(57)【要約】      （修正有）【課題】有機性ハロゲンを含む汚染土壌を低コストで無害化処理する装置を提供する。【解決手段】この装置は、汚染土壌ピット１２と、ごみピット１４と、ごみピット及び汚染土壌ピットから供給されるごみ及び有機性ハロゲンを含む汚染土壌を受入れて流動層１６にて加熱し、熱分解ガス化処理を行うための流動層炉１８と、該熱分解ガス化処理により発生したガス及び灰分を受入れて可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融する溶融炉２０と、汚染土壌が熱分解ガス化処理を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から抜き出すための手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌を収納する汚染土壌ピットと、
ごみを収納するごみピットと、
流動媒体からなる流動層を備え、ごみピット及び汚染土壌ピットから供給されるごみ及び汚染土壌を受入れて流動層にて加熱し、熱分解ガス化処理を行うための流動層炉と、
該熱分解ガス化処理により発生したガス及び灰分を受入れて可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融する溶融炉と、
汚染土壌が熱分解ガス化処理を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から抜き出すための手段と
を有することを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記汚染土壌ピットは、有機性ハロゲンを含む汚染土壌を密閉収納するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記汚染土壌ピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第１ガスライン、及び、ごみピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第２ガスラインのうち少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入するための手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
前記第１ガスラインがガスを送るためのブロワーを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項６】
流動媒体からなる流動層を備える流動層炉にごみ及び汚染土壌を供給し、流動層にて加熱ガス化し、
該加熱ガス化によって生じたガス及び灰分を溶融炉内に導入して可燃ガスを燃焼して高温を発生し、該高温にて灰分を溶融し、
汚染土壌が熱分解ガス化を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉から抜き出すことを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項７】
前記汚染土壌として有機性ハロゲンを含む汚染土壌を前記流動層内に供給するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の廃棄物処理方法。
【請求項８】
前記汚染土壌ピット内で発生するガス、及び、ごみピット内で発生するガスのうち少なくとも一方を前記流動層炉又は前記溶融炉に送ることを特徴とする請求項６若しくは７に記載の廃棄物処理方法。
【請求項９】
前記流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入し、汚染土壌ピット内に収納されている汚染土壌の汚染度が所定基準値以下になったときに該汚染土壌を該汚染土壌ピットから排出し、新たな汚染土壌を搬入することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の廃棄物処理方法。
【請求項１０】
前記流動層炉から抜き出された残留土壌を系外に排出し、新たな汚染土壌を汚染土壌ピットに連続的に搬入することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の廃棄物処理方法。
【請求項１１】
前記汚染土壌ピット内で発生するガスをブロワーを用いて前記流動層炉又は前記溶融炉に送り、該汚染土壌ピット内を負圧に維持することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染土壌の浄化方法及び浄化装置に係り、特に有機ハロゲン化合物等の汚染物質を含む汚染土壌の浄化方法及び浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から産業廃棄物として発生する汚染土壌（すなわち、化学物質等により汚染された土壌）の処理が大きな問題となっている。
廃棄物は焼却処理されるのが一般的となっているが、汚染土壌自体は一般的廃棄物とは異なり可燃成分をほとんど含んでいないことから、それを焼却処理する場合には、天然ガス、石油等の熱源が必要となる。特に近年問題となっているポリ塩化ビニル等の有機ハロゲン化合物を含む汚染土壌の処理では、ダイオキシン等の難分解性汚染物質の発生を防止、抑制する技術が重要な課題となっている。
