(57)【要約】【課題】  ゴミ焼却場等から排出される飛灰中にはダイオキシン類等の有害な有機ハロゲン化物や重金属類が含まれている虞があり、このような飛灰を埋立てた廃棄物埋立処理場から有機ハロゲン化物や重金属類が溶出して環境汚染を生じる虞が指摘されている。このため、廃棄物埋立処理場の埋立廃棄物を掘削して再処理することが検討されているが、掘削する際に、有害物質を含む廃棄物の粉塵が飛散して環境汚染を生じる虞があることが問題となっている。【解決手段】  本発明の廃棄物埋立処理場の再生方法は、廃棄物埋立処理場の埋立廃棄物に高分子化合物液を供給するとともに埋立廃棄物を掘削し、次いで掘削した廃棄物に金属捕集剤を供給して廃棄物中の金属を固定化処理することを特徴とする。本発明方法にいて、掘削した廃棄物に金属捕集剤とともにダイオキシン類分解剤を供給することにより、廃棄物中の金属を固定化処理するとともにダイオキシン類を分解処理することができる。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物埋立処理場の埋立廃棄物に高分子化合物液を供給するとともに埋立廃棄物を掘削し、次いで掘削した廃棄物に金属捕集剤を供給して廃棄物中の金属を固定化処理することを特徴とする廃棄物埋立処理場の再生方法。
【請求項２】
掘削した廃棄物に金属捕集剤とともにダイオキシン類分解剤を供給し、廃棄物中の金属を固定化処理するとともにダイオキシン類を分解処理する請求項１記載の廃棄物埋立処理場の再生方法。
【請求項３】
高分子化合物が、アクリル酸系高分子化合物及び／又は酢酸ビニル系高分子化合物である請求項１又は２記載の廃棄物埋立処理場の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物埋立処理場に埋立てられた、重金属やダイオキシン類等の有害物質を含む飛灰等の廃棄物を安全に再処理し、廃棄物埋立処理場を再生することのできる廃棄物埋立処理場の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ゴミ、産業廃棄物、これらの焼却によって生じる灰（主灰、飛灰）等の廃棄物中には、ＳＯx  、ＮＯx  、塩化水素、金属等の種々の物質が含まれており、ダイオキシン類等の有害な有機ハロゲン化合物や、水銀、クロム等の有害な重金属類が多く含まれている場合もある。これら廃棄物は最終的に廃棄物埋立処理場に埋め立て処分されているが、有機ハロゲン化合物や不溶化されていない重金属類を含む廃棄物が埋立てられていると、廃棄物中から有機ハロゲン化物や重金属類が地下水中や土中に溶出して環境汚染を生じる虞がある。このため、近年、廃棄物中から有害物質が溶出して環境汚染を生じることがないように、廃棄物を埋立てる前に無害化処理することが法律で定められるようになってきており、１９９３年以降、埋立処分する飛灰や主灰中からの重金属溶出量を一定基準値以下とすることが法律で義務付けられている。また２００２年以降、飛灰や主灰中の残留ダイオキシン類濃度を３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ以下とすることも義務付けられている。このため、飛灰等の廃棄物中に含まれている重金属類を固定化したり、ダイオキシン等の有機ハロゲン化物を分解する等によって廃棄物を安全に処理する方法が種々提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３等）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４５８６２号公報
【特許文献２】特開２００１−１４９８８８号公報
【特許文献３】特開２００２−１４３８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、廃棄物中から溶出する重金属類量や残存ダイオキシン類等の量を規制する法律が施行される以前に飛灰や主灰等の廃棄物が埋立処分されている埋立処分場も多くあり、最近、このような埋立処分場から重金属類や有機ハロゲン化物が溶出して環境汚染を生じる虞があることが指摘されている。このため、埋立られた廃棄物を掘削して廃棄物中に含有されている可能性のある重金属類や有機ハロゲン化物を安全に処理して埋立処分場を再生することが検討され、いくつかの埋立処分場では廃棄物を掘削して重金属固定化剤等で再処理することも行われている。
【０００５】
