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発明の名称 飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−353231(P2001−353231A)
公開日 平成13年12月25日(2001.12.25)
出願番号 特願2000−179210(P2000−179210)
出願日 平成12年6月15日(2000.6.15)
代理人
発明者 本田 克久 / 大内 宗城 / 山下 正純
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ダイオキシン類を含む飛灰等の被処理物に分解剤を添加する分解剤添加工程と、前記被処理物に促進液を添加する促進液添加工程と、前記被処理物を混練する混練工程とからなることを特徴とする飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法。
【請求項2】 前記混練工程を水が蒸発する温度以下で行うことを特徴とする請求項1に記載の飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法。
【請求項3】 前記混練工程前にプレヒート工程を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法。
【請求項4】 前記混練工程終了後の被処理物を所定温度に保温することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法。
【請求項5】 前記混練工程において、重金属溶出防止剤を添加する重金属溶出防止剤添加工程を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ダイオキシン類(平成11年法律第105号「ダイオキシン類対策特別措置法」第2条に規定された「ダイオキシン類」のことであり、「ポリ塩化ジベンゾフラン,ポリ塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシン,コプラナ−ポリ塩化ビフェニル」を総称する表現として使用する。以下同じ)を含む飛灰等の被処理物の処理方法に関する。より詳細には、飛灰,焼却灰,廃油,スラッジ,汚泥,土壌等に含まれるダイオキシン類を効率よく処理する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】産業廃棄物や一般家庭ゴミ等を焼却処理した後の飛灰および焼却灰には、ダイオキシン類が含まれている。ここで、ダイオキシン類は、周知のとおり、皮膚や内臓障害を引き起こし、また催奇形性や発癌性があり、他に例をみない猛毒物質である。とくに、狭義のダイオキシンである2,3,7,8−四塩化ジベンゾ−パラ−ジオキシンは、人類が手に入れたもっとも毒性の高い物質の一つであると言われている。また、その他のダイオキシン類も人体に有害であり、そのうちでもポリ塩化ビフェニル(PCB)の毒性は問題とされているが、とりわけコプラナ−PCBは、PCBの中でもとくに毒性の強い平面構造を持ったものである。
【0003】近年、このような猛毒のダイオキシン類による汚染問題が種々指摘されている。とくに、ゴミの焼却によりダイオキシン類が生成する場合があることが発見され、さらに問題となっている。すなわち、ゴミ焼却場の運転条件によっては、ゴミの焼却によりダイオキシン類が生成し、生成したダイオキシン類がゴミ焼却場から排出される焼却灰に混入したり、ゴミ焼却場からの排ガスとして、煙突から排出されて、飛灰として焼却場周辺および大気を汚染する等の問題が発生している。さらに、飛灰や焼却灰等を堆積しておくと、飛灰等に含まてれる鉛やカドミウム等の有害重金属が溶出するという問題も内包している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物を処理する処理方法としては、溶融処理による処理方法が知られている。ところが、ゴミ焼却場からの飛灰等に混入しているダイオキシン類を前記溶融処理で処理する場合、大型の溶融炉を必要とする。そのため少ない処理量の場合、処理コストが高く経済的に使用が困難である。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、請求項1に記載の発明は、ダイオキシン類を含む飛灰等の被処理物に分解剤を添加する分解剤添加工程と、前記被処理物に促進液を添加する促進液添加工程と、前記被処理物を混練する混練工程とからなることを特徴としている。
【0006】請求項2に記載の発明は、前記混練工程を水が蒸発する温度以下でを行うことを特徴としている。
【0007】請求項3に記載の発明は、前記混練工程前にプレヒート工程を行うことを特徴としている。
