(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加部と、
前記混練装置による処理前のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液のＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨを測定するアルカリ度・酸度測定部と、
Ｐ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨに対するｐＨ調整剤添加量のデータを記憶している薬液添加量データ記憶部、この薬液添加量データ記憶部のデータに従い、前記アルカリ度・酸度測定部での測定値に対応したｐＨ調整剤添加量を算出する薬液添加量算出部、及び前記ｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部での算出量となるように前記ｐＨ調整剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項２】
焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらに重金属安定剤を添加する重金属安定剤添加部と、
前記混練装置による処理前のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液の少なくとも鉛を含む重金属溶出量を測定する重金属測定部と、
重金属溶出量に対する重金属安定剤添加量のデータを記憶している薬液添加量データ記憶部、この薬液添加量データ記憶部のデータに従い、前記重金属測定部での測定値に対応した重金属安定剤添加量を算出する薬液添加量算出部、及び前記重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部での算出量となるように前記重金属安定剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項３】
焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加部と、
前記混練装置にさらに重金属安定剤を添加する重金属安定剤添加部と、
前記混練装置による処理前のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液のＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨを測定するアルカリ度・酸度測定部と、
前記溶出部からの溶出液の少なくとも鉛を含む重金属溶出量を測定する重金属測定部と、
Ｐ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨに対するｐＨ調整剤添加量のデータ及び重金属溶出量に対する重金属安定剤添加量のデータを記憶している薬液添加量データ記憶部、この薬液添加量データ記憶部のデータに従い、前記アルカリ度・酸度測定部での測定値に対応したｐＨ調整剤添加量及び前記重金属測定部での測定値に対応した重金属安定剤添加量を算出する薬液添加量算出部、並びに前記ｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部でのｐＨ調整剤添加量の算出量となるように前記ｐＨ調整剤添加部の動作を制御し、前記重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部での重金属安定剤添加量の算出量となるように前記重金属安定剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項４】
焼却炉のアルカリ飛灰であるばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加部と、
前記混練装置による処理後のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量を測定するアルカリ度測定部と、
適当なｐＨ調整剤添加量から開始した後、前記アルカリ度測定部での測定値が所定値以上である場合は次回のｐＨ調整剤添加量を前回よりも増量し、所定値未満である場合は前回のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量と比較し、前回の測定値より増加していれば次回のｐＨ調整剤添加量を前回と同じとし、増加していなければ前回よりも減量する薬液添加量算出部、及び前記ｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部での算出量となるように前記ｐＨ調整剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項５】
