JP3717869B2 - 廃棄物の安定化処理方法及び廃棄物の安定化処理物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等の廃棄物の安定化処理方法に関するものであり、廃棄物が含有する微量の有害物を安定化し、溶出を抑制するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物中には、微量の有害成分が含まれている場合が多く、埋め立て時、あるいは有効利用時に、環境規制物質、特に２００１年に土壌環境基準に追加されたフッ素、ホウ素が規制値をオーバーする場合がある。
廃棄物の中でいわゆる副生品として再利用が進められているものの一つに、副生石膏がある。副生石膏としては、石炭、石油などを用いるプラントに設置されている排煙脱硫装置より排出される排脱石膏、また、リン酸や酸化チタン等の製造の際に排出される化学石膏があり、合計で約５５０万ｔ／年排出されている。排脱石膏、化学石膏（以後、石膏と称する）は、セメント添加材、石膏ボード原料などとして利用されているが、セメント、石膏ボードの生産量は低下する一方で、石膏の排出量は増加している。また、脱水スラッジ等他の廃棄物に関しても、環境規制強化などにより、利用に際して含まれる不純物の除去、特にフッ素、ホウ素の除去が課題となっている。したがって、廃棄物の用途拡大、利用量向上のために、安定化技術の開発が望まれている。
【０００３】
石膏等廃棄物からのフッ素溶出量の低減方法としては、以下のような従来技術が知られている。
例えば、特開昭４６−１５１２号公報には、石膏を乾燥し、濃硫酸を散水後、２００〜３００℃で加熱し、フッ素を揮発させて安定化石膏を製造する技術が開示されている。
また、特開昭４８−２９７号公報には、石膏を水で洗浄後、石膏１００重量部に１〜２重量部の希硫酸を加え（硫酸濃度：２〜２０重量％）、２０〜９０℃で短時間攪拌後、固液分離し、さらに水洗浄を行い、安定化石膏を製造する技術が開示されている。
また、特開昭５７−２２１１８号公報、特開平６−２５６０１５号公報には、５〜２０％の石膏スラリを１５〜２０μｍを分離径として、ハイドロサイクロン処理を２回行い、安定化石膏（粗粒）を得る技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、安定性、品質において、以下のような問題点がある。
（１）安定性
石膏を乾燥し、濃硫酸を散水後、２００〜３００℃で加熱し、フッ素を揮発させて安定化石膏を製造する技術では、２００〜３００℃の温度で処理するため、エネルギー消費量が多くなり、処理コストが増大するとともに、II型無水石膏となるので、石膏ボードなどの製品に適用しにくい。また、環境規制物質は完全には揮発しないので、安定性が不十分である。
石膏スラリに１〜２重量％の希硫酸を加え（硫酸濃度：２〜２０重量％）、２０〜９０℃で短時間攪拌後、固液分離し、さらに水洗浄を行い、安定化石膏を製造する技術の場合、洗浄後の安定化石膏には、０．２〜０．３％のフッ素が含まれており、環境庁告示４６号に準拠した溶出試験で、数mg／Lのフッ素の溶出があり、環境規制値を満足しない。
【０００５】
（２）品質
５〜２０％の石膏スラリを１５〜２０μｍを分離径として、ハイドロサイクロン処理を２回行い、安定化石膏（粗粒）を得る技術では、分離径が大きいので、安定化石膏の回収量が低くなる。また、微粒子分を除去することにより不純物量は減少するが、フッ素等の含有量を十分低くすることはできず、環境庁告示４６号に準拠した溶出試験で、数mg／Lのフッ素の溶出があり、環境規制値を満足しない。
特に排煙脱硫石膏の場合は、うす茶色、あるいはうす灰色を呈しているが、石膏ボード等建材にリサイクルされるためには、白色度が高い方が望ましく、従来の技術では、白色化（高品質化）は不十分である。
【０００６】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、廃棄物にアルカリ金属化合物を添加して攪拌（あるいは混練）し、廃棄物に微量含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化することにより、フッ素等の環境規制物質の溶出量を基準値以下とすることができる廃棄物の安定化処理方法及び廃棄物の安定化処理物を提供することにある。
また、本発明の目的は、前処理として、酸洗浄、又は／及びフッ素等不純物が濃縮された微粒子をシックナーあるいはハイドロサイクロンによって除去することにより、不純物の除去、白色度の向上を図り、リサイクルする際の廃棄物の純度向上、高品質化による付加価値の向上が実現できる廃棄物の安定化処理方法及び廃棄物の安定化処理物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の廃棄物の安定化処理方法は、廃棄物（排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等）が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得るように構成されている（図１参照）。
【０００８】
また、本発明の方法は、廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部を含有する水溶液１〜５０重量部を加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間混練処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化することを特徴としている（図２参照）。
【０００９】
また、本発明の方法は、廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部、及び水（水道水、工水、海水等）６０〜１００００重量部を加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴としている（図３参照）。
なお、攪拌（又は混練）処理の温度を高くし過ぎると、エネルギー消費量が多くなり、しかも、高温高圧に耐え得る設備が必要になり、コスト高となる。
【００１０】
前処理として、廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、この廃棄物が懸濁しているスラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。また、前処理として、廃棄物１００重量部に、水（水道水、工水、海水等）３０〜１０００重量部、及び硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加してスラリとした後、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、これを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
