JP3402493B2 - 廃棄物を安定な成形物にする方法および装置 - Google Patents

廃棄物を安定な成形物にする方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の廃棄物を凝固処
理して、適当な場所に貯蔵可能な不活性材料とする処理
方法に関するものである。本発明は、特に、各種形態の
廃棄物を、物理／化学的に安定性が改善した成形物、特
に押出し成形物にする方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在の廃棄物凝固方法では、廃棄物を、
少なくとも一種類の凝固剤と一緒に、コンクリート製造
で用いらるものと同じ形式のミキサに導入し、硬化また
は凝固した混合物を取り出し、適当な場所に捨ててい
る。この方法は、非連続的であることの他に、廃棄物ま
たは廃棄物と凝固試薬との混合物の温度やレオロジー特
性を正確に制御できないという欠点がある。温度とレオ
ロジー特性は、以下で説明するように、廃棄物を安定化
させるための種々の複雑な反応において極めて重要でバ
ラメターである点から考えると、この方法は現在問題に
なっているエコロジー面での質の目的に答えることはで
きない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、主要な最も一般的な廃棄物の凝固後の貯蔵安定性を
最適化すると同時に、廃棄物を例えば押出し成形物に変
えて廃棄場に直接貯蔵できるようにする、多種類の廃棄
物に適用可能な工業的連続処理方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、廃棄物に
一種類以上の試薬および／または水性結合剤(liantshyd
auliques)を加えて混練または混合して廃棄物を不活性
化し、流体状態の物質を押出し機で成形物とするという
点では公知の方法と同じである。しかし、上記課題を解
決するための本発明方法の重要な特徴は、上記のような
試薬をもちいて廃棄物を液性限界(limite de liquidit
e) が25％〜45％の混合物の形に調製し、廃棄物の種類
によってほぼ一定な温度且つ大きな減圧下で混練する点
にある。
【０００５】
【作用】混練物を常に減圧状態に維持する (実際には
0.1〜10 mmHg に維持する) ことの利点は多数ある。先
ず第１に、廃棄物、特に工業廃棄物中に含まれる通常の
温度で揮発可能な物質、例えば低分子量の炭化水素、有
機溶媒、アンモニア、アミン等の成形した廃棄物の長期
安定性にとって好ましくない物質は全て除去することが
できる。次に、高い減圧度の作用で押し出される材料中
の各粒子が互いに接近するので多孔性が著しく減少し、
接着性が向上する。最後に、この現象と同時に、材料が
混練操作と押出し操作とを連続的に前進することによっ
て、減圧に曝される表面が絶えず更新されるので、最終
的に得られる押出し成形品は従来法のものよりもはるか
に高い均一性を示す。
【０００６】本発明方法では温度の制御が重要かつ必須
のパラメータである。この温度は混合物の構成成分の蒸
気圧と、安定化現象に際して起こる種々の反応（例え
ば、沈澱反応、置換反応、吸着反応、水和反応および凝
集反応）の速度とに基本的に依存する。混合物の温度は
基本的に２つの理由、すなわち、第１には反応が発熱反
応か吸熱反応かによってと、第２には混合機中での攪拌
の機械エネルギーから変換した熱エネルギーの量とで変
える。以下で詳細に説明するように、本発明では温度を
制御し最良の条件とするために種々の手段を用いること
ができる。
【０００７】本発明の別の特徴は、減圧下での混練およ
び押出し成形操作と、減圧下で除去した廃棄物成分の焼
却とを組合せ、この焼却で生じたフュームを浄化して得
