(57)【要約】  【課題】  水と生石灰の水和発熱反応を遅延させて被処理物を徐々に加熱分解するための反応調整剤を提供する。  【解決手段】  上記課題を解決する反応調整剤は、少なくともアルカリ金属水酸化物と界面活性剤との混合物からなる。これに、更に炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩のうち１又は２以上の塩を含む混合物であってもよい。なお、前記アルカリ水酸化物は８０〜９５重量％、界面活性剤は５〜２０重量％であることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアルカリ金属水酸化物と界面活性剤との混合物からなる、生石灰と水との反応を調整する反応調整剤。
【請求項２】
前記アルカリ金属水酸化物は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムから選択される１又は２以上の水酸化物を含む請求項１記載の反応調整剤。
【請求項３】
前記反応調整剤はさらにアルカリ金属塩と珪素酸塩のいずれかを含み、このアルカリ金属塩は炭酸塩、硫酸塩から選択される１又は２以上の塩である請求項１記載の反応調整剤。
【請求項４】
前記アルカリ金属水酸化物が４０〜８０重量％、アルカリ金属塩が５〜２０重量％、界面活性剤が５〜２０重量％である請求項３記載の反応調整剤。
【請求項５】
前記アルカリ金属水酸化物である水酸化カルシウムが４５〜８０重量％、アルカリ金属塩である硫酸ナトリウムが１〜１０重量％、同じく炭酸ナトリウムが１〜１５重量％、珪酸塩である珪酸ナトリウムが１〜１０重量％、界面活性剤である陰イオン界面活性剤が４〜１０重量％、陽イオン界面活性剤が４〜１０重量％である請求項４の反応調整剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高含水有機物、廃油、廃プラスチック、有機物水溶液等の処理物を生石灰と水とで処理する際に使用する反応調整剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業廃棄物の処理として生石灰の水和反応を利用する処理方法が知られており、例えば、油の廃棄汚泥物をミキサー内に投入し、それに粉末生石灰を主成分とする珪酸塩からなる処理剤を添加し、更に水を加え、石灰と水との発熱反応によって揮発性の油成分を汚泥中より揮発させるとともに非揮発性成分を分解させて汚泥を無害化することが行なわれている。
【０００３】
また、汚水や汚泥を生石灰と珪酸ナトリウムとの処理剤で処理する際の水和発熱反応により油性物質や有害金属等を無害化粉状物として二次利用可能化する技術も知られている。
【特許文献１】特開平０５−２３６９９号公報
【特許文献２】特開平０８−２４９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の処理方法において、生石灰と水との水和発熱反応が利用されているが、この方法では生石灰の水和反応熱によって短時間で急激に温度が上昇し、その温度が１００℃に達して沸騰状態となると水蒸気及び消石灰粉末が噴出してしまうので、バグフィルター等の噴出ガス処理装置が必要となる。更に、温度が１００℃を超えると水が蒸気となりその反応熱が奪われるため、反応槽上部の温度は１０５℃を越えず、反応槽の底部の温度も２００℃を越えることはない。
【０００５】
そこで、水と生石灰との水和発熱反応を調整して（遅延させて）、水蒸気の発生量を減少させ処理物を自燃させることのできる消石灰浴を形成できるような反応調整剤が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は良好な消石灰浴を形成できるような反応調整剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、生石灰と水との反応調整剤は、少なくともアルカリ金属水酸化物と界面活性剤との混合物からなる。これに更に、前記アルカリ金属水酸化物は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムから選択される１又は２以上の水酸化物を含んでもよい。また、前記反応調整剤はさらにアルカリ金属塩と珪酸塩のいずれかを含み、このアルカリ金属塩は炭酸塩、硫酸塩から選択される１又は２以上の塩であることが好ましく、更に、前記アルカリ金属塩が４０〜８０重量％、アルカリ金属塩が５〜２０重量％、界面活性剤が５〜２０重量％であることが好ましい。更にまた、前記アルカリ金属水酸化物である水酸化カルシウムが４５〜８０重量％、アルカリ金属塩である硫酸ナトリウムが１〜１０重量％、同じく炭酸ナトリウムが１〜１５重量％、珪酸塩である珪酸ナトリウムが１〜１０重量％、界面活性剤である陰イオン界面活性剤が４〜１０重量％、陽イオン界面活性剤が４〜１０重量％であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
