JP3363031B2 - スラグの洗浄方法及びスラグ洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物溶融処理炉
から排出されるスラグを水洗浄するスラグの洗浄方法及
び前記スラグを受け入れて洗浄する洗浄槽に、洗浄水の
供給を行う洗浄水供給部と、洗浄後のスラグを排出する
スラグ排出機構と、前記洗浄水供給部から供給された洗
浄水の一部を抜き出して排出する洗浄水排出機構とを備
えたスラグ洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物溶融処理炉から排出される
スラグの処分は、埋め立て処分のために、水冷して水砕
スラグとしたものを、冷却水による洗浄のみでそのまま
搬出しすることが行われており、特に清浄化を要求され
る場合には、搬出に際して再度水洗浄を繰り返すことが
行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前期廃棄物溶
融処理炉から排出されるスラグには、廃棄物に由来する
有害物質である重金属が含有されており、上記従来のス
ラグの処分においては、殊に、埋め立て処分の場合に、
上記重金属のうちの例えば鉛に関しては、処分後の溶出
基準が厳しくなっており、溶出水１リットル当たりのの
鉛含有量を０．０１ｍｇ以下に規制されている。従っ
て、スラグの表面に付着して排出される重金属の除去の
ためには水洗浄を繰り返す等の処理を必要とする。しか
も、単なる水洗浄ではスラグの表面に付着する重金属の
洗浄効率は好ましいレベルのものではなく、上記排出基
準を満足することが困難であり、さらに、洗浄後の排水
に関しては極低濃度の重金属の処理を必要とするという
問題を有している。そこで、本発明のスラグ洗浄方法及
びスラグ洗浄装置は、上記の問題点を解決し、洗浄後の
排水の処理を容易としながら、スラグから容易に溶出可
能な重金属を除去することを可能とする手段を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔第１特徴構成〕上記の目的のための本発明のスラグ洗
浄方法の第１特徴構成は、請求項１に記載の如く、廃棄
物溶融処理炉から排出されるスラグを水洗浄するのに、
洗浄水にキレート剤を添加したキレート洗浄水を用いて
洗浄する点にある。 〔第１特徴構成の作用効果〕上記第１特徴構成によれ
ば、スラグ表面に付着した重金属をキレート錯体化して
捕捉して除去するので、効果的に洗浄出来る。殊に、極
微量の表面付着重金属を処理するには、単なる水洗浄で
は早期に平衡に達するので、除去が困難になるが、キレ
ート錯体化することにより、ほぼ完全に除去することが
可能になる。さらに、除去後の重金属はキレート錯体化
しているので、重金属を捕捉したキレート錯体を分離す
れば洗浄後のキレート洗浄水を無害化出来、排水処理も
容易になる。しかも、前記分離したキレート錯体中に捕
捉した重金属は容易に解離しないので、前記分離したキ
レート錯体を無害廃棄物として処分することが可能とな
る。例えば、キレート剤に固形化可能な高分子物質を用
いれば、重金属を捕捉したキレート錯体を固形化するこ
とが可能で、固液分離すれば洗浄後のキレート洗浄水を
無害化出来るので、排水処理も容易になる。しかも、た
とえ前記固形化したキレート錯体を雨水に暴露しても、
前記固形化したキレート錯体からの捕捉した重金属の溶
出のおそれもなく、有害物質の溶出のおそれのない無害
廃棄物として処分することが可能となる。その結果、洗
浄後の排水の処理を容易としながら、容易に重金属を除
去することを可能となった。 〔第２特徴構成及び作用効果〕尚、本発明のスラグ洗浄
方法の第２特徴構成は、請求項２に記載の如く、前記第
１特徴構成において洗浄に使用した後のキレート洗浄水
を、廃棄物処理炉から回収された飛灰の無害化処理用の
処理剤として用いることによって、キレート洗浄水中に
余剰に添加されたキレート剤を前記飛灰の無害化に有効
に用いることが可能になり、キレート剤の無駄を省け
る。その結果、前記第１特徴構成の作用効果に加えて、
使用するキレート剤を有効に使用することが可能にな
る。

