欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収・残渣有効利用の現状＞＞＞＞ 特別寄稿Ⅰ

欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収・残渣有効利用の現状
国立研究開発法人国立環境研究所資源循環・廃棄物研究センター
循環利用・適正処理処分技術研究室長
1.

はじめに

肴倉宏史

多いようである。人口あたりの焼却容量ではス

循環型社会のさらなる推進に向けて、日本でウェーデンとデンマークが年間 600kg/ 人に近は溶融処理やセメント原材料化を中心に、都市い値で最も多く、オランダ、スイス、オースト

ごみ焼却残渣の循環利用が図られている。一リア、フィンランドが続く。幾つかの都市で方、欧州の一部の国々では、焼却残渣から金属は、焼却は地域暖房にも重要な役割をになって等を選別回収した後に、最終処分、もしくは土いる。都市ごみの輸出入については、2013 年

木資材として有効利用が図られており、特に金は輸出 1.4 百万トン、輸入 2.3 百万トン（2013

属等の選別処理技術の開発がめざましい。そこ

年）で、2008 年に対して 5 〜 6 倍に増加してで本稿では、欧州における都市ごみ焼却処理ないるが、全発生量に対しては未だ非常に小さい。

らびに焼却残渣の資源化の現状について概観

次に、欧州廃棄物エネルギー回収施設連合

し、さらに、2015 年 9 月と 2016 年 10 月の 2 度にわたって、欧州 4 カ国（ドイツ、スイス、オ

表1

欧州の焼却施設数と処理量2)

ランダ、デンマーク）の都市ごみ焼却残渣資源化施設を対象に行った、現地調査の内容を紹介する。
2.

都市ごみ焼却処理の現状
ETC/WMGE の 調 査1) に よ れ ば、EU で は2013 年、年間 242 百万トンの都市ごみ（Mixedmunicipal waste）が発生した。これに対して、焼却施設の容量は 2014 年時点で年間 81 百万トンに達しており、2010 年から 2014 年にかけては 6% の伸び率であった。焼却施設容量の大き
い国はフランス、ドイツ、オランダであり、この 3 カ国で 50% を越え、イタリア、スウェーデ ン、 英 国 を 含 め る と 74% に 達 す る。 他 の国々は埋立に頼っており、焼却施設建設中止も15

JEFMA No.66［2018.3］（CEWEP）のとりまとめによる 2015 年におけ2)の貴金属回収施設が急速に普及している理由でる都市ごみ焼却施設数と焼却処理量 を示すあると容易に推察される。なお、鉄や非鉄金属（表 1）。施設数の合計値は 519 で、フランスとの含有量の数値は調査によって様々であること

ドイツが 120 を越え、3 位のイタリア（40 施設）は留意しておく必要がある。

を大きく引き離している。1 施設当たりの年間ミネラルの有効利用に関する統計データは残処理量は欧州全体の平均値で 181 千トン（加重念ながら得られていないが、先のファクトシー平均）であり、年間 300 日稼働と仮定すると、

ト3) や筆者らのヒアリングによれば、今回調査602 トン／日であった。国別ではオランダが 631対象としたドイツ、スイス、デンマーク、オラ千トン／年／施設で突出している。CEWEP のンダのミネラルの取扱い状況は表 2 のようにな

3)

焼却主灰ファクトシート によれば、焼却処理る。この他、ベルギー、フランス、ポルトガ

によって発生した焼却主灰の量は、2014 年、ル、スペイン、英国においてもミネラルの道路

欧州全体で 18 百万トンに達している。

材料利用が進められている。また、イタリアではコンクリート骨材利用を行っている施設があ3.

焼却残渣資源化の現状

る3)。
表2

欧州では焼却残渣からの金属回収と回収後の欧州各国のミネラル取扱い状況

灰分（“Inert fraction” や “Mineral”（ミネラル）と呼ばれている）の土木資材利用が進められている。
金属回収については、焼却主灰を対象として、粗大な鉄やアルミを選別するだけでなく、10mm 以下の分画に含まれる金・銀等の貴金属をエアテーブルや重液等を用いて選別回収する施設が、近年、急速に普及している。その技術は、 例 え ば 国 際 廃 棄 物 連 合（InternationalSolid Waste Association, ISWA）のレポート4)
や、Runge によるレポート5) が大いに参考になる。適用されている選別技術は、磁力選別、粒度選別、渦電流選別、X 線等のセンサー選別、エアテーブル選別等である。
ISWA4) によれば、焼却主灰中にメタルの状態で含まれる鉄や非鉄金属はそれぞれ 7‑15%、1‑2% と示されており、非鉄金属には銅や亜鉛の他、金や銀が焼却主灰 1kg 当たりそれぞれ1.9mg、19.9mg がそれぞれ含まれる。その資源的価値（価格）を概算すると、金や銀などの4.