かかる反応調整剤は、水と生石灰の水和発熱反応を遅延させて調整し、水蒸気の反応を押えつつ被処理物を徐々に加熱分解できるという効果を奏する。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
本発明の水と生石灰の反応調整剤は、少なくともアルカリ金属水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムから選択される１又は２以上の水酸化物であることが好ましい。これに更にアルカリ金属塩又は珪酸塩を加えてもよく、アルカリ金属塩としては、炭酸塩及び／又は硫酸塩が好ましく、珪酸塩としては珪酸ナトリウムが好ましい。そして、それらの混合割合はアルカリ金属水酸化物８６〜９４重量％で界面活性剤６〜１４重量％が好ましい。また、アルカリ金属塩を含む場合は、アルカリ金属水酸化物が４０〜８０重量％、アルカリ金属塩が５〜２０重量％、界面活性剤が５〜２０重量％であることが好ましい。
【００１１】
具体的には、
水酸化カルシウム  ４０〜８０重量％
炭酸ナトリウム      １〜１５重量％
硫酸ナトリウム      １〜１０重量％
珪酸ナトリウム      １〜１０重量％
陰イオン界面活性剤  ４〜１０重量％
陽イオン界面活性剤  ４〜１０重量％
からなる。
【００１２】
この成分組織を有する反応調整剤は、生石灰と水の反応開始時間の遅延機能を有し、処理物と生石灰との混合、均一化を助長する機能を有し、生成する消石灰の粒度を微細化し、団塊の生成を防止する機能を有する。更には、処理物中、固形分の凝集沈降機能を有する。
【００１３】
このような機能を有する反応調整剤は、生石灰と水との水和発熱反応で処理物を分解処理する廃棄物処理に好適である。ここで、処理物が、高含水有機物である海洋堆積ヘドロやみどり貝等の無機物を含む固形有機物である場合、又は、写真現像廃液、食肉工場の廃血液等の水に有機物及び無機物が溶解・分散・浮遊している有機物水溶液の場合は、処理物そのものに水分が多量に含まれているため、反応調整剤の水酸化カルシウムの比率を７０〜８０重量％と高くすることが好ましい。一方、グリス廃油、工業廃油等の廃油又は３Ｐ（ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン）、塩化ビニール、酢酸ビニール等の廃プラスチックのように処理物そのものに水分がないか又は少ない場合には、反応調整剤の水酸化カルシウムの量を５０重量％以下とする。例えば反応調整剤は以下のような重量％となる。
【００１４】
【表１】
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更に、反応調整剤は処理物の重量に対して３〜５重量％使用するのが好適であり、処理物の重量に対して生石灰や水の割合は以下の通りである。
【００１５】
１）高含水有機物
処理物        １００重量％
反応調整剤    ３〜５重量％
生石灰        ４０〜１００重量％
２）有機物水溶液    
処理物        １００重量％
反応調整剤    ３〜５重量％
生石灰        １００〜２００重量％
３）廃油    
処理物        １００重量％
水            １００〜４００重量％
反応調整剤    ３〜５重量％
生石灰        ４０〜１００重量％
４）廃プラスチック    
処理物        １００重量％
水            １００〜４００重量％
反応調整剤    ３〜５重量％
生石灰        ４０〜１００重量％
本発明の反応調整剤は、上述したように種々の廃棄物を生石灰で処理する際に水分と生石灰の水和反応を遅延させる作用を有するものである。
【００１６】
そして、下水汚泥、食肉残渣、廃棄食料品、排水溶性切削油、ワックス洗浄廃液等の高含水率廃棄物並びに有機物水溶液を処理する場合は、以下のように行なう。
【００１７】
１）撹拌機付反応槽において高含水率廃棄物１００重量％に対して反応調整剤３〜５重量％を加えて均一になるように攪拌混合する。また、処理物によっては、反応調整剤を３０重量％迄増加させることが可能である。
【００１８】
２）生石灰４０重量％〜１００重量％を加えて約１分間攪拌混合し、攪拌を停止する。また、処理物によっては生石灰を３００重量％まで増加させてもよい。
【００１９】
３）生石灰は廃棄物内の水と反応して水和発熱反応を起こし、徐々に温度が上昇する。混合物表面から水の蒸散がなくなったら、ゆっくりと断続的に攪拌を続ける。この間に有機物が徐々に酸化分解され、その酸化反応熱によって温度は上昇して４００℃を越えて「消石灰浴」が形成される。
【００２０】
４）「消石灰浴」の温度は、有機物が存在する限り、３５０〜４５０℃の高温度を維持し続け、有機物がなくなれば温度は徐々に低下していく。
【００２１】
