JPH11267606A - 廃棄物の処理方法およびその装置 - Google Patents

廃棄物の処理方法およびその装置

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JPH11267606A
JPH11267606A JP10079234A JP7923498A JPH11267606A JP H11267606 A JPH11267606 A JP H11267606A JP 10079234 A JP10079234 A JP 10079234A JP 7923498 A JP7923498 A JP 7923498A JP H11267606 A JPH11267606 A JP H11267606A
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JP
Japan
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slurry
filtrate
waste
sludge
electrolytic
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JP10079234A
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Sadahiko Maeda
禎彦 前田
Katsutoshi Suzuki
勝利 鈴木
Sadanori Miura
貞則 三浦
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
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    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性汚泥を加圧、加熱して得られた有機性
膨化汚泥スラリーと、塩化ビニルその他の含塩素系樹脂
を多量に含む固形廃棄物スラリーとを混合して混合廃棄
物スラリーとし、当該スラリーを水熱分解反応後の脱水
により燃料化されたケーキに転換するとともに、濾液の
一部を電解処理してアルカリ水溶液として反応系に循環
使用するとともに、残りの濾液中のＣＯＤ物質およびＢ
ＯＤ物質を電解酸化処理する。 【解決手段】 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量
に含む廃棄物を前処理手段にて廃棄物スラリーにして混
合槽に供給するとともに、有機性汚泥を加熱、加圧した
後、瞬時に脱圧して汚泥を膨化処理することにより膨化
汚泥スラリーを生成し前記混合槽に供給して混合廃棄物
スラリーとし、当該スラリーを反応器にて水熱反応させ
て反応生成スラリーを得た後、フラッシュに引続き脱水
してケーキ状の脱塩素化された原燃料と濾液を得るよう
にした廃棄物の処理方法であって、前記濾液の一部を電
解処理するとともに、残りの濾液を電解酸化処理するよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物などの有機固形分の内、特に塩化ビニルその他の含
塩素系樹脂を多量に含む廃棄物スラリーと、工場廃水や
都市下水などのように有機物を溶存する廃水の処理によ
って得られた有機性汚泥との混合廃棄物スラリーを、水
熱分解反応後の脱水により燃料化されたケーキに転換す
るとともに、濾液の一部を電解処理してアルカリ水溶液
を生成し循環使用するとともに、残りの濾液を電解酸化
手段によってＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質を処理するよ
うにした廃棄物の処理方法およびその装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】有機性汚泥としては、パルプ、繊維、化
学、食品などの工場廃水処理から排出される汚泥の他
に、生活廃水処理から大量に排出される下水汚泥が代表
的とされている。下水処理場から排出される下水汚泥の
含水率が９８％と高く、また膨大な量であり、年々増加
の傾向にある。従来、このような下水汚泥の処理に関し
ては、その８０％前後が脱水後、埋立処分されている
が、しかし、この場合には埋立地確保の問題があり、都
市化の発展により、その埋立地確保は年々困難になって
いる。また、下水汚泥は焼却処理することも可能である
が、この方法は、その処理生成物が被処理原料である下
水汚泥の量に比して著しく減容化された焼却灰であり、
被処理原料の減容化という点からは非常に有効な方法で
ある。
【０００３】一方、都市ごみ等の一般廃棄物や工場等か
ら排出される産業廃棄物等のいわゆる固形廃棄物も年々
増加しており、従来の埋立方式などによる処分処理方法
では対応し切れなくなっている。このような観点から、
固形廃棄物を水中破砕し、水スラリーの状態で再資源可
能な鉄、アルミニウム、ガラス等の有用物を回収した後
