(57)【要約】      （修正有）【課題】固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響を抑制すると共に、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を防止することができる固形状産業廃棄物の処理方法の提供。【解決手段】強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤とを攪拌混合して中和する中和工程を含む固形状産業廃棄物の処理方法である。更に、前記中和された固形状産業廃棄物を他の産業廃棄物と調合する調合工程と、前記調合された固形状産業廃棄物を焼却する焼却工程とを含む態様などが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤とを攪拌混合して中和する中和工程を含むことを特徴とする固形状産業廃棄物の処理方法。
【請求項２】
更に、前記中和された固形状産業廃棄物を他の産業廃棄物と調合する調合工程と、前記調合された固形状産業廃棄物を焼却する焼却工程とを含む請求項１に記載の固形状産業廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記中和工程後の固形状産業廃棄物のｐＨが９以上である請求項１から２のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記液状中和剤が５０質量％以下の苛性ソーダ水溶液である請求項１から３のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記中和工程において、固形状産業廃棄物は液状中和剤中に暫時投入される請求項１から４のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学合成過程等で生じる、強酸が付着した強酸性を呈する固形状産業廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学合成工場では、合成反応の効率を高めるために、合成反応を行う反応塔の中に磁気を帯びた充填物を投入する。この充填物には、未反応物や中間物等が大量に付着する。よって、この充填物は、定期的に反応塔外から抜き出され、産業廃棄物として焼却処理される。
【０００３】
前記合成反応において強酸（例えば、塩酸、硫酸）を用いる場合、抜き出された充填物には、大量の強酸が付着しており、該充填物は強酸性を呈する。この強酸性を呈する充填物をそのまま焼却処理しようとすると、焼却炉等の設備を腐食する等の悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００４】
そこで、従来より、このような強酸性を呈する固形状産業廃棄物を焼却処理しようとするときは、図１に示すように、焼却処理を行う前に、固形状産業廃棄物に中和剤を投入する中和処理を施していた。
【０００５】
なお、強酸性を呈する固形状産業廃棄物の処理方法として、例えば、硫酸ピッチ無害化処理法がある。この方法は、石油精製工程等により発生する、未反応硫酸、タール、及び油を含む硫酸ピッチを、５０質量％以上の水分を含む粉末消石灰（水酸化カルシウム）で中和し、この中和生成物を５００℃以上の温度で焼却するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、前記硫酸ピッチ無害化処理法では、粉末消石灰を中和剤として用いている（中和反応が固−固反応である）ため、中和反応によって大量の熱が発生し、大量の酸性ガスを含む白煙が放出され、周辺環境に多大な悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
さらに、前記硫酸ピッチ無害化処理法では、中和剤（粉末消石灰）と固形状産業廃棄物との混合が十分でなく、強酸性部分が残ってしまうという問題があった。中和処理後の固形状産業廃棄物は、他の廃棄物と調合（混合及び攪拌）され、焼却炉で焼却処理されるが、強酸性部分が残留していると、他の廃棄物に含まれる有機成分の酸化により発生する熱で発火を引き起こす恐れがあり、また、残留した強酸性部分が他の廃棄物に含まれる化学成分と反応して有毒なガスを発生する恐れがある（図２）。
【０００８】
【特許文献１】特開昭４８−９４６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響を抑制すると共に、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を防止することができる固形状産業廃棄物の処理方法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】
