ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び� ��泥固化燃料の利用については、廃棄物処分� ��あたっての減量化をはかる必要があること� ��(廃棄物処分場に余裕が少なくなってきたこ と)、工業用のボイラー等に使用されている� �油の高騰問題及び、腐敗・分解による昇温� �果の高いメタンガス発生の抑制対策効果と� �化石燃料からの二酸化炭素発生を減少させ� �目的(地球温暖化防止の目的、いわゆるカー� ��ンニュートラル政策として)によって、国及 び各自治体(廃棄物処理関係)あるいは各産業� ��界(電機、鉄鋼、製紙、石油、自動車、清涼 飲料、食品、ガス、林業等の各企業)で盛ん� �取り組まれてきている状況にある。

 これらを燃焼した焼却灰は、鉛等の重金� ��を数千mg/kg単位で含有していることから、� �壌環境基準(例えば、鉛の溶出基準:0.01mg/L、� ��壌汚染に係る環境基準値)を超えるものとな っており、廃棄物として最終処分場に埋立処 分されてきたものである。

 最終処分場における処分区分からみれば� ��鉛の溶出量が0.3mg/L以下のものは、一般の産 業廃棄物として最終処分場で処理できるが、 ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び汚泥 固化燃料等の焼却灰では、[0041]記載の表1及� �[0042]記載の表2に示したように、この基準を� ��まわるものが含まれるため、特別管理型廃� ��物として遮断型の処分場に埋立処分されて� ��るのが現状であり、汚染土壌を含めて、処� ��費用(埋立処分に係る経費等)が嵩むものと� �っていた。

 又、ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料� ��び汚泥固化燃料等の新たな利用による焼却� ��の増加によって、今後、国内の限られた最� ��処分場においてはいずれの施設も埋立余量� ��減少し、近い将来には埋立処分場の確保が� ��難な自治体が発生するものと懸念され、こ� ��らの処分対象となっているものを再生利用� ��る技術の開発が急務となっている。

 ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料及び� ��泥固化燃料等には、鉛をはじめとする重金� ��を含有するが、重金属の不溶化をはかる技� ��としては、一般にはセメント、石膏あるい� ��アスファルト・樹脂等による封じ込め効果� ��よる不溶化や、分級、洗浄、及び薬剤処理� ��あるいは生物処理、高温処理、溶融処理等� ��開発されている。このうち、コストが比較� ��安価な対策として薬剤処理を主体としたも� ��が多く実施されている状況にある。

 本特許では、重金属を含有する焼却灰や廃� ��物あるいは土壌の薬剤処理に関する技術分� ��であるが、このような薬剤処理に関する従� ��の技術としては、pHの変化に係らず不溶化� �果に優れた薬剤として、化学合成された有� �系化合物のキレート剤による処理が多く実� �されているのが現状である。キレート剤の� �際の処理にあたっては、キレート剤単独、� �るいは、無機系の化合物との複数の組み合� �せによる処理方法がいくつか示されている� �、これらの技術については、以下の特許文� �1記載~特許文献6記載に示したようである。

特開平9-57234号公報

特開2002-194328号公報

特開2006-686号公報

特開2006-136805号公報

特開2006-316183号公報

特開2007-216078号公報

 [0007]記載のキレート剤を使用した処理方� ��については、一般にキレート剤は高価であ� ��処理コストが嵩むこと、及び、キレート剤� ��のものは、人工的に合成された化学物質で� ��自然界に元々存在しないものであることか� ��、生分解性の観点からみても安易に多用す� ��ことは、問題を招く可能性がある薬物とし� ��指摘されている面が一方ではあった。

