清掃工場の排ガス・回収 CO2 を用いて促進炭酸化処理を施した焼却主灰の溶出および力学特性
焼却主灰のリサイクルに向けた促進炭酸化処理は，CO2 排出削減も同時に可能である。本研究では，この技術の社会実装を目指し，CO2 分離回収設備を有する佐賀市清掃工場にて現地試験を行った。試験は，同清掃工場からの排ガスおよび分離回収された CO2 の 2 種類のガスを焼却主灰に通気した後，その溶出特性 (① 環境庁告示第 13 号試験，② 屋内小型ライシメータ試験) と力学特性を調査した。炭酸化処理後焼却主灰の溶出特性として，Pb 濃度は，試験 ①，② ともに大きく減少したが，Cr(VI) 濃度はともに増加することが確認された。B 濃度は，試験 ① では処理による差はみられなかったが，試験 ②...
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| Published in | 廃棄物資源循環学会論文誌 Vol. 31; pp. 116 - 130 |
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| Main Authors | , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
一般社団法人 廃棄物資源循環学会
2020
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1883-5856 1883-5899 |
| DOI | 10.3985/jjsmcwm.31.116 |
Cover
| Abstract | 焼却主灰のリサイクルに向けた促進炭酸化処理は，CO2 排出削減も同時に可能である。本研究では，この技術の社会実装を目指し，CO2 分離回収設備を有する佐賀市清掃工場にて現地試験を行った。試験は，同清掃工場からの排ガスおよび分離回収された CO2 の 2 種類のガスを焼却主灰に通気した後，その溶出特性 (① 環境庁告示第 13 号試験，② 屋内小型ライシメータ試験) と力学特性を調査した。炭酸化処理後焼却主灰の溶出特性として，Pb 濃度は，試験 ①，② ともに大きく減少したが，Cr(VI) 濃度はともに増加することが確認された。B 濃度は，試験 ① では処理による差はみられなかったが，試験 ② では低く推移することが示唆された。また炭酸化処理による力学特性への影響としては，修正 CBR 値およびコーン指数は低下するが，利用時の必要な強度を満たすことが確認された。ガス種類の違いとしては，炭酸化反応状況や B 濃度挙動に差がみられた。 |
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| AbstractList | 焼却主灰のリサイクルに向けた促進炭酸化処理は，CO2 排出削減も同時に可能である。本研究では，この技術の社会実装を目指し，CO2 分離回収設備を有する佐賀市清掃工場にて現地試験を行った。試験は，同清掃工場からの排ガスおよび分離回収された CO2 の 2 種類のガスを焼却主灰に通気した後，その溶出特性 (① 環境庁告示第 13 号試験，② 屋内小型ライシメータ試験) と力学特性を調査した。炭酸化処理後焼却主灰の溶出特性として，Pb 濃度は，試験 ①，② ともに大きく減少したが，Cr(VI) 濃度はともに増加することが確認された。B 濃度は，試験 ① では処理による差はみられなかったが，試験 ② では低く推移することが示唆された。また炭酸化処理による力学特性への影響としては，修正 CBR 値およびコーン指数は低下するが，利用時の必要な強度を満たすことが確認された。ガス種類の違いとしては，炭酸化反応状況や B 濃度挙動に差がみられた。 |
| Author | 藤川, 拓朗 永山, 陽裕 肴倉, 宏史 佐藤, 研一 繁泉, 恒河 藤田, 大吾 久保田, 洋 髙地, 春菜 |
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| References | 36) (一社) セメント協会：セメント系固化材による地盤改良マニュアル第4版，p.248 (2014 15) 大迫政浩，山田正人，井上雄三，金 容珍，朴 政九，李 東勲，吉田悳男，野村稔郎：日韓の都市ごみ焼却主灰からの重金属類溶出特性に関する比較考察，廃棄物学会論文誌，第12巻，第6号，pp.256-265 (2001 7) 経済産業省 資源エネルギー庁：カーボンリサイクルについて (2020)，https://www.enecho.meti.go.jp/category/others/carbon_recycling/ ( 閲覧日2020年7月16日 34) 野村 弘，東條安匡，松尾孝之，黄 仁姫，松藤敏彦：焼却灰の固結が重金属類の放出に与える影響，第24回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集，pp.617-618 (2013 37) 佐藤 豊，西 達也：改良土のコーン指数と一軸圧縮強度の比例事例，全地連 「 技術フォーラム2012 」 新潟，No.44 (2012 24) 