部を介して導入される被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理およびキレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施され、あるいは前記切替え部を介して導入される被処理流体Ｃに対して、キレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施される第３処理槽、
前記第３処理槽に供給されるｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量を制御する制御装置、
を備え、
前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が調整されることを特徴とする飛灰の処理装置。
【請求項５】
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰とし
て分級される分級処理工程、
分級処理された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理およびキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される微粉灰処理工程、
分級処理された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施される粗粉灰処理工程、
を有し、前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御され、調整されることを特徴とする飛灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰の処理装置および処理方法に関するものであり、特に、廃棄物処理において発生するカルシウム等のアルカリ土類金属成分や水銀・亜鉛・鉛・カドミウム等の重金属類などを含む飛灰の処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種燃料、廃棄物、汚泥などの焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰などには、水銀・亜鉛・鉛・カドミウム等の有害な重金属類が含まれている場合があり、こうした有害物質を含む飛灰をそのまま埋立て処理することは、環境上好ましいものではなく、埋め立てる場合でも、無害化処理して行うことが要求される。具体的には、焼却飛灰を処分するに際して、廃棄物焼却施設から発生する飛灰を含んだ被処理物に対して、事前に薬剤処理や溶融処理等の重金属類溶出抑制処理が行われる。
【０００３】
一般的にこうした処理方法の１つとして、キレート等の重金属類固定剤を用いた混練処理が用いられる。しかしながら、該混練処理においては、
（ｉ）廃棄物焼却施設から発生する排ガス全体に対して、種々の飛灰を含んだ状態で一律にキレート等の重金属類固定剤を用いて固定化処理が行われる。こうした重金属類固定剤は高価であり、その使用量を軽減することが、被処理物の無害化処理において大きな課題であった。
【０００４】
また、廃棄物処理において、煤塵の埋立て処分量を低減でき、かつアルカリ薬剤の反応生成物を含まない煤塵を溶融処理し、構成がコンパクトとなることを課題として、図７に例示するような、廃棄物処理装置１が提案されている（例えば特許文献１参照）。具体的には、廃棄物を熱分解するとともに残渣を溶融するガス化溶融炉２と、該ガス化溶融炉２と集塵装置４との間でガス化溶融炉２からの排ガスへアルカリ薬剤を吹きこむアルカリ薬剤を吹きこみ排ガスに含まれる酸性物質とアルカリ薬剤との反応生成物を生成せしめるアルカリ薬剤供給装置３と、上記集塵装置４により捕集された上記反応生成物を含む煤塵を粗粒塵と微粒塵に分級し上記反応生成物を微粒塵側に分離する分級装置５と、粗粒塵を上記ガス化溶融炉２に戻す粗粒塵帰還手段６とを備える。
【０００５】
しかしながら、こうした廃棄物処理装置を含めた従前の方法においては、以下のような課題を有している。
（ii）図７に例示される廃棄物処理装置において、粗粒塵は、溶融処理およびアルカリ処理を循環的に繰り返しながら最終的にはスラグとして処理される。このとき、スラグには粗粒塵に含まれる重金属類の一部が残留する可能性がある。こうした重金属類は固定化処理あるいは除去処理されることなくスラグに含まれ、このスラグについて再利用あるいは廃棄処分する場合、さらに無害化のための２次処理が必要となる場合がある。
（iii）従前より、廃棄物焼却施設から発生する被処理物中には多種の酸性物質が多く含まれることがあり、被処理物に対して１次処理としてアルカリ薬剤を投入するアルカリ処理が行われ、飛灰は反応生成物とともに集塵処理される。一方、重金属類は、粗粒塵よりも微粒塵ほど高い濃度が含まれる。このとき、図７に例示される廃棄物処理装置のように、分級処理を行う場合において設定される分級点は、投入されるアルカリ薬剤の粒径に依存することが多く、分級された粗粒塵に多くの重金属類が含まれることがあり、被処理物に対する重金属類の処理が十分にできないことがあった。
（iｖ）また、廃棄物焼却施設から発生する被処理物中にカルシウム（Ｃａ）等アルカリ土類金属化合物が多く含まれる場合や１次処理としてアルカリ薬剤が投入された場合には、当該被処理物は塩基性物質となることから、埋立処分等が行われる最終処理物に対しては重金属類の溶出を防止し安全性を確保する必要がある。従前こうした安全性確保のための処理として、被処理物全体に中和処理あるいは固定化処理が行われ、多量の処理剤等が必要とされた。
（ｖ）さらに、中和処理後に埋立処理された被処理物に鉛等の重金属類が含まれる場合には、埋立土壌の変質や降雨による被処理物の酸・塩基特性（ｐＨ）の長期的な変化が生じることがあり、塩基性に変化した場合には、重金属類の溶出を招来する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２７８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、廃棄物処理において発生する焼却飛灰等に対して、含有する有害な鉛等の重金属類の溶出を防止するための有効な手段を提供するとともに、こうした溶出防止処理に必要となるｐＨ調整剤および安定化剤等の処理剤の使用量の低減が可能な飛灰の処理装置および処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す飛灰の処理装置および処理方法によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
