固体状廃棄物処理方法
【課題】ジチオカルバミン酸型金属捕集剤を廃棄物に添加して、固体状廃棄物中の重金属を固定化処理する方法は、酸性物質を多く含む廃棄物の場合、硫化水素ガスを発生する虞があり、また処分場に埋立てた後に酸性雨に晒された場合に重金属が溶け出す虞があった。酸性物質を含む廃棄物を処理する場合でも、硫化水素ガスが発生する虞がなく、有害な金属類を安定的に固定化できる固体状廃棄物の処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の固体状廃棄物処理方法は、尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする。
【解決手段】本発明の固体状廃棄物処理方法は、尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰等の固体状廃棄物中に含まれる有害な重金属類を処理することのできる固体状廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のゴミの多様化に伴いゴミ焼却場や火力発電所等でゴミや石炭を燃焼した際に生じる焼却灰や溶融スラグ、ゴミ焼却場や火力発電所等の集塵装置で回収された飛灰、溶融飛灰や石炭灰、鉱山から排出される鉱滓、廃水処理の際に用いられる活性汚泥、汚染された土壌等の固体状廃棄物には有害な重金属類が多量に含有されている場合があり、重金属類の廃棄物埋立処理場からの溶出による環境汚染の虞も指摘されている。
【０００３】
このため従来より、固体状廃棄物等の廃棄物を放出したり投棄する前に、金属捕集性の官能基を有する金属捕集剤で廃棄物を処理することが提案されている。このような金属捕集剤として鉛、クロム（III）、カドミウム、銅等の重金属に対して特に優れた捕集能を有するジチオカルバミン酸型の金属捕集剤が広く用いられている（特許文献１〜３等）。また本発明者等は、尿素を飛灰などの廃棄物に添加して加熱処理することで、飛灰などの廃棄物を無害化する方法を提案している（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−９９９７８号公報
【特許文献２】特開昭５１−１１１７５６号公報
【特許文献３】特開平６−０１５２８０号公報
【特許文献４】特開２００１−１４５８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されているようなジチオカルバミン酸型の金属捕集剤は、鉛、カドミウム、銅等の重金属に対する優れた捕集能を有してはいるが、酸性物質を多く含む廃棄物に添加すると、金属捕集剤が分解して有毒な硫化水素ガスを発生する虞があり、また処分場に埋立てた後に酸性雨に晒された場合に重金属が溶け出す虞がある等の問題があった。本発明者等は、尿素を添加して加熱する特許文献４の方法に、さらに検討を重ねた結果、尿素類とともにチオ尿素類を固体状廃棄物に添加して処理することにより、固体状廃棄物中の有害な金属類が高濃度に含有されている場合においても長期にわたって安定的に固定化できるとともに、加熱処理中に有害な硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素等の酸性ガスが発生するのを抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち本発明は、
（１）尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする固体廃棄物処理方法、
（２）１００℃以上、３００℃未満の温度で処理する上記（１）の固体状廃棄物処理方法、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明方法によれば、中性や酸性の固体状廃棄物であっても、廃棄物中に含まれる有害な金属類を安定的に処理することができ、金属類が高濃度に含有されていても長期間に亘り安定して固定化でき、効率良く安全に固体状廃棄物の処理を行うことができる。さらに、重金属だけでなくダイオキシン類のような有害なハロゲン化合物も同時に無害化処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において尿素類としては、尿素、メチル尿素 、ジメチル尿素、トリメチル尿素、テトラメチル尿素、ジアセチル尿素、ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、エチル尿素、テトラエチル尿素、ジフェニル尿素 、テトラフェニル尿素、ベンゾイル尿素、ヒドロキシ尿素、アセチル尿素、プロピレン尿素、グアニル尿素、グアニジン、アミノグアニジン、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素、グルコシルウレア、メチロール化尿素、等が挙げられるが、特に尿素、グアニジンが好ましい。尿素類は１種又は２種以上を併用することができる。
【０００９】
一方、チオ尿素類としては、チオ尿素、メチルチオ尿素、エチルチオ尿素、ブチルチオ尿素、フエニルチオ尿素、トリルチオ尿素、ジメチルチオ尿素、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、イソチオ尿素、メチルイソチオ尿素、ベンジルイソチオ尿素、ジフエニルチオ尿素、ジイソプロピルチオ尿素、エチレンチオ尿素、メチロール化チオ尿素等が挙げられるが、特にチオ尿素、メチルチオ尿素が好ましい。チオ尿素類は１種又は２種以上を併用することができる。
