(57)【要約】【課題】焼却灰中のダイオキシン類あるいは廃炉の解体にともなう炉材を含む焼却灰中のダイオキシン類を、焼却灰の貯留所あるいは廃炉の解体現場において、移動可能な装置で、簡便且つ安全な手段で脱塩素化無害化処理を行う新規ダイオキシン類の無害化処理法を提供する。【解決手段】ダイオキシン類を含む焼却灰あるいは廃炉の解体にともなう炉材を含む焼却灰中のダイオキシン類を、メタノール中あるいはメタノールと種々の有機溶媒との混合溶媒中に分散し、これに金属マグネシウムを作用させることを特長とする焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。必要ならば無害化処理を促進するために、ヨウ素あるいはヨウ化物を添加する、あるいは超音波を用いる、あるいはあらかじめ焼却灰を加熱処理することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオキシン類を含む焼却灰をメタノール中に分散し、これに金属マグネシウムを作用させることを特長とする焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。
【請求項２】
ダイオキシン類を含む焼却灰をメタノールと種々の有機溶媒との混合溶媒中に分散しこれに金属マグネシウムを作用させることを特長とする焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。
【請求項３】
混合溶媒に用いる有機溶媒がアルコール、エーテル、ニトリル、芳香族炭化水素、アルカン、ケトン、エステルである請求項２に記載の焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。
【請求項４】
無害化処理を促進するためにヨウ素あるいはヨウ化物を添加する請求項１〜３に記載の焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。
【請求項５】
無害化処理を促進するために超音波を用いる請求項１〜４に記載の焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法
【請求項６】
無害化処理を促進するためにあらかじめ焼却灰を加熱処理する請求項１〜５に記載の焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法
【請求項７】
処理する焼却灰が廃焼却炉の解体にともなって排出される廃炉材を含む残灰である請求項１〜６に記載の焼却灰中のダイオキシン類の無害化処理法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
一般廃棄物や産業廃棄物は、その大部分が焼却処理されてきた。焼却施設としては、家庭や学校の小さな焼却炉から、地域の大型公共焼却施設、産業界においては、作業場ごとの中小規模の焼却炉、あるいは工場単位の大型焼却施設など、多くの焼却炉が稼動してきた。近年、廃棄物処理に係わる法規制が一段と強化される中で特にダイオキシン類の排出基準規制によって、これまで使用されてきた焼却炉の多くが，この基準を満たすことができず、廃棄処分されることになった。廃炉を撤去するには、残存する焼却灰あるいはダイオキシンに汚染された炉材の適切な無害化処理が不可欠であるが，従来の方法では比較的大型の処理装置や膨大な費用が必要なため、多くの廃炉がそのまま放置されるか、あるいは残灰や汚染炉材をドラム缶などに収容し保存されている状況が随所で見られる。因みに，今日進められている焼却炉の解体撤去作業の殆どは大型焼却炉が対象であり、各所に散在する中小規模の廃炉の撤去作業は遅々として進んでいないのが現状である。この中小規模の廃炉の解体で発生するダイオキシン類を含む焼却灰や炉材などを、解体作業現場で，移動可能な簡単な処理装置で、しかも安全かつ簡便な操作で無害化処理する新技術の開発が求められている。
【０００２】
【従来の技術】
焼却灰に含まれるダイオキシン類の無害化処理法には、大別して高温加熱処理法と化学処理法とがある。高温加熱処理法は、高温あるいは高圧といった過酷な処理条件に耐える比較的大型の装置が必要で，大規模且つ集中的な焼却廃の無害化処理には効果的に対応できるものの，各所に散在している中小規模の廃炉の解体作業の現場で，残灰などの無害化処理を安全且つ簡便に行うことは実質上きわめて困難である。
一般に化学処理法は、処理対象物が比較的少量である場合には、それに見合う小規模の装置で対応でき，機動的に対処できるので，中小の廃炉の解体撤去に伴う残灰の無害化処理には有利と言える。従来の化学処理法の中で、廃炉の残灰あるいは炉材を含む残灰の直接無害化処理に有効な方法としては，▲１▼アルカリ処理，▲２▼オゾン処理，▲３▼超臨界水処理などが挙げられるが、多くの場合，２００℃〜３００℃以上の加熱あるいは高圧条件，さらには耐アルカリ，耐オゾンなどの条件を満足する処理装置が必要であり，廃炉解体の現場で残灰の無害化処理を行うには，機動性，操作の簡便性，安全性，あるいはコストの面で，必ずしも満足できる方法とは言えない。ダイオキシン類の一つであるＰＣＢの無害化処理法として，金属ナトリウムや金属リチウムなどの還元性金属を用いる方法が実用化されている。しかし，焼却灰の無害化処理に適用するには，煩雑な乾燥操作や残灰からダイオキシン類の抽出操作などの前処理が不可欠で，金属ナトリウムや金属リチウムなどの取り扱いに格別な安全対策が必要であるなどの難点がある。
【０００３】
【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、周辺環境を汚染せず、安全かつ簡便な操作で、焼却灰あるいは解体炉の炉材を含む残灰の発生源あるいは貯蔵所に於いて、含まれるダイオキシン類を無害化処理できる新しい技術の開発である。即ち、移動可能な簡単な処理装置で、常温、常圧の通常の環境条件下で、安全且つ簡便な操作で、しかも重金属処理剤や極性有機溶媒などの使用に伴う二次的な環境汚染のないダイオキシン類の無害化処理技術を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、本来強い還元力をもつが、通常の環境条件下では安定で反応性に乏しいマグネシウムを電子源（還元剤）に取りあげ、これを活性化してダイオキシン類の還元的脱塩素化に用いる新しい無害化処理技術の開発について鋭意研究を行った。この結果、メタノール中マグネシウムを作用させることにより、常温常圧下でダイオキシン類の脱塩素化が起こることを見つけ、本発明を完成するに至った。