本発明に係る飛灰の処理装置は、
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記被処理流体Ａが導入され、前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級装置、
前記分級装置から供出された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤導入部およびキレート剤導入部を有し、該ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理とともにキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される第１処理槽、
前記分級装置から供出された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤導入部を有し、該キレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される第２処理槽、
前記第１処理槽，第２処理槽に供給されるｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御される制御装置、を備え、
前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が調整されることを特徴とする。
また、本発明は、飛灰の処理方法であって、
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級処理工程、
分級処理された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理およびキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される微粉灰処理工程、
分級処理された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施される粗粉灰処理工程、
を有し、前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御され、調整されることを特徴とする。
【００１０】
廃棄物処理において発生する焼却飛灰等の処理プロセスにおいては、上記のように効率的な重金属類の溶出防止処理と処理剤の軽減が重要な課題である。本発明者は、こうした課題に対して、種々の検証の結果、
（ａ）粒径の小さな飛灰（微粉灰）ほど重金属類の含有濃度（同一重量比較）が高い。つまり、微粉灰ほど単位重量当たりの表面積が大きいだけではなく、燃焼時の飛灰形成において、飛灰の粒子表面近傍と内部での重金属類の含有濃度の相違等を要因とする粒径の相違に伴う重金属類の含有濃度の差異が生じること等が挙げられる。
（ｂ）粒径の小さな飛灰ほど酸性度（ｐＨ）が低い。つまり、燃焼時の飛灰形成において、高温条件での酸素化合物の生成（例えばアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物等は塩基性物質となる飛灰を形成する）に伴い飛灰の酸性度は低下し、単位重量当たりの表面積が大きい微粉灰ほどその傾向が高く、また飛灰の粒子表面近傍と内部での酸素化合物の生成量の相違等を要因とする粒径の相違に伴う酸素化合物の含有濃度の差異が生じること等が挙げられる。
（ｃ）飛灰のｐＨを調整することで重金属類の溶出防止を図ることができる。具体的には、後述する検証結果に示すように「重金属類の溶出量はその飛灰の酸性度に影響する」および「その傾向は重金属類の種類によって異なる」との知見から、さらに処理対象となる飛灰中の重金属類の種類の応じた飛灰のｐＨを調整することによって、効果的に重金属類の溶出防止を図ることができるとの知見が得られた。例えば、飛灰のｐＨを９超〜１１未満に調整することで鉛類の溶出量を法定の基準以下の低減することができ、飛灰のｐＨを６以上に調整することでカドミウム類の溶出量を法定の基準以下の低減することができる。
（ｄ）飛灰中の重金属類の固定化・溶出防止には、飛灰の粒径に対応したキレート処理、さらに飛灰の粒径に対応してｐＨ調整処理と同時にキレート処理を行うことが効果的である。
（ｄ−１）上記（ａ）の知見から、分級処理を行った後において、重金属類の含有濃度の高く表面積の小さな微粉灰にキレート処理を施すことによって、飛灰全体に対して一律キレート処理を行うよりも、必要となるキレート使用量を大きく低減するすることができる。
（ｄ−２）また、上記（ａ）〜（ｄ−１）の知見から、微粉灰に対してｐＨ調整処理とキレート処理の組合せ処理を行うことによって、双方の処理機能を相乗的に働かせることができる。つまり、分級処理された微粉灰に対してｐＨ調整処理を行うことによって、効率的なｐＨ調整処理を施して重金属類の溶出防止を行うことができるとともに、所定量の飛灰に対する重金属類の溶出防止に必要となるキレート使用量を大きく低減することができる。また、ｐＨ調整処理のみでは長期的な重金属類の溶出防止が難しい場合においてもキレート処理を行うことによって、より安定的な溶出防止処理機能を確保することができる。
との知見を得た。
本発明は、こうした知見を基に、最少量の処理剤を用いた飛灰の最適処理を発現した。