【００１０】
本発明方法は、固体状廃棄物に上記薬剤を添加することにより、重金属類を安定的に処理することができる。尿素類の固体状廃棄物への添加量は、固体状廃棄物重量に対して０．１〜５０重量％、特に１〜２０重量％が好ましく、チオ尿素類の固体状廃棄物への添加量は、固体状廃棄物重量に対して０．１〜２０重量％、特に１〜１０重量％が好ましい。本発明において加熱処理することにより重金属だけでなくダイオキシン類も同時に無害化することができる。加熱処理温度としては、１００℃以上３００℃未満の温度が好ましいが、１５０℃以上の温度がより好ましい。尿素類、チオ尿素類は、そのまま固体状廃棄物に添加混練するだけでも良いが、尿素類およびチオ尿素類を添加した後、水を噴霧して混練したり、尿素類およびチオ尿素類の水溶液ないし水懸濁液を固体状廃棄物にスプレーして混練する方法等が挙げられる。固体状廃棄物を加熱下に処理する際の加熱手段としては、角窯、丸窯、輪窯等の単独炉、トンネルキルン、ロータリーキルン等の半連続又は連続窯等を用いることができるが、トンネルキルン、ロータリーキルン等の半連続又は連続窯で処理することが好ましい。加熱方法としては、バーナー等による直火加熱、電気加熱等の方法が挙げられる。加熱処理時間は温度によっても異なるが、３０分間〜２時間が好ましく、特に３０分間〜１時間が好ましい。
【００１１】
本発明の処理対象とする固体状廃棄物としては、飛灰や焼却灰（ボトムアッシュ）、石炭灰、焼却炉解体廃棄物、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等が挙げられる。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜３、比較例１〜２
Ｐｂ含有量８１００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３９００ｍｇ／ｋｇ、Ｈｇ含有量４．４ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量１２ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの飛灰１００ｇ当たり、表１に示す薬剤を添加し、表１に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の飛灰からの金属溶出試験を、環境庁告示１３号試験法に準じて行った。溶出金属濃度は、原子吸光分析法により測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表２に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表２に示す。
【００１３】
（表１）
【００１４】
（表２）
【００１５】
実施例４〜６、比較例３〜４
Ｐｂ含有量２４ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３０５ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ含有量４．３ｍｇ／ｋｇの土壌１００ｇ当たり、表３に示す薬剤を添加し、常温で混合した。処理後の土壌からの重金属溶出濃度を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理土壌の場合とともに表４に示す。
【００１６】
（表３）
【００１７】
（表４）
【００１８】
実施例７〜９、比較例５〜６
Ｐｂ含有量４８００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量９４００ｍｇ／ｋｇ、Ｃｕ含有量３６００ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量４．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの焼却灰（ボトムアッシュ）１００ｇ当たり、表５に示す薬剤を添加し、同表に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の焼却灰（ボトムアッシュ）からの金属溶出量を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表６に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表６に示す。
【００１９】
（表５）
【００２０】
（表６）
【００２１】
実施例１０〜１２、比較例７〜８
Ｐｂ含有量２５００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３７００ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ含有量６２０ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量５．３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの石炭灰１００ｇ当たり、表７に示す薬剤を添加し、同表に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の石炭灰からの金属溶出量を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表８に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表８に示す。