【0008】請求項4に記載の発明は、前記混練工程終了後の被処理物を所定温度に保温することを特徴としている。
【0009】さらに、請求項5に記載の発明は、前記混練工程において、重金属溶出防止剤を添加する重金属溶出防止剤添加工程を行うことを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態について説明する。本発明者らは、飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物を簡単な方法で処理するために鋭意検討した結果、被処理物の性状やダイオキシン類の含有量に応じて、分解剤および促進液の添加量,温度等を自在に操作することができること、また装置を小型化にすることができ、処理現場でダイオキシン類を処理できることを見い出した。したがって、この発明は、飛灰等のダイオキシン類を含む被処理物の分解に好適である。この発明における被処理物の分解方法として、ダイオキシン類を含む飛灰等の被処理物に分解剤を添加する分解剤添加工程と、前記被処理物に促進液を添加する促進液添加工程と、前記被処理物を混練する混練工程といった各工程を行うことにより好適に適用できる。
【0011】まず、分解剤添加工程について説明する。この分解剤添加工程では、前記被処理物の性状やダイオキシン類の含有量に応じて、分解剤の添加量の制御を行い、効率的にダイオキシン類が分解するように調整している。ここで用いる分解剤としては、カルシウム金属,マグネシウム金属,酸化カルシウム,酸化マグネシウム等が挙げられるがとくに制限はなく、ダイオキシン類を分解可能な分解剤であれば適用できる。
【0012】つぎに、促進液添加工程について説明する。この促進液添加工程では、前記分解剤による分解反応の反応性を高めるために促進液の添加を行い、前記分解反応が効果的に行われるように添加量を調整している。ここで用いる促進液としては、アルカリ金属化合物の水溶液,過酸化水素水,洗剤水,1価もしくは多価アルコールの水溶液または有機キレート剤の水溶液等が用いられる。
【0013】また、前記分解剤添加工程と前記促進液添加工程は、どちらを先に行ってもよく、添加する順番は分解反応速度に影響しない。
【0014】つぎに、混練工程について説明する。この混錬工程では、前記被処理物を混練することにより、前記分解剤と前記被処理物の接触度合いを増加させることができる。このため、ダイオキシン類の分解反応速度を促進することができる。また、この混練工程では、混錬の温度を高くするほどダイオキシン類の分解が進むが、水が蒸発する温度以下で行わなければ、前記促進液中に含まれる水を蒸発させてしまい、前記促進液の添加によるダイオキシン類の分解促進効果を低下させてしてしまう。すなわち、水が蒸発する温度以上で行うと、前記促進液の構成要素である水の量を減少させてしまい、分解促進効果を低下させてしまう。逆に、水が蒸発する温度以下で、できるだけ温度を高くすると、ダイオキシン類を効果的に分解することができる。したがって、この混練工程は、水が蒸発する温度以下に加熱しながら行うことが効果的である。
【0015】また、前記促進液添加工程は、前記混練工程前に行ってもよいし、前記混練工程中に行ってもよい。
【0016】つぎに、プレヒート工程について説明する。このプレヒート工程は、前記混練工程における加熱操作を効率的に行うための工程である。具体的には、前記混練工程に入る前の前記被処理物,前記分解剤および前記促進液を予め個別に加熱し、加熱状態にあるこれらを混練することにより、前記混練工程における加熱操作を比較的簡単な装置でかつ効率的に行うことができる。
【0017】そして、前記プレヒート工程は、前記被処理物を貯留した時点において、前記被処理物を加熱することはもちろん、前記分解剤添加工程および前記促進液添加工程のどの工程で行ってもよい。また、前記被処理物の貯留時点および前記両工程を含めて連続的に加熱すると、より効果的である。この際、前記被処理物,前記分解剤および前記促進液を個別に直接加熱することが好ましい。
【0018】つぎに、前記被処理物を所定温度に保温しながら排出する工程について説明する。この工程では、前記混練工程後の前記被処理物に残存するダイオキシン類の分解を行うために行う。この保温手段としては、とくに制限がなく、保温することができる装置であれば、好適に用いることができる。この工程において保温された前記被処理物中のダイオキシン類はほとんど分解されており、前記被処理物を適宜な容器に貯留し、前記被処理物を冷却してブロック状または粒状に成形することで、道路路盤材,舗装用のブロックおよび建築資材等として再利用することができる。
