(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する酸性溶融飛灰の処理方法であって、酸性溶融飛灰に消石灰を加えてｐＨを８．５以上にし、次に多硫化カルシウムを酸性溶融飛灰１００重量部当たり０．１〜１０重量部加え、更に鉱酸を加えてｐＨを８．５〜１０．０に調整した後、水として廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する溶融スラグを水砕固化するのに用いた循環水又は廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する排ガスを水洗浄するのに用いた排水を酸性溶融飛灰１００重量部当たり１０〜３５重量部加えて混練することを特徴とする酸性溶融飛灰の処理方法。
【請求項２】
多硫化カルシウムの代わりに多硫化カルシウムと硫化ナトリウム及び／又は硫化カリウムとの混合物を加える請求項１記載の酸性溶融飛灰の処理方法。
【請求項３】
鉱酸の代わりに塩化第１鉄を加える請求項１又は２記載の酸性溶融飛灰の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する溶融飛灰の処理方法に関する。都市ごみ、産業廃棄物、汚泥等の焼却残渣を、減容化及び無害化するために、溶融処理することが行なわれる。これらを溶融処理すると、溶融スラグの他に溶融飛灰が発生するが、一般に溶融スラグは水砕固化され、また溶融飛灰はこれに含まれる重金属類が溶出しないように薬剤で安定化処理される。本発明は上記のような溶融飛灰のうちで特に酸性溶融飛灰の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融飛灰の処理方法として、溶融飛灰に水及びキレート剤をそれぞれ所定割合で加えて混練する方法が提案されている（特開平５−８７３２４）。ところが、この従来法は、用いるキレート剤が高価であるため、非経済的である。
【０００３】
一方、焼却残渣の処理方法としては、焼却残渣に２価鉄を加え、撹拌及び加熱する方法が提案されている（特開平６−１３４４３６）。そこで、溶融飛灰についても、これに２価鉄、例えば塩化第１鉄を加えて混練することが考えられる。実際、塩化第１鉄を加えて混練する方法は、例えば都市ごみの焼却残渣のうちで焼却炉に残る焼却灰を溶融処理する場合、発生する溶融飛灰はｐＨ１１〜１２程度のアルカリ性を示し、かかるアルカリ性溶融飛灰に対しては相応に効果を奏する。しかし、単に塩化第１鉄を加えて混練する方法は、都市ごみ等を焼却処理する際に排ガスと共に飛散して通常は下流側の集塵機で捕集される焼却飛灰を溶融処理する場合、プラスチックやゴム類の廃棄物を溶融処理する場合、更にはこれらを焼却灰と共に溶融処理する場合、発生する溶融飛灰はｐＨ３〜６程度の酸性を示し、かかる酸性溶融飛灰に対しては効果を奏せず、これに含まれる重金属類の溶出を充分に防止できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来法では、非経済的であるか、或は酸性溶融飛灰に含まれる重金属類の溶出を充分に防止できない点である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する酸性溶融飛灰の処理方法であって、酸性溶融飛灰に消石灰を加えてｐＨを８．５以上にし、次に多硫化カルシウムを酸性溶融飛灰１００重量部当たり０．１〜１０重量部加え、更に鉱酸を加えてｐＨを８．５〜１０．０に調整した後、水として廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する溶融スラグを水砕固化するのに用いた循環水又は廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する排ガスを水洗浄するのに用いた排水を酸性溶融飛灰１００重量部当たり１０〜３５重量部加えて混練することを特徴とする酸性溶融飛灰の処理方法に係る。
【０００６】
本発明において処理対象となる酸性溶融飛灰は、廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に排ガスと共に飛散して通常は下流側の集塵機で捕集される溶融飛灰のうち、酸性を示す溶融飛灰である。かかる酸性溶融飛灰は、焼却飛灰を溶融処理する場合、プラスチックやゴム類を溶融処理する場合、更にはこれらを焼却灰と共に溶融処理する場合に発生し、ｐＨが３〜６程度を示す。
