(57)【要約】【課題】多価アルコールと金属水酸化物とを用いてばいじん中に含まれるダイオキシン類を効果的分解処理する。【解決手段】水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物を水洗処理した後、多価アルコールとアルカリ金属水酸化物とを混合し、１８０℃から２４０℃の温度範囲内で加熱処理することで、ばいじんなどに含まれているダイオキシン類を効果的に分解する。多価アルコール含有液は自動車のエンジンの冷却用媒体として用いられているクーラント液水の廃液、産業機器の不凍液の廃液などであってもよく、アルカリ金属水酸化物はエアバッグの処理過程で回収される水酸化ナトリウムであってもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物を水洗処理した後、該固形物に多価アルコール含有液とアルカリ金属水酸化物とを混合し、該混合物を１８０℃から２４０℃の温度範囲内で加熱処理することを特徴とするダイオキシン類の分解処理方法。
【請求項２】
水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物が、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰、二次飛灰、またはこれらで汚染された土壌であることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の分解処理方法。
【請求項３】
多価アルコール含有液が、廃クーラント液水であることを特徴とする請求項１または２記載のダイオキシン類の分解処理方法。
【請求項４】
アルカリ金属水酸化物が、エアバッグの処理過程で回収される水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１、２または３記載のダイオキシン類の分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰、二次飛灰、またはこれらで汚染された土壌などに含まれるダイオキシン類を、多価アルコール含有液とアルカリ金属水酸化物とを用いて効果的に分解処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却施設から排出される排ガスおよび焼却灰のダイオキシン問題は、今日大きな社会問題となっている。今日までのダイオキシン類対策は、主として排ガス処理に重点がおかれており、粉末活性炭吹き込み法、活性コークス吸着法、触媒反応法などが開発・実用化されている。しかしながら、これらの方法はダイオキシン類の大気放出を抑制することはできるものの、ダイオキシン類は吸着剤あるいは飛灰中に捕捉されることになるため、これら吸着剤あるいは飛灰を別途処理して無害化する必要がある。
【０００３】
従来の飛灰中のダイオキシン類の分解技術には、窒素ガスなどの還元性雰囲気下で３００〜４００℃で１〜２時間保持する、いわゆるハーゲンマイヤー法がよく知られている。しかしながら、この方法では３００℃以上の高温を必要とすること、還元性雰囲気を維持するための装置構造が複雑となるなど、汎用性に欠けるものであった。
【０００４】
この欠点を補う技術として、特許文献１に開示されるものがある。特許文献１に記載される技術は、ダイオキシン類またはダイオキシン類含有物質を多価アルコールとアルカリ金属水酸化物の存在下に前記多価アルコールの沸点以下の温度で混練するとするものである。ところが、３０ないしは４０重量パーセントも水溶性の塩類を含む都市ごみ焼却飛灰などに含まれるダイオキシン類を分解処理しようとすると、過剰な多価アルコールとアルカリ金属水酸化物が必要となる。
【特許文献１】特開２００３−８１９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物をあらかじめ水洗処理することで処理対象物中のダイオキシン類濃度を高め、結果ダイオキシン類の分解効率が向上することに着眼し、本願発明を提案するに至った。
【０００６】
本発明における課題は、多価アルコールと金属水酸化物とを用いて水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物中に含まれるダイオキシン類を分解処理する方法において、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物をあらかじめ水洗処理することで、ダイオキシン類の分解効率の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、水溶性の塩類とダイオキシン類を含む固形物に多価アルコールとアルカリ金属水酸化物とを混合し、加熱処理することによるダイオキシン類の分解処理方法において、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物をあらかじめ水洗処理することで上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物を水洗処理した後、該固形物に多価アルコール含有液とアルカリ金属水酸化物とを混合し、該混合物を１８０℃から２４０℃の温度範囲内で加熱処理することを特徴とするダイオキシン類の分解処理方法である。
【０００９】
また、請求項２の発明は、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物が、焼却主灰、焼却飛灰、溶融飛灰、二次飛灰、またはこれらで汚染された土壌であることを特徴とする請求項１記載のダイオキシン類の分解処理方法である。
