JP2001116229A - 廃棄物の焼却処理方法及び焼却処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 収集した廃棄物を焼却炉に装入する前の工程
で含有水分を抜き取ることによって炉内温度の低下を抑
えダイオキシン等の有害ガスによる環境汚染を防止す
る。 【解決手段】 脱水チャンバ３に装入した廃棄物をプッ
シャ３ｆで圧縮して脱水及び固形化した廃棄物ビレット
５０とし、この廃棄物ビレット５０をクラッシャ６に装
入して機械的に破砕して処理塊５１とし、この処理塊５
１をピット７に投入保管したものを焼却炉９に装入して
焼却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば厨房から
排出される生ゴミを含む都市ゴミやその他の廃棄物の焼
却処理に係り、特に有害なダイオキシン類の難分解性有
機塩素化合物の発生を効果的に抑えて環境保全が図れる
ようにした廃棄物の焼却処理方法及び焼却処理設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】生ゴミを含む都市ゴミやその他の廃棄物
は、埋め立てに利用される一部のものを除いて焼却炉に
よって焼却され、その焼却灰を埋め立て地に輸送して埋
め立てる処理が各自治体で行なわれている。このような
廃棄物の焼却処理では、焼却時に発生する塩素系のダイ
オキシンを含むガスが排出されるので、自然環境に大き
な影響を及ぼすことが指摘されている。

【０００３】ダイオキシン類の難分解性有機塩素化合物
は、焼却炉内での廃棄物の焼却温度が適正値より低下す
るときに発生する。そして、このような焼却温度の低下
は、廃棄物に含まれている水分の量に相関があることも
広く知られている。

【０００４】一方、従来の焼却炉を備える廃棄物処理設
備は、ゴミ収集車によって回収したゴミをピットの中に
投入しておき、バケットクレーンで大量のゴミを焼却炉
に投入するというのが基本的な構造である。そして、焼
却炉によるゴミの焼却と焼却灰の回収処理は環境問題を
考慮してバッチ式で実行していくというのが殆どであ
る。たとえば、比較的小容量のもので焼却炉を備える設
備では、１日の操業時間が８時間程度のバッチ運転が通
常であり、起動時には燃焼立ち上げ及び停止時には燃焼
立ち下げの過程を毎日繰り返すことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バッチ式の
運転の場合では、ピットに回収された容量のゴミの全て
についての焼却処理を毎日続けていくので、翌日に処理
されるゴミはその前日または当日の早朝に回収されたも
のとなる。そして、回収されたゴミの中では特に食品の
生ゴミに水分が多く含まれ、この水分が抜けきれないま
ま焼却炉に投入されることになる。したがって、可燃性
のゴミを多量に含んでいても生ゴミによる水分によって
燃焼温度が低下する傾向にあり、７５０℃〜８００℃が
適切とされる焼却温度が６５０℃程度またはそれ以下の
温度まで下がる。このように焼却温度が下がると、未燃
焼による黒灰として焼却炉から排出され、廃棄物から発
生する有害ガスが熱分解されないで塩素ガスやダイオキ
シンなどの有害ガスが放出されてしまう。

【０００６】以上のように、従来のバッチ運転による廃
棄物処理設備では、収集したゴミをピットに投入した後
にそのまま焼却炉に投入されるので、水分を多量に含ん
だまま処理される。したがって、燃焼立ち上げ後に最適
燃焼温度となるように加熱量を制御しても、含有水分に
よって燃焼炉の炉内温度が低下し、ダイオキシン類の難
分解性有機塩素化合物の発生が避けられない。

【０００７】本発明は、収集した廃棄物を焼却炉に装入
する前の工程で含有水分を抜き取ることによって炉内温
度の低下を抑え、ダイオキシン等の有害ガスによる環境
汚染を防止できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物を焼却
炉に装入して焼却する焼却処理方法であって、前記焼却
炉に前記廃棄物を装入する前に、前記廃棄物を脱水及び
圧縮して固形分の廃棄物ビレットとする工程と、前記廃
棄物ビレットを破砕して処理塊とする工程とを含み、前
記処理塊を前記焼却炉に装入して焼却することを特徴と
する。

