(57)【要約】【課題】溶融排ガスから集塵手段にて捕集された飛灰を容易に無害化できる飛灰処理装置の提供を目的とする。【解決手段】飛灰にＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を供給して混練する手段と、飛灰中のＣｒ含有量を測定する手段と、飛灰からの溶出液のｐＨを測定する手段と、予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、その予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を目標値として演算する手段と、その目標値となるように供給量を調整する手段とを備え、Ｃｒ含有量を測定する手段が、蛍光Ｘ線分析装置である飛灰処理装置を用いる。【選択図】図１
2010075897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムに設けられ、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれる飛灰であって集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理装置であって、
前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練手段と、
前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）含有量を測定するＣｒ含有量測定手段と、
前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、
予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する演算手段と、
前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように調整する供給量調整手段とを備え、
前記Ｃｒ含有量測定手段が、蛍光Ｘ線分析装置であることを特徴とする飛灰処理装置。
【請求項２】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムに設けられ、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰から重金属の溶出を抑制するための飛灰処理装置であって、
前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤、前記飛灰中の鉛（Ｐｂ）の溶出を防止するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練手段と、
前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）及びＰｂの各含有量を測定する重金属含有量測定手段と、
前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、
予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｃｒ（ＶＩ）溶出量の予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として演算する第１演算手段と、
前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第１目標値となるように調整する第１供給量調整手段と、
予め用意したＰｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との相関関係に基づいて、Ｐｂ及びＣｕの含有量の測定値から前記飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｐｂ及びＣｕの溶出量の予想値に基づき、Ｃｕの含有量にかかわらずＰｂの溶出を防止可能な前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値として演算する第２演算手段と、
前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値となるように調整する第２供給量調整手段とを備え、
前記重金属含有量測定手段が、蛍光Ｘ線分析装置であることを特徴とする飛灰処理装置。
【請求項３】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムであって、
前記スラグを炉外に排出するためのスラグ排出口よりも上流側の位置に前記スラグ排出口から排出されるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整するための塩基度調整剤を供給する塩基度調整剤供給手段と、
前記スラグの塩基度を測定する塩基度測定手段と、
測定された塩基度を、予め設定された塩基度の目標値となるように前記塩基度調整剤の供給量を調整する塩基度調整剤供給量調整手段と、
請求項１又は請求項２に記載の飛灰処理装置とを備え、
前記塩基度測定手段は、前記飛灰処理装置における前記蛍光Ｘ線分析装置を含み、前記蛍光Ｘ線分析装置によって、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出する手段を有することを特徴とする廃棄物処理システム。
【請求項４】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムを運転するにあたり、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理方法あって、
前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練工程と、
前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）含有量を測定するＣｒ含有量測定工程と、
前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定工程と、
予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する演算工程と、
前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように調整する供給量調整工程とを備え、
前記Ｃｒ含有量測定工程が、蛍光Ｘ線分析装置を用いることを特徴とする飛灰処理方法。
【請求項５】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムを運転するにあたり、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理方法あって、
前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤、前記飛灰中の鉛（Ｐｂ）の溶出を防止するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練工程と、
前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）及びＰｂの各含有量を測定する重金属含有量測定工程と、
前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定工程と、
予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｃｒ（ＶＩ）溶出量の予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として演算する第１演算工程と、
前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第１目標値となるように調整する第１供給量調整工程と、
予め用意したＰｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との相関関係に基づいて、Ｐｂ及びＣｕの含有量の測定値から前記飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｐｂ及びＣｕの溶出量の予想値に基づき、Ｃｕの含有量にかかわらずＰｂの溶出を防止可能な前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値として演算する第２演算工程と、