【００２２】
（表７）
【００２３】
（表８）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰等の固体状廃棄物中に含まれる有害な重金属類を処理することのできる固体状廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のゴミの多様化に伴いゴミ焼却場や火力発電所等でゴミや石炭を燃焼した際に生じる焼却灰や溶融スラグ、ゴミ焼却場や火力発電所等の集塵装置で回収された飛灰、溶融飛灰や石炭灰、鉱山から排出される鉱滓、廃水処理の際に用いられる活性汚泥、汚染された土壌等の固体状廃棄物には有害な重金属類が多量に含有されている場合があり、重金属類の廃棄物埋立処理場からの溶出による環境汚染の虞も指摘されている。
【０００３】
このため従来より、固体状廃棄物等の廃棄物を放出したり投棄する前に、金属捕集性の官能基を有する金属捕集剤で廃棄物を処理することが提案されている。このような金属捕集剤として鉛、クロム（III）、カドミウム、銅等の重金属に対して特に優れた捕集能を有するジチオカルバミン酸型の金属捕集剤が広く用いられている（特許文献１〜３等）。また本発明者等は、尿素を飛灰などの廃棄物に添加して加熱処理することで、飛灰などの廃棄物を無害化する方法を提案している（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−９９９７８号公報
【特許文献２】特開昭５１−１１１７５６号公報
【特許文献３】特開平６−０１５２８０号公報
【特許文献４】特開２００１−１４５８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されているようなジチオカルバミン酸型の金属捕集剤は、鉛、カドミウム、銅等の重金属に対する優れた捕集能を有してはいるが、酸性物質を多く含む廃棄物に添加すると、金属捕集剤が分解して有毒な硫化水素ガスを発生する虞があり、また処分場に埋立てた後に酸性雨に晒された場合に重金属が溶け出す虞がある等の問題があった。本発明者等は、尿素を添加して加熱する特許文献４の方法に、さらに検討を重ねた結果、尿素類とともにチオ尿素類を固体状廃棄物に添加して処理することにより、固体状廃棄物中の有害な金属類が高濃度に含有されている場合においても長期にわたって安定的に固定化できるとともに、加熱処理中に有害な硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素等の酸性ガスが発生するのを抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち本発明は、
（１）尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする固体廃棄物処理方法、
（２）１００℃以上、３００℃未満の温度で処理する上記（１）の固体状廃棄物処理方法、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明方法によれば、中性や酸性の固体状廃棄物であっても、廃棄物中に含まれる有害な金属類を安定的に処理することができ、金属類が高濃度に含有されていても長期間に亘り安定して固定化でき、効率良く安全に固体状廃棄物の処理を行うことができる。さらに、重金属だけでなくダイオキシン類のような有害なハロゲン化合物も同時に無害化処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において尿素類としては、尿素、メチル尿素 、ジメチル尿素、トリメチル尿素、テトラメチル尿素、ジアセチル尿素、ジベンゾイル尿素、ベンゼンスルホニル尿素、エチル尿素、テトラエチル尿素、ジフェニル尿素 、テトラフェニル尿素、ベンゾイル尿素、ヒドロキシ尿素、アセチル尿素、プロピレン尿素、グアニル尿素、グアニジン、アミノグアニジン、メチルイソ尿素、エチルイソ尿素、グルコシルウレア、メチロール化尿素、等が挙げられるが、特に尿素、グアニジンが好ましい。尿素類は１種又は２種以上を併用することができる。
【０００９】
一方、チオ尿素類としては、チオ尿素、メチルチオ尿素、エチルチオ尿素、ブチルチオ尿素、フエニルチオ尿素、トリルチオ尿素、ジメチルチオ尿素、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、イソチオ尿素、メチルイソチオ尿素、ベンジルイソチオ尿素、ジフエニルチオ尿素、ジイソプロピルチオ尿素、エチレンチオ尿素、メチロール化チオ尿素等が挙げられるが、特にチオ尿素、メチルチオ尿素が好ましい。チオ尿素類は１種又は２種以上を併用することができる。
【００１０】
本発明方法は、固体状廃棄物に上記薬剤を添加することにより、重金属類を安定的に処理することができる。尿素類の固体状廃棄物への添加量は、固体状廃棄物重量に対して０．１〜５０重量％、特に１〜２０重量％が好ましく、チオ尿素類の固体状廃棄物への添加量は、固体状廃棄物重量に対して０．１〜２０重量％、特に１〜１０重量％が好ましい。本発明において加熱処理することにより重金属だけでなくダイオキシン類も同時に無害化することができる。加熱処理温度としては、１００℃以上３００℃未満の温度が好ましいが、１５０℃以上の温度がより好ましい。尿素類、チオ尿素類は、そのまま固体状廃棄物に添加混練するだけでも良いが、尿素類およびチオ尿素類を添加した後、水を噴霧して混練したり、尿素類およびチオ尿素類の水溶液ないし水懸濁液を固体状廃棄物にスプレーして混練する方法等が挙げられる。固体状廃棄物を加熱下に処理する際の加熱手段としては、角窯、丸窯、輪窯等の単独炉、トンネルキルン、ロータリーキルン等の半連続又は連続窯等を用いることができるが、トンネルキルン、ロータリーキルン等の半連続又は連続窯で処理することが好ましい。加熱方法としては、バーナー等による直火加熱、電気加熱等の方法が挙げられる。加熱処理時間は温度によっても異なるが、３０分間〜２時間が好ましく、特に３０分間〜１時間が好ましい。
