JEFMA No.63［2015.3］

都市ごみ焼却処理施設より発生する水銀の排出抑制対策
京都大学大学院地球環境学堂教授
1.

はじめに

高岡

昌輝

る紙・布類、厨芥類、木・竹・わら類、塩化ビ

水銀は、常温で液体であり比重が高いことかニル・合成樹脂類などにも非常に微量であるがら体温計や血圧計等の測定機器に、蒸気圧が高含まれていることが過去の研究で報告されていいことから紫外線発生源として蛍光灯や水銀灯

る1,3,4)。つまり、可燃ごみのみを焼却している等に、この他には電池の添加材・歯科充填材等場合であっても、焼却排ガス中には水銀が含まに利用されてきた。したがって、都市ごみ焼却れる可能性がある。したがって、水銀含有製品処理施設からの排出を抑制するには、まずは入の一部が焼却施設に入ってくることを想定しってくる水銀量を減らす努力が必要である。蛍て、水銀排出抑制対策を考えねばならない。

光灯にしても電池にしても製品当たりの水銀使

水銀は、冒頭に述べたように、常温で唯一の用量は 10 年以上前に比べ、大きく減少してい液体金属であり、焼却炉の中では容易にガス状るが、国内の生産しているマンガン電池の無水となり、排ガスに含まれる。世界的に見ても廃銀化から 20 年以上が経過し、蛍光灯にしても棄物焼却からの水銀排出は比較的大きく、水銀その含有量の低減は限界に近付いていることかに関する水俣条約においても廃棄物焼却施設はら今後劇的な削減は難しいと考えられるが、こ附属書 D に記載され、大気規制の対象施設とれらの製品は別途資源的な価値もあり、できるなっている5)。また、国内のインベントリーにかぎり分別回収し、リサイクルに回すことが望おいては、都市ごみ焼却処理施設は現時点ではましい。

1.3 〜 1.9t/年を排出しており、セメント、鉄このように水銀を含有する製品は限られており、自治体によっては現実に分別回収がなされ鋼施設、産業廃棄物焼却施設についで、4 番目の排出源となっている6)。ているが、残念ながらすべての家庭が協力して排ガス濃度としては、排ガス処理装置前におこれら廃製品が回収されているわけではない。

いて、1980 年代の数 100µg/m3N であったのが、また、自治体によっては様々な理由から混合収1990 年代後半には 10‑50µg/m3N 程度に減少し集されているところもある。収集された廃棄物ている 7)。上記の国内インベントリーの総括排のうち、不燃物の寄与は大きく、95% 程度を

出係数は 42‑61mg/t と報告されており6)、最近占めることが報告されている1)。また、不燃物の 都 市 ご み 焼 却 施 設 の 排 ガ ス 量 が 6000‑の分別を行っている施設と行っていない施設で7000m3N/t とすれば、最終煙突での濃度は 6 〜は、廃棄物 1 トンあたりの値は 5 〜 8 倍も異な10µg/m3N と平均的には見込まれる。これらはることが知られている2)。この事実からもまず石炭燃焼排ガス中水銀濃度に比べるとまだ同レは分けることが重要といえるが、可燃ごみであベル以上にある7)。

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特集・水銀対策

都市ごみ焼却排ガスからの水銀の除去についている7)。その他、最近では石炭火力発電所でては 1980 年代半ばに社会的問題にまで発展し検討されてきた技術で、臭素などのハロゲンをた際に多くの技術が検討され、実用化された。

添着した活性炭の利用や臭素化合物を噴霧し、その後、水銀に代わりダイオキシン類の排出問金属水銀を酸化させることで、飛灰や活性炭へ題が脚光を浴びるようになり、水銀の制御のみの吸着性を高めることも海外では検討されていを対象とした除去技術の開発はほとんど見られる9)。

なくなったが、水俣条約の採択を受け、排ガス規制が設けられる予定であり、新たな除去技術および運用技術の開発機運がある。以下では、
7)3.

湿式スクラバー
湿式スクラバーにおいてその洗煙排水に水銀著者の過去の拙稿 を引用しつつ、最近用いらが含まれてくることから湿式スクラバーでの水れている都市ごみ焼却処理施設の排ガス中水銀銀除去機構が注目されるようになった。水銀除除去技術の研究例を若干追加し、紹介する。

去率は 30 〜 87％でばらついているが、燃焼排ガス中の水銀種も考慮すると 70％程度が洗浄2.

バグフィルタ液に移行するものと推定され、水銀除去には有バグフィルタでの水銀除去に関しては、排ガ効な技術である7)。

ス温度を低下させることにより除去率の向上が

単なる洗浄水だけでは水銀除去率がばらつ認められ、多くの研究から 150℃以下にするこき、高率を保てないので、洗浄液に薬剤を添加とで 70‑90％の除去が可能であることがわかっする研究がいくつかなされている。液体キレーている。実際のプラントではバグフィルタの運トと銅塩もしくはマンガン塩を組み合わせた洗転管理の側面からもう少し高い温度で運転され浄液では、入口水銀濃度にもよるが吸収率はることが多く、この場合ダイオキシン類との同92‑97％であったことが報告されている7)。こ時除去の観点から活性炭噴霧が行われている場のようなキレート法とは別に水銀と窒素酸化物合が多い。実施設においても活性炭噴霧が水銀の同時除去の観点から、次亜塩素酸ナトリウム7)除去に効果があることが確認されているおり 、の添加による除去技術も開発されている。洗煙

