JP2004082100A

JP2004082100A - 焼却残渣の再利用方法および再利用システム

Info

Publication number: JP2004082100A
Application number: JP2003124399A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Shimaoka; 島岡　隆行; Mineki Toba; 鳥羽　峰樹; Junichi Miyake; 三宅　淳一; Takayoshi Sakurai; 櫻井　隆喜; Hiroshi Kichise; 吉瀬　寛; Kazuo Yamauchi; 山内　一夫; Koichi Abe; 阿邊　浩市; Toshihito Uchida; 内田　敏仁
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd; Aso Cement Co Ltd; Kyushu TLO Co Ltd; Fukuoka Prefecture; Aso LLC
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Kurita Water Industries Ltd; Aso Cement Co Ltd; Kyushu TLO Co Ltd; Fukuoka Prefecture; Aso LLC
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP4431672B2

Abstract

【課題】既に埋立処分された焼却残渣および現在発生している焼却残渣の再利用にあたって、焼却残渣に含まれる塩分を効率的かつ経済的に除去する技術を確立する。
【解決手段】焼却残渣を予め設定した粒度により分別し、設定粒度より大きい焼却残渣をそのまま、または水洗浄処理により脱塩してセメント原料あるいは土木資材として使用し、分別後の設定粒度以下の焼却残渣に有機物含有物を混合して屋外処分場に貯留し、自然脱塩により塩分濃度が低減した焼却残渣をセメント原料あるいは土木資材として使用する再利用システムを採用することにより、あらたな設備投資や消耗品の費用を抑えて焼却残渣の脱塩を低コストで実施することができ、経済的な焼却残渣の再利用を推進することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼却施設から排出される焼却残渣および既設埋立処分場の焼却残渣の再利用方法およびこれを実行する再利用システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼却施設からは、産業廃棄物や家庭ごみなどを焼却することに伴い炉底より回収される焼却灰や排ガスに対して集塵装置で回収される飛灰など（以下、これらを総称して焼却残渣という）が排出される。これらの焼却残渣は、そのごく一部がセメント原料あるいは土木資材として再利用されているが、大部分は埋立処分されている。
【０００３】
焼却残渣中には、重金属等の有害成分や塩化カルシウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等の水溶性塩類が含有されている。埋立処分された焼却残渣からは、これらの成分のうち水溶性成分が自然降雨により徐々に溶出するため、電気透析や逆浸透膜による廃液処理やそれらの装置から発生する濃縮水の処分が必要となる。しかし、埋め立てられた処分場からこれらの現象が認められなくなり安定化するためには、少なくとも１０年以上の経過年月が必要とされており、多大な経費と時間が必要とされている。
【０００４】
焼却残渣中には、炉の構造、地域、分別などにより異なるが、一般的に０．５〜２０質量％の塩素が含有されている。このような焼却残渣をセメント原料として使用した場合、セメント中の塩素濃度が高くなるために鉄筋コンクリートに使用されている鋼材を腐食させる。セメントのＪＩＳ規定では、セメント中の塩素含有量は０．０２質量％以下と規定されている。このため現状では、一部のセメント工場で焼却残渣を簡易水洗し、少量使用されているに過ぎない。
【０００５】
