(57)【要約】【課題】この発明は、ダイオキシン類を低コストで容易に除去することができるダイオキシン類の除去方法を提供することを課題とする。【解決手段】焼却施設より排出された焼却灰の乾燥重量に対して３倍から９倍の重量を有する水を添加すると共に混合撹拌して懸濁液１を作成することにより、焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を効率的に水の側へ移行させる。次に、この懸濁液１をベルトフィルタ２のろ布の上に供給してろ過する。このとき、ダイオキシン類及び浮遊性粒子は水と共にろ布を通過する一方、ダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰はろ布上に残り、これによりダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とこれらダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とが分離される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却施設より排出された焼却灰と水とを接触させることにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、
ダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とを分離する
ことを特徴とするダイオキシン類の除去方法。
【請求項２】
前記焼却施設より排出された焼却灰に水を添加すると共に混合撹拌して懸濁液を作成することにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、
前記懸濁液を目開きが１〜１５μｍのろ布を用いてろ過することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項３】
前記焼却施設より排出された焼却灰に水を添加すると共に混合撹拌して懸濁液を作成することにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、
前記懸濁液を静置してダイオキシン類及び浮遊性粒子を浮上分離することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項４】
前記焼却施設より排出された焼却灰の重量に対し３〜９倍の重量を有する水を添加することを特徴とする請求項２または３に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項５】
前記焼却施設より排出された焼却灰を収納施設内に収納すると共にこの収納施設の上部から焼却灰に散水することにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、
前記収納施設の下部からダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水を排水することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項６】
前記焼却施設より排出された焼却灰は、空隙率が２５％以上６５％未満となるように収納施設内に収納されることを特徴とする請求項５に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項７】
前記焼却施設より排出された焼却灰は、吸水率が５％以上の人工軽量骨材と混合された状態で収納施設内に収納されることを特徴とする請求項５に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項８】
前記焼却施設より排出された焼却灰は、ばいじんと焼却主灰からなり、ばいじん１重量部に対して焼却主灰が３〜９重量部の範囲となるように予め混合されて収納施設内に収納されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のダイオキシン類の除去方法。
【請求項９】
前記焼却施設より排出された焼却灰は、ばいじんからなることを特徴とする請求項１〜７に記載のダイオキシン類の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイオキシン類の除去方法に係り、特に廃棄物焼却炉等から排出される焼却灰からダイオキシン類を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ダイオキシン類などの有毒性が指摘され、その分解及び除去が社会的な課題となっている。ダイオキシン類は廃棄物焼却施設から多く排出されることから、この焼却施設に設備された集塵機によりばいじん等と共に捕集されることにより、大気環境への拡散が防止されている。
ところが、このようにばいじんと共に捕集されたダイオキシン類の分解及び除去は困難であり、そのためダイオキシン類を含むばいじんの処理が問題となっている。
【０００３】
そこで、例えば、ハーゲンマイヤー法、すなわちダイオキシン類を含むばいじんを窒素などの非酸化性の雰囲気中に温度３００〜４００℃で１〜２時間保持する方法や、特許文献１に示されるようにダイオキシン類を含むばいじんをダイオキシン類生成抑制剤の存在下で温度３００〜５００℃で熱処理する方法などを採用することにより、ばいじんに含まれるダイオキシン類の分解が行なわれている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２４１８８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では、両者とも３００℃以上の高温下でばいじんを処理する必要があるため、装置が大掛かりで複雑な構成になると共にコストが嵩んでしまう。
