(57)【要約】【課題】この発明は、埋め立て処分場に埋め立てられた処分ごみを資源として容易に再生することができる埋め立て処分ごみの資源化方法を提供することを課題とする。【解決手段】天然の降水Ｒにさらされた状態で埋め立て処分場１内に埋め立てられていた埋め立て処分ごみ２を掘削すると共に、そのままでは後述するふるい選別機に供給することができない粗大物を重機により除去する。その後、埋め立て処分ごみ２をふるい選別機に供給して、ふるい通過ごみとふるい非通過ごみとに選別し、ふるい通過ごみをセメント製造用の原料及び燃料として使用すると共に、ふるい非通過ごみをセメント製造用の燃料として使用する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然の降水にさらされた状態で埋め立て処分場に埋め立てられていた処分ごみを掘削し、
前記掘削された埋め立て処分ごみをセメント製造用の原料及び燃料として資源化することを特徴とする埋め立て処分ごみの資源化方法。
【請求項２】
前記掘削された埋め立て処分ごみに水を添加してその内部の水可溶成分を洗い流した後にセメント製造用の原料及び燃料として資源化することを特徴とする請求項１に記載の埋め立て処分ごみの資源化方法。
【請求項３】
前記掘削された埋め立て処分ごみを目開きが１００ｍｍ以下のふるいを用いて篩い分けし、前記ふるいを通過した埋め立て処分ごみをセメント製造用の原料及び燃料として資源化し、及び／または前記ふるいを通過しなかった埋め立て処分ごみのうち可燃性固体ごみをセメント製造用の燃料として資源化することを特徴とする請求項１に記載の埋め立て処分ごみの資源化方法。
【請求項４】
前記ふるいを通過した埋め立て処分ごみに水を添加してその内部の水可溶成分を洗い流した後にセメント製造用の原料及び燃料として資源化することを特徴とする請求項３に記載の埋め立て処分ごみの資源化方法。
【請求項５】
前記埋め立て処分場は天然の降水を連続的または断続的に排水できるように施設され、この埋め立て処分場に埋め立てられている処分ごみは天然の降水によりその内部の水可溶成分が洗い流されていることを特徴とする請求項１または３記載の埋め立て処分ごみの資源化方法。
【請求項６】
前記埋め立て処分ごみは、汚泥、燃え殻、鉱さい、ばいじんのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の埋め立て処分ごみの資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、埋め立て処分ごみの資源化方法に係り、特に過去より埋め立て処分場に埋め立て処分されていたごみを掘起してセメント製造用の原料及び燃料の一部として再資源化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、我が国では、金属屑、焼却処分に適さないプラスチックごみ、コンクリート塊、アスファルト塊、可燃ごみの焼却にともなって発生した燃え殻及びばいじん、汚泥、建設残土、家屋の新築・解体工事にともなって発生した混合廃棄物などのごみは、山間の谷間や休耕田の埋め立て材として埋め立て処分されてきた。国土の狭い我が国には、このような埋め立て処分場が全国に多数散在している。これらの埋め立て処分場は、埋め立て処分ごみで満杯となると、覆土がなされた後、そのまま放置されるか宅地として跡地利用がなされてきた。なかには、覆土がほどこされることがないまま野ざらしになっているところもある。
【０００３】
近年では、埋め立て処分ごみの最終処分場の施設基準及び埋め立て処分ごみの処分の基準が定められると共に、埋め立て処分ごみの種類に応じて適宜定められた処分場へ埋め立て処分することが義務付けられている。
【０００４】
現行の我が国の法律の枠組みのなかで、ごみと最終処分場との対応は概略以下のとおりである。
ごみは事業活動に伴って排出される産業廃棄物とそれ以外の一般廃棄物とに２大別され、最終処分場は安定型処分場、管理型処分場及び遮断型処分場の３形式に区分されている。
【０００５】
安定型処分場は、特段の地下水汚染防止対策が施されておらず、腐敗や分解するおそれのない産業廃棄物のうち、ガラス、陶器、金属、廃プラスチック、建設廃材及びゴムくずなど、いわゆる安定５品目のみの埋め立て処分が許されている。
管理型処分場は、地下水の浸透を防止すると共に排水処理施設が設けられており、一般廃棄物、産業廃棄物の汚泥、燃え殻、鉱さい、ばいじんなどの埋め立て処分場として供されている。
