(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理施設から排出される汚泥と、廃棄物焼却処理炉から排出される灰とを共に溶融処理する環境処理物溶融処理方法であって、前記廃棄物焼却処理炉から排出される廃棄物焼却灰と前記廃棄物焼却処理炉の煙道から回収される飛灰のうち、前記廃棄物焼却灰を小粒の飛散粒と大粒の非飛散粒とに篩い分け、前記飛散粒と、前記飛灰とを、前記汚泥と共に混合して成型物に成形し、前記非飛散粒と前記成型物とを共に溶融処理炉に投入する環境処理物溶融処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理施設から排出される汚泥と、廃棄物焼却処理炉から排出される灰とを共に溶融処理する環境処理物溶融処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理施設からの汚泥や廃棄物焼却処理施設からの排出灰等の環境処理物は、前記汚泥或いは前記排出灰が夫々単独で溶融処理炉内に投入されて溶融処理が行われている。前記溶融処理炉１５は、例えば図３に示すように、筒状に形成された竪型炉の底部に羽口１５ｂを備え、前記羽口１５ｂから供給される酸素含有ガスにより、前記底部に形成されたコークス充填層１５ａからのコークスを燃焼させて高温炉床を形成し、下水処理施設からの汚泥２や廃棄物焼却処理炉からの排出灰３等の環境処理物１を前記高温炉床に投入し、前記コークス充填層１５ａに形成された高温炉床の熱により前記環境処理物１を溶融させ、前記炉底部に設けられた出滓口から前記環境処理物１の溶融処理した溶融スラグ７を排出するように構成してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記汚泥は、成形して溶融処理炉に投入するが、前記汚泥のみを溶融処理する場合には、前記汚泥の含水率や、高分子系汚泥・石灰系汚泥・これらの混合物等の混合比率の変動等により、成形性に問題を生じ易く、十分な強度の成型物が得られず、溶融処理の際に前記汚泥２が溶融飛灰となって溶融処理炉から排出されてしまうという問題を生じる場合があった。
また、廃棄物焼却灰の中にも飛散粒が存在するにもかかわらず、この飛散粒を含んだままの廃棄物焼却灰と、廃棄物焼却処理炉の煙道から回収される軽量の飛灰とを、そのまま前記溶融処理炉内に投入すると、前記溶融処理炉から飛散或いは揮散して排ガスと共に煙道に流出し易くなるために、溶融処理が困難であった。
さらに、飛灰及び廃棄物焼却灰を前記溶融処理炉内に投入すると、飛灰や飛散粒中の銅等の金属が触媒として作用し、排ガス中でダイオキシン類を再合成するという問題があった。
また、石灰分等の塩基性成分を多く含む汚泥の場合には、前記溶融スラグの融点が上昇するために、炉底部からの溶融スラグの排出が困難になるという問題も有している。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、溶融処理炉からの飛散ダストを低減して処理効率を向上させると共に、ダイオキシンの生成を抑制し、且つ、溶融スラグの融点を低下させることができる環境処理物溶融処理方法を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の発明の特徴構成は図１に例示するごとく、下水処理施設８から排出される汚泥２と、廃棄物焼却処理炉９から排出される灰３とを共に溶融処理する環境処理物溶融処理方法であって、前記廃棄物焼却処理炉９から排出される廃棄物焼却灰４と前記廃棄物焼却処理炉９の煙道から回収される飛灰５のうち、前記廃棄物焼却灰４を小粒の飛散粒４ａと大粒の非飛散粒４ｂとに篩い分け、前記飛散粒４ａと、前記飛灰５とを、前記汚泥２と共に混合して成型物６に成形し、前記非飛散粒４ｂと前記成型物６とを共に溶融処理炉１５に投入するところにある。
【０００６】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【０００７】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明により、前記廃棄物焼却処理炉から排出される廃棄物焼却灰と前記廃棄物焼却処理炉の煙道から回収される飛灰のうち、前記廃棄物焼却灰を小粒の飛散粒と大粒の非飛散粒とに篩い分け、前記飛散粒と、前記飛灰とを、前記汚泥と共に混合して成型物に成形し、前記非飛散粒と前記成型物とを共に溶融処理炉に投入するから、溶融処理炉からの飛散ダストを低減することができると共に、ダイオキシンの生成を抑制でき、且つ、溶融スラグの融点を低下させることができる。
