JPH0481084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は廃棄物の処理方法に関し、さらに詳
しくは都市ごみ焼却施設より排出される廃棄物の
処理方法に関する。 （従来の技術） 従来都市ごみの処理方法としては、焼却方式が
主に採用され、可燃ごみは焼却して埋立て、不燃
ごみはそのまま埋立てる形で処理・処分されてい
る。ところが最近は可燃ごみ中に混在する乾電池
等を発生源として焼却排ガス中に水銀等の低沸点
の重金属が移行し、この重金属が焼却施設にガス
の後処理装置として設置したEP（電気集じん装
置）や洗煙装置により捕捉され、飛灰や洗煙排水
汚泥中に濃縮される傾向にあるので、従来のよう
に焼却残渣、飛灰および洗煙排水汚泥を単に埋立
処分したのでは、環境中へ有害物質を排出するお
それがでてきた。 そこで本発明者らは、生ごみの10〜20重量％発
生する焼却残渣をアーク式溶融炉により溶融処理
する方法（特開昭57−78985）および電気集じん
装置で集じんした生ごみの２〜５重量％発生し低
沸点重金属が比較的濃縮されている飛灰を直接通
電式溶融炉により溶融処理する方法（同58−
30382）を発明し特許出願している。 （発明が解決しようとする問題点） ところが上記のアーク式溶融炉による溶融処理
方法においては、電極に人造黒鉛を使用している
ので電極の消耗酸化によりCO、CO₂ガスが発生
し、低沸点重金属が揮散しやすく、また粒径200
mm以下の焼却残渣を溶融炉に投入して溶融処理す
るため、200mmに近い比較的大きな残渣がまとま
つて投入された場合、溶融層上部に形成される残
渣の堆積層の空隙が大きいため、炉内雰囲気温度
および発生ガス温度が上昇して低沸点重金属が揮
散しやすく、また焼却残渣中に鉄等の金属分が含
有されたままであることとあいまつて溶融処理の
ための所要電力がかさむという問題があつた。ま
た上記の直接通電式溶融炉による溶融処理におい
ては鉛、亜鉛、カドミウム等の低沸点重金属はス
ラグ中に固溶させながら処理できるが、水銀は常
温でも蒸気圧が高いためほとんどガス化して、排
ガス中に揮散してしまうという問題があつた。 そこで発明者は上記問題を解決するため、先ず
都市ごみ焼却施設において発生する焼却残渣の粒
度および組成を調査したところ、第１表に示すよ
うなデータ例が得られた。

【表】 上記第１表から、焼却残渣全体の約20％（重
量）が鉄分であり、また粒径10mmを越える残渣は
全体の約40％（重量）に達し、その主成分は土
砂、ガレキ、ガラス、陶磁器等の無機物と鉄分で
あることが判る。このようなデータをもとに研究
を重ねた結果、焼却残渣は必ずしも全量を溶融処
理する必要はなく、土砂等の上記無機物は安全に
埋立てできるので、鉄分を除去した粒径10mm以下
の比較的飛散しやすく取扱い処分しにくい残渣の
溶融処理をおこなえば処理処分上有益であり、こ
れによつてアーク式溶融炉の溶融層上の残渣堆積
層の空隙が減少し、低沸点重金属の揮散抑制およ
び所要電力低減化が達成できるという知見を得
た。 この発明は上記知見にもとづいて完成したもの
で、焼却残渣のアーク溶融炉における溶融処理時
の低沸点重金属の揮散を抑制でき、該アーク溶融
炉で揮散した一部の低沸点重金属を含むダスト
は、都市ごみ焼却施設において発生した飛灰およ
び洗煙排水汚泥と共に同一の直線通電式溶融炉に
より総合的に溶融処理して、低沸点重金属をスラ
グ化または回収することにより環境中への排出を
確実に防止できる消費電力の少ない廃棄物の処理
方法を提供しようとするものである。 （問題点を解決するための手段） しかしてこの発明の廃棄物の処理方法は、都市
ごみ焼却施設において発生した焼却残渣に磁気選
別とふるい分け処理を施し、粒径10mm以下の焼却
残渣をアーク式溶融炉で溶融処理してスラグ化を
はかるとともに、上記アーク式溶融炉の排ガス中
のダストを集じんし、上記都市ごみ焼却施設にお
いて捕集した飛灰および洗煙排水汚泥と共に直接
