(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に逆向きに回転する複数の攪拌羽を有する水平二軸型の混練機にて、飛灰とこの飛灰に対し８〜１５重量％のセメントとを乾燥状態で跳ね上げながら攪拌混合する工程と、
前記攪拌混合を行いながら跳ね上げられ空中で粒子に分散している飛灰とセメントとの上方から飛灰に対し２４〜３０重量％の水を霧状にして散水する工程とを有し、
前記水を霧状にして散水する工程では、空中で粒子状に分散している飛灰とセメントとに霧状になっている水を接触させ、飛灰とセメントとを水を含んでくっつき小さな固まりとしながらぶつかり合いつつその他の飛灰とセメントとの小さな固まりとくっつかせつつ、粒径を大きくした固まりを前記混練機内へ落下し、前記混練機内で更に混練し、再び空中へ放り出す操作を繰り返し、この操作によって、飛灰とセメントとの固まりを、非常に小さな粒状から所定の１０〜３０ｍｍφまで成形した造粒品とする  ことを特徴とする飛灰のセメント固化方法。
【請求項２】
請求項１記載の飛灰のセメント固化方法において、
前記攪拌混合する工程および前記水を霧状にして散水する工程は、
乾燥状態で飛灰とセメントとを攪拌混合する工程ステップ１と、
前記混練機による攪拌混合を連続しつつ、跳ね上げられて空中で粒子状に分散している飛灰とセメントとに水を霧状に散水し、空中で粒径を大きくしながら前記混練機への落下と空中への放出を繰り返す工程ステップ２と、
散水を終了した後も、前記混練機による攪拌混合を連続させて空中で粒径を大きくしながら前記混練機への落下と空中への放出を繰り返す  工程ステップ３と を順に操作する  ことを特徴とする飛灰のセメント固化方法。
【請求項３】
請求項２記載の飛灰のセメント固化方法において、
工程ステップ１を約１分間、工程ステップ２を約２分間、工程ステップ３を２〜４分間行う  ことを特徴とする飛灰のセメント固化方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の飛灰のセメント固化方法に用いられる飛灰のセメント固化装置において、
供給機を備えた飛灰用容器と、
供給機を備えたセメント用容器と、
前記飛灰用容器と前記セメント用容器とに連絡する、複数の攪拌羽を有する水平二軸型であり、混合と加湿混合の工程時には混合物を跳ね上げるように攪拌軸の回転速度を自動調整する混練機と、
前記混練機の上方に配設される噴霧器とで構成されたことを特徴とする飛灰のセメント固化装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の飛灰のセメント固化方法に用いられる飛灰のセメント固化装置において、
供給機を備えた飛灰用容器と、
供給機を備えたセメント用容器と、
前記飛灰用容器と前記セメント用容器とに連絡する、複数の攪拌羽を有する水平二軸型であり、混合と加湿混合の工程時には混合物を跳ね上げる様に攪拌軸の回転速度を自動調整する混練機と、
前記混練機の上方に配設される噴霧器と、
前記混練機の排出側に位置する排出コンベヤとで構成されたことを特徴とする飛灰のセメント固化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般廃棄物の焼却に伴い発生する煤塵，即ち飛灰のセメント固化方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飛灰の処理方法としては、1994年に発行された廃棄物学会誌（Vol.５，No.1）の「セメント固化による安定化飛灰の埋立処分特性」(pp.32〜45）に記載のように、溶融固化、セメント固化、薬剤処理、酸素の他の溶剤による安定化があるが、セメント固化方式が主流となっていた。
【０００３】
このセメント固化方式は、飛灰にセメントを添加して安定化飛灰とするものである。
このセメント固化方式には、混練、成形方法の違いにより、転動、圧縮、押出し、流込み等の方法があることが知られている（都市と廃棄物 Vol.12．No.2に記載の「灰固定化設備技術マニアル」参照）。
【０００４】
一般には、転動若しくは押出し方法が用いられており、ドラム型、パン型、振動型（バイブロ式）、スクリュウ型、ロール型、パドル型等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然し、従来のセメント固化方式において、ドラム型、パン型、振動型（バイブロ式）の場合、成型物の粒径は安定して得られるが、粒状にするだけで、内部のセメント、飛灰、水の混合状態は不安定となる。
