JP2010051922A - 廃棄物焼却処理残渣の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塩素成分含有廃棄物の燃焼により生じる焼却灰及びまたは、澱物の塩素成分を除去するとともに、濾過脱水後の澱物の水分含有量を低下する処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】廃棄物焼却処理残渣の処理方法は、廃棄物焼却処理後の塩素含有量が１．８重量％以下の焼却灰を水浸出し、焼却灰の塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる第１工程と、第１工程で塩素含有量を０．２重量％以下に低下させたスラリー状の焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、第３工程で薄く広げた濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程を備えている。
【選択図】図２
【解決手段】廃棄物焼却処理残渣の処理方法は、廃棄物焼却処理後の塩素含有量が１．８重量％以下の焼却灰を水浸出し、焼却灰の塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる第１工程と、第１工程で塩素含有量を０．２重量％以下に低下させたスラリー状の焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、第３工程で薄く広げた濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程を備えている。
【選択図】図２
Description
本発明は、キルン焼却後に排出される廃棄物焼却処理残渣の処理方法に関する。
産業廃棄物の再資源化を目的として、粉砕したプラスチックなどの廃棄物を燃焼し、その燃焼による熱エネルギーを熱交換により回収利用するとともに、焼却灰をセメント原料に利用することが行われている。このような粉砕されたプラスチック廃棄物を焼却して得られる燃殻や飛灰中には、塩素化合物が含まれており、骨材、セメント原料等に再利用する場合には、強度不足、環境性等の問題が生じる。また、埋め立て処分する場合には、塩素の溶出に伴う塩害のおそれがある。
このため、例えば、特許文献１に示す飛灰の処理では、燃焼排煙中に含まれる飛灰から塩素成分を除去するために飛灰を水洗いする工程が行われている。この水洗いは、飛灰の１〜４容量倍の水を用い、１０〜６０分程度の浸出時間を費やして行われる。これにより、飛灰中に含まれる塩素化合物を溶解除去している。
また、特許文献２に示す飛灰の処理方法では、アルカリ剤を使用して飛灰中の重金属類を浸出した後に、水を添加し、次いで鉱酸を添加してｐＨを調整し、重金属含有澱物と塩素含有液とに固液分離する処理が行われている。
このように廃棄物の燃焼により生じる焼却灰に含まれる塩素化合物を除去する際に、焼却灰を水浸出しスラリー状として固液分離が行われる。このため、フィルタプレスにおいて濾過脱水して得られる澱物は水分を多く含んでおり、澱物の容積、質量が大きくなっていた。これにより、澱物の搬送等が頻発し、かつ、処理コストがかかっていた。
そこで、本発明は、燃焼により生じる焼却灰及び又は、澱物の塩素成分を除去するとともに、濾過脱水後の澱物の水分含有量を低下する処理方法を提供することを課題とする。
かかる課題を解決する本発明の廃棄物焼却処理残渣の処理方法は、
（１）廃棄物焼却処理後の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えた焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
（２） 廃棄物焼却処理後の塩素含有量が１．８重量％以下の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を０．２重量％以下に低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えた焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
（３） 前記第３工程で薄く広げた前記濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程を備えた上記（１）または（２）の何れかに記載の焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
