JP2007319738A - 有機性廃棄物の減容・焼却システム - Google Patents
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Abstract
【課題】生ごみを減容(乾燥)と焼却の2段階で処理することにより、最小のエネルギーで完全燃焼を実現すると共に、燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を極限まで取り除き、クリーンで安全な排気を実現する。
【解決手段】水分を保有する有機性廃棄物aを密閉容器17に収容し、前記有機性廃棄物aを微生物fを利用して分解すると共に、減圧下で50℃〜70℃に加熱しながら攪拌して有機性廃棄物aの水分を除去し、減容した乾燥有機性廃棄物bを製造する。前記減容工程で製造された乾燥有機性廃棄物bを焼却炉32で焼却し、該焼却炉32から排出された高温の燃焼排ガスhに水性無機高分子液iを噴霧して前記燃焼排ガスhを急冷すると同時に、前記水性無機高分子液iによって燃焼排ガスh中の飛灰や有害物質を捕集する。
【選択図】 図1
【解決手段】水分を保有する有機性廃棄物aを密閉容器17に収容し、前記有機性廃棄物aを微生物fを利用して分解すると共に、減圧下で50℃〜70℃に加熱しながら攪拌して有機性廃棄物aの水分を除去し、減容した乾燥有機性廃棄物bを製造する。前記減容工程で製造された乾燥有機性廃棄物bを焼却炉32で焼却し、該焼却炉32から排出された高温の燃焼排ガスhに水性無機高分子液iを噴霧して前記燃焼排ガスhを急冷すると同時に、前記水性無機高分子液iによって燃焼排ガスh中の飛灰や有害物質を捕集する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ホテル、レストラン、料理店等から出る生ごみ、水産加工残渣、乳業廃液、或いは、家畜の糞尿などの所謂有機性廃棄物を減容して焼却処理する有機性廃棄物の減容・焼却システム関する。
ホテル、レストラン、料理店等から出る生ごみの処理方法としては、従来、加熱乾燥処理方法と微生物利用処理方法の2通りの方法がある。しかしながら、加熱乾燥処理方法では、電気代が高額になる一方、乾燥した生ごみを廃棄物として廃棄物処理業者に有料で引き取って貰う必要があった。更に、悪臭の発生を抑制することが不可能であり、プラチナ脱臭装置や活性炭などの物理的処理、或いは、化学薬品や芳香剤などで悪臭の抑制を図っているのが現状である。
他方、微生物を利用した生ごみの処理方法では、発酵菌、酵母、乳酸菌、耐熱土壌菌等を生ごみに混ぜて発酵させることで生ごみの減容と悪臭の抑制を行っているが、通常、1〜3ヶ月、長いものでも6ヶ月を経過すると、空中浮遊菌や落下菌などの自然に存在する微生物の間で拮抗を起こし、投入した菌が死滅して腐敗に転じ、メタンガス等の有毒、引火性ガスが発生し、爆発、火災等の危険が生ずると共に、悪臭が発生するため、腐敗した生ごみを廃棄物処理業者に引き取って貰い、装置全体を洗浄して、再度、やり直すのが通例である。
ところで、近年、複合発酵法を用いた新しい生ごみ処理方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この生ごみ処理方法は、生ごみとEMBC(複合発酵)固型バイオとを密閉容器に投入して発酵させた後、クラッシャー及びミルにかけて擂り潰し、それを生ごみ処理槽に投入して、予め、生ごみ処理槽内に投入しておいたEMBC(複合発酵)菌床と混合し、更に、攪拌機の回転速度とエアレーションによるエアー発生量とをコントロールして嫌気発酵、固型発酵を起させ、分解菌並びに分解酵素を現生させて生ごみを加水分解し、水と炭素とガスに分解するものである。
しかしながら、この生ごみ処理方法は、上記のように、水と炭素とガスとが生ずるので、これらを処理する多くの設備、すなわち、生成水を処理する水処理設備、生成炭素及び生成ガスを焼却する焼却設備が必要であった。しかも、生成炭素と生成ガスとを焼却する2系統の燃焼設備が必要になるという問題があった。また、この生ごみ処理方法は、クラッシャー及びミルによって粉砕処理する前の発酵処理段階だけでも48時間かかるため、1バッチの処理時間が長くなるという問題がある。