焼却残渣中の塩分を除去するための従来の脱塩処理は、水による洗浄処理と化学的な薬品処理に大別される。水による洗浄処理は、大量の水を使用して焼却残渣中の塩分を水に溶解させて脱塩する方法であり、化学的な薬品処理は、塩酸や硝酸などの酸により焼却残渣中の塩分を化学的に溶解させて脱塩する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、水による洗浄処理では、焼却残渣の１０倍以上の大量の水を必要とするとともに、その排水処理に莫大な費用を要し、処理コストが高くなる。また化学的な薬品処理では、強酸や強アルカリの薬品を使用するための薬剤貯留設備や化学反応槽、攪拌装置、固液分離装置等の脱塩に必要な装置のほか、同時に溶出する重金属やｐＨを中性化するための重金属処理装置や中和槽、電気透析または逆浸透膜などの排水処理装置などが必要で、膨大な初期投資が必要である。また使用する薬剤費用も排水量に比例して莫大な費用となる。電気透析または逆浸透膜による処理の場合には、さらに濃縮水の処分費が必要となる。
【０００７】
さらにこのような洗浄処理を施しても、難溶解性塩の除去は完全ではなく、処理後の焼却残渣は依然として０．５〜１．０質量％程度の塩素を含有しており、大量にセメント原料に使用した場合、前記の基準に達しないという問題がある。このようなことから、既に埋立処分された焼却残渣および現在発生している焼却残渣を、経済的かつ効率的に普通セメントの混合材として資源化する技術は未だ確立されていないといえる現状にある。
【０００８】
一方、埋立処分に関しては、増え続ける廃棄物の埋立処分のために埋立地を確保することは今後とも極めて困難な状況にあり、焼却残渣の再利用の促進は極めて重要なことである。とくに、いったん埋立処分された焼却残渣が何らの処置も施されずにこのまま放置されると、今後発生する焼却残渣の埋立処分は立地難から破綻することが予想される。
【０００９】
本発明が解決すべき課題は、既に埋立処分された焼却残渣および現在発生している焼却残渣の再利用にあたって、焼却残渣に含まれる塩分を効率的かつ経済的に除去する技術を確立することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、焼却残渣の経済的な脱塩方法について検討を重ね、大量の水を使用して短時間に強制脱塩する従来の高コストの洗浄処理から脱却し、あらたな脱塩技術とセメント原料あるいは土木資材としての再利用技術を開発した。すなわち、焼却残渣の粒子構成による分別技術により、焼却残渣を再利用すること、また水による洗浄脱塩処理または自然脱塩技術によって、効率よく経済的な脱塩処理が可能となること、および、有機物含有物を混合することを前提とした水蒸気、炭酸ガスによるアルカリ度低減技術と、同じく有機物含有物を混合することを前提とした炭酸ガスによる難溶解性塩の溶解性塩への変換メカニズムを活用した脱塩促進技術を組み合わせることによって、処理期間の短縮が可能となるとの知見を得、これに基づき本発明を完成するに至ったものである。
【００１１】
本発明に係る焼却残渣の再利用方法は、焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の埋立処分焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、前記設定粒度より大きい焼却残渣を、セメント原料あるいは土木資材として使用することを特徴とする焼却残渣の再利用方法である。
【００１２】
焼却施設から排出される焼却残渣は、一般に平均粒度が大きい焼却灰と平均粒度が小さい飛灰とが混然とした状態で排出される。焼却灰はストーカー式燃焼炉の炉底より回収される灰であり、塩分濃度は比較的低い。飛灰は排ガスに対する集塵装置で捕集された微小な灰であり、塩分濃度は燃焼灰よりも高い。また既設の埋立処分場では、焼却施設から排出された状態のまま、すなわち焼却灰と飛灰とが混然とした状態で埋立処分されている。流動床式燃焼炉の場合は焼却残渣の大部分が飛灰である。
【００１３】
そこで本発明では、焼却設備から排出される焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、前記設定粒度より大きい粒度の焼却残渣はそのまま、または水による洗浄脱塩処理を施してセメント原料あるいは土木資材として使用する。また本発明では前記の分別で得られた設定粒度以下の粒度の焼却残渣は、必要に応じてアルカリ度を低減させたり、水洗による脱塩処理をした後、有機物含有物を混合したうえで、屋外処分場に貯留し、自然脱塩により塩分濃度が低減した焼却残渣をセメント原料あるいは土木資材として使用することにする。
