JP2003080297A - 廃棄物からの有用粒状物の回収方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生コンスラッジの処理に限らず、幅広い廃棄
物の処理が可能になる。即ち、幅広い種々の廃棄物から
処女原料と同等の品質を有する粒状生成物を効率良く製
造し、それによって再利用に即した廃棄物利用材料を経
済的に提供できる。 【解決手段】 出発材料を沈殿分離させる沈殿装置１
と、該沈殿装置による処理を受けた物質を熱風乾燥によ
り含水率約２５％以下に乾燥し且つ乾燥途中で粒度約３
０ｍｍ以下に粉砕する乾燥粉砕装置３と、乾燥粉砕工程
後の乾燥スラッジを投入する旋回気流を用いる傾斜型サ
イクロン４を備え、且つその粒度が約２５０μｍ以下ま
たはその比表面積が約４，０００ｃｍ^２／ｇ（空気透過
式ブレーン測定法）以上となるまで微粉砕処理する風力
粉砕装置と、該風力粉砕装置により得られた微粉砕粒子
を捕集する捕集装置と、を備え、前記沈殿装置の前工程
に、必要に応じて、出発材料を洗浄し且つ分級する洗浄
・分級篩を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般廃棄物または
産業廃棄物からの有用資源、例えば、窯業原料、農林水
産資源、可燃材料等の回収方法、即ち、廃棄物利用材
料、いわゆるＲＤＭ（Refuse Derived Material）の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、一般廃棄物または産業廃棄物
の処理は、その内容物に応じ、必要ならば中間処理が施
され、焼却または埋立て処分されるのが通常である。例
えば、土木および建設分野から発生する汚泥等の廃棄物
処理は管理型最終処分場に埋立て処分されている。ま
た、焼却灰は、無害化、安定化処理等の中間処理を行う
必要がある。食品廃棄物のうち一般廃棄物は、一般家庭
または排出事業所等の属する同一地域内での焼却処理が
主流である。近年、天然資源の枯渇化、環境保全等に鑑
み、これら廃棄物の、再資源化、再利用化が盛んに試み
られてきている。これらの廃棄物を再資源化するために
は、通常、廃棄物発生時に異物、夾雑物を分別除去し
て、排出回収後、濃縮、乾燥、粉砕等の各処理を行う必
要がある。乾燥処理においては、濃縮工程、脱水工程の
後、火炎、電気発熱または高周波加熱等により、所定の
含水率まで乾燥する。粉砕工程はロッドミルやボールミ
ル等機械的物理力による処理を行う。しかしながら、こ
れまでの再利用のための技術においては、多くの労力と
電気・熱エネルギーを必要としていた。また、上述の粉
砕方式により得られた粉砕生成物の表面形状は、硬度の
高い被粉砕物ほど鋭角または鋭利な形状を呈しており、
取り扱い上の制約が発生する場合がある。例えば、特開
平７−３１５９７１号は、固形物含有量２０〜７０重量
％の生コンスラッジを、フィルタープレスなどの脱水機
で脱水するか、または天日乾燥などで乾燥した脱水ケー
キと，水またはコンクリートプラントなどの廃水を添加
して、ミキサーで均一に混合攪拌し、スプレードライヤ
ーで乾燥造粒し、平均粒径５０〜１００μｍの顆粒状ま
たは球状で施用時発塵や運搬時の崩壊のない取扱い性の
優れたスラッジ粒状物とし、珪酸石灰肥料として再利用
する方法を開示している。

【０００３】また、特開平９−２１７３４３号は、残存
生コンクリートの骨材を分離したスラッジを３〜４時間
以内に脱水して得られた活性脱水ケーキを所定養生時間
経過後，造粒装置にて粒状として粒状ケーキをつくり、
これを有天蓋の貯留場で所定日数養生をして含水率２２
〜２３％としたものを乾燥と粉砕工程を経て含水率５〜
６％以下で粒度０．１５ｍｍ以下の紛粒体とし、この紛
粒体を土木工事現場で泥土に混入したり、軟弱地盤の泥
土に混入したりする再利用法を開示している。また、本
発明者等は、生コンスラッジの発生時点で乾燥処理を行
い含水率３０％以下にした脱水ケーキを、旋回気流を用
いた風力粉砕機で粉砕して乾燥スラッジを製造する技術
を開発した（コンクリートスラッジの有効利用に関する
シンポジウム 論文報告集 １９９６．５参照）。この
風力粉砕機で粉砕した紛粒体は、ＪＩＳ Ｒ５２０１セ
メントの物理試験方法によるブレーン比表面積が６，８
００ｃｍ^２／ｇ程度の微粒子となり、生コン混和材、空
隙充填材、軽量盛土材、土壌改良材などに使用すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように生コンス
ラッジを乾燥、粒状化することにより、生コンスラッジ
の再利用範囲も拡大されつつある。しかしながら、上記
した従来の生コンスラッジの乾燥、粒状化の方法におい
ては、スラッジの脱水ないし乾燥の効率が低く、得られ
る紛粒体の粒度に限界がある。上述した特開平７−３１
５９７１号記載の方法では、スラッジの脱水は脱水機ま
たは天日乾燥で行っているので、含水率５０％程度まで
しか脱水することができず、しかもこのような含水率の
ものをスプレードライヤーで乾燥造粒するのであるか
ら、造粒後の粒状体は平均粒径５０〜１００μｍ程度の
ものしか得られない。また、特開平９−２１７３４３号
記載の方法では、脱水ケーキの養生と粒状ケーキの養生
に日数を要し、また粉砕後の紛粒体は粒度１５０μｍ程
度以下のものしか得られない。さらにまた、本発明等の
前記論文報告集記載の方法も，スラッジの乾燥は単に熱
風を吹き付けて乾燥するだけのものであるため、風力粉
砕機に投入する段階での脱水ケーキは粒度３０〜５０ｍ
ｍ程度の比較的大きなものであり、風力粉砕機で得られ
る紛粒体も平均粒径１０〜２０μｍ程度のものしか得ら
れない。

