(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき灰を貯留する原灰貯留装置から灰を灰処理機に供給し、同時にその灰処理機内に重金属固定化剤を供給して重金属が溶出しないように処理する方法において、前記原灰貯留装置から灰を第一フィーダーで計量ホッパーに供給し、該計量ホッパーから灰を第二フィーダーで前記灰処理機に供給する工程と、前記第一フィーダーと第二フィーダーの一方を連続運転し、他方を間欠運転し、他方の停止時における前記計量ホッパーの重量変化を測定して、前記灰処理機への灰供給重量を求める工程と、前記計量ホッパー内から灰の一部を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成する工程と、前記試料を用いて蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する工程と、測定して得た重金属濃度と灰処理機への灰供給重量から、重金属固定化剤の必要添加量を演算し、その演算によって求めた必要添加量の重金属固定化剤が前記灰処理機に供給されるよう、前記灰処理機への重金属固定化剤の供給量を制御する工程とを備え、前記灰処理機の運転並びに該灰処理機に対する灰及び重金属固定化剤の供給を連続方式で行い、前記灰中の重金属濃度の測定及びそれに基づく重金属固定化剤の必要添加量の演算を定期的に行うことを特徴とする、灰の処理方法。
【請求項２】
処理すべき灰を貯留する原灰貯留装置と、灰を重金属固定化剤と混合して処理する灰処理機と、前記原灰貯留装置から処理すべき灰を前記灰処理機に供給すると共に灰供給重量を測定する灰搬送兼測定手段であって、計量ホッパーと、前記原灰貯留装置から灰を前記計量ホッパーに供給する第一フィーダーと、前記計量ホッパーから灰を前記灰処理機に供給する第二フィーダーと、前記計量ホッパーの重量を測定する重量測定手段と、前記第一フィーダーと第二フィーダーの一方を連続運転し、他方を間欠運転し、他方の停止時における前記計量ホッパーの重量変化を測定して、前記灰処理機への灰供給重量を求める演算制御装置とを備えた前記灰搬送兼測定手段と、重金属固定化剤を前記灰処理機に供給する重金属固定化剤供給装置と、前記計量ホッパーから灰を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成するサンプリング装置と、該サンプリング装置で作成した試料から蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する濃度測定装置と、該濃度測定装置で測定して得た重金属濃度と前記灰処理機に対する灰供給重量から、重金属固定化剤の必要添加量を演算し、その演算によって求めた必要添加量の重金属固定化剤が前記灰処理機に供給されるよう、前記灰処理機への重金属固定化剤の供給量を制御する装置とを有する灰の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰や焼却飛灰等の、重金属を含む灰に対する処理方法及び装置に関し、特に、灰に含まれる鉛等の重金属が灰から溶出することがないように、灰に重金属固定化剤を混合して処理する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物や産業廃棄物を焼却する焼却炉から排出される焼却灰や焼却飛灰には、重金属が含まれることがあり、特に焼却飛灰には重金属が多く含まれるので、適切に処理し、重金属が溶出しないように固定することが義務付けられている。
【０００３】
灰中からの重金属の溶出を防止する処理の一つに薬剤処理があり、その薬剤処理には重金属固定化剤が用いられており、混練装置などの灰処理機に灰と重金属固定化剤を供給し、混合処理することで重金属を溶出しないように固定化している。一般的にこの処理は連続方式で行われている。すなわち、灰処理機を連続的に運転しておき、その灰処理機に灰と重金属固定化剤を連続的に供給し、処理済の灰を連続的に排出している。この薬剤処理において、重金属固定化剤の添加量が灰中の重金属の溶出を防止するのに必要な量よりも少なければ、重金属の溶出を防止できず、また、過剰であれば、重金属固定化剤が高価であることから灰の処理費用が高価となってしまう。そこで、処理する灰内の重金属量に対して適量の重金属固定化剤を供給することが必要となる。
