JP2009078195A - 廃アスベスト材の処理方法およびその処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃アスベスト材を解体現場で連続的かつ系統的に無害化処理でき、付近の環境も汚さない廃アスベスト材の処理方法およびその処理装置を提供する。
【解決手段】廃アスベスト材を吸引し水で捕捉し水底に沈降させてスラリー化する捕捉工程、スラリーを脱水してケーキとする絞り工程、ケーキを溶融してガラス化する溶融・ガラス化工程、溶融によって生じた高温ガスを冷却するガス冷却工程、使用した水を捕捉工程に戻す水循環工程、捕捉工程を通過した空気をヘパフィルタに通して大気に放出可能な空気とする空気濾過工程、アスベスト含有水を珪藻土がコーティングされたスプリングフィルタに通して外部に排出可能な水とする水浄化工程を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃アスベスト材の処理方法とその処理装置に係り、より詳細には、システム化され安全かつ連続的に無害化することができる廃アスベスト材の処理方法とその処理装置に関する。

アスベストはクリスタル（白石綿）、アモサイト（茶石綿）、クロシドライト（青石綿）の種類があり、耐火材、断熱材として建造物に用いられていた。建造物を取り壊す際には、アスベスト廃材による公害が生じないような処理が必要となっている。建造物から除去した廃アスベスト材を処理する従来の方法としては、これをビニール袋に入れ飛散しない状態とし、専用の処理場に運び、コンクリート化して地中に埋め立てる方法、あるいは電気炉等で溶融処理する方法が採られている。特許文献１には、有機、無機からなるバインダーをアスベストに添加し、混練、造粒して固め、飛散せず溶融に適した形態とする方法が示されている。特許文献２には、アスベストと無機材料とを混合して反応させ、飛散せず溶融に適した形態とすることが示されている。特許文献３には、これらアスベスト廃材を電気抵抗溶融炉によって溶融する方法が示されている。

特許文献１の有機、無機のバインダーや、特許文献２の無機材料は、アスベストと一緒に溶融処理されるから再利用できるものではない。また、特許文献３の溶融処理と組み合わせるとしても、いずれも個々独立して行われるため、連続的な処理ができず、効率が悪いとの問題がある。また、系統的な処理ではないため、システム化することができず、処理終了まで長時間を要するとの問題もある。アスベスト廃材を処理場まで運搬することなく、建造物の解体現場で即無害化でき、廃アスベスト材を含めて、無害化に使用した水や空気で付近の環境を汚さない装置が望まれている。
特開２０００−７９３８０号公報 特開２００１−３５３４７９号公報 特開平９−１９６７２号公報

本発明の目的は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、建造物から除去された廃アスベスト材を現場で連続的かつ系統的に無害化処理でき、付近の環境を汚さない廃アスベスト材の処理方法およびその処理装置を提供することにある。

本発明による請求項１に記載の廃アスベスト材の処理方法は、建造物から削り取った廃アスベスト材を空気で吸引し、水を噴霧して捕捉し、水底に沈降させてスラリー化する捕捉工程と、前記スラリーを脱水してケーキとする絞り工程と、前記ケーキを電磁誘導加熱によって溶融し、急冷してガラス塊とする溶融・ガラス化工程と、前記ケーキの溶融によって発生した高温ガスを吸引し、水を噴霧して冷却し、冷却されたガスを前記捕捉工程に戻すガス冷却装置と、前記捕捉工程でスラリー化に使用した水、前記絞り工程でスラリーから脱水した水、および前記ガス冷却・循環工程で使用した水を前記捕捉工程に戻し、噴霧水として使用する水循環工程と、前記捕捉工程を通過した空気をヘパフィルタに通して、大気に放出可能な空気とする空気濾過工程と、前記捕捉工程、前記絞り工程および前記ガス冷却工程で使用されたアスベスト含有水を、珪藻土がコーティングされたスプリングフィルタに通して、外部に排出可能な水とする水浄化工程と、を備えていることを特徴とする。

