(57)【要約】  【課題】  処理費用を然程増大させることなく、該埋立てごみ中に多量の有機物が含まれている場合であっても、処理後の埋立てごみに含まれる有機物の含有量を効果的に低減させることのできる処理方法および処理装置を提供すること。  【解決手段】  有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理方法であって、該埋立てごみを還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、該還元加熱工程にて処理された埋立てごみ中の有機物を燃焼させる燃焼工程とを備えることを特徴とする。【選択図】          図１
2006043605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理方法であって、
該埋立てごみを還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、
該還元加熱工程にて処理された埋立てごみ中の有機物を燃焼させる燃焼工程と
を備えることを特徴とする埋立てごみの処理方法。
【請求項２】
前記燃焼工程において、空気比を０．８〜１．０とすることを特徴とする請求項１記載の埋立てごみの処理方法。
【請求項３】
前記燃焼工程において、炉内温度を７００〜１１００℃とすることを特徴とする請求項１又は２記載の埋立てごみの処理方法。
【請求項４】
前記燃焼工程から排出される排ガスを、二次燃焼炉にて燃焼させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の埋立てごみの処理方法。
【請求項５】
有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理装置であって、
該埋立てごみを還元雰囲気中で加熱するための還元加熱炉と、
該還元加熱炉にて処理された埋立てごみ中の有機物を燃焼させる燃焼炉とを備えることを特徴とする埋立てごみの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理方法および処理装置に関し、特に、該有機ハロゲン化合物のみならず、有機物が多く含まれているような最終処分場の埋立てごみの処理に好適な、処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粗大ごみ処理施設から排出される焼却処理不適物や、ごみ焼却施設から排出される焼却残渣等は、いわゆる最終処分場にて埋立て処理されている。近年、最終処分場の新たな用地確保が困難であることから、該埋立てごみを減溶化して処分場の延命化を図りたいという要望が高まっている。また、最終処分場の埋立てごみから、有害物質が流出するおそれがあるため、該埋立てごみの安定化を図りたいという要望もある。
【０００３】
しかしながら、このような最終処分場に埋立てられたごみの中には、ＰＣＢ等の有機ハロゲン化合物が含まれている場合があり、法律によって焼却処理が禁じられる場合があるため、該埋立てごみの減溶化および安定化は、困難であるとされてきた。
【０００４】
また、有機ハロゲン化合物等が含まれた汚泥や土壌を処理する方法として、該汚泥等を還元雰囲気下において加熱処理し、発生した排ガスを油洗浄により清浄化し、油中に回収された有機ハロゲン化合物をＮａ分散体等によって処理するという方法が知られている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、該特許文献１記載の方法を用いて埋立てごみを処理しようとすると、埋立てごみ中に含まれている多量の有機物が処理後の埋め立てごみ中に残存し、処理後の埋立てごみの利用価値および利用用途が制限されてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−２２５６４３号公報
【０００６】
また、そのような有機物を手作業によって分別する方法もあるが、手作業による分別は非常に煩雑であり、しかも人件費を含めた処理コストが大幅に増大してしまうという問題がある。
