(57)【要約】      （修正有）【課題】重金属類の許容の溶出基準を超える燃え殻を不溶化処理し、特別管理産業廃棄物から産業廃棄物の溶出基準に合うように改善する手段を提供する。【解決手段】焼却施設で発生した燃え殻の除熱処理工程で、水漬容器に予め燃え殻に対して０．１２％の塩化第二鉄の希釈液を作り、これに燃え殻を１０秒程度水付漬けして、燃え殻に含有している重金属の不溶化処理を行う。【効果】不溶化処理コストの大幅な低減となり、最終処分場の処理において、特別管理産業廃棄物に相当するものを産業廃棄物として埋立て処分が可能になる。また、中間処理施設での受入れが可能となるため、遮断型の埋立て処分場の埋立て余量の確保と、無害化処理によって再生材としての利用がはかれる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃え殻の除熱処理工程中に、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第一鉄及び硝酸第二鉄から選ばれる１種あるいは２種以上を、該燃え殻に対して１０〜０．００１％（重量％）で添加することを特徴とする重金属類を不溶化する方法。
【請求項２】
重金属類の溶出量を０．３ｍｇ／Ｌ以下とすることを特徴とする重金属類を不溶化する方法。
【請求項３】
重金属類の溶出量を０．０１ｍｇ／Ｌ以下とすることを特徴とする重金属類を不溶化する方法。
【請求項４】
pＨが低下するように添加することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の重金属類を不溶化する方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の方法により重金属類を不溶化した燃え殻をセメント骨材の材料とすることを特徴とするセメント骨材等の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重金属類を不溶化する方法及びセメント骨材等の製造方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
工場や企業における加熱・蒸気発生・発電等に使用されている燃焼プラントから発生する焼却灰は、燃え殻とばいじんからなる。
燃え殻については、その殆どが産業廃棄物として最終処分場に埋立て処分されている。又、家庭ごみの焼却灰も、同様にその殆どが一般廃棄物として同様に埋立て処分されている。
これらの燃え殻には、ばいじんに比して含有量は少ない傾向にあるが、鉛や六価クロム等の重金属類の含有問題がある。重金属類の溶出基準が特別管理産業廃棄物に相当するものについては、遮断型の埋立て処分場に埋立て処分されているが、特別管理産業廃棄物相当の受入れは、処分費用が嵩むことが特徴である。
この燃え殻に含有する重金属類の不溶化処理の実施については、その目的が特別管理産業廃棄物から産業廃棄物の基準を満足することは、廃棄物の処理コストの大幅な低減と、将来にわたる特別管理産業廃棄物の埋立て処分場である遮断型の埋立て処分場そのものの埋立て余量を確保する点で、重要である。
従って、このような焼却灰に含有する重金属類の不溶化処理の実施にあたっては、溶融固化してスラッグ化する重金属類の封じ込め方法が実施されている。しかし、不溶化処理は高温での処理が必要である。高温処理のために施設の維持コスト( : 燃料代と、施設の定期的な修繕費等)が嵩む問題があることから、最近では薬剤の添加による不溶化処理方法を採用する施設もみられる。
薬剤添加による不溶化処理方法については、有機系のキレート剤を使用する方法や無機系の薬剤による方法等が実施されているが、いずれも焼却灰に薬剤を混合・攪拌して不溶化処理を実施している。しかしながら、燃え殻については、ばいじんに比して粒径が大きく、且つ、不揃いであることから、粉砕処理工程を加のえた不溶化方法が必要であり、このような処理方法の場合には、処理費が嵩む問題があった。