【００１０】
前記課題を解決する手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤とを攪拌混合して中和する中和工程を含むことを特徴とする固形状産業廃棄物の処理方法である。
該＜１＞においては、強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤とが攪拌混合されて中和される。その結果、固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響を抑制すると共に、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を防止することができる。
＜２＞  更に、前記中和された固形状産業廃棄物を他の産業廃棄物と調合する調合工程と、前記調合された固形状産業廃棄物を焼却する焼却工程とを含む前記＜１＞に記載の固形状産業廃棄物の処理方法である。
＜３＞  前記中和工程後の固形状産業廃棄物のｐＨが９以上である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法である。
＜４＞  前記液状中和剤が５０質量％以下の苛性ソーダ水溶液である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法である。
該＜４＞においては、液状中和剤が５０質量％以下の苛性ソーダ水溶液であるので、強酸性を呈する固形状産業廃棄物を均一に中和することができる。
＜５＞  前記中和工程において、固形状産業廃棄物は液状中和剤中に暫時投入される前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の固形状産業廃棄物の処理方法である。
該＜５＞においては、固形状産業廃棄物が液状中和剤中に暫時投入される。その結果、中和反応の進行を制御しながら中和を行うと共に、中和反応により発生する反応熱を系内の大量の水で冷却して温度上昇を抑制し、中和反応によって発生する酸性ガス（白煙）を系内の液状中和剤に再吸収させて酸性ガス（白煙）の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の中和処理方法によると、強酸性を呈する固形状産業廃棄物を従来の処理設備のまま、均一に中和することができ、また、中和反応時における周辺環境への悪影響を最小限に抑えることができる固形状産業廃棄物の処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（固形状産業廃棄物の処理方法）
本発明の固形状（泥状）産業廃棄物の処理方法は、中和工程と、調合工程と、焼却工程と、その他の工程とを含む。
【００１３】
−中和工程−
前記中和工程は、強酸が付着した強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤とを攪拌混合して中和する工程である。
例えば、開放系コンクリートピットを２槽設置し、一方の開放系コンクリートピットには、液状中和剤としての苛性ソーダ（水酸化ナトリウム）水溶液、又は、苛性ソーダとアルコール等の有機物とからなる高アルカリ廃液が投入され、他方の開放系コンクリートピットには強酸性を呈する固形状産業廃棄物が投入される。このように、液状中和剤（苛性ソーダ水溶液、高アルカリ廃液等）を使用することにより、中和反応のムラを抑制することができる。
【００１４】
次に、他方の開放系コンクリートピットに投入された強酸性を呈する固形状産業廃棄物を、苛性ソーダ水溶液（高アルカリ廃液）に重機を用いて少しずつ投入する。このように、強酸性を呈する固形状産業廃棄物を苛性ソーダ水溶液（高アルカリ廃液）に少しずつ投入してユンボで攪拌することにより、発生する中和反応熱は、反応系内の大量の水によって冷却される。また、中和反応によって発生する酸性ガスは、周囲の苛性ソーダ水溶液（高アルカリ廃液）に再吸収されるため、反応系外への放出が抑制される。
【００１５】
また、中和工程において、使用される苛性ソーダ水溶液の濃度は、固形状産業廃棄物の酸濃度に応じて苛性ソーダ水溶液中の苛性ソーダが５０質量％以下の濃度から選択することができるが、中和生成物の容量を減らすという観点、薬傷等の発生防止などの安全上の観点、さらには反応効率の観点から、４０質量％以下、さらには１０〜２５質量％であることが好ましい。
