(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性廃棄物が圧縮成形された廃棄物固形化燃料において、
前記可燃性廃棄物、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライト、及びセメントが混合されていることを特徴とする廃棄物固形化燃料。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物固形化燃料に、石炭、活性炭、木炭およびコークスから選ばれる少なくとも１種の炭素質物質を添加したことを特徴とする廃棄物固形化燃料。
【請求項３】
可燃性廃棄物を乾燥し圧縮成形して廃棄物固形化燃料を製造する過程において、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライトと添加量０．５〜３０％のセメントとを添加することを特徴とする廃棄物固形化燃料の製造方法。
【請求項４】
前記廃棄物固形化燃料に対する前記ゼオライト及び炭素質物質から選ばれる少なくとも１種の添加量が０．５〜３０％であることを特徴とする請求項３記載の廃棄物固形化燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物、包装用資材、都市ごみ等の中の可燃性廃棄物から製造され、臭気を低減化した廃棄物固形化燃料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物、包装用資材、都市ゴミ等の中の可燃性廃棄物は、これまで埋立て処分や焼却処分されてきた。
最近、埋立て処分場の残余容量の逼迫、新規立地の難しさ、ごみ焼却場からのダイオキシン発生等の問題点に鑑みて、可燃性廃棄物を固形燃料化して有効活用し、また高温・連続燃焼によりダイオキシン発生量の低減を図ろうとする動きが出て来ている。
【０００３】
平成１２年度から全面施行される容器包装リサイクル法でも、マテリアルリサイクルができない場合は、固形燃料としての活用も言及されている。
廃棄物固形化燃料の製造は、可燃性廃棄物を破砕し、石灰等の添加物を添加、混合し、乾燥した後、圧縮成形して製造される。
固形燃料化する場合、特開平５−３１４７８号公報に示されるように、乾燥、圧縮成形時に生石灰や消石灰を添加することで、固形燃料の腐敗の防止が図られており、また、臭気低減のため粘土鉱物、微粉炭の添加が示されている。
また、特開平８−２３９６７５号公報では、珪酸カルシウム水和物を添加することが示されている。
【０００４】
〔問題点〕
しかしながら、従来の技術では、廃棄物固形化燃料を製造する場合に、生石灰や消石灰等の石灰を添加すると、強アルカリ性となるため、腐敗がある程度防止され、臭気の発生は抑制されるものの、アンモニア等の弱アルカリ性ガスが非常に発生しやすく、臭気が完全には抑制できないため、作業環境が悪化する。
【０００５】
特に、生石灰を使用する場合には、水分と急激に反応し、消費されて消石灰に変わり、強アルカリ性となるため、廃棄物固形化燃料からアンモニアガス等の弱アルカリ性ガスが多量に発生する。また、保管中の余剰の水分、湿気を吸収できない。さらに生石灰は、禁水性の危険物質であり、保管・取扱いに注意を要する。
また、消石灰を使用する場合にも、やはり強アルカリ性となるためアンモニアガス等の弱アルカリ性ガスが発生する。また、余剰水分、湿気を吸収する作用がないため、長期的には腐敗するおそれもある。
【０００６】
このため、可燃性廃棄物の固形化燃料製造時に生石灰や消石灰を添加すると、アンモニアガス等の弱アルカリ性ガスが非常に発生しやすくなり、また、保管中に徐々にではあるが腐敗も進行するので、長期的な臭気低減効果はなく、作業環境が悪化する恐れがある。
【０００７】
また、可燃性廃棄物の固形化燃料製造時に珪酸カルシウム水和物を添加する場合では、珪酸カルシウム水和物自体は生石灰やセメントに比べて吸水・吸湿性が低いため、腐敗防止性能の点で劣る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みてなされたものであり、この問題点を解決するため具体的に設定した課題は、固形化燃料の製造、保管において、臭気の低減をはかり、作業環境の悪化を防止するための廃棄物固形化燃料およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、固形化燃料製造時にセメント類とゼオライトまたは炭素質物質との組合せを添加すると、固形化燃料の臭気を低減させ、作業環境を悪化させることなく保管、処理できることを見出し、本発明に至った。すなわち、
【００１０】
