(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前段の細粒化手段と後段の細粒化手段と分離手段とを備えた粒状体の処理装置であって、上記前段及び後段の細粒化手段は、それぞれ、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根を有する円筒状の回転ドラムと、外周面に軸方向に沿って取付けられ径方向に突出する複数の内羽根を有し、上記回転ドラムの内部に回転ドラムに対し偏心して取付けられた、上記回転ドラムと逆方向に回転するロータとを備え、上記前段の細粒化手段は、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された汚染物質が付着した粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させ、上記粒状体を独立した粒状体に分離する解砕処理を行い、上記分離手段は、上記前段の細粒化手段から排出された粒状体の中から、５ｍｍ〜１０ｍｍ径の間の所定の径以上の大きさの粒状体と上記粒状体よりも大きさの小さな粒状体とを分離し、上記後段の細粒化手段は、上記前段の細粒化手段よりもロータと上記回転ドラムとの間隙が狭く設定されて、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された、上記分離手段で分離された大きさの小さな方の粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させて、上記粒状体を更に独立した粒状体に分離するとともに、上記粒状体の表面に付着している汚染物質を分離する解砕・解膠処理を行うことを特徴とする汚染物質が付着した粒状体の処理装置。
【請求項２】
上記大きさの小さな方の粒状体の中から、重金属類またはダイオキシンのいずれか一方または両方から成る汚染物質を含む微粒片と、大きさが上記微粒片よりも大きい無害な微粒片とを分級する分級手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の汚染物質が付着した粒状体の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚染土壌や焼却灰等の汚染物質が付着された粒状体の無害化を実現するための汚染物質が付着した粒状体の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リサイクルができない生ゴミ等の可燃物は、主に、ストーカ式焼却炉あるいは流動床式焼却炉において焼却され、焼却灰として廃棄物処分場に搬出されて埋設される。実際の焼却灰には、上記可燃物に混って焼却された金属屑やガラスあるいは陶器類の欠片や土砂等も含まれているので、焼却灰の成分としては、各種金属やシリカ，アルミナ，石灰等が混ざっている。このような焼却灰は、廃棄量が多いことや、重金属類や焼却過程で生じたダイオキシン等の有害物質が焼却灰に付着していることから、焼却灰の減容化及び無害化の方法あるいは再利用の技術の確立が望まれている。
焼却灰に含まれる鉛，亜鉛，銅，カドミウム等の有害な重金属類を無害とする方法として、（１）溶融固化、（２）セメント固化、（３）薬剤処理、（４）酸やその他の溶媒による安定化、（５）炭酸塩化処理、（６）水洗浄などがある。これらの内で最も確実な方法は（１）の溶融固化で、これは焼却灰を約１５００℃以上の高温で溶融した後廃棄物処分場に廃棄、または粉砕して微粒片とし再利用する方法で、この処理方法は現在実用化されている。この処理方法では、重金属類は溶融物の内部に封じ込められているので、上記溶融物が水に触れた場合でも上記重金属類が溶出することはないといわれている。（２）のセメント固化は、焼却灰にセメントを入れるため、廃棄物の量が増大してしまうという致命的な欠点がある。その上、セメントの混入によって処理された焼却灰はアルカリ性が強くなり、かえって鉛などが溶出する危険性が高い。