JPH11267698A - 廃棄物の処理方法およびその装置 - Google Patents

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、濾液は
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
るようにした。 【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、前記濾液を電解処理
してアルカリ水溶液として回収し、系内で循環使用す
る。

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、濾液を電解処理してアルカリ水溶液として
循環使用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は
含水率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％と高い
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プラスチックを多量に含
む都市ごみや産業廃棄物を焼却した場合、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、生成する塩酸とのアルカ
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。

【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、濾液ほ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
性汚泥を加圧、加熱した後、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、
前記濾液を電解処理してアルカリ水溶液として回収循環
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、前記濾液を電解処理した際に生成する塩素ガスと
水素ガスを系外に取出し、残り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ようにし、さら
に、第１の発明を主体とする第３の発明では、前記脱塩
素後の該ケーキ状の燃料を燃焼炉で燃焼し、該燃焼時の
燃焼熱で熱媒体を加熱し、該熱媒体を反応器に至る経路
に配設された熱交換器に通して混合廃棄物スラリーを加
熱するようにした。

【０００９】第１の発明を主体とする第４の発明では、
前記フラッシュ時に発生したスチームを反応器に至る経
路に配設された熱交換器に通して混合廃棄物スラリーを
加熱し、熱交換後に熱交換器から排出される凝縮液を反
応スラリーの脱水手段の洗浄水として系内で循環使用す
るようにし、また 第４の発明を主体とする第５の発明
では、前記凝縮液を反応スラリーの脱水手段の洗浄水と
して系内で循環使用するとともに、該凝縮液が不足する
場合に外部から補給水を供給するようにした。

【００１０】第１の発明を主体とする第６の発明では、
前記濾液を陽極と陰極を有するイオン交換膜法または隔
膜法によって電解処理し、陽極より塩素ガスを生成する
とともに陰極より水素ガスを生成した後、電解後の分解
液をアルカリ水溶液として循環使用するようにした。第
１の発明を主体とする第７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。

【００１１】また、第８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
機性汚泥を加圧、加熱した後、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
濾液を電解処理可能な電解手段を設けた。

【００１２】第８の発明を主体とする第９の発明では、
電解手段は、それぞれ陽極および陰極を有するイオン交
換膜法または隔膜法を用いた電解手段とした。

【００１３】

【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。

【００１４】図１は本発明による固形廃棄物中に塩化ビ
ニルを多量に含む場合の実施形態のシステム構成ブロッ
ク図、図２はイオン交換膜法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
は隔膜法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、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。

【００１５】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て
予め前処理される。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。ここで前処理手段１０の処理と後段の
工程処理とのバッファを成すようにしている。この混合
槽６８から排出される混合廃棄物スラリーには、循環使
用されるアルカリ水溶液２８が添加されている。混合槽
６８内の混合廃棄物スラリーは高圧ポンプ１３等の圧送
手段により塩基を混合した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内を
流通させる間に水熱反応を生じるようにしている。

【００１９】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り
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まり状の汚泥ケーキとなって
いる。

【００２０】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。

【００２１】汚泥膨化反応器７６は、導入された予熱汚
泥を加圧、加熱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。

【００２２】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
段により塩基を混合した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。

【００２３】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。

【００２４】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５６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５６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。

【００２５】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、塩等を
含む濾液２９と、脱塩素化された燃料ケーキ２７とに分
離する。このうち燃料ケーキ２７を熱媒加熱炉３４で燃
焼し、燃焼熱で第２熱交換器１８と熱媒加熱炉３４間で
循環する熱媒体を加熱するのである。第１熱交換器１６
にて塩基を混合した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
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２７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２０〜６０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。

【００２６】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、本発明で原料
とする都市ごみや産業廃棄物の中に含有される塩素系樹
脂量の割合が多い場合は、濾液２９の全部を電解手段２
６に送給する（図１参照）。また、都市ごみや産業廃棄
物の中に含有される塩素系樹脂量が中量の場合は、濾液
２９の一部（図４中のＸ）が電解手段２６に送給される
とともに、残りの濾液２９（図４中のＹ）は電解手段２
６を介さずに直接前処理工程のスラリー調整用の水とし
てリサイクルされるようになっている。図１を用い濾液
２９の全部を電解手段２６に送給する場合について説明
する。濾液２６は電解処理により塩素ガス、水素ガスお
よびアルカリ水溶液２８とに分解される。このような電
解手段２６としては、例えばイオン交換膜法を用いた電
解方法かまたは隔膜法を用いた電解方法が考えられる。

【００２７】まず、図２により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
オン交換膜３８と陽極４０および陰極４２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。

【００２８】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。

【００２９】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
オン系のように濾液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。

【００３０】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では、
当該電解装置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。

【００３１】ところで、本発明の原料となる都市ごみ等
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、後述するように、塩基
を混合した廃棄物スラリーとし、当該スラリーを反応器
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とするが、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。

【００３２】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のアルカリ濃度または添加量を増す必要が
ある。

【００３３】このようなアルカリ性物質であるアルカリ
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、この注入位置としては、混合槽６８の直下部に注
入するようにするが、前処理手段１０または混合槽６８
へ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値により調整できるような可
変ポンプとされる。

