(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表を開削工法により掘削して形成した開削部と、該開削部の底部から下方に並行させて掘削した立坑とで、廃棄物処理設備を設置する空間を形成し、
前記開削部に、受入供給設備として、進入路に続く箇所にプラットホームを設け、このプラットホームの直下にごみピットを設け、受入供給設備の両側に焼却処理設備として、ごみピットに接する箇所にごみホッパを配設し、該ごみホッパの出口に焼却炉を配置し、
前記開削部の下方に連続して構築された立坑内には、焼却炉の下方に位置させて、焼却以降の工程であるガス冷却・排ガス処理工程の設備を配設し、立坑内に配置したこれらガス冷却・排ガス処理工程の設備は連絡通路で連絡することを特徴とした廃棄物処理施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物等を焼却など処理するための施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
企業や一般家庭から出される一般廃棄物のうち、可燃物については、清掃工場で焼却処理が行われており、従来、かかる処理施設は地上式のもので、例えば都市内および郊外等に広大に敷地を確保し、図４に示すようにここの地上部にごみ焼却場となる建屋50を構築し、建屋50の内部にごみの受入供給設備、焼却炉またはガス化溶融炉を使用した焼却処理設備、排ガス処理設備などのその他の設備を設置している。そして、進入路51から廃棄物を搬入し、建屋50内の設備で焼却などの処理後、灰およびスラグ等の焼却処理残渣を搬出路52から搬出している。
【０００３】
ところで、近年、ごみの排出量が増加し、ごみ対策が緊急かつ重要な課題になっている。しかし、従来型の地上式のごみ焼却場では、ある程度のまとまった広さの用地が必要であるため、市街地周辺ではその確保が困難である。
【０００４】
また、大気汚染、臭気などによる環境の悪化、ごみ収集車の通行による交通問題、景観などの周辺環境の悪化などの問題があり、建設に対する周辺住民の理解が十分に得にくく、焼却などの処理施設の建設が困難な場合が多い。
【０００５】
そこで、市街地から離れた丘陵地・山岳地に焼却場を建設するようになってきているが、この場合、建設地用の平坦部を造成するために大規模な法面が出現し、景観への影響や地上部の改変による生態系への影響が懸念される。
【０００６】
かかる不都合を解消し、焼却などの処理施設の設置のための用地確保が従来に比べ容易で、周囲の環境、景観に及ぼす影響がほとんどない廃棄物処理施設として、従来周知の例えば地下発電所、トンネル、地下石油備蓄施設などを建設する際に用いている技術を採用して、山岳部の地下に大空洞を掘削し、ここに焼却などの処理設備を設置する施設が先に提案されている。
【０００７】
図５はその一例を示し、特開平7-116627号公報にも記載のように、横坑式のもので、斜面の地形を利用し、水平に掘削した横坑式の進入路51に続けてプラットホーム54、ごみピット55と焼却炉等の機械設備56を収容する複数の横坑式地下空洞53を設け、それらを連絡トンネル60で結ぶ構造であり、横坑式地下空洞53には排気ならびに換気立坑57と連絡立坑58が連続して構築される。
【０００８】
図６は他の例を示し、特開平9-196331号公報にも記載のように、立坑式のもので、斜面の地形を利用し、進入路51、プラットホーム54、ごみピット55の地下空洞と、焼却炉ならびにガス化溶融炉などの機械設備を配設する立坑59を設け、それらを連絡トンネル60で結ぶ構造となっている。
【０００９】
そして、横坑式、立坑式ともに、管理施設や外気を利用して熱交換を行う冷却塔、蒸気復水器などの設備等を地上ならびに地上レベルに設置している。これにより、地上部の必要面積・改変範囲を小さくできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
地下に大空洞を掘削する方法では、土砂地盤では建設が困難であり、硬岩または軟岩地盤が適しており、建設可能な地盤が制限される。そして、硬岩地盤の場合は、吹き付けコンクリート・ロックボルト程度の支保で足りるが、軟岩地盤の場合は覆工コンクリート等さらに支保を増強する必要があり、空洞方式としての施工性がよくない。
【００１１】
また、横坑式の場合は、地下空洞の土被りは目安として20ｍ以上、空洞相互の離れも空洞幅の２倍以上必要であり、地下における所要面積が地上建屋式に比較してかなり大きいものを要する。建設コストも地上建屋式に比較して少なくとも同等以上となる。
【００１２】