【００１１】
本発明の処理対象とする固体状廃棄物としては、飛灰や焼却灰（ボトムアッシュ）、石炭灰、焼却炉解体廃棄物、鉱滓、汚泥、土壌、シュレッダーダスト等が挙げられる。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１〜３、比較例１〜２
Ｐｂ含有量８１００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３９００ｍｇ／ｋｇ、Ｈｇ含有量４．４ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量１２ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの飛灰１００ｇ当たり、表１に示す薬剤を添加し、表１に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の飛灰からの金属溶出試験を、環境庁告示１３号試験法に準じて行った。溶出金属濃度は、原子吸光分析法により測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表２に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表２に示す。
【００１３】
（表１）
【００１４】
（表２）
【００１５】
実施例４〜６、比較例３〜４
Ｐｂ含有量２４ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３０５ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ含有量４．３ｍｇ／ｋｇの土壌１００ｇ当たり、表３に示す薬剤を添加し、常温で混合した。処理後の土壌からの重金属溶出濃度を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理土壌の場合とともに表４に示す。
【００１６】
（表３）
【００１７】
（表４）
【００１８】
実施例７〜９、比較例５〜６
Ｐｂ含有量４８００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量９４００ｍｇ／ｋｇ、Ｃｕ含有量３６００ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量４．８ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの焼却灰（ボトムアッシュ）１００ｇ当たり、表５に示す薬剤を添加し、同表に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の焼却灰（ボトムアッシュ）からの金属溶出量を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表６に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表６に示す。
【００１９】
（表５）
【００２０】
（表６）
【００２１】
実施例１０〜１２、比較例７〜８
Ｐｂ含有量２５００ｍｇ／ｋｇ、Ｚｎ含有量３７００ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ含有量６２０ｍｇ／ｋｇ、ダイオキシン類含有量５．３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇの石炭灰１００ｇ当たり、表７に示す薬剤を添加し、同表に示す温度で１時間加熱処理した。処理後の石炭灰からの金属溶出量を実施例１〜３と同様にして測定した。結果を未処理飛灰の場合とともに表８に示す。また、処理後のダイオキシン類の含有量も併せて表８に示す。
【００２２】
（表７）
【００２３】
（表８）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする固体廃棄物処理方法。
【請求項２】
１００℃以上、３００℃未満の温度で処理する請求項１記載の固体状廃棄物処理方法。
【請求項１】
尿素類とチオ尿素類を固体状廃棄物に添加し、処理することを特徴とする固体廃棄物処理方法。
【請求項２】
１００℃以上、３００℃未満の温度で処理する請求項１記載の固体状廃棄物処理方法。
【公開番号】特開２００６−１９８４９６（Ｐ２００６−１９８４９６Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１４６３（Ｐ２００５−１１４６３）
【出願日】平成１７年１月１９日（２００５．１．１９）
【出願人】（０００１１４３１８）ミヨシ油脂株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１９日（２００５．１．１９）
【出願人】（０００１１４３１８）ミヨシ油脂株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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