しかしながら、廃棄物を掘削する際に廃棄物の粉塵が周囲に飛散するため、作業員や周囲の住民が粉塵を吸い込むことによる塵肺の虞や、廃棄物の粉塵中に含まれている可能性のある重金属類や有機ハロゲン化物による重大な環境汚染問題の虞が指摘されている。掘削時の粉塵の飛散を防止するために、大量の水を散布しながら掘削を行う方法も検討されているが、粉塵は短時間で乾燥して飛散し環境を汚染する虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題を解決すべくなされたもので、有機ハロゲン化合物や不溶化されていない重金属類が含まれた廃棄物を安全に再処理して廃棄物埋立処理場を再生することができる廃棄物埋立処理場の再生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】
【０００７】
即ち本発明は、
（１）廃棄物埋立処理場の埋立廃棄物に高分子化合物液を供給するとともに埋立廃棄物を掘削し、次いで掘削した廃棄物に金属捕集剤を供給して廃棄物中の金属を固定化処理することを特徴とする廃棄物埋立処理場の再生方法、
（２）掘削した廃棄物に金属捕集剤とともにダイオキシン類分解剤を供給し、廃棄物中の金属を固定化処理するとともにダイオキシン類を分解処理する上記（１）記載の廃棄物埋立処理場の再生方法、
（３）高分子化合物が、アクリル酸系高分子化合物及び／又は酢酸ビニル系高分子化合物である上記（１）又は（２）記載の廃棄物埋立処理場の再生方法、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明方法は、埋立廃棄物に高分子化合物液を供給した後、埋立廃棄物を掘削するため、掘削時に廃棄物の粉塵が周囲に殆ど飛散することがなく、固体状廃棄物中に未処理のダイオキシン類や重金属類等の有害物質が含まれていても、処理場周囲の環境が有害物質を含む粉塵で汚染される虞がなく、埋め立てられていた廃棄物を安全に再処理して廃棄物埋立処理場を再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において高分子化合物液としては、アクリル系高分子化合物、酢酸ビニル系高分子化合物、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミン等のエマルジョンや水溶液が挙げられるが、アクリル系高分子化合物、酢酸ビニル系高分子化合物のエマルジョンや水溶液がより好ましい。
【００１０】
アクリル酸系高分子化合物としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル系モノマーや、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｉ−ブチル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸−ｔ−ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等のメタクリル酸エステル系モノマーの単独重合体や共重合体、或いはこれらアクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマーとこれらのモノマーと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体等が挙げられる。また酢酸ビニル系高分子化合物としては、酢酸ビニルの単独重合体や、酢酸ビニルと、これと共重合可能なビニル系モノマーとの共重合体等が挙げられる。
【００１１】
アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマー、酢酸ビニル等のモノマーと共重合可能な他のビニル系モノマーとしては、例えばスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド等の不飽和結合を持つもの等が挙げられる。アクリル系高分子化合物や酢酸ビニル系高分子化合物が、アクリル酸エステル系モノマー、メタクリル酸エステル系モノマー、酢酸ビニル等のモノマーと、これらのモノマーと共重合可能な上記他のビニル系モノマーとの共重合体の場合、共重合体中における他のビニル系モノマーの含有率は２０モル％未満であることが好ましい。
【００１２】
高分子化合物液としては、上記高分子化合物含有量が４０〜６０重量％となるように調整したエマルジョンや水溶液を用いる。高分子化合物液中には、エマルジョンや水溶液の安定性を持たせるために、脂肪酸ナトリウム類、スルホン酸ナトリウム類等のアニオン系界面活性剤等を配合することができる。
【００１３】
