(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉のボトムアッシュ及び飛灰を処理する焼却灰の処理装置において、
該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、
該抽出廃液と飛灰とを混合し、重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段とを備えたことを特徴とする焼却灰の処理装置。
【請求項２】
廃棄物焼却炉のボトムアッシュ及び飛灰を処理する焼却灰の処理装置において、
該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、
該抽出廃液から、重金属及びダイオキシン類を分離する重金属及びダイオキシン類分離手段と、
該重金属及びダイオキシン分離手段で分離された重金属及びダイオキシン類と飛灰とを混合し、重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段と
を備えたことを特徴とする焼却灰の処理装置。
【請求項３】
廃棄物焼却炉の焼却灰を処理する処理装置において、
ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、
該抽出廃液から重金属及びダイオキシン類を分離する重金属及びダイオキシン類分離手段と、
該重金属及びダイオキシン類分離手段で分離された重金属及びダイオキシン類を焼却炉内及び／又はその排ガス煙道に送り込む手段と、
前記排ガス煙道の排ガスから捕集された飛灰を重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段
とを備えたことを特徴とする焼却灰の処理装置。
【請求項４】
廃棄物焼却炉の焼却灰を処理する処理装置において、
該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、
該抽出廃液を焼却炉内及び／又はその排ガス煙道に送り込む手段と、
前記排ガス煙道の排ガスから捕集された飛灰を重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段
とを備えたことを特徴とする焼却灰の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ゴミや産業廃棄物を燃焼させた際に発生する焼却灰（ボトムアッシュあるいはボトムアッシュと飛灰）を、有価物として利用できるようにするためのシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市ゴミや産業廃棄物を焼却プラントで焼却した際に発生するボトムアッシュや飛灰には、鉛、カドミウム、水銀、クロム、セレン、ヒ素、アンチモンなどの重金属類やダイオキシン類が含まれている。特に、飛灰中にはダイオキシン類のほか鉛、カドミウム、アンチモン、ヒ素がボトムアッシュに比べて多く含有されており、ボトムアッシュよりも有害である。
【０００３】
これらの重金属含有灰は、埋立て、地盤工事等に利用されるか、或いは廃棄処分されるが、重金属を含むことから、重金属含有灰の利用又は廃棄に当っては、含有される重金属の溶出を防止する処理を施す必要がある。
【０００４】
従来、重金属含有灰の重金属溶出防止方法としては、溶融法、セメント固化法、酸或いはその他の溶媒による抽出法などが提案されているが、実用化されている主なものは次の（１）〜（３）である。
（１）溶融処理システム
焼却灰や飛灰を高温で溶融し、スラグ及び溶融飛灰を得る。スラグは土木材料等で再利用し、溶融飛灰は有害物質を安定化処理し最終処分するか、溶融飛灰から有価金属及び塩類を回収し、有価金属は山元へ還元する。
（２）セメント原料とするシステム
焼却灰をキルンを用いて高温で焼成して、セメントの混合材料とする。ここで、有害物質や塩類は、飛灰として回収し上記のように最終処分したり山元へ還元するか、もしくはこれを再度キルンに戻す。
（３）焼却灰の物理選別システム
焼却灰から、土木材料として再利用できる物性のものや鉄や非鉄金属等の有価金属として再利用できるものを、ふるい等を用いて物理的に選別して回収し、これらを土木材料として利用したり、屑鉄等として利用したりする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法（１）は、溶融炉が必要であり、溶融のためのエネルギーが必要である等コスト高である。溶融飛灰や塩類は埋立処分されている。
【０００６】
上記従来の方法（２）も、焼成のための炉が必要であり、エネルギーも必要でありコスト高である。さらに、混合材料中に重金属等有害物を含有させることは、セメントを一般環境で使用していく際の安全性の障害となる。
