JPH01254285A - ごみ焼却灰固形物及びその製造方法 - Google Patents

ごみ焼却灰固形物及びその製造方法

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JPH01254285A
JPH01254285A JP63207739A JP20773988A JPH01254285A JP H01254285 A JPH01254285 A JP H01254285A JP 63207739 A JP63207739 A JP 63207739A JP 20773988 A JP20773988 A JP 20773988A JP H01254285 A JPH01254285 A JP H01254285A
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Miike Tekkosho KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ごみ焼却場の焼却炉から排出される塵埃焼却
灰及びプラスチック廃棄物の処理に関し、詳しくは焼却
灰とプラスチック廃棄物とを粘結同化してなる有用な固
形物とその製造方法に関するものである。
（従来の技術） 近年、生活様式及び産業構造の多様化に伴い、一般都市
廃棄物及び産業廃棄物の量及び質が大きく変化し、その
処理施設の大形化及びごみ質に合せた処理方法が必要と
されるようになった。なかでもプラスチック製品は、食
品パッケージ、各種容器及びコンテナ等として広く用い
られており、これらの廃棄物が多量にごみ処理場に運び
込まれる。他方、ごみ焼却灰についてもごみの性質が多
様化した為、不燃物質や重金属等の有害物質を含有する
ことが多くなった。
（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、上記プラスチック廃棄物は、そのまま放置し
てもなかなか腐らず、焼却すると炉内温度が異常に高く
なり炉床や炉壁材を傷め、また有害ガスを発生し、更に
嵩高い為に取扱い難くストックや埋立の為に広大なスペ
ースを必要とする。
一方、焼却灰は堆積放置すると、風に吹かれて飛散した
り、雨水により流出する為、そのまま埋立て或いは海中
投棄される。しかし、上述の如く重金属などの有害物質
を含むに至っては、重金属が地中に残留し、雨水によっ
て流出して河川や井戸水を汚染し、また海水を汚染して
様々な環境汚染を引き起こすことになる。そこでその対
策として焼却灰をセメントにより固めてコンクリートブ
ロックにしたりしているが、このコンクリートブロック
は強度が弱い為に土木目的等には利用不可であり、結局
ブロックのまま埋立て処理されているのが実情である。
しかし、埋立て処理する為だけにセメントを使用しこれ
を固化することは経済的にも作業的にも無駄が多くその
抜本的対策が希求されていた。
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、ごみ焼却灰
及びプラスチック廃棄物を同時に処理してその処理効率
の向上を図ると共に、コンクリート及びアスファルトの
粗骨材、一般建築用壁材、床材更には断熱材等としての
有効利用の道を拓くことにある。
（ａ題を解決する為の手段） 上記目的を達成する為の本発明の構成を添付図面に基づ
き説明する。第１図は本発明方法に採用される装置の一
例を示す部分断面平面図、第２図は間部分断面正面図、
第３図は第２図ｍ−ｍ線断面図、第４図は多孔板の正面
図、第５図は本発明固形物の一例を示す斜視図、第６図
及び第７図は他の実施例の第１図と同様図である。
本発明の特定発明であるごみ焼却灰固形物は。
ごみ焼却灰を溶融プラスチック廃棄物により粘結同化し
且つ棒状に押出し成型して成ることを要旨とし、また第
２発明の製造方法は、ごみ焼却灰とプラスチック廃棄物
とをスクリュー装置４（４’）にて混練、破砕、給送す
る工程と、該スクリュー装置４（４’）に連設された回
