(57)【要約】 【課題】  多量のリン酸類を必要とせず、廃棄物のろ過特性が低下することなく、廃棄物のろ液におけるフッ素およびリン酸を低減して、廃棄物からのフッ素の溶出を一定基準値以下に確実に低減させることができ、省資源化を図ることができる廃棄物の安定化処理方法および安定化処理装置を提供する。【解決手段】  スラリ撹拌槽２に収容される廃棄物のスラリに、このスラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満となるようにアルカリ物質または酸物質を撹拌し、アルカリ物質または酸物質が撹拌されたスラリを脱水機４によって脱水して、脱水ケーキを生成し、脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を、処理液貯留槽５から処理液供給ポンプ２１によって前記生成された脱水ケーキに供給して、脱水ケーキに接触させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物のスラリに、このスラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満となるようにアルカリ物質または酸物質を撹拌し、
アルカリ物質または酸物質が撹拌されたスラリを脱水して、脱水ケーキを生成し、
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を、前記生成された脱水ケーキに透過させることを特徴とする廃棄物の安定化処理方法。
【請求項２】
リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるろ液を、脱水ケーキに透過させることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の安定化処理方法。
【請求項３】
撹拌槽と、
撹拌槽に入れられた廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満となるようにアルカリ物質または酸物質を、前記撹拌槽に供給する第１供給手段と、
第１供給手段によって供給されたアルカリ物質または酸物質が撹拌された廃棄物のスラリを脱水して、脱水ケーキを生成する脱水手段と、
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を、前記脱水ケーキに供給する第２供給手段とを含むことを特徴とする廃棄物の安定化処理装置。
【請求項４】
リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるろ液を貯留するろ液貯留槽と、
脱水ケーキに、ろ液貯留槽に貯留したろ液を供給する第３供給手段とを含むことを特徴とする請求項３記載の廃棄物の安定化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、副生石こう、廃石こうボード（リサイクル石こう）、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石・凝集砂スラッジ、汚染土壌および集塵ダストなどの廃棄物の安定化処理方式および安定化処理装置に関し、より詳細には、これらの廃棄物が含有している微量の有害物質であるフッ素を難溶化し、環境への溶出を抑制する廃棄物の安定化処理方法および安定化処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物中には、環境規制物質として指定されている微量の環境有害元素が含まれている場合が多く、有効利用時または埋立て処分時に問題となる。特に２００１年に土壌環境基準に追加されたフッ素などの溶出量が規制値を超える場合が問題となる。フッ素が含まれる廃棄物には、副生石こう、廃石こうボードおよび脱水スラッジなどがある。
【０００３】
一般に石こうは、建築材料として石こうボードやセメントの原料として大量に使用されている。特に石こうボードは、安価で耐火性に優れるため、建築物の内装材として、年間約４７０万トン（２００３年度）が使用され、建築物解体時の廃石こうボードは８６万トン（２００４年度）になると推計され、ほとんどが他の産業廃棄物とともに埋立て処分されている。特に、石こうボード原料の約４〜５割を占める副産石こうの多くはフッ素を含有するため、フッ素の難溶化、安定化技術の開発が望まれている。
【０００４】
石こうのスラリに消石灰などのカルシウム化合物を添加し、フッ素をフッ化カルシウムとして固定する技術がある。しかしながら、フッ化カルシウムのフッ素としての溶解度は８ｐｐｍ程度であり、フッ素の場合、土壌環境基準として溶出量が０．８ｍｇ／Ｌ以下に定められていることから、石こうからのフッ素の溶出量を低減するために充分に有効な技術とはいえない。
【０００５】
このような問題に鑑み、廃棄物としての石こうに関してフッ素の溶出量を０．８ｍｇ／Ｌ以下に低減しようとする方法として、以下の（１）〜（３）のような従来の技術がある。
【０００６】
（１）二水石こうのスラリまたは半水石こうのスラリに、アルカリを添加してｐＨを９以上に上げて、その後、リン酸類、および／または、酸を添加して、ｐＨの下げ幅が１以上、下げたｐＨが６以上になるよう調整することによって溶出するフッ素を低下させた後、ろ過して石こうを得る技術（たとえば特許文献１参照）。
【０００７】
（２）ろ過した二水石こうを、硫酸バンドを含む弱酸性の洗浄水で洗浄し、フッ素を洗浄液中に溶出除去しようとする技術（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
（３）ろ過した二水石こうに、リン酸およびアルカリ剤を加えて、混練機を用いた機械的混練と養生によって、二水石こうのフッ素溶出量を低減させようとする技術（たとえば特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２０６１３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９９６２号公報
【特許文献３】特願２００３−３０５８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の従来技術では、以下の課題が残っている。
特許文献１の技術では、アルカリを添加して石こうのスラリのｐＨを９まで上げることから、多量のアルカリが必要であり、その後リン酸類および／または酸を添加して、ｐＨを６付近まで低下させることから、石こうのスラリに残存したアルカリを中和するために、リン酸および／または酸がさらに多く必要となり、石こうの純度が低下するとともに、石こう硬化体の純度も低下する。これは、石こうのスラリ中にリン酸類および／または酸を添加すると、石こうのスラリ中に溶解したカルシウムイオン、マグネシウムイオンおよびそのほかのカチオンとの反応が進み、多くのリン酸および／または酸が必要となるためである。
【００１１】
また、特許文献１に開示される方法で作成される石こうのスラリ中には、主として添加したリン酸とアルカリ物質とによって生成されるリン酸カルシウムなどの微粒子が存在するため、石こうのスラリをろ過するときに、石こう中に水分がとどまりやすくなり、ろ過特性が悪くなる。
【００１２】
さらに特許文献１に開示される方法で生成されるろ液中には、未反応のリン酸が多く残ってしまうので、その処理が問題となる。
【００１３】