 このような背景から、無機化合物を使用� ��た薬剤による処理技術も多く提案されてお� ��、特に、これまでの焼却灰等に含有する重� ��属類の不溶化技術については、鉄塩類を使� ��して溶出し難い化合物とする技術、吸着効� ��や固化剤を併用した封じ込め技術が示され� ��いる。以下の[0010]記載から[0029]記載には従� ��の技術として、特許文献7から特許文献22と� ��非特許文献1から非特許文献2とを示した。� �れらの技術であきらかなように、無機系の� �剤として最も多いものは、鉄塩類である。� �塩類の添加量(焼却灰、廃棄物あるいは汚染� ��壌に対する添加量)の記載からみれば、これ らの資料中、最も添加量の少ない技術は、[00 21]記載の0.2%以上の鉄(Fe、鉄のみの換算)とさ� ��ており、塩化第一鉄で換算すると0.23%以上� �なり、塩化第二鉄については、同様に0.29%以 上の各添加量で使用するものとなっている。 ここに、本発明は、この最も少ない鉄塩類の 添加量をさらに減少した状態で処理可能であ ることを特徴とするとともに、無害化処理し た結果、道路等の盛土材に再生利用すること を示した処理技術でもあることを大きな特徴 とするものである。このように、従来の塩化 鉄類の添加量を大幅に低減して無害化処理可 能になった大な要因としては、処理対象とな っているごみ固化燃料は、固化・成形過程で 水酸化カルシウムを混合していること、木質 バイオマス燃料あるいは汚泥固化燃料の焼却 灰等は、燃焼過程でいずれも水酸化カルシウ ムやアンモニア等の高アルカリ性の噴霧等で 、いずれも高アルカリ性の焼却灰に変化して いることにあった。従って、このような高ア ルカリ性の焼却灰に対しては、酸性の鉄塩類 を少量添加することによって凝集効果(凝集� �応)が効果的に進行し、このために不溶化効� ��が著しく発揮されることを見出したことに� ��るものである。以下に、鉄塩類を含む無機� ��の化合物を使用した、焼却灰や廃棄物及び� ��壌についての既往の各処理技術を示したも� ��である。

 焼却灰に塩化第一鉄(FeCL ₂ )の15%水溶液を50%添加して、50~95℃に加熱して 処理する方法(フェライト処理法と呼称され� �)で、鉛の含有量:6,600mg/kgの灰が0.05mg/Lに改善 する効果があり、又、焼却灰のpH調整を行い� ��pH7.0~11.5で効果的であることが示されている 。

特開平6-134436号公報

 都市ごみ焼却灰や排水処理工場からの重金� ��類を含有する有害産業廃棄物に対し、塩化� ��一鉄液、塩化第二鉄液(FeCl ₃ )に硫酸第一鉄(FeSO ₄ )を混合したもので処理する技術であり、鉛� �出量120mg/Lが、混合液30mL/100g灰の添加で0.22mg/ Lに改善され、40mL/100g灰の添加で、0.1mg/L以下� ��改善されたことが示されている。なお、特� ��文献8のいずれの請求項にも、塩化鉄の添加 量についての記載は示されていない。

特開平8-99075号公報

 塩化第一鉄液に硫酸第一鉄を混合して、重� ��属類の不溶化をはかる技術で、鉛溶出7.5mg/L が20%の添加で0.05mg/L以下に改善されたことが� ��されている。又、

の請求項3では、これらの鉄塩を添加す� �濃度について、Fe換算で1%~90%(廃棄物に対す� �重量比)を添加することで示されているが、� ��の鉄塩の濃度換算では、塩化第一鉄(鉄の分 子量比:56/128)の濃度が約2.3%~207%(廃棄物に対す る重量比)となる。

特開2004-209372

 塩化第二鉄水溶液とポリ硫酸第二鉄からな� ��鉄化合物を10%と、pH調整剤として消石灰10%� �加で、焼却灰の鉛の溶出量:38mg/Lを0.05mg/Lに� �善された方法が示されている。