ごみ焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらに重金属安定剤を添加する重金属安定剤添加部と、
前記混練装置による処理間後のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液の少なくとも鉛を含む重金属溶出量を測定する重金属測定部と、
適当な重金属安定剤添加量から開始した後、前記重金属測定部での測定値が所定の値以上であれば前回の重金属安定剤添加量よりも増量し、所定値未満で前回の測定値と同一又は減少しておれば前回の重金属安定剤添加量よりも減量し、所定値未満で前回の測定値よりも増加しておれば前回の重金属安定剤添加量と同量とする薬液添加量算出部、及び前記重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部での算出量となるように前記重金属安定剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項６】
ごみ焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置と、
前記混練装置にさらにｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加部と、
前記混練装置にさらに重金属安定剤を添加する重金属安定剤添加部と、
前記混練装置による処理後のばいじんの一定量を採取する採取部と、
採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、
前記溶出部からの溶出液のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量を測定するアルカリ度測定部と、
前記溶出部からの溶出液の少なくとも鉛を含む重金属溶出量を測定する重金属測定部と、
アルカリ飛灰のばいじんに対するｐＨ調整剤添加量を制御する際には適当なｐＨ調整剤添加量から開始した後、前記アルカリ度測定部での測定値が所定値以上である場合は次回のｐＨ調整剤添加量を前回よりも増量し、所定値未満である場合は前回のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量と比較し、前回の測定値より増加していれば次回のｐＨ調整剤添加量を前回と同じとし、増加していなければ前回よりも減量し、重金属安定剤添加量を制御する際には適当な重金属安定剤添加量から開始した後、前記重金属測定部での測定値が所定の値以上であれば前回の重金属安定剤添加量よりも増量し、所定値未満で前回の測定値と同一又は減少しておれば前回の重金属安定剤添加量よりも減量し、所定値未満で前回の測定値よりも増加しておれば前回の重金属安定剤添加量と同量とする薬液添加量算出部、並びに前記ｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部でのｐＨ調整剤添加量の算出量となるように前記ｐＨ調整剤添加部の動作を制御し、前記重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部での重金属安定剤添加量の算出量となるように前記重金属安定剤添加部の動作を制御する薬液添加制御部を含む制御部と、を備えたことを特徴とするばいじん処理装置。
【請求項７】
前記溶出部でばいじんに添加する水は中性又は一定のｐＨ値に調製された水である請求項２又は５に記載のばいじん処理装置。
【請求項８】
前記溶出部では、さらに酸又はアルカリを添加してｐＨ値を一定に制御する請求項２又は５に記載のばいじん処理装置。
【請求項９】
