JPH10180222A - ごみ焼却飛灰の処理方法 - Google Patents

ごみ焼却飛灰の処理方法

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JPH10180222A
JPH10180222A JP8346421A JP34642196A JPH10180222A JP H10180222 A JPH10180222 A JP H10180222A JP 8346421 A JP8346421 A JP 8346421A JP 34642196 A JP34642196 A JP 34642196A JP H10180222 A JPH10180222 A JP H10180222A
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拓也 品川
Tsuyoshi Nakao
強 仲尾
Keisuke Nakahara
啓介 中原
Masahiro Sudo
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ焼却炉から排出される焼却飛灰中に含ま
れる重金属類を溶出し難い化合物に転化させて重金属類
を安定化処理するとともに、焼却飛灰中に含まれるダイ
オキシンを分解し無害化する、ごみ焼却飛灰の乾式処理
方法を提供する。 【解決手段】ごみ焼却飛灰が加熱および反応される飛灰
加熱反応装置内に、ごみ焼却飛灰を投入、滞留させ、こ
のようにごみ焼却飛灰が滞留する飛灰加熱反応装置を所
定の温度に加熱しつつ、飛灰加熱反応装置内にガス状の
硫化剤を吹き込むことによって、飛灰中に含まれる鉛、
亜鉛等の重金属類を難溶性の硫化物に転化させ、もって
重金属類を安定化させると共に、飛灰中に含まれるダイ
オキシンを分解して無害化することを特徴とするごみ焼
却飛灰の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ごみ焼却炉から
排出される焼却飛灰中に含まれる重金属類を溶出し難い
化合物に転化させて重金属類を安定化処理するととも
に、焼却飛灰中に含まれるダイオキシンを分解する、ご
み焼却飛灰の無害化処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、都市ごみや産業廃棄物などは焼
却処理されている。この焼却処理の際に生じる焼却残渣
の多くは埋立て処分されている。しかしながら、この焼
却残渣には、鉛、亜鉛などの有害な重金属類が多く含ま
れており、埋立て処分後に重金属が溶出し、問題となっ
ている。
【0003】焼却残渣のうち、特に、バグフィルターや
電気集塵機によって集塵される焼却飛灰は、主灰と比べ
て、より高濃度で重金属類を含有しているので、特別管
理一般廃棄物に指定され、その無害化処理が義務づけら
れている。
【0004】現在、焼却飛灰の無害化処理方法として、
飛灰を溶融して固化する溶融固化、飛灰をセメントで固
化するセメント固化、または飛灰中の酸を抽出する酸抽
出などの方法が採られている。また、焼却飛灰の無害化
処理方法として、次のような技術が提案されている。 (1)特開昭63−111990「ごみ焼却飛灰中の重
金属類の安定化処理方法」(以下、先行技術1という) (2)特開平7−100455「飛灰に含まれる有害重
金属類の無害化処理方法」(以下、先行技術2という) 上述した先行技術1および2においては、専用の反応
槽、沈降槽を使用して、焼却飛灰を液状の硫化剤と接触
させ、反応させて処理している。
【0005】更に、近年、飛灰中に含まれる有機塩素化
合物の中でPCDDs(ポリ塩素化ジベンゾダイオキシ
ン)、PCDFs(ポリ塩素化ジベンゾフラン)は非常
に毒性の強い物質として知られている(以下、PCDD
s、PCDFsをダイオキシンと総称する)。この飛灰
中のダイオキシンを低減する方法として、次のような飛
灰の加熱処理方法が提案されている。 (3)特開平7−112172「集じん灰の処理方法」
(以下、先行技術3という)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】先行技術には次の問題
点がある。即ち、先行技術1および2においては、飛灰
および液状の硫化剤の他に水を混入させて、飛灰を泥
状、または、パサパサな塊状にして、飛灰と硫化剤とを
反応させているので、飛灰と硫化剤とが十分に接触せ
ず、反応効率が悪いという問題点がある。
【0007】先行技術3においては、ダイオキシンの処
理のために、重金属処理装置と別に特別な装置を必要と
するという問題点がある。従って、この発明の目的は、
上述した先行技術の問題点を克服して、ごみ焼却飛灰を
効率的に無害化するとともに、新たな処理装置を設置す
ることなく、飛灰中のダイオキシンを分解する、ごみ焼
却飛灰の処理方法を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、ごみ焼
