JPH11278914A - 焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、廃棄物の長期的安定化処理し、再資
源化を図った焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装
置を提供する。 【解決手段】焼却残灰１等を受け入れて粉砕する粉砕機
８と、この粉砕機８にて処理された焼却残灰１及びセラ
ミック配合剤を区分貯留する原料ビン１０と、焼却残灰
１及びセラミック配合剤を所定量ずつ計量する計量部１
１と、焼却残灰１及びセラミック配合剤を混合する混合
機１５と、加湿及び混練する連続混練機１８と、造粒及
び整粒を行う造粒機２０及び整粒機２２と、焼成処理し
セラミックボール化する焼成炉（ロータリーキルン）２
６と、オゾン処理を行う冷却装置３３と、粒径別のセラ
ミックボール群を得る分級機３５とを有するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物の焼却
灰、特別管理一般廃棄物の飛灰（重金属類が含まれてい
る）及び廃ガラス類等を、長期的安定化処理し、これら
の安全な再資源化又は再利用化を図った焼却灰、飛灰の
セラミックボール化処理装置に関するものである。

【従来の技術】従来、一般廃棄物の焼却灰は、最終処分
場にて処理しているが、最終処分量に対する残余容量が
減少している現在、最終処分量が増加する一方、新たな
最終処分場の確保が用地難や施設の建設に対する地元の
反対等の為にますます困難になり深刻な問題になってい
る。特別管理一般廃棄物の飛灰（ゴミ焼却炉の集じん
灰）は、平成４年７月３日付厚生省告示第１９４号によ
り特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物の処分又
は再生の方法として厚生大臣が定める概略下記の４方怯
にて処理している（厚生省告示第１９４号第１号） （イ）溶融設備を用いて十分に溶融したうえで固化する
とともに、溶融に伴って生じる汚泥又は廃塵について下
記（ロ）、（ハ）又は（ニ）に揚げる各方法により処理
する方法。 （ロ）セメント固化設備を用いて重金属が溶出しないよ
う化学的に安定した状態にするために、十分な量のセメ
ントと均質に練り混ぜるとともに、適切に造粒又は成形
したものを十分に養生して固化する方法。 （ハ）薬剤処理設備を用いて十分な量の薬剤と均質に練
り混ぜ、重金属が溶出しないよう化学的に安定した状態
にする方法。 （ニ）酸その他の溶媒に重金属を十分に溶出させたうえ
で脱水処理するとともに当該溶出液中の重金属を化学的
に安定した状態にする方法。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来における各処分又は再生方法は以下の問題があ
る。 （イ）の処分又は再生方法 灰塵を高温加熱により溶融し安定なスラグと二次発生飛
灰に分離するものであり、被溶融物中のシリカは溶融し
た場合にＳｉ−Ｏ₂の網目構造となり、重金属類はこの
網目に移行しスラグ中で固化され安定なガラス質とな
り、溶出防止が図られる。しかし、重金属類には低沸点
のものがあり、これらのものはガス中に揮散するため、
この対策が必要であるとともに現段階で開発、改良中の
ものが多い。また、この方法は処理コストからみれば、
設備費、運転費ともに高く、高コストになる。再資源化
については、資源循環可能性が優れているが、やはり設
備費、運転管理費ともに高くなる為、経済収支からみる
と無理が出てくる。 （ロ）の処分又は再生方法 セメント中の珪酸カルシウム等の組成鉱物が水と結合
し、水和物結晶を生じて硬化する過程において、有害物
質の吸着や固溶化を伴い、また、セメントの強いアルカ
リ性によって有害物質の難溶性化合物を生成して固体中
に沈着、固定するが、硫酸塩や酸、酸性雨等によりセメ
ントやアルカリ成分の流失により有害物質の溶出がみら
れるため、不溶化処理剤（水酸化物、硫化物、キレート
等）を併せて使用している。処理コストは、セメント固
化のみであれば前記４つの処分又は再生方法の中で一番