前記課題を効果的に解決できるよう具体的に構成された手段としての、本発明における請求項１に係る廃棄物固形化燃料は、可燃性廃棄物が圧縮成形された廃棄物固形化燃料において、前記可燃性廃棄物、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライト、及びセメントが混合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に係る廃棄物固形化燃料は、請求項１記載の廃棄物固形化燃料に、石炭、活性炭、木炭およびコークスから選ばれる少なくとも１種の炭素質物質を添加したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る廃棄物固形化燃料の製造方法は、可燃性廃棄物を乾燥し圧縮成形して廃棄物固形化燃料を製造する過程において、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライトと添加量が０．５〜３０％のセメントとを添加することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に係る廃棄物固形化燃料の製造方法は、前記廃棄物固形化燃料に対する前記ゼオライト及び炭素質物質から選ばれる少なくとも１種の添加量が０．５〜３０％であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態につき具体的に説明する。
ただし、この実施の形態は、発明の主旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１７】
対象とする廃棄物固形化燃料は、可燃性産業廃棄物、紙やプラスチックなどの包装用資材、可燃性雑貨類、生ゴミおよび衣類その他の可燃性都市ごみ等の可燃性廃棄物から製造される。
製造設備としては、廃棄物の破砕、粉砕、混合、乾燥、圧縮成形の各工程用設備が組み合わされたものである。
廃棄物固形化燃料の製造は、可燃性廃棄物を破砕し、セメントと、ゼオライトおよび炭素質物質から選ばれる少なくとも１種とを添加、混合し、乾燥した後、圧縮成形して製造される。
【００１８】
添加されるセメントは、強固に吸水、吸湿して珪酸カルシウム水和物、アルミン酸カルシウム水和物等を生成するとともに消石灰を生成するため、珪酸カルシウム水和物単味よりも吸水、吸湿性や高アルカリ性の保持に優れるものと考えられる。
セメントを使用すると、セメントの水和により消石灰が一部放出されるが、生石灰や消石灰の添加よりアルカリの上昇は穏やかであり、アンモニアガス等のアルカリ性ガスの発生は低減される。
【００１９】
また、セメントの水和は徐々に長期間にわたって進行するため、効果が持続し、余剰の水分、湿気も吸収するため、腐敗も生じにくい。また、吸水しなければセメントの水和反応は進行しないため、吸水がない場合は余剰の消石灰が生成することはなく、弱アルカリ性ガスは発生しない。すなわち、余剰の消石灰と廃棄物との反応により生成するアンモニアガス等の弱アルカリ性ガスの発生を低減しつつ腐敗を防止するのにセメントは好適となる。さらにまた、セメントの固化作用により固形化燃料の成型性、保形性も良好となる。
【００２０】
使用するセメントには特に制限はなく、普通セメントや早強セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、ジェットセメントなどが使用できる。特に、高炉セメントやフライアッシュセメントでは水和に伴って生じる消石灰と高炉スラグやフライアッシュが反応して、適度にアルカリ性の度合いを下げるため、アンモニアガスなどの弱アルカリ性ガスの発生はより低減する。
【００２１】
さらに、残留アンモニアガスや保管中の腐敗による臭気を低減させるために、石炭、活性炭、木炭またはコークス等からなる炭素質物質およびゼオライトから選ばれる少なくとも１種を添加することを必須とする。その添加量は 0.5〜 30 ％が好ましい。
特に、ゼオライトはアンモニアガスなどの低減に効果があり、また、炭素質物質は硫黄系のガスの低減に効果があるため、アンモニアガスが多量に発生する場合にはゼオライトを、硫黄系ガスが多量に発生する場合には炭素質物質、特に石炭又は活性炭を添加することが望ましい。
一般的には両者を併用するのが効果的である。
【００２２】
添加するゼオライトは、合成ゼオライト、天然ゼオライトのいずれであってもよい。ゼオライトは、３％水中懸濁時のｐＨ値が６〜８の範囲にあるものがより好ましい。このｐＨ値が８を越えるゼオライトを使用する場合には、アンモニアガスの発生を促進して臭気低減効果がかえって損なわれることがある。
ゼオライトの比表面積は 10 〜150 ｍ2 ／ｇ程度である。
また、ゼオライトの形態は、特に制限されないが、結晶水を有しない無水物の方がアンモニアガスの吸着性に優れているので、より好ましい。
【００２３】
添加する石炭は、通常燃料として使用されるレキセイ炭、褐炭、無煙炭などを粉砕し、粉末または細粒状に調整したものであればよく、特に制限はない。
添加する活性炭は、粉末状または細粒状の活性炭であるかぎり特に制限はなく、使用済みの活性炭を熱処理により再生したものであってもよい。
【００２４】