通電式溶融炉で溶融処理してスラグ化をはかり、
上記直接通電式溶融炉の排ガスを冷却器により冷
却して該排ガス中の揮散金属を回収することを特
徴とする廃棄物の処理方法である。 （作用） この発明の廃棄物の処理方法においては、都市
ごみ焼却施設で発生した焼却残渣は、鉄分を除去
され10mm以下の粒径にふるい分けされてアーク式
溶融炉に投入され、該溶融炉中の溶融物層の上に
空隙の少ない焼却残渣の堆積層を形成する。この
堆積層によつて炉内雰囲気温度および発生ガス温
度が低温に抑えられ、溶融炉の熱効率が向上する
とともに、カドミウム、鉛、亜鉛などの低沸点重
金属は揮散を抑制されてかなりの部分が焼却残渣
の溶融により生成するスラグ中および溶融炉のベ
ースメタル中に移行する。上記低沸点重金属の一
部および水銀はアーク式溶融炉において揮散しダ
ストとなつて排ガスと共に該溶融炉を流出後集じ
んされ、都市ごみ焼却施設の電気集じん器等によ
り捕集した飛灰および該施設の洗煙排水汚泥と共
に、直接通電式溶融炉により溶融処理されスラグ
化される。水銀は常温でも蒸気圧がかなり高いた
め直接通電式溶融炉においても捕捉しにくいが、
該溶融炉の排ガスの冷却によりメタル化して回収
されるので、水銀の排出も僅少量に抑えられるの
である。 （実施例） 以下第１図によりこの発明の一実施例を説明す
る。 図中、１は都市ごみ焼却施設で、焼却炉２と、
該炉の排ガス熱を利用する廃熱ボイラ３と、排ガ
ス除じん用の電気集じん装置４、排ガス洗煙用の
洗煙装置５および洗煙汚泥貯留用の汚泥槽６とを
そなえて成る。７はアーク式溶融炉で、密閉式の
炉体に複数本の黒鉛電極８をそなえ、炉底部に貯
留したベースメタル９と黒鉛電極８との間にアー
クを発生させ、このアーク熱により投入物の溶融
処理をおこなう形式の炉である。また１０は直接
通電式溶融炉で、密閉式の炉体の炉底近傍に水平
な金属製の複数本の電極１１をそなえ、溶融物の
ジユール熱により溶融を維持する形式の炉であ
る。 上記装置により廃棄物の処理をおこなうには、
都市ごみ１２を焼却炉２により焼却し、得られた
焼却残渣１３を磁気選別機１４により磁気選別し
て鉄分を除去後、ふるい目10mmの振動ふるい１５
によりふるい分けをおこない、ふるい下を乾燥炉
１６に投入して乾燥後、アーク式溶融炉７に装入
して溶融処理をおこなう。焼却残渣１３は通常20
％程度の水分を含有しているので、上記の乾燥炉
１６により水分５％以下程度に乾燥させるのが望
ましく、これによつてアーク式溶融炉７における
電力消費量の低減化をはかることができる。上記
磁気選別によつて分離された鉄分はスクラツプ等
として再利用でき、また振動ふるい１５のふるい
上は、土砂、ガレキ、ガラス、陶磁器等の無機物
を主体とするもので、安全に埋立処分することが
できる。 アーク式溶融炉７においてかなりの部分の低沸
点重金属はスラグまたはベースメタル９中に移行
し、揮散した一部の低沸点重金属は排ガス１７と
共に流出するので、集じん装置１８により集じん
し、ダスト１９は直接通電式溶融炉１０に投入
し、除じんガスはCOを含むので乾燥炉１６の乾
燥用熱源として利用後、焼却炉２へ戻す。 一方廃熱ボイラ３および電気集じん装置４にお
いて捕集した飛灰２０および２１は、汚泥槽６の
洗煙排水汚泥２２と共に、造粒機２３により造粒
後、直接通電式溶融炉１０に投入し、前記ダスト
１９と共に溶融処理をおこなう。これらの投入物
中に濃縮されている低沸点重金属のうち、カドミ
ウム、鉛、亜鉛等はスラグ中に移行し、水銀は揮
散して排ガス２４中に移行するが、該排ガス２４
を冷却器２５で10℃程度まで冷却して、生成する
スートおよび金属水銀の混合物を精製機２６によ
り精製して金属水銀を回収し、残留物は直接通電
式溶融炉１０へ戻す。冷却器２５を通過したガス
はキレート樹脂または活性炭を充填した吸着塔２
７で吸着処理後、大気中へ放出させる。なお直接
通電式溶融炉１０においてはNaCl、KClなどの
水溶性の溶融塩の回収をおこなうこともできる。 上記処理によつて得られたスラグは、水滓化装