【０００７】
上記従来の方法（３）は、簡便で低コストな方法であるが、回収物中には、物理選別では分別できない重金属などの有害物質や塩類が含有される。このため、回収物は十分に安全とはいえない。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消し、ボトムアッシュから有害物を除去してボトムアッシュを再利用することができ、しかも処理コストも安価な焼却灰の処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）の焼却灰の処理装置は、廃棄物焼却炉のボトムアッシュ及び飛灰を処理する焼却灰の処理装置において、該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、該抽出廃液と飛灰とを混合し、重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明（請求項２）の焼却灰の処理装置は、廃棄物焼却炉のボトムアッシュ及び飛灰を処理する焼却灰の処理装置において、該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、該抽出廃液から、重金属及びダイオキシン類を分離する重金属及びダイオキシン類分離手段と、該重金属及びダイオキシン分離手段で分離された重金属及びダイオキシン類と飛灰とを混合し、重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明（請求項３）の焼却灰の処理装置は、廃棄物焼却炉の焼却灰を処理する処理装置において、ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、該抽出廃液から重金属及びダイオキシン類を分離する重金属及びダイオキシン類分離手段と、該重金属及びダイオキシン類分離手段で分離された重金属及びダイオキシン類を焼却炉内及び／又はその排ガス煙道に送り込む手段と、前記排ガス煙道の排ガスから捕集された飛灰を重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明（請求項４）の焼却灰の処理装置は、廃棄物焼却炉の焼却灰を処理する処理装置において、該ボトムアッシュを酸、アルカリ、キレート剤又は塩類からなる抽出剤及び水とからなる抽出液と接触させて反応させ、固液分離して重金属及びダイオキシン類を液側に抽出させて、抽出残渣及び抽出廃液とする抽出手段と、該抽出廃液を焼却炉内及び／又はその排ガス煙道に送り込む手段と、前記排ガス煙道の排ガスから捕集された飛灰を重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及びダイオキシン類を加熱分解する機能を有する無害化処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、基本的にはボトムアッシュを抽出処理し、抽出廃液を飛灰と混合して無害化処理し、ボトムアッシュを再利用するものである。
【００１４】
除去した有害物或いは有害物を含んだ液は、飛灰と共に飛灰無害化処理手段に送り込んで無害化処理するか、又はこの有害物等を焼却炉もしくはその煙道に送り込んで最終的には有害物を飛灰と共に捕集し、飛灰無害化処理手段にて無害化する。
【００１５】
本発明の一態様では、清掃工場等の焼却炉から排出されてくるボトムアッシュ、または、物理的に選別されたボトムアッシュを、混合・固液分離機能を持つ多機能処理装置に入れ、これに重金属やダイオキシン等の有害物を抽出するのに適した薬剤（酸、アルカリ、キレート剤、塩類及び／又は水など）を添加、混合し、これらの薬剤とボトムアッシュを反応させ、次にこれを固液分離して重金属やダイオキシン類及び塩類を液側に抽出する。この抽出液は繰り返し使用する場合もあり、また、抽出液から有害物を除去して得られた液を繰り返し抽出に使用する場合もある。次に、該多機能処理装置内にある抽出残渣に水を散布して抽出残渣を洗浄し、必要な場合にはこの後に有害物の安定化薬剤を添加・混合して、残留した有害物を除去・安定化した上で、この処理残渣を該多機能処理装置から取り出す。この処理残渣は、有害物質や塩類の含有量が低く、さらに、安定化されているので有価物として土木工事などに再利用できる安全なものである。ここで発生した抽出液、洗浄液、抽出した有害物は、飛灰に混入して飛灰の安定化処理工程であわせて安定化処理することができる。本発明によれば、清掃工場又は産業廃棄物処理工場内で、有価物の製造と、有害物の安定化処理を低コストで同時に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図〜第４図はそれぞれ本発明の実施の形態に係る焼却灰の処理装置を示すブロック図である。