特に、ハーゲンマイヤー法では、非酸化性の雰囲気を維持するために高い密閉性が要求されるだけでなく、場合によっては高圧下で処理しなければならないことから、装置がより大掛かりで複雑な構成となり、汎用性に欠けるものであった。
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、ダイオキシン類を低コストで容易に除去することができるダイオキシン類の除去方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るダイオキシンの除去方法は、焼却施設より排出された焼却灰と水とを接触させることにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、ダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とを分離する方法である。
ダイオキシン類を含む焼却灰と水とを接触させると、ダイオキシン類及び浮遊性粒子は微粒のため水の側へ移行し、この状態で固液分離することにより焼却灰からダイオキシン類を高効率で除去することができる。
【０００７】
焼却施設より排出された焼却灰に水を添加すると共に混合撹拌して懸濁液を作成することにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させることができ、その場合、懸濁液を目開きが１〜１５μｍのろ布を用いてろ過することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去する、或いは、懸濁液を静置してダイオキシン類及び浮遊性粒子を浮上分離することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去することができる。
また、焼却施設より排出された焼却灰の重量に対し３〜９倍の重量を有する水を添加することが好ましい。
【０００８】
焼却施設より排出された焼却灰を収納施設内に収納すると共にこの収納施設の上部から焼却灰に散水することにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、収納施設の下部からダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水を排水することにより焼却灰からダイオキシン類及び浮遊性粒子を除去することができ、その場合、焼却施設より排出された焼却灰を空隙率が２５％以上６５％未満となるように収納施設内に収納する、或いは、焼却施設より排出された焼却灰を吸水率が５％以上の人工軽量骨材と混合した状態で収納施設内に収納することが好ましい。このとき、焼却施設より排出された焼却灰はばいじんと焼却主灰からなり、ばいじん１重量部に対して焼却主灰が３〜９重量部の範囲となるように予め混合されて収納施設内に収納されることがより好ましい。
また、焼却施設より排出された焼却灰として、ばいじんを対象とすることができる。
【０００９】
【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及び２を参照して、この発明の実施の形態に係るダイオキシン類の除去方法を説明する。ここでは、都市ごみの焼却処理により発生する焼却灰を例にとり、この焼却灰からダイオキシン類を除去する方法を説明する。
一般に、都市ごみは自治体が管理運営する焼却施設において焼却されており、この焼却施設で生じる焼却灰のうち、焼却主灰は火炉の底部に残留するものであり、火炉より水没ピットに排出される。一方、ばいじんは微細な不燃物の無機質粒子であり、燃焼排ガスに随伴し、排ガス処理工程の集塵機において捕集されるものである。
【００１０】
実施の形態１．
懸濁液化法を用いてダイオキシンを除去する場合について説明する。ここでは、焼却施設より排出された焼却灰として、都市ごみの焼却処理に伴って生じるばいじんを対象としている。
図１に示されるように、焼却施設より排出された焼却灰の乾燥重量に対して３倍から９倍の重量を有する水を添加し、それを混合撹拌することにより懸濁液１を作成する。ここで、焼却施設より排出された焼却灰にはダイオキシン類及び浮遊性粒子が含まれているが、ダイオキシン類は浮遊性粒子と同様に微粒であると共に水中での沈降速度が著しく遅く長時間にわたって水中に浮遊している特性を有するため、これらのダイオキシン類及び浮遊性粒子を効率的に水の側へ移行させることができる。また、焼却灰及び水を混合攪拌して低固形分率の懸濁液とすることで、ダイオキシン類及び浮遊性粒子がより効率的に水の側へ移行される。
【００１１】
次に、この懸濁液１をベルトフィルタ２に通じて固液分離する。このベルトフィルタ２に取り付けられたろ布は、ダイオキシン類及び浮遊性粒子が十分に通過することができると共に、ダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰の粒子が通過できない大きさの目開き、例えば１〜１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍの目開きを有しており、懸濁液１はこのろ布の上に供給されてろ過される。このとき、ダイオキシン類及び浮遊性粒子は水と共にろ布を通過する一方、ダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰はろ布上に残り、これによりダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とこれらダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とを効率的に分離することができる。なお、ろ布を通過した水は、ダイオキシン類などに対する適切な水処理を施された後に排出される。