特許文献２に開示される方法では、フッ素を洗浄液中に溶出除去するので、洗浄液中に多量のフッ素が残ってしまい、洗浄液中からのフッ素の除去が問題となる。また、洗浄液との反応によって生成されるフッ化アルミニウムは、ｐＨ＝７〜８．６では溶解度が高くなり、溶出量の基準値（０．８ｍｇ／Ｌ）を満足することができない。
【００１４】
特許文献３に開示される方法では、リン酸、アルカリ物質および石こう粒子を分散させるための機械的撹拌に大きな動力が必要となる。
【００１５】
本発明の目的は、多量のリン酸類を必要とせず、廃棄物のろ過特性が低下することなく、廃棄物のろ液におけるフッ素およびリン酸を低減して、廃棄物からのフッ素の溶出を一定基準値以下に確実に低減させることができ、省資源化を図ることができる廃棄物の安定化処理方法および安定化処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、廃棄物のスラリに、このスラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満となるようにアルカリ物質または酸物質を撹拌し、
アルカリ物質または酸物質が撹拌されたスラリを脱水して、脱水ケーキを生成し、
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を、前記生成された脱水ケーキに透過させることを特徴とする廃棄物の安定化処理方法である。
【００１７】
本発明に従えば、まずアルカリ物質または酸物質によって廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数を７．０以上８．６未満とする。廃棄物のスラリは、この廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数を調整することができる状態であれば、いずれの濃度であってもよく、廃棄物のスラリに含まれる固形物の濃度が数１０％であってもよいし、数％以下であってもよい。また廃棄物のスラリの分散媒体としては、たとえば水を用いるが、有機物などの溶媒が含有されていてもよい。廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数が７．０未満では、廃棄物のスラリに含まれる物質と、脱水ケーキに透過されるリン酸類水溶液に含まれるリン酸類との反応が不充分となり、廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数を８．６以上とする場合、過剰なアルカリ物質の添加が必要となる。スラリの水素イオン濃度指数を７．０以上８．６未満とすることによって、安定化処理に使用されるリン酸類およびアルカリ物質の量を最小限とすることができる。
【００１８】
リン酸類としては、リン酸とカチオンとの反応によって生成される酸性のリン酸塩であってもよいし、リン酸自体であってもよい。リン酸類は、たとえば次亜リン酸、亜リン酸、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸およびメタリン酸などの酸物質であってもよいし、さらにリン酸水素カルシウムおよびリン酸水素アルミニウムなどであってもよい。リン酸類としては、リン酸処理水として水に溶解する酸が望ましい。特に効果があるのは、リン酸である。
【００１９】
アルカリ物質としては、アルカリのカルシウム化合物ならいずれでもよく、たとえば消石灰（水酸化カルシウム）、炭酸カルシウム、ドロマイト、セメントおよび鉄鋼高炉スラグ粉などが適用可能である。
【００２０】
酸物質としては、前述したリン酸類、硫酸および硝酸などの無機酸であってもよく、酢酸などの有機酸であってもよい。
【００２１】
水素イオン濃度指数が７．０以上８．６未満に調整された廃棄物のスラリを脱水した後に、脱水して生成された脱水ケーキにリン酸類溶液を透過させて、脱水ケーキにリン酸類溶液を接触させるので、リン酸類が反応して生成される生成物が生成される前に、廃棄物のスラリが脱水されることによって、廃棄物に水分が留まってしまうことが抑制され、良好な脱水特性を得ることができる。
【００２２】
フッ素が含まれる廃棄物のスラリでは、アルカリ物質を撹拌して、水素イオン濃度指数を７．０以上８．６未満とした後、脱水して生成される脱水ケーキには、廃棄物の固形分とアルカリ物質とが存在し、この脱水ケーキにリン酸類溶液を透過させると、リン酸類溶液が脱水ケーキに接触することによって、リン酸類溶液に含まれるリン酸類とアルカリ物質とが反応して、リン酸水素カルシウム二水和物（第２リン酸カルシウム）が合成され、フッ素とリン酸水素カルシウム二水和物とが反応して、フッ化リン酸カルシウムが生成されることによって、フッ素が廃棄物に固定され、廃棄物に含まれるフッ素が廃棄物の粒子から外部に溶出する量を低減することができる。
【００２３】
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を脱水ケーキに透過させることによって、リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるろ液に含まれるリン酸類を低減することができる。また特許文献２に開示される方法と比較して、ろ液に溶出するフッ素の溶出量を低減することができるので、ろ液の処理が容易となる。リン酸類が、脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部未満のリン酸類しか含まない場合には、フッ素の溶出量の低減は充分ではない。また脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて１５重量部以上のリン酸類を含む場合には、処理後生成された脱水ケーキの水素イオン濃度指数が６．５以下となってしまう。したがって、リン酸類溶液に含まれるリン酸類の量はフッ素含有量と安定化処理を行って生成される生成物の水素イオン濃度指数によって定まり、廃棄物のスラリにおけるフッ素含有量に応じ、安定化処理を行って生成される生成物の水素イオン濃度指数が低い廃棄物を処理する場合には、リン酸類溶液に含まれるリン酸類の量を少なくする。
【００２４】
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含むリン酸類溶液を、脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満とすることによって、安定化処理を行って生成した生成物の水素イオン濃度指数が６．５〜８．５となり、また過不足なくフッ素の安定化をすることができる。
【００２５】
また本発明は、リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるろ液を、脱水ケーキに透過させることを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるリン酸類を含んだろ液を溜めおき、リン酸類溶液を脱水ケーキに透過させる前またはリン酸類溶液を脱水ケーキに透過させた後に、ろ液を脱水ケーキに透過させるので、ろ液に残存するリン成分を再び脱水ケーキと接触させることができ、リン酸類が脱水ケーキに接触する機会を多くすることができるので、リン酸類溶液中に含まれるリン酸類の濃度を低くして、より省資源化を図ることができる。
【００２７】
また本発明は、撹拌槽と、
撹拌槽に入れられた廃棄物のスラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満となるようにアルカリ物質または酸物質を、前記撹拌槽に供給する第１供給手段と、
