(57)【要約】【課題】ダイオキシン類などの有機塩素化合物のみならず、重金属含有などの複合汚染物である焼却灰を簡単な方法で確実に無害化出来、しかも、廃棄物から製造されたＲＤＦ、ＲＰＦ又は廃プラスチック類を補助燃料として使用し、循環型のリサイクル技術の提供を目的とする。【解決手段】有害な有機塩素化合物を含有する焼却主灰又は飛灰に廃棄物固形化燃料（ＲＤＦ）又は廃プラスチック類燃料（ＲＰＦ）あるいは、廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合して６００℃以上に加熱し、無害化処理する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害な有機塩素化合物を含有する焼却主灰又は飛灰に、廃棄物固形化燃料（ＲＤＦ）又は廃プラスチック類燃料（ＲＰＦ）あるいは、廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合して、６００℃以上に加熱処理することを特徴とする焼却灰等の無害化処理方法。
【請求項２】
有機塩素化合物がダイオキシン類である請求項１記載の焼却灰等の無害化処理方法。
【請求項３】
有害な重金属を含有する焼却主成又は飛灰に、ＲＤＦ、又はＲＰＦ、あるいは廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合して、６００℃以上に加熱処理することを特徴とする焼却灰等の無害化処理方法。
【請求項４】
有害な有機塩素化合物及び有害な重金属を含有する焼却主灰又は飛灰に、ＲＤＦ又はＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合し、６００℃以上に加熱して、同時に無害化することを特徴とする焼却灰等の無害化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイオキシン類等の有害な有機塩素化合物及び重金属の含有した、一般廃棄物焼却炉及び産業廃棄物焼却炉から発生する主灰又は飛灰を、廃棄物燃料であるＲＤＦ、ＲＰＦ、廃プラスチック類等を混合して加熱焼成することにより、ダイオキシン類等の有機塩素化合物においては分解無害化、重金属においては揮発させ、後段に設置したバグフィルターで回収し、再資源化のための原料とし、かつ、焼成物については有機分が無いため、セメント原料やコンクリート骨材等に再利用することができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物焼却炉及び産業廃棄物焼却炉から発生する主灰（ボトム灰）は、特別管理産業廃棄物として最終処分場で埋立処理されていたが、近年は埋立場不足が著しく、年々その埋立場の確保は難しくなってきている。
また、埋立規制基準を上回るダイオキシン類や重金属を含有する焼却灰は、その溶出を防止するためにコンクリート固化処理が一般的であるが、コンクリートに混合できる焼却灰は約１０％程度が限界である。
従って、埋立てられる容量及び重量は原灰の１０倍近くになり、それがさらに埋立場の不足を加速させる原因となっている。
そこで、含有有機物や重金属が無害化できれば、その組成が似通っているセメント原料やコンクリート骨材に有効利用することが期待できるだけでなく、埋立処分量を減少させるのに有効である。
しかし、かかる従来技術によるときは、有害なダイオキシン類の分解が大変なだけでなく、重金属が十分に除去できることは不可能であった。
【０００３】
一方、廃棄物を固形化燃料としたものとして、ＲＤＦ、ＲＰＦ等が知られている。
詳細については後述するが、これらは主に燃料に使用されている。
しかし、生産量に対して消費量が追従せず、その処理に苦慮しているのが現状である。
また、単に燃料として焼却した場合、ばいじん、硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素、ダイオキシン類が通常の廃棄物焼却工程と同じく発生することも分かっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、かかる従来技術の問題に鑑み、ダイオキシン類などの有害な有機塩素化合物のみならず、重金属含有などの複合汚染物である焼却灰を簡単な方法で確実に無害化出来、しかも、廃棄物から製造されたＲＤＦ、ＲＰＦ又は廃プラスチック類を補助燃料として使用し、循環型のリサイクル技術の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載に係る発明の要旨は、有害な有機塩素化合物を含有する焼却主灰又は飛灰に、廃棄物固形化燃料（ＲＤＦ）又は廃プラスチック類燃料（ＲＰＦ）あるいは、廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合して６００℃以上に加熱し、好ましくは８００℃以上に加熱し、無害化処理することにある。
