JPH1017878A

JPH1017878A - 廃棄物処理方法

Info

Publication number: JPH1017878A
Application number: JP8188958A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kameda; 修亀田; Yoshihiro Omiya; 吉博大宮; Tsutomu Higo; 勉肥後; Roberuto Masahiro Serikawa; ロベルト正浩芹川
Original assignee: Ebara Corp; Ube Industries Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ube Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】水中破砕に使用する循環水の腐敗防止のため
のｐＨ調整が容易にし、水熱反応に添加するアルカリ添
加量を減ずるとともに、水熱反応後の分離水に含まれる
微小物質の前処理工程への蓄積を避ける。【解決手段】有機固形分を含む廃棄物をスラリー化し
て脱水し、この脱水廃棄物スラリーにアルカリ性物質を
加え、このアルカリ性廃棄物スラリーを反応器にて水熱
反応させた後、反応生成物を冷却脱水することにより燃
料化する廃棄物の処理方法である。前記スラリー脱水処
理を原料廃棄物の導入時の固形物含有量に相当する４０
〜６０重量％の固形物含有量まで脱水し、この脱水処理
により生じた濾水にアルカリを添加し循環水のｐＨをア
ルカリ性に保持しつつ、濾水から有機成分を含むスカム
を分離回収して前記高脱水スラリーに混合させるととも
に、濾水をスラリー化槽に循環補給し、前記高脱水の混
合スラリーを前記反応器による水熱反応後の分離水で約
１０〜２０重量％の固形物含有量まで再スラリー化した
後、反応器に供給して水熱反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物などの有機固形分を含む廃棄物の水熱分解反応によ
る処理方法の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ等の一般廃棄物や工場等から排
出される産業廃棄物は年々増加しており、従来の埋立方
式などによる処分処理方法では対応し切れなくなってい
る。このような観点から、廃棄物を水中破砕し、水スラ
リーの状態で再資源可能な鉄、アルミ、ガラス等の有用
物を回収した後に、脱水し焼却処理しようとする試みが
なされている。

【０００３】また、廃棄物の有効利用を図るべく、特に
燃料化あるいは補助燃料化とする方法が検討されてお
り、例えば、特公平５−５５６０号公報には、下水汚泥
の液化処理に関し、汚泥を所定の含水率以下となるよう
に脱水し、これにアルカリ性物質を添加し２５０〜３５
０℃の高温高圧下にて水熱反応させ、反応処理した生成
物を密度差によって液相とスラリー相に分離し、スラリ
ー相に含まれる油状物質を更に分離し、この油状物質を
液体燃料として利用しようとするものも提案されれてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者のよう
な都市ごみや産業廃棄物を未分別のままこれを破砕して
水相を伴うスラリーとして有用物回収後に脱水焼却する
方法では、脱水液をスラリー化のために循環使用される
が、廃棄物に含まれる厨芥等の腐敗に起因して循環水の
ｐＨ低下による装置の腐食、および循環水中への微小粒
子の蓄積に起因する循環水の粘度上昇による運転困難性
が実用化の壁になっていた。

【０００５】また、後者の水熱反応で燃料化する方法で
は、原料廃棄物の水分含有濃度（固形物含有量４０〜６
０重量％）より水中破砕後の水分含有度が大きいため
（固形物含有量２〜５重量％）、水収支上、水熱反応後
のｐＨの低い分離水を水中破砕の補給水として循環する
必要があるが、この分離水に含まれる有機酸の影響で前
処理工程でｐＨ調整が困難となること、及び分離水中の
微小物質が前処理工程へ蓄積することが予想されるため
問題となっている。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に着目し、廃
棄物処理における水収支を良好にしつつ、（１）水中破砕に使用する循環水の腐敗防止のためのｐ
Ｈ調整が容易にする。（２）水熱反応に添加するアルカリ添加量を減ずること
ができる。（３）水熱反応後の分離水に含まれる微小物質の前処理
工程への蓄積が避け得る。ことを目的とする廃棄物処理方法を提供しようとするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る廃棄物の処理方法は、有機固形分を含
む廃棄物をスラリー化して脱水し、この脱水廃棄物スラ
リーにアルカリ性物質を加え、このアルカリ性廃棄物ス
ラリーを反応器にて水熱反応させた後、反応生成物を冷
却脱水することにより燃料化する廃棄物の処理方法であ
って、前記脱水処理をスラリー化する前の原料廃棄物の
固形物含有量となるまで前処理脱水させ、この前処理脱
水スラリーを前記反応器による水熱反応後の分離水で約
１０〜２０重量％の固形物含有量まで再スラリー化した
後、反応器に供給して水熱反応させることを特徴として
いる。