【０００５】さらにまた、本出願人は、先に、生コンク
リートスラッジの乾燥、粉砕に関する特許出願（特願平
１１−１９４７４９号）を行っており、そのスラッジ処
理方法は、生コンクリート製造工場などで発生したスラ
ッジスラリーを沈澱分離させた後のスラッジを乾燥し粉
砕して紛粒状スラッジとするスラッジの処理方法であっ
て、沈澱分離後のスラッジを脱水処理して含水率６０％
以下とした脱水スラッジを熱風乾燥により含水率２０％
以下に乾燥し、且つ乾燥途中で粒度１５ｍｍ以下に粉砕
する乾燥粉砕工程と、前記乾燥粉砕工程後の乾燥スラッ
ジを旋回気流を用いた風力粉砕によりブレーン比表面積
が４，０００ｃｍ^２／ｇ以上となる粒度まで粉砕する微
粉砕工程と、この微粉砕工程後の紛粒状スラッジを捕集
する捕集工程とを含む。また、その好ましい実施態様に
おいては、上記乾燥工程におけるスラッジの乾燥を複数
段の網状コンベア上で行い、スラッジの粉砕を各段の網
状コンベアの中間で行っている。しがしながら、生コン
スラッジにおいては、所望する粒度の利用範囲の広い微
細粒子が得られるものの、この方法の原理を生コンスラ
ッジ以外の廃棄物に応用する場合、粉砕すべきそれぞれ
の廃棄物特性に応じた処理条件の設定が要求される。さ
らにまた、処理量の増大を図るなどのこの方法自体のさ
らなる作業効率の改善の必要も生じていた。

【０００６】従って、本発明は、特願平１１−１９４７
４９号の方法を発展的に改良したものであり、生コンス
ラッジの処理に限らず、幅広い廃棄物の処理が可能にな
る。即ち、本発明によれば、以下に詳述する方法および
装置によって、前述するような従来技術の欠点を克服す
ると共に、幅広い種々の廃棄物から処女原料と同等の品
質を有する粒状生成物を効率良く製造し、それによって
再利用に即した廃棄物利用材料が経済的に提供される。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明装置は、出発材料を沈殿分離させる沈殿装置
と、該沈殿装置による処理を受けた物質を熱風乾燥によ
り含水率約２５％以下に乾燥し且つ乾燥途中で粒度約３
０ｍｍ以下に粉砕する乾燥粉砕装置と、乾燥粉砕工程後
の乾燥スラッジを投入する旋回気流を用いる傾斜型サイ
クロンを備え、且つその粒度が約２５０μｍ以下または
その比表面積が約４，０００ｃｍ^２／ｇ（空気透過式ブ
レーン測定法）以上となるまで微粉砕処理する風力粉砕
装置と、該風力粉砕装置により得られた微粉砕粒子を捕
集する捕集装置と、を備え、前記沈殿装置の前工程に、
必要に応じて、出発材料を洗浄し且つ分級する洗浄・分
級篩を配置した構成を含む。本発明方法は、（１）泥状
廃棄物を沈殿分離させた後のスラッジを脱水処理して含
水率約６０％以下とした脱水スラッジ、（２）含水率約
６０％以下の半乾燥廃棄物、または（３）夾雑物もしく
は不純物を水洗分離し湿ったままの乾燥廃棄物を、熱風
乾燥により含水率約２５％以下に乾燥し且つ乾燥途中で
粒度約３０ｍｍ以下に粉砕する乾燥粉砕工程；この乾燥
粉砕工程後の乾燥スラッジを、旋回気流を用いる傾斜型
サイクロンに投入して、その粒度が約２５０μｍ以下ま
たはその比表面積が約４，０００ｃｍ^２／ｇ（空気透過
式ブレーン測定法）以上となるまで微粉砕処理する工
程，および得られた微粉砕粒子を捕集する捕集工程を含
む。

