(57)【要約】【課題】廃棄物を原料とし、特別な原料／設備コストをかけることなく、従来の白色スラグと同等な白さの白色スラグを得ることができる白色スラグ製造方法及び白色スラグを提供する。【解決手段】本発明は、汚泥廃棄物（Ｓ）を焼却した汚泥焼却灰を使用して白色スラグを製造する方法において、肉類又は魚類を処理又は加工する過程で廃棄される骨成分を含む廃棄物を焼却した骨焼却灰（Ｂ）を準備する段階と、汚泥焼却灰と骨焼却灰とを所定の割合で混合し、溶融炉（１０）で所定の温度で溶融させる段階と、を有することを特徴としている。【選択図】      図１
2004161582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥廃棄物を焼却した汚泥焼却灰を使用して白色スラグを製造する方法において、
肉類又は魚類を処理又は加工する過程で廃棄される骨成分を含む廃棄物を焼却した骨焼却灰を準備する段階と、
前記汚泥焼却灰と前記骨焼却灰とを所定の割合で混合し、溶融炉で所定の温度で溶融させる段階と、
を有することを特徴とする白色スラグ製造方法。
【請求項２】
前記骨焼却灰と前記汚泥焼却灰とを混合する割合が、重量比で、１：２乃至１：５の範囲であることを特徴とする請求項１記載の白色スラグ製造方法。
【請求項３】
前記汚泥廃棄物が有機物を含む汚泥であり、前記溶融炉における溶融温度が１４００乃至１６００゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の白色スラグ製造方法。
【請求項４】
前記汚泥廃棄物が実質的に有機物を含まない汚泥であり、前記溶融炉における溶融温度が１５５０乃至１７００゜Ｃの範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の白色スラグ製造方法。
【請求項５】
前記汚泥廃棄物が、下水汚泥であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の白色スラグ製造方法。
【請求項６】
前記骨成分を含む廃棄物が、肉骨粉又は骨粉であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の白色スラグ製造方法。
【請求項７】
前記溶融炉に着色剤を投入する段階を更に有し、前記着色剤により所定の色彩に着色されたスラグが得られることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の白色スラグ製造方法。
【請求項８】
汚泥廃棄物の焼却灰と、骨成分を含む廃棄物の焼却灰とを原料として製造された白色スラグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を利用して白色のスラグを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、汚泥等の廃棄物の処理が、社会的に重大な問題となっている。例えば、下水から発生する下水汚泥を処理する場合、まず、下水に凝集剤を添加し、下水中の固形物を凝集させ、凝集によって生じたスラッジを汚泥焼却炉で焼却する。次に、焼却によって生じた灰をバグフィルタによって集め、集められた焼却灰を溶融炉によって溶融させ、溶融スラグを得る。このようにして得られた溶融スラグは、一般に、黒又は黒褐色の骨材状であり、装飾性に乏しいものであった。従って、このようにして得られたスラグの用途は道路用砕石等に限られるので、スラグは非常に経済的価値の低いものとなっていた。
【０００３】
このスラグの色を白色にすることによって、その装飾性を向上させ、スラグの経済的価値を高めるために種々の方法が提案されている。特許文献１には、白色化溶融スラグの製造方法が記載されている。この溶融スラグの製造方法においては、下水汚泥から凝集させたスラッジを焼却し、その焼却灰に還元剤としてカーボン粉末等を加え、さらに、焼却灰の成分調整を行った物を溶融炉で溶融させて白色のスラグを得ている。また、特許文献２には、焼却灰に炭素元素を付加し、この焼却灰を無酸素雰囲気中において溶融させることによって白色のスラグを得る透明または白色スラグの製造方法が記載されている。
【０００４】