【０００８】この場合において、前記前処理脱水による
濾水を浮上分離して有機成分を含むスカムを回収して前
記前処理脱水スラリーに混合するようにすればよい。ま
た、有機固形分を含む廃棄物をスラリー化して脱水し、
この脱水廃棄物スラリーにアルカリ性物質を加え、この
アルカリ性廃棄物スラリーを反応器にて水熱反応させた
後、反応生成物を冷却脱水することにより燃料化する廃
棄物の処理方法であって、前記スラリー前処理脱水によ
り生じた濾水にアルカリを添加し濾水のｐＨをアルカリ
性に保持しつつ、これをスラリー化槽に循環補給させる
ように構成している。

【０００９】更に具体的には、有機固形分を含む廃棄物
をスラリー化して脱水し、この脱水廃棄物スラリーにア
ルカリ性物質を加え、このアルカリ性廃棄物スラリーを
反応器にて水熱反応させた後、反応生成物を冷却脱水す
ることにより燃料化する廃棄物の処理方法であって、前
記スラリー脱水処理を予め４０〜６０重量％の固形物含
有量まで行い、この前処理脱水により生じた濾水にアル
カリを添加してｐＨをアルカリ性に保持しつつ、当該濾
水から有機成分を含むスカムを回収して前記脱水スラリ
ーに混合させるとともに、分離水をスラリー化槽に循環
補給し、前記高脱水の混合スラリーを前記反応器による
水熱反応後の分離水で約１０〜２０重量％の固形物含有
量まで再スラリー化した後、反応器に供給して水熱反応
させることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体的実施の形
態を図面を参照して詳細に説明する。図１は実施の形態
を示す廃棄物処理システムのブロック構成図である。図
示のように、各所から収集され未分別状態にある有機固
形分を含む廃棄物は前処理を行った後に、熱分解処理工
程に供給するようにしている。

【００１１】前処理工程では、基本的に未分別の廃棄物
を水スラリー化する工程であり、まず、未分別廃棄物を
６ｍｍ程度の大きさまで水中破砕するようにしている。
この水中破砕はスラリー化槽を構成するパルパー１０あ
るいはシュレッダーとパルパーの組合わせ装置によって
行わせ、充填されている水中に廃棄物を投入し、水中破
砕するのである。パルパー１０に供給される原料廃棄物
の固形物含有量は一般的に４０〜６０重量％であるた
め、固形物含有量が２〜５重量％程度になるように水リ
ッチ状態にして、水中破砕するようにしている。そし
て、このパルパー１０では、破砕物中に含まれる不燃物
の内、比重の大きい鉄類をパルパーの底部より回収す
る。

【００１２】また、上記パルパー１０の後段には液体サ
イクロン１２が設けられ、パルパー１０によって水中破
砕された廃棄物を導入し、ここで比重分離によりガラ
ス、アルミ類をサイクロン１２の底部より断続的に抜出
して回収する。前記パルパー１０と液体サイクロン１２
の各底部には、湿式振動ふるい１４、１６が各々接続さ
れており、この湿式振動ふるい１４、１６で再資源可能
な鉄、アルミ、ガラス等の有用物を回収分離する。湿式
振動ふるい１４、１６により有用物の回収分離によって
生じた分離水は、混合槽１８に導入して一次的に貯溜さ
せている。

【００１３】前記サイクロン１２を介して不燃物の除去
された廃棄物は、有機固形分を含む水リッチのスラリー
となるが、この水スラリーを脱水機２０に送給してい
る。ここでの脱水処理は、前処理での水収支の観点か
ら、パルパー１０に導入される原料廃棄物の固形物含有
量は通常約４０〜６０重量％であるため、この原料廃棄
物の固形物含有量にほぼ等しくなるように脱水するもの
とする。これにより、脱水機２０から排出される脱水ス
ラリーが４０〜６０重量％とされる。これは脱水機２０
による脱水によって後段の熱分解工程に供給されるスラ
リーの減量化により、熱分解工程に際してアルカリ性物
質添加の作用を固形物に有効に作用させるためである。

