(57)【要約】【課題】製紙スラッジを主原料とする固化剤によって、リサイクルした際に、廃液の有害物質が再溶出しない液体安定固化方法を提供する。【解決手段】本発明は、製紙スラッジ焼却灰を主成分とし、硫酸アルミニウム、吸水性ポリマー、水、等の添加剤と、から構成される固化剤によって、廃液（特に粘性の高い廃液）を固化することを特徴とする液体安定固化方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙スラッジ焼却灰と、添加剤と、から構成される固化剤によって、廃液を固化することを特徴とする、
液体安定固化方法。
【請求項２】
前記製紙スラッジ焼却灰が、少なくとも二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムを含んで構成され、
前記二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムの合計が、前記製紙スラッジ焼却灰全体の５０重量％以上を占めることを特徴とする、
請求項１に記載の液体安定固化方法。
【請求項３】
前記添加剤として、硫酸アルミニウムを使用することを特徴とする、
請求項１または２に記載の液体安定固化方法。
【請求項４】
前記硫酸アルミニウムが、前記固化剤に対して、２〜４重量％含有することを特徴とする、
請求項３に記載の液体安定固化方法。
【請求項５】
前記添加剤として、吸水性ポリマーを使用することを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体安定固化方法。
【請求項６】
前記吸水性ポリマーが、前記固化剤に対して、１〜２重量％含有することを特徴とする、
請求項５に記載の液体安定固化方法。
【請求項７】
前記添加剤として、水を使用し、油性の前記廃液を固化することを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体安定固化方法。
【請求項８】
前記水の添加量が、油性の前記廃液に対して、０〜２０重量％の範囲内としたことを特徴とする、
請求項７に記載の液体安定固化方法。
【請求項９】
前記廃液が、廃塗料、接着剤またはクーラント液のいずれかであることを特徴とする、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体安定固化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体安定固化方法に関し、特に廃液中の有害物質の再溶出を抑制する液体固化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有害物質を含む産業廃棄物を固化する方法として、一般的に主流を占めていたのは、セメント固化法であった。このセメント固化方法は、安価な方法であるが、有害物質の溶出抑制効果が充分であるとは言えないため、近年までに様々な他の方法が試みられている。
【０００３】
例えば、粉状体、又は泥状態からなる産業廃棄物の原料に、セメントと水ガラス溶液を添加した後、加熱攪拌して原材料を効率的に固め、その固化物を水ガラス溶液でコーティングする方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、有害重金属含有廃棄物に対し、硫黄ならびにキレート剤を添加し、加熱溶融混練し、次いで冷却固化させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上述した例を含め、有害物資を再溶出させない試みは、数多く見受けられる。
【０００６】
一方、製紙工場で発生する製紙スラッジは、焼却後に焼却灰として埋め立てられている。近年、この焼却灰を再利用して新たな製品化を図る試みが、一部に見られる（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３３４２３
【特許文献２】特開平０７−８８４５８
【特許文献３】特開２０００−３３６７０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、文献１の従来例では、加熱やコーティングによるコスト高が問題となる。また、水ガラス等によるコーティングは、有害物質の再溶出に対して信頼性が低い。さらに、作製された造粒物の粒子が不均一となるため、粗大粒子あるいは微粒子の封じ込め効果も懸念される。
【０００８】
文献２の従来例では、高温での溶融に要するランニングコストが問題となる。また、キレート剤を使用する方法は、キレート剤自体が高価であること、非金属元素であるフッ素またはホウ素に対して効果を有しないこと、等の問題がある。