廃棄物固形化燃料に対するゼオライト、炭素質物質特に石炭又は活性炭の添加量が 30 ％を上回る場合には処理コストや容量が増大する割には臭気低減効果は上がらない。
一方、廃棄物固形化燃料に対するゼオライト、炭素質物質の添加量が 0.5％未満である場合には、添加による臭気低減効果が十分に発揮されない。
【００２５】
ゼオライトと炭素質物質とを併用する場合、混合割合は広い範囲で変化し得る。
ただし、廃棄物固形化燃料の臭気発生状況に応じて、単独で添加するかあるいは両者を併用するか、さらには混合割合を適宜決定すればよい。
【００２６】
ゼオライトおよび炭素質物質を添加しない状態で、セメントのみを添加して廃棄物固形化燃料の製造を行った場合には、製造直後から臭気が感知され、廃棄物固形化燃料の保管期間の経過に従い臭気は増大する。
これに対し、廃棄物固形化燃料製造時にセメントを使用し、さらにゼオライトおよび炭素質物質から選ばれる少なくとも１種を添加して製造した場合、水分が 10 ％程度残留した状態でも、臭気は認知閾値未満とすることができる。
【００２７】
【実施例】
〔実施例１〜９〕
表１に示す組成の都市ゴミ中の可燃ゴミを圧縮成形して廃棄物固形化燃料を製造するプロセスにおいて、セメントを 5％添加し、さらに合成ゼオライト無水物、石炭粉、活性炭を表３に示す配合量で添加し混合して直径 2.5ｃｍの円柱状の固形化燃料を製造した。
【００２８】
製造した廃棄物固形化燃料を７日後、さらに水に５分間浸漬したものを３日後に臭気強度を評価した。臭気強度の評価は、試料およそ 100ｇを２リットルのサンプルビンに入れ、「臭気の嗅覚測定法−３点比較式臭袋法測定マニュアル」（岩崎好陽著、社団法人  臭気対策研究協会、1997年 5月30日発行）に記載されているとおり、かぎ窓式無臭室にて６人の判定者が臭いを嗅いで表２に基準を示す６段階臭気強度表示法による評価を行った。結果を表３に示す。
この表３の結果、臭気強度は認知閾値以下で、ほぼ無臭であり、臭気低減効果が十分に発揮された。また、セメントを使用していないものは、水浸した場合に形状がくずれてしまった。
【００２９】
〔比較例〕
実施例１と同様にして、生石灰またはセメント 5％のみ添加して製造した廃棄物固形化燃料について臭気強度を測定した結果を表３に示した。
【００３０】
〔実施例１０〜１２〕
表４に示す物性を有する３種の合成ゼオライト（Ａ，Ｂ，Ｃ）を廃棄物固形化燃料製造時に添加して製造した廃棄物固形化燃料の臭気強度を測定した結果を表５に示した。
【００３１】
【表１】
0003691690.tif 000002
【００３２】
【表２】
0003691690.tif 000003
【００３３】
【表３】
0003691690.tif 000004
【００３４】
【表４】
0003691690.tif 000005
【００３５】
【表５】
0003691690.tif 000006
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る廃棄物固形化燃料では、可燃性廃棄物、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライト、及びセメントを混合し、圧縮成形して形成したことにより、臭気特にアンモニア臭を無臭化でき、作業環境を悪化することがなく、保管および処理することができる。
また、この廃棄物固形化燃料をセメントクリンカ焼成に使用すれば燃料中の未燃分はセメントクリンカ中の成分としてセメントクリンカ中に取り込まれ、リサイクル効率を高くすることができる。
添加されるゼオライトは３％水懸濁液においてｐＨが８以下となるものであるから、臭気低減効果特にアンモニアガスの発生に対して効果的に臭気低減することができる。
【００３７】
請求項２に係る廃棄物固形化燃料では、請求項１記載の廃棄物固形化燃料に、石炭、活性炭、木炭およびコークスから選ばれる少なくとも１種の炭素質物質を添加したことにより、臭気低減効果特に硫黄系のガス発生に対して効果的に臭気低減することができる。
【００３８】
請求項３に係る廃棄物固形化燃料の製造方法は、可燃性廃棄物を乾燥し圧縮成形して廃棄物固形化燃料を製造する過程において、３％水中懸濁時のｐＨが８以下のゼオライトと添加量０．５〜３０％のセメントとを添加したことにより、アルカリの上昇を穏やかにして、弱アルカリ性ガスの発生を効果的に低減することができるとともに腐敗しにくくすることができ、廃棄物固形化燃料の成形性や保形性を向上することができる。
【００３９】
請求項４に係る廃棄物固形化燃料の製造方法は、前記廃棄物固形化燃料に対する前記ゼオライト及び炭素質物質から選ばれる少なくとも１種の添加量を０．５〜３０％としてことにより、アンモニアガス等の弱アルカリ性ガスや硫黄系ガスの発生に対して効果的に臭気を低減することができる。
また、廃棄物固形化燃料の臭気発生状況に応じて添加物の混合割合を適宜決定することができ、廃棄物固形化燃料の原料および製造方法に応じたよりきめ細かな対応ができ、効果的に臭気低減することができる。