低コストである。しかし、固化物あたりの増量分は３０
％程度あり、最終の埋立処分量は多くなると共に薬剤を
合わせて使用することによりコストは上がってきてい
る。また、長期的な固化体の安定性は薬剤によって捕わ
れている。 （ハ）の処分又は再生方法 灰塵中の重金属類の安定化に有効と考えられる薬剤とし
て、硫化ソーダ系や有機キレート樹脂等がある。有機キ
レート剤は重金属類と反応して強固なキレート結合を形
成し、不溶性の重金属キレート化合物になる。現在の技
術確立性からみれば、ほぼ確立された技術と言えるが、
処理コストからみればコスト高を覚悟しなければならな
い。資源循環可能性は極めて少ないが、埋立処分量の減
量化や残渣の長期安定性は増してきている。 （ニ）の処分又は再生方法 灰塵を酸性溶液または水に懸濁させることにより、灰塵
中に含まれる重金属類を溶液側に溶出させ、苛性ソーダ
を加えて金属水酸化物として不溶化するか、重金属固定
剤を用いて、金属キレート化合物にする。資源楯環可能
性は優れているが現段階で開発、改良中のものが多い。
一般廃棄物の焼却灰、飛灰を焼結しようとする動きは、
各方面で実験並びに計画がなされている。しかしなが
ら、この焼却灰、飛灰は、単に種々のバインダーを投入
し混練、造粒し焼成したのでは、目的のものを作るのは
難しい。また、現状では焼結温度も高温（摂氏１０００
度以上）になり、経済性の面に難点がある。焼結された
製品は、高温焼結のため溶解寸前にて製品化するので軽
量骨材には不適である。しかし、重金属類の安定化、無
害化、減量化の効果は存在する。本発明は、上記従来の
事情に鑑み開発されたものであり、一般廃棄物である焼
却灰や特別管理一般廃棄物である飛灰、更には廃ガラス
類等を、長期的安定化処理し、これらの安全な再資源化
又は再利用化を図った焼却灰、飛灰のセラミックボール
化処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明に係る焼却灰、飛
灰のセラミックボール化処理装置は、一般廃棄物である
焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰、廃ガラス類の
うちの１又は２以上のものから選ばれる廃棄物原料を受
け入れて粉砕又は破砕するとともに乾燥させる廃棄物原
料初期処理手段と、この廃棄物原料初期処理手段にて処
理された廃棄物原料及びセラミック配合剤を区分貯留す
る貯留手段と、この貯留手段に貯留された廃棄物原料及
びセラミック配合剤を所定量ずつ計量し混合する混合処
理手段と、混合処理手段にて混合された廃棄物原料及び
セラミック配合剤を受け入れて加湿及び混練する加湿混
練手段と、加湿混練手段にて加湿、混練された廃棄物原
料及びセラミック配合剤を受け入れて造粒及び整粒し、
ボール状の処理物とする造粒整粒手段と、造粒整粒手段
にてボール状となった処理物を受け入れて所定の温度で
乾燥処理する乾燥手段と、乾燥手段にて乾燥したボール
状の処理物を、所定の温度で焼成処理しセラミック化し
たボール状の焼成品とする焼成手段と、焼成手段から焼
成品を受け入れてこの焼成品に対する冷却とオゾン処理
を行うオゾン処理手段と、このオゾン処理手段によるオ
ゾン処理が終了したボール状の処理物に対する粒径の選
別、分別処理を行い、粒径別のセラミックボール群を得
る選別分別処理手段とを有することを特徴とするもので
ある。上述した構成に係る焼却灰、飛灰のセラミックボ
ール化処理装置によれば、廃棄物原料、例えば一般廃棄
物である焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰、廃ガ
ラス類等を収集してこの廃棄物のセラミックボール化処
理装置にて処理し、セラミックボール群として長期的安
定化処理することによって、一般廃棄物である焼却灰や
特別管理一般廃棄物である飛灰、更には廃ガラス類等の
処分に関する廃棄物処理問題を抑制することができる。
また、廃棄物原料の再生利用を促進することができる。
更に、これら焼却灰、飛灰等に含まれる重金属より溶出
する金属イオン等を捕獲吸着させることもできる。