貴田貴子，野間幸生：焼却灰の溶出特性，都市清掃，第41巻，第164号，pp.17-22 (1988 28) 井澤琢磨，高岡昌輝，武田信生，大下和徹，松本忠生：エージングによる都市ごみ焼却主灰中鉛の安定化機構の解明，第17回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集，pp.819-821 (2006 14) 佐野博昭，山田幹雄，柏原 司，金子敏行，古川幹人，原 良治，澄川圭治，中村貴敏：室内エージング実験における製鋼スラグのpH低減効果の確認，土木学会論文集 ( 地圏工学 )，第71巻，第4号，pp.272-277 (2015 20) 本幡照史，李 政準，張 瑞娜，崎田省吾，島岡隆行：焼却灰有効利用のための炭酸化による重金属の不溶化に関する基礎的研究，環境工学研究論文集，第41巻，pp.459-467 (2004 22) 小林一輔：コンクリートの炭酸化に関する研究，土木学会論文集，第433巻，第15号，pp.1-14 (1991 12) 島岡隆行，崎田省吾，小畑博一，田中朝都，西垣正秀：焼却炉実排ガスを用いた炭酸化処理による焼却灰中重金属類の不溶化，第14回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.494-496 (2003 30) H. Kakihana, M. Kotaka, S. Saitoh, M. Nomura and M. Okamoto : Fundamental Studies on the Ionexchange Separation of Boron Isotopes, Bull. Chem. Soc. Japan, Vol.50, pp.158-163 (1977 2) 肴倉宏史：都市ごみ焼却残渣の資源化の現状と課題 ――資源価値の最大化に向けて――，廃棄物資源循環学会誌，第29巻，第5号，pp.339-347 (2018 21) 貴田晶子，野馬幸生：焼却残渣中の易溶性元素の溶出特性，廃棄物学会誌，第8巻，第7号，pp.500-509 (1997 33) (公社) 地盤工学会：地盤材料試験の方法と解説，p.402 (2009 25) 吉永 淳，松脇祟晃，長谷川陽一，柳沢幸雄，貴田晶子，松江秀明，米沢仲四郎：廃棄物中ホウ素の存在形態と溶出性，環境化学，第12巻，第2号，pp.333-342 (2002 35) 平川裕也，佐藤研一，藤川拓朗，古賀千佳嗣，肴倉宏史：密度の異なるマウンドでエージング処理した焼却主灰の力学・溶出特性，平成28年度土木学会西部支部研究発表会，pp.395-396 (2016 38) N. Um, S.-Y. Nam and J.W. Ahn : Effect of Accelerated Carbonation on the Leaching Behavior of Cr in Municipal Solid Waste Incinerator Bottom Ash and carbonation Kinetics, Materials Transactions, Vol.54, No.8, pp.1510-1516 (2013 27) H. Kubota, K. Shigeizumi, T. Fujikawa, C. Koga and K. Sato : An Accelerated, On-site Bottom Ash Aging and Washing Treatment and its Effect for Long-term Leaching, Waste and Biomass Valorization, 〈 online first 〉 DOI https://doi.org/10.1007/s12649-020-01136-9 (2020 9) 肴倉宏史：物理選別とエージングを組み合わせた「焼却主灰グリーン改質技術」の確立，環境研究総合推進費実施課題 (2018)，https://www.erca.go.jp/suishinhi/seika/pdf/seika_2_04/3-1804.pdf ( 閲覧日2020年7月6日 11) 清野昭則，金 相烈，田中信壽，松藤敏彦：炭酸ガス中和前処理による焼却灰からの重金属抑制に関する研究，第10回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.497-499 (1999 18) 松藤敏彦，黄 仁姫：一般廃棄物焼却施設の物質収支・エネルギー消費・コスト算出モデルの作成，環境研究総合推進費 (2011)，https://www.env.go.jp/policy/kenkyu/suishin/kadai/syuryo_report/pdf/K2323.pdf ( 閲覧日2020年7月20日 32) (公社) 地盤工学会：土質試験基本と手引き第二回改訂版，p.76 (2009 1) 環境省：一般廃棄物の排出及び処理状況等 ( 平成30年度 ) について (2020)，http://www.env.go.jp/recycle/waste_tech/ippan/h30/data/env_press.pdf ( 閲覧日2020年7月6日 10) M.F. Bertos, S.J.R. Simons, C.D. Hills and