TWI542416B

TWI542416B - Wastewater treatment equipment containing heavy metals and disposal method for heavy metals containing heavy metals

Info

Publication number: TWI542416B
Application number: TW101111761A
Authority: TW
Inventors: Saburo Matsui
Original assignee: G 8 Internat Trading Co Ltd
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2016-07-21
Also published as: TW201341074A

Description

含重金屬類廢棄物處理裝置及用此之含重金屬類廢棄物處理方法

本發明係關於一種利用高溫高壓蒸汽，處理下水道污泥、產業污泥、醫療類廢棄物、家庭廢棄物、產業廢棄物等含重金屬類廢棄物，於處理後，排出含有經處理而被固定之含重金屬類廢棄物與液體之混合物，將兩者予以分離之含重金屬類廢棄物處理裝置及用此之含重金屬類廢棄物處理方法。

作為有機類廢棄物處理方法，據知有例如於受到密閉的容器內，在高溫高壓水蒸汽中處理廢棄物的方法(參考例如專利文獻1)。以往用蒸汽處理廢棄物的方法幾乎未如焚化處理的情況產生有害氮氧化物、硫氧化物，無環境污染問題，可期待進行安全的廢棄物處理。

然而，在處理後，容器內變成混合存在有經處理之固體物與液體的狀態，發生取出處理完畢廢棄物之後的搬運或保管等甚為不便、難以處置的問題，且於處理後，若利用分離機，分離出經處理之固體物與液體，則發生處理步驟變得繁雜，需要許多勞力，處理耗費很長時間，須確保用以分別設置反應容器與分離機的廣大土地等問題。

因此，提案了一種處理裝置，其係以一台裝置，即可利用高溫高壓蒸汽來安全處理廢棄物，並且可接續於該處理，將經處理之廢棄物與液體分離而回收者(參考專利文獻2)。然而，該處理裝置需要由密閉容器所組成的反應器，用以於高溫高壓蒸汽中處理廢棄物，以及由前述密閉容器所組成、與反應器連結之其他回收用密閉容器，用以回收已分離之液體，因此具有設置費用高、操作複雜等問題。

另，例如從下水道處理設施排出的下水道污泥含有病原微生物或重金屬，因此為了避免其等造成環境風險而採取濃縮、消化、脫水、堆肥、焚化、熔融等各種方法來處理。然而，該等處理方法的每一種方法均屬於減量‧廢棄式方法，這是大量耗用電力或熱能量的消耗型技術，處理並未依循資源的再生原理而耗用高額的維持費用，因而成為壓迫區域經濟的原因。

在現狀下，下水道污泥所含前述重金屬造成累積問題或有害化學物質、病原微生物或病毒等感染污染問題，下水道污泥的有效利用未有進展。在此背景下，近年來針對「下水道污泥資源化」政策制訂方向(參考非專利文獻1)。

另，提案了一種添加石灰等，將無機類廢棄物予以調質，以次臨界水條件來處理，藉此使重金屬固化之土壤淨化法(參考非專利文獻2)。

然而，尚未達到導入一種以具體的資源再生為目的，安全處理且固定前述重金屬類以抑制溶出，簡化處理裝置的構造，操作簡單、低成本的資源化技術。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2000-33355號公報

[專利文獻2]日本特許第4864884號公報

[非專利文獻]

[非專利文獻1]「水熱処理無機系廃棄物資源化(水熱處理之無機類廢棄物資源化)」平野高廣

(http：//www.mlit.go.jp/crd/city/sewerage/gyosei/sigen7th/02.pdf)

[非專利文獻2]「資源実現向(邁向實現資源之路)」報告書(案)，2007年3月資源之路委員會，資料2

(http：//www.mlit.go.jp/crd/city/sewerage/gyosei/sigen7th/02.pdf)

本發明係有鑑於上述以往的問題而完成者，本發明之第1目的在於提供一種構造簡單、操作簡單、低成本的含重金屬類廢棄物處理裝置，其係僅以一台裝置，即可利用高溫高壓蒸汽來安全處理含重金屬類廢棄物，並且固定前述重金屬類以抑制溶出，於處理後，能夠以簡單的操作，將含有前述重金屬類已固定之廢棄物與液體之混合物予以分離並回收者。

進而言之，本發明之第2目的在於提供一種含重金屬類廢棄物處理方法，其係利用高溫高壓蒸汽來簡便處理含重金屬類廢棄物，排出含有已固定前述重金屬類以抑制溶出之廢棄物與液體之混合物，能夠以簡單的操作，將兩者予以分離並回收者。

為了解決上述問題，本發明之第1態樣所記載的發明為一種含重金屬類廢棄物處理裝置，其特徵為具備：密閉容器，其係具有封閉空間者，而前述封閉空間係於內部收納含重金屬類廢棄物，及其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分原料及SiO₂成分原料；蒸汽噴出手段，其係噴出高溫高壓蒸汽，用以處理收納於密閉容器內之前述廢棄物及Ca成分原料與SiO₂成分原料者；冷卻手段，其係用以於處理後，冷卻密閉容器內之蒸汽以使其液化者；排出口，其係設於密閉容器內之底側，具有開閉機構者；及分離回收手段，其係從排出口，排出含有經處理之已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之廢棄物、與含有已液化成分之液體的混合物，從排出之前述混合物，分離出前述廢棄物與前述液體者；前述分離回收手段係將前述混合物暫且回收於回收容器後，再分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段，及/或將前述混合物提供給帶式運送機裝置，於移動中分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段。

本發明之第2態樣所記載的發明為一種含重金屬類廢棄物處理方法，其特徵為：於具有開閉自如之排出口，並且具有封閉空間之密閉容器內，一面噴出高溫高壓蒸汽，一面處理含重金屬類廢棄物時，於前述密閉容器內之處理中，使得其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分原料及SiO₂成分原料存在，於進行前述處理後，進行冷卻，分離回收已液化之含前述重金屬類廢棄物水溶性化合物之經處理的液體、與含有封住前述含重金屬類廢棄物之雪矽鈣石之經處理的廢棄物。

本發明之第3態樣所記載的發明係如第2態樣所記載的處理方法，其特徵為：分析並求出含重金屬類廢棄物中預先含有之Ca成分原料含有量(A-1)及SiO₂成分原料含有量(A-2)，且算出於處理中，其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分量(B-1)及SiO₂成分量(B-2)，藉由下述式(1)及式(2)，求出添加於含重金屬類廢棄物之Ca成分原料添加量(C-1)及SiO₂成分原料添加量(C-2)，於含重金屬類廢棄物中，添加Ca成分原料(C-1)及SiO₂成分原料(C-2)而進行前述處理；[(B-1)-(A-1)]=(C-1)…式(1)