具体的には、第１段階の処理において、分級点を設定し、分級点以上の飛灰を微粉灰，分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級処理を行う。次に第２段階の処理において、重金属類の含有濃度の低い粗紛灰に対してキレート処理を行うとともに、重金属類の含有濃度の高い微粉灰に対してｐＨ調整処理およびキレート処理を行う。前者（分級処理）によって、上記知見（ａ）および（ｂ）を基にした重金属類の溶出防止における最適処理条件を現出し、後者によって、粗紛灰のキレート処理に使用するキレート剤を粗紛灰の収量分以上に減量化することができるとともに、微粉灰に対して使用するｐＨ調整剤およびキレート剤を微紛灰の収量分以上に減量化することができる。さらに、微粉灰に対する後者の処理については、次のような技術的効果を得ることができる。つまり、無害化された処理物を、実際に長期間処分場で埋立処分等された場合、降雨や地質からの浸透等により処理物のｐＨの変化が生じる可能性がある。本願処理プロセスにおいては、特に重金属類の濃度の高い微粉灰に対してｐＨ調整処理とともに、さらにキレート剤を用いて固定化処理を行うことによって、こうしたリスクを予め排除し、より安定性の高い無害処理行うことができる。従って、本願発明に係る飛灰の処理装置および処理方法によって、確実な重金属類の溶出防止を図ることができるとともに、処理剤として用いるキレート剤およびｐＨ調整剤の総量を大きく減量することが可能となった。
【００１１】
本発明は、上記飛灰の処理装置であって、前記被処理流体Ａに対して、予めカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理が施されることを特徴とする。
焼却飛灰には重金属類以外にアルカリ土類金属等が含まれることがあり、こうした物質の一部には酸処理あるいは塩基処理によって不可逆的に安定な化合物を形成する。また、焼却炉からの排出ガスに対しては最初に消石灰等によって１次無害化処理を行うことがある。こうした条件を含めた本発明の検証の結果、以下の新たな知見が得られた。
（ｂ−１）予めカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理（以下「Ｃａ系前置処理」ということがある）が施されると、処理後の飛灰は、その粒径の相違による酸性度の変化が殆どなく（後述する「検証結果」および図４参照）、また飛灰の化学的な安定性を高めることができることが判った。つまり、Ｃａ系前置処理を行い長期保存における酸性度の変化に伴う重金属類の溶出を未然に防止を図ることによって、微粉灰に対する重金属類の溶出防止処理に必要となる処理剤の主力としてｐＨ調整剤を用い、高価なキレート処理剤の使用量を低減することができるとともに、微粉灰におけるｐＨ調整処理の負荷を減らしｐＨ調整剤の使用量の減量を図ることができる機能を得ることができる。
（ｂ−２）分級処理によって、Ｃａ系前置処理に使用するカルシウム系薬剤の使用量を低減することができる。つまり、分級された微粉灰には重金属類だけでなくアルカリ土類金属化合物も多く含まれる傾向があるとの知見が得られたことから、Ｃａ系前置処理に必要とされるカルシウム系薬剤の使用量は、従前のＣａ系前置処理後に分級処理がない場合に比較して、微粉灰中のアルカリ土類金属化合物含有分に相当する量を減量することができる。従って、分級処理によってＣａ系前置処理を効果的に機能させるとともに、Ｃａ系前置処理におけるカルシウム系薬剤の使用量の減量を図ることができる。
【００１２】
本発明は、上記飛灰の処理装置であって、前記ｐＨ調整剤として二酸化炭素を用いることを特徴とする。
既述のように、焼却飛灰にはアルカリ土類金属等が含まれることがあり、こうした物質の一部には酸処理あるいは塩基処理によって不可逆的に安定な化合物を形成する。また、分級された微粉灰には重金属類だけでなく、こうしたアルカリ土類金属等の含有量も多く含まれる。つまり、ｐＨ調整剤として、こうしたアルカリ土類金属等例えばカルシウムと反応して固定化される試剤を用いることによって、ｐＨ調整処理のみならずこうした固定化処理による重金属類の溶出防止機能を増大させることが可能となる。具体的には、本検証過程において、
（ｃ−１）二酸化炭素は鉛等重金属類と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、さらに高い溶出防止効果を得ることができる。また二酸化炭素は、燃焼過程において発生し入手が容易で、かつこうした処理剤として用いることによって、廃棄物処理における地球温暖化ガスの低減にも寄与することができる。
（ｃ−２）分級された微粉灰においてアルカリ土類金属等が多く含まれる場合（予めカルシウム系薬剤による処理が施された場合を含む）、二酸化炭素は、重金属類のみならずアルカリ土類金属等と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、長期間化学的に安定で酸性度が殆ど変化しない処理物を形成することができる。
との知見を得た。
【００１３】
また、本発明に係る飛灰の処理装置は、
廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
前記被処理流体Ａが導入され、前記飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級装置、
前記分級装置から供出された微粉灰を含む被処理流体Ｂが貯留される第１貯留槽、
前記分級装置から供出された粗粉灰を含む被処理流体Ｃが貯留される第２貯留槽、
前記第１貯留槽からの被処理流体Ｂの供出と、前記第２貯留槽からの被処理流体Ｃの供出の切替えが行われる切替え部、
ｐＨ調整剤導入部およびキレート剤導入部を有し、前記切替え部を介して導入される被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理およびキレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施され、あるいは前記切替え部を介して導入される被処理流体Ｃに対して、キレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施される第３処理槽、
前記第３処理槽に供給されるｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量を制御する制御装置、
を備え、
前記被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が調整されることを特徴とする。
