(57)【要約】【課題】焼却灰の無害化処理を効率よく行える無害化処理装置及び方法そして廃棄物焼却装置及び方法を提供することを課題とする。【解決手段】廃棄物焼却炉１からの焼却灰を受け貯留する貯留槽が焼却灰と水とを、水が自由表面をもって貯留される貯留水槽６として形成され、貯留水槽６が焼却灰受口７と、二酸化炭素含有ガス注入口９と、焼却灰排出口８とを有し、貯留水槽６は、貯留水の自由表面より下方の前段貯留部Ｐと、前段貯留部Ｐに連通して貯留水の自由表面よりも上方にガスが滞留する反応空間１０を形成する後段貯留部Ｑとに区分形成され、前段貯留部Ｐには、貯留水中の焼却灰を後段貯留部Ｑの反応空間１０へ上昇移動させる移動手段が設けられ、二酸化炭素含有ガス受口９からの二酸化炭素含有ガスが、前段貯留部Ｐの貯留水、前段貯留部Ｐの貯留水中の焼却灰、後段貯留部Ｑの反応空間１０における焼却灰と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉から排出される焼却灰を受け貯留する貯留槽を備え、
貯留槽が二酸化炭素含有ガスを受け該貯留槽内で該二酸化炭素含有ガスが焼却灰と接触することにより焼却灰を無害化する焼却灰無害化処理装置において、
貯留槽は、焼却炉からの焼却灰と水とを貯留し、水が自由表面をもって貯留される貯留水槽として形成され、該貯留水槽が焼却灰を受ける焼却灰受口と、貯留水内へ槽外から二酸化炭素含有ガスが注入される二酸化炭素含有ガス注入口と、無害化処理後の焼却灰を槽外へ排出する焼却灰排出口とを有し、
上記貯留水槽は、水の自由表面より下方の前段貯留部と、該前段貯留部に連通して貯留水の自由表面よりも上方に二酸化炭素含有ガスが滞留する反応空間を形成する後段貯留部とに区分形成され、
上記前段貯留部には、貯留水中の焼却灰を後段貯留部の反応空間へ上昇移動させる移動手段が設けられ、
二酸化炭素含有ガス受口から受けた二酸化炭素含有ガスが、前段貯留部における貯留水、前段貯留部における貯留水中の焼却灰及び後段貯留部の反応空間における焼却灰に接触するようになっていることを特徴とする焼却灰無害化処理装置。
【請求項２】
貯留水槽は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスが、二酸化炭素含有ガスとして二酸化炭素含有ガス注入口から注入されることとする請求項１に記載の焼却灰無害化処理装置。
【請求項３】
貯留水槽は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスが、二酸化炭素含有ガスとして後段貯留部の反応空間に注入されることとする請求項２に記載の焼却灰無害化処理装置。
【請求項４】
排ガスを冷却するための排ガス冷却槽を備え、焼却炉からの排ガスを排ガス冷却槽内の水層に透過させることにより該排ガスを冷却し、冷却後の排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水槽へ供給するようになっていることとする請求項２又は３に記載の焼却灰無害化処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の焼却灰無害化処理装置と、廃棄物焼却炉と熱回収系統と排ガス処理系統と飛灰処理系統とを備える廃棄物焼却装置。
【請求項６】
廃棄物焼却炉から排出される焼却灰を貯留槽に受け、
貯留槽へ二酸化炭素含有ガスを供給して該貯留槽内で該二酸化炭素含有ガスを焼却灰と接触させることにより焼却灰を無害化する焼却灰無害化処理方法において、
貯留槽として形成された貯留水槽内で焼却炉からの焼却灰と水とを水が自由表面をもつように貯留し、貯留水内へ槽外から二酸化炭素含有ガスを注入し、無害化処理後の焼却灰を槽外へ焼却灰排出口から排出し、
上記貯留水槽内を、水の自由表面より下方の前段貯留部と、該前段貯留部に連通して貯留水の自由表面よりも上方に二酸化炭素含有ガスが滞留する反応空間を形成する後段貯留部とに区分形成し、
上記前段貯留部から貯留水中の焼却灰を後段貯留部の反応空間へ上昇移動させ、