[(B-2)-(A-2)]=(C-2)…式(2)。

本發明之第4態樣所記載的發明係如第2或3態樣所記載的處理方法，其特徵為：前述重金屬類係從鉻、鉛、鎘、砷、汞、鋅、銅、鎳中選擇之至少一者；由於前述重金屬類被封在處理後廢棄物中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中，因此處理後廢棄物係符合從水環境基準、土壤環境基準、特殊肥料環境基準、食品安全基準中選擇之至少一者。

本發明之第5態樣所記載的發明係如第2至4態樣中任一態樣所記載的處理方法，其特徵為：前述處理係以120~250℃、1.1~2.1MPa進行1~8小時。

本發明之第1態樣所記載的發明為一種含重金屬類廢棄物處理裝置10，其特徵為具備：密閉容器12，其係具有封閉空間S1者，而前述封閉空間S1係於內部收納含重金屬類廢棄物，及其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分原料及SiO₂成分原料；蒸汽噴出手段14，其係噴出高溫高壓蒸汽，用以處理收納於密閉容器12內之前述廢棄物及Ca成分原料與SiO₂成分原料者；冷卻手段70，其係用以於處理後，冷卻密閉容器12內之蒸汽以使其液化者；排出口16，其係設於密閉容器12內之底側，具有開閉機構26者；及分離回收手段18，其係從排出口16，排出含有經處理之已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之廢棄物、與含有已液化成分之液體的混合物，從排出之前述混合物，分離出前述廢棄物與前述液體者；前述分離回收手段18係將前述混合物暫且回收於回收容器50-1或50-2後，再分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段，及/或將前述混合物提供給帶式運送機裝置80-1或80-2，於移動中分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段；僅以一台裝置，即可利用高溫高壓蒸汽來安全處理含重金屬類廢棄物，並且固定前述重金屬類以抑制溶出，於處理後，排出含有前述重金屬類已固定之廢棄物與液體之混合物，能夠以簡單的操作，將兩者分離並回收，操作簡單，操作簡單，發揮低成本的顯著效果。

本發明之處理裝置10在構成上單純，並且操作簡單，構造低成本，可良好地分離經處理之廢棄物與液體。

又，裝置整體不會大型化，能夠以低成本來製造。又，與液體分離回收之廢棄物處於水分少的狀態，在處置或搬運、管理等方面甚為便利，例如可在短時間內，將已碳化之廢棄物加工成燃料或土壤改良材料等。

密閉容器12之形狀亦可為例如矩形箱形、立體多角筒形、圓筒形、樽型、鼓型等其他任意形狀，但宜為從設於下面側之排出口16利用重力排出的形狀。密閉容器12之下面適宜設成朝向排出口16降低傾斜。

又，本發明之處理裝置10具備：將前述混合物暫且回收於回收容器50-1或50-2後，再分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段；及/或將前述混合物提供給帶式運送機裝置80-1或80-2，於移動中分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段。

如第1圖及第3()圖所示，當在排出口16附近處理之前述廢棄物與前述液體之混合物，暫且回收於回收容器50-1時，藉由形成於回收容器50-1之底部、不讓前述廢棄物通過而讓前述液體通過之不銹鋼製篩孔51，分離出前述液體，並回收於配置在回收容器50-1下部之其他回收容器50-3。

前述廢棄物係於回收容器50-1之不銹鋼製篩孔51上，被與前述液體分離而殘留，因此於取出時，藉由以旋轉軸52為中心、未圖示之受到控制的驅動裝置驅動，令不銹鋼製篩孔51往箭頭方向旋轉，開放扣合部53以使其藉由重力往下方落下，於未圖示之回收容器回收前述廢棄物。構成上單純，並且構造簡單且成本低，可良好地分離經處理之廢棄物與液體。

本發明之第2態樣所記載的發明為一種含重金屬類廢棄物處理方法，其特徵為：於具有開閉自如之排出口，並且具有封閉空間之密閉容器內，一面噴出高溫高壓蒸汽，一面處理含重金屬類廢棄物時，於前述密閉容器內之處理中，使得其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分原料及SiO₂成分原料存在，於進行前述處理後，進行冷卻，分離回收已液化之含前述重金屬類廢棄物水溶性化合物之經處理的液體、與含有封住前述含重金屬類廢棄物之雪矽鈣石之經處理的廢棄物；發揮如下顯著效果：僅以一台裝置，即可利用高溫高壓蒸汽來安全且簡便地處理含重金屬類廢棄物，固定前述重金屬類以抑制溶出，於處理後，以簡單的操作，將經連續處理之前述重金屬類已固定之廢棄物、與含有已冷卻液化之前述重金屬類水溶性化合物之經處理之液體予以分離回收。

本發明之第3態樣所記載的發明係如第2態樣所記載的處理方法，其特徵為：分析並求出含重金屬類廢棄物中預先含有之Ca成分原料含有量(A-1)及SiO₂成分原料含有量(A-2)，且算出於處理中，其量足以形成用以至少將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分量(B-1)及SiO₂成分量(B-2)，藉由前述式(1)及式(2)，求出添加於含重金屬類廢棄物之Ca成分原料添加量(C-1)及SiO₂成分原料添加量(C-2)，於含重金屬類廢棄物中，添加Ca成分原料(C-1)及SiO₂成分原料(C-2)而進行前述處理；發揮可效率良好地封住前述重金屬類之進一步顯著的效果。

本發明之第4態樣所記載的發明係如第2或3態樣所記載的處理方法，其特徵為：前述重金屬類係從鉻、鉛、鎘、砷、汞、鋅、銅、鎳中選擇之至少一者；由於前述重金屬類被封在處理後廢棄物中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中，因此處理後廢棄物係符合從水環境基準、土壤環境基準、特殊肥料環境基準、食品安全基準中選擇之至少一者；發揮可效率良好地封住前述重金屬類，符合從前述基準中選擇之至少一者之進一步顯著的效果

本發明之第5態樣所記載的發明係如第2至4態樣中任一態樣所記載的處理方法，其特徵為：前述處理係以120~250℃、1.1~2.1MPa進行1~8小時；發揮於前述第1密閉容器12內之處理中，使5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)效率良好地生成，而且可於該結晶構造中封住前述含重金屬類之進一步顯著的效果。