【００１１】
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、この廃棄物が懸濁しているスラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。
【００１２】
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、このスラリを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化した後、このスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、粗粒子側スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴としている。
【００１４】
本発明の廃棄物の安定化処理物は、排煙脱硫石膏など副生品として排出される石膏に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏をシックナー、ハイドロサイクロン等により分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、分離した粗粒子に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏をシックナー、ハイドロサイクロン等により分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、分離した粗粒子に硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
（１）安定性
排煙脱硫石膏、脱水スラッジ等廃棄物が含有するフッ素は、微量であり、概ね数百〜数千mg／kgである。上述した従来の技術は数％含有されているフッ素を、洗浄、あるいは揮発させて数千mg／kgにまで低減する技術である。しかし、フッ素の溶出量は、含有しているフッ素化合物の溶解度に左右され、含有量を数十mg／kg程度に低減しても、溶出量はそれほど変わらないことを確認している。なお、フッ素の土壌環境基準値は０．８mg／Lである。このため、洗浄、揮発等により、フッ素の含有量を低減するのみでは不十分であり、廃棄物表面に付着しているフッ素を安定化、すなわち、難溶化して、溶出しない難溶性化合物へ変化させることが必要である。
【００１９】
（２）品質
排煙脱硫石膏には、電気集塵機で捕捉できなかった石炭灰の微粒子等が微量含まれており、石膏の純度としては９５〜９９％程度のものが多い。このため、石膏ボード等へリサイクルされる場合に、純度の問題、色の問題より、ボード原料への添加に量的制約がある。微粒子除去による、純度の向上、あるいは着色物質の除去、さらにシュウ酸等還元性物質を用いた洗浄処理や１２０℃以上の加熱処理による白色度の向上により、リサイクル可能な高品質の石膏を得ることができる。
【００２０】
図１は、本発明の実施の第１形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、例えば、排煙脱硫システムにおける脱水工程前のスラリー状の廃棄物に、アルカリ金属化合物を加えて攪拌機１０内で反応させ、脱水して固形廃棄物を得る方法である。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水機１２へ入る前の石膏スラリーの段階で、固形分１００重量部に対し、アルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部添加し、常温〜２００℃で、１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を実施し、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物に反応させた後、脱水して安定化した石膏を得る。攪拌処理が１００℃以下では二水石膏、１００〜１５０℃ではα型半水石膏、１５０〜２００℃ではII型無水石膏と、処理温度により、様々な形態の石膏を得ることができる。アルカリ金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等が用いられる。アルカリ金属化合物の添加量が０．０１重量部未満の場合は難溶化反応が十分進行せず、効果が顕著に現れない。一方、１０重量部より多い場合はコスト高になるとともに、未反応分が残留するなどし、安定化処理物の品質低下を招く。攪拌時間は１分間より短すぎると効果は十分でなく、逆に１０時間を超えると設備が大きくなりすぎて、実用的ではない。さらに、処理温度が２００℃を超えると装置の耐圧構造の強化が必要となり、設備費が高くなる。脱水機としては、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心分離機、真空ろ過機などが使用可能である。
【００２１】
この場合、前処理として、石膏等の廃棄物スラリーに硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を加えて、常温〜９５℃で攪拌処理を行い、酸洗浄を実施して、フッ素の含有量を減らした後、上記の方法を実施することができる。フッ素等は酸に対する溶解度が高いため、酸性溶液で洗浄することにより、単なる水洗よりも効率的に、廃棄物からフッ素を除去でき、その後の安定化処理を容易にすることができる。
また、不純物除去を併用するため、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去を組み合わせる。スラリをシックナー、ハイドロサイクロン等で分級し、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリにアルカリ金属化合物を添加し、廃棄物の安定化を図る。石膏を例にとると、微粒子に不純物の含有量が多く、５〜１０μｍで分級すると微粉側にフッ素の８０％以上が濃縮していることがわかった。このため、前処理として、この微粉を除去すれば、アルカリ金属化合物との組み合わせで安定化処理がより確実となる。なお、前処理として、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去の後に酸洗浄を行うことも可能である。また、廃棄物スラリにアルカリ金属化合物を添加、攪拌して、表面を難溶性化合物に変化させた後、シックナー、ハイドロサイクロン等で微粒子を除去することもあり、効果は同じである。
