JPS6179907A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

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） 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ｍｍ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・処分されてし）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
束じん装置）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
揮敗しやすく、また粒径２００ａｍ以下の焼却残渣を溶
融炉に投入して溶融処理するため、２００ｍに近い比較
的大きな残渣がまとまって投入された場合、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
揮敗しやすく、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って溶融処理のための所′
ＩＪｉ電力がかさむという問題があった。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
あった。

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。

第１表 （申位二重量％） 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１０＃Ｉを越える残渣は全体の約４
０％（重鎖）に達し、その主成分け土砂、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１０
ＷＲ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Ｆ有益であり、これに
よっ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、低沸点重金属の連敗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接通電
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Ｗ
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１０＃ｌｌ１１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Ｗ器によ
り冷却して該排ガス中の揮敗金剋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１０ｍ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、
該溶融か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。この堆積層によっ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って排ガスと共
に該溶融炉を流出後集じんされ、都市ごみ焼却施設の電
気業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Ｗ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詳細な説明する。

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、排ガス除しん用の電
気業じん装置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、溶融物のジュール熱により溶
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侵、ふる
い目１０Ｍ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
燥か１６により水分５％以下程度に乾燥させるのが望ま
しく、これによってア了り式溶融炉７における電力消費
量の低減化をはかることができる。

上記磁気選別によって分離された鉄分けスクラップ等と
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
溶融か１ｏに投入し、除しんガスは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および電気業じん装置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２
２と共に、造粒機２３により造粒接、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風の
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ｆｐＩＯ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２７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ＮａＣ
ｌ、に０１などの水溶性の溶融塩の回収をおこなうこと
もできる。

上記処理によっ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Ｗ
残渣を処理したところくただし乾燥炉１６出口の残渣含
水率＝５％）、アーク式溶融炉７における所要電力は５
００ＫＷＨ／ｌ　（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／１１鉛６５０ｇ
／ｌ、亜鉛９５０ｇ／ｌ、カドミウム０．７　ｇ／　ｔ
であった。

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１０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／を以下となった。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２００
＃ＩＩ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／ｌ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／ｌ、鉛９７０ｇ／ｌ、亜鉛１５８０ｇ／ｌ、
カドミウム１．１ｇ／ｌであった。

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１
６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、場合によっては乾燥炉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
おこなっ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浅漬は上記溶融
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、揮散分け
飛灰および洗煙排水汚泥と共に同一の直接通電式溶融炉
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・・・アーク式溶融か、１ｏ・
・・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。