JP3833697B1 - Method and system for managing basicity and heavy metal concentration of incinerated ash - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融処理する焼却灰の塩基度と重金属濃度を確実に管理することができる焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムを提供する。
【解決手段】焼却炉１１から排出された廃棄物Ｋｍの焼却灰の一部の塩基度と重金属濃度とを分析する焼却灰分析装置２と、スクリュコンベヤ３から搬出された焼却灰を貯留する複数の灰貯留槽を備えた灰貯留装置４と、この灰貯留装置４の灰貯留槽のそれぞれから排出され、前記焼却灰分析装置２による分析により求められた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たさない焼却灰を焼却炉１１に返送する焼却灰返送装置６と、塩基度と重金属濃度を共に満たす焼却灰を溶融炉１４に供給する焼却灰供給装置８とから構成する。
【選択図】図１An incineration ash basicity and heavy metal concentration management system capable of reliably managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash to be melt-processed.
And A ash analyzer 2 for analyzing a portion of the basicity and concentration of heavy metals ash waste K m discharged from the incinerator 11, storing the ash taken out from the screw conveyor 3 At least one of the basicity and heavy metal concentration discharged from each of the ash storage device 4 having a plurality of ash storage tanks and the ash storage tank of the ash storage device 4 and determined by the analysis by the incineration ash analyzer 2 Is composed of an incineration ash return device 6 that returns incineration ash that does not satisfy the conditions to the incinerator 11, and an incineration ash supply device 8 that supplies incineration ash that satisfies both basicity and heavy metal concentration to the melting furnace 14.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、焼却炉から排出された廃棄物の焼却灰の塩基度と重金属の重金属濃度とが予め設定した範囲になるように管理することにより、スラグからの重金属の溶出を抑制し、かつ焼却灰をより低温で溶融させることを可能ならしめる焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法およびそのシステムに関するものである。 The present invention controls the elution of heavy metals from slag by controlling the basicity of the incinerated ash of the waste discharged from the incinerator and the heavy metal concentration of the heavy metals to be within a preset range, and incineration The present invention relates to a method for managing the basicity and heavy metal concentration of incinerated ash that makes it possible to melt ash at a lower temperature, and a system thereof.
都市ごみおよび／または産業廃棄物や下水汚泥等の廃棄物を焼却炉で焼却したり、焼却灰を溶融炉で溶融処理したりするに際して焼却灰（焼却残渣および飛灰）が発生するが、焼却灰は多くの場合、最終処分場に埋立て処分される。ところが、これら焼却灰中に含まれている鉛、カドミウム等の有害な重金属、および有害なダイオキシン等が、雨水等の作用により周囲に溶出して環境を汚染させる要因になっており、大きな問題になっている。
近年では、焼却灰に含まれている重金属の溶出を防止するために、種々の溶出防止手段が採用されるようになってきている。以下、重金属等の溶出防止を可能ならしめるようにした典型的な従来例に係る焼却灰の処理方法を紹介する。
Incineration ash (incineration residue and fly ash) is generated when municipal waste and / or waste such as industrial waste and sewage sludge are incinerated in an incinerator or incinerated ash is melted in a melting furnace. Ashes are often landfilled at final disposal sites. However, harmful heavy metals such as lead and cadmium contained in these incineration ash, and harmful dioxins, etc., leach out to the surroundings due to the action of rainwater, etc., and cause pollution to the environment. It has become.
In recent years, various elution prevention means have been adopted in order to prevent elution of heavy metals contained in incineration ash. In the following, a method for treating incineration ash according to a typical conventional example that makes it possible to prevent elution of heavy metals and the like will be introduced.
従来例１に係るものは、都市ごみおよび／または産業廃棄物を焼却炉で焼却する際に発生する焼却飛灰、または焼却灰を溶融炉で溶融する際に発生する溶融飛灰の処理方法であり、下記のとおりである。なお、前記溶融飛灰、または焼却飛灰を単に飛灰という。
（１）飛灰のｐＨの測定値が１１．０以上の場合は、飛灰を５８０〜８００℃に加熱処理し、処理灰のｐＨを８．５以上１１．０未満にする飛灰の処理方法である。
（２）飛灰のｐＨの測定値が８．５未満の場合、予めアルカリ源を加えてｐＨを１１．０以上にした後、飛灰を５８０〜８００℃に加熱処理し、処理灰のｐＨを８．５以上１１．０未満にする飛灰の処理方法である。
（３）水洗した飛灰のｐＨの測定値が１２．０以上の場合、飛灰を５８０〜８００℃に加熱処理し、処理灰のｐＨを８．５以上１１．８未満にする飛灰の処理方法である。
（４）水洗した飛灰のｐＨの測定値が８．５未満の場合、予めアルカリ源を加えてｐＨを１２．０以上にした後、飛灰を５８０〜８００℃に加熱処理し、処理灰のｐＨを８．５以上１１．８未満にする飛灰の処理方法である。
The thing which concerns on the prior art example 1 is the processing method of the incineration fly ash which generate | occur | produces when incinerating municipal waste and / or industrial waste with an incinerator, or the fusion | melting fly ash which generate | occur | produces when incinerating ash is melted with a melting furnace Yes, as follows. The molten fly ash or incinerated fly ash is simply referred to as fly ash.
