WO2005025768A1 - 焼却飛灰の処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

この発明に係る焼却飛灰の処理方法においては、焼却炉１から排出された焼却飛灰がベルトフィルタ２上を移動しながら水洗脱塩され、直ちに固液分離がなされる。ベルトフィルタ２上に残留した固形物は、水分４５～６０％の飛灰ケークとなって混練機６に供給され、コンクリートスランプの値が２０ｃｍ以上となるまで混練された後、ピストンポンプ９により配管１０内を図示しないセメント焼成用のキルンまで圧送される。

Description

明 細 書 焼却飛灰の処理方法及び装置

[技術分野]

この発明は、 焼却設備等より排出される焼却飛灰の処理方法及び装置に係り、 特に焼却飛灰をセメント製造用原料として利用する方法及び装置に関する。

[背景技術]

従来、 可燃性の家庭ごみ廃棄物及び産業廃棄物は、 廃棄物焼却施設のスト一力 式焼却炉、 流動床式焼却炉、 溶融式焼却炉、 口一夕リーキルン、 バッチ炉等にお いて焼却され、 焼却灰として廃棄物最終処分場に埋立て処分される。 焼却灰のう ち集塵機等で捕集される飛灰 （ばいじん） は、 塩素濃度が高く、 重金属類及びダ ィォキシン類で過度に汚染されており、 平成 3年の廃棄物処理法の改正により特 別管理一般廃棄物に指定されている。 一方、 焼却灰のうち焼却残渣として排出さ れる主灰 （炉底灰、 炉下灰） の塩素濃度、 重金属類濃度及びダイォキシン類濃度 は、 飛灰と比較するとはるかに少ない。 しかしながら、 廃棄物最終処分場の安全 性を確保するため、 最終処分される焼却灰中の重金属類の濃度やダイォキシン類 の含有量が、 法律で定められる所定値を超過するものについては、 遮断型最終処 分場に埋立て処分するか、 溶融、 セメント固化、 ダイォキシン類の分解処理を行 なつた後、 管理型最終処分場に埋立て処分することが義務づけられている。 ところで、 廃棄物焼却施設より発生する焼却灰は、 セメント原料として必要な C a〇、 S i 0₂、 A l ₂〇₃及び F e ₂0₃等を含んでいるため、 セメント焼成用 の原料として十分に再資源化することができる。 加えて、 セメント焼成工程のな かで原料は 1 4 0 0 °C以上の高温に晒されるため、 焼却灰中のダイォキシン類の 分解が可能であるほか、 重金属類はセメントクリンカ鉱物中に取り込まれて固定 化することができる。

これらの理由により、 近年、 焼却灰を原料の一部に用いたセメント製造技術が 確立され、 焼却主灰及び焼却飛灰がセメントに再資源ィ匕されている。 通常、 焼却 主灰は磁力選別による鉄分除去及びふるいによる異物除去のみを施してセメント 原料とされる。 一方、 焼却飛灰には N a C 1等の形で塩素が高濃度で含まれてお り、 キルンの安定操業及びセメントの品質に悪影響を及ぼさないように、 水洗処 理による塩素成分の除去の後にセメント原料ィ匕されている。

上述したように、 特に焼却飛灰はダイォキシン類等の有害物質を多く含むこと があるが、 セメント製造施設の配置上、 焼却飛灰の水洗処理設備とセメント焼成 設備は多くの場合互いに離れた場所に設置せざるを得ないため、 各々の設備間を トラック等で輸送していた。従って、 輸送途中で焼却飛灰が飛散することによる 周辺環境への二次汚染を回避する方法が望まれている。

[発明の開示]

この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、 周辺環境への 二次汚染を防止しつつ焼却飛灰をセメント原料として利用することができる焼却 飛灰の処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明者は、 飛灰ケ一クの物理的な性状を調査し、 水分を含んだケークのまま 密閉型のポンプを用いて配管内を圧送することにより、 二次汚染の虞のない処理 方法を考案するに至った。

スト一力式焼却炉等の焼却設備から排出される飛灰には、 通常、 平均粒径 3 0 m程度の細かい粒子と、 平均粒径 5 0 0〃m程度の粗い粒子とが含まれている 。 この飛灰をスラリーとして輸送するために、 適当な水分を添加して配管内を圧 送しょうとすると、 配管中で粗い粒子が沈降分離して配管詰まりを起こす虞があ つ 1 。

そこで、 この発明においては、 水洗脱塩後の飛灰ケークの水分量を調整した状 態で飛灰ケークの流動性を高めることにより、 粗い粒子が沈降分離することを防 止した上で配管内へ圧送するようにした。