於密閉容器12內，亦可具有攪拌廢棄物之。又，藉由製成具有攪拌廢棄物之攪拌手段的構成，可均勻且及早處理廢棄物。

又，密閉容器12係於左右中央部之底側，設有排出口16，同時形成為直徑從左右中央部往左右兩端側逐漸縮徑之橫置樽型形狀；攪拌手段30具有：旋轉軸49，其係於密閉容器12內設置為橫長，旋轉自如地受到樞軸支撐者；及攪拌葉片48，其係安裝於旋轉軸49，具有往同旋轉軸49之周向擴開之部位者；從攪拌葉片48之旋轉軸49到葉片前端之長度，係與密閉容器12之橫置樽型形狀相對應，形成為於旋轉軸49之長度方向之中央位置較長，隨著往兩端側去而逐漸變短。

藉由製成此類構成，於取出第1密閉容器內之廢棄物時，可利用重力簡便地取出。同時可與密閉容器的形狀相對應，均均且卻實地攪拌廢棄物。

又，蒸汽噴出手段14亦可包含旋轉軸兼蒸汽噴出管28，其係以旋轉軸49作為中空管，於前述中空管之周面形成複數個蒸汽噴出孔44而構成者。

藉由製成此類構成，可對廢棄物直接噴出高溫高壓蒸汽，進行有效率的廢棄物處理，進而可實現第1密閉容器內之蒸汽噴出手段及攪拌手段之效率良好的配置構成。

10‧‧‧含重金屬類廢棄物處理裝置

12‧‧‧密閉容器

12a‧‧‧端壁

13‧‧‧支撐腳

14‧‧‧蒸汽噴出手段

16‧‧‧排出口

18‧‧‧分離回收手段

20‧‧‧投入部

22‧‧‧排出部

24、26‧‧‧開閉機構

28‧‧‧蒸汽噴出管

30‧‧‧攪拌手段

32‧‧‧安全閥

34‧‧‧消音．消臭．重金屬類回收裝置

36‧‧‧排出筒

37‧‧‧貫通孔

38‧‧‧球狀閥體

40、52‧‧‧旋轉軸

42‧‧‧投入口

43‧‧‧投入筒

44‧‧‧蒸汽噴出孔

45‧‧‧軸承

46‧‧‧蒸汽產生裝置

47‧‧‧蒸汽送管

48‧‧‧攪拌葉片

48a‧‧‧右旋螺旋葉片

48b‧‧‧左旋螺旋葉片

49、54‧‧‧旋轉軸

50-1~50-8‧‧‧回收容器

51‧‧‧旋轉驅動裝置

53‧‧‧扣合部

55‧‧‧剷取手段

56‧‧‧不銹鋼製篩孔

70‧‧‧冷卻手段

S1‧‧‧封閉空間

R1‧‧‧排出路徑

H‧‧‧間隙

80-1、80-2‧‧‧帶式運送機裝置

SiO₂‧‧‧氧化矽

CaO‧‧‧氧化鈣、石灰

第1圖係本發明之實施形態之含重金屬類廢棄物處理裝置之一例之剖面說明圖。

第2圖係第1圖之含重金屬類廢棄物處理裝置之排出口周邊之部分放大剖面說明圖。

第3(a)圖係說明第1圖所示之分離回收手段之一部分之說明圖；第3(b)圖係說明第1圖所示之分離回收手段之其他例之說明圖；第3(c)圖係說明將混合物提供給帶式運送機，於移動中分離出廢棄物與液體之分離回收手段之例之說明圖；第3(d)圖係說明第3(c)圖所示之分離回收手段之其他例之說明圖。

第4圖係模式性地說明已形成之雪矽鈣石之層狀結晶構造之說明圖。

第5圖係說明鉻、鉛離子被帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中之狀態之說明圖。

第6圖係說明進行次臨界水反應時之反應區之說明圖。

第7圖係表示重金屬類之種類及藉由次臨界水處理之固化率(相對於原料下水道脫水污泥中之重金屬濃度之處理污泥之濃度減少量之比率)之平均值及標準差之關係之說明圖。

以下利用圖式，來說明本發明之含重金屬類廢棄物處理裝置及含重金屬類廢棄物處理方法。

如後述，第1圖係本發明之實施形態之含重金屬類廢棄物處理裝置之一例之剖面說明圖。

對具有第1圖所示之開閉自如之排出口16，並且具有封閉空間S1之密閉容器12內，供給含重金屬類廢棄物及其量足以形成用以將前述重金屬類封在5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)構造中之5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)之Ca成分原料及SiO₂成分原料(以下將含重金屬類廢棄物及含有前述Ca成分原料及SiO₂成分原料之廢棄物，簡略稱為廢棄物)，一面噴出高溫高壓蒸汽一面處理(以120~250℃、1.1~2.1MPa進行1~8小時)(以下有時稱為次臨界水反應或水熱反應)，於飽和水蒸汽壓下，在處理中，依據下述式(3)，預先含於廢棄物之Ca成分或新添加之Ca成分、及預先含於廢棄物之SiO₂成分或新添加之SiO₂成分進行水熱反應，形成穩定的所謂矽酸鈣(雪矽鈣石：5CaO‧6SiO₂‧5H₂O)礦物的結晶。

6SiO₂+5CaO+5H₂O → 5CaO‧6SiO₂‧5H₂O…式(3)

雪矽鈣石結晶係如在第4圖模式性地表示，重複著Si-O四面體層、Ca-O八面體層、Si-O四面體層，於Si-O四面體層與Si-O四面體層之間，穿插有鈣離子之成長為層狀之構造。

然後，於該層狀結晶構造形成過程中，重金屬類係與鈣離子藉由前述鈣離子而置換了鈣離子，被帶入並封在層狀結晶構造中。重金屬類，被帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中，因此會抑制溶出。

前述次臨界水反應條件(溫度、壓力、時間)甚為重要。採用處理廢棄物而形成雪矽鈣石之層狀結晶構造，並且於層狀結晶構造形成過程中，重金屬類係與鈣離子藉由前述鈣離子而置換了鈣離子，被帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中之次臨界水反應條件，此甚為重要。

第5圖係說明作為重金屬類含鉻及鉛之污染土壤，若利用該污染土壤預先所含之SiO₂成分，並新添加SiO₂成分及新添加CaO作為Ca成分，以符合前述式(3)，如前述一面噴出高溫高壓蒸汽一面進行水熱反應處理，則鉻及鉛被帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中之狀態之說明圖。

