(57)【要約】【課題】  重金属イオンを含む廃棄物を含む汚泥を焼却して得られた焼却灰を有効に且つ安全に利用することのできる下水汚泥焼却灰の利用方法を得る。【解決手段】  下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して硬化させ所定の形状の成形物を成形する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して硬化させ所定の形状の成形物を成形することを特徴とする下水汚泥焼却灰の利用方法。
【請求項２】
下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂にフィラーとして混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して接着剤或いは塗布型ライニング材とすることを特徴とする下水汚泥焼却灰の利用方法。
【請求項３】
前記焼却灰は、セラミックス及び／或いはタルクの粉体と併せてエポキシ樹脂に混合して主剤としたことを特徴とする請求項１または２に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理の工程で排出される汚泥を焼却した焼却灰の利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より下水処理の工程で排出される汚泥を焼却した焼却灰を有効に利用する研究が盛んに行われており、園芸用土壌、土壌改良剤、路盤路床材、軽量骨材、タイル、煉瓦、ブロックなどのコンクリート二次製品、アスファルトフィラー、セメント原料等とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１１４３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、下水汚泥には重金属イオンを含む廃棄物が混ざっている場合が多く、重金属イオンを含む廃棄物が混ざっている汚泥を焼却して得られた焼却灰は、園芸用土壌、土壌改良剤としては到底利用できるものではなく、また、タイル、煉瓦やブロックなどのコンクリート二次製品にした場合、タイル、煉瓦やブロックなどが破壊したとき、焼却灰が露出し重金属イオンが溶出してしまうことがあるといった問題があり、下水汚泥焼却灰の利用も未だ十分とはなっていない。
【０００５】
本発明者等は、上記の問題点を解決するために研究を重ねた結果、エポキシ樹脂に下水汚泥焼却灰を混合することに着目し、さらに、エポキシ樹脂に下水汚泥焼却灰を混合すると優れた接着性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の目的は、重金属イオンを含む廃棄物を含む汚泥を焼却して得られた焼却灰を有効に且つ安全に利用することのできる下水汚泥焼却灰の利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法は、下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して硬化させ所定の形状の成形物を成形することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法は、下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂にフィラーとして混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して接着剤或いは塗布型ライニング材とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法は、請求項１または２に記載の、前記下水汚泥焼却灰は、セラミックス及び／或いはタルクの粉体と併せてエポキシ樹脂に混合して主剤としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法によれば、下水汚泥焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して硬化させ所定の形状の成形物を成形することとしたので、焼却灰は、表面に多数の不規則な角部があり、この表面にある多数の不規則な角部がエポキシ樹脂との結着性を強めることになり、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度の高い成形物を得ることができる。
そして、仮に成形物が破壊したとしても、焼却灰はエポキシ樹脂に覆われた状態にあり、破壊面から焼却灰が露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしても僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出は僅かで済む。
【００１１】
請求項２に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法によれば、下水汚泥焼却灰を焼却灰をエポキシ樹脂にフィラーとして混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して接着剤或いは塗布型ライニング材とするので、焼却灰は、表面に多数の不規則な角部があり、この表面にある多数の不規則な角部が耐薬品性エポキシ樹脂との結着性を強めることになり、接着剤としたとき優れた接着力を得ることができ、また塗布型ライニング材としたとき、塗布時にダレがなく、塗布面からの塗布層の浮きがないライニングを得ることができるとともに、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度の高いライニングを得ることができる。
そして、仮に接着剤層が破壊したり、ライニングが破壊したとしても、焼却灰は耐薬品性エポキシ樹脂に覆われた状態にあり、破壊面から焼却灰が露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしても僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出は僅かで済む。
【００１２】
請求項３に記載の下水汚泥焼却灰の利用方法によれば、請求項１または２に記載の、前記焼却灰は、セラミックス及び／或いはタルクの粉体と併せて混合して主剤としたので、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度のより高い成形物やライニングを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る下水汚泥焼却灰の利用方法を実施するための形態を詳細に説明する。
先ず、本発明に係る下水汚泥焼却灰の利用方法を実施するための形態の第１例を説明する。
