重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法
【課題】 重金属類の溶出量が少なく、しかも、安価に処理が可能な重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を提供する。
【解決手段】 シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、廃棄物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、あるいは、廃棄物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として重金属類の溶出を防止する。
【解決手段】 シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、廃棄物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、あるいは、廃棄物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として重金属類の溶出を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みの自動車や家電製品等のシュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダスト等の重金属類を含む廃棄物を無害化して処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用済みの自動車や家電製品等はシュレッダーで破砕処理し、磁力選別機で含まれる鉄を回収し、更に、手選や移動磁界を利用した非鉄金属選別機で大部分の非鉄金属を分離回収していた。そして、残った残渣と前記処理過程で発生する集塵ダストを含んだシュレッダーダストは埋め立て処理するのが通常であった。しかし、シュレッダーダストをそのまま埋め立て処理すると、それらに含まれる鉛等の重金属類が溶出し環境汚染の問題が発生する虞れがある。また、都市ごみ等の可燃物の焼却灰や焼却飛灰、電気炉ダスト、及び下水汚泥の焼却灰や焼却飛灰にも重金属類が含まれており、これらをそのまま廃棄処分すると重金属類の溶出の虞れがある。従って、これらの重金属類を含む廃棄物の処分を行なう場合には、重金属類の溶出を完全に防止することが必要となる。このため、特許文献１に記載されているように、焼却灰、焼却飛灰、下水汚泥焼却灰、及び電気炉ダスト等の廃棄物に薬剤を添加混練して、廃棄物からの重金属類の溶出防止を図る方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、使用する薬剤の種類や量が多く、廃棄物の処理コストが高くなるという問題があった。そこで、廃棄物を多量のセメントで固化し重金属類の溶出を防止する方法も考えられるが、処理コストが高くなると共に固化した廃棄物からの重金属類の溶出量を基準値以下にすることは非常に困難となる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、重金属類の溶出量が少なく、しかも、安価に処理が可能な重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイ（散布又はシャワーリング）し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００７】
第２の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００８】
第３の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００９】
第４の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【発明の効果】
【００１０】
第１〜第４の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法においては、廃棄物に対してポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイ及び浸漬のいずれか一方の方法で添加するので、大量の廃棄物に対して薬剤水溶液を一括して添加することができ、効率的な薬剤添加を行なうことが可能になる。その結果、低コストで廃棄物の処理を行なうことが可能になる。
また、廃棄物を固化して固形物とした場合には、減容化した廃棄物に対してその形状を壊さずに薬剤を均一に添加することができるので、大量の廃棄物の処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場（例えば、埋立地）の延命化及び廃棄処分場の跡地利用を容易に行なうことが可能になる。
特に、廃棄物にアルカリ剤を添加した場合には、重金属が溶出し易い酸性領域になることを防止し、アルカリ剤により重金属類を含む水に不溶な化合物の生成が促進され、重金属類の溶出をより確実に防止することが可能となる。また、アルカリ剤としてセメントを使用すると、処理物を強固に固化することができ、長期間にわたる重金属類の溶出防止が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図４は本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図５は本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図１に示すように、重金属類を含有する廃棄物の一例である鉛を含有するシュレッダーダストに、ポリ塩化アルミニウムの一例であり無機高分子凝集剤として使用されるポリ塩化アルミニウム（以下、単にＰＡＣという）を１〜５０重量％の濃度で含む薬剤水溶液をスプレイしてシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものである。
具体的には、シュレッダーダストを上部が開放された処理槽内に投入して堆積層を形成し、例えば、堆積層を形成しているシュレッダーダストの重量の１０重量％に相当する重量の薬剤水溶液を、 開口部の上方からスプレイする。スプレイされた薬剤水溶液は堆積層を形成しているシュレッダーダストの表面を濡らしながら処理槽内を下方に向かって移動しする。このとき、堆積層を通過する薬剤水溶液の一部はシュレッダーダストの表層に浸潤して浸潤層を形成すると共に表面にも付着する。従って、所定重量の薬剤水溶液のスプレイを行なうことにより、シュレッダーダストに薬剤水溶液の浸潤層及び付着層（以下、単に薬剤層という）を形成することができ、例えば、薬剤層の厚みを調整することによりシュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させることができる。
【００１３】
