(57)【要約】【課題】  高価な薬剤や複雑な処理を必要とせずに、簡便で効率的に処理を行うことができ、さらに処理済みの廃棄物の発生量を低減するとともにランニングコストの低減が可能な飛灰の処理方法および処理装置を提供すること。【解決手段】  飛灰を搬入する供給部１および搬入部２、飛灰の加熱焼成処理を行う加熱装置３ａ、処理された焼成物を搬出する搬出装置５からなり、加熱装置３ａに酸素含有流体を導入し、酸化雰囲気において加熱焼成処理を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となる飛灰が重曹飛灰であって、これを酸化雰囲気において加熱焼成することを特徴とする飛灰の処理方法。
【請求項２】
焼成温度が、５００℃を超え１２００℃以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の飛灰の処理方法。
【請求項３】
焼成時間が、５分以上１２０分以下の範囲であることを特徴とする請求項１または2記載の飛灰の処理方法。
【請求項４】
飛灰を搬入する供給装置、該飛灰の加熱焼成処理を行う加熱装置、および処理された焼成物を搬出する搬出装置を有する飛灰の処理装置であって、処理対象となる飛灰を重曹飛灰とし、前記加熱装置に酸素含有流体を導入し、酸化雰囲気において加熱焼成処理を行うことを特徴とする飛灰の処理装置。
【請求項５】
前記加熱装置として、スクリュータイプ、キルンタイプ、トンネルキルンタイプ、ローラーハースタイプ、バッチ炉のいずれかあるいはこれらの組合せを用いることを特徴とする請求項４記載の飛灰の処理装置。
【請求項６】
廃棄物焼却施設から排出され焼却灰と分離された酸性ガスを、重曹によって一次処理するとともに、該一次処理によって生じた重曹飛灰を、請求項１〜３に係る処理方法あるいは請求項４〜５に係る処理装置を用いて二次処理することを特徴とする廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法。
【請求項７】
廃棄物焼却施設から排出された酸性ガスを導入する導入路、該導入路に接続し酸性ガスを反応させる一次処理部、該一次処理部に重曹を供給する重曹供給部、前記一次処理部において発生した重曹飛灰を搬出する飛灰搬出路を有する排出物の処理装置であって、上記重曹飛灰を、請求項１〜３に係る処理方法あるいは請求項４〜５に係る処理装置を用いて二次処理することを特徴とする廃棄物焼却施設からの排出物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛灰の処理方法と処理装置、およびこれを用いた廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法と処理装置に関し、特にごみ焼却施設から排出される重曹飛灰の処理方法と処理装置、およびこれを用いた廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法と処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ごみ焼却施設（一般廃棄物焼却炉、産業廃棄物焼却炉）では、その焼却灰とともに、酸性ガスが排出される。このとき、酸性ガスは、消石灰などを用いて処理されることが多く、多種の重金属を含む飛灰（消石灰飛灰など）が発生する。従前は、これら焼却灰や消石灰飛灰などの汚染物質は、例えば、（１）セメント固化法、（２）キレート剤などを用いた薬品処理、（３）酸および溶媒による安定化、等によって、無害化処理を行って管理型埋立地へ処分されていた。焼却灰とともに、酸性ガスを処理した後に発生する飛灰が排出される。
【０００３】