に、適宜な水分値を有した状態まで脱水し、ついで高温
・高圧の条件下、所定の滞留時間にて水熱反応で処理し
て得られた高温・高圧の反応生成スラリーを最終的に大
気圧まで減圧して製品スラリーを得ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
下水処理方法の場合、汚泥の細胞膜内に多量の水を含有
するため、脱水度の高いケーキでも含水率８０％いうえ
に、自燃性が無く、焼却処理しようとすると助燃剤が必
要となるばかりでなく、水分蒸発に多大な熱エネルギー
を要するために、ランニングコストが高く、経済的でな
い。
【０００５】さらに、後者では、塩化ビニルその他の含
塩素系樹脂を多量に含む都市ごみや産業廃棄物を処理す
る場合、つぎのような問題がある。 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量に含む都市
ごみや産業廃棄物を焼却炉した場合、猛毒物質のダイオ
キシンを発生させる可能性が有り、環境保護の観点から
も問題がある。 また、塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量に含
む廃棄物を燃焼すると、燃焼時にＣｌ2 やＨＣｌが発生
し、後続の空気予熱器や廃熱回収ボイラー等で腐食トラ
ブルを生じ易い。 有機塩素化合物を含む廃棄物を水熱反応により脱塩
素化することが可能であるが、生成する塩酸とアルカリ
塩（塩化ナトリウム）は腐食性が大きく、溶解度にも限
界があるので、極力系内に蓄積しないように系外に排出
する必要がある。 前記濾液を排水として公共水域に流すにはＣＯＤ
（化学的酸素要求量）除去を中心とした排水処理設備や
処理費用が必要となり、このため費用が高価となる。 さらに、前記濾液中の塩化ナトリウムを蒸発、濃縮
により晶析、分離する方法では、大部分の水を蒸発させ
るため、多量の熱エネルギが必要となる。 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量に含む都市
ごみや産業廃棄物を一旦廃棄物スラリーとして中和処理
しようとすると、ＮａＯＨのようなアルカリ性物質が多
量に必要となり、ランニングコストが高く、経済的でな
い。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は有機性汚泥を加圧、加熱して得
られた有機性膨化汚泥スラリーと、塩化ビニルその他の
含塩素系樹脂を多量に含む固形廃棄物スラリーとを混合
して混合廃棄物スラリー化し、ついで当該スラリーを水
熱分解反応後脱水することにより燃料化されたケーキに
転換するとともに、濾液の一部を電解処理してアルカリ
水溶液として循環使用するとともに、残りの濾液を電解
酸化手段によってＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質を処理す
るようにした廃棄物の処理方法およびその装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第１の発明では、塩化ビニルその他の
含塩素系樹脂を多量に含む固形廃棄物を前処理手段にて
廃棄物スラリーにして混合槽に供給するとともに、有機
性汚泥を加熱、加圧した後、瞬時に脱圧して汚泥を膨化
処理することにより膨化汚泥スラリーを生成し前記混合
槽に供給して混合廃棄物スラリーとし、当該スラリーを
反応器にて水熱反応させて反応生成物スラリーを得た
後、フラッシュに引続き脱水してケーキ状の脱塩素化さ
れた原燃料と濾液を得るようにした廃棄物の処理方法で
あって、前記濾液の一部を電解処理するとともに、残り
の濾液を電解酸化処理するようにした。
【０００８】また、第１の発明を主体とする第２の発明
では、濾液の一部を電解処理して塩素ガスと水素ガスと
アルカリ水溶液とに分離し、分離後のアルカリ水溶液を
廃棄物スラリーの中和剤として循環使用するとともに、
残りの濾液を電解酸化処理し、濾液中のＣＯＤ物質およ
びＢＯＤ物質が削減された排水と水素ガスとに分離する
ようにした。
【０００９】さらに第１の発明を主体とする第３の発明
では、固形廃棄物中に塩化ビニルその他の含塩素系樹脂
を多量に含む場合は、濾液の全量を電解手段にて電解処
理するようにし、固形廃棄物中に塩化ビニルその他の含
塩素系樹脂を中量程度含む場合は、一部の濾液を電解処
理してアルカリ水溶液を得た後、前処理手段かまたは混
合槽の下流側に送給すると同時に残りの濾液を電解手段
をバイパスさせて前処理手段に送給するようにし、さら
に固形廃棄物中に塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を少
量程度含む場合は、前記アルカリ水溶液を貯溜したアル
カリ水溶液タンクから中和に必要な量を混合槽の下流側
に送給するようにした。
【００１０】第４の発明では、塩化ビニルその他の含塩
素系樹脂を多量に含む固形廃棄物を前処理手段にて廃棄