立坑式の場合は、焼却炉などの機械設備を立坑内に設置するため、横坑式に比較して地下における所要面積は小さくなるが、地上式に比較して建設コストは横坑式と同じように少なくとも同等以上となる。
【００１３】
また、機械配置の制約から、プラットホーム54のレベルと立坑上部平坦部分３の高度差が30ｍ程度要し、この高度差を確保できないと、プラットホーム54への進入路が長くなってしまったり、ごみピットから立坑内の焼却炉への搬送コンベアに傾斜がついてしまうなどの不都合が生じる。このため、プラットホームレベルと立坑上部平坦部の高度差を30ｍ程度確保できることが立地条件となり、地形的制約がある。
【００１４】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、地上部の必要面積・改変範囲を小さくできるという地下式の特性を活かしつつ、建設コスト低減を図ることができ、立坑式の場合のようにプラットホームレベルと立坑上部平坦部との間に所要の高度差を確保する必要もなく立地可能な場所を増大できる廃棄物処理施設を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、地表を開削工法により掘削して形成した開削部と、該開削部の底部から下方に並行させて掘削した立坑とで、廃棄物処理設備を設置する空間を形成し、前記開削部に、受入供給設備として、進入路に続く箇所にプラットホームを設け、このプラットホームの直下にごみピットを設け、受入供給設備の両側に焼却処理設備として、ごみピットに接する箇所にごみホッパを配設し、該ごみホッパの出口に焼却炉を配置し、前記開削部の下方に連続して構築された立坑内には、焼却炉の下方に位置させて、焼却以降の工程であるガス冷却・排ガス処理工程の設備を配設し、立坑内に配置したこれらガス冷却・排ガス処理工程の設備は連絡通路で連絡することを要旨とするものである。
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、廃棄物処理施設の上部分は開削式で、その下方部分を立坑式とし、開削式と立坑式との組合せとしたので横坑式や従来型の立坑式の場合に比較して建設コストを低減できる。また、平面形状としての所要面積を小さくでき、地上部の必要面積・改変範囲も地上式に比較して必要最小限に止めることができるから、周囲の環境、景観に及ぼす影響を小さくできる。
【００１７】
そして、所要容積の大きい設備である受入供給設備や焼却処理設備とを開削部に設置でき、それ以外の設備をその下方の地下空間である立坑内に配置でき、立坑の上部に開削部が位置することにより、施設全体を立坑式とした場合のように受入供給設備であるプラットホームレベルと立坑上部平坦部との間に所要の高度差を確保する必要もなく立地可能な場所を増大できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の廃棄物処理施設の実施形態を示す説明図で、本発明の概略から説明する。本発明は地表、すなわち地形の平坦部分３を開削工法により掘削して開削部１を形成し、該開削部１に続けてその底部から下方を掘削して立坑２を形成し、この開削部１と立坑２とで廃棄物処理設備を設置するのに必要な地下空間を形成する。
【００１９】
そして、開削部１には所要容積の大きい設備である受入供給設備と焼却処理設備等を設置し、立坑２内にはガス冷却・排ガス処理設備などの設備を設置する。また、開削部１に設置する設備の上部は地上に突出し、ここには管理室19などを設ける。
【００２０】
図２は、本発明をストーカ式焼却システムに実施した各種設備の配置例を示し、図示の例では開削部１の底部から２つの立坑２を並行させて掘削し、開削部１には、廃棄物の受入供給設備として、進入路51に続く箇所にプラットホーム４を設け、このプラットホーム４の直下にごみピット５を設ける。図中６は水平に横移動するごみクレーンを示す。
【００２１】
かかる受入供給設備の両側に焼却処理設備を配置する。この焼却処理設備は、ごみピット５に接する箇所にごみホッパ７を配設し、該ごみホッパ７の出口にストーカ式焼却炉８を配置する。図中９はストーカ式焼却炉８の上方に設置したボイラで、下方には落じんコンベア10、灰押出機11を配設し、落じんコンベア10の側方でごみピット５の側に灰クレーン12を配置した。
【００２２】
立坑２が２つあることから、ごみピット５の下方両側に配設されることになった灰クレーン12は、灰出しコンベア連絡トンネル13で連絡する。
【００２３】
前記ストーカ式焼却炉８の外側にエコノマイザ14を設置する。
【００２４】
以上のようにして受入供給設備と焼却処理設備とを開削部１に設置する。そして、ストーカ式焼却炉８の上方には各種機器の室として、プラットホーム４に並べて中央制御室15、電気室16、蒸気タービン発電機室17、脱臭装置室18などを設置し、中央制御室15、電気室16の上部に管理室19を設ける。
