(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却施設から排出される焼却底灰を海面埋立処分場に埋め立てる方法であって、
焼却底灰に加水して洗浄攪拌する工程と、
洗浄攪拌後、焼却底灰を大径粒子部分と小径粒子部分とに分級する工程と、
分級された大径粒子部分の焼却底灰と小径粒子部分の焼却底灰とを、それぞれ専用の埋立区画に分けて埋め立てる工程と
を備えてなる焼却底灰の分級海面埋立方法。
【請求項２】
前記洗浄攪拌工程において、焼却底灰への加水に海水を使用することを特徴とする請求項１記載の焼却底灰の分級海面埋立方法。
【請求項３】
前記洗浄攪拌工程は、焼却底灰をスラリー輸送することにより実行されることを特徴とする請求項１又は２記載の焼却底灰の分級海面埋立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、焼却施設から排出される焼却底灰の分級海面埋立方法に関し、さらに詳しくは、焼却底灰の埋立前に所要の処理を施して、埋立完了後の跡地利用として高度な利用計画を部分的に可能とする海面埋立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼却施設で発生する焼却灰には、集塵装置などによって捕集される飛灰と、焼却施設の炉底などから排出される底灰（主灰）とがある。飛灰は、重金属類やダイオキシン類などに代表される有害有機物質の含有濃度が高いため、溶融、キレート処理、酸抽出などの不溶化処理を行った後、最終埋立処分される。一方、底灰は重金属類や有害有機物質の含有濃度が飛灰ほどではないので、無処理のまま最終埋立処分されることも多い。この無処理の底灰は今日に至るまで、不溶化処理された飛灰及び環境ホルモンの溶出が懸念されるプラスチック類などの不燃破砕ごみ等とともに雑然と混合状態で最終埋立処分されている。
【０００３】
廃棄物は年とともに増大の一途をたどり、それに伴って焼却灰の量も増大している。焼却灰などの処分は、山間埋立処分場に埋め立てるのが一般的であるが、山間埋立処分場は用地確保、環境汚染等の問題により建設が困難な状況にあり、今後は最終処分場として海面埋立処分場に大きな期待が寄せられている。海面埋立処分場に焼却灰を埋め立てるに際しては、焼却施設から搬出される焼却底灰や飛灰を各々別途にダンプトラックや土運搬船で処分場に搬入し、これをそのまま処分場内に雑然と混合した状態で埋立てる方法が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
埋立処分場に埋め立てられる焼却灰には、不可避的に重金属類などの有害物質が含まれているので、これら有害物質は処分場の内水に溶出し、処分場の構造から長期に亘ってそこに留まることとなる。このため、海面処分場にあっては、有害物質が溶出した内水が処分場外へ流出するのを防止するために万全の対策を施し、これに加えて、内水を海洋に排出するに当たっては、所定の排出基準を満足するように管理された水処理が行われている。
【０００５】
しかしながら、海面処分場の場合、海水の存在のため埋め立てられた廃棄物が長期間嫌気的な条件におかれることになり、処分場の跡地利用が可能となるまでには、実に数十年以上が必要とも言われている。その間、継続した内水処理を行う必要があり、その間の維持管理費は膨大なものとなる。さらに、跡地利用においても有害物質の含有量が高いため、利用に制限を受け、住宅地や工業用地として高度利用を図ることができないのが現状である。
【０００６】
この発明の目的は、部分的にでも埋立完了後の維持管理期間を短縮化させ、しかも跡地利用において高度利用が可能となる部分を創出できる海面処分場の埋立方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明者らは、焼却灰の重金属類含有量及び溶出量が、いずれも焼却底灰よりも焼却飛灰の方が格段に高いことをヒントに、従来は全く注目されていなかった焼却底灰の粒径と重金属類の含有量との関係、及び焼却底灰の粒径と重金属類の溶出量との関係を検討した。それによれば、焼却底灰の重金属類含有量は、粒径が大きいものほど重金属類含有量は少なく、粒径が小さいほど重金属類含有量は多い。また、焼却底灰に含まれる重金属類の溶出量も、粒径が大きいものほど金属溶出量が低く、粒径が小さいものほど金属溶出量が高いことを見出した。