特開2005-288378号公報

 塩化第二鉄を少量含む塩化第一鉄との混合� ��溶液を添加量7.5~10%で、焼却灰の鉛の溶出量 を25mg/Lから0.05mg/L以下に改善でき、このとき� ��塩化第二鉄水溶液と塩化第一鉄との混合割� ��が0.2~1.0%(塩化第二鉄水溶液1.5~10%濃度)であ� �たことが示されている。

特開2006-150339号公報

 珪酸ソーダ(水ガラス)と炭酸ナトリウムを� �和した重金属類の不溶化技術については、� �酸ソーダ5~10%、炭酸ナトリウム10~20%添加で、 鉛の溶出4.1mg/Lが0.19mg/Lに改善できたことが示 されている。

特開平9-187750号公報

 硫酸ナトリウム(Na ₂ S)と硫酸鉄(FeSO ₄ )を混合して合成硫化鉄鉱物として不溶化す� �技術であり、これらを0.5%混合して鉛の溶出0 .09mg/Lから0.01mg/L以下に改善されたことが示さ れている。

特開2001-121130号公報

 硫酸アルミニウム粉末や硫酸第一鉄粉末か� ��なる酸性物質を10%添加し、pH12.4から7.78にア ルカリ度を低下させ、鉛の溶出を抑制する技 術で、加熱成形して樹脂で固化させて、鉛の 溶出0.247mg/Lから0.001mg/Lに改善されたことが示 されている。

特開2001-46998号公報

 酸化鉄粉と水酸化鉄、石膏との組み合わせ� ��固化する技術で、70%以上の添加で泥土状の� ��のに対して重金属類の不溶化に効果的ある� ��とが示されている。

特開2006-205152号公報

 リン酸マグネシウムアンモニウム化合物を� ��熱して吸着効果を高めて、重金属類を吸着� ��て不溶化する技術である。

特開2005-230657号公報

 焼却灰に含有する重金属類の不溶化処理と� ��て、焼却灰の燃焼ガスからSOxを除去するた� ��消石灰水の噴霧がなされており、この結果� ��却灰本来のpH5.8~7.0程度であったものが、pH12 と高アルカリ性となって鉛が溶出し易くなっ ている問題があった。このような高アルカリ 性の焼却灰の鉛の溶出抑制のためには、アル カリ度を低下させることが効果的と考えられ て、硫酸溶液を添加し、この結果、pH10±0.5程 度に調整されて、鉛の溶出が抑制された技術 が示されている。

特開2000-288505号公報

 焼却飛灰の重金属溶出防止方法として、15~3 0%のセメントを加えて硫酸第一鉄を11~15%加え� ��15~20%加水して、鉛溶出量1.4~2.8mg/Lが0.01mg/L以 下に改善されたことが示されている。この特 許文献18の請求項1では、塩鉄(塩化第二鉄を� �む)を鉄換算で0.1%以上添加することを記載し ている。このことは、塩化第一鉄(鉄の分子� �比:56/128)液の濃度に換算すると0.23%、塩化第� ��鉄(鉄の分子量比:56/162)液の濃度に換算する� ��、0.29%になる。

特開2002-86100号公報

 焼却灰、汚泥、低質、石粉、再生粉等に5~30 %のセメントを添加し、攪拌造粒機を使用し� �攪拌し、これを養生、固化させて有害物質� �封じ込める技術が示されている。

特開2004-8945号公報

 焼却飛灰の重金属溶出低減方法について、� ��酸第一鉄と酸化物質(過酸化水素あるいは次 亜塩素酸ナトリウム)を併用する技術で、硫� �第一鉄を5%添加して、鉛の溶出54.2mg/Lを0.01mg/ L以下に改善していることを示し、特にセメ� �トを10%混合した状態で効果があることが示� �れている。又、塩酸第一鉄、硝酸第一鉄も� �様な処理をすることで請求項に示されてい� �。