本発明は、焼却灰の不溶化処理方法のうち、粒径が不揃いである燃え殻の重金属類等の不溶化処理に関するであるが、従来の技術からみれば、この燃え殻の重金属類の不溶化処理方法について、燃え殻を火格子から取出した後、これを水漬にして除熱する過程( : 冷却処理過程を示す)での重金属類等の不溶化処理方法であり、このような水漬時の処理方法としては、有機系のキレート剤を使用したケースは既にみられるものの( : 既往実施例として)、無機系の薬剤である鉄塩類を使用した不溶化処理方法についての知見は示されてはいなかった。
【０００３】
燃え殻等の水漬時に有機系のキレート剤を使用する重金属類の不溶化処理方法では、特許文献１に示したような、焼却灰の重金属固定化方法のために開発された有機系のキレート剤のうち、これまでは、ジチオカルバミン酸塩系のものが使用されてきており、燃え殻については、粉砕処理をし、キレート剤を添加して攪拌・混合することによって不溶化処理する方法等が示されている。
【特許文献１】特開２００２−１９４３２８号公報
【０００４】
しかしながら、ジチオカルバミン酸塩系のキレート剤の使用にあたっては、非特許文献１に示したように、処理過程でキレート剤そのものの分解物として有害ガス( : 二硫化炭素)の発生問題が指摘され、薬剤の変更あるいは処理施設における作業環境の監視が必要であることが指摘された経緯があった。
【非特許文献１】厚労省通達、環廃対１４３号  (２００２年２月１８日)
【０００５】
このために、特許文献２に示したように、二硫化炭素発生の無い新しい有機系のキレート剤の開発が進められ( : ピペラジン系キレート剤等)、現在に至っているが、このような新規のキレート剤の使用にあたっては、薬剤のコストが嵩む問題があった。
【特許文献２】特開２００６―３１６１８３号公報
【０００６】
なお、０００３、０００４、０００５記載のような有機系のキレート剤等による焼却灰の不溶化処理方法の実施にあたっては、発生する焼却灰が今後大幅な増加が見込まれることから、大量の薬剤を使用することになる。
既にヨーロッパでは、有機系のキレート剤のこのような大量使用にあたっては、有機系のキレート剤そのものが人工合成した薬剤であり、自然界における微生物による分解が困難と考え、この結果、将来の自然環境への影響問題が懸念されるとして、その使用を現状、規制していることも知られている。
【０００７】
このような有機系のキレート剤による処理方法とは別に、これまで無機系の薬剤による不溶化処理方法が示され、その中の代表的なものは鉄塩系の薬剤であり、特許文献３に示したようであり、０００５記載のように薬剤の経費が嵩む問題や、０００６記載のような、将来の環境問題からみても、安全で有利な処理方法と言える。
【特許文献３】特開２００２−８６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
焼却施設で発生した焼却灰は、ばいじん( : 飛灰 ; フライアッシュ、集塵機で捕集したもの)と燃え殻( : ボトムアッシュ、火格子に残存あるいはその落下したもの)に大別される。このうち、燃え殻については、火格子状に残存した粒径が大きいものを含み、且つ、不揃いであることが特徴である。
焼却施設では、このような燃え殻を取出し、除熱し、含まれる鉄金属類を取出すため、ベルトコンベア等の搬送過程で磁選処理や、大径の不燃物等を除去する。この燃え殻は、ばいじんに比較して重金属類等の含有問題は少なく、ダイオキシン類の含有問題についても、焼却施設そのものがダイオキシン類の分解を促進するために８００℃以上の高温下で燃焼させており、問題とはならず、又、高温下での燃焼の結果、重金属類のうち、沸点の低い水銀は燃焼過程で消失し、同様に問題とはならない。
ここに、燃え殻を水漬して除熱処理することの大きな目的は、燃え殻をゆっくり冷却する過程では、ダイオキシン類の発生が懸念される事等、温度低下状態で燃焼することは避けなければならないことも大きな要因として挙げられ、各燃焼施設においては、水漬による除熱処理工程が不可欠であることが理解できる。
しかしながら、このような焼却灰中には、残された有害な物質のうち、水銀を除く重金属類の、鉛、六価クロム、ヒ素、カドミウム、セレン等が含有する可能性が指摘される。これまで燃え殻について含有及び溶出量について問題があったものは、多くの例が鉛であり、次いで六価クロムであった。ヒ素については、木質バイオマス等に薬剤( : 殺虫剤等)の散布の影響がある場合、稀に問題となることがあったが、この他の重金属類については、その含有例が殆ど無く、溶出問題は少ないものと考えられている。