(1) When the measured value of the fly ash pH is 11.0 or higher, the fly ash is heated to 580 to 800 ° C., and the pH of the treated ash is 8.5 or higher and lower than 11.0. Is the method.
(2) When the measured value of the fly ash pH is less than 8.5, the alkali ash is added in advance to bring the pH to 11.0 or higher, and then the fly ash is heated to 580 to 800 ° C. Is a processing method of fly ash which makes 8.5 to 11.0 or more.
(3) When the measured value of the pH of the washed fly ash is 12.0 or more, the fly ash is heated to 580 to 800 ° C., and the pH of the treated ash is 8.5 to less than 11.8. It is a processing method.
(4) If the measured value of the pH of the fly ash washed with water is less than 8.5, the alkali ash is added in advance to bring the pH to 12.0 or higher, and then the fly ash is heated to 580 to 800 ° C. Is a fly ash treatment method in which the pH is 8.5 or more and less than 11.8.
即ち、上記従来例１に係る飛灰の処理方法は、飛灰のｐＨ測定に際しての非水洗、水洗の前処理の相違により飛灰のｐＨの範囲を設定し、必要に応じて飛灰のｐＨを調整した後、５８０〜８００℃で加熱処理して、過熱処理後の処理灰のｐＨの範囲を変えることより、処理灰中の重金属の溶出を防止すると共に、処理灰中のダイオキシンも同時に分解する焼却飛灰の処理方法である。なお、この従来例１に係る特許公報中において、Ｐｂ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｃｒ等の重金属成分溶出は、ｐＨ値による依存性が高く、ｐＨ値によりＰｂ，Ｃｄ，Ｚｎ，Ｃｒ等の重金属の溶出量が決定されると記載されているが、実施例には重金属としてＰｂ，Ｃｄ，Ｚｎに係るそれぞれのデータが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。 That is, the fly ash treatment method according to the above-mentioned conventional example 1 sets the pH range of the fly ash according to the difference in the pretreatment of the non-washing and washing with water when measuring the pH of the fly ash, and the fly ash pH as necessary. After adjusting the pH, heat treatment at 580 to 800 ° C. to change the pH range of the treated ash after the overheat treatment prevents elution of heavy metals in the treated ash and simultaneously decomposes dioxins in the treated ash. This is a method for treating incineration fly ash. In addition, in the patent publication according to the conventional example 1, elution of heavy metal components such as Pb, Cd, Zn and Cr is highly dependent on the pH value, and elution of heavy metals such as Pb, Cd, Zn and Cr depending on the pH value. Although it is described that the amount is determined, each example relating to Pb, Cd, Zn as a heavy metal is disclosed in the examples (for example, see Patent Document 1).
従来例２に係るものは、都市ごみ等の焼却灰を加熱溶融した後溶融スラグを形成するに当り、より低温での加熱溶融でも、Ｐｂ等の重金属の溶出量の少ないスラグを得る焼却灰の溶融処理方法である。この焼却灰の溶融処理方法は、都市ごみを例えば流動床焼却炉で８００℃前後の温度で焼却し、焼却により生じた焼却灰をストレージングタンクに貯蔵した後、搬出時に水により加湿する。このような焼却灰を、電気炉に投入し、電気炉内の雰囲気中の酸素濃度が１０％以下となるように、不活性ガスであるＮ２ガスを供給しながら１３５０〜１５００℃に加熱して溶融した後に、水中に投入して溶融スラグを凝固させるものである。 In the case of the conventional example 2, the incineration ash is obtained by heating and melting incineration ash such as municipal waste and then obtaining slag with a small amount of elution of heavy metals such as Pb, even by heating and melting at a lower temperature. It is a melt processing method. In this incineration ash melting method, municipal waste is incinerated at a temperature of, for example, about 800 ° C. in a fluidized bed incinerator, the incinerated ash generated by incineration is stored in a storage tank, and then humidified with water at the time of carrying out. Such incineration ash is put into an electric furnace and heated to 1350-1500 ° C. while supplying N 2 gas which is an inert gas so that the oxygen concentration in the atmosphere in the electric furnace becomes 10% or less. After melting, the molten slag is solidified by being poured into water.