【０００６】
従って、セメントと飛灰と水とが均一に混合されておらず、成型品の表面だけがセメントにより固化し、内部が飛灰とセメントのままとなっているため、成型品の強度は弱く、埋立時に鉛等の重金属がの溶出し易いという問題があった。
又、スクリュウ型、ロール型、パドル型の場合は、混練が連続的に行えるという利点があり、ドラム型、パン型よりも成型物内部の混練状態は良いが、成型物のセメント、飛灰、水の混合状態にはムラがある。而も、成型品の形状が安定せず、停止時の装置内半混合状態品の排出が難しいという欠点がある。
【０００７】
従って、成型品の強度、埋立時の鉛等の重金属類の溶出の問題があった。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、セメント、飛灰、水の混合に優れ、造粒品の品質が均一にできると共に埋立時に重金属類の溶出の問題がない飛灰のセメント固化方法及びその装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、相互に逆向きに回転する複数の攪拌羽を有する水平二軸型の混練機にて、飛灰とこの飛灰に対し８〜１５重量％のセメントとを乾燥状態で跳ね上げながら攪拌混合する工程と、前記攪拌混合を行いながら跳ね上げられ空中で粒子に分散している飛灰とセメントとの上方から飛灰に対し２４〜３０重量％の水を霧状にして散水する工程とを有し、前記水を霧状にして散水する工程では、空中で粒子状に分散している飛灰とセメントとに霧状になっている水を接触させ、飛灰とセメントとを水を含んでくっつき小さな固まりとしながらぶつかり合いつつその他の飛灰とセメントとの小さな固まりとくっつかせつつ、粒径を大きくした固まりを前記混練機内へ落下し、前記混練機内で更に混練し、再び空中へ放り出す操作を繰り返し、この操作によって、飛灰とセメントとの固まりを、非常に小さな粒状から所定の１０〜３０ｍｍφまで成形した造粒品とすることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の飛灰のセメント固化方法において、前記攪拌混合する工程および前記水を霧状にして散水する工程は、乾燥状態で飛灰とセメントとを攪拌混合する工程ステップ１と、前記混練機による攪拌混合を連続しつつ、跳ね上げられて空中で粒子状に分散している飛灰とセメントとに水を霧状に散水し、空中で粒径を大きくしながら前記混練機への落下と空中への放出を繰り返す工程ステップ２と、散水を終了した後も、前記混練機による攪拌混合を連続させて空中で粒径を大きくしながら前記混練機への落下と空中への放出を繰り返す  工程ステップ３とを順に操作することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項２記載の飛灰のセメント固化方法において、工程ステップ１を約１分間、工程ステップ２を約２分間、工程ステップ３を２〜４分間行うことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の飛灰のセメント固化方法に用いられる飛灰のセメント固化装置において、供給機を備えた飛灰用容器と、供給機を備えたセメント用容器と、前記飛灰用容器と前記セメント用容器とに連絡する、複数の攪拌羽を有する水平二軸型であり、混合と加湿混合の工程時には混合物を跳ね上げるように攪拌軸の回転速度を自動調整する混練機と、前記混練機の上方に配設される噴霧器とで構成されたことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の飛灰のセメント固化方法に用いられる飛灰のセメント固化装置において、供給機を備えた飛灰用容器と、供給機を備えたセメント用容器と、前記飛灰用容器と前記セメント用容器とに連絡する、複数の攪拌羽を有する水平二軸型であり、混合と加湿混合の工程時には混合物を跳ね上げる様に攪拌軸の回転速度を自動調整する混練機と、前記混練機の上方に配設される噴霧器と、前記混練機の排出側に位置する排出コンベヤとで構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１乃至５の発明においては、先ず、飛灰とセメントとを乾燥状態で混合し、次にこの混合を継続しながらこの混合物を跳ね上げて飛灰とセメントとを空中で粒子に分散し、各粒子に所定の時間に亘って霧状の水を散水するので、ごく均一化された状態で非常に小さい粒状から所定の１０〜３０ｍｍφの造粒物まで成形することが可能となる。