物スラリーにして混合槽に供給するとともに、有機性汚
泥を加熱、加圧した後、瞬時に脱圧して汚泥を膨化処理
することにより膨化汚泥スラリーを生成し前記混合槽に
供給して混合廃棄物スラリーとし、当該スラリーを反応
器にて水熱反応させて反応生成物スラリーを得た後、フ
ラッシュに引続き脱水してケーキ状の脱塩素化された原
燃料と濾液を得るようにした廃棄物の処理装置であっ
て、前記濾液の一部を電解処理可能な電解手段と、残り
の濾液中のＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質を電解酸化処理
可能な電解酸化手段とを併設した。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る廃棄物の処
理方法およびその装置の具体的実施例を図１ないし図６
を用いて詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明による実施形態のシステム構
成ブロック図、図２はイオン交換膜による電解装置を用
いて濾液を電解処理するようにしたシステムブロック
図、図３は隔膜による電解装置を用いて濾液を電解処理
するようにしたシステムブロック図、図４は固形廃棄物
中に塩化ビニルを少量含む場合の実施形態のシステム構
成ブロック図、図５は第２の事例のシステムブロック
図、図６は第３の事例のシステムブロック図である。
【００１３】以下、図１について詳細に説明する。ま
ず、各所から収集され未分別状態にある有機固形分を含
む廃棄物の前処理を行なった後、熱分解処理工程に供給
するようにしている。特に本発明では、塩化ビニルその
他の含塩素系樹脂を多量に含む廃棄物を前処理工程に供
給される。
【００１４】前処理工程では、基本的に未分別状態にあ
る塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量に含む廃棄物
を処理する場合、再資源可能な鉄、アルミニウム、ガラ
ス等の有用物を含んでいるので、最初にこれを回収する
とともに、固形廃棄物処理システムの連続運転のために
固形廃棄物を搬送可能な程度までスラリー化する必要が
ある。このための前処理手段１０が設けられており、こ
の前処理手段１０は破砕装置と有用物の分離装置ならび
に脱水装置などから構成される。
【００１５】したがって、この前処理手段１０では、未
分別状態にある有機固形物を含む固形廃棄物を水中破砕
により水スラリー化させるようにし、このスラリー化の
段階で、破砕物中に含まれる不燃物の比重差を利用し
て、再資源可能な鉄、アルミニウム、ガラス等の有用物
を回収するようにしている。そして、不燃物の除去され
た有機固形物を含む水スラリーを約８〜２０重量％の固
形物含有量まで脱水し、後段の処理工程への搬送ができ
る程度の粘性となるように調整している。
【００１６】このような前処理手段１０で処理された固
形廃棄物スラリーは常温スラリーであり、一旦混合槽６
８に貯溜される。混合槽６８から排出される混合廃棄物
スラリーは、固形廃棄物スラリーと後述する膨化汚泥ス
ラリーとの混合廃棄物スラリーを形成する。
【００１７】次に、もう一方の有機性汚泥の膨化処理に
ついて述べる。図１において、工場廃水や生活廃水の処
理の残渣として発生する有機性汚泥は廃水処理施設から
の輸送ハンドリングのために脱水処理され、通常の含水
率は７８〜８３重量％を有するケーキ状のものとなって
いる。この脱水汚泥は、大部分が微生物細胞で構成さ
れ、汚泥は水分を内包する細胞膜で覆われている。この
細胞膜は単純な脱水処理によっては破壊されず、したが
って上記含水率以下に汚泥を脱水することが困難であ
り、含水率は多いものの固り状の汚泥ケーキとなってい
る。
【００１８】このようなケーキ態様を示す有機性汚泥は
図示を省略したバンカーに一時的に貯溜され、バンカー
に付設されたスクリュウポンプ７０によって下流の処理
システムに圧送供給される。スクリュウポンプ７０から
の汚泥送給ライン７２には予熱器７４が介装され、搬送
された汚泥を汚泥膨化反応器７６へ導入する前に予め昇
温し、汚泥膨化反応器７６での熱負荷を小さくしてい
る。
【００１９】汚泥膨化反応器７６は、導入された予熱汚
泥を加熱、加圧処理するものであり、これは密閉容器と
して構成されおり、ほぼ圧力を７Ｋｇ／ｃｍ2 に維持す
るように調圧バルブ（図示せず）が装備されている。こ
の汚泥膨化反応器７６内で汚泥は１６０〜１７０℃に均
一加熱され、熱変質により汚泥細胞膜が破壊され、同時
に汚泥中の水分の一部が蒸発して気液平衡状態における
圧力を得ることができるようにしている。ここで、加圧
されている加熱汚泥をフラッシュ蒸発器７８内に瞬時に
フラッシュさせて大気圧まで開放するためのフラッシュ
弁（図示せず）が汚泥膨化反応器７６とフラッシュ蒸発
器７８間に配設された配管８０上に設けられている。
【００２０】したがって、加圧状態の加熱汚泥は前記フ
ラッシュ弁を通過することにより、大気圧まで圧力が瞬