前記溶出部では、さらに重金属と水溶性化合物を生成する溶出剤を添加する請求項２又は５に記載のばいじん処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般廃棄物や産業廃棄物の焼却炉において、焼却炉から排出される廃棄物のうち、ばいじん（電気集塵機やバグフィルタなどの集塵施設によって集められたものに限らず、ボイラーダストでの飛灰や溶融炉での飛灰なども含む意味で使用する。）を一般廃棄物として処分できるようにしたり、又は再利用できるようにするための中間処理を施す装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ばいじんは廃棄物の処理及び清掃に関する法律（廃棄物処理法）の改正法により特別管理一般廃棄物に指定され、厚生大臣の定める次の４つの方法の何れかによって中間処理を施さなければ一般廃棄物として埋め立て処分などをすることができない（厚生省告示第１９４号）。
（１）溶融固化
（２）セメント固化
（３）薬剤処理
（４）酸その他の溶媒による安定化
【０００３】
ごみが千数百度という高温度で焼却される際、ごみ中の重金属の一部はその高温によって揮散（蒸発）するが、集塵されることによって冷却され、固体に戻る。そのため、ばいじん中には重金属が多く含まれている。ばいじんを埋め立て処分した際ばいじんに含まれている重金属が溶出しないようにするのが上記の中間処理の目的である。
上記の中間処理方法のうち、薬剤処理法は設備面、維持管理面、技術の確立の面において優れている。
【０００４】
中間処理されたばいじん中の鉛、カドミウム、六価クロム、砒素、水銀及びセレンの重金属に関して溶出基準が定められており、処分するためにはその基準を満たさなければならない。
ばいじん中に含まれる塩化水素を処理するために、排ガスラインには消石灰が添加される。ばいじんを１０％水溶液とした場合、通常のばいじんのｐＨは９程度であるが、消石灰注入後のばいじん水溶液では１１〜１３程度となる。
中間処理されたばいじん中の鉛は、ｐＨが１０程度のとき最も溶出しにくく、ｐＨがそれよりも高くなっても低くなっても溶出し易くなることが知られている。消石灰を含むアルカリ剤により排ガス処理を行なっている焼却設備において発生するばいじん（以下、アルカリ飛灰という）では、その水溶液のｐＨが高いため、鉛の溶出が著しい。
【０００５】
一方、アルカリ剤による排ガス処理を行なっていない焼却設備において発生するばいじん（以下、中性飛灰という）は、その水溶液のｐＨが６〜１０程度を示すため、鉛及びカドミウムが溶出基準以上に検出されることがある。
そのため、薬剤処理法では重金属が溶出しにくくなる重金属安定剤として液体キレートを添加するとともに、ｐＨ調整剤によりｐＨ調整を行なっている。
【０００６】
法に定められた方法によれば、中間処理されたばいじんからの重金属溶出量は、処理物を６時間かけて水に溶出させ、その上澄み液に酸処理及び溶媒抽出などの処理を施した後、原子吸光分析により測定する。したがって、このように長時間を要する分析の結果をばいじんの処理装置にフィードバックさせても、時間遅れが大きすぎてばいじんの性状が変化してしまっていることがあり、安定な中間処理を行なうことはできない。そのため、ばいじんの性状が変化しても重金属溶出量が基準からはみ出すことがないような一定量の液体キレートなどの重金属安定剤を添加している。
【０００７】
中間処理後のｐＨを１０付近に設定するだけによっても重金属の溶出を規定範囲内に抑えることができる場合もある。その場合も、ばいじん及びその処理物は固体であるため、そのｐＨ値は容易に測定することができない。そのため、現在は一定量のｐＨ調整剤を注入している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一定量に設定された重金属安定剤を添加する方法では、ばいじん中の重金属量が少ない場合には重金属安定剤を必要以上に消費することになり、費用の無駄を生じるとともに、廃棄物の量を必要以上に大きくする問題が生じる。
【０００９】
一定量のｐＨ調整剤を注入する方法では、排ガス中のＨＣｌ量によって注入される消石灰量が変わるため、中間処理後のばいじんのｐＨはたえず変化する。したがって、中間処理後のばいじんが常に重金属が溶出しにくいｐＨ値になっている保証がない。
【００１０】