如前述，若藉由高溫高壓蒸汽進行處理(以120~250℃、1.1~2.1MPa進行1~8小時)，則鉻及鉛會成為鉻離子及鉛離子，新添加的CaO會成為鈣離子，然後預先含於污染土壤之SiO₂成分及新添加之SiO₂成分會成為氧化矽離子而轉移到土粒子80之表面反應層81，進行水熱反應，於土粒子80表面形成雪矽鈣石層狀結晶層82。於該層狀結晶構造形成過程中，鉻離子及鉛離子係與鈣離子藉由離子交換反應而置換了鈣離子，帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中。

如此，藉由以較低溫(120~250℃)，使土壤中之氧化矽(SiO₂)及新添加之SiO₂成分與添加劑中之石灰成分(CaO)進行化學反應(以1.1~2.1MPa進行1~8小時)，合成雪矽鈣石，使其成長為化學上穩定、強度高的結晶，藉由將重金屬類封閉於該層狀結晶中，可抑制溶出。

第5圖所示之情況係利用污染土壤預先所含之SiO₂成分，並新添加SiO₂成分及新添加CaO作為Ca成分，以符合前述式(3)而進行了水熱反應之例。

若按照前述式(3)，Ca/Si之莫耳比(理論值)約為0.8。

然而，若進行前述水熱反應，則SiO₂成分之一部分會溶解於水中而變成矽酸離子，發生該SiO₂成分無助於形成雪矽鈣石層狀結晶的情況。因此，於符合前述式(3)之SiO₂成分，宜預先因應該部分而添加更多。

然而，若添加過多，矽酸離子濃度變高，如後述，重金屬類將無法被封閉在雪矽鈣石層狀結晶中。

發明人發現若添加SiO₂成分及Ca成分時增加SiO₂成分，以符合Ca/Si之莫耳比在0.6~0.8的範圍內，則可將重金屬類對雪矽鈣石層狀結晶中之封閉率維持在高比率。

如此，由於可將重金屬類封閉載堅固的雪矽鈣石結晶中，因此可抑制以往難以處理之鉻、鉛、鎘、砷、汞、鋅、銅、鎳等重金屬類的溶出。

例如以鉛及砷污染土壤來比較時，習知方法的水泥固化中，處理土變成高鹼性，因此鉛溶出量比原料土壤增加，而於次臨界水處理的情況下，有效抑制鉛、砷雙方的溶出，可通過日本環境廳(舊)告示第46號所規定的溶出基準。

若如前述一面噴出高溫高壓蒸汽一面處理廢棄物，則大部分的重金屬類係如前述被帶入並封在雪矽鈣石之層狀結晶構造中，但例如於前述廢棄物中，作為陰離子而存在有氯離子、矽離子、碳酸離子、硫酸離子、磷酸離子等時，有時會溶入水蒸汽中，亦或溶解於水中。

因此，本發明係於密閉容器12內，一面噴出高溫高壓蒸汽一面處理廢棄物後，藉由冷卻手段70冷卻密閉容器12，將封閉空間S1內之水蒸汽予以液化，製成含前述重金屬類水溶性化合物之經處理之液體，分離回收該液體、與含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之經處理之廢棄物。

如第1圖所示，用以冷卻密閉容器12之冷卻手段70係構成如一體覆蓋密閉容器12之外部表面之大部分而固定設置之中空金屬製處理室，從未圖示之冷卻媒體源供給、因應需要調節溫度之水或油、或空氣或氮等氣體等冷卻媒體係流於金屬製處理室內部，與密閉容器12進行熱交換而冷卻。

雖表示了一體覆蓋之金屬製處理室的例子，但不限定於此例，可舉出如下冷卻裝置：以複數個金屬製處理室，覆蓋固定密閉容器12之外部表面大部分而固定設置之冷卻裝置；固定設置於密閉容器12之外部表面之中空金屬製管，從未圖示之冷卻媒體源供給、因應需要調節溫度之水、油、空氣、或氮等氣體等冷卻媒體係流於金屬製管內部，與密閉容器12進行熱交換而冷卻之冷卻裝置；或固定設置於密閉容器12之內部表面之中空金屬製管，從未圖示之冷卻媒體源供給、因應需要調節溫度之水、油、空氣、或氮等氣體等冷卻媒體係流於金屬製管內部，與密閉容器12進行熱交換而冷卻之冷卻裝置等。該等亦可組合兩種以上來使用。

本發明之含重金屬類廢棄物處理裝置係經由高溫高壓蒸汽，處理如下廢棄物的裝置，廢棄物包括例如合成樹脂製針筒、附著血液的紗布、紙尿布、手術內臟等，由醫療相關機關等所丟棄的醫療類廢棄物；廚餘、塑膠等合成樹脂製容器等，由一般家庭所丟棄的家庭類廢棄物；食品加工廢棄物、農水產廢棄物、各種工業製品廢棄物、下水道污泥等產業廢棄物等所含之廢棄物。進而言之，前述處理裝置係以簡單的操作，有效分離處理所獲得之含有已封住重金屬類之雪矽鈣石之廢棄物、與如前述液化之液體，可個別回收前述廢棄物與液體之裝置。

於第1圖、第2圖，表示本發明之含重金屬類廢棄物處理裝置(以下亦僅稱「處理裝置」)之實施形態。如第1圖所示，本實施形態之處理裝置10具備：密閉容器12，其係於內部收納廢棄物者；蒸汽噴出手段14，其係於密閉容器12內，噴出高溫高壓蒸汽者；排出口16，其係設於密閉容器12之底側者；及分離回收手段18，其係分離回收經處理之廢棄物與液體者。

如第1圖所示，密閉容器12係於內部，具有收納所處理的廢棄物之封閉空間S1，於前述封閉空間S1內，在高溫高壓下處理廢棄物之容器。

於本實施形態，密閉容器12係以支撐腳13支撐，設置於距離地面某距離的高度。密閉容器12係形成為其直徑從左右中央部往左右兩端側之端壁12a側逐漸縮徑之橫置樽型形狀。密閉容器12係例如為了具有耐熱耐壓性而加工金屬板來形成，以廢棄物可收納約2m³程度的大小設置。於密閉容器12，分別於中央部上方設有投入部20，於中央底部設有排出部22，分別設置成藉由開閉機構24、26來開閉。

