JP2006233018A - 重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤及びそれを用いた資源化処理方法 - Google Patents
重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤及びそれを用いた資源化処理方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】元素の地質学的均衡に基礎を置き、有害な重金属をほぼ永久的に封鎖でき、更に資源として利用可能な、無機電解凝結剤及びそれを用いた資源化処理方法を提供する。
【解決手段】主剤として、下記のＡが配合されるとともに、ＢとＣとのうち少なくとも一つが配合された水溶液と、（Ａ）硫酸（Ｂ）硫酸アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムのうち少なくとも一つ（Ｃ）ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄のうち少なくとも一つ併用剤として、下記のＤが配合された水溶液と、（Ｄ）珪酸カリ、珪酸ナトリウムのうち少なくとも一つ からなることを特徴とする、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。
【選択図】なし
【解決手段】主剤として、下記のＡが配合されるとともに、ＢとＣとのうち少なくとも一つが配合された水溶液と、（Ａ）硫酸（Ｂ）硫酸アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムのうち少なくとも一つ（Ｃ）ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄のうち少なくとも一つ併用剤として、下記のＤが配合された水溶液と、（Ｄ）珪酸カリ、珪酸ナトリウムのうち少なくとも一つ からなることを特徴とする、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。
【選択図】なし
Description
本願発明は、都市ごみなどの焼却灰や工場跡地の重金属汚染土壌などに含まれる、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤及びそれを用いた資源化処理方法に関するものである。
自然界において、土中には様々な元素が化合物として存在しており、これは人にとって有害な元素についても同様である。例えば、鉛は土壌中に２〜２００mg/kg含有されていると言われている。しかし、この土壌中の鉛が人の健康に悪影響を及ぼした事例は報告されていない。その理由として、各元素が複雑な化合物の形で存在していることが考えられる。
例えば、金属類、カルシウム塩・シリカ、硫酸塩・リン酸、硫黄塩等々の塩化物類などと複雑な化合物（鎖化イオン結合）を形成し、化学的に極めて安定な状態で存在するためと考えられている。よって、人の生活圏、すなわち、地下水・河川・海洋などに、自然に存在する有害元素が溶け出すことはない。
一方、酸素と接触することのない深い地層中の鉛化合物は、硫化鉛の状態で存在し、酸素と接触すると、鉛イオンとして容易に溶出してしまう。これは、鉛以外の他の元素についても同様である。ちなみに、鉱山公害（鉱毒）問題はこれに起因するものである。
一方、酸素と接触することのない深い地層中の鉛化合物は、硫化鉛の状態で存在し、酸素と接触すると、鉛イオンとして容易に溶出してしまう。これは、鉛以外の他の元素についても同様である。ちなみに、鉱山公害（鉱毒）問題はこれに起因するものである。
従来より、人に対して有害な重金属イオンに対するものとして、多種多様な処理剤（キレート剤）が開発され、汚染土壌や焼却灰など、有害な処理対象物に対する重金属固定化処理に広く用いられている。例えば、特許文献１に記載の発明があげられる。
しかし、このキレート剤は有機物質で構成されている。例えばヒロリジン系、イミン系、カルバミン酸系の有機剤を主成分とするものである。このような有機物質は、有機物の定義から、変性や劣化が起こりやすく、その効果が永続的には期待できないものである。よって、現在では、上記のような有害な処理対象物は、最終処分場にて埋め立て処理するしかない。現実に、都市ごみ焼却灰の大部分と、汚染土壌の半数超が埋め立て処理されている。
ところが、最近は最終処分場の確保が困難になってきている。また、焼却灰については、溶融炉にてスラグ化し、コンクリートの骨材などに利用することが実用化されているが、莫大な設備投資が必要となるため、採用が進んでいるとは言い難く、全国の自治体共通の悩みの種となっているのが現状である。
