(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも鉛、砒素、カドミニウム、亜鉛の一種以上を含有する煤塵と、この煤塵に対し重量比で５０％以上の廃プラスチック類、鉱物油系スラッジ、高粘度オイル、繊維くず、塗料カスの何れかである有機含有物との混合物をロータリーキルン内にて８００℃〜１０００℃、空気比２以下にて維持し２０分〜３０分間滞留し酸素と反応して有機含有物の表面で燃焼し、焼却した後、生成した燃えがらを水で急冷することによって、上記金属を不溶化せしめることを特徴とする煤塵中の重金属溶出防止方法。
【請求項２】
上記煤塵が廃棄物を焼却して生成する排ガスから得た煤塵あるいは廃棄物を焼却して生成する排ガスに消石灰を添加して処理して得た煤塵または廃棄物を焼却して生成する排ガス中の重金属を含み、且つ廃棄物の燃えがらとが混合した煤塵のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の煤塵中の重金属溶出防止方法。
【請求項３】
上記混合物が煤塵と有機含有物と消石灰との混合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の煤塵中の重金属溶出防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般廃棄物または産業廃棄物の焼却工場の排ガスを処理して排出される煤塵中の重金属等の不溶化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、焼却工場の排ガスを処理して排出される煤塵には鉛、砒素、カドミウム等の有害物質や亜鉛等の重金属を含んでおり、これらの煤塵を処理する方法としては以下の４つの処理法が知られている。
【０００３】
第１の処理法は、煤塵を溶融設備を用いて十分に溶融した上で固化する方法であるが、この溶融により生じた煤塵をさらにセメント固化、薬剤処理、酸、その他の溶媒による安定化法を用いて無害化処理を施さなければならない上、溶融するための多大なエネルギーを必要としている。
【０００４】
第２の処理法は、煤塵をセメント固化設備を用いて重金属が溶出しないよう化学的に安定した状態にするため十分な量のセメントと均質に練り混ぜると共に、適切に造粒又は成形したものを十分に養成して固化する方法であるが、重金属類の溶出を防止するとともに固化物の強度を十分に保つため、煤塵とセメントとの最適な配合条件と固化後の養成条件を選定する必要がある。この場合、アルカリ成分を多く含む煤塵ではｐＨが高くなり水と接触することにより、鉛等の重金属類が溶出しやすくなるため、セメントの他に重金属溶出防止薬剤を添加する必要があった。
【０００５】
第３の処理法は煤塵を薬剤処理設備を用いて十分な量の薬剤と均質に練り混ぜ、重金属が溶出しないよう化学的に安定した状態にする方法であるが、この場合、薬剤が一般的に高価であるため、最小限の必要量を調整し、かつ小量でも十分に混合する機械が必要である。
【０００６】
第４の処理法は、煤塵を酸、その他の溶媒に重金属を十分に溶出させたうえで脱水処理するとともに、当該溶液中の重金属を化学的に安定した状態にする方法であるが、この場合、煤塵の酸による溶解工程、不溶化するための薬剤添加、固液分離、固液分離後の排水処理等の多くの工程が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の処理法は何れにしても、コスト的にあるいは設備的に問題を有する処理法であるが、本発明法ではこれに従来技術の問題点を解決し、煤塵を一回の処理で含有される鉛、砒素、カドミウム等の有害金属や亜鉛等の重金属分の溶出を防止させて無害化とする処理法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成させるために鋭意研究したところ、有害金属や重金属を含む煤塵を有機含有物と一定の比率で混合したものをロータリーキルン中で焼却することにより生成する燃えがらに煤塵をとどまらせることにより、煤塵中の有害金属や重金属の溶出が防止できることを見出し本発明法を提供することができた。
【０００９】