置などにより無害で安定した固形物とすることが
できる。 なお廃熱ボイラ３の水蒸気を用いて発電した電
力をアーク式溶融炉７、直接通電式溶融炉１０等
の電力源に用いれば、エネルギを有効利用でき好
ましい。 上記装置および方法により第１表の組成の都市
ごみ焼却残渣を処理したところ（ただし乾燥炉１
６出口の残渣含水率＝５％）、アーク式溶融炉７
における所望電力は500KWH／ｔ（焼却残渣１３
の１トン当りの数値。以下同様）であり、排ガス
１７から捕集したダスト１９中の重金属含有量
は、水銀0.15ｇ／ｔ、鉛650ｇ／ｔ、亜鉛950ｇ／
ｔ、カドミウム0.7ｇ／ｔであつた。このダスト
は飛灰および洗煙汚泥と共に直接通電式溶融炉１
０で溶融処理して排ガス２４から金属水銀を回収
し、最終的に吸着塔２７から放出されるガス中の
水銀の量は0.015ｇ／ｔ以下となつた。これに対
して比較例として上記と同じ都市ごみ焼却残渣
を、ふるい目200mmの振動ふるいによりふるい分
けし、ふるい下をそのままアーク式溶融炉７によ
り溶融処理したところ、該溶融の所要電力は
550KWH／ｔであり、該溶融炉の排ガスから捕
集したダスト中の重金属含有量は、水銀0.17ｇ／
ｔ、鉛970ｇ／ｔ、亜鉛1580ｇ／ｔ、カドミウム
1.1ｇ／ｔであつた。 この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、たとえば上記実施例ではふるい分け後の焼却
残渣を乾燥炉１６により乾燥後アーク式溶融炉７
に装入しているので、該溶融炉における電力消費
量の低減化をはかることができるが、場合によつ
ては乾燥炉１６を省略してもよい。また廃熱ボイ
ラ３をそなえていない都市ごみ焼却施設において
は、飛灰は電気集じん装置により捕集すればよ
い。 （発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、都市ご
み焼却施設の焼却残渣中の鉄分の除去および大粒
径残渣の分離をおこなつて大巾に減量された焼却
残渣をアーク式溶融炉により溶融処理し、さらに
小粒径の焼却残渣は上記溶融炉内で空隙の少ない
堆積層を形成するので、溶融処理に要する所要電
力が少なくてすむ。また焼却残渣中の低沸点重金
属は上記堆積層により揮散を抑制され、揮散分は
飛灰および洗煙排水汚泥と共に同一の直後通電式
溶融炉により溶融処理され、さらに直接通電式溶
融炉の排ガスを冷却して低沸点重金属を回収する
ので、低沸点重金属の環境中への排出を確実に防
止でき、直接通電式溶融炉の共通化により処理設
備の低コスト化、小スペース化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の実施に使用する装置
の一例を示す機器系統図である。 １……都市ごみ焼却施設、２……焼却炉、３…
…廃熱ボイラ、４……電気集じん装置、５……洗
煙装置、６……汚泥槽、７……アーク式溶融炉、
１０……直接通電式溶融炉、１４……磁気選別
機、１５……振動ふるい、１６……乾燥炉、１８
……集じん装置、２５……冷却器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 都市ごみ焼却施設において発生した焼却残渣
   に磁気選別とふるい分け処理を施し、粒径10mm以
   下の焼却残渣をアーク式溶融炉で溶融処理してス
   ラグ化をはかるとともに、上記アーク式溶融炉の
   排ガス中のダストを集じんし、上記都市ごみ焼却
   施設において捕集した飛灰および洗煙排水汚泥と
   共に直接通電式溶融炉で溶融処理してスラグ化を
   はかり、上記直接通電式溶融炉の排ガスを冷却器
   により冷却して該排ガス中の揮散金属を回収する
   ことを特徴とする廃棄物の処理方法。 ２ ふるい分け処理によつて得た粒径10mm以下の
   焼却残渣を含水率５％以下に乾燥させたのちアー
   ク式溶融炉に投入して溶融処理する特許請求の範
   囲第１項記載の廃棄物の処理方法。