二酸化炭素含有ガスを、前段貯留部における貯留水、前段貯留部における貯留水中の焼却灰及び後段貯留部の反応空間における焼却灰に接触させることを特徴とする焼却灰無害化処理方法。
【請求項７】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水内へ注入することとする請求項６に記載の焼却灰無害化処理方法。
【請求項８】
廃棄物焼却炉から排出された排ガスを二酸化炭素含有ガスとして後段貯留部の反応空間に注入することとする請求項７に記載の焼却灰無害化処理方法。  
【請求項９】
焼却炉からの排ガスを冷却水に透過させることにより該排ガスを冷却し、冷却後の排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水槽へ供給することとする請求項７又は８に記載の焼却灰無害化処理方法。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれか一つに記載の焼却灰無害化処理方法により、廃棄物焼却炉からの焼却灰を処理する廃棄物焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃棄物焼却炉から排出される焼却灰中の有害物を無害化処理する焼却灰無害化処理装置及び方法に関し、また、この焼却灰無害化処理装置および方法を用いる廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみや産業廃棄物などの廃棄物を焼却した際に発生する焼却残渣は、その殆どが埋め立て処分されている。しかし、近年、埋め立て処分場の確保が困難になり、埋め立て量を減少させることが要望されている。このため、特に、廃棄物焼却炉の炉底から排出される焼却残留物（以下、「焼却灰」という）については、資源として有効利用し、埋め立て処分する焼却灰から除外して埋立て処分量を減少させる試みがなされている。 
【０００３】
しかし、焼却灰には、有害物質、特に重金属が含まれている。したがって、焼却灰からの重金属の溶出量が基準値以上の場合は、そのままで、資源としての利用が困難である。このような状況に対処するためには、上述のような性状の焼却灰を資源として利用するのに、処分前に重金属を除去する処理を行うか、または重金属を安定化させて溶出量が基準値以下になる処理を行わなければならない。なお、焼却灰に含まれている重金属のうち、特に鉛の含有量が多いため、処理の対象になっている重金属は主として鉛である。
【０００４】
焼却灰中の重金属としての鉛の難溶性化に関しては、次のようなことが知られている。
【０００５】
焼却灰に含まれる重金属類は、二酸化炭素と反応させて炭酸化物とせしめることにより、水に対する溶解度が低下する性質を有する。例えば、鉛は、酸化鉛ＰｂＯから炭酸鉛ＰｂＣＯ３に変化することにより、水に対する溶解度は酸化鉛で１０７ｍｇ／ｌであるところ、炭酸鉛では２．５ｍｇ／ｌとなり、難溶性になる。
【０００６】
また、焼却灰は塩基性であって溶出液のｐＨが高い。焼却灰のｐＨに関しては、焼却灰に含まれる酸化カルシウムＣａＯあるいは水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）2を二酸化炭素と反応させて炭酸カルシウムＣａＣＯ３とせしめることにより、焼却灰のｐＨを重金属類が難溶性を示す難溶性領域とすることも行われる。焼却灰中の重金属のうち、特に含有量が多い鉛は両性金属であり、強い塩基性を示す焼却灰においては溶出液のｐＨを低下させ難溶性領域とすることで、鉛の溶出量を減少させることができる。
【０００７】
このように、鉛などの重金属の炭酸化反応により炭酸鉛を生成させ難溶性にすることと共に、焼却灰のｐＨを難溶性領域にすることも同時に行うことにより、重金属を不溶出化し、焼却灰からの重金属の溶出を抑制でき、焼却灰を土木資材として利用する際の基準値となる土壌環境基準値を満足させることができる。
【０００８】
現状における焼却灰の鉛の溶出量に対する基準値は、資源として有効利用する場合、鉛の溶出量が０．０１ｍｇ／ｌである。このため、焼却灰を利用する場合には、焼却灰をこれらの基準値以下の性状にするための処理をしなければならない。