燃え殻の処理にあたっては、重金属類の溶出試験( : 重金属類の検定方法、昭和４８年環境省告示第１３号による)結果に基づいて、許容の溶出基準を超えたものについては、特別管理産業廃棄物として遮断型の埋立て処分場で処理することが義務付けられている。ここに、これまでの焼却灰の溶出試験結果からは、その多くが鉛を多く含有しており、鉛の溶出量が０.３ｍｇ/Ｌを超える場合には、特別管理産業廃棄物として遮断型の埋立て処分場で処理する必要があり、鉛の溶出量が０.３ｍｇ/ｍｇ以下の焼却灰を産業廃棄物として処理する経費に比較して数倍( : ２〜４倍程度)嵩む問題があった。
【０００９】
このような焼却灰から溶出する鉛の問題については、バイオマス燃料のうち、木質バイオマス燃料の焼却灰については、焼却過程における発生ガスからの硫化ガス( :ＳＯｘ)及び窒素酸化物( : ＮＯｘ)の排出を抑制するために、水酸化カルシウム( : ダイオキシンの分解促進効果もある)やアンモニア水の噴霧を行っており、この結果、焼却灰はｐＨ１１以上の高アルカリ性となって、鉛が溶出し易い( : 鉛の溶出特性からみれば、中性域で最も溶出し難い)ことにあった。
【００１０】
又、最近多くなっているごみ固化燃料については、ごみを粉砕・乾燥してペレット状に成形したものであるが、腐敗や悪臭対策と、脱水・固化を目的として水酸化カルシウムが使用( : 重量の５％程度)されている。水酸化カルシウムそのものはアルカリ性であり、燃焼せず焼却灰に残留することから、発生した焼却灰はｐＨ１２以上の高アルカリ性を示して、鉛が溶出し易い状態にあることが大きな問題となっている。
【００１１】
従って、これら焼却灰に、有機系のキレート剤あるいは無機系の薬剤を添加して混合し、重金属類の不溶化、特に鉛の不溶化処理の必要性があったが、この薬剤処理の目的は、特別管理産業廃棄物から産業廃棄物の溶出基準に改善処理することであった。
【００１２】
焼却灰のうち、ばいじんは粒子が細かく均一であることから、薬剤を添加して混合することで、比較的均一な不溶化効果が得られる。しかしながら、燃え殻については、粒径が不揃いであることから、そのままでは薬剤の混合が不十分となり易く、不溶化処理が不完全になる懸念があった。このため、特許文献４に示すような、高速回転( : 最大１，０００回転/分以上)の攪拌機を併用した攪拌・粉砕装置による処理方法が必要であった。
【特許文献４】特開２００３−１８１３１６号公報
【００１３】
石炭の焼却灰についても火力発電所等から大量に発生しているが、その９０％がセメント原料に利用され、残りの１０％が埋立て処分されてきた。しかしながら、２００３年２月１５日に施行された土壌汚染対策法によって環境基準が示された結果、これらの石炭灰を埋立てた造成地から有害物質が検出されて工業団地としての利用が不可能になったケースも発生している。このために、石炭灰の無害化と無害化による再生利用のさらなる促進が必要となってきている。
【００１４】
非特許文献３では、石炭灰の９９％の再資源化をはかる技術として、石炭火力発電所から発生する石炭灰のうち、燃え殻についての有害物質の除去方法( : 酸抽出と脱水工程による処理方法)が示されている。
【非特許文献３】石炭灰無害化に成功、相馬環境サービス、河北新報、平成２０年２月１６日
【００１５】
請求項１については、焼却灰の燃え殻について、鉄塩類を使用し、除熱工程で水漬時に、水漬容器に薬剤を添加して処理する方法を示したものである。これまでの実証試験結果では、産業廃棄物基準をわずかに上まわるものについては、塩化第二鉄水溶液の例では、薬剤の添加量は１０％濃度に設定したものを５０〜１００倍希釈( : 重量比で０.２〜０.１％の添加量)して使用しているが、今後、重金属類の溶出量が大きいレベル( : 産業廃棄物基準の１０倍以上等)ものについては、薬剤の添加量を多くする必要があり、その希釈を1倍まで( : 重量比で１０％に相当する)設定するものとした。
