JP2015199033A - 廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粘性土が付着した廃棄物を効率的にリサイクルすることができる廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法を提供する。
【解決手段】廃棄物のリサイクルシステム１及びリサイクル方法は、廃棄物を破砕する破砕手段（破砕工程）と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって２種類以上のクラスに分ける分級手段（分級工程）と、廃棄物から少なくとも可燃物、不燃物及び金属のいずれか一つを選別する選別手段（選別手段）と、を含む、少なくとも廃棄物から細粒物を選別する破砕選別手段（破砕選別工程Ｓ１００）と、破砕選別手段によって選別された細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水として分離する洗浄手段（洗浄工程Ｓ２００ａ）と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法に関し、特に津波災害によって発生した廃棄物に対する廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法に関する。

従来、廃棄物からリサイクル可能なものを選別する廃棄物のリサイクルシステムが考案されている。例えば特許文献１には、回転式篩機とその後段に設けられる磁力選別機及び不燃物精選機とを備え、回転式篩機で選別された混合不燃物から磁力選別機により金属類を取り除いた後、この混合不燃物から不燃物精選機により砂・砕石を選別するシステムが開示されている。このような従来のシステムでは、処理の対象となる廃棄物の組成や状態がある程度限定されている。

特開２００３−２７５６８７号公報

しかしながら、例えば津波災害によって発生した廃棄物においては、組成や大きさが多岐に亘っており、さらに、津波堆積物に含まれる粘性土が可燃物や不燃物に付着した状態で混在している。そのため、従来のシステムでは、このような状態の廃棄物をリサイクル可能な状態に選別することが困難であり、効率的にリサイクルすることができなかった。

本発明は、粘性土が付着した廃棄物を効率的にリサイクルすることができる廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法を提供することを目的とする。

本発明による廃棄物のリサイクルシステムは、廃棄物を破砕する破砕手段と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって２種類以上のクラスに分ける分級手段と、廃棄物から少なくとも可燃物、不燃物及び金属のいずれか一つを選別する選別手段と、を含む、少なくとも廃棄物から細粒物を選別する破砕選別手段と、破砕選別手段によって選別された細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水として分離する洗浄手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明による廃棄物のリサイクル方法は、廃棄物を破砕する破砕工程と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって２種類以上のクラスに分ける分級工程と、廃棄物から少なくとも可燃物、不燃物及び金属のいずれか一つを選別する選別工程と、を含み、少なくとも廃棄物から細粒物を選別する破砕選別工程と、破砕選別工程によって選別された細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水として分離する洗浄工程と、を有することを特徴とする。

このような廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法によれば、破砕選別手段によって、可燃物、不燃物及び金属といったリサイクル材から細粒物を効率的に選別することができる。そして、選別された細粒物を洗浄することで、細粒物に含まれるリサイクル可能な可燃物や不燃物から粘性土が除去されるため、細粒物から可燃物及び不燃物を効率的に選別することができる。このように、粘性土が付着した廃棄物を効率的にリサイクルすることができる。

また、選別手段（選別工程）は、少なくとも、廃棄物から可燃物を風力によって選別する風力選別手段（風力選別工程）、又は、廃棄物から可燃物を回転棒によって掃き出す回転棒選別手段（回転棒選別工程）を備えていてもよい。この構成によれば、より効率的に廃棄物から可燃物を選別することができる。

また、洗浄手段（洗浄工程）は、細粒物から可燃物を浮力によって選別する浮力選別手段（浮力選別工程）を備えていてもよい。この構成によれば、より効率的に細粒物から可燃物を選別することができる。

また、少なくとも選別手段（選別工程）によって選別された可燃物を焼却する可燃物焼却手段（可燃物焼却工程）と、可燃物焼却手段によって生じた主灰を造粒固化する造粒固化手段（造粒固化工程）と、可燃物焼却手段によって生じた飛灰を分離する飛灰分離手段（飛灰分離工程）と、を含む焼却手段（焼却工程）をさらに備えてもよい。この構成によれば、可燃物を焼却した際の焼却灰をリサイクル可能な状態にすることができ、リサイクル率を高めることができる。

また、洗浄手段（洗浄工程）によって分離された汚水の濁度に基いて汚水に凝集剤を投入し、汚泥を含むスラリーを分離する凝集手段（凝集工程）と、凝集手段によって分離されたスラリーの流量及び比重を計測し、計測された流量及び比重に基いて不溶化剤を前記スラリーに投入する不溶化手段（不溶化工程）と、不溶化手段によって不溶化剤が投入されたスラリーを脱水固化する固化手段（固化工程）と、を含む汚泥処理手段をさらに備えてもよい。この構成によれば、汚水に含まれる汚泥をリサイクル可能な状態にすることができ、リサイクル率を高めることができる。

本発明によれば、粘性土が付着した廃棄物を効率的にリサイクルすることができる。

混合廃棄物のリサイクルシステムの概要を示すフロー図である。 破砕選別工程を示すフロー図である。 土壌洗浄工程を示すフロー図である。 焼却工程を示すフロー図である。 風力選別装置を示す部分断面図である。 回転棒選別装置を示す斜視図である。 浮力選別装置を示す斜視図である。 津波堆積物のリサイクルシステムの概要を示すフロー図である。 津波堆積物のリサイクルシステムの概要を示すフロー図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、本発明は、細粒物を含む廃棄物に対するリサイクルシステム及びリサイクル方法に広く適用可能であるが、ここでは津波災害によって発生した廃棄物に対するリサイクルシステム及びリサイクル方法に適用した場合の一例について説明する。