シュレッダーダストの表面に薬剤層として付着したＰＡＣは、シュレッダーダスト中の鉛と反応して水に不溶な化合物を形成し、鉛の溶出を防止する。なお、ＰＡＣの量が０．１重量％より少ない場合には、シュレッダーダスト中の鉛をすべて水に不溶な化合物にすることができず、１０重量％より多い場合には、不要なＰＡＣが存在することになって経済的なデメリットとなる。そして、このような量の薬剤層をシュレッダーダストの表面に形成するには、１〜５０重量％、好ましくは１〜３２重量％のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、シュレッダーダストの表面に薬剤層を形成するのに要するスプレイの時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表層に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、ＰＡＣは凝集剤としての機能を有するため、シュレッダーダストと共にシュレッダーダストに含まれる微粒状物質を凝集させて、例えば、雨水の浸水によってシュレッダーダストが流出するのを防止することができる。更に、ＰＡＣは強いｐＨ緩衝作用があるので、雨水が浸水した際に雨水を鉛が溶出し難い中性域に近づけて鉛の溶出を抑制すると共に、シュレッダーダストから流出する雨水を中性にすることができ、環境に与える負荷を低減できる。
【００１４】
ここで、シュレッダーダストの表層に薬剤層を形成させた際に、シュレッダーダストに水酸基が存在すると、鉛とＰＡＣとの間の反応が促進されて水に不溶な化合物が効果的に生成し、鉛の溶出を防止する作用が向上する。このため、シュレッダーダストに水酸基が存在しない場合（シュレッダーダストがアルカリ性でない場合）を含めて、シュレッダーダストにアルカリ剤を加えてｐＨの下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にしてからＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイするのがよい。ｐＨが５未満の酸性領域、及びｐＨが１２を超えるアルカリ領域では鉛が溶出するので好ましくない。アルカリ剤には、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、消石灰、鉄鋼スラグ、及びセメント等を使用することができ、特にセメントを使用した場合には、アリカリ剤として働く他にシュレッダーダストを固化させる作用も有するので、長期間にわたりシュレッダーダストからの鉛の溶出防止を維持できる。
また、ＰＡＣの代りに試薬品のポリ塩化アルミニウムを使用することもできる。更に、ＰＡＣの代りに、硫酸アルミニウムの一例であり無機凝集剤として使用される硫酸バンドを使用することもできる。硫酸バンドの薬剤水溶液を使用する場合、薬剤水溶液の濃度は１〜５０重量％、好ましくは１〜４５重量％にする。なお、硫酸バンドの代りに、試薬品の硫酸アルミニウムを使用することもできる。
【００１５】
本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図２に示すように、シュレッダーダストを、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を貯留した浸漬槽に一定時間浸漬してから取り出してシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものである。
ここで、シュレッダーダストを薬剤水溶液に浸漬すると、シュレッダーダストの表層に薬剤水溶液の浸潤層が徐々に形成されていくので、例えば、付着層の厚みを調整することにより、シュレッダーダストを浸漬槽から引き上げた際にシュレッダーダストが含有するＰＡＣの量を、シュレッダーダストに対して外分で０．１〜１０重量％とすることができる。また、シュレッダーダストのｐＨ値が５未満の場合、シュレッダーダストを浸漬槽に浸漬する前に、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、消石灰、鉄鋼スラグ、及びセメント等のアルカリ剤を加えて、シュレッダーダストのｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１に調整する。
【００１６】
そして、このような量のＰＡＣをシュレッダーダストに含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、シュレッダーダストに所要量のＰＡＣを含有させるのに要する浸漬時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表面に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、シュレッダーダストが含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図３に示すように、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイして表層に薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛とＰＡＣとの間で水に不溶な化合物を生成させて鉛の溶出を防止するものである。ここで、シュレッダーダストのｐＨ値が５未満の場合は、シュレッダーダストに予めアルカリ剤を加えて、ｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にする。
なお、第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法と比較して、薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物（例えば、外径が３０〜１００ｍｍ、長さが５０〜２００ｍｍ）にすることが特徴であるので、固形物への固化についてのみ説明する。
【００１８】
減容固化機に投入されたシュレッダーダストは、減容固化機内で撹拌されながら加熱され圧密されて押出し口から排出される。このとき、シュレッダーダストが、例えば、自動車から発生したシュレッダーダストのように熱硬化性樹脂を含有している場合は、熱硬化性樹脂が結合剤として作用し減容固化機から排出されるシュレッダーダストは固形物となる。従って、形成された固形物は、シュレッダーダストとＰＡＣの混合状態になっている。
ここで、シュレッダーダストに熱硬化性樹脂が含有されない場合、あるいは熱硬化性樹脂が含有が少ない場合は、シュレッダーダストに熱硬化性樹脂を加えることにより、固形物を作製する。なお、ＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイして表層に薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にしたが、ＰＡＣを有する薬剤水溶液にシュレッダーダストを浸漬させてＰＡＣを含有させたシュレッダーダストを使用することもできる。なお、固形物中に含有されるＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図４に示すように、粉又は屑状のシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物に１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイし、固形物に含有させたＰＡＣと固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛との間で水に不溶な化合物を生成させて鉛の溶出を防止するものである。ここで、固形物にＰＡＣを含有させた際に、シュレッダーダストに水酸基が存在すると、鉛とＰＡＣとの間の反応が促進されて水に不溶な化合物が効果的に生成し、鉛の溶出を防止する作用が向上する。このため、シュレッダーダストに水酸基が存在しない場合（シュレッダーダストがアルカリ性でない場合）を含めて、シュレッダーダストに予めアルカリ剤を加えてｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にする。そして、ｐＨ調整したシュレッダーダストを減容固化機に投入し固化して固形物する。