却飛灰を加熱・反応させる飛灰加熱反応装置内に投入、
滞留させ、飛灰を所定の温度に加熱するとともにガス状
の硫化剤を吹き込むことによって、飛灰中に含まれる
鉛、亜鉛などの重金属類と硫化剤との反応効率を高め、
且つ、飛灰中に含まれるダイオキシンを分解し、飛灰を
効率的に無害化することができることを知見した。
【0009】本発明の、ごみ焼却飛灰の処理方法は、上
記知見に基づいてなされたものであって、ごみ焼却飛灰
が加熱および反応される飛灰加熱反応装置内に、ごみ焼
却飛灰を投入、滞留させ、このようにごみ焼却飛灰が滞
留する前記飛灰加熱反応装置を所定の温度に加熱しつ
つ、前記飛灰加熱反応装置内にガス状の硫化剤を吹き込
むことによって、前記飛灰中に含まれる鉛、亜鉛等の重
金属類を難溶性の硫化物に転化させ、もって前記重金属
類を安定化させると共に、飛灰中に含まれるダイオキシ
ンを分解して無害化することを特徴とするものである。
【0010】更に、この発明のごみ焼却飛灰の処理方法
は、前記飛灰加熱反応装置を350〜400℃の範囲内
の温度に加熱し、そして、前記飛灰加熱反応装置内にお
ける前記飛灰の滞留時間を15分以上とすることによっ
て、前記飛灰中の前記ダイオキシンを分解することを特
徴とするものである。
【0011】更に、この発明のごみ焼却飛灰の処理方法
は、前記飛灰加熱反応装置は、ヒータおよびその中心軸
に前記硫化剤を吹き込むための硫化剤吹き込み口を有す
る攪拌羽根を有しており、前記ヒータによって、前記飛
灰加熱反応装置を350〜400℃の範囲内の温度に加
熱し、そして、前記攪拌羽根によって、前記硫化剤の吹
き込みおよび前記飛灰の攪拌を行い、もって、飛灰の硫
化剤との反応を促進することを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、この発明のごみ焼却飛灰の
処理方法について、図面を参照しながら、詳細に説明す
る。
【0013】ごみ焼却システムは、炉本体、飛灰加熱反
応装置、集塵機などから構成されている。図1はこの発
明の処理方法の1つの実施態様において用いられる飛灰
加熱反応装置を示す。図1において、1は飛灰加熱反応
装置、2はヒータ、3は硫化剤吹き込み口、4は攪拌羽
根、5は焼却飛灰入口、6は硫化剤入口、7は排ガス出
口、8は処理灰出口をそれぞれ示す。
【0014】この発明の処理方法においては、廃棄物を
焼却処理した際に発生する、焼却飛灰を飛灰入口5から
飛灰加熱反応装置1に投入し、ヒータ2によって飛灰加
熱反応装置を所定の温度に加熱する。飛灰加熱反応装置
に投入された飛灰はその中に所定の時間滞留する。硫化
剤入口6から飛灰加熱反応装置に吹き込まれた硫化剤
は、硫化剤吹き込み口から飛灰加熱反応装置内に滞留す
る加熱された飛灰に向かって、矢印で示すように吹き込
まれる。それと同時に、攪拌羽根4によって、飛灰およ
び硫化剤は攪拌されて、飛灰の中の重金属類と硫化剤と
の間の反応が促進され、飛灰加熱反応装置の他端に向か
って移動する。反応の終了した処理灰は、処理灰出口か
ら排出され、残りの排ガスは排ガス出口7から排出され
る。なお、硫化剤入口は、図1に示された以外の位置で
もよい。
【0015】上述したように、飛灰にガス状の硫化剤を
吹き込むことによって、飛灰中に含まれる鉛、亜鉛など
の重金属類を難溶性の硫化物に転化させ、安定化するこ
とができる。ガス状の硫化剤を用いることによって、水
分が使用されないため灰がさらさらとした状態で、硫化
剤と飛灰との接触が効率よく行われる。このように乾式
処理を採用することによって、処理装置をコンパクトに
することができる。
【0016】この発明の方法においては、飛灰加熱反応
装置を350から400℃の範囲内の温度に加熱し、そ
して、ごみ焼却飛灰が飛灰加熱反応装置内に滞留する時
間を15分以上とすることによって、焼却飛灰に含有さ
れる重金属類と硫化剤との反応が十分に進行し、重金属
類を難溶性の硫化物に転化することができるとともに、
飛灰中のダイオキシンを分解することができる。加熱温
度が350℃未満では、ダイオキシンの量が増加する。
一方、加熱温度が400℃を超えると、SOxの発生量
が10ppmを超える。飛灰が飛灰加熱反応装置内に滞
留する時間が15分未満では、ダイオキシン分解率が低
下する。従って、飛灰加熱反応装置の加熱温度(焼却飛
灰に含有される重金属類と硫化剤とを反応させる温度)
は350から400℃の範囲内、そして、飛灰が飛灰加
熱反応装置内に滞留する時間を15分以上にそれぞれ限
定すべきである。
【0017】
【実施例】本発明のごみ焼却飛灰の処理方法を実施例に
よって、説明する。図1に示す飛灰加熱反応装置を使用
し、そして、硫化剤として硫化水素を用いた。飛灰加熱
反応装置の加熱温度および飛灰が飛灰加熱反応装置に滞
留する時間を変化させながら、飛灰と硫化水素とを反応
させ、飛灰加熱反応装置内の攪拌羽根によって移動さ
せ、処理灰として排出した。硫化水素の吹き込み量は、
