(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルシウム及び塩素を含有する焼却飛灰に水を加えスラリー化した後脱水して、塩素分を除去した脱水ケーキを得、該脱水ケーキを溶融処理の際の副資材として利用することを特徴とする焼却飛灰の有効利用方法。
【請求項２】
脱水ケーキを多段洗浄することを特徴とする請求項１記載の焼却飛灰の有効利用方法。
【請求項３】
副資材が、下水汚泥を溶融処理する際の組成調整剤であることを特徴とする請求項１または２記載の焼却飛灰の有効利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ焼却施設等において生じる焼却飛灰の有効利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ごみ焼却施設で発生する排ガスを処理する工程においては、排ガス中に含まれる有害な（腐食性の）塩化水素を除去するために、石灰成分剤（消石灰）を噴霧して、塩化カルシウムとして固形化し集塵機により捕集している。ここで捕集される煤塵が焼却飛灰であり、この焼却飛灰は特別管理一般廃棄物に指定されている。そして、この焼却飛灰は指定された方法により中間処理を施す必要がある。この中間処理方法としては、溶融固化法が減容化、無害化、再資源化の点から注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記焼却飛灰は多量の塩化カルシウムを含んでいるため、このままの状態で溶融処理を行うと、塩化カルシウムが分解して有害な塩化水素が発生する。従って、この溶融排ガスの脱塩処理を行うために、ごみ焼却時に行ったのと同様に、再び消石灰を噴霧して塩化カルシウムの形で固形化し溶融飛灰として集塵機により捕集しなければならず、極めて不経済であると共に、上記焼却飛灰中の塩素濃度が２０％以上の場合には、溶融処理した焼却飛灰以上に溶融飛灰が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、上記問題に関して、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、下水処理施設において生じる下水汚泥を溶融処理する際等に、溶融点調節のための組成調整剤としてカルシウム分を添加すると、溶融温度が下がり溶融が容易になる点に着目して、新規の焼却飛灰中に含まれるカルシウム分を有効利用する方法を案出した。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、焼却飛灰を円滑にかつ確実に処理することができて、溶融処理時に発生する溶融飛灰を抑制することができると共に、焼却飛灰の有効利用を容易に図ることができる焼却飛灰の有効利用方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、カルシウム及び塩素を含有する焼却飛灰に水を加えスラリー化した後脱水して、塩素分を除去した脱水ケーキを得、該脱水ケーキを溶融処理の際の副資材として利用することを特徴としている。そして、スラリー化した焼却飛灰を固液分離することにより、上記焼却飛灰中の塩素分を液中に溶解させ、得られた脱水ケーキ中の塩素分を極力除去する。この脱水ケーキを溶融処理の際の副資材として利用することにより、主として脱水ケーキ中のカルシウム分を有効利用する。また、本発明の請求項２は、上記脱水ケーキを多段洗浄することを特徴としている。脱水ケーキは、多段洗浄、望ましくは、向流多段洗浄することにより、脱水ケーキ中からの塩素分の除去が確実に行われ、溶融処理時の溶融飛灰の発生が一層低減される。さらに、本発明の請求項３は、上記副資材が、下水汚泥を溶融処理する際の組成調整剤であることを特徴としている。上記脱水ケーキを下水汚泥の溶融処理時の組成調整剤として添加することにより、上記脱水ケーキ中のカルシウム分によって溶融温度を下げ、溶融工程での熱効率を高める。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。
図１は本発明の概略フロー図であり、この図において符号１は、例えば、ごみ焼却施設において発生した焼却飛灰である。この焼却飛灰１に水を加えてスラリー化２を行う。ここで、一般に、ごみ焼却設備では洗浄に必要な水を確保することが困難だが、下水処理場では洗浄水の確保が容易である。次いで、上記スラリー化された焼却飛灰は、脱水機を使用して固液分離３を行う。これにより得られた分離液（ろ液）４中には塩素分が溶解している。
【０００７】
さらに、上記固液分離３によって得られた脱水ケーキ５においては、多段洗浄（向流多段洗浄）を施して固液分離することにより、一層塩素分を分離液側に移行させて脱水ケーキ５中の塩素分の洗浄除去を行ってもよい。このようにして得られた脱水ケーキ５は、下水汚泥脱水ケーキ６と共に混合された後、この混合された脱水ケーキは乾燥工程７に送られ乾燥機により乾燥させられる。続いて、この乾燥された混合ケーキは、溶融炉により溶融処理８を行った後、石材化９を行う。なお、上記分離液４中には重金属が溶出しているが、下水処理場における洗浄なので、下水処理場内において固形化し固液分離して汚泥脱水ケーキとして回収する。