上述の飛灰の処理装置にあっては、被処理流体Ａに対して分級処理を行い、分級後の被処理流体Ｂ・Ｃに対して個々に独立してｐＨ調整処理およびキレート処理を連続的に行うことができる装置を基本とする。しかしながら、焼却飛灰等の処理において、被処理流体Ａ中の重金属類の含有濃度が大きく変化し連続的処理が難しい場合がある。また、被処理流体Ａの処理量の変化が大きな場合、最大処理量を想定した大きな容量を有する処理槽を用いる必要があり、大がかりな設備の設置となるとともに、小さな処理量に対する処理剤の過剰投入等の過剰処理や急激な処理量の増大に対する未処理の発生を防止する機能を必要とする場合がある。さらに、既設の飛灰の処理装置に本発明の構成要素を付加し、本発明の機能を確保したい場合がある。本発明は、これを分級処理後の微粉灰と粗粉灰をそれぞれ所定量または所定時間貯留し、これを切り替えてそれぞれバッチ的に処理することによって、こうした要請に対応することが可能となる。また、予め検知あるいは推定された処理前の被処理流体Ｂまたは同流体Ｃの処理量や重金属類の含有濃度に対応した最適条件の処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る飛灰の処理装置の第１（第２）構成例を示す全体構成図。
【図２】本発明に係る飛灰の処理装置の第３構成例を示す全体構成図。
【図３】本発明に係る飛灰処理の検証結果（ａ）を例示する説明図。
【図４】本発明に係る飛灰処理の検証結果（ｂ）を例示する説明図。
【図５】本発明に係る飛灰処理の検証結果（ｃ）を例示する説明図。
【図６】本発明に係る飛灰処理の検証結果（ｄ）を例示する説明図。
【図７】背景技術に係る廃棄物処理装置を例示する全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る飛灰の処理装置（以下「本装置」という）は、分級装置、第１処理槽、第２処理槽、制御装置、を備え、廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰を含む被処理流体Ａに対して、分級装置に被処理流体Ａが導入され、これに含まれる飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級され、分級装置から供出された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤導入部およびキレート剤導入部を有する第１処理槽において、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理とともにキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施され、分級装置から供出された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤導入部を有する第２処理槽において、キレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施され、制御装置において、第１処理槽，第２処理槽に供給されるｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御され、被処理流体Ａの導入量および分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が調整されることを特徴とする。
こうした構成によって、確実な重金属類の溶出防止を図ることができるとともに、処理剤として用いるキレート剤とｐＨ調整剤の総量を大きく減量することが可能となった。特に、無害化された処理物を長期間処分場で埋立処分等された場合のように、降雨や地質からの浸透等により処理物のｐＨの変化に伴う重金属類の溶出を未然に防止する効果が得られる点において優れている。また、処理対象となる飛灰の種類（組成）や処理量が大きく変動する場合においても、予め重金属類の所定量に対してキレート処理を施すことによって、無害化処理が不十分であったために生じる可能性のある重金属類の溶出を未然に防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜本装置の構成例＞
本装置の実施態様として、基本的な概略全体構成を、図１に例示する（第１構成例）。
本装置は、飛灰Ａａを含む被処理流体Ａを対象とし、被処理流体Ａが導入され、飛灰Ａａが分級される分級装置１、分級装置１から供出された微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂに対してｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａを含む水溶液ＷａによりｐＨ調整処理とともにキレート処理が施される第１処理槽２、分級装置１から供出された粗粉灰Ｃａを含む被処理流体Ｃに対してキレート剤Ｋｂを含む水溶液Ｗｂによりキレート処理が施される第２処理槽３、第１処理槽２に供給されるｐＨ調整剤Ｐａおよび第２処理槽３に供給されるキレート剤Ｋｂの供給量を制御する制御装置（図示せず）、を備え、被処理流体Ａの導入量および分級点に対応してｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａ，Ｋｂの供給量が調整される。第１処理槽２において処理され発生した固液混合物Ｄおよび第１処理槽２において処理され発生した固液混合物Ｅは、例えば埋立処理物等の処理物として供出される。
【００１７】
〔飛灰〕
本装置において、処理対象は、廃棄物焼却施設から発生する粉状または細砕された飛灰Ａａを含む被処理流体Ａであり、本装置の前処理として予め粉砕機を用いて細砕された飛灰をも含む。飛灰には、建築廃材等を含む各種産業廃棄物、汚泥などの焼却灰、焼却飛灰、溶融飛灰など、カルシウム等アルカリ土類金属成分が含まれる可能性のある種々の廃棄物を挙げることができる。燃焼処理のような熱処理された廃棄物のみならず、キレート処理やセメント固化処理等化学的処理された廃棄物も含まれる。また、被処理流体Ａは、一般に固体の飛灰Ａａを含む気体であるが、広く本装置の前処理として洗浄工程を経た場合の泥状の飛灰Ａａを含む液体をも含む。また、後述するように予め廃棄物焼却施設から発生した排ガスに対してカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理が施された場合には、被処理流体Ａには、その薬剤が含まれる。
【００１８】