【０００８】本発明の好ましい実施態様は、上記乾燥粉
砕工程において、熱風乾燥を複数段の有孔状コンベア上
で行い、粉砕を各段の有孔状コンベアの中間で行うこと
を含む。さらに好ましくは、これらの乾燥粉砕工程にお
いては、熱膨張・収縮に対する緩衝装置を用いて、乾燥
粉砕装置の熱膨張による粒子の乾燥・解砕に与える影響
を防止する。乾燥廃棄物の場合、不純物および夾雑物の
分離は、上記乾燥粉砕工程に直列または並列に配置させ
た分離装置、例えば、回転篩または振動篩を用いて行
う。また、上記傾斜型サイクロンは、風力粉砕効率化の
ための風量および風圧調整用の案内装置を含む。本発明
によれば、上記（１）、（２）または（３）の廃棄物ス
ラッジを、脱水処理により含水率約６０％以下、好まし
くは約３０％以下とした後、乾燥粉砕工程において、熱
風乾燥により含水率約２５％以下、好ましくは約１５％
以下、さらに好ましくは約１０％以下に乾燥し、且つ乾
燥途中で粉砕して粒度約３０ｍｍ以下、好ましくは１５
ｍｍ以下、より好ましくは、１０ｍｍ以下の乾燥スラッ
ジとし、その後、この乾燥スラッジを可動式傾斜型サイ
クロンに投入して粉砕し、粒度の大きいスラッジを篩い
選別して再粉砕することにより、最終的に平均粒径が２
０μｍ以下、好ましくは１０μｍ程度以下の微粒子を得
る。また、含水率約２５％以下の半乾燥廃棄物の場合、
または夾雑物もしくは不純物を予め除去し湿ってない状
態の乾燥廃棄物の場合には、前記乾燥粉砕工程を経ない
で、前記微粉砕工程の可動式傾斜型サイクロンに直接投
入して処理することによっても上記同様の微粒子を得る
ことができる。本発明により平均粒径を１５μｍ程度以
下とした微粒子生成物は、ブレーン比表面積が４，００
０ｃｍ^２／ｇ以上、好ましくは７，０００〜１２，００
０ｃｍ ^２／ｇの範囲となり、このような微粒子とするこ
とによって、従来技術による大き目の粒子に比してその
利用範囲が拡大される。

【０００９】本発明において使用できる泥状廃棄物とし
ては、生コンクリート製造工場などで発生する生コンス
ラッジ、骨材製造その他の脱水汚泥、ダム汚泥、湖底・
河川ヘドロ、畜産糞尿等がある。これらの泥状廃棄物
は、上述のごとく、通常の方法で沈殿分離し、脱水処理
して含水率６０％以下とした後、本発明の方法に供され
る。本発明において使用できる半乾燥廃棄物とは、一般
的に、含水率６０％〜２０％の廃棄物を称し、その例と
しては、上記汚泥廃棄物からの脱水ケーキ、建設材料と
して使用する海砂、河川砂等から分離除去した貝殻等の
夾雑物廃棄物（通常、水洗水等を含んでいる）、ある程
度天日乾燥させた生ごみ、食品廃材等がある。本発明に
おいて使用できる乾燥廃棄物とは、水分を全く或いは殆
んど含まない廃棄物を称し、その例としては、火力発電
所から大量に排出されるフライアッシュ（とりわけＪＩ
Ｓ規格外のフライアッシュ）、廃鋳物砂、溶融炉スラ
グ、廃触媒スラグ、ガラス類、土石類、セメント・コン
クリート硬化体等がある。これら廃棄物各々の再利用に
ついては、当業者であれば、熟知していることあるので
説明を省略する（例えば、フライアッシュおよびそれか
ら分離した未燃カーボンそれぞれの燃料およびセメント
固化用途としての再利用）。なお、本発明方法の原理
は、微細化する目的においては、天然資材または合成資
材、いわゆる処女資材、例えば、海砂、河川砂、山砂等
の微細化分級等においても応用可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、添付図面を参照
しながら具体的に説明する。前記乾燥粉砕工程における
廃棄物スラッジの乾燥と粉砕は、好ましくは、複数段に
設置した有孔状コンベアと、各段の有孔状コンベアの中
間に設置した粉砕機により行うことができる。具体的に
は、有孔状コンベアを複数段設置し、４００℃程度の熱
風を並向流、又は向流にて或いはその混合流にて乾燥す
るとともに、各段の有孔状コンベアの開孔から表面の乾
燥部位をほぐしながら、及び分離しながら、そして落下
せずに残った含水率の高いスラッジを粉砕機で粉砕し、
次段にて順次乾燥することにより、粒度１５ｍｍ以下の
粉砕スラッジとすることができる。上記有孔状コンベア
は、孔径１〜１５ｍｍの好ましくは多角形（例えば、６
角形）の開孔を孔密度１〜１００個／ｃｍ^２で有する耐
熱性板状物をチェーンに装着した構成とすることができ
る。このような構成とすることにより、硬質の粒状体ま
たは棒状物を含む乾燥廃棄物または半乾燥廃棄物を円滑
に処理できる。このような有孔状コンベアは、幅広い分
野の廃棄物処理を可能にする。特願平１１−１９４７４
９号において使用する網状コンベアでは、硬質の粒状体
または棒状の廃棄物を処理する際、網状体連結部に挟ま
り処理能力が低下するか、円滑な運転が阻害されてい
た。また、前記乾燥粉砕工程においては、好ましくは、
熱膨張・収縮に対する緩衝装置を用いる。水分を全く含
まない乾燥廃棄物または半乾燥廃棄物の処理において
は、熱ガス温度を約４００℃に維持しながら、安定稼動
を図り処理能力を確保するためには、熱膨張による影響
を排除する必要がある。さらにまた、貝殻類、紙類、材
質の異なる栓付きビン類等を含む種々の形状、異物を有
する廃棄物を処理するためには、必要十分な洗浄、回
収、移送等の処理能力を満たす必要が生じ得る。そのた
めの水洗分離手段、好ましくは筒状回転篩い（トロンメ
ル等）または振動篩いを前記乾燥粉砕工程または微粉砕
工程に直列または並列に配置し得る。水洗方法は、貯留
水槽型またはスプレー等による噴射型のいずれの方式で
もよく、予め定められた間隔で逆洗浄を行い、目詰まり
等を防止することもできる。