第１供給手段によって供給されたアルカリ物質または酸物質が撹拌された廃棄物のスラリを脱水して、脱水ケーキを生成する脱水手段と、
脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を、前記脱水ケーキに供給する第２供給手段とを含むことを特徴とする廃棄物の安定化処理装置である。
【００２８】
本発明に従えば、前記撹拌層、第１供給手段、脱水手段および第２供給手段によって、前述した廃棄物の安定化処理方法を実現することができる。これらの装置では、前述した安定化処理方法を実現するために、特別な設備を必要とせず、廃棄物を洗浄脱水する既存の設備を用いて装置を作製することができる。脱水手段は、たとえば真空ベルトフィルタ方式の脱水機によって実現されてもよい。
【００２９】
また本発明は、リン酸類溶液が脱水ケーキを透過して得られるろ液を貯留するろ液貯留槽と、
脱水ケーキに、ろ液貯留槽に貯留したろ液を供給する第３供給手段とを含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、脱水ケーキを透過して得られるろ液をろ液貯留槽によって貯留して、貯留したろ液を第３供給手段によって再び脱水ケーキに供給して、リン酸類溶液供給手段によって、脱水ケーキにリン酸類溶液を透過させる前あるいは後に、前記ろ液を脱水ケーキに透過させることができ、脱水ケーキを透過したろ液に残存しているリン酸類を、再び脱水ケーキと接触させることができ、リン酸類が脱水ケーキに接触する機会を多くすることができるので、リン酸類溶液中に含まれるリン酸類の濃度を低くして、より省資源化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、廃棄物のスラリにアルカリ物質または酸物質を加えて撹拌処理し、スラリの水素イオン濃度指数が７．０以上かつ８．６未満になるようにし、スラリを脱水して、脱水ケーキを生成し、脱水ケーキにこの脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を接触させることによって、使用するリン酸類の量を最小限とし、廃棄物のろ過特性が低下することがなく、処理の過程で生成されるろ液に含まれるリン酸類を低減して、効率よく、フッ素溶出量が低減された脱水ケーキである廃棄物を生成することができる。
【００３２】
また本発明は、フッ素を安定化するのに多量の薬剤を必要とせずに、新たな追加設備を最小限として、フッ素溶出量を低減した廃棄物を得ることができ、経済的で、環境負荷を小さくすることができる。
【００３３】
また本発明は、廃棄物中のフッ素含有量および水素イオン濃度指数によって、リン酸類と、アルカリ物質または酸物質とである薬剤の添加量を調整するので、多種多様な廃棄物に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
【００３５】
図１は、本発明の第１の実施の形態の安定化処理装置１を系統的に示す図である。以下では、廃棄物のうち、副生石こうおよび廃石こうボードなどを総称した石こうを例にとって説明する。安定化処理装置１は、真空ベルトフィルタ方式の脱水機に適応している。
【００３６】
本実施の形態では、廃棄物のスラリが石こうのスラリであり、この石こうのスラリに含まれる石こうとしては、天然でも人工的に合成したものでもいずれでもよい。合成された石こうとしては種々にあるが、たとえば、リン酸製造時に副生するリン酸石こう、発電所などからの排煙脱硫に由来する排煙脱硫石こう、チタン製造の際に副生するチタン石こう、建築廃棄物などリサイクルを目的に石こうボードから紙と分別した廃石こう（リサイクル石こう）などがある。本発明は、フッ素を含有する副産石こうに適用可能であり、天然石こうでもフッ素を含有するものであれば、同じように適応できる。また、石こうにはその結晶形態によって二水石こう、半水石こうおよび無水石こうがあるが、本発明はフッ素を含有するいずれの石こうにも適用可能である。
【００３７】
処理前の石こうのスラリは、石こうの水素イオン濃度指数（ｐＨ）を調整できる状態であれば、いずれの濃度でもよく、石こうのスラリにおける石こう濃度が数１０ｗｔ％（重量パーセント）のいわゆるスラリ状態でもよいし、数ｗｔ％以下の分散状態でもよい。また分散媒体としては、通常、水（Ｈ２Ｏ）を用いるが、石こうの製造工程で発生する副産物や混入物を含んでもよく、有機物などの溶媒が含有されていてもよい。本実施の形態では、石こうのスラリの分散媒体として、工業用水を用いる。
【００３８】
安定化処理装置１は、スラリ撹拌槽２、第１供給機３、脱水機４、処理液貯留槽５、第２供給機６および第３供給機７を含んで構成される。
【００３９】
スラリ撹拌槽２には、石こうのスラリが収容される。スラリ撹拌槽２には、石こうのスラリを撹拌する撹拌装置が設けられており、収容された石こうのスラリが撹拌されることによって、スラリ撹拌槽２内での固形分の沈降が防止される。本実施の形態では、スラリ撹拌槽２に供給される石こうのスラリの濃度は、２０重量パーセント〜３０重量パーセント（ｗｔ％）程度としている。スラリ撹拌槽２に供給される石こうのスラリの水素イオン濃度指数（ｐＨ）は、５．５〜７．０程度である。
【００４０】
第１供給機３は、第１供給管１１を介して、アルカリ物質または酸物質をスラリ撹拌槽２に供給する。本実施の形態では石こうのスラリの水素イオン濃度指数（ｐＨ）は、５．５〜７．０程度であるので、第１供給機３は、アルカリ物質をスラリ撹拌槽２に供給する。第１供給機３からのアルカリ物質は、第１供給管１１によって形成される管路を経て、スラリ撹拌槽２に供給される。スラリ撹拌槽２に供給されたアルカリ物質は、このスラリ撹拌槽２に収容される石こうのスラリに撹拌されて、石こうのスラリとアルカリ物質とが混合される。スラリ撹拌槽２には、このスラリ撹拌槽２に収容される石こうのスラリのｐＨを測定するｐＨ測定器が設けられる。第１供給機３は、前記ｐＨ測定器の測定結果に基づいて、スラリ撹拌槽２に収容されている石こうのスラリのｐＨが、７．０以上かつ８．６未満になるようにアルカリ物質を石こうのスラリを供給する。
【００４１】
石こうのスラリのｐＨを上げる、すなわち石こうのスラリのｐＨの値を大きくする際には、アルカリ物質をそのまま石こうのスラリに添加してもよいし、水などによって希釈して石こうのスラリに添加してもよい。アルカリ物質の添加した後、撹拌を充分にする必要がある。第１供給機３からのアルカリ物質の供給量は、基本的にはスラリ撹拌槽２の石こうのスラリのｐＨの値によって制御するが、石こうのスラリおよび供給するアルカリ物質の性状が安定している場合、石こうのスラリに対して一定な割合としてもよい。
【００４２】
スラリ撹拌槽２では、第１供給機３からアルカリ物質が供給されると、石こうのスラリの濃度が均一となるように、アルカリ物質が添加された石こうのスラリを予め定める時間撹拌する。前記予め定める時間は、たとえば３０分程度に選ばれる。スラリ撹拌槽２に収容された石こうのスラリにおいて、この石こうのスラリの液中に溶出するフッ素は、微量である。
【００４３】
アルカリ物質としては、アルカリのカルシウム化合物ならいずれでもよく、たとえば消石灰（水酸化カルシウム）、炭酸カルシウム、ドロマイト、セメントおよび鉄鋼高炉スラグ粉などが適用可能である。
【００４４】