【００２０】
次いで、得られた固形物を上部が開放された処理槽内に投入して堆積層を形成し、堆積層を形成しているシュレッダーダストの重量の１０重量％に相当する重量の薬剤水溶液を、 例えば複数のノズルからスプレイする。スプレイされた薬剤水溶液は堆積層を形成している固形物の表面を濡らしながら処理槽内を下方に向かって移動し、このとき、堆積層を通過する薬剤水溶液の一部は固形物の内部に浸潤して浸潤層を形成すると共に表面にも付着する。従って、所定量の薬剤水溶液のスプレイを行なうことにより、固形物に薬剤水溶液の浸潤層及び付着層（以下、単に薬剤層という）を形成することができ、例えば、薬剤層の厚みを調整することにより固形物を構成しているシュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させることができる。
【００２１】
そして、固形物の表層に薬剤層として付着したＰＡＣと、固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛との間で水に不溶な化合物が生成されて鉛の溶出が防止される。なお、シュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、固形物に所要量のＰＡＣを含有させるのに要する時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表層に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、固形物が含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図５に示すように、粉又は屑状のシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物を１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を貯留している浸漬槽に一定時間浸漬してから取り出してシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものであり、本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法と比較して、固形物をＰＡＣを有する薬剤水溶液に浸漬させることにより固形物にＰＡＣを含有させることが特徴となっている。このため、固形物を薬剤水溶液に浸漬する方法についてのみ説明する。
【００２３】
固形物を薬剤水溶液に浸漬すると、固形物の表層に薬剤水溶液が浸潤する。従って、薬剤水溶液中での浸漬を継続して行なうことにより、固形物の表層部に薬剤水溶液の浸潤層を形成することができ、例えば、浸漬時間により浸潤層の厚みを調整することにより、固形物を浸漬槽から引き上げた際に固形物が薬剤水溶液の浸潤層及び付着層として含有するＰＡＣ量をシュレッダーダストに対して外分で０．１〜１０重量％とすることができる。そして、このような量のＰＡＣを固形物に含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、固形物に所要量のＰＡＣを含有させるのに要する浸漬時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表面に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。なお、固形物が含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
［試験例１］
鉛を含有するシュレッダーダストに、ＰＡＣから調製した５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストに対して外分でそれぞれ１重量％及び２重量％のＰＡＣを含有する実施例１及び実施例２の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、シュレッダーダストの１０重量％に相当する重量とした。また、外分で０．５重量％の高炉セメントを含むシュレッダーダストを調製し、ＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストが外分で１重量％のＰＡＣを含有する実施例３の試料を作製した。更に、外分で１重量％の高炉セメントを含むシュレッダーダストを調製し、ＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストが外分で２重量％のＰＡＣを含有する実施例４の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
また、実施例１〜実施例４で使用したのと同一のシュレッダーダストに対して市販のリン酸系の溶出防止用薬剤Ａを外分で１重量％及び２重量％添加して比較例１及び比較例２の試料を作製し、同様に市販リン酸系の溶出防止用薬剤Ｂを外分で１重量％及び２．５重量％添加して比較例３及び比較例４の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表１に併せて示す。
シュレッダーダストからの鉛の溶出は０．８７ｍｇ／リットルであり、実施例１〜４、比較例１〜４のいずれの場合も鉛の溶出量（溶出基準値は０．３ｍｇ／リットル以下）を低下させることができたが、実施例１〜４では比較例１〜４に比べて少量の薬剤で鉛の溶出量を大きく低減させることが確認できた。
【００２７】
［試験例２］
試験例１で使用したシュレッダーダストとＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液を用いて、スプレイで２重量％のＰＡＣを外分で含有するシュレッダーダストを調製し、このシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の実施例５の試料を作製した。また、外分で１重量％の高炉セメントを含むように調製したシュレッダーダストに対してスプレイにて外分で２重量％のＰＡＣを含有させて、このシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の実施例６の試料を作製した。更に、ＰＡＣを含有していないシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の比較例５の試料を作製した。なお、実施例５、６及び比較例５の使用を作製する際の減容固化機の設定温度は１５０℃である。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
実施例５、６はいずれも鉛の溶出量は基準値を満たすが、実施例４と比較して溶出量が増加している。これは、シュレッダーダストを減容固化機で固形物にする際に１５０℃の温度に曝されるため、ＰＡＣの反応性が低下したためと考えられる。なお、高炉セメントを添加すると、ＰＡＣが水に不溶な化合物に変化する反応が促進されるため、鉛の溶出量が低下する。
【００３０】
