JP2008049211A - 廃アスベスト無害化方法、廃アスベスト無害化装置およびオンサイト式廃アスベスト無害化システム - Google Patents

Abstract

【課題】廃アスベストを容易かつ経済的に無害化し得る廃アスベスト無害化方法を提供する。
【解決手段】廃アスベスト１に溶融温度を降下させる融剤２、例えばアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩、を混合させて混合材３を誘導加熱によって加熱溶融することで、廃アスベスト単体の場合に比べてかなり低い温度、例えば１，０００〜１，１００℃程度の加熱溶融で繊維状結晶を消失させて廃アスベスト１を無害化するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃アスベスト無害化方法、廃アスベスト無害化装置およびオンサイト式廃アスベスト無害化システムに関するものである。

特別管理産業廃棄物の一種である廃アスベストは、発ガン性等が指摘される有害固形廃棄物であり、これを無害化する処理方法に関して種々検討されている。

その一つに、廃アスベストを溶融してアスベストの繊維形態を崩壊させることで無害なガラス化することにより無害化する方法がある（例えば、特許文献１，２等参照）。これは、例えばアスベストの一種であるクリソタイルの直径が０．０２〜０．０３μｍの中空パイプ状構造の極めて細かくかつ柔軟な繊維状構造をなしていることに有害となる原因があり、繊維状構造のアスベストを溶融し、非晶質（ガラス）の固まりに変えることで廃アスベストの無害化が実現されるものである。

特許第３０８５９５９号公報 特開平９−１９６７２号公報（段落０００３等）

しかしながら、アスベストは、元々高温に耐え得る耐熱性を有し、融点が極めて高いため、アスベストを溶融して非晶質の固まりとして無害化するためには高温を必要とすることを意味している。このため、現状では、国内で飛散性アスベストを溶融・無害化できる産廃許可事業者は十数社に留まり、いずれも１，５００〜１，８００℃で高温溶融処理を行う仕様となっている。この結果、設備が重厚となる黒鉛炉等の特殊な溶融炉を必要とする上に、加熱燃料費や設備費が嵩むという問題がある。さらには、建設された高温溶融処理施設での処理に限定され、解体現場で回収された廃アスベストを高温溶融処理施設に持ち込んで溶融処理することが必須となるため、施設周辺住民の理解が得られない等の社会問題も引き起こしている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、健康被害が深刻化している廃アスベストを容易かつ経済的に無害化し得る廃アスベスト無害化方法、廃アスベスト無害化装置およびオンサイト式廃アスベスト無害化システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る廃アスベスト無害化方法は、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させて廃アスベストと融剤とを加熱溶融する工程を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化方法は、上記発明において、融剤は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩であることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化方法は、上記発明において、加熱溶融する工程は、誘導加熱を用いて行うことを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化方法は、上記発明において、加熱溶融された共融生成物を急冷して固化する工程を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化方法は、上記発明において、解体現場で袋詰されて回収された廃アスベストを袋詰状態のまま加熱溶融するための装置に投入する工程を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化装置は、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた混合材を収容する容器の周りに配設される誘導加熱コイルを有し、前記容器に収容された前記混合材を誘導加熱により加熱溶融する誘導加熱装置を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化装置は、上記発明において、前記容器は、誘導加熱により加熱される導電性容器からなり、前記誘導加熱装置は、誘導加熱により加熱された前記導電性容器の熱を前記混合材に間接的に伝達して加熱溶融することを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化装置は、上記発明において、前記導電性容器を回転させる回転装置を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る廃アスベスト無害化装置は、上記発明において、前記誘導加熱装置は、前記容器内に配設されて前記混合材を攪拌するとともに誘導加熱により加熱されて該混合材に熱を間接的に伝達する被加熱攪拌体を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るオンサイト式廃アスベスト無害化システムは、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた混合材を収容する容器の周りに配設される誘導加熱コイルを有し、前記容器に収容された前記混合材を誘導加熱により加熱溶融する誘導加熱装置と、電源装置その他の周辺装置と、を備える廃アスベスト無害化装置と、該廃アスベスト無害化装置を搭載して移動可能な負圧作業室と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るオンサイト式廃アスベスト無害化システムは、上記発明において、前記負圧作業室は、トレーラにより搬送される牽引式コンテナ車よりなることを特徴とする。

