非晶質シリカを用いた焼却飛灰安定化と有害重金属の鉱物学的不溶化（令和 3年度）
Stabilization of municipal solid waste incineration fly ash and mineralogical immobilization of toxic metals using by amorphous silica

研究概要

有害重金属を含有する廃棄物焼却飛灰を埋立処分するため、有機系キレート剤を用いた重金属の不溶化が行われている。しかし、有機汚濁源であるキレート剤は埋立地の浸出水処理を長期化させるだけでなく、キレート剤分解に伴う重金属の再溶出が懸念されている。本研究は、焼却飛灰の不安定な鉱物群を、無機処理によって安定かつ重金属を不溶化する鉱物へ転化し、重金属の鉱物学的不溶化と焼却飛灰の早期安定化を同時に実現する処理方法を提案する。

研究の性格

• 主たるもの：技術開発・評価
• 従たるもの：基礎科学研究

全体計画

有害重金属を含有する廃棄物焼却飛灰を埋立処分するため、有機系キレート剤を用いた重金属の不溶化が行われている。しかし、有機汚濁源であるキレート剤は埋立地の浸出水処理を長期化させるだけでなく、キレート剤分解に伴う重金属の再溶出が懸念されている。本研究は、焼却飛灰の不安定な鉱物群を、無機処理によって安定かつ重金属を不溶化するケイ酸カルシウム鉱物へ転化し、重金属の鉱物学的不溶化と焼却飛灰の早期安定化を同時に実現する処理方法を提案する。ケイ酸カルシウム鉱物の最適な生成条件（非晶質シリカの添加量、養生温度・期間など）を明らかにし、重金属の鉱物学的不溶化効果を定量的に示す。焼却飛灰処理物は安定性評価試験（pH依存性試験、風化加速試験、カラム試験など）に供し、鉱物学的不溶化と焼却飛灰の長期的確実な安定性を示す。本成果は、埋立地安定化を促進し、重金属を封じ込めることで問題の解決を狙い、「持続可能な社会の形成」へ貢献する。

今年度の研究概要

籾殻を異なる温度で焼却することで、様々な結晶性、反応性を有する籾殻焼却灰を作成する。作成した試料はX線回折装置により結晶性の確認を行う。また、ポゾラン性（一定量のポゾラン試料により消費された水酸化カルシウム量）を測定する。結晶性や反応性が異なる籾殻焼却灰を用いて、一般廃棄物焼却飛灰からの有害金属の溶出抑制を確認し、埋立判定基準を満たすことが可能となる添加量や養生温度、養生期間などを簡易的に算出できる指標を探索する。