しかし、このキレート剤は有機物質で構成されている。例えばヒロリジン系、イミン系、カルバミン酸系の有機剤を主成分とするものである。このような有機物質は、有機物の定義から、変性や劣化が起こりやすく、その効果が永続的には期待できないものである。よって、現在では、上記のような有害な処理対象物は、最終処分場にて埋め立て処理するしかない。現実に、都市ごみ焼却灰の大部分と、汚染土壌の半数超が埋め立て処理されている。
ところが、最近は最終処分場の確保が困難になってきている。また、焼却灰については、溶融炉にてスラグ化し、コンクリートの骨材などに利用することが実用化されているが、莫大な設備投資が必要となるため、採用が進んでいるとは言い難く、全国の自治体共通の悩みの種となっているのが現状である。
本願発明は上記のことに鑑み、元素の地質学的均衡に基礎を置き、有害な重金属をほぼ永久的に封鎖でき、更に資源として利用可能な、無機電解凝結剤及びそれを用いた資源化処理方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、主剤として、下記のＡが配合されるとともに、ＢとＣとのうち少なくとも一つが配合された水溶液と、
（Ａ）硫酸
（Ｂ）硫酸アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムのうち少なくとも一つ
（Ｃ）ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄のうち少なくとも一つ
併用剤として、下記のＤが配合された水溶液と、
（Ｄ）珪酸カリウム、珪酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
からなることを特徴とする、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤を提供する。
（Ａ）硫酸
（Ｂ）硫酸アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムのうち少なくとも一つ
（Ｃ）ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄のうち少なくとも一つ
併用剤として、下記のＤが配合された水溶液と、
（Ｄ）珪酸カリウム、珪酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
からなることを特徴とする、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤を提供する。
また、本願の請求項２に記載の発明は、上記の主剤に、さらに、下記のＥとＦとのうち少なくとも一つが配合されたことを特徴とする、請求項１に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤を提供する。
（Ｅ）硫酸第二鉄
（Ｆ）塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムのうち少なくとも一つ
（Ｅ）硫酸第二鉄
（Ｆ）塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムのうち少なくとも一つ
また、本願の請求項３に記載の発明は、上記の併用剤に、さらに、下記のＧとＨとのうち少なくとも一つが配合されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤を提供する。
（Ｇ）トリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
（Ｈ）ポリアクリル酸ナトリウム
（Ｇ）トリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
（Ｈ）ポリアクリル酸ナトリウム
また、本願の請求項４に記載の発明は、主剤として、上記のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆが配合された水溶液、併用剤として、上記のＤ、Ｇ、Ｈが配合された水溶液からなり、主剤における重量配合比が、水が１００〜２５０、上記のＡが２〜５、同Ｂが２５０〜６００、同Ｃが８０〜２５０、同Ｅが１０〜５０、同Ｆが５〜１０、併用剤における重量配合比が、水が１００〜３００、上記のＤが５００〜１０００、同Ｇが１０〜４０、同Ｈが２〜５とされたことを特徴とする、請求項３に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤を提供する。