一方、焼却炉における燃焼排ガス中の窒素酸化物や有機化合物を除去する燃焼排ガス処理方法としては、燃焼排ガスを温度降下させて除塵し、その後、温度上昇させて脱硝・脱臭および脱有機化合物を行う燃焼排ガス処理方法があるが(例えば、特許文献2参照。)、除塵のために、一旦、温度降下させた燃焼排ガスを脱硝等のために加熱炉等で再加熱する必要があり、不経済であった。
特開2005−319433号公報
特開平9−75668号公報
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、生ごみを減容(乾燥)と焼却の2段階で処理することにより、最小のエネルギーで完全燃焼を実現すると共に、燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を極限まで取り除き、クリーンで安全な排気を実現する有機性廃棄物の減容・焼却システムを提供することにある。
係の課題を解決するため、本発明の請求項1記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、水分を保有する有機性廃棄物を密閉容器に収容し、前記有機性廃棄物を微生物を利用して分解すると共に、減圧下において50℃〜70℃に加熱しながら攪拌して有機性廃棄物の水分を除去し、減容した乾燥有機性廃棄物を製造する減容工程と、前記減容工程で製造された乾燥有機性廃棄物を焼却炉で焼却し、該焼却炉から排出された高温の燃焼排ガスに水性無機高分子液を噴霧して前記燃焼排ガスを急冷すると同時に、前記水性無機高分子液によって燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を捕集する焼却工程と、からなることを特徴とするものである。
本発明の請求項2記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、前記微生物として、地域に密着した土着菌をベースに培養した複合有効微生物群を使用することを特徴とするものである。
本発明の請求項3記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、高温の燃焼排ガスを急冷するに際して、前記燃焼排ガスを排出するダクトの後端部に設けた外筒内に、頭部が閉塞されたドーム状の内筒を挿入した2重管状の筒体を適用し、前記内筒によって出口が閉止された前記外筒内の高温の燃焼排ガスを前記内筒の壁面に設けた多数のガス流入口から内筒内に導入して攪乱させ、この攪乱によって生じた高速乱流中に前記外筒に設けたノズルより水性無機高分子液を噴霧することを特徴とするものである。
本発明の請求項4記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、前記焼却炉から排出された焼却灰及び水性無機高分子液によって捕集された有害物質に、水中で金属水酸化物の沈殿を生成するマトリックス金属のイオン水溶液と、ジアルキルリン酸を溶解した非水溶性のケトンの溶液を有機相として加え、前記焼却灰や有害物質中の金属イオンを前記有機相に抽出分離する重金属分離工程を、前記焼却工程の後段に設けたことを特徴とするものである。
本発明の請求項1記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、水分を保有する有機性廃棄物を密閉容器に収容し、前記有機性廃棄物を微生物を利用して分解すると共に、減圧下において50℃〜70℃に加熱しながら攪拌して有機性廃棄物の水分を除去し、減容した乾燥有機性廃棄物を製造する減容工程と、前記減容工程で製造された乾燥有機性廃棄物を焼却炉で焼却し、該焼却炉から排出された高温の燃焼排ガスに水性無機高分子液を噴霧して前記燃焼排ガスを急冷すると同時に、前記水性無機高分子液によって燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を捕集する焼却工程により構成したので、生ごみ等の有機性廃棄物を、微生物を利用して短時間(例えば、2時間、長くても3〜4時間)で分解すると同時に、約10%の水分含有率に乾燥させることができた。しかも、密閉容器に投入した生ごみ等の有機性廃棄物を大幅に減容(約1/5の重量に減量)することができた。このため、最小のエネルギーで完全燃焼を実現することが可能となり、CO2 の削減を実現することが可能となった。更に、上記の焼却工程により、燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を極限まで取り除き、クリーンで安全な排気を実現することが可能となった。
