(57)【要約】【課題】６価クロムを含む汚泥あるいは塊状物をロータリーキルンにより、有機汚泥と混合焼却処理することにより、３価クロムに還元する方法の提供。【解決手段】まず、６価クロムを含んだダストをセメントで固化させたような塊状物５ｔを、廃プラスチックやスタンド汚泥、オガ屑等の混合物５ｔに均一になるように混合したのち、７００℃以上になるように管理して連続運転を行なっているロータリーキルンに装入し、ロータリーキルン内に２０分間滞留させて、６価クロムを３価クロムに還元する。燃えがらは、ロータリーキルン出口部で水中に落下させ、冷却する。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
６価クロムを含有する汚泥類を有機物と一定の比率で混合した後、ロータリーキルンに装入し、空気過剰の状態で燃焼している装入物の内部が還元状態となる条件で焼却することにより６価クロムを３価クロムに還元することを特徴とする６価クロムを含有する汚泥類の還元処理法。
【請求項２】
６価クロムを含有する汚泥類を有機物と一定の比率で混合した後、ロータリーキルンに装入し、空気過剰の状態で燃焼している装入物の内部が還元状態となる条件で焼却した後、該ロータリーキルン出口部で水中落下させることにより６価クロムを３価クロムに還元することを特徴とする６価クロムを含有する汚泥類の還元処理法。
【請求項３】
６価クロムを含有する汚泥の処理法であって、上記汚泥に有機物を含む焼却物を少なくとも重量比で５０％以上混合し、温度を少なくとも７００℃以上に維持し、かつ、空気比２以下に維持しているロータリーキルンに装入し、１０分間以上滞留させる熱処理をしたのち、水により急速に冷却するか、または、還元ガス雰囲気で冷却するかして、ロータリーキルンから排出することを特徴とする６価クロムを３価クロムに還元する方法。
【請求項４】
前記６価クロム含有汚泥が、６価クロムと有機物を含有する汚泥である請求項３記載の方法。
【請求項５】
６価クロムを含む５００ｍｍ角以下の塊状物の処理法であって、上記塊状物に有機物を含む焼却物を少なくとも重量比で１００％以上混合し、温度を少なくとも７００℃以上に維持し、かつ、空気比２以下に維持しているロータリーキルンに装入し、２０分間以上滞留させる熱処理をしたのち、水により急速に冷却するか、または、還元ガス雰囲気で冷却するかしてロータリーキルンから排出することを特徴とする６価クロムを３価クロムに還元する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６価クロムを含む産業廃棄物および一般廃棄物の処理ならびに汚染土壌の浄化処理の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、６価クロムを含む溶液は、硫酸第一鉄などの還元剤により６価クロムを３価クロムに化学還元したのち苛性ソーダなどの中和剤により加水分解して水酸化クロムとして沈殿させる方法が採られている。
【０００３】
２ＮａＣｒＯ4＋６ＦｅＳＯ4＋８Ｈ2ＳＯ4→Ｃｒ2（ＳＯ4）3＋３Ｆｅ2（ＳＯ4）3＋Ｎａ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
Ｃｒ2（ＳＯ4）3＋６ＮａＯＨ→２Ｃｒ（ＯＨ）3＋３Ｎａ2ＳＯ4
汚泥の場合は、溶液の場合と同様に、硫酸第一鉄などの還元剤で化学還元を行う方法が採られている。６価クロムを含む産業廃棄物および一般廃棄物ならびに汚染土壌（以後「廃棄物など」と称する）の場合も、硫酸第一鉄などの還元剤により６価クロムを３価クロムに化学還元する方法が採られている。廃棄物などの場合、６価クロムの他に有機物などが含まれていることが多い。有機物が含まれている時は、クロムの還元と有機物の分解を行うことが必要な場合が多い。このような廃棄物などを処理する場合は、薬剤による還元処理を行ったのち、焼却して有機物を熱分解する必要がある。
【０００４】
６価クロムの還元と有機物の熱分解を同時に行う方法として、還元ガスを生成させ、その還元ガスにより、６価クロムを還元する方法が報告されている（松田政義「汚泥焼却還元装置」特願昭５２−３９５９１および山田新太郎「クロム分を含有する汚泥の焼却処理方法」特開昭５１−２２２８１）。これらの方法では、焼却において還元ガスが生成する条件を維持する必要がある。
【特許文献１】特願昭５２−３９５９１号
【特許文献２】特開昭５１−２２２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、汚泥類に含まれている６価クロムを１段で還元する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】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、６価クロムを含有する汚泥類を有機物と一定の比率で混合し、ロータリーキルンにて焼却することにより６価クロムを還元できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
ロータリーキルンに、装入された有機物を主成分とする汚泥はロータリーキルンの回転による転動により攪拌を受けながら、装入物表面で燃焼が生じている。その燃焼熱により、装入物に含まれている有機物（炭化水素）は、熱分解を起こし、ガス化した小分子の炭化水素や一酸化炭素ガスに分解する。小分子の炭化水素は、さらに、熱分解を起こし、一酸化炭素ガスにまで分解が進行する。一酸化炭素ガスなどは、装入物表面にて、空気中の酸素と接触し、ガス燃焼が起こり、二酸化炭素にまで酸化が進行する。この燃焼熱により新たに装入された装入物が加熱されて、熱分解→ガス化→燃焼と進む。このようにして、ロータリーキルンに装入された有機物は熱分解を起こしているので、ロータリーキルン内の装入物内は酸素が存在しない状態、つまり、還元状態となっている。
