(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
覆土とともに掘り起こす埋立廃棄物に吸湿作用を有するカルシウム化合物を主成分とする塩基度調整剤を添加して、覆土とともに掘り起こす埋立廃棄物中におけるＣａＯ換算した場合のカルシウム化合物の質量とＳｉＯ2の質量との比で示される埋立廃棄物の塩基度を０．４〜０．８の範囲に調整する調整剤添加工程、前記塩基度調整剤が添加された前記埋立廃棄物から所定粒度より大きな粒度の埋立廃棄物を溶融不適廃棄物として除去する粒度選別工程、前記粒度選別工程により前記溶融不適廃棄物が除去された主に土砂を含む不燃物や粒度の小さい廃棄物から溶融不適物である金属を磁力選別機構により除去する磁力選別工程を経て溶融適廃棄物を得る溶融前処理工程を有し、
前記溶融前処理工程において選別された前記溶融適廃棄物を廃棄物溶融炉において溶融処理する溶融処理工程を有する埋立廃棄物処理方法。
【請求項２】
前記カルシウム化合物は、吸湿性の生石灰を含むものである請求項１に記載の埋立廃棄物処理方法。
【請求項３】
前記廃棄物溶融炉が、前記塩基度調整剤が添加された前記溶融適廃棄物を溶融処理する表面溶融炉であり、前記溶融前処理工程の前に、前記埋立廃棄物と前記覆土との分布状態を調査することによって前記塩基度調整剤の添加量を決定する工程を有する請求項１又は２に記載の埋立廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋立廃棄物を掘り起こして溶融処理に適する溶融適廃棄物と溶融処理に適さない溶融不適廃棄物とに選別する溶融前処理工程と、前記溶融前処理工程において選別された前記溶融適廃棄物を覆土とともに廃棄物溶融炉において溶融処理する溶融処理工程とを有する埋立廃棄物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物焼却炉で焼却処理された廃棄物の焼却残渣である焼却灰や数十ミリ以下の粒度に調整された被溶融物を、溶融処理施設における表面溶融炉等の廃棄物溶融炉で溶融処理すると焼却灰等の被溶融物はフィルム状に溶融して溶融スラグとなり、この溶融スラグは、溶融スラグ排出経路を経て前記廃棄物溶融炉外に滴下し、空冷又は水砕スラグとして排出される。焼却灰等の廃棄物の溶融処理を行う際には、廃棄物の融点が低い方が廃棄物溶融処理のための溶融エネルギーが節約でき、また、溶融処理により生成した溶融スラグの流動性が高い方が、前記溶融スラグ排出経路を閉塞させ難い。そのため、廃棄物溶融処理を低コスト、かつ、前記溶融スラグ排出経路の閉塞等による前記廃棄物溶融炉の操業停止等のトラブルが発生し難い状態で行うことができるのである。
【０００３】
廃棄物の融点、又は溶融スラグの流動性は、廃棄物の塩基度を調整するための薬剤（塩基度調整剤）を添加することにより調節することができる。塩基度とは、廃棄物中の生石灰と二酸化珪素との比（ＣａＯ／ＳｉＯ2 ）で表されるものであり、通常、０．４〜０．８程度の値を示す廃棄物は、融点は低い上に溶融して生成した溶融スラグの流動性は高いことが知られている。また、廃棄物を塩基度によって分類すると、塩基度が低い（ＣａＯ成分が少ない）低塩基廃棄物と、塩基度が高い（ＣａＯ成分が多い）高塩基廃棄物に分類される。前記低塩基廃棄物は、融点が高い上に溶融して生成した溶融スラグの流動性は低く、さらに前記高塩基廃棄物は、融点が高い上に溶融して生成した溶融スラグの流動性は高い。
【０００４】