このように、焼却灰の溶融時にＮ２ガスを供給して電気炉内の酸素濃度を低下させると、溶融温度がより低温でも重金属酸化物、例えばＰｂＯ等が還元され易くなり、還元により生じたＰｂが焼却灰中の塩素（Ｃｌ）と反応して塩化物が形成される。この塩化物は融点・沸点が低く、容易に揮散するために、溶融スラグ中へのＰｂ等の移行率が低下する。
しかも、焼却灰の溶融温度がより低温であるから、電気炉の寿命が向上し、エネルギーコストも低下するので、焼却灰の溶融コストをより安価なものとすることができる（例えば、特許文献２参照。）。
Thus, when supplying the N 2 gas during the melting of the ash to lower the oxygen concentration in the electric furnace, heavy metal oxides melting temperature even at lower temperatures, for example, easily PbO or the like is reduced, caused by the reduction Pb reacts with chlorine (Cl) in the incineration ash to form chloride. Since this chloride has a low melting point / boiling point and easily volatilizes, the rate of transfer of Pb or the like into the molten slag decreases.
Moreover, since the melting temperature of the incinerated ash is lower, the life of the electric furnace is improved and the energy cost is also reduced, so that the melting cost of the incinerated ash can be made lower (for example, Patent Document 2). reference.).
従来例３に係るものは、スラグの重金属溶出防止方法である。より詳しくは、重金属を含む焼却灰を溶融炉により溶融処理してスラグを生成する際に、焼却灰と共に、焼却灰に含まれている重金属に対して少なくとも等モル量の硫黄となる量の硫化鉱石を溶融炉に供給して、スラグ生成過程で重金属の硫黄化合物を生成させて安定化させることにより、スラグ処分時における重金属の溶出を防止するようにしたものである。なお、ごみの焼却灰から生成されたスラグには、アルミニウム、ケイ素、カルシウム等の他に、重金属類として、鉛、銅、亜鉛等が含まれているとしている（例えば、特許文献３参照。）。
ところで、廃棄物の焼却灰を溶融して減容化するに際して、焼却灰の塩基度を調整することは、スラグからの重金属、例えば六価クロムの溶出量を抑制する（環境保全）点において極めて重要である。また、焼却灰の重金属濃度、例えば全クロム（溶融温度が極めて高い）濃度を所定値以下に調整することは、焼却灰の溶融温度の低下につながるため、溶融炉の内張り耐火物の寿命延長に伴う焼却灰の溶融処理コストの低減にとって極めて重要である。にもかかわらず、上記特許文献１乃至３の何れにも、焼却灰の塩基度を調整するという記載や示唆はあるものの、具体的な調整手段については何ら説明されていないのに加えて、焼却灰の全クロム濃度の調整については、その記載もない。
By the way, when melting and reducing the volume of incinerated ash, adjusting the basicity of the incinerated ash is extremely effective in reducing the amount of elution of heavy metals such as hexavalent chromium from slag (environmental conservation). is important. In addition, adjusting the heavy metal concentration of incineration ash, for example, the total chromium (extremely high melting temperature) concentration, to a predetermined value or less leads to a decrease in the melting temperature of the incineration ash, thus extending the life of the refractory lining the melting furnace. This is extremely important for reducing the cost of incineration ash melting. Nonetheless, in any of the
従って、本発明の目的は、焼却炉から排出された廃棄物の焼却灰を溶融炉で溶融するに際して、焼却灰の塩基度と重金属の重金属濃度とが予め設定した範囲になるように、確実に管理することを可能ならしめるようにした焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法およびそのシステムを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to ensure that when the incineration ash discharged from the incinerator is melted in the melting furnace, the basicity of the incineration ash and the heavy metal concentration of the heavy metal are within a preset range. It is to provide a management method and system for the basicity and heavy metal concentration of incinerated ash that can be managed.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法が採用した手段は、焼却炉から排出される廃棄物の焼却灰を溶融炉に供給するに際して、前記焼却灰の塩基度と重金属の重金属濃度とが予め設定した範囲になるように管理する焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法であって、焼却灰の塩基度を分析する塩基度分析工程と、焼却灰の重金属濃度を分析する重金属濃度分析工程と、前記分析工程を経た焼却灰を分配して複数の灰貯留槽に供給して貯留させる焼却灰貯留工程と、前記各分析工程における分析により求められた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰を各灰貯留槽毎に焼却炉に返送する焼却灰返送工程に振り分ける一方、前記各分析工程における分析により求められた塩基度と重金属濃度が共に条件を満たしている焼却灰を各灰貯留槽毎に溶融炉に供給する焼却灰溶融工程に振り分ける焼却灰振り分け工程とからなることを特徴とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the means adopted by the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項２に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法が採用した手段は、請求項１に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法において、前記重金属濃度分析工程で分析する対象は、全クロムであることを特徴とするものである。