動圧搾体６（６’）により砕断・圧縮・発熱させる工程
と、圧縮状態を急開放し膨張させて付着水分を蒸発させ
る工程と、多孔板８より棒状に押出し成型する工程とよ
り成ることを要旨とするものである。
ごみ処理場に持ち込まれるプラスチック廃棄物は、熱可
塑性樹脂及び熱硬化性樹脂によるものがあるが、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン等の熱可塑性樹脂による廃棄物が主として含まれる。
また、ごみ焼却灰としては、ごみ処理場の焼却炉底部か
ら排出される焼却灰（ボトムアッシュ）のみならず煙道
、伝熱部及び集塵機より排出される飛灰（フライアッシ
ュ）等焼却炉から排出されるもの全て使用可能である。
このごみ焼却灰の組成割合は全体量に対して１０〜８０
重量％（望ましくは２０〜７０重量％）が適正とされ、
１０％未満の場合ごみ焼却灰の処理効率が悪く、また８
０％を越えると溶融プラスチックの粘結力が弱く固形物
の保形性が低下する傾向となる。
本発明方法に採用される固形化装置としては第１図及び
第２図に示す如き２軸式装置の他に、第６図及び第７図
に示す如き１軸式装置が採用される。
（作用） 本発明のごみ焼却灰固形物は、溶融プラスチック廃棄物
により粘結同化され且つ棒状に押出し成型されて成るも
のであるから極めて堅牢であり、しかも灰の粒子がプラ
スチックにより被覆された状態で固化されているから、
含有する有害物質が排出することがなく、海中や地中に
投棄してもこの有害物質による汚染等が発生する懸念が
ない。
また、緻密に固められているから比重が大であり水中で
確実に沈み一定個所に定着する。更に、堅牢であるから
コンクリート或いはアスファルトの粗骨材として最適で
ある。亦、本発明固形物を圧延ロール等により板状に成
形すれば一般建築用壁材或いは床材等として、更には断
熱性をも保有するので空調関係の断熱材としての応用も
可能である。
次に本発明の製造方法について述べる。先ず、上記スク
リュー装［ｉ！４（４’）にごみ焼却灰とプラスチック
廃棄物とを上記割合で投入する。投入された被処理物の
うち嵩張るプラスチック廃棄物はスクリュー羽根の作用
により破断・粗砕され、同時にごみ焼却灰と混練されな
がら給送される。混線状態の被処理物は回動圧搾体６（
６’）に至り、ここで更に破断され、強圧縮され、摩擦
熱により発熱し、プラスチック廃棄物が溶融すると共に
付着水分が熱水化する。そして次の工程に至って圧縮状
態が急開放されると、混線物は急激に膨張し、含有され
た熱水が圧力降下により蒸発すると共に溶融プラスチッ
クが焼却灰を粘結させる。斯くして水分が少なくなくな
った混線物は多孔板８より強制的に押出され、ごみ焼却
灰が溶融プラスチックの粘結作用を得て緻密に固化され
、棒状固形物９として逐次排出される。而して得られた
棒状固形物９は上述の如く極めて堅牢であり、初期の容
積の１／１０〜１／２ｏ程度に減容化されたものとなる
。
（実施例） 次に実施例について述べる。第１図乃至第４図に示す装
置は本発明者に係る実願昭６０−１４７１６６号（名称
、高分子を含む廃棄物の固形化装置）にて提案したもの
と略同様である。
図に於いて、１は装置全体を指し、一端部に原料投入口
１１と他端部の取出口１２を有し、この投入口１１から
取出口１２にかけて２本の平行な回転駆動軸２．３が配
設されている。該回転駆動軸２．３の前半部分の周体に
螺旋羽根が形成され２軸スクリュー装置４．４′が構成
されている。
該２軸スクリュー装置４．４′は、互いに対向方向（第
１図では紙面表面から裏面に向かって）に回転し、投入
原料を噛み込み、嵩高いプラスチック廃棄物を粗砕しな
がら焼却灰と混線してこれを給送する。
上記２軸スクリュー装置４．４′の終端には、斜刃５１
．５１’付輪体５，５′が駆動軸２．３に固設され、２
軸スクリュー装置４．４′による混線物を次の圧搾体６
．６′に強制圧入するべく機能する。該輸体５．５′に
引き続き回動圧搾体６．６′が駆動軸２．３の周体に固
