JPH07178380A

JPH07178380A - 廃棄物固化処理装置及びその方法

Info

Publication number: JPH07178380A
Application number: JP32643693A
Authority: JP
Inventors: Tadao Nakahara; 忠男中原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】廃棄物に含有された有害金属が溶け出すと
いった恐れの無い安全性の高い固化処理が可能であり、
しかもこの安全性の高い固化処理を簡単、かつ、低コス
トで実施できる技術を提供することである。【構成】廃棄物を固化処理する為に用いられる装置
であって、廃プラスチック材と固化処理される廃棄物と
を所定の比率で混合する混合手段と、この混合手段によ
って得られた混合物を圧練して廃プラスチック材を軟化
・溶融させる圧練手段と、この圧練手段によって得られ
た溶融混合物を所定形状の固化体に成型する成型手段と
を具備してなる廃棄物固化処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物、特に焼却灰や
スラッジ等の有害な重金属を含む廃棄物の処理技術に関
する。

【０００２】

【発明の背景】工場から排出される産業系ゴミの焼却灰
には、鉛や銅等の有害な重金属が大量に含まれているこ
とが多く、これを埋め立てた場合には雨水によって有害
金属が溶け出して土壌を汚染する恐れがあるので、焼却
灰の埋め立ては特別な処理を施した上で行わねばならな
い。

【０００３】現状では、焼却灰をセメントでペレット状
に固める方法や加熱によって溶融させて固める方法等が
採用されているが、いずれの方法に関しても十分に満足
できるものであるとは言い難い。即ち、セメントで焼却
灰をペレット状に固化する方法は、キレート材を添加し
てなるセメントと焼却灰とを適宜混合し、これをペレッ
ト状に成型するといった工程を経て行われるものである
が、この方法では添加されるセメントの分量だけ廃棄物
の体積が増えることになり、取り扱いに支障を来すとい
った問題がある。

【０００４】又、セメントに添加されるキレート材につ
いても開発段階であり、非常に高価なものであるから処
理コストが高く付いている。他方、焼却灰を溶融処理す
る方法は、焼却灰を千数百度に加熱し、溶融させて塊状
体とするものであるから莫大な熱エネルギーの供給が不
可欠であり、又、溶融物を所定の形状に成型する為の設
備は非常に大掛かりなものとなる。

【０００５】従って、処理コストが１トン当たり数万円
になることもあり、先のセメントによる固化方法に比べ
ても一層コストが高く付いている。これに加えて、溶融
処理に際しては、焼却灰を高温度に加熱した場合の鉛等
の低融点重金属の気化、蒸散に対する配慮が必要であ
り、これを補集する設備を別に設けねばならないといっ
た問題があった。

【０００６】

【発明の開示】本発明の目的は、廃棄物に含有された有
害金属が溶け出すといった恐れの無い安全性の高い固化
処理が可能であり、しかもこの安全性の高い固化処理を
簡単、かつ、低コストで実施できる技術を提供すること
である。この本発明の目的は、廃棄物を固化処理する為
に用いられる装置であって、廃プラスチック材と固化処
理される廃棄物とを所定の比率で混合する混合手段と、
この混合手段によって得られた混合物を圧練して廃プラ
スチック材を軟化・溶融させる圧練手段と、この圧練手
段によって得られた溶融混合物を所定形状の固化体に成
型する成型手段とを具備してなることを特徴とする廃棄
物固化処理装置によって達成される。

【０００７】又、廃棄物を固化処理する為に用いられる
方法であって、廃プラスチック材と固化処理される廃棄
物とを所定の比率で混合する工程と、この混合工程によ
って得られた混合物を圧練して廃プラスチック材を軟化
・溶融させる圧練工程と、この圧練工程によって得られ
た溶融混合物を所定形状の固化体に成型する成型工程と
を具備することを特徴とする廃棄物固化処理方法によっ
て達成される。

【０００８】即ち、本発明の技術は、混合手段によって
廃棄物、例えば焼却灰と廃プラスチック材とを所定の比
率で混合させた混合物を作り、圧練手段の作用によって
混合物の廃プラスチック分を軟化・溶融させ、焼却灰が
均一に含まれた溶融混合物を得て、この溶融混合物を成
型手段によって所定形状の固化体とするものであるか
ら、得られた固化体は、焼却灰が廃プラスチック材によ
って封入・固化された状態のものとなっており、従って
焼却灰に含まれる有害な重金属が溶けだす恐れは無く、
極めて安全性が高いものとなる。