本発明の第１の目的は、ばいじんの処理物のｐＨが重金属の溶出しにくい値になるようにｐＨ調整剤の添加量を制御できるようにした処理装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、重金属安定剤の無駄な添加を防ぎ、かつ規定の重金属溶出値を満たす処理装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、ばいじんの処理物のｐＨが重金属の溶出しにくい値になるようにｐＨ調整剤の添加量を制御でき、かつ重金属安定剤の無駄な添加を防ぎ、しかも規定の重金属溶出値を満たす処理装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のばいじん処理装置は、焼却炉のばいじんに水又はさらにセメントも添加して処理する混練装置にｐＨ調整剤を添加するｐＨ調整剤添加部と重金属安定剤を添加する重金属安定剤添加部の少なくとも一方を備えている。ｐＨ調整剤添加量や重金属安定剤添加量を制御するために、混練装置による処理前又は処理後のばいじんの一定量を採取する採取部と、採取されたばいじんに一定量の水を添加して撹拌し、ばいじんに含有されている成分を数分〜数十分で溶出させる溶出部と、ｐＨ調整剤添加量制御用に溶出部からの溶出液のＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨを測定するアルカリ度・酸度測定部、及び重金属安定剤添加量制御用に溶出部からの溶出液の少なくとも鉛を含む重金属溶出量を測定する重金属測定部のうちの少なくとも一方を備えている測定部と、制御部とを備えている。
【００１２】
重金属測定部を備えた場合に、鉛やカドミウムを溶出しやすくするために、溶出部でばいじんに添加する水として一定のｐＨ値に調製された水を使用することができる。また、水を添加した後、さらに酸又はアルカリを添加してｐＨ値を一定に制御してもよい。添加する水のｐＨ値又は溶出部でのｐＨ値を酸性側にするために、硫酸、硝酸、塩酸、酢酸などを使用することができる。添加する水のｐＨ値又は溶出部でのｐＨ値をアルカリ性側にするために、カセイソーダや水酸化カルシウムなどを使用することができる。
【００１３】
重金属測定部を備えた場合に、鉛やカドミウムを溶出しやすくするために、水の他にさらに重金属と水溶性化合物を生成する溶出剤を添加してもよい。そのような溶出剤としては、クエン酸や蓚酸を使用することができ、炭酸ガスを吹き込んでもよい。
混練装置の語は、ばいじんに水又はさらにセメントも添加し混合して出す調湿装置、混合を目的とした装置、及び成形機の全てを含む意味で使用している。
【００１４】
制御部は図１に示された機能を果たす。制御部２は、薬液添加量算出部６及び薬液添加制御部８を含み、処理前のばいじんの溶出液を測定する場合にはさらに薬液添加量データ記憶部４も含む。
混練装置による処理前のばいじんの溶出液を測定して制御する場合は、ｐＨ調整剤添加量の制御のためには、薬液添加量データ記憶部４はＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨに対するｐＨ調整剤添加量のデータを記憶しており、薬液添加量算出部６は薬液添加量データ記憶部４のデータに従い、アルカリ度・酸度測定部での測定値に対応したｐＨ調整剤添加量を算出する。薬液添加制御部８はｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部６でのｐＨ調整剤添加量の算出量となるようにｐＨ調整剤添加部の動作を制御する。重金属安定剤添加量の制御のためには、薬液添加量データ記憶部４は重金属溶出量に対する重金属安定剤添加量のデータを記憶しており、薬液添加量算出部６は薬液添加量データ記憶部４のデータに従い、重金属測定部での測定値に対応した重金属安定剤添加量を算出する。薬液添加制御部８は重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部での算出量となるように重金属安定剤添加部の動作を制御する。ｐＨ調整剤添加量と重金属安定剤添加量の両方を制御するためには、各部４，６，８は両薬液添加のための両方の機能を果たす。
【００１５】
混練装置による処理後のばいじんの溶出液を測定して制御する場合は、ｐＨ調整剤添加量の制御のためには、そのばいじんがアルカリ飛灰である場合には、適当な薬液注入量で開始した後、薬液添加量算出部６は２回目以降の添加量として、アルカリ度測定部での測定値が所定値以上である場合は次回のｐＨ調整剤添加量を前回よりも増量し、所定値未満である場合は前回のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量と比較し、前回の測定値より増加していれば次回のｐＨ調整剤添加量を前回と同じとし、増加していなければ前回よりも減量するようにｐＨ調整剤添加量を算出する。薬液添加制御部８はｐＨ調整剤添加部からのｐＨ調整剤添加量が薬液添加量算出部６での算出量となるようにｐＨ調整剤添加部の動作を制御する。