【００１４】
ここで、分別のための設定粒度は状況に応じて１００〜５００μｍの範囲内において設定可能であり、好ましくは１２５〜２５０μｍの範囲内とするのが適当である。この設定粒度より大きい焼却残渣は塩分濃度が低いので、そのままでもセメント原料あるいは土木資材として使用することができる。使用量を増加させたい場合は、簡単な水洗浄を施すことによって塩分が基準値以下となるように脱塩することが可能である。
【００１５】
前記設定粒度以下の焼却残渣は大部分が飛灰であり塩分濃度が高いことから、脱塩処理が必要である。本発明者らの調査によると、既設の埋立処分場で１０年以上にわたり長期間貯留されている焼却残渣中の塩分は、雨水による自然脱塩により塩分濃度が低下していることが確認された。その濃度は、焼却施設からの排出時の塩分濃度０．５〜２０％程度から、最終的には０．１％程度以下まで低下している。
【００１６】
ただし、焼却残渣中に含まれる難溶解性塩分であるフリーデル氏塩（３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＣｌ_２・１０Ｈ_２Ｏ）は雨水による自然脱塩には長期間を要するので、脱塩促進処理を行うことが望ましい。フリーデル氏塩は、炭酸ガスで中性にしたり、酸性物質を接触させることにより、水に溶解する。この脱塩促進処理としては、食品残渣や堆肥のような有機物含有物を貯留前の焼却残渣に混合して、空気中の炭酸ガスとともに有機物の分解によって生成する炭酸ガスや、微生物の作用で生成するフミン酸、フルボ酸等の有機酸である弱酸性物質などの代謝産物により難溶解性塩分を水溶性塩分に変換させる。また微生物の作用および有機物分解反応は、温度によっても影響する。その反応によって発現する温度上昇および脱塩促進処理のための温度調整は、微生物の活動に支障をきたさない温度範囲にする必要がある。特に２０〜５０℃、より好ましくは３０〜４０℃が最良である。これによって貯留中の自然脱塩を促進させることができる。本発明者らの実験によると、有機物含有物を焼却残渣に混合して、屋外に貯留した場合、３〜５年で焼却残渣中の塩素濃度が、０．１％以下まで低下したことが確認された。また、有機物含有物を混合する前に、焼却残渣に炭酸ガスと水蒸気を作用させることにより、強アルカリ（ｐＨ１２程度）の焼却残渣を早期に中性化（ｐＨ７程度）でき、貯留期間の短縮に有効である。また、さらなる貯留期間の短縮のために、有機物含有物を混合する前に、水洗浄脱塩を行い、水溶性塩分の事前除去を行ってもよい。さらに、降雨が少ないときは貯留中の焼却残渣に散水して脱塩を進めることもできる。また、木材チップや古紙などの固形有機物を混合すれば雨水が焼却残渣全体に行き渡り脱塩を促進することもできる。
【００１７】
上記の焼却残渣の再利用方法を実行するためのシステムは、焼却残渣の粒度分別設備および洗浄脱塩設備を有する第１の基地と、焼却残渣の屋外貯留設備を有する第２の基地とで、焼却残渣の塩分濃度を低減させてセメント原料あるいは土木資材として再利用するシステムである。
【００１８】
前記粒度分別設備は、篩いによる分級装置を備え、焼却残渣中の塩分濃度に応じて予め設定した粒度を基準に焼却残渣を分級し、前記設定粒度より大きい焼却残渣と前記設定粒度以下の焼却残渣とに分別する設備であり、セメント製造工場などで保有する分級装置を利用することができる。前記洗浄脱塩設備は、従来公知の設備を使用することができる。前記屋外貯留設備は、独立した複数の貯留槽または隔壁により仕切られた複数の貯留槽を備え、各貯留槽ごとに前記設定粒度以下の焼却残渣を長期間貯留して降雨および散水により脱塩させる設備であり、既設の埋立施設を使用することもできる。前記屋外貯留設備の貯留槽は、脱塩後の焼却残渣の再利用により貯留槽が空になった後はあらたな焼却残渣を貯留し、以降は貯留による自然脱塩を繰り返すことになる。
【００１９】