（１）セメント固化法とは、焼却炉からの排出物にセメントを適量添加後、固形化処理する方法である。具体的には、図６に示すような、セメント固化法を用いた処理装置を挙げることができる。外部に加熱手段１０９を有する回転加熱炉１０２と、該回転加熱炉１０２の上流側に設けた汚染物質導入装置１０３と、前記回転加熱炉１０２内に空気Ｂ１を供給する空気供給装置１０８と、前記回転加熱炉１０２の下流側に設けられ、かつ、上部に集塵器１０６を設けた搬出装置１０７より成る汚染物質浄化装置で汚染物質を無害化する。前記回転加熱炉１０２の上流側に位置している汚染物質導入装置１０３に処理剤供給装置１０５を設け、該処理剤供給装置１０５より前記汚染物質に消石灰、石灰、炭酸カルシウム、重曹、ソーダ灰などの処理剤Ｃを添加し、ダイオキシン等によって汚染された汚染物質を浄化する時に発生する分解ガス中の有害物質を無害化する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
（２）薬品処理による方法は、薬剤（主として液体キレート剤）を適量添加し、無害化処理を行うものである。具体的には、（１−１）飛灰中のＣｕの含有濃度及びＰｂ含有濃度を測定し、これらの測定値と液体キレート剤中のジチオカルバミン酸基濃度とから飛灰に添加するに必要な液体キレート剤の添加量を決定し、飛灰中の重金属を固定化する方法（例えば特許文献２参照）や、（１−２）重金属固定化機能を発現する硫黄原子を有する塩形成性若しくは錯体形成性の官能基を有する重金属固定化剤の１種以上と、ダイオキシン類分解機能を発現する有機硫黄化合物又は酸化剤の１種以上とを含み、これらの処理を一剤で同時に行うことのできる焼却飛灰の処理方法（例えば特許文献３参照）が提案されている。
【０００５】
（３）酸抽出・硫化物抽出処理方法では、ばいじんに水を加えてスラリー状とし、酸を加えて重金属を抽出し、さらに水・硫化ソーダを加えて重金属硫化物として不溶化し、これを脱水ケーキとする方法である。具体的には、カドミウム、亜鉛、銅、水銀、鉛、ヒ素、セレン、ニッケルなどの有害重金属を含有する産業廃棄物、都市ゴミ焼却灰、土壌・底質、あるいは排水など汚染物質に、チオ硫酸化合物またはその溶液あるいはチオ硫酸化合物を含む廃液を、汚染物質中の重金属含有量に対してチオ硫酸化合物量がモル比で５倍以上になるよう添加するとともに、常温での撹拌混合処理、または、９５〜１２０℃で５〜３６時間加熱処理することを特徴とする、汚染物質中の重金属元素の不溶化処理方法（例えば特許文献４参照）が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９５３８３号公報
【特許文献２】特開平１１−７０３７４号公報
【特許文献３】特開２００３−９４００１号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような飛灰の処理方法では、以下のような問題点や課題が生じることがある。
（１）セメント固化の場合、飛灰中の重金属含有量によっては価格の高い特殊セメントを使用しなければならず、またセメント購入費、固化装置は必要で、さらにセメント添加分だけ排出される重量が増加するという欠点がある。
（２）薬品処理による方法では、添加する薬剤購入費が高く、予備試験により薬剤と添加水、ｐＨ、混練時間を決める必要があり、ランニングコストと手間が欠点である。従前は飛灰の発生量が比較的少量であったことから、消石灰飛灰などについてのみ本法を用いる場合が多くあったが、昨今の廃棄物の増量やコストの見直しによって、こうした方法の改善に対して強い要請があった。
（３）酸抽出・硫化物抽出処理方法では、抽出用の酸を添加するため、機器の腐食、磨耗、閉塞といった問題がある。また、後処理やランニングコストの面からも、改善が求められていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ごみ処理などによって生じた飛灰などの処理において、高価な薬剤や複雑な処理を必要とせずに、簡便で効率的に処理を行うことができ、さらに処理済みの廃棄物の発生量を低減するとともにランニングコストの低減が可能な飛灰の処理方法と処理装置、およびこれを用いた廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法と処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す飛灰の処理方法と処理装置、およびこれを用いた廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法と処理装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１０】