【0019】さらに、重金属溶出防止剤添加工程について説明する。この重金属溶出防止剤添加工程では、前記被処理物中に含まれる鉛やカドミウム等の重金属の溶出を防止するために重金属溶出防止剤の添加を行い、重金属の溶出防止効果が効果的に行われるように、その添加量を調整している。ここで用いる重金属溶出防止剤としては、キレート剤等が用いられる。
【0020】そして、前記重金属溶出防止剤添加工程は、どの工程で行ってもよいが、前記促進液と前記重金属溶出防止剤とが同一の薬剤,たとえば有機キレート剤等を用いるときは、同時に添加することができるため、タンク等が省略できる。また、前記重金属溶出防止剤を前記混錬工程終了前に添加することにより、より効果的に重金属の溶出を防止することができる。
【0021】つぎに、この発明におけるダイオキシン類の分解方法に用いる装置について説明する。この装置としては、連続式とバッチ式の装置があり、まず連続式の装置について説明する。この連続式の装置は、前記各工程を行う機器を順番に配列し、ダイオキシン類を含む前記被処理物をスクリュー等の移送手段により下流側へ向けて、ゆっくり混合しながら移送することで、前記各工程を順々に効率良く行うことができるようにした装置である。これにより、ダイオキシン類を含む前記被処理物を連続して移送することがでる。すなわち、連続してダイオキシン類を分解処理することができる。
【0022】さらに、バッチ式の装置について説明する。このバッチ式の装置は、ダイオキシン類を含む前記被処理物を容器内に収容し、この容器を回転させることで混合を行いながら前記各工程を行う。また、この容器内にミキサー羽根を設けることで、混合効率を高めている。つまり、この容器内で前記各工程を行うことにより、装置の小型化を図ることができる。
【0023】
【実施例】つぎに、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明の第一実施例を概略的に示す説明図である。この実施例は、被処理物として飛灰を処理する場合について説明する。
【0024】図1において、この発明を実施するための処理装置は、基本的な構成として、被処理物としての飛灰の貯留槽1と、分解剤貯留槽2と、促進液貯留槽3と、混練装置4を備えている。
【0025】さて、前記貯留槽1は、バグフィルター(図示省略)で集めた飛灰を貯留するもので、飛灰をプレヒートする加熱手段(図示省略)と飛灰を定量吐出する吐出装置5を備えたものとして構成されている。ここにおける吐出装置5は、定速回転する移送スクリュー(図示省略)で構成されている。そして、前記貯留槽1の材質としては、とくに制限がなく、ステンレス製のものやテフロン(登録商標)コーティングしているものが好適に用いられる。これは、ダイオキシン類が前記貯留槽1の内壁に吸着しないようにするためである。また、前記貯留槽1は、その内部において貯留した飛灰を吐出するものであるから、飛灰が吐出しやすいような形状となるように設計されている。そして、前記貯留槽1から前記混練装置4へ飛灰を移送する飛灰移送ライン6は、プレヒートした飛灰の温度が低下しないように適宜な保温材(図示省略)で覆われている。さらに、前記貯留槽1についても、プレヒートした飛灰の温度が低下しないように、全体を適宜な保温材(図示省略)で覆うことも、実施に応じて好適である。
【0026】つぎに、前記分解剤貯留槽2は、飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解するために添加する分解剤を貯留するもので、分解剤をプレヒートする加熱手段(図示省略)と分解剤を定量吐出する分解剤定量吐出装置7を備えたものとして構成されている。ここにおける分解剤定量吐出装置7は、定速回転する移送スクリュー(図示省略)で構成されている。そして、前記分解剤貯留槽2は、その内部において貯留した分解剤を吐出するものであるから、分解剤が吐出しやすいような形状となるように設計されている。また、前記分解剤貯留槽2から前記混練装置4へ分解剤を移送する分解剤移送ライン8は、プレヒートした分解剤の温度が低下しないように適宜な保温材(図示省略)で覆われている。さらに、前記分解剤貯留槽2についても、プレヒートした分解剤の温度が低下しないように、全体を適宜な保温材(図示省略)で覆うことも、実施に応じて好適である。
【0027】つぎに、前記促進液貯留槽3は、飛灰中に含まれるダイオキシン類を分解するために添加する分解剤の反応性を高めるために添加する促進液を貯留するもので、促進液をプレヒートする加熱手段(図示省略)と促進液を定量吐出するポンプ9を備えたものとして構成されている。そして、前記促進液貯留槽3は、その内部において貯留した促進液を吐出するものであるから、促進液が吐出しやすいような形状となるように設計されている。また、前記促進液貯留槽3から前記混練装置4へ促進液を移送する促進液移送ライン10は、プレヒートした促進液の温度が低下しないように適宜な保温材(図示省略)で覆われている。さらに、前記促進液貯留槽3についても、プレヒートした促進液の温度が低下しないように、全体を適宜な保温材(図示省略)で覆うことも、実施に応じて好適である。