本発明方法で廃棄物埋立処理場を再処理するに当たり、まず埋立廃棄物に高分子化合物液を供給するともに埋立廃棄物を掘削する。高分子化合物液の供給方法としては、シャワーやスプレーノズル等を用いて埋立廃棄物表面に噴霧する方法、ローラーやブラシ等を用いて廃棄物に塗布する方法等が挙げられるが、噴霧する方法が好ましい。高分子化合物液の廃棄物に対する供給量は０．１〜１０ｋｇ／ｍ３が好ましい。高分子化合物液は廃棄物を掘削する前に廃棄物に供給しておき、その後、廃棄物を掘削するようにしても良いが、高分子化合物を廃棄物に供給しながら廃棄物の掘削を行う方法を採用しても良い。廃棄物を掘削する前に高分子化合物を供給する場合、高分子化合物を供給した後に直ちに掘削を行っても良いが、供給した高分子化合物を自然乾燥あるいは強制乾燥させた後、廃棄物を掘削することが好ましい。廃棄物に供給した高分子化合物液を自然乾燥させるには、３時間〜２４時間放置すれば良い。また強制乾燥させるには、送風機、熱風送風機等によって高分子化合物液供給面に冷風や熱風を供給する。埋立廃棄物表面に供給した高分子化合物液の乾燥後、粉塵が周囲に飛散することなく廃棄物を掘削することができる。必要に応じて掘削中に再度高分子化合物液を供給して乾燥させ、掘削する操作を繰り返し行うことができる。
【００１４】
次いで掘削した廃棄物に金属捕集剤を供給し、廃棄物中に含まれる金属を固定化する。重金属捕集剤としては、酸素、窒素、硫黄等の金属に対する配位能を有する原子を含む官能基を有する化合物が用いられる。官能基としては例えば燐酸基、アミノ燐酸基、カルボン酸基、アミノカルボン酸基、カルバミン酸基、ジチオカルバミン酸基、チオール基、ザンセート基等が挙げられる。本発明において用いる金属捕集剤は、同一の官能基を有するものであっても、異なる２以上の官能基を有するものであってもよい。また官能基の異なる２種以上の金属捕集剤を混合して用いることもできるが、水溶性、水分散性を有するものが好ましい。本発明において金属捕集剤としては、キレート形成能を有する金属捕集剤が好ましく、ジチオカルバミン酸基やその塩を有する化合物が好ましい。
【００１５】
ジチオカルバミン酸基或いはその塩（以下、これらを単に“ジチオカルバミン酸基”と呼ぶことがある。）を官能基として有する金属捕集剤としては、モノアミン、ポリアミン等のアミン類に二硫化炭素を反応させて得られる化合物が挙げられる。モノアミンとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、メチルフェニルアミン、エチルフェニルアミン等が挙げられる。ポリアミンとしては、例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジブチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、トリブチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、テトラブチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、イミノビスプロピルアミン、モノメチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン；１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン等のシクロアルカン系ポリアミン；１−アミノエチルピペラジン、ピペラジン等のピペラジン類；ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリ−３−メチルプロピルイミン、ポリ−２−エチルプロピルイミン等の環状イミンの重合体；ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の不飽和アミンの重合体が挙げられる。また、ビニルアミン、アリルアミン等の不飽和アミンと、ジメチルアクリルアミド、スチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホン酸等及びその塩類等の、不飽和アミンと共重合可能な不飽和結合を有する他のモノマーとの共重合体も挙げられる。
【００１６】
上記アミン類は、ヒドロキシアルキル基、アシル基、アルキル基等をＮ−置換基として有するものでも良い。Ｎ−ヒドロキシアルキル置換基は、上記アミン類と、エポキシアルカンとを反応させることにより導入することができ、Ｎ−アシル置換基は、上記アミン類と、脂肪酸類を反応させることにより導入され、またＮ−アルキル置換基は上記アミン類と、ハロゲン化アルキルを作用させることにより導入される。Ｎ−ヒドロキシアルキル置換基は、アルキル基の炭素数が２〜２８であることが好ましく、Ｎ−アシル置換基は炭素数２〜２６であることが好ましい。またＮ−アルキル置換基は炭素数２〜２２であることが好ましい。