ｐＨが７．０以上かつ８．６未満となるように、ｐＨを調整された石こうのスラリは、スラリ供給ポンプ１２によって、スラリ供給管１３を介して脱水機４に供給される。石こうのスラリは、スラリ供給管１３によって形成される管路を経て、脱水機４に設けられるスラリ供給ノズル部３０から脱水機４に与えられる。石こうのスラリの水素イオン濃度指数が７．０未満では、石こうのスラリに含まれる物質と、脱水ケーキに透過されるリン酸類水溶液に含まれるリン酸類との反応が不充分となり、石こうのスラリの水素イオン濃度指数を８．６以上とする場合、過剰なアルカリ物質の添加が必要となる。石こうのスラリの水素イオン濃度指数を７．０以上８．６未満とすることによって、安定化処理に使用されるリン酸類およびアルカリ物質の量を最小限とすることができる。
【００４５】
脱水機４は、スラリ撹拌槽２から供給されるアルカリ物質が撹拌された石こうのスラリを、脱水して、脱水ケーキ層１４とろ液１５に固液分離する。本実施の形態では、脱水機４は、真空ポンプ１６と、石こうのスラリを乗載して搬送する搬送部３１と、ろ液タンク６１とを含んで構成され、真空ベルトフィルタ方式によって石こうのスラリを脱水する。
【００４６】
図２は、安定化処理装置１における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す平面図であり、図３は安定化処理装置１における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す断面図である。搬送部３１は、筐体３２、ローラ３３、ベルト３４および駆動部４５を含んで構成される。筐体３２に複数のローラ３３が、その回転軸線を並行にした状態で、所定の間隔をあけて設けられる。複数のローラ３３は、筐体３２にその回転軸線まわりに回転自在に保持される。この複数のローラ３３に、ベルト３４が張架される。ベルト３４には、細かい穴が形成されている。ベルト３４は、ろ布によって実現される。ろ布の目の粗さは、ベルト３４に乗載される石こうのスラリに含まれる石こうが透過しないように選ばれる。駆動部４５によってローラを回転駆動することによって、このベルト３４が循環回転する。駆動部４５は、複数のローラ３３のうち、搬送方向下流側の端部のローラ４６を基準位置から搬送方向下流側に向かうに連れて下方に押し出すことができる駆動源であるエアシリンダ４７を含んで構成される。ベルト３４の下張架部３６には、エアシリンダ４７が前記ローラ４６を押し出したときにベルト３４の変位を許容する変位許容部４８が設けられる。変位許容部４８は、搬送方向下流側の端部で、エアシリンダ４７に近接して設けられる。変位許容部４８は、下張架部３６を下部から支持する１対の支持ローラ４９と、搬送方向において前記１対の支持ローラ４９の間で下張架部３６を下方に押圧する重錘ローラ７１とを含んで構成される。支持ローラ４９および重錘ローラ７１の回転軸線は、前記ローラ３３の回転軸線と平行に延びる。支持ローラ４９は、筐体３２にその回転軸線に回転自在に保持され、重錘ローラ７１は上下方向すなわち重力の作用する方向に変位可能であり、かつ回転軸線まわりに回転自在に筐体３２に設けられる。支持ローラ４９のうち搬送方向下流側の支持ローラ４９、すなわち図２の右側の支持ローラ４９は、一方向にのみ回転可能であり、これによってベルト３４を回転方向の一方向にのみ移動させ、ベルト３４が逆回転してしまうことを防止することができる。エアシリンダ４７によって、ローラ４６を搬送方向下流側に向かって押し出すと、図３の仮想線で示すようにベルト３４が搬送方向下流側に押出され、一方向にのみ回転可能な支持ローラ４９によってベルト３４が逆回転してしまうことが防止されているので、ベルト３４の上張架部３５が搬送方向下流側に移動し、これに伴って重錘ローラ７１が上方に移動する。エアシリンダ４７がローラ４６を基準位置に戻すと、これに伴って、重錘ローラ７１が下方に移動し、ベルト３４が張架される。搬送部３１では、エアシリンダ４７がローラ４６を押し出して、元に戻すという動作を繰返すことによって、ベルト３４を回転駆動することができる。
【００４７】
ベルト３４の上張架部３５は、水平に延びる。この上張架部３５の搬送方向上流側の端部に石こうのスラリを供給するようにスラリ供給ノズル部３０が筐体３２に設けられる。ノズル部３０は、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって石こうのスラリを吐出し、石こうのスラリは、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって、上張架部３５に乗載される。ベルト３４の上張架部３５の、搬送方向およびベルト３４の厚み方向に垂直な方向の両側には、上張架部３５から離反するにつれて上方に傾斜する傾斜部材７２が設けられる。傾斜部材７２は真空トレー部３７に固定される。傾斜部材７２は、スラリ供給ノズル部３０よりも搬送方向上流側から、ベルト３４の上張架部３５の搬送方向下流側端部にわたって延びる。傾斜部材７２によって、ベルト３４に乗載された石こうのスラリおよび脱水ケーキ層１４が、搬送途中で搬送部３１から落ちてしまうことが防止される。
【００４８】
また上張架部３５のうち、搬送方向上流側の端部は、搬送方向上流側に向かうに連れて上方に傾斜する。これによって、スラリ供給ノズル部３０から供給された石こうのスラリが上張架部３５の搬送方向上流側の端部から落ちてしまうことが防止される。また上張架部のうち搬送方向下流側の端部は、搬送方向下流側に向かうに連れて下方に傾斜する。これによって、ベルト３４上の脱水ケーキ層１４を搬送部３１から搬出しやすくなる。
【００４９】
また搬送部３１には、ベルト３４を洗浄する洗浄部７３が設けられる。洗浄部７３は、ベルト３４の搬送方向下流側に設けられ、下張架部３６を水で洗浄する。
【００５０】
ベルト３４の上張架部３５と下張架部３６との間には、石こうのスラリから分離されたろ液を受ける真空トレー部３７が設けられる。真空トレー部３７は、上張架部３５に接触して設けられる。真空トレー部３７は、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって設けられ、かつ搬送方向においてスラリ供給ノズル部３０よりも搬送方向上流側から処理液供給ノズル部４１よりも搬送方向下流側まで延びる。真空トレー部３７に、真空ポンプ１６からの吸引力を導くろ液吸引管１７を介して、吸引力が導かれる。これによって上張架部３５に乗載された石こうのスラリは、吸引ろ過されて、脱水ケーキ層１４とろ液１５とに固液分離される。真空ポンプ１６によって吸引されたろ液１５は、ろ液吸引管１７を介して、ろ液タンク６１に貯留される。ろ液タンク６１は、真空ポンプ１６で吸引されたろ液１５と空気を分離するために設けられる。ろ液タンク６１には、ろ液吸引管１７からのろ液１５が貯留されるとともに、真空ポンプ吸引管６２が接続されて、真空ポンプ１６からの吸引力が導かれる。真空ポンプ１６は、真空ポンプ吸引管６２を介して、ろ液タンク６１の内部の空気を吸引する。真空ポンプ吸引管６２およびろ液吸引管１７は、ろ液タンク６１内に貯留されたろ液１５の液面よりも上方に設けられ、真空ポンプ吸引管６２は、ろ液吸引管１７よりも、ろ液タンク６１において上方に設けられる。これによって真空ポンプ１６は、ろ液タンク６１内の空気のみを吸引することができる。ろ液タンク６１内の空気が吸引されることによって、ろ液吸引管１７に吸引力を導くことができる。
【００５１】
ろ液タンク６１の下部には、ろ液排出管６３が接続され、ろ液排出管６３は、ろ液貯留槽１８に接続される。ろ液排出管６３を介してろ液タンク６１内のろ液１５がろ液貯留槽１８に移送されて、ろ液貯留槽１８にろ液１５が貯留される。また下張架部３６の下方には、下張架部３６に残存して付着している液を受ける下受け皿３８が設けられる。
