JP3347673B2

JP3347673B2 - 廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JP3347673B2
Application number: JP23316798A
Authority: JP
Inventors: 正孝花嶋; 壮太郎樋口; 健一牛越; 俊一水上; 健治桂
Original assignee: 神鋼パンテツク株式会社
Priority date: 1998-08-19
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: JP2000061422A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物の処理方法に
関する。さらに詳しくは、たとえば焼却場や工場から排
出される廃棄物を浄化して埋め立てるための処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、各種廃棄物は焼却処理または破砕処理されたのちに
埋立地（最終処分場）に搬送され、埋立処分された廃棄
物はその汚濁物が主に雨水によって自然に除去され、浄
化されていく。そして、廃棄物を通過して浸出した雨水
の水質を検査し、所定の水質条件を満足するに至ったと
きに処理は完了したとされる。

【０００３】しかしながら、浄化を雨水に頼っているの
で処理が完了するまでに長期間を要することになる。す
なわち、雨水は埋め立てられた廃棄物層中を重力によっ
て下降していくので定まった降水経路（水みちともい
う）が形成されてしまい、新たに降った雨水も上記水み
ちを下降していくことが多いため、廃棄物に均一には行
き渡らない。その結果、廃棄物層中の汚濁物を十分に除
去することが困難となり、処理完了まで長期間を要する
こととなっている。したがって、廃棄物層から浸出する
浸出水の浄化処理も長期間にわたって行う必要がある。

【０００４】この浸出水の浄化処理としては以下の方法
が知られている。

【０００５】図４に示すように、埋立地５１からの浸出
水は流量調整設備５２によってその流量を調整されたの
ち、カルシウム除去設備５３に送られてカルシウム除去
処理がなされる。ついで、この処理水は生物処理設備５
４において微生物によって含有有機物が分解され、さら
に凝集沈殿設備５５において含有物が凝集沈殿処理され
たうえで処理水のｐＨが調整される。つぎに砂濾過設備
５６において濾過されたのち、活性炭吸着設備５７にお
いて有機物が吸着除去される。そして、キレート吸着処
理設備５８を経て濃縮処理設備５９で処理水６０と濃縮
水６１とに分離され、処理水６０は河川など放流されて
いる。

【０００６】しかしながら、浸出水の塩分濃度が高い場
合や難分解性の有機物を含む場合は微生物で分解するこ
とは困難であり、また、一部の有機物については活性炭
で吸着され得ないという問題を有している。

【０００７】一方、濃縮水６１は多量の塩分を含む場合
が多いが、再利用されることもなく乾燥されて埋め立て
られるか焼却炉で焼却されている。

【０００８】以上のように、浸出水の処理には大規模な
設備を必要とし、しかも、それによっても十分に処理し
得ないこともあり、また、濃縮水中の塩分をも無駄に廃
却している。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、廃棄物処理に伴う洗浄水を効率的に処
理し、最終処分しうる廃棄物の処理方法を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の処理方法は、廃
棄物を洗浄水によって洗浄する洗浄工程と、洗浄廃液を
膜分離装置を含む水処理装置によって処理する水処理工
程と、この水処理工程における膜分離装置において生じ
た濃縮液を加熱・乾燥して副生塩を生成する塩生成工程
と、上記洗浄工程において洗浄された廃棄物を埋め立て
処理する埋立工程とを含んでおり、上記塩生成工程にお
いて、上記濃縮液を乾燥した後に窒素ガス雰囲気下で３
００〜５５０゜Ｃに加熱してなるものである。本発明に
かかる他の処理方法は、窒素ガス雰囲気下における３０
０〜５５０゜Ｃの加熱に代えて、酸化雰囲気下で８００
゜Ｃに加熱してなるものである。