遮断型処分場は、雨水の浸入を防ぐと共に浸出水が地中に漏洩することがない構造を有しており、有害物質を含む産業廃棄物の埋め立て処分を目的としている。
【０００６】
ところが、近年では、施設基準を満足する最終処分場の新規立地が困難であり、そのため埋め立て処分場に埋め立て処分されたごみを掘り起こして、分別した後に資源として再生しようという提案がなされている。
例えば特許文献１には、ごみ埋め立て処分場に埋め立てられたごみを掘り起こして選別し、可燃物及び溶融可能な不燃物を１５００℃〜１８００℃の高温で焼却及び溶融することでスラグと金属を得るごみ埋め立て処分場の減容化方法が開示されている。
また、特許文献２には、最終処分場の廃棄物から焼却灰とガラス類と陶磁器類だけを選別すると共に微粉化して焼成物製品とする最終処分場の廃棄物処理方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３８６６４２号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１０４４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の方法では、スラグを得るために１５００℃〜１８００℃の高温が必要であり、多大なエネルギーを消費するという問題がある。
また、特許文献２の方法では、焼成物の原料に適するとされる焼却灰、ガラス類、陶磁器類のみを選別することは実質的に困難である。
【０００９】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、埋め立て処分場に埋め立てられた処分ごみを資源として容易に再生することができる埋め立て処分ごみの資源化方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る埋め立て処分ごみの資源化方法は、天然の降水にさらされた状態で埋め立て処分場に埋め立てられていた処分ごみを掘削し、掘削された埋め立て処分ごみをセメント製造用の原料及び燃料として資源化する方法である。
【００１１】
掘削された埋め立て処分ごみに水を添加してその内部の水可溶成分を洗い流した後にセメント製造用の原料及び燃料として資源化することが好ましい。
また、掘削された埋め立て処分ごみを目開きが１００ｍｍ以下のふるいを用いて篩い分けし、ふるいを通過した埋め立て処分ごみをセメント製造用の原料及び燃料として資源化し、及び／またはふるいを通過しなかった埋め立て処分ごみのうち可燃性固体ごみをセメント製造用の燃料として資源化することが好ましい。その場合、ふるいを通過した埋め立て処分ごみに水を添加してその内部の水可溶成分を洗い流した後にセメント製造用の原料及び燃料として資源化することがより好ましい。
また、埋め立て処分場は天然の降水を連続的または断続的に排水できるように施設され、この埋め立て処分場に埋め立てられている処分ごみは天然の降水によりその内部の水可溶成分が洗い流されていることが好ましい。
さらに、埋め立て処分ごみは、汚泥、燃え殻、鉱さい、ばいじんのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る埋め立て処分ごみの資源化方法を説明する。埋め立て処分場１の内部には、金属屑、紙製ごみ、プラスチックごみ、木質材ごみ、石膏ボード屑、ガラス屑、陶磁器屑、コンクリート塊、アスファルト塊、可燃ごみの焼却にともなって発生した燃え殻、ばいじん、汚泥、建設残土及び家屋の新築・解体工事に伴って発生した混合廃棄物などのごみが埋め立て処分ごみ２として埋め立てられている。この埋め立て処分場１の上部には屋根などが設けられておらず、その内部の埋め立て処分ごみ２が天然の降水Ｒにさらされた状態になっている。また、この埋め立て処分場１の下部には天然の降水Ｒを連続的または断続的に排水できるように排水口３が形成されており、埋め立て処分場１内の埋め立て処分ごみ２の上に降った雨水は、この処分ごみ２の内部を通って排水口３から埋め立て処分場１の外部へと排出される構成になっている。
【００１３】