時に開放され、この脱圧により汚泥細胞膜内に存在する
水の一部が急激に気化膨張してスチームを発生すること
となる。この作用により汚泥粒子の細胞膜の破壊が促進
され、水分の溶出と汚泥細胞膜の微細化により流動性が
極めて高い状態の膨化汚泥スラリーが生成され、配管８
２を介して混合槽６８に貯溜される。混合槽６８に貯溜
された混合廃棄物スラリーは高圧ポンプ１３等の圧送手
段により塩基性の混合廃棄物スラリーとして後段の反応
器１４に送給するようにして、反応器１４内で水熱反応
を生じるようにしている。
【００２１】反応器１４内の操作温度を２５０〜３５０
℃程度の適当な温度に昇温させるが、前記高圧ポンプ１
３により１７０気圧程度まで加圧した状態で塩基を混合
した混合廃棄物スラリーを送り込むとともに、予め反応
器１４の前段で反応温度まで昇温させるようにしてお
り、実施例では、第１熱交換器１６と第２熱交換器１８
で反応温度まで段階的に昇温させてから反応器１４に送
給するようにしている。これにより昇温された混合廃棄
物スラリーは反応器１４を通過する過程で、反応温度を
維持しつつ、またその反応温度の飽和水蒸気圧以上の圧
力で、数分ないしは数十分間の反応時間で、水熱反応に
より熱分解されるのである。
【００２２】反応器１４における水熱反応後の反応スラ
リーは、当該実施例では、冷却装置としてフラッシュ蒸
発器２０を用い、フラッシュ蒸発により発生したスチー
ムを第１熱交換器１６および汚泥膨化反応器７６に供給
するシステムとなっている。すなわち、反応温度まで段
階的に昇温させてから反応器１４に送給し、所定の操作
条件下で水熱反応をさせ、フラッシュ蒸発器２０を用い
て等エンタルピ膨張によってフラッシュされたスチーム
を第１熱交換器１６および汚泥膨化反応器７６の加熱に
利用するようになっている。なお、このような熱回収の
効率を高めるために、フラッシュ圧力は数段に分けて減
圧することが望ましい。さらに、このフラッシュスチー
ムを圧縮（例えば、ヒートポンプ）することにより、よ
り一層熱回収の効率を高めることもできる。
【００２３】反応器１４からフラッシュ蒸発器２０にフ
ラッシュされて貯溜されたフラッシュ液は、例えば遠心
分離器のような分離手段２４を用いて溶存ガスや塩等を
含む濾液２９と、脱塩素化された製品ケーキ２７に分離
される。このうち燃料ケーキ２７は熱媒加熱炉３４で燃
焼し、燃焼熱で第２熱交換器１８と熱媒加熱炉３４間を
循環する熱媒体を加熱するのである。第１熱交換器１６
にて混合廃棄物スラリーを加熱した後のフラッシュスチ
ームと、汚泥膨化反応器７６内の有機性汚泥を加熱した
後のフラッシュスチームは凝縮している。このため当該
凝縮液は分離手段２４で分離して得られた燃料ケーキ２
７の洗浄液として利用される。凝縮液で洗浄すると燃料
ケーキ２７中の塩素イオンを含有した母液が凝縮液で置
換され、脱塩素化された燃焼可能な水分濃度が２０〜６
０重量％含有する燃料ケーキ２７が得られる。なお、凝
縮液を燃料ケーキ２７の洗浄液として使用するが、凝縮
液のみでは洗浄液として不足する場合のことを考慮し
て、第１熱交換器１６から分離手段２４に接続されるフ
ラッシュスチームの凝縮ラインの途中に補給水の供給ラ
インを配設しておくことが望ましい。
【００２４】混合廃棄物スラリーを反応器１４にて水熱
反応させ、得られた反応スラリーを分離手段２４で分離
して燃料ケーキ２７と濾液２９を得るが、このうち濾液
２９の一部（Ｘ）を電解酸化手段９０に送給し電解する
と、濾液２９中のＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質は電解酸
化され、水素ガスやＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質の大幅
に減少した排水とに分離される。濾液２９の残液（Ｙ）
は電解手段２６にて処理を行う。このように分離手段２
４から排出された濾液２９をＸとＹの割合に配分するた
めの基準は、濾液２９（Ｙ）を電解手段２６にて処理を
行なった際に生成される中和液としての役割を有するア
ルカリ水溶液２８が確保されていることであると同時
に、系内全体の水バランスによって決定される。
【００２５】まず、濾液２９の一部を電解手段２６に送
給し電解すると、塩素ガス、水素ガスおよびアルカリ水
溶液２８とに分離される。該電解手段２６としては、例
えばイオン交換膜法を用いた電解装置かまたは隔膜法を
用いた電解方法が考えられる。図２を用いてイオン交換
膜による電解装置について説明する。符号３６は電解装
置であり、イオン交換樹膜３８と陽極４０および陰極４
２から構成され、相互に平行配設されている。電解装置
３６の一端部から他端部まで電解装置３６を２分するよ
うにイオン交換膜３８が張架されており、２分化されて
陽極室４６と陰極室４８とを構成する。前記濾液２９が
電解装置３６へ導入される入口と反対側の他端部には陽
極室４６と陰極室４８を連通するＵ字形状を有したリタ
ーン配管４４が配設してある。
