(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、溶融炉と、成形型との組み合わせを有する有害物の処理装置であって、
容器は、有害物とガラスカレットとを受入れるものであり、
溶融炉は、容器を加熱してガラスカレットを溶融させ、溶融ガラス内に処理すべき有害物を分散させるものであり、
成形型は、処理すべき有害物を分散させた溶融ガラスを容器内より受入れ、容器内から受入れた溶融ガラスを冷却して固形体に成形加工し、固形体中に、有害物を封じ込めるものであり、
溶融炉は、機枠上に設置され、容器は、テーブルに組み付けられたものであり、
テーブルは、リフトに支えられ、
リフトは、機枠に沿ってテーブルに上方あるいは下方向の移動送りを与え、上方への送り行程で容器を溶融炉内に差込み、下降行程で溶融炉内から容器を引き出すものであることを特徴とする有害物の処理装置。
【請求項２】
容器は、底に排出口を有し、排出口は、有害物を分散させた溶融ガラスを容器内より成形型内に排出するものであり、溶融炉中での容器の加熱中は、栓体をもって塞がれ、栓体は、溶融ガラスの排出時に上方に引き抜かれるものであることを特徴とする請求項１に記載の有害物の処理装置。
【請求項３】
テーブルは、成形型を備え、成形型は、容器の直下に差し込まれているものであることを特徴とする請求項１に記載の有害物の処理装置。
【請求項４】
テーブルは、機枠の内外に搬入、搬出され、機枠外で容器内への有害物とガラスカレットとの投入および容器内から成形型への溶融ガラスの排出並びに成形型からの固形体の取出しを可能にするものであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の有害物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重金属、その他の有害物質を含む粉状又粒状物（以下有害物という）を封じ込める装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物は、一般廃棄物と、産業廃棄物とに大別され、その間に、分類のややあいまいな事務系一般廃棄物がある。あらゆる製品はいずれ一般廃棄物のごみとなり、製品の製造時のロスとして産業廃棄物のごみがでる。また、排水や排気を処理すると、汚泥やダストが廃棄物として生ずる。
【０００３】
これら廃棄物が埋め立てられると、廃棄物中に含まれた有害物質が流出してこれが土壌、さらに地下水や河川にを汚染させる原因となり、廃棄物を焼却すると、ダイオキシンが発生し、大気を汚染し、燃焼灰、飛灰に新たな浄化処理が必要になる。
【０００４】
もっとも、廃棄物処理の状況は、現在では大きく変貌し、廃棄物の埋め立てから焼却、さらには、焼却、埋め立てからリサイクルへと技術の変化には、めざましいものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一旦汚染された土壌、河川、地下水に対しては有効な浄化対策が講じられなければならず、また、ごみの焼却によって発生するダイオキシン類に対しても有効な処理対策が今後も必要であることには変わりがない。
【０００６】
たとえば、重金属の浄化対策として、重金属に汚染された土壌は、掘削除去，客土，天地返し，遮水工や現場固化などの対策が物理的技術として用いられ、さらには、コンクリート槽へ汚染土壌を封じ込める措置が講じられる。
【０００７】
もっとも、上記のような封じ込め対策は、原位置に汚染物質がのこることから、より有効な封じ込め対策として、地中に高電流をながし、土壌を溶融固化することにより、固化体に汚染物質を封じ込めるガラス固化技術が開発され、アメリカ合衆国では、８００トンの固化体を作ったという実績が報告されている（浮田ほか、環境保全工学  １９９７．  技報堂出版  参照）。
【０００８】
本発明の目的は、有害物をガラス固形体内に封じ込める簡易な有害物の処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による有害物の処理装置においては、容器と、溶融炉と、成形型との組み合わせを有する有害物の処理装置であって、