津波災害における廃棄物は、大きく、災害廃棄物と津波堆積物とに分類することができる。本実施形態において、災害廃棄物は、さらにコンクリートガラ、木くず及び混合廃棄物に分類される。また、津波堆積物は、規定以上の有害物を含む津波堆積物と、規定以上の有害物を含まない津波堆積物とに分類される。混合廃棄物及び津波堆積物は、いずれも、津波災害に由来しているため、海底から巻き上げられた土砂分を含んでいる。以下、それぞれについてのリサイクルシステムに関して説明する。

まず、災害廃棄物の処理方法について説明する。コンクリートの破片であるコンクリートガラは、破砕選別されることで利用可能なリサイクル材となる。コンクリートガラは、まず、ジョークラッシャ等の破砕機によって一次破砕される。続いて、磁力によって鉄くずを選別する磁力選別が行われる。選別された鉄くずは、スクラップとしてリサイクル可能な状態となっている。磁力選別によって鉄くずが除去されたコンクリートガラは、インパクトクラッシャ等を用いた二次破砕によって、さらに破砕される。二次破砕後のコンクリートガラは、振動篩によって４０ｍｍ以下のものが選別される。選別されたコンクリートガラは、土木資材としてリサイクル可能な状態となっている。４０ｍｍより大きなコンクリートガラは、４０ｍｍ以下の大きさになるまで二次破砕の工程が繰り返される。

木くずは、泥の付着状況、腐敗状況、浸透した海水による塩分濃度等により再生資材としての利用可否が判断され、利用可能な場合にはリサイクル可能なものとして選別される。それ以外の場合では、破砕された後、磁力選別によって鉄くずが選別される。磁力選別によって選別された鉄くずは、スクラップとしてリサイクル可能な状態となる。そして、磁力選別によって鉄くずが除去された木くずは、バイオマスボイラで焼却される。バイオマスボイラでは、木くずを燃料とした発電によって、サーマルリサイクルが行われる。なお、焼却によって発生した主灰は、後述する造粒固化工程と同様の方法によって固化物にされ、土木資材としてリサイクル可能な状態となる。

混合廃棄物は、可燃物（木くず、廃プラスティック、紙、布等）、不燃物（土砂、石、コンクリートガラ、ガラス、陶磁器くず、金属等）、危険物（石綿含有物、ＰＢＣ等の有害物を含む廃棄物、ガスボンベ、消火器等）、思い出の品（写真、アルバム、位牌、貴重品等の個人にとって特別な意味をもつ物品）等と、津波に由来する土砂分とが雑多に混合された状態となっている。

図１に示されるように、混合廃棄物のリサイクルシステム１は、破砕選別工程Ｓ１００、土壌洗浄工程Ｓ２００及び焼却工程Ｓ３００を備えている。破砕選別工程は、そのままリサイクル材となる廃棄物と、リサイクル材となるまでにさらに工程が必要な細粒物及び可燃物とが破砕選別手段によって選別される工程である。土壌洗浄工程Ｓ２００は、洗浄手段によって細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水・汚泥として分離する洗浄工程Ｓ２００ａと、洗浄工程Ｓ２００によって分離された汚水・汚泥を汚泥処理手段によって処理する汚泥処理工程２００ｂとを含んでいる。焼却工程Ｓ３００は、破砕選別工程Ｓ１００等によって選別された可燃物を可燃物焼却手段によって焼却し、リサイクル材に加工する工程である。以下、各工程について、詳細に説明する。

図２は、破砕選別工程Ｓ１００の詳細を示すフロー図である。図２に示されるように、破砕選別工程Ｓ１００は、所定の大きさ以上の廃棄物を破砕する工程（粗破砕工程Ｓ１０２、破砕工程Ｓ１０７）と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって複数のクラスに分ける工程（分級工程Ｓ１０３、Ｓ１０８）と、廃棄物から可燃物、不燃物、金属等を選別する工程（粗選別工程Ｓ１０１、手選別工程Ｓ１０４、磁力選別工程Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１１１、風力選別工程Ｓ１０９、回転棒選別工程Ｓ１１０）と、を含んでいる。

破砕選別工程Ｓ１００では、まず、混合廃棄物が粗選別工程Ｓ１０１に送られる。この粗選別工程Ｓ１０１では、混合廃棄物から、燃料・原料として利用可能な木くず、スクラップとして利用可能な金属くず、再生砕石として利用可能なコンクリートガラ・石及び燃料として利用可能な廃プラスティックが、リサイクル材として取り除かれる。また、粗選別工程Ｓ１０１では、リサイクルに適さない危険物及び思い出の品も取り除かれる。

粗選別工程Ｓ１０１を経た長尺物を含む廃棄物は、粗破砕工程Ｓ１０２によって約３００ｍｍ以下に粗粉砕される。粗破砕工程Ｓ１０２では、例えば、二軸せん断式破砕機のような破砕手段としての破砕機が用いられる。この二軸せん断式破砕機は、平行に設置された２本の回転軸のそれぞれに複数設けられた鎌形の回転刃と、隣接する回転刃の間に配置された固定刃との間で対象物をせん断して破砕するものである。