【０００９】しかも、簡単な処理によって安全性に優れ
た固化体を得ることができるので、処理コストも従来の
方法に比べて格段に低廉なものとなり、又、一般に処分
が難しいとされている廃プラスチックをも同時に処理で
きるので極めて合理的である。尚、本発明の廃棄物固化
処理装置においては、圧練手段を少なくとも２つ以上具
備してなることが好ましく、これによって廃プラスチッ
クの溶融を一層効果的に促進させることが可能となる。

【００１０】又、圧練手段は噛み合いながら互いに逆方
向に回転する一対の螺旋刃付き回転体を具備してなるこ
とが好ましい。又、圧練手段の溶融混合物吐出口付近に
はヒータが設けられてなることが好ましく、このように
構成することによって溶融混合物の温度調節が一層容易
なものとなる。

【００１１】又、成型手段は圧練手段の溶融混合物吐出
口から続く先細なノズルと、このノズルの射出口に設け
られた多孔状の管体とを具備してなることが好ましく、
特にノズル内には、圧練手段の螺旋刃付き回転体の作動
に伴って回転する円錐状の螺旋刃付き回転体が設けられ
てなることが好ましい。又、ノズルの周壁面にはヒータ
が設けられてなることが好ましい。

【００１２】又、ノズルからの射出によって得られた固
化体を所定寸法に切断する切断手段を具備してなること
が好ましい。更には、切断手段によって処理された固化
体が規定寸法に適合するものであるか否かを判別する判
別手段と、規定寸法に適合しないものを圧練手段へ送り
返す返送手段とを具備することが好ましく、これによっ
て材料の無駄を最小限に抑えることができる。

【００１３】又、本発明の廃棄物固化処理方法について
は、圧練工程が少なくとも２回以上繰り返して行われる
ことが好ましい。又、混合工程に先行した廃プラスチッ
ク材の裁断及び／又は破砕工程を具備することが好まし
い。以下、本発明の技術を実施例に基づいて詳細に説明
する。

【００１４】

【実施例】図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので
あり、図１は廃棄物固化処理装置の要部斜視図、図２は
廃棄物固化処理装置のＸ−Ｘ線での断面図、図３はノズ
ル部分の断面図、図４は焼却灰の固化処理に係る工程図
である。各図中、１は第１圧練処理室、２は減速機、３
はモータである。

【００１５】４は廃プラスチック材と焼却灰とが混合さ
れてなる混合物（以下、混合物）を第１圧練処理室１内
に導く投入管の一部であり、この投入管４の上部は図示
していない混合機につながる。第１圧練処理室１の内部
には、モータ３を駆動源として噛み合いながら互いに逆
方向に回転させられる一対のスクリュー５ａ，５ｂが設
けられている。

【００１６】これらスクリュー５ａ，５ｂは投入された
混合物を効率良く圧縮する為に、基端から先端に向かっ
てその軸径が急激に拡大するような形状に構成されてい
る。６ａ，６ｂはそれぞれスクリュー５ａ，５ｂに対応
して第１圧練処理室１の末端部に設けられた多孔状の射
出口、７は射出口６ａ，６ｂの直前部分に設けられたヒ
ータであり、このヒータ７によって廃プラスチック材の
種類に応じて、例えば１２０〜２５０℃の間で混合物の
加熱温度の補助的な調節ができるよう構成されている。

【００１７】即ち、投入管４から第１圧練処理室１の内
部に送り込まれた混合物は、スクリュー５ａ，５ｂの回
転に伴って圧縮・圧練され、廃プラスチック分は次第に
軟化・溶融し、更にヒータ７によって加熱されるので、
溶融した廃プラスチック材とこれに分散させられた状態
の焼却灰とからなる溶融混合物（以下、溶融混合物）は
射出口６ａ，６ｂからスムーズに外部へ排出される。

【００１８】８は第２圧練処理室、９は減速機、１０は
モータ、１１は射出口６ａ，６ｂから排出された溶融混
合物を第２圧練処理室８の内部に誘導する誘導管であ
る。第２圧練処理室８についても、第１圧練処理室１と
同様、モータ１０によって駆動される一対のスクリュー
１２ａ，１２ｂをその内部に有しており、即ち第１圧練
処理室１から送られてくる溶融混合物は、この第２圧練
処理室８内において再び圧練され、溶融した廃プラスチ
ック材に焼却灰が可能な限り均一に入り交じった状態と
なるよう構成されている。

【００１９】尚、図２に示す如く、第１圧練処理室１
（第２圧練処理室８についても同じ）の断面は、スクリ
ュー５ａ，５ｂの軸径が急拡して一定となる部分から略
繭型のものとなっており、スクリューとの間には十分な
密封性が確保されている。１３ａ，１３ｂはノズル、１
４はヒータであり、このヒータ１４の作用によって補助
的な加熱がなされ、第２圧練処理室８内で圧練処理され
た溶融混合物がノズル１３ａ，１３ｂからスムーズに射
出されるよう構成されている。