本発明は、飛灰の処理方法であって、処理対象となる飛灰が重曹飛灰であって、これを酸化雰囲気において加熱焼成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、飛灰を搬入する供給装置、該飛灰の加熱焼成処理を行う加熱装置、および処理された焼成物を搬出する搬出装置を有する飛灰の処理装置であって、処理対象となる飛灰を重曹飛灰とし、前記加熱装置に酸素含有流体を導入し、酸化雰囲気において加熱焼成処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記のように、従前の飛灰の処理方法では、種々の薬剤を使用することから、さらに二次的な処理あるいは数次の処理を必要とすることが多かった。本発明者は、重曹飛灰の処理プロセスにおいて、高温条件下の酸化雰囲気で焼成処理を行うことによって、カドミウムや水銀および鉛などの重金属を適切に無害化処理し、焼成処理後の飛灰（以下「焼成飛灰」という）について、後述する環境基準における埋め立て基準値以下まで低減することができることを見出した。つまり、酸性ガスを重曹によって処理する際に、重曹飛灰に含有されるナトリウムあるいはナトリウム化合物の存在が、重金属の無害化に機能することを見出したものである。これによって、重曹飛灰の処理プロセスにおいて、高価なキレート剤などの薬剤を使わずに、簡便で効率的に処理を行うことができ、さらに処理済みの廃棄物の発生量を低減するとともにランニングコストの低減が可能な飛灰の処理方法および処理装置を提供することが可能となった。
【００１３】
本発明は、上記飛灰の処理方法であって、焼成温度が、５００℃を超え１２００℃以下の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
重曹飛灰の処理においては、重曹飛灰中の重金属類の処理が特に重要であり、複数の重金属類を同時に重曹飛灰から分離する必要がある。さらに、焼成飛灰は、通常埋立処理あるいはセメントなどの素材として再利用されるが、こうした焼成飛灰については、後述するような環境基準として埋立処分基準と土壌環境基準が定められている。複数の重金属の内、特に、ヒ素や水銀あるいは鉛については、環境基準の厳格さと同時に新たな処理方法の検討が必要であった。本発明においては、５００℃を超えた高温処理によって、後述するような有害な重金属を無害化することができることを見出した。一方、重曹飛灰の処理においては、気体状あるいは粉体等の固体状で処理・移送を行うことが好ましく、１２００℃を超える温度条件では、重曹飛灰の溶融によって非常に取り扱いが困難となる。以上の検証結果から、重曹飛灰の処理プロセスにおいて、焼成温度を、５００℃を超え１２００℃以下の範囲にすることによって、高価な薬剤や複雑な処理を必要とせずに、簡便で効率的に処理を行うことができる飛灰の処理方法を提供することが可能となった。
【００１５】
本発明は、上記飛灰の処理方法であって、焼成時間が、５分以上１２０分以下の範囲であることを特徴とする。
【００１６】
重曹飛灰の処理においては、焼成の条件として、酸素雰囲気の条件および焼成温度とともに、焼成時間が重要な指標となる。つまり、焼成時間が少ない場合には、飛灰の内部まで十分に焼成されず無害化できない場合が生じる可能性がある一方、焼成処理に時間をとりすぎると、プロセス全体の処理時間が過大となり、エネルギー効率の悪化となる。本発明者の検証結果から、重曹飛灰の処理プロセスにおいて、焼成時間を、５〜１２０分の範囲にすることによって、簡便で効率的に処理を行うことができる飛灰の処理方法を提供することが可能となった。
【００１７】
本発明は、上記飛灰の処理装置であって、前記加熱装置として、スクリュータイプ、キルンタイプ、トンネルキルンタイプ、ローラーハースタイプ、バッチ炉のいずれかあるいはこれらの組合せを用いることを特徴とする。