５）冷却後に、反応槽内には分解しなかった未分解有機物と、消石灰と炭化物が残る。時間の経過とともに未分解有機物も既に存在する炭化物も微細化し、この微細炭化物と消石灰とのさらさらとした粉体を順次反応槽から取り出す。
【００２２】
なお、難分解性有機物が残る場合があるが、この場合には有機質消石灰となる。
【００２３】
また、廃油及び廃プラスチックの処理の場合には、原材料（処理物）に水を含まないため原材料に水を１００〜４００重量％加える必要がある。先ず、原材料に反応調整剤を３〜５重量％加えて混合した後に生石灰を４０〜１００重量％加え、水和発熱反応を起こさせる。この反応により、廃油の場合には油成分が分解し、廃プラスチックの場合にはその温度が３００℃〜４００℃となるため、プラスチックが熱分解して炭酸ガスと水蒸気となって排気され、一部有機物、炭化物として回収される。両者の場合において、反応槽内には消石灰と灰化した有機質成分が残り、ＦＲＰの場合には消石灰と有機質成分に加えてガラス成分が小さな粒子となって残る。
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００２５】
１）高含水有機物である活性汚泥の処理の実験例を示す。
【００２６】
図１において反応装置１は攪拌羽根２を有し、この反応装置１の上部には処理物を貯溜して供給するためのホッパー３と、生石灰用のホッパー４と、反応調整剤用のホッパー５が設けられている。先ず、反応装置１に８０重量％水分の活性汚泥１００ｋｇと反応調整剤５ｋｇを投入し、均一になるように攪拌し、この攪拌中に生石灰２００ｋｇを一挙に投入し、その後１分間攪拌して攪拌を停止した。このとき反応装置内は徐々に発熱して装置内が水和発熱反応により２００℃程度となった。生石灰投入後、２〜５分後に有機物の酸化分解熱が加わり反応装置１内の温度は３００℃まで上昇し、時間経過とともに温度は４００℃〜５００℃に達し、消石灰浴の形成が確認された。そして、生石灰投入後２時間経過してから、温度が下がり始め、有機物の灰化反応が終了した。更に、この消石灰浴に有機質を含んだ消石灰を５０ｋｇ投入したら、温度は再び上昇し、有機質が灰化されることを確認した。冷却後、乾燥した灰色の有機質消石灰が得られ、その回収率は９０％であり、すなわち、（２５０ｋｇ＋５０ｋｇ）×０．９＝２７０ｋｇが回収された。
【００２７】
図２は、農業用ビニールである塩化ビニール又は酢酸ビニールを処理するための装置であり、農ビ処理装置Ｍは、水平又はやや前方に傾斜して配置された反応筒１１を有し、この反応筒１１の前端に酸化槽１２が接続されている。前記反応筒１１は、断面Ｕ字形をなし、このＵ字形の底部には、リードスクリュー１３が設けられ、このリードスクリュー１３はモータ１４によって所定速度で回転される。
【００２８】
前記反応筒１１の図上左端には、塩ビ供給用のホッパー１５が設けられている。このホッパー１５から供給される塩ビ材料は２〜３ｃｍに破砕されたフィルムである。前記材料供給用のホッパー１５の右側には水と前記反応調整剤を混合し、この混合した混合液をホッパー１５から供給した材料に噴霧する混合タンク１６が設けられ、この混合タンク１６内には攪拌羽根１７が設けられている。前記塩ビ材料に混合液が加えられた混合材料は混合タンク１６の右側（反応筒１１の先端側）に設けられた生石灰（ＣａＯ）供給用ホッパー１８から送られた生石灰と混合されて水和発熱反応を起こして２００〜３００℃の温度となる。なお、反応筒１１の先端部近傍には水を堰止めるための仕切板１９が設けられ、この仕切板１９によって混合タンク１６から送られた水が酸化槽１２の手前で止められて生石灰と混合する。
【００２９】
前記酸化槽１２においては、そこで発生する塩化水素ガス（ＨＣｌ）と生石灰（ＣａＯ）と水（Ｈ２Ｏ）とで反応して生成された消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）と反応して塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）が生成され、更にこの塩化カルシウムに加えて塩化ビニールの炭化物と未分解有機物が生成され、この未分解有機物と炭化物は時間の経過とともに微細化して酸化槽１２の底部から順次細かい粒子となって塩化カルシウムとともに排出される。なお、前記酸化槽１２内には攪拌棒２０が設けられ、この攪拌棒２０は、羽根２２、２２を有し、モータ２１によって回転される。前記攪拌棒２０は、酸化槽１２内で炭カルと塩ビの炭化物と消石灰との混合物の堆積状態に応じて間欠的にゆっくりと回転し、塩カル及び消石灰浴内で塩ビが充分に燃焼するようになっている。なお、酸化槽１２内には電気ヒータ２３が設けられ、この電気ヒータ２３は酸化槽１２内の温度コントロールに使用される。なお、酢酸ビニールの場合は、塩化カルシウムの変わりに酢酸カルシウムが生成される。
【００３０】