【００２０】尚、圧練処理室を２段構成としたのは、い
かなる材質のプラスチック材が用いられても、これを完
全に溶融できる程の高温度を得る為であり、ビニール等
の軟質プラスチック材専用とする場合には圧練処理室が
１段の構成、即ち第１圧練処理室１の末端部に直にノズ
ル１３ａ，１３ｂを取り付けた構成であっても良い。
又、同じく軟質プラスチック材専用とする場合には、誘
導管１１の上面部に開口を設け、この開口から焼却灰を
直接投入できるよう構成しても良い。

【００２１】ノズル１３ａ，１３ｂの内部には、図３に
示す如く、スクリュー１２ａ，１２ｂに直結したコニカ
ルスクリュー１５ａ，１５ｂ（１５ｂは図示せず）が設
けられており、更にノズル１３ａ，１３ｂの先端部には
多孔状の射出管１６ａ，１６ｂ（１６ｂは図示せず）
が、又、ノズル１３ａ，１３ｂの周壁には溶融混合物の
スムーズな射出を促進する為のヒータ１７ａ，１７ｂ
（１７ｂは図示せず）が配されている。

【００２２】従って、スクリュー１２ａ，１２ｂによっ
て圧練された溶融混合物はコニカルスクリュー１５ａ，
１５ｂの作用で射出管１６ａ，１６ｂから細長い棒状の
固化体となって射出される。尚、上記の各種ヒータは、
溶融した廃プラスチック材が装置の内壁面に触れた際に
冷えないように加温できる程度の出力があれば良く、本
実施例のものでは電気ヒータを用いているが、蒸気の供
給を受けることができる場合には、蒸気による加熱も可
能である。

【００２３】続いて、本発明の技術を用いた焼却灰の処
理方法について図４の工程表を用いて説明する。尚、以
下では重金属を含有する焼却灰を、ビニール材等の軟質
廃プラスチック材及び硬質廃プラスチック材を用いて固
化処理する場合について示すが、軟質廃プラスチック材
又は硬質廃プラスチック材のいずれか一方だけが用いら
れても何ら問題は無い。

【００２４】焼却場から排出される焼却灰は適当な粒度
（粒径１ｍｍ以下）及び温度（１００℃以下）になるよ
う処理された上で貯蔵ビンに収納され、又、軟質廃プラ
スチック材は裁断機によって、硬質廃プラスチック材は
破砕機によって取り扱いが容易であるように裁断・破砕
され、それぞれ貯蔵ビンに収容されている。そして、こ
れらは個々に独立した定量供給機によって適量ずつ混合
機内へと送り込まれる。

【００２５】尚、廃プラスチック材の混合比率は、その
種類や特性によって変化するが、概略２０〜７０ｗｔ％
程度である。このようにして混合機内に送り込まれた焼
却灰及び廃プラスチック材は、均一な状態となるまで十
分に攪拌され、投入管４を通って第１圧練処理室１内へ
投入される。

【００２６】第１圧練処理室１内では、スクリュー５
ａ，５ｂが絶えず回転しており、混合物、特に廃プラス
チック分は、このスクリュー５ａ，５ｂの作用によって
圧縮・圧練され、その際の摩擦熱で百数十度に昇温しす
るので、徐々に軟化・溶融し、焼却灰が分散された状態
の溶融混合物となる。この溶融混合物は射出口６から誘
導管１１を通って第２圧練処理室８内へと送り込まれ、
先の第１圧練処理室１内における圧練処理と同等の処理
が更に施され、これによって仮に第１圧練処理室１内に
おいて未溶融の硬質廃プラスチック材が存在しても、こ
の第２圧練処理室８内において完全に溶融させられる。

【００２７】続いて、溶融混合物はノズル１３ａ，１３
ｂ内に送り込まれ、コニカルスクリュー１５ａ，１５ｂ
の働きで射出管１６ａ，１６ｂから固化体となって外部
に射出される。上記の如くして得られた固化体は、カッ
ターによって所定の長さに切断され、ブロアから送られ
る冷却風によって冷却・硬化させられたした後、篩機に
かけられる。

【００２８】そして、この篩機によって規定の寸法に適
合するか否かの判別がなされ、不具合があるものについ
ては戻り品として再度、第１圧練処理室１に返送され
る。又、規格に合格したものは製品となり、埋め立て用
の材料として用いられる。上記の如くして得られた固化
体は、有害な重金属を含有する焼却灰が廃プラスチック
材に封入・固化されたような状態となっているので、重
金属が外部に溶け出すといった恐れが皆無であり、極め
て安全性が高い。