本発明の請求項2記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、前記微生物として、地域に密着した土着菌をベースに培養した複合有効微生物群を使用するので、若し、微生物が施設外に漏洩したと仮定しても施設周辺の土壌を汚染することがない。
本発明の請求項3記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、高温の燃焼排ガスを急冷するに際して、前記燃焼排ガスを排出するダクトの後端部に設けた外筒内に、頭部が閉塞されたドーム状の内筒を挿入した2重管状の筒体を適用し、前記内筒によって出口が閉止された前記外筒内の高温の燃焼排ガスを前記内筒の壁面に設けた多数のガス流入口から内筒内に導入して攪乱させ、この攪乱によって生じた高速乱流中に前記外筒に設けたノズルより水性無機高分子液を噴霧するので、燃焼排ガス中にダイオキシン類が含まれていたとしても、ダイオキシン類の再合成を防止することができると共に、燃焼排ガス中の有害物質を水性無機高分子液によって捕集することができるようになった。
本発明の請求項4記載の有機性廃棄物の減容・焼却システムは、前記焼却炉から排出された焼却灰及び水性無機高分子液によって捕集された有害物質に、水中で金属水酸化物の沈殿を生成するマトリックス金属のイオン水溶液と、ジアルキルリン酸を溶解した非水溶性のケトンの溶液を有機相として加え、前記焼却灰や有害物質中の金属イオンを前記有機相に抽出分離する重金属分離工程を、前記焼却工程の後段に設けたので、焼却灰や水性無機高分子液によって捕集された飛灰等に含まれている重金属を種類毎に容易に回収することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明に係る有機性廃棄物の減容・焼却システムの概略構成図であり、減容設備1と、焼却設備30と、重金属分離設備60との三つの設備により構成され、システム全体の正常性確認や万が一のときの緊急停止等は、統括制御盤80によって実施するようになっている。以下、理解し易いように各設備毎に説明する。
(1)減容設備
減容設備1は、図1に示すように、受入れホッパー2と、第1及び第2の破砕処理装置3,4と、磁選機5と、搬送コンベア6と、第1及び第2の貯留ホッパー7,8と、有機性廃棄物減容装置9により構成されている。
減容設備1は、図1に示すように、受入れホッパー2と、第1及び第2の破砕処理装置3,4と、磁選機5と、搬送コンベア6と、第1及び第2の貯留ホッパー7,8と、有機性廃棄物減容装置9により構成されている。
上記受入れホッパー2には、生ごみ等の有機性廃棄物aを投下するようになっている。第1の破砕処理装置3は、有機性廃棄物aを所定の大きさ(例えば、5cm〜10cm)に破砕するようになっている。磁選機5は、磁力を利用して有機性廃棄物a内に含まれている鉄等の金属を除去するようになっている。第2の破砕処理装置4は、有機性廃棄物減容装置9によって処理された乾燥ごみbを粉体状に破砕するようになっている。
有機性廃棄物減容装置9は、複数基(例えば、少なくとも2基)が並列に設けられ、交互に使用するようになっている。この有機性廃棄物減容装置9は、図2に示すように、蒸気発生ボイラー11と、発酵乾燥処理装置(「高速発酵乾燥装置」とも称する。)12と、熱交換器13と、真空ポンプ14と、冷却水ポンプ15と、クーリングタワー16により構成されている。上記発酵乾燥処理装置12は、横置型の耐圧タンク17と、耐圧タンク17の軸心部に設けた攪拌軸18と、耐圧タンク17の外側に設けた加熱ジャケット19と、耐圧タンク17の上部に設けた原料投入部20及び蒸気溜21と、耐圧タンク17の下部に設けた処理物排出部22を備えている。
上記熱交換器13は、その内部に一対のヘッド24によって支持された水管群25を有し、この水管群25と、クーリングタワー16と、冷却水ポンプ15で構成される冷却水循環路26を冷却水cが循環するようになっている。また、上記熱交換器13には、真空ポンプ14が接続され、耐圧タンク17内を真空状態(例えば、約0.5気圧)に維持するようになっている。また、上記蒸気発生ボイラー11から加熱ジャケット19に蒸気dを供給して耐圧タンク17内を所定の温度(例えば、60℃、より好ましくは、50℃〜70℃程度)に加熱するようになっている。上記攪拌軸18は、図示しないモーターによって所定の回転速度(原料によって異なるが、例えば、10〜13rpm程度)に回転されるようになっている。攪拌軸18は、回転軸27に複数の攪拌翼28を設けている。また、この攪拌軸18は、時計方向と反時計方向に交互に回転するようになっている。
