JP3054187U - 焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本考案は、廃棄物の長期的安定化処理し、再資
源化を図った焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装
置を提供する。 【解決手段】焼却残灰１等を受け入れて粉砕する粉砕機
８と、この粉砕機８にて処理された焼却残灰１及びセラ
ミック配合剤を区分貯留する原料ビン１０と、焼却残灰
１及びセラミック配合剤を所定量ずつ計量する計量部１
１と、焼却残灰１及びセラミック配合剤を混合する混合
機１５と、加湿及び混練する連続混練機１８と、造粒及
び整粒を行う造粒機２０及び整粒機２２と、焼成処理し
セラミックボール化する焼成炉（ロータリーキルン）２
６と、オゾン処理を行う冷却装置３３と、粒径別のセラ
ミックボール群を得る分級機３５とを有するものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】 【考案の属する技術分野】

本考案は、一般廃棄物の焼却灰、特別管理一般廃棄物の飛灰（重金属類が含ま れている）及び廃ガラス類等を、長期的安定化処理し、これらの安全な再資源化 又は再利用化を図った焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置に関するもの である。

【従来の技術】

従来、一般廃棄物の焼却灰は、最終処分場にて処理しているが、最終処分量に 対する残余容量が減少している現在、最終処分量が増加する一方、新たな最終処 分場の確保が用地難や施設の建設に対する地元の反対等の為にますます困難にな り深刻な問題になっている。 特別管理一般廃棄物の飛灰（ゴミ焼却炉の集じん灰）は、平成４年７月３日付 厚生省告示第１９４号により特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物の処分 又は再生の方法として厚生大臣が定める概略下記の４方怯にて処理している（厚 生省告示第１９４号第１号） （イ）溶融設備を用いて十分に溶融したうえで固化するとともに、溶融に伴って 生じる汚泥又は廃塵について下記（ロ）、（ハ）又は（ニ）に揚げる各方法によ り処理する方法。 （ロ）セメント固化設備を用いて重金属が溶出しないよう化学的に安定した状態 にするために、十分な量のセメントと均質に練り混ぜるとともに、適切に造粒又 は成形したものを十分に養生して固化する方法。 （ハ）薬剤処理設備を用いて十分な量の薬剤と均質に練り混ぜ、重金属が溶出し ないよう化学的に安定した状態にする方法。 （ニ）酸その他の溶媒に重金属を十分に溶出させたうえで脱水処理するとともに 当該溶出液中の重金属を化学的に安定した状態にする方法。