なお、本明細書において、白色スラグとは、白色、乳白色、アイボリー色等を含む目視により実質的に白色と認識できる、不透明又は半透明のスラグを言うものとする。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２３３９５３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１６８４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、白色スラグを得るためにカーボン粉末等を加えたり、焼却灰の成分調整を行う必要があり、原料にコストがかかるという問題がある。さらに、従来の方法では、焼却灰の溶融中に焼却灰中の金属酸化物を還元させたり、焼却灰を無酸素雰囲気中で溶融させる必要がある等、白色スラグを得るために特別の設備を必要とするので、製造の初期段階において設備コストがかかるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、廃棄物を原料とし、特別な原料／設備コストをかけることなく、従来の白色スラグと同等な白さの白色スラグを得ることができる白色スラグ製造方法及び白色スラグを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汚泥廃棄物を焼却した汚泥焼却灰を使用して白色スラグを製造する方法において、肉類又は魚類を処理又は加工する過程で廃棄される骨成分を含む廃棄物を焼却した骨焼却灰を準備する段階と、汚泥焼却灰と骨焼却灰とを所定の割合で混合し、溶融炉で所定の温度で溶融させる段階と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明においては、汚泥廃棄物を焼却することによって得られた汚泥焼却灰と、肉類又は魚類を処理又は加工する過程で排出される骨の成分を含む廃棄物を焼却することによって得られた骨焼却灰と、を所定の割合で溶融炉に投入し、これらの焼却灰を所定の温度で溶融させる。溶融炉によって溶融された溶融スラグは、白色になる。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、経済的に利用価値の低い汚泥を焼却した汚泥焼却灰と、これも経済的に利用価値の少ない肉類等の加工過程で生じる廃棄物を焼却した骨焼却灰とを混合して、溶融炉で溶融させることにより、経済的利用価値の高い白色の溶融スラグを得ることができる。
【００１１】
好ましくは、骨焼却灰と汚泥焼却灰とを混合する割合は、重量比で、１：２乃至１：５の範囲であるのが良い。
【００１２】
また、汚泥廃棄物が有機物を含む汚泥である場合には、溶融炉における溶融温度は１４００乃至１６００゜Ｃの範囲であるのが良い。
また、汚泥廃棄物が実質的に有機物を含まない汚泥である場合には、溶融炉における溶融温度は１５５０乃至１７００゜Ｃの範囲内であるのが良い。
【００１３】
さらに、汚泥廃棄物は、下水汚泥であっても良く、また、骨成分を含む廃棄物は、肉骨粉又は骨粉であっても良い。
また、上述した白色スラグ製造方法に、溶融炉に着色剤を投入する段階を更に付加し、この着色剤により所定の色彩に着色されたスラグを得ることもできる。
【００１４】
このように構成された本発明においては、汚泥焼却灰、及び、骨焼却灰に加え、任意適当な着色剤を溶融炉に投入する。本発明において、着色剤を投入しない場合には、白色の溶融スラグが生成されるので、適当な着色剤を加えることにより、白色の溶融スラグを所望の色に着色することができる。
このように構成された本発明によれば、より経済的価値の高い美しい溶融スラグを得ることができる。
【００１５】
また、本発明は、汚泥廃棄物の焼却灰と、骨成分を含む廃棄物の焼却灰とを原料として製造された白色スラグである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態の白色スラグ製造方法を実施するための製造装置の概略を示す図である。この製造装置１は、下水汚泥Ｓを焼却する汚泥焼却炉２と、この汚泥焼却炉２で焼却された汚泥の焼却灰を集めるための第１バグフィルタ４と、集められた焼却灰を貯留する貯留ホッパ６とを有する。さらに、製造装置１は、貯留ホッパ６に貯留されている汚泥焼却灰及び肉骨粉を焼却して得られた骨焼却灰Ｂを所定量ずつ送り出す定量供給機８と、定量供給機８から送られた汚泥焼却灰及び骨焼却灰Ｂを溶融させる溶融炉１０と、溶融炉１０に空気を送り込む起動ファン１２と、起動ファン１２によって送り込まれる空気に酸素を付加するための酸素製造装置１４と、溶融炉１０の二次燃焼室に空気を送り込む二次空気ファン１６と、を有する。
