(57)【要約】【課題】ボイラ等の熱回収装置を備えた廃棄物処理システムにおいて、固体廃棄物（ごみ）の保有エネルギーの回収効率の低下を防止すること。【解決手段】本システムは、固体廃棄物2を貯留する廃棄物ピット4と、廃棄物ピット4内の固体廃棄物2から分離された汚水5を貯留する汚水槽6と、汚水5が分離された固体廃棄物2を焼却する廃棄物焼却炉7と、廃棄物焼却炉7における固体廃棄物2の燃焼により発生した熱を回収する熱回収装置8と、固体廃棄物2から分離された汚水5に含まれる固形分を分離する固液分離装置9と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む固体廃棄物を処理するための廃棄物処理システムにおいて、
前記固体廃棄物を貯留するための廃棄物ピットと、
前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から分離された汚水を貯留するための汚水槽と、
前記汚水が分離された前記固体廃棄物を焼却するための廃棄物焼却炉と、
前記廃棄物焼却炉における前記固体廃棄物の燃焼により発生した熱を回収するための熱回収装置と、
前記固体廃棄物から分離された前記汚水に含まれる固形分を分離するための固液分離装置と、を備えた廃棄物処理システム。
【請求項２】
前記固液分離装置は、スクリーンを含む、請求項１記載の廃棄物処理システム。
【請求項３】
前記スクリーンの目開きが５ｍｍ〜３０ｍｍである、請求項２記載の廃棄物処理システム。
【請求項４】
前記固液分離装置は、湿式サイクロンを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項５】
前記固液分離装置において前記固形分が分離された前記汚水の性状を下水処理場における処理に適した性状に変えるための前処理設備をさらに備えた請求項１乃至４のいずれか一項に記載の廃棄物処理システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の廃棄物処理システムを用いた廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から前記汚水を分離する汚水分離工程と、
前記固液分離装置によって前記汚水に含まれる前記固形分を分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程において分離された前記固形分を前記廃棄物ピットに再投入する固形分再投入工程と、を備えた廃棄物処理方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の廃棄物処理システムを用いた廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から前記汚水を分離する汚水分離工程と、
前記固液分離装置によって前記汚水に含まれる前記固形分を分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程において分離された前記汚水を下水処理場において下水と混合して処理する混合処理工程と、を備えた廃棄物処理方法。
【請求項８】
前記固液分離工程において分離された前記固形分を前記廃棄物ピットに再投入する固形分再投入工程をさらに備えた請求項７記載の廃棄物処理方法。
【請求項９】
前記汚水を前記下水と混合する前に、前記汚水の性状を前記下水処理場における処理に適した性状に変えるための前処理工程をさらに備えた請求項７または８に記載の廃棄物処理方法。
【請求項１０】
前記汚水分離工程において分離される前記汚水の重量が、前記水分を含む固体廃棄物の重量の５％以上である、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分を含む固体廃棄物を処理するための廃棄物処理システムおよび廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ごみ焼却プラントは、地球温暖化防止、ごみ保有エネルギーの有効活用という観点から、従来のごみ焼却処理施設から熱回収施設へとその位置付けが変化しつつある。このような背景に基づき、ごみ焼却炉におけるごみの燃焼により発生した熱は、例えばボイラの熱源として利用されている。
【０００３】
ところで、ごみ焼却プラントのごみピットでのごみ貯留時に生成される汚水は、ごみ焼却炉内の高温部において噴霧蒸発処理することが一般的である（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３９４２１号公報
【特許文献２】特開平５−１１８５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通り従来は、汚水はごみ焼却炉の高温部において噴霧蒸発処理されるため、ごみ焼却炉におけるごみの燃焼により発生した熱の一部が、汚水の蒸発潜熱として奪われてしまう。このため、ごみ保有エネルギーの回収効率（熱回収効率）の低下をもたらすという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、ボイラ等の熱回収装置を備えた廃棄物処理システムにおいて、固体廃棄物（ごみ）の保有エネルギーの回収効率の低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、水分を含む固体廃棄物を処理するための廃棄物処理システムにおいて、前記固体廃棄物を貯留するための廃棄物ピットと、前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から分離された汚水を貯留するための汚水槽と、前記汚水が分離された前記固体廃棄物を焼却するための廃棄物焼却炉と、前記廃棄物焼却炉における前記固体廃棄物の燃焼により発生した熱を回収するための熱回収装置と、前記固体廃棄物から分離された前記汚水に含まれる固形分を分離するための固液分離装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、好ましくは、前記固液分離装置は、スクリーンを含む。