本例は、下水処理の工程で排出される汚泥を脱水焼却して焼却灰を得る。この焼却灰の粒径にあっては特に限定されないが、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下であることが好ましい。
この焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合した混合物を得る。
【００１４】
前記したエポキシ樹脂は、本例では耐薬品性のあるエポキシ樹脂が使用される。このエポキシ樹脂に希釈剤が添加されてエマルジョンとされ、エポキシ樹脂エマルジョンに焼却灰が混合される。この混合物を主剤とし、この主剤に硬化剤としてアミンが混合される。また、焼却灰は、エポキシ樹脂だけでなく、硬化剤にも混合することができる。本例では、焼却灰をエポキシ樹脂と硬化剤のいずれにも混合している。
【００１５】
焼却灰とエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰の含有率にあっては特に限定されないが５０重量％を超えないことが好ましい。５０％を超えると混合物の粘度が高くなり成形性が悪くなる。また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰により耐薬品性が低下する。
このようにして得たエポキシ樹脂と焼却灰と硬化剤の混合物を型枠に流し込み、硬化させて所定の形状の成形物を成形する。
【００１６】
このようにして成形された成形物にあっては、焼却灰はその表面に多数の不規則な角部があり、この表面にある多数の不規則な角部がエポキシ樹脂との結着性を強めることになるので、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度の高いものとなる。
そして、焼却灰はエポキシ樹脂に覆われた状態にあり、仮に成形物が破壊したとしても破壊面から焼却灰が露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしても僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出は僅かで済む。
【００１７】
特に焼却灰の粒径が、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下の粒度であると、仮に成形物が破壊したとしても焼却灰が破壊面から殆ど露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしてもごく僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出はごく僅かで済む。
また、焼却灰の粒径が大きくなると、成形物が破壊したとき焼却灰の露出はその分大きくなり重金属イオンの溶出も僅かに増えることになるが、このような大粒径の焼却灰を用いた成形物の場合は、破壊したときの用心のため、下水施設に使用される成形物とすることが好ましい。
また、本例では、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものであるので、例えば、硫化塩から生成される硫化物やその他の腐食物質と接触しても侵食されることはない。
【００１８】
また、本例では、焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤としているが、焼却灰は、セラミックス或いはタルクの粉体と併せてエポキシ樹脂に混合して主剤とすることもできる。この場合、焼却灰とセラミックス及び／或いはタルクの混合比は特に限定されない。また、焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクとエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクの含有率にあっては、特に限定されないが５０重量％を超えないことが好ましい。５０％を超えると混合物の粘度が高くなり成形性が悪くなる。また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクにより耐薬品性が低下する。
【００１９】
次ぎに、本発明に係る下水汚泥焼却灰の利用方法を実施するための形態の第２例を説明する。
本例は、第１例と同様、下水処理の工程で排出される汚泥を脱水焼却して焼却灰を得る。この焼却灰の粒径にあっては特に限定されないが、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下であることが好ましい。
この焼却灰をエポキシ樹脂にフィラーとして混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して、混合物を接着剤とする。
【００２０】
エポキシ樹脂は、本例では耐薬品性のあるエポキシ樹脂が使用される。このエポキシ樹脂に希釈剤が添加されてエマルジョンとされ、エポキシ樹脂エマルジョンに焼却灰が混合される。この混合物を主剤とし、この主剤に硬化剤としてアミンが混合される。また、焼却灰は、エポキシ樹脂だけでなく、硬化剤にも混合することができる。本例では、第１例と同様、焼却灰をエポキシ樹脂と硬化剤のいずれにも混合している。
【００２１】
焼却灰とエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰の含有率にあっては、３０重量％〜５０重量％であることが好ましい。焼却灰の含有率が３０重量％未満であると粘度が低下し、例えば、垂直面や天井での作業性が悪くなる。また、５０重量％を超えるとエポキシ樹脂と焼却灰の混合物の粘度が高くなり作業性が悪くなり、また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰により接着部分の耐薬品性が低下する。
【００２２】
このようにして成形された接着剤にあっては、焼却灰はその表面に多数の不規則な角部があり、この表面にある多数の不規則な角部がエポキシ樹脂との結着性を強めることになるので、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度の高いものとなり、例えば、塩ビ板やステンレスなどの鋼鈑を接着する接着剤として有効である。
そして、焼却灰はエポキシ樹脂に覆われた状態にあり、仮に接着部分を構成する接着剤層が破壊したとしても破壊面から焼却灰が露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしても僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出は僅かで済む。
【００２３】