【００１７】
また、製造装置１は、溶融炉１０で汚泥焼却灰及び骨焼却灰Ｂを溶融させたスラグを冷却しながら搬送する徐冷コンベヤ１８と、徐冷コンベヤ１８によって運ばれたスラグを冷却する水槽２０と、水槽２０からスラグ貯留ヤードにスラグを搬送する水封コンベヤ２２と、を有する。さらに、製造装置１は、溶融炉１０の二次燃焼室から出た燃焼ガスを冷却するガス冷却塔２４と、このガス冷却器で冷却されたガスに含まれる灰を集める第２バグフィルタ２６と、第２バグフィルタ２６によって濾過されたガスを煙突３０に送るための誘引ファン２８と、を有する。
【００１８】
次に、本発明の実施形態の白色スラグ製造方法における白色スラグの製造手順を説明する。まず、下水処理場に集められた汚水に凝集剤を添加し、下水の中の固形物を凝集させる。次に、凝集させることによって下水中に沈殿した汚泥Ｓを、汚泥焼却炉２に投入することによって焼却する。なお、本実施形態においては、汚泥Ｓは有機物を含んでいる有機汚泥である。また、本実施形態では、凝集剤として石灰を使用した汚泥、及び高分子系の凝集剤を使用した汚泥を使用している。各汚泥を焼却することによって得られた焼却灰に含まれる成分の一例を表１に示す。汚泥を焼却することによって発生した燃焼ガスは種々の装置（図示せず）を経て第１バグフィルタ４に送られ、そこで燃焼ガス中に含まれる汚泥焼却灰が集められる。第１バグフィルタ４によって集められた焼却灰は、汚泥焼却灰輸送機（図示せず）等によって貯留ホッパ６に貯留される。
【００１９】
【表１】
2004161582.tif 000003
【００２０】
一方、肉牛の精肉処理等において廃棄された、動物や魚の骨の成分を含む廃棄物である肉骨粉も、同様の処理設備（図示せず）によって焼却され、肉骨粉の焼却灰である骨焼却灰Ｂが集められる。本実施形態で使用した肉骨粉の焼却灰に含まれる成分の一例を表２に示す。このようにして集められた骨焼却灰Ｂ及び貯留ホッパ６に貯留されている汚泥焼却灰が、所定の割合で定量供給機８に投入される。所定割合で投入された骨焼却灰Ｂ及び汚泥焼却灰は、定量供給機８から溶融炉１０へ所定量ずつ送り込まれる。溶融炉１０には、液化石油ガス（ＬＰＧ）Ｌ、及び、起動ファン１２によって送られ酸素製造装置１４によって酸素を付加された空気が導入されて、液化石油ガスＬが燃焼される。燃焼によって発生した熱により、骨焼却灰Ｂ及び汚泥焼却灰は溶融され、溶融スラグが生成される。
【００２１】
【表２】
2004161582.tif 000004
【００２２】
なお、本実施形態においては、骨焼却灰Ｂと汚泥焼却灰との割合を、重量比で１：４とし、これらの焼却灰を溶融炉１０で溶融させる温度を１５００゜Ｃとしている。骨焼却灰と汚泥焼却灰との割合は、１：２乃至１：５の範囲内で適宜変化させることができる。また、焼却灰を溶融させる温度は、有機物を含む汚泥を原料とする場合は、１４００乃至１６００゜Ｃであるのが良く、有機物を実質的に含まない、一般に無機汚泥と呼ばれる汚泥を原料とする場合には、１５５０乃至１７００゜Ｃであるのが良い。
【００２３】
溶融炉１０で溶融された溶融スラグは、溶融炉１０から排出され、溶融炉１０の下方に配置された徐冷コンベヤ１８によって徐冷されながら搬送される。徐冷コンベヤ１８によって冷却された溶融スラグは、徐冷コンベヤ１８の端部から水槽２０の中に落下し、水槽内の水によって更に冷却される。水で冷却された溶融スラグは、水槽２０の中から水槽の外へ延びるように配置された水封コンベヤ２２によって搬送され、スラグ貯留ヤードに貯留される。このようにして得られた溶融スラグは、従来技術によって製造された白色スラグと同等の白さを有する光沢のあるアイボリー色になる。
【００２４】