【０００９】
このような焼却灰に含まれる重金属の難溶性化処理が知られている状況のもとで、焼却灰の無害化処理方法として、特許文献１に開示されている方法が知られている。特許文献１に開示されている焼却灰の重金属の無害化処理方法では、廃棄物焼却炉から排出された焼却灰を処理ヤードで積層して貯留し、水スプレーで水を供給して焼却灰の含水率を１２質量％以上に保持し、さらにガス吹込みノズルにより焼却灰層内に空気や焼却炉排ガス等のＣＯ２含有ガスを吹き込む。これにより焼却灰中に含まれる重金属に排ガス中のＣＯ２を反応させて炭酸塩化させ、難溶性化させることとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−７４１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された方法にあっては、焼却灰は、処理ヤードで積層して貯留され水を供給されて、排ガスの通気を受けるので、排ガスは比較的密な湿潤焼却灰を通気することとなり、焼却灰との接触は良好とは言えない。すなわち、特許文献１の方法では、焼却灰を無害化処理する効率に限界があり、無害化処理する効率をさらに向上させる要望を充足できないことがある。これに加え、特許文献１の方法では、焼却灰を積層して貯留する処理ヤードを設ける必要があり無害化処理装置の規模が大きくなるという問題や、ヤード内に散水することにより発生する過剰量の浸出水を処理するための排水処理装置が必要になるという問題がある。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑み、装置を大型化することなく廃棄物焼却灰のｐＨを低下させ、かつ重金属の溶出を抑制する無害化処理を行うことができ、さらにその無害化処理の効率を向上させることができる、廃棄物焼却灰の無害化処理装置、方法及びその無害化処理装置、処理方法を用いる廃棄物焼却装置、方法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】
【００１３】
上述の課題は、本発明によれば、廃棄物焼却灰の無害化処理装置と廃棄物焼却装置の装置発明、そして廃棄物焼却灰の無害化処理方法と廃棄物焼却方法の方法発明として次のように構成されることで解決される。
【００１４】
［装置発明］
＜焼却灰無害化処理装置＞
廃棄物焼却炉から排出される焼却灰を受け貯留する貯留槽を備え、
貯留槽が二酸化炭素含有ガスを受け該貯留槽内で該二酸化炭素含有ガスが水分を介して焼却灰と接触することにより焼却灰を無害化する焼却灰無害化処理装置において、
貯留槽は、焼却炉からの焼却灰と水とを貯留し、水が自由表面をもって貯留される貯留水槽として形成され、該貯留水槽が焼却灰を受ける焼却灰受口と、貯留水内へ槽外から二酸化炭素含有ガスが注入される二酸化炭素含有ガス注入口と、無害化処理後の焼却灰を槽外へ排出する焼却灰排出口とを有し、
上記貯留水槽は、水の自由表面より下方の前段貯留部と、該前段貯留部に連通して貯留水の自由表面よりも上方に二酸化炭素含有ガスが滞留する反応空間を形成する後段貯留部とに区分形成され、
上記前段貯留部には、貯留水中の焼却灰を後段貯留部の反応空間へ上昇移動させる移動手段が設けられ、
二酸化炭素含有ガス受口から受けた二酸化炭素含有ガスが、前段貯留部における貯留水、前段貯留部における貯留水中の焼却灰及び後段貯留部の反応空間における焼却灰に接触するようになっていることを特徴とする焼却灰無害化処理装置。
【００１５】
かかる本発明の焼却灰無害化処理装置においては、貯留水槽は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスが二酸化炭素含有ガスとして二酸化炭素含有ガス注入口から注入されるようにすることができる。
【００１６】
また、本発明の焼却灰無害化処理装置においては、貯留水槽は、廃棄物焼却炉から排出された排ガスが、二酸化炭素含有ガスとして後段貯留部の反応空間に注入されるようにすることができる。
【００１７】