（３）の薬剤処理では、ｐＨ調整が重要であるが、焼却灰に含まれる物質が一定せずかつ多様なことからｐＨ調整が難しく、不適切であると薬剤添加の効果がないので疑問視されている。（４）の酸やその他の溶媒による安定化は、重金属類を残存させた状態で安定化させるので、長期的に溶出を防止することは難しい。（５）の炭酸塩化処理は維持管理が難しく、その上装置が複雑なので実用的ではない。（６）の水洗浄は、酸性雨等で酸性環境にならなければ、比較的容易に重金属類が除去できるといわれているが、その効果は粉体状の飛灰で確認されているだけで、焼却灰の場合のように、団粒状態にあるような粒状体に付着されている重金属類やダイオキシン類に対しては、十分な効果が期待できない。
また、上述した溶融固化は、焼却灰の処理温度が高いため、ダイオキシン類を熱分解して無害化することができるので、現状では、この溶融固化による処理が最も効果的であるといわれており、この溶融固化が焼却灰の処理方法の主流となっている。
【０００３】
しかしながら、長期的にみると、溶融固化においても、処分場に埋設された溶融物の内部に封じ込められいる重金属類が溶出する可能性は否定できない。また、溶融固化では、焼却灰を高温で溶融するために、溶融炉等の大型設備を必要とすることや、多大な燃料を必要とすることから、設備の建設費や処理コストが高いといった問題点がある。そこで、処分場に焼却灰を廃棄する以前に重金属類やダイオキシン類等の有害性のものを除去した後、再利用可能な石，砂，微粒分等を抽出することで廃棄量の減容化を図る技術の確立が望まれるところである。
【０００４】
一方、近年、化学工場や金属精錬工場等の工場近辺の土壌が、重金属類や有機塩素化合物あるいは油性分等で汚染されていることが問題視されている。また、海難事故等により海に流出した原油で汚染された海浜の土壌や、原油存在地盤のトンネル掘削に伴い搬出される掘削土には原油が付着しているため、その処理が困難となることがしばしばある。更に、問題となる汚染物質が付着した土壌（汚染土壌）としては、上述した焼却灰の混入により汚染された土壌も含まれる。
このような汚染土壌に対しても、上記汚染物質を除去し、石，砂，微粒分等を抽出して再利用する技術の確立が望まれている。
【０００５】
一般に、焼却灰に付着しているダイオキシン類は、焼却灰中の２ｍｍ以下の大きさの粒状体表面に比較的強く付着しているといわれている。そこで、焼却灰中の５ｍｍ以上の大きさの粒状体を分級し、上記粒状体表面に比較的弱く付着しているダイオキシン類を取り除く処理をすれば、この粒状体は無害であり再利用可能と考えられる。しかしながら、粒状体同士が団粒状態にあるような焼却灰を、個々の粒状体を破壊することなく分離する方法や、ダイオキシン類の比較的強く付着している２ｍｍ以下の大きさの粒状体からダイオキシン類を離脱させる方法については、発明者の知るところでは提案されていない。
更に、焼却灰は軟らかい組織であるので、一般の破砕機では焼却灰に付着したダイオキシン類を離脱させることが困難であるだけでなく、例えば、ボールミル等を用いて焼却灰を粉砕すると、焼却灰の粒状体も細粒化されしまい、ダイオキシン類の付着した粒状体を分離できず、かえって減容化が難しくなってしまう。
一方、汚染土壌は、粒状体同士が団粒状態となっている部分は少ないものの、上記粒状体に付着している重金属類や油性分等の汚染物質は粒径が極めて小さいので、上記焼却灰と同様に、一般の破砕機では上記汚染物質を離脱させることが困難であるだけでなく、汚染土壌の粒状体も細粒化されしまい、上記汚染物質を分離することが困難となる。
【０００６】