設状態で連設されているが、該圧搾体６．６′は、上流
側の円錐台形状部６１．６１′と下流側の円筒状部６２
．６２′とより成り、これら円錐台形状部６１，６１′
から円筒状部６２．６２′にかけてその外周面に斜状溝
６３．６３′が複数条間隔毎に刻設されている。また１
、該回動圧搾体６．６′の周囲はクリアランスＣの調整
が可能とされたライナー１３により囲繞され、該ライナ
ー１３の内面には上記斜状溝６３．６３′に交叉する斜
状溝１３ａ、１３ａ′が複数条刻設されている。圧搾体
６．６′と該ライナー１３との間の狭いクリアランスＣ
に強制圧入された被処理物は、ここで強圧縮されると共
に回動に伴う斜状溝６３．６３’　、１３ａ、１３ａ′
の挽臼的作用により更に破断され、同時に圧縮熱により
発熱し、プラスチック廃棄物が溶融しまた付着水分が熱
水化する。
上記圧搾体６．６′の直後には第２の２軸スクリュー装
置７．７′が連設され、ここで上記圧縮状態が急開放さ
れ、上記発熱に伴う熱水が急激な圧力降下により蒸発し
、直上に設けられた排気孔Ｑより排出される。水分が少
なくなった被処理物は、第２の２軸スクリュー装置７．
７′により更に混練され、圧縮され、末端取出口１２に
取着された多孔板８の先行漸縮径状孔８１・・・より強
圧縮されながら押し出され、溶融プラスチックの粘結作
用により焼却灰が相互に結合された棒状固形物９となっ
て排出される。
多孔板８は、取出口１２に取替え自在に取着されるもの
で、この盤面には第４図に示す如く２軸スクリュー装置
７．７′の軸周に沿い回転駆動軸２．３と同心的に多数
の孔８１・・・が開設されたもので、該孔８１・・・は
回倒の円形に限らず多角形、十文字状のものが採用され
、用途に応じて適宜取替えられるものである。
上記孔８１・・・より押出し成型された固形物９は直径
１５〜４０ｎ＊＋＋、長さ３５〜６ｏＩＩｎ程度であり
、極めて堅牢でコンクリートの粗骨材として充分使用に
耐えるものである。
第６図に示す装置は１軸式のものであり、装置１内に配
設された１本の回転駆動軸２の前半部分の周体に螺旋羽
根が形成され１軸スクリュー装置４が構成されている。
該スクリュー装置４の終端には上記同様の斜刃５１付輪
体５及び回動圧搾体６が、更に該圧搾体６には第２のス
クリュー装置７が夫々連設され、この末端取出口１２に
多孔板２０が取着されている。本装置の投入口１１より
投入されたごみ焼却灰及びプラスチック廃棄物は、上記
同様にスクリュー装置４、斜刃付軸体５及び圧搾体６の
作用により混線・圧砕され、圧縮・摩擦熱によりプラス
チックが溶融し、末端多孔板８の孔８１・・・からはご
み焼却灰がプラスチックにより粘結された緻密な棒状固
形物９が逐次排出される。
第７図に示す装置は、第６図と同様１軸式の装置を示す
が、スクリュー装置４の下流側に先向漸縮径のテーパ一
部４０を含む。また、このテーパ一部４０に対応する装
置１のケーシングの内面もこれに沿って先向テーパー状
とされている。被処理物がこのテーパ一部４０に至ると
実質的な通過空間の縮小により圧搾体６に至る前に強圧
縮され。
圧搾体６に於ける圧砕、圧縮・摩擦熱の発生が更に助長
されることになる。
第６図及び第７図に於ける上述以外の構成部分の機能は
第１図乃至第４図に示す装置と同様である。従って、こ
こでは図面上共通部分に同一符号を付すにとどめ、その
詳細な説明を割愛する。
次に上記各装置により得た棒状固形物９の水中投棄適性
及び圧縮強度について試験したのでその結果について述
べる。
（ｉ）処理原料； 発泡ポリスチレン製食品パッケージ、ポリエチレン製灯
油容器及び駅用コンテナ等を７０ｍｍアンダーに破砕し
たプラスチック廃棄物５０（重量部）と、ごみ焼却炉よ
り排出された嵩比重０．９４の焼却灰５０（重量部）と
を上記装置に投入し、直径２８ｉｎの棒状固形物を得た
。この固形物の比重は１．８であった。これは、出発物
質の容積の１／１３〜１／１８（減容率）に相当し、ご
み焼却灰が緻密に粘結固化されたことを示す。従って、
このまま水中に投棄しても定位置に定着することを示唆
する。