現地施設調査

貴金属の回収益は鉄やアルミを大きく越えるよ

表 3 に示す 7 施設について、現地見学・ヒアうである。このことが、焼却施設が民間によっリングならびに資料収集による調査を行った。て運営されている欧州において、焼却主灰からこのうち、特にスイスの D 施設は 2015 年の実16欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収・残渣有効利用の現状

証施設を見学後、2016 年には実機が稼働するドイツ北東部のベルリン近郊に位置し、2012情報を得たことから 2016 年 10 月に再訪した。

年から稼働を開始した。焼却主灰の処理能力はヒアリングでは資源化施設の担当者ならびに各1,600t/d で、調査時の処理量は 1,300t/d であ国の専門家からも情報収集を行った。

った。焼却主灰はドイツ国内だけでなく、オランダやルクセンブルグからも受け入れている。

表3

調査対象施設の概要

受入施設は屋内のヤードにいったん貯留され、受入からなるべく速やかに、遅くとも 10 日以内に資源化処理プロセスに投入している。これは、受け入れ時の主灰は 12‑15% 程度の含水率で、長期間放置すると灰分と金属との固結化が進むためである。施設の特徴として、50mm 以下の分画を水槽に投入して金属と灰分（“ ミネラル ” と呼ばれる）の分離を図っている点が挙

4.1

ドイツ

げられる。ミネラルは、隣接する Class 1（不ドイツ国内の 3 施設の訪問では、ドイツ連邦活性廃棄物のみ埋立可）の最終処分場にて最終材 料 試 験 研 究 所（BAM） の Ute Kalbe 氏、処分している。新施設を建設中であり、これがOlaf Holm 氏の両氏に同行をいただいた。彼ら稼働すれば貴金属類の回収、ミネラルの建設資からの情報によれば、ドイツには都市ごみ焼却材利用等により、90% をリサイクルし、10%施設が約 70 カ所、焼却主灰の資源化施設は、に相当する脱水ケーキのみを最終処分する予定

規模は様々であるが、約 40 カ所存在するとのである。

ことである。ドイツは焼却主灰の土木資材利用

4.1.2

STORKに関する統一的な基準を作成中であり、汚染土ドイツ北東部のベルリン近郊に位置し、焼却壌や二次資材も含めて適用できる統一的制度を主灰の年間処理量は 60 万トンである。 そ の準備中とのことである。環境安全性に関する試

他、有害廃棄物処理、土壌改良、建設廃棄物の験方法はバッチ試験（DIN 19529）またはカラ資材化等も行っている。焼却主灰は近郊の 10ム試験（DIN 19528）で決定しているが、材料施設から受け入れている。各施設との処理契約

や用途ごとの規制値、特に、硫酸イオンの規制

年数は 15 〜 20 年とのことであった。屋外でエ値について調整が続いている。このため、現在ージング後、破砕、分級、磁選、渦電流選別をは地方ごとに運用方法を決めており、全体とし組み合わせて処理を行っている。分級サイズはては、天然の建設資材が豊富な内陸部では主灰0‑8、8‑20、20‑55mm としている。アルミと銅利用に対する規制は厳しく最終処分し、北の平をそれぞれ 16、4t/d 回収しており、ミネラル野部では積極的に利用する傾向にある。焼却主は最終処分している。

灰の利用率は公式には 90% で、路盤材が 30%4.1.3

TARTEK程度、最終処分場内のドレーン材や覆土材にドイツ中西部のフランクフルト近郊の工業団45% 程度利用されている。しかし、市場ベー地内にあり、2013 年に設立された。焼却主灰スで動向が変化するので実態はこれと異なる可の処理能力は年間 25 万トンだが、政府許可量能性もあるとのことであった。