【００１６】
なお、前記中和工程では、苛性ソーダ水溶液（高アルカリ廃液）に固形状産業廃棄物を投入しているが、これに限定されるものではなく、例えば、固形状産業廃棄物に苛性ソーダ水溶液（高アルカリ廃液）を投入してもよい。
【００１７】
中和後のｐＨは概ね９以上が好ましい。その理由は、中和物は最終的には調合槽にて他の廃棄物と混合するが、硫化水素（Ｈ２Ｓ）やシアン化水素（ＨＣＮ）等の発生を防ぐためである。中和後のｐＨは１０〜１３が好ましく、さらにはｐＨ１０〜１２が好ましい。
【００１８】
−調合工程−
前記調合工程は、前記中和工程において中和された固形状産業廃棄物を調合ピット内で他の産業廃棄物と攪拌混合して調合する工程である。
なお、他の産業廃棄物として、例えば、汚泥、廃油、廃プラスチック類が挙げられる。
中和された固形状産業廃棄物は熱量が少ないため単独で燃焼させることが困難な場合があるため、前記のような熱量の大きい他の産業廃棄物と調合することが好ましい。
【００１９】
−焼却工程−
前記焼却工程は、前記調合工程において調合された固形状産業廃棄物を予め８００℃以上に加熱した焼却炉に導入して焼却する工程である。これにより、可燃物は灰分となった。
【００２０】
−その他の工程−
中和工程、調合工程、及び焼却工程以外のその他の工程が、必要に応じて実施されてもよい。その他の工程としては、例えば、中和工程後に中和生成物の水素イオン濃度（ｐＨ）を測定するｐＨ測定工程や、中和工程後に中和生成物を所定時間養生する養生工程が挙げられる。
【００２１】
以上説明したように、従来は、強酸性を呈する固形状産業廃棄物に粉末消石灰を投入して中和していたので（固−固反応）、中和反応の進行にムラがあり、他の固形状産業廃棄物と攪拌混合する調合工程において、強酸性部分の残留に基づく発火や有毒ガス発生の恐れがあったのに対して、強酸性を呈する固形状産業廃棄物と液状中和剤（苛性ソーダ水溶液、高アルカリ廃液等）とを攪拌混合して中和することにより（固−液反応）、中和反応の進行におけるムラをなくすと共に、中和熱の除去も同時に行うことができる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
処理対象物として、人拳程度の塊又は該塊を粉砕した形状のセラミック製充填物であって、濃硫酸が５質量％付着した強酸性を呈する固形状産業廃棄物を準備し、液状中和剤として、濃度が２５質量％の苛性ソーダ水溶液を準備した。
【００２４】
−中和工程−
次に、開放系コンクリートピット２槽（１１２ｍ３、７０ｍ３）を隣接するように設置し、一方の開放系コンクリートピット（１１２ｍ３）（中和ピット）に２５質量％の苛性ソーダ水溶液を１０ｍ３投入して苛性ソーダ水浴を形成し、他方の開放系コンクリートピット（７０ｍ３）には、フレキシブルコンテナに詰め込まれた固形状産業廃棄物を重機を用いて開袋して投入した。
【００２５】
次に、開放系コンクリートピット（７０ｍ３）内の固形状産業廃棄物を重機のバケットで一定量（約４００ｋｇ）すくって、苛性ソーダ水浴に投入したところ、下記の反応式（１）の中和反応で発生する中和熱により、苛性ソーダ水浴が部分的に沸騰して液面が泡立ったが、バケットで苛性ソーダ水浴を攪拌すると苛性ソーダ水浴の液面の泡立ちがなくなった。
【００２６】
Ｈ２ＳＯ４＋２ＮａＯＨ  →  Ｎａ２ＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ  ・・・・（１）
【００２７】
また、中和反応に伴って苛性ソーダ水浴の液面から白煙が発生した。この白煙のｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところほぼ中性を示したので、白煙は水蒸気であることが分かった。
【００２８】
さらに、バケットによる固形状産業廃棄物の投入（１回の投入量約４００ｋｇ）及び攪拌を繰り返して、フレキシブルコンテナ１０袋分（８，０００ｋｇ）の固形状産業廃棄物を苛性ソーダ水浴内に投入した。その際、苛性ソーダ水浴の液面は急激に上昇せず、苛性ソーダ水浴の液温は、常に１００℃以下を示していた。また、白煙の発生は中和反応の初期のみに見られた。
【００２９】
−ｐＨ測定工程及び養生工程−
苛性ソーダ水浴の液面の上昇が収まった後、中和ピット内のｐＨを測定したところ、ｐＨ＝１０を示しアルカリ性であった。その後、１２時間以上養生し、再度、開放系コンクリートピット（１１２ｍ３）内のｐＨを測定したが、ｐＨに殆ど変化がなかった。
【００３０】
−調合工程−