さらに、ＰＣＢ汚染物を手作業で分別する場合には、作業者の人体へ悪影響を及ぼさない設備構造とする必要があるため、建設コストも大幅に増大してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、処理費用を然程増大させることなく、該埋立てごみ中に多量の有機物が含まれている場合であっても、処理後の埋立てごみに含まれる有機物の含有量を効果的に低減させることのできる処理方法および処理装置を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理方法であって、該埋立てごみを還元雰囲気中で加熱する還元加熱工程と、該還元加熱工程にて処理された埋立てごみ中の有機物を燃焼させる燃焼工程とを備えることを特徴とする埋立てごみの処理方法を提供する。
また、本発明は、有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみの処理装置であって、該埋立てごみを還元雰囲気中で加熱するための還元加熱炉と、該還元加熱炉にて処理された埋立てごみ中の有機物を燃焼させる燃焼炉とを備えることを特徴とする埋立てごみの処理装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
斯かる構成の埋立てごみの処理方法および処理装置によれば、還元加熱によって埋立てごみ中に含まれる有機ハロゲン化合物を分解および蒸発させた後、さらに埋立てごみ中に含まれる有機物を燃焼させることができるため、有機物を殆ど含有しない埋立てごみを得ることができる。また、還元加熱後には有機物が高温に加熱された状態となるため、燃焼に必要な燃料費を大幅に低減できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明に係る埋立てごみの処理装置の一実施形態を示した概略フロー図である。図１に示すように、本実施形態の埋立てごみの処理装置１は、埋立てごみＡの流れ方向上流側から順に、該埋立てごみＡを還元雰囲気中で加熱する還元加熱炉２と、該還元加熱炉２で処理された埋立てごみ中に含まれる有機物を燃焼させる燃焼炉３と、該燃焼炉３から排出された埋立てごみを冷却する冷却器４とを備えている。
【００１１】
処理対象である埋立てごみＡとしては、例えば、最終処分場に埋立てられ、しかも有機ハロゲン化合物に汚染されたもの、およびその周辺の土壌を挙げることができる。該埋立てごみに粗大物が含まれている場合には、該粗大物を予め除去または破砕しておくことが好ましい。
有機ハロゲン化合物としては、例えば、ダイオキシン類、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）類、ベンザヘキサクロライド、アルドリンなどの有機塩素化合物等が挙げられる。
【００１２】
前記還元加熱炉２は、処理対象である埋立てごみＡを、還元雰囲気下において加熱しうる構成のものであれば特に限定されない。該還元加熱炉２としては、例えば、円筒状の加熱装置本体と、該加熱装置本体内部に配された回転翼と、該加熱装置本体の外側を覆うように形成されたジャケットとを備え、加熱装置本体には不活性ガスＤが供給され、ジャケットには高温のガスが供給されるように構成されたものを使用することができる。
埋立てごみＡを該還元加熱炉によって還元雰囲気下で加熱することにより、該埋立てごみＡ中に含まれるＰＣＢ類等の有機ハロゲン化合物を、分解あるいは蒸発によって除去することができる。
【００１３】
還元雰囲気としては、酸素濃度の低い雰囲気であればよく、好ましくは酸素濃度が３％以下、より好ましくは酸素濃度が１％以下である雰囲気とする。また、具体的な気体としては、窒素やアルゴン等の不活性ガス、Ｈ2などが挙げられる。さらに、本発明においては、気体としては通常の（酸素濃度の高い）空気を用いるとともに、炉内に還元剤を投入することによって炉内を還元雰囲気とする方法も可能である。
【００１４】
該還元加熱炉２の炉内温度は、２００〜７００℃とすることが好ましく、４００〜６００℃とすることがより好ましい。炉内温度が２００℃よりも低温であれば、埋立てごみＡ中に含まれる有機ハロゲン化合物が揮発又は分解されずに残存するおそれがあり、７００℃よりも高温にしても更なる効果の改善とはならず、かえってエネルギーの浪費となるおそれがある。
また、該還元加熱炉２における埋立てごみＡの滞留時間は、通常２０〜１８０分とし、好ましくは、３０〜１２０分とする。