ところで、特開平８−１６４３６３号公報には、砂礫や粘土等を含む浚渫土を粉砕することなく浚渫土中の石等の鋭角部を取り除くとともに、土塊や砂塊等を破砕する破砕機が開示されている。図７（ａ），（ｂ）は、この破砕機１０の構成を示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。破砕機１０は、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根６Ｗを有する円筒状の回転ドラム６と、外周面に軸方向に沿って取付けられ、径方向に突出する複数の内羽根７Ｗを有し、上記回転ドラム６の内部に偏心して取付けられたロータ７とを備え、回転ドラム６の外周に設けられた環状歯車６ａをモータ８により、ロータ７に取付けられた回転軸７ａを駆動機構７ｂにより、それぞれ互いに逆方向に回転させ、破砕機１０に投入された浚渫土等の投入物に圧縮及びせん断応力を作用させて上記投入物を破砕したり、破砕された投入物間の相互摩擦により破砕物を研磨するものである。なお、上記破砕機１０による破砕処理は、砕石を研磨する場合には乾式あるいは湿式で行い、砂礫や粘土等を含む浚渫土等の土砂を細粒化する場合には、上記投入物に加水しつつ行う。また、上記投入物に作用する応力の大きさは、主に、回転ドラム６とロータ７との間隔（ロータ７の偏心度）と、回転ドラム６及びロータ７のそれぞれの回転速度により調整する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記破砕機１０では、礫や石などを含む浚渫土を破砕する例については開示されているが、生ゴミや可燃物等の有機物源を燃焼させた焼却灰のような団粒化された粒状体を、上記粒状体を破壊することなく分離する方法や、焼却灰中の粒状体に付着している重金属類やダイオキシン類を分離して、焼却灰を無害化する方法については何ら示唆されてはいない。
更に、上記破砕機１０では、処理材料がカーボンや油性分のような粘性の大きな汚染物質が付着している汚染土壌である場合や、汚染物質である重金属類が個々の粒状体に強く付着しているような場合には、上記粒子に付着している汚染物質を有効に離脱させることが困難であった。
【０００８】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、汚染土壌や焼却灰等の汚染物質の付着した粒状体を細粒化するとともに、上記汚染物質を効率的に分離して除去し、更に、上記汚染物質が分離された無害な粒状体を再利用することのできる汚染物質が付着した粒状体の処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の汚染物質が付着した粒状体の処理装置は、前段の細粒化手段と後段の細粒化手段と分離手段とを備えた粒状体の処理装置であって、上記前段及び後段の細粒化手段は、それぞれ、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根を有する円筒状の回転ドラムと、外周面に軸方向に沿って取付けられ径方向に突出する複数の内羽根を有し、上記回転ドラムの内部に回転ドラムに対し偏心して取付けられた、上記回転ドラムと逆方向に回転するロータとを備え、上記前段の細粒化手段は、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された汚染物質が付着した粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させ、上記粒状体を独立した粒状体に分離する解砕処理を行い、上記分離手段は、上記前段の細粒化手段から排出された粒状体の中から、５ｍｍ〜１０ｍｍ径の間の所定の径以上の大きさの粒状体と上記粒状体よりも大きさの小さな粒状体とを分離し、上記後段の細粒化手段は、上記前段の細粒化手段よりもロータと上記回転ドラムとの間隙が狭く設定されて、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された、上記分離手段で分離された大きさの小さな方の粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させて、上記粒状体を更に独立した粒状体に分離するとともに、上記粒状体の表面に付着している汚染物質を分離する解砕・解膠処理を行うようにしたものである。