本発明による請求項２に記載の廃アスベスト材の処理装置は、建造物から削り取った廃アスベスト材を空気で吸引し、水を噴霧し水底に沈降させることによりスラリー化する捕捉装置と、前記スラリーを脱水してケーキとする絞り装置と、前記ケーキを電磁誘導加熱によって溶融し、急冷してガラス塊とする溶融ガラス化装置と、前記溶融物の溶融によって発生した高温ガスに水を噴霧して冷却するガス冷却装置と、前記捕捉装置でスラリー化に使用した水、前記絞り装置でスラリーから脱水した水、および前記ガス冷却装置で使用した水を前記捕捉装置に戻し、噴霧水として使用する水循環装置と、前記捕捉装置を通過した空気をヘパフィルタに通して、大気に放出可能な空気とする空気濾過装置と、前記捕捉装置、前記絞り装置および前記ガス冷却装置で使用されたアスベスト含有水を、珪藻土がコーティングされたスプリングフィルタに通して、外部に排出可能な水とする水浄化装置と、を備えていることを特徴とする。

本発明による請求項３に記載の廃アスベスト材の処理装置は、請求項２に記載の装置が、自走式車両の荷台に設けられた密閉可能な箱体に搭載されていることを特徴とする。

本発明による請求項４は、前記捕捉装置が、順次連結された複数の吸引タンクと、最下流の前記吸引タンクに連結されたブロアとで構成され、アスベスト廃材を吸引した空気が前記複数の吸引タンクを経由して吸引されることを特徴とする。

本発明による請求項５は、前記溶融・ガラス化装置が、電磁誘導によって加熱される溶融炉と、溶融炉から溢れ出て落下した溶融物を受ける水槽を備えていることを特徴とする。

本発明による請求項６は、前記ガス冷却装置が、順次連結されガスに水を噴霧する複数のシャワー槽と、最下流のタンクに連結されたブロアとで構成され、溶融によって発生した高温ガスが、前記複数のシャワー槽を経由して吸引されることを特徴とする。

本発明による請求項１、２によれば、廃アスベスト材を吸引し、水で捕捉し、水底に沈降させてスラリー化し、このスラリーを脱水してケーキとし、ケーキを溶融した後、急冷してガラス塊とするため、廃アスベスト材の無害化を連続的、系統的に行うことができる。また、スラリー化に使用した水、スラリーを脱水して生じた水、およびガス冷却の際に使用した水を捕捉装置（または捕捉工程）に戻して使用するので、節水型である。また、溶融炉で発生した高温ガスの粉塵は、ガス冷却装置（またはガス冷却工程）で噴霧した冷却水で捕捉されるが、冷却水は捕捉装置（または捕捉工程）に戻されるので、捕捉装置（または捕捉工程）でさらに噴霧による粉塵の捕捉が行なうので、それだけ粉塵の捕捉が入念にできる。無害化に使用した空気および水は、空気濾過装置（空気濾過工程）と水浄化装置（または水浄化工程）で浄化し放出されるので、付近の環境を汚すことがない。

本発明による請求項３によれば、廃アスベスト材を吸引し捕捉しスラリー化する捕捉装置、スラリーからケーキとする絞り装置、ケーキを溶融する溶融・ガラス化装置、溶融によって生じた高温ガスを冷却するガス冷却装置、使用した水を捕捉装置に戻して使用する水循環装置、捕捉装置を通過した空気を大気に放出可能な空気とする空気濾過装置、アスベスト含有水を外部に排出可能な水とする水浄化装置が、自走式車両の荷台に設けられた密閉可能な箱体に搭載されるので、移動可能であり、建造物の解体現場に乗り入れての無害化処理ができる。これまでのような廃アスベスト材を専用の処理場に運ぶ必要はない。

請求項４によれば、複数の吸引タンクが設けられるので、その分、アスベスト含有空気が浄化され、空気濾過装置のフィルタの負荷を減らすことができる。

請求項５によれば、溶融炉は溶融物が溢れ出るタイプであるから、連続溶融が可能で、水槽による溶融物の急冷により２〜５ｍｍの粒径のガラス塊にできる。

請求項６によれば、溶融炉から出た高温ガスは、複数のシャワー槽を経由して吸引されるので、ガスに含まれる粉塵等が水に吸収されるので、ガスを浄化でき、最終的に通過する空気濾過装置のフィルタの負荷を減らすことができる。