粗破砕された廃棄物は、分級工程Ｓ１０３によって１００ｍｍより大きなものと、３０ｍｍ〜１００ｍｍのものと、３０ｍｍ以下のものとに分けられる。この分級工程Ｓ１０３では、例えば分級手段としての振動篩が用いられる。

１００ｍｍより大きなものは、手選別工程Ｓ１０４によって、非鉄金属、コンクリートガラ・石、瓦・煉瓦及びガラス・陶磁器が選別される。非鉄金属、コンクリートガラ・石は、スクラップとして利用可能なリサイクル材となる。瓦・煉瓦、ガラス・陶磁器は土木資材として利用可能なリサイクル材となる。このようなリサイクル材が取り除かれた廃棄物は、続いて磁力選別工程Ｓ１０５に送られる。この磁力選別工程Ｓ１０５によって、鉄くずが、利用可能なリサイクル材として選別される。磁力選別工程Ｓ１０５によって鉄くずが除去されたものは、可燃物として焼却工程Ｓ３００に送られる。

分級工程Ｓ１０３によって３０ｍｍ〜１００ｍｍに分級されたものは、磁力選別工程Ｓ１０６によって鉄くずがスクラップとして利用可能なリサイクル材として選別される。鉄くずが除去された廃棄物は、破砕工程Ｓ１０７において、ハンマークラッシャ等の破砕機によって破砕される。破砕後のものは、振動篩を用いた分級工程Ｓ１０８によって３０ｍｍ以下のものと、３０ｍｍより大きなものとに分けられる。そして、３０ｍｍ以下のものは、細粒物として選別され、土壌洗浄工程Ｓ２００に送られる。

分級工程Ｓ１０８によって３０ｍｍより大きいとして分級された廃棄物は、風力選別工程Ｓ１０９に送られる。風力選別工程Ｓ１０９では、風力選別手段としての風力選別装置１００を用いた選別によって、可燃物が選別される。図５に示されるように、風力選別装置１００は、廃棄物Ｄが投入される１１０投入部と、廃棄物Ｄが選別される１２０選別部とを備えている。投入部１１０は、投入された廃棄物Ｄを受け入れるホッパ１１２と、ホッパ１１２から供給される廃棄物Ｄを選別部１２０まで移動させるフィーダ１１３とを有している。このフィーダ１１３は、選別部１２０側に向かって下側に傾斜している。ホッパ１１２からフィーダ１１３に廃棄物Ｄが供給されると、フィーダ１１３が図示しない振動源によって振動することで、廃棄物Ｄがフィーダ１１３を滑りながら選別部１２０側に移動する。フィーダ１１３の選別部１２０側の端部１１３ａは、櫛刃状又は網状に形成されているため、下方からの空気流が上方に流通するようになっている。

選別部１２０は、フィーダ１１３から廃棄物Ｄが供給される箱状の風洞部１２１と、風洞部１２１の下側に隣接して設けられる不燃物回収部１２２及び可燃物回収部１２３と、風洞部１２１の上側に設けられる吸引部１２４とを備えている。不燃物回収部１２２は、フィーダ１１３の端部１１３ａの下方に設けられている。可燃物回収部１２３は、フィーダ１１３の端部１１３ａから廃棄物Ｄの移動方向Ａ側に離れた位置に設けられている。不燃物回収部１２２と可燃物回収部１２３との間には、板状の仕切部材１２７が設けられている。仕切部材１２７の上端は、フィーダ１１３の端部１１３ａと同程度の高さとなっている。また、選別部１２０には、フィーダ１１３の下方からフィーダ１１３の端部１１３ａに向けて空気流を送る送風部１２８が設けられている。送風部１２８から吐出される空気流Ｂは、フィーダ１１３の端部１１３ａを通り、吸引部１２４から吸引される。フィーダ１１３の端部１１３ａから吸引部１２４までの流路が直線状となるように、風洞部１２１における端部１１３ａの上方の壁面１２１ａは、空気流Ｂに沿うように傾斜して形成されている。

ホッパ１１２に供給された廃棄物Ｄは、フィーダ１１３を滑りながらフィーダ１１３の端部１１３ａまで移動する。フィーダ１１３の端部１１３ａでは、送風部１２８からの空気流Ｂが上側に抜けるため、比重が小さく、質量の小さい廃棄物ｄ２が可燃物回収部１２３側に飛ばされ、回収される。一方、比重が大きく、質量の大きい廃棄物ｄ１は、フィーダ１１３の端部１１３ａから不燃物回収部１２２に落下し、回収される。このように、風力選別装置では、空気流Ｂによって飛ばされた廃棄物ｄ２が、可燃物として選別される。選別された可燃物は、焼却工程Ｓ３００に送られる。

風力選別工程Ｓ１０９において不燃物回収部に回収されたものは、その多くが不燃物（廃棄物ｄ１）であるが、風力選別装置１００で選別しきれなかった可燃物（廃棄物ｄ２）を含んでいる。そこで、さらに回転棒選別手段としての回転棒選別装置２００によって精選別されることで、一部が可燃物として選別され、焼却工程Ｓ３００に送られる。残った廃棄物（不燃物）は、土木資材として利用可能なリサイクル材として回収される。