本発明に係る廃アスベスト無害化方法によれば、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させて廃アスベストと融剤とを加熱溶融することで、繊維状結晶を消失させて廃アスベストを無害化しているので、廃アスベスト単体の場合に比べてかなり低い温度、例えば１，０００〜１，１００℃程度で溶融させることができ、よって、廃アスベストを容易かつ経済的に無害化することができるという効果を奏する。

特に、融剤として、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩を用いるようにすれば、人体に無害であって容易に入手可能であり、低コスト化に有利となるという効果を奏する。また、低い温度で溶融させることが可能なため、急速加熱が可能で熱効率が高く温度制御が容易な誘導加熱を用いて加熱溶融させることができ、解体から無害化までを廃アスベストの発生現場で完結させるオンサイト式（移動式）処理を可能にすることもできるという効果を奏する。さらに、加熱溶融された液相の共融生成物を急冷して固化することにより、ガラスのような無害な固形物として骨材や路盤材に供することができるという効果を奏する。また、解体現場で袋詰されて回収された廃アスベストを袋詰状態のまま加熱溶融処理に供することで、回収された廃アスベストに関して袋を開けたりする必要がなく、廃アスベスト暴露量を最小化することができるという効果を奏する。

本発明に係る廃アスベスト無害化装置によれば、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた廃アスベストと融剤とを誘導加熱装置によって加熱溶融することで、繊維状結晶を消失させて廃アスベストを無害化しているので、急速加熱が可能で熱効率が高く温度制御が容易な誘導加熱を用いて加熱溶融させることができ、かつ、誘導加熱装置は商用動力電源での駆動が可能でコンパクトに構成できるため、解体から無害化までを廃アスベストの発生現場で完結させるオンサイト式処理を可能にすることもでき、よって、廃アスベストを容易かつ経済的に無害化することができるという効果を奏する。

本発明に係るオンサイト式廃アスベスト無害化システムによれば、廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた廃アスベストと融剤とを溶融加熱する誘導加熱装置を負圧作業室内に備えているので、急速加熱が可能で熱効率が高く温度制御が容易な誘導加熱を用いた加熱溶融により繊維状結晶を消失させて廃アスベストを無害化する処理が負圧作業室内で行われ、周囲環境に影響を及ぼさないため、商用動力電源での駆動が可能でコンパクトに構成できる誘導加熱装置と相俟って、解体から無害化までを廃アスベストの発生現場で完結させるオンサイト式処理を実現でき、よって、廃アスベストを容易かつ経済的に無害化することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である廃アスベスト無害化方法、廃アスベスト無害化装置およびオンサイト式廃アスベスト無害化システムについて図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の廃アスベスト無害化方法の原理を工程順に示す模式図である。まず、図１（ａ）に示すように、処理対象となる廃アスベスト１に溶融温度を降下させる融剤２を混合させた混合材３を容器４、例えば導電性るつぼに収容させる準備工程を行う。そして、混合材３を収容した容器４を、図１（ｂ）に示すように、誘導加熱コイル５を有する高周波の誘導加熱装置６（高周波誘導加熱炉）にセットし、容器４に収容された混合材３を誘導加熱により加熱溶融する工程を行う。この加熱溶融する工程により、廃アスベスト１と融剤２との混合材３は、廃アスベストの繊維状結晶が消失して無害化された液相の共融生成物７に変わる。そして、誘導加熱装置６の電源を切り、図１（ｃ）に示すように、急冷する工程を行うことで、容器４内の液相の共融生成物７は固化され、図１（ｄ）に示すガラスのような無害な固形物８が得られる。