容器は、有害物とガラスカレットとを受入れるものであり、
溶融炉は、容器を加熱してガラスカレットを溶融させ、溶融ガラス内に処理すべき有害物を分散させるものであり、
成形型は、処理すべき有害物を分散させた溶融ガラスを容器内より受入れ、容器内から受入れた溶融ガラスを冷却して固形体に成形加工し、固形体中に、有害物を封じ込めるものであり、
溶融炉は、機枠上に設置され、容器は、テーブルに組み付けられたものであり、
テーブルは、リフトに支えられ、
リフトは、機枠に沿ってテーブルに上方あるいは下方向の移動送りを与え、上方への送り行程で容器を溶融炉内に差込み、下降行程で溶融炉内から容器を引き出すものである。
【００１０】
また、容器は、底に排出口を有し、
排出口は、有害物を分散させた溶融ガラスを容器内より成形型内に排出するものであり、溶融炉中での容器の加熱中は、栓体をもって塞がれ、栓体は、溶融ガラスの排出時に上方に引き抜かれるものである。
【００１３】
また、テーブルは、成形型を備え、成形型は、容器の直下に差し込まれているものである。
【００１４】
また、テーブルは、機枠の内外に搬入、搬出され、機枠外で容器内への有害物とガラスカレットとの投入および容器内から成形型への溶融ガラスの排出並びに成形型からの固形体の取出しを可能にするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。本発明による処理装置は、粉状または粉状の有害物をガラス固形体中に封じ込める処理を行うものであって、処理すべき粉状又粒状物に対し、混合処理と、攪拌処理と、封じ込め処理とを順次行うものである。
【００１６】
混合処理は、封じ込めるべき有害物をガラスと混合する処理であり、攪拌処理は、ガラスを溶融させ、溶融ガラスを攪拌しつつ処理すべき粉状又粒状物を溶融ガラス中に分散させる処理であり、封じ込め処理は、処理すべき粉状又粒状物を分散させた溶融ガラスを冷却し、これを定形また不定形の固形体に成形加工し、固形体中に、有害物として処理すべき粉状又粒状の有害物を閉じ込める処理である。
【００１７】
図１において、本発明による処理装置１は、容器２と、溶融炉３と、成形型４との組み合わせを基本構成として有するものである。
【００１８】
容器２は、有害物とガラスカレットとを受入れるものであり、底に排出口５を有し、排出口５は、処理すべき有害物を分散させた溶融ガラスを容器２内より成形型４内に排出するものであり、容器２内に上方から差し込んだ栓体６で開閉可能に塞がれている。
【００１９】
溶融炉３は、断熱壁７にかこまれ、内部空間にヒータ８を有し、底の一部が開放されたものである。溶融炉３内には、底の開口を通して、内部空間に容器２を受入れ、これをヒータ８で加熱して容器２内のガラスカレットを溶融させ、溶融ガラス中で有害物の粉又は粒に対流を生じさせつつこれを溶融ガラス内に分散させるものである。
【００２０】
また、成形型４は、容器２の直下に配設され、容器２の底の排出口５から排出させた溶融ガラスを受入れ、溶融ガラスを冷却して固形体に成形加工し、固形体中に有害物を封じ込めるものである。
【００２１】
図２，３に示す実施形態において、溶融炉３は、テーブル９の挿入空間を内部に有する機枠１０の上部に据え付けられ、容器２は、台座１１上に支えてテーブル９に正立姿勢で組み付けられている。本実施形態は、テーブル９を上下動させ、容器２を溶融炉３内へ挿入し、あるいは溶融炉３から取出して下方位置に搬出するリフト１８を用いた例であるが、溶融炉３及び容器２を搭載するテーブル９の構造は、図１のものと同一構造のため、図１を参照しつつ図２、３によって説明する。
【００２２】
成形型４は、皿型その他任意の形状の入れ物であり、テーブルの下部空間に設置された徐冷炉１２内に挿し込み、徐冷炉１２の型台１３上に支持させている。なお、徐冷炉１２は、断熱材１４で覆われ、炉蓋１５に溶融ガラスの注入口１６が開口され、その内壁に保温用のヒータ１７を設置している。