図６に示されるように、回転棒選別装置２００は、供給コンベア２０１、回収コンベア２０２、送風部２０３及び回転棒選別部２１０を備えている。供給コンベア２０１は、風力選別工程Ｓ１０９で不燃物回収部に回収された廃棄物ｄ１、ｄ２を搬送するためのものである。回収コンベア２０２は、供給コンベア２０１で搬送される廃棄物ｄ１、ｄ２から回転棒選別部２１０によって選別された廃棄物ｄ２を回収するものである。供給コンベア２０１及び回収コンベア２０２は、互いに平行となるように配置され、いずれも一方側（図示例では、右奥から左手前の方向）に一定の速度で廃棄物ｄ１、ｄ２を搬送する。供給コンベア２０１と、回収コンベア２０２との間には、架渡部２０６が設けられている。架渡部２０６は、供給コンベア２０１と回収コンベア２０２との隙間を塞ぐように設けられた板状部材である。架渡部２０６は、幅方向における中央付近が所定の高さとなるように、上側に凸状に形成されている。また、架渡部２０６の供給コンベア２０１側の端部２０６ａには、この端部２０６ａを覆うように補助板２０７が設けられている。

回転棒選別部２１０は、駆動部２１１によって方向Ｃの向きに回転する回転軸２１２と、回転軸２１２から放射状に延びる棒状体２１３とを備えている。回転軸２１２は、供給コンベア２０１の上方において、供給コンベア２０１の延在方向に沿って設けられている。棒状体２１３は、所定の弾性を備えており、回転軸２１２の回転にともなって供給コンベア２０１に当接しながら回転する。

送風部２０３は、供給コンベア２０１から回収コンベア２０２へ向かう方向に沿って配置されている。送風部２０３は、供給コンベア２０１の上部に向けて、供給コンベア２０１から回収コンベア２０２へ向かう方向に沿って空気を送風する。

廃棄物ｄ１、ｄ２が供給コンベア２０１によって搬送されると、回転する棒状体２１３によって廃棄物ｄ１、ｄ２が回収コンベア２０２側に弾かれるようにして掃き出される。また、掃き出された廃棄物ｄ１、ｄ２には、送風部２０３から回収コンベア２０２側に向かう空気流が当てられる。これにより、比重の小さな廃棄物ｄ２（可燃物）のみが、架渡部２０６を越えて、効率的に回収コンベア２０２に移動する。なお、補助板２０７が設けられているため、廃棄物ｄ２が架渡部２０６の端部２０６ａに引っかかってしまうことが防止される。

分級工程Ｓ１０３によって３０ｍｍ以下として分級された廃棄物は、磁力選別によって鉄くずが除去された後、細粒物（篩下）として選別される。なお、鉄くずはスクラップとしてリサイクルされる。破砕選別工程Ｓ１００によって選別された細粒物は、土壌洗浄工程Ｓ２００に送られる。

土壌洗浄工程Ｓ２００では、細粒物から、土木資材として利用可能な礫・砂と、同じく土木資材として利用可能な固化物（脱水汚泥）とがリサイクル材として選別される。図３は、土壌洗浄工程Ｓ２００の詳細を示すフロー図である。図３に示されるように、土壌洗浄工程Ｓ２００は、細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚泥として分離する洗浄工程Ｓ２００ａと、汚泥に含有される有害物を不溶化・脱水固化する汚泥処理工程Ｓ２００ｂとを有している。

細粒物は、３０ｍｍ以下の混合廃棄物であり、例えば、礫、砂、鉄くず等の不燃物と、可燃物との混合物に粘性土（シルト、粘土）が付着したものである。また、この細粒物には、ヒ素、ホウ素、フッ素等の有害物が含有されている。これらの有害物は、礫や砂よりも粒径の小さな粘性土に付着しやすい性質をもっている。なお、以下の浮力選別装置３００の説明では、便宜上、細粒物が比重の大きい不燃物からなる細粒物ｄ３と比重の小さい可燃物からなる細粒物ｄ４とによって構成されているものとして説明する。

洗浄工程Ｓ２００ａでは、まず、浮力選別手段としての浮力選別装置３００を用いた浮力選別工程Ｓ２０１によって可燃物が選別される。図７に示されるように、浮力選別装置３００は、細粒物ｄ３、ｄ４が供給されるすべり板３１８と、すべり板３１８から滑り落ちた細粒物ｄ３、ｄ４が投入される洗浄プール３０２と、洗浄プール３０２で沈降した不燃物（細粒物ｄ３）を洗浄プール３０２外に搬送する搬送部３０７と、洗浄プール３０２で浮遊した可燃物（細粒物ｄ４）を越流させる越流部３０８とを備えている。

すべり板３１８は、水面ＷＦへ向かって斜め下方に傾斜しているため、すべり板３１８に供給された細粒物ｄ３、ｄ４は、すべり板３１８の下端３１８ａから落下して洗浄プール３０２に投入される。また、すべり板３１８には振動機構（不図示）が設けられている。そのため、細粒物ｄ３、ｄ４は、すべり板３１８を滑りやすくなるとともに、左右方向Ｄ２に拡がりやすくなる。

洗浄プール３０２は、細粒物ｄ３、ｄ４を浮力によって選別するための水を貯留する槽である。洗浄プール３０２には、長さ方向Ｄ１に向かい合うように対向する壁部３１２と壁部３１３とが形成されている。この壁部３１２と壁部３１３との間の領域は、水流部３０２Ａであり、投入された細粒物ｄ３、ｄ４を浮力の違いによって可燃物と不燃物とに選別する部分である。水流部３０２Ａには、図示しない水流発生機構によって、越流部３０８へ向かう水流ＷＳが発生している。そのため、浮遊物が越流部３０８側に流れやすくなっている。また、壁部３１３の下端付近には、水流部３０２Ａに気泡を発生させるエアー供給部３０６が配置されている。これにより、水流部３０２Ａ内において可燃物が浮かび上がりやすくなっている。