また、本願の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の無機電解凝結剤が用いられたものであって、処理対象物に対し、まず、主剤を混合し、その後、更に併用剤を混合することにより、処理対象物中の重金属イオンを封鎖することができる、無機電解凝結剤を用いた資源化処理方法を提供する。
本願発明に係る無機電解凝結剤は、特に主剤を、無機物の定義に基づく、従来より類例のない完全無機剤で構成した処理剤であり、かつ、優れた処理精度を有し、自然地質学的摂理に極めて酷似の不溶性析出結晶体中に有害物質を包含し、ほぼ永久に無害化を図ることができるものである。
また、本願発明に係る無機電解凝結剤を用いた資源化処理方法によると、無害化を図ると同時に、処理対象物である汚染土壌や焼却灰を優れた資源として活用可能である。よって、従来のように、最終処分場にてただ埋め立てるしかないという処分方法をとる必要がない。
また、陸底泥や海底泥など、自然界に存在する汚染土壌に対し、本願発明に係る処理剤を用いた場合においては、土壌微生物の繁殖を旺盛にして自然生態系の循環を活性化できることから、植生に対して極めて優れた効果を発揮することができる。
よって、本願発明に係る無機電解凝結剤は、一般都市ごみや産業廃棄物の焼却灰、工場跡地の重金属汚染土壌、産業排水処理汚泥など、また、河川や湖沼の汚泥、港湾汚泥、下水道汚泥などの種々の処理対象物に対し、効果的に用いることができる。
また、陸底泥や海底泥など、自然界に存在する汚染土壌に対し、本願発明に係る処理剤を用いた場合においては、土壌微生物の繁殖を旺盛にして自然生態系の循環を活性化できることから、植生に対して極めて優れた効果を発揮することができる。
よって、本願発明に係る無機電解凝結剤は、一般都市ごみや産業廃棄物の焼却灰、工場跡地の重金属汚染土壌、産業排水処理汚泥など、また、河川や湖沼の汚泥、港湾汚泥、下水道汚泥などの種々の処理対象物に対し、効果的に用いることができる。
以下、本願発明の実施の形態の一例をとりあげて説明する。
本願発明に係る無機電解凝結剤は、主剤を、数種のイオン価が異なる無機正荷電物質を一溶媒液中に合成配合し、単一電荷では成し得ない水和反応を、その相乗効果から極めて広い中和領域と、処理精度を有した多価金属正電荷凝結剤に改質したものであり、併用剤を、珪酸ナトリウムを主とし、数種の金属イオン封鎖能及び凝集効果を有するナトリウムを一溶媒液中に合成配合した、２液からなる重金属固定化剤である。
本願発明に係る無機電解凝結剤は、主剤を、数種のイオン価が異なる無機正荷電物質を一溶媒液中に合成配合し、単一電荷では成し得ない水和反応を、その相乗効果から極めて広い中和領域と、処理精度を有した多価金属正電荷凝結剤に改質したものであり、併用剤を、珪酸ナトリウムを主とし、数種の金属イオン封鎖能及び凝集効果を有するナトリウムを一溶媒液中に合成配合した、２液からなる重金属固定化剤である。
本例の無機電解凝結剤に配合される成分は、表１に示した通りである。
上記主剤の成分中において、水は溶媒として用いられるものである。ここで用いられる水としては、地下水など、塩素が混入されていないものであることが望ましい。
硫酸（表中の成分Ａ、以下同じ）は、主剤を酸性に保ち、各塩の分離沈殿を防止する。
硫酸アルミニウム（Ｂ）とは、いわゆる「硫酸バンド」であり、活性アルミナとして、SiO2やCaOなどと反応して、多種の析出結晶体の主要成分となる。この硫酸アルミニウムに替わり、ポリ硫酸アルミニウムを同量用いることもできる。また、硫酸アルミニウムとポリ硫酸アルミニウムとを併用することもできる。
ポリ硫酸第二鉄（Ｃ）は、多核錯体を形成する高分子ポリマーである。低温下でも凝結し、SiO2と敏感に反応して、不溶性の結晶体を構築する。このポリ硫酸第二鉄に替わり、塩化第二鉄を同量用いることもできる。また、ポリ硫酸第二鉄と塩化第二鉄とを併用することもできる。
なお、上記の硫酸アルミニウム（ポリ硫酸アルミニウム）とポリ硫酸第二鉄（塩化第二鉄）は、いずれか一種の配合を省略しても良い。
硫酸第二鉄（Ｅ）は、低分子凝集剤である。高分子である上記のポリ硫酸第二鉄と組み合わされて、広範囲での凝結を可能とする。この硫酸第二鉄については、配合を省略しても良い。
塩化マグネシウム（Ｆ）とは、いわゆる「にがり」であり、処理対象物の脱水性の向上と、上記の凝結反応の助剤的役割を担うものである。この塩化マグネシウムに替わり、硫酸マグネシウムを同量用いることができる。また、塩化マグネシウムと硫酸マグネシウムとを併用することもできる。なお、この塩化マグネシウムや硫酸マグネシウムは、配合を省略しても良い。