次に、上記減容設備の作用について説明する。
図1に示すように、受入れホッパー2に投入された生ごみ(有機性廃棄物)aは、付随するコンベア2aによって第1の破砕処理装置3に供給され、所定の大きさに破砕される。破砕された生ごみaは、搬送コンベア6によって第1の貯留ホッパー7に供給される。その間に磁選機5によって生ごみaに含まれている鉄等の金属eが除去される。第1の貯留ホッパー7に供給された生ごみaは、付随するコンベア7aによって発酵乾燥処理装置12の耐圧タンク17(図2参照)に投入される。その時、生ごみaと一緒に所定量の微生物fが投入される。
図2に示すように、耐圧タンク17の加熱ジャケット19には、予め、蒸気発生ボイラー11の蒸気dが供給され、耐圧タンク17の内部が所定の温度(例えば、60℃、より好ましくは、50℃〜70℃程度)に加熱されている。また、攪拌軸18が所定の回転速度(例えば、10〜13rpm程度)で回転している。生ごみ投入後、原料投入部20の蓋(図示せず)を閉じて耐圧タンク17を密閉すると共に、真空ポンプ14を運転して耐圧タンク17内を真空状態(例えば、約0.5気圧)に保持すると、耐圧タンク17内の気圧と温湿度が微生物fの活性を促す最適状態に保たれ、高速で生ごみaの発酵分解が進行する。このような乾燥発酵分解により、生ごみaが燃え易い乾燥ごみに変化又は変質する。係る発酵分解中に、生ごみaの水が水蒸気となって蒸発し、蒸発した水蒸気gは、真空ポンプ14を経てクーリングタワー16内に排出される。
所定時間(例えば、2時間、より好ましくは3〜4時間)が経過した後、真空ポンプ14の運転を停止すると共に、蒸気発生ボイラー11からの蒸気を停止する。しかる後に、処理物排出部22の蓋(図示せず)を開いて耐圧タンク17内の乾燥ごみbを外部に取り出す。この乾燥ごみbは、水分含有率が約10%であり、焼却可能に処理されている。また、この乾燥ごみの重量は、生ごみの約1/5に減量されている。なお、次回の生ごみ処理は、耐圧タンク17内に微生物fが付着しているので、微生物fを新たに投入する必要がないが、耐圧タンク17内に、若干、乾燥ごみbを残すことにより、生ごみの発酵乾燥処理を継続することができる。
この乾燥ごみbは、発酵乾燥処理装置12に付随するコンベア12aよって第2の貯留ホッパー8に供給される。第2の貯留ホッパー8内の乾燥ごみbは、第2の貯留ホッパー8に付随するコンベア8aによって第2の破砕機4に供給され、粉体状に破砕される。粉体状に破砕された乾燥ごみbは、後述する焼却設備30に供給される。
上記微生物としては、地域に密着した「土着菌」をベースに培養した複合有効微生物群を使用する。この複合有効微生物群は、予め、「選択培養」と「拡大培養」の二つに工程を経て生産される。すなわち、自然界に存在する無数の微生物の中から、処理対象物の処理目的(この場合は、生ごみの微細乾燥)に適した微生物群を選択するのが「選択培養」であり、「処理対象物(生ごみ)」と「処理対象物(生ごみ)の近隣の特定条件を満たす場所から採取した微生物及びその棲息土壌」を当機(有機性廃棄物減容装置)に混合投入して作動させ、微生物の淘汰(不要微生物を消去、必要微生物を増強)を進める。どの微生物群を残るようにするかはバイオ技術の専門分野になるが、通称、SHIMOSE 1/2/3群がコロニーの中心になる。
目的の微生物群の形が完了したところで、当機内で継続棲息を安定させるのに十分な量まで増やし、強くするのが「拡大培養」で、この時に一時的に、当該微生物群が増殖するために好むもの、例えば、糖分等を少し添加する場合もある。以上の作業は、現地でシステム設置後に行うか、場合によっては、事前に行ってからシステム設置という工程にすることも可能である。なお、通常の環境では、数年の期間を要する選択培養、拡大培養を、当機内では、2週間前後で行うことができるため、容易に培養を進めることができる。