一方、溶融炉１０で焼却灰を溶融させる際に発生した灰及び燃焼ガスは、溶融炉１０の二次燃焼室でさらに燃焼され、ガス冷却塔２４に送られる。二次燃焼室から送られた灰及び燃焼ガスは、ガス冷却塔２４で冷却され、第２バグフィルタ２６に送られる。第２バグフィルタ２６で灰を濾過されたガスは誘引ファン２８によって煙突３０から排出される。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態による白色スラグ製造方法により製造された白色のスラグを、電子プローブ微量分析装置（ＥＰＭＡ）によって分析した結果の一例を示す。図２（ａ）は白色スラグの中のリンの分布を示し、図２（ｂ）はアルミニウム、図２（ｃ）はカルシウム、図２（ｄ）はケイ素の分布を夫々示す。各図とも明度の高い部分ほど分布量が多いことを示している。図２（ａ）乃至（ｄ）に示す通り、骨焼却灰に多く含まれていたリン、カルシウムの中に、汚泥焼却灰に多く含まれていたアルミニウム、ケイ素が球状に分布していることが分かる。
【００２６】
図３は、比較例として、上述した汚泥焼却灰及び骨焼却灰の混合物と同一の焼却灰を１７００゜Ｃで溶融させたスラグを、電子プローブ微量分析装置によって分析した結果の一例を示す。なお、この比較例のスラグは、褐色である。図３（ａ）はスラグの中のリンの分布を示し、図３（ｂ）はアルミニウム、図３（ｃ）はカルシウム、図３（ｄ）はケイ素の分布を夫々示す。図３（ａ）乃至（ｄ）に示す通り、骨焼却灰に多く含まれていたリン、カルシウム、汚泥焼却灰に多く含まれていたアルミニウム、ケイ素とも、非常に細かな粒子で均一に分布していることが分かる。
【００２７】
本発明の実施形態の白色スラグ製造方法によれば、廃棄物である汚泥の焼却灰に、これも廃棄物である肉骨粉の焼却灰を所定量加えて溶融させることによって、装飾性の高い白色のスラグを製造することができる。即ち、経済的に利用価値の低い廃棄物である下水汚泥及び肉骨粉を組合せることによって、経済的に利用価値の高い白色スラグを生成することができる。生成された白色スラグは、従来の黒又は褐色のスラグ同様、道路用砕石等に使用できることは勿論、その装飾性の高さから庭の敷石や、インテリア装飾の素材等に利用することができる。
【００２８】
さらに、上述した実施形態では、最終生成物として白色の溶融スラグを得ているが、焼却灰と共に任意適当な着色剤を溶融炉に投入することによって、白色以外の所望の色彩を有する溶融スラグを製造することもできる。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更をすることができる。特に、上述した実施形態では、汚泥等廃棄物として下水汚泥を使用しているが、下水汚泥以外の任意の有機又は無機の汚泥廃棄物を使用することができる。また、上述した実施形態では、肉骨粉を焼却した骨焼却灰を汚泥焼却灰に加えているが、骨焼却灰は、肉類又は魚類を処理又は加工する過程で発生する、骨の成分を含む廃棄物であれば、任意の廃棄物を焼却した灰を使用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の白色スラグ製造方法によれば、廃棄物を原料とし、特別な設備を使用することなく白色スラグを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の白色スラグ製造方法を実施するための製造装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態による白色スラグ製造方法により製造された白色のスラグを、電子プローブ微量分析装置によって分析した結果の一例を示す図である。
【図３】比較例の溶融スラグを、電子プローブ微量分析装置によって分析した結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ    骨焼却灰
Ｓ    汚泥
１    本発明の実施形態の白色スラグ製造方法を実施するための製造装置
２    汚泥焼却炉
４    第１バグフィルタ
６    貯留ホッパ
８    定量供給機
１０  溶融炉
１２  起動ファン
１４  酸素製造装置
１６  二次空気ファン
１８  徐冷コンベヤ
２０  水槽
２２  水封コンベヤ
２４  ガス冷却塔
２６  第２バグフィルタ
２８  誘引ファン
３０  煙突
【図１】
2004161582.tif 000005
【図２】
2004161582.tif 000006
【図３】
2004161582.tif 000007