【０００４】
灰を適正に処理するために要する重金属固定化剤の添加量を算出するには、灰処理機への灰の供給重量（連続処理の場合には単位時間当たりの供給重量）と、その灰中の重金属濃度が必要である。そこで、灰と重金属固定化剤とを灰処理機に連続的に供給して処理する装置において、灰の灰処理機への供給量と灰中の重金属濃度を測定し、その結果に基づいて重金属固定化剤の添加量を設定し、制御する構成とした装置が開発されており、特開平９−１９６７５号公報及び特開平１０−８０６７３号公報に記載されている。特開平９−１９６７５号公報に記載の装置は、処理すべき灰を貯留しているホッパーから、一定量の灰をサンプリングし、その灰を一定量の水と混合した後、静置し、その上澄み液を採って原子吸光度分析を行って重金属濃度を測定し、その測定値及び灰の供給量から灰処理機に供給された重金属量を演算し、それに基づいて、添加すべき重金属固定化剤の量を設定し、その量の重金属固定化剤を供給するよう制御する構成となっている。また、特開平１０−８０６７３号公報に記載の装置は、灰を貯留しているホッパーから、一定量の灰をサンプリングし、その灰を一定量の水と混合した後、静置し、その上澄み液を採って酸化還元電位を測定し、その測定値から重金属濃度を求め、その測定値及び灰の供給量から灰処理機に供給された重金属量を演算し、それに基づいて、添加すべき重金属固定化剤の量を設定し、制御する構成となっている。
【０００５】
しかしながら、これらの装置には次のような問題があった。すなわち、これらの装置ではいずれも、重金属濃度の測定のために、灰を水に分散し、灰中の重金属を水に溶出させた後、静置し、上澄み液を採って測定用の試料とする必要があるため、測定に時間がかかり、例えば、灰のサンプリング開始から重金属固定化剤の添加量の設定完了までに、４０〜５０分程度かかってしまう。一方、ホッパーに大量に貯留している灰内には、重金属濃度にかなりのばらつきがあり、このため、灰処理機に供給されている灰中の重金属濃度は時間の経過と共に変化してしまうことが多い。従って、灰処理機に供給される前の灰をサンプリングして濃度測定を行っても、その濃度測定を終了した時点では、その測定濃度が実際に灰処理機に供給されている灰中の重金属濃度とはかなり異なってしまうことが多い。そこで、このような誤差があっても灰中の重金属を確実に処理することができるようにするため、重金属固定化剤の必要添加量設定にあたっては、濃度測定によって求めた量の重金属を処理するのに必要な量に、安全を見込んでかなりの量を追加した値を必要添加量としなければならない。このため、高価な重金属固定化剤を、適正な使用量よりもかなり多めに使用せざるを得ず、処理費用が高くなるという問題があった。
【０００６】
また、従来、灰処理機に対する灰の供給重量を求めるには、灰の供給に定量フィーダーを用い、その定量フィーダーによる流量（体積流量）と灰の密度から供給重量を求める方法、或いは灰の供給路に流量計を設けて流量（体積流量）を測定し、その測定値と灰の密度から供給重量を求める方法が用いられている。しかし、ホッパー内に貯留されている大量の灰の密度は、場所によってかなりばらついていることが多く、このため体積流量から供給重量を求めると誤差が大きくなる。このため、このようにして求めた灰の供給重量に重金属濃度を掛け合わせて重金属量を求めても、誤差が大きくなり、その重金属量から重金属固定化剤の必要量を演算するため、やはり重金属固定化剤の必要量に誤差が生じる。