P.J. Carey : A Review of Accelerated Carbonation Technology in the Treatment of Cement-based Materials and Sequestration of CO2, Journal of Hazardous Materials, Vol.112, No.3, pp.193-205 (2004 26) 久保田洋，繁泉恒河，藤川拓朗，古賀千佳嗣，佐藤研一：コンテナを用いた焼却主灰のオンサイト安定化促進処理と長期溶出性への影響，都市清掃，第71巻，第343号，pp.287-292 (2018 5) 三上貴士，縄田大輔，井上陽仁，肴倉宏史：焼却残渣リサイクル施設の受入基準と製品品質基準の実態調査，第26回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集，pp.189-190 (2015 31) R. Keren and F.T. Bingham : Boron in Water, Soil, and Plants, Adv. Soil Sci., Vol.1, pp.229-276 (1985 4) 肴倉宏史：欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収，残渣有効利用の現状，JEFMA，No.66，pp.15-20 (2018 17) 村松光夫，山本朋睦，上宮成之，小島紀徳：CaO-Al2O3-CaSO4水和固化物からの鉛の溶出に及ぼすエトリンガイトおよびモノサルフェート生成の影響，化学工学論文集，第25巻，第5号，pp.752-757 (1999 6) 佐賀市：二酸化炭素分離回収設備について (2020)，https://www.city.saga.lg.jp/main/44494.html ( 閲覧日2020年7月6日 8) (国研) 新エネルギー・産業技術総合開発機構：次世代火力発電等技術開発次世代火力発電技術推進事業CO2排出削減のための要素技術検討 (2019)，https://www.nedo.go.jp/content/100905704.pdf ( 閲覧日2020年7月16日 19) 久保田洋，繁泉恒河，肴倉宏史，佐藤研一：焼却主灰早期安定化のための散水処理と鉛不溶化処理の組み合わせ検討，廃棄物資源循環学会論文誌，第30巻，pp.48-61 (2019 23) 今井敏夫，高野博之，朝倉 宏，遠藤和人，井上雄三：都市ごみ焼却主灰の固化の液時観察と炭酸化，第18回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.821-823 (2007 3) 成岡朋弘，門木秀幸：エージングによる一般廃棄物焼却灰の無害化 (その3) ―― 実証試験，鳥取県衛生環境研究所報，第55号，pp.9-13 (2014 16) 重田道正，山野 元，城安市，重冨吉幸：各種ごみ焼却灰の水洗脱塩素，第10回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.531-534 (1999 29) 吉川栄史，佐々木貴史，樅山 央，佐藤美喜雄，煙道昌敏：工業廃水および最終処分場廃水中のホウ素の除去に関する基礎的検討，土木工学論文集G ( 環境 )，第68巻，第7号，pp.395-400 (2012 13) G. Costa, R. Baciocchi, A. Polettini, R. Pomi, C.D. Hills and P.J. Carey : Current Status and Perspectives of Accelerated Carbonation Processes on Municipal Waste Combustion Residues, Environ. Monit. Assess., Vol.135, pp.55-75 (2007 |
| References_xml | – reference: 36) (一社) セメント協会：セメント系固化材による地盤改良マニュアル第4版，p.248 (2014) – reference: 16) 重田道正，山野 元，城安市，重冨吉幸：各種ごみ焼却灰の水洗脱塩素，第10回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.531-534 (1999) – reference: 18) 松藤敏彦，黄 仁姫：一般廃棄物焼却施設の物質収支・エネルギー消費・コスト算出モデルの作成，環境研究総合推進費 (2011)，https://www.env.go.jp/policy/kenkyu/suishin/kadai/syuryo_report/pdf/K2323.pdf ( 閲覧日2020年7月20日) – reference: 26) 久保田洋，繁泉恒河，藤川拓朗，古賀千佳嗣，佐藤研一：コンテナを用いた焼却主灰のオンサイト安定化促進処理と長期溶出性への影響，都市清掃，第71巻，第343号，pp.287-292 (2018) – reference: 30) H. Kakihana, M. Kotaka, S. Saitoh, M. Nomura and M. Okamoto : Fundamental Studies on the Ionexchange Separation of Boron Isotopes, Bull. Chem. Soc. Japan, Vol.50, pp.158-163 (1977) – reference: 5) 三上貴士，縄田大輔，井上陽仁，肴倉宏史：焼却残渣リサイクル施設の受入基準と製品品質基準の実態調査，第26回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集，pp.189-190 (2015) – reference: 24) 貴田貴子，野間幸生：焼却灰の溶出特性，都市清掃，第41巻，第164号，pp.17-22 (1988) – reference: 32) (公社) 地盤工学会：土質試験基本と手引き第二回改訂版，p.76 (2009) – reference: 23) 今井敏夫，高野博之，朝倉 宏，遠藤和人，井上雄三：都市ごみ焼却主灰の固化の液時観察と炭酸化，第18回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.821-823 (2007) – reference: 17) 村松光夫，山本朋睦，上宮成之，小島紀徳：CaO-Al2O3-CaSO4水和固化物からの鉛の溶出に及ぼすエトリンガイトおよびモノサルフェート生成の影響，化学工学論文集，第25巻，第5号，pp.752-757 (1999) – reference: 2) 肴倉宏史：都市ごみ焼却残渣の資源化の現状と課題 ――資源価値の最大化に向けて――，廃棄物資源循環学会誌，第29巻，第5号，pp.339-347 (2018) – reference: 14) 佐野博昭，山田幹雄，柏原 司，金子敏行，古川幹人，原 良治，澄川圭治，中村貴敏：室内エージング実験における製鋼スラグのpH低減効果の確認，土木学会論文集 ( 地圏工学 )，第71巻，第4号，pp.272-277 (2015) – reference: 29) 吉川栄史，佐々木貴史，樅山 央，佐藤美喜雄，煙道昌敏：工業廃水および最終処分場廃水中のホウ素の除去に関する基礎的検討，土木工学論文集G ( 環境 )，第68巻，第7号，pp.395-400 (2012) – reference: 31) R. Keren and F.T. Bingham : Boron in Water, Soil, and Plants, Adv. Soil Sci., Vol.1, pp.229-276 (1985) – reference: 13) G. Costa, R. Baciocchi, A. Polettini, R. Pomi, C.D. Hills and P.J. Carey : Current Status and Perspectives of Accelerated Carbonation Processes on Municipal Waste Combustion Residues, Environ. Monit. Assess., Vol.135, pp.55-75 (2007) – reference: 28) 井澤琢磨，高岡昌輝，武田信生，大下和徹，松本忠生：エージングによる都市ごみ焼却主灰中鉛の安定化機構の解明，第17回廃棄物資源循環学会研究発表会講演論文集，pp.819-821 (2006) – reference: 15) 大迫政浩，山田正人，井上雄三，金 容珍，朴 政九，李 東勲，吉田悳男，野村稔郎：日韓の都市ごみ焼却主灰からの重金属類溶出特性に関する比較考察，廃棄物学会論文誌，第12巻，第6号，pp.256-265 (2001) – reference: 20) 本幡照史，李 政準，張 瑞娜，崎田省吾，島岡隆行：焼却灰有効利用のための炭酸化による重金属の不溶化に関する基礎的研究，環境工学研究論文集，第41巻，pp.459-467 (2004) – reference: 6) 佐賀市：二酸化炭素分離回収設備について (2020)，https://www.city.saga.lg.jp/main/44494.html ( 閲覧日2020年7月6日) – reference: 9) 肴倉宏史：物理選別とエージングを組み合わせた「焼却主灰グリーン改質技術」の確立，環境研究総合推進費実施課題 (2018)，https://www.erca.go.jp/suishinhi/seika/pdf/seika_2_04/3-1804.pdf ( 閲覧日2020年7月6日) – reference: 4) 肴倉宏史：欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収，残渣有効利用の現状，JEFMA，No.66，pp.15-20 (2018) – reference: 10) M.F. Bertos, S.J.R. Simons, C.D. Hills and P.J. Carey : A Review of Accelerated Carbonation Technology in the Treatment of Cement-based Materials and Sequestration of CO2, Journal