【００２６】前記濾液２９の入口に通じる陽極室４６に
は当該陽極室４６の長手方向に沿って陽極４０が配設さ
れ、濾液２９を流通させると電極反応によって塩素ガス
を発生するようになっている。一方の電解後に生成する
アルカリ水溶液２８の出口を有した陰極室４８には当該
陰極室４８の長手方向に沿って陰極４２が配設され、濾
液２９を流通させると電極反応によって水素ガスを生成
するようになっている。一方、イオン交換膜３８につい
ては、通常カチオン系のものが使用され、陽極４０から
塩素ガスを発生した後、例えばＮａのようなアルカリ金
属イオンがイオン交換膜３８を通って陰極室４８に移動
することによって水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が生成
することとなり、最終的には濾液２９は電解されて分解
液であるアルカリ水溶液２８となるのである。なお、以
上述べたようにアルカリ金属としてＮａの例に限定され
るものでなく、例えばＫでも同様の結果が得られる。
【００２７】以上、イオン交換膜３８としてカチオン系
のものを使用した場合について述べたが、カチオン系の
ものに限定されることなく、アニオン系のものを用いて
もよい。なお、アニオン系のものを用いた場合は、カチ
オン系のような濾液２９を陽極室４６側に供給する場合
とは異なり、濾液２９は陰極室４８側に供給される。陰
極４２に供給された濾液２９は電極反応によって水素ガ
スを発生するとともに、陽極４０から塩素ガスを発生し
た後、例えばＯＨのようなアルカリ金属イオンがイオン
交換膜３８を通って陽極室４６に移動することによって
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が生成することとなり、
最終的には濾液２９は電極反応されて分解液であるアル
カリ水溶液２８となるのである。
【００２８】一方、図３を用いて隔膜法による電解装置
について説明する。隔膜法を用いた電解装置５０であ
り、素焼き状かあるいはアスベスト状のものを用いた隔
膜５２と陽極５４および陰極５６から構成され、平行配
設されている。電解装置５０の一端部から他端部まで電
解装置５０を２分するように隔膜５２が張架されてお
り、２分化されて陽極室５８と陰極室６０とを構成す
る。また、電解装置５０を構成する陽極室５８と一端部
に濾液２９の入口を有し、陰極室６０の前記反入口側に
アルカリ水溶液２８の出口を有する。
【００２９】前記濾液２９の入口に通じる陽極室５８に
は当該陽極室５８の長手方向に沿って陽極５４が配設さ
れ、濾液２９を流通させると電極反応によって塩素ガス
を発生するようになっている。一方の電解後に生成する
アルカリ水溶液２８の出口を有した陰極室６０には当該
陰極室６０の長手方向に沿って陰極５６が配設されてい
る。一方、隔膜５２については、入口から導入された後
陽極５４で電極反応された濾液２９が隔膜５２を透過
し、引き続き陰極室６０に移動し電極反応によって水素
ガスを生成し、水素イオンが除去されてアルカリ水溶液
２８となり、陰極室６０の出口から排出されるようにな
っている。構成する陽極室５８に導入された濾液２９は
陽極５４により塩素ガスが発生する。残りの濾液２９は
隔膜５２を透過して陰極室６０に移動するが、このとき
陰極室６０にて陰極５６により水素ガスを生成した後の
アルカリ水溶液２８は陰極室６０の出口から排出され
て、アルカリ水溶液タンク３０に送給される。
【００３０】ところで、本発明の原料とする都市ごみ等
の原料廃棄物中には、多量の塩化ビニルその他の含塩素
系樹脂が含まれており、当該塩素化合物は熱分解に伴い
塩化水素を生成する。このため、混合廃棄物スラリーを
反応器１４にて水熱反応させて得られた反応スラリーを
分離手段２４で分離してケーキ２７と濾液２９にする
が、このうち濾液２９を電解手段２６に送給し電解する
と、塩素ガス、水素ガスおよびアルカリ水溶液２８とに
分離される。そして、アルカリ水溶液２８はアルカリ水
溶液タンク３０に一旦貯蔵され、水熱反応に処する塩基
性廃棄物スラリーにアルカリ水溶液２８を添加すること
により水熱反応時に生成した塩化水素を中和処理するよ
うにしている。
【００３１】アルカリ性物質であるアルカリ水溶液２８
は、反応によって塩酸等が生じることにより反応器や熱
交換器、その他の配管等の接液部に腐食が生じることを
防止する目的で添加される。アルカリ水溶液タンク３０
からアルカリ水溶液供給ポンプ３２を介して供給される
アルカリ性物質は、連続注入方式とされ、注入量は通
常、塩基性廃棄物スラリーの固形分に対して１０重量％
未満、望ましくは４〜８重量％の割合で注入されるが、
これは固形廃棄物の種類にもよるが、生成する塩素化合
物の中和に必要な量であり、都市ごみ等に含まれる有機
塩素系樹脂の含有量が多い場合にはアルカリ水溶液２８
の添加量を増す必要がある。
【００３２】このようなアルカリ水溶液２８のアルカリ
濃度は電解の電流量でコントロールし、その注入位置と