特開平10-113637号公報

 土壌固化剤において、固化を促進させるた� ��に、酸化マグネシウムと塩化第二鉄水溶液� ��使用するが、塩化第二鉄水溶液は凝集効果� ��顕著なために、酸化マグネシウムが固化す� ��問題を、吸着材に塩化第二鉄水溶液をあら� ��じめ吸着させて両剤が一度に混合できるこ� ��を特徴とした技術である。塩化第二鉄水溶� ��による機器の腐食を抑制する効果があるが� ��このような土壌の固化による重金属類の不� ��化問題には言及していない。

特開2002-167582号公報

 土壌等の重金属類の不溶化のために、酸化� ��グネシウムと酸性の固化助剤として硫酸ア� ��ミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸第� ��鉄、塩化第二鉄等を10%以上加えて中性化を� ��かる技術が示されている。

特開2002-206090号公報

 石炭灰を主とする焼却灰は、これまでは。� ��メント原料に限定されてきたが、硫酸によ� ��洗浄と洗浄液の遠心分離機で有害物を除去� ��て、再生資源化する技術が紹介されている� ��
河北新報新聞(平成20年2月16日、朝刊)記� �の「石炭灰無害化に成功」

 汚染土壌の浄化方法については、分級と洗� ��によって汚染物質を離脱させ、これらの汚� ��物質を分離槽で振動、気泡等で分離する技� ��が示されている。

特開2002-254063号公報

 汚染土壌を対象として、酸化マグネシウム� ��末を使用し、固化・不溶化を行う技術が示� ��れている。

特開2003-334526号公報

 ヒ素で汚染された土壌に塩化第二鉄液を使� ��して、不溶化処理を実施した事例が示され� ��いる。
ホームページ(低濃度ヒ素汚染土の高速� �溶化処理、鴻池組土木部公報)

 ごみ固化燃料の焼却灰と木質バイオマス� ��料の焼却灰との組成分析を実施して、含有� ��る重金属類の成分と含有量及びpHを確認し� �。次に、この焼却灰の溶出試験を実施し、� �境基準と照らし合わせて、問題となる重金� �の特定を行った。この結果、いずれの焼却� �も鉛が溶出基準を超過しており、鉛の不溶� �処理が最も重要であることを確認した。又� �いずれの焼却灰もpH12以上の高アルカリ性で� ��ることから、鉛の不溶化効果をはかるため� ��、不溶化効果がある鉄塩類の中から、塩化� ��二鉄液と硫酸第一鉄を選定して不溶化効果� ��確認を行った。これらの薬剤の添加試験に� ��して、キレート剤の添加試験の実施は、キ� ��ート剤が確実な不溶化効果を示すことから� ��不溶化効果の指針としてこれを実施したも� ��である。

 鉄塩類による薬剤処理の不溶化効果試験� ��施にあたっては、鉄塩類単独での添加によ� ��不溶化効果の確認と併せ、市販のキレート� ��による効果を確認するとともに、コストの� ��から勘案して、キレート剤と鉄塩類との併� ��の試験等も実施した。鉄塩類のうち、硫酸� ��一鉄(粉末)は市販のもので、塩化第二鉄(液) は、容器試験は試薬として入手したものであ るが、混練機及び実機試験にあたっては、生 産工場(ラサ工業株式会社、群馬工場)から直� ��取り寄せたものである。

 不溶化効果の試験は、鉄塩類を希釈したも� ��を用意し、これを添加量を変化させて実施� ��たもので、試験の実施規模は、1番目は室内 での容器試験(1kg程度の試料による試験)、2番 目は50Lの混練機による試験(20kgの試料による� ��験)、3番目には、実機(実際に中間処理プラ� ��トで稼動している2.9m ³ の攪拌機による1tの試料による試験)を実施し 、1~7日間の養生後に溶出試験を実施して、不 溶化効果を確認した。

 又、不溶化処理したものについて、路盤� ��の物理試験(JIS規格による試験)を実施して� �再生利用可能であることを確認した。