このため、前記低塩基廃棄物に対しては、融点を低下させると共に溶融して生成した溶融スラグの流動性を増大させるために炭酸カルシウムＣａＣＯ3 、消石灰Ｃａ（ＯＨ）2 、生石灰ＣａＯ等のカルシウムを主成分とする塩基度調整剤の添加を行い、さらに、前記高塩基廃棄物に対しては、融点を低下させるために珪砂等の珪素を主成分とする塩基度調整剤の添加を行って廃棄物の塩基度を０．４〜０．８程度に調整する。
【０００５】
一方、近年の廃棄物の急増によって埋立処分場に不足を来たしている。このような事情から、古くに埋め立て処分された埋立廃棄物を再び掘り起こし、溶融処理施設の廃棄物溶融炉を活用して溶融処理し、減量した溶融スラグとして改めて埋立処分する埋立廃棄物溶融処理が注目されている。また、不法投棄等により周辺環境に放置あるいは埋め立てられている廃棄物も増加している。このような不法投棄等による埋立廃棄物においても、環境浄化の観点から、掘り起こして溶融処理し、減量した溶融スラグとして改めて埋立処分することが望まれている。
【０００６】
上述の埋立廃棄物溶融処理は、図２に示したように、前記埋立廃棄物を溶融処理に適する溶融適廃棄物と溶融処理に適さない溶融不適廃棄物とに選別する溶融前処理工程Ａを行った後、前記溶融前処理工程Ａにおいて選別された前記溶融適廃棄物を覆土とともに廃棄物溶融炉７において溶融処理する溶融処理工程Ｂを行うことにより溶融処分されていた。
【０００７】
廃棄物受入ピットＰ１に搬入された埋立廃棄物は、粒度選別工程２において、所定粒度より大きな粒度の埋立廃棄物をグリズリ等の篩機により溶融不適廃棄物として除去する処理を行い、さらに、粒度選別により溶融不適廃棄物が除去された埋立廃棄物から溶融不適物である金属を磁選機により除去する磁力選別工程４等を行って溶融適廃棄物を選別する処理が行われる。
この時、必要に応じて前記粒度選別工程２の後に、前記粒度選別工程２により除去された溶融不適廃棄物を、衝撃式破砕機等の破砕機により所定粒度に破砕する破砕工程３を行って所定粒度以下の大きさを有する溶融適廃棄物とした後、前記磁力選別工程４を行っていた。この時、図３に示したように、前記衝撃式破砕機３３内に投入した溶融不適廃棄物は、高速回転する羽根３４により破砕され、所定粒度（例えば３０ｍｍ）以下にまで破砕されると空隙３５を通過して前記磁力選別工程４へと送られる。
【０００８】
ここで、前記埋立廃棄物は土壌等の覆土を含有しており、この覆土は二酸化珪素を主成分とするために、覆土を含有した埋立廃棄物は二酸化珪素の割合が増大するため塩基度は低くなる。そのため、前記埋立廃棄物は通常、低塩基廃棄物と考えられる。そのため、カルシウムを主成分とする塩基度調整剤１１の添加を行って塩基度を調整した後、溶融処理を行う必要があるが、前記塩基度調整剤１１は、埋立処分場等から前記埋立廃棄物を溶融処理施設に搬入して前記溶融前処理工程Ａを行った後、つまり、前記溶融処理工程Ｂを行う直前に添加されていた。
【０００９】
これにより、前記埋立廃棄物は前記廃棄物溶融炉７にて溶融処理を行うまでに適切な塩基度に調整される。そのため、前記埋立廃棄物の融点は低下するため溶融処理のための溶融エネルギーが節約でき、また、溶融処理により生成した溶融スラグの流動性が高くなるため、前記溶融スラグ排出経路ｄを閉塞させ難くなる。そのため、廃棄物溶融処理を低コスト、かつ、前記溶融スラグ排出経路ｄの閉塞等による前記廃棄物溶融炉７の操業停止等のトラブルが発生し難い状態で行うことができるのである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、前記埋立廃棄物は土壌等の覆土を含有しており、この覆土には土壌中の水分が含まれている。そのため、前記埋立廃棄物は、採取時の天候条件によって異なるものの覆土を含有しているため一般的に含水量が多いと考えられる。つまり、前記埋立廃棄物には、水分による滑りが生じていることになる。また、含水量の多い覆土は泥状を呈するのであるが、この泥状の覆土は、放置すると粘度が著しく高くなって流動性を失い、大きな力を加えれば再度流動性を示すという、いわゆるチクソトロピー性を示す。