搬送部３０７は、洗浄プール３０２内から洗浄プール３２０外にかけて配置されることで、不燃物（細粒物ｄ３）を洗浄プール３０２外へ搬送するものである。搬送部３０７は、洗浄プール３０２の底壁に設けられたベルトコンベアによって構成されている。搬送部３０７における洗浄プール３０２内側の端部３０７ａは、水流部３０２Ａの下方まで延びている。これにより、水流部３０２Ａで沈降した不燃物が搬送部３０７によって洗浄プール３０２外に搬送されることになる。

越流部３０８は、壁部３１２の上縁部３１２ａが洗浄プール３０２を構成する他の壁部（不図示）よりも低い位置とされることによって構成されている。これにより、洗浄プール３０２の水は、最も低く形成された越流部３０８から流れ出ることになる。そのため、洗浄プール３０２で浮遊した可燃物（細粒物ｄ４）は、越流と共に洗浄プール３０２外に流れ出ることになる。このように、浮力選別工程Ｓ２０１によって、細粒物から可燃物が取り除かれる。

続いて、可燃物が取り除かれた細粒物は、磁力選別工程Ｓ２０２に送られる。磁力選別工程Ｓ２０２では、細粒物から鉄くずが選別される。鉄くずが除去された細粒物は、解泥洗浄工程Ｓ２０３に送られる。解泥洗浄工程Ｓ２０３では、ドラムスクラバ等によって、細粒物に付着した粘性土が解きほぐされることで、細粒物から粘性土が汚水として除去（選別）される。なお、図３では、汚水の流れが破線によって示されている。

粘性土が除去された細粒物は、分級工程Ｓ２０４に送られる。分級工程Ｓ２０４では、トロンメル等によって、１０ｍｍ以上のものと、２ｍｍより大きく１０ｍｍ未満のものと、２ｍｍ以下のものとに分級される。１０ｍｍ以上のものは、浮力選別装置３００を用いた浮力選別工程Ｓ２０５によって可燃物と不燃物とに分けられる。不燃物は土木資材としてリサイクル可能な礫として選別される。同様に、２ｍｍより大きく１０ｍｍ未満のものは、浮力選別装置３００を用いた浮力選別工程Ｓ２０６によって可燃物と不燃物とに分けられる。不燃物は土木資材としてリサイクル可能な礫として選別される。２ｍｍ以下のものは、さらにハイメッシュセパレータを用いた分級工程Ｓ２０７によって０．０７４ｍｍより大きなものと、０．０７４ｍｍ以下のものを含んだ汚水とに分級される。０．０７４ｍｍより大きなものは、ロッグウォッシャを用いたもみ洗い工程Ｓ２０８によって洗浄され、土木資材としてリサイクル可能な砂として選別される。０．０７４ｍｍ以下のものを含んだ汚水は、解泥洗浄工程Ｓ２０３で発生した汚水と共に、汚泥処理工程Ｓ２００ｂに送られる。

汚泥処理工程Ｓ２００ｂでは、まず排水処理工程（凝集工程）Ｓ２１０が行われる。排水処理工程Ｓ２１０では、まず汚水が原水槽に貯留される。原水槽に貯留された汚水は、一定量ごとに凝集反応槽に移され、ここで凝集剤が添加される（凝集工程）。凝集剤が添加された汚水は、凝集手段としてのシックナーに移される。シックナーでは、沈殿した汚泥を含む懸濁液（スラリー）が中継槽に移される。汚泥が除去された水は、所定の処理がなされた後に、循環水として浮力選別装置３００等で利用される。

本実施形態では、凝集反応槽として、例えば、第１の凝集反応槽と第２の凝集反応槽とを備えてもよい。この場合、原水槽に貯留された汚水は、一定量ごとに第１の凝集反応槽に移され、ここで凝集剤が添加される。この凝集剤には、無機系凝集剤と高分子凝集剤を組み合わせたものが用いられる。無機系凝集剤としては、例えば、硫酸バンド、塩化アルミ、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミ）、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等を利用することができる。また、高分子凝集剤としては、例えば、アニオン性凝集剤、ノニオン性凝集剤、カチオン性凝集剤等を利用することができる。このとき、第１の凝集反応槽のｐＨは、アルカリ性となるように、ｐＨ調整剤によって制御されている。凝集剤が添加された汚水は、第１のシックナーに移され、沈殿した汚泥を含むスラリーが中継槽に移される。続いて、スラリーが引き抜かれた汚水は、第２の凝集反応槽に移され、ここで凝集剤が添加される。このとき、第２の凝集反応槽のｐＨは、第１の凝集反応槽とは異なり、酸性となるように、ｐＨ調整剤によって制御される。凝集剤が添加された汚水は、第２のシックナーに移され、沈殿した汚泥を含むスラリーが中継槽に移される。このように、第１の凝集反応槽と第２の凝集反応槽とを、異なるｐＨに制御することで、効率的に凝集させることができる。特に、第１の凝集反応槽をアルカリ側に制御し、第２の凝集反応槽を酸性側に制御することで、効率的に凝集させることができる。

