(57)【要約】【課題】  木質系廃棄物の焼却後に発生する燃え殻及び煤塵を含む再利用可能な造粒物を提供する。【解決手段】  木質系廃棄物の焼却後の燃え殻及び煤塵と、セメントと、添加材としてのベントナイト及び廃石膏のいずれか一方または双方と、所定の不溶化剤と、水とを含む混合物を造粒処理して得られる造粒物である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質系廃棄物の焼却後の燃え殻及び煤塵と、セメントと、添加材としてのベントナイト及び廃石膏のいずれか一方または双方と、所定の不溶化剤と、水とを含む混合物を造粒処理して得られる造粒物。
【請求項２】
前記所定の不溶化剤は、硫酸第一鉄、酸化マグネシウム、及びキレート剤の中から選択された少なくとも１つを含む、請求項１の造粒物。
【請求項３】
前記廃石膏は、二水石膏、半水石膏、及び無水石膏の中から選択された少なくとも１つを含む、請求項１または２の造粒物。
【請求項４】
前記混合物は、前記添加材と前記不溶化剤をそれぞれ１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下含む、請求項１〜３のいずれか１項の造粒物。
【請求項５】
前記造粒物は、鉛または六価クロムの溶出量が、０．０１ｍｇ／リットル未満、または０．０５ｍｇ／リットル未満であり、鉛またはヒ素の含有量が１５０ｍｇ／キログラム未満、または１５０ｍｇ／キログラム未満である、請求項２〜４のいずれか１項の造粒物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の造粒物を含む路盤材または土壌材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質系廃棄物から再利用可能な造粒物を得ることに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、公開特許公報2006-315890号公報に開示されるように、廃棄物（廃材）から再利用可能な造粒物を製造することが行われている。廃棄物のうち木質系廃棄物は、通常焼却され、その際に発生する燃え殻及び煤塵（ばいじん）を処分する必要がある。
【０００３】
平成２３年に起こった震災後は、処理すべき廃棄物量が増大し、木質系廃棄物の燃え殻及び煤塵について受入先（処分先）の確保が困難な状況であることから、その燃え殻及び煤塵についても造粒の原料として使用することが求められている。
【０００４】
しかし、燃え殻及び煤塵、特に煤塵には鉛等の有害物質が比較的多く含まれるため、燃え殻及び煤塵単独で造粒物を造ることはできない。また、他の原料と混合させる場合も、燃え殻及び煤塵の混合割合や他の原料の種類及びその混合割合を環境基準に照らして適正化する必要がある。さらに、燃え殻及び煤塵を含む再利用可能な造粒物として、有害物質の溶出抑制等の環境基準を満たす必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2006-315890号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明は、木質系廃棄物の焼却後に発生する燃え殻及び煤塵を含む再利用可能な造粒物を提供することを目的とし、より具体的には、特に、鉛を含む有害物質の溶出抑制ができ再利用可能な造粒物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、木質系廃棄物の焼却後の燃え殻及び煤塵と、セメントと、添加材としてのベントナイト及び廃石膏のいずれか一方または双方と、所定の不溶化剤と、水とを含む混合物を造粒処理して得られる造粒物を提供する。
【０００８】
本発明によれば、燃え殻及び煤塵を固化材となるセメントと混合／造粒する際に、添加材としてのベントナイトまたは廃石膏によりその粘結性／粒度を調整することができ、さらに所定の不溶化剤により主に燃え殻及び煤塵に含まれる鉛、あるいは主にセメント中に含まれる六価クロム等の有害物質の溶出を抑制することが可能となる造粒物を得ることができる。
【０００９】
本発明の一態様では、所定の不溶化剤は、硫酸第一鉄、酸化マグネシウム、及びキレート剤の中から選択された少なくとも１つを含む。
【００１０】
本発明の一態様によれば、硫酸第一鉄により主にセメント中に含まれる六価クロムを不溶化でき、酸化マグネシウムあるいはキレート剤により主に燃え殻及び煤塵に含まれる鉛を不溶化することが可能となる。
【００１１】
本発明の一態様では、廃石膏は、二水石膏、半水石膏、及び無水石膏の中から選択された少なくとも１つを含む。
【００１２】
本発明の一態様によれば、廃石膏として二水石膏、半水石膏、及び無水石膏の中から選択された１つ、または複数を適時選択して用いることにより造粒物の粘性／粒度をその用途に応じて調整ことが可能となる。
【００１３】
本発明の一態様では、混合物は、添加材と不溶化剤をそれぞれ１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下含む。
【００１４】
本発明の一態様によれば、造粒物の粘性調整及び有害物質の溶出抑制を行うために必要な添加材と不溶化剤の割合を最低限維持しながら、主原料である燃え殻及び煤塵の処理量を一定以上にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の木質系廃棄物から再利用可能な造粒物を製造する工程を示す図である。
【図２】本発明の造粒物をアスファルト舗装用の路盤材として利用する場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態の再利用可能な造粒物を製造する工程を示す図である。図１の製造工程は、例えば、建設廃棄物の再資源化を行う中間処理施設（例えば、出願人である恵和興業（株）所有の「ゼロエミプラント」等）の設備を用いて実施することができる。
【００１７】