The means adopted by the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項３に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法が採用した手段は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法において、前記焼却灰返送工程に振り分けられる焼却灰は塩基度が１．０を超える焼却灰であり、また前記焼却灰溶融工程に振り分けられる焼却灰は塩基度が１．０以下の焼却灰であることを特徴とするものである。
The means adopted by the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項４に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法が採用した手段は、請求項２または３のうちの何れか一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法において、前記焼却灰返送工程に振り分けられる焼却灰は全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇを超える焼却灰であり、また前記焼却灰溶融工程に振り分けられる焼却灰は全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰であることを特徴とするものである。
The means adopted by the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項５に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムが採用した手段は、焼却炉から排出された廃棄物の焼却灰の一部の塩基度と重金属濃度とを分析する焼却灰分析装置と、分析された焼却灰を分配・供給する灰分配装置と、この灰分配装置により分配されて供給される焼却灰を貯留する複数の灰貯留槽を備えてなる灰貯留装置と、この灰貯留装置の複数の灰貯留槽のそれぞれから切出され、前記焼却灰分析装置による分析により求められた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰を各灰貯留槽毎に焼却炉に返送する焼却灰返送装置と、前記焼却灰分析装置による分析により求められた塩基度と重金属濃度が共に条件を満たしている焼却灰を各灰貯留槽毎に溶融炉に供給する焼却灰供給装置とからなることを特徴とするものである。
ところにある。
The means adopted by the management system for the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
By the way.
本発明の請求項６に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムが採用した手段は、請求項５に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムにおいて、前記焼却灰返送装置に、塩基度調整剤を供給すると共に、クロム濃度調整剤を供給する調整剤供給装置が設けられてなることを特徴とするものである。
The means adopted by the incineration ash basicity and heavy metal concentration management system according to
本発明の請求項７に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムが採用した手段は、請求項５または６のうちの何れか一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムにおいて、前記焼却灰返送装置に、塩基度調整剤とクロム濃度調整剤とが添加された塩基度、クロム濃度調整済の再調整焼却灰を貯留する再調整焼却灰貯留槽が設けられてなることを特徴とするものである。
The means adopted by the management system for basicity and heavy metal concentration of incinerated ash according to
本発明の請求項１乃至４のうちの何れかの一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法、請求項５乃至７のうちの何れかの一つ項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムでは、塩基度分析工程と重金属濃度分析工程を経た焼却灰が灰貯留槽に供給されて貯留される。そして、各分析工程における分析により求められた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰は各灰貯留槽毎に焼却炉に返送される。一方、各分析工程における分析により求められた塩基度と重金属濃度が共に条件を満たしている焼却灰は各灰貯留槽毎に溶融炉に供給されることとなる。
The method for managing basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to any one of
従って、本発明の請求項１乃至４のうちの何れかの一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法、請求項５乃至７のうちの何れかの一つの項に記載の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムによれば、塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰は各灰貯留槽毎に焼却炉に返送されるが、焼却炉に返送された焼却灰は、この焼却炉に供給される塩基度調整剤と廃棄物の焼却灰と効果的に混合されるため、たとえ塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰であっても、塩基度と重金属濃度の条件を満足させることができる。また、溶融炉の炉内温度が低くても焼却灰を溶融させることができるようになるから、結果的に溶融炉の内張り耐火物の寿命が延長され、溶融炉のメンテナンスコストが低減される結果、焼却灰の溶融処理コストの低減が可能になる。さらに、溶融炉の炉内温度を高温で維持するための補助燃料も低減できるので、ランニングコストの低減、地球温暖化ガスであるＣＯ２の削減にも寄与することができる。
