JP6788414B2 - Manufacturing method of soil property adjusting material and soil property adjusting material - Google Patents
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Description
本発明は、汚染物質を含む汚染土壌に鉄粉を添加して、該汚染土壌から汚染物質が吸着した鉄粉を乾式磁選により回収除去する際に、前記汚染土壌に添加して該汚染土壌の物性を調整するために用いられる、土壌物性調整材の製造方法、及び、土壌物性調整材に関する。 In the present invention, when iron powder is added to a contaminated soil containing a pollutant and the iron powder adsorbed by the pollutant is recovered and removed from the contaminated soil by dry magnetic separation, the iron powder is added to the contaminated soil to obtain the contaminated soil. The present invention relates to a method for producing a soil property adjusting material used for adjusting physical properties, and a soil property adjusting material.
従来から、道路工事やトンネル工事等に伴って生じる残土は、所定の残土処理施設で処理したり、他の用途に用いたりしているが、これらの方法は、汚染物質を含む汚染土壌の場合には適用できない。 Conventionally, the residual soil generated by road construction and tunnel construction has been treated at a predetermined residual soil treatment facility or used for other purposes, but these methods are used for contaminated soil containing pollutants. Not applicable to.
このような汚染物質を含む汚染土壌の処理方法として、下記特許文献1には、ヒ素やセレン等の汚染物質を含む汚染土壌に対して鉄粉を添加する鉄粉添加工程と、磁選前の汚染土壌の水分含有量を36質量%以下に調整する水分含有量調整工程と、水分含有量が36質量%以下である汚染土壌から鉄粉を乾式磁選により回収除去する乾式磁選工程とを含む、汚染土壌の無害化処理方法が記載されている。 As a method for treating contaminated soil containing such pollutants, the following Patent Document 1 includes an iron powder addition step of adding iron powder to contaminated soil containing pollutants such as arsenic and selenium, and contamination before magnetic separation. Contamination including a water content adjusting step of adjusting the water content of soil to 36% by mass or less and a dry magnetic sorting step of collecting and removing iron powder from contaminated soil having a water content of 36% by mass or less by dry magnetic separation. The detoxification treatment method for soil is described.
この方法は、ヒ素やセレン等の重金属が鉄粉に吸着する性質を利用するものであって、汚染土壌に鉄粉を添加して、汚染土壌中の重金属を吸着させて、その鉄粉をドラム型の磁選機等によって磁選することによって、汚染土壌から汚染物質を除去する。ただし、汚染土壌の水分量が多いと、ドラム型の磁選機等によって土壌から鉄粉を分離することが困難となる。そのため、磁選前の汚染土壌の水分含有量を調整するために、例えば、半水石膏や無水石膏等の石膏を、汚染土壌に添加して磁選するようにしている(乾式磁選)。また、石膏は、吸湿性を有し且つ汚染土壌よりも平均粒径が小さいため、汚染土壌に石膏を添加することによって、汚染土壌の水分含有量を低下させて、汚染土壌の平均粒径を小さくして、磁選しやすくさせる。 This method utilizes the property that heavy metals such as arsenic and selenium are adsorbed on iron powder. Iron powder is added to contaminated soil to adsorb heavy metals in contaminated soil, and the iron powder is drummed. Pollutants are removed from the contaminated soil by magnetically sorting with a type magnetic separator or the like. However, if the water content of the contaminated soil is large, it becomes difficult to separate iron powder from the soil by a drum-type magnetic separator or the like. Therefore, in order to adjust the water content of the contaminated soil before magnetic separation, for example, gypsum such as hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum is added to the contaminated soil for magnetic selection (dry magnetic selection). In addition, since plaster is hygroscopic and has a smaller average particle size than contaminated soil, adding plaster to contaminated soil reduces the water content of contaminated soil and reduces the average particle size of contaminated soil. Make it smaller to make it easier to select magnetically.
ところで、下水脱水汚泥を焼却した際には、焼却灰が生じる。下記特許文献2には、汚泥焼却炉の排ガスを700℃以上で高温セラミックフィルタに供給して、高温集塵灰を捕集し、捕集された高温集塵灰を粗粒灰と微粒灰とに分級する、汚泥焼却炉排ガスの集塵方法が記載されており、その実施形態には、焼却灰(特に粗粒灰)を、セメント材料や、セメントを固化するための添加剤として用いることが記載されている(特許文献2の段落0016)。 By the way, when sewage dewatered sludge is incinerated, incineration ash is generated. In Patent Document 2 below, the exhaust gas from a sludge incinerator is supplied to a high-temperature ceramic filter at 700 ° C. or higher to collect high-temperature dust-collecting ash, and the collected high-temperature dust-collecting ash is classified into coarse-grained ash and fine-grained ash. A method for collecting dust from sludge incinerator exhaust gas is described, and in the embodiment, incineration ash (particularly coarse-grained ash) can be used as a cement material or an additive for solidifying cement. It is described (paragraph 0016 of Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1の汚染土壌の無害化処理方法において、汚染土壌の水分含有量を調整するための石膏は、汚染土壌に大量に添加する必要があるので、磁選後の処理後土壌が多くなり、土壌保管設備の過大化、処理後土壌の運搬量の増加等が生じていた。そのため、磁選前における、汚染土壌の水分調整に利用可能な、石膏に代わる材料が求められていた。 However, in the detoxification treatment method for contaminated soil of Patent Document 1, since it is necessary to add a large amount of gypsum for adjusting the water content of the contaminated soil to the contaminated soil, the treated soil after magnetic selection is often used. As a result, the soil storage facility was oversized and the amount of soil transported after treatment increased. Therefore, there has been a demand for a material that can replace gypsum and can be used to control the water content of contaminated soil before magnetic separation.
本出願人らは、有機性廃棄物の焼却により生じる焼却灰が、汚染土壌よりも平均粒径が小さく、焼却設備から回収したときに乾いていることから、汚染土壌の水分等の物性調整に利用可能であることを見出した。 Applicants have found that the incineration ash produced by the incineration of organic waste has a smaller average particle size than the contaminated soil and is dry when recovered from the incineration facility, so it can be used to adjust the physical properties of the contaminated soil such as moisture. Found to be available.
しかしながら、汚染土壌の物性調整に焼却灰を利用する際には、焼却灰の粒径や組成、吸湿性などが、土壌物性調整材として適合し、かつ、焼却灰自体が所定の土壌汚染対策法で定められている汚染状態に関する基準(以下、汚染状態に関する基準)に適合している必要があった。 However, when incineration ash is used to adjust the physical properties of contaminated soil, the particle size, composition, moisture absorption, etc. of the incineration ash are suitable as a soil property adjustment material, and the incineration ash itself is a prescribed soil contamination countermeasure method. It was necessary to comply with the standards for contamination status (hereinafter referred to as the standards for contamination status) stipulated in.
したがって、本発明の目的は、乾式磁選工程を含む汚染土壌の無害化処理方法において、汚染土壌の物性を調整するために、好適に利用することができる土壌物性調整材を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a soil property adjusting material that can be suitably used for adjusting the physical properties of contaminated soil in a detoxification treatment method for contaminated soil including a dry magnetic separation step.
上記目的を達成するため、本発明の一つは、汚染物質を含む汚染土壌に鉄粉を添加して、該汚染土壌から汚染物質を吸着した鉄粉を乾式磁選により回収除去する際に、前記汚染土壌に添加して該汚染土壌の物性を調整するために用いられる、土壌物性調整材の製造方法であって、炉内温度を500〜900℃とした流動炉に有機性廃棄物を投入し、該流動炉内に空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却する有機性廃棄物焼却工程と、該有機性廃棄物焼却工程で前記有機性廃棄物が焼却されることにより生成された高温排ガスを、内部温度を500℃〜900℃としたサイクロン式集塵機に供給して高温排ガスに含まれる焼却灰を回収する集塵工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, one of the present inventions is to add iron powder to a contaminated soil containing a pollutant, and to recover and remove the iron powder adsorbing the pollutant from the contaminated soil by dry magnetic separation. A method for producing a soil property adjusting material used for adjusting the physical properties of the contaminated soil by adding it to the contaminated soil. Organic waste is put into a flow furnace having a furnace temperature of 500 to 900 ° C. An organic waste incineration step of incinerating the organic waste while blowing air into the flow furnace, and a high temperature generated by incineration of the organic waste in the organic waste incineration step. It is characterized by including a dust collecting step of supplying exhaust gas to a cyclone type dust collector having an internal temperature of 500 ° C. to 900 ° C. and recovering incineration ash contained in the high temperature exhaust gas.