【０００９】また、本発明の廃棄物の焼却処理設備は、
収集した廃棄物を焼却炉に送るラインに、前記廃棄物を
装入して脱水及び固形化処理した廃棄物ビレットとして
下流側に送り出し可能な脱水チャンバと、前記廃棄物ビ
レットを受けてこれを破砕し処理塊として排出するクラ
ッシャと、前記処理塊を投入保管するピットと、前記ピ
ットに保管された前記処理塊を前記焼却炉に装入する装
入手段とを配置したことを特徴とする。

【００１０】このような構成において、前記脱水チャン
バには、装入された前記廃棄物を圧縮するプッシャと、
前記プッシャによる圧縮力によって絞り出される前記廃
棄物中の水分を外部に導く脱水孔とを備え、更に前記脱
水孔に流路を接続され廃棄物中から絞り出された水を浄
化処理する水処理槽を備えてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の廃棄物の焼却処理
設備であって廃棄物の搬入から脱水固形処理までのライ
ンを示す模式図、図２は図１のラインに連続し固形処理
物の破砕から焼却までのラインを示す模式図である。

【００１２】図１において、ゴミの収集車Ｖが乗り入れ
るポート１に連ねて搬入コンベア２ａが配置され、この
搬入コンベア２ａの下流に脱水チャンバ３，搬送コンベ
ア２ｂがそれぞれ配置され、脱水チャンバ３の下には水
処理槽４を備えている。

【００１３】脱水チャンバ３は圧力容器のような剛性の
高い構造体であり、側壁には搬入コンベア２ａに臨む装
入口３ａを備え、この装入口３ａの下側には下端をヒン
ジ機構によって連接した上流側開閉扉３ｂを図中の一点
鎖線で示す向きに開けるように設けている。また、搬送
コンベア２ｂ側に臨む側壁の下端には上流側開閉扉３ｂ
と同じ形状の下流側開閉扉３ｃをヒンジ機構によって開
閉可能に配置している。これらの上流側及び下流側の開
閉扉３ｂ，３ｃは、図示の閉じた状態から一点鎖線で示
す姿勢に開くことができる。

【００１４】脱水チャンバ３の内部にはシリンダ３ｄを
配置して、そのロッド３ｅを下向きに突き出し、このロ
ッド３ｅの先端にはプッシャ３ｆを備える。このプッシ
ャ３ｆは脱水チャンバ３の内部断面のほぼ全体を占める
形状を持ち、ロッド３ｅを図中の矢印方向に動かすと装
入された廃棄物の全体を圧縮する。一方、プッシャ３ｆ
による圧縮工程のときに廃棄物が脱水チャンバ３から逆
流しないように、装入口３ａにシャッタ３ａ−１を付帯
する。このシャッタ３ａ−１は、装入口３ａの上に配置
したスライド式のもので、図中の矢印方向に下降させる
ことで装入口３ａを閉じることができる。

【００１５】図３は図１のＡ−Ａ線矢視による要部の縦
断面図であり、図示のように上流側及び下流側の開閉扉
３ｂ，３ｃを備えない側壁の下端側には多数の脱水孔３
ｇを開けている。これらの脱水孔３ｇは廃棄物の小片が
詰まらない程度の小さな内径としたもので、脱水チャン
バ３の側壁には全ての脱水孔３ｇを含む大きさのジャケ
ット３ｈを取り付け、このジャケット３ｈには水処理槽
４までの流路を接続した排水管３ｉを連結する。

【００１６】なお、脱水孔３ｇとジャケット３ｈは脱水
チャンバ３の底部壁に設けることができ、上流側及び下
流側の開閉扉３ｂ，３ｃにも同様に設けてもよい。そし
て、バッチ運転するときに脱水チャンバ３が空になって
いるとき、排水管３ｉから洗浄用の水を圧送して脱水孔
３ｇを逆洗すれば、この中に詰まっている廃棄物を脱水
チャンバ３の内部に貯めて回収できる。

【００１７】水処理槽４は第１槽４ａ，第２槽４ｂ，第
３槽４ｃを備えたもので、第１槽４ａにはバクテリアを
添加して脱水チャンバ３からの汚水を生物化学的に分解
するとともに固形分を沈殿させ、第２槽４ｂ及び第３槽
４ｃで更に沈殿させて水を浄化する。そして、第３槽４
ｃ内の処理水はポンプ４ｄによって下水へと排出され
る。