【０００５】〔第３特徴構成〕 上記の目的のための本発明のスラグ洗浄装置の第３特徴
構成は、請求項３に記載の如く、洗浄槽に洗浄水供給部
からキレート剤を添加したキレート洗浄水を供給するよ
うに構成してある点にある。 〔第３特徴構成及び作用効果〕 上記第３特徴構成によって前記第１特徴構成のスラグ洗
浄方法を実施可能とし、前記第１特徴構成と同様に、重
金属を洗浄水中でキレート錯体化することにより、ほぼ
完全に除去することが可能になる。さらに、重金属を捕
捉したキレート錯体を分離すれば洗浄後のキレート洗浄
水を無害化出来、従って、排水処理も容易になる。しか
も、前記分離したキレート錯体中に捕捉した重金属は容
易に解離しないので、前記分離したキレート錯体を無害
廃棄物として処分することも可能となる。その結果、洗
浄後の排水の処理を容易としながら、容易に重金属を除
去することが可能となった。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記本発明のスラグ洗浄方法を適
用するスラグ洗浄装置の実施の形態の一例について、以
下に、図面を参照しながら説明する。本発明のスラグ洗
浄装置を備える廃棄物溶融処理設備の一例の概要を図１
に示す。

【０００７】前記廃棄物溶融処理設備は、廃棄物溶融炉
Ｆと、前記廃棄物溶融炉Ｆで廃棄物を溶融処理して発生
する排ガスを煙道１３を経て排出する煙突と、前記溶融
処理の結果生ずる溶融スラグＳを回収するスラグ回収水
槽１０と、前記スラグ回収水槽１０から排出されるスラ
グＳを受け入れて洗浄するスラグ洗浄装置Ｃとを備え、
さらに、前記廃棄物溶融炉Ｆ及び他の廃棄物処理炉の排
ガス中から回収された飛灰を無害化する飛灰無害化処理
槽２０とを設けてある。前記煙道１３には、前記廃棄物
溶融炉Ｆからの排ガスの熱を回収するための熱回収設備
と、前記排ガスを清浄化するための集塵器を備える排ガ
ス処理設備とを設けてある。尚、前記煙道１３は、前記
溶融スラグＳの保温のために、スラグ排出路から分岐し
て設けられている。前記スラグ回収水槽１０には冷却水
を満たしてあり、上方の廃棄物溶融炉Ｆの前記スラグ排
出路から滴下するスラグＳを前記冷却水中に受け入れて
急冷し、水砕スラグ化するように構成してあり、前記冷
却水中で水砕スラグＲを受け止めて、前記冷却水の水面
により高い位置に設けられたスラグ排出部１０ａから外
部に搬出するスラグ排出コンベア１１を備えている。前
記冷却水は、前記スラグＳからの熱によって温度上昇す
るので、前記冷却水を冷却するための水冷槽１２ｄを備
えており、排水管１２ｂに設けた循環ポンプ１２ｃによ
って前記冷却水を循環し、前記水冷槽１２ｄで冷却した
冷却水を給水管１２ａから前記スラグ回収水槽１０に戻
すようにしてある。前記スラグＳの冷却のために蒸発す
る冷却水は、前記水冷槽１２ｄ中で補給される。

【０００８】前記スラグ洗浄装置Ｃは、洗浄槽１を備
え、洗浄槽１には、洗浄水の供給を行う洗浄水供給部２
と、洗浄後のスラグを排出するスラグ排出機構３と、前
記洗浄水供給部２から供給された洗浄水の一部を抜き出
して排出する洗浄水排出機構４とを備ている。前記洗浄
水供給部２はキレート剤を添加したキレート洗浄水５を
前記洗浄槽１に供給するキレート水槽２ａを備え、前記
キレート水槽２ａには、キレート剤と洗浄水とを夫々供
給し、前記キレート水槽２ａ中で混合希釈してキレート
洗浄水５を調合するようにしてある。前記スラグ排出機
構３は、キレート洗浄水５中で沈降する洗浄後のスラグ
を捕集して排出するベルトコンベア３ａを備えており、
前記洗浄後のスラグを前記キレート洗浄水５中で捕集し
て、前記洗浄槽１の洗浄水液面より高い位置にまで搬送
し、前記キレート洗浄水５から分離して排出出来るよう
に構成してある。前記洗浄水排出機構４には排出管に洗
浄水排出ポンプ４ａを備え、前記飛灰無害化処理槽２０
に向けて前記キレート洗浄水５を送り込むようにしてあ
る。前記洗浄水排出ポンプ４ａによって送り出された前
記キレート洗浄水５に量に見合うキレート洗浄水５は、
前記洗浄水供給部２から供給される。

【０００９】前記飛灰無害化処理槽２０は、回収された
飛灰にキレート水供給部２１からキレート水を注入して
混練し、混練後の飛灰を取り出して自然乾燥させて固化
させるように構成してある。