【００１１】したがって、埋め立て処理前の廃棄物を自
然降雨にゆだねることなく積極的に洗浄するため、廃棄
物の浄化処理が短期間で完了する。その結果、廃棄物の
最終処分地（埋立地）を長期にわたって放置しておく必
要が無く、早期の利用が可能となる。また、洗浄廃液を
膜分離装置を含む水処理装置によって水処理するため、
排水設備が簡素化され、また、その処理水の有効利用が
可能になる。また、洗浄廃液処理が効果的になされるほ
か、ダイオキシン類などの有害な有機物が分解されたう
えで濃縮水中の塩が回収され、有効利用されうるため、
安価な処理方法となる。また、前述した窒素雰囲気下で
加熱する塩生成工程において、濃縮液を乾燥した後、窒
素ガス雰囲気下で３００〜５５０゜Ｃに加熱する前に、
５００〜７００゜Ｃに加熱することにより焼成するのが
好ましい。

【００１２】

【００１３】

【００１４】さらに、以上の処理方法において、水処理
工程において生じた処理水を廃棄物の洗浄水として循環
使用することにより、使用水量の低減が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の処理方法の実施形態を説明する。

【００１６】図１は本発明の処理方法の一実施形態を示
すフローチャートである。

【００１７】図１において、符号１は廃棄物Ｗを洗浄す
るための洗浄装置を示しており、これに洗浄水給水配管
２および排水配管３が接続されている。洗浄水給水配管
２には補給水として通常は上水道水や工業用水が通水さ
れる。排水配管３には排水処理のための水処理装置たる
膜分離装置４が接続されており、この膜分離装置４には
排水口５と戻し配管６とが配設されている。戻し配管６
は上記洗浄水給水配管２に接続されている。これによ
り、廃棄物Ｗは洗浄装置１に投入されて洗浄され、洗浄
後の排水は膜分離装置４によって濾過処理され、適宜洗
浄水給水配管２に戻されて循環使用される。膜分離装置
４の排水口５からの濃縮水はこれを乾燥、精製して塩Ｓ
を製造する。なお、図１には参考例として、濃縮水の含
有成分、処理の経済性、ユーザーの要求などの条件に応
じてセメント固化時の混練水として用いる工程も示され
ている。

【００１８】一方、洗浄装置１に投入されて浄化処理さ
れた廃棄物Ｗは最終処分地（埋立地）Ｌに搬送されてそ
のまま埋め立てられる。廃棄物Ｗの浄化は洗浄装置１に
よってなされるため、非常に短期間に完了する。

【００１９】以上のとおり、廃棄物も洗浄廃液も短期間
に無害化されて処理される。

【００２０】上記洗浄装置１としては、たとえば回転ド
ラム式洗浄装置、スクリュー式洗浄装置、攪拌槽、振と
う装置、上向流通水槽などが採用される。

【００２１】回転ドラム式洗浄機の一例としては、自軸
回りに回転する傾斜したドラム内に廃棄物を投入し、こ
のドラムの上端近傍から洗浄水を供給するものがある。
ドラムを回転させることによって廃棄物を攪拌し、洗浄
水を廃棄物に均一に行き渡らせて汚濁物を除去するもの
である。

【００２２】また、スクリュー式洗浄装置の一例として
は、傾斜した円筒ハウジング内にその軸方向にスクリュ
ーを延設し、ハウジングの上端近傍から洗浄水を供給す
るものがある。このスクリューを回転させて内部の廃棄
物を送りながら混練し、洗浄水を廃棄物に均一に行き渡
らせて汚濁物を除去するものである。

【００２３】攪拌槽の一例としては、廃棄物が投入され
る槽の内部に攪拌翼が配設されており、この攪拌翼によ
って廃棄物をかき混ぜつつ洗浄水を供給して洗浄するも
のがある。

【００２４】振とう装置は、廃棄物を投入した容器を振
とうすることによって内部の廃棄物を攪拌し、同時に洗
浄水を供給して洗浄するものである。この装置によって
も廃棄物を攪拌し、洗浄水を廃棄物に均一に行き渡らせ
て汚濁物を除去することができる。

【００２５】いずれの洗浄装置にしても廃棄物を十分に
攪拌することによって洗浄水を均一に行き渡らせること
ができ、しかも廃棄物同士の衝突等によっても汚濁物除
去が促進される。