［試験例３］
試験例１で使用したシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物を作製した。なお、減容固化機の設定温度は１５０℃である。そして、この固形物をＰＡＣから調製した濃度が１．６重量％、３．３重量％、及び６．８重量％の薬剤水溶液を貯留している浸漬槽にそれぞれ投入し、１分間浸漬した後に引き上げてＰＡＣを含有する実施例７〜実施例９の試料を作製した。また、ＰＡＣから調製した１．６重量％、３．３重量％、及び６．８重量％の濃度の薬剤水溶液を固形物にスプレイして、実施例１０〜実施例１２の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、固形物の１０重量％に相当する重量とした。一方、ＰＡＣから調製した濃度が０．３重量％の薬剤水溶液に固形物を１分間浸漬した後に引き上げてＰＡＣを含有する比較例６の試料、ＰＡＣから調製した濃度が０．３重量％の薬剤水溶液を固形物の１０重量％に相当する重量だけスプレイしてＰＡＣを含有する比較例７の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】
比較例５（シュレッダーダストを固形物にした場合）の試料からの鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットルであるのに対して、固形物にＰＡＣを含有させた実施例７〜１２では鉛の溶出量が大きく低減しており、シュレッダーダストの容積の低減と共に鉛の溶出量の低減も可能であることが確認できた。これによって、大量のシュレッダーダストの処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場の延命化が可能になる。
なお、比較例６及び比較例７の結果に示すように、ＰＡＣの濃度が０．３重量％の薬剤水溶液を使用しても、シュレッダーダストからの鉛の溶出が０．８７ｍｇ／リットルであれば、また、シュレッダーダストを固形物にした場合（比較例５）での鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットル程度であれば、鉛の溶出基準値以下である。
【００３３】
［試験例４］
試験例３で作製した固形物を、硫酸バンドから調製した濃度が２．２重量％、４．５重量％、及び９．５重量％の薬剤水溶液をそれぞれ貯留している浸漬槽に投入し、１分間浸漬した後に引き上げて硫酸バンドを含有する実施例１３〜実施例１５の試料を作製した。また、硫酸バンドの濃度が２．２重量％、４．５重量％、及び９．５重量％の薬剤水溶液を固形物にスプレイして、硫酸バンドを含有する実施例１６〜実施例１８の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、固形物の１０重量％に相当する重量とした。一方、硫酸バンドから調製した濃度が０．４重量％の薬剤水溶液に固形物を１分間浸漬した後に引き上げて硫酸バンドを含有する比較例８の試料、硫酸バンドの濃度が０．４重量％の薬剤水溶液を固形物の１０重量％に相当する重量だけスプレイして硫酸バンドを含有する比較例９の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表４に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】
固形物に硫酸バンドを含有させた実施例１３〜１８では鉛の溶出量が大きく低減しており、シュレッダーダストの容積の低減と共に鉛の溶出量の低減も可能であることが確認できた。これによって、大量のシュレッダーダストの処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場の延命化が可能になる。
なお、比較例８の結果に示すように、硫酸バンドの濃度が０．４重量％の薬剤水溶液を使用しても、シュレッダーダストを固形物にした場合の鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットル程度であれば、鉛の溶出基準値以下である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、重金属として鉛を含有する例について説明したが、他の重金属（例えば、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ）の場合でも本試験例と同様な結果が得られ、他の重金属（例えば、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ）についても本発明は適用される。また、本実施の形態ではシュレッダーダストについて説明したが、廃棄物が都市ごみ等の焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダスト等のいずれか１又は２以上からなっていても本発明は適用される。
薬剤として、ＰＡＣを用いたが、試薬品のポリ塩化アルミニウムとＰＡＣの混合物、試薬品のポリ塩化アルミニウムと硫酸バンドの混合物、ＰＡＣと硫酸バンドの混合物、試薬品のポリ塩化アルミニウム、ＰＡＣ、及び硫酸バンドの混合物を使用することもできる。
本実施の形態ではシュレッダーダストを処理槽内に投入して堆積層を形成し堆積層の上方から薬剤水溶液をスプレイしたが、例えば、コンベヤでシュレッダーダストを搬送しながら上方から薬剤水溶液をスプレイするようにしてもよい。また、シュレッダーダストにアルカリ剤を添加してから固形物にしたが、シュレッダーダストをそのまま使用して固形物にし、薬剤水溶液を加える前及び後のいずれか一方又は双方でアルカリ剤を加えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みの自動車や家電製品等のシュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダスト等の重金属類を含む廃棄物を無害化して処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用済みの自動車や家電製品等はシュレッダーで破砕処理し、磁力選別機で含まれる鉄を回収し、更に、手選や移動磁界を利用した非鉄金属選別機で大部分の非鉄金属を分離回収していた。そして、残った残渣と前記処理過程で発生する集塵ダストを含んだシュレッダーダストは埋め立て処理するのが通常であった。しかし、シュレッダーダストをそのまま埋め立て処理すると、それらに含まれる鉛等の重金属類が溶出し環境汚染の問題が発生する虞れがある。また、都市ごみ等の可燃物の焼却灰や焼却飛灰、電気炉ダスト、及び下水汚泥の焼却灰や焼却飛灰にも重金属類が含まれており、これらをそのまま廃棄処分すると重金属類の溶出の虞れがある。従って、これらの重金属類を含む廃棄物の処分を行なう場合には、重金属類の溶出を完全に防止することが必要となる。このため、特許文献１に記載されているように、焼却灰、焼却飛灰、下水汚泥焼却灰、及び電気炉ダスト等の廃棄物に薬剤を添加混練して、廃棄物からの重金属類の溶出防止を図る方法が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２４４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、使用する薬剤の種類や量が多く、廃棄物の処理コストが高くなるという問題があった。そこで、廃棄物を多量のセメントで固化し重金属類の溶出を防止する方法も考えられるが、処理コストが高くなると共に固化した廃棄物からの重金属類の溶出量を基準値以下にすることは非常に困難となる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、重金属類の溶出量が少なく、しかも、安価に処理が可能な重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイ（散布又はシャワーリング）し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００７】