（１）廃棄物焼却処理後の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えた焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
（２） 廃棄物焼却処理後の塩素含有量が１．８重量％以下の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を０．２重量％以下に低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えた焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
（３） 前記第３工程で薄く広げた前記濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程を備えた上記（１）または（２）の何れかに記載の焼却灰及び又は、澱物の処理方法。
本発明の処理方法は、塩素成分を溶解除去する第１工程と、塩素成分の溶解する液相を分離し、澱物を回収する第２工程と、回収した澱物を乾燥させる第３工程とを備えたことにより、塩素成分が除去され、水分含有量を低減させた焼却灰の澱物を得ることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。
本発明の廃棄物焼却処理残渣の処理方法は、産業廃棄物等を焼却するキルン焼却処理の際に排出される焼却灰及び澱物を処理の対象としている。まず、キルン焼却処理の際に排出される焼却灰及び澱物の回収について説明する。
図１は、産業廃棄物を処理する廃棄物処理装置１００の概略を示した説明図である。廃棄物処理装置１００は、大型のロータリーキルン１、２次燃焼炉２、急冷塔３、洗浄塔４、ミストコットレル５を備えている。ロータリーキルン１には、廃棄プラスチックを粉砕した粉状のプラスチック材をガス化させる粉体バーナー６が備えられている。ロータリーキルン１内には、汚泥、廃油等の産業廃棄物が投入される。そして、粉体バーナー６の火炎により投入された産業廃棄物を燃焼する。産業廃棄物はロータリーキルン１内で１ｈｒ程の間燃焼され、燃焼ガスと燃殻とに分離される。ロータリーキルン１内の燃焼により生じた燃殻は、排出口から取り出し、回収される。一方、燃焼により生じた粉塵を含む燃焼ガスは、ロータリーキルン１の下流側に配置された２次燃焼炉２へ送られる。
２次燃焼炉２では、ブロワー７からの送風により旋回させた粉塵含有ガスをバーナー２ａの火炎により再燃焼させる。この再燃焼の処理後に得られる燃え滓をダストとして取り出し、回収する。一方、２次燃焼炉２内のガス成分は、２次燃焼炉２の下流に配置された急冷塔３へ送られる。
急冷塔３では、流入したガスに冷却水をスプレーし、ガスを急速冷却する。冷却されたガスは、急冷塔３の下流に配置された洗浄塔４で洗浄されて、ミストコットレル５へ送られる。ミストコットレル５で粉塵を除去されたガスは、排煙処理へ送られる。一方、急冷塔３及び洗浄塔４で、冷却、洗浄した際の循環液は、シックナー８へ送られる。
シックナー８では、循環液に含まれる固形不純物を沈降させて、循環液と固液分離する。シックナー８で沈降した固形物は、フィルタプレス９へ送られ、フィルタプレス９で水分を除去した後、澱物として取り出され回収される。
本発明の焼却灰及び澱物の処理方法は、このような廃棄物処理装置１００の焼却処理過程で回収される固形廃棄物である焼却灰及び澱物の塩素成分の除去及び乾燥化を行う。ここでは、ロータリーキルン１における燃焼により生じた燃殻、２次燃焼炉２において回収されるダスト、フィルタプレス９で水分を除去した澱物、についての塩素成分の除去処理、及び乾燥処理について説明する。なお、廃棄物処理装置１００の処理過程で回収される焼却灰及び澱物は、独自に塩素除去処理が行なわれており、塩素含有率が１．８重量％以下である。例えば、ロータリーキルン１における燃焼により生じた燃殻は、１．０重量％以下、２次燃焼炉２において回収されるダストは、約１．５重量％、フィルタプレス９で水分を除去した澱物は、約０．５重量％の塩素を含む。
図２は、本発明の焼却灰及び澱物の処理工程を説明する図である。本発明の焼却灰及び澱物の処理工程は、廃棄物処理装置１００における廃棄物焼却処理後の焼却灰及び澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を低下させる第１工程と、第１工程で塩素含有量を低下させたスラリー状の焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、第３工程で薄く広げた濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程と、を備えている。
