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Title:
METHOD OF DETOXIFYING HARMFUL SUBSTANCE, WASTE DISPOSAL SITE, AND PAVED ROAD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/157501
Kind Code:
A1
Abstract:
A method of detoxifying harmful substances released from wastes and waste incineration ash or from molten slag, etc., in which the diffusion of the harmful substances can be properly prevented at low cost without imposing any burden on the environment.  Also provided are a waste disposal site and a paved road. A water-permeable clay mineral is disposed so as to be close to and/or in contact with harmful substances, such as heavy metals and organic pollutants, released from wastes and waste incineration ash or from molten slag, etc. so that the harmful substances come into contact with the water-permeable clay mineral and are thereby adsorbed onto the water-permeable clay mineral.  Thus, the harmful substances are adsorbed and fixed.  By mixing and/or kneading a water-permeable clay mineral with wastes or waste incineration ash, harmful substances are more effectively adsorbed and fixed onto the water-permeable clay mineral.

Inventors:
TAKEMOTO HITOSHI (JP)
NISHIKIORI HIROMASA (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/061561
Publication Date:
December 30, 2009
Filing Date:
June 25, 2009
Export Citation:
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Assignee:
TAKEMOTO HITOSHI (JP)
TAKEMOTO ATSUSHI (JP)
TAKEMOTO HIROSHI (JP)
UNIV SHINSHU (JP)
NISHIKIORI HIROMASA (JP)
International Classes:
B09B3/00; A62D3/40; B01J20/12; B09B1/00; E01C3/00; A62D101/08; A62D101/20; A62D101/43
Foreign References:
JP2005034711A2005-02-10
JP2005091116A2005-04-07
JPS63310689A1988-12-19
JP2001179245A2001-07-03
JP2001239227A2001-09-04
JP2000319810A2000-11-21
Attorney, Agent or Firm:
KOBAYASHI, Tsunenori (JP)
Yogo Kobayashi (JP)
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Claims:
 廃棄物及びその焼却灰や溶融スラグ等から溶出する重金属や有機汚染物質等の有害物質が、透水性粘土鉱物に接触することで、該透水性粘土鉱物に吸着されるべく、前記有害物質に対して前記透水性粘土鉱物を近接及び/又は接触させて配し、吸着固定させることを特徴とする有害物質の無害化方法。
 前記廃棄物やその焼却灰に、前記透水性粘土鉱物を混合及び/又は混練することで、該透水性粘土鉱物に前記有害物質を吸着固定させることを特徴とする請求項1記載の有害物質の無害化方法。
 前記有害物質が吸着固定された前記透水性粘土鉱物を溶融することを特徴とする請求項1又は2記載の有害物質の無害化方法。
 埋め立て処分場や容器等の収容空間をつくる内底面部や内側面部に、前記透水性粘土鉱物の吸着層を設け、前記有害物質を吸着固定させることで、前記有害物質の溶出による拡散を防止することを特徴とする請求項1記載の有害物質の無害化方法。
 前記透水性粘土鉱物が少なくともアロフェン及び/又はイモゴライトを含むものであることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の有害物質の無害化方法。
 前記請求項4記載の有害物質の無害化方法が用いられるように、前記透水性粘土鉱物の吸着層が設けられていることを特徴とする廃棄物の処分場。
 前記透水性粘土鉱物が、覆土の少なくとも一部に用いられていることを特徴とする請求項6記載の廃棄物の処分場。
 廃棄物やその焼却灰が溶融されて形成された溶融スラグ等が、内層の積層材の一部として敷かれて舗装される舗装道路であって、
 前記溶融スラグ等から溶出する重金属等の有害物質が、透水性粘土鉱物に接触することで、該透水性粘土鉱物に吸着されるように、前記溶融スラグ等が敷かれた層より下層に、前記透水性粘土鉱物の吸着層が敷かれて設けられていることを特徴とする舗装道路。
Description:
有害物質の無害化方法、廃棄物 処分場及び舗装道路

 この発明は、廃棄物自体及びその焼却灰 溶融スラグ等の有害物質の無害化方法、そ 無害化方法を利用した廃棄物の処分場、及 舗装道路に関する。

 廃棄物及びその焼却灰を、安全且つ環境に 負荷な条件で土木材料等として再利用又は め立てる必要がある。
 例えば廃棄物の最終処分場では、廃棄物及 その焼却灰や溶融スラグ等の被処分物質を 期に亘って保管することになる。そのため その被処分物質から溶出する有機汚染物質 重金属等の有害物質によって、土壌や地下 が汚染されることを防止する必要がある。

 これについて従来は、廃棄物及びその焼却 を溶融スラグ化することにより、これらに まれる重金属等の有害物質の溶出を抑えて 木材料等として再利用する技術がある。
 しかし、この通常の溶融スラグ化の技術は 酸性雨などの条件を考慮すると不溶化技術 して不完全であるという問題がある。