Therefore, the basicity and heavy metal concentration management method for incineration ash according to any one of
本発明の請求項２に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法では、焼却灰の全クロム濃度を満足させることができる。従って、焼却灰の全クロム濃度を管理することにより、スラグからの六価クロムの溶出量を好適に抑制することが可能になる。
In the management method of the basicity and heavy metal concentration of the incinerated ash according to
本発明の請求項３に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法では、塩基度が１．０を超える焼却灰を焼却灰返送工程に振り分けて焼却炉に供給し、焼却炉において塩基度が１．０以下の焼却灰にすることができる。従って、溶融炉に塩基度が１．０以下の焼却灰を確実に供給することができ、表面が耐水性に優れたガラス質で形成されたスラグを形成させることができるから、スラグからの六価クロムの溶出量を効果的に抑制することができるという効果を得ることができる。
In the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項４に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法では、全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇを超える焼却灰を焼却灰返送工程に振り分けて焼却炉に供給することにより、焼却炉において全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰にすることができる。従って、溶融炉に全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰を供給することにより、焼却灰の溶融温度の上昇を抑制することができるから、溶融炉の内張り耐火物の寿命の延長に寄与することができ、結果的に焼却灰の溶融処理コストの低減に寄与することができる。
In the method for managing the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
本発明の請求項５に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムでは、灰貯留槽の数が複数であるから、灰貯留槽内の焼却灰を焼却炉に返送する焼却灰返送作業と、焼却炉から排出される焼却灰を灰貯留槽に供給して貯留する焼却灰貯留作業と、灰貯留槽内の焼却灰を溶融炉に供給する焼却灰供給作業とを並行して行うことができる。従って、たとえ塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰があっても、この焼却灰を焼却炉に返送し、かつ焼却炉から排出される焼却灰を貯留しながら、塩基度と重金属濃度の条件を満足する焼却灰を溶融炉に供給することができるから、溶融炉の稼動を停止させることなく、稼動を継続させることができる。
In the incineration ash basicity and heavy metal concentration management system according to
本発明の請求項６に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムでは、焼却灰返送装置に、焼却灰に塩基度調整剤を供給すると共に、クロム濃度調整剤を供給する調整剤供給装置が設けられている。従って、塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰の塩基度と重金属濃度が共に条件を満たす焼却灰を焼却炉に供給することができるから、焼却炉から排出される焼却灰の塩基度と重金属濃度の条件を確実に満たすことができる。
In the incineration ash basicity and heavy metal concentration management system according to
本発明の請求項７に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムでは、焼却灰返送装置に、塩基度調整剤とクロム濃度調整剤とが添加された塩基度、クロム濃度調整済の再調整焼却灰を貯留する再調整焼却灰貯留槽が設けられている。従って、焼却灰返送装置が故障により停止した場合でも、システム全体を停止させることなく継続して廃棄物の焼却処理をすることができる。
In the incineration ash basicity and heavy metal concentration management system according to
以下、本発明の焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理方法を実施する、本発明の実施の形態に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムを、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムの模式的系統図、図２は本発明の実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムの灰貯留槽への焼却灰の貯留手順説明図である。図３は本発明の実施の形態２に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムの一部を示す模式的系統図である。
Hereinafter, the management system for the basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to the embodiment of the present invention, which implements the management method for basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to the present invention, will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic system diagram of a management system for basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
先ず、本発明の実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムを、図１を参照しながら説明する。図１において、二点鎖線枠内に示めす焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓは、灰分配装置である後述する構成になるスクリュコンベヤ３を備えている。このスクリュコンベヤ３には、廃棄物供給装置１０から廃棄物（下水汚泥）Ｋｍが供給されると共に、塩基度調整剤と全クロム濃度調整剤とが供給される焼却炉１１から煙道を介して燃焼排ガスが供給され、燃焼排ガス中の廃棄物の焼却により発生する焼却灰を分離するサイクロン１２から分離された焼却灰、およびサイクロン１２から焼却灰が分離された燃焼排ガスが供給され、この燃焼排ガス中の飛灰を捕捉するバグフィルタ１３で捕捉された飛灰をスクリュコンベヤ３に搬送する焼却灰搬送装置１が設けられている。