【００１１】前記微粉砕工程におけるスラッジの微粉砕
は、旋回気流を用いる傾斜型サイクロンにおいて風力粉
砕により行う。特願平１１−１９４７４９号の方法にお
いては、風力粉砕装置として使用するサイクロンは、空
気投入角度をスラッジ粉砕のための最適角度に固定し、
噴出開口部を一定面積に加工し、ブロア出口の風量調整
ダンバーにより風量調整を行う通常タイプのものであっ
た。このため、風量および風圧の強弱程度の調整では、
被粉砕物の特性に応じた適正調整は、極めて困難であっ
た。本発明においては、被粉砕物の特性に応じた粉砕処
理を行うために、サイクロンの先端部を可動式の上下ス
ライド機構として可動領域粉砕ゾーンを設け、さらに、
好ましくはブロア送り込みによる風量・風圧の微調整用
の案内板を設置する。上記のごとく、サイクロン先端部
を可動式にし、さらに案内板を設けることによって、被
粉砕物の比重等の違いに応じた旋回渦流による被粉砕物
毎の必要十分な衝突力を与えることが可能となり、粉砕
効果が高められる。例えば、比重の高いものは旋回渦流
速度の高いサイクロン壁面近くへ、比重の低いものは旋
回渦流速度の低いサイクロン中心部近くへ供給する可動
式投入装置を用いることにより、粉砕効果はさらに上が
る。また、傾斜角度をさらに調整することによって粉砕
ゾーンを可動領域とすることは、被粉砕物の硬軟性状に
応じて粉砕処理滞留時間の調整も可能にする。その結
果、投入物質の処理量を５〜３０％増大させることがで
きる。さらに、上記可動式投入装置の投入開口部を通常
タイプのものよりもある程度、例えば１５％程度大きく
することにより、旋回渦流の圧力損失を小さくし得る。
結果として、被粉砕物の比重に関係なく分級度合いが改
善できる。このような可動式傾斜型サイクロンに、例え
ば風圧７７０ｍｍＨｇ、風量１２０ｍ ^３／ｍｉｎで空気
を吹き込むことにより、平均粒径が１０μｍ程度以下の
微粒子に効率的に粉砕することができる。捕集工程は、
篩分け装置を備えた分級機、微細なスクリーンを備えた
捕集機および集塵機を用いて行うことができる。分級
機、捕集機、集塵機自体は公知のものであり、これらの
装置を組合せて、風力粉砕装置から排出された微粒子を
捕集する。

【００１２】図１は、本発明の実施形態における廃棄物
処理システムを示す系統図であり、図２は、図１のスラ
ッジ処理システムを更に具体化した系統図である。図１
及び図２において、符号１は、泥状廃棄物、例えば、生
コンクリート製造工場などで発生したスラッジスラリー
を貯留し沈澱分離させる沈澱装置であり；２は、分離後
のスラッジを脱水する脱水装置であり；３は、脱水スラ
ッジを熱風で乾燥するとともに粉砕する乾燥粉砕装置で
あり；４は、上述した旋回気流を用いる傾斜型サイクロ
ンであり；５は、乾燥粉砕装置３から排出されてきた処
理済み物質を傾斜型サイクロン４に投入するための可動
投入装置であり；６は、粉砕スラッジを捕集する捕集装
置であり；７は、洗浄・分級篩である。沈澱装置１と脱
水装置２の構造とその機能は公知であるので、詳細な説
明は省略する。洗浄・分級篩７は、湿潤品であって洗浄
を要する出発材料を受け入れて洗浄、分級を行う洗浄・
分級手段であり、主として廃棄物（例えば、ガラス屑、
ガラスカレット等）、海砂、河川砂、山砂等の天然資源
を処理する場合にこの洗浄・分級篩７による処理を先行
させる。洗浄・分級を受けた材料は、塊状物質を排出す
るとともに、付着した汚れを除去された上で、細粒物質
のみが沈殿槽１に供給される。

【００１３】図３は、乾燥粉砕装置３の装置構成を示す
概略正面図であり、図４は有孔状コンベアの構造を示す
図である。本実施形態の乾燥粉砕装置３は、３段に設置
した有孔状コンベア３１と各段の有孔状コンベア３１の
中間に設置した粉砕機３２と有孔状コンベア３１の上部
に設けた熱風吹き出しノズル３３および投入ホッパ３４
を主要構成とする。図１の沈殿装置１および脱水装置２
を経て含水率６０％以下とした脱水スラッジは、投入ホ
ッパ３４から投入され、有孔状コンベア３１に載って移
動し、熱風吹き出しノズル３３からの熱風により加熱乾
燥されるとともに、コンベア中間に設置された粉砕機３
２により粉砕され、排出装置（図示せず）により外部に
排出される。有孔状コンベア３１は、図４に示すよう
に、チェーン３１ａに設けた軸３１ｂに、有孔板状体３
１ｃを取り付けたものである。有孔板状体３１ｃは、前
述のごとく、硬質の粒状体または棒状物を含む乾燥廃棄
物または半乾燥廃棄物を円滑に処理できる。このような
有孔状コンベアは、幅広い分野の廃棄物処理を可能にす
る。この有孔板状体３１ｃに載置されたスラッジのうち
開孔径より小さいスラッジは移動中に開孔を抜けて落下
する。有孔板状体３１ｃから落下したスラッジは、有孔
板状体３１ｃの下面に取り付けられたスクレーパ３１ｄ
により掻き寄せられ、スクリューコンベア３１ｅから排
出装置に送られる。熱風吹き出しノズル３３は、有孔状
コンベア３１の全幅に対応するノズル幅を有し，各段の
有孔状コンベア３１の上方に適宜の間隔で設けられる。
熱風は別に設置された熱風発生装置から供給され、約４
００℃の熱風がスラッジに向けて吹き付けられる。スラ
ッジはこの熱風によって乾燥されるとともに、上段およ
び中段の有孔状コンベア３１の開孔から落下せずに残っ
たスラッジは粉砕機３２で粉砕され、粒度１０ｍｍ以下
の乾燥スラッジとなる。