上限の年間 12 万トンの処理を行っている。受4.1.1

入ヤードは屋外にあり（写真 1）、3 ヶ月間養生

MDSU

17

JEFMA No.66［2018.3］

法律上許可されていない。
4.2.1

ZAV

チューリッヒ近郊の KEZO 焼却施設に隣接し、2015 年見学時は実証施設を運転中、実施設を建設中であった。実施設は 2015 年 12 月に稼働を開始したことから、2016 年 9 月に再訪して実施設を見学した。以下では実施設の状況
写真 1

搬入直後の焼却主灰を報告する。焼却主灰は、隣接する 1 施設を含めて、5 施設から焼却主灰を受け入れている。
これら 5 施設は当施設の出資元でもある。年間
約 10 万トン相当の処理量だが、20 万トンまで増加する計画である。隣接する焼却施設からはコンベアで乾灰が輸送・投入されている。最も遠い施設は 200km 離れており、専用コンテナによる貨物列車を利用している。排出元の焼却施設では焼却主灰を水浸せず、乾灰の状態で排写真 2

非鉄金属（高比重画分）

出し、これを専用コンテナで受け入れている。
これにより、焼却主灰の固結化を防ぎ貴金属等して乾燥と化学反応により含水率 20％以下との分離回収効率を高めている。乾灰は粉じんのしてからプロセスに投入される。受入ホッパー発生が懸念されるが、コンテナからの処理プロと一次破砕機は建屋内に、続く破砕機や各種選セスへの投入（写真 3）から産物の回収まで全別機は屋外に設置されている。大塊物に対してて覆蓋を設け、内部を引圧とし施設内の粉じん手選によりステンレスを回収も行っている。処濃度を制御している。主灰は磁選により鉄分を6)理プロセスの詳細は論文 に詳述されているの分離し、破砕後、80mm、30mm、8mm、1.5mm、で参照されたい。渦電流選別後の非鉄金属は二0.2mm で篩別している。1.5‑8mm と 0.2‑1.5

次処理施設（未確認）で比重選別され、高比重mm については、それぞれ渦電流選別が行われ画分は銅を主体とする産物となっている（写真

非鉄金属とミネラルが分離された後に、非鉄金2）。搬入される焼却主灰からの回収物は、鉄と属分が振動式分級機により比重選別される。非非鉄金属がそれぞれ約 6%、3% 弱であり、残鉄金属の高比重画分の金含有量は、一例としてりはミネラルとして近隣の最終処分場にて最終95mg/kg で、他の貴金属の価値も併せると日処分を行っている。粒径 1.5mm 以下の画分についても実証ラインを設置していたが、粉じんが多量に発生したため停止中だった。
4.2

スイス

スイスの都市ごみ発生量は年間 3.6 百万トンである。2000 年に直接埋立が禁止され、焼却が主流であり、年間 70 万トンの焼却主灰が発生している。一方、焼却主灰の土木資材利用は

18

写真 3

コンテナによる乾灰投入欧州における都市ごみ焼却残渣の発生と金属回収・残渣有効利用の現状

本の溶融メタルと同等レベルの資源価値を有し収されている（写真 4）。ている。ミネラルは現在最終処分されている

4.3が、土木資材として有効利用した際の環境安全

デンマーク AFATEK

デンマークには焼却施設が 37 カ所あるが、性について研究に取り組んでいる。

焼却主灰の埋立処分が禁止されている。当施設

4.2.2

は 5 つの公営企業の出資により設立され、コペDHZ

チューリッヒ近郊にあり、焼却主灰を受け入ンハーゲン近郊の 6 つの焼却施設から年間 24れる一次処理施設（最終処分場に隣接）と、シュ万トンの焼却主灰を受け入れている。焼却主灰

レッダーダスト等の他廃棄物も受け入れ濃縮・は鉄類 6‑7%、非鉄金属 1‑2%、ミネラル 90%品位向上させる二次処理施設から成る。焼却主に選別され、ミネラルは道路用路盤材として逆灰処理量は、2015 年は約 12 万トンで、主な有有償で再利用されている。処理プロセスは全て価物として非鉄金属を約 2,500t 回収した。一屋外にあり、受け入れた焼却主灰は 3 ヶ月間エ