しては、前処理手段１０かまたは貯槽タンク１２と高圧
ポンプ１３間の貯槽タンク１２の直下流部に注入するよ
うにするが、貯槽タンク１２に直接供給してもよい。な
お、アルカリ水溶液供給ポンプ３２は反応生成物のｐＨ
値により調整するような可変ポンプとされる。
【００３３】このような廃棄物処理システムを用いた処
理方法の具体的内容を説明する。
【００３４】有機固形物中に多量の塩化ビニルその他の
含塩素系樹脂を含む都市ごみや産業廃棄物は、混合未分
別の状態で処理システムに導入される。未分別廃棄物は
最初の前処理手段１０にてアルカリ水溶液２８または濾
液２９と混合するとともに、粉砕して水性スラリーとな
し、これから鉄やアルミニウム等の有用無機物質を分離
して有機固形物を含む廃棄物スラリーを生成する。粉砕
処理は水中破砕によって固形物が数ｍｍ程度になるよう
に行えばよく、これにより水性スラリーとするととも
に、水中破砕の際に鉄等を分離除去する。次いで、この
水性スラリーはサイクロンに投入し、ここでアルミニウ
ム、ガラス等の有用物を分離し、有機性固形物を含むス
ラリーを脱水装置を介してポンプ輸送可能な程度まで含
水率（約１４重量％）となるように調整して混合槽６８
に投入するのである。
【００３５】本発明では、固形廃棄物中に熱分解に伴い
塩化水素を発生する塩化ビニル等の有機塩素系樹脂が多
量に含まれることを許容する。反応器１４内で発生する
塩化水素はアルカリ性物質としてのアルカリ水溶液２８
を注入することにより、中和処理するようになってい
る。
【００３６】このようなアルカリ水溶液２８は反応器１
４の出口の反応スラリーのｐＨが弱酸性のｐＨ＝３〜
６、好ましくは４〜６となるように、添加量（アルカリ
水中のアルカリ濃度）を調整すればよい。このように反
応器１４の出口の反応スラリーのｐＨが弱酸性となるよ
うに電解電流を管理することにより、もって複合廃棄物
の処理の連続運転が可能となる。また、処理する固形廃
棄物中の塩化ビニルその他の含塩素系樹脂量に応じてア
ルカリ水溶液２８のアルカリ濃度および添加量を変える
ことにより、反応器１４の出口ｐＨ値を検出し所定の添
加量に調整することができる。
【００３７】高圧ポンプ１３により送給される混合廃棄
物スラリー中にアルカリ水溶液２８が注入された混合廃
棄物スラリーは反応器１４に供給される前段で予め反応
温度になるように昇温され、常温から反応温度である２
５０〜３５０℃まで加熱される。このため、第１熱交換
器１６、第２熱交換器１８が反応器１４の前段に配置さ
れ、この第１熱交換器１６、第２熱交換器１８にて段階
的に昇温させている。第１熱交換器１６、第２熱交換器
１８を経由して送られる混合廃棄物スラリーは、反応器
１４からフラッシュ蒸発器２０へフラッシュした際に発
生するフラッシュスチームの持つ熱によって予熱され、
次いで熱媒加熱炉３４と第２熱交換器１８間を循環する
熱媒により反応温度２５０〜３５０℃、望ましくは３２
５℃程度まで昇温されて反応器１４に導入される。
【００３８】このスラリーは反応器１４内で数十分間保
持され、液圧はその温度における飽和蒸気圧より高温と
なるようにして沸騰が防止されている。反応器１４から
の反応スラリーはフラッシュ蒸発器２０にフラッシュさ
れて大気圧まで減圧されるがこのときスチームを発生す
る。フラッシュ蒸発器２０に貯溜された反応スラリーは
分離手段２４をなす遠心濾過器などで濃縮する過程で、
フラッシュ凝縮液で洗浄された燃料ケーキ２７と濾液２
９とに分離される。
【００３９】ここで、本発明の原料とする都市ごみや産
業廃棄物中に占める塩化ビニル量の多少によって、分離
手段２４により分離された濾液２９の一部（Ｘ）を電解
酸化手段９０に送給し電解処理するか、または濾液２９
の残液（Ｙ）は電解手段２６に送給して処理を行うかを
決定する。すなわち、都市ごみや産業廃棄物中に占める
塩化ビニル量が多い場合は、中和液としての役割を有す
るアルカリ水溶液２８の量が多量に必要となるため、電
解酸化手段９０に送給する濾液２９（Ｘ）を少なくする
とともに、残りの濾液２９（Ｙ）量を多くして電解手段
２６にて処理を行い、アルカリ水溶液２８の確保が行わ
れるのである。
【００４０】電解手段２６に送給された濾液２９（Ｙ）
は電解反応に供される。電解手段２６として、イオン交
換膜３８を用いた電解装置３６では、電解装置３６を構
成する陽極室４６に導入された濾液２９は陽極４０によ
り塩素ガスを生成するとともに、例えばＮａイオンのよ
うなアルカリ金属がイオン交換膜３８を通って陰極４２
を有する陰極室４８に移動する。このようにして、塩化
ナトリウム（ＮａＣｌ）が除かれた陽極室４６内の残り
の濾液２９はリターン配管４４を通って陰極４２を有す
る陰極室４８に導入される。
【００４１】陰極４２では、水素イオンより水素ガスが
生成し、水酸イオンが陽極室４６に残留する。上述した
ごとく陽極室４６よりアルカリ金属（Ｎａ）イオンがイ
オン交換膜３８を通って陰極室４８に入るので、塩基
（ＮａＯＨ）が生成し、陰極室４８の出口からアルカリ