【００２６】一方、上向流通水槽は、廃棄物を投入する
大きな槽を建造し、この槽の底部に給水管を張り巡ら
し、上記槽の上部に洗浄水を集水・排水するための排水
管を設けたものである。給水管から槽内へ洗浄水を給水
することによって槽内の廃棄物が洗浄水に浸漬されるの
で洗浄水は廃棄物全体に均一に行き渡る。そして、汚濁
物を上方へ洗い出すのである。この上向流通水槽を用い
た洗浄装置であっても従来の自然降雨による廃棄物洗浄
に比べると洗浄期間が大幅に短縮される。

【００２７】つぎに、上記膜分離装置４としては、たと
えば電気透析法を利用したもの、逆浸透膜法を利用した
ものなどが用いられる。電気透析法を利用したものは、
陽イオンのみを透過させるカチオン膜と陰イオンのみを
透過させるアニオン膜とを交互に配列し、直流電流を用
いて廃液中のイオンを分離するものである。また、逆浸
透膜法を利用したものは、廃液に浸透圧以上の運転圧力
を加え、逆浸透膜より水だけを透過させ、イオンおよび
有機物等を分離するものである。逆浸透膜エレメントの
形態としては平板形、管形、スパイラル形、中空糸形な
どが採用される。どの装置を用いるかは、廃棄物の汚染
の程度、たとえば含有汚濁物の濃度や種類に応じて決め
ればよい。さらに、逆浸透膜法のうちには逆浸透膜のメ
ッシュの粗いものを用いて低い運転圧力で処理するもの
もあるが（いわゆる低圧逆浸透膜法またはルーズ逆浸透
膜法）、これも廃棄物の汚染の程度に応じて採用すれば
よい。また、廃棄物に含有される物質に応じ、水処理装
置として膜分離装置４に加えてたとえばカルシウム除去
設備を併設してもよい。

【００２８】廃液処理をこのような膜分離装置４によっ
て行うと、後述するようにその濾過水（処理水）は洗浄
液として十分に再使用することができる程度に浄化され
る。

【００２９】一方、膜分離装置４による洗浄廃液の浄化
処理時に生じる濃縮水は、図１に示すように乾燥、精製
されて無害化される。なお、図１には参考例としてのセ
メント固化工程も示されている。

【００３０】図２には参考例としてのセメント固化の処
理プロセスの概要が示されている。図中、符号７は混練
成型機であり、この混練成型機７にセメントを投入する
ためのセメントバンカー８が上方に配設されている。セ
メントは計量器８ａによって所定量が混練成型機７に投
入される。一方、上記膜分離装置４において生じた濃縮
水は濃縮水貯留槽９に貯水されており、定量ポンプ１０
によって所定量が混練成型機７に給水される。混練成型
機７では所定量のセメントと所定量の濃縮水とが所定時
間混練され、混練物はコンベア１１によって排出され
る。混練物はコンベア１１上で所定時間養生される。そ
の後、トラック１２などの輸送手段によって埋立地に搬
送される。なお、セメントを混練する方式としては、パ
ドル付き帯型、振動型、パン型などの公知のものが採用
される。

【００３１】実際に、廃棄物を洗浄水で洗浄してこの洗
浄廃液を濃縮し、この濃縮水とセメントとを混合して固
化し、その後破砕して環境庁告示第１３号に規定の重金
属の溶出テストを行った。その結果、鉛などの重金属は
全て「金属等を含む産業廃棄物に係る判定基準を定める
総理府令」（平成６年総理府令６１号）に規定される基
準値以下であった。したがって、その含有物が精製塩と
して回収されてもその塩が工業用途などに利用し得ない
ような濃縮水の処理には有効である。

【００３２】また、許されるならば上記混練成型機７に
飛灰などの廃棄物を投入して混合・混練してもよい。そ
の場合は計量器を備えた飛灰バンカー（図示しない）を
混練成型機７の上方に付設する。

【００３３】つぎに、図３を参照しつつ、セメント固化
に代えて濃縮水を乾燥、精製して塩を生成する方法の一
実施形態を説明する。膜分離装置４において生じた濃縮
水は図３における濃縮水貯留槽１３に貯水される。この
濃縮水は給水ポンプ１４によってスクラバー１５に送ら
れる。スクラバー１５では後述の乾燥・焼成炉１６から
の排ガスによって濃縮水が予熱され、その後、排ガスは
活性炭充填塔１７において浄化されて放出される。