【００１２】
このように、焼却施設より排出された焼却灰に水を添加して懸濁液１を作成し、この懸濁液１をベルトフィルタ２に通じるだけで、焼却灰に含まれるダイオキシン類を容易に除去することができる。
また、焼却灰に添加された水に焼却灰中に含まれる水溶性の塩類が溶け出すことにより、焼却灰からセメント製造工程におけるトラブルの原因となる塩素を除去することができるため、ろ布上に残った焼却灰の全量をセメント原料の一部として再資源化することができる。
また、従来のように加熱処理などを行なう必要がないため、大掛かりな装置を必要とせず、その結果、低コストでダイオキシン類の除去を行なうことができる。
【００１３】
なお、ベルトフィルタ２の代わりに、フィルタープレスなどのろ過装置を使用することができる。
また、ベルトフィルタ２に通じる前に懸濁液１を一定時間静置してダイオキシン類及び予め積極的に浮上させておくと、ろ過処理時にダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とこれらダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とをより効率的に分離することが可能となるだけでなく、その処理時間を短縮することができる。
また、このように懸濁液１を一定時間だけ静置してダイオキシン類及び浮遊性粒子を積極的に浮上させ、その後、ベルトフィルタ２に通じる代わりに、ダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水を上方から取り除くようにしても、焼却灰からダイオキシン類を低コストで容易に除去することができる。
【００１４】
実施の形態２．
次に、散水処理によりダイオキシンを除去する場合について説明する。ここでは、焼却施設より排出された焼却灰として、都市ごみの焼却処理に伴って生じる焼却主灰及びばいじんを対象としている。
図２に示されるように、焼却灰を収納するための収納施設は、鋼板やコンクリートなどの不透水性の材料から形成された屋根、側面及び底面を有している。収納施設の内部にはスプリンクラー３が設置されており、このスプリンクラー３は収納した焼却灰の表面全体に均一な散水ができるように収納施設内の高い位置に設けられている。また、収納施設の底部には、焼却灰からの浸出水を収納施設の外部へと排出するための図示されない排水口が形成されている。一方、収納施設の外部には、スプリンクラー３へ給水するための水タンク４が配置されると共に、収納施設の排水口から排出された水を浄化するための水処理施設５が設置されている。
【００１５】
焼却施設より排出された焼却灰を収納施設内へ収納する。ここで、焼却施設の水没ピットで回収された焼却主灰は、予め磁力選別機及び振動ふるいなどに通されることにより粗大な異物及び鉄屑などの不燃物が除去された後、集塵機で捕集されたばいじんと混合されて収納施設内へ収納される。このように焼却灰が収納されると、水タンク４からスプリンクラー３への給水が開始され、これにより焼却灰が水洗される。この洗浄水として、例えば水タンク４に貯留された工業水のほか、天然の降水、河川水及び湖沼水など、意図的に塩素成分が添加されていない水を用いることができる。また、収納施設が焼却灰で満杯となったときには、焼却灰が周辺環境へ飛散することを防止するため、その表面を覆土することが望ましい。このとき覆土として、天然の土壌、細粒の砂、石灰石砕砂や、セメント原料化を考慮してシリカ、アルミナ及びカルシアを主成分として含む粒状物、粉状物を用いることができる。
【００１６】
散水時の水の挙動は以下のようなものである。収納施設において、焼却灰に散水された水は、焼却灰中に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を取り込みながら表層から深部に向かって移動すると共に、収納施設の底面に到達すると、底面に沿って水道（みずみち）を形成しながら排水口に向かって移動し、排水口より収納施設の外部へ排出される。
このようにして、ダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とこれらダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とを効率的に分離することができ、上述した実施の形態１の懸濁液化法を用いた場合と同様に、焼却灰からダイオキシン類を低コストで容易に除去することができる。
【００１７】
また、焼却灰に散水された水に、焼却灰に含まれるＮａＣｌ及びＫＣｌなどの可溶性の塩類が溶け出ることにより焼却灰から塩素が除去され、これにより散水処理を施された焼却灰の全量をセメント原料の一部として再資源化することができる。
なお、排水口から排出された水は水処理施設５に送られ、この施設５において促進酸化法などによりダイオキシン類が分解されると共に重金属類や微細粒子などに対して適切な処理がなされた後に放流される。また、必要に応じて塩類の回収を行うことができる。
【００１８】