（ｉｉ）水中投棄適性； 上記固形物を清水に浸漬し、常温下で２１日間放置した
が、金属の溶出を示唆する清水の汚濁及びその兆候は全
く観察されなかった。
（ｉｉｉ）圧縮強度の測定； 直径２８ｍｍ、長さ２８ＩＩＩ１１の上記固形物のテス
トピースを作り圧縮試験機で圧縮強度を測定したところ
、１．０８５ｋｇで破壊した。即ち、約１７０ｋｇ／、
ｆｆｌの圧縮強度を有し、これよりコンクリートやアス
ファルトの粗骨材としての適性を充分に備えていること
が理解される。亦、棒状固形物の径を大としく例えば、
７０〜８０ｍｍ）、圧延ロールにて板状に成形すれば一
般建築用壁材、床材としての応用が可能であり、更に組
成物が焼却灰とプラスチック廃棄物であるから断熱性に
優れ空調関係の断熱材として充分使用可能である。
尚、回倒の装置は一例を示したものであり、前記先行出
願に開示した他の装置も採用可能であることは云うまで
もない。
（発明の効果） 叙上の如く、本発明のごみ焼却灰固形物は、焼却灰を溶
融プラスチック廃棄物により緻密に固形化し棒状に押出
成型したものであるから、その比重が大で水中に投棄し
ても浮くことがなく所定位置に定着する。また、灰粒子
がプラスチックにより被覆されているから含有する有害
物が溶出せず、環境汚染等の懸念がなくなる。しかもプ
ラスチックの粘結固化作用により堅牢なものとされるか
らコンクリートやアスファルトの粗骨材としての利用が
可能である。更に、本発明固形物を板状に二次加工すれ
ば、耐熱性、断熱性等の特性から一般建築用壁材、床材
或いは断熱材等としての応用も可能であり、幅広い用途
が約束される。
亦、上記固形物は、ごみ焼却灰とプラスチック廃棄物と
を同時に混線、圧縮処理し、摩擦熱の発熱によりプラス
チックを溶融させて得られるから、２種の廃棄物が一度
に処理出来、極めて効率的でしかもプラスチックを処理
する為の大掛かりな焼却炉を必要とせず、得られた固形
物は初期の彼処理物の１／１ｏ〜１／２０の容積となり
、輸送時等の取扱が楽であり且つ埋立て処理の場合には
強固且つ良質な地盤を提供する。亦、海中投棄等の場合
には環境を汚染することがなく恰好の漁礁となり得る。
このように本発明は、２種の廃棄物を同時に処理し且つ
その再生利用をも可能とするものであり、従来懸案であ
った多様な廃棄物の処理の問題が一気に解消されること
になる。特に、全国の市町村から排出される都市ごみだ
けでも年間３，４００万トンであり、このうち約１５％
が灰分、１０％がプラスチック系廃棄物であると云う実
態から考えても本発明の社会的価値は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法に採用される装置の一例を示す部分
断面平面図、第２図は同部分断面正面図、第３図は第２
図■−■線断面図、第４図は多孔板の正面図、第５図は
本発明固形物の一例を示す斜視図、第６図及び第７図は
他の実施例の第１図と同様図である。 （符号の説明） ４．４′・・・スクリュー装置、　６．６１・・・回動
圧搾体、　７・・・多孔板、　９・・・棒状固形物。 −以上−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ごみ焼却灰を溶融プラスチック廃棄物により粘結固
    化させ且つ棒状に押出成型して成るごみ焼却灰固形物。 ２、ごみ焼却灰とプラスチック廃棄物とをスクリュー装
    置にて混練、破砕、給送する工程と、該スクリュー装置
    に連設された回動圧搾体により砕断・圧縮・発熱させる
    工程と、圧縮状態を急開放し膨張させて水分を蒸発させ
    る工程と、多孔板より棒状に押出し成型する工程とより
    成るごみ焼却灰固形物の製造方法。 ３、上記スクリュー装置が平行２軸スクリューより成る
    請求項２記載の製造方法。 ４、上記スクリュー装置が１軸スクリューより成る請求
    項２記載の製造方法。
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