つまり、廃棄物焼却灰を溶融処理炉に投入して溶融処理すると、廃棄物焼却灰の中にも粒子が細かくて飛散し易い飛散粒が存在するため、その飛散粒が処理されずに溶融処理炉から排出される問題を生じるが、本願のものだと、廃棄物焼却灰を小粒の飛散粒と大粒の非飛散粒とに篩い分け、前記飛灰と前記飛散粒とを、前記汚泥と混合して成型物に成形することで、前記飛灰と前記飛散粒と前記汚泥とが混合された成型物を形成できるから、前記溶融処理炉内で前記飛灰及び前記飛散粒とが再び飛散するのを防止できる。
このように飛灰と飛散粒と汚泥とが近接した状態で溶融処理されれば、前記飛灰及び飛散粒中の金属は、前記汚泥中の成分と反応して溶融スラグに移行し、揮散することが防止されるから、触媒としての作用が抑制されて前記溶融処理炉から排出された排ガス中でのダイオキシン類の再合成を抑制できる。
しかも、前記廃棄物焼却処理炉からの排出灰の成分が前記汚泥に比して塩基度の低いものであるから、生成する溶融スラグの融点上昇を防止できる。
上記の他、都市ゴミ焼却灰を溶融処理したスラグの中には、鉛（Ｐｂ）が多く含まれており、スラグからの鉛の溶出が懸念されるが、前記飛灰と前記飛散粒とを下水汚泥と混合して溶融処理することで、下水汚泥中の燐成分が前記飛灰と前記飛散粒中の鉛と反応し、安定した燐酸鉛( Ｐｂ3(ＰＯ4)2 ）化合物を生成し、鉛の溶出のおそれを解消できるようになる。
その結果、下水処理施設から排出される汚泥と、廃棄物焼却処理炉から排出される灰とを共に溶融処理する際の溶融処理効率を向上させることができると共に、溶融処理炉から有害な物質が排出されるのを抑制することができるようになった。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わる環境処理物溶融処理方法について、コークスベッド式の溶融処理炉に適用した場合を例に挙げて説明する。図１は本発明に係る環境処理物溶融処理方法の手順の一例を示す流れ図である。尚、上記従来の技術に用いた図３における要素と同一の要素及至同様の機能を果たす要素については、先の図３に付した符号と同一の、或いは関連する符号を付し、詳細な説明の一部を省略する。
【０００９】
下水処理施設８は、排水処理のための施設であり、廃棄物焼却処理炉９は、ストーカ式の焼却炉であるものとする。下水処理施設からの汚泥２や廃棄物焼却処理炉からの排出灰３等の環境処理物１を溶融処理するには、前記下水処理施設８から排出される下水汚泥２Ａを、含水量約８０％まで脱水機１１で脱水処理し、脱水処理後の脱水汚泥２Ｂを、含水量が約４０％になるまで乾燥機１２で乾燥処理する。
そして、廃棄物焼却炉９から排出される廃棄物焼却灰４を小粒の飛散粒４ａと大粒の非飛散粒４ｂとに篩い分け、この飛散粒４ａと、廃棄物焼却炉９の煙道に設けた集塵装置１０で捕集した飛灰５とを、乾燥処理した乾燥汚泥２Ｃと共に混合機で混合し、押出成形機からなる成形機１４で成型物６とし、残る非飛散粒４ｂと共にこの成型物６を溶融処理炉１５に投入する。
【００１０】
前記飛灰５のみを、水分を与えて成形した場合には、その成形体は固体としての強度に乏しく、崩れやすいので、炉内で再び微細粉となって煙道に飛散する可能性があるのに対して、下水処理施設８からの汚泥２と飛灰５と飛散粒４ａとを共に混合して成型物に成形したものを溶融処理炉１５に投入する場合には、前記飛灰５と飛散粒４ａとが、水分を含む乾燥汚泥２Ｃと混和され、汚泥２の間を埋める形で成型物６に成形されるから、この飛灰５と飛散粒４ａとを含む成型物６を溶融処理炉１５内に投入しても、前記飛灰５及び飛散粒４ａが再び微細粉となって飛散する前に前記乾燥汚泥２Ｃと共に溶融処理されて、溶融スラグ７となり、前記溶融処理炉１５の煙道に前記飛灰５及び飛散粒４ａ中の銅等の金属フューム或いは蒸気が流出するのを抑制できる。
従って、前記煙道下流側の排ガス温度の低下域において、ダイオキシン類が前記金属を触媒としてデノボメカニズムによって再合成されることを防止できる。また、前記飛灰５及び飛散粒４ａが排ガス流に同伴して煙道の下流側に至ることを抑制できるから、下流側におけるトラブルを引き起こすことも防止できる。
【００１１】
さらに、前記廃棄物焼却灰４はダイオキシン類の前駆物質を含有しており、前記廃棄物焼却灰４のみを溶融処理すれば、飛灰５及び飛散粒４ａの下流側への飛散によって、下流側におけるダイオキシン類の再合成を誘発しやすいが、汚泥２と共に溶融処理することにより、汚泥２中の可燃物が発熱することで溶融温度が高まって、前記前駆物質を完全に分解することが可能となると共に、溶融スラグ７の融点を低下させることができるから、溶融処理炉１５における溶融スラグ７の排出を容易にできる。