【０００５】
具体的には、ダイオキシン類を含む焼却灰と金属マグネシウムをメタノール中に分散し室温下かき混ぜて反応を行う。メタノールは焼却灰１Ｋｇ  あたり通常２から１０  Ｌ  が用いられるが、さらに減量してスラリー状で反応を行うこともできる。溶媒としては、メタノールの他、メタノールと種々の有機溶媒の混合溶媒が用いられる。この混合溶媒に用いられる有機溶媒としては、エタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコールなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジメチルジグライムなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンなどのアルカン類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類があげられる。その他エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドなどの極性有機溶媒も用いることができる。金属マグネシウムの使用量は処理する焼却灰の種類により一定しないが、焼却灰に対して０．０１  〜２０重量％、通常０．０５〜１０重量％が用いられる。反応は常温、常圧の通常の環境条件下で進行するが、３０〜６０℃に過熱、あるいは１〜１０気圧に加圧して行うことができる。
【０００６】
反応は自発的に開始するが、反応を速やかに開始あるいは促進させるために、少量のヨウ素あるいはヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ジヨードエタンなどのヨウ化物を添加することができる。添加量は処理する焼却灰の種類あるいは処理条件により一定しないが、通常焼却灰の０．０００１〜０．０１重量％が用いられる。また、同様の反応を促進するために、超音波の使用が有効である。焼却灰の種類あるいは処理条件により一定しないが、常時照射あるいは断続的に照射することで、ダイオキシンの処理効率を向上させることができる。
処理する焼却灰は、メタノール中に分散できるものまたはメタノールを加えかき混ぜ可能なスラリー状にできるものであれば、解体炉の灰炉材などを含むものであっても、上記の方法で含有するダイオキシンの無害化処理ができる。必要であれば、ふるい処理や加熱、乾燥処理など適当な前処理を行うことが効果的である。
【０００７】
以下実施例を示して説明する。
実施例  １
燃焼灰  （９．０  ｇ）  とマグネシウム  （１．０  ｇ）  を３００  ｍＬの反応器にとり，  これにメタノール（５０  ｍＬ）  を加え、かきませながら室温下１０時間反応させた。混合物をろ過し，  ろ紙上の灰をメタノールで数回洗い風乾した。反応に用いた焼却灰、処理灰およびメタノール溶液（ろ液／洗液）に含まれるダイオキシン類の分析結果を表１にまとめて示す。
【０００８】
【表１】
2004313912.tif 000002
【０００９】
実施例  ２〜５
表２に示した条件以外は実施例１と同様に行った。
【表２】
2004313912.tif 000003
【００１０】
実施例  ６
燃焼灰  （９  ｇ）  とマグネシウム  （１  ｇ）  を３００  ｍＬの反応器にとり，  これにメタノール（５０  ｍＬ）  を加え、超音波を照射しながら室温下１０時間反応させた。混合物をろ過し，  ろ紙上の灰をメタノールで数回洗い風乾した。反応に用いた焼却灰、処理灰およびメタノール溶液（ろ液／洗液）に含まれるダイオキシン類の分析結果を表３にまとめて示す。
【表３】
2004313912.tif 000004
【００１１】
実施例  ７
燃焼灰  （１０  ｇ）  をあらかじめ１１０℃で５時間加熱、乾燥した後，マグネシウム  （０．５  ｇ）  と共に３００  ｍＬの反応器にとり，  これにメタノール（３０  ｍＬ）  を加え、かき混ぜながら室温下５時間反応させた。混合物をろ過し，  ろ紙上の灰をメタノールで数回洗い風乾した。反応に用いた焼却灰、処理灰およびメタノール溶液（ろ液／洗液）に含まれるダイオキシン類の分析結果を表４にまとめて示す。
【表４】
2004313912.tif 000005
【００１２】
実施例  ７
廃炉材を含む燃焼灰  （１００  ｇ）  をあらかじめ１１０℃で５時間加熱、乾燥した後，マグネシウム  （１  ｇ）  と共に１  Ｌの反応器にとり，これにメタノール（１００  ｍＬ）とトルエン（２００  ｍＬ）  を加えた。これに１０分間超音波を照射した後，かき混ぜながら５０℃で２時間反応させた。混合物をろ過し，  ろ紙上の灰をメタノールで数回洗い風乾した。反応に用いた焼却灰、処理灰および溶液（ろ液／洗液）に含まれるダイオキシン類の分析結果を表５にまとめて示す。
【００１３】
【表５】
2004313912.tif 000006
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、焼却灰をメタノールあるいはメタノールと種々の有機溶媒との混合溶媒中に分散し、これにマグネシウムを作用させることにより、灰中に含まれるダイオキシン類が還元的に脱塩素化し、無害化処理できる。本処理法では、溶媒に用いるメタノールは、ろ過や簡単な活性炭処理を行うだけで再利用できるので、処理に伴う廃棄物は無害なマグネシウム塩（主に塩化物）だけであり、周辺環境への影響は極めて小さい。また、移動可能な簡単な装置で、常温、常圧下、簡便な操作で焼却灰中のダイオキシン類を無害化処理できるので、比較的小規模の焼却灰貯蔵所あるいは焼却炉の解体現場でのダイオキシン類の無害化処理をするための新しい技術を提供することができる。これは、従来のダイオキシン無害化技術を補完するものとして大きな効果が期待できる。