上記土壌物性調整材は、石膏と同等あるいはそれ以上の吸湿性を有し、高温排ガスから回収された焼却灰からなるので、低沸点の重金属(例:ヒ素、セレン等)の濃度が通常の焼却灰と比較して低くなり、汚染状態に関する基準を満たしやすくすることができる。そして、この土壌物性調整材を、鉄粉を添加混合した汚染土壌に添加することによって、土壌物性調整材が汚染土壌中の水分を吸湿して、汚染土壌の団粒構造が形成されにくくなって、汚染土壌の粒径を小さくすることができる。それによって、乾式磁選による、汚染土壌からの鉄粉の回収率を高めることができる。 Since the above-mentioned soil property adjusting material has a moisture absorption property equal to or higher than that of gypsum and is composed of incineration ash recovered from high-temperature exhaust gas, the concentration of heavy metals having a low boiling point (eg, arsenic, selenium, etc.) is usually incinerated. It is lower than ash and can easily meet the criteria for pollution status. Then, by adding this soil property adjusting material to the contaminated soil to which iron powder is added and mixed, the soil property adjusting material absorbs the moisture in the contaminated soil, and it becomes difficult for the aggregate structure of the contaminated soil to be formed. , The particle size of contaminated soil can be reduced. Thereby, the recovery rate of iron powder from the contaminated soil by the dry magnetic selection can be increased.
本発明に係る土壌物性調整材の製造方法においては、前記有機性廃棄物焼却工程において、空気比を1.0以下とした空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却することが好ましい。この態様によれば、焼却灰に炭素を含有させ、その平均粒径がより小さい土壌物性調整材を得ることができる。また、炭素成分は、その吸湿性が大きいため、炭素を含有する土壌調整材を土壌と混ぜると、その土壌粒子と接触し、土壌に含まれる水分の吸湿性を高めることができる。その結果、汚染土壌に添加したときに、汚染土壌の水分を効果的に吸湿して、汚染土壌の粒径をより小さくすることができる。 In the method for producing a soil physical property adjusting material according to the present invention, it is preferable to incinerate the organic waste while blowing air having an air ratio of 1.0 or less in the organic waste incineration step. According to this aspect, it is possible to obtain a soil property adjusting material in which carbon is contained in the incineration ash and the average particle size thereof is smaller. Further, since the carbon component has a high hygroscopicity, when a soil conditioner containing carbon is mixed with the soil, it comes into contact with the soil particles, and the hygroscopicity of water contained in the soil can be enhanced. As a result, when added to the contaminated soil, the moisture of the contaminated soil can be effectively absorbed and the particle size of the contaminated soil can be made smaller.
本発明に係る土壌物性調整材の製造方法においては、前記有機性廃棄物焼却工程における空気比mを、0.6〜0.9とすることが好ましい。この態様によれば、焼却時において、少ない燃料使用量で焼却灰に一定の炭素含量を含ませて、吸湿効果がより高まるように調整することができる。 In the method for producing a soil physical property adjusting material according to the present invention, it is preferable that the air ratio m in the organic waste incineration step is 0.6 to 0.9. According to this aspect, at the time of incineration, it is possible to add a certain carbon content to the incineration ash with a small amount of fuel used so that the hygroscopic effect is further enhanced.
本発明に係る土壌物性調整材の製造方法においては、前記集塵工程において、前記サイクロン式集塵機の分離限界粒子径を5〜20μmの範囲で設定することが好ましい。この態様によれば、捕集される集塵灰の平均粒径を小さくし、汚染土壌に添加混合した際に、汚染土壌に含まれる水分の吸湿性を高めることができると共に、土壌の平均粒径を小さくすることができる。 In the method for producing a soil physical property adjusting material according to the present invention, it is preferable to set the separation limit particle diameter of the cyclone type dust collector in the range of 5 to 20 μm in the dust collecting step. According to this aspect, the average particle size of the collected dust ash can be reduced, and when added and mixed with the contaminated soil, the moisture absorption property of the water contained in the contaminated soil can be increased, and the average grain size of the soil can be increased. The diameter can be reduced.
本発明に係る土壌物性調整材の製造方法においては、前記有機性廃棄物焼却工程において、前記有機性廃棄物にCa源を添加することが好ましい。この態様によれば、有機性廃棄物焼却工程において、焼却される有機性廃棄物に、CaCO3、CaO、Ca(OH)2等のCa源を添加することにより、有機性廃棄物由来の硫黄(S)から発生するSOXが、炉内脱硫されて、中性の鉱物である石膏(半水石膏(CaSO4・1/2H2O)及び無水石膏(CaSO4)となって焼却灰に含有されるので、それによって、焼却灰中に水を吸着する性能を有する成分を増やすことになり、汚染土壌の水分をより吸収させやすくすることができ、更には汚染土壌のpHを変えることなく利用できる。 In the method for producing a soil physical property adjusting material according to the present invention, it is preferable to add a Ca source to the organic waste in the organic waste incineration step. According to this aspect, in the organic waste incineration step, by adding a Ca source such as CaCO 3 , CaO, Ca (OH) 2 to the organic waste to be incinerated, sulfur derived from the organic waste is added. SO X generated from (S) is, is furnace desulfurization, and turned in the ash gypsum mineral neutral (hemihydrate gypsum (CaSO 4 · 1 / 2H 2 O) and anhydrite (CaSO 4) As it is contained, it increases the components that have the ability to adsorb water in the incineration ash, making it easier to absorb the water in the contaminated soil, and without changing the pH of the contaminated soil. Available.
また、本発明のもう一つは、汚染物質を含む汚染土壌に鉄粉を添加して、該汚染土壌から汚染物質を吸着した鉄粉を乾式磁選により回収除去する際に、前記汚染土壌に添加して該汚染土壌の物性を調整するために用いられる、土壌物性調整材であって、炭素を5〜40質量%含む有機性廃棄物焼却灰からなることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is to add iron powder to the contaminated soil containing the pollutant, and add the iron powder adsorbing the pollutant from the contaminated soil to the contaminated soil when recovering and removing the iron powder by dry magnetic separation. It is a soil property adjusting material used for adjusting the physical properties of the contaminated soil, and is characterized by being composed of organic waste incineration ash containing 5 to 40% by mass of carbon.
上記発明によれば、土壌物性調整材が、炭素を5〜40質量%含む有機性廃棄物焼却灰からなるので、この土壌物性調整材を、汚染土壌に添加混合することによって、汚染土壌の水分を効率良く吸湿して、汚染土壌の水分含有量を低くし、土壌の団粒化を抑制して、汚染土壌の平均粒径を小さくすることができ、汚染土壌を磁選する際に、汚染土壌から汚染物質が付着した鉄粉を乾式磁選により回収する際の鉄粉の回収率を高めることができる。 According to the above invention, the soil property adjusting material is composed of organic waste incineration ash containing 5 to 40% by mass of carbon. Therefore, by adding and mixing this soil property adjusting material to the contaminated soil, the water content of the contaminated soil Efficiently absorbs moisture to reduce the water content of contaminated soil, suppress soil agglomeration, reduce the average particle size of contaminated soil, and when magnetically selecting contaminated soil, contaminated soil It is possible to increase the recovery rate of iron powder when recovering iron powder to which pollutants are attached by dry magnetic separation.