本発明においては、焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の焼却残渣を第１の基地、たとえばセメント製造工場の設備を用いて粒度による分別を行い、粒度が設定値より大きい焼却残渣、すなわち塩分濃度の低い焼却残渣はそのまま、または水による洗浄脱塩処理を施して、セメント原料あるいは土木資材として使用する。粒度が設定値以下の焼却残渣、すなわち塩分濃度の高い焼却残渣は第２の基地の屋外貯留設備に貯留して、長期間の自然脱塩により塩分濃度が所定のレベル以下に低下したところでセメント原料あるいは土木資材として使用するシステムとしたものである。
【００２０】
ここで、塩分濃度の所定のレベルとは、脱塩後の焼却残渣をある割合でセメント原料に配合したときに、セメント製品としての塩分濃度が、セメントのＪＩＳ規格値の塩化物イオン量０．０２質量％以下を満足する値とする。
【００２１】
従来においては、焼却施設から排出された焼却残渣は塩分濃度に関連させた分別を行うことなく、埋立処分するか、一部を水洗により脱塩処理しセメント工場で使用していた。また、既設の埋立処分場では、塩分濃度の高い焼却残渣と低い焼却残渣とが混在しており、自然脱塩により焼却残渣中の塩分濃度がセメント原料として使用可能なレベルまで低下するには数十年という長期間を必要とする。
【００２２】
これに対し本発明においては、焼却残渣を粒度を基準に分別し、粒度が大きく塩分濃度の低い焼却残渣はそのまま、または水による洗浄脱塩を行ってセメント原料あるいは土木資材として使用し、粒度が小さく塩分濃度の高い焼却残渣は屋外貯留による自然脱塩を行ってセメント原料あるいは土木資材として使用する。屋外貯留による自然脱塩の期間は、貯留前にアルカリ度の低減処理や水溶性塩分の水洗脱塩処理などの脱塩促進前処理を施すことによって、３年間程度に短縮することができる。自然脱塩中の焼却残渣の塩分濃度がセメント原料として使用可能なレベルまで低下した後は、この焼却残渣を随時セメント原料あるいは土木資材として使用することにより、屋外貯留設備は約３〜５年の周期で繰り返し再生使用することができる。
【００２３】
また既設の埋立処分場は、廃棄した焼却残渣を本システムによる再利用に回すことによって埋立処分場の貯留量は減少してやがては空になり、その後は埋立処分場または本システムの自然脱塩処理場として使用できるので、埋立処分場の拡張や新設を抑制することができ、究極的には埋め立てを目的とした処分場をなくすことも可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態における焼却残渣の再利用システム例の説明図である。本システムは、焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の焼却残渣を第１の基地であるセメント工場の設備を用いて粒度による分別を行い、粒度が設定値より大きい焼却残渣、すなわち塩分濃度の低い焼却残渣はそのまま、または水による洗浄脱塩処理を施して、セメント原料あるいは土木資材として使用する。また本システムは粒度が設定値以下の焼却残渣、すなわち塩分濃度の高い焼却残渣は第２の基地である屋外貯留設備に貯留して、長期間の自然脱塩により塩分濃度が所定のレベル以下に低下したところでセメント原料あるいは土木資材として使用するものである。
【００２５】
同図の破線で囲まれたＡ部分は、セメント製造工場の設備の一部を流用した第１の基地で、焼却残渣の粒度による分別と水による洗浄脱塩を施す処理を示す。セメント製造工場では、セメント製造に必要な装置として分級装置を保有している。この分級装置は、複数段の篩いや空気式分級機（サイクロンなど）を備え、予め設定した粒度に応じて材料を分別する装置である。本実施形態では、セメント製造工場の既設の分級装置を流用して分別処理を行う。また、洗浄脱塩用の装置は公知の装置を使用することができる。ただし本実施形態では、水は低用水を使用する。
【００２６】
本実施形態では、脱塩処理後の焼却残渣をセメント原料として再利用することを前提としたときに最も便利な処理施設であるセメント製造工場の一部を第１の基地とし、同工場の既設の設備や発生品を流用することにより、あらたな設備投資や消耗品の費用を抑えてコスト低減をはかっている。
【００２７】
同図の破線で囲まれたＢ部分は、焼却残渣の屋外貯留設備を有する第２の基地で、降雨を主体とした自然脱塩処理を示す。屋外貯留設備は専用の設備として新設してもよいが、本実施形態においては、既設の埋立処分場を改造して４基の貯留槽を設けた。
【００２８】