前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値となるように調整する第２供給量調整工程とを備え、
前記重金属含有量測定工程が、蛍光Ｘ線分析装置を用いることを特徴とする飛灰処理方法。
【請求項６】
投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムの運転方法であって、
前記スラグを炉外に排出するためのスラグ排出口よりも上流側の位置に前記スラグ排出口から排出されるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整するための塩基度調整剤を供給する塩基度調整剤供給工程と、
前記スラグの塩基度を測定する塩基度測定工程と、
測定された塩基度を、予め設定された塩基度の目標値となるように前記塩基度調整剤の供給量を調整する塩基度調整剤供給量調整工程と、
請求項４又は請求項５に記載の飛灰処理方法による飛灰からの重金属の溶出を抑制する飛灰処理工程とを備え、
前記塩基度測定工程は、前記飛灰処理工程における前記蛍光Ｘ線分析装置を用いて、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出する工程を有することを特徴とする廃棄物処理システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処理システムにおいて発生する飛灰からの重金属類、特に六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を抑制する飛灰処理装置、飛灰処理方法、前記飛灰処理装置を備えた廃棄物処理システム、及び前記廃棄物処理システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理システムにおいて廃棄物をガス化溶融処理した際に発生する排ガスには、飛灰が含まれている。この飛灰には、一般的に重金属類が多く含まれている。このため、飛灰を埋立処分すると、飛灰から溶出される重金属類によって、環境が汚染されることが懸念され、特に、鉛（Ｐｂ）、六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）については埋立処分をする際の溶出基準値（環告１３号）が設けられており、溶出基準値を満たすように、飛灰からの重金属類の溶出を防止する等の無害化処理を施すことが要求されている。
【０００３】
そこで、飛灰中の重金属類が溶出しないようにするための飛灰の無害化処理方法としては、例えば、重金属類を不溶化させたりする固定化等によって、重金属類の溶出を防止するための重金属溶出防止薬剤を飛灰に添加して混練することが挙げられる。具体的には、まず、排ガス中の飛灰をバグフィルタ等の集塵器によって捕集する。捕集された飛灰を飛灰搬送コンベア等によって、飛灰貯留槽に搬送する。そして、飛灰貯留槽から一定量の飛灰を切り出し、これと一定量の重金属溶出防止薬剤とを混練機によって混練する。そうすることによって、飛灰からの重金属類の溶出を抑制していた。
【０００４】
しかしながら、重金属類の溶出を抑制するために必要な重金属溶出防止薬剤の供給量は、ガス化溶融炉に投入される廃棄物の性状等によって異なるので、重金属類の溶出防止の観点から、重金属溶出防止薬剤を多めに供給しなければならないという問題があった。このような方法によれば、コストの低減等は困難であった。
【０００５】
そこで、これを解消する方法としては、例えば、特許文献１に記載の方法が挙げられる。下記特許文献１には、ジチオカルバミン酸基を有する液体キレート剤（重金属溶出防止薬剤）を飛灰に加えて処理する方法において、該飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有濃度を測定し、これらの測定値と上記液体キレート剤中のジチオカルバミン酸基濃度とから該飛灰に添加するに必要な液体キレート剤の添加量を決定する飛灰処理用液体キレート剤の必要添加量の決定方法が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−７０３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
重金属溶出防止薬剤を飛灰に添加して混練することによって、飛灰からの重金属類の溶出を抑制する方法としては、上記のように、重金属類の溶出を抑制するために必要な重金属溶出防止薬剤の適切な供給量をどのように決定するのかが問題となる。
【０００７】
特許文献１には、飛灰中のＰｂ及びＣｕ含有濃度を分析することによって、Ｐｂ及びＣｕの固定化に必要な重金属溶出防止薬剤の供給量を決定できることについては開示されている。しかしながら、溶出防止をしなければならない重要な重金属類として、Ｃｒ（ＶＩ）が存在するが、そのための重金属溶出防止薬剤の定量化については何ら提示されていない。
【０００８】
本発明は、廃棄物処理システムにおいて、飛灰からの重金属類、特にＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制可能な重金属溶出防止薬剤の供給量を適正かつ迅速に推定でき、重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる飛灰処理装置、飛灰処理方法、前記飛灰処理装置を備えた廃棄物処理システム、及び前記廃棄物処理システムの運転方法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】
【０００９】
Ｃｒ（ＶＩ）とその他の価数のＣｒとを合わせたＣｒの含有量は、蛍光Ｘ線分析装置を用いることによって、測定することができるが、Ｃｒ（ＶＩ）のみの含有量は、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定することが困難であった。しかしながら、本発明者等は、Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率が溶出液のｐＨと相関関係にあることに着目し、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止するための重金属溶出防止薬剤の定量化を達成するに到った。すなわち、本発明の一態様に係る飛灰処理装置は、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムに設けられ、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれる飛灰であって集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理装置であって、前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練手段と、前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）含有量を測定するＣｒ含有量測定手段と、前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する演算手段と、前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように調整する供給量調整手段とを備え、前記Ｃｒ含有量測定手段が、蛍光Ｘ線分析装置であることを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成によれば、飛灰中のＣｒ含有量、及び飛灰からの溶出液のｐＨを測定することによって、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＣｒ含有量を、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その目標値となるようにＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制することができる。
【００１１】