本発明に係る土壌物性調整材は、平均粒径が100μm以下とされていることが好ましい。この態様によれば、汚染土壌に添加混合した際に、土壌粒子と均一に混ざりやすく、吸湿効果を高めることができると共に、土壌粒子をより細かくすることができる。 The soil physical property adjusting material according to the present invention preferably has an average particle size of 100 μm or less. According to this aspect, when added and mixed with the contaminated soil, it is easy to be mixed uniformly with the soil particles, the hygroscopic effect can be enhanced, and the soil particles can be made finer.
本発明によれば、高温排ガスに含まれる焼却灰を回収するので、石膏と同等あるいはそれ以上の吸湿性を有し、かつ、汚染状態に関する基準も満たしやすい土壌物性調整材を製造することができる。この土壌物性調整材を、鉄粉を添加混合した汚染土壌に添加することによって、土壌物性調整材が汚染土壌中の水分を吸湿して、汚染土壌の団粒構造が形成されにくくなって、汚染土壌の平均粒径を小さくすることができ、汚染土壌から汚染物質が付着した鉄粉を乾式磁選により回収する際の鉄粉の回収率を高めることができる。 According to the present invention, since the incineration ash contained in the high-temperature exhaust gas is recovered, it is possible to produce a soil physical property adjusting material having a hygroscopicity equal to or higher than that of gypsum and easily satisfying a standard regarding a pollution state. .. By adding this soil property conditioner to the contaminated soil to which iron powder is added and mixed, the soil property conditioner absorbs the moisture in the contaminated soil, making it difficult to form the aggregate structure of the contaminated soil and contaminating the soil. The average particle size of the soil can be reduced, and the recovery rate of iron powder when the iron powder to which pollutants are attached from the contaminated soil is recovered by dry magnetic separation can be increased.
以下、図面を参照して、本発明に係る土壌物性調整材の製造方法の、一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the method for producing a soil physical property adjusting material according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の土壌物性調整材は、例えば、図1に示すような汚染土壌の処理方法に適用されるものである。すなわち、この汚染土壌の処理方法は、汚染土壌に、鉄粉や、硫酸等の酸を添加して混合する工程(ステップS1)と、鉄粉が混合された汚染土壌に、土壌物性調整材を添加・混合して、汚染土壌の物性(水分、粒度等)を調整する工程(ステップS2)と、物性調整された汚染土壌を、ドラム型の磁選機等によって磁選する工程(ステップS3)とを含むものである。 The soil property adjusting material of the present invention is applied to, for example, a method for treating contaminated soil as shown in FIG. That is, the method for treating the contaminated soil is a step of adding and mixing iron powder or an acid such as sulfuric acid to the contaminated soil (step S1), and adding a soil property adjusting material to the contaminated soil mixed with iron powder. The step of adding and mixing to adjust the physical properties (moisture, particle size, etc.) of the contaminated soil (step S2) and the step of magnetically selecting the contaminated soil whose physical properties have been adjusted by a drum-type magnetic separator (step S3) are performed. It includes.
そして、ステップS3の磁選工程によって、ヒ素、鉛、六価クロム、カドミウム、セレン、水銀、シアン、フッ素及びホウ素や、それらの化合物を含む有害物質は、鉄粉と共に、磁選機によって磁選されて、磁着物として回収される。この磁着物は、所定の処理方法(埋め立て等)によって処理される。一方、磁選されなかった非磁着物は、浄化土として、土木工事等に利用される。 Then, by the magnetic separation step of step S3, arsenic, lead, hexavalent chromium, cadmium, selenium, mercury, cyanide, fluorine and boron, and harmful substances including their compounds are magnetically selected by a magnetic separator together with iron powder. It is recovered as a magnetic substance. This magnetic material is treated by a predetermined treatment method (landfill or the like). On the other hand, the non-magnetic deposit that has not been magnetically selected is used as purified soil for civil engineering work and the like.
本発明の土壌物性調整材の製造方法は、炉内温度を500〜900℃とした流動炉に汚泥などの有機性廃棄物を投入し、該流動炉内に空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却する有機性廃棄物焼却工程と、該有機性廃棄物焼却工程で前記有機性廃棄物が焼却されることにより生成された高温排ガスを、内部温度を500℃〜900℃としたサイクロン式集塵機に供給して高温排ガスに含まれる焼却灰を回収する集塵工程とを含むものである。 In the method for producing a soil property adjusting material of the present invention, organic waste such as sludge is put into a flow furnace having a furnace temperature of 500 to 900 ° C., and the organic waste is blown into the flow furnace while the organic waste is blown into the flow furnace. A cyclone type in which the internal temperature is set to 500 ° C to 900 ° C for the organic waste incineration step of incinerating things and the high temperature exhaust gas generated by the incineration of the organic waste in the organic waste incineration step. It includes a dust collection process of supplying incineration ash contained in high temperature exhaust gas by supplying it to a dust collector.
図2には、上記製造方法を実施するための製造装置の一例が示されている。この製造装置は、有機性廃棄物を焼却する流動炉10と、該流動炉10から発生する高温排ガス中に含まれる焼却灰を回収するためのサイクロン式集塵機15と、このサイクロン式集塵機15を通過した高温排ガスから熱交換を行う熱交換器20と、この熱交換器20を通過した排ガスから、サイクロン式集塵機15で捕集できなかった焼却灰を捕集するためのろ過式集塵機25(バグフィルター等)と、ろ過式集塵機25を通過した低温排ガスから有害ガス除去を行う洗浄塔30(スクラバー等)とを備えている。流動炉10とサイクロン式集塵機15とは配管L1で接続され、サイクロン式集塵機15と熱交換器20とは配管L2で接続され、熱交換器20とろ過式集塵機25とは配管L3で接続され、ろ過式集塵機25と洗浄塔30とは配管L4で接続されている。 FIG. 2 shows an example of a manufacturing apparatus for carrying out the above manufacturing method. This manufacturing apparatus passes through a flow furnace 10 for incinerating organic waste, a cyclone type dust collector 15 for recovering incineration ash contained in high temperature exhaust gas generated from the flow furnace 10, and the cyclone type dust collector 15. A heat exchanger 20 that exchanges heat from the high-temperature exhaust gas, and a filtration-type dust collector 25 (bug filter) for collecting incineration ash that could not be collected by the cyclone-type dust collector 15 from the exhaust gas that passed through the heat exchanger 20. Etc.) and a scrubber 30 (scrubber or the like) for removing harmful gas from the low temperature exhaust gas that has passed through the filtration type dust collector 25. The flow furnace 10 and the cyclone type dust collector 15 are connected by the pipe L1, the cyclone type dust collector 15 and the heat exchanger 20 are connected by the pipe L2, and the heat exchanger 20 and the filtration type dust collector 25 are connected by the pipe L3. The filtration type dust collector 25 and the cleaning tower 30 are connected by a pipe L4.
次に、上記製造装置を用いた本発明の土壌物性調整材の製造方法の一実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the method for producing the soil physical property adjusting material of the present invention using the above-mentioned production apparatus will be described.
まず、流動炉10を利用した有機性廃棄物焼却工程について説明する。流動炉10内の底部には、砂層3が堆積されており、この砂層3に、ブロワ5によって、空気が吹き込まれて、流動状態にされると共に(流動床)、炉内温度が500〜900℃に保持されている。そして、この流動炉10内に、有機性廃棄物が投入されることで、流動状態の砂層3に有機性廃棄物が攪拌・混合されて、有機性廃棄物が焼却されるようになっている。 First, an organic waste incineration process using the flow furnace 10 will be described. A sand layer 3 is deposited on the bottom of the fluidized furnace 10, and air is blown into the sand layer 3 by a blower 5 to make it in a fluidized state (fluidized bed), and the temperature inside the furnace is 500 to 900. It is kept at ° C. Then, when the organic waste is put into the flow furnace 10, the organic waste is agitated and mixed with the sand layer 3 in the fluid state, and the organic waste is incinerated. ..