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態の焼
却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置を詳細に説明
する。図１は、本発明の実施の形態の焼却灰、飛灰のセ
ラミックボール化処理装置の全体構成を示すものであ
る。この焼却灰、飛灰のセラミックボール化処理装置に
おいて、特別管理廃棄物専用の運搬車２にて搬入される
焼却残灰（湿灰）１は、焼却残灰専用のストックヤード
３にダンプアップされ貯留される。ストックヤード３に
貯溜された焼却残灰１は、トラクターショベル、パワー
ショベル（又はバケットクレーン）、コンベヤ等によ
り、自動スクリーン４（振動スクリーン又はホーク振動
スクリーン等々）に運ばれ、鉄、非鉄金属、瀬戸物類、
コンクリート塊類等の夾雑物１ａが除去される。自動ス
クリーン４にて夾雑物が除去された焼却残灰１は、トラ
クターショベルやコンベヤ等にて、原料ストックヤード
５に運ばれる。更に、焼却残灰１は、原料ストックヤー
ド５よりホッパー付き振動フィーダー６並びにコンベヤ
類７にて粉砕機（竪型ローラーミル、振動ミル等）８に
運ばれ、粉砕されれる。竪型ローラーミルを使用する場
合は、その本体内部に熱風を送り込み、乾燥と粉砕を同
時に行う。前記熱風の熱源は、廃熱を利用するか、熱風
炉（電気式、油燃式等）よりブロワーで熱風を送り込む
方式等による。振動ミル等を使用する場合には、粉砕前
に乾燥設備（連続式バンド型通気式並びに連続式回転型
通気式や連続流動層乾燥機又はロータリードライヤー
等）にて乾燥した後、粉砕機にかける。所定の粒度に粉
砕された焼却残灰１は、粉砕機８上部のエアーセパレー
タ（空気分級機）８’により分級され、捕集機（サイク
ロン、バグフィルター等）９にて集められ、列設配置の
原料ビン１０のうち焼却残灰１用の原料ビン１０に空気
輸送（ロータリーバルブとブロワー及びルーツブロワー
による低圧空気方式によるものと、ブロータンク方式に
よる高圧空気によるプラグ輸送又エジェクター方式、吸
引式等）により貯留される。一方、廃ガラス類は、上述
した場合と同様にして、収集運搬車にてストックヤード
３（廃ガラス類専用）に搬入され、ストックヤード３に
ストックされた廃ガラス類は、トラクターショベル、パ
ワーショべル、バケットクレーン等並びにコンベヤ等に
て、焼却残灰１の場合と略同様な構成からなるガラス破
砕機（衝撃式粗破砕機、圧縮式粗破壊機等）に運ばれ破
枠される。更に、廃ガラス類は、ガラスカレットとなっ
てガラス破砕機のスクリーン等より粒度を揃えて排出さ
れる。更に、ホッパー付き振動フィーダー並びにコンベ
ヤ類にて粉砕機（竪型ローラーミル並びに振動ミル等）
に運ばれ粉砕される。この時点で、ガラスカレットの水
分が多い場合には、竪型ローラミルの本体に熱風を送り
込み乾燥と粉砕を同時に行う。また、振動ミル等々を使
用する場合には粉砕前に乾燥設備（連続式バンド型通気
式並びに連続式回転室通気式や連続流動層乾燥機、又
は、ロータリードライヤー等）にて乾燥した後、粉砕機
にかける。所定の粒度に粉砕された廃ガラス類は、焼却
残灰１の場合とほぼ同様な構成からなるエアーセパレー
タ（空気分級機）により分級され、焼却残灰１の場合と
略同様な構成からなる捕集機（サイクロン、バグフィル
ター等）にて集められ、図１に示す如く廃ガラス類用の
原料ビン１０に空気輸送（ロータリーバルブとブロワー
及びルーツブロワーによる低圧空気方式によるものと、
ブロータンク方式による高圧空気によるプラグ輪送又エ
ジェクター方式、吸引式等）により貯留される。また、
ゼオライト、ベントナイト等のセラミック配合剤等は、
運搬車両（トラック類並びにタンクローリ車等）で搬入
され、各々専用の原料ビン１０に投入（空気圧送、コン
ベヤ類吊り下げバッグ（フレコンバッグ又はコンテナー
バッグ等）により）し、貯留される。このように前処理
が終了し、各原料ビン１０に貯留された焼却残灰１、廃
ガラス類、更には、セラミック配合剤等の各原料は、原
料ビン１０の後段に設けた計測機器類１１にて定められ