【００５２】
上張架部３５の搬送方向の中間部、本実施の形態では搬送方向の中央部には、上張架部３５に臨んで処理液供給ノズル部４１が設けられる。処理液供給ノズル部４１は、ベルト３４の載置面から上方に予め定める距離Ｔ１、離間して設けられる。予め定める距離Ｔ１は、上張架部３５の載置面上の脱水ケーキ層１４の厚みよりも大きくなるように選ばれる。前記脱水ケーキ層１４の厚みは、２０〜３０ｍｍに選ばれる。この厚みは、スラリ供給ノズル部からの石こうのスラリの単位時間当たりの吐出量と、ベルト３４の移動速度とによって決定される。
【００５３】
処理液供給ノズル部４１には、後述する処理液供給管２２を介して処理液が供給され、処理液供給ノズル部４１は、供給された処理液を鉛直下方に吐出する。処理液供給ノズル部４１は、供給された処理液を、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって吐出する。これによって、ベルト３４に乗載される脱水ケーキ層１４の幅方向の全領域にわたって処理液を脱水ケーキ層１４に透過させることができる。
【００５４】
前記処理液供給ノズル部４１とスラリ供給ノズル部３０とは、搬送方向において予め定める距離Ｔ２離間して設けられる。予め定める距離Ｔ２は、処理液供給ノズル部４１から処理液が供給される位置における脱水ケーキ層１４の含水率が２０％程度となるように選ばれる。スラリ供給ノズル部３０から供給された石こうのスラリは、脱水されながら搬送され、含水率が２０％程度となる位置に、処理液供給ノズル部４１から処理液が供給される。このように本装置では、脱水処理と、脱水ケーキへの処理液の供給処理とを連続して行うことができる。脱水ケーキ層１４のうち、処理液が供給される位置よりも搬送方向下流側における部分の含水率は、１０％程度となる。搬送方向下流側ではベルト３４の搬送方向下流側の端部から脱水ケーキ層１４が搬出されて、処理が完了した脱水ケーキとなる。
【００５５】
再び図１を参照して、第２供給機６は、水である工業用水を処理液貯留槽５に供給する。第３供給機７は、リン酸類を処理液貯留槽５に供給する。処理液貯留槽５には、撹拌装置が設けられ、第２供給機６から供給された水と、第３供給機７から供給されたリン酸類とを収容して、これらを撹拌混合する。水によって希釈され撹拌混合されたリン酸類は、処理液供給ポンプ２１によって、処理液供給管２２を介して、処理液供給ノズル部４１に供給される。
【００５６】
リン酸類としては、リン酸とカチオンとの反応によって生成される酸性のリン酸塩であってもよいし、リン酸自体であってもよい。リン酸類は、たとえば次亜リン酸、亜リン酸、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸およびメタリン酸などの酸物質であってもよいし、さらにリン酸水素カルシウムおよびリン酸水素アルミニウムなどであってもよい。リン酸類としては、リン酸処理水として水に溶解する酸が望ましい。特に効果があるのは、リン酸である。
【００５７】
処理液が脱水ケーキ層１４に供給されると、処理液は脱水ケーキ層１４を透過する間に、脱水ケーキ層１４と接触する。脱水ケーキ層１４内部では、この脱水ケーキ層１４に含まれるアルカリ物質と、処理液に含まれるリン酸類とが反応し、リン酸水素カルシウム二水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）が生成される。このリン酸水素カルシウム二水和物が石こうに含まれるフッ素と反応してフッ化リン酸カルシウム（Ｃａ１０Ｆ２（ＰＯ４）６）が生成されることによって、フッ素が石こうに固定され、フッ素を安定化する、すなわちフッ素の溶出量が低減される。処理液のうち脱水ケーキ層１４を透過したろ液は、真空ポンプ１６によって吸引されて、ろ液貯留槽１８に蓄えられる。
【００５８】
第３供給機７が処理液貯留槽５に供給するリン酸類の量は、このリン酸類を供給する脱水ケーキ層１４に含まれるフッ素含有量と、処理後の石こうのｐＨに応じて、必要な割合で供給する。リン酸類を含む処理液の濃度は、石こうのスラリの性状、流量がともに安定している場合には、脱水ケーキ層１４に含まれる石こうの重量に対して、処理性能に応じて決定される。石こうのスラリの性状、流量のいずれかが変動する場合には、脱水ケーキ層１４に含まれる石こうの重量、ろ液のｐＨなどによってリン酸類を含む処理液の濃度を調整する。
【００５９】
リン酸類は第３供給機７によって、処理液貯留槽５に供給される。リン酸類を処理液貯留槽５に供給する方法については、望ましくは、処理液貯留槽５の処理液のｐＨを検知しておいて、ｐＨの値が所定値の範囲になるように、リン酸類を第３供給機７によって処理液貯留槽５に供給する。なお、処理液のｐＨの所定値の範囲については、廃棄物の種類、リン酸類の種類によって異なる。
【００６０】
第３供給機７は、処理液貯留槽５に、液体のリン酸類の場合そのまま供給してもよいし、水溶液として供給してもよい。また、固体のリン酸類の場合そのまま供給してもよいし、水溶液あるいはスラリとして供給してもよい。
【００６１】
排煙脱装置の石こう分離機に真空ベルトフィルタ方式を用いた場合は、副生する石こうの不純物を洗浄する目的で洗浄水を使うことが一般的であるが、この洗浄水中にリン酸類を供給し、使うことによって本発明の効果が得られる。既存の設備を利用し、安定化のための特別な機器を追加しないという意味で有効な方法である。
【００６２】
前述した処理液貯留槽５、第２供給機６、第３供給機７、処理液供給ポンプ２１、処理液供給管２２および処理液供給ノズル部４１を含んで第２供給手段が実現され、この第２供給手段によって、脱水ケーキ層１４に、脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を透過させることができる。これによって、リン酸類溶液が脱水ケーキ層１４を透過して得られるろ液１５に含まれるリン酸類を低減することができる。またろ液１５に含まれるフッ素は、微量であるので、ろ液１５の後処理が容易となる。リン酸類が、脱水ケーキ層１４に含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部未満のリン酸類しか含まない場合には、フッ素の溶出量の低減は充分ではない。また脱水ケーキ層１４に含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて１５重量部以上のリン酸類を含む場合には、安定化処理した後、生成された脱水ケーキの水素イオン濃度指数が６．５以下となってしまう。したがって、リン酸類溶液に含まれるリン酸類の量はフッ素含有量と安定化処理を行って生成される生成物の水素イオン濃度指数によって定まり、石こうのスラリにおけるフッ素含有量に応じ、安定化処理を行って生成される生成物の水素イオン濃度指数が低い廃棄物を処理する場合には、リン酸類溶液に含まれるリン酸類の量を少なくする。
【００６３】
ろ液貯留槽１８に貯留されるろ液のｐＨの値が、４．５以下であり、望ましくは４．０以下となるように、第３供給機７によってリン酸類を処理液貯留槽５に供給することによって、脱水ケーキからのフッ素溶出量を土壌環境基準値以下とすることができるという知見が得られた。
【００６４】