有機性廃棄物として、この実施形態では、下水処理等から発生する汚泥が採用されているが、その他に、木質廃棄物や食品廃棄物、し尿汚泥等を採用することもできる。 In this embodiment, sludge generated from sewage treatment or the like is adopted as the organic waste, but wood waste, food waste, human waste sludge, or the like can also be adopted.
前記流動炉10の炉内温度は、500〜900℃とされているが、750〜850℃であることが好ましい。なお、流動炉10の炉内温度が500℃未満の場合には、有機性廃棄物を十分に焼却あるいはガス化できなかったり、900℃を超えると、灰分が溶融してクリンカの生成原因となる。 The temperature inside the flow furnace 10 is set to 500 to 900 ° C, but is preferably 750 to 850 ° C. If the temperature inside the flow furnace 10 is less than 500 ° C, the organic waste cannot be sufficiently incinerated or gasified, or if it exceeds 900 ° C, the ash content melts and causes the formation of clinker. ..
また、ブロワ5によって吹込む空気の空気比mは、1.0以下とすることが好ましい。ここで、空気比mは、有機性廃棄物を完全燃焼させるのに必要な空気量を理論空気量A0とし、実際に流動炉10に吹込む空気量を実空気量Aとしたとき、実空気量A/理論空気量A0で求められる。空気比mを1.0以下とすることで、流動炉10内の空気がいわゆる不完全燃焼状態となって、焼却灰に、表面積が大きく吸湿性能が高い炭素を含ませることができる。更に、炭素はその粒径が比較的小さいので、このような炭素が焼却灰に含まれることによって、有機性廃棄物焼却工程の次の集塵工程において、粒径の小さい集塵灰を得ることができる。 Further, the air ratio m of the air blown by the blower 5 is preferably 1.0 or less. Here, the air ratio m is actually calculated when the amount of air required for complete combustion of organic waste is the theoretical amount of air A 0 and the amount of air actually blown into the flow furnace 10 is the actual amount of air A. It is obtained by the amount of air A / the theoretical amount of air A 0 . By setting the air ratio m to 1.0 or less, the air in the flow furnace 10 is in a so-called incomplete combustion state, and the incineration ash can contain carbon having a large surface area and high moisture absorption performance. Furthermore, since carbon has a relatively small particle size, the inclusion of such carbon in the incineration ash provides dust collection ash with a small particle size in the next dust collection step of the organic waste incineration step. Can be done.
ところで、炭化物を得ることを目的とする炭化炉においては、空気比mを0.5以下とすることが一般的である。しかし、土壌物性調整材を製造する際には、空気比mを0.5以下とすると、炭化物が多くなりすぎ、使用する補助燃料が過大となる傾向がある。また、炉内を高温に保ちにくく、炭化物の回収温度が低くなる傾向があり、重金属を十分に除去しにくくなる。このため、空気比mは、0.5よりも大きく、1.0以下であることが好ましい。 By the way, in a carbonization furnace for the purpose of obtaining carbides, the air ratio m is generally 0.5 or less. However, when the soil property adjusting material is produced, if the air ratio m is 0.5 or less, the amount of carbides tends to be too large, and the amount of auxiliary fuel used tends to be excessive. In addition, it is difficult to keep the inside of the furnace at a high temperature, the recovery temperature of carbides tends to be low, and it becomes difficult to sufficiently remove heavy metals. Therefore, the air ratio m is preferably larger than 0.5 and preferably 1.0 or less.
また、上記空気比mは、0.6〜0.9であることが好ましく、0.8〜0.9であることがより好ましい。空気比mを0.6〜0.9とすると、汚染土壌の水分調整に適当な性質となるように、焼却灰に適度な量の炭素分を含有させることができる。 The air ratio m is preferably 0.6 to 0.9, more preferably 0.8 to 0.9. When the air ratio m is 0.6 to 0.9, the incineration ash can contain an appropriate amount of carbon so as to have properties suitable for adjusting the water content of the contaminated soil.
本発明においては、上記空気比mを調整することにより、土壌物性調整材に含まれる炭素含量を5〜40質量%とすることが好ましく、5〜20質量%とすることがより好ましい。炭素含量を上記の範囲に設定することにより、土壌物性調整材の吸湿性をよりたかめ、かつ、土壌物性調整材の粒径を小さくして、汚染土壌に添加したときの土壌の細粒化をより促進することができる。 In the present invention, the carbon content contained in the soil physical property adjusting material is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 5 to 20% by mass by adjusting the air ratio m. By setting the carbon content in the above range, the hygroscopicity of the soil property adjusting material is increased, the particle size of the soil property adjusting material is reduced, and the soil is granulated when added to the contaminated soil. Can be promoted more.
また、この実施形態においては、図2に示すように、有機性廃棄物焼却工程において、有機性廃棄物にCa源を添加する。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a Ca source is added to the organic waste in the organic waste incineration step.
図5を参照して説明すると、流動炉10内に、CaCO3(石灰石)、CaO、Ca(OH)2等のCa源を添加することで、有機性廃棄物に由来する、SO2等のSOxが炉内で添加されたCa源と反応して、半水石膏(CaSO4・1/2H20)や、無水石膏(CaSO4)等の石膏が生成される。 Explaining with reference to FIG. 5, by adding Ca sources such as CaCO 3 (lime gypsum), CaO, and Ca (OH) 2 into the flow furnace 10, SO 2 and the like derived from organic waste can be produced. SOx reacts with Ca source is added in a furnace, hemihydrate gypsum (CaSO 4 · 1 / 2H 2 0) or, gypsum etc. anhydrite (CaSO 4) is generated.
例えば、Ca源として、CaCO3を添加した場合には、下記の反応式(1)のように、850℃付近でCO2が分離する。 For example, when CaCO 3 is added as a Ca source, CO 2 is separated at around 850 ° C. as shown in the following reaction formula (1).
CaCO3→CaO+CO2・・・・・・・・・・・(1) CaCO 3 → CaO + CO 2 ... (1)
そして、CaOは、有機性廃棄物由来のSO2に、下記反応式のように反応して、半水石膏(CaSO4・1/2H2O)や無水石膏(CaSO4)が生成される。 Then, CaO is the SO 2 from organic waste, and reacts as following reaction formula, hemihydrate gypsum (CaSO 4 · 1 / 2H 2 O) or anhydrite (CaSO 4) is generated.
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4・・・・・(2)
CaSO4+1/2H2O→CaSO4・1/2H2O・・・・・(3)
CaO + SO 2 + 1 / 2O 2 → CaSO 4 ... (2)
CaSO 4 + 1 / 2H 2 O → CaSO 4 · 1 / 2H 2 O ····· (3)
こうして、流動炉10に生成された石膏が、高温排ガスの組成成分として、サイクロン式集塵機15に送られて、サイクロン式集塵機15によって回収される。石膏は、吸湿性を有する物質であるため、これによって、回収された集塵灰に吸湿性を有する成分が増加し、土壌物性調整材としての集塵灰の吸湿性が高くなる。 In this way, the gypsum produced in the flow furnace 10 is sent to the cyclone type dust collector 15 as a composition component of the high temperature exhaust gas, and is recovered by the cyclone type dust collector 15. Since gypsum is a substance having hygroscopicity, the components having hygroscopicity in the collected dust ash increase, and the hygroscopicity of the dust collecting ash as a soil physical property adjusting material is increased.
ただし、本発明において、有機性廃棄物焼却工程において、有機性廃棄物にCa源を添加することは、必須ではない。 However, in the present invention, it is not essential to add a Ca source to the organic waste in the organic waste incineration step.
次に集塵工程について説明する。 Next, the dust collection process will be described.