【０００９】
また、産業廃棄物の中でも、廃塗料、接着剤またはクーラント液、等の高い粘着性を有する廃液は、そのまま焼却処分され、埋め立てられているのが、現状である。その際、油性の廃塗料に関しては、焼却炉の劣化が激しいという問題がある。また、水性の塗料に関しては、焼却時に水分を除去するための前処理を行うために、コスト高になるという問題がある。このような背景により、産業界では、高い粘着性を有する廃液の新たな固化方法の提案が待ち望まれていた。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑み、製紙スラッジを主原料とする固化剤によって、リサイクルした際に廃液（特に粘着性の高い廃液）の有害物質が再溶出しない液体固化方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の手段によって、上記課題を解決するものである。
【００１２】
（１）本発明は、製紙スラッジ焼却灰と、添加剤と、から構成される固化剤によって、廃液を固化することを特徴とする、液体安定固化方法である。
【００１３】
（２）本発明は、前記製紙スラッジ焼却灰が、少なくとも二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムを含んで構成され、前記二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムの合計が、前記製紙スラッジ焼却灰全体の５０重量％以上を占めることを特徴とする、（１）に記載の液体安定固化方法である。
【００１４】
（３）本発明は、前記添加剤として、硫酸アルミニウムを使用することを特徴とする、（１）または（２）に記載の液体安定固化方法である。
【００１５】
（４）本発明は、前記硫酸アルミニウムが、前記固化剤に対して、２〜４重量％含有することを特徴とする、（３）に記載の液体安定固化方法である。
【００１６】
（５）本発明は、前記添加剤として、吸水性ポリマーを使用することを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の液体安定固化方法である。
【００１７】
（６）本発明は、前記吸水性ポリマーが、前記固化剤に対して、１〜２重量％含有することを特徴とする、（５）に記載の液体安定固化方法である。
【００１８】
（７）本発明は、前記添加剤として、水を使用し、油性の前記廃液を固化することを特徴とする、（１）乃至（６）のいずれか１項に記載の液体安定固化方法である。
【００１９】
（８）本発明は、前記水の添加量が、油性の前記廃液に対して、０〜２０重量％の範囲内としたことを特徴とする、（７）に記載の液体安定固化方法である。
【００２０】
（９）本発明は、前記廃液が、廃塗料、接着剤またはクーラント液のいずれかであることを特徴とする、（１）乃至（８）のいずれか１項に記載の液体安定固化方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液体安定固化方法によれば、効率的に水和反応が促進され、多孔質である製紙スラッジ焼却灰に、窒素、リン、重金属、等の有害物質が凝集・吸着・固化されるため、リサイクルした際に、有害物質の再溶出が抑制されるという優れた効果を奏し得る。
【００２２】
また、本発明では、製紙スラッジ焼却灰を固化剤として利用しているため、通常はゴミとして処分される製紙スラッジ焼却灰のリサイクル化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、表ならびに図面を用いて、本発明の実施形態に係る液体安定固化方法について詳細に説明する。
【００２４】
まず初めに、本実施形態の液体安定固化方法に使用される固化剤の物性および構成成分について説明する。
【００２５】
表１は、本固化剤の物性を示している。嵩比重とは、原子欠損、転位、不純物、固体内の開気孔および閉気孔を考慮して得られた現実に即した比重のことである。真比重とは、原子欠損、転位、不純物については考慮しているが、固体内の気孔については考慮していない理想状態に近い比重のことである。ｐＨとは、水素イオン濃度のことであり、この値によって、物体の酸性、中性またはアルカリ性が判断される。灼熱減量とは、乾燥させた試料を規定温度で加熱し、結晶水や揮発成分の離脱による質量の減少分を百分率で表示した値のことである。
【表１】
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【００２６】