特に焼却灰の粒径が、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下の粒度であると、仮に接着部分を構成する接着剤層が破壊したとしても焼却灰が破壊面から殆ど露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしてもごく僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出はごく僅かで済む。
また、焼却灰の粒径が大きくなると、接着部分を構成する接着剤層が破壊したとき焼却灰の露出はその分大きくなり重金属イオンの溶出も僅かに増えることになるが、このような大粒径の焼却灰を用いた接着剤の場合は、破壊したときの用心のため、下水施設に使用される接着剤とすることが好ましい。
また、本例では、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものであるので、例えば、硫化塩から生成される硫化物やその他の腐食物質と接触しても侵食されることはない。
【００２４】
また、本例では、焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤としているが、第１例と同様に、焼却灰は、セラミックス或いはタルクの粉体と併せてエポキシ樹脂に混合して主剤とすることもできる。
この場合、焼却灰とセラミックス及び／或いはタルクの混合比は特に限定されない。また、焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクとエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクの含有率にあっては、３０重量％〜５０重量％であることが好ましい。焼却灰の含有率が３０重量％未満であると粘度が低下し、例えば、垂直面や天井での作業性が悪くなる。また、５０重量％を超えるとエポキシ樹脂と焼却灰の混合物の粘度が高くなり作業性が悪くなり、また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰により接着部分の耐薬品性が低下する。
【００２５】
次ぎに、本発明に係る下水汚泥焼却灰の利用方法を実施するための形態の第３例を説明する。
本例は、第１例と同様、下水処理の工程で排出される汚泥を脱水焼却して焼却灰を得る。この焼却灰の粒径にあっては特に限定されないが、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下であることが好ましい。
この焼却灰をエポキシ樹脂にフィラーとして混合して主剤とし、この主剤に硬化剤を混合して、混合物を塗布型ライニング材とする。
【００２６】
エポキシ樹脂は、本例では耐薬品性のあるエポキシ樹脂が使用される。このエポキシ樹脂に希釈剤が添加されてエマルジョンとされ、エポキシ樹脂エマルジョンに焼却灰が混合される。この混合物を主剤とし、この主剤に硬化剤としてアミンが混合される。また、焼却灰は、エポキシ樹脂だけでなく、硬化剤にも混合することができる。本例では、第１例と同様、焼却灰をエポキシ樹脂と硬化剤のいずれにも混合している。
【００２７】
焼却灰とエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰の含有率にあっては、３０重量％〜５０重量％であることが好ましい。焼却灰の含有率が３０重量％未満であるとダレが起き易い。また、５０重量％を超えるとエポキシ樹脂と焼却灰の混合物の粘度が高くなり作業性が悪くなり、また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰により接着部分の耐薬品性が低下する。
【００２８】
このようにして得た塗布型ライニング材にあっては、焼却灰はその表面に多数の不規則な角部があり、この表面にある多数の不規則な角部がエポキシ樹脂との結着性を強めることになるので、塗布時にダレがなく、塗布面からの塗布層の浮きがないライニングを得ることができるとともに、圧縮強度、曲げ強度、引っ張り強度の高いライニングを得ることができる。
そして、焼却灰はエポキシ樹脂に覆われた状態にあり、仮にライニングが破壊したとしても破壊面から焼却灰が露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしても僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出は僅かで済む。
【００２９】
特に焼却灰の粒径が、最大粒径５００ミクロン以下、平均粒径８０ミクロン以下に粒度であると、仮にライニングが破壊したとしても焼却灰が破壊面から殆ど露出せず、また仮に焼却灰が露出したとしてもごく僅かであり、焼却灰が重金属イオンを含む廃棄物を含んだものであったとしても重金属イオンの溶出はごく僅かで済む。
また、焼却灰の粒径が大きくなると、ライニングが破壊したとき焼却灰の露出はその分大きくなり重金属イオンの溶出も僅かに増えることになるが、このような大粒径の焼却灰を用いた塗布型ライニング材の場合は、破壊したときの用心のため、下水施設に使用される塗布型ライニング材とすることが好ましい。
また、本例では、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものであるので、例えば、硫化塩から生成される硫化物やその他の腐食物質と接触しても侵食されることはない。
【００３０】
また、本例では、焼却灰をエポキシ樹脂に混合して主剤としているが、第１例と同様に、焼却灰は、セラミックス或いはタルクの粉体と併せてエポキシ樹脂に混合して主剤とすることもできる。
この場合、焼却灰とセラミックス及び／或いはタルクの混合比は特に限定されない。また、焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクとエポキシ樹脂と硬化剤を混合した混合物における焼却灰、セラミックス及び／或いはタルクの含有率にあっては、３０重量％〜５０重量％であることが好ましい。焼却灰の含有率が３０重量％未満であるとダレが起き易い。また、５０重量％を超えるとエポキシ樹脂と焼却灰の混合物の粘度が高くなり作業性が悪くなり、また、エポキシ樹脂が耐薬品性のあるものである場合、焼却灰により接着部分の耐薬品性が低下する。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかしながら、下水汚泥には重金属イオンを含む廃棄物が混ざっている場合が多く、重金属イオンを含む廃棄物が混ざっている汚泥を焼却して得られた環境基準値を超えた焼却灰は、そのままでは園芸用土壌、土壌改良剤としては到底利用できるものではなく、また、タイル、煉瓦やブロックなどのコンクリート二次製品にした場合、タイル、煉瓦やブロックなどが破壊したとき、環境基準値を超える重金属イオンが溶出してしまう場合があるといった問題がある。そのため、下水汚泥焼却灰の利用は十分な管理によって生産された環境基準値を満足した二次製品に限られるものとなっており、その利用は必ずしも十分なものとはなっていない。