前記酸化槽１２に隣接して凝縮水タンク２５が設けられ、この凝縮水タンク２５には凝縮水が貯溜される。なお、この凝縮水タンク２５内の凝縮水はポンプ２６によって外部に排出される。なお、塩ビの中の塩素（Ｃｌ）成分の殆どは、酸化槽１２内で炭カルとして回収されるが、僅かながら発生する塩化水素ガス（ＨＣｌ）は、凝縮水タンク２５に接続された洗浄装置２７で洗浄される。この洗浄装置２７はガスと同伴する石灰粉が中和剤となるスクラバーであって消石灰水溶液で塩化水素ガスを洗浄し、塩化カルシウムとして回収するものである。なお、洗浄装置２７で洗浄されたガスは、公知の分解脱臭装置２８で分解脱臭された後に大気中に放出される。なお、分解脱臭装置２８としては、プラズマ雰囲気中をガスを通過せしめて分解脱臭させるタイプのものが好ましい。
【００３１】
次に、ＦＲＰの処理について説明する。
【００３２】
図３において、ＦＲＰ処理装置Ｔは、水と１〜１．５ｃｍに破砕したＦＲＰ材料と本発明の反応調整剤を予め混合させるためのＦＲＰ加水分解槽３０が設けられ（ＦＲＰ１００ｋｇ、水１００ｋｇ、反応調整剤５ｋｇ）、この分解槽３０は攪拌棒３１を有し、この攪拌棒３１を用いた２〜３分程度の攪拌によって、反応調整剤中のアルカリ成分の存在下でＦＲＰを構成するポリエステルと水とが加水分解する。この結果、ＦＲＰに含まれていたガラス繊維は分離される。この混合物は攪拌棒３３を有する水和反応槽３２に送られて生石灰（１２０ｋｇ）と混合される。ここでは、水和発熱反応が起きて１００℃以上に発熱する。この混合物はリードスクリュー３４によって図２と同様の構造の酸化槽１２に送られて、燃焼され、ガラス繊維及びプラスチック成分は炭化し次いで灰化して小さな粒子となる。この際発生した凝縮水は凝縮水タンク２５に貯溜し、この凝縮水はポンプ２６によって排出される。酸化槽１２で発生した種々のガスは分解脱臭装置２８によって分解脱臭されて排出される。
【００３３】
図４は、農ビ処理装置の他の実施例を示し、この農ビ処理装置M１は、水和反応槽４０を有し、この水和反応槽４０は、攪拌機４１を有し、この水和反応槽４０内では破砕された農ビ原料と、水と反応調整剤との混合物と、生石灰とが混合され（生石灰は最後に混入される）、この混合物は、リードスクリュー４２により酸化槽４３内に送られる。この酸化槽４３の中央部分では、水と生石灰との反応で生じた消石灰と塩ビの未分解有機物と塩ビ及び残渣物の炭化物が生成され、時間の経過ととともに酸化槽４３の底部には消石灰と塩化水素ガス（ＨＣｌ）で生成した塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）と消石灰と、未分解有機物と炭化物とが微細化した微細炭化物とが生成され、これらの混合は、順次取り出される。前記酸化槽４３内には、攪拌機４４と、補助熱源の電気ヒーター４５が設けられている。
【００３４】
なお、水和反応槽４０内の混合物を酸化槽４３内に送るためのリードスクリューは酸化槽４３内で作られる消石灰浴の中間部分に送られ、この部分で発生するＨＣｌガスが必ず消石灰浴を通過してスクラバーに達するようになっている。
【００３５】
図５は、図３に示すＦＲＰ処理装置の他の実施例を示し、このＦＲＰ処理装置Ｔ１は、図３のＦＲＰ処理装置Ｔとほぼ同一であるが、このＦＲＰ処理装置Ｔ１の水和反応槽３２で生成された混合物はリードスクリュー３４により酸化槽１２の消石灰浴の表面Ｓ０の上方から供給され、消石灰浴の上部には、水と生石灰の反応で生じた消石灰と不飽和ポリエステルの未分解有機物と、ポリエステル、ガラス繊維及び残渣物の炭化物とからなっており、その底部には時間の経過とともに消石灰と未分解有機物及び炭化物の微細化した微細炭化物が生成され、これは順次外部に排出される。なお、水和反応槽３２及び酸化槽１２で発生したガスはスクラバー４６に送られて洗浄された後、脱臭機４７を経て大気中に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明に係る高含水有機物を処理するための装置の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明に係る農ビ（塩ビ）を処理するための装置の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明に係るＦＲＰを処理するための装置の概略構成図である。
【図４】図４は、農ビを処理するための他の実施例を示す概略構成図である。
【図５】図５は、ＦＲＰを処理するための他の実施例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…反応装置
１１…反応筒
１２…酸化槽
２５…凝縮水
２７…洗浄装置
２８…分解脱臭装置
【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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