【００１４】図５は、傾斜型サイクロン４の装置構成を
示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図であ
る。本実施形態の傾斜型サイクロン４は、上端に下流側
の捕集装置６に接続される排気口４２と開口調整用のダ
ンパ４３を有する上部円筒ケーシング４１と、この上部
円筒ケーシング４１の下部の縮径部４４が内管として挿
入された中間円筒ケーシング４５と、この中間円筒ケー
シング４５内に空気を吹き込むブロワ４６、送風管４７
と、下端に排出口４９を有する下部円錐ケーシング４８
と、乾燥スラッジを下部円錐ケーシング４８に投入する
可動投入装置５を備えている。ダンパ４３により排気口
４２の開口量を調整して送風管４７から中間円筒ケーシ
ング４５に吹きこまれた空気は、中間円筒ケーシング４
５と上部円筒ケーシング４１の縮径部４４との間で主旋
回渦流となって下降する。ホッパ５０から投入された乾
燥スラッジは主旋回渦流に取り込まれて一定時間処理さ
れた後、粒径、密度の大きいものは遠心力によって下部
円錐ケーシング４８内周面に沿って下降し、排出口４９
から排出される。粒径、密度の小さいものは中心部を上
昇して排気口４２から排出され，下流側の捕集装置６に
送り込まれる。可動式傾斜型サイクロン４の下部円錐ケ
ーシング４８の排出口４９から排出された粉砕物は、篩
い選別機（図示せず）により鉄片、砕石、微砂などの異
物を選別除去し、粒径の大きい粉砕スラッジは可動式傾
斜型サイクロン４に再投入する。

【００１５】次に、図６（ａ）は可動式投入装置の概要
図、（ｂ）はサイクロンと投入装置との位置関係を示す
図である。図６（ａ）に示すように、ブロワ４６から送
風管４７によって圧送されてきた空気は、中間円筒ケー
シング４５に設けた連結穴からサイクロン４内に供給さ
れ、サイクロン内部に破砕ゾーンを形成する。可動投入
装置５の投入管５ａは、その軸方向へ進退可能に支持さ
れることによって、先端の投入口から処理対象物を吐出
する位置を任意に変更可能に構成されている。即ち、サ
イクロン４内に形成される破砕ゾーンの形態に応じて、
吐出口の位置を最適な位置に設定することによって、処
理対象物の種類，性状等の諸条件に応じた対応が可能と
なる。可動投入装置５の投入管５ａは、図６（ｂ）など
に示すように、上部円筒ケーシング４１の外面に形成し
た穴から内部に挿入される。即ち、具体的には排気口４
２内に先端と挿入される排気ダクト４２ａとサイクロン
との間の空間を利用して下部円錐ケーシング４８内に差
し込まれ、軸方向へ進退可能に支持される。破砕ゾーン
は、送風管４７の内部に設けた可動案内板４７ａを矢印
方向へ回動して送風管４７内の送風面積（風量、風圧）
を調整することによって種々変更可能となる。

【００１６】次に、図５（ａ）に示した符号６０は、サ
イクロン４の排出口４９から排出されてくる粒径、密度
の大きい物質に対する分級と選別を行う篩装置であり、
この篩装置６０は、排出口４９を気密的に受け入れる穴
を有した気密空間としてのケーシング６１と、ケーシン
グ６１の上部に設けたエア吸引ダクト６２及びダンパ６
３と、搬送スクリュー６５と、を有する。エア吸引ダク
ト６２は図示しない吸引装置に接続されてケーシング６
１内部の空気だけを外部に排出する。この際、ダンパ６
３によって吸引量を調整する。エア吸引ダクト６２から
のエア吸引によってケーシング内底部に沈降しようとす
る材料は、搬送スクリュー６５によってケーシング外の
貯留部へ搬送される。なお、排出部４９を備えたサイク
ロン下部の管体は、ケーシング内におけるその突出長を
変更するために、サイクロン本体に対して着脱可能に構
成する。