また、本発明において、焼却灰無害化処理装置は、排ガスを冷却するための排ガス冷却槽を備え、焼却炉からの排ガスを排ガス冷却槽内の水層に透過させることにより該排ガスを冷却し、冷却後の排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水槽へ供給するようにすることができる。
【００１８】
＜廃棄物焼却装置＞
本発明によると、廃棄物焼却装置は、既述した焼却灰無害化処理装置と、廃棄物焼却炉と熱回収系統と排ガス処理系統と飛灰処理系統とを有するように構成される。ここで、熱回収系統は廃棄物焼却炉から排出される排ガスから廃熱回収するボイラ等の熱回収装置であり、排ガス処理系統は排ガス中の有害物を除去する装置であり、飛灰処理系統は排ガス中の飛灰を除塵する集塵装置である。
【００１９】
［方法発明］
＜焼却灰無害化処理方法＞
廃棄物焼却炉から排出される焼却灰を貯留槽に受け、
貯留槽として形成された貯留水槽内で焼却炉からの焼却灰と水とを水が自由表面をもつように貯留し、貯留水内へ槽外から二酸化炭素含有ガスを注入し、無害化処理後の焼却灰を槽外へ焼却灰排出口から排出し、
上記貯留水槽内を、水の自由表面より下方の前段貯留部と、該前段貯留部に連通して貯留水の自由表面よりも上方に二酸化炭素含有ガスが滞留する反応空間を形成する後段貯留部とに区分形成し、
上記前段貯留部から貯留水中の焼却灰を後段貯留部の反応空間へ上昇移動させ、
二酸化炭素含有ガスを、前段貯留部における貯留水、前段貯留部における貯留水中の焼却灰及び後段貯留部の反応空間における焼却灰に接触させることを特徴とする焼却灰無害化処理方法。
【００２０】
かかる本発明の焼却灰無害化処理方法においては、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水内へ注入することができる。
【００２１】
また、本発明の焼却灰無害化処理方法においては、廃棄物焼却炉から排出された排ガスを二酸化炭素含有ガスとして後段貯留部の反応空間に注入することができる。
【００２２】
また、本発明において、焼却炉からの排ガスを冷却水に透過させることにより該排ガスを冷却し、冷却後の排ガスを二酸化炭素含有ガスとして貯留水槽へ供給することができる。
【００２３】
＜廃棄物焼却方法＞
本発明によると、廃棄物焼却方法は、廃棄物を焼却炉で焼却後、その焼却灰を既述した焼却灰無害化処理方法で処理するように構成される。
【００２４】
以上のような構成の本発明の装置そして方法は、貯留水へ二酸化炭素含有ガスが吹き込まれるので、焼却灰は、貯留水槽内において、前段貯留部における貯留水中で、気泡状の二酸化炭素と溶解した二酸化炭素を含む貯留水に浸漬されて、十分な接触面積でこの貯留水と接触して炭酸化反応される。次に焼却灰は、後段貯留部へ上昇移動され、後段貯留部の反応空間で貯留水の自由表面上位置で湿潤状態で反応空間内の二酸化炭素含有ガスと接触して、ここでも炭酸化反応されて無害化され、しかる後、槽外へ排出される。焼却灰は、前段貯留部で二酸化炭素を含む貯留水に浸漬されているので、ここで炭酸化反応が十分なされ、しかも後段貯留部でも二酸化炭素含有ガスと接触し、二段階にわたり炭酸化反応がなされ無害化処理される。
【００２５】
本発明において、二酸化炭素含有ガスとして焼却炉からの排ガスを使用すれば、排ガスには二酸化炭素が含まれており、有効利用でき、別途二酸化炭素含有ガスを用意する必要がなく、焼却灰の炭酸化反応を効果的に行うことができ、装置全体としてもコンパクトになる。
【００２６】