【００２５】
開削部１の下方に連続して構築された立坑２内には、ストーカ式焼却炉８の下方に位置させて、焼却以降の工程であるガス冷却・排ガス処理工程の設備を配設する。具体的には例えば、ガス冷却塔（減温塔）20、集塵器（バグフィルタ）21、誘引送風機22などの設備からなり、２つの立坑２内に配置したこれらガス冷却・排ガス処理工程の設備は連絡通路23で連絡する。これにより、従来の地上式ではストーカ式焼却炉８と同一の平面レベルに配置されていたガス冷却・排ガス処理工程の設備を、ストーカ式焼却炉８の下方に立体的に配置することができ、平面形状としての所要面積が小さくなる。
【００２６】
なお、蒸気復水器は外気を利用して熱交換を行うため、屋外に露出して設置する。
【００２７】
かかる施設を利用して廃棄物を焼却処理するには、ごみを積載した清掃車は進入路51からプラットホーム４に進入し、投入扉からシュート部を経由してプラットホーム４の真下のごみピット５内に投入する。このとき、ごみピット５内に落下するごみは、落差が大きいので自然に攪拌作用が生じる。
【００２８】
ごみピット５内に投入されたごみはごみクレーン６で掴まれて、ごみホッパ７に直接投入され、ここからストーカ式焼却炉８に送りだされて焼却される。焼却灰はごみピット５の横の灰ピット（図示は省略した）に貯留し、コンベアで移送し、プラットホーム４の横の灰出スペース（図示は省略した）から搬出する。一方、飛灰は立坑２内をコンベアで移送して、これも灰出スペースから搬出する。
【００２９】
また、灰溶融設備を進入路51の横に設置し、焼却灰や飛灰を溶融し、生成されたスラグおよび処理灰固化物を搬出する。
【００３０】
なお、焼却の際に発生する排ガスは、処理後に立坑２の最下部から誘引送風機22で煙道を経由して地上に立つ煙突に送られる。
【００３１】
図３は本発明を焼却システムの１形態例である流動床式ガス化溶融システムを用い、２系列構成とした場合の各種設備の配置例を示し、基本構成は図２に示したストーカ式焼却システムの場合と同様であり、図示の例では開削部１の底部から２つの立坑２を並行させて掘削し、開削部１に、所要容積の大きい廃棄物の受入供給設備と、流動床式ガス化溶融方式を用いた焼却処理設備等を配設し、立坑２内にはその他の設備を配設する。
【００３２】
廃棄物の受入供給設備は進入路51に続く箇所にプラットホーム４、該プラットホーム４に設置されたごみ投入扉25、ごみシュート部24、ごみピット５、ごみクレーン６、ごみホッパ７等から構成され、ごみはこの順で受け入れられ焼却設備に供給される。
【００３３】
かかる受入供給設備の両側に焼却の処理設備を配置する。この焼却処理設備は、ごみホッパ７の下流のガス化炉26、溶融炉27、該溶融炉27の下流の廃熱ボイラ28、押込送風機を設置したファン室29などから構成される。
【００３４】
以上のようにして受入供給設備と焼却処理設備とを開削部１に設置し、該受入供給設備と焼却処理設備の上方には各種機器等の室として、中央制御室15、電気室32、ボイラー機械室33、脱臭装置室18、薬品受入室34、換気ファン室35などを設置し、電気室32、換気ファン室35、プラットホーム４の上部に管理室19を設ける。
【００３５】
開削部１の下方に連続して構築された２つの立坑２内には、焼却などの処理以降の工程であるガス冷却・排ガス処理工程の設備を配設する。具体的には例えば、ガス冷却設備としてガス式空気加熱器36、エコノマイザ14、ガス冷却塔（減温塔）20、排ガス処理設備として集塵器（バグフィルタ）21、触媒反応装置37、誘引送風機22などを設置する。２つの立坑２は連絡通路23で連絡される。これにより、従来の地上式では溶融炉27と同一の平面レベルに配置されていたガス冷却・排ガス処理工程の設備を、焼却処理設備が設置される開削部の下方の立坑２内の複数階に立体的に配置することができ、平面形状としての所要面積が小さくなる。
【００３６】
なお、蒸気復水器38は外気を利用して熱交換を行うため、熱交換により加熱された該外気が直接大気へ排出可能なよう最上部に露出して設置する。
【００３７】
図中39は、焼却処理施設内で発生したプラント排水を処理するための排水処理室を示す。
【００３８】
かかる施設を利用して廃棄物を焼却処理するには、ごみを積載した清掃車は進入路51からプラットホーム４に進入し、ごみ投入扉25からごみシュート部24を経由してプラットホーム４の真下のごみピット５内に投入する。このとき、ごみピット５内に落下するごみは、落差が大きいので自然に攪拌作用が生じる。
【００３９】