上記集塵工程で有機性廃棄物が焼却されることにより生成された高温排ガスは、配管L1を介してサイクロン式集塵機15に供給される。この種のサイクロン式集塵機15は、従来から周知の構造であるので、詳細な説明は省略するが、図3に示すように、この実施形態におけるサイクロン式集塵機15は、円筒状の本体16と、該本体16の下方に連設された、次第に縮径する円錐形状のホッパー17とを有している。 The high-temperature exhaust gas generated by incinerating the organic waste in the dust collecting step is supplied to the cyclone type dust collector 15 via the pipe L1. Since this type of cyclone type dust collector 15 has a conventionally known structure, detailed description thereof will be omitted. However, as shown in FIG. 3, the cyclone type dust collector 15 in this embodiment includes a cylindrical main body 16 and a cylindrical main body 16. It has a conical hopper 17 that is connected below the main body 16 and is gradually reduced in diameter.
また、本体16の外周には、本体16の接線方向に延びると共に、本体16の内部空間に連通した流入口18が設けられている。この流入口18が、前記流動炉10に配管L1を介して接続されており、該流入口18から、上記の有機性廃棄物焼却工程で生じた焼却灰を含む高温排ガスが本体16内に流入するようになっている。 Further, on the outer periphery of the main body 16, an inflow port 18 extending in the tangential direction of the main body 16 and communicating with the internal space of the main body 16 is provided. The inflow port 18 is connected to the flow furnace 10 via a pipe L1, and high-temperature exhaust gas containing incineration ash generated in the above-mentioned organic waste incineration step flows into the main body 16 from the inflow port 18. It is designed to do.
更に、本体16の上方中央からは、本体16の内部空間に連通した筒状の排出部19が立設されており、一部の焼却灰の成分が分離された排ガスが排出されるようになっている。この排出部19は、配管L2を介して、次工程で用いられる熱交換器20に接続されており、上記排ガスが熱交換器20へと供給される。 Further, from the upper center of the main body 16, a tubular discharge portion 19 communicating with the internal space of the main body 16 is erected, and exhaust gas from which some incineration ash components are separated is discharged. ing. The discharge unit 19 is connected to the heat exchanger 20 used in the next process via the pipe L2, and the exhaust gas is supplied to the heat exchanger 20.
そして、配管L1を介して、前記流入口18から本体16内に流入した焼却灰を含む高温排ガスは、本体16の円筒状内壁にぶつかって旋回し、それによって、所定の粒径より大きい焼却灰の成分はホッパー17を通って落下し、所定の粒径より小さい焼却灰の成分は排ガスと共に排出部19から排出され、配管L2を介して次の熱交換工程の熱交換器20へと供給される。 Then, the high-temperature exhaust gas containing the incineration ash that has flowed into the main body 16 from the inflow port 18 through the pipe L1 collides with the cylindrical inner wall of the main body 16 and swirls, whereby the incineration ash larger than the predetermined particle size is formed. The components of incineration ash smaller than a predetermined particle size are discharged from the discharge unit 19 together with the exhaust gas, and are supplied to the heat exchanger 20 in the next heat exchange step via the pipe L2. To.
サイクロン式集塵機15によって分離できる粒径(分離限界粒子径δmin(μm))は、下記数式(1)により求めることができる。 The particle size (separation limit particle size δmin (μm)) that can be separated by the cyclone type dust collector 15 can be calculated by the following mathematical formula (1).
上記数式(1)中、μは高温排ガス(ここでは焼却灰)の粘度(Pa・S)、bは流入口18の入口幅(mm)、nは高温排ガスの旋回回数、ρsは粒子の密度(kg/m3)、uiはサイクロンの入口速度(流入口18における速度:m/s)である。すなわち、入口幅bや、入口速度uiによって、分離限界粒子径δminを規定することができ、分離限界粒子径δminよりも大きい粒径の物質を、捕集可能となっている。 In the above formula (1), μ is the viscosity (Pa · S) of the high temperature exhaust gas (here, incineration ash), b is the inlet width (mm) of the inflow port 18, n is the number of swirls of the high temperature exhaust gas, and ρ s is the particle. Density (kg / m 3 ), ui is the inlet velocity of the cyclone (velocity at inlet 18: m / s). That is, the separation limit particle diameter δmin can be defined by the inlet width b and the inlet velocity ui, and a substance having a particle size larger than the separation limit particle diameter δmin can be collected.
図4には、サイクロン式集塵機15における、粒径(横軸:μm)と、頻度(左側の縦軸:%)や通過分積算(右側の縦軸:%)との関係が示されているが、破線の縦線で示した分離限界粒子径δminの設計ポイントA,B,C,Dよりも、図中右側の範囲の粒径の物質を捕集可能であることを意味している。例えば、設計ポイントDにおいては、粒径100μm以上の物質を捕集でき、その捕集された焼却灰の平均粒径は150μmであることを意味している。同様に、設計ポイントCにおいては、粒径60μm以上の物質を捕集でき、その捕集された焼却灰の平均粒径は100μmであることを意味し、設計ポイントBにおいては、粒径30μm以上の物質を捕集でき、その捕集された焼却灰の平均粒径は80μmであることを意味している。よって、例えば、分離限界粒子径δminの設計ポイントを、Cより小さくすることで、平均粒径100μm以下となる焼却灰を捕集可能となる。 FIG. 4 shows the relationship between the particle size (horizontal axis: μm), the frequency (vertical axis on the left side:%), and the integrated passage amount (vertical axis on the right side:%) in the cyclone type dust collector 15. However, it means that substances having a particle size in the range on the right side of the figure can be collected from the design points A, B, C, and D having a separation limit particle diameter of δmin indicated by the vertical line of the broken line. For example, at design point D, it means that a substance having a particle size of 100 μm or more can be collected, and the average particle size of the collected incineration ash is 150 μm. Similarly, at design point C, it means that a substance having a particle size of 60 μm or more can be collected, and the average particle size of the collected incineration ash is 100 μm, and at design point B, the particle size is 30 μm or more. It means that the substance can be collected and the average particle size of the collected incineration ash is 80 μm. Therefore, for example, by making the design point of the separation limit particle diameter δmin smaller than C, incineration ash having an average particle diameter of 100 μm or less can be collected.
本発明において、上記分離限界粒径δmin(μm)は、5〜60μmの範囲で設定することが好ましく、5〜20μmの範囲で設定することがより好ましい。 In the present invention, the separation limit particle size δmin (μm) is preferably set in the range of 5 to 60 μm, and more preferably set in the range of 5 to 20 μm.
本発明においては、分離限界粒径δmin(μm)を上記のような範囲にすることにより、高温排ガスから回収される焼却灰からなる土壌物性調整材の平均粒径を100μm以下とすることが好ましく、50μm以下とすることがより好ましい。土壌物性調整材の平均粒径を上記のように小さくすることにより、汚染土壌に添加したときの土壌の細粒化をより促進することができる。 In the present invention, it is preferable that the separation limit particle size δmin (μm) is set to the above range so that the average particle size of the soil property adjusting material composed of incinerated ash recovered from the high temperature exhaust gas is 100 μm or less. , 50 μm or less is more preferable. By reducing the average particle size of the soil property adjusting material as described above, it is possible to further promote the fine graining of the soil when it is added to the contaminated soil.
なお、本発明において、平均粒径とは、メジアン粒径D50を示し、土壌の団粒状態の粒度分布から求めている。すなわち、例えば土壌を有姿の状態で標準篩を用いて質量基準での頻度分布を測定し、50%分級点の粒径(D50)を求めることによって規定される粒径を意味する。 In the present invention, the average particle size indicates the median particle size D 50 , and is obtained from the particle size distribution in the aggregated state of the soil. That is, for example, it means the particle size defined by measuring the frequency distribution on a mass basis using a standard sieve in a state where the soil is as it is and obtaining the particle size (D 50 ) at the 50% classification point.