第２の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００８】
第３の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【０００９】
第４の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止する。
【発明の効果】
【００１０】
第１〜第４の発明に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法においては、廃棄物に対してポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイ及び浸漬のいずれか一方の方法で添加するので、大量の廃棄物に対して薬剤水溶液を一括して添加することができ、効率的な薬剤添加を行なうことが可能になる。その結果、低コストで廃棄物の処理を行なうことが可能になる。
また、廃棄物を固化して固形物とした場合には、減容化した廃棄物に対してその形状を壊さずに薬剤を均一に添加することができるので、大量の廃棄物の処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場（例えば、埋立地）の延命化及び廃棄処分場の跡地利用を容易に行なうことが可能になる。
特に、廃棄物にアルカリ剤を添加した場合には、重金属が溶出し易い酸性領域になることを防止し、アルカリ剤により重金属類を含む水に不溶な化合物の生成が促進され、重金属類の溶出をより確実に防止することが可能となる。また、アルカリ剤としてセメントを使用すると、処理物を強固に固化することができ、長期間にわたる重金属類の溶出防止が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図４は本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図、図５は本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図１に示すように、重金属類を含有する廃棄物の一例である鉛を含有するシュレッダーダストに、ポリ塩化アルミニウムの一例であり無機高分子凝集剤として使用されるポリ塩化アルミニウム（以下、単にＰＡＣという）を１〜５０重量％の濃度で含む薬剤水溶液をスプレイしてシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものである。
具体的には、シュレッダーダストを上部が開放された処理槽内に投入して堆積層を形成し、例えば、堆積層を形成しているシュレッダーダストの重量の１０重量％に相当する重量の薬剤水溶液を、 開口部の上方からスプレイする。スプレイされた薬剤水溶液は堆積層を形成しているシュレッダーダストの表面を濡らしながら処理槽内を下方に向かって移動しする。このとき、堆積層を通過する薬剤水溶液の一部はシュレッダーダストの表層に浸潤して浸潤層を形成すると共に表面にも付着する。従って、所定重量の薬剤水溶液のスプレイを行なうことにより、シュレッダーダストに薬剤水溶液の浸潤層及び付着層（以下、単に薬剤層という）を形成することができ、例えば、薬剤層の厚みを調整することによりシュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させることができる。
【００１３】
シュレッダーダストの表面に薬剤層として付着したＰＡＣは、シュレッダーダスト中の鉛と反応して水に不溶な化合物を形成し、鉛の溶出を防止する。なお、ＰＡＣの量が０．１重量％より少ない場合には、シュレッダーダスト中の鉛をすべて水に不溶な化合物にすることができず、１０重量％より多い場合には、不要なＰＡＣが存在することになって経済的なデメリットとなる。そして、このような量の薬剤層をシュレッダーダストの表面に形成するには、１〜５０重量％、好ましくは１〜３２重量％のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、シュレッダーダストの表面に薬剤層を形成するのに要するスプレイの時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表層に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、ＰＡＣは凝集剤としての機能を有するため、シュレッダーダストと共にシュレッダーダストに含まれる微粒状物質を凝集させて、例えば、雨水の浸水によってシュレッダーダストが流出するのを防止することができる。更に、ＰＡＣは強いｐＨ緩衝作用があるので、雨水が浸水した際に雨水を鉛が溶出し難い中性域に近づけて鉛の溶出を抑制すると共に、シュレッダーダストから流出する雨水を中性にすることができ、環境に与える負荷を低減できる。
【００１４】
ここで、シュレッダーダストの表層に薬剤層を形成させた際に、シュレッダーダストに水酸基が存在すると、鉛とＰＡＣとの間の反応が促進されて水に不溶な化合物が効果的に生成し、鉛の溶出を防止する作用が向上する。このため、シュレッダーダストに水酸基が存在しない場合（シュレッダーダストがアルカリ性でない場合）を含めて、シュレッダーダストにアルカリ剤を加えてｐＨの下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にしてからＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイするのがよい。ｐＨが５未満の酸性領域、及びｐＨが１２を超えるアルカリ領域では鉛が溶出するので好ましくない。アルカリ剤には、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、消石灰、鉄鋼スラグ、及びセメント等を使用することができ、特にセメントを使用した場合には、アリカリ剤として働く他にシュレッダーダストを固化させる作用も有するので、長期間にわたりシュレッダーダストからの鉛の溶出防止を維持できる。
また、ＰＡＣの代りに試薬品のポリ塩化アルミニウムを使用することもできる。更に、ＰＡＣの代りに、硫酸アルミニウムの一例であり無機凝集剤として使用される硫酸バンドを使用することもできる。硫酸バンドの薬剤水溶液を使用する場合、薬剤水溶液の濃度は１〜５０重量％、好ましくは１〜４５重量％にする。なお、硫酸バンドの代りに、試薬品の硫酸アルミニウムを使用することもできる。
【００１５】
本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図２に示すように、シュレッダーダストを、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を貯留した浸漬槽に一定時間浸漬してから取り出してシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものである。