【０００３】
難分解性汚染物質の発生を防止、抑制するための手段のひとつとしては、キルン炉や溶融炉を用いて、汚染土壌を約１０００℃若しくはそれ以上の高温で焼却処理することが簡便かつ比較的信頼性が高い方法とされてきた（例えば、特許文献１）。しかし、汚染土壌の焼却処理に、このような高温焼却処理方法を用いようとする場合には燃料の消費量が膨大となり、非常に高コストになる。
【０００４】
このような点に鑑み、従来より、焼却処理方法及び装置を改良するための開発・研究が行われてきており、近年では、いわゆる流動層式（若しくは流動床式）といわれる炉が開発されてきている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
しかし、汚染土壌の処理を流動層式焼却炉で行う場合には、以下のような課題がある。
(1)  一般的に、流動層式焼却炉は、ストーカー焼却炉などの他の焼却炉に比較して、排ガスとともに飛散する灰の量が多くなる。
(2)  また、流動層式燃焼炉から排出される排ガス中に含まれるダイオキシン等の難分解性有機物質を完全に酸化分解するために、例えば１０００℃以上に高熱加熱しようとする場合には、そのための燃料が必要となり、処理コストの低減効果も十分とはいえなかった。
流動層式燃焼炉から排出される排ガスのダイオキシン処理を高温加熱により行う代わりに、より安全な凝集沈殿装置を用いることも考えられるが、かなり高コストとなってしまう。
【０００６】
また、近年、ガス化用流動層炉と溶融炉とを組み合わせ、廃棄物を流動層炉にてガス化し、生成した可燃ガス及び灰分等を溶融炉に供給して、該溶融炉内での可燃ガスの燃焼により１０００℃以上の高熱を得て、灰分等を溶融しスラグ化する、ガス化溶融炉が開発され実用化されてきている（たとえば、特許文献３）。このガス化溶融炉にあっては、処理途中で発生するダイオキシンは溶融炉内で１０００℃以上の高温で加熱分解され、溶融スラグとともに水中で急冷されることにより無害化される。しかし、このガス化溶融炉では、汚染土壌はその処理対象とはされておらず、実際、汚染土壌を供給する場合の、漏れ込み圧対策（すなわち、炉内の圧力変動があったとしても炉外へガスが漏れ出ないように炉内圧力を保つようにする）などの配慮、一定量以上の層高変動が発生することを防止するための層高制御、捕集飛灰対策、旋回式溶融炉での捕集限界粒径以下の飛灰量増加や、溶融炉での捕集効率低下などといった種々の課題が想定されうることから、かかる流動床式のガス化溶融炉を用いた土壌処理は、従来、なされてこなかった。
【特許文献１】特開２００４−３３９８６号
【特許文献２】特願平９−３３４９０３号
【特許文献３】特願平７−２２０００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、汚染土壌の焼却に必要な追加燃料を実質的に必要とすることがない汚染土壌処理技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、
汚染土壌を収納する汚染土壌ピットと、
ごみを収納するごみピットと、
流動媒体からなる流動層を備え、ごみピット及び汚染土壌ピットから供給されるごみ及び汚染土壌を受入れて流動層にて加熱し、熱分解ガス化処理を行うための流動層炉と、
該熱分解ガス化処理により発生したガス及び灰分を受入れて可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融する溶融炉と、
汚染土壌が熱分解ガス化処理を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から抜き出すための手段と
を有することを特徴とする廃棄物処理装置を提供する。
【０００９】
具体的には、前記汚染土壌ピットは、有機性ハロゲンを含む汚染土壌を密閉収納するものとすることができる。
また、前記汚染土壌ピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第１ガスライン、及び、ごみピット内で発生するガスを前記流動層炉又は前記溶融炉に送るための第２ガスラインのうち少なくとも一方を備えるようにし、それらピット内で発生したガスを加熱燃焼するようにすることが出来る。
更に、流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入するための手段を有するものとすることもできる。
第１ガスラインには、ガスを送るためのブロワーを設け、汚染土壌ピット内を負圧にするようにすることが好ましい。
【００１０】
本発明は更に、
流動媒体からなる流動層を備える流動層炉にごみ及び汚染土壌を供給し、流動層にて加熱ガス化し、
該加熱ガス化によって生じた可燃ガス及び灰分を溶融炉内に導入して該可燃ガスを燃焼して高温を発生し、該高温にて灰分を溶融し、
前記加熱ガス化を受けた汚染土壌が熱分解ガス化を受けて流動層炉内に残った残留土壌を流動層炉の炉底から排出することを特徴とする廃棄物処理方法を提供する。