このような誤差が生じても、灰中の重金属を確実に処理することができるようにするため、やはり、重金属固定化剤の添加量を多めに設定しなければならず、この点からも、高価な重金属固定化剤の使用量が多くなり、処理費用が高くなるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、灰中の重金属濃度を迅速に測定し、その結果を重金属固定化剤の添加量制御に用いることで、処理中の灰に対する重金属固定化剤の供給量を少なくすることを可能とし、これによって処理費用を低減することを図るものである。また、灰処理機に供給する灰の重量をより正確に求めることによって、重金属固定化剤の供給量を一層少なくすることを可能とし、これによって処理費用を低減することを図ることも課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、灰中の重金属濃度を迅速に測定するために、処理する前の灰の一部を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成し、その試料を用いて蛍光Ｘ線分析するという構成とし、その測定値から重金属固定化剤の必要添加量を求め、その必要添加量が確保できるように制御することを特徴とする。このように蛍光Ｘ線分析を採用したことで迅速な濃度測定が可能となり、サンプリング開始から重金属固定化剤の供給量設定までを、例えば、５分程度で実施でき、実際に灰処理機内に供給されている灰の重金属濃度に近い濃度を測定できる。このため、測定した濃度に応じて重金属固定化剤の必要添加量を設定する際、求めた重金属量の処理に必要な量に、少しの追加分（求めた重金属量の誤差を補償するための追加分）を加えるのみで、灰中の重金属を確実に固定化処理でき、重金属固定化剤の使用量を従来に比べて削減でき、処理費用を低減できる。
【０００９】
更に、本発明は、灰処理機に供給される灰中の重金属量を一層正確に求めるため、灰処理機への灰供給量を、重量測定により求める構成とすると共にサンプリングのための灰取り出し位置を、原灰貯留装置と灰処理機との間に配置した計量ホッパー内とする。この構成により、灰の密度のばらつきの影響が無くなり、灰処理機へ供給された灰の重量を正確に求めることができ、しかも灰処理機に供給される直前の灰をサンプリングすることができるため、灰処理機内の灰の重金属濃度にほぼ等しい重金属濃度を測定することができ、従って、求めた灰供給重量及び測定した重金属濃度に基づいて求めた重金属量の誤差が極めて小さくなり、重金属固定化剤の必要添加量を設定する際、求めた重金属量の処理に必要な量をそのまま必要添加量とするか、或いは極く少量の追加分を加えて必要添加量とすることによって、灰中の重金属を確実に固定化処理でき、重金属固定化剤の供給量を一層削減して、処理費用を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る灰の処理方法は、処理すべき灰を貯留する原灰貯留装置から灰を灰処理機に供給し、同時にその灰処理機内に重金属固定化剤を供給して重金属が溶出しないように処理する方法において、前記原灰貯留装置から灰を第一フィーダーで計量ホッパーに供給し、該計量ホッパーから灰を第二フィーダーで前記灰処理機に供給する工程と、前記第一フィーダーと第二フィーダーの一方を連続運転し、他方を間欠運転し、他方の停止時における前記計量ホッパーの重量変化を測定して、前記灰処理機への灰供給重量を求める工程と、前記計量ホッパー内から灰の一部を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成する工程と、前記試料を用いて蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する工程と、測定して得た重金属濃度と灰処理機への灰供給重量から、重金属固定化剤の必要添加量を演算し、その演算によって求めた必要添加量の重金属固定化剤が前記灰処理機に供給されるよう、前記灰処理機への重金属固定化剤の供給量を制御する工程とを備え、前記灰処理機の運転並びに該灰処理機に対する灰及び重金属固定化剤の供給を連続方式で行い、前記灰中の重金属濃度の測定及びそれに基づく重金属固定化剤の必要添加量の演算を定期的に行うことを特徴とする。この構成により、処理する直前の灰の一部を取り出して重金属濃度測定用の試料を作成し、その試料を蛍光Ｘ線分析して重金属濃度を測定し、その測定値と灰処理機への灰供給重量から、処理に必要な重金属固定化剤添加量を求め、その添加量となるように制御すると言う動作を迅速に実施でき、重金属固定化剤を過剰に使用することなく、良好に重金属固定化処理を行うことができる。