図２で示すように、まず、水浸出による塩素含有量を低下させる第１工程が行われる。具体的には、廃棄物処理装置１００で回収された燃殻、ダスト、澱物へ水を加え、リパルプし、攪拌して、スラリー状とする。例えば、２次燃焼炉２において回収されるダストの重量が８０ｇであるとき、１５℃〜２０℃の工業用水を８００ｍｌ加えリパルプし、２００ｒｐｍで３０分攪拌する。このような処理により、燃殻、ダスト、澱物に含まれる塩素Ｃｌは水に溶解する。
リパルプ、攪拌の処理を終えると、次にスラリー状の焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程が行なわれる。具体的には、フィルタプレスにより、リパルプしたスラリー状の燃殻、ダスト、澱物の濾過を行う。これにより、塩素成分を溶解させた濾液と、濾過澱物とに分離することができる。
以上の処理により、濾過澱物から塩素成分が分離される。このように塩素成分の除去を終えると、次に、乾燥処理の工程へ進む。具体的には、仮ヤードへ搬送され一時保管された濾過澱物を、ロードヒーティング乾燥設備２１をビニールハウス内に備えた乾燥室２００内の床面２０１へ薄く広げる第３工程が行われる。次に、第３工程の処理を図３、図４を用いて説明する。
図３は、ロードヒーティング乾燥設備２１を組み込んだ乾燥装置２０の概略構成を示した説明図である。また、図４は、乾燥室２００を示した説明図である。
次に、図３で示す乾燥装置２０について説明する。乾燥装置２０は、ロードヒーティング乾燥設備２１を備えている。また、乾燥装置２０は、熱交換器２２と冷却塔２３とを備えている。ロードヒーティング乾燥設備２１内には、配管２４が満遍なく通過するように配置されており、配管２４の上流側に熱交換器２２が配置され、配管２４の下流側に冷却塔２３が配置されている。また、熱交換器２２は、廃棄物処理装置１００における廃熱を回収する熱交換器を用いるもので、例えば、洗浄塔４の循環液の間接熱交換器であるプレートクーラとすることができる。
乾燥装置２０では、熱交換器で温められた温水が配管２４に流れ込み、ロードヒーティング乾燥設備２１において乾燥室２００の床面へ熱を付与する。配管２４を通りぬけた温水は、冷却塔２３において冷却され、再び熱交換器２２へ戻される。温水は、再び熱交換器２２で温められて、乾燥装置２０を循環する。また、乾燥装置２０は、温水が配管２４をバイパスするようにバイパス管２５を備えており、温水の通路上に設けられた調整弁２６、２７を調節し、ロードヒーティング乾燥装置２１への温水の流入量を調節する。なお、ロードヒーティング乾燥設備２１を流れる温水の温度は約４５℃である。
図４に示すように、乾燥室２００は、床面積１０５ｍ２（７ｍ×１５ｍ）の床面２０１を有するビニールハウスであって、日光を取り入れることができる。乾燥室２００の床内に、ロードヒーティング乾燥設備２１が備えられている。乾燥室２００の出入口２０２は両開き扉で小型ショベル等の出入りが可能である。また、乾燥室２００には換気を可能とする設備が備わっている。例えば、排ガスブロワーサクションと乾燥室２００をパイプで接続し、調整用バルブにて調整することにより、乾燥室２００内の空気を吸引する。乾燥室２００内が蒸気で充満されると乾燥できなくなるので、わずかに室内の空気を吸引して蒸気中の粉塵を洗浄するために洗浄塔４の入口ガス道に接続することが最適である。さらに、乾燥室２００内には、広げた濾過澱物を攪拌、搬送する攪拌装置２０３が配置されている。
第３工程では、このような乾燥室２００の床面２０１に広げた澱物の乾燥を行う。乾燥室２００内は、日光により室内が温められるとともに、床面に備えられたロードヒーティング乾燥設備２１から熱が付与される。このため、床面に広げられた濾過澱物に含まれる水分が蒸発し、濾過澱物は乾燥する。
このような乾燥室２００を温める熱源は、日光や、廃熱から熱を回収した温水を用いるため、本発明では燃料の使用を極力抑制し、エネルギーの有効利用が行われている。また、このような乾燥室２００の側面内側に、太陽光パネルを設置し、蓄電してビニールハウス内の換気を行うファンを昼間或いは夜間に駆動し、ビニールハウス内の空気を攪拌することとしても良い。さらに、乾燥室２００の側面を、ガラス張りとして、直射光を集約するようにしても良い。
さらに、前記第３工程で薄く広げた濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程が行われる。第４工程では、攪拌装置２０３により、濾過澱物の位置を変え、濾過澱物に均等に熱が付与されるようにする。これにより、濾過澱物全体を均一に乾燥させ、乾燥を促進する。
以上の乾燥処理の工程を終えた濾過澱物は、ダンプ車へ積み込まれ、次の処理へ送られる。以上の乾燥処理を行うことにより、濾過澱物は、乾燥処理前に４０〜５０％あった水分含有量を３０〜３７％まで低減することができる。これにより、澱物の輸送や回収処理にかかるコストを低減することができる。