於本實施形態，在密閉容器12之封閉空間S1內，配置有構成蒸汽噴出手段14之蒸汽噴出管18、及攪拌廢棄物之攪拌手段30．再者，於密閉容器12，設有例如可調整設定壓之安全閥32，若內部壓力高於設定值，則令內部蒸汽釋放。又，於連接於安全閥32之排氣用管中途，設有消音‧消臭‧重金屬類回收裝置34，經由安全閥32排氣之蒸汽受到消音消臭，回收重金屬類或重金屬類化合物，並排出至外氣側。

於本實施形態，如第1圖、第2圖所示，排出口16係於密閉容器12之左右中央部的底面側開口，經處理之廢棄物之排出方向設在下方。於本實施形態，排出口16的直徑設為例如300mm程度。

於本實施形態，於排出口16，連接有往下方突出設置之排出筒36，形成經處理之廢棄物之排出路徑R1，並且於前述排出路徑R1的中途，設有開閉排出口16之開閉機構26。

亦即，於本實施形態，排出部22係包含排出口16、排出筒36及開閉機構26之構成。於本實施形態，開閉機構26係由例如球閥等開閉閥所組成，而前述開閉閥係藉由使得中心設有與排出路徑R1相連通之貫通孔37之球狀閥體 38，繞著對於排出路徑設於正交方向之旋轉軸40旋轉，來開閉前述排出路徑R1。

由於密閉容器12形成為構置樽型形狀，因此藉由重力，內部的廢棄物容易朝向設有排出口16之中央部集中，僅打開開閉機構26，即可從排出口16簡便地排出經處理之廢棄物。

於本實施形態，投入部20係於密閉容器12，往上側開有投入口42，於投入口42，安裝有往上方突出設置之投入筒43，設有例如球閥等開閉機構24，以便開閉投入筒43內。

經由開閉機構24打開投入口，可於密閉容器12內，投入含重金屬類廢棄物及前述Ca成分原料及前述SiO₂成分原料，於處理時予以封閉，維持密閉容器12內之封閉空間S1之封閉狀態。

於本實施形態，蒸汽噴出手段14係於密閉容器12內，噴出高溫高壓蒸汽，並且使得前述密閉容器12內成為高溫高壓狀態，經由蒸汽來處理廢棄物。於本實施形態，如第1圖所示，蒸汽噴出手段14包含：由中空管所組成的蒸汽噴出管28，其係配置於密閉容器12內，於周面側形成許多蒸汽噴出孔44者；鍋爐等蒸汽產生裝置46；及蒸汽送管47，其係從蒸汽產生裝置46對蒸汽噴出管28內供給蒸汽。

從蒸汽噴出手段14對密閉容器12內噴出之蒸汽，係設定在於前述密閉容器12內的處理中，使得5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)效率良好地生成，而且可於其結晶構造中封住前述重金屬類程度之高溫高壓。於本實施形態，例如從蒸汽噴出管28噴出的蒸汽係溫度為120~250℃，壓力為1.1~2.1MPa。然後，使得密閉容器12內成為溫度120~250℃、壓力1.1~2.1MPa，處理進行1~8小時。

當溫度低於下限值時，唯恐不會形成雪矽鈣石結晶，當超過上限值時，唯恐成為非雪矽鈣石結晶的其他結晶。

當壓力低於下限值時，唯恐不會形成雪矽鈣石結晶，當超過上限值時，唯恐成為非雪矽鈣石結晶的其他結晶。

當處理時間低於下限值時，唯恐不會形成雪矽鈣石結晶，當超過上限值時，處理時間太長而不經濟。

若於前述範圍內處理，可使得5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)效率良好地生成，而且可於其結晶構造中封住前述重金屬類。

於本實施形態，蒸汽噴出管28係於密閉容器12之上下方向約略中央位置，於橫向配置較長，經由設於密閉容器12之兩端壁12a之軸承45，旋轉自如地受到樞軸支撐。亦即，蒸汽噴出管28係一面繞著橫軸旋轉，一面呈放射狀地噴出蒸汽，同時使蒸汽直接噴到廢棄物。

再者，蒸汽噴出管28係從馬達等旋轉驅動裝置51，經由鏈條等獲得旋轉驅動力而旋轉。進而於本實施形態，於蒸汽噴出管28安裝有攪拌葉片48，蒸汽噴出管28兼用攪拌手段之旋轉軸49。亦即，於本實施形態，蒸汽噴出手段14包含旋轉軸兼蒸汽噴出管28，其係攪拌手段30之旋轉軸49採用中空管，於前述中空管之周面，形成複數個蒸汽噴出孔44而構成者。

再者，蒸汽噴出手段14不限於本實施形態之構成，例如從插入於密閉容器12內之管體前端噴出蒸汽之構成、配置複數個蒸汽噴出管之構成等其他任意構成亦可。

攪拌手段30係攪拌密閉容器12內處理的廢棄物之手段，可均勻、及早處理廢棄物。於本實施形態，攪拌手段30包含：旋轉軸49，其係由上述蒸汽噴出管28所組成者；及攪拌葉片48，其係安裝於前述旋轉軸49，具有往同旋轉軸49之周向擴開之部位者。於本實施形態，攪拌葉片48係由在旋轉軸49之軸向約略中央位置，設置成互為相反繞旋之右旋螺旋葉片48a與左旋螺旋葉片48b所形成。

攪拌葉片48係設置成從旋轉軸49到葉片前端之長度，從左右中央部往兩端側逐漸縮徑。藉此，可與密閉容器12之橫置樽型形狀相對應，確實攪拌廢棄物。進而言之，設置為在葉片前端與密閉容器12之內壁之間，形成某程度之間隙H。

於本實施形態，螺旋葉片48a、48b係從中央部，往兩端側壁搬運廢棄物，同時一面粉碎固體狀廢棄物，一面攪拌廢棄物。再者，於本實施形態係設置為藉由攪拌手段，廢棄物最後會被粉碎為例如0.3~0.8mm程度。

藉由攪拌葉片48搬運至兩端壁12a側之廢棄物係以如下方式搬運：於前述端壁12a，受到後續搬運過來的廢棄物推送，沿著密閉容器12內側，經由間隙H而後回到中央。

再者，攪拌手段30不限於本實施形態，例如以安裝於旋轉軸49之複數個板狀或翼狀攪拌葉片體或桿體攪拌之構成，以蒸汽等壓力流體攪拌之構成等其他任意構成亦可。又，被粉碎之廢棄物的大小亦可任意設定。