以上のことから、廃棄物処理システムにおいて、重金属類であるＣｒ（ＶＩ）の、飛灰からの溶出を抑制可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を適正かつ迅速に推定でき、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる。
【００１２】
本発明の他の一態様に係る飛灰処理装置は、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムに設けられ、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰から重金属の溶出を抑制するための飛灰処理装置であって、前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤、前記飛灰中の鉛（Ｐｂ）の溶出を防止するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練手段と、前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）及びＰｂの各含有量を測定する重金属含有量測定手段と、前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定手段と、予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｃｒ（ＶＩ）溶出量の予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として演算する第１演算手段と、前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第１目標値となるように調整する第１供給量調整手段と、予め用意したＰｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との相関関係に基づいて、Ｐｂ及びＣｕの含有量の測定値から前記飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｐｂ及びＣｕの溶出量の予想値に基づき、Ｃｕの含有量にかかわらずＰｂの溶出を防止可能な前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値として演算する第２演算手段と、前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値となるように調整する第２供給量調整手段とを備え、前記重金属含有量測定手段が、蛍光Ｘ線分析装置であることを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、まず、飛灰中のＣｒ含有量、及び飛灰からの溶出液のｐＨを測定することによって、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＣｒ含有量を、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その第１目標値となるようにＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制することができる。
【００１４】
そして、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量を測定することによって、有害なＰｂをＣｕの含有量にかかわらず飛灰からのＰｂの溶出を抑制するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を第２目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量を、上記と同様、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その第２目標値となるようにＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＰｂの溶出を抑制することができる。
【００１５】
以上のことから、廃棄物処理システムにおいて、重金属類であるＰｂ、Ｃｕ、及びＣｒの、飛灰からの溶出を抑制可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤及びＰｂ用重金属溶出防止薬剤の各供給量を適正かつ迅速に推定でき、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤及びＰｂ用重金属溶出防止薬剤をともに多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる。
【００１６】
本発明の他の一態様に係る廃棄物処理システムは、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムであって、前記スラグを炉外に排出するためのスラグ排出口よりも上流側の位置に前記スラグ排出口から排出されるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整するための塩基度調整剤を供給する塩基度調整剤供給手段と、前記スラグの塩基度を測定する塩基度測定手段と、測定された塩基度を、予め設定された塩基度の目標値となるように前記塩基度調整剤の供給量を調整する塩基度調整剤供給量調整手段と、前記飛灰処理装置とを備え、前記塩基度測定手段は、前記飛灰処理装置における前記蛍光Ｘ線分析装置を含み、前記蛍光Ｘ線分析装置によって、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出する手段を有することを特徴とするものである。
【００１７】
上記のように、廃棄物をガス化溶融処理して、溶融炉からスラグを排出させる際、溶融炉からスラグの排出を容易にするために、溶融炉内で形成されるスラグの溶融点や溶流点が低いことが望ましい。そして、このスラグの溶融点や溶流点は、スラグの酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との質量比（塩基度）に依存していることが知られている。そこで、スラグの塩基度を調整する方法としては、一般的に、ＳｉＯ２を主成分とする珪砂等の塩基度調整剤を供給されている。しかしながら、その供給量は、経験に頼る部分や多めに供給していることが多かった。
【００１８】
そこで、上記構成によれば、前記飛灰処理装置における蛍光Ｘ線分析装置によって、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出することができる。そして、このスラグの塩基度の測定値に基づいて、塩基度調整剤の適正な供給量が推定される。
【００１９】
以上より、前記飛灰処理装置における蛍光Ｘ線分析装置を用いることによって、飛灰に供給される重金属溶出防止薬剤の適正な供給量を迅速に推定することができるだけではなく、スラグに供給される塩基度調整剤の適正な供給量も迅速に推定することができる。
【００２０】
本発明の他の一態様に係る飛灰処理方法は、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムを運転するにあたり、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理方法あって、前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練工程と、前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）含有量を測定するＣｒ含有量測定工程と、前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定工程と、予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する演算工程と、前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように調整する供給量調整工程とを備え、前記Ｃｒ含有量測定工程が、蛍光Ｘ線分析装置を用いることを特徴とするものである。
【００２１】