硫酸（表中の成分Ａ、以下同じ）は、主剤を酸性に保ち、各塩の分離沈殿を防止する。
硫酸アルミニウム（Ｂ）とは、いわゆる「硫酸バンド」であり、活性アルミナとして、SiO2やCaOなどと反応して、多種の析出結晶体の主要成分となる。この硫酸アルミニウムに替わり、ポリ硫酸アルミニウムを同量用いることもできる。また、硫酸アルミニウムとポリ硫酸アルミニウムとを併用することもできる。
ポリ硫酸第二鉄（Ｃ）は、多核錯体を形成する高分子ポリマーである。低温下でも凝結し、SiO2と敏感に反応して、不溶性の結晶体を構築する。このポリ硫酸第二鉄に替わり、塩化第二鉄を同量用いることもできる。また、ポリ硫酸第二鉄と塩化第二鉄とを併用することもできる。
なお、上記の硫酸アルミニウム（ポリ硫酸アルミニウム）とポリ硫酸第二鉄（塩化第二鉄）は、いずれか一種の配合を省略しても良い。
硫酸第二鉄（Ｅ）は、低分子凝集剤である。高分子である上記のポリ硫酸第二鉄と組み合わされて、広範囲での凝結を可能とする。この硫酸第二鉄については、配合を省略しても良い。
塩化マグネシウム（Ｆ）とは、いわゆる「にがり」であり、処理対象物の脱水性の向上と、上記の凝結反応の助剤的役割を担うものである。この塩化マグネシウムに替わり、硫酸マグネシウムを同量用いることができる。また、塩化マグネシウムと硫酸マグネシウムとを併用することもできる。なお、この塩化マグネシウムや硫酸マグネシウムは、配合を省略しても良い。
上記併用剤の成分中においても、水は溶媒として用いられるものである。主剤の場合と同様に、地下水など、塩素が混入されていない水であることが望ましい。
珪酸カリウム（Ｄ）は、土壌効果安定剤の主力成分である。多価金属イオンやCaOなどと敏感に反応して多種の不溶性結晶体を構築する。本例では、無色ないしわずかに着色した粘稠な液体である「工業用珪酸カリ」が用いられる。水に可溶であり、酸によりゲル状の珪酸を遊離する。この珪酸カリウムに替わり、珪酸ナトリウムを同量用いることができる。また、珪酸カリウムと珪酸ナトリウムとを併用することもできる。この珪酸カリウム（珪酸ナトリウム）は、単独で併用剤として用いることもできる。
トリポリリン酸ナトリウム（Ｇ）は、金属イオンの封鎖能力を有し、処理対象物の性質を改善するとともに、処理時において、無機剤の分散性を向上させるものである。このトリポリリン酸ナトリウムに替わり、アルミン酸ナトリウム、またはヘキサメタリン酸ナトリウムを同量用いることができる。また、トリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムは、そのうち少なくとも２種を選択して併用することもできる。このトリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムについては、配合を省略しても良い。
ポリアクリル酸ナトリウム（Ｈ）は、高分子ポリマーであり、酸性領域で金属正電荷コロイド粒子を静電気的に強く引き付け凝結させる能力を有するため、迅速に処理が可能なものである。このポリアクリル酸ナトリウムについては、配合を省略しても良い。
珪酸カリウム（Ｄ）は、土壌効果安定剤の主力成分である。多価金属イオンやCaOなどと敏感に反応して多種の不溶性結晶体を構築する。本例では、無色ないしわずかに着色した粘稠な液体である「工業用珪酸カリ」が用いられる。水に可溶であり、酸によりゲル状の珪酸を遊離する。この珪酸カリウムに替わり、珪酸ナトリウムを同量用いることができる。また、珪酸カリウムと珪酸ナトリウムとを併用することもできる。この珪酸カリウム（珪酸ナトリウム）は、単独で併用剤として用いることもできる。
トリポリリン酸ナトリウム（Ｇ）は、金属イオンの封鎖能力を有し、処理対象物の性質を改善するとともに、処理時において、無機剤の分散性を向上させるものである。このトリポリリン酸ナトリウムに替わり、アルミン酸ナトリウム、またはヘキサメタリン酸ナトリウムを同量用いることができる。また、トリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムは、そのうち少なくとも２種を選択して併用することもできる。このトリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムについては、配合を省略しても良い。
ポリアクリル酸ナトリウム（Ｈ）は、高分子ポリマーであり、酸性領域で金属正電荷コロイド粒子を静電気的に強く引き付け凝結させる能力を有するため、迅速に処理が可能なものである。このポリアクリル酸ナトリウムについては、配合を省略しても良い。