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来における各処分又は再生方法は以下の問題がある 。 （イ）の処分又は再生方法 灰塵を高温加熱により溶融し安定なスラグと二次発生飛灰に分離するものであ り、被溶融物中のシリカは溶融した場合にＳｉ−Ｏ₂の網目構造となり、重金属 類はこの網目に移行しスラグ中で固化され安定なガラス質となり、溶出防止が図 られる。 しかし、重金属類には低沸点のものがあり、これらのものはガス中に揮散する ため、この対策が必要であるとともに現段階で開発、改良中のものが多い。 また、この方法は処理コストからみれば、設備費、運転費ともに高く、高コス トになる。 再資源化については、資源循環可能性が優れているが、やはり設備費、運転管 理費ともに高くなる為、経済収支からみると無理が出てくる。 （ロ）の処分又は再生方法 セメント中の珪酸カルシウム等の組成鉱物が水と結合し、水和物結晶を生じて 硬化する過程において、有害物質の吸着や固溶化を伴い、また、セメントの強い アルカリ性によって有害物質の難溶性化合物を生成して固体中に沈着、固定する が、硫酸塩や酸、酸性雨等によりセメントやアルカリ成分の流失により有害物質 の溶出がみられるため、不溶化処理剤（水酸化物、硫化物、キレート等）を併せ て使用している。 処理コストは、セメント固化のみであれば前記４つの処分又は再生方法の中で 一番低コストである。 しかし、固化物あたりの増量分は３０％程度あり、最終の埋立処分量は多くな ると共に薬剤を合わせて使用することによりコストは上がってきている。 また、長期的な固化体の安定性は薬剤によって捕われている。 （ハ）の処分又は再生方法 灰塵中の重金属類の安定化に有効と考えられる薬剤として、硫化ソーダ系や有 機キレート樹脂等がある。有機キレート剤は重金属類と反応して強固なキレート 結合を形成し、不溶性の重金属キレート化合物になる。 現在の技術確立性からみれば、ほぼ確立された技術と言えるが、処理コストか らみればコスト高を覚悟しなければならない。 資源循環可能性は極めて少ないが、埋立処分量の減量化や残渣の長期安定性は 増してきている。 （ニ）の処分又は再生方法 灰塵を酸性溶液または水に懸濁させることにより、灰塵中に含まれる重金属類 を溶液側に溶出させ、苛性ソーダを加えて金属水酸化物として不溶化するか、重 金属固定剤を用いて、金属キレート化合物にする。資源楯環可能性は優れている が現段階で開発、改良中のものが多い。 一般廃棄物の焼却灰、飛灰を焼結しようとする動きは、各方面で実験並びに計 画がなされている。しかしながら、この焼却灰、飛灰は、単に種々のバインダー を投入し混練、造粒し焼成したのでは、目的のものを作るのは難しい。 また、現状では焼結温度も高温（摂氏１０００度以上）になり、経済性の面に 難点がある。焼結された製品は、高温焼結のため溶解寸前にて製品化するので軽 量骨材には不適である。しかし、重金属類の安定化、無害化、減量化の効果は存 在する。 本考案は、上記従来の事情に鑑み開発されたものであり、一般廃棄物である焼 却灰や特別管理一般廃棄物である飛灰、更には廃ガラス類等を、長期的安定化処 理し、これらの安全な再資源化又は再利用化を図った焼却灰、飛灰のセラミック ボール化処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本考案に係る焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置は、一般廃棄物であ る焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰、廃ガラス類のうちの１又は２以上の ものから選ばれる廃棄物原料を受け入れて粉砕又は破砕するとともに乾燥させる 廃棄物原料初期処理手段と、この廃棄物原料初期処理手段にて処理された廃棄物 原料及びセラミック配合剤を区分貯留する貯留手段と、この貯留手段に貯留され た廃棄物原料及びセラミック配合剤を所定量ずつ計量し混合する混合処理手段と 、混合処理手段にて混合された廃棄物原料及びセラミック配合剤を受け入れて加 湿及び混練する加湿混練手段と、加湿混練手段にて加湿、混練された廃棄物原料 及びセラミック配合剤を受け入れて造粒及び整粒し、ボール状の処理物とする造 粒整粒手段と、造粒整粒手段にてボール状となった処理物を受け入れて所定の温 度で乾燥処理する乾燥手段と、乾燥手段にて乾燥したボール状の処理物を、所定 の温度で焼成処理しセラミック化したボール状の焼成品とする焼成手段と、焼成 手段から焼成品を受け入れてこの焼成品に対する冷却とオゾン処理を行うオゾン 処理手段と、このオゾン処理手段によるオゾン処理が終了したボール状の処理物 に対する粒径の選別、分別処理を行い、粒径別のセラミックボール群を得る選別 分別処理手段とを有することを特徴とするものである。 上述した構成に係る焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置によれば、廃 棄物原料、例えば一般廃棄物である焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰、廃 ガラス類等を収集してこの廃棄物のセラミックボール化処理装置にて処理し、セ ラミックボール群として長期的安定化処理することによって、一般廃棄物である 焼却灰や特別管理一般廃棄物である飛灰、更には廃ガラス類等の処分に関する廃 棄物処理問題を抑制することができる。また、廃棄物原料の再生利用を促進する ことができる。更に、これら焼却灰、飛灰等に含まれる重金属より溶出する金属 イオン等を捕獲吸着させることもできる。