【0028】つぎに、前記混練装置4は、飛灰と分解剤と促進液とを混練するものとして構成されている。そして、前記混練装置4は、飛灰と分解剤と促進液を混練するものであるから、前記混練装置4の内部には、混合効率を高めるためにミキサー羽根(図示省略)を備えている。また、前記混練装置4としては、ボールミルが好適に用いられる。さらに、前記混練装置4は、前記混練装置4内を加熱するための加熱手段(図示省略)を備えている。この加熱手段としては、前記混練装置4内へ温風を送る手段が好適である。
【0029】また、前記混練装置4としては、他にもスクリューミキサー,ヘンシェルミキサーおよびロータリーミキサー等も実施に応じて好適である。
【0030】そして、前記混練装置4による混練をできるだけ高温で行うことにより、ダイオキシン類の分解を促進させることができるが、前記促進剤に含まれている水が蒸発してしまうと、前記促進剤のダイオキシン類の分解促進効果を低下させてしまう。そこで、水が蒸発する温度以下で行うことにより、前記促進液中に含まれる水を蒸発させることなく行うことができる。すなわち、前記促進液の構成要素である水の量を減少させずに混練を行うことができる。これにより、分解の促進液としての効果を維持することができる。
【0031】ここで、プレヒート工程について説明する。このプレヒート工程は、前記混練装置4における加熱手段の加熱操作を効率的に行うことができるようにするためであり、前記貯留槽1,前記分解剤貯留槽2および前記促進液貯留槽3にそれぞれ設けた加熱手段(いずれも図示省略)を作動させることにより、飛灰,前記分解剤および前記促進液をそれぞれ個別に予め加熱する。したがって、加熱状態にあるこれらを混合することにより、前記混練装置4の加熱手段をコンパクトなものとすることができるとともに、前記混練装置4における加熱操作の効率化を図ることができる。
【0032】そして、前記プレヒート工程は、前記各貯留槽1,2,3にそれぞれ設けた加熱手段を全部作動させることにより実行することが好ましいが、実施に応じて、適宜選択して作動させることができる。
【0033】また、前記プレヒート工程による加熱は、前記各加熱手段に限られるものではなく、たとえば前記各移送ライン6,8,10にそれぞれ備えた保温材に代えて、前記各移送ライン6,8,10に適宜な発熱体(いずれも図示省略)をそれぞれ巻き付け、この各発熱体を作動させることによる加熱も効果的である。
【0034】さらに、前記混練装置4の下流側には、混錬後の飛灰を所定温度に保温するための保温領域11が設けられている。混錬後の飛灰は、この保温領域11において所定時間放置されることにより、残存するダイオキシン類の分解がさらに行われる。その後、分解処理済の飛灰は、適宜な保温可能な運搬容器12へ移される。
【0035】以上のように、この第一実施例によれば、飛灰中に含まれるダイオキシン類を効果的に分解することができる。
【0036】つぎに、第二実施例を図2に基づいて説明する。図2において、図1と同一の符号は、図1の部材名と同一であり、その詳細な説明は省略する。
【0037】さて、この第二実施例は、前記混練工程の終了前に重金属溶出防止剤を添加する重金属溶出防止剤添加工程を行うものである。これは、重金属溶出防止剤を貯留する重金属溶出防止剤貯留槽13と、重金属溶出防止剤を定量吐出する吐出ポンプ14を備えたものとして構成されている。そして、前記混練工程終了前に重金属溶出防止剤を添加することにより、重金属溶出防止剤を効果的に働かせることができる。すなわち、前記重金属溶出防止剤の移送ライン15を前記混練装置4の下流側(図2において右側)に接続している。
【0038】また、前記促進液添加工程と前記重金属溶出防止剤添加工程とを同時に行うことも実施に応じて好適で、前記促進液と前記重金属溶出防止剤のどちらの効果も発揮する薬剤,たとえば有機キレート剤を用いることにより実施することができる。これにより、前記重金属溶出防止剤貯留槽13および前記吐出ポンプ14を省略することができる。
【0039】以上のように、この第二実施例によれば、飛灰中に含まれているダイオキシン類を分解するだけでなく、飛灰中に含まれている有害重金属の溶出を防止することができる。
【0040】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被処理物の性状やダイオキシン類の含有量に応じて、分解剤および促進液の添加量,温度等を自在に操作することができるとともに、装置を小型化にすることができ、処理現場でダイオキシン類を分解することができる。




 

 


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