【００１０】
ダイオキシン類で汚染された固形廃棄物の代表としてごみ焼却施設等の集塵機で回収される焼却飛灰がある。ごみ焼却飛灰中には、ダイオキシン類が１０ｎｇ-ＴＥＱ／ｇ前後の高濃度で含まれているものがある。焼却主灰の濃度レベルとしては数１ｎｇ-ＴＥＱ／ｇが一般的である。ごみを溶融スラグ化する設備で回収される溶融飛灰、焼却主飛灰を再処理する過程で回収される二次飛灰などにもダイオキシン類は含有されている。ダイオキシン類で汚染された固形廃棄物のなかには、焼却施設周辺の土壌、施設の解体時に回収される焼却灰なども含める。
【００１１】
請求項３の発明は、多価アルコール含有液が、廃クーラント液水であることを特徴とする請求項１または２記載のダイオキシン類の分解処理方法である。
【００１２】
自動車等のエンジンの冷却水に添加して使用されるクーラント液水の主成分は、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどである。これら多価アルコールは、アルカリ剤とともに加熱すると加水分解し、ダイオキシン類およびＰＣＢ類などの有害塩素含有物質を分解する作用があるため、ダイオキシン類またはＰＣＢ類で汚染された固形廃棄物および液体状のＰＣＢ類汚染物質の無害化剤として再利用することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、アルカリ金属水酸化物が、エアバッグの処理過程で回収される水酸化ナトリウムであることを特徴とする請求項１、２または３記載のダイオキシン類の分解処理方法である。
従来の多価アルコールとアルカリ金属水酸化物を用いるダイオキシン類の分解処理では、これらの薬剤を大量に消費することから、処理コストが高額なものとなっていたが、本願発明においては、これらの薬剤として廃棄物からの回収物を用いるため、安価な分解処理が達せられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、水溶性の塩類とダイオキシン類を含む固形物に多価アルコールとアルカリ金属水酸化物とを混合し、加熱処理することによるダイオキシン類の分解処理方法において、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物をあらかじめ水洗処理することで分解処理量の低下とダイオキシン類の相対濃度を高め、これにより加熱処理によるダイオキシン類の分解効率の向上が図られる。
本発明のダイオキシン類の分解処理方法によれば、多価アルコール含有液として使用済み自動車の解体工程および修理工程で回収されるエンジン冷却用媒体として使用された廃クーラント液水、アルカリ金属水酸化物として同じく使用済み自動車から回収されるエアバッグの処理過程で回収される水酸化ナトリウムが利用できるので、ダイオキシン類などの有害な塩素化合物を安価に達成することができる。尚、本明細書に記すクーラント液水は、自動車に使用されるものに限定されず、他の機械装置に用いられるクーラント液水を含む。また、本発明は明細書に例示したダイオキシン類の分解のみならずＰＣＢ類の分解に対しても適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、発明を実施するため最良の形態について具体的に説明する。
都市ごみ焼却処理施設の集塵器で回収される焼却飛灰は、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物の代表である。都市ごみの焼却飛灰に含まれる水溶性の塩類は、ＮａＣｌ、ＫＣｌおよびＣａＣｌ2などであり、なかには３０から４０重量パーセントという高濃度で含んでいるものもある。また、ダイオキシン類の濃度は５ないしは１０ｎｇ−ＴＥＱ／ｇである。前処理として、飛灰に水が添加されスラリーとなした後固液分離することで可溶性の塩類が除去される。このときダイオキシン類は水に溶けないため、固形分の側に濃縮されることになる。これにより後段の分解処理数量は３０から４０重量パーセント低減されるとともに、逆に乾燥後の飛灰中のダイオキシン類の濃度は１．４〜１．７倍に高められ、ダイオキシン類の分解が効率的になされるようになる。
【００１６】
水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物としては、上記都市ごみの焼却飛灰のほか、都市ごみの焼却主灰、溶融飛灰、二次飛灰、またはこれらで汚染された土壌などがあり、これらに対して本発明を適用することが可能である。
【００１７】
水洗処理を行った水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物と、多価アルコール含有液と、アルカリ金属水酸化物を適量混合し、この混合物を加熱容器中で１８０℃〜２４０℃の温度範囲内で、１〜６時間加熱することで焼却飛灰中のダイオキシン類の分解が達せられる。
加熱温度が１８０℃を下回るとダイオキシン類の分解が十分ではなく、逆に２４０℃を超えると多価アルコールが蒸発してダイオキシン類の分解効率が低下してしまう。
【００１８】
加熱装置としては固定されたバッチ式の加熱炉（容器を外部から加熱するようなものであっても構わない）を用いることができるが、回転式加熱炉であれば連続的な処理が行えるため好ましい。この回転式加熱炉は、炉の一端部から炉の内部を直接加熱する様式のものよりも、加熱源を複数箇所に設備できる外部加熱方式の回転炉の方が、炉内温度の制御が容易となるためより好ましい。