以下、図面を参照して本発明による廃アスベスト材の処理方法および廃アスベスト材の処理装置について説明する。

図１は、本発明による廃アスベスト材の処理装置の構成図である。廃アスベスト材の処理装置１００は、捕捉装置１、空気濾過装置２、絞り装置３、溶融・ガラス化装置４、ガス冷却装置５、水循環装置６、水浄化装置７からなる。図１の上段に、絞り装置３と溶融・ガラス化装置４とガス冷却装置５を示し、図１の中段に、捕捉装置１と空気濾過装置２を示し、図１の下段に、水浄化装置７を示した。なお、水循環装置６は、上段と中段のブロックの中に分散して設けられる。捕捉装置１の吸引口（Ａ）には、吸引ヘッド１４が接続される。水道水供給口（Ｗ）には、廃アスベスト材の処理装置１００で使用する水が供給される。吸引ヘッド１４から吸い込まれた空気、溶融時に発生したガス等は、浄化され空気濾過装置２の空気放出口（ＥＡ）から大気に放出される。使用された水は、浄化され水浄化装置７の水放出口（ＥＷ）から外部に排出される。投入された水は内部で循環して使用されるので、節水型で多量の水は必要としない。

図１に示すように、捕捉装置１は、主吸引タンク９、副吸引タンク１０、ブロア１１で構成される。ブロア１１が空気を吸引すると、副吸引タンク１０の空気が引かれ、これにより副吸引タンク１０が減圧されると、主吸引タンク９の空気が引かれ、これにより主吸引タンク９が減圧されると、吸引ヘッド１４から空気と壁などから削り取られた廃アスベスト材が吸引される。空気の流れは実線の矢印で示す。主吸引タンク９は、半分程度は水が満たされ、上からは水が噴霧されている。廃アスベスト材の細かい粉塵はシャワーによって捕捉され水中に落下し、大きなものはそのまま水中に落下して、その底部に沈降する。主吸引タンク９を出た空気は副吸引タンク１０に吸引される。副吸引タンク１０は、上部から水が噴霧され、主吸引タンク９で捕捉されなかった粉塵を捕捉する。主吸引タンク９の底部に沈降した沈殿物（スラリー）は、スラリー搬送用ポンプ１３でスラリー搬送口（Ｓ）に送られる。廃アスベスト材を水中に沈降させるのは、廃アスベスト材の粉塵の飛散性を著しく低下させ、また、廃アスベスト材の容積を１／３程度に圧縮できるからである。

空気濾過装置２は、ブロア１１から排出された空気を浄化する。空気濾過装置２のフィルタとしては、例えば、０．３ミクロン粒子を９９．９９％以上捕捉できるヘパフィルタ（ＨＥＰＡ：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ Ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）を使用することができる。ヘパフィルタ４０は大きな風量が処理でき、活性炭のメッシュが内蔵される。

絞り装置３は、スラリーを脱水する装置である。脱水されたスラリーは、流動性のない固体または粉体でも搬送できるモーノポンプ２３で、溶融・ガラス化装置４に送られる。モーノポンプ２３のローターは、雄ネジで形成されている。脱水された水は排水トレイ３０に集められる。

溶融・ガラス化装置４は、電磁誘導加熱を利用した装置で、金属製の溶融炉２０の周りに誘導コイルを巻き、誘導コイルには１〜３ｋＨｚの交流を加え、溶融炉２０に発生させた渦電流で加熱する。符号２２は誘導コイル用のトランスである。温度は１６００度以上としている。溶融炉２０の下部には水槽２１が設けられ、溶融したスラリーを急冷して、２〜５ｍｍ程度の粒状にする。溶融・ガラス化装置４には、窒素ガス供給口（Ｎ）から不活性ガスである窒素を供給し、高温ガスによる爆発を防いでいる。溶融・ガラス化装置４は、電力が数百ｋＷにもなるので、その周囲を冷却するため溶融炉用の冷却装置（図示せず）が設置される。アスベスト廃材は、最終的にガラス塊となり、その容積が小さくなるので減量化の効果も大きい。