【００１８】更に、脱水チャンバ３内に装入された廃棄
物はプッシャ３ｆによる圧下を受けて廃棄物ビレット５
０の固形分となる。この廃棄物ビレット５０を搬送コン
ベア２ｂ側に送り出すために、脱水チャンバ３の近傍に
送り出しシリンダ５を配置する。

【００１９】搬送コンベア２ｂの下流には、図２に示す
ように廃棄物ビレット５０を粉砕して処理塊５１とする
ためのクラッシャ６，このクラッシャ６から排出される
処理塊５１を受けて搬送する移送コンベア２ｃ、この移
送コンベア２ｃの下流に臨ませて設けたピット７、ピッ
ト７からの処理塊５１をクラブバケット８で装入してバ
ッチ運転によって焼却する焼却炉９をそれぞれ備える。

【００２０】クラッシャ６は、搬送コンベア２ｂに臨む
位置に投入口６ａ及び移送コンベア２ｃの上側で開口さ
せた排出口６ｂを備え、投入孔６ａから排出口６ｂに向
けて廃棄物ビレット５０を案内しながら順に破砕してい
く複数の破砕ローラ６ｃを内部に配列したものである。
破砕ローラ６ｃはたとえば周面を平歯車状に形成したも
ので、廃棄物ビレット５０を排出口６ｂ側に送る向きに
回転駆動される。そして、破砕ローラ６ｃどうしの間で
廃棄物ビレット５０を圧下することによって、排出口６
ｂから出るときには小さな固形分の処理塊５１とするこ
とができる。

【００２１】ピット７は移送コンベア２ｃから送り込ま
れた処理塊５１を貯めるための設備であり、クラブバケ
ット８は図中の矢印方向に移動してピット７の中の処理
塊５１を焼却炉９の内部の焼却室に装入する。焼却炉９
は廃棄物処理に従来から利用されている構造のものであ
ればよい。

【００２２】以上の構成において、ゴミの収集車Ｖから
搬入コンベア２ａに投棄された廃棄物は、搬入コンベア
２ａによって装入口３ａから脱水チャンバ３に装入され
る。廃棄物の装入量は図１において一点鎖線で示す程度
の高さまでであり、このレベルまで廃棄物が装入される
と、シャッタ３ａ−１を下降させて装入口３ａを閉じ
る。一方、廃棄物の装入工程の期間ではシリンダ３ｄの
ロッド３ｅは上昇位置にあり、プッシャ３ｆは一点鎖線
で示す装入レベルよりも上に保持されている。

【００２３】シャッタ３ａ−１を閉じた後、シリンダ３
ｄのロッド３ｅを下降させてプッシャ３ｆによって水分
を含む廃棄物を緩やかに圧縮していく。この圧縮によっ
て、装入レベルまでの嵩であった廃棄物は脱水チャンバ
３の底壁とプッシャサ３ｆとの間に密に充填された固形
の廃棄物ビレット５０となる。そして、プッシャ３ｆに
よる圧縮工程では、廃棄物に含まれていた水分も圧縮さ
れ脱水孔３ｇが逃げ道となってこの脱水孔３ｇから排出
される。

【００２４】脱水孔３ｇからの排出脱水は、廃棄物を圧
縮するときに水分が絞り出されることによる。このと
き、流動性のある廃棄物の成分は水と一緒に脱水孔３ｇ
から抜けていくが、この廃棄物の成分は最終的に水処理
槽４の第１槽４ａでバクテリアによって分解され固形分
はそのまま沈殿するので設備の外に排出されることはな
い。また、固形分が脱水孔３ｇに詰まってしまう場合も
あるが、プッシャ３ｆによって圧縮されて外に出ようと
する水の圧力はかなり高いため、このような詰まりも一
緒に排出され、脱水効果を下げてしまうことはない。

【００２５】脱水孔３ｇから排出された水はジャケット
３ｈから排水管３ｉを経て水処理槽４の第１槽４ａに送
られ、ここでバクテリアによる生物化学的分解と固形分
の沈殿処理が行なわる。そして、第１槽４ａから第２槽
４ｂ，第３槽４ｃに送られた水は浄化され、ポンプ４ｄ
によって下水として排出される。