更に、サイクロン式集塵機15の内部温度は、500〜900℃とされているが、750〜850℃であることが好ましい。サイクロン式集塵機15の内部温度が、500〜900℃であれば、例えば平成15年3月6日環境省告示第19号(以下、「環告19号」という)や、平成15年3月6日環境省告示第18号(以下、「環告18号」という)の分析方法で測定した場合、汚染状態に関する基準で規制される重金属及びその化合物のうちのいくつかのものの沸点より高くなるため、それらの重金属及びその化合物を減らして、汚染状態に関する基準を満たしやすくすることができる。 Further, the internal temperature of the cyclone type dust collector 15 is set to 500 to 900 ° C, but is preferably 750 to 850 ° C. If the internal temperature of the cyclone type dust collector 15 is 500 to 900 ° C, for example, Notification No. 19 of the Ministry of the Environment (hereinafter referred to as "Notification No. 19") on March 6, 2003 or March 6, 2003. When measured by the analysis method of Ministry of the Environment Notification No. 18 (hereinafter referred to as "Notification No. 18"), it is higher than the boiling point of some of heavy metals and their compounds regulated by the standards for pollution status. , Those heavy metals and their compounds can be reduced to make it easier to meet the criteria for contamination status.
因みに、上記汚染状態に関する基準で規制されている重金属及びその化合物の沸点は、下記表1に示される通りである。 Incidentally, the boiling points of heavy metals and their compounds regulated by the above-mentioned standards for pollution status are as shown in Table 1 below.
なお、サイクロン式集塵機15の内部温度が、500℃未満の場合には、上記のような汚染状態に関する基準に定める汚染物質を十分に除去しにくくなり、900℃を超えると、灰分の一部が溶融してクリンカを生成しやすくなる。 If the internal temperature of the cyclone type dust collector 15 is less than 500 ° C, it becomes difficult to sufficiently remove the pollutants specified in the above-mentioned standards for the contaminated state, and if it exceeds 900 ° C, a part of the ash content is removed. It melts and easily produces clinker.
また、この実施形態においては、上述した集塵工程の次の工程として、熱交換工程を有している。この熱交換工程は、周知の熱交換器20を有しており、前記集塵工程により焼却灰から分離された排ガスが、配管L2を介して熱交換器20へと供給されて、図示しない配管を通して供給される水などの被加熱流体と熱交換して温度が低下し、低温排ガスとされる。 Further, in this embodiment, a heat exchange step is provided as a step following the above-mentioned dust collecting step. This heat exchange step has a well-known heat exchanger 20, and the exhaust gas separated from the incineration ash by the dust collection step is supplied to the heat exchanger 20 via the pipe L2, which is not shown. It exchanges heat with a fluid to be heated such as water supplied through it, and the temperature drops, resulting in low-temperature exhaust gas.
更に、この実施形態においては、上記熱交換工程の次の工程として、低温集塵工程を有している。この低温集塵工程は、いわゆるバグフィルター等の周知のろ過式集塵機25を有しており、前記熱交換工程により所定温度とされた排ガスが、配管L3を介してろ過式集塵機25へと供給されて、所定の汚染物質を含む低温集塵灰と、低温排ガスとに分離される。低温集塵灰は回収されて埋め立て等によって処理されて、低温排ガスはそのまま排出される。 Further, in this embodiment, a low temperature dust collecting step is provided as a step following the heat exchange step. This low-temperature dust collector has a well-known filter-type dust collector 25 such as a so-called bag filter, and exhaust gas having a predetermined temperature by the heat exchange step is supplied to the filter-type dust collector 25 via the pipe L3. It is separated into low-temperature dust collecting ash containing a predetermined pollutant and low-temperature exhaust gas. The low-temperature dust ash is collected and processed by landfill, etc., and the low-temperature exhaust gas is discharged as it is.
なお、この実施形態においては、上記の低温集塵工程の次の工程として、ガス洗浄工程を含めてもよい。このガス洗浄工程は、周知のスクラバー等の洗浄塔30を有しており、前記低温集塵工程により分離された低温排ガスが、配管L4を介して洗浄塔30へと供給されて、それ以前の工程で捕集できなかったSOx等の有害物質を取り除くことが可能となっている。ただし、この実施形態においては、有機性廃棄物焼却工程において、有機性廃棄物にCa源を添加して脱硫されるので、洗浄塔30は不要か、必要であっても低負荷のものでよい。 In this embodiment, a gas cleaning step may be included as a step following the above-mentioned low-temperature dust collecting step. This gas cleaning step has a well-known scrubber or the like cleaning tower 30, and the low-temperature exhaust gas separated by the low-temperature dust collecting step is supplied to the cleaning tower 30 via the pipe L4, and before that. It is possible to remove harmful substances such as SOx that could not be collected in the process. However, in this embodiment, in the organic waste incineration step, the organic waste is desulfurized by adding a Ca source, so that the scrubber 30 is unnecessary, or even if it is necessary, it may have a low load. ..
以上のような製造方法によって、製造された土壌物性調整材は、前述した図1に示すような、乾式磁選による汚染土壌の処理方法に用いられる。 The soil property adjusting material produced by the above-mentioned production method is used in the method for treating contaminated soil by dry magnetic selection as shown in FIG. 1 described above.
次に上記工程からなる土壌物性調整材の製造方法の作用効果について説明する。 Next, the action and effect of the method for producing a soil property adjusting material comprising the above steps will be described.
すなわち、この製造方法は、図2に示すように、炉内温度を500〜900℃とした流動炉10に有機性廃棄物を投入し、該流動炉10内に空気を吹き込みつつ、有機性廃棄物を焼却する焼却工程を有する。このとき、本発明の好ましい態様として、空気比を1.0以下とした空気を吹き込みつつ、有機性廃棄物を焼却することにより、流動炉10から供給された高温灰ガスに、表面積が大きく吸湿性能が高い炭素を含ませることができる。 That is, in this manufacturing method, as shown in FIG. 2, organic waste is put into a flow furnace 10 having a furnace temperature of 500 to 900 ° C., and air is blown into the flow furnace 10 for organic waste. It has an incineration process that incinerates things. At this time, as a preferred embodiment of the present invention, the high-temperature ash gas supplied from the flow furnace 10 has a large surface area and absorbs moisture by incinerating the organic waste while blowing air having an air ratio of 1.0 or less. It can contain carbon with high performance.
また、炭素は粒径が比較的小さいため、この炭素を含んだ高温排ガスが、集塵工程において、サイクロン式集塵機15に供給されて、遠心力によって一部の焼却灰の成分が排ガスから分離されて焼却灰として回収されることにより、粒径の小さい焼却灰を得ることができる。その結果、炭素を含み且つ粒径の小さい焼却灰からなる土壌物性調整材を製造することができる。また、この土壌物性調整材は、高温で集塵された集塵灰からなるので、低沸点の重金属(例:ヒ素、セレン等)の濃度が通常の焼却灰と比較して低くなり、環告19号や環告18号で分析した際に汚染状態に関する基準を満たしやすくすることができる。 Further, since carbon has a relatively small particle size, the high-temperature exhaust gas containing this carbon is supplied to the cyclone type dust collector 15 in the dust collection process, and some incineration ash components are separated from the exhaust gas by centrifugal force. By recovering as incineration ash, incineration ash with a small particle size can be obtained. As a result, it is possible to produce a soil property adjusting material composed of incineration ash containing carbon and having a small particle size. In addition, since this soil property conditioner is composed of dust collected ash collected at high temperature, the concentration of low boiling point heavy metals (eg, arsenic, selenium, etc.) is lower than that of ordinary incinerated ash. It is possible to easily meet the criteria regarding the state of contamination when analyzed in No. 19 and No. 18 of the Circulation.