於本實施形態，如上述於密閉容器12內，於高溫高壓下一面攪拌，一面處理預定時間，例如1~8小時，藉此可使得5CaO‧6SiO₂‧5H₂O結晶(雪矽鈣石)效率良好地生成，而且可於其結晶構造中封住前述重金屬類。

再者，於上述處理中，亦可期待例如分解廢棄物中所含之PCB。例如處理混有絕緣油之廢棄物等時，確認PCB濃度在處理前為80ppm，但在處理後減少至0.005ppm程度。

於密閉容器12內，一面噴出高溫高壓蒸汽一面將廢棄物進行處理後，若藉由冷卻手段70冷卻密閉容器12，將封閉空間S1內之水蒸汽液化，則積存含有前述重金屬類水溶性化合物之經處理之廢棄物，成為混有該液體與含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之經處理之廢棄物的狀態。

接著，說明有關分離回收手段18。

分離回收手段18之一例係如前述表示於第1圖及第3(a)圖。第3(a)圖係說明第1圖所示之分離回收手段之一部分之說明圖。

在排出口16附近處理之前述廢棄物與前述液體之混合物，暫且回收於回收容器50-1。藉由形成於回收容器50-1之底部、不讓前述廢棄物通過而讓前述液體通過之不銹鋼製篩孔56，分離出前述液體，並回收於配置在回收容器50-1下部之其他回收容器50-3內。

前述廢棄物係於回收容器50-1之不銹鋼製篩孔56上，被與前述液體分離而殘留，因此於取出時，藉由以旋轉軸52為中心、未圖示之受到控制的驅動裝置驅動，令不銹鋼製篩孔56往箭頭方向旋轉，開放扣合部53以使其藉由重力往下方落下，於未圖示之回收容器回收前述廢棄物。構成上單純，並且操作簡單、構造低成本，可良好地分離經處理之廢棄物與液體。

第3(b)圖係說明第1圖所示之分離回收手段之其他例之說明圖。

如第3(b)圖所示，在排出口16附近處理之前述廢棄物與前述液體之混合物，暫且回收於回收容器50-2。然後，藉由以設置在回收容器50-2側壁之旋轉軸54為中心、未圖示之受到控制之驅動裝置驅動，使回收容器50-2旋轉傾斜，將前述液體回收到其他回收容器50-4。已分離出前述液體之前述廢棄物殘留於回收容器50-2。

第3(c)圖係說明將混合物提供給帶式運送機裝置，於移動中分離出前述廢棄物與前述液體之分離回收手段例之說明圖。

如第3(c)圖所示，在排出口16附近處理之前述廢棄物與前述液體之混合物，係提供給具備帶狀物之帶式運送機裝置80-1之帶狀物之一端部上；前述帶狀物係由不讓前述廢棄物通過而讓前述液體通過之不銹鋼製篩孔56所形成。如此一來，藉由不銹鋼製篩孔56，分離出前述液體，並回收於配置在帶式運送機裝置80-1下部之其他回收容器50-5內。

前述廢棄物係於帶式運送機裝置80-1之帶狀物的行進方向之末端部，藉由重力被分離而往下方落下，回收於回收容器50-6。

第3(d)圖係說明第3(c)圖所示之分離回收手段之其他例之說明圖。

如第3(d)圖所示，在排出口16附近處理之前述廢棄物與前述液體之混合物，係提供給具備帶狀物之帶式運送機裝置80-2之帶狀物之一端部上；前述帶狀物係對於水平方向僅傾斜角度θ而配置，由合成橡膠等所做成。

如此一來，由於如前述僅傾斜角度，因此前述液體係藉由重力而從前述混合物分離，朝向行進方向末端，如箭頭所示，較前述廢棄物更快度流下帶狀物上而於回收容器50-7回收。

前述角度θ係取決於前述混合物、前述廢棄物、前述液體之物性，或帶狀物材質或帶狀物之移動速度等，因此宜預先測試以決定前述液體藉由重力而從前述混合物分離，朝向行進方向末端，如箭頭所示較前述廢棄物會更快度流下之角度θ。

55為剷取手段，與帶狀物之間設置前述液體通過之未圖示間隙，配置於帶狀物上方。然後，從帶狀物上已分離出液體之前述廢棄物係由剷取手段55，如箭頭所示被剷取而回收於回收容器50-8。

藉此，與廢棄物同時含有該廢棄物所含之細菌或惡臭成分等狀態之液體，能夠以高溫高壓蒸汽處理。然後，處理後被分離回收之液體雖含有重金屬類水溶性化合物，但可於惡臭‧有害成分已被分解的狀態下回收，因此無須將分離回收的液體進行二次處理，不耗費勞力，可達到縮短時間。

然而，須從液體分離出重金屬類水溶性化合物時，則需要二次處理。

接著，有關本實施形態之含重金屬類廢棄物處理裝置之作用，與實施形態之液體回收方法一同說明。於本實施形態，作為含有處理對象之重金屬類之廢棄物，包括例如從醫院、大學、其他研究所等醫療相關機關所排出的血液、手術後內臟、脫脂棉、紙尿布、血液供給用管、點滴容器、樹脂製針筒等醫療類廢棄物。

再者，注射針頭等金屬類或玻璃製物品係預先篩選去除。在關閉排出口16之開閉機構26的狀態下，打開密閉容器12之投入口42之開閉機構24，投入例如2m³程度之含重金屬廢棄物、及前述Ca成分原料與SiO₂成分原料。關閉投入口42之開閉機構24，於封閉密閉容器12的狀態下，於前述密閉容器內，從蒸汽噴出手段14之蒸汽噴出管28，噴出例如設定在250℃、25atm程度之高溫高壓蒸汽。

藉由噴出的蒸汽，密閉容器12內成為例如250℃、1MPa程度之高溫高壓狀態。於密閉容器12內，在高溫高壓的條件下，藉由旋轉的攪拌葉片48攪拌廢棄物，一面使其粉碎一面處理廢棄物。

若予以處理，則預先含於廢棄物之Ca成分或新添加之Ca成分、與預先含於廢棄物之SiO₂成分或新添加之SiO₂成分會進行水熱反應，形成具有穩定的所謂矽酸鈣(雪矽鈣石：5CaO‧6SiO₂‧5H₂O雪矽鈣石)礦物的層狀構造之結晶，於該層狀結晶構造形成過程中，重金屬類被帶入並封在層狀結晶構造中。

