(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物溶融炉から排出された溶融物の洗浄を行う分散剤が添加された水砕・水洗槽で急冷し水砕固化すると共に水砕物の洗浄を行い、
次いで水砕物を磁選してメタルとスラグを分離し、
次いで分離したスラグを凝集剤を添加した水洗槽にて水洗すると共に水洗槽中の水洗水に浮遊する微粒子を凝集処理することを特徴とする廃棄物溶融炉から排出された溶融物の処理方法。
【請求項２】
廃棄物溶融炉で廃棄物を溶融し、溶融物を排出する廃棄物溶融炉に次いで廃棄物溶融炉から排出された溶融物を急冷して水砕固化すると共に水砕物の洗浄を行う分散剤が添加された水砕・水洗槽と、
前記水砕・水洗槽で得られた水砕物を磁選してメタルとスラグを分離する湿式磁選機と、
前記湿式磁選機で分離したスラグを水洗すると共に水洗水に浮遊する微粒子を凝集処理する凝集剤を添加した水洗槽とを配置したことを特徴とする廃棄物溶融炉から排出された溶融物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、産業廃棄物などの廃棄物を溶融処理する廃棄物溶融炉から排出されるスラグの処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物の処理方法の一つとして、廃棄物溶融炉で廃棄物を溶融し、排出された溶融物は水砕設備で急冷されて固化し、細かい粒子となる。その後、溶融物は湿式磁選機でメタルとスラグに分離される。
【０００３】
得られたスラグは、骨材や土木資材などとして利用されるが、溶融したスラグを再資源化するためには、スラグ中の鉛、亜鉛等の重金属が溶出しないことが安全性の観点から必要である。
【０００４】
重金属の溶出量を規制値以下とするために溶融物の処理方法が、例えば、本出願人による特開平１０−１３７７１７号公報に開示されている。図３は、前記公報記載の処理方法を実施するためのブロック図である。廃棄物溶融炉１に装入された廃棄物及びコークス等は、羽口２から吹き込まれた空気及び酸素により、コークス及び廃棄物の一部が燃焼する。燃焼ガスは、廃棄物溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼ガスの顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。廃棄物の乾燥、熱分解の家庭で発生した水蒸気、熱分解ガス及び微細なダストはガス排出管４から排出される。一方、廃棄物の灰分及び非燃焼物とコークス、石灰は、溶融状態となって、スラグ排出口３から炉外へ排出される。
【０００５】
スラグ排出口３から排出された溶融メタル及びスラグは、細かい粒子状となる。粒子状のスラグとメタルは、掻き上げ装置６によって排出され、湿式磁選機７へ供給されてスラグとメタルに分離され、分離されたスラグは酸化処理装置１５に供給される。酸化処理装置１５には、酸化剤タンク１６からポンプ１７によって過酸化水素、オゾン、サラシ粉、次亜鉛素酸ソーダ、二酸化塩素、過マンガン酸カリから選ばれた酸化剤が供給され、撹拌装置１８によって撹拌される。
【０００６】
この方式によれば、定常操業時に製造した酸化処理後スラグの鉛溶出濃度は、０．００５ｍｍｇ／リットル以下にすることができ、安定した製品が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記処理方法では、作業雰囲気からの微量のダスト混入、噴出ガス等の外因的な汚れにより、環境庁告示４６号で規定されている規制値の範囲内ではあるが、重金属が微量検出されることがあり、さらに低減することが好ましい。また、酸化剤は高濃度にする必要があり、且つ高価であることから安価に処理することが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、高価な酸化剤を使用することなく、また、少量の添加剤で重金属の溶出量をより低減させることができる廃棄物溶融炉のスラグの処理方法及びその装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の溶融物の処理方法は、廃棄物溶融炉から排出された溶融物の洗浄を行う分散剤が添加された水砕・水洗槽で急冷し水砕固化すると共に水砕物の洗浄を行い、次いで水砕物を磁選してメタルとスラグを分離し、次いで分離したスラグを凝集剤を添加した水洗槽にて水洗すると共に水洗槽中の水洗水に浮遊する微粒子を凝集処理することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の溶融物の処理装置は、廃棄物溶融炉で廃棄物を溶融し、溶融物を排出する廃棄物溶融炉に次いで廃棄物溶融炉から排出された溶融物を急冷して水砕固化すると共に水砕物の洗浄を行う分散剤が添加された水砕・水洗槽と、前記水砕・水洗槽で得られた水砕物を磁選してメタルとスラグを分離する湿式磁選機と、前記湿式磁選機で分離したスラグを水洗すると共に水洗水に浮遊する微粒子を凝集処理する凝集剤を添加した水洗槽とを配置したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明では、溶融物を洗浄することで、溶融物を清浄化することができ、溶出の原因となる汚れが除去され、重金属の溶出値を低減させることが可能となる。水洗槽に分散剤を添加することにより、分散剤の界面活性作用または酸洗作用で溶融物の洗浄効果が向上するとともに、水洗水を冷却や循環のために設置した配管のスケール付着が防止される。分散剤としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、スルホン酸の類、リン酸の類、硝酸の類、塩酸の類、硫酸の類、市販の分散剤等が使用でき、添加量は、水洗水での濃度が５０〜５００ｐｐｍの範囲が適している。
【００１２】
また、前記水洗槽とは別に設けた水洗槽に凝集剤を添加し、水洗水中の微粒子を凝集処理することで、水洗水を清浄な状態に保ち、溶融物の洗浄効果が向上する。凝集剤としては、例えば、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、炭酸マグネシウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、市販の凝集剤等が使用でき添加量は、５０−１０００ｐｐｍの範囲が適している。
【００１３】
凝集剤はｐＨ６〜１１の範囲での使用が適しており、その際、適正な範囲にするための消石灰、苛性ソーダ等のアルカリ、または硫酸、塩酸、硝酸等の酸で調整することも可能である。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の処理方法を実施するためのブロック図である。図１において、溶融炉１の炉上部から、廃棄物、副原料としてコークス及び石灰石が溶融炉１に装入される。廃棄物としては都市ごみを処理した。都市ごみの性状を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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廃棄物溶融炉１の下部に設けられた羽口２から空気及び酸素が供給される。
【００１６】
廃棄物の処理量は５６０ｋｇ／ｈ、コークス及び石灰石は廃棄物の約６％、空気は５２０Ｎｍ3／ｈ、酸素は３０Ｎｍ3／ｈである。廃棄物溶融炉に装入された廃棄物及びコークス等は、炉内で充填層を形成し、羽口２から吹き込まれた空気及び酸素により、コークス及び廃棄物の一部が燃焼する。燃焼ガスは、廃棄物溶融炉内を炉底部から上昇し、燃焼ガスの顕熱により廃棄物を予熱、乾燥、熱分解する。廃棄物の乾燥、熱分解の過程で発生した水蒸気、熱分解ガス及び微細なダストはガス排出管４から排出される。
【００１７】
一方、廃棄物の灰分、非燃焼物、コークス、石灰は、高温に加熱され炉底部へと下がっていき、羽口２から吹き込まれた空気及び酸素でコークスが燃焼し、灰分及び非燃焼物は１３００℃から１４５０℃に加熱され溶融状態となって、スラグ排出口３から炉外へ排出される。石灰石は、スラグの塩基度すなわちスラグ中の石灰分ＣａＯと珪酸分ＳｉＯ2の比率を０．５以上とし、溶融状態のスラグ流動性の調整のために添加する。
【００１８】
スラグ排出口３から排出された溶融状態のスラグは、水砕・水洗槽５に投入され、砂状の細かい粒子となる。また、溶融状態のスラグ中には溶融メタルが含まれているが、メタルもスラグと同様に細かい粒子状となる。粒子状のスラグとメタルは、掻き上げ装置６によって排出され、大塊篩い機１９でコークス等の大塊異物を除去し、破砕機２０で破砕することによりスラグとメタルの分離性を向上させると共に、針状のスラグを磨砕した後、湿式磁選機７と水洗水槽８とからなる磁選・水洗槽へ送られる。湿式磁選機７ではスラグとメタルが分離され、分離されたスラグは水洗水槽８へ導入され、篩い機２１で整粒される。