【０００８】
この結果、焼却底灰を粒径が大きいものと小さいものとに分級し、それらを個別に埋め立てれば、少なくとも粒径が大きいものの埋立区画については維持管理期間を短縮できる。さらには、焼却底灰は焼却後に水分で冷やされる結果、各々の粒径の粒子が集まって団粒状になっているが、分級する前に洗浄攪拌すれば、団粒状になった焼却底灰粒子が個々の構成単粒子に分離するだけではなく、同時に洗浄攪拌によって重金属類を予め溶出させることもできると想起するに至った。
【０００９】
すなわち、この発明は、焼却施設から排出される焼却底灰を海面埋立処分場に埋め立てる方法であって、
焼却底灰に加水して洗浄攪拌する工程と、
洗浄攪拌後、焼却底灰を大径粒子部分と小径粒子部分とに分級する工程と、
分級された大径粒子部分の焼却底灰と小径粒子部分の焼却底灰とを、それぞれ専用の埋立区画に分けて埋め立てる工程と
を備えてなる焼却底灰の分級海面埋立方法にある。
【００１０】
この発明によれば、焼却底灰は、まず加水されて洗浄攪拌され、これにより焼却施設において団粒状になった個々の焼却底灰粒子が分離され、同時に重金属類が予め加水水中に溶出する。この際、重金属類は淡水よりも海水の方が溶出性が高いことが知られており、したがって加水材料として海水を使用することが望ましい。
【００１１】
そして、洗浄攪拌された焼却底灰を大径粒子部分と小径粒子部分とに分級し、両者をそれぞれ専用の埋立区画に埋め立てれば、大径粒子部分の埋立区画においては、重金属類の含有量及び溶出量がともに少ないが故に、維持管理期間の短縮化を図ることができ、短期間で高度利用することができるのである。なお、不溶化処理がされているとはいえ、重金属類や有害有機物質の含有量が高い飛灰や、環境ホルモンの溶出が懸念されるプラスチック類などの不燃破砕ごみは、環境リスクが大きいことから、粒径が小さいものの埋立区画に混ぜて埋立処分することにする。焼却底灰を洗浄攪拌するに際しては、アジテータ等を用いて攪拌してもよいが、焼却底灰をスラリー輸送することにより、その輸送途上で洗浄攪拌効果が得られ、効率的な処理を行うことができる。
【００１２】
なお、小径粒子の焼却底灰や不溶化飛灰及びプラスチック類などの不燃破砕ごみが埋め立てられる区画の管理は、従来法に比較して軽減されることはないが、当該埋立区画の内水は、上記した洗浄攪拌用（スラリー調製用）に利用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の海面埋立法を説明する図であって、海面埋立される焼却底灰Ａは、通常、土運搬船１によって海面埋立処分場近くまで運ばれる。焼却底灰への加水を土運搬船１上で行えば、そのまま焼却底灰をスラリー輸送することができる。この場合、処分場外の海水を焼却底灰Ａに加えてもよいし、あるいは図示のように、小径粒子部分の専用埋立区画（重管理区）２の内水（汚染海水）をパイプ３を経て加えてもよく、これにより焼却底灰をスラリーとする。また、この場合、処分場外の海水と埋立区画２からの内水とを混合使用することもできる。加える水の量は、得られるスラリーがポンプ輸送できる程度であればよく、一般的な砂や泥のスラリー輸送の例から焼却底灰重量の５〜２０倍程度となるであろう。
【００１４】
土運搬船１上で得た焼却底灰Ａのスラリーは、次いでパイプ４を経て分級装置５にスラリー輸送される。輸送途上においてスラリーは洗浄攪拌され、団粒化していた焼却底灰が個々の粒子に分離されるとともに、重金属類成分が予め溶出する。
【００１５】
分級装置５は、図示の例ではメッシュコンベア６と受けタンク７とからなる。分級サイズとしては0.425mm 〜2.0mm の範囲から選択される。分級サイズは、大粒径焼却底灰の将来の用途によって選択すればよい。例えば、将来、盛土材などとして再利用して場外搬出を計画する場合は、より安全をみて2.0mm で分級する。一方、埋立地として活用する場合は、場外搬出の可能性が少ないので、0.85mmにするなどである。