飛灰Ａａは、焼却飛灰や溶融飛灰等のように微粉灰と粗粉灰が所定の比率で混合している場合には、そのまま処理される。しかし、予め凝集処理された飛灰やセメント固化された焼却灰等で、粒径が数ｃｍ〜数１０ｃｍ以上の固形物となっている場合には、前処理として、粉砕機を用いて所定の粒径以下（例えば、平均粒径２００μｍ以下）の粉状物に細砕する粉砕工程を有することが好ましい。微粉灰Ｂａと粗粉灰Ｃａが所定の比率で混合された被処理流体Ａを形成することによって、安定した分級効率を確保するとともに、細砕による表面積の増大および細孔部を有する微粉灰Ｂａを形成することによって、高いｐＨ処理効率（後述するキレート処理効率）を確保することができる。また、化学的に活性度が高い飛灰や化学的に不安定な飛灰等については、前処理処理として酸処理（例えば塩酸や硝酸等による）や塩基処理（例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等による）あるいはカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理を行うことが好ましい。安定的に分級処理や安定化処理を行うことができる。さらに、主灰のように粒径のバラツキが大きく、また洗浄が難しい汚泥状を形成している場合には、粉砕処理とともに酸処理を行うことが好ましい。
【００１９】
〔分級装置〕
微粉灰と粗粉灰が所定の比率で混合する被処理流体Ａは、まず分級装置１に導入される。分級装置１では、予め設定された分級点を基準に、被処理流体Ａに含まれる飛灰Ａａについて、該分級点以下の飛灰を微粉灰Ｂａ，該分級点以上の飛灰を粗粉灰Ｃａとして分級される。分級点は、飛灰Ａｓあるいは被処理流体Ａの種類や性状、または前処理の有無や内容等種々の要件によって、その設定値が異なる。例えば、一般ごみの焼却灰で前処理なしの場合、分級点として７〜１０μｍに設定した場合、微粉灰Ｂａおよび粗粉灰Ｃａについて、下表１に例示される平均粒径や収率に分級される例を挙げることができる。
【００２０】
【表１】
2020049430.tif 000003
【００２１】
本装置において、分級装置１は、サイクロン式，気流遠心式（風力式），篩式（振動篩を含む）やフィルタ式等、各種の分級手段を用いることが可能であるが、サイクロン式がより好ましい。分級エア等別途の流体を用いることなく、篩やフィルタの目詰まり等の可能性がなく、操作性に優れた分級手段が好ましい。また、分級装置１として、サイクロン式と篩式の組合せ等、飛灰Ａａの特性に対応して複数の分級手段を組み合わせて用い、分級処理を行うことも好ましい。
【００２２】
〔ｐＨ調整処理〕
分級された一方の微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂは、第１処理槽２に導入され、ここでｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａを含む水溶液ＷａによりｐＨ調整処理とともにキレート処理が施される。このとき、既述の知見を基に以下のようなｐＨ処理を行うことによって、より効率的なｐＨ処理を行うことができる。
（ａ）粒径の小さな飛灰ほど重金属類の含有濃度（同一重量比較）が高い
従って、分級された重金属類の含有量の高い微粉灰に対してｐＨ調整処理を行うことによって、効率的に重金属類の溶出防止を図ることができる
（ｂ）粒径の小さな飛灰ほど酸性度（ｐＨ）が低い
つまり、分級された微粉灰は、重金属類の含有量の高いと同時に酸性度（ｐＨ）が低いとの知見を得た。従って、微粉灰に対して使用するｐＨ調整剤は、分級前の同量の飛灰に対する使用量と比較して少量とすることができる。少量のｐＨ調整剤を用いたｐＨ調整処理によって、効率的に重金属類の溶出防止を図ることができる
（ｃ）飛灰のｐＨを調整することで重金属類の溶出防止を図ることができる
つまり、「重金属類の溶出量はその飛灰の酸性度に影響する」および「その傾向は重金属類の種類によって異なる」との知見から、処理対象となる飛灰中の重金属類の種類の応じた飛灰のｐＨを調整することによって、効果的に重金属類の溶出防止を図ることができる（後述する「検証結果」および図５（Ａ），（Ｂ）参照）。例えば飛灰中に鉛が多く含まれる場合、重金属類の含有濃度が高い微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂに対してｐＨを９超〜１１未満に調整することによって、より効率的に重金属類の溶出防止処理を行うことできる。また、飛灰中にカドミウムが多く含まれる場合、被処理流体Ｂに対してｐＨを６以上に調整することによって、より効率的に重金属類の溶出防止処理を行うことができる。このとき、微粉灰Ｂａがより低いｐＨ特性を有することから、より少量のｐＨ調整剤Ｐａを導入することによって、適正なｐＨ調整を行うことができる。
なお、「ｐＨ調整処理とキレート処理の同時処理」については、後述する。
【００２３】
〔ｐＨ調整剤〕
飛灰Ａａの成分は、廃棄物の種類等によって異なることから、飛灰Ａａの種類・性状に対応した最適なｐＨ調整剤Ｐａを選択することが好ましい。ここで、固液混合物Ｄには重金属類を酸性物質として含有することが多いことから、ｐＨ調整剤Ｐａとして塩基性試剤を用いることが好ましい。具体的には、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３），炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３），重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３），硫酸（Ｈ２ＳＯ４）およびリン酸（Ｈ３ＰＯ４）のいずれかまたはこれらのいくつかを組み合わせて用いることが好ましい。こうしたｐＨ調整剤Ｐａを用いることによって、カルシウム含有成分として水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）や塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）等についても、カルシウム含有非水溶性化合物を生成することができる。さらに、カルシウム以外のマグネシウム（Ｍｇ）やバリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類金属成分についても、同様にｐＨ調整剤Ｐａ，Ｐｂを用いることによって非水溶性化合物を生成することができる。