なお、なんらかの理由で、燃え殻が既に時間が経過して温度が下降したものについても、００２６記載及び００２７記載に示す効果があり、同様な水漬処理工程を実施することによって、重金属類の不溶化効果が得られるものとなっている。
【００１６】
請求項２については、重金属類の不溶化目的が、最終処分場の処理基準を目的として改善するものと、中間処理施設で受入れて再処理し、環境基準を満足させ、埋め土材や路盤材再生材及びコンクリート等の骨材として利用することを目的としたものである。この場合、再処理施設で再び鉄塩類を添加することも含むものである。
【００１７】
請求項３については、燃え殻の除熱処理工程において同時に、直接環境基準(例 : 鉛の環境基準０.０１ｍｇ/Ｌ等)を満足することを目的として処理することを示したものである。
【００１８】
請求項４では、燃え殻が主として高アルカリ性を呈することによって、種々の問題が発生した場合において、その改善方法を示したものである。
【００１９】
請求項５では、燃え殻を不溶化あるいはそのまま再利用する場合の問題において、灰そのもののｐＨが高アルカリ性のものからなることと、高温で燃焼したものを急冷したことにより、燃え殻中に非晶質の石英を含有している可能性が高いことが考えられる。このような場合、例えば、セメント等の骨材として混和して固化すると、セメントそのものがｐＨ１３程度の高アルカリ性であることから、鉛等の高アルカリ性下での再溶出の問題と、含有する非晶質石英からのシリカ分の溶出による膨潤と亀裂の発生や剥離問題等( : アルカリ骨材反応と呼称される)が考えられる。このために、鉄塩類のうち酸性度の強いもの( : 例、塩化第二鉄等)を添加して、これらを改善する方法を示すものである。
又、燃え殻に含有するアルミニウム成分についても、セメントの固化過程でアルカリ性の状態で水酸化カルシウムと反応し、水素ガス等が発生する問題がある。このような場合には、水素ガスが発生すると膨張して、同様に亀裂の発生や剥離等あるいは強度の低下等の問題が指摘されるが、これらについても鉄塩類の添加処理によって改善・抑制する方法を示したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
焼却施設で発生した焼却灰のうち、ばいじんは集塵機で捕集して取り出しているが、燃え殻は燃焼炉の火格子に残存あるいは底に集積したものであり ( :一部は焼却炉内に付着し、これを剥がしたものもふくまれる)、これをベルトコンベアで水を入れた容器に導き、水漬して除熱し、金属類を除いて取り出したものからなる。
このときの燃え殻が特別管理産業廃棄物の基準( : 例、鉛の溶出量０.３ｍｇ/Ｌを超えるもの)については、遮断型の埋立て処分場へ搬送し、埋立て処分する必要があった。本発明では、燃え殻の除冷過程において、水を入れた容器に鉄塩類を予め必要量を添加して希釈水溶液を作成し、この水溶液の処理効果によって、燃え殻に含有している重金属類の不溶化処理を行う方法である。
【００２１】
この処理方法によって、例えば、燃え殻に含有している重金属類の溶出基準からみて、特別管理産業廃棄物相当になっているものを改善し、産業廃棄物基準を満足して最終処分場に埋立て処分が可能となる。
【００２２】
又、同様な処理方法によって、中間処理施設における受入れ基準( :産業廃棄物の基準と同様)を満たすことから、中間処理施設で薬剤等の添加やセメント固化等による処理を実施し、この結果、環境基準( : 例、鉛の溶出量０.０１ｍｇ/Ｌ以下)を満足することができれば、燃え殻を再生材として埋め土等やセメント骨材等に使用することも可能となる。
【００２３】
重金属類を含有する燃え殻に対しての、鉄塩類の添加量の設定については、燃え殻の溶出試験を実施し、これに必要な鉄塩類の添加量を設定する必要があり、まず、机上試験( : サンプルを抜き出し、試験室内での処理試験と溶出試験からなる)を実施し、机上試験結果から薬剤の添加量と改善効果を判断して、最終的に、直接稼動している施設における実証試験を実施して処理効果を確認した。