【００１８】
重曹飛灰の高温処理においては、重曹飛灰の均等な拡散および迅速な予熱・焼成・冷却が可能な加熱装置が好ましい。また、本発明においては、酸化雰囲気を形成するために酸素含有流体（例えば加熱空気）と重曹飛灰との直接的な接触が可能な加熱装置が好ましい。具体的には、スクリュータイプ、キルンタイプ、トンネルキルンタイプ、ローラーハースタイプ、バッチ炉のいずれかあるいはこれらの組合せが、こうした機能を有する加熱装置であり、適正な焼成温度を確保し、簡便で効率的に重曹飛灰の処理を行うことができる。また、外熱式においては、加熱空気による重曹飛灰との直接的な熱交換が可能となり、より好ましい。
【００１９】
本発明は、廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法であって、廃棄物焼却施設から排出され焼却灰と分離された酸性ガスを、重曹によって一次処理するとともに、該一次処理によって生じた重曹飛灰を、上記処理方法あるいは処理装置を用いて二次処理することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、廃棄物焼却施設から排出された酸性ガスを導入する導入路、該導入路に接続し酸性ガスを反応させる一次処理部、該一次処理部に重曹を供給する重曹供給部、前記一次処理部において発生した重曹飛灰を搬出する飛灰搬出路を有する排出物の処理装置であって、上記重曹飛灰を、上記処理方法あるいは処理装置を用いて二次処理することを特徴とする。
【００２１】
上記のように、本発明者は、高温条件下の酸化雰囲気での焼成処理が、重曹飛灰の処理プロセスにおいて、非常に簡便かつ有効な手段であることを実証した。同時に、重曹飛灰に含有されるナトリウムあるいはナトリウム化合物の存在が、重金属の無害化に機能することを見出した。つまり、酸性ガスを重曹によって処理することによって、発生した重曹飛灰を簡易かつ効率的に無害化することができることを見出した。本発明は、こうした知見を、廃棄物焼却施設からの排出物の処理において適用するもので、酸性ガスを重曹によって一次処理し、これによって生じた重曹飛灰を、上記の飛灰の処理方法と処理装置を用いて二次処理することによって、種々の重金属を含む排出物を適切に無害化処理し、簡便で効率的な廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法および処理装置を提供することが可能となった。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によって、高価な薬剤や複雑な処理を必要とせずに、簡便で効率的に処理を行うことができ、さらに処理済みの廃棄物の発生量を低減するとともにランニングコストの低減が可能な重曹飛灰の処理方法および処理装置を提供することができることとなった。また、こうした重曹飛灰の処理方法および処理装置を、廃棄物焼却施設からの排出物などの一次処理において重曹を用いて生じた重曹飛灰などの処理に用いることによって、従前の方法では処理が困難であった排出物中に含まれるカドミウムや水銀および鉛などに対する無害化機能をより一層高め、簡便で効率的な廃棄物焼却施設からの排出物の処理方法と処理装置を提供することができることとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る重曹飛灰の処理装置（以下「本装置」という）は、
（１）重曹飛灰を搬入する供給装置、
（２）重曹飛灰の加熱焼成処理を行う加熱装置、
（３）処理された焼成飛灰を搬出する搬出装置
からなり、加熱装置に酸素含有流体を導入し、重曹飛灰を酸化雰囲気において加熱焼成処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
＜本装置の実施の一態様（第１構成例）＞