この発明に係る焼却飛灰の処理方法は、 焼却施設から排出された焼却飛灰を水 洗して脱塩し、 脱塩した後の飛灰ケ一クを水分 4 5〜6 0 %に調整し、 コンクリ 一トスランプの値が 2 0 c m以上となった後に飛灰ケ一クを密閉型のポンプによ り配管内へ圧送する方法である。

なお、 水分 4 5〜6 0 %に調整された飛灰ケ一クは、 混練することにより、 あ るいはタンク内で撹拌貯蔵することにより、 コンクリートスランプの値を 2 0 c m以上とすることができる。

また、 飛灰ケークの水分を 4 5〜6 0 %に調整する際に増粘剤を添加してもよ い。

密閉型のポンプにより配管を介して飛灰ケークをセメント焼成用のキルンへ圧 送することができる。

また、 この発明に係る焼却飛灰の処理装置は、 焼却施設から排出された焼却飛 灰を水洗脱塩して水分 4 5〜6 0 %の飛灰ケ^ "クを形成する水洗手段と、 水洗手 段で形成された飛灰ケークの流動性をコンクリートスランプの値が 2 0 c m以上 となるように調整する流動性調整手段と、 流動性調整手段で流動性が調整された 飛灰ケークを配管内へ圧送する密閉型のポンプとを備えたものである。

なお、 流動性調整手段としては、 飛灰ケークを混練する混練機、 あるいは飛灰 ケークを撹拌貯蔵するタンクを使用することができる。

また、 水洗手段としては、 ベルトフィル夕、 フィル夕プレス、 遠心分離機、 ド ラムフィル夕等の固液分離装置を用いることができる。

[図面の簡単な説明]

図 1は、 この発明の実施の形態に係る焼却飛灰の処理方法の流れを概略的に示 すフロー図、

図 2は、 他の実施の形態に係る焼却飛灰の処理方法の流れを概略的に示すフロ 一図である。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、 この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図 1にこの発明の実施の形態に係る焼却飛灰の処理方法の流れを概略的に示す 。 廃棄物焼却施設の焼却炉 1から排出されてスラリーとされた焼却飛灰を固液分 離するためのベルトフィル夕 2が配設され、 べソレトフィル夕 2の直上に散水のた めのスプレーノズル 3が配置されている。 ベルトフィル夕 2の集水皿 4には、 固 液分離後の水を浄化処理する水処理装置 5が接続されている。 また、 ル夕 2の出口端には混練機 6が配置され、 混練機 6に配管 7及びホースポンプ 8 を介して密閉型のピストンポンプ 9が接続されている。 さらに、 ピストンポンプ 9に配管 1 0を介して図示しないセメント焼成用のキルンが接続されている。 焼却炉 1から排出された焼却飛灰は、 図示しない溶解槽で 中でスラリーと されてベルトフィル夕 2に供給され、 上方のスプレーノズル 3から散水されると 共に下方から水分が真空吸引されつつベルトフィル夕 2上を出口側へと移動する 。 すなわち、 焼却飛灰はベルトフィル夕 2上を移動しながら水洗脱塩され、 直ち に固液分離がなされる。 固液分離後の塩素成分が溶解した水は、 ベルトフィル夕 2の集水皿 4に集められ、 さらに水処理装置 5へ送られ、 ここで重金属類に対し て適切な浄化処理がなされた後に排水される。

一方、 塩素成分が除去されてベルトフィルタ 2上に残留した固形物は、 水分を 含んだ飛灰ケークとなってベルトフィルタ 2から排出される。 このとき、 飛灰ケ ークの水分が 4 5〜6 0 %となるように、 ベルトフィル夕 2の搬送速度、 吸引の 真空度、 スプレーノズル 3からの散水の流量等が調整される。 なお、 飛灰中の平 均粒径 5 0 0〃m程度の粗い粒子の含有量が多い場合には、 ベルトフィル夕 2か ら排出された飛灰ケ一クに水を添加して、 水分 4 5 ~ 6 0 %とすることもできる このようにして、 水分 4 5〜6 0 %に調整された飛灰ケ一クは混練機 6に供給 され、 コンクリートスランプの値が 2 0 c m以上となるまで混練される。 ここで 、 コンクリートスランプの値は、 日本工業規格 J I S A 1 1 0 1 「コンクリ ートのスランプ試験方法」 に準拠した試験により測定されるものとする。 混練機 6としては、 ニーダ一や 2軸式ミキサー等の混練度の高いものを採用することが 好ましい。

混練機 6において流動性が調整された飛灰ケークは、 ホースポンプ 8により酉己 管 7内をピストンポンプ 9へと送られ、 さらにピストンポンプ 9により配管 1 0 内を図示しないセメント焼成用のキルンまで圧送される。 これにより、 飛灰ケ一 クがキルンに安定供給され、 セメントの製造が行われる。