of Hazardous Materials, Vol.112, No.3, pp.193-205 (2004) – reference: 1) 環境省：一般廃棄物の排出及び処理状況等 ( 平成30年度 ) について (2020)，http://www.env.go.jp/recycle/waste_tech/ippan/h30/data/env_press.pdf ( 閲覧日2020年7月6日) – reference: 11) 清野昭則，金 相烈，田中信壽，松藤敏彦：炭酸ガス中和前処理による焼却灰からの重金属抑制に関する研究，第10回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.497-499 (1999) – reference: 35) 平川裕也，佐藤研一，藤川拓朗，古賀千佳嗣，肴倉宏史：密度の異なるマウンドでエージング処理した焼却主灰の力学・溶出特性，平成28年度土木学会西部支部研究発表会，pp.395-396 (2016) – reference: 37) 佐藤 豊，西 達也：改良土のコーン指数と一軸圧縮強度の比例事例，全地連 「 技術フォーラム2012 」 新潟，No.44 (2012) – reference: 33) (公社) 地盤工学会：地盤材料試験の方法と解説，p.402 (2009) – reference: 12) 島岡隆行，崎田省吾，小畑博一，田中朝都，西垣正秀：焼却炉実排ガスを用いた炭酸化処理による焼却灰中重金属類の不溶化，第14回廃棄物学会研究発表会講演論文集，pp.494-496 (2003) – reference: 38) N. Um, S.-Y. Nam and J.W. Ahn : Effect of Accelerated Carbonation on the Leaching Behavior of Cr in Municipal Solid Waste Incinerator Bottom Ash and carbonation Kinetics, Materials Transactions, Vol.54, No.8, pp.1510-1516 (2013) – reference: 8) (国研) 新エネルギー・産業技術総合開発機構：次世代火力発電等技術開発次世代火力発電技術推進事業CO2排出削減のための要素技術検討 (2019)，https://www.nedo.go.jp/content/100905704.pdf ( 閲覧日2020年7月16日) – reference: 21) 貴田晶子，野馬幸生：焼却残渣中の易溶性元素の溶出特性，廃棄物学会誌，第8巻，第7号，pp.500-509 (1997) – reference: 3) 成岡朋弘，門木秀幸：エージングによる一般廃棄物焼却灰の無害化 (その3) ―― 実証試験，鳥取県衛生環境研究所報，第55号，pp.9-13 (2014) – reference: 19) 久保田洋，繁泉恒河，肴倉宏史，佐藤研一：焼却主灰早期安定化のための散水処理と鉛不溶化処理の組み合わせ検討，廃棄物資源循環学会論文誌，第30巻，pp.48-61 (2019) – reference: 22) 小林一輔：コンクリートの炭酸化に関する研究，土木学会論文集，第433巻，第15号，pp.1-14 (1991) – reference: 25) 吉永 淳，松脇祟晃，長谷川陽一，柳沢幸雄，貴田晶子，松江秀明，米沢仲四郎：廃棄物中ホウ素の存在形態と溶出性，環境化学，第12巻，第2号，pp.333-342 (2002) – reference: 7) 経済産業省 資源エネルギー庁：カーボンリサイクルについて (2020)，https://www.enecho.meti.go.jp/category/others/carbon_recycling/ ( 閲覧日2020年7月16日) – reference: 34) 野村 弘，東條安匡，松尾孝之，黄 仁姫，松藤敏彦：焼却灰の固結が重金属類の放出に与える影響，第24回廃棄物資源循環学会研究発表会講演集，pp.617-618 (2013) – reference: 27) H. Kubota, K. Shigeizumi, T. Fujikawa, C. Koga and K. Sato : An Accelerated, On-site Bottom Ash Aging and Washing Treatment and its Effect for Long-term Leaching, Waste and Biomass Valorization, 〈 online first 〉 DOI https://doi.org/10.1007/s12649-020-01136-9 (2020) |
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| SubjectTerms | CCU 土木資材 溶出特性 炭酸化 焼却主灰 |
| Title | 清掃工場の排ガス・回収 CO2 を用いて促進炭酸化処理を施した焼却主灰の溶出および力学特性 |
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