以下、詳細に説明する。まず、無害化処理の対象となる廃アスベスト１は、例えば吹き付けアスベストやアスベストを混合したアスベスト保温材として回収される。このような廃アスベスト１は、蛇紋石および角閃石グループに属する繊維状の無機珪酸塩であり、クリソタイル（温アスベスト、白アスベスト）、アモサイト（茶アスベスト）、クロシドライト（青アスベスト）、アンソフィライト、トレモライトおよびアクチノライトが含まれる。このうち、実際に使用されたものは前三者であり、そのうち後二者は有害性が高いことから１９９５年には使用が禁止された経緯がある。

アスベストの健康被害は、アスベストそのものは化学的には人体に無害であるにも関わらず、前述したように、例えばアスベストの一種であるクリソタイルの直径が０．０２〜０．０３μｍ程度の中空パイプ状構造の極めて細かくかつ柔軟な繊維状構造をなしていることに原因がある。よって、廃アスベスト１の無害化は、繊維状構造を溶融で破壊して非晶質（ガラス）の固まりに変え、固相のままで再利用を図ればよい。

しかし、アスベストは、高温に耐え、耐熱性に優れていることが知られている。これは、アスベストを融かし、非晶質の固まりにするのに、つまり無害化するのに高温を必要とすることを意味している。アスベストの融点は、アスベストの種類によって変わるが、一般には、１，０００〜１，５００℃の範囲にあるといわれており、アスベストそのものを単体で溶融するには非常に高温度を必要とし、従来例で説明したような種々の課題を生ずる。

そこで、本実施の形態では、廃アスベスト１に対して溶融温度を降下させる融剤２を混合させることで、溶融温度を大幅に低下させる。融剤２は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩である。これらのうち、炭酸塩は、安価で入手しやすく、溶融温度が低く、工程上最も好ましい。これらは、１種または２種以上で用いられる。係る塩の具体例としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、四ホウ酸リチウム、四ホウ酸ナトリウム等を挙げることができる。

これらの塩（融剤２）と廃アスベスト１を混合して加熱溶融したとき、共融系を形成し、アスベストの融点よりも低い温度で溶融する。実験によれば、塊のままのアスベスト（廃アスベスト１）１重量部に０．５〜１重量部の四ホウ酸ナトリウムを加えた場合、約１，０００℃で溶融することが確認された。

ここで、建物等から回収される廃アスベスト１は、その種類を特定し難く純度も問えない。本実施の形態では、主として、セメントまたはモルタルと混合されているものを対象とする。同種類の廃アスベスト１が多量に発生するようなケースでは、迅速処理のため、予め廃アスベスト１と塩（融剤２）との組成割合を変えて共融温度が低くなる組成割合を実験により測定しておくことが望ましい。

この反応系では、廃アスベスト１は化学成分上人体に無害であり、また、炭酸ナトリウムはどこでも入手可能で安価であり、化学成分上人体に無害である。よって、加熱溶融された共融生成物７も、無害である。このような共融生成物７は、骨材や路盤材として再利用することも可能である。

また、廃アスベスト１と融剤２との混合材３を加熱溶融する手段としては、高周波の誘導加熱に限らず、例えばガス加熱方式であってもよく、１，０００℃程度まで加熱できる方式であればよい。ガス加熱方式の場合、燃焼系として、プロパンガス＋酸素、アセチレンガス＋酸素或いは水素＋酸素が用いられるが、設備が大型化、複雑化し、かつ、ＣＯ₂が発生する。