【００１１】
そのため、滑りが生じた埋立廃棄物は、前記溶融前処理工程における各工程で使用する機器類に付着し易くなり、さらに、チクソトロピー性を示す泥状の覆土を含む埋立廃棄物が付着した場合はこれら機器類を閉塞したり、機器類の動作に支障を来す虞があるという問題点があった。具体的には、前記篩機に滑りが生じた埋立廃棄物や泥状の覆土を含む埋立廃棄物が付着して目詰りし易く、さらに、前記破砕工程で使用する前記衝撃式破砕機において、前記空隙に滑りが生じた埋立廃棄物や泥状の覆土を含む埋立廃棄物が付着して前記空隙が閉塞し易かった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、埋立廃棄物の含水量が低減した状態で溶融前処理工程を行うことができる埋立廃棄物処理方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、
覆土とともに掘り起こす埋立廃棄物に吸湿作用を有するカルシウム化合物を主成分とする塩基度調整剤を添加して、覆土とともに掘り起こす埋立廃棄物中におけるＣａＯ換算した場合のカルシウム化合物の質量とＳｉＯ2の質量との比で示される埋立廃棄物の塩基度を０．４〜０．８の範囲に調整する調整剤添加工程、前記塩基度調整剤が添加された前記埋立廃棄物から所定粒度より大きな粒度の埋立廃棄物を溶融不適廃棄物として除去する粒度選別工程、前記粒度選別工程により前記溶融不適廃棄物が除去された主に土砂を含む不燃物や粒度の小さい廃棄物から溶融不適物である金属を磁力選別機構により除去する磁力選別工程を経て溶融適廃棄物を得る溶融前処理工程を有し、
前記溶融前処理工程において選別された前記溶融適廃棄物を廃棄物溶融炉において溶融処理する溶融処理工程を有する点にあり、
さらに、前記カルシウム化合物は、吸湿性の生石灰を含み、前記廃棄物溶融炉が、前記塩基度調整剤が添加された前記溶融適廃棄物を溶融処理する表面溶融炉であり、前記溶融前処理工程の前に、前記埋立廃棄物と前記覆土との分布状態を調査することによって前記塩基度調整剤の添加量を決定する工程を有する埋立廃棄物処理方法であれば好ましい。その作用効果は以下の通りである。
【００１４】
〔作用効果〕
つまり、覆土とともに掘り起こす埋立廃棄物に吸湿作用を有するカルシウム化合物を主成分とする塩基度調整剤を添加する調整剤添加工程、前記塩基度調整剤が添加された前記埋立廃棄物から所定粒度より大きな粒度の埋立廃棄物を溶融不適廃棄物として除去する粒度選別工程、前記粒度選別工程により前記溶融不適廃棄物が除去された主に土砂を含む不燃物や粒度の小さい廃棄物から溶融不適物である金属を磁力選別機構により除去する磁力選別工程を経て溶融適廃棄物を得る溶融前処理工程を有してあれば、前記粒度選別工程及び前記磁力選別工程を行う前に前記埋立廃棄物に前記塩基度調整剤を添加して前記埋立廃棄物の塩基度調整を行うことができる。
【００１５】
この時、前記塩基度調整剤が吸湿作用を有するカルシウム化合物を主成分とする薬剤であるため、前記埋立廃棄物に付着している土壌等の覆土に含まれる水分を吸収する吸湿作用を有する。この吸湿作用は、具体的には以下のように説明できる。
【００１６】
前記カルシウム化合物は、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰等のカルシウムを主成分とする薬剤である。この時、例えば、生石灰と前記埋立廃棄物に含有される覆土に含まれる水分との間には、
ＣａＯ+ Ｈ2 Ｏ  −＞  Ｃａ（ＯＨ）2 
