(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重金属を含有する廃棄物に硫化物処理剤と水を添加する処理法において、硫黄イオンを遊離する薬剤にカルボン酸基を含む有機高分子を配合してなる硫化物処理剤を添加した後の工程で、酸化鉄と塩化鉄のいずれか一方又は両方を添加することにより、前記廃棄物中のアンチモンを難溶性の固体化合物に転化することを特徴とする含Ｓｂ廃棄物の安定化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴミ焼却飛灰等の一般廃棄物や各種産業廃棄物に含まれるアンチモン（元素記号Ｓｂ）およびその他の有害重金属を、難溶性の固体化合物に転化する安定化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミの焼却灰や焼却飛灰（フライアッシュ）には、有害な重金属が含まれている場合があるので、該重金属を難溶性の固体化合物に転化し安定化する処理を行って、埋立て用等に廃棄されている。安定化処理法の従来技術として、特公平５−７７４７７号公報には、ゴミ焼却飛灰に硫化剤と水を加え、含水量１８〜３０％として混練し、飛灰中に含まれる重金属を難溶性の硫化物に転化せしめ安定化する方法が示されている。
【０００３】
また、本発明者等は、特開平２−２０３９８１号公報により、有害重金属を含有する鉱滓、ばいじん、汚泥等の産業破棄物に水を加えてペースト状とし、これを撹拌しながら、硫黄イオンを含有する薬剤およびカルボン酸基を含む有機高分子の水溶液を添加、混練して無害化処理を行い、有害重金属イオンの溶出を防止して廃棄処理する方法を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ゴミの中には、難燃材、特殊インク、合金類、火薬等に使用されるＳｂが含まれている場合があり、焼却灰や飛灰にもＳｂが含まれることになる。また、その他の一般廃棄物や産業廃棄物にもＳｂが含まれる場合がある。そして、Ｓｂの溶出量は、極微量のｐｐｂ単位で管理されるべきものであり、上記のような従来技術では、十分な安定化処理を行うことが困難であった。
本発明は、ゴミ焼却灰や焼却飛灰等の一般廃棄物や、各種産業廃棄物に含まれるＳｂおよびその他の重金属を、簡便な手段で、難溶性の固体化合物に転化するための安定化処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、重金属を含有する廃棄物に硫化物処理剤と水を添加する処理法において、硫黄イオンを遊離する薬剤にカルボン酸基を含む有機高分子を配合してなる硫化物処理剤を添加した後の工程で、酸化鉄と塩化鉄のいずれか一方又は両方を添加することにより、前記廃棄物中のアンチモンを難溶性の固体化合物に転化することを特徴とする含Ｓｂ廃棄物の安定化処理方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明法において、対象とする廃棄物は、ゴミ焼却灰やゴミ焼却飛灰等の一般廃棄物、および、ばいじん、汚泥、鉱滓等の産業廃棄物であり、粉状のものである。塊状のものは粉砕した後、本発明法により処理することができる。硫化物処理剤としては、硫黄イオンを遊離する薬剤にカルボン酸基を含む有機高分子を配合してなるもの（以下、硫化物処理剤Ｒと記す）を使用する。
【０００７】
硫黄イオンを遊離する薬剤とは、水に溶かしたときに硫黄イオンを形成するものをいい、具体的には硫化ナトリウム（Ｎａ2 Ｓ）、水硫化ソーダ（ＮａＨＳ）、多硫化ソーダ（Ｎａ2 Ｓn ）、チオ尿素、ソジウムメルカプチッド等をいう。カルボン酸基を含む有機高分子とは、１分子中に多数のカルボン酸またはその誘導体、すなわち塩、アミド、エステルなどを含有する水溶性の合成樹脂を指し、硫化物の微結晶と化学的吸着を行うものをいい、作用としては、多くの微粒子を結合して強固な粗大粒子を形成するもので、単なる荷電や物理吸着による凝集効果とは異なるものである。具体的には、ポリアクリル酸ナトリウムが主体をなし、一部アミド、エステルを含有するもので、分子量としては（１０〜１５００）×１０4 の範囲のものが好ましい。
本発明法で使用するこのような硫化物処理剤Ｒの例としては、重金属不溶出化飛灰処理剤ＲＨＦ（甲陽化成株式会社製商品名）がある。
【０００８】
本発明法は、上記のような廃棄物に硫化物処理剤と水を添加して混練する方法において、上記のような硫化物処理剤Ｒを添加した後、酸化鉄と塩化鉄のいずれか一方又は両方（以下、単に鉄化合物と略す）を添加することを特徴とする。
すなわち、硫化物処理剤Ｒの添加後、鉄化合物を添加し、ついで水を添加して混練してもよく、水を添加し、ついで鉄化合物を添加して混練してもよい。また、廃棄物に水を添加した後、硫化物処理剤Ｒを添加し、ついで鉄化合物を添加して混練してもよい。鉄化合物としては、鉄鋼の製造工程で発生する電炉ダスト、スケール粉等の酸化鉄、及び／又は酸洗スラジ等の塩化鉄を採用することができる。
【０００９】