【００２２】
図２は、本発明の実施の第２形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱水後の廃棄物、あるいは集塵ダスト等、乾燥した状態で排出される廃棄物への適用を想定したものである。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水後の石膏にアルカリ金属化合物の水溶液を加えて、混練機１４で混練し、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物へ反応させる。混練処理温度が１００℃以下では二水石膏であるが、１００〜１５０℃の飽和水蒸気圧下ではα型半水石膏となり、１５０〜２００℃の飽和水蒸気圧下ではII型無水石膏となる。一方、１２０〜１８０℃の飽和水蒸気圧以下の加熱では、β型半水石膏、１８０〜２００℃の飽和水蒸気圧以下ではIII型無水石膏となる。１２０℃以上の飽和水蒸気圧以下の加熱処理では、有機分が減少し、白色化が進む。
【００２３】
この場合、前処理として、脱水後の石膏等の廃棄物に硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を加えて、常温〜９５℃で攪拌処理を行い、固液分離して洗浄を実施し、フッ素の含有量を減らした後、上記の方法を実施する。フッ素等は酸に対する溶解度が高いため、酸性溶液で洗浄することにより、単なる水洗よりも効率的に、廃棄物からフッ素を除去でき、その後の安定化処理を容易にすることができる。
また、不純物除去を併用するため、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去を組み合わせる。スラリをシックナー、ハイドロサイクロン等で分級し、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリを脱水した廃棄物にアルカリ金属化合物を添加し、廃棄物の安定化を図る。石膏を例にとると、微粒子に不純物の含有量が多く、５〜１０μｍで分級すると微粉側にフッ素の８０％以上が濃縮していることがわかった。このため、前処理として、この微粉を除去すれば、アルカリ金属化合物との組み合わせで安定化処理がより確実となる。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２４】
図３は、本発明の実施の第３形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱水後の廃棄物、あるいは集塵ダスト等、乾燥した状態で排出される廃棄物への適用を想定したものである。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水後の石膏にアルカリ金属化合物、水を加えてスラリ状とした後、攪拌して、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物へ反応させ、再度脱水する。攪拌処理温度が１００℃以下では二水石膏、１００〜１５０℃ではα型半水石膏、１５０〜２００℃ではII型無水石膏が得られる。
他の構成及び作用は、実施の第１、第２形態の場合と同様である。
【００２５】
ここでは、主として副生石膏を例に挙げ、説明したが、本発明は、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等の廃棄物に対しても有効である。
【００２６】
【実施例】
下記の表１に示す組成の石膏を例にとって、本発明の実施例及びその比較例を説明する。
【００２７】
【表１】
【００２８】
実施例１
石膏スラリー中の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．１５重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．７mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類（Ｂ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｃｒ6+、Ｈｇ、Ｓｅ）は元々基準値以下である。
【００２９】
実施例２
脱水後の石膏１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．２５重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３０】
実施例３
脱水後の石膏１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．２５重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、１６０℃で１．５時間混練を行い、固液分離して、安定化石膏（β型半水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．６mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８９に向上した。
【００３１】
実施例４
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、水ガラス１重量部を添加し、スラリとした後、１３５℃で６０分間攪拌を行い、固液分離して、安定化石膏（α型半水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３２】
実施例５
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、シュウ酸３重量部を添加し、スラリとした後、６０℃で１０分間攪拌を行い、固液分離したのち、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．５重量部及び水を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．４mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８９に向上した。
【００３３】
実施例６