表１に示すように、本固化剤は、灰色かつ微粉末状の外観を有し、主成分を製紙スラッジ焼却灰とする。製紙スラッジとは、古紙が回収され、再生紙として生まれ変わる過程で、繊維が短いために紙として再生されないスラッジ（かす）のことである。現状では、このスラッジは、焼却して減量化し、焼却灰は埋め立て処分されている。
【００２７】
また、表１のｐＨ値を見てみると、本固化剤は、弱アルカリ性を示しており、水質汚濁および生態系の破壊を生じさせないという点で、地球環境に配慮がなされていることが分かる。
【００２８】
表２は、本固化剤の構成比（重量％）を示している。表２に示すように、本固化剤は、酸化カルシウムと二酸化珪素と酸化アルミニウムの合計が、固化剤全体の８７．７重量％を占めており、製紙スラッジ焼却灰の５０重量％以上を占めることを特徴とする。
【表２】
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【００２９】
また、表２から分かるように、本固化剤は、硫酸アルミニウムの割合を固化剤全体の４重量％としている。この割合は、廃塗料の状態に応じて適宜選択されることとなるが、固化剤に対して、２〜４重量％の範囲であることが望ましい。
【００３０】
また、同様に表２から分かるように、本固化剤は、吸水性ポリマーの割合を固化剤全体の１重量％としている。この割合は、廃塗料の状態に応じて適宜選択されることとなるが、固化剤に対して、１〜２重量％の範囲であることが望ましい。
【００３１】
次に、本実施形態の液体安定固化方法を、固化処理の工程に従って、その作用とともに説明する。
【００３２】
図１は、本実施形態の液体安定固化方法に係る固化処理の工程図である。図１に示すように、第一工程として、廃塗料を混練機に投入する（Ｓ１００）。廃塗料とは、期限切れ等で不要となった塗料の廃液のことであり、高い粘着性を有している。
【００３３】
第二工程として、水を注入する（Ｓ１０１）。本実施例の場合、注入する水分量は、１５重量％とした。注入する水分量は、廃塗料の水分量によって、適宜選択される。ただし、その水分量は、廃塗料全体に対し、０〜２０重量％の範囲内とする。なお、水を注入するのは、廃塗料が油性の場合のみである。廃塗料が水性の場合には、もともと水分を含むため、この工程は省略される。
【００３４】
第三工程として、上述した固化剤を混練機に添加し（Ｓ１０２）、第四工程として、５〜６分間、混練を行う（Ｓ１０３）。この混練によって、製紙スラッジ焼却灰に含まれる酸化物と水は、水和反応によって水和物を形成し、凝集固化する。ここで、水和物とは、水と結合材の化学反応により、分子内に水を取りこんだ状態で生成される物質のことである。凝集固化の際、製紙スラッジ焼却灰は多孔質であるため、その孔内へ廃塗料すなわち窒素、リン、重金属、等の有害物質が封じ込められる。このように形成された水和物は、強固に結合しているため、有害物質は外部へ溶出しない。この工程によって、粘着性の高い廃塗料は固化され、水分を含まないサラサラの粒状態へと変化する。
【００３５】
また、本固化剤は、凝集沈殿、吸着および固化の３つの作用を有する。凝集沈殿の作用とは、有害物質の微粒子を凝集させ、フロック（凝集物）として、沈澱分離させる作用である。吸着の作用とは、窒素、リン、重金属、等の有害物資を効率よく吸収する作用である。固化の作用とは、水と反応して水和物を形成し、廃塗料を固める作用である。
【００３６】
ここで、固化剤に含まれる各主成分がもたらす作用について説明する。酸化カルシウム、二酸化珪素および酸化アルミニウムは、水和活性を有し、水と反応して水和物を生成し、固化させる作用がある。硫酸アルミニウムは、水に様々な状態で混じり合っている物質を凝集し、水から分離する作用がある。吸水性ポリマーは、余剰水分を吸収し、気化させる作用がある。
【００３７】
第五工程として、混練後の廃塗料を、１〜２日間、乾燥室にて自然乾燥させる（Ｓ１０４）。この乾燥工程を経ると、廃塗料は、さらに粘着性のない粒状個体となるため、取扱いが容易となる。
【００３８】
第六工程として、乾燥後の廃塗料は、セメント工場へ搬出され（Ｓ１０５）、セメント原料としてリサイクルされる。
【００３９】
最後に、本実施形態の液体安定固化方法に係る廃塗料リサイクル化の流れについて説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態の液体安定固化方法に係る廃塗料リサイクル化の流れ図である。排出業者から排出された廃塗料は、直接あるいは収集運搬業者によって、固化処理プラント施設へ搬送される（Ｓ２００）。固化処理プラントでは、持ち込まれた廃塗料が固化処理され、窒素、リン、重金属、等の有害物質が溶出しない素材が生成される（Ｓ２０１）。この素材は、一部を埋め立て処分することなく、すべてセメント工場に搬送され、セメント原料として使用される（Ｓ２０２）。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態に係る液体安定固化方法は、製紙スラッジ焼却灰と、添加剤と、から構成される固化剤によって、廃液を固化するため、窒素、リン、重金属、等の有害物資を再溶出しないセメント原料を生成することが可能となる。