上記構成によれば、飛灰中のＣｒ含有量、及び飛灰からの溶出液のｐＨを測定することによって、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＣｒ含有量を、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その目標値となるようにＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制することができる。
【００２２】
以上のことから、廃棄物処理システムにおいて、重金属類であるＣｒ（ＶＩ）の、飛灰からの溶出を抑制可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を適正かつ迅速に推定でき、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる。
【００２３】
本発明の他の一態様に係る飛灰処理方法は、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムを運転するにあたり、前記ガス化溶融炉から排出される溶融排ガス中に含まれ集塵手段にて捕集された飛灰からの重金属の溶出を抑制するための飛灰処理方法あって、前記飛灰中の六価クロム（Ｃｒ（ＶＩ））の溶出を防止するためのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤、前記飛灰中の鉛（Ｐｂ）の溶出を防止するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤を前記飛灰に供給して混練する混練工程と、前記飛灰中の総クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）及びＰｂの各含有量を測定する重金属含有量測定工程と、前記飛灰からの溶出液のｐＨを測定するｐＨ測定工程と、予め用意した溶出液のｐＨとＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＣｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出し、算出された比率をＣｒ含有量の測定値に乗ずることによって、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｃｒ（ＶＩ）溶出量の予想値に基づき、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能な前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として演算する第１演算工程と、前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第１目標値となるように調整する第１供給量調整工程と、予め用意したＰｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との相関関係に基づいて、Ｐｂ及びＣｕの含有量の測定値から前記飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算し、かつ、前記Ｐｂ及びＣｕの溶出量の予想値に基づき、Ｃｕの含有量にかかわらずＰｂの溶出を防止可能な前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値として演算する第２演算工程と、前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記第２目標値となるように調整する第２供給量調整工程とを備え、前記重金属含有量測定工程が、蛍光Ｘ線分析装置を用いることを特徴とするものである。
【００２４】
上記構成によれば、まず、飛灰中のＣｒ含有量、及び飛灰からの溶出液のｐＨを測定することによって、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を第１目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＣｒ含有量を、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その第１目標値となるようにＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制することができる。
【００２５】
そして、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量を測定することによって、有害なＰｂをＣｕの含有量にかかわらず飛灰からのＰｂの溶出を抑制するためのＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を第２目標値として適正に推定することができる。また、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量を、上記と同様、蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定するので、迅速に行うことができる。そして、その第２目標値となるようにＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を調整することによって、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、有害なＰｂの溶出を抑制することができる。
【００２６】
以上のことから、廃棄物処理システムにおいて、重金属類であるＰｂ、Ｃｕ、及びＣｒの、飛灰からの溶出を抑制可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤及びＰｂ用重金属溶出防止薬剤の各供給量を適正かつ迅速に推定でき、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤及びＰｂ用重金属溶出防止薬剤をともに多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる。
【００２７】
本発明の他の一態様に係る廃棄物処理システムの運転方法は、投入される廃棄物を熱分解し、その熱分解により発生する熱分解ガス中の灰分を溶融しスラグ化するガス化溶融炉を備える廃棄物処理システムの運転方法であって、前記スラグを炉外に排出するためのスラグ排出口よりも上流側の位置に前記スラグ排出口から排出されるスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を調整するための塩基度調整剤を供給する塩基度調整剤供給工程と、前記スラグの塩基度を測定する塩基度測定工程と、測定された塩基度を、予め設定された塩基度の目標値となるように前記塩基度調整剤の供給量を調整する塩基度調整剤供給量調整工程と、前記飛灰処理方法による飛灰からの重金属の溶出を抑制する飛灰処理工程とを備え、前記塩基度測定工程は、前記飛灰処理工程における前記蛍光Ｘ線分析装置を用いて、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出する工程を有することを特徴とするものである。
【００２８】
上記構成によれば、前記飛灰処理工程における蛍光Ｘ線分析装置によって、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定し、前記ＣａとＳｉとの各含有量から酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出し、その算出結果から前記塩基度を算出することができる。そして、このスラグの塩基度の測定値に基づいて、塩基度調整剤の適正な供給量が推定される。
【００２９】