ここで、シュレッダーダストを薬剤水溶液に浸漬すると、シュレッダーダストの表層に薬剤水溶液の浸潤層が徐々に形成されていくので、例えば、付着層の厚みを調整することにより、シュレッダーダストを浸漬槽から引き上げた際にシュレッダーダストが含有するＰＡＣの量を、シュレッダーダストに対して外分で０．１〜１０重量％とすることができる。また、シュレッダーダストのｐＨ値が５未満の場合、シュレッダーダストを浸漬槽に浸漬する前に、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、消石灰、鉄鋼スラグ、及びセメント等のアルカリ剤を加えて、シュレッダーダストのｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１に調整する。
【００１６】
そして、このような量のＰＡＣをシュレッダーダストに含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、シュレッダーダストに所要量のＰＡＣを含有させるのに要する浸漬時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表面に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、シュレッダーダストが含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１７】
本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図３に示すように、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイして表層に薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛とＰＡＣとの間で水に不溶な化合物を生成させて鉛の溶出を防止するものである。ここで、シュレッダーダストのｐＨ値が５未満の場合は、シュレッダーダストに予めアルカリ剤を加えて、ｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にする。
なお、第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法と比較して、薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物（例えば、外径が３０〜１００ｍｍ、長さが５０〜２００ｍｍ）にすることが特徴であるので、固形物への固化についてのみ説明する。
【００１８】
減容固化機に投入されたシュレッダーダストは、減容固化機内で撹拌されながら加熱され圧密されて押出し口から排出される。このとき、シュレッダーダストが、例えば、自動車から発生したシュレッダーダストのように熱硬化性樹脂を含有している場合は、熱硬化性樹脂が結合剤として作用し減容固化機から排出されるシュレッダーダストは固形物となる。従って、形成された固形物は、シュレッダーダストとＰＡＣの混合状態になっている。
ここで、シュレッダーダストに熱硬化性樹脂が含有されない場合、あるいは熱硬化性樹脂が含有が少ない場合は、シュレッダーダストに熱硬化性樹脂を加えることにより、固形物を作製する。なお、ＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイして表層に薬剤層が形成されたシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にしたが、ＰＡＣを有する薬剤水溶液にシュレッダーダストを浸漬させてＰＡＣを含有させたシュレッダーダストを使用することもできる。なお、固形物中に含有されるＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図４に示すように、粉又は屑状のシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物に１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液をスプレイし、固形物に含有させたＰＡＣと固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛との間で水に不溶な化合物を生成させて鉛の溶出を防止するものである。ここで、固形物にＰＡＣを含有させた際に、シュレッダーダストに水酸基が存在すると、鉛とＰＡＣとの間の反応が促進されて水に不溶な化合物が効果的に生成し、鉛の溶出を防止する作用が向上する。このため、シュレッダーダストに水酸基が存在しない場合（シュレッダーダストがアルカリ性でない場合）を含めて、シュレッダーダストに予めアルカリ剤を加えてｐＨ値の下限値を５、好ましくは９、ｐＨの上限値を１２、好ましくは１１にする。そして、ｐＨ調整したシュレッダーダストを減容固化機に投入し固化して固形物する。
【００２０】
次いで、得られた固形物を上部が開放された処理槽内に投入して堆積層を形成し、堆積層を形成しているシュレッダーダストの重量の１０重量％に相当する重量の薬剤水溶液を、 例えば複数のノズルからスプレイする。スプレイされた薬剤水溶液は堆積層を形成している固形物の表面を濡らしながら処理槽内を下方に向かって移動し、このとき、堆積層を通過する薬剤水溶液の一部は固形物の内部に浸潤して浸潤層を形成すると共に表面にも付着する。従って、所定量の薬剤水溶液のスプレイを行なうことにより、固形物に薬剤水溶液の浸潤層及び付着層（以下、単に薬剤層という）を形成することができ、例えば、薬剤層の厚みを調整することにより固形物を構成しているシュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させることができる。
【００２１】
そして、固形物の表層に薬剤層として付着したＰＡＣと、固形物を構成しているシュレッダーダストに含まれる鉛との間で水に不溶な化合物が生成されて鉛の溶出が防止される。なお、シュレッダーダストに対してＰＡＣを外分で０．１〜１０重量％含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、固形物に所要量のＰＡＣを含有させるのに要する時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表層に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。
なお、固形物が含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００２２】
本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法は、図５に示すように、粉又は屑状のシュレッダーダストを減容固化機で固化して固形物にし、この固形物を１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を貯留している浸漬槽に一定時間浸漬してから取り出してシュレッダーダストにＰＡＣを付与し、シュレッダーダストに含まれる鉛を水に不溶な化合物としてその溶出を防止するものであり、本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法と比較して、固形物をＰＡＣを有する薬剤水溶液に浸漬させることにより固形物にＰＡＣを含有させることが特徴となっている。このため、固形物を薬剤水溶液に浸漬する方法についてのみ説明する。