図１は、本装置の第１構成例として、外熱式のロータリーキルンタイプの加熱装置を用いた処理装置の概略全体構成を示す。供給部１から供給され、搬入部２（供給部１と合せて「供給装置」を構成する）によって加熱装置３ａに搬入された重曹飛灰は、加熱装置３ａ内において、外熱供給装置４から加熱装置３ａに供給された加熱空気（「酸素含有流体」に相当）と向流的に接触することによって、酸化雰囲気において加熱焼成処理が行われる。焼成処理されて生成した焼成飛灰は、搬出装置５によって冷却後灰ピット６へ移送され、本装置から供出されて有価物として利用される。一方加熱焼成に供された加熱空気は、送風機７によって加熱装置３ａから排出され、清浄処理（例えば、蒸散した有機物あるいは金属化合物等を吸着等の除害処理）される。このように、加熱装置３ａにおいて酸化雰囲気を形成し、重曹飛灰を高温条件下で焼成処理することによって、高価な薬剤や複雑な処理を必要とせずに、簡便で効率的に重曹飛灰の無害化処理を行うことができる。
【００２５】
ここで、被処理物である重曹飛灰には、複数の重金属類が含まれる。具体的には、焼却灰やばいじんの組成として、表１に例示するような主成分に加え、表２に例示するような重金属類が含まれ、重金属類に関しては表２のように、環境基準として埋立処分基準と土壌環境基準が定められている。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
【表２】
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【００２８】
具体的に、重曹飛灰における組成を例示すると、下表３の通りであり、ヒ素や水銀あるいは鉛やセレンについて分離処理を行う必要がある。
【表３】
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【００２９】
加熱装置３ａは、飛灰に対して加熱空気と直接的な接触ができ、酸化雰囲気を形成することができるような構成が好ましく、具体的には、スクリュータイプ、キルンタイプ、トンネルキルンタイプ、ローラーハースタイプ、バッチ炉のいずれかあるいはこれらの組合せを挙げることができる。５〜３０ｍ３程度の内容積を有し、飛灰を流動あるいは攪拌（拡散）しつつ、加熱された空気と接触することによって、常に新鮮な酸化雰囲気を形成しながら焼成処理を行うことができる。上記の加熱装置は、被処理物に対して均一な加熱を行うことができる点においても優位であり、効率性の高い焼成処理を行うことができる。また、こうした加熱装置は、飛灰の漏洩が防止可能であれば特に難しいシール構造等が不要であるため、装置の煩雑さあるいはそれに伴うコストを低減することができる。なお、加熱装置は、内熱式および外熱式のいずれも適用可能であるが、本装置のような外熱式については、加熱空気による飛灰との直接的な熱交換が可能となり、加熱効率が高く、より優れた焼成機能を有する点において好ましい。
【００３０】
酸素含有流体として、本装置では入手・処理等が容易な空気を挙げたが、高温条件下において酸化雰囲気を形成することができるものであればこれに限定されるものではなく、例えば工場内において発生する廃熱を利用することも可能である。
【００３１】
加熱空気の熱源は、電気、灯油、重油あるいはガス等を用いることが可能であり、さらに施設内廃熱を用いることも可能である。また、排出された空気を清浄処理後再利用することによって、エネルギー効率の向上を図ることも可能である。
【００３２】
焼成の条件としては、本発明の検証の結果、（１）加熱空気の供給量（あるいは飛灰の供給量との比）、（２）焼成温度、（３）焼成時間、が重要な指標となり、以下の範囲に設定することによって、優れた焼成処理を行うことを見出した。
【００３３】
（１）加熱空気の供給量（あるいは飛灰の供給量との比）
飛灰の供給量が約５０〜２００ｋｇ／ｈｒの場合において、加熱空気の供給速度を０．０１〜１０ｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。０．０１ｍ／ｓｅｃ以下の場合には、空気の攪拌機能が低下して飛灰粒子表面での酸化雰囲気の低下を招来し、１０ｍ／ｓｅｃ以上の場合には、飛灰が加熱空気の流れに巻き込まれ、排出流に混入して排出されるおそれが生じる。また、本発明における「酸化雰囲気」を形成するための酸素濃度は、２％以上であれば十分であり、上記空気の供給量によって確保することができる。酸化雰囲気によって、鉛等の重金属の無害化を図ることができる。ただし、過剰な酸素の供給（例えば高濃度酸素の供給など）は、３価のクロムが６価となる可能性があり、酸素供給源の確保など操作性の面からも、酸化雰囲気の形成には空気の供給が好ましい。