また、収納施設内へ収納された焼却灰の空隙率が２５％未満であると、洗浄水の流通が悪くなりダイオキシン類の流出性が低下するため好ましくなく、逆にその空隙率が６５％以上となると、洗浄水の流通速度が速くなりすぎてダイオキシ類の剥離効果が低下するため好ましくない。従って、焼却灰は、空隙率が２５％以上６５％未満、好ましくは３５％以上５５％未満、より好ましくは４０％以上５２％未満となるように収納施設内へ収納されることが好ましい。このようにすれば、洗浄水の流通が容易となり効率的なダイオキシン類の洗浄が達せられる。
【００１９】
また、このように空隙率を調整する代わりに、吸水率が５％以上、好ましくは１０％以上、より好ましくは１５％以上の火山軽石などの天然の軽量骨材、人為的に作製された人工軽量骨材などを焼却灰に混合した状態で収納施設内に収納することによっても同様の効果を得ることができる。
さらに、廃棄物の焼却主灰には多孔質の溶塊状物が含まれているため、ばいじん１重量部に対して焼却主灰が３〜９重量部の範囲となるように予め混合して収納施設内へ収納すれば洗浄水の流通が容易となり、より効率的にダイオキシン類の洗浄がなされる。
【００２０】
【実施例】
実施例１．
この実施例１は、上述した実施の形態１の懸濁液化法を用いてダイオキシンを除去する場合に対応したものである。まず、中規模都市の自治体の都市ごみ焼却処理施設（ストーカ方式）において、この施設の集塵機よりばいじんを採取した。乾燥状態において、このばいじんの水溶性の塩類の濃度は約３３重量％、ダイオキシン類の濃度は毒性等価係数換算で約３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。
このばいじん１００重量部（乾燥重量）に対して６００重量部の水（温度６０℃の温水）を添加し、混合撹拌槽中で３０分間撹拌することにより懸濁液を作成した。
【００２１】
次に、この懸濁液をベルトフィルタに通じて固液分離し、ろ布上に残った泥状物（水溶性の塩類が洗い流された後のばいじん）を乾燥した。乾燥後のばいじんのダイオキシン類濃度を測定したところ、約０．２１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。すなわち、水溶性の塩類の除去分を考慮に入れると、約９５％の除去率でばいじん中のダイオキシン類を除去することができた。
【００２２】
実施例２．
この実施例２は、上述した実施の形態２の散水処理を用いた場合に対応したものである。実施例１と同一の自治体の都市ごみ焼却処理施設（ストーカ方式）において、焼却炉より排出された焼却主灰を水没ピットより採取するとともに、集塵機よりばいじんを採取した。焼却主灰には粗大な異物や鉄屑などの不燃物が含まれていたため、振動ふるい及び磁力選別機を用いてこの不燃物を予め除去した。
【００２３】
これら焼却主灰及びばいじんを乾燥重量比で４：１の割合で混合し、散布した水が周囲の土壌に拡散しないように５ｍ四方の底面と高さ５ｍの側面を鋼板で覆った箱型の収納施設内に、全体の層の厚さが４．５ｍとなるまで収納した。ここで、散水処理前の焼却主灰及びばいじんの混合物において、水溶性の塩類の濃度は約７．２％であり、ダイオキシン類の濃度は１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。また、収納施設内における焼却主灰及びばいじんの混合物の空隙率は約６０％であった。また、焼却主灰及びばいじんが周辺の環境へ飛散することを防止するため焼却主灰及びばいじんの層の上部を天然の土壌で覆った。収納施設の下部には散布した水の排水口を設け、排水口から供給された水を水処理設備へ供給できるようにポンプと配管を設置した。また、収納施設の上部には、自然降雨の影響を受けないように屋根を配置した。
【００２４】
収納施設内へ収納した焼却主灰及びばいじんへの散水量は、覆土の収納が完了した直後より１週間は１日あたり３．６ｍ３とし、その後、散水の開始より１ヶ月経過時までは１日あたり０．８ｍ３の割合で工業水を散布した。
【００２５】
１ヶ月の散水処理の後、洗浄処理した焼却灰及びばいじんの全量を掘削し、均一に混合すると共に乾燥した。乾燥後の焼却主灰及びばいじんの混合物のダイオキシン類濃度を測定したところ、約０．１１ｎｇ−ＴＥＱ／ｇであった。すなわち、水溶性の塩類の除去分を考慮すると、約９０％の除去率で焼却主灰及びばいじんの混合物中のダイオキシン類を除去することができた。
【００２６】
なお、この発明の焼却灰は都市ごみ由来のものに限られず、産業廃棄物など可燃性の廃棄物の焼却処理に由来するものも含める。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、焼却施設より排出された焼却灰と水とを接触させることにより焼却灰に含まれるダイオキシン類及び浮遊性粒子を水の側へ移行させ、ダイオキシン類及び浮遊性粒子を含む水とダイオキシン類及び浮遊性粒子が除去された焼却灰とを分離するようにしたので、焼却灰からダイオキシン類をきわめて安価で効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るダイオキシン類の除去方法の流れを示すフロー図である。
【図２】実施の形態２に係るダイオキシン類の除去方法の流れを示すフロー図である。
【符号の説明】
１  懸濁液、２  ベルトフィルタ、３  スプリンクラー、４  水タンク、５  水処理施設。
【図１】
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【図２】
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