さらに、中和ピット内の中和生成物を調合ピット内へ運搬し、他の廃棄物と攪拌混合したところ、固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響や、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を引き起こすことなく処理を終了した。
【００３１】
（実施例２）
−中和工程−
実施例１と同様の固形状産業廃棄物と、苛性ソーダと、アルコール等の有機物とからなる高アルカリ廃液（ｐＨ＞１２）とを準備し、開放系コンクリートピット（１１２ｍ３）（中和ピット）に、フレキシブルコンテナ１０袋分（８，０００ｋｇ）の固形状産業廃棄物を投入した後、この固形状産業廃棄物に高アルカリ廃液を約１０ｍ３投入した。
【００３２】
その結果、高アルカリ廃液の投入直後から白煙が激しく立ち昇り、中和ピット内の状況が分からなくなった。この白煙のｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところほぼ中性を示したので、白煙は水蒸気であることが分かった。
【００３３】
白煙の発生が収まった後に、高アルカリ廃液の投入（一回の投入量約１０ｍ３）及び中和ピット内の攪拌を行った。この高アルカリ廃液の投入及び中和ピット内の攪拌は、白煙の発生によって度々中断したが、最終的には、２０ｍ３の高アルカリ廃液を固形状産業廃棄物に投入した。
【００３４】
−ｐＨ測定工程及び養生工程−
そして、中和ピット内のｐＨを測定したところ、ｐＨ＝１０を示しアルカリ性であった。その後、１２時間以上養生し、再度、中和ピット内のｐＨを確認したところ、ｐＨは３未満になっていたので、さらに高アルカリ廃液を約１０ｍ３投入した。
【００３５】
−調合工程−
さらに、中和ピット内の中和生成物を調合ピット内へ運搬し、他の廃棄物と攪拌混合したところ、高アルカリ廃液由来の臭気があったものの、固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響や、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を引き起こすことなく処理を終了した。
【００３６】
（比較例１）
−中和工程−
実施例１と同様の固形状産業廃棄物と、粉末消石灰とを準備し、開放系コンクリートピット（１１２ｍ３）（中和ピット）に、フレキシブルコンテナ１０袋分（８，０００ｋｇ）の固形状産業廃棄物を投入した後、この投入した固形状産業廃棄物に粉末消石灰を１，５００ｋｇ投入した。
【００３７】
その後、重機にて攪拌すると、攪拌開始直後に白煙が激しく立ち昇って視界が遮断され、この白煙の発生が収まるまで、攪拌作業を中断した。また、発生した白煙のｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところ、ｐＨは１未満であったので、この白煙には水蒸気のみならずＳＯ２ガスを大量に含んでいることが分かった。
【００３８】
さらに、粉末消石灰の投入（一回の投入量１，５００ｋｇ）及び中和ピット内の攪拌を行い、中和ピット内のｐＨがアルカリ性であることを確認した後に攪拌を終了した。なお、最終的には、３，０００ｋｇの粉末消石灰を固形状産業廃棄物に投入した。
【００３９】
−ｐＨ測定工程、養生工程、及び調合工程−
その後、１２時間以上養生し、中和ピット内の中和生成物を調合ピット内へ運搬し、他の廃棄物と攪拌混合したところ、調合ピット内の温度が激しく上昇して高温（約８０℃）となった。この高温部分のｐＨをｐＨ試験紙にて測定したところ、ｐＨは１未満であった。これは、中和ピット内での中和反応が不十分であるために未反応の濃硫酸が中和生成物内に残存しており、この残留した濃硫酸が調合ピット内の他の廃棄物における有機成分を酸化して熱が発生したものと推測される。
【００４０】
以上の結果から、実施例１及び実施例２のように、強酸が付着した強酸性を呈する固形状産業廃棄物の中和に液状中和剤（苛性ソーダ水溶液、高アルカリ廃液）を用いることによって、固形状産業廃棄物の強腐食性に基づく設備への悪影響を抑制すると共に、残留した強酸性部分による発火や有毒なガスの発生等の作業環境悪化を防止することができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、従来の産業廃棄物の処理方法のフローを説明する図である。
【図２】図２は、従来の中和工程の課題を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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