なお、上記細粒化手段で行う、汚染物質が付着した粒状体に圧縮応力を作用させ、多数の粒状体同士が固着している団粒状の汚染物質が付着した粒状体を、上記粒状体を破壊することなくほぼ独立した粒状体に分離して細粒化する処理を以下では解砕処理と呼ぶ。また、上記粒状体に加える応力を大きくして、粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させて、粒状体同士の摩擦による相互研磨を行わせ、上記粒状体の表面に付着している汚染物質を分離する処理を以下では、解膠処理と呼ぶ。
【００１０】
請求項２に記載の汚染物質が付着した粒状体の処理装置は、上記大きさの小さな方の粒状体の中から、重金属類またはダイオキシンのいずれか一方または両方から成る汚染物質を含む微粒片と、大きさが上記微粒片よりも大きい無害な微粒片とを分級する分級手段を設けたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係わる汚染物質が付着した粒状体の処理装置の構成を示すブロック図である。同図において、１は投入された処理材料である汚染物質が付着した粒状体に加水し、上記粒状体の粗い解砕を行うための第１の細粒化手段である一次細粒化機１１と、この一次細粒化機１１で解砕処理された上記粒状体に加水し、上記粒状体の解砕・解膠処理を行うための第２の細粒化手段である二次細粒化機１２とを備えた細粒化装置、１３は汚染物質が付着した粒状体を投入する受け入れホッパ、１４は一次細粒化機１１の排出口１１ａから排出された粒状体の中から、大型の金属類や挟雑物等の固形物を捕獲するための約３０ｍｍの分級用の網、１５は上記網１４を通過した粒状体中から５ｍｍ径以上粒状体を選別して分離するとともに、５ｍｍ以下の粒状体を二次細粒化機１２に送出する分離手段、１６は液体サイクロンやシックナータンク等の分級手段を備え、上記二次細粒化機１２から送出されたスラリー状の粒状体の中から種々の大きさの粒状体を分級するための分級手段である。また、１７は上記細粒化装置１及び上記分級手段１６に処理水を供給する給水部、１８は上記分級手段１６から排出される処理水を浄化する汚水処理部である。
【００１２】
図２は、細粒化装置１の一構成例を示す図で、細粒化装置１は、上述した従来の破砕機１０と同様の構成の一次細粒化機１１と二次細粒化機１２とを１つのシェル２内に組み込み、共通の動力機３により稼動するように構成されている。上記一次細粒化機１１及び上記二次細粒化機１２における解砕・解膠の条件は、粒状体同士が固着されて団粒状態となっている汚染物質が付着した粒状体を、上記各粒状体を破壊することなく分離し、かつ上記粒状体中の粒状体に付着している重金属類あるいはダイオキシン類を上記粒状体から剥離するような条件にそれぞれ設定してある。また、４は処理材料である汚染土壌や焼却灰などを投入する処理材料投入口、５は一次細粒化機１１及び二次細粒化機１２のそれぞれの処理空隙内で順次解砕・解膠された処理材料を排出する処理材料排出口である。なお、上記細粒化装置１に設けられる、分離手段１５へ送出口及び分離手段１５からの送入口については省略した。
汚染物質が付着した粒状体に対して粗い解砕処理を行う一次細粒化機１１は、図３（ａ）に示すように、ロータ７の偏心量を小さくして回転ドラム６とロータ７との間隔Ｄ1を比較的広くするとともに、回転速度を低速としている。また、上記粒状体に対して解膠を主体とする処理を行う二次細粒化機１２では、図３（ｂ）に示すように、ロータ７の偏心量を大きくして回転ドラム６とロータ７との間隔Ｄ2を狭くするとともに、回転速度を高速にしている。
【００１３】
一次細粒化機１１または二次細粒化機１２中では、図４に示すように、処理空隙である回転ドラム６とロータ７との間隙に投入された汚染物質が付着した粒状体Ｓは、回転ドラム６の外羽根６Ｗによって上方に掻き上げられるとともに、ロータ７の内羽根７Ｗによって下方に引き下げられるので、上記粒状体Ｓには圧縮応力とともにせん断応力が作用し上記粒状体Ｓは解砕・解膠処理される。