なお、有機塩素化合物は請求項２記載の発明のようにダイオキシン類であってもよい。
ここで、焼却主灰及び飛灰とは、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」に指定される一般廃棄物焼却炉及び産業廃棄物焼却炉から排出される主灰及び焼却飛灰のことである。（以下、焼却灰等という）
ここでＲＤＦ（Refuse  Derived  Fuel）とは、「ごみ固形化燃料」のことであり、可燃廃棄物を分別し乾燥させ石灰等の固化剤でペレット状に固形化したものである。
ここでＲＰＦ（Refuse  Plastic  Fuel）とは、「廃プラスチック類燃料」のことであり、カロリーの高い廃プラスチック類を廃棄物から分別し、破砕加熱させペレット状に固形化したものである。
ここで廃プラスチック類とは、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」に指定される廃プラスチック類のことである。
【０００６】
請求項３記載に係る発明の要旨は、有害な重金属を含有する焼却主成又は飛灰に、ＲＤＦ、又はＲＰＦ、あるいは廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合して、６００℃以上に加熱し、好ましくは８００℃以上で加熱処理し、重金属を除去することにある。
【０００７】
請求項４記載に係る発明の要旨は、有害な有機塩素化合物、及び有害な重金属の両方を含む複合汚染した焼却灰等にＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類又はそれらを組み合わせて混合し、６００℃以上に加熱処理、好ましくは８００℃以上で加熱処理し、有機塩素化合物、及び重金属を同時に除去することにある。
【０００８】
本発明においては、ダイオキシン類をはじめとして、ジクロロメタン、四塩化炭素、１２−ジクロロエタン、１．１−ジクロロエチレン、シス−１．２−ジクロロエチレン、１．１．１−トリクロロエタン、１．１．２−トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１．３−ジクロロプロペンなどの有機塩素化合物を含有する焼却灰等に、ＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類を添加し、６００℃以上、好ましくは８００℃以上に加熱することで、これら有機塩素化合物が揮発、分解し、無害化される。
ダイオキシン類の分解生成物であり、生成時の前躯体ともなる塩素化合物もＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類に含有するアルカリ金属と反応し、高温時においても安定な塩の形で固定される。
【０００９】
また、カドミウム、鉛、クロム、ヒ素、水銀、銅、セレンなどの有害な重金属を含有する焼却灰にＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類を添加し、６００℃以上、好ましくは８００℃以上に加熱することで、重金属はＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類に含まれる塩素分によって、蒸気圧の高い塩化物となり、排ガスとともに焼却炉から排出される。
排出された重金属を含むガスは、急速冷却塔で２００℃以下に冷却され、バグフィルターに代表される高度な集塵機で重金属は捕集される。
捕集された重金属は製錬等の手法で原材料にリサイクルすることが出来る。
【００１０】
次に重金属の挙動を調査すべく以下のような比較試験をした。
本発明に係る添加物を加えず、単に焼却灰を６００℃以上に加熱した場合、その多くはｐＨが１２以上に上がることが確認された。
その結果、鉛においてはｐＨが１２を超えると両性金属であるが故、溶出量は急に増える。
ここでの溶出は、環境庁告示１３号試験による。
よって、加熱処理せず単に溶出試験した場合と比較すると、添加物を加えず焼却灰を加熱処理した方が鉛の溶出量は増えることが明らかになった。
【００１１】
カドミウム・銅については、強酸領域では溶出は認められるが、アルカリ領域での溶出は認められなかった。
よって、添加物を加えず加熱した場合と、加熱せずに単に溶出試験した場合とを比較するとその溶出量に変化は無かった。
【００１２】
クロムについては、蒸気圧が非常に低いので加熱処理による変化は少ないと思われたが、本発明に係る添加物を加えずに加熱し、溶出試験をしてみると六価クロムの溶出量が増えることが確認された。
これは添加物を加えずに加熱すると、加熱雰囲気中の酸素が三価クロムを六価クロムに酸化したものと考えられ、蒸気圧の低いクロムは、有害な六価の形で焼却灰に留まることが確認された。