 また、従来の廃棄物処分場にあっては、遮 シートを敷くことによって、有害物質の地 浸透の防止を図っている(特許文献1参照)。
 しかしながら、遮水シートは、劣化等によ て破れる危険性があり、有害物質の拡散を 切に防止できないことが考えられる。

特開平05-112924号公報

 有害物質の無害化方法、廃棄物の処分場及 舗装道路に関して解決しようとする問題点 、酸性条件下における廃棄物及びその焼却 や溶融スラグ等から有害物質が溶出する危 性や、廃棄物処分場における遮水シートが 化等によって破れる危険性に対し、従来の 法では適切に対応できず、有害物質が拡散 ることを適切に防止できない点にある。
 そこで本発明の目的は、廃棄物及びその焼 灰や溶融スラグ等から溶出する有害物質が 散することを適切及び環境に負荷をかけず つ低コストで防止できる有害物質の無害化 法、廃棄物の処分場及び舗装道路を提供す ことにある。

 本発明は、上記目的を達成するために次の 成を備える。
 本発明にかかる有害物質の無害化方法の一 態によれば、廃棄物及びその焼却灰や溶融 ラグ等から溶出する重金属や有機汚染物質 の有害物質が、透水性粘土鉱物に接触する とで、該透水性粘土鉱物に吸着されるべく 前記有害物質に対して前記透水性粘土鉱物 近接及び/又は接触させて配し、吸着固定さ せる。

 また、本発明にかかる有害物質の無害化方 の一形態によれば、前記廃棄物やその焼却 に、前記透水性粘土鉱物を混合及び/又は混 練することで、該透水性粘土鉱物に前記有害 物質を吸着固定させることを特徴とすること ができる。
 また、本発明にかかる有害物質の無害化方 の一形態によれば、前記有害物質が吸着固 された前記透水性粘土鉱物を溶融すること 特徴とすることができる。

 また、本発明にかかる有害物質の無害化 法の一形態によれば、埋め立て処分場や容 等の収容空間をつくる内底面部や内側面部 、前記透水性粘土鉱物の吸着層を設け、前 有害物質を吸着固定させることで、前記有 物質の溶出による拡散を防止することを特 とすることができる。

 また、本発明にかかる有害物質の無害化 法の一形態によれば、前記透水性粘土鉱物 少なくともアロフェン及び/又はイモゴライ トを含むものであることを特徴とすることが できる。

 また、本発明にかかる廃棄物の処分場の一 態によれば、前記の有害物質の無害化方法 用いられるように、前記透水性粘土鉱物の 着層が設けられている。
 また、本発明にかかる廃棄物の処分場の一 態によれば、前記透水性粘土鉱物が、覆土 少なくとも一部に用いられていることを特 とすることができる。

 また、本発明にかかる舗装道路の一形態 よれば、廃棄物やその焼却灰が溶融されて 成された溶融スラグ等が、内層の積層材の 部として敷かれて舗装される舗装道路であ て、前記溶融スラグ等から溶出する重金属 の有害物質が、透水性粘土鉱物に接触する とで、該透水性粘土鉱物に吸着されるよう 、前記溶融スラグ等が敷かれた層より下層 、前記透水性粘土鉱物の吸着層が敷かれて けられている。

 本発明の有害物質の無害化方法、廃棄物 処分場及び舗装道路によれば、廃棄物及び の焼却灰や溶融スラグ等から溶出する有害 質が拡散することを適切及び環境に負荷を けず且つ低コストで防止できるという特別 著な効果を奏する。

本発明にかかる廃棄物の処分方法の形 例を示すシステムの説明図である。 本発明にかかる廃棄物の処分場の形態 を示す側面図である。 本発明にかかる廃棄物を再利用する舗 道路の形態例を示す断面図である。

 本発明は、透水性粘土鉱物について、透水 を有すると共に有害物質を吸着固定する性 を見い出し、その性質を利用したものであ 。
 なお、低透水性の粘土鉱物であっても、重 属等の有害物質を吸着することができるた 、有害物質の無害化が可能である。但し、 水性粘土鉱物は、より優れた吸着性を有す ため、有害物質の無害化を効率的に行うこ ができる。

 以下、本発明にかかる有害物質の無害化方 、廃棄物の処分場及び舗装道路の最良の形 例を添付図面(図1~3)に基づいて詳細に説明 る。
 図1は本発明にかかる廃棄物の処分方法の形 態例を示すシステムの説明図である。図2は 発明にかかる廃棄物の処分場の形態例を示 断面図である。図3は本発明にかかる廃棄物 再利用する舗装道路の形態例を示す断面図 ある。