すなわち、図５（ａ）に示すように、粒状体同士が固着面ｒで固着されて団粒状態となっている汚染物質が付着した粒状体の各粒状体ｐあるいは粒状体同士が固着してはいないが大きさの大きい粒状体ｐに圧縮応力及びせん断応力が作用し、上記団粒状の各粒状体が上記固着面ｒのところから分かれてほぼ独立した細かな粒状体ｐに細粒化される（解砕）とともに、図５（ｂ）に示すように、粒状体同士に擦り合わせ方向の力が作用し、粒状体ｐ相互の摩擦により各粒状体の表面に付着された重金属類やダイオキシン類などの汚染物質ｑの粒状片が剥離され粒状体ｐから分離される（解膠）。なお、上記汚染物質ｑは、団粒状の粒状体の表面だけでなく、各粒状体ｐの表面である上記固着面ｒにも付着されている（図５（ａ）参照）。したがって、解砕時には、団粒状の粒状体の表面に付着されている汚染物質ｑの一部は剥離されることもあるが、ほとんどは上記解膠処理の際に粒状体ｐの表面から分離される。また、一部の大きさの大きい粒状体の中には破砕されて細粒化されるものもある。
このとき、上記一次細粒化機１１及び二次細粒化機１２には、給水部１７からの処理水が図示しない給水口を通って供給される。細粒化装置１に投入された汚染物質が付着した粒状体は、この処理水が加水された状態で解砕・解膠されるので、上記剥離された汚染物質のうち、重金属類やダイオキシン類は、上記処理水中に溶解したりあるいは微粒片として浮遊する。
【００１４】
次に、処理材料が焼却灰である場合を例にとって、上記処理装置による汚染物質が付着した粒状体の処理方法について説明する。
まず、受け入れホッパ１３に投入された焼却灰は、細粒化装置１の処理材料投入口４から一次細粒化機１１に投入される。一次細粒化機１１では、処理水と混合された焼却灰に対して粗い解砕を行い、焼却灰の表面に弱く付着しているダイオキシン等の微粒片を剥離させて上記処理水中に浮遊させたり、容易に溶解する重金属類を上記処理水中に溶解させるとともに、粒状体同士が固着された焼却灰を、上記粒状体を破壊することなく分離しつつ、焼却灰を一次細粒化機１１の下流側に移動させ、分離手段１５に送出する。このとき、焼却灰にかかる応力は上述した破砕機１０よりも十分低く設定してあるので、焼却灰に混入されている土砂や陶器片等の粒状体は破砕されずに排出される。
【００１５】
焼却灰に付着しているダイオキシン類は、一般に焼却灰中の２ｍｍ以下の大きさの粒状体に付着しているといわれているので、焼却灰中の５ｍｍ以上の大きさの粒状体は無害であると考えられる。そこで、分離手段１５として、焼却灰中の５ｍｍ以上の大きさの粒状体を分離する装置、例えば、５ｍｍ程度の選別振動スクリーンを用いて、上記焼却灰から５ｍｍ以上の粒状体を篩い分けして分離し、篩い分けされた５ｍｍ以下の焼却灰を二次細粒化機１２に送出する。一方、５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の粒状体は、分離手段１５より搬出され再利用または廃棄される。
【００１６】
分離手段１５を通過した焼却灰は、概ね５ｍｍ以下の粒状体となっているので、二次細粒化機１２では回転ドラム６とロータ７との間隔が狭く、かつ高速回転とし、焼却灰を更に細かい粒状体に分離したり、大きさの大きい粒状体の一部を細粒化するとともに、焼却灰に強く付着している重金属類やダイオキシンの微粒片を粒状体相互の摩擦により離脱させつつ上記焼却灰を下流側に移動させる。二次細粒化機１２で解砕・解膠された焼却灰は処理材料排出口５から分級手段１６に送出され、種々の大きさの粒状体に分級される。上記粒状体から離脱した重金属類やダイオキシン類は、処理水とともに分級手段１６に送られ処理されたり、分級手段１６を経由して汚水処理部１８に送られ処理される。
【００１７】
分級手段１６では、５ｍｍ以下の粒状体を含む泥状の焼却灰から、砂分や微粒砂や灰の成分である細かな粒状体等の種々の大きさの粒状体を分級する。なお、分級手段１６で分級した約２０μｍ以下の微粒片はダイオキシン類を多く含む微粒片と見做し、例えば溶融固化するなどの処理を行う。一方、溶出した重金属類を含んだ処理水は、汚水処理部１８において薬品処理などを施し、上記重金属類を処理して浄化した後、循環水として再利用される。また、約２０μｍ以上の粒状体を含んだ泥土は、重金属類やダイオキシン類が取り除かれて無害化されているので再利用される。