【００１９】
水砕・洗浄水は、水砕・洗浄水循環タンク９及び冷却塔１０を経由して、ポンブ１１で水砕・水洗水を独立系として循環させる。また、水洗水槽８内の水洗水は、水洗水循環タンク１２を経由して、ポンプ１３で水洗水を独立系として循環させる。水洗タンク１２にはスラッジの沈降機能と排出装置を設けた。
【００２０】
また、本実施例では、水砕・水洗槽５に分散剤として市販のリン酸系分散剤を１００ｐｐｍ、水洗槽８に凝集剤として硫酸第二鉄を５００ｐｐｍ添加し消石灰でｐＨを７に調整した。
【００２１】
さらに、図２のブロック図に示した６通りの組み合わせで実施した。図１に示す上記実施例は、図２のブロック図の実施例５に相当する。
【００２２】
実施例１及び実施例３は、廃棄物溶融炉１から排出されたスラグを、分散剤もしくは凝集剤を添加可能にした水砕・水洗槽５に投入し、水砕・水洗する。
【００２３】
実施例２及び実施例４は、廃棄物溶融炉１から排出されたスラグを、従来設備の水砕槽１４に投入した後、分散剤もしくは凝集剤を添加可能にした水洗槽８に投入し、水洗する。
【００２４】
実施例５及び実施例６は、廃棄物溶融炉１から排出されたスラグを分散剤もしくは凝集剤を添加可能にした水砕・水洗槽５に投入し水砕・水洗した後、分散剤もしくは凝集剤を添加可能にした水洗槽８に投入し水洗する。本実施例で製造したスラグの溶出試験の結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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なお、溶出試験方法及び分析方法は、平成３年環境庁告示第４６号にしたがっていった。また、比較例１は前記公報記載の酸化処理装置において、溶液の過酸化水素濃度を５％にして酸化処理したものである。
【００２６】
表２から明らかなとおり、本発明の方法により、重金属の溶出がより低減されることが分かる。さらに、処理の前後でスラグの物理性状を比較したが、差異はなく、コンクリート２次製品の骨材、土木資材として有効利用した場合、支障はなかった。
【００２７】
図２において水砕・水洗槽５もしくは水洗槽８もしくは水砕槽１４に次いで篩い機、破砕機、磁選機を配置してもよく、前記実施例と何ら変わらない効果が得られる。篩い機としては、例えば振動式篩い、回転式篩い等が使用できる。破砕機としては、例えばボールミル、衝撃磨砕機、ケージミルピンミル、振動ミル、ジョークラッシャー、ロールクラッシャー等が使用できる。磁選機としては、例えば湿式磁選機、乾式磁選機等が使用できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の効果は次のとおりである。
【００２９】
（１）冷却固化したスラグを洗浄することにより、スラグからの重金属などの溶出を防止でき、重金属の溶出を防止することによって、コンクリート２次製品の骨材、土木資材として有効利用でき、スラグの再資源化を図ることができる。そして、廃棄物のスラグを再資源化することにより、スラグの処分場が不要となるだけでなく、天然砂の採掘による自然破壊を防止することができる。
【００３０】
（２）高価な酸化剤を使用することなく、安価に重金属の溶出をより低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の処理方法を実施するためのブロック図である。
【図２】  本発明の実施例１〜６のブロック図である。
【図３】  従来の処理方法を実施するためのブロック図である。
【符号の説明】
１  廃棄物溶融炉
２  羽口
３  スラグ排出口
４  ガス排出管
５  水砕・水洗槽
６  掻き上げ装置
７  湿式磁選機
８  水洗槽
９  水砕・洗浄水循環タンク
１０  冷却塔
１１  ポンプ
１２  水洗水循環タンク
１３  ポンプ
１４  水砕槽
１５  酸化処理装置
１６  酸化剤タンク
１７  ポンプ
１８  撹拌装置
１９  大塊篩い機
２０  破砕機
２１  篩い機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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