これまでの実証試験結果( : 実際に稼動しているプラントにおける実証試験)からは、例えば、鉄塩類のうち塩化第二鉄では、塩化第二鉄水溶液( : 原液濃度３７％〉を希釈して１０％濃度に設定し、これを鉛の溶出試験結果で０.３２ｍｇ/Ｌ程度のもの( : 特別管理産業廃棄物に相当する)については、概ね、５０倍〜１００倍に希釈した水溶液に通常のスピードのベルトコンベアで搬送しながら水漬し( : 水漬時間１０秒程度〉、除熱処理した結果、鉛の溶出量が０.０８６ｍｇ/Ｌ( : ０.３ｍｇ/Ｌ以下の産業廃棄物を満足する)に改善された結果を得ている。このことから、特別管理産業廃棄物の基準をわずかに超えたものについて、塩化第二鉄の１０％濃度に設定した水溶液を数１０倍〜１００倍程度に希釈して水漬することによって、不溶化処理の改善効果で目的が達成できるものとなっている。
【００２４】
又、改善効果の確実性を確認するためには、同様な実証試験を繰り返し実施する必要があると考え、不溶化効果の確認を同時に行うため有機系のキレート剤( : ジチオカルバミン酸ナトリウム)を希釈した水溶液( : １００倍希釈水)の試験も並行して実施した。
このとき並行して比較試験を実施する鉄塩類の添加量の設定については、塩化第二鉄水溶液を１０％の濃度に設定したものをさらに希釈した水溶液( : １０％濃度の水溶液を１００倍希釈したもの)とし、キーレート剤の添加量と同様に設定した（ : １００倍に希釈して使用)。これらの溶液を除熱時に水漬し、各８回、計１６回試験を実施して改善効果を確認したものである。
【００２５】
なお、鉄塩類による薬剤添加処理における重金属類の不溶化効果については、より高温で処理した場合、不溶化効果が高いことが既に特許文献５を始めとする幾つかの事例で示されている。特に、鉄塩類のうち、塩化第一鉄や塩化第二鉄については、このような昇温効果が必要とされ、４０〜５０℃以上で効果的とされている。
本発明で示す燃え殻の水漬による除熱工程では、薬剤を添加した水溶液の温度測定も併せて実施した。この結果、薬剤添加後における除熱工程の水温は、常に４０℃程度以上( : 施設内温度１０℃程度、３月〜４月に実証試験を実施)を保っていることも確認した。
【特許文献５】特開平６-１３４４３６
【００２６】
このような燃え殻の除熱工程において、燃え殻が有する温度による水溶の温度上昇のみではなく、燃え殻自体の水和時の発熱現象が加わったことが考えられたが、ここに、ごみ固化燃料の固化過程における水酸化カルシウム(:Ca(OH)２)が、燃焼過程で水(:H２O)あるいは水酸基(:OH-)が消失あるいは半減した状態で燃え殻に含まれることになる。この結果、除冷過程における水漬時の水と反応(:加水)し、反応熱による発熱(:水和熱)で容器内の水溶液の温度が40℃程度に保たれたものと考える。
【００２７】
このような除熱工程における燃え殻の重金属類の不溶化処理における、溶液中の温度の上昇現象については、木質バイオマス燃料の燃え殻についても同様である。
その理由としては、固形化時の水酸化カルシウムの添加や、燃焼時の燃焼ガスからのSOxの捕束やダイオキシン類の分解促進のために、水酸化カルシウム水の噴霧等が実施されていることから、これらの燃え殻についても００２６記載同様、除熱工程の水漬時において、発熱現象によって、容器内の水溶液が比較的高温に保たれ、薬剤添加による不溶化効果が容易に得られるものと考える。
【００２８】
今回の実証試験実施にあたっては、ごみ固化燃料の焼却灰が高アルカリ性を呈することから、除熱工程における薬剤の添加で鉄塩類のうち、強酸性の塩化第二鉄を選定し、薬剤の反応がより促進されるものとして使用した。塩化第二鉄水溶液は、強酸性で金属類を容易に溶かすことから、金属加工のエッチング等に使用されているものであり、３７%濃度のものは、ステンレス鋼を容易に溶解することができるものである。
このような金属類を溶解する強酸性の薬剤の使用にあたっては、施設内(:ここでは、水漬用の容器とベルトコンベア等が主な対象となる)の腐食の問題が指摘されていた。しかしながら、今回実施した薬剤の添加量からみれば、塩化第二鉄水溶液１０%濃度に設定(：このときのpH０．５程度)したものを、さらに５０倍(：pH１程度)あるいは１００倍(:pH２程度)に希釈して使用したことから、多少の錆の発生はみられたが、施設自体の不具合につながるような問題となる金属類の腐食進行はみられず、施設内での長期間の使用が可能であることも確認された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、鉄塩類のうちから、１種あるいは２種以上を選択し、焼却施設の燃え殻を除熱する水漬処理工程で、予め水溶液に薬剤を添加しておき、除熱処理と同時に、重金属類の不溶化やあるいはｐHの改善を実施する方法である。