【００１８】
汚染土壌の処理方法も、上記焼却灰の場合と同様であるが、土粒子は団粒化していることが少ないと思われるので、一次細粒化機１１，二次細粒化機１２ともに、上記図５（ｂ）に示す解膠作用が主となる。なお、焼却灰を含んだ汚染土壌の場合には、一次細粒化機１１では粗い解砕を行い、二次細粒化機１２では解砕及び解膠を行う。
【００１９】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係わる焼却灰の連続処理システムの処理フローを示す図で、本実施の形態２では、上述した実施の形態１と同様の細粒化装置１を用いて投入された焼却灰を連続的に処理し、焼却灰を細粒化するとともに、効率良く焼却灰中の有害物を除去し、排出された無害な粒状体を再利用するようにしたものである。
まず、受け入れホッパ１３に投入された焼却灰をベルトコンベアにより搬送し、一次細粒化機１１に投入する。一次細粒化機１１では、給水部１７の後述する二次処理水槽５３からの処理水を上記焼却灰に加水し、上記焼却灰に対して粗い解砕を行い、焼却灰を種々の大きさの粒状体に分離するとともに、焼却灰の表面に弱く付着しているダイオキシン類や重金属類を上記処理水中に浮遊あるいは溶解した状態で離脱させつつ、上記焼却灰を下流側に移動させ、一次細粒化機１１の排出口１１ａから排出する。一次細粒化機１１では、回転ドラム６とロータ７との間隔が広く、かつ低速回転であるので、大型の金属類や挟雑物等の固形物は解砕されずに排出される。この大型の固形物は、上記排出口１１ａに設けられた約３０ｍｍの分級用の網１４により捕獲されて除去され、ベルトコンベアにより搬出される。一方、約３０ｍｍ以下の粒状体となった焼却灰は、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度（例えば、１０ｍｍ）の一次選別振動スクリーン２０により篩い分けされる。篩い分けされた１０ｍｍ以下の焼却灰は、磁気式金属除去機２１において、焼却灰中の金属片を取り除いた後に、二次細粒化機１２に送られる。一方、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の粒状体はベルトコンベアにより搬出され再利用または廃棄される。なお、一次選別振動スクリーン２０には給水部１７から水が供給され、一次選別振動スクリーン２０を通過した水は、後述する第１のフィードサンプ２３に送られる。この一次選別振動スクリーン２０が上記実施の形態１の分離手段１５に相当する手段である。
【００２０】
一次選別振動スクリーン２０を通過した焼却灰は、概ね１０ｍｍ以下の粒状体となっているので、二次細粒化機１２では、給水部１７からの処理水を上記焼却灰に加水するともに、回転ドラム６とロータ７との間隔を狭くしかつ回転速度を高速にし、焼却灰に対して主に粒状体同士の摩擦による相互研磨を行わせ、焼却灰に強く付着している重金属類やダイオキシン類を離脱させつつ上記焼却灰を下流側に移動させ、二次細粒化機１２の排出口１２ａから、二次選別振動スクリーン２２に送る。
二次選別振動スクリーン２２は、上記焼却灰から５ｍｍ以下の粒状体を確実に篩い分けるもので、上記二次選別振動スクリーン２２から排出される５ｍｍ以下の砂分や細粒化された灰粒子等の粒状体を含んだ泥状の焼却灰は、第１のフィードサンプ２３に一時貯蔵され後、分級手段１６により種々の大きさの粒状体に分級される。また、上記一次選別振動スクリーン２０及び二次選別振動スクリーン２２で篩い分けされた５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の砂礫や細かい陶器片を主とした粒状体は、搬出され再利用あるいは廃棄される。
【００２１】
次に、分級手段１６における分級処理について詳細に説明する。
