(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰にピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩と水を添加して混練することを特徴とする灰の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物を焼却、熱分解、溶融などの熱処理によって排出される焼却灰や飛灰などの灰の無害化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飛灰の無害化処理方法として、例えば、特開平６−７９２５４号公報には、飛灰に水とトリス（ジチオカルボキシ）ジエチレントリアミン、又はＮ1,Ｎ2−ビス（ジチオカルボキシ）ジエチレントリアミン、若しくはそれらの塩を添加して混練する方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−７９２５４号公報に記載されている方法では、とくに高アルカリ性飛灰や溶融飛灰中に含有する鉛を溶出防止することが困難であるという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解消し、焼却灰や飛灰などの廃棄物を熱処理した灰からの重金属の溶出防止を確実に安定して灰の無害化することができる灰の無害化処理方法に関するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、灰を処理するに際し、灰にピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩を添加して混練することによって、灰を無害化することができるという事実を見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、灰にピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩と水を添加して混練することを特徴とする灰の無害化処理方法を要旨とするものである。
【０００５】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の対象となる灰は、通常、都市ごみや産業廃棄物を焼却、熱分解、溶融などの熱処理によって排出されるもので、焼却灰、焼却飛灰、直接溶融飛灰、ガス化溶融飛灰、灰溶融飛灰、ボイラー灰、空気予熱器灰、ガス冷却器灰、半乾式排ガス反応灰などが挙げられる。
【０００６】
本発明に用いられるピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸塩としては、ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸リチウム、ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸カリウム、ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウム、ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸アンモニウムなどが挙げられる。
【０００７】
本発明に用いられるピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸塩又はその塩の添加量は、廃棄物の熱処理や排ガス処理方法などで灰の性状によって異なるが、通常、灰１００重量部に対して、０．１〜３０重量部となるように加えればよい。
【０００８】
本発明においては、処理灰が取扱いやすい湿土状の含水率１５〜４５％となるように、水を添加する。用いられる水量は、灰の性状によって異なるが、通常、灰１００質量部に対して、２０〜７０質量部である。
【０００９】
灰にピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩と水を添加して混練する方法は、とくに限定するものではないが、通常、二軸ニーダ型混練機を用いるのが好ましい。具体的には、まず第１混練機で灰とピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩を１〜３０分間混練したのち、次いで第２混練機で水を加えて１〜３０分間混練することが好ましい。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例によって、本発明を具体的に説明する。
なお、灰中の重金属類等の含有量は、「底質調査方法（環水管１２７号）」及び「工場排水試験方法（ＪＩＳＫ−０１０２）」に従って測定した。
また、無害化処理を施した処理灰からの重金属類の溶出量は、「産業廃棄物に含まれる金属等の検出方法（環告１３号）」に従って測定した。
【００１１】
実施例１
化学組成がＰｂ5,200mg/kg、Ｃｄ14mg/kg、Ｔ−Ｈｇ0.043mg/kg、Ｃａ14,000mg/kg、Ｎａ3,800mg/kg、Ｋ3,100mg/kg、ＤＳ（溶解性蒸発残留物、溶解性塩濃度に相当）21,000mg/kg、ｐＨ13.4、含水率0.08％、環境庁告示第１３号による溶出試験方法（以下、環告１３号法と称する）の溶出濃度がＰｂ36mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下の、あらかじめ缶や針金などの異物を取り除いた都市ごみ焼却灰１００質量部に対して、処理能力１０kg/hの二軸ニーダ型混練機を用いて、まず第１混練機で１００％ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸１質量部を添加して１０分間混練したのち、次いで第２混練機で水３５質量部を添加して１０分間混練して無害化処理した。無害化した処理灰について、溶出濃度、ｐＨ、含水率を測定し、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.005mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできた。
【００１２】
実施例２
都市ごみ焼却飛灰とピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸と水を同時に添加した以外は、実施例１と同様に行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.022mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできたが、実施例１よりもＰｂ溶出濃度が高かった。
【００１３】
実施例３