【００２３】
固形物を薬剤水溶液に浸漬すると、固形物の表層に薬剤水溶液が浸潤する。従って、薬剤水溶液中での浸漬を継続して行なうことにより、固形物の表層部に薬剤水溶液の浸潤層を形成することができ、例えば、浸漬時間により浸潤層の厚みを調整することにより、固形物を浸漬槽から引き上げた際に固形物が薬剤水溶液の浸潤層及び付着層として含有するＰＡＣ量をシュレッダーダストに対して外分で０．１〜１０重量％とすることができる。そして、このような量のＰＡＣを固形物に含有させるには、１〜５０重量％濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用するのが好ましい。１重量％未満の濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用すると、固形物に所要量のＰＡＣを含有させるのに要する浸漬時間が非常に長くなり好ましくない。また、５０重量％を超える濃度のＰＡＣを有する薬剤水溶液を使用する場合、シュレッダーダストの表面に過剰な薬剤層が形成されやすく経済的なデメリットとなる。なお、固形物が含有するＰＡＣの作用は第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法の場合と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
［試験例１］
鉛を含有するシュレッダーダストに、ＰＡＣから調製した５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストに対して外分でそれぞれ１重量％及び２重量％のＰＡＣを含有する実施例１及び実施例２の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、シュレッダーダストの１０重量％に相当する重量とした。また、外分で０．５重量％の高炉セメントを含むシュレッダーダストを調製し、ＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストが外分で１重量％のＰＡＣを含有する実施例３の試料を作製した。更に、外分で１重量％の高炉セメントを含むシュレッダーダストを調製し、ＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液をスプレイして、シュレッダーダストが外分で２重量％のＰＡＣを含有する実施例４の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
また、実施例１〜実施例４で使用したのと同一のシュレッダーダストに対して市販のリン酸系の溶出防止用薬剤Ａを外分で１重量％及び２重量％添加して比較例１及び比較例２の試料を作製し、同様に市販リン酸系の溶出防止用薬剤Ｂを外分で１重量％及び２．５重量％添加して比較例３及び比較例４の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表１に併せて示す。
シュレッダーダストからの鉛の溶出は０．８７ｍｇ／リットルであり、実施例１〜４、比較例１〜４のいずれの場合も鉛の溶出量（溶出基準値は０．３ｍｇ／リットル以下）を低下させることができたが、実施例１〜４では比較例１〜４に比べて少量の薬剤で鉛の溶出量を大きく低減させることが確認できた。
【００２７】
［試験例２］
試験例１で使用したシュレッダーダストとＰＡＣの５重量％濃度の薬剤水溶液を用いて、スプレイで２重量％のＰＡＣを外分で含有するシュレッダーダストを調製し、このシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の実施例５の試料を作製した。また、外分で１重量％の高炉セメントを含むように調製したシュレッダーダストに対してスプレイにて外分で２重量％のＰＡＣを含有させて、このシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の実施例６の試料を作製した。更に、ＰＡＣを含有していないシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物状の比較例５の試料を作製した。なお、実施例５、６及び比較例５の使用を作製する際の減容固化機の設定温度は１５０℃である。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
実施例５、６はいずれも鉛の溶出量は基準値を満たすが、実施例４と比較して溶出量が増加している。これは、シュレッダーダストを減容固化機で固形物にする際に１５０℃の温度に曝されるため、ＰＡＣの反応性が低下したためと考えられる。なお、高炉セメントを添加すると、ＰＡＣが水に不溶な化合物に変化する反応が促進されるため、鉛の溶出量が低下する。
【００３０】
［試験例３］
試験例１で使用したシュレッダーダストから減容固化機を用いて固形物を作製した。なお、減容固化機の設定温度は１５０℃である。そして、この固形物をＰＡＣから調製した濃度が１．６重量％、３．３重量％、及び６．８重量％の薬剤水溶液を貯留している浸漬槽にそれぞれ投入し、１分間浸漬した後に引き上げてＰＡＣを含有する実施例７〜実施例９の試料を作製した。また、ＰＡＣから調製した１．６重量％、３．３重量％、及び６．８重量％の濃度の薬剤水溶液を固形物にスプレイして、実施例１０〜実施例１２の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、固形物の１０重量％に相当する重量とした。一方、ＰＡＣから調製した濃度が０．３重量％の薬剤水溶液に固形物を１分間浸漬した後に引き上げてＰＡＣを含有する比較例６の試料、ＰＡＣから調製した濃度が０．３重量％の薬剤水溶液を固形物の１０重量％に相当する重量だけスプレイしてＰＡＣを含有する比較例７の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】
比較例５（シュレッダーダストを固形物にした場合）の試料からの鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットルであるのに対して、固形物にＰＡＣを含有させた実施例７〜１２では鉛の溶出量が大きく低減しており、シュレッダーダストの容積の低減と共に鉛の溶出量の低減も可能であることが確認できた。これによって、大量のシュレッダーダストの処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場の延命化が可能になる。
なお、比較例６及び比較例７の結果に示すように、ＰＡＣの濃度が０．３重量％の薬剤水溶液を使用しても、シュレッダーダストからの鉛の溶出が０．８７ｍｇ／リットルであれば、また、シュレッダーダストを固形物にした場合（比較例５）での鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットル程度であれば、鉛の溶出基準値以下である。
【００３３】
［試験例４］