発明の実施体制を具体的に示せば、ベルトコンベアを併設した焼却施設の除熱用の水槽(:実証試験では１，０００Lの水槽)において、予め６００Lの水を用意し、ここでは燃え殻が高アルカリ性を呈することから、鉄塩類の内、反応度の高い(：酸-アルカリ反応のおける酸性度の高い)塩化第二鉄を選定し、塩化第二鉄水溶液を１０%濃度に設定したものを基本的とし、１２L・６Lの２ケース(：５０倍希釈・１００倍希釈、塩化第二鉄の重量比０．２%・０．１%)を添加して処理し(ベルトコンベアで連続稼動しており、水漬時間10秒程度)、これを取り出して溶出試験(：平成３年環境告示第４６号法による)を実施し、処理前と処理後において、最も多く含有する鉛の溶出量を把握し、不溶化効果を比較したものである。
このような発明の実施形態は、稼働中の焼却施設(:ここではごみ固化燃料を焼却し、水蒸気発生と発電を行っている)そのものを使用した事例であり、実務上の問題も殆ど無いことが確認されている。
なお、重金属類の不溶化効果の確認にあたっては、従来から使用されている有機系キレート剤の実証試験を並行して実施し、塩化第二鉄水溶液の１０%濃度に設定したもの１００倍希釈したケースと同様、６００Lの水に６L添加(:１００倍希釈)して処理効果の比較を行ったものである。
【実施例】
【００３０】
ここでは、家庭ごみを収集してペレット状に成形・固化したごみ固化燃料(：RDF、Refuse  Derived  Fue1)からの燃え殻について、実際に燃焼している施設内を使用した実証試験結果を示す。実証試験結果では、鉄塩類から塩化第二鉄を選択し、塩化第二鉄液(:原液３７%濃度)を１０%濃度に設定したものを使用した。
試験は机上試験と実証試験(:実機試験)からなり、机上試験では上記に設定した塩化第二鉄液を５０倍希釈したもの1Lを作成(:０．１２%濃度の水溶液)し、これに燃え殻５００gを水漬して試験した。
実証試験では、試験容器は、実際に稼動している１，０００Lの水漬用の容器を使用し、これに水６００Lを入れ、上記の１０%濃度に設定した塩化第二鉄水溶液を12L加えて、不溶化処理水とし、処理前と処理後の溶出試験を実施して、不溶化処理の効果を確認したものである。なお、処理した燃え殻については１t程度であった。
このことから、机上試験及び実証試験については、焼却灰(:ここでは燃え殻)に対する薬剤の添加量は、塩化第二鉄水溶液10%濃度で１２Lであり、塩化第二鉄そのものの使用量は、１．２kg/灰しであり、使用比率からみれば、０．１２%となる。この希釈濃度によって以下の００３１記載及び００３２記載の試験を実施した。
【００３１】
表１には、机上試験結果を示した。机上試験では、試験試料を５００gとし、これに００３０記載同様に、塩化第二鉄水溶液を希釈し、これに水漬け(:いわゆるどぶ付け処理、水漬時間は１０秒程度で実証試験と同様)したものを、処理前と処理後の溶出量を測定し、薬剤の添加効果を確認したものである。机上試験は２例実施した。この結果、鉛及び六価クロムの溶出量についての改善効果が確認され、特に、１回目試験では、鉛の溶出量からみれば特別管理産業廃棄物相当のものが、産業廃棄物あるいは中間処理施設での受入れ基準を満足することが確認された。
表１燃え殻(:ごみ固化燃料)の机上試験結果一覧
【表１】
2010046593.tif 000002
【００３２】
表２には、ごみ固化燃料の燃え殻で実施した、実際に稼動している施設を利用した実証試験結果を示した。ここでは００３０記載同様に希釈した塩化第二鉄溶液を使用するが、具体的には、施設の除熱工程における容器(：１．０００L)に、塩化第二鉄水溶液１０%濃度１２Lを添加する。薬剤の添加前には水漬容器に６００Lの水をいれておき、薬剤の添加によって希釈液を作成し、この希釈濃度(:５０倍希釈)での不溶化効果を示したものである。同表から、鉛の溶出量が産業廃棄物の基準を上回るために、特別管理産業廃棄物に相当するものが、産業廃棄物の基準以下に改善されたことが確認された。