【００１３】
上記に対して本発明に係る方法で、ＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて混合し、６００℃以上に加熱処理したところ、無害な三価クロムは存在するが、六価クロムは溶出しないことが明らかになった。
ここで、無害な三価クロムはセメントにも含まれており、環境に与える影響は非常に少ない。
これは、ＲＤＦ、ＲＰＦ、廃プラスチック類に含まれる炭素分が反応炉内で環流し、残留炭素として一定時間存在する。
その残留炭素が徐々に酸化される際に還元剤として働き、三価クロムの酸化を防止すると推測される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ごみ焼却炉から排出された焼却灰を複数サンプリングし、ＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類をそれぞれ単独又は組み合わせて５質量％から３０質量％混合し、約８００℃で、約１時間加熱処理後の重金属の溶出試験結果を図１に示す。
上記添加物を混合せずに、単に焼却灰だけを加熱した場合には、六価クロムの溶出量が０．４６ｍｇ／Ｌであったのに対して、例えばＲＰＦ１０質量％混合したものは０．０４４ｍｇ／Ｌ、ＲＰＦ２０質量％混合したものは０．０３３ｍｇ／Ｌに減少していた。
【００１５】
他の重金属も減少した。
なお、表にてＮＤとは検出限界未満であったことを示す。
【００１６】
ダイオキシン類及び有害有機塩素化合物は、８００℃以上で分解した。
【００１７】
図２に本発明に係る焼却灰等の無害化処理手順の一例を示す。
汚染した焼却灰の処理設備を焼却工場内に併設すると、これまで焼却灰搬送時の飛散対策についても解決することができる。
処理設備はバッチ式でもキルン炉であってもよい。
【００１８】
「浄化手順」
焼却灰の篩い分けを行い、別に再利用可能な金属クズを磁選別等の手法で分離する。
選別された金属類は直接金属回収の原料になる。
【００１９】
焼却灰にＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類のいずれかを単独又は組み合わせて２〜３０質量％混合し、飛散を防止した送り込み装置にて焼成炉に導入する。
焼成炉は乾燥ゾーン、昇温ゾーン、塩化揮発ゾーン、焼成ゾーンを考慮した構造とする。
乾燥ゾーンの長さは、投入された焼却灰の水分をほぼ、蒸発出来る長さとする。
昇温ゾーンは、乾燥した焼却灰を約６００℃付近まで昇温出来る長さとする。
塩化揮発ゾーンは、添加したＲＤＦ、ＲＰＦ、廃プラスチック類が乾留化し、残留炭素として存在する時間、及び重金属が塩化揮発する時間の両方を考慮した長さとする。
焼成ゾーンは、残留有機分がすべて酸化する長さとする。
この工程により、クロムを除く重金属は、ＲＤＦ、ＲＰＦ、又は廃プラスチック類に含まれる塩素分により塩化揮発が起こる。
クロムは、ＲＤＦ、ＲＰＦ、又は廃プラスチック類に含まれる未燃炭素により還元され、三価の状態で留まり、六価クロムにはならない。
【００２０】
焼成が終了し無害化された焼却灰は、飛散を防止した搬送装置でコンテナ等に保管される。
無害化処理された焼却灰を入れたコンテナはそのまま原料として、新たな資材化工場に搬送される。
【００２１】
塩化揮発した重金属は排ガスとともに、減温塔にて温度を２００℃前後まで降下し、ごく微量のダイオキシン類の再合成を防止する。
燃料から放出される酸性ガスを中和するために消石灰等の中和薬剤をガスと混合し、バグフィルター等の高度な集塵機で集塵する。
集塵されたダストは、高濃度の重金属が含有されているため、製錬手法や山元還元等の手法にて金属回収を行う原料として利用される。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ダイオキシン類をはじめとする有害有機塩素化合物や重金属に汚染された焼却灰をＲＤＦ、ＲＰＦ、もしくは廃プラスチック類を一定の割合で添加して加熱処理することにより、無害化することができる。
特に、有害有機塩素化合物や重金属による汚染を同時に処理できるという優れた効果があると同時に、廃棄物を燃料とし製造された固形化燃料及び廃棄物である廃プラスチックを熱エネルギーとして利用することが出来る。
また、処理物は各種原料として再利用することができるという循環型社会に貢献するという優れた特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】重金属の溶出試験結果を示す。
【図２】本発明に係る焼却灰等の無害化処理手順を示す。
【図１】
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【図２】
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