次に、この実施の形態に係る埋め立て処分ごみの資源化方法の動作について説明する。まず、天然の降水Ｒにさらされた状態で埋め立て処分場１内に埋め立てられていた埋め立て処分ごみ２を掘削する。このとき、そのままでは後述する選別装置に供給することができない粗大物を重機により除去する。そして、粗大物が除去された埋め立て処分ごみ２を図示しないふるい選別機に供給し、ふるい通過ごみとふるい非通過ごみとに選別する。そして、ふるい通過ごみをセメント製造用の原料及び燃料として使用すると共に、ふるい非通過ごみをセメント製造用の燃料として使用する。
【００１４】
すなわち、埋め立て処分ごみ２の無機質部分は、セメント原料として必要なＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３などを含んでいるため、セメント焼成用の原料として十分に再資源化することができる。加えて、埋め立て処分ごみ２の可燃質部分は、セメント製造工程のなかで燃料として作用させることが可能である。従って、埋め立て処分場に埋め立てられた処分ごみを資源として容易に再生することができる。なお、この埋め立て処分ごみ２内に有害なダイオキシン類及び重金属類が含まれていても、セメント焼成工程において原料は１４００℃以上の高温にさらされるためダイオキシン類の分解が可能であるほか、重金属類はセメントクリンカ鉱物中に取り込ませて固定化することができる。
【００１５】
ここで、上述のふるい選別機としては、トロンメルなどのようなドラム型のもののほか、振動ふるいなどが採用できる。また、ふるいの目開きは１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下である。このふるいの目が細かければそれだけ金属屑、紙製ごみ、プラスチックごみ、木質材ごみ、石膏ボード屑、コンクリート塊及びアスファルト塊などの廃棄物、すなわち、そのままの形状ではロータリーキルンへの供給が困難な廃棄物の分離率が向上するので好ましい。
【００１６】
また、上述の選別工程は、埋め立て処分ごみ２に水を散水しながら行うことが好ましい。このように散水しながら選別すると、ふるい上に残留する粗大ごみに付着している細粒物、すなわち、ふるい非通過ごみに付着している細粒物が洗い流される。従って、ふるい非通過ごみを洗った後の洗浄水には細粒物が含まれるが、この細粒物はふるい通過ごみに加えることができる。また、選別工程時に散水せずとも、ふるい選別後にふるい通過ごみ及びふるい非通過ごみをそれぞれ水洗することもできる。
【００１７】
特に、ふるい通過ごみが、可溶性の塩類を含有する汚泥、燃え殻、鉱さい及びばいじんのうちの少なくとも一種を含む場合には、このふるい通過ごみをスラリー化槽に供給すると共に水、望ましくは３０℃ないしは７０℃の温水を加えてスラリーとする。そして、撹拌することで水溶性の塩類を水へと溶かし出した後に固液分離し、これによりふるい通過ごみから可溶性の塩類を除去する。なお、スラリー化に先立って必要があれば粉砕することで、スラリー化工程の作業性を向上させることができる。このようにして、ふるい通過ごみからセメント製造に好ましくない塩素成分が除去されるので、よりいっそうのセメント原料代替化が達せられる。
【００１８】
また、燃え殻及びばいじんなどは、塩化ナトリウム及び塩化カリウムなどの水溶性の塩類を多く含んでいるため、埋め立て処分場１内の埋め立て処分ごみ２が燃え殻及びばいじんのうちの少なくとも一種を含む場合、この埋め立て処分ごみ２が天然の降水にさらされると共に埋め立て処分場１から天然の降水が連続的または断続的に排水されることで水溶性の塩類及び重金属類が埋め立て期間を通じて洗い流されているので、水を添加して水洗処理する必要がなく、ふるい選別後のふるい通過ごみは高い代替率をもってセメント原料化が達せられる。
また、この埋め立て処分ごみ２の塩素濃度が例えば１０００ｐｐｍ以下であれば、埋め立て処分場１に野積みされたままになっている埋め立て処分ごみ２を水洗処理しなくても、そのまま容易に資源化することができる。
【００１９】
なお、上述の実施の形態における埋め立て処分場１としては、都市部の近隣においてごみが野積みされたままになっているものや、自然のくぼ地を利用したもの、地面を掘削して人為的に凹地を形作ったもののほか、地上に山状に露出しているものなどを含めることができる。また、この埋め立て処分場１において、埋め立て処分ごみ２が覆土されていてもよい。
また、埋め立て処分場１の排水口３に水処理設備を接続して、重金属処理などの水処理を行なうことが好ましい。
【００２０】
次に、具体的な実施例により本発明についてさらに詳しく説明する。
実施例１