【００４２】
表３は、本実施形態に係る液体安定固化方法によって生成されたセメント原料の有害物質濃度を測定した結果である。表３に示すように、各項目の有害物質は、すべて基準値以下となっており、本液体安定固化方法によって生成されたセメント原料は、有害物質が溶出しないことが分かる。
【表３】
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【００４３】
また、本液体安定固化方法を適用することによって、これまで一般に埋め立て処分をされていた製紙スラッジのリサイクル化が図られ、資源を有効活用することが可能となる。
【００４４】
また、本液体安定固化方法は、製紙スラッジ焼却灰が、少なくとも二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムを含んで構成され、二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化カルシウムの合計が、製紙スラッジ焼却灰全体の５０重量％以上を占めるため、水和反応が促進され、効率的に水和物を生成することが可能となる。
【００４５】
また、本液体安定固化方法は、添加剤として、硫酸アルミニウムを使用するため、水に様々な状態で混じり合っている物質を凝集し、水から分離することが可能となる。
【００４６】
また、本液体安定固化方法は、硫酸アルミニウムが、固化剤に対して、２〜４重量％含有するため、さらに効果的に、水に様々な状態で混じり合っている物質を凝集し、水から分離することが可能となる。
【００４７】
また、本液体安定固化方法は、添加剤として、吸水性ポリマーを使用するため、余剰水分を吸収し、気化させることが可能となる。
【００４８】
また、本液体安定固化方法は、吸水性ポリマーが、固化剤に対して、１〜２重量％含有するため、さらに効果的に余剰水分を吸収し、気化させることが可能となる。
【００４９】
また、本液体安定固化方法は、添加剤として、水を使用し、油性の廃液を固化するため、水和反応が促進され、効率的に水和物を生成することが可能となる。
【００５０】
また、本液体安定固化方法は、水の添加量が、油性の廃液に対して、０〜２０重量％の範囲内とするため、さらに効果的に水和反応が促進され、効率的に水和物を生成することが可能となる。
【００５１】
また、本液体安定固化方法は、廃液が、廃塗料、接着剤またはクーラント液のいずれかであるため、これまでリサイクル化が困難とされていた高い粘着性を有する廃液のリサイクル化が図られ、資源を有効活用することが可能となる。
【００５２】
なお、本発明の液体安定固化方法は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５３】
例えば、本実施形態の液体安定固化方法では、固化剤の主成分として、製紙スラッジ焼却灰を使用しているが、フライアッシュを用いてもよい。フライアッシュとは、火力発電所で石炭を燃焼する際に副産される石炭灰のことである。
【００５４】
また、本実施形態の液体安定固化方法では、廃液を廃塗料としているが、廃塗料に限定せず、他の粘着性の高い廃液（例えば、接着剤、クーラント液）へ適用してもよい。
【００５５】
また、本実施形態の液体安定固化方法では、処理済みの廃塗料をすべてセメント工場へ供給しているが、従来通り埋め立てに使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の液体安定固化方法は、一般的な廃液はもちろんのこと、廃塗料、接着剤またはクーラント液、等の粘着性の高い廃液の安定固化に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態の液体安定固化方法に係る固化処理の工程図である。
【図２】本実施形態の液体安定固化方法に係る廃塗料リサイクル化の流れ図である。
【符号の説明】
【００５８】
なし
【図１】
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【図２】
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