表２燃え殻(:ごみ固化燃料)の実証試験結果一覧表
【表２】
2010046593.tif 000003
【００３３】
表３には、００３２記載の実証試験に引き続き、塩化第二鉄水溶液１０%濃度に設定したものを、表.１及び表.２に比較してさらに希釈したものの試験結果を示し、６００Lの水に６L添加し(:１００倍希釈)、不溶化効果を確認したものである。
不溶化効果の確認にあたっては、有機系のキレート剤のうち、ジチオカルバミン酸ナトリウム系のキレート剤を同じく６００Lの水に６L加えて希釈(:１００倍希釈)したものの不溶化効果試験を実施し、それぞれの薬剤の不溶化効果について確認を行ったものである。この一連の実証試験が各８回実施したが、試験期間はそれぞれ１ヶ月、計約２ヶ月間にわたった。
この試験結果から、燃え殻の重金属類の不溶化効果については、粒径が不揃いであること起因して、有機系のキレート剤の不溶化効果にバラツキがみられ、その中には、産業廃棄物基準(:中間処理施設受入れ基準と同様)を上回るものが含まれたが、本発明で示す、鉄塩類のうち、塩化第二鉄を使用した不溶化効果については、不溶化効果がより優れていることと、比較的安定した不溶化効果を示すことが大きな特徴として挙げられた。
表３燃え殻(:ごみ固化燃料)の実証比較試験結果一覧表
【表３】
2010046593.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３４】
焼却施設で発生する焼却灰のうち、燃え殻については、ばいじんに比して重金属類の溶出量からみれば比較的少ないが、鉛等の溶出量が産業廃棄物の基準を上回るものが含まれ、この結果、これらの燃え殻は特別管理産業廃棄物に相当することから、最終処分場での埋立て処分では、遮断型の埋立て処分場で処理する必要があり、このために処理費用が嵩むことと、遮断型の埋立て処分場の埋立て余量が減少する問題があった。
これまでは、特別管理産業廃棄物に相当する燃え殻の重金属類の不溶化処理については、これを粉砕し、薬剤を添加して混合・攪拌して不溶化処理を行っていることから、処理工程からみても費用が嵩む問題があった。又、薬剤の添加についても、燃え殻が高アルカリ性を呈する場合には、ｐHの条件に係らず効果が発揮されるキレート剤の添加が実施されていた。しかしながら、キレート剤については、薬剤そのものが高価であること等が最も大きな問題であった。
【００３５】
本発明の効果は、燃え殻について、これまで実施した机上試験及び実証試験結果から、次のようにまとめられる。
（１）不溶化処理工程において、除熱工程と同時に処理可能であり、施設等の改変や処理速度に大きな変更が無いこと、
（２）粉砕処理工程が省かれること、
（３）環境に優しい無機系の薬剤であること、
（４）重金属類の不溶化効果及び安定性大(００３３記載参照)、
（５）不溶化効果の性能のバラツキが少ない、
（６）ｐH調整効果ができること、
（７）単独使用及び他薬剤との併用いずれも可能、
（８）セメント等の骨材の利用で不溶化効果安定している、
（９）最終処分場の遮断型の処分場の余量の確保ができること、
（１０）希釈して使用することから、処理施設における酸による腐食問題が少ないこと、
（１１）コスト面からみれば、最も安価な薬剤である。
コスト比較 
:  鉄塩類  <  キレート剤(ジチオカルバミン酸塩系)  <  化鉄系  <  キレート剤(ピペラジン系)  <  酸化鉄系
【００３６】
実際に流通している重金属類の不溶化処理のための薬剤の価格を詳細にみれば、最も安価な有機系のキレート剤であるジチオカルバミン酸塩系のキレート剤は３５０円/kg程度である。無機系の薬剤である鉄塩類のうち、硫酸第一鉄(水和物、粉末)が１００円/kgで、酸化鉄系に比して比較的安価である。しかしながら、より酸性度の高い塩化第二鉄については、さらに安価(:５０円/kg以下)であり、又、処理効果からみても、高アルカリ性を呈する焼却灰の処理では最も有利な薬剤と言える。
【００３７】
将来の展望については、今後増大が見込まれるバイオマス燃料から発生する焼却灰の、安価で確実な無害化処理方法として、焼却施設の運営面で優位な経営が期待できるものと言える。