ここで、SHIMOSE 1は、FERM BP-7504 (経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター日本国茨城県つくば市東1丁目1−3に2003年3 月14日に国際寄託されたものである。また、SHIMOSE 2は、FERM BP-7505 (SHIMOSE 1と同様に国際寄託されたもの)、塩に耐性を有するピチアファリノサ(Pichiafarinosa) に属する微生物である。更に、SHIMOSE 3は、FERM BP-7506 (SHIMOSE 1と同様に国際寄託されたもの)、スタフィロコッカス(Staphylococcus) に属する微生物である。
(2)焼却設備
焼却設備30は、図1に示すように、定量供給装置31と、ロータリーキルン式の1次燃焼炉32と、2次燃焼炉33と、急冷集塵装置34と、旋回分離装置35と、除湿濾過装置36と、誘引装置37と、クーリングタワー38と、燃料タンク39と、水性無機高分子液貯留タンク40と、コンプレッサ41と、汚水浄化水槽42とから構成されている。
焼却設備30は、図1に示すように、定量供給装置31と、ロータリーキルン式の1次燃焼炉32と、2次燃焼炉33と、急冷集塵装置34と、旋回分離装置35と、除湿濾過装置36と、誘引装置37と、クーリングタワー38と、燃料タンク39と、水性無機高分子液貯留タンク40と、コンプレッサ41と、汚水浄化水槽42とから構成されている。
上記急冷集塵装置34は、図3に示すように、内筒44と外筒45により形成された二重構造の筒体46と複数の噴霧ノズル47により構成されている。更に詳しく説明すると、外筒45は、円筒状の胴部45aと、円錐台状のヘッド部45bと、逆円錐台状のボトム部45cからなり、ヘッド部45bが倒立U字形の燃焼排ガスダクト48(図1参照)に接続している。また、ボトム部45cの下部は、内筒44に設けたフランジ44aによって密閉されている。
他方、内筒44は、その頂部が閉塞され、その下部が上記旋回分離装置35(図1参照。)に接続されている。また、内筒44は、その側面にガス流入口群50を多段に設けている。各ガス流入口群50は、複数(例えば、4個)のガス流入口51からなり、これらのガス流入口51から内筒44内に流入した燃焼排ガスhが内筒44内で激しく衝突して乱流を発生するようになっている。これらのガス流入口51に対してそれぞれ噴霧ノズル47が設けられ、この噴霧ノズル47から内筒44内に水性無機高分子液iを噴霧するようになっている。これらの噴霧ノズル47は、外筒45の胴部45aに取り付けられている。更に、外筒45に設けた複数の半径方向の支持金具52によって内筒44の胴部を支持し、内筒44の振動を防止するようになっている。また、上記噴霧ノズル47としては、2流体ノズルが好ましく使用される。
上記噴霧ノズル47は、コンプレッサ41から供給される高圧空気などの高圧ガスjによって水性無機高分子液iを霧状に噴霧するようになっている。ここで、水性無機高分子液(MC(ミストセラミック)溶液)iは、pHが12、固形分が45%のセラミックアルカリ水溶液であり、MCは、Siを主成分としたシラノール(SiH4 nOHn)塩とシロキサン(H3 Si−O−SiH3 )の化合物である。
他方、旋回分離装置35は、図4に示すように、内部に螺旋形のノズル54を有し、急冷集塵装置34の内筒44から排出された燃焼排ガスhを旋回させるようになっている。また、第1,第2燃焼炉32,33に設けた燃焼バーナ55,56に燃料タンク39の燃料を供給するようになっている。
次に、上記焼却設備の作用について説明する。
減容設備1から供給された乾燥ごみbは、図1に示すように、定量供給装置31によってロータリーキルン式の1次燃焼炉32内に定量供給されて焼却される。1次燃焼炉32から2次燃焼炉33に流入した未燃焼分は、2次燃焼炉33内において高温(約1000℃)下でほぼ完全燃焼する。2次燃焼炉33内の焼却灰mは、後述する重金属分離設備60に供給される。驚くべきことに、この焼却灰mは、乾燥ごみbの約1/10の重量に減容されている。換言すれば、生ごみaの約1/60の重量に減容されている。