【００１０】上述の廃棄物溶融処理設備に於いて排出す
るスラグを洗浄回収する操業の一例について以下に説明
する。廃棄物溶融炉Ｆに於ける溶融スラグＳの生成につ
いては説明を省略する。火炉から排出される排ガスは、
煙道１３を経て煙突から大気中に放出されるが、前記排
ガスに同伴する飛灰は前記煙道１３に備える集塵器で捕
集される。一方、前記火炉で生成した廃棄物焼却後の溶
融スラグＳは、前記火炉の下方に形成されたスラグ排出
路から、下方のスラグ回収水槽１０に満たされた冷却水
中に滴下し、急冷されて水砕スラグＲとなる。前記冷却
水は、前記溶融スラグＳの滴下に伴い加熱され昇温する
ので、排水管１２ｂ、水冷槽１２ｄ、給水管１２ａを経
て循環しながら、前記水冷槽１２ｄで冷却されて、低温
を維持させてある。

【００１１】前記冷却水中に滴下して急冷されて、溶融
スラグＳは急冷固化の際に破砕され、水砕スラグＲを形
成する。この際、前記溶融スラグＳ中に含有される重金
属の一部は冷却水中に溶け出すが、残部の重金属は、ガ
ラス状に固化した前記水砕スラグＲ中に閉じ込められ
る。形成された水砕スラグＲは、冷却水中を沈降して、
前記スラグ回収水槽１０の下方に設けられたスラグ排出
コンベア１１上に落下する。前記スラグ排出コンベア１
１は、前記落下した水砕スラグＲを受け止めて、スラグ
排出部１０ａに向けて搬送する。この間に、前記水砕ス
ラグＲは冷却水によって洗浄されるが、前記冷却水中に
は溶出した重金属が蓄積するので、搬出される水砕スラ
グＲの表面を濡らす冷却水に随伴して表面付着重金属と
して前記水砕スラグＲの表面を汚染している。この重金
属の蓄積を抑制するために、図示はしていないが、冷却
水の一部を抽出し、同時に、前記溶融スラグＳの熱によ
って昇温して蒸発する冷却水を補充するために、前記水
冷槽１２ｄに冷却水を補給している。

【００１２】前記スラグ排出部１０ａから排出された水
砕スラグＲは、スラグ洗浄装置Ｃの洗浄槽１に投下され
る。前記洗浄槽１には、洗浄水供給部２から供給される
キレート洗浄水５が満たされている。前記キレート洗浄
水５は、キレート水槽２ａ内で水にキレート剤を添加し
て調整される。前記キレート剤として、例えば（株）荏
原製作所製のアッシュクリーンＣ−３００を用いること
が可能である。このキレート剤は飛灰処理用に販売され
ているものであるが、水砕スラグの洗浄にも効果があ
り、後述のように、この洗浄槽１中で水砕スラグＲを洗
浄した後のキレート洗浄水５を飛灰処理に用いるので、
ここでは好適に使用される。前記キレート水槽２ａで
は、このアッシュクリーンＣ−３００を水に対して約３
％添加してキレート洗浄水５を調製している。前記アッ
シュクリーンＣ−３００は平均分子量３０００〜５００
０の液状の高分子系キレート化合物であり、乾燥により
固化する特性を有しているものである。前記高分子系キ
レート化合物は、〔−ＣＳ−ＳＨ〕の形の二座配位子を
備えるモノマーの重合して形成した高分子物質である。
前記キレート洗浄水５に接して表面の重金属を前記キレ
ート剤に奪取された水砕スラグＲは、表面が清浄化され
て沈降し、前記洗浄槽１の下部に配置されたスラグ排出
機構３のベルトコンベア３ａ上に落下して、前記スラグ
排出機構３によって前記洗浄槽１外に排出される。一
方、前記水砕スラグＲを洗浄して重金属を捕捉したキレ
ート洗浄水５の一部は、洗浄水排出機構４によって前記
洗浄槽１から抜き出し、飛灰無害化処理槽２０に向けて
洗浄水排出ポンプ４ａにより送出される。前記洗浄水排
出ポンプ４ａにより送出した量に見合うキレート洗浄水
５は、前記洗浄水供給部２から補給される。

【００１３】他方、前記飛灰無害化処理槽２０には、前
記煙道１３に備える集塵器で捕集された飛灰と、他の廃
棄物処理炉の排ガス中から回収された飛灰とが共に投入
され、前記水砕スラグＲを洗浄して重金属を捕捉したキ
レート洗浄水５が、前記洗浄水排出ポンプ４ａにより送
出されて、キレート水供給部２１から供給される。前記
飛灰無害化処理槽２０中で前記投入された飛灰に前記重
金属を捕捉したキレート洗浄水５を添加して混練し、飛
灰混練物を形成する。この飛灰混練物はそのまま廃棄処
分される。このようにして、重金属を含有するキレート
洗浄水５を飛灰と共に処理して無害化することが可能に
なる。