石膏スラリーを、ハイドロサイクロンを用いて、カットポイントを５μｍとし、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリ中の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．１５重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．２mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の純度は９７．５％から９８．８％へ向上し、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８７に向上した。
【００３４】
実施例７
石膏スラリー中の固形分１００重量部に対し、水ガラス０．５重量部を添加して、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行った後、ハイドロサイクロンを用いて、カットポイントを５μｍとして、微粒子を除去し、ついで、固液分離して、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．２mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の純度は９７．５％から９８．６％へ向上し、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８６に向上した。
【００３５】
比較例
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、硫酸１０重量部を添加し、スラリとした後、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離をし、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏のフッ素含有量は２００mg／kgと大幅に減少したが、溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）の結果、フッ素溶出量は３．０mg／Lと土壌環境基準を満足しなかった。
【００３６】
また、脱水スラッジ、下水汚泥を例にとって他の実施例を説明する。
実施例８
脱水スラッジ（脱水前）の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．２重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化した脱水スラッジを得た。スラッジの溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．６mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３７】
実施例９
脱水後の下水汚泥１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．３重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化した下水汚泥を製造した。安定化下水汚泥の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 廃棄物に微量含まれる環境規制物質を難溶化することにより、環境規制物質の溶出量を基準値以下とすることができる。
（２） 不純物の除去、白色度の向上により、リサイクルする際の廃棄物の純度向上、高品質化による付加価値の向上を図ることができる。
（３） 排煙脱硫石膏など副生品として排出される石膏から得られる処理物は、フッ素等の環境規制物質が難溶化されており、しかも、純度及び白色度が高いので、石膏ボードなどに有効にリサイクルできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【図３】本発明の実施の第３形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０ 攪拌機
１２ 脱水機
１４ 混練機
【発明の属する技術分野】
本発明は、排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等の廃棄物の安定化処理方法に関するものであり、廃棄物が含有する微量の有害物を安定化し、溶出を抑制するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物中には、微量の有害成分が含まれている場合が多く、埋め立て時、あるいは有効利用時に、環境規制物質、特に２００１年に土壌環境基準に追加されたフッ素、ホウ素が規制値をオーバーする場合がある。
廃棄物の中でいわゆる副生品として再利用が進められているものの一つに、副生石膏がある。副生石膏としては、石炭、石油などを用いるプラントに設置されている排煙脱硫装置より排出される排脱石膏、また、リン酸や酸化チタン等の製造の際に排出される化学石膏があり、合計で約５５０万ｔ／年排出されている。排脱石膏、化学石膏（以後、石膏と称する）は、セメント添加材、石膏ボード原料などとして利用されているが、セメント、石膏ボードの生産量は低下する一方で、石膏の排出量は増加している。また、脱水スラッジ等他の廃棄物に関しても、環境規制強化などにより、利用に際して含まれる不純物の除去、特にフッ素、ホウ素の除去が課題となっている。したがって、廃棄物の用途拡大、利用量向上のために、安定化技術の開発が望まれている。
【０００３】
石膏等廃棄物からのフッ素溶出量の低減方法としては、以下のような従来技術が知られている。
例えば、特開昭４６−１５１２号公報には、石膏を乾燥し、濃硫酸を散水後、２００〜３００℃で加熱し、フッ素を揮発させて安定化石膏を製造する技術が開示されている。
また、特開昭４８−２９７号公報には、石膏を水で洗浄後、石膏１００重量部に１〜２重量部の希硫酸を加え（硫酸濃度：２〜２０重量％）、２０〜９０℃で短時間攪拌後、固液分離し、さらに水洗浄を行い、安定化石膏を製造する技術が開示されている。
また、特開昭５７−２２１１８号公報、特開平６−２５６０１５号公報には、５〜２０％の石膏スラリを１５〜２０μｍを分離径として、ハイドロサイクロン処理を２回行い、安定化石膏（粗粒）を得る技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、安定性、品質において、以下のような問題点がある。
（１）安定性