図１の工程Ｓ１において、木質系廃棄物の焼却を行う。その焼却は、焼却後の燃え殻と煤塵の各々を弁別して回収可能な所定の焼却炉を用いて行う。木質系廃棄物には、植物系の廃棄物と、建設現場などから発生する木材系の建設廃棄物とが含まれる。前者には、樹木を剪定した時に出る枝葉や間伐材、おがくず、樹皮、わらなどがある。後者には、家屋の解体廃材や大型の家具、廃材などさまざま種類や材質のものがある。
【００１８】
工程Ｓ２において、工程Ｓ１で得られた燃え殻と煤塵を取得する。ここで言う取得には、処理施設内の１つの焼却炉から得られた燃え殻と煤塵の取得のみならず、複数の処理施設／焼却炉において得られた燃え殻と煤塵の取得をも含む。
【００１９】
工程Ｓ３において、所得された燃え殻と煤塵に、固化材となるセメントと、添加材としてのベントナイトまたは廃石膏と、不溶化剤とを混合して、造粒物の原料（混合物）を作成する。固化材となるセメントは、例えば高炉セメントＢ種が用いられる。セメントの混合割合は、数ｗｔ％〜十数ｗｔ％の範囲で可変でき、好ましくは８〜１０ｗｔ％程度である。
【００２０】
添加材としてのベントナイトまたは廃石膏の混合割合は、１０ｗｔ％以下であり、好ましくは６〜７ｗｔ％程度である。廃石膏としては、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、半水石膏（ＣａＳＯ４・０．５Ｈ２Ｏ）、及び無水石膏（ＣａＳＯ４）の中から選択された１つ、または複数を適時選択して用いることができる。その中でも、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）が不要物の再利用という観点から最も好ましい。
【００２１】
不溶化剤としては、主に固化材として混合されるセメント中に含まれる六価クロムの溶出を抑制するための硫酸第一鉄等の還元剤が含まれる。不溶化剤としては、さらに、主に燃え殻及び煤塵に含まれる鉛等の重金属の溶出を抑制するための酸化マグネシウムあるいはキレート剤が含まれる。各不溶化剤は、造粒後の造粒物からの溶出量が環境基準（「土壌汚染対策法施行規則」（平成14年12月26日付環境省令第29号）で定める基準を示す、以下同様）を下回るように、所定の量（割合）で添加される。環境基準では、例えば、六価クロムと鉛の溶出量は、順番に０．０５ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌ、鉛とヒ素の含有量は、順番に１５０ｍｇ／ｋｇ、１５０ｍｇ／ｋｇと定められている。
【００２２】
不溶化剤の所定の量（割合）は、５ｗｔ％以下が好ましく、より具体的には、例えば、セメント５〜１５ｗｔ％に対して、硫酸第一鉄、酸化マグネシウム、キレート剤が、順番に０．５〜１．０ｗｔ％、２〜５ｗｔ％、０．２〜１．０ｗｔ％程度である。これらの割合（範囲）で各添加剤を添加した場合、上記の環境基準を満たす（下回る）ことができることがわかった。
【００２３】
工程Ｓ４において、混合工程Ｓ３で得られた混合物に適量（１０〜２０ｗｔ％の範囲）の水を加えながら、造粒機において造粒され造粒物が生成される。造粒物の粒度は、造粒機の羽根の回転速度や回転時間等に応じて変化し、回転時間（すなわち造粒時間）を長くすることにより粒度の大きな造粒物の割合を増やすことができる。造粒物の粒度は、造粒物の用途に応じて適時設定される。
【００２４】
工程Ｓ５において、造粒物を養生する。養生は造粒物の強度を改善する上で重要であり、六価クロムと鉛、さらにはヒ素及びフッ素の溶出量を低減する意味でも重要である。本発明者による実験では、養生期間を少なくとも４日以上、例えば５日程度確保することにより、各種の溶出量を各々の環境基準値以下に低減できることが分かった。なお、養生期間は本発明の造粒物の製法において必須の要件ではなく、造粒物の用途等に応じて任意に取捨選択することができる。
【００２５】
工程Ｓ６において、生成された造粒物の品質管理を行う。品質管理は、造粒物が用途に合った仕様（粒度、環境基準のクリア等）を満たしているかを検査／確認する。検査に合格した造粒物は、例えば、リサイクル・コンクリート（ＲＣ）４０と所定の割合で混合されて路盤材として、あるいは土地の埋め立て用の土壌材として再利用される。
【００２６】
図２は、本発明の造粒物をアスファルト舗装用の路盤材として利用する場合の模式図である。アスファルト舗装用の路盤材は、アスファルト舗装における、アスファルトを含む表層／基層１０の下に配置される路盤材２０を意味し、特に路盤材の下層路盤の材料を意味する。図２に示されるように、造粒物は、路盤材２０として、ＲＣ４０（２２）の間を埋めるように混合されている。
【実施例】
【００２７】
混合割合を変えて、複数の試料（造粒物）を実際に製造して品質評価をおこなった。混合割合を設定する際には煤塵に含まれる鉛の含有量が特に重量となる。一例として鉛の含有量が１９００ｍｇ／ｋｇの煤塵、５０ｍｇ／ｋｇの燃え殻を原料として使用する場合、煤塵５ｗｔ％、燃え殻９５ｗｔ％とすると、煤塵と燃え殻の混合物中の鉛含有量は１４０ｍｇ／ｋｇ程度となり環境基準１５０ｍｇ／ｋｇ以下となる。本混合原料にセメント、添加材としての二水石膏、不溶化剤として硫酸第一鉄、及びキレート剤または酸化マグネシウムを混合して溶出量の抑制を行う。その結果、一例として、下記の２つの表に示す混合割合（ｗｔ％）で混合した混合物を用いて製造された造粒物において、環境基準で規定されている有害物質（カドミウム、六価クロム、シアン、鉛、ヒ素、フッ素等）の溶出量をいずれも環境基準で定める値以下に抑えることができることが確認された。
【００２８】
＜混合割合（ｗｔ％）＞
【表１】
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【表２】
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【００２９】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。
【図１】
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【図２】
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