また安定化処理装置１では、水素イオン濃度指数が７．０以上８．６未満に調整された石こうのスラリを脱水した後に、脱水して生成される脱水ケーキ層１４にリン酸類溶液を透過させて、脱水ケーキ層１４にリン酸類溶液を接触させるので、リン酸類が反応して生成される生成物が生成される前に、石こうのスラリが脱水されることによって、石こうに水分が留まってしまうことが抑制され、良好な脱水特性を得ることができる。脱水ケーキ層１４に、この脱水ケーキ層１４に含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を含み、かつ脱水ケーキ１０重量部に対して、５重量部以上かつ１０重量部未満のリン酸類溶液を接触させることによって、使用するリン酸類の量を最小限とすることができ、処理の過程で生成されるろ液に含まれるリン酸類を低減して、効率よく、フッ素溶出量が低減された脱水ケーキである石こうを生成することができる。また安定化装置１は、多くの薬剤によってフッ素の安定化することなく、新たな追加設備を最小限として、フッ素溶出量を低減した石こうを得ることができ、経済的で、環境負荷を小さくすることができる。さらに、石こう中のフッ素含有量および水素イオン濃度指数によって、リン酸類と、アルカリ物質または酸物質とである薬剤の添加量を調整するので、多種多様な廃棄物に適用できる。
【００６５】
本実施の形態では、脱水機４として真空ベルトフィルタ方式のものを用いているが、本発明の他の実施の形態において、アルカリ物質の添加後、石こうのスラリ中の水分を除去して固液分離する方式については、遠心分離力を利用した方式でもよく、水分を効果的に除去する方式であればよい。
【００６６】
また本実施の形態では、廃棄物のスラリを石こうのスラリとしているが、廃棄物のスラリは、たとえば脱水スラッジおよび集塵ダストスラリであってもよく、これらの廃棄物についても同様に安定化を図ること、すなわちフッ素の溶出量を低減することができる。第１供給機３によってスラリ撹拌槽２に酸物質を供給する場合、酸物質としては、前述したリン酸類、硫酸および硝酸などの無機酸であってもよく、酢酸などの有機酸であってもよい。
【００６７】
図４は、本発明の第２の実施の形態の安定化処理装置４０の構成を系統的に示す図である。本実施形態の安定化処理装置４０は、真空ベルトフィルタ方式の脱水機に適応したものである。安定化処理装置４０において、前述した図１に示す実施の形態の安定化処理装置１と同様な構成には、同様の参照符号を付して、その説明を省略する場合がある。安定化処理装置４０は、図１に示される安定化処理装置１の構成に加えて、脱水ケーキ層１４を一度透過したろ液を、脱水機４に再度供給するためのろ液供給ポンプ８１と、再度脱水ケーキ層１４を透過したろ液を蓄える第２ろ液貯留槽１８ｂを含んで構成される。
【００６８】
図５は、安定化処理装置４０における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す平面図であり、図６は安定化処理装置４０における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、脱水機４に、ろ液供給ノズル部５１が設けられる。ろ液供給ノズル部５１には、ろ液供給管５２を介してろ液が供給され、ろ液供給ノズル部５１は、供給されたろ液を鉛直下方に吐出する。ろ液供給ノズル部５１は、ベルト３４の載置面から上方に予め定める距離Ｔ３、離間して設けられる。予め定める距離Ｔ３は、上張架部３５の載置面上の脱水ケーキ層１４の厚みよりも大きくなるように選ばれる。ろ液供給ノズル部５１は、供給されたろ液を、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって吐出する。これによって、ベルト３４に乗載される脱水ケーキ層１４の幅方向の全領域にわたってろ液を脱水ケーキ層１４に透過させることができる。
【００６９】
本実施の形態では、真空トレー部３７は、第１真空トレー部３７ａおよび第２真空トレー部３７ｂを含む。第１真空トレー部３７ａは、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって設けられ、かつ搬送方向において処理液供給ノズル４１が設けられる位置から、この処理液供給ノズル部４１よりも搬送方向下流側まで延びる。また第２真空トレー３７ｂは、ベルト３４の幅方向の両端部間にわたって設けられ、かつ搬送方向においてスラリ供給ノズル部３０よりも搬送方向上流側からろ液供給ノズル部５１の搬送方向下流側で、処理液供給ノズル部４１付近まで延びる。
【００７０】
第１真空トレー３７ａには、第１真空ポンプ１６ａからの吸引力を導く第１ろ液吸引管１７ａを介して、吸引力が導かれる。これによって、処理液供給ノズル部４１から吐出された処理液が供給された脱水ケーキ層１４が吸引ろ過され、脱水ケーキと、処理液が脱水ケーキ層１４を透過することによって得られるろ液１５ａとに固液分離される。第２真空トレー３７ｂには、第２真空ポンプ１６ｂからの吸引力を導く第２ろ液吸引管１７ｂを介して、吸引力が導かれる。これによって、石こうのスラリに含まれる液体とともに、ろ液供給ノズル部５１から吐出されたろ液が供給された脱水ケーキ層１４が吸引ろ過され、脱水ケーキと、ろ液供給ノズル部５１から供給されるろ液が脱水ケーキ層１４を透過することによって得られるろ液１５ｂとに固液分離される。
【００７１】
ろ液供給ノズル部５１は、搬送方向において、スラリ液供給ノズル部３０と処理液供給ノズル部４１との間に設けられる。ろ液供給ノズル部５１とスラリ液供給ノズル部３０とは、予め定める距離Ｔ４離間し、ろ液供給ノズル部５１と処理液供給ノズル部４１とは、予め定める距離Ｔ５離間する。前記予め定める距離Ｔ４は、ろ液供給ノズル部５１からろ液が供給される位置における脱水ケーキ層１４の含水率が２０％程度となるように選ばれる。スラリ供給ノズル部３０から供給された石こうのスラリは、脱水されながら搬送され、含水率が２０％程度となる位置に、ろ液供給ノズル部５１からろ液が供給される。また前記予め定める距離Ｔ５は、処理液供給ノズル部４１から処理液が供給される位置における脱水ケーキ層１４の含水率が２０％程度となり、かつろ液供給ノズル部５１から供給されるろ液と、処理液供給ノズル部４１から供給される処理液とができるだけ混ざらないように選ばれる。このように本装置においても、脱水処理と、脱水ケーキへの処理液の供給処理とを連続して行うことができる。脱水ケーキ層１４のうち、処理液が供給される位置よりも搬送方向下流側における部分の含水率は、１０％程度となる。搬送方向下流側ではベルト３４の搬送方向下流側の端部から脱水ケーキ層１４が搬出されて、処理が完了した脱水ケーキとなる。
【００７２】
再び図４を参照して、第１真空ポンプ１６ａによって吸引されたろ液１５ａは、第１ろ液吸引管１７ａを介して、第１ろ液タンク６１ａに貯留される。第１ろ液タンク６１ａは、第１真空ポンプ１６ａで吸引されたろ液１５ａと空気を分離するために設けられる。第１ろ液タンク６１ａには、第１ろ液吸引管１７ａからのろ液１５ａが貯留されるとともに、第１真空ポンプ吸引管６２ａが接続されて、第１真空ポンプ１６ａからの吸引力が導かれる。第１真空ポンプ１６ａは、第１真空ポンプ吸引管６２ａを介して、第１ろ液タンク６１ａの内部の空気を吸引する。第１真空ポンプ吸引管６２ａおよび第１ろ液吸引管１７ａは、第１ろ液タンク６１ａ内に貯留されたろ液１５ａの液面よりも上方に設けられ、第１真空ポンプ吸引管６２ａは、第１ろ液吸引管１７ａよりも、第１ろ液タンク６１ａにおいて上方に設けられる。これによって第１真空ポンプ１６ａは、第１ろ液タンク６１ａ内の空気のみを吸引することができる。第１ろ液タンク６１ａ内の空気が吸引されることによって、第１ろ液吸引管１７ａに吸引力を導くことができる。