石膏を乾燥し、濃硫酸を散水後、２００〜３００℃で加熱し、フッ素を揮発させて安定化石膏を製造する技術では、２００〜３００℃の温度で処理するため、エネルギー消費量が多くなり、処理コストが増大するとともに、II型無水石膏となるので、石膏ボードなどの製品に適用しにくい。また、環境規制物質は完全には揮発しないので、安定性が不十分である。
石膏スラリに１〜２重量％の希硫酸を加え（硫酸濃度：２〜２０重量％）、２０〜９０℃で短時間攪拌後、固液分離し、さらに水洗浄を行い、安定化石膏を製造する技術の場合、洗浄後の安定化石膏には、０．２〜０．３％のフッ素が含まれており、環境庁告示４６号に準拠した溶出試験で、数mg／Lのフッ素の溶出があり、環境規制値を満足しない。
【０００５】
（２）品質
５〜２０％の石膏スラリを１５〜２０μｍを分離径として、ハイドロサイクロン処理を２回行い、安定化石膏（粗粒）を得る技術では、分離径が大きいので、安定化石膏の回収量が低くなる。また、微粒子分を除去することにより不純物量は減少するが、フッ素等の含有量を十分低くすることはできず、環境庁告示４６号に準拠した溶出試験で、数mg／Lのフッ素の溶出があり、環境規制値を満足しない。
特に排煙脱硫石膏の場合は、うす茶色、あるいはうす灰色を呈しているが、石膏ボード等建材にリサイクルされるためには、白色度が高い方が望ましく、従来の技術では、白色化（高品質化）は不十分である。
【０００６】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、廃棄物にアルカリ金属化合物を添加して攪拌（あるいは混練）し、廃棄物に微量含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化することにより、フッ素等の環境規制物質の溶出量を基準値以下とすることができる廃棄物の安定化処理方法及び廃棄物の安定化処理物を提供することにある。
また、本発明の目的は、前処理として、酸洗浄、又は／及びフッ素等不純物が濃縮された微粒子をシックナーあるいはハイドロサイクロンによって除去することにより、不純物の除去、白色度の向上を図り、リサイクルする際の廃棄物の純度向上、高品質化による付加価値の向上が実現できる廃棄物の安定化処理方法及び廃棄物の安定化処理物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の廃棄物の安定化処理方法は、廃棄物（排煙脱硫石膏、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等）が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得るように構成されている（図１参照）。
【０００８】
また、本発明の方法は、廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部を含有する水溶液１〜５０重量部を加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間混練処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化することを特徴としている（図２参照）。
【０００９】
また、本発明の方法は、廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部、及び水（水道水、工水、海水等）６０〜１００００重量部を加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴としている（図３参照）。
なお、攪拌（又は混練）処理の温度を高くし過ぎると、エネルギー消費量が多くなり、しかも、高温高圧に耐え得る設備が必要になり、コスト高となる。
【００１０】
前処理として、廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、この廃棄物が懸濁しているスラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。また、前処理として、廃棄物１００重量部に、水（水道水、工水、海水等）３０〜１０００重量部、及び硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加してスラリとした後、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、これを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
【００１１】
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、この廃棄物が懸濁しているスラリに対して上記（図１参照）の処理を行うことができる。
【００１２】
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
また、廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を単独あるいは組み合わせて０．１〜２０重量部となるように添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、このスラリを固液分離して得た固形廃棄物に対して上記（図２、図３参照）の処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃、好ましくは常温〜９５℃にて１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化した後、このスラリをシックナー、ハイドロサイクロン等により５〜１０μｍで分級して、不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、粗粒子側スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴としている。
【００１４】
本発明の廃棄物の安定化処理物は、排煙脱硫石膏など副生品として排出される石膏に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏に、硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏をシックナー、ハイドロサイクロン等により分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、分離した粗粒子に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の処理物は、副生品として排出される石膏をシックナー、ハイドロサイクロン等により分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、分離した粗粒子に硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等のアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