【考案の実施の形態】

以下に、本考案の実施の形態の焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置を 詳細に説明する。 図１は、本考案の実施の形態の焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置の 全体構成を示すものである。 この焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置において、特別管理廃棄物専 用の運搬車２にて搬入される焼却残灰（湿灰）１は、焼却残灰専用のストックヤ ード３にダンプアップされ貯留される。 ストックヤード３に貯溜された焼却残灰１は、トラクターショベル、パワーシ ョベル（又はバケットクレーン）、コンベヤ等により、自動スクリーン４（振動 スクリーン又はホーク振動スクリーン等々）に運ばれ、鉄、非鉄金属、瀬戸物類 、コンクリート塊類等の夾雑物１ａが除去される。 自動スクリーン４にて夾雑物が除去された焼却残灰１は、トラクターショベル やコンベヤ等にて、原料ストックヤード５に運ばれる。 更に、焼却残灰１は、原料ストックヤード５よりホッパー付き振動フィーダー ６並びにコンベヤ類７にて粉砕機（竪型ローラーミル、振動ミル等）８に運ばれ 、粉砕されれる。 竪型ローラーミルを使用する場合は、その本体内部に熱風を送り込み、乾燥と 粉砕を同時に行う。前記熱風の熱源は、廃熱を利用するか、熱風炉（電気式、油 燃式等）よりブロワーで熱風を送り込む方式等による。 振動ミル等を使用する場合には、粉砕前に乾燥設備（連続式バンド型通気式並 びに連続式回転型通気式や連続流動層乾燥機又はロータリードライヤー等）にて 乾燥した後、粉砕機にかける。 所定の粒度に粉砕された焼却残灰１は、粉砕機８上部のエアーセパレータ（空 気分級機）８’により分級され、捕集機（サイクロン、バグフィルター等）９に て集められ、列設配置の原料ビン１０のうち焼却残灰１用の原料ビン１０に空気 輸送（ロータリーバルブとブロワー及びルーツブロワーによる低圧空気方式によ るものと、ブロータンク方式による高圧空気によるプラグ輸送又エジェクター方 式、吸引式等）により貯留される。 一方、廃ガラス類は、上述した場合と同様にして、収集運搬車にてストックヤ ード３（廃ガラス類専用）に搬入され、ストックヤード３にストックされた廃ガ ラス類は、トラクターショベル、パワーショべル、バケットクレーン等並びにコ ンベヤ等にて、焼却残灰１の場合と略同様な構成からなるガラス破砕機（衝撃式 粗破砕機、圧縮式粗破壊機等）に運ばれ破枠される。 更に、廃ガラス類は、ガラスカレットとなってガラス破砕機のスクリーン等よ り粒度を揃えて排出される。 更に、ホッパー付き振動フィーダー並びにコンベヤ類にて粉砕機（竪型ローラ ーミル並びに振動ミル等）に運ばれ粉砕される。 この時点で、ガラスカレットの水分が多い場合には、竪型ローラミルの本体に 熱風を送り込み乾燥と粉砕を同時に行う。また、振動ミル等々を使用する場合に は粉砕前に乾燥設備（連続式バンド型通気式並びに連続式回転室通気式や連続流 動層乾燥機、又は、ロータリードライヤー等）にて乾燥した後、粉砕機にかける 。 所定の粒度に粉砕された廃ガラス類は、焼却残灰１の場合とほぼ同様な構成か らなるエアーセパレータ（空気分級機）により分級され、焼却残灰１の場合と略 同様な構成からなる捕集機（サイクロン、バグフィルター等）にて集められ、図 １に示す如く廃ガラス類用の原料ビン１０に空気輸送（ロータリーバルブとブロ ワー及びルーツブロワーによる低圧空気方式によるものと、ブロータンク方式に よる高圧空気によるプラグ輪送又エジェクター方式、吸引式等）により貯留され る。 また、ゼオライト、ベントナイト等のセラミック配合剤等は、運搬車両（トラ ック類並びにタンクローリ車等）で搬入され、各々専用の原料ビン１０に投入（ 空気圧送、コンベヤ類吊り下げバッグ（フレコンバッグ又はコンテナーバッグ等 ）により）し、貯留される。 このように前処理が終了し、各原料ビン１０に貯留された焼却残灰１、廃ガラ ス類、更には、セラミック配合剤等の各原料は、原料ビン１０の後段に設けた計 測機器類１１にて定められた配合量となるように計量され混合される。 この場合、焼却残灰１、廃ガラス類、セラミック配合剤用の各原料ビン１０の 下部に取り付けられた定量フィーダー１２（サークルフィーダー、ロータリーバ ルブ、スクリューフィーダー、定量コンベヤ、振動フィーダー等）により計量さ れ、空気輸送設備によって、ロードセル計量器付のサービスタンク１３に送られ る。 