られる廃棄物（ＤＥＦ, dechets d'epurations de fume
es) を混練操作へ再循環させる点にある。
【０００８】本発明の他の対象は上記方法を連続的に行
うための装置にある。本発明装置は混練機と、この混練
機に分離格子を介して連結された成形装置とを有し、成
形装置はスクリューと押出しヘッドとを有し、成形装置
の内部は減圧ポンプを介して焼却炉に連結されている。
混練機および／または成形装置には必要に応じて凝固操
作中に混練物を冷却または加熱するための温度調節手段
と制御手段とが設けられている。
【０００９】本発明の理解を容易にし、また、本発明の
他の特徴をさらに詳細に説明するために、以下、添付の
図１に示す本発明方法を実施するための装置の簡単な概
念図を参照して説明する。
【００１０】連続運転可能な本発明の廃棄物安定化装置
は、基本的に、混合または混練反応器１と、それに続く
押出し機型の成形装置２と、この成形装置２を減圧状態
に維持するポンプ装置３（例えば、２段ポンプ）とで構
成され、このポンプ装置３は回収した揮発性材料を燃焼
させるための焼却炉４に接続されている。以下で述べる
形態の廃棄物５をアジャスター６を介して混練機１へ導
入し、安定化させるための試薬（例えば公知の形式の安
定化剤）は開口７から導入する。混練物全体は例えばス
クリュー８、９を用いて混練される。スクリューの代わ
りに攪拌器またはその他公知の手段を用いることもでき
る。混練物は格子型の孔開き部分10を通って自動的に押
出し機２へ導入される。押出し機２では混練物がスクリ
ュー11によってノズル12へ送られ、安定化した廃棄物13
がソーセージ状またはその他任意の好ましい形状で出て
くる。その後、矢印14に沿って貯蔵場所へ送られる。
【００１１】混練機１および押出し機２は二重壁15で構
成され、その内部を熱伝達流体（例えばギルサーム（Gi
ltherm、登録商標) またはその他のもの）が流れて、温
度が制御されるのが好ましい。押出し機２は管路16を介
して減圧ポンプ３に接続されて、高い減圧状態（例えば
0.5〜５mmHg）で回収された廃棄物中の揮発性物質を焼
却炉４へ送る。本発明の好ましい形態では、その結果焼
却炉４で生じた廃棄物または残渣（ＤＥＦまたはＲＥ
Ｆ）が矢印17の方向にそって混練機１の頭部へ送られ
る。このようにして環境に有害な排出物を出さないシス
テムを開発するという本発明の目的が達成される。
【００１２】実際に、本発明では任意の廃棄物を処理す
ることができるが、焼却残留物、都市廃棄物、工業廃棄
物および医療廃棄物が処理できる。これらの廃棄物の元
の形は液体、固体、スラッジ、ペースト等、種々の形を
していいてよいが、既に説明したように、極端に流動的
なものなるいは極端にペースト状で液性限界が上記の範
囲に入らない廃棄物または混練物は本発明の範囲から除
外される。廃棄物が固体状の場合、例えば汚染土壌また
はその他の場合には、その平均粒径は 100ミクロン以下
であるのが好ましい。
【００１３】本発明の好ましい実施例では、混練機に導
入する廃棄物と試薬または凝固／安定化剤との混合物を
上記の範囲内の液性限界内のペースト状にする。以下、
本発明方法および装置の利点を明確に理解するために、
多数の試験結果の中からいくつかを選んで説明する。こ
こでは、公知の混練／押出し法で得られる廃棄物の安定
性に関する性能特性と、本発明装置を運転して得られる
廃棄物の性能特性とを比較する。
【００１４】
【実施例】家庭のゴミから出るフライアッシュ（ＣＶ）
をフランス国特許第 A-2-644-342号に記載と同様に処理
する。このフライアッシュの大まかな組成は以下の通り
である：Si：23％；Al：7.0 ％；Fe：4.0 ％；Pb：1.0
％；Zn：1.9 ％；Ca：８％；Mg：2.5 ％；Ba：0.3 ％；
Ｋ：４％；Na：３％；Ti：0.7 ％；Cd：0.03％；Sn：0.