【００２３】
機枠１０の底部には、図２に示すようにリフト１８が内臓されている。リフト１８は、前述のように機枠１０に沿ってテーブル９に上方あるいは下方向の移動送りを与え、上方への送り行程で容器２を溶融炉３内に差込み、送り上端からの下降行程で溶融炉３内から容器２を引き出し、テーブル９を溶融炉３の下方位置に戻すものである。
【００２４】
容器２を支える台座１１は、容器２の排出口５に通じる軸穴１９を有し、軸穴１９は、徐冷炉１２の炉蓋１５の注入口１６と同一軸線上の位置に開口されたものである。
【００２５】
台座１１は、また、容器２を溶融炉３内に差し込んだときに、溶融炉３の底に当接して容器２の差込位置を規制するストッパーとしての機能および溶融炉３の底の隙間を塞ぐ底蓋を兼ねるものである。このとき、台座１１の軸穴１９の開口は、外気侵入防止蓋２０で塞がれ、溶融炉３内への冷気の侵入を防止している。
【００２６】
一方、テーブル９の脚には車輪２１が取付けられ、車輪２１は、図３に示すように機枠１０の内外に延びるレール２２上に載せられ、テーブル９は、機枠１０の内外に搬出入できるようになっている。
【００２７】
なお、溶融炉３の上端には、ガス抜き孔２３が開けられ、ガス抜き孔２３は、排ガス再加熱部２４を通じて機枠１０外のトラップ２５に接続している。混合、攪拌処理中に発した排ガスは、溶融炉３から排出して再燃焼し、さらに排ガストラップ２５に捕捉される。
【００２８】
処理装置１においては、溶融炉３内に差し込まれた容器２内で混合処理、攪拌処理を行い、容器２内の処理すべき有害物を分散させた溶融ガラスを成形型に移して封じ込め処理を行うものである。
【００２９】
本実施形態において、容器２内への有害物及びガラスカレットの投入に際しては、図４に示すように、テーブル９をレール２２に沿って機枠１０の外の（Ａ）に示す位置に引き出し、機枠１０外で容器２内に有害物とともにガラスカレットを投入する。
【００３０】
次いで、テーブル９を、機枠１０内の（Ｂ）に示す位置に搬入し、次いで、リフト１８でテーブル１５を機枠１６に沿って押し上げ、上方への送り行程の終端となる（Ｃ）の位置にて容器２を溶融炉３内の正規の位置に差し込む。
【００３１】
溶融炉３は、たとえば、ヒータ８への通電によるジュール熱によって加熱される。
【００３２】
図５において、有害物ＡとガラスカレットＧＣとの混合物は、溶融炉３内で容器２を加熱し、ガラスカレットＧＣを溶融することによって行われる。
【００３３】
図５（ａ）において、加熱温度の上昇に伴い、ガラスカレットＧＣが溶融して液状となる。一方、有害物Ａも加熱され高温となり、図５（ｂ）のように有害物Ａから発生したガスが溶融ガラスＭＧ内を気泡となって上昇する。
【００３４】
さらに、図５（ｃ）のように溶融ガラスＭＧ内に対流が生じ、気泡の上昇運動と、溶融ガラスＭＧ内の対流とによる攪拌作用によって、攪拌処理が進行し、ついには、図５（ｄ）のように、有害物Ａの粉又は粒が均一に分散した溶融ガラスＭＧが得られる。
【００３５】
通常、有害物Ａ自体にもガラス化物質であるケイ素が含まれているものもあり、有害物Ａそのものも、それ自身である程度のガラス化が可能である場合もある。十分なガラス成分が含まれているときには、改めてガラスカレットを添加，混合する必要はない。
【００３６】
攪拌処理は、有害物Ａ中に飛灰などの灰が含まれているときには、灰より気泡が発生し、その気泡の上昇運動と、溶融ガラスＭＧ内に生ずる対流による攪拌作用によって、外部からの攪拌を行う事なく行う事が出来る。
攪拌処理の終了後、テーブル９を図４に示す（Ｃ）の位置から容器２を溶融炉３内から引き抜き、（Ｂ）の位置まで引きさげる。
【００３７】
次いで図６のように、はさみ（または二股治具）２６を用い、容器２の排出口５を塞いでいる栓体６を上方に引き抜き、溶融ガラスＭＧを成形型４内に流し込んで封じ込め処理を行う。
【００３８】