【００１７】図７は、捕集装置６の装置構成を示す図で
ある。本実施形態の捕集装置６は、内部に篩分け装置
（図示せず）を備えた分級機５１（例えば、環境開発株
式会社製、乾式サイクロン分級機）、微細なスクリーン
を備えた二連層式捕集機（例えば、環境開発株式会社
製、パイロスクリーン（商品名））５２、集塵機（例え
ば、環境開発株式会社製、バグフィルター集塵機）５３
からなる捕集装置により行うことができる。これらの分
級機５１、捕集機５２、集塵機５３は公知のものであ
り、詳細な説明は省略する。なお、捕集機５２について
は、省略することができる。本実施形態の廃棄物処理シ
ステムは、以上の設備構成のもとで行うものである。処
理手順は、例えば、先ず生コンクリート製造工場などで
発生したスラッジスラリーを沈澱装置１で貯留し沈澱分
離させ、分離したスラッジを脱水装置２で脱水処理して
含水率６０％、好ましくは３０％以下とした脱水スラッ
ジを熱風乾燥粉砕装置３で乾燥し粉砕して含水率１５
％、粒度１０ｍｍ以下の乾燥スラッジとする。つぎに、
この乾燥スラッジを可動式傾斜型サイクロン４に投入し
て粉砕し、粒度の大きいスラッジは篩い選別して再粉砕
し，捕集装置６で捕集して、平均粒径２０μｍ以下好ま
しくは１０μｍ以下、ブレーン比表面積が４，０００ｃ
ｍ^２／ｇ以上好ましくは７，０００ｃｍ^２／ｇ以上の微
粒子スラッジを得る。得られた微粒子スラッジは、処理
する廃棄物に応じた用途に再使用することができる。な
お、産業廃棄物資源化加工システムについての全体的な
作業工程については、図１５に示す。

【００１８】（実施例）実施例１ 各種廃棄物からの微粒子粉体の回収 本発明方法の図２の実施態様に従って、各種廃棄物を処
理し、下記の表１に示すような物性を有する各微粒子生
成物を得た。表１は、処理前の物性と比較して示す。比
表面積は、空気透過式ブレーン測定法によって測定し
た。本発明方法で得られた微粒子粉体で回収粉体１およ
び回収粉体２は、それぞれ、図２の排出口ＡおよびＢか
ら回収したものを示す。Ａ、Ｂ以外の排出口からも、目
的に応じた微粒子粉体を回収できる。

【表１】 なお、前述した如く、本発明方法の原理は、微細化する
目的においては、いわゆる処女資材、例えば、海砂、河
川砂、山砂等の微細化分級等においても応用可能であ
る。

【００１９】実施例２ 石炭灰からのフライアッシュの回収 火力発電所から排出された石炭灰（ＣａＯ＝０．５〜
８．０質量％、ＳｉＯ_２＝３０．０〜７０．０質量％、
強熱減量（ｉｇ．Ｌｏｓｓ）＝０．５〜８．０質量％、
平均粒径１０〜３０μｍ、ブレーン比表面積１，５００
〜３，０００ｃｍ ^２／ｇ）を本発明方法に従って処理し
て、ＳｉＯ_２４５％以上、強熱減量５％以下、ブレーン
比表面積３，０００〜６，０００ｃｍ^２／ｇのフライア
ッシュを製造できた。同時に、未燃カーボンを多量に含
有する粉粒体を排出口Ｃから良好且つ円滑に分離回収で
きた。この回収フライアッシュ粉体の性状は、ＪＩＳ
Ａ６２０１に規定されるセメント・コンクリート用の標
準フライアッシュの基準を満たしている。従って、回収
フライアッシュは、高流動コンクリート、気泡フライア
ッシュモルタル、気泡コンクリート、セルフレベリング
材、地盤改良材等のような種々の用途で再使用可能であ
る。表２に回収フライアッシュの成分分析および特性測
定結果をＪＩＳ規格値と比較して示し、表３に回収フラ
イアッシュを用いた気泡フライアッシュモルタルの調配
合割合および物性特性結果を原粉および市販品と比較し
て示す。表３の結果は、規格品外の廃棄処分されている
石炭灰（フライアッシュ原粉）から得られた本発明の処
理品およびが市販品と同等以上の品質を有している
ことを明らかに示している。

【表２】

【表３】 また、本発明装置、及び方法により得られたフライアッ
シュの顕微鏡写真を図８（ａ）（ｂ）に示し、図９
（ａ）（ｂ）は、フライアッシュ原粉における未燃カー
ボンおよび混在異物を示す写真である。また、図１０は
本発明装置、本発明方法により得られたフライアッシュ
の平均粒度分布を示す図であり、図１１はフライアッシ
ュ原粉の平均粒度分布を示す図である。図１１に示した
原粉と、図１０の処理後のフライアッシュを比較した場
合、原粉の累積体積が５０％以上であったのに対して、
処理後のフライアッシュの累積体積は４８％になり、粒
子径が０の方向へ傾いている。このことは、明らかに原
粉が本発明装置、及び方法による処理を受けたことによ
って、フライアッシュの凝集状態を充分に解消され、体
積分が小さくなり、その分、粒子径占有率が細かくなる
方向へ移行していることを示している。従って、細かく
分離された状態で、篩装置に投入されることとなり、篩
装置よる分級が容易、且つ確実化し、未燃カーボンが容
易且つ経済的に抽出できる。

【００２０】実施例３ 廃ガラスの処理 未選別のびんガラス混合物、即ち、紙ラベル付き、蓋栓
等のキャップ付きおよび色付きガラスの粗砕混合物を図
２の処理システムに投入し、本発明に従って処理し、排
出口Ａからガラス粉粒体（カレット）を、排出口Ｂから
ラベル等を、排出口Ｃからキャップ屑を回収した。投入
前にびんガラス屑混在物の除去が必要な場合は、予め、
図２の骨材回収装置２３から投入し水洗を実施して、ガ
ラス屑を洗浄してもよい。回収ガラスカレットは、投入
ガラス屑のような機械的に粉砕されたガラス粒が鋭利な
粒子表面を有しているのに対し、丸みを帯びているのに
加え、微妙な凹凸状態を全体的に示している。このこと
は、人体接触時の安全性確保だけでなく、複合材料を製
造する際の窯業原料として、通常のガラス粒子に比し大
きい接着面積を与えるという効果も併せ持つ。単色また
は色付混合の再生ガラスカレットからは、樹脂系接着
剤、水ガラス系接着剤またはセメントモルタルコンクリ
ートを用いて、球状、立方状または平板状に成型した
後、硬化または養生させることによって任意設計形状の
構造物を製造できる。例えば、コンクリートに混合し、
成型、養生、研磨および仕上げ加工を行うことによって
種々の製品を製造できる。これらの研磨仕上げ製品は、
景観重視建造物用の資材に用いられる天然石材の代替原
料となり得る。