【０００７】
本発明では先ず、酸性溶融飛灰に消石灰（水酸化カルシウム）を加えて混合し、そのｐＨを８．５以上にする。消石灰は、粉状であり、また安価で入手し易く、しかも過剰に加えてもｐＨが極度に上がらず、ガスの発生もないので、使用に有利である。これに対して水酸化ナトリウムはアルカリ性が強過ぎ、粉状のものを工業的に入手し難い。また炭酸カルシウムは酸性域でガスを発生する。更に生石灰（酸化カルシウム）は安定性が悪く、炭酸カルシウムや消石灰に変化し易い。
【０００８】
本発明では次に、多硫化カルシウム（ＣａＳ4）を酸性溶融飛灰１００重量部当たり０．１〜１０重量部加える。通常、市販されている貝殻虫駆除用の石灰硫黄含剤（２８重量％程度の多硫化カルシウム含有品）を元の酸性溶融飛灰１００重量部当たり多硫化カルシウム換算で０．１〜１０重量部加えて混合するのが入手の容易性から見て有利である。多硫化カルシウムは硫化物作製作用を有し、酸性溶融飛灰に含まれる重金属類を硫化物の形にする。硫化物の形になった重金属類は炭酸塩や水酸化物の形の重金属類よりも水に対する溶解度が小さく、より安定である。多硫化カルシウムの加える量を酸性溶融飛灰１００重量部当たり０．１重量部未満にすると、酸性溶融飛灰に通常含まれる重金属類の濃度等との関係で、その溶出を充分に防止することができず、逆に１０重量部超にすると、後のｐＨ調整との関係で重金属類によってはその溶出が増え、いずれにしても不都合である。
【０００９】
多硫化カルシウムに代えて、多硫化カルシウムと硫化ナトリウム（Ｎａ2Ｓ）及び／又は硫化カリウム（Ｋ2Ｓ）との混合物を加えるのが好ましい。多硫化カルシウムは安価であるが、硫化物作製作用がやや弱く、酸性溶融飛灰に含まれる重金属類を充分に硫化物の形にすることができない場合がある。これに対して硫化ナトリウムや硫化カリウムは硫化物作製作用が強く、硫化反応が短時間で進行する。しかし、硫化ナトリウムや硫化カリウムは高価である。したがって、経済性及び硫化物作製作用の双方から見て、多硫化カルシウムと硫化ナトリウム及び／又は硫化カリウムとの混合物を加えるのが好ましいのである。
【００１０】
多硫化カルシウムを加える場合でも、或は多硫化カルシウムと硫化ナトリウム及び／又は硫化カリウムとの混合物を加える場合でも、前述したように酸性溶融飛灰のｐＨを８．５以上にしておく。これらを酸性溶融飛灰にそのまま加えると、有毒な硫化水素ガスが発生するので、安全を見込むのである。
【００１１】
本発明では更に、鉱酸を加えてｐＨを８．５〜１０．０の範囲に調製する。多硫化カルシウム、或は多硫化カルシウムと硫化ナトリウム及び／又は硫化カリウムとの混合物を加えると、ｐＨがよりアルカリ性に傾くので、更に鉱酸、例えば塩酸を加えて、そのｐＨを８．５〜１０．０の範囲に調製するのである。ｐＨが８．５〜１０．０の範囲を外れると、酸性溶融飛灰に含まれる鉛や亜鉛等の両性金属は酸性域でもアルカリ性域でもその溶出が増え、またカドミウムは酸性域で、ヒ素はアルカリ性域でそれぞれその溶出が増える。
【００１２】
鉱酸に代えて、塩化第１鉄を加えるのが好ましい。通常、塩化第１鉄の高濃度水溶液、例えば３０重量％前後の水溶液を加えて混合し、ｐＨを８．５〜１０．０の範囲に調整する。塩化第１鉄は還元作用を有し、酸性溶融飛灰に含まれる有害な６価クロムを３価クロムに還元する。これに対して塩化第２鉄は還元作用がない。
【００１３】
本発明では最後に、上記のようにｐＨを８．５〜１０．０の範囲に調整した後、水として用いる循環水又は排水を元の酸性溶融飛灰１００重量部当たり１０〜３５重量部加えて混練する。循環水又は排水の加える量を酸性溶融飛灰１００重量部当たり１０重量部未満にすると、酸性溶融飛灰を充分に泥状化することができず、逆に３５重量部超にすると、酸性溶融飛灰がスラリー状になってしまい、いずれにしてもハンドリング性が悪く、不都合である。
【００１４】
