ダイオキシン含有廃棄物の焼却による分解について（1/3）

呉羽環境株式会社（正）○福田弘之、 伊藤正憲

１．はじめにダイオキシン類対策特別措置法の施行によってダイオキシン類の規制は、従来大気のみであったのが水質、土壌まで拡大された。廃棄物の焼却に関しても、排出する排ガスの他に排水・燃えがら（焼却灰）についてその排出基準が決められ、遵守すべきことが明確になった。今後、各焼却炉からの排出物中のダイオキシン類濃度の確認が進み、各事業所ごとにダイオキシン類の排出量をより低減する努力が成されることが期待される。
一方、これまでに焼却炉からのダイオキシン類の排出削減については多数報告されているが、ダイオキシン類を高濃度に含有する物の焼却分解に関する報告例は非常に少なく、ダイオキシン特別管理廃棄物の処理を進める上での知見、情報が不足している。今回、実際の産業廃棄物焼却炉に於いて高濃度ダイオキシン含有物を添加し、通常よりもダイオキシン類負荷を上げた場合の、焼却施設からのダイオキシン類の総排出量への影響について調べたので報告する。
２．焼却施設の概要
実験に使用した呉羽環境㈱ ＫＢ７号炉（１９９８年更新）のフローと仕様は次の通りである。

廃油供給クレーン

汚 泥
廃プラ
木くず
紙くず
動植残さ
一般ごみ

急冷塔
ジェットファーネス
（二次燃焼炉）ロータリーキルン

煙突

洗浄塔

２次室

ミスト
コットレル

灰出しコンベアー
動物死体
感染性廃棄物クレーンピット

誘引送風機

アルカリ
灰出しコンベアー

排水処理設備廃 酸
廃 ｱﾙｶﾘ

中和槽

循環ポンプ

図 − １ 焼却炉フロー
焼却炉の標準的な処理能力は 、廃棄物の燃焼熱量基準で焼却量 200 トン／日 、その内訳は汚泥 67 ，廃油 48 ，廃プラ類 53 ，シアン化合物 7 ，その他 25 トン／日である 。 焼却炉は１次炉がロータリーキルン（長さ 13m 、直径 4 ｍ、容積 163 ‰）で燃焼温度 1,100 ℃、ガス滞留時間は出口の２次室（容積 178 ‰）を含め 6 秒、続く２次炉はＪＦ型旋回炉（容積 247 ‰）で燃焼温度 900 ℃、ガス滞留時間 4 秒となっている。両炉で高温を維持し、２次炉では高速空気で炉内を撹拌することにより燃焼完結を期している。
高温の燃焼ガスは、まず急冷塔（冷却水スプレー方式）で一気に 80 ℃以下に急冷され、中和洗浄塔（アルカリ水溶液循環方式）で塩化水素など酸性ガスを除去した後、ミストコットレル（湿式電気集塵機）で煤塵を除去されてから大気へ放出される 。
一方の循環スラリー液は一部を排水系へ抜きだして処理を行い 、各規制値に適合する脱水汚泥と排水として排出される。
尚、排水処理設備は、他の焼却施設の排水なども一緒に処理するので、本実験焼却施設からの排水のみを分離することは不可能なため、本実験では本施設出口のスラリー排水でダイオキシン排出量を見た。
［連絡先］〒 974-8232

いわき市錦町四反田７番地１
福田弘之

呉羽環境株式会社

Tel (0246)63-1218

環境事業部

Fax(0246)62-7855

( 2/3)

３．焼却物と性状

今実験（高負荷）及びブランク(通常負荷)での焼却物を表−１に示した。
表−１

焼却物と供給量
ブランク kg/h

高負荷kg/h

汚泥（廃プラ、反応・蒸留釜残、有機・無機汚泥）

４，６３１

３，８７２

感染性廃棄物
高濃度ﾀﾞｲｵｷｼﾝ含有物（感染性廃棄物系より投入）

０４００

０４８

廃液

１，１００

１，５２５廃油／助燃油

１，１９６

８７２

６，９２７

６，７１７合計４．焼却条件と分析結果
上記焼却物を処理した燃焼時の条件及び燃焼ガス分析結果を表−２に示した。
表−２ 燃焼温度とガス分析値
項目
単位

場所

ブランク kg/h

高負荷kg/h

１次燃焼炉

燃焼温度℃

１，０６２

１，１２９２次燃焼炉
急 冷 塔

燃焼温度
冷却温度℃℃

９０２

９２１８１８１

煙ＣＯＯ2ppm vol％８４．９９．３

９．０

突濃度濃度

サンプリングポイントと、各点のダイオキシン類の濃度と量を図−２及び表−３に示した。
廃油

④ 排ガス

廃液
② 高DXN含有物
①汚泥

一次／二次
燃焼炉

急冷塔

ＥＰ洗浄塔

⑤プロセス排水

③燃え殻

図−２

表−３煙突

水処理施設

排水
脱水汚泥

サンプリングポイント

ダイオキシン類測定値（WHO-TEF ( 1997)）＊ ブランク
供給量
DXN濃度

① 汚泥
4,539 kg/h
0.074ng-TEQ/g③ 燃えがら
740 kg/h
0.0055ng-TEQ/g④ 排ガス
51,100Nm3/h
0.25ng-TEQ/Nm3