この各貯留槽ごとにセメント製造工場で分別した設定粒度以下の焼却残渣を約３年間貯留して、降雨および散水により脱塩させる。３年間の貯留期間が終了した焼却残渣はセメント原料あるいは土木資材として再利用される。再利用により貯留槽が空になった後はあらたな焼却残渣を貯留し、以降は貯留による自然脱塩を繰り返す。
【００２９】
同図の破線で囲まれたＣ部分は、第１の基地の設備を利用して、屋外貯留設備で貯留する前の焼却残渣に対して施す脱塩促進前処理を示す。脱塩促進前処理は、中性化処理と洗浄水洗処理と有機性廃棄物混合処理をそれぞれ行ってもよいし、複合して行ってもよい。
【００３０】
中性化処理は、セメント製造工場のセメント製造過程や焼却施設で発生する水蒸気と炭酸ガスを焼却残渣に吹き込んで、焼却残渣のアルカリ度を下げる処理である。この処理により、焼却残渣のｐＨは１２から中性域まで下がる。屋外貯留設備で貯留中に焼却残渣のｐＨが中性域まで下がるには通常２年程度を要するが、本処理を行うことによって短時間で中性化が達成される。洗浄水洗処理は、少ない量の水による洗浄脱塩である。有機性廃棄物混合処理は、食品残渣や堆肥のような有機物含有物を貯留前の焼却残渣に混合して、空気中の炭酸ガスとともに有機物の分解によって生成する炭酸ガスや、微生物の作用で生成するフミン酸、フルボ酸などの弱酸性物質などの代謝産物により、難溶解性塩分を水溶解性塩分に変換させ、脱塩の促進をはかるものである。
【００３１】
以下に、焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の埋立処分焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、分別後の設定粒度以下の焼却残渣に有機物含有物を混合して屋外処分場に貯留し、自然脱塩により塩分濃度が低減した焼却残渣を、セメント原料あるいは土木資材として使用する焼却残渣の再利用方法の詳細について、その具体例を示す。
【００３２】
まず、処分焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別することとした根拠として、分級した焼却灰の塩素の含有量と溶出特性について調査した結果について説明する。
粒径が５ｍｍ以下の焼却灰を０．０７４ｍｍ、０．１２５ｍｍ、０，２５ｍｍ、０，５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍのふるいを用いて分級した後、粒径毎に含有量試験及び環境庁告示第１３号法溶出試験を行い、塩素の含有量および溶出量を求めた。
【００３３】
実験に使用した焼却灰試料粒径毎の質量の割合を図２に示す。また、粒径毎の塩素含有量と塩素溶出量を図３に示す。図３から、含有塩素については焼却灰の粒径が小さいほど高濃度の塩素を含有していることがわかる。塩素の溶出量についても粒径の小さな焼却灰であるほど溶出量も大きく、特に不溶性の塩素（含有量―溶出量の差）は、粒径が細かくなるほど大きくなる。例えば、粒径が０．１２５ｍｍ以下の場合には、不溶性の塩素量は５ｇ／ｋｇ以上であるが、粒径が０．２５ｍｍ以上では、不溶性の塩素量は平均で約１ｇ／ｋｇ以下であり、粒径が０．１２５ｍｍ以下の場合の１／５となり少ない。
【００３４】
以上の事実から、焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、分別後の設定粒度以下の焼却残渣に対して脱塩処理を行うことが有効であることがわかる。図２及び図３の結果は一例であり、この場合は分別のための設定粒度を０．１２５〜０．２５ｍｍとすることが好ましい。
分別後の設定粒度以上の焼却残渣は、土木資材として活用するか、そのまま、もしくは簡易な水洗を行いセメント原料として使用できる。設定粒度以下の焼却残渣に対しては、本発明による脱塩処理を行う。
【００３５】
次に、分別後の設定粒度以下の焼却残渣に有機物含有物を混合して屋外処分場に貯留する方法について説明する。
埋立処分場を想定した図４に示す埋立模型槽内において、表１に示す混合廃棄物を充填し屋外に放置した。屋外放置期間は約３年間であり、約３年経過後に埋立模型槽を解体し分析を行った。
【００３６】
【表１】
混合廃棄物の充填条件

【００３７】