【００１１】
ここで、灰処理機への灰供給量を、灰の重量を測定して求めているため、灰中の重金属量を演算して求める際に、灰の密度のばらつきが関係しなくなり、従って、重金属量の誤差が少なくなり、重金属固定化剤の必要添加量を一層低く設定しても、良好な重金属固定化処理を行うことができ、重金属固定化剤の使用量を一層削減できる。
【００１２】
また、上記した処理方法は、灰処理機の運転並びに該灰処理機に対する灰及び重金属固定化剤の供給を連続方式で行っているため、処理能率が良く、しかも灰中の重金属濃度の測定及びそれに基づく重金属固定化剤の必要添加量の演算を適当な周期で定期的に行っているので、常に、処理中の灰の重金属量に適した量の重金属固定化剤を供給でき、重金属固定化剤の使用量を少なくすることができる。
【００１３】
本発明の実施の形態に係る灰の処理装置は、処理すべき灰を貯留する原灰貯留装置と、灰を重金属固定化剤と混合して処理する灰処理機と、前記原灰貯留装置から処理すべき灰を前記灰処理機に供給すると共に灰供給重量を測定する灰搬送兼測定手段であって、計量ホッパーと、前記原灰貯留装置から灰を前記計量ホッパーに供給する第一フィーダーと、前記計量ホッパーから灰を前記灰処理機に供給する第二フィーダーと、前記計量ホッパーの重量を測定する重量測定手段と、前記第一フィーダーと第二フィーダーの一方を連続運転し、他方を間欠運転し、他方の停止時における前記計量ホッパーの重量変化を測定して、前記灰処理機への灰供給重量を求める演算制御装置とを備えた前記灰搬送兼測定手段と、重金属固定化剤を前記灰処理機に供給する重金属固定化剤供給装置と、前記計量ホッパーから灰を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成するサンプリング装置と、該サンプリング装置で作成した試料から蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する濃度測定装置と、該濃度測定装置で測定して得た重金属濃度と前記灰処理機に対する灰供給重量から、重金属固定化剤の必要添加量を演算し、その演算によって求めた必要添加量の重金属固定化剤が前記灰処理機に供給されるよう、前記灰処理機への重金属固定化剤の供給量を制御する装置とを有するものである。この構成により、処理すべき灰を灰処理機に供給し、同時に重金属固定化剤を供給して灰を処理することができ、その際に、処理する前の灰の一部を取り出して重金属濃度測定用の試料を作成し、その試料を蛍光Ｘ線分析して重金属濃度を測定し、その測定値と灰処理機への灰供給量から、重金属固定化剤の必要添加量を設定し、その必要添加量を供給するように制御すると言う動作を迅速に実施でき、重金属固定化剤を過剰に使用することなく、良好に重金属固定化処理を行うことができる。
【００１４】
更に、前記構成の灰の処理装置は、灰処理機への灰の供給量を重量で測定しているので、灰の密度のばらつきの影響を受けることなく灰処理機内に供給された重金属量を求めることができる。このため、求めた重金属量の誤差が小さくなり、その重金属量に応じて設定する重金属固定化剤の必要添加量を一層少なくでき、重金属固定化剤の使用量を一層低減できる。
【００１５】