酸性溶融飛灰と混練する水としては、廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する溶融スラグを水砕固化するのに用いた循環水を用いる。廃棄物やその焼却残渣を溶融処理すると、溶融スラグが発生する。一般に溶融スラグは水砕固化される。水砕固化では通常、新たに冷却水を補充しつつ、一度使用した冷却水を循環水として再使用するが、その一方で繰り返しの再使用により汚染された循環水の一部を抜き出している。抜き出した循環水には重金属類が濃縮されており、これをそのままでは放水できない。そこで、かかる循環水を上記のような酸性溶融飛灰と混練する水として用いると、結果的に循環水に含まれる重金属類をも安定化できる。
【００１５】
また酸性溶融飛灰と混練する水としては、廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する排ガスを水洗浄するのに用いた排水を用いる。廃棄物やその焼却残渣を溶融処理する際に発生する排ガスには各種の酸性ガス（ＨＣｌやＳＯＸ等）が含まれているので、これを除去するため、通常排ガスを水酸化ナトリウム水溶液で洗浄する。洗浄に用いた排水には排ガス中の重金属類、特に水銀が捕集されており、これをそのままでは放水できない。そこで、かかる排水を上記のような酸性溶融飛灰と混練する水として用いると、結果的に排水に含まれる重金属類をも安定化できる。
【００１６】
【実施例】
実施例１
都市ごみの焼却灰と焼却飛灰との混合物を溶融処理したときの排ガスからバグフィルタで捕集した酸性溶融飛灰（ｐＨ５．０）を処理した。消石灰（市販の消石灰特号、ＪＩＳ−Ｒ９００１）を酸性溶融飛灰１００重量部当たり５重量部加えて混合し、そのｐＨを８．５以上にした。次に多硫化カルシウム（２．７５重量％の多硫化カルシウム水希釈液）を元の酸性溶融飛灰１００重量部当たり０．２５重量部（多硫化カルシウム換算量）加えて混練した。更に塩酸（３７．２重量％の濃塩酸）を１．２重量部加えて混練し、ｐＨを９．０に調整した。最後にこの混練物に水として前記の混合物を溶融処理したときの溶融スラグを水砕固化するのに用いた循環水を元の酸性溶融飛灰１００重量部当たり２０重量部加えて混練した。得られた混練物について溶出試験（昭和４８年環境庁告示１３号）を行なった。処理条件を表１に、また溶出試験結果を表３に示した。
【００１７】
実施例２
実施例１と同様に、消石灰を酸性溶融飛灰に加えて混合し、次に多硫化カルシウムを加えて混練した。更に塩酸（３７．２重量％の濃塩酸）を１．１重量部加えて混練し、ｐＨを９．４に調整した。最後にこの混練物に水として前記の混合物を溶融処理したときの排ガスを洗浄するのに用いた排水を元の酸性溶融飛灰１００重量部当たり２０重量部加えて混練した。得られた混練物について実施例１と同様に溶出試験を行なった。処理条件を表１に、また溶出試験結果を表３に示した。
【００１８】
参考例１〜２０及び比較例１〜１０
加えた薬剤等の種類及び／又はその添加量を変え、また水として工業用水を用いて、実施例１や２と同様に行なった。処理条件を表１及び表２に、また溶出試験結果を表３及び表４に示した。
【００１９】
【表１】
0003650973.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003650973.tif 000003
【００２１】
表１及び表２において、
添加量：元の酸性溶融飛灰１００重量部当たりの添加量（水の添加量は各例いずれも２０重量部）
＊１：ＧＥＯＳＴＡ−Ｆ１３（鐘淵化学工業社製の無機系安定化剤）
＊２：ＮＥＷ−エポルバ５００（ミヨシ油化社製の高分子系安定化剤）
ｐＨ：最終的に得られた混練物のｐＨ
【００２２】
【表３】
0003650973.tif 000004
【００２３】
【表４】
0003650973.tif 000005
【００２４】
表３及び表４において、
判定：○は産業廃棄物埋立基準（平成６年１１月７日付の総理府令第６１号）を達成しており、重金属類が充分に不溶出化（安定化）されていることを、×は上記産業廃棄物埋立基準を達成していないことを意味する
【００２５】
【発明の効果】
既に明らかなように、以上説明した本発明には、酸性溶融飛灰に含まれる重金属類の溶出を経済的且つ充分に防止でき、また結果的に溶融スラグを水砕固化するのに用いた循環水や排ガスを水洗浄するのに用いた排水に含まれる重金属類をも安定化できるという効果がある。