【００２４】
また、ｐＨ調整剤Ｐａとして、気体の二酸化炭素（ＣＯ２）を用いることができる。ＣＯ２を飛灰Ｂａと接触させることによって、迅速かつ確実にｐＨ調整処理を行うことができる。特に、混錬機などで微粉灰Ｂａに水分添加した後にＣＯ２を吹き込むことや、微粉灰Ｂａを含む水溶液にＣＯ２をバブリングさせることによって、気固接触が活性化し、より迅速かつ確実にｐＨ調整処理を行うことができる。また、ＣＯ２は、燃焼過程において発生し入手が容易で、かつｐＨ処理剤Ｐａとして用いることによって、廃棄物処理における地球温暖化ガスの低減にも寄与することができる。さらに、ｐＨ調整剤ＰａとしてＣＯ２を用いることによって、以下の技術的効果を得ることができる。
（ｃ−１）ＣＯ２は鉛等重金属類と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、さらに高い溶出防止効果を得ることができる。
（ｃ−２）焼却飛灰にはアルカリ土類金属等が含まれることがあり、こうした物質の一部には酸処理あるいは塩基処理によって不可逆的に安定な化合物を形成する。また、分級された微粉灰Ｂａには重金属類だけでなく、こうしたアルカリ土類金属等の含有量も多く含まれる。つまり、分級された微粉灰Ｂａにおいてアルカリ土類金属等が多く含まれる場合（予めカルシウム系薬剤による処理が施された場合を含む）、ｐＨ調整剤ＰａとしてＣＯ２を用いることによって、重金属類のみならずアルカリ土類金属等と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、長期間化学的に安定で酸性度が殆ど変化しない処理物Ｄを形成することができる。
【００２５】
〔キレート処理〕
第１処理槽２に導入された被処理流体Ｂに対してｐＨ調整処理と同時にキレート剤Ｋａを含む水溶液Ｗａによりキレート処理が施される。また、分級された一方の粗紛灰Ｃａを含む被処理流体Ｃは、第２処理槽３に導入され、ここでキレート剤Ｋｂを含む水溶液Ｗｂによりキレート処理が施される。このとき、本発明に係る検証過程において、以下の知見が得られた。
（ｄ−１）飛灰中の重金属類の固定化・溶出防止には、飛灰の粒径に対応したキレート処理を行うことが効果的である。
つまり、分級しない飛灰に対して一律にキレート剤を添加するよりも、重金属類の含有濃度が低い分級された粗粉灰Ｃａに、重点的に多くのキレート剤Ｋａを添加することによって、キレート剤の使用量の軽減を図り、より効率的に重金属類の溶出防止を行うことが可能となった。
また、重金属類の含有濃度の高く表面積の小さな微粉灰Ｂａに対してキレート処理を施すことによって、同一重量の分級しない飛灰に対して一律にキレート剤を添加するよりも効率的にキレート処理事項を施すことができ、キレート剤の使用量の軽減を図り、より効率的に重金属類の溶出防止を行うことが可能となった。
（ｄ−２）さらに、微粉灰Ｂａ中の重金属類の固定化・溶出防止には、ｐＨ調整処理と同時にキレート処理を行うことが効果的である。
つまり、微粉灰Ｂａに対する重金属類の溶出防止機能を有するｐＨ調整処理と同時にキレート処理を施すことによって、キレート処理の負荷を低減し、キレート剤の使用量の軽減を図り、より効率的に重金属類の溶出防止を行うことが可能となった。
なお、「ｐＨ調整処理とキレート処理の同時処理」のさらなる機能・効果については、後述する。
【００２６】
〔キレート剤〕
効率的に重金属類の溶出防止処理を行うことができるキレート剤Ｋｂ（Ｋａ）として、例えば、ピペラジン系キレート剤，ジエチルアミン系キレート剤あるいはジチオカルバミン酸系キレート剤等をあげることができる。
【００２７】
〔ｐＨ調整処理とキレート処理の同時処理〕
既述のように、微粉灰Ｂａに対してはｐＨ調整処理と同時にキレート処理を行うことが好適である。つまり、検証過程において、以下の知見が得られた。
（ｄ）飛灰中の重金属類の固定化・溶出防止には、飛灰の粒径に対応したキレート処理、さらに飛灰の粒径に対応してｐＨ調整処理と同時にキレート処理を行うことが効果的である。
つまり、降雨等外的要因等による土質（ｐＨ）の変化に伴う処理物ｐＨの変化によって溶出の可能性があり、このとき、ｐＨ調整処理と同時にキレート処理を行うことによって、キレート化された重金属類を含む処理物のｐＨの変動量を軽減することができ、ｐＨ調整による溶出防止機能を長期間維持することができる。また、同時に両処理を行うことによって、ｐＨ調整処理における厳格なｐＨの最適設定範囲を緩和しｐＨ調整剤Ｐａの減量を図ることができる。
（ｄ−１）分級処理を行った後において、重金属類の含有濃度の高く表面積の小さな微粉灰Ｂａにキレート処理を施すことによって、飛灰Ａａ全体に対して一律キレート処理を行うよりも、必要となるキレート使用量を大きく低減するすることができる。
（ｄ−２）微粉灰Ｂａに対してｐＨ調整処理とキレート処理の組合せ処理を行うことによって、双方の処理機能を相乗的に働かせることができる。つまり、分級処理された微粉灰に対してｐＨ調整処理を行うことによって、効率的なｐＨ調整処理を施して重金属類の溶出防止を行うことができるとともに、所定量の飛灰に対する重金属類の溶出防止に必要となるキレート使用量を大きく低減することができる。また、ｐＨ調整処理のみでは長期的な重金属類の溶出防止が難しい場合においてもキレート処理を行うことによって、より安定的な溶出防止処理機能を確保することができる。
また、ｐＨ調整処理をキレート処理と同時に行い、ｐＨ調整剤ＰａとしてＣＯ２を用いることによって、固相の微粉灰Ｂａと液相のキレート剤および気相のＣＯ２による確実な気−液−固接触を図ることが可能となる。
【００２８】
〔カルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理（Ｃａ系前置処理）〕
焼却飛灰には重金属類以外にアルカリ土類金属等が含まれることがあり、こうした物質の一部には酸処理あるいは塩基処理によって不可逆的に安定な化合物を形成する。また、焼却炉からの排出ガスに対しては最初に消石灰等によって１次無害化処理を行うことがある。こうした条件を含めた本発明の検証の結果、以下の新たな知見が得られた。