以上より、前記飛灰処理工程における蛍光Ｘ線分析装置を用いることによって、飛灰に供給される重金属溶出防止薬剤の適正な供給量を迅速に推定することができるだけではなく、スラグに供給される塩基度調整剤の適正な供給量も迅速に推定することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、廃棄物処理システムにおいて、飛灰からの重金属類、特にＣｒ（ＶＩ）の溶出を抑制可能な重金属溶出防止薬剤の供給量を適正かつ迅速に推定でき、重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる飛灰処理装置、飛灰処理方法、前記飛灰処理装置を備えた廃棄物処理システム、及び前記廃棄物処理システムの運転方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る廃棄物処理システムの全体構成を示す概略図である。この廃棄物処理システムは、ガス化溶融炉２０と、このガス化溶融炉２０に対して廃棄物であるごみを供給するごみ供給部１０と、前記ガス化溶融炉２０から排出される溶融排ガスを処理するための排ガス処理部３０と、前記溶融排ガスから分離される飛灰を無害化処理する飛灰処理装置４０と、前記ガス化溶融炉２０で形成されるスラグの塩基度を調整する塩基度調整装置６０とを備える。なお、前記廃棄物処理システムでの処理対象となる廃棄物の種類は、特に制限されない。前記廃棄物としては、例えば、都市ごみ、下水汚泥、及びＰＣＢ汚染物等の各種廃棄物が挙げられる。
【００３２】
前記ごみ供給部１０は、ごみピット１１と、ごみ搬送装置１２と、給塵装置１３とを備える。前記ごみピット１１は、廃棄物処理システム外から搬入される処理対象であるごみを受け入れ、これを一旦貯留する。前記ごみ搬送装置１２は、ごみクレーン１４を備え、このごみクレーン１４が前記ごみピット１１内のごみをつかんで前記給塵装置１３へ搬送する。前記給塵装置１３は、ごみ投入ホッパ１５を備え、このごみ投入ホッパ１５が、前記ごみ搬送装置１２から投入されるごみを受け入れる。そして、前記給塵装置１３は、ごみ搬送用のスクリューコンベア１６を内蔵し、前記ごみ投入ホッパ１５内に投入されたごみを前記ガス化溶融炉２０に供給する。
【００３３】
前記ガス化溶融炉２０は、ガス化炉２１と溶融炉２２とを備える。前記ガス化炉２１は、前記給塵装置１３から供給されるごみを熱分解し、これによって熱分解ガスを生じさせる。このガス化炉２１としては、公知のガス化炉を用いることができ、例えば、流動床炉やキルン炉等が挙げられる。前記溶融炉２２は、前記熱分解ガス中の可燃成分を高温燃焼させるとともに、同ガス中の灰分を溶融してスラグを生じさせる。このスラグは、溶融炉２２内、例えば、溶融炉２２の炉壁に付着する。前記溶融炉２２の炉底にはスラグ排出口２３が設けられる。このスラグ排出口２３は、前記炉壁に付着し流下するスラグを炉外へ排出するためのものである。また、この溶融炉２２では、その炉内温度の調節のために必要に応じて図略のバーナーによる補助燃料の燃焼が行われてもよい。
【００３４】
前記排ガス処理部３０は、図２にも示すように、廃熱ボイラ３１と、ガス減温塔３２と、集塵装置３４と、誘引送風機３５と、煙突３６とを備える。なお、図２は、前記排ガス処理部３０の構成を示す概略図である。前記廃熱ボイラ３１は、前記溶融炉２３から排出される高温の溶融排ガスから熱を回収するためのものである。具体的には、例えば、前記溶融排ガスの保有する熱を利用して蒸気を生成し排出するものである。前記ガス減温塔３２は、前記廃熱ボイラ３１から排出される溶融排ガスが導入される塔本体と、この塔本体内に冷却水を噴霧する噴霧装置と、当該塔本体の出口でのガス温度を検出する温度センサと、この温度センサにより検出される出口ガス温度を一定に保つように前記噴霧装置による冷却水供給流量を調節するコントローラとを備える。前記廃熱ボイラ３１及び前記ガス減温塔３２は、前記溶融排ガスの温度を後段の前記集塵装置３４の使用に適した温度まで降下させる。
【００３５】
前記集塵装置３４は、前記ガス減温塔３２から排出される溶融排ガス中の飛灰をろ過分離するバグフィルタ３７を備える。また、前記集塵装置３４には、排ガス処理薬剤供給部３３を備えていてもよい。排ガス処理薬剤供給部３３は、前記ガス減温塔３２から排出される溶融排ガスに排ガス処理薬剤を供給することによって、溶融排ガス中の酸性ガス成分、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等を中和して除去する。その際、飛灰のｐＨも変化する可能性がある。飛灰のｐＨが変化することによって、飛灰から溶出される重金属類の種類が異なる。例えば、ｐＨが１０．５程度と比較的低ければ、Ｃｒは溶出されるが、Ｐｂはほとんど溶出されない。また、ｐＨが１２．５と高ければ、ＰｂもＣｒも溶出される。そして、この集塵装置３４により飛灰が除去された排ガスは、前記誘引送風機３５を経て、前記煙突３６から排出される。なお、排ガス処理薬剤としては、溶融排ガス中の酸性ガス成分を中和させるための排ガス処理薬剤であれば、特に限定なく使用できる。具体的には、例えば、消石灰や重曹等のアルカリ性物質等が挙げられる。
【００３６】
前記飛灰処理装置４０は、前記集塵装置３４によって分離され捕集される飛灰からの重金属の溶出を抑制し、飛灰を無毒化処理するための装置であって、飛灰搬出装置４１と、飛灰貯留槽４２と、飛灰投入ホッパ４３と、混練装置４４と、重金属溶出防止薬剤供給部４５と、重金属溶出防止薬剤供給量制御部４６とを備える。
【００３７】
前記飛灰搬送装置４１は、前記集塵装置３４によって分離され捕集される飛灰を、前記飛灰貯留槽４２に搬送する。前記飛灰貯留槽４２は、前記飛灰搬送装置４１によって搬送される飛灰を受け入れ、これを一旦貯留し、その後、前記飛灰投入ホッパ４３に投入する。投入のタイミングは、所定量貯留される毎であってもよいし、所定時間経過後であってもよい。前記飛灰投入ホッパ４３は、前記飛灰貯留槽４２から投入される飛灰を受け入れ、前記混練装置４４に搬送する。前記混練装置４４は、前記飛灰投入ホッパ４３によって搬送される飛灰と、前記重金属溶出防止薬剤供給部４５によって供給される重金属溶出防止薬剤とを混練する。
【００３８】
前記重金属溶出防止薬剤供給部４５は、重金属溶出防止薬剤貯留槽４７とポンプ４８とを備える。前記重金属溶出防止薬剤貯留槽４７は、飛灰からの重金属の溶出を防止するための重金属溶出防止薬剤を貯留する。重金属溶出防止薬剤としては、飛灰と混練することによって、飛灰からの重金属の溶出を防止することができるものであれば、特に限定なく用いることができ、公知の重金属溶出防止薬剤を用いることができる。具体的には、有毒なＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止させ無害化させる際に用いるＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤としては、例えば、亜硫酸ソーダや硫酸第１鉄等が挙げられる。これらのＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤を用いることによって、Ｃｒ（ＶＩ）を三価クロム（Ｃｒ（ＩＩＩ））に還元することができ、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出が防止される。また、Ｐｄの溶出を防止させ無害化させる際に用いるＰｂ用重金属溶出防止薬剤としては、例えば、ジカリウム＝ピペラジン−１，４−ジカルボジチオアート（重金属処理剤ＴＳ−２７５）等のジチオカルバミン酸塩類やリン酸等が挙げられる。これらのＰｂ用重金属溶出防止薬剤を用いることによって、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤がＰｂとキレート化等をし、不溶化（固定化）され、Ｐｂの溶出が防止される。なお、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤は、Ｐｂだけではなく、Ｃｕも固定化する。前記ポンプ４８は、前記重金属溶出防止薬剤貯留槽４７に貯留されている重金属溶出防止薬剤を前記混練装置４４に供給する。その際の供給量は、前記重金属溶出防止薬剤供給量制御部４６の制御による。
【００３９】
前記重金属溶出防止薬剤供給量制御部４６は、重金属含有量測定部４９と、ｐＨ測定部５０と、供給量目標値演算部５１と、重金属溶出防止薬剤供給量調整部５２とを備え、後述するように、重金属溶出防止薬剤の供給量を制御する。
【００４０】
前記重金属含有量測定部４９は、蛍光Ｘ線分析装置を備え、前記飛灰貯留槽４２に貯留された飛灰を一部取り出して、この蛍光Ｘ線分析装置によって、その飛灰中の重金属の含有量を測定する。その際、重金属の金属毎にその含有量が測定される。なお、Ｃｒの場合、Ｃｒ（ＶＩ）の含有量ではなく、他の価数のＣｒを含めたＣｒ（以下、「Ｔ−Ｃｒ」とも称する。）の含有量として測定される。また、蛍光Ｘ線分析装置としては、公知の蛍光Ｘ線分析装置を用いることができ、エネルギー分散型蛍光X線分析装置が好ましく用いられる。具体的には、例えば、アワーズテック株式会社製のＯＵＲＳＴＥＸ１６０等が挙げられる。前記ｐＨ測定部５０は、前記飛灰貯留槽４２に貯留された飛灰を一部取り出して、溶出処理を施して得られた溶出液のｐＨを測定する。その際に用いるｐＨ測定器としては、公知のｐＨ測定器を用いることができる。なお、以下、前記重金属として、Ｃｒの場合に着目して説明する。