更に、前記したサンプリング装置を、計量ホッパー内の灰を取り出す位置に配置しているので、灰処理機に供給される直前の灰をサンプリングすることができ、灰処理機内の灰の重金属濃度にほぼ等しい重金属濃度を測定することができ、このため、灰処理機内の重金属量を一層正確に求めることができ、使用する重金属固定化剤量を一層低減できる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の好適な実施例に係る灰の処理装置を示す概略ブロック線図である。本実施例に係る灰の処理装置は、焼却灰、焼却飛灰等の処理すべき灰を貯留する原灰貯留装置１と、灰に重金属固定化剤、例えば液状キレート剤を混合して処理する混練機等の灰処理機２と、原灰貯留装置１から灰を取り出し灰処理機２に供給する灰搬送手段と灰供給量を測定する灰供給量測定手段を兼ねる灰搬送兼測定手段３と、灰処理機２に供給される前の灰を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成するサンプリング装置４と、そのサンプリング装置４で作成した試料から蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する濃度測定装置５と、灰処理機２に重金属固定化剤を供給する重金属固定化剤供給装置６と、全体を制御する演算制御装置７等を備えている。ここで用いる灰処理機２は連続方式のものであり、連続的に供給される灰及び重金属固定化剤を混合処理し、処理済みの灰を連続的に排出する構成となっている。なお、灰及び重金属固定化剤の灰処理機２への連続的な供給とは、厳密な意味での連続的に限らず、供給と停止を適当な間隔で繰り返すことにより長い時間で見た場合に連続的となるような供給をも含むものである。
【００１７】
灰搬送兼測定手段３は、原灰貯留装置１から灰を取り出す第一フィーダー１１と、第一フィーダー１１から送り出された灰を受け取る計量ホッパー１２と、その計量ホッパー１２内の灰を灰処理機２に送り出す第二フィーダー１３と、計量ホッパー１２の重量を測定するロードセル等の荷重測定器１４等を備えている。第一フィーダー１１は、灰を一定流量（体積流量）で連続的に搬送可能な構成のものであり、例えばサークルフィーダーが用いられる。第二フィーダー１３も、灰を一定流量（体積流量）で連続的に搬送可能な構成のものであり、例えばスクリューフィーダーが用いられる。
【００１８】
この灰搬送兼測定手段３は、次のようにして灰の搬送及び測定動作を行う。すなわち、第一フィーダー１１は常時連続運転され、灰を一定流量で連続的に計量ホッパー１２に送り出す。一方、第二フィーダー１３はほぼ連続的に運転されるが一定周期で短い時間だけ停止される。例えば、４分間運転して１分間停止するというような間欠運転を行う。この第二フィーダー１３の搬送流量は、上記した間欠運転を行った際の平均流量が第一フィーダー１１の搬送流量にほぼ等しくなるように設定している。このように第一フィーダー１１の連続運転及び第二フィーダー１３の間欠運転により灰が灰処理機２に連続的に（厳密には、間欠的であるが、長い時間間隔で見た場合、連続的と見なすことができる）供給される。この際、荷重測定器１４が、第二フィーダー１３が停止した時から計量ホッパー１２の重量測定を開始し、演算制御装置７が荷重測定器１４からの信号を受けて、計量ホッパー１２の重量増加速度を演算することで、第一フィーダー１１による灰の重量流量を求める。また、第二フィーダー１３が運転を開始した時の計量ホッパー１２の重量と、次に第二フィーダー１３が停止した時の計量ホッパー１２の重量を測定し、両者の差並びに先に求めた第一フィーダー１１による灰の重量流量から、第二フィーダー１３による灰の重量流量を求める。このようにして、第二フィーダー１３による灰処理機２への灰供給重量を測定できる。この測定操作を、短い一定周期で（例えば、５分周期で）繰り返すことで、原灰貯留装置１内の灰の密度にかなりのばらつきがあっても、灰処理機２への灰の供給重量を正確に測定できる。ここで、重量測定を行う周期は、原灰貯留装置１から灰処理機２に連続的に供給される灰の密度変化の現れ方（短時間に大きく変化するとか、ゆっくりと変化する等の特性）に応じて適宜定めれば良く、通常は、５〜１５分程度とすればよい。なお、上記した重量測定方法では、第一フィーダー１１を連続運転し、第二フィーダー１３を間欠運転しているが、これは逆としてもよい。また、上記の方法では、第一フィーダー１１と第二フィーダー１３を同時に運転している時間に比べて、一方が停止している時間をきわめて短くしているが、この停止時間を長くすることも供給重量測定の点からは可能である。ただし、停止時間を短くすると、計量ホッパー１２内での灰の増加量を少なくでき、このため計量ホッパー１２の容量を小さくして設備費を削減できると共に重量が小さくなる結果、灰の重量測定精度も上がるという利点が得られる。