即ち、本発明方法の第一は、少なくとも鉛、砒素、カドミニウム、亜鉛の一種以上を含有する煤塵と、この煤塵に対し重量比で５０％以上の廃プラスチック類、鉱物油系スラッジ、高粘度オイル、繊維くず、塗料カスの何れかである有機含有物との混合物をロータリーキルン内にて８００℃〜１０００℃、空気比２以下にて維持し２０分〜３０分間滞留し酸素と反応して有機含有物の表面で燃焼し、焼却した後、生成した燃えがらを水で急冷することによって、上記金属を不溶化せしめることを特徴とする。
【００１０】
第二は、上記煤塵が、廃棄物を焼却して生成する排ガスから得た煤塵、あるいは廃棄物を焼却して生成する排ガスに消石灰を添加して処理して得た煤塵、または廃棄物を焼却して生成する排ガス中の重金属と廃棄物の燃えがらとが混合した煤塵のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
第三は、上記混合物が、煤塵と有機含有物と消石灰との混合物であることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明法において先ず回転運転しているロータリーキルン内に予め調合した処理対象物である煤塵と有機含有物とを装入して少なくとも８００℃〜１０００℃の温度で焼却するが、この場合生成する燃えがらに煤塵をとどまらせ、得られた重金属を含有する燃えがらをキルン出口で水により急冷処理する。
【００１３】
この場合、ロータリーキルン内で回転された有機含有物は攪拌されながら燃焼されるが、この燃焼熱により有機物は熱分解を起こし、分子の小さい炭化水素ガスとなり、更に一酸化炭素ガスまで分解されて酸素と反応して有機含有物の表面で燃焼し続け、結果的に燃焼した分子の小さい炭化水素ガスまたは一酸化炭素は二酸化炭素と水とに分解される。
【００１４】
このように熱分解−ガス化−燃焼を繰り返しながらロータリーキルン内で有機含有物表面での燃焼が連続的に進み、その結果、キルン内は酸素の無い還元状態となり、本来酸素が存在する酸化状態であれば重金属分が充分に攪散する温度にかかわらず、重金属は攪散しにくくなって融解状態で燃えがら中にどどまることになる。
【００１５】
この様な熱分解−ガス化−燃焼を繰り返すロータリーキルン炉内の作用は、ＪＩＳ−Ｍ８１１１に示す鉱石中の金及び銀分析方法におけるケイ酸鉱中の金及び銀の分析での融解と同様な還元状況を引き起こしているものと判断される。
【００１６】
尚、ロータリーキルン内においては、煤塵中のカドミウムまたは重金属の一部は融解されずに攪散するが、ロータリーキルンに炉の排ガス処理系統で回収されている。
【００１７】
また、本発明で処理対象とする煤塵は、廃棄物を焼却して生成する排ガスから得た有害金属（鉛、砒素、カドミウム）や亜鉛等の重金属を含有する煤塵であり、あるいは廃棄物を焼却して生成する排ガスに消石灰を添加して処理して得た煤塵であり、さらには廃棄物を焼却して生成する排ガス中の重金属を含み、且つ廃棄物の燃えがらとが混合した煤塵である。
【００１８】
上記煤塵と混合する有機含有物としては、有機汚泥、コールタール、廃プラスチック類、鉱物油系スラッジ、高粘度オイル、繊維くず、塗料カス等であるが、これらの有機含有物に鉄の細片、無機質系汚泥等を混入した複合汚泥であっても構わない。
【００１９】
本発明法においては、被処理原料である煤塵に対して、上記有機含有物を少なくとも重量比で５０％以上混合して炉内温度を８００℃〜１０００℃で、且つ、空気比を２以下に維持し２０分間以上滞留して焼却処理を行なう。この場合、一つの条件値が上記範囲より低くなっても他の要因で補助できるのは勿論である。
【００２０】
上記の条件下で燃焼することによって還元雰囲気となり、煤塵中の重金属のうち、カドミウム、および生成した燃えがら中に含まれる１０％以下の有害金属（鉛、砒素）と亜鉛は攪散してロータリーキルン炉の排ガス処理系統に入り、残りの重金属分は還元されて融解状態となり燃えがらに留めることになり、これらは溶出しない形態となっている為、ロータリーキルン出口で水により急冷することによって酸化するのを防止した。
【００２１】
ロータリーキルンからの排ガスに含まれる重金属は、洗浄塔および湿式電気集塵機等により捕集されたのち、一般的な排水処理の方法により安定化を図った。