【００４１】
前記供給量目標値演算部５１は、前記重金属含有量測定部４９から出力されるＴ−Ｃｒ含有量と、前記ｐＨ測定部５０から出力されるｐＨとから、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する。この目標値の演算は、測定したｐＨにおけるＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出するステップと、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算するステップと、目標値を演算するステップとにより達成される。なお、Ｃｒ（ＶＩ）等の重金属の溶出を防止可能な重金属溶出防止薬剤の供給量とは、重金属の溶出が所定の値、例えば、規制値以下になる最低量であることが好ましい。
【００４２】
測定したｐＨにおけるＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出するステップは、前記ｐＨ測定部５０から出力されるｐＨから算出することができる。このことは、溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量との間には相関関係があり、この相関関係は予め実測により求めることが可能である。具体的には、溶出液のｐＨと、Ｔ−Ｃｒ含有量と、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量とをそれぞれ各種分析計によって測定することによって、推算することが可能であり、当該相関関係は、例えば、一次式（直線式）に近似することが可能である。すなわち、この予め用意した溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量との相関関係に基づいて、前記ｐＨ測定部５０によって測定したｐＨにおけるＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率を算出することができる。
【００４３】
次に、前記飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量の予想値を演算するステップは、前記ステップによって算出されたＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率にＴ−Ｃｒ含有量を乗ずることによって演算することができる。
【００４４】
最後に、目標値を演算するステップは、前記予想値から演算することができる。具体的には、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量とＣｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量との間には相関関係があり、この相関関係は予め実測により求めることが可能である。より具体的には、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量を分析計によって測定し、各溶出量において、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量が所定の値、例えば、規制値以下になるＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を測定することによって、推算することが可能である。当該相関関係は、化学当量に従うので、例えば、一次式（直線式）に近似することが可能である。
【００４５】
以上より、前記供給量目標値演算部５１は、前記相関関係を記憶し、当該関係と、前記重金属含有量測定部４９から出力されるＴ−Ｃｒ含有量と、前記ｐＨ測定部５０から出力されるｐＨとに基づいて、Ｃｒ（ＶＩ）の溶出を防止可能なＣｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する。
【００４６】
前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部５２は、前記Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように、前記ポンプ４８に制御信号を出力して、前記ポンプ４８の駆動時間及び駆動速度等を調整する。
【００４７】
なお、前記供給量目標値演算部５１及び前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部５２は、マイクロコンピュータ等により構成される。
【００４８】
前記塩基度調整装置６０は、前記溶融炉２２のスラグ排出口２３から排出されるスラグの塩基度を調整するための装置である。前記塩基度調整装置６０は、塩基度調整剤供給装置６１と、スラグ塩基度測定部６２と、塩基度調整剤調節部６３とを備える。
【００４９】
前記塩基度調整剤供給装置６０は、前記ガス化炉２１に投入されるごみの中に塩基度調整剤を供給するための装置であって、その供給用の搬送手段であるスクリューコンベア６４と、このスクリューコンベア６４を回転させるモータ６５とを備える。前記塩基度調整剤は、公知の塩基度調整剤を用いることができる。排出されるスラグの塩基度が高い場合には、具体的には、例えば、スラグの塩基度を下げるためにＳｉＯ２が主成分である珪砂等が挙げられる。
【００５０】
前記スラグ塩基度測定部６２は、前記飛灰処理装置４０における蛍光Ｘ線分析装置を備える。そして、前記蛍光Ｘ線分析装置によって、前記スラグ中のカルシウム（Ｃａ）とケイ素（Ｓｉ）との各含有量をそれぞれ測定する。ＣａとＳｉとの各含有量から、酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との含有量をそれぞれ算出する。具体的には、例えば、ＣａＯの場合、Ｃａの含有量の測定値に（４０＋１６）／４０＝１．４を乗じた値が、ＣａＯの含有量となる。また、例えば、ＳｉＯ２場合、Ｓｉの含有量の測定値に（２８＋１６×２）／２８＝１５／７を乗じた値が、ＳｉＯ２の含有量となる。そして、その算出結果の比から、前記塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を算出する。そうすることによって、ここでの蛍光Ｘ線分析装置と前記飛灰処理装置４０における蛍光Ｘ線分析装置とが同一であることによって、初期投資額を減らすことができ、好ましい。
【００５１】
前記塩基度調整剤調節部６３は、前記スラグ塩基度測定部６２によって算出される塩基度が、予め設定された目標値、例えば、０．８等に近づけるための塩基度調整剤の供給量を決定する。そして、この決定された供給量が得られるように、前記塩基度調整剤供給装置６０のモータ６５に制御信号を出力してその駆動速度を制御する。前記塩基度の測定値と実際の塩基度調整剤供給量との関係は、理論上又はシミュレーション上、予め用意しておくことは可能である。また、前記塩基度調整剤調節部６３は、マイクロコンピュータ等により構成され、前記供給量目標値演算部５１及び前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部５２と同一のマイクロコンピュータ等から構成されていてもよい。
【００５２】
以上より、本実施形態に係る廃棄物処理システムは、飛灰からの重金属であるＣｒの溶出を確実に防止する重金属溶出防止薬剤の供給量を適正かつ迅速に推定でき、重金属溶出防止薬剤を多量に供給することなく、飛灰を容易に無害化することができる。
【００５３】
また、廃棄物処理システムは、前記塩基度調整装置６０を備えていなくてもよいが、前記塩基度調整装置６０を備えることによって、前記飛灰処理装置４０における蛍光Ｘ線分析装置を用いることによって、飛灰に供給される重金属溶出防止薬剤の適正な供給量を迅速に推定することができるだけではなく、スラグに供給される塩基度調整剤の適正な供給量も迅速に推定することができる。
【００５４】