【００２６】プッシャ３ｆにより圧縮されて固形の廃棄
物ビレット５０は、当初の廃棄物と比べると水分の大半
が除去された１個の塊となる。そして、この固形の廃棄
物ビレット５０を搬送コンベア２ｂに移載するため、上
流側及び下流側の開閉扉３ｂ，３ｃを図１の一点鎖線で
示すように開いた後、送りシリンダ５を作動させる。こ
の送りシリンダ５は、そのロッド５ａの先端に設けた板
状のヘッド５ｂを設けたもので、ロッド５ａを進出させ
てヘッド５ｂを上流側開閉扉３ｂが開いている部分から
押し込む。これにより、脱水チャンバ３の底壁に載って
いる廃棄物ビレット５０は搬送コンベア２ｂ上に移載さ
れ、移載完了後に搬送コンベア２ｂを作動させる。

【００２７】搬送コンベア２ｂは、図２に示すようにク
ラッシャ６の投入口６ａの直ぐ近くまで廃棄物ビレット
５０を送った後にそのままクラッシャ６の中に送り出
す。クラッシャ６の中に投入された廃棄物ビレット５０
は、排出口６ｂ側に向けて配列した破砕ローラ６ｃの回
転駆動によって強制的に破砕される。この破砕工程で
は、特に排出口６ｂ側に最も近くに配置され相互の間隔
を短くした大径の破砕ローラ６ｃによって細かく破砕さ
れ、処理塊５１として排出口６ｂから排出される。この
処理塊５１は細かいほど焼却炉９内での焼却処理が効率
的に行なえるが、人の拳程度の大きさでも燃焼に好適な
表面積を持つので焼却効率の低下はない。

【００２８】排出口６ｂから排出された処理塊５１は移
送コンベア２ｃの上に載ってそのまま移送され、ピット
７内に投入される。このピット７に投入された処理塊５
１は、焼却炉９がバッチ運転を行なうので一定期間その
まま保管される。

【００２９】このような保管は従来の焼却処理設備でも
同様であるが、従来は収集した廃棄物をそのまま投棄し
ていたので、水分を含んだままで嵩も大きい。したがっ
て、保管期間が長かったり気温が高い季節であると、含
まれた水が廃棄物とともに腐乱し蛆が発生したり異臭を
放つ。これに対し、本発明の焼却処理設備では、ピット
７に投入される処理塊５１は水分をほとんど含まないの
で、長時間そのまま保管されたとしても腐乱臭の放散や
蛆の発生が防止され、従来では最も劣悪とされていたピ
ット７周りの環境が大幅に改善される。また、処理塊５
１は脱水チャンバ３で圧縮された廃棄物ビレット５０を
破砕したものなので、嵩は元々の廃棄物に比べると格段
に小さい。したがって、ピット７の容積も小さくて済
み、設備面積の縮小も可能となる。

【００３０】焼却炉９でのバッチ運転を開始するとき、
バーナによる着火燃焼などによって、廃棄物燃焼に適切
な炉内温度となるように立ち上げられる。この起動時の
立ち上げ温度は約１０００℃程度であり、その後一定の
時間ごとに温度を下げていくように熱操作する。このよ
うな起動時の炉内温度の立ち上げと熱操作は従来の廃棄
物処理用の焼却炉の場合とほぼ同様である。

【００３１】焼却炉９が１０００℃程度の炉内温度に設
定されると、クラブバケット８によてピット７内の処理
塊５１を焼却炉９に装入する。なお、処理塊５１の装入
量は１回の運転ごとにほぼ同じとする。装入される処理
塊５１は脱水チャンバ３内での脱水処理を受けているの
で含有水分は殆どなく、クラッシャ６の破砕によって元
々の廃棄物では大きなゴミであったものが細かく破砕さ
れている。そして、処理塊５１は脱水後の固形分の廃棄
物ビレット５０をクラッシャ６により機械的な打撃また
は剪断等によって破砕したものなので、その表面積も大
きい。