【００２２】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【００２４】
（実施例１）
【００２５】
有害金属（鉛、砒素、カドミウム）及び亜鉛等の重金属を含む煤塵を１ｔ、廃プラスチック類、鉱物油系スラッジ、鉄の細片及び無機質系汚泥等の混合汚泥の２ｔを均一に調合したものを連続運転を行なっているロータリーキルンに供給した。
【００２６】
運転条件は、温度８００℃及び空気比２で行ない、これらの供給物を炉内に２０分間滞留させて熱分解及び燃焼を行ない、生成した燃えがらをロータリーキルン出口より排出し、水中に落下させて急冷した。
【００２７】
調合前の煤塵、供給前の調合汚泥及び急冷後の燃えがら中の各成分の分析結果を表１に、溶出試験の分析結果を表２に示したが、この溶出試験方法は、「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などの検定方法」（昭和４８年環境庁告示１３号）に定める方法で行なった。
【００２８】
【表１】
0003873223.tif 000002
【００２９】
【表２】
0003873223.tif 000003
【００３０】
表１及び表２に示す結果から、煤塵を有機含有物と調合して焼却処理することによって、煤塵中の有害金属や亜鉛等の重金属の溶出を防止していることが確認できた。
【００３１】
（実施例２）
【００３２】
表３に示す組成の煤塵と有機含有物とを実施例１に示すように調合したものを空気比２、温度１０００℃に維持して焼却処理を行ない、得られた燃えがらを実施例１と同様な分析をして得た結果を表４に示した。
【００３３】
【表３】
0003873223.tif 000004
【００３４】
【表４】
0003873223.tif 000005
【００３５】
表３及び表４に示す結果から１０００℃において焼却処理することによっても同様に重金属分を溶出防止できることが確認できた。
【００３６】
（実施例３）
【００３７】
表５に示す組成の重金属分と消石灰を３０％程度含有している煤塵を２ｔ、廃プラスチック、鉱物油系スラッジ、破砕タイヤチップ及び無機質汚泥等の混合汚泥２ｔとを均一に調合してから連続運転を行なっているロータリーキルン内に供給した。
【００３８】
運転条件は、温度９００℃及び空気比２で行ない、これらの供給物を炉内に３０分間滞留させて熱分解及び燃焼を行ない、生成した燃えがらをロータリーキルン出口より排出し、水中に落下させて急冷した。得られた燃えがらを実施例１に示す方法で分析し、その結果を表６に示した。
【００３９】
【表５】
0003873223.tif 000006
【００４０】
【表６】
0003873223.tif 000007
【００４１】
表５及び表６に示す結果から、消石灰を含有する煤塵であっても実施例１と同様、重金属分を溶出防止できることを確認できた。
【００４２】
（実施例４）
【００４３】
表７に示す組成の重金属を含み、且つ、廃棄物の燃えがらと混じり合った煤塵を２ｔ、廃プラスチック、高粘度オイル、繊維くず、塗料カス及び無機質系汚泥等の混合汚泥３ｔとを均一に調合して連続運転を行なっているロータリーキルンに供給した。
【００４４】
運転条件は、温度１０００℃、空気比２であり、これらの供給物を炉内に３０分間滞留させ熱分解及び燃焼を行ない、生成した燃えがらはロータリーキルン出口より排出し、水中に落下させて急冷した。得られた燃えがらを実施例１に示す方法で分析し、その結果を表８に示した。
【００４５】
【表７】
0003873223.tif 000008
【００４６】
【表８】
0003873223.tif 000009
【００４７】
表７及び表８に示す結果から、燃えがらと混じり合った煤塵であっても、実施例１と同様に重金属分を溶出防止できることを確認できた。
【００４８】
【発明の効果】
上述のように本発明法によって、有害金属（鉛、砒素、カドミウム）及び亜鉛等の重金属を含む煤塵をロータリーキルン内で処理することによってこれらの重金属分の溶出を防止することが可能となり、従来法のような複雑な処理工程を必要とせず、且つ、新規な専用設備を要しない等低コストで処理できる効果を有する。