（１）安定性
排煙脱硫石膏、脱水スラッジ等廃棄物が含有するフッ素は、微量であり、概ね数百〜数千mg／kgである。上述した従来の技術は数％含有されているフッ素を、洗浄、あるいは揮発させて数千mg／kgにまで低減する技術である。しかし、フッ素の溶出量は、含有しているフッ素化合物の溶解度に左右され、含有量を数十mg／kg程度に低減しても、溶出量はそれほど変わらないことを確認している。なお、フッ素の土壌環境基準値は０．８mg／Lである。このため、洗浄、揮発等により、フッ素の含有量を低減するのみでは不十分であり、廃棄物表面に付着しているフッ素を安定化、すなわち、難溶化して、溶出しない難溶性化合物へ変化させることが必要である。
【００１９】
（２）品質
排煙脱硫石膏には、電気集塵機で捕捉できなかった石炭灰の微粒子等が微量含まれており、石膏の純度としては９５〜９９％程度のものが多い。このため、石膏ボード等へリサイクルされる場合に、純度の問題、色の問題より、ボード原料への添加に量的制約がある。微粒子除去による、純度の向上、あるいは着色物質の除去、さらにシュウ酸等還元性物質を用いた洗浄処理や１２０℃以上の加熱処理による白色度の向上により、リサイクル可能な高品質の石膏を得ることができる。
【００２０】
図１は、本発明の実施の第１形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、例えば、排煙脱硫システムにおける脱水工程前のスラリー状の廃棄物に、アルカリ金属化合物を加えて攪拌機１０内で反応させ、脱水して固形廃棄物を得る方法である。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水機１２へ入る前の石膏スラリーの段階で、固形分１００重量部に対し、アルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部添加し、常温〜２００℃で、１分間〜１０時間、好ましくは５分間〜４時間攪拌処理を実施し、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物に反応させた後、脱水して安定化した石膏を得る。攪拌処理が１００℃以下では二水石膏、１００〜１５０℃ではα型半水石膏、１５０〜２００℃ではII型無水石膏と、処理温度により、様々な形態の石膏を得ることができる。アルカリ金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等が用いられる。アルカリ金属化合物の添加量が０．０１重量部未満の場合は難溶化反応が十分進行せず、効果が顕著に現れない。一方、１０重量部より多い場合はコスト高になるとともに、未反応分が残留するなどし、安定化処理物の品質低下を招く。攪拌時間は１分間より短すぎると効果は十分でなく、逆に１０時間を超えると設備が大きくなりすぎて、実用的ではない。さらに、処理温度が２００℃を超えると装置の耐圧構造の強化が必要となり、設備費が高くなる。脱水機としては、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心分離機、真空ろ過機などが使用可能である。
【００２１】
この場合、前処理として、石膏等の廃棄物スラリーに硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を加えて、常温〜９５℃で攪拌処理を行い、酸洗浄を実施して、フッ素の含有量を減らした後、上記の方法を実施することができる。フッ素等は酸に対する溶解度が高いため、酸性溶液で洗浄することにより、単なる水洗よりも効率的に、廃棄物からフッ素を除去でき、その後の安定化処理を容易にすることができる。
また、不純物除去を併用するため、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去を組み合わせる。スラリをシックナー、ハイドロサイクロン等で分級し、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリにアルカリ金属化合物を添加し、廃棄物の安定化を図る。石膏を例にとると、微粒子に不純物の含有量が多く、５〜１０μｍで分級すると微粉側にフッ素の８０％以上が濃縮していることがわかった。このため、前処理として、この微粉を除去すれば、アルカリ金属化合物との組み合わせで安定化処理がより確実となる。なお、前処理として、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去の後に酸洗浄を行うことも可能である。また、廃棄物スラリにアルカリ金属化合物を添加、攪拌して、表面を難溶性化合物に変化させた後、シックナー、ハイドロサイクロン等で微粒子を除去することもあり、効果は同じである。
【００２２】
図２は、本発明の実施の第２形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱水後の廃棄物、あるいは集塵ダスト等、乾燥した状態で排出される廃棄物への適用を想定したものである。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水後の石膏にアルカリ金属化合物の水溶液を加えて、混練機１４で混練し、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物へ反応させる。混練処理温度が１００℃以下では二水石膏であるが、１００〜１５０℃の飽和水蒸気圧下ではα型半水石膏となり、１５０〜２００℃の飽和水蒸気圧下ではII型無水石膏となる。一方、１２０〜１８０℃の飽和水蒸気圧以下の加熱では、β型半水石膏、１８０〜２００℃の飽和水蒸気圧以下ではIII型無水石膏となる。１２０℃以上の飽和水蒸気圧以下の加熱処理では、有機分が減少し、白色化が進む。
【００２３】
この場合、前処理として、脱水後の石膏等の廃棄物に硫酸、塩酸、シュウ酸等の酸性物質を加えて、常温〜９５℃で攪拌処理を行い、固液分離して洗浄を実施し、フッ素の含有量を減らした後、上記の方法を実施する。フッ素等は酸に対する溶解度が高いため、酸性溶液で洗浄することにより、単なる水洗よりも効率的に、廃棄物からフッ素を除去でき、その後の安定化処理を容易にすることができる。