【００１１】
汚染土壌は具体的には有機性ハロゲンを含む汚染土壌がある。
具体的には、汚染土壌ピット内で発生するガス、及び、ごみピット内で発生するガスのうち少なくとも一方を流動層炉又は前記溶融炉に送るようにする。
より具体的には、流動層炉から抜き出された残留土壌を、汚染土壌ピットに再度搬入し、汚染土壌ピット内に収納されている汚染土壌の汚染度が所定基準値以下になったときに該汚染土壌を該汚染土壌ピットから排出し、新たな汚染土壌を搬入するようにすることができる。
また、前記流動層炉から抜き出された残留土壌を系外に排出し、新たな汚染土壌を汚染土壌ピットに連続的に搬入することもできる。
更に、汚染土壌ピット内で発生するガスをブロワーを用いて前記流動層炉又は前記溶融炉に送り、該汚染土壌ピット内を負圧に維持するようにすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る廃棄物処理装置１０の概要を示す図である。
図示のように、この廃棄物処理装置１０は、有機性ハロゲン等を含む汚染土壌Ａを収納する汚染土壌ピット１２と、都市ごみなどの一般ごみＢを収納するごみピット１４と、粒状珪砂などの流動媒体からなる流動層１６を備え、ごみピット１４及び汚染土壌ピット１２から供給されるごみＢ及び汚染土壌Ａを受入れて流動層１６にて加熱し、熱分解ガス化を行うための流動層炉１８と、該流動層炉１８で発生した可燃ガス及び灰分を受入れて該可燃ガスを燃焼し、灰分を溶融してスラグを得る溶融炉２０とを有する。
【００１３】
汚染土壌ピット１２は、汚染土壌Ａを密閉収納するようにされ、第１ガスライン２２によって熔融炉２０に連通されており、該ガスライン２２に設定されたブロワ、具体的には誘引送風機２４によって、該ピット内で発生したガスが熔融炉２０に吸引供給されるようになっており、このため、汚染土壌ピット１２内は負圧に維持される。
汚染土壌Ａは搬送ライン２６から流動媒体供給装置２７に供給され、後述するように流動層炉１８の炉底から取り出された流動媒体とともに流動層炉１８に供給されるようになっている。
【００１４】
ごみピット１４には、第２ガスライン２８が接続されており、内部で発生するガスが熔融炉２０に排出されるようになっている。図示の例では、該第２ガスライン２８に第１ガスラインが接続されており、汚染土壌ピット１２及びごみピット１４からのガスを一緒に熔融炉２０に供給するようにしている。
ごみピット１４内のごみは、一般的なものと同様に、クレーン３０、ベルトコンベア３２、ごみ供給機３４等によって流動層炉１８内に供給されるようになっている。
【００１５】
流動層炉１８の流動層１６は、一般的なものと同様、風箱３８内の流動化ガスが散気板４０を通して供給されて流動化され、当該流動化層炉内に供給されるごみ及び汚染土壌を取り込んで加熱し、熱分解ガス化を生じさせる。一般的流動層炉と同様に、当該流動層炉の始動のときには燃焼ガス等の燃料を用いてごみ等の加熱を行うが、流動層１６の温度が全体として約４５０℃〜６５０℃程度になった時点で燃料供給は停止し、流動層１６自体の熱により、ごみ及び汚染土壌の加熱を行う。
好ましくは、流動化ガスは、散気板４０を通すときに、半径方向中心部分から供給される流動化ガスと、半径方向外側（すなわち、流動層炉の周壁近く）から供給される流動化ガスの供給質量速度に差をつけることにより、流動層内に流動媒体の上昇流と下降流とからなる循環流を生じるようにする。斯様にすることにより、流動層内での熱伝達効率を良くし、また、以下に述べる不燃物の取り出しを容易にすることができる。
流動層炉１８の散気板４０の周囲から流動層炉の下端まで不燃物取出し通路４２が設けられており、同下端に設けられた排出口４４から不燃物を取り出すようになっている。すなわち、不燃物としては、ごみ中に含まれていた金属等がある。また、汚染土壌は、加熱によりその可燃物がガスとなり、また、微小な土壌粒子等はガスに同伴されて熔融炉２０に送られるが、その他は流動層１６中に残留土壌として残るので、該残留土壌を上記不燃物と共に流動層炉１８の排出口４４から取り出されるようになる。
【００１６】
流動層炉の下端から取り出された不燃物は、金属等の再利用できるものＣと、流動媒体１６’と、残留土壌Ａ’に分別され、流動媒体１６’は流動媒体供給機２７を介して流動層炉１８へ戻され、残留土壌Ａ’は汚染土壌ピット１２へ戻され、そして金属Ｃ等は再利用のために収集される。
なお、残留土壌と流動媒体とを分別せずに、金属Ｃ等のみを分別することもできる。この場合、徐々に残留土壌と流動媒体とが置き換わった混合物としての流動媒体からなる流動層を形成することとなるが、両者の組成・粒径に差はほとんどないため運転上支障はない。
【００１７】
汚染土壌ピット１２内の汚染土壌Ａの汚染度が、以上なプロセスを経て、所定の基準値以下になったことが確認されると、同汚染土壌ピット内の汚染土壌は外部へ排出され、新たな汚染土壌が供給されることになる。このように汚染土壌ピット１２への汚染土壌の供給をバッチ式にすることにより、汚染土壌ピット１２の外気接触頻度をできるだけ少なくするのが好ましい。
【００１８】