2次燃焼炉33から排出された燃焼排ガスhは、倒立U字形の燃焼排ガスダクト48を経て急冷集塵装置34に流入する。この急冷集塵装置34に流入した燃焼排ガスhは、図3に示すように、内筒44の側面に設けた多数のガス流入口51から内筒44内に流入して激しく衝突し、複雑に入り乱れた乱流nを惹起させる。そこへ、噴霧ノズル47から水性無機高分子液iが噴霧されると、バブル化した水性無機高分子液(図示せず)が内筒44内に充満し、高温(例えば、1000℃程度)の燃焼排ガスhが一気に約100℃まで急冷される。また、噴霧ノズル47から噴霧された水性無機高分子液iは、高温化で結晶化、石英化し、O−Si−Oとなり、Pb、Zn、As、Cr、Ce等の重金属をイオン結合し不溶化する。更に、黒煙、悪臭、ダイオキシン前駆体、飛灰などは、すべてバブル化した水性無機高分子液中に包含される。
ダイオキシンは、燃焼排ガスの冷却過程において生成されるが(200〜400℃)、燃焼排ガス中に揮発性塩酸や塩化物がなければ生成されない。また、水性無機高分子液iの(シラノール)No塩は、塩素とNaCiとなり、シロキサンのSiH3 はダイオキシンになる前の高温中の塩素類を吸着する。
水性無機高分子液iの稀釈に使用された水は蒸発し、バブル化した水性無機高分子液は、水を蒸発してペースト化する。飛灰等を包含したペーストkは、旋回分離装置35内に集積される(図4参照。)。旋回分離装置35内に集積されたペーストkは、図1に示すように、後述する重金属分離装置60に供給される。旋回分離装置35から除湿濾過装置36内に排出された汚水pは、汚水浄化水槽42によって浄化される。他方、旋回分離装置35から除湿濾過装置36内に流入した蒸気sは、クーリングタワー38を経て大気中に放出される。また、浄化された排気は、排気口57から放出される。
(3)重金属分離設備
重金属分離設備60は、図1に示すように、受入ホッパー61と、灰溶着組成分解装置62と、複数の重金属分離装置631 ,632 ,633 〜63n と、脱水装置64により構成されている。受入ホッパー61は、焼却設備の2次燃焼炉33から排出された燃焼灰mと旋回分離装置35から排出されたペースト状の飛灰捕集液kを受入れるようになっている。灰溶着組成分解装置62は、燃焼灰mやペースト状の飛灰捕集液kに含まれている各種重金属成分を水溶化し、分離しやすい物質状態に分解するようになっている。また、重金属分離装置631 ,632 ,633 〜63n は、図5に示すように、それぞれ、特定の重金属を種類毎に抽出、分離回収するようになっている。更に、脱水装置64は、分解、抽出、分離に用いた水分を回収するようになっている。
重金属分離設備60は、図1に示すように、受入ホッパー61と、灰溶着組成分解装置62と、複数の重金属分離装置631 ,632 ,633 〜63n と、脱水装置64により構成されている。受入ホッパー61は、焼却設備の2次燃焼炉33から排出された燃焼灰mと旋回分離装置35から排出されたペースト状の飛灰捕集液kを受入れるようになっている。灰溶着組成分解装置62は、燃焼灰mやペースト状の飛灰捕集液kに含まれている各種重金属成分を水溶化し、分離しやすい物質状態に分解するようになっている。また、重金属分離装置631 ,632 ,633 〜63n は、図5に示すように、それぞれ、特定の重金属を種類毎に抽出、分離回収するようになっている。更に、脱水装置64は、分解、抽出、分離に用いた水分を回収するようになっている。
次に、上記重金属分離設備の作用について説明する。
受入ホッパー61内の燃焼灰mと飛灰や有害物質を包含したペーストkは、灰溶着組成分解装置62に所定量供給される。この燃焼灰mやペーストkに、0.1Mのカドミニウム水溶液と1Mのリン酸ジ(2−エチルヘキシル)(D2EHPA)を含む4−メチル−2−ペンタノン(MIBK)溶液を加える。ここでは、燃焼灰等の有機相への混入を避けるため、多孔性フィルタ(図示せず)を有機相と水相との間に挿入した。次に、マグネティックスタラーなどの間接攪拌機(図示せず)で攪拌後、上記フィルタを下げ、しかる後に、水酸化ナトリウム水溶液を加えて沈殿を生成させ、燃焼灰等の含まれているカドミニウムイオンを有機相に抽出する。この有機相を第1の重金属分離装置631 に移送し、カドミニウム(Cd)を分離回収する。
次に、上記灰溶着組成分解装置62に0.1Mのコバルト水溶液と1MのD2EHPA−MIBK溶液を加える。その後、カドミニウム水溶液と同様の処理を行ってコバルトイオンを有機相に抽出する。この有機相を第2の重金属分離装置632 に移送し、コバルト(Co)を分離回収する。