【００１９】
多価アルコール含有液としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の純薬を用いることができるが、自動車のエンジンの冷却用媒体として用いられているクーラント液水の廃液、産業機器の不凍液の廃液なども利用することが可能である。
特に自動車のクーラント液水は、その主成分がエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等であり、ダイオキシン類の分解薬剤として好適である。自動車のクーラント液水は、多価アルコールを水で希釈してクーラント液水として使用されることが多いが、多価アルコールの濃度はおおむね３０〜５０重量％である。
これらクーラント液水は、その冷却効果の低下による交換時、使用済み自動車の解体過程で廃棄物として発生する。この廃クーラント液水を、そのままダイオキシン類の分解薬剤として利用することも可能であるが、廃クーラント液水に含まれている錆、塵等の不純物を、あらかじめ除去するとダイオキシン類の分解効果が向上するので好ましい。また、加熱による水分除去により、多価アルコールの濃度を高めればダイオキシン類の分解効果がいっそう向上する。
【００２０】
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムの純薬を用いることができるが、使用済み自動車から回収されるエアバッグのガス発生剤として使用されているアジ化ナトリウムの処理過程で副生する水酸化ナトリウム等の産業副生物も利用できる。
【００２１】
ダイオキシン類の分解処理に用いる多価アルコール含有液およびアルカリ金属水酸化物として、従来廃棄されていた廃棄物およびその処理過程の副生物を利用すれば、分解処理コストの低減を図ることができる。
【００２２】
多価アルコール及びアルカリ金属水酸化物の、水洗処理を行ったダイオキシン類とを含む固形物への添加量は、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物の種類で異なるが、例えば、水洗処理後の都市ごみ焼却飛灰１００重量部（乾燥重量）に対しては、エチレングリコール濃度４０重量％の廃クーラント液水の場合１０００〜１５００重量部程度、そしてアルカリ剤としての水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの場合３０〜６０重量部程度が各々適量である。
以下、実施例に基づいて本願発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
実施例１において、水溶性の塩類とダイオキシン類とを含む固形物には都市ごみ焼却処理施設（ストーカ炉）の電気集塵器で回収された焼却飛灰を用いた。
この飛灰の主要構成鉱物は、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣｌＯＨ、ＣａＳＯ4およびＳｉＯ2などであった。乾燥状態における水溶性の塩類およびダイオキシン類の濃度は、それぞれ３１重量％および実測値で１１３０ｎｇ（毒性等価係数換算で約９．９ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ）であった。
【００２４】
上記の焼却飛灰１００重量部に対して６０℃の温水を４００重量部添加し撹拌してスラリーとなし固液分離後乾燥した。これによりもとの焼却灰より約３０％重量減少した。
【００２５】
ダイオキシン類分解薬剤のうちのアルカリ金属水酸化物には、エアバッグのガス発生剤の処理過程で副生する水酸化ナトリウムを使用した。
この水酸化ナトリウムは、以下のようにして回収した。すなわち、使用済み自動車の解体工場において車両より取り外されたエアバッグ装置を、樹脂材料からなるバッグ部分を取り外した上で間接加熱炉に投入し、熱処理した。該加熱炉に乾式のバグフィルターを介して接続されたガス誘引機により加熱炉内部の雰囲気を吸引した。前記バグフィルターにより粉末状の水酸化ナトリウムを回収した。
【００２６】
ダイオキシン類分解薬剤のうちの多価アルコール含有液には、自動車の整備工場で回収された廃クーラント液水を用いた。この廃クーラント液水を市販のクーラント再生処理装置に通じ、錆および塵などの汚染物質を除去して主として水とエチレングリコールの２液のみからなる混合液を回収した。この段階における廃クーラント液水中のエチレングリコールの濃度は４０重量％であった。
【００２７】
攪拌機構を設備したステンレス製の密閉型容器（内容積３０Ｌ）内に、上記前処理（乾燥処理済み）を行った都市ごみ焼却飛灰１ｋｇと上記前処理を行った廃クーラント液水１５ｋｇ（エチレングリコール濃度４０％）と水酸化ナトリウム５００ｇとを収納し、攪拌操作を継続しながら２２０℃の温度で２時間の加熱処理を行った。容器から発生する蒸気は水冷管に通じ凝縮水として回収した。加熱操作の後、容器内容物の冷却後遠心分離手段により固形物を回収し、乾燥後ダイオキシン類濃度を測定した。
その結果、ダイオキシン類の含有量の合計は７９ｎｇであり分解率９３％で、焼却飛灰中のダイオキシン類を分解させることができた。
【００２８】
比較例：都市ごみ焼却飛灰に含まれている水溶性の塩類を、あらかじめ水洗除去しないこと以外は、実施例と同一の手順にしたがってダイオキシン類の分解処理を行った。
その結果、ダイオキシン類の含有量の合計は３９５ｎｇであり、ダイオキシン類の分解率は６５％にとどまった。