【００３４】
（２）焼成温度
焼成温度は、５００℃を超え１２００℃以下の範囲が好ましく、より好ましくは、５５０℃以上６５０℃以下である。上表３に例示された重金属の内、カドミウムや６価クロムについては、処理対象である重曹飛灰中に含まれる量が、ほぼ環境基準以下であり、特別な処理を必要としなかった。また、ヒ素や水銀およびセレンなどは、後述するように５００℃を超えた高温条件の酸化雰囲気下により無害化することが可能であることが実証された。さらに、鉛についても同様であるが、本発明の検証過程において、酸化雰囲気において加熱した場合、ＰｂＣｌ２→ＰｂＯと推定される反応によって、酸化鉛（ＩＩ）を形成し無害化することを見出した。つまり、塩化鉛は、常温において溶解性（例えば２５℃で１．０８ｇ／１００ｇ水）を有することから、鉛の溶出の要因となる一方、塩化鉛の融点は５０１℃（沸点は９５０℃）であるため、溶解した塩化鉛は塩素と酸素が置き換わり酸化鉛となると考えられる。温度の上昇とともに、鉛の溶出値が減少していることからも裏付けられる。
一方、搬送部２および搬出装置５や灰ピット６においては、焼成飛灰が粉体等の固体状であることが好ましく、上表１に例示するように、１２００℃を超える温度条件では、飛灰の溶融によって溶融物を形成する可能性があり、取り扱いが非常に困難となる。従って、焼成温度については、５００℃を超え１２００℃以下の範囲にすることによって、簡便で効率的に処理を行うことが可能となる。
【００３５】
（３）焼成時間は、５分から１２０分の範囲が好ましく、さらに好ましくは１５分から４５分の範囲である。５分を下回る場合においては、飛灰の内部まで十分に焼成されず、鉛あるいはヒ素などが十分無害化できない場合が生じる可能性があった。１２０分を超える焼成は、処理時間が過大となり、エネルギー効率の悪化となることから、５分から１２０分の範囲設定をすることによって、効率的に処理を行うことが可能となる。具体的な実証結果は、後述する。
【００３６】
また、上記のような加熱焼成処理によって、飛灰の粉末飛散を軽減することができ、ハンドリング性を改善することができるとともに、焼成飛灰の重量が１０％程度減少するため、廃棄物処理コストを１０％低減することが可能となる。
【００３７】
＜本装置の他の構成例（第２構成例）＞
図２は、本装置の第２構成例として、内熱式のロータリーキルンタイプの加熱装置を用いた処理装置の概略全体構成を示す。基本構成は、第１構成例と同様であるが、外部から加熱空気を供給する外熱式に代え、バーナー８による内熱式のロータリーキルンタイプの加熱装置３ｂを用いた点を特徴とする。
【００３８】
加熱装置３ｂにおいては、外部の空気を、飛灰供給部１から送風機７によって吸引供給し、バーナー８によって５００℃を超え１２００℃以下に加熱し、所望の焼成飛灰を形成することができる。バーナー８の配置及び数量は、供給される飛灰の種類や供給量によって任意に設定が可能であり、汎用性の高い温度制御あるいは温度分布の制御を行うことができる。内熱式の加熱装置３ｂは、エネルギーロスが少なくエネルギー効率が高い点に優れ、被処理物が加温状態の場合には、さらにその予熱を利用することができる。また、外部に加熱用の設備を設ける必要がないことから、装置の小型化・コンパクト化が可能である。
【００３９】
＜本装置の他の構成例（第３構成例）＞
図３は、本装置の第３構成例として、内熱式のローラーハースキルンタイプの加熱装置３ｃを用いた処理装置の概略全体構成を示す。基本構成は、第２構成例と同様であるが、ロータリーキルンタイプに代え、ローラーハースキルンタイプの加熱装置３ｃを用いた点を特徴とする。供給部１からの飛灰を容器３１に注入し、ローラコンベヤ３２で搬送する連続式焼成炉である。容器３１やローラコンベヤ３２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やセラミックスのように耐熱性および耐腐食性を有する素材によって構成されることが好ましい。