【０００８】
【実施例】
次に、さらに具体的な実施例について説明する。まず、表１に実験に供した焼却飛灰の組成を示す。この表１において、ＣａＯ／ＳｉＯ2の比が１２．６、塩素濃度は２２．６７％である。また、焼却飛灰中の塩素分は、それぞれＣａＣｌ2  ７０％、ＮａＣｌ  １９％、ＫＣｌ  ７％として含まれる。上記焼却飛灰１００ｋｇ／Ｈｒに水３０００ｋｇ／Ｈｒを加えてスラリー化した。この時、操作温度は２０℃、ＰＨは１３であった。そして、上記スラリーを脱水処理して、１８５ｋｇ／Ｈｒの脱水ケーキと２９１５ｋｇ／Ｈｒのろ液を得た。脱水ケーキの乾燥物換算組成を表２に、かつ、ろ液の組成を表３に示す。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
【表２】
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【００１１】
【表３】
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【００１２】
なお、上記脱水操作にはベルトプレス脱水機を使用した。また、脱水ケーキの含水率は７１％であった。そして、表２及び表３に示す脱水ケーキ及びろ液の組成から該焼却飛灰中の塩素分、カルシウム分、ナトリウム分、及びカリウム分が、ろ液側に移行していることがわかり、塩素分の９割がろ液側に移行している。
【００１３】
【表４】
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【００１４】
表４に有機分６０ｗｔ％、無機分４０ｗｔ％からなる下水汚泥脱水ケーキの無機分の乾燥物換算組成を示す。この下水汚泥脱水ケーキと固液分離後の焼却飛灰脱水ケーキを重量比２：１の割合で混合させると、ＳｉＯ2：Ａｌ2Ｏ3：ＣａＯ＝５６：１８：２６となり、溶融、石材化することができる。ここで、混合工程においては、パドルミキサーを使用し、回転数１３ｒｐｍで混合した。また、上記焼却飛灰脱水ケーキは、下水汚泥脱水ケーキの乾燥工程前に該下水汚泥脱水ケーキと混合させることにより、その後の溶融工程における供給熱量を節約することができる。乾燥機としては、流動乾燥機を使用し、熱供給は溶融炉の廃熱を利用した。そして、上記混合ケーキを乾燥させ、溶融処理したことにより発生した溶融飛灰の量は、溶融処理した混合ケーキの３％にあたり、塩素分除去を行わない焼却飛灰と下水汚泥脱水ケーキを混合し溶融処理して生ずる溶融飛灰の１０分の１にあたる。
【００１５】
【表５】
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【００１６】
また、固液分離後の焼却飛灰脱水ケーキを重量割合で２倍の水で３回、すなわち重量で６倍の水で向流３段洗浄した時の脱水ケーキの乾燥物換算組成を表５に示す。表２と比較すると、塩素分、ナトリウム分及びカリウム分が洗浄除去されていることがわかる。そして、カルシウム分の一部も塩化カルシウムとして洗浄されている。表４に示した下水汚泥脱水ケーキと向流３段洗浄した焼却飛灰脱水ケーキとを混合、乾燥、溶融処理したことにより発生した溶融飛灰の量は、溶融処理した混合ケーキの０．７％にあたる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１は、カルシウム及び塩素を含有する焼却飛灰に水を加えスラリー化した後脱水して、塩素分を除去した脱水ケーキを得、該脱水ケーキを溶融処理の際の副資材として利用するものであるから、スラリー化した焼却飛灰を固液分離することにより、上記焼却飛灰中の塩素分を液中に円滑に溶解させることができ、得られた脱水ケーキ中の塩素分を極力除去することができる。従って、焼却飛灰を確実に処理することができて、溶融処理時に発生する溶融飛灰を抑制することができると共に、この脱水ケーキを溶融処理の際の副資材として利用することにより、主として脱水ケーキ中のカルシウム分を有効利用することができる。また、本発明の請求項２は、上記脱水ケーキを多段洗浄するものであるから、脱水ケーキを多段洗浄、望ましくは、向流多段洗浄することにより、脱水ケーキ中からの塩素分の除去を確実に行うことができ、溶融処理時の溶融飛灰の発生を一層低減することができる。さらに、本発明の請求項３は、上記副資材が、下水汚泥を溶融処理する際の組成調整剤であるものであるから、上記脱水ケーキを下水汚泥の溶融処理時の組成調整剤として添加することにより、上記脱水ケーキ中のカルシウム分によって溶融温度を下げることができ、容易に溶融することができて溶融工程での熱効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
１  焼却飛灰
２  スラリー化工程
３  固液分離工程
４  分離液（ろ液）
５  焼却飛灰脱水ケーキ
６  下水汚泥脱水ケーキ
７  乾燥工程
８  溶融工程
９  石材化工程
【図１】
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