次に、本発明の処理方法により、燃焼灰の塩素成分の除去、及び水分の除去を行った試験結果を示す。図５は、ロータリーキルン１内の燃焼により生じた燃殻、及び、２次燃焼炉２から取り出されるダストについて濾過澱物と濾液とのＣｌ含有量を示した説明図である。図５（ａ）は、ロータリーキルン１内の燃焼により生じた燃殻について示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の場合と塩素含有量の異なる燃殻について示している。また、図５（ｃ）は、２次燃焼炉２から取り出されるダストについて示している。図５の値は、リパルプ前の燃殻、ダストの塩素含有量の測定値と、濾過後の濾液の塩素含有量と乾燥後の濾過澱物の塩素含有量との測定値から算出したものである。
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、処理前の燃殻Ａ、燃殻ＢのＣｌ含有量がそれぞれ、０．６０重量％、０．９４重量％であったのに対し、処理後の濾過澱物のＣｌ含有量は０．１４重量％、０．１５重量％まで低下されている。また、図５（ｃ）に示すように、処理前の２次燃焼炉２のダストのＣｌ含有率が１．７２重量％であったのに対し、処理後の濾過澱物のＣｌ含有率は０．０６重量％まで低下されている。このように、本発明の燃焼灰の処理方法は、塩素含有量が１．８重量％以下の燃焼灰を水浸出し、塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる。
以上、本発明の処理方法により、産業廃棄物等を焼却するキルン焼却処理の際に排出される焼却灰及び澱物は、塩素成分が除去され、水分含有量を低減させた濾過澱物として得ることができる。その結果、澱物の処理が容易になり、処理コストも削減することができる。また、廃熱を利用して濾過澱物の乾燥を行うため、エネルギーを有効利用することができる。
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、図２の、水浸出による塩素含有量を低下させる第１工程では、工業用水に代えて、水酸化ナトリウム溶液を加え、アルカリ浸出を行うこととしても良い。このとき、スラリーがｐＨ８以上１０以下となるように、水酸化ナトリウム溶液の濃度を選択する。さらに、廃棄物処理装置１００は、焼却処理過程で回収される固形廃棄物であるロータリーキルン１における燃焼により生じた燃殻のみを塩素成分除去、乾燥化することができる。また、２次燃焼炉２において回収されるダストのみを塩素成分除去、乾燥化することができる。また、フィルタプレス９で水分を除去した澱物のみを塩素成分除去、乾燥化することができる。
１ ロータリーキルン
２ ２次燃焼炉
３ 急冷塔
４ 洗浄塔
５ ミストコットレル
８ シックナー
９ フィルタプレス
１００ 廃棄物処理装置
２０ 乾燥装置
２１ ロードヒーティング乾燥設備
２２ 熱交換器
２３ 冷却塔
２４ 配管
２５ バイパス管
２６、２７ 調整弁
２００ 乾燥室
２０１ 床面
２０２ 出入口
２０３ 攪拌装置
２ ２次燃焼炉
３ 急冷塔
４ 洗浄塔
５ ミストコットレル
８ シックナー
９ フィルタプレス
１００ 廃棄物処理装置
２０ 乾燥装置
２１ ロードヒーティング乾燥設備
２２ 熱交換器
２３ 冷却塔
２４ 配管
２５ バイパス管
２６、２７ 調整弁
２００ 乾燥室
２０１ 床面
２０２ 出入口
２０３ 攪拌装置
Claims (3)
- 廃棄物焼却処理後の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えたことを特徴とする廃棄物焼却処理残渣の処理方法。 - 塩素含有量が１．８重量％以下の廃棄物焼却処理後の焼却灰及び又は、澱物を水浸出し、当該焼却灰の塩素含有量を０．２重量％以下に低下させる第１工程と、
前記第１工程で塩素含有量を０．２重量％以下に低下させたスラリー状の前記焼却灰を濾過して濾過澱物を取得する第２工程と、
廃熱を利用して床面を加熱するロードヒーティング乾燥設備をビニールハウス内に備えた乾燥室内の床面に、前記第２工程で取得した濾過澱物を薄く広げる第３工程と、
を備えたことを特徴とする廃棄物焼却処理残渣の処理方法。 - 前記第３工程で薄く広げた前記濾過澱物を攪拌、搬送し、乾燥を促進する第４工程を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の廃棄物焼却処理残渣の処理方法。
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