大部分的重金屬類係如前述被帶入並封在雪矽鈣石層狀結晶構造中，而於前述廢棄物種存在有陰離子時，會溶入水蒸汽亦或溶解於水中。

又，廢棄物所含(或附著)之病原體等被充分滅菌，並且一面分解惡臭成分一面處理。

又，於處理中，與廢棄物同時含於廢棄物中之水分，亦由高溫高壓蒸汽處理。此類處理若進行所需時間，例如約40分鐘，則廢棄物中之有機物會被處理為粉碎成例如0.3~0.8mm程度的粒狀之碳狀態。

如上述處理過廢棄物後，若藉由冷卻手段70冷卻密閉容器12，將封閉空間S1內之水蒸汽予以液化，則積存含有前述重金屬類水溶性化合物之經處理之廢棄物，成為混有該液體與含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之經處理之廢棄物的狀態，因此藉由分離回收手段18，例如第1圖及第3(a)圖所示，將前述混合物暫且回收於回收容器50-1，藉由形成於回收容器50-1之底部、不讓前述廢棄物通過而讓前述液體通過之不銹鋼製篩孔56，分離出前述液體，並回收於配置在回收容器50-1下部之其他回收容器50-3內。前述廢棄物係於回收容器50-1之不銹鋼製篩孔56上，被與前述液體分離而殘留，因此於取出時，藉由以旋轉軸52為中心、未圖示之受到控制的驅動裝置驅動，令不銹鋼製篩孔56往箭頭方向旋轉，開放扣合部53以使其藉由重力往下方落下，於未圖示之回收容器回收前述廢棄物。

經處理之廢棄物係例如被分離出液體，有機物則成為碳，變成已封住重金屬類之雪矽鈣石及經處理之土粒子等，可於搬運、管理等時候容易處理的狀態下回收。

藉此，僅以一台裝置，即可處理廢棄物，並且可將廢棄物與液體予以分離回收。又，無須將混合有液體狀態下之難以處置的廢棄物搬到外部，可接續於處理，連續從密閉容器直接以簡單的操作來分離回收。又，分離回收的構成亦簡單，能夠以低成本來製造。再者，各開閉機構係以手動操作來開閉之構成，或以用電等機械性操作來開閉之構成均可。

以上所說明的次臨界水反應係僅以高壓水蒸汽作為反應原動力而使用，因此完全不使用藥品等人工資材，可謂最安全的處理技術。次臨界水反應(溫度100~374℃左右、壓力0.1~22.1MPa)係依據水蒸汽之溫度及壓力條件，如第6圖所示具有各種反應區。

例如於下水道污泥再生資源化所利用的次臨界水處理條件，係於溫度200℃左右、壓力1.2~1.6MPa，以「水解反應」作為主反應的區域，活用反應原理與包含人類在內的動物或發酵微生物所進行的分解反應相同之區域。水道污泥係藉由水解而進行低分子化，分別將纖維質水解為葡萄糖或寡糖類，蛋白質水解為胺基酸或胜肽，脂質類水解為有機酸類。因此，可導入於處理污泥之直接物質利用或甲烷發酵效率化等多目的之資源再生系統。又，具有可確保各種環境安全性的特徵，諸如進行病原微生物或病毒等之滅菌‧破壞、分解農藥等有害化學物質、及藉由重金屬類固化可抑制溶出等。

關於下水道污泥，如下述可利用作為各式各樣的再生資源。

(1)農耕地土壤改良材料：下水道污泥之次臨界水處理可進行穩定的水解處理，能夠以顆粒化的狀態生成，可作為便利性高的農綠地土壤改良材料。

(2)污泥有機肥料：使下水道污泥乾燥或發酵，若可確認肥料效用成分或重金屬農用基準等之安全性，則可作為一種「普通肥料」來利用。

(3)甲烷發酵預處理功能

高分子有機物係由於水解而加快微生物分解，亦即一次發酵的速度，同時氣體收率變高。例如甲烷發酵的情況，甲烷氣體收率增強約1.5~2.8倍，可增強物質或能量回收率。

又，亦可與生活類垃圾或食品廢棄物等進行混合處理，於污水處理場進行聯合處理時，藉由甲烷發酵發電亦可實現電力與熱源自給系統。

如以上具有各種利用性，就每一種而言，重金屬類之安全性確保均為重要課題。

針對含重金屬類下水道污泥藉由次臨界水處理所造成的重金屬固化特性，進行試驗。

(1)試驗裝置：第1圖所示之次臨界水處理裝置為實用類型，反應容積2m³之分批處理類型。使用鍋爐能力500kg/h的裝置。

(2)試驗條件：有機物水解為主反應之次臨界水區係溫度200℃左右，壓力為該當溫度之飽和蒸汽壓之1.2~1.6MPa。溫度‧壓力條件若高於此，則導致過度分解，變成發生養分損失的區域。因此，溫度設在1.8~200℃的範圍。

(3)試驗操作：將預先已得知Ca成分及SiO₂成分少的下水道脫水污泥(含水率約78質量%)，在前述次臨界水反應裝置內處理中，添加其量足以形成至少用以將下水道污泥300Kg所含之重金屬類，封在雪矽鈣石結晶構造中之雪矽鈣石之Ca成分原料[氧化鈣(CaO)]及SiO₂成分原料[(氧化矽(SiO₂)]13Kg，將Ca成分原料及SiO₂成分原料與下水道脫水污泥仔細攪拌，投入添加混合後之原料後，將蒸汽壓入直到成為次臨界水反應條件為止，一面保持該預定條件，一面進行所需時間之次臨界水處理。此反應時間在30分鐘至1小時的範圍內。反應結束後，冷卻至常溫，脫氣以回到常壓後，分離出含有已液化成分之液體10Kg，接著分離取出含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之污泥約300多公斤(引起飽和蒸汽之水和反應，重量稍微增加)。

針對合計30個檢體之原料下水道脫水污泥、含有已液化成分之液體、及含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之污泥，採下述分析方法，進行含肥料成分之一般有機成分與重金屬類及微量化學物質之理化學分析。