 廃棄物及びその焼却灰や溶融スラグ等から 出する重金属や有機汚染物質等の有害物質 、透水性粘土鉱物に接触することで、その 水性粘土鉱物に吸着されるべく、前記有害 質に対して前記透水性粘土鉱物を近接及び/ 又は接触させて配し、吸着固定させる。これ により、有害物質を好適に固定して、その拡 散を防止することができる。
 なお、重金属の溶出は、例えば雨水などの を媒体にしてなされる。また、溶出された 金属の透水性粘土鉱物による吸着作用も、 えば雨水などの水を媒体にしてなされる。

 廃棄物やその廃棄物を焼却炉(図1参照)によ て燃焼させた後の焼却灰に、透水性粘土鉱 を混合及び/又は混練することで、その透水 性粘土鉱物に有害物質(有機汚染物質、重金 等)を効果的に吸着固定させることができる
 透水性粘土鉱物の化学的吸着作用を利用す ため、無害化の効果が高い。このように無 化される廃棄物としては、例えば、下水道 泥がある。
 また、透水性粘土鉱物が少なくともアロフ ン及び/又はイモゴライトを含むものである ことで、有害物質を効果的に吸着固定できる 。アロフェンやイモゴライト等は、天然に豊 富に存在する透水性粘土鉱物であり、低コス トで利用できる。

 また、廃棄物やその焼却灰に、透水性粘土 物を混合及び/又は混練した上で、有害物質 が吸着固定された透水性粘土鉱物を溶融炉( 1参照)で溶融してもよい。
 このように廃棄物及びその焼却灰を溶融す 際に透水性粘土鉱物を混合することで、生 した固化物からの重金属の溶出を酸性条件 おいても適切に防ぐことができる。

 また、有害物質が吸着された透水性粘土 物は、廃棄物やその焼却灰と混合した状態 溶融してもよいし、廃棄物やその焼却灰か 透水性粘土鉱物を分離した状態で溶融して よい。透水性粘土鉱物を分離して溶融する とで、溶融固化物の発生量を低減できる。 お、透水性粘土鉱物と、廃棄物やその焼却 との分離は、その比重差を利用して行うこ ができる。この分離によって有害物質の除 を実現することもできる。

 以上の工程においては、廃棄及びその焼 灰に透水性粘土鉱物を混合するという簡単 操作工程であるため、大がかりな設備を必 としない。

 有害物質が吸着された透水性粘土鉱物の 融化によって、重金属等の有害物質の無害 、不溶化、拡散防止などを効果的に実現で る。また、その溶融固化物は、無害化した 木資材等として好適に再利用できる。

 また、廃棄物及びその焼却灰を埋め立て処 する際に透水性粘土鉱物を混合し、有害物 の土壌への浸透を防ぐことができる。豊富 存在する天然の透水性粘土鉱物を利用する め低コストである。
 さらに、図2に示すように、埋め立て処分場 や容器等の収容空間をつくる内底面部や内側 面部(埋め立て処分場の場合は法面部)に、透 性粘土鉱物の吸着層20(内底面部の吸着層20A 法面部の吸着層20B)を設け、前述した有害物 質を吸着固定させることで、その有害物質の 溶出による拡散を防止することができる。

 図2の形態例では、基層50の上に、低透水 の粘土層40、透水性粘土鉱物の吸着層20(20A び20B)、遮水シート45、再び透水性粘土鉱物 吸着層20の順に積層され、その上に廃棄物10 置かれて覆土(覆土層30)されている。そして 、その上にさらに透水性粘土鉱物の吸着層20 廃棄物10、覆土層30が形成され、埋め戻され ている。

 この埋め立て処分場では、透水性粘土鉱物 吸着層20が廃棄物10に対して浸透する水の下 流側に設けられている。このため、たとえ重 金属等の有害物質が溶出したとしても、吸着 層20によって好適に吸着・捕捉され、さらに 部の土壌や地下水を汚染することを防止で る。つまり、有害な汚染物質の拡散を好適 防止することができる。そして、透水性粘 鉱物は、水の透過を許容するため、滞留水 よる問題を生じさせない。
 さらに、覆土層30の少なくとも一部として 水性粘土鉱物を用いてもよい。例えば、透 性粘土鉱物を、覆土に混合することや、覆 として撒けばよい。これによれば、有害物 の吸着容量を高めることができ、その拡散 好適に防止できる。

 また、廃棄物やその焼却灰が溶融されて形 された通常の溶融スラグ等が、内層の積層 の一部として敷かれて舗装される舗装道路 も本発明を適用できる(図3参照)。
 例えば、溶融スラグ等から溶出する重金属 の有害物質が、透水性粘土鉱物に接触する とで、その透水性粘土鉱物に吸着されるよ に、溶融スラグ等が敷かれた層60より下層 、透水性粘土鉱物の吸着層20が敷かれて設け られているとよい。