た配合量となるように計量され混合される。この場合、
焼却残灰１、廃ガラス類、セラミック配合剤用の各原料
ビン１０の下部に取り付けられた定量フィーダー１２
（サークルフィーダー、ロータリーバルブ、スクリュー
フィーダー、定量コンベヤ、振動フィーダー等）により
計量され、空気輸送設備によって、ロードセル計量器付
のサービスタンク１３に送られる。そして、各原料は、
サービスタンク１３下部のディスチャージャー（粉粒体
排出機並びに振動式排出機）１４から、混合機１５（リ
ボンブレンダー、ニーダー、パドルミキサー等）に送ら
れて混合される。次に、上述のようにして混合された各
原料は、製品切り出しホッパー１６に貯留され、下部に
取り付けられた定量フィーダー１７（サークルフィーダ
ー、ロータリーバルブ並びにスクリューフィーダー、定
量コンベヤ、振動フィーダー等）により、連続混練機１
８（二軸パドルミキサー、ホイール型混練機等）に定量
的に送られ、ここで加湿と混練が行われる。連続混練機
１８にて混練された原料は、立体搬送コンベヤ１９（フ
ライト式チェーンコンベヤ、バケットコンベヤ、フロー
コンベヤ、スクリューコンベヤ等）により、造粒機２０
（ディスクペレッター、押し出し造粒機並びにローラー
造粒機等）に運ばれ、円柱状に造粒されペレットとな
る。円柱状に造粒されたペレットを立体搬送コンベヤ２
１（フライト式チェーンコンべヤ、バケットコンベヤ、
フローコンベヤ、スクリューコンベヤ等々）により、整
粒機２２（皿型造粒機、湿式連続整粒機等）に運ばれ、
ペレットの角を取り丸みを付けて形をボール（球）状に
整粒する。前記整粒機２２にてボール状に整粒された原
料は、搬送機２３（ベルトコンベヤ、フライト式チェー
ンコンベヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スク
リューコンベヤ等）により、乾燥機２４（連続式バンド
型通気式並びに連続式回転型通気式や連続流動層乾燥
機、又は、ロータリードライヤー等）に送られ、乾燥さ
れる。乾燥機２４による乾燥処理が終了した原料は、乾
燥機２４の出口より搬送機２５（ベルトコンベヤ、フラ
イト式チェーンコンベヤ、バケットコンベヤフローコン
ベヤ、スクリューコンベヤ等）により、焼成炉（ロータ
リーキルン／外熱式、直火式、電気式、油燃式、ガス燃
焼式等）２６の投入口ホッパー２７に送られる。投入口
ホッパー２７に貯留された原料は、この投入口ホッパー
２７の下部の定量フィーダー２８（サークルフィーダ
ー、ロータリーバルプ、スクリューフィーダー、定量コ
ンベヤ、振動フィーダー等）から耐熱投入シュート２９
より焼成炉（ロータリーキルン）２６内に送り込まれ、
設定範囲内の焼成温度にて焼成される。焼成炉２６によ
る焼成品は、前記焼成炉（ロータリーキルン）２６の末
端より出口ホッパー３１を通り、耐熱シュート３２を経
て、冷却装置３３（水冷式ロータリークーラー、空冷式
ロータリークーラー、振動式クーラー等）に送られここ
で冷却される。この時点において、図示しないオゾン発
生機並びに電磁波照射により、オゾンと空気とを混合
し、冷却装置３３のドラム内に供給して焼成品に対する
オゾン処理を行う。次に、焼成品を冷却装置３３より搬
出コンベヤ３４（ベルトコンベヤ、フライト式チェーン
コンベヤ、バケットコンベヤ、フローコンベヤ、スクリ
ューコンベヤ等々）にて、分級機３５（振動篩機並びに
振動スクリーン、電磁式振動篩機等）に送り、予め設定
した粒径別に分別し、製品ストックヤード４０に各々セ
ラミックボールＢ１ 、Ｂ２ の群として粒径別に分離
貯蔵していく。本実施の形態に係るセラミックボール化
処理装置によれば、以下のような種々の効果を奏する。
即ち、本実施の形態は既に商品化している無機吸着剤ソ
フトセラミックの製法を基本とし、一般廃棄物である焼
却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰等をセラミックボ
ール化するものである。上述したような廃棄物である焼
却灰、飛灰等をセラミックボール化することにより、こ
れら焼却灰、飛灰中に含まれる重金属より溶出する金属