このような点を考慮すると、廃アスベスト１と融剤２との混合材３を加熱溶融する手段としては、本実施の形態のように、例えば商用動力電源で駆動可能な高周波の誘導加熱装置６を用いて廃アスベスト無害化装置を構成することが好ましい。誘導加熱装置６によれば、急速加熱が可能で熱効率が高く温度制御が容易であり、ＣＯ₂を排出することがなく地球温暖化対策上も問題がない上に、短時間で共融反応を完了させることができる。また、誘導加熱装置６は、商用動力電源での駆動が可能でコンパクトに構成できるため、廃アスベスト１にもアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩による融剤２にも加熱溶融によって法的規制を受ける有害物質を発生させる可能性が考え難いので、解体現場で発生する廃アスベスト量に応じて処理能力を有する廃アスベスト無害化処理システムを発生現場に持ち込んでオンサイト式（移動式）処理を実現することも可能となる。これにより、廃アスベストの移動や高温溶融処理施設へ集中することにより発生する副次的問題の発生を防止することもできる。

次に、図１に示した廃アスベスト無害化方法による廃アスベストの無害化の処理結果例を図２および図３に示す。図２および図３は、いずれも蛍光Ｘ線回折によるアスベスト定性分析結果（アスベストピークの消滅）を示す特性図である。なお、融剤２は、炭酸ナトリウム（Ｎａ₂ＣＯ₃）と四ホウ酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇）とが重量比１：１で混合されたものであり、廃アスベスト１と融剤２との配合比率は廃アスベスト／融剤＝１／１とした。溶融温度は、１，１００℃であった。図２は、クリソタイル９．９％、アモサイト２．０％なるアスベスト含有保温材に対する加熱溶融処理結果を示している。図２に示す結果によれば、溶融処理前であれば、アモサイト１０．６°、クリソタイル１２．０°、クリソタイル２４．３°、アモサイト２８．９°にそれぞれアスベストピークがあり繊維状構造の存在が確認されるが、１，１００℃での加熱溶融後にはこれらのアスベストピークが消滅し繊維状構造が消失して無害化していることが判る。

同様に、図３は、アモサイト５．３％なるアスベスト含有保温材に対する加熱溶融処理結果を示している。図３に示す結果によれば、溶融処理前であれば、アモサイト１０．６°、アモサイト２８．９°にそれぞれアスベストピークがあり繊維状構造の存在が確認されるが、１，１００℃での加熱溶融後にはこれらのアスベストピークが消滅し繊維状構造が消失して無害化していることが判る。

次に、本実施の形態の廃アスベスト無害化方法を実現するオンサイト式廃アスベスト無害化システムの構成例について説明する。図４は、本実施の形態のオンサイト式廃アスベスト無害化システムの構成例を示す模式図である。本実施の形態のオンサイト式廃アスベスト無害化システムは、例えば図１中に示したような廃アスベスト１に溶融温度を降下させる融剤２を混合させた混合材３を収容する容器４の周りに配設される誘導加熱コイル５を有し、容器４に収容された混合材３を誘導加熱により加熱溶融する誘導加熱装置６と、高周波の電源装置１１、集塵装置１２等の周辺装置と、を備える廃アスベスト無害化装置２０と、廃アスベスト無害化装置２０を搭載して移動可能な負圧作業室２１とを備える。

負圧作業室２１は、誘導加熱装置６等の廃アスベスト無害化装置２０の全てを搭載して内部空間を負圧雰囲気に維持するためのものであり、本実施の形態では、図４に示すように、トレーラ２２により搬送される牽引式コンテナ車として構成されている。ここで、トレーラ２２は、トレーラヘッド２２ａ部分と負圧作業室２１（牽引式コンテナ車）部分とが切り離し可能に構成されている。また、高周波の電源装置１１は、誘導加熱装置６に対して加熱溶融用の電力を供給するためのものであり、例えばプラント等より動力電源の供給を受けることにより電源として機能する。集塵装置１２は、誘導加熱装置６等が搭載される負圧作業室２１内の換気のためにフィルタを通して排気を行うためのものである。