【００１７】
更に上記アミン類とエピハロヒドリンとが重縮合した重縮合アミン、重縮合エチレンイミン類も使用できる。エピハロヒドリンとしては、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン等が挙げられる。尚、アミン類としては、窒素原子に結合した活性水素原子を有し、二硫化炭素を反応せしめてジチオカルバミン酸基を官能基として導入し得るものであれば、上記した以外のものであっても良い。
【００１８】
上記アミン類へのヒドロキシアルキル基、アシル基、アルキル基等のＮ−置換基導入反応や、アミン類とエピハロヒドリンとの重縮合反応は、アミン類と二硫化炭素との反応の前に行っても後に行っても良いが、二硫化炭素との反応を行う前に行う場合には、アミン類にＮ−置換基を導入したり、アミン類とエピハロヒドリンとの重縮合を行った後において、二硫化炭素と反応してジチオカルバミン酸基が形成できるだけの活性水素原子がアミン類中に残存している必要がある。２以上の活性水素原子を含むアミン類の場合、１個のジチオカルバミン酸基が導入されたものでも、２個以上のジチオカルバミン酸基が導入されたものでも良い。
【００１９】
アミン類と二硫化炭素との反応は、例えばアミン類を、水、アルコール等の溶媒に溶解させ、これに二硫化炭素を添加して反応させる等の方法により行うことができる。反応終了後、アルカリ金属の水酸化物や炭酸塩（例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等）、アルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩（例えば水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）、或いはアンモニア等のアルカリで処理するか、アミン類と二硫化炭素との反応を、これらのアルカリの存在下で行うことにより、ジチオカルバミン酸のアルカリ金属塩型、アルカリ土類金属塩型、アミン塩型等のアルカリ塩型官能基を有する金属捕集剤を得ることができる。金属捕集剤の廃棄物に対する供給量は、廃棄物中に含まれている固定化すべき金属の量によっても異なるが、通常、０．０１〜３０重量％供給することが好ましい。
【００２０】
掘削した廃棄物中にダイオキシン類が含有されている虞のある場合、掘削した廃棄物に金属捕集剤とともにダイオキシン類分解剤を供給することが好ましい。ダイオキシン類分解剤としては、例えば亜リン酸類、次亜リン酸類等の還元剤が挙げられる。ダイオキシン類分解剤は、金属捕集剤の供給前又は供給後に供給しても良く、金属捕集剤と同時に供給しても良い。
【００２１】
ダイオキシン類分解剤として用いられる上記亜リン酸類としては、亜リン酸、亜リン酸リチウム、亜リン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸マグネシウム、亜リン酸水素アンモニウム等が挙げられる。また次亜リン酸類としては次亜リン酸、次亜リン酸リチウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カルシウム等が挙げられる。ダイオキシン類分解剤の供給量は、含有されているダイオキシン類の量にもよるが、通常０．１〜５０重量％が好ましい。
【００２２】
上記のように金属捕集剤（或いは金属捕集剤とダイオキシン類分解剤）で処理した廃棄物は、選別し、建設資材等資源として再利用可能なものは分別して利用し、そのほかのものについては、減容化することにより、埋め戻しを行うか或いは、他の埋立地へ搬送し、覆土として使用又は、埋立を行う。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
アクリル板で密閉された部屋（１ｍ３）に軽量コンクリートブロック２個を長辺側を下にして平行に並べた。次いでその上にサンプルバット（長さ３２３×幅２３３×深さ５２ｍｍ）を乗せ、その中に、鉛１３１８ｍｇ／ｋｇを含む土壌１ｋｇを平らに敷き固めた。バットに敷き詰めた土壌の上から、アクリル酸エステルエマルジョン（３％水溶液）３０ｇを噴霧した後、５時間放置して乾燥させた。次いで、土壌を敷き詰めたバットの上、５０ｃｍの高さから約０．６ｋｇの平タガネ（刃巾２５ｍｍ×全長２１５ｍｍ）を自然落下させ、室内の粉じん濃度をレーザー粉塵計（シバタ製：ＬＤ−１（Ｌ）型）により、測定し、その結果を表１に示す。また、粉塵測定後、重金属捕集剤ジエチルジチオカルバミン酸カリウムの１０重量％水溶液１０ｍｌを加え処理し、鉛の環境庁告示第１３号試験法に準じて行った。結果は表１にあわせて示す。