【００１３】
尚、従来の方法では、飛灰に対してセメント１３〜４０重量％、水１８〜４０重量％添加して固定することにより、環境庁長官が定めた重金属溶出値以下にすることができるとされていた。
これに対し請求項１乃至５の発明では、セメント８〜１５重量％、水２４〜３０重量％添加にて基準値以下にすることができる。
【００１４】
従って、平均値にて比較すると、以下のようになり、セメント量にすると１／２以下にて同量以上の固化物の性状となる。
即ち、セメント比では、従来は、（１３＋４０）÷２＝２６．５％で、本発明は、（８＋１５）÷２＝１１．５％となる。
そして、固化物の量は、飛灰１ｋｇに対して（水を除外して）従来では、１ｋｇ（飛灰）＋１ｋｇ×0.265（セメント）＝1.265ｋｇで、
本発明では、１ｋｇ（飛灰）＋１ｋｇ×0.115（セメント）＝1.115ｋｇとなる。
【００１５】
その結果、固化物の低減率は、（1.265-1.115)÷1.265×100≒１２％となる。
請求項１乃至５の発明においては、先ず、飛灰に対しセメント８〜１５重量％を乾燥状態で混合し、次にこの混合を継続しながらこの混合物を跳ね上げて飛灰とセメントとを空中で粒子に分散し、各粒子に飛灰に対し水２４〜３０重量％を１度又は数度に分けて霧状に散水するので、ごく均一化された状態で非常に小さい粒状から成形することが可能となる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、請求項１乃至３に記載された飛灰のセメント固化方法の一実施例を示すフローである。
図２は、請求項４及び５に記載された飛灰のセメント固化装置の一実施例を示す。
【００１７】
図２において、１は下部にダスト供給機２を備えたダストホッパーから成る飛灰用容器である。
この飛灰用容器１には、飛灰が空気輸送等の手段により供給される。又、飛灰用容器１の下部には結露防止用にヒータ３が配設されている。
４はセメント供給機５を備えたセメントホッパーから成るセメント用容器である。このセメント用容器４には、セメントが空気輸送等の手段により供給される。
【００１８】
このセメント用容器４には、バグフィルタ２３が取り付けられている。
６は飛灰用容器１のダスト供給機２に連絡する管路であり、セメント用容器４のセメント供給機５に連絡する管路７と合流してサービスホッパー８に連絡している。
サービスホッパー８には、下部にスライドゲート９が備えてある。スライドゲート９には、飛灰とセメントを水平二軸型の混練機１３へ送る管路１０が連絡している。
【００１９】
又、サービスホッパー８には、セメント用容器４へセメントを戻す管路１１が連絡している。この管路１１は、途中で分岐し水平二軸型の混練機１３へ連絡する管路１２が連絡している。
水平二軸型の混練機１３は、複数の攪拌羽根（パドル）１５を有する２本のパドルスクリュウ１４が取り付けられている。
【００２０】
水平二軸型の混練機１３の上方には複数の噴霧器１６が配設されている。
噴霧器１６は、加湿水ポンプ１９を備えた管路２０を介して混合水槽１７と連絡している。混合水槽１７には、水と液体キレートとを混合する攪拌機１８が設けてある。液体キレートは、飛灰と水を混ぜる際に、飛灰中の重金属類類と反応して不溶性の重金属キレート化合物を作るために添加される。液体キレートは高価なため、その使用量を削減されており、１０〜４０％の水添加、アルカリ側（ｐＨ６〜１０）へのｐＨ調整が一般的である。液体キレートの添加率は１〜５％程度であり、液体キレートがＨｇ，Ｃｄ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｆｅ等の金属イオンと反応するため、これらの含有量によって添加率が影響を受ける。又、液体キレートを使用せず、水だけによる固化も可能である。
【００２１】
水平二軸型の混練機１３の排出側には、搬出コンベヤ２１が配設されている。この搬出コンベヤ２１は固化物ピット２２にセメント固化物を搬出するようになっている。この搬出コンベヤ２１上で約３０分の養生を行う。