温度、活性炭噴霧濃度、バグフィルタ入口水銀排水から水銀を回収する方法も検討され、実用濃度が大きな影響を及ぼすことがわかってい化されたが7)、近年、施設によっては回収水銀る。また、現実には都市ごみ焼却施設では投入量が極めて少ないためプロセスが停止されていごみに依存し、水銀濃度はピークを示す場合がる。また、海外では水銀除去のために湿式スク多い。それゆえ、常に一定量の活性炭を噴霧す

ラバーに過酸化水素水を添加し、金属水銀をスるというよりは水銀連続分析計でモニターしつクラバー内で酸化し、高効率に除去するシステ

つ、検出された段階で活性炭を噴霧することがムが開発され、実働している10)。スクラバーに有効であり、強制的に逆洗してダストに吸着しおけるダイオキシンの蓄積回避のために洗煙排た水銀を排出することで、メモリー効果を早期水中に活性炭を入れる方法があるが、石炭燃焼に終結可能であることが最新の研究で報告され施設においてスクラバー排水中水銀の除去を対8)ている 。
活性炭以外の水銀除去剤としては、過去にス象に実施例があり11)、都市ごみ排ガスからの水銀除去にも効果があると考えられる。

ウ ェ ー デ ン、 カ ナ ダ な ど で 硫 化 ナ ト リ ウ ム（Na2S）利用が検討され、その効果が報告され

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4.

活性炭吸着塔
粉末活性炭をバグフィルタ前で噴霧するのではなく、集じん後の排ガスを活性炭系吸着材の充填塔に通過させ、ダイオキシン類や水銀を吸着除去する方法が実用化されている。活性コー
クスや活性炭が用いられ、空塔速度や温度、入口水銀濃度などの要素に水銀除去率は依存するが、多くの場合水銀除去率は 90％以上である
ことが報告されている7),12)。活性炭吸着塔の性能評価はダイオキシン類を中心に行われているが、水銀とダイオキシン類を比較すると、水銀の方が早く破過しやすいという報告もなされていることから7)、すべての微量有害物質を除去するにはダイオキシン類よりも水銀を高効率で捕捉するような工夫が今後求められる。
5.

おわりに都市ごみ焼却処理施設の水銀排出抑制対策としては、まずは、入口となる廃棄物中の水銀を減少させることである。血圧計などの多量の水銀を含む廃製品が混入すると、いくら後段の排ガス処理設備を高度化しても水銀は完全には除去できない。多量の水銀を含む廃製品は、まずは啓発により混入を防止するとともに、別途回収スキームを用意する必要がある。これは自治体だけではなく、該当廃製品の関係団体等に協力を得て進める必要がある。同時に、ピットへの受け入れ前の検査を強化することも必要である。出口対策である排ガス中水銀の除去技術については、バグフィルタにおける活性炭噴霧と低温化により水銀除去は期待できる。また、湿式スクラバーも特に二価水銀には有効であり、活性炭系材料による吸着塔では高度に除去可能である。活性炭噴霧については運用面での改善も報告されてきており、さらなる水銀除去技術の開発および運用方法に関する研究、情報の蓄積が求められる。

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参考文献1） 安田憲二、大塚幸雄、金子幹宏；廃棄物の焼却に伴う重金属の排出挙動（Ⅰ）
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2） 伊藤尚夫、福永勲、西谷隆司、中川吉永、井上善介；
ごみ焼却工場における重金属の物質収支、第 8 回全国
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4） 神田潤子、中村一夫、竹村敏彦、高月紘：最近の水銀排出動向について、第 4 回廃棄物学会研究発表会講演
論文集、pp.595‑598（1993）
5） UNEP：Minamata Convention on Mercury（2013）6） 環境省報道発表資料「水銀に関するマテリアルフローおよび大気排出インベントリーについて（お知らせ）
平 成 25 年 3 月 21 日、http://www.env.go.jp/press/press.php?serial＝16475
7） 高岡昌輝：廃棄物燃焼過程における水銀の挙動と制御、廃棄物学会誌 , Vol.16、No.4,、pp.213‑222（2005）
8） 佐藤恵、鈴木賢、前田典生、都市ごみ焼却施設における排ガス中水銀排出規制に対する取り組み、第 36 回
全国都市清掃研究・事例発表会講演論文集、pp.231‑
233（2015）
9） Vosteen, B. W., Kanefke R. , Koser H., Bromine‑enhanced Mercury Abatement From Combustion
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10） Lothgren C. J., Takaoka M., Andersson S.,
Allard B., Korell J., Mercury Speciation in Flue
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Chemical Engineering & Technology, Vol.30,
pp.131‑138（2007）11） Keiser B., Glesmann S., Taff B., Senior C.,
Ghorishi B., Miller J., Mimna R., Byrne H.,
Improving Capture of Mercury Eﬃciency of WFDGs
by Reducing Mercury Reemissions, Institute ofClean Air Companies（2014）12）平山敦、長尾厚志、鮎川将、木村陽介、薄木徹也、小型活性炭吸着塔による微量有害物質の高効率除去、第21 回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集 , pp.186‑187（2010）