重金属安定剤添加量の制御のためには、適当な薬液注入量で開始した後、薬液添加量算出部６は２回目以降の添加量として、重金属測定部での測定値が所定の値以上であれば前回の重金属安定剤添加量よりも増量し、所定値未満で前回の測定値と同一又は減少しておれば前回の重金属安定剤添加量よりも減量し、所定値未満で前回の測定値よりも増加しておれば前回の重金属安定剤添加量と同量とするように重金属安定剤添加量を算出する。薬液添加制御部８は重金属安定剤添加部からの重金属安定剤添加量が薬液添加量算出部６での算出量となるように重金属安定剤添加部の動作を制御する。この場合にもｐＨ調整剤添加量と重金属安定剤添加量の両方を制御するためには、薬液添加量算出部６と薬液添加制御部８は両薬液添加のための両方の機能を果たす。
【００１６】
Ｐ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨを測定してｐＨ調整剤添加量を制御する部分と、少なくとも鉛を含む重金属の濃度を測定して重金属安定剤の添加量を制御する部分は、何れか一方のみを備えていてもよく、両方を備えてｐＨ調整剤と重金属安定剤の両方を添加するようにしてもよい。
アルカリ度・酸度測定部は、処理対象のばいじんがアルカリ飛灰の場合にはＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量を測定するアルカリ測定部となる。Ｐ−アルカリ度はＪＩＳ規格Ｋ０１０１の用水試験に規定されたものであり、Ｐ−アルカリ度を自動的に測定するために自動適定装置が市販されている。本発明でのＰ−アルカリ度測定にはそのような自動適定装置を用いることができる。
【００１７】
また、アルカリ度・酸度測定部は、処理対象のばいじんが中性飛灰の場合には酸度を測定する酸度測定部となる。酸度測定にもＰ−アルカリ度測定と同様の自動適定装置を用い、滴定試薬としてカセイソーダ溶液などのアルカリ溶液を使用して実施することができる。
カルシウム溶出量は原子吸光光度計で測定することができる。
ｐＨはｐＨメータで測定することができ、ｐＨ値に応じてｐＨ調製剤添加量を制御してもよい。
【００１８】
測定する重金属には鉛、カドミウム、六価クロム、砒素、水銀及びセレンがある。重金属のうち最も多く含まれるのは鉛であるが、鉛以外にも地域によっては水銀やカドミウムが多く含まれる地域もある。地域によって、測定する重金属の種類を鉛だけにしたり、鉛と水銀やカドミウムその他の重金属も含めて行なうようにしてもよい。これらの重金属の濃度は、原子吸光光度計で光源として測定対象金属を用いた中空陰極ランプを使用することにより測定することができる。これらの重金属の濃度測定のためにはまた、原子吸光光度計に代えてＩＣＰ（誘導結合プラズマ）装置を用いることもできる。
ｐＨ調整剤としては、アルカリ飛灰に対しては硫酸バンド、ポリ鉄、塩化第２鉄などの水溶液を用い、中性飛灰に対してはカセイソーダ、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ溶液を用いることができる。
重金属安定剤としては液体キレート、無機系処理剤などを用いることができる。
【００１９】
ばいじんの溶出が短時間で可能であるかどうかを調べるために、混練装置による処理前のばいじんを水で希釈溶出した結果を図２〜図４に示す。それぞれ１０倍、１００倍、１０００倍に希釈した水溶液について測定したものであり、図２はＰ−アルカリ度、図３はカルシウム溶出量、図４は鉛溶出量をそれぞれ測定したものである。Ｐ−アルカリ度、カルシウム溶出量、鉛溶出量は焼却設備によって異なるが、ともに数分〜数十分間の溶出でほぼ平衡状態となっている。
【００２０】
液体キレートを添加し混練装置で処理した直後のばいじんを同様に測定した結果を図５、図６に示す。図５はＰ−アルカリ度、図６は鉛溶出量をそれぞれ測定したものである。この場合も、Ｐ−アルカリ度、鉛溶出量ともに数分〜数十分間の溶出でほぼ平衡状態となっており、カルシウム溶出量の測定結果は示していないが、同様の結果が得られている。
希釈倍率が１０００倍を超えてあまり大きくなった場合には装置が過大になる虞れがあるので、１０〜１０００倍希釈程度が適当である。
【００２１】
ばいじんがアルカリ飛灰である場合、処理される前のばいじんの溶出液から自動適定装置により測定されたＰ−アルカリ度に基づいてｐＨ調整剤添加量を制御する動作を図７〜１０により説明する。