【０００９】
また、好ましくは、前記スクリーンの目開きが５ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００１０】
また、好ましくは、前記固液分離装置は、湿式サイクロンを含む。
【００１１】
また、好ましくは、前記固液分離装置において前記固形分が分離された前記汚水の性状を下水処理場における処理に適した性状に変えるための前処理設備をさらに備える。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、上記いずれかの廃棄物処理システムを用いた廃棄物処理方法であって、前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から前記汚水を分離する汚水分離工程と、前記固液分離装置によって前記汚水に含まれる前記固形分を分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された前記固形分を前記廃棄物ピットに再投入する固形分再投入工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、上記いずれかの廃棄物処理システムを用いた廃棄物処理方法であって、前記廃棄物ピット内の前記固体廃棄物から前記汚水を分離する汚水分離工程と、前記固液分離装置によって前記汚水に含まれる前記固形分を分離する固液分離工程と、前記固液分離工程において分離された前記汚水を下水処理場において下水と混合して処理する混合処理工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、好ましくは、前記固液分離工程において分離された前記固形分を前記廃棄物ピットに再投入する固形分再投入工程をさらに備える。
【００１５】
また、好ましくは、前記汚水を前記下水と混合する前に、前記汚水の性状を前記下水処理場における処理に適した性状に変えるための前処理工程をさらに備える。
【００１６】
また、好ましくは、前記汚水分離工程において分離される前記汚水の重量が、前記水分を含む固体廃棄物の重量の５％以上である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボイラ等の熱回収装置を備えた廃棄物処理システムにおいて、固体廃棄物（ごみ）の保有エネルギーの回収効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による廃棄物処理システムの概略構成を示した模式図。
【図２】本発明の一実施形態による廃棄物処理方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による廃棄物処理システムおよび廃棄物処理方法について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示した本実施形態による廃棄物処理システム１は、水分を含むごみ（固体廃棄物）２を処理するためのシステムであり、ごみ焼却プラント３を備えている。
【００２１】
ごみ焼却プラント３に搬入されたごみ２は、ごみピット（廃棄物ピット）４に貯留される。ごみピット４に貯留されるごみ２には水分が含まれており、ごみ２から分離された汚水５は汚水槽６に貯留される。
【００２２】
ごみピット４に貯留されたごみ２は、ごみ焼却炉（廃棄物焼却炉）７に搬入され、焼却処理される。ごみ焼却炉７におけるごみ２の燃焼により発生した熱は、ボイラ（熱回収装置）８の熱源として利用される。
【００２３】
本実施形態におけるごみ焼却プラント３は、ごみ２から分離されて汚水槽６に貯留された汚水５に含まれる固形分を分離するための固液分離装置９を備えている。
【００２４】
すなわち、汚水槽６内の汚水５は、固液分離装置９の一つであるスクリーン１０に搬送されてそこで固形分と液体とが分離される。スクリーン１０の目開きは、５ｍｍから３０ｍｍである。スクリーン１０のオーバーフロー１１は、ごみピット４に再投入される。スクリーン１０を通過した汚水５は、固液分離装置９の一つである湿式サイクロン１２に搬送される。
【００２５】
湿式サイクロン１２の排水液１３は、ごみピット４に再投入される。湿式サイクロン１２の処理液１４は、ごみ焼却プラント３から下水処理場１５に搬送される。下水処理場１５には、汚水５（処理液１４）を下水１６と混合する前に、汚水５の性状を下水処理場１５における処理に適した性状に変えるための前処理設備１７が設けられている。前処理設備１７で処理された汚水５は、下水処理場１５において下水１６に混合されて処理される。なお、前処理設備１７は、ごみ焼却プラント３側に設置することもできる。
【００２６】
次に、上述した廃棄物処理システム１を用いた廃棄物処理方法について、図２を参照して説明する。
【００２７】
この廃棄物処理方法２０は、ごみピット４内のごみ（固体廃棄物）２から汚水５を分離する汚水分離工程Ｓ１と、固液分離装置９であるスクリーン１０および湿式サイクロン１２によって汚水５に含まれる固形分を分離する固液分離工程Ｓ２と、固液分離工程Ｓ２において分離された固形分をごみピット４に再投入する固形分再投入工程Ｓ３と、汚水５を下水１６と混合する前に、汚水５の性状を下水処理場１５における処理に適した性状に変えるための汚水前処理工程Ｓ４と、汚水前処理工程Ｓ４において処理された汚水５を下水処理場１５において下水１６と混合して処理する汚水／下水混合処理工程Ｓ５と、を備える。
【００２８】
汚水分離工程Ｓ１において分離される汚水５の重量は、水分を含むごみ（固体廃棄物）２の重量の５％以上である。