また、本発明において、排ガスを予め冷却槽で冷却することとすれば、排ガス温度が下がり、焼却灰の炭酸化反応の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のような本発明によると、焼却灰貯留水槽に二酸化炭素を含む排ガス吹き込み、焼却灰は、貯留水槽内において、前段貯留部における貯留水中で、気泡状の二酸化炭素と溶解した二酸化炭素を含む貯留水に浸漬されて、十分な接触面積でこの貯留水と接触して炭酸化反応される。次に焼却灰は、後段貯留部へ上昇移動され、後段貯留部の反応空間で貯留水の自由表面上位置で湿潤状態で反応空間内の二酸化炭素含有ガスと接触して、ここでも炭酸化反応して無害化され、しかる後、槽外へ排出される。焼却灰は、前段貯留部での炭酸化反応と後段貯留部での炭酸化反応との二段階にわたり炭酸化反応がなされ無害化処理される。二段階で炭酸化反応を行なうことで、無害化処理する効率を向上させることができ、さらには、貯留水槽を設け焼却炉からの排ガスを注入することとするので、省スペース・省コストで焼却灰中鉛の溶出抑制が可能になるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態装置の概要構成図である。
【図３】本発明の第三実施形態装置の概要構成図である。
【図４】本発明の第四実施形態装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００３０】
＜第一実施形態＞
図１に示される第一実施形態装置において、廃棄物を焼却するための焼却炉１は排ガス流路（煙道）５でボイラ２、バグフィルタ３を経て煙突４に接続されている。
【００３１】
本実施形態装置は、さらに焼却灰を貯留水で冷却すると共に炭酸化処理する貯留水槽６を有しており、該貯留水槽６は、焼却炉１から焼却灰を受け、さらに、バグフィルタ３の後流側で排ガス流路５に接続された分岐管５Ａから排ガスの一部を受けた後に焼却炉１へ返送するように、上記焼却炉１と排ガス流路５に接続されている。
【００３２】
貯留水槽６は、本実施形態の場合、紙面に平行な面での縦断面形状が、上方に向け左右に広がるように傾斜した横長な底板６Ａを有する槽の上部に突出筒部６Ｂを有し、突出筒部６Ｂは焼却炉１から焼却灰を受ける焼却灰受口７を有している。該突出筒部６Ｂの右方では上方が上壁で覆われており、左方では底板６Ａに沿って左上方に延びる斜筒部６Ｃを有している。該斜筒部６Ｃは、その上端で逆Ｌ字状の屈曲筒部６Ｄに接続されていて、該屈曲筒部６Ｄは無害化処理後の焼却灰の落下排出のために下方に開口した焼却灰排出口８を有している。
【００３３】
このような貯留水槽６は、上記屈曲筒部６Ｄの下端のみが開口されているが、全体としてケーシングで覆われた包囲空間を内部に形成している。上記突出筒部６Ｂの焼却灰受口７は焼却炉１に接続されており、焼却炉１から焼却灰の供給を受けるようになっている。また、上記屈曲筒部６Ｄは上壁にて焼却炉１に帰送管６Ｅによって接続されていて、無害化処理に供した排ガスを屈曲筒部６Ｄから焼却炉１へ返送するようになっている。
【００３４】
さらに、上記貯留水槽６内には、斜筒部６Ｃの底壁となる底板６Ａの部分に沿って、該斜筒部６Ｃ内で焼却灰を上昇移動させるコンベア、押上げ部材等の移動手段（図示せず）が設けられている。
【００３５】
かかる貯留水槽６内には、貯留水が貯留されており、その自由表面は上記突出筒部６Ｂの下端位置よりも若干上方に位置するように高さレベルが維持されている。
【００３６】
かかる貯留水槽６の内部は、上記貯留水の自由表面より下方で前段貯留部Ｐ、自由表面より上方で斜筒部６Ｃそして屈曲筒部６Ｄ内に後段貯留部Ｑを形成し、二つの貯留部に区分される。
【００３７】
このような本実施形態装置では、廃棄物は焼却炉１で焼却され、焼却灰が上記突出筒部６Ｂの上端開口を経て貯留水槽６の槽内へ落下供給されて槽下部に焼却灰層を形成する。排ガスはボイラ２で熱回収された後にバグフィルタ３で除塵され、しかる後、煙突４から放出される。排ガス流路５にはバグフィルタ３の後流位置で分岐管５Ａが接続されていてこの分岐管５Ａが貯留水槽６の下部に設けられた排ガス注入口９に至っている。この分岐管５Ａにより、排ガスは、その一部がバグフィルタ３の後流側で排ガス流路５から抜き出されて上記排ガス注入口９から貯留水槽６内の貯留水中へ吹き込まれる。排ガスは、二酸化炭素濃度が高く、貯留水中に吹き込まれると、貯留水中に溶解して二酸化炭素の溶解水を生成すると共に、貯留水中に二酸化炭素を含む気泡を生じる。貯留水中に浸漬されている焼却灰は、二酸化炭素の溶解水と二酸化炭素を含む気泡と接触する。二酸化炭素を含むガスは焼却灰層の上面から放散されて斜筒部６Ｃ内を上昇し、斜筒部６Ｃと屈曲筒部６Ｄの上部に滞留する。ここで、貯留水中から上昇移動され貯留水の自由表面よりも上方に出ている湿潤状態の焼却灰と、二酸化炭素を含むガスとが接触し、反応空間１０が形成される。かくして、貯留水槽６内は、貯留水の自由表面より下方で焼却灰が貯留水中に浸漬して貯留される前段貯留部Ｐ、そして焼却灰が上記貯留水の自由表面よりも上方に出て貯留される後段貯留部Ｑとに区分形成される。