なお、 ベルトフィル夕 2において水分 4 5 ~ 6 0 %の飛灰ケークを形成する際 に、 飛灰に増粘剤を添加すれば、 飛灰から平均粒径 5 0 0〃m程度の粗い粒子が 分離することを効果的に防止することができる。 増粘剤は、 通常、 グラウト （セ メント液注入） 用、 水中不分離性コンクリート用、 高流動コンクリート用等に用 いられるもので、 具体的には、 1 ) メチルセルロース、 ヒドロキシプロピルメチ ルセルロ一ス、 ヒドロキシェチルセルロース等のセルロース系、 2 ) ポリアクリ ルァミド、 ポリアクリル酸ソーダ等のァクリル系、 3 ) ポリビニルアルコール等 の水溶性ポリマー、 4 ) カードラン、 ゥエランガム等の多糖類の使用が可能であ る。 また、 高炉スラグ微粉末、 フライアッシュ微粉末、 石灰石微粉末等の無機系 微粉末も増粘剤として使用することもできる。

また、 ベルトフィル夕 2の代わりに、 フィル夕プレス等を用いて固液分離を行 うこともできる。

飛灰ケークを圧送する密閉型のポンプとしては、 ピストンポンプ 9の他、 チュ —ブ式、 ロー夕型あるいはダイヤフラム式のポンプ等を用いることもできる。 さらに、 ホースポンプ 8は、 混練機 6からピストンポンプ 9へ飛灰ケ一クを送 り込むためのものであり、 混練機 6とピストンポンプ 9の位置関係によっては、 ホースポンプ 8を省略し、 ピストンポンプ 9のみで昆練機 6からキルンへ飛灰ケ ークを圧送することができる。

図 2に示されるように、 混練機 6の代わりにタンク 1 1をベルトフィル夕 2の 出口端に配置し、 水分 4 5 ~ 6 0 %に調整された飛灰ケークをタンク 1 1内で撹 拌貯蔵することにより、 飛灰ケークの流動性をコンクリ一トスランプの値が 2 0 c m以上となるように調整することも可能である。

以上説明したように、 この発明によれば、 周辺環境への二次汚染を防止しつつ 焼却飛灰を配管内へ圧送し、 セメント原料として利用することができる。 飛灰ケ ークを水分 4 5〜6 0 %に調整し、 コンクリートスランプの値が 2 0 c m以上と なった後に飛灰ケークを圧送するので、 配管詰まりが防止されると共に不必要に 多量の水分を添加することによる熱エネルギーロスを最小限に抑えることが可能 となる。

Claims

請求の範囲

1 . 焼却施設から排出された焼却飛灰を水洗して脱塩し、

脱塩した後の飛灰ケークを水分 4 5〜6 0 %に調整し、

コンクリ一トスランプの値が 2 0 c m以上となつた後に飛灰ケークを密閉型の ポンプにより配管内へ圧送する

ことを特徴とする焼却飛灰の処理方法。

2 . 水分 4 5〜6 0 %に調整された飛灰ケークを混練することによりコンクリ —トスランプの値を 2 0 c m以上とする請求項 1に記載の焼却飛灰の処理方法。

3 . 水分 4 5〜6 0 %に調整された飛灰ケ一クをタンク内で撹拌貯蔵すること によりコンクリートスランプの値を 2 0 c m以上とする請求項 1に記載の焼却飛 灰の処理方法。

4 · 飛灰ケークの水分を 4 5〜 6 0 %に調整する際に増粘剤を添加する請求項 1に記載の焼却飛灰の処理方法。 '

5 . 密閉型のポンプにより酉管を介して飛灰ケ一クをセメント焼成用のキルン へ圧送する請求項 1に記載の焼却飛灰の処理方法。

6 . 焼却施設から排出された焼却飛灰を水洗脱塩して水分 4 5〜 6 0 %の飛灰 ケークを形成する水洗手段と、

前記水洗手段で形成された飛灰ケークの流動性をコンクリートスランプの値が 2 0 c m以上となるように調整する流動性調整手段と、

前記流動性調整手段で流動性が調整された飛灰ケ一クを配管内へ圧送する密閉 型のポンプと

を備えたことを特徴とする焼却飛灰の処理装置。

7 . 前記流動性調整手段は、 飛灰ケークを混練する混練機である請求項 6に記 載の焼却飛灰の処理装置。

8 . 前記流動性調整手段は、 飛灰ケークを撹拌貯蔵するタンクである請求項 6 に記載の焼却飛灰の処理装置。

9 . 前記水洗手段は、 ベルトフィル夕、 フィル夕プレス、 遠心分離機及びドラ ムフィル夕のうちのいずれかを含む請求項 6に記載の焼却飛灰の処理装置。