【００１７】
第１図〜第４図のいずれの実施の形態においても、ボトムアッシュを抽出液と混合する機能、固液分離する機能、水によって洗浄する機能を備えた多機能処理装置１と、飛灰を無害化処理する飛灰無害化装置３とを備えている。この飛灰無害化装置３としては、添加される重金属固定化剤によって重金属を固定化する機能及び飛灰を加熱してダイオキシン類を分解する機能の一方又は双方、好ましくは双方を有したものが好適である。
【００１８】
第１図の実施の形態では、まずボトムアッシュ、水及び／又は抽出剤（酸、アルカリ、キレート剤、塩類等からなる抽出液）が処理装置１に供給され、混合される。これにより、ボトムアッシュ中の有害物（重金属やダイオキシン類）及び塩類が水相に抽出される。
【００１９】
次に、この処理装置１によって固液分離処理が行われ、水相（抽出廃液）が処理装置から取り出される。次に、処理装置１内に洗浄用の水が導入され、抽出残渣たるボトムアッシュと混合される。これにより、ボトムアッシュに付着していた抽出剤や残留有害物及び塩類が水相（洗浄水）に移行する。そこで、再度固液分離を行い、液分としての洗浄廃液を処理装置外に取り出す。
【００２０】
固液分離後の固形分としての残渣（洗浄処理されたボトムアッシュ）は、必要に応じ重金属固定化剤などの有害物の安定化薬剤を添加・混合して、残留した有害物を安定化した後、処理装置外に取り出す。
【００２１】
前記の抽出廃液及びこの洗浄廃液にはそれぞれ有害物が多量に含まれているので、処理する必要がある。この実施の形態では、この抽出廃液及び洗浄廃液を飛灰無害化装置３に導入し、その中で飛灰と共に無害化処理する。
【００２２】
なお、この実施の形態では、抽出廃液の一部を処理装置１に循環させ、抽出液として再利用してもよい。また、この実施の形態では抽出残渣を水で洗浄しているが、この洗浄は省略されてもよい。抽出や、洗浄を２回以上繰り返しても良く、この場合各回の抽出液の成分を異なるものとしてもよい。
【００２３】
第２図の実施の形態では、抽出廃液を有害物分離装置２に導入して有害物を分離する。この有害物分離装置としては、例えば抽出廃液を中和して重金属を沈殿させて分離する装置や、分離膜等による濃縮装置などを用いることができる。
【００２４】
この有害物分離装置２で分離された有害物は、第１図の場合と同様に洗浄廃液と共に飛灰無害化装置５に送られ、飛灰と共に無害化処理される。
【００２５】
なお、有害物が分離された液の少なくとも一部を抽出液として処理装置１に戻すのが好ましい。液の残部は飛灰無害化装置３に送り込めばよい。また、抽出廃液の一部を、有害物分離装置２に送り込む前に処理装置１に抽出液として戻しても良い。
【００２６】
第２図のその他の構成は第１図と同一である。
【００２７】
第３図は抽出廃液及び洗浄廃液を焼却炉又はその排ガス煙道（ただし、集塵手段よりも上流側）に注入するようにした実施の形態を示す。この注入により、抽出廃液及び洗浄廃液中の有害物は最終的には集塵手段にて飛灰と共に捕集される。そして、この有害物を含む飛灰は飛灰無害化装置３により無害化処理される。抽出廃液の一部は抽出液として処理装置１に戻されても良い。第３図のその他の構成は第１図と同じである。
【００２８】
第４図は、第３図の実施の形態において抽出廃液を有害物分離装置２（例えば分離膜による濃縮装置）にて有害物を分離処理し、有害物（例えば濃縮液）を洗浄廃液と共に焼却炉又はその排ガス煙道に注入するようにしたものである。有害物が分離された液の少なくとも一部は抽出液として処理装置１に戻される。液の残部は焼却炉又は煙道に注入すればよい。第４図のその他の構成は第３図と同じである。
【００２９】
第１図〜第４図のいずれの実施の形態においても、残渣としての処理されたボトムアッシュは、有害物が除去されたものであり、安全に再利用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、ボトムアッシュから有害物を安価に除去処理し、ボトムアッシュを安全に再利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態に焼却灰の処理装置のブロック図である。
【図２】  実施の形態に焼却灰の処理装置のブロック図である。
【図３】  実施の形態に焼却灰の処理装置のブロック図である。
【図４】  実施の形態に焼却灰の処理装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  処理装置
２  有害物分離装置
３  飛灰無害化装置
【図１】
0004834936.tif 000002
【図２】
0004834936.tif 000003
【図３】
0004834936.tif 000004
【図４】
0004834936.tif 000005