ごみピット５内に投入されたごみはごみクレーン６で掴まれて、ごみホッパ７に直接投入され、ここからガス化炉26に送りだされてごみがガス化され、下流の溶融炉27に送られ、該溶融炉27内で1300℃ないし1500℃で高温燃焼され、可燃分は焼却され灰分は溶融スラグ化される。ガス化炉26下から排出される炉下残渣、溶融炉27から排出されるスラグは、図示しない煙道コンベアシャフトに敷設されたコンベアを通じて地表近くに設置された不燃物処理設備（図示せず）に送られ、鉄分、アルミニウム分を選別回収する。
【００４０】
集塵器（バグフィルタ）21で捕集される飛灰は、立坑２内を空気輸送により移送し、飛灰処理設備で薬剤処理する。最終的に排出されるスラグ・鉄分・アルミニウム分・処理灰はプラットホーム４の階に設けられた灰出スペースに設置されたバンカで一時貯留し、搬出入トンネルから搬出する。
【００４１】
なお、焼却処理の際に発生する排ガスは、処理後に立坑２の最下部から誘引送風機22で煙道を経由して地上に立つ煙突（図示せず）に送られる。
【００４２】
図７は本発明の他の実施形態を示し、開削部１の上部の一部または大部分に盛土などを施工し、この盛土部61を公園または駐車場などに利用することもできる。なお、前記した設備の配置例は一例であり、これに限定されるものではない。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の廃棄物処理施設は、周囲の景観や生態系に与える影響を小さくでき、地上部の必要面積・改変範囲を小さくできるという地下式の特性を活かしつつ、これに地上式を組み合わせることにより建設コスト低減を図ることができ、従来型の立坑式のみの場合のようにプラットホームレベルと立坑上部平坦部との間に所要の高度差を確保する必要もなく立地可能な場所を増大できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の廃棄物処理施設の実施の形態を示す説明図である。
【図２】  本発明の廃棄物処理施設をストーカ式焼却システムに実施した場合の縦断正面図である。
【図３】  本発明の廃棄物処理施設を流動床式ガス化溶融システムに実施した場合の縦断正面図である。
【図４】  地上建屋式の廃棄物処理施設の説明図である。
【図５】  横坑式の廃棄物処理施設の説明図である。
【図６】  立坑式の廃棄物処理施設の説明図である。
【図７】  本発明の廃棄物処理施設の他の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…開削部                      ２…立坑
３…平坦部分                    ４…プラットホーム
５…ごみピット                  ６…ごみクレーン
７…ごみホッパ                  ８…ストーカ式焼却炉
９…ボイラ                      10…落じんコンベア
11…灰押出機                    12…灰クレーン
13…灰出しコンベア連絡トンネル  14…エコノマイザ
15…中央制御室                  16…電気室
17…蒸気タービン発電気室        18…脱臭装置室
19…管理室                      20…ガス冷却塔（減温塔）
21…集塵器（バグフィルタ）      22…誘引送風機
23…連絡通路                    24…ごみシュート部
25…ごみ投入扉                  26…ガス化炉
27…溶融炉                      28…廃熱ボイラ
29…ファン室                    32…電気室
33…ボイラー機械室              34…薬品受入室
35…換気ファン室                36…ガス式空気加熱器
37…触媒反応装置                38…蒸気復水器
39…排水処理室                  50…建屋
51…進入路                      52…搬出路
53…横坑式地下空洞              54…プラットホーム
55…ごみピット                  56…機械設備
57…排気ならびに換気立坑        58…連絡立坑
59…立坑                        60…連絡トンネル
61…盛土部
【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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