こうして製造した土壌物性調整材を、鉄粉を添加混合した汚染土壌に添加することによって、土壌物性調整材が汚染土壌中の水分を吸湿して、汚染土壌の団粒構造が形成されにくくなって、汚染土壌の平均粒径を小さくすることができるので、汚染土壌から汚染物質が付着した鉄粉を、乾式磁選により回収する際の、鉄粉の回収率を高めることができる。 By adding the soil property conditioner produced in this way to the contaminated soil to which iron powder is added and mixed, the soil property conditioner absorbs the moisture in the contaminated soil, making it difficult for the aggregate structure of the contaminated soil to be formed. Since the average particle size of the contaminated soil can be reduced, the recovery rate of the iron powder can be increased when the iron powder to which the pollutants are attached from the contaminated soil is recovered by the dry magnetic separation.
また、有機性廃棄物焼却工程における空気の空気比を、0.8〜0.9とした場合には、焼却灰に含まれる炭素含量を、吸湿効果が高まるように調整することができ、同時に、焼却に必要となる燃料の添加量が少ないため、土壌物性調整材の製造コストを抑えることができる。 Further, when the air ratio of air in the organic waste incineration step is set to 0.8 to 0.9, the carbon content contained in the incineration ash can be adjusted so as to enhance the hygroscopic effect, and at the same time. Since the amount of fuel added for incineration is small, the production cost of the soil property adjusting material can be suppressed.
更に、集塵工程において、サイクロン式集塵機15の分離限界粒子径を5〜20μmの範囲で設定した場合には、捕集される集塵灰の平均粒径を小さくし、汚染土壌に添加混合した際に、汚染土壌に含まれる水分の吸湿性を高めることができると共に、土壌の平均粒径を小さくすることができる。 Further, in the dust collection step, when the separation limit particle size of the cyclone type dust collector 15 was set in the range of 5 to 20 μm, the average particle size of the collected dust collector ash was reduced and added to and mixed with the contaminated soil. At the same time, it is possible to increase the hygroscopicity of water contained in the contaminated soil and reduce the average particle size of the soil.
また、この実施形態においては、有機性廃棄物焼却工程において、焼却される有機性廃棄物に、CaCO3、CaO、Ca(OH)2等のCa源を添加して、有機性廃棄物由来の硫黄(S)から発生するSOXと高温で反応させることによって、吸湿性を有する、石膏(半水石膏(CaSO4・1/2H2O)及び無水石膏(CaSO4))が生成されて、焼却灰に含有される。このため、土壌物性調整材自体の組成が調整され、半水石膏や無水石膏が含まれることで、汚染土壌の水分をより吸収させやすくすることができる。 Further, in this embodiment, in the organic waste incineration step, Ca sources such as CaCO 3 , CaO, and Ca (OH) 2 are added to the organic waste to be incinerated to derive from the organic waste. by reaction with SO X and the high temperatures generated from the sulfur (S), hygroscopic, gypsum (hemihydrate gypsum (CaSO 4 · 1 / 2H 2 O) and anhydrous gypsum (CaSO 4)) is generated, It is contained in incineration ash. Therefore, the composition of the soil property adjusting material itself is adjusted, and the inclusion of hemihydrate gypsum or anhydrous gypsum makes it easier to absorb the water content of the contaminated soil.
次に、本発明に係る土壌物性調整材の、一実施形態について説明する。 Next, one embodiment of the soil physical property adjusting material according to the present invention will be described.
この土壌物性調整材は、汚染物質を含む汚染土壌に鉄粉を添加して、該汚染土壌から鉄粉を乾式磁選により回収除去する際に、汚染土壌に添加して汚染土壌の物性を調整するために用いられるものであって、炭素を5〜40質量%含む、有機性廃棄物の焼却灰からなるものである。 This soil property conditioner adjusts the physical properties of the contaminated soil by adding iron powder to the contaminated soil containing pollutants and adding the iron powder to the contaminated soil when recovering and removing the iron powder from the contaminated soil by dry magnetic separation. It is made of incineration ash of organic waste containing 5 to 40% by mass of carbon.
そして、この土壌物性調整材は、炭素を5〜40質量%含有する、有機性廃棄物の焼却灰からなるので、この土壌物性調整材を、汚染土壌に添加混合することによって、汚染土壌の水分を効率良く吸湿して、汚染土壌の水分含有量を低くし、土壌の団粒化を抑制して、汚染土壌の平均粒径を小さくすることができ、汚染土壌を磁選する際に、汚染土壌から汚染物質が付着した鉄粉を乾式磁選により回収する際の鉄粉の回収率を高めることができる。なお、前述したように、炭素の含有量は、5〜20質量%とすることがより好ましい。 Since this soil property adjusting material is composed of incineration ash of organic waste containing 5 to 40% by mass of carbon, the water content of the contaminated soil is added and mixed with the soil property adjusting material. Efficiently absorbs moisture to reduce the water content of contaminated soil, suppress soil agglomeration, reduce the average particle size of contaminated soil, and when magnetically selecting contaminated soil, contaminated soil It is possible to increase the recovery rate of iron powder when recovering iron powder to which pollutants are attached by dry magnetic separation. As described above, the carbon content is more preferably 5 to 20% by mass.
また、前述したように、この土壌物性調整材の平均粒径は、100μm以下とすることが好ましく、50μm以下とすることがより好ましい。この態様によれば、汚染土壌に添加混合した際に、土壌粒子と均一に混ざりやすく、吸湿効果を高めることができると共に、土壌粒子をより細かくすることができる。 Further, as described above, the average particle size of the soil property adjusting material is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. According to this aspect, when added and mixed with the contaminated soil, it is easy to be mixed uniformly with the soil particles, the hygroscopic effect can be enhanced, and the soil particles can be made finer.
また、この土壌物性調整材は、前述したように、有機性廃棄物焼却工程においてCa源を添加することにより、Ca源と有機廃棄物が焼却に生じたSOxと高温の条件での化学反応により形成された石膏を含有するものであってもよい。この態様によれば、製造した土壌物性調整材の吸湿力が高くなり、汚染土壌の水分をより吸収させやすくすることができる。 Further, as described above, this soil property adjusting material is produced by adding a Ca source in the organic waste incineration step, and by chemically reacting the Ca source and the organic waste with the SOx generated in the incineration under high temperature conditions. It may contain the formed gypsum. According to this aspect, the hygroscopicity of the produced soil property adjusting material is increased, and the moisture of the contaminated soil can be more easily absorbed.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、各種の変形実施形態が可能であり、そのような実施形態も本発明の範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modified embodiments are possible within the scope of the gist of the present invention, and such embodiments are also included in the scope of the present invention. ..
1.試料の作製
下記表2に示す条件で、本発明に係る実施例1〜3、及び、比較例1,2の土壌物性調整材を製造した。
1. 1. Preparation of Samples Under the conditions shown in Table 2 below, the soil property adjusting materials of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 according to the present invention were produced.
実施例1〜3は、図2に示した製造装置を用い、サイクロン式集塵機15で採取された焼却灰であって、有機性廃棄物焼却工程において、空気比を調整することによって、炭素含有量を変えて製造したものである。 Examples 1 to 3 are incineration ash collected by the cyclone type dust collector 15 using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, and the carbon content is adjusted by adjusting the air ratio in the organic waste incineration step. It was manufactured by changing.
比較例1は、図6に示される製造装置、すなわち、図2に示される製造装置において、サイクロン式集塵機15を設けず、流動炉10と熱交換器20とを配管L1を介して接続した製造装置を用い、ろ過式集塵機25で採取された低温で捕集された焼却灰からなるものである。 In Comparative Example 1, in the manufacturing apparatus shown in FIG. 6, that is, the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, the flow furnace 10 and the heat exchanger 20 are connected to each other via the pipe L1 without providing the cyclone type dust collector 15. It is composed of incineration ash collected at a low temperature collected by a filtration type dust collector 25 using an apparatus.
なお、比較例2は、半水石膏である。 Comparative Example 2 is hemihydrate gypsum.