の化学反応式で表される反応が起きていると考えられる。これより、前記埋立廃棄物に含有される土壌等の覆土に含まれる水分量は生石灰の吸湿作用により低減し、その結果、前記埋立廃棄物の水分量を低減することができるのである。
これは、後述の実施例の図４に示された実験結果から明らかとなっている。つまり、この実験では、埋立廃棄物に生石灰を１０％添加して９０分放置したところ、埋立廃棄物の含水量は当初の２４％程度から１８．５％程度まで低減したことが確認されている。
【００１７】
さらに、上記反応は多量の熱を発する発熱反応であるため、この熱による水分の蒸発によっても前記埋立廃棄物の含水量を低減することができるのである。そのため、記埋立廃棄物の滑りが低減し、さらに、前記埋立廃棄物に含有される覆土は含水量が低減するために泥状を呈し難くなるため、チクソトロピー性が緩和される。
【００１８】
つまり、この生石灰等のカルシウム化合物を主成分とする前記塩基度調整剤を前記溶融前処理工程の前記粒度選別工程及び前記磁力選別工程が行われる前に前記埋立廃棄物に添加することにより、滑りが低減し、かつ、チクソトロピー性が緩和された埋立廃棄物とすることができ、この埋立廃棄物を前記各工程で選別処理することができるため、前記埋立廃棄物が前記各工程で使用する前記篩機等の機器類に付着し難くなる。これにより、前記篩機が埋立廃棄物の付着により目詰りを起こすといった機器類の閉塞や、機器類の動作に支障を来す虞は、ほとんど無くなる。そのため、前記溶融前処理工程におけるトラブルを軽減することができるのである。
【００１９】
また、前記埋立廃棄物と覆土との分布状態を調査することによって前記塩基度調整剤の添加量を決定する工程を行うことによって、適切な量の塩基度調整剤を添加することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
本発明の埋立廃棄物処理方法のフロー概略を図１に示す。
【００２１】
前記埋立廃棄物は、生ゴミやプラスチックやゴムなどの可燃物を含む種々の大きさの廃棄物が金属類を含む不燃廃棄物と共に埋立てられたものであり、この埋立廃棄物を再び掘り起こして溶融処理する場合には、前処理を施して溶融処理に適する溶融適廃棄物を選別する必要がある。このため、溶融処理に適する溶融適廃棄物と溶融処理に適さない溶融不適廃棄物とに選別する溶融前処理工程Ａを行ったのち、前記溶融前処理工程Ａにおいて選別された前記溶融適廃棄物を、廃棄物溶融炉７において溶融処理する溶融処理工程Ｂを行うことにより溶融処分を行う。
【００２２】
前記溶融前処理工程Ａについて以下に説明する。
埋立処分場から掘り起こされた埋立廃棄物はトラック輸送等により、廃棄物受入ピットＰ１に搬入される。この埋立廃棄物には土壌等の覆土が付着しており、この覆土は二酸化珪素を主成分とするために、覆土が付着した埋立廃棄物は二酸化珪素の割合が増大するため塩基度は低くなる。そのため、前記埋立廃棄物は通常、低塩基廃棄物と考えられる。
このため、前記廃棄物受入ピットＰ１に搬入された前記埋立廃棄物に対して、融点を低下させると共に溶融して生成した溶融スラグの流動性を増大させるために生石灰等のカルシウムを主成分とする塩基度調整剤１１を添加する調整剤添加工程１を行って前記埋立廃棄物の塩基度を０．４〜０．８程度に調整する。このカルシウムを主成分とする塩基度調整剤１１は、土壌改良剤として用いられているため、入手は容易である。
【００２３】
この時、塩基度調整剤を添加する調整剤添加工程１は前記廃棄物受入ピットＰ１内で行ってもよいし、前記廃棄物受入ピットＰ１に搬入される前、例えば、埋立処分場の掘削現場や廃棄物が不法投棄されている現場で行ってもよい。つまり、後述の粒度選別工程２を行う前に添加する方式であればよい。