次に主剤の製法について述べる。まず、地下水などの塩素混入のない水を指定量、７５℃前後に加熱する。その後、塩化マグネシウム（Ｆ）を指定量投入し、軽く撹拌する（３分前後）。塩化マグネシウム（Ｆ）が完全に溶解したことを確認した後、硫酸（Ａ）を指定量投入し、軽く撹拌して（２分前後）、良く混合する。次に、硫酸アルミニウム（Ｂ）を指定量投入し、軽く混合撹拌する（２分前後）。この時点で、水溶液の温度が７５℃前後に保たれていることを確認する。次にポリ硫酸第二鉄（Ｃ）及び硫酸第二鉄（Ｅ）を指定量投入し、軽く混合撹拌する（２分前後）。この時点で、水溶液の温度が７５℃前後に保たれていることを確認した上で主剤の製造を完了する。その後、できた主剤を静置し、常温となった後に容器に封入して保管する。
次に、併用剤の製法について述べる。まず、地下水などの塩素混入のない水を指定量、７５℃前後に加熱する。その後、ポリアクリル酸ナトリウム（Ｈ）を指定量投入し、撹拌する（１０分前後）。ポリアクリル酸ナトリウム（Ｈ）が完全に溶解したことを確認した後、トリポリリン酸ナトリウム（Ｇ）を指定量投入し、撹拌する（５分前後）。トリポリリン酸ナトリウム（Ｇ）が完全に溶解したことを確認した後、珪酸カリウム（Ｄ）を指定量投入し、軽く混合撹拌する（２分前後）。この時点で、水溶液の温度が７５℃前後に保たれていることを確認した上で併用剤の製造を完了する。その後、できた併用剤を静置し、常温となった後に容器に封入して保管する。
次に、人工的な汚染物質に含まれた重金属イオンを封鎖する処理について、具体的な処理方法について述べる。処理対象物が、一般都市ごみの焼却灰や、工場跡地などにおける重金属汚染土壌である場合をここに例示する。
まず、処理対象物に水を散布して、均等に水が行き渡るように撹拌する。含水比は９５％前後とする。そして、この状態の処理対象物に主剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。次に、併用剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。無機電解凝結剤の配合率は、処理対象物に対し、主剤、併用剤ともに重量比２．５％とする。これにて処理対象物の重金属閉鎖処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
まず、処理対象物に水を散布して、均等に水が行き渡るように撹拌する。含水比は９５％前後とする。そして、この状態の処理対象物に主剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。次に、併用剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。無機電解凝結剤の配合率は、処理対象物に対し、主剤、併用剤ともに重量比２．５％とする。これにて処理対象物の重金属閉鎖処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
次に、上記の処理がなされた状態の処理対象物を資源化する処理について、具体的な処理方法について述べる。処理対象物として、まず、一般都市ごみの焼却灰を用いた場合をここに例示する。
上記処理済の焼却灰と山砂や工事残土などとを良く混合撹拌する。混合率は重量比で、焼却灰４０％、山砂など６０％である。次に、上記の混合物を撹拌しながら水を加え、泥漿状態とする。これに、珪酸カリウムまたは珪酸ナトリウムを重量比にて２５％投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。さらに、消石灰または生石灰を重量比にて３０％投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。このように珪酸カリウムなどや消石灰などをこの資源化処理の段階でも加えるのは、成分調整のほか、焼却灰中の潜在水硬性成分を刺激し、さらに強い固化強度を引き出すためである。これにて処理対象物の資源化処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
なお、処理対象物として、工場跡地などにおける重金属汚染土壌を用いた場合は、上記の水を加える工程以降を行うものとする。