【００３２】このように焼却炉９に装入される処理塊５
１は含有水分が少ないことから、装入時に炉内温度を急
激に下げてしまうことはない。このため、炉内温度が適
正に保たれ、高い燃焼効率で焼却できると同時に炉内温
度低下によるダイオキシン等のガスの発生も抑えられ
る。また、処理塊５１の表面積が大きいことから、その
着火温度までの時間の短縮と燃焼が促進され、燃焼効率
を更に高めることができる。そして、クラッシャ６によ
る廃棄物ビレット５０の破砕によって、廃棄物に多量に
含まれる塩化物系のビニル袋も処理塊５１に封じ込まれ
ているので、ビニルが焼却炉９の内壁に付着しにくくな
る。したがって、塩化物による炉内壁の腐食も抑えら
れ、補修作業の軽減も可能となる。

【００３３】

【発明の効果】本発明では、廃棄物を脱水及び固形化処
理して廃棄物ビレットとしたものを破砕して処理塊と
し、含有水分が少ない処理塊を焼却炉に装入するので、
炉内温度の低下がなく、ＣＯやダイオキシン類の難分解
性有機塩素化合物などの発生を効果的に抑えるでき、環
境の劣化が防止される。また、処理塊は含有水分が少な
いだけでなく、クラッシャを用いた機械的な破砕であれ
ばその表面積が大きくなるので燃焼効率も向上し、焼却
処理時間も短縮される。

【００３４】また、水処理層を備えるものでは、脱水チ
ャンバから排出した廃棄物含有の水分や脱水時に一緒に
排出される細かい廃棄物を浄化処理できるので、廃棄物
を含む汚水等をそのまま放流させることのない設備とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の廃棄物の焼却処理設備であって廃棄
物の搬入から脱水固形処理までのラインを示す模式図で
ある。

【図２】 図１のラインに連続し固形処理物の破砕から
焼却までのラインを示す模式図である。

【図３】 図１のＡ−Ａ線矢視による要部の概略縦断面
図である。

【符号の説明】

１ ポート ２ａ 搬入コンベア ２ｂ 搬送コンベア ２ｃ 移送コンベア ３ 脱水チャンバ ３ａ 装入口 ３ａ−１ シャッタ ３ｂ 上流側開閉扉 ３ｃ 下流側開閉扉 ３ｄ シリンダ ３ｅ ロッド ３ｆ プッシャ ３ｇ 脱水孔 ３ｈ ジャケット ３ｉ 排水管 ４ 水処理槽 ５ 送りシリンダ ６ クラッシャ ６ａ 投入口 ６ｂ 排出口 ６ｃ 破砕ローラ ７ ピット ８ クラブバケット ９ 焼結炉 ５０ 廃棄物ビレット ５１ 処理塊

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K065 AB01 AC01 BA05 BA06 CA02 CA03 CA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を焼却炉に装入して焼却する焼却
   処理方法であって、前記焼却炉に前記廃棄物を装入する
   前に、前記廃棄物を脱水及び圧縮して固形分の廃棄物ビ
   レットとする工程と、前記廃棄物ビレットを破砕して処
   理塊とする工程とを含み、前記処理塊を前記焼却炉に装
   入して焼却することを特徴とする廃棄物の焼却処理方
   法。
2. 【請求項２】 収集した廃棄物を焼却炉に送るライン
   に、前記廃棄物を装入して脱水及び固形化処理した廃棄
   物ビレットとして下流側に送り出し可能な脱水チャンバ
   と、前記廃棄物ビレットを受けてこれを破砕し処理塊と
   して排出するクラッシャと、前記処理塊を投入保管する
   ピットと、前記ピットに保管された前記処理塊を前記焼
   却炉に装入する装入手段とを配置したことを特徴とする
   廃棄物の焼却処理設備。
3. 【請求項３】 前記脱水チャンバには、装入された前記
   廃棄物を圧縮するプッシャと、前記プッシャによる圧縮
   力によって絞り出される前記廃棄物中の水分を外部に導
   く脱水孔とを備え、更に前記脱水孔に流路を接続され廃
   棄物中から絞り出された水を浄化処理する水処理槽を備
   えていることを特徴とする請求項２記載の廃棄物の焼却
   処理設備。