針對處理污泥匯總其結果，算出次臨界水處理所造成的固化率(相對於原料下水道脫水污泥中之重金屬濃度之處理污泥的濃度減少量之比率)，於第7圖表示其平均值及標準差範圍。

MPa分析方法：

遵循根據昭和48年日本總理府令第5號之重金屬溶出試驗法。

於表1及表2，表示含有含有已封住前述重金屬類之雪矽鈣石之污泥的分析結果中之兩例。

另，於表3，表示根據日本國土交通省土木研究所進行的調查結果(「土壤污染環境基準」日本環境廳告示第46號、平成3年8月)所做成日本下水道污泥之重金屬濃度。

從下水道污泥全國調查結果來看，若可藉由次臨界水處理，來通過表3所記載的土壤環境基準最大值，則全國可安心達成關於下水道污泥重金屬的安全化。

從表3來看，Cr之最大值約650mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Cr之固化率平均45%，則於進行次臨界水處理後約為360mg‧kg^-1，故符合表1~表3所示之肥料基準。

從表3來看，Pb之最大值約180mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Pb之固化率平均45%，則於進行次臨界水處理後約為99mg‧kg^-1，稍微低於100mg‧kg^-1，在表1~表3所示之肥料基準以下。

從表3來看，Cd之最大值約7.4mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Cd之固化率平均約58%，則於進行次臨界水處理後約為3.1mg‧kg^-1，低於表1~表3所示之肥料基準。

從表3來看，As之最大值約101mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之As之固化率平均約57%，則於進行次臨界水處理後約為44mg‧kg^-1，故符合表1~表3所示之肥料基準。

同樣地，從表3來看，Hg之最大值約7.3mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Hg之固化率平均約78%，則於進行次臨界水處理後約為1.6mg‧kg^-1，故符合表1~表3所示之肥料基準。

從表3來看，Zn之最大值約3020mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Zn之固化率平均約75%，則於進行次臨界水處理後約為755mg‧kg^-1，關於鋅、銅不採肥料基準而採土壤濃度基準，以下水道污泥作為肥料，與施用後的土壤混合時，求出120mg‧kg^-1。藉由謹慎施用，可遵守表1~3所示之土壤環境基準。

從表3來看，Ni之最大值約417mg‧kg^-1，若適用第7圖所示之Ni之固化率平均約60%，則於進行次臨界水處理後約為167mg‧kg^-1，故符合表1~表3所示之肥料基準。

從以上來看，據判藉由次臨界水處理，可全國性製造下水道污泥藉由重金屬固化而可符合農業用地基準值(肥料基準)之污泥資源化製品。

再者，關於鋅而言，以防範土地污染於未然為目的，由於其為監視上有效的物質，因此依據農業用地的自然蘊藏量，制訂鋅濃度120ppm的管理基準(「農業用地土壤中重金屬等防止累積管理基準」、昭和59年11月日本環境廳水質保全局長通知)。此係藉由以鋅作為指標，以將鎘或砷等有害物質的累積控制在最小限度為目的而設定。須留意該數值120ppm只是散布於農地後之關於土壤的管理濃度。

表3所記載的溶出基準(前述土壤環境基準)係以防止重金屬地下水污染為目的而設定。此係以終身持續飲用含重金屬地下水仍安全作為基準而設定，進行一定的溶出操作，測定溶出液濃度而判斷。

如前述，確認每一重金屬類在次臨界水處理後均為溶出基準值以下。

藉由針對所有試料進行次臨界水處理，遑論符合土壤環境基準，而且低於農業用基準，可知相對於重金屬，可視為安全的有機肥料(包含堆肥)。

已表示藉由對下水道污泥適用「次臨界水處理技術」，可將重金屬固化到無害化位準，可抑制溶出。亦即，即使是以往最大濃度的地下水污泥，仍可使其符合農業用重金屬含有基準，且實證性地表示了可於短時間內直接進行安全的污泥肥料化。

接著表示亦針對已分離之前述液體，以前述分析方法，進行含肥料成分之一般有機成分與重金屬類及微量化學物質之理化學分析之一例。

前述液體中之92.7質量%為pH4.8的水。前述液體中之固體成分中之有機碳為3.6質量%。

前述液體中之肥料成分及重金屬含量如下。

重金屬：

已分離之前述液體係按照關於重金屬之水環境基準及排水基準，而由於亦含有重金屬以外之水質污染物質，因此按照排水基準，進行應進行的水處理，並予以排水。又，於污水處理場，則是回送到水處理系統之後，再排放至公共水域。

接著，記載有關次臨界水處理設備之經濟性。

次臨界水處理設備之構成亦如第1圖所示包括以下4種構成：(1)高壓蒸汽鍋爐；(2)壓力槽(附攪拌機)；(3)溫度壓力控制盤；及(4)原料及處理性製品投入‧轉移‧儲存設備。

主要投入資料為鍋爐用燃料(A重油等)、驅動馬達及水。該等的能量消耗量係每處理量，水約為20L/t，電力消耗量為25kwh/t程度。

若與習知之碳化設備的情況相對照，就能量投入而言為1/3程度，就建設費用而言為1/3~1/4程度，其為經濟性甚高的方法。

如以上，表示了藉由次臨界水處理，可使下水道污泥成為安全的有機質資源。在我國，因農業經濟趨於衰退，從事農業者減少，並且遊樂休閒農地擴大。因此，使農耕地土壤活化，培養具再生生產能力之土壤事關重大。

除此之外，由於可製造功能性高的推肥，因此可隨著農產品品質提升而達成農業經濟效率化。又，對於我國耕作放棄地等農耕地土壤的修復，藉由有機質進行改質改善係甚為重要。從費用效果方面來看，強烈期待促進藉由次臨界水處理而被安全化之下水道污泥的積極有效運用。

以上所說明本發明之含重金屬類廢棄物處理裝置及含重金屬類廢棄物處理方法，不只限於上述實施形態的構成，在不脫離申請專利範圍所記載本發明之本質的範圍內，亦可進行任意改變。

(產業上之可利用性)

本發明之含重金屬類廢棄物處理裝置係僅以一台裝置，即可利用高溫高壓蒸汽來安全處理含重金屬類廢棄物，並且固定前述重金屬類以抑制溶出，於處理後，能夠以簡單的操作，連續將前述重金屬類已固定之廢棄物與液體分離並回收，構造簡單、成本低；尤其無須將混合有液體狀態下之難以處置的廢棄物搬到外部，可從已處理之第1密閉容器直接分離回收，使作業簡便，可流暢進行，裝置整體不會大型化，成本低；又，與液體分離回收之廢棄物處於水分少的狀態，在處置或搬運、管理等方面甚為便利，發揮例如可在短時間內，將已碳化之廢棄物加工獲得燃料或土壤改良材料的顯著效果，故產業上的利用價值甚高。