【００３８】
焼却灰は、前段貯留部Ｐで前半の炭酸化反応（「前期炭酸化反応反応」という）が行われ、後段貯留部Ｑで後半の炭酸化反応（「後期炭酸化反応反応」という）が、次のように行われる。
【００３９】
貯留水槽６内に二酸化炭素を含む焼却炉１からの排ガスが吹き込まれると、前期貯留部Ｐで貯留水槽中に浸漬されている焼却灰は、貯留水中の気泡状の二酸化炭素そして二酸化炭素溶解水と反応し、焼却灰中の酸化カルシウムの炭酸化反応（炭酸カルシウムの生成反応）による廃棄物焼却灰のｐＨを低下させる反応と、鉛の炭酸化反応が前期炭酸化反応として行われる。この前期炭酸化反応は、焼却灰が貯留水中に浸漬状態で行われるので、貯留水と十分な面積をもって接触し、効率よく反応が進む。
【００４０】
貯留水槽６は、既述したようにケーシングで覆われ、排ガスを反応空間１０から焼却炉１へ戻すための帰送管６Ｅで焼却炉１と接続された構造なので、前期炭酸化反応のため貯留水槽６に吹き込まれた排ガスの不溶分が斜筒部６Ｃを上昇して上記反応空間１０に至り滞留して、後期炭酸化反応に供されるようになる。
【００４１】
上記反応空間１０では、斜筒部６Ｃ内を上昇してきた二酸化炭素を含む排ガスが滞留し、上記斜筒部６Ｃ内で移動手段（図示せず）により押し上げられ水面上に露出した焼却灰を反応空間１０で二酸化炭素雰囲気下に晒し後期炭酸化反応処理が行われる。この後期炭酸化反応処理では、前期炭酸化反応と同様に、焼却灰のｐＨを低下させる反応と、鉛の炭酸化反応が行われる。
【００４２】
前期炭酸化反応と後期炭酸化反応で、焼却灰中の酸化カルシウムの炭酸化反応により焼却灰のｐＨが低下することは既述した通りであり、鉛の溶出量を減少させることができる。また、焼却灰のｐＨが低下する反応とともに、鉛が炭酸化され難溶性の炭酸鉛が生成する炭酸化反応も進行して難溶性化（不溶出化）され、重金属の溶出が抑制される。
【００４３】
前期炭酸化反応そして後期炭酸化反応に供された二酸化炭素含有の排ガスは焼却炉１へ戻されるので、後続の排ガスが前段貯留部Ｐから後段貯留部Ｑの反応空間１０へ容易に上昇してくるようになる。
【００４４】
このように、本実施形態では、前期炭酸化反応と後期炭酸化反応の二段階で焼却灰を炭酸化反応処理するので、焼却灰中鉛の溶出を抑制し無害化処理が効率よく行われる。
【００４５】
＜第二実施形態＞
図１に示された第一実施形態では、バグフィルタ３の後流位置で排ガス流路５から引き出された排ガスの一部が貯留水槽６中の貯留水へ吹き込まれていたが、図２に示す第二実施形態では、この排ガスが貯留水槽６中の貯留水へ吹き込まれると共に、反応空間１０へも導入されている点に特徴がある。図２において、図１との共通部位には同一符号を付することで、その説明を省略する。
【００４６】
図２に示す本実施形態では、図１の第一実施形態と同様な反応、すなわち前期炭酸化反応と後期炭酸化反応が行われる。その際、本実施形態では、さらに、後期炭酸化反応が行われる反応空間１０へ、排ガス流路５から分岐管５Ａを経て抽出される排ガスの一部が、分岐管５Ｂを経て注入されるので、貯留水の自由表面上に押し上げられた焼却灰と排ガスとを効率よく接触させることになり、焼却灰の炭酸化が、第一実施形態の場合に比し、さらに促進され、焼却灰中鉛の溶出を抑制し無害化処理する効率を一段と向上させる。
【００４７】
＜第三実施形態＞
図３に示される本実施形態は、図１の第一実施形態に比し、分岐管５Ａに排ガス冷却槽１１を設けている点で特徴があり、排ガスを貯留水槽６へ吹き込む前に、排ガス冷却槽１１を通すことで冷却することとしている。かかる点を除いては、図３に示される本実施形態は第一実施形態と同じなので、図３では図１との共通部位には同一符号を付すことでその説明を省略する。