（ｂ−１）予めＣａ系前置処理が施されると、処理後の飛灰は、その粒径の相違による酸性度の変化が殆どなく、また飛灰の化学的な安定性を高めることができることが判った（後述する「検証結果」および図４参照）。つまり、Ｃａ系前置処理を行い長期保存における酸性度の変化に伴う重金属類の溶出を未然に防止を図ることによって、微粉灰に対する重金属類の溶出防止処理に必要となる処理剤の主力としてｐＨ調整剤を用い、高価なキレート処理剤の使用量を低減することができるとともに、微粉灰におけるｐＨ調整処理の負荷を減らしｐＨ調整剤の使用量の減量を図ることができる機能を得ることができる。
（ｂ−２）分級された微粉灰には重金属類だけでなく、アルカリ土類金属化合物も多く含まれる傾向がある。従って、Ｃａ系前置処理において、必要とされるカルシウム系薬剤の使用量は、微粉灰中のアルカリ土類金属化合物含有分に相当する量を減量することができる。つまり、分級処理によって消石灰等による前置無害化処理における処理剤の使用量の減量を図ることができる。
【００２９】
＜本装置の他の構成例＞
図２は、本装置の他の構成例を示す。分級装置１から供出された微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂが所定時間第１貯留槽４に貯留され、同様に粗粉灰Ｃａを含む被処理流体Ｃが第２貯留槽５に貯留されるとともに、第１貯留槽４からの被処理流体Ｂの供出と、第２貯留槽５からの被処理流体Ｃの供出を周期的あるいは随時切替えられて第３処理槽６に被処理流体Ｂまたは被処理流体Ｃが供給され、そのいずれかについてバッチ的にｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａを含む水溶液ＷａによるｐＨ調整処理およびキレート処理、またはキレート剤Ｋｂを含む水溶液Ｗｂによりキレート処理が施されることを特徴とする。第３処理槽６に供給されるｐＨ調整剤Ｐａおよびキレート剤Ｋａまたはキレート剤Ｋｂの供給量は、飛灰の分級点に対応して制御装置により制御・調整される。こうした構成によって、被処理流体Ａ中の重金属の含有濃度が大きく変化する場合や被処理流体Ａの処理量の変化が大きな場合においても、過大な設備の設置あるいは処理剤の過剰投入等の過剰処理や急激な処理量の増大に対する未処理の発生を防止することができる。
【００３０】
具体的には、被処理流体Ａに対する分級処理後の微粉灰Ｂａと粗粉灰Ｃａをそれぞれ所定量または所定時間、第１貯留槽４と第２貯留槽５に貯留し、次に、第１貯留槽４からの被処理流体Ｂの供出と第２貯留槽５からの被処理流体Ｃの供出を、それぞれ交互に、あるいは随時切り替えて、各被処理流体を第３処理槽６に供給する。第３処理槽６においては、飛灰の分級点に対応するように、ｐＨ調整剤およびキレート剤Ｋａを含む水溶液Ｗａ、またはキレート剤Ｋｂ（または共通のキレート剤Ｋを用いる場合もある）を含む水溶液Ｗｂ（共通のキレート剤Ｋを用いる場合は共通の水溶液Ｗが用いることができる）が供給され、バッチ的にキレート処理することによって、予め検知あるいは推定された処理前の被処理流体Ｂまたは被処理流体Ｃの処理量や重金属類の含有濃度に対応した最適条件でのｐＨ調整処理およびキレート処理を行うことができる。第３処理槽６において処理され発生した固液混合物Ｄは、例えば埋立処理物等の処理物として供出される。
【００３１】
＜飛灰の処理方法＞
上記本装置を用いた飛灰の処理方法（以下「本方法」という）は、飛灰を含む被処理流体Ａに対して、
（１）飛灰が、予め設定された所定の分級点を基準に、該分級点以下の飛灰を微粉灰，該分級点以上の飛灰を粗粉灰として分級される分級処理工程と、
（２）分級処理された微粉灰を含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤を含む水溶液によるｐＨ調整処理およびキレート剤を含む水溶液によるキレート処理が施される微粉灰処理工程と、
（３）分級処理された粗粉灰を含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤を含む水溶液によりキレート処理が施される粗粉灰処理工程と、
を有し、被処理流体Ａの導入量および前記分級点に対応して、ｐＨ調整剤およびキレート剤の供給量が制御され、調整されることを特徴とする。
【００３２】
（１）分級処理工程
廃棄物焼却施設から発生し、本方法の処理対象となった飛灰Ａａを含む被処理流体Ａは、分級装置に供給され、微粉灰Ｂａと粗粉灰Ｃａに分級される。予め設定された分級点を基準に、被処理流体Ａに含まれる飛灰Ａａについて、該分級点以下の飛灰を微粉灰Ｂａ，該分級点以上の飛灰を粗粉灰Ｃａとして分級される。分級点は、飛灰Ａｓあるいは被処理流体Ａの種類や性状、または前処理の有無や内容等種々の要件によって、その設定値が異なる。分級手段は、既述（第１〜３構成例）の分級装置１を用いることが好ましく、セメント固化された焼却灰等そのままでは分級が難しい飛灰を含む場合には、被処理流体Ａに対して、予め分級処理の前処理として粉砕や酸処理等の処理を施すことが好ましい。また、複数の分級手段を組み合わせて用い、分級処理工程を複数段にすることができる。この場合、複数の分級処理の中間に上記前処理を設けることによって、その後段での分級処理を効率的に行うことができる。
【００３３】
（２）微粉灰処理工程
分級処理された微粉灰Ｂａを含む被処理流体Ｂに対して、ｐＨ調整剤Ｐａに加え、キレート剤Ｋａを含む水溶液ＷａによりｐＨ調整処理およびキレート処理が施される。方法においては、より多くの重金属類を含む微粉灰Ｂａに対してｐＨ調整処理とキレート処理を同時に行うことによって、ｐＨ調整のみあるいはキレート処理のみを行う場合に比較して、少量のｐＨ調整剤あるいはキレート剤の供給によって効率の良いｐＨ調整処理およびキレート処理を行うことができるとともに、長期間処分場で埋立処分等された場合であっても確実に重金属類の溶出を未然に防止することができる。このとき、処理物のｐＨを所定範囲（例えば重金属類として鉛類が多く含まれる場合にはｐＨ９超〜１１未満とし、カドミウム類が多く含まれる場合にはｐＨ６以上）となるようにｐＨ調整処理を行うことによって、効果的に重金属類の溶出防止を図ることができる。
【００３４】
（３）粗粉灰処理工程
分級処理された粗粉灰Ｃａを含む被処理流体Ｃに対して、キレート剤Ｋｂを含む水溶液Ｗｂによりキレート処理が施される。本方法においては、分級処理された粗粉灰Ｃａには微量の重金属類が含有されるとの知見を基に、粗粉灰Ｃａに対してキレート剤Ｋｂを供給してキレート処理することによって、少量のキレート剤Ｋｂによって効率的に重金属類の溶出防止を行うことができる。