【００１４】そして、これら脱水機２０にて生じた濾水
は前述した混合槽１８に供給し、振動ふるい１４、１６
からの分離水とともに一次的に貯溜させている。湿式振
動ふるい１４、１６及び脱水機２０、２２で分離した濾
液は、無処理のまま水中破砕の補給水として循環使用し
ていると次第に腐敗してくるので、苛性ソーダ等のアル
カリをこの混合槽１８内に添加し、アルカリ性に保持す
ることにより腐敗を防止している。このアルカリ添加が
なされた混合槽１８には浮上分離装置２３が接続され、
ここで濾液中に含まれている有機成分を含有しているス
カムを分離し、分離スカムを前述した高脱水スラリーと
ともに熱分解工程に供給するようにしている。これによ
り、脱水機で捕捉できない微細な粒子が循環水中に蓄積
してくることを抑制し、同時に、浮上分離により凝集さ
せて分離する。浮上分離されたスカムは有機分を含むの
で、脱水後の有機固形分に混合し、水熱反応の原料とす
る。同時にアルカリ処理され、かつスカムが分離された
処理水は前記パルパー１０に循環水として供給され、必
要に応じて行われる補給水とともに水中破砕に供され
る。

【００１５】浮上分離できないで循環水中に蓄積する塩
類及び固形分は、循環水より一部抜出し廃水処理装置へ
送り処理する。このような前処理工程で処理された高脱
水スラリー、および混合槽１８にて分離されたスカムと
は、熱分解工程の入口におかれた貯槽タンク２４に貯溜
され、ここで前処理工程の処理と後段の熱分解工程処理
とのバッファをなすようにしている。この貯槽タンク２
４での廃棄物スラリーは常温スラリーである。

【００１６】貯槽タンク２４内の廃棄物スラリーは高圧
ポンプ（図示せず）等の圧送手段により後段の反応器２
６に送給するようにして、反応器２６内を通流させる途
中で水熱反応を生じさせるようにしている。この場合、
貯槽タンク２４内に貯溜された廃棄物スラリーは４０〜
６０重量％の固形物含有量となっているので、脱水後の
有機固形分を液体原燃料化のための水熱反応に処するた
めには、ポンプによる輸送制限上、約１０〜２０重量％
の固形分含有量まで再スラリー化する必要が有り、再ス
ラリー化のための補給水として水熱反応後の分離水を循
環使用するようにしている。

【００１７】まず、反応器２６では、２５０〜３５０℃
程度の適当な温度に昇温させるが、前記高圧ポンプによ
り１７０気圧程度まで加圧した状態でスラリーを送り込
むとともに、予め反応器２６の前段で反応温度まで昇温
させるようにしており、実施例では、図示しない複数の
熱交換器を経由して段階的に昇温させてから反応器２６
に送給するようにしている。これにより昇温された廃棄
物スラリーは反応器２６を通過する過程で、反応温度を
維持しつつ、またその反応温度の飽和水蒸気圧以上に設
定され、数分ないしは数十分間の反応時間で、水熱反応
により熱分解されるのである。

【００１８】ところで、都市ごみ等の原料廃棄物中に
は、熱分解に伴い塩化水素を発生する塩化ビニル等の有
機塩素系樹脂が含まれるので、水熱反応に処するスラリ
ーにアルカリ性物質を添加することにより塩化水素を中
和処理するようにしている。このため、アルカリタンク
２８が設けられ、このタンク２８から供給されるアルカ
リ性物質を連続的に注入供給している。このアルカリ性
物質は、Ｎａ₂ＣＯ₃、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）₂等が用
いられる。その添加の目的は上記の他、反応生成物とし
ての油等の収率を高めることや、反応によって塩酸等が
生じることにより反応器や熱交換器、その他の配管等の
接液部に腐食が生じることを防止する目的でも添加され
る。アルカリタンク２８からのアルカリ性物質の供給
は、連続注入方式とされ、このため、アルカリ供給ポン
プ３０がその配管に設けられ、貯槽タンク２４に直接、
あるいは貯槽タンク２４の直下流部に接続して廃棄物ス
ラリーに注入するようにしている。

【００１９】反応器２６における水熱反応後の生成スラ
リーは、分離手段３２に供給され、ここで大気圧まで減
圧されるとともに、遠心濾過などで濃縮する過程で、分
解ガス及び塩化物などを含む廃水を分離し、製品スラリ
ーとする。この分離手段３２により分離された分離液の
大部分は水熱反応の原料スラリーの再スラリー化のため
の補給水として貯槽タンク１８に戻して循環使用する。
この分離手段３２にて分離された分離液中には塩化ナト
リウムの他に有機酸ソーダが含まれ、循環使用に伴い強
酸である塩化水素にソーダ分を与えるためにアルカリ添
加量を減ずることができる。