ガス冷却装置５は、主シャワー槽１６、副シャワー槽１７、ブロア１９で構成される。ブロア１９が吸引すると、副シャワー槽１７のガスが吸引され、これにより主シャワー槽１６のガスが吸引され、続いて溶融・ガラス化装置４のスラリーが溶融した際に発生した高温ガス（窒素ガスを含む）が吸引される。ブロア１９を出たガスは、ガスの戻り口（ＭＡ）を介して捕捉装置１の主吸引タンク９に戻される。これにより、高温ガスも最終的には空気濾過装置２を通過して外に出る。高温ガスに含まれる粉塵は、主シャワー槽１６の噴霧と副シャワー槽１７の噴霧によって捕捉される。ここで使用される水は、貯水タンク１８で制御されており、副シャワー槽１７に水が供給されて貯水タンク１８の水位が下がると、水道水供給口（Ｗ）から自動的に水が貯水タンク１８に供給される。

水循環装置６は、ここでは水循環ポンプ１２ａ〜１２ｄからなる。捕捉装置１の水循環ポンプ１２ａは、副吸引タンク１０の底部の水を噴霧するためその上部に送り、また、主吸引タンク９にも戻す。副吸引タンク１０の水量は、一定水位となるように水道水供給口（Ｗ）からの供給が調整されている。捕捉装置１の水循環ポンプ１２ｂは、主吸引タンク９の底部の水を噴霧するためその上部に送り、また、絞り装置３の排水トレイ３０の水、ならびにガス冷却装置５の主シャワー槽１６と副シャワー槽１７の水を吸引（プル）して主吸引タンク９に戻している。ガス冷却装置５のポンプ１２ｃは、主シャワー槽１６と副シャワー槽１７の水を、水の戻り口（ＭＷ）を介してポンプ１２ｃ側に送り出して（プッシュ）いる。ポンプ１２ｄは、主シャワー槽１６と副シャワー槽１７の底部の水を噴霧するため、それぞれの上部に循環させている。

水浄化装置７は、主吸引タンク９と副吸引タンク１０のアスベストを含有する水を装置間の排水口（Ｄ１、Ｄ２）を介して第１排水タンク２８で受ける。水浄化装置７は、運転終了時などに作動させる。第１排水タンク２８に入ったアスベスト含有の水は、ポンプ３２でバネ式高性能フィルタ２６に送られる。バネ式高性能フィルタ２６で浄化された水は第２排水タンク２９に送られる。第２排水タンク２９の水は外部に廃棄可能な水で、水放出口（ＥＷ）から放出される。

図２は水浄化装置の詳細構成図である。バネ式高性能フィルタ２６は、スプリングフィルタ４１を有し、バネの隙間（２０〜５０ミクロン）には０．１〜０．２ミクロンの微細な穴を多数有する珪藻土がコーティングされるので、水に含まれる微細な粒子を捕捉できる。バネへの珪藻土のコーティングは、矢印ｃ１、ｃ２の経路で行なう。すなわち、珪藻土収納タンク２７からポンプ３２で珪藻土を含む水をバネ式高性能フィルタ２６に送り、珪藻土収納タンク２７に戻す運転を行なうことによる。水の浄化は、ｎ１、ｎ２の経路で行なう。これにより第１排水タンク２８のアスベスト含有の水が浄化され、第２排水タンク２９に送られる。スプリングフィルタ４１の洗浄は、ｒ１、ｒ２、ｒ３の経路で行なう。すなわち第２排水タンク２９の中のポンプで水を通常のルートは逆にバネ式高性能フィルタ２６に送る。バネ式高性能フィルタ２６のスプリングフィルタ４１が集めた捕捉物は、点線で示す容器３９に集められる。ｒ１、ｒ２、ｃ２、ｒ４の経路で珪藻土収納タンク２７も洗浄できる。容器３９に集めた捕捉物は、珪藻土も含めて溶融炉で溶融することにより無害化できる。

図３は、捕捉装置に接続される吸引ヘッドの斜視図である。吸引ヘッド１４には様々なものがある。吸い込みタイプ１４ａと削り取りタイプ１４ｂは、防塵服を着た作業員が手作業で行なう場合に使用する。クローラに搭載されたタイプの吸引ヘッド１４ｃは、遠隔操作でクローラを動かす。吸引ヘッド１４は、壁などを削り取って、その剥離片を吸引ホース１５で吸引するものである。