次処理施設は焼却主灰（湿灰）の受入から最終ージングされ、含水率を 14‑15% 程度に低下さ工程まで全て建屋内で行ってる。焼却主灰は破せた後に選別プロセスに投入される。回収され砕 後、 大 塊 物 は 手 選 別・ 再 破 砕 を 行 い、40た鉄やアルミの品位はあまり高くないため、別mm、12mm、3mm、0.5mm で篩別し、0.5mm施設で再処理されている。2015 年見学時は処以上のそれぞれについて磁選、渦電流選別、振理能力 100t/h の新施設を建設中で、各機器の動篩選別により、磁着物、非鉄主体（軽量）物、設置をほぼ終えていた。新施設は建屋内にあ非鉄主体（重量）物に選別している。ただし、り、分級サイズは、18‑50mm、9‑18mm、4‑9

非鉄金属中にはミネラルが 20‑50% 程度含まれmm、2‑4mm、1‑2mm お よ び 0.5‑1mm の 6ているため、精錬炉へ直接投入可能な品位に高系列である。特徴として、ステンレス回収のためるために二次処理施設へ搬送される。ミネラめ「磁場センサー＋エアガン」装置を備える一ルは隣接の処分場へ最終処分される。二次処理方、非鉄金属の選別装置は設置していない。

施設は 2016 年稼働開始で、処理能力は 10 万4.4

オランダ AEBt/ 年 で あ る。 ラ イ ン は 8‑100mm と 0‑10mm

アムステルダム近郊にある当施設は 2010 年の 2 ラインがある。ホッパーへ投入後のラインに設立され、年間 30 万トンの焼却主灰を処理は全てカバーで覆われ引圧制御されており粉じしている。処理プロセスは関係者外秘のため見ん濃度は非常に低い。破砕、磁選、渦電流選別学できなかった。焼却主灰受入ヤードとミネラ

後に非鉄金属は振動篩機に投入されアルミとルのエージングヤードは、ともに屋外であっ“ ヘビー ”（銅、亜鉛等）が 98% 超の品位で回た。焼却主灰は 7.0% が鉄、1.3% が非鉄（目視では品位はあまり高くなかった）、残りの約90% がミネラルに選別されている。エージン
グ期間は 30 週間程度を要している。これは、下水汚泥も年間 10 万トン受け入れており、汚泥中の Cu やミネラル中の Sb、Mo、SO4 などの溶出濃度低減のためとのことであった。ミネ
ラ ル は 1 万 ト ン ご と に 検 査 を 行 っ て お り、
BRL2307 に記載された試験項目、試験方法、

写真 4

二次処理施設の産物基準値を満足することが必要とされている。

19

JEFMA No.66［2018.3］

5.

おわりにfrom waste incinerator bottom ash

欧州では焼却主灰からの金属回収とミネラル

6）Olaf Holm, Franz‑Georg Simon（2016）の有効利用が図られている。各国の社会背景、

Innovative treatment trains of bottom ash

法的枠組、その他様々な要因によって、各施設（ B A ）f r o m m u n i c i p a l s o l i d w a s t e

における処理レベルや産物の品位は様々であっincineration（MSWI）in Germany, Waste

たが、概して、金属回収は経済的要因から注力

Management, 59, 229‑236

して取り組まれているようである。
金属回収を徹底することによりミネラルの環境安全性も向上する可能性がある。大部分を占めるミネラルの有効利用の達成は最終処分される廃棄物量の低減に大きく寄与することから、わが国においても積極的に検討を進めるべきと考える。
謝辞

本調査は環境省環境研究総合推進費

3K143007 有用・有害金属挙動に着目した都市ごみ焼却残渣の循環資源化トータルスキームの構築（H26 〜 H28）の下で実施した。また、本稿は第 38 回全国都市清掃研究・事例発表会での報告「欧州における焼却残渣からの金属回収と資源化に関する技術調査」を再構成し、情報を追加したものである。ご協力いただいた関係各位に感謝します。
参考文献
1）ETC/WMGE（2017）Assessment of waste
incineration capacity and waste shipments
in Europe.
2）Confederation of European Waste‑to‑Energy Plants（2017）Waste‑to‑Energy
Plants in Europe 20153）Confederation of European Waste‑to‑Energy Plants （2016）Bottom ash factsheet4）International Solid Waste Association（2015）Bottom ash from WtE Plants ‑Metal Recovery and Utilization
5）Rainer Bunge（2015）Recovery of metals20※文献 1）〜 5）はインターネットポータルサイ
トにてタイトルを入力することで直接検索可能であることを確認（2017.01.15）