2.吸湿性試験
実施例3、比較例1,2の土壌物性調整材をそれぞれ10g用いて、それらの吸湿性能を試験した。試験方法は、旧JIS M881 1−1976「石灰類及びコークス類のサンプリング方法並びに全水分・湿分測定方法」に準拠して行った。
2. 2. Hygroscopicity test Using 10 g of each of the soil property adjusting materials of Example 3 and Comparative Examples 1 and 2, their hygroscopicity was tested. The test method was carried out in accordance with the former JIS M881 1-1976 "Sampling method for limes and cokes and total water / moisture measurement method".
この吸湿性試験の結果が、図7及び下記表3に示されている。図7及び表3に示すように、実施例3の土壌物性調整材は、比較例1、比較例2の土壌物性調整材に比べて、水分の吸湿量が多く、吸湿速度も早い(特に1日経過後の吸湿速度が早い)ことが分かった。 The results of this hygroscopicity test are shown in FIG. 7 and Table 3 below. As shown in FIGS. 7 and 3, the soil property adjusting material of Example 3 has a larger amount of moisture absorption and a faster moisture absorption rate than the soil property adjusting materials of Comparative Examples 1 and 2 (particularly 1). It was found that the rate of moisture absorption after the lapse of days is fast).
3.磁選効果確認試験
実施例1、実施例2、比較例2の各試料について、汚染土壌に図8に付記した添加量(質量%)で添加して混合した後、周知の回転ドラム式の磁選機によって磁着させたときに、どの程度の量を回収できたかを測定した。また、回収した磁着物の、平均粒径についても測定した。
3. 3. Magnetic Separation Effect Confirmation Test Each sample of Example 1, Example 2, and Comparative Example 2 was added to contaminated soil in the amount (mass%) added as shown in FIG. 8 and mixed, and then a well-known rotary drum type magnetic separator was used. It was measured how much was recovered when magnetized by. The average particle size of the recovered magnetic material was also measured.
その結果を、図8に示した。図8に示すように、磁着物は、平均粒径が小さいほど増加する傾向であることが分かった。また、炭素を含有する実施例2の場合であって、特に汚染土壌への炭素添加量が3質量%のものは、実施例1や比較例2に比べて、磁着物の細粒化効果が最も高く、また、磁着物の回収量も大きいことが分かった。 The result is shown in FIG. As shown in FIG. 8, it was found that the magnetic substance tends to increase as the average particle size becomes smaller. Further, in the case of Example 2 containing carbon, in particular, the case where the amount of carbon added to the contaminated soil is 3% by mass has a finer granulation effect of the magnetic substance as compared with Example 1 and Comparative Example 2. It was found that it was the highest and the amount of magnetic material recovered was also large.
4.各試料と汚染物質との関係について
実施例1〜3及び比較例1について、カドミウムや六価クロム等の汚染物質が、土壌に添加前の試料に、どの程度残留しているかを確認した。
4. Relationship between each sample and contaminants In Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, it was confirmed to what extent contaminants such as cadmium and hexavalent chromium remained in the sample before addition to the soil.
その結果を下記表4に示す。 The results are shown in Table 4 below.
表4に示すように、高温集塵の実施例1〜3については、環告19号及び環告18号で分析した際に、汚染状態に関する基準を全て満たしていることがわかる。よって、汚染状態に関する基準を満たしやすい土壌物性調整材を得ることができることが分かった。 As shown in Table 4, it can be seen that the high-temperature dust collection Examples 1 to 3 satisfy all the criteria regarding the contaminated state when analyzed by Circular No. 19 and Circular No. 18. Therefore, it was found that a soil property conditioner that easily meets the criteria for pollution status can be obtained.
これに対して、低温集塵の比較例1は、土壌含有量の基準を満たすものの、セレン、ヒ素、ホウ素の値は、土壌溶出量の基準値を満たせなかったことがわかる。 On the other hand, although Comparative Example 1 of low-temperature dust collection satisfied the standard value of soil content, it can be seen that the values of selenium, arsenic, and boron did not satisfy the standard value of soil elution amount.
5.土壌の団粒形成の抑制効果について
図9(a)には、土壌物性調整材を添加しない土壌の写真が示されており、図9(b)には、半水石膏を添加した土壌を磁選分離した写真が示されており、図9(c)には、本発明における実施例3の土壌物性調整材を土壌に添加して、該土壌を磁選分離した写真が示されている。これらに示されるように、本発明における土壌物性調整材を用いた場合には、土壌がパラパラに分離されて、粒径が小さくなっていることが分かる。
5. About the effect of suppressing the formation of aggregates in the soil Fig. 9 (a) shows a photograph of the soil to which the soil property conditioner was not added, and Fig. 9 (b) shows the soil to which hemihydrate gypsum was added. A separated photograph is shown, and FIG. 9 (c) shows a photograph obtained by adding the soil property adjusting material of Example 3 in the present invention to the soil and magnetically separating the soil. As shown in these, when the soil property adjusting material in the present invention is used, it can be seen that the soil is separated into pieces and the particle size is reduced.
3 砂層
5 ブロワ
10 流動炉
15 サイクロン式集塵機
16 本体
17 ホッパー
18 流入口
19 排出部
20 熱交換器
25 ろ過式集塵機
30 洗浄塔
L1,L2,L3,L4 配管
3 Sand layer 5 Blower 10 Flow furnace 15 Cyclone type dust collector 16 Main body 17 Hopper 18 Inflow port 19 Discharge part 20 Heat exchanger 25 Filtration type dust collector 30 Scrubber L1, L2, L3, L4 Piping
Claims (5)
炉内温度を500〜900℃とした流動炉に有機性廃棄物を投入し、該流動炉内に空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却する有機性廃棄物焼却工程と、
該有機性廃棄物焼却工程で前記有機性廃棄物が焼却されることにより生成された高温排ガスを、内部温度を500℃〜900℃としたサイクロン式集塵機に供給して高温排ガスに含まれる焼却灰高温排ガスに含まれる焼却灰を回収する集塵工程と、
を含み、
前記有機性廃棄物焼却工程において、空気比を1.0以下とした空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却することを特徴とする土壌物性調整材の製造方法。 When iron powder is added to contaminated soil containing pollutants and the iron powder adsorbing pollutants is recovered and removed from the contaminated soil by dry magnetic separation, it is added to the contaminated soil to adjust the physical properties of the contaminated soil. In the method of manufacturing the soil property conditioner used for
An organic waste incineration step in which organic waste is put into a flow furnace having a furnace temperature of 500 to 900 ° C. and air is blown into the flow furnace to incinerate the organic waste.
The high-temperature exhaust gas generated by incineration of the organic waste in the organic waste incineration step is supplied to a cyclone-type dust collector having an internal temperature of 500 ° C. to 900 ° C. and incinerated ash contained in the high-temperature exhaust gas. A dust collection process that collects incineration ash contained in high-temperature exhaust gas,
Only including,
A method for producing a soil physical property adjusting material , which comprises incinerating the organic waste while blowing air having an air ratio of 1.0 or less in the organic waste incineration step .
炉内温度を500〜900℃とした流動炉に有機性廃棄物を投入し、該流動炉内に空気比を1.0以下とした空気を吹き込みつつ、前記有機性廃棄物を焼却することで得られる、炭素を5〜40質量%含む、有機性廃棄物焼却灰からなり、平均粒径が100μm以下とされていることを特徴とする土壌物性調整材。 When iron powder is added to contaminated soil containing pollutants and the iron powder adsorbing pollutants is recovered and removed from the contaminated soil by dry magnetic separation, it is added to the contaminated soil to adjust the physical properties of the contaminated soil. In the soil property conditioner used for
By putting organic waste into a flow furnace having a furnace temperature of 500 to 900 ° C. and incinerating the organic waste while blowing air having an air ratio of 1.0 or less into the flow furnace. A soil physical property adjusting material obtained , which is made of organic waste incineration ash containing 5 to 40% by mass of carbon and has an average particle size of 100 μm or less.
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