試験例３で作製した固形物を、硫酸バンドから調製した濃度が２．２重量％、４．５重量％、及び９．５重量％の薬剤水溶液をそれぞれ貯留している浸漬槽に投入し、１分間浸漬した後に引き上げて硫酸バンドを含有する実施例１３〜実施例１５の試料を作製した。また、硫酸バンドの濃度が２．２重量％、４．５重量％、及び９．５重量％の薬剤水溶液を固形物にスプレイして、硫酸バンドを含有する実施例１６〜実施例１８の試料を作製した。なお、スプレイする薬剤水溶液の重量は、固形物の１０重量％に相当する重量とした。一方、硫酸バンドから調製した濃度が０．４重量％の薬剤水溶液に固形物を１分間浸漬した後に引き上げて硫酸バンドを含有する比較例８の試料、硫酸バンドの濃度が０．４重量％の薬剤水溶液を固形物の１０重量％に相当する重量だけスプレイして硫酸バンドを含有する比較例９の試料を作製した。そして、環境庁告示第１３号による溶出試験を行なった。その結果を表４に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】
固形物に硫酸バンドを含有させた実施例１３〜１８では鉛の溶出量が大きく低減しており、シュレッダーダストの容積の低減と共に鉛の溶出量の低減も可能であることが確認できた。これによって、大量のシュレッダーダストの処理を容易に行なうことが可能になると共に、廃棄処分場の延命化が可能になる。
なお、比較例８の結果に示すように、硫酸バンドの濃度が０．４重量％の薬剤水溶液を使用しても、シュレッダーダストを固形物にした場合の鉛の溶出が０．５９ｍｇ／リットル程度であれば、鉛の溶出基準値以下である。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、重金属として鉛を含有する例について説明したが、他の重金属（例えば、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ）の場合でも本試験例と同様な結果が得られ、他の重金属（例えば、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ）についても本発明は適用される。また、本実施の形態ではシュレッダーダストについて説明したが、廃棄物が都市ごみ等の焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダスト等のいずれか１又は２以上からなっていても本発明は適用される。
薬剤として、ＰＡＣを用いたが、試薬品のポリ塩化アルミニウムとＰＡＣの混合物、試薬品のポリ塩化アルミニウムと硫酸バンドの混合物、ＰＡＣと硫酸バンドの混合物、試薬品のポリ塩化アルミニウム、ＰＡＣ、及び硫酸バンドの混合物を使用することもできる。
本実施の形態ではシュレッダーダストを処理槽内に投入して堆積層を形成し堆積層の上方から薬剤水溶液をスプレイしたが、例えば、コンベヤでシュレッダーダストを搬送しながら上方から薬剤水溶液をスプレイするようにしてもよい。また、シュレッダーダストにアルカリ剤を添加してから固形物にしたが、シュレッダーダストをそのまま使用して固形物にし、薬剤水溶液を加える前及び後のいずれか一方又は双方でアルカリ剤を加えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法を示すフロー図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項２】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記薬剤水溶液が添加された前記廃棄物を更に減容固化機で固化して固形物とすることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項４】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項５】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記廃棄物に前記薬剤水溶液を加える前に、アルカリ剤を加えることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、固化された前記廃棄物に、前記薬剤水溶液を加える前及び後のいずれか一方又は双方でアルカリ剤を加えることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む前記薬剤水溶液の濃度は、１重量％以上かつ５０重量％以下であることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項１】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項２】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
前記廃棄物に、ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記薬剤水溶液が添加された前記廃棄物を更に減容固化機で固化して固形物とすることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項４】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物にポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液をスプレイし、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項５】
シュレッダーダスト、焼却灰、焼却飛灰、及び集塵ダストのいずれか１又は２以上からなる重金属類を含有する廃棄物の処理方法であって、
粉又は屑状となった前記廃棄物を減容固化機で固化して固形物とし、該固形物をポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む薬剤水溶液に浸漬し、前記廃棄物に含まれる重金属類を水に不溶な化合物として該重金属類の溶出を防止することを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記廃棄物に前記薬剤水溶液を加える前に、アルカリ剤を加えることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、固化された前記廃棄物に、前記薬剤水溶液を加える前及び後のいずれか一方又は双方でアルカリ剤を加えることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法において、前記ポリ塩化アルミニウム及び硫酸アルミニウムのいずれか１又は２を含む前記薬剤水溶液の濃度は、１重量％以上かつ５０重量％以下であることを特徴とする重金属類を含む廃棄物の溶出防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−６８６４８（Ｐ２００６−６８６４８Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５６０１９（Ｐ２００４−２５６０１９）
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２３１３２７）日本磁力選鉱株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２３１３２７）日本磁力選鉱株式会社 (24)
【Ｆターム（参考）】
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