【００３４】一方、予熱された濃縮水はポンプ１８によ
ってフィーダー１９に送られ、そこから計量されつつ上
記乾燥・焼成炉１６に送られる。乾燥・焼成炉１６では
濃縮水が１００〜１５０゜Ｃに加熱され、水分が蒸発さ
せられて乾燥される。つぎにコンプレッサー２０によっ
て乾燥・焼成炉１６に空気が送られ、炉内が５００〜７
００゜Ｃに加熱されるとともに炉内の攪拌翼２１の攪拌
により、上記乾燥物が焼成され、含有有機物は燃焼、除
去される。

【００３５】この乾燥・焼成の後、炉内雰囲気は窒素ボ
ンベ２２からの窒素ガスによって置換される。この状態
で炉内が３００〜５５０゜Ｃに加熱されるとともに炉内
の攪拌翼２１の攪拌により、炉内に残存するダイオキシ
ン類などの有害な有機物が分解される。

【００３６】以上の炉内加熱工程における、炉内の高温
空気や高温窒素ガスは適宜、濃縮水貯留槽１３内の濃縮
水やスクラバー１５内の濃縮水の予熱に利用される。

【００３７】最終的に炉内には塩（ＮａＣｌなど）が残
存する。この塩Ｓは冷却容器２３に送られて４０〜６０
゜Ｃまで急冷される。以上の工程を経て高品位の副生塩
Ｓが回収される。かかる副生塩Ｓは工業上有用である。

【００３８】なお、上記塩の生成方法において、上記５
００〜７００゜Ｃの加熱工程を省略してもよい。

【００３９】または、上記５００〜７００゜Ｃの加熱工
程および窒素ガス雰囲気下の３００〜５５０゜Ｃの加熱
工程に代えて、酸化雰囲気下で８００゜Ｃ以上の加熱を
行ってもよい。いずれでも副生塩の回収が可能である。

【００４０】実際に廃棄物を洗浄水で洗浄してこの洗浄
廃液を濃縮した後、カルシウムおよびマンガンを除去
し、この濃縮水を６００゜Ｃの空気雰囲気下で３時間焼
成し、ついで４５０゜Ｃ、窒素雰囲気下で１時間加熱す
ることにより、Ｃａが０．０５％以下、ＴＯＣが８０ｍ
ｇ／ｋｇ以下、ダイオキシン濃度は１．０ｐｇ−ＴＥＱ
／ｇ以下であることが確認された。この副生塩は化学工
業や金属精錬業などに使用することができる。

【００４１】（試験例）つぎに、膜分離装置４によって
濾過処理された処理水の水質の確認試験を行ったのでこ
れを説明する（表１）。さらに、前述したようにこの処
理水は洗浄液として十分に再使用することができる程度
に浄化されることが洗浄試験によって確認された（表
２）のでこれも説明する。

【００４２】（１）まず、１００グラムの焼却主灰と
２０グラムの焼却飛灰とをよく混合して容積２リットル
のポリプロピレン製容器に投入した。この容器に洗浄液
として１．２リットルの純水を加えた。

【００４３】（２）そして、上記容器を１分当たり２
００サイクルで１時間振とうした後、孔径が１マイクロ
メーターのガラス繊維製濾紙によって容器内の全液を濾
過した。

【００４４】（３）ついで、上記濾液をさらに逆浸透
膜によって濾過し、この逆浸透膜濾液の導電率を交流二
電極法によって測定した。

【００４５】その結果を表１に示す。表１には比較例と
して交流二電極法によって測定した純水および上水道水
の導電率をも示している。なお、表１中のＥＣは導電率
であり単位はμＳ／ｃｍ（マイクロジーメンス／センチ
メートル）である。

【００４６】

【表１】

【００４７】導電率は実質的に液中の溶解物質濃度を示
すデータであり、浄化程度を判断するために有用であ
る。結果によれば、逆浸透膜濾液は純水ほどではないに
しても通常洗浄水として用いられている上水道水より導
電率は低い。すなわち、十分に洗浄水として使用しうる
程度に処理されていることが判る。