First, a management system for basicity and heavy metal concentration of incinerated ash according to
前記焼却灰搬送装置１内の焼却灰と、飛灰とからなる混合灰（以下、焼却灰という。）の一部は取り出され、塩基度｛ＣａＯ／ＳｉＯ２または（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ２｝と重金属濃度とを分析する焼却灰分析装置２に送られ、この焼却灰分析装置２による分析結果から焼却灰の塩基度と重金属濃度が求められるようになっている。ところで、前記バグフィルタ１３から排出された飛灰除去後の燃焼排ガスは、図示しない煙突から大気中に放出される。なお、焼却灰分析装置２は、蛍光Ｘ線分析器（株式会社島津製作所製、型式；ＥＤＸ−７００ＨＳ）、または、オンライン蛍光Ｘ線分析装置である。
A part of mixed ash (hereinafter referred to as incineration ash) composed of incineration ash and fly ash in the incineration
前記スクリュコンベヤ３には、このスクリュコンベヤ３から切出された焼却灰を排出する第１灰排出ライン３ａ、第２灰排出ライン３ｂ、第３灰排出ライン３ｃが設けられている。前記第１灰排出ライン３ａは３槽の灰貯留槽からなる灰貯留装置４のうちの第１灰貯留槽４ａに連通し、第２灰排出ライン３ｂは第２灰貯留槽４ｂに連通し、第３灰排出ライン３ｃは第３灰貯留槽４ｃに連通している。
The
そして、これら第１灰貯留槽４ａ、第２灰貯留槽４ｂ、および第３灰貯留槽４ｃには前記スクリュコンベヤ３から切出された焼却灰が、図２に示すように、１日のうち８時間ずつ供給されて貯留されるように構成されている。なお、この実施の形態１においては、灰貯留装置４は第１灰貯留槽４ａ、第２灰貯留槽４ｂ、および第３灰貯留槽４ｃの３槽の灰貯留槽を備えているが、２槽以上であればよいので、灰貯留槽の槽数は３槽に限定されるものではない。また、前記スクリュコンベヤ３から切出された焼却灰の塩基度・重金属濃度の分析は、図２からよく理解されるように、各灰貯留槽への焼却供給開始時に１回行われ、その所要時間は１０分程度で十分である。なお、オンライン蛍光Ｘ線分析装置を利用すれば、１５〜２０分間隔での測定を行うことが可能である。
And in the 1st
前記灰貯留装置４の第１灰貯留槽４ａ、第２灰貯留槽４ｂ、および第３灰貯留槽４ｃの下部位置には、個別に操作される灰切出し装置５が設けられている。そして、この灰切出し装置５の操作により切出された第１灰貯留槽４ａ、第２灰貯留槽４ｂ、および第３灰貯留槽４ｃ内の焼却灰は、前記焼却灰分析装置２による分析結果から求められた焼却灰の塩基度・重金属濃度に応じて、各灰貯留槽毎に焼却炉１１に返送され、また溶融炉１４に供給されるように構成されている。
At the lower positions of the first
より詳しくは、前記焼却灰分析装置２による分析により求められた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰は、図示しない開閉弁の開弁によって焼却灰返送装置６に振り分けられ、焼却灰返送装置６を介して焼却炉１１に返送される（焼却灰返送工程）。一方、前記焼却灰分析装置２による分析により求められた塩基度と重金属濃度が共に条件を満たしている焼却灰は、図示しない開閉弁の開弁により焼却灰供給装置８に振り分けられ、焼却灰供給装置８を介して溶融炉１４に供給される（焼却灰溶融工程）ように構成されている。なお、前記開閉弁は何れも焼却灰返送装置６と焼却灰供給装置８との分岐部に設けられている。
More specifically, incineration ash in which at least one of the basicity and heavy metal concentration determined by the analysis by the
ところで、振り分けの基準となる塩基度を満たす焼却灰の条件とは、塩基度が１．０以下の焼却灰のことである。また、重金属濃度、特に全クロム濃度を満たす焼却灰の条件とは、全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰のことである。塩基度を満たす焼却灰の条件や全クロム濃度を満たす焼却灰の条件は、何れも種々の試験によって求めたものであって、塩基度が１．０以下の焼却灰を溶融炉１４に供給することにより、表面が耐水性に優れたガラス質で形成されたスラグを形成させることができるから、六価クロムの溶出量の抑制に寄与することができるという効果を得ることができる。また、全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰を溶融炉１４に供給することにより、焼却灰を１５００℃以下の温度（炉内平均温度）で溶融することができる。従って、溶融炉１４の内張り耐火物の寿命の延長効果が得られるから、焼却灰の溶融処理コストの低減に寄与することができる。
By the way, the condition of the incineration ash satisfying the basicity serving as a reference for distribution is incineration ash having a basicity of 1.0 or less. Moreover, the conditions of the incineration ash which satisfy | fills heavy metal density | concentration, especially total chromium density | concentration are incineration ash whose total chromium density | concentration is 50,000 mg / kg or less. The conditions of the incinerated ash satisfying the basicity and the condition of the incinerated ash satisfying the total chromium concentration are obtained by various tests, and the incinerated ash having a basicity of 1.0 or less is supplied to the melting