【００１９】
サンプリング装置４は、計量ホッパー１２内の灰を取り出して試料を作成するよう設けられており、図２にも示すように、計量ホッパー１２内の灰をサンプリング用穴２１ａから取り込み、ホッパー外に案内するガイド管２１と、ガイド管２１内に移動可能に配置され、サンプリング用穴２１ａからの灰を受け入れるサンプリング部２２ａを備えたサンプリング棒２２と、サンプリング棒２２で取り出された灰をプレスして試料を作成するためのプレス装置２３であって、ガイド管２１に連通するように且つ垂直に設けられたプレスガイド管２３ａと、そのプレスガイド管２３ａの下方に設けられている支持面２３ｂと、プレスガイド管２３ａ内に移動可能に配置されたプレス板２３ｃと、そのプレス板２３ｃを上下動させるエアシリンダ（図示せず）等を備えたプレス装置２３と、そのプレス装置２３に隣接して設けられ、多数のリング状のセル２４を収容したセルストッカー２５と、そのセルストッカー２５から１個のセル２４を取り出し、プレスガイド管２３の下部開口部の直下に供給するセル供給装置２７と、プレス装置２３で作成した試料を、隣接位置に設けているコンペア３３上に押し出す試料排出装置２８等を備えている。コンベア３３は作成した試料を濃度測定を行う位置に搬送するよう設けている（図１参照）。このサンプリング装置４では、次のようにして試料が作成される。すなわち、先ず、図３（ａ）に示すように、サンプリング棒２２が移動して、そのサンプリング部２２ａをサンプリング用穴２１ａの下に移動させ、サンプリング部２２ａ内に検査すべき灰３０を受け入れる。一方、セル供給装置２７がセルストッカー２５から１個のセル２４を取り出し、プレスガイド管２３ａの下部開口部の直下に供給する。次に、サンプリング棒２２が、図３（ｂ）に示す位置に移動してサンプリング部２２ａ内に収容していた灰３０をプレスガイド管２３ａ内に送り出す。これによりセル２４内に灰３０が供給される。次に、図４（ａ）に示すように、灰３０を満たしたセル２４の上方からエアシリンダによってプレス板２３ｃが下降し、セル２４及びその中の灰３０を支持面２３ｂとの間で圧縮する。これにより、灰３０が円板状に圧縮され、上下面が平坦面となった試料３１が作成される。その後、図４（ｂ）に示すように、プレス板２３ｃが元の位置まで上昇し、試料排出装置２８が試料３１をコンベア３３上に押し出し、コンベア３３によって濃度測定位置へ送り出す。ここで用いられるセル２４は、灰３０を突き固める際に周囲を拘束するために使用されるもので、通常、プラスチックリングが用いられる。そのサイズとしては、直径が２０〜４０ｍｍ程度、高さが５〜２０ｍｍ程度、肉厚が２〜６ｍｍ程度である。
【００２０】
図１において、濃度測定装置５は、サンプリング装置４からの試料３１を受け取る位置に配置されたコンベア３３と、その試料２１から蛍光Ｘ線分析により灰中の重金属濃度を測定する蛍光Ｘ線元素分析装置３５と、コンベア３３で搬送してきた試料３１を蛍光Ｘ線元素分析装置３５の検査位置にセットし、測定終了後は、その試料３１を取り出すロボットアーム３６と、ロボットアーム３６で取り出した測定済の試料３１を受け取り搬送する保管コンベア３７と、測定済みの試料３１を保管するサンプルストッカー３８等を備えている。ここで使用する蛍光Ｘ線元素分析装置３５としては、試料表面を蛍光Ｘ線分析して、灰中の重金属濃度を測定可能なものであれば任意であり、例えば、株式会社堀場製作所製の蛍光Ｘ線元素分析装置ＭＥＳＡ−５００Ｗを用いることができる。
【００２１】