排水処理工程Ｓ２１０で生じた汚泥を含むスラリーは、不溶化工程・脱水固化工程Ｓ２１１によって、ヒ素、ホウ素、フッ素等の有害物が溶出しないように処理される。不溶化工程・脱水固化工程Ｓ２１１では、中継槽に貯留されたスラリーが、不溶化手段としての不溶化反応槽にポンプによって移される。このとき、流量計及び比重計によってスラリーの流量と比重とが計測される。そして、不溶化反応槽では、計測されたスラリーの流量及び比重に基いて不溶化剤が投入され、均一になるまで混合される。不溶化剤が混合されたスラリーは、スラリー槽に移され、貯留される。不溶化剤としては、例えば、鉄塩系、キレート系、マグネシウム系、アルミニウム塩系、無機鉱物系等の不溶化剤が用いられ、これらには、生石灰、二水石膏、半水石膏、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等、有害物質や重金属溶出を抑制する物質が含まれる。なお、例えば、不溶化反応槽には、計測されたスラリーの流量及び比重に基いて不溶化剤を計量し、不溶化反応槽に不溶化剤を投入するシステムが用いられる。

スラリー層に移されたスラリーは、フィルタープレス等の脱水装置（固化手段）による固化工程によって脱水される。これにより、スラリーは、脱水ケーキと水分（脱離液）とに分離される。脱水ケーキは、例えば石膏系の固化材が添加されることで、固化され、固化物となる。この固化物は、土木資材としてリサイクルすることが可能となる。

このように、土壌洗浄工程Ｓ２００では、土木資材としてリサイクル可能な礫、砂及び固化物が選別される。土壌洗浄工程Ｓ２００で選別された可燃物は、破砕選別工程Ｓ１００で選別された可燃物と共に焼却工程Ｓ３００によって焼却される。焼却工程Ｓ３００において、可燃物は焼却され、主灰と飛灰とに分けられる。主灰は、造粒固化によって固化物にされ、土木資材としてリサイクル可能な状態となる。飛灰は、管理型埋め立て処分場に埋め立てられる。

図４は、焼却工程Ｓ３００を詳細に示したフロー図である。図４に示されるように、焼却工程Ｓ３００は、可燃物を焼却する可燃物焼却工程Ｓ３０１と、可燃物焼却工程Ｓ３０１によって生じた主灰を造粒固化する造粒固化工程Ｓ３０２とを有している。また、可燃物焼却工程Ｓ３０１では、焼却によって生じた焼却灰から飛灰を分離する工程を有している（飛灰分離工程）。

まず、可燃物焼却工程Ｓ３０１によって、可燃物が可燃物焼却手段としての焼却炉で焼却される。この可燃物焼却工程Ｓ３０１で用いられる焼却炉には、例えば、ストーカー式焼却炉、流動式焼却炉、ロータリーキルン式焼却炉などがある。可燃物焼却工程Ｓ３０１によって可燃物が焼却されると、焼却灰が発生する。焼却灰は、燃焼炉に堆積する主灰と飛灰分離手段としてのバグフィルタ等によって回収される飛灰とに分離される（飛灰分離工程）。この主灰には、金属くずや、焼却炉において焼却した際に生じる大きな塊（クリンカ）などが含有されている。これら金属くずやクリンカはリサイクル材の生成に用いる素材として適当ではない。そので、所定の大きさ以上の金属くずやクリンカといった固形物が、主灰から除去される。これにより、リサイクル材の生成に適した主灰が得られる。

続いて、造粒固化工程Ｓ３０２が行われる。主灰には、強度を付与するためにセメントを混合すると共に、ヒ素、ホウ素、フッ素等の有害物の溶出を抑制する不溶化剤を混合する。セメントは、主灰の重量に対して３〜３０％程度混合する。セメントには、例えばポルトランドセメント、高炉セメントなどを用いることができる。不溶化剤としては、例えば、鉄塩系、キレート系、マグネシウム系、アルミニウム塩系、無機鉱物系等の不溶化剤が用いられ、これらには、生石灰、二水石膏、半水石膏、酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄等、有害物質や重金属溶出を抑制する物質が含まれる。続いて、例えば造粒固化手段としてのバッチ式混練装置によって、主灰、セメント及び不溶化剤が均質になるように混練される。これにより、土木資材としてリサイクル可能な固化物が得られる。以上が、災害廃棄物のリサイクルシステム（方法）である。

次に、津波堆積物の処理方法について説明する。津波堆積物は、土砂分の中に基準値以上の有害物が含有されているかの土壌分析が所定量（例えば、約９００ｍ^３）ごとに行われる。基準値は、例えば土壌汚染対策法によって規定されるものである。土壌分析の結果、基準値を超過したしたものは津波堆積物（汚染有）に分類され、基準値を超過しなかったものは津波堆積物（汚染無）に分類される。津波堆積物（汚染有）と津波堆積物（汚染無）とは、それぞれ別のシステムによってリサイクルが行われる。

まず、津波堆積物（汚染有）のリサイクルシステム４について説明する。津波堆積物（汚染有）は、その多くが土砂によって構成されているが、土砂以外の廃棄物も含まれている。そのため、図８に示されるように、津波堆積物（汚染有）は、振動篩を用いた分級工程Ｓ４０１によって、１００ｍｍ以下のものが選別される。１００ｍｍより大きな津波堆積物（汚染有）は、廃棄物として、混合廃棄物の処理工程における破砕選別工程Ｓ１００に送られる。