上記処理済の焼却灰と山砂や工事残土などとを良く混合撹拌する。混合率は重量比で、焼却灰４０％、山砂など６０％である。次に、上記の混合物を撹拌しながら水を加え、泥漿状態とする。これに、珪酸カリウムまたは珪酸ナトリウムを重量比にて２５％投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。さらに、消石灰または生石灰を重量比にて３０％投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。このように珪酸カリウムなどや消石灰などをこの資源化処理の段階でも加えるのは、成分調整のほか、焼却灰中の潜在水硬性成分を刺激し、さらに強い固化強度を引き出すためである。これにて処理対象物の資源化処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
なお、処理対象物として、工場跡地などにおける重金属汚染土壌を用いた場合は、上記の水を加える工程以降を行うものとする。
このようにして資源化処理された処理対象物は、河川や湖沼などの堤防盛土強化、砂地の液状化防止のための改良、軟弱地盤の深層改良、水路地盤の構築、道路基盤の改良、法面保護、工場跡汚染土壌の埋め戻し土への再利用、仮設道路の建設など、種々の用途にて使用が可能である。
次に、自然界における汚染物質に含まれた重金属イオンを封鎖する処理について、具体的な処理方法について述べる。処理対象物として、河川、湖沼、港湾などの底泥を用いた場合をここに例示する。なお、処理に供する底泥は、浚渫された直後の泥漿状態の底泥を、目が１０mm程度の篩にかけ、貝殻やごみや石などを取り除いたものを用いる。
まず、上記の篩をかけた後の底泥に水を散布して、均等に水が行き渡るように撹拌する。含水比は９５％前後とする。そして、この状態の処理対象物に主剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。次に、併用剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。無機電解凝結剤の配合率は、上記の篩をかけた後の底泥に対し、主剤、併用剤ともに重量比２０％とする。これにて処理対象物の重金属閉鎖処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
まず、上記の篩をかけた後の底泥に水を散布して、均等に水が行き渡るように撹拌する。含水比は９５％前後とする。そして、この状態の処理対象物に主剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。次に、併用剤を指定量均等に投入し、１０〜１５分間、良く混合撹拌する。無機電解凝結剤の配合率は、上記の篩をかけた後の底泥に対し、主剤、併用剤ともに重量比２０％とする。これにて処理対象物の重金属閉鎖処理は完了である。処理対象物に対し、工事用シートを被せるなどして雨水などから保護した状態で２４時間以上静置する。
なお、底泥は、動植物の死骸が永年にわたって堆積されたことにより、有機物に大変富むものとなっている。よって、上記のようにして重金属閉鎖処理された底泥は、土壌改質能力を有するミネラル活性化有機肥料として最適である。特に、陸底泥は畑の施肥に適する。また、港湾底泥は水田の施肥に適する。
なお、上記に例示した無機電解凝結剤の配合率は一例であり、処理対象物の組成に応じて適宜変更し得るが、処理対象物に対し、主剤、併用剤ともに重量比で０．５〜３０％の範囲、より望ましくは２〜１０％の範囲で使用する。
また、本願発明に係る無機電解凝結剤は単独で使用しても充分な重金属閉鎖効果を発揮するものであるが、従来から存在するキレート剤と併用しても良い。その際には、処理の初期において、有機物質からなるキレート剤の有する効果と、無機電解凝結剤の効果の相乗効果が期待でき、これに加えて、無機物の定義から、変性や劣化がほとんど起こらない無機電解凝結剤によって、効果が永続的に期待できる。
次に、本例の無機電解凝結剤を用いて実証試験を行ったので下記に説明する。
処理対象物としては、某環境衛生センターにて採取した都市ごみ焼却灰を用いた。
まず、処理対象物の重金属の含有量及び溶出量を測定した。含有量試験は、環境庁告示・環水管第１２７号・底質調査方法II・含有試験に基づく試験を行った。溶出量試験は、環境庁告示第１３号・溶出試験に基づく試験を行った。なお、溶出水中の重金属などの測定は、ＪＩＳ Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」によって行った。結果を表２に示す。
処理対象物としては、某環境衛生センターにて採取した都市ごみ焼却灰を用いた。