また、前記塩基度調整剤１１は、炭酸カルシウム、消石灰等のカルシウムを主成分とする薬剤であればよい。
【００２４】
このように前記廃棄物受入ピットＰ１や掘削現場等で塩基度調整することにより、以下のことが期待される。
前記塩基度調整剤１１として添加した生石灰はカルシウム化合物を主成分とする薬剤である。生石灰は吸湿作用があり、生石灰と前記埋立廃棄物に含有される覆土に含まれる水分との間には、多量の熱を発する発熱反応が行われているため、前記埋立廃棄物に含有される土壌等の覆土に含まれる水分量は、生石灰との反応により低減し、その結果、前記埋立廃棄物の含水量を低減することができるのである。そのため、記埋立廃棄物の滑りが低減し、さらに、記埋立廃棄物に含有される覆土は含水量が低減するために泥状を呈し難くなるため、チクソトロピー性が緩和される。
【００２５】
図４に、埋立廃棄物に生石灰を１０％添加した場合の埋立廃棄物の含水量の経時変化を調べた結果を示した。生石灰を添加しない埋立廃棄物をコントロールとして比較した。
この結果、生石灰を添加しない埋立廃棄物の含水量は、生石灰を添加してから９０分放置した後においても当初の含水量と殆ど変化しなかったのに対して、生石灰を１０％添加した埋立廃棄物の含水量は、９０分放置後には当初の２４％程度から１８．５％程度まで低減したことがわかる。このように、埋立廃棄物に生石灰を添加することにより、良好に埋立廃棄物の含水量を低減できることが判明した。
【００２６】
このように含水量の低減した前記埋立廃棄物を、粒度選別工程２及び磁力選別工程４に供するのである。
【００２７】
前記粒度選別工程２は、所定粒度より大きな粒度の埋立廃棄物をグリズリ等の篩機により溶融不適廃棄物として除去する工程である。この時、例えば３００mm以上のサイズの埋立廃棄物は、篩機である第一粒度選別装置２１により選別除去され、３０〜３００mmのサイズの埋立廃棄物は、篩機である第二粒度選別装置２２により選別除去される。この時、所定粒度は３０mmとなる。除去されなかった３０mm以下の粒度の埋立廃棄物は、主に土砂等の不燃物や粒度の小さい廃棄物であり、これらは経路ａにある前記磁力選別工程４を経て、被溶融廃棄物ピットＰ２へ搬送される。
【００２８】
前記磁力選別工程４は、粒度選別により溶融不適廃棄物が除去された埋立廃棄物から溶融不適物である金属を磁選機により除去する工程である。この時、例えば、磁選機である第一磁力選別装置４１により鉄片等の金属を選別除去し、溶融不適物が除去された埋立廃棄物を被溶融廃棄物ピットＰ２へ搬送する。
【００２９】
ここで、前記粒度選別工程２において除去された溶融不適廃棄物を所定粒度に破砕処理する破砕工程３を行っても良い。この時、例えば３００mm以上のサイズの埋立廃棄物は、経路ｂを経て衝撃式破砕機や二軸擅断式破砕機等の粗破砕装置３１で粗破砕され金属検出器５へと搬送される。また、３０〜３００mmのサイズの埋立廃棄物は、経路ｃを経て前記金属検出器５へと搬送される。前記金属検出器５においては、アイダル破砕機等の細破砕装置３２での破砕に適さない破砕不適物を検出し、検出された破砕不適物は前記細破砕装置３２手前で除去される。前記細破砕装置３２では、前記金属検出器５を経て搬入されてきた破砕に適する破砕適物を所定粒度（３０mm）に破砕する処理が行われる。この処理後、破砕された埋立廃棄物は、前記磁力選別工程４へと搬送され、溶融不適物が除去された埋立廃棄物を被溶融廃棄物ピットＰ３へ搬送する。この時、前記被溶融廃棄物ピットＰ３へ搬送する前に第三粒度選別装置２３により再度所定粒度以上の廃棄物を除去する処理を行っても良い。
【００３０】