また、廃棄物処理システムは、前記排ガス処理部３０の構成に限定されず、例えば、図３に示すような構成であってもよい。なお、図３は、前記排ガス処理部３０の他の構成を示す概略図である。前記集塵装置３４は、第１バグフィルタ３８と、排ガス処理薬剤供給部３３と、第２バグフィルタ３９とを備える。前記第１バグフィルタ３８は、前記バグフィルタ３７と同様の構成であって、前記ガス減温塔３２から排出される溶融排ガス中の第１飛灰をろ過分離して捕集する。前記第２バグフィルタ３９は、前記第１バグフィルタ３８の後段に備えられ、前記第１バグフィルタ３８を通過したガス中に残存する第２飛灰をろ過分離して捕集する。そして、前記第１バグフィルタ３８と前記第２バグフィルタ３９との間に備えられた前記排ガス処理薬剤供給部３３によって、前記第１バグフィルタ３８を通過したガスに排ガス処理薬剤を供給することによって、溶融排ガス中の酸性ガス成分、例えば、塩化水素（ＨＣｌ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等を中和して除去する。その際、飛灰のｐＨも変化する。飛灰のｐＨが変化することによって、飛灰から溶出される重金属類の種類が異なる。そうすることによって、前記第２バグフィルタ３９によって捕集される前記第２飛灰は、前記第１バグフィルタ３８によって捕集される前記第１飛灰よりＰｂが溶出されやすい。
【００５５】
そして、前記第２飛灰よりＰｂが溶出されにくい前記第１飛灰は、第１飛灰処理装置７１によって、無毒化処理が施される。この際、前記第１飛灰は、Ｐｂが溶出されにくいが、第１飛灰処理装置７１においては、Ｃｒ（ＶＩ）だけではなく、Ｐｂの溶出を抑制する無害化処理を施してもよい。また、前記第２飛灰は、第２飛灰処理装置７２によって、無毒化処理が施される。そして、第１飛灰処理装置７１及び第２飛灰処理装置７２としては、重金属溶出防止薬剤供給量制御部が、前記重金属溶出防止薬剤供給量制御部４６と異なる以外、前記飛灰処理装置４０と同様のものを用いることができる。ここでの重金属溶出防止薬剤供給量制御部は、重金属含有量測定部と、供給量目標値演算部と、重金属溶出防止薬剤供給量調整部とを備え、後述するように、重金属溶出防止薬剤の供給量を制御する。
【００５６】
前記重金属含有量測定部は、前記重金属含有量測定部４６の前記重金属含有量測定部４９と同様であって、前記第１飛灰及び第２飛灰（以下、各飛灰とも称する）中の重金属の含有量を測定する。なお、ここでは、各飛灰からのＣｒ（ＶＩ）の処理は、上記の場合と同様であるので、各飛灰中のＰｂについて説明する。前記供給量目標値演算部は、前記重金属含有量測定部から出力されるＰｂ及びＣｕの含有量から、Ｃｕの含有量にかかわらず、有害なＰｂの溶出を防止可能なＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する。この目標値の演算は、前記各飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算するステップと、目標値を演算するステップとにより達成される。
【００５７】
前記各飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算するステップは、前記重金属含有量測定部から出力されるＰｂ及びＣｕの含有量から算出することができる。このことは、Ｐｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との間には相関関係があり、この相関関係は予め実測により求めることが可能である。具体的には、Ｐｂ及びＣｕの含有量と、Ｐｂ及びＣｕの溶出量とをそれぞれ各種分析計によって測定することによって、推算することが可能であり、当該相関関係は、例えば、一次式（直線式）に近似することが可能である。すなわち、この予め用意したＰｂ及びＣｕの含有量とＰｂ及びＣｕの溶出量との相関関係に基づいて、前記各飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量の予想値を演算することができる。
【００５８】
次に、目標値を演算するステップは、前記予想値から演算することができる。このことは、Ｐｂ及びＣｕの溶出量とＰｂの溶出を防止可能なＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量との間には相関関係があり、この相関関係は予め実測により求めることが可能である。具体的には、Ｐｂ及びＣｕの溶出量を分析計によって測定し、各溶出量において、Ｐｂ溶出量が所定の値、例えば、規制値以下になるＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を測定することによって、推算することが可能である。当該相関関係は、化学当量に従うので、例えば、一次式（直線式）に近似することが可能である。
【００５９】
以上より、前記供給量目標値演算部は、前記相関関係を記憶し、当該関係と、前記重金属含有量測定部から出力されるＰｂ及びＣｕの含有量とに基づいて、Ｃｕの含有量にかかわらず、有害なＰｂの溶出を防止可能なＰｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を目標値として演算する。
【００６０】
前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部は、前記Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の供給量を前記目標値となるように、前記ポンプ４８に制御信号を出力して、前記ポンプ４８の駆動時間及び駆動速度等を調整する。
【００６１】
なお、ここでの前記供給量目標値演算部及び前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部は、マイクロコンピュータ等により構成され、前記供給量目標値演算部５１、前記重金属溶出防止薬剤供給量調整部５２及び前記塩基度調整剤調節部６３と同一のマイクロコンピュータ等から構成されていてもよい。
【００６２】
以下、前記廃棄物処理システムを用いた場合についての実測値等について説明する。
【００６３】
まず、重金属であるＣｒについて説明する。
【００６４】
図４は、３つの廃棄物処理システム（施設Ａ、施設Ｂ及び施設Ｃ）における、飛灰中のＴ−Ｃｒ含有量と未処理飛灰からのＣｒ（ＶＩ）の溶出量との関係を示すグラフである。図４に示すように、飛灰中のＴ−Ｃｒ含有量と飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量とには相関関係がないことがわかる。このことから、飛灰中のＴ−Ｃｒ含有量を測定するだけでは、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量を推定することができず、よって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を演算することができないことを示す。
【００６５】
ただし、Ｃｒ（ＶＩ）の含有量とＣｒ（ＶＩ）の溶出量とでは、比例関係（一次関数）の関係があることがわかり、何らかの方法でＣｒ（ＶＩ）の含有量がわかれば、Ｃｒ（ＶＩ）の含有量もわかることになる。また、Ｃｒ（ＶＩ）の含有量が測定できない場合でも測定可能なＴ−Ｃｒの含有量に所定の係数を乗じることによって、Ｃｒ（ＶＩ）の含有量及びＣｒ（ＶＩ）の溶出量が推定できると言える。ここで、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を演算するための、溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係について説明する。
【００６６】
図５は、３つの廃棄物処理システム（施設Ａ、施設Ｂ及び施設Ｃ）における、溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との関係を示すグラフである。図５に示すように、施設ごとに、溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との間に相関関係があることがわかる。
【００６７】