【００１４】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記実施の形態に於いては、キレート洗浄水５と
して、高分子系キレート化合物からなるキレート剤を水
に希釈したキレート水を用いる例を示したが、前記キレ
ート剤は、高分子系キレート化合物に限らず、ＥＤＴ
Ａ、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）等の低分子のキレート剤
であってもよい。また、キレート配位子の例として〔−
ＣＳ−ＳＨ〕の形の二座配位子を示したが、〔−ＣＯ−
ＯＨ〕等の二座配位子であってもよく、また、ＥＤＴ
Ａ、ＮＴＡ（ニトリロ三酢酸）等を備えるアミノ基、酢
酸基、ニトロ基等、或いはカルボキシ基等を配位子とし
て備えるものであってもよい。 〈２〉上記実施の形態に於いては、キレート洗浄水５を
飛灰無害化処理槽２０に供給する例を示したが、前記キ
レート洗浄水５をそのまま処理するようにしてあっても
よく、また、キレート洗浄水５を、飛灰無害化処理槽２
０に供給して飛灰を無害化処理するのに、水砕スラグＲ
を共に処理するようにしてもよい。 〈３〉上記実施の形態に於いては、水砕スラグＲを洗浄
槽１に投入して洗浄する例を示したが、スラグ回収水槽
１０に直接キレート水槽２ａからキレート洗浄水５を供
給して、前記スラグ回収水槽１０内の冷却水をキレート
洗浄水５として前記スラグ回収水槽１０内で前記水砕ス
ラグＲを洗浄するようにしてもよい。この場合、前記ス
ラグ回収水槽１０の冷却水を適宜抜き出して飛灰無害化
処理槽２０に供給して飛灰を無害化処理するようにして
もよい。 〈４〉上記実施の形態に於いては、廃棄物溶融処理炉か
らの水砕スラグを洗浄処理する例を示したが、廃棄物ガ
ス化溶融炉からのスラグを処理するものであってもよ
い。また、他の形式の廃棄物処理設備から排出されるス
ラグを処理するものであってもよく、スラグを生成する
設備を限定するものではない。要するに、本発明は、排
出されたスラグからの重金属の溶出を阻止することが可
能な点に特徴を有するものである。 〈５〉上記実施の形態に於いては、洗浄槽１を備えるス
ラグ洗浄装置Ｃをスラグ回収槽１０に隣接して設置し
て、前記スラグ回収水槽１０から排出されるスラグを洗
浄する例を示したが、図２に示すように、スラグピット
３０に回収スラグを受け入れるためのスラグホッパ１５
に前記スラグ回収水槽１０から排出されるスラグを投入
し、前記スラグホッパ１５内でスラグをキレート水洗浄
するようにしてもよい。前記スラグホッパ１５には、前
記スラグ回収水槽１０から別途搬送して、間歇的にスラ
グを投入するようにしてもよい。尚、前記スラグホッパ
１５には、下部に揺動開閉する下蓋１７を設けてあり、
制御装置によってシリンダ機構１６を操作して、前記下
蓋１７を開閉するようにしてあればよい。さらに、前記
下蓋１７の一方に樋部１８を備えて、洗浄に供したキレ
ート水を案内して、必要時にのみ所定の排出路へ排出す
るようにしてあればさらによい。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の説明図

【図２】本発明の他の実施形態の説明図

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ 洗浄水供給部 ３ スラグ排出機構 ４ 洗浄水排出機構

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物溶融処理炉から排出されるスラグ
   を水洗浄するスラグの洗浄方法であって、 前記水洗浄するに、洗浄水にキレート剤を添加したキレ
   ート洗浄水を用いて洗浄するスラグの洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記洗浄に使用した後のキレート洗浄水
   を、廃棄物処理炉から回収された飛灰の無害化処理用の
   処理剤として用いる請求項１記載の溶融スラグの洗浄方
   法。
3. 【請求項３】 廃棄物溶融処理炉から排出されるスラグ
   を受け入れて洗浄する洗浄槽（１）に、洗浄水の供給を
   行う洗浄水供給部（２）と、洗浄後のスラグを排出する
   スラグ排出機構（３）と、前記洗浄水供給部（２）から
   供給された洗浄水の一部を抜き出して排出する洗浄水排
   出機構（４）とを備えた溶融スラグ洗浄装置であって、 前記洗浄水供給部（２）からキレート剤を添加したキレ
   ート洗浄水を供給するように構成してあるスラグ洗浄装
   置。