前記焼却灰返送装置６には調整剤供給装置７が連通しており、焼却灰返送装置６を焼却炉１１に向って返送される、塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰に塩基度調整剤が供給されると共に、クロム濃度調整剤が供給されるようになっている。また、焼却灰返送装置６の調整剤供給装置７の連通位置の下流側に再調整焼却灰貯留槽６ａが設けられており、この再調整焼却灰貯留槽６ａに塩基度調整剤とクロム濃度調整剤とが添加された塩基度、クロム濃度調整済の再調整焼却灰が貯留された後、この再調整焼却灰貯留槽６ａの下部位置に設けられた再調整焼却灰切出し装置６ｂの操作により焼却炉１１に供給されるように構成されている。なお、焼却灰返送装置６に再調整焼却灰貯留槽６ａを介装することにより、焼却炉１１へ返送される前に予め塩基度の再調整を行うことができる。そのため、焼却炉１１での塩基度調整に影響を与えることがなくなるという効果を得ることができる。
A
以下、本発明の実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムの作用態様を説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る塩基度、重金属濃度の管理システムによれば、サイクロン１２によって分離された焼却灰と、バグフィルタ１３によって捕捉された飛灰とからなる焼却灰の一部が焼却灰搬送装置１から取出され、取出された焼却灰の一部の塩基度と重金属濃度である全クロム濃度とが焼却灰分析装置２による分析結果から求められる（塩基度分析工程と、重金属濃度分析工程）。塩基度と全クロム濃度とが求められた焼却灰はスクリュコンベヤ３から第１灰貯留槽４ａ、第２灰貯留槽４ｂ、第３灰貯留槽４ｃのそれぞれに供給される（焼却灰貯留工程）。
Hereinafter, the operation mode of the management system for basicity and heavy metal concentration of incineration ash according to
そして、各分析工程で得られた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰が灰貯留槽毎に焼却灰返送装置６に振り分けられる一方、各分析工程で得られた塩基度と重金属濃度が共に条件を満たしている焼却灰が灰貯留槽毎に焼却灰供給装置８に振り分けられる（焼却灰振り分け工程）。焼却灰返送装置６に振り分けられた塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰に調整剤供給装置７から後述する塩基度調整剤とクロム濃度調整剤が添加され、塩基度、クロム濃度調整済の再調整焼却灰が再調整焼却灰貯留槽６ａに貯留された後、焼却炉１１に供給される（焼却灰返送工程）。また、焼却灰供給装置８に振り分けられた塩基度と重金属濃度の条件を共に満たす焼却灰は溶融炉１４に供給されて溶融される（焼却灰溶融工程）。
And the incineration ash in which at least one of the basicity and heavy metal concentration obtained in each analysis step does not satisfy the condition is distributed to the incineration
前記塩基度調整剤とクロム濃度調整剤とは全く同種類のものであって、消石灰、生石灰、珪砂、およびドロマイトのうちの何れか１種類以上のものである。調整剤供給装置７からの塩基度調整剤とクロム濃度調整剤の添加量は、前記焼却灰分析装置２による分析結果から求められた焼却灰搬送装置１から取出された焼却灰の一部の塩基度、全クロム濃度とこれらの設定値、つまり塩基度１．０以下、全クロム濃度５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の比較に基づいて決定される。
The basicity adjusting agent and the chromium concentration adjusting agent are of the same type, and are any one or more of slaked lime, quicklime, silica sand, and dolomite. The addition amount of the basicity adjusting agent and the chromium concentration adjusting agent from the adjusting
本発明の実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓによれば、上記のとおり、塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰は、塩基度または全クロム濃度（重金属濃度）が再調整された後に焼却炉１１へ返送される。そして、焼却炉１１に返送された焼却灰は、この焼却炉１１に供給される塩基度調整剤、廃棄物（下水汚泥）Ｋｍの焼却灰と共に炉内において激しく混合されるから、たとえ塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰であっても、この焼却灰の塩基度と重金属濃度の条件を確実に満足させることができる。
Basicity of ash according to the first embodiment of the present invention, according to the management system A cs of heavy metal concentrations, as described above, ash at least one of the basicity and heavy metals concentration does not satisfy the condition, the base Or the total chromium concentration (heavy metal concentration) is readjusted and returned to the
従って、本実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓによれば、溶融炉１４に塩基度が１．０以下の焼却灰が供給され、表面が耐水性に優れたガラス質で形成されたスラグを形成させることができるから、焼却灰の溶融に際してのクロムの酸化により生じる六価クロムの溶出量の抑制に寄与することができる。また、上記のとおり、溶融炉１４に全クロム濃度が５０，０００ｍｇ／ｋｇ以下の焼却灰が供給され、焼却灰を１５００℃以下の温度（炉内平均温度）で溶融することができるから、溶融炉１４の内張り耐火物の寿命の延長に寄与することができるという効果を得ることができる。
Therefore, the basicity of the ash according to the first embodiment, according to the management system A cs of heavy metal concentrations, basicity is supplied 1.0 following incinerated ash to the melting
また、本実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓによれば、灰貯留装置４の灰貯留槽の槽数が複数であるから、灰貯留槽内の焼却灰を焼却炉１１に返送する焼却灰返送工程と、焼却炉１１から排出される焼却灰を灰貯留槽に供給して貯留する焼却灰貯留工程と、灰貯留槽内の焼却灰を溶融炉１４に供給する焼却灰供給工程とを並行して行うことができる。