 実施の形態例としては図3に示すように、 先ず、基層50の上に透水性粘土鉱物の吸着層2 0が敷かれて、その上層に溶融スラグ等が敷 れた層60が設けられている。この溶融スラグ 等が敷かれた層60とは、一般的には砂利や砕 などの土木資材によって舗装の基部となる であって、溶融スラグが砂利や砕石に代替 る土木資材の少なくとも一部として用いら た層になっている。これによれば、廃棄物( 溶融スラグ)を土木資材として好適に再利用 ることができる。

 そして、この舗装道路の構成は、その溶融 ラグ等が敷かれた層60の上に再び吸着層20が 設けられ、表層がアスファルト70で覆われて る。
 これによれば、下側の吸着層20によって、 融スラグから溶出する重金属等の有害物質 吸着固定することができ、上側の吸着層20に よって、アスファルト70から溶出する有機汚 物質を吸着固定することができる。従って 有害な汚染物質の拡散を好適に防止するこ ができる。そして、透水性粘土鉱物は、水 透過を許容するため、滞留水による問題を じさせない。

 その他の実施例として、廃棄物処理場の 土等に混合/混練させる処理は、透水性粘土 鉱物の有害物質の吸着固定作用を利用した土 壌汚染の土地に対する改良材としても利用で きる。

 一般廃棄物の焼却灰に1500mg/kgの硝酸鉛お び粒径300ミクロン以下に乾式粉砕したアロ ェンを10質量%湿式混合し、100℃にて乾燥後 1500℃で2時間加熱し溶融させ、室温まで自 冷却することにより溶融固化体を得た。得 れた溶融固化体を粉砕し、環境省告示第19号 に基づく土壌含有量調査に係る測定方法によ り鉛含有量を測定したところ、55.4mg/kgを得た 。得られた値は土壌汚染対策法第5条第1項の 定に基づく指定区域の指定基準値150mg/kgを きく下回った。

 一般廃棄物の焼却灰に1500mg/kgの硝酸鉛お び粒径300ミクロン以下に乾式粉砕したアロ ェンを5質量%湿式混合し、100℃にて乾燥後 1500℃で2時間加熱し溶融させ、室温まで自然 冷却することにより溶融固化体を得た。得ら れた溶融固化体を粉砕し、環境省告示第19号 基づく土壌含有量調査に係る測定方法によ 鉛含有量を測定したところ、77.6mg/kgを得た 得られた値は土壌汚染対策法第5条第1項の 定に基づく指定区域の指定基準値150mg/kgを大 きく下回った。

 一般廃棄物の焼却灰に4500mg/kgの硝酸鉛お び粒径300ミクロン以下に乾式粉砕したアロ ェンを10質量%湿式混合し、100℃にて乾燥後 1500℃で2時間加熱し溶融させ、室温まで自 冷却することにより溶融固化体を得た。得 れた溶融固化体を粉砕し、環境省告示第19号 に基づく土壌含有量調査に係る測定方法によ り鉛含有量を測定したところ、86.7mg/kgを得た 。得られた値は土壌汚染対策法第5条第1項の 定に基づく指定区域の指定基準値150mg/kgを きく下回った。

 一般廃棄物の焼却灰に7500mg/kgの硝酸鉛お び粒径300ミクロン以下に乾式粉砕したアロ ェンを10質量%湿式混合し、100℃にて乾燥後 1500℃で2時間加熱し溶融させ、室温まで自 冷却することにより溶融固化体を得た。得 れた溶融固化体を粉砕し、環境省告示第19号 に基づく土壌含有量調査に係る測定方法によ り鉛含有量を測定したところ、140.7mg/kgを得 。得られた値は土壌汚染対策法第5条第1項の 規定に基づく指定区域の指定基準値150mg/kgを 回った。

 比較例(アロフェンなしの場合)
 一般廃棄物の焼却灰に1500mg/kgの硝酸鉛を湿 混合し、100℃にて乾燥後、1500℃で2時間加 し溶融させ、室温まで自然冷却することに り溶融固化体を得た。得られた溶融固化体 粉砕し、環境省告示第19号に基づく土壌含有 量調査に係る測定方法により鉛含有量を測定 したところ、488.4mg/kgを得た。得られた値は 壌汚染対策法第5条第1項の規定に基づく指定 区域の指定基準値150mg/kgを大きく上回った。

 以上、本発明につき好適な形態例を挙げ 種々説明してきたが、本発明はこの形態例 限定されるものではなく、発明の精神を逸 しない範囲内で多くの改変を施し得るのは 論のことである。

 10 廃棄物
 20 透水性粘土鉱物の吸着層
 20A 透水性粘土鉱物の内底面部の吸着層
 20B 透水性粘土鉱物の法面部の吸着層
 30 覆土層
 40 低透水性の粘土層
 45 遮水シート
 50 基層
 60 溶融スラグ等が敷かれた層
 70 アスファルト