【００２４】
実施例２
アクリル酸エステルエマルジョンの替わりに酢酸ビニルエステルエマルジョン（１０％水溶液）１０ｇ及び重金属捕集剤にポリエチレンイミンジチオカルバミン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００２５】
比較例１
高分子エマルジョン及び重金属捕集剤を含まない水を２０ｇ噴霧した以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００２６】
（表１）
2005238050.tif 000002
【００２７】
実施例３
アクリル板で密閉された部屋（１ｍ３）に軽量コンクリートブロック２個を長辺側を下にして平行に並べた。次いでその上にサンプルバット（幅３２３×奥行き２３３×深さ５２ｍｍ）を乗せ、その中に、鉛１２５０ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類１０２０ｐｇ／ｇを含む土壌１ｋｇを平らに敷き固めた。バットに敷き詰めた土壌の上から、アクリル酸エステルエマルジョン（３％水溶液）３０ｇを噴霧した後、５時間放置して乾燥させた。次いで、土壌を敷き詰めたバットの上、５０ｃｍの高さから約０．６ｋｇの平タガネ（刃巾２５ｍｍ×全長２１５ｍｍ）を自然落下させ、実施例１と同様にして室内の粉じん濃度を測定した。その結果を表２に示す。また、粉塵測定後、ダイオキシン類分解剤として、次亜リン酸ナトリウムを用い、ロータリーキルンにて３５０℃、１時間処理した後、重金属捕集剤ジエチルジチオカルバミン酸カリウムの１０重量％水溶液１０ｍｌを加え処理し、鉛及びダイオキシン類濃度を測定した。結果は表２にあわせて示す。
【００２８】
実施例４
アクリル酸エステルエマルジョンの替わりにスチレン・アクリル共重合体エマルジョン（３０％水溶液）１０ｇ及び重金属捕集剤にポリエチレンイミンジチオカルバミン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例３と同様に行った。結果を表２に示す。
【００２９】
比較例２
高分子エマルジョン及び重金属捕集剤を含まない水を２０ｇ噴霧した以外は、実施例３と同様に行った。結果を表２に示す。
【００３０】
（表２）
2005238050.tif 000003
【００３１】
実施例５
アクリル板で密閉された部屋（１ｍ３）に軽量コンクリートブロック２個を長辺側を下にして平行に並べた。次いでその上にサンプルバット（長さ３２３×幅２３３×深さ５２ｍｍ）を乗せ、その中に、鉛１３１８ｍｇ／ｋｇを含む土壌１ｋｇを平らに敷き固めた。バットに敷き詰めた土壌の上から、アクリル酸エステルエマルジョン（３％水溶液）３０ｇを噴霧した直後、土壌を敷き詰めたバットの上、５０ｃｍの高さから約０．６ｋｇの平タガネ（刃巾２５ｍｍ×全長２１５ｍｍ）を自然落下させ、室内の粉じん濃度をレーザー粉塵計（シバタ製：ＬＤ−１（Ｌ）型）により、測定し、その結果を表１に示す。また、粉塵測定後、重金属捕集剤ジエチルジチオカルバミン酸カリウムの１０重量％水溶液１０ｍｌを加え処理し、鉛の環境庁告示第１３号試験法に準じて行った。結果は表３にあわせて示す。
【００３２】
実施例６
アクリル酸エステルエマルジョンの替わりに酢酸ビニルエステルエマルジョン（１０％水溶液）１０ｇ及び重金属捕集剤にポリエチレンイミンジチオカルバミン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００３３】
比較例３
アクリル板で密閉された部屋（１ｍ３）に軽量コンクリートブロック２個を長辺側を下にして平行に並べた。次いでその上にサンプルバット（長さ３２３×幅２３３×深さ５２ｍｍ）を乗せ、その中に、鉛１３１８ｍｇ／ｋｇを含む土壌１ｋｇを平らに敷き固めた。バットに敷き詰めた後、バットの上、５０ｃｍの高さから約０．６ｋｇの平タガネ（刃巾２５ｍｍ×全長２１５ｍｍ）を自然落下させ、室内の粉じん濃度をレーザー粉塵計（シバタ製：ＬＤ−１（Ｌ）型）により、測定し、その結果を表１に示す。また、粉塵測定後、重金属捕集剤ジエチルジチオカルバミン酸カリウムの１０重量％水溶液１０ｍｌを加え処理し、鉛の環境庁告示第１３号試験法に準じて行った。結果は表３にあわせて示す。
【００３４】
（表３）
2005238050.tif 000004