図６は、Ｔ−Ｃｒ含有量と溶出液のｐＨから推測したＣｒ（ＶＩ）溶出量と未処理飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量との関係を示すグラフである。ここでのＴ−Ｃｒ含有量と溶出液のｐＨから推測したＣｒ（ＶＩ）溶出量とは、各施設における溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との相関関係に基づいて、測定したｐＨにおけるＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率をＴ−Ｃｒ含有量の測定値に乗じた値である。図６に示すように、測定したｐＨにおけるＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率をＴ−Ｃｒ含有量の測定値に乗じた値と未処理飛灰からの実際のＣｒ（ＶＩ）溶出量との間に相関関係があることがわかる。このことから、溶出液のｐＨと飛灰中のＣｒ含有量とを測定することによって、Ｃｒ（ＶＩ）溶出量を推定することができ、よって、Ｃｒ（ＶＩ）用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を演算することができることを示す。
【００６８】
次に、埋立処分の際に、溶出基準値が設けられている、重金属であるＰｂについて説明する。
【００６９】
図７は、ある廃棄物処理システムでの飛灰中のＰｂ含有量及び飛灰からのＰｂ溶出量のそれぞれの年間推移を示したグラフである。図７は、飛灰中のＰｂ含有量と飛灰からのＰｂ溶出とが互いに近似した変化をすることを明確に示している。
【００７０】
図８は、２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、飛灰中のＰｂ含有量と未処理飛灰からのＰｂ溶出量との関係を示すグラフである。また、図９は、２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、飛灰中のＣｕ含有量と未処理飛灰からのＣｕ溶出量との関係を示すグラフである。図８及び図９に示すように、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量と未処理飛灰からのＰｂ及びＣｕの溶出量との間に相関関係があることがわかる。このことから、飛灰中のＰｂ及びＣｕの含有量を測定することによって、Ｐｂ及びＣｕの溶出量を推定することができる。よって、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を演算することができることを示す。このことは、図１０からもわかる。
【００７１】
図１０は、２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、Ｐｂ及びＣｕの推定溶出量から算出した重金属溶出防止薬剤の推定必要量と、重金属溶出防止薬剤の実際の必要量との関係を示したグラフである。重金属溶出防止薬剤の推定必要量とは、Ｐｂ及びＣｕの含有量から推定されたＰｂ及びＣｕの推定溶出量から算出した重金属溶出防止薬剤の推定必要量である。また、重金属溶出防止薬剤の実際の必要量とは、飛灰からのＰｂの溶出量が所定の量、例えば、規制値以下となるのに実際に要した重金属溶出防止薬剤の量である。図１０から、Ｐｂ及びＣｕの推定溶出量から、Ｐｂ用重金属溶出防止薬剤の適切な供給量を演算することができることがわかる。
【００７２】
最後にスラグの塩基度について説明する。
【００７３】
図１１は、スラグの塩基度とスラグ溶融点との関係を示すグラフである。また、図１２は、スラグの塩基度とスラグ溶流点との関係を示すグラフである。スラグ溶流点とは、溶融炉内等でスラグが流れだす温度である。図１１及び図１２からわかるように、スラグの塩基度が０．８付近、例えば、０．５〜１．１程度であれば、１２５０℃以下で、スラグが流れだすので好ましい。
【００７４】
図１３は、スラグの塩基度を原子吸光装置及び蛍光Ｘ線分析装置によって測定した結果を示すグラフである。図１３からわかるように、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、スラグの塩基度を測定しても、原子吸光装置によって測定した場合と同様の結果が得られる。このことから、重金属溶出防止薬剤の定量化に用いられる蛍光Ｘ線分析装置をそのまま流用しても、原子吸光装置と同様、飛灰中の重金属の含有量を測定することができる。よって、蛍光Ｘ線分析装置によって測定して得られたスラグの塩基度は、所定の塩基度、例えば０．８付近になるように、塩基度調整剤の供給量を調整するための基準となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る廃棄物処理システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】前記排ガス処理部３０の構成を示す概略図である。
【図３】前記排ガス処理部３０の他の構成を示す概略図である。
【図４】３つの廃棄物処理システム（施設Ａ、施設Ｂ及び施設Ｃ）における、飛灰中のＴ−Ｃｒ含有量と未処理飛灰からのＣｒ（ＶＩ）の溶出量との関係を示すグラフである。
【図５】３つの廃棄物処理システム（施設Ａ、施設Ｂ及び施設Ｃ）における、溶出液のｐＨとＴ−Ｃｒ含有量に対するＣｒ（ＶＩ）溶出量の比率との関係を示すグラフである。
【図６】Ｔ−Ｃｒ含有量と溶出液のｐＨから推測したＣｒ（ＶＩ）溶出量と未処理飛灰からのＣｒ（ＶＩ）溶出量との関係を示すグラフである。
【図７】ある廃棄物処理システムでの飛灰中のＰｂ含有量及び飛灰からのＰｂ溶出量のそれぞれの年間推移を示したグラフである。
【図８】２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、飛灰中のＰｂ含有量と未処理飛灰からのＰｂ溶出量との関係を示すグラフである。
【図９】２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、飛灰中のＣｕ含有量と未処理飛灰からのＣｕ溶出量との関係を示すグラフである。
【図１０】２つの廃棄物処理システム（施設Ｄ及び施設Ｅ）における、Ｐｂ及びＣｕの推定溶出量から算出した重金属溶出防止薬剤の推定必要量と、重金属溶出防止薬剤の実際の必要量との関係を示したグラフである。
【図１１】スラグの塩基度とスラグ溶融点との関係を示すグラフである。
【図１２】スラグの塩基度とスラグ溶流点との関係を示すグラフである。
【図１３】スラグの塩基度を原子吸光装置及び蛍光Ｘ線分析装置によって測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１０  ごみ供給部
１１  ごみピット
１２  ごみ搬送装置
１３  給塵装置
１４  ごみクレーン
１５  ごみ投入ホッパ
１６，６４  スクリューコンベア
２０  ガス化溶融炉
２１  ガス化炉
２２  溶融炉
２３  スラグ排出口
３０  排ガス処理部
３１  廃熱ボイラ
３２  ガス減温塔
３３  調整剤供給部
３４  集塵装置
３５  誘引送風機
３６  煙突
３７  バグフィルタ
３８  第１バグフィルタ
３９  第２バグフィルタ
４０  飛灰処理装置
４１  飛灰搬出装置
４２  飛灰貯留槽
４３  飛灰投入ホッパ
４４  混練装置
４５  重金属溶出防止薬剤供給部
４６  重金属溶出防止薬剤供給量制御部
４７  重金属溶出防止薬剤貯留槽
４８  ポンプ
４９  重金属含有量測定部
５０  ｐＨ測定部
５１  供給量目標値演算部
５２  重金属溶出防止薬剤供給量調整部
６０  塩基度調整装置
６１  塩基度調整剤供給装置
６２  スラグ塩基度測定部
６３  塩基度調整剤調節部
６５  モータ
７１  第１飛灰処理装置
７２  第２飛灰処理装置
【図１】
2010075897.tif 000003
【図２】
2010075897.tif 000004
【図３】
2010075897.tif 000005
【図４】
2010075897.tif 000006
【図５】
2010075897.tif 000007
【図６】
2010075897.tif 000008
【図７】
2010075897.tif 000009
【図８】
2010075897.tif 000010
【図９】
2010075897.tif 000011
【図１０】
2010075897.tif 000012
【図１１】
2010075897.tif 000013
【図１２】
2010075897.tif 000014
【図１３】
2010075897.tif 000015