このようなオンサイト式廃アスベスト無害化システムによれば、各地に点在するアスベスト含有保温材（廃アスベスト１）が発生する事業所構内３０に、誘導加熱装置６と電源装置１１、集塵装置１２等の周辺装置とを搭載した牽引式コンテナ車（負圧作業室２１）をトレーラ２２で搬入し、解体作業現場３１で袋詰３２または通い箱３３に詰められた廃アスベスト１を、構内移動するフォークリフト車等の運搬車３４により牽引式コンテナ車（負圧作業室２１）内に持ち込み、融剤２とともに誘導加熱装置６によって加熱溶融することにより、廃アスベスト１をオンサイトで溶融・無害化処理を行うことができる。溶融処理後の急冷により固化された溶融ガラス等の無害な固形物８は、再利用に供される。

このようなオンサイト式廃アスベスト無害化システムによって廃アスベスト１の無害化処理を行うことで、現在実施されている「処分施設に運搬して一括処理する」というシステムに比較し、廃アスベストの移動に伴う飛散防止策が不要で、運搬トラックの排ガスによる環境汚染も軽減され、加えて、アスベスト処理の増加によって、近隣住民の理解が得にくい新規処理施設が必要になるという難問を先延ばしすることが可能となり、廃アスベストの不法投棄も減らすことができる。また、解体から無害化までを発生現場で完結させることができるので、廃アスベスト１に関する保管、収集運搬、最終処分の各工程でのアスベスト暴露量を最小にすることができる。特に、無害化する処理が全て負圧作業室２１内で行われ、周囲環境に影響を及ぼさないため、衆人環視の下で、人体に有害なアスベストを人体に無害な非晶質固形物に変えることができ、廃アスベスト対策として好適といえる。

次に、このようなオンサイト式廃アスベスト無害化システムに好適な誘導加熱装置の構成例について説明する。図５は、誘導加熱装置の構成の一例を示す模式図である。誘導加熱装置６Ａは、誘導加熱により加熱される導電性容器４Ａの周りに配設されて昇降自在な誘導加熱コイル５と、導電性容器４Ａを回転させる回転装置４１とを備える。回転装置４１は、導電性容器４Ａが載置される回転自在なターンテーブル４２と、ターンテーブル４２を回転させるモータ４３とよりなる。

これにより、誘導加熱装置６Ａは、導電性容器４Ａを誘導加熱し、加熱された導電性容器４Ａの熱を該導電性容器４Ａ内に収容されている廃アスベスト１と融剤２との混合材３に間接的に伝達することで加熱溶融し、無害化する。ここで、解体現場でセメント袋のような頑丈な二重紙製の袋に袋詰された断熱材であるアスベスト保温材（廃アスベスト１）を、袋詰状態のまま導電性容器４Ａ内に投入し（投入工程）、融剤２を加えて加熱溶融させることで、回収された廃アスベスト１に関して袋を開けたりする必要がなく、廃アスベスト暴露量を最小化することができる。また、加熱溶融処理に際して、導電性容器４Ａをターンテーブル４２とともに回転させることで、接触性、温度均一性を確保することができ、効率よく加熱溶融することができる。さらに、加熱溶融処理が終了した後は、図５中に破線で示すように、誘導加熱コイル５を上昇させることで、熱くなった導電性容器４Ａの交換作業（急冷工程への移行）を容易に行うことができる。

図６は、誘導加熱装置の構成の他例を示す模式図である。誘導加熱装置６Ｂは、断熱性容器４Ｂの周りに配設される誘導加熱コイル５と、断熱性容器４Ｂ内に回転自在に配設された攪拌機を兼ね誘導加熱により加熱される被加熱攪拌体５１と、この被加熱攪拌体５１を回転させるモータ５２とを備える。