【００１５】
一方、前記燃焼炉３は、還元加熱炉２から排出される埋立てごみ中の有機物を燃焼させうる構成であれば、特に限定されるものではない。該有機物を効率的に燃焼させるという観点からは、前記燃焼炉３として、いわゆるキルン型の燃焼炉を好適に使用することができる。
前記還元加熱炉２から排出された埋立てごみＡは、その温度が低下しないうちに該燃焼炉３へと供給され、例えば下流側に設置されたバーナーにより加熱され、埋立てごみＡ中に残存している有機物が略完全に燃焼されることとなる。
【００１６】
該燃焼炉３においては、空気比を０．６〜１．０とすることが好ましく、０．７〜０．９とすることがより好ましい。空気比が０．６未満であれば、有機物を効率的に燃焼させることが困難となり、また、１．０を超えると、埋立てごみ中に三価クロムが含まれている場合には、該三価クロムが酸化されて有害な六価クロムが生成されるおそれがある。
さらに、埋立てごみ中に砒素が含まれている場合には、空気比を０．９以下とすることによって砒素の揮散を促進させ、土壌中に砒素が残存するのを有効に防止しうる。
【００１７】
該燃焼炉３の炉内温度は、７００〜１１００℃とすることが好ましく、８００〜１０００℃とすることがより好ましい。
このような温度範囲とすることにより、前記還元加熱炉において排ガス側へ揮散されずに土壌中に残存した重金属類を、土壌と共に焼結させることによって土壌中に閉じ込め、不溶化することができる。これにより、処理された土壌が雨等に晒された場合にも、該土壌からの重金属の溶出を防止することができる。
さらに、内部の温度が７００℃よりも低温であれば、処理後の埋立てごみ中に有機物が残存したり、ダイオキシン類が生成されやすくなるおそれがある。逆に、１１００℃よりも高温にすると、有機物の燃焼効率は然程改善されない反面、燃焼に要する燃料費が増大して処理コストが高くなるおそれがある。
また、該燃焼炉３における埋立てごみＡの滞留時間は、通常２０〜１８０分とし、好ましくは、３０〜１２０分とする。
【００１８】
さらに、該燃焼炉３では、埋立てごみ中の砒素が、ガス側へ揮散するのをより一層促進させるべく、還元剤を加えた状態で燃焼させることが好ましい。
該還元剤としては、石炭、コークス、硫安、ヒドラジン、アルデヒド、鉄粉等を使用することができ、中でも、低酸素状態で且つ高温状態にある炉内において砒素の揮散促進により効果的であるという観点から、石炭、コークス、鉄粉が好適である。
【００１９】
前記冷却器４は、燃焼炉３から排出される高温の埋立てごみを、２００℃以下、好ましくは１００℃以下にまで冷却しうるものであれば、その具体的な構成については特に限定されない。該冷却器４としては、例えば、キルン型の冷却器を好適に使用することができる。
該冷却器における埋立てごみの冷却は、酸素濃度が３％以下の雰囲気下で行うことが好ましく、さらには、酸素濃度１％以下の雰囲気下で行うことがより好ましく、不活性ガス雰囲気下で行うことが最も好ましい。このように、酸素濃度の低い雰囲気下で２００℃以下まで急冷することにより、ダイオキシン等の有機ハロゲン化合物の再合成を有効に防止することができる。
【００２０】
また、本実施形態に係る処理装置１には、燃焼炉３から排出された排ガスＢ中に含まれる未燃成分を燃焼させるための二次燃焼炉５１と、該二次燃焼炉５１から排出される高温の排ガスＢから、熱を回収するための空気予熱器５２と、該空気予熱器５２を経た排ガスＢをさらに冷却するための冷却室５３と、該排ガスＢ中のダストを除去するためのバグフィルタ５４および活性炭吸着塔５５とが備えられている。
【００２１】
具体的には、前記二次燃焼炉５１には、加熱用のバーナーが備えられ、しかも前記空気予熱器５２で予熱された空気が供給されるように構成されている。排ガスＢは、該二次燃焼炉５１にて、好ましくは総空気比が１．１〜１．２となるような条件の下、約８５０℃で２秒以上処理された後、排出される。
尚、総空気比とは、埋立てごみの処理装置１全体で、可燃成分の燃焼に必要な空気量を１とした場合の比率であり、具体的には、前記埋立てごみＡに含まれる可燃成分と、バーナーの燃料とを完全燃焼させるために必要な空気量を１とした場合の比率である。