表１に示す組成の焼却残渣７５％、破砕ごみ１５％、都市ごみコンポスト１０％を事前に混合した混合廃棄物を、図４に示す埋立模型槽内に充填し、約３年間屋外に放置したときの、塩素溶出試験の結果を表２に示す。なお、ここでの％は重量％を意味する。
【００３８】
【表２】
充填廃棄物の塩素溶出量試験結果

【００３９】
また、この３年間の累加降水量及び累加浸出水量の経日変化を図５に示す。
表２に示すように、充填時の廃棄物中の塩素含有量は２３６００ｍｇ／ｋｇであるが、３年後のそれは１５８〜４２２　ｍｇ／ｋｇであり、塩素含有量が０．０５％以下まで低下したことが確認できた。
一般的に焼却灰を水で洗浄処理しても、塩素含有量は０．１〜０．５％程度までしか低減しないことから、有機物含有物を混合した混合廃棄物としたことによって、焼却灰を水で洗浄処理した場合に比べて、塩素含有量を１／１０程度の含有量にまで低減できることが明らかとなった。
また、充填時の充填ごみ溶出試験については、環境庁告示第１３号試験（固液比１：１０、溶媒：純粋、浸透時間：６時間））を行った結果、同表に示すように、充填時での塩素含有量が２３６００ｍｇ／ｋｇであるのに対して、塩素溶出量は１３８０ｍｇ／Ｌであった。この結果から、充填物から溶出した塩素量は１３８００ｍｇ／ｋｇであり、１回の溶出試験（残渣に対して１０倍量の水で洗浄したと仮定）で充填物に残留する塩素含有量は９８００　ｍｇ／ｋｇであった。
試験開始から３年経過後における塩素溶出量は１〜６ｍｇ／Ｌであり、溶出量も充填時の約１／１００となることがわかった。
これに対し、塩素含有量７７６７ｍｇ／ｋｇの焼却残渣から溶出した塩素量は３５８ｍｇ／Ｌ　であり、溶出試験後、焼却残渣中に残留する塩素含有量は４１８８　ｍｇ／ｋｇであり、一般的な洗浄処理後の焼却残渣中の塩素含有量と同様な値であった。
【００４０】
図６、図７は、浸出水質推移を示している。このうち、図６は、塩化物イオン含有量の経時変化を示しており、図６より、約１年間で塩素の洗い出しが終了して安定することがわかる。図６、図７において、Ａ−１、Ａ−２としているのは、図４に示す集水管Ａ−１、Ａ−２において測定したことを示している。
なお、約１年間経過後においても、塩化物イオン濃度が上昇している時期があるのは、降雨による自然落下洗い出しであるため、埋立模型槽内充填物全体を均一に洗い出すことができないことによると考えられる。また、図７はｐＨの経時変化を示しており、図７から、約４００日で中性化していることがわかる。
【００４１】
図８に、試験開始から３０日後の充填槽内ガス濃度推移を示し、（ａ）はＯ_２濃度であり、（ｂ）はＣＯ_２濃度である。また、図９に、試験開始から３８３日後の充填槽内ガス濃度推移を示し、（ａ）はＯ_２濃度であり、（ｂ）はＣＯ_２濃度である。
図８および図９より、充填初期（３０日）に比べ約１年後（３８３日）においては、充填物表面から進入するＯ_２による充填物の好気性分解によりＣＯ_２が充填槽内に発生していることがわかる。このＣＯ_２により、ｐＨ推移から見て約１年間で中性化が完了し，難溶性塩素化合物であるフリーデル氏塩の分解が促進する環境が整ったものと推定される。
また、▲１▼充填槽内のＯ_２濃度は５〜１０％と低酸素条件であること、▲２▼このような条件においては嫌気性であり、嫌気性微生物の代謝による、都市ごみコンポスト由来の有機酸が発生すること、▲３▼ｐＨ推移から見て１年で中性化が完了していること等を考慮すると、充填槽内においてフミン酸、フルボ酸等の有機酸が発生していると考えられる。従って、このような有機酸も難溶性塩素化合物であるフリーデル氏塩の分解を促進したものと推定される。
図１０に、工場発生の残渣をコンクリート構造物の中性化促進試験方法に順じて炭酸ガス飽和環境下で実験的に中性化を促進したときのフリーデル氏塩の分解消失を再現した結果を示す。Ｘ線回折結果より、フリーデル氏塩のピークである約１１度付近の同定ビークが減少しており、フリーデル氏塩の分解消失を裏付けている。
図１１は、埋立模型槽における３年経過後の残渣のＸ線回折図であり、フリーデル氏塩のピークは同一条件の測定下において、全く検出されなかった。
【００４２】
図１２に、充填槽内の解体サンプリングポイントを示し、各解体サンプリングポイントにおける温度を測定した結果を表３、表４に示す。
【００４３】
【表３】
４００日後（外気温３５℃）

【００４４】
【表４】
５５０日後（外気温１６℃）

【００４５】