Further, basicity of ash according to the first embodiment, according to the management system A cs of heavy metal concentrations, because number of tanks ash reservoir
つまり、たとえ塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰があっても、この焼却灰を焼却炉１１に返送し、かつ焼却炉１１から排出される焼却灰を貯留しながら、塩基度と重金属濃度の条件を満足する焼却灰を溶融炉１４に供給することができる。従って、溶融炉１４の稼動を停止させることなく、その稼動を継続させることができるから、焼却灰を焼却炉１１に返送しなければならない場合があっても、焼却灰の溶融処理能率が低下するようなことがない。
That is, even if there is an incineration ash whose basicity and heavy metal concentration do not satisfy the condition, the incineration ash is returned to the
さらに、本実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓによれば、調整剤供給装置７から焼却灰返送装置６に、この焼却灰返送装置６をとおる焼却灰に塩基度調整剤を供給すると共に、クロム濃度調整剤を供給する調整剤供給装置７が連通している。従って、塩基度と重金属濃度のうち少なくとも一方が条件を満たしていない焼却灰の塩基度と重金属濃度が共に条件を満たす焼却灰を、再調整焼却灰貯留槽６ａから焼却炉１１に供給することができるから、焼却炉１１から排出される焼却灰の塩基度と重金属濃度の条件を確実に満たすことができる。
Moreover, the basicity of the ash according to the first embodiment, according to the management system A cs of heavy metals concentration in
次に、本発明の実施の形態２に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓを、図３を参照しながら説明する。即ち、本発明の実施の形態２に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓは、上記実施の形態１に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓの灰切出し装置５と焼却灰供給装置８との間に、被溶融焼却灰貯留槽８ａ、被溶融焼却灰切出し装置８ｂを設けた構成になるものである。この構成によれば、灰貯留装置を小容量にすると共に、この灰貯留装置の灰貯留槽の槽数を２槽に限定することにより、省スペース化が可能になる。また、被溶融焼却灰貯留槽８ａを大容量にすることにより、焼却炉１１、焼却灰分析装置２、灰切出し装置５、焼却灰返送装置６の何れか一方が故障した場合でも、溶融炉１４を継続運転することが可能になるという効果を得ることができる。
Next, an incineration ash basicity and heavy metal concentration management system Acs according to
ところで、以上の実施の形態に係る焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システムＡｃｓにおいては、重金属がクロムである場合を例として説明した。しかしながら、クロムのみに限らず、例えば鉛、ヒ素、セレン、水銀等に対しても本発明に係る技術的思想を適用することができるから、クロムのみの用途に限定されるものではない。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であるから、上記実施の形態に係る形態に限定されるものではない。 Incidentally, the above basicity of ash according to the embodiment, in the management system A cs heavy metal concentration has been described a case heavy metal is chromium as an example. However, since the technical idea according to the present invention can be applied not only to chromium but also to lead, arsenic, selenium, mercury, and the like, for example, the application is not limited to chromium alone. In addition, design changes and the like within a range that does not depart from the technical idea of the present invention can be freely made. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment according to the above embodiment.
Ａｃｓ…焼却灰の塩基度、重金属濃度の管理システム
Ｋｍ…廃棄物（下水汚泥）
１…焼却灰搬送装置
２…焼却灰分析装置
３…スクリュコンベヤ，３ａ…第１灰排出ライン，３ｂ…第２灰排出ライン，３ｃ…第３灰排出ライン
４…灰貯留装置，４ａ…第１灰貯留槽，４ｂ…第２灰貯留槽，４ｃ…第３灰貯留槽
５…灰切出し装置
６…焼却灰返送装置，６ａ…再調整焼却灰貯留槽，６ｂ…再調整焼却灰切出し装置
７…調整剤供給装置
８…焼却灰供給装置，８ａ…被溶融焼却灰貯留槽，８ｂ…被溶融焼却灰切出し装置
１０…廃棄物供給装置，１１…焼却炉，１２…サイクロン，１３…バグフィルタ，１４…溶融炉
A cs ... Management system for basicity and heavy metal concentration of incinerated ash K m ... Waste (sewage sludge)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
理システム。 6. The basicity of incineration ash according to claim 5, wherein the incineration ash return device is provided with an adjustment agent supply device that supplies a basicity adjusting agent and a chromium concentration adjusting agent. Concentration management system.
Management system.
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