【００１２】
〔別実施形態〕
〈１〉上記実施形態において、飛散粒の粒径を６ｍｍ未満に設定すると、粒子径が小さくなるから、混合性を向上させて汚泥との結びつきを密にすることができ、より成型物に成形する際の成形性を向上させることができる。
つまり、例えば、飛散粒の粒径が６ｍｍ以上のものだと粒子径が大きくなるため、混合性が悪くなって汚泥との結びつきが粗となり易く、成型機による成形性が悪いものとなるが、飛散粒の粒径を６ｍｍ未満に設定したものだと粒子径が小さくなるため、混合性が良くなって汚泥との結びつきが密となり易く、成型物に成形する際の成形性を向上させることができ、溶融処理炉内で前記飛灰及び前記飛散粒とが再び飛散するのを防止し易くなる。
〈２〉上記実施の形態においては、溶融処理炉１５をコークスベッド式のものとして説明したが、溶融処理炉１５の形式はコークスベッド式のものに限らず、例えば表面溶融炉や旋回溶融炉やロータリーキルン炉のような他の溶融炉床の形式の溶融処理炉であってもよい。
〈３〉上記実施の形態においては、廃棄物焼却処理炉９をストーカ式焼却炉であるとして説明したが、前記廃棄物焼却処理炉９の形式は他のものであってもよく、流動層式炉であってもよく、その形式は選ぶものではない。また、前記廃棄物焼却処理炉９が乾留処理炉或いは熱分解処理炉であってもよい。
〈４〉上記実施の形態においては、混合機１３を設けて、前記混合機１３に乾燥汚泥２Ｃと飛灰５とを供給し、混和する処理手順を例に挙げて、図１を参照して説明したが、前記混合機１３を設けることなく、例えば図２に示すように、両者を成形機１４に供給して、成形機１４内で混合しつつ成型物６を形成するようにしてもよい。
〈５〉本発明は流動炉においても適用可能である。例えば、流動焼却灰を、成型物６にして前記溶融処理炉１５に投入して、溶融処理することもできる。前記流動焼却灰は、その性状が飛灰や飛散粒に近く、先述の問題を有するところ、上記実施の形態に説明した手段によって溶融処理すれば、上述の飛灰におけると同様の効果を示すのである。
【００１３】
【実施例】
図４は、廃棄物焼却灰を小粒の飛散粒と大粒の非飛散粒とに篩い分け、前記飛散粒を汚泥と混合成形して溶融炉に投入する場合と、廃棄物焼却灰を篩い分けせずに溶融炉に投入する場合におけるダイオキシン濃度と飛散ダスト濃度の関係を示す図である。
図４により、下記のことがわかった。
▲１▼飛散粒を汚泥と混合成形して溶融炉に投入したことにより、溶融炉での飛灰の飛散、及び揮散が抑えられたため、溶融炉出口飛散ダスト濃度、及び煙突出口飛散ダスト濃度が非篩い分け時と比べて低くなった。
▲２▼溶融炉出口飛散ダスト濃度が低下したため、飛散ダストに付着している固体状のダイオキシンの量が低下し、非篩い分け時と比べて溶融炉出口ダイオキシン濃度、及び煙突出口ダイオキシン濃度が低くなった。
▲３▼飛散粒を汚泥と混合成形して溶融炉に投入したことにより、焼却灰中のダイオキシン類は、可燃物を多く含んでいる汚泥の近辺で高温で燃焼分解されるため、非篩い分け時と比べて溶融炉出口ダイオキシン濃度、及び煙突出口ダイオキシン濃度が低くなった、
また、溶融炉内でダイオキシン類が完全分解されたことにより、煙突出口ダイオキシン濃度が低くなった。
さらに、焼却灰中に含まれていたダイオキシン類の再合成反応を促進させる触媒であるＣｕ、及びＦｅが、スラグ側により多く移行したため、廃熱回収設備、及び排ガス処理設備でのダイオキシン類の再合成反応をより抑えることが可能となり、煙突出口ダイオキシン濃度が低くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る環境処理物溶融処理方法の一例を示す工程図
【図２】本発明に係る環境処理物溶融処理方法の他の例を示す工程図
【図３】溶融処理炉の一例を示す縦断面図
【図４】篩い分けによるダイオキシン濃度と飛散ダスト濃度を示す図
【符号の説明】
２      汚泥
４      廃棄物焼却灰
４ａ    飛散粒
４ｂ    非飛散粒
５      飛灰
６      成型物
８      下水処理施設
９      廃棄物焼却処理炉
１５    溶融処理炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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