そして、各原料は、サービスタンク１３下部のディスチャージャー（粉粒体排 出機並びに振動式排出機）１４から、混合機１５（リボンブレンダー、ニーダー 、パドルミキサー等）に送られて混合される。 次に、上述のようにして混合された各原料は、製品切り出しホッパー１６に貯 留され、下部に取り付けられた定量フィーダー１７（サークルフィーダー、ロー タリーバルブ並びにスクリューフィーダー、定量コンベヤ、振動フィーダー等） により、連続混練機１８（二軸パドルミキサー、ホイール型混練機等）に定量的 に送られ、ここで加湿と混練が行われる。 連続混練機１８にて混練された原料は、立体搬送コンベヤ１９（フライト式チ ェーンコンベヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スクリューコンベヤ等） により、造粒機２０（ディスクペレッター、押し出し造粒機並びにローラー造粒 機等）に運ばれ、円柱状に造粒されペレットとなる。 円柱状に造粒されたペレットを立体搬送コンベヤ２１（フライト式チェーンコ ンべヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スクリューコンベヤ等々）により 、整粒機２２（皿型造粒機、湿式連続整粒機等）に運ばれ、ペレットの角を取り 丸みを付けて形をボール（球）状に整粒する。 前記整粒機２２にてボール状に整粒された原料は、搬送機２３（ベルトコンベ ヤ、フライト式チェーンコンベヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スクリ ューコンベヤ等）により、乾燥機２４（連続式バンド型通気式並びに連続式回転 型通気式や連続流動層乾燥機、又は、ロータリードライヤー等）に送られ、乾燥 される。 乾燥機２４による乾燥処理が終了した原料は、乾燥機２４の出口より搬送機２ ５（ベルトコンベヤ、フライト式チェーンコンベヤ、バケットコンベヤフローコ ンベヤ、スクリューコンベヤ等）により、焼成炉（ロータリーキルン／外熱式、 直火式、電気式、油燃式、ガス燃焼式等）２６の投入口ホッパー２７に送られる 。 投入口ホッパー２７に貯留された原料は、この投入口ホッパー２７の下部の定 量フィーダー２８（サークルフィーダー、ロータリーバルプ、スクリューフィー ダー、定量コンベヤ、振動フィーダー等）から耐熱投入シュート２９より焼成炉 （ロータリーキルン）２６内に送り込まれ、設定範囲内の焼成温度にて焼成され る。 焼成炉２６による焼成品は、前記焼成炉（ロータリーキルン）２６の末端より 出口ホッパー３１を通り、耐熱シュート３２を経て、冷却装置３３（水冷式ロー タリークーラー、空冷式ロータリークーラー、振動式クーラー等）に送られここ で冷却される。 この時点において、図示しないオゾン発生機並びに電磁波照射により、オゾン と空気とを混合し、冷却装置３３のドラム内に供給して焼成品に対するオゾン処 理を行う。 次に、焼成品を冷却装置３３より搬出コンベヤ３４（ベルトコンベヤ、フライ ト式チェーンコンベヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スクリューコンベ ヤ等々）にて、分級機３５（振動篩機並びに振動スクリーン、電磁式振動篩機等 ）に送り、予め設定した粒径別に分別し、製品ストックヤード４０に各々セラミ ックボールＢ１ 、Ｂ２ の群として粒径別に分離貯蔵していく。 本実施の形態に係るセラミックボール化処理装置によれば、以下のような種々 の効果を奏する。 即ち、本実施の形態は既に商品化している無機吸着剤ソフトセラミックの製法 を基本とし、一般廃棄物である焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰等をセラ ミックボール化するものである。 上述したような廃棄物である焼却灰、飛灰等をセラミックボール化することに より、これら焼却灰、飛灰中に含まれる重金属より溶出する金属イオン等を捕獲 吸着させることができる。 また、焼却灰、飛灰をセラミックボール化することにより、焼成温度が低くな り経済性が出てくる。 ゼオライト等の配合剤を使用し、その配合分量により、骨材、軽量骨材、吸着 剤の製品ができる。 また、上述した処理工程により多種の製品が生産できる。 焼却灰、飛灰をセラミックボール化することにより、重金属類の安定化、無害 化、減量化、更には吸着の効果を奏する。 また、各地方自治体が直面している最終処分場の残余年数問題に関して、再資 源化、埋立処分量の減量化により、大幅な延命対策が図れる。 更に、最終処理品である前記セラミックボールＢは、一般の埋立用材、海岸埋 立用材、更には、海洋埋立用材として活用可能である。 なお、本考案の処理装置にける各処理工程の動作は。シーケンス制御等の制御 により行う。

