飛灰中未反応カルシウムと未利用リン資源による鉛の鉱物化不溶化システムの創出

Research Project

Project/Area Number	22K04385
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research Institution	National Institute of Technology, Toyama College
Principal Investigator	高松さおり富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10547855)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	焼却飛灰 / 重金属 / 鉛 / リン酸カルシウム / 鉛不溶化 / 未利用リン / 未反応消石灰
Outline of Research at the Start	残存有機キレートに起因する浸出水の窒素やCOD除去率低下による最終処分場の安定化遅延問題を解決するとともに，バージン資源を使わず埋立処理に回る廃棄物中の資源を相互利用した新たな飛灰中重金属の安定化システムの創出を目指し，焼却飛灰中に含まれる高度排ガス処理由来の未反応カルシウム成分と食品産業や下水処理システムなどから生じるリン酸塩を含む廃棄物から溶解度が非常に低い難溶性の鉛アパタイトを生成させることによって，従来廃棄されていたものの未利用資源としての利用促進を図るとともに，飛灰中の鉛の鉱物化による長期安定化を提案する。
Outline of Annual Research Achievements	焼却飛灰の不溶化方法として有機キレート剤による薬剤処理が一般的であるが，排ガス処理由来のカルシウム系アルカリ薬剤に起因するカルシウム成分が鉛を不要化するキレートの結合の破壊や錯体形成による溶解を引き起こし，安定化した飛灰からの鉛の再溶出を高める可能性が懸念されている。昨年度は鉛不溶化のための最適条件を探索するため試薬を用いて種々の検討を行った。今年度は昨年度の結果を踏まえ，試薬リン酸カルシウムを用いて水溶液中の鉛を不溶化した試料を一定の期間養生させたものについて溶出試験を行い，不溶化後の安定性に関して評価を行った。養生後の試料からの鉛の溶出についてはほぼ埋立判定基準である0.3 mg/Lを下回ってはいたが，一部は判定基準を上回る試料も確認された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 今年度は昨年度の成果を踏まえ，試薬リン酸カルシウムを用いて水溶液中の鉛を不溶化した試料を一定の期間養生させたものについて溶出試験を行い，不溶化後の安定性に関して評価を行った。養生後の試料からの鉛の溶出についてはほぼ埋立判定基準である0.3 mg/Lを下回ってはいたが，一部は判定基準を上回る試料も確認されたが概ね当初の予定通り研究は進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	次年度は水溶液だけでなく，模擬飛灰および実飛灰を用いて，飛灰中に含まれる高度排ガス処理由来の未反応消石灰とリン酸カルシウムによる鉛不溶化効果について検討を行う。また，鉛除去後に得られた固相の長期安定性については風化加速試験なども加えて評価を行う予定である。