山間のくぼ地を利用した埋め立て処分場において、重機を用いて埋め立て処分ごみを掘削すると共に、そのままでは選別装置に供給することができない粗大物を除去した。この埋め立て処分ごみには、土壌物のほか、金属屑、紙製ごみ、シート状や塊状のプラスチックごみ、家具などの木質材ごみ、タイルやレンガなどの窯業製品屑、コンクリート塊、アスファルト塊、廃タイヤ及び廃家電製品などが混在して含まれていた。
そして、粗大物を除去した後の埋め立て処分ごみをふるいの目開きが１００ｍｍの振動ふるいに供給して、ふるい通過ごみとふるい非通過ごみとに選別した。
【００２１】
ここで、ふるい非通過ごみについては、連続的に水槽に供給して付着する細粒物を洗い流し、その後水槽からすくい上げてごみの種類別に分別した。
一方、ふるい通過ごみについては一旦粉砕装置に通じてからスラリー化槽に供給すると共に６０℃の温水を加えてスラリー化し、撹拌後にフィルタープレス装置を用いて固液分離した。さらに、固液分離後のふるい通過ごみをロータリー式の粘土ドライヤーに通じて乾燥し、続いて平均粒径４０μｍ程度まで粉砕した。これに、別に粉砕した石灰石粉末、粘土、ケイ石及びベンガラなどを適正量混合すると共にエアーブレンディングタンクへ供給して均一に混合した。
【００２２】
セメントの試験焼成には、レンガ内径１５００ｍｍ、全長２８ｍのロータリーキルンを使用し、調合原料を１．５ｔ／ｈｒの割合でロータリーキルンへ供給して最高温度１４３０℃でセメントクリンカを焼成した。
試験焼成の結果、得られたクリンカのＨＭ、ＳＭ及びＩＭはそれぞれ２．１７、２．５０及び１．９０となり、また、クリンカ鉱物組成はエーライトが６１％、ビーライトが１６％となり、通常のポルトランドセメントクリンカと同一の組成のものを得ることができた。
なお、上記のＨＭ、ＳＭ及びＩＭはそれぞれ次の成分比（重量パーセント）を示している。
ＨＭ＝ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）
ＳＭ＝ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）
ＩＭ＝Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３
【００２３】
実施例２
この実施例２では、自治体が管理運営する管理型埋め立て処分場の埋め立て処分ごみを用いた。この管理型埋め立て処分場は、都市ごみ焼却灰の最終処分を目的として開設されたものであり、天然の降水を連続的または断続的に排水できると共に排水の適切な水処理が可能なように施設されたものである。ここでの埋め立て処分ごみには、都市ごみ焼却灰のほか、コンクリート塊、アスファルト塊が含まれているのみであった。
重機を用いて埋め立て処分ごみを掘削すると共に、そのままでは選別装置に供給することができない粗大なコンクリート塊及びアスファルト塊を除去した。そして、粗大物を除去した後の埋め立て処分ごみをふるいの目開きが１００ｍｍの振動ふるいに供給して、ふるい通過ごみとふるい非通過ごみとに選別した。
【００２４】
ここで、ふるい通過ごみをそのままロータリー式の粘土ドライヤーに通じて乾燥し、続いて平均粒径４０μｍ程度まで粉砕した。これに、別に粉砕した石灰石粉末、粘土、ケイ石及びベンガラなどと適正量混合し、エアーブレンディングタンクへ供給し均一に混合した。
これをセメント製造の原料として、実施例１と同一の手順に従ってセメントを製造した。得られたセメントクリンカの化学組成、鉱物組成及び物理性状は、通常のポルトランドセメントクリンカと同一であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、天然の降水にさらされた状態で埋め立て処分場に埋め立てられていた処分ごみを掘削し、掘削された埋め立て処分ごみをセメント製造用の原料及び燃料として資源化するようにしたので、埋め立て処分場に埋め立てられた処分ごみを資源として容易に再生することができる。従って、野ざらしのままであった埋立て処分ごみを減らすことができるばかりでなく、埋立て最終処分場の延命にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る埋め立て処分ごみの資源化方法における埋め立て処分場を示す図である。
【符号の説明】
１  埋め立て処分場、２  埋め立て処分ごみ、３  排水口。
【図１】
2005041714.tif 000003