水溶液２８が排出されてアルカリ水溶液タンク３０に送
給される。
【００４２】一方、図３に示す隔膜法を用いた電解装置
５０では、電解装置５０を構成する陽極室５８に導入さ
れた濾液２９は陽極５４により塩素ガスを生成する。残
りの濾液２９は隔膜５２を透過して陰極室６０に移動す
るが、このとき陰極室６０にて陰極５６によって水素ガ
スを生成した後のアルカリ水溶液２８は陰極室６０の出
口から排出されて、アルカリ水溶液タンク３０に送給さ
れる。
【００４３】残りの濾液２９（Ｘ）は電解酸化手段９０
に送給される。当該電解酸化手段９０では、塩化ナトリ
ウム水溶液（電解液）に不溶性電極を用いた電解槽、例
えば海水、上水用の次亜塩素酸発生用電解槽を使用す
る。還元性物質であるＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質は直
接電解反応による酸化と次式により生成する次亜塩素酸
ナトリウムによる酸化を同時に受ける。すなわち、 ２Ｃｌ- → Ｃｌ2 ＋ ２ｅ- ２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2 → ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
【００４４】こうした処理により、濾液２９中のＣＯＤ
物質は、１〜２％より１００ｐｐｍ程度かそれ以下に減
少した排水となって系外に排出される。なお、濾液２９
を電解酸化手段９０にて電解酸化を行う際に、水素ガス
を生成するが、このような副生水素ガスを化学原料とし
て回収し、他の用途に利用してもよい。
【００４５】逆に、図４に示す如く、都市ごみや産業廃
棄物中に占める塩化ビニル量が中量の場合は、濾液２９
（Ｘ）を電解酸化手段９０に送給する濾液２９（Ｘ）の
量を系内全体で決まる水バランス上許容される量にする
少なくするとともに、残りの濾液２９（Ｙ）のうち濾液
２９の少量Ｙ1 を電解手段２６にて処理を行い、残りの
濾液２９（Ｙ2 ）を電解手段２６を経由せずにバイパス
ラインにて前処理手段１０に直接送給してスラリー用の
補給水をその分少なくするようにしてもよい。
【００４６】さらに、都市ごみや産業廃棄物中に占める
塩化ビニル量が少量の場合は、濾液２９（Ｘ）を電解酸
化手段９０に送給するとともに、残りの濾液２９（Ｙ）
は電解手段２６を経由させてアルカリ水溶液タンク３０
に貯溜した後、必要量のみ混合廃棄物スラリー中にアル
カリ水溶液２８を供給するようにすることができる。
【００４７】上記例では、反応器１４からの反応生成物
スラリーをフラッシュ蒸発器２０によりフラッシュ蒸発
して発生したスチームを第１熱交換器１６に供給してス
ラリー予熱をなすとともに、分離手段２４によって遠心
分離して得られた燃料ケーキ２７を、第２熱交換器１８
と熱媒加熱炉３４間を循環しながら加熱された熱媒体に
て混合廃棄物スラリーの予熱をなすようにしたしたが、
図５に示すように、図１に示すシステムに自己熱交換シ
ステムを追加したシステムとして利用することができ
る。
【００４８】さらに、図６に示すように、図１に示した
システムをベースとして、反応器１４の出口の反応スラ
リーの顕熱を有効利用するために、当該反応スラリーを
一旦冷却器３１を通して熱媒体の加熱加勢に利用するた
めに、反応器１４の後段に冷却器３１を配設して第３熱
交換器１９間で熱媒体を熱媒体循環ポンプ６４で循環加
熱するようなシステムとしてもよい。
【００４９】上記例では、反応器１４からの反応スラリ
ーをフラッシュ蒸発器２０によりフラツシュ蒸発して発
生したスチームを第１熱交換器１６に供給してスラリー
予熱をなすとともに、分離手段２４によって遠心分離し
て得られた燃料ケーキ２７を、第２熱交換器１８と熱媒
加熱炉３４間を循環しながら加熱された熱媒体にて混合
廃棄物スラリーの予熱をなすようにしたが、第１熱交換
器１６を多段に分割する一方で、フラッシュを多段で行
い圧力の異なるスチームを得て、多段構成された前記第
１熱交換器１６の各段に供給することにより熱回収量を
増やすことも可能である。さらに、蒸気圧縮機を設けて
フラッシュスチームを加圧することにより、凝縮温度を
上げて熱回収を増やすことも可能である。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明ではつぎのような利点がある。すなわち、 汚泥を自己燃焼性のある燃焼ケーキに転換できる。 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量に含む廃棄
物から脱塩化された燃料ケーキを製造できる。 反応器出のスラリーのｐＨを弱酸性とするためのア
ルカリ水溶液が系内で生成するため、外部から新たに中
和用のＮａＯＨを供給する必要がなくなり、廃棄物処理
費用が低廉となる。 外部から供給する熱量を減ずることができるととも
に、分解反応を著しく促進されるので、固形廃棄物が固
体炭素化され、代替燃料またはガス化源としての有効利