制御装置２の薬液添加量データ記憶部４には図８，９に示されるようなＰ−アルカリ度に対するｐＨ調整剤（例えば硫酸バンド）の添加量を示すデータが記憶されている。図８は１０倍希釈の場合、図９は５００倍希釈の場合である。自動適定装置によりＰ−アルカリ度が測定されると、薬液添加量算出部６がｐＨ調整剤の添加量を算出し、薬液添加制御部８がｐＨ調整剤添加部からの供給流量を制御してｐＨ調整剤を混練装置に添加する。
【００２２】
Ｐ−アルカリ度の代りに原子吸光光度計によりカルシウム溶出量を測定してもよい。その場合、薬液添加量データ記憶部４には図１０に示されるようなカルシウム溶出量に対するｐＨ調整剤（例えば硫酸バンド）添加量を示すデータが記憶されており、このデータに基づいてｐＨ調整剤の添加量が調整される。
ばいじんが中性飛灰である場合はＰ−アルカリ度の代りに酸度を測定する。その場合、薬液添加量データ記憶部４には図８〜１０のデータに代わるものとして、酸度測定値に対するｐＨ調整剤としてのアルカリ溶液添加量を示すデータが記憶される。その場合も動作は同じであり、自動適定装置により酸度が測定されると、薬液添加量算出部６がｐＨ調整剤の添加量を算出し、薬液添加制御部８がｐＨ調整剤添加部からの供給流量を制御してｐＨ調整剤を混練装置に添加する。
【００２３】
処理される前のばいじんの溶出液から原子吸光光度計によって測定された重金属溶出量（一例として鉛溶出量）の信号に基づいて重金属安定剤としての液体キレート添加量を制御する動作を図７と図１１により説明する。制御部２の薬剤添加量データ記憶部４には図１１に示されるような鉛溶出量と液体キレート添加量を示すデータが記憶されており、鉛溶出量が測定されると、その測定値に基づいて薬液添加量算出部６が液体キレート添加量を算出し、薬液添加制御部８が重金属安定剤添加部からの供給流量を調整して所定量の液体キレートを混練装置に添加する。
【００２４】
混練装置で処理された後のばいじんの溶出液を用いて制御を行なう場合の動作を図１２に示す。この場合は、処理後のばいじん中のＰ−アルカリ度、カルシウム溶出度もしくはｐＨ、又は鉛その他の重金属溶出量が所定の値になるように制御する。
【００２５】
ばいじんがアルカリ飛灰である場合に、Ｐ−アルカリ度を低下させるｐＨ調整剤の添加量を制御する場合を説明すると、混練装置には最初、適当に設定された量のｐＨ調整剤を添加する。そして、混練装置での処理直後のばいじんの溶出液から自動適定装置によりＰ−アルカリ度を測定し、または原子吸光光度計によりカルシウム溶出量を測定する。鉛などの重金属が溶出しにくい所定の値に対して、その測定値に対応するｐＨ値がその所定の値以上である場合は、前回の添加量は足りなかったことになるので、次回のｐＨ調整剤添加量を前回よりも増量する。所定値未満である場合は前回のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量と比較し、前回の測定値より増加していれば前回の添加量は適量に近づいているので次回のｐＨ調整剤添加量を前回と同じとし、増加していなければ所定の値に近づけるために前回よりも減量する。Ｐ−アルカリ度又はカルシウム溶出量の測定が最初のものである場合は、そのＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量が所定値未満であっても、前回のＰ−アルカリ度又はカルシウム溶出量と比較できないので、ｐＨ調整剤添加量は前回（最初のもの）と同じにしておく。
【００２６】
ばいじんが中性飛灰である場合はＰ−アルカリ度の代りに酸度を測定し、図１２と同様に制御する。
原子吸光光度計による鉛その他の重金属溶出量を測定したときも重金属安定剤の添加量の制御は図１２に示された通りである。
このように、混練装置で処理された後のばいじんの溶出液を用いて制御を行なえば、ｐＨ調整剤や重金属安剤の無駄な添加を防ぐことができる。
【００２７】
【実施例】
図１３は一実施例を表わす。
１０はばいじんサイロであり、ごみ焼却炉の電気集塵機で集められたばいじんが収容される。ばいじんサイロ１０に収容されたばいじんは、その底部から混練装置１２へ取り出される。混練装置１２にはばいじんを固化させるために水が添加される。ばいじんには既に消石灰が添加されているので、水を添加するだけで固化するが、さらにセメントを添加してもよい。混練装置１２には、さらにｐＨ調整剤供給部１４からのｐＨ調整剤と重金属安定剤供給部１８からの重金属安定剤のうちの何れか、又は両方が添加される。ｐＨ調整剤の添加量と重金属安定剤の添加量は、制御装置２により制御されたそれぞれの供給用ポンプ１６，２０により制御される。混練装置１２で固化された処理後のばいじん２２は、一般廃棄物として埋め立て処分などがなされる。