【００２１】実施例４ コンクリートスラッジの再資源化 産業廃棄物として従来廃棄されていた生コンスラッジ
の再利用を図るために、未処理の生コンスラッジを図２
の処理システムに投入し、本発明に従って微粉砕処理し
たスラッジ単味品について、一軸圧縮強度試験を行った
結果を図１２に示し、本発明の処理システムによって
微粉砕処理した後のスラッジを用いて気泡発泡軽量モル
タルを製造した場合の結果を図１３に示し、更に本発
明の処理システムによって微粉砕処理したスラッジを用
いてヘドロを固化処理した結果を図１４に示す。 先ず、図１２は、本発明のシステムによって微粉砕処
理したスラッジ（粉末度４，０００及び８，０００、１
３，０００ｃｍ^２／ｇの３種類）単味の一軸圧縮強度試
験結果例であり、この図から明らかなように、８，００
０ｃｍ^２／ｇ程度の粉末度の粉体が最も高い強度を示し
ている。つまり、本発明システムによる処理を受けた粉
粒体自体も高い硬化性を備えていることが判明した。 次に、図１３は、本発明のシステムによって微粉砕処
理したスラッジ（粉末度４，０００及び８，０００ｃｍ
^２／ｇの２種類）を、気泡発泡軽量モルタルに添加した
試験結果を示す図である。泡モルタルへの適用について
は、処女配合の場合よりも強度発現性に優れることが判
明した。本発明システムによって処理したスラッジを添
加したことにより、材齢７日の強度はブランクの７５％
程度であるが、材齢２８日の強度はブランク品と同等以
上であった。特に、Ｂｌ’値８，０００ｃｍ^２／ｇにつ
いては、ブランク品強度比１１９％を示した。 図１４は、本発明システムによって微粉砕処理したス
ラッジ（粉末度８，０００ｃｍ^２／ｇ）を用いてヘドロ
を固化した試験結果を示す図である。このようにヘドロ
を固化処理する効果の点でもセメントの代替原料として
優れていることが明らかになった。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、生コン
スラッジの処理に限らず、幅広い廃棄物の処理が可能に
なる。即ち、本発明によれば、上述した方法および装置
によって、前述するような従来技術の欠点を克服すると
共に、幅広い種々の廃棄物から処女原料と同等の品質を
有する粒状生成物を効率良く製造し、それによって再利
用に即した廃棄物利用材料が経済的に提供される。例え
ば、含水率約２５％以下の半乾燥廃棄物の場合、または
夾雑物もしくは不純物を予め除去し湿ってない状態の乾
燥廃棄物の場合には、前記乾燥粉砕工程を経ないで、前
記微粉砕工程の可動式傾斜型サイクロンに直接投入して
処理することによっても微粒子を得ることができる。本
発明により平均粒径を１５μｍ程度以下とした微粒子生
成物は、ブレーン値比表面積が４，０００ｃｍ^２／ｇ以
上、好ましくは７，０００〜１２，０００ｃｍ^２／ｇの
範囲となり、このような微粒子とすることによって、従
来技術による粉粒子に比してその利用範囲が拡大され
る。

【００２３】本発明においては、泥状廃棄物、即ち、生
コンクリート製造工場などで発生する生コンスラッジ、
骨材製造その他の脱水汚泥、ダム汚泥、湖底・河川ヘド
ロ、畜産糞尿等を処理することができる。これらの泥状
廃棄物は、上述のごとく、通常の方法で沈殿分離し、脱
水処理して含水率６０％以下とした後、本発明の方法に
供される。本発明においては、半乾燥廃棄物、即ち一般
的に、含水率６０％〜２０％の廃棄物を処理することが
できる。その例としては、上記汚泥廃棄物からの脱水ケ
ーキ、建設材料として使用する海砂、河川砂等から分離
除去した貝殻等の夾雑物廃棄物（通常、水洗水等を含ん
でいる）、ある程度天日乾燥させた生ごみ、食品廃材等
がある。本発明においては、乾燥廃棄物、即ち水分を全
く或いは殆んど含まない廃棄物の処理が可能であり、そ
の例としては、火力発電所から大量に排出されるフライ
アッシュ（とりわけＪＩＳ規格外のフライアッシュ）、
廃鋳物砂、溶融炉スラグ、廃触媒スラグ、ガラス類、土
石類、セメント・コンクリート硬化体等がある。更に、
本発明方法の原理は、微細化する目的においては、天然
資材または合成資材、いわゆる処女資材、例えば、海
砂、河川砂、山砂等の微細化分級等においても応用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるスラッジ処理システ
ムを示す系統図（装置構成図）である。