次に、図１に示すフローに基づいて図２に示す飛灰のセメント固化装置を用いた飛灰のセメント固化方法を説明する。
【００２２】
先ず、飛灰用容器１とセメント用容器４にそれぞれ飛灰とセメントとを供給する。
次に、飛灰に対しセメントが８〜１５重量％になるように、ダスト供給機２とセメント供給機５を操作し、サービスホッパー８へ送り出す。レベル計若しくは軽量計を用いて飛灰とセメント量を調合する。
サービスホッパー８では、スライドゲート９を操作して飛灰とセメントとを混練機１３へ送る（ステップＳ１）。
【００２３】
次に、混練機１３では、飛灰とセメントとを乾燥状態で約１分程度に亘って攪拌混合する（ステップＳ２）。
この際、２本のパドルスクリュウ１４は、矢印で示すように相互に逆向きに回転する。従って、飛灰とセメントとは跳ね上げられながら攪拌混合される。
次に、この飛灰とセメントとを乾燥状態で攪拌混合する作業を継続しながら、跳ね上げられて空中で粒子に分散している飛灰とセメントとに、噴霧器１６を操作して混合水槽１７内の水を噴霧する（ステップＳ３）。乾燥状態では、混合と加湿混合時の回転速度は自動調整される。
【００２４】
この散水は、約２分間程度行う。
この際、飛灰とセメントとは、空中に跳ね上げられてごく均一化された状態で非常に小さい粒状となっているため、霧状になっている水と接触すると、飛灰とセメントとが水を含んでくっつき小さな固まりとなりながらぶつかり合いつつその他の小さな固まりとくっついていき、粒径が大きくなると、混練機１３内へ落下し、混練機１３内で更に混練され、再び空中へ放り出される。
【００２５】
散水が終了しても、上記操作は２〜４分間程度繰り返される。この操作によって、飛灰とセメントとの固まりは、非常に小さな粒状から所定の１０〜３０ｍｍφまで成形されて、造粒品を得る（ステップＳ４）。
次に、混練機１３を停止し、混練機１３の下部から搬送コンベヤ２１へ造粒品を排出する（ステップＳ５）。
【００２６】
そして、造粒物は搬送コンベヤ２１上で十分に養生されて固化される（ステップＳ６）。
その後、固化物ピット２２へ埋め立てられる（ステップＳ７）。
以上のように、本実施例によれば、飛灰とセメントとを混練機１３で乾燥状態で混合した後、この混練機１３による攪拌混合を継続しながらこの混合物を跳ね上げて飛灰とセメントとを空中で粒子に分散し、各粒子に所定の時間に亘って混練機１３の上方に設けた噴霧器１６から霧状の水を散水するので、ごく均一化された状態で非常に小さい粒状から所定の１０〜３０ｍｍφの造粒物まで成形することが可能となる。
【００２７】
又、本実施例によれば、混練機１３での造粒品の成形により、従来の方法では得られなかった強度を持ち、強度のバラツキが非常に少なく、飛灰、セメントの混合率が安定していて、キレート材を用いずに、飛灰、セメント、水のみの混合成型物での重金属類の溶出も問題のない値（例えば、鉛の溶出が、０．１ｍｇ／ｌ）に低減することができた。
【００２８】
尚、上記実施例では、バッチ運転であるため、混練機１３による混練が開始した時点で、飛灰とセメントとの軽量を開始し、混練機１３からの造粒物の排出が完了した後に、混練機１３へ所定量の飛灰とセメントとを投入するという作業を連続して行うことが可能となる。
従って、１バッチ毎に混練機１３内には造粒物は残らない。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１乃至５の発明によれば、従来の方法に比べて飛灰、セメント、水の混合に優れ、造粒物の品質が均一的であり、これまでにない強度が得られる。
又、セメントが均一に混合されるので、造粒物の埋立時における重金属類の溶出の問題が無くなる。
【００３０】
更に、バッチ工程であるため、運転開始時、運転停止時に難しい調整をすることなく安定した固化が為される。又、排出は全て下部から行うので、内部にセメント造粒物が残らない。
更に又、設備が単純でシンプルな操作で運転できるので、自動化が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１乃至３に記載された飛灰のセメント固化方法の一実施例を示すフローである。
【図２】  請求項４及び５に記載された飛灰のセメント固化装置の一実施例を示す説明図である。
【図１】
0003889818.tif 000002
【図２】
0003889818.tif 000003