熔融炉２０は、好ましくは旋回熔融炉とされ、流動層炉から送られてくるガス及び灰分等を旋回状態としながら、ガスを燃焼して１２００℃以上の高温とすることにより灰分を熔融し、当該熔融炉２０の底部から水槽中に落として急冷してスラグとする。このとき灰分と共に送られてきた土壌や金属等の微粒子の大部分は、該スラグ中に取り込まれることになる。
【００１９】
図示の例では、溶融炉からの排気ガスは、廃熱ボイラ４６、エコノマイザ４７、集塵器４８触媒反応塔５０などを介して煙突５２から装置外へ排出される。
【００２０】
上記実施例では、流動層炉や溶融炉の処理能力が比較的小さい場合や、処理対象の汚染土壌の汚染度が比較的高い場合などで、無害化処理を確実にしたい場合に有効である。
他方、流動層炉や溶融炉の処理能力が比較的大きい場合において、処理される汚染土壌の単位時間当たり処理量が相対的に少ない場合や、処理対象となる汚染土壌の汚染度が比較的低い場合には、流動層炉から抜き出された残留土壌を連続的に系外に排出しても環境汚染の問題は生じない。したがって、このような場合には、新たな汚染土壌を汚染土壌ピットに連続的に搬入するシステム構成としても良い。すなわち、図１におけるラインＡ’を使用して残留土壌を連続的に汚染土壌ピットに戻すことは行わずに、ラインＡ’’により連続的に系外へと残留土壌を搬出する。
また、上記構成例において、新たに搬入される汚染土壌中に常温において不揮発性の汚染物質しか含まれていない場合には、汚染土壌ピット内を負圧にすることなくほぼ常圧とした運転も可能である。
【００２１】
以上、本件発明の実施形態につき説明したが、本発明に係る廃棄物処理装置及び方法はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００２２】
なお、本願において汚染土壌とは、汚染物質が環境基準値を大幅に上回って含まれるもの、例えばＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ；揮発性有機物質）であるｎ-クロロエチレン異性体、四塩化炭素、ＰＣＢ（Ｐｏｌｙ−Ｃｈｒｏｌｉｎｅ−Ｂｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）、ベンゼン等が土壌中に３０ｐｐｍ（環境省基準の試験方法に基づく）程度以上含まれるものから、微小量だけ含まれるもの、例えばＰＣＢ（Ｐｏｌｙ−Ｃｈｒｏｌｉｎｅ−Ｂｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）や鉛、砒素等の重金属類が数ｐｐｂ程度含まれるものまで含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る廃棄物処理装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０          廃棄物処理装置
１２          汚染土壌ピット
１４          ごみピット
１６          流動層
１８          流動層炉
２０          溶融炉
２２          第１ガスライン
２４          誘引送風機
２６          搬送ライン
２７          流動媒体供給装置
２８          第２ガスライン
３０          クレーン
３２          ベルトコンベア
３４          ごみ供給機
３８          風箱
４０          散気板
４２          不燃物取出し通路
４４          排出口
４６          廃熱ボイラ
４７          エコノマイザ
４８          集塵器（２段バグフィルタ）
５０          触媒反応塔
５２          煙突
１２４        誘引送風機
Ａ            汚染土壌
Ａ’          残留土壌
Ｃ            金属等
【図１】
2006029747.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月17日(2004.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
なお、本願において汚染土壌とは、汚染物質が環境基準値を大幅に上回って含まれるもの、例えばＶＯＣ（揮発性有機化合物、または、Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）であるｎ-クロロエチレン異性体、四塩化炭素、ＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル、または、Ｐｏｌｙ−Ｃｈｒｏｌｉｎａｔｅｄ−Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、ベンゼン等が土壌中に３０ｐｐｍ（環境省基準の試験方法に基づく）程度以上含まれるものから、微小量だけ含まれるもの、例えばＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル、または、Ｐｏｌｙ−Ｃｈｒｏｌｉｎａｔｅｄ−Ｂｉｐｈｅｎｙｌ）や鉛、砒素等の重金属類が数ｐｐｂ程度含まれるものまで含まれる。