また、不純物除去を併用するため、シックナー、ハイドロサイクロン等を用いた微粒子除去を組み合わせる。スラリをシックナー、ハイドロサイクロン等で分級し、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリを脱水した廃棄物にアルカリ金属化合物を添加し、廃棄物の安定化を図る。石膏を例にとると、微粒子に不純物の含有量が多く、５〜１０μｍで分級すると微粉側にフッ素の８０％以上が濃縮していることがわかった。このため、前処理として、この微粉を除去すれば、アルカリ金属化合物との組み合わせで安定化処理がより確実となる。
他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００２４】
図３は、本発明の実施の第３形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置の概略構成を示している。本実施の形態は、脱水後の廃棄物、あるいは集塵ダスト等、乾燥した状態で排出される廃棄物への適用を想定したものである。排煙脱硫石膏を例に説明すると、脱水後の石膏にアルカリ金属化合物、水を加えてスラリ状とした後、攪拌して、フッ素等の環境規制物質を難溶化合物へ反応させ、再度脱水する。攪拌処理温度が１００℃以下では二水石膏、１００〜１５０℃ではα型半水石膏、１５０〜２００℃ではII型無水石膏が得られる。
他の構成及び作用は、実施の第１、第２形態の場合と同様である。
【００２５】
ここでは、主として副生石膏を例に挙げ、説明したが、本発明は、脱水スラッジ、上水汚泥、下水汚泥、砕石スラッジ、汚染土壌、集塵ダスト等の廃棄物に対しても有効である。
【００２６】
【実施例】
下記の表１に示す組成の石膏を例にとって、本発明の実施例及びその比較例を説明する。
【００２７】
【表１】
実施例１
石膏スラリー中の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．１５重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．７mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類（Ｂ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｃｒ6+、Ｈｇ、Ｓｅ）は元々基準値以下である。
【００２９】
実施例２
脱水後の石膏１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．２５重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３０】
実施例３
脱水後の石膏１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．２５重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、１６０℃で１．５時間混練を行い、固液分離して、安定化石膏（β型半水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．６mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８９に向上した。
【００３１】
実施例４
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、水ガラス１重量部を添加し、スラリとした後、１３５℃で６０分間攪拌を行い、固液分離して、安定化石膏（α型半水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３２】
実施例５
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、シュウ酸３重量部を添加し、スラリとした後、６０℃で１０分間攪拌を行い、固液分離したのち、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．５重量部及び水を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．４mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８９に向上した。
【００３３】
実施例６
石膏スラリーを、ハイドロサイクロンを用いて、カットポイントを５μｍとし、微粒子を除去した後、粗粒子側スラリ中の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．１５重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．２mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の純度は９７．５％から９８．８％へ向上し、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８７に向上した。
【００３４】
実施例７
石膏スラリー中の固形分１００重量部に対し、水ガラス０．５重量部を添加して、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行った後、ハイドロサイクロンを用いて、カットポイントを５μｍとして、微粒子を除去し、ついで、固液分離して、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．２mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。また、石膏の純度は９７．５％から９８．６％へ向上し、石膏の白色度（色彩色差計での明度 黒：０〜１００：白）は７５から８６に向上した。
【００３５】
比較例
脱水後の石膏１００重量部に対し、水１００重量部、硫酸１０重量部を添加し、スラリとした後、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離をし、安定化石膏（二水）を製造した。安定化石膏のフッ素含有量は２００mg／kgと大幅に減少したが、溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）の結果、フッ素溶出量は３．０mg／Lと土壌環境基準を満足しなかった。
【００３６】
また、脱水スラッジ、下水汚泥を例にとって他の実施例を説明する。
実施例８