【００２０】このような廃棄物処理システムでは、前処
理工程で、原料廃棄物（固形物含有量４０〜６０％）を
水リッチ状態（固形物含有量２〜５％）で水中破砕し、
鉄やアルミ等の有用物を除去した後、脱水機２０により
再度原料廃棄物と同等な固形物含有量まで（４０〜６０
重量％）脱水するため、前処理工程では水中破砕のため
の補給水を循環使用して水収支を良好にすることができ
る。脱水機２０からの濾水は循環水として利用するが、
継続しようにより濾水に含まれる有機酸の影響でｐＨ値
が低くなることによる装置腐食の問題をアルカリ添加に
よるｐＨ調整機能により改善することができるのであ
る。また、濾液中に含まれる微小物質が浮上分離により
前処理工程で除去され、分離された有機成分を含むスカ
ムを後段の熱分解工程に供給するため、前処理工程での
微小物質の蓄積を防止でき、かつ含有される有機成分を
熱分解工程にて有効に活用することができる。

【００２１】後段の熱分解工程では、高脱水スラリーが
貯槽２４に導入されるが、反応器２６から排出される反
応生成物の分離水を前記貯槽２４に循環させ、ポンプ輸
送に必要な程度の１０〜２０重量％の固形物含有量を有
するスラリーまで再スラリー化される。これによって熱
分解工程での連続運転が可能となる。同時に熱分解工程
で有機塩素系樹脂等の含有による塩化水素などを中和処
理するために、高脱水スラリーに対してアルカリを添加
しているが、このアルカリ添加スラリーの反応生成物か
らの分離水を再スラリー化に循環使用するため、分離さ
れた濾液中には塩化ナトリウムの他に有機酸ソーダが含
まれ、循環使用に伴い強酸である塩化水素にソーダ分を
与えるためにアルカリタンク２８からのアルカリ添加量
を減ずることができるのである。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水中破砕に使用する循環水と水熱反応の原料スラリーの
スラリー濃度調整に使用する循環水を分け、各々アルカ
リ添加を行うことにより、（１）水中破砕に使用する循環水の腐敗防止のためのｐ
Ｈ調整が容易になる。（２）水熱反応に添加するアルカリ添加量を減ずること
ができる。（３）水熱反応後の分離水に含まれる微小物質の前処理
工程への蓄積が避け得る。という優れた効果が達成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物処理システムの構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０パルパー１２液体サイクロン１４、１６湿式振動ふるい１８混合槽２０脱水機２３浮上分離装置２４貯槽タンク２６反応器２８アルカリタンク３０アルカリ供給ポンプ３２分離手段

フロントページの続き (72)発明者肥後勉東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者芹川ロベルト正浩東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機固形分を含む廃棄物をスラリー化し
て脱水し、この脱水廃棄物スラリーにアルカリ性物質を
加え、このアルカリ性廃棄物スラリーを反応器にて水熱
反応させた後、反応生成物を冷却脱水することにより燃
料化する廃棄物の処理方法であって、前記脱水処理をス
ラリー化する前の原料廃棄物の固形物含有量となるまで
前処理脱水させ、この前処理脱水スラリーを前記反応器
による水熱反応後の分離水で約１０〜２０重量％の固形
物含有量まで再スラリー化した後、反応器に供給して水
熱反応させることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】請求項１に記載の廃棄物処理方法におい
て、前記前処理脱水による濾水を浮上分離して有機成分
を含むスカムを回収して前記前処理脱水スラリーに混合
することを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項３】有機固形分を含む廃棄物をスラリー化し
て脱水し、この脱水廃棄物スラリーにアルカリ性物質を
加え、このアルカリ性廃棄物スラリーを反応器にて水熱
反応させた後、反応生成物を冷却脱水することにより燃
料化する廃棄物の処理方法であって、前記スラリー前処
理脱水により生じた濾水にアルカリを添加し濾水のｐＨ
をアルカリ性に保持しつつ、これをスラリー化槽に循環
補給させることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項４】有機固形分を含む廃棄物をスラリー化し
て脱水し、この脱水廃棄物スラリーにアルカリ性物質を
加え、このアルカリ性廃棄物スラリーを反応器にて水熱
反応させた後、反応生成物を冷却脱水することにより燃
料化する廃棄物の処理方法であって、前記スラリー脱水
処理を予め４０〜６０重量％の固形物含有量まで行い、
この前処理脱水により生じた濾水にアルカリを添加して
ｐＨをアルカリ性に保持しつつ、当該濾水から有機成分
を含むスカムを回収して前記脱水スラリーに混合させる
とともに、分離水をスラリー化槽に循環補給し、前記高
脱水の混合スラリーを前記反応器による水熱反応後の分
離水で約１０〜２０重量％の固形物含有量まで再スラリ
ー化した後、反応器に供給して水熱反応させることを特
徴とする廃棄物処理方法。