【００３５】
本方法では、さらに
（４）被処理流体Ａに対して、予めカルシウム系薬剤による酸性有害成分の除去処理（Ｃａ系前置処理）、を施すことが好ましい。
Ｃａ系前置処理を行い長期保存における酸性度の変化に伴う重金属類の溶出を未然に防止を図ることによって、微粉灰Ｂａに対する重金属類の溶出防止処理に必要となる処理剤の主力としてｐＨ調整剤を用い、高価なキレート処理剤Ｋａの使用量を低減することができるとともに、微粉灰ＢａにおけるｐＨ調整処理の負荷を減らしｐＨ調整剤Ｐａの使用量の減量を図ることができる。このとき、飛灰中にアルカリ土類金属化合物が含まれている場合には、本方法において（１）分級処理工程を有することによって微粉灰Ｂａ中により濃度の高いアルカリ土類金属化合物が含まれることから、Ｃａ系前置処理工程後分級処理工程を有しない場合に比較して、微粉灰Ｂａ中のアルカリ土類金属化合物含有分に相当する量、カルシウム系薬剤の使用量の減量を図ることができる。
【００３６】
また、本方法では、ｐＨ調整剤Ｐａとして二酸化炭素を用いることが好ましい。鉛等重金属類と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、さらに高い溶出防止効果を得ることができるとともに、分級された微粉灰Ｂａにおいてアルカリ土類金属等が多く含まれる場合および予めＣａ系前置処理が施された場合において、重金属類のみならずカルシウムを含むアルカリ土類金属等と反応し固定化され溶出しにくい炭酸化物（あるいは炭酸水素化物）を形成することによって、長期間化学的に安定で酸性度が殆ど変化しない処理物を形成することができる。
【００３７】
＜本装置の検証＞
本装置における重金属類等の溶出防止機能および処理剤の使用量に関し、以下の項目について検証し、上記（ａ）〜（ｄ）のような知見を得ることができた。
（ａ）飛灰の粒径と飛灰中の重金属類の含有濃度の相関
（ｂ）飛灰の粒径と飛灰の酸性度（ｐＨ）の相関
（ｃ）飛灰の酸性度（ｐＨ）と水溶液中への重金属類の溶出量の相関
（ｄ）キレート処理におけるキレート剤の使用量と重金属類の溶出量の相関
【００３８】
〔検証結果〕
（ａ）飛灰の粒径と飛灰中の重金属類の含有濃度の相関について、下表２に例示するような結果を得た。また、図３に示すように「粒径の小さな飛灰ほど重金属類の含有濃度（同一重量比較）が高い」との傾向がみられた。つまり、所定の粒径（例えば図３に示するように、約１０μｍ）を臨界点として、重金属類の含有濃度に対応した処理方法を適用することによって非常に効率的な溶出防止処理を行うことが可能となるとの知見を得た。
【００３９】
【表２】
2020049430.tif 000004
【００４０】
（ｂ）飛灰の粒径と飛灰の酸性度（ｐＨ）の相関について、下表３に示す結果を得た。飛灰を含む焼却施設からの排ガスを分級し、その粒径に対応した飛灰の酸性度（ｐＨ）を検出し、その相関関係を検証したところ、図４の実線に示すように「粒径の小さな飛灰ほど酸性度（ｐＨ）が低い」との傾向がみられた。また、分級前の前置処理としてカルシウム系薬剤（例えば、本検証では消石灰を用いた）による酸性有害成分の除去処理が施した場合には、図４の鎖線に示すように「飛灰の酸性度（ｐＨ）は、飛灰の粒度に対して殆ど依存しない」との結果が得られた。
【００４１】
【表３】
2020049430.tif 000005
【００４２】
（ｃ）飛灰の酸性度（ｐＨ）と水溶液中への重金属類（本検証では鉛類およびカドミウム類について追跡）の溶出量の相関について、図５（Ａ）に示すように「飛灰のｐＨが９超〜１１未満において鉛類の溶出量が所定値以下となる」との結果が得られた。また、図５（Ｂ）に示すように「飛灰のｐＨ６以下においてカドミウム類の溶出量が所定値以下となる」との結果が得られた。つまり、飛灰中に含まれる重金属の種類に応じて飛灰のｐＨを当該範囲に調整処理することによって、溶出防止処理を行うことが可能となる。また、このとき、上記（ｂ）飛灰の粒径と飛灰の酸性度（ｐＨ）の相関から、所定の粒径を臨界点として、そのｐＨに対応した処理方法を適用することによって非常に効率的な溶出防止処理を行うことが可能となるとの知見を得た。
【００４３】
（ｄ）キレート処理における処理剤の使用量と重金属類の溶出量の相関について、図６に示すように「重金属類の溶出防止には、キレート処理が効果的である」との結果が得られた。ここで、図６の実線は、処理対象となる飛灰全体についてキレート処理を行った場合（Ｋｏ）を示す。また、微粉灰ほど重金属類の含有量が多いとの上記知見（ａ）を利用して、分級処理後の微粉灰にキレート処理を行った場合（Ｋ１）を、図６の破線に示す。含有濃度の高く表面積の小さな微粉灰にキレート処理を施すことによって、飛灰全体の処理に必要なキレート剤の使用量を大きく低減することができるとの結果が得られた。さらに、上記知見（ａ）〜（ｃ）を利用して、飛灰の粒径と飛灰の酸性度（ｐＨ）の相関から、所定の粒径を臨界点として、微粉灰に対してｐＨ調整処理と組み合わせてキレート処理を施し、粗粉灰に対してキレート処理を施した場合（Ｋ２）を、図６の鎖線に示す。飛灰の粒径と飛灰の酸性度に対応したキレート処理を施すことによって、非常に効率的な溶出防止処理を行うことが可能となるとの結果が得られた。実証結果として（Ｋｏ）の場合のキレート剤使用量を１００とすると、（Ｋ１）の場合約７０、（Ｋ２）の場合約５８とすることができる結果が得られた。
【符号の説明】
【００４４】
１  分級装置
２  第１処理槽
３  第２処理槽
Ａ，Ｂ，Ｃ  被処理流体
Ａａ        飛灰
Ｂａ        微粉灰
Ｃａ        粗粉灰
Ｄ，Ｅ      処理物固液混合物
Ｋａ，Ｋｂ  キレート剤
Ｐａ        ｐＨ調整剤
Ｗａ，Ｗｂ  水溶液
【図１】
2020049430.tif 000006
【図２】
2020049430.tif 000007
【図３】
2020049430.tif 000008
【図４】
2020049430.tif 000009
【図５】
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【図６】
2020049430.tif 000011
【図７】
2020049430.tif 000012