第１のフィードサンプ２３に貯蔵された５ｍｍ以下の粒状体を含んだ泥状の焼却灰は、第１の液体サイクロン３０に送られ分級される。第１の液体サイクロン３０では、約１００μｍ以下の粒状体を処理水中に浮遊させて分離する。上記第１の液体サイクロン３０の上部から排出された約１００μｍ以下の粒状体を含んだ処理水は、第１のフィードサンプ２３に一時貯蔵された後、第２のフィードサンプ３３に送られる。一方、第１の液体サイクロン３０の底部から排出された粒径が１００μｍを越える粒状体を含むスラリーは、第１のスピゴットタンク３１に送られた後、第１の脱水振動スクリーン３２で約１００μｍ以上の砂分を主体とした粒状体が分離されて、第２のフィードサンプ３３に送られる。
同様に、第２のフィードサンプ３３に貯蔵された約１００μｍ以下の粒状体となった焼却灰は、第２の液体サイクロン３４と第２の脱水振動スクリーン３６とにより、２０〜１００μｍの微粒砂を主とした粒状体と２０μｍ以下の微粒片とに分級される。すなわち、第２の液体サイクロン３４の上部から排出された約２０μｍ以下の微粒片を含んだ処理水は、第２のフィードサンプ３３に一時貯蔵された後、ゴミ処理トロンメル３７を介してシックナータンク４０に送られる。また、一方、第１の液体サイクロン３０の底部から排出された粒径が２０μｍを越える粒状体を含むスラリーは、第２のスピゴットタンク３５に送られた後、第２の脱水振動スクリーン３６により、約２０μｍ以上の微粒砂を主体とした粒状体が分離されて、シックナータンク４０に送られる。
【００２２】
シックナータンク４０では、上記約２０μｍ以下の微粒片を含んだ処理水と泥状の焼却灰とをタンク内でゆっくりと回転させ、粒状体等の固形物を凝集沈殿させる固液分離を行う。上記シックナータンク４０の上澄み液には、上述したように、焼却灰から分離された重金属類が溶解あるいは浮遊しているので、汚水処理部１８の一次処理水槽５０に送られ処理される。この一次処理水槽５０では、キレート剤等の添加によって上記重金属類の不溶化塩を形成させ重金属類を不溶化することにより、上記重金属類を上記処理液から分離する。
一方、シックナータンク４０の底部に沈殿したスラリー状の焼却灰は、第１のスラリータンク４１に貯蔵された後、遠心分離器４２において、ダイオキシン類等の微粒片を除去した後、第２のスラリータンク４３に送られ貯蔵される。遠心分離器４２で分離された、ダイオキシン類等の微粒片を多く含む有害な汚泥は、溶融固化等の処理を施すなどして廃棄される。一方、スラリータンク４３に貯蔵されたスラリーは、重金属類やダイオキシン類が除去されて無害化されているので、脱水機４４に送り、このスラリーから、図示しないフィルタプレスにより脱水ケーキを作製するなどして再利用することができる。
【００２３】
なお、脱水機４４で脱水された水は濾過水返却用タンク５１に送られ一時貯蔵され、その後、一次処理水槽５０で重金属類を不溶化した後、液体濾過装置５２に送られる。液体濾過装置５２では、上記処理水を活性炭等の吸着材で濾過して重金属類やダイオキシン類を除去して浄化する。この浄化された処理水は給水部である二次処理水槽５３に送られる。また、シックナータンク４０から一次処理水槽５０に送られた処理水も、上記液体濾過装置５２で浄化された後、二次処理水槽５３に送られる。二次処理水槽５３に戻された処理水は、補給用の清水と混合されて、再び、一次細粒化機１１，二次細粒化機１２及び一次選別振動スクリーン２０等に供給される。
【００２４】
なお、上記実施の形態２においては、焼却灰の処理システムについて説明したが、汚染土壌についても、上記処理システムと同様の処理システムにより、土粒子に付着した汚染物質を効率よく取り除くことができるとともに、汚染土壌中の石，砂，微粒分等を抽出して再利用することができる。