【００４０】
ローラーハースキルンタイプの加熱装置３ｃは、高速加熱や均一加熱に最適な加熱装置である。つまり、ローラコンベア３２の全方向からの放射加熱が可能となることから、均一な温度分布とすることが容易となり、ローラコンベア３２の回転速度を調整することによって搬送速度の制御が可能であることから、高速搬送が可能となるという優れた機能を有し、効率的な処理と高いエネルギー効率を確保することが可能となる。
【００４１】
＜本装置の他の構成例（第４構成例）＞
図４は、本装置の第４構成例として、加熱装置としてバッチ炉３ｄを用いた処理装置の概略全体構成を示す。バッチ炉３ｄの内部に配設された複数の容器３３に飛灰を供給し、バッチ炉３ｄ全体を加熱することによって焼成することができる。図４の破線で示すように、外熱供給装置４から加熱空気を供給することも可能であり、静置型の加熱装置として汎用性が高く、飛灰の種類や処理量あるいは処理条件に応じた処理をバッチ的に行うことができる。
【００４２】
バッチ炉３ｄは、容器３３の大きさを含め、設置条件に応じた大きさや構成が可能であり、コンパクト化が可能である。外熱供給装置４を用いない場合には、シール構造も可能であり、より高気密雰囲気を形成することができる。
【００４３】
＜実施例＞
上記処理装置のうち、図１に示す第１構成例について、重曹飛灰を被処理物として実証実験を行った。
【００４４】
〔実施例１〕
（１）実験条件
（１−１）下表４の２５℃の欄に示した重金属の組成からなる重曹飛灰を用い、加熱焼成処理を行った。
（１−２）飛灰の供給量を５ｋｇ／ｈｒとし、加熱空気の供給速度を１ｍ／ｓｅｃとした。
（１−３）焼成温度を、常温（２５℃）〜８５０℃まで変動させ、焼成飛灰中の重金属の組成を測定した。
（１−４）焼成時間は、２５分を基準とした。
【００４５】
（２）結果
重曹飛灰を処理して作製した焼成飛灰については、下表４のような重金属の組成を有する結果となった。５００℃を超えると、カドミウムおよび鉛についても埋立処分基準をクリアすることが判る。
【表４】
2008272599.tif 000006
【００４６】
〔実施例２〕
（１）実験条件
（１−１）下表５の重金属の組成からなる重曹飛灰を用い、加熱焼成処理を行った。
（１−２）飛灰の供給量を５ｋｇ／ｈｒとし、加熱空気の供給速度を１ｍ／ｓｅｃとした。
（１−３）焼成温度は、６００℃とした。
（１−４）焼成時間を変化させ、焼成飛灰中の重金属の組成を測定した。
【００４７】
（２）結果
重曹飛灰を処理して作製した焼成飛灰については、下表５のような重金属の組成を有する結果となった。焼成時間５分以上において、カドミウムおよび鉛についても埋立処分基準をクリアすることが判った。焼成時間１５分以上において、さらにカドミウムおよびヒ素の低減を図ることができた。
【表５】
2008272599.tif 000007
【００４８】
＜比較例＞
上記処理装置のうち、図１に示す第１構成例について、消石灰飛灰を被処理物として実証実験を行った。
【００４９】
（１）実験条件
（１−１）下表６に示した組成の消石灰飛灰を用いて、試験した。カドミウムやヒ素あるいは鉛について無害化処理を行う必要がある。
【表６】
2008272599.tif 000008
（１−２）飛灰の供給量を５ｋｇ／ｈｒとし、加熱空気の供給速度を１ｍ／ｓｅｃとした。
（１−３）焼成温度８００℃および８５０℃において、焼成飛灰中の重金属の組成を測定した。
（１−４）焼成時間は、２５分を基準とした。
【００５０】
（２）結果
消石灰飛灰を処理して作製した焼成飛灰については、下表７のような重金属の組成を有する結果となった。焼成温度を高くすると鉛については減少する一方、クロムが溶出が増加し、両者ともに埋立処分基準をクリアすることが困難であった。
【表７】
2008272599.tif 000009
【００５１】