斯かる条件下で処理されることにより、排ガスＢ中に含まれている極微量の未燃成分が完全に燃焼されることとなる。また、前記燃焼炉３において、万一、ダイオキシン類等の有害な塩素化合物が生成された場合であっても、該塩素化合物を略完全に分解することができる。
【００２２】
該二次燃焼炉５１から排出された排ガスＢは、空気予熱器５２によって約２５０℃まで冷却される。該空気予熱器５２には、内部に空気を通す管が設けられており、管を通った空気は排ガスＢの熱によって予熱される。予熱された空気は、さらに必要に応じて加熱器によって加熱され、前記還元加熱炉２の加熱用空気、或いは二次燃焼炉５１の燃焼用空気として使用することができ、炉内の温度維持に必要な灯油、ガスなどの助燃剤の使用量を低減させることができる。
【００２３】
空気予熱器５２を経た排ガスＢは、冷却室５３においてさらに冷却された後、バグフィルタ５４および活性炭吸着塔５５により、該排ガスＢ中に含まれる極めて微量のダスト等が除去された後、煙突から排出される。
【００２４】
さらに、本実施形態に係る処理装置１には、前記還元加熱炉２から排出された排ガスＣ中に含まれるダストを除去するための集塵装置４１と、該排ガスＣ中に含まれる有機ハロゲン化合物を除去するための油洗浄式ガス洗浄装置４２とが備えられている。
【００２５】
油洗浄式ガス洗浄装置４２は、排ガスＣと炭化水素油とを気液接触させて排ガスＣ中の有機ハロゲン化合物を炭化水素油中に分散又は溶解させることにより、前記還元加熱炉２から排出された排ガスＣを洗浄するものである。
【００２６】
該油洗浄式ガス洗浄装置４２には、その下部から回収された油と水とを分離する油水分離装置４３と、分離された油に含まれる有機ハロゲン化合物を分解する有機ハロゲン化合物分解装置４４と、分離された水に含まれる有機ハロゲン化合物を吸着する吸着装置（例えば、活性炭吸着塔）４５とが付随して備えられており、有機ハロゲン化合物分解装置４４によって再生された油は前記油洗浄式ガス洗浄装置４２へと返送され、再利用されるように構成されている。前記有機ハロゲン化合物分解装置４４としては、例えば、炭化水素油中に金属ナトリウム粒子が分散されてなるナトリウム分散体を用いたものが好適に使用される。
【００２７】
また、本実施形態の処理装置１は、前記油洗浄式ガス洗浄装置４２から排出される排ガスＣが、前記二次燃焼炉５１によって処理されるように構成されている。斯かる構成により、排ガスＣ中に含まれる未燃物は略完全に燃焼処理されることとなり、また、排ガスＣ中の未燃物に有機ハロゲン化合物が含まれている場合にも、該二次燃焼炉５１によって分解され、さらに後段のバグフィルタ５４や活性炭吸着塔５５によって略完全に除去することが可能となる。
【００２８】
このように、本実施形態の埋立てごみの処理装置１およびこれを用いた処理方法によれば、有機ハロゲン化合物に汚染された埋立てごみＡは、還元加熱炉２および燃焼炉３によって順に処理されることにより、有機ハロゲン化合物が分解除去され、しかも有機物についても効率的に燃焼処理されることとなる。
【００２９】
また、上述のような二次燃焼炉５１を備えることにより、燃焼炉３から排出される排ガスＢのみならず、還元加熱炉２から排出される排ガスＣについても併せて清浄化することができるという効果がある。
【００３０】
さらに、図２に示す如く、バグフィルタ５４から排出された排ガスの一部を分岐し、燃焼炉３および二次燃焼炉５１へ再循環させてもよい。斯かる構成によれば、低空気比で安定した燃焼が得られるとともに、煙突より大気放出される排ガス中の窒素酸化物の濃度をさらに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る埋立てごみの処理装置の一実施形態を示した概略フロー図。
【図２】本発明に係る埋立てごみの処理装置の他の実施形態を示した概略フロー図。
【符号の説明】
【００３２】
１        埋立てごみの処理装置
２        還元加熱炉
３        燃焼炉
４        冷却器
Ａ        埋立てごみ
Ｂ        燃焼炉からの排ガス
Ｃ        還元加熱炉からの排ガス
Ｄ        不活性ガス
【図１】
2006043605.tif 000003
【図２】
2006043605.tif 000004