用が可能となる。また、系内で一部を加熱源として利用
することで、外部から供給する熱量を減ずることができ
る。 有用物としての塩素ガスを回収でき、塩酸等の化学
原料として利用できるとともに、副生物として水素ガス
が得られ、他用途への範囲が拡大できる。 排水中のＣＯＤ物質およびＢＯＤ物質がゼロまたは
少量となり、排水処理のコストが大幅に削減できる。 副生物として水素ガスが得られ、化学原料として利
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態のシステム構成ブロック
図である。
【図２】イオン交換膜による電解装置を用いて濾液を電
解処理するようにしたシステムブロック図である。
【図３】隔膜による電解装置を用いて濾液を電解処理す
るようにしたシステムブロック図である。
【図４】本発明による固形廃棄物中に塩化ビニルを少量
含む場合の実施形態のシステム構成ブロック図である。
【図５】第２の事例のシステムブロック図である。
【図６】第３の事例のシステムブロック図である。
【符号の説明】
１０ 前処理手段 １３ 高圧ポンプ １４ 反応器 １６ 第１熱交換器 １８ 第２熱交換器 １９ 第３熱交換器 ２０ フラッシュ蒸発器 ２４ 分離手段 ２６ 電解手段 ２７ 燃料ケーキ ２９ 濾液 ３０ アルカリ水溶液タンク ３１ 冷却器 ３２ アルカリ水溶液供給ポンプ ３４ 熱媒加熱炉 ３６ 電解装置 ３８ イオン交換膜 ４０ 陽極 ４２ 陰極 ４４ リターン配管 ４６ 陽極室 ４８ 陰極室 ５０ 電解装置 ５２ 隔膜 ５４ 陽極 ５６ 陰極 ５８ 陽極室 ６０ 陰極室 ６４ 熱媒体循環ポンプ ６８ 混合槽 ７０ スクリュウポンプ ７２ 汚泥送給ライン ７４ 予熱器 ７６ 汚泥膨化反応器 ７８ フラッシュ蒸発器 ８０、８２ 配管 ９０ 電解酸化手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 11/00 Ｃ０２Ｆ 1/46 １０１Ｃ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量
    に含む固形廃棄物を前処理手段にて廃棄物スラリーにし
    て混合槽に供給するとともに、有機性汚泥を加熱、加圧
    した後、瞬時に脱圧して汚泥を膨化処理することにより
    膨化汚泥スラリーを生成し前記混合槽に供給して混合廃
    棄物スラリーとし、当該スラリーを反応器にて水熱反応
    させて反応生成物スラリーを得た後、フラッシュに引続
    き脱水してケーキ状の脱塩素化された原燃料と濾液を得
    るようにした廃棄物の処理方法であって、前記濾液の一
    部を電解処理するとともに、残りの濾液を電解酸化処理
    するようにしたことを特徴とする廃棄物の処理方法。
  2. 【請求項２】 濾液の一部を電解処理して塩素ガスと水
    素ガスとアルカリ水溶液とに分離し、分離後のアルカリ
    水溶液を廃棄物スラリーの中和剤として循環使用すると
    ともに、残りの濾液を電解酸化処理し、濾液中のＣＯＤ
    物質およびＢＯＤ物質が削減された排水と水素ガスとに
    分離するようにしたことを特徴とする請求項１記載の廃
    棄物の処理方法。
  3. 【請求項３】 固形廃棄物中に塩化ビニルその他の含塩
    素系樹脂を多量に含む場合は、濾液の全量を電解手段に
    て電解処理するようにし、固形廃棄物中に塩化ビニルそ
    の他の含塩素系樹脂を中量程度含む場合は、一部の濾液
    を電解処理してアルカリ水溶液を得た後、前処理手段か
    または混合槽の下流側に送給すると同時に残りの濾液を
    電解手段をバイパスさせて前処理手段に送給するように
    し、さらに固形廃棄物中に塩化ビニルその他の含塩素系
    樹脂を少量程度含む場合は、前記アルカリ水溶液を貯溜
    したアルカリ水溶液タンクから中和に必要な量を混合槽
    の下流側に送給するようにしたことを特徴とする請求項
    １記載の廃棄物の処理方法。
  4. 【請求項４】 塩化ビニルその他の含塩素系樹脂を多量
    に含む固形廃棄物を前処理手段にて廃棄物スラリーにし
    て混合槽に供給するとともに、有機性汚泥を加熱、加圧
    した後、瞬時に脱圧して汚泥を膨化処理することにより
    膨化汚泥スラリーを生成し前記混合槽に供給して混合廃
    棄物スラリーとし、当該スラリーを反応器にて水熱反応
    させて反応生成物スラリーを得た後、フラッシュに引続
    き脱水してケーキ状の脱塩素化された原燃料と濾液を得
    るようにした廃棄物の処理装置であって、前記濾液の一
    部を電解処理可能な電解手段と、残りの濾液中のＣＯＤ
    物質およびＢＯＤ物質を電解酸化処理可能な電解酸化手
    段とを併設したことを特徴とする廃棄物の処理装置。
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