本発明法によるゴミ焼却飛灰の処理工程例を図１に示す。ゴミ収集ピット１からゴミが焼却炉２に投入され、燃焼したガスは、排熱利用の温水ボイラー３の熱交換器をとおり、排ガス処理装置４内で、ガス処理用のアルカリ剤タンク５より供給されたアルカリ剤で処理される。燃焼熱で舞い上がった煤塵やガスに含まれる酸性物質などが、集塵装置７によって捕集され焼却飛灰となり、清浄となったガスは、煙突８から排出される。集塵装置７で捕集された焼却飛灰は、混合機９に導かれる。
【００１０】
一方、希釈タンク１０に、硫化物処理剤タンク１１から硫化物処理剤Ｒが一定量毎供給され、焼却飛灰に対して適正な水分量となるよう、また適正な硫化物処理剤Ｒの添加量となるように水で希釈される。希釈された硫化物処理剤Ｒの希釈水が混合機９に注入され、乾燥した粉末状の焼却飛灰と混合される。そして、ダストタンク１２から鉄化合物の粉末が混合機９に投入されて、混合処理される。混合機９で混合された処理物は、焼却炉２で発生し、灰冷却装置６で冷却された焼却灰を運ぶ灰排出コンベア１３に導かれて、灰ピット１４に溜められる。
【００１１】
本例において、混合機９では、焼却飛灰と硫化物処理剤Ｒを水で希釈した液とを混合し、その後に鉄化合物の粉末を注入する方式をとっているが、この他、水と硫化物処理剤Ｒと鉄化合物を、それぞれ別の経路、３経路から注入する方式でもかまわず、また、最終処理物の含水率が適正量になるよう、硫化物処理剤Ｒの希釈水を充分に飛灰と混合させたうえで、鉄化合物の粉末を水でスラリー状としたものを注入して混合する方式でもかまわない。処理しようとする飛灰は、乾燥した粉末であるため、液状の硫化物処理剤Ｒを混合するために必要な水分は多いほうが望ましくなる。
【００１２】
混合機９は、粉体と水分を充分に混合できるものであればよく、混合不良を起こし粉末が継粉（ままこ）を作るような、未反応の粉体がある状態の機械は使用できない。反応時の温度条件としては、温度が高いほど反応速度は速くなるものの、硫化物処理剤Ｒが液体であるため、処理対象とするものが水分の沸点以上の温度であれば、急激な水分の蒸発が起こり、ミストの発生やガスの発生などが起こり得ることがあり、作業環境上の難点が発生することもあり、理想的には、対象物温度が常温時に処理をするのは望ましく、水分蒸発を考慮すれば８０℃以下が好ましい。
【００１３】
【実施例】
都市ゴミ焼却炉で発生した飛灰で、ｐＨ＝１２．２６、Ｓｂ溶出量＝８４．２ｐｐｂ、Ｐｂ溶出量＝７．７ｐｐｍのものをサンプルとして実験を行った。飛灰に硫化物処理剤と水と鉄化合物の調整剤を、この順に添加して混練した。硫化物処理剤としては、本発明例では、上記硫化物処理剤Ｒの代表例としてＲＨＦを使用した。また、比較例ではＮａ2 Ｓを使用した。添加量は、それぞれ、飛灰１００ｇに対して３０％水溶液を３重量％混合した。そして、調整剤として、本発明例では、酸化鉄からなる電炉ダストおよび塩化鉄（ＦｅＣｌ3 ）、比較例では、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）およびＨＣｌを使用した。添加量は、それぞれ、硫化物処理剤に対する添加倍量を×０．５、×１．０、×１．５とした。処理後のＳｂ溶出量およびＰｂ溶出量を、表１に示す。
【００１４】
本発明例と比較例の結果を比較すると、Ｓｂの溶出値にはそれぞれ効果がある程度出てはいるが、本発明による鉄化合物の処理結果（Ｎｏ．１〜６）は安定した数値を示している。比較例（Ｎｏ．７〜２２）は、大きな数値を示しているものがあるため、本発明法の有効性が判明した。また、Ｓｂを処理する目的であっても、Ｐｂも同時に処理できなくてはならず、Ｐｂの溶出値（環境基準値０．３mg／リッター）が高いと意味がないことになる。硫化物処理剤としてＮａ2 Ｓを使用した比較例は、Ｓｂは処理できてもＰｂは処理できていないのに対し、ＲＨＦを使用した本発明例は、Ｓｂ、Ｐｂともに少ない数値を示しており、本発明法が有効であることが判明した。
本発明例では、Ｓｂ溶出量が１．４ｐｐｂ以下に抑えられ、かつ、Ｐｂ溶出量が０．３ｐｐｍ以下に抑えられた。なお、一般的に、Ｐｂ溶出量が抑えられれば、Ｓｂを除く他の重金属の溶出量も抑えられることが判明している。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
【発明の効果】
本発明法により、各種廃棄物中に含まれるＳｂを難溶性の固体化合物に転化し安定化処理することができる。そして、本発明法により使用される酸化鉄と塩化鉄のいずれか一方又は両方も産業廃棄物であって、鉄鋼製造工程で発生する電炉ダスト、スケール粉、酸洗スラジ等の廃棄物が有効利用され、同時に処理されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法によるゴミ焼却飛灰の処理工程例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ゴミ収集ピット            ２…焼却炉
３…温水ボイラー              ４…排ガス処理装置
５…アルカリ剤タンク          ６…灰冷却装置
７…集塵装置                  ８…煙突
９…混合機                  １０…希釈タンク
１１…硫化物処理剤タンク      １２…ダストタンク
１３…灰排出コンベア          １４…灰ピット
【図１】
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