Pb、ZnおよびCdの合計モル比の1以上とした。飛
灰と硫化水素との間の反応率を図2に示す。
【0018】図2において、縦軸は反応率(%)、横軸
は反応温度(℃)を示す。図2から明らかなように、反
応温度が400℃以下のとき、滞留時間が5分以上であ
れば、反応率が概ね100%となり、飛灰と硫化水素と
の反応が十分に進行して、飛灰中に含まれる重金属類を
難溶性の硫化物に転化することができる。
【0019】焼却飛灰中の重金属類酸化物は以下の反応
によって硫化物に変化する。 PbO +H2S =PbS +H2O ZnO +H2S =ZnS +H2O CdO +H2S =CdS +H2O 次に、(環境庁告示13号に規定された)集塵機で捕集
された飛灰の溶出試験を行った。その結果を表1に示
す。表1から明らかなように、集塵機で集塵された焼却
飛灰中に含まれる鉛、亜鉛などの重金属類の溶出量が測
定可能値以下となり、本発明のごみ焼却飛灰の処理方法
によると、環境基準を十分満足することができた。
【0020】
【表1】
【0021】更に、上述したように反応温度(飛灰加熱
反応装置の加熱温度)を変化させたときのSOxの発生
状況を調べた。その結果を図3に示す。図3において、
縦軸はSOx(ppm)、横軸は反応温度(℃)を示す。図
3から明らかなように、反応温度が400℃以下のと
き、SOxの発生量を10ppm以下に抑えることがで
きる。
【0022】更に、上述したように反応温度および滞留
時間を変化させたときのダイオキシンの分解率を調べ
た。その結果を図4に示す。図4において、縦軸はダイ
オキシンの分解率(%)、横軸は反応時間(min )を示
す。●は反応温度が350〜400℃、□は反応温度が
400〜450℃、▲は反応温度が450〜500℃を
示す。図4から明らかなように、ダイオキシンを分解す
るためには、反応温度を350℃以上、滞留時間を15
分以上とする必要がある。反応時間が350℃未満のと
きには、ダイオキシンの発生量が増加することが確認さ
れた。
【0023】
【発明の効果】本発明によると、ごみ焼却炉から排出さ
れる焼却飛灰中に含まれる重金属類を溶出し難い化合物
に転化させて、重金属類を安定化処理するとともに、飛
灰中に含まれているダイオキシンを分解し無害化するこ
とができる、ごみ焼却飛灰の乾式処理方法が提供され、
工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の方法の1つの実施態様にお
ける飛灰加熱反応装置を示す概略説明図である。
【図2】図2は、この発明の方法における反応温度、反
応率および滞留時間の間の関係を示すグラフである。
【図3】図3は、この発明の方法における反応温度とS
Ox生成量との間の関係を示すグラフである。
【図4】図4は、この発明の方法における反応温度、反
応時間およびダイオキシン分解率の間の関係を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 飛灰加熱反応装置 2 ヒータ 3 硫化剤吹き込み口 4 攪拌羽根 5 焼却飛灰入口 6 硫化剤入口 7 排ガス出口 8 処理灰出口
フロントページの続き (72)発明者 須藤 雅弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ごみ焼却飛灰が加熱および反応される飛
    灰加熱反応装置内に、ごみ焼却飛灰を投入、滞留させ、
    このようにごみ焼却飛灰が滞留する前記飛灰加熱反応装
    置を所定の温度に加熱しつつ、前記飛灰加熱反応装置内
    にガス状の硫化剤を吹き込むことによって、前記飛灰中
    に含まれる鉛、亜鉛等の重金属類を難溶性の硫化物に転
    化させ、もって前記重金属類を安定化させると共に、飛
    灰中に含まれるダイオキシンを分解して無害化すること
    を特徴とする、ごみ焼却飛灰の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記飛灰加熱反応装置を350〜400
    ℃の範囲内の温度に加熱し、そして、前記飛灰加熱反応
    装置内における前記飛灰の滞留時間を15分以上とする
    ことによって、前記飛灰中の前記ダイオキシンを分解す
    ることを特徴とする、請求項1に記載のごみ焼却飛灰の
    処理方法。
  3. 【請求項3】 前記飛灰加熱反応装置は、ヒータおよび
    その中心軸に前記硫化剤を吹き込むための硫化剤吹き込
    み口を有する攪拌羽根を有しており、前記ヒータによっ
    て、前記飛灰加熱装置を350〜400℃の範囲内の温
    度に加熱し、そして、前記攪拌羽根によって、前記硫化
    剤の吹き込みおよび前記飛灰の攪拌を行い、もって、飛
    灰の硫化剤との反応を促進することを特徴とする、請求
    項1に記載のごみ焼却飛灰の処理方法。
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