次に、上記灰溶着組成分解装置62に0.1Mの銅水溶液と1MのD2EHPA−MIBK溶液を加える。その後、カドミニウム水溶液と同様の処理を行って銅イオンを有機相に抽出する。この有機相を第3の重金属分離装置633 に移送し、銅(Cu)を分離回収する。
同様にして、マンガン、ニッケル、鉛等を分離回収する。これらの重金属は、有機相の水分を蒸発させることにより個々に回収することができ、灰溶着組成分解装置62内の残渣は、脱水装置64によって脱水することによって砂tとして回収することができる。
ここで、抽出のための有機相におけるジアルキルリン酸としては、次式で表される各種のものであってよい。
(R1 及びR2 は、各々、同一又は別異に、直鎖又は分枝状鎖のアルキル基を示している。)
R1 及びR2 のアルキル基としては、特に限定されないが、炭素数4以上、更には6〜12の範囲のものが好適に考慮される。分枝状鎖であることも好適に考慮される。そして、このようなジアルキルリン酸は、非水溶性のケトンに溶解されているものとする。この場合のケトンとしては、次式で表される各種のものであってよい。
R1 及びR2 のアルキル基としては、特に限定されないが、炭素数4以上、更には6〜12の範囲のものが好適に考慮される。分枝状鎖であることも好適に考慮される。そして、このようなジアルキルリン酸は、非水溶性のケトンに溶解されているものとする。この場合のケトンとしては、次式で表される各種のものであってよい。
(R3 及びR4 は、各々、同一又は別異に、直鎖又は分枝状鎖のアルキル基、若しくは相互に結合するアルキル鎖を示している。)
そして、この発明においては、金属イオン含有の水相に上記のジアルキルリン酸を溶解したケトン溶液を有機相として混合するが、その際に、通常、水中においては金属イオンの水酸化物沈殿を生成してしまうpH値以上とする。このようなpH値の調整は、アルカリ水溶液の添加、更には、酸水溶液の添加によって適宜に行うことができる。
そして、この発明においては、金属イオン含有の水相に上記のジアルキルリン酸を溶解したケトン溶液を有機相として混合するが、その際に、通常、水中においては金属イオンの水酸化物沈殿を生成してしまうpH値以上とする。このようなpH値の調整は、アルカリ水溶液の添加、更には、酸水溶液の添加によって適宜に行うことができる。
a 有機性廃棄物
b 乾燥有機性廃棄物
f 微生物
h 燃焼排ガス
i 水性無機高分子液
17 密閉容器
32 焼却炉
b 乾燥有機性廃棄物
f 微生物
h 燃焼排ガス
i 水性無機高分子液
17 密閉容器
32 焼却炉
Claims (4)
- 水分を保有する有機性廃棄物を密閉容器に収容し、前記有機性廃棄物を微生物を利用して分解すると共に、減圧下において50℃〜70℃に加熱しながら攪拌して有機性廃棄物の水分を除去し、減容した乾燥有機性廃棄物を製造する減容工程と、
前記減容工程で製造された乾燥有機性廃棄物を焼却炉で焼却し、該焼却炉から排出された高温の燃焼排ガスに水性無機高分子液を噴霧して前記燃焼排ガスを急冷すると同時に、前記水性無機高分子液によって燃焼排ガス中の飛灰や有害物質を捕集する焼却工程と、からなることを特徴とする有機性廃棄物の減容・焼却システム。 - 前記微生物として、地域に密着した土着菌をベースに培養した複合有効微生物群を使用することを特徴とする請求項1記載の有機性廃棄物の減容・焼却システム。
- 高温の燃焼排ガスを急冷するに際して、前記燃焼排ガスを排出するダクトの後端部に設けた外筒内に、頭部が閉塞されたドーム状の内筒を挿入した2重管状の筒体を適用し、前記内筒によって出口が閉止された前記外筒内の高温の燃焼排ガスを前記内筒の壁面に設けた多数のガス流入口から内筒内に導入して攪乱させ、この攪乱によって生じた高速乱流中に前記外筒に設けたノズルより水性無機高分子液を噴霧することを特徴とする請求項1記載の有機性廃棄物の減容・焼却システム。
- 前記焼却炉から排出された焼却灰及び水性無機高分子液によって捕集された有害物質に、水中で金属水酸化物の沈殿を生成するマトリックス金属のイオン水溶液と、ジアルキルリン酸を溶解した非水溶性のケトンの溶液を有機相として加え、前記焼却灰や有害物質中の金属イオンを前記有機相に抽出分離する重金属分離工程を、前記焼却工程の後段に設けたことを特徴とする請求項1記載の有機性廃棄物の減容・焼却システム。
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