イオン等を捕獲吸着させることができる。また、焼却
灰、飛灰をセラミックボール化することにより、焼成温
度が低くなり経済性が出てくる。ゼオライト等の配合剤
を使用し、その配合分量により、骨材、軽量骨材、吸着
剤の製品ができる。また、上述した処理工程により多種
の製品が生産できる。焼却灰、飛灰をセラミックボール
化することにより、重金属類の安定化、無害化、減量
化、更には吸着の効果を奏する。また、各地方自治体が
直面している最終処分場の残余年数問題に関して、再資
源化、埋立処分量の減量化により、大幅な延命対策が図
れる。更に、最終処理品である前記セラミックボールＢ
は、一般の埋立用材、海岸埋立用材、更には、海洋埋立
用材として活用可能である。なお、本発明の処理装置に
ける各処理工程の動作は。シーケンス制御等の制御によ
り行う。

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、一般廃棄
物である焼却灰、特別管理一般廃棄物である飛灰、更に
は廃ガラス類等の処分に関する廃棄物処理問題を抑制可
能な廃棄物のセラミックボール化処理装置を提供でき
る。また、これら廃棄物の安全な再資源化、再利用化を
図ることもできる焼却灰、飛灰のセラミックボール化処
理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の焼却灰、飛灰のセラミッ
クボール化処理装置の全体構成を示す概略図である。

【図２】本実施の形態の形態の焼却灰、飛灰のセラミッ
クボール化処理装置により生成するセラミックボールを
拡大して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 焼却残灰 １ａ 夾雑物 ２ 運搬車 ３ ストックヤード ４ 自動スクリーン ５ 原料ストックヤード ６ 振動フィーダー ７ コンベヤ類 ８ 粉砕機 ８’ エアーセパレータ（空気分級機） ９ 捕集機（バグフィルター類） １０ 原料ビン １１ 計測機器類 １２ 定量フィーダー（ロータリーバルブ類） １３ サービスタンク（計測器付） １５ 混合機 １６ 切り出しホッパー １７ 定量フィーダー １８ 連続混練機 １９ 立体搬送コンベヤ ２０ 造粒機 ２１ 立体搬送コンベヤ ２２ 整粒機 ２３ 搬送機 ２４ 乾燥機 ２６ 焼成炉（ロータリーキルン） ２７ 投入口ホッパー ２８ 定量フィーダー ２９ 耐熱投入シュート ３１ 出口ホッパー ３２ 耐熱シュート ３３ 冷却装置 ３４ 搬出コンベヤ ３５ 分級機 ４０ 製品ストックヤード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般廃棄物である焼却灰、特別管理一般廃
   棄物である飛灰、廃ガラス類のうちの１又は２以上のも
   のから選ばれる廃棄物原料を受け入れて粉砕又は破砕す
   るとともに乾燥させる廃棄物原料初期処理手段と、 この廃棄物原料初期処理手段にて処理された廃棄物原料
   及びセラミック配合剤を区分貯留する貯留手段と、 この貯留手段に貯留された廃棄物原料及びセラミック配
   合剤を所定量ずつ計量し混合する混合処理手段と、 混合処理手段にて混合された廃棄物原料及びセラミック
   配合剤を受け入れて加湿及び混練する加湿混練手段と、 加湿混練手段にて加湿、混練された廃棄物原料及びセラ
   ミック配合剤を受け入れて造粒及び整粒し、ボール状の
   処理物とする造粒整粒手段と、 造粒整粒手段にてボール状となった処理物を受け入れ
   て、所定の温度で乾燥処理する乾燥手段と、 乾燥手段にて乾燥したボール状の処理物を、所定の温度
   で焼成処理しセラミック化したボール状の焼成品とする
   焼成手段と、 焼成手段から焼成品を受け入れてこの焼成品に対する冷
   却とオゾン処理を行うオゾン処理手段と、 このオゾン処理手段によるオゾン処理が終了したボール
   状の処理物に対する粒径の選別、分別処理を行い、粒径
   別のセラミックボール群を得る選別分別処理手段と、 を有することを特徴とする焼却灰、飛灰のセラミックボ
   ール化処理装置。