【００１６】
分級サイズを1.0mm 以下とする場合は、サイクロンを使用することも可能である。焼却底灰のスラリーはメッシュコンベア６によって、選択された分級サイズよりも大径の粒子部分と、小径の粒子部分とに分級される。メッシュコンベア６に捕集された大径粒子部分は、ダンプトラックにより大径粒子部分の専用埋立区画（普通管理区）８に搬送され、埋め立てられる。一方、メッシュコンベア６を通過し、受けタンク７に貯まった小径粒子部分は、パイプ９を経て重管理区である専用埋立区画２にスラリー輸送され、埋め立てられる。
【００１７】
焼却底灰はスラリー輸送中に洗浄されているので、重金属類も溶出しやすい形態のものはほとんど溶出し終わった状態である。したがって、小径粒子部分専用の埋立区画２においては、焼却底灰から内水への重金属類の溶出は緩慢かつ僅かなものである。当該埋立区画２及び大径粒子部分専用の埋立区画８の各内水（汚染海水）は、埋立に伴ってそれぞれパイプ１０，１１により水処理施設１２に送られる。そして、これらの内水は水処理されたうえ、パイプ１３を通して処分場外の海洋に排出される。なお、パイプ１４は、水処理施設１２で沈殿する重金属類や有害有機物質を高濃度に含有すると考えられる微細な焼却底灰からなる汚泥を、埋立区画２に返送するための導管を示す。
【００１８】
【実験例】
焼却底灰に人工海水を加水し、機械攪拌による洗浄攪拌試験を行い、洗浄攪拌前後における焼却底灰の重金属類含有量及び粒度分布を測定した。実験条件は表１の通りである。なお、表１において液固比とは、加水量に対する焼却底灰の重量比である。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
図２は攪拌前及び攪拌後における重金属類の含有量を示し、（ａ）は鉛の含有量、（ｂ）は六価クロムの含有量をそれぞれ示している。洗浄攪拌によって鉛及び六価クロムいずれも含有量が低下している。図３は、通過質量百分率を示し、攪拌によって小径粒子分が増大していることが分かる。
【００２１】
さらに、図３における粒径範囲Ａ，Ｂ，Ｃ毎に、攪拌前及び攪拌後について焼却底灰単位重量当たりの六価クロムの溶出量を測定した。その結果を図４に示す。なお、攪拌後の試料としては、攪拌強度：18472erg/cm3・ｓ、液固比：5 、攪拌時間：10min としたものを使用した。洗浄攪拌後の焼却底灰は、六価クロムの溶出量が大幅に低下し、しかも溶出量は、粒径が大きいものほど小さいことが分かる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明による焼却底灰の埋立方法を用いれば、海面埋立処分場において、重金属類の溶出特性が異なった埋立地盤を造成することが可能となる。このことにより、重金属類の溶出量が小さい埋立地盤では、埋立完了後の維持管理期間の短縮が期待でき、さらに跡地利用においても住宅や工業用地用としての高度な利用計画が可能となる等の経済効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の埋立方法の一例を示す説明図である。
【図２】図２は、洗浄攪拌前後における焼却底灰中の重金属類含有量の測定結果を示すグラフである。
【図３】図３は、洗浄攪拌前後における焼却底灰の粒度分布を示すグラフである。
【図４】図４は、洗浄攪拌前後における粒径範囲毎の焼却底灰からの六価クロム溶出量を示すグラフである。
【符号の説明】
１：土運搬船
２：埋立区画（重管理区）
３：加水用パイプ
４：スラリー輸送パイプ
５：分級装置
６：メッシュコンベア
７：タンク
８：埋立区画（普通管理区）
９：スラリー輸送パイプ
１２：水処理施設
Ａ：焼却底灰
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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