図４は、絞り装置の断面を示す拡大側面図である。絞り装置３には、モータ３８で回転するスクリューフィーダ３４が設けられる。スラリーがスクリューフィーダ３４に絡め取られて図４の左方向に押し出される。スクリューフィーダ３４は、金網製の筒３５に収納されており、ここからスラリーに含まれる水が絞り出される。脱水された水は排水トレイ３０に集められる。金網製の筒３５の左端は、通常、押圧板３６で塞がれており、スクリューフィーダ３４がスラリーを絞りばね３７の付勢力に打ち勝って押し出すと、押圧板３６が左方向に押されて、その隙間からスラリーがモーノポンプ２３側に落下する。左端のナットの位置を調整することにより、絞りばね３７の付勢力を調節できる。ここでは、スラリーの約８０％の水を脱水する。

図５は、溶融炉の平面図（ａ）と側面の断面図（ｂ）である。溶融炉２０は、誘導コイル３１が巻き付けられている。（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図で、溶融炉２０の側面には、内側の底部から外側の上方に向かって傾斜する貫通孔が設けられる。このような貫通孔は、スラリーが炉内に溶融するまで留まり、溶融したら、下方に落下するのに都合が良い。連続運転に向く。

図６は、廃アスベスト材の処理装置が複数のトラックに搭載された場合の外観図である。ここでは２台のトラック２４ａ、２４ｂに搭載されるとした。各トラックには、密閉可能な箱体２５が設けられ、この中に捕捉装置１、空気濾過装置２、絞り装置３、溶融・ガラス化装置４、ガス冷却装置５、水循環装置６、水浄化装置７、それに電源装置８などが収納される。箱体２５には開閉扉３３が設けられ、開放されて、水道水供給口（Ｗ）、装置間の排水口（Ｄ１、Ｄ２）などが接続される。箱体２５は、解体現場までの移動経路を汚さないようにできる。これにより機動性が一段と向上し、建造物の解体現場での廃アスベスト材の無害化処理ができる。なお、廃アスベスト材の処理装置１００を大型のトレーラー車に搭載して、１台の自走式車両で実現してもよい。

図７は、廃アスベスト材の処理工程を示す流れ図である。図７に示すように、廃アスベスト材を溶融して無害な粒形ガラスにするとともに、使用した空気と水は、濾過してクリーンな状態に戻し外部に排出する。捕捉工程は、より詳細には、吸引工程と、水による捕捉工程と、沈降させてスラリー化する工程が含まれる。

本発明は、廃アスベスト材を安全かつ連続的に無害化し、使用した水と空気が居住環境に影響を与えることがなく、どこにでも移動できる機動性も備えるので、産業上の利用可能性は十分ある。

本発明による廃アスベスト材の処理装置の構成図である。（実施例１） 図１の水浄化装置の詳細構成図である。（実施例１） 図１の捕捉装置に接続する吸引ヘッドの斜視図である。（実施例１） 図１の絞り装置の断面を示す拡大側面図である（実施例１） 図１の溶融炉の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。（実施例１） 廃アスベスト材の処理装置が複数のトラックに搭載された場合の外観図である。（実施例１） 廃アスベスト材の処理工程を示す流れ図である。（実施例１）