【図２】図１のスラッジ処理システムをさらに具体的に
示した系統図である。

【図３】図１の乾燥粉砕装置の装置構成を示す概略正面
図である。

【図４】図３の乾燥粉砕装置において使用する有孔状コ
ンベアの構造を示す図で、（ａ）は部分平面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図１の可動式傾斜型サイクロンの装置構成を示
す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図６】（ａ）は可動式投入装置の概要図、（ｂ）は可
動式サイクロンの構成図である。

【図７】図１の捕集装置の装置構成を示す図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は実施例２において得られた
フライアッシュの顕微鏡写真である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は実施例２において用いたフ
ライアッシュ原粉における未燃カーボンおよび混在異物
を示す写真である。

【図１０】実施例２において得られたフライアッシュの
粒度分布を示す図である。

【図１１】フライアッシュ原粉の粒度分布を示す図であ
る。

【図１２】実施例４で得られるスラッジの一軸圧縮強さ
についての試験結果を示す図である。

【図１３】実施例４で得られるスラッジの泡モルタル添
加試験結果を示す図である。

【図１４】実施例４で得られるスラッジの土質固化試験
結果を示す図である。

【図１５】産業廃棄物資源化加工システムを示す工程図
である。

【符号の説明】

１ 沈澱装置、２ 脱水装置、３ 乾燥粉砕装置、４
サイクロン、５ 投入装置、３１ 有孔状コンベア、３
１ａ チェーン、３１ｂ 軸、３１ｃ 有孔状体、３１
ｄ スクレーパ、３１ｅ スクリューコンベア、３２
粉砕機、熱風吹き出しノズル、３４ 投入ホッパ、４
風力粉砕装置、４１ 上部円筒ケーシング、４２ 排気
口、４３ ダンパ、４４ 縮径部、４５ 中間円筒ケー
シング、４６ ブロワ、４７ 送風管、４８ 下部円錐
ケーシング、４９ 排出口、５０ホッパ、５１ 分級
機、５２ 捕集機、５３ 集塵機。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D059 AA09 AA30 BD01 BE31 BK06 BK11 CC04 4D067 CG09 DD02 DD06 GA20 4D071 AA01 CA05 DA02 DA03 DA04 DA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出発材料を沈殿分離させる沈殿装置と、
   該沈殿装置による処理を受けた物質を熱風乾燥により含
   水率約２５％以下に乾燥し且つ乾燥途中で粒度約３０ｍ
   ｍ以下に粉砕する乾燥粉砕装置と、乾燥粉砕工程後の乾
   燥スラッジを投入する旋回気流を用いる傾斜型サイクロ
   ンを備え、且つその粒度が約２５０μｍ以下またはその
   比表面積が約４，０００ｃｍ^２／ｇ（空気透過式ブレー
   ン測定法）以上となるまで微粉砕処理する風力粉砕装置
   と、該風力粉砕装置により得られた微粉砕粒子を捕集す
   る捕集装置と、を備え、 前記沈殿装置の前工程に、必要に応じて、出発材料を洗
   浄し且つ分級する洗浄・分級篩を配置したことを特徴と
   する廃棄物からの有用粒状物の回収装置。
2. 【請求項２】 （ａ）泥状廃棄物を沈殿分離させた後の
   スラッジを脱水処理して含水率約６０％以下とした脱水
   スラッジ、（ｂ）含水率約６０％以下の半乾燥廃棄物、
   または（ｃ）夾雑物もしくは不純物を水洗分離し湿った
   ままの乾燥廃棄物を、熱風乾燥により含水率約２５％以
   下に乾燥し且つ乾燥途中で粒度約３０ｍｍ以下に粉砕す
   る乾燥粉砕工程；この乾燥粉砕工程後の乾燥スラッジ
   を、旋回気流を用いる傾斜型サイクロンに投入して、そ
   の粒度が約２５０μｍ以下またはその比表面積が約４，
   ０００ｃｍ^２／ｇ（空気透過式ブレーン測定法）以上と
   なるまで微粉砕処理する工程；および得られた微粉砕粒
   子を捕集する捕集工程を含むことを特徴とする廃棄物か
   らの有用粒状物の回収方法。
3. 【請求項３】 上記乾燥粉砕工程において、熱風乾燥を
   複数段の有孔状コンベア上で行い、粉砕を各段の有孔状
   コンベアの中間で行うことを含む請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 上記各廃棄物の乾燥粉砕工程において、
   熱膨張・収縮に対する緩衝装置を用いることを含む請求
   項３記載の方法。
5. 【請求項５】 上記乾燥廃棄物からの不純物および夾雑
   物の水洗分離を、上記乾燥粉砕工程に直列または並列に
   配置させた水洗分離手段を用いて行うことを含む請求項
   ２〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】 上記傾斜型サイクロンが、風量および風
   圧調整用の可動案内板を含む請求項１〜５のいずれか１
   項記載の装置又は方法。
7. 【請求項７】 含水率約２５％以下の半乾燥廃棄物また
   は夾雑物もしくは不純物を除去した乾燥廃棄物を、旋回
   気流を用いる傾斜型サイクロンに投入して、その粒度が
   約２５０μｍ以下またはその比表面積が約４，０００ｃ
   ｍ^２／ｇ（空気透過式ブレーン測定法）以上となるまで
   微粉砕処理する工程；および得られた微粉砕粒子を捕集
   する捕集工程を含むことを特徴とする廃棄物からの有用
   粒状物の回収方法。
8. 【請求項８】 出発材料として、（ａ）、（ｂ）または
   （ｃ）の代わりに、海砂、河川砂、山砂等の天然資材を
   用いる請求項１記載の方法。