【００７３】
第１ろ液タンク６１ａの下部には、第１ろ液排出管６３ａが接続され、第１ろ液排出管６３ａは、第１ろ液貯留槽１８ａに接続される。第１ろ液排出管６３ａを介して第１ろ液タンク６１ａ内のろ液１５ａが第１ろ液貯留槽１８ａに移送されて、第１ろ液貯留槽１８ａに貯留される。
【００７４】
第２真空ポンプ１６ｂによって吸引されたろ液１５ｂは、第２ろ液吸引管１７ｂを介して、第２ろ液タンク６１ｂに貯留される。第２ろ液タンク６１ｂは、第２真空ポンプ１６ｂで吸引されたろ液１５ｂと空気を分離するために設けられる。第２ろ液タンク６１ｂには、第２ろ液吸引管１７ｂからのろ液１５ｂが貯留されるとともに、第２真空ポンプ吸引管６２ｂが接続されて、第２真空ポンプ１６ｂからの吸引力が導かれる。第２真空ポンプ１６ｂは、第２真空ポンプ吸引管６２ｂを介して、第２ろ液タンク６１ｂの内部の空気を吸引する。第２真空ポンプ吸引管６２ｂおよび第２ろ液吸引管１７ｂは、第２ろ液タンク６１ｂ内に貯留されたろ液１５ｂの液面よりも上方に設けられ、第２真空ポンプ吸引管６２ｂは、第２ろ液吸引管１７ｂよりも、第２ろ液タンク６１ｂにおいて上方に設けられる。これによって第２真空ポンプ１６ｂは、第２ろ液タンク６１ｂ内の空気のみを吸引することができる。第２ろ液タンク６１ｂ内の空気が吸引されることによって、第２ろ液吸引管１７ｂに吸引力を導くことができる。
【００７５】
第２ろ液タンク６１ｂの下部には、第２ろ液排出管６３ｂが接続され、第２ろ液排出管６３ｂは、第２ろ液貯留槽１８ｂに接続される。第２ろ液排出管６３ｂを介して第２ろ液タンク６１ｂ内のろ液１５ｂが第２ろ液貯留槽１８ｂに移送されて、第２ろ液貯留槽１８ｂに貯留される。
【００７６】
第１ろ液貯留槽１８ａに貯留されたろ液１５ａは、ろ液供給ポンプ８１によって、ろ液供給管５２によって形成される管路を介してろ液供給ノズル部５１に与えられる。
【００７７】
真空ベルトフィルタ方式の脱水機４の場合、ベルト３４の移動速度が速く、かつ脱水ケーキ層１４の厚みが薄い場合には、処理液が脱水ケーキ１４を透過するときに、処理液に含まれるリン酸類が脱水ケーキ層１４に滞留する時間が短く、透過時間が短いことによって、処理液と脱水ケーキ層１４との接触が不十分となる。これによって処理液に含まれるリン酸類と、脱水ケーキ層１４に含まれるアルカリ物質との反応時間が充分でないために、リン酸類がろ液に残る、すなわち脱水ケーキ層１４を透過したろ液にリン酸類が残留してしまう場合がある。この場合、脱水ケーキ層１４にリン酸類溶液を１回透過させただけでは、ろ液中に未反応のリン酸類が残った状態になり、供給したリン酸類が無駄になってしまう。そのため、処理液供給ノズル部４１から脱水ケーキ層１４に供給される処理液が、脱水ケーキ層１４を一度透過することによって得られるろ液を、第１ろ液貯留槽１８ａに一旦貯めおき、第１ろ液貯留槽１８ａに貯められたろ液を脱水ケーキ層１４に繰返して透過させる。これによって、薬剤量を低減する、すなわち処理に使用されるリン酸類の量を低減することができる。また安定化処理装置４０では、前述した安定化処理装置１と同様な効果を達成することができるとともに、ろ液を繰り返し脱水ケーキ層１４に透過させる処理を行うことによって、処理に使用されるリン酸類の量をより低減することができる。ろ液を繰り返し脱水ケーキ層１４に透過させる処理は、ろ液にリン酸類が残存してしまうことを抑制するためにも有効であり、第２ろ液貯留槽１８ｂにリン酸類が残存してしまうことを抑制することができるので、廃液の処理が容易になる。第１ろ液貯留槽１８ａ、ろ液供給ポンプ８１、ろ液供給管５２およびろ液供給ノズル部５１を含んで第３供給手段が実現される。
【００７８】
第１ろ液貯留槽１８ａに貯留されるろ液のｐＨの値が、５．５以下であり、望ましくは５．０以下となるように、かつ第２ろ液貯留槽１８ｂに貯留されるろ液のｐＨの値が、６．５以下、望ましくは６．０以下となるように、第３供給機７によってリン酸類処理液貯留槽５に供給することによって、脱水ケーキからのフッ素溶出量を土壌環境基準値以下とすることができるという知見が得られた。
【００７９】
また本実施の形態の安定化処理装置４０では、脱水ケーキ層１４に処理液が供給されなければ、ろ液が生成されないが、第１ろ液貯留槽１８ａにろ液が貯留されるまでは、前述した実施の形態の安定化処理装置１と同様な脱水ケーキを生成することができる。
【００８０】
本発明の他の実施の形態において、脱水ケーキ層１４を透過して得られるろ液を、繰返して脱水ケーキ層１４を透過させてもよい。ろ液を繰り返し脱水ケーキ層１４に透過させる処理は、ろ液にリン酸類が残存してしまうことを防止するためにも有効であるので、繰返す回数は、２回と限ったものではなく、３回ないしはそれ以上であってもよい。
【実施例】
【００８１】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。図７および図８は、本発明の安定化処理方法を確認するために実施したバッチ方式の確認試験手順を示す図である。
【００８２】
石こうのスラリとしては、表１に示す性状の石こうのスラリを用いた。表１は、石こうのスラリの濃度、石こうのスラリをろ過して得られるろ液のｐＨ、および石こうのフッ素含有量とフッ素溶出量とｐＨとを示す。
【００８３】
【表１】
2008237948.tif 000003
【００８４】
表１において、石こう中のフッ素含有量は、４５℃で、２４時間乾燥した石こうにおけるものである。またフッ素溶出量は、溶出試験（環境庁告示第４６号）に準拠した。石こう中のフッ素含有量はＪＩＳ  Ｒ  ９１０１に準拠し、水蒸気蒸留の留出液を使い、緩衝溶液（全イオン強度調節液）を加えて、ｐＨ＝５．０〜５．５に調整した後、フッ化物イオン電極を用いて電位を測定した。
【００８５】
石こう中のフッ素溶出量は溶出試験（環境庁告示第４６号）に準拠した。試料は５０ｇ以上を純水を溶媒に５００ｍＬ以上（ｐＨ＝５．８〜６．３）とし、１Ｌ程度のポリ製容器に入れる。毎分約２００回、水平に振とう（振とう幅４ｃｍ以上５ｃｍ以下、室温約２０℃）を６時間行い、１０〜３０分放置した後、毎分約３０００回転で２０分間遠心分離し、上澄み液をろ紙孔径０．４５μｍのメンブレンフィルタを使って吸引ろ過した。ろ液中のフッ素濃度をフッ素イオン電極で測定した。イオン電極法はＪＩＳ  Ｒ  ９１０１によった。
【００８６】
（実施例１）
実施例１では、第１の実施の形態の安定化処理方法によって、石こうの安定化処理を行った。
【００８７】
石こう（１６０ｇ）を水（約６００ｇ）に撹拌して生成される石こうのスラリ（スラリ濃度２１．０wt％、約７６０ｇ）を１Ｌのビーカに入れ、撹拌しながら石こうのスラリに含まれる石こうに対して０．４０wt％（０．６４ｇ）の消石灰を加え、充分撹拌してｐＨ＝８．３とした。撹拌時間は約１０分とした。次に、ろ過ａ工程に移り、消石灰が撹拌された石こうのスラリを、約１０分かけて吸引ろ過して含水率を８％程度となるように、石こう（石こうａ）と、ろ液（ろ液ａ）とに固液分離した。次に、石こうのスラリに含まれる石こう（石こうａ）に対して０．７８wt％のリン酸（約１．２５ｇ）を蒸留水で薄めて１００ｍＬにした洗浄水（ｐＨ＝１．８４）を、石こうａに透過させ、ろ過ｂ工程に移り、吸引ろ過しながら洗浄して、ろ液（ろ液ｂ）と石こう（石こうｂ）とに固液分離した。石こうｂを４５℃で、２４時間乾燥機に放置して、乾燥させた後、溶出試験（環境庁告示第４６号）を行った結果、フッ素溶出量は０．５［ｍｇ／Ｌ］、石こうのｐＨは６．６となった。結果を表２に示す。