符号の説明

１ 捕捉装置
２ 空気濾過装置
３ 絞り装置
４ 溶融・ガラス化装置
５ ガス冷却装置
６ 水循環装置
７ 水浄化装置
８ 電源装置
９ 主吸引タンク
１０ 副吸引タンク
１１ ブロア
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 水循環ポンプ
１３ スラリー搬送用ポンプ
１４ 吸引ヘッド
１４ａ 吸い込みタイプ
１４ｂ 削り取りタイプ
１４ｃ クローラに搭載タイプの吸引ヘッド
１５ 吸引ホース
１６ 主シャワー槽
１７ 副シャワー槽
１８ 貯水タンク
１９ ブロア
２０ 溶融炉
２１ 水槽
２２ トランス
２３ モーノポンプ
２４ａ、２４ｂ トラック
２５ 箱体
２６ バネ式高性能フィルタ
２７ 珪藻土収納タンク
２８ 第１排水タンク
２９ 第２排水タンク
３０ 排水トレイ
３１ 誘導コイル
３２ ポンプ
３３ 開閉扉
３４ スクリューフィーダ
３５ 金網製の筒
３６ 押圧板
３７ 絞りばね
３８ モータ
３９ 容器
４０ ヘパフィルタ
４１ スプリングフィルタ
１００ 廃アスベスト材の処理装置
Ａ 吸引口
Ｎ 窒素ガス供給口
Ｗ 水道水供給口
ＥＡ 空気放出口
ＥＷ 水放出口
Ｄ１、Ｄ２ 装置間の排水口
Ｓ スラリー搬送口
ＭＡ ガスの戻り口
ＭＷ 水の戻り口
Ｓ１〜Ｓ７ 廃アスベスト材の各処理工程

Claims (6)

1. 建造物から削り取った廃アスベスト材を空気で吸引し、水を噴霧して捕捉し、水底に沈降させてスラリー化する捕捉工程と、
   前記スラリーを脱水してケーキとする絞り工程と、
   前記ケーキを電磁誘導加熱によって溶融し、急冷してガラス塊とする溶融・ガラス化工程と、
   前記ケーキの溶融によって発生した高温ガスを吸引し、水を噴霧して冷却し、冷却されたガスを前記捕捉工程に戻すガス冷却工程と、
   前記捕捉工程でスラリー化に使用した水、前記絞り工程でスラリーから脱水した水、および前記ガス冷却工程で使用した水を前記捕捉工程に戻す水循環工程と、
   前記捕捉工程を通過した空気をヘパフィルタに通して、大気に放出可能な空気とする空気濾過工程と、
   前記捕捉工程、前記絞り工程および前記ガス冷却工程で使用されたアスベスト含有水を、珪藻土がコーティングされたスプリングフィルタに通して、外部に排出可能な水とする水浄化工程と、を備えていることを特徴とする廃アスベスト材の処理方法。
2. 建造物から削り取った廃アスベスト材を空気で吸引し、水を噴霧して捕捉し、水底に沈降させてスラリー化する捕捉装置と、
   前記スラリーを脱水してケーキとする絞り装置と、
   前記ケーキを電磁誘導加熱によって溶融し、急冷してガラス塊とする溶融・ガラス化装置と、
   前記ケーキの溶融によって発生した高温ガスを吸引し、水を噴霧して冷却し、冷却されたガスを前記捕捉工程に戻すガス冷却装置と、
   前記捕捉装置でスラリー化に使用した水、前記絞り装置でスラリーから脱水した水、および前記ガス冷却装置で使用した水を前記捕捉装置に戻し、噴霧水として使用する水循環装置と、
   前記捕捉装置を通過した空気をヘパフィルタに通して、大気に放出可能な空気とする空気濾過装置と、
   前記捕捉装置、前記絞り装置および前記ガス冷却装置で使用されたアスベスト含有水を、珪藻土がコーティングされたスプリングフィルタに通して、外部に排出可能な水とする水浄化装置と、を備えていることを特徴とする廃アスベスト材の処理装置。
3. 前記請求項２に記載の装置が、自走式車両の荷台に設けられた密閉可能な箱体に搭載されていることを特徴とする廃アスベスト材の処理装置。
4. 前記捕捉装置は、順次連結された複数の吸引タンクと、最下流の前記吸引タンクに連結されたブロアとで構成され、アスベスト廃材を吸引した空気が、前記複数の吸引タンクを経由して吸引されることを特徴とする請求項２または３に記載の廃アスベスト材の処理装置。
5. 前記溶融・ガラス化装置は、電磁誘導によって加熱される溶融炉および溶融炉から溢れ出て落下した溶融物を受ける水槽を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の廃アスベスト材の処理装置。
6. 前記ガス冷却装置は、順次連結されガスに水を噴霧する複数のシャワー槽と、最下流のタンクに連結されたブロアとで構成され、溶融によって発生した高温ガスが、前記複数のシャワー槽を経由して吸引されることを特徴とする請求項２または３に記載の廃アスベスト材の処理装置。

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