DXN量
PCB濃度

335,886ng-TEQ/h
0.095ng-TEQ/g

4,070ng-TEQ/h
0.00059ng-TEQ/g

12,775ng-TEQ/h
1,020ng-TEQ/h
0.04ng-TEQ/Nm3 0.0045 ng-TEQ/L

PCB量431,205ng-TEQ/h＊ ダイオキシン高負荷

437ng-TEQ/h

2,044ng-TEQ/h

135ng-TEQ/h② 高濃度物
48 kg/h③ 燃えがら833 kg/h

④ 排ガス
42,200Nm3/h⑤ ﾌﾟﾛｾｽ排水25m3/h

1 1 7 ng-TEQ/g
5,616,000ng-TEQ/h
0.0036 ng-TEQ/g

0.0019ng-TEQ/g
1,583ng-TEQ/h
0.00028 ng-TEQ/g

173ng-TEQ/h

233ng-TEQ/h

供給量

① 汚泥
3,872 kg/h

DXN濃度0.59ng-TEQ/g
DXN量2,284,480ng-TEQ/h
PCB濃度0.11ng-TEQ/g
PCB量425,920ng-TEQ/h＊⑤ ﾌﾟﾛｾｽ排水30m3/h
0.034 ng-TEQ/L

0.15ng-TEQ/Nm36,330ng-TEQ/h0.025ng-TEQ/Nm3

0.49 ng-TEQ/L
12,250ng-TEQ/h
0.021 ng-TEQ/L

1,055ng-TEQ/h

525ng-TEQ/h比較のため、ﾌﾟﾛｾｽ排水中の単位も他と同じ ng 単位を使用している

（3/3） ５．結果及び考察
高濃度ダイオキシン含有物を 、当社で扱っている通常の産業廃棄物と一緒に焼却した 。その添加割合は 、全焼却物に対して約 0.7 重量％である。
１）表−３に示す様に、通常扱う廃棄物の中にも 0.17 〜 0.7 ng-TEQ/g レベルのダイオキシン類が含まれていることが判り、この値が平均的なものと考えると、現状の廃棄物の中にもダイオキシンを含む特別管理廃棄物に相当するものがかなりの割合で含まれていると考えられる。
２） ダイオキシン類の分解

表−４ ダイオキシン負荷と分解率率を、投入から排出を差し引いた減少ダイオキシン類量を投入ダイオキシン類量で割ったものとし

ブランクて定義すると、ブランク時の分解率は 97.33 ％、そ の 中 で PCDD/DF は94.68 ％、コプラナ PCB

ﾀﾞｲｵｷｼﾝ
高負荷

投入ＤＸＮ
排出ＤＸＮ
分解率 ％
投入ＤＸＮ
排出ＤＸＮ
分解率 ％

PCDD/DF ｺﾌﾟﾗﾅＰＣＢng-TEQ/h ng-TEQ/h
335,886
431,205
17,8652,616
0.94680.99397,900,480
426,093
20,163
1,813
0.9974
0.9957

計
対焼却物
ng-TEQ/h
μg/t
767,091
111
20,481
3.0
0.97338,326,573
1,240
21,9763.3
0.9974は 99.39 ％であった。一方、高負荷実験時の分解率は 99.74 ％、その中の PCDD/DF は 99.74 ％、コプラナ PCB は 99.57 ％であった。ダイオキシン類の負荷を高くすると分解率は１オーダー大きくなったが、排出されたダイオキシン類量が両実験でほぼ同じ値であることから、負荷量の違いがそのまま分解率の差に現れていると言える。
３）高負荷実験は焼却汚泥中ダイオキシン類濃度がブランク実験よりも約４倍高かったため（表−３ ）、全体のダイオキシン類負荷がより大きく、ブランク時の約 11 倍となった（表−４ ）。しかし、全焼却物に対するダイオキシン類総排出量の比は 3.3 μg‑TEQ/tで、ブランクの 3.0 μg‑TEQ/tとほぼ同じ値であり、ダイオキシン類の供給負荷レベルに関わらず、排出量はほぼ一定という非常に良好な結果であった（表−４ ）。今回得られた値は厚生省ガイドラインの目標値である 5 μg‑TEQ/tを下回っている 。
４）ダイオキシン類の分解率という観点では、焼却炉での燃焼による分解と生成を区別できないことと焼却炉以降での再合成の問題もあるので、焼却設備全体での出入りとして算出した。ダイオキシン類排出量（濃度）レベルが設備能力で一定に押さえられる範囲では高負荷ほど高分解率となり、増加した負荷分は 100%分解したと考える事もできる。燃焼を管理することでダイオキシン類生成（残存）を押さえ、システム的にガス処理工程での再合成をミニマムにする本設備の処理能力はまだ安全に処理できる許容範囲内にあると言えるが、ダイオキシン類負荷の許容限度についての把握はこれからであり、安全上、少しずつ負荷を上げ調査して行くことにしている。
６．まとめ
本実験により、特別管理廃棄物である高濃度ダイオキシン含有物も管理された焼却施設で適切に処理すれば、そのダイオキシン類の殆どが消滅し、安全に処理できることを確認できた。この結果は、問題となっている農薬等や、今後増えてくると思われるバグフィルター類などのダイオキシン特別管理廃棄物の処理をスムーズに進める一助となることを期待する。
参考文献
１） 福田弘之：化学工学会第６４年会要旨集，L317( 1999)２）

福田弘之、伊藤正憲：廃棄物学会第１０回研究発表会講演論文集，p799；C7-1(1999 )