【００２８】
ばいじんサイロ１０からの処理前のばいじんの一定量を採取するために、ばいじんサイロ１０にはねじ式ポンプなどのポンプ２４が設けられ、ポンプ２４で引き抜かれたばいじんが循環パイプ２６によって再びばいじんサイロ１０へ戻る循環流路が設けられている。その循環パイプ２６の下端部には循環パイプを移動中のばいじんを取り出すバルブ２８が設けられている。そのバルブ２８の下部には、バルブ２８から供給されるばいじんを受けるホッパーを備えて、ばいじんを計量する計量器３０が設けられている。ポンプ２４、循環パイプ２６、バルブ２８及び計量器３０は採取部を構成している。
【００２９】
計量器３０で計量された一定量のばいじんが供給される位置には撹拌容器３２が設けられており、計量器３０に残ったばいじんが廃却される位置には廃却容器３４が設けられている。
【００３０】
撹拌容器３２の上部には水貯槽３６が設けられており、その水貯槽３６からバルブ３８を経て一定量の水が撹拌容器３２に供給されるようになっている。撹拌容器３２にはスターラ４０が設けられている。撹拌容器３２の底部には撹拌容器３２内に残ったばいじん水溶液を排出するために、バルブ４２を備えた排出口が設けられている。
【００３１】
撹拌容器３２内のばいじん水溶液の上澄み液を分析試料とするために、その上澄み液を吸引するための吸引流路４４が設けられ、吸引流路４４にはロール式濾紙によるフィルタ６２が設けられており、撹拌容器３２から吸引された上澄み液中の固形物が除去されるようになっている。吸引流路４４には切換えバルブ５４を介してシリンジポンプ４８により試料を採取する試料ループ４６が接続されている。試料ループ４６とシリンジポンプ４８の間に設けられている切換えバルブ５２は、シリンジポンプ４８を試料ループ４６と洗浄水５０に切り換えて接続するための切換えバルブである。
【００３２】
試料ループ４６を吸引流路４４側と分析装置側に切り換える切換えバルブ５４の分析装置側には切換えバルブ６０を介して分析装置が接続されている。分析装置としては原子吸光光度計５６とＰ−アルカリ度又は酸度を測定する自動適定装置５８が切換えバルブ６０により選択されて試料ループ４６と接続されるようになっている。
【００３３】
原子吸光光度計５６と自動適定装置５８の検出信号は、それぞれが重金属安定剤供給部のポンプ２０とｐＨ調整剤供給部のポンプ１６を制御する信号として利用されるものであり、制御装置２に取り込まれる。制御装置２は図１に示された機能を実現するように構成されている。
【００３４】
次に、図１３の実施例の動作の一例について説明する。
循環パイプ２６の下端のバルブ２８が制御信号によって開かれ、循環パイプ２６を循環中のばいじんの一部が計量器３０のホッパーに供給される。計量器３０はホッパー中のばいじんを自動で５０ｇ計量し、撹拌容器３２に供給する。ホッパー及び計量器内に残ったばいじんは廃却容器３４へ排出される。
【００３５】
撹拌容器３２へばいじんが供給されるのと前後して水貯槽３６から５００ｇ（５００ｍｌ）の水が撹拌容器３２へ供給され、スターラ４０により３０分間撹拌される。撹拌容器３２内の不溶解物を沈殿させるために１０分間静置された後、バルブ５４，６０の切換え操作とシリンジポンプ４８の作動により、上澄み液の一部が試料ループ４６中に吸引された後、原子吸光光度計５６のサンプルバイヤル及び自動適定装置５８の測定容器に供給される。
【００３６】
原子吸光光度計５６では鉛を代表とする重金属の濃度が自動的に測定され、自動適定装置５８ではＰ−アルカリ度又は酸度が自動的に測定され、それぞれの測定値が制御装置２に送られる。
制御装置２ではこれらの２つの測定値から重金属安定剤及びｐＨ調整剤の適切な添加量が決定され、各々の薬剤を混練装置１２へ送るポンプ２０，１６の流量が調整される。この一連の自動分析及び薬剤量の制御は約１時間に１回の周期で行なわれる。
撹拌容器３２及び上澄み液吸引流路４４は次の測定が開始されるまでに水貯蔵３６から供給された水と洗浄水５０とによって洗浄される。
【００３７】
上記の実施例は混練装置１２で処理される前のばいじんを採取してＰ−アルカリ度、カルシウム溶出量もしくはｐＨ、又は重金属溶出量を測定する例であるが、処理前のばいじんに代えて、混練装置１２で処理された直後の処理ばいじん２２を用いて同様に薬剤添加量を制御することもできる。この場合、混練装置１２から排出される処理ばいじん２２の一定量を採取する採取装置７０が設けられ、採取装置７０により採取された一定量の処理ばいじんが撹拌容器３２に供給される。採取装置７０は処理前のばいじんを採取するポンプ２４、循環パイプ２６、バルブ２８及び計量器３０に代るものである。