【００４８】
本実施形態では、排ガスは排ガス冷却槽１１の下部から該排ガス冷却槽１１内の水層に排ガスが送入され、水層の上方での空間から取り出された後、貯留水槽６へ吹き込まれる。本実施形態によると、炭酸化反応に用いる排ガスは、予め排ガス冷却槽１１に通気してから貯留水槽６に吹き込まれるので、吹き込み時のガス温度が下がり、後期炭酸化反応の効率を向上させることができる。
【００４９】
＜第四実施形態＞
図４に示す第四実施形態は、図１の第一実施形態に比し、図２に示した第二実施形態の特徴である、排ガスを貯留水槽内の貯留水へ吹き込むとともに反応空間へも吹き込むこととした点と、図３に示した第三実施形態の特徴である、排ガス冷却槽を備えることとした点との両方の点を有していることを特徴としている。図４の第四実施形態では、図１との共通部位には同一符号を付すことで、その説明を省略する。
【００５０】
このような本実施形態では、貯留水槽６に吹き込まれる排ガスと、反応空間１０で焼却灰に直接吹き込まれる排ガスは、予め排ガス冷却槽１１に通気されることでガス温度が下がり、後期炭酸化反応の効率を向上させることができる。
【００５１】
［実施例］
図１に示す焼却灰無害化装置を用いて、貯留水槽中への焼却炉排ガスの吹込みの有無、反応空間の雰囲気ガスの種類など条件を変えて、焼却灰を処理する実験を行った。焼却灰を貯留する貯留水槽中に二酸化炭素を含む焼却炉排ガスの吹込みを行う場合と行わない場合、貯留水槽上部に押し上げられた焼却灰を２時間養生する際の雰囲気ガスを焼却炉排ガス又は空気とする場合などの条件で焼却灰を処理した。処理後の焼却灰に対して環境省告示４６号に基づき溶出試験を行ない、得られた溶出液ｐＨおよび溶出鉛濃度を測定し評価した。処理条件と測定結果を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］  
貯留水槽に焼却炉排ガスを吹き込まず、空気雰囲気下にて養生した。表1に示すように溶出液ｐＨは１２．７、溶出鉛濃度は１．７０ｍｇ/ｌであり、焼却灰の有効利用に関する鉛の溶出基準０．０１ｍｇ/ｌを超過した。
【００５３】
［比較例２］
貯留水槽に二酸化炭素を約１０体積％含む焼却炉排ガスを吹き込み、空気雰囲気下にて養生した。表1に示すように溶出液ｐＨは１２．３、溶出鉛濃度は０．４０ｍｇ/ｌであり、焼却灰の有効利用に関する鉛の溶出基準０．０１ｍｇ/ｌを超過した。
【００５４】
［比較例３］
貯留水槽に焼却炉排ガスを吹き込まず、二酸化炭素を約１０体積％含む焼却炉排ガス雰囲気下にて養生した。表1に示すように溶出液ｐＨは１２．５、溶出鉛濃度は０．８１ｍｇ/ｌであり、焼却灰の有効利用に関する鉛の溶出基準０．０１ｍｇ/ｌを超過した。
【００５５】
［実施例１］
貯留水槽に二酸化炭素を約１０体積％含む焼却炉排ガスを吹き込み、同排ガス雰囲気下にて養生した。表1に示すように溶出液ｐＨは１１．２、溶出鉛濃度は０．０１ｍｇ/ｌ未満であり、焼却灰の有効利用に関する鉛の溶出基準０．０１ｍｇ/ｌを下回り、無害化処理を確実に行うことができた。
【００５６】
このように廃棄物焼却炉から排出された焼却灰を貯留する貯留水槽に二酸化炭素を含む焼却炉排ガスを吹き込み、さらに貯留水槽上部に押し上げられた焼却灰を焼却炉排ガス雰囲気下で養生するという二つの処理を併用することで、焼却灰の炭酸化反応が促進され鉛の溶出が効果的に抑制され、焼却灰の有効利用を可能とする鉛の溶出基準を満たすレベルにまで無害化処理することが可能となった。
【表１】
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【００５７】
１  焼却炉
６  貯留水槽
７  焼却灰受口
８  焼却灰排出口
１０  反応空間
１１  排ガス冷却槽
Ｐ  前段貯留部
Ｑ  後段貯留部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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