化学組成がＰｂ7,790mg/kg、Ｃｄ337mg/kg、Ｔ−Ｈｇ4.20mg/kg、Ｃａ131,000mg/kg、Ｎａ38,100mg/kg、Ｋ42,800mg/kg、ＤＳ237,000mg/kg、ｐＨ6.9、含水率0.10％、溶出濃度がＰｂ25.7mg/l、Ｃｄ5.50mg/l、Ｔ−Ｈｇ0.0011mg/lの都市ごみ焼却飛灰１００質量部に対して、１０％ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸リチウム３０質量部と水５質量部を用いた以外は、実施例１と同様にして無害化処理を行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.005mg/l以下、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできた。
【００１４】
実施例４
化学組成がＰｂ780mg/kg、Ｃｄ17.6mg/kg 、Ｔ−Ｈｇ2.81mg/kg、Ｃａ145,000mg/kg、Ｎａ37,800mg/kg、Ｋ67,200mg/kg、ＤＳ221,000mg/kg、ｐＨ12.5、含水率0.52％、溶出濃度がＰｂ0.79mg/l、Ｃｄ0.001mg/l 以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下の都市ごみを600℃で熱分解した残渣を1,400℃で溶融したガス化溶融飛灰１００質量部に対して、２０％ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸カリウム１０質量部と水２０質量部を用いた以外は、実施例１と同様にして無害化処理を行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.005mg/l以下、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできた。
【００１５】
実施例５
化学組成がＰｂ7,790mg/kg、Ｃｄ337mg/kg、Ｔ−Ｈｇ4.20mg/kg、Ｃａ131,000mg/kg、Ｎａ38,100mg/kg、Ｋ42,800mg/kg、ＤＳ237,000mg/kg、ｐＨ6.9、含水率0.10％、溶出濃度がＰｂ25.7mg/l、Ｃｄ5.50mg/l、Ｔ−Ｈｇ0.0011mg/lの都市ごみ焼却飛灰１００質量部に対して、１０％ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸アンモニウム３０質量部と水５質量部を用いた以外は、実施例１と同様にして無害化処理を行った。無害化処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.005mg/l以下、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできた。
【００１６】
実施例６
化学組成がＰｂ14,900mg/kg、Ｃｄ372mg/kg、Ｔ−Ｈｇ1.17mg/kg、Ｃａ21,000mg/kg 、Ｎａ97,900mg/kg、Ｋ134,000mg/kg、ＤＳ660,000mg/kg、ｐＨ5.7、含水率0.11％、溶出濃度がＰｂ158mg/l、Ｃｄ1.81mg/l、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下の都市ごみ焼却灰３質量部と都市ごみ焼却飛灰１質量部を1,400℃で溶融した灰溶融飛灰１００質量部に対して、５０％ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウム１０質量部と水２５質量部を用いた以外は、実施例１と同様にして無害化処理を行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.006mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を十分にクリアできた。
【００１７】
比較例１
ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムの代わりに、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例５と同様に行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ7.82mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下を大きくオーバーし、実施例５のピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムに比べて、Ｐｂ溶出濃度が非常に高く、無害化性能が非常に劣ることが分かった。
【００１８】
比較例２
ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムの代わりに、ピロリジ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５と同様に行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示した。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.25mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下をクリアできたが、実施例５のピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムに比べて、Ｐｂ溶出濃度が高く、無害化性能が劣る。
【００１９】
比較例３
ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムの代わりに、ピペラジ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５と同様に行った。無害化した処理灰の測定項目も実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
表１より、処理灰の溶出濃度は、Ｐｂ0.27mg/l、Ｃｄ0.001mg/l以下、Ｔ−Ｈｇ0.0005mg/l以下で、Ｐｂの埋立判定基準０．３mg/l以下をクリアできたが、実施例５のピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸ナトリウムに比べて、Ｐｂ溶出濃度が高く、無害化性能が劣る。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ピペコリンピペコリルジチオカルバミン酸又はその塩は、灰中の重金属を化学的に重金属キレート化合物にし、灰中の重金属溶出防止性能が非常に優れており、廃棄物を熱処理した灰を確実に安定して無害化することを可能にした。