【００２５】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、前段の細粒化手段と後段の細粒化手段と分離手段とを備えた粒状体の処理装置において、上記前段及び後段の細粒化手段は、それぞれ、内周面に軸方向に沿って取付けられ、中心方向に突出する複数の外羽根を有する円筒状の回転ドラムと、外周面に軸方向に沿って取付けられ径方向に突出する複数の内羽根を有し、上記回転ドラムの内部に回転ドラムに対し偏心して取付けられた、上記回転ドラムと逆方向に回転するロータとを備え、上記前段の細粒化手段は、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された汚染物質が付着した粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させ、上記粒状体を独立した粒状体に分離する解砕処理を行い、上記分離手段は、上記前段の細粒化手段から排出された粒状体の中から、５ｍｍ〜１０ｍｍ径の間の所定の径以上の大きさの粒状体と上記粒状体よりも大きさの小さな粒状体とを分離し、上記後段の細粒化手段は、上記前段の細粒化手段よりもロータと上記回転ドラムとの間隙が狭く設定されて、処理空隙である上記ロータと上記回転ドラムとの間隙に投入された、上記分離手段で分離された大きさの小さな方の粒状体に、加水しながら、圧縮及び粒状体相互間の擦り合わせの力を作用させて、上記粒状体を更に独立した粒状体に分離するとともに、上記粒状体の表面に付着している汚染物質を分離する解砕・解膠処理を行うようにしたので、後段の細粒化手段では最大粒径が規制された粒状体を処理できる。したがって、汚染物質が付着した粒状体の解砕・解膠を効率的に行うことができ、上記粒状体の分級を容易にすることができる。更に、上記分離された５ｍｍ径以上の大きさの粒状体は無害な粒状体なので、再利用可能である。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、上記大きさの小さな方の粒状体の中から、重金属類またはダイオキシンのいずれか一方または両方から成る汚染物質を含む微粒片と、大きさが上記微粒片よりも大きい無害な微粒片とを分級する分級手段を設けて、上記汚染物質を含む有害性の微粒片を取り除くようにしたので、無害化された大きい方の粒状体を脱水ケーキ等のリサイクル可能な資源に再使用することができるとともに、汚染物質が付着した粒状体の無害化及び減容化に対して著しい効果をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１に係わる汚染物質が付着した粒状体の処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本実施の形態１に係わる細粒化手段を示す側面図である。
【図３】  本実施の形態１の細粒化手段の設定条件を示す図である。
【図４】  本実施の形態１の解砕・解膠作用を説明するための図である。
【図５】  本実施の形態１の解砕・解膠作用を説明するための図である。
【図６】  本発明の実施の形態２に係わる焼却灰の連続処理システムの処理フローを示す図である。
【図７】  従来の破砕機の構造を示す図である。
【符号の説明】
１  細粒化装置、２  シェル、３  動力機、４  処理材料投入口、
５  処理材料排出口、６  回転ドラム、６Ｗ  外羽根、７  ロータ、
７Ｗ  内羽根、１１  一次細粒化機、１２  二次細粒化機、
１３  受け入れホッパ、１４  網、１５  分離手段、１６  分級手段、
１７  給水部、１８  汚水処理部、２０  一次選別振動スクリーン、
２１  磁気式金属除去機、２２  二次選別振動スクリーン、
２３  第１のフィードサンプ、３０  第１の液体サイクロン、
３１  第１のスピゴットタンク、３２  第１の脱水振動スクリーン、
３３  第２のフィードサンプ、３４  第２の液体サイクロン、
３５  第２のスピゴットタンク、３６  脱水振動スクリーン、
３７  ゴミ処理トロンメル、４０  シックナータンク、
４１  第１のスラリータンク、４２  遠心分離器、
４３  第２のスラリータンク、４４  脱水機、５０  一次処理水槽、
５１  濾過水返却用タンク、５２  液体濾過装置、５３  二次処理水槽。
【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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