図７に示す成形型４の例は、型面に円形の凹部を有するものである。成形型４内に流し込まれた溶融ガラスＭＧは、図７のように型面の凹部形状を象り、有害物Ａを封じ込んだ円盤状の定型のガラス固形体２７となって固化する。この後、テーブル９は、再び（Ａ）の位置に戻され、温度変化による容器２の破損を防ぐため、徐冷される。また、テーブル９内の成形型４も同時に徐冷される。
【００３９】
封じ込め処理によって得られたガラス固形体２７中には、粉状又は粒状物中に含まれた重金属、ダイオキシン類、その他の有害物質が封じ込められる。以上、実施形態においては、容器２の排出口５を塞いでいる栓体６をはさみ２６を用い、上方に引き抜き、溶融ガラスＭＧを成形型４内に流し込こむことによって、封じ込め処理を行う例を説明したが、封じ込め処理は、この例に限らず、自動化することも可能である。
【００４０】
例えば、容器の排出口に、熱膨張率の変化を機械的変化に変換する自動開閉弁（図示略）を取付けておけば、ガラスの溶融後、予め定めた温度以上になったときに、その温度を自動開閉弁が感知して容器の排出口を開き、容器内の溶融ガラスを成形型に注入することができる。
【００４１】
特に、処理すべき粉状物、粒状物が廃棄物の燃焼によって生じた飛灰ようなものであるときには、ガラス成分を含むため、溶融ガラスに対し、濡れ性を有し、面は、粉状物、粒状物は、ガラスのスキン層内に覆われ、マクロ的にも固形体の表面に粉状物、粒状物が露出して固化することは殆どない。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明装置によるときには、容器と、溶融炉と、成形型との組み合わせにより、混合，攪拌並びに封じ込め処理を能率良く行って、有害物をガラス固形体内に取り込み、これによって、処理すべき粉状物、粒状物中に含まれる重金属、各種化学物質、ダイオキシン類のような有害物質をガラス固形体内に封じ込めることができる。
【００４３】
特に、本発明によれば、機枠の上部に溶融炉を設置し、容器と、成形型とを組み付けたテーブルを上下させ、さらにテーブルを機枠の内外搬出させることにより、機枠外で、有害物とガラスカレットとを容器内に投入並びに有害物を分散させた溶融ガラスを容器内より成形型内に排出して封じ込めするため、混合処理並び封じ込め処理の作業性を向上できる。
【００４４】
本発明によれば、有害物を容易に固形体に封じ込めて所要の形態に成形加工することができ、本発明装置によって処理されたガラス固形体を廃棄処分しても固形体からの有害成分の環境への漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による処理装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による処理装置の一例を示す断面正面図である。
【図３】本発明による処理装置の一例を示す平面図である。
【図４】本発明による処理装置にて、有害物とガラス固形体との混合処理、攪拌処理の作業を行う要領を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、溶融ガラスを成形型に注入して封じ込め処理を行う実施形態を示す図である。
【図６】容器の栓体を引き抜く要領を示す図である。
【図７】本発明装置によって成形されたガラス固形体の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  処理装置
２  容器
３  溶融炉
４  成形型
５  排出口
６  栓体
７  断熱壁
８  ヒータ
９  テーブル
１０  機枠
１１  台座
１２  徐冷炉
１３  型台
１４  断熱材
１５  炉蓋
１６  注入口
１７  ヒータ防止蓋
１８  リフト
１９  軸穴
２０  外気侵入防止蓋
２１  車輪
２２  レール
２３  ガス抜き孔
２４  排ガス再加熱部
２５  トラップ
２６  はさみ
２７  固形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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