【考案の効果】

以上詳述した本考案によれば、一般廃棄物である焼却灰、特別管理一般廃棄物 である飛灰、更には廃ガラス類等の処分に関する廃棄物処理問題を抑制可能な廃 棄物のセラミックボール化処理装置を提供できる。また、これら廃棄物の安全な 再資源化、再利用化を図ることもできる焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理 装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の形態の焼却灰、飛灰のセラミッ
クボール化処理装置の全体構成を示す概略図である。

【図２】本実施の形態の形態の焼却灰、飛灰のセラミッ
クボール化処理装置により生成するセラミックボールを
拡大して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 焼却残灰 １ａ 夾雑物 ２ 運搬車 ３ ストックヤード ４ 自動スクリーン ５ 原料ストックヤード ６ 振動フィーダー ７ コンベヤ類 ８ 粉砕機 ８’ エアーセパレータ（空気分級機） ９ 捕集機（バグフィルター類） １０ 原料ビン １１ 計測機器類 １２ 定量フィーダー（ロータリーバルブ類） １３ サービスタンク（計測器付） １５ 混合機 １６ 切り出しホッパー １７ 定量フィーダー １８ 連続混練機 １９ 立体搬送コンベヤ ２０ 造粒機 ２１ 立体搬送コンベヤ ２２ 整粒機 ２３ 搬送機 ２４ 乾燥機 ２６ 焼成炉（ロータリーキルン） ２７ 投入口ホッパー ２８ 定量フィーダー ２９ 耐熱投入シュート ３１ 出口ホッパー ３２ 耐熱シュート ３３ 冷却装置 ３４ 搬出コンベヤ ３５ 分級機 ４０ 製品ストックヤード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ０９Ｂ 5/00 ＺＡＢＮ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一般廃棄物である焼却灰、特別管理一般廃
   棄物である飛灰、廃ガラス類のうちの１又は２以上のも
   のから選ばれる廃棄物原料を受け入れて粉砕又は破砕す
   るとともに乾燥させる廃棄物原料初期処理手段と、 この廃棄物原料初期処理手段にて処理された廃棄物原料
   及びセラミック配合剤を区分貯留する貯留手段と、 この貯留手段に貯留された廃棄物原料及びセラミック配
   合剤を所定量ずつ計量し混合する混合処理手段と、 混合処理手段にて混合された廃棄物原料及びセラミック
   配合剤を受け入れて加湿及び混練する加湿混練手段と、 加湿混練手段にて加湿、混練された廃棄物原料及びセラ
   ミック配合剤を受け入れて造粒及び整粒し、ボール状の
   処理物とする造粒整粒手段と、 造粒整粒手段にてボール状となった処理物を受け入れ
   て、所定の温度で乾燥処理する乾燥手段と、 乾燥手段にて乾燥したボール状の処理物を、所定の温度
   で焼成処理しセラミック化したボール状の焼成品とする
   焼成手段と、 焼成手段から焼成品を受け入れてこの焼成品に対する冷
   却とオゾン処理を行うオゾン処理手段と、 このオゾン処理手段によるオゾン処理が終了したボール
   状の処理物に対する粒径の選別、分別処理を行い、粒径
   別のセラミックボール群を得る選別分別処理手段と、 を有することを特徴とする焼却灰、飛灰のセラミックボ
   ール化処理装置。