【００２９】そして、この固化体は化学的安定性が高
く、物理的強度も十分に大きいものであるから、単に埋
め立て材として用いるだけではなく、路盤材やコンクリ
ートの軽量骨材としての利用も可能である。又、処理さ
れるものは、焼却灰やスラッジ等のような固形状物質に
限定されることはなく、例えば処理が極めて難しい海底
のヘドロや下水の汚泥等についても適用することがで
き、即ち脱水後に廃プラスチック材と混合・溶融するこ
とによって固化すれば、悪臭の発生がない無害な埋め立
て材料となる。

【００３０】上述したように本発明の技術によれば、焼
却処理に際して高温を発生し、塩素ガス等の極めて有害
なガスを排出する為に一般に処分が難しいとされている
廃プラスチック材を用いて、有害な重金属を含有した焼
却灰を安全な固化体にすることが可能であり、しかも同
時に見掛け体積が大きく嵩張るプラスチック系ゴミの減
容も行われるから、極めて合理的に廃棄物の処理を行う
ことができる。

【００３１】しかも、この際、高価な薬剤や大量のエネ
ルギーを必要としないので、処理コストも極めて低廉で
あり、作業に掛かる手間も格段に軽減される。

【００３２】

【効果】本発明によれば、廃棄物に含有された有害金属
が溶け出すといった恐れの無い安全性の高い固化処理が
可能であり、しかもこの安全性の高い固化処理を簡単、
かつ、低コストで実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄物固化処理装置の要部斜視図である。

【図２】廃棄物固化処理装置のＸ−Ｘ線での断面図であ
る。

【図３】廃棄物固化処理装置のノズル部分の断面図であ
る。

【図４】廃棄物の固化処理に係る工程図である。

【符号の説明】

１第１圧練処理室５ａ，５ｂスクリュー６ａ，６ｂ射出口７ヒータ８第２圧練処理室１２ａ，１２ｂスクリュー１３ａ，１３ｂノズル１４ヒータ１５ａ，１５ｂコニカルスクリュー１６ａ，１６ｂ射出管１７ａ，１７ｂヒータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を固化処理する為に用いられる装
置であって、廃プラスチック材と固化処理される廃棄物
とを所定の比率で混合する混合手段と、この混合手段に
よって得られた混合物を圧練して廃プラスチック材を軟
化・溶融させる圧練手段と、この圧練手段によって得ら
れた溶融混合物を所定形状の固化体に成型する成型手段
とを具備してなることを特徴とする廃棄物固化処理装
置。
【請求項２】圧練手段を少なくとも２つ以上具備して
なることを特徴とする請求項１の廃棄物固化処理装置。
【請求項３】圧練手段は、噛み合いながら互いに逆方
向に回転する一対の螺旋刃付き回転体を具備してなるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２の廃棄物固化処理
装置。
【請求項４】圧練手段の溶融混合物吐出口付近にはヒ
ータが設けられてなることを特徴とする請求項１〜請求
項４の廃棄物固化処理装置。
【請求項５】成型手段は、圧練手段の溶融混合物吐出
口から続く先細なノズルと、このノズルの射出口に設け
られた多孔状の管体とを具備してなることを特徴とする
請求項１〜請求項４の廃棄物固化処理装置。
【請求項６】ノズル内には、圧練手段の螺旋刃付き回
転体の作動に伴って回転する円錐状の螺旋刃付き回転体
が設けられてなることを特徴とする請求項５の廃棄物固
化処理装置。
【請求項７】ノズルの周壁面にはヒータが設けられて
なることを特徴とする請求項５又は請求項６の廃棄物固
化処理装置。
【請求項８】ノズルからの射出によって得られた固化
体を所定寸法に切断する切断手段を具備してなることを
特徴とする請求項５〜請求項７の廃棄物固化処理装置。
【請求項９】切断手段によって処理された固化体が規
定寸法に適合するものであるか否かを判別する判別手段
と、規定寸法に適合しないものを圧練手段へ送り返す返
送手段とを具備することを特徴とする請求項８の廃棄物
固化処理装置。
【請求項１０】廃棄物を固化処理する為に用いられる
方法であって、廃プラスチック材と固化処理される廃棄
物とを所定の比率で混合する工程と、この混合工程によ
って得られた混合物を圧練して廃プラスチック材を軟化
・溶融させる圧練工程と、この圧練工程によって得られ
た溶融混合物を所定形状の固化体に成型する成型工程と
を具備することを特徴とする廃棄物固化処理方法。
【請求項１１】圧練工程が少なくとも２回以上繰り返
して行われることを特徴とする請求項１０の廃棄物固化
処理方法。
【請求項１２】混合工程に先行した廃プラスチック材
の裁断及び／又は破砕工程を具備することを特徴とする
請求項１０又は請求項１１の廃棄物固化処理方法。