重金属固定化剤供給装置６は、重金属固定化剤を収容したタンク４０と、そのタンク４０から重金属固定化剤を送り出すポンプ４１を備えている。ここで用いているポンプ４１は、回転数制御によって吐出液量を制御可能な構成のものであり、その回転数が演算制御装置７によって制御される構成となっている。なお、図１において、４５は灰処理機２で処理された後の灰を受け取り、所定の排出位置に排出するための排出コンベアである。演算制御装置７は、以下に説明するように、灰処理機２への重金属固定化剤の必要添加量を演算して設定し、その必要添加量の重金属固定化剤が供給されるよう重金属固定化剤供給装置６を制御する機能を備えている。
【００２２】
次に、上記構成の灰の処理装置による灰処理動作を説明する。原灰貯留装置１に貯留している灰を灰搬送兼測定手段３が取り出し、ほぼ連続的に灰処理機２に供給し、同時にポンプ４１がタンク４０内の重金属固定化剤を連続的に灰処理機２に供給する。灰処理機２は供給された灰と重金属固定化剤を連続的に混合し、重金属を固定化した状態に処理した後、排出コンベア４５に排出する。以上の処理動作中において、灰搬送兼測定手段３は、上記した手順で灰処理機２に対する単位時間当たりの平均供給重量を一定周期で測定している。また、サンプリング装置４は、適当なタイミングで計量ホッパー１２内の灰を取り出し、図３で説明した手順でセル２４内に詰め込み、突き固めて重金属濃度測定用の試料３１を作成し、コンベア３３上に送り出す。コンベア３３はその試料２１をロボットアーム３６の近傍に運び、ロボットアーム３６はその試料３１を蛍光Ｘ線分析装置３５の検査位置にセットする。蛍光Ｘ線分析装置３５はその試料３１を蛍光Ｘ線分析して重金属濃度を測定し、演算制御装置７に出力する。検査を終わった後、ロボットアーム３６がその試料３１を取り出し、保管コンベア３７に送り出し、保管コンベア３７はその試料３１をサンプルストッカー３８に送り出す。
【００２３】
一方、演算制御装置７は、蛍光Ｘ線分析装置３５から入力した灰中の重金属濃度と、灰搬送兼測定手段３から入力した灰の単位時間当たりの平均供給重量とから、灰処理機２内に供給されている灰中の単位時間当たりの重金属重量を演算し、その重金属重量に基づいて重金属固定化剤の必要添加量を演算し、設定する。この必要添加量は、測定して求めた重量の重金属を固定化処理するのに必要な添加量に、誤差分を補償するための追加分を加えたものとする。演算制御装置７は更に、設定した重金属固定化剤の必要添加量が灰処理機２に供給されるよう、ポンプ４１の吐出流量を設定し、その吐出流量となるように制御する。ここで、灰のサンプリング開始からポンプ３１の吐出流量設定までに要する時間は、５〜７分程度と短くてよいので、重金属濃度測定及び灰供給重量測定に基づいて演算して求めた重金属量は、実際に灰処理機２へ供給された灰中の実際の重金属量に極めて近似した値となっており、誤差が小さい。このため、必要添加量を設定するに際して、誤差分を補償するための追加分はきわめて小さくてよいか、場合によっては省略してもよく、従って、灰処理機２への重金属固定化剤の供給量は、灰処理機２内に実際に供給された灰中の重金属を処理するのに要する重金属固定化剤量に極めて近いものとできる。このため、重金属固定化剤を過剰に用いることなく、良好に重金属の固定化処理を行うことができる。
【００２４】
原灰貯留装置１内の灰の重金属濃度は、場所によってかなりのばらつきがある。そこで、灰処理機２による処理を継続していると、灰処理機２に供給される灰中の重金属濃度が徐々に変化してくる。従って、先に設定した重金属固定化剤の必要添加量（ポンプ４１の吐出流量）では、灰処理機２内の実際の重金属量に対して適切ではなくなる。そこで、このように重金属固定化剤の必要添加量が不適切となる前に、再度サンプリング装置４で計量ホッパー１２内の灰を取り出し、試料３１を作って、濃度測定を行い、その結果に基づいて、必要添加量及びポンプ４１の吐出流量を設定し、その吐出流量となるように調整する。これにより、灰処理機２内の重金属量に対する適正量の重金属固定化剤量を供給できる。このように、適当な周期でサンプリング装置４で計量ホッパー１２内の灰を取り出し、試料３１を作って濃度測定を行い、その結果に基づいて、ポンプ４１の吐出流量を設定し、その吐出流量となるように調整するという動作を行うことで、常に、灰処理機２内の重金属量に対する適正量の重金属固定化剤量を供給でき、過剰な重金属固定化剤を使用することなく、良好な処理を行うことができる。ここで、灰のサンプリング周期としては、原灰貯留装置１内における重金属濃度のばらつきを考慮して適宜定めればよいが、多くの場合、１０〜２０分程度で良好な結果を得ることができる。