この時、前記各工程においては、含水量が低減した前記埋立廃棄物、つまり、滑りが低減し、かつ、チクソトロピー性が緩和された前記埋立廃棄物を選別処理しているのであるから、前記各工程で使用する篩機や磁選機等の機器類に付着し難くなり、さらに、これら機器類を閉塞したり、機器類の動作に支障を来す虞は、ほとんど無くなる。具体的には、前記篩機への前記埋立廃棄物の付着や、前記衝撃式破砕機３３における前記空隙３５への前記埋立廃棄物の付着、及び前記空隙３５の閉塞の虞れを低減することができる。そのため、前記溶融前処理工程Ａにおけるトラブルを軽減することができるのである。
【００３１】
尚、上述した前記各工程で使用する機器類は、公知の機器類が使用できる。
【００３２】
上述した前記溶融前処理工程Ａにより選別された被溶融廃棄物ピットＰ２〜３にある溶融適廃棄物を、表面溶融炉等の廃棄物溶融炉７において溶融処理する溶融処理工程Ｂを行うことにより溶融処分を行う。この時、前記廃棄物溶融炉７内における前記埋立廃棄物は、前記廃棄物受入ピットＰ１又は掘削現場等で塩基度調整剤１１が添加されているため適切な塩基度（０．４〜０．８程度）に調整されている。これにより、前記埋立廃棄物の融点は低下するため溶融処理のための溶融エネルギーが節約でき、また、溶融処理により生成した溶融スラグの流動性が高くなるため、前記溶融スラグ排出経路ｄを閉塞させ難い。そのため、廃棄物溶融処理を低コスト、かつ、前記溶融スラグ排出経路ｄの閉塞等による前記廃棄物溶融炉７の操業停止等のトラブルが発生し難い状態で行うことができるのである。
【００３３】
さらに、カルシウムを主成分とする前記塩基度調整剤１１が添加されていることにより、キルン内で加熱時には酸性ガスの発生が抑えられる。
【００３４】
〔別実施形態１〕
以下に別実施形態を説明する。
上述した実施の形態に於いては、所定粒度を３０mmとして説明したが、この粒度は、前記各工程で使用する機器類や前記廃棄物溶融炉７の特性合わせて調整するもので、例示した粒度と異なる値を設定することは何ら差し支えない。
【００３５】
〔別実施形態２〕
また、前記埋立廃棄物は廃棄物と覆土の混合物であり、覆土を多く含有しているために平均的に低塩基を示す。このため、前記埋立廃棄物の廃棄物と覆土が十分に混ざり合って均質化した状態で、前記塩基度調整剤１１を添加する必要がある。しかし、前記埋立廃棄物は、通常、廃棄物と覆土がサンドイッチ状態であるために、廃棄物と覆土が均質化していないため、掘削した埋立廃棄物の部位によって塩基度が異なっていると考えられる。そのため、前記埋設廃棄物を掘削する前にプレボーリングを行い、その時掘削されたプレボーリング処理物における廃棄物と覆土との分布状態を調査することによって前記塩基度調整剤１１の添加量を決定することが好ましい。このように、埋設廃棄物に添加する前記塩基度調整剤１１の添加量をあらかじめ調査する工程を行うことによって、適切な量の前記塩基度調整剤１１を添加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の埋立廃棄物処理方法のフロー概略図
【図２】従来の埋立廃棄物処理方法のフロー概略図
【図３】衝撃式破砕機の概略図
【図４】埋立廃棄物に生石灰を１０％添加した場合の埋立廃棄物の含水量の経時変化を調べた図
【符号の説明】
Ａ    溶融前処理工程
１    調整剤添加工程
１１  塩基度調整剤
２    粒度選別工程
３    破砕工程
４    磁力選別工程
Ｂ    溶融処理工程
７    廃棄物溶融炉
【図１】
0004870893.tif 000002
【図２】
0004870893.tif 000003
【図３】
0004870893.tif 000004
【図４】
0004870893.tif 000005