【００８８】
（実施例２）
実施例２では、第１の実施の形態の安定化処理方法によって、石こうの安定化処理を行った。
【００８９】
石こう（１６０ｇ）を水（約６００ｇ）に撹拌して生成される石こうのスラリ（スラリ濃度２１．０wt％、約７６０ｇ）を１Ｌのビーカに入れ、撹拌しながら石こうのスラリに含まれる石こうに対して０．２７wt％（０．４３ｇ）の消石灰を加え、充分撹拌してｐＨ＝８．１とした。撹拌時間は約１０分とした。次にろ過ａ工程に移り、消石灰が撹拌された石こうのスラリを、約１０分かけて吸引ろ過して含水率を８％程度となるように、石こう（石こうａ）と、ろ液（ろ液ａ）とに固液分離した。次に石こうのスラリに含まれる石こう（石こうａ）に対して、０．５１wt％のリン酸（０．８２ｇ）を蒸留水で薄めて１００ｍＬにした洗浄水（ｐＨ＝２．２８）を、石こうに透過させ、ろ過ｂ工程に移り、吸引ろ過しながら洗浄し、ろ液（ろ液ｂ）と石こう（石こうｂ）に固液分離する。石こうｂを４５℃で、２４時間乾燥機に放置して、乾燥させた後、溶出試験（環境庁告示第４６号）を行った結果、フッ素溶出量は０．７［ｍｇ／Ｌ］、石こうのｐＨは７．５となった。結果を表２に示す。実施例２では、実施例１よりもリン酸の濃度が低いので、実施例１よりはフッ素溶出量が高い結果となった。
【００９０】
【表２】
2008237948.tif 000004
【００９１】
（実施例３）
実施例３では、第２の実施の形態の安定化処理方法によって、石こうの安定化処理を行った。
【００９２】
石こう（１６０ｇ）を水（約６００ｇ）に撹拌して生成される石こうのスラリ（スラリ濃度２１．０wt％、約７６０ｇ）を１Ｌのビーカに入れ、撹拌しながら石こうのスラリに含まれる石こうに対して０．２７wt％（０．４３ｇ）の消石灰を加え、充分撹拌してｐＨ＝８．１とした。撹拌時間は１０分とした。次にろ過ｃ工程に移り、消石灰が撹拌された石こうのスラリを、約１０分かけて吸引ろ過して含水率を８％程度となるように、石こう（石こうｃ）と、ろ液（ろ液ｃ）とに固液分離した。
【００９３】
石こうケーキを１回透過したろ液（ろ液ｂ）（ｐＨ＝５．１９、１００ｍＬ）を、石こう（石こうｃ）に透過させ、吸引ろ過しながら処理し、ろ液（ろ液ｄ）と石こう（石こうｄ）に固液分離した。次に、固液分離された石こう（石こうｄ）に対して０．５１wt％のリン酸（０．８２ｇ）を蒸留水で薄めて１００ｍＬにした洗浄水（ｐＨ＝２．２８）を石こう（石こうｄ）に透過させ、吸引ろ過しながら処理し、ろ液（ろ液ｅ）と石こう（石こうｅ）に固液分離して、合計２回洗浄した石こうｅとした。本実施例の処理によって得られた石こうｅを４５℃で、２４時間乾燥機に放置して、乾燥させた後、溶出試験（環境庁告示第４６号）を行った結果、フッ素溶出量は０．２［ｍｇ／Ｌ］以下、石こうのｐＨは７．１となった。結果を表２に示す。実施例１に比べて使用したリン酸および消石灰の量が少ないにもかかわらず、フッ素の溶出量が実施例１よりも低下した。
【００９４】
（実施例４）
実施例４では、廃棄物のスラリとして製紙スラッジを用いて、第２の実施の形態の安定化処理方法を行った。
【００９５】
製紙スラッジ灰（フッ素含有量：２５９ｍｇ／ｋｇ、フッ素溶出量：２．４ｍｇ／Ｌ）スラリ（スラリ濃度：２０wt％）７６０ｇを１Ｌのビーカに入れ、１０分間撹拌したところｐＨ＝１１．０であったので、硫酸４０ｇを加え、１０分間撹拌して、ｐＨを８．４とし、吸引ろ過した。その後、製紙スラッジ灰に対して、０．２６wt％のリン酸（０．４０ｇ）を蒸留水で薄めて１００ｍＬとした洗浄水（ｐＨ＝４．１）を脱水ケーキに透過させ、さらに透過後のろ液を再度脱水ケーキに透過した。４５℃で、２４時間乾燥機に放置し、乾燥させて、溶出試験（環境庁告示第４６号）を行った結果、フッ素溶出量は０．２［ｍｇ／Ｌ］以下、製紙スラッジ灰のｐＨは８．３となった。
【００９６】
前述した実施例１の手順で、アルカリ物質をリン酸の約半分の量となり、またｐＨが約８．０程度となるように添加して得られる脱水ケーキを、４５℃で、２４時間乾燥機に放置して、乾燥させた後、溶出試験（環境庁告示第４６号）を行ってフッ素の溶出量を測定した結果から、脱水ケーキに含まれるフッ素含有量に対して、２〜１５倍程度のリン酸を含む溶液を、この脱水ケーキに透過させればよいことがわかった。つまり、脱水ケーキに含まれるフッ素１重量部に対して、リンの含有量が同一となるように換算したリン酸相当重量にて２重量部以上かつ１５重量部未満のリン酸類を、脱水ケーキに透過させることによって、フッ素の溶出量を環境基準値以下とすることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第1の実施の形態の安定化処理装置１を系統的に示す図である。
【図２】安定化処理装置１における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す平面図である。
【図３】安定化処理装置１における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の安定化処理装置４０の構成を系統的に示す図である。
【図５】安定化処理装置４０における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す平面図である。
【図６】安定化処理装置４０における脱水機４の搬送部３１を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の安定化処理方法を確認するために実施したバッチ方式の確認試験手順を示す図である。
【図８】本発明の安定化処理方法を確認するために実施したバッチ方式の確認試験手順を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，４０  安定化処理装置
２  スラリ撹拌槽
３  第１供給機
４  脱水機
５  処理液貯留槽
６  第２供給機
７  第３供給機
１１  第１供給管
１２  スラリ供給ポンプ
１３  スラリ供給管
１４  脱水ケーキ層
１５，１５ａ，１５ｂ  ろ液
１６  真空ポンプ
１６ａ  第１真空ポンプ
１６ｂ  第２真空ポンプ
１７  ろ液吸引管
１７ａ  第１ろ液吸引管
１７ｂ  第２ろ液吸引管
１８  ろ液貯留槽
１８ａ  第１ろ液貯留槽
１８ｂ  第２ろ液貯留槽
２１  処理液供給ポンプ
２２  処理液供給管
３０  スラリ供給ノズル部
３１  搬送部
３２  筐体
３３，４６  ローラ  
３４  ベルト
３５  上張架部
３６  下張架部
３７  真空トレー部
３７ａ  第１真空トレー部
３７ｂ  第２真空トレー部
３８  下受け皿
４１  処理液供給ノズル部
４５  駆動部
４７  エアシリンダ
４８  変位許容部
４９  支持ローラ
５１  ろ液供給ノズル部
５２  ろ液供給管
６１  ろ液タンク
６１ａ  第１ろ液タンク
６１ｂ  第２ろ液タンク
６２  真空ポンプ吸引管
６２ａ  第１真空ポンプ吸引管
６２ｂ  第２真空ポンプ吸引管
６３  ろ液排出管
６３ａ  第１ろ液排出管
６３ｂ  第２ろ液排出管
７１  重錘ローラ
７２  傾斜部材
７３  洗浄部
８１  ろ液供給ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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