表層が下層に比べて１℃〜４℃程度高温であるが、いずれの場合も外気温に追従した温度範囲である。従って、難溶解性塩分を水溶性塩分に変換させる、フミン酸、フルボ酸等の有機酸である弱酸性物質などの代謝産物微生物を生成する微生物の活動に支障をきたさない温度環境が、充填槽内において確保されていることが確認された。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、設定粒度より大きい焼却残渣をそのまま、または水洗浄処理により脱塩してセメント原料あるいは土木資材として使用し、分別後の設定粒度以下の焼却残渣に有機物含有物を混合して屋外処分場に貯留し、自然脱塩により塩分濃度が低減した焼却残渣をセメント原料あるいは土木資材として使用する再利用システムを採用することにより、あらたな設備投資や消耗品の費用を抑えて焼却残渣の脱塩を低コストで実施することができ、経済的な焼却残渣の再利用を推進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における焼却残渣の再利用システムの説明図である。
【図２】実験に使用した焼却灰試料粒径毎の質量の割合を示す図である。
【図３】粒径毎の塩素含有量と塩素溶出量を示す図である。
【図４】埋立模型槽を示す図である。
【図５】３年間の累加降水量及び累加浸出水量の経日変化を示す図である。
【図６】浸出水質推移のうち、塩化物イオン含有量の経時変化を示す図である。
【図７】浸出水質推移のうち、ｐＨの経時変化を示す図である。
【図８】３０日後の充填槽内ガス濃度推移を示す図である。
【図９】３８３日後の充填槽内ガス濃度推移を示す図である。
【図１０】工場発生の残渣をコンクリート構造物の中性化促進試験方法に順じて炭酸ガス飽和環境下で実験的に中性化を促進したときのフリーデル氏塩の分解消失を再現した結果を示す図である。
【図１１】埋立模型槽における３年経過後の残渣のＸ線回折図である。
【図１２】埋立模型槽内の解体サンプリングポイントを示す図である。

Claims

焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の埋立処分焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、前記設定粒度より大きい焼却残渣を、セメント原料あるいは土木資材として使用することを特徴とする焼却残渣の再利用方法。
前記分別後、水による洗浄脱塩処理を施すことを特徴とする請求項１記載の焼却残渣の再利用方法。
焼却施設から排出された焼却残渣およびまたは既設埋立処分場の埋立処分焼却残渣を予め設定した粒度を基準に分別し、前記分別後の設定粒度以下の焼却残渣に有機物含有物を混合して屋外処分場に貯留し、自然脱塩により塩分濃度が低減した焼却残渣を、セメント原料あるいは土木資材として使用することを特徴とする焼却残渣の再利用方法。
前記有機物含有物が、有機物を含有する廃棄物である請求項３記載の焼却残渣の再利用方法。
前記分別後の設定粒度以下の焼却残渣に対し、空気または炭酸ガスを作用させて焼却残渣のアルカリ度を低減させることを特徴とする請求項３または４記載の焼却残渣の再利用方法。
前記分別後の設定粒度以下の焼却残渣に対し、水による洗浄脱塩処理を施すことを特徴とする請求項３または４記載の焼却残渣の再利用方法。
焼却残渣の粒度分別設備および洗浄脱塩設備を有する第１の基地と、焼却残渣の屋外貯留設備を有する第２の基地とで、焼却残渣の塩分濃度を低減させてセメント原料あるいは土木資材として使用することを特徴とする焼却残渣の再利用システム。
前記粒度分別設備は、篩いまたは空気式分級機による分級装置を備え、焼却残渣中の塩分濃度に応じて予め設定した粒度を基準に焼却残渣を分級し、前記設定粒度より大きい焼却残渣と前記設定粒度以下の焼却残渣とに分別する設備である請求項７記載の焼却残渣の再利用システム。
前記屋外貯留設備は、独立した複数の貯留槽または隔壁により仕切られた複数の貯留槽を備え、各貯留槽ごとに前記設定粒度以下の焼却残渣を貯留して降雨および散水により脱塩させる設備である請求項７記載の焼却残渣の再利用システム。
前記屋外貯留設備の貯留層は、脱塩後の焼却残渣の再利用により貯留槽が空になった後はあらたな焼却残渣を貯留し、以降は貯留による自然脱塩を繰り返す請求項７記載の焼却残渣の再利用システム。