【００３８】
図１３の実施例はその各部を種々に変形することができる。例えば、ばいじんサイロ１０からの処理前のばいじんの一定量を採取するのに、ポンプ２４に代えて、一定量を吸引して輸送する空気輸送方式を採用してもよい。撹拌容器３２でのスターラによる撹拌溶出を浸透溶出に置き換えることもできる。フィルタ６２のロール式濾紙による濾過を単一濾紙やフィルタを自動交換する形の濾過器に置き換えることも可能である。またフィルタ６２を逆洗浄する形の濾過器とすることもできる。上澄み液を採取するシリンジポンプ４８を他の形のポンプに置き換えることもできる。
【００３９】
実施例では約１時間の周期で薬剤添加量の制御を行なっているが、その周期の大部分の時間は撹拌容器３２での溶出処理である。そのため、撹拌容器３２を含む溶出のための機構を２組備え、交互に使用するようにすればほぼ１／２の周期で薬剤添加量の制御を行なうことができるようになる。
図１３の実施例ではＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨと、鉛などの重金属溶出量とをともに測定できるようにしているが、いずれか一方を測定するようにしてもよい。また、重金属溶出量のみを測定する場合は、撹拌容器３２での溶出処理のために添加する水として一定のｐＨ値に調製された水を使用してもよく、水を添加した後、さらに酸又はアルカリを添加してｐＨ値を一定に制御してもよい。また、水添加とともに重金属と水溶性化合物を生成する溶出剤を添加してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明では、混練装置で処理される前又は後のばいじん溶出液からのＰ−アルカリ度もしくはカルシウム溶出量、酸度又はｐＨの測定値に基づいてｐＨ調整剤添加量を制御したり、鉛などの重金属溶出量の測定値に基づいて重金属安定剤添加量を制御するようにしたので、１時間又はそれ以下の周期で自動分析から薬剤添加量制御までを行なうことができるようになる。その結果、ばいじんの安定処理に最適なｐＨ調整剤や重金属安定剤を添加することが可能となり、過度の薬剤消費を抑え、費用の節減や環境汚染を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明での制御部を示すブロック図である。
【図２】処理前のばいじんの希釈溶出による時間とＰ−アルカリ度との関係を示す図である。
【図３】処理前のばいじんの希釈溶出による時間とカルシウム溶出量との関係を示す図である。
【図４】処理前のばいじんの希釈溶出による時間と鉛溶出量との関係を示す図である。
【図５】処理直後のばいじんの希釈溶出による時間とＰ−アルカリ度との関係を示す図である。
【図６】処理直後のばいじんの希釈溶出による時間と鉛溶出量との関係を示す図である。
【図７】処理前のばいじんを用いた制御動作を示すフローチャート図である。
【図８】希釈倍率が１０倍の場合のＰ−アルカリ度と硫酸バンド添加量との関係を示す図である。
【図９】希釈倍率が５００倍の場合のＰ−アルカリ度と硫酸バンド添加量との関係を示す図である。
【図１０】カルシウム溶出量と硫酸バンド添加量との関係を示す図である。
【図１１】鉛溶出量と液体キレート添加量との関係を示す図である。
【図１２】処理直後のばいじんを用いた制御動作を示すフローチャート図である。
【図１３】一実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
２      制御部
４      薬液添加量データ記憶部
６      薬液添加量算出部
８      薬液添加制御部
１０      ばいじんサイロ
１２      混練装置
１４      ｐＨ調整剤供給部
１８      重金属安定剤供給部
２６      循環パイプ
３０      計量器
３２      撹拌容器
４６      試料パイプ
４８      シリンジポンプ
５６      原子吸光光度計
５８      自動適定装置
７０      採取装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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