【００３４】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。

【００３５】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と混合して粉砕し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範囲で固形物濃度（約１
４重量％）を高めるように調整して混合槽６８に投入す
るのである。

【００３６】一方、有機性汚泥の処理においては、工場
廃水や生活廃水の処理によって生じた有機性汚泥がハン
ドリングのために７８〜８３重量％の含水量されるまで
脱水されたケーキを受け入れる。そして、スクリュウポ
ンプ７０から途中予熱器７４で予熱された後、汚泥膨化
反応器７６に送給され、さらに加圧、加熱される。汚泥
膨化反応器７６内で加圧、加熱された有機性汚泥は、フ
ラッシュ蒸発器７８に導入されて瞬時に大気圧まで開放
されて膨化汚泥スラリーとなり、混合槽６８に送給され
る。

【００３７】混合槽６８では、固形廃棄物スラリーと膨
化汚泥スラリーが図示を省略した攪拌機によって攪拌さ
れて均一な混合廃棄物スラリーを得る。このような混合
廃棄物スラリーは高圧ポンプ１３により反応器１４に送
給されるが、混合槽６８の出口部で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を介して連続
的にアルカリ水溶液２８が混合廃棄物スラリー中に注入
されるが、アルカリ水溶液２８の一部を前処理手段１０
に送給してもよい。

【００３８】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、その添加量（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値が弱酸性と
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
固形廃棄物中に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、
ｐＨ値が所定の値となるように調整することができる。

【００３９】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経路の前段に配
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、最
初後段のフラッシュにより生成したスチームの熱により
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３２５℃程度まで昇温されて反応器１４に導入さ
れる。

【００４０】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圧と
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に通して濃縮する過
程で、フラッシュスチームの凝縮液で洗浄された燃料ケ
ーキ２７と濾液２９とに分離される。

【００４１】ここで、本発明の原料となる都市ごみや産
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を電解装置５０に送
給する場合、濾液２９の一部を送給するのかまたは全部
を送給するかの判断を行うのである。まず、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、図１
に示すごとく、濾液２９の全部が電解手段２６に送給さ
れ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。

【００４２】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（Ｎ
ａＯＨ）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。

【００４３】また、逆に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、図４に示すごとく、濾
液２９の一部（Ｘ）が電解手段２６に送給されて電解処
理され、電解によって生成したアルカリ水溶液２８は一
旦アルカリ水溶液タンク３０に送給される。その後、必
要量が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を介して混合廃棄物スラリーの送給ライン
に供給されるとともに、残りの濾液２９（Ｙ）は電解手
段２６を介さずに、電解手段２６のバイパスラインを成
した後、直接前処理工程の廃棄物スラリー調整用の水と
してリサイクルされる。なお、前記濾液２９のＸとＹの
割合は系内の塩化ナトリウム量を所定の値に保つように
決定される。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、前処理手段１０へ供給す
ることなく、アルカリ水溶液２８の必要量をアルカリ水
溶液タンク３０からアルカリ水溶液供給ポンプ３２を介
して混合廃棄物スラリーの送給ラインに供給する。

【００４４】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では、
当該電解装置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。

【００４５】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、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。また、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。

【００４６】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。

【００４７】

【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、 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。 分解反応が著しく促進されるので、固形廃棄物が固
体炭素化されるとともに、脱塩素化や含水率低下による
発熱量の増加などにより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。 排水量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。 汚泥を自己燃焼性のある燃焼ケーキに転換できる。

【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

Claims (9)

【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、有機性汚泥を加圧、加熱
   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、前記濾液を電解処理
   してアルカリ水溶液として回収循環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】 前記濾液を電解処理した際に生成する塩
   素ガスと水素ガスを系外に取出し、残りのアルカリ水溶
   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】 前記脱塩素後の該ケーキ状の燃料を燃焼
   炉で燃焼し、該燃焼時の燃焼熱で熱媒体を加熱し、該熱
   媒体を反応器に至る経路に配設された熱交換器に通して
   混合廃棄物スラリーを加熱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】 前記フラッシュ時に発生したスチームを
   反応器に至る経路に配設された熱交換器に通して混合廃
   棄物スラリーを加熱し、熱交換後に熱交換器から排出さ
   れる凝縮液を反応スラリーの脱水手段の洗浄水として系
   内で循環使用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。
5. 【請求項５】 前記凝縮液を反応スラリーの脱水手段の
   洗浄水として系内で循環使用するとともに、該凝縮液が
   不足する場合に外部から補給水を供給するようにしたこ
   とを特徴とする請求項４記載の廃棄物の処理方法。
6. 【請求項６】 前記濾液を陽極と陰極を有するイオン交
   換膜法または隔膜法によって電解処理し、陽極より塩素
   ガスを生成するとともに陰極より水素ガスを生成した
   後、電解後の分解液をアルカリ水溶液として循環使用す
   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。
7. 【請求項７】 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。
8. 【請求項８】 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、有機性汚泥を加圧、加熱
   した後、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、前記濾液を電解処理可能な
   電解手段を設けたことを特徴とする廃棄物の処理装置。
9. 【請求項９】 前記電解手段は、それぞれ陽極および陰
   極を有するイオン交換膜法または隔膜法を用いた電解手
   段としたことを特徴とする請求項８記載の廃棄物の処理
   装置。