１００ｍｍ以下の津波堆積物（汚染有）は、磁力選別工程Ｓ４０２に送られ、スクラップとしてリサイクル可能な鉄くずが除去される。鉄くずが除去された津波堆積物（汚染有）は、解泥洗浄工程Ｓ４０３に送られる。解泥洗浄工程Ｓ４０３では、ドラムスクラバ等によって、津波堆積物（汚染有）に付着した粘性土が解きほぐされることで、津波堆積物（汚染有）から粘性土が汚水として除去（選別）される。なお、図８では、汚水の流れが破線によって示されている。

粘性土が除去された津波堆積物（汚染有）は、分級工程Ｓ４０４に送られる。分級工程Ｓ４０４では、トロンメル等によって、４０ｍｍ以上のものと、２ｍｍより大きく４０ｍｍ未満のものと、２ｍｍ以下のものとに分級される。４０ｍｍ以上のものは、可燃物として焼却工程Ｓ３００に送られる。２ｍｍより大きく４０ｍｍ未満のものは、浮力選別装置３００を用いた浮力選別工程Ｓ４０５によって可燃物と不燃物とに分けられる。不燃物は土木資材としてリサイクル可能な礫として選別される。２ｍｍ以下のものは、ロッグウォッシャを用いたもみ洗い工程Ｓ４０６によって洗浄され、分級工程Ｓ４０７に送られる。分級工程Ｓ４０７では、２ｍｍ以下のものが、洗浄分級機によって０．０７４ｍｍより大きなものと、０．０７４ｍｍ以下のものを含んだ汚水とに分級されるとともに、さらに洗浄が行われる。０．０７４ｍｍより大きなものは、土木資材としてリサイクル可能な砂として選別される。０．０７４ｍｍ以下のものを含んだ汚水は、解泥洗浄工程Ｓ４０３で発生した汚水等と共に、排水処理工程（凝集工程）Ｓ４０８に送られる。排水処理工程（凝集工程）Ｓ４０８及び不溶化・脱水固化工程Ｓ４０９は、汚泥処理工程Ｓ２００ｂと同様であるため、説明を省略する。

次に、津波堆積物（汚染無）のリサイクルシステム５について説明する。津波堆積物（汚染無）は、基準値以上の有害物が含有されていないため、不溶化処理を含む土壌洗浄工程を行うことなくリサイクルすることができる。しかし、津波堆積物（汚染有）と同様に土砂以外の廃棄物も含まれている。そこで、図９に示されるように、津波堆積物（汚染無）は、振動篩を用いた分級工程Ｓ５０１によって、１００ｍｍ以下のものが選別される。１００ｍｍより大きな津波堆積物（汚染無）は、廃棄物として、混合廃棄物の処理工程における破砕選別工程Ｓ１００に送られる。

１００ｍｍ以下の津波堆積物（汚染無）は、磁力選別工程Ｓ５０２に送られ、スクラップとしてリサイクル可能な鉄くずが除去される。鉄くずが除去された津波堆積物（汚染無）は、土質改質工程Ｓ５０３に送られる。土質改質工程Ｓ５０３において、津波堆積物（汚染無）は、土質改質剤と共に混合機（ミキシングドラム）に投入され、撹拌されながら混合される。土質改質剤は、例えば生石灰（酸化カルシウム）であり、土砂の含水率を低下させることにより、津波堆積物（汚染無）に含まれる土砂分と、その他の廃棄物とを分離しやすくさせるものである。

土質改質された津波堆積物（汚染無）は、振動篩を用いた分級工程Ｓ５０４によって、４０ｍｍ以下のものが選別される。４０ｍｍより大きな津波堆積物（汚染無）は、廃棄物として破砕選別工程Ｓ１００に送られる。４０ｍｍ以下の津波堆積物（汚染無）は、振動篩を用いた分級工程Ｓ５０５に送られる。分級工程Ｓ５０５では、２０ｍｍ以上のものと２０ｍｍ以下のものとに分級される。２０ｍｍ以上の津波堆積物（汚染無）は、廃棄物として破砕選別工程Ｓ１００に送られる。２０ｍｍ以下の津波堆積物（汚染無）は、磁力選別工程Ｓ５０６を経て、土砂と鉄くずとに分別される。土砂は、土木資材として利用可能なリサイクル材として、鉄くずはスクラップとして利用可能なリサイクル材として回収される。

以上説明した廃棄物のリサイクルシステム及び廃棄物のリサイクル方法によれば、破砕選別工程Ｓ１００によって、可燃物、不燃物及び金属といったリサイクル材から細粒物を効率的に選別することができる。また、このような細粒物は、粘性土や有害物が付着していることから、従来のシステムではリサイクルすることが困難であった。しかし、選別された細粒物を洗浄工程Ｓ２００ａによって洗浄することで、細粒物に含まれるリサイクル可能な可燃物や不燃物から粘性土が除去されるため、細粒物から可燃物及び不燃物を効率的に選別することができる。これにより、粘性土が付着した廃棄物を効率的にリサイクルすることができる。

また、破砕選別工程Ｓ１００においては、風力選別工程Ｓ１０９を備えているため、より効率的に廃棄物から可燃物を選別することができる。特に、本実施形態では、所定の範囲の大きさ（３０ｍｍ〜１００ｍｍ）の廃棄物に対して風力選別工程Ｓ１０９が実行されるため、比重差による質量差が明確であり、選別がより効果的に行われる。