3 ％；Cr：0.1 ％；Cl：１％；Ｓ：３％；Ｎ：４％；
Ｐ：５％；有機炭素：１％；不燃性物質。このフライア
ッシュの代表的試料をフランス基準ＤＩＮ 38414 で抽
出分析して分かった毒性成分（ppm 表示）は：Pb：6.3
；Cu：0.2 ；Cd：60；Zn：900 ；Fe：0.2 であった。
【００１５】(a) 第１の試験シリーズでは、フライアッ
シュ 133.3 kgに30kgの水（0.183 kgの生石灰 CaOを分
散させたもの）を添加し、通常の方法で混合する。得ら
れた材料を上記ＤＩＮ38414 規格による抽出操作用に成
形し、３箇月後に以下の結果を得た（ppm 表示）： Pb：0.4 ；Cr：0.2 ；Cu：＜0.1 ；Cd：＜0.2 ；Zn：1.
5 圧縮強度は 8.5メガパスカルであった。
【００１６】(b) 上記の試験では、ポートランドセメン
トコンクリート製造方法に類似の伝統的な方法で混練を
行ったが、第２の試験シリーズでは、混練／押出し操作
を減圧状態で温度を調節しながら、添付の図１に示した
ものと同じ装置を用いて、その他の条件は全く変えず
に、同じ試験を同じ廃棄物について繰り返した。温度は
ほぼ20℃に維持し、減圧状態（真空）は0.5 mmHgにし
た。押出し成形された材料の抽出結果は以下の通り（pp
m)： Pb：＜0.1 ；Cr：＜0.1 ；Cu：＜0.1 ；Cd：＜0.1 ；Z
n：0.1 従って、成形廃棄物の安定性は大幅に向上する。さら
に、従来型の工業規模の混練機では、270HP の力で１時
間当たり12トンの廃棄物が処理できるが、本発明方法で
は、これを大きく上回る生産性、すなわち１時間当たり
18トンの廃棄物を処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法を実施するための装置の概念図。
【符号の説明】
１ 混練反応器 ２ 押出し機 ３ ポンプ装置 ４ 焼却炉 ５、廃棄物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−8300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−74804（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−194985（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開389328（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 301 C04B 18/04 - 18/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 廃棄物を少なくとも１種類の水性結合剤
    型の凝固剤と混練し、得られた固体材料を押出し成形す
    ることによって構成される種々の由来および種類の廃棄
    物から、物理的／化学的に安定な成形物を製造する方法
    において、 廃棄物を液性限界が25％〜45％である混合物の形に調製
    し、廃棄物の種類によって決まるほぼ一定な温度且つ0.
    1〜10 mmHg に相当する減圧下で混練し、操作を連続的
    に行うことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 減圧下での混練操作を押出し成形で行
    い、減圧によって廃棄物から抽出された揮発性物質を焼
    却し、焼却操作で発生したフュームの浄化操作で得られ
    た廃棄物（ＤＥＦ）を混練操作へ再循環する請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 元の形態が固体、液体、スラッジ、ペー
    スト状物質等である家庭ゴミの焼却廃棄物、工業廃棄
    物、医療廃棄物からなる群の中から選択される廃棄物
    を、凝固剤を添加する前に、上記液性限界を有する半ペ
    ースト状混合物の形で、混練操作へ導入することを特徴
    とする凝固および押出し成形による請求項１または２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 混練機 (1)と、この混練機 (1)に分離格
    子(10)を介して連結された成形装置 (2)とを有し、成形
    装置 (2)はスクリュー(11)と押出しヘッド(12)とを有
    し、成形装置 (2)の内部は減圧ポンプ (3)を介して焼却
    炉 (4)に連結されている請求項１〜３のいずれか一項に
    記載の方法を実施するための装置。
  5. 【請求項５】 混練機および／または成形装置に、凝固
    操作中に混練物を冷却または加熱するための温度調節手
    段と制御手段とが設けられている請求項４に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 混練機および／または成形装置の温度調
    節手段が、内部に熱伝達流体が流れる二重壁で構成され
    ている請求項５に記載の装置。
JP20359893A 1992-07-24 1993-07-26 廃棄物を安定な成形物にする方法および装置 Expired - Fee Related JP3402493B2 (ja)

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FR9209196A FR2693927B1 (fr) 1992-07-24 1992-07-24 Procédé et appareillage pour l'obtention de matériaux moulés stabilisés à partir de déchets.

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