脱水スラッジ（脱水前）の固形分１００重量部に対し、ＮａＯＨ０．２重量部を添加し、常温（２０℃）で１０分間攪拌を行い、固液分離し、安定化した脱水スラッジを得た。スラッジの溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．６mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３７】
実施例９
脱水後の下水汚泥１００重量部に対し、Ｎａ2ＡｌＯ3（アルミン酸ナトリウム）０．３重量部を水１重量部に溶かした水溶液を添加し、常温（２０℃）で１０分間混練を行い、安定化した下水汚泥を製造した。安定化下水汚泥の溶出試験結果（環境庁告示４６号準拠）は、フッ素、ホウ素を含めて全て土壌環境基準値以下であった。特に、フッ素の溶出量は０．５mg／Lまで低減され、土壌環境基準値の０．８mg／Lを下回った。なお、他の重金属類は元々基準値以下である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 廃棄物に微量含まれる環境規制物質を難溶化することにより、環境規制物質の溶出量を基準値以下とすることができる。
（２） 不純物の除去、白色度の向上により、リサイクルする際の廃棄物の純度向上、高品質化による付加価値の向上を図ることができる。
（３） 排煙脱硫石膏など副生品として排出される石膏から得られる処理物は、フッ素等の環境規制物質が難溶化されており、しかも、純度及び白色度が高いので、石膏ボードなどに有効にリサイクルできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【図２】本発明の実施の第２形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【図３】本発明の実施の第３形態による廃棄物の安定化処理方法を実施する装置を示す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０ 攪拌機
１２ 脱水機
１４ 混練機
Claims (6)
- 廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー及びハイドロサイクロンのいずれかにより５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸及びシュウ酸の少なくともいずれかの酸性物質を０．１〜２０重量部添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、この廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃にて１分間〜１０時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴とする廃棄物の安定化処理方法。
- 廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー及びハイドロサイクロンのいずれかにより５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸及びシュウ酸の少なくともいずれかの酸性物質を０．１〜２０重量部添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、このスラリを固液分離して得た固形廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部を含有する水溶液１〜５０重量部を加えて、常温〜２００℃にて１分間〜１０時間混練処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化することを特徴とする廃棄物の安定化処理方法。
- 廃棄物が懸濁しているスラリをシックナー及びハイドロサイクロンのいずれかにより５〜１０μｍで分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去した後、粗粒子側スラリの固形分１００重量部に、硫酸、塩酸及びシュウ酸の少なくともいずれかの酸性物質を０．１〜２０重量部添加して、常温〜９５℃にて１〜６０分間攪拌処理を行い、このスラリを固液分離して得た固形廃棄物１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物０．０１〜１０重量部、及び水６０〜１００００重量部を加えて、常温〜２００℃にて１分間〜１０時間攪拌処理を行うことで、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化し、ついで、スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴とする廃棄物の安定化処理方法。
- 廃棄物が懸濁しているスラリの固形分１００重量部に対して、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物を０．０１〜１０重量部加えて、常温〜２００℃にて１分間〜１０時間攪拌処理を行い、廃棄物に含まれるフッ素等の環境規制物質を難溶化した後、このスラリをシックナー及びハイドロサイクロンのいずれかにより５〜１０μｍで分級して、不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、粗粒子側スラリを固液分離して安定化した高品質の処理物を得ることを特徴とする廃棄物の安定化処理方法。
- 副生品として排出される石膏に、硫酸、塩酸及びシュウ酸の少なくともいずれかの酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴とする廃棄物の安定化処理物。
- 副生品として排出される石膏をシックナー及びハイドロサイクロンのいずれかにより分級して、フッ素等の不純物、環境規制物質を多く含有する微粒子を除去し、ついで、分離した粗粒子に硫酸、塩酸及びシュウ酸の少なくともいずれかの酸性物質を添加して酸洗浄を行い、ついで、得られた処理物に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水ガラス、アルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化ナトリウム及び硫酸ナトリウムからなる群より選ばれたアルカリ金属化合物を添加して攪拌又は混練することで、含有されるフッ素等の環境規制物質を難溶化する処理を施すことによって製造されることを特徴とする廃棄物の安定化処理物。
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