まず、処理対象物の重金属の含有量及び溶出量を測定した。含有量試験は、環境庁告示・環水管第１２７号・底質調査方法II・含有試験に基づく試験を行った。溶出量試験は、環境庁告示第１３号・溶出試験に基づく試験を行った。なお、溶出水中の重金属などの測定は、ＪＩＳ Ｋ−０１０２「工場排水試験方法」によって行った。結果を表２に示す。
処理対象物は、直径約２０cmの半球形ポリ容器に採取し、所定量の無機電解凝結剤を加えた。具体的には、主剤を加えてヘラで均一に混和した後に、更に併用剤を加えてヘラで均一に混和した。この際の無機電解凝結剤の配合率は、処理対象物に対し、主剤、併用剤ともに重量比３％と６％の２種とした。そして、無機電解凝結剤を加えた処理対象物を２４時間静置した後に、上記と同様の溶出量試験を行った。なお、表２に示すように、処理対象物（処理前）の重金属などの溶出値は、鉛を除き法定基準値以下であったため、この溶出量試験においては、鉛の溶出についてのみ測定した。結果を表３に示す。
上記実験結果のように、無機電解凝結剤を加えた処理対象物からは、鉛の溶出は見られなかった。また、処理対象物に対する無機電解凝結剤の重量配合比は３％で充分に重金属を固定化・無害化できたことが確認できた。よって、本願発明に係る無機電解凝結剤は、少ない使用量で効果を充分に発揮でき、経済性に優れたものであるものであると言える。
次に、処理対象物を底泥とした実証試験を行ったので下記に説明する。処理対象物としては、湖沼泥、河口泥、港湾泥の３種とした。この際の無機電解凝結剤の配合率は、処理対象物に対し、主剤、併用剤ともに重量比２０％とした。測定方法については、上記の焼却灰の場合と同様である。結果を表４に示す。
上記実験結果のように、無機電解凝結剤を加えた処理対象物は、いずれの分析項目においても、劇的に濃度が低下したものであり、本願発明に係る無機電解凝結剤は、底泥についても効果を充分に発揮できることが確認できた。
Claims (5)
- 主剤として、下記のＡが配合されるとともに、ＢとＣとのうち少なくとも一つが配合された水溶液と、
（Ａ）硫酸
（Ｂ）硫酸アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムのうち少なくとも一つ
（Ｃ）ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄のうち少なくとも一つ
併用剤として、下記のＤが配合された水溶液と、
（Ｄ）珪酸カリウム、珪酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
からなることを特徴とする、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。 - 上記の主剤に、さらに、下記のＥとＦとのうち少なくとも一つが配合されたことを特徴とする、請求項１に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。
（Ｅ）硫酸第二鉄
（Ｆ）塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムのうち少なくとも一つ - 上記の併用剤に、さらに、下記のＧとＨとのうち少なくとも一つが配合されたことを特徴とする、請求項１または２に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。
（Ｇ）トリポリリン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムのうち少なくとも一つ
（Ｈ）ポリアクリル酸ナトリウム - 主剤として、上記のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆが配合された水溶液、
併用剤として、上記のＤ、Ｇ、Ｈが配合された水溶液からなり、
主剤における重量配合比が、水が１００〜２５０、上記のＡが２〜５、同Ｂが２５０〜６００、同Ｃが８０〜２５０、同Ｅが１０〜５０、同Ｆが５〜１０、
併用剤における重量配合比が、水が１００〜３００、上記のＤが５００〜１０００、同Ｇが１０〜４０、同Ｈが２〜５とされたことを特徴とする、請求項３に記載の、重金属イオンを無害化できる無機電解凝結剤。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の無機電解凝結剤が用いられたものであって、
処理対象物に対し、まず、主剤を混合し、その後、更に併用剤を混合することにより、処理対象物中の重金属イオンを封鎖することができる、無機電解凝結剤を用いた資源化処理方法。
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