【００４８】（４）つぎに、上記（３）の最終濾液の
ｐＨを約７．０に調整し、純水に代えてこの逆浸透膜濾
液を洗浄液として上記（１）（２）の洗浄作業を繰り返
し、濾液の導電率（ＥＣ）を上記交流二電極法によって
測定した。

【００４９】その結果を表２に示す。表２には比較例と
して純水を洗浄液として用いた上記（１）（２）の洗浄
作業後の濾液の交流二電極法による導電率をも示してい
る。

【００５０】

【表２】

【００５１】試験結果によれば、純水による洗浄廃液も
逆浸透膜濾液による洗浄廃液も、ほぼ同等の導電率を示
している。これは、廃棄物をいずれの洗浄液で洗浄して
も同程度の溶解物質を洗い出すことができる、すなわ
ち、洗浄程度は同等であることが判る。したがって、逆
浸透膜濾液、すなわち、膜分離装置４によって濾過処理
された処理水を洗浄水として循環使用することが有効で
あるといえる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物を積極的に洗浄
することによりその浄化処理を短期間で行うことができ
るので埋立地の早期の利用が可能となる。また、洗浄廃
液を膜分離装置を含む水処理装置によって水処理するた
め、排水設備が簡素化され、その処理水の有効利用が可
能になる。さらに、濃縮水の含有物を副生塩として回収
することが可能となる。すなわち、洗浄廃液の有効利用
が可能となり、いわばクリーンな廃棄物処理方法が実現
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理方法の一実施形態のプロセスを示
すフローチャートである。

【図２】図１に付加的に示された参考例としての濃縮水
のセメント固化プロセスの概要を示すフローチャートで
ある。

【図３】図１の処理プロセスにおける濃縮水の乾燥・精
製プロセスの概要を示すフローチャートである。

【図４】従来の洗浄廃液の処理方法を概略的に示すフロ
ーチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桂健治兵庫県神戸市垂水区高丸７丁目４番Ａ− 103号 (56)参考文献特開平９−308371（ＪＰ，Ａ) 特開平８−309313（ＪＰ，Ａ) 特開平８−3655（ＪＰ，Ａ) 特開平１−284381（ＪＰ，Ａ) 澤地實、福永勲，飛灰水洗浄処理法の概要，ＰＰＭ，日本，（株）日本工業新聞社，1995年４月１日，ｖｏｌ．26 （４），ｐ．17−23 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B09B 1/00 B09B 3/00 C02F 1/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を洗浄水によって洗浄する洗浄工
程と、洗浄廃液を膜分離装置を含む水処理装置によって処理す
る水処理工程と、該水処理工程における膜分離装置において生じた濃縮液
を加熱・乾燥して副生塩を生成する塩生成工程と、上記洗浄工程において洗浄された廃棄物を埋め立て処理
する埋立工程とを含んでおり、上記塩生成工程において、上記濃縮液を乾燥した後に窒
素ガス雰囲気下で３００〜５５０゜Ｃに加熱してなる廃
棄物の処理方法。
【請求項２】上記塩生成工程において、上記濃縮液を
乾燥した後、窒素ガス雰囲気下で３００〜５５０゜Ｃに
加熱する前に、５００〜７００゜Ｃに加熱することによ
り焼成してなる請求項１記載の廃棄物の処理方法。
【請求項３】廃棄物を洗浄水によって洗浄する洗浄工
程と、洗浄廃液を膜分離装置を含む水処理装置によって処理す
る水処理工程と、該水処理工程における膜分離装置において生じた濃縮液
を加熱・乾燥して副生塩を生成する塩生成工程と、上記洗浄工程において洗浄された廃棄物を埋め立て処理
する埋立工程とを含んでおり、上記塩生成工程において、上記濃縮液を乾燥した後に酸
化雰囲気下で８００゜Ｃに加熱してなる廃棄物の処理方
法。
【請求項４】上記水処理工程において生じた処理水を
廃棄物の洗浄水として循環使用する請求項１〜３のうち
のいずれか一の項に記載の廃棄物の処理方法。