これにより、誘導加熱装置６Ｂは、誘導加熱コイル５によって被加熱攪拌体５１を誘導加熱することで、被加熱攪拌体５１の熱を断熱性容器４Ｂ内に収容されている廃アスベスト１と融剤２との混合材３に間接的に伝達することで加熱溶融し、無害化する。ここで、加熱溶融処理に際して、誘導加熱される被加熱攪拌体５１をモータ５２により回転させることで、接触性、温度均一性を確保することができ、効率よく加熱溶融することができる。なお、通い箱３３等に詰められて回収された廃アスベスト１は、通い箱３３から取り出されて融剤２とともに断熱性容器４Ｂに投入されて加熱溶融に供される。さらに、加熱溶融処理が終了した後は、図６中に破線で示すように、被加熱攪拌体５１をモータ５２とともに上昇させることで、断熱性容器４Ｂの交換作業（急冷工程への移行）を容易に行うことができる。

本実施の形態の廃アスベスト無害化方法の原理を工程順に示す模式図である。 アスベスト含有保温材に対する加熱溶融処理結果を示す説明図である。 アスベスト含有保温材に対する加熱溶融処理結果を示す説明図である。 本実施の形態のオンサイト式廃アスベスト無害化システムの構成例を示す模式図である。 誘導加熱装置の構成の一例を示す模式図である。 誘導加熱装置の構成の他例を示す模式図である。

符号の説明

１ 廃アスベスト
２ 融剤
４ 容器
４Ａ 導電性容器
５ 誘導加熱コイル
６，６Ａ，６Ｂ 誘導加熱装置
７ 共融生成物
１１ 電源装置
１２ 集塵装置
２０ 廃アスベスト無害化装置
２１ 負圧作業室
２２ トレーラ
４１ 回転装置
５１ 被加熱攪拌体

Claims (11)

1. 廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させて廃アスベストと融剤とを加熱溶融する工程を備えることを特徴とする廃アスベスト無害化方法。
2. 融剤は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、ホウ酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１種の塩であることを特徴とする請求項１に記載の廃アスベスト無害化方法。
3. 加熱溶融する工程は、誘導加熱を用いて行うことを特徴とする請求項１または２に記載の廃アスベスト無害化方法。
4. 加熱溶融された共融生成物を急冷して固化する工程を備えることを特徴とする請求項１〜３にいずれか一つに記載の廃アスベスト無害化方法。
5. 解体現場で袋詰されて回収された廃アスベストを袋詰状態のまま加熱溶融するための装置に投入する工程を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の廃アスベスト無害化方法。
6. 廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた混合材を収容する容器の周りに配設される誘導加熱コイルを有し、前記容器に収容された前記混合材を誘導加熱により加熱溶融する誘導加熱装置を備えることを特徴とする廃アスベスト無害化装置。
7. 前記容器は、誘導加熱により加熱される導電性容器からなり、前記誘導加熱装置は、誘導加熱により加熱された前記導電性容器の熱を前記混合材に間接的に伝達して加熱溶融することを特徴とする請求項６に記載の廃アスベスト無害化装置。
8. 前記導電性容器を回転させる回転装置を備えることを特徴とする請求項７に記載の廃アスベスト無害化装置。
9. 前記誘導加熱装置は、前記容器内に配設されて前記混合材を攪拌するとともに誘導加熱により加熱されて該混合材に熱を間接的に伝達する被加熱攪拌体を備えることを特徴とする請求項６に記載の廃アスベスト無害化装置。
10. 廃アスベストに溶融温度を降下させる融剤を混合させた混合材を収容する容器の周りに配設される誘導加熱コイルを有し、前記容器に収容された前記混合材を誘導加熱により加熱溶融する誘導加熱装置と、電源装置その他の周辺装置と、を備える廃アスベスト無害化装置と、
    該廃アスベスト無害化装置を搭載して移動可能な負圧作業室と、
    を備えることを特徴とするオンサイト式廃アスベスト無害化システム。
11. 前記負圧作業室は、トレーラにより搬送される牽引式コンテナ車よりなることを特徴とする請求項１０に記載のオンサイト式廃アスベスト無害化システム。

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