【００２５】
以上のように、上記装置では、灰処理機２への灰の供給重量及び灰中の重金属濃度を測定し、それに応じて重金属固定化剤の必要添加量を求め、その必要添加量の重金属固定化剤を灰処理機２に供給しているが、測定誤差等によって、重金属処理が不十分な場合も生じうる。そこで、灰処理機２から排出される処理済の灰をサンプリングし、適正な処理が行われているか否かを測定し、もし処理が不足している場合には、重金属固定化剤の供給量を増すように補正してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、灰処理機に灰と重金属固定化剤とを供給し、混合処理するに際し、処理する前の灰の一部を取り出して加圧し、平坦な表面を有する重金属濃度測定用の試料を作成し、その試料を用いて蛍光Ｘ線分析して重金属濃度を測定し、その測定値から重金属固定化剤の必要添加量を求め、その必要添加量が確保できるように制御する構成としたことで、きわめて迅速な濃度測定が可能となり、灰処理機内に供給されている灰の重金属濃度と実質的に等しい濃度を測定して、処理中の灰に対する適正量の重金属固定化剤を供給することが可能となり、過剰な重金属固定化剤を使用することなく良好な灰処理を行うことができ、灰の処理費用を低減できるという効果を有している。更に、本発明は、灰処理機への灰供給量を、重量測定により求める構成とすると共にサンプリングのための灰取り出し位置を、原灰貯留装置と灰処理機との間に配置した計量ホッパー内としたことで、灰の密度のばらつきの影響が無くなり、灰処理機へ供給された灰の重量を正確に求めることができ、しかも灰処理機内の灰の重金属濃度にほぼ等しい重金属濃度を測定することができ、従って、求めた灰供給重量及び測定した重金属濃度に基づいて求めた重金属量の誤差が極めて小さくなり、重金属固定化剤の必要添加量を設定する際、求めた重金属量の処理に必要な量をそのまま必要添加量とするか、或いは極く少量の追加分を加えて必要添加量とすることによって、灰中の重金属を確実に固定化処理でき、重金属固定化剤の供給量を削減して、処理費用を低減できるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る灰の処理装置を示す概略ブロック図
【図２】図１の実施例におけるサンプリング装置の一部を拡大して示す概略断面図
【図３】（ａ）、（ｂ）は図２に示すサンプリング装置で試料を作成する動作を説明する概略断面図
【図４】（ａ）、（ｂ）は図２に示すサンプリング装置で試料を作成する動作を説明する概略断面図
【符号の説明】
１  原灰貯留装置
２  灰処理機
３  灰搬送兼測定手段
４  サンプリング装置
５  濃度測定装置
６  重金属固定化剤供給装置
７  演算制御装置
１１  第一フィーダー
１２  計量ホッパー
１３  第二フィーダー
１４  荷重測定器
２１  ガイド管
２１ａ  サンプリング用穴
２２  サンプリング棒
２２ａ  サンプリング部
２３  プレス
２３ａ  プレスガイド管
２３ｂ  支持面
２３ｃ  プレス板
２４  セル
２５  セルストッカー
２７  セル供給装置
２８  試料排出装置
３０  灰
３１  試料
３３  コンベア
３５  蛍光Ｘ線元素分析装置
３６  ロボットアーム
３８  サンプルストッカー
４０  タンク
４１  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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