【０００８】
このことは、本発明者等が、空気比２の状態の焼却処理を行っている時にロータリーキルン内の装入物直上のガス組成の分析を行った結果、酸素を検出することができなかったことからも確認することができた。なお、「空気比」の定義は、燃焼に必要な酸素理論量をロータリーキルンに吹き込んでいる状態を「空気比１」という。このように、空気比２の空気過剰の状態で燃焼している装入物の内部が還元状態であることが確認できたので、この状態の中に６価クロムを含有する汚泥を装入すると、６価クロムを容易に３価クロムに還元する  ことが可能である。
【０００９】
６価クロムを含有するものは、粒度の細かいもの、例えば、１ｍｍ程度以下のものであれば、容易に還元されることは、推定できるが、塊状のものの還元は、困難と考えられる。本発明者等は、ロータリーキルン内の装入物の量および滞留時間を、一定の条件に維持することにより、６価クロムを３価クロムに還元することができる処理方法を見出した。塊状物の大きさは、緻密性などにより制限があるが、焼却処理条件を管理をすることにより５００ｍｍ以下のものについては、内部に含まれている６価クロムを３価クロムに還元できることが確認できた。有機物が含まれる場合は、汚泥などの焼却と同様に、熱分解によるガス化が起こり、除去することができる。有機物の含有の有無にかかわらず塊状物を含めた６価クロムと含有物を３価クロムに還元する処理方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、６価クロムを含む汚泥あるいは塊状物をロータリーキルンを用いて３価クロムに還元することができる。特に、塊状物は、粉砕などの操作を行わずに、還元処理ができるので、粉砕等の操作時の２次公害を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［作用］
本発明を６価クロムと有機物を含有する塊状物を例にあげて処理法を具体的に説明する。
【００１２】
まず、６価クロムを含有する塊状物は、最大５００ｍｍにまで破砕する。塊状物の破砕する大きさは、塊状物の組成や緻密性により決めるが、概ね、５００ｍｍ以下にまで破砕すると良い。所定の大きさに破砕した塊状物を、有機物を含有する汚泥などに調合する。有機物汚泥に混合した塊状物は、フィーダーなどによりロータリーキルンに装入し、炉内の熱により、有機物の熱分解が起こり、生成してくる還元性ガスにより６価クロムは３価クロムに還元される。この時のロータリーキルン内の状態は、温度７００℃以上で、空気比が２以下であれば良い。
【００１３】
還元された塊状物を含む焼却灰は、ロータリーキルン出口で水により瞬時に冷却される。ロータリーキルンから排出された焼却灰は、空気中でゆっくり冷却すると、還元された３価クロムが、空気中の酸素により６価クロムに酸化されるので、好ましくない。よって、水により急速冷却するか、または、酸素を遮断した状態で冷却する必要がある。
【００１４】
上記のように本発明により、６価クロムを含有する汚泥や塊状物をロータリーキルンを用いて３価クロムに還元することが出来る。
【実施例】
【００１５】
以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、以下の実施例により制限されるものではない。
【００１６】
［実施例１］
本発明の、６価クロムを含む汚泥の処理方法の一例を以下に示す。
【００１７】
６価クロムを含む汚泥２ｔを、廃プラスチックおよび石油タンクスラッジなど１ｔと、均一になるように混合したのち、空気比２で、７００℃〜７５０℃になるように連続運転を行っているロータリーキルンに装入した。装入した調合物は、ロータリーキルン内に１５分間滞留させた。ロータリーキルンから排出された燃えがら（残渣）は、出口部で水中落下させ、冷却した。装入前の汚泥および冷却後の燃えがらからの６価クロムの溶出量を表１に示した。なお、溶出量の測定方法は、「廃棄物の処理および清掃に関する法律」に基づく「産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法」（昭和４８年、環境庁告示１３号）に定める方法を用いた。
【００１８】
【表１】
2005224802.tif 000002
【００１９】
表１からもわかるように、汚泥に含まれていた６価クロムは、完全に還元されており、無害化できた。
【００２０】
［実施例２］
本発明の６価クロムを含む塊状物の処理方法の一例を以下に示す。
【００２１】
コンクリートに６価クロムがしみ込んだもの５ｔを最大５００ｍｍに破砕し、廃プラスチックやスタンド汚泥、オガ屑等の混合物５ｔを均一になるように混合したのち、空気比２で、７００℃になるように連続運転を行っているロータリーキルンに装入した。装入した調合物は、ロータリーキルン内に２０分間滞留させた。燃えがらは、ロータリーキルン出口部で水中落下させ、冷却した。装入前の汚泥および冷却後の燃えがら、塊状物からの６価クロムの溶出量を表２に示した。なお、塊状物は、有姿および粉砕したものの溶出試験をおこなった。
【００２２】
【表２】
2005224802.tif 000003
【００２３】
表２からもわかるように、汚泥に含まれていた６価クロムは、完全に還元されており、無害化できた。
【００２４】
［実施例３］
実施例２と同じ試料を用いて、空気比２で、温度１，０００℃に維持して還元処理を行った。その結果を、表３に示した。溶出試験の試料は、実施例２と同じ方法により調整を行った。
【００２５】
【表３】
2005224802.tif 000004
【００２６】
表３からもわかるように、汚泥に含まれていた６価クロムは、１，０００℃においても完全に還元されており、無害化できた。