【００２９】
また、本実施形態による廃棄物処理方法においては、下水処理場１５で発生した脱水汚泥１８を搬送用車両によってごみ焼却プラント３まで搬送し、ごみ焼却炉７でごみ２と脱水汚泥１８とを混焼する。下水処理場１５からごみ焼却プラント３まで脱水汚泥１８を搬送した搬送用車両は、湿式サイクロン１２の処理液１４を下水処理場１５に搬送する。
【００３０】
以上述べたように、本実施形態による廃棄物処理システム１および廃棄物処理方法２０によれば、ごみピット４内に貯留されているごみ（固体廃棄物）２から分離されて汚水槽６に貯まった汚水５を、従来のようにごみ焼却炉７において噴霧蒸発処理するのではなく、スクリーン１０および湿式サイクロン１２から成る固液分離装置９で固形分を分離した後、下水処理場１５で下水１６と混合処理するようにしたので、汚水５の焼却炉内噴霧蒸発処理による蒸発潜熱ロスを回避することができる。これにより、ごみ（固体廃棄物）２が保有するエネルギーを従来よりも効率的に回収することができる。
【００３１】
また、汚水５の焼却炉内噴霧蒸発処理を行わないので、従来は必要であった汚水炉内噴霧装置が不要となる。
【００３２】
また、汚水５中の固形分を固液分離装置９で分離・除去した後に下水１６に混合するようにしたので、下水処理場１５での処理の負担を小さくすることができる。
【００３３】
また、固液分離装置９であるスクリーン１０のオーバーフロー１１および湿式サイクロン１２の排水液１３をごみピット４に再投入するようにしたので、固液分離装置９の運転条件の設定に当たって、オーバーフロー１１および排水液１３中の固形分濃度を高めることを考慮せず、湿式サイクロン１２の処理液１４中の固形分濃度を下げることのみを考慮することができるようになる。
【００３４】
また、汚水５を下水１６と混合する前に、汚水処理専用の一次処理設備である前処理設備１７によって、汚水５の性状を下水処理場１５における処理に適した性状に変えることができるので、湿式サイクロン１２からの処理液１４の性状が下水処理場１５での混合処理に適さない場合であっても、汚水５を下水処理場１５において適切に処理することができる。
【００３５】
なお、汚水５の発生量は下水１６の発生量に比べると相当に少ないので、下水処理場１５に及ぼす影響は軽微であり、汚水処理専用の前処理設備１７はコンパクトな設備とすることができる。
【００３６】
また、下水処理場１５からの脱水汚泥１８をごみ焼却プラント３に搬送する搬送用車両を、ごみ焼却プラント３からの処理液１４の下水処理場１５への搬送に兼用することにより、汚水５および脱水汚泥１８の搬送を効率化することができる。
【００３７】
以下に、本実施形態による廃棄物処理システム１および従来のごみ焼却システムにおける熱収支例を示す。
【００３８】
１）前提条件
・人口30万人
・廃棄物発生量        300ton／日（1kg／人・日）
・廃棄物性状
低位発熱量        1,500kcal/kg（搬入ごみ）
汚水発生量        搬入ごみの10％
水の蒸発潜熱      600kcal/kg
・下水発生量          90,000m3／日（300リットル／人・日）
・脱水汚泥発生量      60ton／日
・脱水汚泥性状
水分              80％
可燃分            12％
可燃分低位発熱量  5,000kcal/kg
【００３９】
２）熱収支の試算
従来例（汚水炉内噴霧蒸発処理）
ごみ焼却炉に投入される廃棄物＋脱水汚泥の低位発熱量は
(1,500×300＋(5,000×0.12−600×0.8)×60)÷(300＋60)=1,270kcal/kg
脱水汚泥の低位発熱量試算：5,000×0.12−600×0.8  kcal/kg
発電効率を15％とすると、発電出力は、
360×1,000÷24×1,270×0.15÷860=3,320kW
1時間あたりの処理量：360×1,000÷24  kg/h
【００４０】
本実施形態（汚水を下水処理場で処理）
本実施形態においては、汚水炉内噴霧蒸発処理による蒸発潜熱ロスがないので、蒸発潜熱を熱収支上加算する。
(1,500×300＋300×0.1×600＋(5,000×0.12−600×0.8)×60)÷(300×0.9＋60)=1,440kcal/kg
蒸発潜熱：300×0.1×600  kcal/kg
処理量：300×0.9  t/d←汚水分減る
発電効率を16％とすると、発電出力は、
330×1,000÷24×1,440×0.16÷860=3,680kW
【００４１】
本実施形態と従来例との比較
本実施形態の発電量と従来例の発電量を比較すると、
3,680÷3,320＝1.11
すなわち、本実施形態は従来例に比して10％以上の発電量の増加が期待できる。
【００４２】
なお、汚水発生量は
300×0.1＝30ton／日→下水発生量の1/3000(30÷90,000)
であり、下水処理場へのインパクトは小さい。
【符号の説明】
【００４３】
１  廃棄物処理システム
２  ごみ（固体廃棄物）
３  ごみ焼却プラント
４  ごみピット（廃棄物ピット）
５  汚水
６  汚水槽
７  ごみ焼却炉（廃棄物焼却炉）
８  ボイラ（熱回収装置）
９  固液分離装置
１０  スクリーン
１１  オーバーフロー
１２  湿式サイクロン
１３  湿式サイクロンの排水液
１４  湿式サイクロンの処理液
１５  下水処理場
１６  下水
１７  前処理設備
２０  廃棄物処理方法
Ｓ１：汚水分離工程
Ｓ２：固液分離工程
Ｓ３：固形分再投入工程
Ｓ４：汚水前処理工程
Ｓ５：汚水／下水混合処理工程
【図１】
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【図２】
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