また、破砕選別工程Ｓ１００においては、回転棒選別工程Ｓ１１０を備えているため、より効率的に細粒物から可燃物を選別することができる。特に、本実施形態では、風力選別工程Ｓ１０９の後に、回転棒選別工程Ｓ１１０が実行されており、選別の対象が比較的限定できるため、選別がより効果的に行われる。

また、本実施形態の廃棄物のリサイクルシステムでは、主灰を造粒固化してリサイクルする焼却工程Ｓ３００を備えている。これにより、可燃物を焼却した際の焼却灰をリサイクル可能な状態にすることができ、リサイクル率を高めることができる。

また、本実施形態の廃棄物のリサイクルシステムでは、有害物を含有する汚泥を不溶化してリサイクルする汚泥処理工程Ｓ２００ｂを備えている。この構成によれば、汚水に含まれる汚泥をリサイクル可能な状態にすることができ、リサイクル率を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等を行ってもよい。

１，４，５…リサイクルシステム、Ｓ１００…破砕選別工程、Ｓ１０１…粗選別工程（選別工程）、Ｓ１０２…粗破砕工程（破砕工程）、Ｓ１０３，Ｓ１０８，…分級工程、Ｓ１０４…手選別工程（選別工程）、Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１１１…磁力選別工程（選別工程）、Ｓ１０７…破砕工程、Ｓ１０９…風力選別工程、Ｓ１１０…回転棒選別工程、Ｓ２００…土壌洗浄工程、Ｓ２００ａ…洗浄工程、Ｓ２００ｂ…汚泥処理工程、Ｓ２０１，Ｓ２０５，Ｓ２０６…浮力選別工程、Ｓ３００…焼却工程、Ｓ３０１…可燃物焼却工程、Ｓ３０２…造粒固化工程。

Claims (10)

1. 廃棄物を破砕する破砕手段と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって２種類以上のクラスに分ける分級手段と、廃棄物から少なくとも可燃物、不燃物及び金属のいずれか一つを選別する選別手段と、を含む、少なくとも廃棄物から細粒物を選別する破砕選別手段と、
   前記破砕選別手段によって選別された細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水として分離する洗浄手段と、を有することを特徴とする、廃棄物のリサイクルシステム。
2. 前記選別手段は、少なくとも、廃棄物から可燃物を風力によって選別する風力選別手段、又は、廃棄物から可燃物を回転棒によって掃き出す回転棒選別手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリサイクルシステム。
3. 前記洗浄手段は、細粒物から可燃物を浮力によって選別する浮力選別手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物のリサイクルシステム。
4. 少なくとも前記選別手段によって選別された可燃物を焼却する可燃物焼却手段と、
   前記可燃物焼却手段によって生じた主灰を造粒固化する造粒固化手段と、
   前記可燃物焼却手段によって生じた飛灰を分離する飛灰分離手段と、
   を含む焼却手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリサイクルシステム。
5. 前記洗浄手段によって分離された汚水の濁度に基いて汚水に凝集剤を投入し、汚泥を含むスラリーを分離する凝集手段と、
   前記凝集手段によって分離された前記スラリーの流量及び比重を計測し、前記計測された流量及び比重に基いて不溶化剤を前記スラリーに投入する不溶化手段と、
   前記不溶化手段によって不溶化剤が投入されたスラリーを脱水固化する固化手段と、
   を含む汚泥処理手段をさらに備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリサイクルシステム。
6. 廃棄物を破砕する破砕工程と、大きさの異なる廃棄物が混合された廃棄物群を大きさによって２種類以上のクラスに分ける分級工程と、廃棄物から少なくとも可燃物、不燃物及び金属のいずれか一つを選別する選別工程と、を含み、少なくとも廃棄物から細粒物を選別する破砕選別工程と、
   前記破砕選別工程によって選別された細粒物を洗浄し、付着した粘性土を汚水として分離する洗浄工程と、を有することを特徴とする、廃棄物のリサイクル方法。
7. 前記選別工程は、少なくとも、廃棄物から可燃物を風力によって選別する選別工程、又は、廃棄物から可燃物を回転棒によって掃き出す選別工程を備えていることを特徴とする請求項６に記載のリサイクル方法。
8. 前記洗浄工程は、細粒物から可燃物を浮力によって選別する浮力選別工程を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の廃棄物のリサイクル方法。
9. 少なくとも前記選別工程によって選別された可燃物を焼却する可燃物焼却工程と、
   前記可燃物焼却工程によって生じた主灰を造粒固化する造粒固化工程と、
   前記可燃物焼却工程によって生じた飛灰を分離する飛灰分離工程と、
   を含む焼却工程をさらに備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のリサイクル方法。
10. 前記洗浄工程によって分離された汚水の濁度に基いて汚水に凝集剤を投入し、汚泥を含むスラリーを分離する凝集工程と、
    前記凝集工程によって分離された前記スラリーの流量及び比重を計測し、前記計測された流量及び比重に基いて不溶化剤を前記スラリーに投入する不溶化工程と、
    前記不溶化工程によって不溶化剤が投入されたスラリーを脱水固化する固化工程と、
    を含む汚泥処理工程をさらに備えたことを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載のリサイクル方法。
    

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