以上の処理方法は、いずれも酸化雰囲気の高温条件下において重金属類を含む重曹飛灰を焼成することができることから、重金属の効率的な分離を行うことで、非常に優れた飛灰の処理装置を構成することができる。つまり、本発明の処理装置によって、ごみ焼却施設などにおいて発生する重曹飛灰や消石灰飛灰などを、効率よくかつ最小限のエネルギーによって環境基準以下のレベルにまで処理することができる。
【００５２】
＜本発明に係る廃棄物焼却施設からの排出物の処理装置＞
本発明に係る廃棄物焼却施設からの排出物の処理装置（以下「本排出物処理装置」という）は、
（ａ）廃棄物焼却施設から排出された酸性ガスを導入する導入路、
（ｂ）導入路に接続し酸性ガスを反応させる一次処理部、
（ｃ）一次処理部に重曹を供給する重曹供給部、
（ｄ）一次処理部において発生した重曹飛灰を搬出する飛灰搬出路
を有し、重曹飛灰を、上記処理方法あるいは処理装置を用いて二次処理することを特徴とする。
【００５３】
本排出物処理装置の具体的な構成は、図５に例示する。廃棄物焼却施設１１からの排出物のうち排出ガスを、加熱配管１２（「導入路」に相当）を介して一次処理部１３に導入する。一次処理部１３には、重曹供給部１４が接続され、導入される排出ガス流量に対応して所定量の重曹が供給される。一次処理部１３において反応し生成した重曹飛灰は、飛灰搬出路１５を介して、上記処理装置１０の供給部１に導入され、処理装置１０において加熱焼成される。
【００５４】
ここで、被処理物である酸性ガスには、蒸散した上記のような複数の重金属類の化合物の一部およびこれらを含有したばいじんが含まれる。上記第１構成例における重曹飛灰の生成量約１００ｋｇ／ｈｒの場合において、一次処理部１３への排出ガスの導入量は、４１０００ｍ３Ｎ／ｈｒであり、これに対応する重曹の供給量は、４０ｋｇ／ｈｒとなる。
【００５５】
上記のように、本排出物処理装置は、飛灰の処理プロセスにおいて、
（１）重曹飛灰に含有されるナトリウムあるいはナトリウム化合物の存在が、重金属の無害化に機能すること
（２）逆に、酸性ガスの処理において消石灰などを用いずに、重曹を用いて処理することによって、重曹飛灰を発生させることが好ましいこと
を利用し、酸性ガスを重曹によって一次処理し、これによって生じた重曹飛灰を、上記の飛灰の処理方法と処理装置を用いて二次処理することによって、種々の重金属を含む排出物を適切に無害化処理できる同時に非常に簡便かつ有効な手段であることを実証した。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明の実施態様を、処理対象の例としてごみ焼却施設からの重曹飛灰を挙げて説明したが、本発明を適用することが可能な対象物は、これらに限定されるものではなく、各種のスラグ、例えば、銅精錬の際に発生する銅スラグなど、あるいは溶融炉からの溶融飛灰などであってもよい。つまり、重金属類の溶出が懸念される廃棄物あるいは一次処理物を安全性の高い有用物に処理する技術分野などに関して本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る処理装置（第１構成例）の概略全体構成を示す説明図
【図２】第２構成例の構成を示す説明図
【図３】第３構成例の構成を示す説明図
【図４】第４構成例の構成を示す説明図
【図５】本発明に係る廃棄物焼却施設からの排出物の処理装置の概略構成を示す説明図
【図６】従来技術に係る汚染物質導入装置を示す説明図
【符号の説明】
【００５８】
１    供給部
２    搬入部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  加熱装置
４    外熱供給装置
５    搬出装置
６    灰ピット
７    送風機
８    バーナー
【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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【図６】
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